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EPS FB信令流程

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前言:

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1、架构图

各种网元及接口

为了支持5G与4G间互操作,

1)对5GC和EPC部分网元进行融合:SMF+PGW-C,UPF+PGW-U,PCF+PCRF,UDM+HSS。

2) SMF+PGW-C和UPF+PGW-U作为锚定点,保证互操作时的IP地址连续性。

3)AMF与MME间支持N26接口

2、各接口介绍

接口名称

连接网元

承载协议

接口功能

N2

gNB-AMF

NG-AP

用于承载UE以及gNB与5GC之间的信令

N3

gNB-UPF

GTP-U

用于承载用户面数据

N4

SMF-UPF

PFCP

SMF控制UPF的信令接口

N8

AMF-UDM

HTTP

AMF与UDM间的信令接口

N10

SMF-UDM

HTTP

SMF与UDM间的信令接口

N11

AMF-SMF

HTTP

AMF与SMF间的信令接口

N7

SMF-PCF+PCRF

HTTP

SMF与PCF+PCRF间的策略控制接口

N15

AMF-PCF+PCRF

HTTP

AMF与PCF+PCRF间的策略控制接口

N26

AMF-MME

GTP-C

5GC与EPC互操作控制接口

N20

AMF-SMSF

HTTP

AMF与SMSF间的信令接口

N21

SMSF-UDM

HTTP

SMSF与UDM间的信令接口

N6/SGi

UPF-VoLTE SBC

-承载IMS信令和用户面接口

S1-MME

MME-eNodeB SBC

GTP-C

用于承载 UE 与 EPC 核心网之间的信令流

S1-U

SAE-GW-eNodeB

GTP-U

GTP-U用于承载UE到核心网的数据流量

S11

MME-SAE GW

GTP-C

承载 MME 和 SAE GW 之间的 GTP 信令,用

于用户的移动性管理和承载会话管理

Rx

PCRF-VoLTE

SBC

用于SBC向PCC申请资源,以及PCC向SBC

上报用户位置、信令链路状态等信息

Gm

VoLTE

UE-VoLTE

UE 与 IMS 核心网之间的信令接口,处理用

户注册、呼叫等流程

Mw

VoLTE SBC-xCSCF

xCSCF -Xcscf

用于在 SBC 与 CSCF 之间、不同 CSCF 之间

转发 SIP 信令,处理用户注册、呼叫等流

Mg

I-CSCF/S-CSCF-MGCF

SIP

用于转发 CS 呼叫 IMS 时的 SIP 信令

Mj

BGCF-MGCF

SIP

Cx

三合一

HSS-xCSCF

用于注册过程中的 S-CSCF 选择、用户鉴

权数据、签约数据下载;呼叫过程中的

S-CSCF 选择

Sh

三合一

HSS-IMS

用于用户业务数据的下载和更新

S6a

三合一

HSS-MME

用于 EPC 核心网的移动性管理

3、eps fb信令流程

1)EPS FB主叫信令流程

eps fb主叫信令流程

步骤 1:终端发起VoNR 呼叫,向P-CSCF 发送SIP INVITE 消息。

步骤2:P-CSCF收到SIP消息后,向PCF触发资源预留流程。P-CSCF向DRA发送AAR请求,请求建立语音专用承载,并要求获取用户位置信息。

步骤3:DRA在本地查询不到相应的绑定信息,调用BSF的Nbsf_Management_Discovery服务,通过用户IP地址向BSF(与SMF合设)中查询绑定信息。

步骤4:BSF返回用户的绑定信息,包括PCF/PCRF的Diameter主机名。

步骤5:DRA向PCF/PCRF转发AAR请求。

步骤6:PCF/PCRF通过Npcf_SMPolicyControl_UpdateNotify服务通知SMF为用户建立5QI=1的QoS flow。

步骤7:PCF/PCRF向P-CSCF返回AAA响应消息,消息仍通过DRA转发。

步骤8:SMF调用AMF的Namf_Communication_N1N2MessageTransfer服务,携带N2 SM information和N1 SM information,N2 SM information包括QoS profile、session-AMBR等信息,N1 SM information为PDU Session Modification Command ,包括QoS rule、session-AMBR等信息。

步骤9:AMF向NG RAN发送N2 PDU Session Resource Modification Request消息建立无线资源。

步骤10:NG RAN根据其EPS Fallback配置决定拒绝5QI=1的无线资源建立,返回PDU Session Resource Modification Response,拒绝原因值为"IMS voice EPS fallback or RAT fallback triggered"。

步骤11:AMF调用SMF的Nsmf_PDUSession_UpdateSMContext服务,向SMF返回收到的N2 PDU Session Resource Modification Response。SMF根据拒绝原因值决定不向PCF上报无线资源预留失败,而是等待终端回落完成。

步骤12:gNB可能触发终端进行邻区测量。

步骤13:gNB发起5GS到EPS的互操作流程,可以基于N26的PS Handover流程或Release with Redirect,参见TS 23.502。

步骤14:切换完成后,SMF+PGW-C向SGW和MME发起专用承载建立流程,向SGW和MME发送Create Bearer Request请求,携带EPS bearer QoS信息。

步骤15:MME向eNB发送Session Management Request请求消息,通知eNB预留无线资源,携带EPS bearer QoS信息。

步骤16:eNB将EPS bearer QoS映射为Radio bearer QoS,发起RRC重配置流程。

步骤17:终端完成RRC重配置流程,返回响应消息。

步骤18:eNB返回Session Management Response响应消息。

步骤19:MME向SGW和SMF+PGW-C返回Create Bearer Response响应消息,携带用户当前位置信息。

步骤20:SMF+PGW-C调用PCF/PCRF的Npcf_SMPolicyControl_update服务,向PCF发送用户当前位置信息。

步骤21:PCF/PCRF向P-CSCF发送RAR消息上报用户位置信息。

步骤22:P-CSCF返回响应消息RAA。P-CSCF收到RAR后,根据3gppUserLocationInfo AVP,提取位置信息,更新到PANI头域中,并增加network-provided参数。

步骤23:P-CSCF继续呼叫建立流程,将INVITE消息转发给I/S-CSCF。

步骤24:P-CSCF收到183,通过EPC和LTE转发给UE。

步骤25:PRACK和UPDATE流程。

步骤26:被叫振铃,并摘机,呼叫接通

2)eps fb被叫信令流程

eps fb被叫信令流程

步骤 1:被叫侧I-CSCF 收到初始会话INVITE 请求。

步骤 2:I-CSCF 向DRA 发送LIR 请求,获取被叫用户注册的S-CSCF 地址。

步骤 3:DRA 将LIR 请求消息转发给UDM/HSS。

步骤 4: UDM/HSS 向DRA 发送LIA 响应,消息中携带为被叫用户提供服务的S-CSCF 地址。

步骤 5:DRA 转发LIA 响应消息给I-CSCF。

步骤 6:被叫侧I-CSCF 根据UDM返回的S-CSCF 地址,路由消息到S-CSCF,并触发到VoLTE AS。

步骤7:VoLTE AS收到INVITE消息后,判断用户有IMS注册,则启动被叫域选流程,通过DRA向UDM发送UDR请求,要求UDM/HSS返回T-ADS Information。

步骤8:DRA转发UDR请求给UDM/HSS。

步骤9:UDM调用AMF的Namf_MT_ ProvideDomainSelectionInfo服务,获取UE在5G域内的域选择信息。

步骤10:AMF返回5G域选择信息,包括是否支持IMS voice over PS Session,最新时间戳以及接入类型。

步骤11:UDM可进行其他域的域选择查询,并进行域选择决策。

步骤12:UDM通过DRA向VoLTE AS发送UDA响应消息,携带域选择结果,包括选择的域是否支持IMS语音及接入类型,如用户位于5G,UDM返回的接入类型仍为4G。

步骤13:DRA将UDA消息转发给VoLTE AS。

步骤14:VoLTE AS继续进行呼叫建立流程,通过S-CSCF把INVITE消息发给P-CSCF。

步骤15:P-CSCF将INVITE消息发给UPF。

步骤16:如果UE在空闲态,UPF通知SMF发起用户寻呼流程。UE被寻呼拉起后,通过Service Request流程恢复UE和UPF之间的QoS Flow,具体流程参见TS 23.502。

步骤17:UPF将INVITE消息发送给终端。

步骤18:终端返回183响应消息。

步骤19:P-CSCF收到SIP消息后,向PCF触发资源预留流程。P-CSCF向DRA发送AAR请求,请求建立语音专用承载,并要求获取用户位置信息。

步骤20:DRA在本地查询不到相应的绑定信息,调用BSF的Nbsf_Management_Discovery服务,通过用户IP地址向BSF(与SMF合设)中查询绑定信息。

步骤21:BSF返回用户的绑定信息,包括PCF/PCRF的Diameter主机名。

步骤22:DRA向PCF/PCRF转发AAR请求。

步骤23:PCF/PCRF通过Npcf_SMPolicyControl_UpdateNotify服务通知SMF为用户建立5QI=1的QoS flow。

步骤24:PCF/PCRF向P-CSCF返回AAA响应消息,消息仍通过DRA转发。

步骤25:SMF调用AMF的Namf_Communication_N1N2MessageTransfer服务,携带N2 SM information和N1 SM information,N2 SM information包括QoS profile、session-AMBR等信息,N1 SM information为PDU Session Modification Command ,包括QoS rule、session-AMBR等信息。

步骤26:AMF向NG RAN发送N2 PDU Session Resource Modification Request消息建立无线资源。

步骤27:NG RAN根据其EPS Fallback配置决定拒绝5QI=1的无线资源建立,返回PDU Session Resource Modification Response,拒绝原因值为"IMS voice EPS fallback or RAT fallback triggered"。

步骤28:AMF调用SMF的Nsmf_PDUSession_UpdateSMContext服务,向SMF返回收到的N2 PDU Session Resource Modification Response。

步骤29:gNB可能触发终端进行邻区测量。

步骤30:gNB发起5GS到EPS的互操作流程,可基于N26的PS Handover或Release with Redirect流程,参见TS 23.502。

步骤31:切换完成后,SMF+PGW-C向SGW和MME发起专用承载建立流程,向SGW和MME发送Create Bearer Request请求,携带EPS bearer QoS信息。

步骤32:MME向eNB发送Session Management Request请求消息,通知eNB预留无线资源,携带EPS bearer QoS信息。

步骤33:eNB将EPS bearer QoS映射为Radio bearer QoS,发起RRC重配置流程。

步骤34:终端完成RRC重配置流程,返回响应消息。

步骤35:eNB返回Session Management Response响应消息。

步骤36:MME向SGW和SMF+PGW-C返回Create Bearer Response响应消息,携带用户当前位置信息。

步骤37:SMF+PGW-C调用PCF/PCRF的Npcf_SMPolicyControl_update服务,向PCF发送用户当前位置信息。

步骤38:PCF/PCRF向P-CSCF发送RAR消息上报用户位置信息。

步骤39:P-CSCF返回响应消息RAA。P-CSCF收到RAR后,根据3gppUserLocationInfo AVP,提取位置信息并保存。

步骤40:双方进行后续的媒体协商流程,包括PRACK和UPDATE流程。

步骤41:被叫振铃并摘机,呼叫接通。P-CSCF在200 OK响应消息的PANI头域中携带之前获得的5G用户位置信息。

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