VOLTE知识点.docx
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VOLTE知识点
1、VOLTE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）。
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。
2、VoLTE竞争力
体验特性
VoLTE
2G/3G
呼叫时延
0.5-2秒
5-8秒
视频质量
典型分辨率：
480*640
可选720P/1080P
分辨率：
176*144
话音质量
AMR-WB
频率：
50~7000Hz
编解码：
AMR-WB23.85Kbps
抽样：
16KHz
AMR-NB
频率：
300~3400Hz
编解码：
AMR-NB12.2Kbps
抽样：
8KHz
3、终端开机的IMS注册过程
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。
SIP注册过程：
序号
消息解释
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。
4、VoLTE呼叫VoLTE的信令呼叫流程
对关键流程的解释如下表所示：
序号
消息解释
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-BearerID=5,DRB-ID=3;QCI=5的SIP信令承载的eps-BearerID=6,DRB-ID=4
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-BearerID=7，DRB-ID=5。
关键参数包括头压缩参数，TTIBundling，SPS。
DRX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-BearerID=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UPDATE200，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BYE200，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。
5、Volte呼叫volte的AMR-WB12.65K的确定
1）AMR-WB的9种速率索引表
FrameTypeIndex
ModeIndication
ModeRequest
Framecontent（AMR-WBmode,comfortnoise,orother）
0
0
0
AMR-WB6.60kbit/s
1
1
1
AMR-WB8.85kbit/s
2
2
2
AMR-WB12.65kbit/s
3
3
3
AMR-WB14.25kbit/s
4
4
4
AMR-WB15.85kbit/s
5
5
5
AMR-WB18.25kbit/s
6
6
6
AMR-WB19.85kbit/s
7
7
7
AMR-WB23.05kbit/s
8
8
8
AMR-WB23.85kbit/s
9
—
—
AMR-WBSID（ComfortNoiseFrame）
11~13
—
—
Forfutureuse
14
—
—
speechlost
15
—
—
NoData（Notransmission/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
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。
6、Volte呼叫vollte的AMR-WB23.85k的确定
1）Invite消息中的AMR-23.85k的编码方法
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。
7、Volte语音呼叫2G
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：
8、Volte视频呼叫2G
流程如下所示：
序号
消息解释
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消息以后，发送releasecomplete，表示释放成功
9、eSRVCC
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SRVCCMSC准备切换，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.SRVCCMSC发起远端媒体更新，通知远端IMS终端通过SRVCCMSC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到远端IMS终端切换媒体连接完成，这段时间语音将发生中断，中断时间T2约为800ms左右（如果远端终端处于漫游中，这段时间还会更长）
eSRVCC：
在SRVCC基础上，通过在拜访地引入ATCF作为媒体锚定点，节省远端媒体更新时间，可将切换时延减低至300ms以内。
（注：
ATCF功能集成在SBC内实现）
1．终端不区分SRVCC和eSRVCC，均看做SRVCC，附着过程中终端上报SRVCC能力，并存储在HSS中；
2．是否支持eSRVCC是由拜访地和归属地的网络部署决定的，只有当拜访地和归属地均支持eSRVCC时，终端才能进行eSRVCC切换，否则执行SRVCC切换：
eSRVCC与SRVCC方案区别点在于前者在IMS系统中新增了一对功能实体：
ATCF（AcessTransferControlFunctionality，接入转移控制功能）和ATGW（AccessTransferGateway，接入转移网关），分别作为VoIP呼叫在控制平面和用户平面的锚定点。
两者对比如下图所示：
图1SRVCC和eSRVCC的区别
10、头压缩RoHC
Ø减少报头开销
⏹语音包头开销：
RTP开销占12Byte，UDP头开销占8Byte，IP层的IP头开销占20Byte（IPv4）/40Byte（IPv6）。
⏹ROHC头压缩后IP+UDP+RTP头开销4Byte左右。
⏹以12.2k语音为例，头压缩前60+32=92字节，压缩后4+32=36字节，压缩率为60%。
Data
IPV6
UDP
DATA
RTP
60byte
32byte
4byte
Ø实现策略
⏹只对用户面的数据执行头压缩；
⏹可以分承载配置是否打开头压缩：
☐默认头压缩仅针对QCI=1语音承载开启；
☐对于视频通话业务中QCI=2的视频承载默认不开启；
确认头压缩打开，通过查看RRCConnectionReconfiguration消息确认。
11、TTI捆绑说明
TTIbundling就是把上行的连续TTI进行绑定，在多个连续的子帧上多次发送同一个TB（TransportBlock）。
●提高数据解码成功的概率，提高上行3~4dB的SINR
●提升30%上行覆盖范围
TD-LTE的TTIBundling仅适用于子帧配置0、1、6，中移动使用子帧配置2，所以TTIBundling为关闭状态，同时TTIBundling和SPS不能同时配置。
使用8天线可以有效提升上行性能，可以满足VoLTE的要求，因此基本不需要开启TTIbundling。
主要应用于FDD2天线。
参数位置：
TD-LTE业务TD-LTE小区信道及过程配置PUSCH信道
通过查看qci=1语音承载RRCConnectionReconfiguration消息，有没有相关ie。
12、9种QCI值索引
VoLTE使用QCI=5、QCI=1、QCI=2这三种！
语音业务：
QCI=5+QCI=1
视频电话：
QCI=5+QCI=1+QCI=2
QCI
ResourceType（资源类型）
Priority（优先权）
PacketDelayBudget（NOTE 1）信息包延迟
ExampleServices（服务例子）
1
2
100 ms
ConversationalVoice（语音会话）
（NOTE 3）
2
4
150 ms
ConversationalVideo（LiveStreaming）（视频会话）
（NOTE 3）
GBR
3
3
50 ms
RealTimeGaming（实际活动时间）
（NOTE 3）
4
5
300 ms
Non-ConversationalVideo（BufferedStreaming）
（NOTE 3）
5
1
100 ms
IMSSignalling（IMS信号）
（NOTE 3）
6
Video（BufferedStreaming）
（NOTE 4）
6
300 ms
TCP-based（e.g.,www,e-mail,chat,ftp,p2pfilesharing,progressivevideo,etc.）（TCP基础）
7
Non-GBR
Voice,
（NOTE 3）
7
100 ms
Video（LiveStreaming）
InteractiveGaming（组合业务互动）
8
（NOTE 5）
8
Video（BufferedStreaming）
300 ms
TCP-based（e.g.,www,e-mail,chat,ftp,p2pfile
9
9
sharing,progressivevideo,etc.）（数据承载）
（NOTE 6）
（注：
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