VoLTE学习笔记0410-0520

1、一、网络架构VoLTE中，可以理解为IMS相当于核心控制，一个统一的控制平台，其他CS、PS等都相当于接入网，CS和PS的核心网地位下降了。VoLTE以IMS作为核心控制层网，EPC作为接入层。IMS本身有一个特点就是接入无关，适合全业务运营商使用。VoLTE是将手机接入到IMS网络，手机需要移动，就需要EPC来管理用户的移动性。在IMS看来，EPC是一个接入设备；在EPC看来，IMS是一个外部数据网。IMS的接入边界是SBC，EPC的外联边界是PGW，所以VoLTE中EPC的PGW要与PSBC连接，然后接入IMS。VoLTE一个新特点是有QOS的，实现此功能的是PCRF，它也联系着两个网络。

2、1、IMS网络结构IMS网络各网元按照功能分为三类，第一类是负责接入的网元：SBC、P-CSCF、I-CSCF，第二类是负责核心控制的网元：S-CSCF，第三类是数据库类网元：HSS，第四类是负责业务的网元AS，AS专门负责业务，这就体现了控制和业务分离。（1）PSBC：VoLTE的PSBC是一个集SBC、P-CSCF、ATCF、ATGW于一身的合设网元。作为SBC网元时，它连接IMS核心网/软交换网络与外部用户接入区域，完成IMS/软交换用户的业务接入、实现不同网络环境下用户业务的互通、保障IMS/软交换网络安全、支持QoS管理、CAC话务控制、媒体管理、CDR媒体呼叫详单等功能。内置P-C

3、SCF网元时，P-CSCF作为IMS拜访域控制平面统一的入口点，将来自拜访域接入网络的SIP消息，包括注册、会话、Presence等消息，代理转发到其归属域的S-CSCF或I-CSCF。内置ATCF/ATGW网元时，通过设置ATCF/ATGW功能实体于P-CSCF与I-CSCF/S-CSCF之间，对于可能发生eSRVCC切换的呼叫，将媒体流锚定到ATGW。这样后续在发生eSRVCC切换时，只需要更新ATGW上的媒体信息，不需要更新远端（UE）的媒体信息，使整个eSRVCC切换时间更短。（2）I-CSCF：（3）S-CSCF：（4）ASAS为合设网元，兼具MMTEL AS和SCC AS的功能。A

4、S通过S-CSCF带上来的ac字段区分AS身份，route字段里，ac=vccas时，实现SCCAS功能，ac=mmtel时实现MMTEL AS功能。SCC AS在最靠近用户位置触发。为了避免HLR重复SRI和预选过程，SCCAS支持获取CSRN号码，SCCAS在预选至CS时返回给S-CSCF的消息里带着CSRN。2、EPC网络架构EPC网络的网元分为三类，第一类是负责信令面的MME，第二类是负责承载面的SGW和PGW，第三类是负责策略的PCRF。R7 PS增加direct tunnel功能，Sv接口用GTP协议。GPRS Tunnelling Protocol。跟MME打交道的都是信令面，不

5、会有用户面。跟HSS和PCRF连接的使用的都是Diameter协议为了实现可靠性和实时性，除了GTP外，信令面传输层都SCTP，SCTP是用户进入网络后就先建立连接，有消息就发，没消息就空闲，不像TCP每次发消息都三次握手建立连接，发完释放。GTP消息本身就是一去一回的消息，成对出现，超时未收到重传。所以可以用UDP，传输层无需再进行可靠性实现，因为作为上层，GTP实现了。2）MME纯控制实体，只负责信令。不能再进行计费。PS按照流量计费的，数据包不通过MME。有用户数据库，存放移动性和会话管理，承载的信息存放在MME里。3）S-GWMME和S-GW合在一起相当于SGSN。MME和S-GW没有

6、直接的关系，多对多的关系，需要的时候MME去选择相应的S-GW给用户提供服务（S-GW就近接入），S5/8接口都用公网地址，MME和S-GW间都用私网地址。MME选择S-GW：终端所在TAI信息报告给DNS，DNS根据TAI回送一组S-GW的信息，MME根据情况去选择S-GW。手机附着或位置更新后，位置不变，同一时间就一直附着在同一个S-GW。4）P-GWP-GW相当于GGSN。功能是分配终端的IP，向PCRF去要策略，计费。由MME选择，选择原则也是去DNS上查，P-GW按需接入。首先考虑用户需求，看用户要做什么业务，即APN（access point name）。MME拿到一组P-GW后，

7、需要根据运营商的规划（对不同业务使用同一个还是不同，一般是不同P-GW）。手机附着上来后，如果进行多个业务，可能同时用多个P-GW。位置改变，S-GW会变，P-GW不变。S-GW与位置是否变化有关，P-GW与业务变化有关。5）PCRF（负责QoS，policy and charging rule function）PCRF也是根据业务需求选择用还是不用。从P-CSCF获取与业务相关的信息，从HSS获取与策略控制计费相关的用户签约信息，从PGW获取与承载网络相关的信息（如IP-CAN类型和用户的位置信息）。PGW按照PCFR下发的PCC规则中的TFT模板对业务数据流进行过滤。达量限速，PCRF主

8、要是为了给数据业务进行灵活限速用的，只不过VoLTE用它做了建立专载。6）HSSDiameter协议核心还是七号信令，MAP协议，只不过现在VoLTE后带宽够用，加了很多Diameter协议的开销。用户服务P-GW信息管理。这些网元要各司其职，齐心协力才能保证用户的各项业务，他们通信靠SIP协议和Diameter协议、H.248协议（放音MRFP），与CS互通时还涉及BICC协议。3、无线侧1）eNB无线侧物理层：上行使用SC-FDMA，下行采用OFDMA。OFDM解决多径问题，拉长了符号，每个符号前加了保护，不使用均衡器，降低算法复杂度，提高了效率。功耗高，PAPR高（峰均比）。SC-FDM

9、A可以降低峰均比，但是没有OFDMA的其他优点。目前空口可以采用很多种技术提高带宽利用率，CA（carrier aggregation）、MIMO、多点协同（coordinate multipoint，把相邻扇区的数据解调出来不作为干扰，提高信噪比）、中继（Relay，电磁波传播难点是收发端要对齐，用中继解决）、异构网（Heterogeneous networks），应用最广泛的是载波聚合。载波聚合技术使用户可以使用多个20M，手机需要支持。目前基本上是三载波聚合，达到330M但是手机支持的较少，三星支持，小米NOTE支持（高通810后芯片）4G经历了R8-R9-R10，LTE第一个版本R8,

10、2008年；2011年R10完成，引入了载波聚合技术。R10才是真正的4G，空口带宽达到1G以上。R10版本后可达到高速移动100M，低速1G，。目前TD-LTE空口上行最大20Mbps，下行就只有80Mbps，20M带宽的使用配比：使用配置1，即2：S：2，配置2-3：S：1，传输块儿速率，物理层和数据链路层之间，物理层还要加冗余，校验等，速率和这个不一样。LTE-FDD，下行 150M，上行50M；TD-LTE，下行110M，上行10M。eNB上4G多了接入层面security。4G后采用的安全的手段：鉴权（2/3/4G）、加密（2/3/4G，针对信令和用户数据都可以，可选）、完整性保护（

11、一致性校验，3/4G中才用，只对信令数据，规范要求必做，但是参数可控是否做）：检查是否被篡改，消息发出去之前先计算出一个校验值，接收方把接收到的做一个同样的运算得出一个值，比较两个值是否一致。2G的加密分别在CS和PS核心网，3G统一到RNC上进行加密，空口不做；4G加强了安全防护，手机和MME间发送的NAS消息要进行加密和完整性保护，手机和eNB之间空口增加了接入层面的security，RRC层可以单独协商加密和完整性保护，NAS消息属于RRC的高层，封装在RRC消息里，手机发往MME的消息协商完加密和完整性保护后，封装在RRC里，如果eNB和手机间也协商要加密和完整性保护，需要再做一遍，共

12、做两次加密。4G加密算法EEA EPS encryption algorithm EIA。二、流程典型流程就是注册流程和呼叫流程。注册流程目的是使用户的手机能接入IMS网络，以便后续进行业务。VoLTE提供的是永远在线的服务。这里的永远在线指的是核心网侧，无线空口资源是要按定时器设置在无业务交互时释放的。因为空口资源永远是比较稀缺的，是网络带宽和速率的瓶颈所在。用户注册成功后，过一段时间无线侧定时器超时，eNB发起S1释放，为了节约空口资源。以后用户发起业务时要用业务请求（service req）流程将UE和MME的状态从ECM-idle迁移到ECM-CONNECTED状态。ECM空闲态和连接

13、态：空闲态时UE和MME间没有NAS信令连接存在，MME保存UE的TA list级别位置信息，UE和MME间的上下文不同步；连接态时UE与MME间有信令连接包括RRC连接和S1-MME连接，MME保存小区ID级别的位置信息，UE与MME间的上下文同步。EMM-用户的移动性管理，ECM关注用户和EPC网络的连接。EMM：Attach，TAU，detach；ECM：S1连接释放，业务请求。二者彼此独立。TAU流程不跨SGW，更新的是eNB和S1之间的承载，SGW和PGW间的不变，TAU过程就是将无线侧更改的告诉核心网，所以是modify bearer消息。SGW更改的TAU要重新create se

14、ssion消息。手机状态：idle，空闲态：eNB上inactivity timer：发送或者接受一条与手机有关的消息，就计时。Connected，连接态，只要有RRC连接，手机就认为自己是连接态，只要有S1-AP，MME就认为自己是连接态。Paging发生在空闲态，handover发生在连接态，service req发生在空闲态，TAU发生在空闲态和连接态都有可能，发生在空闲态至单纯发生TAU过程，发生在连接态在TAU之前一定发生了handover。1、注册流程分为两个阶段：EPC注册和IMS注册。注册的目的是为了把核心网承载建起来，并给用户分配一个IP地址，让用户的号码和IP地址绑定，使用

15、户想用的时候能立即连上网络。（1）EPC侧注册2）NAS attach req：1、EMM 部分：attach 类型：如果是EPS attach（只做4G附着），带着旧GUTI；如果是联合附着（做4G和2/3G附着），带着旧GUTI，TMSI，TAI，手机能力（支持的加密算法等），2、ESM部分：PDN连接请求，携带ESM information flag=0/1，如果为0，代表MME可以按照核心网设置建立默认承载，如果为1，代表告诉MME后续消息会发送关于承载的要求。attach消息和TAU消息不加密。5）去要IMSI，其中带了2），涉及完整性保护等6）中带了正在用的鉴权数据后，有的厂家MM

16、E就不会再做鉴权了。所以有时候抓的消息里没有鉴权。一般本省DNS不做外省MME与S10的对应地址，制作本省的，或者相邻省交界处的。或者新MME向旧MME要不到IMSI，所以就找不到HSS要数据了。8）MME分析IMSI后指向HSS，或者通过DRA指向HSS。9）HSS里用AKA的方式鉴权，authentication key 3ki和鉴权中心产生RAND经过不同算法得出XRES，CK（加密密钥），IK（完整性保护密钥），AUTH（手机鉴权网络）。CK和IK运算得到Kasme（root key），rand，XRES，AUTH合并起来得到4G的鉴权四元组。10）拿出AUTH鉴权网络，拿出自己的Ki

17、和得到的RAND，计算出XRES。11）HSS中的AUC判断XRES和XRES是否一致。14）如果2中的ESM information flag=0，MME就开始建核心网的东西了，如果ESM information flag=1，MME会要求手机上报信息，即消息15/1617）为了要签约信息，告诉HSS更新MME信息19）HSS更新MME信息20）签约数据包括：手机能使用哪些APN，APN相关的QoS（QCI，ARP等），VPLMN（PGW用本地的还是外地的，=N即不允许使用漫游地的网络，=Y即允许），default APN（避免手机APN签错，自动纠正）新MME有了用户的EPS签约，鉴权，当

18、前TAI(CELL id)。S-GW的选择：用TAI向DNS查询，找到S11接口的IP地址。找到SGW。P-GW的选择：使用APN选择，发给DNS，找到PGW的地址。APN：1.手机提供了APN，即ESM flag=1，以手机提供的APN为线索。如果手机提供的APN合法（即符合HSS里的签约），MME使用此APN。如果不合法，使用APN override功能，用default APN（HSS设置），建立第一条默认承载，2.手机不提供APN，使用default APN。21）DNS上有TAI和一组SGW IP地址的对应关系和属性信息，S/N/A记录查询。A记录得到IP地址，S/N得到属性（网元名

19、称，优先级别，支持的接口、协议）。24）拿到两次DNS查询的结果后，MME根据自己的配置和选择原则选择S/P-GW25）带MSISDN号主要是为了传给PGW进行计费。PGW还没分TEID，所以只带了MME的TEID26）查询APN是否归自己处理，有可能去PCRF要新的QoS，也可能没有。28）PGW不变，SGW有可能变，所以需要SGW将PGW的IP和TEID告诉MME。S-GW和eNB之间没有控制面，得由MME转。29） EMM带新GUTI，新TAI，ESM带要求建默认承载。（2）IMS注册1）请求的路由根据：Route，Req-URI；辅助路由：service-route，path，这两个是

20、给设备看的，不能直接使用，设备拿到后会翻译成route放在消息里使用。2）响应的路由根据：Via。Tel格式的PUI不能用来做注册。只能用SIP格式的。注册成功后，终端获得了P-Associated-URI，即隐式注册集；P-CSCF获得了service-route，即S的地址、计费相关信息（计费CG地址，S在与HSS交互时得到，然后给P）、重注册时间；S获得了P的地址、用户的信息。注销流程中expire=0。l UE-P主要包含上图所示字段。开始行里的重要参数是req URL，用域名标示，即上图的sip:。From带PUI，To也带PUI，用to里的号码进行注册l P-IP查询DNS把UE发

21、给I，用req URL。松散路由，不强制用route，所以用req URL。Path字段由P产生，形式一般为path：，目的是为了公布自己的地址，以便后续S能记住P。PVNI：拜访网络标示，记录拜访地的地址。P-charging-vector：ICID，用于离线计费，协议里规定IMS的第一个网元必须增加这个参数。选择子=UE，号码/URI=Req URI里的域名，方法=REG/SUB，业务类型=他域。l I-HSS通过静态路由配置找到HSS，通过DRA找到HSS。UAR/UAA：AVP，或得S的能力集选择子=P，号码/URI=Req URI里的域名，方法=REG，业务类型=他域。启用HSS查询

22、HSS主机/域名-出局路由，Diameter路由里附加条件引用Diameter路由条件（在有两个一样的目的URI时用）l I-Sroute变为S的地址选择子=P，号码/URI=S的地址，方法=REG，业务类型=他域。S把I落地，选择子=I，号码/URI=S的地址，方法=REG，业务类型=本域。l S-HSSMAR/MAA：用户鉴权SAR/SAA：签约S把Sout送给HSS，选择子=Sout，从域分析分析而来，入局走入口策略，出局走域配置-业务群编号-选择子。URI=域名大匹配，方法=REG，业务类型=他域。l S-AS第三方注册，S根据IFC里面AS的地址，将此地址填写在route里面发给AS

23、。To字段带PUI，from带S地址，contact带S的地址。S把Sout送给AS，选择子=Sout， URI=AS，方法=REG，业务类型=他域。URI实际分析的是消息里Route字段，没有route字段就分析Req URI。l S-UEP-Associated-URI：带隐式注册集Service-route：带S的地址Path：P的地址2、会话流程注册会话当前请求Route字段有无响应via字段有有IMS用松散路由时，采用route字段后地址表明，没有route就采用Req URI来路由。宽松路由不要求Req URI和route相同，强制路由要求。注册决定的被叫会话路由 path，注册决

24、定的主叫会话路由 service route，信任域 P-Asserted Identity。UE1-P1-S1-S2-P2-UE2第一次invite：UE1-P1：发现机制。1）静态：直接配置P的IP地址。2）动态：终端配置域名，DNS返回SBC的地址。会话时P根据之前注册响应消息里信息，记录service-route，翻译成route找到S。P1发给S1，Via带UE1的地址；P1-S1：会话时P根据之前注册响应消息里信息，记录service-route，翻译成route找到S。P1发给S1，Via带UE1的地址；200OK消息里，隐式注册集。P1把route删除，生成record-rou

25、te，route=S1，RR=P1，Via=P1，UE1；选择子=UE1，URI=S1，方法=INVITE，业务类型=出局。S1-I2：ENS查询，用Req URI查询，涉及本地配置。DNS查询有递归查询和迭代查询；S1把Sout送给I2，选择子=UE1，URI=被叫号码，方法=INVITE，业务类型=出局。省去了S1把P1作为本地分析，S相当于一个服务器，S收到消息先落地再出局。I2把SI送给HSS（LIR）：选择子=S1，启用HSS查询，URI=用户号码或域名，方法=INVITE，业务类型=出局。I2-S2：查询HSS，LIR/LIA。Route=S2，RR=S1，P1，Via=S1，P1

26、，UE1；I2把S1送给S2，选择子=S1，URI=S2，方法=INVITE，业务类型=出局。S2把I2落地：选择子=S2，URI=S2，方法=INVITE，业务类型=出局。S2-P2：根据path翻译成route进行路由。Route=P2，RR=S2，P1，Via=S2，S2，P1，UE1；S2把Sout送给P2：选择子=S2，URI=P2，方法=INVITE，业务类型=出局。P2-UE2：根据contact信息。RR=P2，S2，S2，P1，Via=P2，S2，S1，P1，UE1。P2把S2送给UE2：选择子=S2，URI=IP地址，方法=INVITE，业务类型=出局。第二次（PRACK）

27、响应消息根据via返回UE1，携带了RR，终端UE1把RR转化成route发给P1，Route=P1，S1，S2，P2，via=UE1。PRACK与INVITE相比，Cseq不同。主叫S找到被叫S，利用辅助路由字段Record-Route（记录下一个事物消息的路由）生成Route（主叫P，主叫S，被叫S，被叫P），放在PRACK消息里面。RR字段只出现会话时，由route产生。P-Assert-Identity：号码显示P-preferred-Identity：终端向用哪个PUI作为主用号码。如果要分析被叫号码，要去起始行里的Req URI。三、协议和接口LTE-uu接口：1、SRB 信令无线

28、承载2、DRB业务无线承载。RB = Resource Bearer（终端与基站之间的承载）DRB = Data RB（终端与基站之间的数据承载）SRB = Signal RB（终端与基站之间的信令承载）PRB = Physical RB (L1调度概念)VRB = Virtual RB (L2调度概念)RAB = Radio Access Bearer (终端与核心网直接承载 X2接口：1、X2-C X2-AP协议 2、X2-U GTP协议 context 主要用于切换，比较快速，不用走S1口。1）S1接口（已有）eNB与MME：S1-MME（S1-AP协议）eNB与S-GW：S1-U（GT

29、P-U协议，V1）2）S2接口非3GPP接入3）S3/4（可能会有）SGSN（升级成R8后）与MME：S3，与S-GW是S44）S5/8（已有）S-GW与P-GW：同一PLMN，S5，不同S8，GTP-C和GTP-U协议都有。S-GW和P-GW同一PLMN（即同一运营商）就是S5接口，国际漫游时，如果用国外S-GW（S-GW就近接入），用归属地本国的P-GW（按需接入）时用S8，P-GW的选择：Internet网回归属地，VoLTE接入S/P-GW用漫游地。按需接入要考虑用户的需求和运营商的需求。5）S6a/S6dHSS与MME：S6a（已有）S6d：SGSN（升级成R8后）与HSS6）S7（

30、已有）Gx接口，P-GW与PCRF间7）S9Home PCRF与visit PCRF间8）S10（已有）MME间9）S11（已有）MME与S-GW（GTP-C协议，V2）10）S12（有可能会有）RNC（升级成R8后）与S-GW间11）S13（有可能会有）MME与EIR间12）S16SGSN（升级成R8后）间接口13）Gn接口（已有）SGSG（老版本，PreR8）与MME间接口14）Gx接口PCFR与PGW间接口Gxc接口只有在S5/8接口使用PMIP协议时才有。目前移动是PGW通过Gx接口向PCRF要QoS，然后给SGW。使用PMIP时PGW不给SGW传，需要SGW向PCRF要，这个接口叫G

31、xc接口Rx接口：PCRF至P-CSCF，使用Diameter协议1、GTP协议 GRPS Tunnelling ProtocolGTPv0：不分控制、用户面，已不用了GTPv1:分控制和用户面，控制面GTP-C用于2/3G，用户面GTP-U用于2/3/4G网络里GTPv2：GTPv2-C 控制面，用于4G，S10,11，S5/8，Sv接口，4G 用户面用GTPv1的GTP-U。SGW和PGW间用GTP协议，TEID（Tunnel Endpoint ID）：每一个GTP隧道有两个端点，每一个端点由端点所在的设备分配，32bits。TEID写入GTP消息的header信令开销里面，要放对方的TE

32、ID号，不放自己的TEID号。各自分各自的TEID，分完后相互告知对方，以后发消息就完全按照TEID来发。只有第一条信令消息带IMSI，以后的信令消息都用TEID来告知和对应。处理问题时一定要抓到第一条消息，用IMSI找到对端TEID，用对端TEID来找到本端TEID，用这两个TEID筛选后续的消息。2、IMS协议SIP：会话发起协议，是IETF制定的多媒体控制协议，它是一个基于文本的应用层控制协议，独立于底层协议，用于建立、修改和终止IP网上的双方和多方的多媒体通话。SIP协议建立在UDP和IP上。UDP无连接，需要SIP进行传输保障，所以SIP的请求一般都要有响应，还会进行重传。SIP为轻

33、协议，消息中可以携带任意类型的消息体，比如含SDP协议、RTP/RTCP、XML。UAC和UAS：UAC发起，UAS接收SIP事物请求，都能终止一个呼叫。信令面SIP，媒体面RTP1、请求消息：注册：register会话：Invite、Bye、Ack、Cancel其他：options、Info（DTMF）Subscribe消息用于终端向AS订阅，AS用notify向终端下发订阅消息。2、响应消息：1XX：临时响应2XX：成功响应3XX：重定向4XX：Client错误5XX：Server错误6XX：Global错误字母的都是请求消息，数字的都是响应消息。3、*消息体：一般为SDP，RTP包含在S

34、DP中。o行信令面IP，c行媒体面IP，m=audio 17368（媒体面端口号）v：Protocol versionb：Bandwidth information o：Owner of the session and session identifier z：Time zone adjustments s：Name of the session k：Encryption key i：Information about the session a：Attribute lines u：URL containing a description of the session t：Time when

35、the session is active e：E-mail address to obtain information about the session r：Times when the session will be repeated p：Phone number to obtain information about the session m：Media line c：Connection information i：Information about a media line4、消息结构1）开始行：包括请求行和响应行2）头部SIP必选消息头：from，to，call-ID，CSeq

36、，Via，Max-forwards3）消息体：SDP/XML/RTP，不涉及消息体里的内容的时候，消息可以不携带消息体，比如注册不需要媒体协商，就不携带。订阅可能携带xml。*请求的开始行包括：方法：invite，Request URL：SIP URL，版本号：SIP/2.0*消息头部包括：1）Via：路由字段，防止环路，保证按原路返回。一般格式为：发送协议 发送方；参数。Branch，分支号2）from&to：From指示请求的发起者，服务器将此字段从请求消息复制到响应消息，to格式与from相同，一般格式为 SIP URL；tag=XX。From和to里面的tag标示一个会话和会话状态。3

37、）Cseq：事务号，Cseq，一个请求以及所有对其的响应。多个事务构成一个会话，有一个CALL ID。对事务进行排序，用Cseq确定不同事务。第一个invite Cseq为1，然后再发PRACK就为2，ACK和CANCEL不进行Cseq的增加，这两个消息与invite算作一个对应请求不计。4）contact：所有消息都有contact字段。给出其后和用户通信的地址。用户注册成功后， contact字段中的IP会和用户的PUI进行绑定。max-forward最大703、 Diameter协议Diameter，建立在SCTP/IP基础上，端口3868。AVP：属性值对HSS为Diameter消息服

38、务器，I/S-CSCF为客户端。Hop-by-hop：匹配请求和响应。End-to-end：检测重复。1）Cx/Dx接口消息流程分类IHSS、SHSS注册UAR/UAA（获取S的能力集或者host name，目前只使用S的能力集，也可实现漫游限制）MAR/MAA（获取鉴权向量）SAR/SAA（用户服务的指派，注册时候用于S向HSS获取用户签约信息）会话LIR/LIA（用户位置信息）RTR/RTA：HSS发送用于踢用户。2）Sh接口消息UDR/UDA：ASHSS，获取用户信息PUR/PUA：ASHSS，用户信息变化时告知HSSSNR/SNA：ASHSS，预约通知，订阅用户信息变化PNR/PNA：

39、HSSAS，HSS通知AS用户的变化4、H.248Mn接口：MGCF与IM-MGW的接口Mp接口：MRFC与MRFP的接口命令消息ADD：向一个上下文添加一个终端；5、鉴权方式1）UES头部auth:PVI ,nonce,resp（值为空）2）S-HSSMAR/MAAAVP：PVI、PUI，鉴权方式为AKA，Ki+RAND=AUTH+CK+IK+XRES3）S-UE401消息www-auth4）UE-SRES=XRES四、承载承载：默认承载，专用承载，GBR必须是专用承载，专用承载必须有PCRF来参与控制，默认承载HSS签约就可以了。默认承载不拆，专用承载可拆，VoLTE用户开机后会建立一个默

40、认承载，保持实时在线。PDN连接指在UE与一个PLMN外部分组数据网络（PDN）之间，一个PDN连接=一个IP地址+一个APN。EPS系统提供IP连接，一个PDN连接可以包含多个EPS承载。PDN连接必须关联UE的IP地址，PDN和APN标示。PDN连接分为IPV4、IPV6和IPV4V6，连接一个PDN连接，可以建立一个或者多个EPS承载，第一个EPS承载为默认承载。专有承载和默认承载的区别在于QCI不同。1、端到端承载UE-eNB-S-GW-P-GWDRB 业务的无线承载 + S1-U承载 + S5/S8承载E-RAB承载EPS承载承载建立顺序：S5、S8承载，S1-U承载，Uu口承载。4

41、G叫EPS承载，2/3G叫PDP上下文控制面：l手机到eNB：RRCleNB到MME：S1-AP，lMME到SGW，MME到PGW：GTPv2-C用户面l手机到eNB：RDBleNB到MME：S1-bearerlSGW到PGW：S5/8bearer ，GTPv1-U这三个合起来就叫EPS bearereNB到手机和MME的控制面和用户面四段连接随时可能被拆除，频繁拆除重建。DRB和S1-bearer加起来叫eRAB，PGW决定要不要建承载。2、默认承载和专用承载。默认承载：使用APN访问外部数据网（互联网、IMS网络，WAP等），建立的第一条承载；所有的默认承载一定是手机主动发起。专用承载：使

42、用APN访问外部数据网，建立的第二、三、条承载；专用手机和网络触发都可能。手机触发的时候得发 resource allocation req，要不然就是网络触发。不签全部都是网络侧触发建立专用承载。专用承载的建立或者修改只能由网络侧发起（PCRF），并且QoS由核心网侧分配。默认承载和专用承载用的是同一对S-GW和P-GW，二者区别是QoS不同，EBI（EPS bearer ID）不同。EBI 4bits,0-15，能用的是5-15，核心网来算可以建立11个承载，但是eNB的限制，每个手机最多只能建立8条EPS承载。手机状态：idle，空闲态：eNB上inactivity timer：发送或者

43、接受一条与手机有关的消息，就计时。Connected，连接态，只要有RRC连接，手机就认为自己是连接态，只要有S1-AP，MME就认为自己是连接态。Paging发生在空闲态，handover发生在连接态，service req发生在空闲态，TAU发生在空闲态和连接态都有可能，发生在空闲态至单纯发生TAU过程，发生在连接态在TAU之前一定发生了handover。ECM空闲态和连接态：空闲态时UE和MME间没有NAS信令连接存在，MME保存UE的TA list级别位置信息，UE和MME间的上下文不同步；连接态时UE与MME间有信令连接包括RRC连接和S1-MME连接，MME保存小区ID级别的位置信

44、息，UE与MME间的上下文同步。EMM-用户的移动性管理，ECM关注用户和EPC网络的连接。EMM：Attach，TAU，detach；ECM：S1连接释放，业务请求。二者彼此独立。TAU流程不跨SGW，更新的是eNB和S1之间的承载，SGW和PGW间的不变，TAU过程就是将无线侧更改的告诉核心网，所以是modify bearer消息。SGW更改的TAU要重新create session消息。用户注册成功后，过一段时间无线侧定时器超时，eNB发起S1释放，为了节约空口资源。以后用户发起业务时要用业务请求（service req）流程将UE和MME的状态从ECM-idle迁移到ECM-CONNE

45、CTED状态。五、QOS时延和错误率决定用哪种传输机制。Non-GBR不设置传输速率下线，可以为0，有可能卡。手机注册上来建立QCI=9，用于上网的承载，QCI=5承载的是IMS信令，但是对于LTE来说，是一个业务。LTE相对于IMS来说属于下层，IMS是承载在LTE上的高层应用。1-4 GBR bearer5-9 non-GBR bearerQCI：每条EPS承载都得定义，既用于GBR又用于non-GBR 。eNB，SGW，PGW都需要有ARP，手机也需要。ARP：allocation retention priority每条EPS承载都得定义，既用于GBR又用于non-GBR，只在EPS承

46、载建立且资源不够用时使用。优先级、占用（1、有没有抢占资源的能力，2、允不允许被抢占）eNB，SGW，PGW都需要有ARP，手机不需要PGW决定要不要建承载，PGW对比现在和之前的QCI和ARP是否一致，一致的话就不需要再建立新的了。带宽改变的话可能就扩一下带宽，但是不会重建。TFT (Traffic Flow Template)既用于GBR又用于non-GBR，建立完了以后才用，QCI和ARP是在建立时用。制定多种过滤条件，决定数据包走哪个通道（承载），设定IP三层的原地址和目的地址，设定四层传输层的原端口和目的端口。专用承载必须有TFT，默认承载可以不设置，匹配不到的就走默认承载。这样才能

47、保证不同的业务（比如VoLTE语音和数据）走到正确的承载上。GBR&MBRGBR：guaranteed bit rate 承诺的带宽MBR：maximum bit rate 最大带宽，超过GBR的有可能被丢弃。目前GBR和MBR设置的是一样的。只有nonGBR才有的UE-AMBR和APN-AMBR（aggregate maximum bit rate）UE AMBR是用于eNB的。APN AMBR是用于核心网的，两者结合起来用。UE级QoS参数：UE-AMBR取值为UE的所有Non-GBR的集合对应的最大速率，签约在在HSS中。eNB负责上下行UE-AMBR的控制。APN级QoS参数：APN-

48、AMBR面对一个APN对应的所有PDN connection的所有non-GBR bearer的集合的最大速率。PGW负责上行APN-AMBR的控制。做限速用的，MME对用户所有APN建立的承载计算APN-AMBR总和和手机AMBR进行比对，取小的那个值。一般UE AMBR都大于APN AMBR，这样才能起到限速的效果。Default bearer is always a Non-GBR bearer. Dedicated bearer can be a Non-GBR bearer or GBR bearer。六、IFC触发IMS业务1）IMS AS：包括三类：SIP AS，IM-SSF，O

49、SASIP AS：基础呼叫业务、VCC、T-ADSIM-SSF：继承用户原有业务。OSA：接业务能力服务SCS，第三方业务接入2）IFC初始过滤规则，包括：触发条件、优先级（多个IFC触发顺序）、AS地址、处理结果。S-CSCF只进行业务触发，不处理业务逻辑，AS处理业务逻辑。3）SiFC共享的IFC减少同HSS之间的内容交互，保存在S-CSCF里面。EMS：统一网管，NMS：大网管，看多个EMS。七、标示1、Cell由CI和PCI识别 PCI（physical layer Cell Identification）：1、PSS 3位 0-2， 2、SSS 168位 0-167 PCI在504个

50、CELL范围内是惟一的。 ECGI唯一标示2、TA （Tracking Area）：TA list内移动不发起TAU。降低信令开销，寻呼范围增大。TAI=MCC+MNC+TAC3、GUTI=PLMN+MMEGI+MMEC+M-TMSI1）USIM卡：IMSI号，Ki值，2）GUTI （globally unique temporary identity，80bits），MME分配。GUTI = GUMMEI （globally unique MME identity，） + M-TMSIGUMMEI = MCC+MNC+MMEGI+MMECMCC(12bits)+MNC(12bits)：运营商

51、编号MMEGI：MME组号，因为带了组号，所以说MME天生就是组POOL的。16bitsMMEC（MME Code）：MME 编号，8bitsM-TMSI：MME随机分配的临时号码，32bitsGUTI太长了，对于寻呼时占用的信令消息太多，所以引申出S-TMSI，40bits。主要用于寻呼。S-TMSI=MMEC+M-TMSI。GUTI作用：1）用户到新的MME下后，需要用Old GUTI去查DNS，找到S10接口，向老的MME要信息。2）MME selection，MME组POOL且S1连接建立起来（eNB向MME发送S1 setup消息，MME告诉eNB自己的GUMMEI值，eNB记录MM

52、E01和MME02的信息，MME也会记录eNB ID、IP和管理的TAI信息），用户漫游到这个POOL下面后，手机将NAS（TAU或者attach消息）消息封装在RRC信令中发往eNB，eNB要选择一个MME。eNB拿到old GUTI值解出GUMMEI值，一看自己认识的（之前已经建立过S1连接的），就直接发到这个MME，如果不认识，eNB要根据负荷均衡选择，MME除配自己的ID还配置权重，MME在建立S1连接时要将这个权重和GUMMEI一起发给eNB，eNB根据这个权重进行负荷均衡选择。MME配置GUMMEI，S1 IP，port，权重，无需配置TAI信息，自动上报。最详细的位置信息即cel

53、l，多个cell组成一个位置区TA。2/3G：CS：LAI=MCC+MNC+LAC（16bits） PS：RAI=LAI+RAC LA = RA = cell，中国移动LA=RA4G：没有CS了，不再用LA和RA了，用TA（Tracking Area），格式类似于LAI。 TAI=MCC+MNC+TAC MME不需要配置TAC，S1 setup的时候eNB上报，MME存下来的。MME需要配置TA和LA的映射关系，还需配置TA list。1）TATA list用还是不用要慎重考虑，用可能会增加paging负荷，无线有Inactivity timer：eNB上定时器，监测手机发上消息后如果没有再发

54、或者需要收任何消息，就会把给这个手机的无线资源拆除，一般10s。诺基亚优化寻呼： MME会记录UE所在的最后一个cell，所属eNB，TA，TA list，按照顺序，第一次寻呼先在所属eNB上寻呼，第二次在TA所在的所有eNB上下寻呼，第三次在TA list内所有的eNB上下寻呼。离开TA列表就得做TAU了：）。paging profile可以记录最后多个eNB信息。不开的时候是在整个TA list寻呼，开启后寻呼范围缩小，时延会增加。为了不影响CSFB，这种优化寻呼的feature对CSFB不起作用，VoLTE单独开启VoLTE paging featurePVI-IMPI，私有标示，只有一

55、种格式，xiaoming_private，不带前缀。PUI-IPMU 公有标示，有两种格式，tel:+86531*，sip:xiaoming，带前缀；隐式注册：一次注册多个PUI。PVI只在鉴权时用，PUI在呼叫时用。MGCF有两个标示：主机名和信令点码，AS也有可能两个，AS与MRFC合设时，与MRFP通信要用信令点码。PSI：不是一个用户，代表业务。为了避免HLR重复SRI和预选过程，SCCAS支持获取CSRN号码，SCCAS在预选至CS时返回给S-CSCF的消息里带着CSRN。STN-SR用于在eSRVCC过程中eMSC寻址ATCF，ATU-STI用于eSRVCC过程中ATCF寻址SCC AS。STN-SR：session transfer number single-radio，在UE附着过程中，ATCF产生，用于标示ATCF，给MSC用。HSS通过插入签约用户数据消息将STN-SR传送给MME，MME传送给MSCATU-STI是给ATCF在切换请求时使用的，由SCC AS在注册时产生。它用Message通知ATCF:UE的C-MSISDN，以及分配的ATU-STI，还有UE的SRVCC能力， ATCF使用C-MSISDN来关联会话(MSC发来切换请求时)，使用ATU-STI替换与SCC AS之间的信令路径。切换的信令面变化，参见切换前后