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北京邮电大学硕士学位论文m r f p 通用架构设计及基于各板卡的实现 m r f p 通用架构设计及基于各板卡的实现 摘要 移动通信的发展日新月异，多个标准化组织和许多国家都对第三 代移动通信( 3 r dg e n e r a t i o nm o b i l ec o m m u n i c a t i o n s ，3 g ) 标准和技 术进行了大量的研究，3 g 网络在日韩、欧美已经实现了正式商用， 中国移动建设的t d s c d m a ( t i m ed i v i s i o ns y n c h r o n o u sc o d e d i v i s i o nm u l t i p l ea c c e s s ，时分同步码分多址) 网络也已经进入了商用 前的最后测试阶段。 3 g 的技术优势在于其能够提供更多的无线带宽、更高的传输速 率、更强的终端处理能力和更好的显示效果。基于这样的技术优势， 3 g 网络可以向用户提供丰富多彩、极具个性化和差异化的业务与应 用，必将给用户带来崭新的移动生活方式和令人激动的使用体验。这 也成为3 g 对于用户吸引力的最终来源。 从运营商的角度来看，业务能力和业务内容是不断吸引和稳定用 户群的关键因素。对于3 g 网络，多媒体和视频内容的提供将成为网 络负荷的主宰，基于多媒体的业务和应用也将成为最具价值的能力体 现。 本文以3 g 网络为背景，以i m s ( i p m u l t i m e d i as u b s y s t e m ，i p 多 媒体子系统) 中定义的m r f ( m u l t i m e d i ar e s o u r c ef u n c t i o n ，多媒体资 源功能) 和软交换网络中定义的m s ( m e d i as e r v e r ，多媒体服务器) 为 依托，提出了e b m r f ( e a s t c o m b u p tm r f ，东信北邮多媒体资源功 h h 匕i - , ) 的概念。e b m r f 是北京邮电大学网络与交换国家重点实验室与东 信北邮信息技术有限公司联合研发的n c s p ( n e x tc o r e s e r v i c e p l a t f o r m ，下一代核心业务平台) 的核心功能实体。n c s p 平台为下一 代网络( 3 g p pr 9 9 & r 4 、i m s 以及软交换网络) 的多媒体增值业务 提供全套解决方案，主要包括e b a s ( e a s t c o m - b u p ta p p l i c a t i o n s e r v e r ，东信北邮应用服务器) 和e b m r f 两大部分。其中，e b a s 负 责业务逻辑的执行，e b m r f 对外提供基于s i p ( s e s s i o ni n i t i a t i o n 北京邮电大学网络与交换技术国家重点实验室 北京邮电大学硕i ：学位论文m r f p 通用架构设计及基于各板卡的实现 p r o t o c o l ，会话初始协议) 的控制接口以及基于e 1 和i p 的媒体承载能 力，在e b a s 的控制下，与3 gi r 9 9 i m s 以及软交换网络的终端 用户或媒体网关交互媒体信息。e b m r f 主要包括m r f c ( m u l t i m e d i a r e s o u r c ef u n c t i o nc o n t r o l l e r ，多媒体资源功能控制器) ，m r f p ( m u l t i m e d i ar e s o u r c ef u n c t i o np r o c e s s o r ，多媒体资源功能处理器) 和 m r f m ( m u l t i m e d i ar e s o u r c ef u n c t i o nm a n a g e r ，多媒体资源功能管理 器) 三部分，其中m r f p 是本文讨论的重点。 本文第一章介绍3 g 网络的发展，简要介绍了i m s 网络体系结构、 功能实体、参考点以及m r f 相关的概念，然后重点介绍了e b m r f 中m r f p l 4 的现有实现方案，提出这个方案在设计上存在的不足。 第二章针对m r f p l 4 现有架构所存在问题给出改进思路，从而引出 m r f p 通用架构的概念，进而给出m r f p 通用架构的设计方案以及基 于各个板卡实现的关键点。第三章在比较的基础上得出结论：m r f p 通用架构在保持原有功能和性能的基础上，大大减少了系统的代码 量，从而大大降低了系统维护，新功能开发，以及基于新板卡开发的 难度和工作量。第四章总结了m r f p 通用架构目前的工作进展，并 对日后的工作做了展望。 【关键词】 3 gm r fm r f cm r f pr t p 板卡 北京邮电大学嘲络与交换技术国家重点实验室 北京邮电大学硕士学位论文m r f p 通用架构设计及基于各板卡的实现 d e s i g no fc o m m o na r c h i t e c t u reo fn 球正p a n di t si l e n 住n t a t i o nb a s e do n 匝d i ab o a r d s a b s t r a c t w i t ht h e r a p i dd e v e l o p m e n to fm o b i l ec o m m u n i c a t i o n s ，m a n y o r g a n i z a t i o n sf o rs t a n d a r d i z a t i o na n dc o u n t r i e sa l ec o n c e n t r a t i n go nt h e r e s e a r c ho fs t a n d a r d sa n dt e c h n o l o g i e so f3 g ( 3 r dg e n e r a t i o nm o b i l e c o m m u n i c a t i o n s ) m e a n w h i l e ，3 gn e t w o r k sh a v eb e e nl a u n c h e da n d p r o v i d i n gc o m m e r c i a ls e r v i c e si nj a p a n ，k o r e a ，e u r o p ea n du s a a n d t h et d s c d m an e w w o r kb u i l tb yc m c ci sg o i n gt ob eu s e ds o o n i t i sp r e p o n d e r a n tt h a tm o r eb a n d - w i d e ，f a s t e rs p e e d ，m o r ep o w e r f u l c a p a b i l i t ya n dr i c h e rd i s p l a yc a nb ep r o v i d e di n3 gs y s t e m st h a nt h a ti n 2 gn e t w o r k s b a s e do nt h e s et e c h n o l o g ya d v a n t a g e s ，p l e n t yo fs e r v i c e s a n da p p l i c a t i o n sw i t hi n d i v i d u a t i o na n dd i v e r s i t yc a nb ep r o v i d e dt ot h e s u b s c r i b e r sb v3 gn e t w o r k s w h i c hw i l lb r i n gb r a n d n e wm o b i l el i f es t y l e a n de x c i t i n ge n j o y i n ge x p e r i e n c e a l lo ft h e s eh a v eb e c o m et h es o u r c eo f a t t r a c t i o nt ot h es u b s c r i b e r sw i t h3gn e t w o r k sa n ds e r v i c e s f r o mt h ec a r t i e r sp e r s p e c t i v e ，s e r v i c ec a p a b i l i t ya n ds e r v i c ec o n t e n t a r ec o n s i d e r e dt ob et h ek e yc o n c e r n sf o rs t i c k i n gt h ee x i s t i n gc u s t o m e r s a n da l s oa t t r a c t i n gn e wo n e s f o r3 gn e t w o r k ，w h i l em u l t i m e d i ac o n t e n t i sw i d e l ya c c e p t e dt ob et h ed o m i n a t i n gt r a f f i cc o n v e y e db yt h en e t w o r k ， m u l t i m e d i ab a s e da p p l i c a t i o n sa n ds e r v i c e sw i l lb ec o n s i d e r e dt ob et h e m o s tv a l u a b l eo n e si nt h ei n d u s t r y b a s e do n3gn e t w o r ka n dt h em r f ( m u l t i m e d i ar e s o u r c ef u n c t i o n ) d e f i n d e di ni m s ( i pm u l t i m e d i as u b s y s t e m ) a n dt h em s ( m e d i as e r v e r ) d e f i n e di ns o f l s w i t c hn e t w o r k ，t h i sp a p e rp r o p o s e st h ed e f i n i t i o no f e b m r f ( e a s t c o m b u p tm r f ) i ti st h ec o r ee n e i t yo fn c s p ( n e x tc o r e s e r v i c ep l a t f o r m ) w h i c hi sr e s e a r c h e da n di m p l e m e n t e db ys t a t ek e y l a b o r a t o r y o fn e t w o r k i n ga n d s w i t c h i n gt e c h n o l o g y o fb e i ji n g 北京邮电大学网络与交换技术国家重点实验室 i i i 北京邮电大学硕 ：学位论文m r f p 通用架构设计及基于箨板卡的实现 u n i v e r s i t y o fp o s t sa n dt e l e c o m m u n i c a t i o n sa n d e a s t c o m b u p t i n f o r m a t i o nt e c h n o l o g yc o 。l t d t h en c s pp l a t f o ，r mc o u l dp r o v i d et h e i n t e g r a ls o l u t i o nf o rm u l t i m e d i av a l u e a d d e ds e r v i c e si nn g n ，i th a st w o f u n c t i o ne n t i t i e s ，w h i c ha r ee b a s ( e a s t c o m b u p ta p p l i c a t i o ns e r v e r ) a n d e b m r ft h ee b a st a k e sc h a r g eo ft h es e r v i c el o g i c t h ee b m r f s u p p l i e ss i p ( s e s s i o ni n i t i a t i o np r o t o c 0 1 ) c o n t r o l i n t e r f a c ea n de 1 i pb e a r i n t e r f a c e w i t hc o n t r o lo fe b a s i tc o u l de x c h a n g em u l t i m e d i as t r e a m w i t ht h em e d i ag a t e w a yo r u s e rt e r m i n a li n3 gr 4 r 9 9 i m sa n d s o f t s w i t c hn e t w o r k s t h ee b 脚h a st h r e ef u n c t i o ne n t i t y s w h i c ha r e m i u c ( m u l t i m e d i ar e s o u r c ef u n c t i o nc o n t r o l l e r ) ，m r f p ( m u l t i m e d i a r e s o u r c ef u n c t i o np r o c e s s o r ) a n dm r f m ( m u l t i m e d i ar e s o u r c e f u n c t i o nm a n a g e r ) t h em i 江pi st h ek e y p a r ti nt h i sp a p e r c h a p t e ro n ei n t r o d u c e st h ed e v e l o p m e n tc o u r s eo f3 g , t h el a y e r e d a r c h i t e c t u r e ，f u n c t i o ne n t i t ya n dn e t w o r ki n t e r f a c eo fi m sn e t w o r k ，a n d t h ea r c h i t e c t u r eo fm r f ，t h e nc a r r i e so u tt h ed e s i g ns c h e m eo fm i 江p1 4 i ne b m r f , a n d p r o p o s e st h ed i s a d v a n t a g e so f t h i sd e s i g n c h a p t e rt w o b r i n g sf o r w a r dt h ed e f i n i t i o no fc o m m o na r c h i t e c h e ro fm r f pw h i c h i m p r o v e sa l lt h ed i s a d v a n t a g e st a l k e db e f o r e ，a l o n gw i t ht h ep a r t i c u l a r d e s i g na n dk e yp o i n t si ni m p l e m e n t a t i o no ft h ec o m m o na r c h i t e c t u r eo f m i 江eb a s e do nc o m p a r i s o n c h a p t e rt h r e ec o n c l u d e st h a tt h ec o m m o n a r c h i t e c t u r eo fm r f pn o to n l yr e d u c e st h ec o d e so ft h es y s t e m b u ta l s o p l a y sd o w nt h ed i 衔c u l t ya n dw o r k l o a do fs y s t e mm a i n t e n a n c ea n d d e v e l o p m e n ti nt h ef u t u r e c h a p t e rf o u rm a k e sac o n c l u s i o na n dp o i n t s o u tt h ec u r r e n tp r o g r e s sa n df u t u r ep l a no fm 旺江pd e v e l o p m e n t 【k e yw o r d s 】 i v 3 gm r fm r f cm r f pr t pm e d i ab o a r d 北京邮电大学网络与交换技术国家重点实验室 独创性( 或创新性) 声明 本人声明所呈交的论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究 成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中不 包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京邮电大学或其他 教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任 何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。 申请学位论文与资料若有不实之处， 本人签名： 移矿惕 本人承担一切相关责任。 1 7 t 期, 力即髻毒，巧 关于论文使用授权的说明 学位论文作者完全了解北京邮电大学有关保留和使用学位论文的规定，即： 研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属北京邮电大学。学校有 权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许学位论文被 查阅和借阅；学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以允许采用影印、 缩印或其它复制手段保存、汇编学位论文。( 保密的学位论文在解密后遵守此 规定) 保密论文注释：本学位论文属于保密在年解密后适用本授权书。非保密论 文注释：本学位论文不属于保密范围，适用本授权书。 本人签名：乞蚕秘1 维 日期：搬弓巧 翮鹳：确骜 醐一n 知碍 北京邮电大学硕士学位论文m r f p 通用架构设计及基于各板卡的实现 1 13 g 的发展 1 1 1 3 g 的提出 第一章绪论 随着数据业务的飞速发展，数据接入的可移动性要求不断突现，支持高带宽、 可移动无线数据接入的第三代移动通信技术( t h et h i r dg e n e r a t i o n , 3 g ) 浮出水面。 第三代移动通信系统i m t - 2 0 0 0 ( i n t e r n a t i o n a lm o b i l et e l e c o m m u n i c a t i o n2 0 0 0 ) ，是 国际电信联盟( i n t e r n a t i o n a lt e l e c o m m u n i c a t i o n su n i o n , i t u ) 在19 8 5 年提出的， 当时称为未来共公路地移动电话系统( f u t u r ep u b l i el a n dm o b i l et e l e p h o n e s y s t e m ，f p l m t s ) ，1 9 9 6 年正式更名为i m t - 2 0 0 0 。 与现有的第二代移动通信系 统相比，其主要特点可以概括为：全球普及和全球无缝漫游；具有支持多媒体业 务的能力，特别是支持i n t c r n e t 的能力；便于过渡和演进；高频普利用率；能够 传送高达2 m b i t s 的高质量图像。 3 g 标准化组织主要有3 g p p ( 3 r dg e n e r a t i o np a r t n e r s h i pp r o j e c t ) 和3 g p p 2 ，以 c d m a ( c o d ed i v i s i o nm u l t i p l ea c c e s s ，码分多址) 技术为核心。国际上第三代移 动通信技术的主流标准有三种，他们分别是c d m a 2 0 0 0 ，w c d m a ( w i d e b a n d c o d ed i v i s i o nm u l t i p l ea c c e s s ) 和t d - s c d m a ( t i m e d i v i s i o ns y n c h r o n i z a t i o n c o d ed i v i s i o nm u l t i p l ea c c e s s ) 。w c d m a 和t d s c d m a 由3 g p p 组织制定，而 c d m a 2 0 0 0 是由3 g p p 2 制定的。w c d m a 目前已经有4 个版本，即r e l e a s e9 9 ( 简 写为r 9 9 ) 、r 4 、r 5 和r 6 ，以及正在制定的r 7 ；c d m a 2 0 0 0 在向3 g 技术演 进上出现两个方向，c d m a 2 0 0 0ix 的升级版本c d m a 2 0 0 01x e v - d v ( e v o l u t i o n d a t aa n dv o i c e ) ( 即版本c 、d ) 和支持数据业务的c d m a 2 0 0 0 1 x e v - d o ( e v o l u t i o n - d a t ao n l y ) 。t d s c d m a 标准目前采用的是中国无线通信标 准组织( c h i n a w i r e l e s st e l e c o m m u n i c a t i o n s t a n d a r d ，c t w s ) 制定的 t s m ( t d s c d m a o v e rg s m ) 标准。 1 1 2u m t s 标准演进 早在9 0 年代初期，e t s i 就开始为3 g 标准征求技术方案，并将3 g 技术统 称为u m t s ( u n i v e r s a lm o b i l et e l e c o m m u n i c a t i o n ss y s t e m ，通用移动通信系统) ， 意即通用移动通信系统。w c d m a ( 带宽5 m h z ) 建议是其多种方案之一。其后， 北京邮电大学网络与交换技术国家重点实验室 北京邮电大学硕卜学位论文m r f p 通用架构设计及基于各板卡的实现 日本的积极参与极大地推动了e t s i3 g 标准的全球化步伐。1 9 9 8 年，日本和欧 洲在宽带c d m a 建议的关键参数上取得一致，使之正式成为u m t s 体系中f d d 频段空中接口的入选技术方案，并由此通称为w c d m a ，以区别于源于北美的 窄带c d m a ( 带宽1 2 5 m h z ) 标准。 随着3 g p p 的成立，u m t s 标准转由3 g p p 制定，并成为全球主流的3 g 标 准之一。作为一个完整的3 g 移动通信技术标准，u m t s 并不仅限于定义空中接 口，它的主体包括w c d m a 接入网络和分组化的核心网络等一系列技术规范和 接口协议。 为了既保护现有网络投资，又可灵活应用先进的技术创新，u m t s 标准的指 导思想是网元可分别独立演进，网络要实现平滑过渡，即无线接入网技术和核心 交换网技术各有自己的演进路线。其总体目标是最终实现全m 化的全球宽带移 动通信网络。 在接入技术方面，特别是空中接口，3 g p p 致力于不断提高频谱利用率，除 w c d m a 作为首选空中接口技术获得不断完善外，u m t s 还相继引入了 t d s c d m a 和h s d p a ( h i g hs p e e dd o w n l i n kp a c k e ta c c e s s ，高速下行链路数据 分组接入) 技术。前者是中国的技术提案，它可利用单边的频谱提供高速移动通 信组网能力。后者则引入了利于超高速数据传送的速率控制技术，使下行链路无 线带宽达到1 0 m b p s 。 在核心网技术方面，则引入了分组软交换技术，进而顺应口多媒体应用的 发展趋势引入了m 多媒体域，也就是i m s t l 】以实现全i p 多业务移动网络的最终 发展目标。 上述的技术标准的持续发展，体现为3 g p p 的u m t s 标准当前的4 个版本： r 9 9 ，r 4 ，r 5 ，r 6 。它们形成了一个庞大而内部又相对独立的标准体系。w c d m a 是其中最早，也是最完善的首选空中接口，并为欧洲，亚洲和美洲的3 g 运营商 所广泛选用。图1 1 错误l 未找到引用源。描述了u m t s 标准的演进过程。 北京邮电大学网络与交换技术国家重点实验室 北京邮电大学硕上学位论文 m r f p 通用架构设计及基于各板卡的实现 2 0 0 0 1 0 32 0 0 i 0 32 钡 2 脚2 a 蜊0 3 图1 一lu m t s 网络体系结构演进 下面对各版本做一个简单的介绍： r 9 9 版 其最大的特征在于网络结构上继承了g s m g p r s 核心网结构。与g s m 不 同的是在无线接入网部分引入了无线接口w c d m a ，并采用了分组化传输，更 有利于实现高速移动数据业务的传输。在接口方面引入了基于a t m 的i u b 、i u r 和i u 接口，该版本功能在2 0 0 0 年3 月份确定，目前标准已相当完善。后续版本 将都与2 0 0 0 年3 月版本兼容。 r 4 版 r 4 在2 0 0 1 年3 月冻结，其在核心网电路域部分针对r 9 9 基于t d m 的电路 核心网进行了很大改进，提出与承载无关的电路交换网络b i cs c n 的概念。r 4 电路域由m s c s e r v e r 、g m s c s e r v e r 、m g w 等实体组成，各实体之间提供标准 化的接口；信令可使用p 承载；语音分组化实现了网络带宽动态分配，并且对 带宽要求有所下降。相对核心网络的重大变化，r 4 无线接入网络除了引入 t d - s c d m a 之外，结构基本没有改变，改变的只是一些接口协议的特性以及功 能的增强。 1 7 , 5 r 5 于2 0 0 2 年6 月功能冻结。r 5 在接入网部分通过引入m 技术实现端到端 的全i p 化。这些技术包括h s d p a ( 高速下行分组接入，其峰值数据速率可高达 1 0 m b i t s ，时延更小) 和u e 定位增强功能( 更多的支持定位业务的实现手段) 。 特别是在r 5 阶段引入了m 多媒体子系统( 简称m s ) ，叠加在分组域网络之上， 北京邮电大学网络与交换技术国家重点实验室3 北京邮电人学硕上学位论文 m r f p 通用架构设计及基于符板卡的实现 由c s c f ( 呼叫状态控制功能) 、m g c f ( 媒体网关控制功能) 、m r f ( 媒体资 源功能) 和h s s ( 归属签约用户服务器) 等功能实体组成。r 5 在业务方面除原 有的c a m e l 、o s a 之外，新支持a s 。总之，r 5 是一种端到端的i p 多媒体 业务。为解决口管理问题，i m s 引入了i p v 6 ，目前业界普遍认为w c d m a 将 是运营商部署i p v 6 网络的最大推动力。 r 6 版 到了3 g p pr 6 版本阶段，网络架构方面已没有太大的变更，主要是增加了 一些新的功能特性，以及对已有功能特性的增强。目前，r 6 版本还在制订的过 程中，冻结时间尚未确定，预计在2 0 0 4 年9 月份左右。目前计划的r 6 主要特 性包括：u t r a n 和c n 传输增强；无线接1 ：3 增强；i m s p h a s e 2 p r e s e n c ep u s h 业务；多媒体广播和多播m b m s ；l c s 、m m s 、m e x e 、紧急呼叫等增强；数字 权限管理d r m ；w l a n u m t s 互通；优先业务；通用用户信息g u p ；网络 共享；不同网络间的互通。 1 2i m s 网络体系结构 1 2 1i m s 分层体系结构 图1 2 i m s 的分层体系结构 北京邮电大学网络j j 交换技术国家重点实验室 北京邮电大学硕十学位论文m r f p 通用架构设计及基于各板卡的实现 i m s 网络的分层体系结构如图1 2 所示，主要分为业务平面( a p p l i c a t i o n p l a n e ) 、控制平面( c o n t r o lp l a n e ) 和用户平面( u s e rp l a n e ) 。 1 2 2i m s 网络功能实体 i m s 网络的主要功能实体和功能描述如下： ( 1 ) c s c f ( c a l ls e s s i o nc o n t r o lf u n c t i o n ，呼叫会话控制功能) 是i m s 的核心设备， 按照具体功能可分成三个逻辑实体： p c s c f ( p r o x y - c s c f ，代理c s c f ) ，是用户在i m s 子系统里的第一个接触 点，本质是一个s i p 2 p r o x y ，其作用是受理所有s i p 客户端的注册和呼叫， 根据主n q 被叫的s i pu r i 去找到其相应的归属域，完成注册过程和呼叫接 续。多个p c s c f 可以共同存在用来完成负载分担，在规划网络的时候，可 以根据该区域内活动用户数目( 包括本地用户和漫游用户) 来配置p c s c f 的 数量。 s - c s c f ( s e r v i n 哥c s c f ，服务c s c f ) ，完成的作用包括接受用户注册，进行 u r i ( u n i f o r mr e s o u r c ei d e n t i f i e r s ，统一资源标识符) 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。 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 ) ，是一个s i pp r o x y ，它是归属域的 入口，作用是给每个呼叫找到相应s c s c f ，其一是根据查找h s s 中的用户 属性来确定是由哪个( 些) s c s c f 来为该用户服务，其二是可能有多个 s c s c f 来完成负载分担，l c s c f 就是用来完成这些s c s c f 的分配，可能 基于轮询或者其他机制。 ( 2 ) 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) 是用户数据库系统，存放着 用户的认证信息，用户的业务信息，用户的漫游信息等等。h s s 也用来记录用户 的原始计费数据，并提供给分拣系统出账单。 ( 3 ) 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 ，出口网关控制功能) 负责选择到 p s t n c s 域网络的出口位置。如果出口是在另一个网络，b g c f 将前转这个会话 信令到所选择网络中的b g c f 。 ( 4 ) 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) 控制m g w 来完 成话路的连通，控制协议采用的是h 2 4 8 3 】【4 】【5 1 或者m g c p 6 1 ；它也要同时处理来 自p s t n p l m n 的i s u p 信令和来自i m s 的s i p 消息，并完成被叫定位，路由分 析等相关事件。 北京邮电大学网络与交换技术国家重点实验室 北京邮电人学硕十学位论文m r f p 通用架构设计及基于各板卡的实现 ( 5 ) m g w ( m e d i ag a t e w a y ，媒体网关) 完成媒体流的转换，即p c m 媒体流到 r t p ( r e a l t i m et r a n s p o r tp r o t o c o l ，实时传输协议) 【7 】【8 】媒体流的编解码转换，m g w 的另一个功能是在媒体网关控制器的控制下完成呼叫的接续。 ( 6 ) m r f ( m u l t i m e d i ar e s o u r c ef u n c t i o n ，多媒体资源功能) 包括m r f c ( m u l t i m e d i ar e s o u r c ef u n c t i o nc o n t r o l l e r ，多媒体资源功能控制器) 和m r f p ( m u l t i m e d i ar e s o u r c ef u n c t i o np r o c e s s o r ，多媒体资源功能处理器) 两部分，根据 s c s c f 和或应用服务器的调用，m r f c 通过h 2 4 8 协议控制m r f p 完成相应的 媒体流编解码，转换，混合和播放，在系统中起到会议桥和i v r ( i n t e r a c t i v ev o i c e r e s p o n s e ，交互式语音应答1 的作用。 ( 7 ) s l f ( s u b s c r i p t i o nl o c a t o rf u n c t i o n ，定购关系定位功能) 提供用户签约h s s 的 查询功能。 ( 8 ) s g w ( s i g n a l i n gg a t e w a y ，信令网关) 的功能是使基于m t p ( s c c p ) 的i s u p 信 令能在m 网上转送到m g c ( m e d i ag a t e w a yc o n t r o l l e r ，媒体网关控制器1 ，通常 采用的是i s u p ( s c c p ) m 3 u a s c t p i p 方式。 ( 9 ) i m - s s f ( i pm u l t i m e d i a s e r v i c es w i t c h i n gf u n c t i o n ，i p 多媒体域业务交换功 能) 提供了s i p 消息与i n ( i n t e l l i g e n tn e t w o r k ，智能网) 的互通机制，从而使i m s 支持智能业务。 ( i o ) o s a s c s ( o p e ns e r v i c ea c c e s s - s e r v i c ec a p a b i l i t ys e r v e r ，业务能力服务器) 向应用服务器( a p p l i c a t i o ns e r v e r ，a s ) 提供承载网的s c f ，这些s c f ( s e r v i c e c a p a b i l i t yf e a t u r e ，业务能力特征) 是下层网络能力的抽象定义，如呼叫控制、 用户定位等。s c s 是逻辑的概念，可以分布在不同的物理节点上，如用户定位 s c f 、呼叫控制s c f 等可以在一个物理节点实现，也可以分布在不同的物理节点 中实现。s c s 是承载网络实体及上层业务之间的粘合剂。 ( 11 ) a s ( a p p l i c a t i o ns e r v e r ，应用服务器) 提供业务逻辑，用来支持用户的各种业 务属性。a s 也可以通过支持o s a - s c s 去使用话音交换网的资源，从而可能开 发出能同时覆盖话音用户和i m s 用户的新业务。 北京邮电大学嘲络与交换技术国家重点实验室 北京邮电大学硕士学位论文m r f p 通用架构设计及基于各板卡的实现 1 2 3i m s 网络接口及参考点 图1 3 i m s 网络参考模型 图1 3 描述了i m s 网络的参考模型，其主要接口和功能描述如下： ( 1 ) c x 接口支持c s c f 和h s s 之间的路由信息的获取，通过c s c f 隧道传输用 户和h s s 间的信息，采用d i a m e t e r 协议； ( 2 ) d x 接口是c s c f 和s l f 之间的接口，用于获得为一个给定用户保持签约信 息的h s s 的地址； ( 3 ) c a n 接口主要传输用户和c s c f 之间的登记、用户业务控制、鉴权相关的信 令； ( 4 ) g o 接口在g g s n 和策略控制功能( p o l i c yc o n t r o lf u n c t i o n ，p c f ) 之间，允许 p c f 对g g s n 里的承载实施应用策略。p c f 是p c s c f 的一个逻辑实体； ( 5 ) m c 接口位于m g c f 和m g w 之间，用于完成m g w 资源控制管理，完全符 合h 2 4 8 标准； ( 6 ) m g 接口是m g c f 和c s c f 之间的接口，基于3 g p ps i p 协议； ( 7 ) m i 接口在c s c f 和b g c f 之间，运用s - c s c f 前转会话到中断网关控制功能， 以实现与p s t n 网络的交互，基于s i p 协议； ( 8 ) m j 接口允许b g c f 前转会话信令到m g c f ，以实现与p s t n 网络的交互，基 于s i p 协议： ( 9 ) m k 接口允许b g c f 前转会话信令到另一个b g c f ，基于s i p 协议； 北京邮电大学嘲络与交换技术国家重点实验室 北京邮电大学硕士学位论文m r f p 通用架构设计及基于各板卡的实现 ( 1 0 ) m m 接口是c s c f 和m 网络之间的口接口，用于口多媒体业务的业务控制， 例如从i p 网上的v o i p ( v o i c eo v e ri n t e m e tp r o t o c o l ，互联网电话) 呼叫控制服 务器或p 网上的终端接收一个呼叫请求； ( 11 ) m p 接1 2 1 允许m r f c 控制m r f 提供的媒体流资源，完全符合h 2 4 8 标准并 增加了3 g p p 的扩展； ( 1 2 ) m r 接口提供c s c f 和m r f c 之间的交互，基于3 g p ps i p 协议； ( 1 3 ) m w 接口在c s c f 之间，允许查询c s c f 指导到服务c s c f 的移动终端呼叫； ( 1 4 ) s r 接1 2 1 是应用服务器与m r f c 之间的接口； ( 1 5 ) s c p 的参考点是c s c f 到s c p 的接口，允许对现有c a m e l 业务的支持。 1 3m r f 相关概念 1 3 1m r f 体系结构 m r f ( m u l t i m e d i ar e s o u r c ef u n c t i o n ，多媒体资源功能) ，是3 g p p 在r 5 中定 义的一个网络功能实体，用于在i m s 网络中提供媒体资源功能，支持与承载相 关的服务，例如媒体提供和处理、用户公告、会议，以及进行承载编解码的转换 等。 图1 4 m r f 体系结构 根据3 g p p 的定义，m r f 的体系结构如图1 4 所裂9 1 。m r f 系统主要包含 两部分功能实体： m r f c ( m u l t i m e d i ar e s o u r c ef u n c t i o nc o n t r o l l e r ，多媒体资源功能控制器) ， 8 北京邮i 乜大学网络与交换技术国家重点实验室 北京邮电大学硕士学位论文m r f p 通用架构设计及基于各板卡的实现 解释从a s 或s - c s c f 收到的s i p 信令，并且使用媒体网关控制协议 ( m e g a c o ) 指令来控制m r f p 。 m r f p ( m u l t i m e d i ar e s o u r c ef u n c t i o np r o c e s s o r ，多媒体资源功能处理器) ，是 用户平面的网络实体，处于i m s 分层体系结构的用户平面，它接受处于控制 层面的m r f c 的控制进行媒体操作，提供和处理被m r f c 所请求和指示的 用户平面资源，如作为媒体流的信源，提供输入媒体流的混合，以及进行媒 体流的处理等。 1 3 2m r f 的参考点 从m r f 的体系结构中可以看出，与m r f 有关的网络参考点主要有，m p ， m b 三个。 s - c s c f 和m r f c 之间的参考点是m r ，使用的是s i p 协议。当s - c s c f 需 要激活与承载相关的服务时，它就通过m r 参考点发送s i p 信令给m r f c 。m r 参考点的功能并没有完全标准化。 m r f c 和m r f p 之间的参考点是m p ，与h 2 4 8 协议标准完全兼容。该参考 点允许m r f c 控制m r