基于IMS的主叫彩鈴與傳統2G彩鈴融合方案的研究*

董樹旺，王晶，李煒

（1 北京郵電大學網絡與交換技術國家重點實驗室，北京 100876；2 東信北郵信息技術有限公司，北京 100191）

基于IMS的主叫彩鈴與傳統2G彩鈴融合方案的研究*

董樹旺1，2，王晶1，2，李煒1，2

（1 北京郵電大學網絡與交換技術國家重點實驗室，北京 100876；2 東信北郵信息技術有限公司，北京 100191）

主叫彩鈴業務是一種主叫定制，并展示給主叫個性化回鈴音的增值業務，如何解決好主叫彩鈴業務與傳統2G彩鈴業務的融合，成為主叫彩鈴業務發展與推廣的關鍵。本文詳細介紹了基于IP多媒體子系統（IMS）錨定方案實現的主叫彩鈴系統，并基于該方案給出了主叫彩鈴業務與傳統2G彩鈴業務融合的一種解決方案。

IP多媒體子系統；主叫彩鈴；傳統2G彩鈴

隨著電信網絡的不斷發展，傳統的增值業務如傳統2G彩鈴、VPMN（Virtual Private Mobile Network）已經不能滿足人們日益增長的通信需求，電信運營商不斷推出新穎的、個性化的業務來提高自己的收益率。主叫彩鈴業務是一項由主叫用戶定制，為主叫用戶提供一段音樂或咨詢來代替普通回鈴音的業務。對于主叫用戶而言，由于鈴聲內容都是自己設定的，可以根據喜好頻繁地更換鈴聲或咨詢內容，這樣能夠促進主叫用戶的換鈴率，從而給運營商帶來指數級增長的收益。由于傳統2G彩鈴和主叫彩鈴都是在通話前主叫方來體驗的業務，因此如何處理好主叫彩鈴和傳統2G彩鈴的關系，成為主叫彩鈴業務發展與推廣的關鍵問題。

1 主叫彩鈴業務現狀

針對主叫彩鈴業務，目前已經有一些實現方案被提出并用于建設，但這些實現方案往往都存在一定的局限和不足。一種是在傳統2G彩鈴業務基礎上實現主叫彩鈴業務的方案，該技術方案僅適用于主叫用戶呼叫傳統2G彩鈴用戶的情景，業務使用范圍具有很大的局限性，對于絕大部分沒有申請傳統2G彩鈴的被叫用戶不能提供支持。另一種是基于智能網簽約觸發實現主叫彩鈴業務的方案，該技術方案在主、被叫通話中，需要主叫彩鈴業務平臺在中間橋接話路，從而對網絡結構安全性、用戶QoS服務質量形成了一定的隱患。

本文中所討論的主叫彩鈴業務是基于IMS錨定方案實現的。與其它解決方案相比，該解決方案的有益效果是：當開通了主叫彩鈴業務的用戶作為主叫呼叫任意用戶時，主叫用戶都可以聽到主叫彩鈴，所述被叫用戶不必簽約傳統2G彩鈴業務；當主叫彩鈴用戶發起呼叫時，首先將所述呼叫錨定到IMS網絡，再由主叫彩鈴平臺通過和主叫用戶的媒體協商，為主叫彩鈴用戶播放主叫彩鈴，最后在被叫摘機后，主叫彩鈴平臺重新進行主、被叫用戶之間的通話媒體協商，從而實現主、被叫的通話，其中主被叫通話屬于端到端方式，而不是由主叫彩鈴平臺來橋接話路，從而保證了用戶QoS質量。

2 基于IMS的主叫彩鈴業務實現方案

2.1 系統架構

圖1示出的是該實現方案的系統架構圖。該系統包括有主叫彩鈴平臺，CS域（Circuit Switched Domain）的核心網元：移動交換中心（MSC）、CS域關口局（GMSC）和歸屬位置寄存器（HLR），IMS域的核心網元媒體網關控制服務器（MGCF）、媒體網關（MGW）、呼叫控制服務器（CSCF）和歸屬用戶服務器（HSS）。

MSC：是2G通信系統的核心網元之一，它在電路和數據系統之間提供呼叫轉換服務和呼叫控制功能。

HLR：負責移動用戶管理的數據庫，用來存儲所管轄用戶的簽約數據及移動用戶的位置信息。

MGCF：根據被叫號碼和來電信息選擇CSCF，并完成PSTN（Public Switched Telephone Network）和IMS之間的呼叫控制協議轉換，主要是進行SIP（Session Initiation Protocol）消息和ISUP（ISDN User Part）消息的轉換。它還控制一個或多個MGW中媒體信道的連接。

MGW：在MGCF的控制下完成承載控制和資源傳輸，同時還對媒體進行處理和轉換。

CSCF：是IMS網絡的核心功能實體。根據功能分為代理CSCF（P-CSCF：Proxy CSCF），查詢CSCF（I-CSCF：Interrogating CSCF），服務CSCF（S-CSCF：Serving CSCF）。主要負責對用戶多媒體會話進行處理，其功能包括多媒體會話控制、地址翻譯以及對業務協商進行服務轉換等。

HSS：是IMS網絡的用戶數據庫系統，用來存放用戶的認證信息、用戶的業務信息、用戶的漫游信息等。

主叫彩鈴平臺：該系統的核心部分，它與CS域的MSC采用CAP（CAMEL Application Part）協議交互，與IMS域的CSCF采用SIP協議交互，它負責和主叫MSC、CSCF進行信令交互，指示MSC錨定到IMS網絡；處理主叫彩鈴的信令流程和鈴聲播放。

圖1 基于IMS的主叫彩鈴業務系統架構

2.2 信令流程

主叫彩鈴業務的信令流程如圖2所示。

部分關鍵信令說明如下：

步驟a1～a2：主叫彩鈴用戶發起呼叫，主叫MSC根據從HLR查詢到的O-CSI（CAMEL Service Information），通過呼叫觸發消息IDP（Internet Datagram Protocol）信令觸發到主叫彩鈴平臺。

步驟a3：主叫彩鈴平臺在被叫號碼B前增加將呼叫錨定至IMS網絡的路由前綴RN，并向主叫MSC下發呼叫錨定消息Connect（RN+B）信令。

步驟a4～a5：主叫MSC發送IAM（RN+B）信令至MGCF，MGCF識別出所述信令中的路由前綴RN，刪除被叫號碼B前的路由前綴RN，并通過SIP和ISUP消息協議轉換生成INVITE信令，并向CSCF發送INVITE信令。

步驟a6：CSCF根據IFC簽約信息，轉發所述INVITE信令到主叫彩鈴平臺。

步驟a13～a16：IMS域的CSCF轉發180信令至主叫彩鈴平臺，當所述呼叫和主叫彩鈴設置條件相匹配時，主叫彩鈴平臺為主叫彩鈴用戶分配媒體SDP（Session Description Protocol），并向MGCF返回攜帶有主叫彩鈴平臺媒體信息SDP的180信令。

圖2 主叫彩鈴業務信令流程

步驟a17～a26：MGCF將攜帶有主叫彩鈴平臺媒體信息SDP的180信令轉化成ACM信令后，發送給主叫彩鈴用戶，并向主叫彩鈴平臺回送媒體應答消息，以完成主叫彩鈴用戶到主叫彩鈴平臺之間的媒體協商，從而實現主叫彩鈴平臺給主叫彩鈴用戶A播放主叫彩鈴。

步驟a27～a39：當被叫用戶摘機后，主叫彩鈴平臺停止播放主叫彩鈴，并重新進行主叫彩鈴用戶和被叫用戶的通話媒體協商，從而實現主叫彩鈴用戶和被叫用戶的通話。

3 主叫彩鈴與傳統2G彩鈴業務的融合

基于IMS錨定方案實現的主叫彩鈴業務為與傳統2G彩鈴業務的融合提供了很好的解決方案。當主叫彩鈴用戶撥打傳統2G彩鈴用戶時，該系統允許主叫方可以選擇優先體驗主叫彩鈴還是傳統2G彩鈴。當主叫彩鈴優先時，還可以在聽主叫彩鈴音時通過按鍵切換到傳統2G彩鈴。

由于采用智能網觸發，當在主叫側完成主叫彩鈴業務觸發后，MGCF將呼叫信令再次轉換接回2G網絡，從而可以在被叫側進一步觸發傳統2G彩鈴業務。對于傳統2G彩鈴平臺，主叫彩鈴平臺已經相當于它的主叫方。當被叫空閑振鈴后，傳統2G彩鈴平臺會將攜帶傳統2G彩鈴平臺媒體信息的信令返回給它的主叫——主叫彩鈴平臺。主叫彩鈴平臺根據用戶的業務需求，選擇替換信令中的傳統2G彩鈴平臺媒體信息為自己的媒體信息，或者直接不做修改透傳呼叫信令，前者完成為主叫優先播放主叫彩鈴，后者則可以為主叫優先播放傳統2G彩鈴。當主叫收聽主叫彩鈴時，可以按鍵切換為收聽傳統2G彩鈴，按鍵信息會以RTP形式通過媒體信道傳到主叫彩鈴平臺，主叫彩鈴平臺發送更新信令控制MGCF完成媒體更新，實現主叫彩鈴與傳統2G彩鈴的切換。

業務信令流程如圖3所示，部分關鍵信令說明如下：

步驟c7～c9：主叫彩鈴平臺呼叫被叫用戶，CSCF將主叫彩鈴平臺發出的INVITE信令轉發至MGCF，指示MGCF/MGW建立與傳統2G彩鈴業務服務器之間的中繼，MGCF將INVITE信令轉化生成IAM信令后發送給GMSC。

步驟c10～c15：GMSC查詢HLR得知被叫用戶也是傳統2G彩鈴用戶，和傳統2G彩鈴平臺建立通信鏈路，并在得知被叫用戶處于空閑狀態時，向MGCF返回ACM信令，其中攜帶了傳統2G彩鈴平臺的媒體信道信息。

步驟c16～c18：MGCF收到ACM信令后，在MGW給被叫用戶分配話路資源，并將所述ACM信令轉換為180信令后發送給IMS域的主叫彩鈴平臺。

圖3 主叫彩鈴業務與傳統2G彩鈴業務的疊加流程

步驟c19～c21，主叫彩鈴平臺判斷所述呼叫是否和主叫彩鈴設置條件相匹配，如果是，則為主叫彩鈴用戶分配媒體SDP，并向MGCF返回攜帶有主叫彩鈴平臺媒體SDP的180信令消息；如果否，則主叫彩鈴平臺透傳后續所有信令流程，主叫用戶將無法看到主叫彩鈴用戶定制的主叫彩鈴內容，同時交由MGCF完成傳統2G彩鈴平臺和主叫彩鈴用戶之間的話路搭接，MGW透傳傳統2G彩鈴平臺的媒體流，從而為主叫彩鈴用戶播放傳統2G彩鈴，本流程結束。

步驟c22：MGCF將攜帶有主叫彩鈴平臺媒體SDP的180信令轉化成ACM信令后，發送給主叫彩鈴用戶。由于MGCF所接收的180消息中的媒體SDP是和主叫彩鈴平臺的協商結果，而非與傳統2G彩鈴平臺的媒體協商結果，所以MGCF/MGW將接收到的媒體類轉化后發送給主叫終端，為主叫彩鈴用戶播放主叫彩鈴，從而間接抑制了傳統2G彩鈴平臺的放音。

步驟c32～c36：當播放主叫彩鈴時，主叫彩鈴用戶按鍵切換傳統2G彩鈴，按鍵以RTP方式傳到主叫彩鈴平臺，主叫彩鈴平臺識別按鍵為切換到傳統2G彩鈴后，發送攜帶傳統2G彩鈴平臺SDP的UPDATE消息，MGCF控制為主叫側更新媒體信道，指示MGW透傳傳統2G彩鈴平臺媒體流，抑制主叫彩鈴平臺媒體流，從而改為主叫用戶播放傳統2G彩鈴。

4 結束語

隨著大量增值業務的不斷推出，新業務的建設在迎合用戶需求的同時，解決好與已有主流業務的融合問題成為了新業務推廣的關鍵。主叫彩鈴業務與傳統2G彩鈴業務都是用來在通話前給主叫提供個性化回鈴音的業務。傳統2G彩鈴業務已經取得了很大的成功，主叫彩鈴業務當前處于業務建設階段，主叫彩鈴業務如果想很好的發展與推廣，必須解決好與傳統2G彩鈴的融合問題。本文論述了一種主叫彩鈴業務實現的方案，并詳細介紹該方案如何解決主叫彩鈴業務與傳統2G彩鈴業務的融合問題，希望能為推動主叫彩鈴業務的進一步發展作出一些貢獻。

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Study of cooperation solution between CRBTFC based on IMS and CRBT in 2G

DONG Shu-wang1,2, WANG Jing1,2, LI Wei1,2
(1 State Key Laboratory of Networking and Switching Technology, Beijing University of Posts and Telecommunications, Beijing 100876, China; 2 EBUPT Information Technology Co., Ltd., Beijing 100191, China)

Coloring ring-back tone from callers is a kind of value-added service which customized by callers and show callers coloring ring-back tone. How to make CRBTFC cooperate with CRBT becomes the key that develops and promotes CRBTFC service. This paper introduces the implementation of CRBTFC based on IP multimedia subsystem in detail, meanwhile gives a cooperation solution between CRBTFC and CRBT.

IP multimedia subsystem; CRBTFC; CRBT

TN929.5

A

1008-5599（2012）10-0085-05

2012-09-16

國家自然科學基金（No. 61072057，61101119，61121001，60902051）；長江學者和創新團隊發展計劃資助（No. IRT1049）；國家科技重大專項（No. 2011ZX03002-001-01，移動互聯網總體架構研究）。