基本原理和技术及测试分析

1、2016年4月 VOLTE基本原理及测试分析 主要内容 VOLTE网络架构及信令流 程 VOLTE案列分析 走进VOLTE VOLTE关键技术 VOLTE测试方法 一、走进VOLTE 什么是VoLTE？ VoLTE（Voice over Long Term- Evolution），3GPP标准定义的，基于IMS网络的 LTE语音解决方案。即，在LTE覆盖区域内提供基于IP的高清晰语音业务。是一种IP数据传输 技术，无需2G/3G网，全部业务承载于4G网络上，可实现数据与语音业务在同一网络下的统 一。 如何实现数据与语音如何实现数据与语音 业务在同一网络下的业务在同一网络下的 统一的呢？统一的呢

2、？ 一、走进VOLTE VoLTE与CSFB的区别 VoLTECSFB 4G上网 语音 一、走进VOLTE 特征1： VoLTE由IMS提供呼叫控 制和业务逻辑 特征2： VoLTE由EPC提供高质量 的分组域承载 特征3： 连续覆盖前VoLTE可通过 eSRVCC保障呼叫连续性 LTE没有电路域，需要基于分组域 提供IP语音业务，即VoLTE(Voice over LTE) VoLTE支持高清语音、高清视频等通信业务，同时可 实现与现网2G/3G的语音互通 VoLTE的信令和媒 体经EPC路由至 IMS网络，由IMS 提供会话控制和业 务逻辑 在VoLTE中EPC作为 IMS的接入网，通过

3、全球统一的专用 APN(IMS APN) 及独立承载为用户提 供区别于普通数据业 务的QoS保障 VoLTE终端在通话过 程中漫游至无LTE覆盖 的区域时，通过 eSRVCC将当前呼叫 切换至2G/3G电路域， 此时2G/3G网络作为 IMS的接入网 VoLTE特征 一、走进VOLTE 1/10 10X 2X话音质量话音质量 VoLTE2G/3G 0.5-2 s0.5-2 s5-8 s LTE2G/3G 典型分辨率：480*640 720P/1080P possible 分辨率：176*144 LTE2G/3G 频率：507000Hz 编解码：AMR-WB 23.85Kbps 频率：30034

4、00Hz 编解码：AMR-NB 12.2Kbps 3X 频谱效率频谱效率 呼叫时延呼叫时延 视频质量视频质量 LTE2G/3G 仿真测试结果显示：同样承载AMR，LTE的频谱效率可达 到R99 3倍以上 VoLTE特性 一、走进VOLTE Frame Type Mode Indication Mode Request Frame content (AMR mode, comfort noise, or other) 000AMR 4,75 kbit/s 111AMR 5,15 kbit/s 222AMR 5,90 kbit/s 333AMR 6,70 kbit/s (PDC-EFR) 444A

5、MR 7,40 kbit/s (TDMA-EFR) 555AMR 7,95 kbit/s 666AMR 10,2 kbit/s 777AMR 12,2 kbit/s (GSM-EFR) 8-AMR SID 9-GSM-EFR SID 10-TDMA-EFR SID 11-PDC-EFR SID 12-14-For future use 15-No Data (No transmission/No reception) Frame Type Index Mode Indicatio n Mode Request Frame content (AMR-WB mode, comfort noise,

6、 or other) 000AMR-WB 6.60 kbit/s 111AMR-WB 8.85 kbit/s 222AMR-WB 12.65 kbit/s 333AMR-WB 14.25 kbit/s 444AMR-WB 15.85 kbit/s 555AMR-WB 18.25 kbit/s 666AMR-WB 19.85 kbit/s 777AMR-WB 23.05 kbit/s 888AMR-WB 23.85 kbit/s 9-AMR-WB SID (Comfort Noise Frame) 10-13-For future use 14-speech lost 15-No Data (N

7、o transmission/No reception) AMR：是一种自适应多速率编码，根据传输信道的实际 情况，调整编码模式、速率和纠错码位数来保证语音质 量，在数据压缩和容错上面取得平衡。一般语音质量越 高抗干扰能力越弱。 AMR-NB： n一共有16种编码方式， 0-7对应8种不同的编码 方式， 8-15 用于噪音或者保留用； nAMR NB的语音带宽范围： 3003400Hz，8KHz采样 AMR-WB: n话音比以前更加自然、舒适和易于分辨； nAMR NB的语音带宽范围： 507000Hz，16KHz采样 话音质量 抗干扰能力 二、VOLTE关键技术 n 关键技术 问题 4G无线

8、网改造方案 eNodeB支持eSRVCC测量及切换流 程 无线关键技术提高系统性能和QoS eNodeB是否需要配置GSM邻区 支持头压缩、半静态调度SPS、DRX等 无线增强功能 LTE覆盖边缘eNodeB需正确配置GSM邻区及 eSRVCC测量控制相关参数 LTE覆盖不完善需要支持eSRVCC TTI Bundling （TTI 绑定）： 通过连续使用4个上行子帧 传输同一传输块来提高小区 边缘UE上行增益（仿真提 高4db），它是提高用户在 小区边缘覆盖的有效方法。 仅适用于上下行时隙配比 2:2情况，且不能与SPS同 时开启。 小区边缘QoS保障 ROHC主要功能是将 核心网和UE之间

9、的数 据报文的报文头，如IP 头、UDP头、RTP头进 行压缩后，再进行传输， 达到节省空口带宽资源 的作用。 头压缩 在LTE系统中，对于小数据量的VoIP应 用，制约系统容量的因素不是系统带宽， 而是控制信道的容量，SPS（Semi- Persistent Scheduling）将资源周期性 （20ms）分配给特定UE，具有“一次 分配，多次使用”的特点，以降低对应 控制信道（PDCCH）的开销。但SPS采 用保守调度算法（MSC不得高于15）。 可能导致系统容量受限于PUSCH而有所 下降，不建议开启。 半静态调度 二、VOLTE关键技术 n QOS QCI等级资源类型优先级 数据包时延

10、预 算 数据包丢失率典型业务 1 GBR 2100 ms10-2会话语音 24150 ms10-3会话视频（直播流媒体） 3350 ms10-3实时游戏 45300 ms10-6非会话视频（缓冲流媒体） 5 Non- GBR 1100 ms10-6IMS 信令 66300 ms10-6 视频（缓冲流媒体） 基于TCP的业务 (如wwwe-mailchatftp p2p 文件 共享逐行扫描视频） 77100 ms10-3 语音 视频（直播流媒体） 互动游戏 88 300 ms10-6 视频（缓冲流媒体） 基于TCP的业务 (如wwwe-mailchatftp p2p 文 件共享逐行扫描视频） 9

11、9 VOLTE采用双APN（数据APN+语音APN）：语音APN的默认承载QCI=5，数据APN的默认承载QCI=9. 按照协议，对于语音业务需要建立QCI=1承载，视频业务需要建立QCI=1和QCI=2的传输承载。根据延迟 要求，无线侧用户面RLC选用UM模式传输，保证其实时性要求。走SIP信令流的QCI=5承载，无线侧控制 面RLC采用AM模式，保障其准确性。 二、VOLTE关键技术 n ROHC 压缩后，头开销降为46 byte（开销占比降为12.5%18.8%） 典型的VoIP数据包的净荷为32 byte，对VoIP这样的小的数据包， IP头开销甚至超过净荷本身（IPv6的包头为60

12、byte，头开销可达 188%，IPv4的包头为40 byte，头开销也有125%） 效果 仅在初次传输时发送数据包头的静态信息，后续不再重复发送 （如IP地址等） 通过一定信息可推知数据流中其他信息时，可仅发送必须的信息， 其他信息可由上下文推算（如SN号和IP-ID号都是以1为单位递增， 可通过上下文推算） 原理 IP包头压缩可大大降低头开销，提高VoLTE语音用户容量，提高数据业务吞吐量，增强边缘覆盖 上图为上行数据（手机为压缩方）的SO状态，packet type为 U模式，原始头部大小为60字节，压缩后为3字节。 二、VOLTE关键技术 n eSRVCC eSRVCC（enhance

13、d Single Radio Voice Call Continuity）是LTE PS语音（VoLTE）到2G/3G CS语音的增强型切换功能， 但较原有SRVCC功能，无线侧无无差异。 SRVCC对eNB的功能要求 支持配置GSM邻区关系 支持GSM邻区测量控制的配置及下发 针对正在执行VOLTE业务的终端，可正确识别终端SRVCC能力， 并适时触发切换流程保障用户体验 支持SRVCC切换流程 用户语音和数据业务并发执行时，优先保障语音连续性 SRVCC无线侧流程 下发针对服务小区频点的A2事件测控- UE上报 后下发GSM邻区的B2事件测控- UE上报后选 定切换目标小区-eNB向MME

14、发起eSRVCC切 换请求并等待目标网络完成资源预留 - eNB收 到MME切换响应 - eNB向UE下发切换命令- 切换成功eNB在MME指示下释放本地资源 原理 eSRVCC功能是VoLTE在LTE网络覆盖未 达到全面覆盖之前的重要补充功能。 eSRVCC功能在LTE建设初期和中期可保 证VoLTE语音业务的连续性，以减少当用 户移动出LTE覆盖导致的掉话，减少用户 投诉。 效果 eSRVCC保证用户移出4G覆盖区域时仍然保持通话连续性 二、VOLTE关键技术 n eSRVCC eSRVCC （enhanced Single Radio Voice Call Continuity）是SRV

15、CC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eMSC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/3G 5. 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/

16、3G到ATGW切换媒体完成 MGCF SCC AS IMS CSCF EPC RAN/GERAN Enhanced MSCS MGW MMESAE-PGW CS Sv eNodeB HandOver T1 MGW MSCS Remote IMS UE HSS Signal Media P-CSCF ATGW ATCF eSRVCC关键点： l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 l空口切换带来的语音中断无法避免，约200ms左右 l总体语音中断可满足不超过300ms的需求 二、VOLTE关键技术

17、n eSRVCC eSRVCC方案相对于SRVCC方案的增强在于减少了切换时长(切换时长小300ms)， 使用户获得更好的通话体验，进一步提升了切换性能、降低业务中断时延。 SRVCC：媒体的切换点是对端网络设备（如 对端UE），影响切换时长的主要因素是会话 切换后需要在IMS网络中创建新的承载。 eSRVCC：相比于SRVCC，媒体切换点改为 更靠近本端的设备。具体方案就是增加 ATCF/ATGW功能实体作为媒体锚定点，无 论是切换前还是切换后的会话消息都要经过 ATCF/ATGW转发。后续在发生eSRVCC切换 时，只需要创建UE与ATGW之间的承载通道， 对端设备与ATGW之间的媒体流还

18、是通过原 承载通道传输。这样其创建新承载通道的消 息交互路径明显短于SRVCC方案，减少了切 换时长。 三、VOLTE测试方法 n常用终端：HTC M8 商用终端+PC机+GPS n常用软件：鼎利Pioneer软件+软件狗 n测试方法：PC软件控制手机终端、自动拨打。测试通话及保持时间按照测试规范要求配置。 测试准备 n 通常测试使用HTC M8商用终端进行测试。目前终端ROM版本3.59.1403.1。 n 终端使用时需完成终端、PC、软件之间的配置，包含以下几个问题： 1、HTC默认端口关闭，需在“应用程序HTC SSD Test ToolControl Diag Port/ Contro

19、l Modem中选择enable 开启”，终端每次重启后都必须进行开启操作 2、终端通过USB连接PC后，设备管理器将检测到多个未知端口，右键选择更 新驱动，并选择驱动存放路径即可，需注意每个未知端口都要完成更新。 三、VOLTE测试方法 3、关停终端的LOG采集，终端与CDS、鼎利、QXDM等软件 对接时，需关停终端内部的Log采集，否则软件无法抓取终端 信令，可在“应用程序HTC SSD Test ToolQXDM Logger”中关停(终端每次重启后都必须进行如下操作) 去掉图中标注第一部分的蓝色小勾 使图中标注的第二部分处于Disable DQ状态。 4、根据测试需要，可以在“应用程序

20、HTC SSD Test ToolNetwork Type Switch”中选择锁定LTE、 2G/3G/4G 自动等方式，一般VoLTE基本语音测试选择2G/3G/4G自动。 5、M8中的VOLTE开关开启位置：设置数据连接IMS服 务） 三、VOLTE测试方法 n Pioneer目前建议使用版本320 安装软件时，先进行PioneerDriverSetup的安装，再进行PioneerSetup320软件 的安装。安装时按提示进行安装即可。 终端驱动、GPS驱动、软件安装完成后，即可开始进行测试。驱动是否正常安装，可通过电脑 设备管理器确认各端口状态。设备

21、连接状态正常，点击自动检测，即可完成PC与终端设备的连 接。 三、VOLTE测试方法 n 关于测试计划的配置：PC连接主被叫共两个手机，软件标识为Handset1及Handset2，为 了分析方便等，建议在计划配置时，默认Handset1为主叫， Handset2为被叫。 被叫（ Handset2 ）自动应答功能的实现， 通过将Handset2的Status调整为MTC即 可。此时Handset1的Dialed MS选择Han dset2。测试计划只需要完成主叫（ Hand set1）的配置即可。主叫配置计划如右侧所示， 按照测试规范进行计划配置即可。 三、VOLTE测试方法 n 目前针对VO

22、LTE，主要关注接通率、掉话率、呼叫建立时延等几项关键指标。中国移动目前 考核指标如下： n 指标统计，可通过鼎利Pioneer前台软件进行指标输出，指标模板为Volte主被叫联合报表。 指标参考KPI业务指标、VOLTE统计指标及MOS占比三个SHEET中内容为准 三、VOLTE测试方法 网络KPI 接通率 （%） 掉话率 （%） 呼叫建立 时延(s) MOS3.0 以上占比 IMS注册 成功率 （%） eSRVCC 成功率 （%） eSRVCC 切换时延- 用户面 （ms） 基础指标97%1%85%98%97%99%0.5%95%99%99%=3. 0占比 46460198.91% 100

23、.00 % 1.09%3.12 0.91%10.18 95.29% n VOLTE指标定义如下： 三、VOLTE测试方法 指标 算法定义 *接通率（%） 成功完成呼叫次数/终端发起呼叫总数。每次通话中，主叫UE发送第一条SIP INVITE后收到网络侧下发的SIP 200 OK消息为成功完成呼叫 *掉话率（%） （主叫掉话次数+被叫掉话次数）/（成功建立呼叫次数*2）。主叫主动挂机时，主 叫未收到SIP_BYE-OK或被叫未发送SIP_BYE-OK，均计算一次掉话。（不满足通话 时长的OK回复，需人工判别） 呼叫建立时延(s) 每次通话中，主叫UE发SIP INVITE后收到网络侧下发的SIP

24、 180 Ring消息之间的时 间差（只统计接通） MOS 3.0以上占比(polqa算法） Polqa算法的 3分以上的MOS采样点数/MOS总采样点数 MOS 3.5以上占比(polqa算法） Polqa算法的 3.5分以上的MOS采样点数/MOS总采样点数 IMS注册成功率（%） 终端完成IMS注册成功/终端发起IMS注册总数。IMS注册成功指终端发送 IMS_SIP_REGISTER,并收到IMS_SIP_REGISTER-OK(200)。 eSRVCC成功率（%） eSRVCC切换成功次数/eSRVCC切换尝试次数。UE收到源eNB发送的切换到2G命 令（Mobility FromE

25、UTRA Command）后，5s内UE向目标小区发送“切换完成” 消息（GSM RR Singaling Message Handover Complete）记为一次eSRVCC切 换成功 eSRVCC切换时延-用户面（ms） 从切换前（Mobility FromEUTRA Command）收到的最后一个RTP包，到切换到 GSM后发送“切换完成”消息（Handover Complete）之间的时间差 RTP丢包率 （主叫发送的RTP数据包数量-被叫接收的RTP数据包数量+（被叫发送的RTP数 据包数量-主叫接收的RTP数据包数量）/（主叫发送的RTP数据包数量+被叫发送 的RTP数据包数量

26、） RTP抖动(ms)相继RTP包间的时延变化平均值 n 数据统计时，与前期鼎利软件CSFB测试类似，主被叫两个文件，分别对应MO与MT两个位 置。文件添加后，完成指标生成输出： n 利用测试录制的LOG文件，通过Pioneer，即可完成各项指标的统计，报表统计路径为：报 表语音业务报表Volte主被叫联合报表。 三、VOLTE测试方法 四、VOLTE网络架构 n VOLTE网络结构 n 运营支撑层 运营支撑层主要提供网管、签约数据存放、Web Portal统一操作、计费、设备管理等功能，由EMS、 SPG、CCF、DM Server等功能实体组成。 n 业务层 业务层主要由各种不同的应用服务

27、器与资源服务器组成，提供各种业务（如融合Centrex、会议、IP短 消息等）及业务能力（传统智能触发，锚定等）。 n 核心层 核心层分为如下3个部分：IMS域、CS域和用户数据库。 IMS域各网元主要完成LTE用户注册、鉴权、会话路径控制、业务触发、路由选择、资源控制、域间互 通、接入资源控制等功能。 CS域各网元主要实现LTE用户在2G/3G网络下的移动性管理和基本语音业务，包括注册、鉴权、锚定、 传统智能、切换、CS语音回落等功能。 用户数据库按照部署方式，可分为融合HLR/HSS和分离HLR/HSS： 1、融合HLR/HSS具有USCDB、HLR、IMS-HSS、SAE-HSS、DNS

28、/ENUM等网络功能实体的功能。 2、当现网不使用融合HLR/HSS时，可采用分离HLR/HSS，支持在现网已存在的HLR、IMS-HSS和 SAE-HSS上实现VoLTE业务。 n 接入层 接入层主要实现LTE用户的接入，支持对LTE用户的移动性管理等功能。 当LTE用户在LTE覆盖区域内时，通过EPC接入IMS网络。 当用户移动出LTE覆盖区域时，可通过2G/3G网络的ICS（IMS Centralized Services）方式接入IMS网 络。 如果2G/3G网络不支持ICS功能，则接入到传统的CS网络。 n VOLTE网络结构 四、VOLTE网络架构 n VOLTE网络结构 四、VO

29、LTE网络架构 MME S-GWP-GW eNB HSS PCRF P-CSCF I/S- CSCF BGCF MGW TAS GERAN/UT RAN MGW MGCFCall control signalling User plane traffic Other control signallingS6a Gx Rx Ma, ISC Sh Mb S11 S1-MME S1-U SGs Sv Mw CxMi Mn D MSS LTE-Uu n VOLTE接口及功能实体 四、VOLTE网络架构 功能域 接口名称接口类型连接网元承载协议 分组域 S1-MME信令MME-eNodeBGTP-C S

30、1-U数据SAE GW-eNodeBGTP-U S11信令MME-SAE GWGTP-C SGi数据SAE GW-VoLTE SBC 应用层协 议 SLg信令MME-LSP(GMLC) Diamete r SLs信令MME-LSP(eSMLC)SCTP Sv信令MME-eMSCGTP PCC Rx信令PCRF-VoLTE SBC Diamete r Gx信令PCRF-SAE GW Diamete r IMS域 Gm信令VoLTE UE-VoLTE SBCSIP Mw信令VoLTE SBC-xCSCFSIP Mx信令xCSCF-IBCFSIP Mg信令I-CSCF/S-CSCF-MGCFSIP

31、Mj信令BGCF-MGCFSIP Mw/I2信令xCSCF-eMSCSIP ISC信令xCSCF-IMS ASSIP Ut信令 VoLTE UE/VoLTE AS-业务 配置代理网关 XCAP 用户数 据 Cx信令三合一HSS-xCSCF Diamete r Sh信令三合一HSS-IMS AS Diamete r Zh信令 三合一HSS-业务配置代理 网关 Diamete r SLh信令三合一HSS-LSP Diamete r S6a信令三合一HSS-MME Diamete r C/D信令三合一HSS-eMSC/GMSCMAP J信令 三合一HSSIP-SM- GW MAP 2G/3G 电路域

32、 Nc信令MSC-MSCBICC CAP信令IMS SSF/MSC-智能网SCP Camel Gr信令SGSN-三合一HSSMAP 功能实体全写中文功能 PCCPolicy and Charging Control策略与计费控制提供策略控制、计费控制功能、业务数据流的事件报告等功能。 PCEF Policy and Charging Enforcement Function 策略和计费执行功能主要包含业务数据流的检测、策略执行和基于流的计费功能 PCRF Policy and Charging Rule Function 策略和计费规则功能 包含策略控制决策和基于流计费控制的功能，PCRF接受

33、来自PCEF、SPR和AF的 输入，向PCEF提供关于业务数据流检测、门控、基于QoS和基于流计费的网络控 制功能。并结结合PCRF的自定义信息做出PCC决策。 DRADiameter Routing Agent路由代理 下一代信令网，可以真正实现未来核心网逐步的扩展，简化网络，实现快速部署、 高效维护及增强网络安全。 部署DRA的好处: 解决移动用户漫游到其他网络时，用户的鉴权、认证、位置登记、 计费策略等信息在漫游网络与归属网络之间的传递。在一些业务应用场景中，保 证对于同一个用户，AF和PCEF能够寻址到同一个PCRF，通过部署Diameter 代理 来实现IP地址和IMSI的动态绑定以

34、完成寻址。 SBCSession Border Control会话边界控制器 IMS网络中一个重要的网络节点，其位于IMS网络的边界，起着将终端用户接入到 IMS核心网的重要作用。它的主要功能包括接入许可控制，网络拓扑隐藏，NAT 以及NAT穿越，QoS及带宽策略，和网络安全机制等。 S-CSCF Serving Call Session Control Function 服务会话控制功能 是IMS的核心所在，它位于归属网络，为UE进行会话控制和注册请求，但当UE处 于会话中时，S-CSCF处理网络中的会话状态。在同一个运营商的网络中，可以有 多个S-CSCF。 P-CSCF Proxy Ca

35、ll Session Control Function 代理会话控制功能 是IMS中用户的第一个联系点（在信令平面），从SIP的角度来看，它是一个出站/ 入站的SIP代理服务器，所有的SIP信令，无论是来自用户设备UE，还是发送给UE 的，都必须经过P-CSCF。UE使用本地CSCF发现机制可以获得P-CSCF的地址。P- CSCF负责验证请求，将它转发给指定的目标，并且处理和转发响应。 I-CSCF Interrogating Call Session Control Function 协商会话控制功能 I-CSCF是一个运营商网络内部的接触点，所有与这个网络运营商的用户连接都要 经过这个实

36、体。在一个网络中可以有多个I-CSCF MGCF Multimedia Gateway Control Function 多媒体网关控制功能 在IP多媒体子系统(IMS)的一个组成部分，与CSCF通信和控制媒体信道在一个 IMS-MGW中的连接。它在ISDN部分(ISUP)和IMS呼机控制协议之间执行协议转 换。 IM-MGWIP Multimedia GatewayIP多媒体网关 IM-MGW负责IMS与PSTN/CS域之间的媒体流互通，提供CS CN网络和IMS之间 的用户面链路，支持PSTN/电路域TDM承载和IMS用户IP承载的转换。主要功能 是承载和媒体处理。在IMS终端不支持CS端

37、编码时IM-MGW完成编解码的转换工 作。IM-MGW也可以在MGCF的控制下完成呼叫的连续。 ATGW Access Transfer Gateway接入传输网关在SRVCC切换过程中，保持当前会话路径并在切换后重新接入 ATCFAccess Transfer Control Function接入传输控制功能用于控制ESRVCC中的ATGW n VOLTE协议栈结构 四、VOLTE信令流程 SIP/UDP UDP/IP PDCP RLC AM MAC PHY VoLTE控制面协议栈 RTP UDP/IP PDCP MAC PHY VoIP voice streams（Codec） RTCP

38、RLC UM VoLTE用户面协议栈IP包 IP加密-ESP报文 TLS TCP SIP 信令压缩（可选） UDP RTPRTCP 语音帧 语音包控制信令 控制信令用户数据 LTE承载 默认承载、专用承载 RRC信令 SN、完保、加密、PDCP头 半静态调度SPS TTIBunding NAS RRC PDCP RLC 物理层 MAC SN、加密、PDCP头、头压缩 LTE控制面LTE用户面 3GPP 24.301 3GPP 36.331 3GPP 36.323 3GPP 36.322 3GPP 36.21X 3GPP 36.321 3GPP 23.228 IMS 3GPP 24.229 SI

39、P SDP 四、VOLTE信令流程 n QCI5建立及IMS注册流程 LTE附着： 从RRC连 接建立请 求到含有 Attach Req的RRC 建立完成 消息，直 到完成 QCI=9默 认承载的 建立，此 过程为正 常LTE MME上附 着流程。 四、VOLTE信令流程 n QCI5建立及IMS注册流程 IMS注册： (1)VoLTE本质也是数据业务，需要建立相应业务类型的QoS承载，以承载业务数据或信令。支持VoLTE的终 端在完成MME附着后，在UE向IMS网元发起注册前，必须建立QCI=5的承载，用以承载IMS SIP消息。 (2)当QCI=5承载建立完成后，UE与IMS进行SIP信令

40、注册。 四、VOLTE信令流程 n QCI5建立及IMS注册流程 DRB eps承载和QCI对应关系：eps 5、6、7、8对应CQI 9、5、1、2 四、VOLTE信令流程 n SIP呼叫信令流程 INVITE：UE向网络侧发起INVITE请求。 100 Trying：INVITE响应。 183：网络侧在做资源预留precondition （前提预先处理）。 Prack：UE等待网络资源分配。 UPDATE：UE收到QCI=1等承载建立后就 发UPDATE。 180：被叫响铃后发180 Ringing网络侧转 发主叫。 主叫呼叫 被叫振铃 拨通了，回铃音，嘟，嘟 接通了 被叫摘机 挂机 四、

41、VOLTE信令流程 n SIP呼叫信令流程 四、VOLTE信令流程 n eSRVCC流程 四、VOLTE信令流程 n eSRVCC流程 四、VOLTE信令流程 n eSRVCC流程 Handover Command信令 当GSM系统资源准备完成，由MME通过S1 口通知基站触发由E-UTRAN到GSM的切换。 MobilityFromEUTRACommand信令 基站通知UE开始执行由E-UTRAN到 GSM的切换。 MeasurementReport信令 测量2G频点、NCC、BCC及RSSI，RSSI实 际值需要加-110。 五、VOLTE案例分析 n 测试设备问题（终端&软件）、测试执行

42、问题、平台误判（规则）问题、其他用户的随机行为 五大类均予以剔除。 现象/ /原因分类说明问题判定问题子类判定 振铃不接听被叫振铃但不接听 测试设备问 题 测试软件问题 呼叫过程中主叫再次起呼或被叫异常发 起寻呼 接通状态下起呼或寻呼 终端主动挂机起呼或接通后的立即挂断 LOG信令记录丢失由于软件问题导致的LOG未记录 SIM卡故障非人为因素导致的SIM卡松动 终端问题 丢信令及信令乱序 如GSM下的信令丢失，TD、LTE信令不连续则需要仔细 辨认，确认非基站闪断造成 主叫CSFB呼叫回落后位置更新不带起呼 标识 主叫侧发起ESR后回落位置更新均应带follow on=1， 但VOLTE终端偶

43、尔为0 SIM卡欠费或误开机欠费导致的业务无法进行，或非测试区域的误开机 测试执行问 题 测试执行问题 满3分钟两次同向bye request并收到OK 回复 平台当前认为两对bye即判断为掉话，实际同向为重发 SIP包，属于平台误判平台统计问 题 平台误判 VOLTE失败触发CSFB且未接通 考虑为1次VOLTE呼叫造成了2次未接通，CSFB未接通不 计 外接来电或短信 呼叫过程中因外接其他来电或短信导致的未接通或掉 话 其他用户的 随机行为 其他用户的随机行为 五、VOLTE案例分析 n 按照中移动集团要求对网络问题异常判定中区分IMS网络问题、IMS与核心网配合问题、核心网问题、核心 网

44、与无线网配合问题、无线网问题等。 现象/ /原因分类说明问题判定问题子类判定 起呼后未（晚）收到网络trying回复SIP消息应回未回 网络问题 IMS网络问题 PRACK或UPDATE无回复或错误特指非承载未建立导致，DRB释放导致 IMS寻呼响应慢异常被叫收到寻呼延迟10多秒以上，导致主叫上发取消 ESRVCC失败的invite做起呼处理ESRVCC上发invite request内含CS域转换失败，IMS仍作为起呼 VOLTE接通下发生IMS注册掉话 VOLTE接通后，被叫发生IMS注册且成功，此时主叫收到网络下发的bye request内 含注册超时字样 上发bye网络未回OK 到或不

45、到3分钟主叫上发bye，RTP正常且未见释放DRB，怀疑是人员主动挂断但收到 SIP bye 487 直接收到下行cancel起呼过程中，SIP交互正常，直接收了sip cancel 被叫会话未及时释放，起呼forbbiden 主叫起呼失败（切换导致的DRB释放等），主叫上发cancel取消呼叫，而后释放了 EPS；被叫侧始终未收到cancel，未能释放EPS，主叫再起呼收到sip forbbiden 已建立EPS承载的情况下收到500错误 承载建立正常情况下，直接收sip错误。 已建立EPS承载的情况下收到503错误 ESRVCC上发invite request内含CS域转换失败ESRVCC

46、切换失败的一种，但在锚定过程中发生了错误 IMS与核心网配合问题 EPS承载激活（修改）异常 包含起呼未激活EPSEPS承载（可能与切换冲突导致）、起呼晚激活EPSEPS承载（切换问 题，上次EPS承载未释放）起呼时去激活EPSEPS承载（本次起呼激活了后续无异常sip 消息下或释放DRB下直接去激活；上次EPS承载未及时释放，本次起呼过程中释放了 EPS） 核心网问题 被叫收到寻呼但未收到INVITE请求被叫侧收到mt接入的paging消息，且RRC建立完成，但未收到下行的invite消息， 重配置消息释放DRB承载与切换异常、EPS承载冲突等有关 核心网与无线网配合问题 TA/LA更新（附

47、着等）问题 更新类问题、更新被拒、附着被拒与核心网和无线网均有关系；特殊的情况是主叫 起呼时恰好发生TAU，此时上发了sip invite后收到TAU完成后的释放RRC也会造成 满3分钟的EPS承载早释放特指福州的3分钟呼叫完成，先释放EPS承载，再挂断的情况 疑似切换或基站故障导致RTP单通断传 接通后，发生一次切换后，无RTP包交互导致，20秒后终端上行挂断或基站闪断导 致的信令中断、包中断等 无线网问题 LTE随机接入失败被叫收到寻呼，但发起RRC request后即空闲 LTE弱覆盖 无线环境差 LTE下发释放RRC或RRC重建失败无线环境或基站异常导致 CSFB回落频点不合理 ENO

48、DEB参数配置问题 异频重定向，不支持VOLTE呼叫接续往往是中兴基站的特有问题 ESRVCC切换失败 ESRVCC往往因无线环境差触发 被叫未收到寻呼消息被叫侧始终处于空闲，未进行RRC MT接入建立请求端到端问题 GSM或TD网络异常 23G的网络异常 其他网络问题 五、VOLTE案例分析 n VOLTE案列一 问题：LTE弱覆盖至脱网需要eSRVCC到2G，但由于2G弱覆盖且存在拥塞导致切换失败。 解决方案：一、删除该2G频点邻区关系，使其切换到更好的2G小区； 二、复测该路段判断问题的几率并调整LTE网络增强覆盖。 五、VOLTE案例分析 n VOLTE案例二 问题描述： 1、测试中，

49、由于邻区漏配或弱覆盖 未及时进行eSRVCC时，信道质量恶 化到一定程度时，终端会发起RRC重 建。目前发现在RRC重建被拒后，终 端重新发起RRC建立。通话继续，并 未统计为掉话。 2、从第二次RRC建立后的RRC重配 中的DRB资源建立情况来看，此时 网络侧针对此终端的两个默认承载 （QCI=9与QCI=5）与一个专用承 载（QCI=1)均未释放。承载建立正 常，通话正常保持到本次180s通话 结束。 3、此类问题现阶段未统计为掉话， 但影响用户感知，再分析过程中， 也需要增加对RRC重建立Reject问题 进行分析。 问题解决：网格测试分析时，除了对异 常事件进行分析外，需增加对RRC

50、Reestablish Reject问题的定位分析。 五、VOLTE案例分析 n VOLTE案例三 1、问题现象 2016年2月5日 09:59:18 在葫芦岛市海星路与龙警街交汇东125米处HTC M8测试终端发生LTE Handover Failure 事件，导致重建拒绝，如图一所示。 图一 切换失败图 2、问题分析 主叫占用“新区邮政局-ALH-52”PCI=236，RSRP=-93，频点=38098，于 09:59:18:628 与“安全局-ALH- 3”PCI=193，RSRP=-88，频点=38098发生切换请求，但切换失败（UE不断上报测量消息，且最后一次收到 RRC重配置），第

51、二次于 09:59:32:168 “新区邮政局-ALH-53”与 “安全局-ALH-3”切换失败，两次切换失败 导致主被叫收到RRC Connection Reestablishment Reject。 该路段无线环境良好，分析流程如下： 1、核查邻区及切换参数； 2、核查基站干扰及容量； 3、查询服务小区及目标小区问题时间段 历史告警； 4、制定call trace具体定位。 通过现网核查，流程1、2、3均未发现 问题，然后通知贝尔厂家进行call trace， trace信令和鼎利分析的现象一致， eNodeB已下发RRC重配，但UE未回复 重配完成，需要进行终端抓包，由于工 具问题未能进

52、行抓包，通过沟通了解到 该站为近期扩容（D1+D2），初步怀疑 载波聚合和MFBI（多频段指示）问题。 五、VOLTE案例分析 n VOLTE案例三 3、问题定位 经过问题分析，针对载波聚合和MFBI进行功能参数验证。首先，把载波聚合开关进行关闭，问题依然存在，先排 除载波聚合问题；载波聚合开关恢复后关闭MFBI开关，通过验证，切换成功，怀疑MFBI参数配置有问题，之前通 过SIB信令无法判断MFBI参数问题，只能判断MFBI开关的状态，如图二所示： 贝尔MFBI参数主要涉及四项： 1、isMultiFreqBandIndicatorEnabled 设置为true，disableEarlyMe

53、asurementConfiguration 设置为true； 2、LteCell/FrequencyAndBandwidthTdd/multiFreqBandIndicatorList 赋值41； 3、LteCell-LteNeighboring-LteNeighboringFreqConf- LteNeighboringCellRelation 的 multiFreqBandIndicatorList赋值41； 4、LteCell/additionalSpectrumEmissionList赋值为1。 第一步主要是基站的MFBI开关，保证eNodeB在配置、下发测量信息时，将EARFCN转

54、换成终端所支持的Band形式， 第二步主要是设置小区级支持MFBI Band41，第三步主要是设置邻区支持MFBI Band41，第四步主要是设置附加的频 谱辐射。 图二 MFBI开关与SIB信令解析对比 SIB1SIB2SIB5 五、VOLTE案例分析 n VOLTE案例三 3、问题定位 通过贝尔网管查询，发现该站的LteCell/FrequencyAndBandwidthTdd/multiFreqBandIndicatorList 赋值为,邻区里的multiFreqBandIndicatorList赋值也为。该站的小区多频段指示和 邻区多频段指示都未配置，导致切换失败。 图三 小区的mul

55、tiFreqBandIndicatorList配置 图四 邻区的multiFreqBandIndicatorList配置 4、解决方案 设置“新区邮政局-ALH”LteCell/FrequencyAndBandwidthTdd/multiFreqBandIndicatorList 值为41,设 置“新区邮政局-ALH”对应邻区列表里的multiFreqBandIndicatorList值为41。如图三、图四所示： 通过测试验证，“新区邮政局-ALH-52”与“安全局-ALH-3”达到切换门限后， 正常发起切换请求，终端成功回应RRC Connection Reconfiguration Com

56、plete， 切换成功，如图五所示： 图五 切换成功图 Volte呼叫长时间无响应后建立失败： 当发起Volte呼叫后，如果被叫用 户长经过长时间没有响应，最后呼 叫终失败。通常这个问题是由于主 /被叫用户的专有承载建立失败所 导致。当用户起呼后，主被叫 SBC均要向PCRF发起AAR/AAA 的流程，用于专载的建立，如果其 中任何一方出现专载建立失败。均 会导致呼叫失败。（通常这个问题 是由于PCRF不回信息，或回复错 误信息所导致）。 PCRFSB C 图： SBC回复503错误 n VOLTE案例四 1、问题现象 2、问题分析 附 赠 Thank Thank youyou！ 一、走进VO

57、LTE 什么是VoLTE？ VoLTE（Voice over Long Term- Evolution），3GPP标准定义的，基于IMS网络的 LTE语音解决方案。即，在LTE覆盖区域内提供基于IP的高清晰语音业务。是一种IP数据传输 技术，无需2G/3G网，全部业务承载于4G网络上，可实现数据与语音业务在同一网络下的统 一。 如何实现数据与语音如何实现数据与语音 业务在同一网络下的业务在同一网络下的 统一的呢？统一的呢？ n 运营支撑层 运营支撑层主要提供网管、签约数据存放、Web Portal统一操作、计费、设备管理等功能，由EMS、 SPG、CCF、DM Server等功能实体组成。 n

58、 业务层 业务层主要由各种不同的应用服务器与资源服务器组成，提供各种业务（如融合Centrex、会议、IP短 消息等）及业务能力（传统智能触发，锚定等）。 n 核心层 核心层分为如下3个部分：IMS域、CS域和用户数据库。 IMS域各网元主要完成LTE用户注册、鉴权、会话路径控制、业务触发、路由选择、资源控制、域间互 通、接入资源控制等功能。 CS域各网元主要实现LTE用户在2G/3G网络下的移动性管理和基本语音业务，包括注册、鉴权、锚定、 传统智能、切换、CS语音回落等功能。 用户数据库按照部署方式，可分为融合HLR/HSS和分离HLR/HSS： 1、融合HLR/HSS具有USCDB、HLR

59、、IMS-HSS、SAE-HSS、DNS/ENUM等网络功能实体的功能。 2、当现网不使用融合HLR/HSS时，可采用分离HLR/HSS，支持在现网已存在的HLR、IMS-HSS和 SAE-HSS上实现VoLTE业务。 n 接入层 接入层主要实现LTE用户的接入，支持对LTE用户的移动性管理等功能。 当LTE用户在LTE覆盖区域内时，通过EPC接入IMS网络。 当用户移动出LTE覆盖区域时，可通过2G/3G网络的ICS（IMS Centralized Services）方式接入IMS网 络。 如果2G/3G网络不支持ICS功能，则接入到传统的CS网络。 n VOLTE网络结构 四、VOLTE网络架构 四、VOLTE信令流程 n QCI5建立及IMS注册流程 LTE附着： 从RRC连 接建立请 求到含有 Attach Req的RRC 建立完成 消息，直 到完成 QCI=9默 认承载的 建立，此 过程为正 常LTE MME上附 着流程。 四、VOLTE信令流程 n eSRVCC流程 五、VOLTE案例分析 n 按照中移动集团要求对网络问题异常判定中区分IMS网络问题、IMS与核心网配合问题、核心网问题、核心 网与无线网配合问题、无线网