CN103023860A - 一种保持ims多媒体流式会话连续性的方法及相关网元 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种保持IMS多媒体流式会话连续性的方法及相关网元，通过增加网络层与应用层间的信息交互，使得改变IP地址的移动终端不会中断正在进行的IMS多媒体流式会话，且在移动终端无需再次发起冗长的IMS会话请求流程的情况下，该移动终端所处新环境能快速自动建立其多媒体流式会话所需的业务需求环境，从而有效提升用户的IMS多媒体流式会话业务体验。
Description
技术领域
本发明涉及一种IP多媒体子系统(IP Multimedia Subsystem，简称“IMS”)技术，尤其涉及一种保持IMS多媒体流式会话连续性的技术。
背景技术
正在进行IMS多媒体会话的移动终端，当其进入不同的IP地址管理分配域(如漫游进入拜访域)时，需要获取新的IP地址。由于移动终端的IP地址改变，正在进行的IMS多媒体会话将被迫中断，由此严重影响业务体验。
对上述问题，目前主要有以下两种解决方案：
1)已有IMS解决方案：
如果在移动终端的IP地址改变后，用户希望继续先前的IMS多媒体会话，必须基于新分配的移动终端IP地址先向归属地服务呼叫会话控制功能(Serving-Call Session Control Function，简称“S-CSCF”)重新注册，再重新手动发起标准的IMS会话建立流程，标准的IMS会话建立流程如图1所示。
具体地说，首先移动终端需要完成IMS的再次注册过程，才能进入基于会话初始协议(Session Initiation Protocol，简称“SIP”)信令的会话重新协商过程。SIP Invite会话重新协商过程需要经过图1步骤1至步骤22的应用层会话业务环境的协商，需多次往返会话描述协议(Session Description Protocol，简称“SDP”)协商；并经过步骤23至步骤46中“Reservation”、“Ring”等中间指示消息交互，并由IMS网元代理呼叫会话控制功能(Proxy Call Session Control Function，简称“P-CSCF”)收到最终返回的回应SIP Invite的“SIP 200 OK”消息后，由P-CSCF与策略与计费规则功能(Policy and Charging Rules Function，简称“PCRF”)交互，形成最终的应用层会话业务环境要求及相绑定的应用层会话数据流描述信息，发送至策略及计费功能实现功能(Policy and Charging EnforcementFunction，简称“PCEF”)，最后由与PCEF合设的分组数据网网关(Packet DataNetwork Gateway，即PDN Gateway，简称“PGW”)发起并完成满足应用层会话业务环境要求的IP连接接入网(IP-connectivity access network，简称“IP-CAN”)侧承载建立。
其中，PCRF与PCEF是IMS架构中为应用层会话业务提供质量保证及计费策略的相关网元，PCRF执行决策，PCEF基于PCRF的决策执行，PCEF功能通常置于PGW中。IMS解决方案的具体介绍可参考3GPP TS23228及3GPPTS29213。
已有IMS解决方案的缺陷在于：首先不能保证移动终端改变IP地址的会话连续性，一旦移动终端改变IP地址，会话即被迫中断。要继续已有会话，需要手动重新发起标准的IMS会话信令建立流程，即需再次经历注册、IMS会话发起、协商的过程，如图1所示，这样的过程存在信令消息交互过多、延迟过于冗长的问题。
2)移动IP(Mobile IP，简称“MIP”)方案：
MIP是一种移动IP的网络层解决方案。该方案中，需要为每个移动终端在归属地代理(Home Agent，简称“HA”)中动态维护其归属地IP地址(Home-ofAddress，简称“HoA”)与转交地址(Care-of Address，简称“CoA”)的对应关系。同时，HA广播其可到达HoA的路由信息，这样，当终端离开归属地获得新的IP地址(即CoA)后，原来会话中发向HoA的IP数据包将被HA截获，HA再根据HoA与CoA的对应关系，将截获的IP数据包转交至移动终端所在的实际位置(CoA)。
MIP方案的缺陷在于：该方案虽然从IP网络层的路由设计中解决已有业务会话数据流不会被迫中断的问题，却没有考虑原有应用层会话所需的服务质量(Quality of Service，简称“QoS”)等业务环境问题，而这点对无线接入网带宽资源有限的移动网尤为重要。这主要因为现有MIP实质上是源于固网IP网络层的一种数据路由方案，并主要应用于带宽资源丰富的无线局域网(WLAN)环境，这些背景使MIP无需关心应用业务QoS等方面的相关业务环境，而QoS等业务环境问题对无线接入网带宽资源有限的移动网尤为重要。对MIP的介绍可参见IP互联网协议规范RFC 5944。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是提供一种保持IMS多媒体流式会话连续性的方法及相关网元，使得移动终端改变IP地址时，其正在进行的IMS多媒体流式会话不会中断，且在无需再次发起冗长的IMS会话请求流程的情况下，在移动终端改变IP地址后网络侧能自动快速地建立满足其流式应用层会话要求的业务会话承载环境。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种保持IP多媒体子系统IMS多媒体流式会话连续性的方法，包含以下步骤：
移动终端的归属地代理呼叫会话控制功能P-CSCF存储该移动终端IMS多媒体流式会话原有的应用层会话业务环境信息，并向跨层式家乡代理CLHA订阅移动终端应用层会话切换事件；
该移动终端在拜访地获取新的IP地址后，向该CLHA发送网络层消息，告知该CLHA该移动终端发生了应用层会话切换事件；
该CLHA通过应用层消息向订阅该会话切换事件的归属地P-CSCF发送切换事件通知；
归属地P-CSCF收到该切换事件通知后，将其存储的该移动终端原有的应用层会话业务环境信息发送到该移动终端当前所在的拜访地P-CSCF；
拜访地P-CSCF根据收到的应用层会话业务环境信息，通过已有的信令机制在拜访地为该移动终端建立与原有应用层会话的业务环境对应的网络承载。
作为上述技术方案的改进，该移动终端在拜访地获取新的IP地址后，向该CLHA发送网络层消息，告知该CLHA该移动终端发生了应用层会话切换事件的步骤中，
该网络层消息为扩展的网络层MIP注册消息，该扩展的网络层MIP注册消息中至少包含：该移动终端拜访地的P-CSCF地址、该移动终端的IMS用户标识、该移动终端归属地分配的IP地址、移动终端在拜访地获取的IP地址。
作为上述技术方案的改进，该CLHA在收到来自该移动终端的扩展的网络层MIP注册消息，并通过应用层消息向订阅该会话切换事件的归属地P-CSCF发送切换事件通知的步骤之后，还包含以下步骤：
该CLHA向该移动终端返回扩展的MIP注册响应消息；该扩展的MIP注册响应消息包含指示CLHA成功接收该扩展的MIP注册消息并向归属地P-CSCF发送切换事件通知的响应码。
作为上述技术方案的改进，该CLHA通过应用层消息向订阅该会话切换事件的归属地P-CSCF发送切换事件通知的步骤中，
该应用层消息为“SIP Notify”消息，该消息中至少包含拜访地P-CSCF地址、该移动终端的IMS用户标识及该移动终端在拜访地获取的新的IP地址；
该归属地P-CSCF收到来自CLHA的“SIP Notify”消息后，根据其中的IMS用户标识将所存储的该移动终端的原有应用层会话业务环境信息发送到该移动终端当前所在的拜访地P-CSCF。
作为上述技术方案的改进，该归属地P-CSCF将其存储的该移动终端的原有应用层会话业务环境信息发送到该移动终端当前所在的拜访地P-CSCF的步骤中，
该归属地P-CSCF将该移动终端的原有应用层会话业务环境信息包含在应用层“SIP Message”消息中发送到该移动终端当前所在的拜访地P-CSCF，该原有应用层会话业务环境信息中，接收方IP地址从原有的归属地分配的IP地址变更为拜访地获取的新的IP地址。
作为上述技术方案的改进，该P-CSCF存储的该移动终端原有的应用层会话业务环境信息至少包含：
该移动终端首次发起IMS会话时会话双方最终协商的媒体流描述信息、媒体流对应的应用层服务质量QoS指标信息、以及移动终端IMS用户标识。
作为上述技术方案的改进，该移动终端归属地P-CSCF向CLHA订阅移动终端应用层会话切换事件的步骤中，通过应用层“SIP Subscribe”消息向该CLHA发起该移动终端应用层会话切换事件的订阅；
该CLHA收到来自归属地P-CSCF对移动终端应用层会话切换事件的订阅后，在收到来自该移动终端的扩展的网络层MIP注册消息后向订阅该会话切换事件的归属地P-CSCF发送该切换事件通知。
作为上述技术方案的改进，该CLHA至少有一个端口处于移动终端归属地的子网。
本发明还提供了一种CLHA，包含：
订阅接受模块，用于接收来自移动终端归属地P-CSCF的订阅移动终端应用层会话切换事件的消息；
切换事件接收模块，用于接收来自该移动终端的表示发生了应用层会话切换事件的网络层消息；
切换事件通知模块，用于在该切换事件接收模块收到该表示发生了应用层会话切换事件的网络层消息后，通过应用层消息向该订阅该会话切换事件的归属地P-CSCF发送切换事件通知。
作为上述技术方案的改进，该切换事件接收模块接收的表示发生了应用层会话切换事件的网络层消息为：扩展的网络层MIP注册消息；
该扩展的网络层MIP注册消息中至少包含：该移动终端拜访地的P-CSCF地址、该移动终端的IMS用户标识、该移动终端归属地分配的IP地址、移动终端在拜访地获取的新的IP地址。
作为上述技术方案的改进，该CLHA还可以包含：
响应模块，用于在切换事件接收模块收到该扩展的网络层MIP注册消息，且该切换事件通知模块发送切换事件通知后，向该移动终端返回扩展的MIP注册响应消息；
该扩展的MIP注册响应消息包含指示CLHA成功接收该扩展的MIP注册消息并向归属地P-CSCF发送切换事件通知的响应码。
作为上述技术方案的改进，该切换事件通知模块通知切换事件的应用层消息为“SIP Notify”消息，该消息中至少包含拜访地P-CSCF地址、该移动终端的IMS用户标识及该移动终端在拜访地获取的新的IP地址。
作为上述技术方案的改进，该CLHA至少有一个端口处于该移动终端归属地的子网。
本发明还提供了一种归属地P-CSCF，包含：
存储模块，用于存储本归属域内移动终端IMS多媒体流式会话原有的应用层会话业务环境信息；
订阅模块，用于向CLHA订阅移动终端应用层会话切换事件；
通知接收模块，用于接收来自该CLHA的切换事件通知；
环境信息转发模块，用于在该通知接收模块收到来自该CLHA的切换事件通知后，将存储模块中存储的该移动终端原有的应用层会话业务环境信息发送到该移动终端当前所在的拜访地P-CSCF，通过该拜访地P-CSCF在拜访地为该移动终端建立与原有应用层会话的业务环境对应的网络承载。
作为上述技术方案的改进，该环境信息转发模块进一步包含以下子模块：
将该移动终端的原有应用层会话业务环境信息包含在应用层“SIP Message”消息中发送到该移动终端当前所在的拜访地P-CSCF的子模块；
该原有应用层会话业务环境信息中，接收方IP地址从原有的归属地分配的IP地址变更为拜访地获取的新的IP地址。
作为上述技术方案的改进，该存储模块存储的移动终端原有的应用层会话业务环境信息至少包含：
该移动终端首次发起IMS会话时会话双方最终协商的媒体流描述信息、媒体流对应的应用层QoS指标信息、以及移动终端IMS用户标识。
作为上述技术方案的改进，该订阅模块进一步包含以下子模块：
通过应用层“SIP Subscribe”消息向该CLHA订阅移动终端应用层会话切换事件的子模块。
本发明还提供了一种拜访地P-CSCF，包含：
环境信息接收模块，用于从移动终端的归属地P-CSCF接收该移动终端原有的应用层会话业务环境信息；
承载建立模块，用于根据收到的应用层会话业务环境信息，通过已有的信令机制，在拜访地为该移动终端建立与原有应用层会话的业务环境对应的网络承载。
本发明还提供了一种IMS应用层会话业务环境切换辅助系统，包含：
如上任意一项所述的CLHA、归属地P-CSCF、和拜访地P-CSCF。
本发明实施方式与现有技术相比，主要区别及其效果在于：移动终端的归属地P-CSCF存储该移动终端IMS多媒体流式会话原有的应用层会话业务环境信息；该移动终端在拜访地获取新的IP地址后，向CLHA发送网络层消息，告知该CLHA该移动终端发生了应用层会话切换事件；该CLHA通过应用层消息向归属地P-CSCF发送切换事件通知；归属地P-CSCF收到该切换事件通知后，将其存储的该移动终端原有的应用层会话业务环境信息发送到该移动终端当前所在的拜访地P-CSCF；拜访地P-CSCF根据收到的应用层会话业务环境信息，通过已有的信令机制在拜访地为该移动终端建立与原有应用层会话的业务环境对应的网络承载。使得在移动终端无需再次发起冗长的IMS会话请求流程的情况下，该移动终端所处新环境能快速自动建立其多媒体流式会话所需的业务需求环境，从而有效提升用户的IMS多媒体流式会话业务体验。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。
图1是现有技术中标准的IMS多媒体流式会话建立流程图；
图2是本发明第一实施方式中增加了跨层功能模块和MIP注册消息接口模块的CLHA结构示意图；
图3是本发明第一实施方式中“MIP Register Request”消息扩展部分的描述实例示意图；
图4是本发明第一实施方式中“MIP Register Reply”消息扩展部分的描述实例示意图；
图5是本发明第一实施方式的保持IMS多媒体流式会话连续性的方法流程图；
图6是本发明第一实施方式的保持IMS多媒体流式会话连续性的实例的网络拓扑示意图；
图7是本发明第二实施方式的IMS应用层会话业务环境切换辅助系统结构图。
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，下面将结合附图对本发明的实施方式作进一步地详细描述。
本发明第一实施方式涉及一种保持IMS多媒体流式会话连续性的方法。
分析已有方案，有以下几个特点：
1、基于已有IMS解决方案对断掉的业务会话重新发起会话协商的过程，由于会话双方终端相关能力及会话要求没有改变，因此再次发起IMS会话协商的应用层QoS业务环境要求与改变IP地址前进行IMS会话协商的结果应该一致。同时，IMS应用层会话协商的信令均需经过P-CSCF处理，P-CSCF可以对其中的IMS会话状态信息进行解析。
2、基于已有的MIP方案，在多媒体流式业务中，数据流接收方的移动终端在其归属地采用归属地HA对其HoA及CoA进行动态绑定，且其IP地址改变后通过HA对CoA进行数据流转发情形下：一方面，接收终端IP地址变化对发送端是透明的，发送端仍然可以以原有方式发送数据，且发送端侧业务数据流(即发送终端至发送侧PGW)的已有QoS业务环境实现不用改变；另一方面，数据流接收终端所处拜访域的PGW接收到HA转发的数据，无法确认应用层会话要求的这些数据流在接收侧(即拜访域PGW至移动终端)应该对应及实施的QoS业务环境。
3、单独的IMS重新发起方案只交互应用层信息，单独的MIP方案只交互网络层信息，二者没有跨层的信息互动。
基于此，本实施方式的保持IMS多媒体流式会话连续性的方法中，提出了一种跨层式HA(Cross-Layer HA，简称“CLHA”)，并在IMS流式数据接收方移动终端所属的归属地网络侧进行部署。其中，为保证CLHA能顺利截获发往HoA的数据包，CLHA在归属地网络侧的部署要求是：CLHA至少有一个端口处于移动终端归属地的子网，一般是HoA所处的子网。
该CLHA，在已有HA功能上(HA功能要求参见RFC5944)，增加了其与P-CSCF进行应用层消息交互的跨层功能模块以及与移动终端网络层交互的MIP注册消息接口模块，如图2所示。跨层功能模块实现CLHA与归属地P-CSCF间的应用层会话切换事件的订阅和通知。跨层功能模块通过应用层“SIP Subscribe”SIP订阅消息交互接收归属地P-CSCF对移动终端应用层会话切换事件的订阅，在其后收到改变IP地址的移动终端发来的网络层的MIP注册消息后，CLHA完成移动终端HoA/CoA绑定更新，并生成发向归属地P-CSCF的应用层“SIP Notify”SIP通知消息，以向归属地P-CSCF通知移动终端应用层会话切换事件。这样，网络层的消息事件通过跨层功能模块与应用业务层的消息事件联系在一起。
MIP注册消息接口模块用于与移动终端交互扩展了的网络层MIP注册消息，同时，在移动终端要增加对应的网络层MIP注册消息接口功能。
本实施方式中，移动终端在拜访地获取新的IP地址(即CoA地址)后，通过网络层MIP扩展消息接口向CLHA进行网络层MIP注册，即发送MIP注册消息，CLHA基于该注册消息进行移动终端的HoA/CoA绑定更新，并触发移动终端应用层会话切换事件，生成发往归属地P-CSCF的应用层SIPNotify消息，通知移动终端应用层会话切换事件。
网络层MIP注册消息是在已有的“MIP Register Request”MIP注册请求消息中，在其用户数据包协议(User Datagram Protocol，简称“UDP”)报头中增加了移动终端当前所在拜访域的P-CSCF地址及该移动终端的IMS网络用户标识(IP Multimedia Subsystem Username，简称“IPMU”)信息。具体格式可参考RFC5944规则扩展，对“MIP Register Request”消息扩展部分的描述实例参见图3。
在CLHA成功接收并解析网络层MIP注册消息并向归属地P-CSCF通知移动终端应用层会话切换事件后，向移动终端返回MIP扩展注册响应消息。网络层MIP扩展注册响应消息对已有“MIP Register Reply”MIP注册应答消息域无需改变，只需增加指示CLHA成功接收并解析网络层MIP注册消息并向归属地P-CSCF通知应用层会话切换事件的响应码，具体格式可参考RFC5944规则扩展，对“MIP Register Reply”消息扩展部分的描述实例参见图4。
本实施方式中，CLHA生成的应用层“SIP Notify”消息基于接收到的网络层扩展“MIP Register Request”消息进行构建，该消息的消息体中至少包含的信息包括：拜访地P-CSCF地址、移动终端IPMU、移动终端CoA。移动终端CoA为其所访问的拜访域为其分配的新的IP地址。
本实施方式中，归属地P-CSCF存储移动终端原有的应用层会话业务环境信息，应用层会话业务环境信息包括移动终端首次发起IMS会话(即移动终端进入拜访域改变IP地址前)时会话双方最终协商的媒体流描述信息、媒体流对应的应用层QoS指标信息以及移动终端IPMU标识信息。这些应用层会话业务环境信息在标准的IMS会话中以SDP Offer和SDP Response的机制进行协商，归属地P-CSCF对首次会话中协商达成的SDP描述进行解析，获取并保存相应的应用层会话业务环境信息。
本实施方式中，归属地P-CSCF接收到CLHA的指示移动终端应用层会话切换事件的“SIP Notify”消息，对该“SIP Notify”消息进行解析后，向移动终端当前所在的拜访地P-CSCF发送应用层“SIP Message”SIP信息消息，该“SIP message”消息中包含归属地P-CSCF所存储的对应于移动终端IPMU的原有应用层业务环境信息，其中，在原有应用层业务环境信息中的媒体流描述部分中，以归属域所分配IP地址(HoA)表示的接收方IP地址用“SIPNotify”消息中提供的移动终端当前拜访域分配的IP地址(CoA)代替，即接收方IP地址用CoA替换原有的HoA。
本实施方式中，拜访地P-CSCF对接收到的由归属地P-CSCF转发的“SIPMessage”消息进行解析，获取媒体流接收侧移动终端原有的应用层会话业务环境信息。拜访地P-CSCF将这些以SDP方式描述的媒体流接收侧移动终端的应用层会话业务环境信息映射为PCRF能够处理的业务信息数据后，通过Rx接口将处理后的业务信息数据发送至拜访地PCRF。具体映射处理方式及Rx接口可直接采纳3GPP TS29213中的规定。
拜访地PCRF依据本地策略对由拜访地P-CSCF发来的业务信息数据进行审核后，形成最终确定的应用层会话的QoS业务指标，并生成与该QoS业务指标相绑定的流数据描述。将这些应用层会话QoS业务指标及相绑定的流数据描述映射为PCEF能够理解处理的数据指标后，拜访地PCRF将这些数据指标通过Gx接口发送给拜访地PCEF，指示PCEF据此发起相应的IP-CAN侧承载建立流程。PCRF对P-CSCF通过Rx接口所发来业务信息数据的映射处理及Gx接口可直接采纳3GPP TS29213中的规定。
拜访地PCEF通过拜访地PGW(PCEF功能通常设置于PGW中，见TS29213)为流数据描述定义的媒体流建立起与该媒体流绑定的QoS要求一致的IP-CAN侧承载。IP-CAN侧承载的建立具体对应于不同的IP-CAN类型，如：对通用分组无线服务技术(General Packet Radio Service，简称“GPRS”)类型的IP-CAN，该过程对应于网关GPRS支持节点(Gateway GPRS SupportNode，简称“GGSN”)发起的“Secondary PDP Context activation”过程(见TS23060)；对演进的分组核心网(Evolved Packet Core，简称“EPC”)类型的IP-CAN，该过程对应于PGW发起的“Dedicated EPS bearer establishment”过程(见TS24301)。
CLHA完成了对接收侧终端的HoA/CoA绑定更新后，即使媒体流接收侧的移动终端改变了IP地址，媒体流发送端仍然继续原有的媒体流发送，媒体流数据发送的目的地址仍然为HoA，CLHA将这些数据截获并向接收侧移动终端的CoA地址转交，由于拜访地PGW为处在拜访地的接收侧移动终端的缺省网关，CLHA将这些数据路由至拜访地PGW。对接收到的由CLHA转发来的目的地址为CoA的数据，拜访地PGW通过已建立的IP-CAN侧承载发送至接收侧的移动终端。
通过本实施方式，在CLHA建立了网络层与应用层的跨层消息交互机制：移动终端改变IP地址时，通过网络层的扩展MIP注册过程触发CLHA中应用层会话切换事件，并向应用业务层的归属地P-CSCF通告。归属地P-CSCF中存储了原有的应用层会话业务环境信息，在其被告知应用层会话切换事件后，将已有应用层会话业务环境信息转发给接收侧移动终端当前的拜访地P-CSCF，并由拜访地P-CSCF与拜访地PCRF、PCEF和PGW的信令交互完成符合媒体流接收侧QoS等业务环境要求的IP-CAN侧承载的建立。本实施方式通过利用归属地存储的原有应用层会话业务环境信息，接收侧移动终端IP地址变化后，无需通过再次发起标准的IMS会话信令协商过程建立会话所需的QoS等会话业务环境，发送端的应用层会话业务环境及当前会话状态也无需改变，接收侧会话业务环境通过跨层消息交互由网络侧自动建立。
通过本实施方式，正在进行IMS媒体流接收的移动终端改变IP地址后，无需中断原有会话并重新发起IMS会话协商过程，IMS媒体流发送侧已有会话业务环境无需改变，在充分利用CLHA中的跨层消息交互机制及归属地已有应用层会话业务环境信息基础上，IMS媒体流接收侧会话业务环境也通过较少的消息交互得以快速建立，从而有效提高了用户的多媒体流会话业务体验。
具体的保持IMS多媒体流式会话连续性的流程实例如图5所示。
本实例中，移动终端UE A最初处于其归属网络时，与对端网络(可为UE A的同一归属网络也可不是UE A的归属网络)的移动终端UE B进行基于IMS的Video Share视频分享业务。即UE B通过数据域向UE A分享其正在拍摄的实时视频流，UE B为视频流数据的发送方，UE A为视频流的接收方。具体流程如下：
步骤501、UE A在其归属地与UE B进行IMS Video Share业务，双方进行的多媒体应用层会话协商达成的以SDP方式描述的应用层会话业务环境需求信息被UE A的归属地P-CSCF保存，经P-CSCF路由处理的IMS多媒体会话SDP协商过程可参见如图1所示的现有技术，在此不再赘述。归属地P-CSCF保存的UE A的应用层会话业务环境需求信息至少包括：媒体流描述信息、媒体流对应的应用层QoS指标信息以及移动终端IPMU标识信息。IMS会话中基于SDP方式描述的会话业务环境需求信息可参见TS24229。
步骤502-503、归属地P-CSCF通过“SIP Subscribe”消息向归属地CLHA订阅应用层会话切换事件，CLHA的跨层功能接口模块接收该“SIP Subscribe”消息，并向归属地P-CSCF以“SIP 200 OK”消息响应。应用层会话切换事件在CLHA进行归属地移动终端的HoA/CoA地址绑定更新时触发。本实例中，UE A的HoA地址为其归属网络为其分配的IP地址，CoA为进入拜访网络时，拜访网络为其重新分配的IP地址。
步骤504、在与UE B进行IMS Video Share会话过程中，UE A进入拜访网络，并从拜访网络获取新的IP地址，即UE A的CoA。
步骤505、UE A向归属地CLHA发送扩展的网络层MIP注册消息(MIPRegistration Request with Extension)，该消息在已有MIP Register Request消息(参见RFC5944)基础上，增加了UE A当前所在拜访域的P-CSCF地址及该UE A的IPMU，同时UE A的归属域IP地址HoA及其在拜访域新获取的IP地址(即CoA)也携带于已有的MIP Register Request消息的相应域中。对MIP Register Request消息扩展部分的描述实例参见图3：其中，扩展的P-CSCF Address地址消息域为UE A所处拜访域的P-CSCF地址，扩展的IPMU消息域为UE A的用户IPMU，已有的Care-of Address域为UE A在拜访域新获得的IP地址，Home-of Address为UE A之前在归属域获得的IP地址，HomeAgent部分为UE A的归属地CLHA标识。该消息的其他部分参见RFC5944。
步骤506、CLHA收到UE A发送的“MIP Registration Request withExtension”消息后，对其内容进行解析，对UE A的HoA/CoA绑定进行更新，同时，触发UE A的应用层会话切换事件，生成“SIP Notify”消息，通过CLHA的跨层功能模块向订阅该事件的归属地P-CSCF发送，以通知UE A的应用层会话切换事件。发送的“SIP Notify”消息基于“MIP Registration Request withExtension”消息内容构建，其中的信息包括：UE A当前拜访地P-CSCF地址、UE A的IPMU、UE A的CoA等。
步骤507、归属地P-CSCF以“SIP 200 OK”响应CLHA的“SIP Notify”消息，表示已经知晓UE A的应用层会话切换事件。
步骤508、CLHA以扩展的网络层MIP注册响应消息(MIP RegistrationReply with Extension)响应UE A的“MIP Registration Request with Extension”消息，扩展的网络层MIP扩展注册响应消息对已有“MIP Register Reply”MIP注册应答消息域无需改变，只需增加指示CLHA成功接收并解析网络层MIP注册消息并向归属地P-CSCF通知应用层会话切换事件的响应码，具体格式可参考RFC5944规则扩展，对“MIP Register Reply”消息扩展部分的描述实例参见图4。
步骤509、该步骤可在步骤506后开始。被通知UE A的应用层会话切换事件后，归属地P-CSCF向UE A所在的拜访地P-CSCF通过“SIP Message”消息转发所存储的UE A原有的应用层会话业务环境信息，同时在这些原有应用层会话业务环境信息的媒体流描述部分，以UE A当前在拜访域获取的IP地址(CoA)替换其归属域获取的IP地址(HoA)。
步骤510、拜访地P-CSCF对接收到的携带UE A原有应用层会话业务环境信息的“SIP Message”消息，以“SIP 200 OK”消息向归属地P-CSCF进行响应。
步骤511、拜访地P-CSCF对“SIP Message”消息中SDP格式的UE A的原有应用层会话业务环境信息进行映射处理，转化为PCRF能够解析处理的业务信息数据后，通过Rx接口发至拜访地PCRF。P-CSCF对SDP方式描述的会话业务环境数据的映射处理及Rx接口描述参见3GPP TS29213中。
步骤512、拜访地PCRF依据本地策略对由拜访地P-CSCF发来的UE A的业务信息数据进行审核后，形成最终确定的应用层会话的QoS业务指标，并生成与该QoS业务指标相绑定的流数据描述。将这些应用层会话QoS业务指标及相绑定的流数据描述映射为PCEF能够解析处理的数据指标后，拜访地PCRF将这些数据指标通过Gx接口发送给拜访地PCEF，指示PCEF据此发起相应的IP-CAN Bearer建立流程。PCRF对P-CSCF通过Rx接口所发来业务信息数据的映射处理及Gx接口参见3GPP TS29213中的规定.
步骤513、拜访地PCEF通过拜访地PGW发起IP-CAN侧承载建立流程，为接收到的流数据描述定义的UE A应用层会话媒体流建立起与该媒体流绑定的QoS要求对应的IP-CAN侧承载。
步骤514、CLHA截获UE B发向UE A原有IP地址(即UE A的HoA)的视频流数据，将其转发至UE A的当前路由缺省网关(即拜访地PGW)，拜访地PGW将这些视频流通过所建立的与其绑定的IP-CAN侧承载向UE A进行发送。
需要说明的是：步骤513中，由于拜访网络IP-CAN的资源限制，可能不能分配完全满足所要求QoS的资源时，这时可在当前资源限制下建立承载，数据流以Best-Effort方式发送，当拜访网络IP-CAN资源变得充足时，可再尝试建立符合会话QoS要求的承载。
可见，通过上述流程，改变IP地址的移动终端不会中断正在进行的IMS多媒体流式会话，而是通过网络层与应用层间的信息交互，使得在移动终端无需再次发起冗长的IMS会话请求流程的情况下，该移动终端所处新环境能快速自动建立其多媒体流式会话所需的业务需求环境，从而有效提升用户的IMS多媒体流式会话业务体验。
下面通过图6对上述保持IMS多媒体流式会话连续性的实例的网络拓扑进行说明。
图6中展示了3个网络域：UE A所在的归属域、UE A的拜访域及UE B的对端域。每个域中可对应不同的IP-CAN接入方式，每个域的网络侧均有相应的P-CSCF、PCRF，及与PGW和合设的PCEF。CLHA部署于归属域的网络侧。每个域中，移动终端基于相应的P-CSCF接入IMS网络。UE A处在其归属域接收UE B的IMS Video share(视频分享)视频流时，UE A的IP地址为归属域分配的IP地址(HoA)，CLHA中没有其HoA/CoA地址绑定关系，此时视频流不经过CLHA，按照正常的路由方式视频流由UE B经对端PGW再经归属地PGW发往UE A。与UE B的IMS Video Share会话过程中，UE A进入拜访地，获取拜访地分配的新的IP地址后，基于上述实例中的消息流程机制，CLHA截获UE B发送给目的地为HoA的视频流数据，并路由至拜访地PGW，拜访地PGW再通过上述流程中所建立的与该视频流会话业务环境一致的IP-CAN侧承载将视频流数据发向实际IP地址为CoA的UE A。在此期间改变IP地址的UE A不会中断正在进行的IMS多媒体流式会话，且无需再次发起冗长的IMS会话请求流程，且保障了UEA原有的多媒体流式会话所需的业务需求环境，从而有效提升用户UE A的IMS多媒体流式会话业务体验。
本发明第二实施方式涉及一种IMS应用层会话业务环境切换辅助系统，如图7所示，包含CLHA、归属地P-CSCF和拜访地P-CSCF，该CLHA至少有一个端口处于移动终端归属地的子网。
其中，该CLHA在已有HA技术上，扩展包含以下模块：
订阅接受模块，用于接收来自移动终端归属地P-CSCF的订阅移动终端应用层会话切换事件的消息；
切换事件接收模块，用于接收来自该移动终端的表示发生了应用层会话切换事件的网络层消息；
切换事件通知模块，用于在该切换事件接收模块收到该表示发生了应用层会话切换事件的网络层消息后，通过应用层消息向该订阅该会话切换事件的归属地P-CSCF发送切换事件通知。
作为上述技术方案的改进，该切换事件接收模块接收的表示发生了应用层会话切换事件的网络层消息为：扩展的网络层MIP注册消息；
该扩展的网络层MIP注册消息中至少包含：该移动终端拜访地的P-CSCF地址、该移动终端的IMS用户标识、该移动终端归属地分配的IP地址、移动终端在拜访地获取的新的IP地址。
作为上述技术方案的改进，该CLHA还可以包含：
响应模块，用于在切换事件接收模块收到该扩展的网络层MIP注册消息，且该切换事件通知模块发送切换事件通知后，向该移动终端返回扩展的MIP注册响应消息；
该扩展的MIP注册响应消息包含指示CLHA成功接收该扩展的MIP注册消息并向归属地P-CSCF发送切换事件通知的响应码。
作为上述技术方案的改进，该切换事件通知模块通知切换事件的应用层消息为“SIP Notify”消息，该消息中至少包含拜访地P-CSCF地址、该移动终端的IMS用户标识及该移动终端在拜访地获取的新的IP地址。
作为上述技术方案的改进，该CLHA至少有一个端口处于该移动终端归属地的子网。
本实施方式的归属地P-CSCF，在已有归属地P-CSCF的基础上，扩展包含以下模块：
存储模块，用于存储本归属域内移动终端IMS多媒体流式会话原有的应用层会话业务环境信息；
订阅模块，用于向CLHA订阅移动终端应用层会话切换事件；
通知接收模块，用于接收来自该CLHA的切换事件通知；
环境信息转发模块，用于在该通知接收模块收到来自该CLHA的切换事件通知后，将存储模块中存储的该移动终端原有的应用层会话业务环境信息发送到该移动终端当前所在的拜访地P-CSCF，通过该拜访地P-CSCF在拜访地为该移动终端建立与原有应用层会话的业务环境对应的网络承载。
作为上述技术方案的改进，该环境信息转发模块进一步包含以下子模块：
将该移动终端的原有应用层会话业务环境信息包含在应用层“SIP Message”消息中发送到该移动终端当前所在的拜访地P-CSCF的子模块；
该原有应用层会话业务环境信息中，接收方IP地址从原有的归属地分配的IP地址变更为拜访地获取的新的IP地址。
作为上述技术方案的改进，该存储模块存储的移动终端原有的应用层会话业务环境信息至少包含：
该移动终端首次发起IMS会话时会话双方最终协商的媒体流描述信息、媒体流对应的应用层QoS指标信息、以及移动终端IMS用户标识。
作为上述技术方案的改进，该订阅模块进一步包含以下子模块：
通过应用层“SIP Subscribe”消息向该CLHA订阅移动终端应用层会话切换事件的子模块。
本实施方式中的拜访地P-CSCF，在已有拜访地P-CSCF的基础上，扩展包含以下模块：
环境信息接收模块，用于从移动终端的归属地P-CSCF接收该移动终端原有的应用层会话业务环境信息；
承载建立模块，用于根据收到的应用层会话业务环境信息，通过已有的信令机制，在拜访地为该移动终端建立与原有应用层会话的业务环境对应的网络承载。
通过本实施方式的IMS应用层会话业务环境切换辅助系统，使得改变IP地址的移动终端不会中断正在进行的IMS多媒体流式会话，且在移动终端无需再次发起冗长的IMS会话请求流程的情况下，该移动终端所处新环境能快速自动建立其多媒体流式会话所需的业务需求环境，从而有效提升用户的IMS多媒体流式会话业务体验。
虽然通过参照本发明的某些优选实施方式，已经对本发明进行了图示和描述，但本领域的普通技术人员应该明白，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本发明的精神和范围。
Claims (19)
1.一种保持IP多媒体子系统IMS多媒体流式会话连续性的方法，其特征在于，包含以下步骤：
移动终端的归属地代理呼叫会话控制功能P-CSCF存储该移动终端IMS多媒体流式会话原有的应用层会话业务环境信息，并向跨层式家乡代理CLHA订阅移动终端应用层会话切换事件；
该移动终端在拜访地获取新的IP地址后，向所述CLHA发送网络层消息，告知所述CLHA该移动终端发生了应用层会话切换事件；
所述CLHA通过应用层消息向订阅该会话切换事件的归属地P-CSCF发送切换事件通知；
所述归属地P-CSCF收到该切换事件通知后，将其存储的该移动终端原有的应用层会话业务环境信息发送到该移动终端当前所在的拜访地P-CSCF；
所述拜访地P-CSCF根据收到的应用层会话业务环境信息，通过已有的信令机制在拜访地为该移动终端建立与原有应用层会话的业务环境对应的网络承载。
2.根据权利要求1所述的保持IMS多媒体流式会话连续性的方法，其特征在于，所述移动终端在拜访地获取新的IP地址后，向所述CLHA发送网络层消息，告知所述CLHA该移动终端发生了应用层会话切换事件的步骤中，
所述网络层消息为扩展的网络层MIP注册消息，该扩展的网络层MIP注册消息中至少包含：所述移动终端拜访地的P-CSCF地址、所述移动终端的IMS用户标识、所述移动终端归属地分配的IP地址、移动终端在拜访地获取的IP地址。
3.根据权利要求2所述的保持IMS多媒体流式会话连续性的方法，其特征在于，所述CLHA在收到来自所述移动终端的扩展的网络层MIP注册消息，并通过应用层消息向订阅该会话切换事件的归属地P-CSCF发送切换事件通知的步骤之后，还包含以下步骤：
所述CLHA向所述移动终端返回扩展的MIP注册响应消息；所述扩展的MIP注册响应消息包含指示CLHA成功接收所述扩展的MIP注册消息并向归属地P-CSCF发送切换事件通知的响应码。
4.根据权利要求1所述的保持IMS多媒体流式会话连续性的方法，其特征在于，所述CLHA通过应用层消息向订阅该会话切换事件的归属地P-CSCF发送切换事件通知的步骤中，
所述应用层消息为“SIP Notify”消息，该消息中至少包含拜访地P-CSCF地址、该移动终端的IMS用户标识及该移动终端在拜访地获取的新的IP地址；
所述归属地P-CSCF收到来自CLHA的“SIP Notify”消息后，根据其中的IMS用户标识将所存储的所述移动终端的原有应用层会话业务环境信息发送到该移动终端当前所在的拜访地P-CSCF。
5.根据权利要求1所述的保持IMS多媒体流式会话连续性的方法，其特征在于，所述归属地P-CSCF将其存储的该移动终端的原有应用层会话业务环境信息发送到该移动终端当前所在的拜访地P-CSCF的步骤中，
所述归属地P-CSCF将所述移动终端的原有应用层会话业务环境信息包含在应用层“SIP Message”消息中发送到该移动终端当前所在的拜访地P-CSCF，该原有应用层会话业务环境信息中，接收方IP地址从原有的归属地分配的IP地址变更为所述拜访地获取的新的IP地址。
6.根据权利要求1所述的保持IMS多媒体流式会话连续性的方法，其特征在于，所述P-CSCF存储的该移动终端原有的应用层会话业务环境信息至少包含：
所述移动终端首次发起IMS会话时会话双方最终协商的媒体流描述信息、媒体流对应的应用层服务质量QoS指标信息、以及移动终端IMS用户标识。
7.根据权利要求2所述的保持IMS多媒体流式会话连续性的方法，其特征在于，所述移动终端归属地P-CSCF向CLHA订阅移动终端应用层会话切换事件的步骤中，通过应用层“SIP Subscribe”消息向所述CLHA发起该移动终端应用层会话切换事件的订阅；
所述CLHA收到来自归属地P-CSCF对移动终端应用层会话切换事件的订阅后，在收到来自该移动终端的扩展的网络层MIP注册消息后向订阅该会话切换事件的归属地P-CSCF发送所述切换事件通知。
8.根据权利要求1所述的保持IMS多媒体流式会话连续性的方法，其特征在于，所述CLHA至少有一个端口处于移动终端归属地的子网。
9.一种CLHA，其特征在于，包含：
订阅接受模块，用于接收来自移动终端归属地P-CSCF的订阅移动终端应用层会话切换事件的消息；
切换事件接收模块，用于接收来自所述移动终端的表示发生了应用层会话切换事件的网络层消息；
切换事件通知模块，用于在所述切换事件接收模块收到所述表示发生了应用层会话切换事件的网络层消息后，通过应用层消息向所述订阅该会话切换事件的归属地P-CSCF发送切换事件通知。
10.根据权利要求9所述的CLHA，其特征在于，所述切换事件接收模块接收的表示发生了应用层会话切换事件的网络层消息为：扩展的网络层MIP注册消息；
该扩展的网络层MIP注册消息中至少包含：所述移动终端拜访地的P-CSCF地址、所述移动终端的IMS用户标识、所述移动终端归属地分配的IP地址、移动终端在拜访地获取的新的IP地址。
11.根据权利要求10所述的CLHA，其特征在于，还包含：
响应模块，用于在所述切换事件接收模块收到所述扩展的网络层MIP注册消息，且所述切换事件通知模块发送切换事件通知后，向所述移动终端返回扩展的MIP注册响应消息；
所述扩展的MIP注册响应消息包含指示CLHA成功接收所述扩展的MIP注册消息并向归属地P-CSCF发送切换事件通知的响应码。
12.根据权利要求9所述的CLHA，其特征在于，所述切换事件通知模块通知切换事件的应用层消息为“SIP Notify”消息，该消息中至少包含拜访地P-CSCF地址、该移动终端的IMS用户标识及该移动终端在拜访地获取的新的IP地址。
13.根据权利要求9所述的CLHA，其特征在于，该CLHA至少有一个端口处于所述移动终端归属地的子网。
14.一种归属地P-CSCF，其特征在于，包含：
存储模块，用于存储本归属域内移动终端IMS多媒体流式会话原有的应用层会话业务环境信息；
订阅模块，用于向CLHA订阅移动终端应用层会话切换事件；
通知接收模块，用于接收来自所述CLHA的切换事件通知；
环境信息转发模块，用于在所述通知接收模块收到来自所述CLHA的切换事件通知后，将存储模块中存储的该移动终端原有的应用层会话业务环境信息发送到该移动终端当前所在的拜访地P-CSCF，通过该拜访地P-CSCF在拜访地为该移动终端建立与所述原有应用层会话的业务环境对应的网络承载。
15.根据权利要求14所述的归属地P-CSCF，其特征在于，所述环境信息转发模块进一步包含以下子模块：
将所述移动终端的原有应用层会话业务环境信息包含在应用层“SIPMessage”消息中发送到该移动终端当前所在的拜访地P-CSCF的子模块；
该原有应用层会话业务环境信息中，接收方IP地址从原有的归属地分配的IP地址变更为所述拜访地获取的新的IP地址。
16.根据权利要求14所述的归属地P-CSCF，其特征在于，所述存储模块存储的移动终端原有的应用层会话业务环境信息至少包含：
所述移动终端首次发起IMS会话时会话双方最终协商的媒体流描述信息、媒体流对应的应用层QoS指标信息、以及移动终端IMS用户标识。
17.根据权利要求14所述的归属地P-CSCF，其特征在于，所述订阅模块进一步包含以下子模块：
通过应用层“SIP Subscribe”消息向所述CLHA订阅移动终端应用层会话切换事件的子模块。
18.一种拜访地P-CSCF，其特征在于，包含：
环境信息接收模块，用于从移动终端的归属地P-CSCF接收该移动终端原有的应用层会话业务环境信息；
承载建立模块，用于根据收到的应用层会话业务环境信息，通过已有的信令机制，在拜访地为该移动终端建立与原有应用层会话的业务环境对应的网络承载。
19.一种IMS应用层会话业务环境切换辅助系统，其特征在于，包含：
权利要求9至13中任意一项所述的CLHA、权利要求14至17中任意一项所述的归属地P-CSCF、和所述权利要求18所述的拜访地P-CSCF。
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