1.基于业务层的VoLTE架构简述

从业务层面可把VoLTE划分为5个层面：运营支撑层、业务层、核心层、接入层、终端层，如图5-5所示。

图5-5 基于业务层面的VoLTE架构

1）运营支撑层，其功能是主要提供网管、签约数据存放、Web Porta1统一操作、计费、设备管理等功能，网元有：DM Server、SPG、CCF、EMS。

2）业务层功能主要由各种不同的应用服务器与资源服务器组成，提供各种业务（如即时消息、会议、游戏等）及业务能力（群组、媒体资源等），网元包括：CTAS、IM-SSF、RCS。

3）核心层分为三个部分。

IMS域：各网元主要完成LTE用户注册、鉴权、会话路径控制、业务触发、路由选择、资源控制、域间互通、接入资源控制等功能。

CS域：各网元主要实现LTE用户在2G／3G网络下的移动性管理和基本语音业务，包括切换、CS语音回落等功能。

Sing1eSDB具有USCDB、HLR、IMS-HSS、SAE-HSS、PCRF、UEIR、DNS／ENUM、AAA等网络功能实体的功能，统一存放VoLTE用户的业务数据，供CS域、IMS域和EPC域获取用户数据。

4）接入层功能主要实现LTE用户的接入，支持对LTE用户的移动性管理等功能；当LTE用户在LTE覆盖区域内时，通过EPC接入IMS网络；当用户移动出LTE覆盖区域时，可通过2G／3G网络的ICS方式接入IMS网络；如果2G／3G网络不支持ICS功能，则接入到传统的CS网络；网元包括：EMSC（mAGCF）、S-GW、P-GW、MME。

5）终端层，LTE终端可分为VoLTE终端和非VoLTE终端。

VoLTE终端是指语音业务主要由IMS／LTE网络提供的终端，包括Sing1e Radio、LTE数据卡和CPE。

非VoLTE终端是指CS网络提供语音业务、LTE网络提供数据业务的终端，包括单卡双待终端（Dua1 Radio）和CSFB终端。

终端类型：Sing1e Radio（SRVCC终端）、LTE数据卡、CPE、单卡双待终端、CSFB。

2.运营支撑层主要网元

DM Server，主要负责终端设备管理、数据配置、业务发放和升级。

SPG，提供统一的业务发放接口和Web Porta1。把上层BSS的业务发放命令分解到用户数据存储网元（HSS、ENUM）与业务网元（AS）。

CCF，收集IMS计费网元（如CSCF、CTAS、MGCF等）发送的ACR（Accounting Re-quest）消息，进行预处理后将CDR（Charging Data Record）传递到运营商指定的计费中心。

EMS，作为网元统一业务管理平台，与上层BSS对接，完成下层网元的管理。

3.业务层主要网元

1）CTAS（Common Te1ecom App1ication Server）：融合TAS，提供传统移动业务和多媒体业务，CTAS集成MMTe1 AS、IM-SSF、SCC AS（业务集中与连续应用服务器）、Anchor AS和IP-SM-GW（IP短消息网关）等5个逻辑网元，可以减少呼叫过程中iFC（initia1 Fi1ter Criteria）触发次数，共享业务资源。其功能主要包括：

① MMTe1 AS：提供多媒体电话基本业务及补充业务。

② SCC AS：与SRVCC IWF和ATCF／ATGW配合，实现eSRVCC（enhanced Sing1e Radio Voice Ca11 Continuity）功能，提供T-ADS（Terminating Access Domain Se1ection）功能，完成网络侧被叫的域选择。

③ IP-SM-GW：提供IMS域与CS域间短消息互通的功能。

④ IM-SSF：根据S-CSCF提供的签约信息和IM-SSF的本地配置，触发CS域的智能业务。

2）业务集中与连续应用服务器（Service Centra1ization and Continuity App1ication Server，SCC AS：业务集中与连续应用服务器），在IMS域中负责完成切换流程，更新远端UE的媒体信息，如图5-6所示。其功能主要包括：分析切换流程需要的信息、关联切换请求和会话锚定、在LTE网络和UMTS网络之间执行会话切换。

3）T-ADS：3GPP协议标准中，网络侧完成域选择的功能实体被称为T-ADS（Termi-nating Access Domain Se1ection）。

T-ADS功能集成在SCC AS中，通过查询融合HLR／HSS，获取UE终端类型和接入域等信息，再根据运营商策略完成域选择。即基于获取的T-ADS信息判断，对于当前的用户要域选到IMS网络接续，还是到CS网络接续。

图5-6 SCC AS主要功能

图5-7 IP-SM-GW主要功能

图5-8 IM-SSF主要功能

4）MMTe1 AS：提供多媒体电话基本业务及补充业务。

5）IP短消息网关（IP Short Message Gateway，IP-SM-GW）：提供IMS域与CS域间短消息互通的功能，如图5-7所示，当UE发送短消息时，IP-SM-GW把即时消息（IP短消息）转换为纯文本的短信；当UE注册时，IP-SM-GW把SMSC的地址从HSS下载到本地。(www.daowen.com)

6）IM-SSF：是协议中定义在IMS域内兼容现有智能业务接口的逻辑功能实体，完成SIP与CAP的协议转换，如图5-8所示。S-CSCF根据iFC触发到IM-SSF，IM-SSF通过HSS得到用户数据和智能签约信息，IM-SSF根据智能签约信息到SCP上触发智能业务。继承现网的PPS、NP、VPN等智能业务。可根据S-CSCF提供的签约信息和IM-SSF的本地配置，触发CS域的智能业务。

4.核心层主要网元

1）IMS-HSS（FE）：用于存储IMS网络中所有与用户相关的数据，包括用户身份、鉴权数据、业务数据、接入参数、业务触发信息、漫游信息，并完成用户漫游控制。

2）SAE-HSS／HLR（FE）：用于存储网络中用户所有与业务相关的数据，提供用户签约信息管理和用户位置管理。SAE-HSS：EPC网络中的HSS功能；HLR：移动通信系统电路域核心网和分组域核心网的HLR功能。

3）USCDB（BE）：即融合HLR／HSS中的BE（Back End），统一存储用户数据，提供用户数据的增加、删除、更新和查询服务，为FE（Front End）提供有效的数据支撑。

4）DNS／ENUM：实现包括DNS和ENUM功能。

5）EMSC（SRVCC IWF／CSFB Proxy）：EMSC包括以下网络实体。

① SRVCC IWF：当终端从LTE网络向2G／3G网络移动时，确保呼叫切换连续性，即eSRVCC功能；即收到终端发起的位置变更请求后，根据请求消息中携带的目标小区号，将用户的接入位置由MME切换为目标MSC Server。

如图5-9所示，SRVCC IWF可以与当前组网中已经存在的MSC Server合设，也可以独立部署。当SRVCC IWF独立部署时，SRVCC IWF相当于MSC Server的代理网元，用于对MSC Server与SBC、MME之间的消息进行信令转换。

图5-9 SRVCC IWF主要功能

② CSFB Proxy：为LTE用户提供回落到CS域的语音业务。

6）MGCF：提供IMS网络与传统PSTN、PLMN网络之间的互通功能。

7）Anchor AS（锚定服务器），提供CS网络呼叫请求锚定到IMS网络的功能。

从CS域接入的VoLTE用户，在作为主叫发起呼叫或作为被叫接收呼叫时，通过Anchor AS智能改号，将呼叫路由到IMS域触发主叫或被叫融合业务，如图5-10所示。

图5-10 从CS域接入的VoLTE呼叫

从IMS域接入的VoLTE用户，在作为被叫接收CS用户发起的呼叫时，通过Anchor AS智能改号，将呼叫路由到IMS域接续被叫，如图5-11所示；

图5-11 从IMS域接入的VoLTE呼叫

8）MRFP：提供放音收号资源、语音会议资源、标清视频会议资源。

9）CSCF功能实体：完成呼叫控制、业务触发、路由功能，包括I-CSCF、S-CSCF、BGCF和MRFC实体。

① I-CSCF位于归属网络，是归属网络的统一入口点，负责分配或者查询为用户服务的S-CSCF。

② S-CSCF位于归属网络，是IMS网络的中心节点，负责用户的注册、鉴权、会话，路由和业务触发。

③ BGCF位于归属网络，用于选择到传统PSTN、PLMN网络的出口MGCF设备，该功能集成在S-CSCF实体中，减少了BGCF网络结点，可以缩短呼叫接通延时，消除BGCF结点可靠性问题。

④ MRFC用于控制MRFP，实现放音收号、语音会议、标清视频会议等功能。

10）PSBC功能实体：现网中PSBC功能实体主要包括P-CSCF、SBC、ATCF和ATGW。

① 代理会话呼叫控制功能（P-CSCF）：位于拜访网络，是SIP（Session Initiation Proto-co1）用户接入IMS网络的入口节点，主要负责SIP用户与归属网络之间SIP信令的转发。

② 会话边界控制器（SBC）：实现C-BGF（Core Border Gateway Function）、I-BGF（Interconnection Border Gateway Function）功能。其中C-BGF部署在接入侧的边界，提供防攻击、NAT（Network Address Trans1ation）穿越能力；I-BGF提供与其他基于SIP或者H.323信令的网络互通的媒体通道资源。

③ 锚定功能实体（ATCF／ATGW）：ATCF（Access Transfer Contro1 Function）／ATGW（Access Transfer Gateway），位于P-CSCF与I-CSCF／S-CSCF之间，与SCC AS配合，实现eSRVCC功能。

用户呼叫时，根据运营商策略、终端能力等因素决定是否在媒体面锚定呼叫；用户终端接入网络发生切换时，将SRVCC IWF发起的切换请求关联到已经锚定的会话，更新对应会话的承载信息，并发起到SCC AS的切换请求。

11）多媒体网关与IP多媒体网关（MGW／IM-MGW），提供与传统PSTN、PLMN网络互通的话音媒体通道资源。

5.接入层主要网元

增强型MSC（eMSC）、移动接入网关控制功能（Mobi1e Access Gateway Contro1 Function，mAGCF），向CS域的ICS用户提供到IMS域的注册，基本业务和补充业务等功能。

与EPC网连接的网元：S-GW／P-GW，网络中的S-GW功能：3GPP内不同接入网络间的用户面锚点，是屏蔽3GPP内部不同接入网络的接口。P-GW功能类似于GGSN网元的功能，为EPC网络的边界网关，即PDN Gateway，提供用户的会话管理和承载控制、数据转发、IP地址分配以及非3GPP用户接入等功能。它是3GPP和非3GPP接入公用数据网络PDN的锚点。