1 引言 
   
  3GPP已经决定使用IMS作为未来的终级核心网,而运营商从十年前就已逐步使用1MS作为固定网络与移动网络的核心网。在演进过程中,CS域语音业务与IMS域语音业务会有较长时间的共存,3GPP推荐使用VCC(Voice Call Continuity,语音呼叫持续性)来解决WiFi接入(由IMS域提供语音业务)、CS域切换时的语音业务持续呼叫能力。 
  VCC可以让双模移动终端在1MS域与CS域之间切换时,保持语音呼叫不断线。常用的场景是:双模终端支持WiFi与CS域(如G网、C网)同时接入,终端在室内通过WiFi接入,由IMS核心网提供VolP语音业务。终端在室外通过CS域接入,由CS域提供语音业务。用户在室内、室外之间移动时,接入域会发生变化,但语音呼叫仍能保持不断线。 

2 VCC的网络架构 
   
  3GPP 23.206定义了VCC业务的网络架构,如图1。 
  VCC业务由VCC AS实现。3GPP定义了VCC AS,它不仅处于IMS域中,也处于CS域中。VCC AS与I-CSCF、S-CSCF、HSS有直接的连接。VCC AS与CS域的gsmSCF也有直接的连接,而gsmSCF通过CAP,WIN接口(GSM网络中使用CAP接口,CDMA网络中使用WIN接口,gsmSCF是移动智能网网元)连接到MSC。 
  VCC AS同时处于IMS域与CS域中。VCC UE所有入呼与出呼(包括CS域和JMS域的出呼)的信令路径都经过VCC AS。VCC AS决定CS域的起呼、终呼是否需要锚定(Anchor)到IMS域,只有锚定到IMS域之后,VCCAS才能进行域选择,并接受和执行VCC UE的域切换请求。 
  需要注意的是,图1的VMSC(拜访MSC,Visited or Serving MSC),GMSC(关口MSC,GatewayMSC):VMSC是CS域终端当前所在地执行呼叫控制的网元,同时充当智能网SSP,触发智能网业务;GMSC处于移动网与其它网络交界处,执行与其它网络的交互。 
  CAMEL(Customised Applications for Mobilenetwork Enhanced Logic,移动网络增强逻辑的客户化应用协议)是GSM网络的智能网协议,其中定义了CAP(CAMEL Application Part)协议。 
  GSM业务控制点(gsmSCP或gsmSCF):是GSM智能网中定义的业务逻辑控制网元,执行CAMEL业务。 
   
3 VCC的功能点 
   
  VCC AS(含gsmSCF)有四大功能: 
  (1)域选择功能(DSF,Domain SelectionFunction):为到VCC用户设备入呼呼叫选择一个适当的域(即决定哪个域用于终结语音呼叫,即决定是在IMS、还是在CS域中呼叫被叫用户),选择策略基于IMS域、CS域的注册状态、运营商的配置等信息。如果选择到CS域,则需要向HLR申请CSRN呼叫出去。 
  (2)域切换功能(DTF,Domain TransferFunction):执行会话锚定和域切换功能。会话锚定是指VCC UE在CS域呼出和CS域呼入时,会从CS域路由到VCC AS,由这个VCC AS决定本次呼叫是否要锚定到IMS域并再由VCC AS执行VCC业务。如需要锚定,执行锚定策略的VCCAS会分配IMRN。执行VCC业务的VCC AS会把IMRN替换为真正的被叫号码。会话锚定在主叫侧与被叫侧均可能发生。 
  域切换功能是指VCC AS在CS域和IMS域之间执行切换操作,把呼叫从当前域切换到另一个域。由VCC UE根据接入网络状态来决定是否发起域切换要求。如果切换到CS域则需要向HLR申请CSRN呼叫出去。 
  DT卧艮据VDN、VDI判断出接受到的请求为域切换请求,并根据VDN、VDI可以区分出切换的源、目的域。 
  (3)CS适配功能(CSAF,CS Adaptation Function):完成CS侧与IMS侧的呼叫适配工作,让VCC AS可以接受CS域的始呼,允许呼向CS域、IMS域。管理IMRN号码的分配。 

    (4)CAMEL业务功能(CSF,CAMEL ServiceFunction)与gsmSCF一起实现:作为面向CS域的CAP信令、WIN信令、MAP信令的接口模块,MAP信令用于查询CS用户注册状态。CAP/WIN信令是与MSC的接口,CSF将呼叫转向MSC。 
  VCC引入了了四种关键的号码: 
  IMRN(IP MuItimedia Routing Number):用于始呼时由CS域发起到VCC AS时所用,由gsmSCF产生,作为被叫号码发出,VCC AS用它来取得原被叫号码。并用于锚定和转移呼叫。 
  CSRN(CS Domain Routeing Number):用于在CS域终结时所用,由HLR产生它。 
  VDN(VCC Domain Transfer Number):一种E.164格式的CS公网号码,由uE发起作为从lMS域切换到CS域的请求号码(从CS发起),号码格式参考:tel;+1-212-555-5555。 
  VDI(VCC Domain Transfer URI):一种SIP URI,由UE发起作为从CS域切换到JMS域的请求URI(从IMS发起),URI格式参考:sip:domain.xfer@dtfl.homel.net。 
   
4 VCC的业务流程 
   
  表1、表2为VCC业务的主要业务流程及其分类。 

4.1 VCC UE注册 
  如图2,VCC UE需要面向IMS域与CS域均执行注册过程,注册流程和普通CS/IMS用户的相同,遵循已有的CS和IMS规范。

   如图3,VCC UE可以根据用户策略和接入可用性等因素来确定始呼是从IMS域发起,还是从CS域发起,即主叫侧(Mobile origination side)的接入网是基于IP的IMS,还是基于传统电路侧的CS域。 

    当VCC UE从IMS域发起呼叫时。主叫侧S-CSCF根据VCC用户的JFC触发到VCC AS,VCC AS像其它的B2BUA AS-样工作,S-CSCF随后按被叫号码路由到被叫侧网络。 
  如图4,当VCC uE从CS域发起呼叫时,呼叫首先到达VMSC(初始的被叫号码为N),VMSC根据触发信息触发到gsm/SCF得到IMRN作为新的被叫号码(如果gsm/SCF认为呼叫应该锚定到IMS域的话;如果gsin/SCF没有返回IMRN,则这个呼叫会按CS域路由规则执行)。这个呼叫通过IMS核心网发到了VCC AS。VCCAS找回IMRN关联的初始被叫号码,作为信令中的被叫号码发出。 

    在上述两种情况下,如果主叫终端呼出时的初始被叫号码是IMS号码,被叫侧网络(T-side,Mobiletermination side)会是IMS域。而如初始被叫号码是CS号码,被叫侧网络会是CS域。 
  VCC-UE接受呼入(终呼,Terminating Initializa-tion)。当被叫用户也是VCC-UE时,发生以下的终呼过程,必须经过VCC AS。 
  VCC AS在被叫侧要执行几个关键过程:会话锚定、域选择、失败后的域切换。 
  如图5,当入呼先呼向JMS网络时。MTS-CSCF按被叫用户的IFC触发到VCC AS,VCC服务器根据运营商的策略、用户参数、注册和呼叫状态执行会话锚定决策,在域选择过程中选择IMS域来终结语音呼叫。 

    如图6,当入呼先呼向IMS网络时,MT S-CSCF按被叫用户的IFC触发到VCC AS,VCC服务器根据运营商的策略、用户参数、注册和呼叫状态执行会话锚定决策,在域选择过程中选择CS域来终结语音呼叫。则此时,VCC AS用原始被叫号码查询得到CSRN,置为信令中的被叫号码。呼叫通过MGCFD到达VMSC。

    VMSC根据CSRN向HLR查询得到被叫的原始被叫号码,并向被叫VCC用户设备发起寻呼。 
  当入呼先呼向CS域网络时,被叫号码为被叫的原始CS域号码,GMSC通过HLR查知被叫用户签约了智能业务(图7略去HLR)。GSMC根据触发信息触发到gsm/SCF得到IMRN作为新的被叫号码(如果gsm/SCF认为呼叫应该锚定到IMS域的话;如果gsm/SCF没有返回IMRN,则这个呼叫会按CS域路由规则执行)。这个呼叫通过IMS核心网发到了VCC AS。

    VCC AS用IMRN查到原始被叫号码,根据运营商和用户参数、注册和呼叫状态执行锚定策略与域选择,这次选择IMS域终结语音呼叫。VCC AS把被叫号码变为原始被叫号码呼出。
  当入呼先呼向CS域网络时,被叫号码为被叫的原始CS域号码,GMSC通过HLR查知被叫用户签约了智能业务(图8略去HLR)。GSMC根据触发信息触发到gsm/SCF得到IMRN作为新的被叫号码(如果gsm/SCF认为呼叫应该锚定到IMS域的话)(如果gsm/SCF没有返回IMRN,则这个呼叫会按CS域路由规则执行)。这个呼叫通过JMS核心网发到了VCCAS。 
  VCC AS用IMRN查到原始被叫号码,根据运营商和用户参数、注册和呼叫状态执行锚定策略与域选择,这次选择CS域终结语音呼叫。VCC AS把被叫号码变为CSRN号码(通过HLR取得,图8略)呼出,CSCF按被叫号码路由到CS域(通过MGCF)。后面VMSC会把被叫的CSRN号码变为原始被叫号码(通过HLR取得,图8略)呼到被叫用户。

4.3 域切换 
  当某个VCCUE进入稳态呼叫之后,因为接入网状态的变化(比如当前接入域信号减弱),可以执行域切换过程,让接入网切换到另一个域。 
  如图9所示,旧的呼叫用虚线表示,因为无线环境的改变,VCC UE决定电路域的出呼切换到IMS域。

    VCC UE向IMS核心网S-CSCF发出SiP INVITE请求。请求的Request-URI设置为VCC应用服务器的PSI(VDI)。呼叫到达VCC AS后,VCC允许域切换,则VCC AS找出这个用户到另一侧(MT Side network)的呼叫信息,使用SIP Reinvite信令发起媒体切换(MTSide network可能是IMS网络或CS网络,可能是VCC UE或非VCC UE),使得左边的新呼叫与右侧的旧呼叫关联在一起。 
  当新的呼叫完全建立后,VCC AS释放左边的旧呼叫(图9中的虚线部分)。注:如果新的呼叫无法建立成功,VCC AS不会释放左边的旧呼叫,这样可以尽力保持用户的呼叫能持续下去。 

    如图10所示,旧的呼叫用虚线表示,因为无线环境的改变,VCC UE决定IMS域的出呼切换到CS域。 

    VCC UE向VMSC发起呼叫,被叫是VDN(即被叫用户号码)。VMSC向gsm/SCF查询得到IMRN(如果gsm/SCF允许域切换的话),VMSC用IMRN作为被叫呼向IMS网络。当VCC AS收到呼叫后,根据IMRN找出这个用户到另一侧(MT Side network)的呼叫信息,使用SIPReinvite信令发起媒体切换(MT Side network可能是IMS网络或CS网络,可能是VCC UE或非VCC UE),使得左边的新呼叫与右侧的旧呼叫关联在一起。 
  当新的呼叫完全建立后,VCC AS释放左边的旧呼叫(图10中的虚线部分)。注:如果新的呼叫无法建立成功,VCC AS不会释放左边的旧呼叫,这样可以尽力保持用户的呼叫能持续下去。 

5 结束语 
   
  VCC的引入需要特定的双模终端,但不影响现存的WLAN终端与移动终端。VCC UE可以与非VCC UE之间互相呼叫。 
  VCC业务较好地解决了单路呼叫在跨越IMS、CS域时的呼叫持续性问题,但不能解决域切换时部分业务的呼叫持续性问题(比如呼叫保持、呼叫等待、会议类业务)。这部分功能有望在网络整体演进到EPC架构后得到解决。 

 

作者简介:

张 琳:任教于三江学院计算机科学与工程学院,讲师,硕士研究生,主要从事移动通信技术研究、设备运维和国际标准化组织技术跟踪。

王志松:任职于中兴通讯股份有限公司产品研发体系无线经营部,主任工程师,硕士研究生。目前主要从事IMS产品的研发,主要研究方向是SIP  AS的框架与3GPP业务流程。