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
PPT文档演模板
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
PPT文档演模板
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
PPT文档演模板
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
PPT文档演模板
IMS注册呼叫信令流程详解
PPT文档演模板
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。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
Page9
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
Copyright © 2009 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved.
Page10
S-CSCF的分配过程
HSS
Register
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。
Copyright © 2009 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved.
Page3
内容介绍
1. IMS注册及相关流程 2. IMS会话及相关流程
Copyright © 2009 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved.
Page4
IMS用户注册过程
HSS
Register
I-CSCF
Register
S-CSCF
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。
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。
P-CSCF
Register
UE Copyright © 2009 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved.
Page5
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
Copyright © 2009 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved.
Page13
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
Copyright © 2009 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved.
Page14
注册流程相关概念
为什么要注册
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.
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
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）
Page19
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
Register
⑻
401
UE
注册步骤2－二次注册鉴权
S-CSCF-A
⒀
获取用户数据
HSS-A
⑾
分配S-CSCF
⑿⒁
200 OK
⑻
401
P-CSCF
⑵
Register
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
⑹
200OK
A⑸utchaetnisoteint
5. Diameter: UAR 6. Diameter: UAA
7.ห้องสมุดไป่ตู้EGISTER
12. 401 Unauthorized
10. 401 Unauthorized
11. 401 Unauthorized
8.Diameter: MAR 9.Diameter: MAA
13.REGISTER 14.DNS Query
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。
I-CSCF
S-CSCF1 能力集 ：3,4,5
能力名称
ID
紧急呼叫
1
SIP 增强能力1 2
3 SIP 增强能力2
…
…
User1
User1 的注册信息: 必选能力 ：1,2,3,4 可选能力 ：5，6
HSS
S-CSCF2
能力集 ：1,2,3,4,5
S-CSCF3
能力集 ：1,2,3
Copyright © 2009 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved.
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
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。
I-CSCF-A
⑽
Register
⒂
200 OK
P-CSCF-A
⑼
Register
⒃
200 OK
UE
注册信令流程
Caller UE
P-CSCF
Home Network
DNS
I-CSCF
S-CSCF
HSS
初始注册 请求
鉴权参数返回 给终端
鉴权相应
1.REGISTER 2.DNS Query 3.DNS Query Resp 4. REGISTER
Multimedia Authentication Request 多媒体鉴权请求
Multimedia Authentication Answer 多媒体鉴权响应
Server Assignment Request
服务器分配请求
Server Assignment Answer
服务器分配响应
Copyright © 2009 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved.
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。
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。
Copyright © 2009 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved.
Page12
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。
P-CSCF
ICSCF中配置有每个 SCSCF的能力集
15.DNS Query Resp
16. REGISTER
17. Diameter: UAR
18. Diameter: UAA
24. 200 OK
23. 200 OK
19.REGISTER 20.Diameter: SAR 21.Diameter: SAA
22. 200 OK AS
25.REGISTER 26. 200 OK
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。
Copyright © 2009 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved.
Page17
注册流程相关概念－业务签约
三种机制：
GPRS方式
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
Copyright © 2009 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved.