VoLTE关键知识点

1、VOLTE概述和基本特征VOLTE是什么？最直接简单的理解就是VOIP,因为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) 。网络结构：CSCF( Call Session Control Function )：多媒体呼叫会话过程中的信令控制MGCF( Media Gateway Control Function ):执行IMS与CS域的互通；不同域间协议转换MGW( Media Gateway )：连接不同域的用户面；不同网络之间的编解码转换特征1: VoLTE由IMS提供呼叫控制和业务逻辑。VoLTE的信令和媒体经 EPC路由至IMS网络，

2、由IMS提供会话控制和业务逻辑。特征2: VoLTE由EPC提供高质量的分组域承载。在 VoLTE中EPC作为IMS的接入网，通过全球统一的专用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。特征3:连续覆盖前 VoLTE可通过eSRVC辞障呼叫连续性。VoLTE终端在通话过程中漫 游至无LTE覆盖的区域时，通过 eSRVCC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 竞争力终端开机的IMS注册过程为什么要注册：- 用户使用IMPU( IP Multimedia Public Identity )通信- 建立用户当前的

3、IP与其IMPU的对应关系- 掌握用户当前的位置信息及业务能力- 注册过程的鉴权与认证保证了网络的安全性用户开机以后，首先完成 EPC附着过程，建立 QCI=9默认承载，附着完成以后，发起 IMS 注册过程和鉴权。在 IMS注册流程中，先建立 QCI=5的SIP信令承载。然后进行 SIP的注 册过程，当完成注册过程以后， 就可以进行VoLTE呼叫了。SIP信令的注册过程如下图所示。附着请求，连接重配，重配完成，附着同意，Activate Default EPS Bearer(点击放大浏览)SIP 注册过程：1)用户首次试呼时，终端向代理服务器发送REGISTERS册请求2) IMS认证/计费中

4、心获知用户信息不在数据库中，向终端回401 Unauthorized 质询信息，其中包含安全认证所需的令牌3)终端将用户标识和密码根据安全认证令牌加密后，再次用REGISTER肖息报告给IMS服务器4) IMS服务器将REGISTER肖息中的用户信息解密，认证合法后，将该用户信息登记到数据库中，并向终端返回响应消息200 OK。5)用户订阅注册事件包，6)服务器应答订阅成功。7) IMS 服务器发送notify 消息，由于订阅的用户已经注册，所以IMS 服务器回应Notify消息中，状态为 active ,同事携带XML信息。8)终端发送Notify 200 表示接收成功。VoLTE呼叫VoL

5、TE的信令呼叫流程主叫流程 .jpg被叫流程 .jpg对关键流程的解释如下表所示：1）主叫发INVITE消息，触发主叫 RRC建立过程，INVITE消息中包含被叫方的号码，主叫 方支持的媒体类型和编码等。2） 主叫建立SRB2信令无线承载，QCI9默认承载和 QCI5 SIP信令无线承载。例如在本例 中，信令无线承载 SRB-ID=2;QCI=9 的默认承载的 eps-BearerID=5,DRB-ID=3;QCI=5 的 SIP 信令承载的 eps-BearerID=6,DRB-ID=4SRB0用来传输RRCW息，在逻辑信道 CCCH:传输，SRB1用来传输RRC消息（也许会包含 piggy

6、backed NAS消息），在SRB2承载的建立之前，比 SRB2具有更高的优先级。在逻辑信 道DCCHh传输，SRB2用来传输NAS消息，比SRB1具有更低的优先级，并且总是在安全模 式激活之后才配置 SRB2在逻辑信道DCCH:传输.）3）核心网侧收到主叫的INVITE消息以后，给主叫发送 INVITE的应答消息，INVITE 100.表示正在处理中。4）核心网向处于空闲态的被叫发INVITE消息，由于被叫处于空闲态，所以核心网侧触发寻呼消息，寻呼处于空闲态的被叫用户5）被叫建立SRB2信令无线承载，QCI9默认承载和QCI5 SIP信令无线承载6）核心网在 QCI5 RB承载上，给被叫用

7、户发送INVITE消息7）被叫对INVITE消息的响应8）被叫方通知主叫方，自己所支持的媒体类型和编码。9）主叫建立 QCI1的数据无线承载，用于承载语音数据，使用 UM方式。例如本例中， eps-BearerID=7 , DRB-ID=5。关键参数包括头压缩参数，TTI Bundling , SPS DRX参数也会按照语音业务的要求进行重新配置。10）被叫建立 QCI1的数据无线承载。例如本例中QCI1承载的eps-BearerID=7 , DRB-ID=5。11）核心网通知主叫终端的SM层，建立qci=1的承载，例如：eps-BearerID=712）主叫收到被叫的 INVITE 183消

8、息13）核心网通知被叫终端的SM层，建立qci=1的承载14）主叫收到INVITE 183消息以后，发送确认消息 PRACK启动资源预留过程，15）被叫收到主叫的 PRAC©后，返回PRACK 200响应，启动资源预留过程，16）主叫收到被叫的 PRACK 200以后，发送UPDATE肖息，标明资源预留成功。17）被叫收到主叫的 UPDATE肖息后，得知主叫UE的资源预留成功。被叫发送UPDAT区00, 标明被叫资源预留成功，18）被叫发送INVITE 180 ,被叫振铃，主叫放回铃音19）被叫摘机，被叫向主叫发送INVITE 200.20）主叫给IMS服务器发ACK证实已经收到IM

9、S对于INVITE请求的最终响应。 核心网IMS 服务器发ACK消息给被叫，证实对于INVITE请求的最终响应。21）主叫挂机，发 BYE,请求结束本次会话。IMS服务器给被叫发送 BYE,请求结束本次会话。22）被叫挂机，回 BYE 200消息，核心网IMS服务器给主叫发 BYE 200,标明会话结束。23）通过RRCConntctionReconfiguration消息和去激活EPS专用承载消息，主叫删除QCI=1的数据无线承载。24）被叫删除QCI=1的数据无线承载。Volte 呼叫volte 的AMR-WB勺确定AMR=Adaptive Multi-Rate , “自适应多速率编码”，

10、主要用于移动设备的音频AMRZ称为AMR-NB抽样频率为8KHz,语音带宽范围为 3003400HzAMR-NB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AMR-WB=Adaptive Multi-rate-Wideband , “自适应多速率宽带编码”，抽样频率为16KHz,语音带宽范围为 507000HzAMR-W是一种同时被国际标准化组织ITU-T和3GPP用的宽带语音编码标准，也称为标准1) AMR-WB勺9种速率索引表2) volte呼叫过程中，Invite 消息中携带的媒体类型和编码格式3)主被叫协商以后，在UPDATE肖息中确定的媒体类型和编码格

11、式AMR-W睬样频率为 16kHz, AMR勺采用频率为 8kHZ。AMR-WB、共支持 8种模式，在上图中 就是 mode-set=2 ,表示 AMR-W区适应编码方式。Volte 呼叫volte 的AMR-WB勺确定1) Invite 消息中的的编码方法2) update消息中协商以后的媒体类型和编码方式下图中：媒体类型为 AMR-WB采样频率为16k,单通道。采用的模式为 AMR-WB勺mode 8。 mode8对应的编码速率为。Volte语音呼叫2G上图是VoLTE呼叫2G信令流程。流程和 VoLTE呼叫VoLTE是相同的。区别是如果 VoLTE使 用AMR-W语音，在协商之后，会变为

12、。下图中，主要使用 AMR-W晤音，被叫为 GSMm音是的语音编码协商结果。语音采用采样频 率为 8k 的 AM砒音，mode-set=7 ,表示使用 AMR kbit/s (GSM-EFR)。INVITE消息中，VoLTE终端支持的语音编码方案：协商后的语音编码方案：Volte视频呼叫2G流程如下所示：主叫流程 .jpg被叫流程 .jpg1)主叫发INVITE消息，触发主叫 RRC建立过程，INVITE消息中包含被叫方的号码，主叫 方支持的媒体类型和编码等。例如支持的音频和视频等。2)核心网侧收到主叫的INVITE消息以后，给主叫发送 INVITE的应答消息，INVITE 100.表示正在处

13、理中。3)核心网向处于空闲态的被叫发送寻呼消息。4)核心网向被叫 GSMF机发送setup消息，消息中包含语音承载能力和主叫号码5) GSMt叫给核心'网发送 call confirmed 消息，包含语音编码能力相关信息。6)主叫LTE手机，建立qci=1的语音承载。由于被叫不支持视频，所以没有建立 qci=2的 承载。7）核心网IMS服务器发送INVITE 183,表示会话正在处理中，其中包含了被叫支持的语音 编码类型和媒体格式等信息。811）进行媒体格式协商和资源预留。由于被叫为GSM机，所以只支持语音12）被叫GSM1立业务承载13）核心网发送INVITE 183 ，表示会话在处

14、理中14）被叫振铃15）核心网发送INVITE 180 ，主叫放回铃音。16）被叫摘机17）核心网给主叫发送Invite 200 ，表示 ok18）主叫发ACK表示呼叫建立成功，19）被叫收到connect acknowledge ，表示呼叫连接建立成功20）主叫挂机，发 BYE消息，删除建立的语音业务承载。21）核心网给GSM被叫发送disconnect消息22） gsm被叫收至IJ后，发送 RELEASE23）核心网删除建立的语音业务承载，同时给主叫发BYE 200，表示成功24）核心网收到被叫的RELEASE肖息以后，发送release complete ,表示释放成功eSVCCSRVC

15、C（ Single Radio Voice Call Continuity）存在切换性能问题，无法达到语音中断时长小于300ms的部署要求，会严重影响VoLTE用户体验1. SRVCC终端发起向另一 IMS终端的语音呼叫2. 呼叫成功，媒体连接建立，双方进行通话3. 用户离开LTE覆盖，eNodeB触发SRVCCU换,MME通知SRVCCMSCB备切换，MSCS成预留资源4. MME通知终端切换到 2G/TD,切换过程中语音发生中断，中断时间T1约为200ms5. SRVCC MSC发起远端媒体更新，通知远端IMS终端通过SRVCC MSCI收和发送语音6. 远端IMS终端将媒体连接切换至 S

16、RVCC MSC7. 从SRVC啖端切换到2G/TD到远端IMS终端切换媒体连接完成，这段时间语音将发生中 断，中断时间T2约为800ms左右（如果远端终端处于漫游中，这段时间还会更长）eSRVCC在SRVCCi础上，通过在拜访地引入 ATCF作为媒体锚定点，节省远端媒体更新时 间，可将切换时延减低至 300ms以内。（注：ATCF功能集成在SBC内实现）一.终端不区分 SRVCG口 eSRVCC均看做SRVCC附着过程中终端上报 SRVC嫌力，并存储 在HSS中；二.是否支持eSRVCC!由拜访地和归属地的网络部署决定的，只有当拜访地和归属地均支持eSRVCC寸，终端才能进行 eSRVCC,

17、否则执行 SRVCCU换：eSRVCC SRVCCT案区别点在于前者 在IMS系统中新增了 一对功能实体： ATC（F Acess Transfer Control Functionality ， 接入 转 移 控制 功 能 ） 和 ATGW（ Access Transfer Gateway,接入转移网关），分别作为 VoIP呼叫 在控制平面和用户平面的锚 定点。两者对比如下图所示： 图1 SRVCC eSRVCC勺区另1J eSRVCC乎叫流程头压缩RoHC1)减少报头开销语音包头开销：RT川销占12Byte , UD以开销占8Byte , IP层的IP头开销占20Byte (IPv4 )

18、/40Byte (IPv6)。 ROH以压缩后IP+UDP+RTP头开销4Byte左右。 以语音为例，头压缩前 60+32=92字节，压缩后4+32=36字节，压缩率为60%2)实现策略 只对用户面的数据执行头压缩； 可以分承载配置是否打开头压缩： 默认头压缩仅针对 QCI=1语音承载开启； 对于视频通话业务中QCI=2的视频承载默认不开启；确认头压缩打开，通过查看RRCConnectionReconfiguration消息确认。TTI捆绑说明TTI bundling就是把上行的连续TTI进行绑定，在多个连续的子帧上多次发送同一个TB(Transport Block )。 提高数据解码成功的概率，提高上行34dB的SINR 提升30%h行覆盖范围TD-LTE的TTI Bundling仅适用于子帧配置 0、1、6,中移动使用子帧配置 2,所以TTI Bundling 为关闭状态，同时 TTI Bundling 和SPS不能同时配置。使用8天