KR101368230B1 - 홈 가입자 관리 장치와 이를 이용한 요금제 변경 처리 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 이동 통신망에서 가입자의 과금 정보가 변경됨에 따라 가입자의 단말을 강제로 코아 네트워크로부터 분리시킨 후 재접속할 수 있도록 하는 메시지를 생성하여 전송함으로써, 과금 노드들간의 충돌을 방지할 수 있을 뿐만 아니라 과금 오류를 방지할 수 있는 홈 가입자 관리 장치와 이를 이용한 요금제 변경 처리 방법에 관한 것이다.
이를 위하여 본 발명의 실시 예에 따른 홈 가입자 관리 장치는 가입자의 요금제 변경 정보를 수신하면, 상기 가입자의 단말을 코아 네트워크로부터 분리시키기 위한 위치 삭제 메시지를 생성하는 메시지 생성부와, 상기 메시지 생성부에서 생성된 위치 삭제 메시지를 상기 가입자의 단말로 전송하는 메시지 전송부를 포함할 수 있다.

Description

홈 가입자 관리 장치와 이를 이용한 요금제 변경 처리 방법{HOME SUBSCRIBER MANAGEMENT APPARATUS AND METHOD FOR PROCESSING CHANGE OF CHARGING INFORMATION USING THE SAME}

본 발명은 이동 통신망에서의 요금제 변경 처리를 위한 것으로, 더욱 상세하게는 요금제 변경 시 과금 노드들간의 충돌을 방지할 수 있을 뿐만 아니라 과금 오류를 방지할 수 있는 홈 가입자 관리 장치와 이를 이용한 요금제 변경 처리 방법에 관한 것이다.

일반적인 모바일 기기는 일반적인 음성 서비스는 물론 동영상 같은 멀티미디어 서비스까지 제공할 수 있다. 음성 서비스와 패킷(Packet) 서비스를 모두 지원하는 이른바 3세대(3G, 3 Generation) 이동통신 시스템은 IMS(IP Multimedia Subsystem) 망과 다른 망과의 연동을 통하여 이동통신 단말기로 멀티미디어 데이터 등의 패킷 서비스를 제공한다.

한편, 스마트폰과 태블릿 PC 등 모바일 기기의 보급이 증가하면서 폭발적으로 늘어난 데이터 전송량을 기존의 이동통신 방식으로는 더 이상 감당할 수 없게 되어 스마트폰 통화 끊김 현상이나 무선 인터넷 접속 불가 현상 등이 발생되고 있다. 이런 이유로 국내외 이동통신 시장에서는 이를 개선하면서 데이터 전송 속도도 향상된 3GPP 통신 기술이 개발되고 있다.

3GPP 릴리스(Release) 8에는, 전술한 요구 사항들을 충족시키기 위한 이동통신 시스템의 하나로써, EPC(Evolved Packet Core)라는 망 아키텍쳐(Network Architecture)가 기술되어 있다. EPC는 3GPP LTE(Long Term Evolution) 시스템을 위한 네트워크 노드들의 집합이다. EPC는 기존의 3GPP 시스템 아키텍쳐의 코아 네트워크(Core Network)를 진화시켜, 진화된 무선접속망(Evolved RAN)인 E-UTRAN(Evolved-UMTS Terrestrial Radio Access Network) 등을 지원하고, 또한 패킷망의 효율성을 높이기 위하여 네트워크 노드를 단순화시킨 효율적인 망구조를 갖는다.

이러한 망 구조의 예로는 LTE망을 들 수 있는데, LTE 망은 올웨이즈 온 망으로서, 모바일 기기의 전원 온 상태에서 항상 세션을 유지시켜준다. 따라서, 과금 관련 노드들, 즉 EPC망 내PCRF, OFCS, OCS 등은 과금 관련 상태를 항상 체크하여 관리한다.

이런 이유로, 모바일 기기의 가입자가 전원을 켜둔 상태에서 요금제를 변경하게 될 경우 과금 노드들간의 충돌이 발생되는 문제점이 있다.

대한민국 공개특허공보 공개번호 10-20007-0079416호, 공개일자 2007년 08월 07일 "유동 과금 체계를 적용한 과금 장치"에는 이동 통신 단말기의 사용자에 대한 유동 과금 체계를 적용하기 위한 장치 및 방법에 대한 기술이 개시되어 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 이동 통신망에서 가입자의 과금 정보가 변경됨에 따라 가입자의 단말을 강제로 코아 네트워크로부터 분리시킨 후 재접속할 수 있도록 하는 메시지를 생성하여 전송함으로써, 과금 노드들간의 충돌을 방지할 수 있을 뿐만 아니라 과금 오류를 방지할 수 있는 홈 가입자 관리 장치와 이를 이용한 요금제 변경 처리 방법을 제공하는데 있다.

본 발명의 일 관점에 따르면, 본 발명의 실시 예에 따른 홈 가입자 관리 장치는 가입자의 요금제가 변경되면 상기 가입자의 단말을 코아 네트워크로부터 분리시킨 후 재접속시키기 위한 위치 삭제 메시지를 생성하는 메시지 생성부와, 상기 위치 삭제 메시지를 상기 코아 네트워크 내의 이동성 관리 개체에게 전송하여 상기 가입자의 단말이 상기 코아 네트워크로부터 분리된 후에 재접속되도록 하는 메시지 전송부를 포함할 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 홈 가입자 관리 장치에서 상기 위치 삭제 메시지에는 재접속 절차 정보가 포함된 삭제 타입 정보가 저장될 수 있다.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 본 발명의 실시 예에 따른 홈 가입자 관리 장치를 이용한 요금제 변경 처리 방법은 가입자의 요금제가 변경되면 상기 가입자의 단말을 코아 네트워크로부터 분리시킨 후 재접속시키기 위한 위치 삭제 메시지를 생성하는 단계와, 상기 위치 삭제 메시지를 상기 코아 네트워크 내의 이동성 관리 개체에게 전송하여 상기 가입자의 단말이 상기 코아 네트워크로부터 분리된 후에 재접속되도록 하는 단계를 포함할 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 홈 가입자 관리 장치를 이용한 요금제 변경 처리 방법에서 상기 위치 삭제 메시지에는 재접속 절차 정보가 포함된 삭제 타입 정보가 저장될 수 있다.

본 발명은 요금제가 변경되는 경우 해당 가입자의 단말을 강제로 코아 네트워크로부터 분리시킨 후 재접속시킴으로써, 과금 관련 장치들간의 충돌을 방지할 수 있을 뿐만 아니라 과금 오류를 방지할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 적용되는 LTE 시스템을 도시한 네트워크 구성도,
도 2는 본 발명의 실시 예에 따라 요금제 정보 변경에 따른 동작 과정을 도시한 흐름도이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.

본 발명의 실시 예들을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명의 실시 예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 LTE망에서 요금제 정보가 변경될 때 이를 처리하기 위한 장치 및 방법에 대해 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 적용되는 네트워크 구성을 도시한 도면이다.

단말(User Equipment : UE)(100)은 E-UTRAN(Evolved-UMTS Terrestrial Radio Access Network) 등과 같은 무선 접속 네트워크(RAN)를 통해 코아 네트워크(Core Network)를 구성하는 네트워크 노드들 또는 다른 단말과 통신을 하기 위한 장치이다. 이러한 단말은 이동국(Mobile Station, MS), 고정 또는 이동 가입자 유닛, 셀룰러 전화, 디지털 휴대정보 단말기(PDA), 컴퓨터, 또는 무선 환경에서 동작할 수 있는 임의의 기타 유형의 사용자 디바이스를 포함하지만, 이에 한정되는 것은 아니다.

또한, 단말(100)은 신호 생성 및 처리 수단인 프로세서와 무선 접속 네트워크(RAN)와 무선 신호를 송수신하기 위한 트랜시버(Transceiver)를 포함한다. 그리고 도면에 도시되지는 않았지만, 단말(100)은 사용자 데이터나 프로그램 등을 저장하기 위한 메모리(memory), 단말(100)의 여러 정보나 데이터를 디스플레이하기 위한 디스플레이부, 키패드(keypad)나 터치 스크린(touch screen) 등과 같은 사용자 인터페이스 등을 더 포함할 수 있다. 이러한 단말(100)의 예로서는 LTE망에 접속 가능한 이동 단말일 수 있다.

한편, 코아 네트워크(core network)는 이동통신 시스템의 코아를 구성하는 복수의 네트워크 노드들을 포함한다. 코아 네트워크는, 예를 들어, GPRS(General Packet Radio Service) 시스템, UMTS(Universal Mobile Telecommunications System), 또는 3GPP LTE(Long Term Evolution) 시스템인 EPC(Evolved Packet Core)과 같은 PS 통신 시스템의 네트워크 노드들로 구성될 수 있는데, 여기에만 한정되는 것은 아니다.

위 도 1에는 본 발명의 실시예를 설명하는데 필요한 코아 네트워크의 최소한의 구성요소들만 개시되어 있으며, 코아 네트워크의 구성이 도 1에 개시된 구성요소들로만 한정되는 것은 아니다. 이하에서는, 코아 네트워크가 EPC의 네트워크 노드들로 구성되는 경우를 중심으로 설명하지만, 이것은 단지 설명의 편의를 위한 것으로서 본 발명의 실시예가 여기에만 한정되는 것으로 해석되어서는 안된다.

이하, 위 도 1을 참조하여 코아 네트워크 내 각 구성요소에 대해 상세히 설명하기로 한다.

먼저, eNodeB(102)는 LTE 등 차세대기술 및 서비스를 지원하는 장비로 전송신호의 RF(radio frequency)화 및 송수신 신호세기 및 품질측정, 기저대역 신호처리, 채널 카드(Channel Card) 자원관리 등의 기능을 수행하는 장치이다.

서빙 게이트웨이(Serving Gateway: S-GW)(108)는 설정된 세션에 따라 페이로드 트래픽(Payload traffic)을 처리하는 세션 제어(Session Control) 및 사용자 플레인(User Plane) 노드로서, eNodeB(102)와 S1-U 인터페이스(Interface)로 연동하며 Inter LTE/3GPP 핸드오버를 지원하고, 패킷 데이터 네트워크 게이트웨이(Packet Data Network Gateway : PDN-GW)(110)와 EPS 베어러(bearer)를 설정하고 터널링(Tunneling)을 이용하여 PDU(Packet Data Unit)를 전달한다.

PDN-GW(110)는 단말(100)의 IP를 할당하고 외부 인터넷망 및 Non-3GPP망과 연동하는 세션 제어 및 사용자 평면(plane)으로서, 패킷 서비스를 위해 S-GW(108) 및 외부망과 라우팅(Routing) 정보를 유지하며, 터널링(Tunneling) 및 IP 라우팅 기능을 갖는다. 또한, S-GW(108) 및 외부망으로 PDU를 전달한다.

이동성 관리 개체(Mobility Management Entity : MME)(106)는 가입자 정보 및 단말(100)의 이동성을 관리하는 노드로서 세션 관리, 아이들(Idle) 가입자관리, 페이징(Paging), 가입자 인증기능 등을 담당한다. 즉, 이동성 관리 개체(106)는 단말(100)이나 다른 네트워크 노드 예컨대, PDN-GW(110) 또는 S-GW(108)로부터의 결합 요청이나 무선 베어러 설정 요청 등이 있는 경우에 제어 신호를 처리하는 것 등과 같은 제어 평면(control plane)의 여러 기능을 담당하며, EPS 베어러(Evolved Packet System bearer) 또는 아이피 터널(IP tunnel)의 설정과 이동성 관리(mobility management) 등의 기능을 수행한다.

홈 가입자 관리 장치(HSS/HLR)(Home Subscriber Server/Home Location Register)(104)는 무선 통신 시스템에 대한 가입자 정보가 포함되어 있는 데이터 베이스(data base)를 포함하는 네트워크 노드로, 서비스 가입자의 프로파일 정보, 인증 및 위치 관련 데이터가 저장된다.

본 발명의 실시 예에 따른 홈 가입자 관리 장치(104)는 가입자 정보 데이터베이스(118)와의 연동을 통해 단말(100)의 요금제 정보 변경과 관련된 메시지가 수신되면, 해당 단말(100)를 코아 네트워크와 강제로 분리(detach)시킨 후 해당 단말(100)이 신규 호를 연결할 수 있는 위치 삭제 메시지(Cancel Location)를 이동성 관리 개체(106)에 제공할 수 있다.

이를 위하여 홈 가입자 관리 장치(104)는 가입자 정보 데이터베이스(118)에서 가입자의 요금제 정보가 변경됨에 따라 가입자의 단말(100)을 코아 네트워크로부터 분리시키기 위한 위치 삭제 메시지를 생성하는 메시지 생성부(104a)와, 위치 삭제 메시지를 이동성 관리 개체(106)에 전송하여 가입자의 단말(100)을 코아 네트워크로부터 분리시키는 메시지 전송부(104b)를 포함할 수 있다.

메시지 생성부(104a)에서 생성된 위치 삭제 메시지에는 단말(100)이 강제로 분리된 후 재접속(reattach)할 수 있는 삭제 타입 정보가 저장되어 있으며, 그 구조는 아래의 표 1과 같다.

상기와 같은 삭제 타입 정보(Cancellation Type)에는 재접속 절차 정보(reattach procedure), 즉 단말(100)이 코아 네트워크에 재접속하도록 하는 요청 정보가 포함될 수 있다.

상기와 같은 위치 삭제 메시지가 이동성 관리 개체(106)에 전송되면, 단말(100)은 코아 네트워크와 강제로 분리된 후 재접속될 수 있는데, 이때 과금 관련 장치들인 PCRF, OCS, OFCS등은 변경된 요금제에 의한 과금을 수행하기 위한 절차를 수행할 수 있다.

이동성 관리 개체(106)는 위치 삭제 메시지에 포함된 재접속 절차 정보를 이용하여 재접속이 요구된 분리 요청 메시지를 단말(100)에 전송하며, 단말(100)은 코아 네트워크와 분리된 후 재접속 절차 정보에 의거하여 코아 네트워크에 재접속할 수 있다.

상술한 바와 같이, 요금제가 변경되는 경우 해당 가입자의 단말(100)을 강제로 코아 네트워크로부터 분리시킨 후 재접속시킴으로써, 과금 관련 장치들간의 충돌을 방지할 수 있을 뿐만 아니라 과금 오류를 방지할 수 있다.

PCRF(Policy & Charging Rule Function)(112)는 서비스 데이터 플로우(service data flow)에 따른 동적(dynamic) QoS 및 과금 규칙(Rule)을 제공하여, 통신 네트워크 내의 통신 정책 및 과금 처리를 수행한다.

또한, PCRF(112)는 가입자 정보 데이터베이스(118)에서 가입자의 요금제 정보가 변경됨에 따라 이를 반영하여 동적 QoS 및 과금 규칙을 생성하여 PDN-GW(110)에 제공하며, 변경된 요금제 정보에 의거하여 통신 네트워크 내 통신 정책 및 과금 처리를 수행할 수 있다.

OCS(Online Charging Server)(116)는 실시간 과금 정보가 필요한 가입자의 과금 정보를 수령하여 한도 서비스와 같은 크레딧(credit) 관리기능을 제공하며, EPC-GW는 OCS가 제공한 charging 정보를 기반으로 패킷 플로우(Packet flow)의 과금 정보를 생성한다. OFCS(Offline Charging System)(114)는 EPC-GW가 생성한 과금 정보를 수집하여 BS(Billing System)가 요구하는 과금 데이터로 가공하여 전송하는 기능을 수행한다. 또한, OFCS(114)는 Radius, Diameter, GTPP 등 다양한 과금 프로토콜(Protocol)을 수용하여 일원화된 BS 인터페이스를 제공한다.

또한, PCRF(112), OFCS(114) 및 OCS(116)는 단말(100)이 코아 네트워크로부터 분리된 후 가입자 정보 데이터베이스(118)와의 연동을 통해 변경된 요금제 정보를 반영하여 재접속된 단말(100)에 대한 과금을 처리할 수 있다.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 LTE 시스템에서의 요금제 변경 과정을 도시한 흐름도이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 무선 접속 네트워크의 단말(UE)(100)의 전원이 온되거나 또는 이동에 따른 기지국 변경 등으로 인해 eNodeB(102)를 통해 이동성 관리 개체(MME, 106)로 접속 요청(attach) 메시지를 전송하는 경우(S200), 사용자 단말(100)은 이동성 관리 개체(106)간 TS 23.401에 따른 망 접속 절차를 수행하여 이동성 관리 개체(106)에 접속함으로써, 코아 네트워크에 연결된다(S202).

이와 같은 망 접속 절차를 통해 단말(100)은 S-GW(108) 및 PDN-GW(110)를 통해 세션이 연결되어 데이터 서비스를 제공받는다(S204).

이러한 데이터 서비스를 제공받는 도중에 단말(100)의 사용자로부터 요금제 정보 변경 요청이 있는 경우, 가입자 정보 데이터베이스(118)는 변경 요청한 요금제 정보를 기반으로 업데이트됨과 더불어 단말(100)의 요금제가 변경됨을 알리는 메시지를 홈 가입자 관리 장치(104)에 전송한다(S206)

이에 따라, 홈 가입자 관리 장치(104)의 메시지 생성부(104a)는 재접속 절차 정보를 포함한 위치 삭제 메시지를 생성(S208)하며, 이를 메시지 전송부(104b)를 이용하여 이동성 관리 개체(106)에 전송한다(S210).

이동성 관리 개체(106)는 홈 가입자 관리 장치(104)로부터 제공받은 위치 삭제 요청 메시지에 의거하여 재접속 요구가 설정된 분리 요청 메시지를 전송(S212)하며, 단말(100)은 분리 요청 메시지에 의거하여 코아 네트워크와 분리된 후 망 재접속(S214)을 위한 절차를 통해 S-GW(108)와 세션이 연결되어 데이터 서비스를 제공받는다.

한편, 단말(100)의 분리 요청 메시지에 의거하여 코아 네트워크와 분리될 때, 과금 노드들인PCRF(112), OCS(114) 및 OFCS(116)는 가입자 정보 데이터베이스(118)로부터 변경된 요금제 정보를 제공받아 단말(100)에 대한 과금 정책을 변경할 수 있으며, 단말(100)이 재 접속되면 변경된 과금 정책에 의거하여 과금 정보를 생성할 수 있다.

상기와 같은 본 발명의 실시 예에 따른 요금제 변경 방법에 따르면, 요금제가 변경되는 경우 해당 가입자의 단말(100)을 강제로 코아 네트워크로부터 분리시킨 후 재접속시킴으로써, 과금 관련 노드들간의 충돌을 방지할 수 있을 뿐만 아니라 과금 오류를 방지할 수 있다.

한편 상술한 본 발명의 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 여러 가지 변형이 본 발명의 범위에서 벗어나지 않고 실시될 수 있다. 따라서 발명의 범위는 설명된 실시 예에 의하여 정할 것이 아니고 특허청구범위에 의해 정하여져야 한다.

본 발명은 LTE 시스템을 이용하는 단말의 사용자가 요금제 정보를 변경하더라도 변경된 요금제 정보에 따른 과금 노드들간의 충돌을 방지할 수 있는 기술로 이용될 수 있다.

또한, 본 발명은 LTE 시스템을 이용하는 단말의 사용자가 요금제 정보를 변경하더라도 변경된 요금제 정보를 과금 노드들에게 실시간으로 반영할 수 있는 기술로 이용될 수 있다.

100 : 사용자 단말 102 : eNodeB
104 : 홈 가입자 관리 장치 104a : 메시지 생성부
104b : 메시지 전송부 106 : 이동성 관리 개체
108 : S-GW 110 : PDN-GW
112 : PCRF 114 : OCFS
116 : OCS 118 : 가입자 정보 데이터베이스

Claims (4)

1. 가입자의 요금제가 변경되면 상기 가입자의 단말을 코아 네트워크로부터 분리시킨 후 재접속시키기 위한 위치 삭제 메시지를 생성하는 메시지 생성부와,
   상기 위치 삭제 메시지를 상기 코아 네트워크 내의 이동성 관리 개체에게 전송하여 상기 가입자의 단말이 상기 코아 네트워크로부터 분리된 후에 재접속되도록 하는 메시지 전송부를 포함하는
   홈 가입자 관리 장치.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 위치 삭제 메시지에는 재접속 절차 정보가 포함된 삭제 타입 정보가 저장된 것을 특징으로 하는
   홈 가입자 관리 장치.
3. 가입자의 요금제가 변경되면 상기 가입자의 단말을 코아 네트워크로부터 분리시킨 후 재접속시키기 위한 위치 삭제 메시지를 생성하는 단계와,
   상기 위치 삭제 메시지를 상기 코아 네트워크 내의 이동성 관리 개체에게 전송하여 상기 가입자의 단말이 상기 코아 네트워크로부터 분리된 후에 재접속되도록 하는 단계를 포함하는
   홈 가입자 관리 장치를 이용한 요금제 변경 처리 방법.
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 위치 삭제 메시지에는 재접속 절차 정보가 포함된 삭제 타입 정보가 저장된 것을 특징으로 하는
   홈 가입자 관리 장치를 이용한 요금제 변경 처리 방법.

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