nr信道编码技术（VoNR信令及编码方式介绍）

随着5G网络覆盖能力逐步提升，特别是700M和2.1G的规模建设，VoNR势必会进行部署。基站侧打开支持VoNR开关后，NR网络内的UE和IMS间将建立基于IP传输网络的语音专用承载，即NR用户可以直接基于NR网络进行语音业务。主叫UE（Calling UE）和被叫UE（Called UE）之间语音承载的建立和释放流程如图1所示。

具体流程为：

1. 主叫UE发起呼叫后，主叫UE和gNodeB之间建立RRC连接。

2. 5GC建立主叫UE的用于承载SIP（Session Initiation Protocol）信令的QoS Flow（5QI=5），gNodeB建立相应的DRB（data radio bearer）承载。

3. 被叫UE和gNodeB之间建立RRC连接。

4. 5GC建立被叫UE的用于承载SIP信令的QoS Flow（5QI=5），gNodeB建立相应的DRB承载。

5. 主被叫UE和IMS进行语音业务的SIP会话协商，如编码方式、IP地址、端口号和主被叫相关信息等。

6. SIP会话协商成功后，5GC建立主叫UE的用于承载RTP（Real-Time Transport Protocol）和RTCP（Real-Time Transport Control Protocol）数据流的QoS Flow（5QI=1），gNodeB建立相应的DRB承载。

7. 5GC建立被叫UE的用于承载RTP和RTCP数据流的QoS Flow（5QI=1），gNodeB建立相应的DRB承载。

8. 呼叫结束后，主被叫UE释放各自的QoS Flow（5QI=1），gNodeB释放各自相应的DRB承载。5QI=5为默认承载，建立后仅当UE进入空闲态时才会被释放。

在呼叫过程中，如果UE进入弱覆盖区域，则优先尝试切换到覆盖较好的NR邻区，如果没有满足要求的目标NR邻区，则再尝试切换到覆盖较好的LTE邻区。

VoNR基本功能还支持运营商级VoNR、紧急呼叫、黑名单、EVS（enhanced voice services）语音编解码、基于MAC CE（Media Access Control control element）的调速、上行RB预留和ROHC（robust header compression）语音包头压缩功能。

紧急呼叫是指：在反恐、医疗紧急救助、火灾和自然灾害救援等紧急情况下，用户与紧急呼叫中心（IMS上负责紧急呼叫的功能模块）之间的语音业务。通过紧急呼叫业务，用户可以获得紧急情况下的相应帮助。

发起紧急呼叫的用户分为普通用户和受限用户：

• 普通用户：正常的签约用户，用户有SIM（subscriber identity module）卡且SIM卡鉴权成功，能够正常进行语音业务。
• 受限用户：分为普通受限用户、SIM卡鉴权失败的受限用户和无SIM卡的受限用户。

1. 普通受限用户：用户有SIM卡且SIM卡鉴权成功，但是由于某种原因呼叫受限（比如暂时欠费或者暂时不在归属运营商的覆盖区域），使用IMSI（international mobile subscriber identity）进行紧急呼叫。

2. SIM卡鉴权失败的受限用户：用户有SIM卡但SIM卡鉴权失败，使用IMEI（international mobile equipment identity）进行紧急呼叫。

3. 无SIM卡的受限用户：用户没有SIM卡，使用IMEI进行紧急呼叫。

普通用户和普通受限用户的紧急呼叫功能由VoNR基本功能控制，紧急呼叫流程和普通呼叫流程相同；SIM卡鉴权失败和无SIM卡的受限用户的紧急呼叫功能还需要通过紧急呼叫开关（一般在网管上进行配置）来控制，相应的紧急呼叫流程如图2所示。

VoNR采用EVS作为语音编解码。EVS与其他常用语音编码方式（如AMR-WB（adaptive multirate wideband））相比，可以提供更高的语音质量。

EVS包括EVS-NB（EVS narrowband）、EVS-WB（EVS wideband）、EVS-SWB（EVS super wideband）、EVS-FB（EVS fullband）和AMR-WB I/O（AMR-WB input/output）五种编码方式，各编码方式支持的编码速率如表1所示。具体采用哪种EVS编码速率由UE与IMS之间通过SIP信令进行协商。

当呼叫的一方或双方的UE能力不支持EVS编解码时，如果能够支持AMR编解码，也可以使用VoNR功能。EVS语音编解码的业务模型如图3所示。

语音业务存在两个状态：

• 通话期（talk spurt）：指终端上行链路发送语音帧或下行链路接收语音帧的时期。语音帧的发送周期为20ms，语音帧大小取决于当前采用的编码速率。
• ​静默期（silent period）：指终端上行链路发送SID（silence insertion descriptor）帧或下行链路上接收到SID帧的时期。SID帧的发送周期为160ms，SID帧长度是64bits。

MAC CE调速功能支持gNodeB根据上行空口能力，通过MAC CE向UE提供推荐速率信息；同时支持UE在空口能力提升时向gNodeB查询推荐速率。以配合UE实现语音速率调整功能。本功能包含语音降速和语音提速两个方面：

1. 当gNodeB检测到UE的空口速率低于门限64kbit/s时，根据检测结果通过MAC CE主动通知UE推荐的空口速率为40kbit/s，UE根据推荐的空口速率进一步协助其判断是否要降低语音编码速率；当gNodeB检测到UE的空口速率高于门限时，根据检测结果通过MAC CE主动通知UE推荐的空口速率为72kbit/s，UE根据推荐的空口速率进一步协助其判断是否要提升语音编码速率。

2. 当UE上行空口能力提升时，UE通过MAC CE通知gNodeB查询推荐速率。此时，gNodeB先检测UE的空口速率，当检测到UE的空口速率高于门限64kbit/s时，通过MAC CE通知UE推荐的速率调整为72kbit/s，UE根据推荐的空口速率进一步协助其判断是否要提升语音编码速率。