IP多媒体子系统归属用户服务器的研究与实现 ——协议栈适配与消息处理模块

论文摘要

IMS(IP Multimedia Subsystem)是由3GPP(The 3rd Generation Partnership Project)组织推动的3G核心网标准。它基于全IP的网络，很好地融合了传统电信网络技术与互联网技术，使得运营商可以快速提供用户所期望的创新业务。在3GPP的R5版本之后，在IMS体系框架下引入了HSS(Home Subscribe Server)功能实体，并将其定位为未来3G网络中集中存储用户数据的功能实体。HSS是IMS网络架构中最重要的功能实体之一，正是由于它集中存储着全网的用户数据，才使得IMS能够融合不同的接入网络(比如，移动接入网与固定接入网)。本文主要目的是研究最新的HSS相关标准，提供一个简单可靠的HSS实体的设计和实现方案。本文首先介绍了IMS和HSS的技术背景及业界的研究进展，然后结合国际标准，分析和提炼HSS的特性及功能需求，着重阐述了HSS的设计和实现方法，尤其是设计思想及创新点。最后，基于测试结果，证明本方案可以在实际中应用。论文共分为七个章节：第一章，介绍本文工作的背景以及主要内容；第二章，概述IMS主要思想，包括网络结构、特性、功能及优缺点；第三章，简要介绍HSS功能需求，以及相关接口和协议；第四章，阐述HSS的软件架构及模块的功能；第五章，详细描述协议栈适配和消息处理模块的实现与优化方法；第六章，基于测试结果，分析系统的性能；最后一章，总结论文的主要工作，并对今后工作进行展望。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 研究工作介绍
• 1.3 本文结构
• 第2章 IMS的体系结构
• 2.1 IMS网络结构
• 2.2 IMS典型场景
• 2.2.1 用户注册
• 2.2.2 会话建立
• 2.3 IMS优势与不足
• 第3章 HSS功能需求及相关接口
• 3.1 HSS的总体功能
• 3.2 HSS用户数据研究
• 3.3 HSS接口描述
• 3.3.1 HSS与CSCF之间接口（Cx）
• 3.3.2 HSS与应用服务器之间的接口（Sh）
• 3.4 HSS相关消息流程
• 3.4.1 Cx接口消息流程
• 3.4.2 Sh接口消息流程
• 3.5 DIAMETER协议介绍
• 3.5.1 Diameter基本协议概述
• 3.5.2 Diameter消息的格式
• 第4章 HSS总体设计及模块功能说明
• 4.1 HSS体系结构设计
• 4.1.1 协议栈适配模块（PSA）
• 4.1.2 数据库适配模块（DBA）
• 4.1.3 消息处理（MP）
• 4.1.4 用户数据配置（UDC）
• 4.2 HSS软件结构设计
• 4.3 协议栈适配和消息处理相关模块间接口定义
• 4.3.1 协议栈适配模块与消息处理模块间接口b
• 4.3.2 协议栈适配模块与用户数据配置模块间接口c
• 4.3.3 消息处理模块与数据库适配模块间接口d
• 第5章 协议栈适配和消息处理模块的关键问题解决及优化
• 5.1 协议栈适配模块
• 5.1.1 Diameter协议栈的改进
• 5.1.2 Diameter消息对象的封装
• 5.1.3 消息队列的实现
• 5.2 消息处理模块
• 5.2.1 消息处理逻辑
• 5.2.2 同步异步的简化
• 5.2.3 线程池管理的优化
• 第6章 系统测试与分析
• 6.1 话务量模型
• 6.2 测试方案
• 6.3 测试环境
• 6.4 测试结果及分析
• 6.4.1 单条消息测试结果
• 6.4.2 并发请求测试结果
• 6.4.3 多线程测试结果
• 第7章 结束语
• 7.1 全文总结
• 7.2 进一步工作
• 参考文献
• 致谢