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一 VoLTE介紹 1.1 LTE語(yǔ)音解決方案演進(jìn) SvLTE(Simultaneous Voice and LTE), 即雙待手機(jī)方式。手機(jī)同時(shí)工作在LTE和CS，前者提供數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，后者提供語(yǔ)音業(yè)務(wù)。是純粹基于手機(jī)的方案。對(duì)網(wǎng)絡(luò)無(wú)特別要求，不需要部署IMS，缺點(diǎn)是手機(jī)成本高、耗電高。目前已經(jīng)有CDMA1x和LTE的雙待手機(jī)，被一些CDMA運(yùn)營(yíng)商采用作為IMS部署前的過渡方案，而GSM/UMTS和LTE的雙待手機(jī)目前還沒有推出。 CSFB(Circuit Switched Fall Back),LTE只提供數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，當(dāng)發(fā)起或者接受語(yǔ)音呼叫時(shí)，回落到CS域進(jìn)行處理。運(yùn)營(yíng)商無(wú)需部署IMS，只需要升級(jí)MSC就可以支持。這是一種快速提供業(yè)務(wù)的方案，但缺點(diǎn)是呼叫接續(xù)速度慢。CSFB適合作為IMS部署之前的過渡方案，另外還可以用來(lái)解決LTE手機(jī)漫游場(chǎng)景的語(yǔ)音呼叫問題，在拜訪地網(wǎng)絡(luò)沒有部署IMS，或者IMS漫游協(xié)議尚未應(yīng)用的情況下，CSFB可以為漫入的LTE用戶提供語(yǔ)音業(yè)務(wù)。 SRVCC(Single Radio Voice Call Continuity),解決語(yǔ)音控制和移動(dòng)到CS網(wǎng)絡(luò)切換時(shí)的語(yǔ)音連續(xù)性問題。 為基于IMS的VOIP呼叫解決方案，利用IMS核心網(wǎng)絡(luò)提供LTE VoIP語(yǔ)音業(yè)務(wù)的路由、控制和業(yè)務(wù)觸發(fā)，并提供LTE向2G/3G切換時(shí)的語(yǔ)音連續(xù)性保證。SRVCC的實(shí)現(xiàn)過程實(shí)質(zhì)上就是一個(gè)切換過程，在LTE網(wǎng)絡(luò)中 終端是通過IMS來(lái)實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音功能的，當(dāng)終端離開LTE網(wǎng)絡(luò)后，則通過MSC server(Mobile Switching Center server)切換到2G/3G 網(wǎng)絡(luò)中從而實(shí)現(xiàn)z在2G/3G網(wǎng)絡(luò)中的語(yǔ)音功能。 VoLTE(Voice over Long Term Evolution),實(shí)現(xiàn)LTE網(wǎng)絡(luò)中的IMS域提供高清晰的語(yǔ)音服務(wù)。 IMS由于支持多種接入和豐富的多媒體業(yè)務(wù)，成為全I(xiàn)P時(shí)代的核心網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)架構(gòu)。經(jīng)歷了過去幾年的發(fā)展成熟后，如今IMS已經(jīng)跨越裂谷，成為固定話音領(lǐng)域VoBB、PSTN網(wǎng)改的主流選擇，而且也被3GPP、GSMA確定為移動(dòng)語(yǔ)音的標(biāo)準(zhǔn)架構(gòu)。 1.2 LTE語(yǔ)音解決方案(CSFB) LTE部署的初期，LTE只處理數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，語(yǔ)音業(yè)務(wù)回落到CS域處理。 作為部署IMS前的過渡方案，可以快速提供語(yǔ)音業(yè)務(wù)，但是接續(xù)速度慢。 CSFB快速回落方案，可以在2s內(nèi)回落。 1.3 LTE語(yǔ)音解決方案(SRVCC) ●在LTE覆蓋區(qū)內(nèi)提供基于IP的高清晰語(yǔ)音和視頻業(yè)務(wù)，在LTE覆蓋區(qū)外仍通過CS域提供語(yǔ)音業(yè)務(wù) ●SRVCC實(shí)現(xiàn)LTE網(wǎng)絡(luò)中的IMS域語(yǔ)音到2G/3G網(wǎng)絡(luò)中的CS域語(yǔ)音的無(wú)縫切換 1.4 LTE語(yǔ)音解決方案(eSRVCC) eSRVCC方案相對(duì)于SRVCC方案的增強(qiáng)在于減少了切換時(shí)長(zhǎng)（切換時(shí)長(zhǎng)小于300ms），使用戶獲得更好的通話體驗(yàn)。 ●SRVCC：媒體的切換點(diǎn)是對(duì)端網(wǎng)絡(luò)設(shè)備（如對(duì)端UE），影響切換時(shí)長(zhǎng)的主要因素是會(huì)話切換后需要在IMS網(wǎng)絡(luò)中創(chuàng)建新的承載。 ●eSRVCC：相比于SRVCC，媒體切換點(diǎn)改為更靠近本端的設(shè)備。具體方案就是增加ATCF/ATGW功能實(shí)體作為媒體錨定點(diǎn)，無(wú)論是切換前還是切換后的會(huì)話消息都要經(jīng)過ATCF/ATGW轉(zhuǎn)發(fā)。后續(xù)在發(fā)生eSRVCC切換時(shí)，只需要?jiǎng)?chuàng)建UE與ATGW之間的承載通道，對(duì)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(shí)長(zhǎng)。 1. eNodeB 根據(jù)測(cè)量報(bào)告發(fā)起向RAN/GERAN的SRVCC切換過程 2.MME 發(fā)送 PS to CS的切換請(qǐng)求到Enhanced MSC（eMSC） 3. eMSC 發(fā)送切換請(qǐng)求到MSC 4. MSC向RAN/GERAN發(fā)送切換請(qǐng)求，接受響應(yīng) 5. 建立eMSC和MSC之間的承載 6. eMSC發(fā)送 會(huì)話請(qǐng)求，并路由到SCC AS 7-1. SCC AS 發(fā)起新會(huì)話到遠(yuǎn)端用戶，并將媒體流切換 到MGW上 7-2. SCC AS 釋放舊會(huì)話 8. eMSC返回切換響應(yīng)給eNodeB，eNodeB發(fā)送給切換響應(yīng)給用戶 1.5 LTE語(yǔ)音解決方案(CSFB與SRVCC對(duì)比)
SRVCC接續(xù)時(shí)間優(yōu)于CSFB 1.6 VoLTE網(wǎng)絡(luò)架構(gòu) 從整體上看，VOLTE網(wǎng)絡(luò)分為終端、接入網(wǎng)、承載網(wǎng)、核心網(wǎng)、業(yè)務(wù)平臺(tái)。 其中，較為復(fù)雜的是核心網(wǎng)，主要分為分組域(接入核心網(wǎng))、策略控制單元、信令網(wǎng)、 IMS域、CS域、用戶域 。 策略控制單元（PCC） PCC（Policy and Charging Control 策略與計(jì)費(fèi)控制）: 提供策略控制、計(jì)費(fèi)控制功能、業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)流的事件報(bào)告等功能。 包括: PCEF（Policy and Charging Enforcement Function 策略和計(jì)費(fèi)執(zhí)行功能）:主要包含業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)流的檢測(cè)、策略執(zhí)行和基于流的計(jì)費(fèi)功能。 PCRF（Policy and Charging Rule Function策略和計(jì)費(fèi)規(guī)則功能）:包含策略控制決策和基于流計(jì)費(fèi)控制的功能，PCRF接受來(lái)自PCEF、SPR和AF的輸入，向PCEF提供關(guān)于業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)流檢測(cè)、門控、基于QoS和基于流計(jì)費(fèi)的網(wǎng)絡(luò)控制功能。并結(jié)結(jié)合PCRF的自定義信息做出PCC決策。 信令網(wǎng)(DRA) DRA（Diameter Routing Agent 路由代理）:下一代信令網(wǎng)，可以真正實(shí)現(xiàn)未來(lái)核心網(wǎng)逐步的擴(kuò)展，簡(jiǎn)化網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)快速部署、高效維護(hù)及增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)安全。 部署DRA的好處: 解決移動(dòng)用戶漫游到其他網(wǎng)絡(luò)時(shí)，用戶的鑒權(quán)、認(rèn)證、位置登記、計(jì)費(fèi)策略等信息在漫游網(wǎng)絡(luò)與歸屬網(wǎng)絡(luò)之間的傳遞。在一些業(yè)務(wù)應(yīng)用場(chǎng)景中，保證對(duì)于同一個(gè)用戶，AF和PCEF能夠?qū)ぶ返酵粋€(gè)PCRF，通過部署Diameter 代理來(lái)實(shí)現(xiàn)IP地址和IMSI的動(dòng)態(tài)綁定以完成尋址。 IMS域 SBC（Session Border Control 會(huì)話邊界控制器）: IMS網(wǎng)絡(luò)中一個(gè)重要的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，其位于IMS網(wǎng)絡(luò)的邊界，起著將終端用戶接入到IMS核心網(wǎng)的重要作用。它的主要功能包括接入許可控制，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)潆[藏，NAT以及NAT穿越，QoS及帶寬策略，和網(wǎng)絡(luò)安全機(jī)制等。 S-CSCF（Serving Call Session Control Function 服務(wù)會(huì)話控制功能）: 是IMS的核心所在，它位于歸屬網(wǎng)絡(luò)，為UE進(jìn)行會(huì)話控制和注冊(cè)請(qǐng)求，但當(dāng)UE處于會(huì)話中時(shí)，S-CSCF處理網(wǎng)絡(luò)中的會(huì)話狀態(tài)。在同一個(gè)運(yùn)營(yíng)商的網(wǎng)絡(luò)中，可以有多個(gè)S-CSCF。 P-CSCF（Proxy Call Session Control Function 代理會(huì)話控制功能）:是IMS中用戶的第一個(gè)聯(lián)系點(diǎn)（在信令平面），從SIP的角度來(lái)看，它是一個(gè)出站/入站的SIP代理服務(wù)器，所有的SIP信令，無(wú)論是來(lái)自用戶設(shè)備UE，還是發(fā)送給UE的，都必須經(jīng)過P-CSCF。UE使用本地CSCF發(fā)現(xiàn)機(jī)制可以獲得P-CSCF的地址。P-CSCF負(fù)責(zé)驗(yàn)證請(qǐng)求，將它轉(zhuǎn)發(fā)給指定的目標(biāo)，并且處理和轉(zhuǎn)發(fā)響應(yīng)。 I-CSCF（Interrogating Call Session Control Function 協(xié)商會(huì)話控制功能）: I-CSCF是一個(gè)運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部的接觸點(diǎn)，所有與這個(gè)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商的用戶連接都要經(jīng)過這個(gè)實(shí)體。在一個(gè)網(wǎng)絡(luò)中可以有多個(gè)I-CSCF。 MGCF（Multimedia Gateway Control Function 多媒體網(wǎng)關(guān)控制功能）: 在IP多媒體子系統(tǒng)(IMS)的一個(gè)組成部分，與CSCF通信和控制媒體信道在一個(gè)IMS-MGW中的連接。它在ISDN部分(ISUP)和IMS呼機(jī)控制協(xié)議之間執(zhí)行協(xié)議轉(zhuǎn)換。 IM-MGW（IP Multimedia Gateway IP多媒體網(wǎng)關(guān)）: IM-MGW負(fù)責(zé)IMS與PSTN/CS域之間的媒體流互通，提供CS CN網(wǎng)絡(luò)和IMS之間的用戶面鏈路，支持PSTN/電路域TDM承載和IMS用戶IP承載的轉(zhuǎn)換。主要功能是承載和媒體處理。在IMS終端不支持CS端編碼時(shí)IM-MGW完成編解碼的轉(zhuǎn)換工作。IM-MGW也可以在MGCF的控制下完成呼叫的連續(xù)。 VoLTE網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)接口列表
VoLTE特性參數(shù)
VoLTE QoS要求
二 VoLTE協(xié)議棧
從無(wú)線角度來(lái)看：VoLTE需要建立的承載
要實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音或視頻業(yè)務(wù)需要UE同時(shí)建立三個(gè)數(shù)據(jù)承載外，還需要UE建立RRC鏈接信令承載：SRB1和SRB2。 VoLTE用戶注冊(cè)： VoLTE用戶在體驗(yàn)高質(zhì)量通話之前，必須先進(jìn)行VoLTE的注冊(cè)流程，從無(wú)線角度來(lái)看，注冊(cè)分為兩個(gè)步驟： (1)LTE無(wú)線的無(wú)線注冊(cè): 由于VoLTE實(shí)質(zhì)上對(duì)于無(wú)線來(lái)說(shuō)只是一種數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，所以，E-UTRAN網(wǎng)絡(luò)需要為VoLTE提供數(shù)據(jù)發(fā)送的通道。即，建立QCI=8/9的承載。 (2)IMS注冊(cè)：支持VoLTE的終端在完成LTE的注冊(cè)后，會(huì)通過LTE的承載向IMS網(wǎng)元發(fā)起注冊(cè)(類似于高層應(yīng)用的注冊(cè))，即，建立QCI=5的承載；在該注冊(cè)完成后，用戶就可以使用VoLTE進(jìn)行語(yǔ)音通話了。即，會(huì)觸發(fā)核心網(wǎng)建立一條QCI=1的專用承載用于傳輸IMS語(yǔ)音包。 VoLTE控制面協(xié)議棧
VoLTE用戶面協(xié)議棧
三 VoLTE無(wú)線功能 3.1 VoLTE無(wú)線設(shè)備技術(shù)要求概覽 部署VoLTE，除了要求無(wú)線側(cè)eNB支持相關(guān)基本功能外，還可根據(jù)實(shí)際需求，進(jìn)一步考慮引入增強(qiáng)功能，以優(yōu)化方案性能，提升網(wǎng)絡(luò)整體質(zhì)量，改善用戶業(yè)務(wù)體驗(yàn)
3.2 VoLTE無(wú)線增強(qiáng)功能 - IP包頭壓縮（RoHC） 效果 壓縮后，頭開銷降為4～6 byte（開銷占比降為12.5%～18.8%） 典型的VoIP數(shù)據(jù)包的凈荷為32 byte，對(duì)VoIP這樣的小的數(shù)據(jù)包，IP頭開銷甚至超過凈荷本身（IPv6的包頭為60 byte，頭開銷可達(dá)188%，IPv4的包頭為40 byte，頭開銷也有125%） 原理 僅在初次傳輸時(shí)發(fā)送數(shù)據(jù)包頭的靜態(tài)信息，后續(xù)不再重復(fù)發(fā)送（如IP地址等） 通過一定信息可推知數(shù)據(jù)流中其他信息時(shí)，可僅發(fā)送必須的信息，其他信息可由上下文推算（如SN號(hào)和IP-ID號(hào)都是以1為單位遞增，可通過上下文推算） IP包頭壓縮可大大降低頭開銷，提高VoLTE語(yǔ)音用戶容量，提高數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)吞吐量，增強(qiáng)邊緣覆蓋
3.3 VoLTE無(wú)線增強(qiáng)功能 - 半持續(xù)調(diào)度（SPS） 效果 半持續(xù)調(diào)度是LTE中為了節(jié)省PDCCH數(shù)量而提出的一種新的調(diào)度方法，最初主要是針對(duì)VoIP業(yè)務(wù)。其可大大降低信令開銷，使信令開銷資源最低可僅為業(yè)務(wù)的1.3%
原理 實(shí)現(xiàn)原理： ●VoIP的新傳包由于其達(dá)到間隔是20ms，所以可以由一條信令分配頻域資源，以后每隔20ms就“自動(dòng)”用分配的頻域資源傳輸新來(lái)的包； ●重傳包由于其不可預(yù)測(cè)性，所以動(dòng)態(tài)的調(diào)度每一次重傳，因而叫“半”持續(xù)調(diào)度 TDD特性（上行雙周期配置）：由于其HARQ RTT與FDD有所差異，會(huì)導(dǎo)致重傳包和新傳包傳輸沖突，為解決這個(gè)TDD獨(dú)有的問題，支持雙周期的半持續(xù)性調(diào)度，即2DL:2UL時(shí)為19ms和21ms；3DL:1UL時(shí)為25ms和15ms 半持續(xù)調(diào)度可減少控制信令開銷，節(jié)省PDCCH資源，在控制信道受限的情況下，提高系統(tǒng)容量；但在現(xiàn)網(wǎng)3:1時(shí)隙配比下，因SPS采用保守調(diào)度算法(MSC不得高于15),可能導(dǎo)致系統(tǒng)容量受限于PUSCH而有所下降，故初期暫不建議引入 3.4 VoLTE無(wú)線增強(qiáng)功能 - TTI bundling 原理 當(dāng)小區(qū)邊緣UE 功率受限時(shí)，由于資源受限，導(dǎo)致丟包率增加。使用TTI bundling，四個(gè)連續(xù)子幀中的立刻重傳，能積累能量，增大傳輸成功率，從而提高接收成功率， 避免過多的HARQ重傳
效果 ●在標(biāo)準(zhǔn)中，VoIP業(yè)務(wù)不能同時(shí)采用SPS調(diào)度和上行TTI bundling，但可僅針對(duì)邊緣用戶使用TTI bundling ●性能增益： -不考慮重傳的情況下，單從1個(gè)TTI和4個(gè)TTI傳輸角度，HARQ進(jìn)程為4，增益大約4dB（鏈路級(jí)仿真得出） -考慮重傳情況下，TDD增益僅為2dB，性能增益有限，但在控制信令會(huì)節(jié)省開銷 ●TDD特性：由于上下行時(shí)隙不連續(xù)，而語(yǔ)音包又有20ms的周期限制，因此僅在2DL:2UL配置時(shí)可使用TTI bundling TTI Bundling可提高邊緣用戶的接收性能，并減小控制信令開銷 TTI Bundling不可用于3DL：1UL時(shí)隙配比中，且不與SPS同時(shí)開啟 3.5 VoLTE異系統(tǒng)切換- eSRVCC 原理 eSRVCC（enhanced Single Radio Voice Call Continuity）是LTE PS語(yǔ)音（VoLTE）到2G/3G CS語(yǔ)音的增強(qiáng)型切換功能，但較原有SRVCC功能，無(wú)線側(cè)無(wú)無(wú)差異；
效果 eSRVCC功能是VoLTE在LTE網(wǎng)絡(luò)覆蓋未達(dá)到全面覆蓋之前的重要補(bǔ)充功能。eSRVCC功能在LTE建設(shè)初期和中期可保證VoLTE語(yǔ)音業(yè)務(wù)的連續(xù)性，以減少當(dāng)用戶移動(dòng)出LTE覆蓋導(dǎo)致的掉話，減少用戶投訴。
eSRVCC保證用戶移出4G覆蓋區(qū)域時(shí)仍然保持通話連續(xù)性 3.6 VoLTE無(wú)線功能支持情況 1)VoLTE無(wú)線基本功能 ●無(wú)線承載組合、QCI 1/2承載、RLC層模式、IMS緊急呼：所有廠商eNB產(chǎn)品均已支持 ●所有廠商eNB產(chǎn)品支持在語(yǔ)音和數(shù)據(jù)并發(fā)業(yè)務(wù)下eSRVCC流程的優(yōu)先級(jí) 2）VoLTE無(wú)線增強(qiáng)功能： ●頭壓縮、半持續(xù)/延遲調(diào)度：所有廠商eNB產(chǎn)品均已支持，并可與CDRX同時(shí)配置并激活； ●TTI bundling：部分廠商eNB仍不能支持； ●eSRVCC測(cè)控和切換流程：所有廠商eNB產(chǎn)品均已支持 3）VoLTE/eSRVCC方案性能摸底，包括4大類： ●掉話SINR測(cè)試：不同的終端測(cè)出的性能有差異；各廠商和終端的VoLTE語(yǔ)音掉話SINR均在-3dB以下，滿足LTE無(wú)線覆蓋指標(biāo) ●系統(tǒng)內(nèi)切換性能：各廠商系統(tǒng)內(nèi)切換性能接近（20±6ms）；開關(guān)Data Forwarding、標(biāo)清/高清語(yǔ)音、單語(yǔ)音/混合業(yè)務(wù)、X2切換/S1切換對(duì)于切換時(shí)延無(wú)明顯影響 ●語(yǔ)音用戶容量：?jiǎn)涡^(qū)容量和調(diào)度算法緊密相關(guān)；在3:1時(shí)隙配比下，所有主要廠商均能在正常通話條件下支持200用戶。RoHC頭壓縮算法對(duì)于容量提升效果明顯，平均可達(dá)到26%左右的增益。SPS廠商實(shí)現(xiàn)較差，部分廠商不支持多用戶SPS ●SRVCC切換性能：各廠商端到端時(shí)延均在300ms以下，滿足SRVCC切換時(shí)延要求；單語(yǔ)音和混合業(yè)務(wù)對(duì)于SRVCC切換時(shí)延無(wú)明顯影響 四 VoLTE基本流程和信令解析 4.1 VoLTE呼叫業(yè)務(wù)流程
上述A和B均是IDLE模式，互相進(jìn)行撥打的方式是實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景中最常見的一種方式了，具體流程如下。 1.用戶A和B在注冊(cè)成功后，無(wú)業(yè)務(wù)觸發(fā)，MME發(fā)起上下文釋放，將A和B均置為IDLE模式。 2. UE A呼叫UE B，此時(shí)A發(fā)現(xiàn)其為IDLE模式，則需要先建立信令連接。首先緩存需要發(fā)送的數(shù)據(jù)，向eNodeB發(fā)起RRC Connection Request，攜帶初始UE ID和S-TMSI（第一次是隨機(jī)值，此時(shí)TMSI值應(yīng)為有效）。 3. eNodeB向UE回復(fù)RRC Connection Setup，其中攜帶無(wú)線資源專用配置信。 4. UE向eNodeB回復(fù)RRConnection Setup Complete，確認(rèn)RRC建立成功完成。其中攜帶選擇的PLMN ID，注冊(cè)的MME信息（plmn-id、mmegi、mmec），NAS消息（Service Request）。 5. eNodeB發(fā)送Initial UE Message到MME，其中攜帶eNodeB UE S1AP Id，TAI，E-UTRAN -CGI，RRCEstablishment Cause， NASPDU為Service Request。 6. MME側(cè)用戶面承載建立成功后向eNodeB返回Initial Context Setup Request，攜帶MME UE S1AP Id ，ERAB相關(guān)信息（QOS， GTP-TEID ，ERAB Id，IP），UE安全能力和安全密鑰，如果存在UE無(wú)線能力，也需要帶回。如果沒有UE無(wú)線能力，則eNodeB需要向UE所要UE無(wú)線能力參數(shù)。 7. 無(wú)線承載的建立，對(duì)上下文進(jìn)行處理，eNodeB向UE發(fā)送RRCConnection Reconfiguration消息，其中包含測(cè)量配置，移動(dòng)性配置，無(wú)線資源配置（RBs，MAC主要配置，物理信道配置），NAS信息和安全配置等信息。 8. eNodeB收到UE的RRC Connection Reconfiguration Complete消息，確認(rèn)無(wú)線資源配置完成。 9. eNodeB向MME發(fā)送Initial Context Setup Response消息，將eNodeB側(cè)承載的IP和GTP-TEID帶給MME。在重配完成后，實(shí)際上已經(jīng)可以發(fā)送上行數(shù)據(jù)了。此時(shí)，完成建立EPS數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)連接(QCI8/9承載)，即完成在EPC側(cè)的注冊(cè)；以及IMS的注冊(cè)(QCI5承載) 。 10.用戶A發(fā)送上行數(shù)據(jù)，呼叫用戶B，首先向AS服務(wù)器發(fā)送INVITE請(qǐng)求，LTE系統(tǒng)中會(huì)以數(shù)據(jù)的方式進(jìn)行傳輸，用戶A發(fā)送上行數(shù)據(jù)到AS服務(wù)器，其中攜帶SIP信令I(lǐng)NVITE請(qǐng)求。 11. AS服務(wù)器發(fā)送100 Trying的確認(rèn)消息給用戶A，確認(rèn)收到INVITE消息.。 12.同時(shí)轉(zhuǎn)發(fā)INVITE到用戶B，發(fā)送下行數(shù)據(jù)首先經(jīng)過PDN網(wǎng)關(guān)到SGW網(wǎng)關(guān)。 13. SGW發(fā)現(xiàn)UE B為IDLE模式，發(fā)送下行數(shù)據(jù)到的通知到MME， 同時(shí)緩存數(shù)據(jù)。 14 . MME對(duì)UE B發(fā)起尋呼流程。 15. 同上述步驟1-9 : 步驟14-21，UE B也會(huì)完成在MME以及IMS的注冊(cè)。 16. SGW將緩存的數(shù)據(jù)發(fā)往UE B，其中SIP信令為A呼叫B的INVITE消息。 UE發(fā)送上行數(shù)據(jù)到AS，攜帶回復(fù)的100 Trying消息。后續(xù)信令和數(shù)據(jù)的傳輸見A呼叫B（SIP呼叫業(yè)務(wù)流程）。 4.2 SIP呼叫業(yè)務(wù)流程
上述步驟1-24詳細(xì)描述了主叫與被叫之間的SIP信令流程，具體流程如下。 1. 用戶A，摘機(jī)對(duì)用戶B發(fā)起呼叫，用戶A首先向AS服務(wù)器發(fā)起INVITE請(qǐng)求。 2. AS服務(wù)器回復(fù)100 Trying給用戶A說(shuō)明收到INVITE請(qǐng)求。 3. AS服務(wù)器通過認(rèn)證確認(rèn)用戶認(rèn)證已通過后，向被叫終端B轉(zhuǎn)送INVITE請(qǐng)求。 4. 用戶B向AS服務(wù)器送呼叫處理中的應(yīng)答消息，100 Trying 。 5. 用戶B向AS服務(wù)器送183 Session Progress消息，提示建立對(duì)話的進(jìn)度信息。（此時(shí)被叫QCI1專用承載建立） 6. AS服務(wù)器向主叫終端A轉(zhuǎn)送183 Session Progress消息，終端A了解到整個(gè)Session的建立進(jìn)度消息。 7. 終端A向AS服務(wù)器回復(fù)臨時(shí)應(yīng)答消息PRACK，表示收到183 Session Progress消息。 （此時(shí)主叫QCI1專用承載建立） 8. AS服務(wù)器向被叫終端B轉(zhuǎn)送臨時(shí)應(yīng)答消息PRACK ，終端B了解到終端A收到183 Session Progress消息。 9. 被叫終端B向AS服務(wù)器發(fā)送200 OK消息，表示183 Session Progress請(qǐng)求已經(jīng)處理成功。 10. AS服務(wù)器向主叫終端A轉(zhuǎn)送200 OK消息。 11. 主叫終端A向AS服務(wù)器發(fā)送UPDATE消息，意在與被叫終端B協(xié)商相關(guān)SDP信息。 12. AS服務(wù)器向被叫終端B轉(zhuǎn)送UPDATE消息。 13. 被叫終端B向AS服務(wù)器發(fā)送200 OK消息，表示UPDATE請(qǐng)求已經(jīng)處理成功。 14. AS服務(wù)器向主叫用戶A轉(zhuǎn)送200 OK消息，通知用戶A UPDATE請(qǐng)求已經(jīng)處理成功。 15. 被叫用戶B振鈴，用戶振鈴后，向AS服務(wù)器發(fā)送180 Ringing 振鈴信息。 16. AS服務(wù)器向主叫終端A轉(zhuǎn)送180 Ringing 振鈴信息。 17. 被叫終端B向AS服務(wù)器發(fā)送200 OK消息，表明主叫最初的INVITE請(qǐng)求已經(jīng)處理成功。 18 . AS服務(wù)器向主叫終端A轉(zhuǎn)送200 OK消息，通知主叫終端A，被叫終端B已經(jīng)對(duì)INVITE請(qǐng)求處理成功。 19. 主叫終端A向AS服務(wù)器發(fā)送ACK消息，意在通知被叫終端B，主叫側(cè)已經(jīng)了解被叫側(cè)處理INVITE請(qǐng)求成功。 20. AS服務(wù)器向被叫終端B轉(zhuǎn)送ACK信息。 21. 用戶A主動(dòng)掛機(jī)，A向AS服務(wù)器發(fā)起通話結(jié)束BYTE信息。 22. AS服務(wù)器向被叫終端B轉(zhuǎn)送BYTE信息。 23. 被叫終端B向AS服務(wù)器發(fā)送200 OK消息，表示對(duì)BYTE信息處理成功。 24. AS服務(wù)器向用戶A轉(zhuǎn)送200 OK信息。整個(gè)通話結(jié)束。 25. 被叫用戶B主動(dòng)掛機(jī)流程同步驟21—24。 通過Wireshark抓包，SIP呼叫信令流程如下。
VoLTE呼叫空口及S1口信令流程(非SIP)： (1) 這里的呼叫信令流程一般指的是主被叫UE都處于RRC_IDLE態(tài)， 這也是現(xiàn)網(wǎng)中最常見的呼叫應(yīng)用場(chǎng)景。 (2)處于RRC_IDLE態(tài)的主被叫UE都需要首先建立RRC連接，再進(jìn)行 EPC注冊(cè)與IMS注冊(cè)，并建立QCI=8/9、QCI=5、QCI=1的ERAB承載。 (3)主被叫UE的RRC連接建立流程以及ERAB承載建立流程基本相似，這里的分析以主叫UE為例 。 4.3 信令解析 1) VoLTE呼叫信令流程
establishment Cause ：取值為4。代表終端發(fā)起的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)請(qǐng)求。這里的mo代表為移動(dòng)始端，即“主叫”。
establishment Cause ：取值為2。代表終端接收Paging消息發(fā)起的RRC建立請(qǐng)求。這里的mt代表為移動(dòng)終端，即“被叫”。
RRCConnectionSetup 信令：主要用于SRB1無(wú)線承載的建立與無(wú)線配置。在這里可以看到SPS、TTIB等參數(shù)的配置。
RRCConnectionSetup 的srb_ToAddModList：srb_Identity=1，說(shuō)明SRB1已經(jīng)建立。
RRCConnectionSetup 的rlc_Config：t=1，代表顯示配置。對(duì)于SRB1與SRB2的RLC_MODE必須采用AM模式。
RRCConnectionSetup 的mac_MainConfig：ttiBundling =FALSE, TTI綁定屬性。TRUE表示TTI捆綁有效，而FALSE表示TTI捆綁無(wú)效。TTI 捆綁對(duì)FDD有效，對(duì) TDD僅僅適用于配置為0、1、6的情況。
RRCConnectionSetup 的sps_Config ： t=1表示釋放該配置（release），包括上行和下行兩個(gè)配置項(xiàng)。
RRCConnectionSetupComplete 信令：當(dāng)UE完成SRB1承載和無(wú)線資源的配置，向eNodeB回應(yīng)該消息。同時(shí)，NAS層包含Attach Request信息。
Initial UE Message信令：eNodeB向MME注冊(cè)，包含NAS層Attach Request信息以及TAI等信息。
Initial UE Message信令：還包括小區(qū)以及接入原因等信息。
Initial Context Setup Request信令： eNB_UE_S1AP_ID，eNB中S1口UE的上下文ID。該參數(shù)是UE在eNodeB側(cè)S1接口上的唯一標(biāo)識(shí)，由eNodeB分配，此處必須與Initial UE Message消息中的eNB_UE_S1AP_ID保持一致。同時(shí)，還包括切換、CSFB、SRVCC等信息。
Initial Context Setup Request信令eRAB建立： 包括e_RAB_ID與QCI ，同時(shí)，還包括eRAB的搶占能力，以及告知eNodeB目標(biāo)S-GW的地址與用戶面?zhèn)鬏敇?biāo)識(shí)gTP_TEID 。
Initial Context Setup Request信令eRAB建立： 包括e_RAB_ID與QCI ，同時(shí)，還包括eRAB的搶占能力，以及告知eNodeB目標(biāo)S-GW的地址與用戶面?zhèn)鬏敇?biāo)識(shí)gTP_TEID 。
RRC Connection Reconfiguration信令： 用于UE進(jìn)行相關(guān)無(wú)線資源重配，以及建立SRB2與DRB。
RRC Connection Reconfiguration無(wú)線專用承載： 分別對(duì)應(yīng)srb_ToAddModList與drb_ToAddModList。
RRC Connection Reconfiguration無(wú)線專用承載： srb_Identity=2，說(shuō)明SRB2已經(jīng)建立。
RRC Connection Reconfiguration無(wú)線專用承載： 對(duì)應(yīng)eps_BearerIdentity =5與drb_Identity =3同時(shí)，這里headerCompression =1，表示使用頭壓縮。RLC TYPE采用AM方式。
RRC Connection Reconfiguration無(wú)線專用承載： 對(duì)應(yīng)eps_BearerIdentity =6與drb_Identity =4同時(shí)，這里headerCompression =1，表示使用頭壓縮。 RLC TYPE采用AM方式。
Initial Context Setup Response信令： eNB_UE_S1AP_ID，eNB中S1口UE的上下文ID。該參數(shù)是UE在eNodeB側(cè)S1接口上的唯一標(biāo)識(shí)，由eNodeB分配，此處必須與Initial Context Setup Request消息中的eNB_UE_S1AP_ID保持一致。同時(shí)，還包括切換、CSFB、SRVCC等信息。
Initial Context Setup Response信令： QCI=9的eRAB回應(yīng)。同時(shí)，還包括基站側(cè)業(yè)務(wù)面IP地址與用戶面?zhèn)鬏敇?biāo)識(shí)gTP_TEID等信息。
Initial Context Setup Response信令： QCI=5的eRAB回應(yīng)。同時(shí)，還包括基站側(cè)業(yè)務(wù)面IP地址與用戶面?zhèn)鬏敇?biāo)識(shí)gTP_TEID等信息。
E_RAB_SETUP_REQUEST信令：建立專用承載QCI=1，對(duì)應(yīng)e_RAB_ID=7。
E_RAB_SETUP_REQUEST信令：建立專用承載QCI=2，對(duì)應(yīng)e_RAB_ID=8。
RRC Connection Reconfiguration 信令：包含DRB、頭壓縮、 RLC TYPE 、SPS等信息。
RRC Connection Reconfiguration 信令：這里DRB對(duì)應(yīng)eps_BearerIdentity =7以及drb_Identity=5。
RRC Connection Reconfiguration 信令：這里DRB對(duì)應(yīng)eps_BearerIdentity =8以及drb_Identity=6。
RRC Connection Reconfiguration 信令：這里頭壓縮采用profile0x0001的等級(jí)。
RRC Connection Reconfiguration 信令：這里DRB RLC TYPE采用UM方式。
RRC Connection Reconfiguration 信令：這里sps_Config ： t=2 ，表示設(shè)置該配置項(xiàng)（setup），包括上行和下行兩個(gè)配置項(xiàng)。
E_RAB_SETUP_ RESPONSE信令：對(duì)于e_RAB_ID=7 的QCI=1專用承載回應(yīng) 。
E_RAB_SETUP_ RESPONSE信令：對(duì)于e_RAB_ID=8的QCI=2專用承載回應(yīng) 。 2）SRVCC業(yè)務(wù)流程
SRVCC業(yè)務(wù)流程解析： (1) 支持SRVCC能力 UE 在附著過程或者TAU過程中，在NAS層Attach Request message 消息和Tracking Area Updates消息中的'MS Network Capability' IE中，攜帶SRVCC 能力，指示MME。MME存儲(chǔ)UE 的SRVCC能力指示，用于SRVCC過程處理。 (2)支持SRVCC能力UE的業(yè)務(wù)請(qǐng)求處理過程中，MME在S1-AP的 Initial Context Setup Request消息中攜帶'SRVCC Operation Possible' IE指示E-UTRAN網(wǎng)絡(luò)，UE和MME都支持SRVCC能力。 (3) UE 上報(bào)測(cè)量報(bào)告，eNodeB根據(jù)UE測(cè)量報(bào)告判決觸發(fā)SRVCC過程。
1. eNodeB接收UE的測(cè)量報(bào)告。 2. eNodeB根據(jù)測(cè)量報(bào)告進(jìn)行判決，若UE已建立VoIP業(yè)務(wù)（QCI=1）并且2G/3G GERAN/UTRAN目標(biāo)小區(qū)不支持VoIP能力，觸發(fā)SRVCC過程，發(fā)送切換請(qǐng)求到MME，攜帶是否需要同時(shí)進(jìn)行PS域與CS域切換指示。 3. MME與MSC Server通過Sv接口進(jìn)行信令交互，請(qǐng)求VoIP業(yè)務(wù)的PS to CS切換處理。 4. MSC Server與MSC進(jìn)行信令交互完成CS域的切換資源的準(zhǔn)備。 5. MSC Server與IMS域SRVCC AS交互完成IMS業(yè)務(wù)的會(huì)話轉(zhuǎn)移流程。 6. MSC Server 向MME發(fā)送切換PS to CS切換響應(yīng)消息，攜帶指示UE切入GERAN/UTRAN的 CS HO 命令消息。 7. MME同步PS to CS切換與PS to PS的切換響應(yīng)。 8. MME通過切換命令指示eNodeB切換準(zhǔn)備完成。 9. eNodeB指示UE從E-UTRAN向目標(biāo)GERAN/UTRAN切換。 10. UE接入目標(biāo)小區(qū)，VoIP業(yè)務(wù)從PS域切換到CS域。 注：1. SRVCC處理過程中，對(duì)于UE已建立的非語(yǔ)音業(yè)務(wù)，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)、UE的能力、業(yè)務(wù)的類型，MME可以觸發(fā)PS HO、去激活Deactivated（GBR業(yè)務(wù)）或者掛起Suspended（NGBR業(yè)務(wù)）等業(yè)務(wù)處理流程。 注：2. 若UE在CS 域結(jié)束語(yǔ)音業(yè)務(wù)后，返回到LTE網(wǎng)絡(luò)，UE通過TAU過程指示MME，MME檢測(cè)UE存在掛起的業(yè)務(wù)，則可以恢復(fù)UE已掛起的業(yè)務(wù)。 3）SRVCC切換信令流程
UE上報(bào)測(cè)量報(bào)告，其中，測(cè)量標(biāo)識(shí)：measId = 2對(duì)應(yīng)RRC Connection Reconfiguration 中的Measurement Control信息的A2事件，RSRP這里是-80dBm，RSRQ對(duì)應(yīng)的是-3db。達(dá)到A2事件的觸發(fā)門限。
RRC Connection Reconfiguration中的Measurement Control對(duì)應(yīng)A2事件
RRC Connection Reconfiguration中的Measurement Control信息：B2事件下發(fā)，RSRP這里的切換門限是-75dBm。即服務(wù)小區(qū)的RSRP門限等于或低于-75dBm，那么，服務(wù)小區(qū)的絕對(duì)門限1即達(dá)到。GSM小區(qū)的RSSI大于-110dBm，則目標(biāo)小區(qū)的絕對(duì)門限2即達(dá)到。
RRC Connection Reconfiguration中的Measurement Control信息：這里表示測(cè)量對(duì)象為起始ARFCN=79的GSM小區(qū)。
UE上報(bào)測(cè)量報(bào)告，其中，測(cè)量標(biāo)識(shí)：measId = 5對(duì)應(yīng)RRC Connection Reconfiguration中的Measurement Control信息的B2事件，RSRP這里是-76dBm，RSRQ對(duì)應(yīng)的是-3.5db。達(dá)到B2事件的觸發(fā)門限1。
UE上報(bào)測(cè)量報(bào)告，其中，測(cè)量標(biāo)識(shí)：measId = 5對(duì)應(yīng)RRC Connection Reconfiguration中的Measurement Control信息的B2事件，符合條件的GSM小區(qū)的網(wǎng)絡(luò)色碼與基站色碼分別為6和1，RSSI值為-76dBm，達(dá)到B2事件的觸發(fā)門限2。
eNodeB向GSM系統(tǒng)發(fā)起基于SRVCC的切換請(qǐng)求。
GSM系統(tǒng)的目標(biāo)小區(qū)的PLMN為460 00，CI小區(qū)標(biāo)識(shí)為10993。
當(dāng)GSM系統(tǒng)資源準(zhǔn)備完成，由MME通過S1口通知基站觸發(fā)由E-UTRAN到GSM的切換。
基站通知UE開始執(zhí)行由E-UTRAN到GSM的切換。
切換完成，基站向MME請(qǐng)求釋放UE的相關(guān)資源。
MME響應(yīng)基站釋放UE資源的請(qǐng)求。 網(wǎng)優(yōu)雇傭軍微信訂閱號(hào)：hr_opt 通信路上，一起走！ |
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