VoLTE基本原理信令流程与端到端测试
VoLTE基本原理及信令流程
目录
IMS网络架构 IMS网元功能 VoLTE无线关键技术
SIP协议消息
VoLTE信令流程
VoLTE典型案例
LTE网络架构
IMS网络架构
业务平台
彩铃 业务平台 彩印 业务平台
定位 业务平台
IP短信网 关
VoLTE AS /IM-SSF
CAP
Ut
智能网 SCP 业务配置代 理网关
支撑系统
Sh
CAP
Zh
2G/3G电路域
核心网
PCC IMS域
SLh/SLg
用户数据
J
PCRF
Rx/Gx
IBCF
Mx Cx
ISC
I/S-CSCF /BGCF
SLs
Cx/Sh/Zh/ S6a/SLh
三合一 HSS
C/D
BOSS
DNS /ENUM
信令网
Mw
Mg/Mj
MGCF
Nc
NMS
DRA
Rx
VoLTE SBC
volte基本原理及信令流程目录ims网络架构ims网元功能volte无线关键技术sip协议消息volte信令流程volte典型案例lte网络架构ims网络架构业务平台业务平台业务平台ipimssfcap智能scput业务配置理网关支撑系统shcapzh核心网pcc2g3g电路域imsslhslg用户数据三合一hsspcrfcxshzhs6aslhslsmxibcfiscrxgxiscscfdnsbgcfenumcxmgmjncmwmgcfbossnmsdrarxvoltesbcmwi2gmscnc分组域gxsaegwggsnpcefsgis11gnmmesgsns6aslgsvgremscomc承载网承载网接入网lte接入s1us1mmegbenodebbtsbscgm2g接入uu终端volteueumut目录ims网络架构ims网元功能volte无线关键技术sip协议消息volte信令流程volte典型案例ims网元功能ims网络可分为如下几个部分sessionmgmtroutingcscfsdatabasesslfhssserviceselementsmrfcmrfpinterworkingelementsbgcfmgcfsgwmgwdatabasesshslfhssisccxcxserviceselementsuedxsessionmanagementroutinggmmwpcscficscfmwscscfmrmrfcpdfsupportentitiesmimpgomrfpggsnvisiteddomainhomedomainbgcfmjmgcfsgwinterworkingelementsmnmgwims网元功能pcscfproxycallsessioncontrolfunctionims域拜访域控制平面统一的初步入口点将来自拜访地接入网络的sip消息包括注册登记多媒体会话代理转接到其归属地的scscf根据登记时记录的信息或icscf根据sipua携带的归属域名
VoLTE基本原理及信令流程
VoLTE基本原理及信令流程VoLTE（Voice over LTE）是一种利用LTE（Long Term Evolution）网络进行语音通信的技术，它基于IP（Internet Protocol）网络传输语音数据。
相比传统的2G和3G网络，VoLTE具有更高的音质和更低的延迟。
1.注册过程：用户开机后，VoLTE终端会与LTE网络建立连接，并向网络注册。
这个过程称为注册过程，用于告知网络该终端支持VoLTE功能。
2.语音呼叫建立：当用户发起语音呼叫时，VoLTE终端会发送SIP INVITE消息给IMS核心网（IMS Core）。
这个消息包含呼叫的目标号码等信息。
IMS Core会根据目标号码找到对应的终端，并发送SIP 180 Ringing消息给呼叫发起方，告知对方被叫正在被呼叫。
3.媒体协商和传输：4.语音呼叫结束：当任意一方终止通话时，VoLTE终端会发送SIP BYE消息给IMS Core，通知对方终止通话。
IMS Core会向对方发送SIP 200 OK消息，然后释放呼叫资源。
在VoLTE信令流程中，还涉及到一些附加功能和协议：- 呼叫转接（Call Transfer）：可以将一通通话转移到另一个终端或另一个网络上。
- 呼叫等待（Call Waiting）：当用户在通话时接到另一个呼叫，可以选择接听或挂断当前通话。
- 呼叫保持（Call Hold）：用户可以将当前通话放置在保持状态，然后接听另一个呼叫。
一旦通话结束，用户可以重新回到保持的通话。
-媒体协商：在语音呼叫建立时，VoLTE终端之间会协商音频编解码方式、传输格式等参数，以确保语音质量和兼容性。
总结起来，VoLTE基于IP网络传输语音数据，利用IMS架构支持语音和其他多媒体服务。
其信令流程包括注册过程、语音呼叫建立、媒体协商和传输，以及语音呼叫结束。
VoLTE还支持一些附加功能和协议，如呼叫转接、呼叫等待和呼叫保持等。
通过VoLTE技术，用户可以在LTE网络上以更高音质和更低延迟进行语音通话。
VOLTE指标及信令流程
VOLTE指标及信令流程VOLTE（Voice over LTE）是一种支持语音服务的LTE网络技术。
它通过使用IP数据传输的方式，在现有的LTE网络上实现高质量、高效率的语音通信。
在VOLTE中，语音数据被转换成IP数据包，通过LTE网络传输，并在终端设备上进行重构和还原，从而实现语音通信。
首先，语音质量是衡量VOLTE性能的重要指标之一、它通常由语音抖动和语音丢包率来衡量。
语音抖动是指语音信号在传输过程中出现的时延变化，造成语音的断续或卡顿的现象。
语音丢包率是指在传输过程中语音数据包的丢失情况。
这些因素都会影响到语音的清晰度和连续性，因此需要保证在VOLTE网络中的语音质量能够达到用户的要求。
其次，语音呼叫建立时间也是衡量VOLTE性能的重要指标之一、它包括从拨号到语音呼叫建立的时延，可以体现出VOLTE网络的响应速度和效率。
较短的呼叫建立时间可以为用户提供更好的体验，因此，减少建立时间是提高VOLTE网络性能的一个重要目标。
此外，VOLTE的容量指标也是衡量其性能的重要指标之一、容量指标主要包括语音接入密度和网络拥塞等方面。
语音接入密度是指在一定时间和空间范围内，能够同时支持的语音呼叫数量。
高容量的网络可以支持更多的用户同时进行语音通信，提高网络利用率。
网络拥塞是指当网络负荷过大时，出现的通信资源短缺和性能下降的现象。
减少网络拥塞可以提高VOLTE网络的可靠性和稳定性。
对于VOLTE的信令流程，主要包括以下几个步骤：1. User Equipment (UE) 发送SIP INVITE信令请求进行呼叫发起；2. Access Network (AN) 接收到呼叫请求后，将其转发给VoLTE控制器（VoLTE Controller）；4.IMS检查呼叫请求的合法性，并根据呼叫目标的IP地址查询对应的终端设备；5.IMS发送SIPINVITE信令请求到目标终端设备；6.目标终端设备接收到SIPINVITE信令后，发送SIP200OK信令表示呼叫已接受；7.IMS收到200OK信令后，通知VoLTE控制器，VoLTE控制器进一步通知AN和UE，呼叫已建立；8.语音数据经过LTE网络传输，被转换成IP数据包在终端设备上进行重构和还原，完成语音通信。
VoLTE信令流程详解
VOLTE信令流程VOLTE是基于SIP协议的语音通话，所有与IMS交互的信令全部为SIP信令，在理解VOLTE信令方面必须对SIP信令进行了解，EPC只是做为业务承载体。
由于SIP信令是以加密方式传输，SIP信令只有在CN侧和终端侧才能解码，基站CDL无法记录SIP信令，同时CDL无法解码较多NAS层直传消息，所以本文中的信令说明部分不结合CDL信令进行说明1.注册流程及重要信令详解SIP 提供了发现机制，如果用户要发起和另一个用户的会话，SIP 必须发现可到达目的用户的当前主机，注册将记录地址URI 和一个或者多个联系地址相关联，这样才能进行呼叫等业务。
严格意义上说，SUBSCRIBE和NOTIFY过程不属于注册过程，但由于该过程在注册完成后紧跟着出现，所以本文将该过程放在注册流程中进行说明。
用户的注销过程与注册过程相似，主要就是注销请求中,expire值为0，所以本文中不再进行单独说明，注销过程无SUBSCRIBE信令，是因为UE注册时已有SUBSCRIBE。
信令说明如下：1.UE进行Attach，建立QCI=9的默认承载，并使用IMS APN建立PDN连接；2.建立立QCI=5的默认承载，用于传送SIP信令；3.UE通过QCI=5的默认承载向IMS发起注册请求；4.P-CSCF通过HSS获知用户信息不在数据库中，便向终端代理回送401 Unauthorized 质询信息，其中包含安全认证所需的令牌；5.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P-CSCF服务器；6.P-CSCF将REGISTER 消息中的用户信息解密，验证其合法后，IMS核心网将该用户信息登记到数据库中，并向终端返回成功响应消息200 OK；7.用户向IMS订阅注册事件包8.服务器应答订阅成功9.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，同时携带XML信息10.终端发送Notify 200表示接收成功注册过程测试信令载图如下：注销过程测试信令截图如下：1)Activate Default EPS Bearer Context Request（QCI=5）该信令是用于建立QCI=5的默认承载，所有SIP信令都通过QCI=5的承载传输，该信令的内容已在该信令前的RRC重配置中附带下来。
VOLTE基本原理与信令流程
VOLTE语音与视频的相关承载
VOLTE注册流程
UE附着到 EPC网络 UE注册到 IMS网络
UE附着到EPC网络：UE发起附着请求后，EPC 网络首先对UE进行鉴权，鉴权通过后从融合 HLR/HSS获取到UE的签约数据。EPC网络根据 用户签约数据中的默认APN和PDN签约上下文 进行默认承载的建立，默认承载建立完成后即 完成EPC网络的附着
VOLTE默认承载：QCI9、QCI5 37
I M S 注册流 程
IMS基本注册 步骤1：用户对网络鉴权
步骤2：网络对用户鉴权
获取IMSI，并推 到IMPI和T-IMPU
UE注册到IMS网络：包括基本注册和第三方注册
基本注册：IMS网络对UE，以及UE对IMS网络进 行双向鉴权，鉴权通过后，S-CSCF从融合 HLR/HSS下载到用户数据，基本注册完成
全省共设置3套PSBC，广州庄头机房1套、 广州槎龙机房2套，负荷分担承担全省 VoLTE业务
新建4套VoLTE专用MG C F：其中中兴域
2 套（MGCF03/04）、华为域2套
25
(MGCF53/54)。分别承担中兴域、华为域
（固网IMS）地市的非VoLTE话务的对接
VOLTE网络架构-基本分层
• 利用LTE的高带宽，通过引入RCS、WebRTC等新 型应用，在基本话音基础上为用户更丰富的业务体
验，应对来自OTT的竞争与挑战
V o LTE
• 采用WB-AMR宽带语音编码，音质更加清晰 ； 高清视频体验提高10X
基于IMS→简单高效统 一
TDM
NG
IMS
CS
N
• 引入IMS促进核心网的演进，简化网络
例
谢谢！
VOLTE测试方法及信令培训V4
VOLTE测试方法及信令培训V4VOLTE测试方法及信令培训V4一、VOLTE测试方法1.网络准备在进行VOLTE测试前，首先需要搭建好LTE网络。
可以使用商用LTE基站设备或者模拟器来模拟真实的LTE网络环境。
2.设置测试场景根据测试需求设置合适的测试场景。
比如可以设置不同的信道条件、不同的网络负载以及不同的网络拓扑结构等。
3.配置测试设备配置VOLTE测试所需的设备，包括测试手机、测试仪、测试服务器等。
测试手机需要支持VOLTE功能，并且能够连接到LTE网络。
4.进行测试进行各种VOLTE测试，包括语音通话质量测试、多用户并发测试、呼叫接通率测试等。
通过对测试结果的分析和比对，评估VOLTE网络的性能和稳定性。
二、VOLTE信令培训1.基本概念2.信令流程VOLTE通话的信令流程包括注册、呼叫建立、通话控制和释放等几个阶段。
在注册阶段，手机通过向IMS注册服务器发送注册请求来建立与IMS的连接。
在呼叫建立阶段，发起呼叫的一方向IMS发送呼叫请求，IMS根据呼叫请求找到被叫方并建立通话连接。
通话控制阶段是指通话过程中的控制信令交换，包括通话保持、通话切换等功能。
通话释放阶段是通话结束后释放通话连接。
3.信令参数在VOLTE通话中，有一些重要的信令参数需要注意。
比如SIP （Session Initiation Protocol）消息中的Call-ID、From、To等字段，用于唯一标识一个通话会话和识别通话参与者。
还有SDP（Session Description Protocol）消息中的音频编码格式、媒体端口等字段，用于描述通话的媒体属性。
4.信令分析工具进行VOLTE信令分析可以使用一些专业的工具。
比如Wireshark，它是一款开源的网络协议分析工具，可以捕获和分析VOLTE通话的信令流程，帮助解决通话质量问题和故障排查。
5.信令排查方法当出现VOLTE通话质量问题时，可以采用排查方法来找出问题的原因。
VOLTE指标及信令流程
六忙时平 均
Enb
0.5%
E-RAB掉线率(QCI=5)
E-RAB(QCI=5)掉线率反映了系统 的业务通讯保持能力，也反映了系 统的稳定性和可靠性。
∑( 分QCI的eNB请求释放的E-RAB数 -分QCI的正常 的eNB请求释放的E-RAB数 +分QCI的切出失败的ERAB数 )/∑分QCI的E-RAB建立成功数， 其中∑代表将 本地网范围内的各个小区的统计结果累加, QCI=5。
（MO发送的RTP数据包数量-MT接收的RTP数据包数 量）/MO发送的RTP数据包数量*100%
六忙时平 均
Enb
小区下行PDCP SDU平均时延 小区用户面下行平均时延
六忙时平 均
Enb
99% 1% 0.1s
目录
VoLTE主要指标介绍 VoLTE集团用例测试指标 VoLTE信令流程
6
7.1基本呼叫体验测试-好点
话音质量
抖动（Jitter）（话音）
RTP丢包率（PLR）（话音）
RTP丢包率（PLR）（视频）
指标描述
公式定义
建议值
终端侧发起第一条随机接入消息到收到网 络侧下发SIP 180 ring消息之间的时间差
--
被叫上发INVITE 183到收到UPDATE（ QCI1专用承载建立）
--
被叫上发INVITE 183到收到UPDATE（ QCI1&QCI2专用承载建立）
六忙时平 均
Enb
0.5%
保持性 E-RAB掉线率(QCI=2)
E-RAB(QCI=2)掉线率反映了系统 的业务通讯保持能力，也反映了系 统的稳定性和可靠性。
∑( 分QCI的eNB请求释放的E-RAB数 -分QCI的正常 的eNB请求释放的E-RAB数 +分QCI的切出失败的ERAB数 )/∑分QCI的E-RAB建立成功数， 其中∑代表将 本地网范围内的各个小区的统计结果累加, QCI=2。
VOLTE指标及信令流程
Enb
99%
呼叫建立时延(话音/视频）R延RC连接建立时延和E-RAB建立时
--我们认为不同的qci的e-rab的信令面的建立流程是 一样的，不需要区分qci
六忙时平 均
Enb
50ms
掉话率
掉话次数/成功建立呼叫次数 *100%
掉话次数/成功建立呼叫次数*100%
六忙时平 均
Enb
0.50%
E-RAB掉线率(QCI=1)
指标描述
公式定义
建议值
终端侧发起第一条随机接入消息到收到网 络侧下发SIP 180 ring消息之间的时间差
--
被叫上发INVITE 183到收到UPDATE（ QCI1专用承载建立）
--
被叫上发INVITE 183到收到UPDATE（ QCI1&QCI2专用承载建立）
--
3s 800ms 900ms
数)*(QCI 5 E-RAB建立成功数/QCI 5 E-RAB建立请求 数)*(QCI 1 E-RAB建立成功数/QCI 1 E-RAB建立请求 数)*(RRC连接建立成功次数/ RRC连接建立请求次
六忙时平 均
Enb
98%
数)*100%
接入性
E-RAB建立成功率(QCI=1)统 功计 率。QCI=1的用户平面连接建立成
成功完成呼叫次数/终端发 起呼叫总数*100%
QCI1&QCI2)
98%
掉话率（话音/视频）
核心网异常下发bye-request， 终端正常bye
之前发生rrc release或收到核心网deactivate EPS bearer或detach。 N s内没有收到相关消息； bye之前
掉话次数/成功建立呼叫次 数*100%
VOLTE基本原理和技术及测试分析
面RLC采用AM模式，保障其准确性。
QCI等级 资源类型 优先级 数据包时延预 算 数据包丢失率 典型业务
1
2 3 4 5 6 NonGBR GBR
2
4 3 5 1 6
100 ms
150 ms 50 ms 300 ms 100 ms 300 ms
10-2
10-3 10-3 10-6 10-6 10-6 实时游戏
头压缩
ROHC主要功能是将 核心网和UE之间的数 据报文的报文头，如IP 头、UDP头、RTP头进 行压缩后，再进行传输， 达到节省空口带宽资源 的作用。
半静态调度
在LTE系统中，对于小数据量的VoIP应 用，制约系统容量的因素不是系统带宽， 而是控制信道的容量，SPS（SemiPersistent Scheduling）将资源周期性 （20ms）分配给特定UE，具有“一次 分配，多次使用”的特点，以降低对应 控制信道（PDCCH）的开销。但SPS采 用保守调度算法（MSC不得高于15）。 可能导致系统容量受限于PUSCH而有所 下降，不建议开启。
2X
话音质量
频率：50~7000Hz 编解码：AMR-WB 23.85Kbps
3X
频谱效率
LTE
2G/3G
仿真测试结果显示：同样承载AMR，LTE的频谱效率可达 到R99 3倍以上
责任 诚信 专业 专注
一、走进VOLTE
AMR：是一种自适应多速率编码，根据传输信道的实际 情况，调整编码模式、速率和纠错码位数来保证语音质 量，在数据压缩和容错上面取得平衡。一般语音质量越 高抗干扰能力越弱。
责任 诚信 专业 专注
二、VOLTE关键技术
QOS
VOLTE采用双APN（数据APN+语音APN）：语音APN的默认承载QCI=5，数据APN的默认承载QCI=9. 按照协议，对于语音业务需要建立QCI=1承载，视频业务需要建立QCI=1和QCI=2的传输承载。根据延迟 要求，无线侧用户面RLC选用UM模式传输，保证其实时性要求。走SIP信令流的QCI=5承载，无线侧控制
VoLTE信令流程详解(参考模板)
VOLTE信令流程VOLTE是基于SIP协议的语音通话，所有与IMS交互的信令全部为SIP信令，在理解VOLTE信令方面必须对SIP信令进行了解，EPC 只是做为业务承载体。
由于SIP信令是以加密方式传输，SIP信令只有在CN侧和终端侧才能解码，基站CDL无法记录SIP信令，同时CDL无法解码较多NAS层直传消息，所以本文中的信令说明部分不结合CDL信令进行说明1.注册流程及重要信令详解SIP 提供了发现机制，如果用户要发起和另一个用户的会话，SIP 必须发现可到达目的用户的当前主机，注册将记录地址URI 和一个或者多个联系地址相关联，这样才能进行呼叫等业务。
严格意义上说，SUBSCRIBE和NOTIFY过程不属于注册过程，但由于该过程在注册完成后紧跟着出现，所以本文将该过程放在注册流程中进行说明。
用户的注销过程与注册过程相似，主要就是注销请求中,expire值为0，所以本文中不再进行单独说明，注销过程无SUBSCRIBE信令，是因为UE注册时已有SUBSCRIBE。
信令说明如下：1.UE进行Attach，建立QCI=9的默认承载，并使用IMS APN建立PDN连接；2.建立立QCI=5的默认承载，用于传送SIP信令；3.UE通过QCI=5的默认承载向IMS发起注册请求；4.P-CSCF通过HSS获知用户信息不在数据库中，便向终端代理回送401 Unauthorized 质询信息，其中包含安全认证所需的令牌；5.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P-CSCF服务器；6.P-CSCF将REGISTER 消息中的用户信息解密，验证其合法后，IMS核心网将该用户信息登记到数据库中，并向终端返回成功响应消息200 OK；7.用户向IMS订阅注册事件包8.服务器应答订阅成功9.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，同时携带XML信息10.终端发送Notify 200表示接收成功注册过程测试信令载图如下：注销过程测试信令截图如下：1)Activate Default EPS Bearer Context Request（QCI=5）该信令是用于建立QCI=5的默认承载，所有SIP信令都通过QCI=5的承载传输，该信令的内容已在该信令前的RRC重配置中附带下来。
LTE VOLTE路测信令分析解析
1188））IInniittiiaall CCoonntteexxtt 5）SSeeIttnuuipptiaRRl eeCqqouuneetssettxt
Setup Request
21）Initial Context 8S）etIunpitiRalesCpoonntseext
300 ms
100 ms
300 ms
数据包丢失率 10-2 10-3 10-3 10-6 10-6
10-6
10-3
10-6
典型业务
会话语音
会话视频（直播流媒体）
实时游戏
非会话视频（缓冲流媒体）
IMS 信令
视频（缓冲流媒体） 基于TCP的业务 (如www\email\chat\ftp\ p2p 文件共 享\逐行扫描视频）
I-CSCF（Interrogating Call Session Control Function 协商会话控制功能）: 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。
MGCF（Multimedia Gateway Control Function 多媒体网关控制功能）: 在IP多媒体子系统(IMS)的一个组成部分，与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。
2）Rrc Connection Setup
3）Rrc Connection Setup Complete
（Service Request）
AA发 发起 起呼 呼叫 叫
VOLTE基本原理和技术及测试分析
素不是系统带宽，而是控制信
一传输块来提高小区
报文头，如IP头、 道的容量，SPS（Semi-Persistent
边缘UE上行增益（仿
UDP头、RTP头进 Scheduling）将资源周期性（
真提高4db），它是
行压缩后，再进
20ms）分配给特定UE，具有“一
提高用户在小区边缘
行传输，达到节
次分配，多次使用”的特点，以
11
1
AMR-WB 8.85 kbit/s
10 留用-； -
TDMA-EFR SID
22
2
AMR-WB 12.65 kbit/s 11 -
-
PDC-EFR SID
33 44 55
3 4 5
AMR-WB 14.25 kbit/s AMR-WB 15.85 kbit/s AMR-WB 18.25 kbit/s
12-
14
AMR NB的语音带宽范围：
-
-
For future use
300－3400Hz，8KHz采N样o Data (No
66
6
AMR-WB 19.85 kbit/s 1A5MR-W-B: -
transmission/No
7
7
88
7 8
AMR-WB 23.05 kbit/s AMR-WB 23.85 kbit/s
话音比以前更加自然、re舒cep适tio和n)易于分
二、VOLTE关键技术
关键技术
小区边缘QoS保障
头压缩
半静态调度
TTI Bundling （TTI 绑
ROHC主要功能是 在LTE系统中，对于小数据量的
定）：通过连续使用
VOLTE技术原理与信令流程
VOLTE原理报告项目名称中移动福州VOLTE测试文档编号版本号 1.0.1作者苏晓群版权所有大唐移动通信设备有限公司本资料及其包含的所有内容为大唐移动通信设备有限公司(大唐移动)所有,受中国法律及适用之国际公约中有关着作权法律的保护。
未经大唐移动书面授权，任何人不得以任何形式复制、传播、散布、改动或以其它方式使用本资料的部分或全部内容，违者将被依法追究责任。
目录12.......................................................................................................3VOLTE KPI分类及定义4VOLTE信令流程..................................................................................................................................................................................56.1 异系统门限参考参数不合理导致无法eSRVCC切换 .............................................................6.2 核心网EPS承载未释放导致下次视频业务接入失败..............................................................6.3 核心网和终端协商速率过低导致视频电话质量差 .................................................................1引言1.1 编写目的本文主要对VOLTE的原理进行介绍，并对VOLTE小区主要参数配置及测试信令进行详细说明，使读者对VOLTE有个基本的了解；由于VOLTE现在未商用，所以实际优化经验较少，优化可以参考R9及2/3G的优化经验。
VOLTE基本原理与信令流程
VOLTE基本原理与信令流程VOLTE（Voice over LTE）是一项技术，它将语音通信通过LTE （Long Term Evolution）网络进行传输。
基本原理和信令流程是VOLTE 技术的关键方面之一、下面是一个关于VOLTE基本原理和信令流程的详细解释。
1.VOLTE基本原理：b. 语音编解码：VOLTE使用AMR（Adaptive Multi-Rate）编解码器进行语音编解码。
AMR编码器根据网络质量动态调整编码速率，以提供最佳的语音质量。
c. QoS（Quality of Service）管理：VOLTE通过优先级管理保证语音数据的传输质量。
它使用IP网络的QoS机制，为语音数据分配带宽，并确保其优先传输。
d. 支持高级功能：VOLTE还支持高级功能，如高清语音（HD Voice）、多方通话、语音视频调度等。
2.VOLTE信令流程：VOLTE信令流程涉及多个实体之间的交互，包括UE（User Equipment）、eNodeB（Evolved Node B）、MME（Mobility Management Entity）、AMF（Access and Mobility Management Function），以及IMS核心网络中的其他实体。
以下是一种简化的VOLTE信令流程：a.注册流程：1）UE向eNodeB发送注册请求。
2）eNodeB将注册请求转发给MME。
3）MME向UE发送验证请求。
4）UE向MME发送验证响应。
5）MME完成注册过程，并分配IP地址给UE。
b.呼叫建立过程：1）主叫UE向CSCF（Call Session Control Function）发送呼叫请求。
2）CSCF将呼叫请求转发给P-CSCF（Proxy-CSCF）。
3）P-CSCF将呼叫请求转发给S-CSCF（Serving-CSCF）。
4）S-CSCF与HSS（Home Subscriber Server）进行鉴权。
VoLTE 信令流程详解
VOLTE信令流程VOLTE是基于SIP协议的语音通话，所有与IMS交互的信令全部为SIP信令，在理解VOLTE信令方面必须对SIP信令进行了解，EPC 只是做为业务承载体。
由于SIP信令是以加密方式传输，SIP信令只有在CN侧和终端侧才能解码，基站CDL无法记录SIP信令，同时CDL无法解码较多NAS层直传消息，所以本文中的信令说明部分不结合CDL信令进行说明1.注册流程及重要信令详解SIP 提供了发现机制，如果用户要发起和另一个用户的会话，SIP 必须发现可到达目的用户的当前主机，注册将记录地址URI 和一个或者多个联系地址相关联，这样才能进行呼叫等业务。
严格意义上说，SUBSCRIBE和NOTIFY过程不属于注册过程，但由于该过程在注册完成后紧跟着出现，所以本文将该过程放在注册流程中进行说明。
用户的注销过程与注册过程相似，主要就是注销请求中,expire值为0，所以本文中不再进行单独说明，注销过程无SUBSCRIBE信令，是因为UE注册时已有SUBSCRIBE。
信令说明如下：1.UE进行Attach，建立QCI=9的默认承载，并使用IMS APN建立PDN连接；2.建立立QCI=5的默认承载，用于传送SIP信令；3.UE通过QCI=5的默认承载向IMS发起注册请求；4.P-CSCF通过HSS获知用户信息不在数据库中，便向终端代理回送401 Unauthorized 质询信息，其中包含安全认证所需的令牌；5.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P-CSCF服务器；6.P-CSCF将REGISTER 消息中的用户信息解密，验证其合法后，IMS核心网将该用户信息登记到数据库中，并向终端返回成功响应消息200 OK；7.用户向IMS订阅注册事件包8.服务器应答订阅成功9.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，同时携带XML信息10.终端发送Notify 200表示接收成功注册过程测试信令载图如下：注销过程测试信令截图如下：1)Activate Default EPS Bearer Context Request（QCI=5）该信令是用于建立QCI=5的默认承载，所有SIP信令都通过QCI=5的承载传输，该信令的内容已在该信令前的RRC重配置中附带下来。
VOLTE技术原理与信令流程
VOLTE技术原理与信令流程
一、VOLTE技术原理
VoLTE 基于IP技术，采用 packet switched(PS)传输语音，而不是使用传统的 circuit switched (CS)传输，有效的将网络资源更为有效的利用，大大地节省带宽，并为用户提供高质量的通话体验。
VoLTE采用基于UDP的RTP协议和AMR-WB编码，捕获、编码、传输、接收和播放语音信号。
VoLTE采用改进的SC-FDMA技术，改善了LTE网络的信道估计性能，提高了网络的频谱效率，降低了网络中的延迟和网络中的坐席抖动现象。
VoLTE通过采用音频编码和帧结构，在保持同一等级语音质量的同时，将编码码率转换为50%以下，以降低数据传输的总带宽要求。
VoLTE采用高效的RAN优化技术，支持用户在切换到4G网络后获得更好的通话体验：延迟低，音频质量高，抗干扰能力强，提供实时的改变和健壮性，为用户提供优质的通话服务。
二、VoLTE信令流程
VoLTE信令流程首先包括eRTT协议，eRTT是LTE系统中的实时传输协议，通过分组多播技术支持实时传输。
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《VoLTE基本原理、信令流程与端到端测试》目录▊什么是VoLTE？▊LTE的语音解决方案▊Volte业务特征▊Volte与RCS的关系▊SRVCC与eSRVCC1.SRVCC基本架构2.SRVCC流程及切换性能3.eSRVCC切换4.eSRVCC基本原理5.eSRVCC的几个关键点▊eSRVCC切换前后的信令流程1.支持eSRVCC的UE注册流程2.支持eSRVCC的UE主叫流程3.UE的VoLTE被叫流程4.UE的eSRVCC切换流程▊VoLTE的端到端要求1.终端2.组网3.端到端QoS▊用户数据▊域选择▊无线侧要求▊涉及改造的网元和内容▊业务一致性▊VoLTE网络改造要求（与CSFB对比）▊《VoLTE呼叫验证和实时网络问题实例》网络研讨会，免费学习充电的机会，了解更多关于VoLTE测试的内容▊什么是VoLTE？VoLTE即Voice over LTE，它是一种IP数据传输技术，无需2G/3G网，全部业务承载于4G 网络上，可实现数据与语音业务在同一网络下的统一。
换言之，4G网络下不仅仅提供高速率的数据业务，同时还提供高质量的音视频通话，后者便需要VoLTE技术来实现。
VoLTE相较2G、3G语音通话，语音质量能提高40%左右，因为它采用高分辨率编解码技术。
VoLTE为用户带来更低的接入时延（拨号后的等待时间），比3G降50%，大概在2秒左右，而2G时代在6-7秒。
此外，2G、3G下的掉线率时有发生，但VoLTE的掉线率接近于零。
因为对于语音业务，LTE的频谱利用效率远远优于传统制式，达到GSM的4倍以上。
另外，VoLTE与RCS的无缝集成可以带来丰富的业务。
VoLTE真正实现了端到端全IP语音，主要体现在：其空口IP化，由分组域提供承载，通过IMS进行会话控制。
VoLTE难点在于与2/3G切换流程相对复杂，是核心网电路域不IMS之间的切换，涉及IMS、电路域和LTE核心网之间的互操作，即eSRVCC（enhanced Single Radio Voice Call Continuity）。
▊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业务特征▊Volte与RCS的关系RCS（Rich Communication Suite）：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（Rich Communication Suite-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eSRVCC3GPP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（Access Transfer Control Function）/ATGW（AccessTransfer Gateway）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MSC Server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SRVCC MSC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：SRVCC MSC发起远端媒体更新，通知远端IMS终端通过SRVCC MSC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SRVCC MSC；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SCC AS发生了SRVCC切换●分配可路由标识STN-SRATGW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SRVCC capability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MME Sv接口的消息触发预留CS域资源●ATCF发起会话切换●选择发现ATCFSCC AS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MS network capability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SCC AS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SCC AS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SCC AS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SCC AS●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eSRVCC IWF后续寻址ATCF。
●+g.3gpp.atcf-mgmt：ATCF的PSI号码，用于SCC AS后续寻址ATCF。
●+g.3gpp.atcf-path：ATCF URI号码，用于接受后续SCC AS发送的SIP MESSAGE 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SCC AS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：SCC AS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SCC AS。
P7-P10：SCC AS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：SCC AS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SCC AS。