目前实际部署的蜂窝网络正从第二、三代通信网络向长期演进(Long Term Evolution, LTE)网络过渡。为了保证在多种网络共存的条件下向用户提供稳定可靠的多媒体等业务,国内从2007年开始进行对因特网协议多媒体子系统(Internet Protocol Multimedia Subsystem, IMS)的研究。IMS核心网络可以承载多种业务类型,其中典型应用业务是LTE承载语音(Voice over LTE, VoLTE)语音和富通信套件(Rich Communication Service, RCS)业务。在2G/3G、LTE网络共存的条件下,实现平稳发展,需要在不更换用户号码即共号码的重要前提下,为用户提供更多的业务类型和服务质量(Quality of Service, QoS)保证。基于VoLTE和RCS业务类型,在进行业务传输时出现呼叫不通和业务质量下降的现象。目前的共号码技术方案并没有考虑这个问题,因此,考虑业务多样性的共号码方案是亟待解决的重要问题。本文概述了IMS架构的特点,结合对共号码方案的研究,提出了一种基于业务域选择的共号码技术方案。在此基础上,又提出一种共号码方案改进算法。基于开源项目,实现开放式接口设计和Cx、Sh接口改进,完成IMS系统业务平台搭建,并完成共号码方案的业务测试和算法仿真。本文的主要工作总结如下：首先,概述了IMS整体架构,对其中IMS的主要功能网元、会话初始化(Session Initiation Protocol, SIP)等协议进行了详细分析。归纳VoLTE和RCS业务的特点和技术解决方案。对语音业务中基本的注册、呼叫信令流程进行分析。对目前的共号码方案进行总结。提出一种基于业务域选择的共号码方案。基于IMS网络架构,研究IMS网络信令流程,通过改变用户存储信息,添加域选择标志位,获得业务类型,确定最终的路由。根据业务信息、注册信息、运营策略等又提出一种改进的共号码算法。通过Wireshark软件抓包,分析共号码方案的具体信令流程。仿真结果表明,应用共号码方案,呼叫建立时延、丢包率都有一定的性能提升。基于Open IMS Core开源项目完成IMS平台搭建。在已有功能模块的基础上,进行改进。为了进行业务域选择,对数据库内存储信息格式进行重新定义,同时修改Cx、Sh接口,更新协议栈功能,实现新的路由选择策略,完成对信令的正确处理。利用Restful开源框架,设计并实现业务开放接口,更好的保证IMS承载业务多样性。