VoLTE基本原理、信令流程與端到端測試

《VoLTE基本原理、信令流程與端到端測試》目錄VoLTE？▊LTE▊Volte▊VolteRCS▊SRVCCeSRVCCSRVCCSRVCCeSRVCCeSRVCCeSRVCC▊eSRVCC切換前后的信令流程1eSRVCCUEeSRVCCUEUEVoLTEUEeSRVCC▊VoLTE的端到端要求1.終端組網(wǎng)QoS▊用戶數(shù)據(jù)▊域選擇▊無線側(cè)要求▊涉及改造的網(wǎng)元和內(nèi)容▊業(yè)務(wù)一致性▊VoLTE（CSFB）VoLTE？VoLTEVoiceoverLTEIP2G/3G4G網(wǎng)絡(luò)上，可實現(xiàn)數(shù)據(jù)與語音業(yè)務(wù)在同一網(wǎng)絡(luò)下的統(tǒng)一。換言之，4G網(wǎng)絡(luò)下不僅僅提供高速VoLTEVoLTE相較2G、3G語音通話，語音質(zhì)量能提高40%左右，因為它采用高分辨率編解碼技術(shù)。VoLTE為用戶帶來更低的接入時延（撥號后的等待時間），比3G降50%，大概在2秒左右，2G6-72G、3GVoLTE因為對于語音業(yè)務(wù)，LTE的頻譜利用效率遠遠優(yōu)于傳統(tǒng)制式，達到GSM的4倍以上。另外，VoLTERCSVoLTE真正實現(xiàn)了端到端全IP語音，主要體現(xiàn)在：其空口IP化，由分組域提供承載，通過IMSVoLTE難點在于與2/3G切換流程相對復(fù)雜，是核心網(wǎng)電路域不IMS之間的切換，涉及IMS、LTE核心網(wǎng)之間的互操作，即eSRVCC（enhancedSingleRadioVoiceCallContinuity）。▊LTE目前有CSFB、單卡雙待機、VoLTE/SRVCC等多種LTE手機語音解決方案。CSFB2/3GVoLTELTESRVCC2/3GVoLTE/SRVCCCSFB雙待機為終端實現(xiàn)方案，其本身對網(wǎng)絡(luò)無升級要求，為滿足數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)互操作，需對2G進行相關(guān)升級，但對終端定制化要求較高。▊Volte▊VolteRCSRCS（RichCommunicationSuite）：電信運營商提供整套基于通訊錄的呈現(xiàn)、即時通信、群組聊天、文件傳送等在線通信應(yīng)用，幫助運營商占據(jù)無線社匙市場主動地位，具有良好的互操作能力。RCS-e（RichCommunicationSuite-enhanced）：實際為歐洲運營商聯(lián)盟為了盡快部署RCS而推出的簡化版本，語音仍基于電路域。VoLTELTEeSRVCCRCS包含了多種能力的產(chǎn)品套件形態(tài)。能力可以不基于RCS產(chǎn)品來提供，但結(jié)合RCS實現(xiàn)效果可能會更好。▊SRVCCeSRVCC3GPPR8SRVCC/eSRVCCSRVCCIMS承載，很容易導(dǎo)致切換時長高于300ms，影響終端用戶體驗。而eSRVCC方案相對于SRVCC方案的增強在于減少了切換時長（切換時長小于300ms），使用戶獲得更好的通話體驗。SRVCC：媒體的切換點是對端網(wǎng)絡(luò)設(shè)備（如對端UE），影響切換時長的主要因素是會話切換IMSeSRVCC：相比于SRVCC，媒體切換點改為更靠近本端的設(shè)備。具體方案就是增加ATCF/ATGW功能實體作為媒體錨定點，無論是切換前還是切換后的會話消息都要經(jīng)過ATCF（AccessTransferControlFunction）/ATGW（AccessTransferGateway）轉(zhuǎn)發(fā)。后續(xù)在發(fā)生eSRVCC切換時，只需要創(chuàng)建UE與ATGW之間的承載通道，對端設(shè)備與ATGW之間的媒體流還是通過原承載通道傳輸。這樣其創(chuàng)建新承載通道的消息交互路徑明顯短于SRVCC方案，減少了切換時長。SRVCCLTEIMSVoIPIMS在用戶通話過程中移出LTE覆蓋范圍時，IMS作為控制點與CS域交互，將原有通話切換到CSSRVCCMSCServerMMESv通過設(shè)臵IWF互通網(wǎng)元，終結(jié)Sv接口，避免對原有電路域設(shè)備的改造；IMS網(wǎng)絡(luò)作為會話錨定點，統(tǒng)一進行會話層切換，保證會話跨網(wǎng)切換的連續(xù)性。SRVCCVoLTESRVCCIMS呼叫建立：呼叫成功，媒體連接建立，雙方進行通話；SRVCCLTESRVCCEPCSRVCCMSC換，MSC終端切換：MSCLTE2G/TD；遠端媒體更新：SRVCCMSCIMSSRVCCMSC和發(fā)送語音；IMSSRVCCMSC；SRVCC2G/TDIMSeSRVCCeSRVCC通過拜訪地增加錨定節(jié)點，縮短媒體更新路徑，eSRVCC實現(xiàn)了不超300ms的切換性能要求。信令面在用戶所在本地網(wǎng)絡(luò)錨定，媒體面切換也在本地進行，不需要通知遠端切換媒體面，通常不超過100ms，避免了可能的語音中斷（約800ms），空口切換帶來的語音中斷無法避免（200ms）。ATCFATCF決定是否需要對媒體面會話進行錨定執(zhí)行會話切換，并控制媒體面的切換ATU-STISCCASSRVCCSTN-SRATGW在ATCF的控制下對媒體面進行錨定和釋放MMEHSSSTN-SRSveMSCUESRVCCcapabilityHSS，用于后續(xù)錨定判斷SRVCCPSSRVCCeMSCMMESvCSATCFATCFSCCAS錨定和關(guān)聯(lián)會話eSRVCC提供C-MSISDN和ATU-STI等信息，用于路由和綁定會話eSRVCCUESRVCCSRVCCUENASMSnetworkcapabilityMME，但此IMSUEUEIMSSCCASISDSTN-SRMMESRVCCHSSSCCAS負責錨定功能的幾個網(wǎng)元相互之間如何發(fā)現(xiàn)和關(guān)聯(lián)兩個域的呼叫？eMSCSCCASSTN-SRATCFATCFATU-STISCCASATCFC-MSISDNIMS▊eSRVCC切換前后的信令流程1eSRVCCUE支持eSRVCCUEIMSLTEIMSP-CSCFI-CSCFATCF，后續(xù)所有流P-CSCFATCF關(guān)鍵處理步驟：P1P-CSCF/ATCFUEREGISTERSTN-SRREGISTERFeature-CapsI-CSCF。Feature-Caps+g.3gpp.atcf：STN-SReSRVCCIWFATCF。+g.3gpp.atcf-mgmt：ATCFPSISCCASATCF。請求（eSRVCC）RANDRES，發(fā)送給S-CSCF。P-CSCF/ATCFP1UEIMS，S-CSCFHSSiFC所示：UEeSRVCCUDREPS-SS，請求下載用戶的eSRVCC能力、STN-SRC-MSISDNP6：EPS-SSUDAeSRVCCSCCAS。P7-P10：SCCASATCFeSRVCC（ATU-STI、C-MSISDN）UE本次注冊信息進行綁定。STN-SRP12：EPS-SSPUA。STN-SRMME。EPS-SS2eSRVCCUEIMSP1：UE_AIMSP-CSCFINVITEINVITES-CSCF。如果該會話的注冊信息已綁定了eSRVCCP-CSCF/ATCFeSRVCCSCCAS。P5～P6：S-CSCFSCCAS。P8：SCCAS183判斷主叫用戶是否已在IMS-HSS簽約了STN-SR號碼和C-MSISDN183Feature-CapsSCCAS183S-CSCF。183+g.3gpp.srvcc標識，則記錄該標識與該會話的關(guān)聯(lián)。Feature-Caps+g.3gpp.srvcceSRVCCP11～P12S-CSCFINVITE200OKSCCAS。S-CSCFP14～P15：UE_A200OK。UEVoLTEP1：I-CSCFP2：I-CSCFINVITES-CSCF。P3S-CSCFINVITEiFCSCCASP4：SCCASINVITE判斷被叫用戶是否已分配STN-SR號碼和C-MSISDN號碼。如是，則在INVITEFeature-CapsSCCASINVITES-CSCF。其中，關(guān)鍵參數(shù)如下：SCCASP5：S-CSCFINVITEP-CSCF/ATCF。INVITEUE_B。eSRVCC183183響應(yīng)，并將其返回給主叫側(cè)。P12～P16：UE_B200OK。UEeSRVCC切換。切換過程：MMEhandoverrequiredMMEeSRVCCQCI=1RequestATCFUESTN-SReSRVCCIWFTargetID，找到目標Server），eSRVCCIWFMSCServerUTRAN/GERAN，eSRVCCIWFSTN-SReSRVCCIWFATCF/ATGWATCFC-MSISDNATGW端媒體面切換為UTRAN/GERANSCCASUEeSRVCCSRVCCIMS載的過程，因此，eSRVCCSRVCC下圖所示。 地址的更新。eSRVCCP-CSCFI-CSCF/S-CSCFATCF/ATGW（在華eSRVCCSBCATCF/ATGW），作為媒體錨eSRVCCUEATGWATGW之間的媒體流還是通過原承載通道傳輸。eSRVCCSRVCCeSRVCCSRVCCE-UTRANUTRAN/GERANeNodeB傳系統(tǒng)測量報告。eNodeBMMEHandoverRequestIWFeSRVCCPStoCSRequestPStoCSResponseMMEUE_AUTRAN/GERANCSSTN-SRATCF/SBCINVITESDPRequestURI：STN-SRP-Asserted-Identity：C-MSISDN切換產(chǎn)生。ATCF/SBCATCF/SBCINVITEC-MSISDN，結(jié)合本地保存的+g.3gpp.srvccUE_AActiveATCF/SBCeSRVCCIWF，ATCF/SBC返回原會話協(xié)商后的編解碼。eSRVCCIWFATCF/SBCSCCAS，SCCAS功能。eSRVCCIWF接。200OKSDPP7：eSRVCCIWFACK。MMEPStoCSCompleteNotificationUE_AUTRAN/GERAN部分。ATU-STI，SCCASINVITEeSRVCC。?P-Asserted-Identity：UEC-MSISDNRequire：tdialogTarget-DialogSDP，SDPSCCAS。IniviteRouteSCCASorigatu-stiorig：SCCASatu-sti：SCCAS，eSRVCCP12SCCASINVITETarget-Dialog確定待切換的會話，并作如下處理：SCCASINVITESDPSDPeSRVCCSRVCC200OKSDP，SCCASSDP。SDP。P13：I-CSCFSCCAS200OKATCF/SBC。UE_ACSP15～P16：SCCASUE_ABYE、SCCAS▊VoLTE終端：業(yè)務(wù)配置管理功能支持Ut接口，支持對補充業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)迚行配置DM應(yīng)用層功能要求SIP3GPPSIPprofileIMS（IMS，IMS）IMSMid-call支持基于SIP的即時消息支持基于RCS的融合消息功能編碼要求：支持AMR，AMR-WB，H.264編解碼類型支持應(yīng)用層QoS參數(shù)到承載的映射PGWIMSNASPDNIMSAPN（用戶丌可見）PDNSRVCCLTEVoLTEL2/L3語音承載基本功能：QCI=1的QoS保證、RLC層語音承載無線優(yōu)化功能：IP頭壓縮功能異系統(tǒng)測量及控制、SRVCC切換物理層功能要求物理層無線優(yōu)化功能：半持續(xù)調(diào)度SPS，TTIBundlingRRM語音承載算法優(yōu)化功能：組網(wǎng)：IMSEPCSGi，IMSVoLTEIMSAPN，主要有三個優(yōu)點：LTEAPN-可區(qū)分數(shù)據(jù)，區(qū)別計費；-承載方案簡單用戶數(shù)據(jù)（HLR、SAEHSSIMSHSS）融合QoSPCCQoSIP與網(wǎng)承載保證QoS▊用戶數(shù)據(jù)LTE有很大差別，HLRLTEDiameter，但用戶數(shù)據(jù)與LTE2/3G（IMPI、IMPU），且已在現(xiàn)網(wǎng)部署；VoLTEHLRHSS融合設(shè)備仍需新增的部分功能：IMSSCCASShIMSSTN-SR、C-MSISDN、T-ADS）S6aSh▊域選擇LTECSFBVoLTEIMS（LTE）使用語音留網(wǎng)絡(luò)，接續(xù)到該用戶。；IMSIMS域執(zhí)行被叫接續(xù)網(wǎng)絡(luò)域選擇改造點：語音AS和融合HLR/HSS支持域選擇功能方案優(yōu)勢：有效避免跨域路由迂回，減少呼叫時延，保障話音質(zhì)量▊無線側(cè)要求VoLTEVoLTE語音業(yè)務(wù)的覆蓋要求制）。無線優(yōu)化功能可提升VoLTE語音業(yè)務(wù)質(zhì)量減少信令開銷以大大降低VoIPVoIP對于重傳包，采用動態(tài)調(diào)度，即為“半”持續(xù)性調(diào)度；增強覆蓋功率受限時，由于資源受限，路損較大等原因，TTIbundling，四個連續(xù)子幀中的立刻重傳，能積累能HARQ終端省電電的目的eSRVCC切換流程LTE要無線網(wǎng)升級改造。VoLTE通話；LTEe