? ATCF(Acess Transfer Control Functionality,接入转移控制功能 ,用于控制面)/ATGW(Access Transfer Gateway,接入转移网关,用于媒体面),该网元为eSRVCC新增网元,是VoLTE用户在当前所在网络的信令面和媒体面的锚定点,在发生eSRVCC时将VoLTE用户接入侧的媒体面从LTE切换到电路域,以减少切换时长。
? IMS域-CSCF:,
? S-CSCF(Serving Call Session Control Function 服务会话控制功能): 是IMS的核心所在,它位于归属网络,负责对UE的注册鉴权和会话控制,执行针对主叫端及被叫端CM-IMS用户的基本会话路由功能,并根据用户签约的IMS业务触发规则,在条件满足时进行到AS的业务触发。但当UE处于会话中时,S-CSCF处理网络中的会话状态。在同一个运营商的网络中,可以有多个S-CSCF。 ? I-CSCF(Interrogating Call Session Control Function 协商会话控制功能):运营商网络内部的接触点,所有与这个网络运营商的用户连接都要经过这个实体,CM-IMS域的边界点,其主要功能包括指派S-CSCF、PSI路由功能、Transit功能等。I-CSCF不要求做拓扑隐藏。在一个网络中可以有多个I-CSCF。
? E-CSCF:从P-CSCF接受紧急会话建立请求,并完成用户接入位置信息查询和紧急呼叫路由等功能。
? BGCF:IMS到CS的呼叫路由,BGCF收到来自S-CSCF的呼叫请求后根据本地配置选择合适的MGCF进行转发。
? LRF:E-CSCF提供路由信息(紧急呼叫中心的SIP URI和TEL URI)和其它根据管制要求、紧急呼叫应提供的参数(比如用户位置信息TAI)。当LRF与E-CSCF合设时,用户位置信息和路由信息需配置在E-CSCF中。
? EATF:作为紧急呼叫的锚定点,提供紧急呼叫的SRVCC,保证紧急呼叫的语音连续性。
? IMS域-MGW/MGCF
? MGCF(Multimedia Gateway Control Function 多媒体网关控制功能):在ISDN部分(ISUP)和IMS呼机控制协议之间执行协议转换,用于IMS域与CS域的互通,负责完成控制面信令的互通(PSTN/CS域侧ISUP/BICC协议与CM-IMS侧SIP协议的交互和互通),并控制IM-MGW完成用户面媒体面的互通、号码规整、号码分析和路由、放音、放音抑制、视频回落等功能。
? IM-MGW(IP Multimedia Gateway IP多媒体网关):负责IMS与PSTN/CS域之间的媒体流互通,提供CS CN网络和IMS之间的用户
面链路,支持PSTN/电路域TDM承载和IMS用户IP承载的转换。主要功能是承载和媒体处理。在IMS终端不支持CS端编码时IM-MGW完成编解码的转换工作。MGCF的控制下完成VoLTE用户面IP承载与CS域承载之间的转换,提供编解码转换、承载资源管理和放音功能。 ? HSS:VoLTE中的HSS是HLR/AuC、IMS-HSS、EPS-HSS三合一融合设备,统一存储VoLTE用户在2/3/4G及IMS的用户数据,处理2/3/4G及IMS网络中呼叫控制网元对用户的数据访问,还通过开通接口接收并响应BOSS业务开通指令。在移动网络中,一般从HLR升级而来。 ? eMSC: 针对SRVCC的增强MSC,支持普通呼叫的eSRVCC、aSRVCC和mid-call SRVCC以及紧急呼叫的SRVCC,一般在一个MSC POOL中会升级1-2个MSC用作eMSC。 下表为VoLTE各个网络接口表: 功能域 接口名称 S1-MME S1-U S11 分组域 SGi SLg SLs Sv Rx PCC Gx Gm Mw Mx Mg IMS域 Mj Mw/I2 ISC 信令 信令 信令 信令 信令 信令 信令 信令 PCRF-SAE GW Diameter 接口类型 信令 数据 信令 数据 信令 信令 信令 信令 连接网元 MME-eNodeB SAE GW-eNodeB MME-SAE GW SAE GW-VoLTE SBC MME-LSP(GMLC) MME-LSP(eSMLC) MME-eMSC PCRF-VoLTE SBC 承载协议 GTP-C GTP-U GTP-C 应用层协议 Diameter SCTP GTP Diameter VoLTE UE-VoLTE SBC SIP VoLTE SBC-xCSCF xCSCF-IBCF SIP SIP I-CSCF/S-CSCF-MGCF SIP BGCF-MGCF xCSCF-eMSC xCSCF-IMS AS VoLTE UE/VoLTE AS-业务配置代理网关 三合一HSS-xCSCF 三合一HSS-IMS AS 三合一HSS-业务配SIP SIP SIP Ut 信令 XCAP Cx 用户数据 Sh Zh 信令 信令 信令 Diameter Diameter Diameter 置代理网关 SLh S6a C/D 信令 信令 信令 三合一HSS-LSP 三合一HSS-MME 三合一Diameter Diameter MAP HSS-eMSC/GMSC 三合一HSS——IP-SM-GW MSC-MSC IMS SSF/MSC-智能网SCP SGSN-三合一HSS J Nc 2G/3G电路域 CAP Gr 信令 信令 信令 信令 MAP BICC Camel MAP 2.3. 协议栈
和传统的LTE数据业务相似,VoLTE的协议栈也分为信令面和用户面。要实现语音或视频业务需要UE同时建立三个数据承载外,还需要UE建立RRC链接信令承载:SRB0,SRB1和SRB2。其协议栈总体结构如下:
业务 承载 SRB0 QCI / / / 8,9 5 1 / / / 8,9 5 1 2 用途 RRC连接建立过程,不加密和完整性保护 RRC重配消息,有加密和完整性保护 承载NAS信令, 有加密和完整性保护 一般数据业务 SIP信令 语音包 RRC连接建立过程,不加密和完整性保护 RRC重配消息,有加密和完整性保护 承载NAS信令, 有加密和完整性保护 一般数据业务 SIP信令 语音包 视频包 VoLTE的语音电话 SRB1 SRB2 AM-DRB AM-DRB UM-DRB SRB0 VoLTE的视频电话 SRB1 SRB2 AM-DRB AM-DRB UM-DRB UM-DRB 其中SRB0,SRB1,SRB2,AM-DRB(QCI=8,9)为一般LTE数据业务需建立的承载,UM-DRB(QCI=2)为VoLTE视频业务专用承载.UM-DRB(QCI=1)为VoLTE语音专业承载,AM-DRB(QCI=5)为IMS信令专用承载。 2.4. VoLTE的控制面协议栈
VoLTE的控制面协议分为用于承载控制的LTE协议和用于业务控制的SIP协议,前者发生在PS域上,后者发生在IMS域上。由于用于承载的LTE协议栈和传统业务没有区别,故不再累述。下面主要介绍,用户业务控制的IMS域协议栈。
1. SIP(Session Initiation Protocol,会话初始协议):是一个基于文本的应用层控制协议,用于创建、修改和释放一个或多个参与者的会话。
2. SDP: ( Session Description Protocol 会话描述协议):为会话通知、会话邀请和其它形式的多媒体会话初始化等目的提供了多媒体会话描述。
3. SIP/SDP是用来传输SIP/IMS信令的,需要在承载中建立优先级最高QCI=5(QCI并非是数字小来决定其优先级),无线侧用户名RLC采用AM模式,保障其正确性;
4. SIP/SDP流建立在UDP/IP之上,用于终端之间应用控制。SIP流用于发起一个Session,并负责传输SDP包;而SDP包中描述了一个Session包含哪些媒体数据,邀请人;
2.5. VoLTE的用户面协议栈
和信令面协议类似,VoLTE的用户面协议也可以区分为承载层和业务层,其和QQ微信等OTT厂家的VoIP协议类似。