IMS系统中PCC架构及引入策略研究
IMS交换与现代通信的融合技术以及发展
IMS交换与现代通信的融合技术以及发展【摘要】IMS交换是现代通信领域的重要技术之一，它融合了传统的电话交换技术和现代的IP通信技术，具有高效、灵活、可扩展等特点。
IMS与现代通信紧密相关，为多种通信服务提供了统一的平台。
IMS 技术在VoIP、视频通话、实时消息传输等场景中得到广泛应用，为用户提供了更优质的通信体验。
未来，IMS技术将继续发展，更好地支持新兴的通信需求，如物联网、车联网等。
IMS与5G的结合也将推动通信技术的进一步发展。
IMS在通信领域的重要性不可忽视，它将对未来通信发展产生深远影响，为通信行业带来更广阔的发展前景。
IMS 技术的未来展望令人期待，将为通信行业带来更多创新和机遇。
【关键词】IMS交换, 现代通信, 融合技术, 发展, 定义, 特点, 应用场景, 未来发展趋势, 5G, 关系, 重要性, 影响, 前景展望1. 引言1.1 IMS交换与现代通信的融合技术以及发展IMS（IP Multimedia Subsystem）交换技术是现代通信领域中的一项重要技术，它将多媒体业务和IP网络互联起来，为用户提供各种丰富的通信服务。
IMS技术的发展与现代通信的融合密不可分，它为通信行业带来了许多新的机遇和挑战。
随着移动通信技术的不断发展，IMS技术逐渐成为现代通信网络的基础设施。
IMS的核心特点包括面向业务、开放接口、丰富的应用服务等，这些特点使得IMS能够支持各种多媒体业务，如语音、视频、即时消息等。
IMS与现代通信之间存在着密切的关系。
IMS可以为通信运营商提供更加灵活和可扩展的服务能力，为用户带来更加丰富和便利的通信体验。
IMS也为通信行业的创新发展提供了技术支持，推动了通信行业向着数字化、智能化的方向发展。
IMS技术的应用场景非常广泛，包括语音通信、视频通信、多媒体消息等。
随着5G技术的逐渐商用，IMS技术将会得到更加广泛的应用。
未来，IMS技术将继续发展，向着更加智能、高效、安全的方向发展。
IMS系统架构和基本原理1
IMS系统架构和基本原理1IMS系统架构和基本原理11.IMS核心网络：IMS核心网络是IMS系统的核心部分，用于实现用户的登录、身份鉴别、会话控制和多媒体传输等功能。
它由CSCF（Call Session Control Function）、HSS（Home Subscriber Server）、MGCF（Media Gateway Control Function）、BGCF（Breakout Gateway Control Function）和MGW（Media Gateway）等模块组成。
- CSCF：CSCF包括P-CSCF（Proxy-CSCF）、I-CSCF（Interrogating-CSCF）和S-CSCF（Serving-CSCF）三个功能实体。
P-CSCF作为用户终端和IMS核心网络之间的接入点，负责用户的登录和注册。
I-CSCF负责身份鉴别和会话请求的转发。
S-CSCF负责用户的策略和服务控制。
-HSS：HSS是一个重要的数据存储实体，用于存储用户的身份认证信息、配置文件和通信参数等。
它提供用户认证、鉴权和账号管理等功能。
-BGCF：BGCF是IMS系统架构中的一个可选组件，用于处理具有特定策略需求的呼叫。
它负责选择呼叫的最佳路径，以便保证呼叫的顺利转接。
-MGW：MGW是一个重要的传输节点，用于实现语音、视频和数据等多种多媒体内容的传输。
它实现了多媒体内容的编解码、传输和媒体流的控制等功能。
2.用户终端：3.IP网络：4.应用服务器：IMS系统的基本原理是通过IP网络实现多媒体和VoIP通信。
用户可以通过用户终端接入IMS核心网络，进行用户注册和登录。
IMS核心网络通过用户的身份鉴别和会话控制，实现用户之间的多媒体传输和通信。
IMS系统支持语音、视频、即时消息和文件传输等多种多媒体内容的传输，可以满足用户的不同通信需求。
总之，IMS系统架构和基本原理主要包括IMS核心网络、用户终端、IP网络和应用服务器等组成部分。
【技术干货】Volte原理讲解
【技术⼲货】Volte原理讲解⼀、LTE语⾳解决⽅案演进1. SvLTE(Simultaneous Voice and LTE), 即双待⼿机⽅式。
⼿机同时⼯作在LTE和CS，前者提供数据业务，后者提供语⾳业务。
是纯粹基于⼿机的⽅案。
对⽹络⽆特别要求，不需要部署IMS，缺点是⼿机成本⾼、耗电⾼。
⽬前已经有CDMA1x和LTE 的双待⼿机，被⼀些CDMA运营商采⽤作为IMS部署前的过渡⽅案，⽽GSM/UMTS和LTE的双待⼿机⽬前还没有推出。
2. CSFB(Circuit Switched Fall Back)。
LTE只提供数据业务，当发起或者接受语⾳呼叫时，回落到CS域进⾏处理。
运营商⽆需部署IMS，只需要升级MSC就可以⽀持。
这是⼀种快速提供业务的⽅案，但缺点是呼叫接续速度慢。
CSFB适合作为IMS部署之前的过渡⽅案，另外还可以⽤来解决LTE⼿机漫游场景的语⾳呼叫问题，在拜访地⽹络没有部署IMS，或者IMS漫游协议尚未应⽤的情况下，CSFB可以为漫⼊的LTE⽤户提供语⾳业务。
3. SRVCC(Single Radio Voice Call Continuity)。
解决语⾳控制和移动到CS⽹络切换时的语⾳连续性问题。
为基于IMS的VOIP呼叫解决⽅案，利⽤IMS核⼼⽹络提供LTE VoIP语⾳业务的路由、控制和业务触发，并提供LTE向2G/3G切换时的语⾳连续性保证。
SRVCC的实现过程实质上就是⼀个切换过程，在LTE⽹络中终端是通过IMS 来实现语⾳功能的，当终端离开LTE⽹络后，则通过MSC server(Mobile Switching Center server)切换到2G/3G ⽹络中从⽽实现在2G/3G⽹络中的语⾳功能。
4. VoLTE(Voice over Long Term Evolution)。
实现LTE⽹络中的IMS域提供⾼清晰的语⾳服务。
IMS由于⽀持多种接⼊和丰富的多媒体业务，成为全IP时代的核⼼⽹标准架构。
PCC管控培训
•
根据特性匹 配策略库
•
GGSN
匹配到策略 1 、 4 ，生成执行规 则并下发
eNodeB 7
大脑控制层：知识库的类别和定义
知识库的类别和定义
用户
通过 MSISDN/IMSI 区分，可分为如下类 别：
ü
什么情况下可考虑设置该类库
当网络出现资源紧张或需要用有限的 资源为不同用户提供差异化服务 网络中出现诸如少量业务占用大量带 宽、业务单位流量价值过低、业务 PDCH 承载效率过低等情况时 或配合 OTT 资费套餐进行管控
VoLTE
ü
为 VoLTE 业务提供专用带宽保证，实现 VoLTE 信令和媒体的专属通道承载，确保用户在任何网络 情况下都可以拨通高质量的 VoLTE 电话。
3
PCC 构建智能管道，助力精细化流量经营
PCC 是分组域网络实现从哑管道到智能化管道演进的重要手段。 智能管道特点：可管理、可控制、可增值。即支持通过策略配置实现网络可管理，支持通过动态调 整网络速率和 Qos 等级实现网络可控制，支持通过有效提升每 Bit 的价值实现业务可增值。
Ø
业务可区分
Ø
Ø
准确区分客户使用 流量的业务属性及 使用情况 对不同业务分配不 同的优先级，对占 用资源时间长、内 容少且对时延不敏 感的业务，赋予较
服务可分级
根据客户流量价 值，构建分层级的 用户服务体系，创 建更具吸引力的宽 带高速公路“金 牌”服务产品
Ø Ø
G 网、 T
网络可管理
网、 WLAN 网带宽 规模协调提升 实现统一灵活协同 的接入，有效保障 资源快速支配、质 量重点保障的端到
Bearer 感知 执行层
UE eNodeB
DPI
IMS简介
2
IMS的引入 IMS的引入
概念
IMS（IP Multimedia Subsystem）是3GPP在R5版本中提出的一个 全新的移动网络子系统结构，是在PS域基础上扩展的移动核心 网络，能够在IP平台上支持传统语音业务和其他新型移动多媒 IMS IP 体业务。 IMS包括能够提供IP多媒体应用的所有核心网网元。
Mb (Note)
User Plane Control Plane
IMSMGW
CS channels e.g. PCM
CS network
PCN&CAD Center, Beijing University of Posts & Telecommunications
13
IMS与其他网络的互通（ IMS与其他网络的互通（2） 与其他网络的互通
漫游用户移动终端发起的流程（MO＃ 漫游用户移动终端发起的流程（MO＃1） 归属用户移动终端发起的流程（MO＃ 归属用户移动终端发起的流程（MO＃2） PSTN用户发起的流程 PSTN用户发起的流程（ PSTN用户发起的流程（PSTN-O） 外部SIP客户端（ IMS用户 发起的流程（NISIP客户端 用户） 外部SIP客户端（非IMS用户）发起的流程（NI-O） 外部应用发起的流程（AS外部应用发起的流程（AS-O）
One of the S-CSCF to S-CSCF Invite sequence information flows inserted here
PCN&CAD Center, Beijing University of Posts & Telecommunications
22
概述（续）
会话发起端的流程包括： 会话发起端的流程包括：
核心网试题(含答案解析)2015年度
核心网试题（含答案）一、单选1、对于前转呼叫A--->B--->C的情况，与3G计费规范要求的号码填写格式不相符的是________ 。
（D）A、M OC话单中主叫是A、被叫是B、连接号码是CB、C FW话单中主叫是A、被叫是C、连接号码是CC、M TC话单中主叫是A、被叫是C、连接号码是CD、MTC话单中主叫是B、被叫是C、连接号码是A2、H.248协议中，以下哪个命令和呼叫无关_______。
（B）A、A ddB、A udit ValueC、N otifyD、Modify3、切换过程中需要MSC Server介入的是_______。
（D）A、同一个MSC SERVER内RNS间的切换B、M SC Server内切换C、M SC Server间切换D、以上三种方式都正确4、ARP协议的功能是_______。
（A）A、对IP地址和硬件地址提供动态映射关系B、进行IP地址的转换C、将IP地址解析为域名地址D、获取本机的硬件地址然后向网络请求本机的IP地址5、eNodeB发起附着请求消息是__。
（C）A、S ervice requestB、A ttach acceptC、A ttach requestD、TA reques6、4G用户附着流程中，在鉴权过程中，HSS插入用户数据，如果HSS配置了根据用户的RAT类型拒绝用户接入，会向MME回复__消息。
（B）A、D IAMETER_ERROR_USER_UNKNOWN(5001)B、D IAMETER_ERROR_RAT_NOT_ALLOWED(5421)C、D IAMETER_ERROR_UNKNOWN_EPS_SUBSCRIPTION(5420)D、DIAMETER_ERROR_ROAMING_NOT_ALLOWED(5004)7、MME收到“Attach Request”消息，不做任何处理，无返回消息和错误原因值，可能的原因不包括__。
IMS系统架构和基本原理1
第1页
<本文中的所有信息归中兴通讯股份有限公司所有，未经允许，不得外传>
内部公开▲
IMS系统架构与基本原理 IMS系统架构与基本原理
IMS architecture and basic principles 中兴通讯股份有限公司 ZTE Corporation
2007年 2007年4月7日
2、ZTE IMS解决方案和市场应用 3、IMS QoS技术 4、IMS 安全技术和IPv4/v6技术 5、IMS 标准新进展（VCC/CSI技术等） 6、SIP协议栈培训
• 致谢
– 本教程改编自
• 朱为勇《IMS基础培训材料》 • 汤凯《基于IP的多媒体系统IMS简介》
第3页
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Multimedia Telephony
Cellular Access to IMS
IP
Wireline Access to IMS
WLAN Access to IMS
Mobile
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Residential
第13页
IMS与UMTS/SS的关系 IMS与UMTS/SS的关系
CS Domain
HLR DB MAP MAP HLR MAP MAP GGSN GTP IP
Internet
其他PLMN 其他PLMN
GMSC
PS Domain
MSC/VLR A BSS Gb SGSN
1～8 TS, 9~150kbps GPRS attachment
BSS
PDP context activation 第6页
PCC原理及应用简介
PCC原理及应用简介摘要：本文分析了移动数据业务面临的新客户和新挑战，并针对此问题提出了解决这些问题的关键技术，介绍了策略控制和计费（Policy Control and Charging，PCC）网络架构及管控手段，最后展示了PCC管控效果。
关键词：PCC；差异化管控一、概述随着移动互联网技术的发展，移动数据业务的用户越来越多，流量越来越大，也出现了很多新课题和新挑战。
比如数据业务流量各网络分布不均衡，网络分流不足，数据业务价值差异明显，但资源效率与效益失衡，因此如何保障VIP客户的用户体验，控制例如QQ、微信等小流量的及时消息业务长时间占用无线资源，在数据业务流量的不断冲击下，实现差异化、精细化管控和网络运营，策略性进行数据业务资源配置，让大流量的高价值用户得到有效保障，P2P等低价值业务的到有效管控成为当下运营商迫切需要解决的问题。
因此通信网络中引入3GPP中的PCC即策略控制和计费（Policy Control and Charging，PCC）成为用来解决这些问题的关键。
二、PCC的网络架构及管控手段简介PCC全称Policy and charging Control，该架构是3GPP R7提出的分组域业务的承载管理和控制架构，R8在R7的基础上增强了对LTE/CDMA/WLAN等多种接入类型、漫游、PCRF寻址增强等功能点，R9主要进行完善工作，R10提出了“Policy Plane”的概念，并开展DPI业务检测上报、SPR标准化、基于业务选网等增强功能研。
2.1PCC技术原理简介PCC网络架构区分大脑层和感知层，主要由策略及计费功能单元PCRF、用户签约数据库SPR、策略及计费执行单元PCEF和应用功能AF等组成，具体如下图所示：其中大脑层实现策略的管理和执行动作的下发，主要由PCRF和SPR组成。
PCRF（PolicyandChargingRuleFunction）负责策略控制决策和基于流计费控制等功能。
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的业务种类 信息，这个信息可 以由 Ｐ Ｃ Ｒ Ｆ通过
中生 成对 于不 同业务 的 Ｐ Ｃ Ｃ 规 则 ， 该 信 息 包
演进 的核心 技术 ，Ｐ Ｃ Ｃ架构 适于 基于 Ｏｏ ｓ及 带 宽的策略控 制和基于流 的计 费。同时可为异 能 ，为壤于 Ｉ ＭＳ架构的 Ｆ ＭＣ提供 了实现方案。
包 括提 供 的不 同宽 带基 于用 户 的签 约 等级 类 型，也可 以基于这些混合条件完成计费控制 。 Ｒ７版本 的发展 。Ｉ ＭＳ实体分为六种主 要类 型： 会话管理和路 由类 、数据 库、网问配合元素 、 服务、策略支撑实体和计 费。计 费系统是 １ ＭＳ 网络 重要组成部分 ，是 其六大实体之一 。无论 是离线计 费还是在线计 费都有众多的网元产生 计费信息 ，一项业务会在 多个网元产生计 费信
Ｐ Ｃ Ｃ架构在 Ｉ ＭＳ 网络 中 有 重 要 的 应 用 意 义，本 文 主要 研 究 了 Ｉ ＭＳ网 络 中 的 Ｐ ＣＣ 架
Ｒ ｘ接 口获 得 ，用 于 基 于 业 务 的计 费 和在 Ｐ Ｃ Ｒ Ｆ 策。
构网络 下实现策略与计 费控制 的实现 提供了可 括 ＱＣ Ｉ 、ＭＢ Ｒ、ＧＢ Ｒ等，用 于提 供按 不 同业
【 关键词 】Ｉ Ｐ ｏ ｃ Ｐ Ｃ Ｒ Ｆ Ｐ Ｃ Ｃ 规则
基于 １ ＭＳ网络和 Ｐ Ｃ Ｃ架 构 的特性 分析 ， 在Ｉ ＭＳ网络 中提 出一种模 型用 于在 网络侧 实
理功 能 与其 他 Ｐ Ｃ Ｒ Ｆ 进行 Ｑ ｏ Ｓ资源 协商 ，为
会话提 供全 网统 ～的 Ｑ ｏ Ｓ保 证服务 ；并监 控
控制 。 （ ３ ） 将 ＱＣ ｌ 信 息映射 成 ３ Ｇ Ｑｏ Ｓ信 息 ， 同 时 用 于 基 于 不 同 的 Ｑｏ ｓ来 计 费 。 这 部 分 也
１ 关 键 技 术 研 究
１ ． １ Ｉ Ｍ Ｓ 系统计 费策略研究
Ｒ ５版 本 中 提 出 Ｉ ＭＳ架 构 后 经 过 了 Ｒ ６ 、
Ｎ ｅ ｔ ｗｏ ｒ ｋ Ｗｏ ｒ ｌ ｄ・ 网络天地
Ｉ ＭＳ系统 中 Ｐ Ｃ Ｃ架构 及引入策略研 究
文／ 孙成虎 陈艳敏
息完成基于 Ｏｏ Ｓ的计 费。
本文通过 Ｉ Ｍ Ｓ网 构 结合 进 行研 究，提
检 查请求消息 的合法性 ，完成对 Ｓ Ｐ Ｒ的查询。 同时 Ｓ Ｐ Ｒ 中信息有 修改 的情 况，将及 时通 知
关注 客户 体验 、培养 客户 习惯 为主 。这一 阶 段 需要 在 Ｉ ＭＳ网络 中增 加 Ｐ Ｃ Ｒ Ｆ ， 可考 虑 新
增Ｐ Ｃ ＲＦ与 Ｓ Ｐ Ｒ合设 ；需在 Ｐ Ｃ Ｅ Ｆ增 加 Ｇｘ接
（ ２ ）通过 Ｐ ＣＲ Ｆ与 Ｓ Ｐ Ｒ的交互获得用 户 的签 约信息 ，同时与 Ｐ Ｃ Ｅ Ｆ进行交互进行计 费
息。
（ ４ ）由Ｐ Ｃ Ｒ Ｆ来生 成基 于每个业 务数 据
务来 计费 的信 息；同时 由 Ｐ Ｃ Ｒ Ｆ提 供给 Ｐ ＣＥ Ｆ 的Ｉ Ｐ ． Ｃ ＡＮ承载和应 用级的计 费标识 符信息也
可 以通 过 Ｒ ｘ提 供 给 ＡＦ ， 由 ＡＦ完 成 有 关 基 于 业 务或 者基 于承 载 类 型 的 计 费 。
２ Ｉ Ｍ Ｓ 系统中Ｐ Ｃ Ｃ 部署 策 略
费 时 ，计 费 向 网络 侧 迁 移 这 种 模 式 使 这 两 种 不 同 通 信 网 之 间完 成 计 费控 制 成 为 可 能 。
计 费向 网络 侧 迁移设
络 架 构 模 型 。 在 此 分
给 出Ｉ Ｍ Ｓ系统 架构下， 期和 后 期 的引入 策略
解 决 方 案
向 ＡＦ发送 重新授权请求 、中断会话请求 。 （ ３ ）Ｐ Ｃ Ｃ规 则 生 成 模 块 主 要 的 功 能 是 生 成Ｐ Ｃ Ｃ规则 。可 完成与 接入授 权管 理模块 以 及承载控 制模块 的通 讯、计费规则生成、策略 规 则生成 、业务数据流检测信息生成 。 （ ４ ）承 载控制模块负责 当 Ｉ ＭＳ会话跨越 多个 Ｉ ＭＳ管理 域或穿越 Ｉ Ｐ骨 干网时 ，提 供代
口基本配置，并视网络实际对部分 已有 Ｇ ＧＳ Ｎ 升级 以支持 Ｐ ＣＥ Ｆ功 能。该阶段 Ｐ ＣＲ Ｆ内只为
部 分 用 户 配 置 较 为 基 本 的 用 户 套 餐 ， 配 置 的 规 则 数及 处理 能力 要求较 低， 可同 时连接 多 个Ｐ Ｃ Ｅ Ｆ ， 即按 照 大 区 制 进 行 部 署 ， 同 时 考 虑
接 入 授 权 管理 模 块 。在 会 话 状 态 发 生 变化 时 ，
（ ２ ）融 合 计 费 也 需 要 计 费 向网 络 侧 迁 移 。
各种模式 的融合计 费需要计费向网络侧迁移 ， 计费系统关联和核减 只在 计费系统处理的模式 不 适 应 融 合 计 费 的 需求 。 （ ３ ）异 构网络 下的计 费需要计 费向网络 侧迁 移。未来 基 于 Ｐ Ｃ Ｃ架构 的移动 通信 网与 基于 ＲＡＣ Ｓ架构的固定通信网之间进行融合计
２ ． １ Ｐ ｃ Ｃ 引入 初期
构 ，并且根据 Ｐ Ｃ Ｃ架构 中的 Ｐ ＣＲ Ｆ功 ＭＳ网络 中 的 Ｐ ＣＣ架构 引入策略进行研究，给 出研 究建议。
Ｐ Ｃ Ｃ引入 初期 ，由 于用户 业务 量较 小 ， Ｐ Ｃ Ｃ主要配合市场、营销策略 ，以发展客户 、
施计费控制 ，该方案 的主要设计 思想如 下：
Ｉ ＭＳ具 有分 布 式、接 入 无关 性、 有标 准
开 放 的 业 务 控 制 接 口等 特 点 ， 为 下代 网 络 融 合 （ １ ）在 ＡＦ ／ Ｐ — Ｃ Ｓ Ｃ Ｆ侧 由 运 营 商 预 置 提 供
本 管理域 内网络 资源 的使用状况 ，在生成 Ｐ Ｃ Ｃ