04--VoLTE_信令流程培训材料 v2ppt课件.ppt

VoLTE信令流程培训材料 Volte信令流程 目录 VoLTE概述 近年来 VoiceOverLTE VoLTE 日益成为商用LTE网络的主流语音解决方案 它集成了VoiceOverIP VoIP LTE无线网 E UTRAN LTE核心网 EPC IMS IPMultimediaSubsystem 来支持在LTE网络上进行语音业务SIP SessionInitiationProtocol 协议在VoLTE通话中扮演了重要角色 它用来创建 更新和中止一个VoLTE通话 在一次VoLTE通话过程中 SIP消息和2 3G语音通话的过程类似 也存在类似的消息 如CALLSETUP SETUP ALERTING CONNECT等SIP消息在QCI5承载上传输 QCI5作为默认承载 连接UE和IMSAPN 因此SIP信令实际上是承载在PS PacketSwitch 域 而非传统的CS CircuitSwitch 域上 IMS网元 VoLTE服务依赖于IMS的部署 IMS是一个新引入的复杂系统 包含了许多新网元 下表给出了一些典型的IMS网元 VoLTE的承载 根据3GPP协议 在进行语音 视频通话时 需要建立QCI1 QCI2 QCI5承载 不同的QCI承载在协议中对诸如优先级 丢包率等参数都有相应的规定 下表列出了对应QCI的相关参数 在VoLTE通话期间可能会建立QCI5 CQI1 QCI2承载 这些承载相对于普通数据业务具备更高的优先级 更低的丢包率 更小的时延等 下表列出了VoLTE终端在不同场景下的QCI组合 VoLTE总体流程 下图显示出VoLTE终端开机后的标准流程 包括注册 呼叫和挂断过程 SIP协议栈结构 SIP SessionInitiationProtocol 是RFC3261中定义的一种应用层协议 用来创建 修改和中止一方或多方会话 SIP运行在IP层之上 传输层使用TCP或UDP 一般推荐使用UDP 下图是SIP协议栈结构 SIP消息 SIP消息包括请求和响应 SIP请求以单词命名 指示消息用途 SIP消息 SIP响应是3位数的状态码 用来指示对请求消息是否满意等 响应码的第一位用来定义响应类型 目录 EPS附着 1 注册流程包括EPSattachment和IMS注册 3GPPIR 92标准推荐VoLTE使用双APN架构 InternetAPN和IMSAPN VoLTE终端在附着到InternetAPN时创建QCI9默认承载 在附着到IMSAPN时创建QCI5默认承载 VoLTE终端在Attachrequest消息里指示语音方案选择偏好和SRVCC能力 EPC通过Attachaccept消息指示CN是否支持VoLTE EPS附着 2 下图显示了IMS附着后QCI5承载建立流程 实例 EPSAttachment实例 包含Combinedattach QCI9 QCI5激活等内容 SIP注册 当VoLTE终端注册到IMSAPN时会建立一条QCI5默认承载 但此时还不能进行VoLTE通话 因为VoLTE终端还需要到IMS上进行注册 SIP注册消息承载在QCI5上 下图显示了SIP注册的基本流程 SIP的注册流程包括 1 Register UE读取IMSI 发送Register消息给CSCF 2 401 CSCF提取和保存IK和CK 在401响应中转发RAND和AUTN给UE 3 Register UE使用共享秘钥和RAND计算RES 重构Register消息 并发送给CSCF 4 200OK CSCF响应200OK给UE 来指示基本注册成功 注意 P CSCF是IMS的入口设备 实例 SIP基本注册流程 目录 语音呼叫 和SIP注册类似 VoLTE通话也需要使用SIP消息来初始化MO和MT之间的会话 中间的流程图显示了一个VoLTE基本呼叫的SIP协商流程图 右侧列出了典型的SIP请求和响应的用途 Invite MO 主叫 发起一个VoLTE呼叫 向MT 被叫 发送一条Invite请求消息 100Trying Invite请求的临时响应消息 通常是MT 被叫 或者IMS用来指示已经正确收到了Invite请求 183sessionprogress 该响应用来指示会话正在处理中 一般是precondition打开时用来指示资源预留使用 由MT 被叫 或IMS发送 PRACK PRACK通常和183消息成对出现 一般用来指示1xx响应已经正常收到 这里用来指示无线承载资源准备就绪 UPDATE UPDATE用来协商更新端到端的媒体面参数等 180Ringing 180振铃消息用来指示被叫已经振铃 200OK 200OK通常是对某请求消息的确认 这里要关注最后一条 表示被叫已经摘机 语音呼叫流程 左图为VoLTE基本呼叫的MO到P CSCF IMS入口网元 流程图部分 呼叫流程中包括2类消息内容 一类是SIP消息 另一类是层3消息 其中方框中的消息内容为QCI1的激活过程 QCI1激活流程由183sessionprogress消息触发 呼叫时延 VoLTE呼叫中 呼叫事件是由SIP消息来表征的 例如180Ring消息表示被叫振铃 200OK表示被叫摘机 因此呼叫时延使用SIP消息间隔来定义 1 主叫时延 Time 180 Time Invite 2 被叫时延 Time Ack Time 200 3 E2E时延 Callerdelay Calleddelay Time 180 Time Invite Time Ack Time 200 主叫时延会受到振铃类型的影响 1 早振铃 在QCI1承载建立之前发送180Ring响应 2 晚振铃 在QCI1承载建立之后发送180Ring响应 实例 主叫Signaling实例及关键信元 挂机流程 和基本呼叫过程类似 VoLTE挂机流程中 也包含2类消息 SIP消息和层3消息 对于挂机流程来说 SIP消息包括Bye消息和200OK响应消息 无论主叫还是被叫均可以发起Bye请求消息 方框中为QCI1的去激活过程 实例 挂机流程实例和关键信元 目录 SRVCC 基本原理和网络架构 VoLTE给用户带来了良好的语音质量和用户体验 但当用户从LTE覆盖良好的区域移动到LTE弱覆盖区域时 可能会带来掉话 甚至招致投诉 SRVCC提供了一种机制来保证语音业务的连续性 当用户移动到LTE弱覆盖区域时 会触发SRVCC切换 将当前LTE上的语音业务切换到传统2G 3G的CS域 从而保证语音连续性 2G 3G的核心网需要升级来提供Sv接口 从而实现对SRVCC功能的支持 SRVCC 控制面流程 从无线侧来看 SRVCC的切换流程和数据业务的异系统切换流程没有区别 SRVCC切换将UE从LTE的PS域迁移到UMTS GSM的CS域 对应的内容可以从 handoverRequired 消息中看到 当VoLTE并发数据业务发生SRVCC时 包含2种场景 1 CSonlySRVCC 数据业务将会在发生RAU接入后数秒恢复 2 CS PSSRVCC 数据业务也同时发生切换 业务将在数百毫秒后恢复 SRVCC 媒体面 当VoLTE并发数据业务发生SRVCC切换时 MME将在eMSC的配合下降语音业务迁移到传统网络的CS域 同时将数据业务迁移到传统的PS域 SRVCC切换引起的用户名中断大约为0 5s 1s 影响到了用户体验 因此协议引入了eSRVCC来减少业务中断时延 eSRVCC通过部署的ATCF和ATGW分别作为信令面和媒体面的锚定 将业务中断时延减小到约300毫秒 实例 SRVCC切换实例及关键信元 目录 注册流程 IP短消息是需要核心网引入网元IP SM GW来支持 并且需要VoLTE终端在IP SM GW上进行注册后 才能发起IP短消息业务 因为注册消息都是SIP请求和响应消息 因此都承载在QCI5之上 在空口能看到的SIP消息有2条 用来指示UE支持IP短消息业务的Register请求消息 和用来对其进行确认的200OK响应消息 IP短消息业务不牵涉QCI1等专有承载 IP短消息流程 从UU口来看 IP短消息流程包括4步 UE构造MESSAGE请求发送给P CSCF proxy callsessioncontrolfunction P CSCF通过头部构造后转发给S CSCF serving callsessioncontrolfunction IP SM GW收到MESSAGE后将消息内容转发到SMSC短消息中心 并且回复202Accept响应 IP SM GW确认SMSC短消息中心收到短信内容后 构造MESSAGE请求给UE 指示短消息发送成功 UE回复200OK给IP SM GW确认 实例 IP短消息实例及关键信元 目录 CSFB VoLTE选择 支持CSFB或VoLTE的UE在选择E UTRAN或UTRAN GREAN驻留时 通过AttachRequest消息中的下列字段来进行判断和选择 A UE susagesetting 1 该字段为0 表明是Voicecentric 2 该字段为1 表明是Datacentric B VoicedomainpreferenceforE UTRAN 1 该字段为0 表明是 CSvoiceonly 2 该字段为1 表明是 IMSPSvoiceonly 3 该字段为2 表明是