編輯推薦

　　本書講解瞭各種可能的LTE語音業務技術解決方案，如LTE*新演進技術，即所謂的5G可能采用的先進技術和演進方嚮。重點介紹基於全新IMS架構的VoLTE（Voice over LTE）技術的原理和具體實現過程，並對相關的LTE空中接口信令消息和IMS網絡SIP信令消息給予瞭詳細解析。

內容簡介

　　本書講解瞭各種可能的LTE語音業務技術解決方案，同時也介紹瞭LTE**演進技術，即所謂的5G可能采用的先進技術和演進方嚮。本書的主要內容包括電路域迴落（Circuited Switch Fallback，CSFB）、普通IP電話（General VoIP）和LTE語音及數據業務同時共存（SV-LTE）、VoWiFi（Voice over WiFi）及LTE直接承載語音業務的VoLTE（Voice over LTE）技術。其中重點介紹瞭目前***的LTE語音業務電路域迴落（CSFB）技術和LTE語音業務**解決方案――基於全新IMS架構的VoLTE（Voice over LTE）技術的原理和具體實現過程，並對相關的LTE空中接口信令消息和IMS網絡SIP信令消息給予瞭詳細解析，以幫助讀者，特彆是從事LTE係統測試和IMS/VoLTE網絡維護的工程師更好地理解LTE語音業務的具體實現過程，方便查對和比較相關信令消息內容，實用性、針對性強。

作者簡介

　　江林華，曾在索尼、阿爾卡特朗訊、北電網絡、摩托羅拉等多傢通信設備公司供職，從事按鍵設計、係統測試、係統架構等多種工作。一直在3G、4G網絡演進過程中從事核心産品研發，實踐經驗豐富，對新一代通信網絡技術發展有獨到見解。

目錄

第1章 概述 1
1．1 移動通信發展路綫圖 1
1．2 移動通信網絡演進 2
1．3 移動通信技術演進 5
1．4 移動通信業務演進 6
第2章 LTE介紹 8
2．1 LTE網絡介紹 8
2．1．1 LTE網絡架構 8
2．1．2 LTE網絡實體 9
2．1．3 LTE網絡接口 10
2．2 LTE協議棧 11
2．2．1 用戶平麵協議棧 11
2．2．2 控製平麵協議棧 11
2．2．3 協議棧功能簡述 12
2．3 LTE信道與信號 14
2．3．1 邏輯信道 14
2．3．2 傳輸信道 14
2．3．3 物理信道 14
2．3．4 信道映射 18
2．3．5 參考信號 18
2．4 LTE係統信息 22
2．4．1 LTE係統信息定義 22
2．4．2 LTE係統信息更新 23
2．4．3 LTE係統信息解析 23
2．5 LTE物理層原理 38
2．5．1 時域和頻域資源 38
2．5．2 正交頻分復用 39
2．5．3 多天綫技術 40
2．6 LTE基本過程 46
2．6．1 LTE小區搜索過程 46
2．6．2 LTE小區重選過程 47
2．6．3 LTE隨機接入過程 49
2．6．4 LTE附著過程 52
2．6．5 LTE尋呼過程 53
2．6．6 LTE切換過程 55
2．7 LTE終端與頻段 56
2．7．1 LTE終端能力類彆 56
2．7．2 LTE終端能力報告 57
2．7．3 FDD頻段 88
2．7．4 TDD頻段 89
2．8 LTE高級技術 90
2．8．1 載波聚閤（CA） 90
2．8．2 增強多天綫技術 93
第3章 LTE語音業務解決方案概述 96
3．1 LTE移動語音業務演進 96
3．1．1 LTE熱點覆蓋階段 96
3．1．2 LTE區域覆蓋階段 96
3．1．3 LTE全麵覆蓋階段 97
3．2 LTE語音業務可選解決方案 97
3．2．1 普通IP電話（General VoIP） 97
3．2．2 電路交換域迴落（CSFB） 98
3．2．3 LTE數據與CS語音並存方案（SV-LTE） 99
3．2．4 LTE語音直接承載方案（VoLTE） 100
3．2．5 WiFi網絡直接承載語音（VoWiFi） 102
3．3 LTE語音電路域迴落方案（CSFB） 103
3．3．1 SGs接口 103
3．3．2 聯閤附著和去附著過程 104
3．3．3 聯閤TA和LA更新過程 106
3．3．4 語音業務CSFB過程 106
3．3．5 UE 重迴LTE 113
3．3．6 CSFB與IMS/VoLTE共存 121
3．4 SMS over SGs 121
3．5 LTE各語音業務解決方案比較 123
3．6 LTE語音TTI綁定 124
3．6．1 為什麼需要TTI綁定 124
3．6．2 TTI綁定配置與重傳 124
3．7 LTE語音半靜態調度 125
3．7．1 LTE資源調度方式比較 125
3．7．2 半靜態調度配置與重傳 126
第4章 IMS介紹 128
4．1 IMS主要特性 128
4．2 IMS網絡協議 129
4．3 IMS網絡架構 130
4．4 IMS網絡實體 132
4．4．1 P-CSCF 133
4．4．2 I-CSCF 134
4．4．3 S-CSCF 134
4．4．4 HSS 135
4．4．5 Inter-working Functions 136
4．4．6 AS 137
4．5 IMS網絡接口 138
4．6 IMS用戶標識 139
4．7 IMS業務與應用 140
4．8 SIP/SDP 141
4．8．1 基本概念 142
4．8．2 請求行 143
4．8．3 狀態行 144
4．8．4 消息頭 146
4．8．5 消息體（SDP） 146
4．8．6 信令流程 149
4．9 DIAMETER協議 150
4．9．1 協議結構 151
4．9．2 消息格式 151
4．9．3 協議命令 152
第5章 LTE直接承載語音解決方案（VoLTE） 154
5．1 P-CSCF發現 154
5．2 IMS承載 156
5．2．1 IMS信令承載 158
5．2．2 IMS數據承載 158
5．3 IMS注冊流程 159
5．3．1 IMS鑒權流程 159
5．3．2 IMS注冊流程 160
5．4 IMS會話流程 165
5．4．1 VoLTE 不帶預置條件會話流程 165
5．4．2 VoLTE 附帶預置條件會話流程 167
5．4．3 VoLTE緊急呼叫注冊和會話流程 171
5．4．4 VoLTE會話刷新流程 176
5．5 IMS會議電話流程 177
5．5．1 一對一會話創建流程 177
5．5．2 一對一會話暫停流程 177
5．5．3 會議電話創建流程 178
5．5．4 用戶加入會議電話流程 179
5．6 SMS over IP 182
5．7 VoLTE業務連續性 186
5．7．1 SRVCC過程 187
5．7．2 SRVCC增強 190
5．8 IMS補充業務 191
5．8．1 補充業務配置 191
5．8．2 補充業務類型 193
5．9 IMS融閤通信（RCS） 195
5．9．1 RCS業務概述 196
5．9．2 RCS業務特點 196
5．9．3 RCS業務功能 197
5．9．4 RCS業務列錶 198
第6章 LTE語音業務信令流程消息解析 200
6．1 LTE UE附著過程消息解析 200
6．1．1 RRC連接建立過程消息 200
6．1．2 Attach附著請求消息 204
6．1．3 Authentication鑒權過程消息 210
6．1．4 NAS層安全模式過程消息 212
6．1．5 ESM信息獲取過程消息 213
6．1．6 AS層安全模式過程消息 214
6．1．7 RRC連接重配置過程消息 215
6．1．8 Attach附著接受消息 218
6．1．9 Attach附著完成消息 227
6．2 LTE IMS承載建立過程消息解析 228
6．2．1 IMS PDN連接請求消息 228
6．2．2 RRC連接重配置過程消息 230
6．2．3 IMS默認EPS承載激活過程消息 233
6．2．4 RRC連接重配置過程消息 237
6．2．5 IMS專用EPS承載激活過程消息 240
6．2．6 RRC連接重配置過程消息 244
6．2．7 IMS專用EPS承載去激活過程消息 246
6．3 電路域迴落過程消息解析 247
6．3．1 連接狀態下主叫CSFB消息 247
6．3．2 連接狀態下被叫CSFB消息 248
6．3．3 空閑狀態下主叫CSFB消息 251
6．3．4 空閑狀態下被叫CSFB消息 253
6．3．5 3G網絡語音呼叫過程消息 256
6．4 IMS注冊流程消息解析 262
6．4．1 第1次Register注冊請求消息 262
6．4．2 401 Unauthorized鑒權挑戰消息 263
6．4．3 第2次Register注冊請求消息 264
6．4．4 200 OK注冊響應消息 265
6．4．5 Subscribe訂閱注冊事件消息 265
6．4．6 200 OK訂閱響應消息 266
6．5 IMS會話流程消息解析 266
6．5．1 不帶預置條件會話流程消息 266
6．5．2 附帶預置條件會話流程消息 272
6．6 IMS會議電話流程消息解析 282
6．6．1 一對一會話建立過程消息 282
6．6．2 一對一會話暫停過程消息 282
6．6．3 會議電話創建過程消息 285
6．6．4 用戶加入會議電話過程消息 289
6．6．5 會議電話結束過程消息 296
附 錄 298
附錄A UE側如何配置並激活IMS/VoLTE功能 298
附錄B 縮略語 300
參考文獻 306

前言/序言

　　前 言

　　隨著移動互聯網的快速普及應用，特彆是在移動電子商務和智能手機的高速發展驅動下，當今世界已經迎來移動通信技術的高速發展時期，應運而生的第4代移動通信技術，即4G-LTE已經發展成熟並開始大規模商用部署。盡管全IP架構的LTE技術可以很好地解決高速增長的移動數據業務需求，傳統的移動語音呼叫業務依然被廣泛使用，仍然是運營商的一個主要收入來源，而LTE語音業務技術的發展與成熟卻相對滯後，從而影響瞭運營商對LTE網絡部署的熱情和進度。LTE語音業務的實現是大勢所趨，因為頻譜效率低的2G/3G電路域網絡早晚會退齣運營，從而釋放齣更多優質低端頻譜資源給4G-LTE網絡部署使用。

　　目前各大設備商和終端廠商及運營商正在通力閤作，加緊研發和測試當前主流LTE語音業務技術，即VoLTE（Voice over LTE）技術，以期盡快成熟並大規模商用部署，為用戶提供更可靠、更優質的語音及高清視頻通話業務。截至目前，中國移動已經開始在部分省區部署和開通VoLTE商用業務，中國聯通和中國電信也在加速部署LTE網絡。可以預見，不久的將來，市場對IMS/VoLTE業務的研發、測試和網絡運營維護的需求會越來越大。

　　目前，在移動通信圖書市場上，理論研究或技術應用方麵，都已經有很多本版或翻譯的LTE基本原理方麵的書籍，但是係統性專門闡述LTE語音業務技術解決方案的書卻幾乎沒有。隨著IMS/VoLTE業務商用部署的加快和普及，會有越來越多讀者或工程師急需這樣一本集中詳細講解LTE語音業務技術解決方案的書。就是在這種情形下，作者基於自己多年在移動通信行業積纍的移動通信技術、經驗和知識，專門編寫瞭本書，以期分享給相關行業的讀者，也為我們國傢移動通信的發展貢獻綿薄之力。

　　本書從專業技術人員的視角齣發，首先以有特色的圖錶方式介紹瞭移動通信的發展曆程和未來5G技術演進方嚮，循序漸進、一目瞭然；其次較為詳細地介紹瞭LTE網絡的基本原理和基本流程；然後闡述瞭LTE語音業務所麵臨的挑戰和可能的技術解決方案；最後重點論述瞭LTE語音業務終極解決方案——基於IMS架構的VoLTE技術。本書的另一個特色是詳細列齣並解析瞭相關的LTE語音業務信令消息，包括IMS SIP信令消息，能夠幫助讀者深入瞭解LTE語音業務的具體技術實現流程，具有很強的實用性、針對性，特彆是能契閤廣大VoLTE業務測試與技術支持工程師查找核對相關信令消息。

　　本書由電子工業齣版書齣版發行，作者感到十分榮幸，這也是對作者多年在移動通信行業工作積纍的一個肯定，在此特彆感謝策劃編輯麯昕女士及參與本書編輯齣版各環節人員的大力支持和辛勤付齣。另外，作者還要感謝傢人的鼓勵和支持。

　　當然，任何書籍的齣版，錯漏之處在所難免，雖然作者和編輯已經盡力將錯誤減少到最少，但如果發現本書有任何錯漏的地方，歡迎廣大讀者批評指正。

　　江林華

　　2015年11月25日於北京

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