CN101627601B - 用于对家庭网络远程访问的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

一种用于为家庭网络(402)与位于该家庭网络外的远程设备(400)之间的多媒体会话确定接入网(404、406)中的服务质量QoS的方法和装置。该远程设备和家庭网络的至少一个连接到接入网。当从远程设备接收到用于在家庭网络中进行设备发现的会话邀请消息时，在接入网中实施缺省QoS。当从远程设备接收到用于与家庭网络中的选定家庭设备(402a)进行媒体通信的会话再邀请消息时，基于建立媒体通信期间交换的会话参数来为媒体通信确定QoS需求。然后基于确定的QoS需求，在接入网中为会话实施更新的QoS。

Description

用于对家庭网络远程访问的方法和装置
技术领域
本发明主要涉及用于提供从远程设备对家庭网络中的设备的远程访问的方法和装置，用于通过家庭网络中的多媒体网关的媒体通信。
背景技术
目前，许多不同通信终端和设备(例如固定或移动计算机和电话)是可用的，均能够使用IP(因特网协议)进行基于分组的多媒体通信。多媒体服务通常以不同的格式和组合通过IP网络承担媒体传输。例如，启用IP的移动终端可以与另一个启用IP的移动终端交换音频信息以及可视信息或可以采用任何格式从内容服务器下载媒体。
第三代合作伙伴项目(3GPP)开发了称为“IP多媒体子系统”(IMS)的服务和服务交付控制架构以作为用于处理多媒体服务和会话的平台，通常称为IMS网络。因此，IMS网络可以用于为连接到不同接入网的启用IMS的终端发起并控制多媒体会话，而无论接入技术。虽然最初设想为移动IP终端来启用多媒体服务，但是IMS概念可以被固定IP终端使用。在ETSI(欧洲电信标准协会)中，称为TISPAN(用于高级网络的电信和因特网服务和协议)的工作组目前结合在固定网络中采用IMS来工作。
多媒体会话由IMS网络中的特定会话控制节点来处理，这些会话控制节点通常包括节点P-CSCF(代理呼叫会话控制功能)、S-CSCF(服务呼叫会话控制功能)以及I-CSCF(询问呼叫控制功能)。IMS网络还可以包括用于启用多种多媒体服务的多种应用服务器和用于存储订户和认证数据的数据库节点HSS(归属订户服务器)。
称为“SIP”(会话发起协议)的信令协议通常用于在IMS网络中建立多媒体会话期间传送信令消息。因此用于建立多媒体会话的设备和IP终端可以使用标准SIP消息。例如，终端可以发送称为“SIPINVITE”的SIP消息以在会话建立过程中(例如当在终端中调用了多媒体应用时)发起与另一方的会话。
在SIP中，使用称为“SDP”(会话描述协议)的附加协议来描述和指定多媒体会话，并可以将SDP消息作为自包容体(self-containedbody)嵌入到SIP消息内。SDP消息一般用于提供有关设备能力和媒体属性的信息，以便指定和协商多媒体会话的会话参数，正如本领域中公知的。本文中使用术语“会话参数”来表示建立会话所需的任何设备能力、媒体属性和地址信息。上文提到的SIP INVITE消息及其通用响应消息“SIP 200 OK”通常包含具有有关一个或多个编解码器(编码器/解码器)的信息以及会话所需的其他通信参数(例如IP地址和端口号)的嵌入的SDP消息。
根据3GPP，终端必须具有对于IMS有效的SIM(订户身份模块(Subscriber Identity Module))应用，一般称为“ISIM”(IMS SIM)，以便在注册到IMS网络时提供必需的认证和订户数据。ISIM存储IMS私有身份“IMPI”和至少一个IMS公共身份“IMPU”，二者对于IMS网络都是已知的。IMPI用于认证，而每个IMPU与IMS服务档案(profile)关联，通常IMS服务档案与用户捆绑。
还期望的是，为连接到私有网络(例如住宅或办公网络，一般称为家庭网络、家庭LAN(局域网)或本地LAN)的不同IP终端提供基于IMS的服务。在本文描述中，通用术语“家庭网络”用于任何此类网络，术语“家庭设备”用于家庭网络内的任何IP终端。
家庭网络通常包括不同类型的家庭设备，包括例如固定和无线电话、计算机、媒体播放器、服务器和电视机。为了向家庭网络中未启用IMS的家庭设备提供IMS服务，定义了称为“家庭IMS网关，HIGA”的多媒体网关，它可以充当启用IMS的终端以代表家庭网络中的任何家庭设备接入IMS服务。
其中，HIGA包括“背对背用户代理”(B2BUA)，它基本上充当未启用IMS的家庭设备与IMS网络之间的通信的桥接。B2BUA配备有ISIM应用，并代表家庭设备处理与IMS网络的IMS信令。例如，如果家庭设备发送包含SIP身份但不包含IMS身份的SIP REGISTER消息，HIGA中的B2BUA将该消息转换成根据常规IMS过程的兼包含IMPI和IMPU的IMS有效REGISTER消息。
在图1中，其中示出家庭网络100，包括家庭住宅或办公室中的多个不同的家庭设备。正如此处示出的，这些设备包括无线电话、固定电话、电视机、PC(个人计算机)和服务器。家庭网络100还包括连接到外部接入网104的常规住宅网关RGW 102，以便为网络100中的设备提供外部通信链路。RGW 104通常包括NAT(网络地址转换)功能和本地DHCP(动态主机配置协议)服务器，以向这些设备提供仅在家庭网络内有效的本地IP地址，正如本领域中公知的。
家庭网络100还包括HIGA 106，HIGA 106提供至其中示出了HSS 110的IMS网络108的连接。HIGA 106配备使用适于设备的协议至网络100中的不同设备的适合接口。实践中，可以在物理上将HIGA 106集成到RGW 102中，但是在本文描述中在逻辑上将其视为单独的功能单元。
在HIGA 106中，为网络100中的每个用户存储与档案关联的身份信息112，通常为上文提到的IMPU，该身份信息112对于接入其中存储相同的身份信息(如HSS 110中的订户信息114)的IMS网络有效，如图所示。当用户一般经由特定设备登录到IMS网络时，将该设备的IP地址关联到用户的IMPU。因此，网络100中的每个家庭设备已经被赋予本地身份，当用户登录到该特定设备时，可以将该本地身份与特定IMS身份关联。WO 2006/045706简述家庭网络中的家庭设备可以如何通过使用IMPI和IMPU的不同组合的HIGA来获取IMS服务。
当网络100中的家庭设备将对于IMS服务的请求发送到HIGA106时，HIGA 106通过设备的本地身份(例如该设备的本地IP地址)来标识该设备，并通常检索设备本身或登录到该设备的用户的对应IMS身份112。然后，HIGA 106代表该设备将服务请求转换成有效的IMS请求(例如，SIP INVITE)，以便相应地通过与IMS网络108传送适合的SIP消息来为该设备建立会话。以相似的方式，可以由HIGA106使用与家庭设备之一关联的IMS身份112来建立用于与该设备的IMS会话的进入的请求。在任何一种情况中，会话通过RGW 102从设备路由/路由到设备以便通过接入网104传送媒体，如图所示。
UPnP(通用即插即用)是一种在多厂商协作(称为UPnP论坛)中开发的架构，用于建立用于家庭网络中IP设备之间的通信的标准设备协议。因此针对设备使用的不同接入技术、操作系统、编程语言、格式标准和通信协议，UPnP提供家庭网络中的设备之间的对等连接性。而且，UPnP支持称为“发现”(或“配对”)的过程，其中设备可以动态地加入家庭网络，获取本地IP地址，公示它的名称和IP地址，并与其他家庭设备交换能力。UPnP论坛目前正在定义一种用于启用远程访问的架构，在此架构中，位于私有网络外的远程UPnP设备能够与家庭网络内的家庭设备传送媒体。
图1还示出家庭设备100a移动到家庭网络100外而成为远程设备100a′。远程设备100a′然后通过IMS网络108向HIGA 106发送INVITE消息，以发起与家庭100中的家庭设备之一的媒体通信，这要求该远程设备具有有效的IMS身份以便接入IMS网络。在WO2006/079891(诺基亚)中，描述一种解决方案，用于例如使用IPSec(IP安全性)来建立VPN(虚拟专用网络)隧道作为用于远程UpnP访问的数据/媒体传输通道。
为了远程地访问家庭设备，远程设备必须在发现过程中以某种方式已经获得该家庭设备的知识。远程设备可能最近在位于家庭网络100内时已参与常规发现过程，通常包括根据称为SSDP(简单会话发现协议)的协议交换某些发现消息。但是如果情况并非如此，例如当远程设备实际完全没有到过该网络内，则需要远程地交换发现消息。
图2示出用于实现对网络中的家庭设备(未示出)的远程访问的家庭网络的住宅网关202和远程设备200中的可能逻辑结构。已在远程设备200中配置了远程访问客户端RAC 200a，以及已在住宅网关202中配置了对应的远程访问服务器RAS 202a，这可以优选地在二者都存在于家庭网络中时进行，因为RAC 200a和RAS 202a应该利用匹配的档案来配置。
远程访问客户端200a包括远程访问发现代理RADA 200b，远程访问服务器202a包括对应的远程访问发现代理RADA 202b，配置成在家庭网络与远程设备之间交换发现消息。远程访问客户端200a还包括远程访问传输代理RATA 200c，远程访问服务器202a包括对应的远程访问传输代理RATA 202c，配置成在远程设备与远程访问服务器202a之间建立用于媒体的传输通道。RADA功能可以备选地称为“UPnP代理”，而RATA功能可以备选地称为“连接代理”。
RATA 200c、202c的配置通常适合于所用的传输通道的特性。当对住宅网关使用动态IP地址指定时，可以使用公知的动态DNS(域名系统)解决方案来解析住宅网关202的IP地址。
此外，RADA 200b、202b还可以应用过滤器或诸如此类来限制远程设备对家庭设备和/或服务的可视性或反之。每个RADA 200b、202b可以包括聚集有关家庭设备和服务的信息的SSDP代理和适合于同步远程访问客户端200a和远程访问服务器202a的发现代理。
众所周知，包括媒体通信的不同类型的服务具有关于数据传输的速率和/或延迟的不同的要求，以便在接收端提供令人满意的结果。例如，包括语音或视频的实时通信的常规服务只容忍非常短的延迟。而且，包括传输要在接收方同时播放的大量数据的流传送服务要求在会话期间保持某个数据速率或带宽(有时称为“吞吐量”)以避免播放中的中断等。因此，使用QoS(服务质量)的不同等级或类别，其中例如“实时”保证低延迟，“流传送”保证某个带宽，以及“尽力(besteffort)”在无论任何情况下对延迟或带宽均没有保证。
图3示意示出固定网络中按TISPAN指定的一般用于IMS会话的QoS管理的架构。称为用户设备300的通信终端附连到固定网络中的固定接入节点302。第2层链路将接入节点302连接到适合的第2层端接点L2T 304，第2层端接点L2T 304构成第2层通信与第3层中的IP通信之间的过渡中的IP边缘。L2T 304又进一步连接到用于与其他网络通信的网关，一般称为“边界网关功能BGF”306，其中通常实现NAT功能。
根据TISPAN，IMS会话的QoS的控制/管理由称为“资源和管理控制子系统RACS”308的功能来处理，称为“资源和管理控制子系统RACS”308的功能适合于为每个会话建立QoS，它然后在L2T 304由“资源控制实施功能RCEF”310来实施。RACS 308一般还负责用于IMS会话的策略控制、资源保留和管理控制，通常取决于用户。当由IMS网络312例如使用用于会话控制的P-CSCF节点312a来建立IMS会话时，如上所述，在SDP消息中定义所需的会话参数或媒体属性，P-CSCF节点312a将这些所需的会话参数或媒体属性映射到要发送到RACS 308并由RCEF 310实施的QoS请求信息中。还在BGF 306中通过RACS 308建立网络中的会话所需的任何地址转换。RACS的当前范围一般覆盖接入网和不同核心网络之间的互连。
但是，仍未解决为远程访问家庭网络期间的媒体会话提供适合或正确的服务质量QoS的问题。当远程设备访问家庭网络中的设备以执行多媒体会话时，对该会话将仅获得尽力类型的QoS，因为不存在QoS实施功能，即使所用的服务可能要求具有较高需求的QoS级别。
发明内容
本发明的目的在于解决上面概述的问题。更确切地来说，本发明的目的在于，提供一种机制用于确保远程访问家庭网络期间的媒体会话的相关QoS。可以通过提供如以下所附独立权利要求所述的方法和装置来获得这些和其他目的。
根据一个方面，提供一种在接入网中为家庭网络与位于家庭网络外的远程设备之间的多媒体会话建立QoS的方法，其中远程设备和家庭网络的至少一个连接到接入网。在该方法中，从远程设备接收会话邀请消息(invite message)，该会话邀请消息用于会话的第一部分期间的设备发现和对于家庭网络中的媒体的可选浏览。然后为会话的第一部分在接入网中实施QoS。当从远程设备接收到会话再邀请消息(re-invite message)以便为会话的第二部分期间与家庭网络中的选定家庭设备的媒体通信更新QoS时，基于用于媒体通信的会话参数来为会话的第二部分确定QoS需求。然后为会话的第二部分中的媒体通信在接入网中实施更新的QoS以满足所确定的QoS需求。
根据另一个方面，提供一种通信设备，其设置成当位于家庭网络外时作为远程设备访问该家庭网络。该远程设备和家庭网络的至少一个连接到接入网。该远程设备包括发送单元，该发送单元适合于向家庭网络中的多媒体网关发送会话邀请消息，以用于多媒体会话的第一部分期间的设备发现和对于家庭网络中的媒体的可选浏览，其中为会话的第一部分在接入网络中实施QoS。该远程设备还包括确定单元，该确定单元适合于确定是否必须为会话的第二部分期间与家庭网络中的选定家庭设备的媒体通信更新QoS。发送单元还适合于向多媒体网关发送会话再邀请消息，以便为与选定家庭设备的媒体通信更新QoS，其中为会话的第二部分在接入网中实施所更新的QoS。
根据又一个方面，在多媒体服务网络中提供一种会话控制节点，其设置成使得为位于家庭网络外的远程设备实现对所述家庭网络的访问。该远程设备和家庭网络的至少一个连接到接入网，所述接入网连接到所述多媒体服务网络。该会话控制节点包括接收单元，该接收单元适合于从远程设备接收指向家庭网络的会话邀请消息，用于会话的一部分期间的设备发现和对于家庭网络中的媒体的可选浏览，并且还适合于从远程设备接收指向家庭网络的会话再邀请消息，用于在会话的第二部分期间与家庭网络中的选定家庭设备的媒体通信。会话控制节点还包括QoS实施单元和QoS更新单元，QoS实施单元适合于为会话的第一部分在接入网中实施QoS，以及QoS更新单元适合于基于用于媒体通信的会话参数为会话的第二部分更新QoS。QoS实施单元还适合于为第二会话在接入网中实施所更新的QoS。
在下文的详细描述中将解释本发明的其他的可能特征和益处。
附图说明
现在将通过优选实施例并参照附图更详细地描述本发明，其中：
图1是示出根据现有技术的、远程设备访问家庭网络以与家庭设备进行媒体通信时的家庭网络的示意图。
图2是示出根据现有技术的、远程设备中和住宅网关中的远程访问特征的框图。
图3是示出根据现有技术的、用于在固定网络中为IMS会话提供QoS的网络架构的框图。
图4是根据一个实施例的、为远程设备与家庭网络中的家庭设备之间的多媒体会话建立适合或正确的QoS时的示意网络略图。
图5是根据另一个实施例的流程图、具有用于在远程设备与家庭网络中的家庭设备之间建立多媒体会话的过程中的步骤。
图6是示出根据另一个实施例的、远程设备、住宅网关RGW和多媒体网关HIGA的功能架构的示意框图。
图7是根据另一个实施例的信令图，示出可如何实现当远程设备与家庭网络中的家庭设备传送媒体时用于确保某个QoS的本发明解决方案。
图8是示出根据又一个实施例的远程设备的示意框图。
图9是示出根据又一个实施例的会话控制节点的示意框图。
具体实施方式
在本文描述中，术语HIGA用于一般地表示家庭网络中连接到IMS网络的多媒体网关，术语UPnP将用于一般地表示家庭网络架构。但是，本发明不限于这些特定术语，也不限于下文涉及的任何特定协议和标准。
简言之，本发明可用于使用家庭网络中的HIGA，为位于家庭网络外的远程设备确保用于与家庭网络中的家庭设备进行多媒体通信的适合或需要的QoS。当远程设备最初访问HIGA以便执行与家庭网络的会话中的发现过程以及例如对于家庭设备中的媒体内容的浏览时，为与HIGA的初始会话选择某个QoS。可以通过远程设备与HIGA之间通过IMS网络交换的会话建立消息为初始会话选择QoS。然后，IMS网络中的会话控制节点(例如P-CSCF)可以基于会话建立期间远程设备与HIGA之间的媒体属性或会话参数的交换来确定所需的QoS，媒体属性或会话参数通常作为在来自远程设备的INVITE消息中以及也在来自HIGA的200OK响应消息中嵌入的SDP消息。
备选地，可以选择相对低级别的缺省QoS，该QoS被认为对于通常在发现和浏览的过程涉及的媒体的有限交换和普通信令是足够的。例如，缺省QoS可以是尽力类型的。
在任何一种情况中，然后在远程设备使用的接入网中实施选定的QoS，以及在家庭网络和HIGA所连接到的接入网中也实施选定的QoS。当完成发现过程和对媒体的可选浏览，并且远程设备选择家庭设备来进行媒体通信时，与该家庭设备建立新会话，这涉及在例如SDP消息中进一步交换用于两个设备的会话参数或媒体属性。然后基于交换的会话参数来确定是否必须为新会话更新QoS，换言之，确定使用的接入网中是否需要比先前的更高的QoS级别。在该情况下，在接入网中实施新的QoS以确保远程访问期间设备之间的媒体的正确通信。
图4是示出根据一个实施例的，可以如何为远程设备400与家庭网络402中的家庭设备402a之间的多媒体会话建立正确或所需的QoS的网络略图。在此示例中，远程设备400当前连接到第一接入网404，家庭网络402连接到第二接入网406，其中网络404和406可以通过一般称为“骨干”网络408(有时也称为传输网络)的任何通信链路和中间网络进行通信。而且，网络404连接到第一IMS网络410，网络406连接到第二IMS网络412，但是网络404和406也可以只是连接到同一个IMS网络。
远程设备400与家庭网络402之间的互连因此基本包括用于数据传输的三个主要通信链路，即通过第一接入网404的第一链路4:1、通过骨干网络408的第二链路4:2和通过第二接入网406的第三链路4:3。当然，每个主要链路可以包括不同路由器与交换机之间的多个子链路。
如图所示，假定通过接入网的第一和第三链路4:1和4:3需要为会话建立正确的QoS，而第二链路4:2则不需要。一般认为接入网构成数据传输的“瓶颈”，其具有有限的传输资源，其中QoS将是关键的，尤其是在涉及无线电接口时，而骨干网络预期提供对于任何QoS需求都足够的传输资源。
可以基本按如下方式对通过网络404、406的链路4:1和4:3的每个建立正确的QoS。远程设备400通过发送会话邀请消息(例如SIPINVITE，例如在嵌入的SDP消息中包含建议的会话参数)，发起与HIGA 402b的会话，以便执行发现过程和对家庭网络402中媒体的可选浏览。HIGA 402b然后发送响应消息，例如SIP 200OK，该消息也例如在嵌入的SDP消息中包含建议的会话参数。这些会话建立消息通过第一IMS网络410中的会话控制节点410a和第二IMS网络412中的会话控制节点412a来传递，
然后，每个会话控制节点410a、412a最初可以为会话选择对于发现和可选浏览认为是足够的缺省QoS，或基于会话建立消息的SDP中包含的建议的会话参数来选择正确的QoS。
在任何一种情况中，节点410a和412a然后将选定的QoS分别发送到接入网404和406中的传输控制功能404a和406b，传输控制功能404a和406b一般负责设置和实施QoS以将各个接入网中的资源分配用于单个会话中的数据传输。术语“传输控制功能”在本文中是在普遍意义上来使用的，每个功能404a，406a可以包括上述的节点：用于QoS实施和传输资源分配的RCEF和用于地址转换的BGF。
当远程设备400通过建立的会话执行了发现过程和可选浏览并选择了家庭设备402a以进行媒体通信时，远程设备400发送会话再邀请消息以建立新的QoS设置，以便在正在进行的会话的第二部分期间与选定的家庭设备传送媒体。会话的第二部分的QoS更新过程与会话的初始部分的QoS建立相似，同样涉及例如在SDP消息中交换现在反映与选定设备的通信的媒体属性等的媒体属性或会话参数。但是，此时，会话控制节点410a、412a基于所交换的会话参数来选择正确的QoS，其中该QoS需求通常高于会话的初始部分的QoS需求，因为常规对话和/或非常大量媒体数据的传输将提出有关延迟和/或带宽的较高需求。
然后基于交换的会话参数或媒体属性在传输控制功能404a和406b中为会话的第二部分更新QoS，并在接入网络中实施新的QoS以确保会话期间的设备之间媒体的正确通信。如果接入网404、406连接到同一个IMS网络(例如网络410)，则其中的会话控制节点(例如，P-CSCF)将选择QoS并在传输控制功能404a和406a中实现该QoS，如虚线双向箭头所示。
在图5中，示出根据一个实施例的、用于为远程设备与家庭网络中的家庭设备之间的多媒体会话确保连接到IMS网络的接入网中的正确的QoS的过程的流程图。假定图5的过程可以在远程设备和家庭网络连接到的一个或两个接入网中实现。因此，远程设备和家庭网络可以连接到不同的接入网，然后可以连接到分开的IMS网络或连接到同一个IMS网络，或连接到同一个接入网。对图5的下文描述将仅涉及远程设备和家庭网络的至少一个连接到的一个接入网，但是在适用的情况下由两个接入网基本同时地执行该过程也是适合的。
在第一步骤500中，从远程设备接收会话邀请消息，以在与家庭网络的会话的第一部分期间执行设备发现和媒体的可选浏览的过程。该会话邀请消息实际首先在IMS网络中的会话控制节点(例如P-CSCF)处被接收，然后在家庭网络中的HIGA处被接收。在下一步骤502中，会话控制节点选择对接入网中的会话实施的缺省QoS(如果可适用，则在任一侧)。正如上文提到的，在此点基于交换的会话参数或媒体属性为会话选择适合的QoS以取代缺省QoS是可能的。
当远程设备在会话的第一部分中执行了发现过程和可选地浏览了媒体内容以便与选定的家庭设备传送媒体时，在后续步骤504中，从远程设备接收到会话再邀请消息以更新用于会话的第二部分中媒体传输的QoS。同样地，再邀请消息在IMS会话控制节点处被接收到，然后在HIGA处被接收到。
在一个实施例中，在发送会话再邀请消息之前，远程设备可能已经检查是否因为对于会话的第二部分的不同QoS需求(取决于所涉及的媒体属性)而必须更新初始为会话已经建立的QoS。如果先前实施的QoS对于会话第二部分期间的媒体传输是足够的，则无需会话再邀请消息。
在另一个实施例中，当选择了家庭设备来进行媒体通信时，远程设备总是发送会话再邀请消息，该消息包含更新的会话参数。然后，由IMS会话控制节点做出判断是否要更新接入网中的QoS设置。
返回到图5，然后在后续步骤506中，由IMS会话控制节点基于再邀请消息中和来自HIGA的响应消息中包含的远程设备与HIGA(代表家庭设备)之间交换的媒体属性或会话参数，确定对于即将进行的媒体传输的QoS需求。如上所述，可以将此类会话参数或媒体属性包含在SIP消息INVITE和200OK中嵌入的SDP消息中。
接下来，在步骤508中，确定是否需要为会话的第二部分更新最初为该会话实施的QoS，以确保设备之间的媒体的正确通信。如果不需要的话，则在步骤510中，在会话的第二部分期间保持会话的第一部分期间使用的缺省QoS。但是，如果在步骤508中确定缺省QoS对于会话的第二部分来说是不足的或“不够好”，则在最后一步512中，选择更新的QoS，该更新的QoS满足上文步骤506中确定的QoS需求，然后在会话的第二部分期间为媒体传输实施该更新的QoS。
图6是示出基于UPnP架构，在位于一端的远程设备600中和位于另一端的住宅网关RGW 602与多媒体网关HIGA 604中，可如何实现用于实行上述解决方案的不同功能的示例的示意框图。多媒体网关HIGA 604连接到IMS网络(未示出)，并且HIGA 604和远程设备600均已注册为IMS客户端。应该注意，图6在纯逻辑上示出不同结构，并且本领域技术人员将能够实际通过任何适合的硬件和软件来实现这些功能。
远程设备600包括用于与家庭网络中的家庭设备远程通信的远程访问应用RAA 600a。当处在家庭网络外时，一般使用IMS UA(用户代理)600b来接入IMS服务。在此上下文中，IMS UA 600b还用于在与家庭网络中的家庭设备通信时获取RGW 602的连接参数(例如可路由的IP地址/端口号组合)。
远程设备600还包括UPnP协议栈，其结合用于控制UPnP设备的UPnP CP(控制点)600c和用于远程地获取与家庭网络的连接性和访问权的UPnP远程访问客户端(RAC)600d。在UPnP RAC 600d内，使用RADA 600e以在远程设备与家庭网络之间同步UPnP发现消息，并使用RATA 600f以基于RGW 602的IP地址建立连接，此IP地址可以通过IMS上的常规SIP消息来检索。远程设备600还可以包括用于处理接收的媒体的UPnP DMR(数字媒体渲染器)(未示出)。
RGW 602包括用于控制NAT IP地址和端口映射的标准住宅网关功能，例如NAT功能602a和UPnP因特网网关设备IGD 602b。RGW602还包括UPnP远程访问服务器(RAS)602c，同样包括RADA602d和RATA 602e，以便使包括设备600的远程设备能够进行远程访问。
HIGA 604包括设备数据库(DB)604a，设备数据库(DB)604a包含家庭网络中的家庭设备的私有IP地址，并且其中还可以在发现过程中收集家庭设备信息。DB 604a中存储的家庭设备的发现信息还可以包括家庭设备的名称和能力。HIGA 604还包括HIGA逻辑功能604b、用于家庭设备与IMS网络之间的通信的B2BUA 604c(具有ISIM应用)以及用于管理家庭网络中的本地UPnP设备(例如RGW 602中的NAT 602a)的UPnP CP 604d。
图7更详细地示出可如何根据另外的实施例实现不同节点与组件之间的信令过程，以为远程设备700与位于家庭网络中的家庭设备702之间的多媒体会话实现正确的QoS。所涉及的节点还包括位于IMS网络中的会话控制节点P-CSCF 702、位于接入网中的传输控制功能BGF/RCEF 704，以及住宅网关RGW 706、多媒体网关HIGA 708和家庭设备710(所有这三个都位于家庭网络中)。
在此上下文中，功能P-CSCF 702和BGF/RCEF 704基本上分别等效于上文针对图4描述的会话控制节点(410a、412a)和传输控制功能(404a、406a)。在图7中，假定涉及仅一个接入网和仅一个IMS网络，但是本示例可对涉及两个接入网和甚至两个IMS网络时的情况也是有效的，即当远程设备和家庭网络连接到由不同IMS网络服务的不同接入网时也是有效的，如上所述。在这种信令方案中，则复制功能P-CSCF 702和BGF/RCEF 704以分别在每个接入网/IMS网络中动作。
同样地，远程设备700和HIGA 708已经注册为IMS客户端是先决条件。远程设备700包括RAA 700a、IMS UA 700b和其中实现远程访问客户端RAC的UPnP功能700c，基本如图6中所示的对应功能。相应地，RGW 706也包括其中实现远程访问服务器RAS的UPnP功能(未示出)，基本如图6中所示。备选地，UPnP功能和RAS可以驻留在HIGA 708中，虽然本示例示出另一种方式。下文将简述所示的信令步骤。
步骤7：1-期望从远程设备700访问家庭网络中的设备的用户通过适合的输入命令激活RAA 700a。
步骤7：2-RAA 700a触发IMS UA 700b发送指向HIGA 708的IMPU的基于IMS的会话邀请消息SIP INVITE。SIP INVITE消息中嵌入的SPD消息可以包含或不包含有关期望的媒体属性(上文一般称为会话参数)的信息。
步骤7：3-对此响应，IMS UA 700b发出SIP INVITE消息，该SIP INVITE消息首先被IMS网络中的P-CSCF节点708接收。
步骤7：4-P-CSCF节点708将INVITE消息转发到HIGA 708，由HIGA 708中的B2BUA(未示出)接收并处理该消息。在SIP INVITE消息中嵌入的SPD消息包含远程设备700所用的IP地址和端口号。
步骤7：5-HIGA 708中的B2BUA通过将SIP INVITE消息中包含的远程设备的IMS用户身份与HIGA 708中已经预先存储的允许的用户的身份进行比较来认证该用户。例如，SIP INVITE报头可以包含所谓的P-Asserted-Identity作为IMS用户身份。
步骤7：6-使用HIGA 708中的UPnP CP(未示出)，在RGW 706中对远程设备700的IP地址和端口号和RGW 706中(或备选地在HIGA 708中)的UPnP RAS的本地地址请求NAT绑定。
步骤7：7-RGW 706中的UPnP IGD(未示出)确认该NAT绑定。
步骤7：8-HIGA 708中的B2BUA向远程设备700发送含有所获得的NAT绑定信息的SIP 200OK消息，所获得的NAT绑定信息包含RGW 706中的UPnP RAS的IP地址和端口号。SIP 200OK消息首先被P-CSCF节点702接收。
步骤7：9-P-CSCF节点702提取有关于在BGF 704中建立所谓的“针孔(pin-hole)”(它基本上是通过BGF的连接)的SDP参数，并确定初始QoS策略设置以支持称为“UPnP远程访问信令”的服务，即用于执行发现过程和媒体的可选浏览的会话的第一部分，如上所述。P-CSCF节点702然后(例如经由图3所示的RACS功能)向BGF/RCEF功能704发送标准H.248消息，包含用于针孔建立的QoS/策略设置和IP地址，从而有效地实施发现过程所需的QoS。优选地，为会话的第一部分选择缺省QoS，如上所述。如果涉及两个IMS网络，则基于每个相应的IMS网络中的用户服务档案，可以由两个P-CSCF节点并行地执行该步骤。
步骤7：10-BGF/RCEF功能704以确认消息(例如通过RACS功能)来响应P-CSCF节点702。
步骤7：11-P-CSCF节点702将步骤7：8中接收到的SIP 200OK消息转发到远程设备700中的IMS UA 700b，因此其包含具有NAT绑定信息的嵌入的SDP消息，该NAT绑定信息包含要用于访问RGW706中的UPnP RAS的IP地址和端口号。
步骤7：12-IMS UA 700b将接收的SDP信息传输到RAA 700a。
步骤7：13-RAA 700a发起或触发UPnP功能700c的RAC中的UPnP RATA以建立与家庭网络的远程访问。
步骤7：14-UPnP功能700c的RAC中的UPnP RATA和RGW 706的RAS中的UPnP RATA使用在步骤7：11-12的SDP中接收到的IP地址和端口号，在远程设备700与RGW 706之间建立VPN隧道(例如IPSec)。
步骤7：15-在成功的VPN隧道建立之后，UPnP功能700c的UPnP RADA可以与RGW 706的RAS中(备选地在HIGA 708中)的对应UPnP RADA同步，以通过在如上所述的会话第一部分期间执行发现过程来发现家庭网络上的服务和设备。
步骤7：16-远程设备700的UPnP功能700c中的UPnP CP现在选择家庭设备710并浏览选定设备中可用的内容。这可以例如通过使用UPnP ContentDirectory Browse动作来执行。利用将BrowseFlag设置成BrowseMetadata，然后来自选定的UPnP设备的结果(Result)响应将包含浏览的内容的媒体属性，例如项目类型：ImageItem、audioItem或videoItem以及所选内容的编码的比特率和大小。
步骤7：17-用户现在通过适合的输入命令选择要在会话的第二部分中从家庭设备710检索的内容/服务。
步骤7：18-UPnP功能700c中的RAC通知RAA 700a有关将影响QoS决定的所选内容的相关媒体属性，例如媒体类型、所选内容的编码的比特率和大小，这些均在步骤7：16中已检索。
步骤7：19-RAA 700a将这些媒体属性与步骤7：12中接收的也用于在步骤7：14中建立VPN连接的SDP信息比较。如果所选内容的媒体属性显著地不同于接收的SDP信息，则必须更新/修改在步骤7：9中为会话的VPN连接选择并实施的缺省QoS，以确保会话的第二部分期间的正确媒体传输。基于步骤7：18中接收的UPnP参数，可以例如由媒体类型是videoItem或结合编码的比特率和/或大小来触发更新决定。
步骤7：20-RAA 700a基于所选媒体内容触发向HIGA 708发送SIP RE-INVITE消息，其含有SPD消息，该SPD消息包含至少当前媒体属性。然后将在步骤7：18和7：19中作为示例给出的UPnP参数映射到SDP消息中的对应媒体和属性描述(m＝和a＝)行中。
步骤7：21-将SIP RE-INVITE消息从IMS UA 700b发送到HIGA708，该消息首先被P-CSCF节点702接收。
步骤7：22-P-CSCF节点702将SIP RE-INVITE消息转发到HIGA708。
步骤7：23-HIGA 708中的B2BUA向P-CSCF节点702返回SIP200OK消息。如果需要的话，HIGA 708可以使用具有更新的媒体属性的SDP消息中的信息将任何QoS设置应用于家庭网络中。
步骤7：24-P-CSCF节点702通过提取相关于QoS策略设置的SDP参数(例如，媒体类型、带宽需求和有关IP地址和端口号的信息)来确定新的QoS。
步骤7：25-相应地，P-CSCF节点702通过对其发送H.248消息(经由RACS)来更新RCEF 704中的QoS/策略设置，从而有效地实施即将进行的会话的第二部分期间的媒体传输所需的QoS，该消息与步骤7：9中发送的消息相似。如果涉及两个IMS网络，则基于每个相应IMS网络中的用户服务档案，可以由两个P-CSCF节点并行地执行该步骤。
步骤7：26-BGF/RCEF功能704以确认消息(例如通过RACS功能)响应P-CSCF节点702，与步骤7：10相似。
步骤7：27-P-CSCF节点702将步骤7：23中接收到的SIP 200OK消息转发到远程设备700中的IMS UA 700b，因此该消息包含嵌入的SDP消息，与步骤7：11相似。
步骤7：28-IMS UA 700b将接收的SDP信息传输到RAA 700a，与步骤7：12相似。
步骤7：29-RAA 700a然后触发UPnP功能700c中的UPnP CP以发送HTTP GET命令来从家庭设备710取得或下载所选媒体。
步骤7：30-UPnP功能700c中的UPnP CP向家庭设备710发送HTTP GET命令。
步骤7：31-最后在会话的第二部分中使用UPnP功能700c从家庭设备710将所选媒体下载到远程设备700，例如通过流传送应用来下载。在此步骤期间，由于步骤7：25中的QoS实施，在通过接入网的传输期间确保了所需的QoS。如上文提到的，当可适用时，QoS实施可以在两个接入网中同时进行。
上文对图7描述的示例涉及这样一种情况：远程设备从家庭网络中的家庭设备(例如媒体服务器)取得或下载媒体。但是，示出的过程也可以应用于任何一个方向的通信，例如将媒体从远程设备传输到家庭设备时，或在包括双向的媒体传输的对话会话期间，等等。因此，包括媒体浏览和从家庭设备取得媒体的所描述的过程则将稍微有所不同，本领域技术人员能够容易地理解这一点。
图8是示出设置成在位于家庭网络外时访问家庭网络(未示出)(例如在上文对于图4、5和7所描述的过程中)的远程设备800的示意框图。该远程设备和家庭网络的至少一个连接到其中可以实施QoS的接入网(未示出)。
该远程设备800包括发送单元800a，该发送单元800a适合于向家庭网络中的多媒体网关804发送会话邀请消息，用于多媒体会话的第一部分期间的设备发现和对于家庭网络中的媒体的可选浏览。然后对于会话的第一部分，在接入网中实施QoS，基本如上文所述。多媒体网关804可以是HIGA，如图所示。
该远程设备800还包括确定单元800b，确定单元800b适合于确定是否必须为会话的第二部分期间与家庭网络中选定家庭设备进行的媒体通信更新QoS。发送单元800a还适合于向多媒体网关发送会话再邀请消息以更新用于与选定家庭设备的媒体通信的QoS。然后对于会话的第二部分，在接入网中实施更新的QoS，基本如上文所述。
确定单元800b还可以适合于基于媒体通信的媒体属性来确定是否必须为会话的第二部分期间的媒体通信更新QoS。
图9是示出多媒体服务网络中的会话控制节点900的示意框图，其设置成使得对于位于所述家庭网络外的远程设备902能够访问家庭网络(未示出)(例如在上文对于图4、5和7所描述的过程中)。该远程设备和家庭网络的至少一个连接到其中可以通过传输控制节点906来实施QoS的接入网904。
该会话控制节点900包括接收单元900a，该接收单元900a适合于从远程设备902接收会话邀请消息，该会话邀请消息指向家庭网络，用于会话的第一部分期间的设备发现和对于家庭网络中的媒体的可选浏览。
会话控制节点900还包括服务质量QoS实施单元900b，服务质量QoS实施单元900b适合于为会话的第一部分在接入网904的传输控制节点906中实施QoS。
接收单元900a还适合于从远程设备902接收会话再邀请消息，该会话再邀请消息指向家庭网络，用于在会话的第二部分期间与家庭网络中的选定家庭设备的媒体通信。
会话控制节点900最后包括QoS更新单元900c，QoS更新单元900c适合于基于媒体通信的会话参数更新用于会话的第二部分的QoS，其中QoS实施单元900b还适合于为会话的第二部分在接入网904的传输控制节点906中实施更新的QoS。
会话控制节点900可以是作为多媒体服务网络的IMS网络中的P-CSCF节点。QoS实施单元900b还可以适合于为会话的第一部分选择QoS作为缺省QoS，或基于建立会话的第一部分期间交换的会话参数来为会话的第一部分选择QoS。
QoS更新单元900c还可以适合于从来自远程设备的会话再邀请消息中和/或来自家庭网络的响应消息中嵌入的SPD消息提取用于会话的第二部分的会话参数。交换的会话参数可指示设备能力和/或媒体属性。传输控制节点可以包括RCEF功能。
图8和9分别示出其中可以使用本发明的，在远程设备800和会话控制节点900中的多种可行的逻辑功能单元。但是本领域技术人员应该能够不局限于这些特定示出的结构而使用适合的软件和硬件来实现本文描述的功能。
因此上述实施例可以用于建立适合或正确的QoS，其适合于在远程设备与家庭网络中的家庭设备之间的媒体通信中提供令人满意的结果，例如取决于所用的设备和/或应用以及正在传送的媒体。
虽然本发明是参考特定示范实施例来描述的，但是该描述大体上仅旨在说明本发明的概念而不应视为限制本发明的范围。虽然在描述上面的实施例时始终使用了IMS、HIGA和UPnP的概念，但是基本上也可以使用用于实现多媒体通信的任何其他标准和网络元件。例如，可以使用SIP作为通用信令协议，而无论是否使用IMS、TISPAN和/或UPnP的标准。本发明一般由所附独立权利要求来定义。

Claims (17)

1.一种在接入网(404、406)中为家庭网络(402)与位于所述家庭网络外的远程设备(400)之间的多媒体会话建立服务质量QoS的方法，其中所述远程设备和家庭网络的至少一个连接到所述接入网，所述方法包括如下步骤：
-从所述远程设备接收会话邀请消息，所述会话邀请消息用于所述会话的第一部分期间的设备发现和对于所述家庭网络中的媒体的可选浏览，
-为所述会话的第一部分在所述接入网中实施QoS，
-从所述远程设备接收会话再邀请消息，以便为所述会话的第二部分期间与所述家庭网络中的选定的家庭设备的媒体通信更新所述QoS，
-基于用于所述媒体通信的会话参数来为所述会话的第二部分确定QoS需求，以及
-在所述接入网中为所述会话的第二部分中的媒体通信实施更新的QoS以满足所确定的QoS需求。
2.如权利要求1所述的方法，其中将用于所述会话的第一部分的QoS选择为等于缺省QoS，或基于所述会话的第一部分的建立期间交换的会话参数来选择用于所述会话的第一部分的QoS。
3.如权利要求1或2所述的方法，其中从来自所述远程设备的所述会话邀请/再邀请消息中和/或来自所述家庭网络的响应消息中嵌入的SDP消息提取用于所述会话的第二或第一部分的所述会话参数。
4.如权利要求2所述的方法，其中所述交换的会话参数指示设备能力和/或媒体属性。
5.如权利要求1-2中任一项所述的方法，其中为所述会话的第二部分确定所述QoS需求，并由所述接入网连接的多媒体服务网络中的 会话控制节点来更新所述QoS。
6.如权利要求5所述的方法，其中所述多媒体服务网络是IMS网络，并且所述会话控制节点是P-CSCF节点。
7.如权利要求1-2中任一项所述的方法，其中在所述接入网中的传输控制节点中实施所述QoS。
8.如权利要求7所述的方法，其中所述传输控制节点包括RCEF功能。
9.一种通信设备(800)，设置成当位于家庭网络外时充当远程设备访问所述家庭网络，其中所述通信设备和家庭网络的至少一个连接到接入网，所述通信设备包括：
-发送单元(800a)，适合于向所述家庭网络中的多媒体网关(804)发送会话邀请消息，用于多媒体会话的第一部分期间的设备发现和对于所述家庭网络中的媒体的可选浏览，其中为所述会话的第一部分在所述接入网中实施服务质量QoS，以及
-确定单元(800b)，适合于确定是否必须为所述会话的第二部分期间与所述家庭网络中的选定的家庭设备的媒体通信更新所述QoS，
其中所述发送单元(800a)还适合于向所述多媒体网关发送会话再邀请消息，以便为与所述选定的家庭设备的媒体通信更新所述QoS，其中在所述接入网中为所述会话的第二部分实施所更新的QoS。
10.如权利要求9所述的通信设备，其中所述确定单元还适合于基于所述媒体通信的媒体属性来确定是否必须为所述会话的第二部分期间的媒体通信更新所述QoS。
11.一种多媒体服务网络(906)中的会话控制节点(900)，设置成使得为位于家庭网络外的远程设备实现对所述家庭网络的访问，其中所述远程设备和家庭网络的至少一个连接到接入网，所述接入网连接到所述多媒体服务网络，所述会话控制节点包括：
-接收单元(900a)，适合于从所述远程设备接收指向所述家庭网 络的会话邀请消息，用于会话的第一部分期间的设备发现和对于所述家庭网络中的媒体的可选浏览，并且还适合于从所述远程设备接收指向所述家庭网络的会话再邀请消息，用于在所述会话的第二部分期间与所述家庭网络中的选定的家庭设备的媒体通信，
-服务质量QoS实施单元(900b)，适合于为所述会话的所述第一部分在所述接入网中实施QoS，以及
-QoS更新单元(900c)，适合于基于用于所述媒体通信的会话参数来为所述会话的所述第二部分更新所述QoS，
其中所述QoS实施单元(900b)还适合于为所述会话的第二部分在所述接入网中实施所更新的QoS。
12.如权利要求11所述的会话控制节点，其中所述会话控制节点是P-CSCF节点，以及所述多媒体服务网络是IMS网络。
13.如权利要求11或12所述的会话控制节点，其中所述QoS实施单元(900b)还适合于将用于所述会话的第一部分的QoS选择为等于缺省QoS，或基于所述会话的第一部分的建立期间交换的会话参数来选择用于所述会话的第一部分的QoS。
14.如权利要求11-12中任一项所述的会话控制节点，其中所述QoS更新单元(900c)还适合于从来自所述远程设备的所述会话再邀请消息中和/或来自所述家庭网络的响应消息中嵌入的SDP消息提取用于所述会话的第二部分的所述会话参数。
15.如权利要求13所述的会话控制节点，其中所述交换的会话参数指示设备能力和/或媒体属性。
16.如权利要求11-12中任一项所述的会话控制节点，其中所述QoS实施单元(900b)还适合于在所述接入网中的传输控制节点中实施所述QoS。
17.如权利要求16所述的会话控制节点，其中所述传输控制节点包括RCEF功能。 
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