IMS基本信令流程
IMS框架协议和基本业务流程汇总
IMS框架协议和基本业务流程汇总1. 引言IMS（IP Multimedia Subsystem）是指基于IP网络的多媒体子系统，它是一种支持多种应用和服务的开放式通信体系结构。
与传统的电信系统相比，IMS具有更高的灵活性和可扩展性，能够支持更加复杂的应用与服务。
IMS框架是IMS的核心组成部分，它规定了IMS网络中各个组件之间的通信协议，是实现IMS的基础。
本文将介绍IMS框架的协议和基本业务流程。
2. IMS框架协议IMS框架的协议可以分为两类：信令协议和媒体协议。
信令协议用于控制和管理多媒体通信会话，包括会话的建立、维护和释放等。
媒体协议则用于传输实时的音视频数据。
2.1 信令协议IMS框架的信令协议主要包括以下几种：2.1.1 SIP（Session Initiation Protocol）SIP是IMS框架中最基本的信令协议，它用于控制和管理多媒体会话的建立、维护和释放。
SIP协议使用类似于HTTP的请求-应答模式。
它能够支持多种媒体类型，包括语音、视频、文字和图片等，是IMS网络中的核心信令协议。
2.1.2 SDP（Session Description Protocol）SDP是SIP协议中的一种重要协议，它用于描述媒体会话中的参数信息，比如编码格式、传输协议和端口号等。
SDP协议既可以在SIP消息中传输，也可以在RTSP和HTTP等其他协议中使用。
2.1.3 Diameter协议Diameter协议是用于IMS网络中AAA（Authentication, Authorization, and Accounting）服务的一种协议。
它主要用于认证、授权、计费和错误处理等功能。
2.2 媒体协议IMS框架的媒体协议主要包括以下几种：2.2.1 RTP（Real-time Transport Protocol）RTP是IMS网络中用于实时多媒体数据传输的协议。
它提供了时间戳、序列号、负载类型和SIP会话标识等信息，用于实现多媒体数据传输的同步和控制。
IMS漫游信令汇总
VOLTE漫游时注册和呼叫信令与实际3GPP文档出入较大，本文档参考局方路由规则汇总相关业务信令一：注册信令说明:3GPP(TS 23.228 5.2.2)文档I-cscf属于归属网络，实际局方现网I-cscf属于拜访网络信令流程不在本文档描述二：呼叫信令主叫流程:被叫流程:说明：UE在注册成功后s-cscf(归属)和p-cscf(拜访)互相已知晓。
三：Diameter测信令LTE三种漫游架构(TS 23.401),现网中采用如下架构Figure 4.2.2-3: Roaming architecture for local breakout, with visited operator'sapplication functions only说明：1.LTE数据业务4G用户（含VoLTE用户）的CMNET APN数据业务的PCC，仅存在Gx接口，Gx接口路由至用户归属PCRF/SPR。
●未漫游用户：归属地P-GW/GGSN →归属地LDRA→归属地PCRF/SPR●漫游用户：漫游地P-GW/GGSN→漫游地LDRA→漫游地归属HDRA→归属地归属HDRA→归属地LDRA→归属地PCRF/SPR2.VOLTE业务VoLTE用户的IMS APN业务的PCC，需要Gx接口和Rx接口，两者都路由至拜访PCRF。
具体如下：(1)IMS APN业务、紧急呼叫APN业务，Gx接口负荷分担路由至本省负责VoLTE业务的PCRFPOOL无论用户是否漫游，均采用漫游地P-GW/GGSN接入漫游地PCRF的路由。
P-GW接入所属一对LDRA，发送的Gx接口信令消息中包含APN、MSISDN、用户IP地址等信息，LDRA首先分析APN信息，APN为IMS APN，则LDRA再根据源主机名（P-GW主机名）寻址到本省对应的VoLTE PCRF POOL，再将Gx接口信令消息负荷分担地选择至VoLTEPCRF POOL内的任意一个PCRF；然后，LDRA记录并保存用户IP地址（IPv6）与PCRF主机名的对应关系，并同步至配对的另一LDRA。
IMS注册呼叫信令流程详解
l Max-Forwards：消息的剩余跳数 如 Max-Forwards：70
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IMS注册呼叫信令流程详解
SIP消息中的头域
l Call-ID：标识一个对话，一个对话包括对话的建立、修改结束。 如:Call-Id: apb03sdfksjgs94r5，注意区分大小写。
l CSeq：用于对话内事务的排序，相同事务的CSeq相同，如会话的建立过程中， 主叫方发送INVITE请求的事务与PRACK请求的事务的CSeq不相同。 如：Cseq: 1 INVITE
IMS注册呼叫信令流程详解
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目录
•1 •IMS中相关协议简介 •1 •SIP相关协议 •2 •SIP协议消息格式 •3 •SIP消息主要头域
IMS注册呼叫信令流程详解
SIP协议消息的分类
SIP消息采用文本方式编码，分为两类：请求消息和响应消息。 请求消息和响应消息都包括SIP头字段和SIP消息字段。 请求消息和响应消
IMS注册呼叫信令流程 详解
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2020/11/2
IMS注册呼叫信令流程详解
目录
•1 •IMS中相关协议简介 •2 •IMS注册及相关流程 •3 •IMS会话及相关流程
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IMS注册呼叫信令流程详解
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目录
•1 •IMS中相关协议简介 •1 •SIP相关协议 •2 •SIP协议消息格式 •3 •SIP消息主要头域
IMS注册呼叫信令流程详解
理解Route和Record-Route消息头（会话流程）
VoLTE主叫信令流程详解
VoLTE主叫信令流程详解（有抓包截图详细介绍）：注册的目的是信息登记，并为后续的主被叫提前进行了相应的寻址。
例如，主叫流程中信令所经历的网元路径就是在注册阶段被分配好的，并在该UE注册期间保持不变。
IMS域的的主叫信令流程总览如下：1、首先UE向P-CSCF发出SIP INVITE请求，包含初始SDP消息，该初始SDP消息包含一个多媒体会话的一个或多个媒体流。
UE需要在INVITE消息了嵌入Accept:application/sdp,application/3gpp-ims+xml，这里主要指明了MIME(MultipurposeInternet Mail Extensions)的业务格式类型（例如XML、HTML 或者还是WMV等业务媒体格式），以便被服务器进行正确的解码处理，这一点在计算机应用中很普遍，如果没有注明正确的类型，后果很难评估；P-Early-Media: supported，支持该消息意味着支持主叫早放，例如，当收到180振铃指示，UE按授权进行相应的媒体播放；P-Preferred-Identity:sip:+86134***************,这里提供了用户的公共标识，与后续从S-CSCF传来的P-Asserted-Identity保持一致；P-Preferred-Service:urn:urn-7:3gpp-service.ims.icsi.mmtel, IMS Communication Service Identifier(ICSI),IMS通信服务标识符在UE与网络侧标记着应用。
UE通过该标识符分发SIP 消息到正确的应用，而网络侧通过该标识选择正确的应用服务器；a: *;+g.3gpp.icsi-ref="urn%3Aurn-7%3A3gpp-service.ims.icsi.mmtel",媒体类型标签，标识着终端可支持的软件应用，同时也表征着终端的能力(例如该终端是个电话或者是PDA)；在初始SIP请求中包含的SDP消息应严格符合RFC 4566中定义的SDP协议格式，包含不同域的排列顺序、以及域中内容的格式要求。
IMS注册呼叫信令流程详解
IMS注册呼叫信令流程详解
1.IMS注册过程：
-移动设备启动时，会向IMS注册服务发送注册请求。
该请求包含设备的标识信息和网络接入类型等。
-IMS注册服务收到注册请求后，会验证设备的合法性，并且分配一个唯一的标识号码给该设备。
-设备收到来自IMS注册服务的确认消息后，将得到的标识号码保存为设备的IMS私有标识。
2.呼叫设置过程：
-主叫设备向IMS呼叫服务发送呼叫请求。
该请求包含被叫设备的标识号码和呼叫类型等。
-IMS呼叫服务根据被叫设备的标识号码找到对应的位置信息，并将呼叫请求发送给被叫设备。
-被叫设备收到呼叫请求后，可以选择接受或拒绝该呼叫请求。
如果接受请求，被叫设备会回复一个确认消息给IMS呼叫服务。
-IMS呼叫服务收到被叫设备的确认消息后，会将呼叫的相关信息传递给主叫设备，并向主叫设备发送呼叫确认消息。
3.呼叫释放过程：
-当呼叫结束时，主叫设备会向IMS呼叫服务发送呼叫释放请求。
-IMS呼叫服务收到释放请求后，会向被叫设备发送释放消息。
-被叫设备收到释放消息后，向IMS呼叫服务发送释放确认消息。
-IMS呼叫服务收到释放确认消息后，将呼叫释放的相关信息传递给
主叫设备，并向主叫设备发送释放确认消息。
总结起来，IMS注册呼叫信令流程包括注册过程、呼叫设置过程和呼
叫释放过程。
通过这些过程，移动设备可以在IMS网络上实现多媒体通信，包括语音、视频、短信和数据传输等。
这些信令过程保证了设备之间的顺
畅通信，使人们能够享受高质量的多媒体通信服务。
VoLTE基本原理及信令流程
VoLTE无线关键技术
EPS承载的相关说明
1. ROHC
ROHC实现原理：
•
•
在ROHC中，压缩端和解压端各自维护一个参考上下文，两者参考上下文在整个压缩和解压过程中必须保持 严格同步
在初始传输时，压缩端处于IR状态发送包含静态域和动态域的完整信息包，解压端成功解析后保存相应参考 上下文后，压缩端将迁移至更高级FO状态直到SO状态，解压端也相应由低级NC态迁移至更高级SC态直到 FC态，高级状态将不重复发送静态域信息（如IP地址等）以及可由上下文推算信息（如SN号等），而仅发 送必须的动态域信息。 当解压端和压缩端的参考上下文失步时，解压端和压缩端将向低级状态转移发送更加完整信息包以恢复同步。 ROHC报头分类：静态域和动态域 ROHC模式：U模式-单向模式，O模式-双向优化模式，R模式-双向可靠模式
Databases
SLF
Dx Cx Mw
Sh
HSS
ISC
Cx
AS
Services Elements
Mr
Session Management and Routing
Gm
P-CSCF
Support Entities Go
Mw
UE
I-CSCF
S-CSCF
MRFC
Mp
Mi
MRFP GGSN
Visited Domain
SLF
Dx Cx Mw
HSS
Sh
AS
ISC
Cx
Services Elements
Mr
Gm
Mw
UE
P-CSCF
I-CSCF
Mi
S-CSCF
IMS注册呼叫信令流程详解
SIP协议消息的分类
SIP消息采用文本方式编码，分为两类：请求消息和响应消息。 请求消息和响应消息都包括SIP头字段和SIP消息字段。 请求消息和响应消
息在形式上的区别仅在消息的第一行，请求的第一行为请求行，响应的第 一行为状态行。
SIP请求消息
请求消息：客户端为了激活按特定操作而发给服务器的SIP消息。 RFC3261定 义了六个基本方法，包括INVITE，ACK, OPTIONS, BYE, CANCEL, REGISTER。后续 RFC扩展了其他的请求方法，如UPDATA，INFO，SUBSCRIBER，NOTIFY， MESSAGE，PRACK，REFER。
• (3)183(根据最顶端Via头找到Ｐ, 将 • Record-Route消息头中带回)
• (５)PRACK(将Record-Route消息头 颠倒
• 顺序，变换成Route消息头，后续 请求
• 路由根据一系列的Route消息头路 由)
• （6）PRACK
SIP消息中的头域
Service-Route:由S-CSCF设置，在REGISTER请求的200（OK）响应中将S-CSCF 的IP地址通过该消息头返回给P-CSCF，在后续的会话过程中， P-CSCF通过该 消息头找到S-CSCF。 如：Service-Route:<sip:SCSCF1.home.fr>;lr
会话描述协议SDP（Session Description Protocol）协议为应用层的控制 协议,用于SIP会话建立过程中的媒体协商过程。
RTP/RTCP：都为应用层的承载面协议，SIP会话建立后，RTP协议保证媒体 流的实时传输。RTCP协议对实时传输的媒体流进行监控。
目录
VoLTE学习笔记杂谈（4）-主叫信令流程
VoLTE学习笔记杂谈（4）-主叫信令流程登⾼，坡顶⾃有青云；倘若正有⼀朵⽩云闪耀，那就望云爬坡吧！注册的⽬的是信息登记，并为后续的主被叫提前进⾏了相应的寻址。
例如，主叫流程中信令所经历的⽹元路径就是在注册阶段被分配好的，并在该UE注册期间保持不变。
IMS域的的主叫信令流程总览如下：1、⾸先UE向P-CSCF发出SIP INVITE请求，包含初始SDP消息，该初始SDP消息包含⼀个多媒体会话的⼀个或多个媒体流。
UE需要在INVITE消息了嵌⼊Accept:application/sdp,application/3gpp-ims xml，这⾥主要指明了MIME(MultipurposeInternet Mail Extensions)的业务格式类型（例如XML、HTML或者还是WMV等业务媒体格式），以便被服务器进⾏正确的解码处理，这⼀点在计算机应⽤中很普遍，如果没有注明正确的类型，后果很难评估；P-Early-Media: supported，⽀持该消息意味着⽀持主叫早放，例如，当收到180振铃指⽰，UE 按授权进⾏相应的媒体播放；P-Preferred-Identity:sip:********************,这⾥提供了⽤户的公共标识，与后续从S-CSCF传来的P-Asserted-Identity保持⼀致；P-Preferred-Service:urn:urn-7:3gpp-service.ims.icsi.mmtel, IMS Communication Service Identifier(ICSI),IMS通信服务标识符在UE与⽹络侧标记着应⽤。
UE通过该标识符分发SIP消息到正确的应⽤，⽽⽹络侧通过该标识选择正确的应⽤服务器；a: *; g.3gpp.icsi-ref='urn%3Aurn-7%3A3gpp-service.ims.icsi.mmtel',媒体类型标签，标识着终端可⽀持的软件应⽤，同时也表征着终端的能⼒(例如该终端是个电话或者是PDA)；在初始SIP请求中包含的SDP消息应严格符合RFC 4566中定义的SDP协议格式，包含不同域的排列顺序、以及域中内容的格式要求。
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P-CSCF的发现过程
•HSS
•S-CSCF
•Register
•I-CSCF
•Register
•P-CSCF
•Register
UE
P-CSCF发现过程
为了和IMS网络通信，UE必须知道P-CSCF的至少一个IP地 址，UE查找P-CSCF IP地址的过程为CSCF发现过程
三种机制：
GPRS方式
IMS用户注册过程
•注册步骤1－初始注册消息
•S-CSCF-A
•⑸
•鉴权数据
•HSS-A
•⑶
•分配S-CSCF
•⑷ •⑹
•401
•I-CSCF-A
•⑵
•Register
•⑺
•401
•P-CSCF-A
•⑴
•RegisБайду номын сангаасer
由GPRS提供P－CSCF发现的能力
DHCP方式
IP连接建立后，使用DHCP为UE提供P－CSCF的域名和DNS服务 器的地址，然后通过DNS服务器解析P－CSCF域名
静态配置在UE中
P-CSCF发现过程
•UMTS
•GGSN
•分配终端的IP 地址和P－ CSCF地址
•其他接入网
•IP
•DHCP中继
•⑹
•200OK
注册流程相关概念－鉴权
鉴权
鉴权，即认证，是识别某实体或用户的身份，并确保该实体或用 户为合法用户身份的方法。
归属网络通过用户初始注册过程对用户进行鉴权。
当用户终端发起初始注册时，S-CSCF根据REGISTER消息中携带 的头域以及用户在HSS上开户时选择的鉴权方式对终端进行鉴权。
该用户做被叫时触发 哪个（些）AS
注册涉及的基本概念－隐式注册、第三方注册
隐式注册（IRS－Implicit Registration Set）
当一个IMPI关联多个IMPU，且多个IMPU处于相同的隐式注册集中时， 允许通过其中的一个IMPU的一次IMS注册完成隐式注册集中其他所有 IMPU的注册，这被称为隐式注册。
归属域和拜访域
归属域：就是用户的签约数据所在的运营商。 拜访域：就是从归属域之外的其他运营商接入，这个其他运营商
统称为拜访域。
IMS网络中，用户无论在归属域还是拜访域，其注册流程是 相同的
归属和拜访网络中的初次注册请求
•归属网络
•⑴
•Register
•⑻
•401
•P-CSCF
•⑵
•Register
•DHCP服务器
•DNS服务 器
内容介绍
1. IMS注册相关流程
1.1 P-CSCF 的发现过程 1.2 S-CSCF分配 1.3 注册流程
S-CSCF的分配过程
•HSS
•S-CSCF
•Register
•I-CSCF
•Register
•P-CSCF
•Register
UE
S-CSCF分配
当一个用户注册到网络中要接入IMS业务时，I-CSCF就分配 一个S-CSCF给UE
在S-CSCF进行呼叫控制时需要用到缺省IMPU，HSS向S-CSCF下发用 户签约数据时，会将IRS中的缺省IMPU发给S-CSCF。
第三方注册 (Third-Party Resgister)
如果用户已签约IMS业务，则用户成功注册后，S-CSCF要检查所下载 的初始过滤准则iFC，并触发去为用户服务的AS的路由，通知AS用户 已经注册并且可到达。
•⑺
•401
•HSS
•⑶
•S-CSCF assignment
•I-CSCF
•⑷ •S-CSCF
•⑹
•401
•拜访网络
•归属网络 •HSS
•⑴
•Register
•⑻
•200OK
•P-CSCF
•⑵
•Register
•⑺
•200OK
•⑶
•S-CSCF assignment
•I-CSCF
•⑷ •S-CSCF
其中的iFC将指示SCSCF进行业务的触发（仅用于触发AS，具体业务由AS实现） 开户时在HSS中配置并储存，注册成功后下发到SCSCF。
Service Profile
闭锁设置 注册设置 漫游设置
。。。
iFC1 iFC2 iFC3 iFC n
该用户向哪个（些） AS注册
该用户做主叫时触发 哪个（些）AS
•HSS
•S-CSCF1 •能力集 ：3,4,5
•S-CSCF2
•能力集 ：1,2,3,4,5
•S-CSCF3
•能力集 ：1,2,3
内容介绍
1. IMS注册相关流程
1.1 P-CSCF 的发现过程 1.2 S-CSCF分配 1.3 注册流程
注册流程相关概念
为什么要注册
用户使用IMPU（SIP URI）通信 建立用户当前的IP与其IMPU的对应关系 掌握用户当前的位置信息及业务能力 注册过程的鉴权与认证保证了网络的安全性
I-CSCF与HSS通过Cx接口进行通讯，从而得到选择S-CSCF 时所需要的信息
当HSS返回一个S-CSCF的名字时，I-CSCF使用HSS返回的SCSCF的名字去查找S-CSCF的IP地址
当HSS返回一个S-CSCF的能力集时，I-CSCF根据接收到的每 个S-CSCF的能力集进行某种选择算法，选择一个合适的SCSCF.
IMS基本信令流程
2020年5月28日星期四
内容介绍
1. IMS注册及相关流程 2. IMS会话及相关流程
IMS用户注册过程
•HSS
•S-CSCF
•Register
•I-CSCF
•Register
•P-CSCF
•Register
UE
内容介绍
1. IMS注册相关流程
1.1 P-CSCF 的发现过程 1.2 S-CSCF分配 1.3 注册流程
S-CSCF分配
I-CSCF根据从HSS接收到的每个S-CSCF的能力选择一个合适的SCSCF
能力集中各能力的含义由运营商定义。
C•SPC- F
•CI-SCF
•ICSCF中配置有每个 SCSCF的能力集
能力名称
ID
紧急呼叫
1
SIP 增强能力1 2
3 SIP 增强能力2
…
…
•User 1
•User1 的注册信息: •必选能力 ：1,2,3,4 •可选能力 ：5，6
目前固定终端使用HTTP Digest鉴权方式，也即使用用户名和密码 进行鉴权。
注册过程的鉴权与认证保证了网络的安全性。
注册流程相关概念－业务签约
业务签约数据
业务签约数据（Service Profile）是业务和用户相关数据的一个集合
可选项目包括计费地址设置、闭锁设置、注册权限设置、漫游权限设置、签约媒体 ID、初始过滤准则iFC（Initial Filter Criteria）等。