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VoLTE指标定义


一、 VoLTE 概述
(一)网络构架

(二)

二、指标定义
(一)IMS 注册成功率
1、计算公式: IMS 注册成功次数/终端开机次数*100% 2、相关说明: 终端开机后, 将先后完成 EPC 附着, IMS 信令承载建立和 IMS 注册流程, 以上 3 个 流程均正常完成,则定义为一次 IMS 注

册成功。 (1) EPC 附着: 终端开机→广播消息读取→随机接入→RRC 连接建立→默认承载 建立(CMNET,QCI=9)→RRC Connection Reconfiguration Complete。 (2)IMS 信令承载建立:终端发起 PDN Connectivity Service 到默认承载建立 (IMS,QCI=5)→RRC Connection Reconfiguration Complete。 (3)IMS 注册:终端发起 SIP Register→SIP401→SIP Register→SIP 200 OK 3、步骤流程: (1)MS 用户发出注册请求消息; (2)P-CSCF 通过 DNS 得到用户归属网的 I-CSCF; (3)P-CSCF 把注册消息转到 I-CSCF; (4)I-CSCF 查询 HSS,为用户选择一个 S-CSCF; (5)I-CSCF 将消息转到 S-CSCF; (6)S-CSCF 从 HSS 得到用户的认证信息; (7)S-CSCF 通知用户重新认证; (8)用户重新发起注册(1-5 步) ; (9)认证通过,S-CSCF 通知 HSS; (10)S-CSCF 从 HSS 下载用户数据和 iFC; (11)S-CSCF 通知 AS 进行第三方注册; (12)AS 从 HSS 得到用户数据(可选) ; (13)P-CSCF 向 S-CSCF 订阅注册事件通知; (14)用户向 S-CSCF 订阅注册事件通知。

具体消息如下图所示:

UE Attach Request

eNB

MME

S/PGW

PCRF

HSS

SBC/ ATCF

I-CSCF

S-CSCF

TAS

Attach Request Identity Request Identity Response Authentication/Security Update Location Request Update Location Answer Create Session Request(APN=IMS, PCO: P-CSCF addr request) CCR CCA(QCI=5) Create Session Response(QCI=5, PCO:P-CSCF addr) Initial Context Setup Request/Attach Accept(PCO: P-CSCF addr) RRC Connection Reconfiguration/Attach Accept(PCO:P-CSCF addr) RRC Connection Reconfigurationn Complete Initial Context Setup Response Direct Transfer/Attach Complete Attach Complete

Modify Bearer Request Modify Bearer Response

NOR (Homogeneous Support of IMS Voice over PS Sessions) NOA

REGISTER (IMPI=IMSI@ims.mnc000.mcc460.3gppnetwork.org, IMPU=sip:IMSI@ims.mnc000.mcc460.3gppnetwork.org) REGISTER UAR UAA REGISTER MAR(S-CSCF addr) MAA(RAND,IK CK,XRES,AUTN) 401(RAND,IK CK,XRES,AUTN) 401(RAND,IK CK,XRES,AUTN) 401(RAND,AUTN) REGISTER (RES) REGISTER (RES,STN-SR) UAR UAA(Stored S-CSCF) REGISTER (RES,STN-SR) SAR SAA(user profile) REGISTER(STN-SR) 200 OK 200 OK 200 OK 200 OK MESSAGE (ATU-STI) MESSAGE (ATU-STI) 200 OK[to MESSAGE] 200 OK[to MESSAGE] PUR(STN-SR) PUA IDR(STN-SR) IDA

(二)话音接通成功率
1、计算公式: 成功完成呼叫次数/终端发起呼叫总数*100% 2、相关说明:

处于 RRC 空闲态的终端由于有业务要传输,所以将首先发起 Service Request 流程,回到 RRC 连接态,然后发送 SIP Invite 消息建立会话连接。两个过程具 体为: ( 1 ) RRC 状 态 转 换 : 定 义 为 第 一 条 随 机 接 入 消 息 到 RRC Connection Reconfiguration Complete 消息。RRC Idle 状态的终端由于有数据需传送(比 如发起 Ping)而发起 Service Request 过程,终端通过“随机接入-RRC 连接建 立-DRB 建立”完成空口过程与无线网的连接,并开始上、下行数据传送,视作 成功完成连接建立。 (2) SIP 会话建立: 从主叫终端发起 SIP Invite 消息到接收到网络侧下发的 SIP 200 OK 消息,包括专用承载建立、会话建立等过程。 3、步骤流程: 场景 1:同一 IMS 域内的基本会话流程 (1)用户发起会话请求,消息到达 S-CSCF; (2)S-CSCF 从 HSS 下载用户数据(可选) ; (3)S-CSCF 触发业务,AS 进行业务逻辑控制; (4)S-CSCF 通过 DNS 得到被叫所在 IMS 域的 I-CSCF; (5)I-CSCF 通过 HSS 查询得到被叫用户注册的 S-CSCF; (6)S-CSCF 从 HSS 得到被叫用户的用户数据; (7)S-CSCF 触发业务,AS 进行业务逻辑控制; (8)会话请求被路由到被叫用户; (9)双方进行资源协商和预留; (10)对被叫振铃; (11)被叫用户应答,会话建立。

场景 2:不同 IMS 域之间的基本会话流程(与场景 1 基本一致) 。

具体消息如下图所示:
UE-A eNB MME S/PGW PCRF HSS
SBC/ ATCF

I-CSCF

S-CSCF

TAS

UE Triggered Service Request Procedure

INVITE(SDP-A) INVITE(SDP-A) INVITE(SDP-A) INVITE(SDP-A) INVITE[to remote end] 180 Ringing 180 Ringing 180 Ringing 180 Ringing 180 Ringing 200 OK(SDP-B) 200 OK(SDP-B) AAR(业务需求) RAR(QCI=1) Create Bearer Request Bearer Setup Request/Session Management Request RRC Connection Reconfiguration RRC Connection Reconfigurationn Complete Bearer Setup Response Direct Transfer Session Management Response Create Bearer Response RAA AAA 200 OK(SDP-B) ACK ACK ACK ACK ACK RTP flow RTP flow RTP flow

(三)掉话率
1、计算公式: 掉话次数/成功建立呼叫次数*100% 2、相关说明:

(1) 掉话: 空口 RRC 连接释放 (终端 Radio Link Failure 或网络侧 RRC Release) , 或 10s 以上未接通,均视作掉话。 (2)成功建立呼叫包括 RRC 连接建立和 SIP 会话建立。即 RRC Idle 状态的终端 通过“随机接入-RRC 连接建立-DRB 建立”完成空口过程与无线网的连接,并开 始上、下行数据传送,即视为 RRC 连接建立完成。而主叫终端发起 SIP Invite 消息后接收到网络侧下发 SIP 200 OK 消息,即视为成功建立呼叫。

(四)SRVCC 切换成功率
1、计算公式: eSRVCC 切换成功次数/eSRVCC 切换尝试次数*100% 2、相关说明: (1)切换请求:eNodeB 判断需要切换后,向源 MME 发送 Handover Required 消 息。其中 QCI=1(语音承载) ,且 Target ID 为非 LTE 小区。 (2)切换成功:UE 向 ATCF 返回 200 OK 消息,释放原会话占用的承载资源。 3、步骤流程:

步骤 1:UE_A 和 UE_B 正在进行一个 Active 状态的会话,媒体锚定在 ATCF/SBC。 UE_A 根据当前所在地区 E-UTRAN 网络和 UTRAN/GERAN 网络的信号强度, 向 eNodeB 上传系统测量报告。 eNodeB 经过判断决定切换后, 向 MME 发送切换请求 Handover Request 消息; 步骤 2:MME 向 UE_A 当前所在地区的 eSRVCC IWF 发起 eSRVCC 切换请求 PS to CS Request 消息。 步骤 3、4:eSRVCC IWF 向 MME 返回 PS to CS Response 消息。MME 收到消息后, 指示 UE_A 向 UTRAN/GERAN 网络发起切换。 步骤 5:eSRVCC IWF 首先向接入网络申请承载资源,申请过程与普通 CS 域用户 发起呼叫时申请资源的过程相同。申请资源后,再根据 STN-SR 向 ATCF/SBC 发送 Invite 消息,携带 SDP 信息。其中,关键参数如下: (1)Request URI:STN-SR 号码。 (2)P-Asserted-Identity 头域:C-MSISDN 号码。

步骤 6:ATCF/SBC 收到 Invite 消息,根据其中 STN-SR 号码,判断该消息是由 eSRVCC 切换产生。ATCF/SBC 作如下处理: (1) ATCF/SBC 从 Invite 消息中获取 C-MSISDN,结合本地保存的+g.3gpp.srvcc 标识、eSRVCC 相关信息(ATU-STI 等) ,确定 UE_A 需要切换的 Active 状态会话。 (2)ATCF/SBC 判断 eSRVCC IWF 发送的编解码列表是否包含原会话协商后使用 的编解码。如果包含,则 eSRVCC IWF 支持会话正在使用的编解码,ATCF/SBC 直 接返回原会话协商后的编解码。如果不包含,则 eSRVCC IWF 不支持会话正在使 用的编解码,则 ATCF/SBC 按照 SRVCC 流程处理,将 SRVCC IWF 的切换请求转发 给 SCC AS,由 SCC AS 执行切换功能。 (3)ATCF/SBC 进行媒体协商修改,新建媒体端点,与 eSRVCC IWF 侧端点完成 连接。 (4)ATCF/SBC 向 eSRVCC IWF 返回 200 OK 消息,携带本端新建端点的 SDP 信息。 步骤 7:eSRVCC IWF 返回消息接收成功响应 ACK。 步骤 8、9:eSRVCC IWF 向 MME 返回 PS to CS Complete Notification 消息,表 示 UE_A 已成功接入 UTRAN/GERAN 网络。至此,UE_A 与 ATCF/SBC 之间的承载资 源信息分为 CS 网络承载和 PS 网络承载两部分。 步骤 10:ATCF/SBC 根据待切换会话关联的 ATU-STI,向 SCC AS 发送 Invite 消 息,请求 eSRVCC 切换。其中,关键参数如下: (1) Request-URI: 待切换会话的 ATU-STI。 P-Asserted-Identity: UE 的 C-MSISDN 号码。 (2)Require:携带 tdialog 标识,指示支持 Target-Dialog 头域。 (3)Target-Dialog:待切换会话的原 Dialog ID,包括原会话的 Call-ID,远 端设备用户实例(remote-tag) ,本端设备用户实例(local-tag) 。 (4)SDP:UE 的 SDP,与原会话协商后的 SDP 相同。 步骤 11:I-CSCF 根据 Request-URI 查询 HSS 或根据本地 PSI 数据配置,判断被 叫用户是一个 PSI 用户, 根据查询结果将消息路由到 SCC AS。 Invite 消息中 Route 头域包含 SCC AS 地址,携带 orig 和 atu-sti 参数。 (1)orig:指示 SCC AS 进行主叫侧处理。 (2)atu-sti:指示 SCC AS,该消息是一个 eSRVCC 的切换请求。 步骤 12:SCC AS 收到 Invite 消息后,通过其中 Target-Dialog 头域的原会话 Call-ID 确定待切换的会话,并作如下处理: (1)如果该会话处于 Active 状态,且具有激活的语音媒体成分,则 SCC AS 比 较 Invite 消息中的 SDP 是否与原会话协商后的 SDP 相同,并根据比较结果启动 eSRVCC 流程或 SRVCC 流程。 (2)如果相同,则 SCC AS 启动 eSRVCC 流程,修改该会话的接入域,表明用户 已从 CS 域接入,便于后续业务进行域选择,并且返回 200 OK 消息。由于原会话 协商的 SDP 未改变,SCC AS 不更新远端 SDP。 (3)如果不相同,则 SCC AS 启动 SRVCC 流程,修改会话接入域,返回 200 OK 消息,并且更新远端 SDP。 步骤 13:I-CSCF 将 SCC AS 发送的 200 OK 响应转发至 ATCF/SBC。 步骤 14:ATCF/SBC 向 SCC AS 返回 ACK 消息。UE_A 与 UE_B 之间恢复媒体连接。 后续 UE_A 所在网络侧媒体信息基于 CS 网络承载。 步骤 15、16:SCC AS 向 UE_A 发起 BYE 请求,释放原接入网络承载资源。 步骤 17、18:UE 返回 200 OK,SBC、SCC AS 释放原会话占用的承载资源。

(五)寻呼成功率
1、计算公式: 寻呼成功次数/EPC 发起寻呼请求总次数*100% 2、相关说明: (1)EPC 发起寻呼请求:EPC 发起寻呼,即 S1 接口 Paing 消息。 (2) 寻呼成功: EPC 发起寻呼后, 收到 S1 接口相应的 Initial UE Message (NAS: Service Request) ,则判做寻呼成功。 (3)寻呼失败:EPC 发起寻呼后 2 秒内,未收到 S1 接口相应的 Initial UE Message,则判做一次寻呼失败。

附录一:状态码分类
1XX:临时响应。表明请求已收到,接受方正在继续处理该请求。 2XX:成功响应。请求已经成功收到、理解并被接受。 3XX:重定向响应。请求方需要采取进一步动作以完成请求。 4XX:客户端响应错误。 5XX:服务器响应错误。 6XX:全局失败响应。请求不能在任何一个服务器上得到满足,产生该响应的服 务器需要知道有关用户的确切信息。

附录二:参考文献
[1] 3GPP TS 23.228 V12.3.0 IP Multimedia Subsystem (IMS) [2] 3GPP TS 23.216 Vb90 Single Radio Voice Call Continuity


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