由于IMS是在PS域的基础上架构的，如果网络是基于IP的，呼叫控制的实现主要是通过CSCF、HSS来实现，但考虑到现存的各种CS域网元，便通过一些互通实体BGCF、MGCF、MGW、SGW等来实现与PSTN/CS域的通信，而为了实现多方通信，便增加了MRF媒体资源功能。
1. IMS呼叫控制功能
（1）CSCF（Call Session Control Function，呼叫会话控制功能）IMS中最重要的功能实体是呼叫会话控制功能（CSCF），负责对用户多媒体会话进行处理，其功能包括多媒体会话控制、地址翻译以及对业务协商进行服务转换等。CSCF在IMS中实现了多媒体呼叫中主要的软交换控制功能，可以看作IETF架构中的SIP Server，用于完成呼叫网关功能、呼叫业务触发功能和路由选择功能，根据各自不同的功能分为以下三种：
①P-CSCF（Proxy-CSCF）
此单元是接入网到IMS的最先连接点，位于访问域中。从SIP观点看，P-CSCF是作为一个出界、入界的SIP代理服务器。P-CSCF从接入网中收到UA（User Agent）发来的SIP注册和会话建立消息，转发到归属域中的I-CSCF，再发至相应的S-CSCF，反之也是。P-CSCF不会对SIP的INVITE消息中请求的URL进行修改，仅将收到的请求消息进行转发。其内部的策略判决功能（PDF）模块对多媒体业务的QoS要求进行策略判决。
主要功能：
◆ 把UE发来的SIP注册请求转发给I-CSCF，该I-CSCF由UE提供的域名决定；
◆ 把UE发来的SIP消息转发给S-CSCF，该S-CSCF由P-CSCF在UE发起注册流程时得到。
②I-CSCF（Interrogating-CSCF）
此单元位于归属域中，是从访问域到归属域的入口点，也是IMS与其他PLMN的主要连接点，能屏蔽用户信息和网络拓扑，是可选节点。可将I-CSCF看作SIP Proxy，用来给每个呼叫灵活选择相应的S-CSCF，向HSS请求，查找HSS中的用户属性来确定是由哪个（些）S-CSCF来为该用户服务；另外若有多个S-CSCF来完成负载分担，I-CSCF就是用来完成这些S-CSCF的分配，可能基于轮询或者其他机制。主要功能：
◆ 注册功能：为用户指定一个S-CSCF来执行SIP注册。
◆ 对消息流的处理功能：从HSS中获取S-CSCF的地址，转发SIP请求；将其他网络传来的SIP请求路由到S-CSCF。
③S-CSCF（Serving-CSCF）
与I-CSCF一起位于归属域中，是整个IMS的控制核心、IMS会话管理的执行节点，控制呼叫和业务的相关状态，与SCP中的应用服务器互通。
可看作是SIP Registrar 和SIP Proxy，用来接受用户注册，进行URI分析和重定向路由、触发应用服务器以及完成呼叫的控制和接续。维持了用户位置和用户SIP地址的绑定，S-CSCF包含有网络运营上所需的状态信息，以协助进行IMS网络的注册、会话控制和业务支持。
主要功能：
◆ 注册功能：作为一个注册机，接收注册请求后，通过HSS使注册请求生效。
◆ 对消息流的处理：对已注册的会话终端进行会话控制，可作为Proxy-Server，接收请求后，进行内部的处理或转发，也可作为UA，中断或发起SIP事务。
◆ 与业务平台进行交互，提供多媒体业务。
呼叫控制流程：
◆ 当代表主叫终端时，从数据库中取出为被叫用户提供服务的I-CSCF地址，判断若在另一网络，把SIP请求转发给该网络的I-CSCF；若呼叫要路由到PSTN电路域，则转发给BGCF。
◆ 当代表被叫终端时，若用户在归属网中，把SIP请求转发到P-CSCF；若用户在访问域中，就将SIP请求发给I-CSCF；当呼叫要路由到PSTN/CS域，就将SIP呼叫转给BGCF。
④基于SIP的各单元接口
IMS中呼叫控制的具体接口如图2所示，其中各CSCF间接口为Mw，CSCF与其他网络接口为Mm，CSCF与MGCF接口为Mg。各接口采用的协议均是基于对话的SIP。
（2）HSS（Home Subscriber Server，归属签约用户服务器）HSS是集中的用户数据库系统，存放着用户的认证信息、用户的业务信息、用户的漫游信息等等。HSS也用来记录用户的原始计费数据，并提供给分拣系统出账单。HSS是由归属位置寄存器（HLR）和鉴权中心（AUC）演进而来，保存了用户文件和现在正由哪个核心网络对这个用户服务的有关信息。它也支持用户认证和授权功能（AAA）。HSS使用的Cx接口是惟一一个不基于IETF的协议，而是基于IP的（类似于DNS）。
网络可能配有多个HSS，这时需要配置SLF（Subscriber Location Function，签约用户位置功能），SLF是一个简单的数据库，将用户地址映射到HSS，以用户地址作为SLF的输入，请求获得包含了该用户配置信息的HSS作为输出。HSS和SLF都执行Diameter协议，作为认证和鉴权的应用。
（3）基于IP的网络单元间的通信流程
如果所处的环境是所有会话均在支持IP的终端上进行的，那么仅需要CSCF和HSS就够了，其通信流程如图3所示。
2. IMS与现存网络互通节点
实际上所处的环境中，并非所有会话均在支持IP的终端上进行，还有很长的与现存PSTN和移动网络的过渡时期，所以IMS提供了与现存网络互通的节点，主要有：
（1）MGCF（Media Gateway Control Function，媒体网关控制功能）
控制一个或多个IM-MGW中媒体信道的连接，管理PSTN承载和IP流间的连接，从CSCF那里收到SIP消息，确定IM-MGW要建立什么内容，并创建适当的ISUP消息，送到T-SGW。
MGCF根据被叫号码和来话情况选择CSCF，并完成PSTN与IMS之间的呼叫控制协议转换。主要是将IP消息转换成ISUP或Megaco消息。
（2）BGCF（Breakout Gateway Call Function，出口网关控制功能）
BGCF主要实现呼叫路由功能，用来选择与PSTN/CS域切入点相连的网络，收到S-CSCF请求，为呼叫选择适当的PSTN接口点。
①若发现该接口点与自己在同一网络，则选一个MGCF，由MGCF来负责与PSTN交互。
②若发现接口点在另一网络时，BGCF会把会话信令转发给另一网络相应的BGCF。
（3）IM-MGW（IP Multimedia-MGW，IP多媒体媒体网关控制器）在MGCF控制下完成资源控制，通过回波消除器和码转换器，实现媒体转换和帧协议转换功能，将媒体从一个形式转换到另一个形式，UMTS中一般是PSTN的PCM和基于IP的编解码格式。
（4）T-SGW（Signal Gateway，信令网关）
完成传输层的信令转换，不对应用层消息解释，仅对底层的SCTP进行解释，保证信令正确路由。IMS中多数通信都是基于IP的，仅在与PSTN和现存的移动网互通的信令路径上不是，PSTN目前只能理解SS7，T-SGW就是将SS7向IP转换（即SCTP/IP和SS7 MTP间），如果将来MGCF能支持SS7，就不再需要SGW了。
（5）互通时的通信流程
移动终端发送一个请求消息，来建立一个业务，从SGSN到GGSN，该请求被发送给S-CSCF（经P-CSCF和I-CSCF），由S-CSCF来确定如何建立通信链路。
①与PSTN互通
若S-CSCF判定呼叫要传往PSTN，则将INVITE消息转发给网内的BGCF，BGCF依据Local Policy来选择互通发生的网络，若判断互通发生在同一网络内，BGCF会选择MGCF来执行互通，若不在同一网络内，传给该网中的BGCF，由MGCF来控制MGW转换媒体，并执行互通。流程图如图4所示。
②与承载互通
IMS上的语音承载需与其他网络互通，由MGW来支持，该MGW需能支持双方的编解码转换。与CS网（PSTN、ISDN、PLMN的CS域）互通，是支持AMR到G.711实现的。
3. IMS多方会话功能单元
如果遇到多方会话时，加入了MRF模块。MRF分为MRFC（Media Resource Function - Controller Part，多媒体资源功能控制部分）和MRFP（Media Resource Function - Process Part，多媒体资源功能处理部分），分别完成媒体流的控制和承载功能，根据S-CSCF和/或应用服务器的调用，MRFC通过H.248和RTSP协议控制MRFP完成相应的媒体流编解码、转换、混合和播放。
（1）MRFC（Media Resource Function Controller Part）控制MRFP中的媒体流资源，翻译来自应用服务器和S-CSCF的信息。
（2）MRFP（Media Resource Function Process Part）控制Mb接口点的承载，处理多媒体流（如语音编码的转换、媒体流分析等），在多方会议时，混合输入的媒体流。
