网优公司培训-VoLTE基本原理讲义

1、VoLTE网络原理及分析方法2015年10月2 VoLTE基本原理一三 自动路测平台统计指标二三 三 回放软件使用方法三三 案例分析方法四3随着中国移动4G网络的不断建设，中国移动集团和多个省份提出来VoLTE的优化需求，为帮助大家理解VoLTE的基本原理，顺利实施VoLTE优化项目，现分为以下几个部分阐述VoLTE相关知识： VoLTE系统架构 IMS系统简介 IMS系统协议 VoLTE关键技术 VoLTE信令流程VoLTE基本原理4VoLTE基本原理VoLTE系统架构1VoLTE是在传统的GSMTDLTE网络的基础上，与现有的IMS系统（IP多媒体子系统）相连，以实现全IP化的端到端语音解

2、决方案，其中IMS做为锚定点，使各个网络互相连接起来，典型网络结构如下图：MMES-GWP-GWeNBHSSPCRF P-CSCFI/S-CSCFBGCFMGWTASGERAN/UTRANMGWMGCFCall control signallingUser plane trafficOther control signallingS6aGxRxMa, ISCShMbS11S1-MMES1-USGs SvMwCxMiMnDMSSLTE-Uu3GPP相关协议TS 23.228、 TS 23.167 5VoLTE基本原理IMS系统简介2IMS系统，即IP多媒体子系统，用于在全IP网络上对移动用户提供

3、多媒体业务，UU口透传的IMS协议栈的特点主要体现在应用层上，其它层协议与LTE网络一致： 由于IMS在应用层上传输的是不同的会话内容，在会话的各个阶段，使用不同的协议： 会话初始阶段- SIP协议 会话传输阶段- RTPRTCP协议SIP协议是回放软件中VoLTE自定义事件的判断依据。RTPRTCP协议是中国移动路测平台KPI指标的主要出处，描述了抖动率、丢包率、时延等指标注：在SIP消息中包含了SDP协议的内容应用层PDCP层RLC层MAC层PHY层UU口控制面协议栈SIPRTPRTCPNASRRC6VoLTE基本原理IMS系统简介2协议就是过程中必须遵守的“规章制度”，以会话相关协议为例

4、说明： 一个会话由A传到B的过程，类似由A到B运送货物的过程：首先：我们必须知道什么时间开始出发、什么时候中转、什么时候到达终点， 这些过程的控制都是由SIP协议来规定的。其次：我们必须了解运送的货物是什么，如是语音还是视频、是宽带还是窄带 等信息，这些信息是由SDP协议规定的。最后：在传输过程的“路况”信息，如丢包、延时等，是由RTP/RTCP来规定的。 根据上述描述，协议分为传输协议（过程）和描述协议（对象），由于过程众多，因此通过端口号区别每种传输协议，每种传输协议都有默认的端口，每种协议使用扩展端口时，不能占用其它协议的默认端口： SIP协议-5060端口 RTP协议-5004端口 R

5、TCP协议-5005端口SDP相关协议：RFC-2327 RFC-3266 RFC-45667VoLTE基本原理IMS系统协议-SIP协议名称3SIP信令与LTE的空口信令的作用类似，但是名字表示方法有区别，与HTTP协议相似，使用方法+响应共同组成一条SIP信令，其中方法表示UE或网络侧的请求内容，响应就是请求的结果。SIP信令共有14种方法和6大类响应码，如下： 方法： l REGISTER - 注册l INVITE - 发起会话请求l PRACK - 临时响应确认l CANCEL - 取消尚未完成的请求l ACK - 最终响应确认l BYE - 结束会话l SUBSCRIBE -申请获得

6、用户的呈现信息l NOTIFY - 传输呈现信息l UPDATE - 更新通话前的媒体流类型l REFER - 通过请求联系第三方l MESSAGE - 用来发送一次性的短消息l INFO - 传送 mid-call 信令信息l PUBLISH - 发布事件状态l OPTIONS - 查询服务器的能力响应： l 1xx：请求收到或处理中l 2xx：操作已成功完成l 3xx：请求被重定向l 4xx：请求失败l 5xx：服务器失败l 6xx：全局性错误RFC3261-SIP基础方法*RFC3265-Subscribe-Notify RFC3311-Update RFC3428-MessageRFC

7、3515-Refer RFC3903-Publish RFC6086-InfoRFC3262-PRACK8VoLTE基本原理IMS系统协议-SIP协议内容3在回放软件中点击SIP信令，可以查看详细内容，见下图： l BYE - SIP协议使用的方法l Max-Forward - 一个请求到达其目的地址所允许经过的中转站的最大值l Via - 指示请求历经的路径，防止请求消息传送产生环路l To - 指明请求的接收l From - 指示请求的发起者l Call-ID - 用以唯一标识一个特定的邀请或标识某一客户的所有登记l Cseq - 请求命令序号，每个请求中应加入此字段，在Call-ID范围

8、内唯一确定l Reason - 原因值lContent-Lengh - 要发送的消息体的大小l Content - 给出其后和用户直接通信的地址9VoLTE基本原理IMS系统协议-RTPRTCP协议3RTP和RTCP同属于RFC协议标准（基本互联网通信协议），高通分别提供RTP和RTCP的logmask，具体如下： 0 x1568-RTP-数据传输协议 作用：用于实时传输数据 内容：时间戳-用于抖动率指标的计算 序列号-用于丢包率、乱序率和分片率等指标的计算 媒体类型-用于区分音频流和视频流 编码方式-用于区分是宽带还是窄带传输 包传输时间和包到达时间-用于传输时延的计算 0 x1569-RT

9、CP-控制协议 作用：用于QoS反馈和同步媒体流 内容：包头与RTP协议一致，除此之外 增加了抖动率和传输时延两项指标RTP与RTCP的区别：l RTP既承载控制信息又承载用户信息l RTCP仅仅承载一段时间内的控制信息 因此一次会话中RTP包的数量远多于RTCP包RTP协议：RFC1889、RFC3550RTCP协议：RFC3605、RFC361110VoLTE基本原理VoLTE信令流程-会话建立4VoLTE业务流程可以划分为五个阶段，分别为：EPC附着IMS注册VoLTE会话建立VoLTE媒体流通信VoLTE会话释放个人理解：Step1：首先主被叫UE附着至eNB，且在IMS网络上注册 （

10、建立会话的前提）Step2：主叫UE发送或被叫UE接收SIP_INVITE请求Step3：建立（修改）RRC连接Step4：建立SRB和DRB承载 （传输信令和数据）Step5：建立（修改）EPS承载 （业务传输时使用）Step6：SIP三次握手，及会话结束等典型的VoLTE信令流程见下图：3GPP相关协议：TS 23.237、TS 23.292 、TS 23.401 主要看Procedure部分，信令流程图部分UU口控制面协议栈SIPRTPRTCP应用层PDCP层RLC层MAC层PHY层NASRRC11VoLTE基本原理VoLTE信令流程-会话建立4SRB-传控制面数据： SRB0: 用于C

11、CCH逻辑信道上发送RRC消息，缺省建立 SRB1: 用于DCCH逻辑信道上发送RRC消息，RRCConectionRequest指示建立 SRB2: DCCH逻辑信道上发送NAS消息， RRCConnectionReconfiguration指示建立 安全性激活后建立DRB-传用户面数据： 可以有多个DRB，RRCConnectionReconfiguration指示建立EPS Bearer-做业务前必须激活的，作用类似PDP激活或PDN激活12VoLTE基本原理VoLTE信令流程-会话建立4VoLTE主叫信令流程：Step2：UE通过发送SIP，进行会话申请Step3：RRC建立过程Ste

12、p4：ERAB修改过程Step5：SIP的会话过程13VoLTE基本原理VoLTE信令流程-会话建立4VoLTE被叫信令流程：Step2：UE通过发送SIP，进行会话申请Step3：RRC连接重配过程Step4：ERAB激活过程Step5：SIP的会话过程14VoLTE基本原理VoLTE信令流程-会话建立4在Step4（ERAB激活或ERAB修改）中，均涉及到QCI的分配，典型的QCI分配场景如下： 在现场VoLTE测试中， ERAB激活或ERAB修改 均为QCI1，未发现使用 QCI5的情况，与业务类 型有关15VoLTE基本原理VoLTE信令流程-eSRVCC过程4目前VoLTE网络是不连

13、续覆盖，由VoLTE覆盖区域到GERAN或UTRAN覆盖区域时，通过IMS系统，将会话切换到GERAN或UTRAN，该过程称为eSRVCC过程，分为以下几个步骤： UE发送测量报告 网络侧下发切换请求 消息 在GERAN或UTRAN上 发送切换完成消息3GPP相关协议： TS 23.216 、TS 230.60通知UE停止发Burst暂停数据包的传输至此，eSRVCC真正成功16VoLTE基本原理VoLTE信令流程-SIP-Register过程4SIP 会话初始化协议的Register过程是建立用户当前 IP 地址与用户统一资源标识符之间的对应关系，与RRC连接有关系。 切换完成后（RRC连接

14、重配）-发起Register过程 RRC连接重建失败后-发起Register过程17VoLTE基本原理VoLTE关键技术51. 半持续调度 半持续调度是一个更加灵活的资源调度方式，不是每一次接收到的语音包都立刻发送，一般每隔20ms发送一个语音包，静默期不发送语音包。 上行：通过定义接收到多少个空数据包来确定取消资源分配； 下行：通过网络发送无线资源控制（RRC）消息来取消。2. TTI bundling 由于VoLTE的TTI只有1ms，在覆盖边缘等无线信号较差时，无法及时反馈 HARQ，会造成丢包，因此VoLTE将多个连续连续TTI捆绑在一起，无需每一个TTI 都要等待HARQ反馈，只需要

15、在绑定的最后一次传输完成后才反馈HARQ3. RoHC 由于IP协议包头较大，严重浪费空口资源，RoHC头压缩可以将之压缩到2-4 bytes，以便于在空口更高效传输。4. DRX 一直保持通话会很耗电。由于VoLTE流量是可以预知的（20ms数据包），UE 不用随时监视物理控制信道，可以在通话中关闭UE接收直到语音包达到时 才唤醒，这样可以达到省电的目的。18自动路测平台统计指标一三 VoLTE基本原理一二 三 回放软件使用方法三三 案例分析方法四19自动路测平台统计指标平台指标提取方法1登陆自动路测平台，选择统计指标菜单，然后进行数据选择，完成后，会体现报表列表，共包含2张VoLTE的报表

16、，可以批量导出，见下图： VoLTE业务 VoLTE集团报表20自动路测平台统计指标平台指标说明2 VoLTE业务报表 该报表包含KPI汇总指标和6类指标，如下： VoLTE统计指标 CS域语音统计指标 覆盖类指标 干扰类指标 调度类指标 MOS统计指标 VoLTE集团报表 该报表包含4类指标，如下： 原始数据承载报表 原始数据业务报表 指标统计承载 指标统计业务VoLTE关键指标：RTP丢包率RTP抖动率 可以做地理话渲染图21 自动路测平台统计指法回放软件使用方法一三 VoLTE基本原理一二 三 三三 案例分析方法四22回放软件使用方法回放软件-界面1 回放软件在原有界面基础上，增加了VoLTE的视图，可以直观的查看VoLTE的部分指标，比如抖动率、丢包率等，如下：23回放软件使用方法回放软件-VoLTE指标说明2 回放软件VoLTE视图中的各项指标说明如下：24回放软件使用方法回放软件-SIP信令详细解码3 回放软件中，自定义事件可以关联相关的信令，可以通过SIP信令名称或详细解码查看部分原因值，以挖掘深层次的异常事件原因，如下：Step1：由异常事件定位信令，通过信令名判断异常原因；Step2：通过信令详细解码中的Cause值判断异常原因；25 自动路测平台统计指法案例分析方法一三 VoLTE基本原理一二 三 四回放软件使用方法三26案例分析方法分析步骤1Step1：平台