IP多媒体子系统(IMS)是第三代移动通信伙伴组织(3GPP)在Release 5版本标准的基础之上提出的支持IP多媒体业务的子系统。它提供了基于IP协议的下一代多媒体业务平台，能够同时支持固定和移动的多种接入方式，实现固网和移动网的融合，为当前电信系统向全IP网络以及多网络融合演进，实现全IP移动业务提供了通路。IMS核心基于SIP协议的体系，使用SIP协议消息的呼叫控制机制来创建、管理和终结各种类型的媒体业务。IMS体系完成了服务提供所必须的功能，如注册计费，会话，承载控制，媒体协商，安全等。IMS提供了多种业务融合的基础，基于IP技术是它能够同时支持话音、数据和多媒体等多种新的应用。 IMS是当前电信网络的发展趋势，它为下一代网络的发展指明了方向。在我国，信息产业部和各个研究机构正在积极地制定各种IMS网络的规范和标准，同时，各个运营商也加快了研究和部署IMS网络的步伐。IMS网络的实现和广泛应用将指日可待。因此，本论文所完成的关于IMS的理论研究和设计开发工作，对于IMS网络及相关技术的理解与推广有着很强的现实意义。 本文首先介绍了当前电信网络以及下一代网络的发展趋势，引入了IMS概念并介绍了其提出背景。然后分别从运营商角度和用户角度探讨了IMS产生并发展的意义，并介绍了当今现有组织对IMS研究的状况和进展。之后详细讲述了IMS的主要概念和其中的SIP协议的技术。 其次对IMS体系结构中的主要功能实体—呼叫会话控制功能CSCF的信令服务器做了详细的设计和开发，修改了开源SIP协议栈—oSIP协议栈，并对其消息的方法和头域进行了扩展，使其能够支持IMS呼叫会话控制功能的需要。基于oSIP，完成了呼叫会话控制功能CSCF的信令服务器的四个层次的设计和实现：消息传输层，事务处理层，代理功能层和会话控制层，并完成了各个层中多个功能模块。同时，基于设计和开发的系统，对IMS中多种类型业务的呼叫信令流程做了详细的研究和验证，包括注册／解注册，状态事件订阅，会话建立和释放的信令过程，对其消息和流程做了相应的分析，并完成了对系统的功能测试和性能评价。 最后总结全文，指出课题中有待进一步深入研究的方面，并以个人观点对该领域的研究发展趋势做出预测。