【摘要】：IMS (IP Multimedia Subsystem, IP多媒體子系統(tǒng))具有端到端全I(xiàn)P化、系統(tǒng)架構(gòu)模塊化、業(yè)務(wù)與控制分離、業(yè)務(wù)與接入方式無(wú)關(guān)等多方面的技術(shù)優(yōu)勢(shì),被業(yè)界普遍認(rèn)為是下一代電信技術(shù)的基本趨勢(shì)和主要方向。IMS最重要的原則和優(yōu)勢(shì)在于具有完善的業(yè)務(wù)信令控制體系以及服務(wù)質(zhì)量保證機(jī)制。然而,目前IMS應(yīng)用和服務(wù)總體上仍然處于初級(jí)階段且進(jìn)展緩慢,其技術(shù)層面還存在諸多問(wèn)題：1)IMS基于傳統(tǒng)路由技術(shù)構(gòu)建的單徑媒體傳輸模式落后,難以適應(yīng)和支撐快速成長(zhǎng)的寬帶通信應(yīng)用需求；2)IMS業(yè)務(wù)匱乏,難以滿足用戶的通信需求。針對(duì)這些問(wèn)題,本文旨在從IMS系統(tǒng)的承載網(wǎng)絡(luò)層面和業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)層面提出相應(yīng)的解決方案,為下一代網(wǎng)絡(luò)提供一種新穎的IMS技術(shù)架構(gòu),主要研究?jī)?nèi)容以及創(chuàng)新點(diǎn)包括：(1)多徑傳輸是提高媒體傳輸服務(wù)質(zhì)量的一種重要方式。為了實(shí)現(xiàn)多徑傳輸,關(guān)鍵問(wèn)題之一是如何構(gòu)建源端和目的端之間的多條路徑。本文提出一種基于應(yīng)用層中繼的多徑傳輸系統(tǒng)通用框架,利用由控制服務(wù)器和中繼服務(wù)器組成的中繼服務(wù)系統(tǒng)建立多徑傳輸條件,擺脫現(xiàn)有多徑傳輸技術(shù)對(duì)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的依賴,作為重疊節(jié)點(diǎn)的中繼服務(wù)器不關(guān)心端到端的業(yè)務(wù)傳輸需求,僅提供UDP轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù),其行為得到大大簡(jiǎn)化,且有助于中繼服務(wù)的標(biāo)準(zhǔn)化。為了便于開展專業(yè)化的中繼傳輸服務(wù),在多徑傳輸通用框架的控制平面設(shè)計(jì)了一種標(biāo)準(zhǔn)化的中繼服務(wù)控制協(xié)議OpenPath。為了將多徑傳輸通用框架應(yīng)用到IMS系統(tǒng),提出了一種支持媒體多徑傳輸?shù)腎MS會(huì)話協(xié)商管控機(jī)制,使得IMS網(wǎng)絡(luò)側(cè)能夠?qū)γ襟w傳輸過(guò)程進(jìn)行管理,為IMS系統(tǒng)中的媒體傳輸提供多徑傳輸功能。該多徑傳輸通用框架適用于各種上層應(yīng)用類型,對(duì)用戶終端的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境以及網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施無(wú)任何要求和改造,而且集中式控制有利于從宏觀角度調(diào)配傳輸帶寬等網(wǎng)絡(luò)資源。(2)針對(duì)中繼重疊網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣M織問(wèn)題,本文提出基于應(yīng)用層流量?jī)?yōu)化和應(yīng)用感知的中繼重疊網(wǎng)絡(luò)兩層拓?fù)淠Ｐ?利用網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商提供的底層網(wǎng)絡(luò)信息,將中繼服務(wù)器按照底層網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湫畔⑦M(jìn)行有效組織,并通過(guò)中繼服務(wù)器之間的性能探測(cè)過(guò)程,獲取中繼重疊網(wǎng)絡(luò)的多項(xiàng)傳輸性能。該中繼重疊網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淠Ｐ途哂形锢砭W(wǎng)絡(luò)感知、應(yīng)用感知以及可伸縮性強(qiáng)的特點(diǎn)。針對(duì)優(yōu)質(zhì)中繼路徑的分配問(wèn)題,在中繼重疊網(wǎng)絡(luò)兩層拓?fù)淠Ｐ偷幕A(chǔ)上,本文提出基于應(yīng)用層流量?jī)?yōu)化和應(yīng)用感知的中繼路徑分配方案,包括一種結(jié)合路由開銷、傳輸性能、中繼服務(wù)器處理能力等多種因素的中繼路徑路徑代價(jià)評(píng)價(jià)方法,以及最優(yōu)中繼路徑生成算法。該中繼路徑分配方案,不僅在選擇優(yōu)質(zhì)中繼路徑方面具有較優(yōu)性能,同時(shí)又能夠靈活地均衡運(yùn)營(yíng)商定義域之間以及中繼服務(wù)器之間的負(fù)載。(3)針對(duì)多徑傳輸中的負(fù)載分發(fā)問(wèn)題,本文提出一種支持多種應(yīng)用類型的負(fù)載分發(fā)機(jī)制,引入一種新的劃分粒度——流塊,流塊的劃分方法以及大小均是與應(yīng)用類型有關(guān)的,用于滿足多種應(yīng)用類型的不同傳輸需求。針對(duì)可靠非實(shí)時(shí)應(yīng)用類型,提出了最早空閑路徑優(yōu)先的可靠多徑傳輸負(fù)載分發(fā)算法,用于最大化用戶終端的數(shù)據(jù)吞吐量；針對(duì)具有實(shí)時(shí)傳輸需求的應(yīng)用類型,提出了失序可控的實(shí)時(shí)多徑傳輸負(fù)載分發(fā)算法,用于最小化目的端的數(shù)據(jù)包亂序風(fēng)險(xiǎn)。在多徑傳輸通用框架的數(shù)據(jù)平面,本文設(shè)計(jì)了能夠支持多種業(yè)務(wù)傳輸需求的易擴(kuò)展的多徑傳輸協(xié)議族,每個(gè)具體的多徑傳輸協(xié)議旨在滿足一種特定類型的上層應(yīng)用的傳輸需求。(4)針對(duì)IMS業(yè)務(wù)匱乏以及云計(jì)算缺少管控和質(zhì)量保證機(jī)制的問(wèn)題,本文提出一種基于IMS體系的云計(jì)算服務(wù)管理模式IMSCloud,將云計(jì)算服務(wù)置于IMS信令控制下,利用IMS體系的信令控制、QoS策略決策以及計(jì)費(fèi)策略等能力對(duì)各種云計(jì)算服務(wù)進(jìn)行有效管控。對(duì)于電信運(yùn)營(yíng)商而言,IMSCloud在不改變現(xiàn)有IMS體系結(jié)構(gòu)的情況下,可快速部署內(nèi)容豐富且有商業(yè)價(jià)值的云計(jì)算業(yè)務(wù),利用策略與計(jì)費(fèi)控制框架可以為用戶提供質(zhì)量可保障的云計(jì)算服務(wù),促進(jìn)IMS體系的普及和成長(zhǎng)。對(duì)于云計(jì)算服務(wù)提供商而言,可以充分利用IMS已有的完善的認(rèn)證、策略和計(jì)費(fèi)控制機(jī)制,實(shí)現(xiàn)云計(jì)算服務(wù)的商業(yè)運(yùn)營(yíng)以及云計(jì)算服務(wù)管理接口的標(biāo)準(zhǔn)化。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：東北大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TN919.8

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本文編號(hào)：2376313