KR101769450B1 - Ｐｃｒｆ－ｐｃｅｆ 간 베어러 ｉｄ 유효성 확인을 통한 세션 관리 방법 및 시스템 - Google Patents

Ｐｃｒｆ－ｐｃｅｆ 간 베어러 ｉｄ 유효성 확인을 통한 세션 관리 방법 및 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 3GPP Gx 표준 인터페이스 상에서 PCRF-PCEF 간의 베어러ID(Identifier)의 유효성을 검사하고, 유효하지 않은 베어러ID에 대한 효율적인 검출과 삭제를 적용하는 메커니즘을 통해, 소멸된 가입자 세션에 대한 식별자인 유효하지 않은 Garbage 정보에 의한 PCRF 시스템 가용 메모리 용량 저하 등의 문제를 보다 효율적으로 해결하며, 신규 호 생성 실패를 줄여 가입자 호 성공률을 높이며, 시스템 안정성 및 성능을 극대화시킬 수 있는 방법 및 시스템에 관한 것이다.

Description

ＰＣＲＦ－ＰＣＥＦ 간 베어러 ＩＤ 유효성 확인을 통한 세션 관리 방법 및 시스템{SESSION Management METHOD AND SYSTEM FOR CHEKING BEARER-IDENTIFIER VALIDITY BETWEEN PCRF AND PCEF}
본 발명은 이동 통신망의 세션 관리 방법 및 시스템에 관한 것으로서, 특히, 3GPP Gx 표준 인터페이스 상에서 PCRF-PCEF 간의 베어러ID(Identifier)의 유효성을 검사하고, 유효하지 않은 베어러ID에 대한 효율적인 검출과 삭제를 통해, 시스템 안정성 및 성능을 극대화시킬 수 있는 세션 관리 방법 및 시스템에 관한 것이다.
현재 3GPP 표준 규격(3GPP TS23.060)에 따라 사용자에게 3G 데이터 서비스를 제공하기 위하여 MS-SGSN-GGSN(PCEF)에 걸쳐서 PDP(Packet Data Protocol) Context가 생성되는데, 각 PDP Context를 인식할 수 있는 NSAPI(Network Layer Service Access Point Identifier) 라는 인자를 할당하는 방식을 사용하고 있다. 3GPP 규격에서는 이를 5~15까지 할당 가능토록 정의되어 있다. 또한, GGSN(PCEF)에서는 3GPP 표준 규격(3GPP TS29.212)에 따라 PDP Context를 인식할 수 있는 베어러 ID를 옥텟 스트링(Octet-String) 타입으로 생성하여 PCRF와의 사이에 가입자 세션의 PDP Context를 인식하는 식별자로 사용한다.
GGSN(PCEF)(Policy and Charging Enforcement Function, 정책 및 과금 시행 기능)는 MS(Mobile Station)의 신규 호 요청에 따라 생성한 NSAPI에 매핑된 베어러 ID를 참조해 PCRF(Policy and Charging Rules Function, 정책 및 과금 규칙 기능)에 유효성을 확인하여 PCRF로부터의 인증 성공에 따른 수락이 이루어지면, 해당 PDP Context를 활성화시켜 UMTS(Universal Mobile Telecommunications Systems) Bearer 영역, 즉, MS-SGSN-GGSN(PCEF) 간의 무선 베어러가 설정되도록 함으로써, 세션을 개시해 사용자에게 3G 데이터 서비스를 제공할 수 있다. GGSN(PCEF)는 각 단말 별로 세션이 개시된 NSAPI와 베어러 ID에 대한 매핑 정보를 유지하며, PCRF는 5~15까지 할당되는 NSAPI에 대응하여 가입자에 대하여 미리 설정된 세션 수를 관리하여 GGSN(PCEF)의 유효성 질의에 대한 인증을 수행할 수 있다.
그러나, GGSN(PCEF)이 관리하는 매핑 정보는 GGSN(PCEF)(102)의 시스템 충돌(system crash)이나 기타 장애 상황 발생 시 가입자 서비스 세션과 함께 소멸될 수 있다. 이와 같은 비정상적인 세션 소멸 상황에 대하여 PCRF에서는 정상적인 세션 종료 통보를 하지 못하는 경우가 발생할 수 있다. 즉, 이러한 상황에서 PCRF는 CCR-T/CCA-T Call Flow를 거치지 않았기 때문에, 이미 소멸된 가입자 세션에 대한 식별자인 유효하지 않은 베어러 ID에 대한 정보를 계속 유지하는 문제점이 있다. 이렇게 되면 가용한 메모리 공간이 줄어듦에 따라 시스템 성능에 영향을 줄 수 있으며, 시스템 상에서 특정 가입자에 대하여 생성 가능한 베어러 ID에 제한이 있을 경우 신규 호 생성이 실패하는 현상이 발생하는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은, 3GPP Gx 표준 인터페이스 상에서 PCRF-PCEF 간의 베어러ID(Identifier)의 유효성을 검사하고, 유효하지 않은 베어러ID에 대한 효율적인 검출과 삭제를 통해, 시스템 연동성 및 성능을 극대화시킬 수 있는 세션 관리 방법 및 시스템을 제공하는 데 있다.
그리고, PCRF-GGSN(PCEF) 간 유효성 확인을 위한 주기적인 시그널링 메시지의 교환 없이 PCRF에 저장된 세션 정보가 특정 임계치에 도달했을 경우에만 기존에 생성된 세션들에 대한 유효성을 확인함으로써, 유효성 확인 시그널링에 의한 과부하 없이 효율적으로 세션을 관리할 수 있는 세션 관리 방법 및 시스템을 제공하는 데 있다.
먼저, 본 발명의 특징을 요약하면, 상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일면에 따른, 통신 시스템에서 사용자에 대한 세션 정보를 관리하는 세션 관리 방법은, (A) PCEF 노드에서 호 요청에 대하여 할당한 NSAPI에 대응된 베어러 ID를 생성하여 PCRF 노드의 인증을 받고 세션 개시에 따라 NSAPI에 대응된 베어러 ID의 매핑 정보를 유지하는 단계; 및 (B) 상기 PCRF 노드에서 사용자에 대하여 세션 개시가 이루어진 각 세션별 베어러 ID를 포함한 세션 정보를 관리하며, 세션 정보에 포함된 베어러 ID에 대한 유효성을 상기 PCEF 노드로 질의하고 응답을 받아 유효하지 않은 베어러 ID에 대한 세션 정보를 삭제하여 각 사용자에 대한 세션수가 일정 한도 이하가 되도록 관리하는 단계를 포함한다.
상기 세션 관리 방법은, 이동 단말에서 호 요청에 대하여 상기 PCRF가 제공하는 규칙에 따라 상기 PCEF 노드가 인터넷 기반의 멀티미디어 데이터 서비스를 지원하기 위한 것이다.
(B) 단계는, (B-1) 상기 PCEF 노드로 새로운 세션 개시를 수락한 후, 해당 사용자에 대한 세션수가 최대 수용 가능한 세션수 보다 작게 미리 설정된 임계 세션수인지 여부를 판단하는 단계; (B-2) 상기 해당 사용자에 대한 세션수가 상기 임계 세션수가 될 때의 해당 세션 개시에 대한 세션 정보를 제외하고, 이전의 모든 세션 정보에 포함된 베어러 ID에 대한 유효성을 순차로 상기 PCEF 노드로 질의하고 응답을 받는 단계; 및 (B-3) 상기 PCEF 노드로부터 유효하지 않다는 정보를 받으면 해당 베어러 ID에 대한 세션 정보를 삭제하는 단계를 포함한다.
상기 임계 세션수는 상기 최대 수용 가능한 세션수 N (자연수)보다 1 작은 N-1이며, 상기 이전의 모든 세션 정보의 수는 N-2일 수 있다.
(B-2) 단계에서 생성 순서에 따라 가장 먼저 생성된 세션 정보로부터 가장 최근에 생성된 세션 정보의 순서로 상기 유효성을 질의할 수 있다.
상기 세션 관리 방법은, (B-4) 상기 PCEF 노드의 세션 종료 통보에 대하여 해당 베어러 ID에 대한 세션 정보를 삭제하며, 상기 PCEF 노드 또는 다른 장애 관리 수단으로부터 시스템 장애 통보를 받으면 그 이전의 모든 세션 정보에 포함된 베어러 ID에 대한 유효성을 순차로 상기 PCEF 노드로 질의하고 응답을 받아 유효하지 않은 해당 베어러 ID에 대한 세션 정보를 삭제하는 단계를 포함할 수 있다.
그리고, 본 발명의 다른 일면에 따른 통신 시스템에서 사용자에 대한 세션 정보를 관리하는 세션 관리 장치는, PCRF 노드와 상기 PCRF가 제공하는 규칙에 따라 데이터 서비스를 지원하는 PCEF 노드를 포함하고, 상기 PCEF 노드에서 호 요청에 대하여 할당한 NSAPI에 대응된 베어러 ID를 생성하여 상기 PCRF 노드의 인증을 받고 세션 개시에 따라 NSAPI에 대응된 베어러 ID의 매핑 정보를 유지하며, 상기 PCRF 노드는, 사용자에 대하여 세션 개시가 이루어진 각 세션별 베어러 ID를 포함한 세션 정보를 저장수단에 관리하며, 상기 저장 수단에 이미 생성되어 관리되는 세션 정보에 포함된 베어러 ID에 대한 유효성을 상기 PCEF 노드로 질의하고 응답을 받아 유효하지 않은 베어러 ID에 대한 세션 정보를 삭제하여 각 사용자에 대한 세션수가 일정 한도 이하가 되도록 관리한다.
상기 PCRF 노드는, 인증부에서 상기 PCEF 노드로 새로운 세션 개시를 수락한 후, 해당 사용자에 대한 세션수가 최대 수용 가능한 세션수 보다 작게 미리 설정된 임계 세션수인지 여부를 판단하는 임계치 확인부; 상기 해당 사용자에 대한 세션수가 상기 임계 세션수가 될 때의 해당 세션 개시에 대한 세션 정보를 제외하고, 이전의 모든 세션 정보에 포함된 베어러 ID에 대한 유효성을 순차로 상기 PCEF 노드로 질의하고 응답을 받는 유효성 확인부; 및 상기 PCEF 노드로부터 유효하지 않다는 정보에 따라 해당 베어러 ID에 대한 세션 정보를 삭제하는 삭제 처리부를 포함한다.
본 발명에 따른 이동 통신망의 세션 관리 방법 및 시스템에 따르면, GGSN(PCEF)의 시스템 장애, 혹은 비정상적인 가입자 세션 삭제로 인하여 발생할 수 있는 PCRF 측의 유효하지 않은 베어러 ID 정보의 검출 및 삭제를 용이하게 함으로써, 소멸된 가입자 세션에 대한 식별자인 유효하지 않은 Garbage 정보에 의한 PCRF 시스템 가용 메모리 용량 저하 등의 문제를 보다 효율적으로 해결하며, 신규 호 생성 실패를 줄여 가입자 호 성공률을 높이며, 시스템 안정성을 확보하여 품질 향상에 기여 할 수 있다.
그리고, 본 발명에 따른 이동 통신망의 세션 관리 방법 및 시스템에 따르면, PCRF-GGSN(PCEF) 간 유효성 확인을 위한 주기적인 시그널링 메시지의 교환 없이, PCRF에 저장된 세션 정보가 특정 임계치에 도달했을 경우에만, 기존에 생성된 세션들에 대한 유효성을 확인하게 되므로, 유효성 확인 시그널링에 의한 과부하도 방지하여 효율적으로 세션을 관리할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 이동 통신을 위한 통신 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 도 1의 PCRF의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 통신 시스템의 동작을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 4는 도 1의 GGSN(PCEF)에서 관리하는 매핑 정보의 예이다.
이하 첨부 도면들 및 첨부 도면들에 기재된 내용들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하지만, 본 발명이 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 이동 통신을 위한 통신 시스템(100)을 설명하기 위한 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 통신 시스템(100)은 UMTS(Universal Mobile Telecommunications Systems) Bearer 영역의 억세스 망에서 GPRS(General Packet Radio Service) 또는 WCDMA(Wideband Code Division Multiple Access) 프로토콜 등에 따라 사용자 단말(110)에 서비스망의 인터넷을 통한 IMS(IP Multimedia Subsystem) 기반의 어플리케이션 서비스, 또는 일반 데이터 서비스 등을 지원하기 위하여, 사용자 단말(110)의 무선 접속을 지원하기 위한 RAN(Radio Access Network(무선 접속망)을 구성하는 Node-B(기지국)(120)와 RNC(Radio Network Controller :무선망 제어기)(130), 사용자 단말들(110) 사이 또는 사용자 단말(110)과 서비스망 사이의 패킷 교환 기능을 수행하는 SGSN(Serving GPRS Service Node)(140), GGSN(Gateway GPRS Service Node)(또는 PCEF 노드)(이하 PCEF 노드로 통일함)(150), 및 SPR(Subscription Profile Repository)를 참조하여 PCC 규칙(Policy and Charging Control Rule)을 PCEF(Policy and Charging Enforcement Function, 정책 및 과금 시행 기능) 노드(150)로 제공하는 PCRF(Policy and Charging Rules Function, 정책 및 과금 규칙 기능) 노드(160)을 포함한다.
이외에도, 도면에는 도시하지 않았지만, SGSN(140)와 PCEF 노드(150)의 패킷 교환 기능의 지원을 위하여 사용자 단말(120)의 위치 등록과 상태를 관리하는 HLR(Home Location Register: 홈 위치 등록기)이 포함되며, 이외에도 도시되지는 않았지만 영상 통화, 문자 메시지의 등의 호 제어, 지능망 등을 위한 부가 장비나 일반 공중망 등이 더 포함될 수 있다.
사용자 단말들(110) 간에는 위와 같은 통신 시스템(100)의 지원으로 받아 음성 통화, 문자 메시지의 전송 등 GPRS 또는 WCDMA 프로토콜에 따른 통신 서비스를 제공 받을 수 있으며, 사용자 단말(110)은 SGSN(140)과 PCEF 노드(150)를 통하여 서비스망이 지원하는 IMS기반의 서비스, 예를 들어, VoIP 서비스, 메신저 서비스, 다자간 화상 회의, 쌍방향 모바일 게임, Push-to-Talk 서비스 등을 받을 수 있다. 또한, 사용자 단말(110)은 SGSN(140)과 PCEF 노드(150)를 통하여 서비스망이 지원하는 일반 데이터 서비스, 예를 들어, 파일 다운로드 및 업로드, 인터넷 접속과 검색, 기업 등 외부망에서 운영되는 서비스로의 접속 등을 이용할 수 있다.
여기서 사용자 단말(110)은 스마트폰(Smart phone), 셀룰러폰(Cellular phone), 피씨에스폰(PCS phone: Personal Communications Services phone), 동기식/비동기식 IMT-2000(International Mobile Telecommunication-2000) 단말기일 수 있을 뿐만 아니라, 노트북 PC, 데스크탑 PC, 팜 PC(Palm Personal Computer), 개인용 디지털 보조기(PDA:Personal Digital Assistant), 왑폰(WAP phone:Wireless application protocol phone), 모바일 게임기(mobile play-station) 등의 모든 유무선 통신 장치를 포괄적으로 의미한다.
한편, UMTS 베어러 영역의 억세스망에서 Node-B(120)와 SGSN(140) 사이에 연결된 RNC(130)는 무선 자원의 스케줄링에 따른 RRM(Radio Resource Management) 기능 및 셀간의 이동성을 지원하는 핸드오프(handoff) 기능 등을 수행하여 사용자 단말들(110) 간의 통신을 제어하여 통신 상에서 발생하는 서킷 트래픽(circuit traffic) 또는 IP(internet protocol) 패킷 트래픽(packet traffic) 등이 Node-B(120)를 통하여 해당 위치의 목적지 이동 단말, 유선 전화, 응용서버 등으로 적절히 송수신 될 수 있도록 한다.
또한, 사용자 단말(110)의 신규 호 요청에 따라 PCEF 노드(150)는 3GPP 규격에 따라 PDP(Packet Data Protocol) Context를 인식하기 위한 NSAPI(Network Layer Service Access Point Identifier) 라는 인자를 5~15까지 할당하며, PCRF 노드(160)와 통신하여 사용자 세션의 PDP Context를 인식하도록 하기 위한 베어러 ID를 옥텟 스트링(Octet-String) 타입으로 생성하여, NSAPI에 대응된 베어러 ID의 매핑 정보를 데이터베이스에 유지한다(도 4 참조). 사용자 단말(110)의 신규 호 요청(또는 PDP Context요청)에 대하여 PCEF 노드(150)가 생성한 베어러 ID에 대한 인증 요청에 대하여 PCRF 노드(160)는 해당 요청에 대하여 유효성을 확인하여 수락 또는 거부할 수 있으며, 인증에 따라 수락이 이루어지면 PCEF 노드(150)는 사용자 단말(110) ~ PCEF 노드(150) 사이에 해당 PDP Context를 활성화시켜 UMTS Bearer가 설정되도록 함으로써, 세션을 개시해 사용자에게 서비스망의 인터넷 기반 데이터 서비스를 제공할 수 있다. PCRF 노드(160)는 사용자에 대하여 세션 개시가 이루어진 각 세션별 베어러 ID를 포함한 세션 정보를 SPR 에 저장하고 유지할 수 있다.
동일 사용자 단말(110)의 다른 호 요청에 대하여 PCEF 노드(150)는 위와 같은 세션 개시 과정으로 생성되는 각 세션별 NSAPI에 대응된 베어러 ID의 매핑 정보를 데이터베이스에 유지하면서, PCRF 노드(160)의 PCC 규칙을 참조하여 사용자 단말(110)의 패킷이 터널링하는데 필요한 라우팅 정보를 유지하며, 인증, 과금 등을 수행할 수 있으며, SGSN(140)으로부터 전달된 패킷은 PCEF 노드(150)에서 적절한 PDP Context 형식으로 바뀌어 상대방 단말 또는 장치가 접속한 네트워크의 SGSN으로 보내질 수 있다.
특히, 본 발명에서는 PCRF 노드(160)가 관리하는 SPR의 세션 정보에 포함된 베어러 ID에 대한 유효성을 PCEF 노드(150)로 질의하고 응답을 받아 유효하지 않은 베어러 ID에 대한 세션 정보를 삭제하여 각 사용자에 대한 세션수가 일정 한도 이하가 되도록 관리함으로써, 시스템 안정성을 확보하여 품질 향상에 기여 할 수 있도록 하였다. PCEF 노드(150)의 시스템 장애, 혹은 비정상적인 가입자 세션 삭제로 인하여 PCRF 노드(160) 측에는 유효하지 않은 베어러 ID 등의 세션 정보가 발생될 수 있으나, PCRF 노드(160)는 이를 검출 및 삭제할 수 있으며, 이에 따라 소멸된 가입자 세션에 대한 식별자인 유효하지 않은 Garbage 세션 정보에 의한 PCRF 노드(160)의 시스템 가용 메모리 용량 저하 등의 문제를 보다 효율적으로 해결할 수 있고, 신규 호 생성 실패를 줄여 가입자 호 성공률을 높일 수 있게 된다. 이를 위해 PCRF 노드(160)와 PCEF 노드(150) 간에 주기적인 시그널링 메시지의 교환 없이 유효성 확인이 이루어지도록 하였으며, 즉, PCRF 노드(160)에 저장된 세션 정보가 특정 임계치에 도달했을 경우에만 기존에 생성된 세션들에 대한 유효성을 확인하도록 하여, 유효성 확인 시그널링에 의한 과부하의 염려 없이 효율적으로 세션 정보가 관리될 수 있다.
이를 위하여 PCRF노드(160)는 도 2와 같은 구성을 포함할 수 있다. 도 2를 참조하면, PCRF노드(160)는 인증부(210), SPR(211), 임계치 확인부(220), 유효성 확인부(230), 및 삭제 처리부(240)를 포함할 수 있다.
SPR(211)는 가입된 사용자들의 가입 정보인 프로파일 정보, 예를 들어, 단말 정보, 허가된 서비스의 종류, 허가된 서비스 품질 정보, 과금 정보 등을 저장하며, 이외에도 PCEF노드(150)에 제공될 PCC 규칙이나, 인증부(210)의 인증후 각 사용자(사용자 단말)에 대하여 세션 개시가 이루어진 각 세션별 베어러 ID를 포함한 세션 정보를 저장하고 유지할 수 있다.
사용자 단말(110)의 호 요청(또는 PDP Context 요청)에 대하여 PCEF노드(150)에서는 NSAPI를 할당하며, 할당한 NSAPI에 대응된 베어러 ID를 생성하여 PCRF노드(160)로 인증을 요청하며, 인증부(210)는 PCEF노드(150)의 인증 요청에 따라 SPR(211)을 참조하여 해당 요청에 대한 수락 또는 거부 정보를 PCEF노드(150)로 전송할 수 있다. 인증 성공으로 인증부(210)의 수락이 이루어지면 세션이 개시되고, PCEF 노드(150)는 각 세션 개시 과정으로 생성되는 각 세션별 NSAPI에 대응된 베어러 ID의 매핑 정보를 데이터베이스에 유지하고, PCRF 노드(160)는 사용자에 대하여 세션 개시가 이루어진 각 세션별 베어러 ID를 포함한 세션 정보를 소정 저장 수단에 저장하고 유지할 수 있다.
임계치 확인부(220)는 인증부(210)에서 PCEF 노드(150)로 새로운 세션 개시를 수락한 후, SPR(211)을 참조하여 해당 사용자에 대한 세션수가 최대 수용 가능한 세션수(N: 자연수) 보다 작게 미리 설정된 임계 세션수(예를 들어, N-1)인지 여부를 판단한다. 여기서, 미리 설정되는 임계 세션수는 N-1 이외에도, 운영자에 의하여 메모리 용량을 고려하여, N-k(k는 N보다 작은 임의의 자연수)로 설정될 수 있다.
유효성 확인부(230)는 SPR(211)을 참조하여 해당 사용자에 대한 세션수가 임계 세션수(예를 들어, N-1)가 될 때의 해당 세션 개시에 대한 세션 정보를 제외하고, 이전의 모든 세션 정보(예를 들어, 1 ~ N-2번 세션 정보)에 포함된 베어러 ID에 대한 유효성을 순차로 PCEF 노드(150)로 질의하고 응답을 받는다. 유효성 확인부(230)는 생성 순서에 따라 가장 먼저 생성된 세션 정보로부터 가장 최근에 생성된 세션 정보의 순서(예를 들어, 1 번 세션 정보로부터 시작하여 N-2번 세션 정보까지)로 상기 유효성을 질의할 수 있다.
PCEF 노드(150)는 위와 같은 질의에 대하여 데이터베이스에 유지되는 각 세션별 NSAPI에 대응된 베어러 ID의 매핑 정보를 참조하여, 유효성 여부를 판단하며, PCEF 노드(150)의 판단에 따라 해당 베어러 ID가 더 이상 유효하지 않으면 유효하지 않다는 정보를 PCRF 노드(160)로 전송하고, 이에 따라 삭제 처리부(240)는 해당 베어러 ID에 대한 세션 정보를 저장 수단에서 삭제할 수 있다.
이외에도, 일반적으로 사용자 단말(110)의 데이터 서비스 이용이 종료되면, PCEF 노드(150)는 해당 세션에 대한 세션 종료 통보를 PCRF 노드(160)로 전송할 수 있으며, 인증부(210)는 해당 베어러 ID에 대한 세션 정보를 저장 수단에서 삭제할 수 있다.
또한, PCEF 노드(150) 또는 도 1에 도시되지는 않은 외부의 장애 관리 수단은 장애 상황 발생을 관리할 수 있다. 예를 들어, PCEF 노드(150)의 시스템이 하드웨어 또는 소프트웨어의 동작 상의 장애 문제로 사용자 단말(110)에 진행 중인 세션 정보가 데이터베이스에서 지워질 수 있고, 이때에 PCRF 노드(160)는 CCR-T/CCA-T Call Flow를 거치지 않았기 때문에, 이미 소멸된 가입자 세션에 대한 식별자인 유효하지 않은 베어러 ID에 대한 정보를 계속 유지할 수 있다. 이와 같이 비정상적으로 PCEF 노드(150)에서 세션 소멸 상황이 발생하는 경우에 대처하는 다른 방법으로서, PCEF 노드(150) 또는 외부의 장애 관리 수단은 위와 같은 장애 발생을 감지할 수 있고, 장애 발생 시마다 시스템 장애 통보를 PCRF 노드(160)로 전송할 수 있다. 이때에도, 유효성 확인부(230)는 저장 수단에 유지되고 있는 기존 세션정보를 참조하여 해당 시스템 장애 통보 이전의 모든 세션 정보(예를 들어, 1 ~ M번 세션 정보)에 포함된 베어러 ID에 대한 유효성을 순차로 PCEF 노드(150)로 질의하고 응답을 받는다. 이때에도 유효성 확인부(230)는 생성 순서에 따라 가장 먼저 생성된 세션 정보로부터 가장 최근에 생성된 세션 정보의 순서(예를 들어, 1 번 세션 정보로부터 시작하여 M번 세션 정보까지)로 상기 유효성을 질의할 수 있다. PCEF 노드(150)는 위와 같은 질의에 대하여 데이터베이스에 유지되는 각 세션별 NSAPI에 대응된 베어러 ID의 매핑 정보를 참조하여, 유효성 여부를 판단하며, PCEF 노드(150)의 판단에 따라 해당 베어러 ID가 더 이상 유효하지 않으면 유효하지 않다는 정보를 PCRF 노드(160)로 전송하고, 이에 따라 삭제 처리부(240)는 해당 베어러 ID에 대한 세션 정보를 저장 수단에서 삭제할 수 있다.
이하, 도 3을 참조하여 위와 같은 PCRF 노드(160)의 구성을 포함한 본 발명의 일실시예에 따른 통신 시스템(100)의 동작을 좀 더 자세히 설명한다.
먼저, 사용자 단말(110)은 데이터 서비스를 받기 위하여 신규 호(또는 PDP 컨텍스트)를 요청한다(S10). 사용자 단말(110)의 호 요청(단말 번호 정보 등 포함)은 Node-B(120)와 RNC(130) 및 SGSN(140)을 거쳐 PCEF 노드(150)로 전달되며, PCEF 노드(150)는 NSAPI를 할당하며(S11), 할당한 NSAPI에 대응된 베어러 ID를 생성하여(S20) PCRF노드(160)로 인증을 요청한다(S21). PCEF 노드(150)의 인증 요청 메시지인 CCR(Charging Credit Request)-I(Initialization) 메시지에는 단말 번호 정보, 베어러 ID 등이 포함된다. 이에 따라 호 처리 대기 중(S40)인 PCRF노드(160)의 인증부(210)는 PCEF노드(150)의 인증 요청에 따라 SPR(211)을 참조하여 인증을 수행하고 해당 요청에 대한 수락 또는 거부 정보를 CCA(Charging Credit Request) 메시지를 통해 PCEF노드(150)로 전송할 수 있다(S22). 인증부(210)는 SPR(211)에 저장된 사용자들의 가입 정보인 프로파일 정보를 참조하여 해당 사용자 단말 정보가 존재하면 수락할 수 있다.
이에 따른 인증 성공으로 인증부(210)의 수락이 이루어지면 PCEF 노드(150)는 사용자 단말(110) ~ PCEF 노드(150) 사이에 해당 PDP Context를 활성화시켜 UMTS Bearer가 설정되도록 함으로써, 세션이 개시되고, 사용자 단말(110)은 인터넷을 통해 서비스망이 지원하는 IMS기반의 서비스, 예를 들어, VoIP 서비스, 메신저 서비스, 다자간 화상 회의, 쌍방향 모바일 게임, Push-to-Talk 서비스 등을 받을 수 있다(S30).
이와 같이 세션이 개시되면, PCEF 노드(150)는 각 세션 개시 과정으로 생성되는 각 세션별 NSAPI에 대응된 베어러 ID의 매핑 정보를 데이터베이스에 유지한다(S31). 또한, PCRF 노드(160)의 인증부(210)는 사용자에 대하여 세션 개시가 이루어진 각 세션별 베어러 ID를 포함한 세션 정보를 소정 저장수단에 저장하고 유지할 수 있다.
이와 같은 과정으로 새로운 세션 개시가 이루어질 때마다, 임계치 확인부(220)는 SPR(211)을 참조하여 해당 사용자에 대한 세션수가 최대 수용 가능한 세션수(N: 자연수) 보다 작게 미리 설정된 임계 세션수(예를 들어, N-1)인지 여부를 판단한다(S50). 이에 따라 해당 사용자에 대한 세션수가 N-1이 되면, 유효성 확인부(230)는 이미 생성된 기존 세션 정보를 저장한 저장 수단을 참조하여 해당 사용자에 대한 세션수가 임계 세션수(예를 들어, N-1)가 될 때의 해당 세션 개시에 대한 세션 정보를 제외하고, 이전의 모든 세션 정보(예를 들어, 1 ~ N-2번 세션 정보)에 포함된 베어러 ID에 대한 유효성을 순차로 PCEF 노드(150)로 질의하고 응답을 받는다(S51, S52). 유효성 확인부(230)는 생성 순서에 따라 가장 먼저 생성된 세션 정보로부터 가장 최근에 생성된 세션 정보의 순서(예를 들어, 1 번 세션 정보로부터 시작하여 N-2번 세션 정보까지)로 상기 유효성을 질의할 수 있다.
이때, 유효성 확인부(230)는 아래 [RA-Request 구성]과 같은 구성을 포함한 메시지로 질의할 수 있고, PCEF 노드(150)로부터 아래 [RA- Answer 구성]과 같은 구성을 포함한 메시지로 응답을 받을 수 있다. 예를 들어, RA-Request 메시지로 질의를 할 경우, Charging-Rule-Install AVP에 기존에 Install된(세션 개시되어 저장된) Rule-Name, 예를 들어, 세션 정보의 베어러 ID를 지정하여 Re-Install하도록 하는 형식으로 질의를 할 수 있다. 이 경우, PCEF 노드(150)는 위와 같은 질의에 대하여 데이터베이스에 유지되는 각 세션별 NSAPI에 대응된 베어러 ID의 매핑 정보를 참조하여, 유효성 여부를 판단하며, 해당 UMTS Bearer가 유효할 경우, PCEF 노드(150)는 RA-Answer 메시지의 Result-Code AVP에 "Diameter Success"로 응답을 하게 되며, 해당 UMTS-Bearer(또는 베어러 ID)가 무효(유효하지 않음)할 경우, PCEF 노드(150)는 RA-Answer 메시지의 Result-Code AVP에 "실패"로 응답을 하게 된다. PCRF 노드(160)의 삭제 처리부(240)는 해당 "실패" 응답에 대하여 해당 베어러 ID에 대한 세션 정보를 SPR(211)에서 삭제한다(S60). PCRF 노드(160)는 이와 같은 메시지의 기타 다른 AVP(Attribute Value Pairs)를 활용하여 PCEF 노드(150)에 특정 UMTS Bearer의 유효성을 질의할 수도 있다.
[RA-Request 구성]
Figure 112011014389809-pat00001
[RA- Answer 구성]
Figure 112011014389809-pat00002
이와 같은 PCRF 노드(160)의 질의에 대한 PCEF 노드(150)의 응답이 이루어지는 과정은, 해당 사용자에 대한 세션수가 임계 세션수(예를 들어, N-1)가 될 때의 해당 세션 개시에 대한 세션 정보를 제외하고, 이전의 모든 세션 정보(예를 들어, 1 ~ N-2번 세션 정보)에 대하여 이루어질 때까지 반복된다(S61).
이와 같은 본 발명의 통신 시스템(100)을 통하여, PCRF 노드(160)가 관리하는 세션 정보에 포함된 베어러 ID에 대한 유효성을 PCEF 노드(150)로 질의하고 응답을 받아 유효하지 않은 베어러 ID에 대한 세션 정보를 삭제하여 각 사용자에 대한 세션수가 일정 한도 이하가 되도록 관리할 수 있다. 이에 따라, PCEF 노드(150)의 시스템 장애, 혹은 비정상적인 가입자 세션 삭제로 인하여 PCRF 노드(160) 측에는 유효하지 않은 베어러 ID 등의 세션 정보가 발생될 수 있으나, PCRF 노드(160)는 이를 검출 및 삭제할 수 있으며, 이에 따라 소멸된 가입자 세션에 대한 식별자인 유효하지 않은 Garbage 세션 정보에 의한 PCRF 노드(160)의 시스템 가용 메모리 용량 저하 등의 문제를 보다 효율적으로 해결할 수 있고, 신규 호 생성 실패를 줄여 가입자 호 성공률을 높임으로써, 시스템 안정성을 확보하고 품질 향상에 기여 할 수 있다. 본 발명에서는 PCRF 노드(160)와 PCEF 노드(150) 간에 주기적인 시그널링 메시지의 교환 없이 PCRF 노드(160)에 저장된 세션 정보가 특정 임계치에 도달했을 경우에만 기존에 생성된 세션들에 대한 유효성을 확인하도록 하여, 유효성 확인 시그널링에 의한 과부하의 염려 없이 효율적으로 세션 정보를 관리하게 된다.
이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
150: GGSN(PCEF)
160: PCRF
210: 인증부
211: SPR
220: 임계치 확인부
230: 유효성 확인부
240: 삭제 처리부

Claims (8)

  1. 통신 시스템에서 사용자에 대한 세션 정보를 관리하는 세션 관리 방법에 있어서,
    (A) PCEF 노드에서 호 요청에 대하여 할당한 NSAPI에 대응된 베어러 ID를 생성하여 PCRF 노드의 인증을 받고 세션 개시에 따라 NSAPI에 대응된 베어러 ID의 매핑 정보를 유지하는 단계; 및
    (B) 상기 PCRF 노드에서 사용자에 대하여 세션 개시가 이루어진 각 세션별 베어러 ID를 포함한 세션 정보를 관리하며, 세션 정보에 포함된 베어러 ID에 대한 유효성을 상기 PCEF 노드로 질의하고 응답을 받아 유효하지 않은 베어러 ID에 대한 세션 정보를 삭제하여 각 사용자에 대한 세션수가 일정 한도 이하가 되도록 관리하는 단계를 포함하고,
    (B) 단계에서, 상기 PCRF 노드는 상기 각 사용자에 대한 세션수가 특정 임계치에 도달했을 경우에 이미 생성된 세션들의 베어러 ID에 대하여 상기 PCEF 노드로 유효성을 질의하고 응답받는 것을 특징으로 하는 세션 관리 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    이동 단말에서 호 요청에 대하여 상기 PCRF가 제공하는 규칙에 따라 상기 PCEF 노드가 인터넷 기반의 멀티미디어 데이터 서비스를 지원하기 위한 것을 특징으로 하는 세션 관리 방법.
  3. 제1항에 있어서, (B) 단계는,
    (B-1) 상기 PCEF 노드로 새로운 세션 개시를 수락한 후, 해당 사용자에 대한 세션수가 최대 수용 가능한 세션수 보다 작게 미리 설정된 임계 세션수인지 여부를 판단하는 단계;
    (B-2) 상기 해당 사용자에 대한 세션수가 상기 임계 세션수가 될 때의 해당 세션 개시에 대한 세션 정보를 제외하고, 이전의 모든 세션 정보에 포함된 베어러 ID에 대한 유효성을 순차로 상기 PCEF 노드로 질의하고 응답을 받는 단계; 및
    (B-3) 상기 PCEF 노드로부터 유효하지 않다는 정보를 받으면 해당 베어러 ID에 대한 세션 정보를 삭제하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 세션 관리 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 임계 세션수는 상기 최대 수용 가능한 세션수 N (자연수)보다 1 작은 N-1이며, 상기 이전의 모든 세션 정보의 수는 N-2인 것을 특징으로 하는 세션 관리 방법.
  5. 제3항에 있어서,
    (B-2) 단계에서 생성 순서에 따라 가장 먼저 생성된 세션 정보로부터 가장 최근에 생성된 세션 정보의 순서로 상기 유효성을 질의하는 것을 특징으로 하는 세션 관리 방법.
  6. 제3항에 있어서,
    (B-4) 상기 PCEF 노드의 세션 종료 통보에 대하여 해당 베어러 ID에 대한 세션 정보를 삭제하며, 상기 PCEF 노드 또는 다른 장애 관리 수단으로부터 시스템 장애 통보를 받으면 그 이전의 모든 세션 정보에 포함된 베어러 ID에 대한 유효성을 순차로 상기 PCEF 노드로 질의하고 응답을 받아 유효하지 않은 해당 베어러 ID에 대한 세션 정보를 삭제하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 세션 관리 방법.
  7. 통신 시스템에서 사용자에 대한 세션 정보를 관리하는 세션 관리 장치에 있어서,
    PCRF 노드와 상기 PCRF가 제공하는 규칙에 따라 데이터 서비스를 지원하는 PCEF 노드를 포함하고,
    상기 PCEF 노드에서 호 요청에 대하여 할당한 NSAPI에 대응된 베어러 ID를 생성하여 상기 PCRF 노드의 인증을 받고 세션 개시에 따라 NSAPI에 대응된 베어러 ID의 매핑 정보를 유지하며,
    상기 PCRF 노드는, 사용자에 대하여 세션 개시가 이루어진 각 세션별 베어러 ID를 포함한 세션 정보를 저장 수단에 관리하며, 상기 저장 수단에 이미 생성되어 관리되는 세션 정보에 포함된 베어러 ID에 대한 유효성을 상기 PCEF 노드로 질의하고 응답을 받아 유효하지 않은 베어러 ID에 대한 세션 정보를 삭제하여 각 사용자에 대한 세션수가 일정 한도 이하가 되도록 관리하되,
    상기 PCRF 노드는 상기 각 사용자에 대한 세션수가 특정 임계치에 도달했을 경우에 이미 생성된 세션들의 베어러 ID에 대하여 상기 PCEF 노드로 유효성을 질의하고 응답받는 것을 특징으로 하는 세션 관리 장치.
  8. 제7항에 있어서, 상기 PCRF 노드는,
    인증부에서 상기 PCEF 노드로 새로운 세션 개시를 수락한 후, 해당 사용자에 대한 세션수가 최대 수용 가능한 세션수 보다 작게 미리 설정된 임계 세션수인지 여부를 판단하는 임계치 확인부;
    상기 해당 사용자에 대한 세션수가 상기 임계 세션수가 될 때의 해당 세션 개시에 대한 세션 정보를 제외하고, 이전의 모든 세션 정보에 포함된 베어러 ID에 대한 유효성을 순차로 상기 PCEF 노드로 질의하고 응답을 받는 유효성 확인부; 및
    상기 PCEF 노드로부터 유효하지 않다는 정보에 따라 해당 베어러 ID에 대한 세션 정보를 삭제하는 삭제 처리부
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 세션 관리 장치.
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