境外MVNO的VoLTE短消息业务实现方案探讨

李雪馨+吕振华

【摘 要】结合完整MVNO模式的网络架构，并参考境内运营商VoLTE短消息方案，提出境外MVNO的VoLTE短消息业务实现方案，并详细介绍VoLTE短消息业务的始发和终结流程，为MVNO解决VoLTE用户的短消息业务继承问题提供参考。

【关键词】完整MVNO VoLTE 短消息业务

中图分类号：TN929.5 文献标志码：A 文章编号：1006-1010（2017）19-0029-05

Discussion on Implementation of VoLTE SMS for Oversea MVNO

LI Xuexin， LV Zhenhua

[Abstract] According to the network architecture of the full MVNO mode and the solution to VoLTE short message service （SMS） for domestic operators， the implementation solution to VoLTE SMS for oversea MVNO was proposed. The starting and the ending flows of VoLTE SMS were elaborated. This provides a reference to the inheritance of VoLTE users SMS for MVNO.

[Key words]full MVNO VoLTE short message service

1 引言

針对境外定居/留学/经商的华人以及经常跨境出差的中国人这两大类客户，国内移动运营商与境外运营商合作开展MVNO（Mobile Virtual Network Operator，虚拟网络运营商）业务，拓展海外通信市场。随着LTE网络的成熟部署，VoLTE已被业界普遍接受为LTE语音的目标解决方案，作为基本电信业务之一的短消息业务也需要考虑在VoLTE网络中的实现方案。与传统电路域的短消息采用MAP协议承载不同，IP短消息采用IP承载，将传统的电路域短消息以RPDU（Relay Protocol Data Unit，中继协议数据单元）格式封装在SIP Message的消息体中，通过与短消息中心的交互完成短消息的收发。下面将结合境外MVNO网络结构，探讨VoLTE短消息业务的实现方案。

2 境外MVNO网络架构概述

根据业务模式和网络架构不同，MVNO可分为移动分销商（Wholesaler）、简单MVNO（Simple MVNO）和完整MVNO（Full MVNO）三种。相对前两种方式，完整MVNO虽然投资较大，但能够提供更丰富灵活的业务，便于MVNO运营商方便地实现业务管理和部署，是国内移动运营商建设海外网络时在海外核心区域优选的部署模式。完整MVNO网络仅租借基础运营商的2G/3G/4G无线子系统以及少量核心网网元，通过自建移动交换机GMSC、分组数据网关GGSN/PGW、融合HLR/HSS、短消息中心SMSC、IMS核心网元（P/I/S-CSCF、AS）等设备及自有计费与客户管理系统，并与境内基础网络运营商以及第三方服务提供商（提供语音/短信转接服务）建立连接，完成MVNO用户的国际漫游服务。具体架构如图1所示，可提供语音及分组数据等增值业务。

3 基于MVNO网络VoLTE短消息业务的

实现方案

根据3GPP规范，现有短消息中心可通过新增IP-SM-GW（IP Short Message Gateway，IP短消息网关）接入IMS网络，IP-SM-GW负责SIP协议与MAP协议的转换，实现IP短消息与电路域短消息的互通，从而实现基于IMS网络的IP短消息服务。

IP-SM-GW与短消息中心可通过合设或者分设方案实现IP短消息业务，运营商根据自身网络特点选择不同方案。国内运营商VoLTE网络均采取大区制建设（即多个省份共用一套IMS核心网），G网运营商的短消息中心沿用标准的3GPP规范，采取IP-SM-GW与短消息中心分设方案，原有短消息中心无需改造，IMS核心网只需增加一套IP-SM-GW设备即能实现与大区内省份短消息中心的连接；而C网运营商的短消息中心使用的是CDMA MAP和SMDPP协议，路由寻址和短消息转发不如GSM MAP和SMPP协议灵活，因此C网运营商采取合设方案，将IP-SM-GW作为IMS网络接入模块融入到现有短信中心，将现有短信中心升级为融合短信中心（eSMSC），短信流程更简单。

对于已经完成完全MVNO网络部署的运营商，通常只有一套短消息中心，采取IP-SM-GW与短消息中心合设方案，可以减少短消息中心与HSS之间的路由查询信令，提高短信转发效率，并且减少故障点，提升网络稳定性。

图2是基于MVNO网络的VoLTE短消息业务部署的网络组织和互通示意图，如图中所示，SMSC与IP-SM-GW融合为增强型短消息中心eSMSC，eSMSC通过ISC接口（SIP协议）与IMS核心网相连，完成IP短消息业务注册和注销功能、收发IP短消息；融合HSS储存用户的签约信息，管理用户路由信息及用户状态，与eSMSC之间采用Diameter协议（Sh接口）或MAP协议（J/S6C接口）；eSMSC通过SMPP协议与相关短信平台/网关相连接，实现他网短信的收发，通过MAP协议与MNO的MSC/VLR相连接，实现电路域短信的收发。

4 短信流程分析

4.1 短消息始发流程

VoLTE用户的IP短消息始发流程如图3所示。

具体流程说明如下：endprint

（1）UE将短消息封装在IP Message中发送到MVNO S-CSCF；MVNO S-CSCF根据发送方签约的iFC配置的IP短消息网关地址，将Message转发给eSMSC；eSMSC向UE返回202 Accepted响应和Message消息；UE返回200 ok响应。

（2）eSMSC对接收方号码进行如下分析：

1）如果接收方是MVNO用户，进入后续的短消息终结流程。

2）如果接收方是境内MNO号码，转发给境内MNO一级短信网关；接收方是当地SP短信平台归属号码，转发至MVNO短信平台；其他号码转发至第三方短信转接商。

（3）短信网关/平台/第三方短信转接商返回传送确认消息。

（4）eSMSC（IP-SM-GW）构造Message传送报告，下发给UE，UE向eSMSC（IP-SM-GW）返回200 ok响应，并向eSMSC（IP-SM-GW）发送Message（RP_ACK）消息，eSMSC（IP-SM-GW）将202 Accepted消息返回至UE。

4.2 短消息终结流程

短消息中心与IP-SM-GW合设后，用户在IMS域注册，eSMSC（IP-SM-GW）记录其注册消息，短信到达后直接从IMS域下发短消息；下发失败后，再通过SRI信息向融合HLR/HSS查询用户CS域位置信息，从CS域下发短信，具体流程如图4所示。

具体流程说明如下：

（1）eSMSC收到短消息后，如果有IMS域的用户注册消息，直接从IMS域下发短信：eSMSC检查终端的短消息业务权限和终端的格式接收能力，构造Message消息，将短消息通过S-CSCF发送给UE，UE向eSMSC返回200 ok响应；UE根据短消息接收情況，构造RP-ACK或RP-ERROR作为短消息接收的响应，编码在Message消息中，通过S-CSCF发送给eSMSC，eSMSC向UE返回202 Accepted响应。

（2）如果IMS域没有用户的注册消息，则向融合HLR/HSS发送MAP_SRI_SM消息查询路由信息，融合HLR/HSS返回用户VMSC地址信息。

（3）eSMSC根据MAP_SRI_SM_ACK消息中VMSC地址信息，通过VMSC将短消息发送给UE，VMSC向eSMSC发送MT_FSM_ACK消息。

（4）eSMSC向融合HLR/HSS发送Report_SM_Delivery_Status状态报告消息，完成短消息MT过程。

5 关于异常情况的思考

VoLTE短消息业务发展前期，可能会因为漫游地LTE网络覆盖不足导致用户无法接入LTE网络，无法实现VoLTE短消息的发送和接收。当用户无法接入LTE网络时，对于MO流程，同时支持2G/3G/LTE的多模手机终端会自动切换到2G/3G网络，通过现有的2G/3G漫游网络完成短信发送流程；对于MT流程，可在eSMSC设置相应的重传策略，例如IMS域下发失败后，等待一定时间重发；重发N次后，转发CS域；如果CS域下发失败，则等待一定时间后重发N次；如果还是失败，则将短消息缓存于待发送队列，等待用户注册/用户可达消息后从相应域下发。短信通知流程如图5所示。

具体流程说明如下：

（1）因短信下发不成功，eSMSC将短消息缓存于待发送队列。

（2）当融合HLR/HSS重新收到用户的注册信息时（IMS域或者CS与注册），立即向eSMSC发送Alert_Service_centre消息，触发eSMSC的短信下发流程。

（3）因为收件箱满等原因导致无法接收短信，当用户恢复正常接收短信后（IMS域可达），UE向S-CSCF发送可达消息，S-CSCF向融合HLR/HSS发送Ready_for_SM消息，融合HLR/HSS向eSMSC发送Alert_Service_centre消息，触发eSMSC在IMS域下发短信。

（4）因为收件箱满等原因导致无法接收短信，当用户恢复正常接收短信后（CS域可达），UE向MSC发送可达消息，MSC向融合HLR/HSS发送Ready_for_SM消息，融合HLR/HSS向eSMSC发送Alert_Service_centre消息，触发eSMSC在CS域下发短信。

6 结束语

随着微信等即时通信工具的普及，短消息业务使用率在下降，但银行、购物网站等对于短信验证码的使用需求在增加，这也是提升用户账户安全性的重要手段之一。本文结合境外MVNO实际组网架构，提出通过短消息中心与IP-SM-GW合设方案实现VoLTE短消息业务，希望能为境外虚拟运营商部署VoLTE短消息业务提供参考。

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