专利名称：提高sip压缩效率的系统及方法
技术领域：
本发明涉及网络通信技术领域，尤其涉及一种提高SIP压缩效率的系统及方法.
背景技术：
SIP(会话初始协议)是一种基于Client(客户端)/Server(服务器)模型的协议。其基本模型如图1所示，UAC(用户代理客户端)和UAS(用户代理服务器)是基于事务的，在一个对话中，一个UA(用户代理)可能在一个事务执行UAC的角色，在另外的事务执行UAS的角色。
SIP请求和它的响应的集合构成一个事务，其中SIP请求由其方法(Method)名标识，如“INVITE(邀请)”、“REGISTER(注册)”、“ACK(确认)”，等等，每种请求都有不同的用途。其中，产生请求并等待接受响应的一方为UAC，接收请求并产生响应的一方为UAS。
对话与事务的关系如图2所示，创建对话的第一条请求称为初始请求，如图2的INVITE消息。由INVITE创建的事务相对例外，其最终响应必须有“ACK”SIP请求消息来确认。
SIP使用URI(Uniform Resource Identifier，统一资源标识)作为其协议地址的编码格式，称为“SIP URI”，如“sip:lavi@huawei.com”。SIP的各种实体，包括用户及各种Server，都用SIP URL(会话初始协议资源统一定位信息)来标识，并使用DNS SRV(域名系统服务)(IETF RFC2782)来实现SIP URL(SIP统一资源定位)到具体IP接口地址的解析。
SIP消息是一种文本信令协议，其消息的结构如表1所示表1
一个典型的SIP请求消息如表2所示表2
SIP消息具有一定的自描述能力，如SIP请求的“via”头域记录请求经过的各SIP Server的地址，SIP响应将根据via反向路径返回UAC(用户代理客户端)；“route”头域记录SIP请求传输过程中必须经过的各SIP Server地址。因此，由于SIP消息经过的路由路径的不同，SIP消息的大小变化很大。
如图3所示，SIP协议定义了基本信令处理的功能角色包括(1)SIP UA(User Agent，用户代理)SIP信令处理的两个端点，包括UAC、UAS；
(2)SIP Proxy Server，即SIP代理服务器负责路由SIP信令的实体，负责将SIP信令路由到信令指示的端点。
B2BUA(背靠背用户代理)是SIP里的一种复合功能角色。由UAC、UAS复合组成，当收到请求时，则需要向其他SIP Server发出请求，并等待其他SIP Server的响应，以决定对UAC的请求处理。
B2BUA类似于SIP Proxy Server，但两者有一个根本的区别，B2BUA两侧的信令属于两个会话，其两侧的SIP信令消息的via/router/record-route等头域互不相关，完全根据各自会话的路径构造；而Proxy的两侧信令属于相同的会话，其两侧的SIP消息的via/router/record-route等头域相互关联。
目前3GPP IMS(IP Multimedia Subsystem，IP多媒体子系统)网络已经确定使用SIP作为主要的业务控制信令协议；IMS是一个建立在分组交换域(Packet Switched)基础上的业务基础网络，IMS能提供丰富多彩的业务，如PoC(基于蜂窝系统的即按即讲)业务等。
IMS的功能实体组网如图4所示，其中P-CSCF(代理呼叫会话控制功能实体)是IMS网络的入口，一般存在于用户当前的拜访地(Visited Network)；I-CSCF(问询呼叫会话控制功能实体)是用户IMS归属网络(Home Network)的入口；S-CSCF(服务呼叫会话控制功能实体)是IMS的核心，用于处理用户身份认证、业务路由等。从SIP协议的角度来看，P-CSCF/I-CSCF/S-CSCF都承担SIP Proxy的角色。
为了实现UE(User Equipment，用户终端设备)与IMS之间的通信，UE需要获取IMS中的P-CSCF的地址信息，为此IMS定义了UE获取拜访地P-CSCF地址的办法(1)终端本地配置，即由用户自行设定本地P-CSCF地址；(2)在GGSN(关口GPRS支持节点)配置本地P-CSCF地址，当UE建立无线信令传输连接(在3GPP是建立PDP Context)时，由GGSN在建立成功响应信令中通知UE；(3)在DHCP Server(DHCP服务器)配置本地P-CSCF地址，在建立无线信令传输连接后，终端通过DHCP获取IP时，由DHCP Server通过扩展的DHCP信令通知UE。
UE获取IMS中的P-CSCF的地址信息后，便可以与P-CSCF之间进行SIP信令的交互。为了能够在信令中指示更多的信息，IMS对SIP协议进行了较多的扩展，已经形成正式的RFC，如RFC3327，各信息也极大的增加了SIP消息的长度。例如，一条由UE发给IMS的始发INVITE消息如表3所示表3
可以看出，由于SIP的基于文本、具有自描述能力等特征，导致其消息长度相对较大，如IMS的初始请求INVITE的长度约有1000字节以上。当把SIP用做无线分组域(Packet Switched)的业务控制信令时，因无线接入网络传输带宽相对窄、无线资源宝贵等原因，其消息长度将导致传输困难(误码几率增大)、传输时延增大、资源消耗增加等，对业务的性能和部署成本都有较大的影响，因此，在无线网络传输SIP信令时，需要先压缩SIP消息。
为了解决SIP压缩的问题，IETF制定的SigComp标准(RFC3320规定的压缩标准)，其主要压缩框架流程如图5所示，相应的处理过程为过程1、端点A(Endpoint A)的压缩器向对端发送压缩后的消息(compressor sending to B)，在SigComp消息中同时附带一个反馈请求；过程2、端点B(Endpoint B)的应用层收到解压消息，返回一个区段(compartment)标识给端点B的压缩/解压器；过程3、端点B的解压缩UDVM(Universal Decompression VirtualMachine，通用解压缩虚拟机)向State Handler(状态处理器)转发需要的反馈数据；过程4、端点B的State Handler转发反馈数据到本地适当的压缩器；
过程5、端点B的的压缩器向端点A发送压缩的消息(compressorsending to A)，在消息中同时返回请求的反馈数据；过程6、端点A的应用层收到解压消息，返回一个区段(compartment)标识给端点A本地的压缩/解压器；过程7、端点A的解压缩UDVM向State Handler转发请求的反馈数据；过程8、端点A的State Handler转发反馈数据到端点A本地适当的压缩器；过程9、端点A的压缩器使用反馈数据压缩后继消息。
目前，IMS规范已经指示可选支持SIP信令压缩功能。其SIP信令压缩由SIP移动终端UE和P-CSCF完成。SIP压缩使用SigComp规范定义的框架，支持静态字典等压缩算法，也支持上载的特定算法。
经过测试，目前SigComp定义的压缩算法，一般平均压缩率在50％左右；而对于呼叫会话的第一条消息，如初始INVITE、REFER消息，压缩率低于平均值，一般只有30％左右。
从IMS网络终端向网络发出的初始请求信令消息，其长度在1200字节左右，只压缩30％，所获得的益处是很有限的。
而且，从IMS/其他SIP核心网络向终端发出的初始请求信令消息中，其via/route/record-route头域包含了消息途径的多个节点的信息，因此，该消息包将变得更大，每个会话的这些头域的可能变化较大，导致更加不易被压缩，使得该消息的压缩率更低。
另外，随着SIP网络的路由节点变化，也直接导致该类消息的压缩率的变化，即压缩率不稳定，让信令传输时间难以预测。
总之，现有技术中，SIP初始请求的压缩率较低，而且，初始请求的压缩率不稳定，尤其是从SIP网络向终端发出的初始请求的压缩率变化较大。导致SIP消息大量占用空口资源影响通信网络的传输性能。
发明内容
鉴于上述现有技术所存在的问题，本发明的目的是提供一种提高SIP压缩效率的系统及方法，从而可以有效解决现有技术存在的初始请求压缩率较低，及压缩率不稳定的问题。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的本发明提供了一种提高SIP压缩效率的系统，包括用户终端、无线接入网络和会话初始协议SIP核心网络，用户终端通过无线接入网访问SIP核心网络，而且，在所述的无线接入网络与SIP核心网络之间还设置有压缩代理功能实体用于终结用户终端通过无线接入网络发送来的压缩后的消息，并代表用户终端与SIP核心网络建立通信，还用于终结SIP核心网络发送给用户终端的消息，代表SIP核心网络构建SIP消息，并压缩后发送给用户终端。
所述的压缩代理功能实体包括信令压缩模块用于对接收的用户终端发来的压缩后的SIP消息进行解压缩处理，以及，对需要向用户终端发送的SIP消息进行压缩处理后发送；用户侧代理模块用于通过信令压缩模块与用户终端进行消息交互；网络侧代理模块用于与SIP核心网络进行消息交互，以及与用户侧代理模块之间进行消息交互。
所述的压缩代理功能实体还包括核心处理模块设置于用户侧代理模块与网络侧代理模块之间，用于在两者之间进行消息的转发处理。
本发明提供了一种提高SIP压缩效率的方法，包括A、用户终端向压缩代理功能实体发送压缩后的SIP消息；B、所述的压缩代理功能实体对接收到的SIP消息进行解压缩处理，并代表用户终端与SIP核心网络进行通信；C、压缩代理功能实体将接收到的IMS发来的SIP消息压缩后发送给用户终端。
所述的方法还包括在用户终端本地配置压缩代理功能实体地址；或者，在GPRS支持节点GGSN上配置本地压缩代理功能实体地址，当用户终端建立无线信令传输连接时，由GGSN在建立成功响应信令中通知用户终端；或者，在动态主机配置协议DHCP服务器上配置本地压缩代理功能实体地址，在建立无线信令传输连接后，终端通过DHCP获取IP地址时，由DHCP服务器通过扩展的DHCP信令通知用户终端。
当用户发起注册过程时，所述的方法包括D、用户终端对注册消息进行压缩并发送给压缩代理功能实体，在注册消息中携带SIP压缩/解压缩状态；E、压缩代理功能实体接收所述的注册消息后，采用与用户终端侧对应的解压缩算法恢复出注册消息，并保存用户终端对应的压缩/解压缩状态；F、压缩代理功能实体代表用户与SIP核心网络进行信息交互实现用户终端的注册处理，并向用户终端返回响应消息。
所述的SIP核心网络包括多媒体IP子系统IMS网络，且所述的步骤F包括F1、压缩代理功能实体利用用户终端发送来的注册消息中的信息，构建发给IMS网络的注册消息，并发送该注册消息，消息中包括由压缩代理功能实体生成的头域信息；F2、IMS网络向压缩代理功能实体返回响应消息，并由压缩代理功能实体利用IMS返回的响应消息中的信息，构建发给用户终端的SIP响应消息，在该SIP响应消息中经过的路由信息为压缩代理功能实体自己的地址；F3、压缩代理功能实体对响应消息进行压缩，并向用户终端发送该消息，在消息中携带着压缩代理功能实体的压缩/解压缩状态；F4、用户终端解压缩SIP响应，根据解压后的响应消息，进行用户鉴权处理，并通过压缩代理功能实体与IMS网络进行消息交互完成注册过程。
所述的步骤F4包括F41、用户终端向压缩代理功能实体发出计算了鉴权响应的且压缩后的注册消息；F42、压缩代理功能实体解压缩所述注册消息，并利用消息中的信息构建发给IMS网络的注册消息，之后发送该消息；F43、IMS网络将记录压缩代理功能实体的联系地址，并返回响应消息；F44、压缩代理功能实体收到IMS返回的响应消息后，保存用户终端的IMS注册路径信息，并根据SIP响应的期满expire头域启动相应时间长度的用户注册定时器；当用户长时间没有重注册，定时器超时时删除相应的注册信息；F45、压缩代理功能实体利用IMS返回的响应消息中的信息构建发给用户的SIP响应消息，并在压缩后发送给用户终端。
当用户发起重注册过程时，所述的方法包括G、用户向压缩代理功能实体发出经过压缩重注册消息；H、压缩代理功能实体采用用户终端对应的解压缩算法恢复出接收到的重注册消息；J、压缩代理功能实体利用用户终端发送的消息中的信息构建发给IMS网络的重注册消息，并发送；K、IMS网络向压缩代理功能实体返回响应消息，压缩代理功能实体重启用户的注册定时器，刷新该用户的IMS注册路径信息，并向用户终端发送压缩后的响应消息。
当用户发起注销过程时，所述的方法包括L、用户终端向压缩代理功能实体发关用户注销的SIP压缩消息；M、压缩代理功能实体采用用户终端对应的解压缩算法恢复出消息，并利用用户终端发送的消息中的信息构建发给IMS网络的用于注销的SIP消息，之后，发送该消息；N、IMS网络向压缩代理功能实体返回响应消息后，且压缩代理功能实体中止用户的注册定时器，删除该用户终端的注册信息；P、压缩代理功能实体利用IMS返回的响应消息中的信息构建发给用户终端的响应消息，并进行压缩后发送。
当用户注册后，向IMS发起呼叫时，所述的方法包括Q、用户终端向压缩代理功能实体发送压缩后邀请INVITE消息；R、压缩代理功能实体采用用户终端对应的解压缩算法恢复出INVITE消息，并利用用户终端发送的INVITE消息中的信息构建相应的INVITE消息，还利用用户注册时记录的信息构建新INVITE消息的路由头域；S、压缩代理功能实体将所述的INVITE消息发送给IMS网络，并由IMS网络路由信令到被叫的压缩代理功能实体；T、被叫的压缩代理功能实体利用收到的INVITE消息中的信息构建发给被叫用户终端的INVITE消息，消息中经过的路由信息只包含压缩代理功能实体的地址；U、被叫压缩代理功能实体对所述的INVITE消息进行压缩处理后发送给相应的被叫用户终端。
所述的方法还包括在用户终端与压缩代理功能实体间采用信令压缩Sigcomp标准进行SIP消息的压缩传递，或者，采用私有协议进行SIP消息的压缩传递。
由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明由于引入了CAF，带来了空口传输信令的一些信元的可预测性，因而，可以有效提高SIP初始请求压缩率，同时，还可以屏蔽网络和路由的复杂性，使得UE和CAF间传递的信令的长度变得可预测，进而还可以提高SIP初始请求压缩率的稳定性。
同时，本发明的实现可以兼容IMS网络，而无需对现有的终端和IMS网络进行改进。
另外，当终端和CAF配合支持一些信元转换为整数的压缩等方法时，本发明还可以进一步提高SIP压缩率。
图1为SIP角色模型示意图；图2为SIP对话与事务的关系示意图；图3为SIP B2BUA的结构示意图；图4为IMS组网结构示意图；图5为SIP压缩框架流程示意图；图6为本发明所述的系统的结构示意图；图7为图6中的压缩代理功能实体的结构示意图；图8为本发明所述的方法的用户发起注册的流程示意图；图9为本发明中用户发起重注册的处理流程示意图；图10为本发明中用户发起注销的处理流程示意图；图11为本发明中用户发起IMS呼叫的处理过程示意图。
具体实施例方式
本发明的主要目的是解决SIP初始请求压缩率低，以及SIP初始请求压缩率不稳定的问题。
为了解决SIP初始请求压缩率低和压缩率不稳定的问题，本发明主要是在接入网络和SIP网络入口点之间引入了一个“Compression Agent Function(压缩代理功能，即CAF)”实体，所述的SIP网络入口点在IMS中即为P-CSCF，本发明引入(下面简称CAF)。通过CAF可以终结用户终端向网络侧发送的SIP消息，以及网络侧向用户终端发送的SIP消息，让用户终端和CAF间传送的SIP信令的via/route/record-route/contact/max-forward等头域内容变得可预测或可事先协商，从而提高SIP消息压缩率和压缩稳定度，解决空口传送信令过大的问题。
为对本发明有进一步的理解，下面将结合附图对本发明提供的装置及方法进行详细的说明。
本发明提供的实现SIP压缩的装置，其结构如图6和图7所示，图6给出了引入本发明所述装置后的IMS或其他SIP核心网络的系统组网情况。
从SIP协议的角度而言，CAF功能是一个B2BUA(背靠背用户代理)，其主要作用是在PS域核心网络中，代理用户做信令处理，因此对于IMS或其他SIP核心网络，CAF就是终端用户。
由于引入了CAF，原来3GPP IMS定义的用于定位本地P-CSCF地址的方法便可以用来定位CAF，即UE通过如下方法之一获取本地的CAF地址(1)终端本地配置，由用户自行设定本地CAF地址；(2)在GGSN配置本地CAF地址，当UE建立无线信令传输连接(在3GPP是建立PDP Context)时，由GGSN在建立成功响应信令中通知UE；(3)在DHCP Server配置本地CAF地址，在建立无线信令传输连接后，终端通过DHCP获取IP时，由DHCP Server通过扩展的DHCP信令通知UE。
而在CAF中，则可以通过在本地策略中配置当地P-CSCF地址来获知当地IMS的入口点。
在本发明提供的组网中，SIP压缩由在UE和CAF执行，可采用SigComp压缩框架，当然也可以采用其他压缩算法进行压缩处理，而CAF和P-CSCF间将不再使用SIP压缩。也就是说，在UE和CAF间也可以使用私有协议来传递必要的信息，以达到减少空口传输的信令的冗余，同样可以实现本发明，只是需要对终端UE进行适当的修改。
本发明中，所述的CAF的主要结构如图7所示，其中SIP UA(To UE，即用户侧代理模块)即面向用户UE的会话初始协议用户代理，用于和用户UE侧交互的SIP UA角色；SigComp即信令压缩模块，符合SigComp规范的SI P压缩/解压缩模块，具体参见图5所示的SIG COMP压缩/解压缩框架；在实际应用过程中，也可以根据需要采用其他压缩算法实现该信令压缩模块；SIP UA(To IMS，即网络侧代理模块)即面向IMS的会话初始协议用户代理，用于和IMS网络侧交互的SIP UA角色；CAF Core是CAF的应用核心，负责SIP UA(To UE)和SIP UA(ToIMS)间的消息转发。
如图7所示，在UE和CAF间，当UE在向IMS执行初始注册过程时，可以通过SigComp框架协商压缩/解压缩状态(state)信息，经过协商，UE和CAF CAF为每个成功注册的用户建立一个SigComp压缩/解压缩Compartment(区段)，该Compartment对应的state handler将可能记录了一些很少变化或可预测的消息内容(每种算法记录的信息可能不同，也可能不记录state信息)，以利于后继消息的压缩和解压缩恢复。
除此之外，由于引入B2BUA类型的CAF，UE和CAF成为SIP会话的两个端点，中间没有其他SIP Server，固UE和CAF间信令消息的下列信息基本不再变化Via是UE或CAF的地址；
Route因UE和CAF间没有其他SIP Server，故可以不传递该头域；record-route因UE和CAF间没有其他SIP Server，故可以不传递该头域；Contact是UE或CAF的SIP协议接受地址/端口Max-Forwards因UE和CAF间没有其他SIP Server，故该头域值基本固定下来。
在SIP注册时，UE和CAF就这些域进行协商，以后的消息不需再传送这些域，因此可以在以及采取的SIP压缩的基础上，进一步压缩SIP消息，提高压缩率。
在这些头域中，尤其是via/route/record-route三个头域，它们最多只包含一项地址信息，且内容是UE或CAF的地址，因此，这些头域的信息可预测，它们在UE和CAF间基本无用，可以轻易被压缩掉。这样，对于UE向网络发出的请求还是网络向UE发起的请求，无论IMS/SIP网络组网如何复杂，UE和CAF间传递的消息的这些头域的主体都不再变化较大，因此，完全消除了普通组网下SIP压缩不稳定的源头。网络和路由的复杂完全由CAF屏蔽掉了。
另外，在SIP协议中，把Call-ID头域的值、via头域的branch参数值、From/To头域的Tag值定义为一些字符集注册的字符串，且长度不加限制，也属于很难压缩的信息。为了获得更高的压缩率，如UE和CAF中使用的压缩器配合，采用把他们转换为整数的方式进行压缩，则可以获得更高的压缩率，同时，IMS/其他SIP核心网络无需因该项改动受任何影响。
下面将结合附图，对本发明所述的方法的实现过程进行说明。
当用户注册时，本发明中，所述的CAF的处理过程如图8所示，具体包括以下处理步骤步骤801UE(即图中的UE1)通过3GPP IMS定义的三种方法获取本地CAF地址；
步骤802终端发起注册，UE对注册消息进行压缩；具体为通过SigComp的规范流程，在传输压缩REGISTER(注册)消息中，同时附带SIP压缩/解压缩状态信息，便于后继消息的压缩和解压，这些状态信息可能包括协商因引入CAF而固定下来的一些信息，如Via头域地址；附带压缩消息一起传送的，还可能包括UE使用的解压缩UDVM字节码(CodeByte)程序；步骤803CAF接收所述的注册消息后，根据SigComp框架，采用UE对应的解压缩算法恢复出REGISTER消息；CAF为每个用户创建一块SigComp规定的state(状态)内存，用于State Handler存储压缩/解压缩状态和可能的UDVM字节码程序步骤804CAF代表用户，利用UE发送的REGISTER消息的RequestURI(请求URI)、From URI(源URI)、To URI(目的URI)、Authorization(鉴权)头域、Expires(期满)头域或contact头域的expires参数等信息，构建发给IMS网络的REGISTER消息，其余头域的信息由CAF自己生成，包括contact头域，其内容为CAF网络侧用户代理的SIP接收地址/端口；步骤805CAF向本地策略中配置的IMS入口点发出新构建的REGISTER消息。
步骤806IMS网络返回“401 Unauthorized(401未授权)”消息来对用户进行用户认证，其鉴权信息包含在“WWW-Authenticate(WWW鉴权)”头域中。
步骤807CAF代表网络，利用IMS返回的401响应消息的From URI、ToURI、WWW-Authenticate头域、Expires头域或contact头域的expires参数等信息，构建发给UE的SIP响应消息，在该SIP响应消息中的via只有CAF自己的地址，而不再包含消息在IMS网络中经由的路径信息；
步骤808CAF使用SigComp对发给UE401响应进行压缩；步骤809CAF向UE发送压缩的401未授权响应消息，在压缩的响应消息中，同时附带了CAF希望在UE中保持的压缩/解压缩状态，也可能包含CAF压缩对应的UDVM字节码解压缩程序。
步骤810UE解压缩401未授权响应消息，进行鉴权响应计算，即进行用户鉴权处理；步骤811UE再次向CAF发出重新计算了鉴权响应的注册消息，该注册消息同样经过了UE的压缩处理；步骤812CAF根据SigComp框架，采用UE对应的解压缩算法恢复出步骤811发来的REGISTER消息；步骤813CAF代表用户，利用UE发送的REGISTER消息的RequestURI、From URI、To URI、Authorization头域、Expires头域或contact头域的expires参数等信息，构建发给IMS网络的REGISTER消息，其余头域的信息由CAF自己生成，包括contact头域，其内容为CAF网络侧用户代理的SIP接收地址/端口；步骤814CAF向IMS入口点发出新构建的REGISTER消息。
步骤815身份认证通过，IMS网络将记录用户终端当前的contact(联系)地址，因为是CAF代替用户注册，因此IMS记录的是CAF的contact地址；按IMS的规定，IMS网络返回“200 OK”消息，具体为向CAF返回该消息，该响应消息中的Path、Service-Route头域指示了注册请求在IMS的上下行路径信息，用于后继请求的路由；步骤816CAF收到IMS返回的200响应，为注册用户存储该响应的Path、Service-Route头域的信息，以用于IMS侧后继会话初始消息的构建，并启动用户注册定时器，所述的Path、Service-Route头域等信息将保持到用户注销或定时器超时；
同时，CAF代表网络，利用IMS返回的200响应消息的From URI、ToURI、P-Associated-URI头域、Expires头域或contact头域expires参数等信息，构建发给UE的SIP响应消息，Path、Service-Route头域的信息将不发送给UE，新的响应消息的via只有CAF自己的地址；CAF为成功注册的每个用户记录IMS返回响应消息的Path、Service-Route等IMS注册路径信息，这些信息可以用于代表用户构建用户终端向网络发出的后继请求消息的route头域；CAF也启动注册定时器，该定时器的长度至少为IMS返回的“200 OK”响应消息的expires头域值或contact头域expires参数值，当用户长时间不执行重注册，该定时器超时，将删除为记录的用户相关的所有信息。
步骤817CAF使用SigComp对发给UE的200响应进行压缩；步骤818CAF向UE发送压缩的200响应，即200ok消息，该消息为SIP压缩消息，至此，整个注册处理过程完成。
下面再结合图9对本发明中，用户向IMS网络发起重注册的处理过程进行说明，具体如图9所示，包括以下处理过程步骤901用户向IMS网络发起重注册；步骤902UE向CAF发出重注册消息，消息经过了UE的压缩处理；步骤903CAF根据SigComp框架，采用UE对应的解压缩算法恢复出REGISTER消息；步骤904CAF代表用户，利用UE发送的REGISTER消息的RequestURI、From URI、To URI、Authorization头域、Expires头域等信息，构建发给IMS网络的REGISTER消息；步骤905CAF向IMS入口点发出新构建的REGISTER消息；步骤906IMS网络返回“200 OK”消息；步骤907CAF收到IMS返回的200响应，重启用户的注册定时器，刷新为该用户存储的Path、Service-Route头域的等信息，Path、Service-Route头域将不会发送给用户终端UE；同时，CAF代表网络，利用IMS返回的200响应消息的From URI、ToURI、Expires头域等信息，构建发给UE的响应消息；步骤908CAF使用SigComp对发给UE的200响应进行压缩；步骤909CAF向UE发送压缩的200响应，至此，用户发起的向IMS网络的重注册处理过程完成。
如图10所示，用户发起注销过程，以退出IMS服务的处理过程包括步骤1001用户希望向IMS网络注销自己，以退出IMS服务；步骤1002UE向CAF发出expires头域值为0的注册消息，该消息为经过了压缩处理的SIP压缩消息；步骤1003CAF根据SigComp框架，采用UE对应的解压缩算法恢复出REGISTER消息；步骤1004CAF代表用户，利用UE发送的REGISTER消息的RequestURI、From URI、To URI、Authorization头域、Expires头域等信息，构建发给IMS网络的REGISTER消息，其余头域的信息由CAF自己生成；步骤1005CAF向IMS入口点发出新构建的REGISTER消息；步骤1006IMS网络返回“200 OK”消息；步骤1007CAF收到IMS返回的200响应消息后，中止用户的注册定时器，删除为用户存储的Path、Service-Route头域的等信息；同时，CAF代表网络，利用IMS返回的200响应消息的From URI、ToURI、Expires头域等信息，构建发给UE的响应消息；步骤1008CAF使用SigComp对发给UE的200响应进行压缩；步骤1009CAF向UE发送压缩的200响应，注销处理过程完成。
在通信过程中，如用户长时间没有发起重注册，也没有发起注销过程，引起CAF的用户的注册定时器超时，则CAF删除为用户存储的Path、Service-Route头域的等信息，结束注册超时处理过程。
本发明中，当用户注册后，便可以向IMS/其他SIP核心网络发起呼叫，呼叫时，CAF的处理过程如图11所示，具体包括步骤1101终端欲发起呼叫，发出INVITE，经过SigComp压缩后传送；步骤1102CAF根据SigComp框架，采用UE对应的解压缩算法恢复出INVITE消息；步骤1103CAF代表用户，利用UE发送的INVITE消息的Request URI、P-Preferred-Identity、P-Access-Network-Info、Privacy、From URI、ToURI、SDP、Expires头域等信息，构建符合IMS要求的INVITE消息；CAF利用用户注册时记录的Path、Service-Route头域信息，构建新INV ITE消息的Route头域；步骤1104将所述的INVITE消息发送给IMS网卡的入口P-CSCF；IMS网络处理始发INVITE请求，路由信令消息到被叫的CAF，这是因为在被叫用户注册时，由CAF代为注册，所以在IMS网络记录的是CAF的contact地址；步骤1105CAF代表网络，利用收到的INVITE消息的Request URI、P-Preferred-Identity、P-Access-Network-Info、Privacy、From URI、To URI、SDP、Expires头域等信息，构建发给被叫UE的INVITE消息，其via等头域信息只包含CAF的地址，Route/Reord-Route均不出现在新I NVITE消息中；步骤1106CAF使用SigComp对发给UE的INVITE请求进行压缩；步骤1107CAF向UE发送压缩的INVITE请求；后续的步骤1108至步骤1148步骤则用于完成一个普通的IMS呼叫的建立和释放过程，CAF在其中执行SIP压缩和SIP信息透传的任务，故不对其具体的处理过程进行详细的描述。
综上所述，本发明由于引入了CAF，带来了空口传输信令的一些信元的可预测性，因而，可以有效提高SIP初始请求压缩率，同时，还可以屏蔽网络和路由的复杂性，使得UE和CAF间传递的信令的长度变得可预测，进而还可以提高SIP初始请求压缩率的稳定性。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式
，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。
权利要求
1.一种提高SIP压缩效率的系统，包括用户终端、无线接入网络和会话初始协议SIP核心网络，用户终端通过无线接入网访问SIP核心网络，其特征在于，在所述的无线接入网络与SIP核心网络之间还设置有压缩代理功能实体用于终结用户终端通过无线接入网络发送来的压缩后的消息，并代表用户终端与SIP核心网络建立通信，还用于终结SIP核心网络发送给用户终端的消息，代表SIP核心网络构建SIP消息，并压缩后发送给用户终端。
2.根据权利要求1所述的提高SIP压缩效率的系统，其特征在于，所述的压缩代理功能实体包括信令压缩模块用于对接收的用户终端发来的压缩后的SIP消息进行解压缩处理，以及，对需要向用户终端发送的SIP消息进行压缩处理后发送；用户侧代理模块用于通过信令压缩模块与用户终端进行消息交互；网络侧代理模块用于与SIP核心网络进行消息交互，以及与用户侧代理模块之间进行消息交互。
3.根据权利要求1或2所述的提高SIP压缩效率的系统，其特征在于，所述的压缩代理功能实体还包括核心处理模块设置于用户侧代理模块与网络侧代理模块之间，用于在两者之间进行消息的转发处理。
4.一种提高SIP压缩效率的方法，其特征在于，包括A、用户终端向压缩代理功能实体发送压缩后的SIP消息；B、所述的压缩代理功能实体对接收到的SIP消息进行解压缩处理，并代表用户终端与SIP核心网络进行通信；C、压缩代理功能实体将接收到的IMS发来的SIP消息压缩后发送给用户终端。
5.根据权利要求4所述的提高SIP压缩效率的方法，其特征在于，所述的方法还包括在用户终端本地配置压缩代理功能实体地址；或者，在GPRS支持节点GGSN上配置本地压缩代理功能实体地址，当用户终端建立无线信令传输连接时，由GGSN在建立成功响应信令中通知用户终端；或者，在动态主机配置协议DHCP服务器上配置本地压缩代理功能实体地址，在建立无线信令传输连接后，终端通过DHCP获取IP地址时，由DHCP服务器通过扩展的DHCP信令通知用户终端。
6.根据权利要求4所述的提高SIP压缩效率的方法，其特征在于，当用户发起注册过程时，所述的方法包括D、用户终端对注册消息进行压缩并发送给压缩代理功能实体，在注册消息中携带SIP压缩/解压缩状态；E、压缩代理功能实体接收所述的注册消息后，采用与用户终端侧对应的解压缩算法恢复出注册消息，并保存用户终端对应的压缩/解压缩状态；F、压缩代理功能实体代表用户与SIP核心网络进行信息交互实现用户终端的注册处理，并向用户终端返回响应消息。
7.根据权利要求6所述的提高SIP压缩效率的方法，其特征在于，所述的SIP核心网络包括多媒体IP子系统IMS网络，且所述的步骤F包括F1、压缩代理功能实体利用用户终端发送来的注册消息中的信息，构建发给IMS网络的注册消息，并发送该注册消息，消息中包括由压缩代理功能实体生成的头域信息；F2、IMS网络向压缩代理功能实体返回响应消息，并由压缩代理功能实体利用IMS返回的响应消息中的信息，构建发给用户终端的SIP响应消息，在该SIP响应消息中经过的路由信息为压缩代理功能实体自己的地址；F3、压缩代理功能实体对响应消息进行压缩，并向用户终端发送该消息，在消息中携带着压缩代理功能实体的压缩/解压缩状态；F4、用户终端解压缩SIP响应，根据解压后的响应消息，进行用户鉴权处理，并通过压缩代理功能实体与IMS网络进行消息交互完成注册过程。
8.根据权利要求7所述的提高SIP压缩效率的方法，其特征在于，所述的步骤F4包括F41、用户终端向压缩代理功能实体发出计算了鉴权响应的且压缩后的注册消息；F42、压缩代理功能实体解压缩所述注册消息，并利用消息中的信息构建发给IMS网络的注册消息，之后发送该消息；F43、IMS网络将记录压缩代理功能实体的联系地址，并返回响应消息；F44、压缩代理功能实体收到IMS返回的响应消息后，保存用户终端的IMS注册路径信息，并根据SIP响应的期满expire头域启动相应时间长度的用户注册定时器；当用户长时间没有重注册，定时器超时时删除相应的注册信息；F45、压缩代理功能实体利用IMS返回的响应消息中的信息构建发给用户的SIP响应消息，并在压缩后发送给用户终端。
9.根据权利要求4或5所述的提高SIP压缩效率的方法，其特征在于，当用户发起重注册过程时，所述的方法包括G、用户向压缩代理功能实体发出经过压缩重注册消息；H、压缩代理功能实体采用用户终端对应的解压缩算法恢复出接收到的重注册消息；J、压缩代理功能实体利用用户终端发送的消息中的信息构建发给IMS网络的重注册消息，并发送；K、IMS网络向压缩代理功能实体返回响应消息，压缩代理功能实体重启用户的注册定时器，刷新该用户的IMS注册路径信息，并向用户终端发送压缩后的响应消息。
10.根据权利要求4或5所述的提高SIP压缩效率的方法，其特征在于，当用户发起注销过程时，所述的方法包括L、用户终端向压缩代理功能实体发关用户注销的SIP压缩消息；M、压缩代理功能实体采用用户终端对应的解压缩算法恢复出消息，并利用用户终端发送的消息中的信息构建发给IMS网络的用于注销的SIP消息，之后，发送该消息；N、IMS网络向压缩代理功能实体返回响应消息后，且压缩代理功能实体中止用户的注册定时器，删除该用户终端的注册信息；P、压缩代理功能实体利用IMS返回的响应消息中的信息构建发给用户终端的响应消息，并进行压缩后发送。
11.根据权利要求4或5所述的提高SIP压缩效率的方法，其特征在于，当用户注册后，向IMS发起呼叫时，所述的方法包括Q、用户终端向压缩代理功能实体发送压缩后邀请INVITE消息；R、压缩代理功能实体采用用户终端对应的解压缩算法恢复出INVITE消息，并利用用户终端发送的INVITE消息中的信息构建相应的INVITE消息，还利用用户注册时记录的信息构建新INVITE消息的路由头域；S、压缩代理功能实体将所述的INVITE消息发送给IMS网络，并由IMS网络路由信令到被叫的压缩代理功能实体；T、被叫的压缩代理功能实体利用收到的INVITE消息中的信息构建发给被叫用户终端的INVITE消息，消息中经过的路由信息只包含压缩代理功能实体的地址；U、被叫压缩代理功能实体对所述的INVITE消息进行压缩处理后发送给相应的被叫用户终端。
12.根据权利要求4或5所述的提高SIP压缩效率的方法，其特征在于，所述的方法还包括在用户终端与压缩代理功能实体间采用信令压缩Sigcomp标准进行SIP消息的压缩传递，或者，采用私有协议进行SIP消息的压缩传递。
全文摘要
本发明涉及一种提高SIP压缩效率的系统及方法。本发明的核心是在所述的无线SIP(会话初始协议)用户终端与IMS(多媒体IP子系统)等SIP核心网络之间还设置SIP B2BUA角色的压缩代理功能实体，以用于终结用户终端通过无线接入网络发送来的压缩后的消息，并代表用户终端与IMS建立通信，还用于终结IMS发送给用户终端的消息，并压缩后发送给用户终端。本发明由于引入了压缩代理功能实体，带来了在无线网络传输的SIP信令的一些信元的可预测性，因而，可以有效提高SIP初始请求压缩率，同时，还可以屏蔽网络和路由的复杂性，使得用户终端和压缩代理功能实体间传递的SIP信令的一些和网络路径相关的头域的长度变得可预测，进而还可以提高SIP初始请求压缩率的稳定性。
文档编号H04L29/06GK1866953SQ200510112549
公开日2006年11月22日 申请日期2005年10月10日 优先权日2005年10月10日
发明者谢国军 申请人:华为技术有限公司