RCS终端技术方案研究与验证
安小静 戴国华 张婷
【摘 要】跟踪RCS标准演进情况，分析RCS相对OTT的优势，调研国内外运营商商用情况。重点对VoLTE/RCS单双注册、RCS Native/APP版本功耗情况等进行研究，提出RCS原型终端技术方案建议，为国内RCS的发展奠定基础。
RCS终端；Native；融合通信
1 引言
随着互联网行业的不断发展，OTT业务对运营商传统语音和短消息业务的冲击已经有目共睹了，运营商业务利润正在大幅下滑。RCS（Rich Communication Suite，富通信套件）的出现为运营商应对互联网的挑战提供了新的机遇。RCS是由GSMA（Groupe Speciale Mobile Association）发起，旨在帮助运营商丰富现有电话/信息的客户体验，占据无线社区市场的主动地位。RCS标准从2008年至今已发展到UP 2.0，期间经历十余个版本的演进，标准演进如图1所示。
其中，RCS-e是RCS 2.0的简化版，去掉了社会呈现、心情短语等功能，其产生的主要原因是在前期推动RCS商用时，发现功能过多导致终端开发速度慢，网络难以迅速适应。RCS 5.0合并了RCS 1～4和RCS-e的所有功能，新增了IP Video/Voice Call等功能。GSMA 2016年启动RCS Universal Profile计划，推动全球运营商向更精简，技术实现更统一的RCS Universal Profile演进，RCS UP 1.0保留核心业务功能，统一技术实现，旨在推动全球运营商统一标准，简化RCS的产品开发和全球运营商部署，减少互通问题。RCS UP 2.0新增MaaP能力、插件以及更多的开放API。
2 RCS现状
当前，OTT（如微信）等消息工具已非常强大，那么为什么运营商还要推动RCS的发展呢？首先，RCS是GSMA国际标准，有利于全球运营商互通，而OTT（微信）等均为私有标准，仅OTT（微信）APP内用户间可以互通。其次，RCS基于电话号码，可随时发起消息及呼叫，而OTT（微信）等必须先成为好友，才能发起消息及呼叫。再者，RCS可以采用Native终端，复用原生消息入口，无需安装APP，OTT（微信）等都需要安装APP才可进行语音消息交互。最后，RCS可以与VoLTE结合，差异化语音业务体验，另外，好友圈之外还有大量语音需求，如呼叫中心、快递等，通过与消息协同，带动消息业务发展。
电信运营商部署RCS主要考虑业务发展需要和能力提升需要，业务发展需要包括：（1）消息与语音业务一样，为电信运营商基础业务；（2）仅文本短信不能满足用户需求；（3）多媒体消息是客户刚性需求。能力提升需要包括：（1）短彩信业务形态和体验远远落后于OTT消息；（2）VoLTE只考虑了文本短信，未考虑彩信的演进；（3）把控语音及消息原生入口。
目前，引入RCS的时机已经成熟。RCS国际标准已取得阶段性的成果，其中多媒体消息、增强呼叫、MaaP能力部分较为成熟。2017年9月GSMA组织遵循UP标准的全球测试，加速了全球RCS网络及设备的统一和标准化，各运营商也都有意愿向国际标准靠拢，避免定制化需求。华为、三星、LG等大型终端厂商陆续在欧洲、北美多家运营商商用RCS，Google 2018年底预计也将在Android操作系统层面预置RCS消息能力及提供RCS API，Sprint、AT&T;、Vodafone要求终端出厂必选支持RCS能力。截至2018年6月全球共有53家运营商商用RCS，商用RCS终端398款，Samsung、LG、Motorola、Sony、HTC、ZTE、Micromax等22个终端厂商商用RCS UP版本。
亚洲目前已有8家运营商商用RCS。日本三个运营商在2018年5月同时商用了RCS并实现互通。中国移动已于2017年12月商用RCS，华为荣耀10、P20/P20 pro、荣耀play、三星S8/S9、移动自主品牌A4等已支持RCS，另外中国移动还与Samsung、华为、ZTE、魅族、MI、大唐电信、Lenovo、海信、朵唯、SUGAR糖果手机达成合作协议。另外，中国电信和中国联通也在积极进行RCS方案验证，中国电信、中国移动、中国联通实验室基于RCC.66的RCS基本消息能力测试已经完成，推动了在RCS領域中国区运营商的合作，体现了三家运营商共同推进RCS业务，引导产业链跟进的意愿。
3 RCS终端关键问题分析及建议
3.1 RCS终端解决方案对比及建议
目前，RCS终端解决方案有如下几种：
（1）Google RCS方案，即采用Google的RCS客户端Android Message。该方案用户体验更好，与Android操作系统天然融合，并有利于以后终端间的互联互通。但是，Google在Android内置RCS后很大可能不会开源代码，终端厂商无法利用其RCS协议栈进行二次开发，因此RCS客户端的业务功能取决于Google的发展路标。另外，国内自建RCS服务器与Google的客户端互通调测不可避免会存在诸多问题。最后，Google的RCS业务路标看齐GSMA RCS UP规范，不会为运营进行特殊定制，采用Google的RCS方案意味着运营商失去对业务发展的主控权。
（2）第三方开发商提供RCS Native版本，统一提供版本，由厂家集成。统一方案能够加速产品的推进，RCS厂商提供全套解决方案并提供参考UI，然后手机厂家参考UI代码，集成RCS方案，第三方厂商负责技术支持。
（3）第三方开发商提供RCS Native版本，统一提供版本，由第三方集成。第三方开发商要按照每个厂商的UI风格做适配开发和测试，在质量和专业度上与手机厂商会有些差距，手机厂商要开放UI代码给第三方开发商，部分厂商会有些难度。
根据国内现状建议使用第二种方案，即运营商提供统一的RCS解决方案（第三方开发包含SDK、UI参考代码）由厂家自行集成，厂商基于运营商提供的RCS解决方案适配各自的UI。
3.2 RCS终端具体问题分析及建议
（1）VoLTE/RCS单注册、双注册
标准的RCS基于IMS网络，根据网络情况可有两种IMS承载方案：单注册和双注册。
单注册即RCS复用VoLTE的协议栈，共用IMS APN，有QoS保障，可提供MSRP的QoS保障。与芯片平台强关联，需要芯片厂家封装提供VoLTE协议栈的调用接口。其优点是保活一个注册连接，待机的功耗和流量较低，单协议栈，理论上内存占用少。缺点是RCS和VoLTE完全耦合，开发难度大，主要依赖终端厂家开发，开发周期长，业务灵活性受限。单注册以Native为主。
相应地，双注册指RCS和VoLTE相互独立，需要保活两个注册连接，VoLTE使用IMS APN承载，RCS使用Internet APN承载，IMS需要支持Internet APN接入，待机的功耗和流量较高。双协议栈理论上内存占用也较多。但双注册开发难度较小，通用性强，非终端厂家也可以参与开发。双注册Native和APP并存。单双注册架构如图2所示。
除三星、华为外，多数终端厂家技术经验积累不足，并结合国内产业链生态，建议采用开发难度小的双注册方案，加快RCS开发进程。目前，中国移动采用双注册，已完成VoLTE和RCS独立IMS部署，同时发展APP及Native终端，APP重点打造企业应用，Native主要支持符合国际标准的基本消息功能。中国移动RCS已经于2017年12月正式商用。
（2）RCS的Native和APP版本功耗
RCS有两种提供方式，通过Native或者是APP提供。所谓Native即通过原生终端提供，终端内置RCS，RCS与手机原生地址薄融合，且与短信等原生业务体验一致。通过APP提供即通过客户端下载的方式安装，采用独立的应用为用户提供RCS服务，与普通OTT业务体验类似，不同业务有更具体的要求。在体验上，可以看出Native版本相比APP版本更具优势。在功耗方面，通过对双注册过程中Native版本和APP版本的终端进行功耗测试对比发现，Native版本相对APP版本的功耗较低。功耗测试环境如图3所示：
由于测试例较多，本文仅列举部分测试例。首先测试微信组、APP组及Native组待机电量，即登陆成功后待机15分钟，求功耗平均值。然后，从4G到Wi-Fi进行网络切换，测试时间为2分钟，求平均功耗。最后，发送1次“微笑”表情，时间为10 s，求平均功耗。测试结果如表1所示。
通过上面的数据，可以明显看出Native版本的平均功耗比APP版本的平均功耗低。因此，建议RCS采用Native原生终端提供。
4 结束语
文章首先介绍了RCS标准的演进情况以及引进RCS的必要性，然后，根据对现状的分析提出RCS终端解决方案，即运营商提供统一的RCS解决方案，由厂家自行集成。最后，研究分析了RCS终端的单双注册，并通过数据对比分析发现RCS Native版本比APP版本的功耗低且体验好，所以建议RCS采用原生终端提供。
参考文献：
[1] 谢斌. 终端VoLTE和RCS的共存研究[J]. 电信技术， 2013（9）： 71-74.
[2] GSMA IR.92. IMS Profile for Voice and SMS Version 7.0[S]. 2013.
[3] GSMA IR.94. IMS Profile for Conversational Video Service[S]. 2013.
[4] 侯赛男，严斌峰，周晶，等. RCS业务发展情况及分析[J]. 信息通信技术， 2016，10（5）： 67-72.
[5] 鲁义轩. 运营商联手中兴通讯推进RCS部署 加速布局“能力开放”[J]. 通信世界， 2016（18）： 46.
[6] 李勇辉，吕光旭，符刚，等. 电信运营商RCS部署建议[J]. 邮电设计技术， 2013（4）： 1-5.
[7] 李勇辉，吕光旭，魏群，等. RCS价值的深度分析[J]. 软件， 2013（8）： 108-111.
[8] 许巧游. 运营商基于平台运营的通信能力开放[J]. 信息通信， 2016（1）： 250-251.
[9] 歐小鸥，陈荣斌. RCS（融合通信）技术与应用[J]. 中国新通信， 2015，17（19）： 64-65.
[10] 张慧，熊艳，张力健. 融合通信（RCS）业务及行业管理探究[J]. 江西通信科技， 2017（3）： 5-7.
【摘 要】跟踪RCS标准演进情况，分析RCS相对OTT的优势，调研国内外运营商商用情况。重点对VoLTE/RCS单双注册、RCS Native/APP版本功耗情况等进行研究，提出RCS原型终端技术方案建议，为国内RCS的发展奠定基础。
RCS终端；Native；融合通信
1 引言
随着互联网行业的不断发展，OTT业务对运营商传统语音和短消息业务的冲击已经有目共睹了，运营商业务利润正在大幅下滑。RCS（Rich Communication Suite，富通信套件）的出现为运营商应对互联网的挑战提供了新的机遇。RCS是由GSMA（Groupe Speciale Mobile Association）发起，旨在帮助运营商丰富现有电话/信息的客户体验，占据无线社区市场的主动地位。RCS标准从2008年至今已发展到UP 2.0，期间经历十余个版本的演进，标准演进如图1所示。
其中，RCS-e是RCS 2.0的简化版，去掉了社会呈现、心情短语等功能，其产生的主要原因是在前期推动RCS商用时，发现功能过多导致终端开发速度慢，网络难以迅速适应。RCS 5.0合并了RCS 1～4和RCS-e的所有功能，新增了IP Video/Voice Call等功能。GSMA 2016年启动RCS Universal Profile计划，推动全球运营商向更精简，技术实现更统一的RCS Universal Profile演进，RCS UP 1.0保留核心业务功能，统一技术实现，旨在推动全球运营商统一标准，简化RCS的产品开发和全球运营商部署，减少互通问题。RCS UP 2.0新增MaaP能力、插件以及更多的开放API。
2 RCS现状
当前，OTT（如微信）等消息工具已非常强大，那么为什么运营商还要推动RCS的发展呢？首先，RCS是GSMA国际标准，有利于全球运营商互通，而OTT（微信）等均为私有标准，仅OTT（微信）APP内用户间可以互通。其次，RCS基于电话号码，可随时发起消息及呼叫，而OTT（微信）等必须先成为好友，才能发起消息及呼叫。再者，RCS可以采用Native终端，复用原生消息入口，无需安装APP，OTT（微信）等都需要安装APP才可进行语音消息交互。最后，RCS可以与VoLTE结合，差异化语音业务体验，另外，好友圈之外还有大量语音需求，如呼叫中心、快递等，通过与消息协同，带动消息业务发展。
电信运营商部署RCS主要考虑业务发展需要和能力提升需要，业务发展需要包括：（1）消息与语音业务一样，为电信运营商基础业务；（2）仅文本短信不能满足用户需求；（3）多媒体消息是客户刚性需求。能力提升需要包括：（1）短彩信业务形态和体验远远落后于OTT消息；（2）VoLTE只考虑了文本短信，未考虑彩信的演进；（3）把控语音及消息原生入口。
目前，引入RCS的时机已经成熟。RCS国际标准已取得阶段性的成果，其中多媒体消息、增强呼叫、MaaP能力部分较为成熟。2017年9月GSMA组织遵循UP标准的全球测试，加速了全球RCS网络及设备的统一和标准化，各运营商也都有意愿向国际标准靠拢，避免定制化需求。华为、三星、LG等大型终端厂商陆续在欧洲、北美多家运营商商用RCS，Google 2018年底预计也将在Android操作系统层面预置RCS消息能力及提供RCS API，Sprint、AT&T;、Vodafone要求终端出厂必选支持RCS能力。截至2018年6月全球共有53家运营商商用RCS，商用RCS终端398款，Samsung、LG、Motorola、Sony、HTC、ZTE、Micromax等22个终端厂商商用RCS UP版本。
亚洲目前已有8家运营商商用RCS。日本三个运营商在2018年5月同时商用了RCS并实现互通。中国移动已于2017年12月商用RCS，华为荣耀10、P20/P20 pro、荣耀play、三星S8/S9、移动自主品牌A4等已支持RCS，另外中国移动还与Samsung、华为、ZTE、魅族、MI、大唐电信、Lenovo、海信、朵唯、SUGAR糖果手机达成合作协议。另外，中国电信和中国联通也在积极进行RCS方案验证，中国电信、中国移动、中国联通实验室基于RCC.66的RCS基本消息能力测试已经完成，推动了在RCS領域中国区运营商的合作，体现了三家运营商共同推进RCS业务，引导产业链跟进的意愿。
3 RCS终端关键问题分析及建议
3.1 RCS终端解决方案对比及建议
目前，RCS终端解决方案有如下几种：
（1）Google RCS方案，即采用Google的RCS客户端Android Message。该方案用户体验更好，与Android操作系统天然融合，并有利于以后终端间的互联互通。但是，Google在Android内置RCS后很大可能不会开源代码，终端厂商无法利用其RCS协议栈进行二次开发，因此RCS客户端的业务功能取决于Google的发展路标。另外，国内自建RCS服务器与Google的客户端互通调测不可避免会存在诸多问题。最后，Google的RCS业务路标看齐GSMA RCS UP规范，不会为运营进行特殊定制，采用Google的RCS方案意味着运营商失去对业务发展的主控权。
（2）第三方开发商提供RCS Native版本，统一提供版本，由厂家集成。统一方案能够加速产品的推进，RCS厂商提供全套解决方案并提供参考UI，然后手机厂家参考UI代码，集成RCS方案，第三方厂商负责技术支持。
（3）第三方开发商提供RCS Native版本，统一提供版本，由第三方集成。第三方开发商要按照每个厂商的UI风格做适配开发和测试，在质量和专业度上与手机厂商会有些差距，手机厂商要开放UI代码给第三方开发商，部分厂商会有些难度。
根据国内现状建议使用第二种方案，即运营商提供统一的RCS解决方案（第三方开发包含SDK、UI参考代码）由厂家自行集成，厂商基于运营商提供的RCS解决方案适配各自的UI。
3.2 RCS终端具体问题分析及建议
（1）VoLTE/RCS单注册、双注册
标准的RCS基于IMS网络，根据网络情况可有两种IMS承载方案：单注册和双注册。
单注册即RCS复用VoLTE的协议栈，共用IMS APN，有QoS保障，可提供MSRP的QoS保障。与芯片平台强关联，需要芯片厂家封装提供VoLTE协议栈的调用接口。其优点是保活一个注册连接，待机的功耗和流量较低，单协议栈，理论上内存占用少。缺点是RCS和VoLTE完全耦合，开发难度大，主要依赖终端厂家开发，开发周期长，业务灵活性受限。单注册以Native为主。
相应地，双注册指RCS和VoLTE相互独立，需要保活两个注册连接，VoLTE使用IMS APN承载，RCS使用Internet APN承载，IMS需要支持Internet APN接入，待机的功耗和流量较高。双协议栈理论上内存占用也较多。但双注册开发难度较小，通用性强，非终端厂家也可以参与开发。双注册Native和APP并存。单双注册架构如图2所示。
除三星、华为外，多数终端厂家技术经验积累不足，并结合国内产业链生态，建议采用开发难度小的双注册方案，加快RCS开发进程。目前，中国移动采用双注册，已完成VoLTE和RCS独立IMS部署，同时发展APP及Native终端，APP重点打造企业应用，Native主要支持符合国际标准的基本消息功能。中国移动RCS已经于2017年12月正式商用。
（2）RCS的Native和APP版本功耗
RCS有两种提供方式，通过Native或者是APP提供。所谓Native即通过原生终端提供，终端内置RCS，RCS与手机原生地址薄融合，且与短信等原生业务体验一致。通过APP提供即通过客户端下载的方式安装，采用独立的应用为用户提供RCS服务，与普通OTT业务体验类似，不同业务有更具体的要求。在体验上，可以看出Native版本相比APP版本更具优势。在功耗方面，通过对双注册过程中Native版本和APP版本的终端进行功耗测试对比发现，Native版本相对APP版本的功耗较低。功耗测试环境如图3所示：
由于测试例较多，本文仅列举部分测试例。首先测试微信组、APP组及Native组待机电量，即登陆成功后待机15分钟，求功耗平均值。然后，从4G到Wi-Fi进行网络切换，测试时间为2分钟，求平均功耗。最后，发送1次“微笑”表情，时间为10 s，求平均功耗。测试结果如表1所示。
通过上面的数据，可以明显看出Native版本的平均功耗比APP版本的平均功耗低。因此，建议RCS采用Native原生终端提供。
4 结束语
文章首先介绍了RCS标准的演进情况以及引进RCS的必要性，然后，根据对现状的分析提出RCS终端解决方案，即运营商提供统一的RCS解决方案，由厂家自行集成。最后，研究分析了RCS终端的单双注册，并通过数据对比分析发现RCS Native版本比APP版本的功耗低且体验好，所以建议RCS采用原生终端提供。
参考文献：
[1] 谢斌. 终端VoLTE和RCS的共存研究[J]. 电信技术， 2013（9）： 71-74.
[2] GSMA IR.92. IMS Profile for Voice and SMS Version 7.0[S]. 2013.
[3] GSMA IR.94. IMS Profile for Conversational Video Service[S]. 2013.
[4] 侯赛男，严斌峰，周晶，等. RCS业务发展情况及分析[J]. 信息通信技术， 2016，10（5）： 67-72.
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[6] 李勇辉，吕光旭，符刚，等. 电信运营商RCS部署建议[J]. 邮电设计技术， 2013（4）： 1-5.
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[9] 歐小鸥，陈荣斌. RCS（融合通信）技术与应用[J]. 中国新通信， 2015，17（19）： 64-65.
[10] 张慧，熊艳，张力健. 融合通信（RCS）业务及行业管理探究[J]. 江西通信科技， 2017（3）： 5-7.
