CN1299533C - 一种用户到归属签约用户服务器进行注册的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种用户到归属签约用户服务器进行注册的方法，应用本发明，当归属签约用户服务器(HSS)接收到来自查询呼叫状态控制功能(I-CSCF)的Cx-Query消息后，向I-CSCF返回包含服务呼叫状态控制功能(S-CSCF)名称和/或能够支持该申请注册用户最严格业务签约要求的S-CSCF能力集信息的应答消息，再继续执行后续步骤，精简了现有技术中的步骤105和步骤106，优化了用户的注册流程，从而减轻了HSS和I-CSCF之间接口的负荷。同时，本发明对现有网络结构和业务实现没有任何影响，也不需要修改现有的接口规范，因而具有很好的兼容性和可扩展性。
Description
技术领域
本发明涉及移动通信技术领域，特别是指一种用户到归属签约用户服务器(HSS)进行注册的方法。
背景技术
随着宽带网络的发展，移动通信将不仅仅局限于传统的话音通信，通过与呈现业务(presence)、短消息、网页(WEB)浏览、定位信息、推送业务(PUSH)以及文件共享等数据业务的结合，移动通信能够实现音频、视频、图片和文本等多种媒体类型的业务，以满足用户的多种需求。
例如，短消息业务能够提供即时消息、聊天室以及多媒体短消息的服务；视频业务能够提供娱乐、多媒体信息和日常交流等服务；电子商务业务能够提供产品目录、搜索引擎、购物车、订单管理以及支付等服务；游戏业务能够提供单人游戏和群组游戏等服务；定位业务能够提供寻人、向导以及报警等服务；个人助理业务能够提供地址本、日程表、书签管理、文件存储、事件提醒以及电子邮件等服务。
在多种应用的推动下，第三代移动通信标准化伙伴项目(3GPP)以及第三代移动通信标准化伙伴项目2(3GPP2)等组织都先后推出了基于IP的多媒体子***(IMS)架构，其目的是在移动网络中使用一种标准化的开放结构来实现多种多样的多媒体应用，以给用户提供更多的选择和更丰富的感受。
IMS架构叠加在分组域网络之上，由呼叫状态控制功能(CSCF)实体、媒体网关控制功能(MGCF)实体、媒体资源功能(MRF)实体和(HSS)等功能实体组成。MGCF用于实现IMS网络和其它网络的互通；MRF用于提供媒体资源，如收放音，编解码和多媒体会议桥等；HSS是用户数据库，用于存储用户的签约数据和配置信息等。
CSCF又可以分成服务CSCF(S-CSCF)、代理CSCF(P-CSCF)和查询CSCF(I-CSCF)三个逻辑实体。S-CSCF是IMS的业务交换中心，用于执行会话控制，维持会话状态，管理用户信息，产生计费信息等；P-CSCF是终端用户接入IMS的接入点，用于完成用户注册，服务质量(QoS)控制和安全管理等；I-CSCF负责IMS域之间的互通，管理S-CSCF的分配，对外隐藏网络拓扑结构和配置信息，并产生计费数据等。
由3GPP定义的IMS网络构架同样适用于3GPP2定义的分组网络，即IMS的实现与用户使用的终端类型无关，因此，该IMS并不限定于只应用在与3GPP相关的网络和应用上。
一个IMS用户(UE)，在底层承载的物理连接建立之后，如果要使用IMS网络提供的各种应用，就要使用自身的一个公共用户标识向网络中的HSS发起注册请求，如果该公共用户标识通过了鉴权及合法性验证，则HSS将分配一个S-CSCF为该UE进行服务，否则该用户将不能得到IMS网络提供的任何服务。注册是有生存周期的，网络为某个用户每次分配的S-CSCF，只负责处理在此次注册期间所有和该UE相关的IMS会话信令，具体实现参见3GPP TS 23.228规范。
一个用户至少包括一个公共用户标识，该公共用户标识用于标识用户待请求的业务。一个用户的所有公共用户标识分别进行注册，即每个公共用户标识的注册过程是独立的，但是因为这些公共用户标识都属于同一个用户，所以规范中规定，当某个用户使用一个公共用户标识注册成功，得到网络为其分配的S-CSCF后，该用户使用其它公共用户标识进行注册时，网络必须返回同一个S-CSCF给用户使用。即只要该用户的一个公共用户标识进行了注册，即认为该用户的其他公共用户标识也进行了隐性注册。
如果该用户至少有一个公共用户标识曾在HSS中进行了注册，且处于有效期内，则HSS直接将当前为该用户服务的S-CSCF的名称返回给I-CSCF；
如果该用户至少有一个公共用户标识的注册状态是取消注册或者注册已经过期，但是HSS中还保存有该用户上次使用的S-CSCF的名称，或者，该用户作为被叫时曾由网络分配了一个S-CSCF来为其服务，则HSS将返回该为其服务过的S-CSCF的名称给I-CSCF；
如果该申请注册UE在HSS中的签约信息内容进行了更新或者升级，则HSS必须将这种变化通知给I-CSCF，所以HSS将向I-CSCF返回现有的S-CSCF的能力集信息，此时由I-CSCF确定用户签约信息升级之前为用户分配的S-CSCF是否还能够继续为该用户服务，如果以前的S-CSCF已经无法满足升级后的用户对新业务的需求，则I-CSCF根据得到的S-CSCF能力集信息，发起对S-CSCF的重新选择；
如果该用户没有任何一个公共用户标识被分配过S-CSCF，则HSS将只返回现有的S-CSCF的能力集给I-CSCF，如果这个能力集为空，表明I-CSCF可以选择任意一个S-CSCF，I-CSCF根据得到的S-CSCF能力集信息，再次向HSS发起查询，明确要求HSS返回满足用户最严格签约业务要求的S-CSCF能力集信息，然后发起对S-CSCF的重新选择。
图1所示为现有技术的基于IMS构架用户发起注册的流程图。该流程图适用于用户发起注册请求的公共用户标识在HSS中没有已保存的相关信息，或者在HSS中保存的相关信息已经过期，或者为了防止上次注册过期而希望在注册有效期间进行刷新的情况，同时该流程使用SIP协议作为IP多媒体会话的信令控制协议，HSS和I-CSCF以及HSS和S-CSCF之间的Cx接口使用Diameter协议来传送相关信息的。
步骤101，UE建立了底层承载的物理连接之后，向其所属访问网络中的P-CSCF发送注册(Register)消息，该消息中包括：公共用户标识，私有用户标识，归属网络域名，以及申请注册UE的IP地址等信息；
步骤102，接收到Register消息的P-CSCF，对该消息中的归属网络域名信息进行解析，以获取归属网络接入点I-CSCF的地址，然后向归属网络中的I-CSCF转发UE的Register消息，该转发的Register消息中包括：P-CSCF的名称或者地址，公共用户标识，私有用户标识，P-CSCF所在访问网络的标识，以及申请注册UE的IP地址等信息；
步骤103，I-CSCF发送Cx-Query消息给HSS，该消息中的用户授权类型(User-Authorization-Type)为REGISTRATION，其表明是一次注册请求消息，该Cx-Query消息中包括：公共用户标识，私有用户标识，以及P-CSCF所在网络的标识等信息；
步骤104，HSS接收到来自I-CSCF的Cx-Query消息后，首先根据用户的签约信息以及运营商的策略，判断是否允许该UE在P-CSCF所属的网络内发起注册请求，如果不允许，则直接给I-CSCF返回包含拒绝接受此次注册信息的应答消息Cx-Query Resp，再由I-CSCF通过P-CSCF给用户返回注册失败的消息，并结束本流程；
否则，HSS判断自身是否保存有为该UE服务过的S-CSCF的名称，以及自身保存的该请求注册用户的签约文件内容是否发生更新或者升级，
如果HSS自身保存有为该UE服务过的S-CSCF的名称，且自身保存的该请求注册用户的签约文件内容没有发生更新或者升级，则HSS给I-CSCF返回包含S-CSCF名称的Cx-Query Resp后，执行步骤107；
如果HSS自身保存有为该UE服务过的S-CSCF的名称，且自身保存的该请求注册用户的签约文件内容发生了更新或者升级，则HSS给I-CSCF返回包含S-CSCF名称和现有的S-CSCF能力集信息的Cx-Query Resp后，由I-CSCF进一步判断返回的S-CSCF名称是否可用，如果可以使用，则执行步骤107，否则，I-CSCF将需要重新选择S-CSCF，则执行步骤105；
如果HSS自身没有已经分配的为该UE服务过的S-CSCF的名称，且自身保存的该请求注册用户的签约文件内容发生了更新或者升级，则HSS只给I-CSCF返回包含现有的S-CSCF能力集信息的Cx-Query Resp后，执行步骤105；
步骤105，I-CSCF向HSS发送Cx-Select-Pull请求消息，该消息中的用户授权类型(User-Authorization-Type)为REGISTRATION_AND_CAPABILITIES，其目的是明确表明I-CSCF要求HSS返回能够支持该申请注册用户最严格业务签约要求的S-CSCF能力集信息，作为选择S-CSCF时的输入信息，该Cx-Select-Pull请求消息中包括：公共用户标识，私有用户标识等信息；
步骤106，HSS接收到来自I-CSCF的Cx-Select-Pull请求消息后，给I-CSCF返回包含能够支持该申请注册用户最严格业务签约要求的S-CSCF能力集信息的Cx-Select-Pull Resp消息，该Cx-Select-Pull Resp消息中包括：能够支持该申请注册用户最严格业务签约要求的S-CSCF能力集信息；
步骤107，I-CSCF根据HSS返回的S-CSCF的名称进行域名解析，或者，根据能够支持该申请注册用户最严格业务签约要求的S-CSCF能力集信息中获取的S-CSCF的名称进行域名解析，从而得到S-CSCF的地址，
如果I-CSCF无法根据能够支持该申请注册用户最严格业务签约要求的的能力集信息得到一个新的S-CSCF，则I-CSCF通过P-CSCF给用户返回注册失败的消息，并结束本流程；
根据签约信息，如果不需要网络拓扑隐藏功能，则归属网络的联系域名为所得到的S-CSCF；如果需要网络拓扑隐藏功能，则归属网络的联系域名为实现该功能的I-CSCF，即P-CSCF将所有的会话信令都转发给实现隐藏功能的I-CSCF，由该执行网络拓扑隐藏功能的I-CSCF将会话信令转发给归属网络的联系域名S-CSCF；
假设在本实施例中不需要网络拓扑隐藏功能，则I-CSCF向该S-CSCF发送Register消息，该Register消息中包括P-CSCF域名或者地址，公共用户标识，私有用户标识，P-CSCF所在网络的标识，申请注册UE的IP地址等信息；在需要实现网络拓扑隐藏功能时，该消息中还包括实现隐藏功能的I-CSCF域名的信息；
步骤108，S-CSCF给HSS发送Cx-Put消息，并等待HSS返回包含确认信息的Cx-Put Resp应答消息，以使HSS保存用于该用户的S-CSCF的名称，其中该Cx-Put消息包括：公共用户标识，私有用户标识，S-CSCF名称等信息；
步骤109，S-CSCF接收到来自HSS的Cx-Put Resp后，保存P-CSCF的名称或者地址，以及P-CSCF所在网络的标识等信息，以用于向UE转发会话信令，之后，S-CSCF向HSS发送Cx-Pull请求消息，以便从HSS的用户签约信息中下载与业务有关的数据，并等待HSS给返回的Cx-Pull Resp消息，该Cx-Pull消息中包括：公共用户标识，私有用户标识等信息，Cx-PullResp消息中包括：用户信息，以及安全信息等，其中的用户信息用于用户接入到各种业务控制平台；
步骤110，S-CSCF根据从用户信息中得到的过滤规则，将注册信息发送到相关的业务控制平台执行适当的业务控制流程；
步骤111，S-CSCF通过I-CSCF以及P-CSCF，给UE返回200OK消息。
至此，该用户的一个公共用户标识完成注册。
上述用户注册流程存在以下问题：上述步骤105和步骤106的触发是由于步骤104中HSS返回给I-CSCF的信息不全而导致的，即如果HSS只给I-CSCF返回包含现有的S-CSCF能力集的信息，则需要触发步骤105和步骤106，以获取能够支持该申请注册用户最严格业务签约要求的S-CSCF能力集的信息。
而步骤105与步骤103的请求消息中，所携带的信息基本相同，其唯一的区别在于用户授权类型信息有所差别，但这种差别仅仅是类型的区别而已，其并没有带给HSS任何新的信息，同样地，在步骤106中，HSS所返回的信息也没有给I-CSCF返回更多的更有价值的信息。根据上述分析可以看出，步骤105和步骤106是冗余的步骤，其增加了HSS和I-CSCF之间接口的负荷。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供了一种用户到HSS进行注册的方法，优化了用户的注册流程，且减轻了HSS和I-CSCF之间接口的负荷。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种用户到归属签约用户服务器进行注册的方法，该方法包括以下步骤：
a、访问网络内的P-CSCF接收到来自用户的注册Register消息后，根据该消息中的信息解析出归属网络接入点I-CSCF的地址，并向该I-CSCF发送注册消息，然后，由接收到Register消息的I-CSCF向本归属网络内的HSS发送Cx-Query消息；
b、HSS根据接收到的Cx-Query消息，向I-CSCF返回包含S-CSCF名称和/或能够支持该申请注册用户最严格业务签约要求的S-CSCF能力集信息的应答消息Cx-Query Resp，由I-CSCF根据应答消息中返回的信息确定最终的S-CSCF，并向该最终的S-CSCF发送注册消息，然后，继续执行正常的后续处理步骤。
较佳地，该方法进一步包括：如果I-CSCF不能从应答消息中包括的能够支持该申请注册用户最严格业务签约要求的S-CSCF能力集信息选出S-CSCF，则通过P-CSCF给用户返回注册失败的消息，并结束本流程。
较佳地，HSS接收到的Cx-Query消息后，所述步骤b进一步包括：首先根据用户的签约信息以及运营商的策略，判断是否允许该UE在P-CSCF所属的网络内发起注册请求，如果不允许，通过I-CSCF和P-CSCF直接给用户返回注册失败的消息，并结束本流程，否则再后续步骤。
较佳地，如果HSS自身保存有为该UE服务过的S-CSCF的名称，且该申请注册UE在HSS中的签约信息内容进行了更新或升级，则步骤b所述为：HSS返回包含为该UE服务过的S-CSCF名称和能够支持该申请注册用户最严格业务签约要求的S-CSCF能力集信息的应答消息，并由I-CSCF向最终确定的S-CSCF发送注册消息后，继续执行正常的后续处理步骤。
应用本发明，当HSS根据接收到来自I-CSCF的Cx-Query消息后，向I-CSCF返回包含S-CSCF名称和或能够支持该申请注册用户最严格业务签约要求的S-CSCF能力集信息的应答消息，再继续执行后续步骤，从而精简了现有技术中的步骤105和步骤106，优化了用户的注册流程，减轻了HSS和I-CSCF之间接口的负荷。同时，本发明对现有网络结构和业务实现没有任何影响，也不需要修改现有的接口规范，因而具有很好的兼容性和可扩展性。
附图说明
图1所示为现有技术基于IMS构架的用户发起注册的流程图；
图2所示为应用本发明的基于IMS构架的用户发起注册的流程图。
具体实施方式
为使本发明的技术方案更加清楚，下面对本发明再做进一步地详细说明。
本发明的思路是：当HSS接收到来自I-CSCF的Cx-Query消息后，向I-CSCF返回包含S-CSCF名称和或能够支持该申请注册用户最严格业务签约要求的S-CSCF能力集信息的应答消息，并由I-CSCF根据该应答消息选定S-CSCF，并向该选定的S-CSCF发送Register消息，然后，继续执行后续处理步骤。
本发明的注册流程适用于用户发起注册请求的公共用户标识在HSS中没有已保存的相关信息，或者在HSS中保存的相关信息已经过期，或者为了防止上次注册过期而希望在注册有效期间进行刷新的情况。
图2所示为应用本发明的基于IMS构架用户发起注册的流程图。在本实施例中，使用SIP协议作为IP多媒体会话的信令控制协议，HSS和I-CSCF以及HSS和S-CSCF之间的Cx接口使用Diameter协议来传送相关信息的。
步骤201，UE建立了底层承载的物理连接之后，向其所属访问网络中的P-CSCF发送Register消息，该消息中包括：公共用户标识，私有用户标识，归属网络域名，以及申请注册UE的IP地址等信息；
步骤202，接收到Register消息的P-CSCF，对该消息中的归属网络域名信息进行解析，以获取归属网络接入点I-CSCF的地址，然后向归属网络中的I-CSCF转发UE的Register消息，该转发的Register消息中包括：P-CSCF的名称或者地址，公共用户标识，私有用户标识，P-CSCF所在访问网络的标识，以及申请注册UE的IP地址等信息；
步骤203，I-CSCF发送Cx-Query消息给HSS，该消息中的用户授权类型(User-Authorization-Type)为REGISTRATION，其表明是一次注册请求消息，该Cx-Query消息中包括：公共用户标识，私有用户标识，以及P-CSCF所在网络的标识等信息；
步骤204，HSS接收到来自I-CSCF的Cx-Query消息后，首先根据用户的签约信息以及运营商的策略，判断是否允许该UE在P-CSCF所属的网络内发起注册请求，如果不允许，则直接给I-CSCF返回包含拒绝接受此次注册信息的应答消息Cx-Query Resp，再由I-CSCF通过P-CSCF给用户返回注册失败的消息，并结束本流程；
否则，HSS判断自身是否保存有为该UE服务过的S-CSCF的名称，以及自身保存的该请求注册用户的签约文件内容是否发生更新或者升级，
如果HSS自身保存有为该UE服务过的S-CSCF的名称，且自身保存的该请求注册用户的签约文件内容没有发生更新或者升级，则HSS给I-CSCF返回包含S-CSCF名称的Cx-Query Resp后，执行步骤205；
如果HSS自身保存有为该UE服务过的S-CSCF的名称，且自身保存的该请求注册用户的签约文件内容发生了更新或者升级，则HSS直接给I-CSCF返回包含S-CSCF名称和能够支持该申请注册用户最严格业务签约要求的S-CSCF能力集信息的Cx-Query Resp后，执行步骤205；
如果HSS自身没有已经分配的为该UE服务过的S-CSCF的名称，且自身保存的该请求注册用户的签约文件内容发生了更新或者升级，则HSS也给I-CSCF返回包含能够支持该申请注册用户最严格业务签约要求的S-CSCF能力集信息的Cx-Query Resp后，执行步骤205；
步骤205，I-CSCF根据HSS返回的S-CSCF的名称进行域名解析，或者，根据能够支持该申请注册用户最严格业务签约要求的S-CSCF能力集信息中获取的S-CSCF的名称进行域名解析，从而得到S-CSCF的地址，
如果I-CSCF无法根据能够支持该申请注册用户最严格业务签约要求的的能力集信息得到一个新的S-CSCF，则I-CSCF通过P-CSCF给用户返回注册失败的消息，并结束本流程；
根据签约信息，如果不需要网络拓扑隐藏功能，则归属网络的联系域名为所得到的S-CSCF；如果需要网络拓扑隐藏功能，则归属网络的联系域名为实现该功能的I-CSCF，即P-CSCF将所有的会话信令都转发给实现隐藏功能的I-CSCF，由该执行网络拓扑隐藏功能的I-CSCF将会话信令转发给归属网络的联系域名S-CSCF；
假设在本实施例中不需要网络拓扑隐藏功能，则I-CSCF向该S-CSCF发送Register消息，该Register消息中包括P-CSCF域名或者地址，公共用户标识，私有用户标识，P-CSCF所在网络的标识，申请注册UE的IP地址等信息；在需要实现网络拓扑隐藏功能时，该消息中还包括实现隐藏功能的I-CSCF域名的信息；
步骤206，S-CSCF给HSS发送Cx-Put消息，并等待HSS返回包含确认信息的Cx-Put Resp应答消息，以使HSS保存用于该用户的S-CSCF的名称，其中该Cx-Put消息包括：公共用户标识，私有用户标识，S-CSCF名称等信息；
步骤207，S-CSCF接收到来自HSS的Cx-Put Resp后，保存P-CSCF的名称或者地址，以及P-CSCF所在网络的标识等信息，以用于向UE转发会话信令，之后，S-CSCF向HSS发送Cx-Pull请求消息，以便从HSS的用户签约信息中下载与业务有关的数据，并等待HSS给返回的Cx-Pull Resp消息，该Cx-Pull消息中包括：公共用户标识，私有用户标识等信息，Cx-PullResp消息中包括：用户信息，以及安全信息等，其中的用户信息用于用户接入到各种业务控制平台；
步骤208，S-CSCF根据从用户信息中得到的过滤规则，将注册信息发送到相关的业务控制平台执行适当的业务控制流程；
步骤209，S-CSCF通过I-CSCF以及P-CSCF，给UE返回200OK消息。
至此，该用户的一个公共用户标识完成注册。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1、一种用户到归属签约用户服务器进行注册的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
a、访问网络内的代理呼叫状态控制功能P-CSCF接收到来自用户的注册Register消息后，根据该消息中的信息解析出归属网络接入点查询呼叫状态控制功能I-CSCF的地址，并向该I-CSCF发送注册消息，然后，由接收到Register消息的I-CSCF向本归属网络内的归属签约用户服务器HSS发送Cx-Query消息；
b、HSS根据接收到的Cx-Query消息，向I-CSCF返回包含服务呼叫状态控制功能S-CSCF名称和/或能够支持该申请注册用户最严格业务签约要求的S-CSCF能力集信息的应答消息Cx-Query Resp，由I-CSCF根据应答消息中返回的信息确定最终的S-CSCF，并向该最终的S-CSCF发送注册消息，然后，继续执行正常的后续处理步骤。
2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法进一步包括：如果I-CSCF不能从应答消息中包括的能够支持该申请注册用户最严格业务签约要求的S-CSCF能力集信息选出S-CSCF，则通过P-CSCF给用户返回注册失败的消息，并结束本流程。
3、根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，HSS接收到的Cx-Query消息后，所述步骤b进一步包括：首先根据用户的签约信息以及运营商的策略，判断是否允许该UE在P-CSCF所属的网络内发起注册请求，如果不允许，通过I-CSCF和P-CSCF直接给用户返回注册失败的消息，并结束本流程，否则再后续步骤。
4、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，如果HSS自身保存有为该UE服务过的S-CSCF的名称，且该申请注册UE在HSS中的签约信息内容进行了更新或升级，则步骤b所述为：HSS返回包含为该UE服务过的S-CSCF名称和能够支持该申请注册用户最严格业务签约要求的S-CSCF能力集信息的应答消息，并由I-CSCF向最终确定的S-CSCF发送注册消息后，继续执行正常的后续处理步骤。
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