淺談3G系統(tǒng)中IMS技術(shù)

【摘 要】當(dāng)前，伴隨著3G技術(shù)的快速發(fā)展，一些像中國(guó)聯(lián)通、中國(guó)移動(dòng)等電信運(yùn)營(yíng)商都開展了3G網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的建設(shè)及運(yùn)行。本文首先介紹了IMS技術(shù)的概念、特點(diǎn)。之后介紹了IMS的系統(tǒng)構(gòu)架以及GPP R5中IMS的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，最后闡述了IMS在3G移動(dòng)通信系統(tǒng)中的應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】3G系統(tǒng)；IMS技術(shù)；應(yīng)用

隨著通信技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用，尤其是第三代通信技術(shù)的出現(xiàn)，使得用戶不但能夠憑借移動(dòng)終端享受語音通信帶來的快樂，還能夠體會(huì)到視頻、數(shù)據(jù)等多媒體為其帶來的樂趣與便捷，這就使基于IP通用核心網(wǎng)IMS技術(shù)變成了現(xiàn)實(shí)。在這樣業(yè)務(wù)融合、網(wǎng)絡(luò)融合，終端融合的發(fā)展趨勢(shì)情況下，怎樣在網(wǎng)絡(luò)的演進(jìn)過程中為用戶提供無縫的多媒體會(huì)話控制是網(wǎng)絡(luò)的一種迫切需求。3GPP結(jié)合當(dāng)前的技術(shù)水平與技術(shù)條件，基于傳統(tǒng)電信網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)的無縫整合的綜合考慮，將基于IP的通用核心網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)IMS（IP Multimedia Subsystem，IP多媒體子系統(tǒng)）技術(shù)引入其中，為異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)提供了統(tǒng)一的會(huì)話控制。

一、IMS技術(shù)簡(jiǎn)介

IMS（IP Multimedia Sub system）技術(shù)即IP多媒體子系統(tǒng)技術(shù)，由3GPP標(biāo)準(zhǔn)組織在R5版本基礎(chǔ)上提出，是在基于IP的網(wǎng)絡(luò)上提供多媒體業(yè)務(wù)的通用網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。IMS的特點(diǎn)主要有以下幾個(gè)方面：第一，IMS采用分層的架構(gòu)，網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)及業(yè)務(wù)部署便捷：接入層、承載層、會(huì)話控制層、業(yè)務(wù)應(yīng)用層；第二，接入無關(guān)性，提供較好的融合特性：接入技術(shù)與核心功能之間無關(guān)；第三，基于SIP的會(huì)話控制，具有較好的多媒體業(yè)務(wù)的支持功能；第四，采用開放性分布式體系結(jié)構(gòu)，具有較好擴(kuò)展功能：業(yè)務(wù)控制接口開放，具有SIP的靈活與擴(kuò)充性；第五，用戶數(shù)據(jù)管理具有統(tǒng)一性；第六，受網(wǎng)絡(luò)服務(wù)控制，為用戶提供一致的通信體驗(yàn)；第七，基于IFC的業(yè)務(wù)觸發(fā)機(jī)制，實(shí)現(xiàn)呼叫控制與業(yè)務(wù)邏輯的分離。

二、IMS的系統(tǒng)構(gòu)架及3GPP R5中IMS的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

IMS體系結(jié)構(gòu)與CSCF的設(shè)計(jì)采用了了軟交換技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了業(yè)務(wù)與控制之間的分離、呼叫控制與媒體傳輸之間的分離。盡管IMS是3GPP為移動(dòng)用戶接入多媒體服務(wù)所開發(fā)的系統(tǒng)，但是因?yàn)槠淙鎸P域的技術(shù)進(jìn)行融合，并且在其開發(fā)時(shí)期就與其它組織之間進(jìn)行緊密合作，使得實(shí)際上，IMS技術(shù)已經(jīng)不單單是限制在僅為移動(dòng)用戶進(jìn)行服務(wù)。IMS體系結(jié)構(gòu)如圖1所示。

IMS（即IP多媒體域）是3GPP制定的UMTS R5版本中被引入的，其利用SIP作為主要的信令協(xié)議，使移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商能夠?yàn)橛脩籼峁┒说蕉说娜獻(xiàn)P的多媒體業(yè)務(wù)。IMS由呼叫狀態(tài)控制功能CSCF、媒體網(wǎng)關(guān)控制功能MGCF、媒體網(wǎng)關(guān)MGW、歸屬地用戶服務(wù)器HSS等功能實(shí)體組成。CSCF的種類包括P-CSCF、I-CSCF與S-CSCF，本質(zhì)上它們都是SIP服務(wù)器，處理SIP信令。

P-CSCF是UE聯(lián)系IMS的第一步，是UE在被訪問域（漫游時(shí)）首先要訪問的點(diǎn)，進(jìn)出的SIP消息都要通過P-CSCF。P-CSCF相當(dāng)于SIP協(xié)議定義的邊界代理服務(wù)器。

I-CSCF的功能是提供到歸屬網(wǎng)絡(luò)的入口，將歸屬網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)鋱D對(duì)其它網(wǎng)絡(luò)隱藏起來，并通過HSS為特定用戶找出相應(yīng)的S-CSCF。它是用戶終端漫游或者外來任務(wù)進(jìn)入本地服務(wù)提供商網(wǎng)絡(luò)中的聯(lián)系點(diǎn)。當(dāng)I-CSCF接到一個(gè)請(qǐng)求時(shí)，它將把請(qǐng)求路由到相應(yīng)的S-CSCF。

S-CSCF給用戶提供服務(wù)。當(dāng)終端注冊(cè)時(shí)，它同本地域的S-CSCF聯(lián)系，本地S-CSCF向用戶提供用戶預(yù)定的服務(wù)。這樣的好處是用戶即使漫游到不支持某項(xiàng)業(yè)務(wù)的網(wǎng)絡(luò)也能像在本地一樣得到需要的服務(wù)。

HSS相當(dāng)于2G網(wǎng)絡(luò)中的HLR，存儲(chǔ)了與一個(gè)單獨(dú)用戶相關(guān)的S-CSCF與相應(yīng)的用戶簡(jiǎn)介。所以其了解用戶當(dāng)前所在的位置及用戶指定的服務(wù)。CSCF能夠向HSS詢問并從中獲取信息。CX接口是HSS與CSCF之間的交互，盡管不是IETF制定的，但也是以IP為基礎(chǔ)的。

三、IMS在3G移動(dòng)通信系統(tǒng)中的應(yīng)用

隨著移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展與演進(jìn)，與IMS的融合是不可避免的主題。在網(wǎng)絡(luò)融合研究及標(biāo)準(zhǔn)制定方面，ETSI工作組的推進(jìn)速度最快，它在IMS基礎(chǔ)上展開的NGN標(biāo)準(zhǔn)化工作預(yù)計(jì)將會(huì)直接影響1TU—T的NGN標(biāo)準(zhǔn)，甚至可能成為NGN架構(gòu)的事實(shí)標(biāo)準(zhǔn)。ETSI融合的標(biāo)準(zhǔn)能夠用來支持固定業(yè)務(wù)、移動(dòng)業(yè)務(wù)以及固定移動(dòng)混合的業(yè)務(wù)。允許用戶從任何固定或移動(dòng)的終端上，通過任何兼容的接人點(diǎn)訪問完全相同的業(yè)務(wù)，包括在漫游時(shí)也能獲得相同的業(yè)務(wù)。IMS中NGN融合架構(gòu)能夠分為業(yè)務(wù)層及傳送層，而且利用面向子系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造十分便捷靈活，不僅能夠容易的將其直接引入，并且對(duì)其它標(biāo)準(zhǔn)組織定義的子系統(tǒng)進(jìn)行修改，還能夠在將來有新業(yè)務(wù)需求類別出現(xiàn)時(shí)，對(duì)新的子系統(tǒng)進(jìn)行定義與添加，而對(duì)現(xiàn)有的子系統(tǒng)則會(huì)造成較小的影響。

（1）業(yè)務(wù)層。業(yè)務(wù)層主要包括以下部件：核心IP多媒體子系統(tǒng)（IMS）、PSTN/ISDN仿真子系統(tǒng)（PES）、其他業(yè)務(wù)子系統(tǒng)及公用部件。需要特別關(guān)注的是：上面提到的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)以及相關(guān)的子系統(tǒng)都是在邏輯上的功能結(jié)構(gòu)。一系列功能實(shí)體與相關(guān)接口都包括在所有的子系統(tǒng)中。

（2）傳送層。在準(zhǔn)入控制子系統(tǒng)的控制下，傳送層在網(wǎng)絡(luò)附著子系統(tǒng)與資源中與NGN終端IP連接，并且網(wǎng)絡(luò)中附著的子系統(tǒng)（網(wǎng)絡(luò)附著子系統(tǒng)、資源及準(zhǔn)入控制子系統(tǒng)）能夠隱藏在接入網(wǎng)及核心網(wǎng)中IP層以下應(yīng)用的傳送技術(shù)。

參考文獻(xiàn)：

[1]方花英，張帆.淺談3G系統(tǒng)中 IMS 技術(shù)[J].數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用，2012，（2）.

[2]孟浩葉.淺談3G通信系統(tǒng)中IMS技術(shù)的應(yīng)用[J].中國(guó)科技博覽，2013，（29）.