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IMS无缝交换

时间：2015/6/28来源：绿色软件之家作者：网管联盟我要评论(0)

   1无缝移动技术的演进

   "无缝移动"概念，就是在不同地点使用不同的接入方式，在室外使用GSM/UMTS，在办公室使用LAN，在家中使用WiFi方式；使用不同的终端类型，如手机、PC、WiFi手机；使用同一个帐号和联系方式；当能够享用相同的业务，从而实现"无缝移动"体验。

   目前，ITU-T、ETSI、TISPAN标准组织都把固定与移动的网络融合（FMC，Fixed and Mobile Convergence）放在了核心位置。3GPP标准从R5开始在核心网增加了IMS（IP多媒体子系统）；R6中增加了WLAN接入方式；R7中增加了固定宽带接入方式，如xDSL、Cable等。R7版本是未来以IMS作为固定和移动融合核心网的一个基础的版本。

   与核心网的演进相呼应，GSM/UMTS与WLAN间无缝移动的技术也有演进过程。UMA(Unlicensed Mobile access)是FMC的雏形，IMS(IP Multimedia Subsystem)是通向FMC的目标网络架构。

   UMA网络控制器（UNC）是UMA解决方案的主要网络实体，类似于传统GSM无线接入网络（GERAN）中的基站子系统。UNC采用标准的A接口和Gb接口与核心网设备MSC和SGSN相连接，因此UMAN接入网类似传统的GERAN。UMA的好处是不需要对现有的核心网络进行任何改造，就可实现WLAN接入到现有核心网。截止目前，UMA技术较成熟。

   随着核心网呼叫控制的重心转向了的IMS，CS和IMS间的VCC（Voice Call Continuity）技术将是未来无缝移动技术的发展方向。

   2CS和IMS间的VCC技术

   基于IMS架构的VCC是指在GSM/UMTS CS域与IMS域间语音呼叫的连续性。VCC解决的主要问题是切换，包括从IMS域切换到CS域，从CS域切换到IMS域。VCC方案会影响到注册、始发呼叫、终结呼叫、网络域的选择，以及补充业务和计费等。

   在具体实现方案上最初有两种：一种是发起域控制（original domain controlled）方案，即模拟移动交换中心(MSC)局间切换；一种是IMS域控制方案，切换控制由IMS域的应用层实现。目前3GPP确定支持IMS域控制方案。

   IMS域控制方案的核心是：VCC业务部署在用户IMS归属网络，VCC用户发起或接收的呼叫都要经由归属域VCC应用实体进行处理以提供业务连续性。在CS域进行的呼叫会使用标准的CS域技术，如触发到gsmSCP，以改向路由到IMS域进行处理。

   VCC应用，VCC应用包含一系列VCC UE在IMS和CS网络间切换接入连接而同时保持同远端的呼叫连接所需的功能，包含的功能实体有：

   ◆域切换功能（DTF）, 使用ISC参考点和S-CSCF 交互执行域切换。能够在已经建立的呼叫上插入3PCC功能来实现切换，能够维护域切换策略，辅助域选择过程，能够提供域切换相关的计费，保留IMS会话主被叫号码信息。

   ◆域选择功能（DSF），为从VCC终端呼入的呼叫提供网络域的选择。它能够感知IMS和CS的注册状态，与域切换功能通信来获取VCC终端呼叫当前所在的域。决定CS域的路由号码（CSRN）。

   ◆CS适配功能（CSAF），包含的功能有当CS始呼和切换到CS域时，在IMS网络标识VCC用户；和CAMEL业务应用交互，获取呼叫在CS域中的信息组装到IMS的会话中，包括主叫号码，原被叫号码，用户位置相关信息，以及生成呼叫发起的网络信息。在CS呼叫路由到IMS过程中管理动态的IP多媒体路由号码（IMRN）。

   ◆CAMEL业务，能够执行CS重定向，可辅助IMRN的分配和释放，可使用IMRN将CS呼叫路由到IMS。将呼叫相关的CS信息传递到IMS，如主叫号码、原被叫号码、位置信息。在域切换到CS时可解析出VCC应用的PSI。
  
   VCC UE，能够存储域选择策略和域切换的限制，根据域选择策略选择主叫网络，发起域切换。并且在域切换时，保证不影响终端显示给用户的线识别。

   只要处于CS覆盖范围下，VCC终端就可注册到CS域，GSM/UMTS的移动性管理机制在终端和网络中都使用。只要VCC终端通过IP-CAN获得了IP连接，终端就可注册到IMS，过滤条件iFC包含了在ISC参考点执行第三方注册的条件。S-CSCF将此注册事件通知域选择功能。IMS注册过程独立于终端的CS状态。

   为了呼叫的域切换，VCC用户发起的语音呼叫需要在IMS锚定。当从CS域发起呼叫时，使用CAMEL重定向到用户归属的IMS网络锚定。当从IMS域发起呼叫时，VCC用户的主叫侧初始过滤条件（iFC）将触发呼叫路由到归属IMS网络的DTF，DTF按照第三方呼叫控制代理用户发起到远端的呼叫。

   为了呼叫的域切换，呼入到VCC用户的呼叫也需要在IMS中锚定。接续域的选择依赖的条件有终端在CS域的状态（连接、断开）、终端在IMS中状态（注册、未注册）、终端支持IMS多媒体电话的能力、终端注册时接入IP-CAN类型、用户属性和/或运营商策略、进行中的呼叫使用的域等。

   域切换用来提供VCC用户进行呼叫时在CS域和IMS域之间进行切换的功能。它由VCC UE发起，由归属IMS域实体DTF进行控制。下面重点介绍域切换。

   （1）UE在CS域通话过程中检测到需要向IMS域发起切换，如果尚未在IMS域注册，则首先发起注册流程。注册之后，UE在IMS域以VDI发起会话建立过程，向DTF发起切入域会话接入连接，申请向IMS域切换。

   （2）S-CSCF执行IMS域始呼处理过程，将会话路由到DTF。

   （3）DTF执行域切换过程，替换切出域原会话接入连接，更新远端接入连接。

   （4）域切换成功之后，切出域原会话接入连接释放。

   域切换功能实体（DTF）需要向远端连接发起媒体更新过程以将用户面更改到切入域接入点。如果远端侧用户是CS域/PSTN用户，用户平面路径在VCC用户和MGW之间转换。（如果远端侧用户是IMS用户，用户平面路径为端到端转换。）更新成功之后，切出域的原接入会话连接应该释放。

   IMS域控制的优点包括：无论是从CS到IMS的切换，还是从IMS到CS的切换，或是后续切换，都实行IMS集中控制，这样更有利于实现业务无缝移动；CS呼叫静态地锚定到IMS域，有利于对CS域用户提供更丰富的业务；有利于对VCC用户实行较复杂的计费策略；后续切换的效率高，不会引起菊花链效应； 当VCC流程结束后，能继续提供补充业务。CS域和IMS域都支持的融合业务在VCC的过程中也支持。IMS域控制的这些优点恰恰是发起域控制所不具备的。

   IMS域控制的缺点是：主被叫VCC用户都在CS域时，也需要IMS域的控制，路由有迂回。而发起域控制在这方面有优势，当主被叫VCC用户都在CS域时，在CS域进行呼叫处理，不需要经过CS和IMS域的边界；并且这种方案不需要改变现有的CS域网元。
  
   发起域控制和IMS域控制各有优缺点，但为了互通性考虑，最好支持一种方案。鉴于IMS是FMC的发展趋势，以及IMS域控制方式的优点，3GPP支持IMS域控制方式，标准工作的重点集中在对这种方式的完善上。

   3IMS技术展望

   VCC技术的热点问题目前有以下几个方面：补充业务的处理模式方面，IMS集中控制是未来方向，将补充业务统一放在IMS处理；域选择方面，当用户同时在CS域和IMS域进行了注册，将根据运营商的策略和用户的偏好进行路由选择，将呼叫接续到被叫；VCC目前不支持紧急呼叫；VCC目前只考虑了语音业务的切换问题，对于数据和多媒体类业务如何处理需要进一步探讨。

   目前，IMS被作为网络融合的技术被多方接受，且VCC是CS和IMS域间无缝移动关键技术。虽然VCC在标准乃至产品的成熟性等方面仍未完善，但IMS技术毕竟向网络融合迈出了坚实的一步，并将承担起网络融合的重任

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