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VoNR终呼T-ADS域选择信令全链路拆解

1. T-ADS机制定位与设计意图

在5G VoNR网络中，一个被叫用户可能同时处于多种接入域的覆盖之下——5G NR IMS注册态、EPS IMS注册态、或者仅CS域附着态。当IMS核心网收到一个终呼SIP INVITE请求时，必须决定通过哪个接入域将呼叫送达被叫UE。这个决策过程就是T-ADS（Terminating Access Domain Selection，被叫接入域选择）。

T-ADS功能实体位于SCC AS（Service Centralization and Continuity Application Server）内部，是IMS服务集中化和连续性架构的关键环节。其核心设计意图有三个：

T-ADS机制主要定义在以下TS文档中：

规范 章节 内容
TS 23.292 Section 5.3 ICS架构下T-ADS的基础定义和决策逻辑
TS 23.237 Section 5.5 IMS Service Continuity中的T-ADS增强流程
TS 24.292 Section 5.3 T-ADS的Stage 3协议实现
TS 24.229 Section 5.7.2 S-CSCF终呼SIP路由与AS触发
TS 29.272 Section 7.3.107 Homogeneous-Support-of-IMS-Voice-Over-PS-Sessions AVP

2. VoNR终呼T-ADS完整信令时序

下面是VoNR终呼场景下，从主叫侧SIP INVITE到达被叫网络开始，到T-ADS完成域选择、呼叫最终送达被叫UE的完整信令流：

sequenceDiagram
    participant O as 主叫网络/O-CSCF
    participant IC as I-CSCF
    participant HSS as HSS/UDM
    participant SC as S-CSCF
    participant SCC as SCC AS<br/>(T-ADS)
    participant PC as P-CSCF
    participant AMF as AMF
    participant UE as UE(被叫)

    O->>IC: 1. INVITE (sip:[email protected])
    IC->>HSS: 2. Diameter LIR (Public-Identity=user2)
    HSS-->>IC: 3. Diameter LIA (S-CSCF-Name=scscf2)
    IC->>SC: 4. INVITE (转发至S-CSCF)

    Note over SC: iFC评估: 匹配SCC AS触发规则
    SC->>SCC: 5. INVITE (触发至SCC AS)

    Note over SCC: T-ADS决策开始

    SCC->>HSS: 6. Diameter UDR (Data-Reference=T-ADS-Information)
    HSS-->>SCC: 7. Diameter UDA<br/>{IMS-Voice-Over-PS=1,<br/>Current-Access-Type=5GC,<br/>STN-SR=present,<br/>Registration-State=REGISTERED}

    alt UE在IMS已注册且PS支持VoNR
        Note over SCC: T-ADS决策: 选择IMS PS域(VoNR)
        SCC-->>SC: 8. INVITE (P-Asserted-Identity, P-Called-Party-ID)
        SC->>PC: 9. INVITE (路由至P-CSCF)

        alt UE处于CM-IDLE态
            PC->>AMF: 10. Npcf_Policy (触发寻呼)
            AMF->>UE: 11. Paging
            UE->>AMF: 12. Service Request
            AMF->>PC: 13. 通知UE可达
        end

        PC->>UE: 14. INVITE (SDP Offer)
        UE-->>PC: 15. 100 Trying
        UE-->>PC: 16. 180 Ringing
        UE-->>PC: 17. 200 OK (SDP Answer)
        PC-->>SC: 18. 200 OK
        SC-->>SCC: 19. 200 OK (anchored)
        SCC-->>SC: 20. 200 OK
        SC-->>IC: 21. 200 OK
        IC-->>O: 22. 200 OK
        O->>IC: 23. ACK → SC → PC → UE
    else UE仅在CS域注册
        Note over SCC: T-ADS决策: 选择CS域
        SCC->>HSS: 8a. UDR (请求MSISDN/IMSI)
        HSS-->>SCC: 9a. UDA (返回CS路由信息)
        SCC->>SC: 10a. INVITE (Route: MGCF)
        SC->>IC: 11a. INVITE → MGCF → MSC → UE(CS寻呼)
    end

3. T-ADS决策四要素深度解析

T-ADS决策逻辑基于四个核心信息要素，SCC AS通过Diameter UDR/UDA（4G场景）或Nudm_SDM_Get（5G场景）从HSS/UDM获取：

3.1 信息要素结构图

graph TD
    A[T-ADS Information] --> B[IMS Registration State]
    A --> C[IMS-Voice-Over-PS-Sessions-Supported]
    A --> D[Current-Access-Type]
    A --> E[STN-SR / SRVCC Capability]

    B --> B1[REGISTERED - IMS域已注册]
    B --> B2[NOT_REGISTERED - IMS域未注册]

    C --> C1[SUPPORTED - 所有TA均支持VoPS]
    C --> C2[NOT_SUPPORTED - TA不支持VoPS]
    C --> C3[UNKNOWN - 信息不可用]

    D --> D1[5GC - 5G核心网注册]
    D --> D2[EPC - 4G核心网注册]
    D --> D3[None - 无PS域注册]

    E --> E1[STN-SR present - SRVCC已配置]
    E --> E2[No STN-SR - SRVCC未配置]

3.2 各信息要素详解

（1）IMS Registration State — IMS注册状态

SCC AS首先检查被叫用户是否在IMS域有有效的注册绑定。S-CSCF在UE完成IMS REGISTER后，将注册状态记录在HSS中（via SAR/SAA）。如果IMS未注册，T-ADS直接选择CS域——这是最基础的判定条件。

（2）Homogeneous-Support-of-IMS-Voice-Over-PS-Sessions — IMS语音PS会话均匀支持指示

这个AVP（定义于TS 29.272 Section 7.3.107）由MME/AMF在UE附着或TAU过程中上报给HSS/UDM。含义是：UE当前注册的所有Tracking Area是否均匀地支持IMS Voice over PS。

取值 含义 T-ADS行为
SUPPORTED UE所在所有TA均支持VoPS 可选择PS域
NOT_SUPPORTED 存在不支持VoPS的TA 选择CS域
UNKNOWN 信息不可用 取决于运营商策略

在5G场景中，AMF通过Nudm_UECM_Registration向UDM上报该指示，UDM在响应T-ADS查询时返回给SCC AS。

（3）Current-Access-Type — 当前接入类型

指示UE当前注册的接入域类型。在5G场景下可能的值为： - 5GC：UE通过5G核心网注册（VoNR可达） - EPC：UE通过4G核心网注册（VoLTE可达） - None：UE无PS域注册

当UE同时在5GC和EPC注册时（双注册模式），T-ADS根据运营商策略选择优先域。通常5GC优先于EPC。

（4）STN-SR（Session Transfer Number for SRVCC） — SRVCC会话转移号码

STN-SR的存在表示UE和网络都支持SRVCC能力。这个信息对T-ADS决策的影响体现在：如果选择了PS域建立VoNR呼叫，但后续UE移出NR覆盖，可以通过SRVCC将语音切换到CS域保证连续性。STN-SR本身不直接影响域选择，但作为辅助信息供SCC AS评估是否需要启用anchoring和access transfer准备。

3.3 T-ADS决策状态机

stateDiagram-v2
    [*] --> Check_IMS_Reg: 收到终呼INVITE

    Check_IMS_Reg --> PS_Domain: IMS已注册
    Check_IMS_Reg --> Check_CS_Reg: IMS未注册

    Check_CS_Reg --> CS_Domain: CS域已注册
    Check_CS_Reg --> Reject: CS域也未注册<br/>(返回480/404)

    PS_Domain --> Check_VoPS: 检查VoPS支持
    Check_VoPS --> Check_Access_Type: VoPS=SUPPORTED
    Check_VoPS --> CS_Domain: VoPS=NOT_SUPPORTED

    Check_Access_Type --> VoNR_5GC: Access=5GC
    Check_Access_Type --> VoLTE_EPC: Access=EPC
    Check_Access_Type --> CS_Domain: Access=None

    VoNR_5GC --> [*]: 通过P-CSCF路由至UE
    VoLTE_EPC --> [*]: 通过P-CSCF(EPC)路由至UE
    CS_Domain --> [*]: 通过MGCF路由至MSC
    Reject --> [*]: 480 Temporarily Unavailable

4. 关键信令消息IE拆解

4.1 Diameter UDR — T-ADS信息查询

SCC AS向HSS/UDM发送Diameter UDR（User-Data-Request）查询T-ADS信息，这是T-ADS决策最核心的数据库查询：

AVP名称 说明 取值示例
User-Name 被叫用户IMPU sip:[email protected]
Data-Reference 请求的数据类型 T-ADS-Information (值=19)
Service-Indication 业务指示 T-ADS
Public-Identity 被叫公共用户标识 sip:[email protected]
Server-Name SCC AS标识 sip:[email protected]

4.2 Diameter UDA — T-ADS信息响应

HSS/UDM返回的UDA（User-Data-Answer）中包含T-ADS决策所需的全部信息：

AVP名称 说明 T-ADS决策影响
IMS-Registration-State IMS注册状态 未注册→选CS域
Homogeneous-Support-of-IMS-Voice-Over-PS-Sessions VoPS均匀支持 NOT_SUPPORTED→选CS域
Current-Access-Type 当前接入类型 5GC→VoNR, EPC→VoLTE
STN-SR SRVCC会话转移号码 存在→支持SRVCC回退
UE-SRVCC-Capability UE SRVCC能力 辅助判断
MSISDN 移动台ISDN号码 CS域路由需要

4.3 SIP INVITE终呼路由头部

T-ADS决策完成后，SCC AS在转发的INVITE中设置关键SIP头部：

INVITE sip:user2@[P-CSCF_address] SIP/2.0
Via: SIP/2.0/UDP sccas.ims.mnc460.mcc460.3gppnetwork.org;branch=z9hG4bK-sccas-1
Via: SIP/2.0/UDP scscf2.ims.mnc460.mcc460.3gppnetwork.org;branch=z9hG4bK-scscf-1
Route: <sip:pcscf1.ims.mnc460.mcc460.3gppnetwork.org;lr>
P-Asserted-Identity: "Caller" <sip:[email protected]>
P-Called-Party-ID: <sip:[email protected]>
P-Access-Network-Info: 5G;utra-fdd;cell=12345678
Contact: <sip:user2@[UE_IP]:[Port]>
Content-Type: application/sdp

其中P-Called-Party-ID标识被叫用户，P-Access-Network-Info指示当前接入类型，Route头部指导后续路由。

5. 5G场景增强：AMF/UDM交互链

在5G SA网络中，T-ADS机制相比4G有显著增强。AMF取代MME成为PS域的移动性管理实体，通过服务化接口（SBI）与UDM交互，提供更精细的UE可达性信息。

5.1 AMF上报VoPS指示链

sequenceDiagram
    participant UE as UE
    participant RAN as gNodeB
    participant AMF as AMF
    participant UDM as UDM
    participant SCC as SCC AS

    UE->>RAN: 1. Registration Request
    RAN->>AMF: 2. N2 Initial UE Message
    Note over AMF: 检查TAI列表中的VoPS支持能力
    AMF->>UDM: 3. Nudm_UECM_Registration<br/>(Homogeneous-Support-of-IMS-Voice-Over-PS=1)
    UDM-->>AMF: 4. Nudm_UECM_Registration Response

    Note over UDM: 存储VoPS指示和接入类型=5GC

    Note over SCC: 稍后，终呼INVITE到达
    SCC->>UDM: 5. Nudm_SDM_Get<br/>(T-ADS-Information)
    UDM-->>SCC: 6. Response<br/>{VoPS=SUPPORTED, Access=5GC}

5.2 UE CM-IDLE态的寻呼处理

当T-ADS选择PS域后，如果UE处于CM-IDLE态（即与AMF之间没有NAS信令连接），需要先通过寻呼恢复UE连接，才能将SIP INVITE经由P-CSCF送达UE。这个流程涉及5G核心网和IMS的联动：

  1. P-CSCF收到S-CSCF转发的INVITE后，发现对应的UE无活跃的Gm接口连接
  2. P-CSCF通过PCF触发Npcf_PolicyAuthorization，向SMF/AMF指示需要建立IMS信令承载
  3. AMF发起Paging流程，通过gNodeB在UE注册的TAI List范围内寻呼
  4. UE收到Paging后发起Service Request，建立NAS信令连接和用户面资源
  5. P-CSCF获得UE可达通知后，将缓存的INVITE转发至UE

这一步的时延通常在200-500ms范围，是VoNR终呼建立时延的主要贡献者之一。

6. 域选择决策对比表

T-ADS决策的结果决定了呼叫的路由路径。下表总结了所有可能的域选择组合：

UE状态 IMS注册 VoPS支持 当前接入 T-ADS决策 路由路径
5G NR覆盖内 已注册 SUPPORTED 5GC PS域（VoNR） S-CSCF → P-CSCF(5GC) → UE
4G LTE覆盖内 已注册 SUPPORTED EPC PS域（VoLTE） S-CSCF → P-CSCF(EPC) → UE
5G覆盖不足 已注册 NOT_SUPPORTED 5GC CS域 S-CSCF → MGCF → MSC → UE
仅4G数据 未注册 — EPC CS域 S-CSCF → MGCF → MSC → UE
2G/3G覆盖 未注册 — None CS域 S-CSCF → MGCF → MSC → UE
5G/4G双注册 已注册(5G+EPC) SUPPORTED 5GC+EPC PS域（5G优先） S-CSCF → P-CSCF(5GC) → UE
飞行模式/关机 未注册 — None 拒绝 SCC AS返回480/404

7. SCC AS Anchoring与服务连续性保障

T-ADS决策完成后，SCC AS执行一个关键的架构动作——Session Anchoring（会话锚定）。SCC AS作为B2BUA（Back-to-Back User Agent）插入到SIP信令路径中，将呼叫分为Access Leg（SCC AS到UE）和Remote Leg（SCC AS到主叫侧）。

这种设计的好处是：

7.1 SCC AS B2BUA信令锚定模型

graph TD
    subgraph Remote Leg
        O[主叫UE] --> OC[O-CSCF]
        OC --> IC[I-CSCF]
    end

    subgraph IMS Core
        IC --> SC[S-CSCF]
        SC --> SCC[SCC AS<br/>B2BUA]
        SCC --> SC2[S-CSCF<br/>返回]
        SC2 --> PC[P-CSCF]
    end

    subgraph Access Leg
        PC --> UE[被叫UE<br/>VoNR]
    end

    SCC -.->|可选CS路径| MGCF[MGCF]
    MGCF -.-> MSC[MSC]
    MSC -.-> CS[被叫UE<br/>CS域]

8. 抓包识别与故障排查

8.1 抓包识别要点

在VoNR网络中排查终呼域选择问题，需要关注以下接口：

接口 协议 抓包位置 关注内容
Cx/Dx Diameter I-CSCF↔HSS LIR/LIA获取S-CSCF地址
Cx/Dx Diameter SCC AS↔HSS UDR/UDA获取T-ADS信息
Nudm HTTP/SBI SCC AS↔UDM Nudm_SDM_Get获取T-ADS数据
Mw SIP S-CSCF↔SCC AS INVITE触发SCC AS
Gm SIP P-CSCF↔UE 终呼INVITE送达UE
N2/N11 NGAP/HTTP AMF↔gNB/SMF 寻呼和承载建立

8.2 常见故障场景

故障1：T-ADS误选CS域导致VoNR用户收到CS来电

故障2：终呼INVITE超时，UE无振铃

故障3：双注册场景域选择震荡

9. 与主叫域选择的对比

T-ADS（被叫域选择）与O-ADS（主叫域选择，Originating Access Domain Selection）是VoNR域选择的两个互补机制：

对比维度 T-ADS（被叫域选择） O-ADS（主叫域选择）
决策实体 SCC AS UE + P-CSCF
决策时机 终呼INVITE到达时 主叫发起呼叫时
决策依据 HSS/UDM中的注册状态、VoPS指示 UE当前的接入域、IMS注册状态
协议支撑 TS 23.292, TS 23.237 TS 23.221, TS 24.229
决策位置 网络侧（SCC AS） 终端侧 + 网络侧协作
回退机制 PS→CS自动回退 UE自主回退到CSFB
复杂度 高（需查询HSS/UDM） 低（UE本地决策）

常见问题

Q1: T-ADS在5G SA和5G NSA中的行为有何不同？

A: 在5G NSA（Non-Standalone）中，UE通过EPC（4G核心网）注册，T-ADS行为与VoLTE完全一致——查询HSS，基于EPC的VoPS指示决策。只有5G SA中，UE通过5GC注册，T-ADS才使用Nudm SBI接口查询UDM，并且Current-Access-Type=5GC，才能触发VoNR域选择。NSA场景下的语音始终是VoLTE或EPS Fallback，不涉及VoNR域选。

Q2: 当SCC AS查询T-ADS信息时，如果HSS/UDM响应超时怎么办？

A: SCC AS通常配置有查询超时定时器（一般3-5秒）。如果HSS/UDM无响应，SCC AS会根据运营商配置的默认策略处理——最常见的是基于最后已知的注册信息做决策（如果有缓存），或者直接回退到CS域。这是为了"宁可走CS也不丢失呼叫"的设计原则。极端情况下SCC AS会向主叫侧返回480 Temporarily Unavailable或500 Server Internal Error。

Q3: T-ADS查询对VoNR终呼建立时延有多大影响？

A: T-ADS查询（Diameter UDR/UDA或Nudm_SDM_Get）本身通常在50-100ms内完成。但整个终呼域选择链路（I-CSCF LIR查询 + S-CSCF iFC触发 + SCC AS T-ADS查询）的累积时延约为150-300ms。如果UE处于CM-IDLE态还需要加上寻呼时延（200-500ms）。总体来看，T-ADS查询约占总建立时延的10-15%。一些厂商实现了T-ADS信息缓存机制来优化这一时延。

Q4: UE从VoNR通话中移出NR覆盖时，SCC AS如何保证通话连续性？

A: 这依赖SRVCC/eSRVCC机制。SCC AS在T-ADS选择PS域时已经检查了STN-SR的存在，表示UE和网络支持SRVCC。在会话锚定后，如果gNodeB检测到UE移出NR覆盖，会触发5G→4G的切换。AMF通过Sv接口通知MSC，MSC利用STN-SR发起session transfer到SCC AS。SCC AS执行access transfer，将Access Leg从5G P-CSCF切换到CS域MSC，而Remote Leg保持不变，对主叫完全透明。

Q5: I-CSCF的LIR查询和SCC AS的T-ADS查询是两次独立的HSS/UDM查询吗？

A: 是的，这是两次完全独立的查询，目的不同。I-CSCF的LIR（Location-Info-Request）查询是为了找到被叫用户的S-CSCF地址——这是SIP路由的基本需求。SCC AS的T-ADS查询是在S-CSCF通过iFC触发SCC AS之后，由SCC AS发起的，目的是获取被叫用户的接入域信息来做域选择。两次查询的Data-Reference不同，返回的信息也不同。

参考来源

  1. 3GPP TS 23.292 V19.0.0 — IMS Centralized Services; Stage 2, Section 5.3 T-ADS定义
  2. 3GPP TS 23.237 V19.0.0 — IMS Service Continuity; Stage 2, Section 5.5 T-ADS增强流程
  3. Cisco: Implement T-ADS Functionality Support in StarOS as MME — MME在T-ADS中的角色与VoPS指示机制
  4. 3GPP TS 29.272 Section 7.3.107 — Homogeneous-Support-of-IMS-Voice-Over-PS-Sessions AVP定义
  5. US Patent US11540243B2: Optimizing TADS for 5G — 5G场景下T-ADS优化技术方案

本文由「51学通信」技术团队出品。51学通信由通信行业18年老兵爱卫生（微信ID: gprshome201101）维护，聚焦5G/6G核心网、3GPP标准解读、通信前沿技术深度分析。 出版作品有《5G核心网原理与实践》《IMS原理与实践》等4本通信专业书籍。知识星球「51学通信」提供深度技术答疑和行业洞察。

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