VOLTE學習筆記

1、1、 VOLTE 1俗話說的好，一入豪門深似海，對于VoLTE這個新技術領域的學習認知也一樣，相比傳統(tǒng)的電信技術，它糅合了大量計算機互聯(lián)網(wǎng)的理念，正可謂吸毒毀一生，學習VoLTE毀三代。但是任何復雜、先進的技術都是人類制定的，因此對于VoLTE的理解只要循序漸進，把握住總體脈絡，以需求入手，應該也不是什么天方夜譚。本系列撰文擬從一個傳統(tǒng)的無線優(yōu)化工程師的思維入手，嘗試逐步揭開VoLTE神秘的面紗。如果單從電信網(wǎng)絡的眼光去看，VoLTE不過是承載在目前4G網(wǎng)絡中的一種數(shù)據(jù)業(yè)務而已，只不過對于這種數(shù)據(jù)業(yè)務的QOS管理、調(diào)度需要引入新的系統(tǒng)或者功能進行管控，這也就是我們常常說的IPmultimedi

2、a subsystem（IP多媒體子系統(tǒng)）或者IMS域的職責。對于無線網(wǎng)絡優(yōu)化工程師來講，VoLTE時代的來臨對于傳統(tǒng)的網(wǎng)優(yōu)工作存在不小的挑戰(zhàn)，因為大量的優(yōu)化工作會從無線層面上移到業(yè)務層面的優(yōu)化，熟悉一些IMS域核心網(wǎng)絡的知識變得不可缺少。這一篇簡單得從一些IMS域的重要網(wǎng)元以及基礎概念入手。任何信令的交互首先涉及的是尋址或者基于用戶、訂閱業(yè)務的標識，例如電信網(wǎng)絡中有IMSI、TMSI、P-TMSI、RNTI無線網(wǎng)絡臨時標識（RNTI Radio Network Tempory Identity）在UE 和UTRAN 之間的信號信息內(nèi)部作為UE 的標識。（RA-RNTI、P-RNTI、C-RN

3、TI、SPS-RNTI）、GUTI全球唯一臨時UE標識，在網(wǎng)絡中唯一標識UE，可以減少IMSI、IMEI等用戶私有參數(shù)暴露在網(wǎng)絡傳輸中。GUTI由核心網(wǎng)分配，在attach accept, TAU accept, RAU accept等消息中帶給UE。第一次attach時UE攜帶IMSI，而之后MME會將IMSI和GUTI進行一個對應，以后就一直用GUTI，通過attachaccept帶給UE.在一個MME下，GUTI等同于M-TMSI。等等常用的用戶或者業(yè)務標識，在IMS域中同樣存在類似的標識，主要有如下三種，Private User Identities、 Public UserIdent

4、ities, Globally Routable User Agent URI(GRUU)。Private User Identities:該標識最大的特點不是區(qū)分用戶，而是標識用戶不同的訂閱業(yè)務。因此，對于每個用戶而言，都可以包含一個或者幾個這樣的私有用戶標識，該標識并不被用來進行SIP消息的路由尋址，而是被用來進行注冊、鑒權、管理和統(tǒng)計。私有標識由歸屬地網(wǎng)絡運營商進行分配，遵循Network Access Identifier（網(wǎng)絡訪問標識）的格式，如果沒有ISIM應用，通常該私有標識會從IMSI標識中繼承。通常，該私有標識的格式為用戶名域，如果從IMSI中繼承，則變成了”<IMSI

5、>ims.mnc<MNC>.mcc<MCC>.3”。除此之外，私有用戶標識不是動態(tài)標識，而是對于該用戶訂閱業(yè)務的永久性標識，并且在歸屬地網(wǎng)絡中對于該訂閱業(yè)務始終有效。在IMS域注冊/去注冊階段，該私有標識需要被鑒權，HSS與S-CSCF需要存儲該私有標識一邊區(qū)分用戶信息Public User Identities公共用戶標識在IMS子系統(tǒng)內(nèi)被用來進行用戶間的通信。公共用戶標識可以被任何用戶使用，這就好比名片一樣，是一種通用的載體格式。公共用戶標識遵循SIP URI或者Tel URI的格式，例如，當遵循SIP URI格式時，應表示為”si

6、p:usernamedomain；如果遵循電信URI格式，則應表示為”tel:+<cc><NDC><SN>,詳見IETF RFC 3966。一個用戶可以包含一個或者多個公共用戶標識，換言之，僅僅獲得公共用戶標識無法與用戶進行映射。對于ISIM應用，至少需要安全的存儲一個公共用戶標識，但并不要求存貯該用戶其他的公共用戶標識。對于擁有同一化名的一組公共用戶標識的操作，有點類似“一榮俱榮”，也就是需要對組內(nèi)的公共用戶標識進行同樣的操作，這樣的公共用戶標識組需要分別被存儲在HSS、AS（應用服務器）、S-CSCF以及UE中。在IMS主叫或者被叫會話流程中，公共用戶標

7、識需要提前被顯式或隱式的注冊，值得注意的是，在注冊過程中，公共用戶標識并不需要被鑒權。單從格式來講，私有用戶標識更像電信網(wǎng)中的IMSI，而公共用戶標識則更像電信網(wǎng)中的電話號碼或者計算機網(wǎng)絡中的用戶名，這也說明在注冊過程中為什么只對私有用戶標識進行鑒權，而僅僅是將公共用戶標識作為通信的對象。Globally Routable UserAgent URI(GRUU)全局路由用戶代理用戶資源標識，顧名思義，該標識天生就是為了路由尋址而生的，之前提到，一個用戶可能有多個公共用戶標識，而且同一個公共用戶標識也可以被多個用戶使用，那么在尋址路由的時候僅僅依靠公共用戶標識就可能產(chǎn)生誤判（forking）。因

8、此需要將該公共標識與特定的用戶實體進行結合，因此這就是GRUU.GRUU分兩種，公共GRUU、臨時GRUU，前者映射公共用戶標識，而后者只在IMS域注冊狀態(tài)下存在，與公共用戶標識無關。公共GRUU與臨時GRUU由IMS核心網(wǎng)在用戶注冊時對用戶進行分配，SIP信令就是通過GRUU進行特定用戶之間的尋址路由。2、 VOLTE 2IMS域核心網(wǎng)的網(wǎng)元、接口眾多，如果單純從IMS子系統(tǒng)的角度來看，各個網(wǎng)元、功能實體以及接口是如下這樣的如果需要全部掌握了解，需要花費相當?shù)墓Ψ?所以理解這些網(wǎng)元不可能眉毛胡子一把抓，需要循序漸進。這里從IMS域內(nèi)的協(xié)議流程需要涉及的網(wǎng)元入手，逐步進行摸索與理解。這里主要有

9、5個功能實體Proxy-CSCF、Interrogating-CSCF、Serving-CSCF和Breakout Gateway Control Function、MultimediaResource Function（其中MRF包含兩個邏輯網(wǎng)元MultimediaResource Function Controller和Multimedia Resource FunctionProcessor）。Proxy-CSCF全稱為Proxy-Call Session Control Function，只要是IMS域中涉及的會話流程，不可避免都要與P-CSCF、I-CSCF和S-CSCF這三個網(wǎng)元進

10、行交互。P-CSCF比較好理解，類似一個代理服務器，主要負責接收服務請求并在IMS子網(wǎng)內(nèi)部中轉這些服務請求。如果需要中轉到其他的域，則要通過本地出口節(jié)點（IBCF）這個網(wǎng)元去實現(xiàn)。P-CSCF不僅轉發(fā)SIP注冊消息，同時轉發(fā)SIP消息到相應的SIP服務器（S-CSCF）。在轉發(fā)SIP消息請求與反饋中，P-CSCF需要確保SIP消息中包含了當前UE所處接入網(wǎng)的信息。除此之外，P-CSCF還有一些功能，包括檢測處理緊急呼叫請求、產(chǎn)生計費話單、對會話的安全性管控、執(zhí)行SIP消息的壓縮與解壓縮、QoS管理、以及對于不同業(yè)務優(yōu)先級的檢測與處理。P-CSCF可以分別在拜訪地網(wǎng)絡以及歸屬地網(wǎng)絡進行設置，當P

11、-CSCF設置在拜訪地網(wǎng)絡，見下圖這兩種設置方式的區(qū)別在于，P-CSCF設置在拜訪地網(wǎng)絡時，需要通過IBCF功能實體與不同域的S-CSCF進行互聯(lián)，而當P-CSCF設置在歸屬地網(wǎng)絡時，需要通過“發(fā)現(xiàn)”機制被UE來確定進行信息交互，詳見3GPP 23.228 。簡單的來看，P-CSCF功能實體起到了電信域與IMS域溝通互聯(lián)的作用，而IBCF則是不同IMS域之間的聯(lián)絡節(jié)點。Interrogating-CSCFI-CSCF是用戶接入IMS子系統(tǒng)的節(jié)點，這里容易和IBCF的功能混淆，其實這兩個功能實體有類似之處，只不過I-CSCF作為本域接入點，而IBCF往往作為跨域（跨IMS域或者與I

12、MS域與其他IP多媒體網(wǎng)絡）的出口或者訪問節(jié)點，這兩個功能上不同的邏輯節(jié)點往往可以合設為一個物理節(jié)點。除了二者對于所處IMS子系統(tǒng)的邏輯位置的不同，二者還是有很多相似之處。例如I-CSCF在UE注冊過程先從HSS獲取S-CSCF的地址，然后將該S-CSCF分配給該UE用來SIP注冊，之后將SIP請求或者反饋路由到注冊的S-CSCF。I-CSCF在某些場景下還起到了地址翻譯的作用，當需要進行HSS位置查詢時，I-CSCF需要提前將SIP請求里的SIP URI轉換成電信URI的格式，如果當某些場合不需要對用戶尋址的時候，I-CSCF又可能起到了將電信URI翻譯成SIP URI的作用。另外當會話的目

13、的地并不在IMS域內(nèi)，I-CSCF又可以將請求轉發(fā)出去，實際起到了IBCF的作用，或者直接回復接入失敗。I-CSCF域IBCF皆具有產(chǎn)生計費話單的功能，這為漫游結算提供了支撐。Serving-CSCFS-CSCF是IMS子系統(tǒng)中極為重要的功能實體，主要負責會話控制服務。在IMS子系統(tǒng)中，可能存在多個S-CSCF邏輯網(wǎng)元，并且這些邏輯網(wǎng)元有各自不同的功能。S-CSCF可執(zhí)行如下功能1、 通過從HSS獲取的用戶信息完成注冊2、 當UE在注冊階段上報支持GRUU能力，S-CSCF負責為UE分配唯一的P-GRUU，同時在每次重新注冊時分配唯一對應的T-GRUU，并將該UE的GRUU分配情況反饋UE（當

14、注冊信息改變的時候，例如T-GRUU改變的時候，S-CSCF也需要及時通知用戶），這有點類似EPS中MME在每次UE附著時為UE分配的TMSI的流程。3、 在注冊階段，S-CSCF還應向P-CSCF和/或者UE提供基于公共用戶標識的一些諸如用戶優(yōu)先級信息4、 對于注冊后的會話流程進行管理，例如，在獲知用戶被禁止接入信息后，可以將會話流程拒絕掉。同時，S-CSCF可以具備代理服務器或者用戶代理的一些功能，例如中轉服務請求或者獨立產(chǎn)生、終止SIP流程。對于主叫會話發(fā)起的流程，S-CSCF首先通過呼叫用戶的電話號碼或者SIP URI獲取呼叫用戶所在網(wǎng)絡的接入點地址，然后將SIP請求轉發(fā)至該接入點。如

15、果主叫用戶和被叫用戶均在同一運營商網(wǎng)絡下，則將SIP請求轉發(fā)至該網(wǎng)絡下的I-CSCF網(wǎng)元。如果呼叫到PSTN網(wǎng)絡或者CS域，則需要將SIP請求轉發(fā)至BGCF網(wǎng)元。同時，S-CSCF需要確保主叫SIP請求和響應的內(nèi)容符合IMS子網(wǎng)絡通信服務定義。如果INVITE消息里面包含用戶優(yōu)先級設置或者相應的字符串，需要將這些信息同時轉發(fā)轉發(fā)。值得注意的一點，如果主叫請求來自于IMS內(nèi)部的應用服務器，且該主叫請求所表征的用戶并沒有注冊，那么S-CSCF需要先完成相應的注冊流程，之后才會將來自應用服務器的這些請求進行相應的轉發(fā)。對于被叫會話的流程，S-CSCF需要將SIP請求與響應轉發(fā)至P-CSCF，如果被叫

16、用戶位于PSTN或者電信網(wǎng)絡的CS域，S-CSCF需要修改SIP請求信息，并通過BGCF網(wǎng)元將請求或者反饋進行轉發(fā)。如同對主叫會話流程的管理，在轉發(fā)SIP請求或者反饋的時候，需要確保SIP消息的格式滿足IMS子網(wǎng)絡通信服務定義。如果是跨IMS域的請求轉發(fā)，S-CSCF需要將請求通過IBCF網(wǎng)元進行路由轉發(fā)。一如既往，S-CSCF也同樣兼具產(chǎn)生計費話單功能。Breakout Gateway Control FunctionBreakout這個英文單詞的釋義為“突圍；中斷”，因此也就隱含了兩層意思，就是離開IMS域，中轉到其他的域，例如PSTN/CS域等。BGCF起到了對被叫用戶的識別以及路由。如

17、果被叫用戶是本網(wǎng)絡的PSTN/CS域用戶，BGCF將下一跳路由到本網(wǎng)MGCF，后續(xù)由MGCF進行與PSTN/CS域的交互。如果被叫用戶是位于其他網(wǎng)絡的PSTN/CS域用戶，那么BGCF會首先將下一跳路由到其他網(wǎng)絡的BGCF。如果被叫用戶位于其他的IMS網(wǎng)絡，BGCF會將消息路由到該IMS網(wǎng)絡的I-CSCF（接入節(jié)點）。Multimedia Resource Function多媒體資源功能可以被分成多媒體資源功能控制單元（MRFC）和多媒體資源功能處理單元（MRFP）兩個邏輯網(wǎng)元，如下圖所示電信網(wǎng)設計的基本架構思想是將控制面與業(yè)務面進行分離，例如在LTE核心網(wǎng)中，MME被設計用來進行信令層面的處

18、理，而SGW/PGW則被設計用來對業(yè)務層面進行處理。IMS的核心網(wǎng)功能實現(xiàn)也存在類似的思想，就是IMS域的控制面（信令面）與業(yè)務面。對于信令的處理可以在以上介紹的網(wǎng)元中實現(xiàn)，如P-CSCF、I-CSCF、S-CSCF、BGCF等，對于媒體業(yè)務的處理主要位于應用服務器中（AS），MRF（含MRFC和MRFP）的主要功能是媒體流的處理以及提供相應的媒體資源，例如音頻編碼轉換、媒體業(yè)務分析、多媒體放音等等。3、 VOLTE-注冊信令流程對于一個網(wǎng)絡工程師而言，解讀電信網(wǎng)絡的信令是分析定位網(wǎng)絡問題的有效手段之一。所謂兵馬未動，糧草先行，網(wǎng)絡信令就是先于業(yè)務流程的“糧草”，當信令流程先打通時，才能保障后

19、續(xù)業(yè)務流程的通暢與質(zhì)量。網(wǎng)絡信令不僅是UE與網(wǎng)絡信息交互的基礎，同時也是各個網(wǎng)絡節(jié)點之間對話的“標準語言”。對于IMS子系統(tǒng)中的信令也是同樣的道理，因此熟悉一些基本流程的信令對于網(wǎng)絡優(yōu)化中的排障、分析工作不無裨益。在IMS子系統(tǒng)中，只存在一種信令流程控制協(xié)議，就是Session Initiation Protocol，簡稱SIP協(xié)議。該信令不僅存在于UE與P-CSCF之間的Gm接口，同時存在于IMS核心網(wǎng)其他眾多網(wǎng)元節(jié)點之間的接口消息中，例如Mw,Mm,Mg,Mi,Mj,Mk,Mx等。值得注意的是，IMS網(wǎng)元之間的SIP協(xié)議可能與UE與網(wǎng)絡之間的SIP協(xié)議并不完全一樣。SIP協(xié)議最早起源于互聯(lián)

20、網(wǎng)機構IETF所制定的多媒體通信協(xié)議，對于電信網(wǎng)絡的從業(yè)者來說，可能會相對比較陌生。對于傳統(tǒng)的電信網(wǎng)絡核心網(wǎng)，大家耳熟能詳，涉及較多的諸如著名的7號信令，GPRS信令，NAS層協(xié)議，S1-AP協(xié)議，GTP-U隧道協(xié)議。而對于無線網(wǎng)絡優(yōu)化工程師而言，對于無線網(wǎng)協(xié)議（一般指的接入層協(xié)議）較熟悉的有GSM的RR信令，3G/4G網(wǎng)絡的RRC信令等。因此，看待SIP協(xié)議有時候需要拋開固有的電信網(wǎng)絡思維，以互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議的角度入手進行理解。SIP是一個應用層的信令控制協(xié)議。用于創(chuàng)建、修改和釋放一個或者多個參與者的會話。這些會話可以是Internet多媒體會議、IP電話或者多媒體分發(fā)，其中最重要的應用當屬對 V

21、oLTE(VoIP)會話流程的管理。SIP的一個重要特點是它不定義要建立的會話類型，而只定義如何管理會話，由于這樣的管控機制，對于眾多的基于IP的多媒體應用（語音、視頻、音樂與視頻點播、交互式游戲）都可以由SIP協(xié)議來進行管理。Session Description Protocal(SDP)則是對會話內(nèi)容定義的一種協(xié)議類型，它本身與傳輸控制協(xié)議無關，僅僅可以看成對會話內(nèi)容的一種描述，例如，可以描述會話內(nèi)容是音頻，文本，視頻，短消息等?？梢酝ㄋ装裇IP比喻成維護管道的，對交互管道進行控制的協(xié)議。而在管道里面走的內(nèi)容采取什么樣的格式，則是由SDP協(xié)議來進行定義和描述。由于在電信網(wǎng)的視角觀察，IM

22、S的信令與媒體其實可以看成電信網(wǎng)的一種業(yè)務，那么在UE發(fā)出SIP信令請求之前，首先需要為UE分配合適的IP-Connectivity Access Network（IP-CAN）承載，同時對于UE分配到的IP地址在IMS子系統(tǒng)中涉及的信令以及媒體業(yè)務需要保持一致。一個VoLTE語音電話，無非需要經(jīng)歷注冊/去注冊、IMS域內(nèi)主被叫，跨域主被叫，下面從IMS會話的的幾個關鍵信令流程進行說明：注冊如同4G網(wǎng)絡需要開機或者outof service一段時間后進行注冊附著流程一樣，IMS子系統(tǒng)的用戶同樣需要進行在S-CSCF的注冊，該IMS注冊流程可以在4G網(wǎng)絡完成注冊分配到了IP地址之后進行。從注冊信

23、息流的意義來看，用戶總是位于漫游狀態(tài)發(fā)起的，換句話講，就是注冊流程對于用戶位于拜訪地網(wǎng)絡或者歸屬地網(wǎng)絡都是一樣的，只不過“漫游”在歸屬地網(wǎng)絡的用戶可以認為其歸屬地網(wǎng)絡同時起到了拜訪地網(wǎng)絡和歸屬地網(wǎng)絡網(wǎng)元功能的作用。這句話說的像協(xié)議一樣如老太太裹腳布一樣的嚴謹晦澀，其實說白了就是單從注冊信令流程看，不區(qū)分漫游或非漫游用戶。對于無線網(wǎng)絡優(yōu)化工程師來講，一般只關注UE與網(wǎng)絡側交互的流程信令，至于IMS網(wǎng)元節(jié)點內(nèi)部的信令交互，暫時可以放一放，這樣會使切入點更加直觀，流程的掌握更加高效。當UE在接入網(wǎng)完成附著獲得IP分配后，就可以開始進行IMS域的注冊流程。UE首先將注冊信息發(fā)送給P-CSCF(當然之前

24、需要進行借助DHCP/DNS服務器進行P-CSCF的“發(fā)現(xiàn)”流程)，該注冊流程需要包含公共用戶標識，私有用戶標識，歸屬地網(wǎng)絡域名稱，UE分配的IP地址，UE實例標識，是否支持GRUU的指示。例如上圖，Sip Message = REGISTER sip: SIP/2.0這條消息就是Request-URI，主要標識位置服務的域名，值得一提的是，與To標頭域提供的內(nèi)容不同，Request-URI并不提供用戶名。From(f)與To(t)標頭域包含的就是臨時公共用戶標識(值得注意的是，460024211900023ims.mnc002

25、.就是私有用戶標識)，一般來講，如果不是第三方設備發(fā)起注冊，這兩個標頭域的內(nèi)容往往保持一致，其中含的內(nèi)容就是UE的IMSI信息，這里就是460024211900023；Call ID是對一組往返消息進行標識，在該UE的每個注冊過程,Call-ID一般對于同一用戶的多次注冊流程都保持一致，同時對于同一用戶的不同會話要求有可能不同，例如，某次多媒體會議通話期間，對同一個用戶的邀請可能分配多個不同的Call ID，Call ID需要保持全球唯一（例如SIP Call ID，可采用IMEI填充），并且為了安全目的可以采取適當?shù)募用軝C制；Cseq保證注冊請求的

26、順序，當每次注冊請求發(fā)生的時候，Cseq的值應該+1；Max-Forwards該值決定request消息在IMS內(nèi)部傳遞到目標服務器所需經(jīng)歷的最大條數(shù)，為了確保消息順利到達，同時兼顧由于內(nèi)部循環(huán)導致的跳轉資源被過度消耗，該值一般設置為70，每一條以-1的方式進行計算，直到0為止，將反饋483（too many hops）的錯誤響應；Via（v）里面的信息主要說明傳輸層的協(xié)議信息，例如這里傳輸層使用的協(xié)議就是TCP協(xié)議。同時，還需含SIP 2.0，標識著發(fā)送請求的協(xié)議名稱以及協(xié)議版本，另外，Via里還需要插入響應發(fā)送的地址。這里還要包含branch參數(shù)，除了CANCEL和ACK消息之外，該參數(shù)值

27、是唯一的，且前7位一定是z9hG4bK（RFC3261），該參數(shù)的主要作用是標識SIP請求所創(chuàng)建的交互（UE與IMS網(wǎng)絡之間）；m對應的內(nèi)容進行了媒體描述，首先包含媒體類型，例如這里的媒體類型就是視頻流（video），同時也包含接收媒體協(xié)議的端口號，以及媒體格式描述（例如，傳輸包的格式描述）Authorization鑒權標頭域中所含的內(nèi)容也有詳細的規(guī)定，例如username中含有的就是用戶私有標識，realm所含的是歸屬地網(wǎng)絡域名,uri所含的就是歸屬地域名的SIP URI格式，nonce中設置應為空；Security-Client標頭域指明了UE所支持的信令面的安全機制、IP層的安全機制算法

28、，同時還有安全協(xié)商所需要的參數(shù)。UE需要支持建立兩對安全協(xié)商機制。當UE收到來自網(wǎng)絡401（Unauthorized）的響應的時候，說明網(wǎng)絡需要對UE進行鑒權。其中最重要的一點，UE需要校驗Security-Server標頭域所含的內(nèi)容，如果該項內(nèi)容未出現(xiàn)的在響應消息里或者沒有包含安全協(xié)商所需要的相關參數(shù)，UE可以丟棄這次的鑒權過程，另起爐灶的以新的call-ID發(fā)送新的注冊請求。當校驗通過后，UE需要根據(jù)P-CSCF要求和本身能力支持的鑒權算法同時結合IK和CK加密算法建立臨時的安全協(xié)商機制，并規(guī)定該臨時安全機制的有效時長。接下來，UE使用臨時安全協(xié)商機制再次發(fā)送注冊請求到P-CSCF受保護

29、端口（通過401 chanllenge獲取）。除了初始未鑒權保護的注冊請求中的相關參數(shù)，本次注冊請求中還應包括如下參數(shù)：realm:設為從401消息中收到的realm值；username:設為私有用戶標識；response：包含RES參數(shù)；uri:設置為歸屬地網(wǎng)絡域名的SIP URI；algorithm:設為從401消息中收到的對應值；nonce:設置為從401消息中收到的對應值；P-Access-Network-Info標頭域說明了IMS承載的接入網(wǎng)絡類型，這里就是TD-LTE網(wǎng)絡（3GPP-E-UTRAN-TDD），同時還說明了接入小區(qū)信息，utran-cell-id-3gpp=46000

30、18DA1A64B02；Security-Clientheader標頭域說明了UE所支持的媒體面加密機制情況。1、 當P-CSCF收到注冊信息流的時候，P-CSCF需要通過歸屬地域名稱去確認歸屬地的接入點（ I-CSCF）。然后，P-CSCF需要將包含P-CSCF地址/名稱，公共用戶標識，私有用戶標識，P-CSCF網(wǎng)絡標識，UE IP地址等信息在注冊信息流利轉發(fā)到I-CSCF。名稱-地址解決機制被用來通過歸屬地域名解析出歸屬地的地址。P-CSCF網(wǎng)絡標識是用來被歸屬地網(wǎng)絡確認P-CSCF所在網(wǎng)絡的字符串。2、 I-CSCF需要將收到的信息發(fā)送給HSS進行校驗是否該用戶已經(jīng)注冊。同時HSS需要確

31、認用戶是否允許注冊。3、 如果校驗通過，HSS將S-CSCF的名稱或S-CSCF的能力反饋給I-CSCF，以供I-CSCF進行合適的S-CSCF選擇。如果校驗不通過，這里將反饋注冊請求拒絕（reject）4、 I-CSCF從HSS獲取的S-CSCF名稱，通過名稱-地址解決機制獲取對應的S-CSCF地址，將注冊請求發(fā)送給S-CSCF（含P-CSCF名稱/地址，公共用戶標識，私有用戶標識，歸屬地網(wǎng)絡域名稱，P-CSCF網(wǎng)絡標識，UE分配的IP地址）。如果對同一個公告標識的注冊聯(lián)系地址超過S-CSCF預設的門限，S-CSCF可以拒絕該注冊請求。S-CSCF需要存貯拜訪地網(wǎng)絡P-CSCF的地址/名稱，

32、一旦有被叫呼叫，則可將信令請求進行轉發(fā)，同時S-CSCF還需要記錄P-CSCF的網(wǎng)絡ID。5、 S-CSCF需要將公共用戶標識，私有用戶標識，S-CSCF名稱通過Cx接口發(fā)送HSS。6、 HSS存貯S-CSCF名稱，并將一些包含用戶名/地址或者安全的用戶信息發(fā)送給S-CSCF，以便用來進行一些基于平臺的服務管控。7、 S-CSCF將存貯的用戶信息發(fā)送給服務平臺，并進行適合的服務管控。8、 S-CSCF將返回200 ok消息（包含歸屬地接入信息，GRUU組合）給I-CSCF。9、 如同上述，I-CSCF需要將200 ok消息（包含歸屬地接入信息，GRUU組合）轉發(fā)給P-CSCF，在轉發(fā)之后，I-

33、CSCF需要釋放存貯的相應用戶注冊信息。10、 P-CSCF需要存貯歸屬地網(wǎng)絡接入信息，并將200 ok消息轉發(fā)給UE（含GRUU組）。UE在收到200 ok響應之后，存貯此時的超時定時器，將P-Associated-URI header里面包含的第一個URI存儲為默認的公共用戶標識，這里為<sip:+8618421195023>，并且將之進行相應的安全關聯(lián)。如果該標頭域中不含該公共用戶標識，則認為該標識注冊被禁止。另外，UE需要變更前期的臨時安全協(xié)商機制固化為新建立的安全協(xié)商機制當收到200 ok響應后，UE

34、需要向S-CSCF訂閱注冊事件包。該消息中所含的參數(shù)意義如下：Sip Message =SUBSCRIBE sip:+8618421195023 SIP/2.0，說明需要訂閱的公共用戶標識的SIP URIf：需要包含公共用戶標識，這里+8618421195023其實就是電話號碼t:內(nèi)容與f一致o:事件標頭域，應設置為需要訂閱的“reg”事件包重新注冊UE需要在適當?shù)臅r候發(fā)起重選注冊流程，例如以周期形式刷新已有的注冊信息或者響應UE注冊信息的變動。另外，當承載IMS會話的IP-CAN發(fā)生了變化，UE也需要發(fā)起重新注冊流程。U

35、E重新注冊流程與上述UE注冊流程類似。UE需要與網(wǎng)絡側依據(jù)上次注冊時間同步更新周期注冊的定時器，只不過該定時器比網(wǎng)絡側的定時器略小。1、UE需要在網(wǎng)絡側的周期注冊定時器超時前發(fā)起重新注冊流程。UE將注冊信息發(fā)送給P-CSCF，其中需要含公共用戶標識、私有用戶標識、歸屬地域名、UE的IP地址、能力信息、IMEI標識、是否支持GRUU的標識。2、當收到注冊請求后，P-CSCF并不用之前緩存的歸屬地網(wǎng)絡接入點信息，而是重新通過歸屬地網(wǎng)絡名稱去發(fā)現(xiàn)歸屬地的接入點信息（I-CSCF）。P-CSCF會將注冊請求轉發(fā)給I-CSCF。后續(xù)注冊流程與前述一致。注冊取消注冊取消可以有兩個層面來發(fā)起，一個是UE層面

36、，另外一個是網(wǎng)絡層面。UE層面的注冊取消流程與注冊發(fā)起流程是一致的，只不過注冊消息里面的超時時間設置為0秒，值得注意的注冊流程里的超時時間設置為600000秒。區(qū)別于注冊流程的有以下幾個步驟需要注意：1、 在注冊請求流程中將超時（expiration)值設置為0。4、當I-CSCF發(fā)送S-CSCF尋址請求后，HSS根據(jù)該用戶公共標識的注冊狀態(tài)，將S-CSCF名稱發(fā)送給I-CSCF。6、S-CSCF收到注冊取消信令后，會將該消息轉發(fā)服務控制平臺，服務控制平臺會將該公共用戶標識訂閱的相關服務信息清除。7、根據(jù)運營商定制策略，S-CSCF會將含公共用戶標識、私有用戶標識、清除S-CSCF名稱或者保留

37、S-CSCF名稱的Cx接口信令發(fā)送HSS。HSS根據(jù)收到的清除S-CSCF名稱/保留S-CSCF名稱來進行相應的S-CSCF名稱保留，即使保留S-CSCF名稱，后續(xù)HSS可以決定在任何時刻進行清除。9、當S-CSCF發(fā)出200 ok響應信息給I-CSCF后，S-CSCF釋放該公共用戶標識所有相關的注冊信息。11、當P-CSCF發(fā)出200 ok響應信息給UE后，P-CSCF釋放該公共用戶標識相關的注冊信息，而如果存在關于IMS信令鏈接狀態(tài)的訂閱通知，P-CSCF需要取消該訂閱通知。網(wǎng)絡層面發(fā)起的注冊取消有些特殊情況下，例如終端沒電了，或者UE移出了服務區(qū)，網(wǎng)絡側需要發(fā)起對用戶的注冊取消流程。網(wǎng)絡

38、側發(fā)起注冊取消流程主要是為了在這些場景下對用戶后續(xù)提供穩(wěn)定有保障的服務。網(wǎng)絡側發(fā)起的注冊流程取消僅僅針對IMS子系統(tǒng)內(nèi)，與接入網(wǎng)狀態(tài)無關。即IMS域注冊取消后，LTE網(wǎng)絡并不一定去附著。一般，IMS子系統(tǒng)發(fā)起注冊取消流程有如下的原因：網(wǎng)絡維護：解決用戶重新注冊帶來的網(wǎng)絡節(jié)點相關數(shù)據(jù)缺失；網(wǎng)絡業(yè)務：當用戶漫游到其他網(wǎng)絡而并沒有在源網(wǎng)絡進行注冊取消；應用服務：由服務能力受限導致的注冊取消；訂閱管理：當用戶欠費、惡意欺詐、取消訂閱等等導致的網(wǎng)絡發(fā)起的IMS注冊取消。另外對于用戶變更服務，也可能導致網(wǎng)絡側發(fā)起IMS注冊取消。諸如以上的原因，網(wǎng)絡側發(fā)起的注冊取消可以通過兩個流程觸發(fā)，一個是注冊超時，另外

39、一個則是強制流程。對于注冊超時而言，P-CSCF與S-CSCF各自維護一個定時器，這兩個定時器需要時間足夠接近，并且彼此之間不做同步。因此，當S-CSCF定時器超時后，P-CSCF的定時器也認為超時，這樣P-CSCF可以直接將UE注冊取消，而不需要等待S-CSCF注冊取消的指令。詳見23.228.注冊取消流程可以由HSS、S-CSCF或者第三方網(wǎng)元（第三方網(wǎng)元通過HSS）發(fā)起，下圖說明了由HSS（含通過HSS流程發(fā)起的第三方）發(fā)起的情況在這里不對注冊取消流程細節(jié)做詳細的說明，不過需要提及值得注意的幾個關鍵步驟。對于步驟3，S-CSCF在向P-CSCF發(fā)起注冊取消流程的同時，需要內(nèi)部同步該用戶的

40、注冊信息。如果收到HSS關于注冊取消的原因，可將原因一并轉發(fā)。一般由于UE不在服務區(qū)的原因，P-CSCF在向UE發(fā)出注冊取消流程后，不一定能收到UE的響應，這時，PCSCF可以不必等待該200 ok響應，直接向S-CSCF發(fā)起響應流程。下圖說明的是由S-CSCF（或第三方網(wǎng)元通過S-CSCF）、服務控制平臺發(fā)起的注冊取消流程。于HSS發(fā)起的注冊取消流程唯一不同的是，S-CSCF在接收到P-CSCF注冊取消流程完成響應之后，才通過Cx接口向HSS發(fā)送注冊信息清空流程。后記：初學VoLTE，感覺IMS涉及的協(xié)議SIP、SDP不像傳統(tǒng)電信網(wǎng)絡協(xié)議那么標準化、規(guī)范化。有時，現(xiàn)網(wǎng)的一些實測log與協(xié)議描

41、述又不是完全的一致；有時，由于精力的原因，光靠沒有太多的背景知識，三兩手邊資料的個人解讀很難有多深入的理解。不過，技術領域的更新?lián)Q代開啟的思考與領悟的旅程也許才是網(wǎng)優(yōu)工程師最大的樂趣！4、 主叫信令流程注冊的目的是信息登記，并為后續(xù)的主被叫提前進行了相應的尋址。例如，主叫流程中信令所經(jīng)歷的網(wǎng)元路徑就是在注冊階段被分配好的，并在該UE注冊期間保持不變。IMS域的的主叫信令流程總覽如下：1、首先UE向P-CSCF發(fā)出SIP INVITE請求，包含初始SDP消息，該初始SDP消息包含一個多媒體會話的一個或多個媒體流。UE需要在INVITE消息了嵌入Accept:application/sdp,app

42、lication/3gpp-ims+xml，這里主要指明了MIME(MultipurposeInternet Mail Extensions)的業(yè)務格式類型（例如XML、HTML或者還是WMV等業(yè)務媒體格式），以便被服務器進行正確的解碼處理，這一點在計算機應用中很普遍，如果沒有注明正確的類型，后果很難評估；P-Early-Media: supported，支持該消息意味著支持主叫早放，例如，當收到180振鈴指示，UE按授權進行相應的媒體播放；P-Preferred-Identity: sip:+8613454444994,這里提供了用戶的公共標識，與后續(xù)從S-CSCF傳來的P-Asserted-Identity保持一致；P-Preferred-Service:urn:urn-7:3gpp-service.ims.icsi.mmtel, IMS Communication Service Identifier(ICSI),IMS通信服務標識符在UE與網(wǎng)絡側標記著應用。UE通過該標識符分發(fā)SIP消息到正確的應用，而網(wǎng)絡側通過該標識選擇正確的應用服務器；a: *;+g.3gpp.icsi-ref=&quo