漫游用户注册方法和系统的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种漫游用户注册方法和系统，方法包括：在接收到漫游用户发送的第一注册请求之后，通过多播方式向网络发送查找携带所述漫游用户的用户数据的数据源站点的第二注册请求；接收所述初始站点与所述归属站点中对所述第二注册请求响应较快的站点发送的重定向响应；根据所述路由信息建立与数据源站点之间的通信连接，并通过所述通信连接向所述数据源站点发送第三注册请求；接收并存储数据源站点响应所述第三注册请求发送的用户数据，根据所述用户数据对所述漫游用户进行注册。
【专利说明】
漫游用户注册方法和系统
技术领域
[0001]本发明涉及通信技术领域，特别是涉及一种漫游用户注册方法和系统。
【背景技术】
[0002]大规模紧急事件(例如自然灾害、战争)或其他原因导致某个区域固定的移动通信基础设施无法提供服务，而且卫星通信也不能满足该区域的通信业务要求的情况下，为了维持该特定区域的通信联络，需要部署临时的移动通信站点提供应急通信。这种应急移动通信站点为了适应快速机动部署的要求，通常装载在机动车上或者临时架设，因此可称为机动通信站点(以下简称站点)。由于单个机动通信站点的通信覆盖范围有限，为了实现更大范围地域的通信覆盖，需要部署更多的机动通信站点，同时这些站点可以通过无线手段(如微波或卫星等)相互连接组成临时的应急移动通信网络。如图1所示。
[0003]每个机动通信站点需要拥有完全的业务控制能力和单独的用户管理域，可以独立管理本站点内用户以及控制用户之间的所有业务活动，因此可以将一个机动通信站点看作一个通信管理域。为了实现更大的通信覆盖面积并且满足用户在更大范围内通信活动的需求，若干个机动通信站点可以联合构建成一个拥有多个管理域的采用机动分布式控制方式部署的移动通信网络(以下简称机动分布式通信网络)，该网络需要支持用户在网内的不同管理域之间漫游。如图1所示，管理域I的用户可以漫游到管理域N。
[0004]由于机动分布式通信网络是一个临时构成的网络，每个站点一般只是配置了归属用户的用户数据，当存在某个站点的用户漫游到其它站点的需求时，若漫游目的站点没有该用户的用户数据，则用户因无法完成入网注册而漫游失败，因此需要一种机制能够快速为漫游用户提供所需的用户数据，满足用户入网注册和业务发生的需要。
[0005]为了便于对用户数据的管理和维护，现有的用户位置管理方式一直采用基于集中式的二级管理模式，第一级数据中心用于永久存贮与用户相关的所有用户参数，同时也可以保存用户的位置信息;第二级数据中心用于缓存在所辖区域驻留的用户的所有与该用户有关的数据，这些数据是从第一级数据中心获得的，当用户发生漫游离开时，该用户的所有信息将被移除。例如在GSM(Global System for Mobile communicat1n，全球移动通信系统)系统中，第一级数据中心是HLR(Home Locat1n Register，归属位置寄存器)，第二级数据中心是VLR，HLR下辖多个VLR(Visit Locat1n Register，拜访位置寄存器)，当用户漫游至IJ某个VLR管理的区域时，VLR需要从用户归属的HLR获取用户的相关参数，当用户漫游开时，VLR将移除该用户的所有数据。例如，用户A漫游前在VLRl管辖的区域时的用户数据存贮情况如图2中左图所示，用户A漫游到VLR2管辖的区域时用户数据存贮情况如图2中右图所不O
[0006]然而，现有的用户位置管理方式是针对电信级应用需求设计的，依托的是稳定可靠和资源充裕的固定网络基础设施。集中式的二级管理模式有利于运营商集中管理用户数据和计费，但是在机动分布式通信网络中，每个站点都是相对独立的，一个站点可以是一个管理域，为了组成临时网络，站点之间的连接手段主要采用无线、微波和卫星等，这些连接方式不能提供完全可靠的并且带宽资源充裕的链路连接，同时组成网络的站点也会因为各种原因而不能提供不间断服务，因此机动分布式通信网络是动态变化和资源受限的，这种网络环境使得集中式的用户位置管理方式无法适应用户在网络中漫游的要求。网络连接的不可靠使得用户漫游目的站点和用户归属站点之间可能没有通路，无法将控制信令回传到归属站点。因此传统的集中式用户位置管理方式并不适合机动分布式通信网络。
【发明内容】
[0007]基于此，有必要针对现有技术在机动分布式通信网络中难以适用的问题，提供一种漫游用户注册方法和系统。
[0008]—种漫游用户注册方法，包括以下步骤:
[0009]在接收到漫游用户发送的第一注册请求之后，通过多播方式向网络发送查找携带所述漫游用户的用户数据的数据源站点的第二注册请求;其中，所述数据源站点包括所述漫游用户到达前的初始站点以及所述漫游用户的归属站点；
[0010]接收所述初始站点与所述归属站点中对所述第二注册请求响应较快的站点发送的重定向响应;其中，所述重定向响应中携带到所述数据源站点之间的路由信息；
[0011]根据所述路由信息建立与数据源站点之间的通信连接，并通过所述通信连接向所述数据源站点发送第三注册请求；
[0012]接收并存储数据源站点响应所述第三注册请求发送的用户数据，根据所述用户数据对所述漫游用户进行注册;其中，所述用户数据为所述漫游用户向所述目的站点进行注册的数据。
[0013]—种漫游用户注册方法，包括以下步骤:
[0014]在接收到漫游的目的站点发送的第五注册请求之后，在本站点的本地数据库中查询对应漫游用户进行注册所需的用户数据;其中，所述目的站点还通过多播方式向其他数据源站点发送所述第五注册请求，所述其他数据源站点为网络中除了本站点之外的存储漫游用户的用户数据的站点；
[0015]若查询到，向所述目的站点发送重定向响应，所述重定向响应中携带到所述目的站点之间的路由信息；其中，所述目的站点还接收所述其他数据源站点响应所述第五注册请求发送的重定向响应，若本站点发送的重定向响应早于其他数据源站点发送的重定向响应，所述目的站点根据所述路由信息建立与本站点之间的通信连接；
[0016]接收所述目的站点通过所述通信连接发送的第六注册请求，响应所述第六注册请求向所述目的站点发送所述用户数据;其中，所述目的站点对接收到的用户数据进行存储，并根据所述用户数据对所述漫游用户进行注册。
[0017]一种漫游用户注册系统，包括:
[0018]第一发送模块，用于在接收到漫游用户发送的第一注册请求之后，通过多播方式向网络发送查找携带所述漫游用户的用户数据的数据源站点的第二注册请求;其中，所述数据源站点包括所述漫游用户到达前的初始站点以及所述漫游用户的归属站点；
[0019]第一接收模块，用于接收所述初始站点与所述归属站点中对所述第二注册请求响应较快的站点发送的重定向响应;其中，所述重定向响应中携带到所述数据源站点之间的路由信息；
[0020]第二发送模块，用于根据所述路由信息建立与数据源站点之间的通信连接，并通过所述通信连接向所述数据源站点发送第三注册请求；
[0021]注册模块，用于接收并存储数据源站点响应所述第三注册请求发送的用户数据，根据所述用户数据对所述漫游用户进行注册;其中，所述用户数据为所述漫游用户向所述目的站点进行注册的数据。
[0022]一种漫游用户注册系统，包括:
[0023]查询模块，用于在接收到漫游的目的站点发送的第五注册请求之后，在本站点的本地数据库中查询对应漫游用户进行注册所需的用户数据;其中，所述目的站点还通过多播方式向其他数据源站点发送所述第五注册请求，所述其他数据源站点为网络中除了本站点之外的存储漫游用户的用户数据的站点；
[0024]第三发送模块，用于若查询到，向所述目的站点发送重定向响应，所述重定向响应中携带到所述目的站点之间的路由信息；其中，所述目的站点还接收所述其他数据源站点响应所述第五注册请求发送的重定向响应，若本站点发送的重定向响应早于其他数据源站点发送的重定向响应，所述目的站点根据所述路由信息建立与本站点之间的通信连接；
[0025]第二接收模块，用于接收所述目的站点通过所述通信连接发送的第六注册请求，响应所述第六注册请求向所述目的站点发送所述用户数据;其中，所述目的站点对接收到的用户数据进行存储，并根据所述用户数据对所述漫游用户进行注册。
[0026]上述漫游用户注册方法和系统，通过多播方式查找存储用户数据的数据源站点，找到后，通过数据源站点向目的站点发送重定向响应，并根据该重定向响应中的路由信息建立目的站点与数据源站点的通信连接，通过该通信连接获取注册所需的用户数据，并对漫游用户进行注册。将用户数据分布式存储到各个数据源站点，使得漫游用户需要注册时能够从对应数据源站点获取用户数据，避免了在带宽资源受限的网络环境下所有用户都从同一个数据中心获取数据而导致的链路拥堵。通过同时向归属站点和漫游到达前的初始站点请求用户数据，能够减少目的站点与归属站点之间的链路不通而无法注册的情况。同时，将获取到的用户数据存储到目的站点，能够方便在后续业务中直接使用用户数据，无需再次向数据源站点请求数据，减轻了网络负担，也便于用户再次漫游到其他站点时能够从多个数据源获取用户数据。
【附图说明】
[0027]图1为包含多个管理域的移动通信网络的结构示意图；
[0028]图2为传统移动通信系统用户位置管理示意图；
[0029]图3为IMS注册过程示意图；
[0030]图4为IMS网络注销过程示意图；
[0031 ]图5为第一实施例的漫游用户注册方法的方法流程图；
[0032]图6为采用“RIGISTER”请求完成跨域漫游的流程图；
[0033]图7为第二实施例的漫游用户注册方法的方法流程图；
[0034]图8为第一实施例的漫游用户注册系统的结构示意图；
[0035]图9为第二实施例的漫游用户注册系统的结构示意图。
【具体实施方式】
[0036]下面结合附图对本发明的漫游用户注册方法和系统的实施例进行说明。
[0037]首先以IMS(Internet Multimedia Subsystem，互联网多媒体子系统)为例对现有技术进行简要说明。IMS是3GPP(3rd Generat1n Partnership Project，第三代合作伙伴项目)提出的电信级多媒体业务会话控制的解决方案。IMS的体系架构是以互联网的SIP(Sess1n Initiat1n Protocol，会话初始协议)服务架构为基础，结合电信级的需求以及互联网应用的特点构建的。MS的系统主要由4个基础功能部分组成，分别是会话连接控制功能、用户数据管理功能、媒体资源管理功能以及互联网关功能。
[0038]在IMS中，用户位置管理主要由功能实体P/1/S-CSCF(Proxy/Interrogating/Serving-Call Sess1n Control Funct1n，代理/查询/服务呼叫会话控制功能)和HSS(Home Subscriber Server，归属签约用户服务器)实现。P-CSCF用于用户信令的接入；1-CSCF用于在用户注册时确定为用户提供服务的S-CSCF;S-CSCF主要负责会话连接的建立、维护和移除，同时它还保存从HSS获得的用户参数和用户接入的P-CSCF的名称或地址;HSS用于存放所在管理域的所有用户的签约参数和为用户提供服务的S-CSCF的名称或地址。MS的用户位置管理采用集中式，1-CSCF、S-CSCF和HSS部署在归属地，P-CSCF可以根据实际应用部署在归属地或拜访地。不论IMS的用户在哪里JMS的所有管理和控制活动都要返回到归属地完成。用户可以根据用户终端预先配置或者由接入网指定的P-CSCF地址接入頂S。首次注册时，IMS首先选定为用户提供服务的S-CSCF，然后该S-CSCF从HSS获取用户的相关参数，HSS发送用户参数给S-CSCF的同时也保存该S-CSCF的地址，S-CSCF存贮用户参数的同时保存提供用户数据的HSS的地址，S-CSCF也保存用户接入的P-CSCF的地址，P-CSCF保存返回注册响应的S-CSCF的地址以及用户的地址。用户在注册期间发生接入位置变更时，需要重新发起IMS注册。如果用户接入地址发生变化，则P-CSCF中保存的用户地址随之更新。如果用户变更了接入的P-CSCF，则S-CSCF保存的用户接入的P-CSCF地址也随之变更。頂S注册过程如图3所示。
[0039]用户注册时的过程如下:
[0040](I) UE 发送 REGISTER 请求给 P-CSCF ；
[0041 ] (2) P-CSCF根据用户的归属域名称将REGISTER请求转发到归属网络的1-CSCF;
[0042 ] (3)1 -CSCF发送Cx-Query给HSS，HSS检测是否允许该用户接入；
[0043](4)HSS向1-CSCF返回Cx-Query Resp，其中携带指配的S-CSCF的名称或能力信息；
[0044](5) 1-CSCF 向 HSS 指配的 S-CSCF 发送 REGISTER 请求；
[0045](6) S-CSCF向HSS发送Cx-Put，获取用户参数；
[0046](7)HSS通过Cx-Put Resp返回用户参数并保存S-CSCF地址，S-CSCF贮存用户信息；
[0047](8)S-CSCF 保存 P-CSCF 地址，并返回200 响应给 1-CSCF;
[0048](9) 1-CSCF 返回200 响应给 P-CSCF;
[0049 ] (10) P-CSCF保存归属网络的联系信息后向UE返回200响应。
[0050] UE在注册成功后还需要周期性发送注册请求，周期性注册过程与首次注册过程相同，但出于优化考虑，S-CSCF可以在周期性注册时可以选择不再向HSS发送Cx-Put获取用户数据。[0051 ] UE主动发起注销的过程与注册相同，但在向HSS发送的Cx-Put是指示用户在S-CSCF注销，S-CSCF和P-CSCF在发送200响应后移除该注销用户的所有数据。
[0052]网络在注册有效期内没有收到用户的注册请求时，则发起网络注销过程，网络注销过程如图4所示。
[0053]网络注销过程描述如下:
[0054](I )P-CSCF和S-CSCF的注册定时器超时，P-CSCF移除保存的用户数据；
[0055](2) S-CSCF向HSS发送Cx-Put，指示用户在S-CSCF已注销；
[0056](3)HSS返回Cx-Put Resp给S_CSCF，S_CSCF移除保存的用户数据。
[0057]MS的用户在漫游时有两种接入方式，第一种是拜访地网络不能提供IMS的接入，需要回到预先指定的归属地P-CSCF接入，第二种被称为“Local Breakout”，拜访地网络可以提供IMS的接入，用户首先从拜访地网络的本地P-CSCF接入，P-CSCF再根据用户的归属域名将消息路由到用户归属网络的IMS。不管采用哪种接入方式，IMS的用户漫游时注册和会话控制信令流都要回到归属网络，由归属网络集中处理。
[0058]由上可知，MS采用了集中式的用户位置管理方式，第一级的HSS永久保存了用户的全部数据，并记录了为用户提供服务的S-CSCF的名称或地址，第二级的S-CSCF和P-CSCF在用户注册成功后保存了用户的相关位置信息，以便在后续业务中直接使用。
[0059]随着通信技术进步，互联网和移动通信网已经逐步融合为基于IP( InternetProtocol，互联网协议)的移动互联网，多媒体会话类业务成为移动互联网的重要业务，SIP是互联网的多媒体业务会话连接核心控制协议，为了适应移动互联网的多媒体业务的多样化发展，3GPP提出了支持电信级多媒体业务的頂S解决方案，頂S的会话连接控制的核心协议就是SIP。
[0060]由于机动分布式通信网络中传输的主要是话音、视频等实时性较强的会话型业务，因此基于IP的机动分布式通信网络也采用SIP作为会话控制协议。SIP不但支持会话连接控制功能，而且也可以为用户位置管理功能提供了支撑。为了在机动分布式通信网络中实现用户在不同管理域之间漫游，利用SIP提供的能力，本发明提出基于SIP的机动分布式通信网络的用户位置管理的机制。
[0061]图5为第一实施例的漫游用户注册方法的方法流程图。如图5所示，所述漫游用户注册方法可包括以下步骤:
[0062]Sll，在接收到漫游用户发送的第一注册请求之后，通过多播方式向网络发送查找所述漫游用户的用户数据的数据源站点的第二注册请求;其中，所述数据源站点包括所述漫游用户到达前的初始站点以及所述漫游用户的归属站点；
[0063]在机动分布式通信网络中，组成网络的每个站点都是可以独立运行的，它们一般只配置了归属于本管理域的用户数据，同时也只管理驻留用户的注册状态。当目的站点接收到非归属用户的注册请求时，为了完成网络注册需要知道该用户的相关用户数据，包括安全、属性、能力和业务权限等信息，同时也需要及时通知用户漫游前的站点用户已发生漫游。由于目的站点没有漫游用户的用户数据，因此需要到漫游用户的归属站点获取用户相关数据。为了适应机动分布式通信网络的特点，可采用业务分布式控制方式，即业务控制本地化(业务控制由目的站点实施，用户数据管理仍由归属站点负责)，这种方式减少了因为业务控制信令流回传到归属站点引起的网络开销和传输时延，具有一定的优化作用。但是如果目的站点和归属站点之间的路径较长或较差，将会导致数据查询时延过长、业务成功率不高以及传输开销增加等的问题。为了克服依赖归属地集中管理用户数据引发的上述问题，可在用户漫游到的站点复制一份用户数据拷贝，这样漫游用户在业务发生时就能在目的站点直接获得该用户的相关数据。
[0064]当用户从原始目的站点再次漫游到当前目的站点时，当前目的站点可同时向原始目的站点和归属站点请求用户数据。由于此时当前目的站点不知道用户数据存储在哪一个原始目的站点中，因此可以通过多播的方式向网络发送查找所述漫游用户的用户数据的数据源站点的第二注册请求。用户从归属地首次漫游到目的站点时，与上述方法类似。区别仅在于，此时携带用户数据的仅有归属站点，在目的站点向网络发送注册请求时，只有归属站点会对该请求做出响应。
[0065]在通过多播方式向网络发送查找用户数据的数据源站点的第二注册请求之前，可以根据网络承载能力设置所述多播方式的转发跳数；以所述转发跳数向网络通过多播方式发送查找用户数据的数据源站点的第二注册请求。通过这种方式，可以防止承载泛搜索信令的IP多播包给网络带来冲击。可以在IP多播包包头的“TTL”(time to live)字段根据实际使用情况设置为一个合适的值，例如15，即承载泛搜索信令的IP多播包在经过15跳路由转发后“TTL”值将减至0，此时该IP多播包将不再被转发，从而限制了泛搜索影响的范围。IP多播包是由应用层发起的，而且“TTL”值通常也由应用层指定。
[0066]S12，接收所述初始站点与所述归属站点中对所述第二注册请求响应较快的站点发送的重定向响应;其中，所述重定向响应中携带到所述数据源站点之间的路由信息；
[0067]因为当前目的站点要同时到用户归属站点和原始目的站点获取用户数据，所以要分别知道它们的地址。用户归属站点的地址可以通过解析用户的归属域名获得。而对于原始目的站点，由于高层协议(例如SIP)—般具有接入无关性，当前目的站点无法从注册信令中获得任何原始目的站点的位置信息，因此为了获得用户漫游前站点的地址，当前目的站点可以采用向网络发送通告的方式探询，通告中携带漫游用户的身份信息，各个站点在收到通告后查询本地是否有对应用户数据，因为原始目的站点缓存了对应的用户数据，所以对通告返回肯定应答，这样当前目的站点就可以确定原始目的站点的地址。由于需要采用在网络发送通告的方法查询漫游前站点的地址，归属站点也会收到通告，因此归属站点可以对通告返回肯定应答，肯定应答被首先收到的站点将会被认为到该站点具有较好的传输路径，因而可将该站点作为数据源站点。这种采用网络通告的方式被称为泛搜索或者饱和路由。泛搜索是通信网络中为了探寻未知目标的可达路由而经常使用的手段。泛搜索实现较为简单，但它为了查找目标需要对整个网络实施饱和路由，在瞬间会产生较大的网络资源开销，因此泛搜索一般适用于规模较小的并且泛搜索发起频度不高的网络。机动分布式通信网络是临时性的小规模网络，而且用户活动主要集中在站点内，跨域漫游发生的机会较小，因此适合采用泛搜索。
[0068]在基于IP的机动分布式通信网络中利用泛搜索发现某个用户就是要向全网有关站点发送探询，实现这个目的有两种方法:
[0069]第一种方法是探询发起站点向网络中每个站点逐一用IP单播(unicast)方式发送探询请求，这种方法的问题是单播IP包需要有明确的目标地址，即在所有可能发起泛搜索的站点上都要预先配置好探询路由表，其中包括所有可能出现在网络上的站点的地址。这样做不但大大增加了系统的维护难度，而且无法访问临时新加入的站点，降低了系统的灵活性。这种方法产生的另一个问题是同一个信令用单播发送到同一方向的多个目的地址时要发多次，造成信令的IP包冗余，浪费了宝贵的传输资源。因此不采用IP单播方式实现泛搜索。
[0070]第二种方法是会话发起站点利用IP多播(multicast)方式发送查询请求，这种方法的前提条件是承载网络支持IP多播功能，而具有多播路由能力是IP多媒体业务承载网络的基本要求。网络上属于同一多播组的站点都可以收到利用IP多播方式发送的查询请求。由于IP承载网络维护了多播路由，泛搜索发起站点只需要发送一个探询请求信令即可，封装该信令的IP包的目的地址为用于泛搜索的多播组地址。采用多播方式实现泛搜索只需要配置好相应的多播组地址参数，而不需要知道网络上有哪些站点，增加了系统的灵活性，降低了维护难度。另一方面，IP多播包在网络中转发时如果有多个目标都在同一个方向时则只需要转发一次，大大减轻了网络的负担。
[0071]根据上述分析，在IP承载网络选用多播技术实现泛搜索比较合适，带来的好处是系统维护简单、网络开销小并且具有良好的灵活性。
[0072]SIP是多媒体会话的核心控制协议，在IETF RFC3261标准中定义了使用SIP发起多播的方法，包括消息格式和流程，因此可以利用SIP的多播技术实现泛搜索。
[0073]根据IETFRFC3261定义，需要在用于多播方式发送的请求消息中的请求行(Request-URI)中包含多播地址“maddr”参数，另外为了限制多播消息的转发跳数，消息的请求行中还需要包括消息生存期“TTL”参数。在SIP中，采用注册处理过程提供位置管理功能，而注册是由“REGISTER”请求实现的，因此为了找到数据源，漫游目的站点可以采用“REGISTER”请求发起泛搜索，其中包含的“maddr”参数值为用于泛搜索的多播组地址，“TTL”参数值根据实际需要设置。由于同时需要具备通知漫游前站点注销该漫游用户的功能，因此“REGISTER”请求消息中的“Expires”字段的值可设为O。网络承载层则可按“maddr”参数值将多播“REGISTER”请求发送到指定多播组的所有在线站点。
[0074]根据IETFRFC3261定义，一个对话中如果发起对话的是多播请求，则该对话的其它消息也是采用多播方式发送的。因此对于多播“REGISTER”请求的响应消息也是采用多播方式发送，如果直接使用多播响应携带用户信息，例如要求认证用户的用户鉴权信息，则会使得IP多播包很大。由于多播包会占用较多的网络资源，因此需要尽可能减少一次对话中产生的多播消息的数量以及每条消息的长度。基于上述原因，多播“REGISTER”请求只用作定位用户数据的数据源(用户漫游前站点或归属站点)。数据源在收到“REGISTER”请求后返回重定向响应(例如302Moved Temporari Iy)，消息中可以只携带到数据源的路由信息。
[0075]根据SIP的多播处理规定，多播请求发送方只会处理第一个收到的对应的多播响应，而后续收到的多播响应消息被当作重传而被丢弃。对于这种处理方式，如果所有收到多播“REGISTER”请求的站点都返回响应，而且返回的失败响应首先到达，则会造成携带了重定向路由信息的响应被当作重传消息丢弃，因此为了保证重定向响应(例如3 O 2 M ο V e dTemporarily)能够被收到并处理，没有保存用户数据的站点可不对多播“REGISTER”请求响应。这样做带来的另一个好处是大大减少了多播失败响应消息带来的网络开销。多播“REGISTER”请求发起站点在发出请求消息后可设置等待泛搜索响应定时器，在指定时间内如果没有收到对应的响应则认为探询失败。
[0076]S13，根据所述路由信息建立与数据源站点之间的通信连接，并通过所述通信连接向所述数据源站点发送第三注册请求；
[0077]当前目的站点可以从收到的重定向响应中获取到达数据源的路由信息，然后重新发起到数据源站点的单播“REGISTER”请求对话，消息中的“Expires”字段的值可设为O。数据源收到单播“REGISTER”请求后可以通过分析消息发送方的URI区分该消息是用于终端注销还是漫游用户数据的索取。考虑到链路条件限制和用户数据的传送量会比较大，而且如果数据源是用户漫游前站点，在移除缓存的用户数据前需要得到携带用户数据的响应消息传送完成的明确指示，对此SIP的TCP (Tr an smi s s i on Control Pr o to c ο I，传输控制协议)方式提供了保障，因此单播“REGISTER”请求对话可以采用SIP TCP方式建立。从安全角度考虑，为了防止非法用户冒名接入，可接收数据源站点响应所述第三注册请求返回的用户认证请求;根据所述用户认证请求，向所述数据源站点发送携带用户认证响应参数的第四注册请求;接收数据源站点响应所述第四注册请求发送的用户数据。例如，可以在传送用户数据前先对用户身份进行认证，向索取用户数据的站点返回用户鉴权要求(例如401UnauthOrized)。在确认用户身份合法后，数据源站点才在对“RIGISTER”请求的成功响应(例如200响应)的消息中携带漫游所需的用户数据。漫游目的站点将从响应消息中提取并保存这些用户数据。
[0078]S14，接收并存储数据源站点响应所述第三注册请求发送的用户数据，根据所述用户数据对所述漫游用户进行注册;其中，所述用户数据为所述漫游用户向所述目的站点进行注册的数据。
[0079]现有技术中用户漫游目的站点只向用户归属站点获取用户数据，一旦到归属站点的通路发生中断，漫游将因无法获得用户数据而失败。上述方法通过在目的站点拷贝用户数据，提高了漫游成功率。
[0080]若所述数据源站点不是所述漫游用户的归属站点，在所述漫游目的站点接收并存储数据源站点响应所述第三注册请求发送的用户数据之后，可将所述用户数据从所述数据源站点移除，并移除所述通信连接。
[0081]采用双备份的做法将大大减少了因连接链路失效而导致的获取用户数据失败的几率。另一方面，由于用户数据会偶尔发生变更，因此会出现在目的站点的用户数据拷贝与在归属站点的不一致的问题，但要使两者之间的数据保持同步则需要复杂的机制并且消耗更多的网络资源，得不偿失，因此折中的办法是在目的站点的用户数据拷贝上增加漫游有效期标志，当用户数据拷贝的有效期到达时将被立即移除。漫游有效期的长短可以根据系统实际情况设定。
[0082]在一个具体实施例中，采用“RIGISTER”请求完成跨域漫游的过程如图6所示，过程的描述如下:
[0083]I)站点收到用户的注册请求，通过查询本地用户数据库确认该用户是漫游用户；
[0084]2)目的站点向网络发送多播“REGISTER”请求查找用户数据的数据源站点，并且设置等待泛搜索响应的定时器；
[0085 ] 3)非数据源站点收到多播“REG ISTER”请求后不做任何响应；
[0086] 4)数据源站点返回多播“REGISTER”请求的重定向(例如302Moved Temporarily)响应，消息中携带重定向到该站点的路由信息，漫游目的站点收到多播“REG ISTER”请求的对应响应后取消等待泛搜索响应的定时器；
[0087]5)其它站点收到无关的多播重定向响应后不做任何处理；
[0088]6)目的站点根据重定向信息向数据源站点建立SIP TCP对话连接，发送“REGISTER” 请求；
[0089]7)数据源站点返回携带用户认证请求参数的响应(例如401Unauthorized)；
[0090]8)目的站点向用户返回携带用户认证请求参数的响应(例如401Unauthorized)；[0091 ] 9)用户向目的站点重新发送携带用户认证响应参数的“REGISTER”请求；
[0092]10)目的站点向数据源站点重新发送携带用户认证响应参数的“REGISTER”请求；
[0093]11)数据源站点返回成功响应(例如200响应)，在响应消息中的携带漫游所需的全部用户数据，如果数据源站点不是归属站点则在确认响应消息已成功被接收后移除该漫游用户的所有缓存信息，目的站点则保存响应消息中携带的全部用户数据，同时移除对应的SIP TCP连接；
[0094]12)目的站点向用户返回“REGISTER”请求的成功响应(例如200响应)。
[0095]由于在目的站点的漫游用户数据拷贝存在漫游有效期，当数据拷贝失效将会被立即移除，此时如果目的站点再收到用户的周期性注册请求时，可以重新发起上述注册过程，从归属站点获取用户数据。
[0096]本发明技术方案带来的有益效果:
[0097]机动通信站点既可以独立工作，也可以由多个站点组成临时的机动分布式通信网络，提供更大范围的通信覆盖，用户可以网内的站点之间跨域漫游。由于每个站点在开通前一般只配置了归属用户的用户数据，当其它管理域用户需要漫游到该站点时，就需要通过网络获得漫游用户的用户数据。但由于机动分布式通信网络具有临时组成、动态变化和资源受限等的特点，采用传统的集中式用户位置管理方式并不适合。同时在基于IP的网络中，SIP已成为了会话连接控制的核心协议，SIP也提供了对位置管理功能的协议支持，因此可以利用SIP实现用户在机动分布式通信网络中的跨域漫游。下面将进一步分析本发明为实现机动分布式通信网络的位置管理功能带来的有益效果。
[0098]本发明适应动态变化和资源受限的网络。在用户数据管理方面，采用了目的站点缓存用户数据方法使得漫游用户在拜访地发生本地业务时无需返回归属站点查询用户数据，减少了对网络的依赖性；另一方面，也使得当用户再次漫游时，可以通过泛搜索在归属站点和漫游前站点之间找到一个合适的数据源。较好的适应了网络的动态变化和资源受限的特点。
[0099]本发明提供了较高的用户漫游成功率。首先为了尽可能提高漫游目的站点找到用户数据源机会，采用了归属站点和漫游前站点的双数据源备份方法;其次为了保证用户数据可靠的从数据源到达目的站点，采用了SIP TCP方式进行传输;再次为了保证用户数据的有效性，为目的站点缓存的用户数据拷贝增加漫游有效期标志，确保失效的用户数据不再被使用。
[0100]本发明完成漫游注册过程的时延较短。通过采用基于SIP多播技术的泛搜索及时在网络中找到用户数据的数据源，并且利用SIP多播响应处理方式优选传输路径最优的数据源，从而缩短了查询数据源和传输用户数据所需的时间。
[0101]本发明完成用户漫游流程的处理和消息传输的开销少。由于泛搜索要遍历全网相关的站点，会对网络造成一定的压力，因此本发明采取了多种措施尽可以减少泛搜索带来的网络开销，达到探询性能与开销的平衡。首先机动分布式通信网络是临时组成的规模不大的网络，因此从扩散范围和响应时延考虑采用泛搜索是适合的。其次为了尽可能减少泛搜索过程产生的网络开销，主要采取以下几方面措施:一是尽可能精简用于泛搜索的信令长度，泛搜索消息只携带与探询相关的必需的路由信息；二是减少泛搜索过程中的信令个数，只存在目的站点的多播“REGISTER”请求消息和数据源的重定向响应消息，其它站点收到多播“REGISTER”请求不作响应;三是采用IP的多播路由实现泛搜索，相比于单播路由大大减少了到同一方向多个目标需要传输的IP包数量；四是限制多播路由跳数，为“REGISTER”请求的IP多播包设置TTL值，防止超过有效范围的扩散。
[0102]本发明采用SIP的多播技术以及位置管理能力，消息格式和相关处理流程完全遵循IETF RFC3261标准，因此具有良好的协议通用性和健壮性。
[0103]本发明由于采用了泛搜索的方法自动探寻目标，具有较好的网络环境自适应能力，无需人工过多干预。无需预先为漫游用户在可能到达的站点配置用户数据拷贝，也无需为查找用户数据源配置相关路由参数(例如到达归属站点的路由)。系统只需要规划和配置实现泛搜索的多播群组和对应的多播组地址以及限制多播范围的TTL值等参数即可，大大降低了为实现用户跨域漫游所需的系统维护难度。
[0104]综上所述，本发明为应急移动通信网络的用户位置管理提供了一种运行高效、维护简便和协议通用的机制。
[0105]图7为第二实施例的漫游用户注册方法的方法流程图。如图7所示，所述漫游用户注册方法可包括以下步骤:
[0106]S21，在接收到漫游的目的站点发送的第五注册请求之后，在本站点的本地数据库中查询对应漫游用户进行注册所需的用户数据;其中，所述目的站点还通过多播方式向其他数据源站点发送所述第五注册请求，所述其他数据源站点为网络中除了本站点之外的存储漫游用户的用户数据的站点；
[0107]在本步骤中，当用户从一个站点(可以是归属站点，也可以是上一次漫游到达的原始目的站点)漫游到另一个站点(即当前目的站点)时，当前目的站点需要向携带用户数据的数据源站点发送注册请求。数据源站点可以是归属站点，也可以是原始目的站点(当本站点是归属站点时，其他数据源站点可以是原始目的站点；当本站点是原始目的站点时，其他数据源站点可以是归属站点)。数据源站点可建立本地数据库，并将归属地为本站点的用户和临时驻留在本站点的用户的用户信息存储到所述本地数据库中。其中，由于当前目的站点无法从注册信令中获得任何原始目的站点的位置信息，因此为了获得原始目的站点的地址，当前目的站点可通过多播方式向网络中的站点发送该注册请求。收到注册请求的站点可在各自的本地数据库中查询对应漫游用户进行注册所需的用户数据。
[0108]S22，若查询到，向所述目的站点发送重定向响应，所述重定向响应中携带到所述目的站点之间的路由信息；其中，所述目的站点还接收所述其他数据源站点响应所述第五注册请求发送的重定向响应，若本站点发送的重定向响应早于其他数据源站点发送的重定向响应，所述目的站点根据所述路由信息建立与本站点之间的通信连接；
[0109]在本步骤中，携带用户数据的站点(包括归属站点和原始目的站点)可向当前目的站点发送重定向响应。若未携带该用户数据，则可将上述注册请求丢弃。响应被首先收到的站点将可被认为到该站点具有较好的传输路径，因而可将该站点作为数据源站点，可建立该数据源站点与当前目的站点之间的连接。
[0110]S23，接收所述目的站点通过所述通信连接发送的第六注册请求，响应所述第六注册请求向所述目的站点发送所述用户数据;其中，所述目的站点对接收到的用户数据进行存储，并根据所述用户数据对所述漫游用户进行注册。
[0111]建立步骤S22中的连接之后，可将用户数据从该数据源站点发送到当前目的站点。当前漫游站点可存储该用户数据，并根据所述用户数据对所述漫游用户进行注册。
[0112]该实施例的漫游用户注册方法的其他实施例与第一实施例相同，此处不再赘述。
[0113]与上述第一实施例对应地，本发明还提供一种漫游用户注册系统，如图8所示，可包括:
[0114]第一发送模块110，用于在接收到漫游用户发送的第一注册请求之后，通过多播方式向网络发送查找携带所述漫游用户的用户数据的数据源站点的第二注册请求;其中，所述数据源站点包括所述漫游用户到达前的初始站点以及所述漫游用户的归属站点；
[0115]第一接收模块120，用于接收所述初始站点与所述归属站点中对所述第二注册请求响应较快的站点发送的重定向响应;其中，所述重定向响应中携带到所述数据源站点之间的路由信息；
[0116]第二发送模块130，用于根据所述路由信息建立与数据源站点之间的通信连接，并通过所述通信连接向所述数据源站点发送第三注册请求；
[0117]注册模块140，用于接收并存储数据源站点响应所述第三注册请求发送的用户数据，根据所述用户数据对所述漫游用户进行注册;其中，所述用户数据为所述漫游用户向所述目的站点进行注册的数据。
[0118]与上述第二实施例对应地，本发明还提供一种漫游用户注册系统，如图9所示，可包括:
[0119]查询模块210，用于在接收到漫游的目的站点发送的第五注册请求之后，在本站点的本地数据库中查询对应漫游用户进行注册所需的用户数据;其中，所述目的站点还通过多播方式向其他数据源站点发送所述第五注册请求，所述其他数据源站点为网络中除了本站点之外的存储漫游用户的用户数据的站点；
[0120]第三发送模块220，用于若查询到，向所述目的站点发送重定向响应，所述重定向响应中携带到所述目的站点之间的路由信息；其中，所述目的站点还接收所述其他数据源站点响应所述第五注册请求发送的重定向响应，若本站点发送的重定向响应早于其他数据源站点发送的重定向响应，所述目的站点根据所述路由信息建立与本站点之间的通信连接；
[0121 ]第二接收模块230，用于接收所述目的站点通过所述通信连接发送的第六注册请求，响应所述第六注册请求向所述目的站点发送所述用户数据;其中，所述目的站点对接收到的用户数据进行存储，并根据所述用户数据对所述漫游用户进行注册。
[0122]本发明的漫游用户注册系统与本发明的漫游用户注册方法一一对应，在上述漫游用户注册方法的实施例阐述的技术特征及其有益效果均适用于漫游用户注册系统的实施例中，特此声明。
[0123]以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
[0124]以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
【主权项】
1.一种漫游用户注册方法，其特征在于，包括以下步骤: 在接收到漫游用户发送的第一注册请求之后，通过多播方式向网络发送查找携带所述漫游用户的用户数据的数据源站点的第二注册请求;其中，所述数据源站点包括所述漫游用户到达前的初始站点以及所述漫游用户的归属站点； 接收所述初始站点与所述归属站点中对所述第二注册请求响应较快的站点发送的重定向响应;其中，所述重定向响应中携带到所述数据源站点之间的路由信息； 根据所述路由信息建立与数据源站点之间的通信连接，并通过所述通信连接向所述数据源站点发送第三注册请求； 接收并存储数据源站点响应所述第三注册请求发送的用户数据，根据所述用户数据对所述漫游用户进行注册;其中，所述用户数据为所述漫游用户向所述目的站点进行注册的数据。2.根据权利要求1所述的漫游用户注册方法，其特征在于，接收并存储数据源站点响应所述第三注册请求发送的用户数据的步骤包括: 接收数据源站点响应所述第三注册请求返回的用户认证请求； 根据所述用户认证请求，向所述数据源站点发送携带用户认证响应参数的第四注册请求； 接收数据源站点响应所述第四注册请求发送的用户数据。3.根据权利要求1所述的漫游用户注册方法，其特征在于，在接收并存储数据源站点响应所述第三注册请求发送的用户数据之后，还包括以下步骤: 若所述数据源站点不是所述漫游用户的归属站点，将所述用户数据从所述数据源站点移除，并移除所述通信连接。4.根据权利要求1所述的漫游用户注册方法，其特征在于，在接收并存储数据源站点响应所述第三注册请求发送的用户数据之后，还包括以下步骤: 将所述用户数据的存储时间与预设的有效期进行比较； 当所述存储时间达到所述有效期时，移除所述用户数据。5.根据权利要求1所述的漫游用户注册方法，其特征在于，通过多播方式向网络发送查找用户数据的数据源站点的第二注册请求之前，还包括以下步骤: 根据网络承载能力设置所述多播方式的转发跳数； 以所述转发跳数向网络通过多播方式发送查找用户数据的数据源站点的第二注册请求。6.一种漫游用户注册方法，其特征在于，包括以下步骤: 在接收到漫游的目的站点发送的第五注册请求之后，在本站点的本地数据库中查询对应漫游用户进行注册所需的用户数据;其中，所述目的站点还通过多播方式向其他数据源站点发送所述第五注册请求，所述其他数据源站点为网络中除了本站点之外的存储漫游用户的用户数据的站点； 若查询到，向所述目的站点发送重定向响应，所述重定向响应中携带到所述目的站点之间的路由信息；其中，所述目的站点还接收所述其他数据源站点响应所述第五注册请求发送的重定向响应，若本站点发送的重定向响应早于其他数据源站点发送的重定向响应，所述目的站点根据所述路由信息建立与本站点之间的通信连接； 接收所述目的站点通过所述通信连接发送的第六注册请求，响应所述第六注册请求向所述目的站点发送所述用户数据;其中，所述目的站点对接收到的用户数据进行存储，并根据所述用户数据对所述漫游用户进行注册。7.根据权利要求6所述的漫游用户注册方法，其特征在于，在本地数据库中查询对应漫游用户的用户数据之后，还包括以下步骤: 若在本地数据库中未查询对应漫游用户的用户数据，将所述第五注册请求丢弃。8.根据权利要求6所述的漫游用户注册方法，其特征在于，在响应所述第六注册请求向所述目的站点发送所述用户数据之后，还包括以下步骤: 判断本站点是否是所述漫游用户的归属站点； 若不是，删除本站点存储的所述漫游用户的用户数据。9.一种漫游用户注册系统，其特征在于，包括: 第一发送模块，用于在接收到漫游用户发送的第一注册请求之后，通过多播方式向网络发送查找携带所述漫游用户的用户数据的数据源站点的第二注册请求;其中，所述数据源站点包括所述漫游用户到达前的初始站点以及所述漫游用户的归属站点； 第一接收模块，用于接收所述初始站点与所述归属站点中对所述第二注册请求响应较快的站点发送的重定向响应;其中，所述重定向响应中携带到所述数据源站点之间的路由信息； 第二发送模块，用于根据所述路由信息建立与数据源站点之间的通信连接，并通过所述通信连接向所述数据源站点发送第三注册请求； 注册模块，用于接收并存储数据源站点响应所述第三注册请求发送的用户数据，根据所述用户数据对所述漫游用户进行注册;其中，所述用户数据为所述漫游用户向所述目的站点进行注册的数据。10.一种漫游用户注册系统，其特征在于，包括: 查询模块，用于在接收到漫游的目的站点发送的第五注册请求之后，在本站点的本地数据库中查询对应漫游用户进行注册所需的用户数据;其中，所述目的站点还通过多播方式向其他数据源站点发送所述第五注册请求，所述其他数据源站点为网络中除了本站点之外的存储漫游用户的用户数据的站点； 第三发送模块，用于若查询到，向所述目的站点发送重定向响应，所述重定向响应中携带到所述目的站点之间的路由信息；其中，所述目的站点还接收所述其他数据源站点响应所述第五注册请求发送的重定向响应，若本站点发送的重定向响应早于其他数据源站点发送的重定向响应，所述目的站点根据所述路由信息建立与本站点之间的通信连接； 第二接收模块，用于接收所述目的站点通过所述通信连接发送的第六注册请求，响应所述第六注册请求向所述目的站点发送所述用户数据;其中，所述目的站点对接收到的用户数据进行存储，并根据所述用户数据对所述漫游用户进行注册。
【文档编号】H04W60/00GK106028440SQ201610523853
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年7月5日
【发明人】傅颖军, 汪胜, 杨志芳
【申请人】中国电子科技集团公司第七研究所