CN101090561A - 选择服务会话控制功能实体的系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种选择服务会话控制功能(S－CSCF)实体的系统，该系统至少包括专门用于对S－CSCF进行管理、进行S－CSCF选择的S－CSCF选择功能(SSF)实体，本发明同时公开了一种选择服务会话控制功能实体的方法，SSF根据自身管理的S－CSCF信息如S－CSCF服务能力、S－CSCF负载、S－CSCF可用性等，确定能尽可能满足用户要求的服务能力的S－CSCF为该用户提供服务。本发明采用专门的SSF使得网络中的实体功能划分更清晰了，优化了S－CSCF选择，便于实现S－CSCF之间的负载均衡和冗余；进一步地，本发明还根据网络拓扑信息如P－CSCF、S－CSCF列表、以及反映网络资源状况的网络逻辑距离(NLD)，优先选择NLD最小的S－CSCF提供服务，减少网络流量，确保了呼叫信令通道的服务质量(QoS)。

Description

选择服务会话控制功能实体的系统及方法

技术领域

本发明涉及IP多媒体子系统(IMS)技术，尤指一种在IMS中，选择服务会话控制功能(S-CSCF)实体的系统及方法。

背景技术

在第三代(3G)移动通信系统中，已提出基于IP技术的多媒体通信技术，其中，IMS是3G移动通信的关键技术。

用户终端(UE)在使用IP多媒体子系统服务前，必须要注册到IMS域，而IMS域会选择一个服务会话呼叫控制功能(S-CSCF)实体为UE服务。按照现有标准，由询问会话呼叫控制功能(I-CSCF)实体进行S-CSCF的选择和指派。I-CSCF要根据用户请求的服务能力、运营商的策略(针对某个用户)、单个S-CSCF服务能力、网络的拓扑信息如用户的位置信息，代理会话控制功能(P-CSCF)实体的位置信息，S-CSCF的位置信息等、S-CSCF的可用性信息等来选择S-CSCF，但对于I-CSCF如何获得网络中S-CSCF服务能力及状态、拓扑信息等没有具体方案，I-CSCF如何选择S-CSCF也没有具体实现方案。对于初期网络，由于网络比较小，S-CSCF数量比较少，选择接入点S-CSCF需要的大部分信息可以根据手工配置在I-CSCF中，或者在I-CSCF和S-CSCF等其它设备为同一生产厂商设备时可以采用私有协议或方法来获取相关S-CSCF的信息，进行S-CSCF的选择。本文中，将S-CSCF实体简称为S-CSCF、I-CSCF实体简称为I-CSCF、P-CSCF实体简称为P-CSCF。

目前确定S-CSCF的方法更多的是依赖配置，在I-CSCF上静态配置S-CSCF的信息，I-CSCF依据配置信息和用户要求的服务能力进行S-CSCF的选择。在小规模网络的情况下，这种做法是完全可行的，但在网络规模扩大的情况下，随着各种网络实体的增多，组网的复杂，必须考虑到各个S-CSCF实体之间负载的动态均衡和冗余，以使网络对用户提供更好的服务。

如果一旦更换某个S-CSCF的配置，或者某个S-CSCF发生故障或更换，或者网络拓扑发生变化时，则需要通知保存该S-CSCF的所有的I-CSCF更改相应的配置数据。除此之外，在网络中，各I-CSCF中均需要配置S-CSCF的信息，而且由于各I-CSCF间没有协调机制，很有可能会造成多次选择S-CSCF而造成该S-CSCF的负担过重，从而降低了网络对用户提供服务的质量。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种选择服务会话控制功能实体的系统，能够根据S-CSCF信息，选择满足用户要求的服务能力的S-CSCF，使得网络对用户提供更好的服务。

本发明的另一目的在于提供一种选择服务会话控制功能实体的方法，能够根据S-CSCF信息，选择满足用户要求的服务能力的S-CSCF，使得网络对用户提供更好的服务。

为达到上述目的，本发明的技术方案具体是这样实现的：

一种选择服务会话控制功能S-CSCF实体的系统，包括询问会话控制功能I-CSCF实体、S-CSCF实体，该系统还包括：

服务会话控制功能选择功能SSF实体，对S-CSCF实体进行管理，选择S-CSCF实体；

SSF实体接收来自I-CSCF实体的选择提供服务的S-CSCF实体的请求，选择S-CSCF实体，向该I-CSCF实体返回选择出的S-CSCF实体。

所述SSF实体进一步包括：

向S-CSCF实体请求动态S-CSCF信息，接收来自S-CSCF实体返回的动态S-CSCF信息并存储；

或者接收来自S-CSCF实体上报的动态S-CSCF信息并存储；

或者通过网管系统，间接获取动态S-CSCF信息并存储。

所述SSF实体为独立实体，或者是设置在I-CSCF实体中的功能模块。

所述SSF实体为一个或一个以上。

一种选择服务会话控制功能S-CSCF实体的方法，在系统中设置用于对S-CSCF实体进行管理，选择S-CSCF实体的服务会话控制功能选择功能SSF实体，该方法包括：

SSF实体获取S-CSCF信息，当SSF实体接收到来自系统的I-CSCF实体发起的提供服务的S-CSCF实体的请求时，SSF实体根据自身存储的S-CSCF信息，选择满足该请求中携带的用户要求的服务能力的S-CSCF实体，并向该I-CSCF实体返回选择出的S-CSCF实体。

所述S-CSCF信息为静态S-CSCF信息；

所述SSF实体获取S-CSCF信息的方法为：在所述SSF实体中配置S-CSCF信息。

所述S-CSCF信息包括静态S-CSCF信息和动态S-CSCF信息；

所述SSF实体获取S-CSCF信息的方法为：在所述SSF实体中配置S-CSCF信息中的静态S-CSCF信息和动态S-CSCF信息；或者在所述SSF实体中配置S-CSCF信息中的静态S-CSCF信息，所述从S-CSCF实体动态获取动态S-CSCF信息。

所述动态获取动态S-CSCF信息的方法为：

所述SSF实体向S-CSCF实体请求动态S-CSCF信息，所述S-CSCF实体将自身的动态S-CSCF信息返回给SSF实体；

或者所述S-CSCF实体主动上报自身的动态S-CSCF信息给SSF实体；

或者通过网管系统，间接获取动态S-CSCF信息并存储。

所述静态S-CSCF信息包括：S-CSCF服务能力、S-CSCF名称、S-CSCF地址、S-CSCF网络标识、P-CSCF名称、P-CSCF地址，P-CSCF网络标识、用户地址段列表信息。

所述动态S-CSCF信息包括：S-CSCF可用性、S-CSCF负载情况及网络逻辑距离NLD。

该方法还包括：在所述SSF实体中预先设置选择S-CSCF的策略；

所述SSF实体选择S-CSCF实体的方法为：根据所述SSF实体自身管理的静态S-CSCF信息，按照所述选择S-CSCF的策略，选择满足所述用户签约的最大服务能力的S-CSCF实体。

所述SSF实体确定S-CSCF实体的方法还包括：所述SSF实体根据动态S-CSCF信息中的S-CSCF的可用性信息，按照所述选择S-CSCF的策略，从所述满足用户签约的最大服务能力的S-CSCF中选出S-CSCF的可用性信息显示为可用的S-CSCF实体。

所述SSF实体确定S-CSCF实体的方法还包括：所述SSF实体根据动态S-CSCF信息中的S-CSCF的负载情况，和/或NLD信息，按照所述选择S-CSCF的策略，确定NLD最小的S-CSCF实体或负载低的S-CSCF实体。

当所述SSF实体为一个以上时，SSF实体工作于冗余备份方式或主备备份方式。

由上述技术方案可见，本发明通过专门用于对S-CSCF进行管理、选择S-CSCF的服务会话控制功能选择功能(SSF)实体，SSF根据自身管理的S-CSCF信息如S-CSCF服务能力、S-CSCF当前负载情况、S-CSCF可用性等，选择能尽可能满足用户要求的服务能力的S-CSCF为该用户提供服务。相比于现有标准中规定的使用I-CSCF来选择S-CSCF，本发明采用专门的SSF使得IMS网络中的实体功能划分更清晰了；同时对于S-CSCF信息动态管理，可以避免在S-CSCF更换或发生故障时，及时选择可用的S-CSCF，优化了S-CSCF的选择，便于实现S-CSCF之间的负载均衡和冗余，在单个S-CSCF配置发生改变或单个S-CSCF发生故障时不需要更改大量的配置数据，易于进行系统管理。

进一步地，本发明还根据网络拓扑信息如P-CSCF、S-CSCF列表、以及反映网络拓扑结构的网络逻辑距离(NLD)，优先选择和UE的P-CSCF之间NLD最小的S-CSCF为UE提供服务，本发明方法进一步优化了S-CSCF的选择，确保了呼叫信令通道的服务质量(QoS)。

本发明除了支持SSF的功能来优化S-CSCF选择外，在采用同一生产厂商的设备时，设备商可以采用私有的协议或者网管或者其它方法等优化S-CSCF的选择。

附图说明

图1是本发明系统的组成结构示意图；

图2是本发明确定S-CSCF实体的方法的流程图。

具体实施方式

本发明的核心思想是：设置用于选择S-CSCF的SSF实体，SSF实体根据自身管理的S-CSCF信息，选择出满足用户的服务能力的S-CSCF为该用户提供服务。

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举较佳实施例，对本发明进一步详细说明。

图1是本发明系统的组成结构示意图，如图1所示，本发明系统除了包括现有的归属用户服务器(HSS)、I-CSCF、S-CSCF、P-CSCF及用户终端(UE)外，还包括专门用于对S-CSCF进行集中管理、确定S-CSCF的SSF实体，该SSF实体与I-CSCF、S-CSCF之间分别通过X1接口和X2接口相连接，这里，X1接口和X2接口只是表示存在一个接口，不表示真实的命名。需要说明的是，当SSF中维护和管理的S-CSCF信息及其它相关信息可以是通过配置或从网络的网管中心获得的或者其它方式如多个S-CSCF共享数据库获取的，那么SSF与S-CSCF之间可以不存在连接。

SSF中存储有归属域中所有S-CSCF的S-CSCF信息，包括S-CSCF服务能力，S-CSCF名称、S-CSCF地址、S-CSCF网络标识、S-CSCF可用性等，还可以进一步包括S-CSCF负载情况；

SSF中存储有归属域的网络拓扑信息，如P-CSCF列表、用户地址段列表，其中，P-CSCF列表可包括P-CSCF名称、P-CSCF地址、P-CSCF网络标识等；用户地址段列表用于定位用户地址是从哪个设备分配的，通过该用户地址段列表可以了解网络情况，该用户地址段列表与选择S-CSCF关系不大，还可以进一步包括P-CSCF实体与S-CSCF实体之间的NLD等其它的拓扑信息。

本文中，NLD是一个反应网络资源状况的综合参数，表示两个实体之间的带宽、实体之间的连接类型或用户接入类型、传输时延、网络跳数、以及网络资源统计占用情况等的指标。在确定S-CSCF时，除了S-CSCF自身的服务能力外，NLD越小，表示两个实体之间带宽比较宽，数据传输经过的网络设备少，实体之间通信链路越通畅，即该S-CSCF与P-CSCF间的网络资源情况越好，信令的QoS更易于得到保证。

上述S-CSCF信息中，S-CSCF服务能力、S-CSCF名称、S-CSCF地址、S-CSCF网络标识、P-CSCF名称、P-CSCF地址，P-CSCF网络标识、用户地址段列表等信息，一般在网络建设好后，一般不会随网络的使用情况发生变化，除非网络配置发生改变。本文中将这类不随网络的使用情况发生变化的信息称为静态S-CSCF信息。SSF中的静态S-CSCF信息通过配置获得；

S-CSCF可用性、S-CSCF负载情况及网络拓扑如网络实体之间的NLD等信息，会随着网络使用情况发生相应变化，比如某S-CSCF为更多的UE提供服务时，S-CSCF负载情况会显示负载大；某S-CSCF出现故障时，S-CSCF可用性会显示该S-CSCF不可用等等。本文中将这类随网络的使用情况发生变化的信息称为动态S-CSCF信息。SSF中的动态S-CSCF信息可以通过其它方式获得，比如根据网管中心的动态数据进行更新数据或者网管定时将相关的信息发送给SSF，也可以在SSF中增加类似网管中心的功能，由SSF自身动态获取动态S-CSCF信息。网管中心动态获取上述动态S-CSCF信息的方法属于现有技术，这里不再赘述。本发明强调的是，在SSF中，集中对S-CSCF信息进行管理、并根据自身管理的S-CSCF信息选择S-CSCF。

SSF接收来自I-CSCF的确定提供服务的S-CSCF的请求，选择S-CSCF，并向I-CSCF返回选择出的S-CSCF。进一步地，SSF也可以通过X2接口，从S-CSCF中获取动态S-CSCF参数，SSF可以定时查询S-CSCF来获取S-CSCF动态信息如向所述S-CSCF请求动态S-CSCF信息，接收来自S-CSCF返回的S-CSCF动态信息并存储，SSF也可以接收由S-CSCF主动上报的动态S-CSCF信息并存储等。

SSF也可以设置在I-CSCF中，作为I-CSCF中的一个功能模块。此时可以在网络中选择在几个如两个I-CSCF中设置SSF，并且保证SSF中S-CSCF信息是一致的，此时X1接口属于I-CSCF内部接口，I-CSCF与S-CSCF之间的接口除了已有的Mw接口外，还可能存在X2接口。这两个SSF可以采用冗余备份方式同时使用，也可以设置一个为主SSF，另一个为备SSF，采用主备备份方式使用SSF，以便其中一个I-CSCF发生故障时，也能正常使用SSF来确定S-CSCF，使得网络对用户提供更好的服务。关于冗余备份方式和主备备份方式的具体实现属于本领域技术人员公知技术，这里不再详述。

下面结合用户的注册流程，举例说明SSF确定S-CSCF的方法，图2是本发明确定S-CSCF实体的方法的流程图，具体包括以下步骤：

步骤200～步骤202：UE通过P-CSCF实体向自身所属归属网络的I-CSCF实体发起注册请求；I-CSCF向HSS发起用户注册状态查询请求，并接收来自HSS的用户注册状态查询响应。

本步骤的具体实现可参见相关协议规定，这里不再详述。需要强调的是，I-CSCF在接收到用户注册状态查询响应后，不选择S-CSCF。

步骤203：I-CSCF根据发起注册请求的UE的用户签约的最大服务能力，向SSF发送请求提供服务的S-CSCF消息。

该请求提供服务的S-CSCF消息中携带有：用户签约的最大服务能力、用户的公共用户标识(Public User Identity)、用户所在归属域的域名、P-CSCF名称、P-CSCF网络标识、UE的IP地址、P-CSCF的IP地址。

步骤204～步骤205：SSF确定S-CSCF，并向I-CSCF响应确定的S-CSCF。

SSF收到请求提供服务的S-CSCF消息后，根据SSF自身管理和维护的S-CSCF信息，如S-CSCF服务能力，按照预先设定的选择S-CSCF的策略选择能满足用户签约的最大服务能力的S-CSCF，此时可能确定出一组S-CSCF。

进一步地，SSF可以根据S-CSCF的可用性，从上述确定出的一组S-CSCF中选出可用的S-CSCF。

进一步地，在选择出的备选S-CSCF中，根据S-CSCF的负载情况，和/或当前P-CSCF与该S-CSCF的NLD，根据预先设定的选择S-CSCF的策略确定S-CSCF，比如在S-CSCF正常负载如设定正常负载为60％的情况下，优先选择P-CSCF和S-CSCF之间的NLD最小的S-CSCF提供服务，或者在所有备选S-CSCF均超过正常负载时，优先选择负载较小的S-CSCF提供服务等。

NLD可以采取各种计算策略。通常来说，两个实体之间带宽越宽，则距离越小；网络跳数越少即数据穿越的网络设备越少，则网络距离越小。这里仅举例说明获取方法之一可以是：根据网络拓扑结构进行粗略估算，这里举例说明，假设实体A和实体B之间存在两条完全不同的实际转发路径如路径1和路径2，其中，路径1经由两个路由器转发，假设经过的两个路由节点为节点D和节点E，实体A和节点D之间的带宽为S1，节点D和节点E之间的带宽S2，节点E和实体B之间的带宽S3，那么，可以粗略估计实体A和实体B之间的路径1的NLD为(1/S1+1/S2+1/S3)；假设路径2经由一个路由器转发且该路由节点为节点F，实体A和节点F之间的带宽为S4，节点F和实体B之间的带宽为S5，那么可以粗略估计实体A和实体B之间的路径2的NLD为(1/S4+1/S5)。因此，实体A和实体B之间的NLD为(1/S1+1/S2+1/S3)，或(1/S4+1/S5)。

进一步地，本步骤中确定S-CSCF之前，SSF根据用户的归属域域名和P-CSCF网络标识判断当前用户是否为漫游用户，如果是，则可以根据静态S-CSCF信息、S-CSCF的可用性、S-CSCF的负载情况确定S-CSCF；而对于P-CSCF和S-CSCF之间的NLD信息，由于对于漫游用户是无法确定漫游域的P-CSCF和归属域的S-CSCF之间的NLD的，所以此时NLD不作为确定S-CSCF的依据；如果当前用户不是漫游用户，则可以根据静态S-CSCF信息、S-CSCF的可用性、S-CSCF的负载情况、网络拓扑信息如NLD等确定S-CSCF。

至此，通过本发明的SSF及确定S-CSCF的方法，根据用户请求的服务能力信息选择了S-CSCF，本发明确定S-CSCF的方法中，进一步根据网络拓扑信息如P-CSCF、S-CSCF列表、以及反映网络资源状况的P-CSCF和S-CSCF之间的NLD，优先选择了NLD最小的S-CSCF，优化了S-CSCF的选择。使得网络对用户提供了更好的服务。

步骤206：I-CSCF向确定出的S-CSCF发起注册请求。

步骤207～步骤208：S-CSCF接收到注册请求后，向HSS发送服务指配请求(SAR，Server Assignment Request)消息，HSS接收到SAR后向S-CSCF返回服务指配响应(SAA，Server Assignment Answer)消息。

步骤209～步骤211：S-CSCF通过I-CSCF、P-CSCF向UE发送注册成功消息200OK。

步骤206～步骤211的实现步骤与协议规定一致，可参见相关协议，这里不再赘述。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (14)

1.一种选择服务会话控制功能S-CSCF实体的系统，包括询问会话控制功能I-CSCF实体、S-CSCF实体，其特征在于，该系统还包括：

服务会话控制功能选择功能SSF实体，对S-CSCF实体进行管理，选择S-CSCF实体；

SSF实体接收来自I-CSCF实体的选择提供服务的S-CSCF实体的请求，选择S-CSCF实体，向该I-CSCF实体返回选择出的S-CSCF实体。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述SSF实体进一步包括：

向S-CSCF实体请求动态S-CSCF信息，接收来自S-CSCF实体返回的动态S-CSCF信息并存储；

或者接收来自S-CSCF实体上报的动态S-CSCF信息并存储；

或者通过网管系统，间接获取动态S-CSCF信息并存储。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述SSF实体为独立实体，或者是设置在I-CSCF实体中的功能模块。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述SSF实体为一个或一个以上。

5.一种选择服务会话控制功能S-CSCF实体的方法，在系统中设置用于对S-CSCF实体进行管理，选择S-CSCF实体的服务会话控制功能选择功能SSF实体，其特征在于，该方法包括：

SSF实体获取S-CSCF信息，当SSF实体接收到来自系统的I-CSCF实体发起的提供服务的S-CSCF实体的请求时，SSF实体根据自身存储的S-CSCF信息，选择满足该请求中携带的用户要求的服务能力的S-CSCF实体，并向该I-CSCF实体返回选择出的S-CSCF实体。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述S-CSCF信息为静态S-CSCF信息；

所述SSF实体获取S-CSCF信息的方法为：在所述SSF实体中配置S-CSCF信息。

7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述S-CSCF信息包括静态S-CSCF信息和动态S-CSCF信息；

所述SSF实体获取S-CSCF信息的方法为：在所述SSF实体中配置S-CSCF信息中的静态S-CSCF信息和动态S-CSCF信息；或者在所述SSF实体中配置S-CSCF信息中的静态S-CSCF信息，所述从S-CSCF实体动态获取动态S-CSCF信息。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述动态获取动态S-CSCF信息的方法为：

所述SSF实体向S-CSCF实体请求动态S-CSCF信息，所述S-CSCF实体将自身的动态S-CSCF信息返回给SSF实体；

或者所述S-CSCF实体主动上报自身的动态S-CSCF信息给SSF实体；

或者通过网管系统，间接获取动态S-CSCF信息并存储。

9.根据权利要求6或7所述的方法，其特征在于，

所述静态S-CSCF信息包括：S-CSCF服务能力、S-CSCF名称、S-CSCF地址、S-CSCF网络标识、P-CSCF名称、P-CSCF地址，P-CSCF网络标识、用户地址段列表信息。

10.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述动态S-CSCF信息包括：S-CSCF可用性、S-CSCF负载情况及网络逻辑距离NLD。

11.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，该方法还包括：在所述SSF实体中预先设置选择S-CSCF的策略；

所述SSF实体选择S-CSCF实体的方法为：根据所述SSF实体自身管理的静态S-CSCF信息，按照所述选择S-CSCF的策略，选择满足所述用户签约的最大服务能力的S-CSCF实体。

12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述SSF实体确定S-CSCF实体的方法还包括：所述SSF实体根据动态S-CSCF信息中的S-CSCF的可用性信息，按照所述选择S-CSCF的策略，从所述满足用户签约的最大服务能力的S-CSCF中选出S-CSCF的可用性信息显示为可用的S-CSCF实体。

13.根据权利要求11或12所述的方法，其特征在于，所述SSF实体确定S-CSCF实体的方法还包括：所述SSF实体根据动态S-CSCF信息中的S-CSCF的负载情况，和/或NLD信息，按照所述选择S-CSCF的策略，确定NLD最小的S-CSCF实体或负载低的S-CSCF实体。

14.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当所述SSF实体为一个以上时，SSF实体工作于冗余备份方式或主备备份方式。

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