IMS网络应用SIP协议的时延改进策略探析

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1、IMS网络应用SIP协议的时延改进策略探析论文关键词：3G；IP多媒体子系统；会话初始协议；时延；OPNET论文摘要：介绍了IMS网络系统与STP协议在IMS网络中的应用，在设定的网络仿真环境前提下，设计并且建立了IMS网络会话的仿真模型以及会话流程。通过采用OPNET网络仿真软件仿真指出IMS网络应用SIP协议呼叫时延的产生原因，通过设计引入“前提”的概念来改进时延，并且利用OPNET网络仿真工具通过仿真比较验证了该方案的冇效性和正确性。0引言IP多媒体子系统IMS(IPmultimediasubsystem)是3GPP制定的3G网络核心技术标

2、准，在RS版本中首次提出并在R6和R7版本中进一步完善。IMS是一个在基于IP的网络上提供多媒体业务的通用网络架构，即实现多媒体业务的建立、维护及管理等功能的核心网络体系架构。其核心特点是采用会话初始协议SIP(sessioninitialprotoco1)和与接入的无关性,并实现了会话控制实体CSCF(callsessioncontrolfunction)和承载控制实体MGCF(mediagatewaycontrolfunction)功能上的分离。但由于基于IMS的网络融合技术还不成熟，IMS网络中应用SIP协议产生的最主要问题就是呼叫建立的时

3、延问题。本文首先通过仿真论证了订MS网络屮用户在会话建立之前的前提准备:用户注册、鉴权，安全联盟，路由等是占用链路时间较多的步骤，也是IMS中业务流程和SIP会话时延过长的主要原因;其次提出了IMS网络应用SIP协议产生时延的改进策略，仿真论证了此策略是有效可行的。1IMS系统介绍图1所示是3GPPR7中定义的IMS网络结构图，所有的功能在各个逻辑节点屮完成。如果在同一物理设备屮实现两个逻辑节点，相关的接口就成为该设备的内部接口。图1中实线表示支持用户业务流的接口，虚线表示仅支持信令的接口，图中最重要的实体就是呼叫会话控制功能CSCF和归属用户服

4、务器HSS,IISS用于存储各种用户有关数据，CSCF在IP多媒体子系统中，分为如下3个功能实体：(1)ProxyCSCF:PCSCF是IMSCN中的第一个接触点。P-CSCF起类似一个代理的作用，接受请求并在其内部为这些请求服务或者继续将他们前转。(2)InterrogationCSCF:ICSCF是运营商网络内的接触点，所有都连接到该网络运营商的签约用户，或者当前位于该网络运营商的业务区域内的漫游用户。(3)ServingseCSCF:S_CSCF为UE执行会话控制业务。为支持业务,它维持网络运营商需要的一个会话状态。在一个运营商网络内，不同

5、的S-CSCF可以有不同的功能性。除此之外，IMS网络中还有如多媒体资源功能控制器MRFC(mediaresourcefunctioncontroller)>多媒体资源功能处理器MRFP(mediaresourcefunctionprocessor)和中断网关控制功能BGCF等网络实体，在此不做详述。2SIP协议在IMS中的应用当3GPPRS在规划IMS时，由于SIP的灵活性和可扩展性，决定采用SIP机制作为IMS网络的会话初始化协议。3G网络被分为3个不同的域:电路交换域、分组交换域和IP多媒体交换域。其中IP多媒体子系统域是3G屮最重要的域，

6、这个域采用SIP作为主要的信令协议向用户提供基于因特网的多媒体服务。从逻辑上讲，所有的3G终端都包含一个SIP用户代理，IP多媒体网络节点就是SIP规范中所提到的代理。SIP协议在IMS网络中的应用十分广泛，涉及IMS网络会话的建立，媒体协商和会话修改等。在SIP规范中，为了建立一个呼叫会话，UA通常发起请求，代理服务器服务路由请求，同时注册服务器提供UA的位置信息，因此需要将SIP地址映射成IP地址来进行最后的路由。3GPPIMS使用了这种机制模型架构：IMS中的用户代理为用户设备，而IMS中的代理服务器是指名为呼叫会话控制功能的网络实体。同时

7、，3GPPIMS使用了SIP的扩展功能，主要包括SIP压缩（主要是指媒体流的压缩）、安全、制定的CSCF路由等。3基于时延产生的TMS会话仿真实现此次设计的仿真思路是:针对较成熟的RS标准，首先结合IMS会话实际流程进行合理的环境前提设定，其次模拟设计实现一种合理简化环境中的IMS会话流程，接肴在仿真软件中进行网络仿真模型的建立和描述、仿真节点模型的设计和建立以及仿真进程模型的设计和建立，旨在通过仿真分析IMS网络在应用STP完成会话引起的时延情况。3.1仿真前提设定本节所描述的仿真前提建立在IMS网络基本要求、SIP会话流程和IMS业务实现环境

8、的基础上，対将要实际应用中的IMS网络会话环境进行了合理的简化：(1)业务环境设定：设有两个用户((UEA和UEB),SCSCF1作为U