CN101369991A - 一种下一代多媒体系统用户注册的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种下一代多媒体系统用户注册的方法，其包括：A.通过域名服务节点，获取用户终端所在服务区域信息、和用户终端所属的接入呼叫状态控制节点的地址及该接入呼叫状态控制节点的会话控制标示符；B.用户终端向所述接入呼叫状态控制节点发起注册请求，由所述接入呼叫状态控制节点从分发归属地用户服务器获取该用户终端的安全信息，并进行用户终端与所述接入呼叫状态控制节点之间的安全信息认证；C.所述接入呼叫状态控制节点修改所述分发归属地用户服务器中该用户终端的状态，并下载该用户终端的各种业务信息。本发明的方法操作简单，并且可以快捷地实现资费计算。

Description

一种下一代多媒体系统用户注册的方法

技术领域

本发明涉及电信领域，具体涉及一种下一代多媒体系统(NGIMS)用户注册的方法。

背景技术

IMS(IP Multimedia Subsystem，IP多媒体子系统)是3GPP(第三代合作伙伴计划)R5中提出并标准化的IP多媒体子系统，随后，ETSI TISPAN和ITU-T GSI等组织提出了用IMS作为NGN(Next Generation Network，下一代网络)的解决方案，3GPP2也提出了类似IMS的MMD解决方案。

IMS收到了电信业界的极大追捧，但IMS也有一些问题，主要表现在：

1、网元数量众多，控制复杂、效率不高；

2、IMS区分归属域和拜访域，对于欧洲这些地域比较狭小的国家比较合适，对于中国这样的地域广大的国家，不是很合适，因为IMS中的业务都是在归属域进行触发，在中国，由于地域广大，如果用户拜访在离归属域很远的地方，这个网络延时可能很大，这个很有可能直接影响着业务的服务质量。

3、IMS是基于一种集中业务提供的方式，业务集中提供和部署，一方面限制了整个系统的容量，另外一方面，业务不能快速部署，如果要部署很多业务，那么整个IMS网络的CAPEX(Capital Expenditure，一般指资金、固定资产的投资)和OPEX(Operating Expense，一般指运营成本)都比较大。

由于IMS存在着一些问题，随着P2P(Peer to Peer，称为对等连接或对等网络)技术本身的发展，同时P2P的应用在互联网上表现出了强大的生命力，基于此技术背景，NGIMS就此提出，NGIMS是Next Generation IMS的缩写，其设计的主要理念是：

1、采用分布式技术改造IMS网络，简化网元功能和会话处理流程；

2、不在区分拜访地和归属地，提高网络处理效率；

3、借助P2P技术构建具有系统级容灾能力的控制平台；

4、继承IMS的开放性接口，NGIMS架构不对业务层有特别的需求。

NGIMS的架构图1所示：从系统中看，整个NGIMS分为：接入层、核心层、业务层。接入层可以融合各种接入方式，包括有线和无线接入方式，如：WLAN(Wireless LAN，无线局域网)、LAN(Local Area Network，局域网)、2G(Second Generation，表示第二代移动通讯技术)、3G(ThirdGeneration，表示第三代移动通讯技术)、E3G(意指增强性3G)。核心层主要是由A-C SCF(Access Call Session Control Function，接入呼叫状态控制功能)和D-HSS(Distribute Home Subscriber Server，分发归属地用户服务器)以及一些执行P2P(Peer to Peer，称为对等连接或对等网络)操作的超级节点组成。业务层是和核心层相分离的，用以提供各种业务的逻辑层。

NGIMS的用户在运营商的营业厅开通之后，然后打开终端或者相关软件，终端或者相关软件必须自动完成自动注册过程。从上文可以看出，NGIMS接受各种接入方式，对于2G/3G/E3G的系统，由于存在UICC(Universal Integrated Circuit Card，通用集成电路卡)中，用户的身份信息、安全信息可以保存在UICC卡中，对于向WLAN或者LAN接入的用户，由于用户所处在归属域、还是在拜访域，其对于计费是非常必要的，所以，这个用户所属区域信息是非常重要的，那么如何在用户注册或使用是判断其所属区域信息成为了关键问题。

可见现有技术中存在一定的问题，需要进一步地改进。

发明内容

本发明目的在于提供了一种下一代多媒体系统用户注册的方法，其综合解决了NGIMS中用户注册的问题。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明提供了一种下一代多媒体系统用户注册的方法，所述方法包括以下步骤：

A、通过域名服务(E-DNS)节点，获取用户终端所在服务区域信息、和用户终端所属的接入呼叫状态控制(A-CSCF)节点的地址及该接入呼叫状态控制(A-CSCF)节点的会话控制标示符(SIP URI)；

B、用户终端向所述接入呼叫状态控制(A-CSCF)节点发起注册请求，由所述接入呼叫状态控制(A-CSCF)节点从分发归属地用户服务器(D-HSS)获取该用户终端的安全信息，并进行用户终端与所述接入呼叫状态控制(A-CSCF)节点之间的安全信息认证；

C、所述接入呼叫状态控制(A-CSCF)节点修改所述分发归属地用户服务器(D-HSS)中该用户终端的状态，并下载该用户终端的各种业务信息。

所述方法，其中，所述步骤B与步骤C之间还包括以下步骤：用户终端与所述接入呼叫状态控制(A-CSCF)节点进行安全协商。

所述方法，其中，所述步骤A包括以下步骤：

A1、用户终端通过发起动态主机分配(DHCP)请求，从动态主机分配服务器(DHCP Server)获取到该用户终端的IP地址，以及域名服务(E-DNS)节点的地址；

A2、用户终端根据获取到的域名服务(E-DNS)节点地址，向该域名服务(E-DNS)节点发起域名解析请求；

A3、所述域名服务(E-DNS)节点根据域名解析请求中用户终端的IP地址，以及当前各个接入呼叫状态控制(A-CSCF)节点的信息，给该用户终端选择一个接入呼叫状态控制(A-CSCF)节点地址及该接入呼叫状态控制(A-CSCF)节点的会话控制标示符(SIP URI)；

A4、所述域名服务(E-DNS)节点将选择的接入呼叫状态控制(A-CSCF)节点地址、以及该接入呼叫状态控制(A-CSCF)节点的会话控制标示符(SIPURI)，返回给用户终端。

所述方法，其中，当用户终端的域名解析请求中，含有该用户终端归属地接入呼叫状态控制(A-CSCF)节点的资源标示符信息时，则步骤A3替换为以下步骤：所述域名服务(E-DNS)节点根据所述域名解析请求，解析获得接入呼叫状态控制(A-CSCF)节点地址、及该接入呼叫状态控制(A-CSCF)节点的会话控制标示符(SIP URI)。

所述方法，其中，所述步骤A4中还包括：向用户终端返回该用户终端所在服务区域信息的步骤。

所述方法，其中，所述步骤A4中还包括：所述域名服务(E-DNS)节点将用户终端所在服务区域信息存储到分发归属地用户服务器(D-HSS)中的步骤。

所述方法，其中，所述步骤B包括以下步骤：

B1、用户发起基于会话控制协议(SIP)格式的注册请求；

B2、所述接入呼叫状态控制(A-CSCF)节点接收所述注册请求，查询所述分发归属地用户服务器(D-HSS)中关于该用户终端的安全信息，并将该用户终端在所述分发归属地用户服务器(D-HSS)中的状态修改为注册状态；

B3、所述分发归属地用户服务器(D-HSS)向所述接入呼叫状态控制(A-CSCF)节点返回所述安全信息；

B4、所述接入呼叫状态控制(A-CSCF)节点向用户终端发送未认证消息，该消息中包含认证信息；

B5、用户终端对认证信息进行确认；

B6、用户终端向所述接入呼叫状态控制(A-CSCF)节点发送认证消息，该消息中包含认证信息的确认参数，使所述接入呼叫状态控制(A-CSCF)节点完成对该用户终端的认证。

所述方法，其中，所述注册请求中至少包括：用户终端的私人用户身份信息(PVI)和公共用户身份信息(PUI)。

所述方法，其中，若在所述步骤A中，用户终端收到来自域名服务(E-DNS)节点的该用户终端所在服务区域的信息，则所述注册请求中还包括：用户终端所在服务区域信息。

所述方法，其中，所述步骤B2中还包括以下步骤：所述接入呼叫状态控制(A-CSCF)节点向分发归属地用户服务器(D-HSS)发起存储该用户终端所在服务区域信息到分发归属地用户服务器(D-HSS)中的请求。

有益效果：本发明提供了一种NGIMS系统中进行NGIMS注册的总体流程或方法，其通过用户终端保存PVI、PUI、以及安全信息等用户属性，却不保存归属地信息，或者用户终端通过保存的归属地信息来进行注册的方法。本发明的方法操作简单，并且可以快捷地实现资费计算。

附图说明

图1为NGIMS系统的总体架构图；

图2为NGIMS系统中用户终端注册的流程图。

具体实施方式

下面结合附图1对NGIMS的总体架构进行简略说明。

整个NGIMS系统分为：接入层、核心层、业务层。接入层可以融合各种接入方式，包括有线和无线接入方式，如：WLAN/LAN/2G/3G/E3G。核心层主要是由接入呼叫状态控制(A-CSCF)和分发归属地用户服务器(D-HSS)以及一些执行P2P(Peer to Peer，称为对等连接或对等网络)操作的超级节点组成。业务层是和核心层相分离的，用以提供各种业务的逻辑层。

NGIMS中本发明的用户注册过程涉及到的网元包括以下几个：

用户终端(UE)，这里不再区分终端和卡、或者其上面的客户端软件，统一做用户终端，UE上保存有PUI(Public User Identity，公共用户身份信息)和PVI(Private User Identity，私人用户身份信息)，并执行各种DHCP/DNS/注册/安全等操作。

动态主机分配服务器(Dynamic Host Configure Protocol，简称DHCPServer)，为用户终端(UE)提供动态IP地址以及域名服务(E-DNS)节点地址的服务器。

域名服务节点(Domain Name System，简称DNS)，这里采用增强型DNS(即E-DNS，全称是Enhanced Domain Name system)，其能够解析用户终端(UE)发出的域名解析请求，并根据用户终端(UE)的IP地址，以及当前接入呼叫状态控制(A-CSCF)节点的工作状态，主要是忙、闲、网络位置等工作状态信息，用以提供给用户终端(UE)向之注册的接入呼叫状态控制(A-CSCF)节点地址，以及相应的会话控制标示符(SIP URI)。同时，域名服务(E-DNS)节点还要判断用户终端(UE)在那个区域，并将该用户终端(UE)的所在区域信息也返回给用户终端(UE)，以便用户终端(UE)在注册过程中将自己的区域信息提交给接入呼叫状态控制(A-CSCF)节点；另外，域名服务(E-DNS)节点也可以直接将该用户终端(UE)的所在区域信息存储在分发归属地用户服务器(D-HSS)中，以便后续查询使用，这样用户终端(UE)就不用携带自身的所在区域信息。

接入呼叫状态控制(Access Call Session Control Function，简称A-CSCF)节点，用于接收用户终端(UE)发送的注册信令，接入呼叫状态控制(A-CSCF)节点接收后，将从分发归属地用户服务器(D-HSS)下载相关用户信息，尤其是安全信息，并根据安全信息，向用户终端(UE)发起认证要求，完成认证后，在分发归属地用户服务器(D-HSS)中修改用户状态。

分发归属地用户服务器(Distribute Home Subscriber Server，简称D-HSS)，其分布式的用来存储各种用户信息的数据库，用户信息包括：用户身份信息(PVI、PUI)、用户安全信息、用户签约信息、用户当前服务的A-CSCF信息等等。

AS(Application Server)：指业务服务，指具体的业务。

以下将结合图2详细说明本发明的注册流程。

1：用户终端(UE)在建立初步网络连接之后，发起动态主机分配(DHCP)请求的广播包，按照DHCP协议，动态获取到用户终端(UE)的IP地址，以及域名服务(E-DNS)节点的地址。这个流程遵循DHCP或者DHCP V6协议。

2：用户终端(UE)根据获取到的域名服务(E-DNS)节点地址，向域名服务(E-DNS)节点发起域名解析请求，以获取为用户终端(UE)服务的接入呼叫状态控制(A-CSCF)节点的地址和会话控制标示符(SIP URI)。这个请求解析的域名如：NGIMS.CHINAMOBILE.COM.CN。

3:域名服务(E-DNS)节点根据域名解析请求中用户终端(UE)的IP地址，以及当前各个接入呼叫状态控制(A-CSCF)节点的信息，该信息包括：忙闲状态、所在的网络位置与该用户终端(UE)的距离等信息，给用户终端(UE)选择一个最适合的接入呼叫状态控制(A-CSCF)节点地址和该接入呼叫状态控制(A-CSCF)节点的会话控制标示符(SIP URI)。在这一步骤中，域名服务(E-DNS)节点还根据该用户终端(UE)的IP地址信息获取该用户终端(UE)所在服务区域信息。上述过程是鉴于用户终端中没有携带归属地信息时，获取该用户终端注册服务的接入呼叫状态控制(A-CSCF)节点的方法。

如果用户终端携带了自身的归属地信息，即归属地的接入呼叫状态控制(A-CSCF)节点的URI(Uniform Resource Identifier，资源标示符)信息，那么，用户终端(UE)可以直接向域名服务(E-DNS)节点发起含有URI信息的域名解析请求，而域名服务(E-DNS)节点根据请求中含有的信息，解析获得该接入呼叫状态控制(A-CSCF)节点域名，并向用户终端返回该接入呼叫状态控制(A-CSCF)节点的IP地址，以支持用户终端(UE)可能携带归属地接入呼叫状态控制(A-CSCF)节点域名来进行注册的方式。

4：域名服务(E-DNS)节点将选择的接入呼叫状态控制(A-CSCF)节点的地址和该接入呼叫状态控制(A-CSCF)节点的会话控制标示符(SIPURI)，返回给用户终端(UE)。

如果注册方法支持用户终端(UE)自主携带归属地的相关信息，则还可以返回给用户终端(UE)所在服务区域信息，以便让用户终端能在随后的注册过程中，将这个信息带给接入呼叫状态控制(A-CSCF)节点，而接入呼叫状态控制(A-CSCF)节点再将这个用户终端(UE)的所在区域信息存储到分发归属地用户服务器(D-HSS)中，以便于计费管理。

这里，如果注册方法不支持用户终端(UE)自主携带归属地的相关信息，则域名服务(E-DNS)节点也可以不将用户终端(UE)所在服务区域信息返回给用户终端(UE)，而是直接将用户终端(UE)所在服务区域信息存储到分发归属地用户服务器(D-HSS)中，这样用户终端(UE)就不需要在注册过程中携带这个信息。

5：用户终端(UE)发起基于会话控制协议(SIP)格式的注册请求，注册请求中至少包含PVI和PUI，也可以包含了所在区域信息。如果域名服务(E-DNS)节点已经将这个信息存储到了分发归属地用户服务器(D-HSS)，那么就没有必要携带这个用户所在区域信息了换句话说，若在上述步骤4中，用户终端(UE)收到来自域名服务(E-DNS)节点的该用户终端所在服务区域的信息，则所述注册请求中还应该包括：用户终端所在服务区域信息。

6：接入呼叫状态控制(A-CSCF)节点接到注册请求后，向分发归属地用户服务器(D-HSS)查询该用户终端(UE)的安全信息，并将该用户终端(UE)在分发归属地用户服务器(D-HSS)中的状态修改为在注册状态。同时，向分发归属地用户服务器(D-HSS)发起存储该用户终端所在服务区域信息到分发归属地用户服务器(D-HSS)中的请求，这里可能有D-HSS向A-CSCF发出的确认消息。

7：分发归属地用户服务器(D-HSS)给接入呼叫状态控制(A-CSCF)节点提供该用户终端(UE)的安全信息。

8：接入呼叫状态控制(A-CSCF)节点给用户终端(UE)发未认证消息，要求对用户终端(UE)进行认证，该消息中包含认证信息。对于2G移动用户和3G移动用户这些认证信息有所不同，具体的认证信息参见具体的3GPP标准。

9：用户终端(UE)根据认证信息进行相关密钥计算、加密等过程，完成对认证消息的确认。如果是3G移动用户，还可以支持双向认证，则用户终端(UE)完成对接入呼叫状态控制(A-CSCF)节点的认证。

10：用户终端(UE)向接入呼叫状态控制(A-CSCF)节点发送认证信息，该消息中包含认证信息的确认参数，使接入呼叫状态控制(A-CSCF)节点完成对该用户终端的认证。。

11：接入呼叫状态控制(A-CSCF)节点完成对用户终端(UE)的认证。具体的认证方法按照3GPP相关规范。

12：接入呼叫状态控制(A-CSCF)节点与用户终端(UE)之间完成安全协商，以确认后续的所有操作都可以用这种安全方式进行，以确保之间的通信安全。具体的协商方式和安全方式不在本发明的内容范围。

13：接入呼叫状态控制(A-CSCF)节点向分发归属地用户服务器(D-HSS)申请将该用户终端(UE)状态改为已注册状态，并申请将分发归属地用户服务器(D-HSS)中保存的该用户终端(UE)的当前服务的接入呼叫状态控制(A-CSCF)节点改为本接入呼叫状态控制(A-CSCF)节点。这里省略分发归属地用户服务器(D-HSS)可能返回的确认消息。

14：接入呼叫状态控制(A-CSCF)节点向分发归属地用户服务器(D-HSS)请求获取或下载该用户终端(UE)的签约业务信息。

15：分发归属地用户服务器(D-HSS)向接入呼叫状态控制(A-CSCF)节点提供该用户终端(UE)的签约业务信息。

16：接入呼叫状态控制(A-CSCF)节点加载这些签约业务信息，以便为后续的该用户终端(UE)业务服务。

17：如果这些签约业务中有呈现类这样的业务，要求提供用户在线状态的业务，接入呼叫状态控制(A-CSCF)节点发起向该业务的注册请求。这里省略了业务(AS)可能返回的确认消息。

从上述方案可以看出，上述步骤1至4完成的是：通过域名服务(E-DNS)节点，获取用户终端所在服务区域信息、和用户终端所属的接入呼叫状态控制(A-CSCF)节点的地址及该接入呼叫状态控制(A-CSCF)节点的会话控制标示符(SIP URI)的过程；上述步骤5至11完成的是：用户终端(UE)向接入呼叫状态控制(A-CSCF)节点发起注册请求，由接入呼叫状态控制(A-CSCF)节点从分发归属地用户服务器(D-HSS)获取该用户终端的安全信息，并进行用户终端(UE)与接入呼叫状态控制(A-CSCF)节点之间的安全信息认证的过程；上述步骤13至16完成的是：接入呼叫状态控制(A-CSCF)节点修改分发归属地用户服务器(D-HSS)中该用户终端的状态，并下载该用户终端(UE)的各种业务信息的过程。接入呼叫状态控制(A-CSCF)节点下载该用户终端(UE)的各种信息，主要是业务签约信息，是为以后的用户终端(UE)以后的具体业务请求提供服务。

与现有技术相比较，现在还没有NGIMS中注册的方法和相关技术方案，在通常使用的IMS系统中，因为要涉及I-CSCF(Interrogating-CSCF，是从访问域到归属域的入口点)和S-CSCF(Servlng-CSCF，在IMS中处于核心的控制地位，用于注册、会话控制和处理，并向应用服务器触发业务)，所以注册流程和本发明方法的流程有所不同。

用户终端在使用通信网络时，均会涉及到用户计费问题。在用户计费中，可能需要判断用户是在归属域还是在拜访域，以实现在不同地区实行不同的资费标准，这个所属区域信息可以在用户办理开通手续时保存到分发归属地用户服务器(D-HSS)中，但用户所在区域的信息是根据用户实际注册和使用时才能知道的，所以，本发明通过在用户初始注册时，将相应的用户所在区域信息保存在D-HSS中或保存在用户终端上，实现了使用时能够判断用户所在区域，方便资费的问题。

上述各具体步骤的举例说明较为具体，并不能因此而认为是对本发明的专利保护范围的限制，本发明的专利保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1、一种下一代多媒体系统用户注册的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

A、通过域名服务节点，获取用户终端所在服务区域信息、和用户终端所属的接入呼叫状态控制节点的地址及该接入呼叫状态控制节点的会话控制标示符；

B、用户终端向所述接入呼叫状态控制节点发起注册请求，由所述接入呼叫状态控制节点从分发归属地用户服务器获取该用户终端的安全信息，并进行用户终端与所述接入呼叫状态控制节点之间的安全信息认证；

C、所述接入呼叫状态控制节点修改所述分发归属地用户服务器中该用户终端的状态，并下载该用户终端的各种业务信息。

2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤B与步骤C之间还包括以下步骤：

用户终端与所述接入呼叫状态控制节点进行安全协商。

3、根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述步骤A包括以下步骤：

A1、用户终端通过发起动态主机分配请求，从动态主机分配服务器获取到该用户终端的IP地址，以及域名服务节点的地址；

A2、用户终端根据获取到的域名服务(E-DNS)节点地址，向该域名服务节点发起域名解析请求；

A3、所述域名服务节点根据域名解析请求中用户终端的IP地址，以及当前各个接入呼叫状态控制节点的信息，给该用户终端选择一个接入呼叫状态控制节点地址及该接入呼叫状态控制节点的会话控制标示符；

A4、所述域名服务节点将选择的接入呼叫状态控制节点地址、以及该接入呼叫状态控制节点的会话控制标示符，返回给用户终端。

4、根据权利要求3所述的方法，其特征在于，当用户终端的域名解析请求中，含有该用户终端归属地接入呼叫状态控制节点的资源标示符信息时，则步骤A3替换为以下步骤：

所述域名服务节点根据所述域名解析请求，解析获得接入呼叫状态控制节点地址、及该接入呼叫状态控制节点的会话控制标示符。

5、根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述步骤A4中还包括：向用户终端返回该用户终端所在服务区域信息的步骤。

6、根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述步骤A4中还包括：所述域名服务节点将用户终端所在服务区域信息存储到分发归属地用户服务器中的步骤。

7、根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述步骤B包括以下步骤：

B1、用户发起基于会话控制协议格式的注册请求；

B2、所述接入呼叫状态控制节点接收所述注册请求，查询所述分发归属地用户服务器中关于该用户终端的安全信息，并将该用户终端在所述分发归属地用户服务器中的状态修改为注册状态；

B3、所述分发归属地用户服务器向所述接入呼叫状态控制节点返回所述安全信息；

B4、所述接入呼叫状态控制节点向用户终端发送未认证消息，该消息中包含认证信息；

B5、用户终端对认证信息进行确认；

B6、用户终端向所述接入呼叫状态控制节点发送认证消息，该消息中包含认证信息的确认参数，使所述接入呼叫状态控制节点完成对该用户终端的认证。

8、根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述注册请求中至少包括：用户终端的私人用户身份信息和公共用户身份信息。

9、根据权利要求7所述的方法，其特征在于，若在所述步骤A中，用户终端收到来自域名服务节点的该用户终端所在服务区域的信息，则所述注册请求中还包括：用户终端所在服务区域信息。

10、根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述步骤B2中还包括以下步骤：

所述接入呼叫状态控制节点向分发归属地用户服务器发起存储该用户终端所在服务区域信息到分发归属地用户服务器中的请求。

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