NGN核心业务平台及IMS保留状态代理中若干关键技术的研究

摘要

如何在下一代网络(NGN，NextGenerationNetwork)中融合各类网络资源提供一个开放标准的业务开发方式，以及如何在NGN多业务环境中充分利用有限的系统资源来满足各种业务的性能要求，是以业务为驱动的NGN能否取得成功的重要问题。NGN核心业务平台采用Parlay/OSA技术，使得业务提供者能够便捷地利用网络能力开发业务。 IP多媒体子系统(IMS，IPMultimediaSubsystem)中，呼叫会话控制功能(CSCF，callsessioncontrolfunction)基于SIP(SessionInitiationProtocol)协议执行会话管理功能，是一种SIP保留状态代理。为了提供SIP会话的高可靠性，CSCF提供容错功能是必需的。 论文的工作主要包括以下几个方面：(1)给出了一种NGN核心业务平台的体系架构，提出了与核心业务执行平台相适应的外围子系统解决方案，以及核心业务平台外围子系统和其他实体间的一种自定义协议。详细分析了WEB服务器和ControlServlet模块中使用的关键技术。有效地实现了用户管理、系统管理、自助服务、统计分析等功能。 (2)介绍了Parlay/OSAAPI的现有机制，分析并指出了现有机制的一些不足，主要是对业务会话的动态管理功能支持不足、CCSCF(CallControlServiceCapabilityFeature)与SIP协议的映射的不足、对业务的QoS(QualityofService)保证支持的不足、框架和应用间的安全机制的不足和计费的不足，给出了对应的解决方案和思路。进一步详细分析了Parlay/OSA中框架与应用程序间的安全机制和其中的验证机制和数字签名技术，详细介绍了CHAP(ChallengeHandshakeAuthenticationProtocol)协议的不足，解析了MSCHAPv2协议，指出目前Parlay/OSA的验证机制是基于传统的CHAP协议验证，没有提供强制双向验证，给出了基于MSCHAPv2协议的两种解决方案。 (3)提出一种Parlay网关的前后台体系结构来实现SIP协议与ParlayAPI间的映射，设计了Parlay/SIP参数编解码、呼叫对象标识映射等关键技术用来实现MPCCSCF(Multi-PartyCallControlServiceCapabilityFeatures)和SIP服务器。分析了支持SIP协议映射的Parlay网关和SIP服务器的结构和功能模型。以呼叫前转业务为例，给出了组成SIP协议映射的初始事件上报、设置/更改呼叫策略、呼叫接续和策略事件发生报告等进程类型和功能描述。使用本技术能有效屏蔽底层SIP协议，为开发者提供标准的，与协议无关的ParlayAPI。 (4)以往的IMS容错系统只实现了保留呼叫状态代理(CallStatefulProxy)中的高可靠性。本文增强了保留呼叫状态代理和保留事务状态代理(TransactionStatefulProxy)情况下的通用的状态共享机制，并给出其运行过程。提出并定义了保留状态代理容错系统中状态共享机制的服务器间消息包格式，保留事务状态代理情况下状态的添加和删除原则，保留呼叫状态代理和保留事务状态代理情况下的每条SIP消息的状态添加和删除方法。试验表明，改进后的状态共享机制在保留呼叫状态代理和保留事务状态代理中均能实现系统的高可靠性。 (5)将通用状态共享机制应用到保留事务状态代理中，设计了基于UDP(UserDatagramProtocol)协议的实验床和实验条件，并在大话务量测试的基础上，得到了实验结果。通过对实验结果的分析，给出了可靠性的测量值曲线图。通过数学分析和理论推导，提出并证明了超时参数Tout与可靠性R之间的关系公式。实验表明，理论分析的结果能够反映出系统的真实性能，推导出的Tout断裂点值与实际值是一致的。

目录

独创性（或创新性）声明及关于论文使用授权的说明

摘要

第一章绪论

第二章NGN核心业务平台的研究

第三章NGN核心业务平台外围子系统的设计

第四章现有PARLAY OSA API的改进

第五章PARLAY SIP协议映射研究

第六章IMS保留状态代理中会话控制的研究

结束语

缩略词

参考文献

攻读博士学位期间录用或发表的论文

学术任职

致谢