1、引言
　　IP多媒體子系統(tǒng)（IMS）是3GPP在R5版本提出的，支持會(huì)話類和非會(huì)話類多媒體業(yè)務(wù)，是未來(lái)多媒體應(yīng)用通用的業(yè)務(wù)使用平臺(tái)。IMS系統(tǒng)用PS域來(lái)傳輸呼叫控制信令，并負(fù)責(zé)承載數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，是獨(dú)立于CS域的，但保持與CS域的互通。IMS建立了對(duì)呼叫/會(huì)話進(jìn)行控制的軟交換平臺(tái)，控制信令在經(jīng)過(guò)SGSN和GGSN節(jié)點(diǎn)后，與承載平面的消息分開，信令消息在CSCF間根據(jù)用戶配置進(jìn)行傳送，媒體消息則在信令選擇的路徑上傳送。IMS技術(shù)的核心特點(diǎn)是承載與控制分離、采用SIP協(xié)議以及與接入技術(shù)無(wú)關(guān)。
　　WiMAX（Worldwide Interoperability for Microwave Access）標(biāo)準(zhǔn)，又稱IEEE802.16標(biāo)準(zhǔn)或?qū)拵�無(wú)線接入（Broadband Wireless Access，BWA）標(biāo)準(zhǔn)，它是一項(xiàng)無(wú)線城域網(wǎng)（WMAN）技術(shù)，是針對(duì)微波和毫米波頻段提出的一種新的空中接口標(biāo)準(zhǔn)。它用于將802.11a無(wú)線接入熱點(diǎn)連接到互聯(lián)網(wǎng)，也可連接公司與家庭等環(huán)境至有線骨干線路。它可作為線纜和DSL的無(wú)線擴(kuò)展技術(shù)，從而實(shí)現(xiàn)無(wú)線寬帶接入。
　　由于WiMAX技術(shù)能夠提供較高的空口帶寬，可有效補(bǔ)充目前2G/3G移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的帶寬限制，部署投資也相對(duì)更小，因此受到了越來(lái)越多的關(guān)注，運(yùn)營(yíng)商對(duì)WiMAX的興趣也越來(lái)越濃厚，目前國(guó)內(nèi)外的很多運(yùn)營(yíng)商已啟動(dòng)WiMAX的試驗(yàn)和部署。
　　然而，WiMAX網(wǎng)絡(luò)向用戶提供的只是IP連接，雖然通過(guò)它用戶可以訪問互聯(lián)網(wǎng)，但無(wú)法和移動(dòng)核心網(wǎng)融合，無(wú)法和IMS系統(tǒng)共用用戶的鑒權(quán)機(jī)制、計(jì)費(fèi)機(jī)制，也無(wú)法接入IMS系統(tǒng)提供的業(yè)務(wù)，更無(wú)法在IMS系統(tǒng)和WiMAX之間保持業(yè)務(wù)的連續(xù)性，這些都不利于運(yùn)營(yíng)商有效融合WiMAX網(wǎng)絡(luò)和IMS移動(dòng)核心網(wǎng)，也無(wú)法統(tǒng)一管理這兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)的用戶。此外，IMS移動(dòng)用戶需要額外的WiMAX終端和用戶標(biāo)志，會(huì)給用戶使用WiMAX網(wǎng)絡(luò)帶來(lái)不便，這些都不利于WiMAX技術(shù)的大規(guī)模應(yīng)用。
　　可見，如果用WiMAX技術(shù)接入IMS網(wǎng)絡(luò)，則能有效補(bǔ)充其他無(wú)線接入技術(shù)的帶寬有限的缺陷，運(yùn)營(yíng)商將能更有效地運(yùn)營(yíng)WiMAX網(wǎng)絡(luò)，使其對(duì)IMS業(yè)務(wù)提供更好的補(bǔ)充。
2、WiMAX接入IMS的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)
　　WiMAX接入IMS有多種方式，包括WiMAX直接接入IMS子系統(tǒng)以及WiMAX通過(guò)3GPP的PS域接入IMS子系統(tǒng)等。從WiMAX直接接入IMS子系統(tǒng)，WiMAX和IMS網(wǎng)絡(luò)在商業(yè)行為上可以獨(dú)立，也可以為同一運(yùn)營(yíng)商提供。它們各自完成承載層面和業(yè)務(wù)層面的鑒權(quán)、授權(quán)、計(jì)費(fèi)，并在必要時(shí)互相通信交互信息。
　　WiMAX直接接入IMS子系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)示例參見圖1。圖1中，具有SIP能力的雙模終端，支持接入IMS網(wǎng)絡(luò)，同時(shí)也支持3G和WiMAX網(wǎng)絡(luò)。由WiMAX網(wǎng)絡(luò)為用戶終端提供接入IMS的IP-CAN。

圖1WiMAX接入IMS的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)示例

　　ASN指接入服務(wù)網(wǎng)絡(luò)，ASN為接入到WiMAX的用戶提供一套完整無(wú)線接入的網(wǎng)絡(luò)功能。ASN由一個(gè)或多個(gè)基站，一個(gè)或多個(gè)ASN網(wǎng)關(guān)組成。一個(gè)ASN可以由一個(gè)或多個(gè)CSN共享。ASN執(zhí)行以下功能：

1. 與WiMAX終端的層2（L2）連接；

　　CSN指連接服務(wù)網(wǎng)絡(luò)，CSN是一套網(wǎng)絡(luò)功能的組合，為WiMAX用戶提供IP連接。CSN可以由路由器、AAA代理或服務(wù)器、用戶數(shù)據(jù)庫(kù)、互聯(lián)網(wǎng)關(guān)設(shè)備等組成。CSN可以作為全新的WiMAX系統(tǒng)的一個(gè)新建網(wǎng)絡(luò)單元，也可以利用部分現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備實(shí)現(xiàn)CSN功能。CSN提供的主要功能有：用戶會(huì)話連接，終端IP地址分配，Internet接入，AAA代理或者服務(wù)器，基于用戶系統(tǒng)參數(shù)的策略以及許可控制，ASN和CSN之間的隧道建立和管理，用戶計(jì)費(fèi)以及結(jié)算，CSN間漫游隧道，CSN間的移動(dòng)性管理和WiMAX業(yè)務(wù)。
3、WiMAX接入IMS的關(guān)鍵技術(shù)
　　（1）認(rèn)證
　　WiMAX接入IMS網(wǎng)絡(luò)后有兩種認(rèn)證方式，即WiMAX認(rèn)證和IMS認(rèn)證相互獨(dú)立的方式以及WiMAX認(rèn)證和IMS認(rèn)證在一次認(rèn)證過(guò)程中完成的方式。
　　具有WiMAX能力的終端通過(guò)WiMAX接入網(wǎng)絡(luò)第一次接入IMS網(wǎng)絡(luò)時(shí)，需要進(jìn)行P-CSCF發(fā)現(xiàn)的過(guò)程，如果P-CSCF的地址不是通過(guò)預(yù)先配置，而是通過(guò)DHCP機(jī)制發(fā)現(xiàn)，那么必須通過(guò)相互獨(dú)立的兩次認(rèn)證（IMS認(rèn)證與接入網(wǎng)認(rèn)證）完成WiMAX終端接入IMS的認(rèn)證。在其他情況下，IMS認(rèn)證可與接入網(wǎng)認(rèn)證相互獨(dú)立，也可以一次完成。
　　在WiMAX接入網(wǎng)認(rèn)證成功（設(shè)備認(rèn)證在WiMAX接入網(wǎng)終結(jié)，用戶鑒權(quán)可以使用EAP-SIM/AKA與3GPP AAA交互，由3GPP AAA完成用戶認(rèn)證），且WiMAX接入成功后，通過(guò)DHCP/DNS機(jī)制為MS分配地址，并發(fā)現(xiàn)了P-CSCF后，隨即進(jìn)行IMS的注冊(cè)，注冊(cè)過(guò)程中進(jìn)行IMS-AKA鑒權(quán)，此鑒權(quán)基于SIP協(xié)議，與WiMAX接入網(wǎng)無(wú)關(guān)。P-CSCF發(fā)現(xiàn)后，IMS認(rèn)證流程與3GPP TS23.228的標(biāo)準(zhǔn)流程類似。
　　IP-CAN（IP-Connectivity Access Network）的創(chuàng)建僅僅是WiMAX接入網(wǎng)與終端MS之間的接入認(rèn)證流程，與IMS注冊(cè)流程無(wú)關(guān)（僅需要AAA獲取存儲(chǔ)在HSS中的WiMAX認(rèn)證參數(shù)）。當(dāng)IP-CAN創(chuàng)建完成之后，MS使用SIP信令根據(jù)3GPP的定義進(jìn)行IMS-AKA注冊(cè)流程，完成WiMAX終端MS接入IMS的注冊(cè)流程。
　　（2）業(yè)務(wù)授權(quán)
　　在IP-CAN建立成功后，WiMAX終端發(fā)起IMS呼叫，與IMS（S-CSCF）之間交互進(jìn)行業(yè)務(wù)授權(quán)。S-CSCF根據(jù)HSS下載的用戶業(yè)務(wù)簽約信息進(jìn)行業(yè)務(wù)檢查和授權(quán)，如果終端沒有簽約該業(yè)務(wù)，S-CSCF拒絕終端的業(yè)務(wù)請(qǐng)求。如果S-CSCF允許終端的業(yè)務(wù)請(qǐng)求，則S-CSCF下發(fā)授權(quán)允許給P-CSCF，P-CSCF將業(yè)務(wù)信息（如業(yè)務(wù)的媒體描述信息和其他業(yè)務(wù)信息）通過(guò)Rx接口下發(fā)給WiMAX系統(tǒng)的PCRF，PCRF根據(jù)用戶的簽約信息和本地網(wǎng)絡(luò)策略進(jìn)行業(yè)務(wù)信息檢查和PCC（Policy and Charging Control）規(guī)則的授權(quán)，如果該業(yè)務(wù)信息與本地網(wǎng)絡(luò)策略或用戶的簽約信息不匹配，則PCRF（Policy Control and Charging Rules Function）拒絕業(yè)務(wù)的授權(quán)請(qǐng)求，并響應(yīng)P-CSCF業(yè)務(wù)授權(quán)請(qǐng)求失敗。如果PCRF檢查成功，則PCRF可以根據(jù)業(yè)務(wù)信息（如媒體描述信息和其他業(yè)務(wù)信息）和用戶的簽約信息進(jìn)行策略和計(jì)費(fèi)控制決策，生成PCC規(guī)則。
　　WiMAX網(wǎng)絡(luò)的接入認(rèn)證完成后，采用相應(yīng)的APN/W-APN，取得GGSN/PDG的地址，建立PDP上下文。
　　（3）計(jì)費(fèi)
　　在WiMAX接入IMS時(shí)，IMS層面的計(jì)費(fèi)獨(dú)立于WiMAX層面的計(jì)費(fèi)，但WiMAX層面的計(jì)費(fèi)受到IMS層面的影響（通過(guò)PCC），IMS和WiMAX之間的計(jì)費(fèi)要進(jìn)行關(guān)聯(lián)。業(yè)務(wù)層面和傳輸層面可以分開計(jì)費(fèi)，也可以混合計(jì)費(fèi)，或以某種計(jì)費(fèi)方式為主。
　　其中，IMS的計(jì)費(fèi)主要與IMS會(huì)話或者IMS事件有關(guān)，承載層面的計(jì)費(fèi)與流量相關(guān)，二者應(yīng)該進(jìn)行關(guān)聯(lián)并在一起計(jì)費(fèi)。
　　在PCC架構(gòu)下，計(jì)費(fèi)關(guān)聯(lián)機(jī)制應(yīng)實(shí)現(xiàn)計(jì)費(fèi)標(biāo)志符ICID和Acct-Mulri-Session-ID的關(guān)聯(lián)。Acct-Mulri-Session-ID用于在WiMAX網(wǎng)絡(luò)內(nèi)關(guān)聯(lián)與一個(gè)特定設(shè)備的一個(gè)會(huì)話相關(guān)的所有計(jì)費(fèi)記錄。承載層和IMS層發(fā)送計(jì)費(fèi)信息時(shí)可以包含Acct-Mulri-Session-ID和ICID，以便在計(jì)費(fèi)系統(tǒng)中進(jìn)行關(guān)聯(lián)。
　　另外，還有QoS，移動(dòng)性管理和切換，緊急業(yè)務(wù)等關(guān)鍵技術(shù)。
4、結(jié)束語(yǔ)
　　隨著Internet業(yè)務(wù)、多媒體業(yè)務(wù)的迅速發(fā)展，以及移動(dòng)電話用戶的迅猛增長(zhǎng)，我們確信，在未來(lái)通信中“寬帶”和“無(wú)線”將扮演重要角色，通信市場(chǎng)正在呈現(xiàn)出話音業(yè)務(wù)移動(dòng)化、數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)寬帶化的發(fā)展趨勢(shì)。
　　實(shí)現(xiàn)WiMAX用戶對(duì)IMS的訪問，可以讓用戶充分享受到IMS移動(dòng)通信的便捷和WiMAX寬帶通信的高效。統(tǒng)一的IMS業(yè)務(wù)提供為最終用戶提供統(tǒng)一的業(yè)務(wù)體驗(yàn)，使用戶通過(guò)不同的終端和不同的接入技術(shù)訪問同樣的業(yè)務(wù)，實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一賬單等功能，并盡可能實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一用戶數(shù)據(jù)庫(kù)管理，業(yè)務(wù)的統(tǒng)一開發(fā)、統(tǒng)一控制。

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