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CN101052054A - 保持ps域和ims域ip地址注销一致性的方法 - Google Patents

保持ps域和ims域ip地址注销一致性的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种保持PS域和IMS域IP地址注销一致性的方法，在现有移动核心网的PS域和IMS域网络结构中，首先通过正常注册建立信令路径，然后正常注销时可以注销信令路径，其后，如果发生AGW注销IP地址时，判断是否该IP地址与IMS域仍存在对应关系，即未进行IMS注销，如果是，则最终自下而上地进行IMS注销，由AGW依次通知对应的PDF/PCRF、P－CSCF、S－CSCF对用户设备进行IMS应用层的注销，如果不是，则停止进行注销。该方法保证了PS域和IMS域IP地址注销一致性，当UE的IP地址在PS域被注销时，在该IP地址上注册的IMS用户标识也能够被注销。

Description

保持PS域和IMS域IP地址注销一致性的方法
技术领域
本发明涉及移动通信技术领域，尤其涉及一种保持PS域和IMS域IP地址注销一致性的方法。
背景技术
随着无线技术的发展，移动通信不仅能提供传统的语音业务，同时还能提供各种多媒体应用，例如视频、会议、呈现(Presence)业务等等。同时，移动核心网络也正在经历从传统的电路交换向全IP(ALL IP)网络的演进。
在这种背景下，3GPP和3GPP2组织都先后提出了基于ALL IP网络的多媒体子系统(IMS，IP Multimedia Subsystem)。
IMS是一个应用层的呼叫控制系统，它是叠加在PS(Packet Switch，分组交换)域之上的。即，PS域可以单独存在，提供分组业务；而IMS必须建立在PS域之上。图1显示了移动核心网中，IMS域和PS域网元之间的总体结构框图，为了简化起见，很多与本发明不相关的网元在图1中都省略了。图1中的虚线表示的是信令流，图1中的实线表示的是数据流。
如图1所示的拜访网络中PS域的AGW(Access GateWay，接入网关)负责IP地址的分配/释放、承载的建立；所述的P-CSCF(Proxy-Call SessionControl Function)是用户在IMS域的第一个应用层接入点，代理用户完成各种功能；所述的P-CSCF、S-CSCF(Serving CSCF)、HSS(Home SubscriberServer，归属用户服务器)等网元参与完成IMS域的注册/注销。
由于IMS是叠加在PS域之上的，相应地，正常的注册、注销顺序是：PS注册->IMS域注册->IMS域注销->PS注销。同时，无论是3GPP2还是3GPP的标准中，(3GPP TS23.228和3GPP2 X.S0013-002)，都提出了以下3种IMS注销方式：
(a)用户UE(User Equipment，用户设备)主动发起的IMS注销；
(b)HSS发起的IMS注销；
(c)S-CSCF/AS(Application Server)发起的IMS注销。
以上3种IMS注销方式本质上都是应用层的注销，其出发点都是基于底层的承载是正常的，即，不能破坏上述正常的注册、注销顺序。
但是，当由于特定原因使得PS域注销了UE的IP地址时，即发生了PS注册->IMS域注册->PS注销后，这就破坏了规定的正常注册、注销顺序，那么，目前的机制则无法及时通知IMS域控制网元，以告知IMS域控制网元该用户在IMS域应该被注销。
这就造成，在某些IMS业务中，用户的状态出现错误，例如PS域注销用户IP地址后，用户PS域已经不在线了，但是在IMS域中，该用户还是存在的，当发生针对该用户的终呼时，呼叫转发到PS域时，将出现错误，发现该用户不可达；对于简单IP，由于IP地址是动态分配的，AGW在注销用户A的IP地址后，该IP地址可以分配给用户B，但在IMS域内该用户A尚未注销且在IMS域内仍和该IP地址关联，这导致系统状态的不一致，可能存在安全隐患。而这一切，可能一直要到IMS定期重注册到期时才能解决，IMS定期重注册到期后，用户才能发起重注册，用户被注销。但在此时，由于尚未到达IMS定期重注册到期时，不能按时进行IMS重注册，用户无法在IMS域被注销。
在图1中可以看到，IMS和PS域之间可以存在信令路径，它由所述的P-CSCF，策略功能(PDF(Policy Decision Function)/PCRF(Policy and ChargingRules Function))，AGW组成，它们之间由上至下存在接口。其中，所述策略功能实体可以是PDF网元，也可以是PCRF网元，这里简便起见，统称为PDF/PCRF。
所述的拜访网络中，可以有多个P-CSCF、多个PDF/PCRF和多个AGW。P-CSCF和PDF/PRCF之间是多对多关系，即一个PDF/PCRF可以服务多个P-CSCF，一个P-CSCF也可以和多个PDF/PRCF交互。PDF/PCRF和AGW之间也可以是多对多关系。用户UE接入网络后，只会和一个AGW建立PPP(Point-to-Point Protocol)会话，只会选一个P-CSCF作为其代理。
如图2所示，描述了现有技术会话过程中，PS域和IMS域之间信令路径的建立过程。在这里为了简化起见，其它网元过程均进行了省略。
步骤110：P-CSCF发起资源预留，向某一个PDF/PCRF发起请求；
步骤120：PDF/PCRF收到请求后，产生授权令牌，发送给P-CSCF；
步骤130：P-CSCF收到授权令牌后，发送给用户UE；
步骤140：用户UE使用收到的授权令牌，向AGW请求资源；
步骤150：AGW收到UE的请求后，根据授权令牌中的信息(关于PDF/PCRF)，向相应的PDF/PCRF发起授权请求。
通过这一系列信令交互，P-CSCF、PDF/PCRF和AGW之间的信令路径被建立起来。但是该信令路径具有如下特点：
a)该路径是在每次会话过程中建立的；
b)用户UE的不同会话，可能是不同的PDF/PCRF出现在路径中，但是同一会话中，PDF/PCRF是唯一的；
c)会话结束后，信令路径信息被释放。
由上可看出，当AGW释放IP地址时，不存在自下向上找到正确的P-CSCF的信令路径，不能通知IMS域网元进行IP地址注销，这将导致PS域和IMS域IP地址不一致的情况发生。因此，需要利用现有P-CSCF、PDF/PCRF和AGW之间的结构，提出一种保持IMS域和PS域IP地址一致性的方法。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于，提供一种保持PS域和IMS域IP地址注销一致性的方法，保证在移动核心网中PS域与IMS域IP地址注销一致性，以解决IMS域中IP地址和用户之间的一致性问题，保证当UE的IP地址在PS域被注销时，在该IP地址上注册的IMS用户标识也被注销。
本发明提供一种保持PS域和IMS域IP地址注销一致性的方法，用以保证用户设备IP地址在PS域被AGW注销后，该用户在IMS域也被注销，包括如下步骤：
(1)在正常IMS应用层注册过程中，通过建立用户设备的IP地址与P-CSCF、PDF/PCRF、AGW之间的对应关系，建立PS域和IMS域之间的信令路径；
(2)在正常IMS应用层注销过程中，通过注销用户设备的IP地址与P-CSCF、PDF/PCRF、AGW之间的对应关系，注销PS域和IMS域之间的信令路径；
(3)AGW在注销某一用户设备IP地址后，如果查找到该IP地址与PDF/PCRF之间的对应关系，则向对应的PDF/PCRF发送IP地址注销消息，并删除所述对应关系；
(4)PDF/PCRF收到IP地址注销消息后，如果查找到该IP地址与P-CSCF之间的对应关系，则向对应的P-CSCF发送IP地址注销消息，并删除所述对应关系；
(5)P-CSCF收到IP地址注销消息后，如果该用户仍为注册状态，则向该用户设备对应的S-CSCF发送IP地址注销消息，并删除该用户设备IP地址和PDF/PCRF之间对应关系；
(6)所述S-CSCF收到IP地址注销消息后，发起正常的用户IMS应用层注销。
所述步骤(1)包括：
(1-1)用户设备完成向归属网络的正常IMS应用层注册；
(1-2)P-CSCF收到归属网络返回的正常注册成功消息后，根据用户设备IP地址向对应的PDF/PCRF发送注册通知消息；
(1-3)对应的PDF/CRF收到所述注册通知消息后，向管理所述IP地址的AGW发送注册通知消息；
(1-4)AGW收到所述注册通知消息后，记录该用户设备IP地址与PDF/PCRF之间对应关系，并向所述PDF/PCRF发送确认消息；
(1-5)该PDF/PCRF收到确认消息后，记录该用户设备IP地址与P-CSCF之间对应关系，并向所述P-CSCF发送确认消息；
(1-6)该P-CSCF收到确认消息后，记录该用户设备IP地址与PDF/PCRF之间对应关系，并向该用户设备转发正常注册成功消息。
所述步骤(2)包括：
(2-1)P-CSCF确定用户设备被注销后，根据用户设备IP地址向对应的PDF/PCRF发送注销通知消息，并删除该用户设备IP地址和PDF/PCRF之间对应关系；
(2-2)PDF/PCRF收到注销通知消息后，向管理该用户设备IP地址的AGW发送注销通知消息，并删除该用户设备IP地址和P-CSCF之间对应关系；
(2-3)所述AGW收到注销通知消息后，查找并删除该用户设备IP地址和PDF/PCRF之间对应关系。
所述步骤(2-1)进一步包括如果P-CSCF未查找到该用户设备IP地址和PDF/PCRF之间对应关系，则不发送注销通知消息，停止注销；
所述步骤(2-2)进一步包括如果PDF/PCRF未查找到管理该用户设备IP地址的AGW，则不发送注销通知消息，停止注销；
所述步骤(2-3)进一步包括如果AGW未查找到该用户设备IP地址和PDF/PCRF之间对应关系，则停止注销。
步骤(3)中AGW注销某一用户设备IP地址后，如果没有查找到该IP地址与PDF/PCRF之间的对应关系，则停止注销。
步骤(4)中PDF/PCRF收到IP地址注销消息后，如果没有查找到该IP地址与P-CSCF之间的对应关系，则停止注销。
步骤(5)中P-CSCF收到IP地址注销消息后，如果该用户已为注销状态，则停止注销。
应用本发明所述的保持PS域和IMS域IP地址注销一致性的方法，可以在PS域的AGW注销用户设备IP地址时，保持PS域和IMS域IP地址一致性，保证了在UE的IP地址被注销时，在该IP地址上注册的IMS用户标识也能够被注销。
附图说明
图1是用户UE、P-CSCF、PDF/PCRF、AGW之间网络结构图；
图2是现有技术会话过程中，UE和IMS域之间信令路径建立的流程图；
图3是本发明中，P-CSCF和PDF/PCRF网元预配置的数据表示意图；
图4是本发明中，P-CSCF、PDF/PCRF、AGW中动态保存的信息表示意图；
图5是本发明中，未注册用户进行IMS注册的流程图；
图6是本发明中，用户UE的IMS应用层注销的流程图；
图7是本发明中，AGW注销用户UE的IP地址时的流程图。
具体实施方式
本发明的目的就是保证在IMS核心网中，IP地址和用户之间的一致性。以下结合附图1、3、4、5、6、7对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。
图1是用户UE、P-CSCF、PDF/PCRF、AGW之间网络结构图，本发明所述方法是基于图1所示的网络结构来实现的。
图3、图4表示了为了实现本发明功能，P-CSCF、PDF/PCRF和AGW上需要保存的信息结构，即所述各网元与用户IP地址之间的对应关系。
图3a表示P-CSCF上预先配置的数据表，它表示对于某个地址范围，哪些PDF/PCRF是可用的。地址范围表征的就是AGW集合(一个或多个)，这个结构就表示一个AGW集，和哪些PDF/PCRF有接口。
图3b表示PDF/PCRF上预先配置的数据表，它表示某个地址范围，和哪个AGW有关联。所述的地址范围表征的就是一个AGW，这个结构就表示AGW和地址范围之间的关系。
图3的内容是预先配置的，其描述了从P-CSCF向PDF/PCRF、到AGW的连接关系，其配置形式有多样。
图4a表示P-CSCF上的数据表，它表示某个IP地址和某个PDF/PCRF之间的关联。
图4b表示PDF/PCRF上的数据表，它表示某个IP地址和某个P-CSCF之间的关联。
图4c表示AGW上的数据表，它表示某个IP地址和某个PDF/PCRF之间的关联。
如图5所示，描述了根据本发明，用户进行正常的IMS注册时的流程，这里所述的注册专指未注册用户的注册流程，而非重注册过程。在未注册用户发起IMS注册时，由P-CSCF发起，建立P-CSCF、PDF/PCRF、AGW之间的信令通路，以保持PS域和IMS域IP地址的一致性。
具体过程如下：
步骤210：UE发起的正常的IMS应用层注册，简化起见，此步骤的具体实现不再赘述；
步骤220：P-CSCF收到对注册过程的200OK消息；
步骤230：P-CSCF根据用户UE的IP地址，从表3a所示的数据表中，选取合适的PDF/PCRF，向该PDF/PCRF发送注册通知消息，消息至少包含UE IP地址和P-CSCF地址或名称，该消息可以采用但不限于Diameter协议；
步骤240：PDF/PCRF收到注册通知消息后，根据表3b所示的数据表，找到管理该IP地址的AGW，向该AGW发送注册通知消息，消息至少包含UE IP地址和PDF/PCRF地址或名称，该消息可以采用但不限于Diameter或Radius协议；
步骤250：AGW收到注册通知消息后，在表4c所述数据表中，添加一条纪录(UE IP地址，PDF/PCRF地址或名称)，AGW向PDF/PCRF发送确认消息；
步骤260：PDF/PCRF收到通知确认消息后，在表4b所述数据表中，添加一条纪录(UE IP地址，P-CSCF地址或名称)，并且PDF/PCRF向P-CSCF发送确认消息；
步骤270：P-CSCF收到通知确认消息后，在表4a所述数据表中，添加一条纪录(UE IP地址，PDF/PCRF地址或名称)，并且P-CSCF向UE转发200OK消息。
其中，所述的AGW可以是PDSN(Packet Data Serving Node)网元。
如图6所示，描述了根据本发明，正常的IMS注销时的流程。在用户IMS注销时，由P-CSCF发起，释放P-CSCF、PDF/PCRF、AGW之间的信令通路。为了简化起见，图中只显示了本发明特有的流程，其余流程和正常注销时一致。
具体流程如下：
步骤310：P-CSCF确认用户UE被注销后，从4a所述数据表中，查找合适的纪录，如果没有则不对PDF/PCRF进一步操作，如果查到转步骤320；
步骤320：P-CSCF根据查到的记录(UE IP地址，PDF/PCRF地址或名称)，向该PDF/PCRF发送注销通知消息，该消息至少包含UE IP地址和P-CSCF地址或名称，该消息可以采用但不限于Diameter协议，同时删除图4a所述表中对应纪录；
步骤330：PDF/PCRF收到注销通知消息后，从3b所述数据表中，查找管理该UE IP地址的AGW，向该AGW发送注销通知消息，该消息可以采用但不限于Diameter或Radius协议，同时删除4b中存储的该用户IP地址和P-CSCF对应的纪录；
步骤340：AGW收到注销通知消息后，查找并删除图4c中该IP地址和PDF/PCRF对应的纪录。
如图7所示，描述了根据本发明，当AGW注销用户UE的IP地址时，可能发生IMS注销的流程。
在AGW注销用户IP地址时，发起IMS用户注销的具体步骤如下：
步骤410：AGW注销某个用户UE的IP地址。
步骤420：AGW在图4c所述的数据表中，查找与该IP地址对应的纪录，如果没有，则不需要后续的操作，如果找到，则向该纪录中对应的PDF/PCRF发送IP地址注销消息，该IP地址注销消息可以采用但不限于Diameter或Radius协议，同时删除图4c表中对应的纪录。
步骤430：PDF/PCRF收到IP地址注销消息后，在图4b所述的数据表中，查找与该IP地址对应的纪录。如果没有，则不需要后续的操作，如果找到，则向该纪录中对应的P-CSCF发送IP地址注销消息，该IP地址注销消息可以采用但不限于Diameter协议。同时删除图4b表中对应的纪录。
步骤440：P-CSCF收到IP地址注销消息后，查找使用该P-CSCF做为代理的用户标识，并向这些用户注册的S-CSCF发送用户IP地址注销消息。同时删除图4a所述表中对应的纪录。
步骤450：S-CSCF收到P-CSCF发送来的IP地址注销消息后，发起正常的用户IMS应用层注销。
当然，本发明还可有其他多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (14)

1、一种保持PS域和IMS域IP地址注销一致性的方法，用以保证用户设备IP地址在PS域被AGW注销后，该用户在IMS域也被注销，其特征在于，包括如下步骤：
(1)在正常IMS应用层注册过程中，通过建立用户设备的IP地址与P-CSCF、PDF/PCRF、AGW之间的对应关系，建立PS域和IMS域之间的信令路径；
(2)在正常IMS应用层注销过程中，通过注销用户设备的IP地址与P-CSCF、PDF/PCRF、AGW之间的对应关系，注销PS域和IMS域之间的信令路径；
(3)AGW在注销某一用户设备IP地址后，如果查找到该IP地址与PDF/PCRF之间的对应关系，则向对应的PDF/PCRF发送IP地址注销消息，并删除所述对应关系；
(4)PDF/PCRF收到IP地址注销消息后，如果查找到该IP地址与P-CSCF之间的对应关系，则向对应的P-CSCF发送IP地址注销消息，并删除所述对应关系；
(5)P-CSCF收到IP地址注销消息后，如果该用户仍为注册状态，则向该用户设备对应的S-CSCF发送IP地址注销消息，并删除该用户设备IP地址和PDF/PCRF之间对应关系；
(6)所述S-CSCF收到IP地址注销消息后，发起正常的用户IMS应用层注销。
2、如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(1)包括：
(1-1)用户设备完成向归属网络的正常IMS应用层注册；
(1-2)P-CSCF收到归属网络返回的正常注册成功消息后，根据用户设备IP地址向对应的PDF/PCRF发送注册通知消息；
(1-3)对应的PDF/PCRF收到所述注册通知消息后，向管理所述IP地址的AGW发送注册通知消息；
(1-4)AGW收到所述注册通知消息后，记录该用户设备IP地址与PDF/PCRF之间对应关系，并向所述PDF/PCRF发送确认消息；
(1-5)该PDF/PCRF收到确认消息后，记录该用户设备IP地址与P-CSCF之间对应关系，并向所述P-CSCF发送确认消息；
(1-6)该P-CSCF收到确认消息后，记录该用户设备IP地址与PDF/PCRF之间对应关系，并向该用户设备转发正常注册成功消息。
3、如权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤(1-2)中所述的正常注册成功消息是200OK消息。
4、如权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤(1-2)中所述注册通知消息采用Diameter协议，该消息至少包含用户设备的IP地址、P-CSCF地址或名称。
5、如权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤(1-3)中发送的所述注册通知消息采用Diameter或Radius协议，该消息至少包含用户设备的IP地址、PDF/PCRF地址或名称。
6、如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(2)包括：
(2-1)P-CSCF确定用户设备被注销后，根据用户设备IP地址向对应的PDF/PCRF发送注销通知消息，并删除该用户设备IP地址和PDF/PCRF之间对应关系；
(2-2)PDF/PCRF收到注销通知消息后，向管理该用户设备IP地址的AGW发送注销通知消息，并删除该用户设备IP地址和P-CSCF之间对应关系；
(2-3)所述AGW收到注销通知消息后，查找并删除该用户设备IP地址和PDF/PCRF之间对应关系。
7、如权利要求6所述的方法，其特征在于，
所述步骤(2-1)进一步包括如果P-CSCF未查找到该用户设备IP地址和PDF/PCRF之间对应关系，则不发送注销通知消息，停止注销；
所述步骤(2-2)进一步包括如果PDF/PCRF未查找到管理该用户设备IP地址的AGW，则不发送注销通知消息，停止注销；
所述步骤(2-3)进一步包括如果AGW未查找到该用户设备IP地址和PDF/PCRF之间对应关系，则停止注销。
8、如权利要求6所述的方法，其特征在于，步骤(2-1)中所述的注销通知消息采用Diameter协议，该消息至少包含用户设备IP地址和P-CSCF地址或名称。
9、如权利要求6所述的方法，其特征在于，步骤(2-2)中发送的所述注销通知消息采用Diameter或Radius协议，该消息至少包含用户设备IP地址和PDF/PCRF地址或名称。
10、如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(3)中AGW注销某一用户设备IP地址后，如果没有查找到该IP地址与PDF/PCRF之间的对应关系，则停止注销。
11、如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(3)中发送的所述IP地址注销消息采用Diameter或Radius协议，该消息至少包括被注销的IP地址消息。
12、如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(4)中PDF/PCRF收到IP地址注销消息后，如果没有查找到该IP地址与P-CSCF之间的对应关系，则停止注销。
13、如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(4)中发送的所述IP地址注销消息采用Diameter协议，该消息至少包括被注销的IP地址消息。
14、如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(5)中P-CSCF收到IP地址注销消息后，如果该用户已为注销状态，则停止注销。
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