专利名称：一种ip多媒体子系统中实现桥接的系统和方法
技术领域：
本发明涉及一种通信技术，具体涉及一种IP多媒体子系统中实现桥接的系统和方法。
背景技术：
IMS(IP多媒体子系统)是3GPP(第三代合作工程)在Release 5版本提出的支持IP多媒体业务的子系统。做为下一代的NGN(下一代网络)，IMS的核心采用了SIP(会话初始化协议)，并且与接入技术是无关的。IMS可方便地用于支持实时的用户到用户移动业务，例如多媒体语音及视频电话业务等。IMS可通过一系列机制来支持用户到用户的通信业务。这些机制包括会话协商和管理、服务质量(QoS)和移动性管理等。借助IMS技术，运营商还可推出非实时的用户到用户业务(如聊天和即时通信)、多用户业务(如多媒体会议和聊天室)、以及服务器到用户业务(如动态推式业务和点击拨号业务)等。
因IMS的核心处理协议采用了SIP，所以它可以为PSTN(公共交换电话网络)用户、IMS用户以及其他SIP网络(非IMS的SIP网络)用户提供一个统一的核心网处理平台。这种把IMS域作为统一处理平台，为基于不同网络的用户提供统一呼叫控制的技术称为IMS桥接(IMS Bridging)。如图1所示，它可以为IMS用户、PSTN用户、其他SIP网络用户间的两两互通提供一种统一呼叫控制技术的方法。
如表1所示，在现有技术中，如目前3GPP已经定义了若干种IMS桥接的情形。IMS域中实体比较多，每种情形中一个呼叫请求会经过若干实体来路由前转呼叫请求，整个IMS域中充当路由功能的实体有I-CSCF(查询-CSCF)、S-CSCF(服务-CSCF)、BGCF(出口网关控制模块)、MGCF(媒体网关控制模块)。
表1 已定义的IMS桥接情形
如表1所示，下面描述现有技术中各个实体的路由功能●I-CSCF充当Incoming Routing(入网路由)的功能，前转的实体总是网络的S-CSCF(情形1、2、6、7)。
●S-CSCF充当Outgoing Routing(出网路由)的功能，前转的实体有以下情况■如果被叫是IMS用户，且被叫和S-CSCF属于同一运营商网络，那么请求就转发给该运营商网络的I-CSCF(情形1)。
■如果被叫是IMS用户，且被叫和S-CSCF属于不同运营商网络，那么请求就转发给被叫运营商网络的I-CSCF(情形2)。
■如果被叫是PSTN用户，那么请求就转发给网络的BGCF(情形3、4)。
■如果对端是与其他一些SIP网络用户，那么请求就直接转发给其他SIP网络(情形5)。
●BGCF仅仅在被叫是PSTN用户时，该实体才起路由作用。它既能充当Incoming Routing(入网路由)的功能，又能充当Outgoing Routing(出网路由)的功能，前转的实体有以下情况■如果被叫和BGCF属于同一运营商网络，那么请求就转发给该运营商网络的MGCF(情形3)。
■如果被叫和BGCF属于不同运营商网络，那么请求就转发给被叫运营商网络的BGCF(情形4)。
●MGCF仅仅在主叫是PSTN用户时，该实体才起路由作用，■如果被叫是IMS用户，且被叫和该MGCF属于同一运营商网络，那么请求就转发给该网络I-CSCF(情形6)。
为了支持其他一些可能的桥接情形，目前提出了在MGCF中增加ENUM以增强MGCF的路由功能，这样使得MGCF与S-CSCF路由功能比较接近，使MGCF能够直接与BGCF、其它运营商网的I-CSCF以及其他SIP网络实现路由(如表2所示)。
表2
如表2所示，
情形8表示其他SIP网络用户呼叫PSTN用户。
情形9表示PSTN用户呼叫IMS用户(主被叫属于不同运营商)。
情形10表示PSTN用户呼叫PSTN用户(主被叫属于同一运营商)。
情形11表示PSTN用户呼叫PSTN用户(主被叫属于不同运营商)。
情形12表示PSTN用户呼叫其他SIP网络用户。
图2是根据情形1-12各实体间路由接口图。从图中可以看出如果按照现有的桥接方案，I-CSCF、S-CSCF、BGCF、MGCF都能够与本网(同一运营商网络)和外网(其他运营商网络)的某些实体实现互通。首先，IMS网络中存在过多的互通接口，会导致整个网络的路由管理十分复杂。其次，各个实体的路由功能过于分散，不利于整个路由功能的统一管理。再者，BGCF、S-CSCF、I-CSCF和MGCF都需要与外网互通，因此，需要将这些实体的拓扑信息暴露给外界，这样就对网络的安全带来一定的风险。
发明内容
本发明的目标是提供一种IP多媒体子系统中实现桥接的系统和方法。可简化整个网络，提高网络的安全性。
本发明公开了一种IP多媒体子系统的桥接系统，包括查询-CSCF(I-CSCF)、服务-CSCF(S-CSCF)、出口网关控制模块(BGCF)和媒体网络控制模块(MGCF)，I-CSCF用于判断主叫和/或被叫是否属于同一运营商或是否属于PSTN网络或IMS网络，以便根据判断单元的结果进行转接。
S-CSCF用于本运营商网IMS用户终端与本运营商网的BGCF或I-CSCF进行转接；BGCF用于在本运营商网的用户终端与本运营商网或其它运营商网PSTN的用户终端之间进行转接；MGCF用于本运营商网PSTN用户终端与本运营商网的I-CSCF之间进行转接。
所述的I-CSCF还包括判断单元，用于判断主叫和/或被叫是否属于同一运营商或是否属于PSTN网络或IMS网络；转接单元，用于根据判断单元的结果进行转接。
本发明还公开了一种IP多媒体子系统中实现桥接的方法，包括用户终端根据I-CSCF的路由规则与其它用户终端进行通信，所述路由规则为A、I-CSCF根据主叫用户所在的网络实现路由。
所述的步骤A包括A1、当主叫是IMS用户时，I-CSCF根据被叫用户终端所在的网络进行路由；A2、当主叫是PSTN用户时，I-CSCF根据被叫用户终端所在的网络进行路由；A3、当主叫是其他SIP网络用户时，I-CSCF根据被叫用户终端所在的网络进行路由。
所述的步骤A1进一步包括A11、如果被叫是IMS用户，且该I-CSCF与被叫属于同一运营商，那么转向本运营商网络被叫的S-CSCF；A12、如果被叫是IMS用户，且该I-CSCF与被叫属于不同运营商，那么转向被叫运营商网络的I-CSCF；A13、如果被叫是其他SIP网用户，那么直接转向其他SIP网络。
所述的步骤A2进一步包括A21、如果被叫是IMS用户，且该I-CSCF与被叫属于同一运营商，那么转向本运营商网络被叫的S-CSCF；A22、如果被叫是IMS用户，且该I-CSCF与被叫属于不同运营商，那么转向被叫运营商网络的I-CSCF；A23、如果被叫是PSTN用户，那么转向网络的BGCF；A24、如果被叫是其他SIP用户，那么转向其他SIP网络。
所述的步骤A3进一步包括A31、如果被叫是IMS用户，那么直接转向网络被叫的S-CSCF；A32、如果被叫是PSTN用户，那么直接转向网络的BGCF。
本发明还公开了一种查询I-CSCF，其特征在于，包括判断单元，用于判断主叫和/或被叫是否属于同一运营商或是否属于PSTN网络或IMS网络；转接单元，用于根据判断单元的结果进行转接。
本发明还公开了一种互通边界控制功能单元，包括转接单元，用于接收网络内部节点发送外部网络节点的SIP消息，并将接收的SIP消息转发送到外部网络节点，所述转接单元还用于接收来自外部网络的SIP消息，并将SIP消息转发到网络内部的相应的节点设备。
所述的互通边界控制功能单元还包括应用层网关单元，用于不同IP版本互通。
所述的互通边界控制功能单元还包括承载控制单元，用于控制网络互通时的承载资源。
所述的互通边界控制功能单元可独立存在，也可设置在I-CSCF和/或应用层网关中。
因此，根据本发明，在网络中，只有I-CSCF和BGCF与外网的实体实现互通，所以减少了一些互通接口，从而简化了网络。另外，无论哪种情况MGCF和其他SIP网络的路由前转实体总是I-CSCF，所以就使得I-CSCF集中了很多路由功能，有利于整个路由功能的统一管理。再者，只保留BGCF和I-CSCF做为对外的路由点，从拓扑隐藏的角度，也减少了网络的安全风险。
图1示出了IMS桥接的示意图；图2示出了现有技术中实现桥接的路由的示意图；
图3示出了本发明的实现桥接的路由的示意图；图4示出了本发明的另一种实现桥接的路由的示意图。
具体实施例方式
为了便于本领域一般技术人员理解和实现本发明，现结合附图描绘本发明的实施例。
如图3所示，本发明的桥接系统包括I-CSCF、BGCF、S-CSCF和MGCF，在本发明的桥接系统中，与外网之间具有路由功能的实体只有I-CSCF和BGCF。下面结合图3来说明I-CSCF、BGCF、S-CSCF和MGCF的功能。
I-CSCF用于判断主叫和/或被叫是否属于同一运营商或是否属于PSTN网络或IMS网络，以便根据判断单元的结果进行转接。具体而言，其可实现在其它SIP网络或其它运营商的IMS网络的用户终端和本网络的用户终端之间进行转接；在其它网PSTN的用户终端与本网的用户终端进行通信时，经BGCF转接后，再经I-CSCF进行转接；在本网PSTN的用户终端与本网的用户终端进行通信时，经MGCF后再经I-CSCF进行转接。所述I-CSCF包括判断单元，用于判断主叫和/或被叫是否属于同一运营商或是否属于PSTN网络或IMS网络；转接单元，用于根据判断单元的结果进行转接。
BGCF用于在本运营商网用户终端与本运营商网或其它运营商网PSTN的用户终端之间进行转接。
S-CSCF用于本运营商网IMS用户终端与本运营商网的BGCF或I-CSCF进行转接。
MGCF用于本运营商网PSTN用户终端与本运营商网的I-CSCF进行转接。
应该注意到，如图4所示，还可将上述I-CSCF的转接功能抽象为一个完全独立的互通边界控制功能单元(I-BCF)，其用于当主叫和/或被叫不属于本地运营商时，根据运营商的配置，在发送/接收SIP消息时通过该单元转接，以避免S-CSCF、P-CSCF直接跟外部网络通信，从而防止将本网络拓扑信息(比如服务CSCF的数量、能力、地址等信息)暴露给其他网络。另外，由于该功能单元是跟外部网络互通的边界点，所以还可以在该单元上集成应用层网关(ALG)功能，使得本网络跟其他网络如果出现IP版本不同时(比如IPv6网络和IPv4网络)，在该单元实现应用层IP版本互通。再者，在该单元还可以集成承载控制功能，以便控制互通时的承载资源。这样，当现网中与外部SIP网络或外部IP网络相通的功能单元接收到转发往外部网络的SIP消息时，首先将转发的SIP消息转发到I-BCF，再由I-BCF转发到相应的外部网络节点，另外，来自外部网络的所有SIP消息首先发到I-BCF，再由I-BCF将SIP消息转发到网络内部的相应的节点设备。因此，所述的互通边界控制功能单元包括转接单元，用于转接SIP消息，以隐藏网络的拓扑信息，具体而言，所述的转接单元用于接收网络内部节点发送外部网络节点的SIP消息，并将接收的SIP消息转发送到外部网络节点，所述转接单元还用于接收来自外部网络的SIP消息，并将SIP消息转发到网络内部的相应的节点设备；应用层网关(ALG)单元，以实现网络互通过程中的应用层不同IP版本互通；承载控制单元，用于控制网络互通时的承载资源。
I-BCF可设置在ALG(应用层网关)、I-CSCF或/和单独立存在。当I-BCF设置I-CSCF中时，就是上述的I-CSCF。为了方便描述，以下假设互通边界控制功能单元设置在I-CSCF中。
本发明还公开了一种桥接方法，在本发明的桥接方法中，MGCF和S-CSCF只能与本网实体实现互通，能与外网实体实现路由的实体只有I-CSCF和BGCF。所以采用本发明，情形1-12中有些情形的路由路径就发生了变化(表3列出了所有变化的情形)。
表3
如表3所示，在这些路由情形中都通过I-CSCF进行转接，由I-CSCF完成原本存在于S-CSCF、及计划增加到MGCF的路由功能。下面以情形2、9和11为例来描述该情形下的路由过程。
情形2、IMS用户呼叫IMS用户(主被叫属于不同的运营商)。当S-CSCF收到IMS用户发出的请求消息，同时判断出被叫不是PSTN用户后，那么前转请求到I-CSCF，然后I-CSCF判断出被叫是属于不同运营商，那么将消息前转到被叫运营商的I-CSCF，被叫运营商的I-CSCF通过与HSS的交互，得到被叫用户的S-CSCF地址，最后通过该S-CSCF前转到最终的被叫用户。
情形9、PSTN用户呼叫IMS用户(主被叫属于不同的运营商)。当MGCF收到PSTN用户发出的请求消息后，就直接前转请求到I-CSCF，I-CSCF运用ENUM机制判断被叫是属于不同运营商后，就将消息继续前转到被叫被叫运营商的I-CSCF，被叫I-CSCF通过与HSS的交互，得到被叫用户的S-CSCF地址，最后通过该S-CSCF前转到最终的被叫用户。
情形11PSTN用户呼叫PSTN用户(主被叫属于不同的运营商)。当MGCF收到PSTN用户发出的请求消息后，就直接前转请求到I-CSCF，I-CSCF运用ENUM机制判断被叫是属于PSTN用户，那么将消息前转到BGCF，BGCF判断出被叫是属于不同运营商后，继续前转消息到被叫的BGCF，最后通过MGCF前转到最终的被叫PSTN用户。
下面结合图3和表3，描述下在本发明中I-CSCF、BGCF、S-CSCF和MGCF的功能●I-CSCF集中了很多路由功能，它能与本网、外网的实体实现路由功能，有以下情况■当主叫是IMS用户时，那么得判断被叫情况，◆如果被叫是IMS用户，且被叫与该I-CSCF属于同一运营商，那么路由前转实体是该网络的S-CSCF；◆如果被叫是IMS用户，且被叫与该I-CSCF属于不同运营商，那么路由前转实体是被叫运营商网络的I-CSCF；◆如果被叫是其他SIP网用户，那么直接路由到其他SIP网络。
■当主叫是PSTN用户时，那么得判断被叫情况，◆如果被叫是IMS用户，且被叫与该I-CSCF属于同一运营商，那么路由前转实体是该网络的S-CSCF；◆如果被叫是IMS用户，且被叫与该I-CSCF属于不同运营商，那么路由前转实体是被叫运营商网络的I-CSCF；◆如果被叫是PSTN用户，那么路由前转实体是本网的BGCF。
◆如果被叫是其他SIP用户，那么直接路由到其他SIP网络。
■当主叫是其他SIP网络用户时，那么得判断被叫情况，◆如果被叫是IMS用户，那么直接路由到本网的S-CSCF。
◆如果被叫是PSTN用户，那么直接路由到本网的BGCF。
●BGCF的路由功能与表1描述的现有技术相同，这里不再描述。
●S-CSCF只能与本网的实体实现路由功能，前转的实体有以下情况■如果被叫是PSTN用户，那么请求就转发给本网的BGCF。
■如果被叫是非PSTN用户，那么请求就转发给本网的I-CSCF。
●MGCF仅仅在主叫是PSTN用户时，该实体才起路由作用，无论哪种情况MGCF的路由前转实体总是本网的I-CSCF。
因此，根据本发明，在网络中，由于只有I-CSCF和BGCF与外网的实体实现互通，所以减少了一些互通接口，从而简化了网络。另外，无论哪种情况MGCF和其他SIP网络的路由前转实体总是I-CSCF，所以就使得I-CSCF集中了很多路由功能，有利于整个路由功能的统一管理。再者，只保留BGCF和I-CSCF做为对外的路由点，从拓扑隐藏的角度，也减少了网络的安全风险。
虽然通过实施例描绘了本发明，但本领域普通技术人员知道，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，就可使本发明有许多变形和变化，本发明的范围由所附的权利要求来限定。
权利要求
1.一种IP多媒体子系统的桥接系统，其特征在于，包括查询-CSCF(I-CSCF)、服务-CSCF(S-CSCF)，I-CSCF用于判断主叫和/或被叫是否属于同一运营商或是否属于PSTN网络或IMS网络，以便根据判断单元的结果进行转接；S-CSCF用于本运营商网IMS用户终端与本运营商网的BGCF或I-CSCF进行转接。
2.一种IP多媒体子系统的桥接系统，其特征在于，包括查询-CSCF(I-CSCF)、出口网关控制模块(BGCF)和媒体网络控制模块(MGCF)，I-CSCF用于判断主叫和/或被叫是否属于同一运营商或是否属于PSTN网络或IMS网络，以便根据判断单元的结果进行转接；BGCF用于在本运营商网的用户终端与本运营商网或其它运营商网PSTN的用户终端之间进行转接；MGCF用于本运营商网PSTN用户终端与本运营商网的I-CSCF之间进行转接。
3.根据权利要求1或2所述的IP多媒体子系统的桥接系统，其特征在于，所述的I-CSCF还包括判断单元，用于判断主叫和/或被叫是否属于同一运营商或是否属于PSTN网络或IMS网络；转接单元，用于根据判断单元的结果进行转接。
4.一种IP多媒体子系统中实现桥接的方法，其特征在于，包括用户终端根据I-CSCF的路由规则与其它用户终端进行通信，所述路由规则为A、I-CSCF根据主叫用户所在的网络实现路由。
5.根据权利要求4所述的IP多媒体子系统中实现桥接的方法，其特征在于，所述的步骤A包括A1、当主叫是IMS用户时，I-CSCF根据被叫用户终端所在的网络进行路由；A2、当主叫是PSTN用户时，I-CSCF根据被叫用户终端所在的网络进行路由；A3、当主叫是其他SIP网络用户时，I-CSCF根据被叫用户终端所在的网络进行路由。
6.根据权利要求5所述的IP多媒体子系统中实现桥接的方法，其特征在于，所述的步骤A1进一步包括A11、如果被叫是IMS用户，且该I-CSCF与被叫属于同一运营商，那么转向本运营商网络被叫的S-CSCF；A12、如果被叫是IMS用户，且该I-CSCF与被叫属于不同运营商，那么转向被叫运营商网络的I-CSCF；A13、如果被叫是其他SIP网用户，那么直接转向其他SIP网络。
7.根据权利要求5所述的IP多媒体子系统中实现桥接的方法，其特征在于，所述的步骤A2进一步包括A21、如果被叫是IMS用户，且该I-CSCF与被叫属于同一运营商，那么转向本运营商网络被叫的S-CSCF；A22、如果被叫是IMS用户，且该I-CSCF与被叫属于不同运营商，那么转向被叫运营商网络的I-CSCF；A23、如果被叫是PSTN用户，那么转向网络的BGCF；A24、如果被叫是其他SIP用户，那么转向其他SIP网络。
8.根据权利要求5所述的IP多媒体子系统中实现桥接的方法，其特征在于，所述的步骤A3进一步包括A31、如果被叫是IMS用户，那么直接转向被叫网络的S-CSCF；A32、如果被叫是PSTN用户，那么直接转向网络的BGCF。
9.一种查询I-CSCF，其特征在于，包括判断单元，用于判断主叫和/或被叫是否属于同一运营商或是否属于PSTN网络或IMS网络；转接单元，用于根据判断单元的结果进行转接。
10.一种互通边界控制功能单元，其特征在于，包括转接单元，用于接收网络内部节点发送外部网络节点的SIP消息，并将接收的SIP消息转发送到外部网络节点，所述转接单元还用于接收来自外部网络的SIP消息，并将SIP消息转发到网络内部的相应的节点设备。
11.根据权利要求10所述的互通边界控制功能单元，其特征在于，所述的互通边界控制功能单元还包括应用层网关单元，用于不同IP版本互通。
12.根据权利要求10或11所述的互通边界控制功能单元，其特征在于，所述的互通边界控制功能单元还包括承载控制单元，用于控制网络互通时的承载资源。
13.根据权利要求10或11所述的互通边界控制功能单元，其特征在于，所述的互通边界控制功能单元可独立存在，也可设置在I-CSCF和/或应用层网关中。
14.根据权利要求12所述的互通边界控制功能单元，其特征在于，所述的互通边界控制功能单元可独立存在，也可设置在I-CSCF和/或应用层网关中。
全文摘要
本发明公开了一种IP多媒体子系统中实现桥接的系统，包括查询－CSCF(I－CSCF)、出口网关控制模块(BGCF)、服务－CSCF(S－CSCF)和媒体网关控制模块(MGCF)。本发明还提供了一种IP多媒体子系统中实现桥接的方法，包括用户终端根据I－CSCF的路由规则与其它用户终端进行通信，所述路由规则为I－CSCF根据主被叫用户所在的网络实现路由。根据本发明，在网络中，MGCF和S－CSCF只能与本网实体实现互通，另外只有I－CSCF(或者通过互通边界控制功能单元(I－BCF))与BGCF与外网实体实现互通，所以它可简化网络，有利于整个路由功能的统一管理。再者，只保留BGCF和I－CSCF做为对外的路由点，从拓扑隐藏的角度，也减少了网络的安全风险。
文档编号H04L29/06GK1819565SQ20061000028
公开日2006年8月16日 申请日期2006年1月10日 优先权日2005年9月1日
发明者黄华, 杨雁飞 申请人:华为技术有限公司