PLMN中的USSD与IMS域中的USSD

发布时间:2016-12-6 10:54:14 编辑:www.fx114.net 分享查询网我要评论
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       最近发现国外运营商开始关注USSD over IMS的实现。国外很多运营商往往很关注技术,在标书中技术细节体现很多。但USSD over IMS却往往未体现实现方案,只是要求支持USSD业务。       总结了传统CS域的USSD业务方案。发现3GPP 的USSD over IMS标准未能涵盖传统USSD业务需求。       自己花了几天时间推出一个较粗的方案。希望能解决大部分的实际部署问题。   目录: 一、PLMN中的USSD     USSD业务介绍。     USSD与SMS、WAP的比较及优点。     USSD常用业务。     USSD组网图    USSD业务涉及信令与接口     USSD会话举例   二、IMS域中的USSD     手机IMS用户应继承PLMN的USSD业务功能。     USSD over IMS组网场景     USSD over IMS会话场景     关键技术点:漫游与home域业务的分离,One AS提供USSDC功能     3GPP USSD标准介绍   ======================= USSD业务介绍。          USSD    Unstructured Supplementary Service Data    非结构化补充数据业务    USSD是一种基于GSM 网络的新型交互式数据业务,提供实时互动的全新移动增值业务平台,为最终用户提供交互式对话菜单服务,支持现有GSM系统网络及普通手机,提供接近GPRS的互动数据服务功能。             USSD 在用户终端(GSM 手机)与应用服务之间建立一种基于会话的消息机制;用户终端与应用服务之间在会话过程中一直保持透明无线连接,进行消息传送,且USSD 每次消息发送不需要重新建立信道,因此,USSD 的响应时间比较快。           目前绝大多数GSM 手机终端都支持USSD,可使手机用户在不换卡的情况下,采用菜单方式访问各项USSD业务,有利于减低用户操作难度。         USSD基于用户识别模块SIM(Subscriber Identity Module)卡,利用GSM网络的信令通道传送数据,是在GSM的短消息系统技术基础上推出的新业务,在业务开拓方面的能力远远强于SMS系统。        它是在GSM的短消息系统技术基础上推出的新业务。业务的多级动态菜单方式不仅方便了用户操作,而且时延小、响应速度快、可靠性高。此业务主要包括补充业务(如呼叫禁止、呼叫转移)和非结构补充业务(如证券交易、信息查询、移动银行业务)两类。 USSD与SMS、WAP的比较及优点。         对于移动运营商来说,USSD、SMS、WAP的业务需求很像,常面对同样业务场景。        从用户体验来说:USSD提供可视操作菜单界面、实时连接、交互速度较快,对用户来说,不需要拨打号码,点击菜单即可,方便用户使用。复杂的会话流体现为交互式会话菜单,只需要拨打服务号码,以后就可以按菜单提示进行下一步操作,可以提供电信增值服务。      而对手机来说,实际上是自动拨打 预先内置的附加了特殊前缀(* 或#)的服务号码,像拨电话一样进行呼叫,网络根据你的指令选择你需要的服务提供给你。        SMS、WAP也可以提供菜单选项。      区别在于:USSD和WAP都可以在服务器端对服务内容进行动态调整,尤其是USSD可以在服务器端方便地修改菜单,菜单会在会话中动态下达给手机。比如SP可以在会话中下这样一个菜单给用户:“欢迎进入本系统:1.系统介绍;2.数据查询;3.故障查询;4.退出”。每个流程中菜单会动态下达。      而以SMS业务为基础的STK卡,需通过应用服务器的空中下载来修改STK卡中的SMS菜单选项,在业务开拓方面就显得不很方便。       WAP虽然在业务体验上类似USSD,但需要开通GPRS服务。对手机功能和网络侧(要有PS域)有要求。     USSD的每次业务会建立一个会话,从手机到SP之间会建立端到端连接,直到业务结束才退出。 SMS的存储转发特性使得一次业务操作需要多次会话,实时性很差。       USSD的可视操作菜单界面、实时性、连接性、交互性是其最大特点。    运营商可以建立短信门户,用户拨打“短信门户”业务接入码后,系统将会按地区分级别将整合、规划好的菜单发送给用户,在手机终端屏幕上可以显示统一的信息点播内容服务菜单,供用户选择。当用户选择到某一具体的业务应用,或某一类应用(由运营商来定义)菜单项时,系统将会根据此用户选择的菜单项所对应的SMS指令和SMS接入号码发送给短信网关。通过这种方式,用户可以方便地获取相关信息。           USSD在使用时不占用话音信道,也不占用一个物理信令信道,而只是占用了一个逻辑信道(SDCCH)。 一般情况下SDCCH是非常空闲的,所以USSD并不会影响到正常的话音功能。同时在USSD规范中也规定了,USSD是信令信道应用中级别最低的一个应用,当SDCCH非常拥挤时,系统会自动切断USSD应用,进行话音信令的传输。如果USSD在某个基站使用量经常处于拥挤时就可以考虑设置减少话音信道,增加信令信道。   USSD常用业务。     USSD技术单独使用或与目前的短消息技术、GPRS技术相结合,可为客户提供种类繁多的增值业务,如移动银行(手机支付)、金融股票交易与股票信息、手机话费查询、气象信息预报和查询、收发电子邮件、航班查询、网上订票、民意测验、交通信息(航班时刻、火车时刻、公交行车路线查询等)、车主服务(交通违章通知、车牌年检通知、驾驶证年审通知等)、考试成绩查询(中考、高考等)和游戏等服务。    采用USSD对原有PLMN系统结构影响较小,且运营商还可以针对本地网的具体情况灵活地推出功能业务,方便地为移动用户提供各类数据业务;另外USSD不仅可用于一些信息服务,也可应用于工业范围,如工业监控(监控中心指令工业终端执行操作后,上报操作结果)                     USSD提供的基本业务分三类: -    移动用户发起的USSD业务请求(PSSR); -    网络发起的USSD业务请求(USSR); -    网络发起的USSD业务通知(USSN);        USSD组网图         在USSD业务中涉及的网元如下图:      上图中的USSD应用 可由各SP(业务运营商,如中国移动的移动梦网SP)提供。网管、BOSS系统在图中略去。MSC总与VLR集成在一起,图中略去VLR。       USSD中心还应该提供计费、Portal功能。USSD中心 有时也叫做 USSD网关。       USSD应用有些可由VPLMN提供,有些由home PLMN提供。所以与USSD中心交互的网元不同。        USSD网关可以   对各个ICP分组管理,建立多级用户菜单。移动公司可利用USSD网关提供的菜单管理功能对梦网中已经存在的增值服务进行结构化,MS用户只需要拨叫一个特服号,就可以下载可以点播的服务菜单。           归属地应用的路由、拜访地应用的路由 的分离方式:home域与visited域应用的服务号码前缀不同。vMSC会按服务号码进行路由。对于visited域应用于落到本地USSD中心。         各地的MSC/VLR需配置到全国业务的USSDC的路由数据。         两种应用模型在某个接入网经常是共存的。       移动用户可以通过不同的业务接入号码来选择使用归属网络USSD服务或是拜访网络的USSD服务。   USSD业务涉及信令与接口        USSD业务逻辑由 USSD应用(SP) 提供。PLMN必须通过 USSD中心 来访问USSD应用,整个USSD会话流程受 USSD应用 控制。        PLMN( MSC\VLR\HLR)  通过标准的MAP信令与USSD中心相连接(MAP中为USSD定义了专门的信令,类似于MAP短消息协议)。USSD协议的阶段1和阶段2中MAP功能有不同之处。         USSD中心与USSD应用间的接口比较多样化,比如可使用短消息点对点SMPP(Short Message Peer to Peer)或中国移动点对点CMPP(China Mobile Peer to Peer),比如USSDC发 DELIVER发消息给SP,SP回了响应,再发SUMBIT给USSDC,再转发给手机MS。      USSD会话举例     一个USSD会话的例子(查询帐户余额)如下图            手机发起的由MSC/VLR处理的USSD操作,网络向手机请求其他USSD操作。见下图   ============================================= USSD over IMS    手机IMS用户应继承PLMN的USSD业务功能。     移动运营商可以引入IMS作多媒体业务控制。     LTE运营商用IMS进行语音业务。3G运营商引入IMS+ICS将业务控制上移到统一的IMS网络。     对于手机用户来说,完全可以不了解语音业务是在CS域,还是在IMS域提供的。     在3G PLMN中,手机用户可以用USSD功能来配置补充业务特性(如呼叫前转号码、是否支持保持业务)与执行增值业务(如查询手机话费、股票交易、交通查询。。。)     IMS域可以提供全部的补充业务(呼叫前转、保持。。)与部分增值业务(计费)。同时 大部分USSD增值业务 仍保留在CS域的USSD应用中。     上述各种业务的USSD接入都应该被IMS用户来使用,用户拥有切换到CS域的能力,当用户处于3G 网络时与LTE时,USSD功能的体验应该是一样。   USSD over IMS组网场景    3GPP对于IMS域研究了USSD功能的应用方案。    将增值业务AS分两种:1,IMS域的SIP AS。2,原3G网络的USSD AS(SP)。    对IMS域来说,前者通过SIP信令访问,后者要通过MAP信令接入USSD中心后再接入SP。    考虑到USSD业务要求可视操作菜单界面。那么终端的IMS应用必须能支持 IMS域的USSD业务流程,必须根据Info中消息体显示操作菜单给用户,但用户选择了菜单后,再用Info发给IMS侧。      对VoLTE用户来说,通过SIP信令拨打特定接入码的方式来执行USSD功能。    对于CS域接入的ICS UE来说,可以用SIP执行USSD,但ICS仍具有CS域的USSD接口,它在CS域Core被MSC转化为MAP信令,通过Home域的CS HLR发给IMS域。     两种用户的USSD请求(sip或MAP)被发给IMS域后,IMS可以提供统一的AS(称为 one AS,或称为USSD adapter )来接收所有USSD请求(并执行MAP与SIP的转换)。  如USSD业务请求对应的USSD AS在IMS域,则one AS应把请求发给对应的USSD AS。如业务对应的USSD AS仍在CS域,则one IMS应把请求翻译成MAP,发给CS域HLR。 (另一种方案是:IMS域内的ussd业务接入码会被CSCF直接路由到 对应的ussd AS,而认不出来的业务接入码则被转给one AS,one AS转成MAP发给本地的HLR ) (另一种方案是:ICS用户\VoLTE用户的USSD请求均路由到PLMN的USSDC,由USSDC再转发给PLMN的SP,或IMS域的SIP AS。这种方案与标准差距更大) 注:one AS的类似概念未在3GPP IMS标准中提及,属于自己的设想。   USSD over IMS会话场景 场景举例如下:(前两种在3GPP TS 24.390 定义) 1,USSD AS在IMS域,USSD业务流程是简单的一次交互。 INVITE sip:*135#;phone-context=home1.net;user=dialstring SIP/2.0 表示这个USSD应用的接入码是*135# Recv-Info: g.3gpp.ussd 表示UE支持g.3gpp.ussd info 包 < USSD MESSAGE >  USSD应用的消息体 。。。     2,USSD AS在IMS域,USSD业务流程是复杂的多次交互。 INVITE sip:*135#;phone-context=home1.net;user=dialstring SIP/2.0 Recv-Info: g.3gpp.ussd < USSD MESSAGE > 。。。   3,USSD AS在CS域,IMS域会把SIP信令转化为MAP发出  ( 3GPP TS 24.390 未提及这种场景及如何处理)         UE发Invite给CSCF,CSCF转给one AS。后者将invite中接入码与消息体内容取出置入MAP_Process_Unstructured_SS_Request_Req消息中发给本地HLR(即用户home域的HLR)。         对HLR来说,与收到PLMN侧发来的USSD请求类似处理即可,比如将这个MAP消息发给USSDC。后者负责与SP交互。由SP来控制后续流程。         对one AS来说,会把后续从HLR侧收到的CS域信令转为Info消息发给UE。       在复杂USSD业务交互中,存在info与MAP信令的转化。      关键技术点:漫游与home域业务的分离,One AS提供USSDC功能 问题:漫游域的USSD应用如何做 方案一:由于用户的所有SIP请求都会被转给home IMS。home IMS域只能把MAP发给home域的HLR,这就要求home 域的HLR再把消息转给用户visited域的PLMN网。 (这个流程在原PLMN的USSD应用流程中是没有的) 方案二:home IMS按invite的接入码判断应转回漫游域的MGCF,然后MGCF出局到漫游域的MSC\VLR,这个流程就符合原PLMN的漫游域 USSD应用了。   one AS的方案好处是 : 提供类似于USSDC的功能角色,比如     对USSD呼叫(来自IMS用户或USSD AS)进行鉴权,拒绝非法业务请求。     业务接入码与USSD 应用SP或AS地址之间的映射关系。   对USSD呼叫进行统一跟踪管理、监视。     判断异常USSD呼叫,并释放异常占用的资源。比如限定IMS用户与USSD AS的响应时间最大值,若超时,USSDC应释放对话连接   对某个IMS用户,同时只允许一个单独的USSD会话。比如当用户与USSD AS1在连接中,不允许USSD AS2去主动呼叫用户。   长时会话的管理,如强制释放或跟踪查找。     统一的USSD会话计费管理。     对于IMS用户发起的USSD会话,判断是应由漫游域或home域进行管理并负责路由。     对USSSD会话提供合法监听功能。     本地存储USSD会话的日志:如USSD会话消息文本、会话开始结束时间、状态、参与者、失败原因。。。   3GPP USSD标准介绍  3GPP TS 22.090: "Unstructured Supplementary Service Data (USSD)   Stage 1". 要求了USSD功能的业务需求。   3GPP TS 23.090 V11.0.0 (2012-09) Unstructured Supplementary Service Data (USSD); Stage 2 (Release 11) 定义了PLMN中,USSD功能涉及各网元的功能性需求。   USSD业务手机侧的CS域信令,见 3GPP TS 24.090 Unstructured Supplementary Service Data (USSD); Stage 3   IMS域支持USSD功能的标准见 3GPP TS 24.390 V1.0.0 (2012-06) Unstructured Supplementary Service Data (USSD) using IP Multimedia (IM) Core Network (CN) subsystem IMS; Stage 3 (Release 11)                               通过 为知笔记 发布

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