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一 VoLTE介紹

1.1 LTE語(yǔ)音解決方案演進(jìn)

SvLTE(Simultaneous Voice and LTE), 即雙待手機(jī)方式。手機(jī)同時(shí)工作在LTE和CS，前者提供數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，后者提供語(yǔ)音業(yè)務(wù)。是純粹基于手機(jī)的方案。對(duì)網(wǎng)絡(luò)無(wú)特別要求，不需要部署IMS，缺點(diǎn)是手機(jī)成本高、耗電高。目前已經(jīng)有CDMA1x和LTE的雙待手機(jī)，被一些CDMA運(yùn)營(yíng)商采用作為IMS部署前的過(guò)渡方案，而GSM/UMTS和LTE的雙待手機(jī)目前還沒(méi)有推出。

CSFB(Circuit Switched Fall Back),LTE只提供數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，當(dāng)發(fā)起或者接受語(yǔ)音呼叫時(shí)，回落到CS域進(jìn)行處理。運(yùn)營(yíng)商無(wú)需部署IMS，只需要升級(jí)MSC就可以支持。這是一種快速提供業(yè)務(wù)的方案，但缺點(diǎn)是呼叫接續(xù)速度慢。CSFB適合作為IMS部署之前的過(guò)渡方案，另外還可以用來(lái)解決LTE手機(jī)漫游場(chǎng)景的語(yǔ)音呼叫問(wèn)題，在拜訪地網(wǎng)絡(luò)沒(méi)有部署IMS，或者IMS漫游協(xié)議尚未應(yīng)用的情況下，CSFB可以為漫入的LTE用戶(hù)提供語(yǔ)音業(yè)務(wù)。

SRVCC(Single Radio Voice Call Continuity),解決語(yǔ)音控制和移動(dòng)到CS網(wǎng)絡(luò)切換時(shí)的語(yǔ)音連續(xù)性問(wèn)題。

為基于IMS的VOIP呼叫解決方案，利用IMS核心網(wǎng)絡(luò)提供LTE VoIP語(yǔ)音業(yè)務(wù)的路由、控制和業(yè)務(wù)觸發(fā)，并提供LTE向2G/3G切換時(shí)的語(yǔ)音連續(xù)性保證。SRVCC的實(shí)現(xiàn)過(guò)程實(shí)質(zhì)上就是一個(gè)切換過(guò)程，在LTE網(wǎng)絡(luò)中 終端是通過(guò)IMS來(lái)實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音功能的，當(dāng)終端離開(kāi)LTE網(wǎng)絡(luò)后，則通過(guò)MSC server(Mobile Switching Center server)切換到2G/3G 網(wǎng)絡(luò)中從而實(shí)現(xiàn)z在2G/3G網(wǎng)絡(luò)中的語(yǔ)音功能。

VoLTE(Voice over Long Term Evolution),實(shí)現(xiàn)LTE網(wǎng)絡(luò)中的IMS域提供高清晰的語(yǔ)音服務(wù)。 IMS由于支持多種接入和豐富的多媒體業(yè)務(wù)，成為全I(xiàn)P時(shí)代的核心網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)架構(gòu)。經(jīng)歷了過(guò)去幾年的發(fā)展成熟后，如今IMS已經(jīng)跨越裂谷，成為固定話音領(lǐng)域VoBB、PSTN網(wǎng)改的主流選擇，而且也被3GPP、GSMA確定為移動(dòng)語(yǔ)音的標(biāo)準(zhǔn)架構(gòu)。

1.2 LTE語(yǔ)音解決方案(CSFB)

LTE部署的初期，LTE只處理數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，語(yǔ)音業(yè)務(wù)回落到CS域處理。

作為部署IMS前的過(guò)渡方案，可以快速提供語(yǔ)音業(yè)務(wù)，但是接續(xù)速度慢。

CSFB快速回落方案，可以在2s內(nèi)回落。

1.3 LTE語(yǔ)音解決方案(SRVCC)

●在LTE覆蓋區(qū)內(nèi)提供基于IP的高清晰語(yǔ)音和視頻業(yè)務(wù)，在LTE覆蓋區(qū)外仍通過(guò)CS域提供語(yǔ)音業(yè)務(wù)

●SRVCC實(shí)現(xiàn)LTE網(wǎng)絡(luò)中的IMS域語(yǔ)音到2G/3G網(wǎng)絡(luò)中的CS域語(yǔ)音的無(wú)縫切換

1.4 LTE語(yǔ)音解決方案(eSRVCC)

eSRVCC方案相對(duì)于SRVCC方案的增強(qiáng)在于減少了切換時(shí)長(zhǎng)（切換時(shí)長(zhǎng)小于300ms），使用戶(hù)獲得更好的通話體驗(yàn)。

●SRVCC：媒體的切換點(diǎn)是對(duì)端網(wǎng)絡(luò)設(shè)備（如對(duì)端UE），影響切換時(shí)長(zhǎng)的主要因素是會(huì)話切換后需要在IMS網(wǎng)絡(luò)中創(chuàng)建新的承載。

●eSRVCC：相比于SRVCC，媒體切換點(diǎn)改為更靠近本端的設(shè)備。具體方案就是增加ATCF/ATGW功能實(shí)體作為媒體錨定點(diǎn)，無(wú)論是切換前還是切換后的會(huì)話消息都要經(jīng)過(guò)ATCF/ATGW轉(zhuǎn)發(fā)。后續(xù)在發(fā)生eSRVCC切換時(shí)，只需要?jiǎng)?chuàng)建UE與ATGW之間的承載通道，對(duì)端設(shè)備與ATGW之間的媒體流還是通過(guò)原承載通道傳輸。這樣其創(chuàng)建新承載通道的消息交互路徑明顯短于SRVCC方案，減少了切換時(shí)長(zhǎng)。

1. eNodeB 根據(jù)測(cè)量報(bào)告發(fā)起向RAN/GERAN的SRVCC切換過(guò)程

2.MME 發(fā)送 PS to CS的切換請(qǐng)求到Enhanced MSC（eMSC）

3. eMSC 發(fā)送切換請(qǐng)求到MSC

4. MSC向RAN/GERAN發(fā)送切換請(qǐng)求，接受響應(yīng)

5. 建立eMSC和MSC之間的承載

6. eMSC發(fā)送 會(huì)話請(qǐng)求，并路由到SCC AS

7-1. SCC AS 發(fā)起新會(huì)話到遠(yuǎn)端用戶(hù)，并將媒體流切換 到MGW上

7-2. SCC AS 釋放舊會(huì)話

8. eMSC返回切換響應(yīng)給eNodeB，eNodeB發(fā)送給切換響應(yīng)給用戶(hù)

1.5 LTE語(yǔ)音解決方案(CSFB與SRVCC對(duì)比)

SRVCC接續(xù)時(shí)間優(yōu)于CSFB

1.6 VoLTE網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

從整體上看，VOLTE網(wǎng)絡(luò)分為終端、接入網(wǎng)、承載網(wǎng)、核心網(wǎng)、業(yè)務(wù)平臺(tái)。

其中，較為復(fù)雜的是核心網(wǎng)，主要分為分組域(接入核心網(wǎng))、策略控制單元、信令網(wǎng)、 IMS域、CS域、用戶(hù)域 。

策略控制單元（PCC）

PCC（Policy and Charging Control 策略與計(jì)費(fèi)控制）: 提供策略控制、計(jì)費(fèi)控制功能、業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)流的事件報(bào)告等功能。

包括: PCEF（Policy and Charging Enforcement Function 策略和計(jì)費(fèi)執(zhí)行功能）:主要包含業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)流的檢測(cè)、策略執(zhí)行和基于流的計(jì)費(fèi)功能。

PCRF（Policy and Charging Rule Function策略和計(jì)費(fèi)規(guī)則功能）:包含策略控制決策和基于流計(jì)費(fèi)控制的功能，PCRF接受來(lái)自PCEF、SPR和AF的輸入，向PCEF提供關(guān)于業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)流檢測(cè)、門(mén)控、基于QoS和基于流計(jì)費(fèi)的網(wǎng)絡(luò)控制功能。并結(jié)結(jié)合PCRF的自定義信息做出PCC決策。

信令網(wǎng)(DRA)

DRA（Diameter Routing Agent 路由代理）:下一代信令網(wǎng)，可以真正實(shí)現(xiàn)未來(lái)核心網(wǎng)逐步的擴(kuò)展，簡(jiǎn)化網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)快速部署、高效維護(hù)及增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)安全。

部署DRA的好處: 解決移動(dòng)用戶(hù)漫游到其他網(wǎng)絡(luò)時(shí)，用戶(hù)的鑒權(quán)、認(rèn)證、位置登記、計(jì)費(fèi)策略等信息在漫游網(wǎng)絡(luò)與歸屬網(wǎng)絡(luò)之間的傳遞。在一些業(yè)務(wù)應(yīng)用場(chǎng)景中，保證對(duì)于同一個(gè)用戶(hù)，AF和PCEF能夠?qū)ぶ返酵粋€(gè)PCRF，通過(guò)部署Diameter 代理來(lái)實(shí)現(xiàn)IP地址和IMSI的動(dòng)態(tài)綁定以完成尋址。

IMS域

SBC（Session Border Control 會(huì)話邊界控制器）: IMS網(wǎng)絡(luò)中一個(gè)重要的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，其位于IMS網(wǎng)絡(luò)的邊界，起著將終端用戶(hù)接入到IMS核心網(wǎng)的重要作用。它的主要功能包括接入許可控制，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)潆[藏，NAT以及NAT穿越，QoS及帶寬策略，和網(wǎng)絡(luò)安全機(jī)制等。

S-CSCF（Serving Call Session Control Function 服務(wù)會(huì)話控制功能）: 是IMS的核心所在，它位于歸屬網(wǎng)絡(luò)，為UE進(jìn)行會(huì)話控制和注冊(cè)請(qǐng)求，但當(dāng)UE處于會(huì)話中時(shí)，S-CSCF處理網(wǎng)絡(luò)中的會(huì)話狀態(tài)。在同一個(gè)運(yùn)營(yíng)商的網(wǎng)絡(luò)中，可以有多個(gè)S-CSCF。

P-CSCF（Proxy Call Session Control Function 代理會(huì)話控制功能）:是IMS中用戶(hù)的第一個(gè)聯(lián)系點(diǎn)（在信令平面），從SIP的角度來(lái)看，它是一個(gè)出站/入站的SIP代理服務(wù)器，所有的SIP信令，無(wú)論是來(lái)自用戶(hù)設(shè)備UE，還是發(fā)送給UE的，都必須經(jīng)過(guò)P-CSCF。UE使用本地CSCF發(fā)現(xiàn)機(jī)制可以獲得P-CSCF的地址。P-CSCF負(fù)責(zé)驗(yàn)證請(qǐng)求，將它轉(zhuǎn)發(fā)給指定的目標(biāo)，并且處理和轉(zhuǎn)發(fā)響應(yīng)。

I-CSCF（Interrogating Call Session Control Function 協(xié)商會(huì)話控制功能）: I-CSCF是一個(gè)運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部的接觸點(diǎn)，所有與這個(gè)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商的用戶(hù)連接都要經(jīng)過(guò)這個(gè)實(shí)體。在一個(gè)網(wǎng)絡(luò)中可以有多個(gè)I-CSCF。

MGCF（Multimedia Gateway Control Function 多媒體網(wǎng)關(guān)控制功能）: 在IP多媒體子系統(tǒng)(IMS)的一個(gè)組成部分，與CSCF通信和控制媒體信道在一個(gè)IMS-MGW中的連接。它在ISDN部分(ISUP)和IMS呼機(jī)控制協(xié)議之間執(zhí)行協(xié)議轉(zhuǎn)換。

IM-MGW（IP Multimedia Gateway IP多媒體網(wǎng)關(guān)）: IM-MGW負(fù)責(zé)IMS與PSTN/CS域之間的媒體流互通，提供CS CN網(wǎng)絡(luò)和IMS之間的用戶(hù)面鏈路，支持PSTN/電路域TDM承載和IMS用戶(hù)IP承載的轉(zhuǎn)換。主要功能是承載和媒體處理。在IMS終端不支持CS端編碼時(shí)IM-MGW完成編解碼的轉(zhuǎn)換工作。IM-MGW也可以在MGCF的控制下完成呼叫的連續(xù)。

VoLTE網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)接口列表

VoLTE特性參數(shù)

VoLTE QoS要求

二 VoLTE協(xié)議棧

從無(wú)線角度來(lái)看：VoLTE需要建立的承載

要實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音或視頻業(yè)務(wù)需要UE同時(shí)建立三個(gè)數(shù)據(jù)承載外，還需要UE建立RRC鏈接信令承載：SRB1和SRB2。

VoLTE用戶(hù)注冊(cè)：

VoLTE用戶(hù)在體驗(yàn)高質(zhì)量通話之前，必須先進(jìn)行VoLTE的注冊(cè)流程，從無(wú)線角度來(lái)看，注冊(cè)分為兩個(gè)步驟：

(1)LTE無(wú)線的無(wú)線注冊(cè): 由于VoLTE實(shí)質(zhì)上對(duì)于無(wú)線來(lái)說(shuō)只是一種數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，所以，E-UTRAN網(wǎng)絡(luò)需要為VoLTE提供數(shù)據(jù)發(fā)送的通道。即，建立QCI=8/9的承載。

(2)IMS注冊(cè)：支持VoLTE的終端在完成LTE的注冊(cè)后，會(huì)通過(guò)LTE的承載向IMS網(wǎng)元發(fā)起注冊(cè)(類(lèi)似于高層應(yīng)用的注冊(cè))，即，建立QCI=5的承載；在該注冊(cè)完成后，用戶(hù)就可以使用VoLTE進(jìn)行語(yǔ)音通話了。即，會(huì)觸發(fā)核心網(wǎng)建立一條QCI=1的專(zhuān)用承載用于傳輸IMS語(yǔ)音包。

VoLTE控制面協(xié)議棧

VoLTE用戶(hù)面協(xié)議棧

三 VoLTE無(wú)線功能

3.1 VoLTE無(wú)線設(shè)備技術(shù)要求概覽

部署VoLTE，除了要求無(wú)線側(cè)eNB支持相關(guān)基本功能外，還可根據(jù)實(shí)際需求，進(jìn)一步考慮引入增強(qiáng)功能，以?xún)?yōu)化方案性能，提升網(wǎng)絡(luò)整體質(zhì)量，改善用戶(hù)業(yè)務(wù)體驗(yàn)

3.2 VoLTE無(wú)線增強(qiáng)功能 - IP包頭壓縮（RoHC）

效果

壓縮后，頭開(kāi)銷(xiāo)降為4～6 byte（開(kāi)銷(xiāo)占比降為12.5%～18.8%）

典型的VoIP數(shù)據(jù)包的凈荷為32 byte，對(duì)VoIP這樣的小的數(shù)據(jù)包，IP頭開(kāi)銷(xiāo)甚至超過(guò)凈荷本身（IPv6的包頭為60 byte，頭開(kāi)銷(xiāo)可達(dá)188%，IPv4的包頭為40 byte，頭開(kāi)銷(xiāo)也有125%）

原理

僅在初次傳輸時(shí)發(fā)送數(shù)據(jù)包頭的靜態(tài)信息，后續(xù)不再重復(fù)發(fā)送（如IP地址等）

通過(guò)一定信息可推知數(shù)據(jù)流中其他信息時(shí)，可僅發(fā)送必須的信息，其他信息可由上下文推算（如SN號(hào)和IP-ID號(hào)都是以1為單位遞增，可通過(guò)上下文推算）

IP包頭壓縮可大大降低頭開(kāi)銷(xiāo)，提高VoLTE語(yǔ)音用戶(hù)容量，提高數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)吞吐量，增強(qiáng)邊緣覆蓋

3.3 VoLTE無(wú)線增強(qiáng)功能 - 半持續(xù)調(diào)度（SPS）

效果

半持續(xù)調(diào)度是LTE中為了節(jié)省PDCCH數(shù)量而提出的一種新的調(diào)度方法，最初主要是針對(duì)VoIP業(yè)務(wù)。其可大大降低信令開(kāi)銷(xiāo)，使信令開(kāi)銷(xiāo)資源最低可僅為業(yè)務(wù)的1.3%

原理

實(shí)現(xiàn)原理：

●VoIP的新傳包由于其達(dá)到間隔是20ms，所以可以由一條信令分配頻域資源，以后每隔20ms就“自動(dòng)”用分配的頻域資源傳輸新來(lái)的包；

●重傳包由于其不可預(yù)測(cè)性，所以動(dòng)態(tài)的調(diào)度每一次重傳，因而叫“半”持續(xù)調(diào)度

TDD特性（上行雙周期配置）：由于其HARQ RTT與FDD有所差異，會(huì)導(dǎo)致重傳包和新傳包傳輸沖突，為解決這個(gè)TDD獨(dú)有的問(wèn)題，支持雙周期的半持續(xù)性調(diào)度，即2DL:2UL時(shí)為19ms和21ms；3DL:1UL時(shí)為25ms和15ms

半持續(xù)調(diào)度可減少控制信令開(kāi)銷(xiāo)，節(jié)省PDCCH資源，在控制信道受限的情況下，提高系統(tǒng)容量；但在現(xiàn)網(wǎng)3:1時(shí)隙配比下，因SPS采用保守調(diào)度算法(MSC不得高于15),可能導(dǎo)致系統(tǒng)容量受限于PUSCH而有所下降，故初期暫不建議引入

3.4 VoLTE無(wú)線增強(qiáng)功能 - TTI bundling

原理

當(dāng)小區(qū)邊緣UE 功率受限時(shí)，由于資源受限，導(dǎo)致丟包率增加。使用TTI bundling，四個(gè)連續(xù)子幀中的立刻重傳，能積累能量，增大傳輸成功率，從而提高接收成功率， 避免過(guò)多的HARQ重傳

效果

●在標(biāo)準(zhǔn)中，VoIP業(yè)務(wù)不能同時(shí)采用SPS調(diào)度和上行TTI bundling，但可僅針對(duì)邊緣用戶(hù)使用TTI bundling

●性能增益：

-不考慮重傳的情況下，單從1個(gè)TTI和4個(gè)TTI傳輸角度，HARQ進(jìn)程為4，增益大約4dB（鏈路級(jí)仿真得出）

-考慮重傳情況下，TDD增益僅為2dB，性能增益有限，但在控制信令會(huì)節(jié)省開(kāi)銷(xiāo)

●TDD特性：由于上下行時(shí)隙不連續(xù)，而語(yǔ)音包又有20ms的周期限制，因此僅在2DL:2UL配置時(shí)可使用TTI bundling

TTI Bundling可提高邊緣用戶(hù)的接收性能，并減小控制信令開(kāi)銷(xiāo)

TTI Bundling不可用于3DL：1UL時(shí)隙配比中，且不與SPS同時(shí)開(kāi)啟

3.5 VoLTE異系統(tǒng)切換- eSRVCC

原理

eSRVCC（enhanced Single Radio Voice Call Continuity）是LTE PS語(yǔ)音（VoLTE）到2G/3G CS語(yǔ)音的增強(qiáng)型切換功能，但較原有SRVCC功能，無(wú)線側(cè)無(wú)無(wú)差異；

效果

eSRVCC功能是VoLTE在LTE網(wǎng)絡(luò)覆蓋未達(dá)到全面覆蓋之前的重要補(bǔ)充功能。eSRVCC功能在LTE建設(shè)初期和中期可保證VoLTE語(yǔ)音業(yè)務(wù)的連續(xù)性，以減少當(dāng)用戶(hù)移動(dòng)出LTE覆蓋導(dǎo)致的掉話，減少用戶(hù)投訴。

eSRVCC保證用戶(hù)移出4G覆蓋區(qū)域時(shí)仍然保持通話連續(xù)性

3.6 VoLTE無(wú)線功能支持情況

1)VoLTE無(wú)線基本功能

●無(wú)線承載組合、QCI 1/2承載、RLC層模式、IMS緊急呼：所有廠商eNB產(chǎn)品均已支持

●所有廠商eNB產(chǎn)品支持在語(yǔ)音和數(shù)據(jù)并發(fā)業(yè)務(wù)下eSRVCC流程的優(yōu)先級(jí)

2）VoLTE無(wú)線增強(qiáng)功能：

●頭壓縮、半持續(xù)/延遲調(diào)度：所有廠商eNB產(chǎn)品均已支持，并可與CDRX同時(shí)配置并激活；

●TTI bundling：部分廠商eNB仍不能支持；

●eSRVCC測(cè)控和切換流程：所有廠商eNB產(chǎn)品均已支持

3）VoLTE/eSRVCC方案性能摸底，包括4大類(lèi)：

●掉話SINR測(cè)試：不同的終端測(cè)出的性能有差異；各廠商和終端的VoLTE語(yǔ)音掉話SINR均在-3dB以下，滿(mǎn)足LTE無(wú)線覆蓋指標(biāo)

●系統(tǒng)內(nèi)切換性能：各廠商系統(tǒng)內(nèi)切換性能接近（20±6ms）；開(kāi)關(guān)Data Forwarding、標(biāo)清/高清語(yǔ)音、單語(yǔ)音/混合業(yè)務(wù)、X2切換/S1切換對(duì)于切換時(shí)延無(wú)明顯影響

●語(yǔ)音用戶(hù)容量：?jiǎn)涡^(qū)容量和調(diào)度算法緊密相關(guān)；在3:1時(shí)隙配比下，所有主要廠商均能在正常通話條件下支持200用戶(hù)。RoHC頭壓縮算法對(duì)于容量提升效果明顯，平均可達(dá)到26%左右的增益。SPS廠商實(shí)現(xiàn)較差，部分廠商不支持多用戶(hù)SPS

●SRVCC切換性能：各廠商端到端時(shí)延均在300ms以下，滿(mǎn)足SRVCC切換時(shí)延要求；單語(yǔ)音和混合業(yè)務(wù)對(duì)于SRVCC切換時(shí)延無(wú)明顯影響

四 VoLTE基本流程和信令解析

4.1 VoLTE呼叫業(yè)務(wù)流程

上述A和B均是IDLE模式，互相進(jìn)行撥打的方式是實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景中最常見(jiàn)的一種方式了，具體流程如下。

1.用戶(hù)A和B在注冊(cè)成功后，無(wú)業(yè)務(wù)觸發(fā)，MME發(fā)起上下文釋放，將A和B均置為IDLE模式。

2. UE A呼叫UE B，此時(shí)A發(fā)現(xiàn)其為IDLE模式，則需要先建立信令連接。首先緩存需要發(fā)送的數(shù)據(jù)，向eNodeB發(fā)起RRC Connection Request，攜帶初始UE ID和S-TMSI（第一次是隨機(jī)值，此時(shí)TMSI值應(yīng)為有效）。

3. eNodeB向UE回復(fù)RRC Connection Setup，其中攜帶無(wú)線資源專(zhuān)用配置信。

4. UE向eNodeB回復(fù)RRConnection Setup Complete，確認(rèn)RRC建立成功完成。其中攜帶選擇的PLMN ID，注冊(cè)的MME信息（plmn-id、mmegi、mmec），NAS消息（Service Request）。

5. eNodeB發(fā)送Initial UE Message到MME，其中攜帶eNodeB UE S1AP Id，TAI，E-UTRAN -CGI，RRCEstablishment Cause， NASPDU為Service Request。

6. MME側(cè)用戶(hù)面承載建立成功后向eNodeB返回Initial Context Setup Request，攜帶MME UE S1AP Id ，ERAB相關(guān)信息（QOS， GTP-TEID ，ERAB Id，IP），UE安全能力和安全密鑰，如果存在UE無(wú)線能力，也需要帶回。如果沒(méi)有UE無(wú)線能力，則eNodeB需要向UE所要UE無(wú)線能力參數(shù)。

7. 無(wú)線承載的建立，對(duì)上下文進(jìn)行處理，eNodeB向UE發(fā)送RRCConnection Reconfiguration消息，其中包含測(cè)量配置，移動(dòng)性配置，無(wú)線資源配置（RBs，MAC主要配置，物理信道配置），NAS信息和安全配置等信息。

8. eNodeB收到UE的RRC Connection Reconfiguration Complete消息，確認(rèn)無(wú)線資源配置完成。

9. eNodeB向MME發(fā)送Initial Context Setup Response消息，將eNodeB側(cè)承載的IP和GTP-TEID帶給MME。在重配完成后，實(shí)際上已經(jīng)可以發(fā)送上行數(shù)據(jù)了。此時(shí)，完成建立EPS數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)連接(QCI8/9承載)，即完成在EPC側(cè)的注冊(cè)；以及IMS的注冊(cè)(QCI5承載) 。

10.用戶(hù)A發(fā)送上行數(shù)據(jù)，呼叫用戶(hù)B，首先向AS服務(wù)器發(fā)送INVITE請(qǐng)求，LTE系統(tǒng)中會(huì)以數(shù)據(jù)的方式進(jìn)行傳輸，用戶(hù)A發(fā)送上行數(shù)據(jù)到AS服務(wù)器，其中攜帶SIP信令I(lǐng)NVITE請(qǐng)求。

11. AS服務(wù)器發(fā)送100 Trying的確認(rèn)消息給用戶(hù)A，確認(rèn)收到INVITE消息.。

12.同時(shí)轉(zhuǎn)發(fā)INVITE到用戶(hù)B，發(fā)送下行數(shù)據(jù)首先經(jīng)過(guò)PDN網(wǎng)關(guān)到SGW網(wǎng)關(guān)。

13. SGW發(fā)現(xiàn)UE B為IDLE模式，發(fā)送下行數(shù)據(jù)到的通知到MME， 同時(shí)緩存數(shù)據(jù)。

14 . MME對(duì)UE B發(fā)起尋呼流程。

15. 同上述步驟1-9 : 步驟14-21，UE B也會(huì)完成在MME以及IMS的注冊(cè)。

16. SGW將緩存的數(shù)據(jù)發(fā)往UE B，其中SIP信令為A呼叫B的INVITE消息。 UE發(fā)送上行數(shù)據(jù)到AS，攜帶回復(fù)的100 Trying消息。后續(xù)信令和數(shù)據(jù)的傳輸見(jiàn)A呼叫B（SIP呼叫業(yè)務(wù)流程）。

4.2 SIP呼叫業(yè)務(wù)流程

上述步驟1-24詳細(xì)描述了主叫與被叫之間的SIP信令流程，具體流程如下。

1. 用戶(hù)A，摘機(jī)對(duì)用戶(hù)B發(fā)起呼叫，用戶(hù)A首先向AS服務(wù)器發(fā)起INVITE請(qǐng)求。

2. AS服務(wù)器回復(fù)100 Trying給用戶(hù)A說(shuō)明收到INVITE請(qǐng)求。

3. AS服務(wù)器通過(guò)認(rèn)證確認(rèn)用戶(hù)認(rèn)證已通過(guò)后，向被叫終端B轉(zhuǎn)送INVITE請(qǐng)求。

4. 用戶(hù)B向AS服務(wù)器送呼叫處理中的應(yīng)答消息，100 Trying 。

5. 用戶(hù)B向AS服務(wù)器送183 Session Progress消息，提示建立對(duì)話的進(jìn)度信息。（此時(shí)被叫QCI1專(zhuān)用承載建立）

6. AS服務(wù)器向主叫終端A轉(zhuǎn)送183 Session Progress消息，終端A了解到整個(gè)Session的建立進(jìn)度消息。

7. 終端A向AS服務(wù)器回復(fù)臨時(shí)應(yīng)答消息PRACK，表示收到183 Session Progress消息。

（此時(shí)主叫QCI1專(zhuān)用承載建立）

8. AS服務(wù)器向被叫終端B轉(zhuǎn)送臨時(shí)應(yīng)答消息PRACK ，終端B了解到終端A收到183 Session Progress消息。

9. 被叫終端B向AS服務(wù)器發(fā)送200 OK消息，表示183 Session Progress請(qǐng)求已經(jīng)處理成功。

10. AS服務(wù)器向主叫終端A轉(zhuǎn)送200 OK消息。

11. 主叫終端A向AS服務(wù)器發(fā)送UPDATE消息，意在與被叫終端B協(xié)商相關(guān)SDP信息。

12. AS服務(wù)器向被叫終端B轉(zhuǎn)送UPDATE消息。

13. 被叫終端B向AS服務(wù)器發(fā)送200 OK消息，表示UPDATE請(qǐng)求已經(jīng)處理成功。

14. AS服務(wù)器向主叫用戶(hù)A轉(zhuǎn)送200 OK消息，通知用戶(hù)A UPDATE請(qǐng)求已經(jīng)處理成功。

15. 被叫用戶(hù)B振鈴，用戶(hù)振鈴后，向AS服務(wù)器發(fā)送180 Ringing 振鈴信息。

16. AS服務(wù)器向主叫終端A轉(zhuǎn)送180 Ringing 振鈴信息。

17. 被叫終端B向AS服務(wù)器發(fā)送200 OK消息，表明主叫最初的INVITE請(qǐng)求已經(jīng)處理成功。

18 . AS服務(wù)器向主叫終端A轉(zhuǎn)送200 OK消息，通知主叫終端A，被叫終端B已經(jīng)對(duì)INVITE請(qǐng)求處理成功。

19. 主叫終端A向AS服務(wù)器發(fā)送ACK消息，意在通知被叫終端B，主叫側(cè)已經(jīng)了解被叫側(cè)處理INVITE請(qǐng)求成功。

20. AS服務(wù)器向被叫終端B轉(zhuǎn)送ACK信息。

21. 用戶(hù)A主動(dòng)掛機(jī)，A向AS服務(wù)器發(fā)起通話結(jié)束B(niǎo)YTE信息。

22. AS服務(wù)器向被叫終端B轉(zhuǎn)送BYTE信息。

23. 被叫終端B向AS服務(wù)器發(fā)送200 OK消息，表示對(duì)BYTE信息處理成功。

24. AS服務(wù)器向用戶(hù)A轉(zhuǎn)送200 OK信息。整個(gè)通話結(jié)束。

25. 被叫用戶(hù)B主動(dòng)掛機(jī)流程同步驟21—24。

通過(guò)Wireshark抓包，SIP呼叫信令流程如下。

VoLTE呼叫空口及S1口信令流程(非SIP)：

(1) 這里的呼叫信令流程一般指的是主被叫UE都處于RRC_IDLE態(tài)，

這也是現(xiàn)網(wǎng)中最常見(jiàn)的呼叫應(yīng)用場(chǎng)景。

(2)處于RRC_IDLE態(tài)的主被叫UE都需要首先建立RRC連接，再進(jìn)行 EPC注冊(cè)與IMS注冊(cè)，并建立QCI=8/9、QCI=5、QCI=1的ERAB承載。

(3)主被叫UE的RRC連接建立流程以及ERAB承載建立流程基本相似，這里的分析以主叫UE為例 。

4.3 信令解析

1) VoLTE呼叫信令流程

establishment Cause ：取值為4。代表終端發(fā)起的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)請(qǐng)求。這里的mo代表為移動(dòng)始端，即“主叫”。

establishment Cause ：取值為2。代表終端接收Paging消息發(fā)起的RRC建立請(qǐng)求。這里的mt代表為移動(dòng)終端，即“被叫”。

RRCConnectionSetup 信令：主要用于SRB1無(wú)線承載的建立與無(wú)線配置。在這里可以看到SPS、TTIB等參數(shù)的配置。

RRCConnectionSetup 的srb_ToAddModList：srb_Identity=1，說(shuō)明SRB1已經(jīng)建立。

RRCConnectionSetup 的rlc_Config：t=1，代表顯示配置。對(duì)于SRB1與SRB2的RLC_MODE必須采用AM模式。

RRCConnectionSetup 的mac_MainConfig：ttiBundling =FALSE, TTI綁定屬性。TRUE表示TTI捆綁有效，而FALSE表示TTI捆綁無(wú)效。TTI 捆綁對(duì)FDD有效，對(duì) TDD僅僅適用于配置為0、1、6的情況。

RRCConnectionSetup 的sps_Config ： t=1表示釋放該配置（release），包括上行和下行兩個(gè)配置項(xiàng)。

RRCConnectionSetupComplete 信令：當(dāng)UE完成SRB1承載和無(wú)線資源的配置，向eNodeB回應(yīng)該消息。同時(shí)，NAS層包含Attach Request信息。

Initial UE Message信令：eNodeB向MME注冊(cè)，包含NAS層Attach Request信息以及TAI等信息。

Initial UE Message信令：還包括小區(qū)以及接入原因等信息。

Initial Context Setup Request信令： eNB_UE_S1AP_ID，eNB中S1口UE的上下文ID。該參數(shù)是UE在eNodeB側(cè)S1接口上的唯一標(biāo)識(shí)，由eNodeB分配，此處必須與Initial UE Message消息中的eNB_UE_S1AP_ID保持一致。同時(shí)，還包括切換、CSFB、SRVCC等信息。

Initial Context Setup Request信令eRAB建立： 包括e_RAB_ID與QCI ，同時(shí)，還包括eRAB的搶占能力，以及告知eNodeB目標(biāo)S-GW的地址與用戶(hù)面?zhèn)鬏敇?biāo)識(shí)gTP_TEID 。

Initial Context Setup Request信令eRAB建立： 包括e_RAB_ID與QCI ，同時(shí)，還包括eRAB的搶占能力，以及告知eNodeB目標(biāo)S-GW的地址與用戶(hù)面?zhèn)鬏敇?biāo)識(shí)gTP_TEID 。

RRC Connection Reconfiguration信令： 用于UE進(jìn)行相關(guān)無(wú)線資源重配，以及建立SRB2與DRB。

RRC Connection Reconfiguration無(wú)線專(zhuān)用承載： 分別對(duì)應(yīng)srb_ToAddModList與drb_ToAddModList。

RRC Connection Reconfiguration無(wú)線專(zhuān)用承載： srb_Identity=2，說(shuō)明SRB2已經(jīng)建立。

RRC Connection Reconfiguration無(wú)線專(zhuān)用承載： 對(duì)應(yīng)eps_BearerIdentity =5與drb_Identity =3同時(shí)，這里headerCompression =1，表示使用頭壓縮。RLC TYPE采用AM方式。

RRC Connection Reconfiguration無(wú)線專(zhuān)用承載： 對(duì)應(yīng)eps_BearerIdentity =6與drb_Identity =4同時(shí)，這里headerCompression =1，表示使用頭壓縮。 RLC TYPE采用AM方式。

Initial Context Setup Response信令： eNB_UE_S1AP_ID，eNB中S1口UE的上下文ID。該參數(shù)是UE在eNodeB側(cè)S1接口上的唯一標(biāo)識(shí)，由eNodeB分配，此處必須與Initial Context Setup Request消息中的eNB_UE_S1AP_ID保持一致。同時(shí)，還包括切換、CSFB、SRVCC等信息。

Initial Context Setup Response信令： QCI=9的eRAB回應(yīng)。同時(shí)，還包括基站側(cè)業(yè)務(wù)面IP地址與用戶(hù)面?zhèn)鬏敇?biāo)識(shí)gTP_TEID等信息。

Initial Context Setup Response信令： QCI=5的eRAB回應(yīng)。同時(shí)，還包括基站側(cè)業(yè)務(wù)面IP地址與用戶(hù)面?zhèn)鬏敇?biāo)識(shí)gTP_TEID等信息。

E_RAB_SETUP_REQUEST信令：建立專(zhuān)用承載QCI=1，對(duì)應(yīng)e_RAB_ID=7。

E_RAB_SETUP_REQUEST信令：建立專(zhuān)用承載QCI=2，對(duì)應(yīng)e_RAB_ID=8。

RRC Connection Reconfiguration 信令：包含DRB、頭壓縮、 RLC TYPE 、SPS等信息。

RRC Connection Reconfiguration 信令：這里DRB對(duì)應(yīng)eps_BearerIdentity =7以及drb_Identity=5。

RRC Connection Reconfiguration 信令：這里DRB對(duì)應(yīng)eps_BearerIdentity =8以及drb_Identity=6。

RRC Connection Reconfiguration 信令：這里頭壓縮采用profile0x0001的等級(jí)。

RRC Connection Reconfiguration 信令：這里DRB RLC TYPE采用UM方式。

RRC Connection Reconfiguration 信令：這里sps_Config ： t=2 ，表示設(shè)置該配置項(xiàng)（setup），包括上行和下行兩個(gè)配置項(xiàng)。

E_RAB_SETUP_ RESPONSE信令：對(duì)于e_RAB_ID=7 的QCI=1專(zhuān)用承載回應(yīng) 。

E_RAB_SETUP_ RESPONSE信令：對(duì)于e_RAB_ID=8的QCI=2專(zhuān)用承載回應(yīng) 。

2）SRVCC業(yè)務(wù)流程

SRVCC業(yè)務(wù)流程解析：

(1) 支持SRVCC能力 UE 在附著過(guò)程或者TAU過(guò)程中，在NAS層Attach Request message 消息和Tracking Area Updates消息中的'MS Network Capability' IE中，攜帶SRVCC 能力，指示MME。MME存儲(chǔ)UE 的SRVCC能力指示，用于SRVCC過(guò)程處理。

(2)支持SRVCC能力UE的業(yè)務(wù)請(qǐng)求處理過(guò)程中，MME在S1-AP的 Initial Context Setup Request消息中攜帶'SRVCC Operation Possible' IE指示E-UTRAN網(wǎng)絡(luò)，UE和MME都支持SRVCC能力。

(3) UE 上報(bào)測(cè)量報(bào)告，eNodeB根據(jù)UE測(cè)量報(bào)告判決觸發(fā)SRVCC過(guò)程。

1. eNodeB接收UE的測(cè)量報(bào)告。

2. eNodeB根據(jù)測(cè)量報(bào)告進(jìn)行判決，若UE已建立VoIP業(yè)務(wù)（QCI=1）并且2G/3G GERAN/UTRAN目標(biāo)小區(qū)不支持VoIP能力，觸發(fā)SRVCC過(guò)程，發(fā)送切換請(qǐng)求到MME，攜帶是否需要同時(shí)進(jìn)行PS域與CS域切換指示。

3. MME與MSC Server通過(guò)Sv接口進(jìn)行信令交互，請(qǐng)求VoIP業(yè)務(wù)的PS to CS切換處理。

4. MSC Server與MSC進(jìn)行信令交互完成CS域的切換資源的準(zhǔn)備。

5. MSC Server與IMS域SRVCC AS交互完成IMS業(yè)務(wù)的會(huì)話轉(zhuǎn)移流程。

6. MSC Server 向MME發(fā)送切換PS to CS切換響應(yīng)消息，攜帶指示UE切入GERAN/UTRAN的 CS HO 命令消息。

7. MME同步PS to CS切換與PS to PS的切換響應(yīng)。

8. MME通過(guò)切換命令指示eNodeB切換準(zhǔn)備完成。

9. eNodeB指示UE從E-UTRAN向目標(biāo)GERAN/UTRAN切換。

10. UE接入目標(biāo)小區(qū)，VoIP業(yè)務(wù)從PS域切換到CS域。

注：1. SRVCC處理過(guò)程中，對(duì)于UE已建立的非語(yǔ)音業(yè)務(wù)，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)、UE的能力、業(yè)務(wù)的類(lèi)型，MME可以觸發(fā)PS HO、去激活Deactivated（GBR業(yè)務(wù)）或者掛起Suspended（NGBR業(yè)務(wù)）等業(yè)務(wù)處理流程。

注：2. 若UE在CS 域結(jié)束語(yǔ)音業(yè)務(wù)后，返回到LTE網(wǎng)絡(luò)，UE通過(guò)TAU過(guò)程指示MME，MME檢測(cè)UE存在掛起的業(yè)務(wù)，則可以恢復(fù)UE已掛起的業(yè)務(wù)。

3）SRVCC切換信令流程

UE上報(bào)測(cè)量報(bào)告，其中，測(cè)量標(biāo)識(shí)：measId = 2對(duì)應(yīng)RRC Connection Reconfiguration 中的Measurement Control信息的A2事件，RSRP這里是-80dBm，RSRQ對(duì)應(yīng)的是-3db。達(dá)到A2事件的觸發(fā)門(mén)限。

RRC Connection Reconfiguration中的Measurement Control對(duì)應(yīng)A2事件

RRC Connection Reconfiguration中的Measurement Control信息：B2事件下發(fā)，RSRP這里的切換門(mén)限是-75dBm。即服務(wù)小區(qū)的RSRP門(mén)限等于或低于-75dBm，那么，服務(wù)小區(qū)的絕對(duì)門(mén)限1即達(dá)到。GSM小區(qū)的RSSI大于-110dBm，則目標(biāo)小區(qū)的絕對(duì)門(mén)限2即達(dá)到。

RRC Connection Reconfiguration中的Measurement Control信息：這里表示測(cè)量對(duì)象為起始ARFCN=79的GSM小區(qū)。

UE上報(bào)測(cè)量報(bào)告，其中，測(cè)量標(biāo)識(shí)：measId = 5對(duì)應(yīng)RRC Connection Reconfiguration中的Measurement Control信息的B2事件，RSRP這里是-76dBm，RSRQ對(duì)應(yīng)的是-3.5db。達(dá)到B2事件的觸發(fā)門(mén)限1。

UE上報(bào)測(cè)量報(bào)告，其中，測(cè)量標(biāo)識(shí)：measId = 5對(duì)應(yīng)RRC Connection Reconfiguration中的Measurement Control信息的B2事件，符合條件的GSM小區(qū)的網(wǎng)絡(luò)色碼與基站色碼分別為6和1，RSSI值為-76dBm，達(dá)到B2事件的觸發(fā)門(mén)限2。

eNodeB向GSM系統(tǒng)發(fā)起基于SRVCC的切換請(qǐng)求。

GSM系統(tǒng)的目標(biāo)小區(qū)的PLMN為460 00，CI小區(qū)標(biāo)識(shí)為10993。

當(dāng)GSM系統(tǒng)資源準(zhǔn)備完成，由MME通過(guò)S1口通知基站觸發(fā)由E-UTRAN到GSM的切換。

基站通知UE開(kāi)始執(zhí)行由E-UTRAN到GSM的切換。

切換完成，基站向MME請(qǐng)求釋放UE的相關(guān)資源。

MME響應(yīng)基站釋放UE資源的請(qǐng)求。

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