CN111492633A - 用于ims基础设施中的媒体传递会话的方法、系统和实体 - Google Patents

用于ims基础设施中的媒体传递会话的方法、系统和实体 Download PDF

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Abstract

提供有一种用于使应用于传递IP多媒体子系统IMS呼叫的媒体传递会话流的IP网络的运营商将这个流与主叫方用户设备的归属网络的特定运营商相关的机制。通过使例如会话边界网关SBG将与作为主叫方UE的媒体传递会话的来源的运营商相关联的特定签名插入到携带媒体传递会话流的路径中，来使得IP传输网络的运营商能够通过发现特定签名及其特性来发现作为媒体传递会话的来源的运营商。解决方案提供了使运营商允许非联合的控制平面和用户平面业务。

Description

用于IMS基础设施中的媒体传递会话的方法、系统和实体
技术领域
所呈现的实施例涉及用于在因特网协议IP多媒体子系统IMS基础设施中实现将媒体传递会话与作为媒体传递会话（media transfer session）的来源的运营商相关联的方法、系统和实体。
背景技术
存在有其中可以通过单独和专用的网络基础设施来传送属于媒体传递会话的用于控制呼叫的分组和携带媒体数据的分组的网络。通常，期望根据具有最佳传输特性、被调谐到低时延和高带宽的路径来路由通信会话的媒体数据分组，而对于用于控制呼叫的路径，时延和带宽较不关键并且可在不同的路径上被路由。
试图优化媒体传递会话传输路径，第3代合作伙伴计划3GPP、第四代4G和第五代5G网络架构被持续不断地改进以例如使媒体传递会话在早期阶段靠近最终用户终端或用户设备UE“分流（break out）”。当考虑例如常规的长期演进上语音VoLTE呼叫时，在UE和分组数据网络-网关PDN-Gw之间建立PDN连接。在PDN连接内，建立多个演进分组系统EPS承载：
1. 所谓的“缺省”EPS承载被布置用于携带呼叫控制分组。这个承载在概念上被指定为控制平面。正如在因特网协议IP多媒体子系统IMS中应用的那样，会话信息协议SIP是在缺省承载上应用的协议的广泛实现的示例；
2. 所谓的“专用”EPS承载，被布置用于携带媒体传递会话，以用于包括语音成分的呼叫，这个承载在概念上被指定为用户平面。实时协议RTP和实时控制协议RTCP是在用户平面上应用的协议的实现的示例；
3. 另外的专用但可选的EPS承载是被布置用于在视频呼叫的情况下携带呼叫的视频成分的承载并且也被指定为用户平面。RTP和RTCP也是可被用来支持视频的协议。
增强分组核心EPC包括PDN-Gw。EPC定义为没有接入网络的EPS。通过单个PDN连接来携带控制平面和用户平面两者直到PDN-Gw。从PDN-Gw，控制平面和用户平面被分割：
1. 向会话边界网关SBG功能路由控制平面信令，并且从那里经由SBG所包括的会话网关控制器SGC通过IMS核心网络来路由控制平面信令。SBG驻留在IMS网络的边缘处；
2. 向也由SBG所包括的、驻留在IMS网络的边缘处的边界网关功能BGF路由在用户平面中流动的分组。由SGC来控制BGF。
已经尝试了通过更接近接入网络（即更接近eNodeB（用于LTE接入）或者更接近Wifi接入网络（用于Wifi呼叫））定位PDN-Gw和BGF来优化用户平面路由选择。PDN-Gw和BGF可以被组合或者被共同定位到eNodeB以达到最佳路径。
当IMS和EPC被部署为虚拟化网络时，组合后面的实体可以变得可行。PDN-Gw（以及EPC的其他功能实体）和BGF被部署为虚拟化网络功能VNF，其也被指定为虚拟PDN-GW、vPDN-Gw和虚拟化BGF、vBGF。只要vPDN-Gw和vBGF继续具有指定的参考点以用于与其他（虚拟化的）功能实体的通信，PDN-Gw和BGF的这种优化放置不改变IMS网络的基本拓扑。实际上，运营商可以继续在EPC中具有PDN-Gw以用于通用因特网接入，并且同时具有与eNodeB共同定位或者接近eNodeB的逻辑PDN-Gw和逻辑BGF以用于IMS通信服务。
当IMS订户附接到EPC时，利用诸如“ims”的接入点名称APN标识符来建立PDN连接以便引用PDN-Gw的名称并且确定应当创建什么类型的网络连接。
EPC所包括的移动性管理实体MME可以为该PDN连接选择接近主叫或被叫方UE的位置的（逻辑）PDN-Gw。同样地，当建立来自或者去往那个主叫或被叫方UE的IMS通信会话时，SBG可以为用户平面选择接近订户的位置的BGF。选择接近最终用户的PDN-Gw和BGF的期望结果是可以以最小的时延和最小的网络资源使用来高效地路由用户平面。
当在两个不同网络运营商之间建立通信会话时，通常通过互连网络（也简称为IPX）来携带两个运营商的网络之间的控制信令（诸如SIP信令）。传统上，通过IPX网络来携带用户平面和控制平面两者。
当两个运营商位于相同国家中并且在呼叫中涉及的主叫方和被叫方没有正在漫游时，针对两个运营商之间的这个呼叫，控制平面和用户平面可以在所谓的联合路由选择（joint routing）场景中沿通过IPX的相同传输路径。
由全球移动通信系统协会GSMA规定了用于穿过互连网络的通信会话的控制平面和用户平面的联合路由选择。
针对漫游IMS用户观察到关于用户平面的路由选择的优化的问题。从技术的角度，用于IMS漫游的优选方法被称为本地分流（Local BreakOut）LBO。
利用LBO，将漫游IMS订户附接到拜访（非归属网络）EPS，其中APN=“ims”，使得向该拜访EPS中的PDN-Gw路由PDN连接建立。拜访PDN-Gw提供本地分流。拜访网络中的EPC被功能性地连接到该相同拜访网络中的IMS网络。向该拜访IMS网络中的SBG路由来自漫游订户的SIP控制信令。同样地，向该拜访EPC中的相同SBG路由用户平面。拜访网络还可以被指定为“外地（foreign）”网络。
根据IMS的范例，具有SIP信令的控制平面和具有RTP信令的用户平面可沿着不同的路由。用户平面可沿着优化的传输路径，而向被服务的漫游订户的归属-IMS实体路由控制平面。
对于优化用于漫游订户的用户平面路由选择而言存在困境。正如所指示的，不得不向归属IMS实体（诸如被服务的漫游订户的服务呼叫状态控制功能S-CSCF）路由控制平面。
用户平面的优化的路由选择的实现取决于呼叫的目的地。例如，当向作为拜访IMS网络的订户的目的地订户（所述拜访IMS网络是他/她的归属网络）建立来自漫游订户的呼叫时，则用户平面的优化的路由选择将通过本地传输网络，例如向着由拜访IMS网络中的目的地订户的IMS网络选择的SBG。效果是通过与控制平面不同的网络基础设施来路由用户平面，同时：
1. 在这种情况下，将控制平面从拜访IMS网络路由到主叫订户的归属IMS网络并且然后回到拜访IMS网络；
2. 在位于拜访网络中的本地传输网络中内部路由用户平面。
这种情形通常被认为是不期望的，因为它具有以下效果：在RTP传输没有被它的相关联的控制平面明确伴随的情况下，拜访IMS网络正在利用它的SIP传输来促进控制平面。这种情形可能被认为是对用户平面“缺少控制”。
当由漫游主叫订户建立的呼叫去往另一个国家中的订户时，类似的情形发生。于是将路由优化的用户平面：
1. 将控制平面从主叫方驻留在其中的拜访IMS网络向主叫方的归属IMS网络路由并且从那里向被叫方的归属网络路由；
2. 将用户平面从主叫方的拜访IMS网络经由传输网络向被叫方的归属网络路由。
可能存在有其中用户平面的优化的路由选择不是优选的情况，例如当公告需要被播放时、当语音需要被记录时或者当要求用户平面的其他特殊处置时。然而，在大多数呼叫情况下，可以预期，常规呼叫的用户平面不要求特殊处置，除了只是在主叫方和被叫方之间尽可能高效且可靠地传送。
正在路由用户平面的传输网络的运营商通常不赞同传递未被对应的控制平面伴随的用户平面，因为哪个运营商负责该用户平面所属的呼叫可能是不明确的，并且媒体传递会话无法与最终用户相关联。
为了提供对具有无伴随的用户平面与相关联的伴随控制平面的问题的解决方案，设计了迫使控制平面被路由回到主叫方的拜访IMS网络并且从那里将控制平面和用户平面作为伴随平面一起通过互连网络向被叫方的归属网络路由的方法。这种方法被称为：具有本地分流的IMS上语音的漫游架构（Roaming Architecture for VoicE over IMS withLocal breakout）RAVEL。
通常，运营商的期望似乎是具有由控制平面伴随的用户平面以实现用户平面的控制，并且同时在通过IMS网络或互连网络执行路由选择时建立用于用户平面的高效路由选择。
发明内容
所呈现的实施例的目的是提供用来在因特网协议IP传输网络中实现将媒体传递会话与作为媒体传递会话的来源的运营商相关联的方法、系统和实体。
在解决方案的第一方面中，提出了一种在因特网协议IP多媒体子系统IMS基础设施中起作用的方法，其中任务是实现将媒体传递会话与作为媒体传递会话的来源、支持媒体传递会话或促进媒体传递会话的运营商相关联。基础设施包括主叫方用户设备UE、被叫方UE、作为IP传输网络的经布置的第一路径。IP传输网络被配置成经由网关功能在主叫方UE和被叫方UE之间传送媒体传递会话，所述网关功能可以是在IP多媒体子系统IMS基础设施中操作的会话边界网关。
在初始化时或者在媒体传递会话期间，诸如多媒体电话应用服务器MMTel-AS的IMS实体从与主叫方UE相关联的订户数据库（诸如归属订户服务器HSS）中检索订户信息。根据多个步骤来执行该方法：
- 作为步骤，诸如MMTel-AS的IMS实体向诸如SBG的网关功能提供与主叫方UE的呼叫会话相关联的标识符。这个标识符标识会话签名在媒体传递会话中的插入是否必须发生并且除其他以外还包括关于主叫方UE的会话的信息。在SBG中接收标识符可由逻辑SBG所包括的会话网关控制器SGC实体执行。
- 作为进一步的步骤，诸如SBG的网关功能将标识符用于构成会话签名。可由SGC或边界网关功能BGF实体执行会话签名的构成。
- 作为更进一步的步骤，诸如SBG的网关功能将构成的会话签名插入第一路径（诸如IP传输网络）中的媒体传递会话中。
借助于这个方法，会话签名的评估使得运营商能够有将媒体传递会话与作为媒体传递会话的来源的运营商相关联的可能性。
在解决方案的第二方面中，提出了一种网关功能中的方法，其中该网关功能驻留在因特网协议IP多媒体子系统IMS基础设施中。该方法实现将媒体传递会话与作为媒体传递会话的来源的运营商相关联。
基础设施包括主叫方用户设备UE、被叫方UE、作为IP传输网络的经布置的第一路径。IP传输网络被配置成经由网关功能在主叫方UE和被叫方UE之间传送媒体传递会话，所述网关功能可以是在IP多媒体子系统IMS基础设施中操作的会话边界网关。
- 作为步骤，诸如SBG的网关功能从诸如MMTel-AS的IMS实体接收与主叫方UE的呼叫会话相关联的标识符。这个标识符标识会话签名在媒体传递会话中的插入是否必须发生并且除其他以外还包括关于主叫方UE的会话的信息。在SBG中接收标识符可由逻辑SBG所包括的会话网关控制器SGC实体执行。
- 作为进一步的步骤，诸如SBG的网关功能将标识符用于构成会话签名。可由SGC或边界网关功能BGF实体执行会话签名的构成。
- 作为更进一步的步骤，诸如SBG的网关功能将构成的会话签名插入第一路径（诸如IP传输网络）中的媒体传递会话中。
借助于网关功能中的这个方法，会话签名的评估使得运营商能够有将媒体传递会话与作为媒体传递会话的来源的运营商相关联的可能性。
作为解决方案的第三方面，提出了诸如SBG的网关功能，其中该网关功能被因特网协议IP多媒体子系统IMS基础设施包括。该方法实现将媒体传递会话与作为媒体传递会话的来源的运营商相关联。
基础设施进一步包括主叫方用户设备UE、被叫方UE、作为IP传输网络的经布置的第一路径。IP传输网络被配置成经由网关功能在主叫方UE和被叫方UE之间传送媒体传递会话，所述网关功能可以是在IP多媒体子系统IMS基础设施中操作的会话边界网关。该网关功能包括处理单元，该处理单元被配置成促使该网关功能：
- 从诸如MMTel-AS的IMS实体接收与主叫方UE的呼叫会话相关联的标识符。这个标识符标识会话签名在媒体传递会话中的插入中是否必须发生并且除其他以外还包括关于主叫方UE的会话的信息。在SBG中接收标识符可由逻辑SBG所包括的会话网关控制器SGC实体执行。
- 使用或处理标识符以用于构成会话签名。可由SGC或边界网关功能BGF实体执行会话签名的构成。
- 将构成的会话签名插入第一路径（诸如IP传输网络）中的媒体传递会话中。
借助于这个网关功能能力，会话签名的评估使得运营商能够有将媒体传递会话与作为媒体传递会话的来源的运营商相关联的可能性。
作为解决方案的第四方面，提出了一种计算机程序，其中在网关功能上执行计算机程序。诸如SBG的网关功能被因特网协议IP多媒体子系统IMS基础设施包括。该方法实现将媒体传递会话与作为媒体传递会话的来源的运营商相关联。
网关功能驻留在其中的基础设施进一步包括主叫方用户设备UE、被叫方UE、作为IP传输网络的经布置的第一路径。IP传输网络被配置成经由网关功能在主叫方UE和被叫方UE之间传送媒体传递会话，所述网关功能可以是在IP多媒体子系统IMS基础设施中操作的会话边界网关。该网关功能包括处理单元，该处理单元被配置成促使该网关功能：
计算机程序具有计算机代码，所述计算机代码当在网关功能的处理电路系统上运行时促使该网关功能：
- 从诸如MMTel-AS的IMS实体接收与主叫方UE的呼叫会话相关联的标识符。这个标识符标识会话签名在媒体传递会话中的插入是否必须发生并且除其他以外还包括关于主叫方UE的会话的信息。在SBG中接收标识符可由逻辑SBG所包括的会话网关控制器SGC实体执行。
- 使用或处理标识符以用于构成会话签名。可由SGC或边界网关功能BGF实体执行会话签名的构成。
- 将构成的会话签名插入第一路径（诸如IP传输网络）中的媒体传递会话中。
借助于在网关功能中执行计算机程序，会话签名的评估使得运营商能够有将媒体传递会话与作为媒体传递会话的来源的运营商相关联的可能性。
作为解决方案的第五方面，提出了诸如SBG的网关功能，其中该网关功能被因特网协议IP多媒体子系统IMS基础设施包括。该方法实现将媒体传递会话与作为媒体传递会话的来源的运营商相关联。
基础设施进一步包括主叫方用户设备UE、被叫方UE、作为IP传输网络的经布置的第一路径。IP传输网络被配置成经由网关功能在主叫方UE和被叫方UE之间传送媒体传递会话，所述网关功能可以是在IP多媒体子系统IMS基础设施中操作的会话边界网关。该网关功能包括处理单元，该处理单元被配置成促使该网关功能：
- 接收器模块，其用于从诸如MMTel-AS的IMS实体接收与主叫方UE的呼叫会话相关联的标识符。这个标识符标识会话签名在媒体传递会话中的插入是否必须发生并且除其他以外还包括关于主叫方UE的会话的信息。在SBG中接收标识符可由逻辑SBG所包括的会话网关控制器SGC实体执行。
- 处理模块，其用于基于所接收的标识符来构成或处理会话签名。可由SGC或边界网关功能BGF实体执行会话签名的构成。
- 插入模块，其用于将构成的会话签名插入第一路径（诸如IP传输网络）中的媒体传递会话中。
借助于这些网关功能模块，会话签名的评估使得运营商能够有将媒体传递会话与作为媒体传递会话的来源的运营商相关联的可能性。
附图说明
现在参考所列出的附图通过示例的方式来描述发明概念；
图1示意性地图示其中将要应用方法的系统；
图2示意性地详述图1的系统的一部分；
图3A示意性地呈现信令图；
图3B示意性地呈现另外的信令图；
图4示意性地呈现图1的进一步细节；
图5是示出根据实施例的功能实体的示意图；
图6示意性地图示根据实施例的包括计算机可读存储介质的计算机程序产品的示例；
图7示意性地图示网关功能的功能组件的示例。
具体实施方式
将参考上面列出的、图示实施例的附图来描述发明概念。实施例将不被解释为限制发明概念。
图1示意性地图示了其中将要应用方法的通信系统150。一般地示出了接入网络、增强分组核心EPC网络和因特网协议IP多媒体子系统IMS网络基础设施。
图1图示了其中主叫方用户设备UE 100A具有经由IMS网络的与被叫方UE 100B的媒体传递会话的情形，其中与媒体传递平面不同地路由控制平面，其中两个UE正在漫游。主叫方UE 100A经由接入链路101A被连接到诸如长期演进LTE接入网络的接入网络102A。接入网络102A利用连接103A被连接到分组数据网络PDN-网关PDN-Gw 104A。
PDN-Gw 104A具有到会话边界网关SBG 105A的双连接。SBG 105A经由用于携带控制平面的链路109A被连接到PDN-Gw 104A，所述链路109A通常传递会话发起协议SIP消息。SBG 105A还经由用于携带代表用户平面的媒体传递会话的链路110A被连接到PDN-Gw104A，所述链路110A通常传递实时协议RTP消息。由因特网工程任务组IETF在意见征求书（Request For Comments）RFC 3550中定义RTP。
SBG 105A包括会话网关控制器SGC 106A和边界网关功能BGF 107A。SGC 106A适于支持控制平面并且经由链路108A控制BGF 107A。
尽管实体SBG、SGC和BGF被描绘为实体，但是这些实体可能被实现为硬件、软件或两者的组合。例如在云执行环境中的解决方案是实现示例。SBG 105A可能包括多个SGC106A和BGF 107A，其中通常SGC 106A适于选择相对于主叫方UE 100A的位置是最适当的一个的BGF 107A。其中在此解释或权利要求中，SBG（105A）接收、传送、处理、存储或检索用户平面或控制平面信息，要理解相应的BGF 107A或SGC 106A执行这些动作。
SGC 106A还被连接到互连网络（也被称为IPX网络）IPX-A 112A，其被布置成在控制平面上传递消息。IPX-A网络被连接到IMS网络IMS-A 114A，所述IMS网络IMS-A 114A具有到订户数据库实体、归属订户系统HSS-A 115A和多媒体电话应用服务器MMTel-AS 116A的连接。
如所图示的，从主叫方UE 100A向IMS网络IMS-A 114A路由控制路径。从IMS-A114A存在有向着被叫方UE 100B的IMS网络的控制平面链路。IMS-A 114A被通信地连接到IMS-B 114B、被叫方UE 100B的归属网络。
关于媒体传递会话，BGF 107A被连接到IP传输网络111，所述IP传输网络111将媒体传递平面路由到与被叫方UE 100B相关联的BGF 107B的方向。除其他以外，传输网络还被布置成传送RTP消息。
图1图示了整个网络基础设施150，其中具有被叫方UE 110B的被叫侧被图示为主叫方UE 110A的网络基础设施的概念镜像。被叫侧链路101B、接入网络102B、连接103B、PDN-Gw 104B、SBG 105B、SGC 106B、BGF 107B、链路108B、链路109B、链路110B、IPX网络112B、IMS网络114B、订户数据库实体HSS-B 115B、MMTel-AS 116B的实体的描述确实对应于主叫侧101A、102A、103A、104A、105A、106A、107A、108A、109A、110A、112A、114A、115A和116A的相应实体的描述。
正如背景技术部分中所指示的，其中部署了IPX网络112A、112B的情形，在现有技术中，控制平面与媒体传递平面被联合路由。图1指示了其中控制平面不与媒体传递平面一起被路由的情形，该媒体传递平面在单独的IP传输网络111中被路由。尽管图1指示了控制平面和媒体传递平面的非联合路由选择，但是所呈现的解决方案也可被应用于联合路由的控制平面和媒体传递平面实现中。
图2示意性地详述图1的系统的一部分，其中解释了将要被部署的方法。SBG 105A包括SGC 106A和BGF 107A。SGC 106A经由部署了例如如由国际电信联盟ITU定义的网关控制协议H.248的链路108A来控制BGF 107A。
控制平面正在经由与SGC 106A的链路109A与主叫方UE 100A通信。控制平面还正在经由携带包括会话描述协议SDP消息的SIP会话的IPX网络IPX-A 112A与IMS网络114A通信。用户平面正在经由链路110A与主叫方UE 100A通信并且经由BGF 107A向IP传输网络111通信。
示意性地，在时序图201中将经由BGF 107A在用户平面上发送的包括数据的分组描绘为RTP分组。另外，在时序图202中描绘的实时控制协议RTCP分组在由BGF 107A提供的用户平面中被传递并且被传递到被叫方UE 101B的方向。RTCP分组被应用于用户接口的控制、同步、反馈、关于通信链路上的延迟、抖动和拥塞的通信等等。RTCP不传递如由RTP提供的媒体传递会话分组。
RTCP被定义为由因特网工程任务组IETF定义的意见征求书RFC 3550。作为备选方案，RTCP的更安全的版本（如安全实时传输协议SRTP以及它的控制协议安全RTCP SRTCP）能够可选地被部署，从而实现流加密和/或认证，诸如定义的RFC 3711。
术语“RTP流”通常指RTP消息传递和相关联的RTCP消息传递的组合。RTP消息和RTCP消息根据设计被传递到相同的IP地址（并且源自相同的IP地址），但是将不同的端口号用于源IP地址和目的地IP地址。
对于个人对个人的媒体传递会话，通常存在有同时应用的两个RTP媒体传递会话流，每个方向上有一个。在每一端处，自此发送RTP/RTCP的IP地址和端口也是以此接收RTP/RTCP的IP地址和端口。
当漫游主叫方UE 100A呼叫被叫方UE 100B时，建立从主叫方UE 100A向被叫方UE100B的SIP会话。根据解决方案，利用以下方面来增强SIP会话建立过程：向主叫方发送的、携带用于媒体传递会话建立的SDP应答的SIP消息还包含用来在用户平面中反映SIP会话的指令。
服务于主叫方UE 100A的SGC 106A将按照现有技术经由链路108A向BGF 107A转发SDP应答。被包含在包含有SDP应答的SIP消息中的指令具有SGC 106A构造“会话标识符”并且将会话标识符传递到BGF 107A的效果。BGF 107A在经由IP传输网络111向与被叫方UE100B相关联的BGF 107B的方向上在经过BGF 107A的RTP流的RTCP会话标识符中周期性地传递会话标识符。
利用充当用于由RTP流提供的会话的“签名”的RTCP会话标识符（在下文中列示为“会话签名”）来增强从BGF 107A路由到被叫方UE 100B的方向中的RTP媒体传递会话流。由于这个会话签名的存在，用户平面可采取例如通过IP传输网络111的优化的路由。实际上，这种对由RTP流代表的用户平面进行“签名”的方法也可以应用于其中用户平面保持在运营商的自己的网络内的情况。对于“运营商”，意指被叫方UE 100A的被服务订户的归属公共陆地移动网络HPLMN运营商。
在运营商自己的网络中应用所提出的方法的结果是使运营商能够跟踪哪些应用正在使用运营商的IP基础设施。虽然用于运营商的媒体传递会话的IP基础设施用于该运营商的自己的订户，但是诸如IP传输网络111的IP基础设施也可以被其他运营商的订户使用。
图3A示意性地呈现根据如所呈现的解决方案的呼叫设立过程的发起的信令图。假设分别在订户数据库HSS-A 115A中供应与主叫方UE 100A相关联的订户并且在订户数据库HSS-B 115B中供应与被叫方UE 100B相关联的订户。
当UE 100A、100B在相应的IMS网络114A、114B中注册时，签约信息从相应的HSS115A、115B传递到相应的IMS节点服务呼叫会话控制功能S-CSCF，其中这些签约元素的子集从相应的S-CSCF传递到相应的SBG 105A、105B。这样的元素的示例是例如：
- 为其建立这个呼叫的主叫方UE 100A身份（URI、MSISDN）；
- 主叫方UE 100A的归属网络，以及
- 诸如呼叫-id（Call-id）、From标签（From tag）、To标签（To tag）的SIP会话标识符。
解决方案提出了利用标识符来增强作为非透明数据被包含在HSS 115A、115B中的IMS服务简档，由用于用户平面的签约元素“会话签名”来实现所述标识符。将该签约元素从HSS 115A、115B传递到相应的S-CSCF，并且还从S-CSCF传递到相应的SBG 105A、105B。在图3A和3B中，用参考标记114A引用与主叫方UE 100A相关联的S-CSCF，以便指示IMS网络114A包括该实体。
作为示例，针对其中主叫方UE 100A正在呼叫的情形来解释进一步的过程，尽管在UE 100A被呼叫、UE 100B被呼叫或者正在呼叫的情况下加以必要的变更也可应用该过程。“会话签名”签约元素的传递发生在现有过程和消息交换内。更具体地：
- 签约元素在从HSS 115A到S-CSCF的服务器分配应答SAA直径（Diameter）消息中作为属性值对AVP被携带；以及
- 签约元素还在从S-CSCF向SBG 105A的200 Ok[SIP注册消息]中作为SIP报头被携带。
通过上面列示的过程步骤，SBG 105A被通知应当利用会话签名来增强来自主叫方UE 100A的RTP会话。
可以对每个主叫方UE 100A或被叫方UE 100B的呼叫会话来控制会话签名在用户平面RTP流中的插入。取决于实际的呼叫建立或者例如取决于用于该呼叫的用户平面RTP流的流动，不总是要求插入会话签名。在呼叫建立期间确定由用户平面将会沿着的路由。
在图3A和3B中，呈现SBG 105，使得它包括BGF 107A，指示SBG 105借助于它所包括的SGC 106A来控制BGF。
呼叫设立建立遵循标准过程，包括用于主叫方UE 100A向被叫方UE 100B的资源预留303和端到端SIP邀请事务301、305、307、308、309。在被叫方UE 100B的方向上的SIP邀请事务之后，执行端到端信令311A和311B，诸如与资源预留、（早期）对话建立和警告有关的信令。
图3B示意性地呈现图3A中描绘的呼叫设立的剩余部分的另外的信令图。
当从被叫方UE 100B的方向接收到200 Ok[SIP邀请消息] 351时，与主叫方相关联的IMS网络的S-CSCF 114A将呼叫设立由被叫方UE 100B应答通知353给与主叫方UE 100A相关联的MMTel-AS 116A。
随后，以“用户平面会话签名”签约元素是否已经被提供给当前呼叫/会话为条件，与主叫方UE 100A相关联的MMTel-AS 116A经由S-CSCF 114发信号通知355、357 SBG 105A命令BGF 107A将会话签名插入到经由S-CSCF媒体传递平面中。
插入会话签名也可以被解释为以例如RTCP的形式将会话签名添加到RTP流或者注入RTP流中。
插入指令采取指定SIP报头或现有SIP报头中的指定标签的形式。后一标签的示例是“要求：插入-会话-签名（Require: insert-session-signature）”。将标签“要求：插入-会话-签名”包括在向SBG 105A的SIP信令359中以来自SBG 105A的邀请请求359包括“支持：插入-会话-签名（Supported: insert-session-signature）”为条件。
代替“插入-会话-签名（insert-session-signature）”，也可应用等效物“注入-会话-签名（inject-session-signature）”。
响应于从MMTel-AS 116A接收到“要求：插入-会话-签名”，SGC 106A向BGF 107A发信号通知361：BGF 107A将会话签名插入到用户平面上的RTP媒体传递会话流中。从SGC106A向BGF 107A的该指令插入了应当用于这个RTP媒体传递会话流的实际会话签名。对于向网络的媒体传递会话，将利用会话签名针对用户平面上的当前会话来增强RTP媒体传递会话流。与被叫方UE 100B相关联的BGF 107B优选地在将RTP流提供给被叫方UE 100B之前过滤掉会话签名RTCP消息。
当初始化媒体传递会话时，将存在主叫方UE 100A与SDB 107A之间的没有会话签名的媒体传递会话流363A以及通过IP传输网络111的来自SBG 107A的具有会话签名的媒体传递会话流363B。
提出了在类型“APP”的RTCP分组（分组类型=应用定义的RTCP分组）中传送会话签名。然而，根据IETF建议，当这里呈现的方法被投入商业运行时，应当定义专用分组类型。
下面示出了RTCP APP分组的格式。
Figure 301998DEST_PATH_IMAGE001
所应用的缩写词的描述：
V 版本。标识RTP的版本。用于RTCP流的版本应当与对应的RTP流的版本相同。IETF定义它应当被设置为2。
P 填充（Padding）。对于一些加密算法，需要RTCP分组具有某个长度。填充位被用来指示多个“填充八位字节”被附加到RTCP分组，以便获得所要求的RTCP分组长度。
Subtype 可以由应用定义的五个八位字节字段。提出了这个字段的以下用法：
0 主叫方的会话签名
1 被叫方的会话签名
2-31 未定义。
PT 分组类型。应当具有值204（PT=APP）。
Length 包括报头和任何填充的这个RTCP分组的长度（32位字的数量）减1。
SSRC 如为RTP定义的RTP分组的流的来源。
CSRC 如为RTP定义的贡献源（Contributing source）。
Name 应用RTCP分组的名称。它标识这个RTCP分组类型的用法；它应当具有值“会话签名”。
Data 应用相关的数据。它应当包括实际的会话签名。它应当是包括以下字段的数据结构的BER-编码（基本编码规则）：
Figure 281456DEST_PATH_IMAGE002
提出如所呈现的会话签名的内容的原因是：
- From标签、To标签和呼叫-Id的组合唯一地标识SIP会话以及SIP会话内的各个对话（在该SIP会话尚未被确认时）。
- P-asserted-id（PAI）标识运营商（PAI的域部分）和被服务的订户（PAI的用户部分）两者。
- 序列（Sequence）参数构成会话签名消息的序列号。如果在RTCP消息中每30秒传递一次会话签名，则65535（216-1）的最大序列值代表大于546小时的时间跨度。这被认为是足够的。然而，可以为序列选择更大的范围，例如0..4294967295（232-1）。这些参数中的每个参数在ASN.1定义中可以被标记为可选（OPTIONAL）。
会话签名可以被插入仅一次或者多次，以便使得IP传输网络111的提供商能够多于一次地检测哪一方/哪个运营商正在生成通过IP传输网络的RTP分组流。作为示例，以周期性间隔插入会话签名，例如每5秒一次，可以通过SIP要求报头中的限定符来发信号通知会话签名插入的频率，例如：
要求：插入-会话-签名（30）
参数“（30）”指示应当每30秒将会话签名作为RTCP分组插入RTP流中一次。插入多于一次使得运营商能够定义特定流是否仍然正在应用运营商的IP传输网络，因为媒体传递会话流在它的生命期限期间可以沿不同的媒体传递会话路由选择路径。IP基础设施的变化（例如OSPF路由器中的路由选择表的更新）可具有RTP流开始沿着不同路由的效果。通过将会话签名周期性地包括在RTP流中，即使在RTP流的路由随着时间的推移不一致时，也可持久地标识RTP流。
图4示意性地进一步详述图1的系统的实施例。图4示出了可以如何在IP互连网络111的边界处标识媒体传递会话流。
当正在传送RTP媒体传递会话流的IP基础设施111的运营商需要知道流的起源时，通过包含会话签名的RTCP消息来使得运营商能够检测所述流的起源。假设在RTP流的开始处，将存在有携带会话签名的RTCP消息。根据穿过IP传输网络的RTCP分组的栈401，上层（upper layer）将揭示用于确定会话签名的RTCP信息，以便检测分组的来源。IP传输网络111中的SDN控制器（或者在功能上被连接到SDN控制器的SDN应用）根据会话签名来确定伴随的RTP流的起源并且可以定义是否允许这个流穿过IP传输网络。另外，可通过检测会话签名来部署关于所述流的统计。
上面通过SIP报头要求：插入-会话-签名描述了会话签名的插入。例如，在SIP会话建立期间向SBG 105A返回的SDP应答可包括具有插入-会话-签名标签的要求报头。将由与主叫方UE 100A相关联的MMTel-AS 116A来插入这个SIP报头。向被叫方UE 100B发送的SDP提议可以同样地包括具有插入-会话-签名标签的要求报头；将由与被叫方UE 100B相关联的MMTel-AS 116B来插入该报头。
对于VoLTE终端来说应用前置信令（precondition signaling）是常见的。在该情况下，将会存在有两个SDP提议-应答交换会话；第二SDP提议-应答由端到端SIP会话建立产生并且反映协商的SDP的媒体传递会话所需要的接入网络资源的预留。
按照资源预留和前置信令的原理，为了反映SDP中的资源情形，还可以在SDP中反映会话签名插入。换句话说，由SBG 105A从MMTel-AS 116A接收的SDP应答可以包括每媒体传递会话流的属性，其指示对于这个媒体传递会话流应当插入会话签名。下面在这里示出了示例。
Figure 684362DEST_PATH_IMAGE003
属性插入-会话-签名（30）（insert-session-signature(30)）指示对于这个媒体传递会话流应当每30秒插入会话签名。对于包括音频流和视频流的呼叫，在SDP中将存在有两个单独的媒体传递会话流定义。每个媒体传递会话流定义于是可具有用来指示对于该媒体传递会话流应当将会话签名插入RTCP中的属性。SBG 105A根据设计正在充当背靠背用户代理B2BUA。因此，SBG 105A可在向主叫方UE 100A转发SDP之前从SDP移除插入-会话-签名属性。
如果在呼叫期间RTP流的路由选择改变导致不再要求会话签名插入，或者在由于其他原因不再要求会话签名插入时，为了从SDP移除插入-会话-签名属性的目的，MMTel-AS116A可以发起SDP重新协商。
作为进一步的增强，与使SBG/SGC 105A、106A构造或构成会话签名相反，可以由MMTel-AS来提供要插入RTP流中的实际会话签名。这可以以如下方式进行：
Figure 79571DEST_PATH_IMAGE004
这个属性的字段具有以下含义：
freq 这个字段指示应当插入会话签名的频繁程度，其以秒为单位测量。在这个示例中是每30秒。
realm 这个字段包含服务运营商（即，在其控制下（在其支持下）建立媒体传递会话流的运营商）的域名。
signature 要插入的实际会话签名。会话签名对于SBG 105A来说是透明的；SBG105A插入如所接收的会话签名，而不分析会话签名。MMTel-AS 116A可以通过（如在MMTel-AS 116A的接入侧上的SIP会话中所使用的）呼叫-Id、From标签和To标签的组合来构造会话签名。然而，可以由MMTel-AS 116A来设计任何方案以构造每SIP会话的SIP会话签名。
在该情况下，Realm和Signature将作为上述RTCP报头中的单独参数而被传递。RTCP报头中携带的会话签名于是将具有以下ASN.1定义：
Figure 956260DEST_PATH_IMAGE005
传送/转发RTP流的IP传输网络111中的实体可读取指定的会话签名应用类型的RTCP分组的Realm字段并且查明作为流的来源的运营商有资格通过IP传输网络111传递媒体传递会话。Signature字段可被用于附加验证。这个参数在ASN.1中被标记为可选（OPTIONAL）。MMTel-AS 116A将仅在被要求时包括这个参数。当SIP会话仅需要用运营商域（operatorrealm）来被签名时，则SDP中的注入-会话-签名属性将是如下：
Figure 778723DEST_PATH_IMAGE006
本解决方案涉及根据如为IMS网络指定的架构构建的通信网络。虽然参考IMS作为优选实施例来描述解决方案，但是IMS不是其中可以应用该解决方案的仅有的网络类别。由具有与在IMS中所找到的类似的功能的功能实体构成的其他网络也可以是其中可应用本解决方案的候选网络。
利用所呈现的方法，促进媒体传递会话流的路由选择的互连网络的运营商可通过检查该RTP媒体流来标识该RTP媒体传递会话流的所有者、创建者或起源。为此目的，不需要可以使用控制平面；用户平面提供必要的信息。
因此，可最佳地路由用户平面，而不必让控制平面沿与用户平面相同的路径，并且仍然实现将该用户平面与运营商相关联的能力，在所述运营商的控制下建立了该会话。
由所建议的解决方案实现的优势是：
- 优化基于IMS的通信会话的用户平面的路由选择的提高可能性；这转化成：
○ 降低的媒体传递传输成本；
○ 降低的媒体传递时延（由于更短的路由）；
○ 降低的整体通信会话复杂度（因为媒体穿过更少的节点）。
- 优化基于IMS的通信会话的控制平面的路由选择的提高可能性，因为不必与用户平面联合执行该路由选择；这转化成：
○ 设备成本节省（各种SIP代理上减少的负载）；
○ 降低的呼叫设立时间（由于更少的要穿过的SIP代理）；
○ 降低的整体通信会话复杂度（由于更少的要穿过的SIP代理，例如不需要TRF）。
在选择其中MMtel-AS构成要由BGF 107A插入的会话签名的实施例的情况下，存在附加的优势，因为：
- 存在对于SBG/SGC 105A、106A的降低的复杂度；SBG/SGC 105A、106A不需要构造或构成会话签名。
- 针对用于媒体传递会话的IP传输网络111中的实体的透明手段，用于从RTP流（RTCP会话签名消息）中提取服务运营商域。
- 会话签名可以更短。MMTel-AS提供会话签名，该会话签名包含所要求的信息但不超过所要求的信息。当不要求会话签名时，可以省略会话签名。
图5是示出以多个功能单元呈现网关功能SBG 105A、105B的组件的实施例的示意图。SBG 105A、105B在上面的描述中被视为单个单元，使得如何处置用户平面的指令经由控制平面来被接收并且针对用户平面来被执行。由用于控制平面的逻辑单元SGC 106A、106B和用于用户平面的BGF 107A、107B执行SBG的功能的实现。SGC和BGF逻辑单元不必驻留在相同位置处。当上面的文本读到SBG 105A、105B被布置成执行某些步骤时，应当理解，分别在用于控制平面和用户平面的SGC和BGF上实现这些动作。
使用能够执行存储在例如采用存储介质503A、503B的形式的（图6中描绘的）计算机程序产品601A、601B中的软件指令的一个或多个适当的中央处理单元（CPU）、多处理器、微控制器、数字信号处理器（DSP）等来提供处理电路系统501A、501B。可以进一步将处理电路系统501A、501B提供为例如计算设施的分布式云或合适的计算机处理单元。
处理单元501A、501B被配置成促使网关功能（105A）：
- 接收与主叫方UE 100A的呼叫会话相关联的标识符，所述标识符标识会话签名在媒体传递会话中的插入；
- 将标识符用于构成会话签名；以及
- 将会话签名插入第一路径（111）中的媒体传递会话中，使得会话签名的评估实现将媒体传递会话与作为媒体传递会话的来源的运营商相关联。第一路径要被理解为主叫方UE100A和被叫方UE 100B之间的用户平面。
存储介质503A、503B可以存储操作的集合，其中处理电路系统501A、501B被配置成从存储介质503A、503B检索操作的集合以促使网络SBG 105A、105B执行操作的集合。所述操作的集合可以被提供为可执行指令的集合。
网关功能SBG 105A、105B可进一步包括通信接口505A、505B，所述通信接口505A、505B被配置成：
- 执行SBG 105A、105B内部（诸如分别经由链路108A、108B在SGC 106A、106B和BGF107A、107B之间）的通信。
- 执行到PDN-Gw 104A、104B的通信以用于控制和用户平面的传递。
- 执行与IMS网络114A、114B和IP传输网络111等的通信。
这样，通信接口505A、505B可以包括一个或多个传送器和接收器。处理电路系统501A、501B例如通过向通信接口505A、505B和存储介质503A、503B发送和接收数据和控制信号来控制网关功能SBG 105A、105B的一般操作。
图6示意性地图示根据实施例的包括计算机可读存储介质的计算机程序产品的示例。图6示出了包括计算机可读存储介质605的计算机程序产品的一个示例。在这个计算机可读存储介质上，可存储计算机程序603，该计算机程序可促使处理电路系统501A、501B分别地和通信地关联实体和装置，诸如使得通信接口505A、505B和存储介质503A、503B能够根据所描述的实施例来执行方法。
在图6的示例中，计算机程序产品601A、601B被图示为具有其中可以存储程序数据的表面605的盘。计算机程序产品601A、601B还可以体现为存储器（诸如随机存取存储器（RAM）、只读存储器（ROM））或者体现为外部存储器中的装置的非易失性存储介质。计算机程序603在这里被示意性地示出为存储在所描绘的盘上的轨道。
图7示意性地图示网关功能的功能组件的示例。网关功能700被描绘为具有
- 接收器模块701，其用于接收与主叫方UE（100A）的呼叫会话相关联的标识符，所述标识符标识会话签名在媒体传递会话中的插入；
- 处理模块703，其用于基于所接收的标识符来构成会话签名；以及
- 插入模块705，其用于将会话签名插入第一路径（111）中的媒体传递会话中，使得会话签名的评估实现将媒体传递会话与作为媒体传递会话的来源的运营商相关联。

Claims (16)

1.一种因特网协议IP多媒体子系统IMS基础设施（150）中的方法，用于实现将媒体传递会话与作为所述媒体传递会话的来源的运营商相关联，其中所述基础设施（150）包括主叫方用户设备UE（100A）、被叫方UE（100B）、被布置成经由网关功能（105A）在所述主叫方UE（100A）和所述被叫方UE（100B）之间传送所述媒体传递会话的第一路径（111），
其中在所述媒体传递会话设立期间，IMS实体（116A）检索订户信息，所述信息与所述主叫方UE（100A）的呼叫相关联，并且其中所述基础设施（150）执行以下步骤：
- 所述IMS实体（116A）向所述网关功能（105A）提供与所述主叫方UE（100A）的呼叫会话相关联的标识符，所述标识符标识会话签名在所述媒体传递会话中的插入；
- 所述网关功能（105A）将所述标识符用于构成会话签名；以及
- 所述网关功能（105A）将所构成的会话签名插入所述第一路径（111）中的所述媒体传递会话中，使得所述会话签名的评估实现将所述媒体传递会话与作为所述媒体传递会话的来源的所述运营商相关联。
2.一种在驻留在因特网协议IP多媒体子系统IMS基础设施（150）中的网关功能（105A）中的方法，用于实现将媒体传递会话与作为所述媒体传递会话的来源的运营商相关联，其中所述基础设施（150）包括主叫方用户设备UE（100A）、被叫方UE（100B）、被布置成经由所述网关功能（105A）在所述主叫方UE（100A）和所述被叫方UE（100B）之间传送所述媒体传递会话的第一路径（111），
其中所述方法包括以下步骤：
- 接收与所述主叫方UE（100A）的呼叫会话相关联的标识符，所述标识符标识会话签名在所述媒体传递会话中的插入；
- 将所述标识符用于构成所述会话签名；以及
- 将所述会话签名插入所述第一路径（111）中的所述媒体传递会话中，使得所述会话签名的评估实现将所述媒体传递会话与作为所述媒体传递会话的来源的所述运营商相关联。
3.根据权利要求2所述的方法，其中所插入的会话签名包括以下中的至少一个：所述主叫方UE（100A）的归属网络运营商的地址、SIP会话标识符，诸如呼叫Id、From标签或To标签。
4.根据权利要求2-3中的任一项所述的方法，其中所述插入步骤被重复多个预定次数、在预定时段期间被重复，或者其中根据所述IMS网络所包括的实体的请求来插入所述会话签名。
5.根据权利要求2-4中的任一项所述的方法，其中将所述会话签名插入不同于所述第一路径（111）的第二路径中的媒体传递会话中，所述第二路径在所述主叫方UE（100A）和所述被叫方UE（100B）之间。
6.根据权利要求2-5中的任一项所述的方法，其中所述会话签名应用实时传输控制RTCP或安全RTCP SRTCP协议。
7.根据权利要求2-6中的任一项所述的方法，其中与所述主叫方UE（100A）的呼叫会话相关联的所接收的标识符包括所述构成步骤必须基于所述网关功能可用的信息或者基于所述标识符所包括的信息的指示。
8.根据权利要求2-7中的任一项所述的方法，其中与所述主叫方UE（100A）相关联的订户数据库实体（115A）包括指示应当将所述会话签名插入所述第一路径或所述第二路径中的属性。
9.一种驻留在因特网协议IP多媒体子系统IMS基础设施中的网关功能（105A），用于实现将媒体传递会话与作为所述媒体传递会话的来源的运营商相关联，其中所述基础设施（150）包括主叫方用户设备UE（100A）、被叫方UE（100B）、被布置成经由所述网关功能（105A）在所述主叫方UE（100A）和所述被叫方UE（100B）之间传送所述媒体传递会话的第一路径（111），
其中所述网关功能（105A）包括处理单元，所述处理单元被配置成促使所述网关功能（105A）：
- 接收与所述主叫方UE（100A）的呼叫会话相关联的标识符，所述标识符标识会话签名在所述媒体传递会话中的插入；
- 将所述标识符用于构成所述会话签名；以及
- 将所述会话签名插入所述第一路径（111）中的所述媒体传递会话中，使得所述会话签名的评估实现将所述媒体传递会话与作为所述媒体传递会话的来源的所述运营商相关联。
10.根据权利要求9所述的网关功能（105A），其中所述处理单元被配置成重复地插入所述会话签名达多个预定次数、在预定时段期间重复地插入所述会话签名、或者根据所述IMS网络所包括的实体的请求来插入所述会话签名。
11.根据权利要求9-10中的任一项所述的网关功能（105A），其中所述处理单元被配置成将所述会话签名插入与所述第一路径（111）不同的第二路径中，所述第二路径在所述主叫方UE（100A）和所述被叫方UE（100B）之间。
12.根据权利要求9-11中的任一项所述的网关功能（105A），其中所述处理单元被配置成对所插入的会话签名应用实时传输控制RTCP或安全RTCP SRTCP协议。
13.根据权利要求9-12中的任一项所述的网关功能（105A），其中所述处理单元被配置成对接收的指示（357）进行判定，以基于所述网关功能可用的信息来构成所述会话签名或者基于所述指示所包括的信息来构成所述会话签名。
14.一种用于实现将媒体传递会话与作为所述媒体传递会话的来源的运营商相关联的计算机程序（603），其中所述基础设施（150）用于实现IMS网络基础设施（150）中的媒体传递会话的控制，其中所述基础设施（150）包括网关功能（105A）、主叫方UE（100A）、被叫方UE（100B）、包括与所述主叫方UE（100A）相关联的签约数据的订户数据库实体（115A）、被布置成在所述主叫方UE（100A）和所述被叫方UE（100B）之间传送媒体传递消息的第一路径，
并且其中所述计算机程序包括计算机代码，所述计算机代码当在所述网关功能（105A）的处理电路系统上运行时促使所述网关功能：
- 接收与所述主叫方UE（100A）的呼叫会话相关联的标识符，所述标识符标识会话签名在所述媒体传递会话中的插入；
- 将所述标识符用于构成所述会话签名；以及
- 将所述会话签名插入所述第一路径（111）中的所述媒体传递会话中，使得所述会话签名的评估实现将所述媒体传递会话与作为所述媒体传递会话的来源的所述运营商相关联。
15.一种计算机程序产品（601A，601B），包括根据权利要求14所述的计算机程序（603）以及计算机可读存储介质，在所述计算机可读存储介质上存储所述计算机程序。
16.一种驻留在因特网协议IP多媒体子系统IMS基础设施（150）中的网关功能（105A），用于实现将媒体传递会话与作为所述媒体传递会话的来源的运营商相关联，其中所述基础设施（150）包括主叫方用户设备UE（100A）、被叫方UE（100B）、被布置成经由所述网关功能（105A）在所述主叫方UE（100A）和所述被叫方UE（100B）之间传送所述媒体传递会话的第一路径（111），所述网关功能（105A）包括：
- 接收器模块，所述接收器模块用于接收与所述主叫方UE（100A）的呼叫会话相关联的标识符，所述标识符标识会话签名在所述媒体传递会话中的插入；
- 处理模块，所述处理模块用于基于接收的所述标识符来构成所述会话签名；以及
- 插入模块，所述插入模块用于将所述会话签名插入所述第一路径（111）中的所述媒体传递会话中，使得所述会话签名的评估实现将所述媒体传递会话与作为所述媒体传递会话的来源的运营商相关联。
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