專利名稱：一種降低移動(dòng)VoIP呼叫建立時(shí)延方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于無(wú)線網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域，特別是支持VoIP業(yè)務(wù)的無(wú)線局域網(wǎng)、寬帶無(wú)線接入、 移動(dòng)通信系統(tǒng)等。
背景技術(shù)：
隨著無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的快速發(fā)展，移動(dòng)終端設(shè)備功能的不斷強(qiáng)大，傳統(tǒng)的多媒體業(yè)務(wù)已不能滿足人們的需求。如何在現(xiàn)有的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境之上發(fā)展更多的移動(dòng)多媒體增值業(yè)務(wù)，是電信領(lǐng)域追求的目標(biāo)，其中典型的應(yīng)用為VoIP(Voice over Internet Protocol)技術(shù)。當(dāng)前，基于IP網(wǎng)絡(luò)高質(zhì)量實(shí)時(shí)多媒體應(yīng)用發(fā)展迅速，VoIP技術(shù)也由純語(yǔ)音傳輸業(yè)務(wù)擴(kuò)展到語(yǔ)音、視頻和數(shù)據(jù)等在內(nèi)的多媒體業(yè)務(wù)。實(shí)現(xiàn)VoIP的關(guān)鍵是信令技術(shù)，目前廣泛應(yīng)用的有兩種信令體系H. 323和SIPGession Initiation Protocol，會(huì)話發(fā)起協(xié)議)。H. 323功能強(qiáng)大但非常復(fù)雜，它規(guī)定了完整多媒體應(yīng)用架構(gòu)，要求較高，實(shí)現(xiàn)起來(lái)比較困難。SIP協(xié)議是一個(gè)簡(jiǎn)單的、易擴(kuò)展和實(shí)現(xiàn)的，基于文本的電話信令控制協(xié)議，它是一個(gè)與底層接入無(wú)關(guān)的應(yīng)用層信令協(xié)議。基于SIP的下一代網(wǎng)絡(luò)，能夠無(wú)縫融合包括3G、 WLAN(無(wú)線局域網(wǎng))、PSTN(公共電話交互網(wǎng))、hternet等各種類型的網(wǎng)絡(luò)，可承載語(yǔ)音、 視頻、數(shù)據(jù)共享在內(nèi)的多種媒體業(yè)務(wù)。典型的SIP協(xié)議實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)包括SIP服務(wù)器和用戶代理，用戶代理分為用戶代理客戶端(主叫)和用戶代理服務(wù)器(被叫)。SIP服務(wù)器根據(jù)功能分為代理服務(wù)器、重定向服務(wù)器和位置服務(wù)器。其中，代理服務(wù)器把收到的SIP消息轉(zhuǎn)發(fā)給其他SIP服務(wù)器或者用戶代理；重定向服務(wù)器對(duì)收到的SIP消息進(jìn)行重定向；位置服務(wù)器管理位置信息。在移動(dòng)VoIP系統(tǒng)中，每個(gè)用戶都需要在位置服務(wù)器端注冊(cè)自己的位置，即用戶需首先配置一個(gè) IP地址(或轉(zhuǎn)交地址)，并且通過(guò)發(fā)送REGISTER信息來(lái)通知在連接區(qū)域中位置服務(wù)器。建立一個(gè)呼叫時(shí)，主叫在與位置服務(wù)器建立連接并確定被叫后，發(fā)送INVITE請(qǐng)求消息，經(jīng)過(guò)多個(gè)SIP服務(wù)器路由后將請(qǐng)求消息傳送給被叫。如果被叫成功處理INVITE請(qǐng)求消息，就會(huì)發(fā)送一個(gè)狀態(tài)值為200 OK的響應(yīng)消息給主叫。收到200 OK信息后，主叫發(fā)送 ACK消息來(lái)指示正確接收了 200 OK信息，整個(gè)流程如圖1所示。從上述SIP協(xié)議呼叫建立過(guò)程我們看到，在基于SIP協(xié)議的移動(dòng)VoIP系統(tǒng)中，呼叫者和被呼叫者需要通過(guò)三次握手過(guò)程建立會(huì)話。在此過(guò)程中，有兩方面的操作增大了呼叫建立時(shí)延1)第一次握手從主叫(呼叫方)發(fā)出的INVITE信息，需要經(jīng)過(guò)一定數(shù)量的SIP 服務(wù)器路由才能到達(dá)被叫(被呼叫方)；2)主叫(呼叫方)需要通過(guò)與位置服務(wù)器建立連接來(lái)獲得被叫(被呼叫方)的當(dāng)前位置。針對(duì)基于SIP的VoIP時(shí)延問(wèn)題，文獻(xiàn)[1]分析了無(wú)線衰落信道建立SIP會(huì)話所產(chǎn)生的時(shí)延，文獻(xiàn)[2]建立了多速率無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中SIP會(huì)話建立時(shí)延分析模型。然而這些研究沒(méi)有考慮移動(dòng)VoIP系統(tǒng)中由于移動(dòng)管理而產(chǎn)生的呼叫建立時(shí)延，且僅給出一些理論結(jié)果， 未能給出降低時(shí)延的有效方法。
[1]H. Fathi, S. Chakraborty, and R. Prasad, "On SIP session setup delay for VoIP services over correlated fading channels,"IEEE Trans. Veh. Technol. , vol. 55, no. 1，pp. 286-295，Jan. 2006.[2] S. Pack, G. Park, K. Lee, and W. Lee, "Analysis of SIP transfer delay in multi-rate wireless networks,，，IEEE Commun. Lett. , vol. 14, no. 10, pp. 918-920, Oct. 2010.

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種降低移動(dòng)VoIP呼叫建立時(shí)延方法。本發(fā)明的思想是針對(duì)基于SIP的VoIP呼叫建立時(shí)延問(wèn)題，在主叫的位置更新過(guò)程中，預(yù)先設(shè)定被叫與SIP位置服務(wù)器連接進(jìn)行位置注冊(cè)時(shí)的剩余時(shí)間的閾值，若被叫的實(shí)際剩余注冊(cè)時(shí)間高于該閾值，則預(yù)先提取該被叫的位置信息并建立會(huì)話連接。這樣，可以省去主叫訪問(wèn)位置服務(wù)器所耗費(fèi)的時(shí)延，而直接與被叫建立會(huì)話。本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)步驟如下步驟(1)，主叫發(fā)送REGISTER注冊(cè)信息給位置服務(wù)器進(jìn)行主叫位置更新；由于位置服務(wù)器中包含大量的位置信息，故需要一個(gè)準(zhǔn)則來(lái)確定候選被叫用戶，主叫設(shè)定被叫與SIP位置服務(wù)器連接進(jìn)行位置注冊(cè)時(shí)的剩余注冊(cè)時(shí)間的閾值，將此閾值作為用戶選取準(zhǔn)則；步驟O)，位置服務(wù)器接收并處理該注冊(cè)消息后，給主叫發(fā)送一個(gè)200 OK響應(yīng)消息，該200 OK信息包含能夠被主叫呼叫到的所有被叫的位置信息；步驟(3)，判斷步驟( 得到的被叫與SIP位置服務(wù)器連接進(jìn)行位置注冊(cè)時(shí)的剩余注冊(cè)時(shí)間是否大于閾值，如果小于，則主叫按照常規(guī)方法與被叫建立連接；否則，繼續(xù)下一
止
少；步驟0)，根據(jù)200 OK信息，主叫預(yù)先提取剩余注冊(cè)時(shí)間大于閾值的被叫的位置信息，然后發(fā)送ACK確認(rèn)信息到位置服務(wù)器；當(dāng)被叫的移動(dòng)性很高，即被叫與位置服務(wù)器連接進(jìn)行位置注冊(cè)時(shí)會(huì)頻繁的更改位置信息，則剩余注冊(cè)停留時(shí)間較短，那么預(yù)先提取的位置信息將不能再被使用。因此需要選取擁有足夠剩余時(shí)間的被叫用戶。通過(guò)預(yù)先定義剩余注冊(cè)時(shí)間的閾值τ th，只有當(dāng)被叫的剩余時(shí)間高于該值時(shí)，才會(huì)預(yù)先提取該被叫的位置信息。一般地，該閾值設(shè)為被叫位置注冊(cè)時(shí)間的一半等。步驟(5)，主叫直接發(fā)送INVITE請(qǐng)求消息到被叫；若被叫成功處理INVITE請(qǐng)求消息，則發(fā)送狀態(tài)值為200 OK的消息給主叫；步驟(6)，主叫收到200 OK信息后發(fā)送ACK確認(rèn)消息到被叫，建立連接。有益效果如果主叫沒(méi)有通過(guò)判斷被叫與SIP位置服務(wù)器連接進(jìn)行位置注冊(cè)時(shí)的剩余注冊(cè)時(shí)間是否大于預(yù)設(shè)的閾值，從而預(yù)先提取被叫的位置信息，則需要先發(fā)送INVITE消息到位置服務(wù)器，并查看被叫的當(dāng)前位置，這將會(huì)產(chǎn)生較長(zhǎng)時(shí)間的呼叫建立時(shí)延。采用本發(fā)明的操作，可省略該步操作，大大降低會(huì)話建立時(shí)間。


圖1 一般SIP VoIP呼叫建立流程圖2降低VoIP呼叫建立時(shí)延的實(shí)施步驟
具體實(shí)施例方式設(shè)SIP VoIP呼叫建立過(guò)程中，一般呼叫建立時(shí)間為100ms，而剩余注冊(cè)時(shí)間閾值 Tth通常取為呼叫建立時(shí)間的一半，即、h可設(shè)為50ms。假設(shè)網(wǎng)絡(luò)中有2個(gè)被叫A，B，其中被叫A的剩余注冊(cè)時(shí)間Ta GOms)低于閾值τ th，主叫采用一般的會(huì)話建立方法與被叫A連接；被叫B的剩余駐留時(shí)間Tb (70ms)高于閾值，主叫采用本發(fā)明提出的會(huì)話建立方法與被叫B連接。為方便對(duì)比，下面分別列出主叫與被叫A，B建立會(huì)話的步驟。步驟(1)，主叫發(fā)送REGISTER注冊(cè)信息給位置服務(wù)器進(jìn)行主叫位置更新，并預(yù)先設(shè)定被叫與SIP位置服務(wù)器連接進(jìn)行位置注冊(cè)時(shí)的剩余注冊(cè)時(shí)間的閾值；剩余注冊(cè)時(shí)間的閾值由主叫設(shè)定，如前所述，該閾值一般為呼叫建立時(shí)間的一半。 本例中主叫把呼叫建立時(shí)間IOOms除以2即可計(jì)算出剩余注冊(cè)時(shí)間的閾值為50ms，設(shè)該值通過(guò)軟件編程保存在存儲(chǔ)單元ΜΕΜ_0。步驟O)，位置服務(wù)器接收并處理該注冊(cè)消息后，給主叫發(fā)送一個(gè)200 OK響應(yīng)消息，該200 OK信息包含能夠被主叫呼叫到的所有被叫的位置信息，本實(shí)施例中包含被叫A 和被叫B ；步驟(3)，主叫分別比較被叫A和被叫B與SIP位置服務(wù)器連接進(jìn)行位置注冊(cè)時(shí)的剩余注冊(cè)時(shí)間是否大于預(yù)設(shè)的閾值Tth; 設(shè)被叫A和被叫B的剩余注冊(cè)時(shí)間分別保存在存儲(chǔ)單元MEM_A和MEM_B，則主叫從存儲(chǔ)單元中取出MEM_A、MEM_B和ΜΕΜ_0，并比較這些數(shù)值的大小。由于被叫A的剩余注冊(cè)時(shí)間Ta GOms)低于閾值τ th(50ms)，主叫采用一般的會(huì)話建立方法與被叫A連接，具體步驟詳見(jiàn)步驟0)-(6)步驟⑷主叫發(fā)送INVITE請(qǐng)求消息，經(jīng)過(guò)多個(gè)SIP服務(wù)器路由后將此消息傳送給被叫A ；步驟(5)若被叫A成功處理INVITE請(qǐng)求消息，則發(fā)送狀態(tài)值為200 OK的響應(yīng)消
息給主叫；步驟(6)主叫收到200 OK信息后，發(fā)送ACK消息至被叫A來(lái)指示正確接收。由于被叫B的剩余駐留時(shí)間Tb (70ms)高于閾值(50ms)，則主叫與被叫B建立連接的方法見(jiàn)步驟(7)-(8)。步驟(7)，主叫直接發(fā)送INVITE請(qǐng)求消息到被叫；若被叫成功處理INVITE請(qǐng)求消息，則發(fā)送狀態(tài)值為200 OK的消息給主叫；步驟⑶，主叫收到200 OK信息后發(fā)送ACK確認(rèn)消息到被叫，建立連接。與主叫和被叫A的一般會(huì)話建立過(guò)程相比，主叫與被叫B建立會(huì)話的優(yōu)點(diǎn)在于1)主叫根據(jù)200 OK信息預(yù)先提取剩余駐留時(shí)間大于閾值的被叫，無(wú)需再與SIP位置服務(wù)器建立連接來(lái)確定被叫。2)主叫直接發(fā)送INVITE請(qǐng)求消息到被叫，無(wú)需經(jīng)過(guò)多個(gè)SIP服務(wù)器路由后將此消息傳送給被叫。 這兩方面的操作可大大降低SIP會(huì)話連接時(shí)延。
權(quán)利要求
1. 一種降低移動(dòng)VoIP呼叫建立時(shí)延方法，其特征在于，包括以下步驟 步驟(1)，主叫發(fā)送REGISTER注冊(cè)信息給位置服務(wù)器進(jìn)行主叫位置更新，并且主叫設(shè)定被叫與SIP位置服務(wù)器連接進(jìn)行位置注冊(cè)時(shí)的剩余注冊(cè)時(shí)間的閾值。步驟O)，位置服務(wù)器接收并處理該注冊(cè)消息后，給主叫發(fā)送一個(gè)200 OK響應(yīng)消息，該 200 OK信息包含能夠被主叫呼叫到的所有被叫的位置信息；步驟(3)，判斷步驟( 得到的被叫與SIP位置服務(wù)器連接進(jìn)行位置注冊(cè)時(shí)的剩余注冊(cè)時(shí)間是否大于預(yù)設(shè)的閾值，如果小于該閾值，則主叫按照常規(guī)方法與被叫建立連接；否則， 繼續(xù)執(zhí)行下一步；步驟G)，根據(jù)200 OK信息，主叫預(yù)先提取剩余注冊(cè)時(shí)間大于閾值的被叫的位置信息， 然后發(fā)送ACK確認(rèn)信息到位置服務(wù)器；步驟(5)，主叫直接發(fā)送INVITE請(qǐng)求消息到被叫；若被叫成功處理INVITE請(qǐng)求消息， 則發(fā)送狀態(tài)值為200 OK的消息給主叫；步驟(6)，主叫收到200 OK信息后發(fā)送ACK確認(rèn)消息到被叫，建立連接。
全文摘要
一種降低移動(dòng)VoIP呼叫建立時(shí)延方法，屬于移動(dòng)IP網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域，步驟包括主叫發(fā)送REGISTER注冊(cè)信息給位置服務(wù)器進(jìn)行位置更新；位置服務(wù)器處理該注冊(cè)消息后，給主叫發(fā)送一個(gè)200 OK響應(yīng)消息，該200 OK信息包含可能被呼叫到的用戶位置信息；根據(jù)200 OK信息，主叫預(yù)先提取剩余停留時(shí)間大于閾值的被叫；主叫發(fā)送ACK確認(rèn)信息到位置服務(wù)器；主叫直接發(fā)送INVITE請(qǐng)求消息到被叫；若被叫成功處理INVITE請(qǐng)求消息，則發(fā)送狀態(tài)值為200 OK的消息給主叫；主叫收到200 OK信息后發(fā)送ACK確認(rèn)消息到被叫。采用本發(fā)明方法，主叫可以省去訪問(wèn)位置服務(wù)器直接與被叫者建立會(huì)話，大大降低呼叫建立時(shí)延。
文檔編號(hào)H04W76/02GK102548025SQ20121007157
公開(kāi)日2012年7月4日 申請(qǐng)日期2012年3月16日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月16日
發(fā)明者呂海坤, 黎海濤 申請(qǐng)人:北京工業(yè)大學(xué)