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1、VoLTE 信令分析手册 部门 TDD 网络基础性能部 作者 张艳丽 00257121 日期 2015 4 目录 VoLTE 信令分析手册 1 1 前言 2 2 初始注册 3 2 1 Initial attach 4 2 1 1 Attach Request piggybacked PDN connectivity request 4 2 1 2 Attach Accept piggybacked Activate default EPS bearer context request 5 2 2 IMS PDN Connection 建立 6 2 2 1 PDN connectivity re
2、quest 6 2 2 2 E RAB SETUP REQUEST 8 2 2 3 Activate default EPS bearer context request 8 2 3 IMS 域 SIP 注册 9 2 3 1 SIP Register 10 2 3 2 401 Unauthorized 12 2 3 3 SIP Register 13 2 3 4 SIP 200 OK 14 3 VoLTE 呼叫 VoLTE 流程 15 3 1 主叫呼叫流程 15 3 1 1 RRCConnectionRequest 17 3 1 2 RRCConnectionSetup 17 3 1 3 RR
3、CConnectionSetupComplete 19 3 1 4 INITIAL UE MESSAGE 19 3 1 5 INITIAL CONTEXT SETUP REQUEST 19 3 1 6 RRCConnectionReconfiguration DRB setup QCI9 QCI5 21 3 1 7 INITIAL CONTEXT SETUP RESPONSE 23 3 1 8 SIP INVITE 24 3 1 9 SIP 100 TRYING 28 3 1 10 SIP 183 Session Progress 28 3 1 11 AAR 29 3 1 12 AAA 31
4、3 1 13 E RAB SETUP REQUEST 32 3 1 14 RRCConnectionReconfiguration DRB setup QCI1 33 3 1 15 ACTIVATE DEDICATED EPS BEARER CONTEXT REQUEST 34 3 1 16 SIP PRACK 36 3 1 17 SIP 200 OK PRACK 37 3 1 18 SIP UPDATE 37 3 1 19 SIP 200 OK UPDATE 38 3 1 20 SIP 180 ringing 39 3 1 21 SIP 200 OK INVITE 39 3 1 22 SIP
5、 ACK 39 3 2 被叫呼叫建立流程 40 3 3 VoLTE 呼叫释放 41 3 3 1 SIP BYE 42 3 3 2 SIP 200 OK BYE 42 3 3 3 STR STA 42 3 3 4 E RAB RELEASE COMMAND 43 3 3 5 Deactivate EPS bearer context request 43 1 前言 本文根据深圳中移动项目 VoLTE 试商用测试 整理 VoLTE 呼叫信令流程 关键消息及关键 IE 定义说明 并给出了相关协议参考说明 供相关同事了解 VoLTE E2E 流程 也可根据个人需 求 查询相关协议进行深入学习和掌握 深
6、圳移动 VoLTE E2E 网元如下 网元网元 设备商设备商 eNodeB Huawei MME Ericsson S GW P GW Ericsson PCRF Ericsson IMS Huawei 测试测试 UE Huawei Mate7 因此 本文信令消息说明 仅包括 Huawei 侧设备 eNodeB IMS 入口点 SBC P CSCF Huawei Mate7 因如下接口设备不是我司设备 本文未做说明 1 MME 与 S GW S GW 与 P GW 之间遵从 GTPv2 C 相应规范为 TS 29 274 2 PCRF 与 P GW 之间遵从 Gx 接口协议 相应规范为 TS
7、29 212 2 初始注册 1 VoLTE UE 在 LTE 网络内发起 Initial attach 流程 建立数据 APN 的 PDN connection 相应的 default EPS bearer 为 QCI9 8 由 HSS 上用户签约数据决定 当核心网也支持 VoLTE 时 MME 会在 Attach 过程中告知 UE 网络侧支持 VoLTE 2 VoLTE UE 发起到 IMS APN 的 PDN connection 建立流程 相应的缺省承载为 QCI5 在该过 程中 获取 IMS 入口点 P CSCF 地址信息 3 VoLTE UE 发起到 IMS 域的注册 SIP 注册消
8、息承载在 QCI5 缺省承载上 2 12 1 InitialInitial attachattach 中移动终端会发起 combined attach 流程 在 Initial attach 过程中同时完成 CSFB 附着和普通数 据业务附着 数据 APN 采用 IPv4 地址 IMS APN 采用 IPv6 地址 2 1 1 Attach Request piggybacked PDN connectivity request Attach Request 消息关键 IE 截图 关键关键 IE IE 取值定义取值定义 EPS 附着类型 24 301 9 9 3 11 EPS attach t
9、ype UE 请求的 IP 地址类型 24 301 9 9 4 10 PDN type 解析 UE 上报 srvcc 能力和 Notification 能力给 MME 24 008 10 5 5 12 MS network capability 解析 终端上报 UE 的语音优先策略和终端属性 24 008 10 5 5 28 Voice domain preference and UE s usage setting 2 1 2 Attach Accept piggybacked Activate default EPS bearer context request Attach Accept
10、 关键 IE 截图 关键关键 IE IE 取值定义取值定义 解析 这里表示 combined attach 成功 EPS 附着结果 24 301 9 9 3 10 EPS attach result 解析 该例中缺省承载为 QCI9 数据 APN 为 cmnet 为 UE 分配了 IPv4 地址 24 301 9 9 4 9 PDN address 解析 这里表示网络支持 IMS VoIP 业务 24 301 9 9 3 12A EPS network feature support 2 22 2 IMSIMS PDN ConnectionPDN Connection 建立建立 2 2 1 P
11、DN connectivity request 关键关键 IE IE 取值定义取值定义 24 301 9 9 4 10 PDN type 解析 VoLTE UE 发起到 IMS APN PDN Connection 建立 APN IE 填写为 IMS well known APN 24 008 10 5 6 17 Request type 24 008 10 5 6 1 Access point name 解析 终端请求 P CSCF 地址 24 008 10 5 6 3 Protocol configuration options 2 2 2 E RAB SETUP REQUEST 关键关键
12、 IE IE 取值定义取值定义 解析 NAS PDU 对 eNodeB 透明 36 413 9 1 3 1 E RAB SETUP REQUEST 2 2 3 Activate default EPS bearer context request 关键关键 IE IE 取值定义取值定义 解析 激活 IMS PDN connection default EPS bearer QCI5 并分配 IP 地址 PDN address 解析 MME 将从 P GW 获取到的 P CSCF 地址发送 24 008 10 5 6 3 Protocol configuration options 给 UE 2
13、 32 3 IMSIMS 域域 SIPSIP 注册注册 LTE 网络在 IMS 注册过程中 负责提供接入通道 负责消息转发 SIP 注册消息承载在 IMS PDN connection 的 default EPS bearer QCI5 上 流程示意图如下 GSMA IR 92 规定在 IMS 注册过程中 采用 IMS AKA 算法完成 UE 和 IMS 网络之间的双向认证 认证成功后建立安全联盟 SA Security Association UE 和 P CSCF 间 SIP 信令采用 IPsec 报文 进去安全保护 完整性保护必选和加密可选 如下为 P CSCF SE2900 信令截图
14、下面以 P CSCF 信令跟踪消息截图 简单说明关键消息 IE 2 3 1 SIP Register UE 读取 USIM 卡信息获取 IMSI 再从 IMSI 推导出 IMPI 和 IMPU 向 IMS 拜访网络入口 P CSCF 发送 REGISTER 消息请求注册 在 SIP default port 5060 上发送 关键关键 IE IE 取值定义取值定义 Request URI REGISTER sip ims mnc007 mcc460 3gppnetwork org SIP 2 0 解析 用于指示注册位置服务的归属域名 RFC 3261 10 2 Constructing the
15、 REGISTER Request To From tag bbfcbjY 解析 注册用户的公共身份标识 T IMPU Temporary IP Multimedia Public Identity Contact expires 600000 g 3gpp icsi ref urn 3Aurn 7 3A3gpp service ims icsi mmtel video g 3gpp smsip sip ins tance Contact 头域会携带注册用户的联系地址 注 册时长 同时会携带一些标签表明自己支持 业务的能力 RFC3261 10 2 Constructing the REGIS
16、TER Request 24 229 5 1 1 2 1 General Supported path sec agree Allow INVITE ACK OPTIONS BYE CANCEL UPDATE NO TIFY MESSAGE REFER Require sec agree Proxy Require sec agree Security Client ipsec 3gpp alg hmac sha 1 96 prot esp mod trans ealg null spi c 10056126 spi s 50257551 port c 31163 port s 31850 解析 SIP 消息建立安全机制 IPSec Security Association 指定 IPSec 完保 alg 和加密 ealg 算法 RFC 3329 Security Mechanism Agreement for the Session Initiation Protocol SIP 24 229 5 1 1 2 2 Initial registration using IMS AKA
