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1、目 录参考-材料目 录21概述41.1编写目的41.2术语和缩写41.3参考资料42VoLTE概念介绍43VoLTE架构54VoLTE UE注册流程和呼叫流程115VoLTE中的承载155.1QCI 5建立流程175.2QCI1建立流程215.3VoIP 业务流建立及通话过程简化版（4G to 4G）236VoLTE语音编/解码标准256.1AMR编码特点256.2AMR业务模型266.3AMR速率对应的GBR速率266.3.1GBR速率计算细节266.3.2GBR速率总结327VoLTE 评价指标337.1时延和丢包率概念337.2VoLTE 容量347.3语音质量评价347.4影响VoIP
2、的因素357.4.1时延357.4.2抖动357.4.3丢包率368VoLTE无线技术368.1Semi-Persistent Scheduling368.2TTI Bundling378.3ROHC408.4SRVCC428.5RLC配置428.6DRX42VoLTE新技术培训1 概述2 VoLTE概念介绍VoIP是Voice Over Internet Protocol的简称，意为在Internet上传输语音。VoIP简而言之就是将模拟声音信号数字化，以数据封包的型式在 IP 数据网络上做实时传递。VoLTE指的是基于IMS网络承载语音业务。由于语音业务具备的特性（周期性、激活期、静默期、
3、小数据量），eNodeB针对语音承载可以采用SPS、ROHC技术，以发挥最大的网络性能；当UE处于远点时采用TTI Bundling来提升边缘覆盖。UE发起语音业务时，有以下几种承载组合：l 当UE仅发起语音业务时，QCI=1的承载用来传输语音数据，QCI=5的承载用来传输IMS信令，QCI=8/9的承载用来作为默认承载；l 当UE发起视频语音业务时，除了上述的QCI 1/5/8/9外，还存在一条QCI=2的承载，用来传输视频数据；图2-1 VoIP数据流程示意图3 VoLTE架构VoLTE的架构主要是从功能整体出发，描绘出引入VoLTE后，各个功能模块的分工。便于后续描述流程时，理解更直观。
4、图3-1 VoLTE协议栈图3-1 是一个E-UTRAN整体架构，可以看到不同网元之间的接口，图1中弱化了IMS部分，强化了EPS部分的描述。图3-2 E-URAN架构图2 是24.301中E-UTRAN整体架构，同样看到不同网元之间的接口，图2中可以看到IMS与PCRF是通过Rx接口进行通讯的。图3-3 E-URAN架构图3-4 是强化IMS架构后，2G、3G、4G的基于IMS的架构，可以看出 IMS 可以独立称呼为业务层，那么IMS业务层与UE直接如何进行沟通，沟通的语言就是SIP信令，EPS和相关的2G、3G各个RAN需要为SIP信令建立专有的通道即bearer。图3-4 基于IMS的业
5、务架构（4G、3G、2G）图3-5 与图3-4基本相似，只是画出了PCRF。 PCRF与PCEF在什么时候启动建立QCI1具备重要作用，因为一旦启动建立QCI1，那么就意味着就开始收费了。在后续章节承载建立的时候进行描述。图3-5基于IMS的业务架构（PCRF）图3-6 IMS模块的架构图3-6是IMS模块的整体示意图，红色字体部分是比较重要模块，在UE注册、会话中起关键作用。S-CSCF（Serving Call Session Control Function）S-CSCF是IMS的核心所在，它位于归属网络，为UE进行会话控制和注册请求，但当UE处于会话中时，S-CSCF处理网络中的会话状
6、态。在同一个运营商的网络中，可以有多个S-CSCF。S-CSCF执行的功能包括： 作为注册服务器，对来自UE的注册请求消息进行处理 与归属用户服务器的交互，完成对用户的认证和鉴权，更新归属用户服务器上用户的注册状态信息 认证通过之后，从归属用户服务器下载用户相关信息 为移动终端提供业务相关的信息，并对移动终端的会话进行控制 从数据库中获得I-CSCF的地址，并转发SIP请求或响应到I-CSCF 对于路由到PSTN或CS域的呼叫，转发SIP请求或响应到出口网关控制功能BGCF模块p-cscf（Proxy Call Session Control Function）P-CSCF是IMS中用户的第一
7、个联系节点(在信令平面)，从SIP的角度来看它是一个出站/入站的SIP代理服务器，所有的SIP信令，无论是来自用户设备(UE)，还是发送给UE的，都必须经过P-CSCF。UE使用本地CSCF发现机制可以获得P-CSCF的地址。P-CSCF负责验证请求，将它转发给指定的目标，并且处理和转发响应。P-CSCF执行的功能包括： 转发从UE接收的SIP注册请求到由UE归属域名决定的I-CSCF 转发从UE接收的SIP消息到S-CSCF，该服务器的名字由P-CSCF在该UE发起注册规程时得到 转发SIP请求或响应到UE 负责维持UE和P-CSCF之间的安全关联以及为SIP信令应用完整性和机密性保护 执行
8、SIP消息压缩和解压缩 和策略决策功能(PDF)交互，授权承载资源并进行QOS管理 发送计费相关的信息给计费采集功能(CCF)I-CSCF（Interrogating Call Session Control Function）I-CSCF是一个运营商网络内部的接触点，所有与这个网络运营商的用户连接都要经过这个实体。在一个网络中可以有多个I-CSCF。I-CSCF执行的功能包括： 为一个发起SIP注册请求的用户分配一个S-CSCF 在对会话相关和会话无关的处理中，将从其他网络来的SIP请求路由到S-CSCF 查询HSS，从HSS中获取为某个用户提供服务的S-CSCF韵地址 根据从HSS获取的S
9、-CSCF地址，转发SIP请求或响应到S-CSCF 执行拓扑隐藏网络间网关功能，运营商可使用I-CSCF中的拓扑隐藏网络间网关(THIG)功能来向网络外部隐藏配置、能力以及网络拓扑 发送计费相关的信息给CCFIM-MGW (IP Multimedia Media Gateway，IP多媒体网关)IM-MGW负责IMS与PSTN/CS域之间的媒体流互通，提供了CS CN网络和IMS之间的用户平面链路，支持PSTN/电路域TDM承载和IMS用户面IP承载的转换(即IP媒体流与PCM媒体流之间的编解码转换) 。提供承载控制和传输资源。mgw还具有媒体处理设备（如码型变换器、回声消除器、会议桥等），执
10、行媒体转换和帧协议转换。媒体网关，主要功能是承载和媒体处理。在IMS终端不支持CS端编码时IM-MGW完成编解码的转换工作。IM-MGW也可在MGCF的控制下完成呼叫的接续。IM-MGW可以终止来自电路交换网的承载信道和来自分组网的媒体流(例如：IP网络中的RTP流或者ATM骨干网中的AAL2/ATM连接)，执行这些终端之间的转换并且在需要时为用户平面进行代码转换和信号处理。IM-MGW网元功能根据来自MGCF的资源控制命令，完成互通两侧的承载连接的建立/释放和映射处理。根据来自MGCF的资源控制命令，控制用户面的特殊资源处理，包括音频Codec(编解码)的转换、回声抑制控制等。在Iu接口上,
11、MGW可以支持媒体转化,承载控制和有效负荷处理.MRFPMRFP（Multimedia Resource Function Processor，多媒体资源处理器）和MRFC（Multimedia Resource Funtion Controller，多媒体资源控制器）是3G核心网中实现多方呼叫和多媒体业务提供和控制的逻辑功能实体。在核心网分层模型中，MRFP是处于接入层的逻辑功能实体，主要实现多媒体资源的提供和承载。MRFC则是处于控制层的逻辑功能实体，主要实现对MRFP中多媒体资源的控制。MGCF媒体网关控制功能（MGCF），在 IP 多媒体子系统（IMS）的一个组成部分，与呼叫会话控制功
12、能（CSCF）通信和控制媒体信道在一个 IMS-MGW 中的连接。它在 ISDN 部分（ISUP）和 IMS 呼机控制协议之间执行协议转换。APNAPN最常见的是指一种网络接入技术。APN的英文全称是Access Point Name，中文全称叫接入点，是您在通过手机上网时必须配置的一个参数，它决定了您的手机通过哪种接入方式来访问网络。接入点名字（APN Access Point Name）在GPRS骨干网中用来标识要使用的GGSN，在GGSN中用于表征外部数据网络，它由以下两部分组成：APN网络标识：这部分是必有的，它是由网络运营者分配给ISP或公司的、与其固定Internet域名一样的一个
13、标识。APN运营者标识：这部分是可选的，其形式为“xxx.yyy.gprs”（如MNC.MCC.gprs），用于标识归属网络。cmnet.000.460.gprsAPN网络标识通常作为用户签约数据存储在HLR中，用户在发起分组业务时也可向SGSN提供APN，用于SGSN选择应接入相应的GGSN以及用于GGSN判断接入相应的外部网络。此外，HLR中也可存储一个通配符，这样用户或SGSN就可以选择接入一个没有在HLR中存储的APN。用户可以通过不同的APN选择GGSN，即用户可以激活多个PDP上下文，每个PDP上下文与一个APN相联系。用户选择不同的APN的目的就是通过不同的GGSN选择外部网络。
14、APN需要通过DNS进行域名解析才能获取GGSN或外部网络节点的真实的IP地址。注解：简单来说，APN实际上就是对一个外部PDN(Packet data network)的标识，这些PDN包括企业内部网，Internet，WAP网站，黑莓，行业内部网如公交电力系统等等专用网络。网络侧如果知道MS到底做了激活以后要访问哪个网络，给你分配哪个网段的IP呢（因为每个网络分配的IP可能都是不一样的，有的是私网，有的是公网IP)？这就要靠APN来区分了？现网中，APN=cmnet就代表internet, APN=cmwap就代表专用WAP数据网络，当然各个运营商可能名字不一样，如联通是uniwap,un
15、inet等。4 VoLTE UE注册流程和呼叫流程VoIP用户在可以享受权利时，必须是注册过的。尤其是漫游的用户必须在本地注册。注册流程相关消息也是在QCI=5是传输上的，在23.228中反复强调需要接入网（LTE、UTRAN、GRAN）为SIP信令建立一条用于承载信令的承载。对于下图，LTE侧传输的是1.Register(上行)和11.200 OK（下行）。两条信息，在QCI5上传输。 图4-1 Registration User not registered呼叫SIP流程和时延分析：T1时刻：UE1的IMS模块生成SIP消息Invite时刻T2时刻：下图的11步骤，UE2的IMS模块生成SIP消息Ringing(180)，即生成Ringing(180)时刻，即此时UE2开始响铃T1时刻：下图的15步骤，UE1的IMS模块接收到SIP消息Ringing(180)，即解析出Ringing(180)时刻，即此时UE1听到响铃。T3时刻：下图的16步骤，UE2的IMS模块生成S
