LTE语音解决方案--VOLTE调度机制的研究 5.24 - 图文(3)

此间的双向鉴权过程。一方面，S-CSCF 根据从HSS 下载的认证向量对用户进行认证和授权；另一方面，用户也会对网络进行认证，以确定自己不是在和非法网络进行通信。双向鉴权机制提高了IMS 网络的安全性。在安全方面，用户和代理呼叫会话控制功能（P-CSCF：Proxy CallSession Control Function） 之间建立安全关联也是注册过程的一部分。

此外，由于IMS 系统是由归属网络来进行业务控制，并为用户提供业务的，而用户接入IMS 系统的第1 个网元是P-CSCF，因此，在用户作被叫的时候，用户归属的S-CSCF 需要知道用户接入到哪个P-CSCF 了，P-CSCF 的地址就是在注册过程中通过网元间的信息交互来传递给归属S-CSCF 的。

IMS 注册包括2 段注册过程：第1 段注册过程，网络将鉴权参数传递给用户，同时把P-CSCF 地址传递给S-CSCF。用户在收到鉴权参数后，实现对网络的认证。在第2 段注册过程中，用户会将计算得出的鉴权响应返回给S-CSCF，由S-CSCF 根据该鉴权响应，完成网络对用户的鉴权，该过程中还会将HSS中的用户信息下载到S-CSCF 上。

（3） 业务发起和会话控制过程

用户发起业务的时候，有可能是处于连接状态，也有可能是处于空闲状态。这是因为用户在附着以后，其EPS 连接管理（ECM：EPS Connection Manage??ment）状态模型虽然会从空闲状态变成连接状态，但是，很多用户并不是在开机附着以后，就会马上执行业务，而基本上是处于待机状态。在这种情况下，如果还为用户保持着空口资源，就会对系统资源造成极大的浪费。因此，在EPS 中，也定义了跟2G/3G 系统类似的机制，在用户附着完成以后，仅保留S-GW和P-GW 之间的连接，而释放空口资源和S1 接口的资源，只在用户有业务需求的时候，才会进行空口资源和S1 接口资源的重建。

用户的状态不同，其信令交互过程也有所不同。如果用户是在连接状态发起业务的，那么就能直接在默认承载上传递IMS 的SIP INVITE 消息，开始IMS 会话建立的交互过程。在这个过程中，会伴随有用于用户语音业务的专有承载过程的建立，专有承载的服务质量等级标识（QCI：QoS Class Identifier）可以为1 或者3。用户在连接状态下建立VoIP 过程的IMS 信令与EPC 信令交互如图4 所示。

主叫网络S-CSCF被叫网络其他IMS网元UEMMES-GW/P-GWP-CSCFP-CSCF主叫发起INVITE消息，携带主叫媒体流信息S-GW/P-GWMMEUE被叫返回183消息，携带协商后的主、被媒体流信息主叫侧 建立专有承载主叫发出Update消息，告知主叫侧资源已经准备好被叫发出180消息，告知被叫侧资源已经准备好被叫侧 建立专有承载 图4 VoIP 业务IMS 信令与EPS 信令交互过程（用户在连接状态） 需要注意的是，图4 中只包括了IMS 层的请求消息，确认消息或响应消息限于篇幅原因，没有在图中体现。另外，该示意图是以IMS 系统启动了资源预留机制为例的。从图中可以看出，在被叫发出183消息之后，就说明主、被叫两侧已经协商好资源了，因此EPS 系统可以为主、被叫用户建立专有承载了。准确的时机应是主叫用户在收到183 的200 OK之后建立专有承载的，而被叫用户在发出183的200 OK 之后建立的。

如果系统不启动资源预留机制，那么就没有图中的183 和Update 过程，而是在INVITE 消息之后以及180 消息之前，建立好主、被叫侧的EPS 层专有承载。

上面所讲的是用户在连接状态下发起的业务过程，如果用户是在空闲状态下发起业务的，那么在传递IMS SIP INVITE 消息之前，必须要恢复空口资源和S1 接口资源，这要通过EPS 的业务请求过程来实现的。在这个过程中，除了重建无线资源和S1 资源外，还需要将重新建立的S1 资源信息告诉核心网节点，以保证用户数据的正确传递。空闲状态的用户，在完成无线资源和S1 接口资源重建之后，才会继续图4 中的消息流程。一旦完成上述IMS 信令交互以及EPS 层的专有承载建立，用户的语音业务就能够在所建好的专有承载上进行传递了。

（4） 资源释放过程

VoIP 用户在结束通话以后，系统需要释放相应的资源。由于资源建立涉及到IMS 层和EPS 层，因此资源释放也包括业务层和承载层的资源释放。

业务层的资源释放过程如图5 所示。用户结束通话后，会产生BYE 消息发送给P-CSCF，随后BYE 消息会在会话中涉及到的IMS 层的节点之间依次传递，业务层所占用的资源也就一一释放掉了。

S-CSCFP-CSCFUEBYEBYEBYE200 OK200 OK200 OK

图5 VoIP 业务IMS 层资源释放过程

承载层的资源释放，首先是由P-GW 发起的。因为P-GW 是关联业务层和承载层的节点，它通过业务层知道用户此次与会话相关的专有承载资源需要释放。随后，MME/S-GW/ P-GW 以及无线侧设备中的相应的专用资源都需要进行释放。如同前述建立默认承载时的原则一样，如果在结束VoIP 业务之后，用户在一段时间内没有进一步的业务动作，空口与S1 接口的资源也会释放，但是用户的S5 接口的默认承载还是会继续保留的（图6）。

UEeNodeBMMES-GWP-GWPCC触发承载修改删除承载请求删除承载请求删除承载请求释放空口无线资源删除承载响应删除承载响应删除承载响应 图6 VoIP 业务EPS 专有资源释放过程

2.3 设备功能要求

3GPP 国际标准没有对VoLTE 业务的实现给出详细的流程和具体的要求，运营商为了简化业务实现流程，保证不同厂家设备间互通以及不同运营商间的业务互通，在全球移动通信协会（GSMA：GlobalSystem for Mobile Communications assembly）制定了一系列与VoLTE 业务相关的标准文件，如：GSMA IR.92（IMS 要求）、GMSA IR.94（视频呼叫）、GMSA IR.88（LTE 漫游）等，其中对VoLTE 设备（包括：无线设备、EPC 核心网设备、IMS 设备和PCC 设备）要求做出了明确的定义。

（1）无线设备侧设备要求

头压缩（ROHC：Robust Head Compression）：这是因为VoIP 是由实时传送协议（RTP）/ 用户数据包协议（UDP）/IP 来承载的，话音的数据包很小，但是RTP、UDP 和IP 的包头控制信息很长。因此，UE 和网络需要使用头压缩以提高传输效率。

TTI 绑定：用以扩展VoLTE 的无线覆盖范围以弥补因为LTE 时间非连续传输造成的链路预算损失。

半静态调度（SPS：Semi Persistent Scheduling)：话音数据包的产生比较规则。因此可以用SPS 来减少调度的开销。

无线承载：UE 需要支持SRB1 + SRB2 + 4 xAM DRB + 1 x UM DRB 的无线承载组合。网络需要支持SRB1 + SRB2 + 2 x AM DRB + 1 x UM DRB 的无线承载组合。需要支持QCI=1（用于话音包传输）的GBR 承载, QCI=5 （用于SIP 信令传输）和QCI=8/9 的non-GBR 承载。

非连续接收（DRX：Discontinuous Reception）：为减少UE 的耗电，基站应支持LTE 非连续接收。分组域切换（PSHO：PS Handover）：LTE 网内的分组域的切换。如果网络也支持VoHSPA（Voiceover HSPA），最好支持HSPA（High Speed Packet Access）和LTE 间的分组域切换。

（2）核心网设备功能要求

由于非保证比特率（Non-GBR：Guaranteed Bit Rate）承载不能提供无线链路上可保证的比特速率，所以不适用于IMS 语音业务。此外，虽然跟LTE 的

峰值速率相比，语音业务只是一个低速率的数据，但是它却要求为语音业务建立GBR 承载的业务。

在UE 创建用于IMS 语音的分组数据网络(PDN：Packet Data Network）的连接时，需要建立一个缺省承载 …… 此处隐藏：2804字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……