基本原理介绍

VoLTE基本原理介绍,中兴通讯核心网产品团队杜鹏du.peng4,目录,VoLTE基本概念VoLTE关键技术VoLTE对现网的改造说明中兴通讯VOLTE方案eSRVCC:目前业界普遍选择eSRVCC切换方案，即对原有SRVCC方案进行了优化与增强;,目录,VoLTE基本概念什么是VoLTE？VoLTE标准演进VoLTE语音解决方案,标准成熟：VoLTE业界技术发展,VoLTEroamingarchitecture,R5-R7Rel-8Rel-9Rel-10Rel-11Rel-12,IMSintroduced,LTEIntroducedSRVCCdefinedICSIntroduced,SRVCCsupportsMid-CallVoLTEEmergencycall,eSRVCC,Ongoing,IR64：definesIMSservicecentralizationandcontinuityguidelines,IR.92definesVoLTEprofile,RequirementsofVoLTERoamingarchitecture,IR.65definesVoLTEroamingeSRVCCdata:HKCSLcommercialnetworkinNov,2012,SvLTE,CSFB,(e)SRVCC,eSRVCC流程,eSRVCC（enhancedSingleRadioVoiceCallContinuity）是SRVCC的增强版本，SRVCC在媒体变更是需要经IMS域进行远端媒体面协商与切换，而eSRVCC不涉及，因此切换过程中的中断时间缩短，性能得以优化。二者均为国际规范，建议采用eSRVCC技术1.发起VoLTE呼叫：SRVCC终端发起向另一IMS终端的语音呼叫2.呼叫建立：呼叫成功，媒体连接建立，双方进行通话3.发起SRVCC切换：用户离开LTE覆盖，发生SRVCC切换,EPC网络通知SRVCCMSC准备切换，MSC完成电路域资源预留4.终端切换：MSC通过LTE网络通知终端切换到2G/3G5.ATGW媒体更新：ATCF发起本端媒体更新6.呼叫接续：从终端切换到2G/3G到ATGW切换媒体完成,MGCF,SCCAS,IMS,CSCF,EPC,EnhancedMSCS,MGW,MME,SAE-PGW,CS,Sv,eNodeB,MGW,MSCS,RemoteIMSUE,HSS,ATCF,eSRVCC优化关键点：信令面在用户所在本地网络锚定，媒体面切换在本地进行，不需要通知远端切换媒体面，速度快，通常不超过100ms，避免因此带来的语音中断（约800ms，甚至更长）空口切换带来的语音中断无法避免，约200ms总体语音中断可满足不超过300ms的需求,SvLTE,CSFB,(e)SRVCC,MGCF/MGW,SCCAS,IMS,CSCF,三种LTE语音解决方案对比,EPC,PSTN/PLMN,MSCS,MGW,MME,SAE-GW,CS,INTRENET,SGs,eNodeB,EPC,PSTN/PLMN,MSCS,MGW,MME,SAE-GW,CS,Sv,eNodeB,handover,MSCS,MGW,MGW,MSCS,SGs,VoLTE/SRVCC,CSFB,SvLTE,特点：终端双待，语音业务由传统2G/3G网络提供优势：对网络改动小，用户体验不变，语音和数据可以并发，无需切换劣势：终端要支持双待，对手机芯片、电池续航力都有较高要求,EPC,PSTN/PLMN,MSCS,MGW,MME,SAE-GW,CS,INTRENET,eNodeB,MSCS,MGW,Voiceflow,Dateflow,Voiceflow,Voiceflow,Dateflow,Dateflow,特点：终端单待，当有语音业务需求时，需要回落到传统2G/3G网络提供优势：对终端要求较低，重用传统2G/3G网络劣势：对传统2G/3G网络有改造要求，时延较长，语音和数据业务不可并发,特点：语音业务基于IMS提供，并支持从LTE切换到2G/3G网络的语音连续性优势：基于LTE的语音，音质好，频谱利用率高，语音和数据业务可以并发劣势：需要部署IMS，终端支持SRVCC的终端较少,INTRENET,Voiceflow,VoLTE语音方案演进路线图,开始部署IMS，并对CS域进行改造终端采用CSFB方式保证语音业务继续由CS域提供,网络演进到ICS架构，CS用户全部迁移到IMS终端只需支持VoLTE，不用切换,IMS已部署，开始提供VoLTE业务终端采用SRVCC方式保证切换到CS域时的语音连续性,LTE部署初期，未部署IMS终端可采用SVLTE双待方式，语音业务仍由CS提供,2010,2011,2012,2013,2014andlater,SRVCC,VoLTE,2010年9月MetroPCS发布首款双待终端,2011年10月AT&T发布CSFB终端,LTE全覆盖，网络全融合,CSFB,SRVCC,VoLTE,2010年2月GSMA正式发布VoLTE标准,2012年2月高通发布支持SRVCC的终端,目录,VoLTE基本概念VoLTE关键技术VoLTE对现网的改造说明中兴通讯VOLTE方案&产品,VoLTE关键技术,VoLTE网元功能,2,VoLTE基本流程,3,VoLTE基本网络架构,1,VoLTE基本网络架构,TDDeNodeB,RAN/GERAN,SAE-GW/GGSN,MME/SGSN,SBC/PCSCF/ATCF/ATGW,SBC/PCSCF/ATCF/ATGW,PCRF,I/S-CSCF&BGCF,融合HLR/HSS,EMSC（eSRVCC/CSFB）,MGW,MGCF,IM-MGW,RCSAS,MMTELAS/IP-SM-GW,IM-SSF,CCF,EMS,SPN,EPC域,S11,SGi,Gx,Rx,Cx,SGs/SV,S6a,Sh,终端层,接入层,核心网层,业务层,运营支撑层,SCC-AS,EPCHSS,IMSHSS,Sh,Cx,Handover,CS域,C/D,VoLTE引入从无线网、核心网、信令网、承载网、用户数据等端到端的网络改变,计费、业务发放系统的改造,新建VoLTEASSCCAS等业务平台,IMS核心网：新建、升级扩容CS域：改造支持eSRVCC功能用户数据：三合一的数据库信令网：建设可靠的DRA信令网承载网：支持IPv6/IPv4双IMS域,分组域：EPC：支持IMSAPN、QoS保证、SRVCC切换等PCC：PCRF支持VoLTE的QoS控制,4G无线接入网：TTIBundling,RLC分片，ROHC头压缩，半静态调度等栈,VoLTE关键技术,VoLTE网元功能,2,VoLTE基本流程,3,VoLTE基本网络架构,1,运营支撑层主要网元,业务层主要网元,RCSAS,MMTELAS/IP-SM-GW,IM-SSF,SCC-AS,SCCASServiceCentralizationandContinuityApplicationServer业务集中与连续应用服务器在IMS域中负责完成切换流程，更新远端UE的媒体信息。分析切换流程需要的信息关联切换请求和会话锚定在LTE网络和UMTS网络之间执行会话切换,SCCAS业务集中与连续应用服务器,CalledLeg3,LTE,GERANUMTS,CalledAccess,CallingLeg1,CallingLeg2,MediaLeg1,MediaLeg2,切换,呼叫信令锚点,T-ADS被叫域选择,UDC,终端能力,漫游场景,运营商策略,智能域选择,EPCHSS,IMSHSS,CSHLR,T-ADS网络侧完成域选择的功能实体被称为T-ADS（TerminatingAccessDomainSelection）T-ADS功能集成在SCCAS中，通过查询融合HLR/HSS，获取UE终端类型和接入域等信息，再根据运营商策略完成域选择。即基于获取的T-ADS信息判断，对于当前的用户要域选到IMS网络接续，还是到CS网络接续。,IP-SM-GWIP短消息网关,IMSCore,ISC,IP-SM-GW,UE,OCS,CGF/CDF,HSS,SMS-GMSC/SMS-IWMSC,SMSC,SME,Ro,Rf,Sh,E/Gd,1,SIPMessage,2,TranslatesIMtoSMS,3,SendSMStoend-user,IP-SM-GWIPshortmessagegateway，IP短消息网关，提供IMS域与CS域间短消息互通的功能当UE发送短消息时，IP-SM-GW把即时消息(IP短消息)转换为纯文本的短信当UE注册时，IP-SM-GW把SMSC的地址从HSS下载到本地,核心层主要网元,核心层主要网元（续）,核心层主要网元eMSC,EPC,CS,IMSCore,Sv,eMSC,SCCAS,MME,MSC,UE,eMSC,Handoverrequest,MSC,MSC,MSC,1,SelectTargetMSC,2,eMSC当终端从LTE网络向2G/3G网络移动时，用来确保呼叫切换连续性。即收到终端发起的位置变更请求后，根据请求消息中携带的目标小区号，将用户的接入位置由MME切换为目标MSCServer。,eMSC部署方式有两种方式一：与端局VMSCServer进行合设方式二：独立部署：eMSC相当于MSCServer的代理网元，用于对MSCServer与SBC、MME之间的消息进行信令转换,核心层主要网元ATCF/ATGW,signalbeforeHO,bearerbeforeHO,signalafterHO,bearerafterHO,localhandovertime:300ms,PS,CS,SBC,IMSCore,HandOver,SCCAS,eSRVCC,2G/3G,LTE,RemoteUE,ATCF,ATGW,Noneedtochange,ATCFAccessTransferControlFunction)/ATGW(AccessTransferGateway，位于P-CSCF与I-CSCF/S-CSCF之间，与SCCAS配合，实现eSRVCC功能。用户呼叫时，根据运营商策略、终端能力等因素决定是否在媒体面锚定呼叫。用户终端接入网络发生切换时，将SRVCCIWF发起的切换请求关联到已经锚定的会话，更新对应会话的承载信息，并发起到SCCAS的切换请求。,接入层主要网元,Page34,VoLTE关键技术,VoLTE网元功能,2,VoLTE基本流程,3,VoLTE基本网络架构,1,流程1：VoLTE注册,IMS注册（eSRVCC）,SIPRegister,UE,SIP,I-CSCF,S-CSCF,P-CSCF/ATCF,HSS,SCCASMMTelAS,SIPRegister（STN-SR）,eSRVCC注册流程存在ATCF锚点，注册时需要将ATCF的STN-SR通知SCCAS，SCCAS通过HSS通知MME，以支持后续eSRVCC切换。,SIPRegister（STN-SR）,SIPRegister（STN-SR）,200OK,Sh-Update（STN-SR）,MME,Insert-subscription-data（STN-SR）,200OK,流程2：VoLTE呼叫流程（VoLTE用户呼叫VoLTE用户）,AS,ENUM,ENUMQuery:doesaSIProuteexiststotheB-Party?,Mediae.g.Voice,SIPInvite,UE(A-Party),SIP,LTE/EPC(Access),PDN-GW,PCRF,SIPInvite,S-CSCF,SBC/P-CSCF,ISC,ISC,SIPInvite,I-CSCF,UE(B-Party),SIPInvite,LTE/EPC(Access),S-CSCF,SBC/P-CSCF,HSS,P-CSCFIMS网络入口，发起QoS授权过程请A的SIP请求路由给S-CSCFI-CSCFI-CSCF与HSS的交互信令到被叫侧的S-CSCFS-CSCF根据用户签约信息触发AS查询ENUMDNS获取被叫路由信息请INVITE请求转发给I-CSCF媒体A.UE之间通过主被叫的SBC互通,流程3：VoLTE呼叫流程（VoLTE用户呼叫CS用户）,AS,ENUM,ENUMQuery:doesaSIProuteexiststotheB-Party?,Mediae.g.Voice,SIPInvite,UE(A-Party),SIP,LTE/EPC(Access),PDN-GW,PCRF,SIPInvite,S-CSCF,SBC/P-CSCF,ISC,ISC,SIPInvite,MGCF,PLMN,IM-MGW,ISUPIAM,UE(B-Party),SIPInvite,P-CSCFIMS网络入口，发起QoS授权过程请A的SIP请求路由给S-CSCFS-CSCF根据用户签约信息触发AS查询ENUMDNS获取被叫路由信息请INVITE请求转发给MGCFMGCFA.将呼叫从IMS路由到CS域，执行信令转换SIPISUPB.通过H.248协议来控制MGWIM-MGW:A.实现IMS域媒体与CS域媒体面的互通,流程4：VoLTE呼叫流程（CS用户呼叫VoLTE用户）,AS,HSS,Mediae.g.Voice,SIPInvite,UE(A-Party),SIP,LTE/EPC(Access),PDN-GW,PCRF,SIPInvite,S-CSCF,P-CSCF,ISC,ISC,SIPInvite,MGCF,PLMN,IM-MGW,ISUPIAM,UE(B-Party),I-CSCF,SIPInvite,P-CSCFIMS网络入口，发起QoS授权过程请A的SIP请求路由给S-CSCFS-CSCF根据用户签约信息触发AS查询ENUMDNS获取被叫路由信息请INVITE请求转发给MGCFMGCFA.将呼叫从IMS路由到CS域，执行信令转换SIPISUPB.通过H.248协议来控制MGWIM-MGW:A.实现IMS域媒体与CS域媒体面的互通,目录,VoLTE基本概念VoLTE关键技术VoLTE对现网的改造说明中兴通讯VOLTE方案&产品,HLR、EPCHSSIMSHSS全融合被叫域选择,LTE多模终端,LTE多模终端,SRVCC,HLR/EPCHSS/IMSHSS,LTE核心网,CG,BSC,LTE无线网,2G无线网,Iu-PS,A,核心网CS域,Mc,IMS核心网,Ga,SGi,S11,1,Sv,I/S-CSCF,MMTELAS,SRVCC切换触发语音包头压缩、半静态调度、TTIBundling等功能,支持Sv接口，实现SRVCC切换,实现SRVCC业务逻辑被叫域选择,集成ATCF/ATGW功能模块，实现eSRVCC切换媒体近端锚定,支持Sv接口，实现SRVCC切换,eMSC,MSCserver,MGW,SAE-GW,PCRF,P-CSCF/SBC,中国移动VoLTE网络需求,支持SRVCC话务统计,SCCAS,2,VoLTE引入后对现网的功能要求,现有2/3/4G核心网改造方案,问题,2/3/4G核心网改造方案,eMSC：以Pool为单位部署，在现网CSFBMSC基础上改造或者新建，中兴MGCF也支持eMSC功能.,MME：改造支持Sv接口，并配置至eMSC的路由。MME根据LAI静态配置或者通过DNS动态查询获取eMSC列表,eNodeB,SAE/P-GW,HSS,MM