KR20060066600A - Internet protocol based mobile communication system and session establishment method thereof - Google Patents
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Abstract
본 발명은 인터넷 프로토콜(Internet Protocol) 기반의 이동통신 시스템 및 그의 세션 설정 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a mobile communication system based on the Internet Protocol and a session establishment method thereof.
인터넷 프로토콜 기반의 이동통신 시스템에서 세션 설정프로토콜(Session Initiation Protocol : SIP)을 사용하여 음성과 영상 통화와 같은 실시간의 이동 멀티미디어 통신을 위하여, SIP를 사용하는 세션 설정 절차를 수행한다. 이 때, 멀티미디어 코덱뿐 아니라 세션정보와 QoS(Quality of Service) 정보를 발신 단말에서부터 착신 단말까지 그리고 경유 구간의 관련 망요소간에 서로 협상을 한다. 그리고 액세스 매니저가 협상된 세션정보 및 OoS에 따라 액세스 망의 관문 역할을 하는 게이트웨이인 이동 액세스 라우터를 제어한다. 이를 통해 단말과 이동 액세스 라우터간, 이동액세스라우터와 이동액세스라우터간, 그리고 이동액세스라우터와 착신측 단말간의 QoS 보장 세션을 열기 위한 별도의 QoS 협상 절차가 필요 없게 된다. 그 결과 이동 통신망의 실시간 멀티미디어 통신을 위한 세션 설정 시간과 절차를 간단화시킬 수 있다.In a mobile communication system based on the Internet protocol, a session establishment procedure using SIP is performed for real-time mobile multimedia communication such as voice and video call using Session Initiation Protocol (SIP). At this time, not only the multimedia codec but also session information and QoS (Quality of Service) information are negotiated with each other between the calling terminal and the called terminal and the related network elements in the pass-through section. The access manager controls the mobile access router, which is a gateway serving as a gateway of the access network according to the negotiated session information and OoS. This eliminates the need for a separate QoS negotiation procedure to open a QoS guaranteed session between the terminal and the mobile access router, between the mobile access router and the mobile access router, and between the mobile access router and the called terminal. As a result, it is possible to simplify the session setup time and procedure for real-time multimedia communication of the mobile communication network.
IP, 세션설정, QoS, 액세스라우터 IP, session setup, QoS, access router
Description
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 세션 설정 방법이 적용되는 이동 통신망의 개략적인 구조도이다. 1 is a schematic structural diagram of a mobile communication network to which a session establishment method according to an embodiment of the present invention is applied.
도 2는 일반적인 단대단 서비스 품질(End-to-End QoS)이 보장되는 멀티미디어 통신을 위한 단계별 세션 설정 과정을 나타낸 흐름도이다. 2 is a flowchart illustrating a step-by-step session establishment process for multimedia communication in which a general end-to-end QoS is guaranteed.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 세션 설정을 수행하는 인터넷 프로토콜 기반의 이동통신 시스템의 구체적인 구조도이다. 3 is a detailed structural diagram of an internet protocol based mobile communication system for performing session establishment according to an embodiment of the present invention.
도 4는 도 3에 도시된 구조를 토대로 하여 본 발명의 실시 예에 따른 단대단 서비스 품질을 보장하는 세션 설정 과정을 나타낸 흐름도이다. 4 is a flowchart illustrating a session establishment process for guaranteeing end-to-end service quality according to an embodiment of the present invention based on the structure shown in FIG. 3.
본 발명은 인터넷 프로토콜(Internet Protocol: 이하, IP라고도 명명함) 기반의 이동 통신 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게 말하자면, IP 기반의 이동 통신 시스템과, 이 시스템에서 실시간 음성 및 영상통화를 위하여 세션 설정 프로토콜(Session Initiation Protocol : SIP)을 사용하여 세션 설정을 하는 방법에 관 한 것이다. The present invention relates to a mobile communication system based on the Internet Protocol (hereinafter, also referred to as IP), and more specifically, to an IP-based mobile communication system and session establishment for real-time voice and video calls in the system. It is about how to set up a session using the Session Initiation Protocol (SIP).
현재, 인터넷 표준을 담당하는 IETF에서는 IP기반의 네트워크 상에서 세션제어 기능을 수행하는 SIP(Session Initiation Protocol)/SDP(Session Description Protocol) 프로토콜을 제안하고 있으며, 이는 VoIP(Voice Over IP)와 같은 멀티미디어 서비스를 제공할 수 있는 시그널링 프로토콜로 사용된다. SIP는 HTTP(Hyper Text Transfer Protocol)와 같은 텍스트 기반의 프로토콜로서 현재 인터넷 전화를 비롯한 다양한 분야에서 세션 설정을 위해 사용되고 있으며, URI(Uniform Resource Identifier)를 이용한 주소체계를 사용함으로써 언제 어디서나 서비스가 가능하도록 하는 퍼스널 모빌리티(Personal Mobility)를 제공한다. Currently, the IETF, which is in charge of Internet standards, proposes a Session Initiation Protocol (SIP) / Session Description Protocol (SDP) protocol that performs session control functions over an IP-based network, which is a multimedia service such as Voice Over IP (VoIP) Used as a signaling protocol that can provide. SIP is a text-based protocol such as HTTP (Hyper Text Transfer Protocol). It is currently used for establishing sessions in various fields, including Internet telephony, and can be serviced anywhere and anytime by using an address system using a Uniform Resource Identifier (URI). Personal Mobility is provided.
또한, 음성 서비스뿐만 아니라 데이터 서비스를 고려하고 전 세계 어디에서나 서비스를 받을 수 있는 3세대 혹은 3세대 이후 이동통신 서비스를 위한 연구가 3GPP등에서 활발히 진행되고 있다. 특히, 3GPP Release 5에서 제시한 GPRS (General Packet Radio Service) 시스템에서는 패킷 기반의 멀티미디어 서비스를 위해 SM(Session Management)과 같은 무선구간의 세션제어 프로토콜을 고려하고 있으며 IP기반의 실시간성 멀티미디어 세션 제어를 위해 IETF에서 제안한 SIP/SDP 프로토콜을 고려하고 있다.In addition, research on 3GPP or after 3G mobile communication service that considers not only voice service but also data service and can receive service anywhere in the world is being actively conducted in 3GPP. In particular, the GPRS (General Packet Radio Service) system proposed in 3GPP Release 5 considers a session control protocol such as session management (SM) for packet-based multimedia services and implements IP-based real-time multimedia session control. For this purpose, we consider the SIP / SDP protocol proposed by the IETF.
이러한 추세에 따라 세션 설정 프로토콜을 활용하여 멀티미디어 세션 설정 절차와 내용에 관하여 활발한 연구가 진행중이다. 현재까지 표준화 단체에서 진행중인 절차에서는 단대단(End-to-End)의 QoS(Quality of service)가 보장되는 멀티미디어 세션 설정을 위해 네트워크 자원을 코덱의 종류만을 토대로 협상을 하는 방 법을 제시하여, 시작 단말에서부터 네트워크의 라우터 또는 게이트웨이 그리고 종단의 단말까지의 가입자가 원하는 종류의 호 설정을 위한 세션 품질이 보장되도록 하고 있다. 추가적으로 협상하고자 하는 네트워크 자원에 있어서 코덱의 종류뿐 아니라 QoS 협상을 위한 방법 즉 RSVP(resource reservation protocol)나 DiffServ. (Differentiated Service)에 관한 협상, 그리고 기타의 네트워크 자원에 관한 내용도 포함하는 방법에 대해서도 협상을 하는 것을 고려되고 있다. In accordance with this trend, active researches are being conducted on multimedia session establishment procedures and contents using the session establishment protocol. The procedure currently underway by the standardization organization suggests how to negotiate network resources based only on the codec type to establish an end-to-end quality of service (QoS) multimedia session. From the terminal to the router or gateway of the network and the terminal of the terminal to ensure the session quality for the call setup of the desired type. In addition, in the network resources to be negotiated, not only the codec types but also methods for QoS negotiation, that is, resource reservation protocol (RSVP) or DiffServ. Negotiations are also being made on how to negotiate differentiated services, and how to include other network resources.
한편 상기와 같은 세션설정을 위한 협상 절차를 끝낸 후에 협상된 정보를 사용하여 시작 단말과 네트워크의 트래픽 경로를 따르는 게이트웨이 혹은 액세스 라우터 그리고 종단의 단말간에 단대단 QoS(End-to-End QoS)를 협상하는 절차를 시작하게 된다. 이를 위해 주로 사용되는 방법으로는 통합 서비스 방법(Integrated Service : IntServ)과 차별화된 서비스 방법(Differentiated Service : DiffServ)이 있다. 따라서 단대단 QoS를 만족하도록 네트워크의 환경에 맞는 하나의 방법 또는 복합적인 방법을 사용해 준다.Meanwhile, after the negotiation procedure for session establishment is completed, the negotiated end-to-end QoS is negotiated between the starting terminal, the gateway or access router along the traffic path of the network, and the terminal of the end using the negotiated information. Will begin the process. The main methods used for this purpose are the integrated service method (IntServ) and the differentiated service method (DiffServ). Therefore, to meet end-to-end QoS, one method or multiple methods suitable for the network environment are used.
그러나 종래에는 세션 설정을 위한 협상 절차 후에 이동 액세스 라우터와 착신측 단말간의 QoS 보장 세션을 열기 위한 단대단 QoS 협상 절차를 수행함에 따라, 단말과 기지국 사이에 교환되는 프로토콜 메시지의 수와 프로토콜 메시지의 처리시간이 증가되어, 전체적인 세션 설정 시간이 증가되고 그 절차 또한 복잡해지는 문제점이 있다. However, conventionally, the end-to-end QoS negotiation procedure for opening a QoS guaranteed session between a mobile access router and a called terminal after a negotiation procedure for establishing a session is performed. Thus, the number of protocol messages exchanged between the terminal and the base station and the processing of the protocol messages are handled. There is a problem that the time is increased, the overall session establishment time is increased, and the procedure is also complicated.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 IP 기반의 이동 통신 시스템에서 실 시간 멀티미디어 통신시에 QoS를 만족시킬 수 있는 세션 설정 방법을 제공하는데 있다. An object of the present invention is to provide a session establishment method that can satisfy QoS in real time multimedia communication in an IP-based mobile communication system.
또한 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 실시간 멀티미디어 통신을 위한 보다 효율적이면서 간단하게 수행할 수 있는 이동 통신 시스템 및 그의 세션 설정 방법을 제공하고자 하는데 있다. Another object of the present invention is to provide a mobile communication system and a session establishment method thereof that can be performed more efficiently and simply for real-time multimedia communication.
이러한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따른 IP 기반의 이동 통신 시스템에서의 세션 설정 방법은, 단말과 핵심망 사이에 네트워크를 통해 연결되는 액세스 망으로서, 상기 단말과 무선 접속되는 기지국, 상기 기지국에 연결되어 라우팅을 수행하는 게이트웨이, 상기 게이트웨이를 통한 네트워크 접속을 제어하는 액세스 매니저를 포함하는 IP 기반 이동통신 시스템의 세션 설정 방법에 있어서, (a) 상기 기지국이 상기 단말의 서비스 요청에 따라 메시지를 전송할 있는 무선 제어 채널을 설정하는 단계; (b) 상기 기지국이 상기 설정된 무선 제어 채널을 통해 상기 단말로부터의 세션 설정 요구를 수신하고, 상기 게이트웨이를 통하여 단말과 상기 핵심망의 S-CSCF(Serving-Call Session Control Function) 사이에서 메시지를 교환하여, 무선구간의 세션 제어 절차와 자원 할당 및 QoS 협상을 동시에 수행하는 단계; 및 c) 상기 단계에서 세션 제어 절차 수행에 따라 얻어진 세션 정보와 QoS 정보 그리고 자원 할당 정보를 토대로 하여, 상기 액세스 매니저가 게이트웨이의 동작을 제어하여 상기 단말에 대한 트래픽 전송이 이루어지도록 하는 단계를 포함한다. In accordance with an aspect of the present invention, a method for establishing a session in an IP-based mobile communication system is an access network connected through a network between a terminal and a core network, and includes a base station wirelessly connected to the terminal and the base station. A method for establishing a session of an IP-based mobile communication system, comprising: a gateway connected to and performing routing; and an access manager for controlling a network connection through the gateway. Establishing a wireless control channel for transmission; (b) the base station receives a session establishment request from the terminal through the established radio control channel, and exchanges a message between the terminal and a serving-call session control function (S-CSCF) of the core network through the gateway; Simultaneously performing a session control procedure, resource allocation, and QoS negotiation in a radio section; And c) allowing the access manager to control the operation of the gateway to transmit traffic to the terminal based on the session information, QoS information, and resource allocation information obtained by performing the session control procedure in the step. .
본 발명의 다른 특징에 따른 IP 기반의 이동 통신 시스템은, 이동통신 단말과 핵심망 사이에 네트워크를 통해 연결되는 IP 기반 이동 통신 시스템에 있어서, 상기 이동통신 단말과 접속되는 기지국에 연결되어 라우팅을 수행하는 게이트웨이; 및 상기 단말로부터의 세션 설정 요구를 수신하여, 상기 게이트웨이를 통하여 단말과 상기 핵심망의 S-CSCF(Serving-Call Session Control Function) 사이에서 메시지를 교환하여, 무선구간의 세션 제어 절차와 자원 할당 및 QoS 협상이 동시에 수행되도록 하는 액세스 매니저를 포함한다. In an IP-based mobile communication system according to another aspect of the present invention, in an IP-based mobile communication system connected between a mobile communication terminal and a core network, the mobile station is connected to a base station connected to the mobile communication terminal to perform routing. Gateway; And receiving a session establishment request from the terminal and exchanging messages between the terminal and a Serving-Call Session Control Function (S-CSCF) of the core network through the gateway, thereby performing a session control procedure, resource allocation and QoS in a radio section. It includes an access manager that allows negotiation to be performed simultaneously.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였다. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the present invention. As those skilled in the art would realize, the described embodiments may be modified in various different ways, all without departing from the spirit or scope of the present invention. In the drawings, parts irrelevant to the description are omitted in order to clearly describe the present invention.
도 1은 일반적인 IP 기반의 이동통신망의 구조를 개략적으로 나타낸 블록도이다. 1 is a block diagram schematically illustrating a structure of a general IP-based mobile communication network.
도 1을 참조하면, 이동 통신망(10)은 단말(100)에 무선 접속되는 액세스망(200) 및 액세스망에 연결되며 IP 네트워크로 구성된 핵심망(300)을 포함한다. Referring to FIG. 1, the
도 2는 이러한 이동 통신망에서의 일반적인 세션 과정이 도시되어 있다. 도 2는 이동 통신망(100) 내에서 단말간에 이동멀티미디어 통화가 이루어지는 경우의 세션 과정을 나타낸 도이다. 구체적으로 발신 단말과 착신 단말간의 이동 멀티미디어 통화시 QoS가 보장되는 이동 멀티미디어 세션 설정 절차와 QoS 협상 절차를 나 타낸다. 2 illustrates a general session procedure in such a mobile communication network. 2 is a diagram illustrating a session process when a mobile multimedia call is made between terminals in the
첨부한 도 2에 도시되어 있듯이, 먼저, 제1 단계에서 SDP를 사용하는 이동통신 시스템의 일반적인 절차에 따른 무선 구간의 세션을 제어하는 절차를 수행한다. 예를 들어, 단말 및 중간 노드에서 갖추고 있는 코덱의 자원에 대해서만 협상을 하거나, 또는 좀더 구체적으로 코덱의 종류뿐 아니라 네트워크 자원과 QoS 협상 방식에 대해서도 협상할 수 있다.As shown in FIG. 2, first, in a first step, a procedure of controlling a session of a wireless section according to a general procedure of a mobile communication system using SDP is performed. For example, only the resources of the codec provided in the terminal and the intermediate node can be negotiated, or more specifically, the network resources and the QoS negotiation scheme as well as the type of codec can be negotiated.
다음 제2 단계로서 위의 제1 단계의 세션 설정을 위한 협상이 끝난 후에 QoS를 보장하기 위한 QoS 협상 절차를 수행한다. 위의 제1 단계는 망 요소 중 제어기능 요소간의 협상절차이며 제2 단계는 트래픽 전달을 위하여 이와 관련된 트래픽 전달기능간의 협상 과정이다. 따라서, 단대단으로 QoS가 보장되는 세션이 연결된다. As a next second step, after the negotiation for the session establishment of the first step is completed, a QoS negotiation procedure for guaranteeing QoS is performed. The first step is a negotiation process between control function elements of the network element, and the second step is a negotiation process between the related traffic delivery functions for traffic delivery. Thus, sessions with guaranteed QoS are connected to end to end.
다음 제3 단계로서 멀티미디어 통화 단계가 수행된다. 즉 위의 제1 단계와 제2 단계의 과정을 거쳐 단대단으로 QoS가 보장되는 세션이 연결된 후에, 이 세션을 통해 음성 또는 음성/영상의 멀티미디어 통화가 이루어진다. Next, as a third step, the multimedia call step is performed. That is, after the sessions of which QoS is guaranteed for the end-to-end through the process of the first step and the second step, the multimedia call of voice or voice / video is made through this session.
이와 같이 IP 기반의 이통 통신 시스템에서는 단대단 QoS를 보장하는 실시간성 멀티미디어 세션을 설정하기 위하여, 세션 설정 과정(제1 단계), QoS 협상 과정(제2 단계) 그리고 단대단 트래픽 전송 과정(제3 단계)의 3단계의 과정을 수행하여야 한다. 이것은 IP 기반의 이동통신망에서 멀티미디어 세션관리를 위한 IP 기반의 멀티미디어 서브시스템(IP Multimedia Subsystem : IMS)이 새롭게 도입되어, SIP를 사용하여 세션 설정/해제 등의 관리 기능을 수행하고 있고, 또한 이동통신과 인터 넷 기술의 결합에 있어서 서로의 영역을 침범하지 않는 범위에서의 통합을 추구하고 있기 때문이다.As described above, in the IP-based mobile communication system, in order to establish a real-time multimedia session that guarantees end-to-end QoS, a session establishment process (first stage), QoS negotiation process (second stage), and end-to-end traffic transmission process (third stage) Step 3) should be performed. This IP-based Multimedia Subsystem (IMS) has been newly introduced for the management of multimedia sessions in IP-based mobile communication networks, and it performs management functions such as session establishment / release using SIP. This is because they are pursuing integration in a range that does not involve each other in the combination of Internet and Internet technologies.
그러나 차세대를 추구하는 IP 기반의 이동통신 시스템에서는 효과적인 시스템 구현을 위하여 인터넷과 이동통신의 밀접한 결합이 이루어져야 한다. 따라서 본 발명의 실시 예에서는 이러한 세션 설정 절차를 개선하고 이를 구현하는 IP 기반의 이동통신 액세스 망 요소의 기능과 제어 방법을 제시하고자 한다. 특히, 인터넷과 이동통신의 밀접한 기술 결합에 의하여 세션 설정 절차를 간단화시키고 이를 구현하는 IP 기반의 이동통신 액세스 망 요소의 기능과 제어 방법을 제시한다.However, in the IP-based mobile communication system pursuing the next generation, a close combination of the Internet and mobile communication must be made for effective system implementation. Therefore, an embodiment of the present invention is to propose a function and control method of an IP-based mobile communication access network element to improve the session establishment procedure and implement it. In particular, this paper proposes a function and control method of IP-based mobile communication access network element that simplifies the session establishment procedure by implementing a close technical combination of the Internet and mobile communication.
도 3에 본 발명의 실시 예에 세션 설정을 위한 IP 기반의 이동 통신 시스템의 구조가 구체적으로 도시되어 있다. 3 illustrates the structure of an IP-based mobile communication system for establishing a session in an embodiment of the present invention.
첨부한 도 3에 도시되어 있듯이, 본 발명의 실시 예에 따른 이동 통신 시스템에서는 단말(110,120)에 액세스망(210, 220)이 무선 접속되어 있고, 액세스망에 IP 네트워크로 구성된 핵심망(300)이 연결되어 있다. As shown in FIG. 3, in the mobile communication system according to an exemplary embodiment of the present invention, the
본 발명의 실시 예에서는 각 망에서 수행하는 논리적인 기능들을 인터넷 프로토콜을 기반으로 하는 전달망에 분산 수용한다. 구체적으로 본 발명의 실시 예에 따른 이동 멀티미디어 세션 제어 기능과 QoS 제어 기능들이 단말(110,120), 액세스망(200) 그리고 핵심망(300)의 망 요소에 분산 수용된다. 따라서 이동멀티미디어 통화의 경우 IP 기반 차세대 이동통신망의 내부에서 단말(110,120)간 통화가 형성된다. 그리고 차세대 이동통신망의 단말(110,120)과 외부의 기존 인터넷 망(500)에 존재하는 서버 또는 단말과의 세션 설정 및 QoS 보장 절차는 기존의 인터넷 망에서 추구하는 방법과 동일한 절차와 방법에 따른다. In an embodiment of the present invention, the logical functions performed in each network are distributed and accommodated in a transport network based on the Internet protocol. Specifically, the mobile multimedia session control function and the QoS control functions according to an embodiment of the present invention are distributed and accommodated in the network elements of the
각 망의 구조를 살펴보면, 액세스망(210,220)은 기지국(Radio Station; 이하 'RS'라 함, 211,221), 게이트웨이(GW, 212,222) 및 액세스 매니저(Access Manager; 이하 'AM'이라 함, 213, 223)를 포함한다. Looking at the structure of each network, the access network (210,220) is a base station (Radio Station; hereinafter 'RS', 211,221), the gateway (GW, 212,222) and the Access Manager (hereinafter referred to as 'AM', 213, 223).
RS(211,221)는 단말(110,120)과의 무선 접속을 수행하며, 게이트웨이(212,222)는 핵심망(300)에 연결되어 액세스망(210,220)과 핵심망(300)을 라우팅시키는 이동 액세스 라우터(Mobile Access Router ; MAR)로 기능하게 된다. 따라서 이하에서는 게이트웨이(212,222)를 "이동 액세스 라우터"라고도 명명한다. RS (211,221) performs a wireless connection with the terminal (110, 120), the gateway (212, 222) is connected to the core network (300) Mobile Access Router for routing the access network (210,220) and core network (300); MAR). Thus, hereinafter,
AM(213,223)는 이동 통신망의 고유의 기능을 수행하는 기능 요소로서, 특히, 호 상태 제어 기능뿐 아니라 액세스망의 무선 자원 및 네트워크 자원을 관리한다. 이를 위하여 본 발명의 실시 예에 따른 AM(213,223)은 대행-호상태제어기능을 수행하는 P-CSCF(Proxy-Call State Control Function, 2131,2231), QoS 정책 수행 기능을 수행하는 PEF(Policy Enforcement Function, 2132, 2232), 및 무선 자원 및 네트워크 자원을 관리하는 자원 관리부(Resource Manager : RM, 2133,2233)를 포함한다. The
핵심망(300)은 IP/SDP 시그널링 처리기능을 담당하는 S-CSCF( Serving-Call State Control Function, 311)와, 가입자와 QoS 프로파일을 관리하는 프로파일 관리부(312)를 포함하며, S-CSCF(311)는 정책 제어 기능을 담당하는 PCF(Policy Control Function)를 포함한다. The
이러한 구조에서, 방문망(액세스 망)의 대행자(P-CSCF)와 홈망(핵심망)의 서 빙 기능자(S-CSCF)가 호상태제어기능(CSCF)를 분담하여 제어 및 처리한다. 특히, 단말(110,120), 액세스 망의 AM(213,223), 그리고 S-CSCF(311)와 프로파일 관리부(312)가 상호 관여하여 필요한 정보를 협상하게 된다. In such a structure, an agent of a visited network (access network) (P-CSCF) and a home network (core network) serving function (S-CSCF) share and control and process a call state control function (CSCF). In particular, the
본 발명의 실시 예에 따른 AM(213,223)은 사업자의 정책에 따른 QoS 제어시, 핵심망(300)의 PCF와 프로파일 관리부(312)의 결정 사항에 따라 액세스망의 QoS 제어 기능을 수행하기 위하여, 세션 설정 과정 중에 얻어진 세션 및 해당 세션의 QoS 정보를 자원 관리부(2133,2233)의 무선 및 네트워크 자원관리 상태에 따라 소정 자원에 매핑하여 게이트웨이(212,222), 즉 이동 액세스 라우터에게 제공한다. 구체적으로, AM(213,223)은 세션 및 QoS 정보와 자원관리 정보를 이용하여 게이트웨이(212,222)를 직접 제어하며, 이를 통해 위에 기술된 세션 제어 과정에서의 제2 단계인 QoS 협상절차가 제거된다. The
이것은 AM(213,223)이 자원관리 기능(RM)과 정책수행기능(PEF) 그리고 대행-호상태제어기능(P-CSCF)을 가지고 있고, 또한 이동액세스라우터(213,223)를 제어할 수 있는 기능과 인터페이스를 가지고 있기 때문에 가능한 것이다. 여기서 단말(110), AM(213,223), 그리고 S-CSCF(311) 간의 제어 메시지 전달은 세션설정프로토콜(SIP)을 사용한다.This means that the
이를 위하여, 이동통신 기능과 인터넷 기능이 밀접하게 결합된 이동 액세스라우터(212,222)와 AM(213,223)의 기능이 위에 기술된 바와 같이 정의되고, 이러한 기능을 토대로 하여 후술하는 바와 같이 멀티미디어 통신을 위한 세션 설정이 이루어진다. To this end, the functions of the
다음에는 이러한 구조를 토대로 하여 본 발명의 실시 예에 따른 세션 설정 방법에 대하여 설명한다. Next, a session establishment method according to an embodiment of the present invention will be described based on such a structure.
도 4에 본 발명의 실시 예에 따른 이동 통신망에서의 세션 과정을 나타낸 흐름도이다. 특히, 도 4는 세션 제어와 QoS 제어 망요소가 포함된 본 발명의 실시 예에 따른 이동 통신망에서, 망을 구성하는 요소간의 제어 신호 전달을 중점으로 하여 도시하였다. 4 is a flowchart illustrating a session process in a mobile communication network according to an embodiment of the present invention. In particular, FIG. 4 is a diagram illustrating a control signal transmission between elements constituting a network in a mobile communication network according to an exemplary embodiment of the present invention including session control and QoS control network elements.
먼저 단말과 RS 사이에 무선 제어 절차가 수행된다. 즉, 단말의 RC 프로토콜과 및 RS의 RC 프로토콜 사이의 임의접속절차를 통해, RS는 SIP 프로토콜 메시지를 전송하기 위한 무선 제어 채널을 단말에 할당한다. 그리고 나서, 생성된 무선 제어 채널을 통해 사용자의 멀티미디어 트래픽을 전송할 수 있는 세션 설정 절차가 수행된다. 본 발명의 실시 예에 따르면, 후술하는 바와 같이 세션 설정 단계에서 세션 설정과 함께 단대단 QoS 협상이 이루어짐으로서, 전체적인 세션 설정 과정이 간소해진다. First, a radio control procedure is performed between the terminal and the RS. That is, through the random access procedure between the RC protocol of the terminal and the RC protocol of the RS, the RS allocates a radio control channel for transmitting a SIP protocol message to the terminal. Then, a session establishment procedure for transmitting the multimedia traffic of the user through the generated radio control channel is performed. According to an embodiment of the present invention, as described below, the end-to-end QoS negotiation is performed together with the session establishment in the session establishment step, thereby simplifying the overall session establishment process.
구체적으로, 첨부한 도 4에 도시되어 있듯이, 먼저, 단말(110)은 상대방에게 세션 연결을 시도할 때 사용하는 SIP 메시지이며 SDP를 포함하는 INVITE 메시지를 액세스망(210)으로 전송한다(S1), 이하 상기 INVITE 메시지를 생성한 단말(110)을 "발신단말"이라고 명명한다. 이때, 전송되는 INVITE 메시지는 기존 RFC2543 및 RFC3261에서 기술된 INVITE 메시지(어떤 단말이 상대방으로 세션 연결을 시도할 때 사용하는 SIP 메시지)의 형식을 그대로 사용하고, 무선 구간의 세션 설정에 필요한 QoS 정보를 기술할 수 있는 필드를 포함하고 있다. 이러한 QoS 정보들은 향후 노드 들간의 QoS 협상시에 사용된다. Specifically, as shown in FIG. 4, first, the terminal 110 transmits an INVITE message, which is a SIP message used when attempting a session connection to the other party, including an SDP, to the access network 210 (S1). Hereinafter, the terminal 110 generating the INVITE message is called a "calling terminal". At this time, the transmitted INVITE message uses the format of the INVITE message (SIP message used when a terminal attempts to connect a session to the other party) described in the existing RFC2543 and RFC3261 as it is, and uses QoS information necessary for session establishment in a wireless section. Contains fields that can be described. These QoS information are used in future QoS negotiation between nodes.
액세스망(210)의 AM(213)의 P-CSCF(2131)는 전달된 INVITE 메시지를 파싱하여 해당 세션이 SIP/SDP 시그널의 교환을 통한 세션 설정 절차임을 확인하고, 이를 게이트웨이(212)를 통하여 핵심망(300)으로 전달한다(S2).The P-
핵심망(300)의 S-CSCF(311)는 전달되는 INVITE 메시지를 검사하고, 발신단말(110)이 세션 연결을 시도하고자 하는 단말(120, 이하, "착신 단말"이라고 명명함)이 속하는 액세스망(220)을 확인하고, 상기 INVITE 메시지를 확인된 착신 단말측 액세스망(220)으로 전달한다(S3). 따라서 착신 단말측 액세스망(220)의 AM(223), 게이트웨이(222)를 통하여 착신단말(120)로 INVITE 메시지가 전달된다(S4). 이러한 과정에서 단말(110,120) 및 각 망의 중간 노드들(212,222,213,223,311)이 자원을 협상하게 되며, 이 때, 멀티미디어 코덱 뿐 아니라 세션정보와 QoS 정보를 발신 단말에서부터 착신 단말까지 그리고 경유 구간의 관련 망 요소(212,222,213,223,311) 사이에서 협상을 한다. 협상 과정은 예를 들어, 코덱 종류, 플로우(flow) 정보(로컬 포트(local port) 번호와 대역폭), QoS 프로토콜(즉 RSVP 또는 Diffserv. 등) 등에 대하여 각 망요소들이 가용한 것을 협상하며, 구간별로 가용 자원을 협상하여 최종적으로 단대단의 사용 가능한 자원이 협상되게 된다. The S-
이후 착신 단말(120), 이에 연결된 액세스망(220), 핵심망(300)을 통하여 상기 INVITE 메시지에 대한 응답으로 SDP에 따른 SDP 메시지가 액세스망(210), 이에 연결된 발신단말(110)로 전달된다. 즉, 노드간 협상된 세션 및 QoS 정보가 발신단 말(110)로 전달된다(S5∼S8). 여기서 SDP 메시지에 상기 INVITE 메시지의 목적지인 착신 단말에 연결된 액세스망으로부터 제공된 QoS 협상 정보가 저장되어 있을 수 있다. 또한 상기 INVITE에서 요구된 QoS정보가 변경되는 경우 변경된 QoS 정보가 포함될 수도 있다. Thereafter, the SDP message corresponding to the SDP is transmitted to the
다음, 발신 단말(110)과 착신 단말(120) 사이의 노드들간에 상기 협상된 세션 및 QoS 정보에 대한 최종 확인 과정이 수행된다. 즉 최종적으로 확인된 협상정보에 대한 확인 메시지(최종 확인 SDP 메시지)가 발신 단말(110)로부터 각 노드(212,213,311,222,223)를 통하여 착신 단말(120)로 전달된다(S9∼S12). Next, a final confirmation process for the negotiated session and QoS information is performed between nodes between the calling
위에 기술된 바와 같이 발신 단말(110)과 착신 단말(120)간의 멀티미디어 통신을 위한 세션 설정을 위하여, 각 노드들(212,213,311,222,223)간에 협상된 정보에 대한 최종 확인이 이루어진다. As described above, in order to establish a session for multimedia communication between the calling
이후 발신 단말측 액세스망(210)의 AM(213)은 핵심망(300)의 S-CSCF(311)에게 최종 확인 SDP 메시지를 전송한 후, 발신측 액세스망(210)의 게이트웨이(212)에게 위의 단계(S1∼S12)를 수행함에 따라 얻어진 세션 정보와 QoS 정보 그리고 네트워크 자원 할당 정보를 전달하면서, 상기 게이트웨이(212)의 동작을 제어한다(S13). Thereafter, the
또한 착신측 액세스망(220)의 AM(223)도 위의 단계와 동일하게, 착신측 액세스망(220)의 게이트웨이(222)에게 세션 정보와 QoS 정보 그리고 네트워크 자원 할당 정보를 전달하면서 그의 동작을 제어한다(S14). In addition, the
이러한 과정에 따라, 단대단의 QoS가 보장되는 이동 멀티미디어 통신을 위한 제1 단계 즉, 세션 설정 및 QoS 협상 절차가 끝나게 되고, 이어서 제2 단계의 트래픽 전송단계인 멀티미디어 통신단계로 들어가게 된다. According to this process, the first step for the end-to-end QoS guaranteed mobile multimedia communication, that is, the session establishment and QoS negotiation procedure, is completed, and then the multimedia communication step, which is the second step traffic transmission step, is entered.
위에 기술된 바와 같이, 본 발명의 실시 예에서는 트래픽 경로를 따르는 게이트웨이 그리고 종단의 단말간에 단대단 QoS(End-to-End QoS)를 협상하는 절차가 세션 설정 협상 단계에서 동시에 수행됨으로써, 세션 설정 과정이 감소된다. 이것은 단대단 QoS가 보장되는 이동멀티미디어 통신 절차가 이동 통신망 요소와 인터넷망 요소가 결합된 형태로 수행됨으로써 즉, 액세스망의 AM과 게이트웨이인 이동 액세스 라우터가 밀접하게 결합되어 소정 기능을 수행함으로써, 제어 기능 요소간의 협상절차와 트래픽 전달을 위하여 이와 관련된 트래픽 전달기능간의 협상 과정이 동시에 수행되기 때문이다. As described above, in the embodiment of the present invention, a procedure for negotiating end-to-end QoS (QoS) between a gateway along a traffic path and a terminal of an end is simultaneously performed in a session establishment negotiation step, thereby performing a session establishment process. Is reduced. This is because the mobile multimedia communication procedure, which guarantees end-to-end QoS, is performed in the form of a combination of mobile network elements and Internet network elements. This is because the negotiation process between the related traffic delivery functions is simultaneously performed for the negotiation procedure between the functional elements and the traffic delivery.
한편 핵심망의 트래픽 전달노드들도 이러한 개념 하에 관리가능 인터넷 프로토콜 네트워크(Managed IP Network)가 되는 것이 바람직할 수 있다. Meanwhile, it may be desirable for the traffic forwarding nodes of the core network to become a managed IP network under this concept.
비록, 본 발명이 가장 실제적이며 바람직한 실시 예를 참조하여 설명되었지만, 본 발명은 상기 개시된 실시 예에 한정되지 않으며, 후술되는 특허청구범위 내에 속하는 다양한 변형 및 등가물들도 포함한다. Although the present invention has been described with reference to the most practical and preferred embodiments, the present invention is not limited to the above disclosed embodiments, but also includes various modifications and equivalents within the scope of the following claims.
이상에서와 같이 본 발명의 실시 예에 따르면, IP 기반의 이동통신 시스템에서 SIP를 사용하여 음성과 영상 통화와 같은 실시간의 이동 멀티미디어 통신을 위한 세션 설정시, 세션 설정 과정에서 전달되는 QoS 정보를 이용하여 세션 설정과 함께 QoS 협상이 함께 수행됨으로써, 별도로 수행되는 일반적인 인터넷 QoS 협상 절차가 제거되어 이동 멀티미디어 세션 설정 절차를 간략화할 수 있다. As described above, according to the embodiment of the present invention, in the IP-based mobile communication system using the SIP, the QoS information transmitted during the session establishment process is used when establishing a session for real-time mobile multimedia communication such as voice and video call. Therefore, the QoS negotiation is performed together with the session establishment, thereby eliminating the general Internet QoS negotiation procedure, which is performed separately, to simplify the mobile multimedia session establishment procedure.
특히, 액세스망의 액세스매니저가 세션 설정 및 QoS 협상과정에서 얻어진 정보를 트래픽 경로인 이동 액세스 라우터에 전달하고, 이동 액세스 라우터는 이를 이용해 설정하고자 하는 세션에 대하여 QoS가 보장되도록 네트워크 자원을 할당해 줌으로써, 단순화된 세션 설정 절차와 효과적인 단대단 QoS가 보장되는 멀티미디어 통신이 가능하게 된다.In particular, the access manager of the access network transmits the information obtained during the session establishment and QoS negotiation process to the mobile access router, which is the traffic path, and the mobile access router allocates network resources so that QoS is guaranteed for the session to be set up. In addition, the simplified session establishment procedure and effective end-to-end QoS guarantees multimedia communication.
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