端到端的VoLTE通話(1)-初始接入和默認(rèn)承載創(chuàng)建

端到端的VoLTE通話(1)--初始接入和默認(rèn)承載創(chuàng)建\o"4G"#4G\o"VOLTE"#VOLTE\o"IMSAPN"#IMSAPN4G(LTE)網(wǎng)絡(luò)中終端(UE)開機(jī)后將使用默認(rèn)APN建立PDN連接；支持VoLTE通話的網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商將為UE提供兩個APNs,即:InternetAPN和IMSAPN。其中:默認(rèn)APN(InternetAPN)用于互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)流量,EPS承載的QCI值為“9”。在與互聯(lián)網(wǎng)APN建立PDN連接后，UE嘗試與IMS的APN即“IMSAPN”建立額外的PDN連接。IMSAPN在UE中預(yù)先配置，默認(rèn)EPS承載的QCI值為5，用于SIP信令。一旦完成與IMSAPN的PDN連接并成功創(chuàng)建默認(rèn)EPS承載，UE就能夠與IMSCore通信進(jìn)行VoLTE呼叫服務(wù)。

VOLTE附著和承載

初始附著由兩個例程組成。一是在RRC、S1AP和GTP-C接口上建立信令路徑；二是建立承載路徑其中包括數(shù)據(jù)無線承載(DRB)和GTP-U(即S1和S5承載)，見圖1所示。圖1.支持VOLTE的4G網(wǎng)絡(luò)

終端(UE)的信令連接過程涉及:認(rèn)證、NAS安全程和位置更新過程。因此當(dāng)信令連接完成后，UE開始擁有與網(wǎng)絡(luò)通信的安全連接并且網(wǎng)絡(luò)側(cè)掌握終端(UE)位置、用戶信息、QoS要求等的上下文；UE到PGW間建立了默認(rèn)EPS承載，其中包括:DRB、S1和S5承載。一、初始附著(Initialattachment)包括UE與eNB建立RRC連接，eNB與MME建立S1AP會話用于信令。一旦RRC和S1AP連接建立，NAS消息就在UE和MME之間交換，它由兩層組成即:EPS會話管理(ESM)層和EPS移動管理(EMM)層。ESM消息用于控制PDN連接、承載資源分配/修改、默認(rèn)/專用EPS承載的激活/去激活。EMM消息用于使用例如附著、去附著、跟蹤區(qū)域更新(TAU)以維持UE的移動性。期間NAS消息通過S1鏈路在RRC和eNB透明地傳輸。

圖2.VOLTE終端的初始附著[1-2]空閑模式的UE通過發(fā)送RRCConnectionrequest請求eNB建立信令連接。eNB根據(jù)接收到的無線配置分配網(wǎng)絡(luò)資源，并通過發(fā)送RRC連接設(shè)置向UE發(fā)起RRC連接。[3]UE根據(jù)接收到的預(yù)定義配置標(biāo)識所標(biāo)識的預(yù)定義參數(shù)來配置無線承載和傳輸信道，并通過向eNB發(fā)送RRC連接設(shè)置完成來確認(rèn)RRC連接。同時，NAS消息(即EMM層的附著請求和ESM層PDN連接請求)通過包含在RRC和S1AP消息(即分別為RRC連接設(shè)置完成和InitialUEMessage)中的eNB透明地傳遞給MME。S1AP接口InitialUEMessage的NAS部分消息如下：圖3.初始UE消息內(nèi)容如希望UE同時使用LTE和nonLTE則附著類型將設(shè)置為“組合EPS/IMSI附著”，其中:EPS連接類型:EPS連接/組合EPS/IMSI連接/EPS緊急連接;語音域偏好:語音通話-首選網(wǎng)絡(luò)。

語音域偏好設(shè)置為“IMSPS語音優(yōu)先，CS語音次要”。歡迎參閱：---4G中聯(lián)合附著(CombinedAttach)是個啥？二、終端協(xié)議配置UE通過協(xié)議配置選項(xiàng)(PCO)來請求某些信息，如UEIP/DNSIP地址等，下圖(4)顯示在initialUEMessage中PCO配置示例。圖4.終端的PCO信息1下圖(5)顯示了initialUEMessage的其他參數(shù)，其中包含UE位置信息(即跟蹤區(qū)域標(biāo)識符、E-UTRAN小區(qū)全球標(biāo)識)和RRC建立原因。

圖5.終端的PCO信息2[4-5]收到AttachRequest后，MME發(fā)送AuthenticationInformationRequest(AIR)向HSS請求認(rèn)證向量，對用戶進(jìn)行認(rèn)證。

圖6.終端認(rèn)證請求信息HSS在認(rèn)證信息響應(yīng)(AIA)中使用認(rèn)證向量進(jìn)行響應(yīng)，如下圖(7)所示。圖7.AIA中的身份驗(yàn)證信息三、LTE-AKA驗(yàn)證流程如圖8所示，在此過程中：1)MME在接收到的參數(shù)中將AUTN和RAND傳遞給UE。2)UE通過運(yùn)行使用接收到的RAND和本地參數(shù)作為輸入的驗(yàn)證算法來驗(yàn)證網(wǎng)絡(luò)，然后驗(yàn)證計算的輸出是否與接收到的AUTN相匹配。3)UE將作為認(rèn)證算法的另一個輸出的RES發(fā)送給MME;(4)MME可以通過將RES與在