责任编辑：袁婷*****************
收稿日期：2017-06-25
为了丰富VoLTE 终端用户的业务体验，针对音频和视频起呼不同场景，开展终端侧音频和视频彩铃业务的关键技术研究，结合IMS 视频彩铃业务协商机制，从终端侧和平台侧提出了两种优化方案，可有效保障多媒体彩铃的协商以及用户彩铃业务的体验效果，并对未来多媒体彩铃的应用场景进行了展望。 IMS 多媒体彩铃 音频彩铃 视频彩铃 资源预留
doi:10.3969/j.issn.1006-1010.2017.22.017 中图分类号：TN929.5 文献标志码：A 文章编号：1006-1010(2017)22-0089-08引用格式：潘璐，高晨亮，金晨光，等. VoLTE终端多媒体彩铃业务关键技术研究[J]. 移动通信, 2017,41(22): 89-96.
【摘 要】【关键词】
潘璐，高晨亮，金晨光，曹蕾
Research on Key Techniques of Multimedia Ringback Music Services
for VoLTE Terminal
In order to enrich the service experience of V oLTE terminal users ，key techniques of voice and video ringback music service in the terminal side were investigated according to the different calling scenarios of voice and video. Combined with the negotiation mechanism of IMS video ringback music service, two optimization solutions in both terminal side and the platform side were proposed, which can effectively guarantee the negotiation of multimedia ringback music and the experience effect of user’s ringback music service. In addition, the application scenario of multimedia ringback music in the future was prospected.
IMS multimedia ringback music audio ringback music video ringback music resource reservation
PAN Lu, GAO Chenliang, JIN Chenguang, CAO Lei
[Abstract]
[Key words]
(China Mobile Research Institute, Beijing 100053, China)
（中国移动通信集团公司研究院，北京 100053）
1 引言
传统音频彩铃是运营商增值业务中市场渗透率和覆盖率非常高的一项业务。随着VoLTE 语音业务迅速发展，VoLTE 视频及相关增值业务也逐渐受到关注。基于IMS （IP Multimedia Subsystem ，IP 多媒体子系统）的多媒体彩铃业务不仅可以为用户提供更悦耳的
音乐彩铃，而且还可以为用户提供如歌曲MV 、DIY 视频等视频彩铃业务，使用户获得更丰富的增值业务体验。为确保用户良好的多媒体彩铃业务体验，本文针对不同场景重点研究彩铃业务关键技术，并结合可能出现的异常场景，从终端侧和平台侧提出相应的优化方案。
2 业务背景
VoLTE 是一种基于IMS 的语音解决方案，其与传
VoLTE终端多媒体彩铃业务关键技术研究
统2G/3G的CS域话音方案、LTE下的CSFB（Circuit Switched FallBack，电路域回落）语音方案相比，具有如下优势：
（1）通话质量明显提升
一方面，由于AMR-WB（Adaptive Multi Rate Wideband，自适应多速率宽带）等新型高清语音编解码技术的引入；
另一方面，QoS（Quality of Service，服务质量）控制机制和资源预留机制（precondition）为语音业务提供了有效的资源保障，使VoLTE通话质量提升约50%，用户可以体验到更自然的通话效果。
（2）呼叫建立时延大幅缩短
VoLTE是基于TD-LTE网络全IP条件下的端到端语音方案，呼叫建立时延在2 s左右，与2G/3G相比时延缩短50%~70%。
（3）增值业务有更广阔的拓展空间
由于基于IMS网络架构，VoLTE更容易与IMS网络其他多媒体业务（如融合消息、会议、视频共享等）及互联网业务发生融合，进而为用户提供更丰富的业务体验。
在确保VoLTE业务已有优势的基础上，为了使多媒体彩铃业务在“黄金15 s”发挥最大的增值效果，本文重点从VoLTE终端侧梳理不同场景下的多媒体彩铃业务的实现技术，保障多媒体彩铃业务良好的体验效果。
3 技术实现
3.1 音频彩铃业务场景
I M S网络下的音频彩铃与2G/3G网络下的同类业务相比，主叫终端与彩铃平台通过S I P（S e s s i o n Initiation Protocol，会话初始协议）信令协商，且遵循QoS、precondition协商机制；同时彩铃库新增使用AMR-WB和AMR-NB新型语音编解码技术制作的铃音，因此主叫用户可在起呼后、被叫摘机前的时间窗内又快又好地享受到更高清、更自然的音频彩铃业务。 （1）音频起呼音频彩铃场景关键技术
在音频起呼场景，主叫VoLTE终端与彩铃平台通过SIP信令协商音频彩铃业务，既遵循了IMS网络下QoS服务质量的协商机制，保障音频彩铃在QCI（QoS Class Identifier，QoS等级标识）=1的专有承载上进行传输，同时也通过precondition资源预留机制保证彩铃业务在主叫与彩铃平台间端到端资源准备就绪后的正常传输。具体流程如图1所示。
VoLTE音频彩铃端到端信令协商流程描述如下：
步骤1~8：主叫与被叫完成端到端信令协商及资源预留。被叫发送180 Ringing振铃消息，被叫归属地彩铃平台AS收到并缓存此消息。
步骤9：主叫终端收到Update消息。其中，消息头中携带支持资源预留的头域（Supported:preconditio
n），SDP（Session Description Protocol，会话描述协议）中携带AMR-WB、AMR-NB等音频编解码信息。同时，携带资源预留的提议（offer），包括本地和远端的当前及预期状态信息、需作为远端的主叫反馈资源预留状态的确认（conf）字段。
步骤10：主叫终端根据自身能力回复200O K （For Update），其中携带本地当前资源预留的情况。
步骤11~12：若主叫本地资源在步骤10中已预留成功并反馈给彩铃平台，此步骤可省略；若主叫本地资源在步骤10时未准备就绪，待预留成功时主叫发送Update消息更新状态，彩铃平台收到更新并确认。
步骤13：彩铃A S在确认主叫和本地资源均预留成功后，向主叫转发180 Ringing，同时推送音频彩铃RTP媒体包。其中，180 Ringing中早媒体参数PEM（P-Early-Media）状态为sendrecv，即主叫本地可发可收RT P媒体包。此时主叫终端根据收到的PEM=sendrecv状态信息，对后续收到音频彩铃RTP媒体包进行解析和播放处理。
步骤14~17：当被叫用户摘机，被叫终端将发送200 OK（For Invite），彩铃AS收到并缓存，同时向被叫回复确认ACK。
步骤18~25：被叫终端收到空SDP的re-Invite消息，发送200 OK（For re-Invite）消息。其中，SDP 携
带被叫本地上一次音频协商能力或音视频全媒体能力；彩铃平台根据步骤1~4原始音频通话协商结果，删除视频媒体相关SDP内容，并转为Update消息发送给
如果第
发送第
图1 音频起呼场景音频彩铃业务协商流程
主叫，进行音频通话的重协商。
结合彩铃业务流程中QoS和precondition机制，针对步骤9提供如下信令示例：
a=curr：qos local sendrecv
a=curr：qos remote none
a=des：qos mandatory local sendrecv
a=des：qos mandatory remote sendrecv
a=conf：qos remote sendrecv
其中：
第一行当前（c u r r）本地（l o c a l）可收可发（sendrecv），说明彩铃平台本地资源已预留成功；
第二行当前远端（即主叫，r e m o t e）状态未知（none）；
第三行根据QoS和precondition机制，说明彩铃平台本端期望最终本端资源预留成功（sendrecv），根据第一行目前本地状态已满足；
第四行同理，最终预期远端（即主叫）也成功完成资源预留状态（sendrecv）。
对于当前彩铃平台而言，由于当前主叫侧资源预留是否成功的状态未知，因此在Update消息中携带第五行conf消息，即指出彩铃平台本端期待收到主叫（远端）资源预留成功的应答（Answer）。
若主叫终端发送给彩铃平台的第一条200O K （For Update）消息SDP中携带的主叫侧资源预留仍为none，则彩铃平台将始终等待来自主叫侧的Answer；若主叫终端侧资源预留成功，则将发送Update状态更新消息，把本地资源预留成功（sendrecv）的状态更新至彩铃平台。
在此场景中，VoLTE终端需具备基本的SIP信令协商能力，同时终端必须遵循QoS机制和precondition协商机制。
（2）视频起呼音频彩铃场景关键技术
视频起呼与音频起呼场景相比，主叫VoLTE终端与彩铃平台间的SIP信令协商流程相似，但仍存在不同，下面结合图1具体论述如下：
e通话步骤9：主叫终端收到的Update消息中，视频媒体行被置为inactive。
步骤20：被叫回复200 OK（For re-Invite），将携带音视频全媒体能力。
步骤18~22：彩铃平台收到携带音视频全媒体能力的200 OK（For re-Invite）消息。彩铃平台根据步骤1~4原始视频通话协商结果，保留被叫终端的视频媒体能力，并将200 OK（For re-Invite）转为Update发给主叫终端。
步骤22~23：主被叫终端通过SIP信令协商恢复原视频通话。
在此场景中，需确保现网彩铃设备在步骤9中将视频媒体行置为inactive而非0。否则，在后续主被叫终端恢复视频通话的重协商时，经彩铃平台转发给主叫终端的步骤21中的视频媒体行仍将为0，从而导致无法恢复为视频通话，进而影响用户体验。
3.2 视频彩铃业务场景
IMS网络下的视频彩铃与音频彩铃相比，在业务早媒体类型方面将由单一的音频扩展至音频和视频两
种媒体，为确保主叫用户能够观赏到流畅、清晰的视频彩铃，需对QoS和资源预留提出新的需求，下面将分场景逐一论述。
（1）音频起呼视频彩铃场景关键技术
音频起呼场景中，视频彩铃业务在主叫VoLTE终端与彩铃平台间的SIP信令协商流程如图2所示。
VoLTE视频彩铃基本端到端协商流程描述如下：
步骤1~8：同图1。
步骤9：主叫终端收到Update。其中，消息头携带支持资源预留头域（Supported:precondition），SDP 中携带音视频编解码能力。同时，携带资源预留的提议（offer），包括本地和远端的当前及预期状态、需要主叫远端反馈资源预留状态的确认（conf）消息。
步骤10：若在主叫执行步骤10前视频专用承载QCI=2已建立成功，且主叫本地音视频媒体资源已预留成功，主叫终端将根据自身能力回复200 OK（For Update），其SDP中携带本地当前音视频媒体资源预留情况（sendrecv）；若主叫终端在执行步骤10前无线链路和本地资源有任一未就绪，此时主叫终端在200 OK（For Update）消息的SDP中，本地视频资源状态将为none。
步骤11~12：若在步骤10中主叫终端本地无线链路
图2 音频起呼场景视频彩铃业务协商流程
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