处理通信网络中的Enum查询的制作方法

专利名称：处理通信网络中的Enum查询的制作方法
技术领域：
本发明涉及处理通信网络中的Enum查询的领域。
技术背景
IP多媒体子系统(IMS)是由第三代合作伙伴项目(3GPP)所定义的、通过移动和 固定通信网络来提供IP多媒体服务的技术。IP多媒体服务在同一个会话中提供语音、视 频、消息传递、数据等的动态组合。
IMS利用会话初始协议6IP)来建立和控制用户终端之间的呼叫或会话。由^IP 信号携带的会话描述协议6DP)用来描述和协商会话的媒体组件。虽然将SIP创建为用 户到用户协议，但是IMS允许运营商和服务提供商控制用户对服务的访问以及相应地对 用户计费。
图1示意性地示出IMS在通用分组无线业务(GPRS)接入网的情况下如何适合移 动网络架构。如图1所示，通信的控制在三个层(或平面)进行。最低层是连接层1， 又称作承载平面，通过它来引导送往/来自访问网络的用户设备UE的信号。连接层1中 将IMS订户连接到IMS服务的实体形成称作IP连通性接入网IP-CAN的网络。GPRS网 络包括各种GPRS支持节点(GSN)。网关GPRS支持节点(GGSN) 2充当GPRS骨干网 与其它网络(无线电网络和IMS网络)之间的接口。中间层是控制层4，并且在顶部是 应用层6。
IMS 3包括在中间控制层4和连接层1之上操作的核心网络3a以及服务网络3b。 IMS核心网络3a包括经由在连接层1的GGSN 2a向/从GPRS网络发送/接收信号的 节点；以及包括呼叫/会话控制功能(CSCF) 5的网络节点，它作为IMS中的SIP代理在 中间控制层4中操作。3GPP架构定义三种类型的CSCF 代理CSCF(P-CSCF)，它是在 IMS中用于SIP终端的第一联络点；服务CSCF(S-CSCF)，它为用户提供该用户预订的 服务；以及询问CSCF(I-CSCF)，其作用是识别正确的S-CSCF，并向那个S-CSCF转发 经由P-CSCF从SIP终端所接收的请求。顶部应用层6包括IMS服务网络3b。提供应 用服务器(AS) 7用于实现IMS服务功能性。
号码可移植性(NP)允许由一个网络运营商所分配的现有固定线路或移动电话号 码转移到另一个网络运营商。这允许用户将为其提供电话服务的网络运营商改变成另一 个网络运营商，同时预留其号码。对号码从一个网络运营商到另一个网络运营商的可转 移性可存在限制，这取决于位置和接入技术。还要求IMS网络允许不同网络运营商之间 的NP，如RFC 3482中所述。
在用于提供NP的一种解决方案中，NP信息可经由Enum服务器从外部NP数 据库来检索，如图2所示。CSCF 8使用Emim查询/响应机制(它使用域名服务器、 DNS协议)来查询Enum服务器9。Enum服务器9然后查询多个NP数据库10-15的至 少一个。Enum服务器9与NP数据库之间的接口可包括SS7协议，例如Blcordia高级 智能网(AIN)、智能网应用协议(INAP)、移动应用部分(MAP)、轻量级目录访问协议(LDAP)、XML或者甚至DNS协议。注意，虽然图2示出其中CSCF 8依靠Enum服务 器9来得到NP信息的情况，但是CSCF 8对于其中不要求NP信息的直接Enum查询也依 靠Enum服务器9。来 自2006的统计表明，GSM移动交换中心(MSC)使用它们对NP相关信令的 总呼叫处理的大约40-45% (与常规Enum查询信令相反)。可假定这些数量在IMS网络 中明显更高。对于CSCF 8与Enum服务器9之间不要求NP支持的普通Enum查询，惯常响应 等待时间通常小于5ms。对于事务处理能力应用部分(TCAP)查询，等待时间的平均值 为0.25至0.5s。对于使用LDAP、SQL、XML协议对专有NP数据库的查询，等待时间 的范围可从IOms至数秒。CSCF 8 (在其作为Enum客户端的能力中)利用固定定时器来处理所有情况下的 重传。如果在预定时间段中没有接收到对查询的响应，则重传查询。作为Enum客户端 的CSCF 8的DNS_Retransmission_Timer缺省值为10ms，但是实际上，ENUM查询的这
个重传定时器通常设置为100ms。 其中不要求NP支持的普通Enum查询等待时间定义为在Enum客户端8与Enum 服务器9之间引起的等待时间(它通常大约为5ms，如上所述)。NP相关Enum查询等 待时间定义为Enum客户端8与Enum服务器9之间引起的等待时间和Enum服务器9与 NP数据库10之间引起的等待时间之和(其范围可从250ms至数秒)。NP相关Enum查 询等待时间可大幅地波动。但是，对于作为Enum客户端的CSCF，INVITE请求的处理等待时间对于95 %
的所有非NP相关请求通常小于140ms。这个等待时间包括用于对归属订户服务器(HSS) 的认证查询以及用于查询外部Enum服务器9的时间。在CSCF 8中，DNS重传定时器缺省值通常设置为10ms，它对应于5ms普通 Enum查询，其中考虑Enum查询UDP分组丢失。但是，即使在实际IMS网络中将ENUM 查询的重传定时器设置成100ms，在要求NP支持的情况下也可能存在Emim服务器9与 NP数据库10之间的额外ENUM查询等待时间所引起的问题。如果到外部NP数据库的 接口是SS7相关协议，则额外NP查询等待时间通常为250 350ms。但是，如果外部 数据库10是在IMS网络的领域之外，则IMS网络对NP查询所引入的等待时间没有控制 权，并且等待时间可根据外部网络条件以及在Enum服务器9与外部NP数据库10之间使 用哪一种协议而在数百毫秒至数秒之间波动。对于所有NP相关Enum查询保持IOOms重传定时器是不实际的，因为这对于良 好SS7网络中的SS7相关NP查询可能产生若干连续故障。考虑到预计超过40%的查询 要求NP支持，这在处理IMS网络中的Enum查询时会浪费大量带宽资源和处理能力。对这个问题的一种可能的解决方案是对于SS7相关NP查询，将CSCF 8 Enum 查询重传定时器值设置为400ms或更大。如果CSCF 8与Enum服务器9之间的链路以 及Enum服务器9与外部NP数据库10之间的SS7链路处于理想状况，则400ms Enum查 询重传定时器是良好的解决方案，因为不需要重传。但是，这种解决方案在CSCF 8与 Enum服务器9之间发生某种分组丢失的情况下失败。在这种情况下，对于普通Enum查 询，CSCF 8必须等待400ms以重传查询，因此与定时器设置成IOOms相比，总查询时间成本将从大约105ms (100ms+普通Enum查询等待时间)增加到大约405ms (400ms+普通 Enum查询等待时间)。这对于CSCF呼叫处理是一个缺点。对于要求NP支持的Enum 查询，等待时间会是400ms+NP相关Enum查询等待时间(在这里假定NP相关Enum查 询等待时间小于400ms)。如上所述，IMS网络对外部NP数据库10驻留在其中的外部网络没有控制权。 如果SS7 NP汲取(NP dip)等待时间变成大于400ms，则来自CSCF 8的所有NP汲取相 关Enum查询(NP dip related Enum queries)将至少失败一次，并且总Enum查询等待时间 将超过800ms(2XNP相关Enum查询等待时间)。这将对IMS网络的性能和用户体验具
有显著影响。如果重传定时器设置成大得多的值、例如3秒以完全去除不必要的Enum查询重 传的可能性，以便处理最坏SS7网络条件，则当分组丢失在CSCF 8与Enum服务器9之 间发生时，在定时器值为IOOms的情况下，普通Enum查询也必须等待3秒，而不是惯常 的100ms。要求呼叫信令流在CSCF 8等待3秒在IMS网络中不是可接受的
发明内容

本发明人已经认识到与Enum服务器在响应Enum查询之前需要进行外部查询时 引起的等待时间关联的问题，并且提出用于缓解这些问题的方法和设备。根据本发明的第一方面，提供一种处理通信网络中的Enum查询的方法。Enum 服务器接收从Emim客户端所发送的Emim查询。Emim服务器确定该查询要求Emim服 务器联络远程节点，以便响应该查询。除了向远程节点发送远程节点查询之外，Enum服 务器还估计用于应答Enum客户端的响应时间。估计响应时间根据与远程节点相关并且存 储在Enum服务器的等待时间统计来估计。Enum服务器向Enum客户端发送包含估计响 应时间的消息。当Enum服务器从远程节点接收到响应时，它向Enum客户端发送Enum 响应，该响应已使用从远程节点所得到的信息来生成。通过向Enum客户端发送估计响 应时间，它允许Enum客户端在Enum客户端在Enum查询重传定时器超时之前尚未接收 到响应的情况下延迟向Enum服务器重传Enum查询。在本发明的一个可选实施例中，远程节点是号码可移植性数据库节点。这是一 种常见情况，其中要求Enum服务器联络远程节点。可选地，Enum客户端是位于IP多媒体子系统网络中的呼叫会话控制功能节点。为了改进变化的网络条件期间估计响应时间的精度，可选地通过向更近等待时 间统计赋予更大加权来估计响应时间。响应时间估计可选地包括误差容限。这有效地增加估计响应时间，以便防止在 Enum客户端的查询重传定时器超时之后不久发送Emim响应的情况下从Emim客户端不 必要地重传Enum查询。作为一个选项，该方法包括采用从从远程节点接收的响应所得到的等待时间信 息来更新存储在Enum服务器的等待时间统计。这确保存储在Enum服务器的等待时间统 计是最新的。更新可对于从远程节点所接收的每一个响应进行，或者仅对于从远程节点 所接收的某些响应进行。根据本发明的第二方面，提供一种Enum服务器，其中包括用于存储与远程节点相关的等待时间统计的存储器、用于从Enum客户端接收Enum查询的第一接收器以及用 于确定该查询要求Enum服务器联络远程节点以便对查询进行响应的第一处理器。第一 处理器还设置成根据等待时间统计来估计响应时间。提供第一发射器用于向Enum客户 端发送消息，该消息包括估计响应时间。这允许Emim客户端在Emim客户端的Emim查 询重传查询定时器超时之前尚未接收到Enum响应的情况下延迟重传Enum查询。Enum 服务器还提供有用于向远程节点发送远程节点查询的第二发射器以及用于从远程节点接 收响应的第二接收器。另一个发射器用于向Enum客户端发送使用从远程节点得到的信 息所生成的Enum响应。
作为一个选项，远程节点是号码可移植性数据库节点。Enum客户端可选地位于 IP多媒体子系统网络中。
可选地，提供第二处理器用于采用从该响应所得到的等待时间信息来更新存储 器中存储的等待时间统计。这确保存储在Enum服务器的等待时间统计是最新的。更新 可对于从远程节点所接收的每一个响应进行，或者仅对于从远程节点所接收的某些响应 进行。
根据本发明的第三方面，提供一种Enum客户端节点，它提供有用于向Enum服 务器传送Enum查询的发射器。Enum客户端节点还提供有用于从Enum服务器接收消息 的接收器，该消息包括用于响应Enum查询的估计响应时间。提供处理器用于确定在估 计响应时间和预定重传时间中的较晚时间到期之后尚未接收到对Enum查询的响应，并且 在那种情况下，指示发射器重传Emim查询。这在由于Emim服务器在联络响应Emim查 询所需的任何远程节点中正遇到延迟的事实而到重传时间到期时尚未接收到对查询的响 应的情况下减少Emim查询的不必要重传。
作为一个选项，Enum客户端节点是IP多媒体子系统网络中的呼叫会话控制功 能。


图1以框图示意性地示出与通用分组无线业务(GPRS)接入网的移动网络架构关 联的IMS网络；
图2以框图示意性地示出用于提供IMS网络中的号码可移植性的网络架构；
图3是示出根据本发明的一个实施例的Enum客户端、Enum服务器和NP数据 库之间的信令的信令图4是示出根据本发明的一个实施例的步骤的流程图5以框图示意性地示出根据本发明的一个实施例的Enum服务器节点；以及
图6以框图示意性地示出根据本发明的一个实施例的Enum客户端节点。
具体实施方式
Enum客户端(例如IMS网络中的CSCF) 8对于它进行的所有Enum查询具有 IOms或IOOms重传定时器值。如果在那个时间没有对Enum查询返回响应，则将重新提 交查询。Emim服务器9记录Emim服务器9对远程号码可移植性(NP)数据库10进行的 所有NP查询的等待时间统计。当Emim服务器9从Emim客户端8接收到要求NP查询的进入Emim查询时，Emim服务器9采用提供估计等待时间的消息来响应Emim客户端 8。估计等待时间根据所记录等待时间统计来计算。Enum客户端8将Enum查询的重传 延迟到估计等待时间时间结束为止。参照图3，示 出说明Enum客户端8、Enum服务器9和NP数据库10之间的信 令的信令图。以下编号对应于图3的编号信号。S1 .Enum客户端8在端口 53上向Enum服务器9发送Enum NP请求。S2.Emim服务器9处理该请求，并且检查该请求是否要求NP查询。如果请求确 实要求NP查询，则将它转发给NPDB 10。S3.Enum服务器9生成包含DNSTXT记录的应答，它包括对Enum客户端8的
估计响应时间。估计响应时间根据存储在Enum服务器9的等待时间记录来计算。
S4.在接收到应答时，Enum客户端8将查询重传保持到Enum NP响应或估计等 待时间超时为止。S5.NPDB 10向Enum服务器9发送对NP查询的响应。Enum服务器9还采用来 自NPDB 10的等待时间信息来更新所存储统计。S6.Enum服务器9向Enum客户端8发送Enum响应。以上序列提供Enum客户端8如何使用由Enum服务器9在步骤S3所提供的等 待时间信息的一个示例。但是，Enum客户端8可通过不同方式来利用Enum服务器9所 提供的估计响应时间。例如，在一个实施例中的Emim客户端8可发现估计响应时间大 于Emim客户端的现有重传定时器。在这种情况下，Emim客户端8可在重传查询之前使 用估计响应时间作为临时定时器。这避免不必要地重传查询或者Emim客户端8不必要 地丢弃查询。但是，如果Emim客户端8接收到估计响应时间，确定这小于现有重传时 间，并且发现它小于其重传定时器。在这种情况下，Emim客户端8使用重传定时器值来 确定何时要求重传查询，而无需进一步操作。估计响应时间根据在Enum服务器9所存储的使用相同外部查询协议(因为Enum 服务器可以能够查询使用不同查询协议并且具有不同等待时间的多个外部数据库)的最 近η个(查询数量)NP查询的等待时间统计来计算。在本发明的一个实施例中，等待时 间样本越近，则它在计算中具有更大权重。将小S值加入估计响应时间，以便提供误差 容限，并且辅助Enum客户端8调整其重传行为。δ值允许操作人员构建估计响应时间 的误差容限，以便避免不必要的重传。假定最近的η+1样本是可用的，具有随对应取样时间Ttl-Tn的值Lci-Ln,其 中Ttl是η+1个样本之中最早的时间，以及1是最近的时间。在本发明的一个实施例中， 下式用于估计下一个等待时间值
权利要求
1.一种处理通信网络中的Enum查询的方法，所述方法包括 在Emim服务器接收从Emim客户端所发送的Emim查询；确定所述查询要求所述Enum服务器联络远程节点，以便响应所述查询；根据与所述远程节点相关并且存储在所述Enum服务器的等待时间统计来估计响应时间；向所述远程节点发送远程节点查询；向所述Enum客户端发送消息，所述消息包括所述估计响应时间； 从所述远程节点接收响应；向所述Emim客户端发送使用从所述远程节点得到的信息所生成的Emim响应。
2.如权利要求1所述的方法，其中，所述远程节点是号码可移植性数据库节点。
3.如权利要求1或2所述的方法，其中，所述Emim客户端是位于IP多媒体子系统 网络中的呼叫会话控制功能节点。
4.如权利要求1、2或3所述的方法，其中，通过向更近的等待时间统计赋予更大加 权来估计所述响应时间。
5.如权利要求1至4中的任一项所述的方法，其中，所述响应时间估计包括误差容限。
6.如权利要求1至5中的任一项所述的方法，还包括采用从从所述远程节点接收的 所述响应所得到的等待时间信息来更新存储在所述Emim服务器的所述等待时间统计。
7.—种Enum服务器，包括用于存储与远程节点相关的等待时间统计的存储器； 用于从Emim客户端接收Emim查询的第一接收器；第一处理器，用于确定所述查询要求所述Enum服务器联络所述远程节点以便对所述 查询进行响应，以及用于根据所述等待时间统计来估计响应时间；用于向所述Emim客户端发送消息的第一发射器，所述消息包括所述估计响应时间；用于向所述远程节点发送远程节点查询的第二发射器； 用于从所述远程节点接收响应的第二接收器；以及用于向所述Emim客户端发送使用从所述远程节点得到的信息所生成的Emim响应的 另一个发射器。
8.如权利要求7所述的Emim服务器，其中，所述远程节点是号码可移植性数据库节点ο
9.如权利要求7或8所述的Emim服务器，其中，所述Emim客户端位于IP多媒体子 系统网络中。
10.如权利要求7、8或9所述的Emim服务器，还包括用于采用从所述响应所得到 的等待时间信息来更新所述存储器中存储的所述等待时间统计的第二处理器。
11.一种Enum客户端节点，包括用于向Enum服务器传送Enum查询的发射器；用于从所述Emim服务器接收消息的接收器，所述消息包括用于响应所述Emim查询 的估计响应时间；处理器，用于确定在所述估计响应时间和所述预定重传时间中的较晚时间到期之 后尚未接收到对所述Enum查询的响应，并且在那种情况下，指示所述发射器重传所述 Enum查询。
12.如权利要求11所述的Emim客户端节点，其中，所述Emim客户端节点包括IP多 媒体子系统网络中的呼叫会话控制功能。
全文摘要
用于处理通信网络中的Enum查询的方法和设备。Enum服务器接收从Enum客户端所发送的Enum查询。Enum服务器确定该查询要求Enum服务器联络远程节点、例如号码可移植性数据库，以便响应该查询。除了向远程节点发送远程节点查询之外，Enum服务器还估计用于应答Enum客户端的响应时间。估计响应时间根据与远程节点相关并且存储在Enum服务器的等待时间统计来估计。Enum服务器向Enum客户端发送包含估计响应时间的消息。通过向Enum客户端发送估计响应时间，它允许Enum客户端在Enum客户端在Enum查询重传定时器超时之前尚未接收到响应的情况下延迟向Enum服务器重传Enum查询。
文档编号H04W8/28GK102027768SQ200880129387
公开日2011年4月20日 申请日期2008年5月19日 优先权日2008年5月19日
发明者X·华, 杨继攀, 陈平 申请人:爱立信(中国)通信有限公司