KR20110030675A - Ｉｐ-기반 멀티미디어 세션에서의 베어러 손실의 검출 - Google Patents

Ｉｐ-기반 멀티미디어 세션에서의 베어러 손실의 검출 Download PDF

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Abstract

본 발명은 IP-기반 멀티미디어 세션에서 베어러 손실의 검출을 위한 방법을 제공한다. 멀티미디어 세션은 액세스 단말에 의해 개시된다. 정책 및 요금부과 규칙들 기능(PCRF: Policy and Charging Rules Function)은 세션 셋업 정보 및 베어러 특성들을 시그널링 게이트웨이(SGW)에 통신한다. SGW는 발신 액세스 링크가 호 셋업 동안 활성 상태로 남아 있도록, 발신측 상의 휴면 타이머들을 조정하기 위해 이 정보를 이용한다.

Description

ＩＰ-기반 멀티미디어 세션에서의 베어러 손실의 검출{DETECTION OF BEARER LOSS IN AN IP-BASED MULTIMEDIA SESSION}
본 발명은 일반적으로 통신 시스템들에 관한 것이며, 특히 베어러 손실 검출에 관한 것이다.
IP(Internet Protocol)를 통한 멀티미디어 서비스들은 서비스 제공자들에게는 중요한 서비스이고, 서비스 제공자들은 이 실시간 서비스를 이용하기 위해 첫 번 째 주요 애플리케이션으로서 VoIP(Voice over Internet Protocol)를 주시하고 있다. VoIP는 주로 IMS(IP Multimedia Subsystem) 코어 네트워크 및 다양한 액세스 네트워크들을 이용하여 만들어지며, 이것은, 케이블, DSL(Digital Subscriber Line) 및 섬유와 같은 광대역 접속들과, 또한 DORA, WiMAX(Worldwide Interoperability for Microwave Access), LTE(Long Term Evolution) 등과 같은 다양한 무선 액세스 네트워크들을 포함한다.
통신 시스템들에서의 음성 서비스는 필수적인 서비스이다. 따라서, 음성 서비스의 모든 양태들은 매우 잘 수행되어야 한다. 관심있는 한 영역은 베어러 손실을 검출하는 영역이다. 호출 동안 베어러 손실을 검출하는 것은, 이것이 접속의 손실이 있음을 검출하기 위해서는 베어러 레벨 및 시그널링 둘다에서 많은 네트워크 요소들을 필요로 하므로 사소하지 않은 처리이다.
이것은 통상적으로, 이러한 네트워크들의 설계가 시그널링 및 베어러 네트워크 요소들을 양호한 정도로 본질적으로 분리한다는 사실에 의해 더욱 복잡해진다. 이러한 분리는 검출 및 검출의 통신을 더욱 복잡해지게 만든다. 베어러 손실 또는 접속 손실은 MGW(Media GateWay) 또는 MRF(Media Resource Function)와 같은 코어 네트워크 요소들에서 발생할 수 있었다. 베어러 손실 또는 접속 손실은 또한, RNC(Radio Network Controller), GW들, 또는 심지어, 액세스 단말라고도 알려진 모바일 유닛에도 발생할 수 있었다.
첫 번째 문제점은 통신 시스템이 코어 네트워크에서 베어러 손실을 어떻게 검출할 수 있는지에 직면한다는 점이다.
두 번째 문제점은 통신 시스템이 액세스 네트워크에서 베어러 손실을 어떻게 검출할 수 있는지에 직면한다는 점이다.
세 번째 직면하는 문제점은 다양한 무선 액세스 네트워크들에 대해, 피호출자에게 도달되고/경보되고, 최종적으로 응답되는 동안, 세션의 발신자가 패킷 액세스 채널 상에서 휴면 상태로 될 수 있다는 점이다. 이것은, 발신자 액세스 접속시 패킷 데이터 활동의 결여로 인해 발생한다. 이러한 문제는 음성 클리핑 및 호 셋업 지연을 유발할 수 있다.
베어러 손실을 검출하는 것을 돕기 위해 이용될 수 있는 하나의 기존 메커니즘은 RTCP(Real-time Transport Control Protocol)를 이용하는 것이다. RTCP는 네트워크 성능 및 베어러 접속의 다양한 다른 양태들을 결정하기 위해 주로 설계되지만, 또한 RTCP 패킷들로부터 접속의 손실이 쌓일 수 있다. 이러한 종류의 프로토콜은 주로 단 대 단 프로토콜이고, 최종 디바이스들(모바일 유닛과 같이)이 문제들을 가지고 있는 디바이스들인 경우에는 이 프로토콜이 그다지 효과적이지 않다는 것을 유념한다. 더욱이, RTCP의 효과적인 이용과 연관된 대역폭 비용으로 인해, 이 프로토콜은 일반적으로 지원되지 않거나 이용되지 않는다.
따라서, 통신 시스템에서 베어러 손실이 있을 때를 결정하기 위한 방법이 필요하다. 또한, 이 결정은 실제 베어러 손실과 호출 당사자들 중 하나로부터의 패킷 데이터 활동의 적법한 결여 사이를 구별해야 한다.
본 발명은 IP-기반 멀티미디어 세션에서 베어러 손실의 검출을 위한 방법을 제공한다. 세션이 액세스 단말(AT)와 다른 사용자 B 사이에 VoIP 호로서 셋업된다면, 이 세션은 트래픽이 양 방향들로 흐를 것으로 예상되는 양방향 세션이다. 세션 셋업 처리 동안, 세션의 시그널링에 관련된 네트워크 요소들은 세션을 확립한다. 즉, IMS 코어와 함께 AT는 VoIP 세션을 확립한다. VoIP 세션 확립의 일부로서, IMS 코어와 AT는 미디어 타입들, 그에 따른 세션들에 대한 대역폭, 및 또한, IP 어드레스 및 베어러 엔티티들의 포트들과 같은 접속 지점들을 협정한다. 이 협정된 미디어 정보는 소위 코덱 정보이다.
이 세션에 대한 코덱은 또한, 어떤 초당 패킷들 카운트가 예상되는지를 SGW와 같은 액세스 네트워크에서의 베어러 노드에 전할 수 있도록 협정된다. 예를 들면, 정책 및 요금부과 규칙들 기능(PCRF)이 세션의 소스 및 목적지 IP 어드레스들을, 그리고 또한, 코덱이 고도화 가변 레이트 CODEC(EVRC: Enhanced Variable Rate CODEC)이고, 패이로드 타입 #가 96이고, 예상되는 패킷들의 레이트가 50packets/sec이라는 것을 SGW에 전할 수 있다. SGW는 각 방향으로 트래픽의 흐름을 평가하기 위해 이 정보를 이용할 수 있다.
IMS 코어는 정책 시행 및 게이팅 목적들을 위해 코덱 정보를 PCRF에 통신한다. 이번에는 PCRF가 시그널링 게이트웨이(SGW) 및 패킷 데이터 네트워크 게이트웨이(PGW)에 이 코덱 정보를 전송한다. 코덱 정보는 코어 네트워크로의 및 코어 네트워크로부터의 트래픽 흐름의 방향 및 접속 정보를 포함한다.
이 지점에서, SGW는 코어 네트워크측으로부터 예상하는 것과 또한 액세스 네트워크측으로부터 예상하는 것을 안다. SGW는 트래픽 흐름을 모니터링하고, 트래픽의 흐름에 불일치가 있는지를 결정하고, 이 불일치를 PCRF에 보고할 수 있다.
본 발명에 의하면, 현재 거동(behavior) 및 예상된 거동의 불일치를 인식하고, 시그널링 엔티티들이 액션을 취하도록 시그널링함으로써, 통신 시스템이 액세스 네트워크에서 베어러 손실을 검출할 수 있게 한다.
도 1은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 IMS 시스템을 도시한 도면.
도 2는 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 베어러 손실을 검출하는 방법의 호 흐름을 도시한 도면.
본 발명은 도 1 및 도 2를 참조하여 더욱 양호하게 이해될 수 있다. 도 1은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 무선 IMS 시스템(100)을 도시한다. 무선 IMS 시스템(100)은 액세스 단말(AT)(101), 기지국(BTS)(103), 무선 네트워크 제어기(RNC)(105), 서빙 게이트웨이(SGW)(107), 패킷 게이트웨이(PGW)(109), 정책 제어 및 저장 기능(PCRF: Policy Control and Repository Function)(111), IMS 코어(113), IP 네트워크(115), 미디어 게이트웨이 제어 기능(MGCF: Media Gateway Control Function)(117), 및 미디어 게이트웨이(MGW)(119)를 포함한다.
AT(101)는 이 시나리오에서 VoIP 가능한 모바일 디바이스이다.
기지국(BTS)(103)은 AT(101)와 공중 신호들을 통해 전송 및 수신한다.
무선 네트워크 제어기(RNC)(105)는 BTS(103)를 제어하고, SGW(107)에 접속한다.
SGW(107)은 PGW(109)를 통한 액세스 네트워크 및 코어 네트워크로부터의 접속을 브리징하는 네트워크 요소이다. 정책 시행은 PCRF(111)에 접속되는 SGW(107) 내에서 행해질 수 있다.
PGW(109)는 IP 코어 네트워크(115)에 접속하기 위해 SGW(107)와 함께 동작하는 것이 바람직하다. 정책 시행은 PGW(109) 내에서 행해질 수 있고 신호들은 PCRF(111)에 전송된다.
PCRF(111)는 네트워크(100) 내의 주요 정책 엔진이다. PCRF(111)는 시그널링-전용 요소인 것이 바람직하다. 예시적인 실시예에서, 베어러는 PCRF(111)을 통과하지 않는다.
IMS 코어(113)는 애플리케이션 코어이고, P-CSCF 및 S-CSCF를 포함하는 것이 바람직하다. IMS 코어(113)는 시그널링-전용 요소인 것이 바람직하다. 예시적인 실시예에서, 베어러는 IMS 코어(113)를 통과하지 않는다.
IP 네트워크(115)는 패킷 스위칭된 네트워크이다.
MGCF(117)는 MGW(119)를 제어한다. MGCF(117)은 시그널링-전용 요소인 것이 바람직하다. 예시적인 실시예에서, 베어러는 MGCF(117)를 통과하지 않는다.
MGW(119)는 TDM 베어러에 IP 베어러를 접속한다.
도 2는 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 베어러 손실을 검출하는 방법의 호 흐름(200)을 도시한다. AT(101)가 P-CSCF에 초대 메시지(201)를 전송할 때 멀티미디어 세션이 AT(101)에 의해 개시된다. 초대 메시지(201)는 접속 어드레스들, 코덱 정보, 트래픽 방향 등을 포함하는 다양한 미디어 특징들을 포함하는 것이 바람직하다. 예시적인 실시예에서, 초대 메시지(201)는 전송자 정보, 수신자 정보, SDP 정보, 포트, 및 트래픽의 흐름이 전송 또는 수신 방향인지 또는 양방향들인지의 여부를 포함한다.
P-CSCF는 초대 메시지(201)를 수신하고, 이 메시지를 세션 셋업 표시 메시지(202)로서 PCRF(111)에 포워딩한다. 세션 셋업 표시 메시지(202)는 근단 포트 정보(near end point information), 애플리케이션 타입, 및 트래픽 방향을 포함하는 것이 바람직하다. 예시적인 실시예에서, PCRF(111)는 정책을 확립하고, 이 정보를 SGW(107)에 통신한다.
PCRF(111)는 세션 셋업 표시 메시지(203)를 전송함으로써, 세션 셋업 정보 및 베어러 특성들을 SGW(107)에 통신한다. SGW(107)는 발신 액세스 링크가 호 셋업 동안 활성 상태로 남아 있도록, 발신측 상의 휴면 타이머들을 조정하기 위해 이 정보를 이용하는 것이 바람직하다.
호 셋업 동안, IMS 코어(113) 및/또는 PCRF(111)는 세션의 상태를 SGW(107)에 전달할 수 있다. 발신측의 경우에, PCRF(111)은 세션 확립이 시도되고 있다는 것을 발신 SGW(107)에 전달할 수 있다. 이것은 SGW(107)가 발신측 상의 휴면 타이머를 오버라이딩 또는 연장하도록 촉진시킬 것이고, 따라서, 클리핑 및 다른 최종-사용자 문제들을 회피할 것이다. 액세스 네트워크 접속에 관해 지능적으로 결정하기 위한 이러한 능력은, 피호출자에게 도달되고/경보되고, 최종적으로 응답되는 동안 세션의 발신자에 의해 휴면 상태로서 패킷 데이터 활동의 결여를 부정확하게 인식함으로써 음성 클리핑 및 호 셋업 지연의 문제점들을 해결한다. 이것은 발신자들 액세스 접속에 관한 패킷 데이터 활동의 결여로 인해 발생한다.
P-CSCF는 초대 메시지(201)를 S-CSCF에 초대 메시지(204)로서 넘긴다.
S-CSCF는 ENUM 또는 DNS 룩업을 통해 이 호에 대한 라우팅을 결정하고, PSTN으로의 전달을 위해 초대 메시지(205)를 통해 이 호를 MGCF(117)에 전송한다.
초대 메시지(205)를 수신할 때, MGCF(117)는 베어러 어드레스 획득 메시지(206)를 MGW(119)에 전송한다. MGW(117)는 이 호에 대한 베어러 접속을 셋업하고, 베어러 어드레스를 MGCF(117)에 리턴한다.
MGCF(117)는 MGW(119)로부터 베어러 어드레스를 수신하고, 세션 진행 메시지(207)를 통해 이 미디어 정보를 S-CSCF에 넘겨준다.
S-CSCF는 MGCF(117)로부터 세션 진행 메시지(207)를 수신한다. S-CSCF는 세션 진행 메시지(207)로부터의 미디어 정보를 세션 진행 메시지(208)를 통해 P-CSCF에 넘겨준다.
P-CSCF는 세션 진행 메시지(208)를 수신하고, 이 정보를 표시 메시지(209)를 통해 PCRF(111)에 전송한다. PCRF(111)는 정책을 확립하고, 이 정보를 SGW(107)에 통신하는 것이 바람직하다.
PCRF(111)는 세션 셋업 정보 및 베어러 특성들을 표시 메시지(210)를 통해 SGW(107)에 통신한다. SGW(107)는 발신측 상의 베어러 손실 타이머들을 조정하기 위해 이 정보를 이용하는 것이 바람직하다. SGW(107)가 이제, MGW(119)를 통해 코어 네트워크로부터 예상된 트래픽 특성들을 알고 있으므로, SGW(107)는 수신된 및 전송된 베어러 트래픽의 추적을 유지할 수 있다. 구성 가능한 시간 지속구간(베어러 손실 타이머) 동안 이 트래픽 패턴으로부터의 편차는 SGW(107)가 가능한 베어러 손실의 호 제어층에 시그널링하게 할 것이다.
SGW(107)가 특정 시간량 동안 코어 네트워크로부터 액세스측으로 흐르는 패킷들이 없다는 것을 검출하는 경우, SGW(107)는 베어러의 가능한 손실 문제를 PCRF(111)에 경보하는 메시지를 PCRF(111)에 전송할 수 있다. 시그널링 네트워크 요소들은 시그널링 접속이 여전히 되어 있는지를 알기 위해 확인하거나, 사용자에게 문제를 경보함으로써 이에 동작할 수 있다. 이것은 코어 네트워크에서의 베어러 손실을 검출하는 능력을 제공한다.
P-CSCF는 MGW(119)로부터 AT(101)로 세션 진행 메시지(211)를 통해 미디어 정보를 넘겨준다.
피호출자가 호에 응답할 때, MGCF(117)는 S-CSCF에 OK 메시지(212)를 전송한다.
S-CSCF는 OK 메시지(213)를 P-CSCF에 전송하며, 이것은 피호출자가 호 요청에 응답하는 것을 나타낸다.
P-CSCF는 이 정보를 표시 메시지(214)를 통해 PCRF(111)에 전송한다. 표시 메시지(214)는 원단 포트 정보(far end port information) 및 트래픽 방향 및 특성들을 포함하는 것이 바람직하다. PCRF는 정책을 확립하고 이 정보를 SGW(107)에 통신하는 것이 바람직하다.
PCRF(111)는 미디어 특성들의 임의의 변경들을 표시 메시지(215)를 통해 SGW(107)에 전송할 수 있다. SGW(107)가 이제 MGW(119)로부터 그리고 또한 액세스 네트워크로부터도 예상된 트래픽 특성들을 아는 이 지점으로부터, 수신된 및 전송된 베어러 트래픽의 추적을 유지할 수 있다. 구성 가능한 시간 지속구간, 예를 들면, 베어러 손실 타이머 동안 이러한 트래픽 패턴으로부터의 편차는 SGW(107)가 가능한 베어러 손실의 호 제어층에 시그널링하게 한다.
이 지식을 갖추어, SGW(107)가 미리 결정된 시간량 동안 액세스측으로부터 흐르는 패킷들이 존재하지 않음을 검출하거나, 액세스측이 휴면 상태에 있었음을 검출하는 경우, SGW(107)는 가능한 베어러 손실을 경보하는 메시지를 PCRF(111)에 전송할 수 있다. 시그널링 네트워크 요소들은 시그널링 접속이 여전히 되어 있는지를 알기 위해 확인하거나, 사용자에게 문제를 경보함으로써 이에 동작할 수 있다. 액세스측 상에서, AT(101)의 배터리가 세션 동안 풀링되거나, AT(101)가 RF 홀이 되는 경우, 액세스측은 접속을 휴면 상태로 두고 어떤 것도 행하지 않음을 유념한다. 이 시나리오에서, SGW(107)는 현재 거동 및 예상된 거동의 불일치를 인식하고, 시그널링 엔티티들이 액션을 취하도록 시그널링할 것이다. 이것은 통신 시스템이 액세스 네트워크에서 베어러 손실을 검출할 수 있게 한다.
P-CSCF는 호 응답 메시지(216)를 AT(101)에 전송한다.
본 발명은 특정 예들의 형태들로 기술되었지만, 이것은 상기 기술에 제한되게 하려는 의도가 아니라, 다음의 특허청구범위에 기재된 범위로만 제한된다.
100 : 무선 IMS 시스템 101 : 액세스 단말
103 : 기지국 105 : 무선 네트워크 제어기
107 : 서빙 게이트웨이 109 : 패킷 게이트웨이
111 : 정책 제어 및 저장 기능 113 : IMS 코어
115 : IP 네트워크 117 : 미디어 게이트웨이 제어 기능
119 : 미디어 게이트웨이

Claims (10)

  1. IP-기반 멀티미디어 세션에서 베어러 손실(bearer loss)을 검출하기 위한 방법에 있어서:
    액세스 단말로부터 호 요청 메시지를 수신하는 단계;
    휴면 타이머(dormancy timer)를 설정하는 단계;
    세션 확립이 시도되고 있다는 메시지를 수신하는 단계; 및
    상기 메시지의 수신시 상기 휴면 타이머를 연장하는 단계를 포함하는, IP-기반 멀티미디어 세션에서 베어러 손실 검출 방법.
  2. IP-기반 멀티미디어 세션에서 베어러 손실을 검출하기 위한 방법에 있어서:
    액세스 단말로부터 호 요청 메시지를 수신하는 단계;
    휴면 타이머를 설정하는 단계;
    상기 휴면 타이머의 만료에 기초하여 예상된 때에 패킷이 수신되지 않았는지를 결정하는 단계;
    네트워크 요소에 가능한 베어러 손실을 경보하는 단계; 및
    상기 호 요청을 완료하는 단계를 포함하는, IP-기반 멀티미디어 세션에서 베어러 손실 검출 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    시그널링-전용 요소(signaling-only element)가 정책 및 요금부과 규칙 기능(PCRF: Policy and Charging Rules Function)인, IP-기반 멀티미디어 세션에서 베어러 손실 검출 방법.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 경보의 수신에 기초하여 베어러가 손실되었는지를 결정하는 단계를 추가로 포함하는, IP-기반 멀티미디어 세션에서 베어러 손실 검출 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 베어러가 손실되었는지를 결정하는 단계는 시그널링이 여전히 접속되어 있는지를 확인하는 단계를 포함하는, IP-기반 멀티미디어 세션에서 베어러 손실 검출 방법.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 액세스 단말에 경보하는 단계를 추가로 포함하는, IP-기반 멀티미디어 세션에서 베어러 손실 검출 방법.
  7. IP-기반 멀티미디어 세션에서 베어러 손실을 검출하기 위한 방법에 있어서:
    액세스 단말로부터 호 요청 메시지를 수신하는 단계;
    트래픽 패턴을 결정하기 위해 수신 및 전송 베어러 트래픽을 모니터링하는 단계;
    상기 트래픽 패턴으로부터의 일탈(deviation)을 검출하는 단계; 및
    네트워크 요소에 가능한 베어러 손실을 경보하는 단계를 포함하는, IP-기반 멀티미디어 세션에서 베어러 손실 검출 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 트래픽 패턴으로부터의 일탈을 검출하는 단계는 타이머의 만료를 포함하는, IP-기반 멀티미디어 세션에서 베어러 손실 검출 방법.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 트래픽 패턴으로부터의 일탈을 검출하는 단계는 상기 액세스 단말의 배터리를 단절하는(disconnecting) 단계를 포함하는, IP-기반 멀티미디어 세션에서 베어러 손실 검출 방법.
  10. 제 7 항에 있어서,
    상기 트래픽 패턴으로부터의 일탈을 검출하는 단계는 RF 홀에 진입하는 액세스 단말을 포함하는, IP-기반 멀티미디어 세션에서 베어러 손실 검출 방법.
KR1020117003139A 2008-08-13 2009-08-12 Ｉｐ-기반 멀티미디어 세션에서의 베어러 손실의 검출 KR20110030675A (ko)

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