VoLTE端到端业务详解 | 典型话务模型

Posted 2022-08-18 COCOgsta

书籍来源：艾怀丽《VoLTE端到端业务详解》

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附上汇总贴：VoLTE端到端业务详解 | 汇总_COCOgsta的博客-CSDN博客

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6.1.1 V2V模型

主被叫VoLTE用户均接入4G无线网，完成CxNET APN和IMS APN默认承载的建立、IMS域注册和第三方注册。IMS网中，为VoLTE用户服务的VoLTE SBC、S-CSCF、VoLTE AS已经选定。PCC中，为VoLTE用户服务的VoLTE PCRF、PGW/PCEF已经选定。

6.1.1.1 V2V模型的主被叫业务整体流程

如图6-1所示，VoLTE用户呼叫VoLTE用户的呼叫流程详细描述如下。

流程1：VoLTE主叫用户发起Invite呼叫，通过IMS APN默认承载发送至主叫用户IMS注册过程中选定的VoLTE SBC，VoLTE SBC通过Rx接口指示PCC为主叫VoLTE用户建立IMS APN专用承载、向PCC索取主叫当前位置信息（见后述）；若用户在发起呼叫时处于ECM空闲态，则终端需首先向MME发送Service Request，恢复S1连接，转为ECM连接态。

流程2：VoLTE SBC将该会话与eSRVCC相关信息绑定，将Invite呼叫送至主叫用户IMS注册过程中选定的S-CSCF。

流程3：S-CSCF根据主叫VoLTE用户签约iFC，按顺序触发相应的IMS AS，对于基本语音呼叫，应按顺序触发至主叫用户IMS注册过程中选定的SCCAS、VoLTE MMTEL AS。

流程4：VoLTE AS完成业务逻辑处理，指示主叫S-CSCF接续被叫。

流程5：被叫号码为Tel号码，主叫S-CSCF查询IMS ENUM，IMS ENUM将被叫Tel号码转换为SIP URI，返回给主叫S-CSCF，主叫S-CSCF根据SIP URI查询IMS DNS，IMS DNS根据用户域名解析为被叫归属省I-CSCF，主叫S-CSCF将呼叫请求发送至选定的被叫归属省I-CSCF。

流程6：被叫归属I-CSCF向被叫用户归属三融合HSS/HLR发起查询，获得被叫VoLTE用户当前所注册的S-CSCF地址；信令消息由LDRA转接；LDRA根据用户的MSISDN寻址用户归属三融合HSS/HLR。

流程7：被叫归属I-CSCF通过IMS DNS解析获得被叫VoLTE用户当前所注册的S-CSCF的IP地址，将呼叫请求发送至被叫VoLTE用户当前所注册的S-CSCF。

流程8：被叫S-CSCF根据被叫VoLTE用户签约iFC，按顺序触发相应的IMS AS，对于基本语音呼叫，应按顺序触发至被叫用户IMS注册过程中选定的VoLTE MMTEL AS、SCCAS。

流程9：被叫SCCAS向被叫用户归属三融合HSS/HLR发起TAD-S被叫域选择流程（见后述）。

流程10：三融合HSS/HLR返回域选择结果为IMS域，SCCAS判断被叫用户是否已分配STN-SR号码和C-MSISDN号码，再向被叫S-CSCF返回的SIP消息中增加Feature-Caps头域（携带+g.3gpp.srvcc标识），表明该会话被SCCAS锚定。

流程11：被叫S-CSCF收到VoLTE AS返回的SIP消息后，根据被叫用户IMS注册时的Path信息，向被叫VoLTE用户IMS注册时选定的VoLTE SBC发送SIP消息，接续被叫VoLTE用户，并通过I-CSCF向主叫S-CSCF返回183响应，主叫S-CSCF将其转发给主叫SCCAS。主叫SCCAS收到183响应后，判断主叫用户已在三融合HSS/HLR中签约了STN-SR号码和C-MSISDN号码，则在183响应中增加Feature-Caps头域，表明该会话被SCCAS锚定。主叫SCCAS将183响应通过主叫S-CSCF发送给主叫VoLTE SBC，主叫VoLTE SBC发现183响应中携带+g.3gpp.srvcc标识，则记录该标识与该会话的关联；主叫用户从主叫VoLTE SBC收到183响应，发现其中携带Feature-Caps头域和+g.3gpp.srvcc标识，记录该会话支持eSRVCC切换。

流程12：被叫VoLTE SBC记录该会话支持eSRVCC切换，并通过Rx接口指示PCC为被叫VoLTE用户建立IMS APN专用承载，向PCC索取被叫当前位置信息（见后述），并将SIP消息发送至被叫VoLTE用户的PGW，PGW通过IMS APN默认承载将SIP信令发送至被叫VoLTE用户。

流程13：被叫VoLTE用户摘机，主被叫VoLTE用户通话。媒体路由为：主叫用户→（IMS APN专用承载）→主叫VoLTE SBC→被叫VoLTE SBC→（IMS APN专用承载）→被叫用户。

6.1.1.2 PCC系统为主被叫VoLTE用户建立IMS APN专用承载的业务流程

如图6-2所示，VoLTE用户的专载建立过程详细描述如下。

流程1：VoLTE SBC收到主叫用户的Invie消息或被叫用户的183消息后，向PCRF发起AAR请求，信令消息中包括用户的地址、端口号、媒体类型和与对方协商的编解码等；Diameter信令消息由省内LDRA转接；LDRA根据用户的IP地址以及在用户IMS APN默认承载建立阶段保存的用户IP地址与VoLTE PCRF之间的绑定关系记录寻址当前控制VoLTE用户IMS APN的VoLTE PCRF。

流程2：PCRF分析Rx接口AAR消息中的媒体类型参数，若为音频，则通过Gx接口指示PGW为VoLTE用户建立QCI=1的专用承载；若为视频，则通过Gx接口指示PGW为VoLTE用户建立1个QCI=1的专用承载和1个QCI=2的专用承载。PCRF向PGW发起RAR请求，信令消息中包括QCI=1，MBR、GBR、流信息等。

流程3：PGW经SGW向MME发起创建承载请求，消息中包括QCI=1，MBR、GBR、TFT和ARP=9等参数。

流程4：MME控制eNB建立无线承载。

流程5：eNB为VoLTE用户分配DRB。

流程6：为VoLTE用户建立IMS APN专用承载成功后，各网元依次确认消息。

流程7：VoLTE SBC收到确认消息后，转发Invite或183消息给后续IMS网元，并进行后续网络接续。

6.1.1.3 主被叫VoLTE SBC通过PCC系统获取主被叫VoLTE用户当前位置信息的业务流程

如图6-3所示，VoLTE用户当前位置信息的获取过程详细描述如下。

流程1：VoLTE SBC请求PCRF上报VoLTE用户当前位置信息；Diameter信令消息由省内LDRA转接；LDRA根据用户的IP地址以及在用户IMS APN默认承载建立阶段保存的用户IP地址与VoLTE PCRF之间的绑定关系记录寻址当前控制VoLTE用户IMS APN的VoLTE PCRF。

流程2：PCRF向PGW请求VoLTE用户当前位置信息。

流程3：PGW经SGW向MME请求VoLTE用户当前位置信息。

流程4：MME向eNB请求VoLTE用户当前位置信息。

流程5：eNB向MME返回VoLTE用户当前的位置信息（ECGI）。

流程6：MME经SGW、PGW、PCRF向VoLTE SBC返回VoLTE用户位置信息，包括TAI和ECGI。

流程7：VoLTE SBC将TAI映射为长途区号添加到SIP消息中的PANI字段。SIP消息中同时包含TAI、ECGI等信息。

6.1.1.4 被叫VoLTE AS的被叫域选择业务流程

VoLTE手机既可以在电路域使用语音业务，也可在IMS域使用语音业务且使用同样的码号，因此存在“被叫接续网络选择”的问题，即网络如何识别被叫用户当前的驻留网络，并接续到该用户。

SCCAS向HSS发送UDR请求，三融合HSS/HLR执行如下域选择过程

。① 若用户仅在IMS注册，则应选择IMS域，三融合HSS/HLR向SCCAS返回IMS Voice Over PS=Supported，RAT TYPE=E-UTRAN。

② 若用户仅在CS注册，则应选择CS域，三融合HSS/HLR向SCCAS返回IMS Voice Over PS=Not Supported；根据SCCAS的请求，三融合HSS/HLR向被叫用户当前拜访的MSC索取MSRN号码后，返回CSRN号码（与MSRN相同）。

③ 若用户在IMS和CS均未注册，则应选择IMS域，三融合HSS/HLR向SCCAS返回IMS Voice Over PS=Supported，RAT TYPE = E-UTRAN。

④ 若用户在IMS和CS均已经注册，则应进一步判断用户在SGSN和MME的注册状态。

a.若有用户在SGSN的注册信息，则无论用户是否在MME注册，都应选择CS域，三融合HSS/HLR向被叫用户当前拜访的MSC索取MSRN号码后，向SCCAS返回IMS Voice Over PS=Not Supported和CSRN号码（与MSRN相同）。

b.若无用户在SGSN的注册信息，而有用户在MME的注册信息，则向MME查询用户状态和终端能力。

· 若MME中有用户附着信息、且终端支持SRVCC（VoLTE），则应选择IMS域，三融合HSS/HLR向SCCAS返回IMS Voice Over PS=Supported，RAT TYPE=E-UTRAN。

· 若MME无用户附着信息，则应选择CS域，三融合HSS/HLR向被叫用户当前拜访的MSC索取MSRN号码后，向SCCAS返回IMS Voice Over PS=Not Supported和CSRN号码（与MSRN相同）。

c.若无用户在SGSN的注册信息，也无用户在MME的注册信息（用户在电路域关闭了所有APN），则应选择CS域，三融合HSS/HLR向被叫用户当前拜访的MSC索取MSRN号码后，向SCCAS返回IMS Voice Over PS = Not Supported和CSRN号码（与MSRN相同）。

SCCAS根据三融合HSS/HLR返回的结果，执行如下后续操作。

⑤ 若三融合HSS/HLR向SCCAS返回IMS Voice Over PS = Not Supported和CSRN号码（与MSRN相同），则SCCAS将SIP消息中的Request URI替换为CSRN，并增加Feature-Caps头域信息，指示本次呼叫为“ICS”呼叫，返回给S-CSCF。

⑥ 若三融合HSS/HLR向SCCAS返回IMS Voice Over PS = Supported，RAT TYPE =E-UTRAN，则SCCAS将SIP消息中的Request URI仍保持为被叫用户的SIP URI，返回给S-CSCF。

6.1.2 V2C模型

V2C模型中的C是包含三种被叫用户类型：纯CS域用户（比如未更换VoLTE终端的用户和VoLTE终端直接选网在2G/3G网络的用户），CSFB用户（比如更换了4G的终端但不支持VoLTE）；域选到CS域的VoLTE用户（比如VoLTE用户在4G信号弱或无的时候直接选网到2G/3G网络的用户）。针对第一种类型简称为V2C@2G/3G，第二种类型简称为V2C@CSFB，第三种类型简称为V2C@VoLTE。

6.1.2.1 V2C@2G/3G模型的主被叫业务整体流程

VoLTE用户接入4G无线网，完成CxNET APN和IMS APN默认承载的建立、IMS域注册和第三方注册。IMS网中，为VoLTE用户服务的VoLTE SBC、S-CSCF、VoLTE AS已经选定；PCC中，为VoLTE用户服务的VoLTE PCRF、PGW/PCEF已经选定。

如图6-4所示，由IMS域为VoLTE用户提供主叫业务，通过主叫归属IMS网络MGCF将呼叫路由至电路域，在电路域接续被叫2G/3G用户。

流程1：VoLTE主叫用户发起Invite呼叫，通过IMS APN默认承载发送至主叫用户IMS注册过程中选定的VoLTE SBC，VoLTE SBC通过Rx接口指示PCC为主叫VoLTE用户建立IMS APN专用承载，向PCC索取主叫当前位置信息（见第6.1.3节）；若用户在发起呼叫时处于ECM空闲态，则终端需首先向MME发送Service Request，恢复S1连接，转为ECM连接态。

流程2：VoLTE SBC将该会话与eSRVCC相关信息绑定，将Invite呼叫送至主叫用户IMS注册过程中选定的S-CSCF。

流程3：S-CSCF根据主叫VoLTE用户签约iFC，按顺序触发相应的IMS AS，对于基本语音呼叫，应按顺序触发至主叫用户IMS注册过程中选定的SCCAS、VoLTE MMTEL AS。

流程4：VoLTE AS完成业务逻辑处理，指示主叫S-CSCF接续被叫。

流程5：被叫号码为Tel号码，主叫S-CSCF查询IMS ENUM，IMS ENUM向主叫S-CSCF返回被叫Tel号码解析失败。

流程6：主叫S-CSCF将SIP呼叫消息送至BGCF（一般与S-CSCF是同一物理网元），BGCF将SIP呼叫消息送至主叫VoLTE用户归属域MGCF；主叫BGCF在接续被叫的同时，向主叫S-CSCF返回183响应，主叫S-CSCF将其转发给主叫SCCAS。主叫SCCAS收到183响应后，判断主叫用户已在三融合HSS/HLR中签约了STN-SR号码和C-MSISDN号码，则在183响应中增加Feature-Caps头域，表明该会话被SCCAS锚定。主叫SCCAS将183响应通过主叫S-CSCF发送给主叫VoLTE SBC，主叫VoLTE SBC发现183响应中携带+g.3gpp.srvcc标识，记录该标识与该会话的关联；主叫UE从主叫VoLTE SBC收到183响应，发现其中携带Feature-Caps头域和+g.3gpp.srvcc标识，记录该会话支持eSRVCC切换。

流程7：主叫VoLTE用户归属域MGCF根据被叫2G/3G用户MSISDN号码路由，将呼叫送至电路域GMSC。

流程8：GMSC在电路域接续被叫的过程同现网流程（向被叫2G/3G用户归属HLR发送SRI消息等）。

流程9：被叫2G/3G用户摘机，主叫VoLTE用户与被叫2G/3G用户通话。媒体路由为：主叫用户→（IMS APN专用承载）→主叫VoLTE SBC→主叫归属域IM-MGW→GMGW→（电路域）→被叫MGW→被叫用户。

主叫用户的专载建立过程同第6.1.1.2节，主叫用户接入的VoLTE SBC获取主叫用户的小区位置信息过程同第6.1.1.3节。

6.1.2.2 V2C@CSFB模型的主被叫业务整体流程

如图6-5所示，由IMS域为VoLTE用户提供主叫业务，通过主叫归属IMS网络MGCF将呼叫路由至电路域，由电路域转至LTE域寻呼被叫CSFB用户，再转至电路域接续用户。

呼叫流程基本与第6.1.2.1节描述的流程相同，需要特别说明的是流程8。

流程8：GMSC在电路域接续被叫的流程同现网流程（向被叫2G/3G用户归属HLR发送SRI消息等），当话务接续到被叫用户登记的VMSC时，VMSC知道此用户为CSFB业务。

流程8-0：VMSC将通过Sgs接口通知MME去寻呼被叫用户，被叫用户寻呼响应后，MME指示基站告诉用户进行CSFB回落。

流程8-1：被叫用户回落到VMSC交换机上并在寻呼响应消息中告诉VMSC本次是CSFB-MT业务。

6.1.2.3 V2C@VoLTE模型的主被叫业务整体流程

如图6-6所示，由IMS域为VoLTE用户提供主叫业务，通过主叫归属IMS网络转到被叫归属IMS网络，由被叫归属网络MGCF将呼叫路由至电路域，由电路域转接续被叫用户。

呼叫流程与第6.1.1.1节的流程描述基本相同，区别在于流程10、流程11、流程12，在此说明。

流程10：三融合HSS/HLR返回域选择结果为电路域，SCCAS将SIP消息中的Request URI替换为CSRN，并在向被叫S-CSCF返回的SIP消息中增加Feature-Caps头域信息，指示本次呼叫为“ICS”呼叫。

流程11：被叫S-CSCF收到VoLTE AS返回的SIP消息后，根据CSRN进行路由，CSRN为Tel号码格式，被叫S-CSCF查询IMS ENUM，IMS ENUM向主叫S-CSCF返回解析失败信息，被叫S-CSCF将SIP呼叫消息送至BGCF，BGCF将SIP呼叫消息送至被叫VoLTE用户归属省MGCF，并通过I-CSCF向MGCF返回SIP响应消息，MGCF向通过电路域向主叫VoLTE用户VMSC返回呼叫处理消息。

流程12：被叫VoLTE用户归属省MGCF根据CSRN（同MSRN）号码路由，将呼叫送至电路域，经由GMSC送到被叫用户拜访地的VMSC；同时，被叫VoLTE用户归属省MGCF根据SIP消息Feature-Caps头域中的ICS呼叫指示，截断后续来自电路域的放音。

6.1.3 C2V模型

C2V模型中的C同样是包含三种主叫用户类型：第一种是纯CS域用户（如未更换VoLTE终端的用户和VoLTE终端直接选网到2G/3G网络的用户）；第二种是VoLTE用户在IMS网络呼叫失败后主动做MO-CSFB业务的用户（比如VoLTE用户驻留在LTE网络并发起MO-VoLTE呼叫未接通时收到类似于503失败信令，UE主动进行MO-CSFB业务以便为用户接通MO的呼叫业务）；第三种是CSFB用户（如更换了4G的终端但不支持VoLTE只支持CSFB的用户，或虽然签约了VoLTE业务但在IMS网络注册失败），针对第一种类型简称为C@2G/3G2V、第二种类型简称为C@VoLTE-CSFB2V、第三种类型简称为C@CSFB2V。

6.1.3.1 C@2G/3G2V模型的主被叫业务整体流程

VoLTE用户接入2G/3G无线网，由电路域负责用户的主被叫业务，被叫业务还需经过被叫用户归属IMS域处理。

如图6-7所示，主叫用户由电路域MSC正常处理业务，查询被叫VoLTE用户归属三融合HSS/HLR，呼叫被锚定至被叫归属域IMS，被叫VoLTE AS（SCCAS）进行域选，域选结果为IMS，被叫归属IMS网络接续至被叫用户。

流程1：VoLTE用户在2G/3G网发起呼叫，VMSC向被叫VoLTE用户归属三融合HSS/HLR发送SRI消息，被叫VoLTE用户签约T-CSI被叫锚定IMS智能网业务，被叫VoLTE用户归属三融合HSS/HLR向VMSC返回SRI_ACK消息中携带T-CSI被叫锚定IMS智能网业务的用户归属SCP ID（综合设置在被叫用户归属VoLTE AS中）。

流程2：VMSC根据被叫VoLTE用户的T_CSI触发被叫锚定IMS智能网业务，访问被叫VoLTE用户归属VoLTE AS/SCP，VoLTE AS/SCP下发连接消息时，将DestinationRoutingAddress信元设置为“IMRN号段＋被叫MSISDN”。

流程3：VMSC将呼叫路由至被叫VoLTE用户归属省MGCF；电路域根据“IMRN号段＋被叫MSISDN”进行路由。

流程4：被叫VoLTE用户归属域MGCF删除IMRN号段前缀后，将呼叫送至被叫VoLTE用户归属域I-CSCF。

流程5：被叫VoLTE用户归属域I-CSCF向被叫VoLTE用户归属三融合HSS/HLR发起查询，获得被叫VoLTE用户当前所注册的S-CSCF地址。

流程6：被叫VoLTE归属I-CSCF通过IMS DNS解析获得被叫VoLTE用户当前所注册的S-CSCF的IP地址，将呼叫请求发送至被叫VoLTE用户当前所注册的S-CSCF。

流程7：被叫S-CSCF根据被叫VoLTE用户签约iFC，按顺序触发相应的IMS AS，对于基本语音呼叫，应按顺序触发至被叫用户IMS注册过程中选定的VoLTE MMTEL AS、SCCAS。

流程8：被叫SCCAS向被叫用户归属三融合HSS/HLR发起TAD-S被叫域选择流程（见第6.1.1.4节）。

流程9：三融合HSS/HLR返回域选择结果为IMS域，SCCAS判断被叫VoLTE用户已分配STN-SR号码和C-MSISDN号码，在向被叫S-CSCF返回的SIP消息中增加Feature-Caps头域（携带+g.3gpp.srvcc标识），表明该会话被SCCAS锚定。

流程10：被叫S-CSCF收到VoLTE AS返回的SIP消息后，根据被叫用户IMS注册时的path信息，向被叫VoLTE用户IMS注册时选定的VoLTE SBC发送SIP消息，接续被叫VoLTE用户；并通过I-CSCF向MGCF返回SIP响应消息，MGCF通过电路域向主叫VoLTE用户VMSC返回呼叫处理消息。

流程11：被叫VoLTE SBC记录该会话支持eSRVCC切换，并通过Rx接口指示PCC为被叫VoLTE用户建立IMS APN专用承载、向PCC索取被叫当前位置信息（见第6.1.1.4节）；并将SIP消息发送至被叫VoLTE用户的PGW，PGW通过IMS APN默认承载将SIP信令发送至被叫VoLTE用户。被叫VoLTE终端发现SIP消息中携带Feature-Caps头域和+g.3gpp.srvcc标识，记录该会话支持eSRVCC切换。

流程12：被叫VoLTE用户摘机，主被叫VoLTE用户通话。媒体路由为：主叫用户→电路域→被叫VoLTE用户归属域IM_MGW→被叫VoLTE SBC→IMS APN专用承载→被叫用户。

6.1.3.2 C@VoLTE-CSFB2V模型的主被叫业务整体流程

由于VoLTE用户在LTE网络发起IMS呼叫不成功，CSFB的流程包含了很多场景，为了更简要地描述此场景，被叫VoLTE用户业务锚定回IMS域的主要特征，本节将以一个较为简单的VoLTE用户发起MO VoLTE业务失败主动转MO-CSFB业务为例进行说明，即VoLTE用户发出Invite消息收到100Trying消息后立即收到失败响应消息，比如主叫用户接入的VoLTE SBC通过Rx口去给主叫用户建立QCI=1专载失败而直接给主叫用户返回503消息的场景。

如图6-8所示，主叫用户在IMS域发起呼叫，由于呼叫失败主叫终端CSFB回落到电路域，由电路域MSC正常处理用户的主叫业务，查询被叫VoLTE用户归属三融合HSS/HLR，呼叫被锚定至被叫归属域IMS，被叫VoLTE AS（SCCAS）进行域选，域选结果为IMS，被叫归属IMS网络接续至被叫用户。

呼叫流程同第6.1.3.1节相比较，多了步骤0的流程，在此详细描述0阶段的流程（未在图中标出）。

 

 

 

流程0～1：VoLTE用户正常注册在IMS网络且驻留在LTE网络，发起Invite消息给主叫用户拜访地SBC，SBC立即给主叫用户返回100Trying消息，同时通过Rx口为主叫用户建立QCI=1专载，当SBC收到QCI=1专载建立失败响应消息时，会立即给主叫UE返回类似503的失败响应消息。

流程0～2：当主叫UE收到503等失败响应消息时，会主动进行CSFB回落以保证语音业务的正常接续。

备注：现网大多数终端在收到网络侧503之后都会主动进行CSFB回落，少部分不会。

流程0～3：主叫UE会给拜访地的MME发送CSFB-MO的请求，接着UE会接入到电路域。

后续流程与第6.1.3.1节相同。

 

 

6.1.3.3 C@CSFB2V模型的主被叫业务整体流程

如图6-9所示，主叫用户直接使用CSFB回落到电路域，由电路域MSC正常处理用户的主叫业务，查询被叫VoLTE用户归属三融合HSS/HLR，呼叫被锚定至被叫归属域IMS，被叫VoLTE AS（SCCAS）进行域选，域选结果为IMS，被叫归属IMS网络接续至被叫用户。

基本流程同第6.1.3.2节，区别是没有0～1的步骤，UE是直接发起MO-CSFB业务的0～2步骤，后续流程完全与第6.1.3.2节相同。签约了VoLTE业务的用户由于更换了终端或者在IMS网络注册失败，当发起主叫业务的时候会启用CSFB回落来完成呼叫。