CN104010290A - 基于用户信息的ims应用服务器选择系统及选择方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种基于用户信息的IMS应用服务器选择系统及选择方法，选择方法包括以下步骤：S10、RS接收UE发送的具体业务功能的请求，解析请求数据包，分析其中的字段，提取出UE的地理位置信息和终端能力信息；S20、RS分析UE的地理位置信息，确定该UE所在的IMS网络；S30、RS分析UE的终端能力信息，确定能为该UE提供相应带宽能力的候选AS；S40、RS综合查找该IMS网络中用于实现具体业务功能的候选AS，并根据候选AS的状态确定最佳的AS；S50、RS将该UE的服务请求重定向给该最佳AS。本发明通过在UE和AS之间设置用户请求重定向服务器，该用户请求重定向服务器能够为UE选择最佳应用服务器，从而有效提高了用户体验，同时能够提高服务端资源的利用率。

Description

基于用户信息的IMS应用服务器选择系统及选择方法

技术领域

本发明属于移动互联网内容分发技术领域，具体来说是一种基于用户信息的IMS应用服务器选择系统及选择方法。

背景技术

近年来，随着移动互联网的高速发展，应用于移动UE(User Equipment，用户设备)端的基于IP的多媒体通信应用被越来越多的用户所接受。这些应用包括视频点播、视频会议、视频文化娱乐、VoIP(Voice over Internet Protocol)、即时消息、交互式在线游戏、无线一键通等。提供这些多媒体业务所面临的一个最大的挑战是当异构无线网络中的大量用户同时访问时，如何保证良好的用户体验，同时能够提高服务端资源的利用率。

IMS(IP多媒体子系统，IP Multimedia Subsystem)是一个基于IP网提供多媒体业务的网络体系架构。IMS最初在3GPP(第三代合作伙伴计划)R5标准中给出了一种基于GPRS(General Packet Radio Service，通用分组无线服务)来实现IP多媒体业务的方法。在这个版本的基础上，3GPP，3GPP2以及TISPAN(Telecommunications and Internet Converged Services and Protocols forAdvanced Networking，电信和互联网融合业务及高级网络协议)进行了进一步的更新，以支持GPRS之外的，诸如WLAN,CDMA2000等其他接入网络。从目前来看，IMS是一种独立于接入网技术的，为异构接入用户提供相同标准等级服务的服务系统。

IMS的网络架构图如附图1所示，P/I/S-CSCF(CSCF，Call Session ControlFunction)为呼叫状况控制功能实体，用于提供IMS网络中用户代理、会话控制、路由、业务的触发以及不同IMS域间互通等相关功能，CSCF分为三种类型：代理CSCF(P-CSCF，Proxy-Call Session Control Function)、查询CSCF(I-CSCF，Interrogating-Call Session Control Function)和服务CSCF(S-CSCF，Serving-Call Session Control Function)；HSS(Home Subscriber Server，归属用户服务器)是支持用于处理调用/话的IMS网络实体的主要用户数据库,它包含用户配置文件，执行用户的身份验证和授权；GW包括BGCF(BreakoutGateway Control Function，出口网关控制功能)、MGCF(媒体网关控制功能)、IM-MGW(IP Multimedia Media Gateway，IP多媒体网关)等提供了对各种接入方式的支持；MRF为媒体资源功能，用于对媒体资源的分配、控制及其处理；AS(ApplicationServer，应用服务器)包括SIP-AS、OSA-SCS和IM-SSF，提供了各种应用程序服务的功能。

尽管IMS有众多的优点，但是现有的IMS服务体系仍有不足。目前当UE接入到IMS系统时，系统并未考虑到UE的相关信息，而直接将用户请求重定向到UE归属网络。因此，在漫游情况下，用户请求会被定向到远离用户的归属网络中的应用服务器，而不会就近选择拜访网络中的应用服务器。对于实时多媒体应用而言，长距离的数据传输将会严重影响用户体验，增加网络开销。同时，由于UE能力以及接入网络的异构性，不同UE所对应的带宽容量也不相同，因此为不同UE选择适合于其带宽容量的应用服务器有利于提高服务端资源的利用率。

发明内容

针对上述缺陷和问题，有鉴于此，本发明的目的在于提供一种基于用户信息的IMS应用服务器选择方法，以将UE请求重定向到最佳应用服务器，有效地提高服务质量，改善用户体验，同时降低网络开销，提高服务端资源利用率。

为了达到上述目的，本发明实施提供如下技术方案：一种基于用户信息的IMS应用服务器选择方法，包括以下步骤：S10、RS接收UE发送的具体业务功能的请求，解析请求数据包，分析其中的字段，提取出UE的地理位置信息和终端能力信息，所述RS为用户请求重定向服务器，UE为用户终端，所述终端能力信息包括UE的CPU频率、内存大小和接入带宽大小；S20、RS分析UE的地理位置信息，确定该UE所在的IMS网络；S30、RS分析UE的终端能力信息，确定能为该UE提供相应带宽能力的候选AS，所述AS为应用服务器；S40、RS综合查找该IMS网络中用于实现具体业务功能的候选AS，并根据候选AS的状态确定最佳的AS，所述最佳AS的选择过程同时考虑了UE的地理位置、带宽容量以及AS的负载；S50、RS将该UE的服务请求重定向给该最佳AS。

进一步的技术方案，所述RS包括用于接收UE请求的接收模块和用于选择最佳AS的处理模块。

进一步的技术方案，在步骤S10中，所述具体业务功能包括：视频点播、视频会议、视频文化娱乐、VoIP、即时消息、交互式在线游戏和无线一键通。

进一步的技术方案，在步骤S10中，所述地理位置信息通过UE的GPS模块获取，或者通过基站定位的方式获取。

进一步的技术方案，在步骤S30中，为了让处于某一IMS网络中的UE能够就近访问这一IMS网络中的AS，所述候选AS被部署在不同的IMS网络中。

进一步的技术方案，所述候选AS由不同的IMS网络运营商之间合作部署，或者由第三方服务提供商和不同的IMS网络运行商之间合作部署。

进一步的技术方案，在步骤S40中，所述AS的状态包括CPU使用率、内存使用率和网络带宽使用率。

进一步的技术方案，在步骤S40中，所述候选AS向RS主动汇报自身的状态信息，候选AS可以按照一定的时间周期汇报，也可以在事先设定好的固定时间点汇报。

进一步的技术方案，所述UE为符合IMS网络中定义和接入要求的终端，或者由具备IMS网络接入要求的网关设备接入的机顶盒或者PC机。

本发明还提供了一种基于用户信息的IMS应用服务器选择系统，包括：

IMS核心网，用来实现会话控制，路由和业务触发功能，所述IMS核心网包括：代理呼叫会话控制功能网元P-CSCF、服务呼叫会话控制功能网元S-CSCF和查询呼叫会话控制功能网元I-CSCF；

应用服务器AS，用于实现为UE提供IP多媒体服务；

归属用户服务器HSS，用于处理调用/会话的IMS网络实体的主要用户数据库；

用户请求重定向服务器RS，用于将用户请求重定向到最佳应用服务器AS，所述用户请求重定向服务器RS分别与应用服务器AS、IMS核心网和归属用户服务器HSS直接通信；

用户终端UE，与IMS核心网通信。

本发明的基于移动用户位置信息的IMS应用服务器选择分发方法和系统，克服现有技术的不足，通过在UE和AS之间设置用户请求重定向服务器，该用户请求重定向服务器能够为UE选择最佳应用服务器，从而有效提高了用户体验，同时能够提高服务端资源的利用率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术的IMS网络体系结构图；

图2为本发明基于用户信息的IMS应用服务器选择方法实施例的网络构架图；

图3为本发明基于用户信息的IMS应用服务器选择方法实施例的AS状态汇报流程图；

图4为本发明基于用户信息的IMS应用服务器选择方法实施例的应用服务器选择流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明的附图，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明公开了一种基于用户信息的IMS应用服务器选择方法，包括以下步骤：

S10、RS接收UE发送的具体业务功能的请求，解析请求数据包，分析其中的字段，提取出UE的地理位置信息和终端能力信息，具体业务功能包括：视频点播、视频会议、视频文化娱乐、VoIP、即时消息、交互式在线游戏和无线一键通，RS为用户请求重定向服务器，UE为用户终端，地理位置信息通过UE的GPS模块获取，或者通过基站定位的方式获取，终端能力信息包括UE的CPU频率、内存大小和接入带宽大小；

S20、RS分析UE的地理位置信息，确定该UE所在的IMS网络；

S30、RS分析UE的终端能力信息，确定能为该UE提供相应带宽能力的候选AS，AS为应用服务器；

S40、RS综合查找该IMS网络中用于实现具体业务功能的候选AS，并根据候选AS的状态确定最佳的AS，AS的状态包括CPU使用率、内存使用率和网络带宽使用率，最佳AS的选择过程同时考虑了UE的地理位置、带宽容量以及AS的负载。

S50、RS将该UE的服务请求重定向给该最佳AS。

RS包括用于接收UE请求的接收模块和用于选择最佳AS的处理模块。

在步骤S30中，为了让处于某一IMS网络中的UE能够就近访问这一IMS网络中的AS，候选AS被部署在不同的IMS网络中。候选AS由不同的IMS网络运营商之间合作部署，或者由第三方服务提供商和不同的IMS网络运行商之间合作部署。

在步骤S40中，候选AS向RS主动汇报自身的状态信息，候选AS可以按照一定的时间周期汇报，也可以在事先设定好的固定时间点汇报。

UE为符合IMS网络中定义和接入要求的终端，或者由具备IMS网络接入要求的网关设备接入的机顶盒或者PC机。

本发明还提供了一种基于用户信息的IMS应用服务器选择系统，包括：

IMS核心网，用来实现会话控制，路由和业务触发功能，所述IMS核心网包括：代理呼叫会话控制功能网元P-CSCF、服务呼叫会话控制功能网元S-CSCF和查询呼叫会话控制功能网元I-CSCF；

应用服务器AS，用于实现为UE提供IP多媒体服务；

归属用户服务器HSS，用于处理调用/会话的IMS网络实体的主要用户数据库；

用户请求重定向服务器RS，用于将用户请求重定向到最佳应用服务器AS，所述用户请求重定向服务器RS分别与应用服务器AS、IMS核心网和归属用户服务器HSS直接通信；

用户终端UE，与IMS核心网通信。

本发明公开的基于IMS的负载均衡系统的网络架构图如附图2所示。

200是本发明的典型场景。该场景包括一个UE 202，接入网络204，两个IMS网络206和228以及一个DNS 250。IMS网络206由IMS核心网208，HSS 218，AS0 222，AS1 224，AS2 226以及RS 220组成，其中IMS核心网208包含P-CSCF210，I-CSCF 212以及S-CSCF2 216、S-CSCF1 214；IMS网络228由IMS核心网230，HSS 240，AS0 224，AS1 226，AS2 228以及RS 242组成，其中IMS核心网208包含P-CSCF 232，I-CSCF 234以及S-CSCF1 236、S-CSCF2 238。RS220可以直接与AS 222、224和226通信，也可以直接与S-CSCF 214、216以及HSS218通信；RS 242可以直接与AS 224、226和228通信，也可以直接与S-CSCF 236、238以及HSS 240通信。IMS通信网络200还可以包含其他的实体，不过为了简单起见，我们在附图2中没有画出来。

附图2中的实线表示IMS网络中的标准接口，例如UE与P-CSCF之间使用的是标准的Gm接口。

在附图2中，RS 220、242可以用过IMS网络运营商或者第三方服务提供商定义的私有协议，或者现有的标准协议直接与AS、HSS以及S-CSCF相连。

实施例一

图3为本发明基于用户信息的IMS应用服务器选择分发方法实施例的AS信息更新流程图，如图3所示，该信息更新流程可以包括以下步骤：

s1：AS向RS主动汇报自身的状态信息，包括CPU使用率，内存使用率，网络带宽使用率等等。AS可以按照一定的时间周期汇报，也可以在事先设定好的固定时间点汇报。

s2：RS 220和RS 242相互共享搜集到的AS的状态信息。

实施例二

实施范例UE数据获取流程图如附图4所示：

s1：UE 202通过DNS发现过程获取接入P-CSCF的IP地址；

s2：UE 202根据从外部(EPG，或者Portal)获取的应用服务的URI(用户资源标识)向归属IMS网络228发起应用服务的请求。该请求途经拜访网络的IMS Core 208路由到归属网络的IMS Core 230，然后被转发到归属网络的RS 242；

s3：归属网络的RS 242从应用服务请求数据包中提取出用户地理位置信息和终端能力信息，为其查找该网络中用于实现具体业务功能的最佳应用服务器AS(在本范例中为AS2 226)的SIP-URI；

s4：归属网络的RS 242将该AS2 226的SIP-URI封装到数据包中响应用户请求。该响应途经归属网络的IMS Core 230路由到拜访网络的IMS Core 208，然后被转发给UE 202。

s5：UE 202携带最佳应用服务器AS的SIP URI(用户资源标识)向他所处在的拜访网络中的AS2226发起应用服务的请求。该请求途经拜访网络的IMSCore 208路由到归属网络的IMS Core 230，然后又路由回到拜访网络中的IMSCore 208，最终被转发到拜访网络中的AS2 226；

s6：AS2 226根据漫游UE的请求，为他进行资源分配和处理，具体包括资源预留，确定传输协议，分配传输所需端口号等等。

s7：AS 226将s6中操作的结果(传输协议类型，端口号等等)通过XML信息或者SDP描述等方式附加到响应消息中，并发送给UE 202。该响应途经拜访网络的IMS Core 208路由到归属网络的IMS Core 230，然后又路由回到拜访网络中的IMS Core 208，最终被转发到漫游UE 202；

s8：UE 202和拜访网络中的AS2 226建立流媒体传输通道，进行直播流媒体传输。

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所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种基于用户信息的IMS应用服务器选择方法，其特征在于，包括以下步骤：

S10、RS接收UE发送的具体业务功能的请求，解析请求数据包，分析其中的字段，提取出UE的地理位置信息和终端能力信息，所述RS为用户请求重定向服务器，UE为用户终端，所述终端能力信息包括UE的CPU频率、内存大小和接入带宽大小；

S20、RS分析UE的地理位置信息，确定该UE所在的IMS网络；

S30、RS分析UE的终端能力信息，确定能为该UE提供相应带宽能力的候选AS，所述AS为应用服务器；

S40、RS综合查找该IMS网络中用于实现具体业务功能的候选AS，并根据候选AS的状态确定最佳的AS，所述最佳AS的选择过程同时考虑了UE的地理位置、带宽容量以及AS的负载；

S50、RS将该UE的服务请求重定向给该最佳AS。

2.根据权利要求1所述的一种基于用户信息的IMS应用服务器选择方法，其特征在于：所述RS包括用于接收UE请求的接收模块和用于选择最佳AS的处理模块。

3.根据权利要求1所述的一种基于用户信息的IMS应用服务器选择方法，其特征在于：在步骤S10中，所述具体业务功能包括：视频点播、视频会议、视频文化娱乐、VoIP、即时消息、交互式在线游戏和无线一键通。

4.根据权利要求1所述的一种基于用户信息的IMS应用服务器选择方法，其特征在于：在步骤S10中，所述地理位置信息通过UE的GPS模块获取，或者通过基站定位的方式获取。

5.根据权利要求1所述的一种基于用户信息的IMS应用服务器选择方法，其特征在于：在步骤S30中，为了让处于某一IMS网络中的UE能够就近访问这一IMS网络中的AS，所述候选AS被部署在不同的IMS网络中。

6.根据权利要求5所述的一种基于用户信息的IMS应用服务器选择方法，其特征在于：所述候选AS由不同的IMS网络运营商之间合作部署，或者由第三方服务提供商和不同的IMS网络运行商之间合作部署。

7.根据权利要求1所述的一种基于用户信息的IMS应用服务器选择方法，其特征在于：在步骤S40中，所述AS的状态包括CPU使用率、内存使用率和网络带宽使用率。

8.根据权利要求1所述的一种基于用户信息的IMS应用服务器选择方法，其特征在于：在步骤S40中，所述候选AS向RS主动汇报自身的状态信息，候选AS可以按照一定的时间周期汇报，也可以在事先设定好的固定时间点汇报。

9.根据权利要求1所述的一种基于用户信息的IMS应用服务器选择方法，其特征在于：所述UE为符合IMS网络中定义和接入要求的终端，或者由具备IMS网络接入要求的网关设备接入的机顶盒或者PC机。

10.一种基于用户信息的IMS应用服务器选择系统，其特征在于，包括：

IMS核心网，用来实现会话控制，路由和业务触发功能，所述IMS核心网包括：代理呼叫会话控制功能网元P-CSCF、服务呼叫会话控制功能网元S-CSCF和查询呼叫会话控制功能网元I-CSCF；

应用服务器AS，用于实现为UE提供IP多媒体服务；

归属用户服务器HSS，用于处理调用/会话的IMS网络实体的主要用户数据库；

用户请求重定向服务器RS，用于将用户请求重定向到最佳应用服务器AS，所述用户请求重定向服务器RS分别与应用服务器AS、IMS核心网和归属用户服务器HSS直接通信；

用户终端UE，与IMS核心网通信。