SRVCC与ERSVCC资料.docx
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SRVCC与ERSVCC资料
LTE的语音解决方案
目前有CSFB、单卡双待机、VoLTE/SRVCC等多种LTE手机语音解决方案。
CSFB和双待机方案，由2/3G电路域提供语音；
VoLTE方案，由LTE分组域提供语音，并通过SRVCC功能保证与2/3G话音平滑切换。
VoLTE/SRVCC和CSFB对网络有升级改造要求。
双待机为终端实现方案，其本身对网络无升级要求，为满足数据业务互操作，需对2G进行相关升级，但对终端定制化要求较高。
▊Volte与RCS的关系
RCS（RichCommunicationSuite）：
电信运营商提供整套基于通讯录的呈现、即时通信、群组聊天、文件传送等在线通信应用，帮助运营商占据无线社匙市场主动地位，具有良好的互操作能力。
RCS-e（RichCommunicationSuite-enhanced）：
实际为欧洲运营商联盟为了尽快部署RCS而推出的简化版本，语音仍基于电路域。
VoLTE语音、LTE高清可视电话、消息、甚至eSRVCC等均是独立的业务能力，而RCS是一个包含了多种能力的产品套件形态。
能力可以不基于RCS产品来提供，但结合RCS实现效果可能会更好。
▊SRVCC与eSRVCC
3GPP在R8阶段引入SRVCC/eSRVCC方案，在SRVCC方案中，由于需要在IMS网络中创建新承载，很容易导致切换时长高于300ms，影响终端用户体验。
而eSRVCC方案相对于SRVCC方案的增强在于减少了切换时长（切换时长小于300ms），使用户获得更好的通话体验。
SRVCC：
媒体的切换点是对端网络设备（如对端UE），影响切换时长的主要因素是会话切换后需要在IMS网络中创建新的承载。
eSRVCC：
相比于SRVCC，媒体切换点改为更靠近本端的设备。
具体方案就是增加ATCF/ATGW功能实体作为媒体锚定点，无论是切换前还是切换后的会话消息都要经过ATCF（AccessTransferControlFunction）/ATGW（AccessTransferGateway）转发。
后续在发生eSRVCC切换时，只需要创建UE与ATGW之间的承载通道，对端设备与ATGW之间的媒体流还是通过原承载通道传输。
这样其创建新承载通道的消息交互路径明显短于SRVCC方案，减少了切换时长。
SRVCC基本架构
在LTE覆盖范围内通过IMS提供VoIP语音，IMS提供呼叫控制及后续的切换控制。
在用户通话过程中移出LTE覆盖范围时，IMS作为控制点与CS域交互，将原有通话切换到CS域，保证语音业务连续性。
SRVCC关键技术点：
1.在MSCServer和MME之间定义Sv接口，提供异构网络间接入层切换控制；
2.通过设臵IWF互通网元，终结Sv接口，避免对原有电路域设备的改造；
3.IMS网络作为会话锚定点，统一进行会话层切换，保证会话跨网切换的连续性。
SRVCC流程及切换性能
1.发起VoLTE呼叫：
SRVCC终端发起向另一IMS终端的语音呼叫；
2.呼叫建立：
呼叫成功，媒体连接建立，双方进行通话；
3.发起SRVCC切换：
用户离开LTE覆盖，发生SRVCC切换,EPC网络通知SRVCCMSC准备切换，MSC完成电路域资源预留；
4.终端切换：
MSC通过LTE网络通知终端切换到2G/TD；
5.远端媒体更新：
SRVCCMSC发起远端媒体更新，通知远端IMS终端通过SRVCCMSC接收和发送语音；
6.媒体切换：
进端IMS终端将媒体连接切换至SRVCCMSC；
7.呼叫接续：
从SRVCC终端切换到2G/TD到进端IMS终端切换媒体完成。
eSRVCC切换
eSRVCC基本原理
通过拜访地增加锚定节点，缩短媒体更新路径，eSRVCC实现了不超300ms的切换性能要求。
●信令面在用户所在本地网络锚定，媒体面切换也在本地进行，不需要通知远端切换媒体面，通常不超过100ms，避免了可能的语音中断（约800ms），空口切换带来的语音中断无法避免（约200ms）。
ATCF功能
●ATCF决定是否需要对媒体面会话进行锚定
●执行会话切换，并控制媒体面的切换
●切换时根据ATU-STI通知SCCAS发生了SRVCC切换
●分配可路由标识STN-SR
ATGW功能
●在ATCF的控制下对媒体面进行锚定和释放
MME功能
●从HSS获取STN-SR，切换时通过Sv接口转发给eMSC
●将UE的SRVCCcapability发送给HSS，用于后续锚定判断
●发起目标小区的SRVCC切换
●协调PS切换和SRVCC切换同步执行
eMSC功能
●由MMESv接口的消息触发预留CS域资源
●ATCF发起会话切换
●选择发现ATCF
SCCAS功能
●锚定和关联会话
●确定是否使用eSRVCC
●提供C-MSISDN和ATU-STI等信息，用于路由和绑定会话
eSRVCC的几个关键点
网络如何获取UE的SRVCC能力？
●SRVCC能力的UE附着时，NAS信令中的MSnetworkcapability携带该能力至MME，但此时IMS仍不知道UE的能力。
●当UE进行IMS注册时，由亍SCCAS需通过ISD流程将STN-SR推送到MME上，复用该流程的应答消息将SRVCC能力送到HSS和SCCAS上，该流程对后续的域选择等方案至关重要。
负责锚定功能的几个网元相互之间如何发现和关联两个域的呼叫？
●eMSC和SCCAS通过STN-SR发现拜访地的ATCF
●ATCF收到ATU-STI决定锚定媒体，并在切换时通知归属地的SCCAS
●ATCF根据C-MSISDN关联切换后的电路域呼叫和原IMS用户的呼叫
▊eSRVCC切换前后的信令流程
1.支持eSRVCC的UE注册流程
支持eSRVCC的UE在IMS网络的基本注册流程与普通LTE终端在IMS网络的基本注册流程类似，差异在于P-CSCF与I-CSCF之间会增加一跳ATCF，后续所有流经P-CSCF的消息都会经过ATCF转发。
关键处理步骤：
P1：
P-CSCF/ATCF收到UE的REGISTER消息后，判断此呼叫后续有可能发生eSRVCC切换，则分配一个STN-SR号码，在REGISTER消息中增加Feature-Caps头域，并将其转发给I-CSCF。
Feature-Caps头域的关键参数如下：
●+g.3gpp.atcf：
STN-SR号码，用于eSRVCCIWF后续寻址ATCF。
●+g.3gpp.atcf-mgmt：
ATCF的PSI号码，用于SCCAS后续寻址ATCF。
●+g.3gpp.atcf-path：
ATCFURI号码，用于接受后续SCCAS发送的SIPMESSAGE请求（其中携带eSRVCC相关信息）
P2：
UE收到401响应后，重新构造REGISTER消息，携带RAND和RES，发送给S-CSCF。
P-CSCF/ATCF对其的处理与P1步骤相同。
UE在IMS网络完成基本注册后，S-CSCF根据HSS上用户签约的iFC模板数据，向SCCAS发起第三方注册。
对于分离的IMS-HSS与EPS-SS方案，消息流程如下所示：
P1-P5：
SCCAS根据消息中Feature-Caps头域的+g.3gpp.atcf-mgmt标识，判断UE需要使用eSRVCC流程，则发送UDR消息到EPS-SS，请求下载用户的eSRVCC能力、STN-SR号码和C-MSISDN号码。
P6：
EPS-SS通过UDA响应将用户的eSRVCC信息返回给SCCAS。
P7-P10：
SCCAS通知ATCF将eSRVCC相关信息（ATU-STI、C-MSISDN）与UE的本次注册信息进行绑定
P11：
SCCAS向EPS-SS发送PUR消息通知更新STN-SR号码。
P12：
EPS-SS返回成功接收响应PUA。
P13：
EPS-SS判断消息中携带的STN-SR号码等与本地保存的STN-SR号码等信息不一致，则将消息中携带的STN-SR号码等发送给MME。
P14：
MME更新本地的STN-SR等号码后，向EPS-SS返回成功更新响应。
2.支持eSRVCC的UE主叫流程
同IMS基本呼叫相比，只描述关键部分：
P1：
UE_A发起会话，向IMS拜访网络入口P-CSCF发送INVITE消息。
P2：
P-CSCF/ATCF收到INVITE消息后，判断需要锚定此会话，则进行本端媒体资源预留，并将INVITE消息发送到S-CSCF。
如果该会话的注册信息已绑定了eSRVCC相关信息，则P-CSCF/ATCF也将该会话与eSRVCC相关信息相绑定。
P3～P4：
S-CSCF收到INVITE消息后，根据主叫用户签约的iFC模板数据，触发SCCAS。
P5～P6：
S-CSCF将呼叫接续到被叫侧。
P7：
S-CSCF收到被叫侧的183响应后，将其转发给SCCAS。
P8：
SCCAS收到183响应后，做如下处理：
1）判断主叫用户是否已在IMS-HSS签约了STN-SR号码和C-MSISDN号码。
如是，则在183响应中增加Feature-Caps头域，表明该会话被SCCAS锚定。
2）将183响应发送给S-CSCF。
P9：
P-CSCF/ATCF收到S-CSCF转发的183响应，发现其中携带+g.3gpp.srvcc标识，则记录该标识与该会话的关联。
P10：
UE_A收到183响应，发现其中携带Feature-Caps头域和+g.3gpp.srvcc标识，则记录该会话支持eSRVCC切换。
P11～P12：
S-CSCF收到被叫侧针对INVITE请求的200OK后，将其转发给SCCAS。
P13：
SCCAS收到200OK后将200OK发送给S-CSCF。
P14～P15：
UE_A收到200OK。
3.UE的VoLTE被叫流程
P1：
被叫侧I-CSCF收到初始会话请求。
P2：
I-CSCF将INVITE消息转发到被叫用户注册的S-CSCF。
P3：
S-CSCF收到INVITE消息后，根据被叫用户签约的iFC模板数据，触发SCCAS。
P4：
SCCAS收到INVITE消息后，做如下处理：
1）判断被叫用户是否已分配STN-SR号码和C-MSISDN号码。
如是，则在INVITE消息中增加Feature-Caps头域，表明该会话被SCCAS锚定。
2）将INVITE消息发送给S-CSCF。
其中，关键参数如下：
●Feature-Caps头域：
携带+g.3gpp.srvcc标识，表示该会话被SCCAS锚定。
P5：
S-CSCF将INVITE消息发送到P-CSCF/ATCF。
P6：
P-CSCF/ATCF收到INVITE消息后，判断需要锚定此会话，则进行本端媒体资源预留，并将INVITE消息发送给UE_B。
P7：
UE_B收到INVITE消息，发现其中携带Feature-Caps头域和+g.3gpp.srvcc标识，则记录该会话支持eSRVCC切换，并返回183响应。
P8～P9：
P-CSCF/ATCF将183响应通过S-CSCF发送到SCCAS。
P10～P11：
SCCAS收到183响应，并将其返回给主叫侧。
P12～P16：
UE_B向主叫侧返回200OK。
4.UE的eSRVCC切换流程
eSRVCC过程可以分为以下过程：
1.切换判断：
eNodeB根据UE上传的测量报告（包括E-UTRAN网络下的小区信号测量报告以及邻近的UTRAN/GERAN网络的信号测量报告），判断是否进行接入网切换。
2.切换过程：
a）eNodeB判断需要切换接入网后，向源MME发送handoverrequired消息。
MME根据消息里的eSRVCC指示，将QCI=1的语音承载和其他承载分离，同时根据切换请求消息中的TargetID选择一个eSRVCCIWF，通过Sv接口向其发起PStoCSRequest切换请求。
该消息中携带了之前ATCF为UE分配的STN-SR号码。
b）eSRVCCIWF收到切换请求消息后，根据消息中携带的TargetID，找到目标MSCServer（即切换目标侧所属MSCServer），然后在eSRVCCIWF和目标MSCServer间执行切换流程。
目标侧UTRAN/GERAN网络的承载建立完成后，eSRVCCIWF根据STN-SR号码，建立eSRVCCIWF和ATCF/ATGW的承载。
c）ATCF根据C-MSISDN关联用户待切换的会话，更新ATGW上的承载信息，将本端媒体面切换为UTRAN/GERAN网络的承载，并通知SCCAS更新UE的接入域信息。
eSRVCC方案相对于SRVCC方案的优化在于减少了切换时长，确保切换时长小于300ms。
由于SRVCC方案中，影响切换时长的主要因素是在IMS网络中创建新承载的过程，因此，eSRVCC相比于SRVCC优化的核心放在新承载创建路径上，如下图所示。
SRVCC方案：
媒体的切换点是对端网络设备（如对端UE），本端接入网络发生变更后，需要将变更后的本端承载设备地址等信息发送给对端网络设备，进行承载地址的更新。
eSRVCC方案：
媒体切换点改为更靠近本端的设备，以减少变更消息传输时长。
具体方案就是在P-CSCF与I-CSCF/S-CSCF之间增加ATCF/ATGW功能实体（在华为提供的eSRVCC切换解决方案中，由SBC实现ATCF/ATGW功能），作为媒体锚定点，无论是切换前还是切换后的会话消息都要经过ATCF/ATGW转发。
后续在发生eSRVCC切换时，只需要创建UE与ATGW之间的承载通道，对端设备与ATGW之间的媒体流还是通过原承载通道传输。
eSRVCC方案中创建新承载通道的消息交互路径明显短于SRVCC方案，因此eSRVCC方案相比SRVCC方案减少了切换时长。
以下描述通话后的切换流程。
P1：
UE_A和UE_B正在进行一个Active状态的会话，媒体锚定在ATCF/SBC。
UE_A根据当前所在地区E-UTRAN网络和UTRAN/GERAN网络的信号强度，向eNodeB上传系统测量报告。
eNodeB经过判断决定切换后，向MME发送切换请求HandoverRequest消息；
P2：
MME向UE_A当前所在地区的eSRVCCIWF发起eSRVCC切换请求PStoCSRequest消息。
P3～P4：
eSRVCCIWF向MME返回PStoCSResponse消息。
MME收到消息后，指示UE_A向UTRAN/GERAN网络发起切换。
P5：
eSRVCCIWF首先向接入网络申请承载资源，申请过程与普通CS域用户发起呼叫时申请资源的过程相同。
申请资源后，再根据STN-SR向ATCF/SBC发送INVITE消息，携带SDP信息。
其中，关键参数如下：
●RequestURI：
STN-SR号码。
●P-Asserted-Identity头域：
C-MSISDN号码。
P6：
ATCF/SBC收到INVITE消息，根据其中STN-SR号码，判断该消息是由eSRVCC切换产生。
ATCF/SBC作如下处理：
1）ATCF/SBC从INVITE消息中获取C-MSISDN，结合本地保存的+g.3gpp.srvcc标识、eSRVCC相关信息（ATU-STI等），确定UE_A需要切换的Active状态会话。
2）ATCF/SBC判断eSRVCCIWF发送的编解码列表是否包含原会话协商后使用的编解码。
如果包含，则eSRVCCIWF支持会话正在使用的编解码，ATCF/SBC直接返回原会话协商后的编解码。
如果不包含，则eSRVCCIWF不支持会话正在使用的编解码，则ATCF/SBC按照SRVCC流程处理，将SRVCCIWF的切换请求转发给SCCAS，由SCCAS执行切换功能。
3）ATCF/SBC进行媒体协商修改，新建媒体端点，与eSRVCCIWF侧端点完成连接。
4）ATCF/SBC向eSRVCCIWF返回200OK消息，携带本端新建端点的SDP信息。
P7：
eSRVCCIWF返回消息接收成功响应ACK。
P8～P9：
eSRVCCIWF向MME返回PStoCSCompleteNotification消息，表示UE_A已成功接入UTRAN/GERAN网络。
至此，UE_A与ATCF/SBC之间的承载资源信息分为CS网络承载和PS网络承载两部分。
P10：
ATCF/SBC根据待切换会话关联的ATU-STI，向SCCAS发送INVITE消息，请求eSRVCC切换。
其中，关键参数如下：
●Request-URI：
待切换会话的ATU-STI。
?
P-Asserted-Identity：
UE的C-MSISDN号码。
●Require：
携带tdialog标识，指示支持Target-Dialog头域。
●Target-Dialog：
待切换会话的原DialogID，包括原会话的Call-ID，远端设备用户实例（remote-tag），本端设备用户实例（local-tag）。
●SDP：
UE的SDP，与原会话协商后的SDP相同。
P11：
I-CSCF根据Request-URI查询HSS或根据本地PSI数据配置，判断被叫用户是一个PSI用户，根据查询结果将消息路由到SCCAS。
Inivite消息中Route头域包含SCCAS地址，携带orig和atu-sti参数。
●orig：
指示SCCAS进行主叫侧处理。
●atu-sti：
指示SCCAS，该消息是一个eSRVCC的切换请求。
P12：
SCCAS收到INVITE消息后，通过其中Target-Dialog头域的原会话Call-ID确定待切换的会话，并作如下处理：
●如果该会话处于Active状态，且具有激活的语音媒体成分，则SCCAS比较INVITE消息中的SDP是否与原会话协商后的SDP相同，并根据比较结果启动eSRVCC流程或SRVCC流程。
●如果相同，则SCCAS启动eSRVCC流程，修改该会话的接入域，表明用户已从CS域接入，便于后续业务进行域选择，并且返回200OK消息。
由于原会话协商的SDP未改变，SCCAS不更新远端SDP。
●如果不相同，则SCCAS启动SRVCC流程，修改会话接入域，返回200OK消息，并且更新远端SDP。
P13：
I-CSCF将SCCAS发送的200OK响应转发至ATCF/SBC。
P14：
ATCF/SBC向SCCAS返回ACK消息。
UE_A与UE_B之间恢复媒体连接。
后续UE_A所在网络侧媒体信息基于CS网络承载。
P15～P16：
SCCAS向UE_A发起BYE请求，释放原接入网络承载资源。
P17～P18：
UE返回200OK，SBC、SCCAS释放原会话占用的承载资源。
▊VoLTE的端到端要求
终端：
业务配置管理功能
●支持Ut接口，支持对补充业务数据迚行配置
●支持DM
应用层功能要求
●SIP协议栈：
遵循3GPPSIPprofile
●IMS终端基本功能（IMS注册，IMS呼叫）
●IMS会话切换
●Mid-call特性
●支持基于SIP的即时消息
●支持基于RCS的融合消息功能
●编码要求：
支持AMR，AMR-WB，H.264编解码类型
●支持应用层QoS参数到承载的映射
●基于PGW的IMS入口点发现机制
NAS层承载功能要求
●支持多PDN连接，其中IMS与用APN（用户丌可见）单独建立PDN连接
●支持SRVCC能力上报、获知LTE无线是否支持VoLTE
L2/L3功能要求
●语音承载基本功能：
QCI=1的QoS保证、RLC层
●语音承载无线优化功能：
IP头压缩功能
●异系统测量及控制、SRVCC切换
物理层功能要求
●物理层无线优化功能：
半持续调度SPS，TTIBundling
RRM功能要求
●语音承载算法优化功能：
针对语音业务的RRM算法优化
组网：
●IMS与EPC间通过SGi接口连接，IMS信令和媒体都通过该接口承载
●建议VoLTE采用专用IMSAPN，主要有三个优点：
-可保证LTE手机国际漫游时APN方案统一；
-可区分数据，区别计费；
-承载方案简单
●用户数据（HLR、SAEHSS和IMSHSS）融合
端到端QoS
无线侧针对语音和视频数据包特点优化和增强
接入侧通过PCC保证QoS
网络侧采用IP与网承载保证QoS
▊用户数据
LTE引入了EPS-HSS，其接口协议、签约数据、信令流程、鉴权加密等方面与HLR有很大差别，HLR需升级满足；
IMS引入了IMSHSS，其接口协议与LTE相同，均采用Diameter，但用户数据与LTE和2/3G有较大差别（IMPI、IMPU等），且已在现网部署；
VoLTE用户数据库需同时具备HLR和HSS功能，需深度考虑三合一融合设备。
融合设备仍需新增的部分功能：
1、支持域选择相关功能，包括电路域侧域选择功能，以及支持IMS域的SCCAS通过Sh接口查询用户注册状态等信息以实现IMS侧域选择；
2、支持eSRVCC中相关参数（SRVCC能力、STN-SR、C-MSISDN、T-ADS等信息）的存储、查询，以及在S6a和Sh接口的传递。
▊域选择
LTE双待机、CSFB手机都只有电路域话音，不存在“被叫接续网络域选择”问题。
VoLTE手机既可以在电路域使用语音业务，也可在IMS域（LTE承载）使用语音业务，因此存在“被叫接续网络域选择”的问题，即网络如何识别用户当前的驻留网络，接续到该用户。
接续方案：
CS域主叫，由CS域执行被叫接续网络域选择；IMS域主叫，由IMS域执行被叫接续网络域选择
改造点：
语音AS和融合HLR/HSS支持域选择功能
方案优势：
有效避免跨域路由迂回，减少呼叫时延，保障话音质量
▊无线侧要求
VoLTE承载能力
VoLTE语音业务的覆盖要求
23.85kbps的高清语音数据包至少需要上行256kbps的覆盖指标（不考虑容量限制）。
无线优化功能可提升VoLTE语音业务质量
●减少信令开销
-头压缩：
采用ROHC后，头开销降为4～6byte（12.5%～18.8%），IP头压缩可以大大降低
VoIP数据包的头开销，从而提高系统承载的用户数；
-半持续性调度：
对于到达间隔是20ms的VoIP新传包，可以由一条下行控制信令分配频域资源，以后每隔20ms就“自动”用分配的频域资源传输新来的包，对于重传包，采用动态调度，即为“半”持续性调度；
●增强覆盖
TTIbundling：
当小区边缘UE功率受限时，由于资源受限，路损较大等原因，导致丢包率增加。
使用TTIbundling，四个连续子帧中的立刻重传，能积累能量，增大传输成功率，从而提高接收成功率，避免过多的HARQ重传。
●终端省电
连接态DRX：
允许UE不再一直监视PDCCH，在语音包到达时
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