境外MVNO的VoLTE短消息業(yè)務(wù)實現(xiàn)方案探討

李雪馨+呂振華

【摘 要】結(jié)合完整MVNO模式的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，并參考境內(nèi)運營商VoLTE短消息方案，提出境外MVNO的VoLTE短消息業(yè)務(wù)實現(xiàn)方案，并詳細(xì)介紹VoLTE短消息業(yè)務(wù)的始發(fā)和終結(jié)流程，為MVNO解決VoLTE用戶的短消息業(yè)務(wù)繼承問題提供參考。

【關(guān)鍵詞】完整MVNO VoLTE 短消息業(yè)務(wù)

中圖分類號：TN929.5 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1006-1010（2017）19-0029-05

Discussion on Implementation of VoLTE SMS for Oversea MVNO

LI Xuexin， LV Zhenhua

[Abstract] According to the network architecture of the full MVNO mode and the solution to VoLTE short message service （SMS） for domestic operators， the implementation solution to VoLTE SMS for oversea MVNO was proposed. The starting and the ending flows of VoLTE SMS were elaborated. This provides a reference to the inheritance of VoLTE users SMS for MVNO.

[Key words]full MVNO VoLTE short message service

1 引言

針對境外定居/留學(xué)/經(jīng)商的華人以及經(jīng)?？缇吵霾畹闹袊诉@兩大類客戶，國內(nèi)移動運營商與境外運營商合作開展MVNO（Mobile Virtual Network Operator，虛擬網(wǎng)絡(luò)運營商）業(yè)務(wù)，拓展海外通信市場。隨著LTE網(wǎng)絡(luò)的成熟部署，VoLTE已被業(yè)界普遍接受為LTE語音的目標(biāo)解決方案，作為基本電信業(yè)務(wù)之一的短消息業(yè)務(wù)也需要考慮在VoLTE網(wǎng)絡(luò)中的實現(xiàn)方案。與傳統(tǒng)電路域的短消息采用MAP協(xié)議承載不同，IP短消息采用IP承載，將傳統(tǒng)的電路域短消息以RPDU（Relay Protocol Data Unit，中繼協(xié)議數(shù)據(jù)單元）格式封裝在SIP Message的消息體中，通過與短消息中心的交互完成短消息的收發(fā)。下面將結(jié)合境外MVNO網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，探討VoLTE短消息業(yè)務(wù)的實現(xiàn)方案。

2 境外MVNO網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)概述

根據(jù)業(yè)務(wù)模式和網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)不同，MVNO可分為移動分銷商（Wholesaler）、簡單MVNO（Simple MVNO）和完整MVNO（Full MVNO）三種。相對前兩種方式，完整MVNO雖然投資較大，但能夠提供更豐富靈活的業(yè)務(wù)，便于MVNO運營商方便地實現(xiàn)業(yè)務(wù)管理和部署，是國內(nèi)移動運營商建設(shè)海外網(wǎng)絡(luò)時在海外核心區(qū)域優(yōu)選的部署模式。完整MVNO網(wǎng)絡(luò)僅租借基礎(chǔ)運營商的2G/3G/4G無線子系統(tǒng)以及少量核心網(wǎng)網(wǎng)元，通過自建移動交換機(jī)GMSC、分組數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)GGSN/PGW、融合HLR/HSS、短消息中心SMSC、IMS核心網(wǎng)元（P/I/S-CSCF、AS）等設(shè)備及自有計費與客戶管理系統(tǒng)，并與境內(nèi)基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)運營商以及第三方服務(wù)提供商（提供語音/短信轉(zhuǎn)接服務(wù)）建立連接，完成MVNO用戶的國際漫游服務(wù)。具體架構(gòu)如圖1所示，可提供語音及分組數(shù)據(jù)等增值業(yè)務(wù)。

3 基于MVNO網(wǎng)絡(luò)VoLTE短消息業(yè)務(wù)的

實現(xiàn)方案

根據(jù)3GPP規(guī)范，現(xiàn)有短消息中心可通過新增IP-SM-GW（IP Short Message Gateway，IP短消息網(wǎng)關(guān)）接入IMS網(wǎng)絡(luò)，IP-SM-GW負(fù)責(zé)SIP協(xié)議與MAP協(xié)議的轉(zhuǎn)換，實現(xiàn)IP短消息與電路域短消息的互通，從而實現(xiàn)基于IMS網(wǎng)絡(luò)的IP短消息服務(wù)。

IP-SM-GW與短消息中心可通過合設(shè)或者分設(shè)方案實現(xiàn)IP短消息業(yè)務(wù)，運營商根據(jù)自身網(wǎng)絡(luò)特點選擇不同方案。國內(nèi)運營商VoLTE網(wǎng)絡(luò)均采取大區(qū)制建設(shè)（即多個省份共用一套IMS核心網(wǎng)），G網(wǎng)運營商的短消息中心沿用標(biāo)準(zhǔn)的3GPP規(guī)范，采取IP-SM-GW與短消息中心分設(shè)方案，原有短消息中心無需改造，IMS核心網(wǎng)只需增加一套IP-SM-GW設(shè)備即能實現(xiàn)與大區(qū)內(nèi)省份短消息中心的連接；而C網(wǎng)運營商的短消息中心使用的是CDMA MAP和SMDPP協(xié)議，路由尋址和短消息轉(zhuǎn)發(fā)不如GSM MAP和SMPP協(xié)議靈活，因此C網(wǎng)運營商采取合設(shè)方案，將IP-SM-GW作為IMS網(wǎng)絡(luò)接入模塊融入到現(xiàn)有短信中心，將現(xiàn)有短信中心升級為融合短信中心（eSMSC），短信流程更簡單。

對于已經(jīng)完成完全MVNO網(wǎng)絡(luò)部署的運營商，通常只有一套短消息中心，采取IP-SM-GW與短消息中心合設(shè)方案，可以減少短消息中心與HSS之間的路由查詢信令，提高短信轉(zhuǎn)發(fā)效率，并且減少故障點，提升網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性。

圖2是基于MVNO網(wǎng)絡(luò)的VoLTE短消息業(yè)務(wù)部署的網(wǎng)絡(luò)組織和互通示意圖，如圖中所示，SMSC與IP-SM-GW融合為增強(qiáng)型短消息中心eSMSC，eSMSC通過ISC接口（SIP協(xié)議）與IMS核心網(wǎng)相連，完成IP短消息業(yè)務(wù)注冊和注銷功能、收發(fā)IP短消息；融合HSS儲存用戶的簽約信息，管理用戶路由信息及用戶狀態(tài)，與eSMSC之間采用Diameter協(xié)議（Sh接口）或MAP協(xié)議（J/S6C接口）；eSMSC通過SMPP協(xié)議與相關(guān)短信平臺/網(wǎng)關(guān)相連接，實現(xiàn)他網(wǎng)短信的收發(fā)，通過MAP協(xié)議與MNO的MSC/VLR相連接，實現(xiàn)電路域短信的收發(fā)。

4 短信流程分析

4.1 短消息始發(fā)流程

VoLTE用戶的IP短消息始發(fā)流程如圖3所示。

具體流程說明如下：endprint

（1）UE將短消息封裝在IP Message中發(fā)送到MVNO S-CSCF；MVNO S-CSCF根據(jù)發(fā)送方簽約的iFC配置的IP短消息網(wǎng)關(guān)地址，將Message轉(zhuǎn)發(fā)給eSMSC；eSMSC向UE返回202 Accepted響應(yīng)和Message消息；UE返回200 ok響應(yīng)。

（2）eSMSC對接收方號碼進(jìn)行如下分析：

1）如果接收方是MVNO用戶，進(jìn)入后續(xù)的短消息終結(jié)流程。

2）如果接收方是境內(nèi)MNO號碼，轉(zhuǎn)發(fā)給境內(nèi)MNO一級短信網(wǎng)關(guān)；接收方是當(dāng)?shù)豐P短信平臺歸屬號碼，轉(zhuǎn)發(fā)至MVNO短信平臺；其他號碼轉(zhuǎn)發(fā)至第三方短信轉(zhuǎn)接商。

（3）短信網(wǎng)關(guān)/平臺/第三方短信轉(zhuǎn)接商返回傳送確認(rèn)消息。

（4）eSMSC（IP-SM-GW）構(gòu)造Message傳送報告，下發(fā)給UE，UE向eSMSC（IP-SM-GW）返回200 ok響應(yīng)，并向eSMSC（IP-SM-GW）發(fā)送Message（RP_ACK）消息，eSMSC（IP-SM-GW）將202 Accepted消息返回至UE。

4.2 短消息終結(jié)流程

短消息中心與IP-SM-GW合設(shè)后，用戶在IMS域注冊，eSMSC（IP-SM-GW）記錄其注冊消息，短信到達(dá)后直接從IMS域下發(fā)短消息；下發(fā)失敗后，再通過SRI信息向融合HLR/HSS查詢用戶CS域位置信息，從CS域下發(fā)短信，具體流程如圖4所示。

具體流程說明如下：

（1）eSMSC收到短消息后，如果有IMS域的用戶注冊消息，直接從IMS域下發(fā)短信：eSMSC檢查終端的短消息業(yè)務(wù)權(quán)限和終端的格式接收能力，構(gòu)造Message消息，將短消息通過S-CSCF發(fā)送給UE，UE向eSMSC返回200 ok響應(yīng)；UE根據(jù)短消息接收情況，構(gòu)造RP-ACK或RP-ERROR作為短消息接收的響應(yīng)，編碼在Message消息中，通過S-CSCF發(fā)送給eSMSC，eSMSC向UE返回202 Accepted響應(yīng)。

（2）如果IMS域沒有用戶的注冊消息，則向融合HLR/HSS發(fā)送MAP_SRI_SM消息查詢路由信息，融合HLR/HSS返回用戶VMSC地址信息。

（3）eSMSC根據(jù)MAP_SRI_SM_ACK消息中VMSC地址信息，通過VMSC將短消息發(fā)送給UE，VMSC向eSMSC發(fā)送MT_FSM_ACK消息。

（4）eSMSC向融合HLR/HSS發(fā)送Report_SM_Delivery_Status狀態(tài)報告消息，完成短消息MT過程。

5 關(guān)于異常情況的思考

VoLTE短消息業(yè)務(wù)發(fā)展前期，可能會因為漫游地LTE網(wǎng)絡(luò)覆蓋不足導(dǎo)致用戶無法接入LTE網(wǎng)絡(luò)，無法實現(xiàn)VoLTE短消息的發(fā)送和接收。當(dāng)用戶無法接入LTE網(wǎng)絡(luò)時，對于MO流程，同時支持2G/3G/LTE的多模手機(jī)終端會自動切換到2G/3G網(wǎng)絡(luò)，通過現(xiàn)有的2G/3G漫游網(wǎng)絡(luò)完成短信發(fā)送流程；對于MT流程，可在eSMSC設(shè)置相應(yīng)的重傳策略，例如IMS域下發(fā)失敗后，等待一定時間重發(fā)；重發(fā)N次后，轉(zhuǎn)發(fā)CS域；如果CS域下發(fā)失敗，則等待一定時間后重發(fā)N次；如果還是失敗，則將短消息緩存于待發(fā)送隊列，等待用戶注冊/用戶可達(dá)消息后從相應(yīng)域下發(fā)。短信通知流程如圖5所示。

具體流程說明如下：

（1）因短信下發(fā)不成功，eSMSC將短消息緩存于待發(fā)送隊列。

（2）當(dāng)融合HLR/HSS重新收到用戶的注冊信息時（IMS域或者CS與注冊），立即向eSMSC發(fā)送Alert_Service_centre消息，觸發(fā)eSMSC的短信下發(fā)流程。

（3）因為收件箱滿等原因?qū)е聼o法接收短信，當(dāng)用戶恢復(fù)正常接收短信后（IMS域可達(dá)），UE向S-CSCF發(fā)送可達(dá)消息，S-CSCF向融合HLR/HSS發(fā)送Ready_for_SM消息，融合HLR/HSS向eSMSC發(fā)送Alert_Service_centre消息，觸發(fā)eSMSC在IMS域下發(fā)短信。

（4）因為收件箱滿等原因?qū)е聼o法接收短信，當(dāng)用戶恢復(fù)正常接收短信后（CS域可達(dá)），UE向MSC發(fā)送可達(dá)消息，MSC向融合HLR/HSS發(fā)送Ready_for_SM消息，融合HLR/HSS向eSMSC發(fā)送Alert_Service_centre消息，觸發(fā)eSMSC在CS域下發(fā)短信。

6 結(jié)束語

隨著微信等即時通信工具的普及，短消息業(yè)務(wù)使用率在下降，但銀行、購物網(wǎng)站等對于短信驗證碼的使用需求在增加，這也是提升用戶賬戶安全性的重要手段之一。本文結(jié)合境外MVNO實際組網(wǎng)架構(gòu)，提出通過短消息中心與IP-SM-GW合設(shè)方案實現(xiàn)VoLTE短消息業(yè)務(wù)，希望能為境外虛擬運營商部署VoLTE短消息業(yè)務(wù)提供參考。

參考文獻(xiàn)：

[1] 3GPP TS 23.204 V14.0.0. 3rd Generation Partnership Project； Technical Specification Group Services and System Aspects； Support of Short Message Service （SMS） over generic 3GPP Internet Protocol （IP） access； Stage 2（Release 14）[S]. 2017.

[2] 3GPP TS 23.040 V14.0.0. 3rd Generation Partnership Project； Technical Specification Group Core Network and Terminals； Technical realization of the Short Message Service （SMS） （Release 14）[S]. 2017.

[3] 3GPP TS 24.341 V14.0.0. 3rd Generation Partnership Project； Technical Specification Group Core Network and Terminals； Support of SMS over IP networks； Stage 3（Release 14）[S]. 2017.

[4] 馬金蘭，朱曉潔，劉智德，等. VoLTE短消息業(yè)務(wù)方案探討[J]. 2016，40（15）： 81-86.

[5] 朱愛華，趙河，朱斌. 網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)中的LTE短信解決方案研究[J]. 郵電設(shè)計技術(shù)， 2013（4）： 25-28.

[6] 孫會玲，劉曉鳴，王玉玲. VoLTE短信組網(wǎng)方案淺析[J]. 山東通信技術(shù)， 2016，36（4）： 39-41.

[7] 許建宏，李慧. 移動短信國際互通業(yè)務(wù)解決方案[J]. 郵電設(shè)計技術(shù)， 2004（4）： 20-23.

[8] 李岳夢，趙紹剛. VoLTE國際漫游架構(gòu)新標(biāo)準(zhǔn)：S8HR[J]. 電信技術(shù)， 2016（1）： 36-39.

[9] 周代衛(wèi)，高瑞，周宇，等. 國內(nèi)外移動虛擬運營商業(yè)務(wù)模式與經(jīng)驗探討[J]. 移動通信， 2015，39（1）： 28-32.

[10] 徐欣. 中國虛擬運營商海外市場策略[J]. 通信企業(yè)管理， 2014（10）： 66-68.endprint