KR101868070B1 - 서비스 계층 사우스바운드 인터페이스 및 서비스 품질 - Google Patents

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Abstract

기존의 자원 예약 기법들은 M2M 통신들에 대해 비효율적이다. 본원에서 설명된 일 예의 실시예에서, 시스템은 서비스 계층 상에 상주하는 서비스 계층 서버, 및 액세스 네트워크 상에 상주하는 제어 평면 노드를 포함하고, 서비스 계층 서버는 제어 평면 인터페이스를 통해 제어 평면 노드와 통신한다. 제어 평면 인터페이스는 어드레싱되고 있는 오브젝트에 기초하는 서비스 품질(QoS) 정책들(규칙들)을 구성하기 위하여 이용될 수 있다. 이러한 컨텍스트에서, 예를 들어, 오브젝트는 메모리 로케이션 또는 값일 수도 있다. 예를 들어, 서비스 계층은, 하나 이상의 파라미터들을 포함하는 QoS 프로비저닝 메시지를 제어 평면 노드로 송신함으로써 오브젝트에 기초하여 액세스 네트워크에 대한 하나 이상의 QoS 규칙들을 구성할 수도 있다. 제어 평면 노드는 하나 이상의 QoS 규칙들에서 식별되는 오브젝트를 결정할 수도 있고, QoS 규칙들은 오브젝트에 액세스하기 위하여 이용될 수도 있는 하나 이상의 라우터들에 분배될 수도 있다. 액세스 네트워크는 파라미터들에 따라 하나 이상의 QoS 규칙들을 적용할 수도 있다.

Description

서비스 계층 사우스바운드 인터페이스 및 서비스 품질{SERVICE LAYER SOUTHBOUND INTERFACE AND QUALITY OF SERVICE}
관련 출원들에 대한 상호 참조
이 출원은 2013년 7월 25일자로 출원된 미국 가특허 출원 제61/858,386호의 혜택을 주장하며, 이 가특허 출원의 개시물은 이로써 참조로 본 명세서에 완전히 제시된 것처럼 포함된다.
서비스 품질(quality of service)(QoS)은 예를 들어, 서비스의 특정 레벨(품질)을 제공하는 2 개의 종단점들 사이의 일반 패킷 라디오 서비스(general packet radio service)(GPRS) 터널 프로토콜(GTP) 터널과 같은 데이터 파이프를 일반적으로 지칭한다. 서비스의 레벨 또는 품질은 예를 들어, 최대 비트 레이트, 지연, 패킷 손실 등과 같은 파라미터들에 의해 정의될 수도 있다. QoS를 제공하는 기존의 접근법들은 자원 예약과, 자원 예약 없는 패킷 마킹을 포함한다. 네트워크들에서의 자원 예약은 예를 들어, 비디오 및 오디오와 같은 스트리밍 미디어와 연관되는 인터넷 프로토콜(IP) 흐름들을 위해 전통적으로 이용된다. 머신-대-머신(machine-to-machine)(M2M) 네트워크 또는 시스템과 같은 일 예의 통신 네트워크에서, 네트워크에 접속된 M2M 디바이스들의 수는 전형적인 광대역 및 이동 네트워크들에 접속되는 것보다 수개의 자릿수 더 클 수도 있다. 기존의 자원 예약 기법들은 예를 들어, M2M 시스템들과 같은 다양한 통신 네트워크들에 대해서는 비효율적이다.
서비스 계층에 의해 서비스 품질(QoS) 규칙들을 구성하기 위한 시스템들, 방법들, 및 장치 실시예들이 본원에서 설명되어 있다. 기존의 자원 예약 기법들은 M2M 통신들에 대해 비효율적이다. 본원에서 설명된 일 예의 실시예에서, 시스템은 서비스 계층 상에 상주하는 서비스 계층 서버, 및 액세스 네트워크 상에 상주하는 제어 평면 노드를 포함하고, 여기서, 서비스 계층 서버는 제어 평면 인터페이스를 통해 제어 평면 노드와 통신한다. 제어 평면 인터페이스는 어드레싱되고 있는 오브젝트에 기초하는 서비스 품질(QoS) 정책들(규칙들)을 구성하기 위하여 이용될 수 있다. 이러한 컨텍스트에서, 예를 들어, 오브젝트는 메모리 로케이션, 인터넷 어드레스, 자원 명칭, 또는 값일 수도 있다. 예를 들어, 서비스 계층은 하나 이상의 파라미터들을 포함하는 QoS 프로비저닝 메시지를 제어 평면 노드로 전송함으로써 오브젝트에 기초하여 액세스 네트워크를 위한 하나 이상의 QoS 규칙들을 구성할 수도 있다. 제어 평면 노드는 하나 이상의 QoS 규칙들에서 식별되는 오브젝트를 결정할 수도 있고, QoS 규칙들은 오브젝트에 액세스하기 위하여 이용될 수도 있는 하나 이상의 라우터들에 분배될 수도 있다. 액세스 네트워크는 파라미터들에 따라 하나 이상의 QoS 규칙들을 적용할 수도 있다.
일 예의 실시예에서, 시스템은 서비스 계층 내에 상주하는 서비스 계층 서버, 및 액세스 네트워크 내에 상주하는 제어 평면 노드를 포함한다. 서비스 계층 서버는 제어 평면 인터페이스를 통해 서비스 품질(QoS) 규칙을 프로비저닝한다. QoS 규칙은, 오브젝트가 식별될 때에 QoS 규칙이 적용되도록 오브젝트와 연관된다. 오브젝트는 인터넷 프로토콜(IP) 어드레스, 포트 번호, 또는 자원 명칭 중의 적어도 하나일 수 있다. QoS 규칙은 다양한 파라미터들을 표시할 수도 있다. 예를 들어, 오브젝트와 연관된 QoS는, 오브젝트와 연관된 메시지가 액세스 네트워크를 통해 보내져야 할 루트(route)를 표시할 수도 있다. 하나의 실시예에서, 서비스 계층 서버는 서비스 능력 서버(services capability server)이고, 제어 평면 노드는 정책 및 과금 규칙 기능부(policy and charging rules function)(PCRF)이다. 또한, QoS 규칙은 다이어미터-기반 Rx 인터페이스를 통해 서비스 능력 서버로부터 PCRF로 직접적으로 프로비저닝될 수도 있다. 대안적으로, QoS 규칙은 머신-타입 통신 상호-연동 기능부를 통해 서비스 능력 서버로부터 PCRF로 간접적으로 프로비저닝될 수도 있다.
또 다른 예의 실시예에서, 액세스 네트워크에서의 라우터는 오브젝트를 표시하는 메시지를 수신할 수도 있다. 라우터는 메시지에 대한 심층 패킷 검사(deep packet inspection)를 수행할 수도 있다. 라우터는 심층 패킷 검사 동안에 메시지에 의해 표시된 오브젝트를 식별할 수도 있고, 오브젝트를 식별하는 것에 응답하여, 서비스 품질(QoS) 규칙이 메시지에 적용될 수도 있다. 오브젝트는 메시지의 목적지를 표시할 수도 있다. 목적지는 인터넷 프로토콜(IP) 어드레스, 포트 번호, 또는 자원 명칭일 수도 있다. 예를 들어, 라우터는 액세스 네트워크 정체 상태에 있는 것으로 결정할 수도 있고, 정체 상태에 기초하여, 라우터는 QoS 규칙에서 표시된 백오프 시간(backoff time)에 대한 메시지를 거부할 수도 있다. 또 다른 예로서, 라우터는 액세스 네트워크 바람직한 루트를 통해 메시지를 라우팅할 수도 있고, 여기서, 바람직한 루트는 QoS 규칙에 의해 표시된다.
도 1은 일 예의 실시예에 따른 일 예의 네트워크 아키텍처의 블록도이다.
도 2는 서비스 품질(QoS) 자원 예약의 예를 도시하는 시스템도이다.
도 3은 QoS 패킷 마킹의 예를 도시하는 시스템도이다.
도 4는 일 예의 실시예에 따라 서비스 계층에 의해 QoS를 구성하기 위한 호출 흐름이다.
도 5는 일 예의 실시예에 따른 서비스 능력 서버(SCS)에 대한 인터페이스들을 갖는 3GPP 진화형 패킷 코어(evolved packet core)(EPC) 아키텍처의 시스템도이다.
도 6a는 하나 이상의 개시된 실시예들이 구현될 수도 있는 일 예의 머신-대-머신(M2M) 또는 사물 인터넷(Internet of Things)(IoT) 통신 시스템의 시스템도이다.
도 6b는 도 6a에서 예시된 M2M/IoT 통신 시스템 내에서 이용될 수도 있는 일 예의 아키텍처의 시스템도이다.
도 6c는 도 6a에서 예시된 통신 시스템 내에서 이용될 수도 있는 일 예의 M2M/IoT 단말 또는 게이트웨이 디바이스의 시스템도이다.
도 6d는 도 6a의 통신 시스템의 양태들이 구현될 수도 있는 일 예의 컴퓨팅 시스템의 블록도이다.
뒤따르는 상세한 설명은 예시적인 실시예들을 예시하기 위하여 제공되고, 발명의 범위, 적용가능성, 또는 구성을 제한하도록 의도된 것이 아니다. 발명의 사상 및 범위로부터 이탈하지 않으면서, 요소들 및 단계들의 기능 및 배열에 있어서 다양한 변경들이 행해질 수도 있다.
도 1을 참조하면, 일 예의 M2M 시스템(100)은 예를 들어, 복수의 머신-대-머신(M2M) 디바이스들(102)과 같은 복수의 디바이스들과, 액세스 네트워크(101)를 통해 M2M 디바이스들과 통신할 수 있는 서비스 계층(104)을 포함한다. 본원에서 이용된 바와 같이, M2M 디바이스는 예를 들어, 게이트웨이 디바이스들 또는 단말(종단점 디바이스들)과 같이, 네트워크에서 통신하는 임의의 디바이스를 지칭할 수도 있다. 예시된 시스템(100)은 M2M 디바이스들(102)를 포함하지만, 다른 디바이스들은 희망하는 대로 시스템(100) 내에서 통신할 수도 있다는 것이 이해될 것이다. M2M 디바이스들(102)은 M2M 종단점 디바이스들, 라우터들 등을 포함할 수 있다. 하나의 예로서, M2M 디바이스들(102) 중의 하나 이상이 (이하에서 더욱 완전히 설명된) 도 6c에서 예시된 하드웨어 아키텍처 또는 그 변형을 가질 수도 있거나, M2M 디바이스들(102) 중의 하나 이상이 (또한, 이하에서 더욱 완전히 설명된) 도 6d에서 예시된 컴퓨팅 시스템의 아키텍처를 가질 수도 있다. 서비스 계층(104)은 서비스 능력 서버(SCS), M2M 서버, oneM2M 서버 등을 포함할 수도 있다. 이에 따라, 액세스 네트워크(101)를 포함할 수 있는 시스템(100)은, M2M 서버 또는 SCS를 포함할 수도 있는 서비스 계층(104)과, 하나 이상의 M2M 디바이스들(102) 사이의 접속성을 제공할 수 있다. 서비스 계층(104)은 또한, 네트워크 애플리케이션들(116)과 같은 하나 이상의 애플리케이션들에 대한 서비스들을 제공할 수도 있고, 이에 따라, 하나 이상의 애플리케이션들과 통신할 수도 있다. 예시된 실시예에 따르면, 액세스 네트워크(101)는, 디바이스들(102)과 서비스 계층(104) 사이에서 데이터 트래픽을 라우팅할 수도 있는 하나 이상의 데이터 평면 노드들(106)을 포함한다. 서비스 계층(104)과 비교하여, 디바이스들(102)에 더욱 근접해 있는 데이터 평면 노드들(106)은 예를 들어, 하나 이상의 사우스 에지 라우터(south edge router)들(108)을 포함할 수 있는 사우스 에지 노드(south edge node)들로서 지칭될 수도 있다. 디바이스들(102)과 비교하여, 서비스 계층(104)에 더욱 근접해 있는 데이터 평면 노드들(106)은 예를 들어, 하나 이상의 노스 에지 라우터(north edge router)들(110)을 포함할 수 있는 노스 에지 노드(north edge node)들로서 지칭될 수도 있다. 이에 따라, 데이터 평면 노드들(106)은 사우스 에지 라우터들(108) 및 노스 에지 라우터들(110)을 포함할 수 있다. 하나의 예로서, 라우터들(108 및 100)은 (이하에서 더욱 완전히 설명된) 도 6c에서 예시된 구성 또는 그 변형을 가질 수도 있다. 일 예의 실시예에서, 시스템(100)은 이하에서 추가로 설명된 바와 같이, 서비스 품질(QoS) 정보를 액세스 네트워크(101)에 제공하기 위하여 서비스 계층(104)에 의해 이용될 수 있는 제어 평면 인터페이스(112)를 서비스 계층(104)에 제공한다.
도 1을 여전히 참조하면, 예시된 실시예에 따라, 서비스 계층(104)은 액세스 네트워크(101)와의 제어 평면 인터페이스(112)를 가진다. 제어 평면 인터페이스는 어드레싱되고 있는 오브젝트에 기초하는, 예를 들어, QoS 규칙들과 같은 서비스 품질(QoS) 정책들을 구성하기 위하여 이용될 수 있다. 이러한 컨텍스트에서, 예를 들어, 오브젝트는 메모리 로케이션, 값, 인터넷 어드레스, 또는 자원 명칭일 수도 있다. 액세스 네트워크(101)는, 데이터 평면 노드들(106) 중의 데이터 평면 노드들을 선택하기 위하여 QoS 규칙(들)을 분배할 수도 있는 하나 이상의 제어 평면 노드들(114)을 포함할 수도 있다. 하나 이상의 제어 평면 노드들(114)은 또한, 네트워크 제어 평면(114)으로서 일반적으로 지칭될 수도 있고, 하나 이상의 데이터 평면 노드들은 또한, 데이터 평면(106)으로서 일반적으로 지칭될 수도 있다. 일 예의 실시예에 따르면, 제어 평면 노드들(114)은 일 예의 QoS 규칙을, QoS 규칙에서 식별되는 오브젝트에 액세스하기 위하여 이용될 수도 있는 데이터 평면 노드들(106)에만 분배한다. 일부의 경우들에는, 이하에서 더욱 설명된 바와 같이, 데이터 평면 라우터들(108 및 110) 중의 하나 이상이 규칙에서 식별되었던 오브젝트가 액세스되고 있는지 여부를 인식하기 위하여 심층 패킷 검사(DPI)를 수행할 수도 있다. 일 예의 실시예에서, 데이터 평면 라우터들(108 및 110) 중의 하나가 규칙이 적용될 필요가 있다는 것을 검출할 때, 트래픽 흐름에 대하여 자원들을 예약하기 위하여, 메시지가 네트워크(101)에서의 다른 데이터 평면 라우터들(108 및 110)로 전송된다. 본원에서 이용된 바와 같이, 트래픽 흐름은 데이터 흐름, 인터넷 프로토콜 흐름, 흐름 등과 같은 다른 용어들과 상호 교환가능하게 이용된다. 일반적으로, 패킷은 예컨대, 그 목적지 예를 들어, IP 어드레스 또는 포트 번호에 의해 특정 흐름으로 특성화된다. QoS 규칙들은 특정 오브젝트와 연관되는 특정 메시지들에 적용될 수도 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, QoS 규칙들은 오브젝트와 연관되는 다수의 메시지들을 포함하는 전체 트래픽 흐름들에 적용될 수도 있다. 예를 들어, 일 예의 흐름이 종료되거나, 만료되거나, 또는 수정될 때, 데이터 평면 라우터들(108 및 110)은 흐름에 대하여 예약되는 자원들의 양을 조절하기 위하여 통지들을 서로에게 전송할 수도 있다(예컨대, 도 4 참조).
일반적으로 도 1을 여전히 참조하면, 또 다른 실시예에 따라, 서비스 계층(104)은 그룹 QoS 프로비저닝 메시지를 액세스 네트워크 제어 평면(CP) 노드(114)로 전송한다. 제어 평면 노드(114)는 하나 이상의 QoS 규칙들을, QoS 규칙에서 식별되는 오브젝트에 액세스하기 위하여 이용될 수도 있는 데이터 평면 노드들(106)에 분배할 수도 있다. 데이터 평면 라우터들(108 및 110) 중의 하나 이상은 규칙에서 식별된 오브젝트가 액세스되고 있는 것으로 결정하기 위하여 심층 패킷 검사를 이용할 수도 있다. 일부의 경우들에는, CP 노드(114)가 디바이스들(102) 중의 하나에 의해 요구되는 QoS 규칙 또는 정책이 지원될 수 있는지 여부를 체크한다. 일 예의 시나리오로서, 자원들의 예를 들어, 양이 데이터 흐름에 대하여 얼마나 많이 예약되어야 하는지를 결정할 때, 제어 평면 노드(114)는 디바이스(102)가 그룹의 일부인지 여부를 고려할 수도 있다. 예를 들어, 제어 평면 노드(114)는, 그룹의 일부인 디바이스들(102) 중의 하나에 의해 요구되지 않으며, 이에 따라, 그룹이 허용된 자원들의 최대량을 이미 예약하였으므로 네트워크(101)에 의해 제공되는 총 대역폭에 기여하지 않는 데이터 평면 베어러(data plane bearer)들을 결정할 수도 있다. 이에 따라, 상기 일 예의 시나리오에 따르면, 새로운 그룹 멤버는 자원들의 할당된 양이 증가되게 하는 대신에, 자원들이 상이하게 공유되게 할 수도 있다. 일부의 경우들에는, 데이터 평면 라우터들(108 및 110) 중의 하나가 규칙이 적용될 필요가 있다는 것을 검출하고, 특정 데이터 흐름에 대하여 자원들을 예약하기 위하여, 메시지가 네트워크(101)에서의 다른 데이터 평면 라우터들(108 및 110)로 전송될 수도 있다. 예를 들어, 데이터 흐름이 종료되거나, 만료되거나, 또는 수정될 때, 데이터 평면 라우터들(108 및 110)은 특정 흐름에 대하여 예약되는 자원들의 양을 조절하기 위하여 통지들을 서로에게 전송할 수도 있다(예컨대, 도 5 참조).
본원에서 이용된 바와 같이, 용어 오브젝트, 그리고 예를 들어, 용어 오브젝트 아이덴티티(object identity)(ID)와 같은 그 파생어들은 어드레싱가능한 자원, 컨테이너(container), 값, 메모리 로케이션 등을 지칭한다. 예를 들어, 오브젝트는 디바이스(예컨대, 사용자 장비(UE), ZigBee 센서 등)에서, 또는 M2M 서버(예컨대, 애플리케이션 서버(AS), 서비스 능력 서버(SCS) 등)에서 호스팅될 수 있다.
도 1에서 도시된 시스템(100)은 본원에서 설명된 실시예들이 3GPP EPC에 따라 구현될 수 있도록 3GPP 진화형 패킷 코어(EPC)에 맵핑될 수도 있다는 것이 이해될 것이다. 예를 들어, 도 1의 기준점(reference point)(112)은 3GPP EPC에서 Rx 기준점으로 맵핑될 수도 있다. 사우스 에지 라우터들(108)은 eNodeB, 서빙 게이트웨이(S-GW), 및 진화형 패킷 데이터 게이트웨이(evolved packet data gateway)(ePDG)와 같은 노드들에서 구현될 수도 있다. 노스 에지 라우터들(110)은 패킷 데이터 네트워크(PDN) 게이트웨이(P-GW) 및 트래픽 검출 기능부(traffic detection function)(TDF)와 같은 노드들에서 구현될 수도 있다. 제어 평면 노드들(114)은 예를 들어, 정책 및 과금 규칙 기능부(PCRF), TDF, 머신-타입 통신(machine-type communications)(MTC) 상호-연동 기능부(MTC-IWF), 정책 및 과금 집행 기능부(policy and charging enforcement function)(PCEF), 이동 관리 엔티티(MME), eNodeB, S-GW, 및 P-GW와 같은 다양한 노드들을 포함할 수도 있다. 상기 노드들 중의 일부는 데이터 평면 노드들(106) 및 제어 평면 노드들(114)을 구현할 수도 있다는 것이 이해될 것이다.
도 2는 복수의 M2M 디바이스들(102), 예를 들어, 제1 M2M 디바이스(102a) 및 제2 M2M 디바이스(102b)를 포함하는 시스템(100)의 부분을 도시한다. 편의상, 도면들에서 예시된 다양한 실시예들에서의 동일하거나 동등한 요소들은 동일한 참조 번호들로 식별되었다. QoS 자원 예약의 예는 하나의 실시예에 따라 도 2에서 도시되어 있다. 도 2를 참조하면, 예시된 실시예에 따라, 제1 및 제2 M2M 디바이스들(102a 및 102b) 중의 적어도 하나, 예를 들어, 양자는, 서로 통신하기 위하여 데이터 평면 자원들이 M2M 디바이스들(102a 및 102b)에 전용인 것을 요청할 수도 있다. 예를 들어, 202a에서, 제1 M2M 디바이스(102a)는 요청 메시지를 제어 평면(114)으로 전송할 수도 있다. 요청 메시지는 제2 디바이스(102b)와 통신하기 위한 전용 데이터 평면 자원들을 요청할 수도 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 202b에서, 제2 M2M 디바이스(102b)는 제1 디바이스(102a)와 통신하기 위한 전용 데이터 평면 자원들을 요청할 수도 있다. 204에서, 예시된 실시예에 따르면, 제어 평면(114)은 제1 및 제2 M2M 디바이스들(102a 및 102b)에 대하여 요청된 자원들을 예약한다. 206에서, M2M 디바이스들(102a 및 102b)은 예약된 자원들을 이용하여 서로 통신할 수도 있다.
도 3은 하나의 실시예에 따라 QoS 패킷 마킹의 예를 도시한다. 도 3을 참조하면, 예시된 예에 따라, 제1 및 제2 M2M 디바이스들(102a 및 102b) 중의 어느 것도 네트워크 자원들을 예약하기 위하여 제어 평면 인터페이스(112)를 이용하지 않는다. 그 대신에, 예를 들어, 제1 및 제2 M2M 디바이스들(102a 및 102b)은 디바이스들(102a 및 102b)의 각각에 의해 어떤 종류의 QoS 취급이 요구되는지의 표시로 데이터 평면 패킷들을 마킹할 수도 있다. 액세스 네트워크 라우터들(108 및 110)은 패킷들의 QoS 요건들을 검출하기 위하여 패킷 마킹들을 파싱(parsing)할 수 있다. 이에 따라, 예시된 예에 따르면, 302에서, 제1 및 제2 디바이스들(102a 및 102b)은 다양한 QoS 요건들을 표시하는 패킷 마킹들을 포함하는 패킷들을 이용하여 서로 통신한다.
(이하의) 표 1은 도 1 및 도 2에서 도시된 일 예의 QoS 접근법들의 비교를 도시한다. 표 1에서의 일 예의 장점 및 단점 컬럼들은 각각의 QoS 접근법들의 하나의 예의 구현의 장점들 및 단점들을 지칭한다.
Figure 112016017353763-pct00001
인터넷 엔지니어링 태스크 포스(Internet Engineering Task Force)(IETF)는 IP 네트워크들에서의 QoS를 제공하는 것에 대한 2 개의 접근법들을 정의하였다: 통합된 서비스들(Integrated Services)(IntServ) 및 차별화된 서비스들(Differentiated Services)(DiffServ). 통합된 서비스들(IntServ)은, 종단-호스트들이 그 엄격한 QoS 필요성들을 네트워크에 시그널링하고 자원들을 예약한다는 점에서, 위에서 설명된 일 예의 자원 예약 접근법의 적어도 부분을 따른다. 네트워크 요소들은 패킷 마킹에 기초하여 변동되고 개략적인 QoS 요건들을 갖는 트래픽의 클래스들을 서비스하도록 설정된다는 점에서, DiffServ는 자원 예약 없이 패킷 마킹을 구현한다.
3GPP EPC/IMS에서, QoS는 예를 들어, 우선순위(예컨대, 1 내지 9), 지연 버짓(Delay Budget)(예컨대, 100 ms 내지 300 ms), 패킷 손실 레이트(예컨대, 10-2 내지 10-6), 보증 비트 레이트(Guaranteed Bit Rate)(GBR) 또는 비-GBR, 및 요구된 비트 레이트(GBR일 경우)와 같은 다양한 파라미터들에 의해 정의된다. 3GPP EPC/IMS는, 흐름 종단점들 중의 하나 또는 양자가 네트워크로부터 데이터 평면 자원들을 요청할 수 있는 시그널링된 QoS 모델을 따른다. 3GPP는 흐름마다에 기초하여 QoS 규칙들을 프로비저닝하기 위하여, 수신(Rx) 기준점을 서비스 능력 서버(SCS) 또는 IP 멀티미디어 서브시스템(IMS) 호출 세션 제어 기능부(call session control function)(CSCF)와 같은 애플리케이션 기능부들에 제공한다. 흐름은 종단점의 전송 어드레스들의 측면에서 일반적으로 설명되어 있다. 3GPP는 UE들이 데이터 평면 자원들에 대한 "자원 베어러 활성화" 및 "자원 베어러 수정"과 같은 제어 평면 요청들을 행하도록 한다.
릴리즈 10에서, 3GPP는 UE들을 "낮은 우선순위"로서 구성하기 위한 능력을 추가하였다. 정체의 시간들 동안에는, 낮은 우선순위의 사용자 장비들(UE들)로부터의 세션 관리 및 이동성 관리 요청들이 코어 네트워크에 의해 거부될 수 있다. 거부 메시지는 백오프 시간을 포함할 수도 있다. 거부는 또한, 세션 관리(SM) 또는 이동성 관리(MM) 요청과 연관되는 액세스 포인트 명칭(access point name)(APN)에 기초할 수 있다. 또한, 릴리즈 10에서, 3GPP는 확장된 액세스 차단(extended access baring)(EAB)을 도입하였다. EAB에서, 네트워크는 발신되는 시그널링으로부터 UE들의 어떤 그룹들을 차단하는 메시지를 브로드캐스팅할 수 있다.
"낮은 우선순위" 및 EAB 특징들은 전통적인 QoS 메커니즘들이 아니라, 본원에서 설명된 다양한 실시예들의 설명들에 따른 QoS 메커니즘들로 고려될 수도 있다. 예를 들어, 이러한 특징들은, 이들이 어떤 UE 또는 UE들의 어떤 그룹으로부터 발신되는 트래픽에 대해 더 낮은 우선순위를 부여한다는 점에서, QoS 메커니즘들로서 지칭될 수도 있다.
일 예의 실시예에서, 예를 들어, M2M 시스템(100)과 같은 M2M 아키텍처는 다양한 QoS 메커니즘들을 제공한다. 본원에서 설명된 다양한 실시예들은 편의상 시스템(100)을 지칭한다. 일 예의 시스템(100)은 개시된 발명요지의 설명을 용이하게 하기 위하여 간략화되고, 이 개시물의 범위를 제한하도록 의도된 것이 아니라는 것이 인식될 것이다. 다른 디바이스들, 시스템들, 및 구성들은 시스템(100)과 같은 시스템에 추가하여 또는 그 대신에, 본원에서 개시된 실시예들을 구현하기 위하여 이용될 수도 있고, 이러한 모든 실시예들은 본 개시물의 범위 내인 것으로서 고려된다. 도 1을 참조하면, M2M 시스템(100)은, 액세스 네트워크 운영자로서 지칭될 수 있는 액세스 네트워크(101)의 운영자와 비즈니스 관계를 가지는 적어도 하나의 M2M 서버를 포함할 수도 있는 서비스 계층(104)을 포함한다. 비즈니스 관계는, M2M 서버의 소유자가 M2M 서버가 액세스 네트워크(101)에 대해 인터페이스(통신)하도록 하는 액세스 네트워크 운영자와의 합의를 가진다는 것을 의미할 수도 있다. 예를 들어, 액세스 네트워크(101)는 M2M 서버가 정책들을, 액세스 네트워크(101) 내에 있는 PCRF로 전송하도록 할 수도 있다. 적어도 하나의 M2M 서버는 자원 예약을 위해 이용될 수 있는 사우스바운드 인터페이스를 포함할 수도 있다. 일부의 경우들에는, 네트워크 애플리케이션들(116)이 액세스 네트워크 운영자와 비즈니스 관계를 가지지 않는 것으로 가정될 수도 있다. 본원에서 이용된 바와 같이, 상기 언급된 사우스바운드 인터페이스는, 액세스 네트워크 노드들로서 집합적으로 지칭될 수 있는 액세스 네트워크(101) 내의 노드들과 정보를 교환할 수 있는, 예를 들어, M2M 서버, 애플리케이션 서버, 서비스 계층, 서비스 능력 서버, 애플리케이션 기능부 등의 내부와 같은 논리적 인터페이스 또는 기준점을 지칭할 수도 있다. 이러한 액세스 네트워크 노드들은, 예로서 그리고 제한 없이 제시될 경우, PCRF, MTC-IWF 등을 포함할 수도 있다.
일부의 예의 경우들에는, 네트워크 애플리케이션들(116)이 서로와의 비즈니스 관계를 가지지 않고, 네트워크 애플리케이션들(116)은 서비스 계층(104) 내에 상주하는 하나 이상의 M2M 서버들을 통해 M2M 디바이스들(102)과 통신한다. 이에 따라, 네트워크 애플리케이션들(116)은 M2M 디바이스들(102)과 통신하기 위하여 적어도 하나의 M2M 서버에 의존할 수도 있다. 상기 예를 여전히 참조하면, 네트워크 애플리케이션들(116)은 서로와의 비즈니스 관계를 가지지 않으므로, 그 액션들은 서로 조정되지 않을 수도 있지만, 네트워크 애플리케이션들(116)은 M2M 디바이스들(102) 중의 동일한 M2M 디바이스들에 접속하고 있을 수도 있거나 이와 통신하고 있을 수도 있다.
표 2는 하나의 실시예에 따라 가정되는 도 1에서 도시된 다양한 엔티티들 사이의 관계들을 도시한다.
Figure 112016017353763-pct00002
위에서 설명된 바와 같이, 예를 들어, 비디오, 오디오 등과 같은 스트리밍 미디어와 연관되는 IP 흐름들을 위하여 자원 예약이 이용될 수도 있다. 예를 들어, M2M 시스템(100)과 같은 일 예의 M2M 시스템에서, 네트워크(101)에 접속되는 M2M 디바이스들(102)의 수는 광대역 및 이동 네트워크들에 접속되는 것보다 수개의 자릿수 더 클 수도 있다. M2M 디바이스들(102)과 M2M 서버 사이에 존재하는 IP 흐름들은 다수일 수도 있다. 이에 따라, 본원에서 설명된 다양한 예의 실시예들에 따르면, M2M 디바이스들(102)과 M2M 서버들 사이에 존재하는 IP 흐름들은 전통적인 스트리밍 미디어 애플리케이션들과 연관되는 IP 흐름들과는 상이하게 특성화된다.
기존의 자원 예약 기법들은 M2M 통신들에 대해 비효율적이라는 것이 본원에서 인식된다. 예를 들어, 기존의 기법들은 사용자 경험에 영향을 주지 않으면서 상대적으로 긴 시간 기간들 동안에 일부의 M2M 흐름들이 지연될 수 있다는 사실을 고려하지 않는다. 추가의 예로서, M2M 디바이스들로, 그리고 이러한 디바이스들로부터 이동하는 개별적인 데이터 흐름들을 특성화하는 것은 종종 비효율적이다. 오히려, 본원에서 설명된 다양한 실시예들에 따라 이하에서 더욱 설명된 바와 같이, 일부의 데이터 흐름들을 그룹으로서 특성화하는 것이 더욱 효율적일 수 있다. 기존의 자원 예약 기법들은, 자원들이 예약되고, 서로와 관계를 가지지 않는 엔티티들에 속하는 IP 흐름들 사이에서 자원들이 공유되도록 하지 않을 수도 있다는 것이 본원에서 추가로 인식된다. 이러한 엔티티들은 비관련된 엔티티들로서 지칭될 수도 있다. 예를 들어, QoS는 더 이후의 시간까지 지연될 수 없는 스트리밍 미디어 애플리케이션들에 의해 종종 이용되므로, 비관련된 엔티티들은 서로와의 그 트래픽을 조정할 수 없을 수도 있다. 일 예의 실시예에서, 서비스 계층(104)은 서로 관계를 가지지 않는 네트워크 애플리케이션들(116)의 활동들을 조정(그룹화)한다.
추가의 예로서, 기존의 QoS 메커니즘들은 종종, 애플리케이션 또는 서비스들이 짧은 지연으로 전송될 필요가 있는 빈번하지 않은 송신들에 대하여 네트워크 자원들을 효율적으로 예약하도록 하지 않는다는 것이 본원에서 인식된다. 예를 들어, 3GPP에 의해 제공된 것들과 같은 기존의 자원 예약 기법들은 애플리케이션들 또는 서비스들이 흐름이 얼마나 많은 지연을 초래할 수 있는지를 구성하도록 한다. 이 접근법은 흐름이 시작하기 전에 QoS 요건들이 설정되고 예약될 것을 요구한다. 기존의 3GPP 자원 예약의 일 예의 구현에서, 사용자는 음성 호출이 시작되기 전에 큰 지연을 초기에 경험할 수도 있다. 이에 따라, 3GPP 자원 예약 접근법은 예를 들어, 센서가 셧다운 커맨드를, 전력 라인 상에 배치되는 트랜스포머로 즉시 전송하도록 요구되는 시나리오와 같은 다양한 시나리오들에 대해 적당하지 않을 수도 있다.
도 4는 일 예의 실시예에 따라, 일 예의 M2M 시스템(100)의 서비스 계층(104)과 같은 서비스 계층에 의해 QoS를 구성하기 위한 호출이다. 도 4를 참조하면, M2M 트래픽은 지연, 비트 레이트 등에 기초하여 서비스 계층 트래픽을 특성화하는 것이 아니라, 서비스 계층(104)에서 특성화된다. 예시된 실시예에 따르면, 서비스 계층(104)은 정보를 오브젝트들 내에 저장된다. 서비스 계층(104)은, 어드레싱되고 있는 오브젝트에 기초하는 QoS 정책들을 구성하기 위하여 이용될 수 있는, 액세스 네트워크(101)와의 제어 평면 인터페이스(112)를 이용할 수도 있다.
도 4를 계속 참조하면, 예시된 호출 흐름은 QoS가 오브젝트 명칭들에 기초하여 서비스 계층(104)에 의해 어떻게 구성될 수 있는지와, 액세스 네트워크(101)가 어떻게 QoS 정책들을 적용할 수 있는지의 예를 입증한다. 예시된 실시예에 따르면, 402에서, 서비스 계층(102)은 QoS 구성 메시지를 액세스 네트워크 제어 평면 노드들(114) 중의 하나, 예를 들어, CP 노드(114)로 전송한다. 메시지는 예를 들어, 이하의 표 3에서 식별된 그러한 파라미터들과 같은 다양한 파라미터들을 포함할 수도 있다. 이에 따라, QoS 구성 메시지는 적어도 하나의 새로운 QoS 규칙을 포함할 수도 있다. QoS 구성 메시지는 희망하는 대로 다른 파라미터들을 포함할 수 있다는 것이 이해될 것이다.
Figure 112016017353763-pct00003
Figure 112016017353763-pct00004
도 4를 여전히 참조하면, 예시된 실시예에 따라, 404에서, CP 노드(114)는 새로운 QoS 규칙의 확인응답을 서비스 계층(104)으로, 그리고 특히, SCS로 전송할 수도 있다. QoS 구성을 위해 실패한 요청이 실패할 경우, 404에서 전송되는 메시지는 실패의 원인을 표시할 수도 있다. 406에서, 예시된 실시예에 따르면, CP 노드(114)는 QoS 규칙을, (예컨대, 표 3에서 도시된) QoS 규칙에서 식별되는 오브젝트에 액세스하기 위하여 이용될 수도 있는 데이터 평면 라우터들(108 및 110) 중의 데이터 평면 라우터들에 전달한다. 예를 들어, 406에서의 메시지는 액세스 네트워크(101)에서의 라우터들(108 및 110) 중의 적어도 하나, 예를 들어, 전부로 전송될 수도 있다. 추가의 예로서, 적어도 하나의 QoS 규칙을 포함하는 메시지는 CP 노드(114)에 의해 라우터들(110)의 서브세트로 전송될 수도 있고, 그 다음으로, 노스 에지 라우터들(110)에 의해 다른 라우터들(108)로 전파될 수도 있다. QoS 규칙에 기초하여, CP 노드(114)는 흐름이 네트워크(101)를 통해 취해야 하는 루트를 결정할 수도 있다. 예에서, CP 노드(114)는 특정 라벨 패킷 마킹을, 특정 오브젝트와 연관되는 적어도 일부, 예를 들어, 전부의 패킷들에 적용하도록 다른 제어 평면 노드들(114) 및 데이터 평면 노드들(106)을 구성한다. 일부의 경우들에는, 패킷들이 마킹된 후에, 심층 패킷 검사(DPI)가 마킹된 패킷들에 대해 수행될 필요가 없을 수도 있다. 마킹(라벨)은 패킷이 어떻게 핸들링(처리)되어야 하는지를 표시할 수도 있다.
도 4를 여전히 참조하면, 예시된 실시예에 따라, 408에서, 하나 이상의 라우터들, 예를 들어, 노스 에지 라우터들(110), 라우터는 확인응답을, 규칙을 전송하였던 노드(114)로 전송할 수도 있다. 확인응답 전송된 이후의 소정의 시간에는, 노스 에지 라우터들(110) 중의 적어도 하나가 규칙(예컨대, 표 3)에서 식별되었던 오브젝트가 액세스되고 있다는 것을 인식하기 위하여 심층 패킷 검사를 이용할 수도 있다. 단계(410)는 이 초기 액세스가 디바이스(102) 또는 서비스 계층(104)에 의해 개시될 수도 있다는 것을 보여주기 위하여 양방향성인 것으로서 예시되어 있다. 예시된 실시예는 DPI를 수행하는 노스 에지 라우터(110)를 도시하지만, DPI는 사우스 에지 라우터들(108) 중의 적어도 하나, 또는 QoS 규칙으로 구성되었던 임의의 다른 데이터 평면 라우터에 의해 수행될 수도 있다는 것이 이해될 것이다. 예로서, QoS 규칙은 흐름이 네트워크(101)를 통해 상이한 루트를 거치는 것을 지시할 수도 있다. 추가의 예로서, QoS 규칙은 흐름이 특정 노스 에지 라우터, 예를 들어, 네트워크에서의 다른 라우터들과 비교하여 더 낮은 지연시간으로 데이터를 라우팅할 수 있는 노스 에지 라우터를 거쳐야 한다는 것을 표시할 수도 있다. 이에 따라, 예를 들어, 특정 노스 에지 라우터는 트래픽을 어디로 보낼 것인지를 다른 라우터들에 통지할 수도 있다. 홉들로서 또한 지칭될 수도 있는 흐름 루트는 QoS 규칙 내에 포함될 수도 있고, 이에 따라, QoS 규칙의 일부일 수도 있다.
412에서, 노스 에지 라우터들(110) 중의 하나는 데이터 흐름에 대하여 다운링크 자원들이 예약될 필요가 있을 것이라는 것을 인식할 수도 있다. 노스 에지 라우터(110)는 흐름에 대하여 자원들을 예약하기 위하여, 메시지를 네트워크(101)에서의 다른 데이터 평면 라우터들, 예를 들어, 사우스 에지 라우터들(108)로 전송할 수도 있다. 단계(414)는, 노스 에지 라우터(110)가 사우스 에지 라우터들(108)로부터 자원들을 요청할 수도 있고, 사우스 에지 라우터들(108)이 확인응답 메시지를 노스 에지 라우터(110)로 전송함으로써 요청을 확인응답할 수도 있다는 것을 보여주기 위하여 양방향성인 것으로서 예시되어 있다. 이에 따라, 예시된 실시예에 따르면, 노스 에지 라우터(110)는 네트워크(101)에서의 다른 라우터들에게 QoS 규칙을 통지한다. 대안적으로, CP 노드(114)는 노드들, 예를 들어, 라우터들(108 및 110)에게 QoS 규칙을 통지할 수도 있다. QoS 규칙에서 식별된 자원 예약이 실패할 경우, 노스 에지 라우터(110)는 CP 노드(114)에게 실패를 통지할 수도 있고, CP 노드(114)는 서비스 계층(102), 그리고 특히 SCS에게 실패를 통지할 수도 있다. 414에서, 디바이스(102)와 SCS 사이의 데이터 흐름은 하나 이상의 구성된 QoS 규칙들에 따라 계속된다. 데이터 평면 라우터들(108 및 110) 중의 하나 이상, 예를 들어, 전부는 QoS 규칙들을 적용하기 위하여, 그리고 QoS 규칙들이 얼마나 오래 적용되어야 하는지를 결정하기 위하여, 흐름에 대해 DPI를 수행하는 것을 계속할 수도 있다. 단계(414)는 흐름이 양방향성인 것을 보여주기 위하여 양방향성인 것으로서 예시되어 있다. 416a에서, 흐름이 예를 들어, 종료되거나, 만료되거나, 또는 수정될 때, 서비스 계층(104), 그리고 특히, SCS와, CP 노드(114)는 흐름에 대하여 예약되는 자원들의 양을 조절하기 위하여 통지들을 서로에게 전송할 수도 있다. 416c에서, 흐름이 예를 들어, 종료되거나, 만료되거나, 또는 수정될 때, 데이터 평면 라우터들(108 및 110)은 흐름에 대하여 예약되는 자원들의 양을 조절하기 위하여 통지들을 서로에게 전송할 수도 있다. 단계(416c)는, 예에 따르면, 노스 에지 라우터(110)가 사우스 에지 라우터들(108)이 네트워크 자원들을 해제할 것을 요청하기 위하여 메시지를 사우스 에지 라우터들(108)로 전송할 수도 있고, 사우스 에지 라우터들(108)이 요청을 확인응답하기 위하여 확인응답 메시지를 노스 에지 라우터(110)로 전송할 수도 있다는 것을 보여주기 위하여 양방향성인 것으로서 예시되어 있다. 유사하게, 416b에서, 흐름이 예를 들어, 종료되거나, 만료되거나, 또는 수정될 때, 노스 에지 데이터 평면 라우터들(110) 및 CP 노드(114)는 흐름에 대하여 예약되는 자원들의 양을 조절하기 위하여 통지들을 서로에게 전송할 수도 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 416a 내지 416c에서의 메시지들은 네트워크에서의 정체 상황에 의해 개시될 수도 있다. 예를 들어, 정체는 네트워크(101)로 하여금, 흐름에 대해 예약되는 자원들의 양을 감소시키게 할 수도 있다. 예로서, 흐름은 상이한 오브젝트가 액세스될 때에 "수정"될 수도 있다.
도 4에서 예시된 단계들을 수행하는 엔티티들은, 도 6c 및 도 6d에서 예시된 것들과 같은 디바이스, 서버, 또는 컴퓨터 시스템의 메모리에서 저장되며, 이러한 디바이스, 서버, 또는 컴퓨터 시스템의 프로세서 상에서 실행되는 소프트웨어(예컨대, 컴퓨터-실행가능 명령어들)의 형태로 구현될 수도 있는 논리적 엔티티들이라는 것이 이해된다. 즉, 도 4에서 예시된 방법들은 도 6c 또는 도 6d에서 예시된 디바이스 또는 컴퓨터 시스템과 같은 컴퓨팅 디바이스의 메모리에서 저장된 소프트웨어(예컨대, 컴퓨터-실행가능 명령어들)의 형태로 구현될 수도 있고, 이러한 컴퓨터-실행가능 명령어들은 컴퓨팅 디바이스의 프로세스에 의해 실행될 때, 도 4에서 예시된 단계들을 수행한다. 특히, 예를 들어, 액세스 네트워크(101)에서의 제어 평면 노드(114)는 프로세서 및 메모리를 포함할 수도 있고, 메모리는, 프로세서에 의해 실행될 때, 프로세서로 하여금, 오브젝트가 식별될 때에 QoS 규칙이 적용되도록 오브젝트와 연관된 서비스 품질(QoS) 규칙을 수신하는 것을 포함하는 동작들을 수행하게 하는 컴퓨터-실행가능 명령어들을 포함할 수도 있다. QoS 규칙에 기초하여, 제어 평면 노드(114)는 오브젝트와 연관된 메시지가 액세스 네트워크(101)를 통해 취해야 하는 루트를 결정할 수도 있다. 또한, 제어 평면 노드(114)는 오브젝트와 연관된 패킷들을 라벨로 마킹할 것을 다른 제어 평면 노드들에 지시할 수도 있고, 여기서, 라벨은 결정된 루트를 표시한다. 하나의 실시예에서, QoS 규칙에 기초하여, 제어 평면 노드(114)는, 오브젝트가 식별될 때에 적어도 하나의 라우터(110)가 QoS 규칙을 적용하도록, 액세스 네트워크(101)에서의 라우터들(110) 중의 적어도 하나에 QoS 규칙을 프로비저닝한다. 또 다른 실시예에서, 제어 평면 노드(114)는, 오브젝트가 식별될 때에 액세스 네트워크(101)에서의 라우터들(108 및 110)의 전부가 QoS 규칙을 적용하도록, QoS 규칙에 기초하여, 액세스 네트워크(101)에서의 모든 라우터들(108 및 110)에 QoS 규칙을 프로비저닝한다. 오브젝트는 인터넷 프로토콜(IP) 어드레스, 포트 번호, 자원 명칭, 또는 메모리 로케이션 중의 적어도 하나일 수도 있다.
추가의 예로서, 예를 들어, 서비스 계층 서버와 같은 서비스 계층(104) 내에 상주하는 적어도 하나의 노드는 프로세서 및 메모리를 포함할 수도 있고, 메모리는, 프로세서에 의해 실행될 때, 프로세서로 하여금, (402에서) 제어 평면 인터페이스(112)를 통해 서비스 품질(QoS) 규칙을 프로비저닝하는 것을 포함하는 동작들을 수행하게 하는 컴퓨터-실행가능 명령어들을 포함할 수도 있고, QoS 규칙은, 오브젝트가 식별될 때에 QoS 규칙이 적용되도록, 오브젝트와 연관될 수도 있다. 위에서 설명된 바와 같이, 오브젝트와 연관된 QoS 규칙은, 오브젝트와 연관된 메시지가 액세스 네트워크(101)를 통해 보내져야 할 루트를 표시할 수도 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, QoS 규칙은, 액세스 네트워크(101)를 통해 서비스 능력 서버와 통신하는 디바이스들(102)의 그룹과 연관된 최대 총 비트 레이트를 표시할 수도 있다. 하나의 실시예에서, 이하에서 더욱 설명된 바와 같이, 서비스 계층 서버는 서비스 능력 서버(SCS)이고, 제어 평면 노드(114)는 정책 및 과금 규칙 기능부(PCRF)이다. 이러한 실시예에서, QoS 규칙은 다이어미터-기반 Rx 인터페이스 상에서 서비스 능력 서버로부터 PCRF로 직접적으로 프로비저닝될 수도 있다. 대안적으로, 상기 언급된 실시예에서, QoS 규칙은 머신-타입 통신 상호-연동 기능부(MTC-IWF)를 통해 서비스 능력 서버로부터 PCRF로 간접적으로 프로비저닝될 수도 있다.
이에 따라, 도 4를 참조하면, 414에서, 예를 들어, 라우터들(110) 중의 하나와 같은 라우터들(108 및 110)은 프로세서 및 메모리를 포함할 수도 있고, 메모리는, 프로세서에 의해 실행될 때, 프로세서로 하여금, 오브젝트를 표시하는 메시지를 수신하는 것을 포함하는 동작들을 수행하게 하는 컴퓨터-실행가능 명령어들을 포함할 수도 있다. 동작들은 메시지에 대해 심층 패킷 검사를 수행하는 것과, 심층 패킷 검사 동안에 메시지에 의해 표시된 오브젝트를 식별하는 것을 더 포함할 수도 있다. 오브젝트를 식별하는 것에 응답하여, 라우터는 서비스 품질 (QoS) 규칙을 메시지에 적용할 수도 있다. 위에서 설명된 바와 같이, 오브젝트는 메시지의 목적지를 표시할 수도 있다. 목적지는 인터넷 프로토콜(IP) 어드레스, 포트 번호, 자원 명칭, 또는 메모리 로케이션 중의 적어도 하나일 수도 있다. QoS 규칙을 적용하는 것은 예에 따르면, 액세스 네트워크(101)가 정체 상태에 있는 것으로 결정하는 것과, 정체 상태에 기초하여, QoS 규칙에서 표시된 백오프 시간에 대한 메시지를 거부하는 것(예컨대, 표 3 참조)을 포함할 수도 있다. 일부의 경우들에는, 라우터가 QoS 규칙을 적용할 수도 있고 액세스 네트워크(101)의 바람직한 루트를 통해 메시지를 라우팅할 수도 있고, 여기서, 바람직한 루트는 QoS 규칙에 의해 표시된다(예컨대, 표 3 참조). 402 및 406을 참조하여 설명된 바와 같이, 라우터는 액세스 네트워크(101)의 제어 평면 노드(114)를 통해, 서비스 계층(104)에서 상주하는 서비스 계층 서버로부터 QoS 규칙을 수신할 수도 있다. 라우터는 QoS 규칙을 액세스 네트워크(101) 내의 다른 라우터들로 전송할 수도 있다.
도 4를 여전히 일반적으로 참조하면, 예시된 실시예에 따라, 하나 이상의 QoS 규칙들이 미래의 이용을 위하여 액세스 네트워크(101)에서 프로비저닝된다. 액세스 네트워크(101)가 규칙이 규정되게 하는 예를 들어, 특정 오브젝트의 액세스와 같은 일부의 이벤트를 검출할 때, QoS 규칙이 적용될 수도 있다. QoS 규칙들은 흐름이 식별될 때에 액세스 네트워크(101)를 통해 사전 프로비저닝되고 적용될 수도 있다. 이에 따라, 일부의 경우들에는, 디바이스들(102)뿐만 아니라 서비스 계층(104)도 특정 흐름이 시작되기 전에 특정 흐름을 구성하도록 요구되지 않는다는 점에서, 일 예의 실시예는 이득을 제공할 수도 있다.
정체의 기간들 동안, 액세스 네트워크(101)는 어느 흐름들이 종단되거나, 감소되거나, 지연되거나, 또는 허용되지 않을 필요가 있는지를 결정하기 위하여 지연 허용오차 파라미터들을 이용할 수 있다. 예를 들어, 정체가 먼저 검출될 때, 높은 지연 허용오차를 갖는 흐름들에 대해 예약되는 자원들이 감소될 수 있거나, 완전히 종단될 수 있거나, 지연될 수 있거나, 백오프하는 것으로 말해질 수 있다. 예를 들어, 백오프 시간은 흐름의 지연 허용오차에 기초할 수도 있다.
일 예의 실시예에서, QoS 규칙들이 흐름에 적용될 때, QoS 규칙들의 세부사항들은 흐름과 연관되는 과금 레코드들에서 캡처될 수도 있다. 예를 들어, 흐름이 지연 값으로 배정되거나 정체 동안에 거부하기 위하여 수락가능한 것으로서 플래그(flag)될 경우, 이 정보는 연관된 과금 데이터 레코드(charging data record)(CDR)들에서 캡처될 수도 있다. 추가의 예로서, 고객이 흐름을 정체 동안에 거부되는 것으로서 플래그할 것을 택할 경우, 더 높은 우선순위의 흐름에 대해 고객에게 과금될 것보다 더 적게 고객에게 과금될 수도 있다.
도 5는 일 예의 실시예에 따른 SCS에 대한 인터페이스들을 포함하는 3GPP EPC 아키텍처(500)의 시스템도이다. 이 예의 아키텍처에서, 인터페이스(112)는 다이어미터 기반 Rx 인터페이스로 맵핑(이것에 의해 구현됨)되고, CP 노드(114)는 PCRF로 맵핑(이것에 의해 구현됨)되고, 노스 에지 라우터(110)는 P-GW 및 TDF로 맵핑(이것에 의해 구현됨)되고, 사우스 에지 라우터들(108)은 S-GW, MME, 및 eNodeB로 맵핑(이것에 의해 구현됨)된다.
도 5를 참조하면, TDF는, DPI를 수행하고 QoS 규칙이 적용되어야 하는 것을 검출하는 엔티티일 수도 있다. TDF가 QoS 규칙이 적용되어야 하는 것을 검출할 때, 예를 들어, P-GW로 하여금, 적당한 QoS가 제공될 수 있도록 베어러를 활성화하거나 수정하게 할 메시지가 그것으로 전송될 수도 있다.
흐름에 대한 정보는 또한, P-GW, S-GW, 및 MME로 전파될 수도 있어서, 예를 들어, 이 노드들은 정체의 시간 동안에 어떤 흐름들이 백오프 제어를 받아야 하는지에 대한 판단들을 행하기 위하여 흐름 정보를 이용할 수 있다. 예를 들어, S-GW, MME, eNodeB, 및 P-GW와 같은 다양한 노드들은, 네트워크에서 정체 상황들을 검출하기 위하여, 그 다음으로, 허용가능한 흐름들을 지연시키기 위해 전용인 자원들의 양이 감소되게 하기 위하여 이용될 수도 있다.
일 예의 실시예에서, TDF는 감소될 수도 있는 서비스 데이터 흐름(SDF)들의 리스트를 P-GW에 제공할 수도 있다. 예를 들어, P-GW는, 선택된 흐름들을 반송하는 베어러들에 대해 예약되는 자원들의 양을 감소시키기 위하여, 이하에서 참조된 "베어러 QoS 업데이트에 의한 베어러 수정 절차"를 이용할 수도 있다. 예를 들어, P-GW는, 선택된 흐름들을 반송하는 베어러들에 대해 예약되는 베어러들을 비활성화하기 위하여, 이하에서 참조된 "PDN GW 개시된 베어러 비활성화" 절차를 이용할 수도 있다. 베어러가 비활성화되거나 수정될 때, UE는 베어러를 수정하거나 활성화하는 것을 시도하기 전에 준수해야 하는 백오프 시간을 제공받을 수도 있다. "베어러 QoS 업데이트에 의한 베어러 수정 절차" 및 "PDN GW 개시된 베어러 비활성화" 절차들은, 그 전체적으로 본원에서 기재된 것처럼 참조에 의해 편입되는, E-UTRAN(Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network) 액세스를 위한 3GPP TS 23.401 일반 패킷 라디오 서비스(GPRS) 개량들에서 더욱 설명되어 있다.
또 다른 예의 실시예에서, QoS 규칙들은 SCS에 의해 UDR에서 프로비저닝될 수도 있다. PCRF는 UDR로부터 규칙들을 검색할 수도 있다. 또 다른 예의 실시예에서, 인터페이스(112)는 MTC-IWF를 통해, 그리고 Tsp 및 T6b 인터페이스들을 경유하여 PCRF로 라우팅될 수도 있다. 이에 따라, QoS 규칙들은 머신-타입 통신(MTC) 상호-연동 기능부(IWF)를 통해 서비스 능력 서버로부터 PCRF로 간접적으로 프로비저닝될 수도 있다. 대안적으로, 또 다른 실시예에 따르면, 인터페이스(112)는 Tsp 인터페이스를 경유하여 MTC-IWF를 통해 라우팅될 수도 있다.
표 3 및 표 4에서 열거되는 일 예의 QoS 파라미터들과, 예를 들어, 비트 레이트, 비트 에러 레이트 등과 같은 전통적인 QoS 파라미터들은 조합되어, 많은 수의 잠재적인 QoS 구성들로 귀착된다. 이에 따라, 일 예의 실시예에서, 네트워크 운영자들은 선택될 수 있는 파라미터 조합들의 수를 제한하도록 선정할 수도 있다. 표 4는 액세스 네트워크 운영자가 가능한 QoS 구성들의 수를 제한하도록 어떻게 선정할 수도 있는지에 대한 하나의 예를 예시한다. QoS 구성들은 제한되지 않을 수 있거나, 또는 대안적으로 희망하는 대로 조합될 수 있다는 것이 이해될 것이다.
Figure 112016017353763-pct00005
일 예의 실시예에 따르면, 서비스 계층 배치들은 다중 액세스 네트워크들 상에서 디바이스들과 접속할 수도 있다. 예를 들어, 일부의 디바이스들은 액세스 네트워크들 사이의 그 서비스 계층 접속을 스위칭하거나, 하나를 초과하는 액세스 네트워크를 통해 서비스 계층에 동시에 접속할 수 있을 수도 있다. 일 예의 실시예에서, 서비스 계층은 특정 액세스 네트워크를 이용할 것을 디바이스에 명령할 수 있거나, 그 트래픽이 액세스 네트워크들 사이에서 어떻게 분할되어야 하는지를 디바이스에 지시할 수 있다. 또 다른 예의 실시예에서, 서비스 계층은 디바이스가 액세스 네트워크를 선택할 때에 어떤 정책들을 따라야 하는지를 액세스 네트워크에 통지할 수 있다. 예를 들어, 그 다음으로, 액세스 네트워크는 다양한 프로토콜들(예컨대, ANSDF)을 통해 정책들을 디바이스로 전달할 수도 있다.
SCS는 많은 디바이스들을 제어할 수도 있고, 디바이스들의 특정 그룹의 총 비트 레이트 또는 QoS 필요성들이 어떤 임계치를 초과하지 않을 수도 있다는 것을 알 수도 있다는 것이 이해될 것이다. 예를 들어, SCS는 100 개의 디바이스들의 그룹을 제어한다고 가정한다. SCS는, 각각의 개별적인 디바이스가 주어진 시간에서 1 Mbps 초과의 업링크 또는 다운링크 대역폭을 요구하지 않을 것이지만, 그룹에서의 모든 디바이스들에 걸친 최대 총 비트 레이트는 20 Mbps를 초과하지 않을 것이라는 것을 알 수도 있다. SCS가 그룹의 총 비트 레이트를 액세스 네트워크에 제공할 경우, 액세스 네트워크는 그 자원들을 더욱 효율적으로 관리할 수 있을 수도 있다. 예를 들어, 100 Mbps의 대역폭을 예약하는 것이 아니라, 그것은 20 Mbps의 대역폭을 예약할 수도 있고, 그룹에서의 100 개의 디바이스들의 각각에 대하여 1 Mbps의 대역폭을 "가상적으로" 예약할 수도 있다. 예시의 목적들을 위한 추가의 예로서, 그룹의 99 개의 멤버들이 접속되고, 각각의 멤버에는 1 Mbps의 "가상적" 보증이 부여되고, 액세스 네트워크의 데이터 평면 대역폭의 100%가 할당되어 있는 시나리오를 가정한다. 그룹의 100번째 멤버가 1 Mbps의 QoS 보증을 요청할 경우, 액세스 네트워크에 대한 총 대역폭 요구들이 증가하고 있지 않을 것이므로, 액세스 네트워크는 요청을 승인할 것을 알 것이다. 상기 시나리오들은 제한이 아니라, 예시의 목적들을 위하여 제시된다.
또 다른 예의 실시예에 따르면, 도 4에서 도시된 호출 흐름은 이하에서 설명된 바와 같이 그룹 QoS 예약들을 행하기 위하여 이용될 수 있다. 도 4를 참조하면, 402에서, 서비스 계층(102), 그리고 특히, 서비스 계층(102)의 SCS는 그룹 QoS 프로비저닝 메시지를 CP 노드(114)로 전송할 수도 있다. 메시지는 표 3에서 예시되어 있는 파라미터들을 포함할 수도 있고, 메시지는 이하의 표 5에서 도시되어 있는 메시지 내용들을 더 포함할 수도 있다.
Figure 112016017353763-pct00006
404에서, 그룹 프로비저닝 예에 따르면, CP 노드(114)는 새로운 QoS 규칙(들)을 확인응답한다. 406에서, CP 노드(114)는 QoS 규칙을, QoS 규칙(예컨대, 표 5)에서 식별되는 오브젝트에 액세스하기 위하여 이용될 수도 있는 노스 에지 라우터들(110)에 전달(전송)할 수도 있다. 이 메시지는 액세스 네트워크(101)에서의 라우터들(108 및 110) 중의 하나 이상, 예를 들어, 전부로 전송될 수도 있다. 예를 들어, 이 메시지는 CP 노드(114)에 의해 라우터들의 서브세트로 전송될 수도 있고, 그 다음으로, 노스 에지 라우터들(110)에 의해 다른 라우터들로 전파될 수도 있다. 408에서, 각각의 라우터는 확인응답을, 규칙을 전송한 노드(114)로 전송할 수도 있다. 410에서, 위에서 설명된 바와 같이, 노스 에지 라우터(110)는 규칙(예컨대, 표 3)에서 식별되었던 오브젝트가 액세스되고 있다는 것을 인식하기 위하여 심층 패킷 검사를 수행할 수도 있다. CP 노드(114)는 디바이스(102)에 의해 요구되는 GBR이 지원될 수 있는지 여부를 체크(결정)한다. 이 결정을 행함에 있어서, CP 노드(114)는 디바이스(102)가 그룹의 일부인 것과, 이에 따라, 디바이스에 의해 요구되는 데이터 평면 베어러들이 네트워크(101)에 의해 제공될 필요가 있는 총 대역폭에 기여하지 않을 수도 있다는 것을 고려할 수도 있다. 대안적으로, SCS로부터의 제어 평면 요청은 디바이스(102)로의 데이터 평면 베어러들에 대한 요청을 개시할 수도 있다. 도 4에서 도시되는 예시된 실시예는 DPI를 수행하는 노스 에지 라우터(110)를 도시하지만, 이것은 사우스 에지 라우터, 또는 QoS 규칙으로 구성되었던 임의의 다른 데이터 평면 라우터에 의해 대안적으로 수행될 수 있다는 것이 이해될 것이다. 412에서, 예시된 예에 따르면, 노스 에지 라우터(110)는 데이터 흐름에 대하여 다운링크 자원들이 예약될 필요가 있을 것이라는 것을 인식한다. 흐름에 대하여 자원들을 예약하기 위하여, 메시지가 네트워크(101)에서의 다른 데이터 평면 라우터들로 전송된다. 414에서는, 디바이스(102)와 서비스 계층(104), 그리고 특히, 서비스 계층(104) 내의 SCS와의 사이의 데이터 흐름이 계속된다. 데이터 평면 라우터들(108 및 110) 중의 적어도 하나, 예를 들어, 전부는 QoS 규칙들을 적용하기 위하여, 그리고 QoS 규칙들이 얼마나 오래 적용되어야 하는지를 결정하기 위하여, 흐름에 대해 DPI를 수행하는 것을 계속할 수도 있다. 416c에서, 흐름이 예를 들어, 종료되거나, 만료되거나, 또는 수정될 때, 데이터 평면 라우터들(108 및 110)은 흐름에 대하여 예약되는 자원들의 양을 조절하기 위하여 통지들을 서로에게 전송할 수도 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 단계들(416a 내지 416c)은 네트워크(101)에서의 정체 상황에 응답하여 개시될 수도 있다. 예를 들어, 정체는 네트워크(101)로 하여금, 흐름에 대해 예약되는 자원들의 양을 감소시키게 할 수도 있다.
도 4의 호출 흐름을 수행하는 액터들은 위에서 설명된 바와 같이 3GPP EPC로 맵핑될 수 있다는 것이 이해될 것이다. 예를 들어, 도 4는 410에서, 흐름이 시작되었다는 것을 검출하기 위하여 DPI를 이용하는 데이터 평면 라우터(110)를 도시한다. 일 예의 3GPP EPC 네트워크에서, TDF는 이 DPI 단계를 수행하는 노드일 수도 있다. 대안적으로, 데이터 평면 자원들은 데이터 베어러 수정 메시지에서 UE에 의해 명시적으로 요청될 수도 있다.
도 6a는 하나 이상의 개시된 실시예들이 구현될 수도 있는 일 예의 머신-대-머신(M2M), 사물 인터넷(IoT), 사물 웹(Web of Things)(WoT) 통신 시스템(10)의 도면이다. 예를 들어, 도 2 내지 도 5를 참조하여 설명된 시스템 및 방법들은 이하에서 더욱 설명된 바와 같이, 도 6a에서 도시된 다양한 디바이스들 상에서 구현될 수도 있다. 일반적으로, M2M 기술들은 IoT/WoT를 위한 구성 블록들을 제공하고, 임의의 M2M 디바이스, 게이트웨이 또는 서비스 플랫폼은 IoT/WoT뿐 아니라, IoT/WoT 서비스 계층 등의 구성부품일 수도 있다.
도 6a에서 도시된 바와 같이, M2M/IoT/WoT 통신 시스템(10)은 통신 네트워크(12)를 포함한다. 통신 네트워크(12)는 고정된 네트워크(예컨대, 이더넷, 파이버(Fiber), ISDN, PLC 등) 또는 무선 네트워크(예컨대, WLAN, 셀룰러 등) 또는 이종 네트워크들의 네트워크일 수도 있다. 예를 들어, 통신 네트워크(12)는, 음성, 데이터, 비디오, 메시징, 브로드캐스트 등과 같은 컨텐츠를 다중 사용자들에게 제공하는 다중 액세스 네트워크들, 예를 들어, 액세스 네트워크(101)를 포함할 수도 있다. 예를 들어, 통신 네트워크(12)는 코드 분할 다중 액세스(CDMA), 시간 분할 다중 액세스(TDMA), 주파수 분할 다중 액세스(FDMA), 직교 FDMA(OFDMA), 단일-캐리어 FDMA(SC-FDMA) 등과 같은 하나 이상의 채널 액세스 방법들을 채용할 수도 있다. 또한, 통신 네트워크(12)는 예를 들어, 코어 네트워크, 인터넷, 센서 네트워크, 산업용 제어 네트워크, 개인 영역 네트워크, 융합된 개인 네트워크, 위성 네트워크, 홈 네트워크, 또는 기업 네트워크와 같은 다른 네트워크들을 포함할 수도 있다.
도 6a에서 도시된 바와 같이, M2M/IoT/WoT 통신 시스템(10)은 인프라스트럭처 도메인 및 필드 도메인을 포함할 수도 있다. 인프라스트럭처 도메인은 종단-대-종단(end-to-end) M2M 배치의 네트워크 측을 지칭하고, 필드 도메인은 통상적으로 M2M 게이트웨이 후방의 영역 네트워크들을 지칭한다. 필드 도메인은 M2M 게이트웨이들(14) 및 단말 디바이스들(18)을 포함한다. 임의의 수의 M2M 게이트웨이 디바이스들(14) 및 M2M 단말 디바이스들(18)은 희망하는 대로 M2M/IoT/WoT 통신 시스템(10) 내에 포함될 수도 있다는 것이 인식될 것이다. 게이트웨이 디바이스들(14) 또는 단말 디바이스들(18)은, 위에서 설명된 실시예들에 따라 QoS 프로비저닝을 수행하는 시스템에서의 디바이스들(102)로서 구성될 수도 있다. M2M 게이트웨이 디바이스들(14) 및 M2M 단말 디바이스들(18)의 각각은 통신 네트워크(12) 또는 직접 라디오 링크를 통해 신호들을 송신 및 수신하도록 구성된다. M2M 게이트웨이 디바이스(14)는 무선 M2M 디바이스들(예컨대, 셀룰러 및 비-셀룰러)뿐만 아니라 고정된 네트워크 M2M 디바이스들(예컨대, PLC)도 통신 네트워크(12) 또는 직접 라디오 링크와 같은 운영자 네트워크들 어느 하나를 통해 통신하도록 한다. 예를 들어, M2M 디바이스들(18)은 데이터를 수집할 수도 있고, 통신 네트워크(12) 또는 직접 라디오 링크를 통해, 데이터를 M2M 애플리케이션(20) 또는 M2M 디바이스들(18)로 전송할 수도 있다. M2M 디바이스들(18)은 또한, M2M 애플리케이션(20) 또는 M2M 디바이스(18)로부터 데이터를 수신할 수도 있다. 또한, 데이터 및 신호들은 이하에서 설명된 바와 같이, M2M 서비스 계층(22)을 통해 M2M 애플리케이션(20)으로 전송될 수도 있고 이러한 애플리케이션으로부터 수신될 수도 있다. M2M 디바이스들(18) 및 게이트웨이들(14)은 예를 들어, 셀룰러, WLAN, WPAN(예컨대, Zigbee, 6LoWPAN, 블루투스), 직접 라디오 링크, 및 유선을 포함하는 다양한 네트워크들을 통해 통신할 수도 있다. 단말 디바이스들(18) 및 게이트웨이 디바이스들(14)은 위에서 설명된 바와 같이, QoS 규칙들을 교환하기 위하여 다양한 네트워크들을 통해 통신할 수도 있다.
또한, 도 6c를 참조하면, 필드 도메인에서의 예시된 M2M 서비스 계층(22)은 M2M 애플리케이션(20), M2M 게이트웨이 디바이스들(14), M2M 단말 디바이스들(18), 및 통신 네트워크(12)를 위한 서비스들을 제공한다. M2M 서비스 플랫폼(22)은 희망하는 대로 임의의 수의 M2M 애플리케이션들, M2M 게이트웨이 디바이스들(14), M2M 단말 디바이스들(18), 및 통신 네트워크들(12)과 통신할 수도 있다는 것이 이해될 것이다. M2M 서비스 계층(22)은 하나 이상의 서버들, 컴퓨터들 등에 의해 구현될 수도 있다. M2M 서비스 계층(22)은, M2M 단말 디바이스들(18), M2M 게이트웨이 디바이스들(14), 및 M2M 애플리케이션들(20)에 적용하는 서비스 능력들을 제공한다. M2M 서비스 계층(22)의 기능부들은 다양한 방법들로, 예를 들어, 웹 서버로서, 셀룰러 코어 네트워크에서, 클라우드에서 등으로 구현될 수도 있다. 예를 들어, 위에서 설명된 QoS 프로비저닝은 M2M 서비스 계층(22) 내의 다양한 서버들 상에서 구현될 수도 있다.
예시된 M2M 서비스 계층(22)과 유사하게, M2M 서비스 계층(22')은 인프라스트럭처 도메인에서 상주한다. M2M 서비스 계층(22')은 인프라스트럭처 도메인에서 M2M 애플리케이션(20') 및 기초적인 통신 네트워크(12')를 위한 서비스들을 제공한다. M2M 서비스 계층(22')은 또한, 필드 도메인에서 M2M 게이트웨이 디바이스들(14) 및 M2M 단말 디바이스들(18)을 위한 서비스들을 제공한다. M2M 서비스 계층(22')은 임의의 수의 M2M 애플리케이션들, M2M 게이트웨이 디바이스들, 및 M2M 단말 디바이스들과 통신할 수도 있다는 것이 이해될 것이다. M2M 서비스 계층(22')은 상이한 서비스 제공자에 의한 서비스 계층과 상호작용할 수도 있다. M2M 서비스 계층(22')은 하나 이상의 서버들, 컴퓨터들, 가상 머신들(예컨대, 클라우드/연산/저장 팜(farm)들 등) 등에 의해 구현될 수도 있다.
도 6b를 여전히 참조하면, M2M 서비스 계층들(22 및 22')은, 다양한 애플리케이션들 및 버티컬(vertical)들이 레버리지로 활용할 수 있는 서비스 전달 능력들의 코어 세트를 제공할 수 있다. 이 서비스 능력들은 M2M 애플리케이션들(20 및 20')이 디바이스들과 상호작용하고, 데이터 수집, 데이터 분석, 디바이스 관리, 보안, 청구, 서비스/디바이스 탐색 등과 같은 기능들을 수행하는 것을 가능하게 한다. 본질적으로, 이 서비스 능력들은 이 기능성들을 구현하는 부담을 애플리케이션들로부터 제거할 수 있어서, 이에 따라, 애플리케이션 배치를 간략화할 수 있고 비용 및 제품화 시간을 감소시킬 수 있다. 서비스 계층들(22 및 22')은 또한, M2M 애플리케이션들(20 및 20')이 서비스 계층들(22 및 22')이 제공하는 서비스들과 관련하여 다양한 네트워크들(12 및 12')을 통해 통신하는 것을 가능하게 할 수도 있다.
본원에서 이용된 바와 같이, 서비스 계층은, 애플리케이션 프로그래밍 인터페이스(API)들 및 기초적인 네트워킹 인터페이스들의 세트를 통해 부가가치(value-added) 서비스 능력들을 지원하는 소프트웨어 미들웨어 계층(software middleware layer)을 지칭할 수도 있다. ETSI M2M 및 oneM2M 양자는, 본원에서 설명된 MAC/PHY 계층 기능부들을 구현할 수도 있는 서비스 계층을 이용한다. ETSI M2M의 서비스 계층은 서비스 능력 계층(SCL)으로서 지칭된다. 본원에서 설명된 실시예들은 SCL의 일부로서 구현될 수도 있고, 여기서, 메시지들은 예를 들어, MQTT 또는 AMQP와 같은 다양한 프로토콜들에 기초할 수도 있다. SCL은 M2M 디바이스(여기서, 그것은 디바이스 SCL(DSCL)로서 지칭됨), 게이트웨이(여기서, 그것은 게이트웨이 SCL(GSCL)로서 지칭됨), 및/또는 네트워크 노드(여기서, 그것은 네트워크 SCL(NSCL)로서 지칭됨) 내에서 구현될 수도 있다. oneM2M 서비스 계층은 공통 서비스 기능부(CSF)들(예컨대, 서비스 능력들)의 세트를 지원한다. 하나 이상의 특정 타입들의 CSF들의 세트의 인스턴스화(instantiation)는, 상이한 타입들의 네트워크 노드들(예컨대, 인프라스트럭처 노드, 미들 노드, 애플리케이션-특정 노드) 상에서 호스팅될 수 있는 공통 서비스 엔티티(CSE)로서 지칭된다. 또한, 본원에서 설명된 바와 같이 QoS 규칙들을 프로비저닝하고 적용하는 것은, 액세스하기 위하여 서비스 지향 아키텍처(Service Oriented Architecture)(SOA) 및/또는 자원-지향 아키텍처(resource-oriented architecture)(ROA)를 이용하는 M2M 네트워크의 일부로서 구현될 수 있다. 또한, 본 출원의 컨텍스트 관리자들은 본 출원의 컨텍스트 관리자와 같은 서비스들에 액세스하기 위하여 서비스 지향 아키텍처(SOA) 및/또는 자원-지향 아키텍처(ROA)를 이용하는 M2M 네트워크의 일부로서 구현될 수 있다.
M2M 애플리케이션들(20 및 20')은 제한 없이, 교통, 건강 및 건강관리, 커넥티드 홈(connected home), 에너지 관리, 자산 추적, 및 보안 및 감시와 같은 다양한 산업들에서의 애플리케이션들을 포함할 수도 있다. 위에서 언급된 바와 같이, 시스템의 디바이스들, 게이트웨이들, 및 다른 서버들에 걸쳐 실행되는 M2M 서비스 계층은 예를 들어, 데이터 수집, 디바이스 관리, 보안, 청구, 위치 추적/지오펜싱(geofencing), 디바이스/서비스 탐색, 및 레거시 시스템들 통합과 같은 기능들을 지원하고, 이 기능들을 M2M 애플리케이션들(20 및 20')에 대한 서비스들로서 제공한다.
도 6c는 예를 들어, M2M 단말 디바이스(18) 또는 M2M 게이트웨이 디바이스(14)와 같은 일 예의 M2M 디바이스(30)의 시스템도이다. M2M 디바이스(30)는 위에서 설명된 실시예들에 따라 QoS 규칙들을 프로비저닝하기 위한 라우터의 하나로서 구성될 수도 있다. 도 6c에서 도시된 바와 같이, M2M 디바이스(30)는 프로세서(32), 트랜시버(34), 송신/수신 요소(36), 스피커/마이크로폰(38), 키패드(40), 디스플레이/터치패드/표시기들(42), 비착탈식 메모리(44), 착탈식 메모리(46), 전원(48), GPS(global positioning system) 칩셋(50), 및 다른 주변기기들(52)을 포함할 수도 있다. M2M 디바이스(30)는 실시예와 부합하게 유지하면서 상기한 요소들의 임의의 하위-조합을 포함할 수도 있다는 것이 인식될 것이다. 디스플레이/터치패드/표시기들(42)은 일 예의 실시예에 따라 사용자 인터페이스로서 일반적으로 지칭될 수도 있다.
프로세서(32)는 범용 프로세서, 특수 목적 프로세서, 기존의 프로세서, 디지털 신호 프로세서(DSP), 복수의 마이크로프로세서들, DSP 코어와 연관된 하나 이상의 마이크로프로세서들, 제어기, 마이크로제어기, 애플리케이션 특정 집적 회로(ASIC)들, 필드 프로그래밍가능 게이트 어레이(FPGA) 회로들, 임의의 다른 타입의 집적 회로(IC), 상태 머신 등일 수도 있다. 프로세서(32)는 신호 코딩, 데이터 처리, 전력 제어, 입력/출력 처리, 및/또는 M2M 디바이스(30)가 무선 환경에서 동작하는 것을 가능하게 하는 임의의 다른 기능성을 수행할 수도 있다. 프로세서(32)는 송신/수신 요소(36)에 결합될 수도 있는 트랜시버(34)에 결합될 수도 있다. 도 6c는 프로세서(32) 및 트랜시버(34)를 별도의 구성부품들로서 도시하고 있지만, 프로세서(32) 및 트랜시버(34)는 전자 패키지 또는 칩 내에 함께 집적될 수도 있다는 것이 인식될 것이다. 프로세서(32)는 애플리케이션-계층 프로그램들(예컨대, 브라우저들) 및/또는 라디오 액세스-계층(RAN) 프로그램들 및/또는 통신들을 수행할 수도 있다. 프로세서(32)는 인증, 보안 키 합의(security key agreement)와 같은 보안 동작들, 및/또는 예를 들어, 액세스-계층 및/또는 애플리케이션 계층과 같은 암호 동작들을 수행할 수도 있다.
송신/수신 요소(36)는 신호들을 M2M 서비스 플랫폼(22)으로 송신하거나 이러한 서비스 플랫폼으로부터 신호들을 수신하도록 구성될 수도 있다. 예를 들어, 실시예에서, 송신/수신 요소(36)는 RF 신호들을 송신 및/또는 수신하도록 구성된 안테나일 수도 있다. 송신/수신 요소(36)는 WLAN, WPAN, 셀룰러 등과 같은 다양한 네트워크들 및 무선 인터페이스들을 지원할 수도 있다. 실시예에서, 송신/수신 요소(36)는 예를 들어, IR, UV, 또는 가시광 신호들을 송신 및/또는 수신하도록 구성된 방출기/검출기일 수도 있다. 또 다른 실시예에서, 송신/수신 요소(36)는 RF 및 광 신호들 양자를 송신 및 수신하도록 구성될 수도 있다. 송신/수신 요소(36)는 무선 또는 유선 신호들의 임의의 조합을 송신 및/또는 수신하도록 구성될 수도 있다는 것이 인식될 것이다.
게다가, 송신/수신 요소(36)는 도 6c에서 단일 요소로서 도시되어 있지만, M2M 디바이스(30)는 임의의 수의 송신/수신 요소들(36)을 포함할 수도 있다. 더욱 구체적으로, M2M 디바이스(30)는 MIMO 기술을 채용할 수도 있다. 이에 따라, 실시예에서, M2M 디바이스(30)는 무선 신호들을 송신 및 수신하기 위한 2 개 이상의 송신/수신 요소들(36)(예컨대, 다중 안테나들)을 포함할 수도 있다.
트랜시버(34)는 송신/수신 요소(36)에 의해 송신되어야 하는 신호들을 변조하고, 송신/수신 요소(36)에 의해 수신되는 신호들을 복조하도록 구성될 수도 있다. 위에서 언급된 바와 같이, M2M 디바이스(30)는 멀티-모드 능력들을 가질 수도 있다. 이에 따라, 트랜시버(34)는 M2M 디바이스(30)가 예를 들어, UTRA 및 IEEE 802.11과 같은 다중 RAT들을 통해 통신하는 것을 가능하게 하기 위한 다중 트랜시버들을 포함할 수도 있다.
프로세서(32)는 비착탈식 메모리(44) 및/또는 착탈식 메모리(46)와 같은 임의의 타입의 적당한 메모리로부터의 정보에 액세스할 수도 있고, 이 메모리 내에 데이터를 저장할 수도 있다. 예를 들어, 프로세서(32)는 컨텍스트 정보 요청을 충족시키는 컨텍스트 정보가 있는지 여부를 결정하기 위하여, 비착탈식 메모리(44) 및/또는 착탈식 메모리(46)로부터의, 위에서 설명된 바와 같은 컨텍스트 정보를 저장하고 액세스할 수도 있다. 비착탈식 메모리(44)는 랜덤-액세스 메모리(RAM), 판독 전용 메모리(ROM), 하드 디스크, 또는 임의의 다른 타입의 메모리 저장 디바이스를 포함할 수도 있다. 착탈식 메모리(46)는 가입자 식별 모듈(subscriber identity module)(SIM) 카드, 메모리 스틱, SD(secure digital) 메모리 카드 등을 포함할 수도 있다. 다른 실시예들에서, 프로세서(32)는 서버 또는 홈 컴퓨터 상에서와 같이, M2M 디바이스(30) 상에 물리적으로 위치되지 않은 메모리로부터의 정보에 액세스할 수도 있고, 이 메모리 내에 데이터를 저장할 수도 있다.
프로세서(32)는 전원(48)으로부터 전력을 수신할 수도 있고, 전력을 M2M 디바이스(30)에서의 다른 구성부품들에 분배 및/또는 제어하도록 구성될 수도 있다. 전원(48)은 M2M 디바이스(30)에 급전하기 위한 임의의 적당한 디바이스일 수도 있다. 예를 들어, 전원(48)은 하나 이상의 건전지 배터리들(예컨대, 니켈-카드뮴(nickel-cadmium)(NiCd), 니켈-아연(nickel-zinc)(NiZn), 니켈 금속 수소화물(nickel metal hydride)(NiMH), 리튬-이온(lithium-ion)(Li-ion) 등), 태양 전지(solar cell)들, 연료 전지들 등을 포함할 수도 있다.
프로세서(32)는 또한, M2M 디바이스(30)의 현재의 위치에 관한 위치 정보(예컨대, 경도 및 위도)를 제공하도록 구성되는 GPS 칩셋(50)에 결합될 수도 있다. M2M 디바이스(30)는 실시예와 부합되게 유지하면서 임의의 적당한 위치-결정 방법을 통해 위치 정보를 취득할 수도 있다는 것이 인식될 것이다.
프로세서(32)는, 추가적인 특징들, 기능성 및/또는 유선 또는 무선 접속성을 제공하는 하나 이상의 소프트웨어 및/또는 하드웨어 모듈들을 포함할 수도 있는 다른 주변기기들(52)에 추가로 결합될 수도 있다. 예를 들어, 주변기기들(52)은 가속도계, 전자-나침반(e-compass), 위성 트랜시버, 센서, (사진들 또는 비디오를 위한) 디지털 카메라, 유니버셜 직렬 버스(universal serial bus)(USB) 포트, 진동 디바이스, 텔리비전 트랜시버, 핸즈 프리(hands free) 헤드셋, Bluetooth® 모듈, FM(frequency modulated) 라디오 유닛, 디지털 음악 플레이어, 미디어 플레이어, 비디오 게임 플레이어 모듈, 인터넷 브라우저 등을 포함할 수도 있다.
도 6d는 예를 들어, 도 6a 및 도 6c의 M2M 서비스 플랫폼(22)이 그 위에서 구현될 수도 있는 예시적인 컴퓨팅 시스템(90)의 블록도이다. 컴퓨팅 시스템(90)은 컴퓨터 또는 서버를 포함할 수도 있고, 어딘가에서 소프트웨어 형태일 수도 있는 컴퓨터 판독가능 명령어들에 의해, 또는 이러한 소프트웨어가 저장되거나 액세스되는 어떠한 수단들에 의해 주로 제어될 수도 있다. 이러한 컴퓨터 판독가능 명령어들은 컴퓨팅 시스템(90)으로 하여금 작업을 행하게 하기 위하여 중앙 처리 유닛(CPU)(91) 내에서 실행될 수도 있다. 다수의 알려진 워크스테이션들, 서버들, 및 개인용 컴퓨터들에서, 중앙 처리 유닛(91)은 마이크로프로세서로 칭해진 단일-칩 CPU에 의해 구현된다. 다른 머신들에서는, 중앙 처리 유닛(91)이 다수의 프로세서들을 포함할 수도 있다. 코프로세서(81)는, 추가적인 기능들을 수행하거나 CPU(91)를 보조하는, 주 CPU(91)와 구별되는 임의적인 프로세서이다.
동작 시에, CPU(91)는 명령어들을 페치, 디코딩, 및 실행하고, 컴퓨터의 주 데이터-전달 경로, 시스템 버스(80)를 통해 정보를 다른 자원들로, 그리고 자원들로부터 전달한다. 이러한 시스템 버스는 컴퓨팅 시스템(90)에서 구성부품들을 접속하고, 데이터 교환을 위한 매체를 정의한다. 시스템 버스(80)는 데이터를 전송하기 위한 데이터 라인들, 어드레스들을 전송하기 위한 어드레스 라인들, 및 인터럽트들을 전송하고 시스템 버스를 동작시키기 위한 제어 라인들을 전형적으로 포함한다. 이러한 시스템 버스(80)의 예는 PCI(Peripheral Component Interconnect) 버스이다.
시스템 버스(80)에 결합된 메모리 디바이스들은 랜덤 액세스 메모리(RAM)(82) 및 판독 전용 메모리(ROM)(93)를 포함한다. 이러한 메모리들은 정보가 저장되고 검색되도록 하는 회로부를 포함한다. ROM들(93)은, 용이하게 수정될 수 없는 저장된 데이터를 일반적으로 포함한다. RAM(82) 내에 저장된 데이터는 CPU(91) 또는 다른 하드웨어 디바이스들에 의해 판독되거나 변경될 수 있다. RAM(82) 및/또는 ROM(93)에 대한 액세스는 메모리 제어기(92)에 의해 제어될 수도 있다. 메모리 제어기(92)는, 명령어들이 실행될 때에 가상 어드레스들을 물리적 어드레스들로 변환하는 어드레스 변환 기능을 제공할 수도 있다. 메모리 제어기(92)는 또한, 시스템 내에서 프로세스들을 격리하고 사용자 프로세스들로부터 시스템 프로세스들을 격리하는 메모리 보호 기능을 제공할 수도 있다. 이에 따라, 제1 모드에서 실행되는 프로그램은 그 자신의 프로세스 가상 어드레스 공간에 의해 맵핑된 메모리에만 액세스할 수 있고; 프로세스들 사이를 공유하는 메모리가 설정되지 않았을 경우에는, 그것은 또 다른 프로세스의 가상 어드레스 공간 내의 메모리에 액세스할 수 없다.
게다가, 컴퓨팅 시스템(90)은 명령어들을 CPU(91)로부터, 프린터(94), 키보드(84), 마우스(95), 및 디스크 드라이브(85)와 같은 주변기기들로 통신하는 것을 담당하는 주변기기들 제어기(83)를 포함할 수도 있다.
디스플레이 제어기(96)에 의해 제어되는 디스플레이(86)는 컴퓨팅 시스템(90)에 의해 생성된 시각적 출력을 디스플레이하기 위하여 이용된다. 이러한 시각적 출력은 텍스트, 그래픽스, 애니메이팅된 그래픽스(animated graphics), 및 비디오를 포함할 수도 있다. 디스플레이(86)는 CRT-기반 비디오 디스플레이, LCD-기반 평판-패널 디스플레이, 가스 플라즈마-기반 평판-패널 디스플레이, 또는 터치-패널로 구현될 수도 있다. 디스플레이 제어기(96)는 디스플레이(86)로 전송되는 비디오 신호를 생성하기 위하여 요구된 전자 구성부품들을 포함한다.
또한, 컴퓨팅 시스템(90)은, 컴퓨팅 시스템(90)을 도 6a 및 도 6c의 네트워크(12)와 같은 외부 통신 네트워크에 접속하기 위하여 이용될 수도 있는 네트워크 어댑터(97)를 포함할 수도 있다.
본원에서 설명된 시스템들, 방법들 및 프로세스들 중의 임의의 것 또는 전부는, 컴퓨터, 서버, 피어, M2M 단말 디바이스, M2M 게이트웨이 디바이스 등과 같은 머신에 의해 실행될 때, 본원에서 설명된 시스템들, 방법들 및 프로세스들을 수행 및/또는 실시하는, 컴퓨터-판독가능 저장 매체 상에 저장된 컴퓨터 실행가능 명령어들(즉, 프로그램 코드)의 형태로 구현될 수도 있다는 것이 이해된다. 구체적으로, 위에서 설명된 단계들, 동작들 또는 기능들 중의 임의의 것은 이러한 컴퓨터 실행가능 명령어들의 형태로 구현될 수도 있다. 컴퓨터 판독가능 저장 매체들은 정보의 저장을 위한 임의의 방법 또는 기술로 구현된 휘발성 및 비휘발성, 착탈식 및 비착탈식 매체들 양자를 포함하지만, 이러한 컴퓨터 판독가능 저장 매체들은 신호들을 포함하지 않는다. 컴퓨터 판독가능 저장 매체들은 RAM, ROM, EEPROM, 플래시 메모리 또는 다른 메모리 기술, CDROM, 디지털 다기능 디스크(digital versatile disk)(DVD)들 또는 다른 광학적 디스크 저장장치, 자기 카세트들, 자기 테이프, 자기 디스크 저장 또는 다른 자기 저장 디바이스들, 또는 희망하는 정보를 저장하기 위하여 이용될 수 있으며 컴퓨터에 의해 액세스될 수 있는 임의의 다른 물리적 매체를 포함하지만, 이것으로 제한되지는 않는다.
도면들에서 예시된 바와 같은 본 개시물의 발명요지의 바람직한 실시예들을 설명함에 있어서, 특정 용어는 명확함을 위하여 채용된다. 그러나, 청구된 발명요지는 그렇게 선택된 특정 용어로 제한되도록 의도된 것이 아니고, 각각의 특정한 요소가 유사한 목적을 달성하기 위하여 유사한 방식으로 동작하는 모든 기술적 등가물들을 포함하는 것이 이해되어야 한다.
이 기재된 설명은, 최상의 방식을 포함하여, 발명을 개시하기 위하여, 또한, 관련 기술분야의 임의의 통상의 기술자가 임의의 디바이스들 또는 시스템들을 제조 및 이용하고 임의의 편입된 방법들을 수행하는 것을 포함하여, 발명을 실시하는 것을 가능하게 하기 위하여 예들을 이용한다. 발명의 특허가능한 범위는 청구항들에 의해 정의되고, 관련 기술분야의 통상의 기술자들에게 발생하는 다른 예들을 포함할 수도 있다. 이러한 다른 예들이 청구항들의 문언적 언어와는 상이하지 않은 구조적 요소들을 가질 경우, 또는 이들이 청구항들의 문언적 언어들과의 비실질적인 차이들을 갖는 등가의 구조적 요소들을 포함할 경우에는, 이러한 다른 예들이 청구항들의 범위 내에 있도록 의도된다.

Claims (20)

  1. 액세스 네트워크에서의 라우터에 의해 수행되는 방법으로서,
    상기 액세스 네트워크에서의 제어 평면 노드를 통해, 서비스 계층에 상주하는 서비스 계층 서버로부터 서비스 품질(QoS) 규칙을 수신하는 단계;
    오브젝트를 나타내는 메시지를 수신하는 단계 - 상기 오브젝트는 상기 메시지에서 어드레싱되고, 상기 오브젝트는 상기 메시지의 목적지를 표시함 -;
    상기 메시지에 대한 심층 패킷 검사(deep packet inspection)를 수행하는 단계;
    상기 심층 패킷 검사 중에 상기 메시지에서 어드레싱되는 상기 오브젝트를 식별하는 단계;
    상기 오브젝트를 식별하는 것에 응답하여, 상기 QoS 규칙을 상기 메시지에 적용하는 단계; 및
    상기 QoS 규칙을 상기 액세스 네트워크 내의 다른 라우터들에 송신하는 단계
    를 포함하고,
    상기 QoS 규칙을 상기 액세스 네트워크 내의 다른 라우터들에 송신하는 단계는, 서비스 데이터 흐름들의 리스트 및 그들의 우선순위의 표시를 코어 네트워크 노드에 제공하는 단계를 포함하는 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 목적지는, 인터넷 프로토콜(IP) 어드레스, 포트 번호, 자원 명칭 또는 메모리 로케이션 중 적어도 하나인 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 QoS 규칙을 적용하는 단계는,
    상기 액세스 네트워크가 정체 상태에 있다고 결정하는 단계; 및
    상기 정체 상태에 기초하여, 상기 QoS 규칙에서 표시되는 백오프 시간(backoff time) 동안 상기 메시지를 거부하는 단계
    를 더 포함하는 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 방법은, 상기 메시지와 연관된 과금 레코드(charging record)가 상기 QoS 규칙에 기초하여 업데이트되도록 상기 QoS 규칙을 상기 메시지에 적용하는 단계를 더 포함하는 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 라우터는 패킷 데이터 네트워크 게이트웨이 또는 트래픽 검출 기능부(traffic detection function)인 방법.
  6. 액세스 네트워크에서의 라우터에 의해 수행되는 방법으로서 - 상기 라우터는 트래픽 검출 기능부를 포함함 -,
    오브젝트를 나타내는 메시지를 수신하는 단계;
    상기 메시지에 대한 심층 패킷 검사를 수행하는 단계;
    상기 심층 패킷 검사 중에 상기 메시지에 의해 표시되는 상기 오브젝트를 식별하는 단계;
    상기 오브젝트를 식별하는 것에 응답하여, 서비스 품질(QoS) 규칙을 상기 메시지에 적용하는 단계;
    상기 액세스 네트워크의 제어 평면 노드를 통해, 서비스 계층에 상주하는 서비스 계층 서버로부터 상기 QoS 규칙을 수신하는 단계; 및
    상기 QoS 규칙을 상기 액세스 네트워크 내의 다른 라우터들에 송신하는 단계
    를 포함하고,
    상기 QoS 규칙을 상기 액세스 네트워크 내의 다른 라우터들에 송신하는 단계는, 낮은 우선순위인 서비스 데이터 흐름들의 리스트를 패킷 데이터 네트워크 게이트웨이에 제공하는 단계를 포함하는 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 QoS 규칙에 기초하여, 낮은 우선순위인 상기 서비스 데이터 흐름들의 리스트는 상기 액세스 네트워크가 정체 상태에 있을 때에 종단되는 방법.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 QoS 규칙에 기초하여 상기 메시지와 연관된 과금 레코드가 업데이트되는 방법.
  9. 프로세서, 메모리 및 통신 회로를 포함하는 장치로서,
    상기 장치는 자신의 통신 회로를 통해 액세스 네트워크에 접속되고, 상기 장치는 상기 장치의 메모리에 저장된 컴퓨터 실행가능 명령어들을 더 포함하고, 상기 컴퓨터 실행가능 명령어들은, 상기 장치의 프로세서에 의해 실행될 때, 상기 장치로 하여금 동작들을 수행하게 하고,
    상기 동작들은,
    상기 액세스 네트워크에서의 제어 평면 노드를 통해, 서비스 계층에 상주하는 서비스 계층 서버로부터 서비스 품질(QoS) 규칙을 수신하는 것;
    오브젝트를 나타내는 메시지를 수신하는 것 - 상기 오브젝트는 상기 메시지에서 어드레싱되고, 상기 오브젝트는 상기 메시지의 목적지를 표시함 -;
    상기 메시지에 대한 심층 패킷 검사를 수행하는 것;
    상기 심층 패킷 검사 중에 상기 메시지에서 어드레싱되는 상기 오브젝트를 식별하는 것;
    상기 오브젝트를 식별하는 것에 응답하여, 상기 QoS 규칙을 상기 메시지에 적용하는 것; 및
    상기 QoS 규칙을 상기 액세스 네트워크 내의 다른 라우터들에 송신하는 것
    을 포함하고,
    상기 QoS 규칙을 상기 액세스 네트워크 내의 다른 라우터들에 송신하는 것은, 서비스 데이터 흐름들의 리스트 및 그들의 우선순위의 표시를 패킷 데이터 네트워크 게이트웨이에 제공하는 것을 포함하는 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 목적지는, 인터넷 프로토콜(IP) 어드레스, 포트 번호, 자원 명칭 또는 메모리 로케이션 중 적어도 하나인 장치.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 QoS 규칙을 적용하는 것은,
    상기 액세스 네트워크가 정체 상태에 있다고 결정하는 것; 및
    상기 정체 상태에 기초하여, 상기 QoS 규칙에서 표시되는 백오프 시간 동안 상기 메시지를 거부하는 것
    을 더 포함하는 장치.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 QoS 규칙을 적용하는 것은 상기 액세스 네트워크의 바람직한 루트를 통해 상기 메시지를 라우팅하는 것을 더 포함하고, 상기 바람직한 루트는 상기 QoS 규칙에 의해 표시되는 장치.
  13. 제9항에 있어서,
    상기 장치는, 상기 장치로 하여금, 상기 메시지와 연관된 과금 레코드가 상기 QoS 규칙에 기초하여 업데이트되도록 상기 QoS 규칙을 상기 메시지에 적용하는 것을 포함하는 추가 동작들을 수행하게 하는, 상기 장치의 메모리에 저장된 컴퓨터 실행가능 명령어들을 더 포함하는 장치.
  14. 제9항에 있어서,
    상기 장치는 패킷 데이터 네트워크 게이트웨이 또는 트래픽 검출 기능부를 포함하는 장치.
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