终端VoLTE与RCS融合方案研究

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研究与探讨
282014年第14期
终端VoLTE与RCS融合方案研究
收稿日期：2014-06-24
介绍了VoLTE和RCS的发展历程，VoLTE与RCS融合是必然趋势，但在此过程中一些关键问题仍未达成一致，不
同终端厂家在APN配置、协议栈架构、业务融合等方面实现迥异。通过对VoLTE与RCS融合关键问题进行详细分
析，提出了终端VoLTE与RCS融合解决方案的建议。
（1.中国民用航空中南地区空中交通管理局，广东广州510630；
2.中国电信股份有限公司广州研究院，广东广州510630）
中图分类号：TN919.8文献标识码：A文章编号：1006-1010(2014)-14-0028-04
【摘要】
【关键词】VoLTERCSIMS融合
张达1，张婷2，戴国华2
责任编辑：袁婷　yuanting@mbcom.cn

1概述
VoLTE是基于IMS（IPMultimediaSubsystem，IP
多媒体子系统）的语音业务，GSMA于2010年宣布将
VoLTE作为业界LTE网络唯一的、端到端的语音解决
方案协议架构。GSMAIR.92文档中定义了终端和网络
支持VoLTE语音/短信业务、补充业务、紧急呼叫业务
的最小子集要求，GSMAIR.94文档中定义了3GPP关
于终端和网络支持基于IMS的视频通话功能的最小子
集要求。为了向用户提供高质量的语音服务，VoLTE
对应用层、传输层到LTE协议栈等各个层面提出要
求，以保证无线承载及传输层为上层信令和语音包传
输提供可靠的承载保障。
GSMA定义的RCS（RichCommunicationSuite，
富通信套件）是基于IMS的融合通信业务，其能够天
然地与手机内置通信簿进行捆绑，确保不同运营商服
务的互通。RCS把现有的语音和短信基本业务进行
了一次深刻地扩展，将状态呈现、群组聊天、文件传
输、内容共享纳入到基本业务需求范畴，既保持了运
营商现有的业务领域，同时又引入互联网应用，为运
营商提供了新的盈利模式。RCS从R1版本已演进至R5
版本，功能在不断拓展，RCSR4版本增加了LTE接入
的功能，RCSR5版本则融合了VoLTE音视频功能。
VoLTE和RCS标准演进路线如图1所示。
大多数运营商在前期部署VoLTE和RCS业务时
均采取相对独立的策略，然而当RCS与VoLTE在终端
上共存时，运营商需为用户提供一致、融合的通信体
验，这体现在统一发起通信业务的通信录、统一用户
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标识的业务签约信息，因此需从技术层面提出RCS与
VoLTE融合方案并分析可能存在的问题。
2VoLTE与RCS融合关键问题分析
2.1VoLTE和RCS共存时的APN配置
VoLTE和RCS均基于IMS协议，都需在IMS核心
网注册。RCS部署早期使用InternetAPN访问IMS核心
网，而VoLTE漫游通过归属地路由（Localbreakout）
的方式，因此VoLTE必须使用IMSAPN访问IMS核心
网，当终端同时支持两个业务时，APN配置将影响业
务融合。
方案一：RCS通过InternetAPN注册至IMS核心
网，VoLTE通过IMSAPN注册至IMS核心网。采用此
方案，RCS与VoLTE分别注册至IMS核心网，终端需
同时维持两条SIP信令连接，对两个
IMS用户实例保持激活，发送心跳包数
量翻倍，增加了信令流量以及终端功
耗。
由于VoLTE和RCS分别注册至IMS
核心网，需要两个P-CSCF（Proxy
CallSessionControlFunction，代理呼
叫控制单元）来分别处理注册请求。如
果仅通过一个P-CSCF处理双注册，两
次注册需使用不同的IMPI私有用户标
识。IR.92要求VoLTE使用USIM或者
ISIM中的用户参数，并通过IMSAKA
鉴权。如果RCS也使用用户卡中的参
数，则卡中需内置两套IMS参数，并支
持两套参数同时激活，卡实现存在困
难。因此，RCS可使用终端内置的用
户名和密码，采用HTTPDigest鉴权方式。
采用以上方案便于VoLTE和RCS分开计费。RCS
的信令通过InternetPDN连接承载，使用流量计费；
而VoLTE通过IMSPDN连接承载，可使用特殊的计费
方式，且VoLTE和RCS的信令采用不同的QoS保障。
VoLTE和RCS使用独立APN方案如图2所示。
方案二：VoLTE和RCS均使用IMSAPN，并共享
IMSAPN的默认承载传输SIP信令。采用此方案，终端
仅需在IMS注册一次，维护一条IMS连接，可减少流量
和并有助于优化功耗。
采用以上VoLTE和RCS信令在同一个承载上传输，
不便于区分RCS信令和VoLTE信令进行计费，否则需对
P-GW（PacketDataNetworkGateway，分组数据网网
关）或者P-CSCF等网元新增特殊计费要求。
VoLTE和RCS共IMSAPN方案如图3所示。
VoLTE基本要求
•基于IMS的语音和短信
（IR.92）
•基于IMS的视频呼叫
（IR.94）
RCSR4
•性能增强
•LTE接入
•网络地址簿同步功能
VoLTE国际漫游与互通
•IR.88规定LTE漫游的要求
RCS-eR1.2
•正式商用版本
•IM、presence可选
VoLTE业务一致性
和连续性
•IR.64IMS业务
集中化和连续性
RCSR5
•通用RCS标准
•支持VoLTE
VoLTE外场测试
•TSG关于VoLTE
测试计划完成
RCSR1
•增强通信
•内容共享
RCSR2/R3
•宽带接入
•多终端环境
•网络地址簿
•终端配置
20122014
图1VoLTE和RCS标准演进路线
200820092010201120122014
IR.92
EPC
InternetAPN
IMSAPNIMS
普通上网业务
RCS媒体
VoLTE媒体
Video媒体
外部网络
图3VoLTE和RCS共IMSAPN方案
VoLTE/Video/
RCS信令
EPC
InternetAPN
IMSAPNIMS
普通上网业务
RCS媒体
VoLTE/Video信令
RCS信令
VoLTE媒体
Video媒体
外部网络
图2VoLTE和RCS使用独立APN方案
2IR.9
•IR.65规定IMS漫游和互通
架构
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302014年第14期
GSMA目前推荐方案二，该方案更有利于VoLTE
和RCS的融合，并降低终端功耗。另外，GSMA仍在
评估对RCS信令和VoLTE信令分别计费的必要性。
2.2VoLTE和RCS共存时的芯片架构
VoLTE业务和RCS业务都基于IMS协议栈，由于
VoLTE业务与Modem层面交互频繁，IMS协议架构
逐渐向Modem集成的方向发展，该架构有利于降低
VoLTE终端的待机功耗和通话功耗。而由于RCS具
有互联网应用的特性，普遍采用内置于应用层的IMS
协议，VoLTE与RCS共存时芯片大多采用图4所示架
构（即方案一）。采用该方案时，应用层RCS业务与
VoLTE使用独立的IMS协议栈，必须分别注册至IMS网
络，导致终端功耗增加，资源浪费。
方案二即VoLTE和RCS均使用Modem侧的IMS协
议栈，同时引入新的API接口，位于芯片和高层操作系
统（OS）/应用处理器（AP）之间，用于RCS应用调
用IMS协议，终端仅需在IMS核心网注册一次，也只需
要对一个用户实例保持激活，有利于减小功耗，目前
该接口的标准化工作仍在进行中，如图5所示。
方案三即VoLTE和RCS有各自的IMS协议栈，但
均通过一个SIPB2BUA+Proxy接入IMS核心网，实际
上终端仅在IMS核心网注册一次。SIPB2BUA+Proxy
的主要功能为处理IMS注册（包括鉴权、信令安全
等），其对终端内的IMS协议栈透明，通过拦截终端
IMS协议栈的注册消息和心跳包，与IMS核心网交互统
一的注册消息和心跳包，如图6所示。
2.3VoLTE和RCS共存时的业务融合
欧洲大多数运营商部署RCS早于VoLTE，终端
可通过两种方式提供RCS服务：终端内置RCS，RCS
与手机原生地址薄融合，且与短信等原生业务体验一
致；通过客户端下载的方式安装，采用独立的应用为
用户提供RCS服务，与普通OTT业务体验类似。
部署VoLTE后，为了使RCS与VoLTE融合，RCS
可采用系统内置的方式，RCS与VoLTE共享手机原生
地址簿，并使用相同的用户签约数据。
RCS早期就集成了VoIP（VoiceoverIP，基于
IP的语音业务）以及VideooverIP（基于IP的视频通
话业务）业务，提供尽力而为的音视频服务，无法保
基带处理器
客户端
连接管理
终端IMS架构
应用处理器
RCS
服务
Telephony
Manager
IMS
协议栈
VoLTE
服务
PLMN/PSTN网络
IMS核心网
媒体流
信令流
IMS
API
IMSAPI
基带处理器
客户端
连接管理
终端IMS架构
应用处理器
Telephony
Manager
RCS
服务
IMS
协议栈
IMS
协议栈
VoLTE
服务
PLMN/PSTN网络
IMS核心网
媒体流
信令流
B2B
代理
基带处理器
客户端
连接管理
终端IMS架构
应用处理器
Telephony
Manager
RCS
服务
IMS
协议栈
IMS
协议栈
VoLTE
服务
PLMN/PSTN网络
IMS核心网
媒体流
信令流
图4VoLTE和RCS使用独立的IMS协议栈
图5VoLTE和RCS使用共同的IMS协议栈
图6VoLTE和RCS使用SIPB2BUA+Proxy
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障通话质量以及语音连续性，随着后期VoLTE逐渐
成熟，RCS5.1版本考虑兼容VoLTE，定义了VoIP与
VoLTE的融合机制：如果终端开启VoLTE，说明终
端语音优选VoLTE，终端应尽量驻留在LTE网络，通
过VoLTE为用户提供高质量有保障的语音服务，此时
RCS与VoLTE统一通过LTE注册至IMS网络，RCS提
供的VoIP以及VideooverIP不可用；当网络不支持
VoLTE或用户未开通VoLTE业务时，终端在CS域进行
语音业务，RCS可以选择通过LTE或者其它宽带网络
注册IMS，RCS-VoIP、VideooverIP业务开启，当
RCS-VoIP语音通话时CS来电，终端要能提醒用户并
支持用户切换通话。
3总结
随着RCS逐渐演进，为了融合VoLTE业务，
GSMARCS与VoLTE工作组联合对业务融合提出了一
系列建议：
推荐支持VoLTE的终端尽量驻留在LTE网络，为
用户提供高质量、有保障的VoLTE语音服务，VoLTE
和RCS均使用IMSAPN，统一注册至IMS核心网。当
VoLTE不可用时，RCS可通过LTE或Wi-Fi接入IMS，
APN不限。
VoLTE和RCS应用共用IMS协议栈是发展趋势，
IMS协议栈对应用层以及OS开放标准API，便于应用
层通过标准化接口调用Modem侧的IMS协议栈，待API
标准化工作完成后该方案将更易于实现。另外，通过
添加SIPB2BUA+Proxy的方式终端也可实现单注册。
这两种方案能够有效节省终端功耗和流量，适合移动
终端。
推荐RCS与VoLTE均内嵌至终端原生拨号界面、
通话记录界面，共享地址簿，并使用相同的用户签约
数据，VoLTE作为基本语音业务，当VoLTE业务不可
用时，CS提供基本语音业务，RCS-VoIP业务可作为
补充。
目前RCS的标准仍在不断演进，RCS5.1版本已
包含VoLTE功能，但大多数终端厂商仍使用独立的
张达：毕业于华南理工大学，现任职
于中国民用航空中南地区空中交通管
理局技术保障中心，从事航空通信设
备的技术保障工作。
作者简介
张婷：毕业于华南理工大学，现任职于中国电信股份有
限公司广州研究院，主要研究方向为终端新技术研究、
终端标准研究等相关工作。
戴国华：毕业于华南理工大学，现任职于中国电信股份
有限公司广州研究院，主要研究方向为移动通信行业应
用开发、终端新技术研究等。
IMS协议栈来实现，因此难以完全支持GSMA定义的融
合方案。此外，部分标准化工作有待完善，如IMS协
议栈的标准API还未统一、RCS业务和VoLTE计费方
式暂不明确等。随着GSMA进一步明确业务需求，并
推动产业链朝着标准化的方向发展，终端实现方案终
将趋于一致。
参考文献：
[1]GSMAIR.92.IMSProfileforVoiceandSMSVersion
7.0[S].2013.
[2]GSMAIR.94.IMSProfileforConversationalVideo
Service[S].2013.
[3]GSMA.CRR.07RCS5.1Maintenance[S].2014.
[4]GSMA.NorthAmericanVoLTE-RCSRoamingand
InterconnectionGuidelines[S].2014.
[5]3GPPTS24.229.IPMultimediaCallControlProtocol
BasedonSessionInitiationProtocol(SIP)andSession
DescriptionProtocol(SDP);Stage3[S].2014.
[6]谢斌.终端VoLTE和RCS的共存研究[J].电信技术,
2013(9):71-74.★
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