基于IMS的多媒體彩鈴關(guān)鍵問題研究

李延斌，楊艷松（中訊郵電咨詢設(shè)計(jì)院有限公司，北京100048）

0 前言

IMS多媒體彩鈴業(yè)務(wù)是一項(xiàng)運(yùn)營商定義的業(yè)務(wù)，屬于被叫業(yè)務(wù)。當(dāng)主叫發(fā)起IMS呼叫到被叫，且被叫可接收IMS來話時(shí)，如被叫開通該業(yè)務(wù)，則主叫等候被叫接聽電話時(shí)的回鈴音將會被被叫定制的音樂或其他聲音、視頻等多媒體文件的一種或者多種的組合播放替代。

被叫側(cè)可以根據(jù)用戶事先預(yù)設(shè)的條件播放相應(yīng)的彩鈴文件。例如，可以根據(jù)主叫用戶的不同播放不同的彩鈴文件，在不同的時(shí)間段播放不同的彩鈴文件，對不同群組播放不同的彩鈴文件，彩鈴文件不存在或不可用時(shí)，播放默認(rèn)彩鈴。如果被叫用戶只簽約語音彩鈴，那么主叫用戶發(fā)起語音呼叫和視頻呼叫時(shí)都將聽到語音彩鈴。如果被叫用戶同時(shí)簽約了語音彩鈴和視頻彩鈴，當(dāng)主叫用戶發(fā)起語音呼叫時(shí)，將聽到語音彩鈴；當(dāng)主叫用戶發(fā)起視頻呼叫時(shí)，將收到視頻彩鈴。

1 IMS多媒體彩鈴系統(tǒng)架構(gòu)及網(wǎng)元功能

圖1示出的是IMS多媒體彩鈴系統(tǒng)架構(gòu)。

a）多媒體彩鈴業(yè)務(wù)平臺是為IMS用戶提供彩鈴播放的系統(tǒng)，具備彩鈴存儲、播放和管理能力，并且支持SIP協(xié)議。主要功能是實(shí)現(xiàn)呼叫過程中IMS域彩鈴業(yè)務(wù)控制，指示MRF與主叫進(jìn)行媒體協(xié)商等功能，篩選本次播放的彩鈴，并控制MRF播放彩鈴。

b）S-CSCF在整個IMS網(wǎng)絡(luò)中處于核心控制地位，接收IMS發(fā)起的注冊請求，與HSS配合對IMS終端用戶進(jìn)行鑒權(quán)，并從HSS中下載IMS基本簽約數(shù)據(jù)，根據(jù)iFC執(zhí)行業(yè)務(wù)觸發(fā)及路由。在運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)中，不同的S－CSCF的能力集可能不同。在彩鈴流程中，SCSCF負(fù)責(zé)通過SIP消息完成與彩鈴平臺的交互。

c）MRF存儲所需的彩像文件資源，并接收彩鈴業(yè)務(wù)平臺的指示進(jìn)行多媒體的播放、編碼的協(xié)商、會議資源的申請及釋放等。

d）支撐系統(tǒng)對多媒體彩鈴業(yè)務(wù)進(jìn)行管理、配置和維護(hù)的各項(xiàng)操作。例如開通業(yè)務(wù)、注銷業(yè)務(wù)、SP管理媒體資源等。網(wǎng)管系統(tǒng)為多媒體彩鈴業(yè)務(wù)提供網(wǎng)元管理能力，主要是提供各網(wǎng)元的拓?fù)湫畔?、告警、日志、維測、配置、統(tǒng)計(jì)等功能。計(jì)費(fèi)系統(tǒng)根據(jù)彩鈴業(yè)務(wù)平臺產(chǎn)生的話單對用戶進(jìn)行計(jì)費(fèi)。

2 基于IMS的彩鈴業(yè)務(wù)信令流程

基于IMS的多媒體彩鈴信令流程主要包括以下2種方式。

2.1 信令方式

信令方式需要終端支持主動下載彩鈴文件并播放。由于網(wǎng)絡(luò)延時(shí)和終端支持情況等原因，這種方式有一定的局限性。圖2示出的是信令方式彩鈴流程。

①-②主叫Invite消息中攜帶主叫正常通話媒體的SDP offer和Supported：P-early media； 當(dāng)被叫簽約了彩鈴業(yè)務(wù)，Invite通過被叫側(cè)彩鈴服務(wù)器到達(dá)被叫。

③被叫處于空閑狀態(tài)，返回180消息。

④多媒體彩鈴服務(wù)器收到180消息后，啟動彩鈴業(yè)務(wù)邏輯，根據(jù)用戶設(shè)置的彩鈴播放規(guī)則確定彩鈴文件。

⑤多媒體彩鈴服務(wù)器在180消息中增加多媒體彩鈴文件的MIME消息體，并將Content-type設(shè)置為相應(yīng)的MIME類型。

⑥主叫客戶端解析180消息，根據(jù)得到的SIP消息中的MIME類型進(jìn)行解碼后顯示。

⑦-⑧被叫摘機(jī)發(fā)送200 OK。

⑨主叫收到200 OK停止播放彩鈴。

2.2 RTP方式

2.2.1 Application Server模式

如果主叫用戶在呼叫時(shí)開啟2個端口，使用其中一個端口與彩鈴服務(wù)器交互，并接收彩鈴服務(wù)器的早期媒體流，而另外一個端口接收被叫用戶的正常媒體流，這種方式就稱為Application Server模式。該方式需要終端支持，當(dāng)前部署實(shí)施也有很大局限性。

在呼叫過程中，主叫終端發(fā)起雙通道，并通過offer/answer原則分別完成與彩鈴服務(wù)器和被叫終端的協(xié)商。即正常協(xié)商Regular session和早期協(xié)商Early session，且相互獨(dú)立。當(dāng)主叫用戶收到被叫用戶的應(yīng)答時(shí)，終端設(shè)備關(guān)閉Early media端口，只開放Regular media端口。

具體信令流程實(shí)現(xiàn)方式如下：IMS域內(nèi)主叫撥打被叫時(shí)的Invite消息攜帶自身的正常通話媒體請求，且Supported頭域包含Early session和100rel，用來標(biāo)識支持且正在使用Application Server模式。S-CSCF將Invite請求通過被叫端多媒體彩鈴服務(wù)器發(fā)送到被叫。被叫返回180消息，攜帶被叫協(xié)商后的正常通話SDP應(yīng)答。彩鈴服務(wù)器收到180消息時(shí)與MRF交互啟動彩鈴業(yè)務(wù)邏輯，獲得彩鈴媒體資源信息請求。

多媒體彩鈴服務(wù)器根據(jù)Invite消息中Supported頭域中的Early session和100rel判斷主叫終端支持Application Server模式，在返回給主叫180消息時(shí)將媒體資源信息作為早期媒體 （Early session disposition type）添加到180響應(yīng)中，并且同時(shí)攜帶了正常通話的SDP響應(yīng)和彩鈴媒體資源SDP請求。然后將該消息發(fā)送到主叫，主叫開始多媒體彩鈴的早期媒體協(xié)商。主叫發(fā)送可靠性臨時(shí)響應(yīng)確認(rèn)消息PRACK，攜帶主叫協(xié)商后的彩鈴媒體資源信息應(yīng)答。多媒體彩鈴服務(wù)器向主叫發(fā)送PRACK的200 OK響應(yīng)并開始播放彩鈴。

被叫摘機(jī)，多媒體彩鈴服務(wù)器收到200 OK后停止播放彩鈴。

2.2.2 Gateway模式

Gateway模式是當(dāng)前使用較為廣泛的IMS彩鈴業(yè)務(wù)流程模式（見圖3）。

①-②主叫IMS用戶撥打被叫用戶，Invite消息中攜帶了主叫正常通話媒體的SDP和頭域P-Early media：Supported。

③-④被叫返回180響應(yīng)，觸發(fā)多媒體彩鈴服務(wù)器啟動彩鈴業(yè)務(wù)邏輯，為播放彩鈴預(yù)留資源，同時(shí)獲得彩鈴的媒體資源信息。

⑤多媒體彩鈴服務(wù)器向主叫發(fā)送180消息，增加P-early-media頭域和彩鈴媒體信息SDP，主叫開始多媒體彩鈴的早期媒體協(xié)商。

⑥-⑨主叫發(fā)送PRACK消息，被叫返回200 OK。

⑩多媒體彩鈴服務(wù)器開始播放彩鈴。

為了完成建立通話的媒體協(xié)商，可能有以下2個流程。

流程1：為了建立主被叫的通話，多媒體彩鈴服務(wù)器向主叫發(fā)送Update消息攜帶UE B的SDP，主叫返回對Update消息的200 OK響應(yīng)，攜帶主叫的SDP信息，從而主、被叫之間完成媒體協(xié)商和通話建立（見圖4）。

流程2：多媒體彩鈴服務(wù)器先向被叫發(fā)送ACK，同時(shí)向被叫發(fā)re-Invite，被叫返回的200 OK攜帶被叫的SDP。隨后多媒體彩鈴服務(wù)器通過向主叫發(fā)送Update消息將被叫的SDP帶給主叫。主叫在200 OK中返回其通話的SDP，完成媒體協(xié)商和建立通話（見圖5）。

2.2.3 2種模式比較

對于建立通話所產(chǎn)生的媒體流，IETF提出了2種不同的概念。主、被叫雙方真正建立通話時(shí)產(chǎn)生的媒體流稱為正常媒體流（Regular media），之前發(fā)生的媒體流稱為早期媒體流（Early media）。如果終端和核心網(wǎng)設(shè)備都能夠區(qū)分這2種媒體流，且通過不同的端口接收或發(fā)送，那么這種彩鈴實(shí)現(xiàn)方式就是Application Server模式，否則就是Gateway模式。

Application Server模式為較為理想的雙通道模式，將早期媒體與正常媒體分開在不同端口建立。這種方式使得早期媒體和通話的正常媒體互相獨(dú)立，實(shí)現(xiàn)流程較為簡單。但是需要終端和平臺支持，應(yīng)用局限性較大。而Gateway模式則在同一個端口依次建立早期媒體信息和通話的正常媒體信息。流程上比前一種方式復(fù)雜，但是更容易部署實(shí)施。

2.3 IMS彩鈴的異常流程

彩鈴的異常流程主要關(guān)注以下2種情況。

a）被叫AS在準(zhǔn)備向主叫用戶播放彩鈴時(shí)，發(fā)生錯誤（鈴音文件損壞或丟失）（X1點(diǎn)），此時(shí)要求播放系統(tǒng)默認(rèn)鈴音。

b）被叫 AS與 MRF之間的交互出現(xiàn)錯誤（X2點(diǎn)），為了不影響用戶的通話，AS應(yīng)當(dāng)向主叫回送180消息，繼續(xù)呼叫完成媒體協(xié)商。AS發(fā)送ACK對5XX的確認(rèn)。后續(xù)流程與普通彩鈴流程相同。

3 市場分析及部署策略探討

多媒體彩鈴用戶可以通過多種方式完成多媒體彩鈴業(yè)務(wù)的管理。包括可通過Web方式登陸多媒體彩鈴門戶并通過鑒權(quán)后，或撥打服務(wù)熱線進(jìn)行多媒體彩鈴業(yè)務(wù)的業(yè)務(wù)配制和個人資料庫的管理。

用戶可以通過對業(yè)務(wù)配制和個人鈴音庫的管理，體驗(yàn)個性化的IMS多媒體彩鈴服務(wù)。用戶可以對不同的主叫播放不同的彩鈴文件，在不同時(shí)間播放不同的彩鈴。在終端支持的前提下，體驗(yàn)包括音頻、視頻、圖片、文本和電子名片等類型媒體的彩鈴。如果主叫用戶不希望被被叫用戶的彩鈴文件打擾，可以設(shè)置是否接收被叫用戶的多媒體彩鈴，以及所期望接收的媒體類型。

多媒體彩鈴播放優(yōu)先級由用戶設(shè)置的時(shí)間條件與主叫條件共同決定。一般來說，主叫條件優(yōu)先級高于時(shí)間條件的優(yōu)先級。當(dāng)用戶設(shè)置的主叫條件確定時(shí)，那么按照所配制的特殊起止時(shí)段、每天的時(shí)間段、所有時(shí)間的順序選擇播放優(yōu)先級。當(dāng)用戶設(shè)置的時(shí)間條件一定時(shí)，將按照個人、群組的順序確定播放優(yōu)先級。

移動增值業(yè)務(wù)領(lǐng)域未來的趨勢是向著提供高品質(zhì)、融合多種媒體、具備個性化和實(shí)用性的產(chǎn)品發(fā)展。多媒體彩鈴是具備了個性化和實(shí)用性的業(yè)務(wù)，在呼叫建立過程中在主叫方移動終端上播放由被叫用戶制作或選擇的視頻錄像，以生動直接的形式向主叫方展現(xiàn)被叫用戶想要傳達(dá)的信息。多媒體彩鈴將會給用戶帶來更豐富更精彩的體驗(yàn)，也可以為運(yùn)營商吸引更多的用戶。

IMS是核心網(wǎng)的演進(jìn)趨勢，IMS不僅可以實(shí)現(xiàn)最初的VoIP業(yè)務(wù)，更重要的是IMS將更有效地對網(wǎng)絡(luò)資源、用戶資源及應(yīng)用資源進(jìn)行管理，提高網(wǎng)絡(luò)的智能，使用戶可以跨越各種網(wǎng)絡(luò)并使用多種終端，感受融合的通信體驗(yàn)。IMS作為一個通信架構(gòu)，開創(chuàng)了全新的電信商業(yè)模式，拓展了整個信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展空間。IMS推廣后，多媒體彩鈴必將成為移動增值業(yè)務(wù)發(fā)展的新動力，同時(shí)給SP和CP也帶來了豐富的商機(jī)。企業(yè)通過創(chuàng)作具有個性化需求的視頻內(nèi)容和圖片內(nèi)容，可以豐富用戶的體驗(yàn)，更好地滿足用戶的特性化需求，也會為自身帶來更多收益。

建議IMS網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)下的多媒體彩鈴初期以省為單位進(jìn)行部署，并隨著業(yè)務(wù)量增大逐步下移。 對于大區(qū)中心省、接入省多媒體彩鈴平臺均部署在本省，大區(qū)接入省的彩鈴平臺通過IP骨干網(wǎng)連接至大區(qū)中心省的IMS核心網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)觸發(fā)。

［1］陳永鑫.IMS多媒體彩鈴的機(jī)理及在固網(wǎng)軟交換網(wǎng)的應(yīng)用［J］.數(shù)字通信，2009（5）：65-68.

［2］汪崑，肖子玉.現(xiàn)有彩鈴業(yè)務(wù)平臺與IMS融合方案研究［J］.電信工程技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)化，2010（6）：65-69.

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