1 引言

    IP多媒体子系统（IP Multimedia Subsystem，IMS）是由3GPP在Release 5版本提出，旨在提供增强型IP服务的全方位框架，是对IP多媒体业务进行控制的网络核心层逻辑功能实体的总称。IMS基于会话初始协议（Session Initiation Protocol，SIP），支持各种融合业务的公共平台，并且不依赖于任何接入技术。IMS不仅能够满足用户对移动多媒体业务的需求，还能满足终端客户更新颖与多样化的多媒体业务需求。IMS提供了一个完整的架构提供多媒体业务，可以同时支持固定和移动多种接入方式。目前IMS被认为是下一代网络的核心技术，也是解决移动固网融合，引入语音、数据、视频三重融合等差异化业务的首要方式。

    本技术方案描述的IMS域多媒体振铃业务属于主叫定制的业务，业务感受则由被叫用户体验。业务用户可以为某一位或某一组被叫用户设定不同的个性化振铃媒体，如音频、视频、图片、文本和电子名片。当主叫呼叫被叫时，被叫终端振铃过程中，被叫将从网络接收到主叫预设的包含了多种媒体信息的个性化振铃，并将多媒体振铃展现给被叫用户。

    2 业务背景描述

    随着电信市场竞争的日趋激烈，运营商话音业务利润不断下降，同时传统的话音和短信等业务已经不能满足用户日趋多样化与个性化的要求。面对严峻的市场形势，运营商必须寻找新的业务增长点，开发更多的增值业务。IMS多媒体彩振业务就是在这种大背景下产生的一种新的移动增值业务。

    在传统的PSTN（Public Switched Telephone Network）以及移动网络中，一个呼叫的最终目的是让两个用户进行交谈。通常，主叫用户发起呼叫后用户交谈并不会立即开始（甚至可能最终没有开始），等待时间一般是几秒到几十秒，这完全取决于被叫用户何时应答。在被叫应答之前，被叫的用户终端会播放振铃音。IMS多媒体振铃业务就是个性化振铃音的一个应用实例。

    在早期的固话与移动网络时代，被叫用户的振铃音完全是由系统默认设置。随着终端功能的发展，振铃可以由被叫用户设置为手机中存储的音频或视频文件。而多媒体彩振业务的出现，使得使用多媒体振铃业务的主叫用户为被叫设置包括音频、视频、图片、文本以及电子名片在内的多种振铃媒体。

    多媒体振铃是一个全新的移动增值业务，它不仅将原本由被叫设置振铃音扩展到由主叫设置，同时也大大地扩展了振铃媒体文件的类型，由原来单一的音、视频文件扩展到图片、文本以及电子名片以及各种媒体文件的组合。多媒体彩振业务能为用户提供更加个性化与多样化的业务体验，相信在不远的将来彩振业务就能得到市场充分的认可，并带来巨大的商业利益。

    3 技术实现

    3.1 IMS系统组网

    IMS网络由业务层、控制层、终端层以及网管计费网元组成，不同层面之间采用开放接口协议，提供以IP为承载的、基于SIP协议的多媒体会话业务的控制能力和业务提供能力，支持1x/HRPD（High Rate Packet Data），WLAN（Wireless Local Area Networks），xDSL（Digital Subscribe Line），LAN（Local Area Network），光纤接入，支持传统固定电话的接入，并可以与CDMA（Code Division Multiple Access）网络电路域、PSTN/软交换系统以及其它网络互通。IMS网络相对于软交换网络而言增加了一个外置的数据库：归属用户服务器（Home Subscriber Server，HSS），用于用户鉴权和保存用户业务触发规则。所有业务运行在控制层以上，通过SIP消息与呼叫会话控制功能（Call Session Control Function，CSCF）进行业务控制的交互。

    图1所示为IMS网络结构图，介绍了IMS网络中各网元的位置以及其它网元之间的交互，下面按照结构图对每个层面的主要功能实体进行简要的描述。

              图1 IMS网络结构图

    （1）业务层：IMS业务层网络完成IMS业务的提供、执行、IMS业务能力的抽象与开放，支持自营业务、第三方业务等多种提供方式，各IMS业务能力之间可以相互调用，并且能够开放给自营业务平台，还能够通过业务能力开发网关给第三方业务平台。

    （2）控制层：IMS控制层主要完成会话控制、资源分配、协议处理、路由、认证、计费、业务触发等功能。IMS控制层得主要功能实体如下：

    ●P-CSCF（Proxy-CSCF）：IMS用户接入IMS网络的入口节点，主要负责信令和消息的代理。

    ●I-CSCF（Interrogating-CSCF）：各个IMS归属域的入口节点，负责用户注册的S-CSCF（Serving-CSCF）的指配和查询。

    ●S-CSCF：IMS网络中的中心节点，提供注册服务、会话控制、相关的选路和业务触发等功能，并维持会话状态信息。

    ●E-CSCF（Emergency-CSCF）：IMS网络处理紧急呼叫的功能实体。

    ●HSS：负责存储IMS用户的相关信息以及其业务触发信息。

    ●AGCF（Access Gateway Control Function）：负责H.248方式接入的网元接入IMS。

    ●BFCF（Breakout Gateway Control Function）：负责存储IMS用户的相关信息及其相关业务信息。

    ●MGCF（Media Gateway Control Function）和MGW（Media Gateway）：提供IMS与PSTN、软交换、C网电路域互通时的信令控制和媒体转换功能。

    ●BAC（Border Access Controller）：位于IMS网络的边缘，是各种终端接入IMS核心网络的信令代理设备和媒体代理设备。

    ●MRFC（Media Resource Control Function）：实现媒体控制功能，如放音和通知、媒体编码格式转换、Ad hoc会议等。

    ●ENUM（E.164 Number Mapping）：处理S-CSCF，P-CSCF，AS（Application Server）的查询，将Tel URI中的E.164地址翻译成在统一IMS核心网中可路由的SIP URI。

    ●DNS（Domain Name System）：主要提供域名查询服务，P-CSCF，S-CSCF，MGCF等设备可以直接查询DNS获得被叫或注册用户归属域的I-CSCF地址，通过查询指定网元的标示得到该网元的实际IP地址。

    （3）终端层：IMS终端设备是IMS业务能力的延伸。IMS的接入终端主要包括：

    ●固定终端：支持IMS SIP协议并且通过xDSL，WLAN，LAN接入IMS的终端，SIP IAD（Integrated Access Device），SIP AG（Access Gateway），PON（Passive Optical Network），H248 AG/IAD等终端。

    ●IP软终端：指支持IMS SIP协议并且通过xDSL，WLAN，LAN接入IMS网络的一种软件客户端，通常安装在个人PC等设备上。WEB客户端也是软终端的一种。

    （4）网管与运营支撑网元主要如下：

    ●OMC（Operations & Maintenance Center）：负责IMS网络内各网元的配置管理，与网管中心连接。

    ●CCF（Content Charging Function）：负责离线计费，与计费中心连接。

    ●OCF（Online Charging System）：负责对IMS网络用户的在线计费。

    ●业务开通网关：负责业务开通。

    3.2 彩振业务平台总体结构

    多媒体彩振业务平台属于IMS网元中的一个SIP AS，位于业务层之上。彩振业务平台通过基于SIP的ISC（Internal Service Control）接口，与S-CSCF进行信令交互。SIP硬终端、SIP软终端、CDMA终端等都可以通过IMS承载层接入IMS网络，使用多媒体彩振业务。

    IMS域彩振业务平台按照功能逻辑可划分为4大部分，如图2所示，分别为SIP前台、AS、数据库、Portal。在实际组网中，这些逻辑部分可以实现在一个或多个物理实体上，多个SIP前台与多个AS之间可以交叉相连。各功能实体功能描述如下：

    图2 多媒体彩振平台结构图

    （1）SIP前台：负责对外来SIP信令以及外出SIP信令进行控制和管理，负责SIP消息的Session管理、超时重发SIP消息以及对重发消息的拦截。

    （2）AS：负责呼叫过程中IMS域彩振业务控制，通过SIP前台与S-CSCF交互。AS与S-CSCF交互以实现对业务的呼叫控制，并执行彩振的业务逻辑。

    （3）Portal：Portal是多媒体彩振业务的门户网站，多媒体彩振用户、内容提供商、运营商都可以使用WWW浏览器通过Web接口登录门户网站，并对多媒体彩振业务进行管理与配置。