（通信与信息系统专业论文）基于ims的symbian媒体共享.pdf

华东师范大学硕士毕业论文 摘要 3 g 时代日益临近，各种新颖的3 g 通信增值业务呼之欲出。无论是运营商 服务器端部署，还是用户终端应用，都在向i m s 体系靠拢。i m s 是具有全球接 入独立性的基于i p 标准的通信业务控制体系，是一种全新的多媒体3 g 业务形 式【l 】。它能够适应终端客户更新颖、更多样化的基于i n t e r n e t 的多媒体业务 需求。目前，i m s 被认为是下一代网络的核心技术，也是解决移动与固网融合 的重要方式。它用基于s i p 信令的p 网络对多媒体传输业务实现了可靠多元的 控制。s i p 是一项类似于h t t p 的基于文本的c s 模式点对点的通信协议，用 于建立、修改和终止i p 多媒体对话，为电信运营商及其合作伙伴和用户提供了 新一代基于p 的服务。i m s 提供了强大的业务能力和业务整合功能，令各种业 务纳入统一的s i p 会话机制，实现了对业务的协调控制，为多媒体增值应用的 开发与整合提供了便利。 当前，i m s 技术研究的热点集中在i m s 网络的服务器端，往往忽视了对i m s 客户端的研究。然而，i m s 客户端却是用户最终体验i m s 技术诸多成果最直接 的界面。图形图像是人类获取信息的重要载体，研究表明，人类7 0 以上的有 效信息来自于视觉交流，所以在客户端提供视频服务已经成为i m s 及通信业发 展的迫切需求。 本文旨在利用i m s 系统在移动网络终端进行视频共享系统的开发研究。利 用移动终端独特的操作系统，实现对视频交互过程和质量的实时控制，充分展 现i m s 网络的视频共享功能。本文采用的是n o k i a 和s o n ye r i c s s o n 共同开发的 嵌入式操作系统s y m b i a n ，把i m s 技术和s y m b i a n 系统结合，整合出一个实用 的移动通信服务平台，突出了移动通信的多媒体化、智能化和人性化特性。 论文的主要工作和创新点表现在以下几个方面： 1 、论文研究了先进的移动嵌入式系统s y m b i a n 系统的开发流程和任务控 制。 2 、论文首次把i m s 技术和s y m b i a n 系统整合到移动视频服务的开发中， 在一定程度上填补了国内外i m s 终端开发的部分空白。 3 、论文首次在s y m b i a n 系统中实现了s i p 信令的通信逻辑。 4 、论文解决了媒体流的传输控制以及a m r n b 音频和h 2 6 3 视频的同步 问题。 关键字：i p 多媒体子系统s i p 信令s y m b i a n 系统 v i 华东师范大学硕士毕业论文 a b s t r a c t w i t ht h ee m e r g e n c eo fv a r i o u sn o v e lv a l u e - a d d e dc o m m u n i c a t i o ns e r v i c e s ，t h ee r ao f t h en e x tg e n e r a t i o nc o m m u n i c a t i o n - 3 gi so n l yas t e pa w a y b o t ht h ed e p l o y m e n to f o p e r a t o r s s e r v e r sa n dt h ea p p l i c a t i o no nu s e r s t e r m i n a l sa r em o v i n gt o w a r d si m s i m s - - f ln o v e lf o r mo f3 gm u l t i m e d i as e r v i e - i sag l o b a l ，a c c e s s - i n d e p e n d e n ta n d s t a n d a r d - b a s e di pc o n n e c t i v i t ya n ds e r v i c ec o n t r o la r c h i t e c t u r et h a te n a b l e sv a r i o u s t y p e so fm u l t i m e d i as e r v i c e st oe n d - u s e r su s i n gc o m m o ni n t e r n e t - b a s e dp r o t o c 0 1 i m si s c u r r e n t l yr e g a r d e d a st h e k e yt e c h n o l o g yo ft h en e x tg e n e r a t i o n n e t w o r k i n g ( n g n ) a n dt h eb e s ts o l u t i o nt ot h em e r g e n c eo ft h ef i x e da n dm o b i l e n e t w o r k ，i m p l e m e n t i n g t h er e l i a b l ea n df l e x i b l ec o n t r o lo ft h em u l t i m e d i a t r a n s p o r t a t i o n 、忻t hs i p b a s e di pn e t w o r k s i pi s at e x t - b a s e da n dh t t p l i k e c l i e n t s e r v e rp r o t o c o lf o rp e e r - t o - p e e rc o m m u n i c a t i o n ，w h i c hi su s e dt oe s t a b l i s h , m o d i f ya n dt e r m i n a t ei pm u l t i m e d i as e s s i o n s ，o f f e r i n gan e wg e n e r a t i o ni p - b a s e d s e r v i e c et ot e r m i n a lu s e r s ，o p e r a t o r sa n dt h e i rp a r m e r s i m so f f e r su sg r e a tc a p a b i l i t y o ft h eo p e r m i o na n dm e r g e n c ef o rs e r v i c e s ，a p p l y i n gas i pm e c h a n i s mt oa l lt y p e so f s e r v i c e st oi m p l e m e n tt h ee f f e c t i v e c o n t r o l ，c o n t r i b u t i n gt h ec o n v e n i e n c et o t h e d e v e l o p m e n ta n dm e r g e n c eo ft h em u l t i m e d i av a l u e - a d d e ds e r v i c e n o wt h ew o r ko ni m sm a i n l yf o c u s e so nt h es e r v e ra n dn e g l e c t st h er e s e a r c ho nt h e c l i e n t h o w e v e r ，t h ei m st e r m i n a li si u s tt h ed i r e c ti n t e r f a c ef o rc u s t o m e r st o e x p e r i e n c et h ef r u i to ft h i sa d v a n c e dt e c h n o l o g y i m a g e sa n dg r a p h i c sa r et h e i m p o r t a n ti n f o r m a t i o nc a r d e rf o rh u m a nb e i n g s r e s e a r c hs h o w st h a tm o r et h a n7 0 o ft h e e f f e c t i v ei n f o r m a t i o nc o m e sf r o mv i s u a lc o m m u n i c a t i o n t h e r e f o r e t h e f o s t e r a g eo fv i d e os e r v i c eo ni m sc l i e n ti st h eu r g e n td e m a n do ft h ed e v e l o p m e n to f i m sa n dc o m m u n i c a t i o ni n d u s t r y t h i sd i s s e r t a t i o ni sp r o p o s e dt od e v e l o pav i d e o - s h a r i n gs y s t e mo nt h ec l i e n to fi m s w i t ht h eu n i q u em o b i l eo p e r a t i n gs y s t e m ，t h i sp r e s e n t e ds y s t e mi m p l e m e n t st h e r e a l t i m ec o n t r o lo nt h ei n t e r a c t i o na n dq u a l i t yo ft h em e d i ad a t at oc o m p l e t e l y e m p h a s i z ev i d e o - s h a r i n gf u n c t i o no fi m s s y m b i a n - am o b i l eo p e r a t i n gs y s t e m d e v e l o p e dt o g e t h e rb yn o k i aa n ds o n ye r i c s s o n i se m p l o y e di nt h es y s t e mt o c o m b i n e 州t l li m st oi n t e g r a t eap r a t i c a lm o b i l es e v i c ep l a t f o r m ，w h i c hs h o w sa m u l t i m e d i a ，i n t e l l i g e n t i z e da n dh u m a n - o r i e n t e dm o b i l ec o m m u n i c a t i o ns e r v i c e v 华东师范大学硕士毕业论文 t h ea u t h o r sw o r ka n di n n o v a t i o ni n c l u d e ： 1 r e s e a r c ho nt h ed e v e l o p m e n tf l o wa n dt a s kc o n t r o lo ft h ea d v a n c e dm o b i l e e m b e d d e ds y s t e m - s y m b i a n ； 2 f i r s ti n t e g r a t i n gi m sa n ds y m b i a ni n t oam o b i l ev i d e os e r v i c et pm a k eu pt h e l a c ko fl m st e r m i n a ld e v e l o p m e n ti nt h ew o r l dt os o m ee x t e n t ； 3 f i r s ti m p l e m e n t i n gt h es i ps i g n a l i n gl o g i co ns y m b i a n ； 4 a ne f f e c t i v ec o n t r o lo nt r a n s p o r t a t i o no fm e d i as t r e a ma n ds o l u t i o nt ot h e s y n c h r o n i z a t i o no fv i d e oa n da u d i o k e yw o r d s ：i pm u l t i m e d i as u b s y s t e m ，s i p , s y m b i a ns y s t e m v i 学位论文独创性声明 本人所呈交的学位论文是我在导师的指导下进行的研究工作及 取得的研究成果。据我所知，除文中已经注明引用的内容外，本论 文不包含其他个人已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做 出重要贡献的个人和集体，均已在文中作了明确说明并表示谢意。 作者签名：刍叠豸! ! 至一 学位论文授权使用声明 本人完全了解华东师范大学有关保留、使用学位论文的规定， 学校有权保留学位论文并向国家主管部门或其指定机构送交论文的 电子版和纸质版。有权将学位论文用于非赢利目的的少量复制并允 许论文进入学校图书馆被查阅。有权将学位论文的内容编入有关数 据库进行检索。有权将学位论文的标题和摘要汇编出版。保密的学 位论文在解密后适用本规定。 学位论文作者签名椠而囊 日期：靼2 ：f ：年 i 导臌：办卜修 日期：垒：茎l 鱼： 7 o r i g i n a l i t yn o t i c e i n p r e s e n t i n g t h i st h e s i si n p a r t i a l f u l f i l l m e n to ft h e r e q u i r e m e n t s f o r t h em a s t e r s d e g r e e a te a s tc h i n an o r m a l u n i v e r s i t y ，1w a r r a n tt h a tt h i st h e s i si so r i g i n a la n da n yo ft h e t e c h n i q u e sp r e s e n t e di nt h et h e s i sh a v eb e e nf i g u r e do u tb ym e a n y o ft h er e f e r e n c e st ot h ec o p y r i g h t ，t r a d e m a r k , p a t e n t ，s t a t u t o r yr i g h t ， o rp r o p r i e t yr i g h to fo t h e r sh a v eb e e ne x p l i c i t l ya c k n o w l e d g e da n d i n c l u d e di nt h er e f e r e n c e ss e c t i o na tt h ee n do ft h i st h e s i s 一- s t g n a t u r e ： d a t e ：o 趟忸一一 c o p y r i g h tn o t i c e ih e r e i na g r e et h a tt h el i b r a r yo fe c n us h a l lm a k ei t sc o p i e s f r e e l ya v a i l a b l ef o ri n s p e c t i o n if u r t h e ra g r e et h a te x t e n s i v ec o p y i n g o ft h et h e s i si sa l l o w a b l eo n l yf o rs c h o l a r l yp u r p o s e s ，i np a r t i c u l a r , s t o r i n gt h ec o n t e n to ft h i st h e s i si n t or e l e v a n td a t a b a s e s ，a sw e l la s c o m p i l i n ga n dp u b l i s h i n gt h e t i t l ea n da b s t r a c to ft h i s t h e s i s ， c o n s i s t e n t w i t h ”f a i ru s e a sp r e s c r i b e di nt h ec o p y r i g h tl a wo ft h e p e o p l e sr e p u b l i co fc h i n a 一 s i g n a t u r e ： d a t e ：丛1 2 ：垒竺 华东师范大学硕士毕业论文 第一章绪论 1 1 研究背景 随着国内3 g 牌照的酝酿派发和t d s c d m a 网络的初步成形，一个全新的 3 g 时代即将呈现在我们眼前。新的时代就会有新契机、新挑战、新技术。 从运营角度来看，随着竞争的加剧和技术的进步，电信业务正在从基本的 通话服务转化为以增值业务为主的全面信息服务，运营商将从传统电信运营转 变为综合服务提供模式。这一转变虽可能伴有阵痛，但是大势所趋，因此他们 必须顺应潮流及时转型，才能在激烈的市场竞争中立于不败之地。 从用户角度来看，如今的人们已不满足现有的语音或短信通信服务，而是 需要更加多样化的多媒体通信服务，如彩信，手机游戏，手机电视，可视电话， 手机互动游戏，手机导航系统等等。图形图像是人类获取信息的重要载体，研 究表明，人类7 0 以上的有效信息来自于视觉交流【2 】，因此视频服务在用户体 验方面占有举足轻重的地位，是用户最渴望得到的通信服务。 在这种行业和市场需求的推动下，i m s 就应运而生。i m s 是近年来一项被 称为电信运营商“必须具备的3 g 通信网络技术，将被移动通信运营商们广 泛运用。 i m s ( i pm u l t i m e d i as u b s y s t e m ) 的全称是i p 多媒体系统，是一种全新的多 媒体3 g 业务形式，它能够满足终端客户的多媒体通信业务需求。i m s 致力于 体现通信网络的创新性，使应用服务的开发、部署更加快捷便利，特别适用于 点对点实时通信网络。目前，i m s 被认为是下一代网络的核心技术，也是解决 移动与固网融合的重要方式。继r 4 实现了3 g 核心网的全i p 承载后，i m s 由 国际移动标准化研究组织3 g p p 在r 5 规范中提出，为移动网络中i p 多媒体业 务的实现提供了一套完整的解决方案【3 j 。 i m s 是基于s i p 信令体系的多媒体通信系统。s i p ( s e s s i o ni n i t i m i o n p r o t o c o l ，会话启始协议) 是一项类似于h t t p 的基于文本的c s 模式点对点的 通信协议。i m s 使用s i p 呼叫控制机制来创建、管理和终止各种类型的多媒 体会话业务。s i p 支持提供融合的多媒体服务，与众多负责身份验证、位置信 息、语音质量的现有协议协同工作。各类客户端通过i m s 都可以建立起端到端 的p 通信，这些连接由s i p 信令具体实现【4 j 。 i m s 终端是用户体验i m s 服务的具体平台，对终端平台开发也是i m s 开发 部署的重要环节之一。如何选择开发高效、实用和内容丰富的终端应用服务将 华东师范大学硕士毕业论文 成为通信业界重要的研究领域。 1 2 研究现状和意义 i m s 是基于s i p 的系统，它为多媒体服务提供了一整套标准体系架构。作 为日趋成熟的标准体系，i e t f 、3 g p p 、o m a ( o p e n m o b i l c a l l i a n c e ，开放移动 联盟) 等国际标准组织都在定义和完善i m s 标准。i m s 技术使运营商能更好地 控制业务层，能更快地集成和开展i m s 多媒体服务，并减少网络投资和运营开 销。同时，它也能给用户带来全新的多媒体体验，用户将会享受到更多质量和 安全都有保障的多媒体服务。i m s 的提出，顺应了通信网络技术融合与业务融 合发展的趋势，它将在未来通信网络中发挥重要作用。因此，通信业界十分重 视对i m s 技术的开发。 当前，i m s 技术研究的热点集中在i m s 网络的服务器端，往往忽视了对i m s 客户端的研究。然而，i m s 客户端却是用户最终体验i m s 技术诸多成果最直接 的界面。目前，i m s 客户端体系还没有完善的统一定义，业界在i m s 客户端的 实际产品开发方面较之i m s 网络要滞后许多。随着i m s 体系的完善和今后i m s 网络部署的展开，可以预见，i m s 客户端逐渐会成为开发和研究的热点。 本文研究的重点是i m s 网络内的终端应用服务。在客户终端上开发i m s 客户端应用系统，通过s i p 信令将客户端与i m s 网络连接，并利用流媒体传输 机制进行终端间点对点的视频业务通信，实现了视频共享的功能。本文研究的 意义就在于定义了一个完整的i m s 网络终端应用服务体系，为i m s 终端服务体 系开发提供一定参考。 1 3 课题来源和主要工作 本文源自某通信公司的一个原型开发项目，旨在通过移动终端操作系统 s y m b i a n 实现i m s 的视频共享。论文利用了该公司的模拟3 g 网络及i m s 服务 器进行通信逻辑搭建和系统测试，所做的工作主要是s y m b i a n 系统的研究和开 发、i m s 和s y m b i a n 的融合研究、s i p 通信逻辑在s y m b i a n 系统中实现和媒体 流的传输控制。 为了更好地完成课题，作者前期进行了一些理论知识积累和实践锻炼，翻 阅了多部i m s 著作，及时跟踪国内外i m s 客户端开发的最新动态，进行了客户 端开发软硬件可行性的调研，掌握了课题所需的各种技术和理论。作者主要在 流媒体传输、i m s 体系架构、s y m b i a n 开发架构、s i p 信令流程和s d p 协议等 方面做了充分的准备。 2 华东师范大学硕士毕业论文 1 4 主要研究内容和章节安排 本文主要章节安排如下： 第一章：绪论，主要介绍研究背景、研究现状和意义，作者主要工作。 第二章：i m s 及其客户端体系架构，介绍i m s 基本概念、各主要部分功能 和接口定义，描述s i p 信令原理、s i p 信令协议流程以及建立、控制、结束业 务会话的信令格式。 第三章：介绍了本系统的软件平台s y m b i a n 。论述了s y m b i a n 的系统架构、 主要优势和特点、服务框架初始化要点以及作为i m s 客户端的应用控制。 第四章：i m s 客户端视频共享系统整体架构，介绍了整个系统框架、服务 解决方案、通信信令流程和软件架构。 第五章：媒体流的传输控制和音视频同步机制，介绍了r t p r t c p 协议、 系统媒体的传输架构以及r t p 对a w r n b 和h 2 6 3 的封装。 第六章：实验结果，描述了系统集成测试和媒体质量测试的实验结果。 第七章：总结与展望，总结论文研究，提出技术前景展望。 华东师范大学硕士毕业论文 第二章：i m s 体系架构 2 1 i m s 体系 2 1 1i m s 概述 在过去的2 0 年里，通信网络发展异常迅速，通信的重点逐渐从固话通信转 向移动通信。2 0 世纪8 0 年代中叶诞生了第一代移动通信系统( 1 g ) ，为用户提 供最基本的通信服务，主要是语音及语音相关服务。9 0 年代的第二代移动通信 系统( 2 g ) 在第一代的基础上又提供了一些数据服务和增值服务。近年来兴起 的第三代通信网络( 3 g ) 能够提供更快的数据传输速率、更大的带宽和多样化 的多媒体服务，它是移动通信的新里程碑。 如今，为了建立更好的通信服务体系，我们面临着一个固网和移动网融合 的时期。过去，在固网里，传统的公共交换电话网( p s t n ) 和综合业务数字网 ( i s d n ) 主宰了传统的语音通信，服务形式和内容很局限。随着i n t e r n e t 的发展，人们开始使用快捷便利的i n t e r n e t 通信，如非对称数字用户线路 ( a d s l ) 。这些i n t e r n e t 通信能支持一种“始终在线”的连接，这种连接是 人们享受实时通信的必要条件，如即时通信工具m s n 、在线游戏和v o i p 。随 着移动通信快速发展，中国每年都会增加几千万部新移动终端。这些移动终端 具有很好的屏幕分辨率、内置高像素摄像头和丰富的应用程序资源，它们成为 了“始终在线”连接的移动设备。这些移动终端的应用将被重新定义，将不再 是拨号语音通信的简单操作。下一代移动终端的应用将是点对点的通信共享： 共享本地目录、共享写字画板、共享游戏、共享音乐和共享视频等等。今后， 连接的概念也将被刷新，语音通话不再是连接的重点，而只是通信服务的一小 部分。通过i n t e r n e t 协议建立起的点对点连接是今后移动通信的关键，这种 通信方式的能力远胜传统的普通老式电话服务( p t o s ) 。 为了相互通信，那些基于i p 协议的应用程序必须有一个统一的机制进行协 调连接，电话网络就起到了一个建立连接的关键作用。通过呼叫对方的号码， 就可以在两个终端之间通过d 网络建立起一个a dh o c 连接。这种点对点的连接 是由i n t e r n e t 中互相孤立的单- - n 务提供商提供的，这种相对封闭的环境会 造成对客户的竞争，不利于行业的发展，所以服务提供商之间的合作交互非常 重要。因此，我们需要全球性的服务供应系统：i m s ( i p 多媒体子系统) ，它能 使基于i p 终端设备点对点和点对内容的连接更加便捷安全。 i m s 是一个全球性的、具有接入独立性的、基于标准i p 的连接和服务控制 结构，使得多媒体能够用i p 协议在不同终端之间通信。它实现了语音和数据业 4 华东师范太学硕毕业论文 务的真正整合，提高了整个通信行业的生产力。这种创新的整合技术将创造出 新的服务，如实时多媒体视频共享，将对未来的通信服务起到至关重要的作用。 图2 1 描述了一个固网和移动网融合的通信网络。i m s 在分组交换域里引 进了多媒体会话控制，同时在分组交换域里也加入了电路交换的功能。i m s 是 网络融合的关键技术嗍。 图2 - 11 m s 网络融合 2 1 2i m s 发展 i m s 是由3 g p p 标准组织于2 0 0 2 年在r e l e a s e 5 版本基础上提出，是在基于 i p 的网络上提供多媒体业务的通用网络架构。r e l e a s e 5 版本主要定义了i m s 的 核心结构、网元功能、接口和流程等内容：r e l e a s e6 版本对i m s 进行了完善， 增加了部分i m s 业务特性、i m s 与其他网络的互通规范和w l a n 接入等特性； r e l e a s e7 加强了对固定、移动融合的标准化定制，要求1 m s 支持x d s l 、c a b l e 等固定接入方式，如表2 1 ： 华东师范大学硕士毕业论文 r e l e a s e 5r e l e a s e 6r e l e a s e 7 结构定义了i m s 核心结构：增加了与其他网络交增强了p s 和c s 域 各网元及参考点互( c s ，w l a n 等)间语音通信的连续 性，融合了网络宽带 连接 信令定义了基本的信令流增加了信令实体组的增加了紧急会话，支 程：注册、会话建立、信令流程，双向注册持s i p 信令的s m s 会话修改、会话结束，服务，c s 域通话和 网络初始化、会话释放i m s 会话的合并 和重注册流程 安全定义了对授权用户和增加了s i p 消息的私增加了对宽带接入 网络的i m sa k a ，用密保护，基于i p 地址的兼容和t l s 支持 户实体和i m s 网络间的认证机制，具有继承 s i p 消息的系统保护， 性的授权认证机制 网络域内的安全性 服务定了在g p r s 接入网增加了基于多路媒体增加了会话控制和 质量和i m s 间控制协议流传输同一p d p 内容计费控制协议的协 的分立会话 调以及q o s 认证 服务 定义了应用服务器和 增加了在线状态、即时增加了s i p 的附带 i m s 服务控制参考点信息、多媒体会议、一服务 键通、组群管理和本地 服务 表2 1i m s 发展 2 1 3i m s 特点及关键技术 一、i m s 的主要特点： 1 、基于i p 的多媒体业务与会话控制的通用网络架构：在一个集中点上实现了 会话控制、连接控制和应用服务，可以通过无线或者有线网络提供融合的 语音和数据服务。 2 、对控制层功能做了进一步分解，实现了会话控制实体c s c f 和承载控制实 体m g c f 在功能上的分离，使网络架构更为开放、灵活，比起r 4 阶段的 软交换更软。 3 、s i p 做为呼叫控制协议，实现d 多媒体业务的建立、维护及管理等功能， 允许运营商快速、高效地部署多媒体业务，而不依赖于网络的接入方式和 6 华东师范大学硕上毕业论文 终端设备的类型。 二、i m s 的关键技术 l 、s i p 信令 s i p 最初由i e t f 于1 9 9 9 年提出，是为了在互联网或类似口环境下实现实 时通信类应用的一种信令协议，可用于建立、修改、结束多媒体会话和呼叫。 s i p 协议采用基于文本格式的c l i e n t s e r v e r 方式，以文本的形式表示消息的语 法、语义和编码。客户机发起请求，服务器进行响应。该协议构造简单、扩展 性强、网络兼容性好。在基于s i p 协议的应用中，每一个会话( s e s s i o n ) 可以 是各种不同的数据，可以是普通的文本数据，也可以是经过数字化处理的音频、 视频数据，还可以是诸如游戏等应用的数据，其应用类型具有极大的灵活性。 2 、软交换技术 i m s 控制信令在经过s g s n 、g g s n 节点后，就会与媒体平面的消息分开， 信令消息将在c s c f 间根据用户配置进行传送，媒体消息则在信令选择的路径 上传送。与r 4 阶段核心网电路域中实现的承载与控制分离( 即将传统移动交 换机( m s c ) 分离为媒体网关( m g w ) 和m s c 服务器( m s cs e r v e r ) 两部分) 相比，i m s 对控制层功能做了进一步分解，实现了会话控制实体c s c f 和承载 控制实体m g c f 在功能上的分离，使网络架构更为开放、灵活。 3 、i p v 6 i m s 的信令和会话业务都是通过i p 承载的，但是，并不是任何版本的i p 都可以使用，i m s 要求i p v 6 在i m s 域中使用。但目前分组域骨干网中和电路 域中使用的是i p v 4 ，两者的i p 寻址不同，所以i p v 6 和i p v 4 互通的问题需要解 决吲。 4 、i p 多媒体业务的q o s 保证 在公用的m t e m e t 中，经常会出现较高的网络时延，以及错序和丢包的情况。 i m s 将对此有所改善，接入网和传送网以及i m s 可提供端到端的q o s 保证。通 过i m s ，u e 在s i p 会话的建立和修改过程中，与网络协商q o s 能力和需求。 5 、统一用户身份 为了能让用户在不同网络和服务之间漫游时，享受到一致的服务体验。就 要求运营商要保持客户始终不断的网络连接，同时还要制订q o s 策略，并对不 同服务实行相应的计费。实现这些功能的一个关键部件是归属用户服务器 ( h s s ) 。用户只要在网络中有了统一身份，就可以在不同位置和接入域( a c c e s s d o m a i n ) 之间漫游，享受通用、一致的通信服务体验。 2 1 4l m s 体系架构 3 g p p 把层次理念融入了i m s 架构的设计，把传输、会话管理和信令网络 7 华东师范大学硕士毕业论文 完全分离出来。由此，i m s 网络体系主要由网络实体构成，可分为三层：应用 层，控制层和用户层，如图2 2 。所有的扩展应用都置于最上层，即应用层。i m s 的层次结构旨在让应用服务独立于接入网络，使i m s 成为这些服务和底层接入 网的桥梁。当然，在某些情况，上下层的界线可能不会如此清晰，这样分层只 是为了突出应用层设计的重要性和接入网络的可扩展性【8 】。 图2 2i m s 分层结构 2 1 5i m $ 网络实体及其功能 i m s 网络实体构成方式【9 1 如下： 1 、如果网络是基于d 的，呼叫控制的实现主要是通过c s c f ( c a l ls e s s i o n c o n t r of u n c t i o n ) 和h s s ( h o m es u b s c r i b e rs e r v e r ) 来实现。 8 华东师范大学硕士毕业论文 2 、考虑到现存的各种c s 域网络实体，因此通过一些互通实体b g c f ( b r e a k o u tg a t e w a yc o n t r o lf u n c t i o n ) 、m g c f ( m e d i ag a t e w a yc o n t r o l f u n c t i o n ) 、m g w 、s g w ( s i g n a l i n gg a t e w a y ) 等来实现与p s t n c s 域 的通信。 3 、为了实现多媒体会议和多方通信，增加了m r f 媒体资源功能。 名称功能描述 c a l ls e s s i o nc o n t r o l用于s i p 会话处理的多媒体控制器 f u n c t i o n ( c s c f ) h o m es u b s c r i b e r用户数据管理服务器，符合u m t s3 g p pr e l5 标准， s e r v e r ( h s s )同时也包括a a a ，d n s 等功能。 c o r ef e a t u r es e r v e rs i p 应用服务器，在可信赖环境( t r u s t e de n v i r o n m e n t 为应用服务的创建提供丰富的a p i 接口 m e d i ag a t e w a y媒体网关控制器，用于i m s 和p s t n i s d n p l m n 的 c o n t r o l l e r ( m g c f )互通，同时也可以包含信令网关的功能。 s i g n a l l i n gg a t e w a y信令网关，完成m t p l 3 在s s 7 和i p 网之间的转换 m e d i ag a t e w a y 媒体网关 c o r ec o n f e r e n c i n g 多媒体会议服务器 s e r v e r i m s 系统各网元功能描述如表2 2 所示： 表2 2i m s 网络实体 一、c s c f ( c a l ls e s s i o n c o n t r o lf u n c t i o n ，呼叫会话控制功能) i m s 中最重要的功能实体是呼叫会话控制功能( c s c f ) ，负责对用户多媒 体会话进行处理，其功能包括多媒体会话控制、地址翻译以及对业务协商进行 服务转换等。c s c f 在i m s 注册、会话建立和s i p 信令机制组成中起了重要作 用，用于完成呼叫网关功能、呼叫业务触发功能和路由选择功能，如下图2 3 所示。c s c f 根据各自不同的功能分为以下三种： 9 华东师范大学碗毕业论文 灌 8 g c f i ； 腿 b 6 舒： ； 图2 3c s c f 的控制会话功能 1 、p c s c f ( p r o x y c s c f ，代理c s c f ) ： 代理c s c f ，是用户接入i m s 中的的第一个节点，即从u e 发送而来的信 令信息首先传入p - c s c f 。它也是信令在i m s 网络中传递的虽后一个节点 p - c s c f 。从接入网中收到u e 发来的s i p 注册和会话建立消息，转发到归属域 中的i ，c s c f ，再发至相应的s - c s c f ，p - c s c f 不会对s i p 的i n v i t e 消息中请 求的u r l 进行修改，仅将收到的请求消息进行转发。此外，p - c s c f 还有四个 特殊任务： ( 1 1s i p 压缩。由于s i p 是基于文本的信令协议，所以s i p 消息体比一般二进 制消息大得多，需要压缩。p - c s c f 用于压缩u e 传递来s i p 消息，从而加 速整个会话建立过程。 ( 2 ) i p s e c 安全联系。p - c s c f 用于对维护安全协议，对s i p 消息进行完整性加 密性保护。 r 3 、与p d f ( p o l i c yd e e i s o i nf u n c t i o n ) 交互。p - c s c f 负责将会话和媒体相关 的信息转发给p d f ，从而决定了i m s 下一步的执行的功能操作。 f 4 1 紧急会话检测。p c s c f 可以检测到紧急会话，使i m s 引导u e 用c s 域 进行紧急会话。 2 、i - c s c f ( i n t e r r o g a t i n g c s c f ，查询c s c f ) ： 查询c s c f 是在一个运营商网络中为某个用户的所有连接提供的联系点， 用来为每个用户的呼叫灵活选择相应的s - c s c f ：向h s s 发出请求，查找h s s 中的用户属性来确定是由哪个s - c s c f 来为该用户服务。它的功能有： 华东师范大学硕士毕业论文 ( 1 )从h s s 获得下一个s - c s c f 或者应用服务器的名字； ( 2 )计费功能； ( 3 )网络隐藏的功能( t h i g ：t o p o l o g y h i d i n g i n t e r - n e t w o r k g a t e w a y ) ，对s i p 消 息中r o u t e 和r e c o r dr o u t e 的头域进行加密，使网络功能实体无法得知该 s i p 消息所经过的路径。 3 、s c s c f ( s e r v i n g c s c f ，服务c s c f ) ： 服务c s c f 是整个i m s 的控制核心，负责注册过程处理、执行路由选择、 维护会话状态、存储服务信息。它是i m s 会话管理的执行节点，负责控制呼叫 和业务的相关状态，可看作是s i pr e g i s t r a r 和s i pp r o x y ，用来接受用户注册， 进行u r l 分析和重定向路由、触发应用服务器以及完成呼叫的控制和接续。服 务c s c f 维持了用户位置和用户s i p 地址的绑定，包含有网络运营上所需的状 态信息，以协助进行i m s 网络的注册、会话控制和业务支持。 二、h s s ( h o m es u b s c r i b e rs e r v e r ，归属用户服务器) i m s 中h s s 是集中用户数据库系统，存放着用户认证信息、用户业务信息、 用户漫游信息等等。h s s 也用来记录用户的原始计费数据，并给分拣系统提供 出账单。h s s 是由h l r 和a u c 演进而来，保存了用户文件和现在正由哪个核 心网络对这个用户服务的有关信息。它也支持用户认证和授权功能( a a a ) 。 三、m g c f ( m e d i ag a t e w a yc o n t r o lf u n c t i o n ，媒体网关控制功能) m g c f 控制一个或多个i m m g w 中媒体信道的连接，管理p s t n 承载和 i p 流间的连接，从c s c f 那里收到s i p 消息，确定i m m g w 要建立什么内容， 并创建适当的i s u p 消息，送到t s g w 。m g c f 主要是将口消息转换成i s u p 或m e g a c o 消息。 四、b g c f ( b r e a k o u tg a t e w a yc a l lf u n c t i o n ，出口网关控制功能) ： b g c f 主要实现呼叫路由功能，用来选择与p s t n c s 域切入点相连的网络， 收到s - c s c f 请求，为呼叫选择适当的p s t n 接口点。若发现该接口点与自己 在同一网络，则选取一个m g c f ，由m g c f 来负责与p s t n 交互。若发现接口 点在另一网络时，b g c f 会把会话信令转发给另一网络相应的b g c f 。 五、i m m g w ( i pm u l t i m e d i a m g w ，i p 多媒体媒体网关控制器) i m m g w 在m g c f 控制下完成资源控制，通过回波消除器和编码转换器， 实现媒体转换和帧协议转换功能，将媒体从一个形式转换到另一个形式