论文部分内容阅读
随着移动通信网络的演进,对通信网络所提供服务的要求越来越高。IP(InternetProtocol)多媒体子系统(IP Multimedia Subsystem,IMS)使得第三代(3G)移动网络成为可以提供全业务的融合网络,IMS成为研究的热点。IMS中可提供业务的多样性和业务的服务质量是IMS网络成功与否的关键,而要保证业务的服务质量,必须保证IMS网络业务的快速有效触发。业务触发主要包括应用/业务触发框架(Application TriggeringArchitecture,ATA)、业务触发数据(Service Triggering Data,STD)、业务触发算法(ServiceTriggering Algorithm,STA)和业务触发协议(Service Triggering Protocol,STP)等内容。本文对IMS的业务触发进行研究,主要涉及如下几个方面:1、应用触发框架方面,主要是对现有应用触发框架进行了增强,并提出了一种新的应用触发框架以解决现有框架中存在的问题;2、业务触发数据方面,主要是对现有3GPP(3rd Generation Partnership Project)规范中的业务触发数据进行研究,分析其存在的问题并提出了一种基于业务键的触发数据;3、业务触发算法方面,主要是性能方面的研究,分析了现有3GPP业务触发算法的性能问题,并提出了几种优化的业务触发算法以提高IMS触发系统的性能。4、业务逻辑触发(Service Logic Triggering,SLT)方面,分析了现有3GPP规范中尚未标准化的部分,提出了一种SIP应用服务器业务逻辑触发机制,并研究了该机制下整个IMS业务触发的性能。本文对研究过程中取得的主要创新成果进行了详细阐述。这些创新工作简要归纳如下:1)IMS应用触发框架方面:在现有3GPP应用触发框架中,3GPP只定义并实现了初始过滤准则(initial Filter Criteria,iFC),虽然也定义了后续过滤准则(subsequentFilter Criteria,sFC),但并未给出sFC的具体实现方式。为了解决这个问题,增强现有3GPP应用触发框架,提出了一种基于SIP(Session Initiation Protocol)头的sFC的实现方式,该实现方式可以有效控制后续SIP消息的触发,增加了后续SIP消息路由的灵活性;针对提出的sFC实现方式,通过分析发现基于iFC+sFC的业务触发缺乏足够的灵活性,且存在不必要的业务触发而造成S-CSCF(ServingCall Session Control Function)和应用服务器(Application Server,AS)不得不处理额外的SIP消息,所以不可避免地引入了额外的网络处理时延的问题。为了解决这些问题,提出了一种基于呼叫状态的应用触发框架(Call-state based ATA,CATA)。在举例说明了CATA下的业务触发后,分析、讨论了iFC、sFC和cFC(call-state based Filter Criteria)之间的关系。2)IMS业务触发数据方面:分析了现有3GPP业务触发数据中存在的问题,提出了一种基于SIP头的业务键(Service Key)的实现方式,具有如下优点:a)S-CSCF和应用服务器可以更加简洁地完成业务/业务逻辑的触发,提高了业务触发性能;b)解决了初始过滤准则的冲突问题,使多个应用服务器之间的iFC互不干扰,防止了由于新业务的部署而引发新旧业务之间的iFC冲突;c)使S-CSCF一次触发多个业务成为可能。3)IMS业务触发算法方面:研究了现有3GPP提出的基于iFC的业务触发算法的性能,提出了三种业务触发算法以提高现有业务触发的性能:a)在本文提出的sFC实现方式的基础上,提出了一种新的基于iFC+sFC的动态业务触发算法(NewDynamic STA based on iFC and sFC,NDSTA),通过性能分析发现,NDSTA可以有效降低S-CSCF和应用服务器的信令流量负载,进而增加了整个系统的吞吐量,减少了会话建立时延。b)提出了一种基于组的业务触发算法(Group basedSTA,GSTA),S-CSCF通过一次触发一组应用服务器/业务的方式,减少了业务触发的次数,进而减少了S-CSCF的信令流量负载,提高了S-CSCF的吞吐量和性能。c)在CATA下,提出了一种基于呼叫状态的业务触发算法(Call-state basedSTA,CSTA),通过性能分析发现CSTA是一种灵活有效的业务触发算法。同时基于应用服务器/业务分组的技术、sFC都可以与CSTA有效结合进一步提高系统性能,提高IMS网络的服务质量。4)IMS业务逻辑触发机制方面:提出了业务逻辑触发的概念,提出了一种SIP应用服务器业务逻辑触发机制,详细定义了业务逻辑触发数据,给出了业务逻辑触发算法(Service Logic Triggering Algorithm,SLTA)。对基于SLTA的多业务逻辑环境下业务触发和无SLTA的原3GPP业务触发的性能对比分析表明,基于SLTA的业务触发可以有效提高触发效率,在降低S-CSCF吞吐量的同时,提高了系统性能。同时该业务逻辑触发机制完善了IMS网络中的业务触发机制。