基于VOLTE解決方案的IP短消息研究

武紅然 徐華 霍紅萍

摘要：IP-SM-GW應(yīng)用于VoLTE解決方案，為基于IP的LTE終端提供與CS域終端進(jìn)行短消息互通的功能。本文從VoLTE解決方案IP短消息的注冊(cè)注銷以及主被叫等流程、容災(zāi)部署以及計(jì)費(fèi)實(shí)現(xiàn)方案三個(gè)方面進(jìn)行深入研究。

關(guān)鍵詞：IP-SM-GW;VoLTE

VoLTE是3GPP標(biāo)準(zhǔn)定義的，基于IMS網(wǎng)絡(luò)的LTE語(yǔ)音解決方案。IP-SM-GW應(yīng)用于VoLTE解決方案，為基于IP的LTE終端提供與CS域終端進(jìn)行短消息互通的功能。本文中IP短消息的實(shí)現(xiàn)通過(guò)IP-SM-GW作為L(zhǎng)TE側(cè)的短消息接入點(diǎn)和SMSC配合提供短消息的存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)功能及遞送報(bào)告的產(chǎn)生、發(fā)送功能。

本文從VoLTE解決方案IP短消息的流程、容災(zāi)部署及計(jì)費(fèi)三個(gè)方面進(jìn)行深入研究。

1IP短消息流程

1.1短消息注冊(cè)、注銷流程

注冊(cè)時(shí)由S-CSCF完成對(duì)UE的鑒權(quán)。從融合HSSHSS下載用戶的業(yè)務(wù)簽約數(shù)據(jù)，并根據(jù)iFC規(guī)則向IP-SM-GW發(fā)送第三方注冊(cè)請(qǐng)求。IP-SM-GW收到注冊(cè)請(qǐng)求后，向HSS請(qǐng)求用戶數(shù)據(jù)。更新HSS中的透明數(shù)據(jù)，并將IP-SM-GW的地址注冊(cè)到HSS中。通知HLS用戶可及狀態(tài)。HSS存儲(chǔ)用戶的業(yè)務(wù)簽約數(shù)據(jù)、鑒權(quán)數(shù)據(jù)等，下發(fā)業(yè)務(wù)簽約數(shù)據(jù)并記錄注冊(cè)狀態(tài)。

注銷時(shí)由S-CSCF在用戶注冊(cè)的IP-SM-GW上發(fā)起注銷。IP-SM-GW收到注銷請(qǐng)求后向HSS發(fā)起注銷流程。HSS記錄用戶的注銷狀態(tài)，將原記錄的IP-SM-GW的地址更新為空。

1.2LTE用戶始發(fā)短消息流程

用戶終端將短消息發(fā)送到P-CSCF，由P-CSCF根據(jù)注冊(cè)時(shí)保存的地址信息將短消息轉(zhuǎn)發(fā)給S-CSCF。S-CSCF根據(jù)初始過(guò)濾規(guī)則iFC配置的IP-SM-GW地址，將短消息轉(zhuǎn)發(fā)給IP-SM-GW。IP-SM-GW檢查UE的短消息業(yè)務(wù)權(quán)限和發(fā)送權(quán)限，判斷是否始發(fā)短消息。將MESSAGE消息轉(zhuǎn)換成MAP消息，發(fā)送到SMSC。由SMSC完成短消息的存儲(chǔ)、計(jì)費(fèi)和轉(zhuǎn)發(fā)短消息。

1.3LTE用戶終結(jié)短消息流程

當(dāng)用戶在IMS網(wǎng)絡(luò)注冊(cè)時(shí)，在HSS上登記用戶所在的IP-SM-GW地址。LTE用戶終結(jié)短消息流程采用查詢路由方式，當(dāng)SMSC觸發(fā)終結(jié)短消息流程時(shí)，向HSS取短消息路由。HSS將取路由請(qǐng)求轉(zhuǎn)發(fā)到預(yù)先登記的IP-SM-GW中，由IP-SM-GW根據(jù)數(shù)據(jù)配置進(jìn)行域選擇，并指示SMSC將終結(jié)短消息發(fā)送到被叫用戶。當(dāng)用戶在IMS網(wǎng)絡(luò)注銷時(shí)，IP-SM-GW指示HSS將原記錄的IP-SM-GW地址更新為空。在短消息終結(jié)流程中，HSS則按照CS用戶終結(jié)短消息流程處理，向SMSC發(fā)送用戶所在MSCServer的地址。

1.4短消息狀態(tài)報(bào)告和通知

當(dāng)終端不可及，暫時(shí)無(wú)法接收短消息時(shí)，IP-SM-GW需要記錄不可及狀態(tài)。反之，當(dāng)用戶可及時(shí)，需要IP-SM-GW通知HSS可以接收后續(xù)短消息。用戶不可及時(shí)，S-CSCF返回失敗指示終端無(wú)法接收短消息，或超時(shí)未返回響應(yīng)消息。IP-SM-GW記錄不可及狀態(tài)，并向SMSC報(bào)告。IP-SM-GW向HSS發(fā)消息，指示用戶狀態(tài)置為不可及。當(dāng)IP-SM-GW判斷用戶的狀態(tài)變?yōu)榭杉皶r(shí)，發(fā)消息給HSS，指示用戶可接收后續(xù)短消息。判斷依據(jù)為，接收到終端重注冊(cè)或刷新注冊(cè)的請(qǐng)求，接收到終端的始發(fā)IP短消息，以及接收到終端的始發(fā)呼叫。SMSC收到HSS的提醒消息后，選擇適當(dāng)?shù)臅r(shí)機(jī)重新嘗試短消息的下發(fā)。

1.5用戶上報(bào)內(nèi)存可用通知

當(dāng)終端由于內(nèi)存滿導(dǎo)致短消息接收失敗時(shí)，終端通過(guò)MESSAGE消息攜帶RP-ERROR信息，通知IP-SM-GW。IP-SM-GW通過(guò)SMSC向HSS上報(bào)終端內(nèi)存滿。當(dāng)用戶刪除短消息，終端內(nèi)存可用時(shí)，終端通過(guò)MESSAGE消息攜帶RP-SMMA消息，通過(guò)IP-SM-GW向HSS上報(bào)終端內(nèi)存可用。

2IP短消息容災(zāi)

2.1注冊(cè)時(shí)容災(zāi)

當(dāng)IP-SM-GW故障時(shí)，如果有UE發(fā)起注冊(cè)，則S-CSCF會(huì)選擇另一負(fù)荷分擔(dān)的互助IP-SM-GW發(fā)起第三方注冊(cè)?；ブ鶬P-SM-GW收到第三方注冊(cè)請(qǐng)求時(shí)，就和普通第三方注冊(cè)一樣處理即可。

2.2始發(fā)IP短消息時(shí)的容災(zāi)

當(dāng)IP-SM-GW故障時(shí)，如果有UE發(fā)起IP短消息業(yè)務(wù)，則S-CSCF會(huì)選擇另一負(fù)荷分擔(dān)的互助IP-SM-GW接續(xù)業(yè)務(wù)。互助IP-SM-GW收到始發(fā)IP短消息請(qǐng)求時(shí)，發(fā)現(xiàn)該UE未在互助IP-SM-GW注冊(cè)，則向HSS恢復(fù)用戶數(shù)據(jù)，然后再根據(jù)用戶數(shù)據(jù)再處理始發(fā)IP短消息。

2.3終結(jié)IP短消息取路由時(shí)的容災(zāi)

當(dāng)有IP-SM-GW故障或是鏈路故障導(dǎo)致與STP的通信中斷時(shí)，STP會(huì)將原指向該故障GT地址翻譯為負(fù)荷分擔(dān)的信令點(diǎn)，由互助的IP-SM-GW協(xié)助完成業(yè)務(wù)。通過(guò)消息觸發(fā)互助的IP-SM-GW從HSS恢復(fù)用戶數(shù)據(jù)，以便后續(xù)能正常處理業(yè)務(wù)。待UE發(fā)起刷新注冊(cè)后，在HSS中記錄的IP-SM-GW地址，將會(huì)刷新為新的地址。

2.4終結(jié)IP短消息遞送時(shí)的容災(zāi)

如果故障是發(fā)生在為短信查路由流程后，短消息下發(fā)之前，則本次下發(fā)會(huì)因?yàn)榛ブ腎P-SM-GW無(wú)用戶數(shù)據(jù)及IMSI與MSISDN對(duì)應(yīng)關(guān)系而失敗。這和傳統(tǒng)IMS網(wǎng)元容災(zāi)時(shí)接續(xù)中的呼叫會(huì)失敗的原理一樣。后續(xù)短消息中心再發(fā)起終結(jié)IP短消息時(shí)，會(huì)重新取路由，短消息可以成功被接續(xù)。

3IP短消息的計(jì)費(fèi)

短消息一般由短消息中心SMSC進(jìn)行計(jì)費(fèi)，IP短消息也同樣。作為AS作用的IP-SM-GW可以根據(jù)要求輸出離線計(jì)費(fèi)事件話單，供對(duì)賬使用，通?？梢酝ㄟ^(guò)配置決定是否出始發(fā)短消息話單和終結(jié)短消息話單。

另外需要說(shuō)明IP-SM-GW為主要網(wǎng)元實(shí)現(xiàn)的IP短消息存在以下約束項(xiàng)。不支持彩信，當(dāng)短消息遞送失敗時(shí)由SMSC實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)功能。目前不提供消息群發(fā)功能，由終端自行分解為單條短消息發(fā)送。當(dāng)遇到超長(zhǎng)的IP短消息需要由終端來(lái)拆分，另外不支持超大IP短消息轉(zhuǎn)SMS，如果短消息正文轉(zhuǎn)換后超過(guò)140字節(jié)，則轉(zhuǎn)換失敗，回復(fù)錯(cuò)誤。

IP-SM-GW應(yīng)用于VoLTE網(wǎng)絡(luò)，通過(guò)和SMSC以及現(xiàn)網(wǎng)CS網(wǎng)絡(luò)的配合，實(shí)現(xiàn)了用戶IP短消息互通以及IP短消息和電路域短消息的互通，保障了用戶從CS向VOLTE遷移階段的用戶業(yè)務(wù)的一致性，平穩(wěn)度過(guò)過(guò)渡期。IP短消息實(shí)現(xiàn)方案在未來(lái)一個(gè)時(shí)期都將會(huì)是短消息業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)的主流技術(shù)。