VoLTE技术中的会话持续性-SRVCC

IMS中的会话持续性概念
会话持续性的范围
移动IP、SRVCC实现语音业务切换的思路分析
双模终端的类型
SRVCC架构分析
SRVCC的网元
    1,eMSC向IMS发出SRVCC切换请求
    2,MME执行VoIP和非VoIP媒体分离功能,并向eMSC发起SRVCC切换
    3,HSS新增用于SRVCC的参数STN-SR、C-MSISDN
    4,UE要具有SRVCC能力
    5,E-UTRAN(LTE接入网)的SRVCC能力
    6,UTRAN(HSPA)的SRVCC能力
    7,SCCAS负责锚定与切换
    8,EATF功能实现IMS紧急呼叫到CS的SRVCC切换
SRVCC业务流程概述
SRVCC业务流程细化
IMS侧的SRVCC呼叫流程(单路呼叫、多路呼叫)
IMS紧急呼叫的SRVCC过程
SRVCC流程的改进思路
E-UTRAN附着过程中与SRVCC有关的参数
E-UTRAN业务请求过程中与SRVCC有关的参数
 
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IMS中的会话持续性概念
    IMS有关的会话持续性技术集中在语音业务的会话持续性。 要求是:业务中断时间不超过300ms,尽量避免升级或修改传统的2G/3G网络

    对于语音呼叫而言,由于用户的呼叫分为MO侧与MT侧,主叫侧与被叫侧都可以发起呼叫。各种切换技术关注的重点是发起切换侧UE(称近端)所在网络(2个接入网与一个核心网)的信令与媒体流程。而远端UE的流程不作为重点,往往只是一个收到媒体切换请求并响应的过程。
   语音呼叫连续性(Voice CallContinuity,V CC)很早就被提出,伴随IMS从起始、发展、成熟、演进各阶段都在3GPP标准中被研究。08年前IMS语音呼叫经常从wifi接入,所以R7的VCC(也称DR VCC)开始仅指wifi与2G3GCS域间的切换。并且生产出了双模双待的手机(Wlan常是5G频段,2G3G常是2G频段),伴以系统侧设备的支持,称为DRVCC或DR-VCC(Dual Radio VCC).
    随着LTE的普及,但2G、3G网络仍将长期存在。LTE/EPC不提供CS功能,Voice应用将需要依赖于IMS。LTE的早期部署将仅覆盖部分人口稠密地区。
   用户已满意于2G3G网络的语音质量与覆盖,运营商与厂商开始研究VoLTE呼叫如何切换到2G3G的CS域语音呼叫,开始也纳入VCC范围。但业界发现难以生产同时在LTE、2G或3G同时待机的手机(无法同时支持两个RAT技术)(支持LTE和GSM/UMTS的双模手机很难实现双模双待,不能同时附着到LTE和GSM/UMTS系统上进行收发数据或者进行通话,
      人们提出SRVCC或SR-VCC(Single RadioVCC)概念,UE本身支持双模单待,基本的SRVCC方案允许语音呼叫从LTE侧(或HSPA)的IMS呼叫 切换到2G3G3GPP2 CS域。各种增强的SRVCC方案允许含视频的多媒体呼叫的切换、反向切换(从3G切换到LTE侧)。
      3GPP对原3GPP R7的Dual RadioVCC机制进行了修改,以支持EPC中的这种SingleRadio场景,并称为SRVCC技术,包括E-UTRAN与UTRAN/GERAN之间的SRVCC以及E-UTRAN与3GPP21xCS的SRVCC,还包括UTRAN的HSPA与UTRAN/GERAN的CS域间的SRVCC。
    SRVCC方案已比较成熟,MSC server assisted mid-callfeature对于语音呼叫中各种补充业务提供了支持。SR-VCC实际上是个切换过程,要求运营商已经部署了IMS网络。
      SR-VCC技术可能在LTE网络部署的前期和中期使用,随着LTE网络的覆盖扩大,SR-VCC技术的使用逐渐减少直至消亡。
注:原始需求是LTE初期是热点覆盖,而2G3G是广域覆盖,所以用户在LTE覆盖边缘的语音呼叫持续性很重要。除了SRVCC之外,还有CSFB方案作为SRVCC的有力竞争对手,两种方案受不同运营商、厂商的支持。VoLGA方案已被3GPP放弃。
      SRVCC的定义:Single Radio Voice Call Continuity:Voice call continuity between IMS over PS access and CS access forcalls that are anchored in IMS when the UE is capable oftransmitting/receiving on only one of those access networks at agiven time.
     CSFB的主要缺点是并未从本质上解决LTE提供语音业务的问题,而且每当用户需要语音业务时,用户在LTE网络下的业务都需要中断、切换或挂起,从而影响用户的体验。频繁的系统间的模式转换由语音业务触发,因此与传统意义上的系统间切换触发条件,例如由于LTE覆盖不好引发的向2G系统的切换不同,这种问题无法通过在网络部署阶段的优化来改善。
    对于已经部署或计划部署IMS的LTE运营商(也有CS域现网)来说,倾向于使用SRVCC。而部分LTE运营商不打算通过IMS提供语音业务(定位于纯管道运营商,只提供数据业务),而又有CS域现网用户,那他们会倾向于使用CSFB。
 
会话持续性的范围
    固定电话中没有漫游、移动、切换等要求。而移动网络从最初设计开始,就允许用户在其网络范围内、甚至是有同种无线信号覆盖的地区(允许跨运营商)的移动,由此带来了在会话(分语音会话、数据会话)中进行移动的需求。
   用户会话中移动可以包括各种场景,直接影响了设计方案。比如(不限于)
    1,会话完全建立后的移动,不分主被叫。
     2,会话未完全建立时的移动,比如在被叫侧返回振铃消息期间(因为可以振长达60s),主叫或被叫用户发生移动,即振铃态切换。
    3,跨运营商,单制式的移动。比如2G网络内的移动,包括了基站间切换、MSC间切换、GGSN(数据业务)间的切换。也称系统内切换。
    4,多制式的移动(如2G网络移动到3G网络,或反之。如WCDMA切换到CDMA2000,或反之)。称系统间切换。
    5,在引入voip后,wifi(voip)与3G2GLTE 间的切换。
    6,VOIP呼叫间的切换:如原呼叫在wifiLTE中执行voip(IMS),切换到2G3G的PS域继续走VOIP。
    7,Voip呼叫与CS域呼叫间的切换。如原呼叫是PS域接入的IMS语音,切换后变为CS域接入。
     8,数据业务的切换:如数据业务从LTE切换到2G3G的PS域。
     9,上述各种场景的组合。
 
移动IP、SRVCC实现语音业务切换的思路分析
   移动IP的思路是:本端用户空闲、或呼叫时发生移动或切换(一般来说,空闲下发生移动,而呼叫中发生切换),由IP层屏蔽移动性,对远端来说,本端的IP地址不变。
      上层业务(TCP、基于UDP、TCP、SCTP的应用层协议)完全不可见,业务仍能持续。
       原因是:移动前两个主机间建立的TCP连接、UDP连接、SCTP连接,移动后两个主机上的这些连接仍正常存在。只是移动过程中发生了一些丢包或链路维护消息增多。
    对于语音呼叫来说,即切换前后,通话两端手机上的 信令连接\媒体连接 不变。即应用层完全感知不到切换。
  而SRVCC的思路是:本端用户呼叫时发生移动,允许本端终端的IP地址重新分配。但MSC会代替终端发起SRVCC切换请求(同时,本端手机与MSC之间的CS域连接也会建立),与SCCAS之间建立一个新的本端呼叫路径,提供一个新的本端媒体地址给SCC AS,SCC AS会通过媒体切换过程让通话两端的媒体层连接重新建立。
     所以:SRVCC中,切换后,SIP层信令连接\RTP层媒体连接 会在原通话两端重建。即应用层感知并参与切换。
 
双模终端的类型
SRVCC双模单待:某段时间只能支持一种接入网,但允许切换到另一种接入网,即为单待。
CSFB双模双待(双收单发):CSFB方案没有VoLTE与IMS。用户在LTE网络中只进行数据业务,语音业务仍由CS域来做。但CSFB终端并非完全的双模双待,它可以在两种接入网络(LTE、3GCS域)中待机,但只能在3GCS域中接受与发起呼叫。
            当这种用户做被叫时,通过EPC网络与 CS域间的 Gs接口,将语音呼叫回落到 CS域来处理。
双模双待(双收双发):同时使用两种接入技术,并允许同时在两个接入网中进行不同的呼叫。当这种终端普及后,SRVCC与CSFB就不需要了。
 
SRVCC架构分析
    3GPP提出的 SRVCC网络架构如下图:
VoLTE技术中的会话持续性-SRVCC_第1张图片
                 3GPP TS 23.216V11.6.0(2012-09)     图  SRVCC网络架构
    在SRVCC架构中,新增了Sv接口及I2接口(上图中MSC与IMS之间的接口,它实际上是在ICS方案中定义的)。
    MME和eMSC之间提供Sv接口,以支持SRVCC切换处理。
    关键的会话转移(SessionTransfer)功能在3GPP TS23.237中定义,有时也称为会话切换功能。
    通过上图可见,
    1,切换前,UE的本端呼叫路径(承载路径见Bearer path before HO,信令路径见sip signaling pathbefore HO)经过LTE的PS域接入IMS。
     2,切换后UE的本端呼叫路径(承载路径见Bearerpath afterHO)经过CS域的承载接入IMS(仍受IMS的呼叫控制,类似ICS)。信令路径在上图中没画,实际上是eMSC发起切换请求到IMS域。切换完成后的呼叫控制信令路径类似于:ICS中,传统IMSUE通过eMSC接入的场景。
    注:另一种切换方案是:切换后媒体走3G的PS域。
    可见,切换后UE所处网络是支持ICS方案的,本端媒体通过CS域,呼叫业务上移到IMS控制。
    SRVCC的实现基础是:Voiceover LTE(LTE+IMS)与ICS(CS域+eMSC+IMS)。SRVCC不要求 ICS UE。当然支持SRVCC的ICSUE也可以使用(即:切换到3G后,ICS UE的呼叫可以走I1接口)
    在ICS方案中:与IMS接口的MSC可以是eMSC(它可以以前的vMSC上升级,或单独新增IWF互通功能网元),也可能只是普通的MSC。但在SRVCC中的MSC只能是eMSC,因为它必须与MME接口,必须能发起切换请求。
    SRVCC的终端,对应于ICS方案中的传统IMSUE、 ICSUE。
 
SRVCC的网元
在SRVCC方案,我们关心的几个网元
 1,eMSC向IMS发出SRVCC切换请求
        eMSC对ICS 中eMSC(3GPP TS23.292定义)进行了增强。   
(1)   处理MME/SGSN从Sv接口发送的针对语音媒体成分的重定位准备过程请求;
(2)   ICS功能相关的增强:如果支持ICS功能,并且通过Sv接口接受到ICS flag, 那么MSCServer执行ICS功能。
(3)    根据TS23.237的定义,调用从IMS到CS的会话切换过程或紧急呼叫切换过程;
(4)   协调CS切换及会话切换过程;
(5)    受理非UE/非用户 触发的MAP_Update_Location过程/MAP位置更新流程;(即切换成功后,MSC发给HSS一个位置更新消息)
(6)   紧急呼叫情况下,根据条件发送MAP Subscriber Location Report到GMLC以支持位置连续性。
    eMSC可以与切换目标MSC合一,也可以独立存在(有时这称为IWF功能)。
    它处于在3GPPUTRAN/GERAN中。eMSC有可能支持SIP,也可能不支持SIP。
 
2,MME执行VoIP和非VoIP媒体分离功能,并向eMSC发起SRVCC切换
    MME需要兼顾语音的SRVCC切换和非语音的PS切换处理(或称:VoIP和非VoIP媒体分离功能)(PS bearersplitting function)。
     当UE从LTE(语音呼叫承载在GBR上,数据会话承载在非GBR上,UE上语音呼叫与数据会话可能并存)切换到3G时,语音呼叫切换到CS域(按SRVCC流程),而数据会话切换到PS域(3GPPEPC定义了这种流程,非SRVCC范围)。
      切换的发起网元是MME,它对于语音会话(面向eMSC,按SRVCC流程)、数据会话(面向SGSN)要走不同的流程。这就是 媒体分离功能的意义。
     MME发起SRVCC切换的依据是:SRVCC UE将UE的“SRVCCCapabilities”在LTE附着时传送到MME,MME保存用户能力,并用于SRVCC操作。
    如果用户在LTE侧同时处于 多路呼叫中,切换过程中,MME、MSC只会选择一路呼叫进行IMS侧、CS侧的媒体切换。其它路呼叫的切换会由SCC-AS来发起。原来多路呼叫间的业务关联,将由SCC-AS通过与MSC之间的mid-call过程来处理。
     UTRAN (HSPA) 也可以提供VoIMS,此时切换决策由源侧的SGSN作出(又分为:基于Gn SGSN,基于S4 SGSN两种场景)。它的角色相当于LTE的MME。
 
MME具体功能总结如下:
(1)   通过分离PS中的语音承载与非语音承载,执行PS承载分割功能(PS bearer splitting function);
(2)   针对 非语音媒体,根据TS 23.401定义的InterRAT(多无线技术间)切换过程,在目标小区(无线Cell)处理非语音PS承载;
(3)   针对语音媒体成分,通过Sv接口发起SRVCC切换过程到目标小区(无线Cell),如果是紧急呼叫,携带紧急呼叫指示。无论UE当前使用的语音承载数量(如QCI=1)有多少个,该过程 仅触发一次。如果当前 有多个语音承载,且仅有其中一路为紧急呼叫,MME需要仅针对紧急呼叫执行SRVCC;
        对于SGSN,VoIP可以基于trafficclass=conversational和SSD=speech检测出来。
(4)   协调PS切换及SRVCC切换,当两个过程同时存在时;
(5)   当UE处于有限服务模式下(limited service mode),切换过程中,发送设备标识到MSC;
(6)   紧急呼叫情况下,根据条件发送MAP Subscriber Location Report到GMLC以支持位置连续性。
 
3,HSS新增用于SRVCC的参数STN-SR、C-MSISDN
    影响两个接口:HSS – MME (S6a)(针对VoLTE),HSS – SGSN (Gr)(针对VoHSPA)
    与传统的EPC-HSS、IMS-HSS相比,需要存 储2个特殊参数STN-SR(Session Transfer NumberSingle-Radio,会话迁移号)和C-MSISDN(即用户在CS域的用户号码),和可选的ICS Flag
 
    在UE的LTE附着过程中, EPC-HSS会通过插入签约用户数据消息将STN-SR(有时也叫做VDN,这来自于VCC架构)和C-MSISDN传给MME。(在HSS中的STN-SR信息、ICSFlag发生了改变时会通知MME。)
    MME在切换过程中会转发它们至eMSC。eMSC在发起向IMS的会话切换时,主叫号码是MSISDN,被叫号码是STN-SR。这个呼叫在IMS内被路由到SCC-AS,然后SCC-AS会用MSISDN关联到原呼叫,并发起到远端的媒体切换。
 
    当用户签约了VoLTE业务后,IMS侧的HSS (IMS-HSS)会存储用户的IMS用户数据与业务数据。如用户还签约了SRVCC业务,那么IMS-HSS中还会存储 STN-SR与C-MSISDN。
   当用户在LTE侧发起IMS注册时,SCCA会分配STN-SR,并更新到IMS-HSS上,IMS-HSS则会通知EPC-HSS并传递STN-SR与C-MSISDN给它。
   如果用户被允许在拜访网络(VPLMN)中使用SRVCC( ),则HSS将在订阅数据中包含SRVCCSTN-SR和C-MSIDN,并发送给MME,MME会在切换时传给MSC。 
   当STN-SR被修改或者从用户的订阅信息中删除时,EPC-HSS应通知MME/SGSN。
 
注:STN-SR实际上分两种:STN-SR、vSTN-SR。
  EPC-HSS、IMS-HSS在用户进行SRVCC业务签约时会存储STN-SR的初始值。即STN-SR。
  允许SCC-AS分配新的STN-SR,并通过IMS-HSS传递到EPC-HSS,然后再更新到MME本地。即vSTN-SR。
    vSTN-SR为漫游场景所设计(当用户漫游到异地LTE网络时)。
 
注:STI:Session Transfer URIIdentifier。用于CS->PS、PS->PS接入切换的场景。
      许多语音切换流程中都出现了STN标识符,用于PS->CS接入切换场景。 比如本文中的STN-SR,E-STN-SR。
       在SC标准中可以看到更多的流程。
 
4,UE要具有SRVCC能力
        3GPPSRVCC UE 能执行SRVCC 过程。UE 与E-UTRAN 交互参照3GPPTS36.300   中的处理,与UTRAN(HSPA)交互参照3GPP TS25.331 的处理.。
        SRVCCUE 向网络指示本终端的SRVCC 能力 。这体现在附着请求消息和TAU(Tracking Area Updates)中。
       SRVCC能力作为“MS Network Capacity”的一部分,包含GERAN MS Classmark3(如果GERAN接入网支持),MS Classmark2(如果GERAN或UTRAN接入网支持),CodecsIE(如果GERAN或UTRAN接入网支持)。
       由于网络不一定会支持SRVCC能力,所以MME会在S1 AP Initial Context SetupRequest中包含一个”SRVCC operation possible”指示,意味着UE和MME均有SRVCC功能。
       SRVCCUE 支持3GPP TS23.292 中的UE 协助的T-ADS 功能,该功能用于选择在CS域进行语音的终呼过程。 (T-ADS对于SRVCC应是可选的) 
 
5,E-UTRAN(LTE接入网)的SRVCC能力
     UE 和E-UTRAN 之间交互,参照3GPP TS36.300中的处理。 
     当E- UTRAN 选择目标小区进行SRVCC 切换时,E-UTRAN需要发送一个标识到 MME,表示该切换需要SRVCC。 
      E-UTRAN 决定邻接小区表基于SRVCC 的指示,或者对特殊的UE 建立 QCI=1的承载。 
 
6,UTRAN(HSPA)的SRVCC能
     通知SGSN当前切换是一个SRVCC切换。 - 当HSPA 选择目标小区进行SRVCC切换时,HSPA 需要发送一个标识到SGSN, 表示该切换需要SRVCC。备注 : UTRAN(HSPA) 假设SGSN 支持SRVCC 功能。 
       决定相邻小区表基于SRVCC的指示,或对特殊UE建立特殊承载。  - UTRAN 决定邻接小区表基于SRVCC 的指示,或者对特殊的UE 建立Traffic Class = Conversational 和SourceStatistic Descriptor = 'speech'的承载。 

7,SCC AS负责锚定与切换
            在SRVCC方案中,为IMS域新增了SCCAS( Service Centralization and ContinuityAS),它完成切换产生的新呼叫与另一侧旧呼叫的关联功能。 它实际与ICS中的SCC AS是同一个网元,可视为ICS中定义的SCCAS增强了切换功能。
    SCCAS功能分工如下:
(1)呼叫的锚定
       在LTE侧呼叫时,SSC AS为主叫侧第一个触发的AS,被叫侧最后一个触发的AS。
(2)正常切换功能
    SSCAS在接收切换指示消息后判断切换消息的合法性、寻找原呼叫、用新呼叫的leg更新远端leg,释放原始呼叫的近端leg。
(3)振铃态切换;
(4)配合eMSC 完成mid-call feature。
      SSC AS有计费与监听需求。SCC AS与TAS均执行监听功能是需要的。SCCAS关注切换操作与用户接入域信息(T-ADS功能需要),这些信息在TAS上可能看不到。SCC AS可以监听到用户的切换操作、按小区监听等。
   
8,EATF功能实现IMS紧急呼叫到CSSRVCC切换
    EATF(EmergencyAccess TransferFunction)流程见下
          
 
SRVCC业务流程概述                                                     VoLTE技术中的会话持续性-SRVCC_第2张图片
3GPP TS 23.216V11.6.0 (2012-09)
             SRVCC业务流程概述(Overall high level concepts for SRVCCfrom E-UTRAN to UTRAN/GERAN)
1、E-UTRAN 指示MME 进行SRVCC切换。
    切换决策很复杂。要求由Visited的接入网络侧控制而非由UE控制。MME还必须识别到用户当前的GBR承载中正进行语音业务,这在产生SRVCC流程之前就会先影响E-UTRAN的切换决策:必须切换到支持语音的目标网络去,如有多个目标网络可选时,是选CS域承载,还是PS域承载语音。
    接入域选择、终端参数设置,在3GPP EPC标准中有专门的流程。
 
2、MME发起SRVCC流程,将语音承载与呼叫控制信令切换到 MSCServer。  非语音承载切换到 目的GERAN/UTRAN 的PS域(SGSN)也被MME执行。
   MME从HSS了解到终端支持SRVCC,得到终端签约信息中的SRVCC STN-SR标识,传给了MSC。
   非语音的PS媒体成分的切换的执行,是根据Inter RAT切换过程实施的,具体定义在TS23.401规范中。
   MME负责协调PS-PS切换过程中的的前转再定位响应(或前向重定位响应,Forward RelocationResponse)以及SRVCC的PS-CS切换的响应。
 
3、eMSC向IMS域发起SIP会话切换流程(这个时候,MSC应该已经准备好了MGW的媒体)。同时也会向CS域发起承载切换流程(路径从vMSCeMSC一直到目标小区targetcell)。
    这两个流程同时操作是缩短切换时延的必须要求,但同时加大了切换失败的可能性。
 
4、MSC完成CS域承载资源准备后,会通过 Sv 接口通知MME(携带了CS切换命令信息),MME 通知 E-UTRAN 指示UE 开始切换。
   注意:目标网络的CS域承载建立好后,LTE侧的UE才会开始切换到目标CS域。而此时IMS域侧的会话切换过程可能仍在进行中。
 
可以认为从MSC收到MME通知后,切换就有两个并发的过程,它们决定了切换时延(过程1比较慢)
过程1,本端向IMS发起的会话切换,包括本端与远端进行的媒体切换:媒体路径:MGW-IP网络-远端网络(包括了远端的MGW-UE)
过程2,MSC向CS域内部发起的承载建立过程 +UE从LTE侧切换到目标接入网(radio切换)。
      Radio之间的切换很快,但是在切换前,需要将CS侧的网络侧通道建立好,最好已经将远端更新好;
 
 
SRVCC业务流程细化       

VoLTE技术中的会话持续性-SRVCC_第3张图片

3GPP TS 23.216V11.6.0 (2012-09) SRVCC细化业务流程
从上图看,从第6步到第9步完成后,才完全建立了CS电路。然后才发起到IMS侧的切换(Update remoteend。标准中讲第10步在第8步之后开始。
但实际上,MSC在第5步完成后已经创建了MGW上的媒体,完全可以让第6步与第10步同时发起。
在CS电路建立完成后,才会进入第14步的handover过程。
SRVCC切换分成:SRVCC without DTM(无数据业务的切换),SRVCCwith DTM(语音业务、数据业务的同时切换)
 
       在CS语音会话结束后,如果UE仍在GERAN中,则UE将通过向SGSN发送一个路由区域更新请求(Routing Area UpdateRequest)来恢复PS服务。更新类型依赖于GERAN网络的操作模式,如果UE在CS语音会话结束后已经返回到E-UTRAN,则UE将通过发送TAU(TrackArea Update)到MME来恢复PS服务。MME将通知S-GW和P-GW恢复挂起的承载。
        见SRVCCfrom E-UTRAN to UTRAN with PS HO or GERAN with DTM HOsupport。 其中包括非语音业务的处理,呼叫流不仅要求eNodeB能够判决目标侧是带有PS切换的UTRAN 还是 支持DTM的GERAN,而且要求UE能够支持DTM.
 
                
IMS侧的SRVCC呼叫流程(单路呼叫、多路呼叫)
VoLTE技术中的会话持续性-SRVCC_第4张图片

3GPP23.237-c00   6.3.2.1.4    PS– CS Access Transfer: PS to CS – Single Radio

    eMSC在发起向IMS的会话切换时,主叫号码是MSISDN,被叫号码是STN-SR。

    4a-1、4a-2、4a-3用于ICS终端在切换后更新Gm接口的呼叫控制信令路径。

    4b中SCCAS会释放原LTE侧接入leg。

        

 VoLTE技术中的会话持续性-SRVCC_第5张图片

VoLTE技术中的会话持续性-SRVCC_第6张图片

3GPP 24.237-b40   IPMultimedia Subsystem (IMS) Service Continuity;Stage 3
Figure A.15.3-1: Signalling flow for PS-CS access transfer:PS-CS
第26步以后是mid-call feature。
UE A在切换之前,同时处于两路呼叫当中。
所以切换之后需要mid-call feature,由SCC AS发起第二路呼叫的切换。
 
 
IMS紧急呼叫的SRVCC过程
         用户在紧急呼叫过程中发生了切换。
 
         传统网络中,不管是固定电话网络,还是移动网络。紧急呼叫的流程与普通呼叫最大的不同在于:紧急呼叫必须由漫游地处理。IMS继承了这一概念。引入E-CSCF网元来处理紧急呼叫。E-CSCF是IMS网络中对于紧急呼叫进行接续控制的网元,它负责将紧急呼叫转发到现网的PSAP与EC。
         PSAP(Public Safety Answering Point,公共安全应答点)与EC(EmergencyCenter,紧急呼叫中心)负责接听和处理紧急呼叫。     
 
LTE侧IMS紧急呼叫流程如下
VoLTE技术中的会话持续性-SRVCC_第7张图片
        
       上图是IMS域内紧急呼叫的建立过程,终端发起LTE内IMS紧急会话。终端生成的SIPINVITE带有终端的位置信息与sos(表示紧急呼叫指示符),EATF会锚定该紧急会话,即EATF被插入到整个信令路径。EATF修改了呼叫的被叫号码,指示E-CSCF将呼叫路由给PSAP/EC(可能通过MGCF)。
         因为E-CSCF与PSAP、EC都在漫游域或用户接入地,那么紧急呼叫方案与处于home域的SCC-AS无关。
        SRVCC方案引入EATF,EATF提供基于IMS实现的IMS紧急会话的业务连续性。用户漫游时,该功能实体位于拜访地运营商的IMS网络,提供IMS紧急会话的锚定和PS到CS的转换。EATF类似一个路由B2BUA,通过请求第三方(3pcc)的呼叫控制实现接入类型的切换。
 
      紧急呼叫的SRVCC切换流程如下:
VoLTE技术中的会话持续性-SRVCC_第8张图片
  
        上图流程表示紧急呼叫的SRVCC切换过程。被叫侧开始切换接入网到CS域时,MSC在CS域代替UE-A发起域切换,被叫号码为E-STN-SR(EmergencySession Transfer Number for SR VCC),这个呼叫通过I-CSCF被路由到EATF,EATF把这个呼叫与用户原来连接到PSAP的那路呼叫关联起来,发送一个Reinvite给PSAP侧进行媒体交换。通过这个过程,EATF提供了紧急呼叫的会话连续性功能
 
      紧急呼叫的SRVCC过程,与普通呼叫类似,区别是MSC发的invite带了E-STN-SR,与普通呼叫带的VDN或STN-SR不同,这样,这个呼叫不会到达S-CSCF,而是直接被I-CSCF呼到EATF了,由EATF来更新远端媒体(类似SCCAS)。
 
SRVCC流程的改进思路
现有流程的缺点是:
1,UE的handover过程完成后(较快)(此时UE的无线通道已经切换到CS域)。IMS侧update remoteend还未完成。则远端UE仍会把RTP媒体发向LTE侧。
  对远端UE来说,就是用户面中断,远端UE有一段时间会听不到对方语音。降低了远端UE的语音质量。
  对于完全不知道对方是否移动的远端UE来说,可能这种语音中断更难忍受。
2,同上,总体切换时延由IMS侧update remoteend过程来完成。切换时延较长,超过300ms。
  对本端UE来说,切换时延较长+用户面中断,也造成自己有一段时间会听不到对方语音。降低了本端UE的语音质量。
 
曾经产生了各种SRVCC的优化方案,目标提高本端与远端UE的语音质量,具体针对切换时延与用户面中断 两个缺点进行。
1,eMSC与接入网MSC合一,降低时延效果不明显。
2,先update remoteend,再进行handover。这样对远端较好,而对本端则切换时延更长了。
3,先handover,再发起IMS切换。本端用户面不会中断,但时延更长了。
4,采用eSRVCC方案:切换前后的媒体都锚定到同一个ATGW,大多数呼叫情况下不需要进行IMS侧的update remoteend。充分降低了切换时延
 
在 3GPP TR 23.856 的7.2   Assessment of alternatives 中列出各种eSRVCC方案。

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