VoLTE短消息业务方案探讨

【摘 要】为了使VoLTE短消息业务的应用更成熟，在对SMS over IP与富通信两种VoLTE短消息业务的主流解决方案分析比较的基础上，重点对SMS over IP解决方案进行探讨，基于对SMS over IP架构的研究，提出短消息业务的技术实现方案，并给出具体的业务流程，致力于更好地解决VoLTE用户短消息业务的继承问题。

【关键词】VoLTE 短消息服务 SMS over IP 富通信

[Abstract] To achievement application maturity for the VoLTE SMS business， based on analysis of the two main stream solutions： SMS over IP vs. Rich Communication Suite， the paper mainly discussed the SMS over IP solution. Based on the architecture research， the paper proposed technical realization solutions and detailed business procedures， aiming to solve the SMS succession problem.

[Key words]VoLTE SMS SMS over IP Rich Communication Suite

1 引言

SMS（Short Message Service，短消息服务）over IP与富通信方案是VoLTE短消息业务的主流解决方案。SMS over IP方案是采用短信中心为VoLTE用户提供短消息业务，而富通信解决方案则是通过新建RCS（Rich Communcation Suite，富通信套件）应用服务器为用户提供社交呈现信息、视频呼叫、即时聊天、文件传输、图片及视频共享等服务，作为短消息业务的替代。考虑到富通信方案原生终端的成熟度情况、运营商之间RCS互通以及业务运营模式等问题，为了稳妥起见，部分运营商将先部署SMS over IP解决方案，后续再考虑采用富通信解决方案。本文将重点对SMS over IP解决方案进行探讨，提出SMS over IP架构、实现方案以及业务流程。

2 SMS over IP标准架构

图1是由3GPP定义的SMS over IP架构图，现有短信中心（SMSC）通过新增IP短消息网关（IP-SM-GW）接入IMS（IP Multimedia Subsystem，IP多媒体子系统）网络，实现基于IMS网络的IP短消息服务。IP-SM-GW接收IMS域的始发短消息，通过SMS-GMSC/SMS-IWMSC转发给SMSC，将来自SMSC的终发短消息通过S-CSCF（Serving Call Session Control Function，服务呼叫会话控制功能）传送给终端。始发侧IP-SM-GW收到SIP（Session Initiation Protocol，会话初始协议）始发短消息时，应核查发送方用户是否有签约SIP短消息，若未签约则不传送该短消息。当终结侧IP-SM-GW收到一个终发短消息，IP-SM-GW应核查接收方用户的注册状态，如果用户未注册，或者注册了但没有支持SIP短消息的能力或权限，IP-SM-GW则不应传送该短消息。

3 短消息技术实现方案

CDMA网络和GSM网络在短信业务实现方式上存在差异，网元之间的接口不同，业务流程也不同，尤其还有终发短信的投递方式不同。GSM网络的短信投递方式是：始发短信投递至发送方归属短信中心，终发短信直接由发送方归属短信中心直接发往接收方；而CDMA网络的短信投递方式则是：始发短信投递至发送方归属短信中心，由发送方归属短信中心将短信投递至接收方归属短信中心，然后再投递至接收方。因此，3GPP定义的架构并不完全适合CDMA网络运营商，CDMA网络运营商需根据自己的网络特点选择适用的技术实现方案。

参照3GPP SMS over IP架构，CDMA运营商也可以考虑引入IP-SM-GW，现有短信中心通过IP-SM-GW接入IMS网络。由于IP-SM-GW对短消息的处理与CDMA网络现有短信业务流程类似，始发短消息投递至发送方归属IP-SM-GW，终发短消息则由接收方归属IP-SM-GW投递至接收方。用户归属短信中心和IP-SM-GW是可以一一对应的，因此，将IP-SM-GW作为IMS网络接入模块融入到现有短信中心，将现有短信中心升级为融合短信中心（eSMSC），由融合短信中心直接接入IMS网络并为用户提供短消息业务，实现进程更为便捷，业务流程更简单。

采用融合短信中心实现短消息的架构如图2所示：

4 短消息业务流程

4.1 业务实现方案

融合短信中心同时为CDMA用户和VoLTE用户提供短消息业务，因此，短消息的投递方式沿用现有CDMA网络投递方式：VoLTE用户始发短信通过IMS网络投递至发送方归属短信中心，由发送方归属短信中心通过IMS网络将短消息投递至接收方归属短信中心，然后再通过IMS网络投递至接收方。

4.2 短消息始发流程

VoLTE用户将始发短消息投递至融合短信中心的业务流程如图3所示。

具体流程说明如下：

（1）终端将短消息封装在IP Message中，经BAC（Border Access Controller， 边缘接入控制设备）/P-CSCF（Proxy Call Session Control Function，呼叫会话控制功能）发送到S-CSCF。

（2）S-CSCF根据发送方签约的iFC将Message消息发送给eSMSC。

（3）eSMSC返回202 Accepted响应。

（4）S-CSCF经BAC/P-CSCF将202 Accepted响应推送给终端。

（5）eSMSC向S-CSCF发送Message （RP_ACK）、In-Reply-To：包含Message （RP-DATA）中的Call-Id。

（6）S-CSCF将Message （RP_ACK）经BAC/P-CSCF发送至终端。

（7）终端经BAC/P-CSCF向S-CSCF返回200 OK响应。

（8）S-CSCF将200 OK返回至eSMSC。

（9）eSMSC从Message （RP_MO_DATA）封装的TP_DA中获取接收方用户信息，按现有机制检查接收方用户是否有SMS业务权限，若有SMS权限，进一步分析接收方用户归属网络。

（10）eSMSC按设定的策略将短消息传输给接收方eSMSC或短信网关：

1）接收方为本eSMSC CDMA用户，eSMSC提取SIP Message消息体的GSM SMS，将其转换为SMDPP短消息，向接收方所在MSC发送；

2）接收方为其他eSMSC归属用户，eSMSC按设定的策略将短消息传输给接收方；

3）接收方为其他运营商用户，eSMSC将短消息推送至短信网关。

（11）接收方eSMSC或短信网关返回传送确认消息。

（12）eSMSC构造SIP Message传送报告，下发给S-CSCF：

1）接收方为本eSMSC CDMA用户，Message封装参数TP_Status，TP_Status根据MSC返回sdmpp消息中的SMS_CauseCode进行映射；

2）接收方为其他eSMSC归属用户，Message封装参数TP_Status，TP_Status由eSMSC根据eSMSC之间传递策略进行映射。

（13）S-CSCF经BAC/P-CSCF将Message传送报告下发给终端。

（14）终端经BAC/P-CSCF向S-CSCF返回200 OK响应。

（15）S-CSCF将200 OK响应返回至Esmsc。

（16）终端经P-CSCSF向S-CSCF发送Message （RP_ACK）、In-Reply-To：包含Message （RP-DATA）中的Call-Id。

（17）S-CSCF将Message （RP_ACK）发送至发送方eSMSC。

（18）发送方eSMSC向S-CSCF返回202 Accepted响应。

（19）S-CSCF经BAC/P-CSCF将202 Accepted返回至终端。

4.3 eSMSC之间基于IMS路由方式传递VoLTE短消息

发送方融合短信中心将短消息投递至接收方融合短信中心的业务流程如图4所示。

具体流程说明如下：

（1）发送方终端提交SIP Message到发送方eSMSC。

（2）发送方eSMSC从Message中获取接收方用户标识，通过查询ENUM获悉接收方用户为IMS用户，并解析接收方用户SIP URI；在查询不到的情况下，通过CS进行传递。

（3）如果发送方SMC发现接收方也是本eSMSC用户，则按照6.4IMS SMS终结流程进行。如果接收方不是本eSMC用户，则发送方eSMSC构造一个新的Message （RP_MO_DATA）请求，发送到主叫S-CSCF，消息体采用GSM MAP封装格式，采用RP_MO_DATA封装SMS_SUBMIT消息格式，RP-DA填eSMSC的地址，消息发送方号码从P-Asserted-Identity中获取，消息接收方号码从TP-DA获取。

（4）发送方S-CSCF根据SIP头域消息不触发iFC，直接根据Request URI包含的接收方终端的SIP URI，转发Message请求到接收方I-CSCF。

（5）接收方I-CSCF向HSS（Home Subscriber Server，归属用户服务器）查询接收方位置信息。

（6）接收方处于注册状态，归属用户服务器通过LIA返回接收方的S-CSCF name及能力集；接收方签约未注册短消息业务且处于未注册状态，归属用户服务器通过LIA响应消息返回S-CSCF能力集。

（7）I-CSCF转发Message请求到接收方S-CSCF。

（8）若Message请求中Request-URI包含的接收方未登记在S-CSCF，则S-CSCF向归属用户服务器发送SAR消息。若Request-URI包含的接收方已登记在S-CSCF，该步可以省略。

（9）归属用户服务器将接收方的注册状态设置为“Unregistered”，存储S-CSCF name信息，并通过SAA响应消息将接收方的iFC下载到S-CSCF。若Request-URI包含的接收方已登记在S-CSCF，该步可以省略。

（10）接收方S-CSCF根据签约短消息业务的iFC，

将Message请求转到接收方eSMSC。

（11）接收方eSMSC向接收方S-CSCF返回202响应。

（12）接收方S-CSCF向接收方I-CSCF返回202响应。

（13）接收方I-CSCF向发送方S-CSCF返回202响应。

（14）发送方S-CSCF向发送方eSMSC返回202响应。

（15）eSMSC向接收方网络S-CSCF发送Message （RP_ACK）、In-Reply-To：包含Message （RP-DATA）中的Call-Id。

（16）接收方网络S-CSCF将Message （RP_ACK）发送至发送方网络S-CSCF。

（17）发送方网络S-CSCF将Message （RP_ACK）发送至发送方eSMSC。

（18）发送方eSMSC向发送方网络S-CSCF返回202 Accepted响应。

（19）发送方网络S-CSCF将202 Accepted返回至接收方网络S-CSCF。

（20）接收方网络S-CSCF将202 Accepted返回至接收方eSMSC。

（21）接收方eSMSC进行短消息终发流程。

（22）接收侧eSMSC构造SIP Message携带消息传送报告，将该SIP Message下发给S-CSCF进行路由，消息体采用GSM MAP封装格式，采用RP_MT_DATA封装SMS-STATUS_REPORT消息格式，接收方MSISDN从TP-RA字段获取，发送方MSISDN可以从Request URI或者To头域获取。

（23）接收方网络S-CSCF将SIP Message发送至发送方网络I-CSCF，I-CSCF查询获取到发送方注册的S-CSCF，将SIP Message发送至发送方S-CSCF。

（24）发送方网络S-CSCF将SIP Message发送至发送方eSMSC。

（25）发送方eSMSC向发送方网络S-CSCF返回202 Accepted响应。

（26）发送方网络S-CSCF将202 Accepted返回至接收方网络S-CSCF。

（27）接收方网络S-CSCF将202 Accepted返回至接收方eSMSC。

（28）eSMSC向发送方网络S-CSCF发送Message

（RP_ACK），In-Reply-To：包含Message （RP-DATA）中的Call-Id。

（29）发送方网络S-CSCF将Message （RP_ACK）发送至接收方网络S-CSCF。

（30）接收方网络S-CSCF将Message （RP_ACK） 发送至接收方eSMSC。

（31）接收方eSMSC向接收方网络S-CSCF返回202 Accepted响应。

（32）接收方网络S-CSCF将202 Accepted返回至发送方网络S-CSCF。

（33）发送方网络S-CSCF将202 Accepted返回至发送方eSMSC。

（34）若短消息发送方用户有要求传送报告，则发送侧eSMSC构造SIP Message携带传送报告，下发给发送方终端。

4.4 短消息终结流程

融合短信中心将终发短消息投递至VoLTE用户的业务流程如图5所示。

具体流程说明如下：

（1）发送方网络推送短消息到接收方eSMSC。

（2）（可选）若eSMSC没有用户的注册状态，则先向归属用户服务器发送UDR请求接收方用户的注册状态。

（3）（可选）归属用户服务器返回UDA携带用户注册状态及S-CSCF地址信息。

（4）eSMSC构造一个封装GSM MAP短消息的SIP Message，然后将Message发送给接收方注册的S-CSCF。

（5）S-CSCF将SIP Message发送给BAC/P-CSCF。

（6）BAC/P-CSCF将SIP Message发送给接收方终端。

（7）终端返回200 OK响应。

（8）BAC/P-CSCF将200 OK响应转发至S-CSCF。

（9）S-CSCF将200 OK响应转发至eSMSC。

（10）终端向BAC/P-CSCF发送Message （RP_ACK）、In-Reply-To：包含Message （RP-DATA）中的Call-Id。

（11）BAC/P-CSCF向S-CSCF发送Message （RP_ACK）。

（12）S-CSCF将Message （RP_ACK）转发至eSMSC。

（13）eSMSC返回202 Accepted响应。

（14）S-CSCF将202 Accepted响应转发至BAC/P-CSCF。

（15）BAC/P-CSCF将202 Accepted响应转发至终端。

（16）eSMSC构造传送报告，推送给发送方网络，SMDPP消息中Message Status Code与IP Message （RP_ERROR）中的RP_CAUSE相对应。

5 结束语

本文在对SMS over IP与富通信两种VoLTE短消息业务的主流解决方案进行分析的基础上，重点对SMS over IP解决方案进行了研究。结合CMDA网络短信业务特点提出了适用于CDMA运营商的融合短信中心SMS over IP技术实现方案与具体的业务实现流程，特别是创新性地提出了融合短信中心之间基于IMS网络的具体传递流程及参数要求，具有很强的可操作性，希望能给VoLTE网络短消息业务的部署提供参考。

参考文献：

[1] 3GPP TS 24.341 V12.3.0. 3rd Generation Partnership Project； Technical Specification Group Core Network and Terminals； Support of SMS over IP networks[S]. 2013.

[2] 3GPP TS 23.204 V12.4.0. 3rd Generation Partnership Project； Technical Specification Group Services and System Aspects； Support of Short Message Service （SMS） over generic 3GPP Internet Protocol （IP） access[S]. 2013.

[3] 孔亚青，陶伟宜，钱科能，等. VoLTE业务继承方案研究[J]. 电信网技术， 2015（8）： 47.

[4 ] 张燕，彭鹏. TD-LTE中短消息业务连续性实现方案[J]. 电信快报： 网络与通信， 2013（4）： 34-37.

[5] 房磊，杨莹曦，梁鹤. 富通信发展趋势研究[J]. 电信网技术， 2011（11）： 18-21.

[6] 周训宙. 可运营的富通信系统研究[J]. 计算机时代， 2013（10）： 1-3.

[7] 黄明科，姜福利. 富通信在VoLTE商用阶段的业务部署及运营模式研究[J]. 通信与信息技术， 2015（1）： 61-62.

[8] 贺佳莹，刘川江，吕昌春. 电信运营商的富通信业务发展策略[J]. 邮件设计技术， 2014（1）： 42-43.

[9] 李群. 富通信RCS的核心因素探析[J]. 信息通信， 2015

（9）： 279.

[10] 张凌，胡文胜，杨新章，等. 运营商富通信终端技术及应用研究[J]. 电信科学， 2012（5）： 22.