利用SIP协议扩展改善IMS中的QoS

摘要

目前各种通信网络发展的趋势是建立与接入无关、能被移动网络与固定网络共用的融合的核心网络，为用户提供融合的业务。基于会话起始协议的IP多媒体子系统的产生与发展使得固网与移动网络的最终融合成为可能。如何在这种新型的网络中提供多媒体业务的QoS保障是一个关键问题。由于SIP(SIP Initial Protocol，会话起始协议)协议的简单、易扩展性，论文围绕在IMS(IP Multimedia Subsystem，IP多媒体子系统)中利用SIP协议扩展的QoS保障机制进行研究。
　　 论文首先介绍了课题的研究背景和意义，以及国内外的研究现状，接着简单介绍了IMS和QoS(Quality of Service，服务质量)的基本技术，并在分析IMS中的QoS分层结构的基础上，指出了IMS中的QoS问题。接着具体介绍了SIP的呼叫流程和IMS中的SIP扩展。在以上相关分析的基础上，参考现有的一些基于SIP协议的IP网中解决多媒体通信的QoS方法，包括SIP和综合服务模型的结合，SIP和区分服务模型的结合，SIP和MPLS(Multi-protocol Label Switching，多协议标签交换)的结合。分析了其中各自存在的利弊，同时参考IMS中的QoS分层结构，提出了一个IMS中基于MPLS和区分服务模型的具有端到端QoS保障的设计方案。通过对SIP协议的扩展，它还支持服务等级的区分呼叫处理。其中详细阐述了区分呼叫处理技术的实现，SIP协议扩展的实现及扩展后的SIP协议的呼叫流程。
　　 最后，简单介绍了仿真工具NS2，并在对P-CSCF应用层的功能改善后，作者对扩展后的SIP协议在IMS中的呼叫建立延迟进行仿真测试。由于本文设计方案庞大，而个人能力和时间有限，因此主要是对UE到P-CSCF，再到UE这个过程进行验证。实验结果表明采取扩展后的SIP协议能支持服务等级的区分呼叫处理，明显改善会话建立时延，证明了SIP协议扩展在IMS网络中实现QoS的可行性。最后，对本文所作的工作和创新之处进行了总结，还具体的分析了基于SIP的IMS中影响QoS的其它因素，指出未来进一步研究的方向。