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[资料] VoLTE基础理论+关键技术+LTE技术原理

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发表于 2021-7-3 15:00:25 | 显示全部楼层 |阅读模式 来自 广东省深圳市
一、LTE语音相关
1.基础概念
CS语音:在2G/3G网络中,语音一般由电路域交换(Circuit Switch,CS)系统提供,因此我们一般也称之为CS语音。
IMS语音:当IP多媒体子系统(IP Multi-media Subsystem,IMS)出现后,我们将IMS提供的语音业务称之为IMS语音,一般也可以称之为PS(分组域交换,Packet Switch)语音,这是因为IMS需要通过分组域交换网络提供的IP通道与用户终端进行交互。一般认为,IMS语音是LTE/EPS阶段提供的标准语音服务方案。
全IP网络:随着IP技术的发展,电信网络逐渐废弃了传统七号信令网络,而全面转向全IP网络,以第三代伙伴项目(3GPP,3rdGeneration Partnership Project)组织为例,LTE将采用全IP化核心网,抛弃了当前2G/3G系统中的电路交换域,而将分组交换域进行研究,从而定义了全IP的长期演进/演进分组系统网络LTE/EPS(Long Term Evolution/Evolved PacketSystem[1])。因此在LTE/EPS网络中CS语音将不可用。
由于语音业务对时延的要求比较高,在目前的3G及其以前的系统中,都通过电路域承载。利用专用资源。语音业务通过IP承载已经成为发展趋势。在LTE(Long Term Evolution)系统中,只存在分组域,语音业务通过VoIP(Voice over Internet Protocol)承载。

2.LTE语音实现方案
LTE将采用全IP化核心网,从而带来对传统电路域语音业务承载的变革。
1.CS回退(CS FallBack)技术。使用CS回退技术可把语音业务从LTE网络转移到传统的2G或3G网络,通过传统的电路域进行语音承载。
缺点:CS回退过程中将发生inter-RAT小区选择或切换,因此带来较大的呼叫建立延迟,且CS回退要求2G/3G网络与E-UTRAN网络重叠覆盖,没有传统2G/3G网络的新兴运营商无法采用此方案。
2.SR-VCC方案。一般认为,IMS语音是LTE/EPS阶段提供的标准语音服务方案,但是基于IMS的VoIP技术只支持在存在分组域的网络发起语音业务,无法保证用户从E-UTRAN移动到GERAN/UTRAN/CDMA2000 1X网络后的语音连续性。为此3GPP提出了基于IMS的SR-VCC方案,此方案支持将分组域的语音业务切换到电路域,但需要运营商部署IMS系统。
3.oLGA方案。考虑利用LTE接入网络,以数据包方式封装语音数据并透明传输到CS域的MSC服务器,从而实现在即使不存在UTRAN/GERAN/cdma2000 1X等传统接入网络的情况下,利用E-UTRAN接入网和传统的CS域核心网来提供CS语音业务。此方案需在网络侧增加VoLGA接入网络控制器(VANC)来实现语音业务管理。

3.VoIP的基本传输过程
传统的电话网是以电路交换方式传输语音,所要求的传输宽带为64kbit/s.而所谓的VoIP是以IP分组交换网络为传输平台,对模拟的语音信号进行压缩、打包等一系列的特殊处理,使之可以采用无连接的UDP协议进行传输。为了在一个IP网络上传输语音信号,要求几个元素和功能。最简单形式的网络由两个或多个具有VoIP功能的设备组成,这一设备通过一个IP网络连接。VoIP模型的基本结构图如图下图所示。从图中可以发现VoIP设备是如何把语音信号转换为IP数据流,并把这些数据流转发到IP目的地,IP目的地又把它们转换回到语音信号。两者之音的网络必须支持IP传输,且可以是IP路由器和网络链路的任意组合。因此可以简单地将VoIP的传输过程分为下列几个阶段。
1、语音-数据转换语音信号是模拟波形,通过IP方式来传输语音,不管是实时应用业务还是非实时应用业务,首先要对语音信号进行模拟数据转换,也就是对模拟语音信号进行8位或6位的量化,然后送入到缓冲存储区中,缓冲器的大小可以根据延迟和编码的要求选择。许多低比特率的编码器是采取以帧为单位进行编码。典型帧长为10~30ms.考虑传输过程中的代价,语音包通常由60、120或240ms的语音数据组成。数字化可以使用各种语音编码方案来实现,目前采用的语音编码标准主要有ITU-TG.711.源和目的地的语音编码器必须实现相同的算法,这样目的地的语音设备帮可以还原模拟语音信号。
2、原数据到IP转换一旦语音信号进行数字编码,下一步就是对语音包以特定的帧长进行压缩编码。大部份的编码器都有特定的帧长,若一个编码器使用15ms的帧,则把从第一来的60ms的包分成4帧,并按顺序进行编码。每个帧合120个语音样点(抽样率为8kHz)。编码后,将4个压缩的帧合成一个压缩的语音包送入网络处理器。网络处理器为语音添加包头、时标和其它信息后通过网络传送到另一端点。语音网络简单地建立通信端点之间的物理连接(一条线路),并在端点之间传输编码的信号。IP网络不像电路交换网络,它不形成连接,它要求把数据放在可变长的数据报或分组中,然后给每个数据报附带寻址和控制信息,并通过网络发送,一站一站地转发到目的地。
3、传送在这个通道中,全部网络被看成一个从输入端接收语音包,然后在一定时间(t)内将其传送到网络输出端。t可以在某全范围内变化,反映了网络传输中的抖动。网络中的同间节点检查每个IP数据附带的寻址信息,并使用这个信息把该数据报转发到目的地路径上的下一站。网络链路可以是支持IP数据流的任何拓结构或访问方法。

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发表于 2022-10-24 15:45:53 | 显示全部楼层 来自 广东省深圳市宝安区
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