本书讲解了各种可能的LTE语音业务技术解决方案,如LTE*新演进技术,即所谓的5G可能采用的先进技术和演进方向。重点介绍基于全新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。
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**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***的LTE语音业务电路域回落(CSFB)技术和LTE语音业务**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。
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。
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。
江林华
2015年11月25日于北京
读完这本书,我才真正明白,原来我们每天习以为常的手机通话,背后隐藏着如此精妙的技术演进。我一直以为,手机通话就只是声音的传输,但这本书让我看到了语音业务是如何一步步从2G时代的电路交换,演进到3G时代的数据分组交换,再到如今4G时代的IP化语音。书中对LTE网络架构的讲解,特别是基站、核心网等关键组件在VoLTE中的作用,让我对整个通信系统的运作有了更深刻的理解。我原本以为,VoLTE只是一个简单的技术名称,但书中的内容告诉我,它是一个庞大而复杂的系统工程,涉及到QoS(服务质量)保障、IMS(IP多媒体子系统)的引入、以及一系列的协议和接口。特别是关于IMS的部分,书中对其架构、功能以及在VoLTE中的关键作用进行了详细的阐述,让我了解到它不仅仅是传输语音,更是承载各种富媒体通信业务的基础。我尤其感兴趣的是,VoLTE是如何实现业务的无缝切换,比如在通话过程中从Wi-Fi切换到蜂窝网络,或者从4G切换到3G,用户体验会不会受到影响?书中对此的解释,让我对通信技术的鲁棒性有了新的认识。
评分这本书给我最大的惊喜,莫过于它对VoLTE技术细节的深入挖掘。我之前对VoLTE的理解仅限于“更高清的通话”,但书中真正让我看到了其内在的奥秘。例如,书中详细介绍了VoLTE语音编解码技术,如AMR-WB(自适应多速率宽带)和AMR-VBR(自适应多速率可变比特率)的应用,以及它们如何显著提升语音质量,带来更自然、更具临场感的通话体验。此外,书中对QoS(服务质量)机制的讲解也让我大开眼界。我了解到,在LTE网络中,为了保证语音业务的实时性和低延迟,需要通过一系列的QoS参数和调度算法来优先处理语音数据包,就像在交通拥堵时,救护车会优先通行一样。书中对这些机制的图文并茂的解析,让我对LTE网络如何在高并发数据流量下,依然能为语音业务提供可靠保障有了清晰的认识。我特别想知道,在实际网络部署中,这些QoS参数是如何配置和优化的,以及在复杂网络环境下,如何有效应对丢包、抖动等问题,确保用户体验?这本书的深度,确实让我这个普通读者受益匪浅。
评分我一直对通信技术的发展脉络感到好奇,特别是从2G到4G,再到即将到来的5G,语音业务是如何一步步革新的。这本书,恰好填补了我在这方面的知识空白。它不仅仅是简单地介绍VoLTE是什么,更是深入浅出地讲解了其背后的技术演进逻辑。书中对2G/3G语音传输方式的回顾,让我能够更好地理解VoLTE的革命性。我惊叹于书中对IMS(IP多媒体子系统)的详尽剖析,它在VoLTE中扮演着核心角色,负责信令的交互、业务的注册和管理,以及与其他IP网络的互联互通。我特别喜欢书中通过图表和流程图来展示复杂的通信协议和网络架构,这让抽象的技术概念变得具体可感。例如,书中对CSFB(电路域回落)和SGLTE(同步LTE)这两种VoLTE早期部署模式的对比分析,以及它们各自的优缺点,让我对技术发展的不同路径有了直观的认识。这本书让我明白了,VoLTE并非一蹴而就,而是通信技术不断迭代和优化的结果,每一次的进步,都蕴含着工程师们的智慧和汗水。
评分作为一名对通信行业充满兴趣的从业者,我一直在寻找能够系统性梳理LTE语音业务和VoLTE技术演进的书籍。而这本书,可以说完全满足了我的需求。书中不仅对VoLTE的技术原理进行了详尽的阐述,更重要的是,它还结合了实际的应用场景和发展趋势,为我们描绘了下一代通信业务的蓝图。我非常赞赏书中对VoLTE在行业应用方面的探讨,例如它如何赋能物联网、车联网等新兴领域,以及在企业通信中扮演的角色。此外,书中对VoLTE与其他通信技术的融合,如与5G的协同发展,也进行了前瞻性的分析,这让我对未来通信技术的走向有了更清晰的认识。我尤其关注书中关于VoLTE在网络演进中的地位,以及它如何为后续的5G语音业务(VoNR)奠定基础。这本书的广度与深度兼具,既有理论的严谨,又不乏实践的指导意义,对于我这样希望深入了解行业技术发展的读者来说,是一本不可多得的参考书。
评分这本书的出现,简直是为我这样徘徊在4G边缘,却对未来通信充满好奇心的读者量身定做的。我一直对手机通话时那种“质的飞跃”有所感知,但具体是什么技术在支撑,我是一头雾水。翻阅了几家书店,关于通信的书籍浩如烟海,但很多都晦涩难懂,要么过于理论,要么过于偏向硬件。就在我几乎要放弃的时候,看到了这本书的封面,瞬间觉得眼前一亮。“LTE语音业务及VoLTE技术详解”,这名字听起来就直指核心,而且“详解”二字让我看到了解决我困惑的希望。我迫不及待地翻开第一页,想看看它是否真的能把我从“知其然不知其所以然”的迷茫中解救出来。我尤其期待书中能用通俗易懂的方式解释VoLTE的核心原理,比如,它是如何通过LTE网络传输语音数据,又与传统的2G/3G语音传输有什么根本性的区别。我知道LTE主要是为数据传输设计的,那么语音这种实时性要求极高的业务,是如何在LTE的框架下实现低延迟、高质量传输的呢?是不是涉及到一些特殊的编解码技术,或者网络架构上的调整?我希望书中能够详细剖析这些关键点,让我能够真正理解VoLTE的“为什么”和“怎么做”。
评分正在学习。后续会根据实际情况给予中肯评价
评分学习利器,值得拥有。。。。。。。。
评分不错,很专业,研究中
评分物流速度还不错
评分超级棒……
评分内容还是很不错的,尤其是后面的VOLTE部分。
评分消息内容粘贴太多,常出现连续几页都是消息粘贴,实际内容太少,不太值
评分京东的书除了仓库太乱 其他还好
评分还不错呦!
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