CN101175247B - 一种实现用户数据集中存放和使用的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种实现用户数据集中存放和使用的方法，为每同一类用户设置一种通用业务模板，将同一类用户的通用数据存储在所述对应的通用业务模板中，并将所述通用业务模板存放在HSS中；当AS需要读取用户的通用数据时，若AS支持通用业务模板的特性并且AS中存放有相应的通用业务模板，则从HSS获取该类用户的通用业务模板的标识；若AS不支持通用业务模板的特性或者AS中没有存放相应的通用业务模板，则从HSS获取该类用户的通用业务模板的内容。本发明利用通用业务模板实现用户数据在HSS上集中存放，避免数据冗余和维护困难；并且使AS能通过Sh接口相关消息获取用户数据，并实现最大限度地减少网络传输流量。

Description

一种实现用户数据集中存放和使用的方法

技术领域

本发明涉及IP多媒体核心网子系统(IP Multimedia Subsystem，IMS)通信服务技术领域，尤其涉及一种在IMS域中实现用户数据集中存放和使用的方法。

背景技术

IMS中的用户数据分别存放在归属用户服务器(HSS)和应用服务器(AS)中。

其中，HSS针对和呼叫会话控制功能(Call Session Control Function，CSCF)相连的Cx接口以及和AS相连的Sh接口(如图1所示)有不同的数据存储格式。Cx接口主要有用户私有标识(Private User Identity)、公有用户标识(Public User Identity)、隐式注册集(Implicitly Registered ID)和业务清单(service profile)；Sh接口的用户数据主要有公开标识(PublicIdentity)、透明数据(Repository Data)、Sh接口IMS相关数据(Sh-IMS-Data)等。具体内容和格式可以参考3GPP 29.228、3GPP 29.229、3GPP 29.328和3GPP 29.329。

在HSS上存储的用户数据都是用户的基本数据，如签约关系、用户的注册状态。而业务清单中的初始过滤规则(Initial Filter Criteria)也只是简单描述何种情况下服务呼叫会话控制功能(Serving Call Session ControlFunction，S-CSCF)将会触发到不同的AS中去。而触发到AS以后具体的业务内容和规则是由AS针对每个用户分别存储的。

在实际应用中，每增加一个用户，都需要在一个或多个AS以及HSS中添加该用户的信息。这种一个用户的数据分布在不同的地方的情况就有可能导致维护上的极大不便甚至会出现数据不一致或者数据错误等严重情况。另外，对于同一类用户的数据，有很多内容是相同的，即为通用用户数据，使用每个用户数据分别存储的方式，造成了大量的数据冗余。

虽然根据3GPP 29.328及相关协议，AS可以通过Sh接口从HSS存储和读取用户数据，但是根据Sh接口用户签约数据的结构，一般只能将AS关心的签约信息存放在透明数据(Repository Data)中。

但是，采用在透明数据中存放相关用户数据的方法在HSS实现集中存放，将会导致两个问题：

1、用户的签约业务有可能异常复杂，而透明数据的大小是有一定限制的，这样就有可能导致用户的签约数据在透明数据有限的空间中无法存放。

2、大量的签约数据在透明数据字段中存放，当AS试图通过Sh接口读取该透明数据时会导致网络传输流量大大增加，给网络以及各个网元的性能造成极大的影响。

发明内容

本发明要解决的技术问题就是克服IMS域中用户签约数据在多处存放导致的维护困难、数据冗余以及AS试图读取大量相同或者相似的透明数据带来的系统性能下降的问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种实现用户数据集中存放和使用的方法，为每同一类用户设置一种通用业务模板，将同一类用户的通用数据存储在该同一类用户对应的所述通用业务模板中，并将所述通用业务模板存放在归属用户服务器HSS中；

当应用服务器AS需要读取用户的通用数据时，若AS支持通用业务模板的特性并且AS中存放有相应的通用业务模板，则从HSS获取该类用户的通用业务模板的标识；若AS不支持通用业务模板的特性或者AS中没有存放相应的通用业务模板，则从HSS获取该类用户的通用业务模板的内容。

进一步地，所述通用业务模板的标识使用通用业务模板的ID来表示，同一类用户的通用业务模板的ID在HSS和AS中相同。

进一步地，AS在sh接口的用户数据读取请求UDR消息的数据参考Data-Reference字段中增加通用业务模板UserProfile的类型，当Data-Reference为UserProfile时，表明AS这次请求是从HSS读取用户的通用业务模板。

进一步地，当AS需要读取用户的通用数据时，AS向HSS发送UDR请求，向HSS请求该用户的通用业务模板；当HSS收到的UDR请求的Data-Reference是UserProfile，并且HSS也支持通用业务模板的属性时，HSS根据访问键确定所请求的用户、通用业务模板和请求的AS名称，在UDA消息中的用户数据UserData的UserProfile中返回用户的通用业务模板的ID。

进一步地，当AS需要读取用户的通用数据时，AS向HSS发送UDR请求，如果AS不支持通用业务模板，或者AS中没有存放相应的通用业务模板，HSS将根据访问键确定具体的通用业务模板ID，并将在HSS中配置的该通用业务模板的内容读取出来放在UserProfile中返回给AS。

进一步地，当在HSS侧，通用业务模板有更新，则HSS通过用户数据更新通知，把更新后的通用业务模板通知AS，保持AS和HSS的数据一致。

进一步地，AS在sh接口的用户通知请求SNR消息的Data-Reference字段中增加UserProfile的类型，当AS发起的SNR请求中携带UserProfile字段时，表明AS这次请求是订阅通用业务模板；HSS将在sh接口的用户数据更新通知PNR消息的User Data字段中增加对应的UserProfile的类型，把更新后的通用业务模板通知AS，保持AS和HSS的数据一致。

进一步地，所述HSS通过用户数据更新通知，把更新后的通用业务模板通知AS之前，AS向HSS发送SNR消息请求订阅业务通用模板的更新；

HSS收到SNR消息，如果HSS支持通用业务模板的特性，将返回成功的用户通知响应SNA消息，通知AS订阅成功。

进一步地，所述HSS通过用户数据更新通知，把更新后的通用业务模板通知AS，包括如下步骤：

(1)当在HSS侧，通用业务模板有更新，HSS发现有AS订阅了该用户的通用业务模板更新通知，就向该AS发送PNR消息，携带新的通用业务模板的ID，通知AS更新数据；

(2)AS收到PNR消息，更新自身的该用户的数据，向HSS发送用户 数据更新响应PNA消息，通知HSS操作成功；后继的业务处理中AS将会使用新的通用业务模板。

进一步地，用户的非通用数据，存放在HSS透明数据中，AS通过Sh接口从HSS读取用户的非通用数据。

本发明克服了IMS域中用户签约数据在多处存放导致的维护困难以及数据冗余的问题。一个比较复杂的网络中可能会存在1个或者多个AS。采用本发明，原来在各个AS中存放的大量用户数据就可以集中存放在HSS中，原来需要在多个地方放号和签约的事情变成在HSS上做一遍就可以了。

现有技术中，用户数据分散在不同的地方存放，当某个AS或者HSS的配置或用户数据单方面发生改变就有可能导致大量的业务无法正常实现；而本发明的数据集中在HSS中存放便于维护和管理，就不会出现用户数据不一致导致的业务失败的情况发生。

附图说明

图1是HSS对外接口的示意图；

图2为本发明实施例对IMS的sh接口的数据的新的定义，增加了通用业务模板(UserProfile)；

图3为本发明实施例的IMS用户注册的流程图；

图4为本发明实施例的HSS和AS之间同步用户数据的流程图。

具体实施方式

本发明的核心思想是：为每同一类用户设置一种通用业务模板(UserProfile)，将同一类用户的通用数据存储在所述对应的通用业务模板中，并将所述通用业务模板分别存放在HSS和AS中；当AS需要读取用户的通用数据时，只需从HSS获取该类用户的通用业务模板的标识即可，而无需传输该通用业务模板的具体内容，极大地减少了网络传输流量，提高了系统的性能。

所述同一类用户可以是使用相同业务的用户，比如，定制同一个“套餐” 的用户等。

使用通用业务模板，可以把一类用户的通用数据均存放在通用业务模板，大大减少了数据冗余，也便于维护。

由于一个HSS可能对应多个AS，那么AS中只需存放其管辖的用户的通用业务模板即可，而HSS中存放所有其管辖的用户的通用业务模板。

如果有AS不支持通用业务模板，或AS中没有存放相应的通用业务模板，即通用业务模板仅存放在HSS中，则当该AS需要读取用户的通用数据时，则需从HSS获取该用户的通用业务模板的具体内容。这样虽然传输的数据量比只传输通用业务模板的标识要大，但是可以做到较好地兼容各种AS，另外用户的通用业务模板统一存放在HSS中，仍然能够减少数据冗余，便于统一维护。

对于某些用户的特色数据，即非通用数据，如呼叫转移的号码可以存放在透明数据中。这样在AS可以通过Sh接口从HSS读取用户数据，实现用户数据在HSS中集中存放。

若在HSS侧，用户的通用数据发生变化，即通用业务模板有更新，则HSS可通过用户数据更新通知，把更新后的通用业务模板通知AS，保持AS和HSS的数据一致。

为了实现上述方案，可以使用下述方式：

AS在sh接口的用户数据读取请求(UDR，User-Data-Request)消息的数据参考Data-Reference字段中增加UserProfile的类型。当Data-Reference为UserProfile时，表明AS这次请求是从HSS读取用户的通用业务模板；而HSS收到该请求时，能够根据HSS自身配置和用户存储的数据在用户数据读取响应(UDA，User-Data-Answer)消息的User-Data的UserProfile字段中返回用户的签约模板；

AS在sh接口的用户通知请求(SNR，Subscribe-Notifications-Request)消息的Data-Reference字段中增加UserProfile的类型。当AS发起的SNR请求中携带UserProfile字段时，表明AS这次请求是订阅通用业务模板；

在AS订阅了某个用户的通用业务模板的变更通知以后，如果用户数据 在HSS侧的通用业务模板发生变化，比如管理员修改了用户关联的通用业务模板号，HSS将在sh接口的用户数据更新通知(PNR，Push-Notification-Request)消息的User Data字段中增加对应的UserProfile的类型，把更新后的通用业务模板通知AS，保持AS和HSS的数据一致。

下面结合附图及具体实施例对本发明进行详细说明。

在现有的IMS域的Cx接口(HSS和CSCF之间的接口)中定义了如下的支持特性Supported-Feature：

Supported-Features::＝<AVP header：628 10415>

{Vendor-Id}

{Feature-List-ID}

{Feature-List}

*[AVP]

其中只定义了特性目录标识Feature-List-ID＝1时为共享初始过滤规则(Shared Initial Filter Criteria)。为了支持IMS域用户数据在HSS中集中存放，需要在Sh接口协议中扩展Supported-Feature字段的类型，新增一个Feature-List-ID。比如可以约定Feature-List-ID为2时表示用于Sh接口的UserProfile。

相应的，在Feature-List也作新的定义。见下表：

表1

新的Supported-Feature将会用于Sh接口的UDR消息和PNR消息。

所述通用业务模板的标识可以使用通用业务模板的ID来表示。在AS上可以设定通用业务模板的ID，在此ID下面可以根据要实际需要签约具体的内容。

在HSS上可以设定相应的User Profile ID，相同的ID签约的内容必须和对端AS的相同。在实现上可以使用xml格式。如图2和表2，表3所示。

表2 Sh接口中可访问的数据类型

表3 sh接口的用户数据接口的XML图表

在Sh接口通过UDR消息可以读取的消息类型如表2所示。为了能够读取通用业务模板，需要在UDR消息的Data-Reference字段中增加UserProfile的类型，当AS发起的UDR消息的访问键为IMS Public User Identity or PublicService Identity+Data-Reference+Server-Name的组合，且Data-Reference为 UserProfile时表明这次请求是读取用户的通用业务模板。

如图3所示，为一个典型的IMS用户注册流程，包括如下步骤：

步骤301，用户(UE)向代理呼叫会话控制功能(P-CSCF)发起注册(REGISTER)请求；

步骤302，P-CSCF向查询呼叫会话控制功能(I-CSCF)发送注册请求；

步骤303，I-CSCF向HSS发送Cx接口的UAR消息，查询用户是否存在、是否被限制了IMS通讯、是否有漫游权限等；

步骤304，HSS向I-CSCF返回UAA响应，如果一切正常，返回可以为该用户服务的S-CSCF的能力集；

步骤305：I-CSCF根据HSS返回的可以为该用户服务的S-CSCF的能力集选择一个最合适的S-CSCF，向其发送注册请求；

步骤306，S-CSCF向HSS发送MAR请求，获取鉴权向量；

步骤307，HSS收到MAR请求以后记录该S-CSCF的名称，产生鉴权向量并通过MAA响应返回给S-CSCF；

步骤308，HSS进行鉴权向量的选择；

步骤309，S-CSCF向I-CSCF发送401未授权(Unauthorized)消息；

步骤310，I-CSCF向P-CSCF发送401 Unauthorized消息；

步骤311，P-CSCF向用户发送401 Unauthorized消息；

步骤312，用户产生鉴权响应和会话键；

步骤313，用户向P-CSCF重新发送注册消息，带有鉴权响应；

步骤314，P-CSCF向I-CSCF发送注册消息；

步骤315，I-CSCF向HSS发送UAR消息；

步骤316，HSS向I-CSCF返回UAA响应，将先前存储的S-CSCF名字带给S-CSCF；

步骤317，I-CSCF向S-CSCF发送注册消息；

步骤318，S-CSCF或者HSS对返回的鉴权向量进行验证；

步骤319，如果鉴权通过，S-CSCF向HSS发送SAR消息；

步骤320，HSS向S-CSCF返回SAA响应，将用户签约数据下发到S-CSCF，并在HSS上将该用户的状态改为注册；

步骤321，S-CSCF向I-CSCF发送200 OK消息；

步骤322，S-CSCF根据签约规则向AS发送注册消息；

步骤323，AS向S-CSCF发送200 OK消息；

步骤324，AS向HSS发送UDR请求，向HSS请求该用户的通用业务模板；HSS收到AS发送的UDR消息；如果UDR消息中Supported-Feature字段的Feature-List-ID为2，并且Feature-List有效，则表明AS支持通用业务模板的属性；

步骤325，当HSS收到的UDR请求的Data-Reference是UserProfile，并且HSS也支持通用业务模板的属性时，HSS能够根据访问键确定所请求的用户、通用业务模板和请求的AS名称，在UDA消息中的UserData的UserProfile中返回用户的签约模板的ID；

如果AS发送的UDR请求中不含Supported-Feature字段或者Supported-Feature字段中表明AS不支持通用业务模板，HSS将根据访问键确定具体的通用业务模板ID，并将在HSS中配置的该通用业务模板的内容读取出来放在UserProfile中返回给AS；HSS返回成功的UDA消息至少应包括该用户签约的通用业务模板的ID或者是具体内容；

如果AS支持通用业务模板而HSS不支持此特性，HSS的UDA消息的Experimental-Result(实验结果)将置为DIAMETER_UNABLE_TO_COMPLY(无法响应)；

如果请求的AS不在HSS的允许列表中，UDA消息的Experimental-Result将置为DIAMETER_ERROR_USER_DATA_CANNOT_BE_READ(错误：用户数据无法读取)；

如果用户在HSS中不存在，UDA消息的Experimental-Result将置为DIAMETER_ERROR_USER_UNKNOWN(错误：未知的用户)；

如果用户的通用签约模板未设置，UDA消息的Experimental-Result将置为DIAMETER_UNABLE_TO_COMPLY；

步骤326，若AS收到的UDA消息中含有通用业务模板的具体内容，AS将会读取出来，并根据用户签约的业务进行相应处理；如果UDA消息中只含有通用业务模板的ID，AS将会根据自身的配置查找相应的通用业务模板的内容；

用户的个性化数据，如呼叫前转号码等可以存放在透明数据中，AS通过读取透明数据的UDR消息完成从HSS获取相关数据的过程；

步骤327，I-CSCF向P-CSCF发送200 OK消息；

步骤328，P-CSCF向用户发送200 OK消息，通知用户注册完成。

如图4所示，HSS修改用户通用业务模板的时候必须通过Sh接口把更新后的数据传送给订阅该数据的AS，以保持两端的数据一致，其中，在sh接口的SNR消息的Data-Reference字段中增加UserProfile的定义，表明这次请求是订阅通用业务模板；在PNR消息中增加UserProfile的定义，当HSS也支持通用业务模板的属性时，在PNR消息的UserProfile中返回用户的签约模板的ID，在PNR消息的Supported-feature将会根据HSS自身配置决定，如果HSS支持通用业务模板，Supported-feature将会是支持，否则是不支持；包括如下步骤：

步骤401，AS向HSS发送SNR消息请求订阅通用业务模板的更新；在SNR消息中的Data-Reference是UserProfile时，表明订阅的是通用业务模板的更新；

步骤402，HSS收到SNR消息，如果HSS支持通用业务模板的特性，将返回成功的用户通知响应(SNA，Subscribe-Notifications-Answer)消息，通知AS订阅成功；

步骤403，管理员在HSS侧修改用户的通用业务模板等数据；

步骤404，为了保持AS和HSS的数据一致，HSS发现有AS订阅了该用户的通用业务模板更新通知，就向该AS发送PNR消息，携带新的通用 业务模板的ID，通知AS更新数据；

步骤405，AS收到PNR消息，更新自身的该用户的数据，向HSS发送用户数据更新响应(PNA，Push-Notification-Answer)消息，通知HSS操作成功。后继的业务处理中AS将会使用新的通用业务模板。

如果AS不支持UserProfile特性，AS的PNA消息的Experimental-Result将置为DIAMETER_UNABLE_TO_COMPLY。

如果PNR请求中的通用业务模板的ID在AS中没有配置，AS的PNA消息的Experimental-Result将置为DIAMETER_UNABLE_TO_COMPLY。

综上所述，本发明利用通用业务模板(UserProfile)实现用户数据在HSS上集中存放，避免数据冗余和维护困难；同时，扩展Sh接口的UDR、SNR和PNR消息的相应字段，使AS能通过Sh接口相关消息以最小代价从HSS获取用户数据，实现最大限度地减少网络传输流量。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化，本发明的保护范围以权利要求为准。

Claims (10)

1.一种实现用户数据集中存放和使用的方法，其特征在于，为每同一类用户设置一种通用业务模板，将同一类用户的通用数据存储在该同一类用户对应的所述通用业务模板中，并将所述通用业务模板存放在归属用户服务器HSS中；

当应用服务器AS需要读取用户的通用数据时，若AS支持通用业务模板的特性并且AS中存放有相应的通用业务模板，则从HSS获取该类用户的通用业务模板的标识；若AS不支持通用业务模板的特性或者AS中没有存放相应的通用业务模板，则从HSS获取该类用户的通用业务模板的内容。

2.根据权利要求1中所述的方法，其特征在于，所述通用业务模板的标识使用通用业务模板的ID来表示，同一类用户的通用业务模板的ID在HSS和AS中相同。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，AS在sh接口的用户数据读取请求UDR消息的数据参考Data-Reference字段中增加通用业务模板UserProfile的类型，当Data-Reference为UserProfile时，表明AS这次请求是从HSS读取用户的通用业务模板。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，当AS需要读取用户的通用数据时，AS向HSS发送UDR请求，向HSS请求该用户的通用业务模板；当HSS收到的UDR请求的Data-Reference是UserProfile，并且HSS也支持通用业务模板的属性时，HSS根据访问键确定所请求的用户、通用业务模板和请求的AS名称，在用户数据读取响应UDA消息中的用户数据UserData的UserProfile中返回用户的通用业务模板的ID。

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，当AS需要读取用户的通用数据时，AS向HSS发送UDR请求，如果AS不支持通用业务模板，或者AS中没有存放相应的通用业务模板，HSS将根据访问键确定具体的通用业务模板ID，并将在HSS中配置的该通用业务模板的内容读取出来放在UserProfile中返回给AS。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当在HSS侧，通用业务模板有更新，则HSS通过用户数据更新通知，把更新后的通用业务模板通知AS，保持AS和HSS的数据一致。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，AS在sh接口的用户通知请求SNR消息的Data-Reference字段中增加UserProfile的类型，当AS发起的SNR请求中携带UserProfile字段时，表明AS这次请求是订阅通用业务模板；HSS将在sh接口的用户数据更新通知PNR消息的User Data字段中增加对应的UserProfile的类型，把更新后的通用业务模板通知AS，保持AS和HSS的数据一致。

8.根据权利要求6或7所述的方法，其特征在于，所述HSS通过用户数据更新通知，把更新后的通用业务模板通知AS之前，AS向HSS发送用户通知请求SNR消息请求订阅业务通用模板的更新；

HSS收到SNR消息，如果HSS支持通用业务模板的特性，将返回成功的用户通知响应SNA消息，通知AS订阅成功。

9.根据权利要求6或7所述的方法，其特征在于，所述HSS通过用户数据更新通知，把更新后的通用业务模板通知AS，包括如下步骤：

(1)当在HSS侧，通用业务模板有更新，HSS发现有AS订阅了该用户的通用业务模板更新通知，就向该AS发送用户数据更新通知PNR消息，携带新的通用业务模板的ID，通知AS更新数据；

(2)AS收到PNR消息，更新自身的该用户的数据，向HSS发送用户数据更新响应PNA消息，通知HSS操作成功；后继的业务处理中AS将会使用新的通用业务模板。

10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，用户的非通用数据，存放在HSS透明数据中，AS通过Sh接口从HSS读取用户的非通用数据。

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