IMS的POC技术探析

　

概要：成员之间都可以通过该功能进行类似电话会议的交流。(5)漫游：PoC利用的是IP网络的包交换能力，服务不受地理位置的限制，可实现全网络范围漫游。(6)呈现状态(Presence)服务：类似即时通信软件的界面和功能，用户可设置“通话状态”(在线、隐身或离线)，并更改好友属性等。(7)多方PoC会话：单个PoC终端可同时处于多个PoC会话中。PoC具有并发会话功能，用户不会挂起任何一个会话。(8)接入列表(Access List)管理：支持接受成员列表和拒绝成员列表。(9)对已有业务的增强功能：除了实时语音通信外，PoC同时可支持通话群组成员之间的文本传送、彩信传送、在线游戏等。(10)低廉的话费开销：PoC能够节省大量网络资源，所以价格低廉，且在线和离线分别计费。2 IMS体系结构IMS是一个开放的架构体系，3GPP使用分层的方法对其设计，可以实现业务与控制相分离、呼叫控制与媒体传输相分离，其承载由底层的传输层提供．业务逻辑则由应用层实现。IMS核心系统是中间的控制层，它为业务提供会话控制功能。IMS体系结构中的重要实体结构如图1所示。2.1 CSCF功能CSCF (Call Session Control Function，呼叫会话控制功能)是IMS的核心控制实体，负责对用户多媒体会话

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备受业界关注的PoC (Push to Falk over Cellular)手机对讲业务在我国已经进入运营阶段。开通该项业务的普通智能手机用户，只要按下终端上的PoC功能键，就能够与具有同样业务功能的一部或多部手机进行通话，而不需拨打一长串电话号码。PoC业务比传统手机呼叫更加方便快捷，是一种综合话音和数据的个性化即时通信业务。

1 PoC的业务特性

PoC的业务特性可以概括为以下几点：

(1)即按即说：用户可以从通讯录中选择个人或通话群组，按下PoC功能键开始通话。该业务的呼叫延迟非常短，通常不超过2秒。

(2)半双工通信：讲话需要申请发言权，且讲话时通话组中的其他人只能接听。

(3)多种应答模式：用户可以选择手动或自动应答模式，也可以设置为自动拒绝模式。

(4)支持一对一会话和群组会话：公司或家庭成员之间都可以通过该功能进行类似电话会议的交流。

(5)漫游：PoC利用的是IP网络的包交换能力，服务不受地理位置的限制，可实现全网络范围漫游。

(6)呈现状态(Presence)服务：类似即时通信软件的界面和功能，用户可设置“通话状态”(在线、隐身或离线)，并更改好友属性等。

(7)多方PoC会话：单个PoC终端可同时处于多个PoC会话中。PoC具有并发会话功能，用户不会挂起任何一个会话。

(8)接入列表(Access List)管理：支持接受成员列表和拒绝成员列表。

(9)对已有业务的增强功能：除了实时语音通信外，PoC同时可支持通话群组成员之间的文本传送、彩信传送、在线游戏等。

(10)低廉的话费开销：PoC能够节省大量网络资源，所以价格低廉，且在线和离线分别计费。

2 IMS体系结构

IMS是一个开放的架构体系，3GPP使用分层的方法对其设计，可以实现业务与控制相分离、呼叫控制与媒体传输相分离，其承载由底层的传输层提供．业务逻辑则由应用层实现。IMS核心系统是中间的控制层，它为业务提供会话控制功能。

IMS体系结构中的重要实体结构如图1所示。



2.1 CSCF功能

CSCF (Call Session Control Function，呼叫会话控制功能)是IMS的核心控制实体，负责对用户多媒体会话进行处理，并实现软交换控制功能。CSCF可分为三类，一是P-CSCF；二是Z-CSCI；三是S-CSCF。P-CSCF (Proxy-CSCF，代理-CSCF)是UE(User Equipment，用户设备)接入IMS网络的第一个连接点，所有来自或发给UE的SIP信令流，都由此经过。P-CSCF负责会话路由、承载鉴权、SIP压缩和解压缩、IPSec安全关联、以及与策略决策功能的交互等。

I-CSCF(Interrogating-CSCF，问询-CSCF)位于归属域中，是从访问域到归属域的入口点，也是IMS与其他PLMN的主要连接点。I-CSCF负责找到用户位置信息以便确定路由，并分配S-CSCF给用户，同时也能够隐藏IMS网络内部拓扑信息。

S-CSCF(Scrying-CSCF，服务-CSCF)在IMS核心网中处于核心的控制地位，它与HSS交互，负责处理用户的注册鉴权、进行路由决策、维持会话状态并计费。

2.2 HSS功能

IMS体系结构中的HSS (Home Subscriber Server，归属签约用户服务器)是存储用户相关信息的中心数据库，主要数据包括用户身份、注册信息、用户鉴权、漫游授权、已分配的S-CSCF信息、以及业务触发信息等。HSS知道用户现在的位置和用户指定的服务，而CSCF则可以向HSS询问以获取相关信息。例如I-CSCF可以用来为用户选择最适合的S-CSCF信息。

2.3 AS应用服务器

AS(Application Server)是提供增值多媒体业务的实体，位于用户的归属网络中或者第三方的位置．这里的第三方指一个网络或者一个独立的AS。AS的主要功能是处理从IMS发来的SIP会话、发起SIP请求、发送计费信息。AS拥有广泛的增值多媒体业务，一个多业务的通话可能需要多个AS参与。

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4.2 PoC相关协议

PoC会话控制和其他信号传输都基于SIP(Session Initiation Protocol，会话发起协议)，可用来创建、修改及终止一个或多个参与者参加的会话进程，是一种文本型请求响应协议。

语音流量传输是基于RTP／RTCP (Real Time实时传输协议／实时传输控制协议)的流承载方式。RTP作为PoC语音传输协议，可传送语音包；RTCP则可对RTP会话质量进行裁决。

XCAP(XML Configuration Access Protocol，XML配置访问协议)用来将客户信息上传到服务器。此外，OMA还定义了TBCP协议，可用于实现PoC媒体流的分发和发言权的控制。

5 PoC业务流程

5.1 PoC的注册流程

PoC的注册流程有四步。第一是客户端向P-CSCF发送携带相关注册信息(公共用户标识、私有用户标识、归属网络域名、UE IP地址等)的REGISTER请求；

第二是在P-CSCF接收到注册请求之后，检查发起方的归属域名，以发现到其归属网络的人口点I-CSCF，并将REGISTER请求消息转发给此I-CSCF；

接下来是I-CSCFNHSS查询此用户是否允许注册，如果允许，HSS将向I-CSCF返回选中的S-CSCF；

最后，I-CSCF将注册消息转发给S-CSCF，然后经过鉴权后，再由S-CSCF从HSS下载用户的相关信息，然后返回200 OK，至此，注册过程全部结束。

5.2 PoC会话建立流程

PoC会话是利用VoIP技术实现的半双工语音业务，当一人讲话时，通话组中其他人只能听。通话双方的两部终端设备共用一个频道进行呼叫和接听，用户讲话时才占用信道，接听时只监听信道。图3所示是该会话过程中的主要PoC实体流程图。其流程的建立可按以下步骤进行：

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