VoLTE关键知识点.docx

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VoLTE关键知识点

1volte关键知识点

1.1VOLTE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（VoiceoverLTE。

网络结构：

CSCF（CallSessionControlFunction）：

多媒体呼叫会话过程中的信令控制

MGCF（MediaGatewayControlFunction）:

执行IMS与CS域的互通；不同域间协议转换

MGW（MediaGateway）:

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。

1.2volte竞争力

体验特性

VoLTE

2G/3C

呼叫时延

0*d-2^

5-8秒

观频质量

典型分辨率：

480*640

可^720P/1080P

分辨執

176*144

话青质量

AAfR-冊

频率】50"7000Hz

編解码：

AMR-IB

23.85Kbps抽样t16KHz

AMR-NB

頻皐:

300"3400Hz縄解码；AMR-NB12-2Kbps

抽样：

SKHz

1.3终端开机的IMS注册过程

为什么要注册：

-用户使用IMPU（IPMultimediaPublicIdentity）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，

ActivateDefaultEPSBearer

（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401Unauthorized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200OK。

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Notify200表示接收成功。

1.4volte呼叫volte的信令呼叫流程

主叫流程.jpg被叫流程.jpg

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QCI5SIP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-BearerlD=5,DRB-ID=3;QCI=5的SIP信令承载的eps-BearerlD=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piggybackedNAS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，INVITE100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QCI5SIP信令无线承载

6）核心网在QCI5RB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-BearerlD=7,DRB-ID=5关键参数包括头压缩参数，TTIBundling，SPSDRX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-BearerlD=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INVITE183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INVITE183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PRACK200响应，启动资源预留过程，

16）主叫收到被叫的PRACK200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UPDATE20Q标明被叫资源预留成功，

18）被叫发送INVITE180,被叫振铃，主叫放回铃音

19）被叫摘机，被叫向主叫发送INVITE200.

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BYE200消息，核心网IMS服务器给主叫发BYE20Q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。

24）被叫删除QCI=1的数据无线承载。

1.5Volte呼叫volte的AMR-WB12.65K的确定

AMR=AdaptiveMulti-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=AdaptiveMulti-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

AMR-WB

FrameTypeIndex

Mode

Mode

Framecontent（AMR-WBmode,comfort

Indication

Request

noise,orother）

0

0

o

AMR-WB6.60kbit/s

1

1

AMR-WB8.85kbWs

2

2

2J

AMR-WB12.65kbit/s

3

L3

3

AMR-WB14.25kbiVs

4

4

4

AMR-WB15.85kbiVs

i

5

S

5

AMR-WB13.25kbit/s

6

6

6

AMR-WB19.85kbit/s

7

7

7|

AMR-WB23.05kbit/s

8

8

8

AMR-WB23.85kbiVs

9

-

■

AMR-WBSID（ComfortNoiseFrame）

10-13

-

-

Forfutureuse

14

—

!

-

speechlost

15

-

-

NoData（Notransm^sion/Noreception）

2）volte呼叫过程中，Invite消息中携带的媒体类型和编码格式

3）主被叫协商以后，在UPDATE消息中确定的媒体类型和编码格式

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AMR-WB采样频率为16kHz,AMR的采用频率为8kHZ。

AMR-WB总共支持8种模式，在上图中就是mode-set=2，表示AMR-WB只适应12.65kbps编码方式。

1.6Volte呼叫volte的AMR-WB23.85k的确定

1）Invite消息中的AMR-23.85k的编码方法

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2）update消息中协商以后的媒体类型和编码方式

下图中：

媒体类型为AMR-WB,采样频率为16k，单通道。

采用的模式为AMR-WB的mode8。

mode8对应的编码速率为23.85kbps。

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]iLHAhl-WB/JtaJU/1

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1.7Volte语音呼叫2G

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上图是volte呼叫2G信令流程。

流程和volte呼叫volte是相同的。

区别是如果volte使

用AMR-WB语音，在协商之后，会变为AMR12.2。

下图中，主要使用AMR-WB语音，被叫为GSM语音是的语音编码协商结果。

语音采用采样

频率为8k的AMR语音，mode-set=7，表示使用AMR12.2kbit/s（GSM-EFR）。

INVITE消息中，VoLTE终端支持的语音编码方案：

协商后的语音编码方案:

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1.8Volte视频呼叫2G

流程如下所示:

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。

例如支持的音频和视频等。

2）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，INVITE100表示正在处理中。

3）核心网向处于空闲态的被叫发送寻呼消息。

4）核心网向被叫GSM手机发送setup消息，消息中包含语音承载能力和主叫号码

5）GSM被叫给核心网发送callconfirmed消息，包含语音编码能力相关信息。

6）主叫LTE手机，建立qci=1的语音承载。

由于被叫不支持视频，所以没有建立qci=2的承载。

7）核心网IMS服务器发送INVITE183,表示会话正在处理中，其中包含了被叫支持的语音编码类型和媒体格式等信息。

8~11）进行媒体格式协商和资源预留。

由于被叫为GSM手机，所以只支持12.2语音

12）被叫GSM建立业务承载

13）核心网发送INVITE183,表示会话在处理中

14）被叫振铃

15）核心网发送INVITE180,主叫放回铃音。

16）被叫摘机

17）核心网给主叫发送Invite200，表示ok

18）主叫发ACK表示呼叫建立成功，

19）被叫收到connectacknowledge，表示呼叫连接建立成功

20）主叫挂机，发BYE消息删除建立的语音业务承载。

21）核心网给GSM被叫发送disconnect消息

22）gsm被叫收到后，发送RELEASE

23）核心网删除建立的语音业务承载，同时给主叫发BYE200,表示成功

24）核心网收到被叫的RELEASE肖息以后，发送releasecomplete，表示释放成功

1.9eSRVCC

SRVCC（SingleRadioVoiceCallContinuity）存在切换性能问题，无法达到语音中断时长小于

300ms的部署要求，会严重影响

VoLTE用户体验

1.SRVCC终端发起向另一IMS终端的语音呼叫2•呼叫成功，媒体连接建立，双方进行通话

3.用户离开LTE覆盖，eNodeB触发SRVCC切换,MME通知SRVCCMSCI备切换，MSC完成预留资源

4.MME通知终端切换到2G/TD,切换过程中语音发生中断，中断时间T1约为200ms

5.SRVCCMS（发起远端媒体更新，通知远端IMS终端通过SRVCCMS（接收和发送语音

6.远端IMS终端将媒体连接切换至SRVCCMSC

7.

从SRVCC终端切换到2G/TD到远