CN1645812A - 将终端能力变化通知给网络的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种将终端能力变化通知给网络的方法，包括以下步骤：用户设备在终端能力发生变化时，停止当前设置的用户侧注册刷新定时器；向网络发起携带新的终端能力信息的注册请求消息；网络解析注册请求消息，保存该新的终端能力信息，供后续建立会话参考；停止为该用户设置的当前网络侧注册刷新定时器；为该用户启动新的网络侧注册刷新定时器；向用户设备发送携带新的注册刷新定时器信息的响应消息；根据响应消息中的注册刷新定时器信息，重新设置用户侧注册刷新定时器。这样，将终端能力变化及时通知给网络。

Description

将终端能力变化通知给网络的方法
技术领域
本发明涉及使用SIP协议的网络，包括IP多媒体子系统(IMS)网络，尤指在IP多媒体子系统(IMS)中，终端能力发生变化时，将终端能力变化通知给网络的方法。
背景技术
随着宽带网络的发展，移动通信将不仅仅局限于传统的话音通信，结合音频、视频、图片和文本等多种媒体类型的多媒体业务将逐渐开展起来，通过与Presence(呈现业务)、短消息、WEB(网页)浏览、定位信息、PUSH(推送业务)、文件共享等数据业务的结合，可以满足用户的多种需求，例如：
消息业务：即时消息和聊天室、多媒体短消息；
视频业务：娱乐、多媒体信息、日常交流；
电子商务：产品目录、搜索引擎、购物车、订单管理、支付；
游戏：单人游戏、群组游戏；
定位业务：寻人、向导、报警；
个人助理：地址本、日程表、书签管理、文件存储、事件提醒、电子邮件。
在多种应用的推动下，3GPP(3rd Generation Partnership Project，第三代移动通信标准化的伙伴项目)以及3GPP2(3rd Generation Partnership Project 2，第三代移动通信标准化的伙伴项目2)等标准组织都先后推出基于IP的多媒体子系统(IMS，IP Multimedia Subsystem)架构，目的是在移动网络中使用一种标准化的开放的结构来实现多种多样的多媒体应用，提供给用户更多的选择和更丰富的感受。
在3GPP Release 5(R5)阶段，引入了IP多媒体子系统域，简称IMS，叠加在分组域网络之上，由CSCF(Call Session Control Function，呼叫会话控制功能)、MGCF(Media Gateway Control Function，媒体网关控制功能)、MRF(Multimedia Resource Function，媒体资源功能)和HSS(Home SubscriberServer，归属签约用户服务器)等功能实体组成。其中CSCF又可以分成S-CSCF(服务CSCF)、P-CSCF(代理CSCF)和I-CSCF(查询CSCF)三个逻辑实体，S-CSCF是IMS的业务交换中心，执行会话控制，维持会话状态，负责管理用户信息，产生计费信息等；P-CSCF是终端用户接入IMS的接入点，完成用户注册，负责QoS控制和安全管理等，I-CSCF负责IMS域之间的互通，管理S-CSCF的分配，对外隐藏网络拓扑和配置，产生计费数据等。MGCF控制网关，实现IMS网络和其它网络的互通；MRF提供媒体资源，如收放音，编解码和多媒体会议桥；HSS是用户数据库，存储IMS用户的签约数据和配置信息等。
因为IMS网络的结构做到和底层承载网络无关，因此3GPP定义的IMS网络也可以应用在3GPP定义的分组域网络之外的其他分组网络上，比如3GPP2中定义的分组网络，WLAN网络，以及NGN网络等，实现了和用户使用终端类型的无关性以及和接入网络类型的无关性，因此在这里不限制IMS只应用在3GPP相关的网络和应用上，其他类型的接入网络和承载网络的业务和应用也可以用IMS架构来实现。
会话发起协议SIP
SIP(Session Initiation Protocol，会话发起协议)是由IETF(Interne工程任务组)提出的IP电话信令协议。正如其名字所隐含的，SIP用于发起会话，能控制多个参与者参加的多媒体会话的建立和终结，并能动态调整和修改会话属性，如会话带宽要求、传输的媒体类型(语音、视频和文本等)、媒体的编解码格式、对组播和单播的支持等。在IMS中，使用SIP协议作为IP多媒体会话的信令控制协议。
AAA的新框架-Diameter协议
AAA，即认证(Authentication)、授权(Authorization)和计费(Accounting)一直是网络运营商进行网络运营和管理的基础，随着AAA的发展，新的框架结构Diameter技术已经成型。
Diameter协议族包括基础协议(Diameter Base Protocol)和各种应用协议。其中基础协议提供了作为一个AAA协议的最低需求，是Diameter网络节点都必须实现的功能，包括节点间能力的协商、Diameter消息的接收及转发、计费信息的实时传输等。应用协议则充分利用基础协议提供的消息传送机制，规范相关节点的功能以及其特有的消息内容，来实现应用业务的AAA。
在IMS中，HSS和I-CSCF以及HSS和S-CSCF之间的Cx接口上就是使用Diameter协议来传送相关信息的。
归属签约用户服务器(HSS，Home Subscriber Server)
HSS是每个用户最重要的数据库，保存着所有和签约相关的信息，用于支持各个网络实体对呼叫和会话的处理，具体包括：用户的标识、编号以及寻址信息；用户的安全信息；用户的位置信息以及用户的描述信息(User ProfileInformation)等。一个归属网络可以有一个或者多个HSS，取决于移动签约用户的数量，网络设备的容量以及具体的组网情况，且HSS和网络中的多个实体之间有接口，其中和I-CSCF以及S-CSCF之间的接口是Cx接口。
未来多媒体应用中，用户的终端将能够支持比如音频、视频、文本以及图象等等多种媒体类型的，每种媒体类型支持的编解码等也有不止一种格式，相应的，终端设备可能需要内置或者外接各种设备，对于手机来说，因为体积比较小，所以比较常用的是即插即用设备，比如摄像头、便携移动存储器、MP3、外置键盘等等，每一种不同的设备的增减，意味着该终端用户是否可以使用某种多媒体应用，比如摄像头的存在意味着该用户可以发起视频会话。即使不是即插即用设备，也可能需要通过用户的设置来启用或者禁用，比如通过键盘上的特定组合启用内置的录音功能、红外线功能等。
因为这些设备都是即时使用即时生效的，从生效的那一刻起会导致用户终端的能力发生变化，所以需要有一种方法将用户终端能力变化后的情况及时通知给网络，从而使得网络即时知道用户的终端能力，进而决定是否可以接纳该用户的一些业务请求以及该用户作为被叫的时候是否可以接受其他用户发来的某些业务请求。
目前在IMS网络中，对于这种用户终端能力的协商是通过SIP会话的建立过程和修改过程来实现的。当UE(User Equipment，用户设备或移动终端)发起SIP会话建立的时候，使用INVITE消息将主叫UE的终端支持能力带给网络和对端UE，该会话涉及到的每个网络节点和对端UE都要根据主叫UE支持的能力和自己能够支持的能力决定是否接受会话的建立，比如，P-CSCF(包括主叫P-CSCF和被叫P-CSCF)根据本地策略决定是否允许主叫UE或者被叫UE发起这次SIP会话的建立，S-CSCF(包括主叫S-CSCF和被叫S-CSCF)根据本地策略或者从HSS中下载的用户签约文件来决定是否允许主叫UE或者被叫UE发起这次SIP会话的建立，而被叫UE则根据自己支持的能力决定是否接受这次会话建立请求。如果在这个INVITE会话结束之前，主叫UE或者被叫UE的能力发生了变化，比如插拔了即插即用设备或者启用/禁用了某个内置功能等，那么涉及到的用户终端可以通过发送UPDATE消息来修改正在建立的SIP会话，在UPDATE消息中携带改变之后的终端能力信息，收到这个UPDATE消息的网络节点和对端UE将根据改变之后的终端能力来重新协商会话的建立，如果协商成功，那么使用新的终端能力来进行会话，如果协商不成功，继续使用旧的终端能力建立会话。如果这个INVITE会话已经结束，SIP会话已经成功建立了，主叫UE和被叫UE或者主叫UE和一个AS(Application Server，应用服务器)之间开始了真正的业务数据传输，这时候主叫UE或者被叫UE的能力发生了变化，比如插入了即插即用设备或者启用了某个内置功能等，希望在当前的业务中使用这些设备的功能的话，可以重新发起一个RE-INVITE消息，在该消息中携带变化之后的终端能力信息，按照类似INVITE的协商过程重新对当前会话进行协商，协商成功之后使用新的终端能力进行业务，删除旧的协商结果，协商不成功，则继续使用旧的协商结果进行业务。
除了以上在会话建立和修改过程中将终端能力信息通知给网络和对端UE的方法之外，在每个UE和IMS网络第一次建立联系的时候，即发起IMS注册的过程中，可选的可以将当前用户终端的能力信息带在REGISTER消息中送给网络，保存在S-CSCF中，用于后续收到SIP会话建立或者修改请求的时候S-CSCF用来决定后续的处理。
现有的实现中没有考虑当UE已经向网络进行了注册，但是没有发起业务请求的时候，如果终端能力发生了变化，如何通知网络的问题。当一个UE1已经注册在IMS网络上，但是仅仅是建立了和网络的联系，并不打算紧接着发起IMS会话，那么网络可能在第一次注册的时候已经得到了这个用户终端的能力信息，如果这个时候该用户终端的能力发生了变化，比如插拔了即插即用设备或者启用/禁用了某个内置功能，使得该用户终端能够支持新的业务，但是网络中保存的还是旧的终端能力信息，并不知道已经变化了的终端能力，如果这时候有另外一个UE2希望和该UE1建立会话，进行某个业务，在会话建立过程中，服务UE1的被叫S-CSCF还是使用旧的终端能力信息进行协商，那么就有可能在该INVITE消息到达UE1之前就拒绝了该请求消息，或者使用旧的终端能力建立了会话之后，双方再利用re-INVITE消息或者UPDATE消息，根据新的终端能力来重新协商会话。无论是哪一种实现，都会徒增很多消息交互，增加网络的负荷，而且延长了会话成功建立所需的时间，给用户的使用造成影响。
发明内容
本发明解决的问题是提供一种将终端能力变化通知给网络的方法，解决用户已经注册在网络上，但是没有建立会话的时候发生能力变化时如何即时通知网络中相关节点的问题。
为解决上述问题，本发明将终端能力变化通知给网络的方法，包括以下步骤：用户设备在终端能力发生变化时，停止当前设置的用户侧注册刷新定时器；向网络发起携带新的终端能力信息的注册请求消息；网络解析注册请求消息，保存该新的终端能力信息，供后续建立会话参考；停止为该用户设置的当前网络侧注册刷新定时器；为该用户启动新的网络侧注册刷新定时器；向用户设备发送携带新的注册刷新定时器信息的响应消息；根据响应消息中的注册刷新定时器信息，重新设置用户侧注册刷新定时器。
所述响应消息指200OK消息。所述新的终端能力信息由网络中负责处理会话的网络节点保存。所述注册刷新定时器信息指新设置的注册刷新定时器时长或者网络允许的最短和最长刷新时间。
网络根据注册请求消息是否携带终端能力信息以及当前注册刷新定时器是否超时来判断用户设备是因终端能力变化而发送的注册请求消息。
所述方法启动通过用户设备监控终端能力发生变化而自动触发或手动触发。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
通过本发明，通过利用现有的重新注册流程，增加重新注册流程的触发点，使得在终端能力发生变化的时候也可以发起重新注册过程，可以将用户终端最新的能力信息即时通知给网络，使得网络中可以在其后的会话过程中利用这些新的能力信息来协商会话的建立过程，避免了在会话真正开始之后增加额外的消息重新协商双方的能力，减少了这些额外的消息交互，节约了建立会话所需的交互时间，优化了实现流程，进而减轻了网络负荷。
附图说明
图1是本发明将终端能力变化通知给网络的方法流程图。
图2是图1一实施例细化流程图。
具体实施方式
对于用户设备来说，终端能力指的是终端设备的一种属性，用于指示该设备产生或者处理某个特定消息内容类型的可能性，在某些会话过程中是可以协商的。一些基本的能力举例如下：是否支持：音频、视频、消息、自动装置、移动性、特定的SIP方法(如INVITE、CANCEL等等)、呈现状态(PRESENCE)，还包括支持的语言种类(如英语、中文等)、设备的基本类别(如台式机、便携机或者手机等)。当其中某个能力值从无到有，或者从有到无，都是终端能力发生了变化。
本发明提出一种方法，用于解决用户已经注册在网络上，但是没有建立会话的时候发生能力变化时如何即时通知网络中相关节点的问题。通过UE立刻触发重新注册过程，可以将用户终端最新的终端能力信息即时通知给网络，使得网络中可以在其后的会话过程中利用这些新的终端能力信息来协商会话的建立过程，避免了在会话真正开始之后增加额外的消息重新协商双方的能力，减少了这些额外的消息交互，节约了建立会话所需的交互时间，优化了实现流程，进而减轻了网络负荷。
请参照图1所示，当用户希望和IMS网络或者SIP网络取得联系的时候，位于UE上的用户代理(User Agent)将发起注册过程，发送注册请求消息(Register)给负责注册的功能实体(Registrar)，通常这个Registrar在IMS网络中位于S-CSCF上；
Registrar可能对User Agent进行鉴权等过程，因为和本发明无关，不再赘述。鉴权通过之后，返回200OK消息给User Agent，其中带有网络确定的注册刷新定时器时长或者网络允许的最短和最长刷新时间；
UE按照200OK消息中的指示启动用户侧注册刷新定时器。
当用户已经注册在网络上(当然终端还没有注册在网络上，但是可以通过设置，让设备在发生能力变化的时候也发起一次注册)，但是没有业务进行的时候且用户侧注册刷新定时器超时之前，一旦即插即用设备插入或者拔出终端或者一个内置功能被启用或者禁用(即用户终端的能力发生了变化)，都会手动/自动触发用户设备(UE)的用户代理(User Agent)发起一次重新注册(RE-REGISTER)过程，在注册请求消息中携带新的终端能力信息，从而在负责会话处理的网络节点(例如，S-CSCF)中保存/更新该用户的终端能力信息。具体包括以下步骤：
用户设备在终端能力发生变化时，停止当前设置的用户侧注册刷新定时器；
向网络发起携带新的终端能力信息的注册请求消息；
网络解析注册请求消息，保存该新的终端能力信息，供后续建立会话参考；
停止为该用户设置的当前网络侧注册刷新定时器；
为该用户启动新的网络侧注册刷新定时器；
向用户设备发送携带新的注册刷新定时器信息的响应消息(本实施例中，响应消息指200OK消息)；
根据响应消息中的注册刷新定时器信息，重新设置用户侧注册刷新定时器。
其中，UE在发起重新注册过程之前要停止前一次注册时设定的用户侧注册刷新定时器，在重新的注册请求消息中携带新的终端能力信息；Registrar收到该重新注册的注册请求消息之后，发现上次设定的网络侧注册刷新定时器还没有到时，而且该注册消息中携带了和用户终端能力有关的信息，就可以判断这次重新注册是因为终端能力的变化而发起的。
如果负责处理会话的网络节点和Registrar位于同一个网络实体，比如IMS网络中的S-CSCF，那么该服务器直接保存这些终端能力信息；如果不在同一个网络实体中，那么Registrar负责将该注册请求消息转发给负责处理会话的服务器保存；负责处理会话的服务器将在建立会话的过程中利用这些新的终端能力信息。然后Registrar停止当前的网络侧注册刷新定时器，将新设置的网络侧注册刷新定时器或者网络允许的最短和最长刷新时间带在200OK消息中返回给User Agent，完成此次重新注册过程，以便UE收到该消息后，重新设置用户侧注册刷新定时器。
可选的，当用户没有注册在网络上的时候，通过用户自己的定制，可以选择当终端能力发生变化的时候要自动/手动触发一次新的注册过程。这种实现是可选实现的，因为注册过程一般是由用户决定发起的，而不是设备决定的，所以可以在用户终端设备中进行设置，由用户选择：或者还是用户决定何时发起注册，或者当用户对终端设备进行操作导致终端能力发生了变化时，就自动触发一次注册，在后一种情况下，用户是知道这次注册过程的，因此不会对使用造成影响。在注册或者重新注册的注册请求消息中携带最新的终端能力信息的时候，消息中带的可以是具体的能力值，包括所有当前用户设备进行了设置的能力信息或者也可以是终端能力变化值。
另外，用户设备可以根据插入/拔出设备的类型或者启用/禁用的功能判断是否需要通知网络，如果该类型的终端能力变化需要通知则发起重新注册或者注册，否则可以不发送。这个功能可以是用户进行设置，也可以是用户设备本身的能力。
这样，重新注册的作用是：刷新当前的一个注册；对UE注册状态的变化作出响应；新增的一个作用：将终端能力变化后的能力信息通知给网络。
当将本发明应用在IMS网络中的时候，请参照图2所示，在UE的终端性能发生变化的时候，不管当前的用户侧注册刷新定时器是否超时，UE都发起一次重新注册，同时停止上一次注册设定的网络侧注册刷新定时器，构造一个新注册请求消息发送给P-CSCF，P-CSCF收到该注册请求消息后，因为是一个可能位于拜访网络中的代理CSCF，所以，不需要保存这些新的终端能力信息，只需要对该注册请求消息的合法性进行检查，通过鉴权后继续转发给S-CSCF，S-CSCF作为IMS会话的控制和业务执行平台，需要保存该终端的这些终端能力信息，用于后续建立会话时候作为参考信息，然后S-CSCF停止前一次注册时候设定的网络侧注册刷新定时器，启动一个新的网络侧注册刷新定时器或者返回网络要求的最短和最长的刷新时间，将这个网络侧注册刷新定时器时长或者最短和最长刷新时间(统称为注册刷新定时器信息)带在200OK消息(响应消息一种)中作为确认返回给P-CSCF，由P-CSCF转发给UE；UE收到后按照得到的时间设置新的用户侧注册刷新定时器。
具体包括以下步骤：
步骤S1，当UE的终端性能发生变化的时候，不管当前的注册定时器是否超时，UE都发起一次重新注册，同时停止上一次注册设定的网络侧注册刷新定时器，构造一个新的注册请求消息发送给P-CSCF，其中包括公共用户标识，私有用户标识，归属网络域名，UE的IP地址，以及变化后的终端能力信息。
步骤S2，P-CSCF通过检查归属网络的域名决定到归属网络的接入点，即I-CSCF，通过域名解析得到归属网络的接入点地址，发送注册请求消息给这个I-CSCF，其中携带的主要信息包括：P-CSCF的名字或者地址，公共用户标识，私有用户标识，P-CSCF所在网络的标识，UE的IP地址，以及变化后的终端能力信息等。
步骤S3，I-CSCF发送Cx-Query(Cx接口上执行的向HSS查询为用户服务的S-CSCF地址)消息给HSS，其中携带的主要信息包括：公共用户标识，私有用户标识，P-CSCF所在网络的标识等。
步骤S4，HSS发现该用户已经注册了，就返回一个指示说明已经为该用户分配了服务的S-CSCF，返回Cx-Query Resp(Cx-Query的应答消息，其中携带为用户服务的S-CSCF地址信息)消息给I-CSCF；
步骤S5，I-CSCF得到S-CSCF的名字之后，通过域名解析，得到S-CSCF的地址，同时得到归属网络的联系点名：在不需要网络拓扑隐藏功能的时候就是这个S-CSCF；需要网络拓扑隐藏功能的时候是一个实现了该功能的I-CSCF，P-CSCF将所有的会话信令都转发给这个归属网络的联系点名。I-CSCF将注册请求消息发送给这个S-CSCF，其中携带的主要信息包括：P-CSCF的名字或者地址，公共用户标识，私有用户标识，P-CSCF所在网络的标识，UE的IP地址，以及变化后的终端能力信息，如果需要实现网络拓扑隐藏功能，则还要包括实现了该功能的那个I-CSCF地址。
步骤S6，S-CSCF发送Cx-Put(或者Cx-Pull规范中这两个消息的功能是相同的，但是定义了两个名字，其功能是Cx接口上用于S-CSCF向HSS请求所服务用户的描述信息)消息给HSS，其中携带的主要信息包括：公共用户标识，私有用户标识，S-CSCF名字等。可选的是，如果S-CSCF已经得到了相关的用户描述信息，则该步骤可以省略。
步骤S7，HSS将对请求消息(这里的请求消息指的是Cx-Put)中指定用户提供服务的S-CSCF的名字保存起来，同时根据用户标识查询HSS的用户签约信息，返回Cx-Put Resp(或者Cx-Pull Resp)(对应的应答消息，用于返回所请求消息中的指定用户的描述信息)消息作为确认，其中携带的信息包括：用户描述信息，以及安全信息等。其中的用户描述信息在用户接入到各种业务控制平台时使用。
步骤S8，S-CSCF保存从注册请求消息中收到的终端能力信息，进一步根据该终端能力信息，结合用户信息中得到的过滤规则，将注册信息发送到相关的业务控制平台执行适当的业务控制过程。
步骤S9，S-CSCF返回200OK消息给I-CSCF，其中携带的信息包括：归属网络联系点信息等，如果前面选择了具有拓扑隐藏功能的I-CSCF，则这个I-CSCF要对归属网络联系点信息中的S-CSCF地址进行加密。此外，S-CSCF还要重新指定注册刷新定时器时长；
步骤S10，I-CSCF将200OK消息转发给P-CSCF，然后释放所有和此次注册有关的信息；
步骤S11，P-CSCF保存归属网络联系点信息，然后将200OK消息转发给UE。UE收到该消息后，按照收到的注册刷新定时器时长重新设置用户侧注册刷新定时器。
后续，当该UE作为被叫的时候，被叫S-CSCF就可以根据保存的该UE最新的能力信息来决定是否接受某个业务请求。
综上所述，本发明提出了一种将终端能力变化情况及时通知网络的方法，通过利用现有的重新注册流程，增加重新注册流程的触发点，使得在终端能力发生变化的时候也可以发起重新注册过程，从而利用这个流程将用户终端最新的能力信息送给网络中的S-CSCF节点，达到了将能力变化情况及时通知网络的目的，网络中的S-CSCF将保存这些能力信息，用于后续的业务会话建立过程，可以避免在业务会话真正开始协商的时候增加交互的消息，缩短会话建立所需的时间，而且便于实现。

Claims (6)

1.一种将终端能力变化通知给网络的方法，其特征在于，包括以下步骤：
用户设备在终端能力发生变化时，停止当前设置的用户侧注册刷新定时器；
向网络发起携带新的终端能力信息的注册请求消息；
网络解析注册请求消息，保存该新的终端能力信息，供后续建立会话参考；
停止为该用户设置的当前网络侧注册刷新定时器；
为该用户启动新的网络侧注册刷新定时器；
向用户设备发送携带新的注册刷新定时器信息的响应消息；
根据响应消息中的注册刷新定时器信息，重新设置用户侧注册刷新定时器。
2.如权利要求1所述的将终端能力变化通知给网络的方法，其特征在于，所述响应消息指200OK消息。
3.如权利要求1所述的将终端能力变化通知给网络的方法，其特征在于，所述新的终端能力信息由网络中负责处理会话的网络节点保存。
4.如权利要求1所述的将终端能力变化通知给网络的方法，其特征在于，所述注册刷新定时器信息指新设置的注册刷新定时器时长或者网络允许的最短和最长刷新时间。
5.如权利要求1所述的将终端能力变化通知给网络的方法，其特征在于，网络根据注册请求消息是否携带终端能力信息以及当前注册刷新定时器是否超时来判断用户设备是因终端能力变化而发送的注册请求消息。
6.如权利要求1至5任一项所述的将终端能力变化通知给网络的方法，其特征在于，所述方法启动通过用户设备监控终端能力发生变化而自动触发或手动触发。
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