专利名称：一种s-cscf故障恢复处理方法
技术领域：
本发明涉及通信领域，尤其涉及一种IP (InternetProtocol,因特网协议) 多力某体子系统中改进S-CSCF (Serving-CSCF，服务呼叫会话控制功能)故 障处理能力的方法。
背景技术：
IP多媒体子系统(IP Multimedia Core Network Subsystem,简称IMS ) 是新一代通讯网络的核心。图1描述了 IMS体系结构中和本发明相关的网 元实体及其连接关系。其中用户设备(UserEquipment,简称UE)101代 表用户4吏用的终端i殳备；呼叫会话控制功能(Call Session Control Function, 简称CSCF)是控制会话过程的核心网元，包括代理呼叫会话控制功能 (Proxy-CSCF ，简称P-CSCF ) 102 、 查询呼叫会话控制功能 (Interrogating-CSCF ,简称I-CSCF ) 103 、服务呼叫会话控制功能 (Serving-CSCF,简称S-CSCF) 104;归属用户服务器(Home Subscriber Server,简称HSS) 105是IMS中所有与用户和服务器相关的数据的主要存 储服务器；应用服务器(Application Server,简称AS ) 106是提供增值多媒 体业务的网元。
在图1所示出的各个网元间，UE通过Gm接口和P-CSCF相连；P-CSCF 、 I-CSCF、 S-CSCF间通过Mw接口实现互连；HSS通过Cx接口与I-CSCF、 S-CSCF相连，通过Sh接口与AS相连；S-CSCF通过ISC( IMS service control, IMS业务控制)、接口与AS相连。
P-CSCF作为用户接入到IMS系统的入口网元，所有的会话初始协议 (Session Initiation Protocol,简称SIP )信令无论来自UE还是发给UE的， 都必须经过P-CSCF。当UE在IMS网络注册成功后，P-CSCF在本地保存 UE的联系地址、UE的公共用户标识(Public User Identity,简称PUI)、
4UE的私有用户标识(Private User Identity,简称PVI)。
S-CSCF是IMS的核心网元，位于归属网络，为UE进行会话控制和注 册服务。当UE处于会话中时，S-CSCF处理网络中的会话状态。当UE在 IMS网络注册成功后，S-CSCF在本地保存UE注册到IMS网络所使用的 P-CSCF的网络ID、 P-CSCF的IP地址、UE的联系地址、UE的公共用户标 识PUI、 UE的私有用户标识PVI、 UE的公共用户标识所对应的用户配置数 据、保存UE注册状态的HSS地址或名称等信息。
HSS是IMS系统中所有与用户和服务器相关的数据的存储核心，不仅 保存用户和服务器相关的静态数据，而且保存某些动态数据。当UE在IMS 网络注册成功后，HSS保存分配给UE的S-CSCF地址或名称。
UE注册成功后，IMS网络为UE所分配的P-CSCF、 S-CSCF、以及所 对应的HSS，构成了 UE后续通信使用的通信链路。在注册成功后，UE发 起呼叫的过程、UE被呼叫的过程，网络都将使用已经为该UE分配好的通 信链路。
在通常情况下，l正注册成功后，网络分配给该UE的通信链路，在后 续过程中，是保持不变的。这即意味着， 一旦这个链路上的某一个环节出了 问题，将会影响UE后续的起呼和终呼的过程，使得通信不能正常进行。
由于S-CSCF在IMS信令控制流程中的重要性，如果S-CSCF出现故障， 将直接导致服务不能得到服务，严重影响用户的业务体验。
对于任何UE发起的呼叫或者指向UE的呼叫，呼叫控制信令都将达到 S-CSCF,由S-CSCF根据业务配置来决定控制流程；同时S-CSCF也有可能 接收到AS代替UE发起的呼叫。在这些情况下，如果S-CSCF失败将导致 呼叫流程的中断，只有等待UE主动发现了网络错误而重新发起初始注册过 程才能解决。而UE主动发现网络错误的过程取决于UE发起周期性重注册 的时间，通常这个时间间隔会在数分钟到数十分钟左右，这期间如果有另外 的用户呼叫该UE,则呼叫将不能正常执行，而且UE自身如果发起呼叫也 将会失败。
5为了解决上述由于核心网元故障问题而引起的服务中断，改善用户体
验，3GPP组织成立了 IMS故障恢复研究项目，目的就在于寻找核心网元发 生故障后的解决方案。
其中，针对S-CSCF故障，有如下研究结果
(A) 如果网络接收到的是UE发起的呼叫，为了继续呼叫流程，故障 恢复流程中的S-CSCF (该S-CSCF可能是先前的S-CSCF故障后恢复，但 是丢失业务数据；也可能是由于原先的S-CSCF故障无响应，网络为了实现 故障恢复而重新选择的一个新的S-CSCF)，必须要能获得用户的业务配置 数据、注册状态、为UE分配的P-CSCF、 UE的IP地址和端口 。在该过程 中，由于呼叫请求是UE发起的，经过P-CSCF发送到S-CSCF，故S-CSCF 可以从呼叫请求中提取P-CSCF地址信息、UE的地址和端口信息，以便后 续使用。
(B) 如果网络接收到的是指向UE的呼叫，为了继续呼叫流程，故障 恢复流程中的S-CSCF (和(A)相同，有两种情况)同样必须要能获得用 户的业务配置数据、注册状态、为UE分配的P-CSCF、 UE的IP地址和端 口。然而，和(A)情况不同的是，由于呼叫是第三方发给UE的，S-CSCF 不可能从呼叫请求中获取P-CSCF地址信息、UE的IP地址和端口信息，而 S-CSCF需要使用这些信息将呼叫发送给P-CSCF。
此外，还有AS代替UE发起呼叫的情况，其处理情况是类似于(A)的。
在上述(A) 、 (B)中，用户的业务配置数据用于触发业务逻辑，决 定呼叫流程的下一跳应被哪个网元处理；注册状态用于判断UE是已注册的 还是未注册的，从而针对已注册用户触发正常业务流程，针对未注册用户触 发未注册业务流程；P-CSCF地址对于指向UE的呼叫情况下，S-CSCF需要 知道该地址，以i更将信令发送到该P-CSCF。
为了解决上述(A) 、 (B)情况所面临的问题，现有研究采用了备份、 恢复的解决方案，如图2所示，包括如下步骤
S201 ，在UE执行IMS注册时，S-CSCF向HSS备份所存储在S-CSCF上的关键信息；
在注册过程中，当鉴权成功后，S-CSCF向HSS发送月良务分配请求(Server Assignment Request,简称SAR),更新S-CSCF名称、获取用户的业务配 置，同时S-CSCF将存储在自身上的关于UE注册的相关信息(包括P-CSCF 的网络ID、 P-CSCF的IP地址、UE的联系地址、UE的公共用户标识、UE 的私有用户标识等)打包成一个S-CSCF Info的信息包，保存到HSS上。
S202a, UE发起呼叫；或
S202b,第三方发起执行UE的终呼，该呼叫经过I-CSCF被发送给 S-CSCF;
S203，网络(可以是I-CSCF或P-CSCF等网络设备)如果检测到S-CSCF 故障，比如宕机无响应、S-CSCF返回错误，针对S-CSCF返回错误，可以 判断S-CSCF故障恢复后无用户数据，则可以继续使用该S-CSCF;如果 S-CSCF宕机无响应，则需要重新选择一个S-CSCF，重选S-CSCF可以通过 I-CSCF向HSS执行S-CSCF查询来进行；如果重新选择了一个S-CSCF作 为执行故障恢复的S-CSCF,则网络将呼叫请求转发到该S-CSCF;
5204 , S-CSCF由于是故障后恢复的或者是重选的，因此均无用户数据， 则S-CSCF需向HSS发送SAR请求，请求用户的业务配置、备份的S-CSCF Info信息包。HSS在收到SAR请求后，通过服务分配响应(Server Assignment Answer,简称SAA)命令，向S-CSCF返回用户业务配置、备份的S-CSCF Info信息包；
5205, S-CSCF在本地保存HSS所返回的数据，并判断用户当前注册状
态；
由于在前述S204步骤中，HSS不显式地返回用户的注册状态，而是通 过SAA中的错误信息(Experiment-Result)域中的错误响应值让S-CSCF判 断当前用户是否是已注册的。比如，如果返回值是 DIAMETER—ERROR—IN—ASSIGNMENT TYPE 、 DIAMETER—SUCCESS , 则S-CSCF认为当前用户是已注册的，如果返回值是其它值则认为当前用户 是未注册的。另外如果HSS没有在SAA响应中返回S-CSCF Info信息包，则S-CSCF也认为当前用户是未注册的。S-CSCF需要根据SAA响应中所包 含的信息来判断用户当前的注册状态。
S206a、 S206b, S-CSCF凭借所获取的用户数据，执行后续呼叫处理流程。
在该过程中，S-CSCF根据所判断的用户当前的注册状态，从而确定是 触发注册业务，还是触发未注册业务。
图2所示的流程描述了在现有技术条件下，针对S-CSCF故障所采用的 故障恢复解决方案。在该解决方案中，需要对现有S-CSCF进行扩充，以使 得S-CSCF具有故障恢复的支持能力。而现实情况中， 一个网络中所部署的 S-CSCF,其对故障恢复的支持能力可能是有差别的，也就是说存在这样的 情况某些S-CSCF不支持故障恢复，另一些S-CSCF支持故障恢复。
当不支持故障恢复和支持故障恢复的S-CSCF在一起工作时，可能会出 现下面所描述的问题UE执行IMS注册时，被分配的是不支持故障恢复的 S-CSCF1,由于该S-CSCF1不支持故障恢复，因此在注册过程中，该S-CSCF1 没有向HSS备份S-CSCF Info信息包。当故障发生后，有呼叫达到，网络为 该UE选择了一个支持故障恢复的S-CSCF2，则当该S-CSCF2向HSS发送 SAR请求时，HSS没有返回S-CSCF Info信息包，因此S-CSCF2认为该用 户是未注册用户，从而错误地触发了未注册业务。
从以上分析可以看出，在某些情况下，当前针对S-CSCF故障所使用的 备份恢复机制，存在一定的缺陷，可能导致S-CSCF错误地判断用户的注册 状态，从而错误地触发未注册业务，导致业务流程的混乱。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提出一种一种S-CSCF故障恢复处理方 法，可以避免由用户注册状态判断失误所带来的业务处理混乱。
为了解决上述技术问题，本发明提供一种服务呼叫会话控制功能 S-CSCF故障恢复处理方法，包括以下步骤
A、当为用户分配的S-CSCF发生故障后，网络收到所述用户相关的呼叫请求，先确定一个用以执行故障恢复的S-CSCF;
B、 所述S-CSCF执行故障恢复流程，向归属用户服务器HSS发送服务 分配i青求；
C、 所述HSS收到服务分配请求后，在满足预设条件时或无条件地通过 月良务分配响应显式地返回在本地4全查到的该用户当前注册状态；
D、 所述S-CSCF收到服务分配响应后，如检测到其中包含的显式返回 的用户当前注册状态信息，则直接利用该当前注册状态信息获取所述用户当 前的注册状态，继续后续呼叫处理流程。
进一步地，步骤C中所述预设条件是在所述S-CSCF本地不存在S-CSCF info信息包，即所述S-CSCF判断本地不存在S-CSCF info信息包时，通过 服务分配响应显式地返回在本地才企查到的该用户当前注册状态。
进一步地，如所述S-CSCF判断本地存在S-CSCF info信息包，则在月良 务分配响应中通过错误响应或其他信息来指示所述用户当前注册状态。
进一步地，步骤C中所述预设条件是在所述S-CSCF本地不存在S-CSCF Info信息包且所述用户为已注册状态，此时所述S-CSCF再通过服务分配响 应显式地返回所述用户当前注册状态。
进一步地，步骤C中所述预设条件是所述HSS收到所述S-CSCF发送 的服务分配请求中，有要求所述HSS返回用户当前注册状态的信息，即所 述HSS检测到服务分配请求中包含所述要求信息时，再通过服务分配响应 中显式地返回用户当前注册状态。
进一步地，步骤D中，所述S-CSCF在继续后续呼叫处理时，根据得到 的所述用户当前注册状态确定是触发注册业务，还是触发未注册业务。
进一步地，步骤C中，所述HSS还通过服务分配响应返回在本地检查 到的所述用户的业务配置信息，如本地存在所述用户的S-CSCF Info信息包， 则还通过该服务分配响应中返回所述用户的S-CSCF Info信息包。
进一步地，所述显式地返回在本地;险查到的该用户当前注册状态是指在 服务分配响应中携带专用于指示用户当前是否注册的信息，所述显式返回的 用户当前注册状态信息即为该专用于指示用户当前是否注册的信息。
9进一步地，所述显式返回的用户当前注册状态信息包含在S-CSCF Info 信息包中，或者包含在所述服务分配响应中的其它位置。
进一步地，步骤A中，所述用户相关的呼叫请求是所述用户发起的呼 叫，或者是应用服务器代替所述用户发起的呼叫，或者是第三方发起的指向 所述用户的呼叫。
本发明有如下技术效果在S-CSCF发生故障后的故障处理流程中，通 过让HSS判断并返回用户的注册状态，避免S-CSCF根据HSS返回的响应 结果中的信息进行用户注册状态判断所导致的失误，可以有效地避免由于注 册状态判断错误而导致的业务触发混乱。
图1为现有技术的IMS系统中的核心网元及其连接关系示意图2为现有技术中为解决S-CSCF故障所采用的备份恢复方案的流程
图3为本发明的实施例，描述在S-CSCF故障恢复过程中用以判断用户 注册状态的方法。
具体实施例方式
在用户成功注册到IMS网络后，IMS网络为用户(UE)分配了 S-CSCF。 如果该S-CSCF发生故障，无响应或丢失用户数据，将直接导致呼叫不能进 行。针对该缺陷，现有技术是在用户注册到IMS的过程中将保存在S-CSCF 上的信息打包成一个S-CSCF Info信息包，保存在HSS上；等S-CSCF发生 故障后，由网络确定一个可以执行故障恢复流程的S-CSCF,由该S-CSCF 向HSS请求用户业务配置数据、S-CSCF Info信息包，以恢复先前为UE服 务的S-CSCF环境，以便使得呼叫过程能够成功执行。
然而，由于某些原因，可能导致UE在执行IMS注册的时候，代表为 UE服务的S-CSCF的服务环境的S-CSCF Info信息包并没有被保存到HSS 上，因此，后续故障发生后网络所指定的用于执行故障恢复的S-CSCF无法获取该S-CSCFInfo信息包，从而根据现有故障恢复流程中判断用户状态的 方法，将导致对用户状态判断的失误，即将已注册判断为未注册，从而可能 触发未注册业务，导致业务执行的混乱。
针对该缺陷，本发明提供了一种方法，用以明确地判断用户的注册状态 并返回给S-CSCF，避免可能发生的判断失误缺陷。
下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细的说明。
图3是本发明的一个实施例，用以描述在故障恢复过程中，明确地4会测 用户的注册状态的流程。
S301,当S-CSCF故障发生后，网络接收到呼叫，该呼叫可能是UE发 起的(也即用户发起的)、AS代替UE发起的、或第三方发起的指向UE 的。网络根据S-CSCF的响应情况判断该S-CSCF的故障情况，并根据故障 情况确定一个可以执行故障恢复流程的S-CSCF;
这里，可执行故障恢复流程的S-CSCF可能是原先分配给UE、故障恢 复后已无用户数据的那个S-CSCF，也可能是由于先前的S-CSCF无响应、 而后网络重新选择的一个新的S-CSCF。如果重新选择了一个S-CSCF作为 执行故障恢复的S-CSCF,则网络将呼叫请求转发到该S-CSCF。
S302，用以执行故障恢复流程的S-CSCF向HSS发送SAR请求，请求 获取用户的业务配置、先前备份的S-CSCF Info信息包；
S303， HSS接收到SAR请求后，如判断存在S-CSCF Info ( S-CSCF信 息)信息包，则通过SAA响应返回用户的业务配置和S-CSCF Info信息包， 如果不存在S-CSCF Info信息包，通过SAA响应中返回用户的业务配置信 息，并显式地返回用户当前的注册状态信息；
在另一实施例中，也可以将判断条件设置为如果本地不存在S-CSCF Info信息包且用户为已注册状态，再通过SAA响应显式地返回用户当前的 注册状态信息；相应地，如果本地不存在S-CSCF Info信息包且用户为未注 册状态，则可以只返回用户的业务配置信息。如果本地存在S-CSCF Info信 息包，则通过SAA响应返回用户的业务配置和S-CSCF Info信息包。
在该步骤中，由于HSS中储存有该用户的注册信息，因此HSS可以直接检查该用户当前的注册状态，并检查和用户关联的S-CSCF Info信息包是 否存在，如果S-CSCF Info信息包不存在且当前用户是已注册状态，则HSS 需要在给S-CSCF的SAA响应中显式地返回用户的当前注册状态，所谓"显 式地返回"即在响应中存在专用于指示用户当前是否注册的信息，而不需要 通过还有其他用途的信息来判断。
S304, S-CSCF如果从HSS返回的SAA响应中检测到显式返回的用户 当前注册状态的信息，则直接利用该信息获知UE当前注册状态，如果没有 检测到显式返回的用户设备当前注册状态信息，再根据SAA所包含的错误 响应或其他信息来判断该用户当前是否已注册；
S305， S-CSCF使用已获得的数据，继续后续呼叫处理流程。
图3所示的流程中，HSS返回的用户注册状态信息，可以包含在S-CSCF Info信息包中，也可以包含在SAA响应中的其它位置。
对图3所示的实施例，还有其他的变换方式，如
变型实施例1:执行故障恢复过程的S-CSCF向HSS发送SAR请求， 相应于该请求，无论是否存在S-CSCF Info信息包，HSS在SAA响应中均 无条件地显式地返回用户当前的注册状态；S-CSCF均直接从HSS返回的 SAA响应中获取用户的注册状态，无需进一步根据其他条件判断。
变型实施例2:基于变型实施例1,执行故障恢复过程的S-CSCF在向 HSS发送SAR请求时明确要求HSS返回用户当前的注册状态，HSS收到该 要求时，才在SAA响应中显式地返回用户当前注册状态；此时，S-CSCF直 接从HSS返回的SAA响应中显式的用户当前注册状态信息获取用户的注册 状态，无需进一步根据其他条件判断。
综上所述，本发明处理S-CSCF故障的方法，在S-CSCF发生故障后的 故障处理流程中，通过让HSS判断并返回用户的注册状态，避免由于S-CSCF 根据HSS返回的响应结果中的信息判断所导致的失误，可以有效地避免由 于注册状态判断错误而导致的业务触发混乱。
1权利要求
1、一种服务呼叫会话控制功能S-CSCF故障恢复处理方法，包括以下步骤A、当为用户分配的S-CSCF发生故障后，网络收到所述用户相关的呼叫请求，先确定一个用以执行故障恢复的S-CSCF；B、所述S-CSCF执行故障恢复流程，向归属用户服务器HSS发送服务分配请求；C、所述HSS收到服务分配请求后，在满足预设条件时或无条件地通过服务分配响应显式地返回在本地检查到的该用户当前注册状态；D、所述S-CSCF收到服务分配响应后，如检测到其中包含的显式返回的用户当前注册状态信息，则直接利用该当前注册状态信息获取所述用户当前的注册状态，继续后续呼叫处理流程。
2、 如权利要求l所述的方法，其特征在于步骤C中所述预设条件是在所述S-CSCF本地不存在S-CSCF info信息 包，即所述S-CSCF判断本地不存在S-CSCF info信息包时，通过力良务分配 响应显式地返回在本地检查到的该用户当前注册状态。
3、 如权利要求2所述的方法，其特征在于如所述S-CSCF判断本地存在S-CSCF info信息包，则在服务分配响应 中通过错误响应或其他信息来指示所述用户当前注册状态。
4、 如权利要求1所述的方法，其特征在于步骤C中所述预设条件是在所述S-CSCF本地不存在S-CSCF Info信息 包且所述用户为已注册状态，此时所述S-CSCF再通过服务分配响应显式地 返回所述用户当前注册状态。
5、 如权利要求1所述的方法，其特征在于步骤C中所述预设条件是所述HSS收到所述S-CSCF发送的服务分配 请求中，有要求所述HSS返回用户当前注册状态的信息，即所述HSS检测到服务分配请求中包含所述要求信息时，再通过服务分配响应中显式地返回 用户当前注册状态。
6、 如权利要求1至5中任一权利要求所述的方法，其特征在于步骤D中，所述S-CSCF在继续后续呼叫处理时，根据得到的所述用户 当前注册状态确定是触发注册业务，还是触发未注册业务。
7、 如权利要求1至5中任一权利要求所述的方法，其特征在于步骤C中，所述HSS还通过服务分配响应返回在本地检查到的所述用 户的业务配置信息，如本地存在所述用户的S-CSCFInfo信息包，则还通过 该月良务分配响应中返回所述用户的S-CSCF Info信息包。
8、 如权利要求1所述的方法，其特征在于所述显式地返回在本地4企查到的该用户当前注册状态是指在"l务分配 响应中携带专用于指示用户当前是否注册的信息，所述显式返回的用户当前 注册状态信息即为该专用于指示用户当前是否注册的信息。
9、 如权利要求8所述的方法，其特征在于所述显式返回的用户当前注册状态信息包含在S-CSCF Info信息包中， 或者包含在所述服务分配响应中的其它位置。
10、 如权利要求1所述的S-CSCF故障恢复处理方法，其特征在于步骤A中，所述用户相关的呼叫请求是所述用户发起的呼叫，或者是 应用服务器代替所述用户发起的呼叫，或者是第三方发起的指向所述用户的呼叫。
全文摘要
一种服务呼叫会话控制功能S-CSCF故障恢复处理方法，包括以下步骤当为用户分配的S-CSCF发生故障后，网络收到所述用户相关的呼叫请求，先确定一个用以执行故障恢复的S-CSCF；所述S-CSCF执行故障恢复流程，向归属用户服务器HSS发送服务分配请求；所述HSS收到服务分配请求后，在满足预设条件时或无条件地通过服务分配响应显式地返回在本地检查到的该用户当前注册状态；所述S-CSCF收到服务分配响应后，如检测到其中包含的显式返回的用户当前注册状态信息，则直接利用该当前注册状态信息获取所述用户当前的注册状态，继续后续呼叫处理流程。
文档编号H04W60/02GK101448319SQ20081009105
公开日2009年6月3日 申请日期2008年4月11日 优先权日2008年4月11日
发明者李志军 申请人:中兴通讯股份有限公司