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文档简介
VoLTE信令流程培训材料Volte信令流程VoLTE信令流程培训材料Volte信令流程目录1概述2注册流程3基本呼叫4SRVCC5IP短消息6附录目录1概述2注册流程3基本呼叫4SRVCC5IP短消息6附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。VoLTE概述近年来,VoiceOverLTE(VoLTIMS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:
IMS网元VoLTE服务依赖于IMS的部署,IMS是一个新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。QCIResourceTypePriorityPacketDelayBudgetPacketErrorLossRateQCIpurpose1
GBR2100
ms10-2ConversationalVoice24150
ms10-3ConversationalVideo(LiveStreaming)5No-GBR1100
ms10-6IMSSignallingNon-VoLTEUEVoLTEUEIdleVoiceCallOverLTEVoice&VideoCallOverLTEQCI9QCI5+QCI9QCI1+QCI5+QCI9QCI1+QCI2+QCI5+QCI9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的承载根据3GPP协议,在进行语音、视频通话时,需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:VoLTE总体流程下图显示出VoLTE终端开机后的标准流程,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协议栈结构SIP(SessionInitiationSIP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消息包括请求和响应。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: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目录3基本呼叫4SRVCC5IP短消息6附录1概述2注册流程目录3基本呼叫4SRVCC5IP短消息6附录1概述2注册流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。Defaultbearer(GBR)QCI=8/9InternetAPNDefaultbearer(Non-GBR)QCI=5IMSAPNEPS附着(1)注册流程包括EPSattachmentEPS附着(2)下图显示了IMS附着后QCI5承载建立流程PDNConnectivityRequestRRCULInformationTransferS1APULNASTRANSERABSETUPREQ(QCI5)RRCConnectionRecfg(ADDEPSBear)ActivateDefaultEPSBearerContextrequest(QCI5)RRCULInformationTransferS1APULNASTRANSRRCConnectionRecfgCmpActivateDefaultEPSBearerContextAcceptERABSETUPRSPEPS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:实例EPSAttachment实例,包含CombinedSIP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。SIP注册当VoLTE终端注册到IMSAPN时会建立一条Q实例SIP基本注册流程:实例SIP基本注册流程:目录4SRVCC5IP短消息6附录1概述2注册流程3基本呼叫目录4SRVCC5IP短消息6附录1概述2注册流程3基本呼语音呼叫和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。语音呼叫和SIP注册类似,VoLTE通话也需要使用SIP消息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.语音呼叫流程左图为VoLTE基本呼叫的MO到P-CSCF(I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。呼叫时延VoLTE呼叫中,呼叫事件是由SIP消息来表征的,例实例主叫Signaling实例及关键信元: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.挂机流程和基本呼叫过程类似,VoLTE挂机流程中,也包含2类实例挂机流程实例和关键信元:实例挂机流程实例和关键信元:目录5IP短消息6附录1概述2注册流程3基本呼叫4SRVCC目录5IP短消息6附录1概述2注册流程3基本呼叫4SRVCSRVCC–基本原理和网络架构InterfaceDescriptionProtocolSvSvinterfacebetweentheMobilityManagementEntity(MME)orServingGPRSSupportNode(SGSN)and3GPPMSCserverenhancedforSRVCC.SvinterfaceisusedtosupportInter-RAThandoverfromVoIP/IMSoverEPStoCSdomainover3GPPUTRAN/GERANaccessorfromUTRAN(HSPA)to3GPPUTRAN/GERANaccess.It’sbasedonGTPv2protocol.3GPPTS29.280VoLTE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–基本原理和网络架构InterfaceDescSRVCC–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)CSonly
SRVCC,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–控制面流程从无线侧来看,SRVCC的切换流程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。SRVCC–媒体面当VoLTE并发数据业务发生SRVCC实例SRVCC切换实例及关键信元.实例SRVCC切换实例及关键信元.目录6附录1概述2注册流程3基本呼叫5IP短消息4SRVCC目录6附录1概述2注册流程3基本呼叫5IP短消息4SRVC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.注册流程IP短消息是需要核心网引入网元IP-SM-GW来支持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.IP短消息流程从UU口来看,IP短消息流程包括4步:实例IP短消息实例及关键信元:实例IP短消息实例及关键信元:目录5IP短消息1概述2注册流程3基本呼叫6附录4SRVCC目录5IP短消息1概述2注册流程3基本呼叫6附录4SRVCCSFB&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"CSvoicepreferred,
IMSPSvoiceassecondary".
(4)该字段为3,表明是"IMSPSvoice
preferred,CSVoiceassecondary".本页流程图为当UE能力为“preferIMSPSVoicewithCSVoiceassecondary”时,UE进行联合注册和网络选择行为。CSFB&VoLTE选择支持CSFB或VoLTE的UE附录–VoLTE网络到2/3G网络的语音呼叫TMGW1TMGW2OtherDomainI/SCSCF1PCSCF/SBC14GNetwork2G/3GNetworkI/SCSCF2PCSCF/SBC24GNetworkTMSSMGCF2HLR/HSS/UPCCENS/IMS-HSS2STP1HLR/HSS/UPCCENS/IMS-HSS12G/3GNetworkS/PGWGGSNMME/SGSNSTP2MME/SGSNS/PGWGGSNTMSSMGCF1SignalingMediaVMGW1VMSC1VMSC2VMGW2附录–VoLTE网络到2/3G网络的语音呼叫TMGW1TTMGW1TMGW2OtherDomainI/SCSCF1PCSCF/SBC14GNetwork2G/3GNetworkI/SCSCF2PCSCF/SBC24GNetworkTMSSMGCF2HLR/HSS/UPCCENS/IMS-HSS2STP1HLR/HSS/UPCCENS/IMS-HSS12G/3GNetworkS/PGWGGSNMME/SGSNSTP2MME/SGSNS/PGWGGSNTMSSMGCF1SignalingMediaVMGW1VMSC1VMSC2VMGW2附录–VoLTE网络到其它网络域的语音呼叫TMGW1TMGW2OtherDomainI/SCSCF演讲完毕,谢谢观看!演讲完毕,谢谢观看!VoLTE信令流程培训材料Volte信令流程VoLTE信令流程培训材料Volte信令流程目录1概述2注册流程3基本呼叫4SRVCC5IP短消息6附录目录1概述2注册流程3基本呼叫4SRVCC5IP短消息6附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。VoLTE概述近年来,VoiceOverLTE(VoLTIMS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:
IMS网元VoLTE服务依赖于IMS的部署,IMS是一个新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。QCIResourceTypePriorityPacketDelayBudgetPacketErrorLossRateQCIpurpose1
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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。SIP注册当VoLTE终端注册到IMSAPN时会建立一条Q实例SIP基本注册流程:实例SIP基本注册流程:目录4SRVCC5IP短消息6附录1概述2注册流程3基本呼叫目录4SRVCC5IP短消息6附录1概述2注册流程3基本呼语音呼叫和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。语音呼叫和SIP注册类似,VoLTE通话也需要使用SIP消息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.语音呼叫流程左图为VoLTE基本呼叫的MO到P-CSCF(I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。呼叫时延VoLTE呼叫中,呼叫事件是由SIP消息来表征的,例实例主叫Signaling实例及关键信元: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.挂机流程和基本呼叫过程类似,VoLTE挂机流程中,也包含2类实例挂机流程实例和关键信元:实例挂机流程实例和关键信元:目录5IP短消息6附录1概述2注册流程3基本呼叫4SRVCC目录5IP短消息6附录1概述2注册流程3基本呼叫4SRVCSRVCC–基本原理和网络架构InterfaceDescriptionProtocolSvSvinterfacebetweentheMobilityManagementEntity(MME)orServingGPRSSupportNode(SGSN)and3GPPMSCserverenhancedforSRVCC.SvinterfaceisusedtosupportInter-RAThandoverfromVoIP/IMSoverEPStoCSdomainover3GPPUTRAN/GERANaccessorfromUTRAN(HSPA)to3GPPUTRAN/GERANaccess.It’sbasedonGTPv2protocol.3GPPTS29.280VoLTE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–基本原理和网络架构InterfaceDescSRVCC–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)CSonly
SRVCC,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–控制面流程从无线侧来看,SRVCC的切换流程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。SRVCC–媒体面当VoLTE并发数据业务发生SRVCC实例SRVCC切换实例及关键信元.实例SRVCC切换实例及关键信元.目录6附录1概述2注册流程3基本呼叫5IP短消息4SRVCC目录6附录1概述2注册流程3基本呼叫5IP短消息4SRVC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.注册流程IP短消息是需要核心网引入网元IP-SM-GW来支持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
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