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研究生:黃郁鴻
研究生(外文):Huang, Yu-Hung
論文名稱:IP多媒體子系統設備與非IP多媒體子系統設備會談移動之研究
論文名稱(外文):Study of Session Mobility between IP Multimedia Subsystem Devices and Non-IP Multimedia Subsystem Devices
指導教授:李建緯李建緯引用關係
指導教授(外文):Li, Jian-Wei
口試委員:程榮祥彭俊澄李建緯
口試委員(外文):Cheng, Rung-ShiangPeng, Chun-ChengLi, Jian-Wei
口試日期:2020-07-27
學位類別:碩士
校院名稱:朝陽科技大學
系所名稱:資訊與通訊系
學門:工程學門
學類:電資工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2020
畢業學年度:108
語文別:中文
論文頁數:78
中文關鍵詞:IP多媒體子系統會談初始協定會談移動Gateway
外文關鍵詞:IP Multimedia Subsystem (IMS)Session Initiation Protocol (SIP)Session MobilityGateway
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隨著行動通訊網路技術的快速發展,人們透過智慧型行動裝置能夠隨時隨地的享用網路上各式的服務。在整合多元的網路環境的次世代網路(Next Generation Network;NGN)中,以All-IP 網路為基礎架構的IP多媒體子系統(IP Multimedia Subsystem;IMS)是多媒體應用服務的整合平台。同時物聯網時代的來臨,人們生活周遭存在了許多具連網功能與多媒體處理能力的設備。使用者想透過擁有的設備享用IMS相關服務,但如果這些設備未裝置USIM(UMTS Subscriber Identity Module)卡是無法享用IMS平台之相關的多媒體服務。以通話為例,於撥打/接聽電話時,只侷限於具有USIM卡的智慧型行動裝置能夠使用。無法將此通話隨著使用者的移動,轉移至使用者的所在地,並依照使用者的個人喜好,而隨心所欲地轉換參與通話的設備。為了解決IMS通話服務,能夠接續在IMS設備與非IMS設備之間的問題,本論文基於在用戶管理網域中,設置Gateway的方式,來協助IMS設備與非IMS設備建立媒體會談與會談轉移,以達到「IMS設備與非IMS設備會談移動」。
With the rapid development of mobile communication network technology, people can receive various services on the network anytime and anywhere through smart mobile devices. In the Next Generation Network (NGN), the IP Multimedia Subsystem (IMS) based on the All-IP network is an integrated platform for multimedia application services. At the same time, the advent of the Internet of Things has created many devices with capabilities of networking and multimedia processing around people’s lives. Users want to enjoy IMS-related services through their devices, but these devices do not equip with a UMTS Subscriber Identity Module (USIM) card, so they cannot enjoy the multimedia services related to the IMS platform. Taking a voice call service as an example, when dial/ answer a call, it can only be used by a smart mobile device with a USIM card. It is not possible to transfer this call to other user’s devices without a USIM card. To solve the IMS call service and continue the issues between IMS devices and none-IMS devices. To achieve “Session Mobility between IP multimedia Subsystem Devices and Non-IP Multimedia Subsystem Devices”, this thesis adopts a Gateway-based method for media session establish and session transfer on IMS devices and non-IMS devices.
目錄
摘要 I
Abstract II
致謝 III
目錄 IV
表目錄 VIII
圖目錄 IX
第一章 緒論 1
1.1 研究動機與目的 1
第二章 背景知識 3
2.1 IP多媒體子系統(IP Multimedia Subsystem;IMS) 3
2.2 會談初始協定(Session Initiation Protocol;SIP) 6
2.3 SIP Forking 7
2.4 會談描述協定(Session Description Protocol;SDP)與即時傳輸協定(Real-time Transport Protocol;RTP) 9
2.5 會談穿透程序(Session Traversal Utilities for NAT;STUN) 10
第三章 參考文獻 11
3.1 IMS/SIP 11
3.2 Session Mobility 12
第四章 系統架構 15
4.1 IP多媒體子系統設備與非IP多媒體子系統設備會談移動 16
4.2 IMS CN/MN與非IMS PN設備之情境模式 18
4.3 基於Gateway之IMS服務代理 19
第五章 運作機制 21
5.1 IMS用戶授權於多設備共享機制 22
5.2 IMS之SIP訊號路由流程設計 24
5.3 IMS CN/MN與非IMS PN設備之SIP信號程序 25
5.3.1 Caller-IMS設備/Callee-IMS設備之呼叫程序 26
5.3.1.1 Caller-IMS設備/Callee-IMS設備之轉移程序 27
5.3.1.2 Caller-IMS設備/Callee-IMS設備之取回程序 33
5.3.2 Caller-IMS設備/Callee-非IMS設備之呼叫程序 35
第六章 實驗環境建立 40
6.1 IMS Core Network 40
6.2 IMS 設備 42
6.3 SIP Proxy 44
6.4 非IMS設備 45
6.5 IMS Gateway 46
第七章 系統實測與成果分析 48
7.1 重點分析 48
7.1.1 會談建立與轉移時間 49
7.1.2 通話服務品質(Quality of Service;QoS) 49
7.2 研究呈現 50
7.2.1 實驗環境(一) 51
7.2.1.1 IMS設備註冊 51
7.2.1.2 IMS設備對IMS設備通話 52
7.2.1.3 IMS設備會談轉移 53
7.2.1.4 非IMS設備註冊 54
7.2.1.5 Gateway註冊 54
7.2.1.6 IMS設備轉移至非IMS設備 55
7.2.2 實驗環境(二) 57
7.2.2.1 IMS設備對非IMS設備通話 57
7.3 成果分析 58
7.3.1 實測成果 59
7.3.1.1 IMS設備對IMS設備通話之實測成果 59
7.3.1.1.1 耗時(Latency)實測 59
7.3.1.1.2 通話品質 60
7.3.1.1.3 通話品質-IMS設備間之會談轉移 62
7.3.1.1.4 通話品質-IMS設備轉移至非IMS設備 63
7.3.1.2 IMS設備對非IMS設備通話之實測成果 64
7.3.1.2.1 會談建立時間 64
7.3.1.2.2 通話品質 65
7.3.2 實測分析 67
7.3.2.1 會談建立時間與QoS比較 69
7.3.2.2 會談轉移時間與QoS比較 70
第八章 結論 73
參考文獻 75

表目錄
表 1、SIP請求與說明 6
表 2、SIP回應與說明 7
表 3、IMS元件之實際運行狀況 41
表 4、實驗環境之設備名稱與IP Address 51
表 5、會談建立時間與QoS 68
表 6、會談轉移時間與QoS 68

圖目錄
圖1、IMS簡要分層圖 4
圖2、IMS設備與非IMS設備會談移動之系統環境圖 16
圖3、IMS CN/MN與非IMS PN之情境模式 18
圖4、IMS設備授權給Gateway用於共享媒體會談服務 22
圖5、IMPI-IMPUs關係圖 23
圖6、IMPIs-IMPU關係圖 23
圖7、IMPIs-IMPUs關係圖 24
圖8、Basic call flow 27
圖9、IMS設備CN對IMS設備MN進行通話轉移至非IMS設備PN程序 28
圖10、IMS設備對非IMS設備PN進行通話轉移回IMS設備MN程序 34
圖11、IMS設備對非IMS設備進行通話程序 35
圖12、Open IMS Core簡要架構圖 41
圖13、Web UI - FHoSS 42
圖14、Caller-CN 用戶端操作介面 43
圖15、Caller-MN 用戶端操作介面 44
圖16、OpenSIPS之實際運行狀況 45
圖17、Callee-PN 用戶端操作介面 46
圖18、Gateway 用戶端操作介面 47
圖19、實驗環境(一) 52
圖20、實驗環境(一)之IMS會談轉移 53
圖21、實驗環境(一)之非IMS會談轉移 55
圖22、實驗環境(二) 57
圖23、情境A之下的耖時實測 60
圖24、RTP Streams-1-1 61
圖25、I/O Graphs-1-1 61
圖26、RTP Streams-1-2 62
圖27、I/O Graphs-1-2 63
圖28、RTP Streams-1-3 64
圖29、I/O Graphs-1-3 64
圖30、情境A與情境B會談建立時間比較 65
圖31、RTP Streams-2-1(有線) 66
圖32、I/O Graphs-2-1(有線) 66
圖33、RTP Streams-2-2(無線) 67
圖34、I/O Graphs-2-2(無線) 67
圖35、會談建立時間比較 70
圖36、會談建立之QoS比較 70
圖37、會談轉移時間比較 72
圖38、會談轉移之QoS比較 72
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