KR101513451B1 - 무선 통신 시스템에서 재등록을 유도하기 위한 장치 및 이를 위한 방법 - Google Patents

무선 통신 시스템에서 재등록을 유도하기 위한 장치 및 이를 위한 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 무선 통신 시스템에서 재등록을 유도하기 위한 장치 및 이를 위한 방법에 관한 것으로, 이러한 본 발명은 UE가 IMS 서버에 등록하면, EPC는 UE에 할당된 IMS 서버의 주소 정보를 저장하고, 그 주소 정보를 통해 IMS 서버의 장애 발생 여부를 감시하다가, IMS 서버에 장애가 발생한 경우, 장애가 발생한 IMS 서버가 할당된 UE에 대해 접속을 해제시키고, 그 UE가 다시 접속한 후, 장애가 없는 IMS 서버로 등록하도록 유도한다. 이는 특히, 유휴 상태(IDLE MODE)인 UE에 대해 유용하다. 즉, 유휴 상태에서 UE는 IMS 서버의 장애를 즉시 확인할 수 없어, 통상적인 경우라면, 유휴 상태에서 음성 통화가 시작된 후에야, 장애를 확인한 후, 접속 해제, 초기 접속 및 초기 등록 절차를 수행해야 한다. 따라서, 서비스의 지연 혹은 실패가 발생할 수 있다. 이러한 이유로 본 발명과 같이 EPC가 IMS 서버의 장애를 실시간으로 확인하고, 접속 해제, 초기 접속 및 초기 등록 절차를 미리 수행한다면, UE에게 안정적인 서비스를 제공할 수 있다.

Description

무선 통신 시스템에서 재등록을 유도하기 위한 장치 및 이를 위한 방법 {Apparatus for inducing re-registration in wireless communication systems and method thereof}
본 발명은 네트워크 기술에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, IMS(IP Multimedia Subsystem) 서버에 장애가 발생하였을 경우, 사용자 장치의 접속을 해제시키고 다시 접속하여 정상 동작하는 IMS 서버로 재등록 하도록 유도하기 위한 장치 및 이를 위한 방법에 관한 것이다.
초기에 3세대 이동통신망의 IP 멀티미디어 서비스를 위해 개발된 IMS(IP Multimedia Subsystem)는 현재 All IP 기반의 차세대 통신환경에서 새로운 서비스를 제공하기 위한 핵심 기술로 자리잡고 있다. IP 기반 망에서 IMS 제어를 통한 서비스 제어의 필요성은 서비스 품질, 과금, 서로 다른 서비스의 융합에서 찾을 수 있다.
기존 인터넷의 연결을 통해서도 모든 멀티미디어 서비스를 제공 할 수 있지만, 이는 best-effort 서비스에 국한된다. 그러나 IMS를 통해 세션에 대한 자원 할당을 수행함으로써 세션의 품질을 보장할 수 있다. 또한 IMS는 세션에 대한 적절한 과금을 가능하게 한다. 단순히 정액 과금 또는 패킷량에 따른 과금이 아니라 서비스의 종류와 품질, 사용자의 특성, 네트워크 사업자 및 서비스 제공자의 정책에 따른 적절한 과금 방식을 제공할 수 있다. 이와 더불어 IMS는 개방된 인터페이스 프로토콜을 통해 새로운 서비스를 쉽게 생성할 수 있고, 기존 서비스와의 결합을 통해 새로운 서비스를 창출 할 수 있는 환경을 제공한다. 네트워크 사업자와 서비스 제공자 모두에게 서비스를 위한 제어와 과금 능력을 제공하고, 사용자에게는 자신의 홈망에서 뿐 아니라 로밍시에도 자신의 모든 서비스를 수행할 수 있는 수단을 제공하는 IMS의 특성이 이동통신을 위해 정의된 IMS가 All IP 기반의 유무선 통합 환경에서 기본 제어 플랫폼으로 자리 잡아가고 있는 이유가 된다.
한국등록특허 제10-1173836호 2011년 08월 08일 등록 (명칭: IMS망에서 S-CSCF 장애 복구 후 착신 및 발신 호 처리 방법 및 그 시스템)
본 발명의 목적은 IMS 서버에 장애가 발생한 경우, IMS 서버에 할당된 사용자 장치의 접속을 해제시키고, 다시 접속하여 다른 IMS 서버에 등록하도록 유도하기 위한 장치 및 이를 위한 방법을 제공함에 있다.
상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 재등록을 유도하기 위한 EPC 홈 가입자 서버는 메시지 송수신을 위한 인터페이스부와, IMS 서버의 주소 정보와 상기 IMS 서버가 할당된 사용자 장치를 매핑하여 저장하는 저장부와, 상기 IMS 서버의 장애를 확인하면, 상기 인터페이스부를 통해 이동성 관리 서버가 상기 사용자 장치의 접속을 해제하도록 위치 등록 해제 메시지를 전송하는 제어부를 포함한다.
상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 재등록을 유도하기 위한 패킷 게이트웨이는 메시지 송수신을 위한 인터페이스 모듈과, IMS 서버의 주소 정보와 상기 IMS 서버가 할당된 사용자 장치를 매핑하여 저장하는 저장 모듈과, 상기 IMS 서버의 장애를 확인하면, 상기 인터페이스 모듈을 통해 이동성 관리 서버가 상기 사용자 장치의 접속을 해제하도록 베어러 해제 요청 메시지를 전송하는 제어 모듈을 포함한다.
상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 EPC 홈 가입자 서버에 의해 수행되는 사용자 장치의 재등록을 유도하기 위한 방법은 IMS 서버의 주소 정보와 상기 IMS 서버가 할당된 사용자 장치를 매핑하여 저장하는 단계와, 상기 IMS 서버의 장애를 확인하면, 이동성 관리 서버가 상기 사용자 장치의 접속을 해제하도록 위치 등록 해제 메시지를 전송하는 단계를 포함한다.
상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 패킷 게이트웨이에 의해 수행되는 사용자 장치의 재등록을 유도하기 위한 방법은 IMS 서버의 주소 정보와 상기 IMS 서버가 할당된 사용자 장치를 매핑하여 저장하는 단계와, 상기 IMS 서버의 장애를 확인하면, 이동성 관리 서버가 상기 사용자 장치의 접속을 해제하도록 베어러 해제 요청 메시지를 전송하는 단계를 포함한다.
본 발명에 따르면, IMS 서버에 장애가 발생한 경우, IMS 서버에 할당된 사용자 장치의 접속을 해제시키고, 다시 접속하여 다른 IMS 서버에 등록하도록 유도함으로써, 사용자 장치에 안정적인 서비스를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 무선 통신 시스템의 개략적인 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 EPC 홈 가입자 서버의 개략적인 구성을 설명하기 위한 블록도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 패킷 게이트웨이의 개략적인 구성을 설명하기 위한 블록도이다.
도 4 내지 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 사용자 장치의 초기 접속 절차와 사용자 장치의 초기 등록 절차를 설명하기 위한 흐름도이다.
도 7은 본 발명의 제1 실시예에 따른 IMS 서버 장애 발생 시 재등록을 유도하기 위한 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 IMS 서버 장애 발생 시 재등록을 유도하기 위한 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 9a 내지 도 9c는 본 발명의 실시예에 따른 장애 발생 확인 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 10은 본 발명의 제1 실시예에 따른 IMS 서버 장애 발생 시 EPC 홈 가입자 서버의 재등록을 유도하기 위한 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 11은 본 발명의 제1 실시예에 따른 IMS 서버 장애 발생 시 패킷 게이트웨이의 재등록을 유도하기 위한 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있는 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 다만, 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 동작 원리를 상세하게 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 무선 통신 시스템의 개략적인 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 무선 통신 시스템은 EPS(Evolved Packet System) 및 IMS(IP Multimedia Subsystem)를 포함한다.
EPS는 기지국(eNodeB, 이하, "eNB", 100), 이동성 관리 서버(Mobility Management Entity, 이하, "MME", 200), 서빙 게이트웨이(Serving Gateway, 이하, "SGW", 300), 패킷 게이트웨이(Packet Data Network Gateway, 이하, "PGW", 400), EPC 홈 가입자 서버(EPC Home Subscriber Server, 이하, "EPC HSS", 500) 및 요금 정책 관리 서버(Policy Control and Charging Rules Function, 이하, "PCRF", 600)를 포함한다. EPS는 IP 기반의 패킷 교환 방식의(packet switched) 코어 네트워크인 EPC(Evolved Packet Core)와 E-UTRAN(Evolved- Universal Terrestrial Radio Access Network)과 같은 무선 액세스 네트워크(RAN: Radio Access Network)을 포함한다. 여기서, EPC는 MME(200), SGW(300), PGW(400) 및 EPC HSS(500)를 포함한다.
IMS는 IMS 서버(700), IMS 홈 가입자 서버(IMS Home Subscriber Server, 이하, "IMS HSS", 800) 및 어플리케이션 서버(Application Server, 이하, "AS", 900)를 포함한다. 특히, IMS 서버(700)는 프록시 제어 장치(Proxy Call State Control Function, 이하, "P-CSCF", 710), 연결 제어 장치(Interrogating Call State Control Function, 이하, "I-CSCF", 720), 및 서비스 제어 장치(Serving Call State Control Function, 이하, "S-CSCF", 730)를 포함한다. 여기서, IMS 서버(700)는 P-CSCF(710), I-CSCF(720) 및 S-CSCF(730)이 하나의 장치로 구현된 하나의 서버가 될 수 있다. 혹은, P-CSCF(710), I-CSCF(720) 및 S-CSCF(730) 각각이 개별 장치로 구분되어 구현될 수도 있다.
MME(200)는 사용자 장치(User Equipment, 이하, "UE", 10)의 네트워크 연결에 대한 액세스, 네트워크 자원의 할당, 트래킹(tracking), 페이징(paging), 로밍(roaming) 및 핸드오버 등을 지원하기 위한 시그널링 및 제어 기능들을 수행하는 요소이다. MME(200)는 가입자 및 세션 관리에 관련된 제어 평면(control plane) 기능들을 제어한다. MME(200)는 복수의 eNB(100)들을 관리하고, 다른 2G/3G 네트워크에 대한 핸드오버를 위한 종래의 게이트웨이의 선택을 위하여 시그널링을 수행한다. 또한, MME(200)는 보안 과정(Security Procedures), 단말-대-네트워크 세션 핸들링(Terminal-to-network Session Handling), 유휴 단말 위치결정 관리(Idle Terminal Location Management) 등의 기능을 수행한다.
SGW(300)는 무선 접속 네트워크(RAN)와 코어 네트워크 사이의 경계점으로서 동작하고, eNB(100)와 PGW(400) 사이의 데이터 경로를 유지하는 기능을 하는 요소이다. 또한, UE(10)가 eNB(100)에 의해서 서비스 되는 영역에 걸쳐 이동(예컨대, 핸드오버 등)하는 경우, SGW(300)는 그 이동의 앵커 포인트(anchor point)의 역할을 한다. 즉, E-UTRAN 내에서의 이동성을 위해서 SGW(300)를 통해서 패킷들이 라우팅 될 수 있다. 또한, SGW(300)는 다른 3GPP 네트워크(3GPP Release 8 이전에 정의되는 RAN, 예를 들어, UTRAN 또는 GERAN(GSM(Global System for Mobile Communication)/EDGE(Enhanced Data rates for Global Evolution) Radio Access Network)와의 이동을 위한 앵커 포인트로서 기능할 수도 있다. 이외에도, SGW(300)는 E-UTRAN 유휴 모드 하향 링크의 버퍼링(idle mode downlink packet buffering), 합법적 감청(lawful interception) 등의 기능을 수행할 수 있다.
PGW(400)는 패킷 데이터 네트워크를 향한 데이터 인터페이스의 종료점(termination point)에 해당한다. PGW(400)는 정책 집행 특징(policy enforcement features), 패킷 필터링(packet filtering), 과금 지원(charging support), 합법적 감청(lawful interception), 단말 IP 할당(UE IP allocation), 패킷 스크리닝(packet screening) 등의 기능을 수행할 수 있다. 또한, 3GPP 네트워크와 non-3GPP 네트워크 (예를 들어, I-WLAN(Interworking Wireless Local Area Network)과 같은 신뢰되지 않는 네트워크, CDMA(Code Division Multiple Access) 네트워크나 WiMax와 같은 신뢰되는 네트워크)와의 이동성 관리를 위한 앵커 포인트 역할을 할 수 있다.
EPC HSS(500)는 사용자 가입 정보(혹은 가입 데이터(subscription data) 또는 가입 레코드(subscription record))와 위치 정보 등을 관리한다. 특히, EPC HSS(500)는 AuC(Authentication Center)를 포함한다. UE(10)와 AuC에는 EPS에 대한 마스터 키인 LTE 키(K)와 IMSI가 저장되어있다. LTE 키(K)와 IMSI는 UE(10)에 장착되는 USIM 카드 제조 시에 저장되고, AuC에는 사용자가 사업자 망에 가입 시에 프로비저닝(provisioning)된다.
PCRF(600)는 UE(10)에게 적용할 정책(Policy), 서비스 품질(QoS: Quality of Service) 등을 관리한다. PCRF(600)에서 생성된 PCC(Policy and Charging Control) 규칙, 즉, 정책은 PGW(400)로 전달된다.
P-CSCF(710)는 UE(10)가 IMS에 접속하는 첫 번째 지점이다. UE(10)로부터 등록 요청(REGISTER) 메시지가 전송되면, P-CSCF(710)는 이를 I-CSCF(720)로 전달할 수 있다. P-CSCF(710)는 등록 요청 메시지 처리 과정에서 UE(10)에 할당된 S-CSCF(730)의 주소를 저장해 두었다가, UE(10)로부터 세션 연결 요청(INVITE) 메시지가 수신되면, 이를 저장된 S-CSCF(730)에 주소로 전달할 수 있다.
I-CSCF(720)는 UE(10)의 사용자, 즉 가입자를 등록하는 과정에서 IMS HSS(800)에 UE(10)의 위치를 등록한다. 또한, I-CSCF(720)는 IMS HSS(800)로부터 이용 가능한 S-CSCF(730)의 주소 리스트를 획득하고, 이를 참조하여 UE(10)에 할당되어 실제 등록을 담당할 S-CSCF(730)를 결정할 수 있다. 또는, I-CSCF(720)는 IMS HSS(800)로부터 UE(10)에 할당된 S-CSCF(730)의 주소를 포함하는 메시지를 수신하여, 이 메시지에 따라 실제 등록을 담당할 S-CSCF(730)를 결정할 수 있다.
S-CSCF(730)는 I-CSCF(720)로부터 등록 요청 메시지가 수신되면 IMS HSS(800)에 가입자를 등록하고, IMS HSS(800)로부터 가입자 프로파일을 획득할 수 있다. S-CSCF(730)는 가입자 프로파일을 이용하여 UE(10)에 제공할 서비스의 종류를 확인한다. 그리고, UE(10)에 AS(900)가 그 서비스를 제공할 수 있도록 UE(10)와 AS(900) 간에 메시지를 교환할 수 있도록 연결한다. 또한 S-CSCF(730)는 IMS HSS(800)로부터 인증 정보, 즉, 인증 벡터(AV, Authentication Vector)를 획득하고, 이를 관리할 수 있다. 또한 S-CSCF(730)는 AV(인증 벡터)를 이용하여 사용자를 인증한다.
IMS HSS(800)는 UE(10)의 사용자에 대한 데이터베이스로서 가입자 프로파일, 인증 및 위치 관련 데이터를 저장 및 관리하고, IMS 서버(700)가 요구하는 정보를 제공할 수 있다. 또한 IMS HSS(800)는 인증 시 필요한 인증 벡터를 생성할 수 있다.
AS(900)는 부가 서비스를 제공하기 위한 장비이며, SIP를 사용하여 S-CSCF(730)와 통신할 수 있다. 부가 서비스의 서비스 예로 발신번호 관련 서비스(CLIP, CLIR 등), 호 대기, 호 보류, push-to-talk, 호 전환, 호 전달, 호 폐쇄 서비스, 악의의 발신 번호, 합법적인 감청, 서비스 안내, 회의 통화 서비스, 음성 사서함, 문자와 음성 변환, 위치 기반 서비스, SMS, MMS, 프레즌스 정보, 인스턴트 메시지 등의 서비스가 있다.
EPS의 EPC는 UE(10)에 음성 서비스(예컨대, VoLTE)를 제공할 때, 인터넷 서비스와 별도의 PDN(즉, IMS)를 사용하기 때문에, 음성 서비스를 제공하기 위한 별도의 기본 베어러(default EPS Bearer)와 전용 베어러(dedicated EPS Bearer)를 가진다. 음성 서비스를 위한 시그날링은 SIP을 이용하여 기본 베어러를 통해 전달되며, 음성 서비스를 위한 미디어 패킷(음성 패킷)은 RTP(Real Time Protocol)를 이용하여 전용 베어러를 통해 송수신된다. 이러한 음성 서비스를 제공하기 위하여, UE(10)는 먼저, EPS에 접속하여 기본 베어러를 설정하고, IMS의 IMS 서버(700)에 등록하는 초기 등록 절차가 이루어져야 한다.
본 발명은 UE(10)가 IMS 서버(700)에 등록한 후, IMS 서버(700)에 장애가 발생하는 경우를 상정한다. 본 발명의 실시예에 따르면, EPS와 IMS가 서로 다른 HSS, 즉, EPC HSS(500), IMS HSS(800)를 사용하기 때문에, EPC는 어떤 UE(10)가 어떤 IMS 서버(700)에 등록되어 있는지 알 수 없다. 다른 말로, 어떤 IMS 서버(700)가 UE(10)에 할당되어 있는지 알 수 없다. 따라서, 본 발명은 UE(10)가 IMS 서버(700)에 등록하면, EPC는 UE(10)에 할당된 IMS 서버(700)의 주소 정보를 저장하고, IMS 서버(700)의 장애 여부를 모니터하다가, IMS 서버(700)에 장애가 발생한 경우, 장애가 발생한 IMS 서버(700)가 할당된 UE(10)에 대해 접속을 해제시키고, 그 UE(10)가 다시 접속한 후, 장애가 없는 IMS 서버(700)로 등록하도록 유도한다. 이는 특히, 유휴 상태(IDLE MODE)인 UE(10)에 대해 유용하다. 즉, 유휴 상태에서 UE(10)는 IMS 서버(700)의 장애를 즉시 확인할 수 없다. 따라서, 통상적인 경우라면, 유휴 상태에서 음성 통화가 시작된 후에야, 장애를 확인한 후, 접속 해제, 초기 접속 및 초기 등록 절차를 수행해야 한다. 따라서, 서비스의 지연이 발생할 수 있다. 이러한 이유로 본 발명의 실시예와 같이, EPC가 IMS 서버(700)의 장애를 실시간으로 확인하고, 접속 해제, 초기 접속 및 초기 등록 절차를 미리 수행한다면, UE(10)에게 안정적인 서비스를 제공할 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 EPC 홈 가입자 서버의 개략적인 구성을 설명하기 위한 블록도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 EPC HSS(500)는 인터페이스부(510), 저장부(520) 및 제어부(530)를 포함한다.
인터페이스부(510)는 MME(200), AS(900) 등과 통신을 위한 것이다. 즉, 인터페이스부(510)는 AS(900)와 통신을 수행하며, MME(200)와 DIAMETER 프로토콜에 따른 메시지를 송수신한다.
저장부(520)는 데이터 저장을 위한 것으로, 본 발명의 실시예에 따른 각 종 데이터를 저장할 수 있다. 특히 저장부(520)는 AS(900)로부터 ATM 요청 메시지를 통해 수신한 IMS 서버(700)의 주소 정보를 저장한다. 특히, IMS 서버(700)의 주소 정보는 UE(10)와 UE(10)에 할당된 P-CSCF(710), I-CSCF(720) 및 S-CSCF(730) 각각의 주소 정보가 매핑되어 저장된다.
제어부(530)는 EPC HSS(500)의 전반적인 동작 및 EPC HSS(500)의 내부 블록들 간 신호 흐름을 제어하고, 데이터를 처리하는 데이터 처리 기능을 수행할 수 있다. 이러한 제어부(530)는 중앙 처리 장치(CPU, Central Processing Unit), 등의 프로세서가 될 수 있다.
S-CSCF(730)는 UE(10)를 등록한 후, AS(900)로 UE(10)에 할당된 IMS 서버(700), 즉, P- CSCF(710), I- CSCF(720) 및 S-CSCF(730)의 주소 정보를 제공한다. 그러면, AS(900)는 ATM 요청 메시지를 통해 EPC HSS(500)로 IMS 서버(700)의 주소 정보를 전송할 것이다. 이에 따라, 제어부(530)는 AS(900)로부터 UE(10)에 할당된 IMS 서버의 주소 정보를 수신하여 저장부(520)에 저장할 수 있다.
그런 다음, 제어부(530)는 IMS 서버(700)의 장애 발생 여부를 확인한다. 이를 위하여, 제어부(530)는 주기적으로 인터페이스부(510)를 통해 장애 여부를 질의하는 장애 여부 확인 메시지를 저장부(520)에 저장된 주소 정보를 기초로, IMS 서버(700), 즉, P-CSCF(710), I-CSCF(720) 및 S-CSCF(730) 각각에 전송한다. 그리고 제어부(530)는 전송된 장애 여부 확인 메시지에 대한 응답으로, 장애 발생을 알리는 지시자가 포함된 장애 여부 응답 메시지를 수신하거나, 다음 주기가 도래하기 전 어떤 메시지도 수신하지 못하면, IMS 서버(700)에 장애가 발생된 것으로 확인한다. 또한, P-CSCF(710), I-CSCF(720) 및 S-CSCF(730) 각각은 자체적으로 생성한 장애 발생을 알리는 장애 발생 알림 메시지를 전송할 수 있다. 따라서 제어부(530)는 P-CSCF(710), I-CSCF(720) 및 S-CSCF(730) 중 어느 하나로부터 자체적으로 생성한 장애 발생 알림 메시지를 수신하면, IMS 서버(700)에 장애가 발생한 것으로 판별할 수 있다.
장애 발생이 확인되면, 제어부(530)는 인터페이스부(510)를 통해 위치 등록 해제(Cancel Location) 메시지를 전송한다. 위치 등록 해제 메시지는 UE(10)의 식별자(예컨대, IMSI)와, 접속이 해제된 후 다시 접속하도록 지시하는 지시자를 포함할 수 있다. 이러한 위치 등록 해제 메시지를 수신한 MME(200)는 접속 해제 절차를 트리거한다. 즉, MME(200)는 위치 등록 해제 메시지의 UE(10)의 식별자를 통해 식별되는 UE(10)로 접속 해제 요청(Detach Request) 메시지를 전송한다. 이때, MME(200)는 위치 등록 해제 메시지의 지시자에 따라 접속 해제 요청(Detach Request) 메시지의 접속 해제 타입 파라미터를 설정하여 전송한다. 이때, MME(200)는 UE(10)가 접속을 해제한 후 다시 접속하도록 접속 해제 타입을 001(Re-attach required)로 설정한다. 이 파라미터는 즉, UE(10)의 재등록을 유도하는 것이다. 이에 따라, 접속 해제 타입 파라미터가 001(Re-attach required)로 설정된 접속 해제 요청 메시지를 수신한 UE(10)는 접속을 해제한 후, 즉시 초기 접속 절차를 수행하고, 재등록 절차를 수행한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 패킷 게이트웨이의 개략적인 구성을 설명하기 위한 블록도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 PGW(400)는 인터페이스 모듈(410), 저장 모듈(420) 및 제어 모듈(430)를 포함한다.
인터페이스 모듈(410)은 P-CSCF(710), SGW(300) 등과 통신을 위한 것이다. 인터페이스 모듈(410)는 SGW(300)와 S5 인터페이스를 통해 통신하며, P-CSCF(710)와 SGi 인터페이스를 통해 통신한다.
저장 모듈(420)은 데이터 저장을 위한 것으로, 본 발명의 실시예에 따른 각 종 데이터를 저장할 수 있다. 특히 저장 모듈(420)은 UE(10)의 초기 등록 절차 시 송수신되는 SIP 메시지로부터 추출된 IMS 서버(700), 즉, P- CSCF(710), I- CSCF(720) 및 S-CSCF(730)의 주소 정보를 저장한다. 저장 모듈(420)은 UE(10)와 UE(10)에 할당된 P-CSCF(710), I-CSCF(720) 및 S-CSCF(730) 각각의 주소 정보를 매핑하여 저장할 수 있다.
제어 모듈(430)은 PGW(400)의 전반적인 동작 및 PGW(400)의 내부 블록들 간 신호 흐름을 제어하고, 데이터를 처리하는 데이터 처리 기능을 수행할 수 있다. 이러한 제어 모듈(430)은 중앙 처리 장치(CPU, Central Processing Unit), 등의 프로세서가 될 수 있다.
제어 모듈(430)은 UE(10)의 초기 등록 절차 시 송수신되는 SIP 메시지로부터 IMS 서버(700)의 주소 정보를 추출하여 저장 모듈(420)에 저장한다.
IMS 서버(700)의 주소 정보를 기초로 제어 모듈(430)은 장애 발생 여부를 확인한다. 이를 위하여, 제어 모듈(430)은 주기적으로 인터페이스 모듈(410)을 통해 장애 여부를 질의하는 장애 여부 확인 메시지를 저장 모듈(420)에 저장된 주소 정보를 기초로, IMS 서버(700), 즉, P-CSCF(710), I-CSCF(720) 및 S-CSCF(730) 각각에 전송한다. 그리고, 제어 모듈(430)은 전송된 장애 여부 확인 메시지에 대한 응답으로, 장애 발생을 알리는 지시자가 포함된 장애 여부 응답 메시지를 수신하거나, 다음 주기가 도래하기 전 어떤 메시지도 수신하지 못하면, IMS 서버(700)에 장애가 발생된 것으로 확인한다. 또한, P-CSCF(710), I-CSCF(720) 및 S-CSCF(730) 각각은 자체적으로 생성한 장애 발생을 알리는 장애 발생 알림 메시지를 전송할 수 있다. 따라서 제어 모듈(430)은 P-CSCF(710), I-CSCF(720) 및 S-CSCF(730) 중 어느 하나로부터 자체적으로 생성한 장애 발생 알림 메시지를 수신하면, IMS 서버(700)에 장애가 발생한 것으로 판별할 수 있다.
장애 발생이 확인되면, 제어 모듈(430)은 인터페이스 모듈(410)을 통해 베어러 해제 요청(Delete Bearer Request) 메시지를 전송한다. 베어러 해제 요청(Delete Bearer Request) 메시지는 UE(10)의 식별자(예컨대, IMSI)와, 접속이 해제된 후 다시 접속하도록 지시하는 지시자를 포함할 수 있다. 베어러 해제 요청(Delete Bearer Request) 메시지는 SGW(300)를 거쳐 MME(200)에 전달된다.
이러한 베어러 해제 요청(Delete Bearer Request) 메시지를 수신한 MME(200)는 접속 해제 절차를 트리거한다. 접속 해제 절차는 MME(200)가 베어러 해제 요청(Delete Bearer Request) 메시지의 UE(10)의 식별자를 통해 식별되는 UE(10)로 접속 해제 요청(Detach Request) 메시지를 전송함으로써 트리거된다. 이때, MME(200)는 베어러 해제 요청(Delete Bearer Request) 메시지의 지시자에 따라 접속 해제 요청(Detach Request) 메시지의 접속 해제 타입 파라미터를 설정하여 전송한다. 이때, MME(200)는 UE(10)가 접속을 해제한 후 다시 접속하도록 접속 해제 타입을 001(Re-attach required)로 설정한다. 이 파라미터는 즉, UE(10)의 재등록을 유도하는 것이다. 이에 따라, 접속 해제 타입 파라미터가 001(Re-attach required)로 설정된 접속 해제 요청 메시지를 수신한 UE(10)는 접속을 해제한 후, 즉시 초기 접속 절차를 수행하고, 재등록 절차를 수행한다.
도 4 내지 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 사용자 장치의 초기 접속 절차와 사용자 장치의 초기 등록 절차를 설명하기 위한 흐름도이다.
EPC는 UE(10)에 음성 서비스(예컨대, VoLTE)를 제공할 때, 인터넷 서비스와 별도의 PDN(즉, IMS)를 사용하기 때문에, 음성 서비스를 제공하기 위한 별도의 기본 베어러(default EPS Bearer)와 전용 베어러(dedicated EPS Bearer)를 가진다. 음성 서비스를 위한 시그날링은 SIP을 이용하여 기본 베어러를 통해 전달되며, 음성 서비스를 위한 미디어 패킷(음성 패킷)은 RTP(Real Time Protocol)를 이용하여 전용 베어러를 통해 송수신된다. 이러한 음성 서비스를 제공하기 위하여, UE(10)는 먼저, EPC에 접속하여 기본 베어러를 설정하고, IMS망에 등록하는 초기 등록 절차가 이루어져야 한다. 이러한 절차에 대해서 도 4 내지 도 6을 참조하여 설명하기로 한다.
도 4 및 도 5에서 설명되는 초기 접속 절차에서 UE(10)는 기본적으로 EPC에 등록될 수 있다. 특히, 초기 접속 절차에서 UE(10)는 PGW(400)로부터 IMS망을 이용할 수 있도록 IP를 할당 받으며, IMS망에 등록하기 위한 프록시 제어 장치(P-CSCF, 710)의 주소를 얻을 수 있다.
도 4를 참조하면, 전원이 켜진 후, 초기 접속을 위해, UE(10)는 S101 단계에서 eNB(100)와 무선 구간에 대한 연결을 설정한다(RRC Connection Setup). eNB(100)와의 무선 구간이 연결 된 후, UE(10)는 S102 단계에서 패킷 데이터 네트워크 연결 요청(PDN Connectivity Request) 메시지를 MME(200)로 전송하여, IMS망으로 접속을 요청한다. 패킷 데이터 네트워크 연결 요청 메시지는 접속 요청(Attach Request) 메시지에 포함되어 MME(200)로 전송되며, PCO(Protocol Configuration Option) 필드를 이용하여 프록시 제어 장치(P-CSCF)의 주소를 요청한다.
MME(200)는 S103 단계에서 EPC HSS(500)와 연동하여 UE(10)에 대한 인증 및 보안 설정 절차를 진행한다. 인증 절차는 MME(200)가 EPC HSS(500)로부터 가입자에 대한 인증 벡터를 획득한 후, 그 인증 벡터를 이용하여 UE(10)와 상호 인증을 수행한다. 인증 절차를 마친 후, 보안 설정 절차에서 MME(200)는 UE(10)와 MME(200) 간의 메시지를 안전하게 송수신하기 위하여 보안 키를 설정한다.
다음으로, MME(200)는 EPC망에 UE(10)를 등록시키고 UE(10)가 어떤 서비스를 이용할 수 있는지 파악해야 한다. 이를 위하여 MME(200)는 UE(10)가 접속해서 MME(200) 자신이 관리하는 영역에 위치하고 있음을 EPC HSS(500)에게 알리고, EPC HSS(500)로부터 사용자 프로파일을 다운로드 받는다. 이러한 과정은 S104 단계의 위치 등록 절차를 통하여 진행되며, MME(200)와 EPC HSS(500) 간에 S6a 인터페이스 상에서 DIAMETER 프로토콜을 이용하여 수행될 수 있다. MME(200)가 위치 등록(S104) 과정에서 EPC HSS(500)로부터 수신한 사용자 프로파일은 APN(Access Point Name), PGW 식별자(PGW-ID) 및 QoS(Quality of Service) 프로파일 등을 포함한다. 여기서, APN은 IMS APN이며, PGW-ID는 IMS와 연결되는 PGW(400)의 식별자이고, QoS(Quality of Service) 프로파일은 특정 음성 서비스(예컨대, VoLTE)를 제공하기 위해 요구되는 QoS가 기술될 수 있다.
다음으로, MME(200)는 EPC HSS(500)로부터 수신한 PGW 식별자(PGW-ID)를 이용하거나, 다른 방식을 통해 PGW(400)를 선택하고, 앞서(S102) 수신한 프록시 제어 장치(P-CSCF)의 주소를 요청하는 PCO 필드(PCO=P-CSCF Addr Request)와 사용자 프로파일을 PGW(400)로 전달해야 한다.
PCO 필드와 사용자 프로파일은 세션 생성 요청(Create Session Request)를 통해 전송되며, MME(200)가 전송한 세션 생성 요청(Create Session Request) 메시지는 S105 및 S106 단계에서 SGW(300)를 통해 PGW(400)로 전달된다. 이러한 세션 생성 요청 메시지를 수신한 PGW(400)는 APN(IMS APN)에 대해 UE(10)의 IP를 할당하고, PCO 필드에 따라 복수의 P-CSCF(710) 중 어느 하나의 P-CSCF(710)의 주소를 선택한다.
그런 다음, PGW(400)는 S107 및 S108 단계에서 PCRF(600)와 IP 연결 접속 네트워크 세션 수립 지시(Indication of IP-CAN Session Establishment) 메시지 및 IP 연결 접속 네트워크 세션 수정 확인(Acknowledge of IP-CAN Session Establishment)를 교환하여 UE(10)에 제공되어야 할 서비스에 대한 정책을 수신하고, 이를 적용한다.
다음으로, PGW(400)는 자신이 할당한 UE(10)의 IP, 자신이 선택한 P-CSCF(710)의 주소 등을 UE(10)에 전달해야 한다. 이를 위하여, PGW(400)는 S109 단계에서 세션 생성 응답(Create Session Response) 메시지를 SGW(300)로 전송하고, SGW(300)는 S110 단계에서 세션 생성 응답(Create Session Response) 메시지를 MME(200)로 전송한다. 세션 생성 응답 메시지는 UE(10)의 IP 및 P-CSCF(710)의 주소를 포함한다. 특히, P-CSCF(710)의 주소는 세션 생성 응답 메시지에 PCO 필드(PCO=P-CSCF Addr)로 포함되어 전송된다.
또한, MME(200)는 S111a 단계에서 초기 컨텍스트 설정 요청(Initial Context Setup Request) 메시지를 eNB(100)로 전송하며, eNB(100)는 S111b 단계에서 UE(10)로 무선 연결 재설정(RRC Connection Reconfiguration) 메시지를 전송한다. 초기 컨텍스트 설정 요청 메시지 및 무선 연결 재설정 메시지 각각은 EMM(EPS Mobility Management) 메시지인 접속 수락(Attach Accept) 메시지를 포함한다. 따라서 접속 수락 메시지는 초기 컨텍스트 설정 요청 메시지 및 무선 연결 재설정 메시지를 통해 UE(10)로 전달된다. 또한, 접속 수락(Attach Accept) 메시지는 ESM(EPS Session Management) 메시지인 기본 베어러 컨텍스트 활성화 요청(Activate Default EPS Bearer Context Request) 메시지를 포함한다. UE(10)의 IP 및 P-CSCF(710)의 주소는 MME(200)로부터 기본 베어러 컨텍스트 활성화 요청 메시지에 포함되어 접속 수락 메시지의 전송과 함께 UE(10)로 전달된다. 특히, P-CSCF(710)의 주소는 기본 베어러 컨텍스트 활성화 요청 메시지에 PCO 필드(PCO=P-CSCF Addr)로 포함되어 전송된다.
한편, 무선 연결 재설정 메시지에 대한 응답으로, S111c 단계에서 무선 연결 재설정 완료(RRC Connection Reconfiguration Complete) 메시지가 전송되며, 초기 컨텍스트 설정 요청 메시지에 대한 응답으로 S111d 단계에서 초기 컨텍스트 설정 응답(Initial Context Setup Response) 메시지가 전송될 것이다. 이러한 메시지에 대해서는 아래에서 상세하게 설명한다.
도 5를 참조하면, UE(10)는 기본 베어러 컨텍스트 활성화 요청 메시지 수신을 통해 자신에게 할당된 IP와 P-CSCF(710)의 주소를 알 수 있다. 이러한 기본 베어러 컨텍스트 활성화 요청 메시지에 대한 응답으로, 기본 베어러 컨텍스트 활성화 수락(Activate Default EPS Bearer Context Accept) 메시지가 S112a 단계 및 S112b 단계에서 UE(10)에서 MME(200)로 전달된다. 부연하여 설명하면, 기본 베어러 컨텍스트 활성화 수락(Activate Default EPS Bearer Context Accept) 메시지는 UE(10)의 IP, P-CSCF(710)의 주소 등의 정보를 수신하였으며, 수신된 정보를 통해 SIP 시그널링을 위한 컨텍스트를 설정하였음을 알리기 위한 것이다. 기본 베어러 컨텍스트 활성화 수락 메시지는 접속 완료(Attach Complete) 메시지에 포함되어 전송된다. UE(10)는 S112a 단계에서 접속 완료(Attach Complete) 메시지를 포함하는 직접 전달(Direct Transfer) 메시지를 eNB(100)로 전달하며, eNB(100)는 S112b 단계에서 접속 완료(Attach Complete) 메시지를 MME(200)로 전달한다.
한편, 도 4 및 도 5의 초기 접속 절차에서 UE(10)와 PGW(400) 간에 EPS 베어러가 설정 되야 한다. 이러한 베어러 설정 절차에 대해서 설명하면 다음과 같다.
SGW(300) 및 PGW(400)간의 S5 베어러의 경우, SGW(300)가 S106 단계에서 세션 생성 요청(Create Session Request) 메시지를 통해 하향링크 S5 베어러 식별자(S5 DL TEID)를 PGW(400)로 전달하여, 하향링크 S5 베어러가 설정된다. 또한 PGW(400)가 S109 단계에서 세션 생성 응답(Create Session Response) 메시지를 통해 상향링크 S5 베어러 식별자(S5 UL TEID)를 SGW(300)로 전달하여, 상향링크 S5 베어러가 설정된다. 이로써, S5 베어러가 형성된다.
한편, UE(10)와 eNB(100) 간의 데이터 무선 베어러(DRB, Data Radio Bearer)의 경우, 다음과 같은 방식으로 형성된다. eNB(100)는 DRB 식별자(DRB ID)를 할당한 후, S111b 단계에서 DRB ID를 포함하는 무선 연결 재설정(RRC Connection Reconfiguration) 메시지를 UE(10)로 전달한다. 또한, UE(10)는 무선 연결 재설정 메시지에 대한 응답으로 S111c 단계에서 무선 연결 재설정 완료(RRC Connection Reconfiguration Complete) 메시지를 eNB(100)로 전달한다. 이에 따라, eNB(100)와 UE(10)간의 DRB가 형성된다.
또한, eNB(100)와 SGW(300) 간의 S1 베어러의 경우, 다음과 같은 방식으로 형성된다. SGW(300)는 S110 단계에서 세션 생성 응답(Create Session Response) 메시지를 통해 상향링크 S1 베어러 식별자(S1 UL TEID)를 MME(200)로 전달한다. 그리고 MME(200)는 S111a 단계에서 S1 UL TEID를 포함하는 초기 컨텍스트 설정 요청(Initial Context Setup Request) 메시지를 eNB(100)로 전달한다. 이로써, eNB(100)를 시작점으로 하고, SGW(300)을 종단점으로 하는 상향링크 S1 베어러가 설정된다. 그리고 eNB(100)는 하향링크 S1 베어러 식별자(S1 DL TEID)를 할당한다. 그런 다음, eNB(100)는 S111d 단계에서 초기 컨텍스트 설정 요청(Initial Context Setup Request) 메시지에 대한 응답으로 S1 DL TEID를 포함하는 초기 컨텍스트 설정 응답(Initial Context Setup Response) 메시지를 MME(200)로 전송한다. MME(200)는 S113 단계에서 S1 DL TEID를 베어러 수정 요청(Modify Bearer Request) 메시지에 포함시켜 SGW(300)로 전송한다. 이에 따라, 하향링크 S1 베어러가 설정되어, S1 베어러가 형성된다. 이와 같이, S1 베어러가 형성되면, SGW(300)는 S114 단계에서 베어러 수정 응답(Modify Bearer Response) 메시지를 통해 이를 MME(200)에 알린다.
상술한 바와 같이, DRB, S1 베어러 및 S5 베어러가 형성되면, UE(10)는 형성된 베어러를 통해 SIP 메시지를 IMS 서버(700)로 전송하여, IMS 서버(700)에 등록하는 초기 등록 절차를 수행할 수 있다. 이러한 절차에 대해 도 5 및 도 6을 참조하여 설명하기로 한다. 도 5와 도 6에서 S115, S124, S125, S134 및 S136 단계와 같이 중복된 도면 부호는 동일한 단계를 나타낸다.
도 5 및 도 6을 참조하면, UE(10)는 초기 등록을 위해 S115 단계에서 등록 요청 메시지를 P-CSCF(710)로 전송한다. 이러한 등록 요청 메시지는 SIP에 따른 REGISTER 메시지가 될 수 있다. UE(10)는 P-CSCF(710)의 주소를 앞서(S111) 기본 베어러 컨텍스트 활성화 요청((Activate Default EPS Bearer Context Request) 메시지를 통해 수신한 바 있다.
등록 요청 메시지를 수신한 P-CSCF(710)는 예컨대, DNS(Domain Name System) 질의 절차를 진행하여, 도메인 네임 서버(미도시)로부터 어느 하나의 I-CSCF(720)의 주소 정보를 획득할 수 있다. I-CSCF(720)의 주소 정보를 획득한 P-CSCF(710)는 S116 단계에서 앞서 수신된 등록 요청 메시지를 I-CSCF(720)로 전송한다.
I-CSCF(720)는 S117 단계에서 IMS HSS(800)로 UE(10)의 식별 정보를 포함하는 사용자 권한 요청(UAR, User Authorization Request) 메시지를 전송한다.
UAR 메시지를 수신한 IMS HSS(800)는 UE(10)의 식별 정보를 참조하여, UE(10)에 기 할당된 S-CSCF(730)가 있다면, 해당 S-CSCF(730)의 식별 정보(예컨대, 주소 정보)를 제공할 것이며, 기 할당된 S-CSCF(730)가 없다면, 캐퍼블러티 정보를 제공할 것이다. 캐퍼블러티 정보는 등록을 요청한 UE(10)에 제공되어야 할 캐퍼블러티를 AVP(Attribute Value Pair)로 정리한 정보이다. 최초 등록 절차이기 때문에, UE(10)에 할당된 S-CSCF(730)는 없다. 따라서 IMS HSS(800)는 S118 단계에서 캐퍼블러티 정보를 포함하는 사용자 권한 응답(UAA, User Authorization Answer) 메시지를 I-CSCF(720)로 전송한다. 이에 따라, I-CSCF(720)는 UAR 메시지의 캐퍼블러티 정보를 기초로 I-CSCF(720)가 가진 S-CSCF(730) 중 어느 하나의 S-CSCF(730)를 선정한다. 그런 다음, I-CSCF(720)는 S119 단계에서 선정된 S-CSCF(730)로 등록 요청 메시지를 전달한다.
등록 요청 메시지를 수신한 S-CSCF(730)는 S120 단계에서 IMS HSS(800)에 인증 정보 요청(MAR, Multimedia Authentication Request) 메시지를 전송하여, UE(10)에 대한 인증 정보를 요청할 수 있다. 그러면, IMS HSS(800)는 MAR 메시지를 확인하여, 인증 정보가 존재하지 않거나, 인증 정보가 유효하지 않은 경우, S121 단계에서 인증 정보(인증 벡터)를 포함하는 인증 정보 응답(MAA, Multimedia Authentication Answer) 메시지를 S-CSCF(730)로 전달한다. 그러면, S-CSCF(730)는 수신된 인증 정보를 인증 요청(401 Unauthorized) 메시지를 통해 UE(10)로 전달한다. 이때, S-CSCF(730)가 지정한 암호화키(혹은 대칭키)와 인증 알고리즘이 같이 전달될 수 있다. 인증 요청 메시지는 S122, S123 및 S124 단계에서 S-CSCF(730)가 발행하고, I-CSCF(720) 및 P-CSCF(710)를 경유하여 UE(10)로 전달된다.
인증 요청 메시지를 수신한 UE(10)는 인증 벡터와 암호화키 및 인증 알고리즘을 이용하여 인증 데이터(예컨대, 아이디와 패스워드 혹은 인증벡터에 대응하는 값 등)를 생성한다. 그런 다음, UE(10)는 S125 단계에서 인증 데이터를 포함하는 등록 요청(REGISTER) 메시지를 P-CSCF(710)로 전송한다. 그리고 P-CSCF(710)는 S126 단계에서 등록 요청 메시지를 I-CSCF(720)로 전달한다.
다음으로, I-CSCF(720)는 S127 단계에서 IMS HSS(800)로 UE(10)의 식별 정보를 포함하는 UAR 메시지를 전송한다. UAR 메시지를 수신한 IMS HSS(800)는 UE(10)의 식별 정보를 참조하여, UE(10)에 기 할당된 S-CSCF(730)가 있다면, 해당 S-CSCF(730)의 식별 정보(예컨대, 주소 정보)를 제공할 것이다. 앞서 S-CSCF(730)가 할당되었기 때문에, IMS HSS(800)는 S128 단계에서 해당 S-CSCF(730)의 식별 정보(예컨대, 주소 정보)를 포함하는 UAA 메시지를 I-CSCF(720)로 전송한다.
그러면, I-CSCF(720)는 S129 단계에서 등록 요청 메시지를 해당 S-CSCF(730)로 전달한다. 등록 요청 메시지를 수신한 S-CSCF(730)는 등록 요청 메시지의 인증 데이터와 자신이 전송한 인증 정보를 비교하여 UE(10)를 인증한다. 인증이 완료되면, S-CSCF(730)는 S130 단계에서 IMS HSS(800)에게 서버 할당 요청(SAR, Server Assignment Request) 메시지를 전송할 수 있다. SAR 메시지는 S-CSCF(730) 자신이 UE(10)에 할당된 S-CSCF(730)임을 등록하기 위하여, 통지 형식으로 전송된다. 그리고 이 SAR 메시지는 UE(10)의 서비스 프로파일을 요청하는 것이다. 그러면, IMS HSS(800)는 S131 단계에서 SAR 메시지에 대한 응답으로 S-CSCF(730)로 UE(10)에 대한 서비스 프로파일을 포함하는 서버 할당 응답(SAA, Server Assignment Answer) 메시지를 S-CSCF(730)로 전송한다.
이어서, S-CSCF(730)는 S132 단계에서 등록 완료(200 OK) 메시지를 I-CSCF(720)로 전송하고, I-CSCF(720)는 S133 단계에서 등록 완료 메시지를 P-CSCF(710)로 전송한다. 이어서, P-CSCF(710)는 S134 단계에서 등록 완료 메시지를 UE(10)에 전송함으로써 등록 절차가 종료된다.
제1 실시예에 따르면, UE(10)에 할당된 IMS 서버(700)의 주소 정보를 EPC HSS(500)로 전달한다. 이는 다음과 같은 절차에 따라 이루어진다. S-CSCF(730)는 S135 단계에서 등록 요청 메시지를 AS(900)로 전달한다. 이 등록 요청 메시지는 UE(10)에 할당된 P-CSCF(710), I-CSCF(720) 및 S-CSCF(730)를 포함하는 IMS 서버(700)의 주소 정보를 포함한다. 그러면, AS(900)는 S136 단계에서 UE(10)에 할당된 IMS 서버(700)의 주소 정보를 ATM 요청(Any Time Modification request) 메시지를 통해 EPC HSS(500)로 전송한다. ATM 요청 메시지를 수신한 EPC HSS(500)는 IMS 서버(700)의 주소 정보와 해당 IMS 서버(700)에 할당된 UE(10)를 매핑하여 저장한 후, ATM 응답(ATM response) 메시지로 응답할 것이다. UE(10)에 할당된 IMS 서버(700)의 주소 정보를 전달한 후, AS(900)는 등록 완료(200 OK) 메시지를 S-CSCF(730)로 전송한다. 상술한 바와 같이, UE(10)에 할당된 IMS 서버(700)의 주소 정보를 얻은 EPC HSS(500)는 그 주소 정보를 통해 IMS 서버(700)에 접근할 수 있으며, IMS 서버(700)의 장애를 확인할 수 있다. 또한, EPC HSS(500)는 IMS 서버(700)의 장애를 확인한 경우, IMS 서버(700)에 할당된 UE(10)가 다른 IMS 서버(700)에 등록하도록 유도할 수 있다.
한편, 제2 실시예에 따르면, 도 5에 보인 바와 같이, S115, S124, S125 및 S134 단계에서 SIP 메시지들은 EPC의 전용 베어러를 통해 IMS망으로 전송되거나, IMS 망으로부터 EPC의 전용 베어러를 통해 수신된다. PGW(400)는 이러한 SIP 메시지가 IMS망으로 전달되기 전, 혹은 SIP 메시지가 UE(10)로 전달되기 전, 그 SIP 메시지로부터 UE(10)에 할당된 IMS 서버(700)의 주소 정보(예컨대, IP)를 획득할 수 있다. 즉, PGW(400)는 IMS 서버(700)의 주소 정보와 해당 IMS 서버(700)에 할당된 UE(10)를 매핑하여 저장한다. 상술한 바와 같이, UE(10)에 할당된 IMS 서버(700)의 주소 정보를 얻은 PGW(400)는 그 주소 정보를 통해 IMS 서버(700)에 접근할 수 있으며, IMS 서버(700)의 장애를 확인할 수 있다. 또한, IMS 서버(700)의 장애를 확인한 경우, PGW(400)는 IMS 서버(700)에 할당된 UE(10)가 다른 IMS 서버(700)에 등록하도록 유도할 수 있다.
도 7은 본 발명의 제1 실시예에 따른 IMS 서버 장애 발생 시 재등록을 유도하기 위한 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 7을 참조하면, 앞서 설명된 바와 같이, EPC HSS(500)는 P-CSCF(710), I-CSCF(720) 및 S-CSCF(730)를 포함하는 IMS 서버(700)의 주소 정보와 해당 IMS 서버(700)에 할당된 UE(10)를 AS(900)로부터 수신하여 저장한다. 그리고 EPC HSS(500)는 IMS 서버(700)의 주소 정보를 토대로 IMS 서버(700)의 장애 여부를 확인할 수 있다. 본 발명의 실시예에 따라 IMS 서버(700)에 장애가 발생하였다고 가정한다. 이러한 경우, EPC HSS(500)는 S200 단계에서 IMS 서버(700)의 장애를 확인할 수 있다. 여기서, IMS 서버(700)의 장애는 P-CSCF(710), I-CSCF(720) 및 S-CSCF(730) 중 적어도 하나의 장애를 의미한다. 그리고 장애의 확인 방법에 대해서는 아래에서 따로 설명하기로 한다.
IMS 서버(700)의 장애가 확인되면, EPC HSS(500)는 S201 단계에서 위치 등록 해제(Cancel Location) 메시지를 MME(200)로 전송하여, UE(10)가 접속 해제되도록 한다. 위치 등록 해제 메시지는 UE(10)의 식별자(예컨대, IMSI)를 전송하여 접속을 해제할 UE(10)를 지정한다. 특히, 위치 등록 해제 메시지는 접속을 해제한 후, 다시 접속하도록 지시하는 지시자를 포함할 수 있다. 이러한 지시자는 예컨대, "Cancellation Type" 필드를 수정하거나, 위치 등록 해제(Cancel Location) 메시지에 확장 필드를 추가하고, 그 확장 필드를 통해 전송할 수 있다.
위치 등록 해제 메시지를 수신한 MME(200)는 S202 단계에서 접속 해제 요청(Detach Request) 메시지를 해당하는 UE(10)에 전송한다. 접속 해제 요청(Detach Request) 메시지는 접속 해제 타입(Detach Type) 파라미터를 포함한다. 접속 해제 타입(Detach Type) 파라미터는 접속 해제 후 다시 접속할지 여부를 나타낸다. MME(200)는 EPC HSS(500)의 위치 등록 해제(Cancel Location) 메시지의 지시자에 따라 접속 해제 타입 파라미터를 001(Re-attach required)로 설정한다. 따라서 접속 해제 타입 파라미터가 001(Re-attach required)로 설정된 접속 해제 요청 메시지를 수신한 UE(10)는 접속을 해제한 후, 다시 접속해야 함을 인지할 수 있다.
접속 해제 요청 메시지를 전송한 후, MME(200)는 위치 등록 해제 메시지에 대한 응답으로, S203 단계에서 위치 등록 해제 확인(Cancel Location ACK) 메시지를 EPC HSS(500)로 전송한다.
그런 다음, MME(200)는 수립된 베어러를 삭제하도록 요청하는 세션 삭제 요청(Delete Session Request) 메시지를 전송한다. 이 세션 삭제 요청 메시지는 S204 단계 및 S205 단계에서 SGW(300) 및 PGW(400)로 전달된다. 이에 대한 응답으로 PGW(400)는 세션 삭제 응답(Delete Session Response) 메시지를 전송하며, 세션 삭제 응답 메시지는 S206 단계 및 S207 단계에서 SGW(300)를 거쳐 MME(200)로 전달된다. 이에 따라, SGW(300) 및 PGW(400)는 설정된 베어러에 대한 컨텍스트(예컨대, S1 및 S5 베어러 식별자)를 모두 삭제한다.
그런 다음, PGW(400)는 S208 단계에서 PCRF(600)와 메시지를 교환하여 IP 연결 접속 네트워크 세션 종료(IP-CAN Session Termination) 절차를 수행할 수 있다.
한편, 접속 해제 요청 메시지를 수신한 UE(10)는 베어러와 관련된 컨텍스트를 삭제한 후, 접속 해제 요청 메시지에 대한 응답으로, S209 단계에서 접속 해제 수락(Detach Accept) 메시지를 MME(200)로 전송한다.
다음으로, S210 단계에서 UE(10), eNB(100) 및 MME(200) 간에 메시지를 교환하여, 남아 있는 S1 시그날링, RRC(Radio　Resource Control) 연결, eNB(100)에 있는 UE(10)의 컨텍스트 등을 해제한다. 특히, 접속 해제 타입 파라미터가 001(Re-attach required)로 설정되었기 때문에, UE(10)는 RRC 연결이 해제된 후 다시 EPC에 접속하고, 장애가 발생하지 않은 다른 IMS 서버(700)에 등록할 수 있다. 이는 도 4 내지 도 6에 설명된 바와 같은 절차를 통해 이루어진다.
상술한 본 발명의 실시예에 따르면, EPC HSS(500)는 IMS 서버(700)의 장애를 확인하고, 즉시, UE(10)가 다른 IMS 서버(700)에 등록할 수 있게 함으로써, UE(10)가 IMS망과 단절되는 시간을 최소화한다. 이에 따라, 더 높은 품질의 서비스를 제공할 수 있다.
도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 IMS 서버 장애 발생 시 재등록을 유도하기 위한 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
앞서 설명된 바와 같이, PGW(400)는 P-CSCF(710), I-CSCF(720) 및 S-CSCF(730)를 포함하는 IMS 서버(700)의 주소 정보와 해당 IMS 서버(700)에 할당된 UE(10)를 UE(10)가 IMS 망에 등록할 때 송수신하는 SIP 메시지로부터 추출하여, 저장한다. 그리고 PGW(400)는 IMS 서버(700)의 주소 정보를 토대로 IMS 서버(700)의 장애 여부를 확인할 수 있다. 본 발명의 실시예에 따라 IMS 서버(700)에 장애가 발생하였다고 가정한다. 이러한 경우, PGW(400)는 S300 단계에서 IMS 서버(700)의 장애를 확인할 수 있다. 여기서, IMS 서버(700)의 장애는 P-CSCF(710), I-CSCF(720) 및 S-CSCF(730) 중 적어도 하나의 장애를 의미한다. 그리고 장애의 확인 방법에 대해서는 아래에서 따로 설명하기로 한다.
IMS 서버(700)의 장애가 확인되면, PGW(400)는 S301 단계에서 베어러 해제 요청(Delete Bearer Request) 메시지를 SGW(300)로 전송한다. 그러면, SGW(300)는 베어러 해제 요청 메시지를 MME(200)로 전달할 것이다. 베어러 해제 요청 메시지는 UE(10)의 식별자(예컨대, IMSI)를 전송하여 접속을 해제할 UE(10)를 지정한다. 특히, 베어러 해제 요청 메시지는 접속을 해제한 후, 다시 접속하도록 지시하는 지시자를 포함할 수 있다.
베어러 해제 요청 메시지를 수신한 MME(200)는 S303 단계에서 접속 해제 요청(Detach Request) 메시지를 해당하는 UE(10)에 전송한다. 접속 해제 요청(Detach Request) 메시지는 접속 해제 타입(Detach Type) 파라미터를 포함한다. 접속 해제 타입(Detach Type) 파라미터는 접속 해제 후 다시 접속할지 여부를 나타낸다. MME(200)는 PGW(400)의 베어러 해제 요청 메시지의 지시자에 따라 접속 해제 타입 파라미터를 001(Re-attach required)로 설정한다. 따라서 접속 해제 타입 파라미터가 001(Re-attach required)로 설정된 접속 해제 요청 메시지를 수신한 UE(10)는 접속을 해제한 후, 다시 접속해야 함을 인지할 수 있다.
또한, MME(200)는 S304 단계에서 UE(10)가 RRC는 등록 해제 상태(RRC-unregistered)가 되고 ECM 휴지 상태(ECM-IDLE)에서 재활성화되도록 트리거한다(Triggering for reactivation in ECM-IDLE). 다음으로, MME(200)는 S305 단계에서 기 설정된 베어러를 비활성화시키도록 요청하는 베어러 비활성화 요청(Deactivate Bearer Request) 메시지를 eNB(100)로 전송한다.
이에 따라, eNB(100)는 S306 단계에서 RRC 연결 재설정(RRC connection Reconfiguration) 메시지를 UE(10)로 전송한다. 그러면, 무선 구간 관련 컨텍스트에 대한 설정이 해제된다. 이에 따라, UE(10)는 S307 단계에서 RRC 연결 재설정 완료(RRC connection Reconfiguration complete) 메시지를 eNB(100)로 전달한다. eNB(100)는 S308 단계에서 기 설정된 베어러가 비활성화되었음을 알리는 베어러 비활성화 응답(Deactivate Bearer Response) 메시지를 MME(200)로 전송한다. 이어서, UE(10)는 S309 단계에서 직접 전달(Direct Transfer) 메시지를 eNB(100)로 전송한다. 직접 전달 메시지는 베어러 컨텍스트 비활성화 수락(Deactivate EPS Bearer Context Accept) 메시지를 포함하며, 이 베어러 컨텍스트 비활성화 수락 메시지는 S310 단계에서 MME(200)로 전달된다.
한편, UE(10)는 상술한 바와 같은 절차에 따라 베어러와 관련된 컨텍스트를 설정 해제한 후, 접속 해제 요청 메시지에 대한 응답으로, S311 단계에서 접속 해제 수락(Detach Accept) 메시지를 MME(200)로 전송한다.
MME(200)는 앞서 수신된 베어러 해제 요청(Delete Bearer Request) 메시지에 대한 응답으로 S312 단계에서 베어러 해제 응답(Delete Bearer Response) 메시지를 SGW(300)로 전송한다. 이어서, SGW(300)는 S313 단계에서 베어러 해제 응답 메시지를 PGW(400)로 전달한다. 이에 따라, SGW(300) 및 PGW(400)에 설정된 베어러에 대한 컨텍스트(예컨대, S1 및 S5 베어러 식별자)가 모두 삭제된다.
그런 다음, PGW(400)는 S314 단계에서 PCRF(600)와 메시지를 교환하여 IP 연결 접속 네트워크 세션 종료(IP-CAN Session Termination) 절차를 수행할 수 있다.
한편, S315 단계에서 UE(10), eNB(100) 및 MME(200) 간에 메시지를 교환하여, 남아 있는 S1 시그날링, RRC 연결, eNB(100)에 있는 UE(10)의 컨텍스트 등을 해제한다. 특히, 접속 해제 타입 파라미터가 001(Re-attach required)로 설정되었기 때문에, UE(10)는 RRC 연결이 해제된 후 다시 EPC에 접속하고, 장애가 발생하지 않은 다른 IMS 서버(700)에 등록할 수 있다. 이는 도 4 내지 도 6에 설명된 바와 같은 절차를 통해 이루어진다.
도 9a 내지 도 9c는 본 발명의 실시예에 따른 장애 발생 확인 방법을 설명하기 위한 흐름도이다. 이 실시예에서는 도 7의 S200 및 도 8의 S300 단계의 구체적인 실시예들이 설명된다.
앞서 설명된 바와 같이, EPC HSS(500)는 P- CSCF(710), I- CSCF(720) 및 S-CSCF(730)을 포함하는 IMS 서버(700)의 주소 정보를 AS(900)로부터 수신하여 저장한다. 또한, PGW(400)는 UE(10)의 초기 등록 시 송수신되는 SIP 메시지로부터 P- CSCF(710), I- CSCF(720) 및 S-CSCF(730)을 포함하는 IMS 서버(700)의 주소 정보를 추출하여 저장한다. EPC HSS(500) 및 PGW(400)는 저장된 주소 정보를 이용하여 IMS 서버(700)와 메시지를 교환하여 IMS 서버(700)의 장애를 확인할 수 있다.
도 9a 내지 도 9c에서는 EPC HSS(500)가 IMS 서버(700)의 장애를 확인하는 방법에 대해서 설명되지만, PGW(400)의 경우에도 동일한 방법을 통해 IMS 서버(700)에 장애가 발생하였음을 확인할 수 있다.
일 실시예에 따른 도 9a를 참조하면, EPC HSS(500)는 IMS 서버(700), 즉, P- CSCF(710), I- CSCF(720) 및 S-CSCF(730) 각각에 장애 여부를 질의하는 장애 여부 확인 메시지를 전송하고, 그 응답 여부에 따라 장애가 있는지 여부를 확인할 수 있다. 예컨대, S-CSCF(730)에 대한 예를 들면 다음과 같다. EPC HSS(500)는 S410 단계에서 장애 여부 확인 메시지를 전송한 후, 장애 여부 확인 메시지의 전송 주기(F)에 따라 S425 단계에서 다시 장애 여부 확인 메시지를 전송할 수 있다. S410 단계에서 장애 여부 확인 메시지를 수신한 S-CSCF(730)는 장애가 발생하지 않았기 때문에, S415 단계에서 장애 여부 응답 메시지를 전송할 때, 정상 동작하고 있음을 알리는 지시자를 포함시켜 전송할 수 있다. 반면, S420 단계에서 S-CSCF(730)에 장애가 발생하였다면, S-CSCF(730)는 장애 여부 응답 메시지에 장애가 발생하였음을 알리는 지시자를 포함시킨 후, S430 단계에서 그 장애 여부 응답 메시지를 EPC HSS(500)로 전송한다. 이에 따라, 장애 여부 응답 메시지를 수신한 EPC HSS(500)는 S-CSCF(730)의 장애 발생을 인식할 수 있다.
다른 실시예에 따른 도 9b를 참조하면, EPC HSS(500)는 IMS 서버(700), 즉, P-CSCF(710), I-CSCF(720) 및 S-CSCF(730) 각각에 장애 여부를 질의하는 장애 여부 확인 메시지를 전송하고, 그 응답 여부에 따라 장애가 있는지 여부를 확인할 수 있다. S-CSCF(730)에 대한 예를 들면 다음과 같다.
EPC HSS(500)는 S435 단계에서 장애 여부 확인 메시지를 전송한 후, 장애 여부 확인 메시지의 전송 주기(F)에 따라 S450 단계에서 장애 여부 확인 메시지를 전송할 수 있다. S435 단계에서 장애 여부 확인 메시지를 수신한 S-CSCF(730)는 장애가 발생하지 않았기 때문에, S440 단계에서 장애 여부 응답 메시지를 전송할 때, 정상 동작하고 있음을 알리는 지시자를 포함시켜 전송할 수 있다. 반면, S445 단계에서 S-CSCF(730)에 장애가 발생하였고, 그 장애로 인해 S-CSCF(730)는 어떠한 메시지도 전송할 수 없는 상태라고 가정한다. 이때, EPC HSS(500)는 S450 단계에서 장애 여부 확인 메시지를 전송한 후, 다시 한 주기(F) 동안 기다린 후, 다시 장애 여부 확인 메시지를 전송해야 한다. 하지만, EPC HSS(500)는 S450 단계에서 장애 여부 확인 메시지를 전송한 후, 다음 주기(F)가 도래하기 전, 어떠한 메시지도 수신하지 못한다면, S-CSCF(730)에 장애가 발생한 것으로 판단한다. 즉, EPC HSS(500)는 S450 단계에서 장애 여부 확인 메시지를 전송하고, 그로부터 한 주기(F) 후인 S455 단계 전까지 어떠한 메시지도 수신하지 못한 경우, S-CSCF(730)에 장애가 발생한 것으로 판단한다.
또 다른 실시예에 따른 도 9c를 참조하면, S460 단계에서 IMS 서버(700) 중 S-CSCF(730)에 장애가 발생하였다고 가정한다. 이러한 경우, S-CSCF(730)는 S465 단계에서 장애 발생을 알리는 장애 발생 알림 메시지를 자체적으로 생성하고, 생성된 장애 발생 알림 메시지를 EPC HSS(500)로 전송한다. 이에 따라, EPC HSS(500)는 S-CSCF(730)의 장애 발생을 인식할 수 있다.
도 10은 본 발명의 제1 실시예에 따른 IMS 서버 장애 발생 시 EPC 홈 가입자 서버의 재등록을 유도하기 위한 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
앞서 도 5 및 도 6을 참조로 설명된 바와 같이, S-CSCF(730)는 UE(10)를 등록한 후, AS(900)로 UE(10)에 할당된 IMS 서버(700), 즉, P- CSCF(710), I- CSCF(720) 및 S-CSCF(730)의 주소 정보를 제공한다. 그러면, AS(900)는 ATM 요청 메시지를 통해 EPC HSS(500)로 IMS 서버(700)의 주소 정보를 전송한다. 이에 따라, 제어부(530)는 S510 단계에서 AS(900)로부터 UE(10)에 할당된 IMS 서버의 주소 정보를 수신하여 저장부(520)에 저장한다. 이때, 제어부(530)는 UE(10)와 UE(10)에 할당된 P-CSCF(710), I-CSCF(720) 및 S-CSCF(730) 각각의 주소 정보를 저장할 것이다.
다음으로, IMS 서버(700)의 주소 정보를 기초로 제어부(530)는 S520 단계에서 IMS 서버에 장애 발생 여부를 확인한다. 이를 위하여, 제어부(530)는 주기적으로 인터페이스부(510)를 통해 장애 여부를 질의하는 장애 여부 확인 메시지를 IMS 서버(700), 즉, P-CSCF(710), I-CSCF(720) 및 S-CSCF(730) 각각에 전송하고, 전송된 장애 여부 확인 메시지에 대한 응답으로, 장애 발생을 알리는 지시자가 포함된 장애 여부 응답 메시지를 수신하거나, 다음 주기가 도래하기 전 어떤 메시지도 수신하지 못하면, IMS 서버(700)에 장애가 발생된 것으로 확인한다. 또한, P-CSCF(710), I-CSCF(720) 및 S-CSCF(730) 각각은 자체적으로 생성한 장애 발생을 알리는 장애 발생 알림 메시지를 전송할 수 있다. 따라서 제어부(530)는 P-CSCF(710), I-CSCF(720) 및 S-CSCF(730) 중 어느 하나로부터 자체적으로 생성한 장애 발생 알림 메시지를 수신하면, IMS 서버(700)에 장애가 발생한 것으로 판별할 수 있다.
장애 발생이 확인되면, 제어부(530)는 S530 단계에서 인터페이스부(510)를 통해 위치 등록 해제(Cancel Location) 메시지를 전송한다. 저장부(520)는 UE(10)와 그 UE(10)에 할당된 P-CSCF(710), I-CSCF(720) 및 S-CSCF(730) 각각의 주소 정보를 저장하기 때문에, 제어부(530)는 이를 참조하여, 장애가 발생한 IMS 서버(700)가 할당된 UE(10)에 대해 접속 해제 절차가 진행되도록 위치 등록 해제 메시지를 전송할 것이다. 특히, 위치 등록 해제 메시지는 UE(10)의 식별자(예컨대, IMSI)와, 접속이 해제된 후 다시 접속하도록 지시하는 지시자를 포함할 수 있다.
이러한 위치 등록 해제 메시지를 수신한 MME(200)는 접속 해제 절차를 트리거한다. 즉, MME(200)는 위치 등록 해제 메시지의 UE(10)의 식별자를 통해 식별되는 UE(10)로 접속 해제 요청(Detach Request) 메시지를 전송한다. 이때, MME(200)는 위치 등록 해제 메시지의 지시자에 따라 접속 해제 요청(Detach Request) 메시지의 접속 해제 타입 파라미터를 설정하여 전송한다. 이때, MME(200)는 UE(10)가 접속을 해제한 후 다시 접속하도록 접속 해제 타입을 001(Re-attach required)로 설정한다. 이에 따라, 접속 해제 타입 파라미터가 001(Re-attach required)로 설정된 접속 해제 요청 메시지를 수신한 UE(10)는 접속을 해제한 후, 즉시 초기 접속 절차를 수행한다.
도 11은 본 발명의 제1 실시예에 따른 IMS 서버 장애 발생 시 패킷 게이트웨이의 재등록을 유도하기 위한 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
앞서 도 4 내지 도 6을 참조로 설명된 바와 같이, UE(10)는 EPC에 접속하여 기본 베어러가 설정되면, 기본 베어러를 통해 SIP 메시지를 전송하여 IMS 망에 등록하는 초기 등록 절차를 수행한다. PGW(400)의 제어 모듈(430)은 S610 단계에서 UE(10)의 초기 등록 절차 시 송수신되는 SIP 메시지로부터 IMS 서버(700), 즉, P- CSCF(710), I- CSCF(720) 및 S-CSCF(730)의 주소 정보를 추출하여 저장 모듈(420)에 저장한다. 이때, 제어 모듈(430)은 UE(10)와 UE(10)에 할당된 P-CSCF(710), I-CSCF(720) 및 S-CSCF(730) 각각의 주소 정보를 저장 모듈(420)에 저장할 것이다.
상술한 바와 같이, IMS 서버(700)의 주소 정보를 기초로 제어 모듈(430)은 S620 단계에서 IMS 서버(700)에 장애 발생 여부를 확인한다. 이를 위하여, 제어 모듈(430)은 주기적으로 인터페이스 모듈(410)을 통해 장애 여부를 질의하는 장애 여부 확인 메시지를 IMS 서버(700), 즉, P-CSCF(710), I-CSCF(720) 및 S-CSCF(730) 각각에 전송하고, 전송된 장애 여부 확인 메시지에 대한 응답으로, 장애 발생을 알리는 지시자가 포함된 장애 여부 응답 메시지를 수신하거나, 다음 주기가 도래하기 전 어떤 메시지도 수신하지 못하면, IMS 서버(700)에 장애가 발생된 것으로 확인한다. 또한, P-CSCF(710), I-CSCF(720) 및 S-CSCF(730) 각각은 자체적으로 생성한 장애 발생을 알리는 장애 발생 알림 메시지를 전송할 수 있다. 따라서 제어 모듈(430)은 P-CSCF(710), I-CSCF(720) 및 S-CSCF(730) 중 어느 하나로부터 자체적으로 생성한 장애 발생 알림 메시지를 수신하면, IMS 서버(700)에 장애가 발생한 것으로 판별할 수 있다.
장애 발생이 확인되면, 제어 모듈(430)은 S630 단계에서 인터페이스 모듈(410)을 통해 베어러 해제 요청(Delete Bearer Request) 메시지를 전송한다. 저장 모듈(420)은 UE(10)와 그 UE(10)에 할당된 P-CSCF(710), I-CSCF(720) 및 S-CSCF(730) 각각의 주소 정보를 저장하기 때문에, 제어 모듈(430)은 이를 참조하여, 장애가 발생한 IMS 서버(700)가 할당된 UE(10)에 대해 접속 해제 절차가 진행되도록 베어러 해제 요청 메시지를 전송할 것이다. 특히, 베어러 해제 요청(Delete Bearer Request) 메시지는 UE(10)의 식별자(예컨대, IMSI)와, 접속이 해제된 후 다시 접속하도록 지시하는 지시자를 포함할 수 있다. 베어러 해제 요청 메시지는 SGW(300)를 거쳐 MME(200)에 전달된다.
이러한 베어러 해제 요청(Delete Bearer Request) 메시지를 수신한 MME(200)는 접속 해제 절차를 트리거한다. 즉, MME(200)는 베어러 해제 요청(Delete Bearer Request) 메시지의 UE(10)의 식별자를 통해 식별되는 UE(10)로 접속 해제 요청(Detach Request) 메시지를 전송한다. 이때, MME(200)는 베어러 해제 요청(Delete Bearer Request) 메시지의 지시자에 따라 접속 해제 요청(Detach Request) 메시지의 접속 해제 타입 파라미터를 설정하여 전송한다. 이때, MME(200)는 UE(10)가 접속을 해제한 후 다시 접속하도록 접속 해제 타입을 001(Re-attach required)로 설정한다. 이에 따라, 접속 해제 타입 파라미터가 001(Re-attach required)로 설정된 접속 해제 요청 메시지를 수신한 UE(10)는 접속을 해제한 후, 즉시 초기 접속 절차를 수행한다.
상술한 바와 같은 본 발명의 실시 예에 따른 재등록을 유도하기 위한 방법은 컴퓨터 프로그램 명령어와 데이터를 저장하기에 적합한 컴퓨터로 판독 가능한 매체의 형태로 제공될 수도 있다. 이때, 컴퓨터 프로그램 명령어와 데이터를 저장하기에 적합한 컴퓨터로 판독 가능한 매체는, 예컨대 기록매체는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(Magnetic Media), CD-ROM(Compact Disk Read Only Memory), DVD(Digital Video Disk)와 같은 광 기록 매체(Optical Media), 플롭티컬 디스크(Floptical Disk)와 같은 자기-광 매체(Magneto-Optical Media), 및 롬(ROM, Read Only Memory), 램(RAM, Random Access Memory), 플래시 메모리, EPROM(Erasable Programmable ROM), EEPROM(Electrically Erasable Programmable ROM)과 같은 반도체 메모리를 포함한다. 프로세서와 메모리는 특수 목적의 논리 회로에 의해 보충되거나, 그것에 통합될 수 있다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함할 수 있다. 이러한 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
본 명세서는 다수의 특정한 구현물의 세부사항들을 포함하지만, 이들은 어떠한 발명이나 청구 가능한 것의 범위에 대해서도 제한적인 것으로서 이해되어서는 안되며, 오히려 특정한 발명의 특정한 실시형태에 특유할 수 있는 특징들에 대한 설명으로서 이해되어야 한다. 개별적인 실시형태의 문맥에서 본 명세서에 기술된 특정한 특징들은 단일 실시형태에서 조합하여 구현될 수도 있다. 반대로, 단일 실시형태의 문맥에서 기술한 다양한 특징들 역시 개별적으로 혹은 어떠한 적절한 하위 조합으로도 복수의 실시형태에서 구현 가능하다. 나아가, 특징들이 특정한 조합으로 동작하고 초기에 그와 같이 청구된 바와 같이 묘사될 수 있지만, 청구된 조합으로부터의 하나 이상의 특징들은 일부 경우에 그 조합으로부터 배제될 수 있으며, 그 청구된 조합은 하위 조합이나 하위 조합의 변형물로 변경될 수 있다.
마찬가지로, 특정한 순서로 도면에서 동작들을 묘사하고 있지만, 이는 바람직한 결과를 얻기 위하여 도시된 그 특정한 순서나 순차적인 순서대로 그러한 동작들을 수행하여야 한다거나 모든 도시된 동작들이 수행되어야 하는 것으로 이해되어서는 안 된다. 특정한 경우, 멀티태스킹과 병렬 프로세싱이 유리할 수 있다. 또한, 상술한 실시형태의 다양한 시스템 컴포넌트의 분리는 그러한 분리를 모든 실시형태에서 요구하는 것으로 이해되어서는 안되며, 설명한 프로그램 컴포넌트와 시스템들은 일반적으로 단일의 소프트웨어 제품으로 함께 통합되거나 다중 소프트웨어 제품에 패키징 될 수 있다는 점을 이해하여야 한다.
한편, 본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시 예들은 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것에 지나지 않으며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시 예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.
본 발명은 무선 통신 시스템에서 재등록을 유도하기 위한 장치 및 이를 위한 방법에 관한 것으로, 이러한 본 발명은, UE가 IMS 서버에 등록한 후, IMS 서버에 장애가 발생하는 경우를 상정한다. 본 발명은 EPS와 IMS가 서로 다른 HSS, 즉, EPC HSS, IMS HSS를 사용하기 때문에, EPC는 어떤 UE가 어떤 IMS 서버에 등록되어 있는지 알 수 없다. 즉, 어떤 IMS 서버가 UE에 할당되어 있는지 알 수 없다. 따라서, 본 발명은 UE가 IMS 서버에 등록하면, EPC는 UE에 할당된 IMS 서버의 주소 정보를 저장하고, 그 주소 정보를 통해 IMS 서버의 장애 발생 여부를 감시하다가, IMS 서버에 장애가 발생한 경우, 장애가 발생한 IMS 서버가 할당된 UE에 대해 접속을 해제시키고, 그 UE가 다시 접속한 후, 장애가 없는 IMS 서버로 등록하도록 유도한다. 이는 특히, 유휴 상태(IDLE MODE)인 UE에 대해 유용하다. 즉, 유휴 상태에서 UE는 IMS 서버의 장애를 즉시 확인할 수 없어, 통상적인 경우라면, 유휴 상태에서 음성 통화가 시작된 후에야, 장애를 확인한 후, 접속 해제, 초기 접속 및 초기 등록 절차를 수행해야 한다. 따라서, 서비스의 지연 혹은 실패가 발생할 수 있다. 이러한 이유로 본 발명과 같이 EPC가 IMS 서버의 장애를 실시간으로 확인하고, 접속 해제, 초기 접속 및 초기 등록 절차를 미리 수행한다면, UE에게 안정적인 서비스를 제공할 수 있다. 이는 시판 또는 영업의 가능성이 충분할 뿐만 아니라 현실적으로 명백하게 실시할 수 있는 정도이므로 산업상 이용가능성이 있다.
10: 사용자 장치(UE) 100: 기지국(eNB, eNodeB)
200: 이동성 관리 서버(MME) 300: 서빙 게이트웨이(SGW)
400: 패킷 게이트웨이(PGW) 410: 인터페이스 모듈
420: 저장 모듈 430: 제어 모듈
500: EPC 홈 가입자 서버(EPC HSS) 510: 인터페이스부
520: 저장부 530: 제어부
600: 요금 정책 관리 서버(PCRF) 700: IMS 서버
710: 프록시 제어 장치(P-CSCF) 720: 연결 제어 장치(I-CSCF)
730: 서비스 제어 장치(S-CSCF) 800: IMS 홈 가입자 서버(IMS HSS)
900: 어플리케이션 서버(AS)

Claims (14)

  1. 메시지 송수신을 위한 인터페이스부; 및
    IMS 서버의 주소 정보와 상기 IMS 서버가 할당된 사용자 장치를 매핑하여 저장하는 저장부; 및
    상기 IMS 서버의 장애를 확인하면, 상기 인터페이스부를 통해 이동성 관리 서버가 상기 IMS 서버에 할당된 사용자 장치의 접속을 해제하도록 위치 등록 해제 메시지를 전송하는 제어부;를 포함하고,
    상기 제어부는
    주기적으로 상기 인터페이스부를 통해 장애 여부를 질의하는 장애 여부 확인 메시지를 상기 주소 정보에 기초하여 상기 IMS 서버로 전송하고, 전송된 장애 여부 확인 메시지에 대한 응답으로, 장애가 발생하였음을 알리는 지시자를 포함하는 장애 여부 응답 메시지를 수신하거나, 다음 주기가 도래하기 전까지 상기 IMS 서버로부터 응답 메시지를 수신하지 못한 경우, 상기 IMS 서버에 장애가 발생한 것으로 확인하는 것을 특징으로 하는 재등록을 유도하기 위한 EPC 홈 가입자 서버.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는
    지시자를 포함하는 상기 위치 등록 해제 메시지를 상기 이동성 관리 서버로 전송하여, 상기 이동성 관리 서버가 상기 지시자에 따라 상기 사용자 장치의 재등록을 유도하는 파라미터를 포함하는 접속 해제 요청 메시지를 상기 사용자 장치에 전송하도록 지시하는 것을 특징으로 하는 재등록을 유도하기 위한 EPC 홈 가입자 서버.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는
    상기 인터페이스부를 통해 상기 사용자 장치가 상기 IMS 서버에 등록된 후 어플리케이션 서버로부터 상기 IMS 서버의 주소 정보를 수신하여 상기 저장부에 저장하는 것을 특징으로 하는 재등록을 유도하기 위한 EPC 홈 가입자 서버.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 메시지 송수신을 위한 인터페이스 모듈; 및
    IMS 서버의 주소 정보와 상기 IMS 서버가 할당된 사용자 장치를 매핑하여 저장하는 저장 모듈; 및
    상기 IMS 서버의 장애를 확인하면, 상기 인터페이스 모듈을 통해 이동성 관리 서버가 상기 IMS 서버에 할당된 사용자 장치의 접속을 해제하도록 베어러 해제 요청 메시지를 전송하는 제어 모듈;을 포함하고,
    상기 제어 모듈은
    주기적으로 상기 인터페이스 모듈을 통해 장애 여부를 질의하는 장애 여부 확인 메시지를 상기 주소 정보에 기초하여 상기 IMS 서버로 전송하고, 전송된 장애 여부 확인 메시지에 대한 응답으로, 장애가 발생하였음을 알리는 지시자를 포함하는 장애 여부 응답 메시지를 수신하거나, 다음 주기가 도래하기 전까지 어떤 메시지도 수신하지 못하면, 상기 IMS 서버에 장애가 발생한 것으로 확인하는 것을 특징으로 하는 재등록을 유도하기 위한 패킷 게이트웨이.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제어 모듈은
    지시자를 포함하는 상기 베어러 해제 요청 메시지를 상기 이동성 관리 서버로 전송하여, 상기 이동성 관리 서버가 상기 지시자에 따라 상기 사용자 장치의 재등록을 유도하는 파라미터를 포함하는 접속 해제 요청 메시지를 상기 사용자 장치에 전송하도록 지시하는 것을 특징으로 하는 재등록을 유도하기 위한 패킷 게이트웨이.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 제어 모듈은
    상기 사용자 장치의 초기 등록 시, 상기 사용자 장치와 상기 IMS 서버 간에 송수신되는 SIP 메시지로부터 상기 IMS 서버의 주소 정보를 추출하여, 상기 저장 모듈에 저장하는 것을 특징으로 하는 재등록을 유도하기 위한 패킷 게이트웨이.
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. EPC 홈 가입자 서버에 의해 수행되는 사용자 장치의 재등록을 유도하기 위한 방법으로서,
    IMS 서버의 주소 정보와 상기 IMS 서버가 할당된 사용자 장치를 매핑하여 저장하는 단계;
    상기 주소 정보에 기초하여 주기적으로 장애 여부를 질의하는 장애 여부 확인 메시지를 상기 IMS 서버로 전송하는 단계;
    전송된 장애 여부 확인 메시지에 대한 응답으로, 장애가 발생하였음을 알리는 지시자를 포함하는 장애 여부 응답 메시지를 수신하거나, 다음 주기가 도래하기 전까지 상기 IMS 서버로부터 응답 메시지를 수신하지 못한 경우, 상기 IMS 서버에 장애가 발생한 것으로 확인하는 단계; 및
    상기 IMS 서버의 장애를 확인하면, 이동성 관리 서버가 상기 IMS 서버에 할당된 사용자 장치의 접속을 해제하도록 위치 등록 해제 메시지를 전송하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 사용자 장치의 재등록을 유도하기 위한 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 위치 등록 해제 메시지를 전송하는 단계는
    지시자를 포함하는 상기 위치 등록 해제 메시지를 전송하여, 상기 이동성 관리 서버가 상기 지시자에 따라 상기 사용자 장치의 재등록을 유도하는 파라미터를 포함하는 접속 해제 요청 메시지를 전송하도록 지시하는 것을 특징으로 하는 사용자 장치의 재등록을 유도하기 위한 방법.
  13. 패킷 게이트웨이에 의해 수행되는 사용자 장치의 재등록을 유도하기 위한 방법으로서,
    IMS 서버의 주소 정보와 상기 IMS 서버가 할당된 사용자 장치를 매핑하여 저장하는 단계;
    상기 주소 정보에 기초하여 주기적으로 장애 여부를 질의하는 장애 여부 확인 메시지를 상기 IMS 서버로 전송하는 단계;
    전송된 장애 여부 확인 메시지에 대한 응답으로, 장애가 발생하였음을 알리는 지시자를 포함하는 장애 여부 응답 메시지를 수신하거나, 다음 주기가 도래하기 전까지 어떤 메시지도 수신하지 못하면, 상기 IMS 서버에 장애가 발생한 것으로 확인하는 단계; 및
    상기 IMS 서버의 장애를 확인하면, 이동성 관리 서버가 상기 IMS 서버에 할당된 사용자 장치의 접속을 해제하도록 베어러 해제 요청 메시지를 전송하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 사용자 장치의 재등록을 유도하기 위한 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 베어러 해제 요청 메시지를 전송하는 단계는
    지시자를 포함하는 상기 베어러 해제 요청 메시지를 상기 이동성 관리 서버로 전송하여, 상기 이동성 관리 서버가 상기 지시자에 따라 상기 사용자 장치의 재등록을 유도하는 파라미터를 포함하는 접속 해제 요청 메시지를 상기 사용자 장치에 전송하도록 지시하는 것을 특징으로 하는 사용자 장치의 재등록을 유도하기 위한 방법.
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