[发明专利]一种IMS实现方法、装置和系统

说明书

技术领域

本发明涉及通信技术领域，特别是涉及一种IMS实现方法、装置和系统。 

背景技术

随着通讯技术的发展，人们不再满足于单一的语音通信方式，而需要全新的多媒体通信方式，这种多媒体通信不仅仅是简单的视音频通信，还包括即时消息、同址浏览、协同工作、流媒体等等业务，特别是新通信方式和传统语音融合的业务。基于Internet和电信网络融合的趋势，全IP业务网络架构的IMS(IP Multimedia Subsystem，IP多媒体子系统)的目标是按照个性化用户数据，屏蔽用户接入方式，控制业务能力的开放程度，提供多媒体的通信体验。 

网络地址转换NAT(Network Address Translation，网络地址转换)技术是一个Internet标准，置于两网间的边界，其功能是将外网可见的公网地址(包括IP地址和端口)与内网所用的私网地址(包括IP地址和端口)相映射。NAT功能通常被集成到路由器、防火墙、或者单独的NAT设备中。为简单起见，下面将具有NAT功能的设备统一称为NAT设备。实际上，在大部分网络中，NAT功能都是在防火墙上实现的，它的目的是使防火墙能够提供对网络访问与地址转换的双重控制功能。 

当固网或移动网运营商建设IMS时，为实现IMS终端与其它网络的互通，IMS实体放置在公网上，即在NAT设备之后。IMS终端通过会话初始协议SIP(Session Initial Protocol，初始会话协议)实现IMS业务控制，通讯双方使用IP地址/端口来建立SIP信令和媒体流的数据通信通道。NAT后的终端之间可以相互通讯，因为局域网内的这些私网IP地址是可路由的。 

另一方面，NAT设备上的公网IP地址/端口一般是在终端有数据通讯需求时进行动态分配，当终端与外网没有数据传送时，NAT设备延时一段时间后， 如几分钟，将分配给该节点的公网IP地址/端口收回，并分配给其他需要与外网传送数据的节点使用。由于IMS终端需要作被叫，需要随时能接收IP网来的SIP呼叫请求消息，所以需要保持IMS终端一直保持其SIP信令通道的公网IP地址/端口。 

目前，IMS运营商为解决上述NAT设备的穿越问题，一般采用在IMS控制实体P-CSCF(Proxy-Call Session Control Function，代理-呼叫会话控制器)设备前增加会话边界网关SBC(Session Border Controller，会话边界控制器)设备。 

SBC设备可被看作支持IMS业务的代理，可识别和处理SIP协议，修改SIP信令消息中的IP地址/端口，从而实现SIP信令穿越已经存在的NAT设备，而不需要对现有的NAT设备做任何改变。 

当终端与网络之间结束数据通讯时，NAT设备会延时，如几分钟后，释放其公网地址。为了让IMS终端一直保持其SIP信令通道的公网地址，目前有两种实现方式，一是让SIP终端周期性发注册消息或无意义的IP数据包到SBC设备，如30秒钟，二是让SBC设备周期性发送数据包，如一分钟发送几次，到SIP终端的SIP信令通道的IP地址/端口。由于在NAT设备定时周期内不停有数据包经过，可以使NAT设备对SIP信令通道始终保持一个确定的公网IP地址/端口。为了让IMS终端在SIP呼叫期间保持媒体流通道的公网IP地址/端口，SBC设备周期性发送数据包到SIP终端的媒体流通道的IP地址。 

相比于固定网络电源供电的IMS宽带终端，手持移动终端的电池功耗是非常重要的考虑因素，让手机频繁地发送SIP注册消息或IP数据包到网络侧，无疑会极大增加手机的功耗，即使手机在没有任何IMS业务时，其待机时间与非IMS手机相比会缩短很多。同时，手机发送数据所需的功耗比手机接收数据所需的功耗要大得多。 

为达到降低IMS移动终端的功耗，一般将IMS移动终端上的SIP注册的有效时间设置为较长时间，如几十分钟或几个小时，其目的只是为了保证SIP应用层的状态有效和安全。由NAT之外的IMS侧设备，如SBC设备周期性向IMS移动终端发送IP数据包，如一分钟几次，从而解决NAT穿越的问题，保证IMS信令通道和IMS业务通道的存活。对于IMS移动终端，收到无用的心跳数据包后，一般作丢弃处理。 

在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题：