KR20140118659A - Method and apparatus for controlling congestion in wireless communication system - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 무선 통신 시스템에 관한 것으로, 보다 구체적으로 무선 통신 시스템에서 혼잡 제어 방법 및 장치에 관한 것이다. The present invention relates to a wireless communication system, and more particularly, to a congestion control method and apparatus in a wireless communication system.
일반적으로 무선 통신 시스템은 사용자의 활동성을 보장하면서 음성 서비스를 제공하기 위해 개발되었다. 그러나 무선 통신 시스템은 점차로 음성 뿐 아니라 데이터 서비스까지 영역을 확장하고 있으며, 현재에는 고속의 데이터 서비스를 제공할 수 있는 정도까지 발전하였다. 그러나 현재 서비스가 제공되고 있는 무선 통신 시스템에서는 자원의 부족 현상 및 사용자들이 보다 고속의 서비스를 요구하므로, 보다 발전된 무선 통신 시스템이 요구되고 있다.Generally, a wireless communication system has been developed to provide voice service while ensuring user's activity. However, the wireless communication system is gradually expanding not only to voice but also data service, and now it has developed to such a degree that it can provide high-speed data service. However, in a wireless communication system in which a current service is provided, a lack of resources and a higher speed service are required by users, and thus a more advanced wireless communication system is required.
이러한 요구에 부응하여 차세대 무선 통신 시스템으로 개발 중인 중 하나의 시스템으로써 3GPP(The 3rd Generation Partnership Project)에서 LTE(Long Term Evolution)에 대한 규격 작업이 진행 중이다. LTE는 최대 100 Mbps정도의 전송 속도를 가지는 고속 패킷 기반 통신을 구현하는 기술이다. 이를 위해 여러 가지 방안이 논의되고 있는데, 예를 들어 네트워크의 구조를 간단히 해서 통신로 상에 위치하는 노드의 수를 줄이는 방안이나, 무선 프로토콜들을 최대한 무선 채널에 근접시키는 방안 등이 있다.In response to this demand, the standardization of Long Term Evolution (LTE) is underway in the 3rd Generation Partnership Project (3GPP) as one system under development as a next generation wireless communication system. LTE is a technology that implements high-speed packet-based communication with transfer rates of up to 100 Mbps. Various methods are discussed for this purpose. For example, there is a method of reducing the number of nodes located on a communication path by simplifying the structure of a network, and a method of approaching wireless protocols to a wireless channel as much as possible.
상기 무선 통신 시스템의 무선 액세스 노드(Radio Access Node, RAN)는 한정된 주파수 내에서 사용자와 데이터를 송 수신해야 한다. RAN 노드가 관할하는 셀 내에 사용자가 많아지거나, 사용자가 송수신하는 트래픽이 많아지게 되면 RAN에 혼잡 상황이 발생할 수 있어, 이러한 혼잡을 효과적으로 제어할 수 있는 방법에 대한 필요성이 대두된다. The radio access node (RAN) of the radio communication system must transmit and receive data with the user within a limited frequency. If there are more users in the cells of the RAN node, or if the traffic to be sent or received by the user increases, congestion may occur in the RAN, and there is a need for a method for effectively controlling such congestion.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 무선 통신 시스템에서 혼잡 상태를 효과적으로 제어하는 방법 및 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a method and apparatus for effectively controlling a congestion state in a wireless communication system.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 무선 통신 시스템에서 기지국의 혼잡 제어 방법은 상기 무선 통신 시스템의 코어 네트워크 노드로부터 혼잡 정보 마킹 적용 정보를 포함하는 메시지를 수신하는 단계, 사용자 단말로부터 패킷 수신 시, 상기 혼잡 정보 마킹 적용 정보에 기반하여 상기 패킷에 혼잡 상태 정보 마킹의 필요 여부를 판단하는 단계, 및 상기 판단에 따라 혼잡 상태 정보가 마킹된 데이터 패킷을 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to solve the above problems, a congestion control method of a base station in a wireless communication system of the present invention includes receiving a message including congestion information marking application information from a core network node of the wireless communication system, Determining whether the packet requires congestion state information marking based on the congestion information marking application information, and transmitting the marked data packet with the congestion state information according to the determination.
또한, 본 발명의 무선 통신 시스템에서 단말의 혼잡 관련 정보 전달 방법은 PDN 게이트웨이로부터 패킷 필터 정보를 수신하는 단계, 전송할 패킷 발생 시, 상기 패킷 필터에 기반하여 혼잡 정보 마킹의 필요 여부를 판단하는 단계, 및 상기 혼잡 정보 마킹 필요 시, 상기 전송할 패킷에 혼잡 정보 마킹 적용 정보를 포함시켜 기지국으로 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, in the wireless communication system of the present invention, a congestion related information transmission method of a terminal includes receiving packet filter information from a PDN gateway, determining whether congestion information marking is necessary based on the packet filter when generating a packet to be transmitted, And transmitting congestion information marking application information to the packet to be transmitted, when the congestion information marking is required, to the base station.
또한, 본 발명의 무선 통신 시스템에서 기지국의 혼잡 제어 방법은, 단말로부터 혼잡 정보 마킹 적용 정보를 포함하는 패킷을 수신하는 단계, 상기 패킷에서 헤더를 추출하여 혼잡 정보 마킹이 필요한지 여부를 판단하는 단계, 및 상기 혼잡 정보 마킹이 필요하고 상기 기지국이 혼잡 상태인 경우, 혼잡 상태 정보가 마킹된 패킷을 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.A method for congestion control of a base station in a wireless communication system of the present invention includes receiving a packet including congestion information marking application information from a terminal, extracting a header from the packet to determine whether congestion information marking is required, And transmitting the marked packet with the congestion information if the congestion information marking is required and the base station is in a congested state.
또한, 본 발명의 무선 통신 시스템에서 혼잡을 제어하는 기지국은 단말 또는 코어 네트워크 노드들과 통신을 수행하는 유무선 통신부, 및 상기 무선 통신 시스템의 코어 네트워크 노드로부터 혼잡 정보 마킹 적용 정보를 포함하는 메시지를 수신하고, 사용자 단말로부터 패킷 수신 시 상기 혼잡 정보 마킹 적용 정보에 기반하여 상기 패킷에 혼잡 상태 정보 마킹의 필요 여부를 판단하며, 상기 판단에 따라 혼잡 상태 정보가 마킹된 데이터 패킷을 전송하도록 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, in the wireless communication system of the present invention, the base station controlling congestion includes a wired / wireless communication unit for performing communication with the terminal or the core network nodes, and a message including congestion information marking application information from the core network node of the wireless communication system A control unit for determining whether or not the congestion state information marking is required for the packet based on the congestion information marking application information upon receiving a packet from the user terminal and controlling the congestion state information to transmit the marked data packet according to the determination .
또한, 본 발명의 무선 통신 시스템에서 혼잡 관련 정보를 전달하는 단말은 기지국과 신호를 송수신하는 송수신부, 및 PDN 게이트웨이로부터 패킷 필터 정보를 수신하고, 전송할 패킷 발생 시 상기 패킷 필터에 기반하여 혼잡 정보 마킹의 필요 여부를 판단하며, 상기 혼잡 정보 마킹 필요 시 상기 전송할 패킷에 혼잡 정보 마킹 적용 정보를 포함시켜 기지국으로 전송하도록 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, in the wireless communication system of the present invention, a terminal for transmitting congestion related information includes a transmitter / receiver for transmitting / receiving signals to / from a base station, and a receiver for receiving packet filter information from a PDN gateway, If the congestion information marking is necessary, the control unit controls the congestion information marking application information to be transmitted to the base station by including the congestion information marking application information in the packet to be transmitted.
그리고 본 발명의 무선 통신 시스템에서 혼잡을 제어하는 기지국은 단말 또는 코어 네트워크 노드들과 통신을 수행하는 유무선 통신부, 및 단말로부터 혼잡 정보 마킹 적용 정보를 포함하는 패킷을 수신하고, 상기 패킷에서 헤더를 추출하여 혼잡 정보 마킹이 필요한지 여부를 판단하며, 상기 혼잡 정보 마킹이 필요하고 상기 기지국이 혼잡 상태인 경우 혼잡 상태 정보가 마킹된 패킷을 전송하도록 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.The base station controlling congestion in the wireless communication system of the present invention includes a wired / wireless communication unit for communicating with a terminal or core network nodes, and a packet including congestion information marking application information from the terminal and extracting a header from the packet And a controller for determining whether or not the congestion information marking is necessary and controlling the congestion information marking and transmitting the marked packet if the BS is in a congested state.
본 발명에 따르면 무선 통신 시스템에서 혼잡 상태를 효과적으로 제어할 수 있다.According to the present invention, a congestion state can be effectively controlled in a wireless communication system.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 LTE 이동 통신 시스템의 구조를 도시하는 도면.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 사용자 평면을 이용해 혼잡 정보를 전달하는 방법을 도시하는 도면.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 RAN 노드에게 혼잡 발생 시 혼잡 정보 마킹 적용 여부를 지시하는 방법을 도시하는 도면.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 아이들 모드(Idle Mode)로 전환된 UE가 다시 연결 모드(connected mode)로 전환되는 경우, 혼잡 정보 마킹 필요 여부가 RAN 노드에 전달하는 방법을 도시하는 순서도.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 IP 플로우 별 패킷 필터를 통해 혼잡 정보 마킹 적용 여부를 결정하는 동작을 도시하는 도면.
도 6은 도 5에 도시된 사용자 단말의 동작 순서를 도시하는 순서도.
도 7은 도 5에 도시된 RAN 노드 즉, 기지국의 동작 순서를 도시하는 순서도.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따라, RAN 노드에 특정 IP 플로우에 대해서만 혼잡 정보 마킹을 적용하도록 설정하는 과정을 도시하는 순서도.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 사용자 단말의 내부 구조 및 내부 동작을 도시하는 도면.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 사용자 단말과 통신 시스템의 개념을 도시하는 도면.
도 11은 본 발명의 다른 일 실시예에 따라 사용자 단말이 SCF를 찾아 접속할 수 있도록 하는 동작을 도시하는 도면.
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따라 SCF가 사용자 단말에게 사용자 상태 정보 보고 등에 대한 설정을 수행하는 과정을 도시하는 순서도.
도 13은 본 발명의 다른 일 실시예에 따라 SCF가 사용자 단말에 연결된 MME를 찾는 방법을 도시하는 순서도.
도 14는 SCF가 사용자 단말에 대한 MME를 찾는 또 다른 실시예에 대한 과정을 도시하는 순서도.
도 15는 본 발명의 다른 일 실시예에 따라, 사용자 평면에 혼잡 정보를 마킹하여 보내는 과정과, UE 상태 분석기의 정보를 동시에 활용하는 방법을 도시하는 순서도.
도 16은 RAN의 혼잡 상태가 제어 평면을 통해 전달되는 실시예를 도시하는 도면.
도 17은 사용자 단말의 상태 정보 및 망의 혼잡 정보에 기반하여 RAN 노드가 사용자 단말을 제어하는 실시예를 도시하는 도면.
도 18 및 도 19는 본 발명의 다른 일 실시예에 따라 단말의 상태 정보 및 망의 혼잡 정보에 기반하여 RAN 노드가 사용자 단말을 제어하는 동작을 보다 구체화하여 설명하는 도면.
도 20은 본 발명의 다른 일 실시예에 따라 SCF와 ANDSF를 활용하는 방법을 도시하는 도면.
도 21은 본 발명의 실시예에 따른 사용자 단말의 내부 구조를 도시하는 블록도.
도 22는 본 발명의 실시예에 따른 RAN 노드 즉, 기지국의 내부 구조를 도시하는 블록도.
도 23은 본 발명의 일 실시예에 따른 혼잡 제어 동작을 도시하는 도면.
도 24는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 혼잡 제어 동작을 도시하는 순서도.
도 25는 기지국이 혼잡 상황일 때, 단말에 설정된 SCI 범위 값에 따라 스케줄링을 비우선처리하는 과정을 도시하는 순서도.
도 26은 본 발명의 다른 실시예에 따른 동작 순서를 도시하는 순서도.1 is a diagram illustrating a structure of an LTE mobile communication system according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 illustrates a method for delivering congestion information using a user plane in accordance with an embodiment of the present invention.
FIG. 3 illustrates a method for indicating to a RAN node whether to apply congestion information marking in a congestion event according to an embodiment of the present invention. FIG.
FIG. 4 is a flowchart illustrating a method of transmitting a necessity of marking of congestion information to a RAN node when a UE switched to an idle mode is switched to a connected mode according to an embodiment of the present invention. .
FIG. 5 illustrates an operation for determining whether to apply congestion information marking through a packet filter for each IP flow according to an embodiment of the present invention. FIG.
6 is a flowchart showing the operation sequence of the user terminal shown in FIG. 5;
FIG. 7 is a flowchart showing the operation sequence of the RAN node, that is, the base station shown in FIG. 5;
Figure 8 is a flow diagram illustrating a process for configuring a RAN node to apply congestion information marking only to a particular IP flow, in accordance with another embodiment of the present invention.
9 is a diagram illustrating an internal structure and an internal operation of a user terminal according to another embodiment of the present invention.
10 is a diagram illustrating a concept of a user terminal and a communication system according to another embodiment of the present invention.
11 is a diagram illustrating an operation for allowing a user terminal to find and connect to an SCF according to another embodiment of the present invention.
FIG. 12 is a flowchart illustrating a process in which a SCF performs setting of a user status information report to a user terminal according to another embodiment of the present invention. FIG.
13 is a flowchart illustrating a method for an SCF to find an MME connected to a user terminal in accordance with another embodiment of the present invention.
14 is a flow chart illustrating a process for another embodiment in which the SCF looks for an MME for a user terminal;
15 is a flowchart showing a process of marking and sending congestion information to a user plane and a method of using information of a UE state analyzer at the same time according to another embodiment of the present invention;
Figure 16 shows an embodiment in which the congested state of the RAN is conveyed through the control plane;
17 illustrates an embodiment in which a RAN node controls a user terminal based on status information of a user terminal and congestion information of the network.
FIGS. 18 and 19 are diagrams for explaining an operation of a RAN node controlling a user terminal based on state information of a terminal and congestion information of a network according to another embodiment of the present invention.
20 is a diagram illustrating a method of utilizing an SCF and an ANDSF according to another embodiment of the present invention;
21 is a block diagram illustrating an internal structure of a user terminal according to an embodiment of the present invention;
22 is a block diagram illustrating an internal structure of a RAN node, i.e., a base station according to an embodiment of the present invention;
23 shows a congestion control operation according to an embodiment of the present invention;
24 is a flowchart showing a congestion control operation according to another embodiment of the present invention;
FIG. 25 is a flowchart showing a process of non-priority scheduling according to an SCI range value set in a terminal when a base station is in a congestion state; FIG.
26 is a flowchart showing an operation procedure according to another embodiment of the present invention;
하기에서 본 발명의 실시 예들을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS In the following description of the present invention, detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear.
또한 본 발명의 실시 예들을 구체적으로 설명함에 있어서, 기본적인 3GPP(Third Generation Partnership Project) LTE 시스템을 주된 대상으로 할 것이지만, 본 발명의 실시 예들은 유사한 기술적 배경 및 시스템 형태를 가지는 여타의 통신/컴퓨터 시스템에도 본 발명의 범위를 크게 벗어나지 아니하는 범위에서 적용 가능하며, 이는 본 발명의 기술 분야에서 숙련된 기술적 지식을 가진 자의 판단으로 가능할 것이다. 예를 들면, LTE 시스템을 대상으로 한 본 기술은 유사한 시스템 구조를 갖는 UTRAN/GERAN 시스템에서도 적용될 수 있다. 이 경우 ENB(RAN 노드)는 RNC/BSC로 대치될 수 있으며, S-GW는 생략되거나 SGSN에 포함되고, P-GW는 GGSN에 대응될 수 있다. 또한 LTE 시스템의 bearer개념은 UTRAN/GERAN 시스템의 PDP context에 대응될 수 있다. Further, in describing embodiments of the present invention in detail, while the basic 3GPP (Third Generation Partnership Project) LTE system will be the main object, embodiments of the present invention may be applied to other communication / computer systems It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. For example, the present technology for an LTE system can be applied to a UTRAN / GERAN system having a similar system structure. In this case, the ENB (RAN node) may be replaced with the RNC / BSC, the S-GW may be omitted or included in the SGSN, and the P-GW may correspond to the GGSN. Also, the bearer concept of the LTE system can correspond to the PDP context of the UTRAN / GERAN system.
본 발명의 한 실시예에 따르면, 상기 혼잡 정보 교환에 따른 시스템 부하를 줄이기 위해서 제어 평면 시그널링(Control Plane Signaling) 대신, 사용자 평면 데이터(User Plane Data)를 활용하여 혼잡 정보를 교환한다. 여기서 사용자 평면 데이터라 함은, 실제 사용자 단말이 PDN(Packet Data Network)와 주고 받는 사용자 데이터 패킷 및 이들을 전송하기 위한 헤더(Header)정보를 포함한다. According to an embodiment of the present invention, congestion information is exchanged using user plane data (User Plane Data) instead of control plane signaling in order to reduce the system load due to the congestion information exchange. Herein, the user plane data includes user data packets to be actually exchanged with PDN (Packet Data Network) and header information for transmitting them.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 LTE 이동 통신 시스템의 구조를 도시하는 도면이다. 1 is a diagram illustrating a structure of an LTE mobile communication system according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 도시한 바와 같이 LTE 이동 통신 시스템의 무선 액세스 네트워크는 차세대 기지국(Evolved Node B, EUTRAN, 이하 ENB 또는 Node B라 한다)(130)과 MME(Mobility Management Entity)(150) 및 S-GW(Serving - Gateway)(140)로 구성된다. 1, a radio access network of an LTE mobile communication system includes an Evolved Node B (EUTRAN) 130, a Mobility Management Entity (MME) 150, And an S-GW (Serving-Gateway) 140.
사용자 단말(User Equipment, 이하 UE라 칭한다)(100)은 ENB(130) 및 S-GW(140), 그리고 P-GW(PDN - Gateway)(160)를 통해 외부 네트워크에 접속한다. A user equipment (UE) 100 accesses an external network through an ENB 130, an S-GW 140, and a P-GW (PDN-Gateway) 160.
AF(Application Function)(110)은 사용자와 어플리케이션(application) 수준에서 어플리케이션 과 관련된 정보를 교환하는 장치이다. The AF (Application Function) 110 is a device that exchanges information related to an application at the level of a user and an application.
PCRF(120)는 사용자의 QoS와 관련된 정책(policy)을 제어하는 장치이며, 상기 정책에 해당하는 PCC(Policy and Charging Control) 규칙(rule)은 P-GW(160)에 전달되어 적용된다.The PCRF 120 is a device for controlling a policy related to a user's QoS, and a PCC (Policy and Charging Control) rule corresponding to the policy is transmitted to the P-
ENB(130)는 RAN(Radio Access Network) 노드로서 UTRAN 시스템의 RNC 그리고 GERAN 시스템의 BSC에 대응된다. ENB(130)는 UE(100)와 무선 채널로 연결되며 기존 RNC/BSC와 유사한 역할을 수행한다. The ENB 130 is a Radio Access Network (RAN) node, and corresponds to the RNC of the UTRAN system and the BSC of the GERAN system. The ENB 130 is connected to the UE 100 through a radio channel and performs a similar role as the existing RNC / BSC.
LTE에서는 인터넷 프로토콜을 통한 VoIP(Voice over IP)와 같은 실시간 서비스를 비롯한 모든 사용자 트래픽이 공용 채널(shared channel)을 통해 서비스 되므로, UE(100)들의 상황 정보를 취합해서 스케줄링을 하는 장치가 필요하며 이를 ENB(130)가 담당한다. In LTE, since all user traffic including a real-time service such as Voice over IP (VoIP) through an Internet protocol is serviced through a shared channel, a device for collecting and scheduling situation information of UEs 100 is required The ENB 130 is responsible for this.
S-GW(140)는 데이터 베어러를 제공하는 장치이며, MME(150)의 제어에 따라서 데이터 베어러를 생성하거나 제거한다. The S-GW 140 is a device for providing a data bearer, and generates or removes a data bearer under the control of the
MME(150)는 각 종 제어 기능을 담당하는 장치로 하나의 MME는 다수의 기지국 들과 연결될 수 있다.The MME 150 is a device responsible for various control functions, and one MME can be connected to a plurality of base stations.
PCRF(Policy Charging and Rules Function)(120)은 트래픽에 대한 QoS 및 과금을 총괄적으로 제어하는 엔터티이다.The Policy Charging and Rules Function (PCRF) 120 is an entity for collectively controlling QoS and accounting for traffic.
무선 접속 네트워크(RAN)는 한정된 주파수 내에서 사용자와 데이터를 송 수신해야 한다. RAN 노드가 관할하는 셀 내에 사용자가 많아지거나, 사용자가 송수신하는 트래픽이 많아지게 되면 RAN에 혼잡 상황이 발생할 수 있다. 이러한 RAN 혼잡 상황(이하 User Plane 혼잡 상황과 동일하게 사용됨)에서 사용자 체감 서비스 품질을 떨어뜨리지 않으면서 혼잡 상황에 대응하기 위해, 사용자 특성 또는 서비스 응용(application)을 고려한 혼잡 제어가 필요하다. The radio access network (RAN) must transmit data to and receive data from the user within a limited frequency range. Congestion may occur in the RAN if the number of users in the cell of the RAN node is increased or the traffic of the user is increased. Congestion control considering user characteristic or service application is needed to cope with congestion situation without deteriorating user experience service quality in such RAN congestion situation (hereinafter, used in the same manner as User Plane congestion situation).
이러한 혼잡 상황에 대응하는 동작을 주체적으로 수행할 수 있는 시스템 구성 요소는 사용자 단말, 통신 네트워크, 그리고 트래픽을 전송하는 서버가 될 수 있다.A system component that can perform operations corresponding to such a congestion state can be a user terminal, a communication network, and a server for transmitting traffic.
만약 RAN에 혼잡이 발생한 경우, 혼잡 제어를 수행하는 시스템 구성 요소가 RAN 노드가 아닌 경우, RAN의 혼잡 정보(예를 들면 혼잡 여부나 혼잡의 심각도 등)이 혼잡 제어를 수행하는 요소에 전달되어야 한다. 그런데, RAN의 혼잡 상황은 시간에 따라 변할 수 있으며, 다수의 RAN 노드에서 혼잡 상황이 변화한다면 RAN의 혼잡 상태 변화에 따른 정보 교환이 빈번하게 되며, 이에 따라 시스템의 부하가 커질 수 있다.If congestion occurs in the RAN and congestion control system component is not a RAN node, the congestion information of the RAN (eg, congestion or severity of congestion) should be delivered to the congestion control element . However, the congestion state of the RAN may change with time, and if the congestion state changes in a plurality of RAN nodes, the information exchange is frequently performed according to the change of the congestion state of the RAN, thereby increasing the load of the system.
한편, 망 혼잡 상황에서 혼잡 제어를 적용할 때는 일반적으로 통신 시스템의 상태 및 사용자의 상태를 모두 고려한 우선순위를 통해 데이터 패킷들의 전송 여부 및 순서를 결정할 수 있다. 이 과정 중에 사용자의 상태, 즉 사용자가 어떤 서비스 응용(application 또는 service)를 사용하는가, 사용자가 즉시 확인을 해야 하는 정보를 담고 있는 트래픽이 발생했는가 등이 고려되어야 한다. On the other hand, when congestion control is applied in a network congestion situation, it is possible to determine the transmission order and the order of data packets through the priority in consideration of both the state of the communication system and the state of the user. During this process, consideration should be given to the status of the user, ie, which service application (application or service) the user is using, whether traffic containing information that the user should immediately acknowledge, and the like.
본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 효과적인 혼잡 제어 방법에 대해 제안한다.
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention addresses such a problem and proposes an effective congestion control method.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 사용자 평면을 이용해 혼잡 정보를 전달하는 방법을 도시하는 도면이다.2 is a diagram illustrating a method for delivering congestion information using a user plane according to an embodiment of the present invention.
혼잡 상황인 RAN 노드(210)는 S210 단계에서와 같이 UE(1200)로부터 사용자 데이터 패킷(UE와 RAN 노드 사이에서는 PDCP 계층을 통해 전달됨)을 수신하면, 사용자 평면을 이용해 혼잡 상황을 알리기 위해 다음 두 가지 방법을 사용할 수 있다. The
첫 번째 방법(Option A)은, IP 헤더(header)를 이용하는 것이다. 즉, RAN 노드(210)는 PDCP 패킷을 수신하면, 내포된 IP 패킷을 추출하고, GW(220)(SGW 또는 SGW를 통해 PGW)에게 전달하기 전, S220 단계에서와 같이 IP 헤더에 혼잡과 관련된 정보(혼잡 여부, 혼잡 정도 등)을 포함시킨다. 만약 혼잡 여부만 전달해야 하는 경우에는 IP 헤더에 간단히 ECN 마킹(marking)을 적용할 수 있다. The first method (Option A) uses an IP header. That is, upon receiving the PDCP packet, the
만약, 혼잡 정도(혼잡의 상대적인 심각도, 최대 지원 가능 전송 률 등)을 전달해야 하는 경우라면, 혼잡 정도를 포함하는 확장 헤더(extension header)를 포함할 수도 있다. 전송 경로에 있는 한 노드에 상기 혼잡 정보가 포함된 IP 패킷이 도달하면, 다음 홉에 전송할 때 IP 헤더 에 동일한 혼잡 정보를 포함할지 여부를 결정할 수 있다. If the degree of congestion (relative severity of congestion, maximum supportable transmission rate, etc.) needs to be conveyed, it may include an extension header including the degree of congestion. When the IP packet including the congestion information arrives at a node in the transmission path, it can be determined whether to include the same congestion information in the IP header when the IP packet is transmitted to the next hop.
그리고 UE(100)는 S230 단계에서, 혼잡 관련 정보를 기입한 IP 패킷을 AF(2130)에 전송할 수 있다 .In step S230, the
다른 한 가지 방법은 GTP-U 헤더(header)를 사용하는 것이다. 즉, 망 내에서 패킷을 전송할 때는 IP 패킷을 GTP-U 터널(tunnel)을 통해 전달하는데, 이러한 터널링(tunneling)을 위해 IP 패킷에는 GTP-U 헤더(header)가 더해지게 된다. 즉, RAN 노드(210)는 데이터 패킷을 SGW(220)에 전달할 때 GTP-U 헤더(header)를 붙여서 전송하며, 이는 SGW와 PGW의 사이의 통신에서도 마찬가지이다. Another way is to use the GTP-U header. That is, when a packet is transmitted in a network, an IP packet is transmitted through a GTP-U tunnel, and a GTP-U header is added to the IP packet for tunneling. That is, when the
RAN 노드(210)는 혼잡이 발생하면 S240 단계에서와 같이 GTP-U 헤더(header)에 혼잡 정보(혼잡 여부 또는 혼잡 정도 등)를 포함시키고, S250및 S260, 단계를 통해 다음 노드에게 전달할 수 있다. When congestion occurs, the
이 때 GTP-U에 포함되는 혼잡 정보는 GTP-U 헤더의 서비스 클래스 지시자 (Service Class Indicator, SCI) 필드(filed)를 사용하거나, 아니면 별도의 혼잡 통지 확장 헤더(congestion notification extension header)에 포함되어 전달될 수 있다. At this time, the congestion information included in the GTP-U is used in the service class indicator (SCI) field (filed) of the GTP-U header or in a separate congestion notification extension header Lt; / RTI >
SCI를 이용하는 경우, GTP-U 패킷을 주고 받는 노드들(RAN 노드 및 SGW/PGW)은 미리 약속 및/또는 설정된 정보에 따라 SCI 값에 따른 혼잡의 상태를 알리거나 판단할 수 있다. In case of using the SCI, the nodes (RAN node and SGW / PGW) sending and receiving the GTP-U packet can inform or determine the congestion state according to the SCI value according to predetermined information and / or set information.
예를 들면, SCI 0번은 혼잡이 없는 상태, 1번은 혼잡이 존재함을 나타내는 것으로 사용될 수 있다. 또는, SCI 3번은 혼잡이 발생하여 전송률을 50 kbps로 한정해 달라는 요구로 사용될 수도 있다. 즉, SCI는 혼잡의 상태 및 특정 사용자/서비스에 대한 제어 요구 및 파라메터를 알리는 식별자로 조합되어 사용될 수 있다. For example, SCI 0 can be used to indicate no congestion, and 1 can be used to indicate that congestion exists. Alternatively, SCI # 3 may be used to request congestion to limit the data rate to 50 kbps. That is, the SCI can be used in combination with an identifier for notifying the status of congestion and control requests and parameters for a specific user / service.
한편, RAN 노드는 혼잡이 발생했는데도 불구하고 장기간동안 uplink 패킷이 발생하지 않으면, dummy packet (실제 페이로드가 필요 없는)을 생성하여 상기 정보를 포함한 GTP-U 헤더를 붙여 S-GW에 전송할 수도 있다. 만약 이 경우엔, 현재 전송하는 GTP-U 패킷이 dummy packet임을 알리는 정보를 포함시킬 수 있다.Meanwhile, the RAN node may generate a dummy packet (which does not need an actual payload) if the uplink packet does not occur for a long period despite the congestion, and may transmit the GTP-U header including the information to the S-GW . In this case, information indicating that the currently transmitted GTP-U packet is a dummy packet may be included.
이를 수신한 노드는, SCI 값의 의미를 해석하여 혼잡 제어, 즉 전송 여부/순서 결정 및 트래픽 전송 파라메터 변경 또는 다른 노드에게 혼잡 정보 전달 등의 동작을 수행하게 된다.The receiving node interprets the meaning of the SCI value to perform congestion control, that is, determination of transmission / order, change of a traffic transmission parameter, or transmission of congestion information to another node.
상기 실시 예에서 사용자 평면을 이용해 혼잡 정보를 전달 하는 것은 노드에서 IP 헤더 또는 GTP-U 헤더에 혼잡 정보를 기입(marking)하는 것에 기반하는데, 일반적으로 RAN 노드(210)는 사용자 단말이 실행 중인 서비스 응용과 관련된 정보를 가지고 있지 않는 경우가 많다. 이 경우, 간단하게 RAN 노드는 발생한 모든 패킷 또는 랜덤하게 추출한 패킷들에 상기 혼잡 정보 마킹을 적용할 수 있다. In this embodiment, conveying congestion information using the user plane is based on marking up congestion information in the IP header or GTP-U header at the node. In general, the
특별한 기준 없이 사용될 수 있는 이러한 방법의 문제점은 RAN 노드의 프로세싱 부하 증가 및 헤더 사이즈(Header size) 증가라는 문제가 있다. 또 다른 문제점은 만약 혼잡 정보가 AF(Application Function, 일반적으로 PDN에 존재하는 서버)(230)까지 전달되는 경우, 무차별적으로 발생한 혼잡 정보가 혼잡 제어에 대한 협의가 제대로 이루어지지 못한 AF까지 전달될 수 있다는 점이다. 이 경우, 혼잡 제어가 의도하지 않는 형태로 이루어질 수 있는데, 예를 들면 3GPP 사업자는 혼잡 정보에 기반해 전송률만을 낮추기를 기대했으나, AF가 서비스 자체를 차단해 버리는 등의 상황이 발생할 수 있다.The problem with this method, which can be used without any specific criteria, is the problem of increasing the processing load and increasing the header size of the RAN node. Another problem is that if the congestion information is delivered to the AF (Application Function, generally a server in the PDN) 230, indiscriminately generated congestion information is delivered to the AF where congestion control is not negotiated properly It is possible. In this case, the congestion control may be performed in an unintended manner. For example, a 3GPP operator may expect to lower the transmission rate only based on congestion information, but the situation may arise such that AF blocks the service itself.
만약 사용자 단말이 로밍 중이거나 RAN sharing된 망에서 서비스를 받는 경우에도 유사한 상황이 발생할 수 있다. 즉, 사용자가 연결된 RAN 노드는 패킷에 혼잡 정보를 붙여 전달하는 기능이 있는데, 코어 네트워크 노드(예를 들면 PGW)는 이러한 기능을 지원하지 않거나, 아니면 지원하는데도 적용하지 않는 경우가 발생할 수 있다. 이 경우, 코어 네트워크 노드는 사용자 데이터 패킷(GTP-U 헤더 또는 IP 헤더)에 포함된 혼잡 정보를 무시해 버릴 수 있다. 하지만, 이 경우 불필요한 패킷 크기 증가나, RAN 노드의 패킷 처리 부하는 피할 수 없다. 또는, 사용자 단말이 로밍 중이며, PDN 연결이 Home Routed로 설정된 경우, RAN 노드는 VPLMN(Visted PLMN, 로밍 서비스 제공 사업자)에 속하고, P-GW는 HPLMN(Home PLMN, 사용자의 원 가입 사업자)에 속하게 된다. 이 때, VPLMN은 자신의 혼잡 상태를 HPLMN에게 노출하지 않을 수 있어야 한다.A similar situation can arise if the user terminal is roaming or receiving service from a network sharing RAN. In other words, the RAN node to which the user is connected has a function of transmitting congestion information by attaching the congestion information to the packet. The core network node (for example, PGW) may not support this function or may not apply it to the support. In this case, the core network node may ignore the congestion information contained in the user data packet (GTP-U header or IP header). However, in this case, unnecessary increase in packet size or load of packet processing of the RAN node can not be avoided. Alternatively, if the user terminal is roaming and the PDN connection is set to Home Routed, the RAN node belongs to VPLMN (Visted PLMN, roaming service provider), and P-GW belongs to HPLMN (Home PLMN, It belongs. At this time, the VPLMN should be able to not expose its congestion state to the HPLMN.
상기 상황을 해소하기 위해, 본 발명에서는 EPS 베어러 또는 액세스 포인트 네임(Access Point Name, APN) 또는 PDN 연결별로 혼잡 정보가 필요한 것인지를 설정하는 방법을 제안한다. In order to solve the above situation, the present invention proposes a method for determining whether congestion information is required for each EPS bearer or access point name (APN) or PDN connection.
개념적으로, 코어 네트워크는 가입 정보나 서비스 응용 정보를 기반으로 PDN 커넥션을 생성할 때 또는 EPS 베어러를 생성할 때 해당 PDN 커넥션 또는 EPS 베어러에 속한 패킷들에 대해 혼잡 정보 전달이 발생할 수 있는지 여부를 설정한다. 이를 기반으로, RAN 노드는 혼잡 발생시 혼잡 정보 마킹 적용 여부를 결정한다.
Conceptually, the core network is configured to determine whether congestion information delivery can occur for packets belonging to the PDN connection or EPS bearer when creating a PDN connection based on subscription information or service application information, or when generating an EPS bearer do. Based on this, the RAN node determines whether congestion information marking is applied when congestion occurs.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 RAN 노드에게 혼잡 발생 시 혼잡 정보 마킹 적용 여부를 지시하는 방법을 도시하는 도면이다.3 is a diagram illustrating a method for indicating whether to apply congestion information marking to a RAN node in the event of congestion according to an embodiment of the present invention.
도 3에서 도시되는 바와 같이, 코어 네트워크 노드 예를 들어, PCRF(340)는 EPS 베어러(또는 PDN 커넥션)가 생성될 때 혼잡 정보 마킹(즉, congestion notification)이 필요한지 여부(혼잡 정보 마킹 적용 정보)를 제어 평면 메시지를 통해 RAN 노드(310)까지 알린다. 예를 들어, 도 3에서 도시되는 바와 같이, PCRF(340)는 혼잡 정보 마킹 적용 여부 필드(CN required IE)를 포함하는 IP CAN 수정(modification) 메시지를 GW(330)에 전송하고, 상기 GW(330)는 S320 단계에서 혼잡 정보 마킹 적용 여부 필드(CN required IE)를 포함하는 베어러 생성 요청 메시지(Create Bearer Request)를 MME(320)에 전송한다. 그러면 MME(320)는 S330 단계에서, 정보 마킹 적용 여부 필드(CN required IE)를 포함하는 베어러 설정 요청 메시지(Bearer Setup Request )또는 초기 컨텍스트 설정 요청 메시지(Initial Context Setup Request)를 RAN 노드(310)에 전송한다. As shown in FIG. 3, the core network node, for example,
한편, 상기 혼잡 정보 마킹 적용 여부에 대한 정보는 PCRF(340)로부터 수신한 정보를 바탕으로 PGW(330)가 설정한 후, SGW(330)와 MME(320)를 통해 RAN 노드(310)까지 전달되거나, 또는 MME(320)가 가입 정보 또는 QoS 설정에 따라 설정해 RAN 노드(310)에 알릴 수도 있다. Information on whether or not the congestion information marking is applied is set by the
베어러 설정 요청 메시지를 수신한RAN 노드(310)는 S340 단계에서, 이를 저장하고 있다가, S350 단계에서 해당 EPS 베어러에 속한 패킷이 도달하면 혼잡 상태 정보를 마킹할지 여부를 S360 단계에서 결정한다. 또는 RAN 노드는 혼잡 상태 보고가 필요할 때, 해당 EPS 베어러에 대한 혼잡 상태 정보를 전송할지 여부를 결정할 수도 있다.The
한편, 상기 실시예에서 만약, 혼잡 정보 마킹에 대한 제어의 단위가 PDN 커넥션인 경우, 혼잡 정보 마킹의 필요 여부(혼잡 정보 마킹 적용 정보)는 디폴트 베어러(default bearer)가 설정되는 단계에서 RAN 노드(310)에 전달될 수 있다 (즉, 상기 S320 동작에서 Create Bearer Request 메시지가 Create Session Request 메시지로 대체). 그리고 이후 RAN 노드(310)는 해당 PDN 커넥션에 속한 모든 베어러에 대해 상기 디폴트 베어러에 적용된 혼잡 정보 마킹을 적용할 수 있다.Meanwhile, in the above embodiment, if the unit of control for congestion information marking is a PDN connection, the necessity of congestion information marking (congestion information marking application information) is set in the step of setting a default bearer, 310) (i.e., the Create Bearer Request message is replaced with the Create Session Request message in operation S320). And then the
한편, 만약, 혼잡 정보 마킹에 대한 제어의 단위가 EPS 베어러인 경우, 코어 네트워크 노드는 매 EPS 베어러가 설정 및/또는 수정될 때 혼잡 정보 마킹의 여부를 설정할 수 있다. RAN 노드의 혼잡 정보 마킹은 각 EPS 베어러의 설정에 따른다.Meanwhile, if the control unit for the congestion information marking is the EPS bearer, the core network node can set whether to mark the congestion information when each EPS bearer is set and / or modified. The congestion information marking of the RAN node depends on the setting of each EPS bearer.
한편, MME는 이 과정 중에 각 베어러 또는 PDN 커넥션 별로 혼잡 정보 마킹이 필요한지 여부를 기억해 놓을 수 있다. 또한, MME는 상기 과정 중에 코어 네트워크 노드(예, PGW)별로 사용자 패킷을 사용한 혼잡 정보 보고 기능을 사용하는지 여부를 판단하여 기억할 수 있다. 이후 만약 동일한 코어 네트워크 노드(예, PGW)를 이용하는 사용자 단말의 PDN 연결이나 베어러가 생성되면, 코어 네트워크 노드로부터 명백(explicit)한 혼잡 정보 사용 여부를 수신하지 않아도, MME는 동일한 설정을 적용하여, RAN 노드에게 혼잡 정보 사용 여부를 알릴 수 있다. 이 때는, 상기 실시 예와 마찬가지로 S1 베어러 설정 요청 메시지(S1 bearer setup request)(또는 S1 initial context setup request) 메시지가 사용될 수 있다.
On the other hand, during this process, the MME can remember whether congestion information marking is required for each bearer or PDN connection. In addition, the MME can determine whether to use the congestion information reporting function using the user packet for each core network node (e.g., PGW) during the above process, and store the result. If a PDN connection or bearer is created for a user terminal that uses the same core network node (eg, PGW), then the MME may apply the same settings, even if it does not receive explicit congestion information from the core network node, The RAN node can be informed of the use of congestion information. In this case, an S1 bearer setup request message (or S1 initial context setup request message) may be used as in the above embodiment.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 아이들 모드(Idle Mode)로 전환된 UE가 다시 연결 모드(connected mode)로 전환되는 경우, 혼잡 정보 마킹 필요 여부가 RAN 노드에 전달하는 방법을 도시하는 순서도이다. FIG. 4 is a flowchart illustrating a method of transmitting a necessity of marking of congestion information to a RAN node when a UE switched to an idle mode is switched to a connected mode according to an embodiment of the present invention. to be.
도 4에서 도시되는 바와 같이, UE(400)는 아이들 모드(Idle Mode)에서 연결 모드(connected mode)로 전환하기 위하여, S410 단계에서와 같이 서비스 요청(Service Request)를 포함하는 RRC 연결 완료 메시지(RRC connection complete)를 RAN 노드(410)에 전송하고, RAN 노드(410)는 상기 서비스 요청을 포함하는 초기 단말 메시지(Initial UE message)를 MME(420)에게 전송한다. 4, in order to switch from the idle mode to the connected mode, the
그러면 코어 네트워크 노드(예를 들어, MME)(420)는 UE(400)로부터 서비스 요청(service request)을 수신하여 베어러 컨텍스트(bearer context)를 RAN 노드(410)에 설정 할 때, S430 단계에서와 같이 초기 컨텍스트 설정 요청(initial context setup request) 메시지에 베어러(bearer) 정보로 혼잡 정보 마킹이 필요한지 여부를 설정해 전달할 수 있다.보다 구체적으로 이 방법은 초기 컨텍스트 설정 요청(initial context setup request) 메시지의 E-RAB to be setup item IEs에 혼잡 정보 마킹이 필요한지를 나타내는 한 필드(예, CN required)를 추가함으로써 구현될 수 있다.When a core network node (e.g., MME) 420 receives a service request from the
그러면 RAN 노드(410)는 S440 단계에서, 상기 혼잡 정보 마킹 필요 여부에 대한 정보를 저장한다. 이후, RAN 노드(410)가 UE(400)로부터 PDCP 패킷을 수신하게 되면, S460 단계에서 혼잡 정보를 마킹할 필요가 있는지 판단하게 되고, 그에 따라 혼잡 정보를 마킹한 데이터 패킷을 S470 단계를 통해 다음 노드로 전송한다. 또는 RAN 노드는 혼잡 상태 보고가 필요할 때, 해당 EPS 베어러에 대한 혼잡 상태 정보를 전송할지 여부를 결정할 수도 있다.Then, in step S440, the
상기 실시예들에서, 코어 네트워크 노드가 혼잡 정보를 필요로 하는지 여부를 나타내는 식별자(예, CN required IE)는, 생성된 PDN 연결 또는 EPS 베어러가 Home routed 인지 local breakout인지를 나타내는 식별자(예, Home Routed Indicator)로 대치될 수 있다. 만약 사용자 단말이 로밍 상황인 경우, PDN 연결 또는 EPS 베어러가 Home routed임을 나타내는 정보를 수신한 RAN 노드 또는 코어 네트워크 노드(예, S-GW)는 혼잡 정보를 전달하지 않아야 함을 묵시적으로 알 수 있다.In the above embodiments, an identifier (e.g., CN required IE) indicating whether the core network node requires congestion information is an identifier indicating whether the generated PDN connection or EPS bearer is home routed or local breakout Routed Indicator). If the user terminal is in a roaming situation, the RAN node or the core network node (eg, S-GW) receiving the information indicating that the PDN connection or the EPS bearer is home routed may implicitly know not to transmit the congestion information .
상기 실시예예 따른 방법은, RAN 노드에서 무차별적으로 혼잡 정보 마킹을 적용하는 것을 막을 수 있지만, 그 최소 구분 단위가 EPS 베어러라는 한계가 있다. Although the method according to the embodiment can prevent the congestion information marking from being applied indiscriminately at the RAN node, there is a limit that the minimum division unit is the EPS bearer.
만약 하나의 EPS 베어러에 복수 개의 IP 플로우(flow_들이 전송되고 있고, 그 중 특정 IP 플로우만 혼잡 정보 교환이 필요하다고 하면, 상기 실시예에 따른 방법은 바람직하지 않을 수도 있다. If a plurality of IP flows are being transmitted to one EPS bearer and only a specific IP flow needs to exchange congestion information, the method according to the embodiment may not be preferable.
이러한 문제를 해결하기 위해, 본 발명의 또 다른 실시예에서는 EPS 베어러(또는 PDN 커넥션) 생성 시 코어 네트워크가 TFT(Traffic Flow Template)에 포함된 패킷 필터(packet filter) 별로 혼잡 정보 마킹이 필요한지 여부를 사용자 단말에게 알리고, 사용자 단말이 패킷이 발생했을 때, 매칭되는 패킷 필터(packet filter)의 혼잡 정보 마킹 여부를 RAN 노드에 전달하는 패킷을 통해 다시 알리면, RAN 노드가 해당 패킷에 혼잡 정보 마킹 여부를 판단할 수 있도록 하는 방법을 제안한다. In order to solve such a problem, in another embodiment of the present invention, when generating an EPS bearer (or PDN connection), whether or not the core network needs to mark congestion information for each packet filter included in a TFT (Traffic Flow Template) When the user terminal notifies the user terminal of the congestion information and notifies the RAN node whether the packet filter matches the congestion information when the packet is generated, the RAN node notifies the corresponding packet whether the congestion information is marked We suggest a way to make judgment.
만약 사용자 단말로부터 수신한 패킷의 헤더에 혼잡 정보 마킹이 허용된다는 지시자(indicator)가 있으면, RAN 노드는 GTP-U 또는 IP 헤더에 혼잡 정보를 마킹할 수 있다. If there is an indicator that congestion information marking is allowed in the header of the packet received from the user terminal, the RAN node can mark congestion information in the GTP-U or IP header.
이러한 방법은 사용자 단말은 코어 네트워크로부터 수신한 패킷 필터를 통해 EPS 베어러 내에서도 IP 플로우를 구별해 낼 수 있기 때문이다. This is because the user terminal can distinguish IP flows within the EPS bearer through packet filters received from the core network.
정리하면, IP 플로우 별 패킷 필터를 통해 혼잡 정보 마킹 적용 여부를 판단할 수 있다. In summary, it is possible to determine whether congestion information marking is applied through the packet filter for each IP flow.
하기 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 IP 플로우 별 패킷 필터를 통해 혼잡 정보 마킹 적용 여부를 결정하는 동작을 도시하는 도면이다.
FIG. 5 is a diagram illustrating an operation for determining whether to apply congestion information marking through a packet filter for each IP flow according to an exemplary embodiment of the present invention. Referring to FIG.
도 5에서 도시되는 바와 같이, PCRF(540)는 IP CAN 세션 수정 메시지에 SDF 템플릿 정보 및 혼잡 정보 마킹 적용 여부에 대한 정보를 포함시켜 PGW(530)에 전송할 수 있다. 그러면, PGW(530)는 S520 단계에서와 같이 베어러 생성(수정) 과정을 위한 베어러 생성(업데이트) 요청(create(update) bearer request) 메시지에 패킷 필터(packet filter)들의 집합 또는 TFT(Traffic Flow Template)을 포함시킬 수 있는데, 이 때 각 패킷 필터(packet filter)에는 해당 필터 에 매칭되는 IP 플로우들에 대해 혼잡 정보 마킹 적용을 나타내는 정보가 추가될 수 있다. As shown in FIG. 5, the
상기 메시지를 수신한 MME(520)는 S530 단계에서, UE(500)에게 보내는 ESM(EPS session management) 메시지, 예를 들면 활성 전용 베어러 요청(Activate Dedicate Bearer Request) 메시지에 마찬가지로, 수신한 패킷 필터(packet filter) 또는 TFT와 혼잡 정보 마킹 필요 여부 정보를 함께 전달한다. In step S530, the
이를 수신한 사용자 단말(500)은 S540 단계에서 상기 패킷 필터 및 혼잡 정보 마킹 적용 여부에 대한 정보를 저장하고, IP 플로우 들의 패킷이 발생하면, 베어러 매핑(bearer mapping)을 위해 패킷 필터(packet filter)들을 사용할 때 혼잡 정보 마킹 필요 여부를 확인한다. In step S540, the
만약 매칭 되는 패킷 필터(packet filter)에 대해 혼잡 정보 마킹이 필요하다고 설정된 경우, 사용자 단말(500)은 S550 단계에서와 같이 상기 패킷을 RAN 노드(510)에 보낼 때 붙이는 헤더 또는 제어 필드, 예를 들면 PDCP 헤더나 MAC CE(Control Element)에 혼잡 정보 마킹 필요 여부를 포함시켜 전송한다. 한편, 이에 추가적으로 사용자 단말은 해당 패킷이 attended 또는 unattended 트래픽인지 여부를 나타내는 정보를 PDCP 헤더나 MAC CE에 포함시켜 전송할 수 있다. If congestion information marking is required for the matching packet filter, the
이를 수신한 RAN 노드(510)는 S560 단계에서, 혼잡 정보 마킹이 필요하다고 설정된 패킷에 대해서만 GTP-U 또는 IP 헤더에 혼잡 정보를 기입하여 전달한다. In step S560, the
한편, RAN 노드(510)는 한번 혼잡 정보 마킹이 필요하다는 정보가 포함된 PDCP 패킷을 수신하면, 동일한 IP 플로우에 속하는 패킷들에 대해서는 명시적으로 수신한 PDCP에 혼잡 정보 마킹이 필요함이 나타나 있지 않아도, 혼잡 정보 마킹을 적용할 수도 있다. 만약 사용자 단말로부터 수신한 패킷에 attended 또는 unattended 여부가 포함된 경우, RAN 노드는 자원할당 또는 스케쥴링 단계에서 이를 고려할 수 있다.
On the other hand, when the
도 6은 도 5에 도시된 사용자 단말의 동작 순서를 도시하는 순서도이다. 6 is a flowchart showing the operation procedure of the user terminal shown in FIG.
S610 단계에서 도시되는 바와 같이, 사용자 단말은 S610 단계에서 PGW로부터 패킷 필터 및 필터 별 혼잡 정보 마킹 적용 여부에 대한 정보를 수신한다. As shown in step S610, the user terminal receives information on the packet filter and whether or not the congestion information marking for each filter is applied from the PGW in step S610.
그리고 사용자 단말은 S620 단계에서, IP 패킷이 발생함을 감지하면, S630 단계로 진행하여 패킷 필터링 및 베어러 매핑을 수행한다. 그리고 사용자 단말은 S640 단계로 진행하여 해당 IP 패킷에 대해 혼잡 정보 마킹 필요 여부를 확인한다.If the user terminal detects that an IP packet is generated in step S620, the user terminal proceeds to step S630 and performs packet filtering and bearer mapping. Then, the user terminal proceeds to step S640 and confirms whether the congestion information marking is required for the IP packet.
필요하다면, 사용자 단말은 S650 단계로 진행하여, PDCP 헤더에 혼잡 정보를 마킹하고, S660 단계에서 상기 PDCP 패킷을 RAN 노드에 전송한다. PDCP 헤더는 본 발명의 한 실시예이며, 사용자 단말은 RAN 노드로 보내는 어떠한 종류의 헤더나 메시지에 상기 정보를 포함시킬 수도 있다.
If necessary, the user terminal proceeds to step S650, marks the congestion information in the PDCP header, and transmits the PDCP packet to the RAN node in step S660. The PDCP header is an embodiment of the present invention, and the user terminal may include the information in any kind of header or message sent to the RAN node.
도 7은 도 5에 도시된 RAN 노드 즉, 기지국의 동작 순서를 도시하는 순서도이다. 7 is a flowchart showing the operation sequence of the RAN node shown in FIG. 5, that is, the base station.
S710 단계에서 도시되는 바와 같이, 기지국은 사용자 단말(UE)로부터 PDCP 패킷을 수신한다. 그리고 기지국은 S720 단계에서 PDCP 헤더를 추출한다. As shown in step S710, the base station receives the PDCP packet from the user terminal UE. In step S720, the BS extracts the PDCP header.
그리고 기지국은 S730 단계에서, 상기 패킷에 대한 혼잡 정보 마킹 필요 여부 및 현재 기지국이 혼잡 상태인지 여부를 확인한다. In step S730, the BS determines whether congestion information marking is required for the packet and whether the current BS is in a congested state.
만약, 혼잡 정보 마킹이 필요하고 기지국이 혼잡 상태인 경우라면, 기지국은 S740 단계로 진행하여 IP 헤더 또는 GTP-U 헤더에 혼잡 상태를 기입한다. If congestion information marking is required and the base station is in a congested state, the base station proceeds to step S740 and writes the congestion state in the IP header or GTP-U header.
이후, 기지국은 S750 단계로 진행하여, PDCP 패킷을 다음 노드 예를 들어 SGW 등과 같은 노드에 전송한다.
Thereafter, the BS proceeds to step S750 and transmits the PDCP packet to a next node, for example, a SGW or the like.
한편, 특정 IP 플로우에 대해서만 혼잡 정보 마킹을 적용하도록 RAN 노드를 설정하는 동작은, GW 노드에서 GTP-U 헤더를 사용해 알리는 방법을 사용해 이루어질 수도 있으며, 이에 대한 방법이 도 8에서 도시된다.
On the other hand, the operation of setting the RAN node to apply the congestion information marking only to a specific IP flow may be performed using a method of notifying by using the GTP-U header in the GW node, and a method for this is shown in FIG.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따라, RAN 노드에 특정 IP 플로우에 대해서만 혼잡 정보 마킹을 적용하도록 설정하는 과정을 도시하는 순서도이다. FIG. 8 is a flowchart illustrating a process of configuring a RAN node to apply congestion information marking only to a specific IP flow, according to another embodiment of the present invention.
PGW(820)는 특정 IP 플로우에 대해 혼잡 정보가 필요한 경우, S820 단계를 통해 RAN 노드(810)를 향해 전송하는 GTP-U 패킷의 헤더에 앞으로 전송하는 패킷에 혼잡 정보 마킹이 필요하다는 것을 나타내는 지시자(indicator)를 추가할 수 있다. If the congestion information is required for a specific IP flow, the
상기 정보는 GTP-U 헤더에 혼잡 통지 필요(congestion notification required_를 나태는 별도의 확장 헤더(extension header)를 삽입함으로써 전달되거나, 아니면 RAN 노드(810)와 GW(820)들 사이에 약속된 SCI의 한 값을 사용해 전달될 수도 있다. The information may be delivered by inserting a separate extension header to indicate congestion notification required_ in the GTP-U header, or by sending an SCI (810) between the
예를 들어 약속된 SCI의 한 값을 사용해 전달하는 방법에 대해 설명하면, 만약 SCI 값이 1번인 경우엔 해당 GTP-U 패킷과 같은 베어러 또는 IP 플로우에 속한 상향 패킷들에 RAN 노드(810)가 혼잡 정보 마킹을 적용하고, SCI 값이 0번인 경우엔 적용하지 않는 방식으로 운용할 수 있다.For example, if the SCI value is 1, the bearer of the corresponding GTP-U packet or the uplink packets belonging to the IP flow are transmitted to the
상기와 같은 방법으로, PGW(820)가 RAN 노드(810)에 대해 특정 IP 플로우에 대해 혼잡 정보 마킹을 적용하도록 설정하면, RAN 노드(810)는 이에 대한 정보를 저장한다(도면에는 미도시).In this manner, if the
그리고 S830 단계를 통해 사용자 단말(800)로부터 PDCP 패킷이 수신되면, RAN 노드(810)는 S840 단계에서, 혼잡이 발생하였는지 그리고 혼잡 정보 기입이 허용되었는지 여부를 판단한 후, 그 결과에 따라 혼잡 여부를 혼잡 통지 필드(congestion notification field)에 기입한다.If the PDCP packet is received from the
그리고, RAN(810) 노드는 S850 단계에서, 데이터 패킷을 다음 노드 예를 들어 SGW 등으로 전송한다. In step S850, the
한편, 코어 네트워크 노드는 사용자 데이터 패킷을 이용한 혼잡 정보 보고가 사용될지 여부를 별도의 GTP 메시지를 사용해 RAN 노드에 알릴 수 있다. 즉, 혼잡 정보가 필요하지 않은데 RAN 노드가 혼잡 정보를 포함시켜 데이터 패킷을 전송하면, 코어 네트워크 노드는 GTP 메시지로 이를 알려 RAN 노드가 더 이상 혼잡 정보를 포함시키기 않도록 할 수 있다. Meanwhile, the core network node can inform the RAN node of whether to use the congestion information report using the user data packet by using a separate GTP message. In other words, if the congestion information is not needed and the RAN node transmits the data packet including the congestion information, the core network node informs the GTP message so that the RAN node can no longer include the congestion information.
이 때 사용되는 메시지는 GTP-C 경로 관리 메시지(GTP-C Path Management Message)의 하나로, 예를 들면 혼잡 통지 필요 메시지(Congestion Notification Required Message)일 수 있다. The message used at this time is one of the GTP-C Path Management Message (GTP-C Path Management Message), and may be, for example, a Congestion Notification Required Message.
반대로 혼잡 정보가 필요한데도 혼잡 정보가 오지 않는 경우, 코어 네트워크 노드는 GTP 메시지를 통해 혼잡 정보를 데이터 패킷에 포함시키라고 RAN 노드에게 알릴 수 있다. 이 때 사용되는 메시지는 GTP-C 경로 관리 메시지 (GTP-C Path Management Message_의 하나로, 예를 들면 혼잡 통지 불필요 메시지(Congestion Notification Not Required Message)일 수 있다. 만약, PGW가 이러한 GTP 메시지를 전송한 경우, SGW는 이를 해석하여 자신이 PGW에 보내는 메시지에 적용하고 (혼잡 정보 포함 여부에 따라 혼잡 정보를 넣거나 뺄 수 있음), 상기 PGW의 요청을 알리는 메시지를 대응되는 RAN 노드에게 전달한다.Conversely, if congestion information is needed and congestion information does not arrive, the core network node may inform the RAN node to include the congestion information in the data packet via the GTP message. The message used at this time may be a GTP-C path management message (GTP-C Path Management Message_, for example, a Congestion Notification Not Required Message). If the PGW transmits the GTP message In this case, the SGW interprets it, applies it to the message sent to the PGW (it can add or subtract congestion information depending on whether congestion information is included or not), and transmits a message informing the request of the PGW to the corresponding RAN node.
한편, RAN의 혼잡 상황을 다른 코어 네트워크 노드까지 전달할지 여부는 사용자가 가입한 사업자와 현재 서비스를 제공 중인 사업자에 따라 결정될 수도 있다. 사용자 단말에게 엑세스 망 서비스를 제공 중인 사업자의 (Serving PLMN이라 칭하겠으며, 로밍 상황인 경우 Visited PLMN에 대응) 네트워크 엔터티(예, RAN 노드 또는 S-GW)는, 사용자가 가입된 사업자(Home PLMN)가 자신(Serving PLMN)과 다를 경우, 사용자 단말에 대해 RAN 혼잡 상황 정보를 다른 코어 네트워크 엔터티(예, P-GW)까지 전달하지 않을 수 있다. 이 때, 사용자 단말의 HPLMN ID와, 네트워크 엔터티가 속한 Serving PLMN의 ID를 비교할 수 있다. 또는, Serving PLMN의 네트워크 엔터티는 사용자 단말의 HPLMN ID와 자신에 설정된 혼잡 정보를 허용하는 또는 비허용하는 PLMN들의 list를 비교하여 혼잡 정보의 전달 여부를 결정할 수 있다. 사용자 단말의 HPLMN ID는 IMSI의 일부에 포함될 수 있다. 상기 PLMN 별 혼잡 정보 전송/비전송 허용 여부는 O&M 방법에 의해 네트워크 엔터티에 설정될 수 있다. 만약 혼잡 정보를 전달하지 않아야 하면, 코어 네트워크 엔터티(예, S-GW)는 RAN으로부터 수신한 혼잡 정보가 제어 메시지로 전달된 경우 이를 다른 코어 네트워크 엔터티(예, P-GW)에게 전달하지 않을 수 있다. 또는 혼잡 정보가 패킷 헤더에 포함된 경우, 코어 네트워크 엔터티(예, S-GW)는 헤더 정보에서 이를 삭제한 후 패킷을 다른 코어 네트워크 엔터티(예, P-GW)에게 전달할 수 있다. 이는, RAN을 소유한 PLMN이 P-GW를 소유한 PLMN에게 혼잡 상황을 노출하지 않기 위함이거나, 또는 사용되지 않을 정보를 제공하는 오버헤드를 피하기 위함일 수 있다.Whether or not the congestion status of the RAN is transferred to other core network nodes may be determined according to the service provider to which the user is subscribed and the service provider that is currently providing the service. A home network entity (e.g., a RAN node or an S-GW) of a service provider providing access network service to a user terminal (referred to as Serving PLMN and corresponding to a Visited PLMN in the case of a roaming situation) It may not transmit the RAN congestion state information to another core network entity (e.g., P-GW) for the user terminal. At this time, the HPLMN ID of the user terminal and the ID of the Serving PLMN to which the network entity belongs can be compared. Alternatively, the network entity of the Serving PLMN can determine whether the congestion information is delivered by comparing the HPLMN ID of the user terminal with the list of PLMNs that allow or disallow congestion information set in the UE. The HPLMN ID of the user terminal may be included in a part of the IMSI. The transmission / non-transmission of congestion information per PLMN can be set in the network entity by the O & M method. If congestion information should not be conveyed, the core network entity (eg, S-GW) may not forward the congestion information received from the RAN to another core network entity (eg, P-GW) have. Or congestion information is included in the packet header, the core network entity (eg, S-GW) may delete it from the header information and then forward the packet to another core network entity (eg, P-GW). This may be to avoid exposing the congestion situation to the PLMN that owns the P-GW, or to avoid the overhead of providing information that will not be used, by the PLMN that owns the RAN.
또한, 코어 네트워크 엔터티(예, S-GW)는 RAN으로부터 수신한 혼잡 상태와, 사용자 단말의 HPLMN에 따라 자체적으로 혼잡 제어를 적용할 수 있다. 예를 들면, S-GW는 O&M 등의 방법을 통해 PLMN 별 혼잡 제어 정책이 설정되어 있으며, RAN 노드로부터 혼잡 상태 정보를 수신한 S-GW는 상기 실시예에 따라 혼잡 정보는 P-GW에게 전달하지 않지만, 사용자 단말의 HPLMN에 대응되는 PLMN 별 혼잡 제어 정책을 찾아 혼잡 제어를 적용할 수 있다. 보다 구체적으로, S-GW에는 다음과 같은 혼잡 제어 정책이 하나 이상 설정되어 있을 수 있다,In addition, the core network entity (e.g., S-GW) can apply congestion control itself according to the congestion state received from the RAN and the HPLMN of the user terminal. For example, the congestion control policy for each PLMN is set in the S-GW by a method such as O & M, and the S-GW receiving the congestion state information from the RAN node transmits congestion information to the P-GW according to the embodiment However, it is possible to apply congestion control by searching the congestion control policy for each PLMN corresponding to the HPLMN of the user terminal. More specifically, one or more of the following congestion control policies may be set in the S-GW.
<PLMN, RAN 혼잡 상태, Traffic shaping rule><PLMN, RAN congestion state, Traffic shaping rule>
PLMN은 PLMN ID에 대응되고, RAN 혼잡 상태는 단순히 RAN의 혼잡 여부를 나타내거나, RAN의 혼잡 정도(예를 들면, low, medium, high 등)를 나타내며, Traffic shaping rule은, PLMN과 RAN 혼잡 상태가 만족되었을 때, 단말의 트래픽에 적용될 혼잡 제어 정책, 예를 들면 패킷을 drop하거나, 전송률을 X bps로 조절하거나 등이 될 수 있다. The PLMN corresponds to the PLMN ID, and the RAN congestion state simply indicates whether the RAN is congested or the congestion degree of the RAN (for example, low, medium, high, etc.) The congestion control policy to be applied to the traffic of the terminal, for example, dropping the packet, adjusting the transmission rate to X bps, or the like.
또한 상기 실시예들은, PLMN ID를 비교하여 행하는 대신, 상기 기술된 실시 예에 따라 PDN 연결 또는 EPS 베어러의 형태가 Home Routed임을 인지한 경우 적용될 수도 있다.Further, the above embodiments may be applied to a case where the PDN connection or the type of the EPS bearer is Home Routed according to the above-described embodiment instead of comparing the PLMN IDs.
한편, 코어 네트워크 노드가 RAN 노드에게 사용자 데이터 패킷 헤더를 이용해 혼잡 상태를 보고할지 여부를 알리는 것은 QoS 파라메터 중 일부를 이용해 이루어질 수도 있다. 예를 들면, RAN 노드와 코어 네트워크 노드는 EPS 베어러에 대한 QoS 파라메터로 QCI, ARP(Allocation and Retention Priority) 등을 사용하는데, 이들 QoS 파라메터가 특정 값을 갖거나 또는 특정 값의 범위에 속할 경우 RAN 노드는 혼잡 상태를 사용자 데이터 패킷을 이용해 알리는 것이 필요하다고 판단하는 것이다.On the other hand, the core network node may inform the RAN node whether to report the congestion state using the user data packet header by using some of the QoS parameters. For example, the RAN node and the core network node use QCI and ARP (Allocation and Retention Priority) as QoS parameters for the EPS bearer. If these QoS parameters have a specific value or belong to a specific value range, The node determines that it is necessary to inform the congestion state using the user data packet.
보다 구체적으로 예를 들면, 코어 네트워크 노드(예, PGW)는 사용자 데이터 패킷의 헤더(GTP-U 헤더 또는 IP 헤더)를 통해 RAN의 혼잡 상태를 보고받길 원할 때, 생성되는 EPS 베어러의 ARP(또는 QCI)를 특정한 값으로 설정하거나, 아니면 ARP(또는 QCI)가 특정한 범위에 속하도록 설정할 수 있다. 상기 QoS 파라메터(예를 들어, 혼잡 정보가 필요함을 나타내는 ARP/QCI 값이나 범위)에 대한 정보가 설정된 RAN 노드는, 수신한 EPS 베어러 QoS 파라메터와 상기 설정 정보(ARP/QCI의 값이거나 ARP/QCI의 범위)를 비교하여, 코어 네트워크 노드로 보내는 패킷에 혼잡 정보를 붙여서 보내야하는지 아닌지의 여부를 알 수 있다. 만약 혼잡 정보가 필요하다고 판단되는 경우, 코어 네트워크로 보내는 패킷에 혼잡 정보를 포함시킬 수 있다.More specifically, for example, when a core network node (e.g., a PGW) wants to receive a congestion status of a RAN through a header (GTP-U header or IP header) of a user data packet, QCI) to a specific value, or to set the ARP (or QCI) to fall within a specific range. The RAN node having the QoS parameter (for example, ARP / QCI value or range indicating that congestion information is required) is set to the ARP / QCI value or the ARP / , It is possible to know whether or not to send the congestion information to the packet sent to the core network node. If it is determined that congestion information is needed, congestion information may be included in the packet sent to the core network.
한편, 본 발명의 다른 일 실시예에 따르면, RAN의 혼잡 정보를 수신한 코어 네트워크 노드(예, PCEF 또는 TDF)는 혼잡 처리(congestion mitigation)을 수행할 수 있다. 이 때, 코어 네트워크 노드는 혼잡 상태에 따라 트래픽을 어떻게 처리할지 결정할 수 있다. Meanwhile, according to another embodiment of the present invention, a core network node (e.g., PCEF or TDF) receiving congestion information of the RAN can perform congestion mitigation. At this time, the core network node can determine how to handle the traffic according to the congestion state.
코어 네트워크 노드(예, PCEF 또는 TDF)에게 규칙(예, PCC rule 또는 ADC rule)을 제공하는 PCRF는, 혼잡 상태 조건에 따른 코어 네트워크 노드의 동작에 대한 정책(policy)를 설정하는 규칙 생성하여 코어 네트워크 노드에게 전달할 수 있다. PCRF가 코어 네트워크에서 사용할 혼잡 상태 조건에 따른 동작 규칙을 결정할 때는, 가입 수준(membership level)과 같은 사용자의 가입 정보나 서비스 및/또는 응용의 종류가 고려될 수 있다. The PCRF, which provides rules (eg, PCC rule or ADC rule) to the core network node (eg PCEF or TDF), generates a rule for setting the policy for the operation of the core network node according to the congestion condition, To the network node. When the PCRF determines the operation rule according to the congestion state condition to be used in the core network, the subscription information of the user such as the membership level and the type of the service and / or the application may be considered.
도 23은 본 발명의 일 실시예에 따른 혼잡 제어 동작을 도시하는 도면이다.
23 is a diagram showing a congestion control operation according to an embodiment of the present invention.
PCRF(2320)는 S2330 단계에서 도시되는 바와 같이, 코어 네트워크 노드에게 전달할 규칙을 생성한다. 이 때, PCRF(2320)는 만약 S2320 단계를 통해 혼잡의 레벨(congestion level)과 같은 혼잡 정보(congestion status)가 미리 수신된 경우 규칙을 생성하는데 이를 고려할 수 있다. 또한 PCRF(2320)는 만약 S2310 단계를 통해 SPR(2330) 또는 HSS로부터 수신한 가입 레벨(membership level)과 같은 사용자의 가입 정보(subscription data)가 있는 경우 규칙을 생성하는데 이를 고려할 수 있다. The
PCRF(2320)가 생성하는 혼잡 상태 기반의 규칙은, 데이터 플로우(data flow)를 감지(detection) 할 수 있는 정보, 데이터 플로우(data flow)에 적용할 정책 제어(policy control) 정보를 포함할 수 있다. 상기 정책 제어 정보에는 혼잡 상태 조건에 따른 데이터 플로우(data flow)의 처리 동작이 기술될 수 있다. The congestion state based rules generated by the
정책 제어(Policy control)에는 데이터 플로우(data flow)를 전송할지 말지를 나타내는 게이트 상태(Gate Status), 그리고 데이터 플로우(data flow)에 적용될 maximum/guaranteed bitrate(상/하향)가 포함될 수 있으며, 이들 정보는 혼잡 상태 조건으로 적용되는 형태로 확장될 수 있다. 만약 정책 제어(policy control)에 혼잡 상태 조건이 포함된 경우, 코어 네트워크 엔티티는 혼잡 상태 조건이 만족된 상태에 한해 해당 정책 (gate status 적용 또는 bitrate 적용)을 적용한다.The policy control may include a gate status indicating whether a data flow is transmitted or not and a maximum / guaranteed bitrate applied to the data flow. Information can be extended to a form that is applied as a congestion condition. If the congestion state condition is included in the policy control, the core network entity applies the corresponding policy (gate status application or bitrate application) only when the congestion state condition is satisfied.
<정책 제어(Policy control)><Policy control>
{Priority 1, load level > X, gate status = open, DL-maximum bitrate= 50kbps, UL-maximum bitrate = 50kbps}{
{Priority 2, load level > Y, gate status = open, DL-maximum bitrate= 30kbps, UL-maximum bitrate = 30kbps}{Priority 2, load level Y, gate status = open, DL-maximum bitrate = 30kbps, UL-maximum bitrate = 30kbps}
{Priority 3, load level > Z, gate status = closed, DL-maximum bitrate= 30kbps, UL-maximum bitrate = 30kbps}{Priority 3, load level Z, gate status = closed, DL-maximum bitrate = 30kbps, UL-maximum bitrate = 30kbps}
예를 들면, PCRF는 정책 제어(Policy control)를 사용해 혼잡 레벨이 X 이상일 경우, 데이터 플로우(data flow)의 상하향 최대 비트레이트(maximum bitrate)를 50kbps로 제한하고, 혼잡 레벨이 Z 이상일 경우, 데이터 플로우(data flow)의 게이트 상태(gate status)를 closed로 변경하도록 설정할 수도 있다. For example, PCRF uses policy control to limit the maximum bitrate of the data flow to 50 kbps when the congestion level is X or more, and when the congestion level is greater than Z, It is also possible to set the gate status of the data flow to be closed.
즉, PCRF는 코어 네트워크 엔티티(예, PCEF나 TDF)로 하여금, 혼잡 상태가 어느 정도일 땐 어떤 동작을 수행하도록 규칙을 설정할 수 있다. 이러한 규칙은 사용자 단말의가입 정보나 서비스 및/또는 응용의 특성을 기반으로 만들어질 수도 있다. 예를 들면, 사용자의 가입 수준이 높은 경우(예, gold membership)엔 혼잡이 발생한 경우에도 비트레이트(bitrate)를 제한하지 않도록 규칙을 설정할 수 있으며, 가입 수준이 낮은 경우엔 상대적으로 심각하지 않은 혼잡 상황에서도 비트레이트(bitrate)를 제한하도록 규칙을 설정할 수 있다. 혼잡 상태 조건에 따른 동작 및/또는 설정은 상대적인 우선순위를 가질 수도 있다. 이러한 구성은 본 발명의 개념을 설명하기 위한 한 예이며, 본 발명의 주요한 개념 및 동작은 규칙의 특정 필드들의 구조에 한정되는 것이 유사한 구조에도 큰 변화 없이 적용될 수 있다.That is, the PCRF can set the rules for the core network entity (eg PCEF or TDF) to perform some action when the congestion state is at a certain level. These rules may be made based on the subscription information of the user terminal or the characteristics of the service and / or application. For example, rules can be set so that the bitrate is not limited even when congestion occurs in a case where the user's subscription level is high (e.g., gold membership), and when the subscription level is low, Even in a situation, a rule can be set to limit the bitrate. Operations and / or settings according to congestion state conditions may have a relative priority. Such a configuration is an example for explaining the concept of the present invention, and the major concept and operation of the present invention can be applied to a similar structure without much change even if it is limited to the structure of specific fields of the rule.
한편, RAN 노드에서 사용자 데이터가 속한 서비스 또는 응용을 알 수 있도록 코어 네트워크 엔티티(예, P-GW나 TDF)는 자신이 검출한 서비스 또는 응용 특성을 RAN 노드로 보내는 데이터 패킷의 GTP-U 헤더를 통해 알려줄 수 있다. 사용자 데이터 패킷의 서비스 또는 응용 특성을 검출하기 위해서 코어 네트워크 엔티티는 패킷을 조사(Deep Packet Insepction)해야 하는데, 이는 코어 네트워크 엔티티의 자원을 사용해 이루어지는 작업이다. 따라서, 코어 네트워크 노드에서 이루어지는 서비스 특성 검출 및 마킹은 혼잡 상태에 따라 가변적으로 적용되는 것이 바람직하다. Meanwhile, in order for the RAN node to know the service or application to which the user data belongs, the core network entity (for example, P-GW or TDF) transmits the GTP-U header of the data packet to the RAN node . In order to detect the service or application characteristics of a user data packet, the core network entity must probe the packet (Deep Packet Insepction), which is the work done using the resources of the core network entity. Therefore, it is desirable that the service characteristic detection and marking performed in the core network node is variably applied according to the congestion state.
예를 들어 코어 네트워크 노드는 혼잡한 RAN을 통해 전송되는 패킷에 대해서는 서비스 특성 검출 및 마킹을 수행해 RAN 노드에서 효과적인 스케쥴링을 수행할 수 있도록 하고, 혼잡하지 않은 RAN을 통해 전송되는 패킷에 대해서는 서비스 특성 검출을 수행하지 않아 쓸데없는 부하를 줄일 수 있다. For example, a core network node may perform effective scheduling in a RAN node by performing service characteristic detection and marking on a packet transmitted through a congested RAN, and may detect a service characteristic for a packet transmitted through a non-congested RAN It is possible to reduce unnecessary load.
PCRF(2320)는 이러한 코어 네트워크 엔티티(예, P-GW나 TDF)의 동작을 설정하는 규칙(예를 들어, 상기한 PCC rule 또는 ADC rule)을 생성해 S2340 단계를 통해 제공할 수 있다. 즉, PCRF는 코어 네트워크 엔티티에서 RAN 혼잡 상태에 따라 서비스 특성 검출 및 마킹을 제어하도록 규칙을 만들어 제공할 수 있으며, 이 때에는 가입 레벨과 같은 사용자 단말의 가입 정보가 함께 고려될 수 있다. The
상기 PCRF(2320)로부터 PCC rule 또는 ADC rule를 제공받은 코어 네트워크 엔티티는 S2350 단계를 통해, 상기 제공받은 규칙에 따라 혼잡을 제어할 수 있다. The core network entity which received the PCC rule or the ADC rule from the
도 24는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 혼잡 제어 동작을 도시하는 순서도이다.
FIG. 24 is a flowchart showing a congestion control operation according to another embodiment of the present invention.
PCRF(2420)는 S2430 단계에서 코어 네트워크 노드에게 전달할 규칙(ACC 또는 ADC 규칙)을 생성한다. 이 때, PCRF(2420)는 만약 S2420 단계를 통해 혼잡의 레벨(congestion level_과 같은 혼잡 정보(congestion status)가 미리 수신된 경우 규칙을 생성하는데 이를 고려할 수 있다. 또는 PCRF(2420)는 SPR(2430) 또는 HSS로부터 S2410 단계를 통해 수신한 가입 레벨(membership level)과 같은 사용자의 가입 정보(subscription data)가 있는 경우 이를 고려할 수도 있다. The
PCRF(2420)가 생성하는 혼잡 상태 기반의 규칙은, 혼잡 상태 조건에 따른 데이터 플로우(data flow)의 서비스 특성 검출 및 마킹 동작이 기술될 수 있다. 즉, 규칙에는 혼잡 상태 조건에 따라 서비스 특성 검출 및 마킹이 필요한지 여부가 포함될 수 있다. 만약 규칙에 혼잡 상태 조건이 포함된 경우, 코어 네트워크 엔티티는 혼잡 상태 조건이 만족된 상태에 한해 서비스 특성 검출 및 마킹 동작을 수행할 수 있다.The congestion state-based rule generated by the
{Priority 1, load level < X, service detection and marking = no}{
{Priority 2, load level < Y, service detection and marking = yes}{Priority 2, load level < Y, service detection and marking = yes}
예를 들면, PCRF(2420)는 혼잡 레벨이 X 이하일 경우, 코어 네트워크 엔티티에서 서비스 특성 검출 및 이를 GTP-U 헤더에 삽입하는 동작을 수행하지 않도록 설정할 수 있다. 또한, PCRF(2420)는 혼잡 레벨이 Y 이상일 경우, 코어 네트워크 엔티티에서 서비스 특성 검출 및 이를 GTP-U 헤더에 삽입하는 동작을 수행하도록 설정할 수 있다. For example, if the congestion level is X or less, the
즉, PCRF(2420)는 코어 네트워크 엔티티(예, PCEF나 TDF)로 하여금, 혼잡 상태가 어느 정도일 땐 어떤 동작을 수행하도록 규칙을 설정할 수 있다. 이러한 규칙은 사용자 단말의 가입 정보나 서비스 및/또는 응용의 특성을 기반으로 만들어질 수도 있다. 예를 들면, 사용자의 가입 수준이 높은 경우(예, gold membership)엔 혼잡이 아주 높지 않은 상황에서도 서비스 특성 검출 및 마킹을 수행하도록 하여, RAN 노드로 하여금 서비스 특성을 고려한 개선된 스케쥴링 방식을 적용할 수 있도록 할 수 있다. 혼잡 상태 조건에 따른 동작 및/또는 설정은 상대적인 우선순위를 가질 수도 있다. That is, the
PCRF(2420)는 이러한 코어 네트워크 엔티티(예, P-GW나 TDF)의 동작을 설정하는 규칙(예를 들어, 상기한 PCC rule 또는 ADC rule)을 생성해 S2440 단계를 통해 제공할 수 있다. 그러면 코어 네트워크 엔티티(2410)는 S2450 단계를 통해, 혼잡 레벨 별에 따라 트래픽 감지를 개시 및/또는 중지할 수 있다. The
그리고 코어 네트워크 엔티티(2410)는 S2460 단계를 통해, 제공받은 규칙에 따라 서비스 특성을 검출하고 마킹 동작을 수행 또는 미수행할 수 있다. In step S2460, the
상기한 구성은 본 발명의 개념을 설명하기 위한 한 예이며, 본 발명의 주요한 개념 및 동작은 규칙의 특정 필드들의 구조에 한정되는 것이 유사한 구조에도 큰 변화 없이 적용될 수 있다.한편, 일반적으로 LTE와 같은 통신 시스템에서는 베어러(bearer)를 통해 데이터가 송수신 되는데, 베어러(bearer)를 통하여 데이터를 송수신하면 새로운 IP 플로우(IP flow)가 시작되더라도 이를 컨트롤하기 위한 제어 메시지(control message)를 네트워크 엔터티간 송수신하지 않아도 된다는 장점이 있다. The above-described configuration is an example for explaining the concept of the present invention, and the major concept and operation of the present invention can be applied to a similar structure that is limited to the structure of specific fields of the rule without much change. In the same communication system, data is transmitted and received through a bearer. When data is transmitted / received through a bearer, a control message for controlling the IP flow is transmitted / received between network entities There is an advantage that it is not necessary.
그러나, 기지국에서 혼잡(congestion)이 발생한 경우 하나의 베어러(bearer)를 통해 전송되는 많은 복수 개의 IPO 플로우(IP flow)들을 차등 처리하기 어렵다는 단점이 있다. 이를 극복하기 위하여 P-GW 뒤에 존재하는 트래픽 감지 함수(traffic detection function)나 PGW에서 강한 패킷 조사(deep packet inspection)를 수행하여 IP 플로우(IP flow)들의 서비스(service)들을 구별하고 이에 대하여 서비스 클래스 지시자(service class indicator, SCI)를 GTP-U 헤더에 마킹(marking) 하여 이 SCI 마킹(marking)이 SGW를 지나서 기지국으로 전달되도록 함으로써 기지국이 필요에 따라서 스케쥴링(scheduling)을 조절하도록 한다. However, when congestion occurs in the base station, it is difficult to differentiate a plurality of IP flows (IP flows) transmitted through a single bearer in a differential manner. In order to overcome this problem, a traffic detection function existing behind the P-GW or a deep packet inspection in the PGW is performed to distinguish services of IP flows, Marking a service class indicator (SCI) in the GTP-U header so that the SCI marking is passed to the base station via the SGW, thereby allowing the base station to adjust the scheduling as needed.
그런데 이런 SCI 마킹(marking)과 이에 따른 스케쥴링(scheduling)을 모든 단말에 대하여 공통적으로 적용된다는 문제가 있다. However, there is a problem that SCI marking and scheduling according to the SCI are commonly applied to all terminals.
이에 따라, 본 발명의 또 다른 실시예에서는 새로운 서비스(service)를 이용하기 위하여 IP 플로우(IP flow)가 발생할 때 마다 컨트롤 메시지들을 주고 받지 않음과 동시에, SCI 마킹(marking)을 사용자 가입 레벨(subscription level)에 따라서 단말 마다 다르게 적용할 수 있는 메커니즘을 제안한다.According to another embodiment of the present invention, in order to use a new service, control messages are not exchanged every time an IP flow occurs, and at the same time, SCI marking is performed at a subscription level level), we propose a mechanism that can be applied differently for each terminal.
본 발명의 실시예에서는 비우선순위(de-prioritization)의 대상인 IP 플로우(IP flow)들을 unattended로 정의하고 단말의 가입 레벨(subscription level)에 따라서 unattended와 attended를 구별하는 SCI range 값을 단말이 연결(connected) 모드가 될 때 단말의 컨텍스트(context)를 기지국에 전송한다. In the embodiment of the present invention, the IP flows that are de-prioritized are defined as unattended, and the SCI range value that distinguishes between unattended and attended according to the subscription level of the terminal is referred to as " connected mode, it transmits the context of the terminal to the base station.
unattended와 attended를 구별하는 SCI range 값을 포함한 단말의 컨텍스트(context)를 수신한 기지국은 이를 이용하여 기지국이 혼잡(congestion) 상황일 때 비우선순위(de-prioritization) 대상이 되는 unattended로 분류되는 패킷들을 구별하고 이들을 동일한 베어러 내의 attended 로 분류되는 패킷 들과 다른 큐에 저장하고 unattended 큐에 있는 패킷들에 대한 스케줄링을 비우선순위(de-prioritization)로 처리하여차등 처리한다. The base station receiving the context of the UE including the SCI range value that distinguishes between unattended and attended can use this to detect packets that are classified as unattended to be de-prioritized when the base station is in a congestion state And stores them in a queue different from the packets classified as attended in the same bearer, and de-prioritizes the scheduling of packets in the unattended queue to differentiate the packets.
상세 수행 과정은 도 25에서 도시된다.The detailed execution process is shown in Fig.
도 25는 기지국이 혼잡 상황일 때, 단말에 설정된 SCI 범위 값에 따라 스케줄링을 비우선처리하는 과정을 도시하는 순서도이다.FIG. 25 is a flowchart showing a process of non-priority scheduling according to the SCI range value set in the UE when the BS is in a congestion state.
단말(2510)은 활성 플래그(active flag)를 포함하는 접속 요청/서비스 요청/트래킹 영역 업데이트(attach request /service request/Tracking area update) 메시지를 기지국(2520)을 통하여 MME(2530)로 전달함으로써 데이터 송수신을 위한 연결(connected) 모드로의 전환을 요청한다. The terminal 2510 transmits an attach request / service request / tracking area update message including an active flag to the
상기 메시지를 수신한 MME(2530)는 접속 요청(attach request)을 수신했거나, 또는 단말의 컨텍스트(context)가 MME(2530)내에 없는 상태에서 트래킹 영역 업데이트(tracking area update request)를 수신한 경우에는 S2510 단계에서 HSS(2560)로 위치 업데이트 요청(location update request) 를 전송하고, S2515 단계에서 단말의 가입 데이터(subscription data)를 포함한 위치 업데이트 응답(location update response) 을 수신한다. 이때 가입 데이터(subscription data)는 해당 단말의 가입 레벨(subscription level) (예: high, medium, low) 에 대한 정보를 포함할 수 있다. If the
MME(2530)는 S2520 단계에서, 단말이 로밍 사용자(roaming user)인 경우, 로밍 사용자 의 홈 오퍼레이터(Home operator)와의 계약 관계와 수신한 가입 레벨(Subscription level)을 고려하여 unattended로 분류할 SCI 또는 QCI range 를 결정한다. 상기 단말에 대하여 결정된 SCI/QCI range는 S2525 단계에서 도시되는 바와 같이. 단말의 컨텍스트(context) 정보를 기지국에 설정하는 초기 UE 컨텍스트 설정 요청(initial UE context setup request) 메시지에 포함되어서 기지국(2520)으로 전달된다. The
MME(2530)가 초기 UE 컨텍스트 설정 요청(initial UE context setup request) 메시지를 전달할 때, MME(2530)는 단말(2510)에게 전달할 접속 수락(attach accept) 메시지를 기지국(2520)에게 전달하고, 상기 기지국(2520)은 S2530 단계에서 상기 접속 수락 메시지를 단말(2510)에게 전달한다. When the
MME(2530)로부터 단말(2510)에 대하여 결정된 unattended에 포함된 SCI/QCI range 값을 수신한 기지국(2520)은 S2535 단계에서, 이를 단말의 컨텍스트(context)로 저장한다. 그리고 기지국(2520)은 S2540 단계에서, MME(2530)로 초기 UE 컨텍스트 설정 응답(initial UE context setup response) 메시지를 전송한다.. 상기 S2540 단계의 응답(response)을 기지국(2520)으로부터 수신한 MME(2530)은 기지국과 SGW/PGW로 연결되는 데이터 평면(data plane)의 형성을 위해, S2545/S2550 단계에서 SGW(2540)로 기지국의 데이터 평면(data plane) 정보를 전달하는 세션 생성 요청(create session request) 또는 베어러 수정 요청(modify bearer request)을 전송한다. 그리고 SGW(2540)는 상기 메시지와 동일한 메시지를 PGW(2550)로 보낸다. The
PGW(2550)는 이에 대한 응답으로 S2555/S2560 단계에서, 세션 생성 응답(create session response) 또는 베어러 수정 응답(modify bearer response)를 SGW(2540)로 전송한다. 그러면 SGW(240)는 동일한 메시지를 MME(2530)로 전송하여 단말(2510)을 위한 데이터 평면(data plane)이 기지국으로부터 SGW(2540)/PGW(2550)를 통과하여 연결된다. The
단말(2510)을 위한 데이터 평명(data plane)의 형성(establishment)이 끝난 후, 외부로부터 데이터(data)가 도착하면, 상기 데이터는 S2565 단계를 통해 PGW/TDF(2550)에서 분석되어 IP 플로우(IP flow)의 서비스(service)에 따라서 SCI가 GTP-U 헤더에 마킹된다. 그리고 PGW(2550)는 S2570 단계에서 마킹된 IP 패킷을 SGW(2540)로 전달한다. After the establishment of the data plane for the terminal 2510, when data arrives from the outside, the data is analyzed in the PGW /
그러면 SGW(2540)는 S2575 단계에서, 수신한 SCI 마킹을 그대로 기지국으로 보내는 GTP-U 헤더에 마킹 하여 해당 데이터를 기지국(2520)로 전달한다. Then, in
SCI 마킹이 포함된 데이터를 수신한 기지국(2520)은 S2580 단계를 통해, 데이터 평면(data plane_의 혼잡(congestion) 상황을 확인한 후, 혼잡(congestion) 상황이라면 상기 데이터를 수신할 단말의 단말 컨텍스트(UE context)를 확인한다. 그리고 기지국(2520)은 수신한 SCI가 unattended로 분류되는지 확인하고 unattended로 분류된다면 동일 베어러(bearer)의 다른 패킷들과 별로도 관리하기 위한 큐를 생성하여 처리함으로써 동일 베어러(bearer) 내의 패킷 들 중 unattended로 분류되지 않는 패킷들 보다 비우선순위(de-prioritization) 처리되어 스케쥴링 되도록 한다. Upon receiving the data including the SCI marking, the
한편, 다른 실시예에서는 비우선순위(de-prioritization)의 대상인 IP 플로우(IP flow)들을 unattended로 정의하고 단말의 가입 레벨(subscription level)에 따라서 unattended와 attended를 구별하는 SCI range 값을, SCI를 마킹(marking)하는 PGW로 전달할 수 있다. 그러면, unattended 트래픽 이 발생할 때만 PGW에서 SCI 마킹을 시작하게 되므로, PGW의 마킹을 위한 부하를 줄일 수 있다. 또한, PGW에서 마킹한 SCI를 포함한 데이터 패킷이 기지국에 도착했을 때 기지국의 혼잡(congestion) 정도에 따라서 unattended로 구별해야 하는 트래픽을 SCI의 존재여부로 구별하여 해당 패킷들에 대한 스케줄링을 비우선순위(de-prioritization) 처리하여 차등 처리하도록 제어할 수도 있다. Meanwhile, in another embodiment, the IP flows that are de-prioritized are defined as unattended and the SCI range value that distinguishes unattended and attended according to the subscription level of the terminal is set as the SCI marking to the PGW for marking. Then, since the SCI marking is started in the PGW only when unattended traffic occurs, the load for marking the PGW can be reduced. Also, when a data packet including SCI marked by PGW arrives at the base station, it distinguishes traffic that should be distinguished as unattended according to the degree of congestion of the base station by presence or absence of SCI, de-prioritization processing to perform differential processing.
도 26은 본 발명의 다른 실시예에 따른 동작 순서를 도시하는 순서도이다.
26 is a flowchart showing an operation procedure according to another embodiment of the present invention.
단말(2600)은 S2610 단계에서, 활성 플래그를 포함하는 접속 요청/서비스 요청/트래킹 영역 요청(attach request /service request/Tracking area update) 메시지를 기지국(2610)을 통하여 MME(2620)로 전달함으로써 데이터 송수신을 위한 연결(connected) 모드로의 전환을 요청한다. The terminal 2600 transmits an attach request / service request / tracking area update message including an active flag to the
상기 메시지를 수신한 MME(2620)는 접속 요청(attach request)을 수신했거나, 또는 단말의 컨텍스트(context)가 MME(2620)내에 없는 상태에서 트래킹 영역 업데이트 요청(tracking area update request)을 수신한 경우, S2615 단계에서 HSS(2650)로 위치 업데이트 요청(location update request) 를 전송한다. 그리고 MME(2620)는 S2620 단계에서, 단말의 가입 데이터(subscription data)를 포함한 위치 업데이트 요청(location update response) 을 수신한다. 이때 가입 데이터(subscription data)는 상기 단말의 가입 레벨(subscription level) (예: high, medium, low) 에 대한 정보를 포함할 수 있다. When the
MME(2620)는 S2625 단계에서, 단말이 로밍 사용자(roaming user)인 경우 로밍 사용자(roaming user)의 홈 오퍼레이터(Home operator)와의 계약 관계와, 수신한 가입 레벨(Subscription level)을 고려하여 unattended로 분류할 SCI 또는 QCI range 를 결정할 수 있다. In step S2625, the
MME(2620)는 S2630/S2635 단계에서, SGW(2630)를 거쳐 세션 생성 요청(create session request)을 통해 상기 unattended로 처리할 SCI또는 QCI의 range에 대한 정보를 PGW/TDF(2640)에 전달한다. 또한, MME(2620)는 결정된 SCI/QCI의 range를 단말의 컨텍스트 정보가 초기 컨텍스트 설정 요청(initial context setup request) 메시지를 통해 기지국에 전달되는 과정에서 기지국에 설치할 수도 있다(도면에는 미표시).The
그러면, MME(2620)로부터 unattended로 처리할 SCI 또는 QCI의 range에 대한 정보를 수신한 PGW(2640)는 이를 저장하고, MME(2620)의 요청 에 대한 응답을 세션 생성 응답(create session response)을 통해 S2640/S2645 단계에서 MME(2620)로 전송한다. The
이후 S2650 단계에서, 외부에서 데이터 패킷이 도착하면, PGW/TDF(2640)는 S2655 단계와 같이 강한 패킷 검사(deep packet inspection)를 수행하고 해당 패킷에 대한 SCI를 결정한다. In step S2650, when a data packet arrives from outside, the PGW /
QCI로 unattended가 결정되는 경우는 해당 패킷이 전달될 베어러(bearer)를 결정한 후 그 베어러(bearer)의 QCI가 unattended로 분류될 QCI의 range에 해당하는지 결정한다. 결정된 SCI/QCI가 unattended로 고려될 SCI/QCI range가 아니라면 PGW/TDF(2640)는 해당 IP 플로우(IP flow)에 대하여 SCI 마킹을 하지 않는다. If unattended is determined by QCI, it determines the bearer to which the packet will be forwarded and then determines whether the QCI of the bearer corresponds to the range of QCIs to be classified as unattended. If the determined SCI / QCI is not the SCI / QCI range to be considered unattended, the PGW /
반면, 결정된 SCI/QCI가 unattended로 고려될 SCI/QCI range라면 PGW/TDF(2640)는 S2660 단계에서, 해당 IP 플로우(IP flow)에 대하여 SCI 마킹을 GTP-U 헤더(header)에 포함시켜 그 데이터가 기지국으로 전달되도록 한다.On the other hand, if the determined SCI / QCI is an SCI / QCI range to be considered unattended, the PGW /
SCI 마킹 이 포함된 데이터를 수신한 기지국(2610)은 S2665 단계에서 데이터 평면(data plane)의 혼잡(congestion) 상황을 확인한 후, 혼잡(congestion) 상황이라면 그 데이터를 수신할 단말의 UE 컨텍스트(context)를 참조하여 수신한 SCI가 unattended로 분류되는지 확인한다. 만약, unattended로 분류된다면, 기지국(2610)은 동일 베어러(bearer)의 다른 패킷들과 별로도 관리하기 위한 큐를 생성하여 처리함으로써 동일 베어러(bearer) 내의 패킷들 중 unattended로 분류되지 않는 패킷들 보다 비우선순위(de-prioritization) 처리되어 스케줄링 되도록 할 수 있다.After receiving the data including the SCI marking, the
한편, 앞서 언급했듯이, RAN 혼잡 상황이 발생했을 때, 사용자의 상태(실행 중인 서비스 응용의 종류나 트래픽의 긴급(attended) 여부 등)을 고려하는 것이 필요하다. 또한, 사용자 단말에서 수행 중인 서비스 응용이 혼잡 상황에 따라 동작 파라메터를 변경하는 것(예를 들어, 전송율을 조절하는 것 등) 또한 효과적인 혼잡 제어 방법이 될 수 있다.On the other hand, as mentioned above, when the RAN congestion occurs, it is necessary to consider the state of the user (whether the type of service application being executed or whether the traffic is attended). In addition, changing the operation parameter according to the congestion state (e.g., adjusting the data rate) may also be an effective congestion control method.
그런데, 이러한 사용자 단말의 상태 정보 수집과, 혼잡 상황에 따른 서비스 응용의 동작 파라메터 조절은 전송 송수신 및 제어 장치에서 이루어지기 힘든 동작이다.
However, collecting the state information of the user terminal and adjusting the operation parameters of the service application according to the congestion state are hard to perform in the transmission / reception and control device.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 사용자 단말의 내부 구조 및 내부 동작을 도시하는 도면이다9 is a diagram illustrating an internal structure and an internal operation of a user terminal according to another embodiment of the present invention
도 9에서 도시되는 바와 같이, 사용자 단말의 상태 및, 서비스의 응용의 파라메터는 OS(Operating System) 및 OS 상위에서 수행 중인 서비스 응용(910과 같은 단말 상태 분석기)에서 수집/변경하는 것이 효과적이다. 그 이유는 920의 3GPP 모뎀(Modem)과 같은 전송 송수신 및 제어 장치에서는 OS에서 사용자 단말의 상태 정보 수집 및 서비스 응용의 파라메터 설정을 할 수 있는 API(Application Programmable Interface) 수립이 어렵기 때문이다. As shown in FIG. 9, it is effective to collect / change the status of the user terminal and the parameters of the service application in an operating system (OS) and a terminal status analyzer such as a service application (910) This is because it is difficult to establish an API (Application Programmable Interface) for collecting status information of a user terminal and setting a parameter of a service application in a transmission / reception and control device such as the 3GPP modem of 920.
따라서, 이하에서 기술되는 본 발명의 다른 실시예에서는 사용자 단말의 상태 정보를 수집하고 보고할 수 있으며, 네트워크로부터 서비스 응용의 동작 파라메터를 전달받아 설정할 수 있는 방법을 제안한다.Accordingly, in another embodiment of the present invention described below, a method of collecting and reporting status information of a user terminal and a method of receiving and setting operation parameters of a service application from a network is proposed.
하기 도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 사용자 단말과 통신 시스템의 개념을 도시하는 도면이다.
10 is a diagram illustrating a concept of a user terminal and a communication system according to another embodiment of the present invention.
그림에서 보듯이, 사용자 단말(1000)에는 단말 상태 분석UE status analyzer(이하 UE 상태분석기)(1010)가 설치(수행)된다. 이는 SW형태로 구현되거나 또는, HW 형태로 구현될 수도 있다. As shown in the figure, a UE state analyzer (hereinafter, UE state analyzer) 1010 is installed in the
UE 상태 분석기(1010)는 OS(운영 체제, Operating System)를 통해 사용자 단말의 상태 정보를 수집할 수 있으며, 또 다른 서비스 응용 및 사용자 단말의 동작 파라메터를 변경하는 것도 가능하다. UE 상태 분석기(1010)는 사업자 망에 존재하는 Status/Control Function(이하 SCF)(1020)와 연결을 맺어 통신한다. SCF(1020)는 PDN에 존재하는 한 AF(Application Function)일 수 있다. The
상기 SCF(1020)는 사용자 단말의 UE 상태 분석기(1010)에, 사용자 상태 정보 중 어떤 것들이 보고되어야 하며, 보고의 형식 및 주기는 어떤지 설정할 수 있다. 이 설정에 따라 UE 상태 분석기(1010)는 사용자 단말의 상태를 SCF(1020)에 보고한다. 또한, SCF(1020)는 UE 상태 분석기(1010)를 통해 사용자 단말 및 단말에서 수행 중인 서비스 응용의 동작 파라메터를 설정/변경하는 것도 가능하다. The
이하에서 기술되는 본 발명의 실시예들을 설명함에 있어 사용자 단말(1000)은 상기 UE 상태 분석기(1010)를 포함하는 개념이다.In describing the embodiments of the present invention described below, the
상기 동작을 수행하기 위해서, 사용자 단말(1000)은 먼저 SCF(1020)를 찾아서 접속을 시도할 수 있어야 한다. 이러한 디스커버리(discovery) 동작은, 사용자 단말(1000)이 초기에 사업자 망에 등록(registration 또는 attach)될 때 SCF(1020)를 찾을 수 있는 정보를 제공함으로써 수행될 수 있다.
In order to perform the above operation, the
하기 도 11은 본 발명의 다른 일 실시예에 따라 사용자 단말이 SCF를 찾아 접속할 수 있도록 하는 동작을 도시하는 도면이다.11 is a diagram illustrating an operation for allowing a user terminal to find and connect to an SCF according to another embodiment of the present invention.
도 11에서 도시되는 바와 같이, PGW(1120)는 PDN 커넥션 생성 시에 PCO(Protocol Configuration Option)를 통해 SCF(1130)의 주소나, ID를 사용자 단말에게 전달한다. 11, the
즉, 사용자 단말(1110)은 S1110 단계에서와 같이 MME에게 보내는 ESM 요청 메시지(예를 들어, PDN 연결 요청 메시지 또는 세션 생성 요청 메시지)에 SCF의 주소 또는 ID(FQDN 등)를 요청하는 PCO를 삽입하고, 이를 수신한 MME는 SGW에게, SGW는 PGW에게 PCO를 전달한다. That is, the
PGW는 수신한 요청 메시지의 응답 메시지(예를 들어 세션 생성 응답 메시지 또는 PDN 연결 수락 메시지)를 보낼 때, SCF의 주소 또는 ID가 포함된 PCO를 삽입하고, 이는 S1120 단계에서 SGW, MME를 통해 사용자 단말에게 전달된다. The PGW inserts a PCO containing the address or ID of the SCF when sending a response message (for example, a session creation response message or a PDN connection acceptance message) of the received request message. In step S1120, And transmitted to the terminal.
만약 PCO에 SCF의 주소가 포함된 경우, 사용자 단말(1110)은 이를 이용하여 접속할 수 있으며, ID가 포함된 경우 상기 사용자 단말(1110)은 S1130 단계에서, DNS 또는 DHCP 쿼리(query)를 ID를 이용해 수행하여 SCF의 주소를 알아낼 수 있다.If the address of the SCF is included in the PCO, the
상기 과정을 통해 SCF의 주소를 획득한 사용자 단말(1110)은 S1140 단계에서, SCF와 IP 세션을 수립할 수 있다.
The
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따라 SCF가 사용자 단말에게 사용자 상태 정보 보고 등에 대한 설정을 수행하는 과정을 도시하는 순서도이다. FIG. 12 is a flowchart illustrating a process in which a SCF performs setting of a user status information report and the like to a user terminal according to another embodiment of the present invention.
도 12를 참고하여 설명하면, 사용자 단말(1210)은 S1210 단계를 거쳐 SCF(1220)와의 접속 과정을 수행한다. Referring to FIG. 12, the
이후, SCF(1220)는 S1220 단계를 통해 사용자 단말(1210)에게 어떤 정보들이 보고되어야 하며, 보고의 조건 및 형식 및/또는 주기는 어떤지에 대한 설정 메시지를 전달한다. In step S1220, the
사용자 단말(1210)이 보고할 수 있는 상태 정보는 화면의 on/off 여부 및 지속시간, 사용자 입력의 존재 여부 및 지속시간, WLAN의 온/오프(on/off 상태), 현재 사용자 단말에서 실행 중인 서비스 응용 및 각각의 IP-5-tuple 정보 등이 포함될 수 있다. The status information that can be reported by the
보고 조건은, 특정 정보가 보고되어야 하는 조건을 나타내며, 예를 들면 화면이 5분 동안 꺼져있으면 화면 꺼짐을 보고해야 한다는 등의 조건일 수 있다. The reporting condition may indicate a condition under which certain information should be reported, such as a screen off being reported if the screen is off for 5 minutes.
사용자 단말(1210)은 상기 설정에 따라 사용자 단말의 상태를 수집하고 S1230 단계를 통해 이를 SCF(1220)에 보고한다. The
사용자 단말(1210)로부터 상태 정보를 수집한 SCF(1220)는 S1240 단계에서, 사용자 단말의 상태 정보를 저장하고 필요하면 보고에 대한 설정을 변경하거나, 아니면 사용자 단말의 동작 파라메터를 변경할 수도 있다. The
또는 S1250 단계에서 도시되는 바와 같이, SCF(1220)는 사용자의 상태 정보를 기반으로 3GPP 네트워크에 유용한 정보를 생성해 Rx 인터페이스(Interface)를 통해 PCRF(1230)에게 전달할 수도 있다. Alternatively, as shown in step S1250, the
예를 들면, 사용자 단말(1210)이 수행 중인 서비스 응용 및, 이들의 IP 플로우 들을 파악할 수 있는 정보(IP-5-tuple)등을 PCRF(1230)에게 전달할 수도 있으며, 또는 현재 수행 중인 서비스 응용의 종류와 화면 on/off 또는 입력 존재 여부 등을 종합적으로 고려해 사용자 단말 및 발생한 트래픽의 상태가 긴급한지(attended) 또는 긴급하지 않은지(unattended) 등의 정보를 PCRF(1230)에게 알릴 수 있다. For example, a service application being executed by the
이들 정보를 수신한 PCRF(1230)는 PCC 또는 ADC 규칙 을 생성 및/또는 변경하는 과정을 수행할 수 있다. The
만약 상기 SCF(1220)가 수집한 정보가 PCRF(1230)를 통하지 않고 바로 MME에게 전달되어야 하는 경우 (즉, SCF와 MME가 직접 연결될 수 있는 경우), SCF(1220)는 사용자 단말(1210)에 대한 MME가 어떤 것인지 찾을 수 있어야 한다. 도 13에서는 SCF가 사용자 단말에 연결된 MME를 찾는 방법에 대해서 도시한다.
If the information collected by the
도 13은 본 발명의 다른 일 실시예에 따라 SCF가 사용자 단말에 연결된 MME를 찾는 방법을 도시하는 순서도이다. FIG. 13 is a flowchart illustrating a method for the SCF to find an MME connected to a user terminal according to another embodiment of the present invention.
도 13을 참고하여 설명하면, SCF(1320)가 사용자 단말(1310)과 연결된 MME(1330)를 찾을 수 있도록. 사용자 단말(1310)은 S1310 단계에서, 최초로 SCF(1320)와 연결을 맺는 단계에서 MME(1330)를 찾을 수 있는 정보(MME 이름, GUTI 또는 GUMMEI)를 SCF(1320)에 전달해줄 수 있다. Referring now to FIG. 13, the
이는 사용자 단말(1310)의 MME(1330)가 변경되었을 때, 변경된 MME를 찾을 수 있는 정보 또한 다시 SCF(1320)에게 전달되는 것을 포함한다. This also includes when the
한편, SCF가 MME에 직접 연결된 경우엔 앞선 실시예에서 설명한 것들 외에 추가적으로 사용자 단말의 동작을 바꿀 수 있는 정보들이 전달될 수 있다. Meanwhile, when the SCF is directly connected to the MME, information that can change the operation of the user terminal may be transmitted in addition to those described in the preceding embodiments.
예를 들면, 사용자 단말(1310)이 S1320 단계에서와 같이 SCF(1320)에게 남아있는 배터리 잔량 등을 전달하면, SCF(1320)는 S1340 단계를 통해 이를 직접 MME(1330)에게 전달하던지, 아니면 이를 기반으로 S1330 단계를 통해 저전력 모드(Low power mode가) 필요하다고 판단한 결과를, S1340 단계에서 단말 상태 정보(UE Status information) 메시지를 통해 MME(1330)에 전달할 수 있다. For example, if the
이에 따라 MME(1330)는 사용자 단말을 휴면 모드(dormant mode)로 전환하던지, 또는 DRX 사이클(cycle)을 변경하는 등의 동작을 수행할 수 있다.
Accordingly, the
도 14는 SCF가 사용자 단말에 대한 MME를 찾는 또 다른 실시예에 대한 과정을 도시하는 순서도이다. 14 is a flow chart illustrating a process for another embodiment in which the SCF searches for an MME for a user terminal.
도 14에서 도시되는 사용자 단말에 대한 MME를 찾을 수 있는 또 다른 실시예에서는 HSS(1440)를 이용하는 방법에 대해 기술한다. In another embodiment where the MME for the user terminal shown in FIG. 14 can be found, a method of using the
초기에 사용자 단말(1410)이 SCF(1420)와 접속할 때, 보안 과정(Authentication 및 security 설정 과정)을 수행하게 되며 이를 위해, 사용자 단말(1410)은 S1410 단계에서 BSF(1420)와 부스트래핑(Boostrapping) 과정을 수행한다. The
그러면, BSF(1420)는 S1420 단계에서 인증 절차를 거친 후, S1430 단계에서 SCF(1430)에게 사용자 단말(1410)의 ID(IMSI 또는 IMPI)를 전달할 수 있다. Then, the
그러면, SCF(1430)는 S1440 단계에서, 사용자 단말(1410)의 ID을 이용해 HSS(1440)에게 단말 위치 쿼리(UE location query) 메시지를 전송하여 사용자 단말(1410)을 제어하고 있는 MME(1450)의 주소를 묻는다.In
그러면, HSS(1440)는 S1450 단계에서, 단말 위치 응답(UE location response) 메시지를 통해 사용자 단말(1410)에 대한 MME(1450)의 주소 또는 ID를 SCF(1450)에게 알려줄 수 있다. The
그 이후 동작은 상기한 도 13의 과정과 동일하므로, 자세한 설명은 생략하기로 한다.
Since the operation thereafter is the same as that of FIG. 13, detailed description will be omitted.
도 15는 본 발명의 다른 일 실시예에 따라, 사용자 평면에 혼잡 정보를 마킹하여 보내는 과정과, UE 상태 분석기의 정보를 동시에 활용하는 방법을 도시하는 순서도이다. FIG. 15 is a flowchart illustrating a method of marking and sending congestion information to a user plane and using a UE state analyzer simultaneously according to another embodiment of the present invention. Referring to FIG.
사용자 단말(1510)은 PDN 커넥션 및 EPS 베어러 설정 과정에서, 앞선 실시예들에 따라 SCF(1530)의 주소를 알아내 접속을 하며, 또한 망은 SCF(1530)를 향하는 IP 플로우에 대한 패킷 필터(packet filter)에 혼잡 제어 정보 마킹이 필요하다는 정보를 포함할 수 있다. The
이에 따라 사용자 단말(1510)은 S1510를 통해, SCF(1530)에 사용자 단말의 상태 정보, 예를 들면 WLAN의 on/off 여부나 남아있는 배터리 잔량 등을 알릴 수 있다. 이 때, SCF(1530)에 보내는 패킷에 대한 PDCP 헤더에는 상기 패킷 필터(packet filter)의 설정에 따라 혼잡 정보 마킹이 필요하다는 정보가 포함될 수 있다. Accordingly, the
이를 수신한 RAN 노드(1520)는 S1520 단계에서, 만약 혼잡이 발생했다면 상기 SCF(1530)로 가는 패킷에 대한 GTP-U 헤더 또는 IP 헤더에 혼잡 정보를 포함시킬 수 있다. 만약 GTP-U 헤더에 혼잡 정보가 포함된 경우, PGW는 PCRF에게 혼잡 정보를 전달하고, PCRF는 다시 이를 AF에게 전달할 수 있다. The
S1530 단계를 통해, 혼잡 정보 및 사용자 단말의 상태 정보를 수신한 SCF(1530)는 S15410 단계에서 사용자 단말(1510)의 동작 파라메터를 변경할 필요가 있는지 여부를 판단하고, 필요 시 SCF(1530)는 S1550 단계를 통해 사용자 단말(1510)의 동작 파라메터를 변경하는 명령 메시지를 사용자 단말에게 보낼 수 있다. 여기에는 예를 들어 WLAN을 키라는 명령, WLAN으로 이동시킬 정책 등이 포함될 수 있다. The
위와 유사한 동작은, 사용자 단말의 상태가 SCF에게 전달되고, RAN의 혼잡상태가 사용자 평면이 아닌 제어 평면을 통해 전달되는 경우에도 사용될 수 있는데, 이에 대한 실시예를 구체적으로 도시하는 도면이 도 16에서 도시된다.
An operation similar to the above can also be used when the state of the user terminal is delivered to the SCF and the congestion state of the RAN is conveyed through the control plane rather than the user plane, Respectively.
도 16에서 도시되는 바와 같이, RAN 노드(1620)가 S1610 단계에서 혼잡 상황이 발생하였음을 감지하면, 상기 RAN 노드(1620)는 S1620 단계에서 혼잡 통지(Congestion Notification) 메시지를 MME, SGW, PGW 등을 통해 PCRF(1630)에 전송한다. 그러면 PCRF(1630)는 S1630 단계에서, 혼잡 통지에 대한 정보를 포함하는 Rx 이벤트 리포트 메시지를 SCF(1640)에 전송한다. 16, when the
그 이후, 사용자 단말(1610)로부터 단말 상태 보고가 전송되고, 이에 따라 SCF(1640)가 상기 단말 상태 보고에 기반하여 사용자 단말(1610)을 제어하는 S1640 단계 내지 S1660 단계는 이전 도면에서 기술한 바 있으므로, 자세한 설명은 생략하기로 한다.
Thereafter, the terminal status report is transmitted from the
한편, 사용자 단말의 상태 정보와 망의 혼잡정보를 고려하여 SCF가 사용자 단말에서 수행 중인 서비스 응용의 동작 파라메터를 재설정 하는 것도 가능하다.
It is also possible to reset the operation parameters of the service application being executed by the SCF in the user terminal, considering the status information of the user terminal and the congestion information of the network.
도 17은 사용자 단말의 상태 정보 및 망의 혼잡 정보에 기반하여 RAN 노드가 사용자 단말을 제어하는 실시예를 도시하는 도면이다. 17 is a diagram illustrating an embodiment in which a RAN node controls a user terminal based on state information of a user terminal and congestion information of the network.
도 17에서 도시되는 바와 같이, 사용자 단말(1700)은 S1700 단계에서와 같이 현재 실행 중인 서비스 응용의 정보를 SCF(1710)에게 전달한다. 그리고 RAN 노드(1720)는 S1710 단계에서 혼잡 정보를 사용자 평면 또는 제어 평면을 통해 SCF(1710)에게 알릴 수 있다. As shown in FIG. 17, the
이를 기반으로 SCF(1710)는 실행 중인 서비스 응용의 동작 파라메터를 변경하라고 S1720 단계에서 사용자 단말(1700)에게 명령할 수 있으며, SCF(1710)와 통신하는 UE 상태 분석기(1701)는 새로운 동작 파라메터를 해당 서비스 응용에게 전달하여, 사용되도록 한다. 상기 새로운 동작 파라메터에 대한 예시로, 도 17에서는 무선 랜(WLAN)을 들고 있으며, 도 17에서는 무선 랜을 켜라는 동작 파라메터를 SCF(1710)가 사용자 단말(1700)에게 전송하고 있다.
Based on this, the SCF 1710 may instruct the
도 18 및 도 19는 본 발명의 다른 일 실시예에 따라 단말의 상태 정보 및 망의 혼잡 정보에 기반하여 RAN 노드가 사용자 단말을 제어하는 동작을 보다 구체화하여 설명하는 도면이다. 18 and 19 are views for explaining an operation of controlling a user terminal by a RAN node based on status information of the UE and congestion information of the network according to another embodiment of the present invention.
도 18에서는 사용자가 유투브(youtube) 어플리케이션을 사용하고 있는 상황을 가정한다. In FIG. 18, it is assumed that the user is using a YouTube application.
도 19에서 도시되는 바와 같이, 사용자 단말은 설정에 따라 현재 실행 중인 서비스 응용들의 정보를 SCF(1940)에게 전달한다. As shown in FIG. 19, the user terminal communicates information of service applications currently being executed to the
앞선 도 16과 마찬가지로, 이러한 상태 정보를 담은 메시지와 함께, 사용자 평면으로 혼잡 정보가 함께 전달될 수도 있으며, 이와 별도로 제어 평면을 통해 혼잡 정보가 전달될 수도 있다. 상기 과정에 대해서는 S1910 내지 S1930 단계에 도시되어 있으며, 상기 단계에 대해서는 상술한 바 있으므로 자세한 설명은 생략하기로 한다. As in FIG. 16, congestion information may be transmitted together with a message containing such state information in the user plane, or congestion information may be transmitted through the control plane separately. The above steps are shown in steps S1910 to S1930, and the above steps have been described above, so a detailed description will be omitted.
이를 수신한 SCF(1940)는 S1940 단계에서, 혼잡 정보에 따라 실행 중인 서비스 응용의 동작 파라메터가 변경되어야 함을 결정할 수 있다. 예를 들어, 만약 현재 100 kbps를 요구하는 비디오 스트리밍 서비스가 실행 중이고, 혼잡 정보가 사용자 단말에 대해 50 kbps까지 밖에 전송할 수 없다는 것을 알리면, SCF(1940)는 S1950 단계에서와 같이, 사용자 단말에게 해당 서비스 응용의 전송 파라메터를 50 kbps 이하로 낮추라고 명령할 수 있다. In
또는, 상기 SCF(1940)는 현재 사용자 단말의 비디오 서비스 응용이 HD(High Definition)급의 비디오를 재생하려고 하는데, 망 상태에 따라 제공이 힘든 경우, SD(Standard Definition) 급의 비디오만 재생하라고 명령할 수 있다. Alternatively, the
이러한 동작 파라메터는 S1950 단계에서 도시되는 바와 같이, UE 설정(UE configuration) 메시지를 통해 대상 서비스 응용을 지칭할 수 있는 정보, 예를 들면 서비스 응용 ID와 함께 전달될 수 있다. This operational parameter may be communicated with information that may refer to the target service application, e.g., a service application ID, via a UE configuration message, as shown in step S1950.
이를 수신한 UE 상태 분석기(1920)는 S1960 단계에서 대상 서비스 응용을 찾고, S1970 단계에서 SCF(1940)로부터 수신한 새로운 동작 파라메터를 해당 서비스 응용(1910)에 전달한다. 그러면 서비스 응용(1910)은 전달받은 새로운 동작 파라메터를 적용하여 사용자 단말을 운용한다.
The
한편, UE 상태 분석기를 이용한 사용자 단말 정보는 ANDSF(Access Network Discovery Service Function)에서 트래픽 오프로딩을 위한 정책을 생성할 때도 활용될 수 있다.
On the other hand, the user terminal information using the UE state analyzer can also be utilized in creating a policy for traffic offloading in an access network discovery service function (ANDSF).
도 20은 본 발명의 다른 일 실시예에 따라 SCF와 ANDSF를 활용하는 방법을 도시하는 도면이다. 20 is a diagram illustrating a method of utilizing SCF and ANDSF according to another embodiment of the present invention.
도 20에서 도시되는 바와 같이, 사용자 단말(2010)은 S2010 단계에서, SCF(2020)에 상태 정보(수행 중인 서비스 응용의 정보, 위치, WLAN의 상태)를 전송하면서, ANDSF를 찾을 수 있는 정보(주소 또는 ID)를 함께 전달한다. 20, in step S2010, the
그러면, SCF(2020)는 이를 기반으로 ANDSF(2030)를 찾고, 상기 사용자 단말(2010)로부터 수신한 사용자 단말의 상태 정보를 상기 ANDSF(2030)에 전달한다. Then, the
이를 수신한 ANDSF(2030)는 사용자 단말(2010)이 사용할 수 있는 수 천, 수 만개의 서비스 응용 중, 실제로 사용자 단말에 의해 사용되고 있는 서비스 응용에 대한 트래픽 오프로딩 정책만을 S2030 단계에서 생성하고, 상기 생성된 트래픽 오프로딩 정책을 S2040 단계에서 사용자 단말(2010)에 전달할 수 있다.
The
도 21은 본 발명의 실시예에 따른 사용자 단말의 내부 구조를 도시하는 블록도이다. 도 21에서 도시되는 바와 같이, 본 발명의 단말은 송수신부(2110), 저장부(2120), 제어부(2130)를 포함할 수 있다. 송수신부(2110)는 RAN 노드(기지국)와 신호를 송수신할 수 있다. 상기 신호는 제어 신호, 데이터 등을 포함할 수 있다. 21 is a block diagram illustrating an internal structure of a user terminal according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 21, the terminal of the present invention may include a transmission /
저장부(2120)는 상기 사용자 단말의 동작을 위해 필요한 각종 프로그램을 저장할 수 있다. 특히, 본 발명의 일 실시예에 따른 저장부(2120)는 코어 네트워크 노드로부터 수신한 패킷 필터 및, 상기 패킷 필터에 포함된 패킷 별 혼잡 정보 마킹의 필요 여부에 대한 정보를 저장할 수도 있다. The
제어부(2130)는 본 발명의 사용자 단말의 동작을 위해 각 블록 간 신호 흐름을 제어한다. 보다 구체적으로, 제어부(2130)는 PDN 게이트웨이로부터 전송되는 패킷 필터 정보를 기지국으로부터 수신하였음을 감지할 수 있다. 그리고 제어부(2130)는 전송할 패킷이 발생하면, 상기 패킷 필터에 기반하여 혼잡 정보 마킹의 필요 여부를 판단할 수 있다. 상기 제어부(2130)는 상기 판단 결과 상기 혼잡 정보 마킹이 필요하다고 판단되는 경우, 상기 전송할 패킷에 혼잡 정보 마킹 적용 정보를 포함시켜 기지국으로 전송하도록 제어한다. 이 경우, 상기 제어부(2130)는 상기 패킷의 헤어 또는 제어 필드에 상기 혼잡 정보 마킹 적용 정보를 포함시키도록 제어할 수 있다. The
상기 패킷 필터는 매칭되는 IP 플로두들에 대해 혼잡 정보 마킹 적용 여부에 대한 정보를 포함한다.
The packet filter includes information on whether congestion information marking is applied to matching IP flows.
도 22는 본 발명의 실시예에 따른 RAN 노드 즉, 기지국의 내부 구조를 도시하는 블록도이다. 도 22에서 도시되는 바와 같이, 본 발명의 기지국은 유무선 통신부(2210), 저장부(2220), 제어부(2230)를 포함할 수 있다. 유무선 통신부(2210)는 단말과 통신을 수행하기 위한 무선 통신부, 및 코어 네트워크의 노드들과 통신을 수행하기 위한 유선 통신부를 포함할 수 있다. 22 is a block diagram illustrating an internal structure of a RAN node, i.e., a base station, according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 22, the base station of the present invention may include a wire /
저장부(2220)는 기지국의 동작을 위해 필요한 각종 프로그램을 저장할 수 있다. 본 발명의 실시예에 따른 저장부(2220)는 코어 네트워크 노드 또는 사용자 단말로부터 수신한 혼잡 정보 마킹 적용 여부에 대한 정보를 저장할 수 있다.The
제어부(2230)는 본 발명의 실시예에 따라 기지국이 동작하도록 각 블록 간 신호 흐름을 제어할 수 있다. The
본 발명의 일 실시예에 따른 제어부(2230)는 무선 통신 시스템의 코어 네트워크 노드로부터 혼잡 정보 마킹 적용 정보를 포함하는 메시지를 수신할 수 있다. 그리고 제어부(2230)는 사용자 단말로부터 패킷 수신 시 상기 혼잡 정보 마킹 적용 정보에 기반하여 상기 패킷에 혼잡 상태 정보 마킹의 필요 여부를 판단할 수 있다. 그리고 제어부(2230)는 상기 판단에 따라 혼잡 상태 정보가 마킹된 데이터 패킷을 전송하도록 제어할 수 있다. The
이 경우, 상기 코어 네트워크 노드는 이동성 관리 엔티티(Mobility Management Entity, MME) 또는 PCRF(Policy charging and rules function, PCRF)일 수 있다 In this case, the core network node may be a Mobility Management Entity (MME) or a policy charging and rules function (PCRF)
한편, 본 발명의 실시예에 따르면, 상기 혼잡 혼잡 정보 마킹에 대한 제어의 단위는 PDN(Packet Data Network) 커넥션 또는 EPS(Evolved Packet System) 베어러일 수 있다. 상기 혼잡 정보 마킹에 대한 제어의 단위가 PDN 커넥션인 경우, 상기 혼잡 정보 마킹 적용 정보는 디폴트 베어러 설정 단계에서 수신될 수 있다. 반면, 상기 혼잡 정보 마킹에 대한 제어의 단위가 EPS 베어러인 경우, 상기 혼잡 정보 마킹 적용 정보는 상기 EPS 베어러 설정 또는 상기 EPS 베어러 수정 단계에서 수신될 수 있다. Meanwhile, according to the embodiment of the present invention, the control unit for the congestion congestion information marking may be a PDN (Packet Data Network) connection or an EPS (Evolved Packet System) bearer. If the unit of control for congestion information marking is a PDN connection, the congestion information marking application information may be received at the default bearer establishment step. On the other hand, when the control unit for the congestion information marking is the EPS bearer, the congestion information marking application information may be received in the EPS bearer setting or the EPS bearer modification step.
한편, 본 발명의 다른 실시예에 따른 제어부(2230)는 단말로부터 혼잡 정보 마킹 적용 정보를 포함하는 패킷을 수신하고, 상기 패킷에서 헤더를 추출하여 혼잡 정보 마킹이 필요한지 여부를 판단할 수 있다. 그리고 제어부(2230)는 상기 혼잡 정보 마킹이 필요하고 상기 기지국이 혼잡 상태인 경우 혼잡 상태 정보가 마킹된 패킷을 전송하도록 제어할 수 있다. 이 경우, 제어부(2230)는 IP 헤더 또는 GTP-U 헤더에 상기 혼잡 상태 정보를 마킹할 수 있다. Meanwhile, the
상술한 본 발명의 실시예에 따르면, 혼잡 상태를 효과적으로 제어할 수 있다. According to the embodiment of the present invention described above, the congestion state can be effectively controlled.
Claims (22)
상기 무선 통신 시스템의 코어 네트워크 노드로부터 혼잡 정보 마킹 적용 정보를 포함하는 메시지를 수신하는 단계;
사용자 단말로부터 패킷 수신 시, 상기 혼잡 정보 마킹 적용 정보에 기반하여 상기 패킷에 혼잡 상태 정보 마킹의 필요 여부를 판단하는 단계; 및
상기 판단에 따라 혼잡 상태 정보가 마킹된 데이터 패킷을 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 기지국의 혼잡 제어 방법.
A method for congestion control of a base station in a wireless communication system,
Receiving a message including congestion information marking application information from a core network node of the wireless communication system;
Determining, when receiving a packet from a user terminal, whether the congestion state information marking is necessary for the packet based on the congestion information marking application information; And
And transmitting the marked data packet with the congestion state information according to the determination.
이동성 관리 엔티티(Mobility Management Entity, MME) 또는 PCRF(Policy charging and rules function, PCRF) 인 것을 특징으로 하는 기지국의 혼잡 제어 방법.
2. The method of claim 1,
Wherein the MME is a Mobility Management Entity (MME) or a policy charging and rules function (PCRF).
혼잡 정보 마킹에 대한 제어의 단위는 PDN(Packet Data Network) 커넥션 또는 EPS(Evolved Packet System) 베어러인 것을 특징으로 하는 기지국의 혼잡 제어 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the unit of control for congestion information marking is a PDN (Packet Data Network) connection or an EPS (Evolved Packet System) bearer.
상기 혼잡 정보 마킹에 대한 제어의 단위가 PDN 커넥션인 경우,
상기 혼잡 정보 마킹 적용 정보는 디폴트 베어러 설정 단계에서 수신되는 것을 특징으로 하는 기지국의 혼잡 제어 방법.
The method of claim 3,
If the unit of control for the congestion information marking is a PDN connection,
Wherein the congestion information marking application information is received in a default bearer setup step.
상기 혼잡 정보 마킹에 대한 제어의 단위가 EPS 베어러인 경우,
상기 혼잡 정보 마킹 적용 정보는 상기 EPS 베어러 설정 또는 상기 EPS 베어러 수정 단계에서 수신되는 것을 특징으로 하는 기지국의 혼잡 제어 방법.
The method of claim 3,
If the control unit for the congestion information marking is an EPS bearer,
Wherein the congestion information marking application information is received in the EPS bearer setting or the EPS bearer modification step.
PDN 게이트웨이로부터 패킷 필터 정보를 수신하는 단계;
전송할 패킷 발생 시, 상기 패킷 필터에 기반하여 혼잡 정보 마킹의 필요 여부를 판단하는 단계; 및
상기 혼잡 정보 마킹 필요 시, 상기 전송할 패킷에 혼잡 정보 마킹 적용 정보를 포함시켜 기지국으로 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 혼잡 관련 정보 전달 방법.
A method for transmitting congestion related information of a terminal in a wireless communication system,
Receiving packet filter information from a PDN gateway;
Determining whether congestion information marking is necessary based on the packet filter when a packet to be transmitted is generated; And
And if the congestion information marking is necessary, transmitting the congestion related information including the congestion information marking application information to the packet to be transmitted to the base station.
임의의 필터에 매칭되는 IP 플로두들에 대해 혼잡 정보 마킹 적용 여부에 대한 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 혼잡 관련 정보 전달 방법.
7. The apparatus of claim 6,
And information about whether or not the congestion information marking is applied to the IP flows matched to the arbitrary filter.
상기 패킷의 헤어 또는 제어 필드에 상기 혼잡 정보 마킹 적용 정보를 포함시키는 것을 특징으로 하는 혼잡 관련 정보 전달 방법.
7. The method of claim 6,
And the congestion information marking application information is included in a hair or control field of the packet.
단말로부터 혼잡 정보 마킹 적용 정보를 포함하는 패킷을 수신하는 단계;
상기 패킷에서 헤더를 추출하여 혼잡 정보 마킹이 필요한지 여부를 판단하는 단계; 및
상기 혼잡 정보 마킹이 필요하고 상기 기지국이 혼잡 상태인 경우, 혼잡 상태 정보가 마킹된 패킷을 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 기지국의 혼잡 제어 방법.
A method for congestion control of a base station in a wireless communication system,
Receiving a packet including congestion information marking application information from a terminal;
Extracting a header from the packet to determine whether congestion information marking is required; And
And if the congestion information marking is necessary and the base station is in a congested state, transmitting the marked packet with the congestion status information.
IP 헤더 또는 GTP-U 헤더에 상기 혼잡 상태 정보를 마킹하는 것을 특징으로 하는 기지국의 혼잡 제어 방법.
10. The method of claim 9,
IP header or the GTP-U header to the congestion control information.
혼잡 정보 마킹이 필요하다고 설정된 패킷 수신 시, 동일한 IP 플로우에 포함되는 패킷들에 대해서는 상기 혼잡 상태 정보를 마킹하여 전송하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기지국의 혼잡 제어 방법.
10. The method of claim 9,
Further comprising the step of marking and transmitting the congestion state information for packets included in the same IP flow when receiving a packet set to require congestion information marking.
단말 또는 코어 네트워크 노드들과 통신을 수행하는 유무선 통신부; 및
상기 무선 통신 시스템의 코어 네트워크 노드로부터 혼잡 정보 마킹 적용 정보를 포함하는 메시지를 수신하고, 사용자 단말로부터 패킷 수신 시 상기 혼잡 정보 마킹 적용 정보에 기반하여 상기 패킷에 혼잡 상태 정보 마킹의 필요 여부를 판단하며, 상기 판단에 따라 혼잡 상태 정보가 마킹된 데이터 패킷을 전송하도록 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 기지국.
A base station for controlling congestion in a wireless communication system,
A wired / wireless communication unit for performing communication with a terminal or core network nodes; And
Receiving a message including congestion information marking application information from a core network node of the wireless communication system and determining whether the congestion state information marking is necessary for the packet based on the congestion information marking application information upon receiving a packet from the user terminal And a controller for controlling to transmit the marked data packet with the congestion state information according to the determination.
이동성 관리 엔티티(Mobility Management Entity, MME) 또는 PCRF(Policy charging and rules function, PCRF) 인 것을 특징으로 하는 기지국.
13. The network node of claim 12,
Characterized in that the base station is a Mobility Management Entity (MME) or a Policy charging and rules function (PCRF).
혼잡 정보 마킹에 대한 제어의 단위는 PDN(Packet Data Network) 커넥션 또는 EPS(Evolved Packet System) 베어러인 것을 특징으로 하는 기지국.
13. The method of claim 12,
Wherein the unit of control for congestion information marking is a Packet Data Network (PDN) connection or an Evolved Packet System (EPS) bearer.
상기 혼잡 정보 마킹에 대한 제어의 단위가 PDN 커넥션인 경우,
상기 혼잡 정보 마킹 적용 정보는 디폴트 베어러 설정 단계에서 수신되는 것을 특징으로 하는 기지국.
15. The method of claim 14,
If the unit of control for the congestion information marking is a PDN connection,
Wherein the congestion information marking application information is received in a default bearer setup step.
상기 혼잡 정보 마킹에 대한 제어의 단위가 EPS 베어러인 경우,
상기 혼잡 정보 마킹 적용 정보는 상기 EPS 베어러 설정 또는 상기 EPS 베어러 수정 단계에서 수신되는 것을 특징으로 하는 기지국.
15. The method of claim 14,
If the control unit for the congestion information marking is an EPS bearer,
Wherein the congestion information marking application information is received in the EPS bearer setup or the EPS bearer modification step.
기지국과 신호를 송수신하는 송수신부; 및
PDN 게이트웨이로부터 패킷 필터 정보를 수신하고, 전송할 패킷 발생 시 상기 패킷 필터에 기반하여 혼잡 정보 마킹의 필요 여부를 판단하며, 상기 혼잡 정보 마킹 필요 시 상기 전송할 패킷에 혼잡 정보 마킹 적용 정보를 포함시켜 기지국으로 전송하도록 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 단말.
A terminal for transmitting congestion related information in a wireless communication system,
A transmission / reception unit for transmitting / receiving signals to / from a base station; And
PDN gateway, and determines whether congestion information marking is necessary based on the packet filter when a packet to be transmitted is generated. When the congestion information marking is required, the packet to be transmitted includes information on congestion information marking application, And a control unit for controlling the terminal to transmit the data.
임의의 필터에 매칭되는 IP 플로두들에 대해 혼잡 정보 마킹 적용 여부에 대한 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 단말.
18. The apparatus of claim 17,
And information about whether to apply congestion information marking to IP flows matched to any filter.
상기 패킷의 헤어 또는 제어 필드에 상기 혼잡 정보 마킹 적용 정보를 포함시키도록 제어하는 것을 특징으로 하는 단말.
18. The apparatus of claim 17,
And controls to include the congestion information marking application information in a hair or control field of the packet.
단말 또는 코어 네트워크 노드들과 통신을 수행하는 유무선 통신부; 및
단말로부터 혼잡 정보 마킹 적용 정보를 포함하는 패킷을 수신하고, 상기 패킷에서 헤더를 추출하여 혼잡 정보 마킹이 필요한지 여부를 판단하며, 상기 혼잡 정보 마킹이 필요하고 상기 기지국이 혼잡 상태인 경우 혼잡 상태 정보가 마킹된 패킷을 전송하도록 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 기지국.
A base station for controlling congestion in a wireless communication system,
A wired / wireless communication unit for performing communication with a terminal or core network nodes; And
Receiving a packet including congestion information marking application information from a terminal, extracting a header from the packet to determine whether congestion information marking is necessary, and if the congestion information marking is necessary and the base station is in a congested state, And control to transmit the marked packet.
IP 헤더 또는 GTP-U 헤더에 상기 혼잡 상태 정보를 마킹하는 것을 특징으로 하는 기지국.
21. The apparatus of claim 20,
IP header or GTP-U header of the congestion state information.
혼잡 정보 마킹이 필요하다고 설정된 패킷 수신 시, 동일한 IP 플로우에 포함되는 패킷들에 대해서는 상기 혼잡 상태 정보를 마킹하여 전송하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 기지국.21. The apparatus of claim 20,
And controls to mark and transmit the congestion state information for packets included in the same IP flow when receiving a packet set to require congestion information marking.
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