CN101237660B - 一种在下一代网络中实现监听的系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种在下一代网络中实现监听的系统和方法，所述方法包括：当需要对目标用户进行监听时，HSS将该目标用户的监听签约规则发送给S-CSCF，S-CSCF根据所述监听签约规则，将与该目标用户相关的初始请求及其响应消息触发到监听应用服务器；监听应用服务器通过在该初始请求中添加信令路径并修改该初始请求及其响应消息的媒体接收方地址，使得该目标用户会话的媒体流和信令流经过监听应用服务器，实现对该目标用户的监听。本发明解决了IMS系统中现有监听方案的缺陷，在满足合法监听需要的同时，又不会对整个IMS系统的性能和稳定性造成影响。

Description

一种在下一代网络中实现监听的系统和方法

技术领域

本发明涉及通信领域，更具体地，涉及一种在以IP多媒体子系统(IPMultimedia System，简称IMS)为核心的下一代网络(Next GenerationNetwork，简称NGN)中实现监听的系统和方法。

背景技术

在以IMS为核心的下一代网络中，采用会话初始协议(Session InitiationProtocol，简称SIP)作为业务控制协议，各项通信业务可由用户的智能终端与网络中的由运营商设置的应用服务器(Application Server，简称AS)配合完成。

图1是下一代网络中的一种典型业务实现架构，其中，AS可能存在多个，分别用于不同的业务，AS通过接口与用户归属网络的服务-呼叫会话控制功能(Serving Call Session Control Function，简称S-CSCF)相连，用户终端A与用户终端B之间的SIP业务控制消息(用虚线标识)会流经各自的应用服务器(根据用户业务的种类，可能经过不同的应用服务器)，应用服务器可通过对业务控制消息的各种处理以实现丰富的业务。用户终端A与用户终端B利用业务消息交换并协商双方所支持的媒体参数，在两者之间建立媒体流连接(用实线标识)，媒体流用于传送通话话音包等数据。

合法监听是指安全机构出于执法的需要，对某个用户或某个通信过程进行监听，它包括信令和内容两个层面的监听。

图2是欧洲电信标准化委员会(European Telecommunication StandardsInstitute，简称ETSI)提出的一种监听框架，其中涉及到一些功能实体，包括：

司法执行监视设备(Law Enforcement Monitoring Facility，简称LEMF)，监听的初始发起者，通过收集监听数据，实现对指定用户信令和内容的监听；

管理功能实体(Administration Function，简称ADMF)，用来动态配置被监听用户，协调与多个LEMF的交互，以及控制数据传输实体的行为；

数据传输实体(Delivery Function，简称DF)，是合法监听的数据传送实体，用来将被监听用户的相关数据传送给LEMF；

通信设备，可以是移动业务交换中心(Mobile Service Switch Center，简称MSC)、媒体网关(Media Gateway，简称MGW)或网关通用分组无线业务支持节点(Gateway GPRS support Node，简称GGSN)等通信设备。

监听数据可以分为两种：

监听的相关信息(Interception Related Information，简称IRI)，是指信令层面的监听信息；

监听的通讯内容(Communication Content，简称CC)，是指媒体层面的监听信息。

监听数据分为IRI和CC，对应的DF分别为DF2和DF3，分别用来传送IRI和CC。

现有技术中提出了一种在IMS中实现监听的方法，如图3所示，提出在代理呼叫会话控制功能(Proxy Call Session Control Function，简称P-CSCF)和接入设备，或者代理呼叫会话控制功能(Proxy Call Session ControlFunction，简称P-CSCF)与S-CSCF设备之间插入监听数据收集设备(lawfulinterception collection function，简称LICF)设备，LICF预先配置了监听目标的具体信息，如用户标识信息和/或业务信息，当信令流或媒体流到达LICF后，LICF判断信令流或媒体流中是否包含预先设置的监听目标信息，若包含监听目标信息，则捕获相应的信令流数据和媒体流数据，并传送给监视设备处理，同时传送接收的信令流或媒体流到接收端；如果信令流或媒体流中不包含监听目标信息，只需要将接收的信令流或媒体流传送到其接收端。

该技术要求不管用户是否处于被监听状态，所有用户的信令和媒体都需要经过LICF转发，这就使得LICF可能成为整个系统的瓶颈，而且一旦LICF发生故障，会话将无法建立，对系统的健壮性带来影响。

另外，该技术要求LICF处于接入设备与P-CSCF，或者P-CSCF与S-CSCF之间，由于整个IMS网络的接入网，P-CSCF和S-CSCF众多，这就使得监听点分散，在工程实施上存在困难，组网上也受限制。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种在下一代网络中实现监听的系统和方法，解决IMS系统中现有监听方案的缺陷，在满足合法监听需要的同时，又不会对整个IMS系统的性能和稳定性造成影响。

为了解决上述问题，本发明提供了一种在下一代网络中实现监听的方法，当需要对目标用户进行监听时，HSS将该目标用户的监听签约规则发送给S-CSCF，S-CSCF根据所述监听签约规则，将与该目标用户相关的初始请求及其响应消息触发到监听应用服务器；监听应用服务器通过在该初始请求中添加信令路径并修改该初始请求及其响应消息的媒体接收方地址，使得该目标用户会话的媒体流和信令流经过监听应用服务器，实现对该目标用户的监听。

进一步地，所述监听签约规则预先配置到HSS中，或者通过所述监听应用服务器向HSS发送签约规则修改请求动态添加到HSS中。

进一步地，所述方法具体包括以下步骤：

监听中心发送监听指令给监听应用服务器，在指令中包含目标用户信息，监听应用服务器收到监听指令后，根据指令中的目标用户信息向HSS发送签约规则修改请求，请求激活、或动态添加并激活该目标用户的监听签约规则；

HSS更新该目标用户的监听签约规则，并将更新后的监听签约规则发送给S-CSCF，S-CSCF根据所述监听签约规则将收到的与目标用户相关的初始请求及该初始请求的响应消息触发到监听应用服务器；

监听应用服务器收到所述初始请求后，将所述初始请求消息中的媒体接收方修改为监听应用服务器，同时将监听应用服务器加入该会话的信令路径中；在收到所述响应消息后，将所述响应消息中的媒体接收方修改为监听应用服务器；并将收到的该目标用户的信令信息和媒体内容上报给监听中心。

进一步地，当所述目标用户为主叫用户时，与目标用户相关的初始请求是指S-CSCF收到的该目标用户发起的初始请求；

当所述目标用户为被叫用户时，与目标用户相关的初始请求是指S-CSCF收到的主叫用户发起的初始请求。

进一步地，所述监听指令中指示有监听内容，监听内容包括：事件、语音、视频、数据中的一种或多种；

所述监听应用服务器根据监听指令中指示的监听内容将目标用户的相应媒体内容上报给监听中心。

进一步地，监听应用服务器在所述对初始请求或所述响应消息进行修改后，将修改后的初始请求及响应消息转发给S-CSCF，由S-CSCF继续对所述初始请求和所述响应消息进行处理。

进一步地，所述监听中心在收到司法执行监视设备的监听指令后，向监听应用服务器发送监听指令；并在收到监听应用服务器上报的信令信息和媒体内容后，解码出事件、信令和媒体信息发送给司法执行监视设备。

进一步地，当需要对目标用户解除监听时，通过以下步骤解除对目标用户的监听：

监听中心发送解除监听指令给监听应用服务器，在指令中包含要解除监听的目标用户信息；

监听应用服务器根据指令中的目标用户信息，向HSS发送签约规则修改请求，请求去激活该目标用户的监听签约规则；

HSS更新目标用户的监听签约规则后，将更新后的监听签约规则发送给S-CSCF；

S-CSCF在收到与目标用户相关的初始请求时，根据监听签约规则取消将与目标用户相关的初始请求及该初始请求的响应消息发送到监听应用服务器。

本发明还提供了一种在下一代网络中实现监听的系统，包括S-CSCF，HSS和位于核心网中的监听应用服务器，其中：

HSS，用于更新和保存监听签约规则，并在需要对目标用户进行监听时，将更新后的监听签约规则通知给S-CSCF；

S-CSCF，用于从HSS下载目标用户的监听签约规则，并根据所述监听签约规则，将与目标用户相关的初始请求及其响应消息触发或者取消触发到监听应用服务器；

监听应用服务器，用于通过在该初始请求中添加信令路径并修改该初始请求及其响应消息的媒体接收方地址，使得该目标用户会话的媒体流和信令流经过监听应用服务器，实现对该目标用户的监听。

进一步地，所述监听应用服务器通过以下方式使得目标用户会话的媒体流和信令流经过监听应用服务器：

监听应用服务器在收到S-CSCF发送的所述初始请求后，将所述初始请求消息中的媒体接收方修改为监听应用服务器，同时将监听应用服务器加入该会话的信令路径中；在收到S-CSCF发送的所述响应消息后，将所述响应消息中的媒体接收方修改为监听应用服务器。

进一步地，所述系统还包括监听中心，其中：

监听中心，用于发送监听指令或解除监听指令给监听应用服务器，在指令中包含要监听或解除监听的目标用户信息；

监听应用服务器在收到所述监听指令或解除监听指令后，根据指令中的目标用户信息，向HSS发送签约规则修改请求，请求激活、或添加并激活、或去激活该目标用户的监听签约规则；并将收到的目标用户的媒体内容和信令信息上报给监听中心。

进一步地，所述系统还包括与所述监听中心相通讯的司法执行监视设备，其中：

所述司法执行监视设备，用于向监听中心发送监听指令，并接收从监听中心返回的事件，信令或媒体信息；

所述监听中心在收到司法执行监视设备的监听指令后，向监听应用服务器发送监听指令；并在收到监听应用服务器上报的信令信息和媒体内容后，解码出事件、信令或媒体信息发送给司法执行监视设备。

进一步地，所述监听中心包括管理功能实体和数据传输实体，其中：

管理功能实体，用于动态配置目标用户，协调与司法执行监视设备的交互，以及控制数据传输实体的行为；

数据传输实体，用于将目标用户的相关事件、信令或媒体信息传送给司法执行监视设备。

本发明提供的监听系统及方法，通过将监听设备集中放置，有效解决了现有技术中需要分散部署监听设备引起的工程实施、管理等方面的问题；另外，本发明提供的方法通过对用户初始过滤规则(Initial Filter Criteria，简称iFC)的修改，保证了只有被监听用户的信令和媒体才经过监听设备，解决了现有技术中所有用户的信令和媒体都经过监听设备可能引起的处理拥塞的问题，大大减轻了监听设备的负担；第三，本发明提出的方法是将监听作为IMS系统中的一种应用，各种操作完全遵从IMS系统的处理规则，对已有IMS系统不会造成任何影响，有效保证了本发明方法的可实施性，以及向后兼容性；第四，本发明提出的通过iFC的触发方式的方法，可以实现即使监听AS发生故障也不影响正常呼叫处理的目标，增强了整个通信系统的健壮性。

附图说明

图1是下一代网络中的一种实现监听业务的架构图；

图2是ETSI提出的监听框架；

图3是现有技术中的一种监听系统框图；

图4是本发明的监听系统框图；

图5是本发明的监听方法中实施监听的流程图；

图6是本发明的监听方法中解除监听的流程图；

图7是本发明的监听方法的一种优选实施例的流程图。

具体实施方式

本发明根据IMS架构的分层概念，将监听数据收集设备作为IMS网络中的一个SIP应用服务器(SIP Application Server，简称SIP AS)，通过与归属用户服务器(Home Subscriber Server，简称HSS)配合，动态改变用户的iFC规则，可以实施对目标用户的监听或解除监听。当需要监听用户时，S-CSCF会触发到监听AS，使得信令流经过监听AS，由监听AS控制目标用户的媒体流经过监听AS，实现信令流和媒体流的监听。

本发明中的监听系统如图4所示，其中的关键网元包括：

司法执行监视设备，负责向监听中心发送监听指令，并接收从监听中心返回的监听信息，包括事件，信令，媒体信息等；

监听中心，包含管理功能实体和数据传输实体，负责接收司法执行监视设备的监听指令，并向相关的通信设备发送监听指令，接收通信设备收集的信息，解码出事件和媒体等监听信息发送给司法执行监视设备；

监听AS，负责接收监听中心发送的监听指令，修改HSS的监听签约规则，使目标用户的请求能触发到本AS，执行对目标用户的监听，将监听的信息发送给监听中心；

S-CSCF，根据目标用户的被监听状态(即监听的iFC规则是否生效)，确定是否将信令触发到监听AS；

HSS，保存监听的iFC触发规则，提供接口允许监听AS或其他网元更改监听的iFC规则；

IMS网络中的其他网元，例如P-CSCF，I-CSCF等，在本发明中没有特殊要求，因此，在描述过程将省略。

本发明还提供了一种监听方法，其中包括了实施监听和解除监听两个过程，实施监听的过程如图5所示，具体步骤如下：

步骤N001：监听中心发送监听指令给监听AS，在指令中指示要监听的目标用户信息，以及监听的内容；

步骤N002：监听AS根据指令中的目标用户信息，向HSS发送请求，要求激活或添加并激活目标用户的监听签约规则；

触发监听的iFC规则可以预先配置到HSS中，由监听AS触发激活；也可以通过HSS提供的接口允许监听AS或其他网元更改监听的iFC规则，例如，由监听AS将监听的iFC规则动态添加到HSS中。

步骤N003：HSS更新目标用户的签约规则后，将更新后的签约规则通知给S-CSCF；

步骤N004：S-CSCF收到与被监听用户(即目标用户)相关的初始请求时，根据上述监听签约规则将初始请求触发到监听AS，初始请求中包括主叫用户的IP地址和端口号(即媒体的接收方)；

步骤N005：监听AS根据监听指示中的内容进行相应的处理，对初始请求中的媒体信息进行更改，将媒体的接收方改为监听AS，使得与被监听用户通信的用户将媒体发送给监听AS，并将监听AS加入到该会话的信令路径中，从而使该会话中被监听用户的信令流和媒体流均经过本AS；

步骤N006：监听AS将请求转发给S-CSCF，由S-CSCF按照正常流程继续其他的处理；

步骤N007：监听AS上报信令信息给监听中心；

步骤N008：S-CSCF收到响应时根据信令路径，将响应发送给监听AS，响应消息中包含被叫用户的IP地址和端口号(即媒体的接收方)；

步骤N009：监听AS将响应中的媒体接收方改为监听AS，使得被监听用户发送给对端的媒体会发送给监听AS；

步骤N010：监听AS将响应转发给S-CSCF，由S-CSCF按照正常流程继续其他的处理；

步骤N011：监听AS将上报信令信息给监听中心；

步骤N012：监听AS收到媒体时，上报媒体内容给监听中心；

至此，指定用户的信令和媒体处于被监听状态。

当监听中心希望解除对用户的监听时，解除监听过程如图6所示，具体步骤如下：

步骤F001：监听中心发送解除监听指令给监听AS，在指令中指示要解除监听的用户信息；

步骤F002：监听AS根据指令的用户信息，向HSS发送请求，要求去激活监听签约规则；

步骤F003：HSS更新被监听用户的监听签约规则后，将更新后的监听签约规则通知给S-CSCF；

步骤F004：S-CSCF在收到与被监听用户相关的初始请求时，根据监听签约规则不再将初始请求触发到监听AS；

至此，指定用户的监听状态被解除。

下面结合本发明的优选实施例对本发明技术方案的实施作进一步详细描述。

图7是本发明提出的监听方法的一种优选实施例的流程图。

在本实施例中，监听中心要求执行对用户A的通话内容监听，具体实施过程如下：

Q101：监听中心发送监听指令给监听AS，其中指明监听用户A的通话；

Q102：监听AS发送签约规则修改请求给HSS，激活用户A的监听签约规则；

Q103：HSS通知S-CSCF，用户A的监听签约规则发生变化；

Q104：用户A向用户B发起INVITE呼叫请求，其中携带了A的媒体信息(SDP A)；

Q105：S-CSCF根据用户A的监听签约规则，将INVITE请求触发到监听AS；

Q106：监听AS更改INVITE请求中的媒体信息，将接收端改为监听AS(SDP AS)；

Q107：监听AS向监听中心上报信令；

Q108：监听AS将更改后的INVITE请求转发给S-CSCF；

Q109：S-CSCF转发INVITE请求给用户B，

Q110：B返回183响应，其中携带了B的媒体信息(SDP B)；

Q111：S-CSCF转发183响应给监听AS；

Q112：监听AS更改183响应中的媒体信息，将接收端改为监听AS；

Q113：监听AS转发183响应给S-CSCF；

Q114：S-CSCF转发183响应给用户A；

Q115：监听AS向监听中心上报信令；

Q116：用户A通过S-CSCF、监听AS与用户B进行正常的信令交互，完成呼叫的建立；

Q117：A发送媒体到监听AS；

Q118：监听AS将媒体转发给监听中心；

Q119：监听AS将媒体转发给用户B；

Q120：B发送媒体到监听AS；

Q121：监听AS将媒体转发给监听中心；

Q122：监听AS将媒体转发给用户A。

至此，完成对A用户通信内容的监听。

本实施例中描述的A作为主叫发起呼叫的场景，A作为被叫的场景在操作过程上类似，两者的区别仅在于S-CSCF在主叫侧触发还是在被叫侧触发监听AS。另外，由于P-CSCF，I-CSCF的在本发明中没有特殊要求，在实施过程中省略了相关描述。

综上所述，本发明提出的系统和方法在满足IMS基本框架要求，并对已有系统改动及影响最小的情况下，有效的解决了现有技术中存在的一系列缺陷，实现了IMS网络中的监听功能，不仅能高效的实现监听功能，而且能有效的保障整个系统的健壮性，具有较高的应用价值。

Claims (13)

1.一种在下一代网络中实现监听的方法，其特征在于，当需要对目标用户进行监听时，HSS将该目标用户的监听签约规则发送给S-CSCF，S-CSCF根据所述监听签约规则，将与该目标用户相关的初始请求及其响应消息触发到监听应用服务器；监听应用服务器通过在该初始请求中添加信令路径并修改该初始请求及其响应消息的媒体接收方地址，使得该目标用户会话的媒体流和信令流经过监听应用服务器，实现对该目标用户的监听；

HSS更新该目标用户的监听签约规则，并将更新后的监听签约规则发送给S-CSCF，S-CSCF根据所述监听签约规则将收到的与目标用户相关的初始请求及该初始请求的响应消息触发到监听应用服务器；

监听应用服务器收到所述初始请求后，将所述初始请求中的媒体接收方修改为监听应用服务器，同时将监听应用服务器加入该会话的信令路径中；在收到所述响应消息后，将所述响应消息中的媒体接收方修改为监听应用服务器。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，

所述监听签约规则预先配置到HSS中，或者通过所述监听应用服务器向HSS发送签约规则修改请求动态添加到HSS中。

3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述方法具体包括以下步骤：

监听中心发送监听指令给监听应用服务器，在指令中包含目标用户信息，监听应用服务器收到监听指令后，根据指令中的目标用户信息向HSS发送签约规则修改请求，请求激活、或动态添加并激活该目标用户的监听签约规则；

所述监听应用服务器还将收到的该目标用户的信令信息和媒体内容上报给监听中心。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，

当所述目标用户为主叫用户时，与目标用户相关的初始请求是指S-CSCF收到的该目标用户发起的初始请求；

当所述目标用户为被叫用户时，与目标用户相关的初始请求是指S-CSCF收到的主叫用户发起的初始请求。

5.如权利要求3所述的方法，其特征在于，

所述监听指令中指示有监听内容，监听内容包括：事件、语音、视频、数据中的一种或多种；

所述监听应用服务器根据监听指令中指示的监听内容将目标用户的相应媒体内容上报给监听中心。

6.如权利要求3所述的方法，其特征在于，

监听应用服务器在所述对初始请求或所述响应消息进行修改后，将修改后的初始请求及响应消息转发给S-CSCF，由S-CSCF继续对所述初始请求和所述响应消息进行处理。

7.如权利要求3所述的方法，其特征在于，

所述监听中心在收到司法执行监视设备的监听指令后，向监听应用服务器发送监听指令；并在收到监听应用服务器上报的信令信息和媒体内容后，解码出事件、信令和媒体信息发送给司法执行监视设备。

8.如权利要求3所述的方法，其特征在于，当需要对目标用户解除监听时，通过以下步骤解除对目标用户的监听：

监听中心发送解除监听指令给监听应用服务器，在指令中包含要解除监听的目标用户信息；

监听应用服务器根据指令中的目标用户信息，向HSS发送签约规则修改请求，请求去激活该目标用户的监听签约规则；

HSS更新目标用户的监听签约规则后，将更新后的监听签约规则发送给S-CSCF；

S-CSCF在收到与目标用户相关的初始请求时，根据监听签约规则取消将与目标用户相关的初始请求及该初始请求的响应消息发送到监听应用服务器。

9.一种在下一代网络中实现监听的系统，其特征在于，包括S-CSCF，HSS和位于核心网中的监听应用服务器，其中：

HSS，用于更新和保存监听签约规则，并在需要对目标用户进行监听时，将更新后的监听签约规则通知给S-CSCF；

S-CSCF，用于从HSS下载目标用户的监听签约规则，并根据所述监听签约规则，将与目标用户相关的初始请求及其响应消息触发或者取消触发到监听应用服务器；

监听应用服务器，用于通过在该初始请求中添加信令路径并修改该初始请求及其响应消息的媒体接收方地址，使得该目标用户会话的媒体流和信令流经过监听应用服务器，实现对该目标用户的监听。

10.如权利要求9所述的系统，其特征在于，所述监听应用服务器通过以下方式使得目标用户会话的媒体流和信令流经过监听应用服务器：

监听应用服务器在收到S-CSCF发送的所述初始请求后，将所述初始请求中的媒体接收方修改为监听应用服务器，同时将监听应用服务器加入该会话的信令路径中；在收到S-CSCF发送的所述响应消息后，将所述响应消息中的媒体接收方修改为监听应用服务器。

11.如权利要求9所述的系统，其特征在于，所述系统还包括监听中心，其中：

监听中心，用于发送监听指令或解除监听指令给监听应用服务器，在指令中包含要监听或解除监听的目标用户信息；

监听应用服务器在收到所述监听指令或解除监听指令后，根据指令中的目标用户信息，向HSS发送签约规则修改请求，请求激活、或添加并激活、或去激活该目标用户的监听签约规则；并将收到的目标用户的媒体内容和信令信息上报给监听中心。

12.如权利要求11所述的系统，其特征在于，所述系统还包括与所述监听中心相通讯的司法执行监视设备，其中：

所述司法执行监视设备，用于向监听中心发送监听指令，并接收从监听中心返回的事件，信令或媒体信息；

所述监听中心在收到司法执行监视设备的监听指令后，向监听应用服务器发送监听指令；并在收到监听应用服务器上报的信令信息和媒体内容后，解码出事件、信令或媒体信息发送给司法执行监视设备。

13.如权利要求12所述的系统，其特征在于，所述监听中心包括管理功能实体和数据传输实体，其中：

管理功能实体，用于动态配置目标用户，协调与司法执行监视设备的交互，以及控制数据传输实体的行为；

数据传输实体，用于将目标用户的相关事件、信令或媒体信息传送给司法执行监视设备。

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