CN100496053C - Ip多媒体系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种IP多媒体系统，包括用于处理用户网络接入控制、呼叫/会话控制和业务处理的IP多媒体处理单元，另外还包括：归属用户服务器，所述归属用户服务器为独立于承载网络的功能实体，包括与所述IP多媒体处理单元相关的IP处理接口，用于记录IP多媒体处理单元处理所需的、支持IP多媒体系统功能的相关用户信息和业务信息，以配合所述IP多媒体处理单元完成用户的网络接入控制、呼叫/会话控制和业务处理。本发明提供的IMS多媒体系统中HSS仅包括IMS功能，而将非IMS功能划分出去，可提供通用的IMS接入不同的承载网络。

Description

IP多媒体系统

技术领域

本发明涉及通信技术领域，尤指一种可应用于各种通信承载网络中的IP多媒体系统。

背景技术

随着移动通讯技术的发展，传统的语音通信业务已经不能满足人们的通信需求，人们迫切需要体验全新的多媒体业务。所述多媒体业务不仅仅是简单的视音频通信业务，还包括即时消息、同址浏览、协同工作、流媒体等等业务，特别是新通信方式和传统语音通信融合的业务。

目前，鉴于互联网和电信网融合的趋势，国际标准化组织第三代合作伙伴计划(3GPP，The 3rd Generation Partnership Project)在分组承载网的基础上引入了支持多媒体业务的全IP业务网络架构的IP多媒体子系统(IMS，IPMultimedia Subsystem)，IMS的目标是按照个性化的用户数据，屏蔽用户接入方式，控制业务能力的开放程度，提供全新的多媒体的通信体验。

参考图1所示，为目前3GPP定义的IMS实体和接口示意图，IMS中最主要的功能实体是呼叫控制实体(CSCF，Call Session Control Function)和归属用户服务器(HSS，Home Subscriber Server)。

其中，CSCF有三种类型：服务CSCF(S-CSCF，Serving-Call SessionControl Function)、代理CSCF(P-CSCF，Proxy-Call Session Control Function)、查询CSCF(I-CSCF，Interrogating-Call Session Control Function)。P-CSCF是用户设备(UE，User Equipment)在IMS系统的第一个接触点，完成代理(Proxy)功能，接受初始会话协议(SIP，Session Initiation Protocol)消息并可能进行相应处理，然后将其转发。I-CSCF主要是完成网络隐藏的功能，用户注册时I-CSCF到HSS查询并确定用户服务的S-CSCF。S-CSCF记录用户的呼叫状态，完成呼叫控制功能，是最主要的业务控制实体。不同的S-CSCF由于所连接的应用服务器AS不同，可完成不同的业务功能。

另外，HSS记录每个IMS用户的用户信息和业务数据，配合CSCF完成最重要的路由功能、漫游功能，同时HSS提供认证、授权、IMSI/IP地址映射、位置定位功能等等。其中用户信息包括：用户号码、地址信息；用于认证和授权的安全信息；支持用户注册、记录不同系统间的位置信息；用户特征数据等，业务数据则包括业务触发规则和业务触发逻辑等。

另外，在IMS系统中还包括边界网关控制功能实体(BGCF，BorderGateway Control Function)、媒体网关控制功能实体(MGCF，Media GatewayControl Function)和IP多媒体域媒体网关(IM-MGW，IP Multimedia system-Media GateWay)完成IMS与其它网络间的互通，以及媒体资源功能点(MRFP，Media Resource Function Point)和媒体资源控制功能实体(MRFC，MediaResource Function Control)实现媒体资源功能，即提供放音、会议等资源。

当前3GPP网络框架和各个功能实体的定义中，HSS除完成IMS功能外还实现非IMS的功能，IMS功能指提供IP多媒体功能以支持IMS控制功能，使用户能使用IMS业务，该IP多媒体功能独立于用来接入IMS的接入网；非IMS功能包括电路交换(CS，Circuit Switched)域和分组交换(PS，Packet Switched)域所需要的归属位置寄存器(HLR，Home Location Register)功能，HLR可认为是HSS的子集，支持PS域实体如GPRS支持节点(GSN，GPRS Support Node)，使用户接入PS域业务；同时支持CS域实体如(G)MSC/(G)MSC server，使用户接入CS域业务，支持与传统GSM/UMTS CS域网络间的漫游。

参考图2，为现有技术HSS的逻辑功能示意图，HSS逻辑功能没有按照IMS功能和非IMS功能进行划分，即IMS功能和非IMS功能都包含这些逻辑功能。从接口来看，C接口是HSS与GMSC间接口，D接口是HSS与MSC间接口，Gr接口是HSS与SGSN间接口，Gc接口是HSS与GGSN间接口，Sh接口是HSS与SIP AS间接口，Si接口是HSS与IM-SSF间接口，Cx接口是HSS与CSCF间接口。其中Sh、Si、Cx接口是IMS功能相关接口，其余接口为非IMS功能相关接口，即HLR相关接口，负责CS和PS域相关功能。

随着通信技术的发展，IMS将应用于通用移动电信系统(UMTS，UniversalMobile Telecommunications Systems)网络之外的其它网络，包括有线或无线、移动网络或固定网络，例如cdma2000网络以及固网下一代网络(NGN，NextGeneration Network)。HSS作为3GPP定义的IMS的功能实体，目前包含了IMS功能和非IMS功能，对于不同类型的网络而言，将IMS功能和非IMS功能捆绑在一起，灵活性很差，例如，对于固网的下一代网络NGN，用户终端的接入可能通过固定网线连接，这时HSS就只需要IMS功能；对于cdma2000网络，HSS则需要IMS功能和非IMS功能，但由于网络类型不同，其非IMS功能部分是不同的，即需记录不同类型网络的用户信息，并需设置与不同类型网络实体的不同接口。

由于非IMS功能(即HSS中的HLR部分)针对不同类型的网络是不同的，例如对于WCDMA网络和CDMA2000网络，就需要采用相应的网络接口和用户信息，而且有些承载接入网络不一定需要HLR功能，而仅需要HSS中的IMS功能，如NGN网络。将IMS功能和非IMS功能综合在一个HSS设备中，将使该HSS设备对不同类型的承载网络不具有通用性，进而使网络建设成本增加。

发明内容

本发明解决的技术问题是提供一种通用的IP多媒体系统，以进一步适应未来网络的发展。

为解决上述问题，本发明的IP多媒体系统，包括用于处理用户网络接入控制、呼叫/会话控制和业务处理的IP多媒体处理单元，另外还包括：

归属用户服务器，所述归属用户服务器为独立于承载网络的功能实体，包括与所述IP多媒体处理单元相连的IP处理接口，用于记录所述IP多媒体处理单元处理所需的、支持IP多媒体系统功能的相关用户信息和业务信息，以配合所述IP多媒体处理单元完成用户的网络接入控制、呼叫/会话控制和业务处理。

其中，所述支持IP多媒体系统功能的相关用户信息包括：IP多媒体用户私有标识、IP多媒体用户公有标识、IP多媒体用户安全信息、IP多媒体用户系统间位置信息、IP多媒体用户的业务质量信息。

其中，所述支持IP多媒体系统功能的相关业务信息包括：IP多媒体业务签约信息、智能业务签约信息、业务处理逻辑。

其中，所述IP多媒体系统功能包括：IP多媒体系统移动性管理，IP多媒体系统标识处理，产生IP多媒体系统用户安全信息，支持IP多媒体系统业务授权，支持IP多媒体系统用户安全性，IP多媒体系统接入授权，支持IP多媒体系统业务提供，支持IP多媒体系统应用业务，支持IP多媒体系统会话建立，以及支持智能业务。

其中，所述IP多媒体处理单元包括：

呼叫控制单元，用于实现IP多媒体系统移动性管理、用户接入鉴权、用户业务授权、信息的加密解密的安全性处理、呼叫/会话控制；

初始会话协议应用服务器单元，用于实现各种应用业务处理；

IP多媒体系统业务交换功能单元，用于外接业务控制点以实现智能业务；

所述IP处理接口包括：

与所述呼叫控制单元相连的接口，用于所述归属用户服务器向所述呼叫控制单元传递用户安全参数、用户业务信息；同时用于所述呼叫控制单元向所述归属用户服务器传递所述呼叫控制单元的能力信息、会话信令传输参数；

与所述初始会话协议应用服务器单元相连的接口，用于所述归属用户服务器向所述初始会话协议应用服务器单元传递业务相关信息和用户相关信息；以及

与所述IP多媒体系统业务交换功能单元相连的接口，用于所述归属用户服务器向所述IP多媒体系统业务交换功能单元传递智能业务签约信息。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

首先，本发明提供的IMS多媒体系统中HSS仅包括IMS功能，而将非IMS功能划分出去，可提供通用的IMS接入不同的承载网络，例如，移动通信网络和固网NGN。

进一步，利用本发明只需建设统一的IMS网络，可为不同接入类型的网络所公用，而与承载相关的归属位置寄存器功能则可根据接入网络类型的具体需要来设置，如UMTS移动网需要归属位置寄存器功能，固定NGN网络可以有或没有独立的归属位置寄存器功能，无线本地接入网络(WLAN，Wireless Local Access Network)网络则不需要归属位置寄存器功能。

附图说明

图1是现有技术IP多媒体系统的组成示意图；

图2是图1示意的归属用户服务器逻辑功能示意图；

图3是本发明IP多媒体系统的组成示意图；

图4是现有技术归属用户服务器按照IMS功能和非IMS功能划分的逻辑功能组成示意图；

图5是图3示意的本发明归属用户服务器的逻辑功能示意图；

图6是现有技术归属用户服务器集成的归属位置寄存器逻辑功能示意图；

图7是本发明实现IMS的网络原理示意图；

图8是本发明UMTS接入的IP多媒体系统组成及接口示意图；

图9是本发明CDMA2000接入的IP多媒体系统组成及接口示意图。

具体实施方式

现有技术IMS由于将IMS功能和非IMS功能一起集成在HSS中，不利于将来网络的扩展，因此，本发明的核心在于提供一种通用的IMS系统，将IMS功能和承载网络分离，可以接入不同的承载网络，以适应未来网络的发展，支持未来全IP网络承载。

参考图3，为本发明IMS的组成示意图，本发明IMS中仅保留IMS功能相关的实体，如图示，本发明的IMS仅包括IP多媒体处理单元31和仅包括IMS功能的归属用户服务器32，分别说明如下：

IP多媒体处理单元，其功能与现有技术相同，主要用于处理用户网络接入控制、以及呼叫/会话控制和业务处理的IP多媒体处理单元，具体的，所述多媒体处理单元可由呼叫控制单元、初始会话协议应用服务器单元、IP业务交换功能单元及其他一些多媒体处理资源组成。

其中所述呼叫控制单元，其功能与现有技术相同，主要用于实现IP多媒体系统移动性管理、用户接入鉴权、用户业务授权、信息的加密解密的安全性处理、呼叫/会话控制；

初始会话协议应用服务器单元，其功能与现有技术相同，主要用于实现各种应用业务处理；

IP业务交换功能单元，其功能与现有技术相同，主要用于外接业务控制点实现智能业务。

而本发明实现的归属用户服务器32，为独立于承载网络的功能实体，包括与所述IP多媒体处理单元31的相关的IP处理接口，用于记录IP多媒体处理单元处理所需的、支持IP多媒体系统功能的相关用户信息和业务数据信息，以支持所述IP多媒体处理单元31完成相关用户网络接入控制、以及呼叫/会话控制处理和业务处理。

其中，所述归属用户服务器设置有与所述呼叫控制单元的接口，用于所述归属用户服务器向所述呼叫控制单元传递用户安全参数、用户业务信息，同时用于所述呼叫控制单元向所述归属用户服务器传递所述呼叫控制单元的能力信息、会话信令传输参数。

另外，所述归属用户服务器还设置有与所述初始会话协议应用服务器单元的接口，用于所述归属用户服务器向所述初始会话协议应用服务器传递透明数据，包括业务相关信息和用户相关信息。

另外，所述归属用户服务器还设置有与所述IP业务交换功能单元的接口，用于所述归属用户服务器向所述IP业务交换功能单元传递智能业务签约信息。

由于本发明的归属用户服务器42仅实现IP多媒体处理相关的IMS功能，而将其他与接入方式和承载网络相关的非IMS功能分离出去，由各承载网络各自实现IMS的相关非IMS功能，因此，本发明的IMS将具有通用性，IMS功能和承载分离，可接入各种不同的IP承载网络。

下面对比现有技术说明本发明的改进，首先请参考图4，为现有技术将归属用户服务器按照IMS功能和非IMS功能划分的逻辑功能组成示意图，从图中可以看出现有技术包括对于实现多媒体业务不可缺少的IMS功能，该种IMS功能与承载网络无关，是IMS的核心功能，另外，现有技术中还包括与承载网络相关的非IMS功能，即与承载网络相关的归属位置寄存器功能，对于不同的承载网络，实现该非IMS功能的实体位置和接口都不相同，对于某些承载网络甚至不需要该种非IMS功能，因此，造成现有技术的IMS不利于接入不同的IP承载网络。

下面说明本发明的改进，参考图5、图6，图5为本发明实现的归属用户服务器支持的逻辑功能示意图，图6是从现有归属用户服务器划分出去的非IMS功能的逻辑功能示意图，为实现IMS的接入无关性，即IMS与承载网络的分离，需要重新定义IMS系统的HSS功能实体和接口，将原HSS实体划分为两个逻辑功能实体，一个保留在IMS中，完成原HSS中的IMS功能；一个从IMS中剥离出去，成为承载网络的一部分，完成原HSS中非IMS功能。分离后的两个功能实体，分别称为HSS’和HLR’。

请一并对比参考图4、图5，本发明的IMS仅实现IMS相关的逻辑功能，其支持的IMS系统功能主要包括：IMS移动性管理，IMS标识处理，产生IMS用户安全信息，支持IMS业务授权，支持IMS用户安全性，IMS接入授权，支持IMS业务提供，支持IMS应用业务，支持IMS会话建立，以及支持智能业务等。

请一并对比参考图4、图6，本发明将现有技术实现的非IMS功能分离到承载网络中实现，其在承载网络支持的功能主要包括：移动性管理、标识处理、产生用户安全信息、支持业务授权、支持用户安全性、接入授权、支持业务提供、支持应用业务、支持会话建立以及支持智能业务等。

由于HSS’记录每个IMS用户的用户信息和业务数据，配合CSCF完成最重要的路由功能、漫游功能。具体包括IMS用户相关信息如下：用户标识、号码和地址信息；用户安全信息，即鉴权和授权的网络接入控制信息；用户位置信息，即支持用户登记，保存系统间位置信息等；用户业务信息等等。

HLR’位于IMS的承载网络中，不是任何承载网络都需要，只对移动网络有意义，如GSM/UMTS和cdma2000网络，HLR’就是这些移动网络中定义的HLR。HLR’支持用户接入PS域业务；同时支持用户接入CS域业务，支持与传统CS域网络间的漫游。由于不同移动网络定义的实体和功能有差异，HLR’存储的用户相关信息和接口符合IMS的承载网络(即不同移动网络)的规范来具体确定。

对上述HLR’的相关逻辑功能分离到承载网络中，由相应需要所述逻辑功能的承载网络实现，对于不同的承载网络HSS’和HLR’位置和接口也不一样，例如对于UMTS网络和cdma2000网络，HSS’和HLR’在网络中的位置和接口不同。而对于固定NGN网络，或通过WLAN网络，IMS通过IP承载网承载，则不存在HLR’。

参考图7，为本发明将IMS系统和承载网络分离的网络示意图，如图示，本发明提供一个与接入方式和网络类型无关的IMS，即用户终端可通过多种无线或有线方式接入到通用的IMS中，该IMS系统的实体与承载网络分离，例如所述IMS可以UMTS的PS域承载网接入IMS用户终端，也可以CDMA2000的PS域承载网接入IMS用户终端，或者WLAN的IP承载网接入IMS用户终端，还可以通过固网NGN的IP承载网接入IMS用户终端。

由于本发明的IMS只提供IMS相关的功能，与接入网络类型无关，因此，对于各种不同接入方式的承载网络都适用，有利于将来各种IP承载网络接入，实现全IP网络承载的网络发展趋势。

下面以具体实施例进行说明，参考图8，为UMTS网络的承载的网络示意图，图中仅示出与本发明改进相关的实体位置和相关接口，如图示，仅提供IMS功能的HSS’与SIP AS、IM-SSF、CSCF之间的接口分别为Sh接口、Si接口和Cx接口。HLR’与MSC(Server)、GMSC(Server)之间的接口分别为D接口和C接口，HLR’与SGSN、GGSN之间的接口分别为Gr接口和Gc接口。图中这些接口与3GPP协议已有接口完全保持一致，唯一区别在于HSS’和HLR’是独立的两个功能实体，有不同的地址信息。在与HSS’和HLR’有接口的这些网络实体中，或七号信令网中的信令转接点STP(Signalling Transfer Point)、域名服务器DNS(Domain Name Server)等设备中，需要配置或解析HLR’和HSS’不同的地址信息。

参考图9，为cdma2000网络承载的网络示意图，同样的，图中仅示出与本发明改进相关的实体位置和相关接口，如图示，仅提供IMS功能的HSS’与SIPAS、IM-SSF、CSCF之间的接口分别为Sh接口、Si接口和Cx接口。HLR’与MSC(Server)、GMSC(Server)之间的接口为ANSI-41接口。图中这些接口与cdma2000网络已有接口完全保持一致，唯一区别在于HSS’和HLR’是独立的两个功能实体，有不同的地址信息。在与HSS’和HLR’有接口的这些网络实体中，或七号信令网中的信令转接点(STP，Signalling Transfer Point)、域名服务器(DNS，Domain Name Server)等设备中，需要配置或解析HLR’和HSS’不同的地址信息。

综上，本发明通过定义IMS中单独IMS功能的HSS’实体，将IMS与承载网络彻底分离，从而使IMS具有与接入无关的通用性，可应用于所有接入方式的IMS用户终端。对于有多个接入网络的运营商而言，可建设一个融合的IMS，同时接入无线或有线的IMS用户终端，在IMS中，不一定要区分该用户通过何种接入方式接入IMS。

例如：某个运营商同时有UMTS移动网、固定NGN网络和WLAN网络，这三种类型的网络均支持IMS，这时就不需要在三种网络中分别建立独立的IMS网络，IMS网络包括HSS’、CSCF、IM-SSF、SIP AS等设备，建设统一的IMS网络，意味着HSS’可以和其它IMS网络设备一起，为不同接入类型的网络所公用。而HLR’则根据接入网络类型的具体需要来设置，如UMTS移动网需要HLR’，固定NGN网络可以有或没有独立的HLR’，WLAN网络则不需要HLR’。

以上所述仅为本发明的优选实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (5)

1、一种IP多媒体系统，包括用于处理用户网络接入控制、呼叫/会话控制和业务处理的IP多媒体处理单元，其特征在于，还包括：

归属用户服务器，所述归属用户服务器为独立于承载网络的功能实体，包括与所述IP多媒体处理单元相连的IP处理接口，用于记录所述IP多媒体处理单元处理所需的、支持IP多媒体系统功能的相关用户信息和业务信息，以配合所述IP多媒体处理单元完成用户的网络接入控制、呼叫/会话控制和业务处理。

2、如权利要求1所述的IP多媒体系统，其特征在于，所述支持IP多媒体系统功能的相关用户信息包括：IP多媒体用户私有标识、IP多媒体用户公有标识、IP多媒体用户安全信息、IP多媒体用户系统间位置信息、IP多媒体用户的业务质量信息。

3、如权利要求1所述的IP多媒体系统，其特征在于，所述支持IP多媒体系统功能的相关业务信息包括：IP多媒体业务签约信息、智能业务签约信息、业务处理逻辑。

4、如权利要求1-3任一项所述的IP多媒体系统，其特征在于，所述IP多媒体系统功能包括：IP多媒体系统移动性管理，IP多媒体系统标识处理，产生IP多媒体系统用户安全信息，支持IP多媒体系统业务授权，支持IP多媒体系统用户安全性，IP多媒体系统接入授权，支持IP多媒体系统业务提供，支持IP多媒体系统应用业务，支持IP多媒体系统会话建立，以及支持智能业务。

5、如权利要求4所述的IP多媒体系统，其特征在于，所述IP多媒体处理单元包括：

呼叫控制单元，用于实现IP多媒体系统移动性管理、用户接入鉴权、用户业务授权、信息的加密解密的安全性处理、呼叫/会话控制；

初始会话协议应用服务器单元，用于实现各种应用业务处理；

IP多媒体系统业务交换功能单元，用于外接业务控制点以实现智能业务；

所述IP处理接口包括：

与所述呼叫控制单元连接的接口，用于所述归属用户服务器向所述呼叫控制单元传递用户安全参数、用户业务信息；同时用于所述呼叫控制单元向所述归属用户服务器传递所述呼叫控制单元的能力信息、会话信令传输参数；

与所述初始会话协议应用服务器单元连接的接口，用于所述归属用户服务器向所述初始会话协议应用服务器单元传递业务相关信息和用户相关信息；以及

与所述IP多媒体系统业务交换功能单元连接的接口，用于所述归属用户服务器向所述IP多媒体系统业务交换功能单元传递智能业务签约信息。

Images