2017/07/DTPT

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收稿日期：2017-06-16

单IMS共号码的多业务部署方案探讨

关键词：单IMS；共号码；多注册；被叫业务选择

doi：10.12045/j.issn.1007-3043.2017.07.006中图分类号：TN914

文献标识码：A

文章编号：1007-3043（2017）07-0022-05

摘 要：提出了一种基于单IMS部署使用相同号码的不同业务的方案，并将该方案与标

准方案进行了分析和对比。该方案具备在不支持标准IMS多注册的部署网络提

供共号码的不同业务注册，并且具备向标准方案的演进能力。该方案可以为单

IMS多业务部署提供参考。

Abstract：It proposes a scheme for deploying different service with same MSISDN based on single IMS core，analyzes and contrasts this

scheme with standard multi-registration scheme. This scheme can deploy different service with same MSISDN on the single

IMS core which does not support standard IMS multi-registration，and also can evolve to the standard scheme. It provide a

reference for deploying multi service on single IMS core.

Keywords：Single IMS；Same MSISDN；Multi-registration；Terminating service selection

0 前言

随着全球越来越多的运营商部署VoLTE［1］、VoW⁃iFi［2］和RCS［3］等 IMS业务，以及用户智能终端的普及

化，每个用户同时订购多项业务变得更为普遍。

受到终端协议栈和业务网络部署策略的影响，可

能出现在同一设备上存在 2 个不同 IMS 业务的情

况［4-5］。以VoLTE和RCS业务的部署为例［6］，如果终

端芯片不支持多项 IMS业务共用相同的协议栈，当终

端的VoLTE业务使用芯片中的 IMS协议栈，而RCS使用应用层的协议栈时，需要 2个业务分别进行 IMS注

册；另外，如果VoLTE和RCS分别使用不同 IMS部署，

则无论终端协议栈如何实现，均只能使用 2个 IMS注

册［7-8］。

由于 IMS多注册的产品实现落后于标准制订，因

此大部分已部署的 IMS不支持 3GPP标准的 IMS多注

册方案，因此，如何实现多业务部署并向目标方案平滑

过渡成为面临的关键问题。

本文重点讨论基于单 IMS部署的使用相同号码的

多业务部署方案［9］，可实现到标准多注册方案的平滑

过渡。

1 IMS业务多注册关键技术

1.1 IMS标识

私有用户标识（IMPI），是由归属网络运营商定义

的具有全球唯一性的身份标识。一个 IMS用户有一个

吕光旭，胡 悦，符 刚（中国联通网络技术研究院，北京 100048）Lü Guangxu，Hu Yue，Fu Gang（China Unicom Network Technology Research Institute，Beijing 100048，China）

Discussion on Deploying Multi Services with Same MSISDN on Single IMS

引用格式：吕光旭，胡悦，符刚. 单IMS共号码的多业务部署方案探讨［J］. 邮电设计技术，2017（7）：22-26.

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唯一的 IMPI，作为在 IMS内部对该用户的唯一标识，用

于用户认证、鉴权和计费等。IMPI可以从 ISIM卡中读

取，或者从USIM卡中的 IMSI导出［10］；也可以由归属网

络运营商定义，从网络侧下发给终端。

公有用户标识（IMPU），是用户在 IMS网络中通信

的标识，用于SIP信令的路由。1个 IMS用户可以分配

1个或多个 IMPU，IMPU格式可以采用 SIP URI或 TelURI的格式［11］。

Tel URI［12］：IMS用户需要与PSTN、固定软交换和

移动软交换用户进行互通，其他网络均采用E.164号

码的编号规则［13］，为了遵从用户的使用习惯，要求使用

Tel URI机制的URI语法表示传统的E.164号码用于支

持 IMS 用户 E.164 号码的编号。在 IMS 网络中，TelURI格式的 IMPU不用于 SIP消息的路由，需要将 TelURI 转换成相应的 SIP URI 后在 IMS 网络内进行路

由。本文讨论的共号码是指多项业务使用相同的TelURI的情况。

SIP URI［14］：IMS用户需要获得一个 SIP URI格式

的公有用户标识用于消息的路由。SIP URI的通用格

式为 sip：username@domain，用户名可以采用字母或字

符的方式，通常用户名字段为用户的MSISDN。在同

一个 IMS域内的用户名不允许重复。

通常 1个 IMS用户有 3个 IMPU，1个Tel URI，2个SIP URI；一个 SIP URI用于业务路由，另一个 SIP URI仅用于注册鉴权。

IMS用户的 IMPI和 IMPU具有灵活的对应关系，

一个 IMPI可以对应多个 IMPU，即“一卡多号”；多个

IMPI也可以共享相同的 IMPU，即“一号多卡”。IMPI和 IMPU对应关系在HSS中配置并保存，可灵活修改。

1.2 终端标识

终端标识用于区分不同终端，以完成相应的业务

逻辑的处理和终端寻址。 IMS 使用的终端标识为

GRUU或 sip.instance功能标签，在非注册请求和响应

的Contact头域携带。

1.3 IMS多注册

IMS多注册是 UE、P-CSCF和 S-CSCF的附加能

力［15］，能够使同一 IMPI与网络同时保持多个 IMS注册

绑定。UE通过 IMPI和终端标识，可以同时创建多个

注册绑定，与 1个或多个联系人地址相关联。若网络

或终端不支持 IMS多注册机制，当UE在进行新的注册

时，将替换使用相同 IMPU已有的注册绑定，而不会新

建另一个注册绑定关系。

在进行 IMS注册时，如果终端能够从注册代理获

得GRUU，则GRUU应被用做终端标识。终端应当使

用GRUU作为非注册请求和响应的URI参数。例如，

INVITE请求和200 OK响应应当在Contact头域中携带

GRUU。如果客户端获取不到GRUU，则 sip.instance功能标签和取值应当被用做终端标识。

终端应当在发送的所有非注册请求和响应的

Contact头域中携带GRUU或 sip.instance标签，并且携

带相同的 instance-id值。

应用服务器可以通过第三方注册时收到的终端标

识来寻址终端。

1.4 终端单注册和双注册

对于同时支持VoLTE业务和RCS业务的终端设

备，根据终端架构和核心网部署方式，文献［6］提出了

终端单注册和双注册的概念。

当终端进行 IMS初始注册和重注册时，同时携带

VoLTE和RCS业务的 ICSI或 IARI，在建立的一个 IMS注册绑定中同时完成VoLTE业务和RCS业务的注册，

称为单注册。单注册要求VoLTE和RCS部署在相同

的 IMS中。

当终端进行 IMS初始注册和重注册时，进行 2次

独立的 IMS注册，分别携带VoLTE业务的 ICSI和RCS业务的 ICSI/IARI，为VoLTE业务和RCS业务建立 2个独立的注册绑定，称为双注册。双注册目前均为

VoLTE和RCS分别部署在不同 IMS。2 IMS多注册应用场景分析

2.1 单IMS多业务注册场景

在该场景下，网络侧部署单个 IMS，在同一终端上

有多项 IMS业务需要同时注册。

以VoLTE和RCS业务为例，从终端形态上，VoLTE通常采用原生终端，而RCS多使用可下载的客户端，

如果VoLTE和RCS同时部署在一个 IMS中，虽然 2个

业务可使用不同 IMPI和 SIP URI，但依然需要使用相

同号码，存在多业务注册和共号码的需求。这种场景

的具体需求如下：

主叫侧，由于使用不同 IMPI注册VoLTE和RCS业务，由不同应用服务器处理，因此业务无影响。

被叫侧，由于不同业务由不同应用服务器处理，因

此业务无影响。

不同业务使用不同 IMPI和SIP URI，相同Tel URI，因此需要将Tel URI映射为对应业务使用的SIP URI以

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便正确路由到被叫终端，该功能可在主叫侧或被叫侧

实现，对终端无额外要求。

2.2 单IMS多终端场景

在该场景下，网络侧部署单个 IMS，每项业务有多

个终端需要同时注册。

以可通话的智能手表为例，需要与智能手机使用

相同号码拨接电话，实现一号多机业务。

这种场景的具体需求如下：

主叫侧，需要主叫网络能够处理不同终端发给应

用服务器的相同业务请求。

被叫侧，由于不同 IMPI均注册到被叫 IMS，因此需

要被叫网络能够根据不同的注册终端进行业务分叉处

理，可按照一定处理策略将请求信令正确路由到相应

终端或全部终端；同时，还具备将不同终端的相同响应

合并的能力。

2.3 IMS多注册应用面临的问题

一方面，由于产品实现落后于标准制订，因此已部

署的多数 IMS均不支持标准的 IMS多注册；并且，主要

业务标准［1］中对于多终端场景下业务逻辑的处理也并

未详细规定。

另一方面，还需要考虑对存量终端的兼容能力，需

要一种能够从现有部署演进到标准 IMS多注册的过渡

方案，以保证业务的广泛可用和快速部署。

3 基于被叫业务选择的单IMS多业务部署方案

3.1 基本原理

本文提出的基于被叫业务选择的单 IMS多业务部

署方案针对 IMS多注册应用场景在不改造现有 IMS网元，且不影响现有业务的前提下，通过规则配置，增加

被叫业务选择功能模块实现对被叫侧相应业务进行选

择。在被叫网络侧根据 ICSI或 IARI等功能标签触发

到被叫业务选择功能模块，将信令中携带的 SIP URI修改为用于相应业务的SIP URI，实现业务信令正确路

由到相应业务终端的目的。被叫终端回复的信令按原

路返回。

被叫业务选择功能模块支持以应用服务器形式单

独部署或与业务的应用服务器合设。

在主叫侧，对于被叫为异网用户出网时，主叫网络

S-CSCF直接以Tel URI格式送 IBCF。对于主叫为异网用户入网时，IBCF查询 ENUM/

DNS翻译为携带归属网络域名的 SIP URI后送被叫网

络进行被叫业务处理。

该方案支持 INVITE、MESSAGE、OPTIONS、SUB⁃SCRIBE、NOTIFY、CANCEL、BYE、ACK 等常见 SIP 方

法。

本文将从实际部署角度，以基于单网络部署

VoLTE和RCS业务部署为例，详细描述本方案。由于

基于单 IMS的终端单注册流程与标准流程类似，因此

以下仅讨论基于单 IMS实现VoLTE和RCS双注册的实

现技术方案，采用被叫业务选择与应用服务器合设方

式。

3.2 码号

对于VoLTE和RCS业务，在双注册时，除Tel URI共用外，VoLTE和RCS使用不同的 IMPI和 IMPU，样例

如下，假设 VoLTE 业务为网络提供的默认业务，即

ENUM 中配置的 SIP URI 映射为 VoLTE 业务的 SIPURI：

IMPI1，用于 VoLTE 业务鉴权：IMSI@ims.mnc<MNC>.mcc<MCC>.3gppnetwork.org。

IMPI2，用于 RCS 业务鉴权：MSISDN@rcs.ims.mnc<MNC>.mcc<MCC>.3gppnetwork.org。

IMPU1，签约在 VoLTE隐式注册集中：tel：MSIS⁃DN。

IMPU2，用于 VoLTE 业务注册：sip：IMSI@ims.mnc<MNC>.mcc<MCC>.3gppnetwork.org。

IMPU3，用于RCS业务注册：sip：MSISDN@rcs.ims.mnc<MNC>.mcc<MCC>.3gppnetwork.org。

IMPU4，用于VoLTE业务路由：sip：MSISDN@<Re⁃gionID>.ims.mnc<MNC>.mcc<MCC>.3gppnetwork.org。

IMPU5，用于 RCS 业务路由：sip：MSISDN@rcs.<RegionID>.ims.mnc<MNC>.mcc<MCC>.3gppnetwork.org。3.3 寻址和路由

本方案基于标准的 IMS寻址和路由方案实现。基

于被叫业务选择功能的业务寻址和路由流程如图1所示，详细步骤如下：

第1~2步，主叫用户发起RCS请求。

第3~4步，主叫侧RCS消息处理。

第5~9步，将被叫的Tel URI翻译为用于VoLTE业

务的 SIP URI，例如 sip：+MSISDN@bj.ims.mnc<MNC>.mcc<MCC>.3gppnetwork.org，将域名解析为被叫归属 I-CSCF地址并转发。

第 10~11步，I-CSCF根据被叫 IMPU到HSS查询

S-CSCF，并转发。

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第12~13步，被叫网络所有S-CSCF均配置被叫通

用触发规则，即对所有携带RCS相关功能标签的信

令，均触发至RCS AS处理。

第14步，RCS AS根据被叫MSISDN完成被叫侧消

息处理流程。

第15步，将信令发给S-CSCF之前，通过被叫业务

选择模块查询RCS AS上的第三方注册在线用户列表

确定用户使用的终端类型：使用 IMSI@Domain的 IMPI注册的用户，为单注册用户，不更改 SIP URI；使用

MSISDN@Domian的 IMPI注册的用户，为双注册用户，

将信令中被叫 VoLTE的 SIP URI替换为 RCS业务的

SIP URI。 例 如 ，将 sip：+ MSISDN@bj.ims.mnc001.mcc460.3gppnetwork.org的域名部分替换为 sip：+MSIS⁃DN@rcs.bj.ims.mnc001.mcc460.3gppnetwork.org。

第 16步，根据被叫用户B注册时的 S-CSCF将信

令转发给服务RCS业务的S-CSCF2。注：实际部署中，

图1中S-CSCF1和S-CSCF2可能为相同S-CSCF，也可

能为不同S-CSCF。第 17步，将业务信令转发给用户 B的RCS客户

端。

第 18步，应答消息流程，回复响应消息路由按照

原路径返回。

3.4 对网络和终端的要求

要求被叫网络所有S-CSCF配置VoLTE IMPI对携

带RCS的 ICSI或 IARI消息的通用触发规则，将RCS相关信令触发给RCS AS。

要求被叫侧支持被叫业务选择功能，用于当被叫

为双注册终端时，将VoLTE的 SIP URI更换为RCS的

SIP URI，以便正确寻址。

要求被叫侧RCS AS根据用户第三方注册RCS业务的 S-CSCF路由信令，S-CSCF转发给被叫 SBC/P-CSCF。

要求 RCS AS在处理完请求后添加 P-Asserted-Service头域，取值为当前业务对应的功能标签。

该方案对终端无特殊要求。

4 单IMS共号码多业务部署建议

标准 IMS多注册方案和被叫业务选择方案均能够

图1 被叫业务选择功能流程图

RCS用户BS-CSCF2（MT）

RCS AS/T-SS（MT）

S-CSCF1（MT）

I-CSCF（MT）

RCS AS（MO）ENUM/DNSS-CSCF

（MO）RCS用户A

1 23

45678

910

1112

13

1415

16 1718

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满足应用场景所述的多注册需求，但对终端和网络的

要求存在较大差异。

标准 IMS多注册方案需要 IMS网元和应用服务器

支持，对于已部署 IMS的运营商需要进行升级改造，存

在对已部署业务的影响、互操作测试周期长等问题。

同时，对于部分终端需要升级支持 IMS多注册方案。

被叫业务选择方案需要新增被叫业务选择功能，

由于其采用标准的 ISC接口，因此可大大降低互操作

测试量，同时对于已部署的 IMS网元和路由机制，无升

级改造要求。同时，该方案对终端无特殊要求，兼容现

有终端。

综上所述，对于已部署 IMS业务的运营商，建议考

虑采用被叫业务选择方案，一方面，利旧现有网络重资

产投资，另一方面，由于标准 IMS多注册方案对终端的

要求，无法实现从现有部署到多注册的平滑过渡。对

于尚未部署 IMS业务的运营商，建议部署时考虑网络

和终端对标准 IMS多注册方案的要求。

5 结束语

本文提出了一种基于单 IMS部署使用相同号码的

不同业务的方案，并提出了基于单 IMS共号码的多业

务部署建议。本文提出的方案能够实现现有 IMS部署

向标准 IMS多注册方案的平滑过渡，为升级改造和终

端换代提供了时间窗口。

运营商在部署 IMS业务时，需要提前考虑 IMS的

注册方案，以便在业务使用时更加顺畅，降低部署难度

和成本，实现业务的快速发展。

参考文献：

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［15］ Technical Specification Group Core Network and Terminals; IP multi⁃media call control protocol based on Session Initiation Protocol（SIP）and Session Description Protocol（SDP）；Stage 3：3GPP TS 24.229［S/OL］. ［2017- 03- 12］. http://download.csdn.net/detail/danny8082/6201729.

作者简介：

吕光旭，毕业于北京交通大学，工程师，硕士，主要从事IMS业务、RCS研究工作；胡悦，

毕业于西安电子科技大学，工程师，硕士，主要从事IMS业务研究工作；符刚，毕业于西

安电子科技大学，高级工程师，硕士，主要从事核心网、IMS及电信业务相关研究工作。

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