IMS基本信令流程

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。

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。

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
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。

IMS的基本业务信令流程June, 2008Visit Network Home NetworkP -CSCF HSSS -CSCFI -CSCFSIP ASBackbone Packet NetworkAccess15116SIPDiameterDiameterSIPDNS24789103IBCFIBCF33Early-IMS 认证流程Early IMS适用于终端不能支持ISIM/USIM，且不能支持IPSec的情况下的鉴权认证All Rights Reserved © Alcatel Shanghai Bell 2007, #####Early IMS 鉴权流程详述• • • • UE 向GGSN 发起创建PDP 的请求，GGSN 响应该请求 GGSN 向HSS 发送RADIUS Accounting-Request START 消息，消息中还包含UE的IP address， MSISDN 和IMSI； HSS 绑定IMSI 和/或MSISDN 和由IMSI 生成的IMPI，并存储UE 的IP 地址；HSS向GGSN 响应Accounting-Request Start Answer。

GGSN 响应用户的UE PDP 请求； UE 给P-CSCF 发送Register 消息，消息中不带Authorization 头域，Security-Client头域。

P-CSCF 收到从一个 early IMS UE 终端发送过来的SIP 请求后，P-CSCF 检查在Via头域中“sent-by”参数的IP 地址，如果“sent-by”参 数包含了一个域名，或者包含一个不同于该消息的IP 包的源IP 地址，P-CSCF 将在Via 头域中增加一个 “received”参数。

该参数包含了该消息的IP 包的源IP 地址。

P-CSCF 收到一个不带Authorization、SecurityClient 头域的REGISTER 请求，将处理Path、Require、P-Charging-Vector 和P-Visited-Network-ID 头域，然后 确定归属域的I-CSCF，并把请求发送给I-CSCF。

目录2 IMS基本会话流程........................................................... 2-12.1 IMS基本会话流程简介.............................................................. 2-22.2 MO过程........................................................................... 2-32.2.1 主叫IMS SIP用户跨网漫游.................................................... 2-32.2.2 主叫IMS SIP用户在归属域内.................................................. 2-72.3 MT过程........................................................................... 2-82.3.1 被叫IMS SIP用户跨网漫游.................................................... 2-92.3.2 被叫IMS SIP用户在归属域内................................................. 2-122.4 SS过程.......................................................................... 2-132.4.1 主叫和被叫S-CSCF在同一归属域内............................................ 2-142.4.2 主叫和被叫S-CSCF不在同一归属域内.......................................... 2-162.5 IMS会话释放流程................................................................. 2-172.5.1 通话中主叫释放会话......................................................... 2-172.5.2 通话中被叫释放会话......................................................... 2-192.6 媒体协商过程.................................................................... 2-192.6.1 会话建立过程中的协商过程................................................... 2-202.6.2 会话建立后的协商过程....................................................... 2-202.7 资源预留过程.................................................................... 2-212.7.1 主叫侧的资源预留过程....................................................... 2-212.7.2 被叫侧的资源预留过程....................................................... 2-23插图目录图2-1 IMS基本会话流程简图........................................................... 2-2图2-2 主叫IMS SIP用户跨网漫游的MO过程.............................................. 2-4图2-3 主叫IMS SIP用户在归属域内的MO过程............................................ 2-8图2-4 被叫IMS SIP用户跨网漫游的MT过程.............................................. 2-9图2-5 被叫IMS SIP用户在归属域内的MT过程........................................... 2-13图2-6 主、被叫S-CSCF在同一归属域内的SS过程........................................ 2-14图2-7 主、被叫S-CSCF不在同一归属域内的SS过程...................................... 2-17图2-8 通话中主叫释放会话............................................................ 2-18图2-9 通话中被叫释放会话............................................................ 2-19图2-10 主叫侧的资源预留过程......................................................... 2-22图2-11 被叫侧的资源预留过程......................................................... 2-24表格目录表2-1 流程与消息内容详细描述......................................................... 2-4表2-2 流程与消息内容详细描述........................................................ 2-10表2-3 流程与消息内容详细描述........................................................ 2-15表2-4 流程与消息内容详细描述........................................................ 2-18表2-5 流程与消息内容详细描述........................................................ 2-222 IMS基本会话流程关于本章本章描述内容如下表所示。

IMS多媒体彩铃的信令流程图
多媒体彩铃系统包括终端、接入网、IMS核心网、提供多媒体彩铃业务的SIP应用服务器（AS）、存储多媒体资料的媒体服务器（MS）和数据库（DB）。

多媒体彩铃系统架构如图2所示。

用户可以通过手机、软终端、笔记本电脑、PDA等多种终端接入并注册到IMS核心网络，SIP应用服务器、媒体服务器和数据库协同工作，为用户提供多媒体彩铃业务。

图3是基于IMS的多媒体彩铃业务的信令流程图，描述了主叫呼叫被叫、被叫空闲、系统向主叫播放视频的正常流程，需要终端支持100rel扩展。

AS采用 B2BUA 模式，收到主叫UAC发送的带主叫SDP的INVITE消息后，AS向被叫UAS发送带主叫SDP的INVITE消息，当收到被叫发送的 180Ringing响应后，AS进行业务逻辑处理，判断应该向主叫播放什么视频。

接着AS向MS发送带主叫SDP的INVITE 消息，MS回复带自身 SDP的200Ok响应，AS向主叫回复183 Session Progress 响应，从而在主叫和MS之间建立早期媒体流。

AS向MS发送指示播放视频的INFO 消息，MS直接向主叫播放定制的精彩视频。

当被叫摘机后，AS收到带被叫SDP 的200 Ok响应，通过UPDATE请求消息向主叫发送被叫的SDP，此时主被叫媒体协商完成，媒体流重定向到主被叫之间，呼叫双方进行视频通话。

ims注册信令流程注册信令流程包括以下步骤：1. 用户设备（称为UE）向移动网络的注册中心发送注册请求。

2. 注册中心收到注册请求后，验证用户的身份和可用性。

3. 注册中心向用户发送一个临时ID（Temporary IMS Identity）作为用户的标识。

4. UE接收到临时ID后，将其存储在内存中。

5. UE使用临时ID向主叫方发送注册确认信息。

6. 主叫方接收到注册确认信息后，将其发送给通信服务提供商的IP连接管理器（IP-CAN）。

7. IP-CAN将注册确认信息转发给注册中心。

8. 注册中心收到注册确认信息后，将临时ID与用户的常规身份ID进行关联，并将用户的常规身份ID发送给IP-CAN。

9. IP-CAN将用户的常规身份ID发送给主叫方。

10. 主叫方将常规身份ID存储在内存中。

11. 主叫方使用常规身份ID向被叫方发送注册请求。

12. 被叫方接收到注册请求后，验证主叫方的身份和可用性。

13. 被叫方向主叫方发送注册确认信息。

14. 主叫方接收到注册确认信息后，将其发送给IP-CAN。

15. IP-CAN将注册确认信息转发给注册中心。

16. 注册中心验证注册确认信息，并确认呼叫双方的身份和可用性。

17. 注册中心向主叫方发送呼叫确认信息。

18. 主叫方接收到呼叫确认信息后，将其发送给IP-CAN。

19. IP-CAN将呼叫确认信息转发给主叫方。

20. 主叫方将呼叫确认信息转发给UE。

21. 呼叫确认信息传达给UE后，呼叫双方可以进行互相通话了。

请注意，这只是一个简化的IMS注册信令流程示例。

实际场景中可能还涉及其他步骤和信令的详细定义。

IMS主要协议和典型流程
SIP是一种应用层协议，用于建立、修改和断开多媒体会话，它是
IMS中最核心的协议之一、其典型的流程包括：
1. 注册流程：用户在终端设备上输入自己的账号和密码，终端设备
通过SIP协议向Home Subscriber Server（HSS）发送注册请求，HSS验
证用户的身份，并返回注册成功的消息给用户终端设备。

2. 会话建立流程：用户A通过终端设备向用户B发送一个通话请求，用户B通过终端设备接收到请求后，可以选择接受或者拒绝。

如果用户B
接受请求，B的终端设备通过SIP协议向B的Proxy-Call Session
Control Function（P-CSCF）发送一个呼叫请求，P-CSCF根据B的位置
信息在服务域内查找用户B对应的S-CSCF，S-CSCF负责处理B的呼叫请求，最终将请求发送给B。

3.呼叫传输流程：一旦用户B接受请求，通话的数据就可以通过SIP
协议进行传输。

通话数据经过用户终端设备、P-CSCF、S-CSCF等网络设备，最终到达用户的终端设备。

在通话过程中，用户可以进行多种操作，
如静音、挂断等。

4.会话结束流程：一方挂断通话后，终端设备通过SIP协议向对方发
送一个结束通话的消息，对方通过终端设备接收到消息后，也会发送一个
结束通话的消息给对方。

双方的终端设备接收到对方的结束通话消息后，
会结束通话。

总的来说，IMS的主要协议是SIP，它通过注册、会话建立、呼叫传
输和会话结束等流程实现多媒体通信。

通过IMS，用户可以使用终端设备
进行语音、视频、数据等多种类型的通信，实现了多媒体通信的统一和标准化。

VoLTE注册信令流程图下图为VoLTE注册GN平台信令流程图，主要包括ENodeB、EPC和IMS部分下图为网络上下载的一个注册流程图，结合分析，便于后续理解IMS注册流程1.首先，UE向找到的HZPSBC04发送一个SIP REGISTER请求。

这个请求会包含：一个需要被注册的用户标识符和所属地域名（HZICSCF04的地址）。

2.当HZPSBC04收到注册信息流的时候，HZPSBC04(IPV6)转IPV4(HZPSBC04_PCSCF端口)，然后通过归属地域名称去确认归属地的接入点（ HZICSCF04）。

然后，HZPSBC04_PCSCF转发INVITE消息到HZICSCF043.HZICSCF04发送USER-AUTHORIZATION-REQUEST(UAR)到L-DRA2， L-DRA2转发UAR到10.71.14.90(HZHSS38FE30BNK[IMS-HSS])。

此阶段鉴权主要是校验是否该用户已经注册，同时需要确认该用户是否允许注册。

如果校验鉴权通过，10.71.14.90(HZHSS38FE30BNK)将HZSCSCF05的名称或HZSCSCF05的能力反馈给HZICSCF04，以供后续注册，如果校验不通过，这里将反馈注册请求拒绝（reject）注:HSS提供与I-CSCF间基于Diameter协议的Cx接口。

L-DRA2负责LTE 网络中Diameter信令的转接和路由4.HZICSCF04将注册请求发送给HZSCSCF05（含HZPSBC04_PCSCF名称/地址，公共用户标识，私有用户标识，归属地网络域名称，HZPSBC04_PCSCF网络标识，UE分配的IP地址）。

5.HZSCSCF05发送MAR(MULTIMEDIA-AUTH REQUEST)到HZHSS38FE30BNK，发现用户没有被授权，因此它会从HZHSS38FE30BNK获取认证数据（鉴权向量）并用401 UNAUTHORIZED(Cause:401)应答来质疑用户6.用户对AUTN认证，完成用户对网络鉴权，并通过共享密钥和RAND计算出RES、IK、CK，重新构造REGISTER7.用户重选发起注册(步骤1-3)注:本次注册包含鉴权信息（RES,IK,CK），见抓包分析的第三阶段。