VoLTE系统架构与信令流程

VoLTE系统架构与信令流程IMSR5参考模型(简化)SGWUEMGCFMwSLFCxHSSCxMGWMnMjMiMrMRFCShISCMRFPS-CSCFDatabasesInterworkingElementsServicesElementsIMS网络可分为如下几个部分SessionMgmt&Routing(CSCFs)Databases(SLF,HSS)ServicesElements(AS,MRFC,MRFP)Inter-workingelements(BGCF,MGCFSGW,MGW)SupportEntitiesI-CSCFGmMwDxGGSNVisitedDomainHomeDomainBGCFSessionManagementandRoutingP-CSCFGoPDFSupportEntitiesSource:THEIMS,IPMultimediaconcepts&servicesinthemobiledomainASMpSessionManagementandRouting(P-CSCF)(1/3)P-CSCF(ProxyCallSessionControlFunction)用于在用户接入IMS网络，功能接近于一个Proxy与(UA)UserAgent(RFC3261)将用户注册请求转发到I-CSCF与PDF功能交互在UE与S-CSCF之间转发信息验证发起地与目的地的有效性检测紧急业务的发起向计费单元CCF(Chargingcollectionfunction)发送计费信息提供IMS与UE之间SIP信息的完整性与安全性保护压缩/解压缩UE发出的压缩SIP信息(RFC3320,3485,3486)执行媒体控制策略(检查SDP消息中的媒体信息)Source:THEIMS,IPMultimediaconcepts&servicesinthemobiledomainSGWUEMGCFMwSLFCxHSSCxMGWMnMjMiMrMRFCShISCMRFPS-CSCFDatabasesInterworkingElementsServicesElementsI-CSCFGmMwDxGGSNVisitedDomainHomeDomainBGCFSessionManagementandRoutingP-CSCFGoPDFSupportEntitiesASMpMpSessionManagementandRouting(I-CSCF)(2/3)SGWUEMGCFMwSLFCxHSSCxMGWMnMjMiMrMRFCShISCMRFPS-CSCFASI-CSCF(Interrogating-CSCF)当用户漫游时作为用户接入归属网络的接入点一个运营商网络可以有多个I-CSCF与HSS联系获取该用户归属的S-CSCF地址向该S-CSCF转发所有SIP请求与相应向CCF发送计费信息提供拓扑、配置与能力隐藏的功能I-CSCFGmMwDxGGSNVisitedDomainHomeDomainBGCFSessionManagementandRoutingP-CSCFGoPDFSource:THEIMS,IPMultimediaconcepts&servicesinthemobiledomainMpSessionManagementandRouting(S-CSCF)(3/3)SGWUEMGCFMwSLFCxHSSCxMGWMnMjMiMrMRFCShISCMRFPS-CSCFASS-CSCF(Serving-CSCF)IMS中业务控制核心，处于归属网络中负责UE的注册与任务管理在一个运营商网络中可以有多个S-CSCF处理用户注册请求(如RFC3261中描述的registrar);记录所有注册UE的IP地址通过IMSAKA对用户鉴权从HSS中下载用户信息与业务数据路由被叫用户信息到P-CSCF，主叫用户信息到I-CSCF、BGCF或AS负责任务控制与紧急呼叫处理通过DNS进行E.164到SIPURI(Universalresourceidentifier)之间的转换进行媒体策略控制，维护任务执行时间向CCF发送计费信息I-CSCFGmMwDxGGSNVisitedDomainHomeDomainBGCFSessionManagementandRoutingP-CSCFGoPDFSource:THEIMS,IPMultimediaconcepts&servicesinthemobiledomainMpDatabasesDatabases(HSSandSLF)SGWUEMGCFMwSLFCxCxMGWMnMjMiMrMRFCShISCMRFPS-CSCFASHSS(HomeSubscriberServer)存储与IMS有关的用户与服务信息，包括•IMS相关功能•包含CS域的HLR/AUC功能•包含PS域的HLR/AUC功能HSS中包含用户标识、注册信息、接入参数与业务触发信息(3GPPTS23.002,23.003.23.008)SLF(SubscriptionLocationFunction)用于协助I-CSCF、S-CSCF与AS找到存储该用户信息的HSSI-CSCFGmMwDxGGSNVisitedDomainHomeDomainBGCFP-CSCFGoPDFSource:THEIMS,IPMultimediaconcepts&servicesinthemobiledomainHSSServicesElementsServiceElements(MRFC,MRFP)(1/2)SGWUEMGCFMwSLFCxHSSCxMGWMnMjMiMrMRFCShISCMRFPS-CSCFASMRFC(MultimediaResourceFunctionController)支持与承载有关的业务(conferencing,announcements,transcoding)支持与S-CSCF通过SIP互通并且通过MEGACO控制MRFP向CCF发送计费信息MRFP(MultimediaResourceFunctionProcessor)按照MRFC的要求提供用户面的资源I-CSCFGmMwDxGGSNVisitedDomainHomeDomainBGCFP-CSCFGoPDFSource:THEIMS,IPMultimediaconcepts&servicesinthemobiledomainMpMpServicesElementsServiceElements(AS)(2/2)SGWUEMGCFMwSLFCxHSSCxMGWMnMjMiMrMRFCShISCMRFPS-CSCFASApplicationServer(AS)提供IMS的业务•接收与处理来自IMS的SIP请求•发送SIP请求•向CCF与OSC发送计费信息I-CSCFGmMwDxGGSNVisitedDomainHomeDomainBGCFP-CSCFGoPDFSource:THEIMS,IPMultimediaconcepts&servicesinthemobiledomainMpInterworkingElementsInterworkingElements(BGCF,MGCF)(1/2)SGWUEMGCFMwSLFCxHSSCxMnMjMiMrMRFCShISCMRFPS-CSCFASI-CSCFGmMwDxGGSNBGCFP-CSCFGoPDFMGWBreakoutGatewayControlFunction(BGCF)用于选择合适的MGCF进行互通通过ENUMDNS按照被叫的E.164号码选择合适的MGCFMediaGatewayControlFunction(MGCF)用于执行IMS与CS域的互通执行不同域之间的协议转换（BICC,ISUP与SIP）VisitedDomainHomeDomainSource:THEIMS,IPMultimediaconcepts&servicesinthemobiledomainMpInterworkingElementsServicesElementsInterworkingElements(MGW,SGW)(2/2)SGWUEMGCFMwSLFCxHSSCxMnMjMiMrMRFCShISCMRFPS-CSCFASI-CSCFGmMwDxGGSNBGCFP-CSCFGoPDFMGWSignallingGateway(SGW)用于连接不同的信令网络实施信令承载的转换(SS7-SIGTRAN)MediaGatewayControlFunction(MGW)连接不同域的用户平面(PSTN,GSM,WCDMA与IMS)不同网络之间的编解码转换Source:THEIMS,IPMultimediaconcepts&servicesinthemobiledomainVisitedDomainHomeDomainSupportEntities(PDF)SGWUEMGCFMwSLFCxHSSCxMGWMnMjMiMrMRFCShISCMRFPS-CSCFASPDF(PolicyDecisionFunction)由P-CSCF依据任务与媒体信息进行策略控制存储业务与媒体相关信息(IPaddress,port#,bandwidth,etc.)生成用于标识PDF与任务的Authorisationtoken当收到GGSN请求后按照存储的任务/媒体信息作出QoS决策在任何时刻撤回授权控制对承载的使用当承载发生变化时通知P-CSCF在GGSN与P-CSCF之间交换ChargingIDI-CSCFGmMwDxGGSNVisitedDomainHomeDomainBGCFSessionManagementandRoutingP-CSCFGoPDFSource:THEIMS,IPMultimediaconcepts&servicesinthemobiledomainMp3GPPRel’5IPMultimediaSubsystem(总结)UEP-CSCFI-CSCFS-CSCFBGCFMGCFGmMwMwSLFDxCxHSSASCxMGWMnMjMiMrMRFCGGSNGoShVisitedDomainHomeDomainISCMRFP•在CS与IMS域之间的控制层网关(PSTN,GSM,3GR‘99)=发起/终结七号信令•提供媒体层（MGW）的控制与管理•BGCF发现正确的MGCFMRF=铃音，通知，多方通话•注册以及SIP用户移动性管理•控制SIP任务建立，在IMS域内提供业务支持能力SGW•SGW提供信令承载的转换•MGW将按时隙封装的话音转化为IP数据包业务服务器PDFQoS策略控制,计费应用层与承载层用户与业务数据SGW3GPPRel5/6IMS主要协议与接口UEP-CSCFI-CSCFMGCFGmMwMwSLFDxCxHSSASCxMGWMnMjMiSIPMegacoMrMRFCGGSNGoCOPSforPolicyControlShVisitedDomainHomeDomainISCMRFPMegacoSIP-ISUPCompressionS-CSCFBGCFDiameterDiameterDiameter主要IMS协议SIP(SessionInitiationProtocol)•Gm,Mw,Mr,Mi,Mg,Mj,ISCDiameter•Dh,Sh,Cx,Dx(UsesDiameterSIPapplication)•Rf接口用于离线计费•使用Diameter计费请求•Ro接口用于在线计费•使用DiameterCreditControlapplication（DCCA）PDFRfRfRo,RfRfRfRo,RfRo,RfDhDiameterMgMpR6InterfaceDS-UE/SV-LTELTE多模双待单卡（USIM）终端通过同