Native RCS的技术架构研究与应用实践

卢新奇，邵建

（中国移动通信集团江苏有限公司，江苏 南京 210012）

1 引言

为向移动手机用户提供增强型的通信服务以提升电信运营商的市场竞争力，GSMA（GSM协会）2008年开始推进RCS（Rich Communication Suite，融合通信）的商用化工作。经过近年的发展和商用实践，RCS功能方面从最初的增强型消息拓展到涵盖通话、消息、通讯录等完整的富媒体通信服务；标准方面从RCS1.0标准升级到RCSe（增强型RCS）、RCS5.1等。

目前RCS已获得了全球包括多家电信运营商、终端设备商和芯片厂商等组织的支持，据统计，全球已有超过40个电信运营商提供了RCS业务，如沃达丰在西班牙等多国推广RCSe业务、韩国SK电信商用了Joyn品牌的RCS产品等；国内如中国移动在今年已开展了“新通话、新消息、新联系”为特征的RCS业务应用。

RCS的实现方式主要有APP和Native两种，目前应用的RCS产品以APP方式为主，需要用户下载和安装才能使用。对比市场上的OTT产品如WhatsApp、WeChat（微信）等，RCS并不具有市场优势，如对用户缺乏吸引力、用户黏性低、产品活跃度低等问题突出，究其原因，主要包括如下3个方面：

◆RCS业务基于IMS（IP Multimedia Subsystem，IP多媒体子系统）叠加AS（Application Server，应用服务器）设计，体系架构复杂，不能快速灵活地部署新业务。

◆对用户的体验关注不足，难以改变用户的行为习惯。

◆协议标准复杂且推进慢，易失去市场先机。

综上所述，只有采用差异化的技术架构、产品形态和功能设计，RCS才会有发展出路。

2 基于VoLTE的RCS业务功能架构

如图1所示为新一代RCS业务系统的功能架构示意图，其中现网IMS为全国的4G用户提供VoLTE服务（LTE网络的语音通话），同时面向各省的企业用户（为主）提供VoIP业务；RCS业务系统与IMS网络、LTE网络、2G/3G网络共用HSS（Home Subscriber Server，归属签约用户服务器），用于移动用户签约信息的存储与接入鉴权；移动终端（支持Native RCS终端或者RCS APP）可通过WLAN、3G或4G移动网络的接入RCS业务平台，以使用如下以“新通话”、“新消息”和“新联系”为核心的新型通信业务。

（1）新通话

在支持传统的语音通话业务（如2G/3G呼叫、多方通话）和VoWiFi的基础上，4G移动网络基于VoLTE为用户提供高清语音、视频通话业务。

（2）新消息

图1 新一代RCS业务系统的功能架构

拓展传统的短信和即时消息功能，提供丰富多样的“新消息”服务。

1）支持多种消息形态，如基于通讯录一对一的消息、消息群发和群聊功能。

2）支持多种消息类型，如文本、语音、视频、图片、文件、表情、名片、位置信息等。

3）实现与2G/3G网络的短信、彩信之间的互联互通。

4）提供公众账号服务：公众账号作为企业、公益组织、第三方机构等面向公众提供信息的发布渠道，用户通过搜索、扫描二维码等方式关注后，可与公众账号进行消息交互以获得信息服务。

5）消息云存储：向用户提供消息的云备份与恢复功能。

（3）新联系

拓展传统的手机通讯录功能，提供便捷实用的“新联系”服务。

1）提供丰富的联系人类型，如新增“我”、公众账号和群，其中的“我”为RCS用户提供个人信息管理和移动业务办理的入口，如设置和发布本人的头像、名片等个人信息；访问网上营业厅查询电子账单、办理移动业务/套餐等。

2）联系人实时状态的查看与更新：如“开会中”、“不方便接听电话”等联系人自设置的状态提示让好友一目了然。

3）黑名单设置功能：屏蔽黑名单联系人的通话和消息。

4）云存储服务，实现对手机本地联系人信息的云端备份与恢复。

新一代的RCS业务系统的主要有2种建设方案，一是基于现网已建设的IMS系统提供业务接入，如接入鉴权、会话控制、媒体网关、IP短信互通、号码翻译/地址解析等功能；二是为RCS业务接入新建专用的IMS网络（如图1中示例），现网IMS只为RCS终端提供VoLTE业务。2种方案的RCS业务平台的功能架构都是一样的，第二种方案更适用于在RCS系统全国集中新建、统一接入服务的场景下，与现网系统只需要对接互通，而不需要复杂的改造或扩容工作。

3 Native RCS的核心技术

如果仅依靠用户（手机）自主下载和安装APP的方式来发展RCS业务，在没有丰富的业务功能和良好的用户体验的前提下，与OTT业务相比并没有市场竞争力。Native RCS是终端（手机）在生产线上就集成了RCS功能，在保留了用户传统通信习惯的前提下，通过升级手机上现有的通话、短信和通讯录三大基础通信入口，为移动用户提供丰富的通信服务。

3.1 软件架构方案

Native RCS在手机的AP（主应用芯片）内实现，直接集成于手机的操作系统软件内，如图2所示为Native RCS的整体软件架构，主要包括底层库、框架层和应用层。

图2 Native RCS的软件架构

◆底层Libraries库，实现RCS的基础协议栈如SIP（Session Initiation Protocols，会话初始协议/用于会话控制）、MSRP（Message Session Relay Protocol，消息会话传递协议/用于即时消息通信）、网络层通信等；同时封装手机相关硬件芯片的调用接口，如视频编解码接口（实现如视频压缩编码、视频解码）、音频处理接口等。VoLTE功能一般由手机通信芯片封装实现，与RCS融合。

◆业务框架层，封装并提供独立的业务功能模块，如IM（即时消息）、Presence（状态呈现）、Profile（用户注册管理）等；同时可通过Open API或SDK方式对外开放RCS的能力调用。

◆应用层，通过升级或替换传统的通讯录、电话、消息等系统应用，为用户提供RCS的功能操作界面。

3.2 Native RCS与VoLTE的融合

VoLTE功能模块在手机的通信芯片内承载，其有独立的IMS协议栈和专用的IMS APN（接入点名称），可建立有QoS保障的PDN（分组数据网络）连接；Native RCS驻留在手机的AP（应用芯片）内，一般使用自带的IMS协议栈，因而手机侧一般提供2个IMS协议栈以同时支持VoLTE和RCS功能。如图3所示，当RCS和VoLTE接入同一个IMS网络时，手机内双IMS协议栈易导致重复注册（当RCS、VoLTE使用同一个IMS账号）、手机的流量增加、手机耗电快、影响电池寿命等问题。

图3 手机侧双IMS协议栈

图4 Native RCS与VoLTE共IMS协议栈

如图4所示，当由同一个IMS网络提供服务时，在通信芯片内可提供一个共用的IMS协议栈，位于应用芯片的操作系统和通信芯片之间，以实现终端单一的IMS网络注册，该IMS协议栈支持VoLTE的信令控制，也支持RCS的协议控制功能。手机内置的Native RCS调用API接口通过WLAN、3G/4G接入IMS网络实现RCS服务，RCS和VoLTE的信令消息可以使用相同QoS的无线承载。

4 Native RCS的应用实践及未来展望

目前中国移动已推出了自主品牌的融合通信产品，以面向个人的“小溪”和面向企业的“一起”为代表。“小溪”产品基于Android操作系统以Native RCS方式呈现，或基于Android和iOS操作系统以RCS APP方式呈现，为个人移动用户提供即时消息（包括富媒体消息、群聊、公众账号等）和多媒体通信业务（如点对点的音视频通话、语音会议），目前已在江西、湖北等省推广应用。“一起”产品为企业提供了一体化的办公解决方案，主要包括企业通讯录、电话会议、邮箱服务、MAS（Mobile Agent Server，移动代理服务器）服务等。

Native RCS拥有良好的用户体验，在提供“新通话”、“新消息”和“新联系”的通信服务基础上，未来可面向用户、商户、企业/机构等开展垂直市场的深化运营。

◆以面向个人用户的公众账号为例，其相当于一个基于HTML5页面的轻应用，RCS根据实际需求可开发接入多样化的应用，如关注某个公众账号，可以提供天气查询、水电煤气费用查询与缴纳、机票酒店预定等涵盖个人生活方面的所有服务，用户不必下载安装多个APP应用。

◆以面向商户的移动广告需求为例，未来基于用户位置信息的大数据分析，可向用户推送移动广告服务。

◆以面向企业的信息化需求为例，基于RCS的开放能力，可帮助企业定制个性化的融合通信产品，提升企业用户的市场竞争力，同时发展电信运营商的RCS用户。

5 结束语

截至2015年6月底，国内的4G用户已达到了2.25亿，这为RCS的发展提供了良好的条件。Native RCS占据了终端侧的用户入口，有开放性、便捷性和优异体验等方面的优势；同时电信运营商在电子渠道、网络QoS保障、VoLTE等方面具有天然的优势，因而电信运营商应用推广Native RCS，为移动用户提供新一代的富媒体通信业务，未来市场大有可为。

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