基于IMS的可視電話(huà)系統

圖5　分組域可視電話(huà)協(xié)議結構

　　2.2　基于IMS的可視電話(huà)系統的實(shí)現

　　下面介紹基于SIP的IMS可視電話(huà)業(yè)務(wù)實(shí)現方法。

　?。?）IMS的QoSQoS機制

　　IMS是提供實(shí)時(shí)和非實(shí)時(shí)的IP多媒體業(yè)務(wù)的通用體系結構，由于不限定下層接入技術(shù)等特點(diǎn)，它在固定、移動(dòng)網(wǎng)絡(luò )融合的過(guò)程中受到廣泛關(guān)注。為了保證移動(dòng)域IMS的QoS，RFCRFC3312定義了在SIP會(huì )話(huà)建立過(guò)程中進(jìn)行QoS資源預留的機制。

　　◆媒體協(xié)商和前提

　　媒體協(xié)商和對前提的處理是IMS中兩個(gè)密切相關(guān)的概念。在IMS中，兩個(gè)UE之間是通過(guò)媒體協(xié)商就會(huì )話(huà)中使用的媒體組合以及使用哪種編碼方式達成一致。為了兩個(gè)UE之間能相互協(xié)商，人們使用了SDPSDP提供/應答機制，該機制允許UE推遲SIP會(huì )話(huà)建立的完成，直到雙方都成功完成資源預留。這里對所有連接到IMS的UE都強制要求支持SIP和SDP的擴展。

　　在一般情況下，SIP僅交換一次提供/應答之后就開(kāi)始建立媒體連接了。但在IMS中，由于雙方的UE都必須準備接收所選擇的任何編碼類(lèi)型，所以如果在第一次SDP應答中對任何媒體包提供一種以上的編碼方案，那么就會(huì )產(chǎn)生第二次提供/應答的交互，為每種媒體流選擇唯一的編碼方案。否則需要在空中接口上按照較高帶寬的編碼方案預留資源，對于無(wú)線(xiàn)資源將是一種浪費。

　　◆IMS中的資源預留與SDP前提/應答機制

　　建立媒體PDP上下文的過(guò)程稱(chēng)為資源預留。對于雙方的UE而言，建立PDPPDP上下文的執行過(guò)程是相互獨立的。這意味著(zhù)在資源被成功預留之前，根本無(wú)法保證所協(xié)商的媒體會(huì )話(huà)是否可以建立起來(lái)。因此，在確認本地和主叫側的資源預留都已成功之前，被叫側不應振鈴。

　　為了做到這一點(diǎn)，雙方的UE在SDP提供/應答的協(xié)商過(guò)程中彼此交換前提（precondition）。這些前提主要用于指示：當主叫UE處的資源預留成功后，要把一個(gè)SIP UPDATE請求發(fā)往被叫UE；被叫UE在未收到來(lái)自對方的SIP UPDATE請求同時(shí)自己也未成功地完成資源預留之前不應振鈴。此外，前提還指示當某個(gè)特定的媒體流無(wú)法成功進(jìn)行資源預留時(shí)應該如何處理。

　　◆IMS會(huì )話(huà)建立中的QoS資源預留實(shí)例

　　QoS資源預留的完成過(guò)程如下：

　　第一次SDP提供/應答交互：主叫UE在發(fā)往被叫UE的第一個(gè)INVITE請求中提供了媒體類(lèi)型，并用前提特定的指示對消息進(jìn)行了擴展。被叫用戶(hù)在支持前提機制的情況下對收到的第一個(gè)SDP提供給出了一個(gè)183（會(huì )話(huà)進(jìn)行中）答復，答復中包含了自身的前提。

　　第二次SDP提供/應答的交互（開(kāi)始資源預留）：第二次SDP提供包含在主叫終端發(fā)送的PRACK請求中，用來(lái)聲明最終選擇的媒體類(lèi)型和編碼方案。在明確了雙方媒體流QoS要求以及媒體流編碼方案的前提下，主叫UE開(kāi)始進(jìn)行資源預留。這里要注意的是，當遇到商定的媒體和編碼的QoS要求不同的情況時(shí)，主叫UE需要對預留的資源進(jìn)行變更。第二次SDP應答包含在被叫UE已回送的200（ok）中，此時(shí)被叫UE已開(kāi)始進(jìn)行資源預留了。

　　資源預留成功完成：主被叫的UE都開(kāi)始進(jìn)行資源預留以后，任何一方的UE都可能比對方先完成資源預留。無(wú)論哪種情況，被叫終端都必須在確定雙方都完成資源預留的前提下才能向主叫發(fā)送振鈴消息，即被叫方在完成資源預留的同時(shí)還要等待接收主叫方的確認消息。

　　主叫方一旦完成資源預留，就會(huì )發(fā)送一個(gè)SIPUPDATE請求給被叫方進(jìn)行確認，請求中包含了第三次SDP提供，對預留資源的情況加以說(shuō)明。被叫方完成了資源預留后，又收到主叫方發(fā)來(lái)的UPDATE請求，此時(shí)被叫UE可以確定雙方都已成功完成資源預留，因此被叫終端發(fā)出了包含第三次SDP應答信息的200（ok）響應。

　　由此可見(jiàn)，所有資源預留狀態(tài)都已經(jīng)達到了所要求的狀態(tài)，對前提的協(xié)商已經(jīng)完成。一旦雙方都預留了資源，兩個(gè)UE之間就可以進(jìn)行媒體交換了。此時(shí)被叫方確認雙方都已經(jīng)預留了足夠的資源收發(fā)音頻流，于是立即開(kāi)始振鈴，同時(shí)對INVITE請求發(fā)出180（振鈴）響應。

　?。?）簡(jiǎn)化IMS分組可視電話(huà)系統結構

　　圖6以CDMA分組承載網(wǎng)為例，介紹一種簡(jiǎn)化的IMS分組域可視電話(huà)業(yè)務(wù)系統結構。

圖6　一種簡(jiǎn)化的CDMA分組域IMS可視電話(huà)系統結構

　　其中，各網(wǎng)絡(luò )單元的功能如下：

　　◆AAA：負責對用戶(hù)進(jìn)行鑒權，并負責將用戶(hù)的QoS信息通過(guò)PDSN授權給無(wú)線(xiàn)接入網(wǎng)。AAA同時(shí)負責對用戶(hù)進(jìn)行分組承載層的計費。

　　◆I-CSCF：負責為用戶(hù)確定S-CSCF，轉發(fā)SIP請求及響應消息。在用戶(hù)與其他網(wǎng)絡(luò )的可視電話(huà)進(jìn)行互通時(shí)，I-CSCF確定對方用戶(hù)的I-CSCF或確定所應使用的互通網(wǎng)關(guān)。

　　◆P-CSCF：P-CSCF是終端在可視電話(huà)系統中的第一個(gè)接觸點(diǎn)，其地址通過(guò)P-CSCF發(fā)現機制獲得。在用戶(hù)注冊時(shí)，P-CSCF根據用戶(hù)的歸屬域選擇I/S-CSCF并轉發(fā)SIP消息，P-CSCF會(huì )保存注冊用戶(hù)的相關(guān)信息（如公共用戶(hù)識別符、UE地址、路徑信息等），其中的路徑信息用于該用戶(hù)后續發(fā)起呼叫時(shí)直接使用轉發(fā)SIP消息。P-CSCF具有計費功能。完成SIP消息壓縮解壓縮功能。

　　◆S-CSCF：負責記錄用戶(hù)的呼叫狀態(tài)，完成呼叫控制功能。

　　◆PDSN：負責為用戶(hù)終端建立分組數據會(huì )話(huà)。

　　◆RAN：負責為用戶(hù)提供無(wú)線(xiàn)傳輸承載。

　　◆MS：移動(dòng)終端包含視頻和音頻編解碼器負責多媒體信息的處理，同時(shí)具有SIP用戶(hù)代理功能以與其他用戶(hù)進(jìn)行通信。

　　◆HSS：為S-CSCF提供可視電話(huà)業(yè)務(wù)層面的鑒權矢量，并提供業(yè)務(wù)層面的授權和計費等功能。根據網(wǎng)絡(luò )的實(shí)際情況，HSS和AAA可考慮合設。

　　◆互通網(wǎng)關(guān)：在用戶(hù)與其他網(wǎng)絡(luò )的可視電話(huà)進(jìn)行互通時(shí)，用于處理相關(guān)的會(huì )話(huà)控制信息和進(jìn)行媒體及協(xié)議的轉換等。