【資料名稱】：The 3G IP Multimedia Subsystem

【資料作者】：Gonzalo Camarillo&Miguel A. Garc´ıa-Mart

【資料日期】：2006

【資料語言】：英文

【資料格式】：PDF

【資料目錄和簡介】：

Copyright
c 2006 John Wiley & Sons Ltd, The Atrium, Southern Gate, Chichester,
West Sussex PO19 8SQ, England
Telephone (+44) 1243 779777
Email (for orders and customer service enquiries): [email=cs-books@wiley.co.uk]cs-books@wiley.co.uk[/email]
Visit our Home Page on www.wiley.com
All Rights Reserved. No part of this publication may be reproduced, stored in a retrieval system or
transmitted in any form or by any means, electronic, mechanical, photocopying, recording, scanning or
otherwise, except under the terms of the Copyright, Designs and Patents Act 1988 or under the terms of a
licence issued by the Copyright Licensing Agency Ltd, 90 Tottenham Court Road, London W1T 4LP,
UK, without the permission in writing of the Publisher. Requests to the Publisher should be addressed to
the Permissions Department, John Wiley & Sons Ltd, The Atrium, Southern Gate, Chichester, West
Sussex PO19 8SQ, England, or emailed to permreq@wiley.co.uk, or faxed to (+44) 1243 770620.
Designations used by companies to distinguish their products are often claimed as trademarks. All brand
names and product names used in this book are trade names, service marks, trademarks or registered
trademarks of their respective owners. The Publisher is not associated with any product or vendor
mentioned in this book. This publication is designed to provide accurate and authoritative information in
regard to the subject matter covered. It is sold on the understanding that the Publisher is not engaged in
rendering professional services. If professional advice or other expert assistance is required, the services
of a competent professional should be sought.
Other Wiley Editorial Offices
John Wiley & Sons Inc., 111 River Street, Hoboken, NJ 07030, USA
Jossey-Bass, 989 Market Street, San Francisco, CA 94103-1741, USA
Wiley-VCH Verlag GmbH, Boschstr. 12, D-69469 Weinheim, Germany
John Wiley & Sons Australia Ltd, 42 McDougall Street, Milton, Queensland 4064, Australia
John Wiley & Sons (Asia) Pte Ltd, 2 Clementi Loop #02-01, Jin Xing Distripark, Singapore 129809
John Wiley & Sons Canada Ltd, 22 Worcester Road, Etobicoke, Ontario, Canada M9W 1L1
Wiley also publishes its books in a variety of electronic formats. Some content that appears in print may
not be available in electronic books.
Library of Congress Cataloging-in-Publication Data
Camarillo, Gonzalo.
The 3G IP multimedia subsystem (IMS) : merging the Internet and the cellular worlds / Gonzalo
Camarillo, Miguel A. Garc´ıa-Mart´ın.–2nd ed.
p. cm.
Includes bibliographical references and index.
ISBN-13: 978-0-470-01818-7 (cloth : alk. paper)
ISBN-10: 0-470-01818-6 (cloth : alk. paper)
1. Wireless communication systems. 2. Mobile communication systems. 3. Multimedia
communications. I. Garc´ıa-Mart´ın, Miguel A. II. Title.
TK5103.2.C35 2006
621.384–dc22 2005026863
British Library Cataloguing in Publication Data
A catalogue record for this book is available from the British Library
ISBN-13 978-0-470-01818-7 (HB)
ISBN-10 0-470-01818-6 (HB)
Typeset by Sunrise Setting Ltd, Torquay, Devon, UK.
Printed and bound in Great Britain by Antony Rowe Ltd, Chipenham, Wiltshire.
This book is printed on acid-free paper responsibly manufactured from sustainable forestry in which at
least two trees are planted for each one used for paper production.


Contents
Foreword by Stephen Hayes xvii
Foreword by Allison Mankin and Jon Peterson xix
About the Authors xxi
Preface to the Second Edition xxiii
Preface to the First Edition xxv
Acknowledgements xxvii
Part I Introduction to the IMS 1
1 IMS Vision: Where Do We Want to Go? 5
1.1 The Internet . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
1.2 TheCellularWorld . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
1.3 Whydowe needthe IMS? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
1.4 RelationbetweenIMSandnon-IMSServices . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
2 The History of the IMS Standardization 9
2.1 RelationsbetweenIMS-relatedStandardizationBodies . . . . . . . . . . . . 9
2.2 InternetEngineeringTaskForce . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
2.2.1 Structureof the IETF . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
2.2.2 WorkingGroupOperations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
2.2.3 TypesofRFCs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
2.3 ThirdGenerationPartnershipProject . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
2.3.1 3GPPStructure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
2.3.2 3GPPDeliverables . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
2.4 ThirdGenerationPartnershipProject2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
2.4.1 3GPP2Structure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
2.4.2 3GPP2Deliverables . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
2.5 IETF-3GPP/3GPP2Collaboration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
2.5.1 InternetArea . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
2.5.2 OperationsandManagementArea . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
2.5.3 TransportArea . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
viii CONTENTS
2.6 Open Mobile Alliance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
2.6.1 OMAReleases andSpecifications . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
2.6.2 RelationshipbetweenOMAand3GPP/3GPP2 . . . . . . . . . . . 21
2.6.3 RelationshipbetweenOMAandthe IETF . . . . . . . . . . . . . . 22
3 General Principles of the IMS Architecture 23
3.1 FromCircuit-switchedtoPacket-switched. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
3.1.1 GSMCircuit-switched . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
3.1.2 GSMPacket-switched . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
3.2 IMSRequirements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
3.2.1 IP Multimedia Sessions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
3.2.2 QoS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
3.2.3 Interworking . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
3.2.4 Roaming . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
3.2.5 ServiceControl . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
3.2.6 RapidServiceCreation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
3.2.7 Multiple Access . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
3.3 OverviewofProtocolsusedinthe IMS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
3.3.1 SessionControlProtocol . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
3.3.2 TheAAAProtocol . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
3.3.3 OtherProtocols . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
3.4 Overviewof IMSArchitecture . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
3.4.1 TheDatabases: theHSSandtheSLF . . . . . . . . . . . . . . . . 30
3.4.2 TheCSCF . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
3.4.3 TheAS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
3.4.4 TheMRF . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
3.4.5 TheBGCF . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
3.4.6 The IMS-ALGandtheTrGW . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
3.4.7 ThePSTN/CSGateway . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
3.4.8 Home andVisitedNetworks . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
3.5 Identificationinthe IMS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
3.5.1 Public User Identities . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
3.5.2 Private User Identities . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
3.5.3 The Relation between Public and Private User Identities . . . . . . 41
3.5.4 Public Service Identities . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
3.6 SIM,USIM, andISIMin 3GPP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
3.6.1 SIM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
3.6.2 USIM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
3.6.3 ISIM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45
Part II The Signaling Plane in the IMS 47
4 Session Control on the Internet 51
4.1 SIP Functionality . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51
4.1.1 SessionDescriptionsandSDP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51
4.1.2 TheOffer/AnswerModel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52
4.1.3 SIPandSIPSURIs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53
4.1.4 UserLocation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54
CONTENTS ix
4.2 SIP Entities . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
4.2.1 ForkingProxies . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57
4.2.2 RedirectServers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58
4.3 MessageFormat . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59
4.4 The Start Line in SIP Responses: the Status Line . . . . . . . . . . . . . . . 59
4.5 TheStartLine inSIPRequests: theRequestLine . . . . . . . . . . . . . . . 60
4.6 HeaderFields . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60
4.7 MessageBody . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62
4.8 SIPTransactions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63
4.9 MessageFlowforSessionEstablishment . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64
4.10 SIPDialogs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67
4.10.1 Record-Route, Route, and ContactHeaderFields . . . . . . . . 70
4.11 ExtendingSIP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70
4.11.1 New Methods . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72
4.12 Caller Preferences and User Agent Capabilities . . . . . . . . . . . . . . . . 72
4.13 Reliability of Provisional Responses . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73
4.14 Preconditions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76
4.15 EventNotification . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77
4.15.1 HighNotificationRates . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79
4.16 SignalingCompression . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80
4.16.1 SigCompExtendedOperations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81
4.16.2 StaticSIP/SDPDictionary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82
4.17 Content Indirection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82
4.18 TheREFERMethod . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85
5 Session Control in the IMS 87
5.1 Prerequisites forOperationinthe IMS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88
5.2 IPv4andIPv6inthe IMS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89
5.3 IP Connectivity Access Network . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90
5.4 P-CSCFDiscovery . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91
5.5 IMS-levelRegistration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93
5.5.1 IMSRegistrationwith anISIM. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93
5.5.2 IMSRegistrationwith aUSIM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101
5.6 Subscription to the regEventState . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106
5.7 BasicSessionSetup . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109
5.7.1 The IMSTerminalSends anINVITERequest . . . . . . . . . . . . 113
5.7.2 TheOriginatingP-CSCFProcesses the INVITERequest . . . . . . 120
5.7.3 TheOriginatingS-CSCFProcesses the INVITERequest . . . . . . 121
5.7.4 TheTerminatingI-CSCFProcesses the INVITERequest . . . . . . 125
5.7.5 TheTerminatingS-CSCFProcesses the INVITERequest . . . . . . 126
5.7.6 TheTerminatingP-CSCFProcesses the INVITERequest . . . . . . 129
5.7.7 TheCallee’sTerminalProcesses the INVITERequest . . . . . . . . 129
5.7.8 Processing the 183 Response . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 133
5.7.9 The Caller’s IMS Terminal Processes the 183 Response . . . . . . . 133
5.7.10 TheCallee’s IMSTerminalProcesses thePRACKrequest . . . . . 134
5.7.11 AlertingtheCallee . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 137
x CONTENTS
5.8 ApplicationServers: ProvidingServices toUsers . . . . . . . . . . . . . . . 142
5.8.1 Generalities about Application Servers . . . . . . . . . . . . . . . . 142
5.8.2 TypesofApplicationServers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 143
5.8.3 The Session Setup Model through Application Servers . . . . . . . 147
5.8.4 Filter Criteria . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 155
5.8.5 AnExampleofServiceExecution . . . . . . . . . . . . . . . . . . 159
5.9 Interworking . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 162
5.9.1 SIP–PSTNInterworking . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 162
5.9.2 InterworkingwithNon-IMSSIP-basedNetworks . . . . . . . . . . 165
5.10 EmergencySessions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 169
6 AAA on the Internet 171
6.1 Authentication,Authorization,andAccounting . . . . . . . . . . . . . . . . 171
6.2 AAAFrameworkonthe Internet . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 171
6.3 TheDiameterProtocol . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 173
6.3.1 DiameterSessions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 174
6.3.2 TheFormatof aDiameterMessage . . . . . . . . . . . . . . . . . 175
6.3.3 AttributeValuePairs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 176
6.3.4 The AAA and AAAS URIs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 177
6.3.5 DiameterBaseProtocolCommands . . . . . . . . . . . . . . . . . 178
6.3.6 DiameterBaseProtocolAVPs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 180
7 AAA in the IMS 183
7.1 AuthenticationandAuthorizationin the IMS . . . . . . . . . . . . . . . . . 183
7.2 The Cx and Dx Interfaces . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 183
7.2.1 Command Codes Defined in the Diameter Application for the Cx
Interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 185
7.2.2 AVPs Defined in the Diameter Application for the Cx Interface . . . 188
7.2.3 TheUserProfile . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 192
7.3 The Sh Interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 194
7.3.1 Command Codes Defined in the Diameter Application for the Sh
Interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 195
7.3.2 AVPs Defined in the Diameter Application for the Sh Interface . . . 197
7.4 Accounting . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 198
7.5 ChargingArchitecture . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 198
7.6 OfflineCharging . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 200
7.6.1 IMSTerminal inaVisitedNetwork . . . . . . . . . . . . . . . . . 200
7.6.2 IMSTerminal initsHomeNetwork . . . . . . . . . . . . . . . . . 202
7.6.3 The Rf Interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 205
7.7 OnlineCharging . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 206
7.7.1 S-CSCF . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 206
7.7.2 ApplicationServers andtheMRFC . . . . . . . . . . . . . . . . . 207
CONTENTS xi
8 Security on the Internet 213
8.1 HTTPDigest . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 213
8.1.1 SecurityPropertiesofDigest . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 215
8.2 Certificates . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 216
8.3 TLS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 216
8.3.1 SIPUsage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 217
8.4 S/MIME . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 218
8.4.1 Self-signedCertificates . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 220
8.5 Authenticated Identity Body . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 221
8.6 IPsec . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 224
8.6.1 ESPandAH . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 224
8.6.2 Tunnel and TransportModes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 226
8.6.3 InternetKeyExchange . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 226
8.7 Privacy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 227
8.8 EncryptingMediaStreams . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 228
8.8.1 MIKEY . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 228
9 Security in the IMS 231
9.1 Access Security . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 231
9.1.1 AuthenticationandAuthorization . . . . . . . . . . . . . . . . . . 231
9.1.2 AuthenticationandAuthorizationwithISIM . . . . . . . . . . . . 232
9.1.3 AuthenticationandAuthorizationwithUSIM . . . . . . . . . . . . 234
9.1.4 SecurityAssociationEstablishment . . . . . . . . . . . . . . . . . 235
9.2 NetworkSecurity . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 237
10 Policy on the Internet 239
10.1 TheCOPSProtocol . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 239
10.2 TheOutsourcingModel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 241
10.3 TheConfigurationModel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 242
11 Policy in the IMS 245
11.1 SIPProcedures . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 245
11.2 MediaAuthorization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 246
11.2.1 ThePolicyDecisionFunction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 247
11.2.2 MediaAuthorizationToken . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 247
11.3 Proxy Access to SDP Bodies . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 250
11.4 Initialization Procedure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 250
12 Quality of Service on the Internet 251
12.1 IntegratedServices . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 251
12.1.1 RSVP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 251
12.1.2 State intheNetwork . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 253
12.2 DifferentiatedServices . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 253
xii CONTENTS
13 Quality of Service in the IMS 255
13.1 InstructionstoPerformResourceReservations . . . . . . . . . . . . . . . . 255
13.1.1 ProxyModifyingBodies . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 257
13.2 ReservationsbytheTerminals . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 257
13.3 NetworkAuthorization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 259
13.4 QoSintheNetwork . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 259
Part III The Media Plane in the IMS 261
14 Media Encoding 265
14.1 Speech Encoding . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 265
14.1.1 Pulse Code Modulation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 266
14.1.2 LinearPrediction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 267
14.1.3 GSM-FR . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 268
14.1.4 AMR . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 269
14.1.5 AMR-WB . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 272
14.1.6 SMV . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 272
14.2 VideoEncoding . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 277
14.2.1 CommonVideoCodecs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 278
14.2.2 H.263 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 279
14.2.3 ImageEncoding . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 279
14.2.4 TemporalCorrelation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 279
14.2.5 SpatialCorrelation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 280
14.3 TextEncoding . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 280
14.4 MandatoryCodecs inthe IMS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 281
15 Media Transport 283
15.1 ReliableMediaTransport . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 283
15.2 UnreliableMediaTransport . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 284
15.2.1 DCCP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 284
15.2.2 RTP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 285
15.2.3 RTCP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 287
15.2.4 SRTP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 288
15.3 MediaTransport inthe IMS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 288
Part IV Building Services with the IMS 291
16 The Presence Service on the Internet 295
16.1 Overviewof thePresenceService . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 295
16.1.1 The presURI . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 296
16.2 ThePresenceLifeCycle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 297
16.3 PresenceInformationDataFormat . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 298
16.3.1 Contentsof thePIDF . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 299
16.4 ThePresenceDataModel forSIP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 299
16.5 MappingtheSIPPresenceDataModel tothePIDF . . . . . . . . . . . . . . 301
CONTENTS xiii
16.6 RichPresence InformationDataFormat . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 303
16.6.1 Contentsof theRPID . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 303
16.7 CIPID. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 304
16.8 TimedPresenceExtensiontothePIDF . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 306
16.9 Presence Capabilities . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 307
16.9.1 Service Capabilities . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 308
16.9.2 Device Capabilities . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 309
16.9.3 An Example of the Presence Capabilities Document . . . . . . . . 309
16.10 PresencePublication . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 311
16.11 PresenceSubscriptionandNotification . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 312
16.12Watcher Information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 312
16.13 URI-listServices andResourceLists . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 314
16.14 XML Configuration Access Protocol . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 317
16.14.1 XCAPApplicationUsage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 318
16.15 PresenceOptimizations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 319
16.15.1 PartialNotificationofPresence Information . . . . . . . . . . . . . 319
16.15.2 Event Notification Filtering . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 320
17 The Presence Service in the IMS 323
17.1 The Foundation of Services . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 323
17.2 PresenceArchitecturein the IMS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 323
17.3 WatcherSubscription . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 325
17.4 SubscriptiontoWatcher Information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 326
17.5 PresencePublication . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 326
17.6 PresenceOptimizations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 327
17.7 The Ut Interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 328
18 Instant Messaging on the Internet 329
18.1 The imURI . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 329
18.2 Modesof InstantMessages . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 330
18.3 Pager-modeInstantMessaging . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 330
18.3.1 Congestion Control with MESSAGE . . . . . . . . . . . . . . . . . 330
18.4 Session-basedInstantMessaging . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 331
18.4.1 TheMSRPandMSRPSURLs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 332
18.4.2 MSRPOverview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 332
18.4.3 Extensions toSDPdue toMSRP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 333
18.4.4 MSRP Core Functionality . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 336
18.4.5 Status andReports . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 337
18.4.6 MSRPRelays . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 340
19 The Instant Messaging Service in the IMS 345
19.1 Pager-modeInstantMessaginginthe IMS. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 345
19.2 Session-basedInstantMessagingin the IMS . . . . . . . . . . . . . . . . . 346
xiv CONTENTS
20 Push-to-Talk over Cellular 351
20.1 PoCStandardization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 351
20.2 IETFWorkRelevant toPoC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 352
20.2.1 URI-listServices . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 352
20.2.2 EventPackageforPoCSettings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 355
20.2.3 SIPHeaderFields . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 357
20.3 Architecture . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 357
20.4 Registration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 359
20.5 PoCServerRoles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 359
20.6 PoCSessionTypes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 360
20.6.1 One-to-onePoCSessions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 361
20.6.2 Ad-hocPoCGroup . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 362
20.6.3 Pre-arrangedPoCGroup . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 363
20.6.4 ChatPoCGroup . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 363
20.7 AddingUsers to aPoCSession . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 365
20.8 GroupAdvertisements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 366
20.9 SessionEstablishmentTypes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 366
20.10 AnswerModes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 367
20.11 Right-to-speakIndicationTypes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 369
20.12 Participant Information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 370
20.13 BarringandInstantPersonalAlerts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 370
20.14 TheUserPlane . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 371
20.14.1 MediaEncoding . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 371
20.14.2 TalkBurstControlProtocol . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 371
20.15 SimultaneousPoCSessions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 375
21 Next Generation Networks 377
21.1 NGNOverview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 377
21.2 TheCore IMSinNGN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 379
21.2.1 New SIP Functionality . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 382
21.2.2 Unneeded Functionality . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 382
21.3 PSTN/ISDNSimulationServices . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 383
21.3.1 Communication Diversion (CDIV) and Communication Forwarding 383
21.3.2 Conference(CONF) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 383
21.3.3 Message Waiting Indication (MWI) . . . . . . . . . . . . . . . . . 385
21.3.4 Originating Identification Presentation/Restriction (OIP, OIR) . . . 385
21.3.5 Terminating Identification Presentation/Restriction (TIP, TIR) . . . 385
21.3.6 CommunicationWaiting (CW) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 386
21.3.7 CommunicationHold(HOLD) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 386
21.3.8 AnonymousCommunication Rejection (ACR) and Communication
Barring(CB) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 386
21.3.9 AdviceofCharge(AoC) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 386
21.3.10 Completion of Communications to Busy Subscriber (CCBS) and
CompletionofCommunicationsonNoReply(CCNR) . . . . . . . 387
21.3.11 MaliciousCommunicationIdentification(MCID) . . . . . . . . . . 387
21.3.12 ExplicitCommunicationTransfer (ECT) . . . . . . . . . . . . . . . 387
21.3.13 UserSettings inPSTN/ISDNSimulationServices . . . . . . . . . . 388
CONTENTS xv
Appendix A The 3GPP2 IMS 389
A.1 An Introduction to 3GPP2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 389
A.2 The Multimedia Domain (MMD) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 389
A.3 Architectureof the 3GPP2IMS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 390
Appendix B List of IMS-related Specifications 393
B.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 393
B.2 3GPPSpecifications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 393
B.3 3GPP2Specifications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 394
B.4 ETSINGNSpecifications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 394
References 401
Index 419