电路域与IMS域融合ICS架构探讨

爱卫生

电路域与IMS域融合ICS架构探讨，本文摘自《电信工程技术与标准化》2012年03期。【作者】 吕红卫：教授级高级工程师，现任中国移动通信集团设计院交换所所长，主要从事移动通信核心网络规划与咨询等工作。冯征：高级工程师，现任中国移动通信集团设计院高级咨询设计师，主要从事移动通信核心网络规划与咨询等工作。

【机构】 中国移动通信集团设计院有限公司；

【摘要】 未来的移动通信网络将采用以IMS为核心的统一网络架构,核心网电路域与IMS域的融合将是必然的趋势,业界提出了多种模式来实现核心网的融合,3GPP在R8版本推出的ICS模式是近来运营商较为关注的一种融合模式,本文将从架构特点、可实现的业务等角度对ICS融合模式进行分析探讨,对其在网中的应用提出建议。

【关键词】 ICS； 电路域； 多媒体域； 融合；

1引言

随着全业务运营时代的到来，国内外移动运营商纷纷选择IMS技术建设核心网络以提供移动与固定融合的业务。在IMS技术引入初期，电路域与IMS域并行组网，IMS域主要是为固定用户提供话音及数据业务，2G/3G移动用户的话音业务则由电路域提供，通过两网的互通实现融合业务，后期随着2G/3G无线网络引入LTE技术，IMS域将通过核心网分组域为移动用户提供话音业务，移动核心网络将向以IMS为核心控制、分组域承载业务的网络架构演进。

对于已建有大规模2G/3G核心网电路域的运营商而言，从满足话音业务发展、保护网络建设投资角度看,核心网络向目标架构的演进将是相当长的一个过程，电路域将与IMS长期并存，而初期采用的并行组网方式,电路域不能感知被叫用户在IMS域的注册状态；IMS域也不能感知被叫用户在电路域的附着状态，随着融合业务发展的需要，将对业务实现带来影响，需考虑电路域与IMS融合的问题。

针对电路域与IMS域的融合，业界提出了多种解决方案，如HLR与HSS融合、升级改造MSCServer等，其中3GPP在R8版本推出的ICS模式是运营商较为关注的一种模式，本文将对该模式进行重点分析。

2 ICS体系架构

3GPP于2007年底在R8版本推出了ICS(IMS Centralized Services)架构支持电路域与IMS域的融合，ICS标准架构如图1所示。

ICS架构的宗旨是将核心网电路域作为一种接入手段，所有用户均需签约为ICS用户，业务均送至IMS域来集中控制处理，并由IMS域选择承载方式。ICS架构在IMS域中新定义了一个功能实体SCCAS(业务连接控制应用服务器）及相关接口，SCCAS的主要职能是：接受用户在IMS域的注册；在所有IMS用户的主、被叫业务流程iFC中嵌入SCCAS，SCCAS为业务流程中的第一个或最后一个AS，以完成主、被叫承载网络的选择和建立，即通过电路域还是分组域建立承载。从SCCAS实现的功能来看,它主要负责用户注册和承载域的选择，IMS用户的话音业务呼叫和处理仍需由TAS(话音应用服务器）来控制实现。

ICS架构下，终端（UE)可通过I1接口（由电路域承载，采用USSD方式，为可选接口）、Gm接口（由分组域承载）直接与SCCAS通信，或者通过电路域MSCServer升级为MSC Server enhancements for ICS(ICS MSC-S)提供的12接口与SCC AS互通等3种方式实现在IMS域的注册。终端有ICS终端和非ICS终端两种，其中ICS终端是指具备ICS功能的终端，可通过前述的3种方式实现至IMS域SCC AS的注册，且ICS终端通过Gm接口和I2接口的注册相互独立。非ICS终端即为现有的普通终端,只能通过ICS MSC-S代理其完成至IMS域的注册，ICSMSC—S与IMS域中的CSCF之间采用12接口互通。

3  ICS 架构业务提供能力及业务继承性

3.1对现有业务的支持能力

目前移动核心网电路域主要为用户提供基本话音业务和增值业务，包括号码显示/限制、呼叫转移、短信、彩铃、智能网、USSD业务等。部署ICS架构后，签约业务的电路域用户所有业务呼叫需转移至IMS域，考虑到这些业务的特性，结合现网将存在已升级和未升级MSCServer两种情况，对上述业务的实现方式分析见表1所示。

由表1可见，部署ICS融合模式可支持电路域的基本业务和补充业务，但存在以下问题：

(1)若不改造现网MSC，只采用智能网锚定IMS域方式，除基本话音业务由IMS域负责完成外，大量的补充业务仍需由拜访MSCServer负责。

(2)若采用将现网MSC Server改造为ICSMSC-S(mAGCF)的方式，基本话音业务和大部分补充业务均可由IMS域负责完成，但对于短信、紧急呼叫（包括特服）、位置业务、USSD等业务功能还是需要ICSMSC—S具备电路域的功能。

(3)为了继承智能网业务，在IMS域需要新增IM—SSF AS。

(4)当电路域同时存在ICS MSC-S和普通MSCServer，且mAGCF方式和智能网锚定IMS域方式并存情况下，网络组织和业务开放较为复杂。例如：为支持“一号通”业务，IMS回呼电路域的呼叫，需在被叫号码前增加特殊路由前缀，指示移动关口局抑制T-CSI，仅在电路域接续被叫，否则将产生路由环路。

在电路域和IMS域共存阶段，运营商还将为用户提供移动与固定融合业务，如被叫一号通业务，签约该业务的用户，其移动手机、IMS固定电话等多个E.164号码将绑定到同一个号码，当用户作被叫时，将按照其设置进行同振或者顺振，该业务需由IMS域的AS控制实现。部署ICS架构后，该类业务的实现相对容易，用户也需签约为ICS用户，当登记在普通MSC-S时，仍需采用智能网锚定方案将呼叫送至IMS域；登记在ICS MSC-S(mAGCF)时，ISCMSC-S直接通过SIP消息访问IMS域的CSCF，在一定程度上优化现有智能网锚定方案的路由流程。

3.2 ICS对新增业务的支持能力

IMS域的最大特点是新增业务的部署灵活方便，且不受用户的地理位置限制，所有的业务均由归属网络实现，用户在漫游时不受拜访网络的能力限制。ICS模式可使电路域用户接入到（或锚定到）IMS域，享受IMS域丰富的业务。但实际上，限于终端能力和电路域的承载能力，以及无线空口的传输带宽限制，电路域接入用户除了基本话音业务外，基本上使用不了IMS特色增值业务。

4 ICS架构现网应用分析

4.1现网应用方式

ICS架构要求使用融合业务的电路域用户签约ICS业务（用户归属HLR中需存储其签约标识），并注册至IMS域。ICS模式在网中应用的方式有终端增强和网络增强两种，其中终端增强方式要求所有用户均使用ICS终端，ICS终端可经分组域注册至IMS网络，业务可承载在分组域上，但为支持SCCAS和ICS终端选择电路域作为承载通道，需要采用特殊路由方式将呼叫送至IMS域。终端增强方式对终端要求较高，目前尚无成熟的ICS终端，且全部用户均使用ICS终端的可操作性很差，不建议在网中采用。

网络增强方式对终端无额外要求，电路域用户可使用ICS终端或普通终端。但需在电路域内设置ICSMSC-S(同时具备IMS域AGCF功能），代理用户完成至IMS域的注册。用户使用ICS终端的方式与终端增强方式相同，用户使用非ICS终端，则由ICSMSC-S代理完成在IMS域的注册，此外，仍需采用特殊路由方式将呼叫转至IMS域，要求电路域中的MSC Server升级为ICS MSC-S，实现代理用户注册及IMS域中MAGCF的功能。如图2所示。这种方式在现网部署的可操作性较强，但需关注以下问题：

(1)电路域需改变现有的业务路由策略，将签约ICS业务的电路域用户呼叫均送至IMS域集中控制处理，在一些场景下需采用特殊路由方式将业务送至IMS域，目前较为可行的方式是智能网锚定方案，即用户需签约ICS智能网业务，通过O—CSI或T—CSI触发智能网业务，SCP在被叫号码加特殊前缀，以便主叫局可根据该前缀将呼叫送至IMS域。这意味着部署ICS架构要求现有智能网需改造支持相关功能。

(2)业务呼叫送至IMS域后，由SCC AS来选择通过分组域还是电路域来疏通用户的呼叫，一般情况下,若主被叫用户均经分组域接入，则建议选择由分组域承载业务；若主被叫用户均经电路域接入、或一个经电路域而另一个用户经分组域接入，则建议选择由电路域承载业务。

(3)现网MSC Server需升级为ICS MSC-S，但实际部署时网中MSCServer不可能同时全部升级，当网中仍存在未具备ICS功能的MSC Server时，ICS用户使用非ICS终端位于普通MSCServer覆盖范围情况下，用户仅在电路域附着，不在IMS域注册，必须采用智能网锚定方式将其主被呼叫送至IMS域。

4.2部署ICS方式对现网的改造要求

在现网中部署ICS架构，需对现网进行改造，主要体现在以下几方面：

IMS域需新增SCCAS网元，并配置承载域选择策略数据。TAS需增加处理能力，满足所有签约ICS的用户的全部话音业务处理需求。需创建ICS用户业务流程iFC数据，在主被叫业务流程iFC中嵌入SCCAS。为继承智能网业务，需部署IM-SSFAS。

电路域中的MSCServer需升级改造为ICSMSC-S，可采用全网MSC-S均升级为ICSMSC-S的方式或升级部分MSS为ICSMSC-S，普通MSC-S采用智能网锚定IMS的方式。当存在ICS用户和非ICS用户的情况下，需ICS用户签约智能网ICS业务，设置相应的SCP完成呼叫重定向。对于前一种方式，实现短信、紧急呼叫、位置业务、USSD等业务仍需要ICSMSC-S具备电路域的相关功能。后一种方式则普通MSC-S仍需负责大量的补充业务。当两种方式在网中并存时，网络组织和业务开放较为复杂。

5结束语

ICS融合模式采用将电路域接入IMS域的方式，实现业务由IMS域统一控制处理，可支持现有电路域的基本业务，及移动与固定融合的业务，该模式的主要优势是能够实现话音业务的统一路由，以通过IMS域提供基于话音的增值业务。但要发挥其优势的前提是：用户必须签约ICS，全网MSCServer均具备ICS、mAGCF功能。若网中ICSMSC-S与普通MSC Server并存，则用户位于普通MSCServer覆盖范围时，需通过智能网锚定方式将ICS用户的主被叫业务均路由至IMS域,由于ICS用户未注册在IMS域的AS上，IMSAS不能直接控制用户，因此基于某些前转类被叫业务的增值业务无法提供，仍须借助CS域的MSC Server。

网中引入ICS架构实现电路域与IMS域融合能解决两网并行方式的一些问题，但对于电路域规模较大的运营商而言，全部MSC Server同时升级为mAGCF可操作性较差，采用该架构的优势则不太明显，且会带来网络组织复杂等问题，此外，目前大部分厂家将ICS融合模式已列入研发计划，但大多认为商用时机尚不成熟,ICS产品化的积极性并不高。因此建议运营商根据网络实际情况选择合适的时机引入。

参考文献

[1] TS23.401(2009-06)GPRS enhancements for Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network(E-UTRAN)Access(Release9)[S].

[2] TS23.292V10.1.0(2010-06)IP Multimedia Subsystem(IMS)Centralized services;Stage2(Release10)[S].

[3]中国移动集团设计院有限公司.电路域与IMS域融合方案研究[Z].2010.

qinfante

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sam20120216

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