CN101621501B - 通信系统的用户注册控制方法和会话功能控制实体 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及通信技术领域，特别涉及IP多媒体子系统中的注册控制技术，公开了NGIMS系统中的用户注册控制方法和会话功能控制实体，用以提高会话建立的成功率和会话质量。包括：域名解析服务器为用户选择的第一会话功能控制实体，接收到用户的初始注册请求时，从归属用户服务器获得用户的签约数据；所述第一会话功能控制实体根据用户的签约数据确定用户签约的业务，以及对应的业务可靠性等级；所述第一会话功能控制实体在自身设备可靠性等级和业务可靠性等级不匹配时，获取设备可靠性等级和业务可靠性等级相匹配的第二会话功能控制实体的地址信息；所述第一会话功能控制实体根据第二会话功能控制实体的地址信息，控制用户重新注册到第二会话功能控制实体上。
Description
技术领域
本发明涉及通信技术领域，特别涉及NGIMS系统中的注册控制技术。
背景技术
IMS(IP多媒体子系统，IP Multimedia Subsystem)是3GPP(第三代移动通信合作伙伴计划)定义的一种网络架构，叠加在电路域和分组域网络之上，可以通过IP网络向用户提供多种业务。
IMS中主要功能实体包括控制用户注册、会话控制等功能的CSCF(CallSession Control Function，呼叫会话控制功能)及集中管理用户签约数据的HSS(Home Subscriber Server，归属用户服务器)。CSCF具体包括：P-CSCF(Proxy-CSCF，代理呼叫会话控制功能)、S-CSCF(Service-CSCF，服务呼叫会话控制功能)和I-CSCF(Interrogation-CSCF，服务呼叫会话控制功能)。每个签约了IMS业务的用户需要通过初始注册流程和一个S-CSCF建立注册关系，然后通过注册绑定的S-CSCF发起会话。
本申请发明人发现，下一代IMS(NGIMS，Next Generation IMS)系统中，P-CSCF、S-CSCF和I-CSCF可能合并为一个功能实体，可以称之为A-CSCF，为降低网络的CAPEX(Capital Expenditure，资本性支出，一般指固定资产的投入)和OPEX(Operating Expenditure，运营性支出，一般指设备运维的日常开支)，A-CSCF采用分布式架构，并且大部分A-CSCF采用非电信级设备，替代IMS系统中的电信级设备。电信级设备一般要求有7*24小时不间断工作能力，可靠性较高，而非电信级设备，例如普通计算机设备很难满足此要求，可靠性相对较低，而一些特殊的业务又必须依靠电信级设备等较高可靠性功能实体作为保障，否则无法保证建立会话的成功率和会话质量。
发明内容
本发明实施例提供了一种通信系统特别是NGIMS系统中的用户注册控制方法和会话功能控制实体，用以提高NGIMS系统中用户建立会话的成功率和会话质量。
本发明实施例提出一种下一代IP多媒体子系统中的用户注册控制方法，包括：
域名解析服务器为用户选择的第一会话功能控制实体，接收到用户的初始注册请求时，从归属用户服务器获得用户的签约数据；
所述第一会话功能控制实体根据用户的签约数据确定用户签约的业务，以及对应的业务可靠性等级；
所述第一会话功能控制实体在确认自身设备可靠性等级和业务可靠性等级不匹配时，获取设备可靠性等级和业务可靠性等级相匹配的第二会话功能控制实体的地址信息；
所述第一会话功能控制实体根据第二会话功能控制实体的地址信息，控制用户重新注册到第二会话功能控制实体上。
本发明实施例提出一种下一代IP多媒体子系统中的会话功能控制实体，包括：
用于接收到用户的初始注册请求时，从归属用户服务器获得用户的签约数据的单元；
用于根据签约数据确定用户签约的业务，以及对应的业务可靠性等级的单元；
用于在设备可靠性等级和业务可靠性等级不匹配时，获取设备可靠性等级和业务可靠性等级相匹配的第二会话功能控制实体的地址信息的单元；
用于根据第二会话功能控制实体的地址信息，控制用户重新注册到第二会话功能控制实体上的单元。
综上所述，本发明实施例为解决NGIMS系统中会话功能实体可靠性和用于签约业务可靠性之间不匹配时，影响用户较高可靠性业务的建立成功率和会话质量的问题，在用户初始注册流程中，如果域名服务器为用户选择的会话功能控制实体的可靠性和用户业务可靠性不匹配，则由该会话功能控制实体为用户进一步选择相匹配的会话功能控制实体，并控制用户重新注册到相匹配的会话功能实体，从而在用户后续发起会话时，提高了用户建立会话的成功率，也为会话建立后的服务质量提供保障。
附图说明
图1为本发明实施例一的方法流程示意图；
图2为本发明实施例二的方法流程示意图；
图3为本发明实施例三的方法流程示意图。
具体实施方式
在下一代IMS(NGIMS，Next Generation IMS)系统中，本发明实施例提供一种用户注册控制方法，对业务的可靠性划分不同的等级，根据A-CSCF的能力对设备划分相应的可靠性等级，在用户初始注册时，根据用户签约业务的可靠性，将用户注册到相应等级的A-CSCF上。为实现此目的，在用户发起初始注册时，域名服务器为用户选择的A-CSCF根据用户的签约数据以及自身的可靠性等级，判断自身的可靠性等级和用户签约的业务的可靠性等级不匹配时，为用户进一步选择相匹配的其它A-CSCF，并控制用户重新注册到其它A-CSCF上，从而保证了用户签约业务的可靠性等级和注册绑定的A-CSCF的可靠性等级相匹配，提高了用户建立较高可靠性业务的成功率以及业务建立后的服务质量。
业务可靠性等级可以划分为两级或两级以上，相应的，设备的可靠性等级也相应划分为同样数目的等级。以两级为例，最高的第一级高可靠性业务例如远程医疗等，相应较高可靠性的A-CSCF选择电信级设备，其它的业务为可靠性要求较低的第二级可靠性业务，可以选择非电信级设备提供会话控制。这样在用户初始注册时，就将用户注册绑定到电信级设备，从而在会话建立之初，高可靠的设备或通信路径保证了业务建立的成功率，进一步在业务建立后，较高可靠性的A-CSCF为稳定的业务流提供保障，使业务的服务质量得到保证。
本发明实施例中，如果是两级可靠性划分机制，则用户签约的业务中只要有一个业务是高可靠性的，则需要高可靠性的A-CSCF与业务匹配，用户需要初始注册到高可靠性的A-CSCF上。如果是三级或以上可靠性划分机制，则与用户业务相匹配的A-CSCF等级需要根据用户签约的最高可靠性业务的等级确定，只有这样，才能保证最高可靠性业务的需求。
下面以不同的实施例并结合附图进行详细说明。
实施例一
实施例一中，为用户选择的A-CSCF如果发现自身的可靠性等级和用于签约业务的可靠性等级不匹配，则通知用户重新注册到相匹配的A-CSCF#F上。具体流程如图1所示，包括如下步骤，其中，A-CSCF为第一会话控制功能实体，A-CSCF#F为第二会话控制功能实体：
步骤S101、UE向域名解析服务器DNS发送域名解析请求；
步骤S102、DNS向UE返回域名解析响应，其中携带A-CSCF的地址信息；
步骤S102中，E-DNS随机地、或者根据负载均衡的原理选择一个可用的A-CSCF，并将A-CSCF的地址信息发送给UE，A-CSCF的地址信息例如IP地址。
步骤S103、UE根据获得的A-CSCF的IP地址，发送注册(REGISTER)请求消息到A-CSCF，以发起注册流程；
其中：REGISTER请求消息中至少应该包含UE的IMPU(IP MultimediaPublic Identity，IP多媒体公共标识)、IMPI(IP Multimedia Private Identity，IP多媒体私有标识)、UE IP地址等信息。
步骤S104、A-CSCF发送用户认证数据查询消息到归属用户服务器HSS，查询用户的签约数据；
用户认证数据查询消息中包括在用户的ISIM(IMS用户识别模块)保存的IMPU、IMPI、Contact(联系)地址，以及A-CSCF的SIP URL，D-HSS根据用户IMPU和IMPI查询用户信息，检测用户是否已经注册，并且根据A-CSCF的信息判断用户是否允许在A-CSCF所在的网络注册。
步骤S105、HSS返回用户认证信息；
对于支持3GPP AKA认证的用户，HSS返回多组鉴权矢量对(AV(Authentication Vector，认证向量))，每一组AV包括RAND(RandomChallenge)(鉴权随机数或随机挑战)、XRES(Expected Response，期望的认证响应)、AUTN(Authentication Token)(鉴权令牌)、IK(Integrity Key，完整性密钥)、CK(Ciphering Key，加密性密钥)五元组向量。对于支持HTTP协议注册的用户，HSS返回用户名和密码。
步骤S106、A-CSCF保留收到的认证信息，并将部分用户认证信息通过SIP鉴权消息发送到UE，进行鉴权挑战；
对于支持3GPP AKA认证的用户，RAND和AUTN被发送到UE，IK和CK保留在A-CSCF用于在认证通过后建立UE和A-CSCF之间双向的IPsec加密通道；
对于支持HTTP协议注册认证的用户，用户名和密码保留在A-CSCF上。
步骤S107、UE根据收到的SIP鉴权消息产生新的REGISTER消息发送到A-CSCF上；
对于支持3GPP AKA认证的用户，UE会根据RAND和本身固化的加密算法产生RES，并携带在新的REGISTER消息中。对于支持HTTP DIGEST认证的用户，新的REGISTER消息中携带UE输入的用户名和密码。
A-CSCF比较UE生成的认证信息和步骤106保存的认证信息进行比较，如果吻合，则认证成功。其中：对于支持3GPP AKA认证的用户，比较RES和XRES。对于支持协议注册认证的用户，比较用户名和密码。
步骤S108、当UE认证成功后，A-CSCF向D-HSS发送服务器分配请求消息，请求下载用户签约数据(Profile)，该消息包括A-CSCF SIP URL；
步骤S109、D-HSS更新用户注册信息为已注册(Registered)状态，保存用户注册的A-CSCF的地址信息，即A-CSCF SIP URL，同时向A-CSCF返回服务器分配应答消息，该消息中包括用户签约数据(User Profile)；
步骤S110、A-CSCF建立UE的注册关系，并向UE返回成功消息通知用户注册成功；UE根据接收的成功消息，建立注册到A-CSCF上的注册关系；
步骤S111、A-CSCF根据用户签约数据，确定用户签约的业务以及各业务对应的可靠性等级，并进一步判断自身设备的可靠性等级和用户业务的可靠性等级是否匹配，如果匹配则结束，如果不匹配则继续执行步骤S112；
在这一步骤中，A-CSCF需要获知自身的设备可靠性等级，可以采用的方法很多，例如可靠性等级可以由HSS或其它功能实体以标识信息的形式设置到A-CSCF本地，也可以是A-CSCF查询HSS或其它功能实体获得后自己设置在本地等；
A-CSCF还需要确定用户业务对应的可靠性等级，可以采用的方法也很多，例如：各业务和可靠性等级之间的对应关系可以由HSS或其它功能实体设置到A-CSCF本地，也可以是A-CSCF查询HSS或其它功能实体获得后自己设置在本地。如果这样，A-CSCF根据该对应关系确定用户签约业务的可靠性等级；当然，还可以对应用户签约的每一个业务直接携带在用户签约数据中，A-CSCF从用户签约数据直接获得业务的可靠性等级。
步骤S112、A-CSCF获取设备可靠性等级和业务可靠性等级相匹配的A-CSCF#F地址信息；
步骤S113、A-CSCF将A-CSCF#F地址信息携带在重新注册通知消息中发送给UE，通知UE重新注册到A-CSCF#F并解除之前和A-CSCF建立的注册关系，A-CSCF在确认可靠性不匹配后解除之前建立的UE的注册关系；
重新注册通知消息可以采用NOTIFY消息。
步骤S114、UE向A-CSCF返回成功响应表明收到重新注册通知消息；
步骤S115-S121、UE发起重新注册，UE和A-CSCF#F之间进行认证，A-CSCF#F在UE认证通过后获得用户签约数据，具体步骤S103-S109完全相同，不再重复描述；
步骤S122、A-CSCF#F建立UE的注册关系，并向UE返回成功响应消息通知用户注册成功。
至此，在用户的初始注册流程中，将用户注册到和其签约业务可靠性等级相匹配的会话控制功能实体上，为用户随后发起的会话的建立和通话提供了保证。
实施例二
如图2所示，步骤S201-S209，以及步骤S213-S222和实施例一对应步骤完全相同，不再重复叙述，仅对不同之处详细描述如下：
步骤S210、A-CSCF也可以先根据用户签约数据，确定用户签约的业务以及各业务对应的可靠性等级，并进一步判断自身设备的可靠性等级和用户业务的可靠性等级是否匹配，如果匹配则建立UE的注册关系，并执行步骤S211向UE返回成功响应消息通知用户注册成功；如果不匹配则继续执行步骤S212向UE返回重定向消息通知用户重新注册到A-CSCF#F上，例如3XX redirect消息。
至此，在用户的初始注册流程中，将用户注册到和其签约业务可靠性等级相匹配的A-CSCF#F上，为用户随后发起的会话的建立和通话提供了保证。
实施例三
A-CSCF也可以代理UE向A-CSCF#F发起重新注册，具体流程如图3所示，其中步骤S301-S312、S320-S322和实施例二对应步骤完全相同，不再重复叙述，仅对不同之处详细描述如下：
步骤S313、A-CSCF根据A-CSCF#F地址信息，代理UE向A-CSCF#F发起重新注册；
步骤S314-S315、A-CSCF#F从HSS获得用户的认证信息；
步骤S316-S317、A-CSCF#F通过A-CSCF向用户发送SIP鉴权消息，进行鉴权挑战；
步骤S318-S319、UE根据收到的SIP鉴权消息产生新的REGISTER消息，通过A-CSCF发送给A-CSCF#F。
至此，在用户的初始注册流程中，将用户注册到和其签约业务可靠性等级相匹配的A-CSCF#F上，为用户随后发起的会话的建立和通话提供了保证。
本发明提供的实施例中，A-CSCF需要获得A-CSCF#F的地址信息，可以采用多种方法，例如：
一、预先配置的方式
预先在A-CSCF上配置会话功能控制实体的地址信息、可靠性等级和业务可靠性等级之间的匹配关系，A-CSCF可以根据预先配置的匹配关系确定A-CSCF#F的地址信息；
二、查询方式
匹配关系配置在HSS或其它功能实体上，A-CSCF将用户业务中的业务可靠性等级信息发送给HSS或其它功能实体上，HSS或其它功能实体根据存储的匹配关系，确定A-CSCF#F的地址信息后返回给A-CSCF；
三、P2P环链查询方式
全网A-CSCF通过DHT(分布式哈希表)组成一个环链，每个A-CSCF都会有一个节点标识，当某一A-CSCF接收到用户签约数据后，确定该用户有高可靠性业务需求，并依据该业务需求通过哈希(HASH)计算出一个业务标识值，根据此标识值向DHT环链进行服务节点查找，依靠P2P算法和P2P路由表，最终通过节点标识与业务标识的映射关系找到能提供服务的A-CSCF#F节点。其中P2P查找算法例如典型的科德(Chord)或凯德姆利亚(Kademlia)等算法。
为实现上述技术方案，本发明实施例还提供一种会话控制功能实体，包括以下功能单元：
用于接收到用户的初始注册请求时，从归属用户服务器获得用户的签约数据的单元；
用于根据签约数据确定用户签约的业务，以及对应的业务可靠性等级的单元；
用于在设备可靠性等级和业务可靠性等级不匹配时，获取设备可靠性等级和业务可靠性等级相匹配的其它会话功能控制实体的地址信息的单元；
用于根据第二会话功能控制实体的地址信息，控制用户重新注册到其它会话功能控制实体上的单元。
其中，根据不同的具体实现方式，用于根据第二会话功能控制实体的地址信息，控制用户重新注册到其它会话功能控制实体上的单元，具体包括：
用于向用户发送注册通知，注册通知中携带其它会话功能控制实体的地址信息的子单元；或者
用于根据其它会话功能控制实体的地址信息，代理用户向第二会话功能控制实体发起注册的子单元。
其中，根据不同的具体实现方式，用于在设备可靠性等级和业务可靠性等级不匹配时，获取设备可靠性等级和业务可靠性等级相匹配的其它会话功能控制实体的地址信息的单元，具体包括：
用于根据自身存储的会话功能控制实体的地址信息、可靠性等级和业务可靠性等级之间的匹配关系，确定其它会话功能控制实体的地址信息的子单元；或者
用于将用户业务中的业务可靠性等级信息发送给归属用户服务器，并接收归属用户服务器返回的其它会话功能控制实体地址信息的子单元；或者
用于通过P2P环链查询获得其它会话功能控制实体地址信息的子单元。
综上所述，本发明实施例为解决会话功能实体可靠性和用于签约业务可靠性之间不匹配时，影响较高可靠性业务的建立和会话成功率的问题，在用户初始注册流程中，如果域名服务器为用户选择的会话功能控制实体的可靠性和用户业务可靠性不匹配，则由该会话功能控制实体为用户进一步选择相匹配的会话功能控制实体，并控制用户重新注册到相匹配的会话功能实体，从而在用户后续发起会话时，提高了用户建立会话的成功率，也为会话建立后的顺利进行提供了保障。
显然，本领域的技术人员可以对本发明实施例进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (11)
1.一种下一代IP多媒体子系统中的用户注册控制方法，其特征在于，包括：
域名解析服务器为用户选择的第一会话功能控制实体接收到用户的初始注册请求时，从归属用户服务器获得用户的签约数据；
所述第一会话功能控制实体根据用户的签约数据确定用户签约的业务、以及对应的业务可靠性等级；
所述第一会话功能控制实体在确认自身设备可靠性等级和业务可靠性等级不匹配时，获取设备可靠性等级和业务可靠性等级相匹配的第二会话功能控制实体的地址信息；
所述第一会话功能控制实体根据第二会话功能控制实体的地址信息，控制用户重新注册到第二会话功能控制实体上。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取设备可靠性等级和用户业务可靠性等级相匹配的第二会话功能控制实体的地址信息，具体包括：
所述第一会话功能控制实体根据自身存储的会话功能控制实体的地址信息、可靠性等级和业务可靠性等级之间的匹配关系，确定所述第二会话功能控制实体的地址信息；或者
所述第一会话功能控制实体将用户业务中的业务可靠性等级信息发送给归属用户服务器，归属用户服务器根据存储的会话功能控制实体的地址信息、业务可靠性等级和设备可靠性等级之间的匹配关系，确定所述第二会话功能控制实体的地址信息后返回给第一会话功能控制实体；或者
所述第一会话功能控制实体通过P2P环链查询获得所述第二会话功能控制实体的地址信息。
3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述第一会话功能控制实体在自身设备可靠性等级和业务可靠性等级匹配时，建立用户的注册关系并向用户返回注册确认消息。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述第一会话功能控制实体根据第二会话功能控制实体的地址信息，控制用户重新注册到第二会话功能控制实体上，具体包括：
所述第一会话功能控制实体向用户发送重新注册通知消息并解除之前建立的用户注册关系，所述重新注册通知消息中携带第二会话功能控制实体的地址信息；
所述用户根据重新注册通知消息中携带的第二会话功能控制实体的地址信息，重新注册到所述第二会话功能控制实体上，并解除根据所述第一会话功能控制实体发送的注册确认消息建立的注册关系。
5.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述第一会话功能控制实体从归属用户服务器获得用户的签约数据后，还建立用户的注册关系并向用户返回注册确认消息；以及
在确认自身设备可靠性等级和业务可靠性等级不匹配时，删除所述注册关系。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述第一会话功能控制实体根据第二会话功能控制实体的地址信息，控制用户重新注册到第二会话功能控制实体上，具体包括：
所述第一会话功能控制实体向用户发送重新注册通知消息，所述重新注册通知消息中携带第二会话功能控制实体的地址信息；
所述用户根据重新注册通知消息中携带的第二会话功能控制实体的地址信息，重新注册到所述第二会话功能控制实体上。
7.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述第一会话功能控制实体根据第二会话功能控制实体的地址信息，控制用户重新注册到第二会话功能控制实体上，具体包括：
所述第一会话功能控制实体根据第二会话功能控制实体的地址信息，代理用户向第二会话功能控制实体发起注册；
所述第二会话功能控制实体从归属用户服务器获得用户的签约数据，建立用户的注册关系并向用户返回注册确认消息；
所述用户根据第二会话功能控制实体发送的注册确认消息建立注册关系。
8.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述设备可靠性等级包括两级，其中电信级网络设备为第一级可靠设备，非电信级网络设备为可靠性等级低于第一级可靠设备的第二级可靠设备。
9.一种下一代IP多媒体子系统中的会话功能控制实体，包括：
用于接收到用户的初始注册请求时，从归属用户服务器获得用户的签约数据的单元；
用于根据签约数据确定用户签约的业务，以及对应的业务可靠性等级的单元；
用于在设备可靠性等级和业务可靠性等级不匹配时，获取设备可靠性等级和业务可靠性等级相匹配的第二会话功能控制实体的地址信息的单元；
用于根据第二会话功能控制实体的地址信息，控制用户重新注册到第二会话功能控制实体上的单元。
10.如权利要求9所述的会话功能控制实体，其特征在于，所述用于根据第二会话功能控制实体的地址信息，控制用户重新注册到第二会话功能控制实体上的单元，具体包括：
用于向用户发送重新注册通知消息，所述重新注册通知消息中携带第二会话功能控制实体的地址信息的子单元；或者
用于根据第二会话功能控制实体的地址信息，代理用户向第二会话功能控制实体发起注册的子单元。
11.如权利要求9或10所述的会话功能控制实体，其特征在于，所述用于在设备可靠性等级和业务可靠性等级不匹配时，获取设备可靠性等级和业务可靠性等级相匹配的第二会话功能控制实体的地址信息的单元，具体包括：
用于根据自身存储的会话功能控制实体的地址信息、可靠性等级和业务可靠性等级之间的匹配关系，确定第二会话功能实体的地址信息的子单元；或者
用于将用户业务中的业务可靠性等级信息发送给归属用户服务器，并接收归属用户服务器返回的第二会话功能控制实体地址信息的子单元；或者
用于通过P2P环链查询获得第二会话功能实体地址信息的子单元。
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant |