基于IMS的多媒體彩鈴關鍵問題研究

李延斌，楊艷松（中訊郵電咨詢設計院有限公司，北京100048）

0 前言

IMS多媒體彩鈴業務是一項運營商定義的業務，屬于被叫業務。當主叫發起IMS呼叫到被叫，且被叫可接收IMS來話時，如被叫開通該業務，則主叫等候被叫接聽電話時的回鈴音將會被被叫定制的音樂或其他聲音、視頻等多媒體文件的一種或者多種的組合播放替代。

被叫側可以根據用戶事先預設的條件播放相應的彩鈴文件。例如，可以根據主叫用戶的不同播放不同的彩鈴文件，在不同的時間段播放不同的彩鈴文件，對不同群組播放不同的彩鈴文件，彩鈴文件不存在或不可用時，播放默認彩鈴。如果被叫用戶只簽約語音彩鈴，那么主叫用戶發起語音呼叫和視頻呼叫時都將聽到語音彩鈴。如果被叫用戶同時簽約了語音彩鈴和視頻彩鈴，當主叫用戶發起語音呼叫時，將聽到語音彩鈴；當主叫用戶發起視頻呼叫時，將收到視頻彩鈴。

1 IMS多媒體彩鈴系統架構及網元功能

圖1示出的是IMS多媒體彩鈴系統架構。

a）多媒體彩鈴業務平臺是為IMS用戶提供彩鈴播放的系統，具備彩鈴存儲、播放和管理能力，并且支持SIP協議。主要功能是實現呼叫過程中IMS域彩鈴業務控制，指示MRF與主叫進行媒體協商等功能，篩選本次播放的彩鈴，并控制MRF播放彩鈴。

b）S-CSCF在整個IMS網絡中處于核心控制地位，接收IMS發起的注冊請求，與HSS配合對IMS終端用戶進行鑒權，并從HSS中下載IMS基本簽約數據，根據iFC執行業務觸發及路由。在運營商網絡中，不同的S－CSCF的能力集可能不同。在彩鈴流程中，SCSCF負責通過SIP消息完成與彩鈴平臺的交互。

c）MRF存儲所需的彩像文件資源，并接收彩鈴業務平臺的指示進行多媒體的播放、編碼的協商、會議資源的申請及釋放等。

d）支撐系統對多媒體彩鈴業務進行管理、配置和維護的各項操作。例如開通業務、注銷業務、SP管理媒體資源等。網管系統為多媒體彩鈴業務提供網元管理能力，主要是提供各網元的拓撲信息、告警、日志、維測、配置、統計等功能。計費系統根據彩鈴業務平臺產生的話單對用戶進行計費。

2 基于IMS的彩鈴業務信令流程

基于IMS的多媒體彩鈴信令流程主要包括以下2種方式。

2.1 信令方式

信令方式需要終端支持主動下載彩鈴文件并播放。由于網絡延時和終端支持情況等原因，這種方式有一定的局限性。圖2示出的是信令方式彩鈴流程。

①-②主叫Invite消息中攜帶主叫正常通話媒體的SDP offer和Supported：P-early media； 當被叫簽約了彩鈴業務，Invite通過被叫側彩鈴服務器到達被叫。

③被叫處于空閑狀態，返回180消息。

④多媒體彩鈴服務器收到180消息后，啟動彩鈴業務邏輯，根據用戶設置的彩鈴播放規則確定彩鈴文件。

⑤多媒體彩鈴服務器在180消息中增加多媒體彩鈴文件的MIME消息體，并將Content-type設置為相應的MIME類型。

⑥主叫客戶端解析180消息，根據得到的SIP消息中的MIME類型進行解碼后顯示。

⑦-⑧被叫摘機發送200 OK。

⑨主叫收到200 OK停止播放彩鈴。

2.2 RTP方式

2.2.1 Application Server模式

如果主叫用戶在呼叫時開啟2個端口，使用其中一個端口與彩鈴服務器交互，并接收彩鈴服務器的早期媒體流，而另外一個端口接收被叫用戶的正常媒體流，這種方式就稱為Application Server模式。該方式需要終端支持，當前部署實施也有很大局限性。

在呼叫過程中，主叫終端發起雙通道，并通過offer/answer原則分別完成與彩鈴服務器和被叫終端的協商。即正常協商Regular session和早期協商Early session，且相互獨立。當主叫用戶收到被叫用戶的應答時，終端設備關閉Early media端口，只開放Regular media端口。

具體信令流程實現方式如下：IMS域內主叫撥打被叫時的Invite消息攜帶自身的正常通話媒體請求，且Supported頭域包含Early session和100rel，用來標識支持且正在使用Application Server模式。S-CSCF將Invite請求通過被叫端多媒體彩鈴服務器發送到被叫。被叫返回180消息，攜帶被叫協商后的正常通話SDP應答。彩鈴服務器收到180消息時與MRF交互啟動彩鈴業務邏輯，獲得彩鈴媒體資源信息請求。

多媒體彩鈴服務器根據Invite消息中Supported頭域中的Early session和100rel判斷主叫終端支持Application Server模式，在返回給主叫180消息時將媒體資源信息作為早期媒體 （Early session disposition type）添加到180響應中，并且同時攜帶了正常通話的SDP響應和彩鈴媒體資源SDP請求。然后將該消息發送到主叫，主叫開始多媒體彩鈴的早期媒體協商。主叫發送可靠性臨時響應確認消息PRACK，攜帶主叫協商后的彩鈴媒體資源信息應答。多媒體彩鈴服務器向主叫發送PRACK的200 OK響應并開始播放彩鈴。

被叫摘機，多媒體彩鈴服務器收到200 OK后停止播放彩鈴。

2.2.2 Gateway模式

Gateway模式是當前使用較為廣泛的IMS彩鈴業務流程模式（見圖3）。

①-②主叫IMS用戶撥打被叫用戶，Invite消息中攜帶了主叫正常通話媒體的SDP和頭域P-Early media：Supported。

③-④被叫返回180響應，觸發多媒體彩鈴服務器啟動彩鈴業務邏輯，為播放彩鈴預留資源，同時獲得彩鈴的媒體資源信息。

⑤多媒體彩鈴服務器向主叫發送180消息，增加P-early-media頭域和彩鈴媒體信息SDP，主叫開始多媒體彩鈴的早期媒體協商。

⑥-⑨主叫發送PRACK消息，被叫返回200 OK。

⑩多媒體彩鈴服務器開始播放彩鈴。

為了完成建立通話的媒體協商，可能有以下2個流程。

流程1：為了建立主被叫的通話，多媒體彩鈴服務器向主叫發送Update消息攜帶UE B的SDP，主叫返回對Update消息的200 OK響應，攜帶主叫的SDP信息，從而主、被叫之間完成媒體協商和通話建立（見圖4）。

流程2：多媒體彩鈴服務器先向被叫發送ACK，同時向被叫發re-Invite，被叫返回的200 OK攜帶被叫的SDP。隨后多媒體彩鈴服務器通過向主叫發送Update消息將被叫的SDP帶給主叫。主叫在200 OK中返回其通話的SDP，完成媒體協商和建立通話（見圖5）。

2.2.3 2種模式比較

對于建立通話所產生的媒體流，IETF提出了2種不同的概念。主、被叫雙方真正建立通話時產生的媒體流稱為正常媒體流（Regular media），之前發生的媒體流稱為早期媒體流（Early media）。如果終端和核心網設備都能夠區分這2種媒體流，且通過不同的端口接收或發送，那么這種彩鈴實現方式就是Application Server模式，否則就是Gateway模式。

Application Server模式為較為理想的雙通道模式，將早期媒體與正常媒體分開在不同端口建立。這種方式使得早期媒體和通話的正常媒體互相獨立，實現流程較為簡單。但是需要終端和平臺支持，應用局限性較大。而Gateway模式則在同一個端口依次建立早期媒體信息和通話的正常媒體信息。流程上比前一種方式復雜，但是更容易部署實施。

2.3 IMS彩鈴的異常流程

彩鈴的異常流程主要關注以下2種情況。

a）被叫AS在準備向主叫用戶播放彩鈴時，發生錯誤（鈴音文件損壞或丟失）（X1點），此時要求播放系統默認鈴音。

b）被叫 AS與 MRF之間的交互出現錯誤（X2點），為了不影響用戶的通話，AS應當向主叫回送180消息，繼續呼叫完成媒體協商。AS發送ACK對5XX的確認。后續流程與普通彩鈴流程相同。

3 市場分析及部署策略探討

多媒體彩鈴用戶可以通過多種方式完成多媒體彩鈴業務的管理。包括可通過Web方式登陸多媒體彩鈴門戶并通過鑒權后，或撥打服務熱線進行多媒體彩鈴業務的業務配制和個人資料庫的管理。

用戶可以通過對業務配制和個人鈴音庫的管理，體驗個性化的IMS多媒體彩鈴服務。用戶可以對不同的主叫播放不同的彩鈴文件，在不同時間播放不同的彩鈴。在終端支持的前提下，體驗包括音頻、視頻、圖片、文本和電子名片等類型媒體的彩鈴。如果主叫用戶不希望被被叫用戶的彩鈴文件打擾，可以設置是否接收被叫用戶的多媒體彩鈴，以及所期望接收的媒體類型。

多媒體彩鈴播放優先級由用戶設置的時間條件與主叫條件共同決定。一般來說，主叫條件優先級高于時間條件的優先級。當用戶設置的主叫條件確定時，那么按照所配制的特殊起止時段、每天的時間段、所有時間的順序選擇播放優先級。當用戶設置的時間條件一定時，將按照個人、群組的順序確定播放優先級。

移動增值業務領域未來的趨勢是向著提供高品質、融合多種媒體、具備個性化和實用性的產品發展。多媒體彩鈴是具備了個性化和實用性的業務，在呼叫建立過程中在主叫方移動終端上播放由被叫用戶制作或選擇的視頻錄像，以生動直接的形式向主叫方展現被叫用戶想要傳達的信息。多媒體彩鈴將會給用戶帶來更豐富更精彩的體驗，也可以為運營商吸引更多的用戶。

IMS是核心網的演進趨勢，IMS不僅可以實現最初的VoIP業務，更重要的是IMS將更有效地對網絡資源、用戶資源及應用資源進行管理，提高網絡的智能，使用戶可以跨越各種網絡并使用多種終端，感受融合的通信體驗。IMS作為一個通信架構，開創了全新的電信商業模式，拓展了整個信息產業的發展空間。IMS推廣后，多媒體彩鈴必將成為移動增值業務發展的新動力，同時給SP和CP也帶來了豐富的商機。企業通過創作具有個性化需求的視頻內容和圖片內容，可以豐富用戶的體驗，更好地滿足用戶的特性化需求，也會為自身帶來更多收益。

建議IMS網絡架構下的多媒體彩鈴初期以省為單位進行部署，并隨著業務量增大逐步下移。 對于大區中心省、接入省多媒體彩鈴平臺均部署在本省，大區接入省的彩鈴平臺通過IP骨干網連接至大區中心省的IMS核心網，實現業務觸發。

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［2］汪崑，肖子玉.現有彩鈴業務平臺與IMS融合方案研究［J］.電信工程技術與標準化，2010（6）：65-69.

［3］陳靜.基于IMS的多媒體彩鈴業務解決方案 ［J］.通信世界，2007（6B）：13.