会话建立控制方法、电子设备和计算机可读存储介质与流程

1.本发明涉及通信领域，尤其涉及一种会话建立控制方法、电子设备和计算机可读存储介质。


背景技术：

2.互联网协议(ip，internet protocol)多媒体子系统(ims，ip multimedia subsystem)，是一种基于会话初始协议(sip，session initialization protocol)的全新的多媒体业务形式，在软交换基础上采用“业务、控制、承载”分离的设计方法，引入语音、数据、视频三重融合等差异化业务的重要方式，为行业专用通信提供多样化、差异化的融合通信业务，并且可以支持多种接入方式，使不同的用户可以访问ims网络，满足用户享用丰富的业务服务需求。
3.随着ims技术在行业专用通信领域的逐步应用，行业通信方式的改变势必会对网络带宽、通话时延及通话质量提出更高的需求，尤其在行业应用中涉及的行政办公数据、生产经营数据等信息需要高效的获取、传输与分析。sip协议作为ims主要信令控制协议，应用于ims会话控制、移动性管理以及端到端服务质量(qos，quality of service)控制中，如sip在ims会话控制中主要用于网络关键实体的呼叫会话控制功能(cscf，call session control function)，如服务cscf(s-cscf，serving cscf)、代理cscf(p-cscf，proxy cscf)和查询cscf(i-cscf，interrogating cscf)等之间的通信；sip通过将用户的地址记录与某个主机ip地址绑定，使其能够被联络到；sip通过会话描述协议(sdp，session description protocol)和邀约/应答模式支持会话的端到端qos。


技术实现要素：

4.本发明提供一种会话建立控制方法、电子设备和计算机可读存储介质。
5.第一方面，本发明提供了一种会话建立控制方法，所述方法包括：
6.响应于接收到主叫用户设备ue请求建立会话的指令消息，确认被叫ue是否注册在主叫呼叫会话控制功能实体cscf；其中，所述主叫cscf为主叫ue所注册的cscf；
7.若所述被叫ue未注册在所述主叫cscf，则查询会话缓存区中是否存在被叫cscf的地址；其中，所述被叫cscf为被叫ue所注册的cscf，所述会话缓存区用于保存历史会话的相关信息，所述历史会话的相关信息包括被叫ue对应的cscf的地址；
8.若所述会话缓存区中存在所述被叫cscf的地址，向所述被叫cscf的地址发送所述请求建立会话的指令消息。
9.进一步地，若所述被叫ue注册在所述主叫cscf，所述会话建立控制方法还包括：
10.为会话分配资源，以建立会话。
11.进一步地，若所述会话缓存区中不存在所述被叫cscf的地址，所述会话建立控制方法还包括：
12.查询域名解析系统dns，获得被叫cscf的地址；
13.向所述被叫cscf的地址发送所述请求建立会话的指令消息；
14.若会话建立成功，将所述被叫cscf的地址保存在所述会话缓存区中。
15.在一些实施例中，所述会话建立控制方法基于压缩编码算法实现。
16.进一步地，在基于所述压缩编码算法实现所述会话建立控制方法的所述响应于接收到主叫ue请求建立会话的指令消息，确认被叫ue是否注册在主叫cscf步骤之前，所述会话建立控制方法包括：
17.根据协议标准中的指令及常用短语，得到预加载文本，所述指令为实现所述会话建立控制方法所需要的指令；
18.采用压缩算法对所述预加载文本进行无损压缩，得到压缩码字；
19.采用编码算法对所述压缩码字进行编码，获得与所述每条指令及常用短语相对应的压缩编码消息。
20.进一步地，所述采用压缩算法对所述预加载文本进行无损压缩，得到压缩码字，包括：
21.将所述指令和常用短语加入到第一数组中，得到静态字典；
22.根据所述静态字典，执行所述压缩算法，压缩得到压缩码字。
23.进一步地，所述采用编码算法对所述压缩码字进行编码，获得与每条协议标准消息相对应的压缩编码消息，包括：
24.将所述压缩码字和所述压缩码字的出现次数，加入到第二数组；
25.根据所述第二数组，执行所述编码算法，得到与所述每条指令及常用短语相对应的压缩编码消息。
26.可选地，所述压缩算法为串表压缩算法，所述编码算法为算术编码算法。
27.第二方面，本发明提供了一种电子设备，所述电子设备包括：
28.一个或多个处理器；
29.存储器，其上存储有一个或多个程序，当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现根据第一方面中任意一项所述的会话建立控制方法；
30.一个或多个i/o接口，连接在所述处理器与存储器之间，配置为实现所述处理器与存储器的信息交互。
31.第三方面，本发明提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现根据第一方面中任意一项所述的会话建立控制方法。
32.针对用户数量增加引起的有限带宽与sip冗余消息之间的矛盾，为解决丢包率增大以及重传时延增多造成sip会话性能急剧下降的问题。本发明提出的会话建立控制方法，当主叫ue与被叫ue都在同一个cscf范围内，则省去主叫cscf与被叫cscf之间的交互过程，当主叫ue与被叫ue不在同一cscf范围内时，根据本地会话缓存区的历史会话信息快速确认被叫cscf地址，简化对被叫cscf的查询过程，减少了冗余消息的数量，缓解带宽压力，提升sip会话性能。
附图说明
33.图1是本发明实施例提供的一种会话建立控制方法的流程图。
34.图2是本发明实施例提供的另一种会话建立控制方法的流程图。
35.图3是本发明实施例提供的再一种会话建立控制方法的流程图。
36.图4是本发明实施例提供的再一种会话建立控制方法的流程图。
37.图5是本发明实施例提供的再一种会话建立控制方法中部分步骤的流程图。
38.图6是本发明实施例提供的再一种会话建立控制方法中部分步骤的流程图。
39.图7是本发明实施例提供的会话建立流程的时序图。
40.图8是本发明实施例提供的对指令进行压缩编码的流程图。
41.图9是本发明实施例提供的一种电子设备的示意图。
42.图10是本发明实施例提供的一种计算机可读存储介质的示意图。
具体实施方式
43.应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
44.在后续的描述中，使用用于表示元件的诸如“模块”、“部件”或“单元”的后缀仅为了有利于本发明的说明，其本身没有特有的意义。因此，“模块”、“部件”或“单元”可以混合地使用。
45.本发明的发明人，在看到ims为行业专用通信提供多样化、差异化的融合通信业务，支持多种接入方式，满足用户丰富业务服务需求的同时，也看到了现有ims机制逐渐暴露出的问题。在ims会话建立机制中，sip信令较多，使得会话建立时间过长，存在以下问题：
46.(1)随着用户数量的增加、sip消息内容的扩充，有限带宽与sip冗余消息之间矛盾日益凸显，使得丢包率增大以及重传时延增多，进而造成sip会话性能急剧下降；
47.(2)现有sip会话建立流程规范没有考虑同一个s-cscf服务范围内用户之间的会话建立请求，在会话建立过程中仍然需域名解析系统(dns，domain name resolution)查询过程和s-cscf分配过程来确定为被叫服务的s-cscf的地址，增加了不必要交互过程，进而增大sip会话时延。
48.发明人针对上述问题，考虑从sip消息的数量和长度两个关键点入手，通过简化流程减少冗余消息数量，进一步地还通过对指令消息进行压缩和编码以缩短消息的长度，从而缓解带宽压力，提高sip会话的性能。
49.第一方面，本发明实施例提供一种会话建立控制方法，如图1所示，所述方法包括如下步骤：
50.在步骤s100中，响应于接收到主叫用户设备ue请求建立会话的指令消息，确认被叫ue是否注册在主叫呼叫会话控制功能实体cscf；其中，所述主叫cscf为主叫ue所注册的cscf；
51.在步骤s200中，若所述被叫ue未注册在所述主叫cscf，则查询会话缓存区中是否存在被叫cscf的地址；其中，所述被叫cscf为被叫ue所注册的cscf，所述会话缓存区用于保存历史会话的相关信息，所述历史会话的相关信息包括被叫ue对应的cscf的地址；
52.在步骤s300中，若所述会话缓存区中存在所述被叫cscf的地址，向所述被叫cscf的地址发送所述请求建立会话的指令消息。
53.发明人发现，根据人们通信习惯，对附近的终端发起呼叫的几率相对较高，并且几乎所有用户均有一些经常呼叫的ue，且呼叫这些经常呼叫的ue的次数在总呼叫次数中的占比也较高。因此，在会话建立过程中，在查询被叫cscf地址的流程中，有两处可以简化，进而起到减少冗余消息数量的效果。
54.一是在主叫用户设备(ue，user equipment)向主叫cscf发出邀请(invite)消息时，主叫cscf可以根据被叫ue的信息确认被叫ue是否也注册在主叫cscf，即判断此时的主叫cscf与被叫cscf是否为同一cscf，如果是同一cscf，那么在后续会话建立流程中查询被叫cscf，以及会话协商过程中的大量主叫cscf与被叫cscf之间的指令消息交互均可被省去，只要保留资源分配、状态机变化等必要的步骤即可，因此可以减少大量指令消息的交互。
55.二是可以在主叫cscf上设置会话缓存区，在主叫cscf与被叫cscf不是同一cscf时，主叫cscf可以通过会话缓存区查询历史会话中是否存在当前的被叫ue及其对应的被叫cscf，如果存在，则可以直接从会话缓存区中获取到被叫cscf的地址，省去了通过dns查询被叫cscf、被叫侧再进行消息转发等步骤，也减少了相关步骤产生的指令消息。
56.在步骤s200中，被叫ue未注册在所述主叫cscf，虽然主叫cscf与被叫cscf不在同一cscf的服务范围内，仍可以通过步骤s300在会话缓存区中查询被叫cscf的地址。若会话缓存区中保存的历史会话信息中能查到被叫cscf的地址，则主叫cscf直接向被叫cscf的地址发出invite消息。
57.随着会话建立次数的增长，在会话缓存区中保存的历史会话信息也会越来越多，能查询到被叫cscf的可能性也随之越来越大，因此能够在很大程度上减少由于查询被叫cscf而造成的冗余消息。通过对属于同一cscf服务范围内的主叫、被叫ue的判断，以及历史会话信息的查询，能够大幅减少冗余消息的交互，起到缓解带宽压力的作用。
58.进一步地，如图2所示，若所述被叫ue注册在所述主叫cscf，所述会话建立控制方法还包括：
59.在步骤s210中，为会话分配资源，以建立会话。
60.虽然在相关技术中，cscf也会为会话分配资源，但步骤s210中需要指出的是，当主叫ue与被叫ue均在同一cscf的服务范围内时，则没有必要再查询被叫cscf的地址，会话建立流程中查询被叫cscf，以及会话协商过程中的大量主叫cscf与被叫cscf之间的指令消息交互均可被省去，只要保留资源分配、状态机变化等必要的步骤，即可直接为主叫ue和被叫ue建立会话。
61.进一步地，如图3所示，若所述会话缓存区中不存在所述被叫cscf的地址，所述会话建立控制方法还包括：
62.在步骤s310中，查询域名解析dns，获得被叫cscf的地址；
63.在步骤s320中，向所述被叫cscf的地址发送所述请求建立会话的指令消息；
64.在步骤s330中，若会话建立成功，将所述被叫cscf的地址保存在所述会话缓存区中。
65.当会话缓存区的历史会话信息中查不到当前的被叫ue及其对应的被叫cscf时，则可以通过dns查询被叫cscf的地址，然后向查询到的被叫cscf的地址发送请求建立会话的指令消息。
66.需要指出的是，在会话建立成功时，会将当前的会话信息，包括与被叫ue及被叫cscf相关的设备标识、地址等信息，均以历史会话的形式保存在会话缓存区中。虽然一开始查到历史会话的几率较低，但随着建立的会话越来越多，在会话缓存区中保存的历史会话信息也会越来越多，能查询到被叫cscf的几率也随之越来越大。由于几乎所有用户均有一些经常呼叫的ue，且呼叫这些经常呼叫的ue的次数在总呼叫次数中的占比也较高，因此通过会话缓存区的历史会话信息快速找到被叫cscf的地址，能够简化大量的查询被叫cscf地址流程及相关的交互流程。
67.在一些实施例中，所述会话建立控制方法基于压缩编码算法实现。
68.在减少指令消息数量的同时，减小指令的长度也可以缓解带宽的压力。
69.进一步地，如图4所示，在基于所述压缩编码算法实现所述会话建立控制方法的所述响应于接收到主叫ue请求建立会话的指令消息，确认被叫ue是否注册在主叫cscf步骤之前，所述会话建立控制方法还包括：
70.在步骤s410中，根据协议标准中的指令及常用短语，得到预加载文本，所述指令为实现所述会话建立控制方法所需要的指令；
71.在步骤s420中，采用压缩算法对所述预加载文本进行无损压缩，得到压缩码字；
72.在步骤s430中，采用编码算法对所述压缩码字进行编码，获得与所述每条指令及常用短语相对应的压缩编码消息。
73.在建立会话之前，结合行业ims系统的通信业务特点，将sip协议日常的指令消息和常用短语进行预加载，通过压缩算法和编码算法将sip消息进行压缩和编码，得到与协议标准中的指令及常用短语相对应的压缩编码消息。在会话建立过程中，在ue、cscf等设备之间采用统一的压缩编码消息，通过较少字节的压缩编码消息表达与协议标准中的指令及常用短语相同的含义，实现包括前述步骤s100～s300在内的请求建立会话、查询dns、获得被叫cscf的地址、prack通知、ringing通知等各种流程。由于所有指令均经过了压缩和编码，大幅减少了每个用户的每条指令消息的长度，因此能够起到缓解带宽压力的作用，减少庞大的消息传输所造的会话建立时延。
74.进一步地，如图5所示，步骤s420采用压缩算法对所述预加载文本进行无损压缩，得到压缩码字，具体包括：
75.在步骤s421中，将所述指令和常用短语加入到第一数组中，得到静态字典；
76.在步骤s422中，根据所述静态字典，执行所述压缩算法，压缩得到压缩码字。
77.进一步地，如图6所示，所述采用编码算法对所述压缩码字进行编码，获得与每条协议标准消息相对应的压缩编码消息，包括：
78.在步骤s431中，将所述压缩码字和所述压缩码字的出现次数，加入到第二数组；
79.在步骤s432中，根据所述第二数组，执行所述编码算法，得到与所述每条指令及常用短语相对应的压缩编码消息。
80.可选地，所述压缩算法为串表压缩算法，所述编码算法为算术编码算法。
81.首先，根据预加载的协议标准中的指令及常用短语构建第一数组，全部指令和短语添加完成后，得到静态字典。然后，根据预定的压缩算法，例如串表压缩算法(lzw，lempel-ziv-welch encoding)，对静态字典进行压缩，得到压缩码字。
82.根据压缩码字及压缩码字出现的次数，构建第二数组，进而根据码字出现的总次
数将第二数组构建成树，根据预定的编码算法，例如算数编码，进行编码，得到压缩编码消息。
83.需要指出的是，将协议标准中的指令及常用短语进行压缩和编码得到的压缩编码消息，不限于用在本发明所述的会话建立控制方法中的各个步骤，对于所有使用sip消息的场景，均可采用预先计算得到的统一的压缩编码消息进行交互，起到缓解带宽压力的作用。
84.下面结合2个实施例对本发明第一个方面所述的会话建立控制方法在实际。。。过程中的具体应用进行介绍。
85.实施例1
86.实施例1中的cscf根据会话建立流程进一步细化为p-cscf、s-cscf和i-cscf，会话建立的具体过程如下：
87.主叫ue a需要和被叫ue b建立会话时，ue a产生一个sip-invite请求消息。其中，本实施例1中的sip消息均是采用改进的lzw算法进行无损压缩和编码算法进行编码后得到的压缩编码消息，将其通过发端拜访网络的p-cscf a转发至发端归属网络的主叫s-cscf a，s-cscf a执行业务调用过程。
88.发端的主叫s-cscf a收到ue a的会话建立请求，检查ue b当前是否也在同一个s-cscf a服务范围内。如果主叫ue a和被叫ue b属于同一个s-cscf a的服务范围内，则为主叫ue a和被叫ue b分配资源，在ue a与ue b之间建立会话连接。如图7中(1)-(4)所示。
89.主叫s-cscf a查询本地会话缓存区的历史会话信息中是否有为被叫ue b提供服务的被叫s-cscf的地址信息。如果有，则主叫s-cscf a可采用被叫ue b所在的被叫s-cscf b的地址信息，主叫s-cscf a发送invite请求到被叫s-cscf b建立会话连接；如果没有，则主叫s-cscf a发起查询dns获得被叫i-cscf b的地址信息，将invite请求发送给被叫i-cscf b，通过被叫i-cscf b转发invite请求到被叫s-cscf b建立会话连接，主叫s-cscf a从第一个成功处理响应中获得被叫s-cscf b的地址信息，存入本地的会话缓存区。如图7中(5)-(7)所示。
90.被叫i-cscf b通过diameter消息从收端网络的hss获得为其服务的被叫s-cscf b的地址。如图7中(8)-(9)所示。
91.被叫i-cscf b将压缩的invite消息发送至为被叫服务的被叫s-cscf b，被叫s-cscfb完成业务调用后，把invite消息通过收端拜访网络的被叫p-cscf b路由到ue b。如图7中(10)-(15)所示。
92.以上步骤中，每个ims实体收到invite消息后，均通过180临时响应消息进行应答，ue a在收到第一个180后，开始资源预留。主叫的invite消息中携带发端sdp并使用了qos前置条件扩展，说明直到会话的qos资源可用时，被叫ue b才能向用户振铃。
93.收端返回的183会话进度(session progress)临时应答消息，同时携带包含收端可接受媒体参数的sdp，进行媒体协商并在其接入网上开始执行资源预留；主叫侧通过prack消息通知被叫可接受其发送的带sdp的183响应，并开始资源预留，而被叫侧在收到该prack并发送200ok之后开始资源预留。如图7中(16)-(31)所示。
94.ue b的资源预留完成后，开始向用户振铃并通过180ringing消息通知ue a被叫已振铃。被叫侧选择接听后，ue b发出消息的最终应答200ok消息。ue a收到此消息后通过ack消息进行确认，从而完成主、被叫会话的建立。如图7中(32)-(52)所示。
95.由于图7中的(16)-(21)、(22)-(26)、(27)-(31)、(32)-(37)、(38)-(42)、(43)-(47)均是从一端ue向另一端ue之间的设备发布相同的消息，因此为了画面清晰在图中均合并描述。
96.实施例2
97.在实施例1中的sip消息均是采用改进的lzw算法进行无损压缩和编码算法进行编码后得到的压缩编码消息。具体的压缩和编码过程如图8所示。
98.1、结合行业ims系统的通信业务特点，将sip会话日常的指令消息和常用短语符进行预加载。
99.2、数组包括两个部分，key和value。key为索引，value为指令或短语的内容。
100.3、执行c＝get(in)读入第一个字符并执行pcode＝c。
101.4、读入下一个字符即执行c＝get(in)。
102.5、执行k＝pcode《《bytesize c。
103.6、根据k匹配到的key，把对应的value赋值给pcode。
104.7、判断k是否已在sip关键字数组中，如果“是”，则转到步骤3；如果“否”，则执行下一步骤，即步骤8。
105.8、把结果加入到相应的数组中去以及加入到静态字典中，然后执行pcode＝0。
106.9、判断是否预加载文本中仍有字符输入，如果“是”，则转到步骤3；如果“否”，则执行下一步骤，即步骤10。
107.10、添加sip静态字典结束。
108.11、执行lzw压缩算法，并输出码字。
109.12、数组a存储lzw输出的码字，数组包含输入的码字和码字出现的次数。
110.13、统计数组a中码字出现的次数并生成数组b，b中包含了码字和该码字出现的总次数。
111.14、由数组b构建树，进行算术编码，并输出编码结果。
112.15、sip消息编码结束。
113.至此，就得到了压缩编码消息。将压缩编码消息统一部署在网络中的相关设备上，在发布指令消息时自动转换成压缩编码消息，收到压缩编码消息的设备对其翻译后按照对应的协议标准中的指令消息进行处理。
114.可选地，还可以在会话协商的信息中设置启用压缩编码消息的标记，以便于判断对端设备是否支持压缩编码消息。若对端设备支持压缩编码消息，则发布压缩编码消息，若不支持，则仍发布协议标准的指令。
115.第二方面，本发明实施例提供一种电子设备，如图9所示，其包括：
116.一个或多个处理器501；
117.存储器502，其上存储有一个或多个程序，当一个或多个程序被一个或多个处理器执行，使得一个或多个处理器实现如上述第一方面任意一项的会话建立控制方法；
118.一个或多个i/o接口503，连接在处理器与存储器之间，配置为实现处理器与存储器的信息交互。
119.其中，处理器501为具有数据处理能力的器件，其包括但不限于中央处理器(cpu)等；存储器502为具有数据存储能力的器件，其包括但不限于随机存取存储器(ram，更具体
如sdram、ddr等)、只读存储器(rom)、带电可擦可编程只读存储器(eeprom)、闪存(flash)；i/o接口(读写接口)503连接在处理器501与存储器502间，能实现处理器501与存储器502的信息交互，其包括但不限于数据总线(bus)等。
120.在一些实施例中，处理器501、存储器502和i/o接口503通过总线504相互连接，进而与计算设备的其它组件连接。
121.第三方面，一种计算机可读存储介质，如图10所示，计算机可读存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述第一方面任意一项的会话建立控制方法。
122.针对用户数量增加引起的有限带宽与sip冗余消息之间的矛盾，为解决丢包率增大以及重传时延增多造成sip会话性能急剧下降的问题。本发明提出的会话建立控制方法，当主叫ue与被叫ue都在同一个cscf范围内，则省去主叫cscf与被叫cscf之间的交互过程，当主叫ue与被叫ue不在同一cscf范围内时，根据本地会话缓存区的历史会话信息快速确认被叫cscf地址，简化对被叫cscf的查询过程，减少了冗余消息的数量，进一步地，还可以通过对sip消息的压缩和编码减小sip消息的长度，从消息数量和消息长度两方面同时缓解带宽压力，提升sip会话性能。
123.本领域普通技术人员可以理解，上文中所公开方法中的全部或某些步骤、系统、设备中的功能模块/单元可以被实施为软件、固件、硬件及其适当的组合。
124.在硬件实施方式中，在以上描述中提及的功能模块/单元之间的划分不一定对应于物理组件的划分；例如，一个物理组件可以具有多个功能，或者一个功能或步骤可以由若干物理组件合作执行。某些物理组件或所有物理组件可以被实施为由处理器，如中央处理器、数字信号处理器或微处理器执行的软件，或者被实施为硬件，或者被实施为集成电路，如专用集成电路。这样的软件可以分布在计算机可读介质上，计算机可读介质可以包括计算机存储介质(或非暂时性介质)和通信介质(或暂时性介质)。如本领域普通技术人员公知的，术语计算机存储介质包括在用于存储信息(诸如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其他数据)的任何方法或技术中实施的易失性和非易失性、可移除和不可移除介质。计算机存储介质包括但不限于ram、rom、eeprom、闪存或其他存储器技术、cd-rom、数字多功能盘(dvd)或其他光盘存储、磁盒、磁带、磁盘存储或其他磁存储装置、或者可以用于存储期望的信息并且可以被计算机访问的任何其他的介质。此外，本领域普通技术人员公知的是，通信介质通常包含计算机可读指令、数据结构、程序模块或者诸如载波或其他传输机制之类的调制数据信号中的其他数据，并且可包括任何信息递送介质。
125.以上参照附图说明了本发明的优选实施例，并非因此局限本发明的权利范围。本领域技术人员不脱离本发明的范围和实质内所作的任何修改、等同替换和改进，均应在本发明的权利范围之内。