CN103250388B - 用于跨网络和在网络之间的业务路由的方法和装置 - Google Patents

Abstract

一种通过IP多媒体子系统IMS网络或从IMS网络中路由信令平面业务的方法。该方法包括在存储在IMS网络的订户数据库中的用户简档数据内维持路由信息，路由信息定义用于与用户简档数据关联的用户的信令平面路由简档。在所述用户向IMS网络注册时或在所述用户向IMS网络注册之后，所述路由信息从订户数据库传递到IMS网络的呼叫会话控制功能CSCF。然后方法包括在CSCF处处理所述用户的会话初始化协议SIP请求，包含将所述路由信息添加到请求中并且将SIP请求转发到下一跳节点，以及在所述下一跳节点或另外的下游节点处，依据包含在SIP请求内的路由信息而作出用于SIP请求或相关信令的路由决定。

Description

用于跨网络和在网络之间的业务路由的方法和装置

技术领域

本发明涉及用于跨网络和在网络之间路由业务的方法和装置。更特别地，它涉及跨IP多媒体子系统（IMS）网络和/或经由互连网关功能从IMS网络到外部网络来路由信令业务。

背景技术

IP多媒体（IPMM）服务在相同会话内提供语音、视频、发消息、数据等的动态组合。通过增长有可能组合的基本应用和媒体的数量，提供给最终用户的服务的数量将增长，并且将丰富人际通信体验。这将带来新一代个性化的、丰富的多媒体通信服务（包含所谓的“组合IP多媒体”服务）。

IP多媒体子系统（IMS）是由第三代合作伙伴计划（3GPP）定义的用于在移动通信网络上提供IP多媒体服务的技术。IMS提供关键特征来通过服务的整合和交互而丰富终端用户人到人的通信体验。IMS允许在基于IP的网络上的新的丰富的人到人（客户端到客户端）以及人到内容（客户端到服务器）通信。IMS使用会话初始化协议（SIP）来建立并且控制用户终端（或用户终端与应用服务器）之间的呼叫或会话。由SIP信令所携带的会话描述协议（SDP）用于描述并且协商会话的媒体成分。尽管SIP被创建为用户到用户协议，但IMS允许操作员和服务提供商控制用户接入服务并且因此向用户收费。其它协议用于媒体传送和控制，例如实时传输协议和实时传输控制协议（RTP/RTCP）。

在IMS网络内，呼叫会话控制功能（CSCF）执行信令的处理和路由。CSCF使用SIP/SDP协议组来处理IP多媒体会话的会话建立、修改和释放。3GPPTS23.228描述了逻辑节点P-CSCF、I-CSCF、S-CSCF、E-CSCF和BGCF。S-CSCF符合3GPPTS24.229并且执行用户设备（UE）的会话控制服务。它维持会话状态来支持服务，并且执行下文的功能：

在注册时，它根据[RFC3261]起到注册器的作用；

它通报订户关于注册改变；

它提供注册用户的会话的会话控制；

它处理SIP请求，并且在内部服务这些或将它们继续转发到另外的节点；以及

它与IMS应用服务器交互。

S-CSCF根据3GPP路由过程来执行SIP路由。对于入站SIP业务，S-CSCF将路由会话到那个P-CSCF，在用户注册期间存储该P-CSCF的地址。对于出站SIP业务，S-CSCF询问DNS/ENUM来确定应该如何路由呼叫。S-CSCF与归属订户服务器（HSS）交互来获取订户数据并且使用DIAMETER消息来交换认证信息。

IMS允许IMS订户向非IMS用户（包含连接到传统的电话网络的用户）发起会话。还可将地址（例如，电话号码）分配给IMS订户来允许经由外部网络对这些订户作出呼入。这将引起新的多媒体服务的增加的使用以及因此操作员的更高收入。IMS网络内的出口网关控制功能（BGCF）用于选择外出网关（通过识别SIPURI并且将那个URI分解成IP地址），通过该网关来路由投递到“外部”目的地地址的SIP请求。在3GPPTS23.228和TS24.22中规定BGCF。由BGCF选择的外出网关可以是媒体网关控制功能（MGCF），它控制位于媒体平面中的一个或多个媒体网关。图1示意性地图示包含BGCF的网络的一部分。例如，BGCF处的路由是基于呼叫方号码、被叫方号码以及BGCF中的可配置信息。此外，如果CSCF将这些其它参数转发到BGCF，则外部路由的选择还可取决于路由号和/或载波识别码（CIC）、或取决于其它参数。

BGCF可以与CSCF搭配并且当在ENUM数据库中没有目的地电话号码的条目并且不可能以其它方式找到用于电话号码的IP地址时从始发S-CSCF内部调用（或经由外部接口）。当对HSS的位置查询失败时，也从终止I-CSCF内部调用BGCF。当目标是电话号码时，也从E-CSCF内部调用BGCF。

IMS标准还定义了互连边界控制功能（IBCF）。IBCF用作与其它外部网络通信的网关。IBCF处理用于SIP信令接口的边界控制、拓扑隐藏和与非IMS网络的互相配合。典型的功能是NAT和防火墙功能。在实践中IBCF是专用于NNI（网络到网络接口）的会话边界控制器。

根据现存的和目前提议的IMS架构，没有简单的方式来配置BGCF或IBCF以执行用于具体用户的不同路由行为。如果具体用户体验到差质量的服务并且呼叫网络操作员来抱怨，则对于操作员没有简单的方式来在路由功能中控制此具体用户的行为。路由表是大的和复杂的并且操作员可能不愿意为了一个个别用户而修改这些路由表。在IMS信令平面内，根据在信令节点（例如，CSCF）中安装的阻挡规则而类似地实现SIP信令的路由。存在着有限的灵活性来在每个用户的基础上实现路由过程。

发明内容

根据本发明的第一方面，提供一种通过IP多媒体子系统IMS网络或从IP多媒体子系统网络中路由信令平面业务的方法。该方法包括在IMS网络的订户数据库内为用户配置路由简档的列表，每个路由简档控制用于该用户的不同类型的信令平面路由行为；。在所述用户向IMS网络注册时或在所述用户向IMS网络注册之后，所述路由简档从订户数据库传递到IMS网络的呼叫会话控制功能CSCF。然后该方法包括在CSCF处处理所述用户的会话初始化协议SIP请求，包含将所述路由简档添加到请求中并且将SIP请求转发到下一跳节点，并且，在所述下一跳节点或在另外的下游节点处，依据包含在SIP请求内的路由简档而作出SIP请求或相关信令的路由决定。

本发明的至少一些实施例向IMS网络操作员提供灵活性来在每个用户的基础上实现路由。例如，如果特定用户正在经历差的服务，则操作员能够只通过在HSS或其它订户数据库中更新订户数据而解决此问题。

根据本发明的第二方面，提供一种装置，配置为作为IP多媒体子系统IMS网络内的呼叫会话控制功能CSCF而操作。该装置包括：接口单元，用于从IMS网络的归属订户服务器接收给定用户的用户简档数据，该用户简档数据包含多个路由简档，每个简档控制用于所述用户的不同类型的信令平面路由行为；以及SIP请求处理机，用于在与所述用户关联的SIP请求中包含所述多个路由简档并且用于将SIP请求转发到下一跳节点。

根据本发明的第三方面，提供一种装置，配置为作为IP多媒体子系统IMS网络的互连控制功能而操作，在信令平面处经由多个链路将IMS网络互连到多个外部网络。装置包括：存储器，用于包含目的地地址与到外部网络的链路之间的映射，这些映射包含所述目的地地址中的至少一些的多个可能的链路；以及接收单元，用于从所述IMS网络内的上游节点接收SIP请求。装置还包括：路由器，用于在所述链路中的一个上向下游转发与所述SIP请求关联的信令；以及路由器控制器，用于检查所接收的SIP请求来识别目的地地址和多个路由简档，每个简档控制用于用户的不同类型的信令平面路由行为。路由器控制器还使用目的地地址和路由简档来作为到所述存储器的查找以确定转发链路，并且控制所述路由器经由所确定的转发链路来转发所述信令。

附图说明

图1示意性地图示在IMS网络内以及耦合到IMS网络的各种节点；

图2图示与用户IMS注册关联的涉及从HSS到S-CSCF的用户路由简档的传递的信令；

图3示出根据第一场景与在路由功能处的SIP请求的处理关联的信令；

图4示出根据第二场景与在路由功能处的SIP请求的处理关联的信令；

图5示出根据第三场景与在路由功能处的SIP请求的处理关联的信令；

图6是图示与在IMS中的灵活的基于用户的路由过程的实现关联的高层步骤的流程图；

图7示意性地图示实现S-CSCF的装置；

图8示意性地图示实现互连功能的装置；以及

图9示意性地图示实现路由功能的装置。

具体实施方式

如以上所描述的，在IP多媒体子系统（IMS）网络内需要灵活的基于用户的路由过程。此处通过提出在归属订户服务器（HSS）或其它订户数据库（例如，演进型HSS）内配置的基于用户的路由简档的实现来解决此需要。这可以是以灵活的方式使用的用户简档的列表，其中列表中的每个条目控制不同种类的路由行为。在订户注册时用户简档的列表可以在CX/DX接口上被下载到所选择的S-CSCF，并且和当前所提供的用户数据（例如，IFC）一起由所选择的S-CSCF存储。例如，用户路由简档可以在用户简档的XML部分中携带或作为SAA消息中的单独的新的属性值对（AVP）携带。

图2示出在IMS订户注册时发生的信令，其中订户通过将SIPREGISTER请求发送到IMS网络来发起注册过程。在图示的示例中，将用户路由简档提供到S-CSCF来作为由HSS发送的SAA消息中的单独的AVP。

当从注册IMS订户作出呼叫时，SIP请求（例如，SIPINVITE）将从订户的UE发送到S-CSCF。当处理请求时，S-CSCF将添加所存储的路由简档到SIP请求。这可以通过将携带路由简档的新的SIP报头添加到SIP消息中或通过将这些路由简档包含在现存的SIP报头或请求URI中来完成。S-CSCF内的路由功能可以基于这些路由简档而作出路由决定。在任何情况下，随后接收所转发的SIP请求的上游路由功能（例如，CSCF、IBCF、BGCF）可以使用所包含的路由简档来作出其自己的路由决定。例如，此添加信息内的不同简档可适用于IMS网络内的不同路由功能，或可响应于不同情况来定义行为。

以示例的方式，现在将考虑上述机制的两个特定用例。两个用例都涉及当突发到MGC/PSTN的呼叫时路由功能中的不同路由行为的控制。然而这些用例只是说明性的，并且其它用例对于本领域技术人员将是明显的。

用例1：

网络操作员希望在互连或对等或载波网络上存在拥塞情况时改进涉及互连业务的呼叫的连接成功率。此问题的当前解决方案涉及所谓的“遇忙返回”路由。遇忙返回涉及当响应于在以前所选择的路由上发送的消息而接收到指示拥塞（或信令失效的一些其它原因）的SIP错误响应时，选择并且尝试备选路由。

当执行基于数字的路由时，IMS网络操作员可以有可能配置遇忙返回路由并且通过配置路由功能内的表来规定哪些错误响应将触发遇忙返回。这些表通常基于典型的数字分析（例如，每个国家或国际拨号前缀），其意味着遇忙返回应用于用户组级别而不是在每个用户级别上。

此处提出为路由功能提供对应于相应不同订户简档的不同路由表。在给定表内，为不同SIP错误响应码规定路由。当接收到SIP错误响应码时，路由功能将通过分析所接收的SIP请求的内容（例如，查找消息报头来识别为订户所定义的简档）来选择正确的路由表，并且然后在表中查找错误响应码来识别备选路由（或处理请求的其它过程，例如丢弃呼叫）。因此可以取决于订户而不同地触发遇忙返回重新路由。

图3图示与此过程关联的信令，其中将SIP请求经由P-CSCF、I-CSCF以及S-CSCF中的一个或多个而转发到路由功能。在此示例中，路由功能最初尝试将请求路由到第一MGC1，但作为响应接收到SIP错误响应（码402）。基于包含在SIP请求中的用户路由简档，路由功能识别适当的路由表并且查找402码。这规定了现在应该将SIP请求转发到MGC2。再次，返回错误响应，这次具有532码。再次，路由功能使用此码来查找所识别的表，并且确定现在应该将该请求转发到MGC3。这次，成功地递送请求并且将SIP200OK返回到路由功能，并且继续转发到订户UE。

图4图示与备选场景关联的信令，即其中MGC2返回错误响应码536。在此情况下，为订户选择的路由表没有用于错误码536的条目。因此路由功能不作出另外的尝试来重新路由SIP请求，而是将错误响应返回到订户。

用例2：

现在考虑在路由功能（例如，出口网关控制功能（BGCF））处执行的互连路由，如何以及在哪里路由呼叫的当前选择基于广泛类别，例如呼叫方域、呼叫方号码、被叫方号码、媒体类型、以及路由功能（例如，BGCF）中的可配置信息。这些类别不允许完全独特的用户（例如，每个公用用户ID）为中心的路由。为了在BGCF处确定是否应将电话号码范围中的独特的用户路由到不同目的地，BGCF需要一些附加的信息。例如，这样的信息会允许BGCF将具体用户的呼叫总是路由到具有可用的容量或具有（可用的路径中的）最短路径的路径。

利用此处所描述的方式，当选择哪个路由表来选择何时执行外部网络选择时，BGCF能够使用在SIP请求中所接收的基于用户的路由简档来作为标识符以分类订户。例如，BGCF能够选择用于订户的适当的路由表（溢价、商业、基础）来确保订户接收到适合他的订购级别的服务。不同路由表可提供具有到目的地的不同跳数的路由、不同地理路由（例如，基于安全准则）、不同带宽载波、不同网络技术（例如，IP或POTS）等。在图5中图示与此SIP请求处理过程关联的信令，其中路由功能（例如，BGCF）基于包含在SIP请求中的用户具体路由信息而在三个路由表（#1、#2、以及#3）中选择一个。SIP请求被转发到适合路由决定的MGC。

图6是图示在IMS网络内和从IMS网络中实现基于用户的路由的过程的流程图。过程开始于步骤100，并且在步骤200处发起维持订户数据库中的每个订户路由简档的进行中的过程。典型地，当订户首先供应在HSS中时，将初始用户简档安装在HSS中。当然，此数据可以随时改变，例如响应于订户升级他或她的订购。

在步骤300处，订户向IMS网络注册。这可发生在订户开启他或她的UE时。所分配的S-CSCF从包含所记录的路由简档的订户数据库下载订户数据。在订户的IMS注册期间，将这些订户数据存储在HSS中。在步骤400处，S-CSCF从订户的UE接收SIP请求（例如，SIPINVITE）。在步骤500处，S-CSCF从存储器接收订户的路由简档并且将这些路由简档添加到SIP请求中。在步骤600处，根据某个预定义的路由选择准则而将修改的SIP请求转发到下一跳节点。

在步骤700处，由IMS网络中的下一跳节点或某个另外的下游节点来接收SIP请求。此接收节点基于包含在SIP请求中的路由简档和其它事物而作出路由决定或重新路由决定。

图7示意性地图示可以在上述过程中使用的S-CSCF。S-CSCF1包括接口单元2，该接口单元2能够与包含订户数据的HSS通信。接口单元2能够请求和接收包含用户路由简档的订户数据。由接口单元2所接收的用户路由信息被存储在存储器3中。SIP请求处理机负责接收和转发SIP请求。处理机配置为将用户路由简档信息包含到SIP请求中，并且可选地基于那个信息来路由请求。

图8示意性地图示互连控制功能节点10（例如，BGCF）。节点10包含存储器11，该存储器11包含目的地地址与到外部网络（例如，PSTN、POTS等）的链路之间的映射，这些映射包含所述目的地地址中的至少一些的多个可能的链路。接收单元12配置为从所述IMS网络内的上游节点接收SIP请求，同时提供路由器13用于在外出链路中的一个上向下游转发SIP请求。提供路由器控制器14用于检查所接收的SIP请求来识别目的地地址和用户具体路由信息两者，该用户具体路由信息定义用户的信令平面路由简档，用于使用目的地地址和用户具体路由信息作为到所述存储器的查找以确定转发链路，并且用于控制所述路由器经由所确定的转发链路来转发SIP请求。

图9示意性地图示实现SIP请求的路由功能的节点20。节点包括：第一接收单元21，用于从所述上游IMS节点接收SIP请求；以及路由器22，用于将SIP请求转发到第一下游IMS节点。提供第二接收单元23用于接收报告在到那个第一下游节点的路由处或在其中的失效的错误响应。另外提供路由器控制器24用于通过识别包含在SIP请求内的路由信息而对所述错误响应的接收作出反应，用于基于那个信息而选择备选的第二下游IMS节点，以及用于控制路由器22将所述SIP请求转发到所述第二下游节点。

本领域技术人员将意识到可以对以上描述的实施例作出各种修改而不背离本发明的范围。

Claims (17)

1.一种通过IP多媒体子系统IMS网络或从IMS网络中路由信令平面业务的方法，所述方法包括：

在所述IMS网络的订户数据库内为用户配置路由简档的列表，每个路由简档控制用于所述用户的不同类型的信令平面路由行为；

在所述用户向所述IMS网络注册时或在所述用户向所述IMS网络注册之后，将所述用户的所述路由简档从所述订户数据库传递到所述IMS网络的呼叫会话控制功能CSCF；

在所述CSCF处处理所述用户的会话初始化协议SIP请求，包含将所述路由简档添加到所述请求中以及将所述SIP请求转发到下一跳节点；以及

在所述下一跳节点或在另外的下游节点处，依据包含在所述SIP请求内的所述路由简档而作出用于所述SIP请求或相关信令的路由决定。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述CSCF是服务CSCFS-CSCF，所述用户被分配到所述S-CSCF。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述CSCF自身依据所述路由简档而作出用于所述SIP请求的路由决定。

4.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述路由简档被传递到XML文档内的所述CSCF或作为单独的属性值对AVP。

5.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述CSCF通过将所述路由简档包含在所述SIP请求的SIP报头或请求统一资源标识符URI中而将所述路由简档包含到所述SIP请求中。

6.根据权利要求1或2所述的方法，并且包括：在所述下一跳节点或另外的下游节点处，响应于接着转发所述SIP请求的尝试的在那个节点处所接收的SIP错误响应而作出所述路由决定。

7.根据权利要求6所述的方法，其中所述路由决定是用于经由备选路由转发所述SIP请求的决定。

8.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述下一跳节点或另外的下游节点是将所述IMS网络互连到多个外部网络的出口网关控制功能。

9.根据权利要求8所述的方法，其中所述路由决定是所述外部网络中的一个网络的选择，其中将所述相关信令发送到所述外部网络中的所述网络，或到给定网络的链路的选择。

10.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述订户数据库由归属订户服务器HSS提供。

11.一种配置为作为IP多媒体子系统IMS网络内的呼叫会话控制功能CSCF而操作的装置，所述装置包括：

接口单元，用于从所述IMS网络的归属订户服务器接收给定用户的用户简档数据，所述用户简档数据包含多个路由简档，每个简档控制用于所述用户的不同类型的信令平面路由行为；以及

SIP请求处理机，用于在与所述用户关联的SIP请求中包含所述多个路由简档并且用于将所述SIP请求转发到下一跳节点。

12.根据权利要求11所述的装置，所述SIP请求处理机安排为将所述多个路由简档包含在所述SIP请求的SIP报头或请求统一资源标识符URI中。

13.根据权利要求12所述的装置，所述SIP请求处理机安排为取决于所述多个路由简档而向下游路由所述SIP请求。

14.一种配置为作为IP多媒体子系统IMS网络的互连控制功能而操作的装置，在信令平面处经由多个链路将所述IMS网络互连到多个外部网络，所述装置包括：

存储器，用于包含目的地地址与到所述外部网络的链路之间的映射，所述映射包含所述目的地地址中的至少一些的多个可能的链路；

接收单元，用于从所述IMS网络内的上游节点接收SIP请求；

路由器，用于在所述链路中的一个上向下游转发与所述SIP请求关联的信令；以及

路由器控制器，用于检查所接收的SIP请求来识别目的地地址和多个路由简档，每个简档控制用于用户的不同类型的信令平面路由行为，用于使用所述目的地地址和所述路由简档作为到所述存储器的查找来确定转发链路，以及用于控制所述路由器经由所确定的转发链路来转发所述信令。

15.根据权利要求14所述的装置，其中所述存储器配置为包含所述映射作为多个路由表，并且所述路由简档起到要使用的具体路由表的标识符的作用来确定转发链路。

16.根据权利要求15所述的装置，其中所述路由表每个与以下中的一个或多个关联：不同服务质量、到目的地的跳的不同数量或范围、不同地理路由、不同带宽载波、以及不同网络类型。

17.根据权利要求14到16中的任一项所述的装置，其中所述互连控制功能是出口网关控制功能BGCF和互连边界控制功能IBCF中的一个。