第三代移动通信系统的一个显著特点是提供数据、语音、图像和视频等丰富的移动多媒体业务。3GPP UMTS体系标准的R5版本中引入的IP多媒体子系统(IP Multimedia Subsystem，简称IMS)即是为支持移动多媒体业务而设计。IMS采用会话初始协议(Session Initiate Protocol，简称SIP)作为会话控制信令协议。信令消息控制整个会话过程，涉及会话建立、会话管理、会话终止的各个环节，是会话顺利进行的关键，其服务质量必须得到保证(Quality of Service，简称QoS)。而相对于媒体消息来说，信令消息传输质量问题受关注程度较小。本论文的研究重点即是IMS系统中SIP信令消息的QoS保证机制，目的是在充分研究SIP协议的相关内容基础上，结合IMS体系的应用环境，参考IP QoS的一些已有的研究成果，提出适合于3G移动通信系统中SIP信令消息传输的QoS保证机制的改进方案。 论文首先对研究方向的相关背景知识做了详细地归纳总结，包括IMS的功能特点、网络结构、网元构成、业务流程以及SIP协议标准的基础概念。并重点阐述了SIP消息在IMS中的扩展和在IMS中利用SIP进行QoS信令交互的机制。接下来引入了基于SIP信令传输QoS要求的虚拟SIP连接概念，进而针对这一方案中流量控制和接入控制算法的不足，提出了可变速率漏桶算法作为改进的算法选择。论文还分析了所提算法的性能，给出了评价分组丢失率、分组等待时间等重要QoS指标的数学表达式，证明相对于普通漏桶算法，可变速率漏桶算法能够提高QoS保证的效果。此外论文还给出了基于SIP消息传输特点的信令流QoS参数计算的数学模型。