随着承载网向ALL-IP技术方向发展，IP多媒体子系统(IMS)凭借其独立于接入技术、基于IP承载、分离业务与控制等特点，成为下一代网络(NGN)通信的核心。流媒体业务发展迅速，但受限于现有IP网络环境，仍存在网络资源利用率低、QoS/QoE及安全性保证缺乏、运营模式单一等诸多问题。基于IMS构建流媒体应用被认为新一代流媒体增值业务的主要方向，相关技术体系正在讨论和建立中。本文围绕基于IMS架构实现流媒体业务的若干关键技术展开研究，主要工作和取得的成果包括：　　 1.参考ETSI TISPAN和ITU-T相关技术规范，重用IMS核心控制和NGN网络传输功能，设计了一种基于IMS架构分层的流媒体业务功能体系架构。定义了网元间接口及协议，借鉴音视频通话业务的信令流程设计了流媒体直播、点播业务的会话过程。该架构基于IMS用户注册、业务鉴权、消息路由、业务触发及IP策略控制的QoS保证机制，可实现对流媒体业务的统一会话管理、业务安全性和与其它多媒体增值业务的融合。　　 2.针对IMS流媒体应用服务器存在的性能瓶颈，研究其在IMS架构中的网络部署和集群结构，提出一种基于业务触发机制的两阶段负载均衡方案。该方案采用DNS查询解决集群间、基于前端负载均衡器(LB)解决集群内请求分发均衡问题。LB满足SIP事务和对话完整性，并依据超时消息判断过载现象。综合用户等级、SIP方法和业务逻辑等多个方面划分SIP请求优先级，基于对B-SCF负载实时感知的调度策略和动态权值随机选择算法对SIP请求进行均衡分发。负载状态获取混合LB周期性查询和对SIP请求分发简单统计两种方式，并结合用户行为统计规律预测下一周期B-SCF的负载变化。最终在均衡分发SIP请求的同时，避免了集群过载现象的发生。　　 3.提出了基于扩展“重叠网管理(OMF)”和“网络资源查询(NRQF)”两个IMS功能网元，实现IMS架构支持P2P模式的流媒体分发的机制和方法。利用IMS对UE当前接入位置、物理网络资源实时感知，以及基于SIP/SDP会话协商媒体传输通道的优势，构建一种可管理的P2P流媒体分发网络，充分利用了UE剩余能力和边缘网络上行带宽资源，并为P2P使能的UE间媒体传输提供QoS保证。该方案为解决P2P网络的内容安全、数字版权管理、路由优化、流量控制等问题提供了支撑条件，实现了IMS架构和P2P技术的融合。　　 4.提出一种基于单播冗余流的IPTV快速频道切换方案，其中单播流以距离当前组播流下发点最近的随机访问点(RAP)为起始，利用RTP头部Mark标识判断RAP起始点减少UE对单播和组播两路TS流的比较复杂度，优化了UE数据缓冲和关键帧获取延迟，满足交互响应小于2秒的用户QoE要求。　　 5.提出对IPTV节目建立文件索引和对TS流格式的点播节目建立关键帧索引的方法，降低服务端内容定位和关键帧提取时的处理复杂度，减少了点播中VCR操作的交互响应延迟，提高了用户QoE。　　 论文设计并实现了基于IMS架构的流媒体业务原型系统--支持高清解码的IMS流媒体UE软终端和应用服务器，基于OpenIMSCore构建IMS核心网平台，验证了上述技术方案的可行性和有效性。部分研究成果已在华为IMS IPTV预研项目、沈阳计算所面向安全生产管理的蓝天视频监控系统等项目中得到实际应用。