基于IMS的主叫彩铃与传统2G彩铃融合方案的研究*

董树旺，王晶，李炜

（1 北京邮电大学网络与交换技术国家重点实验室，北京 100876；2 东信北邮信息技术有限公司，北京 100191）

基于IMS的主叫彩铃与传统2G彩铃融合方案的研究*

董树旺1，2，王晶1，2，李炜1，2

（1 北京邮电大学网络与交换技术国家重点实验室，北京 100876；2 东信北邮信息技术有限公司，北京 100191）

主叫彩铃业务是一种主叫定制，并展示给主叫个性化回铃音的增值业务，如何解决好主叫彩铃业务与传统2G彩铃业务的融合，成为主叫彩铃业务发展与推广的关键。本文详细介绍了基于IP多媒体子系统（IMS）锚定方案实现的主叫彩铃系统，并基于该方案给出了主叫彩铃业务与传统2G彩铃业务融合的一种解决方案。

IP多媒体子系统；主叫彩铃；传统2G彩铃

随着电信网络的不断发展，传统的增值业务如传统2G彩铃、VPMN（Virtual Private Mobile Network）已经不能满足人们日益增长的通信需求，电信运营商不断推出新颖的、个性化的业务来提高自己的收益率。主叫彩铃业务是一项由主叫用户定制，为主叫用户提供一段音乐或咨询来代替普通回铃音的业务。对于主叫用户而言，由于铃声内容都是自己设定的，可以根据喜好频繁地更换铃声或咨询内容，这样能够促进主叫用户的换铃率，从而给运营商带来指数级增长的收益。由于传统2G彩铃和主叫彩铃都是在通话前主叫方来体验的业务，因此如何处理好主叫彩铃和传统2G彩铃的关系，成为主叫彩铃业务发展与推广的关键问题。

1 主叫彩铃业务现状

针对主叫彩铃业务，目前已经有一些实现方案被提出并用于建设，但这些实现方案往往都存在一定的局限和不足。一种是在传统2G彩铃业务基础上实现主叫彩铃业务的方案，该技术方案仅适用于主叫用户呼叫传统2G彩铃用户的情景，业务使用范围具有很大的局限性，对于绝大部分没有申请传统2G彩铃的被叫用户不能提供支持。另一种是基于智能网签约触发实现主叫彩铃业务的方案，该技术方案在主、被叫通话中，需要主叫彩铃业务平台在中间桥接话路，从而对网络结构安全性、用户QoS服务质量形成了一定的隐患。

本文中所讨论的主叫彩铃业务是基于IMS锚定方案实现的。与其它解决方案相比，该解决方案的有益效果是：当开通了主叫彩铃业务的用户作为主叫呼叫任意用户时，主叫用户都可以听到主叫彩铃，所述被叫用户不必签约传统2G彩铃业务；当主叫彩铃用户发起呼叫时，首先将所述呼叫锚定到IMS网络，再由主叫彩铃平台通过和主叫用户的媒体协商，为主叫彩铃用户播放主叫彩铃，最后在被叫摘机后，主叫彩铃平台重新进行主、被叫用户之间的通话媒体协商，从而实现主、被叫的通话，其中主被叫通话属于端到端方式，而不是由主叫彩铃平台来桥接话路，从而保证了用户QoS质量。

2 基于IMS的主叫彩铃业务实现方案

2.1 系统架构

图1示出的是该实现方案的系统架构图。该系统包括有主叫彩铃平台，CS域（Circuit Switched Domain）的核心网元：移动交换中心（MSC）、CS域关口局（GMSC）和归属位置寄存器（HLR），IMS域的核心网元媒体网关控制服务器（MGCF）、媒体网关（MGW）、呼叫控制服务器（CSCF）和归属用户服务器（HSS）。

MSC：是2G通信系统的核心网元之一，它在电路和数据系统之间提供呼叫转换服务和呼叫控制功能。

HLR：负责移动用户管理的数据库，用来存储所管辖用户的签约数据及移动用户的位置信息。

MGCF：根据被叫号码和来电信息选择CSCF，并完成PSTN（Public Switched Telephone Network）和IMS之间的呼叫控制协议转换，主要是进行SIP（Session Initiation Protocol）消息和ISUP（ISDN User Part）消息的转换。它还控制一个或多个MGW中媒体信道的连接。

MGW：在MGCF的控制下完成承载控制和资源传输，同时还对媒体进行处理和转换。

CSCF：是IMS网络的核心功能实体。根据功能分为代理CSCF（P-CSCF：Proxy CSCF），查询CSCF（I-CSCF：Interrogating CSCF），服务CSCF（S-CSCF：Serving CSCF）。主要负责对用户多媒体会话进行处理，其功能包括多媒体会话控制、地址翻译以及对业务协商进行服务转换等。

HSS：是IMS网络的用户数据库系统，用来存放用户的认证信息、用户的业务信息、用户的漫游信息等。

主叫彩铃平台：该系统的核心部分，它与CS域的MSC采用CAP（CAMEL Application Part）协议交互，与IMS域的CSCF采用SIP协议交互，它负责和主叫MSC、CSCF进行信令交互，指示MSC锚定到IMS网络；处理主叫彩铃的信令流程和铃声播放。

图1 基于IMS的主叫彩铃业务系统架构

2.2 信令流程

主叫彩铃业务的信令流程如图2所示。

部分关键信令说明如下：

步骤a1～a2：主叫彩铃用户发起呼叫，主叫MSC根据从HLR查询到的O-CSI（CAMEL Service Information），通过呼叫触发消息IDP（Internet Datagram Protocol）信令触发到主叫彩铃平台。

步骤a3：主叫彩铃平台在被叫号码B前增加将呼叫锚定至IMS网络的路由前缀RN，并向主叫MSC下发呼叫锚定消息Connect（RN+B）信令。

步骤a4～a5：主叫MSC发送IAM（RN+B）信令至MGCF，MGCF识别出所述信令中的路由前缀RN，删除被叫号码B前的路由前缀RN，并通过SIP和ISUP消息协议转换生成INVITE信令，并向CSCF发送INVITE信令。

步骤a6：CSCF根据IFC签约信息，转发所述INVITE信令到主叫彩铃平台。

步骤a13～a16：IMS域的CSCF转发180信令至主叫彩铃平台，当所述呼叫和主叫彩铃设置条件相匹配时，主叫彩铃平台为主叫彩铃用户分配媒体SDP（Session Description Protocol），并向MGCF返回携带有主叫彩铃平台媒体信息SDP的180信令。

图2 主叫彩铃业务信令流程

步骤a17～a26：MGCF将携带有主叫彩铃平台媒体信息SDP的180信令转化成ACM信令后，发送给主叫彩铃用户，并向主叫彩铃平台回送媒体应答消息，以完成主叫彩铃用户到主叫彩铃平台之间的媒体协商，从而实现主叫彩铃平台给主叫彩铃用户A播放主叫彩铃。

步骤a27～a39：当被叫用户摘机后，主叫彩铃平台停止播放主叫彩铃，并重新进行主叫彩铃用户和被叫用户的通话媒体协商，从而实现主叫彩铃用户和被叫用户的通话。

3 主叫彩铃与传统2G彩铃业务的融合

基于IMS锚定方案实现的主叫彩铃业务为与传统2G彩铃业务的融合提供了很好的解决方案。当主叫彩铃用户拨打传统2G彩铃用户时，该系统允许主叫方可以选择优先体验主叫彩铃还是传统2G彩铃。当主叫彩铃优先时，还可以在听主叫彩铃音时通过按键切换到传统2G彩铃。

由于采用智能网触发，当在主叫侧完成主叫彩铃业务触发后，MGCF将呼叫信令再次转换接回2G网络，从而可以在被叫侧进一步触发传统2G彩铃业务。对于传统2G彩铃平台，主叫彩铃平台已经相当于它的主叫方。当被叫空闲振铃后，传统2G彩铃平台会将携带传统2G彩铃平台媒体信息的信令返回给它的主叫——主叫彩铃平台。主叫彩铃平台根据用户的业务需求，选择替换信令中的传统2G彩铃平台媒体信息为自己的媒体信息，或者直接不做修改透传呼叫信令，前者完成为主叫优先播放主叫彩铃，后者则可以为主叫优先播放传统2G彩铃。当主叫收听主叫彩铃时，可以按键切换为收听传统2G彩铃，按键信息会以RTP形式通过媒体信道传到主叫彩铃平台，主叫彩铃平台发送更新信令控制MGCF完成媒体更新，实现主叫彩铃与传统2G彩铃的切换。

业务信令流程如图3所示，部分关键信令说明如下：

步骤c7～c9：主叫彩铃平台呼叫被叫用户，CSCF将主叫彩铃平台发出的INVITE信令转发至MGCF，指示MGCF/MGW建立与传统2G彩铃业务服务器之间的中继，MGCF将INVITE信令转化生成IAM信令后发送给GMSC。

步骤c10～c15：GMSC查询HLR得知被叫用户也是传统2G彩铃用户，和传统2G彩铃平台建立通信链路，并在得知被叫用户处于空闲状态时，向MGCF返回ACM信令，其中携带了传统2G彩铃平台的媒体信道信息。

步骤c16～c18：MGCF收到ACM信令后，在MGW给被叫用户分配话路资源，并将所述ACM信令转换为180信令后发送给IMS域的主叫彩铃平台。

图3 主叫彩铃业务与传统2G彩铃业务的叠加流程

步骤c19～c21，主叫彩铃平台判断所述呼叫是否和主叫彩铃设置条件相匹配，如果是，则为主叫彩铃用户分配媒体SDP，并向MGCF返回携带有主叫彩铃平台媒体SDP的180信令消息；如果否，则主叫彩铃平台透传后续所有信令流程，主叫用户将无法看到主叫彩铃用户定制的主叫彩铃内容，同时交由MGCF完成传统2G彩铃平台和主叫彩铃用户之间的话路搭接，MGW透传传统2G彩铃平台的媒体流，从而为主叫彩铃用户播放传统2G彩铃，本流程结束。

步骤c22：MGCF将携带有主叫彩铃平台媒体SDP的180信令转化成ACM信令后，发送给主叫彩铃用户。由于MGCF所接收的180消息中的媒体SDP是和主叫彩铃平台的协商结果，而非与传统2G彩铃平台的媒体协商结果，所以MGCF/MGW将接收到的媒体类转化后发送给主叫终端，为主叫彩铃用户播放主叫彩铃，从而间接抑制了传统2G彩铃平台的放音。

步骤c32～c36：当播放主叫彩铃时，主叫彩铃用户按键切换传统2G彩铃，按键以RTP方式传到主叫彩铃平台，主叫彩铃平台识别按键为切换到传统2G彩铃后，发送携带传统2G彩铃平台SDP的UPDATE消息，MGCF控制为主叫侧更新媒体信道，指示MGW透传传统2G彩铃平台媒体流，抑制主叫彩铃平台媒体流，从而改为主叫用户播放传统2G彩铃。

4 结束语

随着大量增值业务的不断推出，新业务的建设在迎合用户需求的同时，解决好与已有主流业务的融合问题成为了新业务推广的关键。主叫彩铃业务与传统2G彩铃业务都是用来在通话前给主叫提供个性化回铃音的业务。传统2G彩铃业务已经取得了很大的成功，主叫彩铃业务当前处于业务建设阶段，主叫彩铃业务如果想很好的发展与推广，必须解决好与传统2G彩铃的融合问题。本文论述了一种主叫彩铃业务实现的方案，并详细介绍该方案如何解决主叫彩铃业务与传统2G彩铃业务的融合问题，希望能为推动主叫彩铃业务的进一步发展作出一些贡献。

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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

国家自然科学基金（No. 61072057，61101119，61121001，60902051）；长江学者和创新团队发展计划资助（No. IRT1049）；国家科技重大专项（No. 2011ZX03002-001-01，移动互联网总体架构研究）。