CN102316577B - 一种注册控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种注册控制实现方法，其中，应用服务器AS判断要控制用户的注册时，通知S-CSCF对所述用户的注册执行控制操作，所述S-CSCF通知P-CSCF对所述用户的注册执行控制操作；或，S-CSCF收到用户的注册消息，向P-CSCF，或，P-CSCF和IBCF发送保活标识，所述P-CSCF或所述IBCF判断要注销所述用户，则通知所述S-CSCF注销所述用户。通过网络控制保活、撤销保活和注销用户的注册，解决了用户在CS域有会话而不能向PS发送数据时导致用户的注册因超时而失效，从而使业务中断的问题，并且还能在终端发生故障不能执行IMS重注册时注销用户的注册。

Description

一种注册控制方法
技术领域
本发明涉及通信领域，更具体地涉及一种IP多媒体子系统中的IMS注册。
背景技术
IP(网络互联协议，InternetProtocol，简称IP)多媒体子系统(IPMultimediaCoreNetworkSubsystem，简称IMS)是由第三代合作伙伴计划(3rdGenerationPartnershipProject，简称3GPP)提出的一种基于IP的网络架构，构建了一个的开放而灵活的业务环境，支持多媒体应用，能够为用户提供丰富的多媒体业务。
在IMS业务体系中，控制层和业务层是分离的，控制层不提供具体业务，只向业务层提供必要的触发、路由、计费等功能。控制层中业务触发和控制功能是呼叫会话控制功能(CallSessionControlFunction，简称CSCF，分为代理Proxy、查询Interrogating和服务Serving三种类型，其中负主要责任的是Serving，Interrogating类型是可选的)完成的，业务层是由一系列应用服务器(ApplicationServer，简称AS)组成，能提供具体业务服务，AS可以是独立的实体，也可以存在于S-CSCF中。控制层(S-CSCF)根据用户的签约信息控制业务触发，调用AS上的业务，实现业务功能。会话中的端到端设备称为用户设备UE(UserEquipment)，负责与使用者的交互，有的UE具有多种接入网络的方式，包括通过3GPP的数据域(PS，PacketSwitch)接入网络，通过其他非3GPP的数据域接入网络，甚至可以通过电路交换(CS，CircuitSwitch)域接入网络等。IMS网络中还存在网间交互边界控制功能(IBCF)，用于不同运营商的IMS网络间的交互。
IMS系统中的UE一般需要向IMS注册后方能使用IMS的业务。IMS中的归属注册器(Registrar)位于用户的归属网，将用户的注册信息记录下来，包括用户的联系地址、联系路径等，这样就可以通过向注册器查询用户信息实现将以该用户标识为目标的终呼发往该用户，也可以防止非系统用户使用IMS业务。归属网中还存在应用服务器，归属注册器可以将用户的注册及重注册情况通知应用服务器，以帮助应用服务器获得用户及用户设备的一些信息。用户的拜访网中存在一个安全代理(Proxy)，用于记录用户的安全联系信息，从而将不信任的网络(UE与Proxy间的网络)与信任网络隔离开。一般归属注册器为S-CSCF，而安全代理为Proxy。通过注册，UE、安全代理和归属注册器会协商一个重注册定时器，UE在重注册定时器超时前要发送重注册消息，重注册定时器可以防止UE故障时归属注册器和安全代理仍保存用户数据而无法知道何时应该删除以释放空间。在重注册定时器超时后，归属注册器要将与此用户标识相关的业务全部终止。
图1是现有的IMS注册流程图，描述了UE-A向归属网进行IMS注册的过程，其描述如下：
步骤101、UE-A在PS域附着或获取IP地址时会获得P-CSCF的地址，而后UE-A向P-CSCF发送注册请求，比如发送REGISTER(注册)消息，携带重注册时间间隔、用户标识信息和用户联系地址；
步骤102、P-CSCF根据用户标识信息UE-A判断用户的归属网络，而后向归属注册器S-CSCF转发注册请求，转发的注册请求中携带P-CSCF的信息，使得归属网能将后续对该用户的终呼转发给该P-CSCF；
步骤103、若S-CSCF决定要对该用户认证以确保其是合法用户，则向UE-A发送认证挑战消息，比如发送“401Unauthorized”消息，携带随机挑战值，并要求该认证挑战消息途经P-CSCF；
步骤104、P-CSCF转发该认证挑战消息给UE-A；
步骤105、UE-A使用私钥计算挑战值的响应值，然后重新发送注册请求，该注册请求携带挑战响应值；
步骤106、P-CSCF转发该注册请求给S-CSCF；
步骤107、S-CSCF使用该用户的私钥计算挑战响应值并比较其与UE-A发送过来的挑战响应值是否相同，如相同则为合法用户，不同则为非法用户，用户为合法用户时，S-CSCF返回注册响应消息给UE-A，比如发送“200OK”消息，携带重注册时间间隔，此时间间隔和步骤101中的时间间隔相同或更小；
步骤108、P-CSCF转发注册响应给UE-A，并记录下该用户标识相关的重注册时间间隔。
至此，UE-A完成向IMS网络的注册，并和P-CSCF、S-CSCF协商好了重注册时间间隔，P-CSCF得知网络已认证该用户为合法用户，就可以使用该用户的联系地址与UE-A协商安全信息，即建立安全传输通道的信息，从而确保UE-A在不信任的网络中的安全数据传输。
步骤109、与步骤107同时，S-CSCF向应用服务器AS发送注册通知，比如发送REGISTER消息给AS；
步骤110、AS向S-CSCF返回注册通知响应消息，比如发送“200OK”消息；
步骤111、当UE-A的重注册时间间隔快到时，UE-A向P-CSCF发送重注册请求，比如发送REGISTER消息，该REGISTER消息使用安全方式传送，因此被认为是重注册请求，该重注册请求携带新的重注册时间间隔，该时间间隔与步骤108中的相同或不同；
步骤112、P-CSCF转发注册请求给S-CSCF；
步骤113、S-CSCF返回重注册响应消息给UE-A，比如发送“200OK”消息，携带重注册时间间隔，此时间间隔和步骤111中的时间间隔相同或更小；
步骤114、P-CSCF转发该重注册响应消息给UE-A，并记录下该用户标识相关的重注册时间间隔；
步骤115、与步骤113同时，S-CSCF向应用服务器AS发送重注册通知，比如发送NOTIFY(通知)消息给AS，携带注册事件值；
步骤116、AS向S-CSCF返回重注册通知响应消息，比如发送“200OK”消息；
现有的IMS注册流程，重注册时间间隔是为了用了判断UE是否故障的，但当用户在CS域有会话时(用户此时可能还有非语音的IMS业务)，用户设备可能不能同时在PS域发送数据，导致用户设备不能发送重注册消息，此时IMS网络会认为用户设备故障而删除用户相关数据，导致用户在结束CS会话从而可以继续在PS域接收和发送数据后，用户设备必须重新执行注册过程，而且S-CSCF还会终止用户的IMS业务，导致业务中断。
发明内容
本发明提出了一种注册控制实现方法，应用服务器AS判断要控制用户的注册时，通知S-CSCF对所述用户的注册执行控制操作，所述S-CSCF通知P-CSCF对所述用户的注册执行控制操作；或，S-CSCF收到用户的注册消息，向P-CSCF，或，P-CSCF和IBCF发送保活标识，所述P-CSCF或所述IBCF判断要注销所述用户，则通知所述S-CSCF注销所述用户。通过网络控制保活、撤销保活和注销，解决了用户在CS域有会话而不能向PS发送数据时导致用户的注册因超时而失效，从而使业务中断的问题，并且还能在终端发生故障不能执行IMS重注册时注销用户的注册。
附图说明
图1是现有的IMS注册流程图；
图2是本发明的IMS注册流程图1；
图3是本发明的IMS注册流程图2；
图4是本发明的IMS注册流程图3。
具体实施方式
下面将结合附图及实施例对本发明的技术方案进行更详细的说明。
图2是本发明的IMS注册流程图1，描述了UE-A向归属网进行IMS注册的过程，以及UE-A在CS域发起会话后业务服务器通知S-CSCF和P-CSCF保活用户信息的过程，其描述如下：：
步骤201～210、与图1的步骤101～110相同；
步骤211、UE-A在CS域发起语音会话的建立，比如发送SETUP(建立)消息；
步骤212、CS域的移动交换控制服务器(MSCServer)收到UE-A的建立呼叫消息，向UE-A的归属域S-CSCF发送IMS的呼叫消息，比如发送INVITE(邀请)消息，携带UE-A的号码或关联号码信息；
步骤213、S-CSCF转发呼叫消息给AS
步骤214、AS向远端转发呼叫消息，并在收到远端的呼叫响应消息后向S-CSCF发送呼叫响应消息，比如发送“200OK”消息；
步骤215、S-CSCF转发呼叫响应消息给MSCServer；
步骤216、MSCServer向UE-A发送CS域的呼叫响应消息，比如发送ANM(应答)消息；
至此，UE-A和远端建立了CS会话。
步骤217、与步骤213同时，或与步骤214同时，AS根据UE-A的号码或关联号码信息关联到用户的IMS注册用户标识，并向S-CSCF发送保活通知消息，比如发送INFO(信息)消息，携带UE-A的IMS注册用户标识和要求保活操作的标识，或者向归属用户服务器(HSS)或归属位置寄存器(HLR)发送保活通知消息并由HSS或HLR通知S-CSCF；
本实施例使用UE-A做主叫来说明，因此号码信息为主叫号码信息，如果UE-A是被叫，则号码信息为被叫号码信息。
步骤218、S-CSCF停止重注册定时器，并向P-CSCF转发保活通知消息，P-CSCF收到保活通知，停止重注册定时器；
步骤219、UE-A在CS域终止语音会话，比如发送RELEASE(释放)消息；
步骤220、MSCServer收到UE-A的终止会话消息，向UE-A的归属域S-CSCF发送IMS的终止请求，比如发送BYE(挂断)消息；
步骤221、S-CSCF转发终止请求给AS
步骤222、AS向远端转发终止请求，并在收到远端的终止响应消息后向S-CSCF发送终止响应消息，比如发送“200OK”消息；
步骤223、S-CSCF转发终止响应消息给MSCServer；
步骤224、MSCServer向UE-A发送CS域的终止响应消息，比如发送RELEASEAck(释放确认)消息；
至此，UE-A和远端的CS会话结束了。
步骤225、与步骤221同时，或与步骤222同时，AS向S-CSCF发送撤销保活通知消息，比如发送INFO(信息)消息，携带UE-A的IMS注册用户标识和要求撤销保活操作的标识，或者向HSS或HLR发送撤销保活通知消息并由HSS或HLR通知S-CSCF；
步骤226、S-CSCF重启重注册定时器，并向P-CSCF转发撤销保活通知消息，P-CSCF收到撤销保活通知，重启重注册定时器；
图3是本发明的IMS注册流程图2，描述了UE-A向归属网进行IMS注册的过程，以及UE-A在发生故障没能按时执行IMS重注册后业务服务器通知S-CSCF和P-CSCF注销用户的过程，其描述如下：
步骤301、UE-A在PS域附着或获取IP地址时会获得P-CSCF的地址，而后UE-A向P-CSCF发送注册请求，比如发送REGISTER(注册)消息，携带保活时间间隔和/或重注册时间间隔、用户标识信息和用户联系地址，保活时间间隔足够长(比如24小时)，使得UE有足够的时间完成CS会话(CS会话本身具有时限，比如12小时，超过这个时限网络会释放该CS会话)，保活时间间隔可以用携带原重注册时间间隔的方式携带，即让P-CSCF和/或S-CSCF将保活时间间隔认为是重注册时间间隔，从而起到保活作用；
步骤302、P-CSCF根据用户标识信息UE-A判断用户的归属网络，而后向归属注册器S-CSCF转发注册请求，转发的注册请求中携带P-CSCF的信息，使得归属网能将后续对该用户的终呼转发给该P-CSCF，P-CSCF在转发的注册消息中携带保活时间间隔和/或重注册时间间隔，其中重注册时间间隔从UE发送的注册消息中获取，保活时间间隔可以是从UE发送的注册消息中获取，也可以由P-CSCF设置，保活时间间隔可以用携带原重注册时间间隔的方式携带，即让S-CSCF将保活时间间隔认为是重注册时间间隔，从而起到保活作用；
步骤303～306、与图1的步骤103～106相同；
步骤307、S-CSCF使用该用户的私钥计算挑战响应值并比较其与UE-A发送过来的挑战响应值是否相同，如相同则为合法用户，不同则为非法用户，用户为合法用户时，S-CSCF返回注册响应消息给UE-A，比如发送“200OK”消息，携带保活时间间隔和/或重注册时间间隔，如果UE-A或P-CSCF使用发送重注册时间间隔相同的方式发送保活时间间隔，S-CSCF会把保活时间间隔认为是重注册时间间隔，S-CSCF可不修改该时间间隔；
步骤308、P-CSCF转发注册响应给UE-A，并记录下该用户标识相关的保活时间间隔(如果保活时间间隔采用与重注册时间间隔相同的方式发送，P-CSCF保存重注册时间间隔的操作实际是保存了保活时间间隔)。
至此，UE-A完成向IMS网络的注册，P-CSCF得知网络已认证该用户为合法用户，就可以使用该用户的联系地址与UE-A协商安全信息，即建立安全传输通道的信息，从而确保UE-A在不信任的网络中的安全数据传输。
P-CSCF和S-CSCF按保活时间间隔保留用户信息，在收到重注册消息后重启定时器，其操作与图1中的步骤111～116相同，只是使用的是保活时间间隔而非重注册时间间隔。
步骤309、与步骤307同时，S-CSCF向应用服务器AS发送注册通知，比如发送REGISTER消息给AS，可携带重注册时间间隔；
步骤310、AS向S-CSCF返回注册通知响应消息，比如发送“200OK”消息；
步骤311、UE-A可以向AS请求网络规定的重注册时间间隔，比如发送HTTPrequest；
步骤312、AS返回网络规定的重注册时间间隔，比如发送HTTPresponse；
至此，UE-A和网络协商好了重注册时间间隔，如果没有执行步骤310～311，则UE-A和AS可以使用预配置的重注册时间间隔，或网络使用UE-A发送的重注册时间间隔。
以下为UE-A故障时的处理。UE-A如果有CS业务，MSCServer会向AS或通过AS发起呼叫，从而AS就可判断用户是否有CS会话。
步骤313、UE-A发生故障，不能执行重注册操作，则AS的重注册定时器超时，AS判断此时UE-A没有相关的CS会话，从而判断UE-A因故障不能执行重注册操作，而非因进行CS会话而不能执行重注册操作；
步骤314、AS向S-CSCF发送注销消息，比如发送REGISTER消息，expire字段设置为0，或者AS通知HSS或HLR该用户需要注销，比如更新HSS或HLR中的用户数据，将注册相关信息删除，则HSS或HLR向S-CSCF发送注销消息，比如DeRegister消息；
步骤315、S-CSCF注销用户数据，并向P-CSCF发送注销消息，比如发送NOTIFY消息，P-CSCF收到注销消息后注销用户。
图4是本发明的IMS注册流程图3，描述了UE-A向归属网进行IMS注册的过程，以及UE-A在发生故障没能按时执行IMS重注册后网间交互边界控制功能高(IBCF)(或P-CSCF)通知S-CSCF注销用户的过程，其描述如下：
步骤401、UE-A在PS域附着或获取IP地址时会获得P-CSCF的地址，而后UE-A向P-CSCF发送注册请求，比如发送REGISTER(注册)消息，携带重注册时间间隔、用户标识信息和用户联系地址；
步骤402、P-CSCF根据用户标识信息UE-A判断用户的归属网络，而后决定是否需要转发注册消息给IBCF，如果不需要则将注册消息发给S-CSCF，本实施例P-CSCF决定将消息转发给IBCF，转发的注册请求中携带P-CSCF的信息，使得归属网能将后续对该用户的终呼转发给该P-CSCF，P-CSCF在转发的注册消息中携带重注册时间间隔，其中重注册时间间隔从UE发送的注册消息中获取；
步骤403、IBCF向归属注册器S-CSCF转发注册请求；
步骤404、若S-CSCF决定要对该用户认证以确保其是合法用户，则向UE-A发送认证挑战消息，比如发送“401Unauthorized”消息，携带随机挑战值，如果步骤402中P-CSCF将注册消息发给IBCF，则要求该认证挑战消息途经IBCF，否则要求该认证挑战消息途经P-CSCF，本实施例中，S-CSCF要求该认证挑战消息途经IBCF；
步骤405、IBCF转发该认证挑战消息给P-CSCF；
步骤406、P-CSCF转发该认证挑战消息给UE-A；
步骤407、UE-A使用私钥计算挑战值的响应值，然后重新发送注册请求，该注册请求携带挑战响应值；
步骤408、若步骤402中P-CSCF将注册消息发给IBCF，则P-CSCF转发该注册消息给IBCF，否则P-CSCF转发该注册消息给S-CSCF，本实施例中，P-CSCF转发该注册消息给IBCF；
步骤409、IBCF转发该注册请求给S-CSCF；
步骤410、S-CSCF使用该用户的私钥计算挑战响应值并比较其与UE-A发送过来的挑战响应值是否相同，如相同则为合法用户，不同则为非法用户，用户为合法用户时，S-CSCF返回注册响应消息给UE-A，比如发送“200OK”消息，携带保活标识和重注册时间间隔，保活标识可以是保活时间间隔，如果写的保活标识，则S-CSCF停止该用户的重注册定时器，如果写的保活时间间隔，则S-CSCF使用该保护时间间隔作为该用户的重注册时间间隔，如果步骤402中P-CSCF将注册消息发给IBCF，则S-CSCF要求该注册响应消息途经IBCF，否则要求该注册响应消息途经P-CSCF，本实施例中，S-CSCF要求该注册响应消息途经IBCF；
步骤411、IBCF收到注册响应消息，记录下重注册时间间隔，然后转发注册响应消息给P-CSCF；
步骤412、P-CSCF收到注册响应消息，根据保活标识停止用户的重注册定时器，或者，如果保活标识为保活时间间隔则使用该保活时间间隔代替重注册时间间隔，P-CSCF转发注册响应给UE-A。
至此，UE-A完成向IMS网络的注册，P-CSCF得知网络已认证该用户为合法用户，就可以使用该用户的联系地址与UE-A协商安全信息，即建立安全传输通道的信息，从而确保UE-A在不信任的网络中的安全数据传输。
以下为UE-A故障时的处理。UE-A如果有CS业务，MSCServer根据配置会通过P-CSCF或IBCF发起呼叫，从而P-CSCF或IBCF就可判断用户是否有CS会话，本实施例MSCServer会通过IBCF发起呼叫。
步骤413、UE-A发生故障，不能执行重注册操作，则IBCF的重注册定时器超时，IBCF判断此时UE-A没有相关的CS会话，从而判断UE-A因故障不能执行重注册操作，而非因进行CS会话而不能执行重注册操作；
如果步骤402中P-CSCF将注册消息发给S-CSCF，且MSCServer是通过P-CSCF发起呼叫，则由P-CSCF执行以上判断。
步骤414、IBCF向S-CSCF发送注销消息，比如发送REGISTER消息，expire字段设置为0；
步骤415、可选的，IBCF还向P-CSCF发送注销消息，比如发送NOTIFY消息，P-CSCF收到注销消息后注销用户。
如果步骤402中P-CSCF将注册消息发给S-CSCF，且MSCServer是通过P-CSCF发起呼叫，则由P-CSCF无需执行步骤415。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。
上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求所述的保护范围为准。

Claims (13)

1.一种注册控制方法，其特征在于：
应用服务器AS判断要控制用户的注册时，通知S-CSCF对所述用户的注册执行控制操作；
所述S-CSCF通知P-CSCF对所述用户的注册执行控制操作；
所述控制为保活或撤销保活或注销；
所述控制为保活或撤销保活时：
用户的终端在CS域发起会话后，所述S-CSCF和所述P-CSCF收到对所述用户的注册执行保活操作的通知时，停止所述用户的重注册定时器；
用户的终端在CS域终止会话后，所述S-CSCF和所述P-CSCF收到对所述用户的注册执行撤销保活操作的通知时，启动所述用户的重注册定时器；
所述控制为注销时，所述AS通知所述S-CSCF对所述用户的注册执行注销操作之前还包括：
所述用户的终端将保活时间间隔通过所述P-CSCF发送给所述S-CSCF；或，所述P-CSCF将保活时间间隔发送给所述S-CSCF。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述AS通知所述S-CSCF的方法为：
所述AS通知归属用户服务器(HSS)或归属位置寄存器(HLR)控制所述用户的注册，所述HSS或HLR通知所述S-CSCF对所述用户执行控制操作。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述控制为保活或撤销保活时，所述AS判断要保活用户的注册或撤销保活用户的注册的方法为：
所述AS判断所述用户有CS会话，则要保活所述用户的注册；
所述AS判断所述用户的CS会话终止，则要撤销保活所述用户的注册。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述控制为注销时，所述AS判断要注销用户的注册的方法为：
所述AS的针对所述用户的重注册定时器超，并且所述用户无CS会话时，则要注销所述用户的注册。
5.根据权利要求3或4所述的方法，其特征在于，所述AS判断所述用户是否有CS会话的方法为：
所述AS通过所述用户的IMS注册用户标识是否与CS会话号码信息有关联判断所述用户是否有CS会话。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述控制为注销时，所述AS通知所述S-CSCF对所述用户的注册执行注销操作之前还包括：
所述S-CSCF将重注册时间间隔发送给所述AS。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述控制为注销时，所述AS通知所述S-CSCF注销所述用户之前还包括：
所述用户的终端与所述AS协商重注册时间间隔。
8.一种注册控制方法，其特征在于：
S-CSCF收到用户的注册消息，向P-CSCF，或，P-CSCF和IBCF发送保活标识；
所述P-CSCF或所述IBCF判断要注销所述用户，则通知所述S-CSCF注销所述用户；
所述P-CSCF或所述IBCF判断要注销所述用户的方法为：
所述P-CSCF或所述IBCF的针对所述用户的重注册定时器超时，并判断所述用户无CS会话，则要注销所述用户；
所述P-CSCF收到保活标识，停止所述用户的重注册定时器。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于：
所述IBCF判断要注销所述用户，则通知所述P-CSCF注销所述用户。
10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述P-CSCF或所述IBCF判断所述用户是否有CS会话的方法为：
所述P-CSCF或所述IBCF通过所述用户的IMS注册用户标识是否与CS会话号码信息有关联判断所述用户是否有CS会话。
11.根据权利要求8所述的方法，其特征在于：
所述S-CSCF停止所述用户的重注册定时器。
12.根据权利要求8所述的方法，其特征在于：
所述S-CSCF使用所述保活时间间隔作为所述用户的重注册时间间隔。
13.根据权利要求8所述的方法，其特征在于：
所述P-CSCF收到保活时间间隔，使用所述保活时间间隔作为所述用户的重注册时间间隔。
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