Мобильный интернет и голосовые вызовы.

Из нижесказанного можно сделать однозначный вывод: Выражаясь примитивно, мобильный интернет и голосовые вызовы работают по одной сети. То есть если ваш телефон выбрал как оптимальную 3G сеть, то и голос и интернет передается по 3G (UMTS) сети. Если из за плохого качества связи ваш мобильный телефон выбрал как оптимальную 2G сеть, то и голос и интернет передается по 2G (GSM, GPRS, EDGE) сети. Аналогично и в 4G сети (LTE). Кстати голос, начиная с 2G и выше, - это тоже цифровые данные, как и интернет трафик.

Обоснование ответа, на основе материалов из ru.wikipedia.org:
Мобильные сети делятся на поколения.

Первое поколение, - это 1G (аналоговая технология без поддержки SMS, MMS, без интернета).

Второе поколение, - это 2G, в которое входит GSM (голосовые каналы, поддержка SMS, MMS, WAP, интернет GPRS и EDGE).
GPRS(и более новая EDGE) — надстройка над технологией мобильной связи GSM, осуществляющая пакетную передачу данных. GPRS позволяет пользователю сети сотовой связи производить обмен данными с другими устройствами в сети GSM и с внешними сетями, в том числе Интернет. При использовании GPRS информация собирается в пакеты и передаётся через неиспользуемые в данный момент голосовые каналы. Такая технология предполагает более эффективное использование ресурсов сети GSM.

Третье поколение, - это 3G, в которое входят наиболее распространенные протоколы UMTS (или W-CDMA) и CDMA2000 (IMT-MC). В сетях 3G обеспечивается предоставление двух базовых услуг: передача данных и передача голоса. Данные передаются со скоростью до 3,6 Мбит/с. Они позволяют организовывать видеотелефонную связь, смотреть на мобильном телефоне фильмы и различный контент.

Четвертое поколение, - это 4G, в которое входят технологии LTE Advanced (LTE-A) и WiMAX 2 (WMAN-Advanced, IEEE 802.16m) были официально признаны беспроводными стандартами связи четвёртого поколения 4G (IMT-Advanced) Международным союзом электросвязи на конференции в Женеве в 2012 году. Данные передаются со скоростью 100 Мбит/с до 1 Гбит/с. Для пересылки данных используется протокол IPv4. Для передачи голоса в 4G предусмотрены технологии VoLTE (англ. Voice over LTE) от английского Voice over LTE, то есть "голос в сетях LTE". VoLTE - позволяет предоставлять голосовые услуги и доставлять их как поток данных по LTE.

Другое обоснование:
Не вникая в тонкости протоколов, мы знаем, что каждое поколение сотовой связи работает на разных радио частотах. Если бы, например, голос передавался по 2G и одновременно данные передавались бы по 3G, значит в телефоне необходимо было бы реализовать 2 приемо/передатчика. В этом случае, телефон потреблял бы примерно в два раза больше электроэнергии. Излучение от телефона увеличилось бы примерно в два раза. Нагревался бы примерно в два раза больше. Нагрев и разрядка так же происходила бы и из за значительной нагрузки на процессор смартфона, так как смартфону пришлось бы работать одновременно с двумя разными протоколами передачи данных, по двум разным несущим каналам.
Взамен этого, современный смартфон выбирает наиболее стабильный быстрый протокол связи, и по одному несущему каналу осуществляется передача голосовых пакетов и пакетов с данными (интернет).
Повторюсь: я выражаюсь крайне просто, чтобы было доступно большинству читателей.

Не стоит забывать, что в пределах технологии выбранного поколения голос и данные передаются по одному несущему каналу, но по разным протоколам передачи данных. В данном случае я не считаю переход с одной вышки сотовой связи на другую, или смену радиоканала базовой станции, как смену канала.