摘要　本文在研究3G IMS视频共享业务的基础上，分析3G IMS与GSM在视频共享业务上实现互通的方案，提出了一种基于视频共享业务网关实现两种网络的视频共享业务互通的方法。

1、前言

随着通信技术不断发展，通信网络宽带化成为一个明显的发展趋势。为了适应这个发展趋势，向用户提供更加丰富的移动业务。3G移动通信标准组织（3GPP）在R5版本中提出了IP多媒体子系统（IMS）的技术架构[1]，其核心思想是在3G网络中引入支持IP多媒体业务的子系统。IMS的技术特点在协议层面上来说。就是控制和应用分离，如图1所示。控制层采用会话初始化协议（SIP），应用层支持各类IP以上的应用层协议，如RTP、FTP、SMTP等。在网络层面上来说，IMS采用承载网和控制网分离的原则。由于上述技术特点，在IMS网络上推出多媒体业务比3G R4网络更具优势，并且能方便地将互联网业务直接移植到3G移动通信网络中。因此，IMS已经成为推动移动增值业务发展的重要因素[2]。

图1　IMS的网络层次

从保护现有2G移动网络投资的出发点来看，IMS的发展策略必须采取分阶段、分步骤的方式进行。也就是说现有运营商的GSM移动网络。不可能全都一步到位全网替换到支持IMS的3G网络，用户也不可能立刻把普通GSM终端换成支持IMS的SIP移动终端，在某个阶段会出现GSM和3G IMS网络共存的情况。在这种情况下，必须考虑如何实现IMS网络与GSM网络进行业务互通。视频共享（video sharing，VS）业务是IMS系统中的典型业务之一，本文首先对IMS的业务的实现方案和业务流程进行介绍，之后提出了3G IMS网络与GSM网络进行VS业务互通的技术方案。

图2　IMS的VS业务架构

2、基于IMS技术的视频共享业务

2.1　业务定义

IMS网络中的VS业务是一项为了丰富IMS用户进行沟通的数据业务，VS业务支持用户在通话的过程中可随时与对方共享单向实时视频，在进行视频共享的同时不影响用户进行语音通信。此外，用户可随时终止视频共享功能，返回至普通语音通话。VS业务还支持视频的多点共享功能。VS业务与传统视频电话业务主要差别是：VS业务是单向的视频流；VS业务可以与离线用户进行视频共享。在离线视频共享方式中，发起用户将视频片段保存在VS服务器上，一旦发现用户上线，就可以由VS服务器将视频片段推送到用户终端上。基于VS业务能比VT业务提供更好的业务体验因此受到3GPP和OMA组织重视。

VS业务的应用场景有3种：一对一视频共享、一对多视频共享、离线视频共享。在一对一视频共享方式中，首先由发起用户向接收用户发起视频共享请求，该请求既可在语音通话期间发起，也可在非语音通话期间发起，被叫用户收到请求后，选择同意接受视频共享要求，即启动单向视频共享请求。双方共享的视频流可以来自终端的摄像头进行实时拍摄，也可以是存储在终端或VS应用服务器上的视频片段。在VS业务使用过程中，VS接收用户可以对接收到视频流进行操作，可以选择实时播放接收到的视频片段，也可以在实时显示的同时将视频片段存储在终端上。如果VS业务发生在语音通话过程中，任何一方用户可以随时中断视频共享功能，而不影响语音通话。一对多VS业务实现的方式与一对一VS业务相似，差别在于VS接收用户可以不止一个。离线视频共享的方式主要应用于接收用户不在线的情况，视频片段首先保存在VS应用服务器中，待接收方上线后，由VS应用服务器推送给他。

2.2　业务系统架构

IMS的VS业务架构如图2所示，由IMS终端（支持SIP协议手机）、IMS核心网、VS应用服务器、支撑系统4部分构成。IMS移动终端提供了用户使用VS业务的操作界面，包括VS业务发起、视频播放、视频存储、VS业务应答等功能。IMS核心网在支持视频共享业务中，涉及到P-CSCF、S-CSCF、I-CSCF等网元，这些网元的作用是完成SIP移动终端之间会话控制功能，包括会话的建立、会话的保存、会话的释放等过程。VS应用服务器是VS业务系统中最关键的功能实体，其功能包括对VS业务的请求进行信令和媒体流的控制。由于基于IP的H.263协议能保证在较低的带宽下传送较高质量的视频流，因此首选H.263作为VS业务的视频压缩协议。此外，为了实现不同编码能力的终端能进行业务互通，VS应用服务器还具备媒体编码转换的功能。VS应用服务器另一重要的功能就是实现VS业务计费，它支持基于业务计费、事件计费、时间计费，流量计费等多种灵活的计费方式，并生成计费话单。支撑系统的功能主要是实现VS业务定购、业务取消、计费话单的收集汇总等。

2.3　业务流程

IMS网络用户为了能使用VS业务，首先必须进行VS业务的定购，业务定购流程如图3所示，具体步骤如下。

图3　IMS的VS业务定购流程

●用户可以通过Web（WAP）门户、发送短信、客服系统（声讯和营业厅）等多种渠道进行VS业务定购操作，操作请求被发往支撑系统。

●支撑系统向IMS网络发送业务定购请求，IMS核心网添加用户业务的签约数据，并回复操作完成确认。

●IMS核心网处理业务定购后，业务管理系统再向VS的应用服务器发送业务定购请求。在VS应用服务器中添加用户的业务定购信息，并回复操作完成确认。

●业务定购成功，返回定购确认通知信息。

业务取消流程与图3业务定购流程相似，差别在于用户发起的是取消请求，在此不进行赘述。

完成业务定购后，IMS用户即可使用VS业务，业务使用流程（以语音通话中的VS业务场景为例）包括以下步骤（如图4所示）。

图4　VS业务使用流程

步骤1：用户间建立语音呼叫。

步骤2：建立会话后，任何一方在此过程中发起视频共享业务请求前，先进行能力交互。能力交互的信息包括，将要进行的IMS呼叫所支持的媒体流类型、相应的编解码格式、IP地址及端口号、终端是否可以支持视频共享业务、Personal ME Identifier信息、用户终端（UE）版本等。

步骤3：根据能力交互内容，任何一方都可以发起IMS域呼叫请求。呼叫请求消息中除了包括基本呼叫信息外，还应包括支持视频共享业务的业务能力。

步骤4：IMS网络和VS应用服务器完成选路工作，并为当前呼叫预留好网络资源。

步骤5：用户间建立单向视频业务。

步骤6：用户释放视频呼叫。

步骤7：用户释放语音呼叫。

步骤8：呼叫结束。

3、VS业务互通方案

由于GSM网络不可能立刻被替换掉，因此在一段时期内会出现3G IMS网络和GSM网络共存的局面。VS作为IMS中的典型业务将随着IMS网络的部署得到大力推广，此时会出现基于SIP协议的IMS终端用户和GSM用户终端进行VS业务互通的需求，下文将对这种业务需求的实现方案进行详细介绍。

为了实现IMS用户与GSM用户的VS业务互通，本文提出了VS业务网关的概念。在VS业务架构中新增加VS业务网关这一新网元，新的VS业务架构如图5所示。

图5　基于VS业务网关实现互通方案

结合VS的业务流程进一步说明VS业务网关的功能。引入VS业务网关后，IMS用户与GSM用户进行业务互通，业务流程如图6所示。业务场景为IMS用户A在与GSM用户B进行电路域（CS）通话中，需要向GSM用户发起视频共享请求。

图6　VS业务互通流程

步骤1：建立语音呼叫。双方先建立电路域的语音呼叫，由于电路域的语音呼叫直接通过核心网与GSM的核心网进行电路域语音路由接续，因此该步骤不需要VS业务网关参与。

步骤2：能力交互。在这个步骤中，由于IMS终端是基于SIP的控制协议，而普通GSM终端不支持SIP协议，因此两个终端不能直接进行能力交互，此时VS业务网关作为GSM用户的SIP协议转换代理，与IMS用户进行能力交互。

步骤3：发起IMS呼叫。完成能力交互后IMS用户A即可向GSM用户B发起IMS呼叫，由于在第二步中VS业务网关作为SIP协议代理与A进行了交互，因此IMS呼叫被IMS核心网路由到VS业务网关，VS业务网关对该呼叫进行响应，并从SIP协议提取出被叫GSM用户号码，VS通过WAP PUSH的方式向GSM用户发起呼叫请求。

步骤4：IMS寻址与资源预留。IMS核心网在用户A和VS业务网关间建立了业务路由，同时预留了网络资源，同时VS业务网关与GSM用户B间也建立了GPRS分组域流媒体业务连接。

步骤5：建立视频呼叫。此时IMS用户A可向GSM用户传送视频流。不过视频流不是直接在两个用户间传送，视频流首先传送到VS业务网关，由VS业务网关实时转发给GSM用户B。

步骤6：释放视频呼叫。在视频流传送过程中双方都可以提出终止请求。本步骤中各类网络资源得到释放，至此VS业务终结。

步骤7：释放电路域语音呼叫。结束VS业务后，通话的双方可按实际需要选择结束语音通话。

步骤8：整个呼叫流程结束。

上述业务场景是被叫GSM用户B在线的情况，如果用户B不在线，IMS用户A也可向用户B发起VS业务请求，共享的视频业务将首先被存放在VS应用服务器上，一旦用户B上线，视频片段将由VS应用服务器通过VS业务网关推送到GSM用户B终端上。

4、结束语

随着IMS技术逐渐走向商用，VS作为一种同时涵盖视觉和听觉体验的新业务，将会逐渐被用户接受。同时，通过VS业务的应用，也展现IMS在多媒体业务上的技术优势。本文提出的通过VS业务网关实现IMS用户和GSM用户在VS业务上互通的方案，为GSM网络与IMS进行业务融合搭建了一条桥梁，对推动VS业务的发展具有重要意义。

参考文献

1　章剑辉，张旭武.基于IP多媒体子系统的移动业务.电信快报，2005(10)

2　吴伟.基于IMS的移动数据业务框架研究.移动通信，2006(2/3)