IETF定義了一整套基礎(chǔ)協(xié)議包括SIP、SDP(會話描述協(xié)議)、RTP/RTCP(實時傳送協(xié)議/實時控制協(xié)議)、SCTP(流控制傳輸協(xié)議)和XCAP(XML配置接入?yún)f(xié)議)等,作為IMS客戶端的基本協(xié)議簇。SIP用于兩個或者多個IP節(jié)點間會話的建立、維護和拆除,可以運行在可靠的傳輸層(如TCP和SCTP)上或者非可靠的傳輸層(如UDP)上。SIP的擴展很多,比如SIP消息類型的增加(如Update、Refer、Publish、Notify等)、Simple、SIP信令壓縮、用于3GPP的私有包頭擴展、認證和安全機制等。在實現(xiàn)IMS客戶端時,這些SIP擴展的部分都應(yīng)當(dāng)有所考慮。SDP是一種應(yīng)用層協(xié)議,用來描述媒體會話能力、媒體格式、媒體流地址和端口等信息。RTP是用于端到端傳遞實時數(shù)據(jù)的協(xié)議,RTCP用于實時數(shù)據(jù)的服務(wù)質(zhì)量監(jiān)控。XCAP允許用戶上傳信息到XCAP服務(wù)器,通過HTTP更改、增加和刪除存儲在服務(wù)器上的XML文檔。XCAP復(fù)用了HTTP中的Get、Put和Delete方法來獲取、更改/增加和刪除XML文檔。通過一套巧妙的方法,將XML文檔的存儲路徑和文檔中的條目、元素和屬性映射到HTTP中的URL路徑。目前,XCAP在IETF中仍處于草案階段。
OMA主要定義移動服務(wù)規(guī)范,以確保運營商之間和終端之間端到端服務(wù)的互連性。OMA提出了一系列基于IMS的服務(wù)應(yīng)用,每種應(yīng)用都包含了客戶端的功能列表、協(xié)議要求、與應(yīng)用服務(wù)器之間的交互等。
通過對于IMS客戶端相關(guān)規(guī)范的研究與分析,可以看出IETF提供了IMS客戶端所需要的協(xié)議部分,包括詳細的SIP信令消息交互,服務(wù)參數(shù)協(xié)商、媒體流的建立、XML文檔的交互等。3GPP和OMA提供了IMS客戶端所需要的服務(wù)引擎,與不同應(yīng)用服務(wù)器之間的交互方式以及如何接入到IMS網(wǎng)絡(luò)等。JCP提供了一整套IMS客戶端上Java應(yīng)用程序所需的標(biāo)準(zhǔn)Java應(yīng)用編程接口。由此可以總結(jié)歸納出IMS客戶端軟件架構(gòu)參考,具體參見圖2。
通過研究可以發(fā)現(xiàn),IMS客戶端和一般的SIP客戶端有許多不同之處,它相比一般的SIP客戶端而言需要支持更多的功能,也更加復(fù)雜,對于IMS終端的要求也更高。其中關(guān)鍵的一點是IMS客戶端必須符合IMS相關(guān)規(guī)范,才能夠接入到IMS網(wǎng)絡(luò)。為用戶提供一系列的IMS服務(wù)。
前提條件下的QoS保證是指在會話建立過程中,必須在確保雙方端到端的服務(wù)質(zhì)量所需的媒體資源得以預(yù)留后,才能成功地建立起會話。比如在視頻呼叫建立中,該機制用以驗證會話中是否已經(jīng)獲得恰當(dāng)?shù)亩说蕉朔⻊?wù)質(zhì)量。但是,這種機制比較復(fù)雜,延長了會話建立的時間。因此,僅在必要的時候,IMS客戶端才會打開這種機制。
語音控制連續(xù)性(voice call continuity,VCC)是3GPP提出的解決CS域通話和IMS域會話之間的語音無縫切換的標(biāo)準(zhǔn)。支持VCC服務(wù)的IMS客戶端和呼叫連續(xù)控制服務(wù)器配合,能保證用戶進入和離開家庭或者辦公室里的WLAN(無線局域網(wǎng))時仍然能保持IMS域或CS域語音呼叫的連續(xù)性。但是這種服務(wù)要求IMS終端具備多種無線接入能力,如GSM/WLAN雙模終端就具備這樣的物理條件。
IMS客戶端軟件開發(fā)應(yīng)當(dāng)遵照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)組織的協(xié)議與規(guī)范進行,特別是協(xié)議層的一致性,需要嚴(yán)格按照IETF中的規(guī)定去解析和組織SIP包頭。但是,如果還沒有提出相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)或者標(biāo)準(zhǔn)還沒有完全被定義好,一些私有的解決方案也是可行的,因為標(biāo)準(zhǔn)總會存在一定的滯后。對SIP包頭和攜帶的文檔一些域進行私有定義以及通過XCAP中交互的XML文檔中一些字段的私有定義,可以實現(xiàn)一些IMS服務(wù)的創(chuàng)新。
由于手機上的CPU、內(nèi)存、電池等資源都是有限的,IMS客戶端軟件中的關(guān)鍵部分應(yīng)當(dāng)注意實現(xiàn)性能上的優(yōu)化,如對內(nèi)存的分配機制、電源管理、XML文檔解析器算法優(yōu)化等。
目前,業(yè)界在IMS客戶端的實際產(chǎn)品開發(fā)方面較之IMS網(wǎng)絡(luò)要滯后一些,但仍然已取得許多成果,如愛立信已經(jīng)推出了基于愛立信移動平臺的IMS客戶端,實現(xiàn)了weShare(語音和多媒體共享業(yè)務(wù));美國Ecrio公司推出了手機IMS框架軟件,集成多種IMS功能,并提供了IMS軟件開發(fā)包。隨著IMS網(wǎng)絡(luò)測試和今后IMS網(wǎng)絡(luò)部署的展開,可以預(yù)見,IMS客戶端逐漸會成為開發(fā)和研究的熱點。
隨著IMS應(yīng)用的增加和豐富,IMS客戶端軟件會變得越來越復(fù)雜,對IMS終端的要求也會更高。比如對多線程和多任務(wù)的需要,這要求IMS終端是一個智能終端,比較低端的手機可能不支持這樣的特性。如果IMS客戶端支持CSI,IMS終端就必須支持DTM模式或者具備MultiRAB能力。如果IMS客戶端支持VCC或者一些固定移動網(wǎng)絡(luò)融合服務(wù),IMS終端必須是一個多模終端,包含多個無線空中接口。如果IMS客戶端必須支持IPSec和包壓縮,IMS終端可能需要更強的CPU/DSP和更多的內(nèi)存來處理復(fù)雜運算,因此,來自芯片制造商對IMS終端中的某些特性的硬件支持將有助于IMS終端的性能增強。
IMS客戶端中仍有大量的課題有待研究。在IMS客戶端協(xié)議棧中SIP和XCAP都是基于文本的信令協(xié)議,需要大量的文本解析工作,SIP和XML解析器的性能和效率變得尤為重要,因此如何優(yōu)化解析器算法就是一個需要解決的課題。IMS客戶端的安全和認證機制也是比較復(fù)雜的,不同的接入方式有完全不同的安全和認證要求,同時上層各種IMS應(yīng)用也有不同的服務(wù)級的安全要求,如何整合和實現(xiàn)這些功能也是需要解決的問題。IMS客戶端的用戶設(shè)備能力管理也是很重要的,這些能力包括設(shè)備能力、網(wǎng)絡(luò)能力和用戶服務(wù)屬性等,這些能力可以是預(yù)設(shè)的,可以是存儲在網(wǎng)絡(luò)側(cè)的,也可以是通過會話協(xié)商獲得的。IMS客戶端的復(fù)雜性和多樣性決定了IMS客戶端的一致性測試和互聯(lián)性測試是今后要面臨的重大課題,互聯(lián)性沒有很好地解決將會影響IMS技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展。
隨著IMS技術(shù)和應(yīng)用的日漸成熟與推廣,對IMS客戶端相關(guān)技術(shù)以及軟件的設(shè)計實現(xiàn)方式等課題的深入研究,將會對有關(guān)設(shè)備生產(chǎn)商及電信運營商等具有重要的參考借鑒意義。
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