基于IMS架构多协议信令网关研究与实现

摘要

随着电信技术的发展，商用电话网依次经历了公共电话网、综合业务数据网和现阶段的IMS通信网。在专业通信领域也基本遵循了同样的发展轨迹，现阶段正在部署基于IMS架构的IP通信网。由于PSTN、专用ATM网络已经在专网中大量应用，新部署的IMS通信网必须支持多异构网间话音业务的互联互通。基于IMS架构多协议信令网关设备可完成PSTN、专用ATM网络的话音业务接入，实现与专用IMS网络话音业务的互联互通。 对比分析了当前国内外IMS系统及边界网关设备的技术架构，研究了七号信令协议、ATM信令协议和会话初始协议等会话控制协议，分析了专用通信网中网关设备的功能需求，设计并实现了基于IMS架构多协议信令网关设备软件框架和功能。 设计了多协议桥接技术架构。针对专用通信领域中，不同通信系统使用了诸多话音业务信令协议，造成的话音业务互通困难复杂的问题。在分析各类信令协议的基础上，通过内部信令原语作为中间协议的方式，完成了各类话音信令协议的灵活适配，降低了信令互通的复杂度，提高了协议互通的可扩展性。 设计了SIP协议栈分层架构。SIP协议栈软件化分为了SIP协议层、SDP协议层和ABNF解析层。SIP协议层实现SIP协议的头域处理，呼叫状态管理，事务控制，协议解析和组装功能。SDP协议实现SDP协议的解析功能。ABNF解析层完成对协议的词法解析功能。 实现了各软件功能模块的设计与编码。其中，维护管理模块实现了设备的维护管理功能；号码路由模块实现了与目录服务器的协议处理功能、区域码信息管理功能；信令适配模块完成不同呼叫信令间的信令转换功能；SIP协议处理模块实现了SIP解析封装功能；NO.7信令处理模块实现了NO.7分析功能；专用ATM信令处理模块实现了ATM信令处理功能；接口适配处理模块实现了ATM驱动适配功能。 对异构网络间话音业务互通功能和性能进行了测试。使用WinSIP软件和Abacus测试仪对设备的呼叫并发能力和业务适配能力进行了充分测试，结果显示功能和性能指标满足设计需求。

目录

声明

插图索引

表格索引

缩略语对照表

第一章 绪论

1.1引言

1.2国内外研究现状

1.3研究背景和意义

1.4论文的主要工作和章节安排

第二章 关键技术研究

2.1 IMS架构

2.2信令协议

2.3关键技术分析

2.4本章小结

第三章 需求分析

3.1业务陈述

3.2软件功能组成

3.3用例需求分析

3.4功能需求分析

3.5本章小结

第四章 设计与实现

4.1系统架构

4.2软件设计

4.3关键模块实现

4.4本章小结

第五章 测试与验证

5.1测试环境

5.2功能测试

5.3性能测试

5.4测试结果分析

5.5本章小结

第六章 总结与展望

6.1全文总结

6.2未来展望

参考文献

致谢

作者简介