CN101340721B - 用于ip多媒体子系统对用户终端进行动态位置管理的方法 - Google Patents

Abstract

一种用于IP多媒体子系统对UE进行动态位置管理的方法，采用动态位置更新机制DLU方法对UE进行位置管理：将UE的会话行为引入位置更新过程，即只在UE的会话过程中添加对注册定时器RT的相关操作，但不改变IMS中的注册过程，从而在很小改动工作量基础上，降低周期性位置更新请求的发生频率，减少周期性位置更新请求的发生次数。且当UE由归属网漫游到拜访网、并且发生IOS事件、或重注册CCRR、PRR事件时，本发明同时采用归属网络和拜访网络分别注册的二级位置管理机制TTLM和动态位置更新机制DLU的方法，对UE进行位置管理。该方法能较好地解决现有技术的缺陷，有效降低HSS和S-CSCF的负载，减少位置更新信令的传输量，提高网络资源利用率。

Description

用于IP多媒体子系统对用户终端进行动态位置管理的方法

技术领域

本发明涉及一种用于IP多媒体子系统对用户终端进行动态位置管理的方法，属于移动通信技术领域。

背景技术

通用移动通信系统UMTS(Universal Mobile Telecommunications system)是第三代移动通信的主要标准之一，在UMTS系统中，引入IP多媒体子系统IMS(IP Multimedia subsystem)的目的是向移动终端用户提供语音、视频、数据等多媒体业务，将核心网统一到全IP的网络结构上，并实现固定、移动通信网络的融合。

位置管理是IMS网络的关键技术之一。在IMS网络中，位置管理主要是由服务呼叫会话控制功能S-CSCF(Serving-Call Session Control Function)服务器中的基于SIP的REGISTER请求消息生成注册用户的公共用户身份与用户终端UE(User Equipment)的IP地址之间的绑定关系，并通过重注册过程(Re-Registration)更新这种绑定关系。重注册过程使得IMS网络可以“感知”用户终端UE的位置和状态，这样来自其他用户终端的请求或相关业务请求就能够通过S-CSCF服务器路由到该注册用户终端。公共用户身份与UE的IP地址的绑定时间长短则由REGISTER消息中Contact消息头的expires参数所设置的注册定时器RT(registration timer)来指定。

IMS中存在两种重注册过程：周期性重注册PRR(Periodic Re-Registration)和因用户终端UE能力变化引起的重注册CCRR(Change CapabilitiesRe-Registration)。其中PRR是为了防止expires参数值所设置的注册定时器超时，由用户终端UE周期性地发起注册请求，更新网络侧的注册定时器。CCRR过程是因用户终端UE能力改变或因漫游改变了接入网入口点，需要发起重注 册过程，同样会刷新网络侧的注册定时器。可以看出：CCRR过程的目的是通知IMS网络中的用户终端UE何时何地改变了位置和能力，而PRR过程的目的是IMS网络用来探测用户终端UE是否正常在网。PRR过程可以让网络周期性获知用户终端UE的注册状态是否有效，防止向异常情况下的用户终端UE发送会话请求而浪费网络资源。但是，频繁的PRR过程很容易对网络产生较大的负荷压力，影响网络的系统性能和容量。

但是，目前现行的这种注册和重注册方式使得归属网络中的核心网元，例如归属用户服务器HSS(Home Subscriber Server)和S-CSCF服务器都需要参与每次位置注册过程和位置查询过程。随着用户规模的扩大和呼叫业务量的增加，HSS服务器与S-CSCF服务器的负载会越来越重，而且，较多的位置更新信令也会占用网络带宽和处理资源，对实时呼叫等业务产生严重的不利影响。同时，重注册过程仍然需要注册路径上的所有IMS网元都参与进来，造成网络资源利用率很低，移动性管理也不够灵活。因此如何减少IP多媒体子系统中用户终端位置管理的问题已经成为通用移动通信系统及未来网络的设计难点之一，也是业内科技人员关注的焦点。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种用于IP多媒体子系统对用户终端进行动态位置管理的方法，该方法是将用户终端的会话行为引入位置更新过程，以推迟周期性位置更新请求的发生，降低周期性位置更新请求的发生次数，从而能够较好地解决现有技术造成的网络负荷大、影响网络系统的性能和容量的缺陷，能够有效地降低HSS和S-CSCF两个服务器的负载，减少位置更新信令的传输量，提高网络资源利用率。

为了达到上述目的，本发明提供了一种用于IP多媒体子系统对用户终端进行动态位置管理的方法，其特征在于：当用户终端UE由归属网漫游到拜访网、并且发生入呼或出呼会话IOS事件、或者因用户终端UE的能力变化而发生重注册CCRR事件或周期性的重注册PRR事件时，同时采用归属网络和拜访网络 分别注册的二级位置管理机制TTLM和动态位置更新机制DLU的方法，对用户终端进行位置管理；所述方法包括下列操作步骤：

(1)将IP多媒体子系统IMS的网络位置管理在逻辑上划分为两级管理机制：在拜访网络的代理呼叫会话控制功能服务器P-CSCF注册，以及在归属网络的服务呼叫会话控制功能服务器S-CSCF与归属用户服务器HSS分别注册；

(2)在拜访网络的注册过程中，拜访网络的P-CSCF服务器负责对其接入网内的已注册用户终端UE进行位置管理：即对拜访网络的P-CSCF服务器中保存的用户终端UE的IP地址进行更新；

(3)在归属网络的S-CSCF服务器的注册过程中，由用户当前所在的拜访网络的P-CSCF服务器进行触发，当该拜访网络的P-CSCF服务器收到用户终端UE移动到其他接入网、或者为防止注册周期超时而发出的重注册请求时，该拜访网络的P-CSCF服务器要对该用户终端UE的当前IP地址信息与其保存的该用户终端UE的IP地址信息进行匹配比较，判断两者是否相同；如果两者不相同，顺序执行步骤(4)；否则，跳转执行步骤(5)；

(4)该拜访网络的P-CSCF服务器要对该用户终端UE的包括IP地址、安全联盟、注册定时器的信息进行更新，同时IMS系统对用户归属网络中该用户终端UE的包括安全联盟、注册定时器RT的信息进行更新；跳转执行步骤(6)；

(5)该拜访网络的P-CSCF服务器只对与该用户终端UE相关的安全联盟和注册定时器RT进行更新，归属网络的S-CSCF服务器和HSS服务器不做任何更新；

(6)归属网络的S-CSCF服务器不再保存该用户终端UE的IP地址，并在入呼叫过程中，该归属网络的S-CSCF服务器根据其保存的各个拜访网络的P-CSCF服务器的地址信息，把呼叫路由到被寻呼的该用户终端UE的入口P-CSCF服务器，使得该入口P-CSCF服务器能够找到该用户终端UE；

(7)当用户终端UE由归属网漫游到拜访网、并且发生入呼或出呼会话IOS事件时，IMS网络执行下述操作内容：

当IMS网络收到UE会话请求后，IMS网络复位网络侧的注册定时器RT； 当该UE收到IMS网络侧的响应后，复位终端侧的注册定时器RT；或

当IMS网络侧发送的会话请求到达UE时，该UE复位终端侧注册定时器RT；当IMS网络收到该UE的响应后，复位网络侧注册定时器RT；

(8)没有发生步骤(7)中的入呼或出呼会话IOS事件，而是因为UE的能力变化发生重注册CCRR事件或周期性的重注册PRR事件时，IMS网络系统都执行下述操作内容：

UE发起重注册请求，IMS网络收到该重注册请求后，复位网络侧注册定时器RT；该UE收到网络侧返回的响应后，复位终端侧注册定时器RT，流程结束。

所述入呼或出呼会话IOS事件是指IMS网络收到了用户终端UE发起的会话请求，或用户终端UE收到了IMS发送的会话请求并成功应答的事件。

本发明用于IP多媒体子系统对用户终端进行动态位置管理的方法，不同于目前广泛应用的周期性重注册PRR过程和因用户终端UE能力变化引起的重注册CCRR过程，该方法只是将用户终端的会话行为引入位置更新过程，以推迟周期性位置更新请求的发生，降低周期性位置更新请求的发生次数以及相应的网络处理代价。而且，由于本发明动态位置管理中的更新方法只是在会话过程中增加了对注册定时器RT的操作要求，涉及的网元实体的改动工作量很小，也不改变IMS中的原有注册等关键流程，没有增加新的信令，也不会对IMS网络的系统框架和服务提供方式造成影响，更没有影响到网络对用户终端位置管理的特性，因此容易实施，便于推广应用。

另外，本发明在用户终端UE由归属网漫游到拜访网、并且发生入呼或出呼会话IOS事件时，同时采用归属网络和拜访网络分别注册的二级位置管理机制TTLM(另案申请专利)和动态位置更新机制DLU的方法，对用户终端进行位置管理。其中二级位置管理机制TTLM是将用户终端的位置更新操作尽量限制在IMS系统的拜访网络，从而避免了在每次更新过程中用户终端过多地消耗归属网络资源。而且，本发明的动态位置管理方法对现有IMS网络的系统规范改动较小，对IMS中原有会话路由及其主要流程都没有改变，也没有增加新的 信令，因此本发明方法容易实施和推广普及，其应用前景看好。

附图说明

图1是本发明用于IP多媒体子系统对用户终端进行动态位置管理的方法的操作步骤流程方框图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本发明作进一步的详细描述。

本发明是一种用于IP多媒体子系统对用户终端进行动态位置管理的方法，它是对IP多媒体子系统中的用户终端采用动态位置更新机制DLU(DynamicLocation Update)的方法进行位置管理：将用户的会话行为引入位置更新过程，即只在用户的会话过程中添加对注册定时器RT的相关操作，而对IMS中的注册过程不作改变，从而在很小的改动工作量基础上，降低周期性位置更新请求的发生频率，减少了周期性位置更新请求的发生次数。

参见图1，介绍本发明方法的下列操作步骤：

(1)当发生入呼或出呼会话IOS事件时，IMS网络执行下述操作内容：

当IMS网络收到用户终端UE会话请求后，IMS网络复位网络侧的注册定时器RT；当该用户终端UE收到IMS网络侧的响应后，复位终端侧的注册定时器RT；或

当IMS网络侧发送的会话请求到达用户终端UE时，该用户终端UE复位终端侧注册定时器RT；当IMS网络收到该用户终端UE的响应后，复位网络侧注册定时器RT；或

(2)如果没有发生步骤(1)中的入呼或出呼会话IOS事件，而是因为用户终端UE的能力变化引起发生重注册CCRR事件时，或发生周期性的重注册PRR事件时，IMS网络系统都执行下述操作内容：用户终端UE发起重注册请求，IMS网络收到该重注册请求后，复位网络侧注册定时器RT；该用户终端 UE收到网络侧返回的响应后，复位终端侧注册定时器RT，流程结束。

需要说明的是，本发明在用户终端UE由归属网漫游到拜访网、并且发生入呼或出呼会话IOS事件时，或者因用户终端UE的能力变化而发生重注册CCRR事件或周期性的重注册PRR事件时，本发明会同时采用归属网络和拜访网络分别注册的二级位置管理机制TTLM和动态位置更新机制DLU的方法，对用户终端进行位置管理。此时，本发明方法包括下列操作步骤：

(1)将IP多媒体子系统IMS的网络位置管理在逻辑上划分为两级管理机制：分别在拜访网络的代理呼叫会话控制功能服务器P-CSCF注册，以及在归属网络的服务呼叫会话控制功能服务器S-CSCF与归属用户服务器HSS分别注册；

(2)在拜访网络的注册过程中，拜访网络的代理呼叫会话控制功能服务器P-CSCF服务器负责对其接入网内的已注册用户终端UE进行位置管理：即对拜访网络的P-CSCF服务器中保存的用户终端UE的IP地址进行更新；

(3)在归属网络的S-CSCF服务器的注册过程中，由用户当前所在的拜访网络的P-CSCF服务器进行触发，当该拜访网络的P-CSCF服务器收到用户终端UE移动到其他接入网、或者为防止注册周期超时而发出的重注册请求时，该拜访网络的P-CSCF服务器要对该用户终端UE的当前IP地址信息与其保存的该用户终端UE的IP地址信息进行匹配比较，判断两者是否相同；如果两者不相同，顺序执行步骤(4)；否则，跳转执行步骤(5)；

(4)该拜访网络的P-CSCF服务器要对该用户终端UE的包括IP地址、安全联盟、注册定时器的信息进行更新，同时IMS系统对用户归属网络中该用户终端UE的包括安全联盟、注册定时器RT的信息进行更新；跳转执行步骤(6)；

(5)该拜访网络的P-CSCF服务器只对与该用户终端UE相关的安全联盟和注册定时器RT进行更新，归属网络的S-CSCF服务器和HSS服务器不做任何更新；

(6)归属网络的S-CSCF服务器不再保存该用户终端UE的IP地址，并在入呼叫过程中，该归属网络的S-CSCF服务器根据其保存的各个拜访网络的 P-CSCF服务器的地址信息，把呼叫路由到被寻呼的该用户终端UE的入口P-CSCF服务器，使得该入口P-CSCF服务器能够找到该用户终端UE；

(7)当发生入呼或出呼会话IOS事件时，IMS网络执行下述操作内容：

当IMS网络收到用户终端UE会话请求后，IMS网络复位网络侧的注册定时器RT；当该用户终端UE收到IMS网络侧的响应后，复位终端侧的注册定时器RT；或

当IMS网络侧发送的会话请求到达用户终端UE时，该用户终端UE复位终端侧注册定时器RT；当IMS网络收到该用户终端UE的响应后，复位网络侧注册定时器RT；

(8)如果没有发生步骤(1)中的入呼或出呼会话IOS事件，而是因为用户终端UE的能力变化发生重注册CCRR事件时、或发生周期性的重注册PRR事件时，IMS网络系统都执行下述操作内容：用户终端UE发起重注册请求，IMS网络收到该重注册请求后，复位网络侧注册定时器RT；该用户终端UE收到网络侧返回的响应后，复位终端侧注册定时器RT，流程结束。

本发明方法已经作了试验实施，下面介绍本发明动态位置更新机制DLU方法的实施例的操作流程：

(1)在用户终端未注册情况下，用户终端的首次注册流程与目前IMS网络中的位置注册过程(即国际规范3GPP TS 23.228中所述的标准注册过程CR)相同。

但是，其注册后，S-CSCF服务器保存的状态信息不再包括UE的IP地址，其他各个实体状态信息都与国际规范3GPP TS 23.228中的描述相同。

(2)如果用户终端已经注册的情况下，用户终端的注册流程描述如下：

(A)收到UE会话请求(如SIPINVITE)，IMS网络复位注册定时器；UE收到IMS侧响应后，复位注册定时器(如1XX响应等)。IMS发送会话请求到达UE，UE复位注册定时器；IMS收到UE侧的响应后，复位注册定时器；或

(B)IMS网络收到重注册请求(包括发生CCRR或PRR情况时)后，复位注册定时器；UE收到响应后，复位定时器，与国际规范3GPP TS 23.228 中所述标准过程描述相同。

(3)拜访网络中的P-CSCF服务器，归属网络中的S-CSCF，HSS服务器等功能网元实体都需要复位注册定时器。

通过申请人的详细、周密的理论分析和仿真实施例的实验论证，证明本发明的方法是有效的，能够实现发明目的。

Claims (2)

1.一种用于IP多媒体子系统对用户终端进行动态位置管理的方法，其特征在于：当用户终端UE由归属网漫游到拜访网、并且发生入呼或出呼会话IOS事件、或者因用户终端UE的能力变化而发生重注册CCRR事件或周期性的重注册PRR事件时，同时采用归属网络和拜访网络分别注册的二级位置管理机制TTLM和动态位置更新机制DLU的方法，对用户终端进行位置管理；所述方法包括下列操作步骤：

(1)将IP多媒体子系统IMS的网络位置管理在逻辑上划分为两级管理机制：在拜访网络的代理呼叫会话控制功能服务器P-CSCF注册，以及在归属网络的服务呼叫会话控制功能服务器S-CSCF与归属用户服务器HSS分别注册；

(2)在拜访网络的注册过程中，拜访网络的P-CSCF服务器负责对其接入网内的已注册用户终端UE进行位置管理：即对拜访网络的P-CSCF服务器中保存的用户终端UE的IP地址进行更新；

(3)在归属网络的S-CSCF服务器的注册过程中，由用户当前所在的拜访网络的P-CSCF服务器进行触发，当该拜访网络的P-CSCF服务器收到用户终端UE移动到其他接入网、或者为防止注册周期超时而发出的重注册请求时，该拜访网络的P-CSCF服务器要对该用户终端UE的当前IP地址信息与其保存的该用户终端UE的IP地址信息进行匹配比较，判断两者是否相同；如果两者不相同，顺序执行步骤(4)；否则，跳转执行步骤(5)；

(4)该拜访网络的P-CSCF服务器要对该用户终端UE的包括IP地址、安全联盟、注册定时器的信息进行更新，同时IMS系统对用户归属网络中该用户终端UE的包括安全联盟、注册定时器RT的信息进行更新；跳转执行步骤(6)；

(5)该拜访网络的P-CSCF服务器只对与该用户终端UE相关的安全联盟和注册定时器RT进行更新，归属网络的S-CSCF服务器和HSS服务器不做任何更新；

(6)归属网络的S-CSCF服务器不再保存该用户终端UE的IP地址，并在 入呼叫过程中，该归属网络的S-CSCF服务器根据其保存的各个拜访网络的P-CSCF服务器的地址信息，把呼叫路由到被寻呼的该用户终端UE的入口P-CSCF服务器，使得该入口P-CSCF服务器能够找到该用户终端UE；

(7)当用户终端UE由归属网漫游到拜访网、并且发生入呼或出呼会话IOS事件时，IMS网络执行下述操作内容：

当IMS网络收到UE会话请求后，IMS网络复位网络侧的注册定时器RT；

当该UE收到IMS网络侧的响应后，复位终端侧的注册定时器RT；或

当IMS网络侧发送的会话请求到达UE时，该UE复位终端侧注册定时器RT；当IMS网络收到该UE的响应后，复位网络侧注册定时器RT；

(8)没有发生步骤(7)中的入呼或出呼会话IOS事件，而是因为UE的能力变化发生重注册CCRR事件或周期性的重注册PRR事件时，IMS网络系统都执行下述操作内容：

UE发起重注册请求，IMS网络收到该重注册请求后，复位网络侧注册定时器RT；该UE收到网络侧返回的响应后，复位终端侧注册定时器RT，流程结束。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述入呼或出呼会话IOS事件是指IMS网络收到了用户终端UE发起的会话请求，或用户终端UE收到了IMS发送的会话请求并成功应答的事件。