KR20190006474A - LTE(LONG TERM EVOLUTION) 네트워크에서 VoLTE를 작동시키기 위한 시스템 및 방법 - Google Patents

LTE(LONG TERM EVOLUTION) 네트워크에서 VoLTE를 작동시키기 위한 시스템 및 방법 Download PDF

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KR20190006474A
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라자시 산얄
파스칼 알로인
알하드 와칸카
리차도 콤블레쯔 카바코
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벨가컴 인터내셔널 캐리어 서비스 에스에이(비아이씨에스)
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Abstract

본 발명은 LTE(long term evolution) 네트워크에서 VoLTE(voice over long term evolution)를 작동시키기 위한 방법에 관한 것이다. VoLTE/VoWiFi는 IMS 코어를 구현함이 없이 임의의 크기의 네트워크에 대해 중앙식으로 가능하지만, (음성 통화 연속성을 제외하고) 표준 VoLTE와 거의 동일한 사용자 경험을 제공한다. 종래의 2G/3G CS 로밍 모델은 신호 및 미디어 라우팅 둘 모두에 대해 이용할 수 있다. 최적화된 call 라우팅을 가능하게 하기 위해 carrier VoLTE 플랫폼에 가입자 프로파일이 캐싱된다. 오퍼레이터가 Cx, S6a 또는 MAP 인터페이스를 통해 인증 벡터를 제공할 수 없음으로 인해 IMS AKA 인증이 가능하지 않은 경우 검증 메커니즘이 제공된다. MT call이 도달할 때마다 착신 액세스 도메인 선택이 이행되며, 이에 의해 T-ADS 애플리케이션 서버가 제거된다. 통화중인 VoLTE 고객이 2G/3G 범위를 위해 LTE 범위를 떠날 때마다 음성 통화 연속성이 구현된다. call back 및 call merge 방법을 이용하여 통화 연속성을 작동시키기 위한 신규 방법이 제안된다.

Description

LTE(LONG TERM EVOLUTION) 네트워크에서 VoLTE를 작동시키기 위한 시스템 및 방법
본 출원은 2015년 12월 10일자 출원된 "A SYSTEM AND METHOD FOR INSTANTLY POWERING VoLTE IN LTE NETWORKS ON LOCAL AND INTERNATIONAL NETWORK ENVIRONMENTS USING THE VoLTE WORLD BRIDGE"에 대한 동시-계류중인 미국 임시특허출원 제62/266,078호에 관한 것이며, 그 내용은 본 명세서에 참고로서 포함된다. 상기 계류중인 출원의 우선일이 여기서 주장된다.
본 발명은 LTE(long term evolution) 네트워크에 관한 것이며, 보다 구체적으로는, VoLTE(voice over long term evolution) 네트워크에 관한 것이다.
본 발명의 설명을 이해하도록 돕기 위해, 다음의 약어들이 제공된다:
(e)SRVCC (enhanced) Single Radio Voice Call Continuity,
(향상된) 단일 무선 음성 통화 연속성
2G 2nd Generation Mobile Network, 2세대 모바일 네트워크
3G 3rd Generation Mobile Network, 3세대 모바일 네트워크
4G 4th Generation Mobile Network, 4세대 모바일 네트워크
AKA Authentication and Key Agreement, 인증 및 키 합의
APN Access Point Name, 액세스 포인트 명칭
BSS Business Support System, 비지니스 지원 시스템
CAMEL Customized Applications for Mobile networks Enhanced Logic
CS Circuit Switched, 회선 교환
CSFB Circuit Switched Fallback, 회선 교환 폴백
CSI Camel Subscription Identity, Camel 가입 아이덴티티
Diameter CCA Diameter Credit Control Answer, 다이어미터 CCA
Diameter CCR Diameter Credit Control Request, 다이어미터 CCR
GERAN GSM EDGE Radio Access Network, GSM EDGE 무선 액세스 네트워크
HLR Home Location Register, 홈 위치 레지스터
HPMN Home Public Mobile Network, 홈 공용 모바일 네트워크
HSS Home Subscriber Server, 홈 가입자 서버
I-CSCF Interrogating Call Session Control Function, 인터로게이팅 호 세션 제어 기능
IMPI IMS Private Identity, IMS 프라이빗 아이덴티티
IMPU IMS Public Identity, IMS 퍼블릭 아이덴티티
IMS IP Multimedia System, IP 멀티미디어 시스템
IMS-AGW IMS Access Gateway, IMS 액세스 게이트웨이
IMS-ALG IMS Application Level Gateway, IMS 애플리케이션 레벨 게이트웨이
IMSI International Mobile Subscriber Identity, 국제 모바일 가입자 아이덴티티
LBO-HR Local Break-Out HPMN Routed, 로컬 브레이크-아웃 HPMN 라우팅 기반
LBO-VR Local Break-Out VPMN Routed, 로컬 브레이크-아웃 VPMN 라우팅 기반
LTE Long Term Evolution, 롱 텀 에볼루션
MAP Mobile Application Part, 모바일 애플리케이션 파트
MAP ATSI MAP ANY TIME SUBSCRIPTION INTERROGATION
MAP SAI MAP Send Authentication Info
MGCF Media Gateway Controller Function, 미디어 게이트웨이 제어기 기능
MNO Mobile Network Operator, 모바일 네트워크 오퍼레이터
MO Mobile Originating, 모바일 발신
MSISDN Mobile Station International Subscriber Directory Number, 모바일 스테이션 국제 가입자 디렉토리 번호
MT Mobile Terminating, 모바일 착신
MVNO Mobile Virtual Network Operator, 모바일 가상 네트워크 오퍼레이터
OCR Optimal Call Routing, 최적 호 라우팅
O-CSI Originating Camel Subscription Identity, 발신 Camel 가입 아이덴티
OMR Optimal Media Routing, 최적 미디어 라우팅
OSR Optimal Signalling Routing, 최적 시그널링 라우팅
OSS Operations Support System, 운용 지원 시스템
OTT Over-The-Top, 오버-더-탑
PBX Private Branch Exchange, 사설 교환기
P-CSCF Proxy Call Session Control Function, 프록시 호 세션 제어 기능
PGW Packet Gateway, 패킷 게이트웨이
IMS PSI IMS Public Service Identity, IMS 퍼블릭 서비스 아이덴티티
RAT Radio Access Technology, 무선 액세스 기술
RAVEL Local Break-Out VPMN Routed, 로컬 브레이크-아웃 VPMN 라우팅 기반
RCS Rich Communicating Suite, 리치 통신 스위트
R-LBO Regional Local Break-Out, 국부적인 로컬 브레이크-아웃
RTCP RTP Control Protocol, RTP 제어 프로토콜
RTP Real-time Transport Protocol, 실-시간 전송 프로토콜
S8-HR S8 Home Routed, S8 홈 라우팅 기반
SBC Session Border Controller, 세션 보더 컨트롤러
SCC-AS Service Centralization and Continuity Application Server
S-CSCF Serving Call Session Control Function, 서빙 호 세션 제어 기능
SIP Session Initiation Protocol, 세션 개시 프로토콜
SS Supplementary Services, 부가 서비스
T-ADS Terminating Access Domain Selection, 착신 액세스 도메인 선택
T-CSI Terminating Camel Subscription Identity, 착신 Camel 가입 아이덴티티
TRF Transit and Roaming Function, 트랜짓 및 로밍 기능
TrGW Transition Gateway, 변환 게이트웨이
UE User Equipment, 사용자 장비
UTRAN Universal Terrestrial Radio Access Network
VoLTE Voice over LTE, 보이스 오버 엘티이
VoWiFi Voice over WiFi, 보이스 오버 와이파이
VPMN Visited Public Mobile Network, 방문 공중 모바일 네트워크
VT-CSI Visited Terminated Camel Subscription Identity, 방문 착신 Camel 가입 아이덴티티
수 년전 롱 텀 에볼루션(LTE)을 시작한 후, 모바일 서비스 제공업체들의 다음 과제는 보이스 오버 롱 텀 에볼루션(VoLTE)을 구현하는 것이며, 이는 LTE를 통해 전화통신 서비스를 제공하는 인터넷 프로토콜 멀티미디어 서브시스템(Internet Protocol Multimedia Subsystem, IMS) 구성에 의존한다. VoLTE에서는, 고품질(high definition, HD) 통화로 본질적으로 변환되는 서비스의 보장된 품질이 강조되어 왔으며, 이는 오버-더-탑 제공업체들(Over-The-Top providers, OTTs)로부터의 푸시(push)로 인해 소비자들이 전화통신 애플리케이션(telephony application)으로부터 기대해 온 서비스이다. VoLTE가 그 자체를 OTT 애플리케이션으로부터 차별화하는 점은 소비자에게 예측 가능하고 일관된 서비스 거동을 보장하도록 리소스(resource)가 보장되는 방식에 있다. 반면, OTT 애플리케이션은 최선의 방법으로 제공되어서, 리소스가 부족한 경우 통화(call)의 품질은 저하될 수 있다.
VoLTE로의 이전은 길고 복잡한 과정이며, 서비스 제공업체들은 지금에서야 이러한 기술에 초점을 맞추고 있다. 지금까지, 4세대 모바일 네트워크(4G)에 연결된 장치를 위한 음성 서비스는 3GPP 네트워크에서 회선 교환 폴백(Circuit Switch Fall Back, CSFB)의 이용을 통해 제공되었다. CSFB는 서비스 제공업체로 하여금 완전히 갖춰진 IMS 코어(full-fledged IMS core)의 구현에 비해 최소한의 통합 노력 및 투자로 레거시 회선 교환 인프라스트럭처(legacy circuit switched infrastructure)를 재-사용하는 것을 가능하게 한다. CSFB의 문제점은 음성 서비스를 이용할 수 있기 전에 장치가 강제로 2G 또는 3G로 전환된다는 것이다. 이는 통화 흐름(call flow) 및 통화 품질(call quality)의 일부인 핸드오버 절차(handover procedure)가 VoLTE 및 HD 통화보다 열등하기 때문에 콜 설정 시간(call setup time)이 순수 2G/3G 통화의 경우보다 더 길다는 것을 의미한다. 혁신적인 서비스의 개발이 지금은 LTE에만 초점을 맞추고 있기 때문에, CSFB는 미래를 위한 실행 가능한 해법은 확실히 아니다. CSFB가 임시방편의 해법인 반면, 오퍼레이터들은 VoLTE를 포함한 차세대 텔레콤 애플리케이션을 위한 IMS 코어를 구현할 것으로 결국 기대한다.
결국, IMS 코어를 구현하는 것은 리치 통신 스위트(RCS)와 같은 미래의 서비스를 위한 길을 또한 마련한다.
IMS 코어 상에서 VoLTE를 구현하는 것은 사소한 작업이 아니다. IMS 구성은 임의의 유형의 멀티미디어 서비스를 지원할 수 있는 일반적인 인프라스트럭처를 제공한다. 이러한 유연성을 위해 지불할 대가는 실현하기 복잡함에 있다. IMS 코어는 과다한 네트워크 요소들로 구성되며, 네트워크 요소들 각각은 세션 개시 프로토콜(Session Initial Protocol, SIP), 실-시간 전송 프로토콜(RTP) 또는 다이어미터(Diameter)에 기반하는 통합을 필요로 하는 인터페이스들을 노출한다.
또한, 투자 비용이 매우 많이 든다. IMS가 미래의 멀티미디어 서비스를 작동시킨다고 약속하기는 하지만, VoLTE를 제외하고는, 그러한 서비스들이 무엇인지, 또는 그것들이 미래에 얼마나 성공적일지는 여전히 불분명하다. 이에 따라, 서비스 제공업체들은, 음성 기반 서비스를 위한 구현을 제외하고는, 상업적 실행 가능성이 아직 알려지지 않은 기술에 자원을 투자하기를 주저한다. 이것이 국제 통신회사(international carrier)가, 오퍼레이터의 이볼브드 패킷 코어(Evolved Packet Core, EPC)와 긴밀하게 통합되고 임의의 서비스 제공업체를 위해 재-사용 가능한, 중앙 집중식 및 멀티-테넌트(multi-tenant) IMS 솔루션을 도입함으로써 부가가치를 창출할 수 있는 점이다. 이는 각각의 모바일 네트워크 오퍼레이터(MNO)에 IMS 코어를 구현하는 복잡함을 제거할 것이며, 서비스 제공업체들이 뒤처지지 않도록 보장하면서, 시장 출시 시간을 단축시킬 것이다.
서비스 오퍼레이터들이 직면한 과제는 동일하게 유지되지만, 이러한 장애를 극복할 책임은 이제 통신회사들에게로 이전된다. 예를 들어,
Figure pct00001
통신회사들은 이제 중앙식으로 위치된 (또는 클라우드 위의) IMS를 MNO의 EPC와 통합할 필요가 있다;
Figure pct00002
최종 사용자들은 IMS-HSS에서 통신회사에 의해 프로비저닝되어야 하며, 이는 MNO의 운용 지원 시스템(OSS/BSS) 시스템들과 정교한 통합을 필요로 한다. BSS는 VoLTE 과금(billing) 및 평가(rating)와 호환 가능하도록 이에 따라 발전되어야 한다. IMS-HSS가 MNO 말단에 있는 경우, IMS 코어는 CSCF 애플리케이션 서비스들(CSCFs/ASs)과 HSS 사이에 다이어미터 (Cx/Sh) 인터페이스를 가져야 한다; 그리고
Figure pct00003
솔루션은 로컬 트래픽(local traffic)이 로컬로 유지되도록 보장해야 하며, 이는 로컬 SBC를 배치함으로써 실현될 수 있다. 그러나, 로컬 배치된 IMS 코어가 없는 한, MNO에 한정된 로컬 트래픽에 대한 신호 정보를 유지하기 위한 쉬운 방법은 없다.
또한, 고객에게 품질, 프라이버시, 보안 및 유연성을 보장하기 위해, 통신회사는 오퍼레이터당 하나의 IMS 코어를 배치할 필요가 있을 것이며, 이는 기술적 및 상업적 관점에서 실용적이지 않다. 이것이 (통신회사 네트워크에 의해 호스팅된) 호스팅된 VoLTE 서비스가 오늘날 특별히 인기가 있지 않은 이유이다. 또한, 소규모 네트워크 및 기업을 위해 이러한 솔루션을 구현하는 것은 비경제적이 되는데, 운영의 비용과 복잡성이 거의 동일하게 유지되기 때문이다.
그러나, VoLTE의 얼리 어답터(early adopter)들은 다른 문제에 직면해 있다. 투자를 한 후, 이러한 서비스 제공업체들은 현재 국내 사용(national use)을 위해 그들의 가입자들에게 VoLTE를 전할 수 있고, 이러한 서비스를 로밍 상태로 제공하기를 열망한다. 그러나, 전통적인 로밍 모델은 홈 및 방문 네트워크에 존재하는 IMS 코어에 의존한다. 서비스 제공업체 내에 IMS 코어를 도입하기 위한 전술한 장애들이 주어지는 경우, 얼리 어답터들은 전통적인 모델에 의해 부과되는 제한들을 회피하기 위한 솔루션을 모색 중이다.
하나의 옵션은 S8 홈 라우팅 기반(S8-HR) 모델이며, 여기서 VoLTE 가능한 네트워크는 홈 패킷 게이트웨이(PGW)를 통해 모든 세션 개시 프로토콜(SIP) 및 실-시간 전송 프로토콜(RTP) 트래픽을 홈 IMS 네트워크로 다시 강제함으로써 로밍 아웃 가입자들에게 VoLTE 서비스를 제공하기 위해 기존의 LTE 로밍 합의를 활용할 수 있다. 요금청구(charging) 및 합법적 인터셉트 문제들이 이러한 모델의 주요 단점들이다. 또한, 방문 공중 모바일 네트워크(VPMN)와 홈 공용 모바일 네트워크(HPMN)의 위치에 따라, 마우스 투 이어 딜레이(mouth to ear delay)는 높을 수 있다.
또 다른 옵션은 LTE와 VoLTE 세계 사이에서 브리지(bridge) 역할을 하는 국제 통신회사 수준에서의 솔루션 플랫폼을 구현하는 것이다. 국부적인 로컬 브레이크-아웃(R-LBO)이라고 불리는 모델은 통신회사에 부분적인 EPC (즉, PGW 및 PCRF) 및 부분적인 IMS 코어 (즉, P-CSCF, IMS-ALG, IMS-AGW, IBCF, TrGW) 및 선택적으로 TRF를 구현하도록 요구한다. 이러한 구성으로, 통신회사는 VoLTE-가능한 네트워크에 속하는 모바일 사용자가 LTE-전용 네트워크에서 로밍하는 것을 효과적으로 가능하게 할 것이다. 이 경우 시스템은 LTE-가능한 방문 네트워크와 VoLTE-가능한 홈 네트워크 사이에서 클라우드 브리지(cloud bridge) 역할을 한다. VPMN에서 과금 및 합법적 인터셉트 서비스들은 통신회사에 의해 제공될 수 있다 - S8 홈 라우팅 모델을 통해 실현하기 어려운 서비스들. VPMN에서의 이러한 서비스는 통화의 마우스 투 이어 딜레이를 또한 개선할 수 있다. 솔루션의 범위는 단지 인바운드 로밍(inbound roaming)이다. VoLTE 인프라스트럭처의 일부가 구성에 필수적이기는 하지만, 연동(interworking) 및 국내 운용은 통신회사에 의해 제공될 수 없다. 이는, 최적화를 목표로 하고, 기능을 확장하며, 보다 청결하고 보다 친환경적인 솔루션을 용이하게 하는, 재창조의 여지를 남긴다.
현재 모바일 산업이 직면한 이러한 일반적인 문제들을 피하기 위해, 통신회사 또는 오퍼레이터로 하여금 완전히 갖춰진 IMS 코어의 사용 없이 고객들을 위해 신속하게 VoLTE를 배치할 수 있게 하는 솔루션을 제안하는 것이 유리할 것이며, 이에 따라 에지(edge) 및 클라우드 컴퓨팅(cloud computing)을 최상으로 이용한다.
본 발명의 목적은 롱 텀 에볼루션 네트워크에서 보이스 오버 롱 텀 에볼루션(VoLTE)을 작동시키기 위한 시스템 및 방법을 제공하는 것이다.
본 발명에 따르면, 롱 텀 에볼루션 네트워크에서 보이스 오버 롱 텀 에볼루션(VoLTE)을 작동시키기 위한 방법이 제공된다. VoLTE/보이스 오버 와이파이(VoWiFi)는, IMS 코어를 구현하지 않고서도 (음성 통화 연속성을 제외하고) 표준 VoLTE와 거의 동일한 사용자 경험을 제공하면서, 임의의 규모의 네트워크에 대해 중앙 집중식으로 가능하다. 종래의 2G/3G CS 로밍 모델은 신호 및 미디어 라우팅 둘 모두에 대해 이용할 수 있다. 가입자 프로파일은 carrier VoLTE 플랫폼에 캐싱되어 최적화된 call 라우팅을 가능하게 한다. 오퍼레이터가 Cx, S6a 또는 MAP 인터페이스를 통해 인증 벡터(authentication vector)를 제공할 수 없음으로 인해 IMS AKA 인증이 가능하지 않은 경우 장치 검증 메커니즘(device validation mechanism)이 제공된다. MT 콜(MT call)이 도달할 때마다 착신 액세스 도메인 선택이 이행되며, 이에 의해 T-ADS 애플리케이션 서버가 제거된다. 통화중인 VoLTE 고객이 2G/3G 범위를 위해 LTE 범위를 떠날 때마다 음성 통화 연속성이 이행된다. 음성 통화 연속성을 작동시키기 위한 신규 방법이 콜 백(call back) 및 콜 병합(call merge) 방법을 이용하여 제안된다.
모바일 네트워크가 지속적으로 발전함에 따라 데이터 구조의 복잡성이 증가하며, 새로운 특징 및 서비스를 가져온다. 클라우드-기반 네트워크 구현 접근법은 도전에 직면하고 있다. 첫째로, 모든 네트워크 관련 데이터 프로세싱이 중앙 집중식 구현의 전적인 책임인 경우, 클라우드에서의 에너지 요구 및 프로세싱 리소스는 다양해진다. 또한, 클라우드와 에지 사이의 거리에 따라, 백홀 비용(backhaul cost)과 데이터 지연(data latency)이 증가할 수 있다. 주로 이는 트랜드가 에지 컴퓨팅 쪽으로 이동하는 이유이다. 포그 네트워크(fog network)처럼, 보다 새로운 기술들이 도입되고 있다.
본 발명은 에지와 클라우드 컴퓨팅을 결합하도록 구성된 신규 VoLTE 네트워크를 제안하며, 여기서 에지 네트워크는 국내 및 국제 운용에 관련된 몇 가지 기본 네트워크 관련 작업을 하게 하고, 통신회사 에지에서의 클라우드 네트워크는 신호 프록싱(signaling proxying) 및 캐싱 관련 작업을 수행한다. 시스템은 국제 연동 및 로밍 트래픽을 여과하기 위해 에지 분석을 작동시키고, 이러한 호 세션들을 IPX carrier 쪽으로 라우팅한다. 에지는 IMS 구현을 필요로 하지 않으며, 통신회사에서의 클라우드도 필요로 하지 않고, 이에 의해 완전한 IMS/VoLTE 네트워크를 배치하는 비용 및 복잡성을 피한다. 오히려, 그것은 IMS SIP 및 RTP 상에서 통신할 수 있는 변화된 라이트 사설 교환기(transmuted lite Private Branch Exchange)(PBX)에 기반한다. 이렇게 함으로써, UNI 및 NNI 관련 기능 및 인터페이스를 지원하는, 완전하지만 라이트인 VoLTE 네트워크가 실현될 수 있으며, 이에 의해 국내, 연동 및 로밍 운용을 보증한다. 따라서, 이러한 혁신의 주요 이점들 중 하나는 통신회사가, 라이트 중앙 집중식 네트워크 배치와 라이트 에지의 조합으로, 그러나 멀티테넌트 IMS/VoLTE 네트워크를 구현함이 없이, 리치 통신 스위트(RCS)와 같은 차세대 서비스와 함께 호스팅된 VoLTE 솔루션을 구현할 수 있으며 이는 비용 및 복잡성 다양성을 감소시킨다는 사실에 있다.
본 발명의 하나의 새로운 점은 동적 가입자 프로파일(2G/3G call에 대한 MSC/VLR의 아날로그)을 다운로드하는 S-CSCF가 홈 네트워크에 위치함에 따라 표준 VoLTE 배치에서는 가능하지 않았던 기존의 2G/3G 신호 및 미디어 라우팅 메커니즘을 시스템이 작동시킬 수 있다는 사실에 있다. 표준 VoLTE에서, 신호(SIP)는 항상 홈으로 다시 라우팅된다. 이는 MNOs에 걸쳐 과금 흐름(billing flows) 및 과금 이행(billing implementation)에서 주요 변화를 의미한다. 본 발명은 등록 과정을 따르는 VPMN에서 동적으로 가입자 프로파일을 다운로드하는 독특한 방법을 제안함으로써 이러한 이슈를 회피한다.
솔루션은 2G/3G 과금 시스템과 동등성을 유지하기 위해 CAMEL 트리거(Camel trigger)를 호출할 수 있어서 MNO가 BSS 네트워크 설계에서 주요 변화를 일으킬 필요가 없으며, 이는 현재의 설계에 대한 최소한의 변화로 네트워크에서 VoLTE의 신속한 구현을 위한 여지를 만든다.
이러한 혁신의 다른 주요 가치 부가들 중 하나는 모바일 네트워크 오퍼레이터들로 하여금 IMS/VoLTE 네트워크에 투자하지 않고, 이에 따라 위험, 비용 및 복잡성을 줄이면서, 그들의 네트워크에서 VoLTE 운용을 신속히 시작하게 할 수 있다는 것이다.
전통적으로, SIP/IMS PBX들은 기업 환경에서의 구현으로 제한된다. 현재의 혁신은 추가 기능을 갖는 PBX의 진화된 버전이 통신회사 환경에 새로운 방식으로 통합되어 몇 가지 특별한 목적을 달성하며, 기업 및 오퍼레이터 네트워크 둘 모두를 지원한다는 사실에 있다. 따라서, 이러한 시스템은 VoLTE 월드 브리지(VoLTE World Bridge, VoLTE-WB)로 명명된다.
시스템은 전통적인 PBX 상에서 VoLTE 서비스를 제공할 수 있는 단일 경량 개체 안으로 EPC의 몇몇 하위-기능들과 IMS 코어에서 이용 가능한 다수의 특징들 및 기능들을 결합한다. 이러한 접근법은 국제 통신회사로 하여금 고객당 하나의 IMS 코어를 호스팅할 필요 없이 순수 트랜짓 모델에 잔존하는 것을 가능하게 한다. 솔루션은, 매우 큰 네트워크, 중간/작은 네트워크, 그리고 심지어 작은 기업들을 포함하여, 임의의 크기의 네트워크에 용이하게 배치될 수 있도록 설계되었다.
또 다른 중요한 차별화요소는, MNO/통신회사가 HSS에 각각의 최종 사용자를 공급 및 유지해야 하는 전통적인 호스팅된 VoLTE 솔루션과는 달리, 이 신규한 솔루션이 이러한 필요를 제거하며, 이는 다양한 운용 프로세스들을 단순화한다는 사실에 있다. 이 솔루션에서, 통신회사의 종점(end point)은 VoLTE-WB 이고, 통신회사는 실제 최종 사용자(즉, 모바일 장치)에 대해 알 수 없는 채로 남는다.
이 솔루션은 국내 가입자들, 로밍-인 가입자들(roaming-in subscribers), 로밍-아웃 가입자들(roaming-out subscribers)을 위해 VoLTE를 즉시 가능하게 하며, 또한 VoLTE 연동을 지원한다. 이러한 목표에 도달하기 위해 VoLTE-WB에 의해 구현 및 노출될 필요가 있는 기능들의 최소 세트가 확인되었다. 이는 기존 인프라스트럭처와 연동하기 위해 필요한 통합 작업을 감소시키고 VoLTE-WB 내에 내부적으로 IMS의 복잡성의 대부분을 숨긴다 (도 1 참조). 표준 IMS 코어가, 구성요소들 각각에서 인터페이스들이 그들 사이의 연동을 가능하게 할 것을 요구하는, 이러한 다수의 하위-구성요소들을 구비한다는 것을 또한 언급할 가치가 있다. 반면, VoLTE-WB는 하나의 자체-완비된 구성요소여서, 하드웨어(클라우드 또는 고객 댁내 장치(Customer Premise equipment))의 프로세싱 리소스가 전통적인 IMS 코어에 대해 요구되는 것보다 적다.
MNO/MVNO 배치에서, VoLTE-가능한 사용자 장비(UEs)는 고객의 EPC와 VoLTE-WB의 통합으로 인해 VoLTE 서비스에 도움이 되기 위해 임의의 추가 애플리케이션을 요구하지 않는다. 사용자는 UEs에 내장된 네이티브 VoLTE 클라이언트(native VoLTE client)를 통해 서비스에 액세스할 수 있다. 그러나, 기업 환경에서, UEs는 VoLTE-WB와 상호작용하기 위해 클라이언트의 설치를 필요로 할 수 있다.
본 발명에 의하면, 롱 텀 에볼루션 네트워크에서 보이스 오버 롱 텀 에볼루션(VoLTE)을 작동시키기 위한 시스템 및 방법이 제공된다.
본 발명의 완전한 이해는, 후속하는 상세한 설명과 함께 고려되는 경우, 첨부 도면을 참조하여 이루어질 수 있다.
도 1은 본 발명에 따라 고객의 EPC에 연결된 VoLTE-WB 시스템의 블록 다이어그램이다.
도 2는 로컬 온-넷(local On-Net), 로컬 오프-넷(local Off-Net), 그리고 국제 연동 및 로밍 콜 시나리오를 예시하는 블록 다이어그램이다.
도 3은 제1 VoLTE 등록 시나리오를 예시하는 흐름도이다.
도 4a와 도4b는, 함께, 제2 VoLTE 등록 시나리오를 예시하는 흐름도이다.
도 5는 제3 VoLTE 등록 시나리오를 예시하는 흐름도이다.
도 6은 제1 VoLTE 콜 시나리오를 예시하는 흐름도이다.
도 7은 제2 VoLTE 콜 시나리오를 예시하는 흐름도이다.
도 8은 제3 VoLTE 콜 시나리오를 예시하는 흐름도이다.
도 9a 내지 도 9o는 다양한 라우팅에 대한 신호 및 미디어 최적화를 예시한다.
도 10a는, 레거시 네트워크 쪽으로 콜을 브레이킹 아웃(breaking out)하기 위해 VoLTE-WB가 후속하는, 메커니즘을 예시하는 흐름도이다.
도 10b는, 레거시 기업 PBX (ISDN) 쪽으로 콜을 브레이킹 아웃하기 위해 VoLTE-WB가 후속하는, 메커니즘을 예시하는 흐름도이다.
도 11은 MT 콜에 대한 액세스 도메인 선택을 예시하는 블록 다이어그램이다.
도 12는 무선 액세스 타입 트래킹을 예시하는 흐름도이다.
도 13은 음성 통화 연속성을 예시하는 흐름도이다.
유사한 도면 부호는 여러 도면에 걸쳐 유사한 부분을 나타낸다.
후속하는 발명의 상세한 설명은 예시의 목적을 위해 특정 세부사항을 포함하지만, 통상의 기술자는 후속하는 세부사항에 대한 변형 및 변경이 본 발명의 범위 내에 있음을 인식할 것이다. 따라서, 이하에서 설명되는 본 발명의 예시적인 실시형태들은 청구된 발명에 대한 어떠한 일반성의 손실도 없이, 그리고 청
구된 발명에 제한을 부과함이 없이, 제시된다.본 발명은 롱 텀 에볼루션 네트워크에서 보이스 오버 롱 텀 에볼루션(VoLTE)을 작동시키기 위한 방법이다. VoLTE/VoWiFi는 IMS 코어를 구현함이 없이 임의의 크기의 네트워크에 대해 중앙 집중식으로 가능하다.
특정 코어 기능들이 VoLTE-WB에 내장되며, 이는 그것으로 하여금 VoLTE 서비스를 제공하는 것을 가능하게 한다.
통신회사 프로비저닝(Carrier Provisioning)
국제 통신회사 프로비저닝 관점에서, 단지 VoLTE-WB만 고객을 대표하는 종점으로서 프로비저닝 되어야 한다. 개별 가입자들은 프로비저닝 될 필요가 없으며, 이는 종래의 호스팅된 모델과 비교할 때 주요한 이점이다.
콜 라우팅 시나리오(Call Routing Scenarios)
국제 통신회사의 인프라스트럭처는 국제 연동 및 로밍 시나리오에 대해서만 관련된다. 모든 로컬 온-넷/오프-넷 콜은 VoLTE-WB에 의해 단독으로 처리된다. 이는 모든 신호 및 미디어가 통신회사로 라우팅 될 필요가 있는 종래의 호스팅된 모델과는 대조적이다 (도 2 참조).
또한, VoLTE-WB는 신호 및 미디어 둘 모두에 대해 콜 퀘도(call trajectory)의 완전한 최적화를 가능하게 한다. 그 결과, 현재의 2G/3G 회선-교환 로밍 모델은 VoLTE-WB를 통해 실현될 수 있으며, 이는 IMS에서는 그렇지 않다. Camel 지원과 결합되는 경우, 이러한 기능은 현재의 CS 과금 시스템의 재-사용을 가능하게 한다. 이는 신호 최적화가 가능하지 않고 기존의 과금 시스템에 적응이 필요한 표준 VoLTE 모델과는 대조를 이룬다.
배치 옵션(Deployment Options)
2개의 배치 모델이 고려된다. 하나의 옵션은 고객 댁내 장치(customer-premises equipment, CPE) 내에 솔루션을 배치하는 것이다; 다른 하나는 로컬/지역 클라우드-기반 인프라스트럭처 내에 그것을 배치하는 것이다.
가입자 장치 검증(Subscriber Device Validation)
VoLTE 등록 중, UE는 인증되어야 한다. IMS 인증을 위한 표준 절차는 IMS-AKA에 의존하며, 고객이 Cx 또는 S6a/MAP 인터페이스를 VoLTE-WB 쪽으로 노출할 수 있는 경우에 바람직한 방법이다. 그러나, 이러한 인터페이스들을 사용할 수 없는 경우, 대체 방법이 사용되 수 있다. VoLTE-WB가 표준 Gx 인터페이스를 통해 고객의 PGW와 통합되는 라이트 PCRF 기능을 내장하기 때문에, VoLTE-WB는, (PGW에 의해 할당된) UE IP 주소를 IMSI로, 매핑하는 것을 항상 인식한다. 이러한 정보로, UE의 SIP 등록 메시지가 VoLTE-WB에 도달하고 나면, 그것은 등록 메시지(즉, IMPI)에 포함된 IMSI가 메시지의 소스 IP와 일치하는지 검증할 수 있다. 환언하면, VoLTE-WB는 UE가 그 자신의 IMSI를 이용하여 등록을 시도하고 있는지 검증할 수 있다. 가입자들이 IP 주소 스푸핑(IP address spoofing)을 통해 다른 사용자들을 사칭하는 것을 방지하기 위해, 고객의 PGW는 소스 IP 검증을 실행할 것이다. 즉, PGW는 가입자가 PGW에 의해 할당되었던 것과 다른 소스 IP를 사용하고 있는지 여부를 결정할 수 있어서, 트래픽이 낮춰질 수 있다.
착신 도메인 선택(Terminating Domain Selection)
콜이 VoLTE-WB 내에 도달하고 나면, 서비스 로직(service logic)은 콜이 VoLTE, VoWiFi 상에서, 또는 레거시 회선 교환 네트워크 상에서, 착신되어야 하는지 여부를 결정할 필요가 있다. 표준 IMS 네트워크에서, 이는 MME/SGSN 및 HSS 상의 T-ADS 지원과 함께 T-ADS 애플리케이션 서버의 사용을 필요로 한다. 이러한 솔루션에서, 기능은 EPC 네트워크에 대한 어떠한 특별한 요구사항 없이 전적으로 VoLTE-WB에 의해 제공된다. 고객의 PGW와 Gx 통합을 활용함으로써, VoLTE-WB는 가입자에게 현재 서비스를 제공하는 무선 네트워크를 항상 인식할 수 있으며, 따라서 VoLTE-WB가 그에 따라 착신 도메인을 선택하는 것을 가능하게 한다. 이러한 정보가 VoLTE-WB에 이용 가능하기 위해서는, 초기 Gx 세션 확립 중에 "무선 액세스 기술 변경(Radio Access Technology change)" 이벤트 트리거에 등록해야 한다.
기업 배치의 경우, 애플리케이션은 무선 액세스 타입 트래킹을 담당한다. 가장 대중적인 모바일 플랫폼은 애플리케이션이 무선 액세스 변경과 같은 이벤트에 등록할 수 있는 능력을 제공한다. 이러한 메커니즘은 무선 액세스 타입 트래킹이 MNO/MVNO 경우와 유사하게 구현되는 것을 가능하게 한다.
음성 통화 연속성(Voice Call Continuity)
LTE 범위는 여전히 유비쿼터스가 아니기 때문에, 패킷 교환 및 회선 교환 도메인들 중간-콜(packet switched and circuit switched domains mid-call) 사이에서 핸드오버를 수행할 필요가 있을 것이다.
MNO/MVNO 설정에서 그리고 오퍼레이터의 기존 네트워크에 의해 지원되는 경우, 표준화된 절차가 LTE와 GERAN/UTRAN, 즉, (e) SRVCC, 사이에서 음성 통화 연속성을 위해 이용되며, VoLTE-WB는 내부적으로 SCC-AS 기능을 제공한다.
(e) SRVCC가 MNO/MVNO에 의해 지원되지 않는 경우, 전술한 무선 액세스 트래킹 메커니즘은 진행중인 콜을 VoLTE로부터 CS로 전환하기 위해 VoLTE-WB 쪽으로의 지시자(indicator)로서 이용된다.
기업 설정에서, 설치된 클라이언트는 PS에서 CS로 콜을 교환하기 위해 일단 핸드오버가 수행되면 VoLTE-WB에 알린다. 핸드오버가 발생했음을 VoLTE-WB에 알리기 위해, 2가지 가능한 메커니즘이 클라이언트 내에서 구현될 수 있다.
첫번째는 RTP 제어 프로토콜(RTCP)에 의존하며, 이는 통화 품질 모니터링을 위해 VoLTE 내에서 사용되고 통화 중에 교환되는 주기적인 하트비트 메시지(periodic heartbeat message)에 기반한다. 더 이상 LTE 범위 하에 있지 않다는 것을 클라이언트가 알게 되면, 그것은 RTCP 교환을 중지할 것이다. 설정가능한 양의 손실된 RTCP 하트비트 이후에, VoLTE-WB는 콜을 CS로 교환하기로 결정할 수 있다.
두번째 메커니즘은 UE가 더 이상 LTE 범위 하에 있지 않게 되면 SIP를 이용하여 VoLTE-WB에 SIP 옵션 메시지를 사전적으로 전송하며, VoLTE-WB에 의해 CS로의 전환을 촉발한다.
합법적 인터셉션 및 긴급 서비스(Lawful Interception and Emergency Services)
많은 국가에서, 합법적 인터셉션이 국가의 경계 내에 있어야 한다. 종래의 호스팅된 환경에서는, 이는 솔루션이 클래우드 내에서 또는 중앙 집중식으로 호스팅되는 경우 달성하기 어려울 수 있다. 본 솔루션으로, 합법적 인터셉션은 직접 VoLTE-WB 플랫폼 상에서 기능을 제공함으로써 용이하게 달성될 수 있다. 긴급 서비스의 경우에도 마찬가지이다.
추가 용도(Additional Uses)
VoLTE 오퍼레이터(홈 네트워크)가 VoLTE가 아닌 (LTE인) 시장(방문 네트워크)에서 VoLTE 고객들에게 로밍을 제공할 수 있도록 단지 VoLTE 로밍이 이용가능해야 하는 경우, VoLTE-WB 솔루션은 방문 네트워크에 대한 연동 시나리오 또는 국내 운용을 차단함으로써 단지 로밍을 가능하게 하도록 구현될 수 있다.
VoLTE-WB는 진보된 통신 서비스를 제공하기 위해 리치 통신 서비스 애플리케이션 서버(Rich Communication Services Application Server, RCS AS)와 통합될 수도 있다. 이를 달성하기 위해, VoLTE-WB는 MSRP와 같은 추가 프로토콜을 지원할 수 있다.
동적 가입자 프로비저닝(Dynamic Subscriber Provisioning)
MNO/MVNO 네트워크와 통합된 배치를 위해, 어떠한 추가 프로비저닝도 필요하지 않다. VoLTE-WB는 MAP 또는 Cx/Sh 인터페이스를 통해 HLR/HSS로부터의 요구에 따라 관련 가입자 정보를 다운로드 함으로써 기존의 2G/3G/4G HLR/HSS 프로비저닝 메커니즘을 단순히 이용한다. VoLTE-WB는, 가입자를 위해 구성된 서비스들을, 인증하고, 권한을 부여하며(즉, 부가 서비스 및 텔레서비스의 존재를 허용), 확인하기 위해, 이러한 HLR/HSS 인터페이스를 이용한다. 이 정보는 가입자 등록 중에 VoLTE-WB에 의해 동적으로 다운로드 되어서, 어떠한 프로비저닝도 사전에 필요하지 않다.
MNO/MVNO가 2G/3G/EPC HLR/HSS를 통해 (즉, IMS HSS를 통해서가 아님) 통합되고 VoLTE 서비스에 대한 액세스를 제어하려고 하는 경우, 그것의 EPC HSS에서 가입자의 IMS APN 프로비저닝을 제어함으로써 그렇게 할 수 있다.
기업 배치에서는, 모든 가입자들의 MSISDNs의 일회성 벌크 프로비저닝(one-time bulk provisioning)이 필요하다. 등록시, VoLTE-WB 상의 가입자를 인증하고권한을 부여하기 위해 다운로드 된 애플리케이션을 통해 MSISDN의 SMS 또는 음성 검증이 수행된다.
2G/3G CS 과금 시스템 보존(2G/3G CS Billing System Preservation)
본 발명의 신규성은, 특히, 시스템이 기존의 2G/3G 신호 및 미디어 라우팅 메커니즘을 작동시킬 수 있다는 사실에 있으며, 이는 표준 VoLTE 배치에서는 가능하지 않았는데, 왜냐하면 동적 가입자 프로파일(2G/3G call에 대한 MSC/VLR의 아날로그)을 다운로드 하는 S-CSCF가 홈 네트워크에 위치하기 때문이다.
표준 VoLTE에서, 신호(SIP)는 항상 홈으로 다시 라우팅된다. 이는 MNOs 전반에 걸쳐 과금 흐름 및 과금 이행에서 주요 변화를 의미한다. 본 발명은 등록 과정 이후에 VPMN에서 동적으로 가입자 프로파일을 다운로드하는 독특한 방법으로 이러한 이슈를 회피한다.
솔루션은 2G/3G 과금 시스템과의 동등성을 유지하기 위해 CAMEL 트리거를 호출할 수 있어서 MNO가 BSS 네트워크 설계에서 주요 변경을 일으킬 필요가 없으며, 이는 현재의 설계에 대한 최소한의 변경으로 네트워크에서 VoLTE의 신속한 구현을 가능하게 한다.
로밍 절차(Roaming procedures)
로밍 등록 전에, 다음 2가지 옵션 중 하나를 따르는 표준 절차를 이용하여 P-CSCF 탐색(P-CSCF discovery)이 일어난다:
a. GTP Create Session Response 내에서, VPMN에서의 PGW는 Protocol Configuration Option (PCO) 파라미터를 추가하며, 그것은 VPMN의 프록시 호 세션 제어 기능(P-CSCF)의 IP address/hostname을 포함한다. P-CSCF address/hostname은 VoLTE-WB를 식별하며, 이는 UE에 대한 제1 터치 포인트이다.
b. DHCP 메커니즘에 의해 P-CSCF address를 학습한다.
일단 (VPMN에서) VoLTE-WB address가 UE에 의해 학습되면, REGISTER 작업을 시작한다.
등록 프로세스 중에, VoLTE-WB는, 표준 IMS 네트워크와는 대조적으로, 이러한 특별한 VoLTE-WB를 확인함에 있어서 Carrier VoLTE 플랫폼을 지원하기 위해 Public Service Identity (PSI) 파라미터를 이용하는 SIP REGISTER 내에서 그 자신의 아이덴티티를 나타낼 수 있다. 이는 Carrier VoLTE 플랫폼 내에서 또한 정적으로 구성될 수도 있다.
REGISTER 메시지는 사전-구성된 Carrier VoLTE 플랫폼 쪽으로 라우팅 된다. Carrier VoLTE 플랫폼은 REGISTER 메시지를 수신하고 Carrier VoLTE 플랫폼에 내재된 로컬 SIP Registrar에 정보를 캐싱한다.
REGISTER 중에, PATH 헤더(PATH header)는 SIP Registrar에 등록된다. 이는 Optimal Media/Signaling Routing (OMR/OSR)에 사용될 수 있다.
홈 네트워크 쪽으로 REGISTER를 포워딩하기 전에, Carrier VoLTE 플랫폼은 홈 네트워크가 OEM으로부터의 표준 IMS 구현을 갖는지를, 또는 그것이 특별히 설계된 VoLTE-WB에 의해 실현된 유사한 종류의 VoLTE 셋업을 갖는지를, 검증하기 위해 정적 구성(static configuration)에 기초하여 검사를 수행한다.
홈 네트워크가 VoLTE-WB인 경우, Carrier VoLTE 플랫폼은 ingress REGISTER에서 수신된 PSI 파라미터를 투명하게 전달하거나 이러한 PSI는 정적 구성에 기초하여 Carrier VoLTE 플랫폼 자체에 의해 생성될 수도 있다. 이러한 정보는 이하에서 설명되는 바와 같이 그에 따라 NOTIFY 메시지를 포멧하기 위해 HPMN VoLTE-WB에 의해 요구된다.
홈 네트워크가 표준 IMS 네트워크인 경우, Carrier VoLTE 플랫폼은 HPMN 쪽으로 SIP REGISTER를 포워딩 하기 전에 PSI 파라미터를 삭제한다.
홈 네트워크 VoLTE-WB는 내재된 라이트 IMS HSS를 구비할 수 있거나, 또는 내재된 HSS 없이, VoLTE-WB는 MNO/MVNO의 2G/3G HLR 또는 EPC/IMS HSS와 통합된다.
MNO/MVNO 2G/3G HLR은 음성 가입자 프로파일을 검색하기 위해 사용되고 인증을 위해 사용될 수도 있다. IMS HSS는, MNO/MVNO가 그러한 추가 데이터를 제공하고자 하는 경우, 인증 목적을 위해서뿐만 아니라 가입자 프로파일 저장소로서도 사용될 수 있다. EPC HSS는 3G 인증 벡터를 검색하기 위한 인증 목적에만 사용될 수 있는데, 왜냐하면 그것은 어떠한 음성 가입자 프로파일도 보유하지 않기 때문이다.
일단 등록이 수락되면, 그리고 HPMN이 REGISTER 메시지로부터 VPMN이 VoLTE-WB라는 것을 학습한 경우, 그것은 HPMN이 VoLTE-WB를 또한 사용하고 있다는 것을 VPMN VoLTE-WB에 알리기 위해 200 OK에 그 자체 PSI를 포함할 것이다. 이 정보는 신호 및 미디어 라우팅의 최적화가 가능한지 또는 표준 IMS 로밍 모델을 따라야 하는지를 통화 중에 결정하기 위해 VPMN VoLTE-WB에 필요하다.
이어서, VPMN VoLTE-WB 쪽으로 가입자 프로파일을 다운로드 하기 위해 SUBSCRIBE-NOTIFY 프로세스가 실현되며, 이는, HPMN이 또한 VoLTE-WB라는 지식과 결합되어, VPMN VoLTE-WB 및 Carrier VoLTE 플랫폼으로 하여금 신호 및 미디어 라우팅을 최적화 하는 것을 가능하게 한다.
등록을 위한 세 가지 시나리오(Three Scenarios for Registration)
등록 시나리오 1: VPMN에서의 VoLTE-WB (A)와 HPMN에서의 VoLTE-WB (B) 사이에서 VoLTE REGISTRATION, 네트워크 A에서 로밍하는 네트워크 B로부터의 VoLTE 가입자, 네트워크 B는 2G/3G HLR과 함께 독립형 IMS HSS를 갖는다.
콜 흐름을 참조하면, REGISTER는 네트워크 A에서 Roaming UE에 의해 호출되며, VPMN A에서 VoLTE-WB A를 통해 라우팅 되고, Carrier VoLTE 플랫폼을 통해 VoLTE-WB B에 도달한다.
표준 VoLTE 등록의 경우, IMS 네트워크의 I-CSCF는 HSS 쪽으로 UAR을 먼저 호출한다. 그러나, 이 솔루션에서는, UAR이 (HPMN에서의) VoLTE-WB에 의해 호출될 필요가 없는데, 왜냐하면 어떠한 S-CSCF address도 엔티티(entity)에 의해 학습되어서는 안되기 때문이다.
VoLTE-WB는 IMS HSS로부터 IMS-AKA 인증 벡터를 검색하기 위해 Cx 인터페이스를 통해 MAR을 호출한다. 이러한 사용 사례는 IMS 인증 목적을 위해서만 IMS HSS에 의존하며, 인증 정보에 제한된 경량의 IMS HSS 프로비저닝을 가능하게 하는데 왜냐하면 나머지 가입자 프로파일 정보는 이하에서 설명되는 바와 같이 등록 프로세스 중에 2G/3G HLR로부터 동적으로 다운로드 될 수 있기 때문이다. IFCs, 부가 서비스, AS 특정 데이터와 같은, 추가 IMS 프로파일 데이터는 IMS HSS 내의 HPMN에 의해 제공될 수 있지만, 이는 완전히 선택적이다.
도 3은 VoLTE-WB가 외부 IMS HSS 및 2G/3G HLR과 연동하는 시나리오를 도시한다. IMS HSS와의 상호작용은 MAR/MAA 및 SAR/SAA와 같은 Diameter 메시지를 이용하여 Cx 인터페이스를 통해 이루어진다. IMS HSS가 어떠한 인증 데이터도 반환하지 않는 경우, 등록은 거절된다.
VoLTE-WB는 가입자의 텔레서비스 및 MSISDN을 검색하기 위해 2G/3G HLR 쪽으로 MAP SEND PARAMETERS 요청을 보낸다. 반환된 세트에 기초하여, 등록은 거절되거나 진행하도록 허용된다. 스피치 텔레서비스(speech teleservice), TS11,의 부재는 거절을 촉발할 수도 있다.
일단 제2 REGISTER 요청이 IMS HSS에 의해 인증 및 권한 부여되면, VoLTE-WB는 이전에 검색된 MSISDN으로부터 유래된 IMPU를 포함하는 200 OK를 되돌려 보낸다.
등록 프로세스가 완료된 후, VPMN (VoLTE-WB A)은 SUBSCRIBE 메시지를 호출하며, 그것은 Carrier VoLTE 플랫폼을 통해 라우팅 되고, HPMN (VoLTE-WB B)에 도달한다.
전술한 바와 같이, 가입자 프로파일은 VoLTE-WB B (HPMN)를 통해 IMS/2G/3G HSS/HLR에서부터 VPMN (즉, VoLTE-WB A) 쪽으로 다운로드 되어야 한다.
HPMN이, 그것의 IMS HSS 내에서 부가 서비스 및 Camel 트리거와 같은, 가입자 프로파일 정보를 유지하고자 하는 경우, VoLTE-WB B는 이러한 정보를 다운로드 하기 위해 UDR을 호출한다.
대안으로, HPMN에서의 VoLTE-WB B는 Camel Subscription IDs, MSISDN, 부가 서비스, 및 상이한 콜 포워드 옵션(call forward option)에 관련된 콜 포워드 번호(call forward number)를 다운로드 하기 위해, HLR 쪽으로 몇몇 SS7 MAP ATSI 메세지들을 호출한다.
Multiple ATSIs(적어도 2개)가 호출되어야 하는데, 왜냐하면 하나의 MAP ATSI는 단 하나의 CSI(발신 또는 착신)만 반송할 수 있기 때문이다.
HLR로부터 CSIs의 다운로드 이후, VoLTE-WB는 MSISDN, (3G 서비스에 관련된) 부가 서비스, 그리고 O-CSI 및 (V)T-CSI를 VoLTE-WB A 쪽으로 추가하는 NOTIFY를 발생시킨다.
CAMEL T-CSI는 일반적으로 Location Update 중에 V-MSC에 정적으로 다운로드 되지 않는다. 오히려, 그것은 착신 콜(terminating call) 중에 Gateway MSC에 HLR에 의해 동적으로 다운로드 된다. 그러나 이 경우, 가입자가 로밍 네트워크 내에 있는 경우, T-CSI는 VoLTE 등록 중에 정적으로 다운로드 된다. 따라서, VoLTE 착신 콜이 방문 VoLTE-WB에 도착(초대(Invite))하면, 그것은 SCP에 대한 Camel 트리거를 작동시킬 수 있다. 그러나, CAMEL Phase 3이 홈 네트워크에서 이용가능한 경우, T-CSI는 다운로드 되지 않을 것이다. 오히려, VT-CSI가 HLR로부터 VoLTE-WB에 다운로드 된다.
이어서 VoLTE-WB A는 프로세스를 종료하기 위해 200 OK를 발생시킨다.
등록 시나리오 2: VPMN에서의 VoLTE-WB (A)와 HPMN에서의 VoLTE-WB (B) 사이에서 VoLTE REGISTRATION, 네트워크 A에서 로밍하는 네트워크 B로부터의 VoLTE 가입자, VoLTE-WB B는 (LITE IMS HSS 역할을 하는) 통합된 SIP REGISTRAR 및 독립형 2G/3G/EPC HLR/HSS를 갖는다.
도 4a 및 4b는 IMS HSS가 홈 네트워크에 존재하지 않고 VoLTE-WB에 내재된 기능인 상황을 도시한다. 이 경우, lite IMS HSS 역할을 하는 SIP Registrar라는 새로운 기능이 존재한다.
홈 네트워크에 속하는 외부 IMS HSS와 통합하지 않는 경우 몇 가지 영향/부작용이 존재한다. 한 가지 영향은 IMS 인증 프로세스를 처리하는 것이다.
LTE (4G) 및 IMS에 대한 인증 프로세스는 호환 가능하지 않다. 그러나, IMS AKA 인증 및 3G 인증 프로세스는 동일하다. 따라서, 인증 파라미터를 검색하기 위해 HLR/HSS 쪽으로 MAP SAI 또는 DIAMETER AIR (3G vectors) 메시지를 호출하는 것이 가능하다. 이는 도 4a에 도시되어 있다.
그러나 이는 부수적인 영향을 가질 수 있다. HLR/HSS 내에 생성되거나 외부에서 이용가능한 사기 관리 프로세스(fraud management process)가 존재하는 경우, 로머(roamer)가 현재 위치하는 다른 국가로부터 이전에(예를 들어, 수 분 또는 수 시간 전에) 호출된 SAI/AIR가 있었다면 HPMN zone으로부터의 AIR/SAI의 호출은 사기로 인식될 수 있다. 따라서, 인증을 위해 MAP SAI / DIAMETER AIR를 이용하는 것은 개개의 사례에 따라 구현될 수 있다.
안전하고 튼튼한 다른 접근법은 이하에서 설명되며 도 4b에 도시되어 있다.
VoLTE 등록 전에, VPMN PGW는 VoLTE-WB A 쪽으로 Gx CCR-I를 촉발했을 IMS APN에 대해 "create session request"를 수신했을 것이다. 이 CCR-I는 IMSI 및 UE IP address를 포함한다. 이러한 매핑(mapping)은 미래의 UE 검증을 위해 VoLTE-WB A 내에 저장된다.
REGISTER가 VoLTE-WB A에 도달할 때, 그것은 REGISTER에 추가된 (IMPI로서 이용되는) IMSI가 UE가 사용하고 있는 IP와 일치하는지 검증하기 위해 IMS 베어러 생성(IMS bearer creation) 중에 저장된 매핑을 이용한다. REGISTER가 유효한 경우, VoLTE-WB A는 Carrier VoLTE 플랫폼에 요청을 포워딩한다; 그렇지 않으면 그것은 등록 요청을 거절한다.
이는 IMS 인증 프로세스의 완전한 대체는 아니지만, REGISTRATION 요청이, 이미 인증되고 LTE 코어 네트워크에 의해 등록된, 진정한 VoLTE 가입자로부터 이루어진 것임을 확인하기 위한 훌륭한 방법이다.
또한, PGW는 REGISTER 메시지를 운송하는 IP packet 내의 source IP set가 그 가입자에 대한 IMS bearer setup 중에 미리 할당된 UE IP와 일치하도록 해야 한다. PGW는 또한 REGISTER 메시지를 운송하는 IP packet이 GTP session creation 중에 구성된 IMS 신호 (QCI 5)에 대한 특정 디폴트 베어러(specific default bearer)에 도달하도록 해야 한다.
어느 경우든, 일단 등록이 VoLTE-WB B에 도달하면, 그것은 가입자의 텔레서비스 및 MSISDN을 검색하기 위해 2G/3G HLR 쪽으로 MAP SEND PARAMETERS 요청을 전송한다. 되돌아오는 set에 기초하여, 등록은 거절되거나 진행하도록 허용된다. 다시 한번, 스피치 텔레서비스, TS11,의 부재는 거절을 촉발할 수도 있다.
이후 VoLTE-WB B (HPMN)은 MSISDN으로부터 유래된 IMPU를 포함하는 200 OK를 VoLTE-WB A (VPMN) 쪽으로 전송하여 성공적인 VoLTE 등록을 나타낸다.
전술한 바와 같이, 가입자 프로파일은 이어서 HPMN(즉, VoLTE-WB B)을 통해 2G/3G HSS에서부터 VPMN (즉, VoLTE-WB A) 쪽으로 다운로드 되어야 한다. 이는 SUBSCRIBE-NOTIFY 메시지의 교환을 통해 수행된다.
등록 프로세스가 완료된 후, VoLTE-WB A는 SUBSCRIBE 메시지를 호출하며, 그것은 VoLTE 플랫폼을 통해 라우팅 되고, VoLTE-WB B에 도달한다.
HPMN에서의 VoLTE-WB B는 Camel Subscription IDs, MSISDN, 부가 서비스, 및 상이한 콜 포워드 옵션에 관련된 콜 포워드 번호를 다운로드 하기 위해, 일부 SS7 MAP ATSI 메세지를 호출한다.
Multiple ATSIs(적어도 2개)가 호출되어야 하는데 왜냐하면 하나의 MAP ATSI는 단 하나의 CSI(발신 또는 착신)만 되돌려 줄 수 있기 때문이다.
HLR로부터 CSIs의 다운로드 이후, VoLTE-WB는 MSISDN, (2G/3G 서비스에 관련된) 부가 서비스, 그리고 0-CSI 및 (V)T-CSI를 VoLTE-WB A 쪽으로 추가하는 NOTIFY를 발생시킨다.
CAMEL T-CSI는 일반적으로 Location Update 중에 V-MSC에 정적으로 다운로드 되지 않는다. 오히려, 그것은 착신 콜 중에 Gateway MSC에 HLR에 의해 동적으로 다운로드 된다. 그러나 이 경우, 가입자가 로밍 네트워크 내에 있는 경우, T-CSI는 VoLTE 등록 중에 정적으로 다운로드 된다. 따라서, VoLTE 착신 콜이 방문 VoLTE-WB에 도착(초대(Invite))하면, 그것은 SCP에 대한 Camel 트리거를 작동시킬 수 있다. 그러나, CAMEL Phase 3이 홈 네트워크에서 이용가능한 경우, T-CSI는 다운로드 되지 않는다. 오히려, VT-CSI가 HLR/HSS로부터 VoLTE-WB에 다운로드 된다.
이어서 VoLTE-WB A는 프로세스를 종료하기 위해 200 OK를 발생시킨다.
등록 시나리오 3: VPMN에서의 VoLTE-WB (A)와 HPMN에서의 표준 IMS 네트워크 (B) 사이에서 VoLTE REGISTRATION, 네트워크 A에서 로밍하는 네트워크 B로부터의 VoLTE 가입자.
도 5에 도시된 바와 같이, VPMN A는 VoLTE-WB A를 이용하지만, 홈 네트워크는 표준 IMS 네트워크를 갖는다.
VoLTE-WB A로부터의 REGISTER는 VoLTE-WB A에 관련된 PSI를 갖지만, 이는 홈 네트워크에 대해서는 의미가 없는데 왜냐하면 그것은 표준 IMS 네트워크이기 때문이다.
PSI 파라미터는 계약 당사자들이 이 솔루션의 범위 내에서 특별히 설계된 VoLTE-WB를 갖는 것을 감지하기에 유용하다.
그러나, 한쪽 말단이 표준 IMS 네트워크를 이용하는 경우, 이 파라미터는 Carrier VoLTE 플랫폼에 의해 억제된다.
네트워크가 시스템에 제공될 때 Carrier VoLTE 플랫폼은 네트워크(표준 VoLTE IMS 또는 VoLTE-WB)의 구성 유형을 유지한다. 이러한 특별한 경우, IMS 네트워크는 REGISTER 메시지를 수신하고 표준 IMS/VoLTE UE 등록 메커니즘에 따라 인증 시도로 응답한다.
도 5에서 나머지 등록 흐름은 표준 IMS 등록 절차에 관한 것이다.
Call 시나리오 1: VPMN A (VoLTE-WB A)에서 현재 로밍 중이고 표준 IMS 네트워크 C 쪽으로 통화를 신청하는, HPMN B (VoLTE-WB B)로부터의 선불 사용자로부터 VoLTE MO call
도 6은 IMS 네트워크 C 쪽으로 MO call에 대한 메커니즘을 도시한다. Roamer B는 VoLTE MO call을 신청하고 INVITE가 VoLTE-WB A에 도달한다. VoLTE-WB A는 VoLTE 등록 프로세스 중에 다운로드 된 O-CSI flag가 있는지 결정한다. VoLTE-WB A는 홈 네트워크에서의 CAMEL SCP 쪽으로 CAMEL trigger를 호출한다.
성공적인 인증 및 권한 부여 이후에, SCP는 RRBE/Apply Charging/Continue를 발생시킨다. 나아가, VoLTE-WB A는 Carrier VoLTE 플랫폼을 통해 IMS 네트워크 C 쪽으로 call을 진행한다.
어떠한 SIP 신호도 HPMN 쪽으로 라우팅 되지 않는다. 신호는, 2G/3G call 모델처럼, IMS 네트워크 C 쪽으로 직접 라우팅 된다.
SIP 신호가 HOME NETWORK 쪽으로 라우팅 되지 않기 때문에, Registration dialogue로부터의 200 OK로부터 유래된 Service Route header는 여기서 사용되지 않는다.
종래의 VoLTE MO call에서, INVITE 내의 Route header는 홈 IMS 네트워크의 S-CSCF address를 갖는 registration dialogue로부터의 200 OK의 Service Route header로부터 유래된다. 그러나, Service Route 분야는 여기서 중요하지 않다.
SIP 메시지는 프리컨디셔닝(preconditioning)이 활성화된 MO call에 대한 표준 VoLTE SIP call 흐름에 따라 계속된다. 음성(QCI=1)에 대한 GTP 전용 베어러의 생성은 이 콜 흐름에 도시되지 않지만, 표준으로부터 벗어남이 없어서, 그 부분은 생략되었다.
VoLTE-WB B가 착신자(called party)로부터 Answer를 수신할 때, 그것은 200 OK를 발생시키고 VoLTE-WB A 쪽으로 그것을 라우팅 한다.
VoLTE-WB A는 홈 네트워크에서의 CAMEL SCP 쪽으로 CAMEL ERBE를 발생시킨다.
call은 MO call에 대한 표준 IMS SIP/RTP 방법에 따라 계속되고 CAMEL MO leg가 병행하여 작동된다.
Call 시나리오 2: VPMN A (VoLTE-WB A 또는 표준 IMS)에서 현재 로밍 중인, HPMN B (VoLTE-WB B)로부터의 선불 사용자 쪽으로 VoLTE MT call, 발신자는 HPMN B로부터의 가입자임
도 7에 도시된 바와 같이, call은 홈 네트워크 B 내의 VoLTE-WB에 도달한다. 홈 네트워크 B는 가입자의 동적 프로파일에서 CAMEL (V)T-CSI flag를 찾는다. 이 (V)T-CSI flag는 IMS 등록 단계 중에 등록되었다.
VoLTE-WB B는 인증 및 권한 부여 프로세스를 위해 홈 네트워크에서의 CAMEL SCP 쪽으로 CAMEL MT leg (CAMEL IDP)를 작동시킨다.
성공적인 인증 및 권한 부여 시, CAMEL SCP는 로밍 MT leg를 위한 RRBE/Apply charging and Continue를 VoLTE-WB B 쪽으로 라우팅 한다.
SIP INVITE는 등록 프로세스 중에 VoLTE-WB B에 등록된 Path header에 기초하여 HPMN B에서의 VoLTE-WB B로부터 VPMN A 쪽으로 라우팅 된다. 이는 표준 IMS MT leg call 흐름을 따른다.
Path header가 VoLTE 등록 중에 (그 자신의 엔트리(entry)를 추가함으로써) Carrier VoLTE 플랫폼에 의해 조작되었기 때문에, SIP dialogues는 Carrier VoLTE 플랫폼을 통해 흐른다.
Call 시나리오 3: VPMN A (VoLTE-WB A)에서 현재 로밍 중인, HPMN B (VoLTE-WB B)로부터의 선불 로머 쪽으로 VoLTE MT call, call은 Carrier VoLTE 플랫폼에 도착한다.
이제 도 8을 참조하면, call은 (transit 환경에 놓여 있는) Carrier VoLTE 플랫폼에 도달한다. Carrier VoLTE 플랫폼은 가입자의 동적 프로파일에서 CAMEL (V)T-CSI flag를 찾는다. 이 (V)T-CSI flag는 IMS 등록 단계 중에 Carrier VoLTE 플랫폼에 캐싱되었다.
Carrier VoLTE 플랫폼은 인증 및 권한 부여 프로세스를 위해 홈 네트워크에서의 CAMEL SCP 쪽으로 CAMEL MT leg (CAMEL IDP)를 작동시킨다. 성공적인 AA 시, CAMEL SCP는 로밍 MT leg를 위한 RRBE/Apply charging and Continue를 Carrier VoLTE 플랫폼 쪽으로 라우팅 한다.
나아가, SIP INVITE는 등록 프로세스 중에 Carrier VoLTE 플랫폼에 등록된 Path header에 기초하여 Carrier VoLTE 플랫폼으로부터 직접 VPMN A 쪽으로 라우팅된다. 이는 carrier와 VPMN 사이에서 표준 IMS MT leg call 흐름을 따른다.
부가 서비스는 VoLTE 등록 중에 Carrier VoLTE 플랫폼에서 이미 등록되었기 때문에, 그러한 서비스는 직접 SS 호출(SS invocation)에 이용될 수 있다.
미디어는 Carrier VoLTE 플랫폼에 고정된다.
이 방법은 신호 및 미디어 플레인(media plane) 둘 모두에 대해 OCR(optimal call routing)을 가능하게 하며, 이는 표준 IMS 모델의 경우에는 가능하지 않다.
네트워크 배치에 따른 콜 퀘도(Call Trajectory Depending on Network Deployments)
잠재적인 최적화를 포함하는 상이한 콜 라우팅 시나리오들은 다양한 MNOs(즉, VoLTE-WB 또는 표준 IMS)에 의해 배치되는 VoLTE 네트워크의 유형에 의존한다.
a. 모든 경우에, HPMN-A 및 HPMN-B의 가입자들은 로밍 중이다.
b. VPMN과 HPMN이 둘 모두 VoLTE-WB를 이용하고 있는 모든 경우에, 실-시간 과금은 기존의 과금 인프라스트럭처를 재-사용하여 Camel을 통해 수행될 수 있다.
c. 두 가입자 모두 동일한 방문 네트워크에서 로밍 중인 경우.
d. 각각의 가입자가 상이한 방문 네트워크에서 로밍 중인 경우.
최적화된 미디어 라우팅은 현재의 IMS 사양 내에서 실현 가능하지만, 신호 라우팅 최적화는 가능하지 않다. 즉, 신호는 항상 가입자의 홈 S-CSCF를 통해 흘러야 한다.
Carrier VoLTE 플랫폼은 IMS 등록 중에 수행되는 가입자 프로파일 캐싱으로 인해 신호 및 미디어 라우팅을 최적화하는 데 역할을 할 수도 있다.
도 9a 내지 9o는 Optimal Media Routing (OMR) 및 Optimal Signaling Routing (OSR)을 도시하며 이하에서 설명된다. 이 도면들에서, 붉은 선은 SIP signalling을 나타내고 푸른 선은 voice over RTP를 나타낸다.
동일한 방문 네트워크에서 로밍 중인 두 가입자
VPMN-A/B에서의 OMR/OSR ― VoLTE-WB
(도 9a) 		Carrier에서의 OMR/OSR (도 9b)
Signaling 및 Media는 그것들이 완전히 VPMN 내에 남기 때문에 완전히 최적화된다. 이는, 각각, UE A 및 UE B의 등록 중에 HPMN-A 및 HPMN-B VoLTE-WBs로부터 VPMN VoLTE-WB에 가입자 프로파일 다운로드를 다운로드하는 방법에 의해 실현된다. Signaling 및 Media는 부분적으로 최적화되고 완전히 VPMN 및 carrier infrastructure 내에 남는다. 이는, 각각, UE A 및 UE B의 등록 중에 HPMN-A 및 HPMN-B VoLTE-WBs로부터 carrier VoLTE 플랫폼에서의 가입자 프로파일 캐싱 메커니즘에 의해 실현된다.
VPMN-A/B에서의 OMR, Carrier에서의 MT OSR (LBO-VR) (도 9c) Carrier에서의 MT OMR/OSR (LBO-HR)
(도 9d)
Media는 그것이 완전히 VPMN 내에 남기 때문에 완전히 최적화된다. Signaling은 그것이 HPMN-B를 통해 흐를 필요가 없기 때문에 부분적으로 최적화된다. 이는 UE B의 등록 중에 HPMN-B VoLTE-WB로부터 carrier VoLTE 플랫폼에서의 가입자 프로파일 캐싱 및 VPMN VoLTE-WB에 가입자 프로파일을 다운로드하는 방법에 의해 실현된다. Media 및 Signaling은 그것들이 HPMN-B를 통해 흐를 필요가 없기 때문에 부분적으로 최적화된다. 이는 UE B의 등록 중에 HPMN-B VoLTE-WB로부터 carrier VoLTE 플랫폼에서의 가입자 프로파일 캐싱 메커니즘에 의해 실현된다.
Carrier에서의 MO OMR/OSR (도 9e) Carrier에서의 OMR/MT OSR (도 9f)
Media 및 Signaling은 그것들이 HPMN-A를 통해 흐를 필요가 없기 때문에 부분적으로 최적화된다.
이는 UE A의 등록 중에 HPMN-A VoLTE-WB로부터 carrier VoLTE 플랫폼에서의 가입자 프로파일 캐싱의 방법에 의해 실현된다.		 Media는 그것이 완전히 VPMN 및 carrier infrastructure 내에 남기 때문에 부분적으로 최적화된다.
Signaling은 그것이 HPMN-B를 통해 흐를 필요가 없기 때문에 부분적으로 최적화된다. 이는 UE B의 등록 중에 HPMN-B VoLTE-WB로부터 carrier VoLTE 플랫폼에서의 가입자 프로파일 캐싱의 방법에 의해 실현된다.
Carrier에서의 MT OMR/OSR (도 9g)
Media 및 Signaling은 그것들이 HPMN-B를 통해 흐를 필요가 없기 때문에 부분적으로 최적화된다.
이는 UE B의 등록 중에 HPMN-B VoLTE-WB로부터 carrier VoLTE 플랫폼에서의 가입자 프로파일 캐싱의 방법에 의해 실현된다.
표준 IMS call 흐름 ― LBO-HR (도 9h) 표준 IMS call 흐름 ― LBO-VR (도 9i)
이 경우 최적화는 가능하지 않으며, 이는 signaling 및 media가 VPMN-A/B, HPMN-A 및 HPMN-B를 통해 흐를 필요가 있는 표준 LBO-HR 모델 때문이다. 이 경우 최적화는 가능하지 않으며, 이는 signaling이 VPMN-A/B, HPMN-A 및 HPMN-B를 통해 흐를 필요가 있고 media가 VPMN-A/B 및 HPMN-B를 통해 흐를 필요가 있는 LBO-VR 모델 때문이다.
상이한 방문 네트워크에서 로밍 중인 각각의 가입자
Carrier에서의 OMR/OSR (도 9j) Carrier에서의 OMR/MT OSR (도 9k)
Signaling 및 Media는 그것들이 완전히 VPMNs 내에 남기 때문에 완전히 최적화된다.
이는 각각 UE A 및 UE B의 등록 중에 HPMN-A 및 HPMN-B VoLTE-WBs로부터 carrier VoLTE 플랫폼에서의 가입자 프로파일 캐싱에 의해 실현된다.		 Media는 그것이 완전히 VPMNs 내에 남기 때문에 완전히 최적화된다. Signaling은 그것이 HPMN-B를 통해 흐를 필요가 없기 때문에 부분적으로 최적화된다. 이는 UE B의 등록 중에 HPMN-B VoLTE-WB로부터 carrier VoLTE 플랫폼에서의 가입자 프로파일 캐싱에 의해 실현된다.
Carrier에서의 MT OMR/OSR (도 9l) Carrier에서의 MO OMR/OSR (도 9m)
Signaling 및 Media는 그것들이 HPMN-B를 통해 흐를 필요가 없기 때문에 부분적으로 최적화된다. 이는 UE B의 등록 중에 HPMN-B VoLTE-WB로부터 carrier VoLTE 플랫폼에서의 가입자 프로파일 캐싱에 의해 실현된다. Media 및 Signaling은 그것들이 HPMN-A를 통해 흐를 필요가 없기 때문에 부분적으로 최적화된다. 이는 UE A의 등록 중에 HPMN-A VoLTE-WB로부터 carrier VoLTE 플랫폼에서의 가입자 프로파일 캐싱에 의해 실현된다.
표준 IMS call 흐름 ― LBO-HR (도 9n) 표준 IMS call 흐름 ― LBO-VR (도 9o)
이 경우 최적화는 가능하지 않으며, 이는 signaling 및 media가 VPMN-A, HPMN-A, HPMN-B 및 VPMN-B를 통해 흐를 필요가 있는 표준 LBO-HR 모델 때문이다. 이 경우 최적화는 가능하지 않으며, 이는 signaling이 VPMN-A, HPMN-A, HPMN-B 및 VPMN-B를 통해 흐를 필요가 있고 media가 VPMN-A, HPMN-B 및 VPMN-B를 통해 흐를 필요가 있는 표준 LBO-VR 모델 때문이다.
레거시와의 연동(lnterworking with Legacy)
VoLTE break out의 경우, 표준 VoLTE 네트워크는 레거시 트래픽(Legacy traffic)(TDM, ISDN, VoIP)에 IMS 트래픽을 브레이킹(breaking) 하기 위해 전용 IMS 구성(MGCF)을 필요로 한다. 이 MGCF 구성은 종래의 TDM 네트워크와 IMS 네트워크 사이에 연결을 제공한다. 전환(conversion)은 SS7-ISUP, SIP-I, SIP-T 프로토콜들 및 IMS SIP 프로토콜 사이에서 이루어진다.
VoLTE-WB를 이용하여, break-out calls은 서빙 네트워크(serving network)에서 MGCF 구성 없이 가능하게 되며, 이에 의해 MGCF인 이 추가 네트워크 구성의 통합을 피함으로써 복잡성, 비용 및 시장 출시 시간을 줄인다.
이 break-out 기능을 제공하기 위해, VoLTE-WB는 표준 PBX dial-out 능력을 이용한다.
도 10a 및 10b는, 레거시 네트워크(ISUP/VoIP) 쪽으로, 즉, 도10a, 또는 레거시 기업 PBX (ISDN) 쪽으로, 즉, 도10b, calls을 breaking out 하기 위해 VoLTE-WB가 후속하는, 메커니즘을 도시한다. 명확성을 유지하기 위해, SIP 100 및 SIP ACK 메시지들은 레거시 네트워크 쪽으로 다이어그램으로부터 생략된다.
VoLTE-WB에 속하는 VoLTE 가입자는 VoLTE MO call을 신청하고 INVITE는 VoLTE-WB에 도달한다. VoLTE-WB는 call이 그것의 내부 라우팅 로직에 기초하여 브레이킹-아웃 해야 하는지 결정한다:
a. 목적지(destination)는 국가적 레거시 상호연결이다.
b. 목적지는 VoLTE-WB 오퍼레이터에 속하지만 VoLTE-WB에 등록되지 않는다.
c. 목적지는 VoLTE-WB 가입자이지만, 현재 VoLTE 범위 하에 있지 않다. 이는 이하에서 설명되는 액세스 도메인 선택을 통해 결정된다.
모바일 번호 이동성 시나리오는 그것이 그것의 구현 접근법에 따라 좌우되기 때문에 개개의 사례에 기초하여 다뤄져야 한다.
SIP 메시지는 UE A에 의해 요구되는 경우 프리컨디셔닝이 활성화된 MO call에 대한 표준 VoLTE SIP call 흐름에 따라 계속된다. 제안된 VoLTE-WB는 개개의 call에 기초하여 프리-컨디셔닝의 지원을 가능하게 한다.
MT Call에 대한 액세스 도메인 선택(Access Domain Selection for MT Call)
MT call이 VoLTE-WB에 도달할 때, call이 VoLTE를 통해서 또는 레거시 CS를 통해서 목적지로 보내져야 하는지 결정해야 한다.
종래의 IMS 코어는 HSS에 대한 T-ADS 지원 및 MME/SGSN과 함께 T-ADS 애플리케이션 서버의 이용을 통해 이 임무를 완수할 것이다. 이 솔루션에서는, 기능이 EPC 네트워크에 대한 어떠한 특별한 요구사항 없이 전적으로 VoLTE-WB에 의해 제공된다.
VoLTE-WB는 후속 부분에서 설명되는 Gx RAT Change trigger의 이용을 통해 UE의 현재 범위 기술(current coverage technology)을 알고 있다. 이 정보를 이용하여, VoLTE-WB는 적절한 기술(즉, VoLTE 또는 레거시 CS) 상에서 임의의 MT call을 포워딩 할 수 있다. 도 11은 이 메커니즘을 도시한다.
이 솔루션은 기본적으로 VoLTE-WB 상에 도착하는 VoLTE-개시된 call을 위해서뿐만 아니라, 레거시 CS 네트워크로부터 개시된 규칙적인 break-in call을 위해서도 유효하다.
break-in call에 이 기능을 이용하기 위해서, 레거시 네트워크에 대한 전제조건은 그것이 적절한 착신 도메인 결정을 내리게 하기 위해 VoLTE-WB를 통해 모든 call을 라우팅 하는 것이다. 대안은 현재 LTE 범위 하에 있는 가입자들에게 도달하기 위해 레거시 네트워크로부터 개시된 모든 call이 기존의 CSFB 메커니즘을 이용하게 하는 것이다. 그러나, 문제점은 CSFB에 의해 요구되는 강제적인 핸드오버 절차로 인해 증가되는 콜 설정 시간이다.
무선 액세스 타입 트래킹(Radio Access Type Tracking)
MT call이 도착해야 하는 액세스 도메인을 정확하게 선택하기 위해, 무선 액세스 트래킹은 전술된 바와 같이 VoLTE-WB 내에서 구현된다.
MNO/MVNO 경우에, PGW와 VoLTE-WB 사이에서 표준 Gx 인터페이스가 필요하다. PGW는 IMS APN의 Gx 구성을 VoLTE-WB에 관련시켜야 한다. VoLTE-WB는 PGW에 의해 임의의 무선 액세스 변경을 통지받기 위해 CCA-I 내에서 RAT 변경 이벤트 트리거(RAT change event trigger)를 활성화할 것이다.
도 12에서 알 수 있는 바와 같이, UE가 액세스 네트워크들 사이에서 이동할 때마다, PGW는 상황 정보(context information)를 업데이트하기 위해 SGSN 또는 SGW에 의해 통지된다. VoLTE-WB가 RAT 변경 이벤트 트리거를 가능하게 하기 때문에, PGW는 VoLTE-WB에 CCA-U를 발송하여 그것에 새로운 RAT를 통지한다.
기업 사용의 경우, Gx 링크(Gx link)는 이용 가능하지 않을 수 있다. 따라서, 대안으로서, 다운로드 된 클라이언트 자체는 임의의 무선 액세스 네트워크 변경을 모니터링 하고 VoLTE-WB에 그러한 이벤트들을 통지할 것이다.
음성 통화 연속성(Voice Call Continuity)
VoLTE call 진행중인 가입자가 LTE 범위에서 벗어나는 경우, call은 회선 교환 인프라스트럭처를 이용하여 타겟 무선 기술(target radio technology)(즉, GERAN 또는 UTRAN) 내에서 계속되어야 한다. 이는 음성 통화 연속성이라고 불린다.
MNO/MVNO 이용의 경우, 서빙 네트워크가 그것의 MME 및 MSC Server/MediaGW 내에서 (e) SRVCC를 지원하는 경우, 표준 IMS (e) SRVCC 메커니즘이 이용될 수 있다 (3GPP 23.216 및 23.237). 그러나, 서빙 네트워크가 (e) SRVCC를 처리할 수 없는 경우, 로컬 배치된 VoLTE-WB는 무선 액세스 타입 트래킹에 기초하여 음성 통화 연속성을 위한 솔루션을 제공한다.
VoLTE-WB는 GGSN/PGW에 의해 촉발된 Gx CCR-U 메시지를 통해 LTE에서 GERAN/UTRAN으로 무선 액세스 변경이 일어났음을 감지한다. 기업의 경우, 다운로드 된 클라이언트는 VoLTE-WB에 무선 액세스 변경을 통지한다.
가입자가 진행중인 call을 갖는 경우, VoLTE-WB는 call 내의 상대방 쪽으로 re-invite를 발송하고, 그것의 피어 가입자(peer subscriber)가 현재 무선 액세스 타입을 변경하는 프로세스 중에 있음을 나타내는 알림을 재생한다 (예를 들어, 음성 알림 또는 특별한 톤(special tone)). 이후 VoLTE-WB는 임의의 다른 breakout call과 마찬가지로 서빙 네트워크의 회선 교환 인프라스트럭처 쪽으로 콜 설정을 개시한다.
이동하는 가입자는 이후 이 call을 수신하고, 일단 응답되고 나면, VoLTE-WB는 양-방향 통신을 재-설정하기 위해 상대방에게 re-invite를 발송한다. 도 13은 이 메커니즘을 도시한다.
이 메커니즘은 음성 통화 연속성을 제공하기는 하지만, 사용자 경험은 표준 (e) SRVCC와 상이하다. 이 솔루션으로, 이동하는 가입자는 회선 교환을 통해 call을 수신하며, 이는 응답되어야 한다. (e) SRVCC에서, call은 어떠한 중단도 없이 연속된다.
VoLTE-WB를 통해 VoLTE 서비스를 제공하는 것은 표준 IMS 구현과 비교할 때 거의 동일한 사용자 경험을 가져온다. 거동에 있어서 유일한 차이점은 표준 (e) SRVCC가 서빙 네트워크에 의해 구현되지 않을 때 음성 통화 연속성이 통화 중에 작동되는 것으로 목격된다. 그 경우, 상대방이 피어가 현재 이동 중이라는 통지를 수신하는 동안 타겟 무선 네트워크(2G/3G)에서 이동성 절차가 완료되고 나면 이동하는 측은 다시 call을 수신한다. 이는, 이동성이 매끄러운, (e) SRVCC와는 대조적이다.
전술한 설명은 본 발명에 의해 제공되는 다음의 특징들의 목록에 의해 구현된다:
Figure pct00004
IMS 코어를 구현함이 없이 임의의 크기의 네트워크(기업, MVNO 및 MNO)에 대해 중앙 집중식으로 이용가능한 VoLTE/VoWiFi, 이에 따라 VoXX.
Figure pct00005
표준 VoLTE에서는 심지어 LBO-VPMN 라우팅 기반(즉, RAVEL)에서도 신호가 홈 네트워크 쪽으로 항상 다시 라우팅 되는 반면, VoLTE-WB는 신호 및 미디어 라우팅 둘 모두에 대해 현재의 2G/3G CS 로밍 모델의 재-사용을 가능하게 한다.
Figure pct00006
현재의 2G/3G CS call 라우팅 및 요금청구 모델의 지원으로 인해 현재의 모바일 음성 과금 구성이 유지될 수 있다.
Figure pct00007
VoLTE-WB는 임의의 정적 가입자 프로파일 프로비저닝을 회피하도록 설계되었으며, 추가 OSS 개발 및 통합의 복잡성을 회피한다. 이는, 부가 서비스를 포함하여, 현재의 2G/3G HLR 음성 프로파일의 재-사용을 통해 가능하게 되며, 이는 VoLTE-WB에 의해 필요시 다운로드 된다.
Figure pct00008
carrier VoLTE 플랫폼에서의 가입자 프로파일 캐싱은 일부 시나리오의 경우에 최적화된 call 라우팅을 가능하게 한다.
Figure pct00009
VoLTE-WB는 2G/3G/EPC HLR/HSS로부터 인증 벡터를 검색하기 위해 MAP 또는 S6a 인터페이스를 이용할 수 있다. 이는 등록 중에 IMS AKA 인증을 위해 필요하다. 이 기능은 HSS 상의 새로운 인터페이스, 즉 Cx 인터페이스,의 지원, 테스트, 검증, 및 통합을 요구함이 없이 현재 배치된 인터페이스들의 재-사용을 가능하게 한다.
Figure pct00010
오퍼레이터가 Cx, S6a 또는 MAP 인터페이스를 통해 인증 벡터를 프로비저닝 할 수 없음으로 인해 IMS AKA 인증이 가능하지 않은 경우, VoLTE-WB는 독특한 장치 검증 메커니즘을 제공한다. 이는, VoLTE-WB로 하여금 UE IP address mapping에 대해 IMSI를 완전히 인식하게 할 수 있는, 내장된 lite PCRF 기능에 의존한다.
Figure pct00011
표준 IMS 구현에서, 모바일 발신 call은 등록의 200 OK 메시지의 service route header에 존재하는 라우팅 정보를 이용하여 VPMN에서 HPMN 쪽으로 라우팅된다. VoLTE-WB는 가입자의 HPMN이 VoLTE-WB를 또한 배치한 경우 모바일 발신 call의 라우팅을 위해 service route header의 이용을 제거함으로써 MO call 라우팅의 복잡성을 줄인다. 이 경우, 방문 VoLTE-WB는 2G/3G CS 로밍 call 모델에 따라 interworking leg를 직접 속행할 수 있다.
Figure pct00012
VoLTE-WB는 MGCF의 필요성을 제거하는 신규 breakout 메커니즘을 제공하지만, 표준 PBX dial-out 능력을 활용함으로써 동일한 사용자 경험을 제공한다.
Figure pct00013
내장된 lite PCRF 기능을 통해, 무선 액세스 타입 트래킹이 가능하게 되고, MT call이 도달할 때마다 VoLTE-WB로 하여금 착신 액세스 도메인 선택을 구현할 수 있게 하며, 이에 의해 SGSN/MME 및 HSS 상의 T-ADS 지원과 함께 T-ADS 애플리케이션 서버의 필요성을 제거한다. 그 특징은 또한 통화 중인 VoLTE 고객이 2G/3G 범위를 위해 LTE 범위를 떠날 때마다 VoLTE-WB로 하여금 음성 통화 연속성을 구현할 수 있게 한다. 이 경우 VoLTE 하에서 개시된 call은 CS 하에서 계속될 필요가 있다. 종래 IMS 네트워크에서, 이는 MME 및 MSC 서버 둘 모두 상에서 SCC-AS 및 (e) SRVCC 지원을 필요로 한다. lite PCRF 기능을 활용함으로써, VoLTE-WB는 가입자가 무선 기술을 변경하고 있을 때 실-시간으로 확인할 수 있고 이에 따라 VoLTE에서 CS로 call을 이전하는 프로세스를 개시할 수 있다.
Figure pct00014
VoLTE-WB가 carrier 쪽으로 그리고 잠재적으로 peer VoLTE-WB에 그 존재를 신호로 알리기 위해, 그것은 SIP 메시지 내에 SIP Public Service Identity header를 포함한다.
Figure pct00015
carrier VoLTE 플랫폼과 결합하여 VoLTE-WB는 VoLTE 구성에 적용되는 클라우드 컴퓨팅 및 에지의 새로운 패러다임을 제시한다.
Figure pct00016
VoLTE-WB는 국내 서비스, 연동 및 로밍 기능을 제공하는 UNI 및 NNI 기능을 제공하기 위해 표준 IMS 네트워크 및 다른 VoLTE-WB 네트워크와 통합 가능한 유연한 시스템을 제공한다.
특정 운용 요구사항 및 환경에 맞게 변경되는 다른 변형형태들 및 변경형태들은 통상의 기술자에게 명백할 것인바, 본 발명은 개시의 목적을 위해 선택된 실시예들에 제한되지 않으며 본 발명의 본 취지 및 범위를 벗어나지 않는 모든 변경형태들 및 변형형태들을 포함한다.
이상과 같이 본 발명을 설명하였지만, 특허 등록에 의해 보호받고자 하는 바는 후속하여 첨부되는 청구범위에서 제시된다.

Claims (10)

  1. LTE(long term evolution) 네트워크에서 VoLTE(voice over long term evolution)를 작동시키기 위한 방법으로서, 다음 단계들:
    a) IMS 코어를 구현함이 없이 임의의 크기의 네트워크를 위한 VoLTE/VoWiFi를 중앙 집중식으로 가능하게 하는 단계;
    b) 가입자의 HPMN이 VoLTE-WB를 또한 배치한 경우 모바일 발신 call의 라우팅을 위해 service route header의 이용을 제거함으로써 MO call 라우팅의 복잡성이 감소되도록, 신호 및 미디어 라우팅 둘 모두에 대해 종래의 2G/3G CS 로밍 모델의 재-사용을 가능하게 하는 단계,
    c) 상기 2G/3G CS 로밍 call 모델에 따라 interworking leg를 직접 속행하는 단계,
    d) 2G/3G/EPC HLR/HSS로부터 인증 벡터를 검색하기 위해 MAP 또는 S6a 인터페이스를 이용하여, HSS 인터페이스 상의 새로운 인터페이스의 지원, 테스트, 검증 또는 통합을 요구함이 없이 현재 배치된 인터페이스들의 재-사용을 가능하게 하는 단계
    를 포함하는, LTE 네트워크에서 VoLTE를 작동시키기 위한 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 인터페이스는 MAP 또는 S6a 인터페이스 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는, LTE 네트워크에서 VoLTE를 작동시키기 위한 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    d) 최적화된 call 라우팅을 가능하게 하기 위해 carrier VoLTE 플랫폼에 가입자 프로파일을 캐싱하는 단계
    를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는, LTE 네트워크에서 VoLTE를 작동시키기 위한 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    e) 오퍼레이터가 IMS HSS 또는 3G HSS로부터 Cx 또는 MAP 인터페이스를 통해 인증 벡터를 제공할 수 없음으로 인해 IMS AKA 인증이 가능하지 않은 경우 장치 검증 메커니즘을 제공하는 단계
    를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는, LTE 네트워크에서 VoLTE를 작동시키기 위한 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    e) MT call이 도달할 때마다 착신 액세스 도메인 선택을 이행하는 단계로서, 이에 의해 T-ADS 애플리케이션 서버가 SGSN/MME 및 HSS 상의 T-ADS 지원과 함께 제거되는 단계
    를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는, LTE 네트워크에서 VoLTE를 작동시키기 위한 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    e) 콜 백(call back) 및 콜 병합(call merge) 방법을 이용함으로써, 통화 중인 VoLTE 고객이 2G/3G 범위를 위해 LTE 범위를 떠날 때마다 음성 통화 연속성을 구현하는 단계
    를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는, LTE 네트워크에서 VoLTE를 작동시키기 위한 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    e) PSI 파라미터가 carrier 네트워크에 의해 감지되는 경우 carrier 네트워크가 IMS 관련 절차를 따라 call을 진행할지 또는 VoLTE WB 방법을 따를지 결정할 수 있고 이어서 VoLTE WB의 범위에서 규정된 바와 같은 최적의 방법(즉, 2G/3G CS)에 따라 call을 진행할 수 있도록, 상기 VoLTE-WB가 그것의 존재를 carrier 쪽으로 그리고 peer VoLTE-WB에 신호로 알리기 위해 SIP 메시지 내에 VoLTE WB의 SIP Public Service Identity header를 제공하는 단계
    를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는, LTE 네트워크에서 VoLTE를 작동시키기 위한 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    e) 국내 서비스, 연동, 및 로밍 기능을 제공하는 UNI 및 NNI 기능을 제공하기 위해 표준 IMS 네트워크 및 다른 VoLTE-WB 네트워크와 통합하기 위한 수단을 제공하는 단계
    를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는, LTE 네트워크에서 VoLTE를 작동시키기 위한 방법.
  9. 제1항에 있어서,
    사용자의 어떠한 사전-프로비저닝도 필요하지 않은 것을 특징으로 하는, LTE 네트워크에서 VoLTE를 작동시키기 위한 방법.
  10. 제1항에 있어서,
    2G/3G 회선 교환 과금 모델 및 시스템이 보존되는 것을 특징으로 하는, LTE 네트워크에서 VoLTE를 작동시키기 위한 방법.
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