业务与信令-第6章VoLTE信令

1. 终端怎么知道网络支持VoLTE？
2. 网络怎么知道终端支持VoLTE？
3. 哪条NAS信令用于启动建立IMS信令承载？
4. IMS信令承载有哪些特点？
5. 终端如何发现P-CSCF？
6. 注册的相关信令如何传送到S-CSCF？
7. 在注册过程中VoLTE终端会向S-CSCF提供哪些信息？
8. 在注册成功后，VoLTE用户会从S-CSCF得到哪些信息？
9. 在IMS域中传送端到端SIP信令需要解决哪四大问题？
10. 业务数据包是如何在被叫之间传送的？
11. 建立专用业务承载需要考虑哪些因素？
12. 什么是资源预留？
13. 无预留资源的呼叫流程是怎样的？
14. 预留资源的呼叫流程是怎样的？
15. 主叫方何时建立专用业务承载？
16. 被叫方何时建立专用业务承载？
17. 如何避免Ghost Call？
18. 什么是SRVCC？
19. SRVCC涉及哪些测量事件？
20. SRVCC的无线侧处理过程涉及哪些步骤？

 

 

1,2.终端怎么知道网络支持VoLTE？网络怎么知道终端支持VoLTE？

确认VoLTE能力是VoLTE业务准备阶段的第一项任务，终端通过附着过程的Attach Request消息告知MME是否支持VoLTE，而MME则通过附着过程的Attach Accept消息告知终端用户网络能否支持VoLTE。

Attach Request消息中的Voice Domain Preference参数用来指示终端的VoLTE能力，如果Voice Domain Preference参数设为1或3，代表终端为VoLTE终端。

Attach Accept消息中的EPS Network Feature Support部分用来指示网络侧的支持能力，包括紧急呼叫、位置服务和VoLTE，如果其中的IMS Voice over PS Session in S1 Mode参数设置为1，代表网络支持VoLTE;如果设为0，代表网络不支持VoLTE。

 

3.哪条NAS信令用于启动建立IMS信令承载？

Activate Default EPS Bearer Context Request 消息的主要内容：

内容	说明
EPS承载的ID	IMS默认承载的ID
QoS参数	IMS默认承载的QCI设为5，也就是最高优先级
IP地址	IMS域的IP地址，由PGW分配
APN	IMS域的完整域名
APN聚合最高速率	签约信息，来自HSS

终端的承载：

类型	名称	用途	APN	QCI
SRB	信令承载1	RRC信令
SRB	信令承载2	NAS信令
RB	默认承载	数据业务	CMNET	9
RB	默认承载	SIP信令	IMS	5

 

4.IMS信令承载有哪些特点？

 

5.终端如何发现P-CSCF？

VoLTE终端在PDN Connectivity Request 消息的PCO中，要求网络侧提供P-CSCF的IP地址。

MME收到请求后，通过SGW向PGW转发了请求。于是PGW把P-CSCF的IP地址返回给MME，为了增加可靠性，PGW还提供了两个P-CSCF的IP地址。

MME在通过Active Default EPS Bearer Context Request 消息中的PCO，将两个P-CSCF的IP地址发给终端，这样就发现了P-CSCF的IP地址。

6.注册的相关信令如何传送到S-CSCF？

P-CSCF充当VoLTE终端SIP信令在IMS域的接口，注册的信令先到达P-CSCF，P-CSCF通过DNS查询到I-CSCF的地址，将信令转发给I-CSCF，再由I-CSCF通过HSS定位到S-CSCF，将信令转发给S-CSCF.经过P-CSCF和I-CSCF的接力，才实现了VoLTE终端与S-CSCF之间SIP信令的交互。

7.在注册过程中VoLTE终端会向S-CSCF提供哪些信息？

REGISTER请求的主要内容：

项目	主要内容
注册域	ims.mnc007.mcc460.3gppnetwork.org
IMPI	[email protected]
Cseq	381260064
终端的IP地址	2409:8805:84c4:c9ff:28c2:ec0d:8302:ecae
传输协议与端口	TCP:5060
业务能力	Audio;vedio
支持的SIP请求	INVITE,BYE,CANCEL,ACK,NOTIFY,UPDATE,PRACK,INFO,MESSAGE,OPTIONS

REGISTER请求2的主要内容：

项目	主要内容
IMPI	[email protected]
Cseq	381260065
终端的IP地址	2409:8805:84c4:c9ff:28c2:ec0d:8302:ecae
传输协议与端口	TCP:8912
随机字符串	8DPM+N 3z8GNKnaA1Kiw+z8d93AvmwAAm1yZfQt32gM=
鉴权算法	AKAv1-MD5
鉴权响应	098237ebc33f62ced5015b158759d4cd

 

8.在注册成功后，VoLTE用户会从S-CSCF得到哪些信息？

401响应的主要内容：

项目	主要内容
IMPI	sip:[email protected]
Cseq	381260064
终端的IP地址	2409:8805:84c4:c9ff:28c2:ec0d:8302:ecae
传输协议与端口	TCP:5060
随机字符串	8DPM+N 3z8GNKnaA1Kiw+z8d93AvmwAAm1yZfQt32gM=
鉴权算法	AKAv1-MD5

200响应的主要内容：

项目	主要内容
IMPI	sip:[email protected]
Cseq	381260065
终端的IP地址	2409:8805:84c4:c9ff:28c2:ec0d:8302:ecae
传输协议与端口	TCP:8912
S-CSCF地址	<sip:orig@[2409:8805:8029:0013:FFFF:0000:0000:0001]:0;transport=tcp;lr>
IMPU	<sip:[email protected]>;<tel:[phone]>;

 

9.在IMS域中传送端到端SIP信令需要解决哪四大问题？

SIP信令发给谁？怎么传送到对方？对方怎么来回复？后续信令如何传送？

第一个问题，主叫方发出的SIP请求的Request-URI和消息头的To字段携带了被叫方的IMPU，这就是SIP信令的接受者。

第二个问题就是SIP信令的路由，需要依靠IMS域中的CSCF转发，SIP消息自带路由，可以用来确定CSCF，这个路由信息就是请求的消息头中的Route字段，包含了VoLTE终端通过注册得到的P-CSCF地址以及S-CSCF的地址。当主叫方发出的SIP请求抵达P-CSCF后，根据Route字段的S-CSCF的地址，P-CSCF就可以将请求转发给S-CSCF；被叫方的CSCF没有路由信息，因此与注册过程类似，主叫方S-CSCF根据被叫IMPU所在的域，先找到被叫方的I-CSCF，由I-CSCF再去定位被叫方的S-CSCF。

第三个问题同样利用了SIP信令自带路由的特点：

SIP请求每经过一个中间节点，消息头的Via字段就会增加一行，写明中间节点的地址、协议和端口。主叫方的SIP请求抵达被叫方后，Via字段将会成为一个中间节点列表。被叫方的响应将按照Via字段的中间节点列表原路返回，每经过一个中间节点，就会删除Via字段中该节点的信息，所以当SIP响应抵达主叫方后，Via字段只剩一行，内容就是主叫方的地址与端口。

第四个问题，其实如果主叫方还要发送后续的请求，没有必要重新去寻找传送路径，新的请求完全可以沿用前一次的请求的传送路径。

10.业务数据包是如何在主被叫之间传送的？

业务数据包不是SIP信令，没有必要由IMS域的CSCF来转发，因此业务数据包与SIP信令的传送路径相互独立，各走各的路。

理论上，只要有了主被叫终端的IP地址，端到端的业务数据包就可以利用IP网络来传送，这也是企业级VOIP技术的常用方案。

被叫方由INVITE请求的消息头中Via字段的最后一项得知主叫方的地址。

主叫方由SIP响应消息头中Contact字段得知被叫方的地址。

有了IP地址，VoLTE终端就可以利用IP网络把业务数据包传送给对端了。

不过在VoLTE技术中，为了体现出IMS域的管理，端到端的业务数据包需要通过SBC来转发，SBC可以看成与PGW类似的角色，对端地址变成SBC地址。因此，想要传送业务数据包，终端必须知道SBC的IP地址。SIP响应消息头Contact字段的内容就是SBC的地址，而且根据现网的部署方式，SBC与P-CSCF合一，IP地址都是相同的。

11.建立专用业务承载需要考虑哪些因素？

发送提示音；避免Ghost Call。

12.什么是资源预留？

在规范RFC3312中定义了Precondition机制，也就是预留资源。这里的资源指的是专用业务承载所占用的系统资源，而预留资源就是预先建立了专用业务承载。

 

13.无预留资源的呼叫流程是怎样的？

主叫方在发出INVITE请求之后，在主叫方收到180响应之前，先建立业务承载，用来接收提示音。

当收到被叫方的200响应后，主叫方再根据被叫方发来的SDP Answer的内容，更改前面建立的业务承载，用于通话过程，这样提示音和语音业务就都可以传送了。

14.预留资源的呼叫流程是怎样的？

主叫方发出INVITE请求，启动了呼叫流程，INVITE请求中携带了SDP Offer，先送达P-CSCF，P-CSCF收到后回复100响应。

主叫方收到100响应后，启动建立专用业务承载的过程，注意：主叫方根据MME下发的NAS信令建立业务承载，与100响应没有关系，这里只是表明时间上的先后关系。

INVITE请求经过IMS域的CSCF中转，最后到达被叫方。被叫方收到SDP Offer后，先发出100响应，表明已经收到INVITE请求。这个100响应不会送到主叫方。

被叫方再发出183响应，携带了SDP Answer，完成第一次QoS协商。

被叫方建立专用业务承载的工作由被叫方P-CSCF触发，被叫方P-CSCF根据SDP Answer的内容，与EPC交互，触发建立专用业务承载。被叫方最后根据MME下发的NAS信令，开始建立专用业务承载。

另外，被叫方发出的183响应按INVITE请求的转发路径原路返回，最后到达主叫方，主叫方的P-CSCF根据183响应中的SDP Answer的内容，触发更新业务承载。

主叫方收到SDP Answer后，向被叫方发送PRACK请求，表明收到了SDP Answer。被叫方收到PRACK请求后，发送200响应，表明收到了PRACK请求。

当主叫方完成专用业务承载更新后，发出UPDATE请求，请求中携带 了SDP Offer，通知被叫方本方的专用业务承载已经建立完成。被叫方收到UPDATE请求后，发送200响应，携带了SDP Answer，通知主叫方本方的业务承载也已经建立完成，第二次QoS协商完成。

之后，被叫方发出180响应并振铃，被叫方摘机后送出200响应，这是针对INVITE请求的响应。注意：上图中出现了的多次200响应，主叫方需要根据Cseq的内容判断到底是哪条SIP请求的响应。收到200响应后，主叫方发送ACK请求，完成呼叫过程。

15.主叫方何时建立专用业务承载？

Activate Default EPS Bearer Context Request 消息的主要参数

内容	说明
EPS Bearer ID	EPS专用承载的标识
Linked EPS Bear ID	关联的默认承载的标识
EPS QoS	QCI等QoS参数
TFT	由PGW下发的TFT模板
Negotiated QoS	与2G/3G系统兼容的QoS参数

Modify EPS Bearer Context Request  消息的主要参数

内容	说明
EPS Bearer ID	EPS专用承载的标识
EPS QoS	QCI等QoS参数
TFT	由PGW下发的TFT模板
Negotiated QoS	与2G/3G系统兼容的QoS参数
APN-AMBR	APN聚合最高速率

更改专用业务承载完成后，主叫方业务承载的建立过程也就结束了。

16.被叫方何时建立专用业务承载？

被叫方的专用业务承载，只需要建立过程，不需要更改过程，只需要上题中的上半部分

17.如何避免Ghost Call？

建立专用业务承载的过程存在着不确定性，有可能失败。由于SIP信令流程与NAS信令流程独立进行，而且主被叫的NAS信令流程也是独立进行的，任意一方专用业务承载建立失败都不会影响SIP信令流程，这时就会 出现被叫方成功振铃，但被叫用户摘机后无法通话的现象，即所谓的“Ghost Call”

为了解决这个问题，在规范RFC3312中定义了Precondition机制，也就是预留资源。这里的资源指的是专用业务承载所占用的系统资源，而预留资源就是预先建立了专用业务承载。

采用Precondition机制后，只有通话双方都成功预留了资源，被叫方才会振铃，通话才能建立，这样SIP信令流程与NAS信令流程协同起来，避免了“Ghost Call”的出现。

资源预留机制需要通过SDP Offer/Answer过程来实现，影响建立专用业务承载的NAS信令的发起时机。

18.什么是SRVCC？

SRVCC（Single Radio Voice Call Continuity，单发射连续性语音呼叫）是VoLTE的一种切换过程，将语音业务从LTE系统切换到2G或3G的系统，也就是一种异系统互操作。至于VoLTE的业务在LTE系统内部的切换，相当于数据业务的切换。

19.SRVCC涉及哪些测量事件？

A2事件；B1事件；B2事件；异系统邻区信息。

A2事件定义为服务小区的信号弱于一个绝对门限，因此如果发生了A2事件，而eNB又处在LTE网络的覆盖边缘，eNB就可以要求终端启动异系统测量。

A2事件配套的异系统测量是B1事件，也就是异系统邻区信号强于绝对门限。很明显，如果发生了B1事件，那么终端需要切换到异系统的邻区。

除了B1事件，eNB还可以利用B2事件，也就是服务小区信号弱于绝对门限1并且异系统邻区信号强于绝对门限2.B2事件可以看成A2事件和B1事件的组合，B2事件的优点是发起比较快，这样可以降低切换的时延，缺点是配置B2事件后，LTE终端要始终进行异系统测量，增加LTE终端的开销。

20.SRVCC的无线侧处理过程涉及哪些步骤？

 

eNB收到测量报告后，根据测量标识可以确定测量事件，如果发现服务小区的信号差，异系统目标小区的信号强的话，再根据终端是否有QCI为1的业务承载，判断是否需要发起SRVCC。

eNB先根据终端上传的GSM目标小区的频点、NCC和BCC，取得GSM目标小区的信息。如果是WCDMA目标小区，eNB就会利用频点和主扰码，取得WCDMA目标小区的信息。

eNB向MME发出Handover Required消息，请求进行切换。Handover Required消息中会携带SRVCC指示，指明如何进行SRVCC，是只切换CS业务还是CS业务与PS业务同时切换。

Handover Required消息还会指明切换类型，是LTEtoUTRAN还是LTEtoGERAN。这样MME就知道要切换哪种异系统。

Handover Required消息还包含了Target ID。如果是WCDMA系统，Target ID就是目标小区所在RNC的ID；如果是GSM系统，Target ID就是目标小区的ID。

MME收到eNB发出的Handover Required消息，发现要求进行SRVCC，就会与目标系统的核心网交互，进行切换准备。

切换准备完成后，MME向eNB发出Handover Command消息，要求eNB释放E-RAB，并转发目标基站发给LTE终端的切换命令，其中包含目标基站提供的无线资源。

eNB收到Handover Command消息后，向LTE终端发出RRC信令Mobility From EUTRA，通知LTE终端进行切换，Mobility From EUTRA消息中携带了目标基站发给LTE终端的切换命令。

根据Mobility From EUTRA消息，LTE终端就能切换到异系统了。

 

 

MME角度

MME收到eNB发出的Handover Required消息，查找到异系统的MSC-S（eMSC），支持SIP协议，与IMS域进行交互。

MME向eMSC发出PS to CS Request消息，要求进行SRVCC。eMSC收到请求后，需要与无线网络交互，准备相应的无线资源。

准备完成后，eMSC向MME发出PS to CS Response消息，指定切换所需的无线资源。收到PS to CS Response消息后，MME向eNB发出Handover Command消息，携带了eMSC指配的无线资源。

随后，eMSC与IMS域交互，通知IMS域进行会话切换。