采用LTE数据包交换实现语音传输功能和测试策略

么以语音邮件的方式转发该呼叫，要么不即时建立该呼叫。其优点显而易见：用户可以从GSM网络获得他们所期望的语音质量，且语音呼叫不使用LTE网络的任何功能。但是，该过程必须首先终止LTE中的已有信令连接，接下来在2G/3G网络内重新建立语音服务。

因此，其耗费时间需要多出数秒。此外，呼叫建立时正在进行的数据服务，通常无法与语音服务同时进行。回退至3G网络（UMTS或cdma2000?），通过切换至该网络，可以继续支持该数据服务。然而，因商用GSMUE尚未实现双传输模式（DTM，即允许并行传输数据和语音），该选项不适用于回退至2G网络(GSM)。图2为相关网络单元，和接收呼叫触发CSFB过程之前和之后的信令和数据呼叫。

图2　CSFB过程之前和之后的数据与信令信道

CSFB存在多种衍生。例如，对于带重定向的RRC重连接释放和PS切换就进行了不同处理。其中，普遍认为切换更加可靠。借助切换，UE可以接收专用信令，指出它应该切换到2G或3G系统中哪个小区。

对于RRC重连接释放，情况却有所不同。这种情况下，例如，UE可以自主地选择新的小区，此后UE将以相同方式穿透某个隧道。呼叫建立之前，必须进行测量，并对来自广播信道的相关访问信息进行解码。这就是呼叫建立期间产生额外延迟的主要原因。然而，在切换至2G/3G网络之前，可以通过LTE网络，将所有必须的访问信息传输至UE，可以提高基于RRC重连接释放的CSFB过程的速度。

图3描述了业界应用中将语音传输引入LTE网络的发展过程。CSFB被认为是即使漫游时，也可保证足够的语音质量的最低功能。然而，从中、长期看，引入基于IMS的VoLTE却更加有利。2011年2月，下一代移动网络(NGMN)行业协会为此提出一个建议。然而，如上所述，已经在商用LTE网络中实现了SV-LTE。

图3　LTE网络中引入语音的发展历程

5 实际网络运营中的语音

为了保证不同解决方案所设计的功能和性能，在网络内实际使用期间仍然具备可用性，必须在实验室内进行一系列测试。图4所示测试设置可用于测试功能。该例中的测试仪器为罗德与施瓦茨公司的RS?CMW500，它可以仿真测试所需要的所有移动网络功能。除了LTE之外，它还包括各种2代和3代移动无线电技术（含GSM，UMTS和cdma2000?）。

图4　用于检测各种LTE语音传输解决方案功能的测试设置

在测试CSFB时，可以重现回退至UMTS的完整过程。这种情况下，测试仪器首先建立一个至UE的LTE信令连接。此后，发起一个拨入呼叫，并命令UE回退至3G网络。UE在该测试仪器仿真的3G网络中建立信令和语音信道。测试仪器和UE在不同信令层（物理层、媒体访问控制（MAC）层、无线链路控制（RLC）层和无线资源控制（RRC）层等）所交换的全部信息均可完整地记录下来。因此，可以检验UE的功能是否正常，也可以检测并排除所有的实施错误。测试LTE语音传输(VoLTE)功能时，IMS功能则在另外一台PC机上实现。该PC机负责对测试仪器和测试流程进行控制。此时，相关过程（如SIP注册过程或者P-CSCF发现过程）的功能是否正确无误，也必须在UE中进行检验。对于IMS(IP)层，每一条报文均可记录并进行分析。这一点，与第2和第3层（MAC至RRC）协议的实现完全相同。

完成了UE功能测试之后，下一步需要评估语音质量。在LTE系统中，语音传输仅采用数据包交换实现。模拟语音信号经过数字化、填入数据包、通过LTE空中接口进行传输、在接收侧转换回模拟语音信号，接下来，输出至扬声器。

因此，语音质量不仅受到空中接口所采用的技术的影响，还受到所采用的语音编码解码器，以及麦克风和扬声器等的影响。整个传输链的评估，采用主观语音质量评估(PESQ)方法。PESQ基于参考信号进行评估，参考信号则源于各种语种大量的语音样本。RS?UPV为罗德与施瓦茨公司的产品，是完成该测试任务极佳的工具。它可以生成所需要的参考信号，并将其与接收到的语音信号进行比对。PESQ方法可以实现量化评估，其结果值的范围为-0.5（差）~4.5（极好）。

6 LTE，大势所趋

凭借在移动无线网络中的高效数据传输，LTE技术已经开创了该技术的成功一页。尽管LTE已经包含了语音传输所需技术，语音仍然通过2G和3G网络进行传输。尽管VoLTE的商业应用，可能在2012年或更晚才可以启动，具体视各种移动网络运营商的具体战略而定，但用于检验LTE语音的测试设备目前已经面市。