微信语音技术原理_微信语音电话是如何实现的?

贴出我之前的答案,一个原则。

[En]

Post my previous answer, a principle.

微信电话本上线了!对运营商的冲击有多大?这个问题先放一放。作为一个通信工程师,我想从技术的角度去分析一下两者区别?我的结论是:VoLTE完胜!

然而,技术并不一定是用来换取市场的,未来是什么?这仍然是个未知数。

[En]

However, technology is not necessarily in exchange for the market, what is the future? It’s still an unknown.

乍一看,两者没有什么区别。VoLTE就是无线语音技术的下一代,看起来很像无线连接的VoIP业务。一定程度上说,它就是的,将语音通过IP包来传输。但从技术上说,它又不完全是的。

首先,要了解一个区别是,VoLTE是基于IMS(IP 多媒体子系统)的语音业务,而不是基于传统的IP网络(比如因特网),构架于运营商的网络之上,这就意味着运营商能够为VoLTE提供更高级别的控制和管理。

而微信电话本,和其它OTT VoIP一样,是一种叠加式的依靠Internet来交付数据包的VoIP技术。问题在于,Internet交付数据包时秉持着一贯的”尽力而为”的态度:您所能做的只是将数据包送入云中,剩下的就只能靠祈祷了。

还有一个关键字是QoS(Quality-of-Service,服务质量)。QoS,这是通信业者最熟悉的一个关键词,多少年来无数通信人为之前仆后继。QoS描述了传输时延、可靠性和数据完整性。运营商为了提供更高水准的QoS,必须做好每一对端到端服务连接上的各个环节的控制和管理,这是基于Internet的OTT VoIP无法做到的。

那么,围绕这个QoS,通信工程师们在VoLTE VoIP上做了哪些改进?

VoLTE是GSMA定义的标准LTE语音解决方案,并制定了标准协议。在标准中,规定了VoLTE4大技术特征,这4大技术特征保障了VoLTE提供高标准的QoS:1.半持续调度(SPS) 2.TTI bundling 3.不连续接收 4.包头压缩RoHC

1 半持续调度(Semi-persistent scheduling )

和数据业务包不同,语音业务包的尺寸小,发送频繁。LTE发送数据包时,上下行链路都要分配物理资源块(PRB),这对于尺寸小且发送频繁的语音包来说就会消耗更多的无线资源。

为了解决这个问题,VoLTE引入了半持续调度。半持续调度是一个更加灵活的资源调度方式。比如,在语音对话中,每隔20ms发送一个语音包,在静默期没有语音数据传输, 只有背景噪声,就取消PRB资源分配。在上行方向,可以通过定义接收到多少个空数据包来确定取消资源分配;在下行方向,通过网络发送无线资源控制(RRC)消息来取消。

2 TTI(Transmission time interval)bundling

LTE每TTI时间内进行一次资源调度,为了减少时延,LTE中物理层调度的基本单位是1ms ,这也意味着HARQ每一秒钟要确认一次传输。然而在某些小区边缘,覆盖受限的情况下,UE由于受到其本身发射功率的限制,在1ms的时间间隔内,手机没有足够的时间去完成一个完整的语音包可靠传送。

解决的方案是将多个连续TTI捆绑在一起,无需每一个TTI都要等待HARQ反馈,一个VoIP数据包在绑定的连续的TTI发出,只需要在绑定的最后一次传输完成后才反馈HARQ。

3 不连续接收(DRX)

一直保持通话会很耗电。由于VoLTE流量是可以预知的(20ms数据包),UE不用随时监视物理控制信道,可以在通话中关闭UE接收直到语音包达到时才唤醒,这样可以达到省电的目的。

4 包头压缩RoHC(Robust header compression)

对于VoLTE来说,IP报头太大,严重浪费空口资源。

例如,一个合并RTP, UDP 和 IP报头有40-60 bytes那么大,经过14.4kpbs AMR-WB编码后,每20ms帧数据载荷大约50 bytes。而RoHC头压缩可以将之压缩到2-4 bytes,以便于在空口更高效传输。

从理论上讲,VoLTE得益于这些技术的采用,能够提供更高质量的语音服务。实际上,情况也是如此。

据Nokia Smart Labs测试结果,VoLTE比OTT VoIP省电40%,且更省流量。在相同的语音质量前提下,大多数的OTT VoIP 应用在通话过程中比VoLTE 多耗流量20%至40%。

关于两者的对比,我在《OTT反击战:VoLTE强在哪里?更省电,更省流量!》一文里有比较详细的描述。

另外,因为VoLTE的语音呼叫承载在GBR(所谓GBR,是指系统保证承载的最小比特速率,即使在网络资源紧张的情况下, 相应的比特速率也能够保持。相反的,Non-GBR指的是在网络拥挤的情况下,业务(或者承载)需要承受降低速率的要求,由于Non-GBR承载不需要占用固定的网络资源,因而可以长时间地建立。而GBR承载一般只是在需要时才建立。)上,即使在网络资源紧张的情况下,VoLTE也能提供始终如一的服务质量。

但是,OTT VoIP就没有那么幸运了。根据Nokia Smart Labs测试结果显示,在Non-GBR承载流量高的网络环境下,OTT VoIP的掉话率(Drop Call Rate)高达100%;在Non-GBR承载流量中等的网络环境下,OTT VoIP的掉话率可达65%,而VoLTE始终保持0%的掉话率。同样,随着网络负荷上升,OTT VoIP的语音质量明显下降,而VoLTE始终保持高质量的语音。

个人以为,这四大技术和IMS是VoLTE与微信电话本(或者其它OTT VOIP)的关键区别。可实际上,它们可没有我轻描淡写那么简单,因为QoS,因为标准,运营商部署VoLTE需要耗费大量人力、物力和财力,甚至有些运营商将此视为沉没成本。不仅如此,后期还要进行大量的测试和优化工作,以保障和提升QoS。

先不管运营商付出这么高的代价值不值得,对用户来说,这无疑是一件好事。因为正是以上这些VoLTE独有的技术特征,使得VoLTE能够提供一个真正的”运营商级”的服务体验。

比较OTT VoIP,VoLTE的优点很多,缺点也不少。部署复杂,缺乏灵活性,计费复杂,建设成本高,互联互通问题等等都是VoLTE面临的挑战。这使得VoLTE在价格竞争上毫无优势,如果说成本决定了商品的价格,如果一件商品的成本几乎为零,那么他们就可以肆无忌惮的和对手血拼到底,除非运营商真正拿出壮士断腕的决心。

对于运营商来说,这是必须采取的一步。

[En]

For operators, this is a step that must be taken.

一直以来,运营商在语音问题的处理上都是用的技术比较落后,今天终于尝到了苦果。面对今天来自互联网巨头的挑战,运营商唯一能做的就是迎头赶上。一旦失去了这块蛋糕,他们就失去了将品牌推到前端的机会,逐渐成为流量的“管道供应商”。不仅失去了品牌影响力,还逐渐被用户边缘化。没有人关心自来水是哪家公司提供的。这家自来水公司从来没有任何品牌!

[En]

For a long time, operators have been using “backward” technology to deal with voice problems, and today they have finally tasted the bitter fruit. In the face of today’s challenges from Internet giants, the only thing operators can do is to catch up. Once they lose this cake, they will lose the opportunity to push the brand to the front end and gradually become a “pipeline provider” of traffic. not only lose brand influence, but also gradually be marginalized by users. No one cares which company provides the tap water. This water company has never had any brand!

Original: https://blog.csdn.net/weixin_39925350/article/details/111928525
Author: weixin_39925350
Title: 微信语音技术原理_微信语音电话是如何实现的?

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