JP2011530956A - Ipベース・マルチメディア・セッションのベアラ損失の検出 - Google Patents
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Abstract
本発明は、IPベースのマルチメディア・セッションのベアラ損失を検出するための方法を提供する。マルチメディア・セッションが、アクセス端末によって開始される。ポリシー課金規則機能(PCRF)が、セッション設定情報およびベアラ特性をシグナリング・ゲートウェイ(SGW)に伝える。SGWは、この情報を使用して、呼設定の間、発信元アクセス・リンクがアクティブのままになるように発信側の休止タイマを調整する。
Description
本発明は、一般には、通信システムに関し、より詳細には、ベアラ損失検出に関する。
IP(Internet Protocol:インターネット・プロトコル)を用いたマルチメディア・サービスは、サービス・プロバイダにとって極めて重要なサービスであり、サービス・プロバイダは、VoIP(Voice over Internet Protocol:ボイス・オーバー・インターネット・プロトコル)を、このリアルタイム・サービスを使用するための第1の主要アプリケーションと見なしている。VoIPは、主にIMS(IP Multimedia Subsystem:IPマルチメディア・サブシステム)コア・ネットワークおよび様々なアクセス・ネットワークを使用して構築され、これらのネットワークは、ケーブル、DSL(Digital Subscriber Line:デジタル加入者回線)、ファイバなどの広帯域接続を、またDORA、WiMAX(Worldwide Interoperability for Microwave Access:マイクロ波アクセス世界規模相互運用性)、LTE(Long Term Evolution:ロング・ターム・エボリューション)などの様々な無線アクセス・ネットワークをも含む。
通信システム内の音声サービスは、不可欠なサービスである。したがって、音声サービスのすべての側面が、非常にうまく働かなければならない。1つの関心領域は、ベアラ損失検出の領域である。呼の間のベアラ損失の検出は、シグナリングとベアラ・レベルの両方の多くのネットワーク要素に、接続が失われたことを検出するよう求めるので、これは些細なプロセスではない。
これは一般に、こうしたネットワークの設計が本質的にシグナリングとベアラのネットワーク要素を適度に分離するという事実によってさらに複雑になる。この分離によって、検出および検出の伝達がさらに一層複雑になる。ベアラ損失または接続損失は、MGW(Media GateWay:メディア・ゲートウェイ)またはMRF(Media Resource Function:メディア・リソース機能)などのコア・ネットワーク要素内で生じていることがある。ベアラ損失または接続損失は、RNC(Radio Network Controller:無線ネットワーク制御装置)、GW、さらにはアクセス端末としても知られているモバイル装置などのアクセス・ネットワーク要素自体で生じていることもある。
遭遇する第1の問題は、通信システムがコア・ネットワーク内のベアラ損失をどのように検出できるかということである。
遭遇する第2の問題は、通信システムがアクセス・ネットワーク内のベアラ損失をどのように検出できるかということである。
遭遇する第3の問題は、様々な無線アクセス・ネットワークについて、被呼側に到達し/被呼側が警告を受け、最終的に応答する間、セッションの発信側がパケット・アクセス・チャネルで休止状態に入り得ることである。これは、発信元のアクセス接続上にパケット・データ活動がないために発生する。この問題は、音声クリッピングおよび呼設定遅延を引き起こすことがある。
ベアラ損失を検出する助けとするために使用できる1つの既存の機構は、RTCP(Real−time Transport Control Protocol:リアルタイム・トランスポート制御プロトコル)を使用することである。RTCPは、主としてネットワーク性能およびベアラ接続の他の様々な側面を決定するように設計されるが、接続損失もまた、RTCPパケットから収集できる。この種類のプロトコルは、主としてエンドツーエンド・プロトコルであり、終端装置(モバイル装置など)がその問題を有するものである場合には、このプロトコルはあまり有効でないことに留意されたい。さらに、RTCPの有効利用に付随する帯域幅コストのせいで、このプロトコルは一般に、サポートまたは使用されない。
したがって、通信システム内でベアラ損失がいつ存在するか決定するやり方が求められている。さらに、この決定は、真のベアラ損失と、呼の当事者のうちの1つからのパケット・データ活動が正当な理由で(legitimate)欠如していることとを区別する必要がある。
本発明は、IPベースのマルチメディア・セッションのベアラ損失を検出するための方法を提供する。セッションがアクセス端末(AT:Access Terminal)と別のユーザBの間のVoIP呼として設定される場合、このセッションは、トラフィックが両方向に流れると期待される双方向セッションである。セッション設定のプロセスの間に、セッションのシグナリングに関与するネットワーク要素は、セッションを確立する。すなわち、IMSコアに関連するATは、VoIPセッションを確立する。VoIPセッション確立の一貫として、IMSコアおよびATは、セッションのメディア・タイプ、したがって帯域幅をネゴシエートし、またベアラ・エンティティのIPアドレスおよびポートなどの接続点をもネゴシエートする。このネゴシエートされたメディア情報は、コーデック情報と呼ばれる。
このセッションのコーデックもネゴシエートされ、それによってSGWなどのアクセス・ネットワーク内のベアラ・ノードに、いくらの1秒当たりパケット数が期待されるか伝えることができる。たとえば、ポリシー課金規則機能(PCRF:Policy and Charging Rules Function)は、SGWに、セッションの送信元および宛先IPアドレスを、またコーデックが拡張可変レートCODEC(EVRC:Enhanced Variable Rate CODEC)であり、ペイロード・タイプ#が96であり、パケットの期待レートが50パケット/秒であることをも伝えることができる。SGWは、この情報を使用して、各方向のトラフィックの流れを評価することができる。
IMSコアは、ポリシー実施およびゲート制御のためにPCRFにコーデック情報を通信する。次に、PCRFは、シグナリング・ゲートウェイ(SGW:Signaling Gateway)およびパケット・データ網ゲートウェイ(PGW:Packet Data Network Gateway)にこのコーデック情報を送る。コーデック情報は、接続情報と、コア・ネットワークに対するトラフィック・フローの方向を含む。
この時点で、SGWは、コア・ネットワーク側からは何を期待すべきか、またアクセス・ネットワーク側からは何を期待すべきか分かる。SGWは、この時点でトラフィック・フローを監視し、トラフィック・フローに矛盾点があるかどうか判断し、この矛盾点をPCRFに報告することができる。
本発明は、図1および図2を参照してよりよく理解することができる。図1は、本発明の例示的な一実施形態による無線IMSシステム100を示している。無線IMSシステム100は、アクセス端末(AT:Access Terminal)101と、基地局(BTS:Base Station)103と、無線ネットワーク制御装置(RNC:Radio Network Controller)105と、サービング・ゲートウェイ(SGW:Serving Gateway)107と、パケット・ゲートウェイ(PGW:Packet Gateway)109と、ポリシー制御レポジトリ機能(PCRF:Policy Control and Repository Function)111と、IMSコア113と、IPネットワーク115と、メディア・ゲートウェイ制御機能(MGCF:Media Gateway Control Function)117と、メディア・ゲートウェイ(MGW:Media Gateway)119とを備える。
AT 101は、このシナリオでは、VoIP対応モバイル装置である。
基地局(BTS)103は、エアー信号を介してAT 101と送受信する。
無線ネットワーク制御装置(RNC)105は、BTS 103を制御し、SGW 107に接続する。
SGW 107は、PGW 109を介してアクセス・ネットワークとコア・ネットワークからの接続をブリッジするネットワーク要素である。ポリシー実施は、SGW 107内で行うことができ、SGW 107は、PCRF 111に対して接続される。
PGW 109は好ましくは、IPコア・ネットワーク115に接続するように、SGW 107と連携して働く。ポリシー実施は、PGW 109内で行うことができ、PCRF 111に信号が送られる。
PCRF 111は、ネットワーク100内の主要のポリシー・エンジンである。PCRF 111は、好ましくはシグナリング専用の要素である。例示的な実施形態では、PCRF 111を通過するベアラはない。
IMSコア113は、アプリケーション・コアであり、好ましくはP−CSCFとS−CSCFとを含む。IMSコア113は、好ましくはシグナリング専用の要素である。例示的な一実施形態では、IMSコア113を通過するベアラはない。
IPネットワーク115は、パケット交換網である。
MGCF 117は、MGW 119を制御する。MGCF 117は、好ましくはシグナリング専用の要素である。例示的な一実施形態では、MGCF 117を通過するベアラはない。
MGW 119は、IPベアラをTDMベアラに接続する。
図2は、本発明の例示的な一実施形態による、ベアラ損失を検出するための方法の呼の流れ200を示している。AT 101がP−CSCFにInviteメッセージ201を送るとき、マルチメディア・セッションがAT 101によって開始される。Inviteメッセージ201は好ましくは、接続アドレス、コーデック情報、トラフィック方向などを含む様々なメディア特性を含む。例示的な一実施形態では、Inviteメッセージ201は、送信者情報、受信者情報、SDP情報、ポート、およびトラフィックの流れが送信方向か、受信方向か、それとも両方向かを含む。
P−CSCFは、Inviteメッセージ201を受け取り、このメッセージをIndicate Session Setupメッセージ202としてPCRF 111に転送する。Indicate Session Setupメッセージ202は好ましくは、近接エンドポイント情報と、アプリケーション・タイプとトラフィック方向とを含む。例示的な一実施形態では、PCRF 111は、ポリシーを確立し、SGW 107にこの情報を伝える。
PCRF 111は、Indicate Session Setupメッセージ203を送ることによってSGW 107にSession setup情報およびベアラ特性を伝える。SGW 107は好ましくは、この情報を使用して、呼設定の間、発信元アクセス・リンクがアクティブのままになるように発信側の休止タイマを調整する。
呼設定の間、IMSコア113および/またはPCRF 111は、SGW 107にセッションの状態を伝えることができる。発信側のケースでは、PCRF 111は、セッション確立が試みられていることを発信元SGW 107に伝えることができる。これは、SGW 107が発信側の休止タイマを無視しまたは延長し、それによってクリッピングおよび他のエンドユーザ問題を回避するように促す。アクセス・ネットワーク接続に関して決定を知的に行うこの能力は、被呼者に到達し/被呼側が警告を受け、被呼者が最終的に応答する間、セッションの発信側がパケット・データ活動の欠如を誤って休眠状態と認識することによる音声クリッピングおよび呼設定遅延の問題を解決する。これは、発信元アクセス接続上にパケット・データ活動がないために生じる。
P−CSCFは、Inviteメッセージ201をInviteメッセージ204としてS−CSCFに渡す。
S−CSCFは、ENUMまたはDNSルックアップによってこの呼のための経路を決定し、PSTN内への送達のためにこの呼をInviteメッセージ205によってMGCF 117に送る。
Inviteメッセージ205を受け取ると、MGCF 117は、Get Bearer Addressメッセージ206をMGW 119に送る。MGW 117は、この呼のためのベアラ接続を設定し、MGCF 117にベアラ・アドレスを返す。
MGCF 117は、MGW 119からベアラ・アドレスを受け取り、Session Progressメッセージ207によってこのメディア情報をS−CSCFに渡す。
S−CSCFは、MGCF 117からSession Progressメッセージ207を受け取る。S−CSCFは、Session Progressメッセージ207からのメディア情報をSession Progressメッセージ208によってP−CSCFに渡す。
P−CSCFは、Session Progressメッセージ208を受け取り、Indicateメッセージ209によってこの情報をPCRF 111に送る。PCRF 111は好ましくは、ポリシーを確立し、この情報をSGW 107に伝える。
PCRF 111は、セッション設定情報およびベアラ特性をIndicateメッセージ210によってSGW 107に伝える。SGW 107は好ましくは、この情報を使用して、発信側のベアラ損失タイマを調整する。SGW 107は、この時点でMGW 119を介してコア・ネットワークからの期待トラフィック特性を知っているので、受送信されたベアラ・トラフィックを追跡することができる。構成可能な期間(ベアラ損失タイマ)の間にこのトラフィック・パターンから逸脱すると、SGW 107が、ベアラ損失があり得ることについて呼制御層に知らせることになる。
SGW 107は、特定の時間量の間、コア・ネットワークからアクセス側に流れるパケットがなかったことを検出する場合、ベアラ損失の問題があり得ることについてPCRF 111に警告するメッセージをPCRF 111に送ることができる。シグナリング・ネットワーク要素は、シグナリング接続が依然として休止しているかどうか確かめ、またはユーザにこの問題について警告することによって、これに従って行動することができる。これによって、コア・ネットワーク内のベアラ損失の検出が可能となる。
P−CSCFは、MGW 119からのメディア情報をSession Progressメッセージ211によってAT 101に渡す。
被呼側が呼に応答するとき、MGCF 117は、OKメッセージ212をS−CSCFに送る。
S−CSCFは、被呼側が呼要求に応答することを示すOKメッセージ213をP−CSCFに送る。
P−CSCFは、この情報をIndicateメッセージ214によってPCRF 111に送る。Indicateメッセージ214は好ましくは、遠端ポート情報、ならびにトラフィック方向および特性を含む。PCRFは好ましくは、ポリシーを確立し、この情報をSGW 107に伝える。
PCRF 111は、メディア特性のどんな変更をもIndicateメッセージ215によってSGW 107に送ることができる。その時点以降、SGW 107は、MGW 119からの、またアクセス・ネットワークからの期待されるトラフィック特性がここでは分かっており、SGW 107は、受送信されたベアラ・トラフィックを追跡することができる。構成可能な期間、たとえばベアラ損失タイマの間にこのトラフィック・パターンから逸脱すると、SGW 107が、ベアラ損失があり得ることについて呼制御層に知らせることになる。
この知識を得てSGW107が、所定の時間量の間、アクセス側から流れるパケットがなかったことを検出し、またはアクセス側が休止状態に入ったことを検出するとき、SGW107は、PCRF 111に、ベアラ損失があり得ることについてそれに警告するメッセージを送ることができる。シグナリング・ネットワーク要素は、シグナリング接続が依然として休止しているかどうか確かめることによって、またはこの問題についてユーザに警告することによって、これに従って行動することができる。アクセス側では、セッション中にAT 101のバッテリが抜き取られる場合、またはAT 101がRFホールに入る場合、アクセス側は、接続を休眠状態にし、他には何も行われないことに留意されたい。このシナリオでは、SGW 107は、現在の振舞いと期待された振舞いとの矛盾点を認識し、シグナリング・エンティティに処置を講ずるように知らせる。これによって、通信システムは、アクセス・ネットワーク内のベアラ損失を検出することができる。
P−CSCFは、AT 101に、呼応答メッセージに216を送る。
本発明は、その特定の実施例について述べられているが、それは上記説明に限定されるのではなく、添付の特許請求の範囲に記載された範囲に限定されるものにすぎない。
Claims (10)
- IPベースのマルチメディア・セッションのベアラ損失を検出するための方法であって、
アクセス端末から呼要求メッセージを受け取るステップと、
休止タイマを設定するステップと、
セッションの確立が試みられていることのメッセージを受け取るステップと、
前記メッセージを受け取ると前記休止タイマを延長するステップとを備える方法。 - IPベースのマルチメディア・セッションのベアラ損失を検出するための方法であって、
アクセス端末から呼要求メッセージを受け取るステップと、
休止タイマを設定するステップと、
前記休止タイマの終了に基づいて、パケットが期待されるときに受け取られていないと決定するステップと、
ベアラ損失があり得ることについてネットワーク要素に警告するステップと、
前記呼要求を完了するステップとを備える方法。 - 前記シグナリング専用の要素がポリシー課金規則機能(PCRF)である、請求項2に記載のIPベースのマルチメディア・セッションのベアラ損失を検出するための方法。
- 前記警告の受信に基づいてベアラが失われたかどうか決定するステップをさらに備える、請求項2に記載のIPベースのマルチメディア・セッションのベアラ損失を検出するための方法。
- ベアラが失われたかどうか決定するステップが、前記シグナリング接続が依然として休止状態かどうか確かめるステップを備える、請求項4に記載のIPベースのマルチメディア・セッションのベアラ損失を検出するための方法。
- 前記アクセス端末に警告するステップをさらに備える、請求項4に記載のIPベースのマルチメディア・セッションのベアラ損失を検出するための方法。
- IPベースのマルチメディア・セッションのベアラ損失を検出するための方法であって、
アクセス端末から呼要求メッセージを受け取るステップと、
トラフィック・パターンを決定するために受送信されたベアラ・トラフィックを監視するステップと、
前記トラフィック・パターンからの逸脱を検出するステップと、
ベアラ損失があり得ることについてネットワーク要素に警告するステップとを備える方法。 - 前記トラフィック・パターンからの逸脱を検出するステップが、タイマを終了するステップを備える、請求項7に記載のIPベースのマルチメディア・セッションのベアラ損失を検出するための方法。
- 前記トラフィック・パターンからの逸脱を検出するステップが、前記アクセス端末のバッテリを切断するステップを備える、請求項7に記載のIPベースのマルチメディア・セッションのベアラ損失を検出するための方法。
- 前記トラフィック・パターンからの逸脱を検出するステップが、前記アクセス端末がRFホールに入るステップを備える、請求項7に記載のIPベースのマルチメディア・セッションのベアラ損失を検出するための方法。
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