CN101026617B - 一种ims网络中媒体资源调度方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种IMS网络中媒体资源调度方法以及MRBF和MRLF，所述的方法包括如下步骤：a、确定为用户终端UE的媒体业务请求提供服务的媒体资源控制功能实体MRFC；b、由确定的MRFC控制媒体资源处理功能实体MRFP完成对媒体资源的处理，向用户提供媒体流。本发明克服现有技术的不足，通过在现有的IMS网络中引入MRLF/MRBF功能实体用来选择网络中的最优的MRF提供媒体资源服务，完成媒体资源的调度过程，解决了为网络上日益增长的媒体资源选择最优的媒体服务器为用户服务的问题，满足了用户对服务质量的要求。

Description

一种IMS网络中媒体资源调度方法
技术领域
本发明涉及IMS网络技术领域，具体来说，涉及到IMS网络中媒体资源调度。
背景技术
多媒体通信已经成为通信发展的一个必然趋势，在多媒体通信中，媒体服务器上存在各种各样的媒体资源，如铃声、彩色图片以及Flash动画等。而且，随着流媒体业务的开展，网络的实时视频应用，如网上看电影，电视等也已经成为可能。所有这些应用使得媒体资源日益丰富。目前网络上的媒体资源呈现出爆炸式的增长，同一个媒体资源分布在网络上的多个媒体服务器上。当用户选择某一个媒体资源后，如何选择调度一个最优的媒体服务器为用户服务，直接关系到最终的服务质量，影响着用户最终的服务体验。所以，媒体资源的调度问题日益成为一个特别重要的问题。
IMS(IP多媒体子系统)是3GPP R5/R6标准定义的一个IP多媒体子系统，IMS采用IP分组域作为其控制信令和媒体传输的承载通道，采用SIP(SessionInitiation Protocol会话初始化协议)作为呼叫控制信令，实现了业务管理、会话控制及承载接入的三者分离。
与媒体资源相关的简化IMS网络的架构如附图1所示：在IMS网络架构中，由于承载和控制的分离，媒体服务器的功能相应分布于两个功能实体之上，MRFC(媒体资源控制功能实体)和MRFP(媒体资源处理功能实体)。MRFC用于媒体资源的控制，MRFP承载具体的媒体资源。从将来的发展趋势来看，网络中会同时存在多个MRFC，因此AS(应用服务器)收到一个业务请求时，需要决定将该请求转发给那个MRFC进行处理。
目前的IMS网络环境中，假定只存在一个MRFC实体，因而不存在具体的媒体资源调度过程和方法，但随着网络上媒体资源的快速增长，IMS网络中也要有多个MRFC才能满足需求，例如，在流媒体业务中，当AS收到一个流媒体业务请求后，需要决定该业务请求应该转发到哪个MRFC。因此，IMS网络中媒体资源的调度就成为需要解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种IMS网络中媒体资源调度的方法，以解决当IMS网络中存在多个MRFC时AS选择提供媒体资源服务的MRFC的问题。
为实现上述目的，本发明采用如下的技术方案：一种IMS网络中媒体资源调度方法，该方法包括如下步骤：
a、确定为用户终端UE的媒体业务请求提供服务的媒体资源控制功能实体MRFC；
b、由确定的MRFC控制媒体资源处理功能实体MRFP完成对媒体资源的处理，向用户提供媒体流。
其中步骤a具体包括：
a1、应用服务器AS将UE的媒体业务请求转发至网络中某一MRFC；
a2、网络中各个MRFC交互获取媒体资源信息在MRF的分布和媒体资源处理功能实体MRFP的状态信息并确定为所述的请求提供服务的最优MRFC；
其中步骤b具体包括：
b1、所述的MRFC将所述的媒体业务请求消息路由到所述的最优MRFC；
b2、所述的最优MRFC控制MRFP为UE分配媒体资源，完成媒体资源的处理。
其中所述的MRFC之间的交互通过对等网络P2P技术实现。
其中步骤a之前还包括：
UE向代理-呼叫会话控制功能实体P-CSCF发起SIP请求，P-CSCF向服务-呼叫会话控制功能实体S-CSCF转发所述的请求；
S-CSCF触发所述的SIP请求到相关的AS。
其中步骤a2所述的网络中各个MRFC交互获取MRF的媒体资源信息和媒体资源处理功能实体MRFP的状态信息还包括MRFC交互获取不同IMS域中MRF的媒体资源信息和媒体资源处理功能实体MRFP的状态信息。
所述的P-CSCF向服务-呼叫会话控制功能实体S-CSCF转发的请求中包括内容标示信息CID、UE的媒体会话描述协议SDP描述信息和UE的位置信息。
其中所述的UE的位置信息包含于所述的UE向P-CSCF发起的SIP请求消息中或者由P-CSCF从CLF获取后增加于所述的转发给S-CSCF的请求中。
其中所述的SIP请求中包含AS的统一资源定位符URI。
其中所述的S-CSCF触发SIP请求到相应的AS的触发条件为业务/内容标示或者业务类项。
本发明克服现有技术的不足，通过在现有的IMS网络中利用各个MRFC之间的交互来选择网络中的最优的MRFC提供媒体资源服务，完成媒体资源的调度过程，解决了为网络上日益增长的媒体资源选择最优的媒体服务器为用户服务的问题，满足了用户对服务质量的要求。
附图说明
图1为媒体资源相关的IMS网络架构示意图；
图2为引入的MRLF/MRBF与S-CSCF连接的IMS网络架构图；
图3为引入的MRLF/MRBF与AS连接的IMS网络架构图；
图4为本发明实施例一流程图；
图5为本发明实施例二流程图；
图6为本发明实施例三流程图；
图7为本发明实施例四流程图；
图8为由MRFC完成媒体资源调度的IMS网络架构图。
具体实施例
下面结合具体实施例和附图对本发明进行详细说明。
本发明在IMS网络结构的基础上引入了媒体资源定位功能实体(MRLF)和/或媒体资源代理实体(MRBF)，用来实现IMS网络中媒体资源调度的功能，该功能实体MRLF/MRBF可以与S-CSCF相连，如附图2所示；或者与AS相连，如附图3所示，这两种组网方式都是有可能的；同时MRLF/MRBF是二选一的方式，表示这两种功能实体都有可能在网络中存在(或者为MRLF，或者为MRBF)，当该功能实体为MRLF时，和AS/S-CSCF的接口是查询接口，将选择的MRF结果返回给AS/S-CSCF；当该功能实体为MRBF时，和AS/S-CSCF的接口是资源请求消息接口，将消息路由到选择的MRF，同时可以决定是否参与后续AS/S-CSCF和MRF之间的消息交互，如在MRBF进行SIP请求消息路由时，将自己的URI不加入SIP消息的Record-Route或Route头域，即MRBF不会参与后续的交互；
具体的网络架构如附图2和附图3所示：
附图2中引入的MRLF/MRBF功能实体和S-CSCF之间存在接口I1，S-CSCF通过I1接口转发业务请求给MRLF/MRBF实体，由MRLF/MRBF实体确定为业务提供服务的最优MRFC；I2接口为MRLF/MRBF和各个MRFC之间的接口，MRLF/MRBF通过该接口，可以收集各个MRFC的媒体资源分布信息和状态信息，以作为决策最优MRFC的依据。
附图3中引入的MRLF/MRBF功能实体和AS间存在接口I1，AS通过I1接口转发业务请求给MRLF/MRBF实体，由MRLF/MRBF实体决定为业务服务的最优的MRFC。
为实现本发明的媒体调度功能，附图2和附图3中各个实体及其接口的功能如下：
MRFC提供下述与媒体资源调度相关的功能：记录各个MRF的资源分布情况，如MRF上都有什么媒体内容；收集各个MRFP的状态信息，如MRFP的端口分配情况，负载情况等。
MRLF/MRBF提供下述与媒体资源调度相关的功能：收集MRF的资源状态信息(可用的资源以及负载情况)；MRLF根据AS/S-CSCF的请求(媒体内容/用户位置/服务质量等信息)，以及MRLF所收集的媒体分布信息、媒体分布点负载状况等选择合适的MRF；将选择的MRF结果返回给S-CSCF/AS；MRBF将AS/S-CSCF的媒体资源请求消息路由到MRF，同时可根据路由策略，退出后续的AS/S-CSCF和MRF之间的交互。不同IMS域中的MRBF交互获取各个MRF的资源分布情况和MRFP的状态信息从而为MRBF确定为媒体资源相关的业务请求提供服务的MRFC，可以实现不同域中的媒体资源调度。
AS提供下述与媒体资源调度相关的功能：判断业务请求为媒体资源相关的业务请求；携带必要信息，如媒体内容标识，用户位置信息等，向MRLF查询请求应该转发给哪个MRFC；转发业务请求给S-CSCF。
接口I1(AS/S-CSCF-MRLF/MRBF)为AS/S-CSCF向MRLF请求合适的MRF的查询接口或者AS或S-CSCF向MRBF请求媒体资源消息路由接口，AS/S-CSCF和MRLF之间的通信可以采用Diameter协议，AS/S-CSCF和MRBF之间的通信可以采用SIP协议。
接口I2(MRLF/MRBF-MRFC)为MRLF/MRBF和MRFC交互媒体资源分布信息及MRFP的负载信息的接口，用于MRLF/MRBF选择合适的MRF。
如上所述，根据引入的是MRLF功能实体还是MRBF功能实体，以及引入的MRLF/MRBF功能实体是与S-CSCF相连还是与AS相连，本发明可以有以下几种实施方式(以流媒体业务中媒体资源调度过程为例)：
实施例一：AS和MRLF接口，终端携带业务标识，接入位置等信息，向AS请求该业务的调度。AS通过向MRLF实体查询而定位MRFC的信息。AS将请求转发到该MRFC，MRFC再确定和控制MRFP为用户的业务分配媒体资源，从而完成媒体资源的调度。具体流程如附图4所示：
步骤1：业务请求(包括CID、SDP)
终端发起业务请求——SIP请求，该请求至少包含拟调度的媒体资源内容的标识信息(Content Identifier，CID)，可能携带AS的URI，终端位置信息，以及终端的媒体SDP描述信息。其中移动终端可能通过P-Access-Network-Info消息头域，携带终端的位置信息。
步骤1.1：位置信息请求
如果终端没有携带自己的位置信息，P-CSCF可以向CLF(连接位置功能实体)查询用户的位置信息。
步骤1.2：位置信息响应
CLF反馈终端的位置信息给P-CSCF。
步骤2：业务请求(包括CID、SDP、Loc)
P-CSCF可以在业务请求中增加终端的位置信息(Location，简写Loc)，并转发该请求给S-CSCF。
步骤3：业务请求(CID、SDP、Loc)
S-CSCF触发该请求到处理该业务/内容的AS，其触发条件可能是业务/内容标识，业务类型，或者是终端可能携带的AS的URI。
步骤4：MRFC定位请求(CID、SDP、Loc)
AS判断该请求和内容调度相关，则携带内容标识、终端的位置等信息，向MRLF请求可以为该内容提供服务的最优的MRFC。
步骤5：MRLF确定最优的MRFC
MRLF根据终端的位置信息和终端请求的内容标识，以及MRLF收集的各个MRF的资源分布信息和资源状态信息，确定为该用户所请求内容提供服务的最佳的MRFC。
步骤6：MRFC定位响应(包含MRFC的SDP描述)
MRLF根据内容标识、用户位置信息，以及各个MRFC上的内容分布情况和资源状态情况等信息，确定可以提供服务的最优的MRFC，返回响应给AS，响应中包含MRFC的地址信息，可以通过SDP携带。
步骤7：媒体资源请求(CID、SDP、Loc)
根据MRLF返回的MRFC的地址，AS向该地址请求媒体资源。消息中携带内容标识，终端位置信息，以及终端的媒体SDP描述。
步骤8：媒体资源控制
MRFC和MRFP交互确定媒体资源信息，确定RTSP和/或RTP的地址端口等信息。交互协议可以采用H.248协议。
步骤9：媒体资源响应(包含MRFP的SDP描述)
MRFC向AS反馈媒体描述信息，其中包含MRFP的RTSP和/或RTP地址端口信息。
步骤10：业务响应(包含MRFP的SDP描述)
AS向S-CSCF反馈业务请求响应，其中包含MRFP的RTSP和/或RTP地址端口信息。
步骤11：业务响应(包含MRFP的SDP描述)
S-CSCF向P-CSCF转发该响应。
步骤12：业务响应(包含MRFP的SDP描述)
P-CSCF向终端转发该响应。
实施例二：AS和MRBF接口，终端携带业务标识，接入位置等信息，向AS请求该业务的调度，AS转发该请求给MRBF。MRBF根据请求中携带的信息和自己收集的各个MRFC的信息，决定为该用户所请求的业务服务的最佳的MRFC，并将请求路由到该MRFC。MRFC再确定和控制MRFP为用户的业务分配媒体资源，从而完成媒体资源的调度。具体流程如附图5所示：
其中步骤1、1.1、1.2、步骤2和3同实施例一。
步骤4：MRFC定位请求(CID、SDP、Loc)
AS判断该请求和内容调度相关，则携带内容标识，终端的位置等信息，转发给请求给MRBF。
步骤5：MRBF确定最优的MRFC
MRBF根据终端的位置信息和终端请求的内容标识，以及MRBF收集的各个MRFC的资源分布信息和资源状态信息，确定为该用户所请求内容服务的最佳的MRFC。
步骤6：媒体资源请求(CID、SDP、Loc)
MRBF向所确定的MRFC请求媒体资源。消息中携带内容标识，终端位置信息，以及终端的媒体SDP描述。同时，MRBF可以选择不把自己加入到路由中去，以使媒体资源响应不再经过MRBF。
步骤7：媒体资源控制
MRFC和MRFP交互确定媒体资源信息，确定RTSP和/或RTP的地址端口等信息。交互协议可以采用H.248协议。
步骤8：媒体资源响应(包含MRFP的SDP描述)
MRFC向AS反馈媒体描述信息，其中包含MRFP的RTSP和/或RTP地址端口信息。
步骤9：业务响应(包含MRFP的SDP描述)
AS向S-CSCF反馈业务请求响应，其中包含MRFP的RTSP和/或RTP地址端口信息。
步骤10：业务响应(包含MRFP的SDP描述)
S-CSCF向P-CSCF转发该响应。
步骤11：业务响应(包含MRFP的SDP描述)
P-CSCF向终端转发该响应。
实施例三：S-CSCF和MRLF接口，终端携带业务标识，接入位置等信息，向AS请求该业务的调度，AS转发该请求给S-CSCF。S-CSCF通过向MRLF实体查询而定位MRFC的信息。S-CSCF将请求转发到该MRFC，MRFC再确定和控制MRFP为用户的业务分配媒体资源，从而完成媒体资源的调度。具体的流程如附图6所示：
其中步骤1、1.1、1.2、步骤2和3同实施方式一。
步骤4：业务请求(CID、SDP、Loc)
AS发现该请求为流媒体业务请求后，转发该请求给S-CSCF。此时SIP消息头中的Request URI可以为MRLF的SIP URL，或者为一个通配符，后种情况下由S-CSCF来填入Request URI。
步骤5：MRFC定位请求(CID、SDP、Loc)
如果AS填入的Request URI为MRLF的SIP URL，则直接路由该消息；如果AS填入的Request URI为通配符，S-CSCF判断该请求和流媒体内容调度相关，修改Request URI为MRLF的SIP URI，转发消息，请求最优的MRFC。
步骤6：MRLF确定最优的MRFC。
MRLF根据终端的位置信息和终端请求的内容标识，以及MRLF收集的各个MRFC的资源分布信息和资源状态信息，确定为该用户所请求内容服务的最佳的MRFC。
步骤7：MRFC定位响应(包含MRFC的SDP描述)
MRLF根据内容标识、用户位置信息，以及各个MRFC上的内容分布情况和资源状态情况等信息，确定可以提供服务的最优的MRFC，返回响应给S-CSCF。响应中包含MRFC的地址信息，可以用SDP携带。
步骤8：媒体资源请求(CID、SDP、Loc)
根据MRLF返回的MRFC的地址，S-CSCF向该地址请求媒体资源。消息中携带内容标识，终端位置信息，以及终端的媒体SDP描述。
步骤9：媒体资源控制
MRFC和MRFP交互确定媒体资源信息，确定RTSP(实时流协议)和/或RTP(实时传输协议)的地址端口等信息。交互协议可以采用H.248协议。
步骤10：媒体资源响应(包含MRFP的SDP描述)
MRFC向S-CSCF反馈媒体描述信息，其中包含MRFP的RTSP和/或RTP地址端口信息。
步骤11：业务响应(包含MRFP的SDP描述)
S-CSCF转发该响应给AS，以便AS进行业务状态信息的统计处理。
步骤12：业务响应(包含MRFP的SDP描述)
AS转发该响应给S-CSCF。
上述步骤11和步骤12取决于AS是否需要处理应答消息，如果不需要，则该两步省略，图中用虚线表示。
步骤13：业务响应(包含MRFP的SDP描述)
S-CSCF向P-CSCF转发该响应。
步骤14：业务响应(包含MRFP的SDP描述)
P-CSCF向终端转发该响应。
实施例四：S-CSCF和MRBF接口，终端UE携带业务标识、接入位置等信息，向AS请求流媒体业务的调度，AS转发该请求给S-CSCF，S-CSCF转发给MRBF。MRBF根据请求中携带的信息和自己收集的各个MRFC的信息，决定为该用户所请求的业务服务的最佳的MRFC，并将请求路由到该MRFC。MRFC再确定和控制MRFP为用户的业务分配媒体资源，从而完成媒体资源的调度。具体的流程图如附图7所示：
其中步骤1、1.1、1.2、步骤2和3同实施方式一。
步骤4：业务请求(CID、SDP、LOC)
AS发现该请求为流媒体业务请求，转发该请求给S-CSCF。此时SIP消息头中的Request URI可以为MRLF的SIP URL，或者为一个通配符，后种情况下由S-CSCF来填入Request URI。
步骤5：媒体资源请求(CID、SDP、Loc)
如果AS填入的Request URI为MRBF的SIP URL，直接路由该消息；如果AS填入的Request URI为通配符，S-CSCF判断该请求和内容调度相关，修改Request URI为MRBF的SIP URI，转发消息。
步骤6：MRBF确定最优的MRFC。
MRBF根据终端的位置信息和终端请求的内容标识，以及MRBF收集的各个MRFC的资源分布信息和资源状态信息，确定为该用户所请求内容服务的最佳的MRFC。
步骤7：媒体资源请求(CID、SDP、Loc)
MRBF向所确定的MRFC请求媒体资源。消息中携带内容标识，终端位置信息，以及终端的媒体SDP描述。同时，MRBF并不把自己加入到路由中去，以使媒体资源响应不再经过MRBF。
步骤8：媒体资源控制
MRFC和MRFP交互确定媒体资源信息，确定RTSP和/或RTP的地址端口等信息。交互协议可以采用H.248协议。
步骤9：媒体资源响应(包含MRFP的SDP描述)
MRFC向S-CSCF反馈媒体描述信息，其中包含MRFP的RTSP和/或RTP地址端口信息。
步骤10：业务响应(包含MRFP的SDP描述)
S-CSCF转发该响应给AS，以便AS进行业务状态信息的统计处理。
步骤11：业务响应(包含MRFP的SDP描述)
AS转发该响应给S-CSCF。
上述步骤10和步骤11取决于AS是否需要处理应答消息，如果不需要，则该两步省略，图中用虚线表示。
步骤12：业务响应(包含MRFP的SDP描述)
S-CSCF向P-CSCF转发该响应。
步骤13：业务响应(包含MRFP的SDP描述)
P-CSCF向终端转发该响应。
上述实施例中考虑MRLF/MRBF分别设置的情况，实际的网络部署中，两者可以合并在一起：当两者合并到一起并与AS有接口时，AS可以把业务请求转发给MRLF/MRBF，MRLF/MRBF决策最优的MRFC后，可以决定是直接路由，还是返回给AS；当两者合并到一起并S-CSCF有接口时，AS可以把业务请求转发给S-CSCF，此时SIP消息头的Request URI地址可以为MRLF/MRBF的SIP URL。S-CSCF路由给MRLF/MRBF。MRLF/MRBF决策最优的MRFC后，可以决定是直接路由，还是返回给S-CSCF。
此外，实际的网络部署中，MRLF/MRBF的功能也可以由MRFC完成，通过网络中各个MRFC之间的交互，完成媒体资源信息和状态信息的交互，获取全网的资源信息，从而使得AS/S-CSCF可以向任何一个网络中的MRFC发起资源请求，MRFC根据前述交互所获得的信息将发过来的媒体资源请求消息路由到合适的MRFC。
网络中各个MRFC之间的交互可以通过P2P(对等网络)技术实现，此时各个MRFC相当于对等网络(Peer-to-Peer)中的一个节点，基于P2P的技术(包括节点成员组管理、认证、资源的发布、搜索、请求和服务提供等P2P节点的功能)完成媒体资源的调度功能。
此时网络模型如附图8所示，MRFC和与网络中相邻的MRFC之间有一个接口I3，用来交互各自MRFC所控制的MRFP的媒体资源信息、状态信息，并控制完成媒体资源在不同MRFP之间的调度。当MRFC收到媒体资源请求时，可以根据掌握的信息决定为该请求服务的最佳MRFC并转发该请求到该MRFC。该最佳MRFC再根据掌握的各个MRFP的资源分布情况和负载情况，决策最优的MRFP。
此外，向MRBF请求提供服务的最优的MRFC时，如果所述的MRFC在另一个IMS域中，则MRBF向另一个域中的MRBF转发所述的请求，则另一IMS域中的MRFC交互获取各个MRF的资源分布情况和MRFP的状态信息从而确定为流媒体业务提供服务的MRFC，可以实现不同域中的媒体资源调度。

Claims (8)

1.一种IMS网络中媒体资源调度方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：
a、确定为用户终端UE的媒体业务请求提供服务的媒体资源控制功能实体MRFC；
b、由确定的MRFC控制媒体资源处理功能实体MRFP完成对媒体资源的处理，向用户提供媒体流；
其中，所述步骤a具体包括：
a1、应用服务器AS将UE的媒体业务请求转发至网络中某一MRFC；
a2、网络中各个MRFC交互获取MRF的媒体资源信息和媒体资源处理功能实体MRFP的状态信息并确定为所述的请求提供服务的最优MRFC；
所述步骤b具体包括：
b1、所述的MRFC将所述的媒体业务请求消息路由到所述的最优MRFC；
b2、所述的最优MRFC控制MRFP为UE分配媒体资源，完成媒体资源的处理。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的MRFC之间的交互通过对等网络P2P技术实现。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，其中步骤a之前还包括：
UE向代理-呼叫会话控制功能实体P-CSCF发起SIP请求，P-CSCF向服务-呼叫会话控制功能实体S-CSCF转发所述的请求；
S-CSCF触发所述的SIP请求到相关的AS。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，其中步骤a2所述的网络中各个MRFC交互获取MRF的媒体资源信息和媒体资源处理功能实体MRFP的状态信息还包括MRFC交互获取不同IMS域中媒体资源信息在MRF的分布和媒体资源处理功能实体MRFP的状态信息。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述的P-CSCF向服务-呼叫会话控制功能实体S-CSCF转发的请求中包括内容标示信息CID、UE的媒体会话描述协议SDP描述信息和UE的位置信息。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述的UE的位置信息包含于所述的UE向P-CSCF发起的SIP请求消息中或者由P-CSCF从连接位置功能实体CLF获取后增加于所述的转发给S-CSCF的请求中。
7.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述的SIP请求中包含AS的统一资源定位符URI。
8.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述的S-CSCF触发SIP请求到相应的AS的触发条件为业务/内容标示或者业务类项。
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