IMS网络端到端QoS管理机制研究.doc

·· 通信学报 第28卷
第8A期 赵生岗等：IMS网络端到端QoS管理机制研究 ··

第28卷第8A期 通信学报 Vol.28No.8A
2007年8月 JournalonCommunications August2007

IMS网络端到端QoS管理机制研究
赵生岗，鲍慧
（华北电力大学电子与通信工程系，河北保定071003）
摘要：为了提供实时多媒体业务，端到端QoS（服务质量）问题是IMS（IP多媒体子系统）急需解决的关键问题之一。介绍了IMS网络总体架构，分析了IMS中基于策略的QoS管理机制以及端到端QoS信令流程，提出了一种基于GPRS接入的具有端到端QoS保证的IMS网络实现模型，模型中不同QoS机制共同为网络提供了端到端QoS保证，为今后的具体实现提供了理论参考。
关键词：IMS；端到端QoS；策略管理；IPQoS；区分服务模型
中图分类号：TN929.5,TP393文献标识码：A文章编号：1000-436X(2007)8A-0210-05
Researchofend-to-endQoSmanagementinIMSarchitecture
ZHAOSheng-gang,BAOHui
（Dept.ofElectronicandCommunicationEngineering,NorthChinaElectricPowerUniversity,Baoding071003,China）
Abstract:End-to-endQoSguaranteeformultimediaserviceswasaseriousissueinIMS(IPmultimediasubsystem).TheoverallarchitectureofIMSwasintroduced.Thepolicy-basedQoSmanagementinIMSandtheend-to-endQoSsignalingflowinsessionsetupprocedurewereanalyzed.AnIMSnetworkarchitecturewasproposedforQoSconceptualmodelswhichbasedonGPRSaccess.Andanalyzedtherealizationoftheend-to-endQoSinthegivennetworkarchitecture,whichwillhelptoimplementend-to-endQoSinthefuturework.
Keywords:IMS;End-to-endQoS;policy-basedmanagement;IPQoS;Diffserv

1引言
IMS（IP多媒体子系统）由3GPP（第三代移动通信伙伴组织）在R5版本中提出，是独立于接入技术的提供IP多媒体业务的通用体系架构。IMS顺应了通信网融合发展的趋势，符合下一代网络（NGN）的理念。其显著技术特点是基于SIP的会话控制、水平体系架构，与接入无关，业务与控制分离，为用户提供多媒体融合业务等[1]。
收稿日期：2007-06-25
QoS（qualityofservice）是指网络针对某一类服务所能提供和达到的性能与质量。IMS网络信令和数据都是基于IP网承载，而IP网固有的无连接特征使得端到端QoS很难保证，在分组交换域上提供实时多媒体业务，服务质量只能做到“尽力而为”。因此，QoS问题是IMS必须解决的一个关键问题。为了解决这个问题，3GPP在IMS中采用了基于策略的QoS管理架构。但是要达到端到端的QoS保证，还需要解决传输承载层的QoS问题，即还需承载网能够提供相应的QoS保证机制。
目前国际上对于IMS的研究主要集中在3GPP、3GPP2和ITU-TFGNGN、ETSITISPAN等几个标准组织。其中，3GPP自R5提出IMS概念以后，又在R6和R7两个版本中进一步完善。R5版本于2002年6月冻结，R6版本于2004年12月冻结，R7版本已于2006年6月制定完。本文对IMS的讨论基于R6版本。
本文主要介绍了IMS网络架构，分析了基于策略的QoS管理机制以及会话建立过程中端到端QoS流程，最后给出了一个具有端到端QoS保证的IMS承载网络模型，并对IPQoS机制和不同区域的QoS机制进行了分析。
2IMS网络架构
IMS提供开放的业务接口，实现了业务平面、控制平面、用户平面的分离。IMS支持多种接入技术，比如GPRS，WLAN等[2]。本文将讨论基于GPRS接入的IMS架构，如图1所示。图中IMCN为IP多媒体核心网，IP-CAN为IP接入网，虚线是控制面信令流通道，实线是用户面数据流通道。IMS多媒体核心网中主要包括呼叫会话控制功能(CSCF)、策略判决功能（PDF）、归属用户服务器(H