CN105357700A - 一种VoLTE业务的信令关联方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种VoLTE业务的信令关联方法，该方法包括：步骤1，采集MME、SBC、DRA、CSCF、eMSC网元和其他网元交换的信令；步骤2，分析采集到的数据，生成VoLTE业务的端到端记录；通过本发明能够为VoLTE信令监测系统的分析提供数据支撑。

Description

一种VoLTE业务的信令关联方法

技术领域

本发明涉及移动通信领域，尤其涉及一种VoLTE业务的信令关联方法。

背景技术

VoLTE是基于IMS的语音业务。IMS由于支持多种接入和丰富的多媒体业务，成为全IP时代的核心网标准架构。经历了过去几年的发展成熟后，如今IMS已经跨越裂谷，成为固定话音领域VoBB、PSTN网改的主流选择，而且也被3GPP、GSMA确定为移动语音的标准架构。VoLTE即VoiceoverLTE，它是一种IP数据传输技术，无需2G/3G网，全部业务承载于4G网络上，可实现数据与语音业务在同一网络下的统一。换言之，4G网络下不仅仅提供高速率的数据业务，同时还提供高质量的音视频通话，后者便需要VoLTE技术来实现。VoLTE需要终端、无线和核心网的全面支持和优化，从目前来看，实现复杂度较大。移动通信运营商在运营阶段，整个网络的话音业务是运营商之间竞争的至关重要的因素。

目前移动通信网络进入到LTE阶段，对于4G的语音业务(VoLTE)的还没有系统的监测分析方法，VoLTE网络在建设和运营初期会遇到很多问题，需要VoLTE的信令监测系统对这些问题提供支撑。

本发明提供一种VoLTE业务的信令关联方法，采集MME、SBC、DRA、CSCF、eMSC网元和其他网元交换的信令，能够实现对VoLTE业务的信令关联，来实现VoLTE的信令监测系统的VoLTE业务的端到端CDR：

发明内容

本发明公开了一种VoLTE业务的信令关联方法，对VOLTE业务的注册、呼叫、切换的过程进行信令端到端关联，形成端到端的VoLTE信令CDR，对VoLTE信令监测系统的建设提供强大支撑。

为了达到上述目的，一种VoLTE业务的信令关联方法，包括：

步骤1，采集MME、SBC、DRA、CSCF、eMSC网元和其他网元交换的信令；

步骤2，分析采集到的数据，生成VoLTE业务的端到端记录；

本发明提供的一种VoLTE业务的信令关联方法，采集MME、SBC、DRA、CSCF、eMSC网元和其他网元交换的信令，实现对用户进行VoLTE语音业务时的分组域、IMS域、PCC域、用户数据、2/3G电路域的信息获取；对LTE网络的话音业务涉及的信令协议和语音媒体进行采集，并且进行多系统、多网元、多接口信息关联，生成LTE用户每次通话的完整通话记录。在LTE网络的各接口的信令中，包含了用户、网络、终端等多种参数信息，能对维护和投诉处理起到重要帮助作用。为VoLTE信令监测系统的分析提供数据支撑。

附图说明

图1为本发明一种VoLTE业务的信令关联方法实施例1的流程图；

图2为本发明一种VoLTE业务的信令关联方法实施例1的又一流程图；

图3为本发明一种VoLTE业务的信令关联方法实施例1的另一流程图；

图4为本发明一种VoLTE业务的信令关联方法实施例1的再一流程图；

具体实施方式

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

本发明提供了一种VoLTE业务的信令关联方法，图1为本发明方法实施例1的流程图，包括：

步骤1，采集MME、SBC、DRA、CSCF、eMSC网元和其他网元交换的信令；

采集MME、SBC、DRA、CSCF、eMSC网元和其他网元交换的信令，实现对用户进行VoLTE语音业务时的分组域、IMS域、PCC域、用户数据、2/3G电路域的信息获取；LTE网络是结构非常复杂的网络，VoLTE的语音解决方案，涉及诸多网元，并且在发生切换时，会切换到2G上进行语音通话，需要对2G的网元进行数据的采集。

对于VoLTE业务，需要采集的设备包括：

PS&EPC设备，包含：MME、S/P-GW、SGSN、GGSN；

CS设备，包含MSCserver、BSC、RNC、MGW；

IMS核心网设备，包含P-CSCF、E-CSCF、MRFP、MRFC、I-CSCF、S-CSCF、BGCF和AS；

融合数据库设备，包含BSF、AP、PCRF、SAE-HSS、HLR、IMS-HSS；

信令网设备，主要为DRA设备；

涉及采集到的接口包括：

Gm接口，是手机和SBC之间的接口，使用SIP协议；

Mw接口，是SBC和xCSCF之间的接口，使用SIP协议；

Mx接口，是xCSCF和iBCCF之间的接口，使用SIP协议；

Mg接口，是I-CSCF和S-CSCF-MGCF之间的接口，使用SIP协议；

Mw/I2接口，是xCSCF和eMSC之间的接口，使用SIP协议；

ISC接口，是xCSCF和IMSAS之间的接口，使用SIP协议；

S1-MME接口，是ENODEB和MME之间的接口，采用S1AP协议；

S1-U接口，是ENODEB和SAEGW之间的接口，采用GTP-U协议；

S11接口，是MME和SAEGW之间的接口，采用GTP-C协议；

S10是MME之间的接口，S11是MME和S-GW之间的接口，都采用GTPv2协议；

Mc接口是MSCServer和MGW、BSC、RNC之间的接口；MSCServer和BSC的接口用BSSAP协议传递信令；MSCServer和RNC的接口用RANAP协议传递信令。

Cx接口，是xCSCF和HSS之间的接口，采用Diameter协议；

S6a接口，是MME和HSS之间的接口，采用Diameter协议；

Sh接口，是IMSAS和HSS之间的接口，采用Diameter协议；

C/D接口，是eMSC、GMSC和HSS之间的接口，采用MAP协议；

Gr接口，是SGSN和HSS之间的接口，采用MAP协议；

CAP接口，是IMSSSF和MSCSCF之间的接口，采用Camel协议；

Rx接口，是PCRF和SAEGW之间的接口，采用Diameter协议；

Gx接口，是PCRF和SBC之间的接口，采用Diameter协议；

SGi接口，是SAEGW和SBC之间的接口，采用应用层协议；

Nc接口，是MSC之间的接口，采用BICC协议；

Sv接口，是MME和eMSC之间的接口，采用GTP协议；

SGS接口，是MME和MSCServer之间的接口，采用SGSAP协议；

作为一个完整的LTE网络，支撑语音业务时，需要提供上述的所有接口，对于一次话音业务，需要多个接口、多个系统、多个设备间协助完成，以上接口都采用IP承载的方式，使用IP采集设备，采集LTE网络的上述接口的数据，得到VOLTE的信令，完成对VoLTE业务端到端信令关联的处理。

步骤2，分析采集到的数据，生成VoLTE业务的端到端记录。

对于VoLTE的业务记录，包括单接口记录、单协议记录和端到端记录；一般端到端记录有单接口、单协议记录生成，也可以由具体消息直接生成端到端的VoLTE业务记录。单接口记录包括步骤1所述的接口，下面介绍单协议记录的处理方法。

对于S1AP协议的记录，通过ENB_UE_S1AP_ID和MME_UE_S1AP_ID来进行记录的关联，相同用户不同记录间用S1APTMSI进行关联；需要通过S6a或者S11的协议关联到IMSI，从而关联到端到端记录；对于VOLTE业务，在S1-MME接口的attach消息中，attachrequest消息中不包含APN信息，携带MSnetworkcapability信元的SRVCCtoGERAN/UTRANcapability为1；携带Mobilestationclassmark3或者Mobilestationclassmark2和supportedcodeclist信元；PCO信元中携带P-CSCF地址请求；UE_usage_setting设置为voicecentric；voice_domain_pref_for_EUTRAN设置为IMSPSVoicepreferred，CSVoiceassecondary)。

对于Diameter的协议记录，通过IMSI关联到端到端记录。对于VoLTE业务，发送updatelocationrequest其中包含UESRVCCcapability为1，HomogeneousSupportofIMSOverPSSessions指示该MME的IMS能力为support(1)。

对于GTPv2的协议记录，通过IMSI和TEID关联到端到端记录。对于VoLTE业务，MME发送createsessionrequest给SGW，其中携带PCO信元(包含P-CSCF地址请求)；APN为IMSAPN。

对于BICC的协议记录，内部通过OPC、DPC、CIC进行关联；对于VoLTE业务，通过主叫号码、被叫号码、漫游号码关联到端到端记录。

对于MAP的协议记录，内部通过OPC、DPC、otid、dtid进行关联；对于VoLTE业务，通过TMSI、IMSI、主叫号码、被叫号码、漫游号码关联到端到端记录。

对于CAP的协议记录，内部通过OPC、DPC、otid、dtid进行关联；对于VoLTE业务，通过IMSI、主叫号码、被叫号码、漫游号码关联到端到端记录。

对于Mc的协议记录，内部通过SCCP的OPC、DPC、SLR、DLR进行关联；对于VoLTE业务，通过TMSI、IMSI、主叫号码、被叫号码、漫游号码关联到端到端记录。

通过端到端的关联，形成端到端的关联记录，包括业务过程经历的开始时间、IMSI、TMSI、ECI、TAC、LAC、CI、号码、主叫号码、IMEI、被叫号码、漫游号码、各接口的差错码、各接口间的时延、通话时长、感知时延等信息，为VoLTE信令监测系统的分析提供数据支撑。

本发明还提供了一种VoLTE业务的信令关联方法，如图2所示，为本发明实施例1的又一流程图。

图2是VoLTE业务的注册关联流程图。

步骤S11，对UE到ICSCF的Register过程进行关联；UE发起Register消息到ICSCF，包含P-Access-Network-Info，接入方式为3GPP-E-UTRAN-TDDIMPI和T-IMPU为IMSI号码推导的格式如：

IMPI：<IMSI>ims.mnc<mnc>.mcc<mcc>.3gppnetwork.org

T-IMPU：sip：<IMSI>ims.mnc<mnc>.mcc<mcc>.3gppnetwork.org

Register消息中contact头域中包含+g.3gpp.icsi-ref＝urn：urn-7：3gpp-service.ims.icsi.mmtel、+g.3gpp.smsip、video，携带IMEIURN；Register不包含P-Associated-uri。

对于Register过程可以通过IMPI和IMPU实现和VoLTE端到端记录的关联。

ICSCF依次回SIP的401和200OK消息给UE，200OK消息在P-Associated-uri中包含可用于呼叫的IMPU，包括：

sip：<MSISDN>xx.ims.mnc<mnc>.mcc<mcc>.3gppnetwork.org

tel：<MSISDN>

完成注册，对SIPRegister的请求和响应消息进行提取IMPI和IMPU的数据，用于端到端关联，并且实现IMSI和MSISDN的关联，建立和管理用户信息。

步骤S12，对ICSCF与HSS间的用户鉴权请求过程进行关联；ICSCF发送UAR消息(UserAuthorizationRequest用户鉴权请求消息)给HSS，包括I/S-CSCF发送的携带用户IMPU(归属HSS用户号段)的请求消息经DRA路由到HSS，HSS返回UAA消息(UserAuthorizationAnswer用户鉴权响应消息)ICSCF进行响应，HSS将判断IMPU网络是否具有漫游权限、是否有注册权限、是否闭锁，然后返回S-CSCF名称或能力集。用户鉴权请求过程通过IMPU和VoLTE端到端记录的关联。

步骤S13，对ICSCF与HSS间的多媒体鉴权请求过程进行关联；ICSCF发送MAR消息(MultimediaAuthorizationRequest多媒体鉴权请求消息)给HSS，包括I/S-CSCF发送的携带用户IMPI的请求消息经DRA路由到HSS，HSS返回MAA消息(MultimediaAuthorizationAnswer多媒体鉴权响应消息)ICSCF进行响应，S-CSCF向HSS获取鉴权向量(AV)，此时HSS检查用户的注册状态并且判断S-CSCF的名字是否和HSS中保存的相同，计算鉴权向量返回给S-CSCF。多媒体鉴权请求过程通过IMPI和VoLTE端到端记录的关联。

步骤S14，对ICSCF与HSS间的服务器指配请求过程进行关联；ICSCF发送SAR消息(ServerAssignmentRequest服务器指配请求消息)给HSS，包括I/S-CSCF发送的携带用户IMPU(归属HSS用户号段)的请求消息经DRA路由到HSS，HSS返回UAA消息(ServerAssignmentAnswer服务器指配响应消息)ICSCF进行响应，服务器指配请求完成对AS服务器的指定。服务器指配请求过程通过IMPU和VoLTE端到端记录的关联。

步骤S15，对UE到ICSCF的Subscribe过程进行关联，用户向ICSCF要求订阅用户信息，ICSCF通过Notify把信息送个UE，Subscirbe和Notify消息里面包括IMPU信息，完成注册过程。Subscribe里面携带：

sip.P-Access-Network-Info＝＝″3GPP-E-UTRAN；utran-cell-id-3gpp＝46000000A60C0901；\″sbc-domain＝sbc01.xx.chinamobile.com\″；\″ue-ip＝11.11.11.4\″；\″ue-port＝5060\″″

可以通过sip.P-Access-Network-Info实现Register(注册)的关联，实现IMPU和IMPI的关联；

Subscribe过程通过IMPU和VoLTE端到端记录的关联。

通过步骤S11-S15，实现对VoLTE的注册业务进行基于Diameter和SIP协议的分析和端到端记录关联。

本发明还提供了一种VoLTE业务的信令关联方法，如图3所示，为本发明实施例1的另一流程图。

图3是VoLTE业务的呼叫业务关联流程图。

步骤S21，对UE向ICSCF发INVITE过程进行关联，INVITE消息中包括：

Call-ID：4L-rAtQ5vxUYgYn0Jp7SDQ..

To：<tel：+8618858277741>

From：

<sip：+8618324403082xx.ims.mnc000.mcc460.3gppnetwork.org>；tag＝06a23016eb.rqoryuorxxorzw-vqwq

P-Charging-Vector：

icid-value＝″psbc01.19b.35ed.20140723031107″；orig-ioi＝xx.chinamobile.com；pdngw＝0；eps-info＝″eps-item＝1；eps-sig＝no；ecid＝C7001A13；flow-id＝({1，1}，{1，2})″

同时携带SDP信息。

可以通过Call-ID实现单个INVITE过程的关联；通过注册过程中记录的IMSI、MSISDN的对应关系，回填和关联INVITE过程的信息，并且形成端到端记录，利用From、To关联端到端记录，另外P-Charging-Vector在端到端记录中不变化，对SIP协议的P-Charging-Vector进行提取，用于端到端关联，可以用来进行端到端的SIP记录管理。

步骤S22，对P-CSCF与PCRF间的AAR过程进行关联；P-CSCF发送AAR消息给PCRF，包括携带用户IP、媒体部件信息(关键参数包含Media-Type、Flow-Description、Flow-Status)和AF应用标识等信息。VOLTESBC(P-CSCF)计算出相应的带宽信息满足与该次通话协商的编码。过程中还携带AF-Charging-Identifier，通知PCRFICID。AAA过程通过IMPI、IMPU、主被叫号码和VoLTE端到端记录的关联。

步骤S23，对PCRF与S/PGW间的RAR过程进行关联；PCRF发送RAR消息给S/PGW，携带QOS参数，该AVP中携带Charging-Correlation-IndicatorAVP。同时还携带Event-TriggerAVP，取值为CHARGING_CORRELATION_EXCHANGE(28)，指示P-GW需要上报GCID。RAR消息中同时还携带AF-Charging-Identifier信息。P-GW响应PCRFRAA消息。RAR过程通过IMPI、IMPU和VoLTE、主被叫号码端到端记录的关联。

步骤S24，对S/PGW与MME间的CreateBearRequest过程进行关联；S/PGW发CreateBearRequest消息给MME，消息携带EPSBearerQoS，TFT，S1-TEID，LBI和ProtocolConfigurationOptions(可选)信息。P-GW会为UE分配一个不重复的GCID。MME向SGW/P-GW发送createbearerresponse，消息中携带用户位置信息。CreateBearRequest通过TEID关联得到IMPI和IMPU信息，CreateBearRequest过程通过IMPI、IMPU和VoLTE、主被叫号码端到端记录的关联。

通过步骤S21-S24，对VoLTE的语音业务进行基于Diameter、SIP、GTPv2协议的分析和端到端记录关联。以上是主叫的业务过程，被叫的业务过程和主叫的业务过程类似，可以进行把主被叫进行关联到一起，通过IMPU和主被叫号码，还有P-Charging-Vector，实现端到端的关联。

本发明还提供了一种VoLTE业务的信令关联方法，如图4所示，为本发明实施例1的再一流程图。

图4是VoLTE业务的呼叫切换到2/3G的关联流程图。

当进行VoLTE业务的用户，到了LTE网络覆盖不好的地方，要切换到2/3G网络中进行通话，采用eSRVCC实现业务的切换。

步骤S31，对ENODEB发起的S1接口的切换流程进行过程关联。当UE根据测量报告，发现要切换到2/3G网络时，ENOBEB发送Handoverrequired(TargetID，SourcetoTargetTransparentContainer，SRVCCHOIndication)到MME，其中SRVCCHOIndication指示目标是CSonly，TargetID是GSM的TargetCellID。MME根据SRVCCHOIndication区分出QCI＝1的语音承载与非语音承载，仅对语音承载发起PS-CShandover流程。通过关联回填的IMSI和MSISDN对把S1接口的切换过程关联到VoLTE的端到端记录中去，对网络间的切换进行分析。

步骤S32，对MME和MSCSERVER间的SRVCCPStoCSRequest过程进行关联。过程携带IMSI，TargetID，STN-SR，CMSISDN，genericSourcetoTargetTransparentContainer，MMContext等参数。通过IMSI把SRVCCPStoCSRequest过程关联到VoLTE的端到端记录中去。

步骤S33，对MSCSERVER间的MAPPREPAREHANDOVER过程进行关联。过程携带IMSI，HON还有切换的相关信息。MAPPREPAREHANDOVER过程包括MAPPREPAREHANDOVER、MAPPREPAREHANDOVERack、MAPPROCESSACCESSSIGNALLING、MAPSENDENDSIGNAL、MAPSENDENDSIGNALack等消息。通过IMSI把MAPPREPAREHANDOVER过程关联到VoLTE的端到端记录中去。

步骤S34，对MSCSERVER间的BICC切换过程进行关联。BICC切换过程携带HON还有切换的网元信息。BICC切换过程实现切换的语音通道的建立。通过HON把BICC切换过程关联到VoLTE的端到端记录中去。

步骤S35，对Mc的切入过程进行关联。2G的Mc用BSSAP协议进行承载，3G的Mc用RANAP协议进行承载。Mc的切换过程携带源小区信息，还有切换参考、AFRCN等信息。通过这些信息把Mc切入过程关联到VoLTE的端到端记录中去。

步骤S36，对MME和MSCSERVER间的SRVCCPStoCSCompleteNotification过程进行关联。SRVCCPStoCSCompleteNotification过程携带IMSI参数，指示切换过程已经完成。通过IMSI把SRVCCPStoCSCompleteNotification过程关联到VoLTE的端到端记录中去。

通过步骤S31-S36，实现对VoLTE的语音业务发生切换后进行基于Diameter、SIP、GTPv2、BICC、MAP、BSSAP、RANAP协议的分析和端到端记录关联。

通过以上多种端到端关联方法，能够形成VoLTE的端到端业务记录，实现VoLTE的端到端信令分析，通过S1接口或者SIP、BSSAP、RANAP信息，关联回填用户的维度、位置信息，包括用户的位置(LAC、CI)、地址、局点等信息，通过端到端关联的信令记录，计算分析VoLTE的网络指标信息；可以计算各阶段的失败原因、呼损原因，到达率、成功率，计算个阶段内部、各阶段之间的时延、时长指标，为VoLTE的信令分析系统提供数据指标。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应该指出，对应本技术领域的普通技术人员来书，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进、优化和润饰，这些也应视为本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种VoLTE业务的信令关联方法，其中，包括：

步骤1，采集MME、SBC、DRA、CSCF、eMSC网元和其他网元交换的信令；

步骤2，分析采集到的数据，生成VoLTE业务的端到端记录；

通过本发明能够为VoLTE信令监测系统的分析提供数据支撑。

2.根据权利要求1所述的VoLTE业务的信令关联方法，对VoLTE的注册业务进行基于Diameter和SIP协议的分析和端到端记录关联。

3.根据权利要求1所述的VoLTE业务的信令关联方法，对SIPRegister的请求和响应消息进行提取IMPI和IMPU的数据，用于端到端关联。

4.根据权利要求1所述的VoLTE业务的信令关联方法，对VoLTE的语音业务进行基于Diameter、SIP、GTPv2协议的分析和端到端记录关联。

5.根据权利要求1所述的VoLTE业务的信令关联方法，对SIP协议的P-Charging-Vector进行提取，用于端到端关联。

6.根据权利要求1所述的VoLTE业务的信令关联方法，对VoLTE的语音业务发生切换后进行基于SIP、GTPv2、BICC、MAP、BSSAP、RANAP协议的分析和端到端记录关联。

7.根据权利要求1所述的VoLTE业务的信令关联方法，对VoLTE的语音业务发生切换通过切换源、目的小区、切换参考、AFRCN，和端到端记录关联。

8.根据权利要求1所述的VoLTE业务的信令关联方法，通过S1接口或者SIP、BSSAP、RANAP信息，关联回填用户的维度、位置信息。

9.根据权利要求1所述的VoLTE业务的信令关联方法，通过端到端关联的信令记录，计算分析VoLTE的网络指标信息。