通信专业硕士论文范文免费

　　基于IMS的多媒体业务成为未来IMS业务的主要发展方向。如何提高多媒体业务的服务质量、满足客户感知需求，使运营管理更方便、业务开通更灵活，为用户提供有别于互联网业务差异化服务，这是IMS业务发展的关键因素。智能管道有为客户和业务提供精细化感知、差异化调度、网络资源灵活开放的能力。因此，如何将IMS与智能管道相结合，利用智能管道的网络能力为IMS多媒体用户提供差异化服务，是推动和保障IMS业务发展的必要条件。

　　【摘要】为保障IMS视频业务的服务质量，实现视频业务服务质量的可管可控。通过对IMS系统部署中引入智能管道技术的需求进行分析，并结合智能管道和IMS的体系架构，提出了相应的IMS网络和业务部署方案以及Rx接口、用户管理等关键技术问题的解决方案，为用户提供不同于互联网应用的差异化服务。

　　【关键词】IMS,智能管道,服务质量,用户管理

　　1引言

　　本文通过对IMS系统部署中引入智能管道技术的需求进行分析，结合智能管道和IMS的体系架构提出相应的IMS网络和业务部署方案，以及Rx接口、用户管理等关键技术问题的解决方案。

　　2IMS与智能管道相结合的需求

　　随着IMS网络的成熟商用和全光宽带网络建设的完成，基于宽带固网终端的融合视频业务具备了规模推广的网络条件：一方面，IMS可以提供基于SIP的与接入无关的多媒体业务能力；另一方面，宽带接入网的建设解决了传送视频业务的带宽瓶颈问题。但目前的IP网除了承载IMS的视频多媒体业务外，还负责承载其它的互联网业务。如何保障IMS视频业务的服务质量，实现视频业务服务质量的可管可控是部署和推进基于IMS的融合视频业务的关键因素。

　　IMS的体系架构中已经提出了采用策略和计费控制架构（PCC）来完成对承载网资源的控制：使用开放、标准化的接口将业务层的QoS需求映射到承载层，并基于承载层的资源对业务的QoS需求进行接纳和控制。

　　为了实现对IP网的服务质量的控制，运营商已经部署了基于IP网络的智能管道系统。智能管道系统通过业务管控层设置与资源指配相关的业务/网络策略信息，实现对宽带业务的感知和策略下发，控制策略执行点，实现基于用户/业务的动态带宽按需保证。

　　因此，实现IMS多媒体业务的QoS控制可以采用两种方案：按照IMS体系中的资源控制子系统架构部署IMS业务专用的资源控制系统；或者与现有的智能管道系统相结合，使其支持IMS多媒体业务。显而易见，后者是更为理想的解决方案。

　　3基于智能管道承载的IMS系统部署

　　方案

　　ITU-T、3GPP、ETSITISPAN等几大国际标准组织都提出了相关的IMS资源管理系统架构。目前IMS资源控制系统的部署主要遵循的是3GPP的PCC架构或TISPAN的RACS架构。由于IMS是基于固定网络和移动网络融合的核心控制网络，因此基于IMS的资源控制系统既需要对固定宽带网络进行承载网络资源的控制，也需要对移动宽带网络的网络资源进行控制。结合PCC和RACS架构，IMS资源控制系统的建设建议采用固移融合模式，其架构如图1所示：

　　融合模式采用3GPP的PCC架构，不论是固定接入还是移动接入都使用统一的Rx接口与P-CSCF（AF）对接，资源控制器通过Gx接口对承载网络下发策略。

　　受IMS移动终端发展缓慢的限制，目前各大运营商部署的IMS网络主要侧重于固定宽带用户的多媒体融合视频业务的提供。因此，本文重点讨论针对IMS固网宽带接入用户的智能管道承载方案。

　　运营商部署的智能管道系统——智能提速平台已初步形成业务控制层，可管控BRAS/SR设备，具备了业务控制的初步能力。智能提速平台包括策略决策和策略执行两大功能：策略决策功能根据策略执行点的申请，制定和下发业务、网络资源控制策略；策略执行功能根据用户接入请求等事件触发策略请求、更新或删除消息，根据策略决策点下发的策略进行相应资源的配置或管控，可实现对宽带接入设备（BRAS/MSE/SR、IDC出口等）的策略管控。

　　考虑到IMS核心网元的安全性和承载网络的服务质量，P/I/S-CSCF、AGCF、MGCF、业务平台、BAC等IMS网络的核心网元主要部署在运营商的内部专网，终端则由公众网络通过BAC设备接入到IMS核心网上。

　　综合考虑现网智能管道部署的情况、IMS网元的承载方案以及IMS资源管理系统的国际标准架构，基于智能管道承载的IMS系统部署方案如图2所示：

　　本方案把现网智能提速平台作为PCRF在网络中的具体实现：P-CSCF通过Rx接口把业务的QoS请求提交给智能提速平台，由智能提速平台完成OLT/DSLAM/汇聚交换机和BRAS/SR之间的带宽保障。此方案要求智能提速平台升级支持标准的Rx接口以实现与P-CSCF的对接，智能提速平台和BRAS/SR之间的接口可以沿用现有的接口。由于BAC是IMS业务的专用接入设备，已经是根据IMS的业务量进行网络规划和部署的，因此可以认为BAC设备不存在业务拥塞问题，所以BAC暂时不纳入QoS策略管控的范围。

　　主要的业务流程如下：

　　（1）用户发起视频会议会话呼叫请求；

　　（2）P-CSCF收到业务会话请求，通过Rx接口将本次呼叫所需的带宽、时延等QoS需求提交给智能提速平台；

　　（3）智能提速平台根据该用户签约的QoS策略和本次呼叫的QoS需求进行资源管控：控制BRAS/SR为本次呼叫预留出OLT/DSLAM/汇聚交换机与BRAS/SR之间的网络带宽，并把带宽预留成功的消息反馈给P-CSCF；

　　（4）P-CSCF接到带宽预留成功的消息后，将呼叫请求转发给S-CSCF进行后续的呼叫处理。

　　在IMS资源控制系统中，Rx接口为P-CSCF与PCRF之间的接口，采用Diameter协议，主要用于P-CSCF与PCRF之间关于QoS策略流程的信息交互和处理。Rx接口主要由AAR＼AAA、RAR＼RAA、STR＼STA、ASR＼ASA四对消息组成，具体内容如表1所示：4关键技术问题探讨

　　4.1用户终端真实IP地址的获取

　　为了保护IMS核心网元不受用户的恶意攻击，IMS终端需要通过BAC接入到IMS核心网络中。BAC负责包括用户终端IP地址和核心网元在内的私网地址的转换和翻译。因此，SIPINVITE消息中主叫用户的IP地址其实是BAC的地址而不是用户终端的实际地址，而智能提速平台需要获取用户的真实IP地址才能够控制BRAS/SR为该用户预留网络带宽。所以，P-CSCF需要获取用户的真实IP地址，并通过Rx接口传送给智能提速平台。

　　P-CSCF有两种获取用户真实IP地址的方法：

　　（1）通过BAC加插的P-Access-Network-Info头域

　　BAC加插的P-Access-Network-Info头域中的ue-ip和ue-port记录了终端的IP地址和端口号。P-CSCF接收BAC发送的该头域后，将ue-ip通过Rx接口传给智能提速平台，ue-port缺省为5060（SIP信令端口）。

　　（2）通过SDP的a行携带用户真实IP地址

　　BAC通过SDP的a行携带UE的IP地址和端口信息，如a=ue-ip：INIP664：FF9B：：15245（IP地址为64：FF9B：：1，端口号为5245）或a=ue-ip：INIP410.85.23.15245。P-CSCF与智能提速平台对接Rx接口时，根据SDP中a行信息获得IP参数值和端口参数值告知给智能提速平台。

　　以上两种方案都可以获取用户真实的IP地址。第二种方案可以获取终端多媒体业务的多个业务端口，如SIP信令端口、音频媒体端口、视频媒体端口等，从而实现对用户业务IP地址+端口号粒度的QoS精确化管理，但该方法对BAC、P-CSCF等设备有一定的改造要求。方案一实现相对简单，对网络设备改造量非常小，但该方案PANI头域只携带了SIP信令的端口，无法对媒体端口进行控制。

　　如果IMS业务对资源控制能力的要求不必精确到业务的具体端口号，仅针对终端IP地址进行控制，建议采用方案一；否则，建议采用方案二。

　　4.2用户管理

　　在IMS资源控制系统中，负责存储和管理用户信息的数据库系统包括归属用户服务器（HSS，HomeSubscriberServer）和用户属性存储器（SPR，SubscriptionProfileRepository）。HSS存储的用户信息包括用户身份标识、用户注册/位置信息、授权信息、用户业务签约信息、用户安全信息和用户计费信息。SPR主要存储了用户的QoS签约信息，包括用户签约所允许使用的业务、每个允许业务的优先级如签约保证带宽QoS信息、用户签约QoS信息、用户计费相关信息、用户类别、签约用户使用监视相关信息、IMS信号优先级等。

　　HSS和SPR在整个组网中的位置、关系和功能如图3所示。

　　（1）HSS存储用户多媒体业务签约数据（如语音业务、融合视频业务、即时通信业务等）。当用户注册时通过Cx接口从HSS下载用户的业务签约数据到S-CSCF中。

　　（2）SPR存储用户的QoS签约数据。当用户终端发起业务请求时，P-CSCF通过Rx接口把本次呼叫的带宽/时延等QoS要求传递给PCRF，PCRF查询接入地的SPR获取用户的QoS签约信息。

　　在实际的网络部署中，这两种数据库可以合设也可以分设。如果现有的智能管道系统用户QoS策略数据库功能和性能可以承载IMS用户，则可以考虑利用现有的数据库实现SPR功能以减少投资。如果现有的智能管道系统用户数据库能力不足，则建议为IMS用户新建一个SPR，智能提速平台需新增一个与SPR之间的接口。

　　5结束语

　　IMS网络将会话控制与业务描述分离，实现了业务与控制分离的体系架构。在这种体系架构上，运营商能够控制和管理基于IP的网络并为用户提供不同于互联网应用的差异化服务，这也正是确保基于IMS的融合多媒体业务规模发展的决定性因素。基于现网的智能管道系统承载IMS业务，可以利用现有的IP网络服务质量智能体系实现对IMS融合视频业务的QoS保障，从而推动和促进有服务质量保障的视频多媒体业务的发展。

　　参考文献：

　　[1]ETSIES282003.ResourceandAdmissionControlSub-System（RACS）[S].

　　[2]3GPPTS29.238.InterconnectionBorderControlFunctions（IBCF）-TransitionGateway（TrGW）interface，Ixinterface；Stage3[S].

　　[3]3GPPTS23.334.IPMultimediaSubsystem（IMS）ApplicationLevelGateway（IMS-ALG）-IMSAccessGateway（IMS-AGW）interface：Proceduresdescriptions[S].