1、VoLTE技術(shù)培訓(xùn),珠海世紀(jì)鼎利通信科技股份有限公司,主講：黃文學(xué),第一章,第三章,第四章,VoLTE如何學(xué)習(xí),VoLTE主要流程,VoLTE技術(shù)要點,第五章,VoLTE幾個案例,第二章,VoLTE新業(yè)務(wù),什么是VoLTE?,2G/TD,IMS網(wǎng)絡(luò),LTE,LTE多模終端,Internet,CS網(wǎng)絡(luò),EPC網(wǎng)絡(luò),LTE多模終端,語音及多媒體業(yè)務(wù),數(shù)據(jù)業(yè)務(wù),EPC實現(xiàn)移動性管理和接入鑒權(quán) 為通信和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)建立承載通道,IMS提供通信業(yè)務(wù)控制能力,LTE無CS域，語音和數(shù)據(jù)均走PS域,VoLTE是通過LTE網(wǎng)絡(luò)作為業(yè)務(wù)接入、IMS網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)業(yè)務(wù)控制的語音解決方案 業(yè)務(wù)接入：LTE網(wǎng)絡(luò)是全I(xiàn)P網(wǎng)絡(luò)，沒

2、有CS域，數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)和語音多媒體業(yè)務(wù)都承載在LTE上 業(yè)務(wù)控制：EPC網(wǎng)絡(luò)不具備語音和多媒體業(yè)務(wù)的呼叫控制功能，需要通過IMS網(wǎng)絡(luò)提供業(yè)務(wù)控制功能 業(yè)務(wù)切換：在LTE全覆蓋之前，需要通過eSRVCC技術(shù)實現(xiàn)LTE與CS之間的語音業(yè)務(wù)連續(xù)性,VoLTE（ Voice over Long Term Evolution，長期演進(jìn)上的語音） 3GPP標(biāo)準(zhǔn)定義的：基于IMS網(wǎng)絡(luò)的LTE語音解決方案。通過IMS網(wǎng)絡(luò)，移動運(yùn)營商不僅可以無縫的繼承傳統(tǒng)的語音、短消息業(yè)務(wù)，還可以將語音通話與豐富的增強(qiáng)功能相整合，提供多樣化的服務(wù)。,為什么是IMS？,IMS發(fā)展史,IMS 定義最早出現(xiàn)在3GPP R5階段, 作為P

3、S域的一個子系統(tǒng)出現(xiàn),2001/03,2002/03,2005/12,2006/X,3GPP R4 CN: MSC 服務(wù)器和MGW,3GPP R6 IMS QoS, Billing, FMC,等,3GPP R7 IMS 增強(qiáng),3GPP R5 CN: IMS子系統(tǒng)和大量相關(guān)新網(wǎng)元,TISPAN R1 - NGN/FMC 等,TISPAN R2 - NASS/RACS, 等,為保證標(biāo)準(zhǔn)的一致性，經(jīng)過各標(biāo)準(zhǔn)化組織之間的協(xié)調(diào)，在3GPP中統(tǒng)一開展Common IMS相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)化工作,3GPP R8 引入LTE，基于LTE提供VoLTE,3GPP R9 SRVCC支持 緊急呼叫,3GPP R10 eSR

4、VCC 漫游方案,3GPP R11 rSRVCC vSRVCC,2008/12,2009/12,2011/3,2012/9,IMS的驅(qū)動力,IMS到底是啥？,IMS ：IP Multimedia Subsystem IMS是在3GPP R5階段提出的一個新的域，它基于IP承載，疊加在PS（分組域） 之上，為用戶提供文本、語音、視頻、圖片等不同的IP多媒體信息.,IP = 基于IP的傳輸 基于IP的會話控制 基于IP的業(yè)務(wù)實現(xiàn) Multimedia = 語音、視頻、圖片、文本等多種媒體的組合 在多種接入基礎(chǔ)之上具有不同能力的終端組合 Subsystem = 依賴于現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備發(fā)展的系統(tǒng)

5、 最大程度重用現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng) 無線網(wǎng)絡(luò)把GSM/ WCDMA/CDMA/ TD-SCDMA/LTE/ SAE/WiMax網(wǎng)絡(luò)作為承載網(wǎng)絡(luò) 固定網(wǎng)絡(luò)把基于固定接入IP系統(tǒng)(LAN、WLAN、xDSL)作為承載網(wǎng)絡(luò),簡言之：IMS在IP網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上構(gòu)建一個分層、開放、融合的核心網(wǎng)控制架構(gòu)，是一個可運(yùn)營、可管理、可計費的系統(tǒng)。,IMS將是未來固網(wǎng)移動統(tǒng)一的核心網(wǎng)架構(gòu),融合已經(jīng)成為電信業(yè)發(fā)展的主要趨勢。 IMS相關(guān)國際標(biāo)準(zhǔn)趨于統(tǒng)一，以common IMS的推出為代表，IMS的標(biāo)準(zhǔn)化工作發(fā)展到了一個新的階段。以3GPP、TISPAN的合作為主，包括ITU-T、OMA、3GPP2、PARLAY等研究組織。

6、一個融合了固定接入和移動接入的統(tǒng)一架構(gòu)，能夠提供豐富業(yè)務(wù)的網(wǎng)絡(luò)平臺離我們越來越近了。,3GPP是IMS標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)起者和主要貢獻(xiàn)者； 3GPP與 ETSI TISPAN合作成立了3GPP OP ad hoc小組，基于現(xiàn)有的3GPP IMS標(biāo)準(zhǔn)，制訂全球通用的，可同時用于移動、固網(wǎng)、固網(wǎng)移動融合的IMS標(biāo)準(zhǔn); 3GPP2引用IMS標(biāo)準(zhǔn)并基于CDMA特性制定MMD標(biāo)準(zhǔn); OMA定義各種IMS業(yè)務(wù)，其標(biāo)準(zhǔn)被3GPP直接引用，作為IMS業(yè)務(wù)層的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn); Parlay組織定義標(biāo)準(zhǔn)的API框架； IETF定義IMS下的SIP、SDP與其他協(xié)議； ITU-T 的體系架構(gòu)和基本理念與3GPP基本一致。,應(yīng)該說I

7、MS給LTE的業(yè)務(wù)發(fā)揮提供了更多的可能,狹義的看VoLTE就是語音業(yè)務(wù)在LTE網(wǎng)絡(luò)上得以實現(xiàn),廣義的講基于LTE承載的IMS的多媒體業(yè)務(wù)都可以稱呼為VoLTE,那么從無線優(yōu)化分析而言，VoLTE該如何學(xué)習(xí)呢？,1、VoLTE帶來了哪些新業(yè)務(wù)？,2、VoLTE引入了哪些新技術(shù)？,3、VoLTE引入的新協(xié)議和業(yè)務(wù)流程？,第一章,第三章,第四章,VoLTE如何學(xué)習(xí),VoLTE主要流程,VoLTE技術(shù)要點,第五章,VoLTE幾個案例,第二章,VoLTE新業(yè)務(wù),“新通話、新消息、新聯(lián)系”，VoLTE是“三新”業(yè)務(wù)的核心,新通話: 利用VoLTE，實現(xiàn)更高質(zhì)量的用戶體驗,終端內(nèi)的本地入口,新聯(lián)系: 實名社

8、交網(wǎng)絡(luò)、公眾信息和個人服務(wù)的入口,新消息: 基于RCS，無縫對接各種格式的消息和媒體,新通話：支持各種網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，新增多方、高清等作為亮點,視頻 (LTE),音頻（CS/LTE）,多方通話,以VoLTE為核心能力，提供多種網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的高清音視頻通話和多方通話。并且吸取RCS國際標(biāo)準(zhǔn)定義，提供通話中的切換、消息收發(fā)等新功能。,新消息：與OTT體驗看齊,群聊,群發(fā),點對點消息,新消息在提供多種媒體格式消息收發(fā)的基礎(chǔ)上，繼承原有一對一和群發(fā)通信能力，新增基于群組的聊天和公眾賬號交互等社交功能。,新聯(lián)系：以真實手機(jī)號為前提，構(gòu)建全新的社交、公眾信息服務(wù)入口,個性化展示“我”,獲取公眾服務(wù)的入口,融合通信

9、能力展現(xiàn),實名制群組社交,通訊錄社交 一對多無縫通信,豐富的聯(lián)系人類型,個人資料管理入口,本人頭像 個人詳細(xì)信息 二維碼名片滿足社交及商務(wù)工作多個場景 個性化的增強(qiáng)屏顯,業(yè)務(wù)辦理的入口,賬單查詢 套餐辦理 業(yè)務(wù)設(shè)置 一卡多號 彩鈴、彩印,增強(qiáng)的聯(lián)系人功能,基于云存儲的聯(lián)系人備份/恢復(fù) 黑名單管理，防騷擾 表情商店，讓聊天更輕松有趣,第一章,第三章,第四章,VoLTE如何學(xué)習(xí),VoLTE主要流程,VoLTE技術(shù)要點,第五章,VoLTE幾個案例,第二章,VoLTE新業(yè)務(wù),VoLTE關(guān)鍵技術(shù),關(guān)鍵技術(shù),半持續(xù)調(diào)度（SPS） 魯棒頭壓縮（ROCH） 時隙綁定（TTI Bundling） QoS/PCC

10、 國際IP轉(zhuǎn)接（IPX）,核心特性,VoIMS/SIP eSRVCC HD voice/ARM-WB HD video/H.264,VoLTE語音,暫態(tài)(Transient State) 暫態(tài)是指每次業(yè)務(wù)建立初期尚未穩(wěn)定的狀態(tài)，此狀態(tài)下的數(shù)據(jù)包較大。 通話期(Talk spurts) 通話期是指對應(yīng)用戶正在通話的狀態(tài)，在通話狀態(tài)下，每20ms傳送一次數(shù)據(jù)。通話期的語音包大小取決于當(dāng)前采用的編碼速率。 靜默期(Silent Period) 靜默期是對應(yīng)用戶通話停頓的狀態(tài)，每間隔160ms發(fā)一個很短的SID（Silence Insertion Descriptor）幀。SID幀是為了提升用戶感受而

11、發(fā)送的噪音幀。, Adaptive Multi-Rate (AMR) VoIP業(yè)務(wù)存在3個狀態(tài)：:,Semi-persistent Scheduling（一）, 應(yīng)用場景 半持續(xù)調(diào)度主要用于周期性小包業(yè)務(wù)，可以減少L1/L2控制信令的開銷，目前調(diào)度器只針對QCI為1的VoLTE語音業(yè)務(wù)進(jìn)行半持續(xù)調(diào)度（是否對其它QCI類型支持半持續(xù)調(diào)度與廠家相關(guān)） 。 目的 半靜態(tài)地為VoLTE用戶分配資源 。 功能 VoLTE業(yè)務(wù)的通話期與靜默期狀態(tài)由PDCP層進(jìn)行判決，判決為通話期時，激活半持續(xù)調(diào)度；判決為靜默期時，釋放已分配的半靜態(tài)資源；當(dāng)業(yè)務(wù)從靜默期轉(zhuǎn)為通話期時，需要重新激活半持續(xù)調(diào)度。 eNodeB激

12、活半持續(xù)調(diào)度時，通過PDCCH指示UE配置的半持續(xù)調(diào)度資源，在周期調(diào)度過程中，無需通過PDCCH指示調(diào)度資源。半持續(xù)調(diào)度的周期為20ms，由eNodeB通過RRC消息傳送給UE。,Semi-persistent Scheduling（二）,對于上行，UE會在指定的半持續(xù)調(diào)度資源上周期發(fā)送數(shù)據(jù)。 半持續(xù)調(diào)度激活前，需要對VoLTE數(shù)據(jù)包采用動態(tài)調(diào)度。 在半持續(xù)調(diào)度激活后，在以下場景需要采用動態(tài)調(diào)度作為半持續(xù)調(diào)度的補(bǔ)充： 靜默期 、半持續(xù)調(diào)度期間的大包以及信令、 HARQ重傳數(shù)據(jù) 判斷VoLTE業(yè)務(wù)為通話期后，嘗試激活半持續(xù)調(diào)度，根據(jù)語音包大小和調(diào)整后的全帶SINR得到半持續(xù)調(diào)度激活時MCS和RB

13、。 對于下行，eNodeB周期發(fā)送數(shù)據(jù)，UE在指定的半持續(xù)調(diào)度資源上周期接收數(shù)據(jù)。 下行半持續(xù)調(diào)度的優(yōu)先級低于廣播、尋呼等公共控制信息，高于用戶級控制信令和數(shù)據(jù)面的傳輸。半持續(xù)調(diào)度激活時，根據(jù)VoIP數(shù)據(jù)包大小和UE上報的全帶寬CQI，為用戶分配MCS和RB。由于半持續(xù)調(diào)度用戶的MCS在通話期間固定不變，而實際信道環(huán)境是變化的，會造成部分用戶的IBLER（Initial Block Error Rate）較高，為了保證半持續(xù)調(diào)度用戶IBLER收斂到一定范圍之內(nèi)，會根據(jù)IBLER的收斂狀況決定是否進(jìn)行半持續(xù)調(diào)度重激活。,Semi-persistent Scheduling VS Dynamic

14、Scheduling,好處 保障VoIP的QoS 減少PDCCH消耗，提高VoIP容量 壞處(相對于動態(tài)調(diào)度) 受限于終端能力 (是否支持半持續(xù)調(diào)度) 由于兩次半持續(xù)調(diào)度之間的MCS是固定的，鏈路適應(yīng)能力不好, 好處 更好包裝VoIP業(yè)務(wù)的QoS 對終端能力沒有限制 (是否支持半持續(xù)調(diào)度) 對于不同的無線環(huán)境兼容性更好 壞處(相對于半持續(xù)調(diào)度) 消耗大量PDCCH資源，容量低于半持續(xù)調(diào)度。在VoIP用戶較多的場景不建議采用動態(tài)調(diào)度。,UL Semi-persistent Scheduling Power Control, 功能 包括PUSCH開環(huán)功控和閉環(huán)功控 Opening Loop Pow

15、er Control 設(shè)置初速功率為 Po (P0_nominal_pusch ) . Closed Loop Power Control IBLER測量值大于IBLERTarget，eNodeB向UE發(fā)送增大發(fā)射功率的TPC命令。 IBLER測量值小于IBLERTarget，eNodeB向UE發(fā)送降低發(fā)射功率的TPC命令。,eNodeB發(fā)送TPC給終端，終端計算傳輸功率,DL Semi-persistent Scheduling Power Control, 目的 保障IBLER收斂于 IBLER Target。 應(yīng)用場景 下行覆蓋受限。 功能 當(dāng)子開關(guān)打開時，對于采用QPSK調(diào)制方式的用戶

16、，eNodeB根據(jù)VoIP數(shù)據(jù)包的IBLER（Initial Block Error Rate）測量值和IBLERTarget間的差異，周期性調(diào)整PDSCH發(fā)射功率，以滿足IBLERTarget要求。 如果IBLER測量值小于IBLERTarget，減小發(fā)射功率。 如果IBLER測量值大于IBLERTarget，增大發(fā)射功率。,ROCH（一）, 目的 減少語音包頭大小，提高邊緣用戶的語音覆蓋。在容量受限時，提升用戶容量。, 應(yīng)用場景 業(yè)務(wù)層穩(wěn)定小包場景。,eNB,eNB,VoIP User,VoIP User,Original packet,Compressed packet,ROCH（二）,

17、 ROHC 增益 下面表格是IPV4場景下，AMR-NB和AMR-WB各種SDU對應(yīng)的壓縮效率。,TTI Bundling, 應(yīng)用場景 VoIP用戶上行覆蓋受限時. 目的 增加小區(qū)邊界VoIP用戶的上行覆蓋。, 功能 以下兩個條件必須滿足: 在連續(xù)超過配置值（ T_COVERAGE_STAT）的TTI中 由于功率受限，分配用戶的RB書小于3RB。 終端的平均SINR小于threshold (packet length).,綁定4個TTI用于一個包的傳輸。 終端在4個TTI中提供非自適應(yīng)的重傳。 捆綁在一起的4個傳輸采用同一個HARQ進(jìn)程。 TDD系統(tǒng)中，協(xié)議規(guī)定TTI bundling只支持子

18、幀配比0、1、6，且跟半持續(xù)調(diào)度互斥。,QoS/PCC（Policy Control and Charging）,S-GW,LTE,PGW,eNodeB,Internet,IMS/P-CSCF,PCRF/SPR,Gx,Rx,1。根據(jù)業(yè)務(wù)請求申請承載資源,媒體信息/資源需求,QCI/GBR,2。根據(jù)業(yè)務(wù)簽約判斷是否允許申請承載資源,QCI/GBR,QCI/GBR,3。根據(jù)QCI調(diào)度上下行資源,4。根據(jù)QCI調(diào)度上下行資源,5。根據(jù)QCI調(diào)度上行資源,終端,LTE RAN,傳輸,網(wǎng)PGW,用戶會話,缺省承載,專有承載,普通上網(wǎng)業(yè)務(wù)/QCI=9,普通P2P業(yè)務(wù)/QCI=9,視頻/QCI=2，由PGW

19、動態(tài)建立,PCRF的關(guān)鍵作用： 根據(jù)業(yè)務(wù)簽約判斷用戶所使用業(yè)務(wù)的QoS信息，也即默認(rèn)承載或?qū)Ｓ谐休d,在傳統(tǒng)CS域，每路話音都是獨占資源，互不影響。體驗是能夠保障的。 在數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)域，帶寬是共享的，VoLTE流量也是流量的一部分。PCC的專有承載能力，為VoLTE話音提供了專有數(shù)據(jù)通道，能夠保證QoS質(zhì)量。如果沒有PCRF，VoLTE通話質(zhì)量將無法達(dá)到傳統(tǒng)CS話音的體驗水平。,語音/QCI=1，由PGW動態(tài)建立,SIP信令/QCI=5，在Attach時同步建立.,Default APN,IMS APN,QoS/PCC（Policy Control and Charging）,視頻電話 QCI 5

20、QCI 1 QCI 2 QCI 8/9,語音電話 QCI 5 QCI 1 QCI 8/9,優(yōu)先級,2,4,QCI,1,2,3,5,1,3,4,5,6,7,8,6,7,8,9,9,典型業(yè)務(wù),VoIP,電話會議, 會話視頻(直播流媒體),實時在線游戲, 實時工業(yè)監(jiān)控,非會話視頻(緩沖流媒體),IMS信令,視頻(緩沖流媒體),視頻(直播流媒體), 話音業(yè)務(wù) 交互式游戲,E-Mail, MSN, QQ, WWW P2P文件共享,資源類型,GBR,GBR,GBR,GBR,Non-GBR,Non-GBR,Non-GBR,Non-GBR,Non-GBR,時延,100ms,150ms,50ms,300ms,1

21、00ms,300ms,100ms,300ms,300ms,丟包率,(-2)10,(-3)10,(-3)10,(-6)10,(-6)10,(-6)10,(-3)10,(-6)10,(-6)10,VoLTE協(xié)議棧,半持續(xù)調(diào)度SPS,PHY,3GPP 36.21X,TTI Bunding,MAC,3GPP 36.321,RLC,3GPP 36.322,SN、完保、加密、頭壓縮,SN、完保、加密、頭壓縮,PDCP,3GPP 36.323,RRC信令,RRC,3GPP 36.331,承載,NAS,3GPP 24.301,LTE控制面,LTE用戶面,IP包,IP加密-ESP報文,TCP,TLS,UDP,信

22、令壓縮（可選）,SIP,RTP,RTCP,控制信令,用戶數(shù)據(jù),語音幀,語音包,控制信令,3GPP 23.228 IMS,3GPP 24.228 24.229 SIP,相關(guān)協(xié)議,RFC3261：SIP協(xié)議 RFC3550：RTP RFC4566：RTCP SDP RFC2617：HTTP協(xié)議 RFC768：UDP協(xié)議 RFC793：TCP協(xié)議 RFC791：IP協(xié)議,VoLTE在各網(wǎng)元的配置要求,前提：VoLTE用戶已經(jīng)可以在LTE網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行普通數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。 1）IMS：需要配置 VoLTE用戶賬號并提供到終端的用戶路由。 2）PCRF：需要保障與P-CSCF的Rx接口正常并配置Voice承載QCI

23、1策略。 3）EPC（UGW）：需要為用戶新增一個APNIMS APN數(shù)據(jù)的配置以及與PCRF相關(guān)數(shù)據(jù)。 4）eNodeB：需要開啟eNodeB增強(qiáng)調(diào)度算法以及配置SIP承載QCI5的RLC模式為AM和Voice承載QCI1的RLC層模式為UM。 5）終端：需要配置IMS信息、VoIP賬號信息以及新增IMS APN的配置。,語音編碼（一）,VoIP常用的語音編/解碼標(biāo)準(zhǔn)包括3GPP采用的AMR（Adaptive Multi Rate）編碼標(biāo)準(zhǔn)及ITU-T（International Telecommunication Union）制定的G.7*系列編碼標(biāo)準(zhǔn)等 AMR：是語音編碼的一種音頻數(shù)據(jù)壓

24、縮優(yōu)化方案，目前廣泛用于GERAN和UTRAN網(wǎng)絡(luò)。AMR編碼包括AMR-WB（Adaptive Multi Rate Wide Band）和AMR-NB（Adaptive Multi Rate Narrow Band）兩種語音編碼方式， G.711：也稱為PCM（Pulse Code Modulation），主要用于電話，支持64kbps的編碼速率。 G.729：編解碼器具有很高的語音質(zhì)量和很低的延時，被廣泛地應(yīng)用在數(shù)據(jù)通信的各個領(lǐng)域，支持的編碼速率為8kbps。,AMR-NB有8種語音編碼率： AMR-NB：SID(39/0/0)、12.2(81/103/60)、10.2(65/99/40

25、)、7.95(75/84/0)、7.4(61/87/0)、6.7(58/76/0)、5.15(49/54/0)、4.75(42/53/0) AMR-WB有9中語音編碼率： AMR-WB：23.85(72/405/0)、23.05(72/389)、19.85(72/325)、18.25(72/293)、15.85(72/245)、14.25(72/213)、12.65(72/181)、8.85(64/113)、6.6(54/78),資費,第一章,第三章,第四章,VoLTE如何學(xué)習(xí),VoLTE主要流程,VoLTE技術(shù)要點,第五章,VoLTE幾個案例,第二章,VoLTE新業(yè)務(wù),請求與響應(yīng),注冊-目的

26、,注冊過程 注冊是將UE的IP地址和IMPU的綁定關(guān)系存儲到到IMS系統(tǒng)中。 注冊包括UE和網(wǎng)絡(luò)的雙向認(rèn)證過程,IMS用戶擁有兩種用戶標(biāo)識： 私有標(biāo)識 (IMPI：IM Private Identity也稱PVI（Private User ID）)和公有標(biāo)識 (IMPU：IM Public Identity也稱PUI（Public User ID）)： IMPI是歸屬網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商提供給用戶的唯一全球標(biāo)識，可以在歸屬網(wǎng)絡(luò)中從網(wǎng)絡(luò)角度標(biāo)識用戶簽約數(shù)據(jù)。IMPI在所有注冊請求消息中使用，由UE傳送給網(wǎng)絡(luò)，用于注冊、授權(quán)、管理和計費等目的。IMPI的功能類似于IMSI在GSM中的功能，其對用戶而言是不可

27、知的，僅僅存儲在智能卡中，只用于簽約標(biāo)識和鑒權(quán)目的，不用于SIP請求的路由。其格式為 。 公共用戶標(biāo)識是用于用戶間進(jìn)行通信的標(biāo)識。歸屬網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商會給用戶分配一個或者多個IMPU。IMPU的功能類似于GSM中的MSISDN，在IMS中，IMPU用于路由SIP信令。 IMPU可以采用SIP URI（sip：+ ）或TEL URI（tel:+861012345678 ）格式,注冊-目的,IMS用戶擁有兩種用戶標(biāo)識： IMPU和IMPI之間為多對多的關(guān)系即存在一機(jī)多號和一號多機(jī)。但對每一個VoLTE用戶而言，運(yùn)營商會為其分配一個或者多個公共用戶標(biāo)識和一個私有用戶標(biāo)識。,隱式注冊： 由于IMS用戶的IM

28、PI和IMPU之間可能存在多對多的關(guān)系。為簡化流程，提高注冊效率，采用了隱式注冊的方式。在HSS中為用戶定義了多個隱式注冊集。當(dāng)一個IMPI關(guān)聯(lián)多個IMPU，且多個IMPU處于相同的隱式注冊集中時，只要有其中的一個IMPU進(jìn)行了一次IMS注冊，那么該IMPU所在的隱式注冊集中其他所有IMPU就同時完成注冊。這就是隱式注冊。,注冊-涉及網(wǎng)元,CSCF：為呼叫會話控制單元，又分為P-CSCF、I-CSCF、S-CSCF。 HSS：為歸屬用戶服務(wù)器，存儲IMS用戶的簽約數(shù)據(jù)以及無線用戶的鑒權(quán)五元組等 DNS：負(fù)責(zé)URI地址到IP地址的解析，在IMS網(wǎng)絡(luò)中負(fù)責(zé)將歸屬網(wǎng)絡(luò)（I-CSCF）的SIP URI

29、轉(zhuǎn)換成歸屬網(wǎng)絡(luò)的IP地址。 AS(Application Server)：為IMS用戶提供增值業(yè)務(wù)。,注冊流程,第一次注冊請求和相應(yīng)：從HSS中取鑒權(quán)（AV）向量，實現(xiàn)手機(jī)對網(wǎng)絡(luò)校驗。,鑒權(quán)五元組：IK/CK/AUTN/RAND/XRES,保留XRES用于網(wǎng)絡(luò)對手機(jī)校驗：IK/CK/AUTN/RAND,IK/CK/AUTN/RAND,保留IK/CK： AUTN/RAND發(fā)送UE，用于UE對網(wǎng)絡(luò)的校驗,第二次注冊請求和響應(yīng)：從HSS中取已經(jīng)注冊和未注冊的IMPU，以及相應(yīng)的計費信息，并進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)對手機(jī)的校驗。,UE將RAND和共享密鑰計算RES，并發(fā)出,將UE計算的RES和XRES對比，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)對

30、手機(jī)的校驗,注冊-Register,網(wǎng)絡(luò)歸屬域域名,注冊用戶的公共身份標(biāo)識,注冊用戶的私有身份標(biāo)識,UE的IP和端口（SIP信令承載QCI=5的地址）,頭字段限定一個請求消息在到達(dá)目的地之前允許經(jīng)過的最大跳數(shù)。它包含一個整數(shù)值，每經(jīng)過一跳，這個值就被減一。如果在請求消息到達(dá)目的地之前該值變?yōu)榱?，那么請求將被拒絕并返回一個483（跳數(shù)過多）錯誤響應(yīng)消息。,這個是下一跳地址，對于空口信令而言，這個就是P-CSCF的地址,十六進(jìn)制：前五位是PLMN，中間4位是TAC，最后7位是cellIdentity,標(biāo)記用戶請求的注冊時長。單位：s。注意：該值為0時候表示是注銷注冊,From：發(fā)起方的公共身份標(biāo)識

31、 To：被叫方的公共身份標(biāo)識 在注冊請求中，To字段填充和from一樣,注冊-Unauthorized 401,用于標(biāo)識事務(wù)及對事務(wù)排序，前面是事務(wù)編號，后面是請求類型，同一個事務(wù)過程編號不變,會話標(biāo)識，整個會話過程不變,注冊-Register第二次,Path:與401之前Register消息保持一致 P-Visited-Network-ID：與401之前Register消息保持一致 VIA：與401之前Register消息保持一致 From:與401之前Register消息保持一致 Contact:與401之前Register消息保持一致 Expires: 與401之前Register消息保

32、持一致 Authorization: response參數(shù)為用戶根據(jù)密鑰和服務(wù)器提供的nonce值按MD5算法計算出的鑒權(quán)響應(yīng)值,注冊-200OK,隱式注冊集列表，這里表示的是一機(jī)一號,標(biāo)識頭域，存在+g.3gpp.atcf則表示是eSRVCC用戶的注冊。ATCF是eSRVCC的信令面錨定網(wǎng)元。,實際生效的注冊時長。超時后需要重新注冊，對于長時在線呼叫的UE，呼叫失敗時可以回找最近一次register的時間差是否超出該時間,在網(wǎng)元S-CSCF中關(guān)于注冊時長有最大，最小，默認(rèn)三個設(shè)置值： 最小注冊時長：S-CSCF允許的注冊最小時長。當(dāng)用戶注冊時所攜帶的注冊超時的時間小于這個值時，S-CSCF以

33、423（Too Brief）響應(yīng)拒絕此注冊請求。 最大注冊時長：S-CSCF允許的注冊最大時長，當(dāng)用戶注冊時所攜帶的注冊超時的時間大于這個值時，S-CSCF根據(jù)這個參數(shù)來修改UE的注冊時間。 默認(rèn)注冊時長：S-CSCF允許的注冊缺省時長，用于定義注冊請求中沒有攜帶Expires時的默認(rèn)注冊時間。,事件通告機(jī)制,定義：所謂事件通告機(jī)制是指網(wǎng)絡(luò)中的一些實體可以訂閱網(wǎng)絡(luò)中某些資源或呼叫的狀態(tài)信息，當(dāng)那些被訂閱的資源的狀態(tài)發(fā)生改變時，負(fù)責(zé)這一資源的網(wǎng)絡(luò)實體將向訂閱者發(fā)送通告，通報當(dāng)前資源狀態(tài)的變化情況。,實現(xiàn)：為了實現(xiàn)這一機(jī)制，因特網(wǎng)工程任務(wù)組(IETF)的SIP工作組對基本的會話啟動協(xié)議進(jìn)行了擴(kuò)充，

34、提出了基于會話啟動協(xié)議的事件通告機(jī)制規(guī)范：RFC 32651。 在規(guī)范中定義了兩個擴(kuò)展方法：訂閱(SUBSCRIBE)和通告(NOTIFY)。SUBSCRIBE方法用于發(fā)起訂閱請求，NOTIFY方法用于通告當(dāng) 前資源狀態(tài)。,目的：實現(xiàn)增值業(yè)務(wù)。應(yīng)用于如自動回叫、在席、代答等多 種富有市場前景的增值業(yè)。,(1)訂閱者（UE） 訂閱者負(fù)責(zé)接收NOTIFY消息的會話啟動協(xié)議用戶代理(SIP UA)2。這些NOTIFY消息中包含訂閱者訂閱的資源信息。訂閱者典型的動作是向通告者發(fā)送SUBSCRIBE消息以請求創(chuàng)建一次訂閱關(guān)系。 (2)通告者 （IMS網(wǎng)元P-CSCF）通告者負(fù)責(zé)產(chǎn)生NOTIFY請求的SI

35、P UA。通告者在NOTIFY消息中向訂閱者回饋當(dāng)前資源的狀態(tài)。通告者典型的動作是接收SUBSCRIBE消息并創(chuàng)建相應(yīng)的訂閱關(guān)系。,事件通告機(jī)制-subscribe,SUBSCRIBE請求通過2XX響應(yīng)確認(rèn)。不同的2XX響應(yīng)具有不同的語義： (1)200 OK表示訂閱已被接受且用戶已被授權(quán)訂閱請求的資源。 (2)202 Accepted(接受)是事件通知機(jī)制擴(kuò)展的響應(yīng)碼，表示訂閱請求已被理解，但是否授權(quán)給訂閱者未確定。 如果返回非2XX響應(yīng)，則表示訂閱失敗，將沒有后繼的NOTIFY消息。比如： 1、返回489 Bad Event，表示通告者無法理解Event頭部； 2、返回423 Interv

36、al too small”(時間間隔太短)響應(yīng)，表示提出的訂閱時長太短，即（0 expires SUBSCRIBE 1 hour) branch=z9hG4bKc71arac22az654br2d4b45czh;Role=2;Dpt=75f4_16;sc=2-a;TRC=a01-ffffffff,SIP/2.0/UDP 02:5060;branch=z9hG4bK676ehbdcgcacfzchgebhr7d52;Role=2;Dpt=75f2_16,SIP/2.0/UDP 3:12641;branch=z9hG4bK9e3f66a99503c8d7

37、aa4f4eb1bb8f73a5;rport=12641 Route: , Record-Route: , Call-ID: sbc9e3f66a99503c8d7aa4f4eb1bb8f73a5 From: ;tag=9e3f66a99503c8d7aa4f4eb1bb8f73a5 To: CSeq: 60407 INVITE Allow: INVITE,ACK,CANCEL,BYE,PRACK,UPDATE,REFER,MESSAGE Contact: Max-Forwards: 68 Require: precondition Supported: 100rel Session-Expi

38、res: 600 Privacy: none P-Access-Network-Info: 3GPP-UTRAN-TDD;utran-cell-id-3gpp=234151D0FCE11;location-info=3 P-Asserted-Identity: , Min-SE: 600 P-Charging-Vector: icid-value=78f32f819e10cf148de3d7af70c5142e.3485362059.13.12;orig-ioi= Served-Party-IP-Address: 3,S-CSCF處理第一個INVIT

39、E消息,UE P-CSCF S-CSCF AS I-CSCF S-CSCF AS P-CSCF UE,3.INVITE,4.100 Trying,5.INVITE,6.100 Trying,7.INVITE,8.100 Trying,9.INVITE,10. INVITE,11.100 Trying,12.100 Trying,13. INVITE,14.100 Trying,15. INVITE,16. 100 Trying,17. INVITE,18.100 Trying,19.INVITE,20.183 會話進(jìn)行中,SDP應(yīng)答1,21. 183 會話進(jìn)行中,22. 183 會話進(jìn)行中,2

40、3. 183 會話進(jìn)行中,24.183 會話進(jìn)行中,25. 183 會話進(jìn)行中,26. 183 會話進(jìn)行中,27. 183 會話進(jìn)行中,28.PRACK(SDP提供2),29. PRACK,30.PRACK,31. PRACK,32.PRACK,33.PRACK,34.PRACK,35. PRACK,36. PRACK,資源預(yù)留,資源預(yù)留,37. 200 OK,38.200 OK,39. 200 OK,40. 200 OK,41.200 OK,44.200 OK,45.200 OK,42.200 OK,43.200 OK,2.100 Trying,1.INVITE（SDP提供1）,呼叫,SDP

41、應(yīng)答2,UE P-CSCF S-CSCF AS I-CSCF S-CSCF AS P-CSCF UE,呼叫,1.UPDATE(SDP提供3),2. UPDATE,3.UPDATE,4. UPDATE,5.UPDATE,6.UPDATE,7.UPDATE,8.UPDATE,9.UPDATE,10. 200 (OK),11.200 (OK),12.200 (OK),13.200 (OK),14.200 (OK),15. 200 (OK),16.200 (OK),17.200 (OK),18.200 (OK),19.180 (RING),20.180 (RING),21.180 (RING),22.

42、180 (RING),23.180 (RING),25.180 (RING),26.180 (RING),27. 180 (RING),28.180 (RING),29.PRACK,24. 180 (RING),30.PRACK,31. PRACK,32.PRACK,33. PRACK,34.PRACK,35. PRACK,36. PRACK,37. PRACK,SDP應(yīng)答3,UE P-CSCF S-CSCF AS I-CSCF S-CSCF AS P-CSCF UE,呼叫,1.200(OK),2.200(OK),3. 200(OK),4.200(OK),5.200(OK),6.200(OK)

43、,7.200(OK),8.200(OK),9.200(OK),10.200(OK),11.200(OK),12.200(OK),13.200(OK),14.200(OK),15.200(OK),16.200(OK),17.200(OK),18.200(OK),19.200(OK),20.ACK,21.ACK,22.ACK,23.ACK,24.ACK,25.ACK,26.ACK,27.ACK,28.ACK,29.ACK,請求與響應(yīng),100（Trying）,INVITE請求的重傳和100響應(yīng)： 主叫方呼叫被叫方通過INVITE請求與被叫建立多媒體會話。 主叫UE發(fā)出INVITE請求并設(shè)定定時器，等

44、待被叫UE的響應(yīng)，如定時器超時，需要重傳一個INVITE請求。 為保證UE不會頻繁的重發(fā)INVITE消息，重傳機(jī)制設(shè)定為消息發(fā)往的下一個網(wǎng)元向上一個網(wǎng)元回100響應(yīng)，由下一個網(wǎng)元負(fù)責(zé)重傳INVITE請求。 I-CSCF只做消息轉(zhuǎn)發(fā)，不負(fù)責(zé)重傳INVITE消息。,183響應(yīng),被叫UE返回的183響應(yīng)： 被叫UE返回183響應(yīng)（會話進(jìn)行中）表明會話建立過程已經(jīng)啟動，被叫已經(jīng)收到。,PRACK請求,主叫方的PRACK請求： 主叫方PRACK請求的作用：為保證被叫方了解主叫方已經(jīng)收到其發(fā)送的臨時183、180響應(yīng)（會話進(jìn)行中），需要主叫方發(fā)送確認(rèn)消息。 ACK和PRACK的區(qū)別 （1）ACK是響應(yīng)，只

45、有INVITE請求存在ACK響應(yīng)。 （2）PRACK是請求而非響應(yīng)，是對臨時響應(yīng)的確認(rèn)，由于 PRACK為請求，因此被叫方收到該請求后，需要發(fā)送200（OK）響應(yīng)。,第一個網(wǎng)元的臨時響應(yīng),被叫收到呼叫請求的響應(yīng),被叫振鈴響應(yīng),本次呼叫受理成功的響應(yīng),本次invite的最終響應(yīng),響應(yīng)目的的請求，確認(rèn)183消息已收到,響應(yīng)目的的請求，確認(rèn)180消息已收到,請求確認(rèn),請求確認(rèn),相互通知資源預(yù)留完成,媒體協(xié)商與資源預(yù)留（SDP）,主叫啟動資源預(yù)留,并通知被叫,主叫UE,被叫UE,INVITE（第一個SDP提供：所希望媒體類型與所有編碼方案）,183會話進(jìn)行中（第一個SDP應(yīng)答：支持的媒體類型及編碼方案

46、,PRACK（第二個SDP提供：雙方協(xié)商的媒體類型和編碼方案）,200 OK(第二個SDP應(yīng)答：對所協(xié)商媒體類型和編碼方案的確認(rèn)),被叫啟動資源預(yù)留,并通知主叫,UPDATE（第三個SDP提供：表明主叫資源預(yù)留完成）,200 OK（第三個SDP應(yīng)答：表明被叫資源預(yù)留完成）,資源預(yù)留： 為保證雙方所協(xié)商的媒體會話可以建立，空口需要為主叫和被叫用戶分配資源，在資源被成功預(yù)留之前，不能保證媒體會話可以建立。 一般情況下進(jìn)行SDP提供/應(yīng)答的協(xié)商確定了媒體格式和編碼方式后可進(jìn)行資源預(yù)留。,媒體協(xié)商： 主叫和被叫UE在會話的建立過程中需要對媒體的類型和編碼方式達(dá)成一致，為此使用SDP請求和應(yīng)答機(jī)制對媒體

47、進(jìn)行協(xié)商。 雙方所協(xié)商的媒體類型包括視頻、音頻、文本、聊天等。 每種媒體類型包括多種編碼方式，如音頻包括PCMU、G.726編碼、AMR-WB（自適應(yīng)多速率寬帶）編碼等。視頻包括MPV、H.262編碼等。 雙方需要協(xié)商都支持的媒體類型以及所使用的編碼方式。,INVITE-request,消息起始行,SIP消息頭域,SIP消息體（SDP）,INVITE-request-消息頭域,右表為消息頭域必選參數(shù)，為減少網(wǎng)絡(luò)資源開銷，應(yīng)盡量避免在SIP消息中攜帶不必要的頭域,用戶終端和信任的代理之間傳輸用戶信息的標(biāo)示,攜帶支持的能力擴(kuò)展。100rel值表示支持1XX響應(yīng)的可靠傳輸,是否支持放音提示,用于協(xié)商

48、會話刷新時間，用戶雙方確認(rèn)會話存活與否，實際會話將在Session-Expires/2的時間進(jìn)行會話更新。,會話刷新的最小時間間隔，最小值是90，如果不存在，則為默認(rèn)值90,要求對方一定支持的特性。安全認(rèn)證。（Security Mechanism Agreement ）,要求代理一定支持的特性,協(xié)商SIP的安全機(jī)制,發(fā)起請求的終端信息,標(biāo)志了發(fā)給對方的消息體的媒體類型,INVITE-request-消息體,SIP攜帶SDP，用于媒體協(xié)商； SIP攜帶XML，用于攜帶格式化的信息，如訂閱事件通知；SIP攜帶CPIM，用于即時消息,v：描述SDP協(xié)議版本，通常取值為“0” o：表示會話源（會話所有

49、者）信息，同時攜帶會話標(biāo)識 s：表示會話類型 c：表示媒體地址信息，即發(fā)送和接受媒體流的地址 b：給出會話或媒體所用帶寬，單位為kbit/s.修飾語 b=AS應(yīng)用特定最大帶寬，表示一個地點單一媒體帶寬 b=RR表示分配給活動數(shù)據(jù)的RTCP帶寬 b=RS表示RTCP分配給其他參與者的RTP會話帶寬 t ：會話開始和結(jié)束時間，VoLTE里面一般都缺省0，不做時間控制 m：描述媒體類型、媒體端口號、傳輸協(xié)議、格式列表 a：對會話或媒體的附加屬性進(jìn)行描述。 a=rtpmap：凈荷類型號、編碼名、時鐘速率、編碼參數(shù) a=fmtp：指定格式的附加參數(shù) a=ptime：媒體分組打包的時長。通話雙方的code

50、c ptime值一定要相同，譬如G711，有20ms ptime和 5ms ptime 等 a=maxptime：不管何種媒體格式，媒體分組打包時長最大值 a=inactive （recvonly 、sendrecv 、sendonly ） a=cur：當(dāng)前狀態(tài)：預(yù)置處理類型、狀態(tài)類型、方向 如此例：本端當(dāng)前qos資源還未預(yù)留、遠(yuǎn)端當(dāng)前qos資源還未預(yù)留 a=des：期望狀態(tài)：預(yù)置處理類型、強(qiáng)度標(biāo)識、狀態(tài)類型、方向 如此例：本端期望的預(yù)留資源是高強(qiáng)度的雙向預(yù)留資源、遠(yuǎn)端期望的預(yù)留資源是強(qiáng)度可選的雙向預(yù)留資源,INVITE-183,表示該臨時應(yīng)答需要支持可靠傳輸。,SIP實體及終端的特性能力,P

51、RACK,Rack頭部使用在PRACK請求的中用于支持可靠臨時應(yīng)答。Rack取值包括兩個數(shù)字和一個消息方法名：第一個數(shù)字取值與PRACK對應(yīng)的1xx響應(yīng)消息中Rseq取值相同；第二個數(shù)字和消息方法名與1xx消息對應(yīng)的請求消息中Cseq取值相同,UPDATE,這個與原始請求里面的設(shè)置變化因為字段c的內(nèi)容根據(jù)協(xié)商變化了,媒體協(xié)商一致兩部分內(nèi)容一樣,UPDATE 200 OK,Ringing 180,表示該臨時應(yīng)答需要支持可靠傳輸。,PRACK,PRACK 200 OK,INVITE 200 OK,Timer 表示必須支持會話更新,前面數(shù)字表示會話更新時間參數(shù)，實際會話將在Session-Expires/2的時間進(jìn)行會話更新。Refresher表明會話更新的執(zhí)行者是：UAC 即用戶代理客戶端。,1、如果在間隔時間內(nèi)沒收到會話更新請求，用戶代理會發(fā)送bye移除會話。 2、當(dāng)Se