KR101874019B1 - Ims 망을 이용하여 반이중 통화, 전이중 통화, 컨퍼런스 및 문자 서비스 기능을 제공하는 ptt 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 LTE 망의 IMS 망과 결합하며, IMS 망을 이용하여 반이중 통화, 전이중 통화, 컨퍼런스 및 문자 서비스 기능을 제공하는 PTT 시스템으로서, SIP 메시지에 대한 프록시 기능을 수행하고, 내부 및 외부의 트래픽을 관리하는 프론트 엔드 서버(Front End Server, FES); 반이중 통화, 전이중 통화, 그룹 통화 서비스를 포함하는 음성 및 영상 서비스를 위한 PTT 서비스 호를 처리하는 복수개의 서비스 실행 서버(Service Execution Server, SES); 미디어 처리 서버(MPS)에 대한 미디어 자원 관리 및 분배 기능을 수행하는 미디어 제어 서버(Media Control Server, MCS); 및 PTT 서비스 호를 위한 음성 및 영상 미디어 신호를 처리하는 복수개의 미디어 처리 서버(Media Processing Server, MPS)를 포함하고, 상기 프론트 엔드 서버(FES)는, IMS 망의 CSCF(Call Session Control Function)으로부터 PTT 서비스를 요청하는 가입자 등록 요청 신호를 수신한 경우, 어느 하나의 서비스 실행 서버(SES)를 선택하여 PTT 서비스를 요청한 가입자를 할당하고, 할당된 서비스 실행 서버(SES) 정보를 해당 가입자에 대해 데이터베이스 서버(DBS)에 저장하고, 이후 해당 가입자로부터 수신한 PTT 서비스 호를 상기 할당된 서비스 실행 서버(SES)로 전송하고, 상기 서비스 실행 서버(SES)는 할당된 가입자로부터의 PTT 서비스를 위한 음성 또는 영상 미디어 신호의 처리를 위해 가입자에 대한 미디어 자원 할당을 위한 요청 신호를 미디어 제어 서버(MCS)로 전달하고, 미디어 제어 서버(MCS)로부터 미디어 자원을 할당한 미디어 처리 서버(MPS)에 대한 자원 할당 응답 신호를 수신하고, 이후 해당 가입자로부터 수신한 PTT 서비스를 위한 음성 또는 영상 미디어 신호를 미디어 제어 서버(MCS)를 통해 미디어 처리 서버(MPS)로 전송함으로써 PTT 서비스를 제공하는 것을 특징으로 하는 PTT 시스템을 제공한다.

Description

IMS 망을 이용하여 반이중 통화, 전이중 통화, 컨퍼런스 및 문자 서비스 기능을 제공하는 PTT 시스템{PTT SYSTEM FOR PROVIDING HALF DUPLEX CALL, FULL DUPLEX CALL, CONFERENCE CALL AND MESSAGING SERVICES USING IMS NETWORK}
본 발명은, PTT 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 IMS 망을 이용하여 반이중 통화, 전이중 통화, 컨퍼런스 및 문자 서비스 기능을 제공하는 PTT 시스템에 관한 것이다.
PTT(Push-To-Talk) 서비스는 무선 주파수 공용통신 시스템(TRS : Trunked Radio System), TETRA, VHF, UHF 등을 이용하여 일대일 통신뿐만 아니라 일대다수의 그룹 통신을 특정 버튼을 누름과 동시에 음성 메시지의 전송이 가능하도록 하는 서비스를 말한다. 이러한 PTT 서비스는 종래 TRS를 이용하여 제공되어 왔는데, TRS를 이용하는 것은 중계기, 교환기, 공중 전화망 연결기 등의 장비를 필요로 하므로 설치 및 유지에 많은 비용이 든다는 문제점이 있다. 또한, 기존의 TETRA, TRS, VHF, UHF를 이용한 PTT 시스템은 지역적인 한계 및 음성 메시지 및 간단한 문자 정도의 서비스가 가능하고 영상 및 대용량 전송을 못한다는 단점이 있다.
한편, 최근에는 인터넷 및 네트워크 기술의 발전과 스마트폰의 보급에 따라 LTE 데이터망을 이용하여 PTT 서비스를 구현하는 기술이 제안되고 있다. 그러나, 종래 제안되어 있는 LTE 망을 이용한 PTT 서비스는 PTT 서비스를 위한 하나의 서버를 두고, 개별 통화를 위해 별도의 다른 서버(예: CALL 서버)를 두고, 컨퍼런스를 위해 별도의 컨퍼런스 장비를 두어야 하므로 비용적인 측면이나 관리적인 측면에서 문제가 있다.
한편, 인터넷 프로토콜 멀티미디어 서브시스템(IMS : IP Multimedia Subsystem)은 인터넷 프로토콜(IP)을 기반으로 하여 멀티미디어 서비스를 제공하기 위한 서브 시스템으로서, LTE 코어 망과 결합하여 다양한 멀티미디어 서비스를 제공한다. IMS는 3세대 네트워크(3Generation Network)의 서브 시스템으로 표준화되었으며, 멀티미디어 신호의 송수신을 위한 프로토콜로 SIP(Session Initiation Protocol)를 사용하고 있으나, 이러한 IMS 망을 이용하여 반이중 통화, 전이중 통화, 컨퍼런스 및 문자 서비스를 통합적으로 제공하는 장비는 아직 제안되어 있지 않다.
본 발명은 상기한 바와 같은 한계점을 해결하기 위한 것으로서, LTE 코어망 및 IMS 망을 이용하여 반이중 통화, 전이중 통화, 컨퍼런스 및 문자 서비스 기능을 통합적으로 제공할 수 있는 PTT 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 바와 같은 과제를 해결하기 위하여 본 발명은, LTE 망의 IMS 망과 결합하며, IMS 망을 이용하여 반이중 통화, 전이중 통화, 컨퍼런스 및 문자 서비스 기능을 제공하는 PTT 시스템으로서, SIP 메시지에 대한 프록시 기능을 수행하고, 내부 및 외부의 트래픽을 관리하는 프론트 엔드 서버(Front End Server, FES); 반이중 통화, 전이중 통화, 그룹 통화 서비스를 포함하는 음성 및 영상 서비스를 위한 PTT 서비스 호를 처리하는 복수개의 서비스 실행 서버(Service Execution Server, SES); 미디어 처리 서버(MPS)에 대한 미디어 자원 관리 및 분배 기능을 수행하는 미디어 제어 서버(Media Control Server, MCS); 및 PTT 서비스 호를 위한 음성 및 영상 미디어 신호를 처리하는 복수개의 미디어 처리 서버(Media Processing Server, MPS)를 포함하고, 상기 프론트 엔드 서버(FES)는, IMS 망의 CSCF(Call Session Control Function)으로부터 PTT 서비스를 요청하는 가입자 등록 요청 신호를 수신한 경우, 어느 하나의 서비스 실행 서버(SES)를 선택하여 PTT 서비스를 요청한 가입자를 할당하고, 할당된 서비스 실행 서버(SES) 정보를 해당 가입자에 대해 데이터베이스 서버(DBS)에 저장하고, 이후 해당 가입자로부터 수신한 PTT 서비스 호를 상기 할당된 서비스 실행 서버(SES)로 전송하고, 상기 서비스 실행 서버(SES)는 할당된 가입자로부터의 PTT 서비스를 위한 음성 또는 영상 미디어 신호의 처리를 위해 가입자에 대한 미디어 자원 할당을 위한 요청 신호를 미디어 제어 서버(MCS)로 전달하고, 미디어 제어 서버(MCS)로부터 미디어 자원을 할당한 미디어 처리 서버(MPS)에 대한 자원 할당 응답 신호를 수신하고, 이후 해당 가입자로부터 수신한 PTT 서비스를 위한 음성 또는 영상 미디어 신호를 미디어 제어 서버(MCS)를 통해 미디어 처리 서버(MPS)로 전송함으로써 PTT 서비스를 제공하는 것을 특징으로 하는 시스템을 제공한다.
여기에서, 상기 미디어 제어 서버(MCS)는 미디어 자원을 할당할 미디어 처리 서버(MPS)를 결정하고 해당 미디어 처리 서버(MPS)로 자원 할당 요청 신호를 전송하고, 미디어 처리 서버(MPS)로부터 자원 할당 응답 신호를 수신한 경우 서비스 실행 서버(SES)로 자원 할당 응답 신호를 전송할 수 있다.
또한, 상기 프론트 엔드 서버(FES)는 발신 UE로부터 IMS 망을 통해 반이중 통화 서비스 요청 신호를 수신하고, 서비스 실행 서버(SES)를 통해 발신 UE의 가입자에 대한 그룹 정보를 확인한 후, 해당 그룹 정보에 속한 가입자인 착신 UE로 반이중 통화 서비스 요청 신호를 서비스 실행 서버(SES) 및 IMS 망을 통해 착신 UE로 전송하고, 상기 프론트 엔드 서버는, 착신 UE로부터의 반이중 통화 서비스 응답 신호를 IMS 망을 통해 수신한 경우 서비스 실행 서버(SES) 및 IMS 망을 통해 발신 UE로 서비스 응답 신호를 전송한 후 발신 UE와 착신 UE 사이에 RTP 세션을 형성할 수 있다.
또한, 상기 프론트 엔드 서버(FES)가 발신 UE로부터 IMS 망을 통해 전이중 통화 서비스 요청 신호를 수신하고, 서비스 실행 서버(SES) 및 미디어 제어 서버(MCS)를 통해 미디어 처리 서버(MPS)의 미디어 자원을 할당받고, 상기 서비스 실행 서버(SES)가 IMS 망을 통해 착신 UE로 전이중 통화 서비스 요청 신호를 전송하고, 상기 프론트 엔드 서버가 착신 UE로부터이 전이중 통화 서비스 응답 신호를 IMS 망을 통해 수신한 경우, 서비스 실행 서버(SES) 및 IMS 망을 통해 발신 UE로 서비스 응답 신호를 전송하는 한편, 서비스 실행 서버(SES) 및 미디어 제어 서버(MCS)를 통해 미디어 처리 서버(MPS)의 미디어 자원을 업데이트하고, 발신 UE와 착신 UE 사이에 미디어 처리 서버(MPS)를 통해 RTP 세션이 형성되고 이를 통해 발신 UE와 착신 UE가 전이중 통화 서비스를 위한 음성 또는 영상 미디어 신호를 송수신할 수 있다.
또한, IMS 망을 통해 발신 UE로부터 문자 서비스를 위한 메시지를 수신한 서비스 실행 서버(SES)가 그룹에 속한 가입자의 착신 UE와 결합하는 서비스 실행 서버(SES) 및 IMS 망을 통해 착신 UE로 메시지를 전송하고, 각각의 착신 UE로부터 IMDN 메시지를 수신하여 IMDN 메시지를 수집하고, 수집된 IMDN 메시지를 IMS 망을 통해 발신 UE로 전송할 수 있다.
본 발명에 의하면, LTE 코어망 및 IMS 망을 이용하여 반이중 통화, 전이중 통화, 컨퍼런스 및 문자 서비스 기능을 통합적으로 제공할 수 있는 PTT 시스템을 제공할 수 있다.
도 1은, LTE 망의 IMS를 이용하여 반이중 통화, 전이중 통화, 컨퍼런스 및 문자 서비스 기능을 제공하는 PTT 시스템(100)과 다른 구성 요소들의 전체적인 연결관계를 나타낸 도면이고, 도 2는 이들 구성요소들의 내부 구성을 나타낸 도면이다.
도 3은 PTT 시스템(100)에서 호를 분배하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 PTT 시스템(100)에서의 자원 처리 분배 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 도 3 및 도 4에서 설명한 호 분배 및 미디어 자원 분배 과정을 나타낸 흐름도이다.
도 6은 도 1 내지 도 5를 참조하여 설명한 PTT 시스템(100)에서 이루어지는 PTT 서비스로서 반이중 통화 서비스 즉, 그룹 통화 서비스에 대한 흐름도이다.
도 7은 도 1 내지 도 5를 참조하여 설명한 PTT 시스템(100)에서 이루어지는 PTT 서비스로서 전이중 통화 서비스 즉, 개별 통화 서비스에 대한 흐름도이다.
도 8은 도 1 내지 도 5를 참조하여 설명한 PTT 시스템(100)에서 이루어지는 PTT 서비스로서 문자 서비스에 대한 흐름도이다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명에 의한 실시예를 상세하게 설명하기로 한다.
도 1은, LTE 망의 IMS를 이용하여 반이중 통화, 전이중 통화, 컨퍼런스 및 문자 서비스 기능을 제공하는 PTT 시스템(100, 이하 간단히 "PTT 시스템(100)"이라 한다)과 다른 구성 요소들의 전체적인 연결관계를 나타낸 도면이고, 도 2는 이들 구성요소들의 내부 구성을 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, PTT 시스템(100)은, IMS 망(200), EPC(300), LTE 코어망(400)과 결합하며, LTE 코어망(400)의 IMS(200)를 이용하여 반이중 통화, 전이중 통화, 컨퍼런스 및 문자 서비스 기능을 하나의 장비에서 동시에 제공하는 것을 특징으로 한다.
우선, 다른 구성요소들에 대해 개략적으로 설명한다.
LTE 코어 망(400)은 종래 알려져 있는 LTE 이동 통신망을 의미하며, 본 발명과 관련하여서는 MCE(410), eNB(420) 등의 구성을 포함한다.
MCE (Multi-cell/Multicast Coordination Entity,410)는 eMBMS 시스템을 구성하는 네트워크 요소(Network Element, NE)로서 하나의 MCE(410)에는 동일한 MBSFN(Multicast Broadcast Single Frequency Network)을 사용하는 eNB(420)들이 연결된다.
MCE(410)는 동일한 MBSFN을 사용하는 eNB(420)들의 M2 인터페이스를 관리하며, modulation이나 coding scheme와 같은 radio configuration을 결정한다. 또한, MCE(410)는 자신과 연결된 eNB(420)들 중 서비스 지역에 포함된 eNB(420)들에 의해 사용될 무선 자원 할당을 담당한다.
eNB(evolved UTRAN Node B,420)는 UE(User Equipment, 500)와 MME(310), SAE GW(320) 및 MCE(410), MBMS GW 사이에 있는 시스템이며, 가입자에게 무선 통신을 활용한 서비스를 제공한다. 또한, eNB(420)는 할당된 무선 자원을 UE(500)에 알려준다. eNB(420)는 SAE GW(320) 및 MBMS GW로부터 수신한 user plane data를 가입자에게 할당된 무선 자원을 활용하여 유니캐스트(Unicast) 및 셀 전체에 브로드캐스트(broadcast) 방식으로 제공한다.
EPC(Evolved Packet Core,300)는 도 2에 나타낸 바와 같이, MME(Mobility Management Entity,310), SAE GW(System Architecture Evolution Gateway,320), PCRF(Policy Control and Charging Rules Function,330) 등의 장비를 포함한다.
MME(310)는 LTE 코어망을 구성하는 NE 중의 하나로 단말의 이동성 관리(Mobility Management) 및 세션(session) 관리, 단말의 인증, 핸드오버 제어(Handover control) 그리고 eNB(420), MME(310), SAE GW(320), MBMS GW와 연동하여 control plane을 처리한다.
SAE GW(System Architecture Evolution Gateway,320)는 LTE 코어 망을 구성하는 NE 중의 하나로 user plane을 담당하며, UE(500)와 PDN 망 사이의 user data를 라우팅(routing) 및 포워딩(forwarding) 하는 기능을 수행한다. 또한, MBMS GW 기능을 내장하고 있어서 BM-SC, MME, eNB와 연동하며 eMBMS 관련 신호 및 데이터를 처리한다.
PCRF(Policy Control and Charging Rules Function,330)는 LTE 코어 망을 구성하는 NE 중 하나로 QoS 및 과금(Charging)을 위한 정책을 생성하는 역할을 수행한다. PCRF(330)는 QoS 및 과금(Charging) 차별화를 위한 정책을 생성하여 PCEF(Policy and Charging Enforcement Function)로 전송함으로써, PCEF에 대한 gating, QoS, flow based charging(credit management 제외)을 위한 컨트롤 기능을 제공한다. CSCF(210)과 PCEF 기능을 수행하는 SAE GW(320) 사이에 위치하며 다이아미터(Diameter) 프로토콜을 이용하여 연동한다.
EPC(300)는 연동 게이트웨이를 통해 PS-LTE 망과 외부 PSTN 혹은 타 LTE/3G 망과 연동된다.
IMS(IP(Internet Protocol) Multimedia Subsystem) 망(200)은 CSCF(210), HSS(220), TAS(230), MRF(240) 등의 자원을 포함한다. 주지된 바와 같이, IMS 망(200)은 IP(Internet Protocol)을 기반으로 하여 멀티미디어 서비스를 제공하기 위한 서브 시스템으로서, 멀티미디어 연결 설정을 위한 신호 프로토콜로 주로 SIP(Session Initiation Protocol)를 이용한다.
CSCF(Call Session Control Function,210)는 IMS 망(200)를 구성하는 네트워크 구성 요소 중의 하나로서, 다양한 IMS 서비스를 제공하기 위해 세션 상태를 관리하며, 사용자의 서비스 프로파일(profile)에 따라 SIP 신호를 특정 어플리케이션 플랫폼(application platform)으로 전송하는 역할을 수행한다. 특히, 본 발명과 관련해서는 후술하는 바와 같이, PTT 서비스를 위한 SIP 메시지를 PTT 시스템(100)과 연동하여 송수신하는 기능을 수행한다.
HSS/SPR(Home Subscriber Server,220)는 가입자 프로파일 정보를 관리하는 시스템으로 EPC(300) 및 IMS 망(200)에서 인증 및 세션(Session) 제어를 위해 필요한 가입자 정보를 각 NE에게 제공하는 기능을 수행한다.
TAS(Telephony Application Server,230)는 IMS(200)를 구성하는 SIP AS(Application Server)의 하나로서 IMS 망(200)에서 다음과 같은 음성 부가서비스를 제공한다.
- OIP (Originating Identity Presentation)/ OIR (Originating Identity Restriction)
- TIP (Terminating Identity Presentation)/ TIR (Terminating Identity Restriction)
- CDIV (Communication Diversion)
- Ad-Hoc MPTY (Multi-party Conference)
- CW (Communication Waiting)
- CB (Communication Barring)
- ECT (Explicit Communication Transfer)
MRF(Multimedia Resource Function,240)는 IMS(200)를 구성하는 SIP AS의 하나로 IMS 망에서 안내방송, 회의통화와 관련된 서비스를 제공한다.
UE(User Equipment, 500)는 LTE 이동 통신 단말기로서, 본 발명과 관련하여서는 반이중 통화, 전이중 통화, 컨퍼런스 및 문자 서비스 기능을 수행할 수 있는 어플리케이션이 구비되어 있다.
UE(500)는 다음과 같은 기능을 수행할 수 있다.
- 그룹통화(컨퍼런스) 요청 기능/그룹통화 참여 기능
- 반이중 통화 기능
- 전이중 개별 통화 기능
- 복수 통화그룹 참여 기능
- 문자 서비스(Instant Message) 송수신 기능
- 비상통화 요청 기능
PTT 디스패쳐(PTT Dispatcher, 600)는 본 발명에 의한 PTT 시스템(100)의 서비스를 관리하는 지령 장치로서, 키관리 장치, 녹음장치, 디스패쳐(dispatcher) 들로 구성된다. GIS는 지령 장치 및 UE(500)에게 지리정보를 제공하는 시스템이다. 키관리 장치는 특정 기관의 암호용 단말기에 대한 키 값을 임의적으로 설정하거나 변경하는 기능을 수행한다. 녹음 장치는 관할지역내의 통화내역을 관리하고 이용기관 요구 시에는 녹음 내용 원격 다운로드 기능을 제공한다. 디스패쳐는 지령자가 사용하는 PTT 클라이언트이다.
PTT 디스패처(600)는 다음과 같은 기능을 제공한다.
- 통화그룹편성 기능
- Dispatcher 기능
- Moderator 기능
- 그룹통화 요청 기능/그룹통화 참여 기능
- 복수 통화그룹 참여 기능
- 전이중 개별 통화 기능
- Instant Message 송, 수신 기능
- 비상통화 요청 기능
- 가로채기 기능
다음으로, PTT 시스템(100)에 대해서 설명한다.
PTT(Push to Talk) 시스템(100)은, 전술한 LTE 코어망(400) 및 IMS 망(200)과 결합하여 반이중 통화, 전이중 통화, 컨퍼런스 및 문자 서비스 기능을 제공하는 것을 특징으로 한다.
PTT 시스템(100)은 다음과 같은 기능을 제공한다.
- 통화그룹 및 통화멤버 정보 관리 기능
- 그룹 세션 처리 및 그룹 세션의 미디어 처리
- 반이중 통화 서비스 처리
- 컨퍼런스 통화 처리
- 다자간 전이중 통화 (음성, 영상) 서비스 처리
- 문자(Instant Message) 서비스 처리
- Presence 서비스 처리
- Priority 관리 기능
- 그룹통화 관련 부가 서비스
PTT 시스템(100)은 상기와 같은 기능을 제공하기 위하여 도 2에 나타낸 바와 같이, FES(110), SES(120), IMS(130), EIS(140), MCS(150), MPS(160), DBS(170), OMS(180)와 같은 8개의 논리적 서버를 구비한다.
FES(프론트 엔드 서버, Front End Server,110)는 SIP 프록시(Proxy) 기능을 처리하고, 내/외부 트래픽(Traffic) 분산 처리 및 장애 시 격리/우회 처리 기능을 수행하는 서버이다. 특히, 본 발명과 관련하여 FES(110)는, 후술하는 바와 같이, IMS 망의 CSCF(210)으로부터 PTT 서비스를 요청하는 가입자 등록 요청 신호를 수신한 경우, 복수개의 SES(120) 중 어느 하나의 SES(120)를 선택하여 PTT 서비스를 요청한 가입자를 할당하고, 할당된 SES(120) 정보를 해당 가입자에 대해 DBS(170)에 저장하고, 이후 해당 가입자로부터 수신한 SIP 메시지 형태인 반이중 통화, 전이중 통화, 그룹 통화 서비스와 같은 PTT 서비스를 위한 음성 또는 영상 미디어 신호를 상기 할당된 SES(120)로 전송하여 PTT 서비스를 수행하도록 함으로써 트래픽을 관리하게 된다.
SES(서비스 실행 서버, Service Execution Server,120)는 PTT 서비스 호를 처리하는 수단으로서, 2 이상의 복수개로 구성된다. 여기서, PTT 서비스라 함은, IMS 망(200) 및 PTT 시스템(100)을 통해 반이중 통화, 전이중 통화, 그룹 통화 서비스 등과 같이 PTT 시스템(100)을 이용하여 제공되는 음성 및 영상 미디어 서비스를 의미하며, PTT 서비스 호는 이러한 서비스를 수행하기 위한 음성 또는 영상 미디어 신호를 의미한다. 특히, 본 발명과 관련하여서는, 전술한 바와 같이, FES(110)가 특정 가입자에 대해 어느 하나의 SES(120)를 할당하면, 이후의 PTT 서비스를 위한 PTT 서비스 호 즉, 음성 및 영상 미디어 신호인 SIP 메시지를 해당 가입자에 대해 처리하게 된다.
또한, SES(120)는 할당된 가입자로부터의 PTT 서비스를 위한 음성 또는 영상 미디어 신호의 처리를 위해 가입자에 대한 미디어 자원 할당을 위한 요청 신호를 SIP/SDP 기반으로 MCS(150)로 전달하고, MCS(150)가 미디어 신호 처리를 위해 MPS(160)를 할당한 이후 MCS(150)로부터 자원 할당 응답 신호를 수신한다. 그리고, 이후 해당 가입자로부터 수신한 PTT 서비스를 위한 음성 또는 영상 미디어 신호를 MCS(150)를 통해 해당 MPS(160)로 전송함으로써 PTT 서비스를 제공하도록 한다.
IMS(인스탄트 메시징 서버, Instant Messaging Server, 130)는 PTT 시스템(100)을 통해 전송되는 문자 서비스(Instant Message service)를 위한 호 처리를 수행하는 수단이다.
EIS(외부 인터페이스 서버, External Interface Server,140)는 다이아미터(Diameter), XCAP 연동, XDMS 등의 기능을 수행한다.
MCS(미디어 제어 서버, Media Control Server,150)는 MPS(160)에 대한 미디어 자원 관리 및 분배 기능을 수행한다. 또한, MCS(150)는 회의 통화 제어 등의 기능을 수행한다.
또한, MCS(150)는 전술한 바와 같이 SES(120)로부터 할당된 가입자로부터의 PTT 서비스를 위한 음성 또는 영상 미디어 신호의 처리를 위해 가입자에 대한 미디어 자원 할당을 위한 요청 신호를 SIP/SDP 기반으로 수신하고, 내부적으로 관리하는 MPS(160)의 미디어 자원 사용 현황을 기반으로 복수개의 MPS(160) 중에서 미디어 자원을 할당할 MPS(160)를 결정한 후 해당 MPS(160)로 H.248 기반으로 자원 할당 요청 신호를 전송한다. 해당 MPS(160)로부터 자원 할당 응답 신호를 수신하면, MCS(150)는 자원 할당 응답 신호를 SIP/SDP 기반으로 SES(120)로 전달한다.
MPS(미디어 처리 서버, Media Processing Server,160)는 PTT 서비스 호를 위한 음성 및 영상 미디어 신호를 처리하는 기능을 수행한다. MPS(160)는 MCS(150)에 의해 관리되며, 음성 및 영상 미디어 신호를 UE 사이에서 송수신하기 위한 RTP 세션을 형성하고 이를 통해 UE 사이에서 미디어 신호를 송수신하는 기능을 담당한다.
전술한 바와 같이, MPS(160)는 MCS(150)로부터 H.248 기반으로 자원 할당 요청 신호를 수신하고 이에 대한 자원 할당 응답 신호를 MCS(150)로 전송한다. MCS(150)는 자원 할당 응답 신호를 SIP/SDP 기반으로 SES(120)로 전달하고, 이에 의해 이후, IMS 망(200)을 통한 해당 가입자의 음성 또는 영상 미디어 신호는 FES(110) 및 SES(120)를 통해 해당 가입자에 대해 할당된 MPS(160)로 전달됨으로써, 음성 또는 미디어 신호의 송수신이 이루어지고 이에 의해 PTT 서비스가 제공될 수 있다.
DBS(데이터베이스 서버, Database Server,170)는 PTT 서비스 가입자 그룹 및 가입자 정보 관리, XDMS(Group, List, Policy) 데이터 처리 등의 기능을 수행하며, OMS(Operating & Maintenance Server, 180)는 PTT 시스템(100)의 운용 및 관리 기능을 담당한다.
도 3은 PTT 시스템(100)에서 호를 분배하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 3을 참조하면, PTT 시스템(100)에서의 호 분배는 SIP 프록시(Proxy) 기능을 수행하는 FES(110)가 담당하며, FES(110)는 복수개의 SES(120) 중 어느 하나를 선택하여 가입자를 할당한다.
IMS 망(200)의 CSCF(210)는 FES(110)로 PTT 서비스 수행을 위한 가입자 등록 요청이 수신되면, FES(110)로 이를 SIP 메시지 형태로 전송한다. FES(110)는 IMS 망(200)의 CSCF(210)로부터 가입자 등록 요청 신호를 수신하면, 가입자를 확인하고 해당 가입자를 복수개의 SES(120) 중 어느 하나의 SES(120)에 할당하고, 가입자에 할당한 SES(120)의 정보를 DBS(170)에 저장한다.
이후 해당 가입자로부터 PTT 서비스를 위한 음성 또는 영상 미디어 신호(SIP 메시지)를 앞서 할당된 SES(120)로 분배함으로써 PTT 서비스를 수행하도록 한다.
도 4는 PTT 시스템(100)에서의 자원 처리 분배 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 4에 나타낸 바와 같이, SES(120)는 도 3에서 설명한 바와 같이 할당된 가입자로부터의 PTT 서비스를 위한 음성 또는 영상 미디어 신호의 처리를 위해 가입자에 대한 미디어 자원 할당을 위한 요청 신호를 SIP/SDP 기반으로 MCS(150)로 전달한다.
MCS(150)는 내부적으로 관리하는 MPS(160)의 미디어 자원 사용 현황을 기반으로 복수개의 MPS(160) 중에서 미디어 자원을 할당할 MPS(160)를 결정한 후 해당 MPS(160)로 H.248 기반으로 자원 할당 요청 신호를 전송한다. 해당 MPS(160)로부터 자원 할당 응답 신호를 수신하면, MCS(150)는 자원 할당 응답 신호를 SIP/SDP 기반으로 SES(120)로 전달한다.
이후, IMS 망(200)을 통한 해당 가입자의 음성 또는 영상 미디어 신호는 FES(110) 및 SES(120)를 통해 해당 가입자에 대해 할당된 MPS(160)로 전달됨으로써, 음성 또는 미디어 신호의 송수신이 이루어지고 이에 의해 PTT 서비스가 제공될 수 있다. MCS(150)와 MPS(160)는 액티브-스탠바이(Active-Standby)의 이중화 구성을 가지며, 액티브 MCS(150)의 시그널링 세션제어 정보와 액티브 MPS(160)의 미디어 세션 제어 정보는 각각 스탠바이 MCS(150)와 스탠바이 MPS(160)로 실시간 백업되어 미디어 이중화를 수행한다.
도 5는 도 3 및 도 4에서 설명한 호 분배 및 미디어 자원 분배 과정을 나타낸 흐름도이다.
도 5를 참조하면, 우선 FES(110)가 IMS 망의 CSCF(210)로부터 PTT 서비스를 요청하는 가입자 등록 요청 신호를 수신한 경우, 복수개의 SES(120) 중에서 어느 하나를 선택하고 PTT 서비스를 요청한 가입자를 할당한다(S100,S110). 그리고, 할당된 SES(120)의 정보를 해당 가입자에 대해 데이터베이스 서버(DBS)에 저장한다(S120).
한편, SES(120)는 할당된 가입자로부터의 PTT 서비스를 위한 음성 또는 영상 미디어 신호의 처리를 위해 가입자에 대한 미디어 자원 할당을 위한 요청 신호를 MCS(150)로 전달하고(S130), MCS(150)는 미디어 자원을 할당할 MPS(160)를 결정하고 해당 MPS(160)로 자원 할당 요청 신호를 전송한다(S140). 이후, MCS(150)는 MPS(160)로부터 자원 할당 응답 신호를 수신하면, SES(120)로 자원 할당 응답 신호를 전송한다(S150,S160).
이후, 해당 가입자로부터 수신한 PTT 서비스를 위한 음성 또는 영상 미디어 신호를 전술한 바와 같은 SES(120)와 MPS(160)를 통해 처리됨으로써 PTT 서비스를 제공할 수 있다.
도 6은 도 1 내지 도 5를 참조하여 설명한 PTT 시스템(100)에서 이루어지는 PTT 서비스로서 반이중 통화 서비스 즉, 그룹 통화 서비스에 대한 흐름도이다.
도 6을 참조하면, IMS 망(200)은 발신 UE로부터 반이중 통화 서비스 요청 신호(INVITE)를 수신하고 이에 대한 응답 신호(100)를 전송한다(S201,S202). 그리고, FES(110)는 IMS 망(200)의 CSCF(210)로부터 반이중 통화 서비스 요청 신호(INVITE)를 수신하고 SES(120)로 이를 전달하고 이에 대한 응답 신호(100)를 수신하여 IMS 망(200)으로 전송한다(S203 내지 S206).
SES(120)는 DBS(170)로 발신 UE인 가입자에 대한 그룹 정보를 요청하고 그룹 정보를 수신한다(S207,S208).
그리고, SES(120)는 착신 UE에 대한 반이중 통화 서비스 요청 신호를 전송하기 위해 FES(110)로 INVITE 메시지를 전송한다(S209). FES(110)는 IMS 망(200)으로 착신 UE에 대한 반이중 통화 서비스 요청 신호를 전송하고, 이는 PoC(Push to Talk over Cellular) 제어 서버(PoC Control)를 통해 착신 UE로 전송된다(S210 내지 S214). 여기서 PoC 제어 서버는 착신 UE와 결합하는 PTT 시스템(100) 및 IMS 망(200)이 속한 네트워크와의 연동 제어를 위해 SIP 메시지 및 음성/영상 미디어 신호를 전달하는 서버를 의미한다.
이에 대해 착신 UE로부터 반이중 통화 서비스 응답 신호(200)가 수신되면 PoC 제어 서버는 서비스 응답 신호(200)를 IMS 망(200)으로 전송하고(S215), IMS(200)는 이를 FES(110)로 전달하고, FES(110)는 SES(120)로 전달한다(S216,S217).
SES(120)는 FES(110) 및 IMS 망(200)을 통해 발신 UE로 응답 신호(200)를 전송하고(S218 내지 S220) 발신 UE로부터 ACK 신호를 수신한다(S221). ACK 신호는 다시 FES(110), SES(120), PoC 제어 서버를 거쳐 착신 UE로 전달되고(S222 내지 S226), 이후 발신 UE와 착신 UE 사이에는 RTP(real time protocol) 세션이 형성되고(S227) 이를 통해 반이중 통화 서비스를 위한 음성 또는 영상 미디어 신호가 송수신될 수 있다. 도 6에는 명시적으로 나타내지 않았지만, 이 RTP 세션은 앞서 설명한 바와 같이 해당 가입자에 대해 미리 할당된 MPS(160)의 미디어 자원을 통해 형성된 것이다.
도 7은 도 1 내지 도 5를 참조하여 설명한 PTT 시스템(100)에서 이루어지는 PTT 서비스로서 전이중 통화 서비스 즉, 개별 통화 서비스에 대한 흐름도이다.
도 7을 참조하면, 우선, 발신 UE(예컨대, 지령 단말기인 PTT 디스패쳐(600)로부터 IMS 망을 통해 FES(110)가 전이중 통화 서비스 요청 신호(INVITE)를 수신한다(S301,S302). FES(110)는 해당 가입자에 대해 미리 할당되어 있는 SES(120)로 서비스 요청 신호(INVITE)를 전송하고, SES(120)는 발신 UE 및 착신 UE에 대한 Connect Relay 요청 신호를 FES(110) 및 MCS(150)를 통해 MPS(160)로 전달하고 MPS(160)로부터 Connect Relay 응답 신호를 MCS(150) 및 FES(110)를 통해 수신함으로써, 전이중 통화 서비스를 위한 미디어 자원을 할당받는다(S305).
다음으로, SES(120)는 FES(110), IMS 망(200)을 통해 착신 UE로 전이중 통화 서빗스 요청 신호(INVITE)를 전송하고(S306,S307,S308,S309), 180 Ringing 신호를 착신 UE로부터 IMS 망(200), FES(110)를 통해 수신하고(S310 내지 S313), SES(120)는 180 Ringing 신호를 IMS 망(200)을 통해 발신 UE로 전송한다(S314 내지 S316).
이후, 착신 UE가 전이중 통화 서비스 응답 신호(200)를 IMS 망(200)을 통해 FES(110)로 전송하면(S317), FES(110)는 이를 SES(120)로 전달하고 SES(120)는 IMS 망(200)을 통해 이를 다시 발신 UE로 전송한다(S318 내지 S321).
한편, SES(120)는 발신 UE 및 착신 UE에 대한 Update Relay 요청 신호를 FES(110) 및 MCS(150)를 통해 MPS(160)로 전달하고 MPS(160)로부터 Update Relay 응답 신호를 MCS(150) 및 FES(110)를 통해 수신함으로써, 전이중 통화 서비스를 위한 미디어 자원을 업데이트하여 전이중 통화 서비스의 시작을 알린다(S322).
한편, FES(110)는 발신 UE로부터 ACK 신호를 IMS 망(200)을 통해 수신하면, 이를 SES(120)로 전달하고, SES(120)는 IMS 망(200)을 통해 착신 UE로 전송한다(S323 내지 S329). 이후, 발신 UE와 착신 UE 사이에 MPS(160)를 통해 RTP 세션이 형성되고 이를 통해 발신 UE와 착신 UE는 전이중 통화 서비스를 위한 음성 또는 영상 미디어 신호를 송수신할 수 있게 된다.
도 8은 도 1 내지 도 5를 참조하여 설명한 PTT 시스템(100)에서 이루어지는 PTT 서비스로서 문자 서비스에 대한 흐름도이다.
도 8에서 발신 UE와 착신 UE 사이에는 이미 PTT 서비스를 위한 세션이 도 6 또는 도 7에서 설명한 바와 같은 과정을 통해 형성되어 있다고 가정한다. 우선, 발신 UE는 메시지를 IMS 망(200)을 통해 발신 UE와 결합하는 PTT 시스템(100)의 SES(121)로 전송한다(S401). SES(121)는 IMS 망(200)을 통해 PoC 제어 서버의 SES(122)로 메시지를 전달하고(S402~S404), SES(122)는 이에 대한 응답 신호(202)를 IMS 망(200)을 통해 SES(121)로 전송하고 SES(121)는 이를 다시 IMS 망(200)을 통해 발신 단말로 전달한다(S405~S408).
그리고, SES(122)는 발신 UE와 결합하는 IMS 망(200) 및 착신 UE와 결합한 IMS 망(200)을 통해 그룹에 속한 모든 착신 UE와 결합하는 SES(123)로 메시지를 전달하고(S409~S411), 각 SES(123)는 IMS 망(200)을 통해 결합된 착신 UE로 메시지를 각각 전송한다(S412,S413).
착신 UE는 메시지를 수신하였음을 알리는 응답 신호(200)를 IMS 망(200), SES(123)을 통해 발신 UE와 결합한 IMS 망(200)을 통해 SES(122)로 전송한다(S414~S418).
그리고, SES(122)는 전술한 메시지 전송 과정의 반대 과정을 통해 각각의 착신 UE로부터 IMDN 메시지를 수집하고, 수집된 IMDN 메시지를 발신 UE로 전송한다(S419,S420). 여기서, IMDN(Instant Message Disposition Notification) 메시지는 메시지 수신, 확인, 표시(display) 정보 등을 포함하는 메시지이다.
이상에서 본 발명에 의한 바람직한 실시예를 참조하여 본 발명을 설명하였으나 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다.
100...PTT 시스템
200...IMS 망
300...EPC
400...LTE 코어망

Claims (5)

  1. LTE 망의 IMS 망과 결합하며, IMS 망을 이용하여 반이중 통화, 전이중 통화, 컨퍼런스 및 문자 서비스 기능을 제공하는 PTT 시스템으로서,
    SIP 메시지에 대한 프록시 기능을 수행하고, 내부 및 외부의 트래픽을 관리하는 프론트 엔드 서버(Front End Server, FES);
    반이중 통화, 전이중 통화, 그룹 통화 서비스를 포함하는 음성 및 영상 서비스를 위한 PTT 서비스 호를 처리하는 복수개의 서비스 실행 서버(Service Execution Server, SES);
    미디어 처리 서버(MPS)에 대한 미디어 자원 관리 및 분배 기능을 수행하는 미디어 제어 서버(Media Control Server, MCS); 및
    PTT 서비스 호를 위한 음성 및 영상 미디어 신호를 처리하는 복수개의 미디어 처리 서버(Media Processing Server, MPS)
    를 포함하고,
    상기 프론트 엔드 서버(FES)는, IMS 망의 CSCF(Call Session Control Function)으로부터 PTT 서비스를 요청하는 가입자 등록 요청 신호를 수신한 경우, 어느 하나의 서비스 실행 서버(SES)를 선택하여 PTT 서비스를 요청한 가입자를 할당하고, 할당된 서비스 실행 서버(SES) 정보를 해당 가입자에 대해 데이터베이스 서버(DBS)에 저장하고, 이후 해당 가입자로부터 수신한 PTT 서비스 호를 상기 할당된 서비스 실행 서버(SES)로 전송하고,
    상기 서비스 실행 서버(SES)는 할당된 가입자로부터의 PTT 서비스를 위한 음성 또는 영상 미디어 신호의 처리를 위해 가입자에 대한 미디어 자원 할당을 위한 요청 신호를 미디어 제어 서버(MCS)로 전달하고, 미디어 제어 서버(MCS)로부터 미디어 자원을 할당한 미디어 처리 서버(MPS)에 대한 자원 할당 응답 신호를 수신하고, 이후 해당 가입자로부터 수신한 PTT 서비스를 위한 음성 또는 영상 미디어 신호를 미디어 제어 서버(MCS)를 통해 미디어 처리 서버(MPS)로 전송함으로써 PTT 서비스를 제공하는 것을 특징으로 하는 PTT 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 미디어 제어 서버(MCS)는 미디어 자원을 할당할 미디어 처리 서버(MPS)를 결정하고 해당 미디어 처리 서버(MPS)로 자원 할당 요청 신호를 전송하고, 미디어 처리 서버(MPS)로부터 자원 할당 응답 신호를 수신한 경우 서비스 실행 서버(SES)로 자원 할당 응답 신호를 전송하는 것을 특징으로 하는 PTT 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 프론트 엔드 서버(FES)는 발신 UE로부터 IMS 망을 통해 반이중 통화 서비스 요청 신호를 수신하고, 서비스 실행 서버(SES)를 통해 발신 UE의 가입자에 대한 그룹 정보를 확인한 후, 해당 그룹 정보에 속한 가입자인 착신 UE로 반이중 통화 서비스 요청 신호를 서비스 실행 서버(SES) 및 IMS 망을 통해 착신 UE로 전송하고,
    상기 프론트 엔드 서버는, 착신 UE로부터의 반이중 통화 서비스 응답 신호를 IMS 망을 통해 수신한 경우 서비스 실행 서버(SES) 및 IMS 망을 통해 발신 UE로 서비스 응답 신호를 전송한 후 발신 UE와 착신 UE 사이에 RTP 세션을 형성하는 것을 특징으로 하는 PTT 시스템.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 프론트 엔드 서버(FES)가 발신 UE로부터 IMS 망을 통해 전이중 통화 서비스 요청 신호를 수신하고, 서비스 실행 서버(SES) 및 미디어 제어 서버(MCS)를 통해 미디어 처리 서버(MPS)의 미디어 자원을 할당받고,
    상기 서비스 실행 서버(SES)가 IMS 망을 통해 착신 UE로 전이중 통화 서비스 요청 신호를 전송하고,
    상기 프론트 엔드 서버가 착신 UE로부터이 전이중 통화 서비스 응답 신호를 IMS 망을 통해 수신한 경우, 서비스 실행 서버(SES) 및 IMS 망을 통해 발신 UE로 서비스 응답 신호를 전송하는 한편, 서비스 실행 서버(SES) 및 미디어 제어 서버(MCS)를 통해 미디어 처리 서버(MPS)의 미디어 자원을 업데이트하고,
    발신 UE와 착신 UE 사이에 미디어 처리 서버(MPS)를 통해 RTP 세션이 형성되고 이를 통해 발신 UE와 착신 UE가 전이중 통화 서비스를 위한 음성 또는 영상 미디어 신호를 송수신하는 것을 특징으로 하는 PTT 시스템.
  5. 제2항에 있어서,
    IMS 망을 통해 발신 UE로부터 문자 서비스를 위한 메시지를 수신한 서비스 실행 서버(SES)가 그룹에 속한 가입자의 착신 UE와 결합하는 서비스 실행 서버(SES) 및 IMS 망을 통해 착신 UE로 메시지를 전송하고, 각각의 착신 UE로부터 IMDN 메시지를 수신하여 IMDN 메시지를 수집하고, 수집된 IMDN 메시지를 IMS 망을 통해 발신 UE로 전송하는 것을 특징으로 하는 PTT 시스템.
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