VoLTE基本原理及信令流程

VoLTE（Voice over LTE），即LTE上语音通话，是LTE移动通信标准下的语音通话技术。VoLTE涉及的网络架构、关键技术、信令流程、以及IMS网络的组成部分等知识点构成了本文的主体内容。 IMS（IP多媒体子系统）网络架构是VoLTE的核心。IMS网络主要分为几个部分：会话管理与路由（CSCF），数据库（SLF和HSS），服务元素（如AS、MRFC、MRFP），以及互操作元素（如BGCF、MGCF、SGW和MGW）。这些组成部分共同支持VoLTE的业务流程。 在CSCF（呼叫会话控制功能）中，有三种不同类型的CSCF：P-CSCF（代理CSCF）、I-CSCF（查询CSCF）和S-CSCF（服务CSCF）。P-CSCF主要作为用户访问IMS网络的入口点，负责消息的代理转发以及会话资源的QoS保障。I-CSCF用于用户漫游时的访问控制点，负责获取用户归属的S-CSCF地址，并转发SIP请求。S-CSCF在IMS核心网中处于核心控制地位，负责用户鉴权、会话路由以及IMS签约触发规则的评估。 数据库方面，SLF（订阅定位功能）负责查询用户的位置信息，HSS（家庭订阅服务器）存储用户的基本签约数据和用户的状态信息。服务元素，如AS（应用服务器）、MRFC（媒体资源功能控制器）和MRFP（媒体资源功能处理器），负责提供增值服务和媒体资源处理。互操作元素如BGCF（边界网关控制功能）负责与其他网络的互通，MGCF（媒体网关控制功能）负责控制媒体网关，SGW（服务网关）和MGW（媒体网关）是核心网与用户设备之间的接口。 此外，VoLTE涉及的无线关键技术包括无线通信的一些先进技术，如OFDM（正交频分复用）、MIMO（多输入多输出）等，以及与无线空口通信相关的信令和协议处理。SIP协议是IMS网络中的核心控制协议，负责呼叫的建立、管理和终止。SIP消息包括注册、会话、存在、订阅等，用于IMS网络中的信令交互。 VoLTE信令流程则详细描述了从呼叫建立到呼叫释放的整个过程，这个过程涉及到多个IMS网元之间的协作。信令流程的关键步骤包括UE（用户设备）的注册、去注册、被叫过程、主叫过程、呼叫转移等。信令流程的实现依赖于上述IMS网元的配合，以及SIP协议消息的交互。 通过以上技术的实现，VoLTE可以实现在LTE网络上提供高质量的语音通话服务。LTE网络架构具有分组域承载网和接入网两部分，分组域承载网通过S1承载网将用户数据分组传送到核心网，接入网通过eNodeB将UE连接到LTE网络。 本文通过介绍这些技术和流程，不仅帮助读者理解VoLTE网络架构和信令流程的原理，而且还能让希望了解VoLTE的同学通过案例学习到实际应用中的具体操作。文章通过列举VoLTE的基本原理、信令流程、以及 IMS 网络架构的组成部分，为读者提供了一个全面了解VoLTE技术的知识框架。通过这些内容的学习，可以为后续深入研究VoLTE提供扎实的基础。