CN1902882A - 提供移动性管理信息的通信系统、设备和方法 - Google Patents

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Abstract

一种通信系统被配置成根据移动性管理信息向用户设备提供服务。该系统包括：会话协议服务器(S－CSCF)，可操作来根据用户简档数据控制至少一个用户设备的通信会话的状态；订户信息数据库(HSS)，用于为会话协议服务器(S－CSCF)提供用户简档数据；和移动性服务器。移动性服务器包括移动性管理器，其可操作来接收与移动有关的评估报告以及基于评估报告形成移动性管理信息，该评估报告提供与用户设备通信的当前状态的指示。移动性服务器包括应用程序员的接口，其可操作来在移动性管理器和会话协议服务器(S－CSCF)之间传输呼叫控制信令数据。移动性管理器可操作来响应于来自应用程序的对信息的订阅，将移动性管理信息通知给向用户设备提供服务的应用程序，订阅是使用呼叫控制信令数据通过会话协议服务器(S－CSCF)提供的。通过在系统内集成移动性服务器，可以将移动性服务器提供的移动性管理信息与系统提供的其他服务集成在一起。这样，向移动性服务器进行订阅的、使用系统内的应用程序的移动用户可以从由建立的系统组件和再用建立的接口提供的附加值中受益。

Description

提供移动性管理信息的通信系统、设备和方法
技术领域
本发明涉及在通信系统中提供移动性管理信息的移动性服务器。
本发明还涉及一种提供多媒体通信服务的通信系统。
在某些实施例中，通信系统包括因特网协议多媒体子系统(IMS)。
背景技术
称为3GPP的第三代合作项目开发和标准化了因特网协议多媒体子系统(IMS)以提供多媒体和呼叫控制服务架构。该服务架构由能够实时传输因特网协议(IP)分组形式的数据的通用移动通信系统(UMTS)支持。IMS为服务准备和新服务的开发提供了基础，并且被预见为标准化的会聚平台，其使得能够进行实时多媒体服务和非实时服务以及人机通信的集成。此外，IMS提供在多媒体会话期间激活的、用于修改媒体类型的能力。例如，可以在原本为只有音频的通信(audio only communication)建立的通信会话期间添加视频媒体。
同时待决的欧洲专利申请号02293276.8公开一种移动性管理器，它可以根据从网络运营商接收的信息、网络自身和移动终端以及策略实施器(policyenforcer)提供的网络策略，启动移动终端的切换执行并将其从一个接入网络引导到另一个。移动性管理器提供这样的设施(facility)：使得网络运营商在发生重新加入之前或之后，能够根据移动终端要重新加入的接入网络支持服务的相对能力来适配应用程序提供的服务。为此，还公开了应用服务器和位于移动通信网络的核心网中的移动性管理器之间的通信协议。
WO 01/58177公开了一种在移动通信网络中控制进行通信会话的移动终端的切换的方法。该方法包括接收指示切换要求的触发(trigger)，针对用于通信的网络策略测试切换条件，以及针对网络通信策略根据切换要求控制切换。
发明内容
根据本发明，提供一种用于向应用程序提供移动性管理信息的移动性服务器。应用程序向作为因特网协议多媒体子系统(IMS)组成部分的用户设备提供服务。移动性服务器包括移动性管理器，其可操作来接收与移动性有关(mobility dependent)的评估报告以及基于评估报告形成移动性管理信息，所述评估报告提供与用户设备通信的条件的当前状态的指示和用户设备的位置的指示中的至少一个。移动性服务器包括应用程序员的接口，其可操作来在移动性管理器和构成IMS组成部分的会话协议服务器(S-CSCF)之间传输呼叫控制信令数据。移动性管理器可操作来响应于对来自应用程序的移动性管理信息的订阅，将移动性管理信息通知给应用程序，对移动性管理信息的订阅是使用呼叫控制信令数据通过会话协议服务器(S-CSCF)提供的。
可以为已经申请应用移动性服务的特定用户或一组用户提供移动性管理信息。
本发明的实施例可以为构成因特网协议多媒体子系统(IMS)的组成部分的通信系统提供移动性服务器，所述通信系统用于提供建立、控制和终止与用户设备的多媒体通信会话的设施。移动性服务器在系统提供的通信设施的支持下可以为通信系统提供使得能够向用户设备提供移动增强服务的能力。移动性服务器被配置成产生作为系统组成部分的移动性管理信息。结果，使得IMS能够向用户设备提供与移动有关的服务。用于多媒体应用的这种服务的例子包括根据与移动用户设备通信的当前状态在会话期间适配支持的媒体类型。
在下面的描述中，短语与移动性有关的评估报告用来包括诸如指示移动用户设备经历的通信条件的当前状态的接入网络评估报告和指示移动用户设备的相对位置的报告之类的东西。
在某些实施例中，移动性服务器可以包括归属代理(home agent)，从而移动用户设备可以随着接入网络的改变而执行引起IP地址改变的绑定更新。归属代理向移动性管理器报告的IP地址的改变可以用于提供用户设备的相对位置的指示，根据该指示可以提供地理上有关的服务。
应用程序可以被配置成根据移动性管理信息向用户设备提供服务。例如，应用程序可以提供两个用户之间的通信会话。应用程序可以被配置成根据用户设备通信的当前状态向用户提供不同类型的通信媒体。例如，如果用户设备连上无线局域网(W-LAN)，则可以有相对较高的带宽可用，所述带宽可能足以支持视频通信会话。然而，如果一个用户设备将经历可用的服务质量的下降，则可以由移动性管理器通过接收接入网络评估报告来检测到该下降，接入网络评估报告提供通信条件的当前状态的指示(根据本例，包括可用的服务质量)。向移动性服务器订阅了移动性管理信息的提供通信会话的应用程序应当接收作为报告的移动性管理信息的组成部分的通信条件改变的通知。因此，应用程序可以根据通信条件的改变来适配提供给用户的媒体服务类型。
根据本发明的某些实施例，通过会话协议服务器(S-CSCF)提供向移动性服务器的订阅和移动性管理信息的通知。通过会话协议服务器传输通知和订阅的优点是可以利用会话协议服务器提供的设施为利用移动性管理信息的应用程序向用户提供的服务增加价值。该设施的一个例子是当做出移动性管理信息的通知或实际上向移动性服务器的订阅时，提供辅助功能或服务。这可以用来例如实现应用或移动性管理器提供的更精确的计费服务。
在某些实施例中，应用程序可以操作来响应于通过呼叫控制信令数据从会话协议服务器接收的消息，根据移动性管理信息提供服务。根据这些实施例，移动性信息是通过会话协议服务器接收的，因此这提供了运用(deploy)其他服务来为通信会话增加价值的设施。然而，在其他实施例中，移动性服务器可以通过诸如XML或HTTP之类的专有接口将移动性管理信息传输到应用程序。
在某些实施例中，使用会话启动协议(SIP)实现通知和订阅的信令，其中会话协议服务器是SIP服务器。根据这些实施例，移动性服务器的应用程序员的接口可操作来通过SIP接口传输呼叫控制信令数据，其中呼叫控制信令数据是SIP数据。
根据本发明的一些实施例，移动性服务器可以访问构成IMS网络组成部分的订户(subscriber)信息数据库(IMS网络内的订户信息数据库被称为归属订户服务器(HSS))。这样移动性管理器可以利用数据库中存储的移动性相关(related)信息来提高产生的移动性管理信息的精确度和价值。例如，用户简档(profile)数据可以包括可用于通信的用户设备能力的指示，由此可以产生更相关的移动性管理信息并且将其提供给应用程序。例如，如果用户设备不能够显示视频信息，则在通信条件的当前状态提供的服务质量可以支持视频通信的情况下移动性管理器将不指令用户设备改变服务。在另一个例子中，用户简档数据可以包括激活的指示，从而移动性管理器即使还没有被要求也可以监视移动性。
根据本发明的一个方面，提供一种根据移动性管理信息向用户设备提供服务的通信系统。该系统包括：会话协议服务器(S-CSCF)，其可操作来根据用户简档数据控制至少一个用户设备的通信会话的状态；订户信息数据库(HSS)，用于向会话协议服务器(S-CSCF)提供用户简档数据，和移动性服务器。移动性服务器包括移动性管理器，其可操作来接收与移动性有关的评估报告以及基于评估报告形成移动性管理信息，该评估报告提供与用户设备通信的条件的当前状态的指示和用户设备的相对位置的指示中的至少一个。移动性服务器还包括应用程序员的接口，其可操作来在移动性管理器和会话协议服务器(S-CSCF)之间传输呼叫控制信令数据。移动性管理器可操作来响应于来自应用程序的对信息的订阅，将移动性管理信息通知给向用户设备提供服务的应用程序，该订阅是使用呼叫控制信令数据通过会话协议服务器(S-CSCF)提供的。
在某些实施例中，应用程序员的接口可操作来提供对订户信息数据库的访问，接收来自用户设备的、提供表示评估报告的数据的因特网分组，并且将评估报告提供给移动性管理器。通信系统因此可以构成因特网协议多媒体子系统，其通过再用标准化组件，将移动性管理集成为系统的组成部分。
本发明的各种其他方面和特征在所附权利要求书中限定。
附图说明
现在将参照附图仅仅通过例子描述本发明的实施例，其中相同的部件具有对应的附图标记，其中：
图1是提供在移动用户设备和对应节点之间一般因特网协议(IP)通信的简化表示的示意方框图；
图2是包括独立的IP移动性管理器和因特网协议多媒体子系统(IMS)的、构成系统的组成部分的组件的简化表示的示意方框图；
图3提供图2所示的系统的组成部分的更详细方框图；
图4是根据本发明实施例的、用于集成移动性服务器与IMS的系统的组成部分的示意方框图；
图5是对应于图2所示简化系统的、根据示例实施例的系统的示意方框图；
图6是提供根据本发明实施例的移动性服务器的例子的示意方框图；
图7是示出用户设备运用应用程序提供的多媒体通信服务以及应用程序向移动性服务器订阅移动性管理信息的操作的示例流程图；
图8是示出移动性服务器向应用程序提供移动性管理信息的操作的示例流程图；
图9是示出图7与图8的流程图中移动性管理和S-CSCF采用的可选处理步骤的流程图；
图10是示出移动性服务器从归属订户服务器取出信息的处理的示例流程图。
具体实施方式
本发明的示例实施例可以在IP多媒体子系统(IMS)网络中提供因特网协议(IP)移动性管理服务。子系统内的移动性管理器提供移动性管理功能，例如，当用户设备在异类的接入网络间(例如，在不同的无线接入网络之间)漫游时，维持服务的连续性。由此通过再用建立的接口和协议(其已被标准化用于IMS)来提供移动性管理服务，而不要求适当的解决方案。网络运营商可以以基本无缝的移动性向移动用户提供质量增强的IMS服务。
通常，用户设备UE和对应节点CN之间的通信如图1所示。在图1中，在用户设备UE和对应节点CN之间通过用户设备UE的移动接入网络AN和归属网络HN实现通过IP分组的通信。在用户设备UE和路由器2、4之间路由分组，其中归属网络HN内的路由器4可以是归属代理HA。
用户设备UE可以由移动用户操作并且结果将通过移动接入网络与路由器2传输IP分组。无线接入网络可以包括多个无线接入接口，用户设备通过所述无线接入接口传输IP分组。无线接入接口的例子包括通用移动通信系统(UMTS)、通用分组无线系统(GPRS)或无线局域网(WLAN)。取决于用户设备UE的地理位置，用户设备UE可使用无线接入接口WLAN、GPRS、UMTS中的一个或多个。因此，用户设备UE可以选择最适合的无线接入接口来支持用户期望的服务，诸如提供足够支持期望服务的通信带宽的无线接入接口。或者，可以选择提供性价比最高的IP数据分组通信的无线接入网络。
应当理解，用户设备UE使用的无线接入接口可以随着时间从一个区域改变到另一个区域。因此，提供一种配置，用来将与移动用户设备的通信条件的当前状态和/或移动用户设备的地理位置通知给应用程序。结果，应用程序可以根据(例如作为从一个接入网络改变加入到另一个接入网络的移动的结果)通信条件或地理位置的改变而适配提供给用户设备的服务。
IPMM和IMS
如同时待决的欧洲专利申请序列号02293276.8中所公开的，配置IP移动性管理器(IPMM)来根据通信体条件的状态向移动终端提供从一个接入网络改变加入到另一个的指令。作为切换到目标无线接入网络的结果，通信条件的状态可以改变。IPMM被配置来为向移动终端提供服务的应用程序提供移动性管理信息。由于或将由于加入改变，移动性管理信息为应用程序提供通信条件的状态的指示。响应于该改变，应用程序可以指令移动终端适配在从当前接入网络加入到目标接入网络的改变发生之前或之后提供的服务。为此，公开了应用服务器和位于移动接入网络的核心网部分中的IP移动性管理器之间的通信协议。该通信协议被配置来监视可用的接入网络上的当前通信状态，并且通过提供指令来响应从当前接入网络改变加入到目标接入网络的切换请求，以便根据目标网络的通信条件来适配提供给移动用户设备的服务。一般地，图2中示出如将应用到IP多媒体子系统(IMS)的这样的通信网络的例子。
如图2所示，用户设备UE使用从UE的第一归属网络HN UE到对应节点的第二归属网络HN CN的因特网协议(IP)分组与对应节点CN通信。如简化方框图中所示，提供信令信息的IP分组被传输到会话协议服务器10，对于示例实施例，会话协议服务器10是IMS网络内的服务呼叫状态控制功能(S-CSCF)。使用IP分组来传递箭头12所示的信令数据。将说明的是，IP分组承载到IMS并且进而到对应节点CN的会话启动协议(SIP)信令消息。用户设备UE和对应节点CN之间传输的用户数据用双头箭头14表示。因此应当理解，图2中的图提供图1所示的对应节点CN和用户设备UE之间的IP分组通信的表示。第一归属网络HN UE和第二归属网络HN CN之间的虚线16代表信令IP分组经由核心网内的路由器的通信。
在对应节点CN处，也提供服务呼叫状态控制功能(S-CSCF)20以便响应从用户设备UE传输的SIP消息，以便触发各种服务和/或提供其他功能。这些功能可与控制通信会话的状态相关联。
如图2所示，IMS包括S-CSCF 10、SIP应用服务器22和订户信息数据库24(在示例实施例中是归属订户服务器(HSS))，它们都是标准化的部件[1]，并且还包括接口26、28、30。接口根据指定的规范[1]操作，并且被称为Sh、ISC和Cx。
IMS提供管理多媒体通信会话(例如用户设备UE和对应节点CN之间的多媒体通信会话)的设施。通信会话可以由SIP应用服务器22上容纳(host)的应用程序管理，SIP应用服务器22被配置成响应SIP消息以及控制和管理多媒体通信会话。
此外如图2所示，在第一归属网络HN UE中的是移动性管理器32。移动性管理器32如同时待决的欧洲专利申请号02293276.8所公开的那样操作来通知向用户提供服务的应用程序：由于用于传输数据的条件的改变而可能要求服务类型的改变。作为移动用户设备UE从一个无线接口改变到另一个的结果，或者作为正使用的无线接入接口之一上操作条件改变的结果，通信条件可能改变。IPMM指令作为通信会话组成部分的用户设备UE和/或对应节点CN正在执行的应用适配在会话期间提供的服务类型，以反映通信条件的改变。如图2所示，移动性管理器32和应用服务器22之间的通信通过接口34，通过该接口34交换SIP消息。然而，正如将在下段中参照图3说明的，图2和3所示的配置具有一定缺点。根据对这些缺点的说明，将理解本发明实施例可以提供图2和3所示配置不具有的设施和优点。
图3更详细地提供图2所示的IMS的组成部分以及图2所示的IP移动性管理系统的组成部分的表示，以便示出IP移动性管理器如何能与IMS进行操作。如图3所示，移动性管理器32被配置来通过接口34与接口处理器32.1传输SIP消息。移动性管理器32还包括订户上下文寄存器(SCR)和策略实施器(PE)32.3和32.4。移动性管理器32还包括归属代理32.2和接入网关接口32.5。归属代理32.2和接入网关接口32.5提供通过接入网关36与执行SIP用户代理的用户设备UE通信的设施。用户设备UE还执行IP移动性管理功能39，其产生接入网络评估(ANE)报告。ANE报告提供经由用户设备可用的多个无线接入网络中任一个的通信条件的状态的指示。因此，如双头箭头40所示，用户设备UE向移动性管理器32传输ANE报告以便允许移动性管理器32确定多媒体应用是否需要改变服务。如图3所示，S-CSCF 10还包括初始过滤准则10.1，用于触发应用程序提供各种服务。SIP应用服务器22包括SIP事件模型应用程序员的接口22.1。
根据IMS标准，归属订户服务器(HSS)24包括数据库24.1，其组成部分24.2用于存储用户简档数据，而其组成部分24.3用于存储用户的移动性相关信息。HSS还包括Sh应用程序员的接口24.4和Cx应用程序员的接口24.5，用于提供分别通过Sh接口和Cx接口通信的设施。
HSS数据库包括组成部分24.2，其中存储对HSS不透明的数据。存储不透明数据的组成部分24.2包括用户简档数据，其提供例如供S-CSCF使用的初始过滤准则。HSS数据库还包括存储对HSS透明的数据的组成部分24.3。该透明数据包括供移动性管理器或其他应用程序使用的移动性相关信息。移动性相关信息可以包括在关于用户设备UE的容量、硬件设施和其他用途方面哪些可以用于支持多媒体服务的指示。
使用与IMS独立的IPMM的缺点
IMS被设计为独立于网络的，并且提供与不同接入网络的互操作性。这意味着IMS订户应当能够从经过其将IP分组传输到IMS的接入网络独立地接入基于IMS的服务。然而，当在不提供相同级别资源的异类接入网络技术(WLAN、GPRS、UMTS)之间漫游时，IMS当前不允许服务的连续性。IMS的缺点在于：它当前不提供接入网络间的移动性解决方案——“终端在接入网络之间移动的同时仍保持通信和接收通信的能力的能力”。
IP移动性管理为网络运营商提供这样的能力，即，向其控制的终端提供如下服务：允许终端在通过在异类接入技术之间漫游而从一个接入网络改变到另一个之前，使应用适应于接入网络的容量。IPMM提供无缝移动性——“终端在接入网络之间移动的同时，仍保持激活的通信会话的能力，在该通信会话中改变不会中断最终用户或应用”。仅仅简单的IPMM服务的缺点在于它当前提供专有框架而不集成服务。
如图2和3所示在IP多媒体子系统(IMS)内使用IP移动性管理功能是合理的。如图所示，这涉及在运营商的网络内运用独立的IP移动性管理器部件。如图2和3所示的这种类型的独立架构的缺点在于，它不利于为了提供增强服务而在IMS的功能和移动性管理器之间的任何集成。例如，在图2和图3中，HSS和订户上下文寄存器(SCR)之间没有接口，并且S-CSCF和移动性管理器之间没有接口。这给出如下暗示：
●运营商没有通过S-CSCF对移动性管理器服务的任何集中控制，原因在于：没有提供执行该控制的接口。为了使用IPMM服务而绕开了S-CSCF，即，IPMM服务是独立于IP多媒体子系统提供的。这种类型的架构的缺点在于，为了以这种方式向IMS订户提供IPMM服务，独立地管理两个系统。
●包含关于IPMM服务的订户的信息的本地IPMM数据库，其是与中央运营商数据库不同步的HSS。结果，与用户订阅有关的数据和关于服务的信息被分到两个数据库(即包含全球用户简档的HSS和包含关于IPMM服务的用户数据的本地IPMM数据库)中。这种类型的架构的缺点在于，运营商需要管理两个数据库而不是一个。
●没有提供使得应用服务器能够连接到移动性管理器以便它们可以订阅接收关于IPMM订户的移动性信息的标准接入架构。而是要求每个应用服务器使用到移动性管理器的专有连接以便可以执行该动作。这种途径的缺点在于，没有通过一个接入接口使如下方式统一的普遍的方法：其中所有应用服务器可以具有通过IP多媒体子系统到移动性服务器的标准接口和连接。
●当前没有在移动性管理器上实现的安全机制，所述移动性管理器允许与在“不可信”的IP网络中容纳的第三方应用分享特定订户的移动性信息。
将IP移动性管理器部件集成为运营商网络内的独立功能将不能提供用来提供增强服务的优化框架。这还将增加网络的复杂度，由于例如，有关用户的信息被分在两个数据库中，并且没有集中提供IPMM和IMS功能的总体组合。一个解决方案是在移动性管理器和S-CSCF之间以及在移动性管理器和HSS之间添加新接口。这将允许数据库的同步和来自S-CSCF的对服务的更多控制。但另一方面，在HSS和S-CSCF添加专有接口将导致不同IMS厂商之间的架构改变以及网络部件升级和互操作性的问题。
使用移动性服务器增强的IMS
本发明的实施例可以将移动性管理器合并为在IMS网络内提供IP移动性管理服务的功能。通过尽可能地再用建立的接口和协议来消除专有解决方案的要求，以便在异类接入网络技术之间漫游的同时提供服务连续性。这尤其是通过建议IP移动性管理器通过增强它使用标准接口的能力来用作IMS架构内的移动性服务器来实现的。
图4示出本发明的示例实施例。如图4所示，移动性服务器132配有到HSS 124和到S-CSCF 100的接口。图4所示的组成部分对应于图3所示的组成部分，并且分配了相关的附图标记。然而，图4包括移动性服务器132，用于提供根据用户设备经历的当前通信条件以利用IMS架构的方式控制多媒体会话的移动性管理信息。如前所述，移动性服务器132被配置成通过IP通信层140从操作作为用户设备UE的组成部分的IPMM功能139接收接入网络评估(ANE)报告。移动性服务器132配有到HSS 124的接口-Sh接口160。移动性服务器132还配有到S-CSCF的ISC接口180。另外，图4所示的IMS系统中的组件对应于图3所示的组件，这是因为图4所示的系统提供的优点之一就是，它再用标准化的网络组件和这些组件之间的接口来使得图4所示的系统与现有的IMS网络架构兼容。
在某些实施例中，在移动性服务器132和应用服务器122之间提供接口，它可以用于在移动性服务器132和应用服务器122之间直接传输信息。接口可以根据例如SIP、XML或HTTP标准传递信息。
图4所示的建议的架构将移动性服务器132集成到IMS中，同时对已有IMS组件添加了最少的额外接口或相关开发。因此，集成基本上与硬件无关，并且将对任何厂商的设备都起作用。将IP移动性管理服务器运用作为对IMS的授权者(enabler)将不会比当前在IMS内运用新服务需要更多工作和投资。
通过在IMS内集成IPMM，将可以再用某些IMS机制，如：
●服务提供过程；允许从公共数据库(HSS)提供服务的设施和移动性服务器使用用于移动性管理器内的应用的Sh接口从HSS下载数据到订户上下文寄存器(SCR)的机制。
●第三方登记(撤销登记)；允许S-CSCF控制移动性服务器以及通知移动性服务器它需要开始或停止收集刚刚在IMS中登记的用户的移动性信息。
●计费方法；不仅允许基于传输的数据流量收费，还允许基于事件或会话的收费。
●应用服务器访问；允许应用服务器拥有通过S-CSCF到移动性服务器的标准访问架构。这允许任何应用服务器具有一个统一的使用来自和去往移动性服务器的信息的方法。
●安全机制；在服务是在“不可信”网络中容纳的情况下定义的，允许移动性服务器以安全的方式向第三方应用提供移动性信息。
IMS通过提供组合实时和数据业务的增强应用开发的框架，提供增强的基于SIP的服务架构。IMS还提供IETF服务没有提供的增强计费和QoS控制。本发明的实施例可以集合IPMM在提供网络控制的移动性管理方面和IMS在提供先进和灵活的会话控制架构方面的优点。这将允许运营商提供增强的高质量服务，其提供平滑的网络控制的切换(无缝移动性)和对网络类型的应用适应，增强IMS内的应用和服务。与仅仅为其顾客提供简单的IPMM服务相比，这将为运营商提供更优化、完整和容易管理的框架。
IMS网络组件的简要描述
为了完整起见，将简要描述根据本发明实施例的IMS网络的组件。
S-CSCF(服务CSCF)
服务CSCF是3GPP规范[1]、[4]中描述的三种呼叫状态控制功能(CSCF)之一。根据[4]，服务CSCF(S-CSCF)执行用户设备UE的会话控制服务。它还维持“网络运营商为了支持服务所需的会话状态”。
在同一运营商的网络内，不同的S-CSCF可能具有不同的功能性。在这种情况下，我们假设所选的S-CSCF支持所有要求的功能性。在会话期间，S-CSCF可以用作为寄存器[9]、代理服务器[9]、用户代理[9]，并且还可以与服务平台交互以支持服务。
HSS(归属订户服务器)
归属订户表示运营商网络的主数据库。在存储的信息中，HSS包含关于订户的信息和关于网络自身的信息。不同的网络组件在执行不同的过程(服务提供、登记、呼叫建立、呼叫再协商、呼叫释放...)时为了不同目的(更新、查询...)访问HSS。在IMS架构内，已经选择DIAMETER协议[7]、[8]来使用Cx、Dx[6]或Sh接口[3]来访问HSS。
SIP应用服务器
SIP应用服务器必须被看作服务平台，也就是说，服务运用和执行环境。这是服务(或应用)将被执行的地方，而呼叫控制将在S-CSCF层上执行。本文档中考虑的SIP应用服务器需要满足一些3GPP要求，例如支持ISC接口，该接口正在标准化中，并且应当与SIP接口很接近。
接入网关
接入网关是表示一个接入网络的逻辑实体。所有用户数据经过接入网关传送，并且承担分配转交地址(Care-of-Address，CoA)给在给定接入网络中漫游的最终用户的责任。
移动性服务器：
移动性服务器基于以新功能增强的IP路由器。移动性服务器包括策略实施器(PE)和订户上下文寄存器(SCR)功能实体，以及移动性管理器自身。移动性服务器还实现归属代理。使用Sh和ISC接口来增强移动性管理器。SCR是提供从HSS下载的移动性相关信息和从例如用户设备接收的接入网络评估报告的数据库。PE基于建立的条件实现执行从一个网络到另一个网络的切换的策略。条件可以实现网络策略，因此可以由网络运营商定义或者可以部分地根据用户偏好指定条件。
针对视频会议多媒体通信会话的例子说明了本发明的上述实施例。然而，应当理解这只是一个示例应用。在其他例子中，用户设备和应用服务器之间可能没有实质的数据通信，但是应用程序可以订阅移动性管理信息来服务用户设备专用的应用。
移动性服务器上的IMS接口的简要描述
●Sh接口(在移动性服务器和HSS之间)：
SH接口是运营商内部的接口，并且基于DIAMETER协议(DIAMETER也用在HSS和I/S-CSCF之间的Cx接口上)。数据处理过程(从HSS到应用服务器(AS)的数据下载、HSS中的数据更新)和订阅/通知过程(HSS可以将关于AS之前订阅了的数据中的改变通知AS)可以在Sh接口上执行。更多关于Sh接口的信息可以在[2]和[3]中找到。
根据上述示例实施例，移动性服务器使用Sh接口与HSS通信。该接口将用来支持用于传送存储在HSS中的用户相关数据的机制或者将用户数据“推”向HSS。
●ISC接口(在移动性服务器和服务CSCF之间)：
在[4]4.2.4中简要定义了ISC接口，并且在[1]6.2中描述了ISC接口和S-CSCF之间的关系。
从功能上说，ISC接口在S-CSCF和服务平台之间。运行服务的应用服务器与其他网络设备分离，仍在标准化中的接口(“ISC接口”)将允许在IMS子系统之上使用来自多个厂商的应用服务器。应用服务器接口的标准化提供了第三方应用服务提供商可以提供附加服务的可能，从而允许运营商提供否则他们不可能提供的服务。
从技术上说，ISC接口是SIP接口。建议使它尽可能接近SIP标准[9]并且避免已经在与S-CSCF不同的接口上使用的任何SIP扩展。这样，IETF应用服务器将更趋于与IMS网络相互合作。假设应用服务器将被配置成支持第三方登记，需要正确地处理对话标识符(这应当不是问题，因为它将被包括在路由报头(route header)内)并且最终支持订阅/通知事件模型。
●移动性获知接口(在移动性服务器和应用之间)
移动性获知接口(mobility aware interface)允许移动性服务器和SIP应用服务器上容纳的应用程序之间的通信。该接口使用封装在SIP消息内的专有的基于XML的协议(订阅/通知SIP事件模型)。移动性获知接口允许应用在特定订户的移动性管理中登记其兴趣。它还允许移动性服务器通知应用程序即将发生在两个不同无线接入网络之间的切换。
●接入网关接口(在接入网关和移动性服务器之间)
接入网关接口比较来自各种基本接入技术的无线网络测量以便做出切换决定。
IMS网络中的其他接口
●Cx接口(在S-CSCF和HSS之间)
Cx接口是呼叫状态控制功能之间的接口(询问和服务—代理CSCF没有任何与HSS的接口)。Cx接口在[5]和[6]中描述。
●Gm接口(在SIP用户代理和S-CSCF之间)
S-CSCF支持通过Gm接口与UE的信令交互。取决于无线接入网络，UE和S-CSCF之间有不同数量的网络组件。代理呼叫状态控制功能(P-CSCF)可以表示IMS网络的进入点；因此UE和S-CSCF之间总是有P-CSCF。为了易读和简单起见，主动删除了一些网络组件。
示例实现
根据本发明的实施例，图5中示出现在包括移动性服务器132的适配的IMS架构，其他的与图2中的用户设备UE和对应节点CN之间的通信方框图对应。图5因此示出根据本发明实施例的、用于提供多媒体会话的IMS架构的配置，所述IMS架构被适配来包括移动性服务器132。因此，适配的IMS系统的其余部分以对应于图2所示的方式工作。应当理解，构成用户设备UE的第一归属网络组成部分的、IMS子系统内的这些组件将以相应方式工作，因此不需要进一步说明。
如图4所示，移动性服务器132包括应用程序员的接口132.6，用于为移动性管理器提供作为移动性和/或时间的函数改变的与移动性有关的参数通知给SIP应用服务器122正执行的应用程序的设施。
图6提供图5所示的IMS架构的替代表示，其包括移动性服务器132的更多细节。如图6所示，移动性服务器132包括移动性管理器200和也在图4中示出的组成部分。移动性服务器包括归属代理132.2以及PE 132.4和SCR132.3。提供SIP接口132.1以便与SIP消息通信。如图所示，移动性服务器132包括应用程序员接口132.6(加粗轮廓所示的部分)，用于提供通过各种接口对与移动性有关的信息的访问，所述各种接口包括用于与S-CSCF 100接口的IMS服务控制(ISC)接口180、通过接口126与HSS 124接口的Sh接口控制器204和与web服务器208接口的HTTP接口控制器206。此外如图6所示，移动性服务器132包括接入网络评估(ANE)接口控制器210，用于接收来自用户设备UE内的IPMM功能139的IP分组，其指示用户设备UE可用的通信的当前状态。移动性服务器132还包括SMTP接口控制器212，用于与电子邮件服务器交换电子邮件，这也取决于根据移动性改变的通信条件。
IMS网络中移动性服务器的总体操作
现在可以通过图7、8和9中提供的流程图，说明使用根据上述示例实施例的、被集成作为IMS网络的组成部分的移动性服务器建立多媒体服务和向移动用户设备提供该多媒体服务的处理。图7所示的流程图涉及移动用户设备使用与对应节点的SIP消息交换来启动多媒体服务的处理。该多媒体服务的例子是视频会议呼叫，其需要在用户设备和对应节点之间传输视频和音频信息。视频会议服务由应用服务器122上容纳的应用程序提供。然而，由于用户设备是移动的，因此提供视频会议服务的应用程序将需要向移动性服务器132订阅移动性管理信息。移动性管理信息可以例如用来根据用户设备可用的无线接入接口的类型适配提供给移动用户设备的服务类型。例如，如果移动用户设备位于可以通过无线局域网(WLAN)进行通信的位置，则有相对较高的带宽可用。这样，应用程序可以向移动用户设备提供视频和音频服务。然而，如果移动用户设备处于不能通过WLAN进行通信但可以通过GPRS接入接口进行通信的位置，则应用程序可以只提供音频服务，从而适配提供给移动用户设备的服务类型。一旦WLAN再次可用，则移动性管理器将根据WLAN提供的这些条件报告指示通信条件的状态发生改变的移动性管理信息。因此，应用程序将根据WLAN提供的增加的通信带宽再次适配服务来提供视频和音频服务。
图7中提供用户设备与应用程序建立多媒体通信会话的操作，该操作触发应用程序向移动性管理器订阅。图7中提供的过程概述如下：
S2：用户设备UE向对应节点CN发送SIP消息，邀请对应节点加入多媒体通信会话。如前面所述，多媒体通信会话的例子是用户设备UE和对应节点CN之间提供的多媒体会议。
S4：由正服务于用户设备UE的、IMS网络内的服务呼叫状态控制功能(S-CSCF)接收该SIP消息。
S6：在被路由到对应节点之前，S-CSCF应用初始过滤准则以便确定是否应当将该请求转发给提供用户订阅的服务的应用程序。
S8：应用初始过滤准则，S-CSCF将SIP消息转发到提供多媒体通信服务的应用服务器122上的应用程序。
S10：应用程序向移动性服务器发送订阅消息来订阅与S-CSCF所服务的特定用户相关联的移动性管理信息，该S-CSCF向应用程序转发SIP消息。
S12：尽管应用程序申请了来自移动性服务器的、特定用户的移动性管理信息，但订阅可能不被接受。如果用户不是移动的，因而将不需要移动性管理信息，或者因为用户没有订阅(签订)移动服务，订阅可能不被接受。因此，移动性服务器通知应用程序移动性管理器是否接受了该用户的订阅。
S14：如果订阅被移动性管理器接受，则应用程序开始对用户的或相关用户的、来自移动性服务器的移动性管理信息进行监控，并且激活要提供的服务的与移动性有关的方面。
一旦应用程序向移动性服务器进行了订阅，移动性服务器可以如图8中的流程图所示的那样向应用程序提供移动性管理信息。
S16：一旦运用了提供多媒体通信会话的应用程序，应用程序就向S-CSCF发送SIP消息。S-CSCF然后向对应节点CN发送SIP消息。服务于对应节点CN的网络内的S-CSCF可以运用相关的应用程序。
如前面所述，一旦提供多媒体通信会话的应用程序向移动性服务器进行了订阅，移动性服务器就监视用户设备的与移动性有关的参数并且将其报告给应用服务器。图8示出移动性服务器与S-CSCF组合的操作。图8概述如下：
S20：在应用程序向移动性服务器订阅了移动性管理信息之后，移动性服务器内的移动性管理器被配置来从用户设备接收与移动性有关的评估报告。与移动性有关的评估报告作为IP分组被接收，并且可以包括接入网络评估(ANE)报告，其提供关于通信可用的接入网络的当前类型(WLAN、UMTS、GPRS等)的信息。或者，如果接入网络能够使用相同的接入网络接口根据当前经历的通信条件的状态来提供可变通信带宽，则由ANE报告提供当前经历的通信条件。此外，如果移动用户设备从一个因特网协议(IP)网络改变加入到另一个IP网络，则将发生IP地址的改变。结果，构成移动性管理器132的组成部分的归属代理132.2将提供用户设备的IP地址已改变的指示。移动性管理器200将地址的改变应用到预先存储的IP地址列表或者部分IP地址，以生成用户设备的地理位置的指示。移动性管理器将ANE报告以及IP地址的改变存储在与UE相关的数据库中。
S22：移动性管理器分析ANE报告和IP地址的相对改变来形成移动性管理信息，以便将其传输给向移动性服务器进行了订阅的应用程序。移动性管理器在通信条件发生改变或IP地址发生改变时可以通知应用程序。或者，移动性管理器可以周期性地将通信条件的当前状态或当前IP地址通知给应用程序。
S24：移动性管理器将移动性管理信息形成为SIP通知消息来将其传输给应用程序。移动性管理器将SIP通知消息传输给S-CSCF。
S26：S-CSCF将SIP消息传输给应用程序，从而提供移动性信息。
图8中的流程图提供对移动性服务器与S-CSCF结合来提供移动性管理信息的操作的说明。然而，在某些实施例中，可以引入额外处理步骤来通过建立的IMS网络的标准架构向用户提供附加值。图9中示出这些额外步骤的例子。图9所示的处理概述如下：
S30：接着步骤S14，移动性管理器被配置来通过Sh接口从HSS检索移动性相关信息。
S32：移动性管理器从移动性相关信息中提取与移动性有关的信息并将该信息存储在订户呼叫寄存器(SCR)中。该相关信息可以包括提供移动多媒体服务的达成一致的收费价目表、设备类型、以及由此用户设备可以支持的服务、移动用户设备当前是否在通信或者移动性管理器是否要提供挂起通信会话的激活的移动性信息。
S34：移动性管理器根据SCR中的用户相关信息适配移动性管理信息。可以使用用户设备可支持的服务来剪裁(tailor)提供给应用程序的移动性管理信息。
S36：可选地，当S-CSCF接收到提供移动性管理信息的SIP消息时，S-CSCF可以激活一个或更多其他应用程序。这些应用程序可以向订户或网络运营商提供增值服务。这些服务可以包括计费、数据管理和安全控制。
图10所示的流程图示出如下过程：用户向运营商订阅IPMM服务，响应于此运营商提供移动性管理器。在服务提供期间，用户简档数据(非透明部分)与移动性相关信息(透明部分)一起被加载到HSS数据库中。当用户请求需要移动性相关信息的服务时，移动性管理器从HSS下载移动性相关信息并将其存储在SCR中供移动性管理器使用。图10提供的流程图概述如下：
S40：用户订阅IPMM服务，其使得能够根据用户的移动性适配服务。运营商通过将用户简档数据(初始过滤准则等)和移动性相关信息加载到HSS数据库中来提供要运用的IPMM服务。如虚线250所示，一旦加载了HSS数据库，就不再发生提供过程的其他部分，直到移动性管理器需要特定用户的移动性相关信息以便提供或更新其SCR为止。
S42：一旦用户被IMS网络登记，移动性服务器就可以通过经由Sh接口与HSS上的Sh API通信来向HSS询问移动性相关信息。可以想象，可以以若干方式触发根据HSS中的用户信息更新SCR中的用户信息，用户向IMS网络的登记是一个例子。因为移动性服务器知道用户订阅了IPMM服务，因此向HSS询问与用户相关联的移动性相关信息。
S44：在询问之后，移动性服务器通过Sh接口从HSS取出移动性相关信息并且将该信息存储在SCR中，准备在提供与移动性有关的管理信息时使用。
在不背离本发明范围的前提下可以对这里描述的本发明的实施例进行各种修改。应当理解，会话启动协议是可以用于建立因特网协议通信会话的会话启动协议的一个例子，并且本发明可以应用其他协议。
本发明的各种其他方面和特征在所附权利要求中定义。
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[9]RFC 3261-IETF Request For Comments-The Session Initiation Protocol-June2002

Claims (17)

1.一种用于向应用程序提供移动性管理信息的移动性服务器，该应用程序向作为因特网协议多媒体子系统(IMS)的组成部分的用户设备提供服务，该移动性服务器包括：
移动性管理器，其可操作来接收与移动性有关的评估报告以及基于该评估报告形成移动性管理信息，该评估报告提供与用户设备通信的当前条件的指示和用户设备的相对位置的指示中的至少一个；和
应用程序员的接口，其可操作来在移动性管理器和构成IMS组成部分的会话协议服务器(S-CSCF)之间传输呼叫控制信令数据，其中，移动性管理器可操作来响应于来自应用程序的、对移动性管理信息的订阅，将移动性管理信息通知给应用程序，使用呼叫控制信令数据通过会话协议服务器(S-CSCF)提供对移动性管理信息的订阅。
2.如权利要求1所述的移动性服务器，其中，移动性管理器可操作来通过经由会话协议服务器(S-CSCF)传输的呼叫控制信令数据向应用服务器提供移动性管理信息。
3.如权利要求1或2所述的移动性服务器，其中，应用程序可操作来响应于通过呼叫控制信令数据从会话协议服务器接收的消息，根据移动性管理信息提供服务。
4.如权利要求1、2或3所述的移动性服务器，包括会话启动协议(SIP)接口，其中应用程序员的接口可操作来通过SIP接口传输呼叫控制信令数据，该呼叫控制信令数据是SIP数据。
5.如前面任一权利要求所述的移动性服务器，其中，应用程序员的接口被配置成提供对IMS的订户信息数据库(HSS)的访问，订户信息数据库提供用户设备的用户简档数据，如果用户简档数据指示用户设备是移动的，则应用程序被配置成向移动性管理器订阅移动性管理信息。
6.如前面任一权利要求所述的移动性服务器，其中，应用程序员的接口被配置成接收因特网分组，以及向移动性管理器提供该评估报告，其中该因特网分组包括评估报告。
7.如权利要求6所述的移动性服务器，其中，移动性服务器包括归属代理，用于从用户设备接收因特网协议分组，移动性管理器可操作来根据提供给归属代理的用户设备的因特网协议地址的改变来确定用户设备的相对位置，该相对位置构成被传输到应用程序的移动性信息的组成部分。
8.如权利要求6所述的移动性服务器，其中，移动性服务器响应于提供接入网络评估报告的因特网分组，来确定与用户设备通信的条件的当前状态，移动性服务器可操作来包括通信条件的指示与移动性管理信息。
9.如前面任一权利要求所述的移动性服务器，其中，移动性服务器包括订户上下文寄存器，用于存储关于与移动用户设备相关的用户简档数据的信息，移动性管理器使用用户信息来使移动性管理信息适合于应用程序。
10.如前面任一权利要求所述的移动性服务器，包括用于容纳应用程序的应用服务器，应用程序根据移动性服务器提供的移动性管理信息向用户设备提供服务，应用程序员的接口包括用于与应用服务器通信的设施。
11.一种用于根据移动性管理信息向用户设备提供服务的多媒体通信系统，该服务由应用程序提供，该系统包括：
会话协议服务器(S-CSCF)，其可操作来根据用户简档数据控制至少一个用户设备的通信会话的状态，
订户信息数据库(HSS)，用于向会话协议服务器(S-CSCF)提供用户简档数据，
移动性服务器，包括：移动性管理器，其可操作来接收与移动性有关的评估报告以及基于该评估报告形成移动性管理信息，该评估报告提供与用户设备通信的条件的当前状态的指示和用户设备的相对位置的指示中的至少一个，和
应用程序员的接口，其可操作来在移动性管理器和会话协议服务器(S-CSCF)之间传输呼叫控制信令数据，其中，移动性管理器可操作来响应于来自应用程序的、对信息的订阅，将移动性管理信息通知给向用户设备提供服务的应用程序，该订阅是使用呼叫控制信令数据通过会话协议服务器(S-CSCF)提供的。
12.如权利要求11所述的通信系统，其中，应用程序员的接口可操作来提供对订户信息数据库的访问，从用户设备接收提供表示评估报告的数据的因特网分组，并且将评估报告提供给移动性管理器。
13.一种用于在因特网协议多媒体子系统(IMS)中向应用程序提供移动性管理信息的方法，该应用程序向用户设备提供服务，该方法包括：
在移动性服务器处接收与移动性有关的评估报告，该评估报告提供与用户设备通信的条件的当前状态的指示或用户设备的相对地理位置的指示中的至少一个，
基于该评估报告形成移动性管理信息，以及
响应于来自应用程序的对信息的订阅，将移动性管理信息通知给向用户设备提供服务的应用程序，其中对移动性信息的订阅是通过以下步骤从应用程序提供给移动性服务器的：
通过构成因特网协议多媒体子系统的组成部分的会话协议服务器(S-CSCF)在移动性管理器和应用程序之间传输呼叫控制信令数据。
14.如权利要求13所述的方法，其中，所述将移动性管理信息通知给应用程序的步骤包括：
使用呼叫控制信令数据将移动性管理信息传输到应用服务器，该呼叫控制信令数据通过会话协议服务器(S-CSCF)传输。
15.如权利要求13或14所述的方法，其中，呼叫控制信令数据包括会话启动协议(SIP)消息。
16.如权利要求13、14或15中任一个所述的方法，其中，移动性服务器包括归属代理，并且基于通知给归属代理的用户设备的因特网协议地址的改变的指示，通过评估报告提供移动用户设备的相对位置的指示，所述形成移动性管理信息的步骤包括：
根据提供给归属代理的用户设备的因特网协议地址的改变来确定用户设备的相对地理位置，所述地理位置构成传输给应用程序的移动性信息的组成部分。
17.如权利要求14到17中任一个所述的方法，该方法包括：
提供指示与用户设备通信的条件的当前状态的接入网络评估报告，移动性服务器可操作来包括通信条件的指示和移动性管理信息。
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