1 VoLTE关键知识点
1.1 VOLTE概述和基本特征
VOLTE是什么?最直接简单的理解就是VOIP,因为LTE没有电路域,需要基于分组域提供IP语音业务,即VoLTE(Voice over LTE)。 网络结构:
CSCF(Call Session Control Function):多媒体呼叫会话过程中的信令控制
MGCF(Media Gateway Control Function):执行IMS与CS域的互通;不同域间协议转换 MGW(Media Gateway):连接不同域的用户面;不同网络之间的编解码转换
特征1:VoLTE由IMS提供呼叫控制和业务逻辑。VoLTE的信令和媒体经EPC路由至IMS网络,由IMS提供会话控制和业务逻辑。
特征2:VoLTE由EPC提供高质量的分组域承载。在VoLTE中EPC作为IMS的接入网,通过全球统一的专用APN(‘IMS’ APN) 及独立承载为用户提供区别于普通数据业务的QoS保障。特征3:连续覆盖前VoLTE可通过eSRVCC保障呼叫连续性。VoLTE终端在通话过程中漫游至无LTE覆盖的区域时,通过eSRVCC将当前呼叫切换至2G/3G电路域,此时2G/3G网络作为IMS的接入网。
1.2 VoLTE竞争力
1.3 终端开机的IMS注册过程 为什么要注册:
- 用户使用IMPU(IP Multimedia Public Identity)通信 - 建立用户当前的IP与其IMPU的对应关系 - 掌握用户当前的位置信息及业务能力
- 注册过程的鉴权与认证保证了网络的安全性
用 户开机以后,首先完成EPC附着过程,建立QCI=9默认承载,附着完成以后,发起IMS注册过程和鉴权。在IMS注册流程中,先建立QCI=5的SIP 信令承载。然后进行SIP的注册过程,当完成注册过程以后,就可以进行VoLTE呼叫了。SIP信令的注册过程如下图所示。
附着请求,连接重配,重配完成,附着同意, Activate Default EPS Bearer
(点击放大浏览)
SIP注册过程:
1)用户首次试呼时,终端向代理服务器发送REGISTER注册请求
2)IMS认证/计费中心获知用户信息不在数据库中,向终端回401 Unauthorized质询信息,其中包含安全认证所需的令牌 3)终端将用户标识和密码根据安全认证令牌加密后,再次用REGISTER消息报告给IMS服务器
4)IMS服务器将REGISTER消息中的用户信息解密,认证合法后,将该用户信息登记到数据库中,并向终端返回 响应消息200 OK。 5)用户订阅注册事件包, 6)服务器应答订阅成功。
7)IMS服务器发送notify消息,由于订阅的用户已经注册,所以IMS服务器回应Notify消
息中,状态为active,同事携带XML信息。 8)终端发送Notify 200表示接收成功。 1.4 VoLTE呼叫VoLTE的信令呼叫流程
对关键流程的解释如下表所示:
1)主叫发INVITE消息,触发主叫RRC建立过程,INVITE消息中包含被叫方的号码,主叫方支持的媒体类型和编码等。 2) 主叫建立SRB2信令无线承载,QCI9默认承载和QCI5 SIP信令无线承载。例如在本例中,信令无线承载SRB-ID=2;QCI=9的默认承载的eps-BearerID=5,DRB-ID=3;QCI=5 的SIP信令承载的eps-BearerID=6,DRB-ID=4
(SRB0用来传输RRC消息,在逻辑信道CCCH上传输,SRB1用来传输RRC消息(也许会包含piggybacked NAS消息),在SRB2承载的建立之前,比SRB2具有更高的优先级。在逻辑信道DCCH上传输, SRB2用来传输NAS消息,比SRB1具有更低的优先级,并且总是在安全模式激活之后才配置SRB2。在逻辑信道DCCH上传输.) 3)核心网侧收到主叫的INVITE消息以后,给主叫发送INVITE的应答消息,INVITE 100.表示正在处理中。
4)核心网向处于空闲态的被叫发INVITE消息,由于被叫处于空闲态,所以核心网侧触发寻呼消息,寻呼处于空闲态的被叫用户
5)被叫建立SRB2信令无线承载,QCI9默认承载和QCI5 SIP信令无线承载 6)核心网在QCI5 RB承载上,给被叫用户发送INVITE消息 7)被叫对INVITE消息的响应
8)被叫方通知主叫方,自己所支持的媒体类型和编码。
9)主叫建立QCI1的数据无线承载,用于承载语音数据,使用UM方式。例如本例中,eps-BearerID=7,DRB-ID=5。关键参数包括头压缩参数,TTI Bundling,SPS。DRX参数也会按照语音业务的要求进行重新配置。
10)被叫建立QCI1的数据无线承载。例如本例中QCI1承载的eps-BearerID=7,DRB-ID=5。 11)核心网通知主叫终端的SM层,建立qci=1的承载,例如:eps-BearerID=7 12)主叫收到被叫的INVITE 183消息
13)核心网通知被叫终端的SM层,建立qci=1的承载
14)主叫收到INVITE 183消息以后,发送确认消息PRACK,启动资源预留过程, 15)被叫收到主叫的PRACK以后,返回PRACK 200响应,启动资源预留过程, 16)主叫收到被叫的PRACK 200以后,发送UPDATE消息,标明资源预留成功。 17) 被叫收到主叫的UPDATE消息后,得知主叫UE的资源预留成功。被叫发送UPDATE 200,标明被叫资源预留成功,
18)被叫发送INVITE 180,被叫振铃,主叫放回铃音 19)被叫摘机,被叫向主叫发送INVITE 200.
20)主叫给IMS服务器发ACK,证实已经收到IMS对于INVITE请求的最终响应。核心网IMS服务器发ACK消息给被叫,证实对于INVITE请求的最终响应。
21)主叫挂机,发BYE,请求结束本次会话。IMS服务器给被叫发送BYE,请求结束本次会话。 22)被叫挂机,回BYE 200消息,核心网IMS服务器给主叫发BYE 200,标明会话结束。 23)通过RRCConntctionReconfiguration消息和去激活EPS专用承载消息,主叫删除QCI=1的数据无线承载。
主叫流程.jpg被叫流程.jpg24)被叫删除QCI=1的数据无线承载。
1.5 Volte呼叫volte的AMR-WB 12.65K的确定
AMR=Adaptive Multi-Rate ,“自适应多速率编码”,主要用于移动设备的音频 AMR又称为AMR-NB,抽样频率为8KHz,语音带宽范围为300-3400Hz
AMR-NB 共有16种编码方式,0-7对应8种不同的编码方式,8-15用于噪音或者保留用 AMR-WB=Adaptive Multi-rate-Wideband,“自适应多速率宽带编码”,抽样频率为16KHz,语音带宽范围为50-7000Hz
AMR-WB是一种同时被国际标准化组织ITU-T和3GPP采用的宽带语音编码标准,也称为G722.2标准
1)AMR-WB的9种速率索引表
2)volte呼叫过程中,Invite消息中携带的媒体类型和编码格式