基于VOLTE解決方案的IP短消息研究

武紅然 徐華 霍紅萍

摘要：IP-SM-GW應用于VoLTE解決方案，為基于IP的LTE終端提供與CS域終端進行短消息互通的功能。本文從VoLTE解決方案IP短消息的注冊注銷以及主被叫等流程、容災部署以及計費實現方案三個方面進行深入研究。

關鍵詞：IP-SM-GW;VoLTE

VoLTE是3GPP標準定義的，基于IMS網絡的LTE語音解決方案。IP-SM-GW應用于VoLTE解決方案，為基于IP的LTE終端提供與CS域終端進行短消息互通的功能。本文中IP短消息的實現通過IP-SM-GW作為LTE側的短消息接入點和SMSC配合提供短消息的存儲轉發功能及遞送報告的產生、發送功能。

本文從VoLTE解決方案IP短消息的流程、容災部署及計費三個方面進行深入研究。

1IP短消息流程

1.1短消息注冊、注銷流程

注冊時由S-CSCF完成對UE的鑒權。從融合HSSHSS下載用戶的業務簽約數據，并根據iFC規則向IP-SM-GW發送第三方注冊請求。IP-SM-GW收到注冊請求后，向HSS請求用戶數據。更新HSS中的透明數據，并將IP-SM-GW的地址注冊到HSS中。通知HLS用戶可及狀態。HSS存儲用戶的業務簽約數據、鑒權數據等，下發業務簽約數據并記錄注冊狀態。

注銷時由S-CSCF在用戶注冊的IP-SM-GW上發起注銷。IP-SM-GW收到注銷請求后向HSS發起注銷流程。HSS記錄用戶的注銷狀態，將原記錄的IP-SM-GW的地址更新為空。

1.2LTE用戶始發短消息流程

用戶終端將短消息發送到P-CSCF，由P-CSCF根據注冊時保存的地址信息將短消息轉發給S-CSCF。S-CSCF根據初始過濾規則iFC配置的IP-SM-GW地址，將短消息轉發給IP-SM-GW。IP-SM-GW檢查UE的短消息業務權限和發送權限，判斷是否始發短消息。將MESSAGE消息轉換成MAP消息，發送到SMSC。由SMSC完成短消息的存儲、計費和轉發短消息。

1.3LTE用戶終結短消息流程

當用戶在IMS網絡注冊時，在HSS上登記用戶所在的IP-SM-GW地址。LTE用戶終結短消息流程采用查詢路由方式，當SMSC觸發終結短消息流程時，向HSS取短消息路由。HSS將取路由請求轉發到預先登記的IP-SM-GW中，由IP-SM-GW根據數據配置進行域選擇，并指示SMSC將終結短消息發送到被叫用戶。當用戶在IMS網絡注銷時，IP-SM-GW指示HSS將原記錄的IP-SM-GW地址更新為空。在短消息終結流程中，HSS則按照CS用戶終結短消息流程處理，向SMSC發送用戶所在MSCServer的地址。

1.4短消息狀態報告和通知

當終端不可及，暫時無法接收短消息時，IP-SM-GW需要記錄不可及狀態。反之，當用戶可及時，需要IP-SM-GW通知HSS可以接收后續短消息。用戶不可及時，S-CSCF返回失敗指示終端無法接收短消息，或超時未返回響應消息。IP-SM-GW記錄不可及狀態，并向SMSC報告。IP-SM-GW向HSS發消息，指示用戶狀態置為不可及。當IP-SM-GW判斷用戶的狀態變為可及時，發消息給HSS，指示用戶可接收后續短消息。判斷依據為，接收到終端重注冊或刷新注冊的請求，接收到終端的始發IP短消息，以及接收到終端的始發呼叫。SMSC收到HSS的提醒消息后，選擇適當的時機重新嘗試短消息的下發。

1.5用戶上報內存可用通知

當終端由于內存滿導致短消息接收失敗時，終端通過MESSAGE消息攜帶RP-ERROR信息，通知IP-SM-GW。IP-SM-GW通過SMSC向HSS上報終端內存滿。當用戶刪除短消息，終端內存可用時，終端通過MESSAGE消息攜帶RP-SMMA消息，通過IP-SM-GW向HSS上報終端內存可用。

2IP短消息容災

2.1注冊時容災

當IP-SM-GW故障時，如果有UE發起注冊，則S-CSCF會選擇另一負荷分擔的互助IP-SM-GW發起第三方注冊。互助IP-SM-GW收到第三方注冊請求時，就和普通第三方注冊一樣處理即可。

2.2始發IP短消息時的容災

當IP-SM-GW故障時，如果有UE發起IP短消息業務，則S-CSCF會選擇另一負荷分擔的互助IP-SM-GW接續業務。互助IP-SM-GW收到始發IP短消息請求時，發現該UE未在互助IP-SM-GW注冊，則向HSS恢復用戶數據，然后再根據用戶數據再處理始發IP短消息。

2.3終結IP短消息取路由時的容災

當有IP-SM-GW故障或是鏈路故障導致與STP的通信中斷時，STP會將原指向該故障GT地址翻譯為負荷分擔的信令點，由互助的IP-SM-GW協助完成業務。通過消息觸發互助的IP-SM-GW從HSS恢復用戶數據，以便后續能正常處理業務。待UE發起刷新注冊后，在HSS中記錄的IP-SM-GW地址，將會刷新為新的地址。

2.4終結IP短消息遞送時的容災

如果故障是發生在為短信查路由流程后，短消息下發之前，則本次下發會因為互助的IP-SM-GW無用戶數據及IMSI與MSISDN對應關系而失敗。這和傳統IMS網元容災時接續中的呼叫會失敗的原理一樣。后續短消息中心再發起終結IP短消息時，會重新取路由，短消息可以成功被接續。

3IP短消息的計費

短消息一般由短消息中心SMSC進行計費，IP短消息也同樣。作為AS作用的IP-SM-GW可以根據要求輸出離線計費事件話單，供對賬使用，通常可以通過配置決定是否出始發短消息話單和終結短消息話單。

另外需要說明IP-SM-GW為主要網元實現的IP短消息存在以下約束項。不支持彩信，當短消息遞送失敗時由SMSC實現存儲功能。目前不提供消息群發功能，由終端自行分解為單條短消息發送。當遇到超長的IP短消息需要由終端來拆分，另外不支持超大IP短消息轉SMS，如果短消息正文轉換后超過140字節，則轉換失敗，回復錯誤。

IP-SM-GW應用于VoLTE網絡，通過和SMSC以及現網CS網絡的配合，實現了用戶IP短消息互通以及IP短消息和電路域短消息的互通，保障了用戶從CS向VOLTE遷移階段的用戶業務的一致性，平穩度過過渡期。IP短消息實現方案在未來一個時期都將會是短消息業務實現的主流技術。