基于IMS的下一代网络通信系统研究

摘要

随着3G网络的大规模商用，目前下一代网络也逐渐变得清晰而触手可及。IP多媒体子系统(IMS)所具有的分布式、与接入无关以及开放的业务控制接口等诸多优点，使其成为实现融合、开放的下一代网络的核心技术。
　　 IMS(IP Multimedia Subsystem)是建立在因特网工程任务组(IETF)所制定的会话初始化协议(SIP)基础上的，由3GPP标准组织在R5版本提出，是在基于IP的网络上提供多媒体业务的通用网络架构。IMS以其业务、控制、承载完全分离的水平架构，集中的用户属性和接入无关等特性，一方面解决了目前软交换技术还无法解决的用户移动性支持、标准开放的业务接口、灵活的IP多媒体业务提供等问题；另一方面，由于其接入无关性，也使得IMS成为固定和移动网络融合演进的基础。
　　 本文首先对IMS的产生背景及其核心技术进行了深入的研究与分析。通过基于软交换的下一代网络与基于IMS的下一代网络的对比与分析，阐述了基于IMS的NGN是下一代网络发展的方向。接着，本文对IMS的演进过程及方向进行了探讨。随后，研究了采用开源代码实现的IMS原型化系统，在开源的平台上搭建了一个了可运营的IMS系统，并对其进行了测试与性能评估。论文的最后部分，对全文做出了总结，提出了后续工作的内容，并对基于IMS的下一代融合开放的全IP网络进行了展望。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章 绪论

第一节 选题背景和目的意义

第二节 本文的组织结构

第二章 IMS的产生背景研究

第一节 下一代网络(NCN)的产生

2.1.1 通信发展简史

2.1.2 下一代网络的提出背景

2.1.3 下一代网络的特征

第二节 基于软交换的下一代网络的演进

2.2.1 基于软交换的下一代网络的结构

2.2.2 软交换的优势与不足

第三节 基于IMS的下一代网络

2.3.1 IMS的引入

2.3.2 IMS的特征与NGN

2.3.3 基于IMS和基于软交换的NGN的比较

第三章 IMS的核心技术及其演进

第一节 IMS体系简介

3.1.1 IMS的概念

3.1.2 IMS的体系架构

3.1.3 IMS相关实体及其功能

第二节 IMS参考点

3.2.1 ISC(IMS业务控制)参考点

3.2.2 Cx、Dx参考点

3.2.3 Sh参考点

3.2.4 Mi、Mi、Mk参考点

3.2.5 Mn、Mp参考点

3.2.6 其他参考点

第三节 IMS的核心协议——SIP协议

3.3.1 SIP协议支持的功能

3.3.2 SIP协议的结构

3.3.3 SIP的网络实体

3.3.4 SIP协议的编址

3.3.5 IMS中的SIP协议

3.3.6 SIP与H.323协议的比较

第四节 IMS中的QoS技术

3.4.1 QoS的重要性

3.4.2 IP QoS服务模型

3.4.3 IMS中的QoS支持方法

第五节 IMS的安全技术

3.5.1 IMS的安全威胁

3.5.2 IPsec简介

3.5.3 IMS的网络域安全

3.5.4 IMS的接入网安全

3.5.5小结

第六节 IMS的演进

3.6.1 IMS标准的演进

3.6.2 融合的演进

第四章 可运营IMS系统的设计与实现

第一节 Open IMS Core

4.1.1 Open IMS Core简介

4.1.2 CSCF的设计与实现

4.1.3 HSS的设计与实现

第二节 可运营IMS系统的搭建

4.2.1系统编译环境的安装及配置

4.2.2安装Open IMS Core

4.2.3编译运行环境之MySQL

4.2.4编译运行环境之DNS服务器

4.2.5 Open IMS Core的配置与运行

第三节 实验系统的传输层安全

4.3.1 TLS协议介绍

4.3.2 TLS协议体系

4.3.3 TLS记录协议

4.3.4 TLS握手协议

4.3.5 IMS中的TLS

第四节 IMS网络与PSTN/CS网络互通解决方案

4.4.1 IMS与CS域互通模型及相关网元功能

4.4.2 IMS用户呼叫传统PSTN网络用户

4.4.3 PSTN用户呼叫IMS用户

4.4.4 改进方案设想

4.4.5 改进方案存在的问题

第五章 实验系统的测试与性能评估

第一节 实验系统的功能测试

5.1.1 IMS注册过程

5.1.2 系统对不同注册错误的响应情况

5.1.3 实验系统的通话测试

5.1.4 SIP消息简析

第二节 实验系统的性能测试

5.2.1 IMS Bench SIPp简介

5.2.2 IMS Bench SIPp的新特性

5.2.3 IMS Bench SIPp的安装与运行

5.2.4 系统基本性能测试

5.2.5 HSS压力测试

第三节 系统性能评估

5.3.1 功能测试结果分析

5.3.2 性能测试结果分析

第六章 总结与展望

第一节 本文工作成果与创新点总结

第二节 本文的后续工作设想

参考文献

致 谢

个人简历