VoLte技术交流

Forinternaluse©2013NokiaSolutionsandNetworks.Allrightsreserved.VoLte信令流程技术交流20160323杨庆远2Forinternaluse©2013NokiaSolutionsandNetworks.Allrightsreserved.目录1、VoLte概述2、VoLte信令流程3Forinternaluse©2013NokiaSolutionsandNetworks.Allrightsreserved.整体架构S-GWP-GWeNBHSSPCRFIM-MGWT-AS/SCC-ASGERAN/UTRANMGWMGCFCallcontrolsignallingUserplanetrafficOthercontrolsignallingS6aGx(dia)Rx(dia)Ma/ISCSh(dia)S11S1-MMES1-USGsMw(SIP)Cx(dia)Mj(SIP)Mn(H.248)DMSCLTE-UuDNS/ENUMATGWI/S-CSCF/BGCFP-CSCF/ATCFMMEGm(SIP)4Forinternaluse©2013NokiaSolutionsandNetworks.Allrightsreserved.网元功能介绍CSCF（CallSessionControlFunction）：完成多媒体呼叫会话过程中的信令控制CSCF按其位置和功能又可分为P/S/I三种类型P-CSCF(ProxyCSCF)是IMS拜访网络的统一入口点，所有发起于IMS终端和终止于IMS终端的会话消息都要通过P-CSCF；提供代理（Proxy）功能，即接受业务请求并转发它们；也可提供用户代理（UA）功能，即在异常情况下中断和独立产生SIP会话；S-CSCF(ServingCSCF)在IMS核心网中处于核心的控制地位；它接受来自拜访网络通过P-CSCF转发来的注册请求，与HSS配合进行用户注册鉴权，并从HSS处下载用户签约的业务数据；对于用户主叫及被叫侧进行路由管理，根据用户签约的初始过滤规则，进行SIPAS触发，实现丰富的IMS业务功能；I-CSCF(InterrogatingCSCF)作用相当于IMS的关口节点，提供本域用户服务节点分配、路由查询以及IMS域间拓朴隐藏功能；在注册过程中，I-CSCF通过查询HSS，为用户选择一个S-CSCF；在呼叫过程中，去往IMS网络的呼叫首先路由到I-CSCF，由I-CSCF从HSS获取用户所注册的S-CSCF地址，将消息路由到S-CSCF；5Forinternaluse©2013NokiaSolutionsandNetworks.Allrightsreserved.网元功能介绍HSS(HomeSubscriberServer)HSS是归属网络中保存IMS用户的签约信息，包括基本标识、路由信息以及业务签约信息等集中综合数据库，位于IMS核心网络架构的最顶层。HSS中保存的主要信息包括：IMS用户标识（包括公共及私有标识）、号码和地址信息IMS用户安全上下文：用户网络接入认证的密钥信息IMS用户的路由信息：HSS支持用户的注册，并且存储用户的位置信息IMS用户的业务签约信息：包括其他AS的增值业务数据AS(ApplicationServer)为IMS用户提供增值业务，通过与HSS的接口获得用户业务相关的数据和用户状态信息。主要有以下两种功能：TelAS：向用户提供多媒体电话基本业务及补充业务；SCCAS(servicecentralizationandcontinuityAS)：主要关注切换操作与用户接入域选择与ATCF/ATGW配合，在IMS域中完成切换流程，更新远端UE的媒体信息；在esrvcc过程中负责控制面的锚定完成T-ADS功能，完成网络侧被叫的域选择MGCF（MediaGatewayControlFunction）：执行IMS与CS域的互通；不同域间协议转换；IM-MGW（MediaGateway）：连接不同域的用户面；不同网络之间的编解码转换；BGCF（BreakoutGatewayControlFunction）：通过ENUM/DNS按照被叫的E.164号码选择合适的MGCF；DNS/ENUM：ENUM将E.164号码转换为SIPURI（UniformResourceIdentifier），DNS实现SIPURI与IP地址的互换；6Forinternaluse©2013NokiaSolutionsandNetworks.Allrightsreserved.3/23/2016DocumentID/v.0.1/Lifecyclestatus/Dept./Author7Forinternaluse©2013NokiaSolutionsandNetworks.Allrightsreserved.3/23/2016DocumentID/v.0.1/Lifecyclestatus/Dept./Author8Forinternaluse©2013NokiaSolutionsandNetworks.Allrightsreserved.3/23/2016DocumentID/v.0.1/Lifecyclestatus/Dept./Author9Forinternaluse©2013NokiaSolutionsandNetworks.Allrightsreserved.目录1、VoLte概述2、VoLte信令流程10Forinternaluse©2013NokiaSolutionsandNetworks.Allrightsreserved.VoLte概述VoLte业务的三个状态暂态：每次业务建立初期但尚未稳定的状态此状态下语音包的ROHC处于非稳定态，压缩还没有生效，包相对较大，采用动态调度通话期：指用户正在通话的状态此状态下会每20ms产生一个采样包，包的大小取决于当前采用的编码速率由于用户语音包的产生可预测，可以使用半静态调度静默期：指用户通话停顿的状态此状态下会每160ms发一个很短的背景音符号SID(silenceinsertiondescriptor)启用动态调度网络资源不足时，对于动态调度启用延迟调度延迟动态调度能获得20%左右的话音能力提升11Forinternaluse©2013NokiaSolutionsandNetworks.Allrightsreserved.VoLte概述VoLte相关的承载概念EPS系统中，QoS控制的基本粒度是EPS承载(Bearer)，即相同承载上的所有数据流将获得相同的QoS保障（如调度策略，缓冲队列管理，链路层配置等），不同的QoS保障需要不同类型的EPS承载来提供。在接入网中，空口上承载的QoS是由eNodeB来控制的，每个承载都有相应的QoS参数QCI（QoSClassIdentifier）。QCI资源类型优先级时延丢包率典型业务1GBR2100ms10-2VOIP24150ms10-3电话会议,会话视频(直播流媒体)3350ms10-3实时在线游戏,实时工业监控45300ms10-6非会话视频(缓冲流媒体)5Non-GBR1100ms10-6IMS信令66300ms10-6视频(缓冲流媒体)77100ms10-3视频(直播流媒体),话音业务10-6交互式游戏88300ms10-6E-Mail,MSN,QQ,©2013NokiaSolutionsandNetworks.Allrightsreserved.VoLte概述VoLte相关的承载概念E-UTRANS-GWS1-UDefaultEPSBearerforIMSAPN(QCI5,e-RAB=6,EBI=6)DefaultEPSBearerforDataAPN(QCI9,e-RAB=5,EBI=5)P-GWS5/S8SIPTrafficNoneGBRBearerforSIPSignallingPriority1,PacketDelayBudget100msec,PacketErrorLossRate10-6DataTrafficNoneGBRBearerforData,Priority9,PacketDelayBudget300msec,PacketErrorLossRate10-6DedicatedBearer(QCI1,QCI2）Audio/VideoDataGBRBearerforVoIP,Priority2,PacketDelayBudget100msec,PacketErrorLossRate10-2GBRNoneGBRNoneGBRVoLTEUEVoLte终端发起语音业务时，有以下几种承载组合：当UE仅发起语音业务时，QCI=1的承载用来传输语音数据，QCI=5的承载用来传输IMS信令，QCI=8/9的承载用来作为默认承载；当UE发起视频语音业务时，除了上述的QCI1/5/8/9外，还存在一条QCI=2的承载，用来传输视频数据；注：VOLTE终端采用双APN方案，DefaultAPN用于普通数据业务，其缺省承载采用为QCI=8/9的Non-GBR策略，DedicatedIMSAPN用于IMS业务。13Forinternaluse©2013NokiaSolutionsandNetworks.Allrightsreserved.14Forinternaluse©2013NokiaSolutionsandNetworks.Allrightsreserved.SIP协议--UE/eNodeB角度VoLte信令流程说明：短信直接在SIP消息上传输VoIPvoicestreamsRTPRTCPUDP/IPPDCP(ROHCenabled)UMRLCSIP/SDPTCP/IPPDCP(ROHCdisabled)AMRLCMACPHYUEeNodeBPDCP(ROHCenabled)UMRLCPDCP(ROHCdisabled)AMRLCMACPHYGTP-UUDPIPL1/L2SIP/SDP为控制面协议，用于终端之间的应用控制，是传输IMS信令的，在QCI=5的承载上传输，无线侧用户面RLC采用AM模式，保证其可靠传输。RTP/RTCP为用户面协议，语音和视频按照协议在QCI=1和QCI=2的承载上传输。根据延时要求，无线侧用户面RLC使用UM模式传输，保证其实时性要求。15Forinternaluse©2013NokiaSolutionsandNetworks.Allrightsreserved.SIP协议VoLte信令流程SIP有两种类型的消息，分别是：请求：从客户机发到服务器的消息；响应：从服务器发到客户机的消息。有两种类型的响应，分别是：临时响应（1XX）：临时响应被服务器用来指示进程，但是不终结SIP事务；最终响应（2XX，3XX，4XX，5XX，6XX）：最终响应终止SIP事务；SIP响应代码含义响应类型1XX进展响应临时响应2XX成功最终响应3XX重定向错误最终响应4XX客户端错误最终响应5XX服务端错误最终响应6XX全局错误最终响应16Forinternaluse©2013NokiaSolutionsandNetworks.Allrightsreserved.3/23/2016DocumentID/v.0.1/Lifecyclestatus/Dept./Author17Forinternaluse©2013NokiaSolutionsandNetworks.Allrightsreserved.注册流程VoLte信令流程VOLTE注册流程--空口部分1、UE进行Attach过程，完成QCI=8/9默认承载的建立；2、UE进行QCI=5默认承载的建立，用于SIP信令的发送；3、UE通过QCI=5默认承载向IMS发起注册请求；4、IMS向UE发送401unauthor