seamless handover in het ip multimedia handover in het ip multimedia subsystem door jan vermeulen...

Download Seamless Handover in het IP Multimedia Handover in het IP Multimedia Subsystem door Jan VERMEULEN Scriptie ingediend tot het behalen van de academische graad van burgerlijk ingenieur

Post on 19-Mar-2018

212 views

Category:

Documents

0 download

Embed Size (px)

TRANSCRIPT

  • Universiteit Gent

    Faculteit Toegepaste Wetenschappen

    Vakgroep Informatietechnologie

    Voorzitter: Prof. Dr. Ir. P. Lagasse

    Seamless Handover in het IP Multimedia Subsystem

    door

    Jan VERMEULEN

    Promotor: Prof. Dr. Ir. I. MOERMAN

    Scriptiebegeleiders: Ir. T. VAN LEEUWEN, Ir. M. STEENHUYSE

    Scriptie ingediend tot het behalen van de academische graad van burgerlijk ingenieur in de

    computerwetenschappen

    Academiejaar 2006-2007

  • Universiteit Gent

    Faculteit Toegepaste Wetenschappen

    Vakgroep Informatietechnologie

    Voorzitter: Prof. Dr. Ir. P. Lagasse

    Seamless Handover in het IP Multimedia Subsystem

    door

    Jan VERMEULEN

    Promotor: Prof. Dr. Ir. I. MOERMAN

    Scriptiebegeleiders: Ir. T. VAN LEEUWEN, Ir. M. STEENHUYSE

    Scriptie ingediend tot het behalen van de academische graad van burgerlijk ingenieur in de

    computerwetenschappen

    Academiejaar 2006-2007

  • Voorwoord Vooreerst wil ik enkele mensen bedanken die mij het afgelopen jaar een handje (of zelf een grote

    hand) hebben toegestoken.

    Eerst en vooral wil ik mijn begeleiders Tom en Maarten bedanken voor de hulp en begeleiding die ze

    me gedurende het ganse jaar hebben gegeven. Door omstandigheden kwam ik voor meer problemen

    te staan dan ik me had kunnen voorstellen en steeds stonden zij daar om me uit de nood te helpen.

    Naast mijn begeleiders wil ik ook prof. Ingrid Moerman bedanken voor de kritische blik die ze tijdens

    de permanente evaluaties op mijn eindwerk wierp en de raad die ze bood wanneer het wat

    moeilijker ging.

    Bart De Smet wil ik ook speciaal bedanken voor de avonden die hij heeft vrijgemaakt om me wegwijs

    te maken in de wereld van C++.

    Graag wil ik ook Arne Bracke bedanken die mij gedurende het ganse jaar in raad en daad bijstond en

    voor de nodige ontspanning zorgde.

    Het schrijven van een thesisboek gaat uiteraard gepaard met herhaaldelijk nalezen ervan. Hiervoor

    kon ik rekenen op Tom Van Leeuwen, Maarten Steenhuyse, Andr Vermeulen, Bieke Carpentier en

    Arne Bracke.

    Tenslotte wil ik nog graag mijn ouders en familie bedanken voor de steun die ze mij gedurende mijn

    hele studiecarrire hebben gegeven.

    Toelating tot bruikleen

    De auteur geeft de toelating deze scriptie voor consultatie beschikbaar te stellen en delen van de

    scriptie te kopiren voor persoonlijk gebruik.

    Elk ander gebruik valt onder de beperkingen van het auteursrecht, in het bijzonder met betrekking

    tot de verplichting de bron uitdrukkelijk te vermelden bij het aanhalen van resultaten uit deze

    scriptie.

    Jan Vermeulen, mei 2007

  • Seamless Handover in het IP Multimedia Subsystem

    door

    Jan VERMEULEN

    Scriptie ingediend tot het behalen van de academische graad van burgerlijk ingenieur in de

    computerwetenschappen

    Academiejaar 2006-2007

    Promotor: Prof. Dr. Ir. I. MOERMAN

    Scriptiebegeleiders: Ir. T. VAN LEEUWEN, Ir. M. STEENHUYSE

    Faculteit Toegepaste Wetenschappen

    Universiteit Gent

    Vakgroep Informatietechnologie

    Voorzitter: Prof. Dr. Ir. P. Lagasse

    Samenvatting

    Momenteel hebben mobiele toestellen steeds meer communicatiemogelijkheden. Ze zijn niet meer

    beperkt tot het voeren van een telefoongesprek via de klassieke manier: nieuwe technologien

    openen de deur naar een goedkopere manier van telefoneren: Voice over IP.

    Voor Voice over IP hebben we toegang tot het internet nodig. Het IP Multimedia Subsystem zorgt

    ervoor dat we op 2 verschillende manieren het internet kunnen bereiken: 1. Via een draadloos

    thuisnetwerk of 2. Via het (in het ideale geval) overal bereikbare mobiele datanetwerk.

    Wanneer we het klassieke telefoonnetwerk willen vervangen door het internet en de Voice over IP

    technologie, moeten we aan enkele vereisten voldoen. Ten eerste moet de kost van een

    telefoongesprek met Voice over IP goedkoper zijn dan een telefoongesprek over de klassieke

    telefoonlijnen. Bovendien moet een gebruiker altijd en overal een gesprek kunnen opzetten. De

    toegang tot het mobiele datanetwerk is momenteel nog te duur om over een goedkopere oplossing

    voor telefonie te kunnen spreken. Om deze kosten drastisch te verlagen zullen we zo vaak mogelijk

    gebruik maken van het draadloze thuisnetwerk om toegang tot het internet te zoeken. Wanneer we

    een gesprek voeren zullen we vaak moeten afwisselen tussen deze twee toegangswijzen: we starten

    ons telefoongesprek op het moment dat we in de auto zitten en komen thuis voor het gesprek

    afgelopen is. Bij het afwisselen mogen we geen verlies van kwaliteit ondervinden zodat het voor de

    gebruiker lijkt alsof hij een constante verbinding met het internet heeft.

    In deze scriptie stellen we een manier voor om deze naadloze overgang te realiseren en de

    implementatie hiervan op client- en serverzijde.

    Trefwoorden: Voice over IP, SIP, IMS, Handover

  • Lijst van afkortingen 3GPP Third Generation Partnership Project AS Application Server B2BUA Back To Back User Agent BGCF Breakout Gateway Control Function CAMEL Customized Applications for Mobile network Enhanced Logic CC CSRC count Codec Coder/decoder CSCF Call/Session Control Function CSRC Contributing SouRCe EDGE Enhanced Data Rates for GSM Evolution ETSI European Telecommunications Standards Institute FEC Forward Error Control GM GnomeMeeting GPRS General Packet Radio Service GSM Global System for Mobile communications HSS Home Subscriber System HTTP HyperText Transfer Protocol I-CSCF Interrogating-CSCF IMS IP Multimedia Subsystem IM-SSF IP Multimedia Service Switching Function IP Internet Protocol ISDN Integrated Services Digital Network ISUP ISDN User Part ITU International Telecommunications Union LAN Local Area Network MGCF Media Gateway Controller Function MGW Media Gateway MMS Multimedia Messaging Service MOS Mean Opinion Score MPEG Moving Pictures Experts Group MRF Media Resource Function MRFC Media Resource Function Controller MRFP Media Resource Function Processor MTP Message Transfer Part OSA Open Service Access OSA-SCS OSA-Service Capability Server PCM Pulse Code Modulation P-CSCF Proxy-CSCF PSTN Public Switched Telephone Network QoS Quality Of Service RFC Request For Comments RTP Real-Time Transport Protocol S-CSCF Serving-CSCF SDP Session Description Protocol SGW Signaling Gateway SIP Session Initiation Protocol SLF Subscriber Location Function SMS Short Message Service SMTP Simple Mail Transfer Protocol

  • SSRC Synchronization SouRCe TCP Transport Control Protocol ToS Type Of Service UDP User Datagram Protocol UMTS Universal Mobile Telephone System URI Uniform Resource Identifier URL Uniform Resource Locator URN Uniform Resource Name VoIP Voice over IP

  • Seamless Handover in the IP Multimedia Subsystem Jan Vermeulen

    Promotor: Ingrid Moerman

    Abstract The IP Multimedia Subsystem (IMS) is a

    network architecture which tries to combine the

    strengths of fixed and mobile networks. Combining

    these two networks leads to a new concept: seamless

    mobility. The Sesssion Initiation Protocol (SIP) already

    provides mobility support but the handover procedure

    of SIP suffers from unwanted delay and packet loss. In

    this article we present a seamless handover procedure

    for Voice over IP (VoIP) calls based on SIP. The

    seamless handover ensures that there will be no packet

    loss and it keeps delay jitter under control. Keywords VoIP, SIP, IMS, handover

    I. INTRODUCTION

    The IP Multimedia Subsystem (IMS) [1] is an architecture

    that merges mobile packet-switched networks and the fixed

    IP-networks of the internet into one packet-switched

    network. Providing the necessary support for end-to-end

    Quality of Service (QoS), the IMS allows us to access

    internet developed services, such as VoIP, using our

    interface to the 3G packet-switched network.

    VoIP uses the packet-switched network to exchange

    signalling and data information relative to the call.

    Nowadays more and more mobile phones support two

    ways to connect to packet-switched networks: GPRS [2]

    and Wifi. Combining these two access resources with the

    IMS could mean a breakthrough for the use of VoIP on

    mobile phones.

    Using only the GPRS-interface provides the same mobility

    support as circuit-switched networks but leads to a much

    higher cost for making a call. Using the Wifi-interface, on

    the other hand, leads to a much lower cost than circuit

    switched networks. The problem is that, in using the Wifi-

    interface, its not always possible to make a VoIP call. It is

    only within the range of the wireless (home) network,

    limited to fifty meters, that we are able to connect to the

    internet.

    By using both access resources to the internet we can

    combine their strengthts. Within the range of our home-

    network, we use the Wifi-interface to reduce the cost of our

    calls. Elsewhere we use the GPRS-interface to provide

    mobility support.

    At this point we have our two access resources and a

    definition of when to use each access resource to connect

    to the internet. However, when we start a VoIP call outside

    the range of our home network (e.g. riding home from