专利名称：一种降低移动VoIP呼叫建立时延方法
技术领域：
本发明属于无线网络领域，特别是支持VoIP业务的无线局域网、宽带无线接入、 移动通信系统等。
背景技术：
随着无线网络技术的快速发展，移动终端设备功能的不断强大，传统的多媒体业务已不能满足人们的需求。如何在现有的异构网络环境之上发展更多的移动多媒体增值业务，是电信领域追求的目标，其中典型的应用为VoIP(Voice over Internet Protocol)技术。当前，基于IP网络高质量实时多媒体应用发展迅速，VoIP技术也由纯语音传输业务扩展到语音、视频和数据等在内的多媒体业务。实现VoIP的关键是信令技术，目前广泛应用的有两种信令体系H. 323和SIPGession Initiation Protocol，会话发起协议)。H. 323功能强大但非常复杂，它规定了完整多媒体应用架构，要求较高，实现起来比较困难。SIP协议是一个简单的、易扩展和实现的，基于文本的电话信令控制协议，它是一个与底层接入无关的应用层信令协议。基于SIP的下一代网络，能够无缝融合包括3G、 WLAN(无线局域网)、PSTN(公共电话交互网)、hternet等各种类型的网络，可承载语音、 视频、数据共享在内的多种媒体业务。典型的SIP协议实现系统结构包括SIP服务器和用户代理，用户代理分为用户代理客户端(主叫)和用户代理服务器(被叫)。SIP服务器根据功能分为代理服务器、重定向服务器和位置服务器。其中，代理服务器把收到的SIP消息转发给其他SIP服务器或者用户代理；重定向服务器对收到的SIP消息进行重定向；位置服务器管理位置信息。在移动VoIP系统中，每个用户都需要在位置服务器端注册自己的位置，即用户需首先配置一个 IP地址(或转交地址)，并且通过发送REGISTER信息来通知在连接区域中位置服务器。建立一个呼叫时，主叫在与位置服务器建立连接并确定被叫后，发送INVITE请求消息，经过多个SIP服务器路由后将请求消息传送给被叫。如果被叫成功处理INVITE请求消息，就会发送一个状态值为200 OK的响应消息给主叫。收到200 OK信息后，主叫发送 ACK消息来指示正确接收了 200 OK信息，整个流程如图1所示。从上述SIP协议呼叫建立过程我们看到，在基于SIP协议的移动VoIP系统中，呼叫者和被呼叫者需要通过三次握手过程建立会话。在此过程中，有两方面的操作增大了呼叫建立时延1)第一次握手从主叫(呼叫方)发出的INVITE信息，需要经过一定数量的SIP 服务器路由才能到达被叫(被呼叫方)；2)主叫(呼叫方)需要通过与位置服务器建立连接来获得被叫(被呼叫方)的当前位置。针对基于SIP的VoIP时延问题，文献[1]分析了无线衰落信道建立SIP会话所产生的时延，文献[2]建立了多速率无线网络中SIP会话建立时延分析模型。然而这些研究没有考虑移动VoIP系统中由于移动管理而产生的呼叫建立时延，且仅给出一些理论结果， 未能给出降低时延的有效方法。
[1]H. Fathi, S. Chakraborty, and R. Prasad, "On SIP session setup delay for VoIP services over correlated fading channels,"IEEE Trans. Veh. Technol. , vol. 55, no. 1，pp. 286-295，Jan. 2006.[2] S. Pack, G. Park, K. Lee, and W. Lee, "Analysis of SIP transfer delay in multi-rate wireless networks,，，IEEE Commun. Lett. , vol. 14, no. 10, pp. 918-920, Oct. 2010.
发明内容
本发明的目的在于提供一种降低移动VoIP呼叫建立时延方法。本发明的思想是针对基于SIP的VoIP呼叫建立时延问题，在主叫的位置更新过程中，预先设定被叫与SIP位置服务器连接进行位置注册时的剩余时间的阈值，若被叫的实际剩余注册时间高于该阈值，则预先提取该被叫的位置信息并建立会话连接。这样，可以省去主叫访问位置服务器所耗费的时延，而直接与被叫建立会话。本发明的实现步骤如下步骤(1)，主叫发送REGISTER注册信息给位置服务器进行主叫位置更新；由于位置服务器中包含大量的位置信息，故需要一个准则来确定候选被叫用户，主叫设定被叫与SIP位置服务器连接进行位置注册时的剩余注册时间的阈值，将此阈值作为用户选取准则；步骤O)，位置服务器接收并处理该注册消息后，给主叫发送一个200 OK响应消息，该200 OK信息包含能够被主叫呼叫到的所有被叫的位置信息；步骤(3)，判断步骤( 得到的被叫与SIP位置服务器连接进行位置注册时的剩余注册时间是否大于阈值，如果小于，则主叫按照常规方法与被叫建立连接；否则，继续下一
止
少；步骤0)，根据200 OK信息，主叫预先提取剩余注册时间大于阈值的被叫的位置信息，然后发送ACK确认信息到位置服务器；当被叫的移动性很高，即被叫与位置服务器连接进行位置注册时会频繁的更改位置信息，则剩余注册停留时间较短，那么预先提取的位置信息将不能再被使用。因此需要选取拥有足够剩余时间的被叫用户。通过预先定义剩余注册时间的阈值τ th，只有当被叫的剩余时间高于该值时，才会预先提取该被叫的位置信息。一般地，该阈值设为被叫位置注册时间的一半等。步骤(5)，主叫直接发送INVITE请求消息到被叫；若被叫成功处理INVITE请求消息，则发送状态值为200 OK的消息给主叫；步骤(6)，主叫收到200 OK信息后发送ACK确认消息到被叫，建立连接。有益效果如果主叫没有通过判断被叫与SIP位置服务器连接进行位置注册时的剩余注册时间是否大于预设的阈值，从而预先提取被叫的位置信息，则需要先发送INVITE消息到位置服务器，并查看被叫的当前位置，这将会产生较长时间的呼叫建立时延。采用本发明的操作，可省略该步操作，大大降低会话建立时间。
图1 一般SIP VoIP呼叫建立流程图2降低VoIP呼叫建立时延的实施步骤
具体实施例方式设SIP VoIP呼叫建立过程中，一般呼叫建立时间为100ms，而剩余注册时间阈值 Tth通常取为呼叫建立时间的一半，即、h可设为50ms。假设网络中有2个被叫A，B，其中被叫A的剩余注册时间Ta GOms)低于阈值τ th，主叫采用一般的会话建立方法与被叫A连接；被叫B的剩余驻留时间Tb (70ms)高于阈值，主叫采用本发明提出的会话建立方法与被叫B连接。为方便对比，下面分别列出主叫与被叫A，B建立会话的步骤。步骤(1)，主叫发送REGISTER注册信息给位置服务器进行主叫位置更新，并预先设定被叫与SIP位置服务器连接进行位置注册时的剩余注册时间的阈值；剩余注册时间的阈值由主叫设定，如前所述，该阈值一般为呼叫建立时间的一半。 本例中主叫把呼叫建立时间IOOms除以2即可计算出剩余注册时间的阈值为50ms，设该值通过软件编程保存在存储单元ΜΕΜ_0。步骤O)，位置服务器接收并处理该注册消息后，给主叫发送一个200 OK响应消息，该200 OK信息包含能够被主叫呼叫到的所有被叫的位置信息，本实施例中包含被叫A 和被叫B ；步骤(3)，主叫分别比较被叫A和被叫B与SIP位置服务器连接进行位置注册时的剩余注册时间是否大于预设的阈值Tth; 设被叫A和被叫B的剩余注册时间分别保存在存储单元MEM_A和MEM_B，则主叫从存储单元中取出MEM_A、MEM_B和ΜΕΜ_0，并比较这些数值的大小。由于被叫A的剩余注册时间Ta GOms)低于阈值τ th(50ms)，主叫采用一般的会话建立方法与被叫A连接，具体步骤详见步骤0)-(6)步骤⑷主叫发送INVITE请求消息，经过多个SIP服务器路由后将此消息传送给被叫A ；步骤(5)若被叫A成功处理INVITE请求消息，则发送状态值为200 OK的响应消
息给主叫；步骤(6)主叫收到200 OK信息后，发送ACK消息至被叫A来指示正确接收。由于被叫B的剩余驻留时间Tb (70ms)高于阈值(50ms)，则主叫与被叫B建立连接的方法见步骤(7)-(8)。步骤(7)，主叫直接发送INVITE请求消息到被叫；若被叫成功处理INVITE请求消息，则发送状态值为200 OK的消息给主叫；步骤⑶，主叫收到200 OK信息后发送ACK确认消息到被叫，建立连接。与主叫和被叫A的一般会话建立过程相比，主叫与被叫B建立会话的优点在于1)主叫根据200 OK信息预先提取剩余驻留时间大于阈值的被叫，无需再与SIP位置服务器建立连接来确定被叫。2)主叫直接发送INVITE请求消息到被叫，无需经过多个SIP服务器路由后将此消息传送给被叫。 这两方面的操作可大大降低SIP会话连接时延。
权利要求
1. 一种降低移动VoIP呼叫建立时延方法，其特征在于，包括以下步骤 步骤(1)，主叫发送REGISTER注册信息给位置服务器进行主叫位置更新，并且主叫设定被叫与SIP位置服务器连接进行位置注册时的剩余注册时间的阈值。步骤O)，位置服务器接收并处理该注册消息后，给主叫发送一个200 OK响应消息，该 200 OK信息包含能够被主叫呼叫到的所有被叫的位置信息；步骤(3)，判断步骤( 得到的被叫与SIP位置服务器连接进行位置注册时的剩余注册时间是否大于预设的阈值，如果小于该阈值，则主叫按照常规方法与被叫建立连接；否则， 继续执行下一步；步骤G)，根据200 OK信息，主叫预先提取剩余注册时间大于阈值的被叫的位置信息， 然后发送ACK确认信息到位置服务器；步骤(5)，主叫直接发送INVITE请求消息到被叫；若被叫成功处理INVITE请求消息， 则发送状态值为200 OK的消息给主叫；步骤(6)，主叫收到200 OK信息后发送ACK确认消息到被叫，建立连接。
全文摘要
一种降低移动VoIP呼叫建立时延方法，属于移动IP网络领域，步骤包括主叫发送REGISTER注册信息给位置服务器进行位置更新；位置服务器处理该注册消息后，给主叫发送一个200 OK响应消息，该200 OK信息包含可能被呼叫到的用户位置信息；根据200 OK信息，主叫预先提取剩余停留时间大于阈值的被叫；主叫发送ACK确认信息到位置服务器；主叫直接发送INVITE请求消息到被叫；若被叫成功处理INVITE请求消息，则发送状态值为200 OK的消息给主叫；主叫收到200 OK信息后发送ACK确认消息到被叫。采用本发明方法，主叫可以省去访问位置服务器直接与被叫者建立会话，大大降低呼叫建立时延。
文档编号H04W76/02GK102548025SQ20121007157
公开日2012年7月4日 申请日期2012年3月16日 优先权日2012年3月16日
发明者吕海坤, 黎海涛 申请人:北京工业大学