境外MVNO的VoLTE短消息業務實現方案探討

李雪馨+呂振華

【摘 要】結合完整MVNO模式的網絡架構，并參考境內運營商VoLTE短消息方案，提出境外MVNO的VoLTE短消息業務實現方案，并詳細介紹VoLTE短消息業務的始發和終結流程，為MVNO解決VoLTE用戶的短消息業務繼承問題提供參考。

【關鍵詞】完整MVNO VoLTE 短消息業務

中圖分類號：TN929.5 文獻標志碼：A 文章編號：1006-1010（2017）19-0029-05

Discussion on Implementation of VoLTE SMS for Oversea MVNO

LI Xuexin， LV Zhenhua

[Abstract] According to the network architecture of the full MVNO mode and the solution to VoLTE short message service （SMS） for domestic operators， the implementation solution to VoLTE SMS for oversea MVNO was proposed. The starting and the ending flows of VoLTE SMS were elaborated. This provides a reference to the inheritance of VoLTE users SMS for MVNO.

[Key words]full MVNO VoLTE short message service

1 引言

針對境外定居/留學/經商的華人以及經常跨境出差的中國人這兩大類客戶，國內移動運營商與境外運營商合作開展MVNO（Mobile Virtual Network Operator，虛擬網絡運營商）業務，拓展海外通信市場。隨著LTE網絡的成熟部署，VoLTE已被業界普遍接受為LTE語音的目標解決方案，作為基本電信業務之一的短消息業務也需要考慮在VoLTE網絡中的實現方案。與傳統電路域的短消息采用MAP協議承載不同，IP短消息采用IP承載，將傳統的電路域短消息以RPDU（Relay Protocol Data Unit，中繼協議數據單元）格式封裝在SIP Message的消息體中，通過與短消息中心的交互完成短消息的收發。下面將結合境外MVNO網絡結構，探討VoLTE短消息業務的實現方案。

2 境外MVNO網絡架構概述

根據業務模式和網絡架構不同，MVNO可分為移動分銷商（Wholesaler）、簡單MVNO（Simple MVNO）和完整MVNO（Full MVNO）三種。相對前兩種方式，完整MVNO雖然投資較大，但能夠提供更豐富靈活的業務，便于MVNO運營商方便地實現業務管理和部署，是國內移動運營商建設海外網絡時在海外核心區域優選的部署模式。完整MVNO網絡僅租借基礎運營商的2G/3G/4G無線子系統以及少量核心網網元，通過自建移動交換機GMSC、分組數據網關GGSN/PGW、融合HLR/HSS、短消息中心SMSC、IMS核心網元（P/I/S-CSCF、AS）等設備及自有計費與客戶管理系統，并與境內基礎網絡運營商以及第三方服務提供商（提供語音/短信轉接服務）建立連接，完成MVNO用戶的國際漫游服務。具體架構如圖1所示，可提供語音及分組數據等增值業務。

3 基于MVNO網絡VoLTE短消息業務的

實現方案

根據3GPP規范，現有短消息中心可通過新增IP-SM-GW（IP Short Message Gateway，IP短消息網關）接入IMS網絡，IP-SM-GW負責SIP協議與MAP協議的轉換，實現IP短消息與電路域短消息的互通，從而實現基于IMS網絡的IP短消息服務。

IP-SM-GW與短消息中心可通過合設或者分設方案實現IP短消息業務，運營商根據自身網絡特點選擇不同方案。國內運營商VoLTE網絡均采取大區制建設（即多個省份共用一套IMS核心網），G網運營商的短消息中心沿用標準的3GPP規范，采取IP-SM-GW與短消息中心分設方案，原有短消息中心無需改造，IMS核心網只需增加一套IP-SM-GW設備即能實現與大區內省份短消息中心的連接；而C網運營商的短消息中心使用的是CDMA MAP和SMDPP協議，路由尋址和短消息轉發不如GSM MAP和SMPP協議靈活，因此C網運營商采取合設方案，將IP-SM-GW作為IMS網絡接入模塊融入到現有短信中心，將現有短信中心升級為融合短信中心（eSMSC），短信流程更簡單。

對于已經完成完全MVNO網絡部署的運營商，通常只有一套短消息中心，采取IP-SM-GW與短消息中心合設方案，可以減少短消息中心與HSS之間的路由查詢信令，提高短信轉發效率，并且減少故障點，提升網絡穩定性。

圖2是基于MVNO網絡的VoLTE短消息業務部署的網絡組織和互通示意圖，如圖中所示，SMSC與IP-SM-GW融合為增強型短消息中心eSMSC，eSMSC通過ISC接口（SIP協議）與IMS核心網相連，完成IP短消息業務注冊和注銷功能、收發IP短消息；融合HSS儲存用戶的簽約信息，管理用戶路由信息及用戶狀態，與eSMSC之間采用Diameter協議（Sh接口）或MAP協議（J/S6C接口）；eSMSC通過SMPP協議與相關短信平臺/網關相連接，實現他網短信的收發，通過MAP協議與MNO的MSC/VLR相連接，實現電路域短信的收發。

4 短信流程分析

4.1 短消息始發流程

VoLTE用戶的IP短消息始發流程如圖3所示。

具體流程說明如下：endprint

（1）UE將短消息封裝在IP Message中發送到MVNO S-CSCF；MVNO S-CSCF根據發送方簽約的iFC配置的IP短消息網關地址，將Message轉發給eSMSC；eSMSC向UE返回202 Accepted響應和Message消息；UE返回200 ok響應。

（2）eSMSC對接收方號碼進行如下分析：

1）如果接收方是MVNO用戶，進入后續的短消息終結流程。

2）如果接收方是境內MNO號碼，轉發給境內MNO一級短信網關；接收方是當地SP短信平臺歸屬號碼，轉發至MVNO短信平臺；其他號碼轉發至第三方短信轉接商。

（3）短信網關/平臺/第三方短信轉接商返回傳送確認消息。

（4）eSMSC（IP-SM-GW）構造Message傳送報告，下發給UE，UE向eSMSC（IP-SM-GW）返回200 ok響應，并向eSMSC（IP-SM-GW）發送Message（RP_ACK）消息，eSMSC（IP-SM-GW）將202 Accepted消息返回至UE。

4.2 短消息終結流程

短消息中心與IP-SM-GW合設后，用戶在IMS域注冊，eSMSC（IP-SM-GW）記錄其注冊消息，短信到達后直接從IMS域下發短消息；下發失敗后，再通過SRI信息向融合HLR/HSS查詢用戶CS域位置信息，從CS域下發短信，具體流程如圖4所示。

具體流程說明如下：

（1）eSMSC收到短消息后，如果有IMS域的用戶注冊消息，直接從IMS域下發短信：eSMSC檢查終端的短消息業務權限和終端的格式接收能力，構造Message消息，將短消息通過S-CSCF發送給UE，UE向eSMSC返回200 ok響應；UE根據短消息接收情況，構造RP-ACK或RP-ERROR作為短消息接收的響應，編碼在Message消息中，通過S-CSCF發送給eSMSC，eSMSC向UE返回202 Accepted響應。

（2）如果IMS域沒有用戶的注冊消息，則向融合HLR/HSS發送MAP_SRI_SM消息查詢路由信息，融合HLR/HSS返回用戶VMSC地址信息。

（3）eSMSC根據MAP_SRI_SM_ACK消息中VMSC地址信息，通過VMSC將短消息發送給UE，VMSC向eSMSC發送MT_FSM_ACK消息。

（4）eSMSC向融合HLR/HSS發送Report_SM_Delivery_Status狀態報告消息，完成短消息MT過程。

5 關于異常情況的思考

VoLTE短消息業務發展前期，可能會因為漫游地LTE網絡覆蓋不足導致用戶無法接入LTE網絡，無法實現VoLTE短消息的發送和接收。當用戶無法接入LTE網絡時，對于MO流程，同時支持2G/3G/LTE的多模手機終端會自動切換到2G/3G網絡，通過現有的2G/3G漫游網絡完成短信發送流程；對于MT流程，可在eSMSC設置相應的重傳策略，例如IMS域下發失敗后，等待一定時間重發；重發N次后，轉發CS域；如果CS域下發失敗，則等待一定時間后重發N次；如果還是失敗，則將短消息緩存于待發送隊列，等待用戶注冊/用戶可達消息后從相應域下發。短信通知流程如圖5所示。

具體流程說明如下：

（1）因短信下發不成功，eSMSC將短消息緩存于待發送隊列。

（2）當融合HLR/HSS重新收到用戶的注冊信息時（IMS域或者CS與注冊），立即向eSMSC發送Alert_Service_centre消息，觸發eSMSC的短信下發流程。

（3）因為收件箱滿等原因導致無法接收短信，當用戶恢復正常接收短信后（IMS域可達），UE向S-CSCF發送可達消息，S-CSCF向融合HLR/HSS發送Ready_for_SM消息，融合HLR/HSS向eSMSC發送Alert_Service_centre消息，觸發eSMSC在IMS域下發短信。

（4）因為收件箱滿等原因導致無法接收短信，當用戶恢復正常接收短信后（CS域可達），UE向MSC發送可達消息，MSC向融合HLR/HSS發送Ready_for_SM消息，融合HLR/HSS向eSMSC發送Alert_Service_centre消息，觸發eSMSC在CS域下發短信。

6 結束語

隨著微信等即時通信工具的普及，短消息業務使用率在下降，但銀行、購物網站等對于短信驗證碼的使用需求在增加，這也是提升用戶賬戶安全性的重要手段之一。本文結合境外MVNO實際組網架構，提出通過短消息中心與IP-SM-GW合設方案實現VoLTE短消息業務，希望能為境外虛擬運營商部署VoLTE短消息業務提供參考。

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