5G网络是怎样支持语音业务的？
2020，是中国5g建设的关键年。华为预计到今年底，中国5g站点数将达到80万，用户数超过2亿，两者比例均占全球70%以上。
从去年底开始，5g手机已开始登上市场舞台。今年新发布的手机，更是基本上都支持5g。10月份，随着苹果iphone 12的发布，将5g之火烧得更旺。
与此同时，三大移动运营商对5g套餐的推广也是不遗余力，5g套餐宣传的卖点，自然都是流量多，速度快，价格“优”。至于套餐含多少分钟的语音，则早已隐藏在不起眼的角落，也几乎无人问津。
本期，蜉蝣君就来聊聊在5g网络下如何打电话的那些事儿。
1
语音业务是第一优先级
打电话，是每个人最原始的需求，也是移动通信业界最初的目标。就像必须保证充足供应的水和电一样，语音业务宣传起来确实没有什么亮点。
并且，打电话用的网络到底用的是5g，还是4g，甚至3g或者2g，也少人关注。能打电话就行，管它是几g呢！
何况，微信能语音能视频，花的流量也不多，用着不香吗？
香是香，但以微信为代表的各种ott（over the top）语音虽然可用，其地位和语音业务完全不可比。
运营商的语音业务，作为最基础的通信服务，拥有最高的优先级。在关键的时刻，它甚至是我们唯一的救命稻草。
当你拨打微信语音，对方持续占线时，不需要着急，因为这个过程探明了一个事实：此时此刻，对方的手机就拿在手中。然后直接拨打她/他的电话号码，一定能听到熟悉的回铃音，她/他的微信连接也将被掐断，陷入接不接电话的二元选择。
在信号不好的时候，上网龟速，微信语音卡成狗，视频根本无法接通。但是，电话肯定是可以打通的，虽然音质可能不好，但可以满足基本需求。这就是基础服务保障的承诺。
甚至，当遇到紧急情况时，不管你的手机有没有信号，甚至连sim卡都没插，照样能打通紧急呼叫电话。这就是无线网络运营商都要承担的社会责任。
这一切都的原因如前所述，语音业务是最基础的服务，拥有无可辩驳的最高优先级，不但运营商全力保证网络畅通，并且在手机上的其他应用也都得给它让路。
所以，5g网络必须支持语音业务。
2
5g网络怎样支持语音业务？
5g网络怎样支持语音的呢？最根本的方式是：自己动手，丰衣足食。直接自己就支持vonr（voice over new radio），不看4g甚至3g和2g的脸色。
5g的网络架构其实承袭自4g，只支持分组交换，不支持电路交换，也就是说自身的5gc核心网是没法支撑语音业务的，必须依赖于一个叫做ims的系统。
ims又叫ip多媒体子系统，可以在分组交换网络下实现语音业务。5g的无线接入部分叫做nr（new radio），跟ims结合之后，独立打电话的问题完美解决。因此基于5g的语音业务就叫做vonr (voice over nr)。
这一点跟4g如出一辙，4g在ims支持下的语音业务就叫volte（voice over lte）。volte目前已经在国内广泛支持。
如果5g不支持vonr，那就只能靠4g的volte，甚至3g和2g支持的电路交换域语音业务进行兜底了。
根据网络部署模式，5g可分为nsa（非独立组网）和sa（独立组网）两类。再根据5g是否支持vonr，以及4g是否支持volte，分为以下多种方案。
2.1nsa下的语音业务：
在nsa下，5g网络被称作辅节点，作为4g的流量补充，并不直接参与语音业务，所有语音功能完全由4g完成，因此5g就都不支持vonr。
如果4g支持volte功能，则直接进行语音，覆盖不好的时候通过srvcc（single radio voice call continuity，单无线语音呼叫连续性）切换到3g或者2g。
如果4g不支持volte，在拨打电话的时候就会直接回落到3g或者2g（这个功能称作cs fallback，电路交换回落）。
2.2sa下的语音业务：
在sa模式下，5g语音方案比较复杂，有四种场景。总体思路是，5g网络优先使用vonr，如不支持，则回落到到4g的volte，最后由3g或者2g进行兜底。
场景1：5g网络支持语音功能（vonr），则可直接在5g上接通电话，然后在5g信号不好的时候切换到4g的volte。如果用户跑到了4g覆盖不好的地方，还可以通过srvcc切换到3g或者2g。
场景2：5g网络支持vonr，则可直接在5g上接通电话，在5g信号不好的时候发现4g信号也不好，直接由5g通过srvcc把电话切换到3g。
5g到3g的srvcc刚刚在3gpp r16版本中标准化，目前还没有手机支持。
既然从5g能切换到3g，未来也会支持切到2g吧？实际上没有那个必要，因为一般情况下3g已经覆盖够好，足够用来兜底了，再说2g也没几年就要退网了，不值得再花钱投资。
场景3：5g网络不支持vonr，则在打电话的时候先通过epsfb（eps fallback）来回落到4g的volte，在4g覆盖不好的时候再通过srvcc切换到3g或者2g。
场景4：5g网络不支持vonr，则在打电话的时候先通过epsfb来回落到4g，结果很不幸，4g也不支持volte，只能再次通过csfb回落到3g或者2g来打电话了。
可以看出，在这几个场景中，手机打着打着电话，很可能从5g跑到了4g，甚至还很可能从4g再跑到3g或者2g。就打完电话之后，还要继续留在4g，甚至3g或者2g吗？
由俭入奢易，由奢入俭难。习惯了5g/4g的高速率，对于3g和2g的龟速是不可接受的，因此需要尽快让手机返回能力最强的网络，这个过程就叫做快速返回。
3
5g vonr有什么优势？
同样是基于ims的语音业务，vonr和volte相比到底有什么优势呢？
首先，当手机驻扎在5g小区时，使用vonr简单直接，否则还要经过eps fallback回落到4g，信令流程增加了，时延也必然增加，影响用户体验。
然后，vonr下强制支持一种新的语音编解码方案，可以有效提升语音通话的音质到hifi的级别，这就是evs（enhanced voice services），也叫超高分辨率语音（super hd voice）。
其实evs早在3gpp r12版本就已经定义了，彼时还是lte的发展正如日中天，但由于大家对语音质量都不够重视，一直少有手机支持。这一拖，就到了5g时代。
evs是怎么提升音质的呢？
声音是由振动产生的，在空气中传播就形成了声波。但人的耳朵只能听到有限一段频率内的声波，范围是20hz到20000hz。
人的声带能发出的频率范围要更窄一些，为85hz到1100hz。
在以前的语音编解码方案中，只包含了人的听觉频率范围中的一小段，有些甚至连人的发声带宽都没有完全编码。
比如最早的标准语音编码的频率范围是300hz到3400hz，而人的发声频率范围是85hz到1100hz，也就是说，从85hz到300hz这一段的声音根本就没有被传输。
这种窄带编码导致了音色的损失。最直观的感受是，在打电话时，虽然对方说的语句是能辨认的，含义也能听明白，但却经常分辨不出谁在说话，像被变声了一样。
evs直接实现了人的听觉范围全带宽的编码，除了人的声音之外，连背景里汪星人和喵星人的叫声也真真切切，可媲美cd的音质。
5g语音，虽然不被重视，但却默默做到了最好。
原文标题：5g网络下 怎么打电话？
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打电话，是每个人最原始的需求，也是移动通信业界最初的目标。就像必须保证充足供应的水和电一样，语音业务宣传起来确实没有什么亮点。
并且，打电话用的网络到底用的是5g，还是4g，甚至3g或者2g，也少人关注。能打电话就行，管它是几g呢！
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运营商的语音业务，作为最基础的通信服务，拥有最高的优先级。在关键的时刻，它甚至是我们唯一的救命稻草。
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在信号不好的时候，上网龟速，微信语音卡成狗，视频根本无法接通。但是，电话肯定是可以打通的，虽然音质可能不好，但可以满足基本需求。这就是基础服务保障的承诺。
甚至，当遇到紧急情况时，不管你的手机有没有信号，甚至连sim卡都没插，照样能打通紧急呼叫电话。这就是无线网络运营商都要承担的社会责任。
这一切都的原因如前所述，语音业务是最基础的服务，拥有无可辩驳的最高优先级，不但运营商全力保证网络畅通，并且在手机上的其他应用也都得给它让路。
所以，5g网络必须支持语音业务。
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5g网络怎样支持语音业务？
5g网络怎样支持语音的呢？最根本的方式是：自己动手，丰衣足食。直接自己就支持vonr（voice over new radio），不看4g甚至3g和2g的脸色。
5g的网络架构其实承袭自4g，只支持分组交换，不支持电路交换，也就是说自身的5gc核心网是没法支撑语音业务的，必须依赖于一个叫做ims的系统。
ims又叫ip多媒体子系统，可以在分组交换网络下实现语音业务。5g的无线接入部分叫做nr（new radio），跟ims结合之后，独立打电话的问题完美解决。因此基于5g的语音业务就叫做vonr (voice over nr)。
这一点跟4g如出一辙，4g在ims支持下的语音业务就叫volte（voice over lte）。volte目前已经在国内广泛支持。
如果5g不支持vonr，那就只能靠4g的volte，甚至3g和2g支持的电路交换域语音业务进行兜底了。
根据网络部署模式，5g可分为nsa（非独立组网）和sa（独立组网）两类。再根据5g是否支持vonr，以及4g是否支持volte，分为以下多种方案。
2.1nsa下的语音业务：
在nsa下，5g网络被称作辅节点，作为4g的流量补充，并不直接参与语音业务，所有语音功能完全由4g完成，因此5g就都不支持vonr。
如果4g支持volte功能，则直接进行语音，覆盖不好的时候通过srvcc（single radio voice call continuity，单无线语音呼叫连续性）切换到3g或者2g。
如果4g不支持volte，在拨打电话的时候就会直接回落到3g或者2g（这个功能称作cs fallback，电路交换回落）。
2.2sa下的语音业务：
在sa模式下，5g语音方案比较复杂，有四种场景。总体思路是，5g网络优先使用vonr，如不支持，则回落到到4g的volte，最后由3g或者2g进行兜底。
场景1：5g网络支持语音功能（vonr），则可直接在5g上接通电话，然后在5g信号不好的时候切换到4g的volte。如果用户跑到了4g覆盖不好的地方，还可以通过srvcc切换到3g或者2g。
场景2：5g网络支持vonr，则可直接在5g上接通电话，在5g信号不好的时候发现4g信号也不好，直接由5g通过srvcc把电话切换到3g。
5g到3g的srvcc刚刚在3gpp r16版本中标准化，目前还没有手机支持。
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场景3：5g网络不支持vonr，则在打电话的时候先通过epsfb（eps fallback）来回落到4g的volte，在4g覆盖不好的时候再通过srvcc切换到3g或者2g。
场景4：5g网络不支持vonr，则在打电话的时候先通过epsfb来回落到4g，结果很不幸，4g也不支持volte，只能再次通过csfb回落到3g或者2g来打电话了。
可以看出，在这几个场景中，手机打着打着电话，很可能从5g跑到了4g，甚至还很可能从4g再跑到3g或者2g。就打完电话之后，还要继续留在4g，甚至3g或者2g吗？
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