KR101899182B1 - Eps의 이동 라우터 - Google Patents

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KR101899182B1
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사미 토우아티
고란 할
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텔레호낙티에볼라게트 엘엠 에릭슨(피유비엘)
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Abstract

이동 라우터와 IP 어드레스를 할당받는 이동 라우터를 포함하는 이동 통신 네트워크 사이에 통신 세션을 설정함으로써 이동 통신 네트워크와 무선 장치들 사이의 메시지 라우팅이 가능해진다. 무선 장치가 이동 통신 네트워크에 대해 고유하게 식별 가능하도록 무선 장치가 이동 라우터를 통해 이동 통신 네트워크에 대해 인증된다. 이동 통신 네트워크에 의해 무선 장치에 고유하게 할당된 IP 어드레스에 기초하여 이동 통신 네트워크와 설정된 통신 세션을 통해 무선 장치와 이동 통신 네트워크 사이에 새로운 패킷 데이터 네트워크(PDN) 접속이 설정된다.

Description

EPS의 이동 라우터{MOBILE ROUTER IN EPS}
우선권 주장
본원은 2011년 2월 18일자로 출원된 미국 특허 가출원 제61/444,584호로부터 우선권을 주장하며, 상기 가출원의 내용은 그 전체가 본 명세서에 참고로 포함된다.
기술 분야
본원은 이동 라우터에 관한 것으로서, 구체적으로는 이동 통신 네트워크와 이동 라우터에 접속된 무선 장치들 사이의 메시지 라우팅을 가능하게 하는 이동 라우터에 관한 것이다.
오늘날 현존하는 기능은 Ericsson GGSN-MPG(Gateway GPRS Support Node-Mobile Packet Gateway)에 의해 지원되는 "라우팅 비하인드 MS(Routing behind MS)"이며, 여기서는 단일 UE(User Equipment)가 여러 장치에 대한 라우터로서 기능하고, RADIUS 서버는 이 UE/라우터에 단일 IP 어드레스 대신에 서브네트를 할당한다. 서브네트는 UE/라우터에 접속하는 장치들에 의해 사용된다. NAT(Network Address Translation) 능력을 갖는 게이트웨이로서 기능하는 장치들도 존재하며, 여기서는 노스바운드 인터페이스(northbound interface)가 HSPA(High Speed Packet Access) 또는 LTE(long term evolution)를 통해 이동 통신 네트워크와 접속하고, 사우스바운드 인터페이스(southbound interface)는 WiFi 기반이며, 무선 장치들과 접속한다. 그러한 게이트웨이는 사우스바운드 접속된 장치들의 존재를 숨기며, 이동 네트워크에 의해 단일 이동 장치로서 간주된다.
전술한 구현들은 LTE 기지국에 접속하고 있는 UE 라우터의 가입을 이용한다. 이동 라우터가 사용되는 경우, 사우스바운드 인터페이스 상에 위치하는 모든 사용자들은 이동 라우터의 가입을 공유한다.
별개의 개념으로서, EPS(3GPP Evolved Packet System)는 LTE 릴레이를 지원하는 도너 eNB(donor enhanced NodeB 또는 간단히 DeNB)의 개념을 지원할 수 있다. DeNB는 E-UTRAN(Evolved UMTS Terrestrial Radio Access Network) 무선 인터페이스의 수정 버전을 가지며, 이 수정 버전은 Un 인터페이스로서 지칭된다. 이것은 3GPP LTE 기반 장치들이 DeNB를 통해 eNB에 접속하는 것을 허용한다.
다른 이동 장치를 통해 접속하는 UE들에 대해 릴레이 모델이 대신 사용되는 경우, 이 모델은 이동 장치들이 E-UTRAN 무선 인터페이스를 사용하는 것으로 가정한다. 따라서, 릴레이 기능을 달성하는 것이 바람직하며, 이 경우에 각각의 장치는 그 자신의 가입을 통해 접속하지만, WiFi와 같은 다른 무선 인터페이스를 사용한다.
적어도 2개의 상이한 타입의 인터페이스를 갖는 이동 라우터가 제공된다. 하나의 인터페이스는 이동 라우터를 LTE 네트워크와 같은 무선 액세스 네트워크에 접속하기 위한 그의 노스바운드 링크 상의 E-UTRAN 인터페이스와 같은 무선 액세스 네트워크 인터페이스이다. 이동 라우터는 또한 그의 사우스바운드 링크 상에 802.1x 인터페이스와 같은 비무선 액세스 네트워크 인터페이스를 갖는다. 이동 라우터는 예를 들어 WiFi, 또는 Zigbee 또는 심지어 LTE와 같은 다른 무선 기술을 통해 이동 라우터의 사우스바운드 링크에 접속하는 UE들에 대해 802.1x 액세스 포인트(AP)로서 기능한다. 이동 라우터는 부착된 장치들로 하여금 무선 액세스 네트워크에 의해 고유하게 인증되고 서빙되는 것을 가능하게 한다. 따라서, 이동 라우터의 사우스바운드 인터페이스(즉, 비무선 액세스 네트워크 인터페이스) 상에서 이동 라우터에 접속된 장치들은 무선 액세스 네트워크에 의해 이동 라우터에 부착된 개별 장치들로서 간주되며, 각각의 네트워크 할당된 IP 어드레스를 통해 액세스될 수 있다. 따라서, 이동 라우터의 사우스바운드 인터페이스에 접속된 장치들은 무선 액세스 네트워크에 의해 개별적으로 식별될 수 있고, 서비스될 수 있다.
이동 통신 네트워크와 무선 장치들 사이의 메시지 라우팅을 가능하게 하는 방법의 일 실시예에 따르면, 이 방법은 이동 라우터와 IP 어드레스를 할당받는 상기 이동 라우터를 포함하는 상기 이동 통신 네트워크 사이에 통신 세션을 설정하는 단계; 무선 장치를 상기 이동 라우터를 통해 상기 이동 통신 네트워크에 대해 인증하여 상기 무선 장치가 상기 이동 통신 네트워크에 대해 고유하게 식별 가능하게 하는 단계; 및 상기 이동 통신 네트워크에 의해 상기 무선 장치에 고유하게 할당된 IP 어드레스에 기초하여, 상기 이동 통신 네트워크와 설정된 상기 통신 세션을 통해 상기 무선 장치와 상기 이동 통신 네트워크 사이에 새로운 패킷 데이터 네트워크(PDN) 접속을 설정하는 단계를 포함한다.
이동 통신 네트워크와 무선 장치들 사이의 메시지 라우팅을 가능하게 하기 위한 이동 라우터의 일 실시예에 따르면, 이 이동 라우터는 IP 어드레스를 할당받는 상기 이동 라우터를 포함하는 상기 이동 통신 네트워크와의 통신 세션을 설정하고; 무선 장치를 상기 이동 통신 네트워크에 대해 인증하여 상기 무선 장치가 상기 이동 통신 네트워크에 대해 고유하게 식별 가능하게 하고; 상기 이동 통신 네트워크에 의해 상기 무선 장치에 고유하게 할당된 IP 어드레스에 기초하여 상기 통신 세션을 통해 상기 무선 장치와 상기 이동 통신 네트워크 사이에 새로운 패킷 데이터 네트워크(PDN) 접속을 설정하도록 동작할 수 있는 하나 이상의 처리 회로를 포함한다.
이 분야의 기술자들은 아래의 상세한 설명을 읽을 때 그리고 첨부 도면들을 고찰할 때 추가적인 특징들 및 이점들을 인식할 것이다.
도면들의 요소들은 반드시 서로에 대해 축척으로 그려진 것은 아니다. 동일한 참조 번호들은 대응하는 유사한 요소들을 지시한다. 다양한 도시된 실시예들의 특징들은 이들이 서로 배제하지 않는 한은 결합될 수 있다. 실시예들이 도면들에 도시되며, 아래의 설명에서 상세히 설명된다.
도 1은 이동 통신 네트워크에 무선 장치들을 접속하기 위한 이동 라우터의 일 실시예를 나타낸다.
도 2는 LTE 무선 장치들을 이동 통신 네트워크에 대해 인증하고 접속 UE들을 이동 라우터를 통해 인증하는 동안의 이동 라우터의 일 실시예를 나타낸다.
도 3a 및 3b는 LTE 무선 장치들을 이동 통신 네트워크에 대해 인증하고 접속하기 위해 이동 라우터에 의해 구현되는 메시징 절차의 일 실시예를 나타낸다.
도 4는 WiFi 무선 장치들을 이동 통신 네트워크에 대해 인증하는 동안의 이동 라우터의 일 실시예를 나타낸다.
도 5a 및 5b는 WiFi 무선 장치들을 이동 통신 네트워크에 대해 인증하고 접속하기 위해 이동 라우터에 의해 구현되는 메시징 절차의 일 실시예를 나타낸다.
도 6은 이동 라우터에 접속된 장치들에 대한 개별 PDN 접속들을 운반하기 위해 이동 라우터와 이동 통신 네트워크 사이에 설정된 LTE 링크의 일 실시예를 나타낸다.
도 7은 이동 라우터와 이동 통신 네트워크 사이에 설정된 LTE 링크의 일 실시예를 나타내며, 이 링크를 통해 둘 이상의 장치에 대한 메시지들이 단일 PDN 접속 상에서 그리고 이동 라우터에 접속된 다른 장치들에 대한 개별 PDN 접속들을 운반하기 위해 수집된다.
도 1은 이동 통신 네트워크(110)와 무선 장치들(120) 사이의 메시지 라우팅을 가능하게 하는 이동 라우터(100)의 일 실시예를 나타낸다. 이동 라우터(100)는 무선 장치들(120)이 이동 통신 네트워크(110)에 의해 고유하게 식별되고 서빙되는 것을 가능하게 하는 방식으로 무선 장치들(120)과 이동 통신 네트워크(110) 사이에 인터페이스를 제공한다. 이 때문에, 이동 라우터(100)는 이동 통신 네트워크(110)와의 통신 세션을 설정하도록 동작할 수 있는 하나 이상의 처리 회로(102)를 포함한다. 세션 설정의 일부로서, 이동 라우터(100)는 IP 어드레스를 할당받는다. 처리 회로(들)(102)는 또한 무선 장치(120)를 이동 통신 네트워크(110)에 대해 인증하도록 동작할 수 있으며, 따라서 무선 장치(120)는 이동 통신 네트워크(110)에 대해 고유하게 식별 가능하다. 처리 회로(들)(102)는 이동 통신 네트워크(110)에 의해 무선 장치(120)에 고유하게 할당된 IP 어드레스에 기초하여 통신 세션을 통해 무선 장치(120)와 이동 통신 네트워크(110) 사이에 새로운 패킷 데이터 네트워크(PDN) 접속을 설정하도록 동작할 수도 있다.
이동 라우터(110)에 포함된 처리 회로(들)(102)는 이러한 절차들을 구현하는 데 적합한 임의 타입의 하드웨어 및/또는 소프트웨어를 포함할 수 있다. 예를 들어, 처리 회로(들)(102)는 하나 이상의 기저 대역 프로세서, 마이크로프로세서, 마이크로컴퓨터, 디지털 신호 프로세서(DSP), 주문형 집적 회로(ASIC) 및 프로그래밍 가능 논리 장치와 같은 특수 목적 하드웨어, 제어기, 메모리, 펌웨어, 소프트웨어 및/또는 이들의 임의 조합을 포함할 수 있다.
이동 라우터(100)를 통해 이동 통신 네트워크(110)에 대한 액세스를 제공하는 것은 트래픽의 인증 및 암호화와 관련하여 클라이언트 무선 장치들(120)에 대해 최소의 요구를 부과한다. 이동 라우터(100)는 그러한 액세스를 제공하기 위해 적어도 2개의 상이한 타입의 인터페이스를 갖는다. 하나의 인터페이스는 그의 사우스바운드 링크, 즉 이동 라우터(100)와 무선 장치들(120) 사이의 링크 상의 802.1x 인터페이스(예로서, WiFi)와 같은 비무선 액세스 네트워크 인터페이스이다. 이동 라우터는 또한 그의 노스바운드 링크, 즉 이동 라우터(100)와 이동 통신 네트워크(110) 사이의 링크 상의 E-UTRAN 인터페이스와 같은 무선 액세스 네트워크 인터페이스를 갖는다. 이 실시예에 따르면, 이동 라우터(100)는 WiFi, 또는 Zigbee 또는 심지어 LTE와 같은 다른 무선 기술을 통해 이동 라우터(100)에 접속하는 무선 장치들(120)에 대하여 802.1x 액세스 포인트(AP)로서 기능한다.
이동 라우터(100)에 의해 가능해지는 무선 장치 부착 및 인증 절차들은 부착된 무선 장치들(120)이 이동 통신 네트워크(110)에 의해 고유하게 식별되고 서빙되는 것을 가능하게 한다. 따라서, 라우터 사우스바운드 인터페이스(즉, 비무선 액세스 네트워크 인터페이스) 상에서 이동 라우터(100)에 접속된 무선 장치들(120)은 이동 통신 네트워크(110)에 의해 이동 라우터(100)에 부착된 개별 장치들로서 간주되며, 각각의 네트워크 할당된 IP 어드레스를 통해 도달 가능하다. 일 실시예에서, 각각의 무선 장치들(120)에 고유하게 할당되는 IP 어드레스들은 이동 통신 네트워크(110)에 의해 이동 라우터(100)에 할당된 서브네트로부터 도출된다.
이동 라우터(100)는 상이한 타입의 무선 장치들(120)을 서빙할 수 있다. 예를 들어, 이동 라우터(100)는 WiFi 인터페이스들을 갖는 이동 전화들을 포함하는, WiFi 액세스 기술을 이용하는 정규 컴퓨팅 장치들과 같은 무선 장치들(120)을 서빙할 수 있다. 이동 라우터(100)에 의해 서빙되는 다른 타입의 무선 장치(120)는 WiFi 또는 MTC(machine-type communication) 장치들을 포함하는 다른 무선 액세스 기술을 이용하여 이동 라우터(100)에 부착되는 저전력 및/또는 제한된 기능의 장치들이다. 라우터(100)의 사우스바운드 인터페이스 상에서 이동 라우터(100)에 접속된 각각의 장치(120)는 네트워크 레벨에서 볼 수 있으며, 이동 통신 네트워크(110)는 대응하는 개별 장치(120)의 가입과 관련된 서비스들의 세트를 제공한다.
이어서, 이동 라우터(100)의 동작이 LTE 무선 액세스 네트워크(110)와 관련하여 더 상세히 설명되지만, 임의의 무선 액세스 기술에 쉽게 적용될 수 있다. 따라서, 이동 라우터(100)는 MLR(mobile LTE router)로도 지칭된다. MLR(100)은 LTE 무선 네트워크(110)의 eNB(enhanced NodeB)와 같은 기지국(112)에 무선 접속하기 위해 예를 들어 물리 계층, 계층 2 및 RRC(radio resource control) 기능을 포함하는 LTE 무선 네트워크(110)를 통해 무선 링크를 처리한다. MLR(100)은 또한 EPS 베어러들을 종료하여, 사우스바운드 인터페이스 상에서 MLR(100)에 접속된 상이한 무선 장치들(120)로부터의 상이한 IP 흐름들을 올바른 EPS 베어러로 맵핑하기 위한 TFT들(traffic flow templates)을 유지한다.
도 1에서, 예를 들어, 3GPP 장치(예로서, UE A)가 LTE 무선 액세스 기술을 이용하여 MLR(100)의 사운스바운드 인터페이스에 접속하는 경우, MLR(100)은 MLR(100)에 대해 LTE 무선 네트워크(110)와 이전에 설정된 메인 세션의 서브세션 내에서 3GPP 장치의 시그널링을 중계한다. 다른 장치(예로서, UE B)가 WiFi 또는 다른 무선 기술을 이용하여 MLR(100)의 사우스바운드 인터페이스와 접속하는 경우, MLR(100)은 WiFi(또는 다른) 세션으로부터의 관련 파라미터들을 LTE 네트워크(110)에 대해 이미 설정된 메인 세션 MLR의 서브세션으로 맵핑한다. 특정 구현은 MLR(100)이 UE들(120)의 서빙을 언제 시작 또는 종료할지를 지시한다. 또한, MLR(100)은 바람직하게는 LTE 네트워크(110)에 대한 접속을 위해 다른 MLR을 사용하지 않는데, 즉 MLR들의 캐스케이딩은 바람직하지 않다.
MLR(100)은 그의 노스바운드(예로서, LTE 기반) 인터페이스를 통해 무선 장치들(120)에 대한 네트워크 접속을 제공한다. WiFi 액세스를 갖는 이동 전화들과 같은 WiFi 기반 UE 장치들(120)에 대해, MLR(100)은 이동 코어 네트워크(110)와의 중계/연동 기능으로서 작용한다. 일 실시예에서, MLR(100)은 MLR(100)이 LTE 네트워크(110)와 함께 생성한 메인 세션에 더하여 서브세션들을 생성한다. 이러한 서브세션들은 LTE 네트워크(110)와 설정된 통신 세션을 통해 UE 장치들(120)과 LTE 네트워크(110) 사이에 설정된 새로운 PDN 접속들을 나타내거나 이에 대응한다.
도 2는 무선 장치들(UE A 및 UE B)이 3GPP 장치들인 일 실시예를 나타낸다. MLR(100)은 예를 들어 도 3a의 영역 300에 도시된 요청들 및 응답들의 통상적인 시퀀스에 의해 예시되는 바와 같이 LTE 네트워크(110)의 eNB(112)를 통해 MLR(100)의 노스바운드 인터페이스를 통해 LTE 네트워크(110)와의 전통적인 부착 및 인증 절차(도 2의 단계 1)를 수행하며, 여기서 MME(114)는 LTE 네트워크(110)의 이동성 관리 엔티티이고, SGW(116)는 LTE 네트워크(110)의 서빙 게이트웨이이고, PGW(118)는 LTE 네트워크(110)의 패킷 데이터 네트워크 게이트웨이이고, PCRF(120)는 LTE 네트워크(110)의 정책 과금 및 규칙 기능(policy charging and rules function)이고, HSS(122)는 LTE 네트워크(110)의 홈 가입자 서버이다.
UE A는 LTE 무선 액세스 기술을 이용하여 MLR(100)의 사우스바운드 인터페이스에 접속하며, MLR(100)은 예를 들어 도 3b의 영역 310에 도시된 요청들 및 응답들의 시퀀스에 의해 예시되는 바와 같이 예를 들어 SIM(subscriber identity module) 카드 또는 소프트 SIM의 사용을 통해 인증을 수행한다(도 2의 단계 2). 구체적으로, MLR(100)은 라우터 사우스바운드 인터페이스를 통해 UE A로부터 RRC 접속 셋업 요청 및 부착 요청을 수신한다. MLR(100)은 부착 요청을 라우터 노스바운드 인터페이스를 통해 LTE 네트워크(110)의 eNB(112)로 전송한다. 이어서, eNB(112)는 요청을 LTE 네트워크(110)에 대한 제어 노드인 MME(114)로 전송한다. UE A, MLR(100)및 LTE 네트워크(110) 사이에 인증/보안 절차가 구현되며, 이에 따라 UE A가 인증된다. 일 실시예에서, MLR(100)은 EAP-SIM (extensible authentication protocol method for GSM subscriber identity module)을 이용하여 UE들을 인증한다. EAP-SIM은 GSM(global system for mobile communications) 가입자 식별 모듈(SIM)을 이용하는 인증 및 세션 키 배포를 위한 확장형 인증 프로토콜(EAP) 메커니즘이며, RFC 4186에 설명되어 있다. 예를 들어, UE A 및 UE B는 각각의 가입자를 고유하게 식별하는 서비스-가입자 키(IMSI)를 저장하고 사용자 인증을 구현하기 위해 MLR(100)로 전송될 수 있는 SIM 카드를 사용할 수 있다. MLR(100)은 컨테이너 NAS(non-access stratum) 메시지 내에서 인증 요청을 LTE 네트워크(110)로 전송한다(도 2의 단계 3). MLR은 또한 UE B에 대해 SIM 인증 및 인증 요청 전송을 수행한다(도 2의 단계 4 및 5).
UE가 인증된 후, MLR(100)은 PDN 접속 요청을 eNB(112)를 통해 MME(114)로 전송한다. MME(114)는 세션 생성 요청을 생성하며, 이 요청은 SGW(116)를 통해 PGW(118)로 전송된다. SGW(116)는 사용자 데이터 패킷들을 라우팅 및 전송하며, eNodeB간 핸드오버들 동안에 사용자 평면에 대한 이동성 앵커로서 그리고 LTE 및 다른 3GPP 기술들 간의 이동성을 위한 앵커로서 기능한다. PGW(118)는 UE들에 대한 트래픽의 출구 및 입구 포인트로서 기능함으로써 UE들로부터 외부 PDN들(130)로의 접속을 제공한다.
세션 생성 요청에 응답하여, PGW(118) 및 PCRF(120)는 UE로 하여금 음성 전화 통신, 스트리밍 등과 같은 세션을 시작할 수 있게 하는 IP-CAN(IP Connectivity Access Network) 세션을 설정한다. PGW(118)는 세션 생성 응답을 SGW(116)로 전송하며, 이어서 SGW는 응답을 MME(114)로 전송한다. MME(114)는 IP-CAN 세션이 설정되었음을 지시하는 PDN 접속 수락 메시지를 생성하고, 수락 메시지를 eNB(112)로 전송한다. 이에 응답하여, eNB(112)는 베어러 셋업을 수행하고, MLR(100)과의 RRC 접속 재구성을 개시한다. MLR(100)은 또한 대응하는 UE와의 RRC 접속 재구성을 개시한다. RRC 접속 재구성의 완료시, 라우터 사우스바운드 인터페이스 상에서 UE로부터 MLR(100)로 그리고 라우터 노스바운드 인터페이스 상에서 MLR(100)과 eNB(112) 사이에서 메시지들의 직접 전송이 허가된다. eNB(112)는 PDN 접속이 완료되었음을 MME(114)에 통지한다. 각각의 경우, 각각의 LTE UE와 관련된 서브세션들이 메인 MLR 세션에 대해 앵커링된다. MME(114) 및 SGW(116)는 원할 경우에 베어러 변경을 수행할 수 있으며, 베어러 실시 및 맵핑은 특정 장치에 따라 상이할 수 있다.
도 4는 무선 장치들(120)이 WiFi 장치들(UE A 및 UE B)인 일 실시예를 나타낸다. MLR(100)은 예를 들어 도 5a의 영역 500에 도시된 요청들 및 응답들의 통상적인 시퀀스에 의해 예시되는 바와 같이 LTE 네트워크(110)의 eNB(112)를 통해 라우터 노스바운드 인터페이스를 통해 LTE 네트워크(110)와의 전통적인 부착 및 인증 절차(도 4의 단계 1)를 수행한다.
WiFi를 통해 MLR(100)에 접속하는 장치들은 예를 들어 SIM 카드 또는 소프트 SIM의 사용을 통해 인증을 수행할 수 있다. MLR(100)은 예를 들어 도 5b의 영역 510에 도시된 요청들 및 응답들의 시퀀스에 의해 예시되는 바와 같이 802.1x를 이용하여 이러한 장치들을 인증할 수 있다. 일 실시예에서, 인증 요청이 EAPOL(EAP encapsulation over LAN) 메시지로서 특정 UE로부터 MLR(100)로 전송되며, MLR(100)은 인증 요청을 비액세스 계층 메시지 컨테이너 내에서 eNB(112)로 전송한다.
일반적으로, MLR(100)과 LTE 네트워크(110) 사이의 IP-CAN 설정 및 PDN 접속은 본 명세서에서 도 2 및 3을 참조하여 전술한 바와 같이 처리될 수 있다. MLR(100)과 LTE 네트워크(110) 사이의 IP-CAN 설정 및 PDN 접속에 이어서, MLR(100)은 라우터 사우스바운드 인터페이스 상에서 특정 WiFi 장치로부터 수신된 대응하는 DHCP(dynamic host configuration protocol) 요청들을 eNB(112)로의 전송을 위해 노스바운드 인터페이스 상에서 적절한 NAS(non-access stratum) 메시지들로 맵핑한다(도 4의 단계 2-5). 그렇게 함으로써, LTE 네트워크(110)의 MME(114) 및 PGW(118)는 PDN 접속을 생성하고 IP 어드레스를 대응하는 WiFi 장치에 할당할 수 있다. WiFi 장치로부터의 각각의 접속은 MLR(100)에 의해 셋업된 새로운 PDP 접속으로 간주될 수 있다. 동일 또는 상이한 APN들(access point names)에 대해 다수의 PDN 접속이 셋업될 수 있다. 상이한 장치들(120)에 의해 다수의(개별) PDN들(130)에 부착하는 것은 MLR(100)의 사우스바운드 인터페이스 상에서 다수의 SSID의 사용에 의해 달성될 수 있다. 각각의 경우에, WiFi UE들과 관련된 서브세션들이 메인 MLR 세션에 대해 앵커링된다.
도 6은 MLR(100)과 LTE 네트워크(110) 사이의(외부 PDN(130)에 대한) LTE 링크가 MLR(100)의 사우스바운드 인터페이스에 접속된 상이한 무선 장치들(UE A 및 UE B)에 대한 상이한 PDN 접속들을 운반하는 일 실시예를 나타낸다. 제1 PDN 접속은 UE A와 관련되고, 제2 PDN 접속은 UE B와 관련된다. UE A 및 UE B는 LTE 네트워크(110)에 의해 MLR(100)에 부착된 개별 장치들로서 간주되며, 예를 들어 본 명세서에서 전술한 바와 같이 상이한 UE들에 대해 각각의 IP-CAN 세션들을 설정함으로써 결정되는 바와 같은 각각의 네트워크 할당된 IP 어드레스들을 통해 도달 가능하다.
도 7은 무선 장치들 중 일부(UE B 및 UE C)가 제한된 IP 스택을 실행할 수 있고 매우 낮은 전력 소비 요구를 가질 수 있는 센서들 또는 특수화된 단일 기능 장치들과 같은 전력 및/또는 제한된 기능 장치들인 일 실시예를 나타낸다. 이러한 장치들은 통상적으로 트래픽을 거의 생성하지 않는다. 이러한 타입의 장치들에 대해 또는 심지어 이동 전화들과 같은 완전 기능 컴퓨팅 장치들에 대해, MLR(100)은 프록시로서 기능할 수 있으며, 도 7에 도시된 바와 같이 소정 수의 이러한 장치들을 단일 세션 내로 모을 수 있다. LTE 링크는 UE A에 대한 하나의 PDN 접속을 운반하며, 따라서 UE A는 LTE 네트워크(110)에 의해 고유하게 식별되고 서비스될 수 있다. UE B 및 UE C와 관련된 트래픽은 MLR(100)에 의해 단일 서브세션 내로 모이며, LTE 네트워크(110)에 의해 단일 PDN 접속을 할당받는다. MLR(100)은 MLR(100)과 LTE 네트워크(110) 사이에 설정된 메인 세션에 대한 서브세션들을 생성함으로써 WiFi 장치들이 접속될 때와 유사한 기능을 수행한다. 따라서, UE B 및 UE C는 LTE 네트워크(110)의 관점에서 하나의 장치로 보인다. 대안으로서, MLR(100)은 UE B 및 UE C에 대해 창구(pass-through) 장치의 역할을 할 수 있으며, 각각의 장치는 LTE 네트워크(110)에 개별적으로 그리고 고유하게 등록할 수 있다.
QoS 맵핑과 관련된 특징들은 MLR 레벨에서 수행된다. 상이한 트래픽 흐름들은 장치/사용자와 관련된 정책들에 기초하여 상이한 QoS를 할당받는다. MLR(100)은 MLR(100)의 사우스바운드 인터페이스에 부착된 다수의 장치에 속하는 서브세션 NAS 메시지들을 여전히 운반하고 중계한다.
본 명세서에서 설명된 실시예들은 이동 라우터가 부착된 장치를 대신하여 서브세션 NAS 메시지들을 생성할 수 있게 하는 연동 기능들을 제공하며, 이러한 메시지들은 이동 통신 네트워크에서 장치에 대한 세션이 생성되게 한다. 사우스바운드 장치가 상이한 PDN에 대한 접속을 설정하기를 원할 때, 이동 라우터는 먼저 그 PDN에 대한 접속을 설정하는데, 이는 전술한 바와 같이 서브세션들이 이동 네트워크와의 메인 라우터 세션에 대해 앵커링되기 때문이다. 따라서, 개별 LTE 및/또는 WiFi 장치들은 그들 각각의 가입 증명서들과 함께 WiFi 또는 유사한 링크를 이용하여 LTE 또는 다른 이동 통신 네트워크에 액세스할 수 있다. 따라서, 이러한 장치들은 이동 라우터와 관련된 메인 게이트웨이 가입을 이용할 필요가 없다. 모든 가입 정책들이 WiFi 링크 특성들에 맵핑된 개별 장치들에 대해 이용 가능하다.
"아래", "밑", "하부", "위", "상부" 등과 같이 공간적으로 상대적인 용어들은 하나의 요소의 다른 요소에 대한 배치를 설명하기 위해 설명의 편의상 사용된다. 이러한 용어들은 도면들에 도시된 것들과 다른 배향들에 더하여 장치의 상이한 배향들을 포함하는 것을 의도한다. 또한, "제1", "제2" 등과 같은 용어들도 다양한 요소들, 영역들, 섹션들 등을 설명하는 데 사용되며, 또한 한정을 의도하지 않는다. 설명 전반에서 동일한 용어들은 동일한 요소들을 지칭한다.
본 명세서에서 사용될 때, "갖는", "구비하는", "포함하는" 등의 용어들은 언급된 요소들 또는 특징들의 존재를 지시하지만 추가적인 요소들 또는 특징들을 배제하지 않는 개방된 용어들이다. 관사들 "a", "an" 및 "the"는 상황이 명확히 달리 지시하지 않는 한은 단수는 물론 복수도 포함하는 것을 의도한다.
본 명세서에서 설명된 다양한 실시예들의 특징들은 명확히 달리 언급되지 않는 한은 서로 결합될 수 있다는 것을 이해해야 한다.
본 명세서에서 특정 실시예들이 예시되고 설명되었지만, 이 분야의 통상의 기술자들은 본 발명의 범위로부터 벗어나지 않고 다양한 대안 및/또는 등가 구현들이 도시되고 설명된 특정 실시예들을 대체할 수 있다는 것을 알 것이다. 본원은 본 명세서에서 설명된 특정 실시예들의 임의의 개량들 또는 변형들을 포함하는 것을 의도한다. 따라서, 본 발명은 청구항들 및 이들의 균등물들에 의해서만 한정되는 것을 의도한다.

Claims (20)

  1. 이동 통신 네트워크와 무선 장치들 사이의 메시지 라우팅을 가능하게 하는 방법으로서,
    이동 라우터와 IP 어드레스를 할당받는 상기 이동 라우터를 포함하는 상기 이동 통신 네트워크 사이에 통신 세션을 설정하는 단계;
    무선 장치가 상기 이동 통신 네트워크에 대해 고유하게 식별 가능하도록, 상기 무선 장치의 상기 이동 통신 네트워크에 대한 가입에 기초하여 상기 이동 라우터를 통해 상기 이동 통신 네트워크에 대해 상기 무선 장치를 인증하는 단계; 및
    상기 이동 통신 네트워크에 의해 상기 무선 장치에 고유하게 할당된 IP 어드레스에 기초하여 상기 이동 통신 네트워크와 설정된 상기 통신 세션을 통해 상기 무선 장치와 상기 이동 통신 네트워크 사이에 새로운 패킷 데이터 네트워크(PDN) 접속을 설정하는 단계
    를 포함하는 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 무선 장치를 상기 이동 라우터를 통해 상기 이동 통신 네트워크에 대해 인증하는 단계는
    상기 이동 통신 네트워크에 의해 지원되는 동일한 무선 액세스 기술을 이용하여 상기 이동 라우터에서 상기 무선 장치를 인증하는 단계; 및
    상기 무선 장치로부터의 인증 요청을 상기 이동 라우터를 통해 상기 이동 통신 네트워크의 기지국으로 전송하는 단계
    를 포함하는 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 인증 요청은 NAS(non-access stratum) 메시지 컨테이너 내에서 상기 이동 라우터로부터 상기 기지국으로 전송되는 방법.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 이동 통신 네트워크와 설정된 상기 통신 세션을 통해 상기 무선 장치와 상기 이동 통신 네트워크 사이에 상기 새로운 PDN 접속을 설정하는 단계는
    상기 무선 장치가 상기 이동 통신 네트워크에 대해 인증된 후에 상기 이동 라우터로부터의 PDN 접속 요청을 상기 기지국으로 전송하는 단계; 및
    상기 이동 라우터가 상기 이동 통신 네트워크가 상기 PDN 접속 요청을 수락했다는 지시를 수신하는 것에 응답하여 상기 무선 장치와 상기 이동 라우터 사이에 무선 자원 제어 접속을 재구성하는 단계
    를 포함하는 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 무선 장치를 상기 이동 라우터를 통해 상기 이동 통신 네트워크에 대해 인증하는 단계는
    상기 이동 통신 네트워크에 의해 지원되는 무선 액세스 기술과 다른 무선 액세스 기술을 이용하여 상기 이동 라우터에서 상기 무선 장치를 인증하는 단계; 및
    상기 무선 장치로부터의 인증 요청을 상기 이동 라우터를 통해 상기 이동 통신 네트워크의 기지국으로 전송하는 단계
    를 포함하는 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 인증 요청은 EAPOL(EAP encapsulation over LAN) 메시지로서 상기 무선 장치로부터 상기 이동 라우터로 전송되고, 상기 이동 라우터는 상기 인증 요청을 NAS 메시지 컨테이너 내에서 상기 기지국으로 전송하는 방법.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 이동 통신 네트워크와 설정된 상기 통신 세션을 통해 상기 무선 장치와 상기 이동 통신 네트워크 사이에 상기 새로운 PDN 접속을 설정하는 단계는
    상기 무선 장치가 상기 이동 통신 네트워크에 대해 인증된 후에 상기 이동 라우터가 상기 무선 장치로부터 DHCP 발견 메시지를 수신하는 것에 응답하여 상기 이동 라우터로부터의 PDN 접속 요청을 상기 기지국으로 전송하는 단계; 및
    상기 이동 라우터가 상기 이동 통신 네트워크가 상기 PDN 접속 요청을 수락했다는 지시를 수신하는 것에 응답하여 상기 이동 라우터로부터의 DHCP ACK 메시지를 상기 무선 장치로 전송하는 단계
    를 포함하고,
    상기 DHCP ACK 메시지는 상기 이동 통신 네트워크에 의해 상기 무선 장치에 고유하게 할당된 상기 IP 어드레스를 포함하는 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 무선 장치에 고유하게 할당된 상기 IP 어드레스는 상기 이동 통신 네트워크에 의해 상기 이동 라우터에 할당된 서브네트로부터 도출되는 방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 이동 라우터로부터 상기 이동 통신 네트워크로 중계하기 위해 소정 타입의 복수의 무선 장치로부터 수신된 메시지들을 단일 세션 내로 수집하는 단계를 더 포함하는 방법.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 무선 장치가 상기 이동 통신 네트워크에 대해 고유하게 식별 가능하도록 상기 무선 장치를 상기 이동 라우터를 통해 상기 이동 통신 네트워크에 대해 인증하는 단계는 상기 무선 장치와 고유하게 관련된 서비스-가입자 키를 상기 이동 라우터를 통해 상기 이동 통신 네트워크로 전송하는 단계를 포함하는 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 무선 장치와 관련된 가입 프로필에 따라 상기 무선 장치와 상기 이동 통신 네트워크 사이에 설정된 상기 새로운 PDN 접속에 대한 서비스 품질을 제공하는 단계를 더 포함하는 방법.
  12. 이동 통신 네트워크와 무선 장치들 사이의 메시지 라우팅을 가능하게 하기 위한 이동 라우터로서,
    하나 이상의 처리 회로를 포함하며,
    상기 하나 이상의 처리 회로는,
    IP 어드레스를 할당받는 상기 이동 라우터를 포함하는 상기 이동 통신 네트워크와의 통신 세션을 설정하고;
    무선 장치가 상기 이동 통신 네트워크에 대해 고유하게 식별 가능하도록, 상기 무선 장치의 상기 이동 통신 네트워크에 대한 가입에 기초하여 상기 무선 장치를 상기 이동 통신 네트워크에 대해 인증하고;
    상기 이동 통신 네트워크에 의해 상기 무선 장치에 고유하게 할당된 IP 어드레스에 기초하여 상기 통신 세션을 통해 상기 무선 장치와 상기 이동 통신 네트워크 사이에 새로운 패킷 데이터 네트워크(PDN) 접속을 설정하도록
    동작할 수 있는 이동 라우터.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 하나 이상의 처리 회로는 상기 이동 통신 네트워크에 의해 지원되는 동일한 무선 액세스 기술을 이용하여 상기 무선 장치를 인증하고, 상기 무선 장치로부터 수신된 인증 요청을 상기 이동 통신 네트워크의 기지국으로 전송하도록 동작할 수 있는 이동 라우터.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 하나 이상의 처리 회로는 상기 인증 요청을 NAS(non-access stratum) 메시지 컨테이너 내에서 상기 기지국으로 전송하도록 동작할 수 있는 이동 라우터.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 하나 이상의 처리 회로는 상기 무선 장치가 상기 이동 통신 네트워크에 대해 인증된 후에 PDN 접속 요청을 상기 기지국으로 전송하고, 상기 이동 라우터가 상기 이동 통신 네트워크가 상기 PDN 접속 요청을 수락했다는 지시를 수신하는 것에 응답하여 상기 무선 장치와의 무선 자원 제어 접속을 재구성하도록 동작할 수 있는 이동 라우터.
  16. 제12항에 있어서,
    상기 하나 이상의 처리 회로는 상기 이동 통신 네트워크에 의해 지원되는 무선 액세스 기술과 다른 무선 액세스 기술을 이용하여 상기 무선 장치를 인증하고, 상기 무선 장치로부터 수신된 인증 요청을 상기 이동 통신 네트워크의 기지국으로 전송하도록 동작할 수 있는 이동 라우터.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 인증 요청은 EAPOL(EAP encapsulation over LAN) 메시지로서 상기 이동 라우터에서 수신되고, 상기 하나 이상의 처리 회로는 상기 인증 요청을 NAS 메시지 컨테이너 내에서 상기 기지국으로 전송하도록 동작할 수 있는 이동 라우터.
  18. 제16항에 있어서,
    상기 하나 이상의 처리 회로는 상기 무선 장치가 상기 이동 통신 네트워크에 대해 인증된 후에 상기 무선 장치로부터 수신된 DHCP 발견 메시지에 응답하여 PDN 접속 요청을 상기 기지국으로 전송하고, 상기 이동 라우터가 상기 이동 통신 네트워크가 상기 PDN 접속 요청을 수락했다는 지시를 수신하는 것에 응답하여 DHCP ACK 메시지를 상기 무선 장치로 전송하도록 동작할 수 있으며, 상기 DHCP ACK 메시지는 상기 이동 통신 네트워크에 의해 상기 무선 장치에 고유하게 할당된 상기 IP 어드레스를 포함하는 이동 라우터.
  19. 제12항에 있어서,
    상기 하나 이상의 처리 회로는 또한, 상기 이동 라우터로부터 상기 이동 통신 네트워크로 중계하기 위해 소정 타입의 복수의 무선 장치로부터 수신된 메시지들을 단일 세션 내로 수집하도록 동작할 수 있는 이동 라우터.
  20. 제12항에 있어서,
    상기 하나 이상의 처리 회로는 상기 무선 장치와 고유하게 관련된 서비스-가입자 키를 상기 이동 통신 네트워크로 전송하도록 동작할 수 있는 이동 라우터.
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