一種註冊方法及系統的製作方法

2023-05-17 02:02:41

專利名稱：一種註冊方法及系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及通信系統中的接入技術，尤其涉及一種網際網路協議(IP)多媒體子系統(IMS)中的註冊方法及系統。
技術背景在第三代通信系統中，核心網(CN)在邏輯上可被劃分為電路域(CS)、 分組域(PS )和IMS域。其中，IMS域將PS域作為承載網絡，在分組交換 承載之上提供標準化的多媒體業務，實現IP多媒體業務的會話連接和數據 傳輸，與PS域一起實現諸如音頻、視頻、文本等的多媒體業務，並為今後 的IP多媒體應用提供通用的網絡架構，以便新業務的實現。目前的IMS系統主要包括歸屬用戶伺服器(HSS )以及呼叫會話控制功 能(CSCF)實體等部分。其中，HSS作為網絡中移動用戶的主資料庫，保 存IMS用戶的籤約信息，包括基本標識、路由信息以及業務籤約信息等。 CSCF實體包括代理CSCF(P-CSCF )、服務CSCF( S-CSCF )以及問詢CSCF (I-CSCF)等三種類型。P-CSCF實體是IMS中與用戶的第一個連接點，用 戶設備(UE)和P-CSCF實體之間通過會話初始協議(SIP)實現諸如會話 建立、更改和終止等多J 某體會話管理功能；S-CSCF實體在IMS域中處於核 心的控制地位，負責對UE進行註冊鑑權和會話控制，執行針對UE的基本 會話路由功能，並根據用戶籤約的IMS觸發規則，在條件滿足時進行增值業 務路由觸發及業務控制交互；I-CSCF實體作為IMS域的關口節點，提供本 域用戶服務節點分配、路由查詢以及IMS域間拓樸隱藏等功能。UE在接入IMS域之前，需要進行用戶註冊。圖1示出了現有協議規定 的註冊方法的流程圖。參見圖1，該方法包括在步驟101 102中，UE將攜帶有自身用戶信息的註冊請求(Register) 消息發送給P-CSCF實體，請求進行IMS域的用戶註冊，P-CSCF實體將接 收到的註冊請求消息轉發給I-CSCF實體。
在步驟103 ~ 104中，I-CSCF實體將UE的信息攜帶於用戶4受權請求消 息中，發送給HSS，請求HSS為該l正分配S-CSCF實體，HSS完成S-CSCF 實體的分配後，將該S-CSCF實體的名稱攜帶於用戶授權響應消息中，返回 給I-CSCF實體。在步驟105 ~ 107中，I-CSCF實體向S-CSCF實體發送註冊請求消息， 請求S-CSCF實體處理該UE的註冊；S-CSCF實體在自身能夠處理該UE的 註冊時，將攜帶有用戶信息的分配伺服器請求消息發送給HSS; HSS在自身 保存S-CSCF實體與UE的對應關係，並向S-CSCF實體返回分配伺服器響 應消息。在步驟108中，S-CSCF實體將UE的用戶信息發送給業務控制平面， 並執行對應於該UE的業務控制。在步驟109-111中，S-CSCF實體通過I-CSCF實體和P-CSCF實體， 向UE發送200 OK消息，指明註冊成功。至此，完成現有的註冊流程。上述為HSS為UE分配的S-CSCF實體處於正常負載下的註冊流程。當 S-CSCF實體過載時，會出現如下兩種情況1. 當S-CSCF實體過載但仍能處理該UE的註冊時，由於該S-CSCF實 體的處理速度和性能均有所下降，因此需要經過一段時間才能夠執行該UE 的註冊處理，即I-CSCF實體需要等待一段時間後，才能夠接收到來自於 S-CSCF實體的伺服器分配器請求消息，而後執行圖1中流程的後續步驟。 這樣，從I-CSCF實體向S-CSCF實體發出註冊請求消息到註冊完成之間需 要經過一段時間，因此UE的註冊時延較長。2. 當S-CSCF實體過載而無法處理該UE的註冊時，該S-CSCF實體在 圖1中的步驟105之後，向I-CSCF實體下發失敗消息，指明無法處理該UE 的註冊。而後，I-CSCF實體重新向HSS發起註冊，HSS為該UE再分配一 個S-CSCF實體，I-CSCF實體將註冊請求消息發送給重新分配的S-CSCF實 體；當重新分配的S-CSCF實體能夠處理該UE的註冊時，按照步驟106至 111的操作完成註冊。那麼，由於至少需要執行兩次S-CSCF實體的分配過 程，則信令交互次數較多，UE的註冊時延較長。可見，在上述兩種情況下，當HSS所分配的S-CSCF實體處於過載狀態 時，UE的註冊時延較長。並且，在上述的第一種情況下，S-CSCF實體處於
過載狀態時，處理速度和性能均有所下降，此時若再加入新的UE註冊處理，則會進一步降低S-CSCF實體的處理速度和性能，從而影響註冊到該S-CSCF 實體上的其他UE。發明內容本發明提供一種註冊方法，能夠降低UE註冊的時延。 在依據本發明思想的方法中，預先在歸屬用戶伺服器HSS中設置服務 呼叫會話控制功能S-CSCF負載信息，該方法包括A.問詢呼叫會話控制 功能I-CSCF實體接收到用戶設備UE發送的要求註冊到網際網路協議多媒體 子系統IMS域中的請求後，請求HSS為該UE分配S-CSCF實體；B. HSS 根據自身保存的S-CSCF負載信息，選擇處於正常負載狀態、且能夠處理所 述UE註冊的S-CSCF實體，並將所選擇的S-CSCF實體信息通知給I-CSCF 實體；C、所述被選擇的S-CSCF實體在I-CSCF實體的請求下對該UE的注 冊進行處理。較佳地，步驟B所述I-CSCF實體請求HSS為所述UE分配S-CSCF實 體為I-CSCF實體確定對S-CSCF實體的能力要求，並將UE的用戶信息和所 確定的能力要求發送給HSS，請求HSS為該UE分配S-CSCF實體。較佳地，步驟B所述HSS選擇處於正常負載狀態、且能夠處理所述UE 註冊的S-CSCF實體為HSS根據自身保存的S-CSCF負載信息確定處於正常負載狀態的 S-CSCF實體，並從所確定的S-CSCF實體中選擇能夠滿足所述能力要求的 S-CSCF實體。在註冊過程中，所述HSS確定處於正常負載狀態的S-CSCF實體之後可 以進一步包括判斷所確定的處於正常負栽狀態的S-CSCF實體中是否存在能夠處理該 UE註冊的S-CSCF實體，如果是，則繼續執行所述選擇；否則，根據所述 能力要求選擇一個處於過載狀態的S-CSCF實體，並將所選擇的處於過載狀 態的S-CSCF實體的信息和過栽指示發送給I-CSCF實體，I-CSCF實體判定 所選擇的S-CSCF實體暫時不可達，並請求HSS重新選擇S-CSCF實體，而 後返回執行所述步驟A。
在所述選擇處於正常負載狀態、且能夠處理所述UE註冊的S-CSCF實 體之後，可以進一步包括HSS將所選擇的S-CSCF實體的信息發送給I-CSCF實體，I-CSCF實體 將所述UE的用戶信息提交給所述S-CSCF實體，請求該S-CSCF實體處理 該UE的註冊。並且，S-CSCF實體對自身的負載狀態進行檢測，在確定負載狀態發生 改變時，對所述HSS中的S-CSCF負載信息進行更新。較佳地，預先設置過載門限和過載釋放門限，並且所述過載門限大於過 載釋放門限，則所述S-CSCF實體對自身的負載狀態進行檢測為處於正常負載狀態的S-CSCF實體將自身的負載與所述過載門限相比 較，並判斷所述負載是否大於過栽門限，如果是，則判定該S-CSCF實體由 正常負載狀態轉換為過載狀態；否則，判定該S-CSCF實體仍處於正常負栽 狀態；處於過載狀態的S-CSCF實體將自身的負栽與所述過載釋放門限比較， 並判斷所述負載是否小於過載釋放門限，如果是，則判定該S-CSCF實體由 過栽狀態轉換為正常負載狀態；否則，判定該S-CSCF實體仍處於過載狀態。較佳地，預先設置轉換時間門限，所述判定該S-CSCF實體由過栽狀態 轉換為正常負栽狀態之前，進一步包括判斷S-CSCF實體的負載小於所述過載釋放門限的持續時間是否達到轉 換時間門限，如果是，則判定該S-CSCF實體由過載狀態轉換為正常負載狀 態；否則，判定該S-CSCF實體仍處於過載狀態。較佳地，所述S-CSCF負載信息為處於正常負載狀態的S-CSCF實體名 稱，則所述對HSS中的S-CSCF負載信息進行更新為當S-CSCF實體由正常負載狀態轉換為過載狀態時，將HSS中該S-CSCF 的名稱從所述處於正常負載狀態的S-CSCF實體名稱中刪除；當該S-CSCF 實體由過載狀態轉換為正常負栽狀態時，將HSS中該S-CSCF實體的名稱加 入到所述處於正常負載狀態的S-CSCF實體名稱中。可替代地，所述S-CSCF負載信息為處於過載狀態的S-CSCF實體名稱， 則所述對HSS中的S-CSCF負栽信息進行更新為當S-CSCF實體由正常負載狀態轉換為過栽狀態時，將HSS中該S-CSCF 的名稱加入到所述處於過載狀態的S-CSCF實體名稱中；當該S-CSCF實體
由過栽狀態轉換為正常負栽狀態時，將HSS中該S-CSCF實體的名稱從所述 處於過載狀態的S-CSCF實體名稱中刪除。所述S-CSCF負載信息為各個S-CSCF實體對應的負載狀態，則所述對 HSS中的S-CSCF負栽信息進行更新為當S-CSCF實體由正常負載狀態轉換為過載狀態時，將HSS中該S-CSCF 的負載狀態修改為過載狀態；當該S-CSCF實體由過載狀態轉換為正常負載 狀態時，將HSS中該S-CSCF實體的負栽狀態修改為正常負載狀態。本發明還提供一種用於用戶註冊的系統，也能夠降低UE註冊的時延。在依據本發明思想的系統中，包括問詢呼叫會話控制功能I-CSCF實 體、歸屬用戶伺服器HSS和服務呼叫會話控制功能S-CSCF實體，其中，I-CSCF實體用於接收來自於用戶設備UE的註冊請求，通知HSS為該 UE分配S-CSCF實體，接收來自於HSS的S-CSCF實體信息，並請求該 S-CSCF實體對UE的註冊進行處理；HSS用於保存S-CSCF負載信息，接收來自於I-CSCF實體的分配 S-CSCF實體的通知，根據所保存的S-CSCF負載信息，選擇處於正常負載 狀態且能夠處理該UE的註冊的S-CSCF實體，並將所選擇的S-CSCF實體 的信息發送給I-CSCF實體；S-CSCF實體用於接收來自於I-CSCF實體的請求，對該UE的註冊進行 處理。較佳地，所述HSS包括第一存儲模塊、調度模塊和第一通信模塊，其中，第一存儲模塊用於保存S-CSCF負載信息；調度模塊用於接收來自於第一通信模塊的分配S-CSCF實體的通知，從 第一存儲模塊中獲取S-CSCF負載信息，選擇處於正常負載狀態且能夠處理 該l正的註冊的S-CSCF實體，並將所選擇的S-CSCF實體的信息發送給第 一通信模塊；第一通信模塊用於接收來自於I-CSCF實體的分配S-CSCF實體的通知， 將該通知轉發給調度模塊，並接收來於調度模塊的S-CSCF實體的信息，將 該信息發送給I-CSCF實體。較佳地，所述S-CSCF實體包括第二存儲模塊、控制模塊和第二通信 模塊，其中， 第二存儲模塊用於接收並保存來自於控制模塊的UE註冊信息；控制模塊用於接收來自於第二通信模塊的對UE的註冊進行處理的請 求，生成表示能夠處理UE註冊的通知，將該通知發送給第二通信模塊，接 收來自於第二通信模塊的UE註冊信息，將UE註冊信息發送給第二存儲模 塊，並將註冊結果發送給第二通信模塊；第二通信模塊用於接收來自於I-CSCF實體的對UE的註冊進行處理的 請求，將該請求發送給控制模塊，接收來自於控制模塊的表示能夠處理UE 註冊的通知，將該通知發送給HSS，接收來自於HSS的UE註冊信息，將該 UE註冊信息發送給控制模塊，並且接收來自於控制模塊的註冊結果，將該 註冊結果發送給I-CSCF實體。在該系統中，所述S-CSCF實體可以進一步用於保存預先設置的過載門 限、過載釋放門限和轉換時間門限，對該S-CSCF實體的負載進行檢測，根 據過載門限、過載釋放門限、轉換時間門限和4企測到的負載，確定S-CSCF 實體的負栽狀態，並在負載狀態發生改變時，將負載狀態改變信息發送給 HSS;所述HSS進一步用於接收來自於S-CSCF實體的負載狀態改變信息，根 據該負載狀態改變信息更新所保存的S-CSCF負載信息中的相應記錄。另外，該系統可以進一步包括代理呼叫會話控制功能I-CSCF實體， 用於接收來自於UE的註冊請求，確定該UE對應的S-CSCF實體，並將該 註冊請求轉發給S-CSCF實體。在本發明中，HSS中保存有各個S-CSCF的負載信息，當UE發起IMS 域的註冊後，HSS根據所保存的S-CSCF負載信息，優先選擇處於正常負載 狀態並且處理能力符合能力要求的S-CSCF實體，由被選擇的S-CSCF實體 處理UE的註冊。這樣，由於HSS在為UE分配S-CSCF實體之前已經獲得 了各個備選S-CSCF實體的負載狀況，所選擇的S-CSCF實體能夠完成UE 的註冊，因此I-CSCF實體無需請求HSS重新分配S-CSCF實體，各個網絡 實體之間信令交互的次數大大減少，從而有效地降低了 UE的註冊時延。當能夠處理該UE註冊的被選S-CSCF實體均處於過載狀態時，HSS只 能選擇過載的S-CSCF實體。這種情況下，本發明中HSS將S-CSCF實體的 信息發送給I-CSCF實體的同時，還發送過栽指示。I-CSCF實體在接收到過 栽指示後，直接請求HSS重新分配S-CSCF實體，這樣能夠避免因長時間等 待過栽S-CSCF實體的處理而導致UE註冊時延4交長的情況。並且，當I-CSCF實體根據過載指示確定HSS所分配的S-CSCF實體過 栽時，不向該過載S-CSCF實體發送註冊請求消息，則該S-CSCF實體中未 增加任務，其處理速度和性能也並未降低，因此能夠保證該過栽S-CSCF實 體能夠對註冊在自身之上的UE對應的任務進行正常處理。


下面將通過參照附圖詳細描述本發明的示例性實施例，使本領域的普通 技術人員更清楚本發明的上述及其它特徵和優點，附圖中 圖1為現有註冊方法的流程圖； 圖2為依據本發明思想的註冊方法的示例性流程圖； 圖3為本發明實施例1中S-CSCF負載信息更新方法的流程圖； 圖4為本發明實施例1中註冊方法的流程圖； 圖5為本發明實施例2中S-CSCF負載信息更新方法的流程圖； 圖6為本發明實施例3中S-CSCF負載信息更新方法的流程圖； 圖7為本發明實施例中用於用戶註冊的系統的示例性結構示意圖。
具體實施方式
為使本發明的目的、技術方案更加清楚明白，以下參照附圖並舉實施例， 對本發明做進一步的詳細說明。在本發明中，預先將S-CSCF負載信息保存在HSS中，以便HSS從處 於正常負載狀態的S-CSCF實體進行選擇，來處理UE的註冊。圖2示出了 依據本發明思想的註冊方法的示例性流程圖。參見圖2，在步驟201中， I-CSCF實體接收到UE發送的要求註冊到IMS域中的請求後，請求HSS為 該UE分配S-CSCF實體。在步驟202中，HSS根據自身保存的S-CSCF負 栽信息，選擇處於正常負載狀態、且能夠處理UE註冊的S-CSCF實體，並 將所選擇的S-CSCF實體信息通知給I-CSCF實體。在步驟203中，被選擇 的S-CSCF實體在I-CSCF實體的請求下對該UE的註冊進行處理。本發明中，HSS上保存的S-CSCF負載信息可以是如下三種形式處於 正常負載狀態的S-CSCF實體的信息、處於過載狀態的S-CSCF實體的信息 或者所有S-CSCF實體的負載狀況。無論採用上述的何種形式，每個S-CSCF 實體都在自身的負栽狀態發生改變時，通知HSS，以l更更新對應的S-CSCF 負載信息。下面通過三個實施例，詳細說明本發明的技術方案。 實施例1本實施例中，HSS中保存的S-CSCF負載信息為處於正常負載狀態的 S-CSCF實體的信息，上述信息被保存在預先設置的正常S-CSCF列表中。 並且預先為S-CSCF設置過載門限，當負載大於該過載門限時，S-CSCF實 體處於過載狀態。另外，還可以預先設置過栽釋放門限和轉換時間門限，並 且該過載釋放門限小於過栽門限，當S-CSCF實體的負載從超過過載門限的 數值降低到小於過載釋放門限並且持續時間達到預先設置的轉換時間門限 時，該S-CSCF實體回到正常負載狀態。當S-CSCF實體由正常負載狀態變 為過載狀態或者由過載狀態回到正常負載狀態時，需要對HSS中的S-CSCF 負載信息進行更新。上述過載門限和過載釋放門限可由網絡管理人員通過操 作維護中心(OMC )來設定，並由OMC傳輸給S-CSCF實體。圖3示出了本實施例中S-CSCF負載信息更新方法的流程圖。參見圖3， 該方法包4舌在步驟301中，處於正常負載狀態的S-CSCF實體對自身的負載進行檢 測，並根據預先設置的過栽門限確定自身處於過載狀態。本步驟中，處於正常負載狀態的S-CSCF實體將自身的負載與過栽門限 相比較，當負載大於過載門限時，判定該S-CSCF實體處於過載狀態。在步驟302 ~ 304中，S-CSCF實體向HSS發送攜帶有該S-CSCF名稱的 過載通知(Cx—Overload )消息，指明S-CSCF實體處於過載狀態，HSS根 據接收到的過載通知消息，確定處於過栽狀態的S-CSCF實體，並將該實體 從正常S-CSCF列表中刪除，而後HSS向S-CSCF實體返回過載響應 (Cx—Overload—ACK)消息，指明完成S-CSCF實體的負載狀態更新。由於本實施例中正常S-CSCF列表中保存的是處於正常負載狀態的 S-CSCF實體的信息，因此，當HSS接收到表明S-CSCF實體過載的過載通 知消息時，將發出該消息的S-CSCF實體的信息從正常S-CSCF列表中刪除, 從而實現該列表中S-CSCF實體負載狀態的更新。在步驟305中，處於過載狀態的S-CSCF實體對自身的負載進行檢測， 並根據預先設置的過載釋放門限確定自身恢復到正常負載狀態。 本步驟中，過載的S-CSCF實體繼續檢測自身的負栽，當負栽下降到過 載釋放門限之下並且這種小負載情況的持續時間達到轉換時間門限時，判定 該S-CSCF實體回到正常負載狀態。本實施例中由於過載釋放門限小於過載 門限，S-CSCF實體由千待處理的任務減少而使得其負栽小於過栽門限時， S-CSCF實體仍然處於過栽狀態，只有其負載繼續減小，直到小於過栽釋放 門限並且持續時間達到轉換時間門限後，才判定該S-CSCF實體處於正常負 載狀態。這樣，可以避免S-CSCF實體的負載在過載門限周圍徘徊而造成 S-CSCF實體與HSS不斷交互消息的現象，即兵乓效應，從而有效地減少了 信令交互的次數。在步驟306 ~ 308中，S-CSCF實體向HSS發送攜帶有該S-CSCF名稱的 過栽釋放通知(Cx—Overload—Rel)消息，指明S-CSCF實體恢復到正常負載 狀態，HSS根據接收到的過載釋放通知消息，確定恢復正常的S-CSCF實體， 並將該實體添加到正常S-CSCF列表中，而後HSS向S-CSCF實體返回過載 釋放響應(Cx一Overload—Rel_ACK)消息，指明完成S-CSCF實體的負載狀 態更新。這裡，當HSS接收到表明S-CSCF實體恢復正常的過載釋放通知消息時， 將發出該消息的S-CSCF實體的信息重新添加到正常S-CSCF列表中，從而 實現該列表中S-CSCF實體負載狀態的更新。至此，完成本實施例中S-CSCF負栽信息更新的流程。由於HSS中存在S-CSCF負載信息，則本實施例在進行UE註冊時，HSS 優先從處於正常負載狀態的S-CSCF中進行選擇。圖4示出了本實施例中注 冊方法的流程圖。參見圖4，該方法包括在步驟401 ~402中，UE將攜帶有自身用戶信息的註冊請求消息發送給 P-CSCF實體，請求進行IMS域的用戶註冊，P-CSCF實體將接收到的註冊 請求消息轉發給I-CSCF實體。在UE獲得了自身的IP位址後，通過向P-CSCF實體發送註冊請求消息 來發起到IMS域的註冊，並且該註冊請求消息中攜帶的用戶信息可以包括 公共用戶標識、私有用戶標識、本地網絡區域名稱以及UE的IP位址等。 P-CSCF實體接收到來於UE的註冊請求消息後，根據該消息中的本地網絡 區域名稱確定對應的I-CSCF實體，然後將P-CSCF信息、公共用戶標識、 私有用戶標識以及UE的IP位址等攜帶於註冊請求消息中，發送給I-CSCF
實體，請求處理UE的註冊。在步驟403-405中，I-CSCF實體將UE的用戶信息和S-CSCF能力要 求攜帶於用戶授權請求消息中，發送給HSS,請求HSS為該UE分配S-CSCF 實體；HSS根據自身保存的S-CSCF負栽信息和接收到的S-CSCF能力要求， 從處於正常負載狀態的S-CSCF實體中進行選擇，並將所選擇的S-CSCF實 體的名稱攜帶於用戶授權響應消息中，返回給I-CSCF實體。這裡，HSS接收到來自於I-CSCF實體的用戶授權請求消息後，從該消 息中解析出UE的用戶信息和S-CSCF能力要求，而後，從自身保存的正常 S-CSCF列表中選擇符合該能力要求並且處於正常負載狀態的S-CSCF實體， 並將該S-CSCF實體分配給該UE。根據3GPPTS29.228,用戶授權請求消息 可以是Cx—Query/Cx—Select—Pull消息，用戶授權響應消息可以是Cx一Query Resp/Cx—Select—Pull Resp消息。在步驟406 ~ 408中，I-CSCF實體向S-CSCF實體發送攜帶有UE的用 戶信息的註冊請求消息，請求S-CSCF實體處理該UE的註冊；S-CSCF實體 將該UE註冊到自身，並將攜帶有用戶信息的分配伺服器請求消息發送給 HSS，指明已處理該UE的註冊；HSS在自身保存S-CSCF實體與UE的對 應關係，並向S-CSCF實體返回分配伺服器響應消息。在此處的三個步驟中，I-CSCF實體從來自於HSS的用戶授權響應消息 中解析出S-CSCF實體的名稱，將UE的用戶信息攜帶於註冊請求消息中， 發送給該S-CSCF實體。由於該S-CSCF實體處於正常負載狀態，因此能夠 對該UE的註冊進行處理。在處理UE的註冊時，S-CSCF實體在自身保存 P-CSCF實體的信息。而後，S-CSCF實體通過分配伺服器請求消息向HSS 指明可以處理該UE的註冊，HSS從接收到的分配伺服器請求消息中解析出 用戶信息，連同S-CSCF實體信息一起進行保存，並將分配伺服器響應消息 返回給S-CSCF實體。然後，S-CSCF實體將UE的用戶信息保存在自身之中。 這裡的分配伺服器請求消息可以是Cx一Put/Cx一Pu11消息，分配伺服器響應消 息可以是Cx_Put Resp/Cx—Pull Resp消息。在步驟409中，S-CSCF實體將UE的用戶信息發送給業務控制平面， 並執行對應於該UE的業務控制。在步驟410 ~ 412中，S-CSCF實體通過I-CSCF實體和P-CSCF實體， 向UE發送200OK消息，指明註冊成功。
此處，S-CSCF實體首先將200 OK消息發送給I-CSCF實體，I-CSCF 實體將200 OK消息轉發給P-CSCF實體，並釋放該I-CSCF中所保存的UE 的用戶信息，而後P-CSCF實體在自身保存UE在網絡中的連接信息，並向 UE發送200 OK消息。至此，完成現有的註冊流程。由上述流程可見，當UE發起IMS域的註冊後，HSS根據自身正常 S-CSCF列表中保存的S-CSCF實體信息，選擇處於正常負載狀態並且處理 能力符合能力要求的S-CSCF實體，由被選擇的S-CSCF實體處理UE的注 冊。這樣，由於HSS在為UE分配S-CSCF實體之前已經獲得了各個備選 S-CSCF實體的負載狀況，所選擇的S-CSCF實體能夠完成UE的註冊，因此 I-CSCF實體無需請求HSS重新分配S-CSCF實體，各個網絡實體之間信令 交互的次數大大減少，從而有效地降低了 UE的註冊時延。另外，本實施例在步驟404中選擇S-CSCF實體之前可以先判斷正常 S-CSCF列表中是否存在滿足能力要求的S-CSCF實體，如果是，則繼續執 行步驟404中從正常S-CSCF列表中進行選擇的操作；否則，即能夠處理該 UE註冊的S-CSCF實體均處於過載狀態時，HSS根據能力要求選擇一個處 於過載狀態的S-CSCF實體來處理該UE的註冊，並在將該S-CSCF實體的 名稱通知給I-CSCF實體的同時，向I-CSCF實體發送表明所選擇的S-CSCF 實體過載的過載指示。在I-CSCF實體接收到過載指示的情況下，判定該S-CSCF實體為暫時 不可達，並且直接請求HSS分配另一個S-CSCF實體。換言之，I-CSCF實 體收到過載指示後，返回執行圖4中的步驟403，請求HSS重新分配一個 S-CSCF實體，並在用戶授權請求消息中進一步指明該S-CSCF實體暫時不 可達，請HSS從其他符合能力要求的S-CSCF實體中進行選擇，而後，按照 圖4中的步驟404及後續步驟繼續執行註冊過程。可見，在這種情況下， I-CSCF實體不再請求過載S-CSCF實體處理UE的註冊，而是直接請求HSS 進行重新分配。這樣，由於省去了 I-CSCF實體等待過載S-CSCF實體的時 間，因此有效地縮短了 UE的註冊時延。並且，I-CSCF未向過載S-CSCF實 體發送註冊請求消息，該S-CSCF實體中未增加任務，其處理速度和性能也 未降低，因此能夠避免對已註冊到該過栽S-CSCF實體上的UE造成影響。實施例2
本實施例中，HSS中保存的S-CSCF負栽信息為處於過栽狀態的S-CSCF 實體的信息，上述信息被保存在預先設置的過載S-CSCF列表中。本實施例 中也預先為S-CSCF設置過載門限和小於該過載門限的過載釋放門限。當負 栽大子該過栽門限時，S-CSCF實體處於過栽狀態；當S-CSCF實體的負栽 從超過過載門限的數值降低到小於過載釋放門限並且持續時間達到轉換時 間門限後，該S-CSCF實體回到正常負載狀態。當S-CSCF實體由正常負載 狀態變為過載狀態或者由過載狀態回到正常負載狀態時，對HSS中的 S-CSCF負載信息進行更新。圖5示出了本實施例中S-CSCF負載信息更新方法的流程圖。參見圖5， 該方法包4舌在步驟501中，處於正常負栽狀態的S-CSCF實體對自身的負載進行檢 測，並根據預先設置的過載門限確定自身處於過載狀態。與實施例1中的步驟301相同，本步驟中S-CSCF實體將自身的負載與 過載門限相比較，當負載大於過栽門限時，判定該S-CSCF實體處於過載狀 態。在步驟502 ~ 504中，S-CSCF實體向HSS發送攜帶有該S-CSCF名稱的 過載通知消息，指明S-CSCF實體處於過載狀態，HSS根據接收到的過載通 知消息，確定處於過載狀態的S-CSCF實體，並將該實體的信息加入到過載 S-CSCF列表中，而後HSS向S-CSCF實體返回過載響應消息，指明完成 S-CSCF實體的負載狀態更新。由於本實施例中過載S-CSCF列表中保存的是處於過載狀態的S-CSCF 實體的信息，因此，當HSS接收到表明S-CSCF實體過載的過栽通知消息時， 將發出該消息的S-CSCF實體的信息添加到過載S-CSCF列表中。在步驟505中，處於過載狀態的S-CSCF實體對自身的負載進行檢測， 並根據預先設置的過載釋放門限確定自身恢復到正常負載狀態。本步驟的操作與實施例1中的步驟305相同。在步驟506 ~ 508中，S-CSCF實體向HSS發送攜帶有該S-CSCF名稱的 過載釋放通知消息，指明S-CSCF實體恢復到正常負載狀態，HSS根據接收 到的過載釋放通知消息，確定恢復正常的S-CSCF實體，並將該實體的信息 從過載S-CSCF列表中刪除，而後HSS向S-CSCF實體返回過載釋放響應消 息，指明完成S-CSCF實體的負載狀態更新。
這裡，當HSS接收到表明S-CSCF實體恢復正常的過栽釋放通知消息時， 將發出該消息的S-CSCF實體的信息從過載S-CSCF列表中刪除，從而實現 該列表中S-CSCF實體負載狀態的更新。至此，完成本實施例中S-CSCF負栽信息更新的流程。本實施例中仍然可以按照圖4所示的流程完成UE向IMS域的註冊。只 是與實施例1不同的是，本實施例中在執行步驟404時，HSS從接收的用戶 授權請求消息中解析出UE的用戶信息和S-CSCF能力要求後，將未被保存 於過栽S-CSCF列表中的S-CSCF實體確定為處於正常負載狀態的實體，從 所確定的S-CSCF實體中選擇符合該能力要求的實體，並將該S-CSCF實體 分配給該l正。另外，本實施例中也可以在步驟404中選擇S-CSCF實體之 前先判斷正常S-CSCF列表中是否存在滿足能力要求的S-CSCF實體，並按 照實施例1中的相應操作完成後續的註冊過程。可見本實施例中也可以通過在HSS中保存S-CSCF負載的方式，使得 HSS優先從正常S-CSCF實體中進行選擇，避免因I-CSCF實體請求HSS重 新分配S-CSCF實體而導致信令交互次數較多的情況出現，從而有效地降低 了 UE的註冊時延。並且，本實施例中在HSS只能將處於過載狀態的S-CSCF 實體分配給該UE時，向I-CSCF實體發送過載指示，I-CSCF實體直接請求 HSS分配另一個S-CSCF實體。由於省去了 I-CSCF實體等待過載S-CSCF 實體的時間，因此有效地縮短了 UE的註冊時延。同時，I-CSCF未向過載 S-CSCF實體發送註冊請求消息，該S-CSCF實體中未增加任務，其處理速 度和性能也未降低，因此能夠避免對已註冊到該過載S-CSCF實體上的UE 造成影響。 實施例3本實施例中，HSS中保存的S-CSCF負栽信息為所有S-CSCF對應的負 載狀態信息，上述信息被保存在預先設置的S-CSCF負載狀態列表中。與實 施例1和2相同，本實施例中也預先為S-CSCF設置過載門限和小於該過載 門限的過載釋放門限。當負載大於該過栽門限時，S-CSCF實體處於過載狀 態；當S-CSCF實體的負載從超過過載門限的數值降低到小於過載釋放門限 並且持續時間達到轉換時間門限後，該S-CSCF實體回到正常負載狀態。當 S-CSCF實體由正常負載狀態變為過載狀態或者由過載狀態回到正常負載狀 態時，對HSS中的S-CSCF負載信息進行更新。
圖6示出了本實施例中S-CSCF負栽信息更新方法的流程圖。參見圖6, 該方法包4舌在步驟601中，處於正常負載狀態的S-CSCF實體對自身的負載進行檢 測，並根據預先設置的過栽門限確定自身處於過栽狀態。與實施例1中的步驟301相同，本步驟中S-CSCF實體將自身的負載與 過載門限相比較，當負栽大於過栽門限時，判定該S-CSCF實體處於過載狀 態。在步驟602 ~ 604中，S-CSCF實體向HSS發送攜帶有該S-CSCF名稱的 過載通知消息，指明S-CSCF實體處於過栽狀態，HSS根據接收到的過載通 知消息，確定處於過載狀態的S-CSCF實體，並將S-CSCF負載狀態列表中 該實體對應的負載狀態信息更新為過栽，而後HSS向S-CSCF實體返回過載 響應消息，指明完成S-CSCF實體的負栽狀態更新。在步驟605中，處於過載狀態的S-CSCF實體對自身的負載進行檢測， 並根據預先設置的過載釋放門限確定自身恢復到正常負載狀態。本步驟的操作與實施例1中的步驟305相同。在步驟606 ~ 608中，S-CSCF實體向HSS發送攜帶有該S-CSCF名稱的 過載釋放通知消息，指明S-CSCF實體恢復到正常負載狀態，HSS才艮據接收到 的過載釋放通知消息，確定恢復正常的S-CSCF實體，並將S-CSCF負載狀態 列表中該實體對應的負載狀態信息更新為正常負載狀態，而後HSS向S-CSCF 實體返回過載釋放響應消息，指明完成S-CSCF實體的負載狀態更新。 至此，完成本實施例中S-CSCF負載信息更新的流程。 本實施例中也可以按照圖4所示的流程完成UE向IMS域的註冊。只是 與實施例1不同的是，本實施例中在執行步驟404時，HSS從接收的用戶授 權請求消息中解析出UE的用戶信息和S-CSCF能力要求後，從S-CSCF負 載狀態列表中負載狀態為正常負載狀態的S-CSCF實體中進行選擇，找出符 合該能力要求的實體，並將該S-CSCF實體分配給該UE。同樣，本實施例 中也可以在步驟404中選擇S-CSCF實體之前先判斷正常S-CSCF列表中是 否存在滿足能力要求的S-CSCF實體，並按照實施例1中的相應操作完成後 續的註冊過程。本實施例在存在能夠處理UE的註冊並且處於正常負載狀態的S-CSCF 實體時，能夠避免因I-CSCF實體請求HSS重新分配S-CSCF實體而導致信
令交互次數較多的情況出現，從而有效地降低了 UE的註冊時延；並且，在 能夠處理該UE的註冊的S-CSCF實體均處於過載狀態時，I-CSCF直接重新 發出用戶授權請求，能夠避免因I-CSCF實體長時間等待過載S-CSCF實體 的處理而導致l正註冊時延較長的情況，並且保證該過栽S-CSCF實體能夠 對註冊在自身之上的其他UE對應的任務進行正常處理。本發明還提供一種用於用戶註冊的系統，按照上述三個實施例的方案完 成UE向IMS域的註冊。圖7中示出了本發明實施例中用於用戶註冊的系統 的示例性流程圖。參見圖7，該系統包括I-CSCF實體、HSS和S-CSCF實 體。其中，I-CSCF實體用於接收來自於UE的註冊請求，通知HSS為該UE 分配S-CSCF實體，接收來自於HSS的S-CSCF實體信息，並請求該S-CSCF 實體對UE的註冊進行處理。HSS用於保存S-CSCF負載信息，接收來自於 I-CSCF實體的分配S-CSCF實體的通知，根據所保存的S-CSCF負載信息， 選擇處於正常負載狀態且能夠處理該UE的註冊的S-CSCF實體，並將所選 擇的S-CSCF實體的信息發送給I-CSCF實體；S-CSCF實體用於接收來自於 I-CSCF實體的請求，對該UE的註冊進行處理。在本實施例的HSS中，包括存儲;f莫塊、調度^^莫塊和通信模塊。其中存 儲模塊用於保存S-CSCF負載信息；調度模塊用於接收來自於通信模塊的分 配S-CSCF實體的通知，從存儲模塊中獲取S-CSCF負載信息，選擇處於正 常負栽狀態且能夠處理該l正的註冊的S-CSCF實體，並將所選擇的S-CSCF 實體的信息發送給通信模塊；通信模塊用於接收來自於I-CSCF實體的分配 S-CSCF實體的通知，將該通知轉發給調度模塊，並接收來於調度模塊的 S-CSCF實體的信息，將該信息發送給I-CSCF實體。對於S-CSCF實體，包括存儲模塊、控制模塊以及通信模塊。其中，存 儲模塊用於接收並保存來自於控制模塊的UE註冊信息；控制模塊用於接收 來自於通信模塊的對UE的註冊進行處理的請求，生成表示能夠處理UE注 冊的通知，將該通知發送給通信模塊，接收來自於通信模塊的UE註冊信息， 將UE註冊信息發送給存儲模塊，並將註冊結果發送給通信模塊；通信模塊 用於接收來自於I-CSCF實體的對UE的註冊進行處理的請求，將該請求發 送給控制模塊，接收來自於控制模塊的表示能夠處理UE註冊的通知，將該 通知發送給HSS，接收來自於HSS的UE註冊信息，將該UE註冊信息發送 給控制模塊，並且接收來自於控制模塊的註冊結果，將該註冊結果發送給 I-CSCF實體。另外，S-CSCF實體中的存儲模塊還保存有預先設置的過載門限、過載 釋放門限和轉換時間門限；控制模塊從存儲模塊中獲取過載門限、過載釋放 門限和轉換時間門限，對該S-CSCF實體的負載進行檢測，並根據獲取到的 過載門限、過栽釋放門限、轉換時間門限和檢測到的負栽，確定S-CSCF實 體的負栽狀態，並在負載狀態發生改變時，將負載狀態改變信息發送給通信 模塊；通信模塊接收來自於控制模塊的負栽狀態改變信息，並將接收到的負 載狀態改變信息發送給HSS。相應地，HSS中的通信模塊接收來自於S-CSCF實體的負載狀態改變信 息，將接收到的負載狀態改變信息提交給HSS中的調度模塊；調度模塊將 該S-CSCF實體的負載狀態改變信息發送給存儲模塊，通知存儲模塊更新該 S-CSCF實體的負載信息；存儲模塊中保存有S-CSCF負載信息，接收來自 於調度模塊的S-CSCF實體的負栽狀態改變信息，根據接收到的負載狀態改 變信息，更新S-CSCF負載信息中的相應記錄。當HSS確定能夠處理該UE的註冊的S-CSCF實體均處於過載狀態時， HSS中的調度模塊選擇一個能夠處理該註冊的過載S-CSCF實體，並將所選 擇的S-CSCF實體的信息和過載指示發送給HSS中的通信模塊，通信模塊再 將來自於調度模塊的S-CSCF實體的信息和過載指示發送給I-CSCF。I-CSCF 實體在接收到來自於HSS的S-CSCF實體的信息和過載指示後，請求HSS 重新分配S-CSCF實體。為了便於區分，本實施例中HSS中的通信模塊被稱為第一通信模塊、 HSS中的存儲模塊為第一存儲模塊；S-CSCF實體中的通信模塊為第二通信 模塊、S-CSCF實體中的存儲模塊為第二存儲模塊。除了上述的I-CSCF實體、HSS和S-CSCF實體以外，本實施例的用於 用戶註冊的系統中還包括P-CSCF實體，該實體接收來自於UE的註冊請求， 確定UE對應的I-CSCF實體，並將該註冊請求轉發給I-CSCF實體。這樣， 上述的系統可以按照圖2至圖6中的流程進行用戶註冊，有效地縮短註冊時 延，並在所分配的S-CSCF實體過載的情況下，不對註冊到該S-CSCF實體 上的其他用戶造成影響。以上所述^f又為本發明的^^佳實施例而已，並不用以限制本發明，凡在本 發明的精神和原則之內，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在 本發明的保護範圍之內。
權利要求
1、一種註冊方法，其特徵在於，預先在歸屬用戶伺服器HSS中設置服務呼叫會話控制功能S-CSCF負載信息，該方法包括A.問詢呼叫會話控制功能I-CSCF實體接收到用戶設備UE發送的要求註冊到網際網路協議多媒體子系統IMS域中的請求後，請求HSS為該UE分配S-CSCF實體；B.HSS根據自身保存的S-CSCF負載信息，選擇處於正常負載狀態、且能夠處理所述UE註冊的S-CSCF實體，並將所選擇的S-CSCF實體信息通知給I-CSCF實體；C、所述被選擇的S-CSCF實體在I-CSCF實體的請求下對該UE的註冊進行處理。
2、 如權利要求1所述的方法，其特徵在於，步驟B所述I-CSCF實體請 求HSS為所述UE分配S-CSCF實體為I-CSCF實體確定對S-CSCF實體的能力要求，並將UE的用戶信息和所 確定的能力要求發送給HSS，請求HSS為該UE分配S-CSCF實體。
3、 如權利要求2所述的方法，其特徵在於，步驟B所述HSS選擇處於 正常負載狀態、且能夠處理所述UE註冊的S-CSCF實體為HSS根據自身保存的S-CSCF負載信息確定處於正常負載狀態的 S-CSCF實體，並從所確定的S-CSCF實體中選擇能夠滿足所述能力要求的 S-CSCF實體。
4、 如權利要求3所述的方法，其特徵在於，所述HSS確定處於正常負 栽狀態的S-CSCF實體之後進一步包括判斷所確定的處於正常負載狀態的S-CSCF實體中是否存在能夠處理該 UE註冊的S-CSCF實體，如果是，則繼續執行所述選擇；否則，根據所述 能力要求選擇一個處於過栽狀態的S-CSCF實體，並將所選擇的處於過載狀 態的S-CSCF實體的信息和過載指示發送給I-CSCF實體，I-CSCF實體判定 所選擇的S-CSCF實體暫時不可達，並請求HSS重新選擇S-CSCF實體，而 後返回執行所述步驟A。
5、 如權利要求1所述的方法，其特徵在於，該方法進一步包括S-CSCF 實體對自身的負載狀態進行^r測，在確定負載狀態發生改變時，對所述HSS 中的S-CSCF負載信息進行更新。
6、 如權利要求5所述的方法，其特徵在於，預先設置過載門限和過載 釋放門限，並且所述過載門限大於過載釋放門限，則所述S-CSCF實體對自 身的負栽狀態進行檢測為處於正常負載狀態的S-CSCF實體將自身的負載與所述過載門限相比 較，並判斷所述負載是否大於過載門限，如果是，則判定該S-CSCF實體由 正常負載狀態轉換為過載狀態；否則，判定該S-CSCF實體仍處於正常負載 狀態；處於過載狀態的S-CSCF實體將自身的負載與所述過載釋放門限比較， 並判斷所述負載是否小於過栽釋放門限，如果是，則判定該S-CSCF實體由 過載狀態轉換為正常負載狀態；否則，判定該S-CSCF實體仍處於過載狀態。
7、 如權利要求6所述的方法，其特徵在於，預先設置轉換時間門限， 所述判定該S-CSCF實體由過載狀態轉換為正常負載狀態之前，進一步包括判斷S-CSCF實體的負載小於所述過載釋放門限的持續時間是否達到轉 換時間門限，如果是，則判定該S-CSCF實體由過栽狀態轉換為正常負載狀 態；否則，判定該S-CSCF實體仍處於過載狀態。
8、 如權利要求6或7所述的方法，其特徵在於，所述S-CSCF負載信 息為處於正常負載狀態的S-CSCF實體名稱，則所述對HSS中的S-CSCF負 載信息進4於更新為當S-CSCF實體由正常負載狀態轉換為過載狀態時，將HSS中該S-CSCF 的名稱從所述處於正常負載狀態的S-CSCF實體名稱中刪除；當該S-CSCF 實體由過載狀態轉換為正常負載狀態時，將HSS中該S-CSCF實體的名稱加 入到所述處於正常負載狀態的S-CSCF實體名稱中。
9、 如權利要求6或7所述的方法，其特徵在於，所述S-CSCF負載信 息為處於過載狀態的S-CSCF實體名稱，則所述對HSS中的S-CSCF負載信 息進行更新為當S-CSCF實體由正常負載狀態轉換為過載狀態時，將HSS中該S-CSCF 的名稱加入到所述處於過載狀態的S-CSCF實體名稱中；當該S-CSCF實體 由過載狀態轉換為正常負載狀態時，將HSS中該S-CSCF實體的名稱從所述 處於過栽狀態的S-CSCF實體名稱中刪除。
10、 如權利要求6或7所述的方法，其特徵在於，所述S-CSCF負載信息為各個S-CSCF實體對應的負載狀態，則所述對HSS中的S-CSCF負載信 息進行更新為當S-CSCF實體由正常負載狀態轉換為過栽狀態時，將HSS中該S-CSCF 的負載狀態^^改為過栽狀態；當該S-CSCF實體由過載狀態轉換為正常負載 狀態時，將HSS中該S-CSCF實體的負載狀態》務改為正常負栽狀態。
11、 一種用於用戶註冊的系統，其特徵在於，該系統包括問詢呼叫會 話控制功能I-CSCF實體、歸屬用戶伺服器HSS和服務呼叫會話控制功能 S-CSCF實體，其中，I-CSCF實體用於接收來自於用戶設備UE的註冊請求，通知HSS為該 UE分配S-CSCF實體，接收來自於HSS的S-CSCF實體信息，並請求該 S-CSCF實體對UE的註冊進行處理；HSS用於保存S-CSCF負栽信息，接收來自於I-CSCF實體的分配 S-CSCF實體的通知，根據所保存的S-CSCF負載信息，選擇處於正常負載 狀態且能夠處理該UE的註冊的S-CSCF實體，並將所選擇的S-CSCF實體 的信息發送給I-CSCF實體；S-CSCF實體用於接收來自於I-CSCF實體的請求，對該UE的註冊進行 處理。
12、 如權利要求11所述的系統，其特徵在於，所述HSS包括第一存儲 模塊、調度模塊和第一通信模塊，其中，第一存儲模塊用於保存S-CSCF負載信息；調度^t塊用於接收來自於第一通信模塊的分配S-CSCF實體的通知，從 第一存儲模塊中獲取S-CSCF負載信息，選擇處於正常負載狀態且能夠處理 該UE的註冊的S-CSCF實體，並將所選擇的S-CSCF實體的信息發送給第 一通信模塊；第一通信模塊用於接收來自於I-CSCF實體的分配S-CSCF實體的通知， 將該通知轉發給調度模塊，並接收來於調度模塊的S-CSCF實體的信息，將 該信息發送給I-CSCF實體。
13、 如權利要求11所述的方法，其特徵在於，所述S-CSCF實體包括 第二存儲模塊、控制模塊和第二通信模塊，其中，第二存儲模塊用於接收並保存來自於控制模塊的UE註冊信息； 控制模塊用於接收來自於第二通信模塊的對UE的註冊進行處理的請求，生成表示能夠處理UE註冊的通知，將該通知發送給第二通信模塊，接 收來自於第二通信模塊的UE註冊信息，將UE註冊信息發送給第二存儲模 塊，並將註冊結果發送給第二通信模塊；第二通信模塊用於接收來自於I-CSCF實體的對UE的註冊進行處理的 請求，將該請求發送給控制模塊，接收來自於控制模塊的表示能夠處理UE 註冊的通知，將該通知發送給HSS，接收來自於HSS的UE註冊信息，將該 UE註冊信息發送給控制模塊，並且接收來自於控制模塊的註冊結果，將該 註冊結果發送給I-CSCF實體。
14、 如權利要求11所述的系統，其特徵在於，所述S-CSCF實體進一步 用於保存預先設置的過載門限、過栽釋放門限和轉換時間門限，對該S-CSCF 實體的負載進行檢測，根據過載門限、過載釋放門限、轉換時間門限和檢測 到的負載，確定S-CSCF實體的負載狀態，並在負載狀態發生改變時，將負 載狀態改變信息發送給HSS;所述HSS進一步用於接收來自於S-CSCF實體的負載狀態改變信息，根 據該負栽狀態改變信息更新所保存的S-CSCF負載信息中的相應記錄。
15、 如權利要求11至14中任意一項所述的系統，其特徵在於，該系統 進一步包括代理呼叫會話控制功能I-CSCF實體，用於接收來自於UE的 註冊請求，確定該UE對應的S-CSCF實體，並將該註冊請求轉發給S-CSCF 實體。
全文摘要
本發明公開了一種註冊方法，其中預先在歸屬用戶伺服器(HSS)中設置服務呼叫會話控制功能(S-CSCF)負載信息，並包括問詢呼叫會話控制功能(I-CSCF)實體接收到UE發送的要求註冊到網際網路協議多媒體子系統(IMS)域中的請求後，請求HSS為該UE分配S-CSCF實體；HSS根據自身保存的S-CSCF負載信息，選擇處於正常負載狀態、且能夠處理所述UE註冊的S-CSCF實體，並將所選擇的S-CSCF實體信息通知給I-CSCF實體；被選擇的S-CSCF實體在I-CSCF實體的請求下對該UE的註冊進行處理。本發明還公開了一種用於用戶註冊的系統，包括I-CSCF實體、HSS和S-CSCF實體。本發明能夠在系統負荷較大的情況下降低UE的註冊時延。
文檔編號H04L12/28GK101155096SQ20061014158
公開日2008年4月2日 申請日期2006年9月30日 優先權日2006年9月30日
發明者謝曉棠 申請人:西門子公司