基于IMS架構的QoS保證機制研究.pdf

1、服務質(zhì)量(QoS)[1]已成為下一代網(wǎng)絡正常運營的關鍵性問題。隨著多媒體業(yè)務的迅速發(fā)展,傳統(tǒng)的“盡力而為”的IP服務因為其不可預測的時延和丟包特性,已不能滿足人們?nèi)找嬖鲩L的對業(yè)務質(zhì)量的要求。目前很多組織如ITU,3GPP,3GPP2,IETF等都在對下一代網(wǎng)絡的QoS問題進行研究,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)絡中核心架構的IP多媒體子系統(tǒng)(IMS),其QoS保證機制是基于

2、策略的,通過策略計費決策點(PCRF)和策略計費執(zhí)行點(PCEF)之間頻繁的信令交互來實現(xiàn)對媒體業(yè)務流的授權控制。但是,這個不可或缺的信令交互存在著較大的延時,如果二者之間的連接稍有不暢,延時更是不可忍受。針對上述不足,本論文首先綜述性的介紹了IP多媒體子系統(tǒng)(IMS)的基礎知識,包括系統(tǒng)架構和體系特點;接著,引入了IPQoS和其保證機制的基本概念,并簡要的論述了四種現(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構建了DiffServ仿真實現(xiàn)模型,對幾種典型調(diào)度算法的優(yōu)劣特性進行了仿真研究,為后續(xù)具體工作奠定理論基礎。然后,本文從承載網(wǎng)絡層面和管理層面對IMS中的OoS保證機制進行了分析,對承載層面的服務模型進行了探討,并對IMS中的資源預留協(xié)商機制進行仿真實現(xiàn)。管理層面中對IMS基于策略的QoS保證機制以及常用接口Gx、Rx的功能和信令流程都做了詳細的分析,并對PCRF局限性進行討論

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。本文針對這個模型,對其具體配置和存儲的內(nèi)容做了說明,對使用此模型帶來的優(yōu)點從IP-CAN會話建立的時延角度給予了闡述,對策略庫中策略更新的開銷問題也進行了相關的探討。同時給出了此模型中策略庫所使用的Cache的數(shù)學分析模型,并進行了簡要的數(shù)學分析。理論和仿真實驗證明,LocalPCRF模型可以顯著的減少IP-CAN會話的建立時延,提高系統(tǒng)