基于IMS的多媒体彩铃关键问题研究

李延斌，杨艳松（中讯邮电咨询设计院有限公司，北京100048）

0 前言

IMS多媒体彩铃业务是一项运营商定义的业务，属于被叫业务。当主叫发起IMS呼叫到被叫，且被叫可接收IMS来话时，如被叫开通该业务，则主叫等候被叫接听电话时的回铃音将会被被叫定制的音乐或其他声音、视频等多媒体文件的一种或者多种的组合播放替代。

被叫侧可以根据用户事先预设的条件播放相应的彩铃文件。例如，可以根据主叫用户的不同播放不同的彩铃文件，在不同的时间段播放不同的彩铃文件，对不同群组播放不同的彩铃文件，彩铃文件不存在或不可用时，播放默认彩铃。如果被叫用户只签约语音彩铃，那么主叫用户发起语音呼叫和视频呼叫时都将听到语音彩铃。如果被叫用户同时签约了语音彩铃和视频彩铃，当主叫用户发起语音呼叫时，将听到语音彩铃；当主叫用户发起视频呼叫时，将收到视频彩铃。

1 IMS多媒体彩铃系统架构及网元功能

图1示出的是IMS多媒体彩铃系统架构。

a）多媒体彩铃业务平台是为IMS用户提供彩铃播放的系统，具备彩铃存储、播放和管理能力，并且支持SIP协议。主要功能是实现呼叫过程中IMS域彩铃业务控制，指示MRF与主叫进行媒体协商等功能，筛选本次播放的彩铃，并控制MRF播放彩铃。

b）S-CSCF在整个IMS网络中处于核心控制地位，接收IMS发起的注册请求，与HSS配合对IMS终端用户进行鉴权，并从HSS中下载IMS基本签约数据，根据iFC执行业务触发及路由。在运营商网络中，不同的S－CSCF的能力集可能不同。在彩铃流程中，SCSCF负责通过SIP消息完成与彩铃平台的交互。

c）MRF存储所需的彩像文件资源，并接收彩铃业务平台的指示进行多媒体的播放、编码的协商、会议资源的申请及释放等。

d）支撑系统对多媒体彩铃业务进行管理、配置和维护的各项操作。例如开通业务、注销业务、SP管理媒体资源等。网管系统为多媒体彩铃业务提供网元管理能力，主要是提供各网元的拓扑信息、告警、日志、维测、配置、统计等功能。计费系统根据彩铃业务平台产生的话单对用户进行计费。

2 基于IMS的彩铃业务信令流程

基于IMS的多媒体彩铃信令流程主要包括以下2种方式。

2.1 信令方式

信令方式需要终端支持主动下载彩铃文件并播放。由于网络延时和终端支持情况等原因，这种方式有一定的局限性。图2示出的是信令方式彩铃流程。

①-②主叫Invite消息中携带主叫正常通话媒体的SDP offer和Supported：P-early media； 当被叫签约了彩铃业务，Invite通过被叫侧彩铃服务器到达被叫。

③被叫处于空闲状态，返回180消息。

④多媒体彩铃服务器收到180消息后，启动彩铃业务逻辑，根据用户设置的彩铃播放规则确定彩铃文件。

⑤多媒体彩铃服务器在180消息中增加多媒体彩铃文件的MIME消息体，并将Content-type设置为相应的MIME类型。

⑥主叫客户端解析180消息，根据得到的SIP消息中的MIME类型进行解码后显示。

⑦-⑧被叫摘机发送200 OK。

⑨主叫收到200 OK停止播放彩铃。

2.2 RTP方式

2.2.1 Application Server模式

如果主叫用户在呼叫时开启2个端口，使用其中一个端口与彩铃服务器交互，并接收彩铃服务器的早期媒体流，而另外一个端口接收被叫用户的正常媒体流，这种方式就称为Application Server模式。该方式需要终端支持，当前部署实施也有很大局限性。

在呼叫过程中，主叫终端发起双通道，并通过offer/answer原则分别完成与彩铃服务器和被叫终端的协商。即正常协商Regular session和早期协商Early session，且相互独立。当主叫用户收到被叫用户的应答时，终端设备关闭Early media端口，只开放Regular media端口。

具体信令流程实现方式如下：IMS域内主叫拨打被叫时的Invite消息携带自身的正常通话媒体请求，且Supported头域包含Early session和100rel，用来标识支持且正在使用Application Server模式。S-CSCF将Invite请求通过被叫端多媒体彩铃服务器发送到被叫。被叫返回180消息，携带被叫协商后的正常通话SDP应答。彩铃服务器收到180消息时与MRF交互启动彩铃业务逻辑，获得彩铃媒体资源信息请求。

多媒体彩铃服务器根据Invite消息中Supported头域中的Early session和100rel判断主叫终端支持Application Server模式，在返回给主叫180消息时将媒体资源信息作为早期媒体 （Early session disposition type）添加到180响应中，并且同时携带了正常通话的SDP响应和彩铃媒体资源SDP请求。然后将该消息发送到主叫，主叫开始多媒体彩铃的早期媒体协商。主叫发送可靠性临时响应确认消息PRACK，携带主叫协商后的彩铃媒体资源信息应答。多媒体彩铃服务器向主叫发送PRACK的200 OK响应并开始播放彩铃。

被叫摘机，多媒体彩铃服务器收到200 OK后停止播放彩铃。

2.2.2 Gateway模式

Gateway模式是当前使用较为广泛的IMS彩铃业务流程模式（见图3）。

①-②主叫IMS用户拨打被叫用户，Invite消息中携带了主叫正常通话媒体的SDP和头域P-Early media：Supported。

③-④被叫返回180响应，触发多媒体彩铃服务器启动彩铃业务逻辑，为播放彩铃预留资源，同时获得彩铃的媒体资源信息。

⑤多媒体彩铃服务器向主叫发送180消息，增加P-early-media头域和彩铃媒体信息SDP，主叫开始多媒体彩铃的早期媒体协商。

⑥-⑨主叫发送PRACK消息，被叫返回200 OK。

⑩多媒体彩铃服务器开始播放彩铃。

为了完成建立通话的媒体协商，可能有以下2个流程。

流程1：为了建立主被叫的通话，多媒体彩铃服务器向主叫发送Update消息携带UE B的SDP，主叫返回对Update消息的200 OK响应，携带主叫的SDP信息，从而主、被叫之间完成媒体协商和通话建立（见图4）。

流程2：多媒体彩铃服务器先向被叫发送ACK，同时向被叫发re-Invite，被叫返回的200 OK携带被叫的SDP。随后多媒体彩铃服务器通过向主叫发送Update消息将被叫的SDP带给主叫。主叫在200 OK中返回其通话的SDP，完成媒体协商和建立通话（见图5）。

2.2.3 2种模式比较

对于建立通话所产生的媒体流，IETF提出了2种不同的概念。主、被叫双方真正建立通话时产生的媒体流称为正常媒体流（Regular media），之前发生的媒体流称为早期媒体流（Early media）。如果终端和核心网设备都能够区分这2种媒体流，且通过不同的端口接收或发送，那么这种彩铃实现方式就是Application Server模式，否则就是Gateway模式。

Application Server模式为较为理想的双通道模式，将早期媒体与正常媒体分开在不同端口建立。这种方式使得早期媒体和通话的正常媒体互相独立，实现流程较为简单。但是需要终端和平台支持，应用局限性较大。而Gateway模式则在同一个端口依次建立早期媒体信息和通话的正常媒体信息。流程上比前一种方式复杂，但是更容易部署实施。

2.3 IMS彩铃的异常流程

彩铃的异常流程主要关注以下2种情况。

a）被叫AS在准备向主叫用户播放彩铃时，发生错误（铃音文件损坏或丢失）（X1点），此时要求播放系统默认铃音。

b）被叫 AS与 MRF之间的交互出现错误（X2点），为了不影响用户的通话，AS应当向主叫回送180消息，继续呼叫完成媒体协商。AS发送ACK对5XX的确认。后续流程与普通彩铃流程相同。

3 市场分析及部署策略探讨

多媒体彩铃用户可以通过多种方式完成多媒体彩铃业务的管理。包括可通过Web方式登陆多媒体彩铃门户并通过鉴权后，或拨打服务热线进行多媒体彩铃业务的业务配制和个人资料库的管理。

用户可以通过对业务配制和个人铃音库的管理，体验个性化的IMS多媒体彩铃服务。用户可以对不同的主叫播放不同的彩铃文件，在不同时间播放不同的彩铃。在终端支持的前提下，体验包括音频、视频、图片、文本和电子名片等类型媒体的彩铃。如果主叫用户不希望被被叫用户的彩铃文件打扰，可以设置是否接收被叫用户的多媒体彩铃，以及所期望接收的媒体类型。

多媒体彩铃播放优先级由用户设置的时间条件与主叫条件共同决定。一般来说，主叫条件优先级高于时间条件的优先级。当用户设置的主叫条件确定时，那么按照所配制的特殊起止时段、每天的时间段、所有时间的顺序选择播放优先级。当用户设置的时间条件一定时，将按照个人、群组的顺序确定播放优先级。

移动增值业务领域未来的趋势是向着提供高品质、融合多种媒体、具备个性化和实用性的产品发展。多媒体彩铃是具备了个性化和实用性的业务，在呼叫建立过程中在主叫方移动终端上播放由被叫用户制作或选择的视频录像，以生动直接的形式向主叫方展现被叫用户想要传达的信息。多媒体彩铃将会给用户带来更丰富更精彩的体验，也可以为运营商吸引更多的用户。

IMS是核心网的演进趋势，IMS不仅可以实现最初的VoIP业务，更重要的是IMS将更有效地对网络资源、用户资源及应用资源进行管理，提高网络的智能，使用户可以跨越各种网络并使用多种终端，感受融合的通信体验。IMS作为一个通信架构，开创了全新的电信商业模式，拓展了整个信息产业的发展空间。IMS推广后，多媒体彩铃必将成为移动增值业务发展的新动力，同时给SP和CP也带来了丰富的商机。企业通过创作具有个性化需求的视频内容和图片内容，可以丰富用户的体验，更好地满足用户的特性化需求，也会为自身带来更多收益。

建议IMS网络架构下的多媒体彩铃初期以省为单位进行部署，并随着业务量增大逐步下移。 对于大区中心省、接入省多媒体彩铃平台均部署在本省，大区接入省的彩铃平台通过IP骨干网连接至大区中心省的IMS核心网，实现业务触发。

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