СПОСОБ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ДОСТУПА К IP-МУЛЬТИМЕДИЙНОЙ ПОДСИСТЕМЕ
METHOD TO PROVIDE ACCESS TO IP-MULTIMEDIA SUBSYSTEM

Настоящее изобретение относится к способу обеспечения доступа к IP-мультимедийной подсистеме для абонента, общающегося в коммуникационной сети доступа.
Мобильная коммуникационная сеть GSM (глобальная сеть мобильной связи) была создана на основе соединения с коммутацией каналов (CS). Приход GPRS (пакетная радиосвязь общего назначения) внедрил соединение с коммутацией пакетов (PS) от мобильных терминалов и сетевых серверов. Однако услуги, предлагаемые пользователю, все еще определялись сетевым оператором.
Проект сотрудничества третьего поколения (3GPP) определил новую стандартизованную архитектуру, известную как IP-мультимедийная подсистема или IMS для предложения мультимедийных услуг в домене, основанном на коммутации пакетов, конечному пользователю, посредством чего сетевой оператор, получающий доступ к услугам IMS, управляет услугами, предлагаемыми IMS.
IMS, в пределах сети, ничего не знает о запросах сети на доступ к своим услугам, так что в среде с множественным доступом она обеспечивает наличие услуг для всех сетей доступа, при соблюдении ограничений сети доступа или конкретного пользователя, требующего доступ к IMS.
Базовая сеть архитектуры IMS содержит элементы базы данных и управляющие элементы IMS.
Внутренний сервер абонентов (HSS) является основным элементом базы данных IMS и несет ответственность за владение данными о пользователе, такими как идентификатор пользователя, код, адрес, безопасность, управление размещением и профиль пользователя.
Управляющие элементы IMS - это серверы функций (CSCF) управления сеансом вызова, которые содержат прокси-CSCF (P-CSCF), который является первой точкой контакта для пользователя в рамках IMS и несет ответственность за пересылку сообщений, особенно сообщений начального протокола сеанса (SIP), от пользователя к другим элементам CSCF, обслуживающую CSCF (S-CSCF), которая выполняет регистрацию, управление сеансом для зарегистрированных конечных точек, взаимодействие с серверами платформ/приложений услуг IMS и согласование с HSS для пользователей, зарегистрированных в нем, и опрашивающую CSCF (I-CSCF), которая является точкой контакта для внешних сетей и несет ответственность за нахождение соответствующей S-CSCF из HSS.
При роуминге в IMS пакетные сетевые ресурсы посещаемой мобильной телекоммуникационной сети, в которой зарегистрирован пользователь, используются для соединения пользователя с базовой сетью IMS, которая может находиться во внутренней мобильной сети (HPLMN) или посещаемой мобильной сети (VPLММ). В любом случае все базовые элементы IMS всегда расположены во внутренней сети, и абонент всегда зарегистрирован с S-CSCF внутренней сети для выставления счета и соединения с HSS.
Когда абонент IMS расположен в своей внутренней сети GPRS/IMS, он получает доступ к услугам IMS через точку доступа внутренней сети, такую как узел поддержки GPRS шлюза (GGSN).
Сценарий роуминга, поддерживаемый IMS, - это так называемая модель внутреннего GGSN (HGGSN), в которой абонент, осуществляющий роуминг, использует точку доступа внутренней сети HGGSN для получения доступа к услугам IMS. В этом сценарии абонент располагается под посещаемой сетью, в то время как данные о пользователе и управляющие данные посылаются через HGGSN, расположенный во внутренней сети абонента.
Это является типичной ситуацией при роуминге в GPRS, где точка доступа HGGSN для доступа к услугам IMS находится во внутренней сети и туннельный протокол GPRS (GTP) используется в межоператорной опорной сети, связывающей внутреннюю и посещаемую сети.
Одно из главных бизнес-требований для оператора - применение правильного тарифа к пользователю в состоянии роуминга как к исходящему, так и входящему. В частности, требуется определить, находится ли пользователь в состоянии роуминга или нет, и, в конечном счете, в какой сети пользователь действительно осуществляет роуминг. На это требование не обращалось особого внимания ни в 3GPP, ни в каких-либо других стандартах.
Можно предпринять обходной маневр, установив соотношение между платой, начисленной HGGSN, и платой, начисленной IMS. Тем не менее, такая схема должна, в конечном счете, работать для автономного начисления оплаты, но она не работает при оперативном начислении оплаты, так как никакая оперативная система начисления оплаты не способна выполнять процесс определения соотношения в реальном масштабе времени.
Поэтому целью настоящего изобретения является создание способа и устройства для получения доступа к IMS, решающих вышеупомянутую проблему.
В соответствии с настоящим изобретением эта цель достигается с помощью способа по пункту 1.
Способ, в соответствии с изобретением, делает базовую сеть IMS осведомленной о состоянии роуминга абонента и, в конечном счете, о сети, в которой расположен абонент. Кроме того, механизм распространения информации о роуминге в базовой сети IMS и к прикладным серверам, расположенным на сервисном уровне IMS, обеспечивает осведомленность о роуминге всех релевантных сетевых объектов IMS.
В связи с тем что IMS становится осведомленной о роуминге, становится возможным разрешать пользователю получать доступ к IMS и услугам IMS в зависимости от условий роуминга и, в конечном счете, в зависимости от посещаемой сети, где в текущий момент находится абонент. Наконец, дифференцированная плата, основанная на роуминговой информации, становится возможной для всех услуг, развернутых поверх IMS.
Кроме того, предлагаемое решение работает независимо от архитектуры и способов оплаты как оперативных, так и автономных.
Далее предпочтительные варианты осуществления изобретения будут описаны подробно со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых:
- фиг.1 - схематическое изображение элементов коммуникационной системы, которая обеспечивает связь между терминалом абонента и IP-мультимедийной подсистемой IMS в соответствии со способом изобретения; и
- фиг.2 - обмен данными, между элементами коммуникационной системы на фиг.1, для обеспечения доступа к IP-мультимедийной подсистеме IMS из терминала абонента.
Как видно из прилагаемых иллюстраций, абонент UE общается, с помощью мобильного терминала МТ, в коммуникационной сети AN доступа, например, в мобильной телекоммуникационной сети GPRS или UMTS, и требует доступ к IP-мультимедийной подсистеме IMS через интерфейсный объект HGGSN, расположенный во внутренней коммуникационной сети HN подписчика UE.
В примере интерфейсным объектом HGGSN является узел поддержки GPRS шлюза.
Объект SGSN поддержки обслуживания, такой как узел поддержки GPRS обслуживания, связывается с сетью доступа AN и позволяет передавать пакеты данных между абонентом UE и сетью доступа AN.
IP-мультимедийная подсистема IMS расположена во внутренней сети HN абонента UE и включает средства обслуживания HSS для внутренних абонентов, хранящие данные профиля абонента UE и данные о внутренней сети внутренней коммуникационной сети HN, и функциональные средства состояния вызова CSCF для управления вызовом услуг в IP-мультимедийной подсистеме IMS.
Согласно предпочтительному варианту осуществления сетевые данные содержат мобильный код страны и мобильный код сети. В примере данные внутренней сети включают мобильный код страны МСС и мобильный код сети MNC.
IMS также содержит, по меньшей мере, один сервер приложения AS, который предлагает услуги абонентам, получающим доступ к IP-мультимедийной подсистеме IMS.
Обслуживающие средства HSS внутреннего абонента хранят относящиеся к пользователю данные, такие как идентификатор пользователя, номер, адрес, безопасность, управление местоположением и информацию о профиле пользователя. Внутренние обслуживающие средства HSS включают элементы внутренних локальных ресурсов (HLR), такие как данные об абоненте и данные аутентификации, и новые выполняемые функции, такие как регистрация местоположения и подписка к IMS, и данные аутентификации, на которые ссылаются, как на сервер мобильности пользователя (UMS).
База данных функций SLF определения местоположения абонентов может быть предусмотрена в сети IP-мультимедийной подсистемы IMS для получения HSS, который хранит данные абонентов для абонента UE, когда в сети IMS имеется более одного HSS.
По предпочтительному варианту осуществления функциональные средства CSCF управления состоянием вызова включают прокси-объект P-CSCF, управляющий объект I-CSCF и обслуживающий объект S-CSCF.
Объект P-CSCF доступа ответственен за пересылку сообщений начального протокола сеанса SIP от пользователя UE к другим функциональным средствам CSCF управления состоянием вызова. Объект P-CSCF доступа является точкой входа IP-мультимедийной подсистемы IMS от сети доступа AN и его назначение пользователю UE определяется конфигурацией мобильной сети, требующей доступа к IP-мультимедийной подсистеме IMS. Как известно при имеющемся уровне техники, в случае UMTS/GPRS размещение P-CSCF происходит при активации контекста в протоколе пакетов данных PDP.
Управляющий объект I-CSCF приспособлен для нахождения обслуживающего объекта S-CSCF на основе информации, хранящейся в HSS. На самом деле основная функция I-CSCF - это опрос HSS с целью определить S-CSCF, с которой должен зарегистрироваться пользователь.
Обслуживающий объект S-CSCF выполняет регистрацию, управление сеансом для зарегистрированных конечных точек, взаимодействие с серверами платформ/приложения услуг IMS и координацию с HSS.
Чтобы установить сеанс связи, мобильный терминал абонента UE формирует контекст протокола PDP, который определяет параметры, поддерживающие поток движения данных к и от мобильного терминала.
В частности, сообщение о регистрации для регистрации в IP-мультимедийной подсистеме IMS посылается от терминала абонента UE к, по меньшей мере, одному функциональному средству контроля состояния вызова CSCF.
Когда абонент UE хочет получить доступ к IP-мультимедийной подсистеме IMS, внутренний интерфейсный объект HGGSN предоставляется с данными сети доступа, определяющими сеть доступа AN.
Впоследствии средства внутреннего интерфейса HGGSN посылают обслуживающим средствам внутреннего абонента HSS сообщение, такое как сообщение RADIUS, содержащее данные, относящиеся к сети доступа.
Впоследствии данные внутренней сети и данные сети доступа сравниваются, чтобы установить осуществляет ли абонент роуминг или нет.
Если результат сравнения - ложь, то есть данные внутренней сети и данные сети доступа не совпадают, абонент UE осуществляет роуминг в сети доступа AN и, поэтому, способ принимает меры, если абоненту UE разрешено осуществлять роуминг на основе набора предварительно определенных критериев.
Наоборот, если результат сравнения - истина, то есть данные внутренней сети соответствуют данным сети доступа, то абонент UE не осуществляет роуминг, так что сеть доступа AN, где он осуществляет связь, - это внутренняя сеть HN.
Когда результат проверки - истина, то есть абоненту можно осуществлять роуминг, сообщение, содержащее данные сети доступа, посылается, по меньшей мере, одному функциональному средству управления состоянием вызова CSCF.
Наоборот, когда результат сравнения - ложь, то есть абоненту не разрешается осуществлять роуминг, то на терминал абонента посылается сообщение об ошибке.
Как правило, данные внутренней сети и данные сети доступа включают, по меньшей мере, соответственный мобильный код страны МСС, МСС'. В этом случае результат сравнения - ложь, если мобильные коды страны МСС и МСС' различаются.
Еще чаще данные внутренней сети и данные сети доступа содержат соответствующий мобильный код сети MNC, MNC'. В этом случае результат сравнения - ложь, даже если мобильные коды страны МСС и МСС' совпадают, но мобильные коды сети MNC и MNC' различаются.
Мобильные коды страны могут оказаться достаточными для установления того, осуществляет ли абонент UE роуминг, например, если они различаются. Тем не менее для того, чтобы знать конкретную сеть доступа AN, где абонент UE осуществляет роуминг, требуются и код страны МСС, и код сети MNC, так как один и тот же код сети MNC может использоваться с разных странах, и, с другой стороны, несколько различных сетей могут существовать в одной стране.
Предпочтительно проводить проверку путем сравнения данных сети доступа МСС', MNC' с предварительно определенным списком разрешенных сетей доступа, таких как список сетей доступа, общающихся с операторами, являющимися партнером оператора внутренней сети абонента.
Данные МСС', MNC' сети доступа могут храниться в средствах обслуживания внутреннего абонента HSS.
Согласно предпочтительному варианту осуществления внутренний объект интерфейса HGGSN получает данные сети доступа, такие как мобильный код страны МСС' и мобильный код сети MNC', из объекта SGSN поддержки обслуживания в сети доступа AN.
n
n
n
В качестве альтернативы, внутренний объект HGGSN интерфейса включает средства хранения (не показаны) для хранения множества IP IP-адресов и соответствующего множества MCC, MNC данных сети. В этом случае внутренний объект HGGSN интерфейса получает адрес IP_AN обслуживающего объекта SGSN поддержки и связывает с такими IP-адресами IP_AN данные МСС' и MNC' сети доступа.
Например, может быть предложена таблица отображения во внутреннем объекте HGGSN интерфейса для связывания с IP-адресами IP_AN обслуживающих объектов SGSN поддержки соответствующих пар кодов МСС' и MNC'. Можно предположить, что для всех роуминговых партнеров данного оператора, о которых известно, что они не послали МСС' и MNC' коды, имеется строка в таблице отображения, которая состоит из IP-подсети и соответствующих МСС' и MNC' кодов.
Данные сети доступа МСС', MNC' могут переноситься внутри подходящего атрибута RADIUS, такого как, например, пара атрибут-значение (AVP) 3GPP-SGSN-MCC-MNC.
В безопасности ранних IMS сообщение, посылаемое от внутреннего объекта HGGSN интерфейса к средствам обслуживания HSS, - это то же сообщение RADIUS, служащее для посылки IMSI (международный идентификатор мобильного абонента)/IP-адреса с целью осуществления безопасного связывания.
Согласно предпочтительному варианту осуществления обслуживающий объект SGSN поддержки мобильной сети AN, с которым связывается абонент UE, посылает мобильный код страны МСС' и мобильный код сети MNC' внутреннему объекту HGGSN интерфейса, например, через сообщение протокола GTP.
Сообщение RADIUS, содержащее данные сети МСС', MNC' доступа, достигает внутренних средств абонента HSS, а именно реестра UMS, где хранятся два кода МСС', MNC' Данные сети доступа или роуминговая информация MNC' и МСС' предпочтительно хранится в HSS, в частности в UMS, вместе с данными идентификации пользователя абонента UE, такими как IMSI и MSISDN.
Позже, как сказано выше, в зависимости от сравнения данных MCC, MNC внутренней сети и данных МСС', MNC' сети доступа и на основе предварительно определенных критериев, внутренние обслуживающие средства HSS абонента санкционируют (или отказывают) доступ абонента UE к IP-мультимедийной подсистеме IMS и посылают эту информацию обслуживающему объекту S-CSCF через интерфейс, такой как Сх или другие эквивалентные средства.
В частности, информация MNC' и МСС' о роуминге, хранящаяся в средствах обслуживания HSS для абонента UE, связывающегося с мобильной сетью AN, отличается от кодов MNC и МСС внутренней сети IP-мультимедийной подсистемы IMS, средства обслуживания HSS распознают, что абонент UE осуществляет роуминг в посещаемой сети, которой является сеть доступа AN. В этом случае средства обслуживания HSS проверяют, разрешено ли абоненту UE осуществлять роуминг, и если разрешено, проверяют, разрешено ли абоненту UE осуществлять роуминг в сети доступа AN.
Дополнительные меры могут быть приняты для разрешения или запрещения доступа к IP-мультимедийной подсистеме IMS конкретному абоненту UE в зависимости от личных данных абонента и отдельной мобильной сети AN с роуминговой информацией MCC', MNC', где абонент UE осуществляет роуминг.
Следует заметить, что между внутренним объектом HGGSN интерфейса и обслуживающими средствами HSS может находиться сервер (ААА) идентификации, разрешений и учета или агент передачи Diameter, или сервер ААА, действующий как агент передачи Diameter.
Обслуживающий объект S-CSCF распространяет роуминговую информацию МСС' и MNC' внутри базовых объектов IP-мультимедийной подсистемы IMS и среди возможных доверительных серверов, например сервера приложения AS, используя подходящий заголовок, такой как P-Visited-Network-Id.
Таким образом, все базовые объекты IMS включают коды МСС и MNC в формируемую информацию об оплате как для оперативного, так и для автономного выставления счетов.
На фиг.2 показано применение способа настоящего изобретения для внутренней модели GGSN, где используется ранняя система безопасности IMS.
Вначале, при получении запроса разрешения пользователя (UAR), HSS проверяет, разрешено ли абоненту UE осуществлять роуминг. Если абоненту UE не разрешено осуществлять роуминг или не разрешено осуществлять роуминг в мобильной сети AN, то HSS отвергает запрос разрешения, посылая сообщение об ошибке, которое представляет собой ответ разрешения пользователя (UAA), включающий код ошибки, такой как «ОШИБКА ДИАМЕТРА: РОУМИНГ НЕ РАЗРЕШЕН».
Эта проверка выполняется на основе роуминговой информации, кодов МСС' и MNC', хранящихся в HSS для абонента UE, т.е. МСС' и MNC', полученных от внутреннего объекта HGGSN интерфейса.
Выходит что доступ и регистрация в IMS абонента UE могут быть приняты или отвергнуты просто на основании роумингового статуса (разрешено/запрещено или не разрешено) или на основании списка сетей, где роуминг разрешен.
Там где используется модель роуминга внутреннего GGSN в HSS и роуминговая информация МСС' и MNC' не доступна при начальной регистрации абонента в IMS, например, если роуминговая информация не получена от внутреннего объекта HGGSN интерфейса, оператору может быть предоставлено право решения о приеме или запрете регистрации IMS абонента UE.
В случае если роуминговая информация МСС' и MNC' доступна как хранящаяся в HSS, когда сообщение SAR (запрос доступа абонента) принято из внутреннего сервера абонентов HSS, HSS посылает указанную роуминговую информацию МСС' и MNC' в сообщении SAA (ответ доступа абонента) к S-CSCF.
Роуминговая информация МСС' и MNC' может также быть послана в атрибуте 3GPP-SGSN-MCC-MNC, извлеченном из специального атрибута RADIUS в 3GPP, определенного в документе 3GPP TS 29.061, или из другого подходящего атрибута.
Там где роуминговая информация МСС' и MNC' принимается из HSS, S-CSCF заполняет подходящий заголовок, такой как, например, заголовок P-Visited-Network-Id в поле 200 OK сообщения, например сообщения о регистрации.
Объекты I-CSCF и P-CSCF из IMS в пути к абоненту UE хранят роуминговую информацию МСС' и MNC', так что все объекты IP-мультимедийной подсистемы IMS осведомлены о роуминговом состоянии абонента UE.
Объект P-CSCF убирает заголовок P-Visited-Network или любой другой заголовок P-Header, используемый для передачи роуминговой информации МСС' и MNC', перед посылкой любого сообщения абоненту UE. Заголовок P-Visited-Network-Id может быть заполнен значениями MNC и МСС, как конкатенации, разделенной точкой, следующим образом: mnc<MNC>.mcc<MCC>.3gppnetwork.org.
Как будет более подробно описано далее, объект P-CSCF получает роуминговую информацию MNC' и МСС' также в уведомлении к событию регистрации.
Обслуживающий объект S-CSCF включает заголовок P-Visited-Network-Id или любой другой подходящий заголовок P-Header для переноса роуминговой информации МСС' и MNC' в сообщение REGISTER третьей стороны, посылаемое доверенному серверу приложения AS.
В частности, если сервер приложения AS заинтересован в получении изменений в роуминговом статусе, он может просмотреть пакет события регистрации. В этом случае роуминговая информация MNC' и МСС' доставляется в заголовке P-Visited-Network-Id или другом подходящем заголовке P-Header, включенном в запрос NOTIFY. Сервер приложения AS сохраняет полученную роуминговую информацию MNC' и МСС', связанную с зарегистрированными атрибутами общественного пользователя, указанными в теле NOTIFY.
Обслуживающий объект S-CSCF или IP-мультимедийный шлюз (IP-GW) включает роуминговую информацию МСС' и MNC', когда он формирует оперативные запросы на оплату.
При формировании автономных запросов на оплату или записи данных об оплате (CDR) средства управления сеансом вызова CSCF включают роуминговую информацию MNC' и МСС'.
В случае когда HSS получает новую роуминговую информацию MNC' и МСС', например, если абонент UE изменил свой роуминговый статус, HSS модифицирует S-CSCF, посылая запрос продвижения профиля (PPR), включающий новую роуминговую информацию MNC' и МСС' для экземпляра в атрибуте 3GPP-SGSN-MCC-MNC.
S-CSCF считает прием этого атрибута изменением в статусе регистрации абонента UE и рассылает уведомление серверу приложения AS и другим уполномоченным объектам IMS, таким как P-CSCF, которые приписаны к пакету события регистрации.
Следует отметить, что S-CSCF может записывать изменения роумингового статуса в автономные запросы об оплате или CDR, которые она формирует, или может инициировать запрос о платежах (ACR) в подходящем интерфейсе, таком как интерфейс Rf, включающем новую роуминговую информацию MNC' и МСС'.
Если для абонента выполняется автоматическое выставление счетов, S-CSCF может сообщать новую роуминговую информацию MNC' и МСС' вместе с используемыми пунктами, такими как квота, израсходованная до изменения в роуминговом статусе, в систему оперативного выставления счетов OCS.
Наконец, абоненты события регистрации, такие как P-CSCF и AS, получают уведомление об изменении роумингового статуса и заменяют хранящуюся роуминговую информацию MNC' и МСС' новой роуминговой информацией MNC' и МСС', включенной в последний полученный заголовок P-Visited-Network-Id или другой подходящий заголовок P-Header, который может переносить роуминговую информацию. Как результат определенной выше процедуры команды SAA и PPR, определенные в документе 3GPP TS 29.229 добавляются вместе с роуминговой информацией MNC и МСС.
Тем не менее любой другой подходящий атрибут может быть использован для переноса роуминговой информации MNC' и МСС'.
Из описанного выше рассуждения специалисту в данной области техники должно быть понятно, что осуществление описанных способа и устройства позволяет объектам IMS стать осведомленными о состоянии роуминга и о том, в какой сети расположен абонент, требующий доступ к сети IMS.
Кроме того, описанное решение разрешает распространения роуминговой информации в IMS и в прикладных серверах, расположенных на сервисном уровне IMS, таким образом обеспечивая осведомленность о роуминге всех релевантных сетевых объектов IMS.
В связи с тем что IMS становится осведомленной о роуминге, становится возможным разрешать пользователю получать доступ к IMS и услугам IMS в зависимости от условий роуминга и, в конечном счете, в зависимости от посещаемой сети, где в текущий момент находится абонент.
Наконец, дифференцированная плата, основанная на роуминговой информации, становится возможной для всех услуг, развернутых поверх IMS. Более того, как обсуждалось выше, изобретение работает с обоими способами выставления счетов: оперативным и автономным.
Настоящее изобретение позволяет использовать стандартные IMS без особых патентованных узлов или функций в IMS, за исключением осуществления особого описанного способа изобретения для осведомленности о роуминге IMS и ее объектов. Решение, согласно настоящему изобретению, может, следовательно, внедряться и объединяться в сети существующих IMS, не требуя какой-либо поддержки от сети партнера по роумингу.
Несмотря на то что изобретение было описано со ссылкой на предпочтительный вариант осуществления, описание носит иллюстративный характер и не должно толковаться как ограничивающее изобретение. Как понятно специалистам в данной области техники, возможны различные модификации и применения изобретения, не выходящие за рамки объема изобретения, как определено в прилагаемой формуле изобретения.