随着通信能力的不断增强以及通信业务的多样化，为了提供下一代网络服务，3GPP在R5版本中引入了IP多媒体子系统(IP Multimedia Subsystem，IMS)。IMS位于3G核心网中，构架于分组域(PS)之上，并选择了会话初始化协议(SIP)作为该子系统的主要信令控制协议。IMS与PSTN／ISDN和Internet相连，控制着PSTN／ISDN和Internet上的语音或多媒体呼叫。IMS包括呼叫会话控制、归属用户服务器(HSS)、媒体网关控制(MGCF)、媒体网关(MGW)以及媒体资源控制(MRFC)等功能模块。其中，呼叫会话控制功能(CSCF)实体负责控制和处理用户多媒体会话的信令消息。在网络融合的发展趋势下，IMS为基于IP的固定和移动通信融合提供了基础，是向NGN演进的一个重要阶段。 本文针对3GPP IMS的相关标准和规范进行研究，首先介绍有关IMS的背景知识，如UMTS网络的演进，IMS的系统架构，以及IMS功能实体和参考点等。为了深入理解IMS功能实体实现多媒体业务的原理和过程，利用SDL工具软件描述IMS系统的主要功能实体，仿真了IMS网络的呼叫会话功能(CSCF)实体在UE注册和会话建立等过程中的处理流程，并验证SDL描述的正确性。分析研究oSIP协议栈并对其进行适合于IMS的扩展。接着在扩展了的协议栈基础上设计代理呼叫会话控制功能(P-CSCF)实体系统，并实现了系统的部分功能。最后，对全文进行总结，指出IMS功能实体的SDL描述和P-CSCF系统的设计实现中需要改进之处，提出了进一步研究IMS的着眼点。