HLR+EPC+HSS和IMS+HSS独立部署时VoLTE业务开展的方法

文档发布

李中科，梁斌，廖芳芳
（中兴通讯股份有限公司南京研发中心，江苏 南京 210012）
3GPP在规范增强SRVCC、业务终呼域选择SDS、终呼接入域选择（T-ADS）等VoLTE相关解决方案时，都是将
IMS HSS、HLR/EPC HSS作为统一的广义HSS来描述流程的，该广义HSS具备所有域的归属服务器功能。而在运
营商实际部署中，HLR/EPC HSS和IMS HSS往往是分开的，此时若没有HLR/EPC HSS和IMS HSS之间的交互，这
几种业务是无法开展的。针对这种场景，给出了增强SRVCC、SDS、T-ADS流程中HLR/EPC HSS和IMS HSS之间
交互的方法，使得上述VoLTE相关业务可以开展。
【摘 要】
【关键词】VoLTE HSS部署 增强SRVCC 业务域选择 终呼业务域选择
1 引言
LTE是目前国际主流的新一代宽带无线移动通信
技术，但其面向分组域业务，不能像传统的2G/3G网
络那样提供电路域（CS）业务，因此如何在LTE网络
提供语音业务（VoLTE）成为业界关注的一个问题。
为此，3GPP规范定义LTE和移动网络演进（EPC）目
标是采用IMS向用户提供多媒体语音业务，此时I M S
作为业务控制层系统，LTE和EPC仅作为承载层。相
比于目前互联网上的诸如Skype、GoogleTalk、QQ等
OTT工具，运营商借助于IMS框架开展VoLTE有自己
的独特优势，比如用户号码资源、互联互通性、QoS
保证、与电路域的切换与漫游等等。
3GPP针对该VoLTE部署的问题，标准化了本文涉及的增强的单一无线语音呼叫连续性（eSRVCC）、
业务终呼域选择（ S D S ） 、终呼接入域选择
（T-ADS）等解决方案或流程。而在这些方案中，
3GPP都是将IMS HSS、HLR和EPC HSS统一到一个
广义的“HSS”范畴内，3GPP认为运营商是分开部
署HLR/EPC HSS/IMS HSS还是单独部署不在规范定
义的范围内，其对这几个网元单独部署时，由上述流
程而引入的它们之间的交互标准更没有提及。而事实
上，目前运营商部署的HLR/EPC HSS和IMS HSS一般
都是分开部署的，除非运营商下决心将它们迁移至合
一部署，否则HLR/EPC HSS和IMS HSS的交互问题不
容回避。
针对HLR/EPC HSS和IMS HSS独立部署情形下，
本文给出了增强SRVCC、SDS、T-ADS流程中HLR/
EPC HSS和IMS HSS之间交互的方法，使得上述流程
相关的VoLTE业务可以开展。
2 VoLTE相关技术的交互
2.1 增强的SRVCC
为了减少LTE/IMS到电路域的切换时延，3GPP规
范定义了增强SRVCC（eSRVCC）方案，该方案在拜
访地增加ATCF（控制面）和ATGW（媒体面）逻辑
功能，将媒体流锚定在VPLMN中，这样发生SRVCC
切换时，在VPLMN就能完成LTE到CS切换的媒体通路
重建过程。eSRVCC方案要求IMS注册过程中SCC AS
将标识拜访地锚点ATCF的动态STN-SR下插到EPS移
动性管理网元MME中。另外，SCC AS还可能关心用
户的EPS域上报的终端SRVCC能力的信息。在HLR/
EPC HSS和IMS HSS分开部署场景下，一般Sh接口是
IMS HSS网元能力，而下插到MME以及存储EPS域上
报的终端SRVCC能力是HLR/EPC HSS的能力，所以
必须在HLR/EPC HSS和IMS HSS之间增加交互，来实
现上述功能。
如图1 所示， 本文提供了H L R / E P C H S S 和I M S
HSS之间交互的方法，其包括如下步骤：
◆用户在PS/EPS附着过程中，执行步骤101和步
骤102：
101：MME/SGSN向HLR/EPC HSS发起ULR消
息，请求中携带了UE的SRVCC能力；
1 0 2 ： H L R / E PC HSS网元收到ULR以后，更新
服务节点的信息，记录请求中携带的UE的SRVCC能
力，并下插用户签约数据到MME/SGSN，其中包含
STN-SR。
◆用户在执行IMS注册过程中，ATCF决策执行
增强SRVCC过程，ATCF分配一个动态的STN-SR，
这里称作vSTN-SR，并在SIP注册消息中将其携带给
CSCF网元。执行步骤103到步骤114：
1 0 3：CSC F向SC C AS发起第三方注册过程，发
送SIP注册请求消息给SCC AS，其中携带vSTN-SR。
SCC AS收到SIP注册请求以后，SCC AS执行第三方注
册流程。
104：SCC AS向IMS HSS通过Sh接口UDR请求读
取UE的SRVCC能力。
105：IMS HSS向用户归属的HLR/EPC HSS发送
UDR读取用户UE的SRVCC能力。
106：HLR/EPC HSS通过UDA消息将本地存储的
UE的SRVCC能力返回给IMS HSS。
107：IMS HSS将从HLR/EPC HSS收到的UE的
SRVCC能力通过UDA传给SCC AS。
108：SCC AS将收到的vSTN-SR通过PUR请求
向IMS HSS更新vSTN -SR。
109：IMS HSS向用户归属的HLR/EPC HSS发送
PUR消息请求更新vSTN-SR。
110：HLR/EPC HSS将vSTN-SR更新到本地。
若vSTN-SR和前面STN-SR不同，需要执行步骤111
和步骤112；否则，执行步骤113。
111：HLR/EPC HSS将变更后的vSTN-SR以新
的STN-SR通过IDR消息发给MME或SGSN。
112：MME或SGSN向HLR/EPC HSS返回IDA消
息，指示HLR/EPC HSS数据下插操作成功。
113：IMS HSS返回UDA消息给SCC AS，指示更
新vSTN-SR操作成功。
114：SCC AS向CSCF返回SIP注册成功响应消息
（200 OK），结束第三方注册流程。
2.2 业务域选择
当I M S 部署初期， 大部分的用户还是C S 用户，不可能所有的终呼都先路由到IMS域后再作终呼域选
择，特别当大部分始呼都来自CS域用户时。这时需要
HLR作CS/IMS的语音终呼域选择。
H LR/ E PC H S S 作CS/IMS的语音终呼域选择，
指的是当用户在IMS域和CS域注册时，G-MSC通过
MAP_SRI查询路由信息时，由HLR/EPC HSS根据两
个域的注册状态、用户偏好、运营商策略等因素来决
定后续呼叫到底接到哪个域。后续GMSC会根据HLR/
EPC HSS的终呼域选择结果，来将后续的呼叫过程接
续到MGCF（当选择在IMS域时）、VMSC（当选择在
CS域时）或者其他进一步的处理。
图2为SDS业务在HLR/EPC HSS和IMS HSS独立
部署时的交互流程图，其中包括HLR/EPC HSS从IMS
HSS获取用户IMS注册状态作为SDS决策依据的过程，
包括以下步骤：
2 0 1 ： 在终呼过程中， G M S C 通过向H L R / E P C
HSS发送MAP_SRI请求来查询用户路由信息。
202：HLR/EPC HSS通过Sh接口UDR请求消息向
IMS HSS查询IMS用户状态。
203：IMS HSS通过Sh接口UDA响应消息返回IMS
的用户状态给HLR/EPC HSS。
204：HLR/EPC HSS根据获知的用户IMS注册状
态及存储在HLR/EPC HSS本地的其他信息（比如CS
附着状态、运营商策略、UE的SRVCC能力、用户偏
好等）作业务终呼域选择。
205：若IMS用户处于注册状态且HLR/EPC HSS
终呼域选择最终选择了IMS域，则HLR/EPC HSS在
MAP SRI响应中返回IMS MSRN给GMSC；若HLR/
EPC HSS选择了CS域，则HLR/EPC HSS在向MSC/
VLR索要漫游号码后通过MAP_SRI响应消息返回CSMSRN给GMSC。
2.3 终呼接入域选择
SCC AS在执行终呼域选择（T-ADS）过程中，
会对ICS用户从一个或多个终端完成注册的联系方式中
进行选择，并且对接入域进行选择，以将终呼发送给
选择的联系方式。在对PS域作选择时，SCC AS会通过S h接口向HSS发起T-ADS查询，HSS分别
向SGSN、MME发起查询。SGSN和MME
向HS S 返回用户当前注册小区的PS 会话上
IMS语音支持能力，以及最近的联系时间
等。HSS比较之后将UE最近联系的接入系
统的T-ADS信息返回给SC C AS，包括PS
会话上IMS语音支持能力、最近活动RAT
等。
图3为T-ADS业务在HLR/EPC HSS和
I M S H S S 独立部署时两者之间交互的流程
图，包括以下步骤：
301：SCC AS通过Sh接口UDR请求向
IMS HSS读取用户的T-ADS信息。
302：IMS HSS通过MAP ATI操作请求
向HLR/EPC HSS查询T-ADS信息。
303：HLR/EPC HSS向MME发起的S6a接口IDR
消息，查询当前TA的PS会话上支持IMS语音能力、最
近活动时间、最近活动RAT类型。
304：MME向HLR/EPC HSS返回S6a接口IDA消
息，其中包含当前TA的PS会话上支持IMS语音能力、
最近活动时间、最近活动RAT类型。305：HLR/EPC HSS向SGSN发送S6d接口IDR或
MAP_PSI消息，查询当前RA的PS会话上支持IMS语音
能力、最近活动时间、最近活动RAT类型。
306：SGSN向HLR/EPC HSS返回S6d接口IDA消
息或MAP_PSI响应消息，其中包含当前TA的PS会话上
支持IMS语音能力、最近活动时间、最近活动RAT类
型。
307：HLR/EPC HSS根据比较从MME和SGSN得
到的上述T-ADS相关信息，将最近联系的接入系统的
能力T-ADS信息通过MAP ATI操作响应消息返回给
IMS HSS信息，包括PS会话上支持IMS语音能力、最
近接入的RAT类型。
308：IMS HSS将收到的T-ADS信息通过用户数
据读取响应消息返回给SCC AS。
3 结束语
本文提出HLR/EPC HSS和IMS HSS之间交互的
方法，使得在HLR/EPC HSS和IMS HSS分开部署场景
下，增强SRVCC、SDS、T-ADS等VoLTE相关业务
可以得到开展。这对当前运营商常见的HLR/EPC HSS
和IMS HSS分开部署场景具有很强的适用性，可以保
护运营商的现有投资，减少因改造HSS合一部署而对
现网业务造成的冲击。
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