專利名稱：一種基于分層移動IPv6的IMS系統(tǒng)移動性管理方法
技術領域：
本發(fā)明涉及通信領域，具體涉及一種基于分層移動IPv6的IMS系統(tǒng)移動性管理方法。
背景技術：
隨著互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，IPv4地址已經(jīng)被耗盡，地址空間的不足會嚴重限制互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展。在這種情況下，IPv6受到越來越多的重視。IPv6擁有近似無限的地址空間，號稱可以為地球上的每一粒沙子都分配一個IP地址。此外，相比IPv4，IPv6還具有更多的優(yōu)勢 提高網(wǎng)絡的整體吞吐量、改善服務質量(QM)、保證更好的安全性、支持即插即用和移動性、 更好地實現(xiàn)多播功能?；ヂ?lián)網(wǎng)的價值體現(xiàn)在其所承載的應用，移動通信是互聯(lián)網(wǎng)所承載的一個殺手級的應用。采用IPv6網(wǎng)絡作為移動通信的承載網(wǎng)，可以為每一個移動通信設備都分配一個永久和唯一的IPv6地址，這個地址既可以像IMSI —樣作為設備的唯一標識，也可以用于路由。移動IP(MIP)研究的就是互聯(lián)網(wǎng)承載移動通信的問題。早在2004年6月，互聯(lián)網(wǎng)工程任務組(Internet Engineering Task Force, IETF)就公布了 IPv6網(wǎng)絡承載移動通信的解決方案-—移動IPv6(MIPv6，RFC3775)。以后，IETF還陸續(xù)公布了 MIPv6的一些變異和擴展方案，如代理移動IPv6 (Proxy Mobile IPv6, PMIPv6, RFC5213)、分層移動 IPv6 (Hierarchical Mobile IPv6, HMIPv6, RFC5380)等等。在MIPv6中，家鄉(xiāng)代理(HA)和通信節(jié)點(CN)都保存有移動節(jié)點(MN)的家鄉(xiāng)地址 (HoA)和轉交地址(CoA)的綁定條目。麗可以和CN直接通信。當麗的位置發(fā)生改變時， MN需要通過信令交互來更新HA和CN中的綁定條目，每次更新都會有大量的信令傳輸，占用大量的帶寬。在實際的網(wǎng)絡中，MN通常都是在小范圍內移動。因此，HMIPv6的出現(xiàn)有助于減少麗、CN和HA之間的信令數(shù)量，提高麗的切換速度。HMIPv6有兩個重要的實體移動錨點(Mobility Anchor Point,MAP)和接入路由器(Access Router，AR)。一個MAP管理著若干個AR。麗通過AR接入到互聯(lián)網(wǎng)，并由此獲得二個地址MAP的區(qū)域轉交地址(RCoA)和AR的連接轉交地址(LCoA)。MAP維持RCoA與 LCoA的綁定，而HA和CN則維持HoA與RCoA的綁定。麗發(fā)送的所有消息和數(shù)據(jù)報文的源地址都是RCoA，同樣，通信對端回復的消息和數(shù)據(jù)報文的目的地址都是RCoA。這樣的消息和數(shù)據(jù)報文會被路由到MAP，MAP查找自己維持的RCoA和LCoA的綁定，在從而把這樣的消息和數(shù)據(jù)報文通過隧道發(fā)往AR，再由AR通過鏈路層發(fā)給麗。在麗移動的過程中，如果麗沒有移出MAP的范圍，即只有LCoA改變，RCoA沒有改變，則麗與MAP之間通過HMIPv6的局部綁定更新消息(LBU)和局部綁定確認消息(LBA)更新MAP中RCoA與LCoA的綁定。如果麗移出了 MAP的范圍，即LCoA和RCoA都發(fā)生改變，則麗需要在新的MAP中建立新的RCoA 與新的LCoA的綁定，然后，還需要按照MIPv6的規(guī)定更新HA和CN中的HoA與RCoA的綁定。IMS (IPMultimedia Subsystem)是電信網(wǎng)絡3G系統(tǒng)中核心網(wǎng)的一部分，是由3GPP 首先提出的一個國際公認的標準化結構。IMS架構專注于核心網(wǎng)，屏蔽了接入網(wǎng)的差別，并且統(tǒng)一使用純IP網(wǎng)絡作為承載，簡化了網(wǎng)絡結構。IMS通過由SIP提供的會話發(fā)起能力， 建立端到端的會話，并獲得所需要的服務質量。IMS實現(xiàn)了控制和承載的分離，通過不同的接入方式，IMS終端接入到核心網(wǎng)分組域(PQ，由PS提供SIP信令和媒體數(shù)據(jù)的承載，而由 IMS的核心部分提供會話和業(yè)務的控制。IMS為未來的多媒體應用提供了一個通用平臺，這是向全IP網(wǎng)絡演進的重要一步。一個基于GPRS分組域的IMS系統(tǒng)結構如圖1所示。IMS域一般包括一個或多個呼叫會話控制功能(CSCF)實體、媒體網(wǎng)關控制功能(MGCF)實體、信令網(wǎng)關(SGW)、媒體網(wǎng)關 (MGW)、多媒體資源功能處理器(MRFC)、歸屬用戶服務器(HSS)、出口網(wǎng)關控制功能(BGCF) 實體和應用服務器(AQ，其中CSCF又分為代理CSCF(P-CSCF)、查詢CSCF(I-CSCF)和服務 CSCF(S-CSCF)。IMS建立SIP會話而必須執(zhí)行的關鍵步驟有(1)網(wǎng)絡的接入。當用戶開機時，會自動執(zhí)行的步驟就是接入網(wǎng)絡、分配信道等；( 數(shù)據(jù)連接的建立。在SGSN與GGSN之間建立一個數(shù)據(jù)連接通道以傳輸SIP信令。這個過程分為兩步進行，即Attach和PDP語境激活；(3)基于IMS的流程。包括獲取P-CSCF地址，SIP注冊和會話的建立過程?，F(xiàn)有的IMS系統(tǒng)是建立在GPRS的分組域之上的多媒體會話控制系統(tǒng)。鑒于移動 IPv6技術的先進性，本發(fā)明提出一種基于HMIPv6的IMS系統(tǒng)移動性管理方法。

發(fā)明內容
本發(fā)明提出一種基于HMIPve的IMS系統(tǒng)移動性管理方法。該方法把IMS域與 HMIPve融合，由HMIPV6網(wǎng)絡提供SIP信令和媒體數(shù)據(jù)的承載，而由IMS的核心部分控制會話和業(yè)務，其網(wǎng)絡結構圖如圖2所示。本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的1、地址管理用戶設備(UE)擁有一個家鄉(xiāng)地址HoA，HoA由歸屬地的HSS分配給UE，HSS具有 HA的功能，記錄了 UE的相關信息。HoA地址是永久分配給UE的地址，而且是可以用作路由的地址，以HoA為目的地址的消息被送到UE的歸屬地，并被UE歸屬地的I-CSCF截獲。HoA 地址的分配使得UE具有了唯一的可路由的地址，這樣UE在漫游網(wǎng)絡中不再需要P-CSCF的幫助就可以把消息路由到歸屬網(wǎng)絡。UE接入到漫游網(wǎng)絡時，通過無線接入網(wǎng)接入到HMIPv6的AR，AR會給UE分配一個 LCoA,同時該區(qū)域的MAP也會給UE分配一個RCoA。2、用戶HoA標識每個UE都有一個或多個私有用戶標識和公共用戶標識，這些標識可以是電話號碼或電子郵件地址等，甚至也可以是HoA本身。在本發(fā)明中，同一用戶的私有用戶標識和公共用戶標識都對應著用戶的HoA，我們統(tǒng)稱為用戶HoA標識。用戶HoA標識由歸屬網(wǎng)絡運營商分配，用于注冊、授權、管理和計費。用戶可以把自己的用戶HoA標識寫在名片上告知他人。用戶HoA標識使用SIP URI格式，可以通過公共的DNS、私有的DNS或者對等實體之間的協(xié)議完成解析。3、IMS會話流程IMS的會話流程包含三部分(a)網(wǎng)絡接入和用戶鑒權過程；(b) IMS注冊過程； (c) IMS會話的建立。(a)網(wǎng)絡接入和用戶鑒權過程
開機后，UE會通過接入網(wǎng)絡連接到AR，并得到AR分配的地址LCoA，以及MAP分配的地址RCoA。UE發(fā)送一個包含了自己國際移動用戶識別碼(International Mobile Subscriber Identification, IMSI)的附著消息到歸屬網(wǎng)絡中的HSS以請求鑒權，只有鑒權成功的用戶才可以在網(wǎng)絡中注冊并使用網(wǎng)絡提供的服務。(b) IMS的注冊過程基于IMS的注冊過程包括用戶認證和用戶配置下載兩個過程。其注冊過程如圖3 所示，具體步驟如下1) UE發(fā)送REGISTER消息，消息中包含用戶HoA標識和RCoA。REGISTER消息的目的地址為HoA，源地址為RCoA，該消息經(jīng)AR與MAP之間的隧道發(fā)往UE的歸屬地。2) I-CSCF截獲REGISTER消息，并對其進行解析。I-CSCF根據(jù)UE的用戶HoA標識，向HSS發(fā)送Cx-query消息。HSS根據(jù)接收到的Cx-query消息檢查是否允許該用戶在被訪問域注冊，如果允許注冊，HSS把RCoA寫入UE的配置文件中并向I-CSCF回復Cx-query response 消息。3)收到 Cx-query response 消息后，I-CSCF 再向 HSS 發(fā)送 Cx-SELECT-PULL 消息， 詢問可用的S-CSCF，該消息中包含UE的用戶HoA標識。4)HSS 收到 Cx-SELECT-PULL 消息后會向 I-CSCF 返回一個 Cx-SELECT-RES 消息， 消息中含有供UE挑選的若干S-CSCF的信息。I-CSCF從中挑選一個S-CSCF，并建立HoA和 S-CSCF的綁定。然后，I-CSCF向選中的S-CSCF發(fā)送REGISTER消息，消息內容包含UE的用戶HoA標識和RCoA。5) S-CSCF接收到REGISTER消息后，向HSS發(fā)送Cx-PUT消息，消息中包含UE的用戶 HoA標識、RCoA和S-CSCF標識。HSS保存被選中的S-CSCF的標識，并回復Cx-PUT response 消息確認。6) S-CSCF收到Cx-PUT response消息后，再向HSS發(fā)送Cx-PULL消息，請求下載 UE的配置信息。HSS回復Cx-PULL response消息，消息中包含UE的配置信息。7) S-CSCF向UE返回狀態(tài)值為200的OK消息，消息的目的地址是RCoA。該消息被發(fā)往MAP，并通過AR與MAP之間的隧道到達UE。(c) IMS會話的建立在注冊過程完成后，UE即可發(fā)起IMS會話。記UEA為IMS會話的發(fā)起方，UEB為 IMS會話的接收方，會話建立的具體過程如圖4所示1)UEA發(fā)送INVITE消息，消息的目的地址是HoA，源地址是其RCoA。INVITE消息包含UEA的RCoA和UEB的用戶HoA標識。INVITE消息通過AR和MAP之間的隧道發(fā)往UEA 歸屬地的I-CSCF。2) UEA的I-CSCF收到INVITE消息后，向UEA回復一個狀態(tài)值為100的響應消息。然后，I-CSCF根據(jù)自己記錄的HoA和S-CSCF的綁定信息，把INVITE消息發(fā)往UEA的S-CSCF。3)UEA的S-CSCF收到INVITE消息后，會向I-CSCF回復一個狀態(tài)值為100的響應消息。然后，UEA的S-CSCF根據(jù)UEA的配置信息判斷是否允許UEA進行此次會話話。若不允許UEA進行此次會話，則向UEA返回一個狀態(tài)為402的消息。若允許UEA進行此次會話， 則UEA的S-CSCF對INVITE消息中的UEB的用戶HoA標識進行解析得到UEB的HoA，并把INVITE消息發(fā)往UEB的歸屬網(wǎng)絡。4)UEB的歸屬網(wǎng)絡中的I-CSCF截獲INVITE請求后，向UEA的S-CSCF發(fā)送一個狀態(tài)值為100的響應消息。UEB的I-CSCF對INVITE消息解析，并根據(jù)自己記錄的HoA和S-CSCF 的綁定信息找到UEB的S-CSCFjE INVITE請求轉發(fā)給UEB的S-CSCF。5)UEB的S-CSCF收到INVITE請求后，向UEB的I-CSCF回復一個狀態(tài)值為100的響應消息。然后，UEB的S-CSCF根據(jù)UEB的用戶配置信息判斷是否允許此次會話繼續(xù)進行，若不允許會話繼續(xù)進行，則向UEA返回一個狀態(tài)為403的消息。若允許會話繼續(xù)進行， 則UEB的S-CSCF根據(jù)UEB用戶配置信息中UEB的RCoAjE INVITE消息轉發(fā)給UEB。6)UEB收到INVITE消息后，會立即向UEA返回一個狀態(tài)值為183的響應消息。然后，UEB會啟動振鈴程序，并向UEA返回一個狀態(tài)值為180的響應消息。7)用戶UEB摘機后，UEB會立即向UEA返回一個狀態(tài)值為200的OK消息，消息中包含UEB的RCoA。UEA收到UEB返回的OK消息后，會向UEB發(fā)送一個ACK消息，開始通話。8)會話建立完成后，UEA和UEB可以直接通信，它們發(fā)送的數(shù)據(jù)報文源地址都是自己的RCoA，目的地址都是對方的RCoA。4、移動性管理UE的移動性管理主要涉及兩種情況(a)UE發(fā)生域內切換即UE只是更換了 AR ； (b)UE發(fā)生域間切換即UE更換了 AR，也更換了 MAP。下面以前面所述的UEA為例來說明該發(fā)明對UEA的移動性管理方法。(a) UEA發(fā)生域內切換UEA發(fā)生域內切換時，其LCoA發(fā)生改變，但RCoA保持不變，網(wǎng)絡結構圖為圖5所示。這時，UEA將按照HMIPv6的規(guī)定更新MAP中的RCoA和LCoA的綁定。(b) UEA發(fā)生域間切換UEA發(fā)生域間切換時，UEA的RCoA和LCoA都發(fā)生改變。這時，UEA 一方面需要按照HMIPv6的規(guī)定在新的MAP中建立RCoA和LCoA的綁定，另一方面還要更新IMS域中HSS 和S-CSCF中記錄的RCoA。為了敘述方便，記域間切換前的MAP、RCoA和LCoA為MAPI、RCoAl和LCoAl，記域間切換后的MAP、AR、RCoA和LCoA為MAP2、AR2、RCoA2和LCoA2,網(wǎng)絡結構圖如圖6所示。 更新步驟分為三步1)在MAP2中建立RCoA2與LCoA2的綁定；2)更新MAPI的綁定；3) IMS 重注冊，更新HSS和S-CSCF中記錄的RCoA。1)在MAP2中建立RCoA2與LCoA2的綁定UEA按照HMIPv6的規(guī)定在MAP2中建立RCoA2與LCoA2的綁定。2)更新MAPI的綁定UEA向MAPI發(fā)送HMIPv6的LBU消息，消息的源地址為RCoA2，目的地址為RCoAl。 LBU消息經(jīng)AR2和MAP2之間的隧道發(fā)往MAPI。MAPI收到LBU消息后，把原來RCoAl與LCoAl 的綁定更改為RCoAl與RCoA2的綁定，并向UEA回復LBA消息。3) IMS重注冊，更新HSS和S-CSCF中記錄的RCoA在更新完MAPI中的綁定后，UEA開始IMS的重注冊過程，重注冊的流程如圖7所示，具體步驟如下· UEA發(fā)送REGISTER消息，消息中包含UEA的用戶HoA標識和RCoA2，消息源地址為RCoA2，目的地址為HoA，該消息通過AR2與MAP2之間的隧道發(fā)往UEA的歸屬地?！?I-CSCF截獲REGISTER消息，向HSS發(fā)送Cx-query消息，消息中包含UEA的 RCoA2。HSS收到Cx-query消息后會把UEA配置文件中的RCoAl更改為RCoA2，并向I-CSCF 回復 Cx-query response 消息。· I-CSCF收到Cx-query response消息后，對REGISTER消息進行解析，根據(jù)UEA 的用戶HoA標識信息，查找到自己所記錄的HoA與S-CSCF的綁定信息。根據(jù)查找到的綁定信息，把REGISTER消息發(fā)往S-CSCF?！?S-CSCF根據(jù)接收的REGISTER消息，向HSS發(fā)送Cx-PULL消息，請求下載更新后的用戶配置文件，HSS回復Cx-PULL response消息，返回S-CSCF需要的用戶信息。S-CSCF 收到Cx-PULL response消息后向UEA返回狀態(tài)值為200的OK消息。更新完成后，UEA即可以使用RCoA2與新的用戶設備(如UEC)建立通信，又可以繼續(xù)使用RCoAl與UEB保持通信，從而保持UEA的移動對UEB透明。由于UEB不知道UEA 的位置發(fā)生了變化，其發(fā)往UEA的數(shù)據(jù)報文的目的地址仍然為RCoAl。這樣的數(shù)據(jù)報文會被路由到MAP1，MAP1根據(jù)自己維持的RCoAl與RCoA2的綁定，對這樣的數(shù)據(jù)報文進行封裝，被封裝的數(shù)據(jù)報文的目的地址是RCoA2。被封裝的數(shù)據(jù)報文會被路由到MAP2，MAP2根據(jù)自己維持的RCoA2與LCoA2的綁定，通過MAP2與AR2之間的隧道把被封裝的數(shù)據(jù)報文發(fā)往MN。 UEA發(fā)往UEB的數(shù)據(jù)報文，目的地址是UEB的RCoA，源地址為RCoAl。UEA對該報文進行封裝，被封裝后的數(shù)據(jù)報文的目的地址是MAPI的地址。被封裝的數(shù)據(jù)報文通過AR2與MAP2 之間的隧道發(fā)往MAPI。MAPI對被封裝的數(shù)據(jù)報文解封裝后，把數(shù)據(jù)報文發(fā)給UEB。本發(fā)明把IMS域與HMIPv6融合，由HMIPv6網(wǎng)絡提供SIP信令和媒體數(shù)據(jù)的承載， 而由IMS的核心部分控制會話和業(yè)務。本發(fā)明提出了一個新的概念用戶HoA標識。用戶 HoA標識同時擔當私有用戶標識和公共用戶標識的角色，并與UE的HoA —一對應。由于HoA 具有路由功能，使得漫游地的UE可以把消息直接路由到歸屬網(wǎng)絡，而不再需要P-CSCF的幫助。本發(fā)明以HMIPv6的移動性管理為借鑒，提出了一種IMS系統(tǒng)中的移動性管理方法來維持IMS會話的連續(xù)性。


圖IIMS網(wǎng)絡結構圖；圖2基于HMIPv6的IMS結構圖；圖3注冊過程；圖4會話建立過程；圖 5AR 改變；圖6MAP域改變；圖7IMS重注冊。
具體實施例方式本發(fā)明提出了一種基于HMIPv6的IMS系統(tǒng)移動性管理方法。該方法的基本思想是把IMS域與HMIPv6融合，由HMIPv6網(wǎng)絡提供SIP信令和媒體數(shù)據(jù)的承載，而由IMS的核心部分控制會話和業(yè)務。
下面給出本發(fā)明的一個具體實例，并結合圖4詳細說明本發(fā)明的具體實施方式
。1、IMS會話流程a)網(wǎng)絡接入和用戶鑒權過程UEA開機后，會通過接入網(wǎng)絡連接到接入路由器AR，并得到AR分配的地址LCoA 5005 :1001:1002 1003 1004，以及 MAP 非配的地址 RCoA :5005 :3001:3002 3003 3004。b) IMS的注冊過程UEA 的用戶 HoA 標識為12345@userl. homel. net。UEA 的 HoA 為 5005::2001:2002:2003:2004。(1)開始注冊時，UEA發(fā)送REGISTER消息，消息中包含UEA的用戶HoA標識和歸屬域名。REGISTER sip: registrar, homel. net SIP/2.0Via:SIP/2.0/ UDP[5005: :2001:2002:2003:2004] ； comp = sigcomp ；branch = z9hG4bKnashds7Max-Forwards:70P-Access-Network-Info : 3GPP-UTRAN-TDD ；utran-cell-id-3gpp = 234151D0FCE11From:<sip:userlihomel. net> ；tag = 4fa3To:<sip:userlihome1. net>Contact:<sip:[5005::2001:2002:2003:2004] ；comp = sigcomp〉；expires =600000Call-ID:12345iuserl. homel. netCSeq:lREGISTERContent-Length :0REGISTER 消息源地址為 5005::3001:3002:3003:3004,目的地址為 5005 :2001:2002 2003 2004，該消息發(fā)往 UEA 的歸屬地。(2) UEA歸屬地的I-CSCF截獲該消息，I-CSCF截獲數(shù)據(jù)報文后對報文中的 REGISTER消息進行解析，根據(jù)UEA的用戶HoA標識信息，向HSS發(fā)送Cx-query消息，向HSS 請求鑒權，HSS跟據(jù)消息檢查是否允許該用戶在被訪問域注冊，并回復response消息。為了給用戶選擇一個合適的S-CSCF，I-CSCF向HSS發(fā)送Cx-SELECT-PULL消息， 該消息中包含用戶的HoA，HSS返回一個Cx-SELECT-RES消息，消息中含有該用戶所需的 P-CSCF的情況。(3) I-CSCF向S-CSCF發(fā)送REGISTER消息，消息內容包括UEA的用戶HoA標識和
RCoA。REGISTER sip scscfl. homel. net SIP/2.0Via:SIP/2. 0/UDP icscfl_p. homel. net ；branch = z9hG4bK351g45. 1，SIP/2. 0/UDP [5005: :2001:2002:2003:2004] ；comp = sigcomp ；branch = z9hG4bKnashds7
Max-Forwards69P-Access-Network-Info 3GPP-UTRAN-TDD ；utran-cell-id-3gpp = 234151D0FCE11From:<sip:userlihomel. net> ；tag = 4fa3To:<sip:userlihomel. net>Contact:<sip:[5005::2001:2002:2003:2004] ；comp = sigcomp〉；expires =600000Call-ID:12345iuserl. homel. netCSeq:lREGISTERContent-Length :0(4) S-CSCF截獲REGISTER消息后，向HSS發(fā)送Cx-PUT消息，消息中包含UEA的用戶HoA標識、RCoA和S-CSCF名字。HSS保存S-CSCF名，并回response消息確認。收到 Cx-PUT response 消息后，S-CSCF 向 HSS 發(fā)送 Cx-PULL 消息，HSS 回復 response 消息，返回 S-CSCF需要的用戶信息。S-CSCF返回狀態(tài)值為200的OK消息，消息中包含歸屬網(wǎng)絡聯(lián)絡
fn息οSIP/2. 02000KVia:SIP/2. 0/UDP icscfl_p. homel. net ；branch = z9hG4bK351g45. 1，SIP/2. 0/UDP[5005: : 2001:2002:2003:2004] ；comp = sigcomp ；branch = z9hG4bKnashds7From:<sip:userlihomel. net> ；tag = 4fa3To:<sip:userlihome1. net>Contact:<sip:[5005::2001:2002:2003:2004] ；comp = sigcomp) ；expires = 600000Call-ID:12345iuserl. home 1. netCSeq:lREGISTERContent-Length :0該消息將返回給UE。c) IMS會話的建立當注冊過程完成后，UEA即可發(fā)起IMS會話，IMS會話主要涉及到UEA的S-CSCF 和 UEB 的 S-CSCF。UEB 的用戶 HoA 標識為:678910iuser2. home2. net。UEB 的 HoA 為 5005: :6001:6002:6003:6004。UEB 的 LCoA 地址為5005 7001 7002 7003 7004，RCoA 為 5005::8001:8002:8003:8004會話建立的具體過程如圖4所示(1) UEA通過會話發(fā)起流程向歸屬地的S-CSCF發(fā)送SIP的INVITE請求，S-CSCF的地址可以由注冊過程中S-CSCF返回的OK消息得知。INVITE 678910@user2.home2.net SIP/2.0Via:SIP/2.0/ UDP
[5005 2001 2002 2003 2004] 1357 ;comp = sigcomp ；branch = z9hG4bKnashds7Max-Forwards 70P-Access-Network-Info 3GPP-UTRAN-TDD ；utran-cell-id-3gpp = 234151D0FCE11From:<sip:userlihomel. net> ；tag = 171828To:<678910iuser2. home2. net>Call-ID:cb03a0s09a2sdfglkj490333Cseq:127INVITEContact:<sip:[5005::2001:2002:2003:2004]:1357 ；comp = sigcomp〉Allow: INVITE, ACK, CANCEL, BYE, PRACK, UPDATE, REFER,MESSAGEContent-Type: application/sdpContent-Length:167v = 0ο = 29879336152987933615IN IP65005::3001:3002:3003:3004s = Phone Callc = IN IP65005::2001:2002:2003:2004t = 00m = audio 49170RTP/AVP 0a = rtpmap:0PCMU/8000(2)UEA的I-CSCF收到INVITE消息后，向UEA回復一個狀態(tài)值為100的響應消息。然后，I-CSCF根據(jù)自己記錄的HoA和S-CSCF的綁定信息，把INVITE消息發(fā)往UEA的 S-CSCF。(3)UEA的S-CSCF收到INVITE請求后，會向UEA回復一個狀態(tài)值為100的響應消息。S-CSCF對INVITE消息進行解析，根據(jù)解析的結果把INVITE消息發(fā)往UEB的歸屬網(wǎng)絡。(4) UEB的歸屬網(wǎng)絡中的I-CSCF截獲INVITE請求后，向UEA的S-CSCF發(fā)送一個狀態(tài)值為100的響應消息。I-CSCF對INVITE消息解析，并找到UEB的S-CSCF,把INVITE請求轉發(fā)給UEB的S-CSCF。(5) UEB的S-CSCF收到INVITE請求后，向UEB的I-CSCF發(fā)送一個狀態(tài)值為100的響應消息，同時把INVITE消息轉發(fā)給UEB。(6)UEB收到INVITE消息后，會立即返回一個狀態(tài)值為183的響應消息。然后，UEB 會啟動振鈴程序，并返回一個狀態(tài)值為180的響應消息。SIP/2. 0180RingingVia:SIP/2.0/ UDP[5005 2001 2002 2003 2004] 1357 ;comp = sigcomp ；branch = z9hG4bKnashds7
From:<sip:userlOhomel. net> ；tag = 171828To:<678910iuser2. home2. net>Call-ID:cb03a0s09a2sdfglkj490333Cseq:127INVITEContact:<sip:[5005::2001:2002:2003:2004]:1357 ；comp = sigcomp〉Allow: INVITE, ACK, CANCEL, BYE, PRACK, UPDATE, REFER,MESSAGEContent-Length :0(7)用戶UEB摘機后，UEB會立即返回一個狀態(tài)值為200的OK消息，消息中包含了 UEB的RCoA地址信息。UEA收到UEB返回的OK消息后，會向UEB發(fā)送一個ACK消息，消息中攜帶有UEA的RCoA信息。SIP/2. 02000KVia:SIP/2. 0/UDP[5005 2001 2002 2003 2004] 1357 ;comp = sigcomp ；branch = z9hG4bKnashds7From:<sip:userlihomel. net> ；tag = 171828To:<678910iuser2. home2. net>Call-ID:cb03a0s09a2sdfglkj490333Cseq:127INVITEContact:<sip:[5005::2001:2002:2003:2004]:1357 ；comp = sigcomp〉Allow: INVITE, ACK, CANCEL, BYE, PRACK, UPDATE, REFER,MESSAGEContent-Type: application/sdpContent-Length:167v = 0ο = 29879336152987933615IN IP65005::8001:8002:8003:8004s = Phone C allc = IN IP65005::6001:6002:6003:6004t = 00m = audio 49170RTP/AVP 0a = rtpmap:0PCMU/8000UEA回復的ACK消息格式為ACK 678910iuser2.home2.net SIP/2.0Via:SIP/2. 0/UDP[5005 : : 2001 : 2002 : 2003 : 2004] : 1357 ;comp = sigcomp ；branch = z9hG4bKnashds7Max-Forwards:70P-Access-Network-Info:3GPP-UTRAN-TDD ;utran-cell-id-3gpp = 234151D0FCE11
From: <sip:userlOhomeL net> ；tag = 171828To:<678910iuser2. home2. net>Call-ID:cb03a0s09a2sdfglkj490333Cseq:127ACKContact:<sip:[5005::2001:2002:2003:2004]:1357 ；comp = sigcomp〉Allow: INVITE, ACK, CANCEL, BYE, PRACK, UPDATE, REFER,MESSAGEContent-Type: application/sdpContent-Length:120v = 0ο = 29879336152987933615IN IP65005::3001:3002:3003:3004s = Phone Callc = IN IP65005::2001:2002:2003:2004t = 002、移動性管理UE的移動性管理主要涉及兩種情況，一種情況是UE更換了 AR，另一種情況是UE 移動到另一個MAP域。下面以UEA為例來說明該發(fā)明對UE的移動性管理方法。a) UEA 更換 ARUEA更換AR時，其LCoA發(fā)生改變，但RCoA保持不變，網(wǎng)絡結構圖為圖5所示。UEA的新 LCoA :5005 :1001:1002 1003 2004，RCoA 不變，仍然為:5005 :3001:3002 3003 3004。UEA向MAP發(fā)送LBU消息，消息的目的地址為MAP的地址，源地址為 5005: :1001:1002:1003:2004。MAP 收到 LBU 消息后更新 RCoA 和 LCoA 的綁定，并向 UEA 回復LBA消息，消息的目的地址為5005 :1001:1002 1003 2004，源地址為MAP的地址。b) UEA 更換 MAP 域UEA移動到新的MAP域時，UEA的RCoA和LCoA都發(fā)生改變。網(wǎng)絡結構圖如圖6所示。RCoA2 為60063001300230033004, LCoA2 為60061001100210031004， HoA 不變，仍然為5005: :2001:2002:2003:2004。更新步驟分為三步(1)建立MAP2中的綁定信息；(2)更新原MAP的綁定信息；(3) IMS重注冊。(1)建立MAP2中的綁定信息UEA按照HMIPv6的規(guī)定在MAP2中建立RCoA2和LCoA2的綁定。(2)更新原MAP的綁定信息UEA向原MAP發(fā)送LBU消息，消息的源地址為6006 :3001:3002:3003 3004，目的地址為原5005 3001:3002:3003:3004。LBU消息經(jīng)AR2和MAP2之間的隧道發(fā)往原 MAP。原MAP收到LBU消息后，更新原來的綁定條目，把6006 :3001:3002:3003 3004與 5005: :3001:3002:3003:3004 綁定，并向 UEA 回復 LBA 消息。(3) IMS 重注冊在更新完原MAP中的綁定條目后，UEA開始IMS的重注冊過程，重注冊的流程如圖 7所示，具體步驟如下· UEA發(fā)送REGISTER消息，消息中包含UEA的用戶HoA標識。
REGISTER sip: registrar, homel. net SIP/2.0Via:SIP/2. 0/UDP[5005:2001:2002:2003:2004] ；comp = sigcomp ；branch = z9hG4bKnashds7Max-Forwards: 70P-Access-Network-Info:3GPP-UTRAN-TDD ;utran-cell-id-3gpp = 234151D0FCE11From:<sip:userlihome 1. net> ；tag = 4fa3To:<sip:userlihomel. net>Contact:<sip:[5005::2001:2002:2003:2004] ；comp = sigcomp) ；expires = 600000Call-ID:12345iuserl. home 1. netCSeq:2REGISTERContent-Length :0REGISTER 消息源地址為 6006 3001 3002 3003 3004，目的地址為 5005 :2001:2002 2003 2004，該消息發(fā)往 UEA 的歸屬地。
I-CSCF截獲REGISTER消息，向HSS發(fā)送Cx-query消息，消息中包含UEA的 RCoA2信息。HSS收到Cx-query消息后會更新HSS中的配置信息，并向I-CSCF回復Cx-query response 消息。
I-CSCF收到Cx-query response消息后，對REGISTER消息進行解析，根據(jù)UEA 的用戶HoA標識信息，查找到自己所記錄的HoA與S-CSCF的綁定信息。根據(jù)查找到的綁定 信息，把REGISTER消息發(fā)往S-CSCF。
S-CSCF根據(jù)接收的REGISTER消息后，向HSS發(fā)送Cx-PULL消息，HSS回復 Cx-PULL response消息，返回S-CSCF需要的用戶信息。S-CSCF根據(jù)HSS回復的信息來更 新其所記錄的用戶配置信息，井向UE返回狀態(tài)值為200的OK消息，消息中包含歸屬網(wǎng)絡聯(lián)
絡‘舊息。SIP/2. 02000KVia:SIP/2. 0/UDP icscfl_p. homel. net ；branch = z9hG4bK351g45. 1，SIP/2. 0/UDP[5005 : 2001:2002:2003:2004] ；comp = sigcomp ；branch = z9hG4bKnashds7From:<sip:userlihome 1. net> ；tag = 4fa3To:<sip:userlihomel. net>Contact:<sip:[5005::2001:2002:2003:2004] ；comp = sigcomp〉；expires =600000Call-ID:12345iuserl. homel. netCSeq:2REGISTERContent-Length :0
權利要求
1.一種基于分層移動IPv6的IMS系統(tǒng)移動性管理方法，其特征在于A、用戶設備(UE)具有一個永久且唯一的家鄉(xiāng)地址(HoA)，HoA由歸屬網(wǎng)絡運營商分配， 圍繞HoA可以建立UE的私有用戶標識和公共用戶標識，統(tǒng)稱為UE的用戶HoA標識，用于注冊、授權和計費等業(yè)務，UE也可以把自己的用戶HoA標識寫在名片上告知他人，UE發(fā)送的消息的目的地址都是HoA，這樣的消息將被路由到UE的歸屬網(wǎng)絡；B、UE開機后，通過接入網(wǎng)接入分層移動IPv6的接入路由器(AR)，并得到AR分配的 IPv6地址LCoA以及移動錨點(MAP)分配的IPv6地址RCoA，UE發(fā)送的消息和數(shù)據(jù)報文的源地址都是RCoA，UE發(fā)送附著消息到歸屬網(wǎng)絡進行鑒權；C、UE完成附著鑒權后，可以進行IMS注冊；D、用戶設備A(UEA)完成IMS注冊后，可以與已經(jīng)完成IMS注冊的用戶設備B(UEB)建立會話；E、當UE發(fā)生域內切換時，其移動性管理由分層移動IPv6負責，當UE發(fā)生域間切換時， 其移動性管理由分層移動IPv6和IMS共同負責。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種基于分層移動IPv6的IMS系統(tǒng)移動性管理方法，其特征在于所述步驟C具體包括Cl、UE發(fā)送REGISTER消息，消息中包含用戶HoA標識和RCoA。該消息經(jīng)AR與MAP之間的隧道發(fā)往UE的歸屬網(wǎng)絡；C2、I-CSCF截獲REGISTER消息，根據(jù)UE的用戶HoA標識，向HSS發(fā)送Cx-query消息， 詢問是否允許該用戶在被訪問域注冊，如果允許注冊，HSS把RCoA寫入UE的配置文件中并回復 Cx-query response 消息；C3、I-CSCF 收到 Cx-query response 消息后，向 HSS 發(fā)送 Cx-SELECT-PULL 消息，詢問可用的 S-CSCF，HSS 回復 Cx-SELECT-RES 消息；C4、I-CSCF收到Cx-SELECT-RES消息后，從中挑選一個S-CSCF,建立HoA和S-CSCF的綁定，然后，I-CSCF向選中的S-CSCF發(fā)送REGISTER消息；C5、S-CSCF接收到REGISTER消息后，向HSS發(fā)送Cx-PUT消息，HSS收到Cx-PUT消息后保存被選中的S-CSCF的標識并回復Cx-PUT response消息；C6、S-CSCF收到Cx-PUT response消息后，向HSS發(fā)送Cx-PULL消息，請求下載UE的配置文件，HSS回復Cx-PULL response消息；C7、S-CSCF收到Cx-PULL response消息后，向UE返回狀態(tài)值為200的OK消息。
3.根據(jù)權利要求1所述的一種基于分層移動IPv6的IMS系統(tǒng)移動性管理方法，其特征在于所述步驟D具體包括Dl、UEA發(fā)送INVITE消息，消息的目的地址是HoA，源地址是其RCoA，INVITE消息包含 UEA的RCoA和UEB的用戶HoA標識，INVITE消息通過AR和MAP之間的隧道發(fā)往UEA歸屬網(wǎng)絡的I-CSCF ；D2、UEA的I-CSCF收到INVITE消息后，根據(jù)自己記錄的UEA的HoA和S-CSCF的綁定信息，把INVITE消息發(fā)往UEA的S-CSCF ；D3、UEA的S-CSCF收到INVITE消息后，根據(jù)UEA的配置信息判斷是否允許UEA進行此次會話，若不允許UEA進行此次會話，則向UEA返回一個狀態(tài)為402的消息，若允許UEA進行此次會話，則UEA的S-CSCF對INVITE消息中的UEB的用戶HoA標識進行解析得到UEB的HoA，并把INVITE消息發(fā)往UEB的歸屬網(wǎng)絡；D4、UEB的歸屬網(wǎng)絡中的I-CSCF截獲INVITE請求后，對INVITE消息解析，并根據(jù)自己記錄的UEB的HoA和S-CSCF的綁定信息找到UEB的S-CSCF，把INVITE請求轉發(fā)給UEB的 S-CSCF ；D5、UEB的S-CSCF收到INVITE請求后，根據(jù)UEB的用戶配置信息判斷是否允許此次會話繼續(xù)進行，若不允許會話繼續(xù)進行，則向UEA返回一個狀態(tài)為403的消息，若允許會話繼續(xù)進行，則把INVITE消息轉發(fā)給UEB ；D6、UEB收到INVITE消息后，會立即向UEA返回一個狀態(tài)值為183的響應消息，然后， UEB會啟動振鈴程序，并向UEA返回一個狀態(tài)值為180的響應消息；D7、用戶UEB摘機后，UEB會立即向UEA返回一個狀態(tài)值為200的OK消息，消息中包含 UEB的RCoA，UEA收到UEB返回的OK消息后，會向UEB發(fā)送一個ACK消息，開始通話；D8、會話建立完成后，UEA和UEB可以直接通信，它們發(fā)送的數(shù)據(jù)報文源地址都是自己的RCoA，目的地址都是對方的RCoA。
4.根據(jù)權利要求1所述的一種基于分層移動IPv6的IMS系統(tǒng)移動性管理方法，其特征在于所述步驟E具體包括E1、當UE發(fā)生域內切換時，其LCoA發(fā)生改變，但RCoA保持不變，UEA按照分層移動IPv6 的規(guī)定更新MAP中的RCoA和LCoA的綁定；E2、當UE發(fā)生域間切換時，UEA的RCoA和LCoA都發(fā)生改變，UEA首先在新MAP中建立新RCoA和新LCoA的綁定，然后更新原MAP的綁定，最后，UEA要進行IMS重注冊，更新HSS 和S-CSCF中的RCoA信息。
5.根據(jù)權利要求4所述的用戶移動性管理方法，其特征在于所述步驟E2具體包括 E2UUEA在新MAP中建立新RCoA和新LCoA之間的綁定后，向原MAP發(fā)送LBU消息，LBU消息經(jīng)新AR和新的MAP之間的隧道發(fā)往原MAP，原MAP收到LBU消息后，更新原來的綁定， 把原RCoA與新RCoA進行綁定，并向UEA回復LBA消息；E22、在完成原MAP中的綁定的更新后，UEA開始IMS的重注冊過程，重注冊過程具體包括以下步驟(1)UEA發(fā)送REGISTER消息，消息中包含UEA的用戶HoA標識和新RCoA，該消息通過新 AR與新MAP之間的隧道發(fā)往UEA的歸屬地；(2)UEA的I-CSCF截獲REGISTER消息，向UEA的HSS發(fā)送Cx-query消息，消息中包含UEA的新RCoA，HSS收到Cx-query消息后會更新HSS中的配置信息，并向I-CSCF回復 Cx-query response 消息；(3)UEA的I-CSCF收到Cx-queryresponse消息后，對REGISTER消息進行解析，根據(jù)UEA的用戶HoA標識信息，查找到自己所記錄的UEA的HoA與S-CSCF的綁定信息，把 REGISTER 消息發(fā)往 S-CSCF ；(4)UEA的S-CSCF根據(jù)接收的REGISTER消息，向HSS發(fā)送Cx-PULL消息，請求下載更新后的用戶配置文件，HSS回復Cx-PULL response消息，S-CSCF收到Cx-PULLresponse消息后向UEA返回狀態(tài)值為200的OK消息；E23、重注冊過程完成后，UEA可繼續(xù)采用原RCoA與UEB進行原來的IMS會話，從而保持通信的連續(xù)性和UEA的移動對UEB的透明性，具體步驟如下1UEA發(fā)往UEB的數(shù)據(jù)報文的目的地址是UEB的RCoA，源地址為UEA的原RCoA，然后， UEA對該數(shù)據(jù)報文進行封裝，被封裝的數(shù)據(jù)報文的目的地址是原MAP的地址，被封裝的數(shù)據(jù)報文通過UEA的新AR與新MAP之間的隧道發(fā)往原MAP，原MAP對被封裝的數(shù)據(jù)報文解封裝后，把數(shù)據(jù)報文發(fā)給UEB;[2]UEB發(fā)往UEA的數(shù)據(jù)報文的目的地址為UEA的原RCoA，源地址為自己的RCoA，該數(shù)據(jù)報文路由到UEA的原MAP后，UEA的原MAP根據(jù)自己維持的原RCoA和新RCoA的綁定信息對數(shù)據(jù)報文進行封裝，被封裝的數(shù)據(jù)報文的目的地址是UEA的新RCoA，被封裝的數(shù)據(jù)報文會被路由到UEA的新MAP，并通過新MAP與新AR之間隧道發(fā)送到UEA ；E24、重注冊過程完成后，UEA可以采用新RCoA與新的用戶設備C(UEC)進行新的IMS會話。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種基于分層移動IPv6的IMS系統(tǒng)移動性管理方法，本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的(1)IPv6網(wǎng)絡作為SIP信令和媒體的承載網(wǎng)。(2)本發(fā)明充分利用IPv6巨大的地址空間的優(yōu)勢，為每一個移動用戶分配一個唯一的且永久性的IPv6地址，稱為用戶的家鄉(xiāng)地址。用戶的家鄉(xiāng)地址由歸屬地網(wǎng)絡的運營商分配。用戶的家鄉(xiāng)地址既可以作為用戶的身份標識，又可以作為SIP消息路由到歸屬地的呼叫會話控制模塊的IPv6地址。(3)用戶域內切換的移動性管理由分層移動IPv6負責，域間切換的移動性管理由分層移動IPv6和IMS系統(tǒng)共同負責。本發(fā)明兼有分層移動IPv6減少信令消耗的優(yōu)點和IMS系統(tǒng)控制層面與承載層面分離的優(yōu)點。
文檔編號H04W12/06GK102572781SQ20121000906
公開日2012年7月11日 申請日期2012年1月11日 優(yōu)先權日2012年1月11日
發(fā)明者張荀, 張飛, 梁艷盈, 梁雨淇, 王可, 王波濤, 王琳, 胡海峰, 馬爭鳴 申請人:中山大學