4g和5g网络中的短信

在 4G 和 5G (SA) 架构中,你可以通过两种方式发送 SMS:通过 IP/IMS 或通过 NAS (SG-SMS)。

因此,对于通过 IMS 发送 SMS 的设备,你需要首先在 IMS(VoLTE/VoNR 或 VoWifi)上注册, 也就是,你的 IMS SIP REGISTER 的 Contact 标头中要包括 +g.3gpp.smsip 参数

如果你没有在该注册中将 SMS over IMS 功能通知网络,你将通过 NAS 发送/接收 SMS。 它与通过 2G/3G 网络发送的 SMS 非常相似,因为数据/文本被发送到控制通道而不是数据通道。

理想的方式是通过 IP/IMS 发送 SMS(IMS 旨在传输任何类型的数据:文本/音频/视频/等),但在 5GS 和 4G 网络中都有备用解决方案,即通过 NAS 信令发送 SMS。 由于 IMS 能力因运营商而异,因此通过 NAS 的 SMS 是一种非常常见的场景。

ETSI TS 124 301 (3GPP TS 24.301) UMTS;LTE;5G ;Non-Access-Stratum (NAS) protocol for EPS;Stage 3
ETSI TS 124 341 (3GPP TS 24.341) GSM;UMTS;LTE;5G;Support of SMS over IP networks;Stage 3

2G网络的短信功能,主要通过SMSC(short message service center)来 存储转发。

STP=signaling transfer point

MSC=mobile switching center

eMSC= enhanced mobile switching center

BTS = base transceiver station

4G时代,为了减少对电路域的改造,降低短信中心的升级成本,4G网络中增加了IP-SM-GW网元,主要负责SMSC和4G终端之间的短消息转发。而原有的2G/3G终端收发短信机制不变。

IP-SM-GW : IP Short-Message-Gateway

P-CSCF:Proxy-Call Session Control Function

S-CSCF: Service-Call Session Control Function

SAE-GW: System Architecture Evolution-Gateway

eNodeB: Evolved Node B

5G时代,短信有两种方案:SMS over IP 和 SMS over NAS

部署在4G时代的IP-SM-GW网元可以为5G终端提供5G短信。

由于SMS over IP可以利用4G时代部署的IP-SW-GW网元,改造成本相对较小,适合5G网络建设的初始阶段。

IP-SM-GW网元在5G时代的功能为:

1)负责连接SMSC到5G网络,为5G终端提供短信

2)提供2G/3G 短信和 4G/5G 短信的互通

3) 在RCS和SMS之间提供相互转换功能

NAS短信解决方案需要在5G核心网(5GC)中部署SMSF网络元素,可以为手机和物联网终端提供5G短信。

SMSF功能

1)负责检查 用户是否有发生和接收短信/漫游短信的服务能力

2) 负责连接SMSC到5G网络

3) 完成消息协议转换(5G RCS和普通SMS)

SMSP (Short message service parameters)

Short Message Service header Parameters (SMSP)

这个参数,用于准备MO-SMS(移动设备端发起的短信),通常是一个短信服务中心的地址。


提交短信

当 SM-over-IP发送者 想提交短信时, 发送者应该先发送一条SIP消息请求,携带一下信息

  1. 含有SM-over-IP 发送者的SC的PCI的,请求URI

注意: SC的PSI可能是SIP URI或者 tel URI, 这要看运营商的策略。

可以通过下面的方法来获取 SC的PSI

[1] 由用户提供

[2] 如果使用UICC,那么

–如果存在ISIM, 在DF_TELECOM目录下的EF_PSISMSC文件里取得

请参考 3GPP TS 31.103

—如果不存在ISIM, 请参考 3GPP TS 31.102 在 DF_TELECOM目录下的EF_PSISMSC文件里取得

— 如果 EF_PSISMSC里没有 SC的PSI,那么就到 DF_TELECOM的EF_SMSP文件中获取TS-Service-Centre-Address

如果从 TS-Service-Centre-Address里获取的PSI是基于E.164的号码, 那么URI应该是tel URI或者 使用 “user=phone”格式的SIP URI

—如果既不使用 UICC 也不使用 SIM 卡,则 SC 的 PSI 是如何配置的和获取的,则通过本规范范围之外的方式。

2. 头部的 From 字段 应该含有 发送者的 public user identity

IP-SM-GW必须使用 SC也能处理的发信人地址(也就是一个E.164号码)

由 P-CSCF 或 S-CSCF 放置在 SIP 消息请求中的P-Asserted-Identity头部里有这个地址

3. 头部的To字段, 应该是 发送者的短信息中心的 PSI

4. 头部的 Content-Type字段应该是 application/vnd.3gpp.sms

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