支持4G和5G语音的IMS

Original Mr.Kang 和老康一起学5G 2022-08-21 10:53 Posted on 陕西

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一、IMS规范

IMS规范从3GPP R5中已开始启用；而作为通信网络从电路交换(CS)向数据包(PS)交换演进，从2003年已开始引入了专门使用IP多媒体子系统的规范-IMS。而IMS的实际起源可以追溯到1999年至2000年，更早的版本中出现于“全IP网络选项”。

二、进入4G的IMS

移动通信在进入4G时代后IMS技术被再次引入，特别是经过2015年至2019 年的巨大努力，VoLTE的语音正是依靠IMS系统的支撑成为现实。但在农村地区的老年用户仍在使用旧手机，同时还有许多其他商业和政府系统通过升级，继续使用这一无线技术。

三、5G(NR)中IMS引入 

进入2019年，随着5G在全球开始商用，IMS在5G(NR)中也发生了进一步演变。3GPP在R15(5Gv1)中要求终止电路交换(CS)语音;根据各运营商无线网络现状，在R16(5Gv2)中保留了继续允许电路交换回退(CSFB)的选项。

目前运营商全力以赴在5G基础设施上支持端到端分组语音，这使 IMS做进一步的更新。也就是通过传统的移动交换中心(MSC)电路交换语音回退同时 ，给出的选择就是继续沿VoLTE路径前进进一步发展Vo5G。

VOLTE在迁移选项中保留了大部分演进分组核心(EPC)基础设施，允许运营商保留其现有的IMS核心并继续使用VoLTE进行分组语音迁移。

          图1.5G时代IMS支持的无线网络架构

即使是我们对5G迁移的前瞻性互通方法(允许立即关闭EPC)也可以选择保持旧版IMS运行，并有少量SAE网关支持它；而这些网元不需要升级亦可支持流量增长。有了4G/LTE 通功能或独立的5G实施，我们可以放弃或从VoLTE迁移到Vo5G(又名新无线电语音/VoNR)。这并不能消除对IP多媒体子系统的需求，但支持5G的IMS Core具有一些非常酷的增强功能。

四、5G时代IMS面临的挑战

应用于5G的IMS必须使用微服务方法构建云原生，从而提供容器化操作系统虚拟化必须提供的众多优势，而不是虚拟机。从实施的角度来看云原生IMS核心提供了参与网络切片的能力，这是5G的重要技术和业务目标。通过5G网络切片选择功能(NSSF)为特定应用、高度精细和优化的IMS切片并引导流量，将服务隔离的关键概念扩展到语音控制平面。

部署Vo5G/VoNR还需要更新已有多年历史的IMS接口，以便将核心组件实施到基于5G服务的架构(SBA)中。这是3GPP的“关于增强IP多媒体子系统 (IMS)到5GC集成的研究”的一大重点；3GPP TR23.794详细介绍了使用基于服务的接口(SBI)扩充和替换Diameter接口，允许5G IMS核心不仅支持现有接口和网元功能，而且支持部署在SBA中的更新的、特定于5G的网络功能。与现有的互通方法一样，也可能包括混合实现，其中经典的归属地用户服务器(HSS)使用SBI Nnrf_NFDiscovery_Request消息通过网络功能(NF)存储库功能(NRF)定位，然后浸入当前通过代理的HSS数据库。

图2.基于SBA架构增强型IMS支持的Vo5G/VoNR

这将扩展到每个不同的云原生IMS核心网络功能，将Cx或Dx接口暴露给HSS 或订阅定位器功能(SLF)，即消费P/I/S-CSCF。最终目标是促进顺利迁移到 SBA 的统一数据管理(UDM)服务。同样，使用基于Diameter的参考接口来支持网络功能，例如应用程序服务器(Sh)和策略控制功能(Rx)，必须向SBI发展，因为这些NF不断发展以接受云原生特性。3GPP研究探索了Cx和Dx消息到现有SBI Nudm操作的映射，并将当前在TS 29.228和TS 29.229中定义的所有直径接口替换为具有Nhss_ims_前缀的新IMS服务。

根据https://www.metaswitch.com/相关文章翻译整理

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