0前言
为了满足未来网络和数据业务的发展需求，3GPP组织早在2004年就开始进行LTE的相关研究工作，LTE在3GPPR8中被定义为新一代无线通信标准。近年来，随着LTE国际标准、关键技术和产业链的日渐成熟，国际主流运营商已逐步开始LTE网络的部署和运营。
从网络发展的角度来看，移动核心网的电路域和分组域将长期并存，而分组域向统一、扁平的架构演进，并逐步向LTE演进，随着LTE网络覆盖的逐步扩展，部分语音和短信业务逐步迁移至分组网络，IMS将逐步成为电信核心业务的目标架构。LTE技术能够提高小区容量和频谱效率，降低网络延迟，满足高速数据速率需求。
LTE是一个单纯的分组交换系统，只保留了分组交换的功能，取消了电路交换的概念，不支持传统的电路交换业务，其功能定位于能够提供高速的数据业务，LTE技术本身并不考虑如何提供语音和短信业务。
由于短信业务在运营商的客户服务、话费查询等方面的不可或缺性，如何实现从2G/3G到LTE网络的平滑演进，并考虑演进后原有短信等业务的继承性问题是运营商在LTE引入前就需要重点研究考虑的工作。
1业务现状及标准情况
短信业务作为一项基本的电信业务，主要通过信令通道传输有限长度的文本信息，包括点到点短信业务与小区广播短信业务等，它有别于语音传输方式，能够起到告知、分享、沟通等类型的信息传递作用。目前短消息业务在现网上有着很广泛的应用，可用在话费及积分查询、账户查询、充值卡充值、客户服务、业务受理以及增值业务等领域。短消息业务系统一方面为广大用户提供内容丰富、功能强大的移动增值服务，开拓了网络的服务范围，另一方面，运营商可以通过开展此项业务为其带来可观的经济效益，因此，短信业务不可或缺。
虽然LTE部署之后，没有专门定义一个新的网络设备来支持现有的短信业务，但经过近些年的协议演进及各大标准组织的探讨，目前业界基本达成一致认可的LTE短信业务提供方式，主要包括以下几种。
方式一：SMS over SGs方式实现短信业务。IMS是LTE支持语音业务的关键技术。IMS最早在3GPPR5提出，它提供了一个框架来支持基于IP的业务。但是，由于IMS的建设大大落后于LTE，如何在LTE网络部署语音业务成为运营商面临的一大挑战，同时导致一些替代技术方案的出现，比如CSFB（circiut switched fallback），实现LTE用户的语音业务回到现有2G/3G网络。
基于CSFB的原理，3GPP也定义了一个LTE短信实现技术，即SMS over SGs，其中SGs是核心网内部接口的名称。SMS over SGs技术使得运营商得以充分利用在现网短信业务上的投资，为LTE用户提供短信业务。目前该方案已被NGMN定义为短信必选方案。
方式二：基于IMS的SMS over IP。在GSMA的IR.92规范中，要求终端和网络能够支持SMS over IP的能力。此外，当SMS over SGs的业务需要支持的时候，终端和网络也需要符合TS23.272(CSFB)、TS23.221(LTE Architectural Requirement)以及TS24.301(NAS for LTE)的规范要求。从长远来看，基于IMS技术为LTE用户提供语音和短信业务是发展的方向。2010年1月，GSMA宣布发起一个VoLTE产业联盟，目前已经完成了LTE提供基于IMS的最优语音和短信业务的标准定义，包括漫游和互通性规范。
方式三：基于IMS的即时消息。OMA、3GPP对即时消息都做了定义，OMA主要关注业务需求方面，3GPP主要关注业务实现和网络架构层面。3GPPTS24.247定义了基于IMS的即时消息业务实现，利用SIP协议实现即时消息，充分利用了IMS的业务能力。
2 LTE短信业务实现方案
2.1SMSoverSGs方案CSFB技术中，在LTE和2G/3G的双覆盖区域，对语音业务，LTE/EPC网络能触发终端从LTE接入回退到2G/3G网络接入并进行CS业务。对短消息业务，UE不需要回退到CS网络，在LTE下即可收发短消息（见图1）
SMS支持功能是基于在MME和MSC服务器之间
SGs接口的无连接传输特性和UE与MME之间的NAS信令传输，即对于SMS业务不执行CSFB功能。SMS over SGs将继续利用UE/MS与MSC之间的短消息协议实体，在SGs接口上实现SMS传输过程。
该方案下，要求LTE在网络附着过程中，执行联合位置更新，其余短信流程和2G/3G电路域短信基本相同。
2.2SMSoverIP方案
当运营商已部署IMS网络，根据终端的能力，LTE接入网络下的短信业务可利用SMSoverIP技术方案实现，此时需要建设IP-SM-GW以完成传统电路域短信与IMS架构下SMSoverIP业务的互通。IP-SM-GW在网络中的位置如图2所示。
基于该架构实现SMSoverIP，要求终端注册时，S-CSCF执行第三方注册到IP-SM-GW，该方案满足了LTE终端在LTE附着时通过LTE/EPC网络发送和接收传统短信的要求，但对网络和终端也提出了要求。要求LTE终端必须支持收发基于IP的短信，LTE用户必须注册成为IMS用户，网络中必须部署IP-SM-GW功能，实现SMSoverIP和传统电路域短信业务的互通。
2.3基于IMS的即时消息
即时消息（IM）业务，允许用户几乎实时地将内容发送给其他用户，即时消息的内容通常是文本消息，但也可以是HTML网页、图片，也可以包含歌曲、视频文件或者其他文件。
即时消息有2种操作模式，一种是寻呼模式，另一种是会话模式，2种模式有着不同的要求和限制，因而它们的实现方式也不同。
寻呼模式的即时消息是一个独立的消息，一般采用SIPMessage的方式，它与移动网络中的短消息业务比较类似。
会话模式的即时消息作为现有会话的一部分发送，会话是有明确的起始点和结束点的。SIP控制和管理会话的原语通常是Invite、Cancel、Bye等，在SIP实现中，即时消息会话是一个由Invite开始，由Bye结束的会话。
基于会话的即时消息流程如图3所示。
基于会话的即时消息实现流程，首先是Invite会话建立的普通流程，从而建立一个消息会话，Invite消息中带有发送端可接收消息的最大字节数，响应消息将携带接收端能接收消息的最大字节数，当MSRP通道建立后，即时消息的内容被封装在MSRPSEND消息体中发送给接收方客户端。当最后一个MSRPSEND发送并确认时，IM客户端应发送SIPBYE请求。
寻呼模式不需要建立会话，而是采用基于Message方法的方式，消息直接在Message请求中携带，该方法采用了一种类似动态路由的方式，实现起来更为简单有效。
寻呼模式的即时消息发送流程如图4所示。
终端发送Message请求，携带消息体，接收端接收到消息后，向接收端发送确认消息。消息请求会携带消息大小限制等信息，如果消息大小超出限制，将会拒绝接收。
相比而言，采用寻呼模式，直接采用SIPMessage方法，实现较为简单直接，适合点到点即时消息的传送；基于会话的实现方式较为复杂，但功能较为强大，
容易扩展和与其他SIP业务相结合，可开发多种增值业务。
3 LTE短信业务部署策略
LTE网络发展初期，尚未部署IMS网络，LTE应用主要面向数据卡、上网本等用户。此时对短信业务的需求集中在数据卡/终端配置信息需要通过短信推送下来，某些增值业务也需要通过短信的方式**或去**，通过短信告知LTE数据卡用户流量使用情况，接收漫游通知信息等。此时，只需升级一个或几个MSCs，就可以支持SMSoverSGs，由现网电路域短信中心提供短信业务。
LTE发展中远期，IMS网络已部署，随着终端功能的不断强大，支持SMSoverIP、即时消息的终端不断增多，此时，应部署IP-SM-GW功能实体实现基于IP的短信业务，同时部署IM服务器或RCS业务服务器，实现基于IMS的即时消息业务。
4结束语
短信业务由于不可或缺性，在LTE建网初期就需要支持，LTE的短信解决方案需要结合语音解决方案同步进行，本文分析了不同网络演进阶段对应的不同短信业务的解决方案，并对关键技术的实现进行了对比和分析，最后对短信业务的发展进行了研究并提出了部署建议。参考文献：
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作者简介：
朱爱华，工程师，硕士，主要从事移动通信核心网络新技术跟踪研究工作；赵河，毕业于重庆邮电学院，中讯邮电咨询设计院成都分公司副总工程师，本科，主要从事IP网络和移动通信核心网咨询设计工作；朱斌，工程师，硕士，主要从事核心网络新技术跟踪研究及测试工作
http://rfmw.em.keysight.com/rfcomms/refdocs/gsmgprs/gprsla_gen_bse_sms_over_sgs.html