【《VoLTE业务基础流程及故障定位研究》13000字】

VoLTE业务基础流程及故障定位研究目录TOC\o"1-3"\h\u32595VoLTE业务基础流程及故障定位研究 123992摘要 214254第一章绪论 384591．1研究背景与意义 3151461.2国内外研究现状 4303001.3本文的章节内容 517287第二章VoLTE概述 6198302.1VoLTE的原理 6210622.1.1VoLTE的基本概念和原理 6141272.1.2VoLTE系统架构 6237692.2VoLTE技术优势 99051第三章VoLTE的关键技术 10192703.1半静态调度技术（SPS,Semi-PersistentScheduling） 10152013.2RoHC（RobustHeaderCompression)技术 11258333.3TTI

Bundling（时隙绑定）技术 1298513.4AMRC(语音编码速率自适应调整） 1311492第四章VoLTE业务基础流程 13291034.1VoLTE注册流程 1465274.1.1EPC网络的附着 1418994.1.2IMS注册 1619654.2VoLTE呼叫流程 1770934.3SRVCC流程 18251074.3.1SRVCC切换 18144111.SRVCC概念 18265242.SRVCC切换流程 18312184.3.2eSRVCC切换 1932646图4-6eSRVCC流程 208374第五章VoLTE故障定界定位 20123645.1VoLTE端到端问题定位思路 20197815.2VoLTE端到端问题定位方法 22255021.终端侧问题定位 22101022.无线侧问题定位 2269633.EPC侧问题定位 23180185.3测试指标描述 2394895.4测试案例分析 2519964总结与展望 324933参考文献 33摘要第三代移动通信技术与智能终端的逐渐遍及极大带动了用户对移动宽带业务的需求。在数据流量爆发式增长、网络容量压力不断增大的情况下，移动运营商对网络升级，提高网络传输速率以满足加速发展的用户需求十分急迫，由于LTE网络是一个全IP的网络，只能提供分组域业务，用户无法直接使用电路域的业务，因此如何在LTE网络中提供语音业务成为一个必须解决的问题因此业界提出基于IMS的VoLTE解决方案，是目前公认的目标方案。VoLTE是一种IP数据传输技术，LTE网络不仅提供高速率的数据业务，同时还提供了高质量的音/视频通话，后者便需要VoLTE技术来实现。VoLTE技术带给LTE用户最直接的感受就是接通等待时间更短，以及更高质量、更自然的音/视屏通话效果。本文首先给出了VoLTE的技术实现原理和关键特性的分析，然后给出了VoLTE业务基础流程。在对VoLTE故障定界定位中，本文采用鼎利软件，选取了双VoLTE网格和淄博地区进行了测试。本文在针对测试过程中出现的异常给出了问题的描述、问题出现的原因，从而得到VoLTE故障定界定位。关键词：VoLTE故障定界定位呼叫建立时延接通率掉话率第一章绪论1．1研究背景与意义随着智能手机、网络社区和移动应用业务的普及，传统2/3G网络已无法满足用户对移动互联网流量及带宽的需求。为了提供语音服务，LTE（LongTermEvolution，长期演进）运营商引入了比IP语音服务质量更好的LTE语音服务，因为它具有低延迟和更大的容量REF_Ref20776\n\h[1]。目前全球已经有上百个国家的电信运营商进行LTE网的建设并投入商用，LTE用户不断增加。在2/3G时代，语音业务是运营商的收入主体，在LTE网络中仍将占有举足轻重的位置。在原有的2G/3G网络，语音业务通过核心网CS（电路）域提供承载。LTE是一种宽带无线通信标准，包括升级到5G的语音服务，采用核心网络技术REF_Ref20845\n\h[2]。因为LTE没有CS域只有PS（分组）域，因此LTE如何承载语音业务，也成为一个要重点探讨和实践的研究课题。伴随着LTE网络的不断发展，SRVCC（SingleRadioVoiceCallContinuity，单个无线电语音通话的连续性）切换技术也渐渐不再使用。在LTE网络能够达到全网覆盖的时候，IMS（IPMultimediaSubsystem，IP多媒体子系统）也同时在进行调整,因此VoLTE（VoiceoverLong-TermEvolution，长期演进语音承载）就会成为语音业务最好的解决方法REF_Ref20943\n\h[3]。在最初进行4G建设时，因为VoLTE核心的技术还没有进行普及，EPC（EvolvedPacketCore，4G核心网络）和IMS（IPMultimediaSubsystem，IP多媒体系统）的推广范围也非常有限，所以移动用户在进行呼叫时无法使用4G网络，网络通话质量也受到技术限制不能进行提升。因此需要发现VoLTE故障，提升VoLTE网络质量，而进一步提升用户使用体验。VoLTE是基于LTE架构上所提供的音频服务，是全新一代4G技术，与传统的2G/3G技术方案相比，无疑具有巨大的优势。区别于传统基于CS域（电路域）的语音解决方案，VoLTE基于PS域（分组域），基于IP端到端连接的它具有更大的带宽，更快的连接时间，更高的频谱利用率，更自然地音视频通话效果，使得高清视频语音通话成为可能。虽然VoLTE技术已然成熟，但由于LTE网络的覆盖刚开始，并不完善以及运营商在2G/3G的网络覆盖比较完善，为了保证通话的质量及持续性，在初期阶段考虑CS域的复用，来弥补LTE网络不完善的缺陷，这对促进VoLTE技术的快速应用和发展具有较大的实际意义REF_Ref21031\n\h[4]。当前,随着LTE网络覆盖和业务成熟,基于LTE网络的语音业务也得到越来越多的使用,除为用户提供更高质量语音服务外,而且容量更大。但是,由于网络覆盖或手机终端原因,当开通VoLTE服务的用户做被叫时,还是需要回到到3G网络,由于局数据不一致的情况会导致查询失败,从而导致呼叫失败,重视并积累如何更快捷处理VoLTE呼叫失败故障,对于提升用户满意度具有十分重大意义。随着无线网络的不断演进，LTE已实现全IP化的架构。根据电路域回落技术方案，假如打电话前正在使用数据流量，那样数据流量将会在通话中被中断。由于VoLTE通话跟数据业务一样停留在IP(Internet

Protocol）上。影响通信客户使用数据业务的因素将不再是语音业务。用户在打电话的同时可实现浏览网页等，因而保证了用户在移动终端操作的灵活性。VoLTE容易跟RCS（Rich

Communication

Suite）、IMS等业务集成，可实现语音业务和互联网业务进行有机融合，具有强大的业务能力REF_Ref21135\n\h[5]。1.2国内外研究现状VoLTE已经在国际运营商中达成广泛共识，并被各国运营商纳入发展路线从VoLTE的全球应用来看，中国以外其他国家的应用步伐较快，并很早测试VoLTE服务。2013年底，Verizon仅通过LTE网络销售具有语音和数据服务的单一模式终端，VoLTE的大规模商用已经开启。

相关专家指出，采用VoLTE作为LTE语音，成本会下降70%左右，频谱利用率是3G的2.5倍，接续时间平均在1.7秒左右，相对于现网接续时间明显降低。另外，受益于LTE网络带宽优势，IMS网络的多媒体融合业务提供能力以及与RCS富媒体通信结合，VoLTE可为用户提供全新的通信体验。值得一提的是，由于FDD（频分双工）产业链的成熟度较高，产业上下游各个环节发展较为完善，这为VoLTE的发展奠定了良好的基础。相关数据显示，目前全球

VoLTE已完成、正在部署以及正在测试的运营商有21家，包括SK电讯、NTT

DoCoMo、T-Mobile、AT&T、Verizon.Sprint等。一些系统厂商在海外也积累了丰富的VoLTE部署经验。据报道，阿尔卡特朗讯现已为北美运营商提供了2800万张VoLTE用户许可证，在全球105个国家或地区部署了IMS网络，被全球数家主流运营商选择为IMS/LTE网络设备提供商REF_Ref21227\n\h[6]。中国移动在七年前年启动全网的VoLTE商用，同时Verizon也开启了VoLTE的大规模部署，然而由于两者的网络基础存在较大差距，VoLTE的业务体验也注定差距较大。TD-LTE产业的成熟度不高也是制约国内VoLTE产业发展的关键问题REF_Ref21305\n\h[7]。

中国移动已经开始推动TD-LTE终端产业的发展，目前也有多款TD-LTE智能终端推出，然而仅支持双待机方案，对VoLTE的支持依然十分欠缺。中国移动研究院有关领导坦言，从VoLTE的全球产业发展来看，FDDLTE产业的发展相对较快，TD-LTE仍需要大力推动，这主要受制于芯片和终端环节。由于中国移动对整个TD-LTE网络VoLTE技术产业链的推动作用，各主流系统设备商都开始积极推出基于TD-LTE网络的VoLTE解决方案，这也为后续网络的建设领好了铺垫。然而，如何尽快补齐目前终端和芯片侧的短板，依然需要整个TD-LTE产业链的共同推动REF_Ref21377\n\h[8]。因为强大的应用服务器，原来传统的语音、短消息业务，用户可以继续安全应用。更重要的是将语音通话的增强功能相结合，提供了用户多样化、差异化的服务。随着网络技术、数据技术、硬件技术等相关技术的进步,VoLTE技术的出现和发展演进过程是移动通信技术整体发展的重要组成部分REF_Ref21452\n\h[9]。VOLTE在现网中已大力普及，用户使用支持VOLTE功能的手机，实现边上网边打电话的双向通道服务，越来越感觉到通信技术的进步步伐[10]。1.3本文的章节内容本文研究了基于VoLTE技术的原理，并在其基础上学习各流程的建立过程和介绍了VoLTE的几种关键技术，此外在通话过程中VoLTE可能出现的故障了，利用鼎利软件进行了实地拉网测试，并分析了出现此故障得可能原因。本文的其他章节安排如下：第1章：课题背景、研究的目的及意义、VoLTE国内外商用情况现状等。第2章：VoLTE的工作原理和技术特点，VoLTE系统网络架构、VoLTE技术的优势等。第3章：本章描述了VoLTE的几种关键技术，包括RoHC-头压缩、TTI

Bundling、SPS-半持续调度技术（SPS,SemiPersistentScheduling）及AMRC(语音自适应速率调整)四种关键技术。第4章：本章写了VoLTE的基本流程，主要描写了VoLTE的EPC附着流程、VoLTE呼叫流程及SRVCC切换流程。第5章：本章主要简述了VoLTE在不同场景下出现端到端出现故障的原因、原因出现涉及的网元，通过进行实际测试，并通过图片及数据来分析出现的故障及出现的故障的原因。第二章VoLTE概述2.1VoLTE的原理2.1.1VoLTE的基本概念和原理VoLTE，其实是VoiceoverLTE的缩写，是基于IMS的语音业务。VoLTE是一种IP数据传输技术。执行工作时，无需依靠以往的2G/3G网路，全部的业务都承载与4G网络上，它能形成数据和语音业务在相同网络上的统一。也就是说，通过VoLTE的支持，我们不单单可以在4G网络中享受到高速率的数据业务，此外还可以用它来进行更高质量的语音、视频通话[11]。2.1.2VoLTE系统架构VOLTE网络主要由终端、无线网、核心网、各类业务平台及用户数据库等组成如图2-1所示。以下主要对核心网、无线网进行介绍。图2-1VoLTE网络架构图一、核心网一个完整的通信系终由终端、接入网和核心网组成，从功能层面界定，核心网是负责处理用户鉴权与注册、路由、业务触发与管理、漫游与互通、计费等核心功能的网络，并具有安全防护和容灾的能力。从物理层面界定，核心网是对放置在运营商机房中的通信设备的总称。面向不同的用户群，当前主要有3种类型的核心网：CS域核心网，为2G.3G用户提供服务；PS域核心网，为移动互联网用户提供服务；IMS域核心网，为纯IP用户提供服务[12]。1.IMS（1）IMS定义及特点：

IMS是国际标准化组织3GPP在其R5版本提出的网络体系，全称是“IP

Multimedia

Subsystem”，即IP多媒体子系统。它的核心特点是采用会话发起协议(SIP)和与接入的无关性，为多媒体应用提供一个通用的业务平台。VoLTE承载在于高带宽的4G网络上，可满足大容量数据交换和多媒体业务的需求。IMS是一个端到端IP化的网络体系，具有接入无关性和强大的多媒体协商能力，非常适合为VoLTE业务提供网络服务。IMS核心网是VoLTE技术实现的核心[13]。（2）架构设计原则IMS继承了软交换的思想，保持媒体面和控制面的分离，同时在业务层面更加开放，定义了标准的业务平台触发接口，进一步实现媒体、控制、业务3层分离架构，有利于业务快速部署。IMS本身并不提供任何业务，所有业务都是各种应用服务器AS（ApplicationServer）提供的。IMS不是业务，而是实现业务触发的网络。2.EPC（PS域核心网）（1）EPC定义及特点EPC的全称是“EvolvedPacketCore”，即演进的分组域核心网。它的典型特点是2G/TD/LTE/WLAN多接入核心网;仅有分组域，取消电路域;控制与承载分离，网络结构扁平化;全IP架构。（2）对VoLTE的功能支持作为VoLTE语音方案中关键的信令和语音承载信道，EPC网络为用户的语音业务提供端到端的QoS（QualityofService，服务质量）质量保证，并且保证语音业务切换到2G/3G时的用户体验。3.CS（电路交换域）CS域即电路交换域，指移动核心网中为用户提供电路交换类型连接的所有网元实体，包括所有支持相关信令的网元实体。电路交换型连接是指在连接建立时才分配专用网络资源，并在连接释放时释放专用资源。CS域是电路承载域，承载传统的、基于电话交换型连接的语音业务。二、无线网无线接入网是通信系统中的“最后一公里”，是距离用户最近的网络，也是影响用户感知最大的地方。无线接入网络在2G（CSM）时代包括BTS和BSC，在3G（TD-SCDMA）时代包括BS和RNC，在4G（TD-LTE）时代，无线接入网采用了扁平架构，只包括eNB一类网元。无线网提供LTE、2G/3G的无线接入。2.2VoLTE技术优势语音业务是运营商立身之本，也是运营商最先考虑满足用户的业务。随着全球运营商开始大规模部署LTE网络，在完全IP化的网络中，面临OTT（OverTheTop）语音业务的不断蚕食，语音业务的提供运营商必须迈过去的一道坎。目前运营商已经商用的语音方案有：SVLTE（终端双待方案）和CFSB（CircuitSwitchedFallback）（2G/3G方案），虽然这两种方案各有所长，但是前者会造成终端成本较高，而且待机时间缩短，后者则会带来较长的呼叫接通时间。VoLTE将会是LTE网络的终极语音解决方案，其技术优势如下：VoLTE具有更好的用户体验VoLTE其速率高、时延短和带宽高的优势而能给用户带来更佳的使用体验。通过使用最高优先级QoS等级标识保障和AMR-WB（新型可变速率多模式宽带语音编解码器）的高清语音编码格式，VoLTE可为移动宽带用户带来高音质语音和高分辨率的画面。VoLTE技术具有更快的语音接续能力VoLTE技术为呼叫是全IP的，无需像2G或者3G技术需要语音回落，使得整个呼叫过程的接续时间明显缩短。3.VoLTE技术具有更广泛地应用范围和业务特性与2G或者3G技术相比，VoLTE技术包括语音通话、视频通话、上网等多种业务拓展，极大程度上丰富了客户使用的选择余地。并且，VoLTE技术还能整合其他多媒体和互联网属性的业务，来丰富灵活的业务特性。4.VoLTE技术具有高频谱利用率和高覆盖率VoLTE技术充分利用LTE网络的高频谱利用率和高容量的特点，在语音业务的频谱利用率方面比传统制式技术优越。此外VoLTE网络具有结构简单、成本低等优势，不用长时间的多网并存，很大程度上减少了运营成本。同时，它可为用户增加设备电池的待机时间。VoLTE的关键技术上一章描述了VoLTE的实现原理及优势。与3G技术比较，VoLTE网络在频谱利用率、数据速率、覆盖面和容量等性能方面都有显著的提升REF_Ref21514\n\h[14]。本章将对VoLTE的关键技术进行描述，主要描述半静态调度（SPS,Semi-PersistentScheduling）、IP包头压缩方法——RoHC（RobustHeaderCompression)、TTI

Bundling（）、AMRC(语音编码速率自适应调整)这四种技术。3.1半静态调度技术（SPS,Semi-PersistentScheduling）1.基本原理SPS（Semi-PersistentScheduling，半静态调度）是基站通过初次传输的SPS-C-RNTI（RadioNetworkTemporaryIdentifier，无线网络临时标识）加扰的PDCCH（PhysicalDownlinkControlChannel，物理下行控制信道）指定UE（UserEquipment，用户设备）当前的调度信息。UE保存当前的调度信息，在以后每一个固定的周期（如20ms），在相同的时域和频域资源发送和接收数据，基站不再为这个用户占用CCE（ControlChannelElement,控制通道元件），进而节省大量的CCE来增加更多的接入用户。图3-1为SPS的RB（ResourceBlock,资源量方块）分配方案示意图，eNodeB每隔一个20ms调度周期，为同一个用户分配固定的RB起始位置（见绿色部分），不需要在每个调度周期都为UE分配CCE，从而可节省CCEREF_Ref21586\n\h[15]。图3-1SPS的RB分配方案半静态调度技术的特点半静态调度可以充分利用语音数据包周期性到达的特点，一次授权，周期使用，可以有效的节省用于调度的PDCCH资源，从而可以在不影响通话质量和系统性能的同时，支持更多的话音用户，并且仍为动态调度的业务保留一定的控制信息一共使用。3.2RoHC（RobustHeaderCompression)技术1.基本原理RoHC(RobustHeaderCompression)是专门为无线链路设计的数据包头压缩机制，以适应无线链路高误码率的链路特性。由于相邻节点之间,同一数据流连续分组报文头中存在一些不变的冗余信息头和一些有变化规律的动态信息头。为了节省空口的带宽资源，可以在数据流开始传递时发送完整报文头部信息,后续数据包信头只传递报文头部中的变化的部分和相对于同一个流的关联标识符,达到缩小数据头的字节数,从而有效利用无线带宽资源REF_Ref21638\n\h[16]。提出了一种IP包头压缩方法——RoHC，该功能可大大降低包开销，压缩过程如图3-2所示。仅在初次传输时发送数据包头的静态信息(如IP地址等)，后续不再重复发送，当通过一定信息可推知数据流中其他信息时，可仅发送必需的信息，其他信息可由上下文推算。IP（20字节）UDP（8字节）RTP（12字节）语音（32字节）（压缩前72字节）压缩包头（4字节）语音（32字节）（压缩后36字节）图3-2RoHC压缩示意图2.RoHC特点

可靠性高：因为RoHC具有反馈机制，因此无线链路拥有更高的可靠性。

压缩效率高：RoHC最大可以把报文头压缩成1字节，因此它具有更高的压缩效率。3.3TTI

Bundling（时隙绑定）技术1.TTIBundling基本原理因为在小区边缘存在瞬时传输速率高、UE上行功率受限等情况，会使得上行覆盖受限，在一个TTI（时间间隔）内终端或许无法满足数据发送的误块率要求。当TTIBundling使能时，上行调度一次授权后，在连续的4个上行子帧上传输同一传输块，且仅在第4次传输后有对应的PHICH（物理混合重传指示信道）反馈，实现过程如图3-3所示，重传也是4个连续上行TTI发射的一种调度方法，可以充分利用4个连续上行子帧发送的数据进行数据合并，通过合并增益提升数据可靠性。由于仅在第4次传输后有对应的PHICH反馈，所以，此时反馈的为底层合并后数据的接收效果，从而大大提高了数据的可靠性REF_Ref21697\n\h[17]。图3-3TTI实现过程2.TTIBundling技术的特点TTIBundling技术的应用能够大大加强传输信号的成功率，在提高信号接收率的同时能够很好的实现VOLTE网络的全面覆盖REF_Ref21756\n\h[18]。3.4AMRC(语音编码速率自适应调整）1.AMRC基本原理VoLTE语音编码速率是呼叫建立阶段由终端和核心网进行协商，一旦协商完成，后续通话过程中不会改变。当上行无线质量较好时采用高语音编码速率,可以提升语音质量；但是当上行无线质量较差时，仍然固定采用高语音编码速率，会导致误码升高影响用户体验，如用户在弱覆盖区域采用高编码速率、可能由于上行覆盖受限导致丢包率高引起丢字、掉话等语音感知问题。为解决上述问题，无线侧提供了AMRC（语音编码速率自适应调整）方案REF_Ref21821\n\h[19]。通过修改AMR（编码速率自适应）包头的CMR（）字段触发UE调整编码速率。eNB根据上行信道质量，触发语音编码速率的动态调整，中近点采用高速率，远点采用低速率。AMRC(语音自适应速率调整)通过eNodeB参与AMR（AdaptiveMulti-Rate，自适应多速率编码）的速率调整过程，使得在小区中心时，eNB通过速率请求调整至最大速率，获得MOS（MeanOpinionScore,平均意见值）增益；在小区边缘，eNB通过AMR速率请求调整为较低速率，从而实现弱覆盖下语音质量提升。即基于用户信道质量适配不同的AMR速率，获得最优MOS体验。在eNB中可以设置调速丢包率门限点，当统计周期UE的丢包率达到门限后，eNB尝试修改AMR语音包头的CMR字段，触发UE调整编码速率，从而达到根据信道质量进行编码速率的动态调整：在中近点采用高速率，在远点采用低速率。2.AMRC技术的特点在无线信道质量较差区域，AMRC语音速率控制特性可以提高MOS语音质量，提高VoLTE用户感知。VoLTE业务基础流程如果终端用户，要建立语音通话，前提是必须要在MME附着和IMS注册，并通过SRVCC/eSRVCC功能保证2G/3G语音平滑切换，下面将针对VoLTE的注册流程、呼叫流程、SRVCC切换流程展开详细的介绍。4.1VoLTE注册流程4.1.1EPC网络的附着注册是用户向签约网络请求授权使用业务的过程，在VoLTE解决方案中，LTE用户根据实际的信号强度覆盖，可以由UE选择附着到CS网络或LTE网络进行注册。对于CS网络注册，注册过程与传统CS网络过程相同。对于LTE网络注册，UE首先附着到EPC网络，再在IMS网络注册。用户注册后，可以享受归属网络提供的服务，包括对用户当前地址和用户身份进行绑定；用户可以正常使用各种签约业务。如图4-1所示为VoLTE用户EPC附着流程。图4-1VoLTE用户EPC附着流程流程1：终端发起AttachRequest请求，并告诉网络支持VoLTE语音业务；流程2：MME（MobilityManagementEntity，移动管理节点功能）收到终端的附着请求，有可能向HSS要用户的鉴权数据并向用户发起鉴权请求，待用户鉴权通过后，向HSS（用户归属服务器，HomeSubscriberServer）请求用户的业务签约数据；流程3：获取用户的签约数据；流程4：MME向PGW（PDNGateWay，PDN网关）申请建立数据业务的默认承载（基于用户签约默认APN为数据业务APN的特性），MME根据APN配置和网络拓扑选择SGE和PGW，向SGW发起GreateSessionRequest请求消息，消息携带数据业务APN（接入点名称）及QCI（QoSClassIdentifie）信息。流程5：在数据业务开启PCC（PolicyandChargingControl，策略与计费控制）的情况下，PGW触发数据业务默认承载的PCC流程，PGW通过CCR请求向PCRF（PolicyandChargingRuleFunction，策略与计费规则功能）发起PCC流程；PCRF通过CCA向PCRF下放PCC规则和QoS信息；流程6：PGW向MME返回会话建立响应消息，SGW想MME返回GreateSessionRequest（处理会话请求）信息，消息中包括UEIP地址和DNS（DomainNameSystem，域名系统）地址；流程7：MME向UE返回附着接收消息，包括PGW为UE分配的IP地址和DNS地址；以上7步的具体信令流程如图4-2所示。图4-2信令从流程流程8：终端发起VoLTE语音业务的PDN（PublicDataNetwork，公用数据网）连接建立请求；流程9：网络侧为用户建立VoLTE语音业务的默认承载，默认承载建立完成后即完成EPC网络的附着。4.1.2IMS注册VoLTE通过接入IMS网络进行语音和数据的同网传输，为用户提供语音业务、多媒体业务和互联网业务REF_Ref21870\n\h[20]。VoLTE用户进行IMS注册时由拜访地P-CSCF（ProxyCallSessionControlFunction，代理会话控制功能）、I-CSCF（InterrogatingCallSessionControlFunction，协商会话控制功能）向归属网络发起注册，使用USIM卡的VoLTE用户注册时，如果通过USIM卡导出的注册IMPU（比如SIP:IMSI@ims.mnc<mnc>.）无省份信息，则只能通过拜访地I-CSCF由DRA（DiameterRoutingAgent，路由代理）向归属HSS进行查询。具体注册流程如图4-3所示。

流程1：终端根据附着流程获得的P-CSCF地址，通过EPC网络向P-CSCF发起注册。流程2：P-CSCF具备ATCF（AccessTransferControlFunction，接入传输控制功能）功能，在注册消息中插入STN-SR(SessionTransferNumber-SingleRadio)；P-CSCF根据导出的注册IMPU域名向DNS发起查询，查询结果为P-CSCF拜访本省的I-CSCF地址，并将注册消息发送给I-CSCF。

流程3：I-CSCF通过Cx接口向HSS查询服务S-CSCF信息。

流程4：HSS向I-CSCF下发能力集。

流程5:I-CSCF根据本地配置并通过查询DNS将注册消息发送给用户归属S-CSCF。流程6:S-CSCF通过Cx接口向HSS下载用户鉴权向量和签约数据，并对用户进行鉴权。

流程7：鉴权完成后，S-CSCF向SCCAS发起第三方注册流程。

流程8：SCCAS通过Sh接口向HSS下载用户签约信息与透明数据，其中包括终端SRVCC能力和STN-SR值，SCCAS通过Message消息向ATCF通知AUT-STI值和C-MSISDN值，如果SCCAS发现注册消息中的值与HSS中STN-SR值不同，那么将通过Sh接口向HSS更新该值。

流程9:HSS通过S6a接口将更新的STN-SR值通知MME，MME更新STN-SR值。图4-3IMS注册过程4.2VoLTE呼叫流程当用户A想要呼叫用户B时，流程如图4-4所示。终端A发起呼叫，信令路由至被叫域。由于终端B（支持VoLTE的终端）在不同的信号强度覆盖下可以附着在2G/3G网络，也可以附着在LTE网络，因此，终端B在呼叫时需要选择接入其中某一个网络进行语音通话，这一过程称为域选择。当用户作为主呼叫时，由终端根据保存的注册网络信息完成主叫域选择；用户作为被叫时，由网络侧查询融合HLR（HomeLocationRegiste，归属位置寄存器）/HSS获取注册网络信息，完成被叫域选择。此时，被叫侧出发VoLTEAS进行被叫域选择，根据HSS返回的信息决定在IMS进行呼叫。信令路由至被叫终端B。B接听后返回200OK响应，被叫SBC根据INVITE和200OK中的SDP信息向PCRF申请资源，PCRF通知EPC预留资源。资源预留成功后，被叫SBC向主叫转发200OK响应。主叫SBC收到200OK响应后，根据INVITE和200OK中的SDP信息向PCRF申请资源，PCRF通知EPC预留资源。资源预留成功后，主叫SBC向主叫终端转发200OK响应。媒体链接建立，终端A、B语音通话。图4-4基本呼叫流程4.3SRVCC流程4.3.1SRVCC切换1.SRVCC概念SRVCC(Single

Radio

Voice

Call

Continuity)是一种VoLTE语音业务连续性方案。它是指当终端A在通话过程中移动出LTE覆盖，并注册到2G/3G网络时，终端A与网络配合将话音无缝的从LTE切换至2G/3G网络，通话不中断，即保证终端A在IMS控制的VoIP语音和CS域语音之间的平滑切换。其流程如图4-5所示。2.SRVCC切换流程（1）终端A（SRVCC终端）语音呼叫终端B（IMS终端）。（2）呼叫成功，A、B进行通话。（3）此时，终端A离开LTE覆盖，eNodeB触发SRVCC切换，MME通知SRVCCMSC准备切换，MSC完成预留资源。（4）MME通知终端A切换到2G/TD，切换过程中语音发生中断，中断时间约为200ms。（5）SRVCCMSC发起远端媒体更新，通知终端B通过SRVCCMSC接收和发送语音。（6）终端B将媒体连接切换到SRVCCMSC。（7）从终端A切换到2G/TD到终端B切换媒体连接完成，这段时间语音将发生中断，中断时间约为800ms（如果终端B处于漫游中，时间会更长）。图4-5SRVCC流程4.3.2eSRVCC切换如果SRVCC有切换性问题，无法达到部署要求时，会严重影响VoLTE用户体验。因此，针对原有SRVCC方案进行了优化与增强，提出了eSRVCC切换方案。eSRVCC切换方案是指在SRVCC基础上，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，将切换时延降低至300ms以,如图4-6所示。远端A（SRVCC终端）语音呼叫终端B（IMS终端）。呼叫成功，A、B双方进行通话。此时，终端A离开LTE覆盖，eNodeB触发eSRVCC切换，MME通知eSRVCCMSC准备切换，MSC完成预留资源。MME通知终端A切换到2G/TD，切换过程中语音发生中断，中断时间约为200ms。由于终端B通过ATCF连接媒体，此时不用再更新媒体连接（与SRVCC的区别）。从终端A切换到2G/TD，这段时间语音发生中断，中断时间控制在300ms以内。图4-6eSRVCC流程VoLTE故障定界定位VoLTE通话涉及网元多、业务链长，且网络扁平化、全IP化是的VoLTE故障定界定位比传统CS业务难度大。本文主要描述了KQI端到端定位。5.1VoLTE端到端问题定位思路基于VoLTE业务实现过程，按照业务端到端覆盖用户、终端、无线、EPC、 IMS、CS等六类节点，业务流程覆盖附着、注册、切换、保持、语音质量等六个阶段，通过多种定位流程，对问题进行定界。主要从附着、注册、接续、切换、保持、语音质量六个阶段和确定问题域、确定问题网元、粗定失败原因、确定根本原因四环分域来定界、从而将问题定位到用户、终端、无线、EPC、IMS、CS六个网元上。如图5-1所示。本文主要从终端、无线、EPC、IMS侧进行分析。图5-1六阶四环六元（1） 终端侧：终端VoLTE功能实现由终端厂家根据相关协议标准进行设计，不同厂家的不同设计，是导致VoLTE终端问题出现的根本原因，因此，终端问题定位，主要关注终端VoLTE功能实现是否符合协议标准。（2） 无线侧：无线侧在volte业务实现过程中的作用与普通4G业务基本一致，但由于VoLTE业务属于时延敏感型业务，对于无线环境变化敏感，因此，无线侧问题定位重点关注终端与网络连接变化。（3） EPC侧：VoLTE业务中，EPC侧不再承担业务的信令交互和功能实现，相对而言，可与无线侧整体视作“接入层”，主要负贵移动性管理和业务承载，相比普通4G业务，VoLTE引入的新承载类型，是EPC侧问题定位的关键。（4） IMS侧：IMS侧是VoLTE业务问题定位中的“重中之重”，承担了VoLTE业务的信令交互、功能实现，对于IMS侧问题定位，主要通过对比正常信令流程，找出异常事件，最终定位具体网元。5.2VoLTE端到端问题定位方法1.终端侧问题定位VoLTE使用的SIP（SessionInitiationProtocol,会话发起协议）协议是由IETF（InternetEngineeringTaskForce,因特网工程任务组）组织规范，是一种比较开放的协议标准，不同终端厂家对协议解读可能不同，会导致终端生成的SIP信令存在不同，从而影响正常通话。并且,由于新增了VoLTE业务，EPC信令流程上会有一些变化，终端若不能做相应变化，从而会导致VoLTE业务失败。终端间题主要可归为两类：一类是信令缺少关键字段，导致网络侧无法触发响应；另一类是信令相关字段设置异常，导致触发异常事件。定位终端问题可通过以下步骤进行：（1）关注信令响应。由于终端生成的信令无法在空口侧获取，可以在与终端信令交互的边缘网元MME（MobilityManagementEntity,移动管理实体）、PSBC（ProxySessionBorderController,代理会话边界控制器）等对照正常流程，分析针对终端清求的网络侧响应是否异常。（2）核査关键字段。对于异常响应，分析终端上报信令是否有关键字段缺失，关键字段设置是否存在错误。2.无线侧问题定位volte业务流程中，无线侧的作用与4G数据业务一致。由于SIP信令承载在EPS默认承载，因此，Volte业务流程中，需要终端与4G网络始终保持连接。控制面，终端与网络的连接状态是由RRC连接来体现的，而用户面，连接状态由E-RAB承载来体现。RRC（RadioResourceController,无线资源控制层）连接建立与释放RRC连接建立一般发生在EPC信令交互之前，当没有业务时，触发不活动定时器，释放RRC连接，因此，RRC连接建立与释放，分别发生在VoLTE业务发起前与业务释放后，业务过程中出现RRC释放归属异常事件。同时，小区切换过程中RRC重建立失败也会导致RRC连接异常释放，同样归属异常事件。（2）E-RAB（EvolvedRadioAccessBearer,演进的无线接入承载）承载E-RAB承载在发起相关业务时，E-RAB通过RRC重配建立，业务结束后通过RRC重配释放，所以，E-RAB承载相关问题主要关注RRC重配置信令。普通4G业务中，一般只建立一个默认承载，但VoLTE新引入了一个默认承载和两个专有承载，因此，对于RRC重配置需要深入分析建立、释放、修改的E-RAB承载类型。3.EPC侧问题定位EPC侧信令流程问题定位重点关注IMS相关承载建立与释放的问题，从以下两个方面来对EPC侧的问题进行定位。(1)信令流程冲突由于IMS相关信令是通过EPC用户面透传至IMS域之后，再触发EPC相关网元执行相应操作，因此，原有的EPC流程很容易与IMS触发的EPC流程发生冲突，导致其中一个流程失败出现掉话等现象。(2)专载建立异常由于IMS专有承载“随用随建”，所以专有承载建立流程是存在建立失败的情况，而正常VoLTE通话“主叫发起通话-被叫域选-被叫建立承载-主叫建立承载-振铃接通-挂断”中，主被叫承载建立失败均会导致掉话。专有承载建立是否异常，可通过ACTIVATEDEDICATEDEPSBEARERCONTEXTREQUEST（激活专用的EPS承载器上下文请求）信令消息携带原因值进一步定位问题。4.IMS侧问题定位IMS网络是VoLTE业务流程中处理实现各项业务的核心，其中网元众多，且与其它网元存在连接，因此，IMS网络接口丰富。而一项业务往往涉及多个网元、多个接口，给IMS侧问题定位带来难题。可以通过以下步骤进行定位：（1）核査用户签约信息（2）对照正常流程，发现异常事件（3）确定异常网元5.3测试指标描述（1）RSRP(ReferenceSignalReceivingPower，参考信号接收功率)是LTE网络中可以代表无线信号强度的关键参数以及物理层测量需求之一，是在某个符号内承载参考信号的所有RE(资源粒子)上接收到的信号功率的平均值。其覆盖强度等级如图5-2所示。图5-2RSRP覆盖强度等级SINR：信号与干扰加噪声比（SignaltoInterferenceplusNoiseRatio）是指接收到的有用信号的强度与接收到的干扰信号（噪声和干扰）的强度的比值；可以简单的理解为“信噪比”。中国移动测试要求：极好点：RSRP>-85dBm；SINR>25好点：RSRP=-85～-95dBm；SINR:16-25中点：RSRP=-95～-105dBm；SINR:11-15差点：RSRP=-105～-115dBm；SINR:3-10极差点：RSRP<-115dB；SINR<3（3）RSRQ:（ReferenceSignalReceivingQuality）表示LTE参考信号接收质量，这种度量主要是根据信号质量来对不同LTE候选小区进行排序。这种测量用作切换和小区重选决定的输入。取值范围：-3到-19.5，绝对值越小越好。（4）RSSI:（ReceivedSignalStrengthIndication）接收的信号强度指示，无线发送层的可选部分，用来判定链接质量，以及是否增大广播发送强度。-70dBm左右可以正常覆盖。（5）MOS（Mean

Opinion

Score），平均主观意见分。在国际标准中，统一使用MOS值来评价系统接收到的经过压缩后的话音质量。在国际标准中，统一使用MOS值来评价系统接收到的经过压缩后的话音质量：5优；4良；3尚可；2差；1劣。5.4测试案例分析在VoLTE拉网实验中，使用鼎利软件（）进行VoLTE长呼测试。主叫：178****5148被叫：178****5149均为中国移动用户，测试主要在淄博地区展开。案例一测试范围，如图5-3所示。测试范围以张店淄博职业学院为中心，上下左右均延伸两千米，测试轨迹（由南向北）近似一个正方形。图5-3案例一测试范围问题描述由图5-4案例一EventList窗口可以看到问题是通话过程中于17:11:28.979RRC重建失败。图5-4案例一EventList窗口3.问题定界定位分析由5.1.2VoLTE故障定位方法可知，RRC重建失败属于无线侧的问题。由图5-5可以看出，在张店北西六路17号市体育场西RSRP为-103.25而在张店道庄东区RSRP为-90.38。由此可以看出在张店北西六路17号市体育场西覆盖强度等级为5级，覆盖较差，呼叫成功率较低。因此张店北西六路17号市体育场西与张店道庄东区存在漏配邻区（同频邻区中测试，RSRP低但是没有切换到较高的小区；异频中，RSRP低但是没有切换到较高的小区），导致RRC重建失败。图5-5Serving

Neighbor

Cell

List窗口案例二测试范围，如图5-6所示。测试范围以张店淄博职业学院为中心，上下左右均延伸两千米，测试轨迹（由南向北）近似一个正方形。图5-6案例二测试范围2.问题描述如图5-7案例二EventList窗口可知问题为被叫结束通话后RRC连接释放，再次呼叫时呼叫时延较长。图5-7案例二EventList窗口3.问题定界定位分析由图5-2可知此时RSRP覆盖强度处于等级3和等级4，可排除外界无线环境对通话的影响。图5-8指标值基于信令系统与网元跟踪，采取切片分段，将一个呼叫分成多个片段流程，逐个片段进行分析快速找到影响时延的关键。切片分段方法如图5-9所示。由图5-7可知时延发生在主叫寻呼过程中，所以问题定位到无线侧或者终端。又由于第一次呼叫正常进行，RRC正常释放，所以无线侧没有问题，问题最终定位到终端。图5-9切片分段案例三测试范围，如图5-10所示。测试范围以淄博五里桥村为中心，上下左右均延伸两千五百米，测试轨迹（由南向北）近似一个正方形。图5-10案例三测试范围问题描述如图5-11案例三EventList窗口可以看出问题为张店286局附近MOS低，MOS=1分。图5-11案例三EventList窗口问题定界定位分析由图5-12可知测试UE占用LDH0300033H1_张店286局。此时RSRP为-80.94dBm，SINR为24.8db。根据中国移动的测试要求此时SINR是极好的，不会出现MOS=1分的情况，无论采用何种网络技术，语音质量都可能受到多种因素的影响REF_Ref21942\n\h[21],后经检测发现测试设备出现故障。图5-12案例三测试指标值总结与展望当前正处在移动互联网迅猛发展的时代，跨代创新和跨界融合的业务层出不穷。VoLTE是一项颠覆性的技术，VoLTE业务是对移动通信基础语音业务的一次全面升级，翻开了运营商真正走向全IP运营、开创移动互联网新业务模式的新篇章。基于VoLTE业务实现过程，按照业务端到端覆盖用户、终端、无线、EPC、IMS、CS等六类节点，因而进一步加大了端到端故障定界定位的难度。本文从VoLTE基本技术原理出发，主要围绕VoLTE关键技术，通过分析VoLTE业务流程，基于端到端的分析思想，从终端侧、无线侧、EPC侧、IMS侧四个方面，分别对比总结了问题出现的主要原因及分析定位方法，并通过具体案例进一步说明，得出结论如下：VoLTE的传输速率高、时延短和带宽高的优势而能给用户带来更佳的使用体验。以VoLTE技术为基础的呼叫是全IP形式的，从而整个呼叫过程的接续时间大为缩短。VoLTE技术充分利用了LTE网络的高频谱利用率和高容量的特性。VoLTE故障要从附着、注册、接续、切换、保持、语音质量六个阶段来确定问题域、确定问题网元、粗定失败原因、确定根本原因四环分域来定界、从而将问题定位到用户、终端、无线、EPC、IMS、CS六个网元上。随着移动互联网的发展，VoLTE是今后的必然趋势。当LTE网络建设到一定阶段，VoLTE业务将会接过它的历史使命，勇挑重担。参考文献GunawanWibisono,M.Sury