一文了解5G新通話技術演進與業(yè)務模型

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)議產生的一種增強型語音通話業(yè)務。

它在IMS網絡里新增數(shù)據通道（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)務基礎上提供更多服務，例如屏幕分享、智能翻譯、內容分享、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業(yè)務商業(yè)價值。

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

2.技術演進

網絡架構變更

引入5G新通話后，整體通信架構如下圖所示。

IMS網絡新引入的網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)務圖標后會觸發(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網絡會通過SIP信令配置ADC通道，用于承載小程序相關業(yè)務。具體承載內容會根據業(yè)務特征不同有所差異，詳見業(yè)務模型部分分析。

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網絡會觸發(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側和IMS網絡的VoNR+媒體面，使用的協(xié)議棧是UDP/DTLS/SCTP，具體架構如下。

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的改良剪切版應用層協(xié)議，可根據實際需要，使用有序或無序方式傳輸數(shù)據塊。

3.業(yè)務模型介紹

小程序下載業(yè)務模型

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)務模型

智能翻譯，目前包括如下兩種場景：

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

實時翻譯，在語音轉寫的基礎上，基于機器翻譯技術，5G新通話還可以對文字內容進行翻譯。

智能翻譯是單邊流程，在IMS側復制對端語音流，媒體能力平臺在語音識別后做轉寫/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容。雙方均可以在屏幕上做標記，顯示給對方。

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

內容分享原理與業(yè)務模型

內容分享：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。

以下是內容分享的基本流程。

4.總結

本文對5G新通話技術演進在網絡架構、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，介紹了其基本原理、用戶面和控制面相關流程。

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)務受限，只有智能翻譯、內容分享等個別業(yè)務。涉及到視頻處理的業(yè)務無法使用。

Q: 是否可以只有一方開通新通話業(yè)務？A: 大部分業(yè)務是可以的，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網絡做渲染處理。Q: 手機支持，卡不支持新通話業(yè)務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描述，但IMS網絡在183回復不支持該業(yè)務, Qos flow和DRB會被釋放。如果是做被叫，IMS網絡攜帶的invite SDP沒有新通話相關媒體流描述，不會建立IMS 5QI=9的承載。