摘要 本文基于固定移動融合需求的發展而提出，著重論述了IMS/CS語音融合方案的業務特征、網絡結構、數據配置和實現方式，并對該方案和VCC方案的異同點進行了比較和分析。
1、引言
固定移動融合（fixed mobile convergence，FMC）是全球通信行業發展的一大趨勢，也是電信運營商、設備制造商、國際化標準組織共同聚焦的研究重點。固定移動融合的目標是集成移動與固網技術的特點，結合移動和固定通信的優勢，發展融合業務和融合終端，以提供給用戶完整、無縫、連續和一致的業務體驗。固定移動融合技術涵蓋了運營支撐、業務、控制、終端在內的網絡的各個層面。運營支撐融合將固話業務、寬帶接入、移動業務等多種應用捆綁提供給用戶，實現統一認證、統一賬單、統一計費、統一門戶等，給用戶帶來資費的優惠與使用的便捷。業務層面融合在業務層提供訪問控制多種網絡的能力，實現移動業務或固網業務在對方網絡的延伸，讓用戶能夠享受到不受網絡限制的通信服務。網絡層面融合基于統一的核心網控制，向下不依賴于任何接入技術，向上提供標準的開放業務接口。終端層面融合通過復合型雙模或多模終端，支持多種接入制式，向用戶提供“一機在手，多點接入，全網通信”的能力。
IMS技術為從網絡層面實現FMC的最終目標提供了基礎。IMS網絡架構具有分布式、呼叫會話統一控制、用戶數據集中管理、與接入無關的特點，能夠整合xDSL、LAN、WLAN、UMTS等多種接入資源，通過標準開放的業務控制接口支持統一的多媒體業務，被業界公認為是融合網絡的演進方向。但是，限于目前IMS產品的成熟度狀況，IMS網絡的大規模商業部署必將滯后于3G移動網絡的建設。在未來網絡中，很可能出現以語音業務為主的3G CS域和以多媒體業務為主的IMS長期并存的局面。因此，相應產生了一類跨越3G CS域和IMS網絡的FMC需求，即3G CS域用戶漫游到IMS網絡后，能否在保持號碼不變、終端不變的前提下繼續享用語音通信服務?
2、IMS/CS語音融合方案
本文針對跨越3G CS域和IMS網絡的FMC需求，提出一種從業務層面和終端層面進行融合的方案——IMS/CS語音融合（IMS/CS voice convergence，ICVC）方案。ICVC方案使擁有MSISDN號碼和UMTS/WiFi雙模終端的3G CS域用戶，漫游到WLAN覆蓋區域后，可以通過WLAN方式接入IMS網絡進行語音通信，并保持號碼不變、終端不變；離開WLAN覆蓋區域后，仍然通過CS域進行語音通信。ICVC方案提供的業務特征有：
●用戶的UMTS/WiFi雙模終端可以同時通過WLAN方式注冊到IMS網絡和通過UMTS無線方式注冊到CS域；
●使用IMS/CS語音融合業務的用戶無論在IMS網絡或CS域下進行語音通信，都以MSISDN號碼作為其業務號碼，即通過MSISDN號碼接收對端的呼叫，發起呼叫時向對端顯示MSISDN號碼：
●用戶同時注冊到IMS網絡和CS域或僅注冊到IMS網絡的情況下，網絡側收到對用戶MSISDN號碼的呼叫，優先選擇從IMS網絡接續用戶；用戶僅注冊到CS域的情況下，則由網絡側從CS域接續用戶；
●用戶同時注冊到IMS網絡和CS域或僅注冊到IMS網絡的情況下，UMTS/WiFi雙模終端優先選擇通過IMS網絡發起呼叫；用戶僅注冊到CS域的情況下，則通過CS域發起呼叫；
●用戶從CS域移動到IMS網絡（UMTS無線信號逐漸消失），正在進行的呼叫將會中斷，反之亦然。
2.1 網絡結構
ICVC方案的網絡結構如圖1所示。語音融合業務邏輯由同時跨接IMS網絡和CS域的IMS/CS語音融合業務服務器（ICVC AS）提供。HSS和HLR分別存儲用戶歸屬IMS網絡和CS域的用戶數據，包括用戶標識信息、IMS/CS語音融合業務簽約信息等。S-CSCF和GMSC/SSP完成IMS/CS語音融合業務在IMS網絡和CS域的觸發和呼叫控制。MGCF實現IMS網絡和CS域的互通。OCS/Hotbilling系統負責對用戶的實時計費。UE是具備同時接入IMS網絡和CS域能力的UMTS/WiFi雙模用戶終端。
圖1 IMS/CS語音融合業務的網絡結構
2.2 數據配置
ICVC方案的目的是在IMS網絡中共用用戶在CS域分配得到的MSISDN號碼，并在語音通信中盡量使用IMS網絡資源。為實現這兩個目標，同時盡量避免可能產生的信令迂回或話路迂回，需要在HSS和HLR中分別為用戶設置靈活的簽約觸發信息。此外，為解決將呼叫從IMS網絡路由至CS域、從CS域路由至IMS網絡的需求，在ICVC AS中需配置IMS過網號和CS過網號。
（1）IMS簽約信息
用戶簽約IMS/CS語音融合業務后，將在HSS中為用戶配置一條iFC（初始過濾準則），與用戶的公有用戶標識綁定。用戶進行IMS注冊時，這條iFC被下載到用戶歸屬的S-CSCF。用戶在IMS網絡下進行語音通信時，S-CSCF通過判斷iFC中包含的SPT（業務點觸發器）觸發業務到ICVC AS。
終端接入IMS網絡的方式可能有多種，除了通過WLAN方式接入，也可以通過GPRS方式接入。本文提出的ICVC方案特指用戶通過WLAN方式接入IMS網絡后繼續使用MSISDN號碼進行語音通信，即用戶通過WLAN方式接入IMS網絡時才需要觸發該業務。因此，在為IMS/CS語音融合業務設置的iFC中加入了對P-Access-Network-Info域（用戶接入網絡類型）的判定。IMS/CS語音融合業務在IMS網絡下的觸發包括以下幾種條件：
●ICVC用戶的UMTS/WiFi終端在IMS網絡下注冊；
●ICVC用戶的UMTS/WiFi終端在IMS網絡下注銷；
●S-CSCF判斷ICVC用戶的UMTS/WiFi終端在IMS網絡注冊的周期超時，仍沒有進行再注冊；
●ICVC用戶的UMTS/WiFi終端在IMS網絡下發起呼叫；
●其他IMS用戶呼叫ICVC用戶的MSISDN號碼，且ICVC用戶的UMTS/WiFi終端尚未在IMS網絡下注冊。
根據上述觸發條件，可以按如下方式設置IMS/CS語音融合業務的iFC：
（2）CS簽約信息
用戶簽約IMS/CS語音融合業務后，HLR中將為用戶配置一條T-CSI簽約信息，缺省狀態為“去激活”。用戶從IMS網絡注冊之后，這條T-CSI信息被ICVC AS激活。此時，對ICVC用戶MSISDN號碼的呼叫將由GMSC/SSP通過T-CSI觸發到ICVC AS，由ICVC AS把呼叫轉至IMS網絡接續用戶。用戶從IMS網絡注銷之后，這條T-CSI信息將被恢復到“去激活”狀態。這樣就保證了僅當用戶的UMTS/WiFi終端處于“IMS網絡可用”狀態（成功注冊到IMS網絡）時，才優先選擇從IMS網絡接續用戶。
（3）IMS過網號
IMS過網號是指向IMS網絡的路由號碼，在非IMS用戶呼叫ICVC用戶MSISDN號碼的過程中由ICVC AS分配并添加到被叫號碼中，用于將呼叫從CS域轉至IMS網絡。
（4）CS過網號
CS域過網號是指向CS域的路由號碼，在ICVC用戶尚未注冊到IMS網絡、其他IMS用戶呼叫ICVC用戶MSISDN號碼的過程中由ICVC AS分配并添加到被叫號碼中，用于將呼叫從IMS網絡轉至CS域。
2.3 實現方案
ICVC方案的實現主要包含業務激活、業務去激活、呼出和呼入4個過程。
（1）業務激活
ICVC用戶的UMTS/WiFi雙模終端進入WLAN覆蓋區域后，自動發起IMS注冊請求（用戶也可以選擇手動發起注冊請求）。S-CSCF收到注冊請求消息后，先對用戶的私有用戶標識進行鑒權，隨后從HSS下載與公有用戶標識對應的iFC集合，并根據為IMS/CS語音融合業務配置的iFC向ICVC AS發起第三方注冊。ICVC AS收到注冊消息后，發送訂閱請求到S-CSCF訂閱用戶的注冊狀態，并激活HLR中用戶簽約IMS/CS語音融合業務的T-CSI狀態。同時，ICVC AS將保存用戶IMSI號碼、MSISDN號碼、私有用戶標識和公有用戶標識的關聯信息。
（2）業務去激活
IMS/CS語音融合業務的去激活分兩種情況。其一，ICVC用戶在WLAN覆蓋區域內手動發起IMS注銷請求。S-CSCF收到注銷請求后，刪除該用戶的注冊信息，并請求HSS清除與該用戶對應的S-CSCF信息。S-CSCF根據為IMS/CS語音融合業務配置的iFC向ICVC AS發起第三方注銷，ICVC AS刪除所有與該用戶相關的業務數據，并請求HLR將用戶簽約IMS/CS語音融合業務的T-CSI狀態改為“去激活”。其二，S-CSCF判斷ICVC用戶的UMTS/WiFi雙模終端IMS注冊周期超時，仍沒有進行再注冊，S-CSCF將主動刪除該用戶的注冊信息，并通知ICVC AS用戶已注銷，ICVA AS和HSS/HLR執行相應的清除工作。
（3）呼出過程
當ICVC用戶的UMTS/WiFi雙模終端僅注冊到CS域時，終端依然選擇通過CS域發起呼叫。
當ICVC用戶的UMTS/WiFi雙模終端同時注冊到IMS網絡和CS域或僅注冊到IMS網絡時，IMS/CS語音融合業務被激活，此時終端優先選擇通過IMS網絡發起呼叫。S-CSCF收到呼叫請求后，根據為IMS/CS語音融合業務配置的iFC，觸發業務到ICVC AS。若呼叫請求消息中的主叫號碼信息是用戶的SIP URI標識，ICVC AS將按照用戶注冊時記錄的號碼關聯信息，把用戶的SIP URI替換為包含MSISDN號碼的tel URI，然后重新發起一個到對端用戶的呼叫。當對端用戶收到該呼叫時，顯示的主叫號碼是ICVC用戶的MSISDN號碼。
（4）呼入過程
當ICVC用戶的UMTS/WiFi雙模終端僅注冊到CS域時，網絡側收到對用戶MSISDN號碼的呼叫，依然選擇從CS域接續用戶，接續根據主叫用戶身份的不同分為兩種情況。
●主叫用戶是非IMS用戶，直接在CS域接續被叫ICVC用戶，不觸發IMS/CS語音融合業務。
●主叫用戶是其他IMS用戶，呼叫被路由到被叫ICVC用戶所屬的I-CSCF，I-CSCF查詢HSS發現用戶簽約未注冊業務，將呼叫轉到指定的S-CSCF。S-CSCF下載iFC后觸發IMS/CS語音融合業務。ICVC AS對用戶的MSISDN號碼進行變換，添加CS過網號，將呼叫指向MGCF，轉至CS域接續用戶。
當ICVC用戶的UMTS/WiFi雙模終端同時注冊到IMS網絡和CS域或僅注冊到IMS網絡時，IMS/CS語音融合業務被激活，此時網絡側收到對用戶MSISDN號碼的呼叫，優先選擇從IMS網絡接續用戶，根據主叫用戶身份的不同接續也分為兩種情況。
●主叫用戶是非IMS用戶，呼叫被路由到GMSC/SSP，GMSC/SSP向HLR查詢被叫ICVC用戶的T-CSI信息（“激活”狀態）后觸發IMS/CS語音融合業務。ICVC AS按照用戶注冊時記錄的號碼關聯信息，對被叫用戶的MSISDN號碼進行變換，添加IMS過網號，將呼叫指向MGCF，轉至IMS網絡接續用戶。
●主叫用戶是其他IMS用戶，由歸屬S-CSCF、直接接續被叫用戶，不觸發IMS/CS語音融合業務。
3、與VCC方案的比較
VCC（voice call continuity）是由3GPP SA2組（構架工作組）發起的一個研究語音呼叫業務在CS域和IMS網絡之間切換和保持連續性的課題，包含下列主要研究內容。
●通過在IMS網絡中引入VCC應用服務器，對語音呼叫進行控制，實現語音呼叫的連續性，在不改變移動網絡的基礎上，實現固定移動融合。
●將VCC應用服務器分解成CAMEL業務功能、域選擇功能、CS適配功能、域切換功能4個主要邏輯模塊，分別定義每個模塊的功能。
●VCC用戶所有的呼叫必須經過VCC應用服務器，執行IMS錨定過程，為域切換控制做準備。
●當VCC用戶發起呼叫時，由用戶終端根據網絡狀況、用戶喜好和運營商策略選擇合適的域。當VCC應用服務器接收到發往VCC用戶的呼叫時，將根據用戶喜好、運營商策略和用戶狀態選擇終呼使用的域。
●VCC用戶在通話狀態下，支持從IMS網絡到CS域和從CS域到IMS網絡的雙向切換，并保持語音的連續性。
●其他注冊、起呼、終呼、釋放等過程的研究。
本文提出的ICVC方案也是一種由應用層解決語音固定移動融合的方案，與作為通用解決方案的VCC相比較，ICVC方案更側重于實際運營的需求、實施的可行性和可操作性。ICVC方案以IMS網絡和CS域共用號碼、優先選擇IMS網絡承載呼叫為主要業務特征（暫不考慮域切換能力），研究和制定了一套包含網絡結構、業務流程、數據配置、網元接口等要求的技術方案，并通過靈活配置業務簽約信息和觸發方式，盡量減少可能出現的信令迂回和話路迂回。較之VCC方案，ICVC方案具有以下幾個特點。
●為簽約IMS/CS語音融合業務的ICVC用戶同時在IMS網絡配置iFC和在CS域配置T-CSI。
●通過用戶在IMS網絡的注冊/注銷行為動態地激活/去激活T-CSI狀態，保證僅在ICVC用戶處于“IMS網絡可用”狀態時，才將非IMS用戶對ICVC用戶MSISDN號碼的呼叫路由到ICVC AS，并優先選擇從IMS網絡接續用戶，避免全觸發造成的迂回問題。
●其他IMS用戶呼叫處于“IMS網絡不可用”狀態（尚未注冊到IMS網絡）的ICVC用戶時，通過匹配iFC中的“未注冊”業務觸發條件，將呼叫路由到ICVC AS，對被叫號碼進行添加CS過網號的處理，再轉至CS域接續用戶。
●其他IMS用戶呼叫處于“IMS網絡可用”狀態的ICVC用戶時，可以不觸發IMS/CS語音融合業務，而由歸屬S-CSCF直接接續用戶，避免全觸發造成的迂回問題。
●在iFC中加入對用戶接入網絡類型的判定，以保證用戶通過WLAN方式接入IMS網絡時才觸發IMS/CS語音融合業務。
●重點規定ICVC AS與CSCF、HSS、GMSC/SSP、HLR網元之間的接口功能和信令要求，忽略ICVC AS的內部模塊結構。
4、結束語
固定移動融合業務是未來網絡的亮點業務，也是電信運營商向全業務運營轉型、增強核心競爭力的關鍵所在。IMS/CS語音融合方案為FMC應用提供了一個切實可行的業務實例，通過利用IMS網絡統一核心控制、接入無關的特點以及WLAN帶寬高、布設簡便的優點，將一部分語音呼叫轉移到WLAN覆蓋區域和IMS控制下面，與CS域形成互補來提供固定移動融合的語音通信服務。在下一步工作中，將對ICVC方案在呼叫策略配置、補充業務和緊急呼叫支持等方面繼續分析和研究，并通過網絡實施和應用實踐不斷提高和完善ICVC方案的成熟性和規范性。