一文了解5G新通話技術(shù)演進與業(yè)務(wù)模型

1.5G新通話簡介

5G新通話，也被稱為VoNR+，是基于R16及后續(xù)協(xié)議產(chǎn)生的一種增強型語音通話業(yè)務(wù)。

它在IMS網(wǎng)絡(luò)里新增數(shù)據(jù)通道（Data Channel），承載通話時的文本、圖片、涂鴉、菜單等信息。它能在傳統(tǒng)話音業(yè)務(wù)基礎(chǔ)上提供更多服務(wù)，例如屏幕分享、智能翻譯、內(nèi)容分享、趣味通話等。這些功能可以給用戶帶來更有趣、更多樣化的通話體驗，也有利于運營商提升基礎(chǔ)業(yè)務(wù)商業(yè)價值。

本文從技術(shù)演進和業(yè)務(wù)模型兩個維度對5G新通話進行介紹，以便讀者對這項新業(yè)務(wù)有基本了解。

2.技術(shù)演進

網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)變更

引入5G新通話后，整體通信架構(gòu)如下圖所示。

IMS網(wǎng)絡(luò)新引入的網(wǎng)元名稱及其基本作用參考下表。

承載變更

開通5G新通話后，IMS PDU Session除了傳統(tǒng)的IMS信令、音視頻流，會新增Data channel，如下圖所示。

IMS PDU Session會新增1-2個Qos flow，對應(yīng)的在空口新增1-2個DRB。

5QI=9的Qos flow是必選的，用于承載新通話的Bootstrap DC和Application DC。

5QI=71-74&76是可選的，用于承載對誤包、時延有特殊要求的Application DC。

這里會引入兩個專用名詞：Bootstrap DC和Application DC

Bootstrap DC, 簡稱為BDC, 用于通話過程中加載小程序列表，下載具體的小程序。

在5G新通話建立過程中，會首先下載小程序列表(如下圖所示)和Autoload屬性小程序，通話建立后用戶點擊業(yè)務(wù)圖標(biāo)后會觸發(fā)非Autoload屬性小程序下載，這些都是通過BDC承載。

Application DC，簡稱為ADC，小程序下載后，UE和IMS網(wǎng)絡(luò)會通過SIP信令配置ADC通道，用于承載小程序相關(guān)業(yè)務(wù)。具體承載內(nèi)容會根據(jù)業(yè)務(wù)特征不同有所差異，詳見業(yè)務(wù)模型部分分析。

ADC一般使用5QI=9，如果對丟包率和時延有特別要求，終端小程序可以通過sip信令攜帶a=3gpp-qos-hint字段表征，IMS網(wǎng)絡(luò)會觸發(fā)5QI=71-74&76的建立。

SIP信令變更

5G新通話呼叫信令流程如下所示。

紅色字體代表針對5G新通話，SIP信令攜帶的SDP有關(guān)于媒體描述的新增字段。

在發(fā)送/收到183 Session progress后，被叫/主叫和SBC完成BDC協(xié)商，就會觸發(fā)BDC建立，通話界面自動加載小程序列表并下載autoload屬性小程序。

在通話建立后，用戶點擊小程序，觸發(fā)re-invite流程，完成ADC建立。

用戶面協(xié)議棧變更

ADC和BDC的協(xié)議棧節(jié)點分別位于UE側(cè)和IMS網(wǎng)絡(luò)的VoNR+媒體面，使用的協(xié)議棧是UDP/DTLS/SCTP，具體架構(gòu)如下。

傳輸層使用的是UDP協(xié)議。

DTLS全稱是Datagram Transport Layer Security，用于UDP場景下的安全加密。

SCTP并不是通常理解的傳輸層協(xié)議，而是基于DLTS的改良剪切版應(yīng)用層協(xié)議，可根據(jù)實際需要，使用有序或無序方式傳輸數(shù)據(jù)塊。

3.業(yè)務(wù)模型介紹

小程序下載業(yè)務(wù)模型

小程序下載是通過BDC信道完成的，詳細流程如下圖所示。

智能翻譯原理與業(yè)務(wù)模型

智能翻譯，目前包括如下兩種場景：

語音轉(zhuǎn)寫，在通話過程，基于語音識別技術(shù)，自動識別對方的說話內(nèi)容，并以文字形式展現(xiàn)在屏幕上。

實時翻譯，在語音轉(zhuǎn)寫的基礎(chǔ)上，基于機器翻譯技術(shù)，5G新通話還可以對文字內(nèi)容進行翻譯。

智能翻譯是單邊流程，在IMS側(cè)復(fù)制對端語音流，媒體能力平臺在語音識別后做轉(zhuǎn)寫/翻譯處理，通過ADC通道發(fā)給用戶。

基本流程如下圖所示。

屏幕分享原理與業(yè)務(wù)模型

屏幕分享是指在通話過程中，分享方可以分享自己的屏幕內(nèi)容。雙方均可以在屏幕上做標(biāo)記，顯示給對方。

屏幕分享的原理是在分享側(cè)是直接將屏幕流和分享側(cè)的標(biāo)記疊加在一起，通過5QI=2視頻流發(fā)給對端。對端也可以做標(biāo)記，坐標(biāo)信息通過ADC通道發(fā)給分享方，分享方再把坐標(biāo)信息合成到屏幕流里，一起發(fā)給對端。

基本流程如下圖所示。

內(nèi)容分享原理與業(yè)務(wù)模型

內(nèi)容分享：可分享文件、圖片、聯(lián)系人名片等給對端，功能和微信基本類似。

內(nèi)容分享有兩個ADC，一個是用于傳輸控制信息，另一個是用于傳輸共享數(shù)據(jù)。

以下是內(nèi)容分享的基本流程。

4.總結(jié)

本文對5G新通話技術(shù)演進在網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、PDU Session承載、SIP信令變更、協(xié)議棧方案做了基本介紹。針對新引入業(yè)務(wù)，介紹了其基本原理、用戶面和控制面相關(guān)流程。

5G新通話商用是一個必然趨勢，希望通過本文的介紹，讓各位讀者對新通話有一個整體了解。

Q & A

Q: VOLTE是否支持5G新通話？

A: 支持。

Q: VoNR是否支持5G新通話？

A: 支持，但業(yè)務(wù)受限，只有智能翻譯、內(nèi)容分享等個別業(yè)務(wù)。涉及到視頻處理的業(yè)務(wù)無法使用。

Q: 是否可以只有一方開通新通話業(yè)務(wù)？A: 大部分業(yè)務(wù)是可以的，此時會進入單邊處理流程。對端不支持就沒有ADC通道，畫面由本端或者IMS網(wǎng)絡(luò)做渲染處理。Q: 手機支持，卡不支持新通話業(yè)務(wù)的信令流程是什么樣子的？A: 如果是做主叫，Invite會觸發(fā)IMS 5QI=9的Qos flow和DRB建立，Invite攜帶新通話媒體流相關(guān)描述，但IMS網(wǎng)絡(luò)在183回復(fù)不支持該業(yè)務(wù), Qos flow和DRB會被釋放。如果是做被叫，IMS網(wǎng)絡(luò)攜帶的invite SDP沒有新通話相關(guān)媒體流描述，不會建立IMS 5QI=9的承載。