VoLTE信令流程详解.docx
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VoLTE信令流程详解.docx
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VoLTE信令流程详解
VOLT日言令流程
VOLT既基丁SIP协议的语音通话,所有与IMS交互的信令全部为SIP信令,在理解VOLT日言令方面必须对SIP信令进行了解,EPC只是做为业务承载体。
由丁SIP信令是以加密方式传输,SIP信令只有在CNW和终端侧才能解码,基站CD/法记录SIP信令,同时CDL无法解码较多NAW直传消息,所以本文中的信令说明部分不结合CDL信令进行说明
1.注册流程及重要信令详解
SIP提供了发现机制,如果用户要发起和另一个用户的会话,SIP必须发现可到达目的用户的当前主机,注册将记录地址URI和一个或者多个联系地址相关联,这样才能进行呼叫等业务。
严格意义上说,SUBSCRIBENOTIFYM程不届丁注册过程,但由丁该过程在注册完成后紧跟着出现,所以本文将该过程放在注册流程中进行说明。
用户的注销过程与注册过程相似,主要就是注销请求中,expire值为0,所以本文中不再进行单独说明,注销过程无SUBSCRIB莅令,是因为UE注册时已有SUBSCRIBE
信令说明如下:
1.UE进行Attach,建立QCI=9的默认承载,并使用IMSAP睡立PDN®接;
2.建立立QCI=5的默认承载,用丁传送SIP信令;
3.UE通过QCI=5的默认承载向IMS发起注册请求;
4.P-CSCF通过HSS获知用户信息不在数据库中,便向终端代理回送401
Unauthorized质询信息,其中包含安全认证所需的令牌;
5.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!
息报告给P-CSCF®务器;
6.P-CSCF 将该用户信息登记到数据库中,并向终端返回成功响应消息200OK; 7.用户向IMS订阅注册事件包 8.服务器应答订阅成功 9.IMS服务器发送notify消息,由丁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,同时携带XML言息 10.终端发送Notify200表示接收成功 注册过程测试信令载图如下: 注销过程测试信令截图如下: 1)ActivateDefaultEPSBearerContextRequest(QCI=5) 该信令是用丁建立QCI=5的默认承载,所有SIP信令都通过QCI=5的承载传输,该信令的内容已在该信令前的RRCt配置中附带下来。 主要说明如下: 该信令中主要是关注QCI等级,必须是QCI=5,才能传输SIP信令,ERABID=6 2)REGISTER(1STSipRegisterRequest)®ISTER401(Unauthorized) REGISTER! 令是用丁网络注册,建立关联 主要说明如下: 这是用户的第一个REGISTERREQUST令,所以鉴权方面部分内容为空,需要网络回应后才能补齐 REGISTER40伯令是用丁向终端回送401Unauthorized质询信息,其中包含安全认 证所需的令牌,令牌对应用户第一个REGISTERREQUST令中鉴权摘要为空的部分,并指明算法,主要说明如下: 3)REGISTER(2ndSipRegisterRequest)®ISTER200 第二条Register信令是终端将用户标识和密码根据安全认证令牌加密后回送给服务 器 主要说明如下: REGISTER200信令是用是确认注册流程完成,并生成SIP-URI和TELURI,3GPPTS定义了三种URI如下,VOLTES使用了后面两种: AlphanumericSIP-URIs Example MSISDNrepresentedasaSIPURI: Example;user=phone MSISDNrepresentedasaTelURI: Example: tel: +0123 REGISTER200言令截图如下: 4)SUBSCRIBE&NOTIFY SUBSCRIBE一个用来请求对方节点的当前状态以及后续状态变化的请求方法,从网络 订阅消息,NOTIFY^用丁向服务器请求返回当前状态消息。 VOLTES典型的消息流如下: 如果订阅过期了,就必须发起新的SUBSCRIBE进行订阅 SUBSCRIBECDS令截图如下: SUBSCRIBE200CDS令截图如下 网络通过NOTIFYUE发送订阅的内容,UE通过NOTIFY200确认已收到,NOTIFY勺 CDS®令截图如下: 2.语音通话流程及重要信令详解 语音呼叫过程就是为典型的SIP通话过程,经过多个修改,基本已经定型。 由丁VOLTE呼叫其它通话制式的手机时,VOLT跳端侧的信令未有变化,所以本文中不会进行说明。 CDSa件信令截图如下: 呼叫流程图如下: 信令说明如下: 1.1到6,UE起呼,UE高层协议层需要发送INVITE到IMS,触发RRC®接、安全模式等过程,并通过RRCS配置消息建立SRB2信令无线承载、恢复QCI5承载,配置测量控制,IMS收到主叫的INITE消息,开始寻呼,并发送INVITE100(TRYING给主叫UE用丁响应INVITE消息,INVITE消息中包含呼叫类型、主被叫的号码、主叫方支持的媒体类型和编码等; 2.7到15,核心网向处丁空闲态的被叫发INVITE消息,由丁被叫处丁空闲态,所以核心网侧触发寻呼消息,寻呼处丁空闲态的被叫用户,被叫UE收到寻呼后,触发RRQ! 接、安全模式等过程,被叫通过RRC®配置消息建立SRB2信令无线承载,CN侧通过QCI=5的RB向被叫发送INVITE消息,UE收到后发送INVITE100消息进行响应,同时被叫发送INVITE183消息给CN表示会话正在处理,启动Precondition(资源预留)过程,并通知主叫自己所支持的媒体类型和编码,并建立起QCI=1的承载; 3.16至U17,IMS收到被叫的INVITE83后,对主叫启动Precondition(资源预留)过程,通过EPCffi知主叫SMg建立起QCI=1的承载后,向UE发送INVITE183消息; 4.18到25,主叫向被叫发送PRAC消息,PRAC对程是一个预确认过程,主要为了防止会话超时及拥塞,被叫收到后返回PRACK200,主叫收到被叫的PRACK200以后,发送UPDATE息,进行媒体格式协商过程,被叫通过UPDATE200g回协商结果; 5.26到31是振铃接听过程,被叫发送INVITE180给主叫,振铃,摘机后发送INVITE200给主叫,主叫返回ACK! 行确认,通话完全建立,进入通话过程; 6.32到37为挂机过程,通话结束后,主叫发送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,被叫挂机,回BYE200消息,核心网IMS服务器给主叫发BYE200,标明会话结束,主被叫分别去激活EPS专用承载消息,删除QCI=1的数据无线承载 1)INVITE INVITE是发起会话邀请,在VOLT营就是用丁起呼,INVITE消息中主要包含了主叫信息、被叫号码和主叫支持的格式 信令截图如下: 2)RRCConnectionReconfiguration(QCI=1) 该信令对应流程中的步骤13、14的RRCConnectionReconfiguration,在核心网下发“ActivateDedicatedEPSBearerContextRequest”消息后,基站将该消息附加在“RRCConnectionReconfiguration”消息中一起下发,所以 “RRCConnectionReconfiguration”中解码出来的“ActivateDedicatedEPSBearerContextRequest”消息内容,与后续的"ActivateDedicatedEPSBearerContextRequest”消息内容一致。 主要说明如下: 1. 在pdcp-ConfigheaderCompression可以查到头压缩的的相关配置,主要内容为头压 j---trr-Transae.tinnldHnrbfir: 0 aci Lirri£flmEr3mReaQn,fc|i_rESitan-rB tdlfWfcihASjsd: -伽昭: 1左⑩: : 为如如勇日5X普F26301JLMX: 受的熨耸口芯10置加)做CO产牛F产件F I圳国k E-DR5^AdgHod drMdertCfss •(3! FrlcAJH 础Elan箱]liinSr 目・r-Q-hCi -prnii« praWsOvOCMl: fruc •ptaOS*VuePKiFE・arn;如aIxaWErO"十 —iVirK.£—I 2.在mac-MainConfig节点下可以查到ttiBundling功能是否开启; 3.在该消息中如果查不到关丁SPS的IE,贝U说明SPS^关闭状态; 如果SPS开启,SPSft信令中的格式如下: 3)UPDATE&UPDATE200 UPDATED要是用丁在呼叫过程中进行媒体格式的二次协商,UPDATE200消息是对 UPDATE息的确认,UPDATE00消息中协商结果为双方通话使用的通话格式,通常选取主被叫双方中格式中较低的一种,主被叫双方根据协商结果,通过“ModifyEPSBearerContextRequest”消息对EPSS载进行相应的修改。 在UPDATE息中携带了主要建议的语音编码格式,好点正常语音业务上下行各占用2 个PRB左右,标活语音和高活语音资源占用基本相同,但差点标活PRB占用数会少一些, 未来移动也有可能推广标活语音。 在收到的UPDATE200消息中的编码格式为最终格式,截图如下: lantent-Jisposiucn: sessior;nancingrequired : g。 .a-root0tIMIP£fj.chmamobilt.CMm I-e=QCVOIP .c=IMIF>62^09: 3(96: 3800: 201! : 4 |-b=ASi49 : b=心: 硕 ;■■b=RR: 2O]O p-h=ac "E=auiiQ1026RJP/AVPUM105 "••b=A5离 ■b=RS;6O0 最终协商格式为23.85kbi”5 : hZR: ? mO ;■d=rkpiimp;lO'lAMR'WB/IfiOOO/1 fl-fmitp: 104rnodt-dwige-caoability»2;max-red-0 a=rtpmap;105teeciione-even1/16000/1 a=frntp: 1050」5 : a=cur: qD$local^endret'u a=ajr: C|D5remotesendrecv G=de5: qosTnandatDrykicalsendrecv des^qosmandatoryrenoteserdreov ;d=sendrecv Ha=riKaxptime;240 b-a=ptime: 30 如果呼叫2/3G、固话等,协商结果为2/3G、固定电话的编码为准,例如下图中为呼叫 2G的UPDATE200肖息,协商结果使用AMR-NB勺编码格式 4)视频通话流程与语音通话流程的异同 视频电话与语音通话过程基本相同,其中最主要的区别是需要建立QCI=1和QCI=2的承载,QCI=1传送语音,QCI=2传送视频,视频电话的信令截图如下,其中需要注意的是正常结束后会去激活两个承载。 主要区别如下: 1.语音业务INVITE消息中,呼叫的原因为语音,只携带支持的语音编码格式,视频业务的INVITE中呼叫原因为视频,并携带了主叫支持的视频编码格式。 EAcrept: application/sclp.applkatiQn/jgpp-ims-+xmI [P'Pr^ferred^Service: urn: itrn'7: Jms.icsi.mmtel■ : a;,3gpp,icsi-ref-'drn^/a3Aurn-7543A3gpp-service-imsfcsi.mmW\vdec'—IclOOrelrrepJaeesfpreconditionrfrom-change—_____ : -P-Earlv-Mefiia! supported 'L-l;1347 ■Accept: appiicatior/sdp,applkcaticxi/3flpp-inis+xml P-Preferred-Servke: umiurn-7: 3gppservice.ims.icsi.mmtel : a;■;4^.3gpp.tf5ii-ef='drn%3Aurri75;a3A3gpp-5efvice.ifrisJ&jrirntel';audD \—lc: 10Orel/leplaces^preconditionffrorn-change ■P-Earlv-Merfe: supported LI;662 i: a-wai«v i: ' FT-/idEGEflOJQ11311A i-IS口皿支括的板泉新琳式 …b希" : ■hKnc : ■—13也! LSI-ISJ/KWJ。 •ji=P^tp7T.13p-a专玲—mTjd"=4MDl^;pflei: Aiftlizri^TcdrE■snrprrzL+feorKwji5eiw-suppnrkrds1: ktn-^^eaiarrh? r-srb=^73CAHfn—L.aAh^^ciTJA=-«,/jM4fi3gwmr-■B—tiraKE14 : ;--a=l^tTK1蛆七vcHdHMDlEjwKfceiiEffttanirodTTjMrwndt^lMd。 tSjwsjppnrted—ljsprocrpcranietef^rfe=2nttHbnlH|pLJaAbQpTiJA=二jdW68g=^= ;a^ajrr: qoSl&C3inCrtf- j&Ywr: QC50ttmre CDLM码截图如下: 信令流程如下: 信令说明只说明UU口和S1口的信令,其它步骤详细说明见本节最后面的附件或查询 TS的,主要说明如下: 1.步骤1UE上报B2报告,基站会发起切换判决,这里有两个注意事项,必须UE和CN侧均支持SRVC砌换,基站RRW会有步骤2判决进行SRVC剑换,否则判决为重定向,详见本文; 2.步骤3eNodeB向源MM改送HandoverRequired消息,该消息中包含括TargetID(多为CGI)、genericSourcetoTargetTransparentContainer、SRVCCU换指 示等。 SRVCCHO旨标标明切换目标只是CS域; 3.步骤14和15,MME®目标MSCIMS等经过一系统交互过程后,完成PS到CS的转 换过程及目标小区资源预留后,MME]eNodeE^送HandoverCommandeNodeB通 过MobilityFromEUTRAComman通知UE进行切换。 4.步骤16到18,UE切换到GSM进行同步过程,同步后UE发现Suspend过程,对GPRS业务挂起,后续CN侧会数据业务挂起及通知MMES行链路释放等一系列过程,切换完成。 如果在CS语音结束后UE还在GERAN(orforanyotherreasonspecifiedinTS, UE则需要按照TS规定恢复PS业务.GNSGSN将按照TS规定恢复PD叶下文,S4SGSN将按照TS规定恢复承载,并且通知S-GW和P-GW(s)灰复暂停的承载;如果UE在CS语 音呼叫终止后已经返回到E-UTRAN则UE必须通过发送TAU向MMEB复PS服务,MMEI 通知S-GWandP-GW(s快复挂起的承载,恢复在S-G四日P-GWfr挂起的承载,应该通过使用某种操作触发ModifyBearerrequest消息进行隐式恢复,例如RAUTAU或ServiceRequest0S-GW口道承载的暂停状态,并且将转发ModifyBearerrequest消息到P-GW如果ModifyBearerRequest不是由某类操作触发时,直接恢复必须使用恢复指示消息。 1)AttachRequest&InitialContextSetupRequest AttachRequest信令与Attach过程中的InitialContextSetupRequest信令分别包含了UE和网络的SRVCC它力,这是进行SRVCC勺必要条件。 主要说明如下: 从AttachRequest信令中可以得到UEMSRVCC勺能力,消息中其它内容与平■常的信 令相同,UE将SRVCCcapabilityindication作为“UENetworkCapability”的一部分包含在AttachRequestmessage/TackingAreaupdaterequest中发送给MME InitialContextSetupRequest: 注意该消息必须是在Attach过程中的消息才携带SRVCC它力部分。 注意事项: 1.1、SRVC©SIM卡签约业务有关,HSS向MM酯示UE的签约信息(STN-SR是否支 持SRVCC : aFwosRlsmal渐ffteseniKecv ■WrtKfc r-m=m血"nad.pi ■- **(.cmfir •-a・iqj-1j: ct/nUrnrtir |j-4^»ndpecY : -—hru^T7urir*^cip'^jidirar^irif-nl-Aikirii ■: a-hap: 1RTP/ft-^F : a^xrfg;: t-1 2.视频业务需要建立两条业务承载,QCI=1和QCI=2,这与3G的视频电视只建议一个承 载不同,同时视频业务释放时需要释放两条承载; 3.eSRVCCU换及重要信令详解 VOLTES统内切换与R8/9的切换相同,所以本文只针对eSRVCCf换流程进行说明; SRVC砌换流程在3GPP>议TS里定义,有多种SRVC蔬程,本文介绍的是“SRVCCfrom E-UTRANoGERANWithoutDTMsupport”流程。 eSRVC剑换过程比较简单,与TD-SCDMA中的CS系统问切换流程相似,通过对比可以加深理解。 eSRVC的主要流程为A2B2HORELEASE目前移动公司的策略是从LTE切向GERAN本文只说明LTE向GERANjSRVC砌换过程。 测试软件UU口信令截图如下:
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