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IMS业务触发的研究

2020-11-28阅读(699)

IMS业务触发的研究

论文摘要

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。

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 目录
  • 第一章 传统通信网络中的业务提供和触发
  • 1.1 引言
  • 1.2 传统通信网络中的业务提供
  • 1.2.1 基于交换机的业务提供
  • 1.2.2 基于智能网技术的业务提供
  • 1.2.3 基于软交换技术的业务提供
  • 1.3 传统通信网络中的业务触发
  • 1.3.1 固定智能网
  • 1.3.2 移动智能网
  • 1.3.3 无线智能网
  • 1.3.4 软交换网络
  • 1.4 业务触发总结及问题分析
  • 1.4.1 应用/业务触发框架
  • 1.4.2 业务触发数据
  • 1.4.3 问题分析
  • 1.5 本章小结
  • 参考文献
  • 第二章 IMS网络中的业务提供
  • 2.1 引言
  • 2.2 IMS功能架构
  • 2.2.1 IMS呼叫控制功能
  • 2.2.2 HSS
  • 2.2.3 IMS与现存网络的互通节点
  • 2.2.4 IMS多方会话功能单元
  • 2.3 IMS业务提供框架
  • 2.3.1 IMS支持的业务平台
  • 2.3.2 IMS业务平台的业务提供过程
  • 2.4 IMS业务控制框架
  • 2.5 IMS基本会话管理过程
  • 2.6 本章小结
  • 参考文献
  • 第三章 IMS中应用触发框架的研究
  • 3.1 引言
  • 3.2 3GPP业务触发
  • 3.2.1 3GPP应用触发框架
  • 3.2.2 链式业务触发
  • 3.2.3 基于iFC的业务触发实例
  • 3.3 3GPP应用触发框架增强
  • 3.3.1 一种sFC实现方案
  • 3.3.2 基于iFC+sFC的业务触发示例
  • 3.4 一种基于呼叫状态的业务触发
  • 3.4.1 基于呼叫状态的应用触发框架
  • 3.4.2 基于呼叫状态的过滤准则
  • 3.4.3 基于呼叫状态的业务触发示例
  • 3.5 iFC、sFC与cFC的关系
  • 3.6 本章小结
  • 参考文献
  • 第四章 IMS中业务触发数据的研究
  • 4.1 引言
  • 4.2 3GPP业务/业务逻辑相关触发数据
  • 4.2.1 业务触发数据
  • 4.2.2 业务逻辑触发数据
  • 4.3 现有业务触发数据问题分析
  • 4.3.1 性能问题
  • 4.3.2 iFC冲突问题
  • 4.3.3 应用服务器中多业务触发问题
  • 4.4 基于业务键的业务触发
  • 4.4.1 业务键的实现
  • 4.4.2 业务键的产生、添加
  • 4.4.3 基于业务键的业务触发流程
  • 4.5 本章小结
  • 参考文献
  • 第五章 IMS中业务触发性能的研究
  • 5.1 引言
  • 5.2 相关工作
  • 5.3 现有3GPP应用触发框架性能分析
  • 5.3.1 基于iFC的业务触发
  • 5.3.2 现有业务触发算法问题分析
  • 5.3.3 性能评估方法及分析模型
  • 5.3.4 分析场景及结果分析
  • 5.3.5 小结
  • 5.4 基于iFC和sFC的动态业务触发算法
  • 5.4.1 NDSTA
  • 5.4.2 性能分析
  • 5.4.3 小结
  • 5.5 基于组的业务触发算法
  • 5.5.1 基于分组的相关规则
  • 5.5.2 GSTA
  • 5.5.3 性能分析
  • 5.5.4 小结
  • 5.6 基于呼叫状态的业务触发算法
  • 5.6.1 CSTA
  • 5.6.2 性能分析
  • 5.6.3 应用服务器/业务分组思想在CSTA中的应用
  • 5.6.4 小结
  • 5.7 本章小结
  • 参考文献
  • 第六章 IMS中SIP应用服务器业务逻辑触发机制的研究
  • 6.1 引言
  • 6.2 研究业务逻辑触发机制的必要性
  • 6.2.1 IMS业务触发机制完整性的需要
  • 6.2.2 多业务逻辑执行环境的需要
  • 6.3 业务逻辑触发机制
  • 6.3.1 业务逻辑触发模型
  • 6.3.2 业务逻辑触发数据
  • 6.3.3 业务逻辑触发算法
  • 6.3.4 基于SLTA的业务触发示例
  • 6.4 基于多业务逻辑环境触发的性能分析
  • 6.4.1 性能模型
  • 6.4.2 结果分析
  • 6.5 本章小结
  • 参考文献
  • 结束语
  • 攻读博士学位期间发表或待发表的论文
  • 攻读博士学位期间申请的专利
  • 致谢

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