《掌握AI + 6G無線行動通訊網路 —— 超高速、零延遲、智慧城市全攻略 🌐》
58/100 📌 第 6 周：無線協定與流程 -規範裝置與網路如何連線、傳輸與切換。
58. VoNR 📱
5G 原生語音，通話升級！
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🎯 單元導讀
在 2G → 3G → 4G 時代，語音一直扮演核心角色：
• GSM：電路交換語音。
• UMTS：CS Core 語音 + 封包數據。
• LTE：全 IP 化，語音靠 VoLTE（IMS + RTP）。
進入 5G 時代，我們迎來 VoNR（Voice over New Radio） —— 5G 原生語音服務。它基於 IMS 平台，使用 5G Core + gNodeB 提供語音通話，完全不需回落到 4G。
👉 一句話：VoNR = VoLTE 的 5G 版，延遲更低、語音更清晰，通話體驗升級。
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🧠 一、VoNR 的核心特點
1️⃣ 全 5G 原生
• 不再依賴 LTE → 不需「回落」到 4G。
• 通話過程中資料與語音共存於 5GC，體驗無縫。
2️⃣ IMS 平台延續
• 與 VoLTE 一樣，使用 SIP（會話建立）+ RTP（語音封包）。
• 但承載於 5QI 規範 的 QoS 保證更精細。
3️⃣ 語音品質提升
• HD Voice → AMR-WB、EVS 編解碼器。
• 延遲更低（目標 <20ms）。
4️⃣ 場景應用
• 語音 + 5G 數據並行（玩雲遊戲同時講電話不卡）。
• 支援 AR/VR 語音互動。
• IoT 語音控制（智慧車、智慧家庭）。
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🧠 二、ASCII 架構圖
UE (5G手機)
│
gNodeB (RAN)
│
┌───────┴────────┐
│ 5GC 核心網 │
│ AMF / SMF / UPF │
└───────┬────────┘
│
IMS 平台
(SIP + RTP 語音)
│
公共電話網 PSTN
這張圖展示了 5G 語音服務（VoNR / VoLTE）從手機到公共電話網的完整通訊架構。
最上層的 UE（5G 手機） 透過無線基地台 gNodeB（RAN） 與核心網 5GC 相連。
在 5GC 中，AMF 負責接入與認證、SMF 管理會話與 IP 分配、UPF 則負責數據轉送，是用戶資料流的主要通道。
接著，語音通話並不直接通過一般數據路徑，而是交由 IMS（IP Multimedia Subsystem）平台 處理。IMS 透過 SIP（Session Initiation Protocol） 控制呼叫建立，並以 RTP（Real-time Transport Protocol） 傳輸語音封包。
最後，若通話對象是傳統市話或 2G/3G 手機，用戶語音會經由 IMS ↔ PSTN 閘道（MGCF/MGW） 轉換後送入公共電話網。
👉 說明：UE → gNodeB → 5GC → IMS → 公共電話網，語音通話完全走 5G 網路。
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🧩 三、實務挑戰與應用
• 挑戰
o 需要 5GC + IMS 全面部署。
o 需要手機與 SIM 支援 VoNR。
o 覆蓋不足時仍可能回落到 VoLTE。
• 應用
o VoNR + 網路切片 → 對醫療、工業語音通訊提供專屬 QoS。
o VoNR + MEC → 可延伸到低延遲互動，如多人 VR 會議。
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🧪 四、模擬題
1️⃣ 專業題
請解釋 VoNR 與 VoLTE 的差異，為什麼 5G 需要 VoNR 而不是繼續依賴 VoLTE？
VoLTE（Voice over LTE） 是在 4G 核心網（EPC）與 IMS 架構下運作的語音服務，語音資料走 IP 封包，透過 LTE 傳輸。
而 VoNR（Voice over New Radio） 則是 5G 時代的語音演進版本，完全運行於 5G 核心網（5GC） 與 gNodeB（NR 基地台） 架構中。
主要差異在於：
• 網路架構：VoLTE 依賴 4G EPC；VoNR 使用 5GC。
• 延遲與音質：VoNR 可達 < 20ms 延遲、支援超高清音質（EVS Codec）。
• 連線效率：VoNR 可與 5G 數據並行，不需回落至 4G。
✅ 結論：
VoNR 是「原生 5G 語音」，不再依賴 4G EPC，
提供更低延遲與更高音質，符合全 5G 環境的設計目標。
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2️⃣ 應用題
如果一個城市的 5G 網路尚未全面覆蓋，你會如何設計語音服務策略（VoLTE、VoNR、EPS Fallback）？
可採用「分階段混合策略」：
1. 主用 VoNR：
在 5G SA（Standalone）區域內，語音通話直接走 5GC 與 IMS。
2. 回落至 VoLTE（EPS Fallback）：
若使用者位於非 5G 覆蓋區，系統會自動切換到 4G LTE 網路進行語音。
→ 通話時手機會短暫從 NR 回到 LTE，但通話不中斷。
3. 支援 VoWiFi：
室內訊號不佳處，可透過 Wi-Fi 接入 IMS 進行語音，維持通話品質。
✅ 設計重點：
「VoNR 為主、EPS Fallback 為輔、VoWiFi 為補」是 5G 語音建設的過渡策略。
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3️⃣ 情境題
假設某地區用戶反映「5G 手機打電話會掉到 4G」，請說明可能原因與改善方案。
可能原因：
1. 該區尚未部署 5GC（Standalone），僅有 NSA（非獨立組網）環境，需依賴 4G EPC 處理語音。
2. 當地基地台或核心網尚未開通 VoNR 功能，系統自動執行 EPS Fallback。
3. IMS 或策略控制（PCF）設定不完整，導致 5G 無法承載語音。
改善方案：
• 加速部署 5GC SA 網路 並啟用 VoNR。
• 確保 gNodeB ↔ IMS 間路由正確、QCI/5QI 設定符合語音要求。
• 優化 EPS Fallback 參數，減少回落延遲。
✅ 結論：
手機從 5G 掉到 4G 多半是因 5G 網路仍採 NSA 架構或 VoNR 未啟用；
完成 5GC 與 IMS 整合後，即可全程維持 5G 語音通話。
VoNR 是 5G 原生語音，VoLTE 是過渡技術；
當 5GC 尚未普及時，EPS Fallback 是穩定銜接的關鍵方案。
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✅ 五、小結與啟示
• VoNR 是 5G 原生語音，不需回落 4G。
• IMS 平台仍是核心，但搭配 5GC 提供更低延遲與高可靠性。
• 語音呼叫與數據業務完全整合，支援智慧應用場景。
👉 一句話總結：VoNR 讓 5G 手機真正「純 5G」，語音與數據齊頭並進，體驗全面升級。
