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問題答案
( 3 )
IMS概述(IMS，即IP Multimedia Subsystem，中文意義為IP多媒體子系統(tǒng)，本質(zhì)上說是一種網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)。)
3GPP定義的IMS系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖2所示，主要包括CSCF、MGCF、MGW、T-SGW等功能實體。
圖2 IMS系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
（1）CSCF（Call Session Control Function，呼叫會話控制功能實體）
CSCF是IMS中最重要的關(guān)鍵元素之一， 它類似于IETF結(jié)構(gòu)中的SIP服務器�，F(xiàn)有的3G分組交換核心網(wǎng)絡用來提供多媒體會話的承載路徑，而CSCF則用來建立會話。CSCF的主要功能是處理用來控制用戶多媒體會話的信令消息，這是MSC（移動交換中心）呼叫控制功能的一種發(fā)展。CSCF采用SIP協(xié)議來實現(xiàn)上述控制功能。CSCF的另一功能是地址翻譯，同時CSCF還需要執(zhí)行業(yè)務交換和編碼協(xié)商的功能。有三種不同角色的CSCF，它們是：
* P-CSCF（代理CSCF）：它是移動終端拜訪IMS網(wǎng)絡時的第一聯(lián)系點，它有兩大功能：首先它是IMS網(wǎng)絡中的業(yè)務質(zhì)量策略執(zhí)行點，其次它提供了緊急業(yè)務的本地控制。P-CSCF將SIP注冊消息和會話建立消息轉(zhuǎn)發(fā)到它所歸屬的IMS網(wǎng)絡中，這非常類似于IETF SIP網(wǎng)絡中的代理服務器。
* I-CSCF（詢問CSCF）：它的主要功能是查詢HSS（歸屬用戶服務器）以決定S-CSCF的位置。此外，它還在HSS的幫助下執(zhí)行S-CSCF之間的負載平衡。I-CSCF可以說是外部網(wǎng)絡到IMS歸屬網(wǎng)絡的網(wǎng)關(guān)，因此它必須支持防火墻功能。
* S-CSCF（服務CSCF）：它負責IMS網(wǎng)絡中的會話管理。在一個網(wǎng)絡里可以有幾個S-CSCF，并且可以根據(jù)網(wǎng)絡能力的需要增加S-CSCF節(jié)點。S-CSCF在其所歸屬的IMS中負責所有會話的控制，但它也可將請求轉(zhuǎn)發(fā)到被訪網(wǎng)絡中的P-CSCF從而讓被訪網(wǎng)絡承擔會話控制的責任。
（2）HSS（歸屬用戶服務器）
作為對傳統(tǒng)移動網(wǎng)絡的繼承，在IMS中也需要一個集中的用戶數(shù)據(jù)庫。因此將原有的HLR（歸屬位置寄存器）演變?yōu)镮MS中的HSS（歸屬用戶服務器）。HSS與I-CSCF和S-CSCF具有接口以向它們提供用戶的位置和訂購信息，該接口稱為Cx接口。
（3）MGW和MGCF（媒體網(wǎng)關(guān)和媒體網(wǎng)關(guān)控制功能實體）
IMS支持幾種與傳統(tǒng)網(wǎng)絡互連的節(jié)點。它們是MGW、MGCF和SGW（信令網(wǎng)關(guān)）。
* MGCF：它控制一個或多個MGW，管理著PSTN承載與IP流之間的連接。MGCF將SIP消息轉(zhuǎn)換為MEGACO或者ISUP消息，它從CSCF接收SIP消息并且決定在MGW內(nèi)建立什么消息；同時MGCF還生成ISUP消息并且通過IP發(fā)送到SGW（信令網(wǎng)關(guān)）中。
* MG：它的主要功能是將終端用戶之間的媒體流從一種格式轉(zhuǎn)換為另一種格式。在UMTS中這主要是PSTN中PCM（脈沖編碼調(diào)制）編碼與基于IP編碼格式之間的轉(zhuǎn)換。
（4）SGW（信令網(wǎng)關(guān)）
它的主要功能是將SS7（七號信令）轉(zhuǎn)換為IP形式的信令而不影響其承載的應用層，這可以使MGCF不需要支持SS7。因此，如果MGCF已經(jīng)支持SS7就不需要SGW了。
基于上述結(jié)構(gòu)的IMS通過SIP協(xié)議來完成語音和多媒體呼叫，從而達到支持語音電話、實時交互游戲、視頻電話、即時消息、緊急呼叫、多媒體會議等業(yè)務的目的。限于篇幅，本文只給出一個通過IMS實現(xiàn)的簡單的點到點呼叫通信業(yè)務的SIP流程，如圖3所示（說明：1.假定用戶在發(fā)起SIP呼叫之前已經(jīng)建立底層數(shù)據(jù)連接并進行了業(yè)務注冊。2.圖中標注的流程除第2步Cx-Query外皆為SIP消息。）：
圖3 IMS網(wǎng)絡的SIP通信流程
（1） 用戶A通過發(fā)送INVITE消息到P-CSCF來發(fā)起呼叫，該消息中包含被呼叫用戶的SIP URLs。消息的會話描述部分包含用戶A的終端設(shè)備的IP地址和語音路徑的描述及一組可選使用的編碼。P-CSCF通過應答100 TRYING消息來確認接收到INVITE，并且它將自己的名字添加到INVITE消息中后轉(zhuǎn)發(fā)該消息到S-SCSF。S-CSCF通過應答100 TRYING消息來確認接收到INVITE，同時它激活用戶A所需的業(yè)務特征。S-CSCF然后從用戶B的SIP URL中決定出其歸屬網(wǎng)絡的SIP入口點：I-CSCF。用戶A的S-CSCF將自己的名字添加到INVITE消息中后轉(zhuǎn)發(fā)該消息到用戶B的I-CSCF中。
（2） I-CSCF一旦接收到INVITE，它就用Cx-Query查詢HSS以決定用戶B的S-CSCF地址。它同樣通過應答100 TRYING消息來確認接收到INVITE。一旦HSS將用戶B所注冊的S-CSCF在響應中返回后，I-CSCF就將自己的名字添加到INVITE消息中后轉(zhuǎn)發(fā)該消息到S-CSCF。用戶B的S-CSCF接收到INVITE后激活用戶B所需的業(yè)務特征，然后將自己的名字添加到INVITE消息中后轉(zhuǎn)發(fā)該消息到P-SCSF。S-CSCF通過向I-CSCF應答100 TRYING消息來確認接收到INVITE。P-CSCF接收到INVITE后將其轉(zhuǎn)發(fā)給用戶B的終端設(shè)備。P-CSCF通過向S-CSCF應答100 TRYING消息來確認接收到INVITE。
（3） 用戶B的終端設(shè)備接收到呼叫邀請后，它并不是馬上向用戶B振鈴，而是用183 session progress（會話進展）消息響應，在響應的會話描述中它指明其已經(jīng)接受了先決條件并且要求用戶A的終端設(shè)備也確認它滿足該先決條件。該消息經(jīng)過歷經(jīng)上述若干CSCF的信令路徑返回到用戶A的終端設(shè)備。同時，用戶B的終端設(shè)備為通到IMS域IP入口點的語音路徑激活GPRS PDP上下文。
（4） 用戶A的終端設(shè)備接收到183響應，并且為通到IMS域IP入口點的語音路徑激活GPRS PDP上下文。按照需要，用戶終端通過向用戶B的終端設(shè)備發(fā)送UPDATE消息來確認語音路徑已被預留，該消息中同時包含語音路徑的地址信息。
（5） 用戶B的終端設(shè)備一旦接收到UPDATE消息，它就知道語音路徑所需的IP傳輸和業(yè)務質(zhì)量在兩端都得到了保證并且它還知道了A端語音路徑所用的地址。它使用200 OK來確認UPDATE消息，該確認中可包含用戶B的終端設(shè)備上的語音路徑信息。
（6） 用戶B的設(shè)備向用戶B振鈴，同時它沿著信令路徑向用戶A的終端設(shè)備發(fā)送180振鈴消息以通知其振鈴行為，用戶A的設(shè)備會通過振鈴音將該消息告知用戶A。
（7） 用戶B應答呼叫。用戶B的終端設(shè)備發(fā)送200 OK消息沿著信令路徑到達用戶A的終端設(shè)備。該消息將包含B端的語音路徑地址信息。
（8） 用戶A通過發(fā)送ACK來確認呼叫的建立，它沿信令路徑返回用戶B的設(shè)備上�，F(xiàn)在兩終端設(shè)備可互相發(fā)送語音包了。
（9） 用戶A的終端設(shè)備沿信令路徑向用戶B的終端設(shè)備發(fā)送BYE消息來釋放呼叫，并且解除語音路徑的PDP上下文。此時，P-CSCF可以關(guān)閉IMS的語音路徑入口點以停止記費。
（10） 用戶B的終端設(shè)備接收到BYE消息后就解除它這一側(cè)的語音路徑PDP上下文，并且用200 OK來確認BYE消息。200 OK沿著信令路徑返回到用戶A的終端設(shè)備，在此過程中它釋放了信令路徑上的每個CSCF。至此整個呼叫控制過程結(jié)束.
圖2 IMS系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
（1）CSCF（Call Session Control Function，呼叫會話控制功能實體）
CSCF是IMS中最重要的關(guān)鍵元素之一， 它類似于IETF結(jié)構(gòu)中的SIP服務器�，F(xiàn)有的3G分組交換核心網(wǎng)絡用來提供多媒體會話的承載路徑，而CSCF則用來建立會話。CSCF的主要功能是處理用來控制用戶多媒體會話的信令消息，這是MSC（移動交換中心）呼叫控制功能的一種發(fā)展。CSCF采用SIP協(xié)議來實現(xiàn)上述控制功能。CSCF的另一功能是地址翻譯，同時CSCF還需要執(zhí)行業(yè)務交換和編碼協(xié)商的功能。有三種不同角色的CSCF，它們是：
* P-CSCF（代理CSCF）：它是移動終端拜訪IMS網(wǎng)絡時的第一聯(lián)系點，它有兩大功能：首先它是IMS網(wǎng)絡中的業(yè)務質(zhì)量策略執(zhí)行點，其次它提供了緊急業(yè)務的本地控制。P-CSCF將SIP注冊消息和會話建立消息轉(zhuǎn)發(fā)到它所歸屬的IMS網(wǎng)絡中，這非常類似于IETF SIP網(wǎng)絡中的代理服務器。
* I-CSCF（詢問CSCF）：它的主要功能是查詢HSS（歸屬用戶服務器）以決定S-CSCF的位置。此外，它還在HSS的幫助下執(zhí)行S-CSCF之間的負載平衡。I-CSCF可以說是外部網(wǎng)絡到IMS歸屬網(wǎng)絡的網(wǎng)關(guān)，因此它必須支持防火墻功能。
* S-CSCF（服務CSCF）：它負責IMS網(wǎng)絡中的會話管理。在一個網(wǎng)絡里可以有幾個S-CSCF，并且可以根據(jù)網(wǎng)絡能力的需要增加S-CSCF節(jié)點。S-CSCF在其所歸屬的IMS中負責所有會話的控制，但它也可將請求轉(zhuǎn)發(fā)到被訪網(wǎng)絡中的P-CSCF從而讓被訪網(wǎng)絡承擔會話控制的責任。
（2）HSS（歸屬用戶服務器）
作為對傳統(tǒng)移動網(wǎng)絡的繼承，在IMS中也需要一個集中的用戶數(shù)據(jù)庫。因此將原有的HLR（歸屬位置寄存器）演變?yōu)镮MS中的HSS（歸屬用戶服務器）。HSS與I-CSCF和S-CSCF具有接口以向它們提供用戶的位置和訂購信息，該接口稱為Cx接口。
（3）MGW和MGCF（媒體網(wǎng)關(guān)和媒體網(wǎng)關(guān)控制功能實體）
IMS支持幾種與傳統(tǒng)網(wǎng)絡互連的節(jié)點。它們是MGW、MGCF和SGW（信令網(wǎng)關(guān)）。
* MGCF：它控制一個或多個MGW，管理著PSTN承載與IP流之間的連接。MGCF將SIP消息轉(zhuǎn)換為MEGACO或者ISUP消息，它從CSCF接收SIP消息并且決定在MGW內(nèi)建立什么消息；同時MGCF還生成ISUP消息并且通過IP發(fā)送到SGW（信令網(wǎng)關(guān)）中。
* MG：它的主要功能是將終端用戶之間的媒體流從一種格式轉(zhuǎn)換為另一種格式。在UMTS中這主要是PSTN中PCM（脈沖編碼調(diào)制）編碼與基于IP編碼格式之間的轉(zhuǎn)換。
（4）SGW（信令網(wǎng)關(guān)）
它的主要功能是將SS7（七號信令）轉(zhuǎn)換為IP形式的信令而不影響其承載的應用層，這可以使MGCF不需要支持SS7。因此，如果MGCF已經(jīng)支持SS7就不需要SGW了。
基于上述結(jié)構(gòu)的IMS通過SIP協(xié)議來完成語音和多媒體呼叫，從而達到支持語音電話、實時交互游戲、視頻電話、即時消息、緊急呼叫、多媒體會議等業(yè)務的目的。限于篇幅，本文只給出一個通過IMS實現(xiàn)的簡單的點到點呼叫通信業(yè)務的SIP流程，如圖3所示（說明：1.假定用戶在發(fā)起SIP呼叫之前已經(jīng)建立底層數(shù)據(jù)連接并進行了業(yè)務注冊。2.圖中標注的流程除第2步Cx-Query外皆為SIP消息。）：
圖3 IMS網(wǎng)絡的SIP通信流程
（1） 用戶A通過發(fā)送INVITE消息到P-CSCF來發(fā)起呼叫，該消息中包含被呼叫用戶的SIP URLs。消息的會話描述部分包含用戶A的終端設(shè)備的IP地址和語音路徑的描述及一組可選使用的編碼。P-CSCF通過應答100 TRYING消息來確認接收到INVITE，并且它將自己的名字添加到INVITE消息中后轉(zhuǎn)發(fā)該消息到S-SCSF。S-CSCF通過應答100 TRYING消息來確認接收到INVITE，同時它激活用戶A所需的業(yè)務特征。S-CSCF然后從用戶B的SIP URL中決定出其歸屬網(wǎng)絡的SIP入口點：I-CSCF。用戶A的S-CSCF將自己的名字添加到INVITE消息中后轉(zhuǎn)發(fā)該消息到用戶B的I-CSCF中。
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（3） 用戶B的終端設(shè)備接收到呼叫邀請后，它并不是馬上向用戶B振鈴，而是用183 session progress（會話進展）消息響應，在響應的會話描述中它指明其已經(jīng)接受了先決條件并且要求用戶A的終端設(shè)備也確認它滿足該先決條件。該消息經(jīng)過歷經(jīng)上述若干CSCF的信令路徑返回到用戶A的終端設(shè)備。同時，用戶B的終端設(shè)備為通到IMS域IP入口點的語音路徑激活GPRS PDP上下文。
（4） 用戶A的終端設(shè)備接收到183響應，并且為通到IMS域IP入口點的語音路徑激活GPRS PDP上下文。按照需要，用戶終端通過向用戶B的終端設(shè)備發(fā)送UPDATE消息來確認語音路徑已被預留，該消息中同時包含語音路徑的地址信息。
（5） 用戶B的終端設(shè)備一旦接收到UPDATE消息，它就知道語音路徑所需的IP傳輸和業(yè)務質(zhì)量在兩端都得到了保證并且它還知道了A端語音路徑所用的地址。它使用200 OK來確認UPDATE消息，該確認中可包含用戶B的終端設(shè)備上的語音路徑信息。
（6） 用戶B的設(shè)備向用戶B振鈴，同時它沿著信令路徑向用戶A的終端設(shè)備發(fā)送180振鈴消息以通知其振鈴行為，用戶A的設(shè)備會通過振鈴音將該消息告知用戶A。
（7） 用戶B應答呼叫。用戶B的終端設(shè)備發(fā)送200 OK消息沿著信令路徑到達用戶A的終端設(shè)備。該消息將包含B端的語音路徑地址信息。
（8） 用戶A通過發(fā)送ACK來確認呼叫的建立，它沿信令路徑返回用戶B的設(shè)備上�，F(xiàn)在兩終端設(shè)備可互相發(fā)送語音包了。
（9） 用戶A的終端設(shè)備沿信令路徑向用戶B的終端設(shè)備發(fā)送BYE消息來釋放呼叫，并且解除語音路徑的PDP上下文。此時，P-CSCF可以關(guān)閉IMS的語音路徑入口點以停止記費。
（10） 用戶B的終端設(shè)備接收到BYE消息后就解除它這一側(cè)的語音路徑PDP上下文，并且用200 OK來確認BYE消息。200 OK沿著信令路徑返回到用戶A的終端設(shè)備，在此過程中它釋放了信令路徑上的每個CSCF。至此整個呼叫控制過程結(jié)束.
回答者：
chendaji
回答時間：2009-03-03 16:26
6
7
樓上的，你說的與題目不符吧
回答者：
mingfanggao
回答時間：2009-03-04 02:28
7
9
建立的信道請求原因不一樣，申請的信道不一樣
回答者：
savie_lee
回答時間：2009-03-04 11:58
7
11
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