5G VoNR+在IoT通信領(lǐng)域的落地方案解析

這期我們將聚焦5G VoNR+關(guān)鍵技術(shù)，并針對(duì)5G VoNR+相關(guān)業(yè)務(wù)在IoT通信領(lǐng)域的落地方案做進(jìn)一步討論。

傳統(tǒng)實(shí)時(shí)音視頻通信滿足著全球進(jìn)70億人最基本的信息溝通需求，是運(yùn)營(yíng)商不可或缺的基礎(chǔ)服務(wù)和發(fā)展重點(diǎn)之一。隨著5G網(wǎng)絡(luò)的規(guī)?；渴鸺癡oNR新業(yè)務(wù)的落地商用，5G及5G-Advanced的大帶寬、低時(shí)延特性為高清音視頻通信升級(jí)到交互式、沉浸式超清音視頻通信提供了堅(jiān)實(shí)的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)。在 5G-Advanced架構(gòu)下，VoNR網(wǎng)絡(luò)將向VoNR+網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)，基于VoNR+技術(shù)，5G新通話將催生出更多的業(yè)務(wù)形態(tài)和應(yīng)用場(chǎng)景，為用戶帶來(lái)更為豐富的業(yè)務(wù)體驗(yàn)，如智能翻譯、趣味通話、屏幕共享、家庭終端互動(dòng)等。

中國(guó)移動(dòng)智慧家庭運(yùn)營(yíng)中心積極探索VoNR+技術(shù)在IoT控制和多屏互動(dòng)等應(yīng)用場(chǎng)景創(chuàng)新，旨在將5G VoNR+新業(yè)務(wù)延伸至智慧家庭與IoT生態(tài)，助力VoNR+業(yè)務(wù)全面落地商用，產(chǎn)生更大的價(jià)值。

什么是5G VoNR+

5G VoNR，即5G Voice over New Radio，是運(yùn)營(yíng)商基于5G接入和現(xiàn)有IMS網(wǎng)絡(luò)提供的一種端到端的超清視話業(yè)務(wù)及創(chuàng)新增值業(yè)務(wù)的解決方案。此方案下，音視頻通話支持在VoNR和VoLTE網(wǎng)絡(luò)之間來(lái)回切換，即系統(tǒng)會(huì)依據(jù)UE上報(bào)的測(cè)量數(shù)據(jù)來(lái)決定音視頻通話是否需要切換到5G或4G網(wǎng)絡(luò)，以保證音視頻通話的連續(xù)性和不間斷性。

5G VoNR+是指在5G VoNR多媒體實(shí)時(shí)通信的基礎(chǔ)上搭載新的數(shù)據(jù)傳輸通道DC（Data Channel），為用戶提供除超清視話業(yè)務(wù)之外的更豐富的實(shí)時(shí)交互服務(wù)，并建立以多媒體實(shí)時(shí)通信能力平臺(tái)為中心，統(tǒng)一開(kāi)放的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，在兼容現(xiàn)有業(yè)務(wù)的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新業(yè)務(wù)的敏捷開(kāi)發(fā)和快速部署。5G VoNR+提供的增強(qiáng)業(yè)務(wù)能力將進(jìn)一步延伸人與人之間的通信感官，開(kāi)啟人與人、人與物、物與物之間全新的多媒體實(shí)時(shí)通信時(shí)代。

5G VoNR+關(guān)鍵技術(shù)能力

3.1 平臺(tái)關(guān)鍵技術(shù)能力

基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)能力

為了支持可視化、全交互的服務(wù)體驗(yàn)，且面向新業(yè)務(wù)、新技術(shù)具備良好的開(kāi)放性和可擴(kuò)展性，5G新通話平臺(tái)在現(xiàn)有IMS音視頻通信網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上，引入了VoNR+網(wǎng)絡(luò)能力，為未來(lái)豐富的交互場(chǎng)景提供靈活的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施底座。

IMS在兼容現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)能力（如呼叫事件通知、呼叫控制、媒體控制、媒體協(xié)商等）的基礎(chǔ)上，升級(jí)支持IMS數(shù)據(jù)通道（Data Channel），可在數(shù)據(jù)通道中傳輸任何類型的數(shù)據(jù)。結(jié)合IMS基礎(chǔ)音視頻通信能力和新增的數(shù)據(jù)通道協(xié)商能力，VoNR+網(wǎng)絡(luò)能力能夠完成新通話應(yīng)用的觸發(fā)和呼叫控制，幫助新通話應(yīng)用完成數(shù)據(jù)通道協(xié)商和音視頻通信媒體錨定。

媒體處理能力

5G新通話平臺(tái)新增VoNR+媒體面，為5G新通話提供豐富的云端音視頻媒體引擎，支持媒體轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)能力、音視頻處理能力、數(shù)據(jù)通道接入能力、媒體面認(rèn)證能力、AR/VR處理能力、AI處理能力等多種媒體處理和渲染能力。同時(shí)，支持動(dòng)態(tài)擴(kuò)展外部能力引擎，提供能力調(diào)度引擎、風(fēng)控檢測(cè)、運(yùn)維監(jiān)控、資源管理等能力，支持內(nèi)外部能力的快速接入及上線。

運(yùn)營(yíng)管理能力

為保證業(yè)務(wù)的可運(yùn)營(yíng)和可管理，5G新通話平臺(tái)應(yīng)提供統(tǒng)一、便捷的應(yīng)用引入及運(yùn)營(yíng)能力，支持面向運(yùn)營(yíng)商自有應(yīng)用、行業(yè)應(yīng)用及第三方應(yīng)用等各類新通話應(yīng)用的快速接入、靈活迭代等全生命周期的管理。

統(tǒng)一網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)圖

3.2 終端關(guān)鍵技術(shù)能力

VoNR終端能夠提供基于超清視話的可視化服務(wù)，需支持新一代語(yǔ)音編解碼器EVS，支持協(xié)商到超高清視頻通話。隨著 5G新通話業(yè)務(wù)的不斷發(fā)展，5G終端需進(jìn)一步升級(jí)支持VoNR+能力，提供云端到用戶、用戶到用戶之間各類型數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)交互的能力，滿足新通話全新交互服務(wù)體驗(yàn)的需求。

VoNR+終端要求

為了滿足5G VoNR+新業(yè)務(wù)的要求：（1）需升級(jí)終端的音視頻通信協(xié)議棧，支持3GPP TS26.114 DCMTSI客戶端能力，通過(guò)SDP協(xié)商機(jī)制，建立IMS DC數(shù)據(jù)通道；（2）終端應(yīng)支持將IMS數(shù)據(jù)通道接口開(kāi)放給應(yīng)用層，使IMS數(shù)據(jù)通道作為應(yīng)用層新的行業(yè)應(yīng)用入口，以壯大運(yùn)營(yíng)商音視頻通信的行業(yè)應(yīng)用生態(tài)；（3）基于Web技術(shù)及JS腳本，終端應(yīng)支持web引擎實(shí)時(shí)處理數(shù)據(jù)通道的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，并實(shí)時(shí)在用戶UI界面上呈現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)應(yīng)用及網(wǎng)絡(luò)自定義的靈活界面顯示，減少對(duì)端側(cè)繁瑣的定制訴求；（4）終端應(yīng)支持根據(jù)交互式業(yè)務(wù)的可靠性要求，協(xié)商業(yè)務(wù)帶寬、時(shí)延及丟包率等 QoS 指標(biāo)。

VoNR+終端架構(gòu)

在技術(shù)架構(gòu)設(shè)計(jì)方面，VoNR+終端遵循了兩個(gè)核心理念：一是終端通信能力和應(yīng)用能力解耦，二是利用互聯(lián)網(wǎng)Web技術(shù)提供 5G 新通話的各類創(chuàng)新應(yīng)用，即“新通話小程序”，應(yīng)用界面采用HTML和CSS語(yǔ)言開(kāi)發(fā)頁(yè)面展現(xiàn)，業(yè)務(wù)邏輯采用 JavaScript 語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)，并調(diào)用新通話應(yīng)用運(yùn)行環(huán)境提供的 API 接口實(shí)現(xiàn)底層功能的調(diào)用。

VoNR+終端架構(gòu)圖

所以VoNR+終端提供了一個(gè)全新應(yīng)用框架，即運(yùn)營(yíng)商通過(guò)搭建一個(gè)開(kāi)放的應(yīng)用平臺(tái)，讓企業(yè)和開(kāi)發(fā)者以小程序的方式入駐，通過(guò)原生通話應(yīng)用和新通話小程序應(yīng)用結(jié)合的方式，為企業(yè)、開(kāi)發(fā)者開(kāi)創(chuàng)了一個(gè)全新的 5G 新通話生態(tài)，共筑合作共贏的產(chǎn)業(yè)生態(tài)。

5G VoNR+在IoT通信領(lǐng)域的落地方案

目前，5G VoNR+相關(guān)業(yè)務(wù)的平臺(tái)改造已基本完成，中國(guó)移動(dòng)正聯(lián)合華為、中興和vivo等廠商在部分省份開(kāi)展VoNR+測(cè)試工作。當(dāng)前，配合測(cè)試VoNR+的芯片、手機(jī)已基本開(kāi)發(fā)完成，正在進(jìn)行最終版本測(cè)試。為實(shí)現(xiàn)VoNR+業(yè)務(wù)的正式商用，充分發(fā)揮網(wǎng)絡(luò)和技術(shù)最大價(jià)值，還需進(jìn)一步推動(dòng)芯片、手機(jī)等生態(tài)伙伴推出符合VoNR+標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范的商用版本手機(jī)終端，構(gòu)建比較完善的終端生態(tài)。

為更好的推廣VoNR+新業(yè)務(wù)，中國(guó)移動(dòng)智慧家庭運(yùn)營(yíng)中心立足于運(yùn)營(yíng)商特色能力，積極探索VoNR+新業(yè)務(wù)和新場(chǎng)景，并以物聯(lián)網(wǎng)多媒體通信AIoTel（AIoT+Telephony）技術(shù)體系為底座，提出了基于DTMF的IoT終端遠(yuǎn)程控制方案和基于IMS DC的IoT終端遠(yuǎn)程控制方案，致力于實(shí)現(xiàn)一個(gè)手機(jī)控制所有終端的目標(biāo)，助力億萬(wàn)家庭邁入智能化時(shí)代。

智能物聯(lián)網(wǎng)多媒體通信技術(shù)（AIoTel）體系圖

AIoTel系統(tǒng)框架圖

4.1 基于DTMF實(shí)現(xiàn)的IoT終端遠(yuǎn)程控制方案

此方案以智慧家庭運(yùn)營(yíng)中AIoTel技術(shù)為底座，軟件定義5G VoNR超清視話通信模組，即IoT終端無(wú)需集成5G通信模組，只需集成和家智話AIoTel SDK，連接至和家智話AIoTel 能力平臺(tái)，就能實(shí)現(xiàn)和5G手機(jī)進(jìn)行VoNR超清視話。設(shè)備和5G手機(jī)建立超清視話通道后，5G手機(jī)端就能通過(guò)DTMF按鍵來(lái)控制IoT終端，交互流程如下圖所示。

IoT終端和5G手機(jī)建立5G VoNR超清視話通信后，手機(jī)端點(diǎn)擊DTMF按鍵，按鍵信息會(huì)通過(guò)音頻通道傳輸至和家智話能力平臺(tái)，能力平臺(tái)收到DTMF按鍵信息后，會(huì)將其轉(zhuǎn)換為控制信令下發(fā)給IoT終端，終端AIoTel SDK收到能力平臺(tái)下發(fā)的控制信令后，會(huì)回調(diào)給上層應(yīng)用，上層應(yīng)用根據(jù)控制協(xié)議實(shí)現(xiàn)對(duì)應(yīng)的控制功能。

4.2 基于IMS DC實(shí)現(xiàn)的IoT遠(yuǎn)程設(shè)備控制方案

根據(jù)VoNR+終端要求可知，VoNR+終端須支持?jǐn)?shù)據(jù)通道的協(xié)商和創(chuàng)建。為了簡(jiǎn)化IoT終端的實(shí)現(xiàn)復(fù)雜度和降低終端廠家的接入成本，智慧家庭運(yùn)營(yíng)中心在4.1方案的基礎(chǔ)上，提出了IMS DC數(shù)據(jù)通道去終端化方案，即IoT終端無(wú)需實(shí)現(xiàn)VoNR+終端相關(guān)要求，將數(shù)據(jù)通道的實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)移至和家智話平臺(tái)，平臺(tái)負(fù)責(zé)與核心網(wǎng)協(xié)商和創(chuàng)建數(shù)據(jù)通道，并進(jìn)行數(shù)據(jù)通道數(shù)據(jù)的解析和轉(zhuǎn)發(fā)。IoT終端無(wú)需做任何修改，即可和手機(jī)終端進(jìn)行VoNR+通信，實(shí)現(xiàn)無(wú)縫切入，交互流程如下圖所示。

IoT終端和5G手機(jī)建立5G VoNR+超清視話通信后，用戶依次點(diǎn)擊手機(jī)通話界面上的5G新通話按鈕，進(jìn)入小程序列表界面，點(diǎn)擊和家親小程序按鈕，進(jìn)入和家親界面，點(diǎn)擊遠(yuǎn)程控制設(shè)備按鈕，進(jìn)入遠(yuǎn)程控制設(shè)備界面，最后點(diǎn)擊對(duì)應(yīng)的設(shè)備按鈕，進(jìn)入對(duì)應(yīng)的設(shè)備控制界面，即可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程設(shè)備控制功能。

總結(jié)與展望

5G新通話業(yè)務(wù)將為通信行業(yè)注入創(chuàng)新活力，為用戶帶來(lái)全新的使用體驗(yàn)。展望未來(lái)，VoNR+將是基礎(chǔ)通信業(yè)務(wù)邁向未來(lái)全息沉浸式交互通信新業(yè)務(wù)的突破口，后續(xù)將逐步引入AR、AI等技術(shù)，不斷將VoNR+的觸角延伸到遠(yuǎn)程醫(yī)療、遠(yuǎn)程教育等更廣闊的行業(yè)應(yīng)用空間。中國(guó)移動(dòng)智慧家庭運(yùn)營(yíng)中心也將繼續(xù)深耕5G VoNR+新業(yè)務(wù)在智慧家庭和IoT生態(tài)領(lǐng)域的應(yīng)用。

編輯：黃飛

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