通信终端能力管理系统及终端能力管理方法
【专利摘要】本发明提供一种通信终端能力管理系统及终端能力管理方法，所述通信终端能力管理系统包括终端能力收集单元、终端能力知识库、终端能力管理单元与内部会话控制及业务单元。本发明的技术方案实质上提供了一整套终端能力测定、收集、管理、共享发布的解决方案，终端能力收集单元获得终端的能力信息并将这些信息写入终端能力知识库中，进而可以通过终端能力管理单元与内部会话控制及业务单元实现一个终端去查询其他终端的能力以及根据查询到的终端能力进行终端之间最有效的业务组织，能够真正利用终端设备能力信息来提高多方多媒体会话通信以及业务有效构建的成功率，特别适合应用于应急通信。
【专利说明】通信终端能力管理系统及终端能力管理方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及应急通信【技术领域】，尤其涉及一种通信终端能力管理系统及终端能力
管理方法。
【背景技术】
[0002]SIP (Session Initiation Protocol)是一个应用层的信令控制协议,用于创建、修改和释放一个或多个参与者的会话。这些会话可以是Internet多媒体会议、IP电话或多媒体分发。会话的参与者可以通过组播(multicast)、网状单播(unicast)或两者的混合体进行通信。SIP协议定义了 6个请求消息和6个响应消息。定义的6个请求消息分别是:邀请(INVITE)，证实(ACK)，再见(BYE)，取消(CANCEL)，选择(OPTIONS)和登记(REGISTER)。其中，INVITE用来邀请用户或者应用程序加入某会话，相当于呼叫信令中的Setup消息；ACk用于证实客户机已收到关于INVITE请求的最终响应，该消息仅和INVITE配套使用；BYE用于指示释放呼叫，可由主叫方或被叫方发出，任一方收到BYE后应停止向发起BYE请求的另一方发送媒体流；CANCEL用于取消一个尚未完成的请求；0PT10NS用于询问服务器的能力，包括用户的忙闲状态信息；RFC3216用于发起呼叫前可发送该消息以确认网络实体是否支持某种消息或某种能力。其中，SIP将终端用户称为用户代理UA (UserAgent)，请求方称为用户代理客户UAC(UserAgentClient，用户代理客户机)，被请求方称为用户代理服务器UAS(UserAgentserver，用户代理服务器)，UAC负责发起SIP呼叫请求，UAS接收UAC的请求并负责对其做出响应(接受、拒绝或重定向)，OPTIONS允许一个UA来查询另外一个UA或者服务端的能力，通过该方法，SIP终端可以查询服务端提供的能力，而服务端也可以查询终端的能力。
[0003]图1所示为OPTIONS方法的消息流程，具体如下:
[0004]1、一个UA提出查询终端能力的OPTIONS请求:
[0005]OPTIONS sip:usericarrier.com SIP/2.0
[0006]Via:SIP/2.0/UDP cavendish, kings.Cambridge, edu.uk
[0007];branch=z9hG4bK1834
[0008]Max-Forwards:70
[0009]To:<sip:wiliamhopkinsicam.ac.uk>
[0010]From: J.C.MaxwelKsip: james.maxwellikings.Cambridge, edu.uk>
[0011]; tag=34
[0012]Cal1-1D:747469e729acd305
[0013]CSeq:290PT10NS
[0014]Content-Length:0
[0015]2、被查询能力的终端给出上述OPTIONS请求的OPTIONS响应:
[0016]SIP/2.02000K
[0017]Via:SIP/2.0/UDP cavendish, kings.Cambridge, edu.uk;tag=512A6[0018]； branch=z9hG4bK0834; received=192.0.0.2
[0019]To:〈sip: wiliamhopkins@cam.ac.uk>; tag=432
[0020]From: J.C.MaxwelKsip: james.maxwel likings.Cambridge, edu.uk>
[0021]; tag=34
[0022]Call-1D:747469e729acd305
[0023]CSeq:29 OPTIONS
[0024]Contact:<sip:william@tutors.cam.ac.uk>;audio; video
[0025]Allow:1NVITE, OPTIONS, ACKj BYE, CANCEL, REFER
[0026]Supported:1ce, join
[0027]Accept-Language: en，de，fr
[0028]Content-Type: application/sdp
[0029]Content-Length:170
[0030]v=0
[0031]ο=jc 2590845378 2590945578IN IP4tutors.cam.ac.uk
[0032]s=-
[0033]c=IN IP4tutors.cam.ac.uk
[0034]t=0 0
[0035]m=audio 32852 RTP/AVP 96 0
[0036]a=rtpmap:96 SPEEX/8000
[0037]a=rtpmap:0 PCMU/8000
[0038]m=video 82852 RTP/AVP 34
[0039]a=rtpmap:34 H263/90000
[0040]从OPT IONS响应可以看出，终端支持媒体种类和编解码包括:语音(SPEEX与PCMU)、视频(H263/90000);支持的业务能力包括:ICE和JOIN ;支持的语言包括英语、法语和丹麦语。其中IETF定义的标准业务能力的种类和描述请参考IETF提供的标准文档。其中 ICE (交互式连接建立)-1nteractive Connectivity Establishment 是一种综合性的NAT穿越的技术。交互式连接建立是由IETF的MMUSIC工作组开发出来的一种frameWorii,可整合各种 NAT 穿透技术，如 STUN、TURN (Traversal Using Relay NAT)、RSIP (RealmSpecific IP，特定域IP)等。该framework可以让SIP的客户端利用各种NAT穿透方式打穿远程的防火墙。JOIN又称连接查询，是关系数据库中最主要的查询，主要包括内连接、夕卜连接和交叉连接等。通过连接运算符可以实现多个表查询。连接是关系数据库模型的主要特点，也是它区别于其它类型数据库管理系统的一个标志。
[0041]此外，终端注册时可通过User-Agent头提供终端型号，经过知识库的映射，终端型号可对应到一组软件能力，例如下面是一个典型的SIP注册请求:
[0042]REGISTER sip: example, com.cn; transport=tcp SIP/2.0
[0043]To: " Bob" <sip:Bob@example.com.cn; transport=tcp>
[0044]From: " Bob" <sip:Bob@example.com.cn; transport=tcp>
[0045]Contact:<sip:Bob@example.com.cn:5060;transport=tcp>;expires=3600
[0046]Supported:1OOrel[0047]Allow:1NVITE, OPTIONS, ACK, BYE, CANCEL, REFER
[0048]Call-1D:FMGzgc00bn3Sx321*jA+G00eJK@192.168.7.35
[0049]CSeq:1 REGISTER
[0050]Max-Forwards:70
[0051]User-Agent:MSF/8.5712
[0052]Via:SIP/2.0/TCP 192.168.7.35:5060;
[0053]branch=z9hG4bKFMGzgc00bn3Sz321_jA+GOOeJK;rport;alias
[0054]Content-Length:O
[0055]注意User-Agent头域的值，MSF/8.5712是该终端的软件型号。
[0056]但是，SIP协议框架并没有提供一套终端能力共享的标准以及统一的设备能力描述语法，使得其它终端或者第三方应用无法实时的获取目标终端的能力。此外，仅通过注册请求中的User-Agent头域,也无法获得该终端的任何实质性的信息。
[0057]然而，在应急通信领域中，往往需要更快速、高效、稳定地发起媒体会话或者构建业务功能，而要达到这一目的，服务端或者业务控制终端需要实时的掌握其它终端的能力，从而确定业务构建的可行性，或者在众多可选终端中选择最合适的终端来构建会话或者业务，或者选择合适的编解码以及调整通信的QoS以提高媒体通信质量。此外，将终端的部分媒体能力以及业务能力，以某种状态呈现的方式发布给其它终端或者第三方网络节点(如单兵指挥系统)，将能够大大的提升终端用户使用的便捷性，或者衍生出新的组合应用场景。这里的终端能力包括终端的网络环境、硬件能力(屏幕的分辨率大小、CPU处理速度、摄像头分辨率等)、媒体处理能力(支持的音视频编解码)、业务支持能力(调度、会议、即时通信IM、Presence等)。其中Presence业务,就是使得参与实体(人或者应用)通过网络实时发布和修改自己的个性化信息，比如:位置、心情、连通性(外出就餐、开会)等，同时参与实体可以通过订阅、授权等方式控制存在信息的发布范围。Presence业务可以通过E-mail、SMS、IM等方式通知用户状态信息。
[0058]因此，需要一种新的通信终端能力管理系统及终端能力管理方法，以避免上述缺陷。
【发明内容】
[0059]本发明的目的在于提供一种通信终端能力管理系统及终端能力管理方法，能够应用于应急通信，并真正利用终端设备能力信息提高多方多媒体会话以及业务有效构建的成功率。
[0060]为解决上述问题，本发明提出一种通信终端能力管理系统，架设在服务端，包括终端能力收集单元、终端能力知识库、终端能力管理单元与内部会话控制及业务单元；
[0061]所述终端能力收集单元负责与终端进行交互并收集终端能力信息；
[0062]所述终端能力管理单元负责管理终端的能力信息并提供终端能力信息的查询和发布接口 ；
[0063]所述终端能力知识库负责保存终端分类信息与能力信息的对应关系，以提供根据终端分类信息查询终端能力信息的依据；
[0064]所述内部会话控制及业务单元用于各终端在服务端的通信以及各通信终端之间的业务组织。
[0065]进一步的，所述终端能力收集单元负责与终端进行交互并收集终端能力信息，包括:
[0066]若所述终端的分类信息在所述终端能力知识库中已保存，则在终端向服务端注册过程中，所述终端通过用户代理客户机(User-Agent)头域提供自身的分类信息，所述终端能力收集单元根据终端提供的分类信息在终端能力知识库中获取所述终端的能力信息；
[0067]若所述终端的分类信息在所述终端能力知识库中未保存但所述终端支持OPTIONS，则在所述终端向服务端注册成功后，所述终端能力收集单元向所述终端发起OPTIONS请求来收集所述终端的能力信息；
[0068]若所述终端与所述服务端设有自定义通信方式，则所述终端能力收集单元通过以自定义通信收集所述终端的能力信息；
[0069]若所述终端的分类信息在所述终端能力知识库中未保存且所述终端不支持OPTIONS,则所述终端能力收集单元在终端与所述服务端进行会话的阶段，通过SDP交互协商的结果来记录所述终端的能力信息。
[0070]进一步的，所述终端能力收集单元将收集到的终端能力信息以标准的xml文档格式更新到所述终端能力知识库中。
[0071]进一步的，所述终端能力管理单元提供第三方应用、内部应用以及其它终端设备进行终端能力信息的查询和发布的三种类型的接口。
[0072]进一步的，所述终端能力知识库为关系型数据库或XDM服务器。
[0073]进一步的，所述终端的能力信息包括网络环境、硬件能力、媒体处理能力以及业务支持能力中的至少一种。
[0074]进一步的，所述终端能力收集单元通过终端与所述服务端的一次会话过程获取所述终端的网络环境信息，包括:
[0075]所述终端能力收集单元在所述会话过程中，通过ICE机制收集所述终端采用的NAT类型；和/或
[0076]所述终端能力收集单元在所述会话过程中，通过分析统计RTP/RTCP包收集所述终端的网络延迟、抖动、丢包率信息。
[0077]进一步的,所述业务支持能力包括调度、会议、IM (即时消息)以及Presence中的至少一种。
[0078]相应的，本发明还提供一种一应用上述之一的通信终端能力管理系统的终端能力管理方法，包括:
[0079]各终端向所述服务端注册；
[0080]所述终端能力收集单元与各终端进行交互并收集各终端的能力信息；
[0081]所述终端能力管理单元管理各终端的能力信息并提供各终端的能力信息的查询和发布接口；
[0082]所述终端能力知识库保存终端分类信息与能力信息的对应关系，以提供根据终端分类信息查询终端能力信息的依据；
[0083]所述内部会话控制及业务单元负责各终端在服务端的通信以及各终端之间的业务组织。[0084]进一步的，所述的终端能力管理方法，还包括:
[0085]其中一个终端向服务端请求查询其他至少一个终端的能力信息；
[0086]所述终端能力管理单元根据所述请求以及所述终端能力知识库的对应关系找到所述其他至少一个终端的能力信息；
[0087]所述终端能力管理单元向所述其中一个终端发布找到的所述其他至少一个终端的能力信息；
[0088]所述其中一个终端接收到所述其他至少一个终端的能力信息后，通过所述内部会话控制及业务单元选择所述其他至少一个终端中合适的终端进行通信和业务组织。
[0089]与现有技术相比，本发明提供的通信终端能力管理系统及终端能力管理方法，实质上提供了一整套终端能力测定、收集、管理、共享发布的解决方案，其中服务端由终端能力收集单元、终端能力知识库、终端能力管理单元与内部会话控制及业务单元组成，终端能力收集单元获得终端的能力信息并将这些信息写入终端能力知识库中，进而可以通过终端能力管理单元与内部会话控制及业务单元实现一个终端去查询其他终端的能力以及根据查询到的终端能力进行终端之间最有效的业务组织。能够真正利用终端设备能力信息来提高多方多媒体会话通信以及业务有效构建的成功率，特别适合应用于应急通信。
【专利附图】
【附图说明】
[0090]图1是现有技术中一种SIP协议框架下的OPTIONS方法的消息流程图；
[0091]图2是本发明具体实施例的通信终端能力管理系统的架构示意图；
[0092]图3是本发明具体实施例的终端能力管理方法的流程图；
[0093]图4是本发明具体实施例的其他终端对目标终端的进行能力信息查阅的流程图；
[0094]图5是本发明具体实施的基于SIP协议其他终端对目标终端的进行能力信息查阅的消息流程图。
【具体实施方式】
[0095]本发明的核心思想是公开一种通信终端能力管理系统及终端能力管理方法，以提供一种确定终端能力以及对终端能力信息进行统一储存、查询和发布的解决方案，使得服务端或者业务控制终端能够实时的掌握其它终端的能力，从而确定业务构建的可行性，或者在众多可选终端中选择最合适的终端来构建会话或者业务，或者选择合适的编解码codec、帧率、视频大小等参数以及调整通信的QoS以提高媒体通信质量。此外，将终端的部分媒体能力以及业务能力，以某种状态呈现的方式发布给其它终端或者第三方网络节点(如单兵指挥系统)，将能够大大的提升终端用户使用的便捷性，或者衍生出新的组合应用场景，最终使得多方多媒体会话以及业务有效构建的成功率大大提高。其中，本发明所述的终端能力包括终端的网络环境、硬件能力(例如屏幕的分辨率大小、CPU处理速度、摄像头分辨率等)、媒体处理能力(例如支持的音视频编解码等)、业务支持能力(例如调度、会议、頂、Presence 等)。
[0096]为使本发明的目的、特征更明显易懂，下面结合附图对本发明的【具体实施方式】作进一步的说明，然而，本发明可以用不同的形式实现，不应认为只是局限在所述的实施例。
[0097]请参考图2，本发明提供一种通信终端能力管理系统1，架设在服务端，包括终端能力收集单元12、终端能力知识库11、终端能力管理单元13与内部会话控制及业务单元14.[0098]其中，本实施例中，终端分为目标终端(目标终端设备)2和其他终端(其他终端设备)3，这种划分是按照终端能力提供者和监控者的角色进行划分的，这两种角色是可以相互转化的。目标终端设备是终端能力信息的提供者。因此，终端能力收集单元12负责与终端(目标终端2和其他终端3)进行交互并收集目标终端2的能力信息，并将收集到的信息保存到终端能力知识库11中，本实施例中，终端能力知识库11可以是关系型数据库或XDM服务器，当为XDM服务器时，终端能力收集单元12收集的目标终端2的能力信息会以标准的xml文档格式更新到XDM服务器中。
[0099]终端能力管理单元13负责管理终端的能力信息并提供三种类型的接口，向第三方应用4、内部应用以及其它终端设备提供终端能力信息的查询和发布功能。
[0100]终端能力知识库11负责保存不同型号(即分类信息)的终端对应的终端能力集，提供根据终端分类信息查询终端能力信息的依据，当终端能力收集单元12获得终端设备的型号(即分类信息)时，可根据该型号在终端能力知识库11中查询获得终端的能力信息，如硬件与软件能力。终端能力知识库11的物理形式可以是关系型数据库，也可以是XDM服务器。
[0101]内部会话控制及业务单元14用于在服务端开展多媒体融合通信的过程中，通过访问终端的能力信息，合理高效的进行终端之间的业务组织。
[0102]本实施例中，所述终端能力收集单元12通过五种途径收集终端能力信息，即目标终端2通过五种途径向终端能力收集单元12提供自己的能力信息，具体如下:
[0103](I)终端(目标终端2)在注册过程中，通过User-Agent (用户代理客户机)头域提供终端的分类信息，如软件版本类型，并且该终端分类信息在终端能力知识库11中有记录。这种终端，可以是自主研发的终端产品或终端能力与终端分类(例如按型号进行的分类)有稳定的相关性的第三方设备。这种途径实际上是:若所述终端的分类信息在所述终端能力知识库11中已保存，则在终端向服务端注册过程中，所述终端通过用户代理客户机(User-Agent)头域提供自身的分类信息，所述终端能力收集单元12根据终端提供的分类信息在终端能力知识库11中获取所述终端的能力信息；
[0104](2)在User-Agent无法匹配或者终端能力知识库11无法提供所有终端信息的情况下，服务端在终端注册成功后，向支持OPTIONS的终端发起OPTIONS请求。任何支持OPTIONS标准的终端，会报告自身的终端能力信息。这种途径实际上是:若所述终端的分类信息在所述终端能力知识库11中未保存但所述终端支持OPTIONS，则在所述终端向服务端注册成功后，所述终端能力收集单元12向所述终端发起OPTIONS请求来收集所述终端的能力信息。
[0105](3)对于一些特定终端，通过私有通信方式，以自定义消息格式报告终端的能力信息，例如硬件信息中的CPU处理速度、主屏幕分辨率、摄像头的一些关键参数等。这些信息与软件版本无法绑定，且通过OPTIONS方法也无法获取，只能通过非标准途径获取。这种途径实际上是:若所述终端与所述服务端设有自定义通信方式，则所述终端能力收集单元12通过以自定义通信收集所述终端的能力信息。
[0106](4)对于未知的终端类型(即不属于任何一种分类的终端)，且不支持OPTIONS标准的终端，则只能在会话阶段，通过SDP交互协商的结果来记录终端的媒体能力。这种途径实际上是:若所述终端的分类信息在所述终端能力知识库中未保存且所述终端不支持OPTIONS,则所述终端能力收集单元12在终端与所述服务端进行会话的阶段，通过SDP交互协商的结果来记录所述终端的能力信息
[0107](5)对于终端的网络环境信息，需要进行一次会话过程才能够获取:通过ICE机制，可以了解终端采用的是哪种类型的NAT ;通过分析统计RTP/RTCP包，可以获知终端的网络延迟、抖动、丢包率等信息。终端能力收集单元12收集这些能力信息并将这些能力信息对应保存到终端能力知识库11中，以用于后续其他终端通过终端能力管理单元13提供的接口来查询。通过以上五种途径，终端能力收集单元12可以获得终端的能力信息，并将这些信息以标准的XML格式写入终端能力知识库11的文档管理服务器(XDMS)中，每一个终端的能力集对应一份XML文档,能力集文档的格式采用xml schema进行规范。其中，XDMS属于一种下一代网络网元，用来存储并管理XML文档，XDM用户能够通过XCAP协议访问和操作XML文档。XCAP协议是一种基于HTTP协议的XML文档接入控制协议，该协议允许客户端通过HTTP协议来读、写、修改存放在服务器中的XML格式的应用配置数据。XCAP将XML文档中的节点映射到HTTP URIs中，使得这些组件能够直接通过HTTP访问。
[0108]XCAP请求的消息格式如下:
[0109]XCAP Method[XCAP Root URI] / [Document Selector] / ~~/ [Node Selector]
[0110]其中[XCAP Root URI]为XDM服务器的地址，[Document Selector]为文档选择器，[Node Selector]为节点选择器。
[0111]举例说明:如果某个终端需要获取目标终端设备(假设设备号码为1234)的网络环境数据，只需要向终端能力管理单元13发送如下的一条XCAP请求:
[0112]GET http://xcap.example.com/terminal-capability/terminals/global/tel:1234/
[0113]~~/Terminal-capability/network-description HTTP/1.1
[0114]终端能力管理单元13收到该请求后，从终端能力知识库11找到该xml文件，并将请求的节点中的信息返回给请求者，格式如下:
【权利要求】
1.一种通信终端能力管理系统，架设在服务端，其特征在于，包括终端能力收集单元、终端能力知识库、终端能力管理单元与内部会话控制及业务单元； 所述终端能力收集单元负责与终端进行交互并收集终端能力信息； 所述终端能力管理单元负责管理终端的能力信息并提供终端能力信息的查询和发布接口 ； 所述终端能力知识库负责保存终端分类信息与能力信息的对应关系，以提供根据终端分类信息查询终端能力信息的依据； 所述内部会话控制及业务单元用于各终端在服务端的通信以及各通信终端之间的业务组织。
2.根据权利要求1所述的通信终端能力管理系统，其特征在于，所述终端能力收集单元负责与终端进行交互并收集终端能力信息，包括: 若所述终端的分类信息在所述终端能力知识库中已保存，则在终端向服务端注册过程中，所述终端通过User-Agent头域提供自身的分类信息，所述终端能力收集单元根据终端提供的分类信息在终端能力知识库中获取所述终端的能力信息； 若所述终端的分类信息在所述终端能力知识库中未保存但所述终端支持OPTIONS，则在所述终端向服务端注册成功后，所述终端能力收集单元向所述终端发起OPTIONS请求来收集所述终端的能力信息； 若所述终端与所述服务端设有自定义通信方式，则所述终端能力收集单元通过以自定义通信收集所述终端的能力信息； 若所述终端的分类信息在所述终端能力知识库中未保存且所述终端不支持OPTIONS，则所述终端能力收集单元在终端与所述服务端进行会话的阶段，通过SDP交互协商的结果来记录所述终端的能力信息。
3.根据权利要求1或2所述的通信终端能力管理系统，其特征在于，所述终端能力收集单元将收集到的终端能力信息以标准的xml文档格式更新到所述终端能力知识库中。
4.根据权利要求1所述的通信终端能力管理系统，其特征在于，所述终端能力管理单元提供第三方应用、内部应用以及其它终端进行终端能力信息的查询和发布的三种类型的接口。
5.根据权利要求1所述的通信终端能力管理系统，其特征在于，所述终端能力知识库为关系型数据库或XDM服务器。
6.根据权利要求1所述的通信终端能力管理系统，其特征在于，所述终端的能力信息包括网络环境、硬件能力、媒体处理能力以及业务支持能力中的至少一种。
7.根据权利要求6所述的通信终端能力管理系统，其特征在于，所述终端能力收集单元通过终端与所述服务端的一次会话过程获取所述终端的网络环境信息，包括: 所述终端能力收集单元在所述会话过程中，通过ICE机制收集所述终端采用的NAT类型；和/或 所述终端能力收集单元在所述会话过程中，通过分析统计RTP/RTCP包收集所述终端的网络延迟、抖动、丢包率信息。
8.根据权利要求6所述的通信终端能力管理系统，其特征在于，所述业务支持能力包括调度、会议、IM以及Presence中的至少一种。
9.一种应用权利要求1至8中任一项所述的通信终端能力管理系统的终端能力管理方法，其特征在于，包括: 各终端向所述服务端注册； 所述终端能力收集单元与各终端进行交互并收集各终端的能力信息； 所述终端能力管理单元管理各终端的能力信息并提供各终端的能力信息的查询和发布接口 ； 所述终端能力知识库保存终端分类信息与能力信息的对应关系，以提供根据终端分类信息查询终端能力信息的依据； 所述内部会话控制及业务单元负责各终端在服务端的通信以及各终端之间的业务组织。
10.根据权利要求9所述的终端能力管理方法，其特征在于，所述方法还包括: 其中一个终端向服务端请求查询其他至少一个终端的能力信息； 所述终端能力管理单元根据所述请求以及所述终端能力知识库的对应关系找到所述其他至少一个终端的能力信息； 所述终端能力管理单元向所述其中一个终端发布找到的所述其他至少一个终端的能力信息； 所述其中一个终端接收到所述其他至少一个终端的能力信息后，通过所述内部会话控制及业务单元选择所述 其他至少一个终端中合适的终端进行通信和业务组织。
【文档编号】H04L29/06GK103747002SQ201410020550
【公开日】2014年4月23日 申请日期:2014年1月16日 优先权日:2014年1月16日
【发明者】邹振强, 张亮, 张永华 申请人:电信科学技术第一研究所