ＳＩＰ/ＩＰ 코어 네트워크에서 세션 분리 방법 및 서버 및 단말 document_id A220517005106

본 발명은 푸쉬투토크 오버 셀룰러 시스템의 멀티미디어 종류별 단말을 분리하여 미디어를 전송하는 기술에 관한 것이다. 이동통신의 획기적인 발전과 통신망의 확대로 인하여 휴대폰을 이용한 보다 확장되고 다양한 서비스와 어플리케이션이 제공되고 있다. 또한 사용자의 요구도 다양화되어 단순 통화 서비스를 벗어나 위치 서비스, 멀티미디어 서비스, PTT 서비스 등으로 확대되고 있다. 특히 PTT 서비스는 종래 무전기나 TRS 등에 가능했던 그룹 통화와 음성통화는 물론 인스턴트 메신저, 상태 표시 등 다양한 부가 기능을 지원한다. 현재, 이러한 PTT(Push To Talk) 개념을 이동통신망을 이용해 서비스하는 PoC(Push-to-talk over cellular: 이하 PoC 라 칭함) 서비스에 대한 표준 제정이 활발하게 논의되고 있다. 기존의 이동통신 서비스와 구별되는 PoC 서비스의 특징 중 하나는 사용자가 복수의 세션에 속해 있어서 필요에 따라 세션간을 이동하면서 통화를 할 수 있다는 점이다. 사용자가 복수의 세션을 이동하면서 통화 가능해야 한다는 요구사항은 이동통신 서비스를 정의하고 있는 단체인 OMA(Open Mobile Alliance)의 요구사항에 명시되어 있다. 이하, 일반적인 PoC 서비스 시스템의 구조를 설명하기로 한다. 도 1은 일반적인 PoC(Push-to-talk over Cellular) 기본 구조에 관한 개념도이다. 도 1을 참조하면, PoC 클라이언트(10)는 이동단말에 내장되는 서비스 요청자이며, 대개 억세스 망(20)을 통하여 SIP(session Initiation Protocol)와 IP (Internet Protocol) 멀티미디어 지원 핵심망인 SIP/IP 코어(core)(30)망으로 연결된다. 이때 PoC 클라이언트(10)는 PoC 사용자 단말기에 상주하면서 PoC 서비스에 접속을 가능하게 한다. 주된 기능은 PoC 사용자 측면에서 PoC 세션을 생성하고, 기존의 세션에 참가하고 세션을 종료하는 것이다. 그 외에도 토크 버스트를 만들고 전달하는 기능, Instant Personal alert를 지원하는 기능, Poc 서비스에 접속했을 때 인증하는 기능 등의 역할을 수행한다. 이하 별도의 언급이 없는 한, PoC 클라이언트(10)라는 용어는 PoC 서비스 가입자 또는 PoC 사용자 단말과 동일한 의미로 사용된다. SIP/IP 기반의 코어망은 PoC 서비스를 지원하기 위하여 PoC 서버(60)와 GLMS(Group List and Management System, 50) 그리고 프레젠스 서버(70) 등과 연결되어 서비스를 제공한다. 일반적으로, SIP(Session Initiation Protocol)는 IETF(Internet Engineering Task Force) RFC(Request for Comments)2543 문서에 표준이 정의되어, 영상 및 음성 등의 멀티미디어 통신을 위한 세션(session)이나 호를 설정, 수정, 종료하기 위한 어플리케이션 계층의 제어 프로토콜이다. SIP는 UDP/TCP/IP 계층 위에 존재하는 프로토콜로 요구/응답 방식으로 SIP 요구(Request) 메시지 및 SIP 응답(Response) 메시지를 송수신할 수 있는 클라이언트/서버 프로토콜로 멀티미디어 회의에 초대(invite)함으로써 세션을 시작할 수 있도록 유니캐스트(Unicast) 및 멀티캐스트(Multicast) 세션 모두를 지원한다. SIP 요구 메시지는 RFC2543에서는 INVITE(Session 참석 초대), ACK(초대 요구에 대한 승인), BYE(호 종료), REGISTER(사용자 에이전트가 리다이렉트 서버의 데이터베이스에 등록), CANCEL(대기 중인 요구 취소), OPTIONS의 6가지 기본 기능이 제공되고, SIP 응답 메시지는 상태 코드로 1xx(정보 응답), 2xx(성공적 응답), 3xx(리다이렉션 응답), 4xx(클라이언트 에러, 요구 실패), 5xx(서버 실패), 6xx(글로벌 실패)로 제공된다. 상기 PoC 서버는 PoC 세션을 전반적으로 유지, 관리하는 Controlling PoC Function(이하, ''CF''라 칭함)과 각 세션간의 유지 관리를 담당하는 Participating PoC Function(이하, ''PF''라 칭함)로 구분되며 각 표를 참조하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다. CF는 표 1과 같이, PoC 서버의 기능 중 PoC 세션을 총체적으로 관리하는 역할을 하는데, 특히 PoC 클라이언트들의 말할 권리(floor)(발언권) 요청을 받아 들여 순서를 정하여 권한을 부여하고, 임의의 클라이언트가 요청한 토크 버스트(talk burst)를 그룹 호출에 참여한 모든 다른 클라이언트들에게 분배하며, 그룹호출에 참석한 클라이언트의 정보를 제공한다. PF는 아래 표 2와 같이, PoC 세션에서 CF와 각 클라이언트와 연계된 세션들을 관리하는데, 특히 클라이언트가 발언권을 요구하거나, CF에서 클라이언트에게 발언권을 부여할 때 PF가 중계하는 역할을 한다. 또한, CF와 클라이언트 사이에 미디어를 중계하는 역할, 둘 사이에 다른 코덱을 쓰고 있다면 트랜스코딩하는 역할, 동시 세션의 경우엔 하나의 세션에서 이야기하고 있을 때 다른 세션에서도 이야기하면 PoC 사용자의 선택에 따라 하나를 필터링해주는 역할을 수행한다. 상기와 같이 구성된 PoC 시스템은 PoC 사용자가 자신의 단말기를 통하여 GLMS(40)에 그룹 및 그룹 멤버에 관한 정보를 입력할 수 있으며 또는 GLMS(40)로부터 전송 받은 개인 혹은 그룹 목록을 통해 자신이 호출할 수 있는 PoC 사용자들의 정보를 알 수 있다. GLMS에 그룹 및 그룹 멤버의 생성, 수정 및 관리할 수 있는 또 다른 방법으로 인터넷이나 인트라넷 등 PoC 서비스 제공자가 신뢰할 수 있는 통신망을 통하여 입력할 수 있는 방법이 있다. PoC 호출 서비스를 이용하기 위하여, PoC 사용자는 SIP/IP에 자신의 PoC 주소를 등록한다. 이때 SIP/IP 코어에서는 PoC 사용자의 요청을 바탕으로 PoC 사용자에 관한 정보를 저장한다. 따라서, 다른 PoC 사용자가 PoC 그룹 호출을 하려고 할 때, 상기한 바와 같이 자신의 정보를 SIP/IP 코어 망에 먼저 등록하고 GLMS로부터 전송받은 그룹 식별 정보를 이용하여 자신의 SIP/IP 코어 망에 호출 요청을 한다. 이때, SIP/IP 코어는 요청하는 PoC 사용자 정보를 이용하여 주소 결정과 도메인 위치 결정 과정을 거친 후 요청하는 PoC 사용자가 등록된 홈 PoC 서버로 PoC 통화 요청을 전달한다. PoC 서버는 이러한 PoC 통화 요청에 대하여 PoC 세션 개설을 준비하고 GLMS 서버로부터 각각의 사용자 정보를 획득한 후, 해당 SIP/IP 코어 망으로 통화 요청 신호를 전달한다. 이때 인트라도메인 내의 사용자들에 대한 통화 요청일 경우, PoC 서버는 PF와 CF의 기능을 모두 수행하게 된다. 통화 요청된 PoC 사용자를 관리하는 PoC 서버는 자신에게 전달된 PoC 사용자의 정보를 이용하고 SIP/IP 코어망의 위치 결정 과정을 거친 후 PoC 사용자에게로 통화 요청을 하게 된다. 이하, OMA 내의 PoC 시스템에 대한 특징을 살펴보기로 한다. PoC 시스템은 사용자의 홈 네트워크 내 PoC 서버와의 연결 설정 여부에 따라 on-demand 세션 모드와 pre-established 세션 모드로 분류된다. pre-established 세션 모드는 PoC 사용자가 자신의 요구에 따라 PoC 클라이언트(PoC Client)와 자신의 홈 네트워크에 속하는 PoC 서버 사이에 미리 특정한 세션을 설정해 두는 것을 의미한다. 이러한 pre-established 세션은 PoC 사용자가 자신이 사용할 미디어 파라미터를 PoC 서버와 사전에 협상하여 향후 사용될 서버-클라이언트 간의 미디어 파라미터를 재협상 할 필요없이 빠른 통화 설정을 하기 위해 필요한 기능이다. 사전 세션의 설정을 위해서는 PoC 클라이언트가 SIP INVITE의 method를 통하여 본문부(SDP body)에 지원하는 미디어 파라미터를 제공하고 서버에서 제공된 미디어 파라미터에 대한 응답을 함으로써 구현되며 서버로부터의 응답 메시지에 새롭게 설정되는 사전 세션의 식별정보를 콘퍼런스 URI(conference Uniform Resource Identifier)를 포함하여 PoC 사용자에게 회신하게 된다. 이러한 사전 세션을 이용할 경우, IP 주소, 포트 번호, 사용될 코덱(codec) 및 토크 버스트의 제어를 위한 프로토콜(talk burst control protocol) 등의 사전 설정이 가능하다. On-demand 세션 모드는 PoC 사용자가 사전 세션을 설정하지 않은 상태를 의미하며 다른 PoC 사용자의 초대 메시지를 받은 이후, PoC 호 연결 절차를 수행하는 것을 의미한다. 한편 PoC 시스템은 상기 특징 외에 PoC는 half-duplex의 그룹 통화를 가능케 하는 기능이 있다. 이러한 다자간 컨퍼런싱 기능은 PoC의 대표적인 특징으로써, 설정되는 그룹의 특성에 따라 애드혹 PoC 그룹(ad hoc PoC group), 사전 설정 PoC 그룹(pre-arranged PoC group) 및 채팅 PoC 그룹(chat PoC group)으로 나뉘어 진다. 상기의 특징을 갖는 PoC 시스템에서 각 시스템 요소들(PoC 클라이언트, PoC 서버 및 SIP/IP Core 네트워크, 그룹 리스트 서버, presence 서버 등)과 이들 상호간의 시그널링을 통한 초기 PoC 세션 개시 및 연결 절차들은 SIP 프로토콜에 기반한 종래의 기술로서 OMA 표준 문서에서 찾아 볼 수 있으므로 생략하기로 한다. 상기 PoC 시스템에 대하여 PoC 멀티미디어 세션의 개설 방법 및 절차는 아래에 설명하기로 한다. 특히 PoC 그룹에 대한 세션 개설 과정은 그룹별로 유사하며 그룹 세션 개설을 위하여 모든 그룹원들에 대한 동일한 절차를 반복하므로 한명의 PoC 멤버에 대한 세션 개설 과정으로 일반적인 PoC 멀티미디어 세션 개설절차를 상술하고자 한다. 이를 위하여 PoC 멀티 미디어 세션 연결 절차를 도 2와 도 3을 참조하여 설명하도록 한다. 도 2와 도 3은 송신측 PoC 통화 요청자가 SIP 프로토콜을 이용하여 멀티미디어(본 예에서는 오디오와 비디오 통화를 요청하는 경우를 예시하기로 한다) 초청 메시지를 송신하여 호 처리를 요청하고 수신측에는 자동 응답 모드가 설정되고 사전 세션이 존재하는 경우, 종래의 기술으로 구현되는 통화 송신측과 통화 수신측의 호 처리 절차를 각각 기술하고 있다. 이하, 종래기술에 따른 PoC 세션 연결 과정을 도면을 참조하여 설명하기로 한다. 도 2는 종래 기술에 따른 송신측 PoC 멀티미디어 세션 연결 과정에 관한 흐름도이다. 도 2를 참조하면, PoC 클라이언트 A는 자신이 이야기하고자 하는 수신자의 SIP address 정보를 포함한 INVITE 요청을 SIP/IP 코어 A에 보낸다(S11). 이때 INVITE 메시지에는 통화 요청 클라이언트의 PoC 주소 정보, 요구되는 미디어 파라미터(요구되는 세션이 멀티미디어이므로 미디어 특성값으로서 오디오와 비디오에 관한 인코딩 방법, 레이트, 페이로드 타입 등의 다수 특성값을 포함), PoC 서비스임을 알리는 특성값 정보 등의 엘리먼트를 포함하며 DHCP서버나 DNS 서버 등에서의 경로 query를 통해 IMS망 내에서의 해당 서버(P-CSCF 및 S-CSCF)를 경유하여 participating 기능을 담당하는 PoC 서버 A(이하, ''PF A''라 칭함)로 전달된다(S12). 일반적인 통화 요청시 PoC 사용자가 연결된 PF A는 개설되는 세션의 토크 버스트를 관리하는 controlling 기능을 담당하는 PoC 서버 X(이하, ''CF X''라 칭함)와 분리하여 구현될 수 있으므로 S11, S12에서 보내진 INVITE 요청은 각 네트워크의 SIP/IP 코어망을 경유하여 CF X로 전달된다(S13 ～ S15). CF를 포함하는 제어 네트워크는 상기 S15에서 전달된 INVITE 요청 메시지를 해당 SIP/IP 코어망으로 전달한 후 응답 메시지를 수신하게 된다. 수신측 네트워크에서 응답되는 SIP 메시지는 1XX의 임시 응답 메시지(provisional response)나 2XX의 성공 응답 메시지(successful response) 또는 4XX~6XX 등의 오류 응답 메시지일 수 있으나 본 발명에서는 근본취지에 벗어나지 않는 범위에서 정상적인 호처리 절차 위주로 설명하기로 한다. S15 이후 CF는 수신측 응답 모드에 따라 AUTO-ANSWER나 OK 응답 등으로 수신할 수 있다. 선택적으로 도 2에서 AUTO-ANSWER 응답의 경우 SIP 183 ''Session progress'' 신호로 수신할 수 있으며 이를 통하여 통화 요청자의 IMS 망에서 PoC 서버와 클라이언트 사이의 연결을 진행할 수 있다. 수신자의 통화 허락 신호는 상기 SIP 183 ''Session Progress''나 SIP 200 ''OK'' response로 회신되며 CF와 PF의 PoC 서버를 경유하여 PoC 클라이언트 A로 전달하게 된다(S16～S20). 한편 CF는 수신측 PoC 서버로부터 200 OK 응답이나 183 Session progress 신호를 수신한 후, PoC 호가 연결되었음을 판단하여 클라이언트 A에 대하여 토크 버스트 발언권을 부여하는 floor granted 신호를 보내게 된다. 상기의 응답(200 OK 또는 183 session progress)에 따라 토크 버스트 권한을 부여하는 것은 ''confirmed'' 또는 ''unconfirmed'' 로 구분되어 질 수 있으며 CF에서 버퍼링 기능의 필요성의 원인이 된다. PoC 클라이언트 A는 INVITE 요청 신호에 대한 확인 응답 신호(S16~S20)를 수신한 후, 토크 버스트 전송 허여 신호(통화 연결음)를 전달하기 위해 floor granted 신호를 RTCP 프로토콜을 이용하여 수신하게 된다(S11～S12). 이때 floor granted 신호는 CF에서 토크 버스트 중재 권한을 갖는 CF에서 생성되어 상기 해당 PoC 클라이언트를 관리하는 PF를 거쳐 PoC 클라이언트로 전송되며, SIP 프로토콜을 이용하지 않고 베어러의 경로를 이용하므로 SIP/IP 코어망을 거치지 않고 전송될 수 있다. 마지막으로 이러한 통화 연결음을 확인한 PoC 사용자는 미디어(예컨대, 음성) 스트림을 RTP 프로토콜을 이용하여 전송하게 된다. 도 3은 종래 기술에 따른 수신측 PoC 멀티미디어 세션 연결 과정에 관한 흐름도이다. 도 3은 전술된 송신측 통화 과정에 대응하여 수신측 서버-클라이언트 간에 사전 세션이 설정된 경우, 종래 기술에 의한 성공적인 세션 개설을 가정한 수신측 절차를 도시한다. 이때 Pre-established 세션을 설정하고 있는 PoC 서버와 PoC 클라이언트 사이의 미디어 특성값들은 새로운 세션 요청시 변경시킬 필요가 없이 지정된 특성값을 그대로 이용하는 것으로 가정하자. 송신측 네트워크로부터 수신한 INVITE 메시지는 IMS 망의 호 처리 절차에 따라 수신측 PoC 클라이언트의 홈 네트워크에 속하는 PoC 서버까지 SIP/IP 코어망을 통해 전달된다(S31～S33). 이때 PF B는 자신의 응답 모드 설정값을 자동 응답모드로 설정하고 있으므로 INVITE 요청 메시지에 대응하여 송신측 네트워크로 SIP 200 ''OK'' 메시지를 보내며(S34～S36), 사전 세션을 변경시킬 필요가 없으므로 자신과 연결되어 있는 PoC 클라이언트에는 INVITE 메시지를 보내지 않는다. 한편 IMS 경로를 통해 회신된 OK 응답을 수신한 controlling 네트워크의 PoC 서버 즉 CF X는 송신측 PoC 클라이언트로 OK 응답을 전달하여 PoC 호 처리 절차를 완성하며(S37), 송신측 PoC 클라이언트에 대하여 토크 버스트 발언권을 부여하는 floor granted 신호를 보내게 된다(S38). 한편 CF는 발언권을 허여하는 RTCP 신호를 보냄과 동시에 상기 발언권을 갖는 PoC 사용자의 PoC address나 디스플레이 이름을 포함하는 sending Talk Burst 신호를 수신측 PoC 사용자에 보냄으로써(S39～S40) 수신 PoC 클라이언트가 이후 전달될 미디어 스트림의 송신자 정보를 미리 받을 수 있도록 한다. 이러한 토크 버스트 전송 신호는 상기 도 2에서와 마찬가지로 SIP 프로토콜을 이용하지 않고 베어러의 경로를 이용하므로 SIP/IP 코어망을 거치지 않고 전송될 수 있다. 한편, 최종적으로 송신측에서 보낸 오디오와 비디오를 포함하는 멀티미디어 스트림은 미디어 베어러의 경로로 RTP 프로토콜을 이용하여 클라이언트 B로 전달되어 PoC 통화가 시작된다. 상기의 종래기술에 따르면 다음과 같은 기술 및 사용자 측면에서의 문제를 내포한다. 첫째, 송신측 PoC 클라이언트는 PoC 멀티미디어 세션 개설을 위하여 반복적인 INVITE 메시지를 전송해야 한다. 둘째, 추가의 INVITE 메시지를 전송하기 위해 수신측 PoC 클라이언트의 PoC 주소정보(SIP URI나 TEL URL, 또는 동일한 SIP URI일 경우, Accept-Contact 헤더값에 포함될 UA capability)등을 알아야 하나 일반적으로 200 OK(S45a~S48a) 응답신호에는 이러한 정보를 포함해서 보낼 수 없으므로 부가적인 SIP 시그널링이나 다른 메시지 전송방법으로 상기 주소정보를 획득하는 과정이 필요하다. 셋째, 송신측 클라이언트는 각각 개설된 두 개의 독립적인 세션을 통하여 오디오와 비디오를 분리하여 전송하게 되므로 동일한 발언권 제어를 받을 수 있도록 하는 추가적인 지원이 있어야 하는데 종래의 PoC 시스템에서는 이러한 기능의 지원이 없으므로 이에 대한 기술적 해결이 요청된다. 넷째, 송신측 클라이언트의 입장에서는 미디어를 분리하여 세션을 개설하기 위해 중복적인 INVITE 전송으로 발언권을 획득하기 위한 시간이 길어지는 단점이 있다.