基于IMS架構(gòu)的QoS保證機(jī)制研究.pdf

1、服務(wù)質(zhì)量(QoS)[1]已成為下一代網(wǎng)絡(luò)正常運(yùn)營(yíng)的關(guān)鍵性問(wèn)題。隨著多媒體業(yè)務(wù)的迅速發(fā)展,傳統(tǒng)的“盡力而為”的IP服務(wù)因?yàn)槠洳豢深A(yù)測(cè)的時(shí)延和丟包特性,已不能滿(mǎn)足人們?nèi)找嬖鲩L(zhǎng)的對(duì)業(yè)務(wù)質(zhì)量的要求。目前很多組織如ITU,3GPP,3GPP2,IETF等都在對(duì)下一代網(wǎng)絡(luò)的QoS問(wèn)題進(jìn)行研究,提出了一系列方案與框架,而且這些方案與框架仍處于不斷發(fā)展與完善之中。作為3GPP定義的下一代網(wǎng)絡(luò)中核心架構(gòu)的IP多媒體子系統(tǒng)(IMS),其QoS保證機(jī)制是基于

2、策略的,通過(guò)策略計(jì)費(fèi)決策點(diǎn)(PCRF)和策略計(jì)費(fèi)執(zhí)行點(diǎn)(PCEF)之間頻繁的信令交互來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)媒體業(yè)務(wù)流的授權(quán)控制。但是,這個(gè)不可或缺的信令交互存在著較大的延時(shí),如果二者之間的連接稍有不暢,延時(shí)更是不可忍受。針對(duì)上述不足,本論文首先綜述性的介紹了IP多媒體子系統(tǒng)(IMS)的基礎(chǔ)知識(shí),包括系統(tǒng)架構(gòu)和體系特點(diǎn);接著,引入了IPQoS和其保證機(jī)制的基本概念,并簡(jiǎn)要的論述了四種現(xiàn)有的QoS模型:IntServ、DiffServ、MPLS和IMS所

3、采用的基于策略的QoS保證模型,并用OPNETModeler構(gòu)建了DiffServ仿真實(shí)現(xiàn)模型,對(duì)幾種典型調(diào)度算法的優(yōu)劣特性進(jìn)行了仿真研究,為后續(xù)具體工作奠定理論基礎(chǔ)。然后,本文從承載網(wǎng)絡(luò)層面和管理層面對(duì)IMS中的OoS保證機(jī)制進(jìn)行了分析,對(duì)承載層面的服務(wù)模型進(jìn)行了探討,并對(duì)IMS中的資源預(yù)留協(xié)商機(jī)制進(jìn)行仿真實(shí)現(xiàn)。管理層面中對(duì)IMS基于策略的QoS保證機(jī)制以及常用接口Gx、Rx的功能和信令流程都做了詳細(xì)的分析,并對(duì)PCRF局限性進(jìn)行討論

4、。最后,作者闡述了一種LocalPCRF模型,主要用于減少不必要的PCRF和PCEF之間的信令交互。本文針對(duì)這個(gè)模型,對(duì)其具體配置和存儲(chǔ)的內(nèi)容做了說(shuō)明,對(duì)使用此模型帶來(lái)的優(yōu)點(diǎn)從IP-CAN會(huì)話建立的時(shí)延角度給予了闡述,對(duì)策略庫(kù)中策略更新的開(kāi)銷(xiāo)問(wèn)題也進(jìn)行了相關(guān)的探討。同時(shí)給出了此模型中策略庫(kù)所使用的Cache的數(shù)學(xué)分析模型,并進(jìn)行了簡(jiǎn)要的數(shù)學(xué)分析。理論和仿真實(shí)驗(yàn)證明,LocalPCRF模型可以顯著的減少I(mǎi)P-CAN會(huì)話的建立時(shí)延,提高系統(tǒng)