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本书讲解了各种可能的LTE语音业务技术解决方案，同时也介绍了LTE最新演进技术，即所谓的5G可能采用的先进技术和演进方向。本书的主要内容包括电路域回落（Circuited Switch Fallback，CSFB）、普通IP电话（General VoIP）和LTE语音及数据业务同时共存（SV-LTE）、VoWiFi（Voice over WiFi）及LTE直接承载语音业务的VoLTE（Voice over LTE）技术。其中重点介绍了目前最流行的LTE语音业务电路域回落（CSFB）技术和LTE语音业务终极解决方案——基于全新IMS架构的VoLTE（Voice over LTE）技术的原理和具体实现过程，并对相关的LTE空中接口信令消息和IMS网络SIP信令消息给予了详细解析，以帮助读者，特别是从事LTE系统测试和IMS/VoLTE网络维护的工程师更好地理解LTE语音业务的具体实现过程，方便查对和比较相关信令消息内容，实用性、针对性强。

目    录
第1章  概述	1
1.1  移动通信发展路线图	1
1.2  移动通信网络演进	2
1.3  移动通信技术演进	5
1.4  移动通信业务演进	6
第2章  LTE介绍	8
2.1  LTE网络介绍	8
2.1.1  LTE网络架构	8
2.1.2  LTE网络实体	9
2.1.3  LTE网络接口	10
2.2  LTE协议栈	11
2.2.1  用户平面协议栈	11
2.2.2  控制平面协议栈	11
2.2.3  协议栈功能简述	12
2.3  LTE信道与信号	14
2.3.1  逻辑信道	14
2.3.2  传输信道	14
2.3.3  物理信道	14
2.3.4  信道映射	18
2.3.5  参考信号	18
2.4  LTE系统信息	22
2.4.1  LTE系统信息定义	22
2.4.2  LTE系统信息更新	23
2.4.3  LTE系统信息解析	23
2.5  LTE物理层原理	38
2.5.1  时域和频域资源	38
2.5.2  正交频分复用	39
2.5.3  多天线技术	40
2.6  LTE基本过程	46
2.6.1  LTE小区搜索过程	46
2.6.2  LTE小区重选过程	47
2.6.3  LTE随机接入过程	49
2.6.4  LTE附着过程	52
2.6.5  LTE寻呼过程	53
2.6.6  LTE切换过程	55
2.7  LTE终端与频段	56
2.7.1  LTE终端能力类别	56
2.7.2  LTE终端能力报告	57
2.7.3  FDD频段	88
2.7.4  TDD频段	89
2.8  LTE高级技术	90
2.8.1  载波聚合（CA）	90
2.8.2  增强多天线技术	93
第3章  LTE语音业务解决方案概述	96
3.1  LTE移动语音业务演进	96
3.1.1  LTE热点覆盖阶段	96
3.1.2  LTE区域覆盖阶段	96
3.1.3  LTE全面覆盖阶段	97
3.2  LTE语音业务可选解决方案	97
3.2.1  普通IP电话（General VoIP）	97
3.2.2  电路交换域回落（CSFB）	98
3.2.3  LTE数据与CS语音并存方案（SV-LTE）	99
3.2.4  LTE语音直接承载方案（VoLTE）	100
3.2.5  WiFi网络直接承载语音（VoWiFi）	102
3.3  LTE语音电路域回落方案（CSFB）	103
3.3.1  SGs接口	103
3.3.2  联合附着和去附着过程	104
3.3.3  联合TA和LA更新过程	106
3.3.4  语音业务CSFB过程	106
3.3.5  UE 重回LTE	113
3.3.6  CSFB与IMS/VoLTE共存	121
3.4  SMS over SGs	121
3.5  LTE各语音业务解决方案比较	123
3.6  LTE语音TTI绑定	124
3.6.1  为什么需要TTI绑定	124
3.6.2  TTI绑定配置与重传	124
3.7  LTE语音半静态调度	125
3.7.1  LTE资源调度方式比较	125
3.7.2  半静态调度配置与重传	126
第4章  IMS介绍	128
4.1  IMS主要特性	128
4.2  IMS网络协议	129
4.3  IMS网络架构	130
4.4  IMS网络实体	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网络接口	138
4.6  IMS用户标识	139
4.7  IMS业务与应用	140
4.8  SIP/SDP	141
4.8.1  基本概念	142
4.8.2  请求行	143
4.8.3  状态行	144
4.8.4  消息头	146
4.8.5  消息体（SDP）	146
4.8.6  信令流程	149
4.9  DIAMETER协议	150
4.9.1  协议结构	151
4.9.2  消息格式	151
4.9.3  协议命令	152
第5章  LTE直接承载语音解决方案（VoLTE）	154
5.1  P-CSCF发现	154
5.2  IMS承载	156
5.2.1  IMS信令承载	158
5.2.2  IMS数据承载	158
5.3  IMS注册流程	159
5.3.1  IMS鉴权流程	159
5.3.2  IMS注册流程	160
5.4  IMS会话流程	165
5.4.1  VoLTE 不带预置条件会话流程	165
5.4.2  VoLTE 附带预置条件会话流程	167
5.4.3  VoLTE紧急呼叫注册和会话流程	171
5.4.4  VoLTE会话刷新流程	176
5.5  IMS会议电话流程	177
5.5.1  一对一会话创建流程	177
5.5.2  一对一会话暂停流程	177
5.5.3  会议电话创建流程	178
5.5.4  用户加入会议电话流程	179
5.6  SMS over IP	182
5.7  VoLTE业务连续性	186
5.7.1  SRVCC过程	187
5.7.2  SRVCC增强	190
5.8  IMS补充业务	191
5.8.1  补充业务配置	191
5.8.2  补充业务类型	193
5.9  IMS融合通信（RCS）	195
5.9.1  RCS业务概述	196
5.9.2  RCS业务特点	196
5.9.3  RCS业务功能	197
5.9.4  RCS业务列表	198
第6章  LTE语音业务信令流程消息解析	200
6.1  LTE UE附着过程消息解析	200
6.1.1  RRC连接建立过程消息	200
6.1.2  Attach附着请求消息	204
6.1.3  Authentication鉴权过程消息	210
6.1.4  NAS层安全模式过程消息	212
6.1.5  ESM信息获取过程消息	213
6.1.6  AS层安全模式过程消息	214
6.1.7  RRC连接重配置过程消息	215
6.1.8  Attach附着接受消息	218
6.1.9  Attach附着完成消息	227
6.2  LTE IMS承载建立过程消息解析	228
6.2.1  IMS PDN连接请求消息	228
6.2.2  RRC连接重配置过程消息	230
6.2.3  IMS默认EPS承载激活过程消息	233
6.2.4  RRC连接重配置过程消息	237
6.2.5  IMS专用EPS承载激活过程消息	240
6.2.6  RRC连接重配置过程消息	244
6.2.7  IMS专用EPS承载去激活过程消息	246
6.3  电路域回落过程消息解析	247
6.3.1  连接状态下主叫CSFB消息	247
6.3.2  连接状态下被叫CSFB消息	248
6.3.3  空闲状态下主叫CSFB消息	251
6.3.4  空闲状态下被叫CSFB消息	253
6.3.5  3G网络语音呼叫过程消息	256
6.4  IMS注册流程消息解析	262
6.4.1  第1次Register注册请求消息	262
6.4.2  401 Unauthorized鉴权挑战消息	263
6.4.3  第2次Register注册请求消息	264
6.4.4  200 OK注册响应消息	265
6.4.5  Subscribe订阅注册事件消息	265
6.4.6  200 OK订阅响应消息	266
6.5  IMS会话流程消息解析	266
6.5.1  不带预置条件会话流程消息	266
6.5.2  附带预置条件会话流程消息	272
6.6  IMS会议电话流程消息解析	282
6.6.1  一对一会话建立过程消息	282
6.6.2  一对一会话暂停过程消息	282
6.6.3  会议电话创建过程消息	285
6.6.4  用户加入会议电话过程消息	289
6.6.5  会议电话结束过程消息	296
附  录	298
附录A  UE侧如何配置并激活IMS/VoLTE功能	298
附录B  缩略语	300
参考文献	306

前    言
随着移动互联网的快速普及应用，特别是在移动电子商务和智能手机的高速发展驱动下，当今世界已经迎来移动通信技术的高速发展时期，应运而生的第4代移动通信技术，即4G-LTE已经发展成熟并开始大规模商用部署。尽管全IP架构的LTE技术可以很好地解决高速增长的移动数据业务需求，传统的移动语音呼叫业务依然被广泛使用，仍然是运营商的一个主要收入来源，而LTE语音业务技术的发展与成熟却相对滞后，从而影响了运营商对LTE网络部署的热情和进度。LTE语音业务的实现是大势所趋，因为频谱效率低的2G/3G电路域网络早晚会退出运营，从而释放出更多优质低端频谱资源给4G-LTE网络部署使用。
目前各大设备商和终端厂商及运营商正在通力合作，加紧研发和测试当前主流LTE语音业务技术，即VoLTE（Voice over LTE）技术，以期尽快成熟并大规模商用部署，为用户提供更可靠、更优质的语音及高清视频通话业务。截至目前，中国移动已经开始在部分省区部署和开通VoLTE商用业务，中国联通和中国电信也在加速部署LTE网络。可以预见，不久的将来，市场对IMS/VoLTE业务的研发、测试和网络运营维护的需求会越来越大。
目前，在移动通信图书市场上，理论研究或技术应用方面，都已经有很多本版或翻译的LTE基本原理方面的书籍，但是系统性专门阐述LTE语音业务技术解决方案的书却几乎没有。随着IMS/VoLTE业务商用部署的加快和普及，会有越来越多读者或工程师急需这样一本集中详细讲解LTE语音业务技术解决方案的书。就是在这种情形下，作者基于自己多年在移动通信行业积累的移动通信技术、经验和知识，专门编写了本书，以期分享给相关行业的读者，也为我们国家移动通信的发展贡献绵薄之力。
本书从专业技术人员的视角出发，首先以有特色的图表方式介绍了移动通信的发展历程和未来5G技术演进方向，循序渐进、一目了然；其次较为详细地介绍了LTE网络的基本原理和基本流程；然后阐述了LTE语音业务所面临的挑战和可能的技术解决方案；最后重点论述了LTE语音业务终极解决方案——基于IMS架构的VoLTE技术。本书的另一个特色是详细列出并解析了相关的LTE语音业务信令消息，包括IMS SIP信令消息，能够帮助读者深入了解LTE语音业务的具体技术实现流程，具有很强的实用性、针对性，特别是能契合广大VoLTE业务测试与技术支持工程师查找核对相关信令消息。
本书由电子工业出版书出版发行，作者感到十分荣幸，这也是对作者多年在移动通信行业工作积累的一个肯定，在此特别感谢策划编辑曲昕女士及参与本书编辑出版各环节人员的大力支持和辛勤付出。另外，作者还要感谢家人的鼓励和支持。
当然，任何书籍的出版，错漏之处在所难免，虽然作者和编辑已经尽力将错误减少到最少，但如果发现本书有任何错漏的地方，欢迎广大读者批评指正，相关疑问也可以与作者联系：jianglinhua@263.net。

														    江林华 
													2015年11月25日于北京

移动通信-LTE-语音

江林华，曾在索尼、阿尔卡特朗讯、北电网络、摩托罗拉等多家通信设备公司供职，从事按键设计、系统测试、系统架构等多种工作。一直在3G、4G网络演进过程中从事核心产品研发，实践经验丰富，对新一代通信网络技术发展有独到见解

4G-LTE语音业务关键技术讲解，迎接商用部署的全面展开。__eol__作者多年从事相关工程实施，经验丰富，见解独到。

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LTE语音业务及VoLTE技术详解