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评测Bambook S1 智能手机以及微信电话本和VoLTE有啥区别

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!但是,技术不一定换得来市场,未来几何?仍然是个未知数。

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%。

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,这是必须要迈出的一步。

一直以来,运营商们都采用“倒退”的技术来处理语音问题,今天终于尝到了苦果。面对今天来自互联网巨头们的挑战,运营商唯一能做的只有奋起直追,一旦丢掉了这块蛋糕,就失去了把品牌推向前端的机会,逐步沦为流量的“管道提供商“,不但失去品牌影响力,还会逐渐被用户边缘化。没有谁会去关注家里的自来水是那家公司提供的?这家自来水公司从来没有什么品牌!

盛大 Bambook S1 智能手机音质测评报告

今年6月,盛大宣布发布自有品牌Android手机,型号为Bambook S1,它延续使用盛大硬件"Bambook"的品牌[开机可以看到Bambook Phone字样],我们今天手中的这款并非最终上市,而是工程样机[还会有小的修正]。我们关注Bambook S1主要是因为它使用了ST-Ericsson的U8500我们之前没有接触过。而关注它的音质,是同样是因为它来自于ST-Ericsson,意法-爱立信公司ARM芯片方案。大家是否记得,我们曾经测试音质表现出色的摩托罗拉 Droid Razr手机的Codec芯片,也来自于ST-Ericsson。虽然这并不一定就存在技术上的继承或者其他必然相关性,但我们还是对此很感兴趣。

首先,我们来简单介绍一下Bambook S1的核心硬件组成。Bambook S1手机使用ST-Ericsson公司的NovaThor U8500平台[芯片组],该芯片组主要由DB8500主芯片和AB8500副芯片构成,DB8500配置两个Cortex-A9核心的ARM处理器,和单核心Mali-400图形单元。同时它还集成了支持HSPA+的基带芯片,以及负责视频、图形等处理的两个单元。AB8500副芯片,主要提供电源管理、USB总线、SIM卡管理和音频输入输出管理工作。从拆解中,我们可以看到AB8500M这颗芯片,而DB8500处理器和尔必达内存芯片使用了PoP堆叠封装,所以不能直接看到。

按照惯例,我们对Bambook S1手机的耳机输出进行一组客观测试,测试还是选用专业级声卡录入的形式,结合常见的分析方式,提供直观的测量结果。测试中播放标准电平测试文件时S1的输出电平-14dB。而测试中我们发现了一个比较少见的问题,Bambook S1将音频输出的采样率锁定在48kHz而不是我们常见的44.1kHz。熟悉我们相关测评文章的读者应该明白它会带来怎样的麻烦。我们在这里进行简单说明。

也许大家经常看我们的手机音质测评文章,知道Android会发生劣质的SRC问题,不过,这一般并不影响我们平时的音乐欣赏。因为Android目前的问题是44.1kHz和48kHz两种采样率,只可选择一个,而另一个就会发生劣质SRC。我们接触到的大多数手机,由于一定是以听音乐应用为主,所以都会设置在44.1kHz。而在播放48kHz的游戏、电影等音轨时会出现一定问题。Bambook S1设置在了48kHz,这让播放大多数音乐时,都会发生劣质SRC。好在Bambook S1仍然是工程样机,盛大开发人员也表示会很快修正这个问题。

由于Bambook S1仅支持48kHz采样率正常工作,所以我们在工程机上只能先提供一组48kHz采样率的客观测试成绩。从RMAA的测试成绩来看,它的频响曲线非常平直,测试成绩显示它的失真度表现也较好。不过从频率扫描的频谱图来看[点击放大看大图],在测试信号周围一直伴随着一些轻微的失真,这与RMAA的测试曲线图表也是一致的。

总结:我们尝试从96kHz采样率的几首音乐转换至16bit/48kHz格式[24bit手机不支持],从初步试听来看,44.1kHz Android SRC的问题还是十分明显,这种劣质的SRC会让整个声音变得发虚,而AB对比可以轻易的发现没有SRC的声音更加扎实。Bambook S1的耳机驱动力和大多数手机基本保持一致,-14dB输出电平较低,但搭配GR04和GR07 MKII也基本够用。但由于Bambook S1的采样率设置有问题,而48kHz的音乐也不多见,等手机正式版本固件发布修正问题后,我们再进一步测评它的音质表现。

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