CN1832471A

CN1832471A - Ip多媒体子系统终端用户面的不同协议间互通的方法

Info

Publication number: CN1832471A
Application number: CN 200510053643
Authority: CN
Inventors: 李辉
Original assignee: Huawei Technologies Co Ltd
Current assignee: Huawei Technologies Co Ltd
Priority date: 2005-03-09
Filing date: 2005-03-09
Publication date: 2006-09-13
Anticipated expiration: 2025-03-09
Also published as: CN100505755C

Abstract

公开了一种IMS终端用户面Ipv4和Ipv6互通的方法，包括：1)主叫终端基于SIP发起对被叫终端的会话请求；2)所述被叫终端所属域的服务呼叫会话控制功能单元接收所述会话请求并转发到转换控制单元；3)转换控制单元控制转换单元完成所述主叫终端和所述被叫终端IP地址版本转换。在本发明中，通过引入转换应用服务器逻辑实体作为转换单元，以及采用签约数据触发的方式，使得用户面的IP版本转换和用户面的编解码变换的流程完全一致，对标准的IMS系统架构和处理流程没有任何影响。如果两个IMS终端IP版本不一致，使用了本发明的方法后，则整个用户面转换一次即可完成。

Description

IP多媒体子系统终端用户面的不同协议间互通的方法

技术领域

本发明涉及网络不同协议间的互通方法，尤其涉及一种通过插入用户面的转换点实现IP多媒体子系统(IMS)终端用户面Ipv4和Ipv6互通的方法。

背景技术

IMS网络是3GPP定义的、以会话发起协议(SIP)为基础的全IP业务网络架构。在IP网络上部署IMS必须考虑IMS网络中的终端和网络设备的IP地址的分配问题。目前IP地址有两大类，即IPv4地址和IPv6地址。

按照3GPP R5标准的约定，IMS网络侧采用IPv6版本。从长远的发展来看IPv6逐步替代IPv4是一个趋势。但是，在一定时期内，IPv4和IPv6仍将会共存。在R6协议中，IMS网络支持IPv4版本。因此，IMS的组网需要考虑支持IPv4与IPv6的互通。

IPv6和IPv4的互通技术已经基本成熟，主要的类型有三种：网络设备和终端中的双栈技术，网络中的隧道技术，以及消息翻译技术。其中双栈和隧道是主要方式。

在IMS网络部署初期，IMS网络实体一般都支持IP双栈。IMS网络实体之间的IP版本互通具有特殊性。即，如果IMS网络实体之间的IP版本类型发生变化时，就进行媒体的IP版本转换。这将会增加媒体的传输时延和降低服务质量。

在IMS网络实体支持双栈的情况下，信令能够互通。但是在两个IMS终端的IP版本类型不一致的情况下，可通过插入用户面的转换点来进行Ipv4和Ipv6互通。

现有技术的一种实现方法是通过IMS应用级网关(IMS-ALG)控制转换网关(TrGW)实现IP版本类型的转换，如图1所示的是现有技术的以服务呼叫会话控制功能(S-CSCF)和IMS-ALG互通方式实现IP地址转换的系统逻辑结构图，其具体实现方法如下：在被叫侧IMS网络，控制实体即S-CSCF根据主、被叫终端的IP地址是否是同一种类型来判断是否插入媒体IP地址转换点。如果需要转换，则将会话请求转发到转换控制实体-IMS应用级网关，由IMS-ALG控制转换网关来实现IP版本类型的转换。

通过IMS-ALG控制TrGW实现IP版本类型的转换的缺点包括：

1.需要增加两个新的IMS-ALG实体控制TrGW来完成转换功能，对现有IMS功能架构有新的需求；

2.被叫的S-CSCF需要根据主、被叫的IP地址判断IP版本是否一致，这对S-CSCF有新的需求；

3.IP版本转换的信令流程和不转换的信令路由不同，导致信令流程不确定。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术中的不足，提供一种在IMS终端用户面实现不同协议间互通的方法。

根据本发明的在IMS终端用户面实现不同协议间互通的方法包括：1)主叫终端发起基于SIP的对被叫终端的会话请求，在所述请求的消息中包含有所述主叫终端的IP地址；2)所述被叫终端所属域的服务呼叫会话控制功能单元接收所述会话请求并转发到转换控制单元；3)所述转换控制单元控制IP地址转换单元进行所述被叫终端的IP地址版本转换

根据本发明优选的实施方案，所述被叫终端所属域的服务呼叫会话控制功能单元根据签约数据触发规则将所述会话请求转发到所述转换单元。所述转换单元为转换应用服务器，其中，所述的签约数据触发规则为：规则一，当用户终端向网络注册时，所述用户终端所属域的服务呼叫会话控制功能单元在用户注册的同时，将用户注册到所述转换应用服务器；规则二，当用户作为被叫侧处理会话时，所述服务呼叫会话控制功能单元将会话建立请求消息触发至所述转换应用服务器。其中，所述规则二具有最低优先级。

在本发明中，通过引入转换应用服务器逻辑实体即转换控制单元、以及签约数据触发的方式，使得用户面的IP版本转换和编解码变换的流程和标准的IMS系统处理流程完全一致。对现有的IMS架构和S-CSCF没有新的要求。

附图说明

图1是现有技术的以S-CSCF和IMS-ALG互通方式实现IP地址转换的系统逻辑结构图；

图2是根据本发明一个实施例的采用转换应用服务器单元(TrAS)通过控制IMS-ALG方式实现IP地址转换的系统的逻辑结构图；

图3是根据本发明又一实施例的采用TrAS通过控制IMS-ALG方式实现IP地址转换的系统的逻辑结构图；

图4所示是根据图3所示的系统实现IP地址转换的流程示意图。

具体实施方式

考虑到目前IMS网元一般都支持IPv4和IPv6双栈，在实际组网时，IP版本类型差异主要是由于接入网的IP版本不同而引起的。因此，在这种条件下，不需要考虑信令面互通，而是需要尽可能减少用户面互通的转换点。

图2是根据本发明一个实施例的采用转换应用服务器TrAS作为转换控制单元、通过控制IMS-ALG的方式实现IP地址转换的系统的逻辑结构图。如图2所示，上述系统包括主叫侧和被叫侧。在本发明中，IMS核心网网元支持IPv4和IPv6双栈，而终端由于接入网的不同，主叫侧和被叫侧使用的是不同的IP地址版本。

对于主叫方发出的会话建立请求，IMS核心网网元可以不需要转换IP地址，直接将会话请求路由到被叫侧网络。被叫侧的S-CSCF根据用户的签约数据的触发规则触发会话请求到作为转换控制单元的TrAS。

根据本发明，将用户终端的IP地址版本转换作为一个签约业务提供给用户，运营商将触发规则配置在用户的签约数据中。触发规则使用说明如下：

触发规则一是：当用户终端向网络注册时，用户终端所属归属域的S-CSCF根据该触发规则发起第三方注册。即，上述S-CSCF在注册该用户时，同时将用户注册到TrAS。

TrAS通过订阅注册事件的方式获得用户终端的IP地址。如果用户终端使用的是可以解析的正式域名(FQDN：Fully Qualified Domain Name：完全合格的域名)，则保存的是该用户终端的域名。TrAS通过用户终端的IP地址或可解析的域名，可以得知该用户终端所在的访问网络的IP版本类型。这样，就不象现有技术中所述的那样需要S-CSCF来判断主、被叫终端的IP版本类型。

触发规则二是：当用户作为被叫侧处理会话时，S-CSCF根据该触发规则将会话建立请求消息触发至TrAS上。配置时，因为IP地址版本转换是在会话建立请求发往被叫终端之前进行的，所以将该规则二设置为最低。

TrAS根据会话请求消息中携带的主叫侧的IP地址版本类型和被叫用户注册使用的IP地址版本类型比较，判断是否需要转换用户面的IP版本。TrAS可以为一单独实现的实体，也可以集成在其它网络实体中。例如TrAS可以与会话处理应用服务器集成。

在本实施例中，利用了被叫侧的媒体资源功能单元作为媒体资源控制实体。它包括媒体资源功能控制器(MRFC)和媒体资源功能处理器(MRFP)。它们是公知的IMS网络的实体单元，因此不再详述。

为实施本发明，MRFP需要支持IP地址版本转换功能(即支持TrGW中IP地址转换功能，TrGW在3GPP TS23.228中有描述)。MRFP主要功能是管理IMS域中的媒体资源，而IP地址版本转换则通过媒体资源的控制，目前一般媒体资源设备都有该功能。下文将更详细地对此加以说明。

TrAS控制上述媒体资源功能单元完成主叫端与被叫端之间不同IP版本类型的转换。

下面通过一个具体的转换实施例的过程，对本发明的在IMS终端用户面实现Ipv4和Ipv6互通的方法进行具体的描述。其中，上述主叫用户终端支持IPv6，被叫用户终端支持IPv4，IMG核心网络的网元支持IPv6与IPv4双栈方式。

在设定上述两个触发规则后，根据本发明的用户面互通方法的具体实现步骤如下：

1)被叫用户终端注册时，通过上述触发规则一将用户注册到TrAS。TrAS通过订阅注册事件的方式获得用户终端的IP地址，并保存用户终端的IP地址或可以解析的域名(FQDN)。

2)主叫用户终端基于SIP对被叫用户终端发起会话请求，在基于SIP的请求消息中携带有主叫用户终端的IP地址(例如包含在SIP请求消息的Contact Address，Via等头域上)。由于缺少被叫侧的用户面信息，主叫侧IMS网络不需要对被叫终端的用户面IP地址进行版本变换。

3)被叫用户终端归属域的S-CSCF接收到上述主叫用户终端的会话请求后，根据触发规则二将该会话请求转发到TrAS。

4)TrAS判断被叫用户终端注册使用的IP地址版本类型和主叫用户终端会话请求消息中携带的IP版本类型是否一致。如果不一致，TrAS就通过B2BUA(Back-To-Back UA：背靠背的用户代理)的方式控制MRFC在媒体流中插入MRFP。

5)MRFC在MRFP上创建两个IP媒体端点。这两个媒体端点的IP地址版本类型分别与主叫用户终端和被叫用户终端相同。然后在TrAS的控制下，通过这两个媒体端点和主叫和被叫用户终端建立媒体连接。在MRFP内部，通过这两个IP端点，转换两段媒体流的IP包的IP版本类型。这样，由MRFP完成用户面的IP地址版本类型的转换。整个会话流程按照正常流程处理。

需要说明，在3GPP标准中描述的是S-CSCF和IMS-ALG通过互通的方式实现IP地址版本的转换。在本实施例中，IP地址版本的转换控制点是TrAS。即TrAS通过控制MRFC和MRFP，取代S-CSCF与IM-ALG交互。其转换结果与原有的S-CSCF和IMS-ALG互通的情况相同。这样，就避免了现有的以S-CSCF和IMS-ALG互通的方式实现IP地址版本的转换而对S-CSCF有需求的问题。

在上面的实施例中，需要MRFP支持IP地址版本转换功能。如果上述MRFP不支持IP地址版本转换功能，根据本发明的另一个实施例，可以将TrAS功能集成到IMS-ALG网络实体中，或者是由TrAS通过SIP协议控制IMS-ALG实体，如图3所示。这样，可直接控制TrGW按照3GPP标准规定的方式完成用户面的IP地址版本类型的转换。

图4显示的是根据图3所示的系统采用TrAS控制IMS-ALG的方式实现IP地址转换的流程。其实现步骤如下：

1)主叫用户终端基于SIP对被叫用户终端发起会话请求，并将该会话请求路由到被叫侧的S-CSCF。被叫侧的S-CSCF根据被叫用户的触发规则触发，将该会话请求消息INVITE转发到TrAS。在图4所示的例子中，该消息INVITE是IPv6格式的。

2)TrAS将SIP消息中携带的主叫终端的地址(例如包含在SIP请求消息的Contact Address，Via等头域上)和被叫终端注册时使用的IP地址比较，判断是否需要进行用户面的IP地址版本转换。

3)由于主叫方的地址是IPv6格式的，而被叫注册地址是IPv4格式的，因此TrAS将IMS-ALG的地址和TrAS地址填入SIP消息的route头域，并将TrAS地址加入到record-route头域中。然后将该SIP请求消息INVITE转发到IMS-ALG。

4)IMS-ALG收到该SIP请求消息后，利用媒体协商过程，控制TrGW插入媒体转换点，由TrGW进行用户面的IP地址版本转换。插入媒体转换点进行转换的方法与上述实施例中步骤5)的方式相同。然后将IMS-ALG地址加入到record-route头域中，转发消息回到TrAS。

5)TrAS将该SIP请求发送给S-CSCF，由S-CSCF转发该SIP请求到被叫用户终端。

此后的流程按照常规的SIP信令流程处理，不再赘述。

在该实施例中，IP地址版本的转换控制点是TrAS。其采用与IMS-ALG之间的互通方式实现控制TrGW进行IP地址版本转换。这样，就避免了现有的以S-CSCF和IMS-ALG互通的方式实现IP地址版本的转换而对S-CSCF有需求的问题。

由以上所述可知，在本发明中，S-CSCF通过触发选择TrAS，由TrAS和IMS-ALG互通来完成转换。这样对S-CSCF是没有需求的。

以上所述的本发明的实施例是针对主叫用户终端支持IPv6与IPv4双栈寻址方式及被叫用户终端支持IPv4寻址方式的情况下进行的，对于其它的不同情况下主叫用户终端与被叫用户终端的IP地址版本转换情况与上述实施例相似，因此不再赘述。

本发明对于具有不同版本接入地址的两个IMS终端，只需要进行一次用户面的IP地址转换。本发明不仅可用于支持IP双栈的IMS核心网，而且在IMS核心网络不支持IP双栈，但是在信令面IP可以正常互通的情况下，也可以应用本发明。例如主叫侧终端、接入网络和归属网络都是IPv6，而被叫侧的终端支持IPv4，接入网络和归属网络支持双栈。同样可以使用本发明。

虽然以上对发明的说明是参照其具体的实施例来进行的，但本领域的普通技术人员应该意识到，在本发明的实质精神和范围内，各种改进、添加和替换都是可能的，并且都在本发明的权利要求所限定的保护范围内。例如，尽管本发明是以IMS网络为例来说明的，但是本发明显然也可以适用于下一代网络(NGN)及其它类型网络。

Claims

1.一种IMS终端用户面的不同协议间互通的方法，包括：

1)主叫终端发起基于会话发起协议的对被叫终端的会话请求，在所述请求的消息中包含有所述主叫终端的IP地址；

2)所述被叫终端所属域的服务呼叫会话控制功能单元接收所述会话请求并将其转发到转换控制单元；

3)所述转换控制单元与IMS应用级网关互通，控制IP地址转换单元执行所述被叫终端的IP地址版本转换。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述被叫终端所属域的服务呼叫会话控制功能单元根据签约数据触发规则，将所述会话请求转发到所述转换控制单元。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述转换控制单元为转换应用服务器，所述的签约数据触发规则为：

规则一，当用户终端向网络注册时，所述用户终端所属域的服务呼叫会话控制功能单元在用户注册的同时，将用户注册到所述转换应用服务器，以及

规则二，当用户作为被叫侧处理会话时，所述服务呼叫会话控制功能单元将会话建立请求消息触发至所述转换应用服务器，

其中所述规则二具有最低优先级。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，进一步包括，所述转换应用服务器通过订阅注册事件的方式获得用户终端的IP地址，并储存所述注册用户的IP地址或可解析域名。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述IP地址转换单元包括媒体资源功能控制器和媒体资源功能处理器，所述步骤3)进一步包括：

3-1)所述被叫终端所属域的服务呼叫会话控制功能单元判断所述主叫终端和所述被叫终端的IP版本类型是否一致；

3-2)如果在所述步骤3-1)中判断的结果是所述主叫终端和所述被叫终端的IP地址版本类型不一致，则所述转换控制单元通过背靠背的用户代理方式，控制媒体资源功能控制器在所述主叫与被叫终端之间插入所述媒体资源功能处理器；

3-3)所述媒体资源功能处理器将所述主叫终端媒体流的IP版本类型转换为所述被叫终端IP版本类型。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述插入媒体资源功能处理器的步骤包括：

在媒体资源功能处理器上创建两个IP媒体端点，这两个媒体端点IP地址版本类型分别与主叫用户终端和被叫用户终端相同；

通过所述两个媒体端点与主叫和被叫用户终端建立基于实时传输协议的媒体连接。

7.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述IP地址转换单元是转换网关，所述步骤3)包括：通过所述转换应用服务器与所述IMS应用级网关的互通，直接控制所述转换网关按照3GPP标准规定的方式完成用户面的IP地址版本类型的转换。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述转换应用网关与所述IMS应用级网关的互通方式包括：

将所述转换应用服务器集成在所述IMS应用级网关中；或

由转换应用服务器控制IMS应用级网关。

9.如权利要求1-8任一项所述的方法，其特征在于，所述转换应用服务器与会话处理应用服务器集成为一体。