KR101907812B1

KR101907812B1 - 무선 네트워크들을 위한 이동성 관리

Info

Publication number: KR101907812B1
Application number: KR1020177014885A
Authority: KR
Inventors: 콜린 칸; 하리쉬 비스와나탄
Original assignee: 알까뗄 루슨트
Priority date: 2014-11-03
Filing date: 2015-11-02
Publication date: 2018-10-12
Also published as: US20160127958A1; CN107079279B; EP3216247A1; EP4195725A1; WO2016073361A1; US10129799B2; JP6563505B2; JP2018502527A; BR112017009341A2; CN107079279A; EP3216247B1; KR20170075795A

Abstract

무선 네트워크들에서 이동성 관리를 위한 시스템들 및 방법들이다. 하나의 방법이 무선 디바이스에 대한 이동성 프로파일을 식별하는 단계, 이동성 프로파일로부터 제1 액티브 이동성 설정 및 제1 유휴 이동성 설정을 선택하는 단계, 그리고 액티브 상태에서 무선 디바이스에 대한 이동성 관리에 관여하기 위한 네트워크 엘리먼트들에 대한 명령들을 결정하는 단계를 포함한다. 그 방법은 유휴 상태에서 무선 디바이스에 대한 이동성 관리에 관여하기 위한 네트워크 엘리먼트들에 대한 명령들을 결정하는 단계를 또한 포함한다. 게다가, 그 방법은, 무선 디바이스가 액티브 상태에 있을 때 제1 액티브 이동성 설정에 따라 네트워크 엘리먼트들에게 명령들을 제공하는 단계와, 무선 디바이스가 유휴 상태에 있을 때 제1 유휴 이동성 설정에 따라 네트워크 엘리먼트들에게 명령들을 제공하는 단계를 포함한다.

Description

무선 네트워크들을 위한 이동성 관리{MOBILITY MANAGEMENT FOR WIRELESS NETWORKS}

본 발명은 원거리통신 분야에 관한 것이다.

무선 네트워크들이 스마트폰들, 랩톱들, 테블릿들, 및 스마트 워치들과 같은 사용자 장비(User Equipment)(UE)에 음성 및/또는 데이터 서비스들을 제공한다. 무선 네트워크들은 이동성 관리 서비스들로서 알려진 것들을 또한 제공할 수 있다. 이동성 관리 서비스들은 UE가 네트워크를 가로질러 이동할 때 UE와 네트워크 간의 접속을 추적/관리하는데 사용된다. 예를 들어, UE가 도시를 가로질러 이동함에 따라, 그 UE는 제1 기지국에 부속하여 데이터 세션을 개시할 수 있고, 네트워크는 UE가 제1 기지국의 범위 밖으로 이동함에 따라 제2 기지국으로 그 세션을 핸드오버할 수 있다.

이동성 관리 설정들은 네트워크-전체 기반으로 현재 수행된다. 예를 들어, 4G LTE(Long Term Evolution) 네트워크들에서, UE가 기지국과 통신하기 위해 액티브 라디오 리소스 제어(Radio Resource Control)(RRC) 상태에 있다면, 일반 패킷 라디오 서비스(General Packet Radio Service)(GPRS) 터널링 프로토콜(GPRS Tunneling Protocol)(GTP)이 기지국과 이동성 앵커 노드, 이를테면 서빙 게이트웨이(Serving Gateway)(SGW) 간에 GTP 터널을 확립하는데 사용된다. GTP 터널이 SGW와 인터넷 프로토콜(Internet Protocol)(IP) 앵커 노드, 이를테면 패킷 데이터 네트워크(Packet Data Network)(PDN) 게이트웨이(PDN Gateway)(PGW) 간에 또한 확립된다. 액티브 UE가 새로운 기지국에 부속될 때마다, GTP 터널이 UE에 대한 IP 주소를 보존하기 위하여 SGW와 새로운 기지국 간에 확립된다. 그러나, GTP 터널링은 실질적인 오버헤드 부담에 연관되고, GTP 터널링 캡슐화 및 캡슐화해제가 네트워크에서 특정 유형들의 라우터 노드들에 의해서만 수행될 수 있다.

대안적으로, UE가 유휴 RRC 상태에 있다면, LTE 네트워크들은 UE를 상이하게 추적하기 위해 이동성 관리 서비스들을 사용한다. 구체적으로는, 코어 네트워크는 라디오 액세스 네트워크(RAN)를, 지리적으로 근접한 기지국들의 세트를 각각이 포함하는 추적 영역들(Tracking Areas)(TA들)로 나눈다. 유휴 UE가 하나의 TA와 다른 TA 간의 경계를 가로지르면, 이 변경은 코어 네트워크에 보고된다. 유휴 UE와의 액티브 접속이 (예컨대, 데이터의 패킷을 그 UE에게 송신하기 위하여) 원해진다면, 코어 네트워크는 유휴 UE를 찾아내기 위해 그 UE가 존재하는 TA의 지식을 사용하여 브로드캐스트(페이지) 메시지를 트리거한다.

본 명세서에서 설명되는 실시예들은 개개의 무선 디바이스들의 이동성 요구를 동적으로 해결하는 원거리통신 네트워크들을 제공한다. 무선 디바이스들(및/또는 그것들의 애플리케이션들)에 대한 이동성 관리를 글로벌 기반 대신 개별적으로 해결하기 위해 네트워크의 엘리먼트들을 프로그래밍함으로써, 네트워크는 자신의 효율 및 효능 둘 다를 클라이언트들을 서빙함에 있어서 향상시킨다. 이는 상이한 애플리케이션들 및 무선 디바이스들에 대한 로케이션에서의 변경들이 상이한 기법들을 사용하여 핸들링될 수 있다는 것을 의미한다. 예를 들어, 네트워크는 터널링을 포기하고 주로 정적 또는 이동식인 디바이스에 대해 로컬 IP 주소를 배정할 수 있다. 이는 터널링이 필요 없거나 또는 유익하지 않은 상황들에서 네트워크 리소스들을 절약하는 것을 돕는 한편, 터널링으로부터 유익을 얻을 수 있는 다른 무선 디바이스들 또는 애플리케이션들에 대한 터널링을 여전히 보존시킨다.

하나의 실시예는 무선 네트워크에서의 이동성 관리를 위한 방법이다. 그 방법은, 원거리통신 네트워크에서, 무선 디바이스에 대한 적어도 하나의 액티브 이동성 설정 및 적어도 하나의 유휴 이동성 설정을 포함하는 이동성 프로파일을 식별하는 단계, 이동성 프로파일로부터 제1 액티브 이동성 설정 및 제1 유휴 이동성 설정을 선택하는 단계, 그리고 제1 액티브 이동성 설정에 기초하여, 무선 디바이스가 상기 원거리통신 네트워크를 통해 패킷 데이터 네트워크(PDN)와 데이터의 패킷들을 교환하는 액티브 상태에 있는 동안 무선 디바이스에 대한 이동성 관리에 관여하기 위한 하나 이상의 제1 네트워크 엘리먼트들에 대한 제1 명령 세트를 결정하는 단계를 포함한다. 그 방법은, 제1 유휴 이동성 설정에 기초하여, 무선 디바이스가 원거리통신 네트워크를 통해 PDN과 데이터의 패킷들을 교환하지 않는 유휴 상태에 있는 동안 무선 디바이스에 대한 이동성 관리에 관여하기 위한 하나 이상의 제2 네트워크 엘리먼트들에 대한 제2 명령 세트를 결정하는 단계를 또한 포함한다. 게다가, 그 방법은, 무선 디바이스가 액티브 상태에 있을 때 제1 액티브 이동성 설정에 따라 하나 이상의 제1 네트워크 엘리먼트들에게 제1 명령 세트를 제공하는 단계와, 무선 디바이스가 유휴 상태에 있을 때 제1 유휴 이동성 설정에 따라 하나 이상의 제2 네트워크 엘리먼트들에게 제2 명령 세트를 제공하는 단계를 포함한다.

추가의 실시예에서, 이동성 프로파일로부터 제1 액티브 이동성 설정 및 제1 유휴 이동성 설정을 선택하는 단계는, 무선 디바이스의 디바이스 유형 또는 무선 디바이스 상의 애플리케이션의 애플리케이션 식별자에 기초한다.

추가의 실시예에서, 이동성 프로파일은 복수의 액티브 이동성 설정들 중 각각의 액티브 이동성 설정들이 무선 디바이스의 각각의 애플리케이션들에 대응하는 복수의 액티브 이동성 설정들을 포함한다. 제1 액티브 이동성 설정을 선택하는 단계는 복수의 액티브 이동성 설정들 중 제1 애플리케이션과 대응하는 하나의 액티브 이동성 설정을 제1 액티브 이동성 설정으로서 선택하는 단계를 포함한다. 원거리통신 네트워크의 하나 이상의 제1 네트워크 엘리먼트들에게 제1 명령 세트를 제공하는 단계는, 제1 애플리케이션에 대한 제1 액티브 이동성 설정에 기초한다.

추가의 실시예에서, 그 방법은, 액티브 상태 또는 유휴 상태로의 무선 디바이스의 상태에서의 변경을 결정하는 단계, 그 변경이 액티브 상태로일 때 제1 액티브 이동성 설정에 따라 네트워크 엘리먼트 세트에게 명령 세트를 제공하는 단계, 및 그 변경이 유휴 상태로 일 때 제1 유휴 이동성 설정에 따라 네트워크 엘리먼트 세트에게 명령 세트를 제공하는 단계를 또한 포함한다.

추가의 실시예에서, 제1 액티브 이동성 설정을 선택하는 단계는, 원거리통신 네트워크에 대해 정의되는 그리고 무선 디바이스에 연관되는 운영자 정책, 무선 디바이스의 행동을 표시하는, 원거리통신 네트워크에 대한 가입자 분석, 및 원거리통신 네트워크에서 트래픽의 레벨을 표시하는 원거리통신 네트워크에 대한 네트워크 분석으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 맥락 정보에 기초한다.

추가의 실시예에서, 이동성 프로파일은 무선 디바이스로부터 수신된 접속 요청에서 식별된다.

추가의 실시예에서, 제1 유휴 이동성 설정은 무선 디바이스가 데이터를 송신하고 있지 않는 동안 무선 디바이스의 로케이션이 원거리통신 네트워크에 의해 추적되지 않아야 함을 표시한다.

추가의 실시예에서, 제1 액티브 이동성 설정은, 무선 디바이스가 PDN과 데이터의 패킷들을 교환하는 동안 새로운 기지국으로 이동할 때 원거리통신 네트워크가 인터넷 프로토콜(IP) 세션 연속성을 제공하도록 터널을 셋업함을 표시한다.

추가의 실시예에서, 제1 액티브 이동성 설정은 터널이 원거리통신 네트워크의 제한된 지리적 영역을 커버함을 표시한다.

추가의 실시예에서, 제1 액티브 이동성 설정은, 무선 디바이스가 PDN과 데이터의 패킷들을 교환하는 동안 새로운 기지국으로 이동할 때 원거리통신 네트워크가 인터넷 프로토콜(IP) 세션 연속성을 제공하도록 터널을 셋업하지 않음을 표시한다.

추가의 실시예에서, 제1 유휴 이동성 설정은, 무선 디바이스가 PDN과 데이터의 패킷들을 교환하였을 동안 배정되었던 무선 디바이스에 대한 인터넷 프로토콜(IP) 주소를, UE가 PDN과 패킷들을 교환하지 않는 동안, 보존할지의 여부를 표시한다.

추가의 실시예에서, 제1 액티브 이동성 설정에 기초하여 원거리통신 네트워크를 프로그래밍하는 것은 무선 디바이스에 대한 인터넷 프로토콜(IP) 앵커로서 프로그램가능 네트워크 엘리먼트를 선택하는 것을 포함한다.

추가의 실시예에서, 제1 액티브 이동성 설정에 기초하여 원거리통신 네트워크를 프로그래밍하는 것은 무선 디바이스에 대한 이동성 앵커로서 서빙하는 네트워크 엘리먼트를 선택하는 것을 포함한다.

다른 실시예는 인터페이스와 제어기를 포함하는 장치이다. 그 인터페이스는 무선 디바이스에 대한 적어도 하나의 액티브 이동성 설정 및 적어도 하나의 유휴 이동성 설정을 포함하는 이동성 프로파일을 식별하는 접속 요청을 획득할 수 있다. 제어기는 이동성 프로파일로부터 제1 액티브 이동성 설정 및 제1 유휴 이동성 설정을 결정할 수 있으며, 제1 액티브 이동성 설정에 기초하여, 무선 디바이스가 원거리통신 네트워크를 통해 패킷 데이터 네트워크(PDN)와 데이터의 패킷들을 교환하는 액티브 상태에 있는 동안 무선 디바이스에 대한 이동성 관리에 관여하기 위한 하나 이상의 제1 네트워크 엘리먼트들에 대한 제1 명령 세트를 결정할 수 있고, 제1 유휴 이동성 설정에 기초하여, 무선 디바이스가 원거리통신 네트워크를 통해 PDN과 데이터의 패킷들을 교환하지 않는 유휴 상태에 있는 동안 무선 디바이스에 대한 이동성 관리에 관여하기 위한 하나 이상의 제2 네트워크 엘리먼트들에 대한 제2 명령 세트를 결정할 수 있다. 제어기는 또한 무선 디바이스가 액티브 상태에 있다면 선택된 액티브 이동성 설정에 따라 하나 이상의 제1 네트워크 엘리먼트들에게 제1 명령 세트를 제공할 수 있고, 무선 디바이스가 유휴 상태에 있다면 선택된 유휴 이동성 설정에 따라 하나 이상의 제2 네트워크 엘리먼트들에게 제2 명령 세트를 제공할 수 있다.

다른 실시예가, 프로세서에 의해 실행될 때, 방법을 수행하도록 동작 가능한 프로그래밍된 명령들을 수록하는 비일시적 컴퓨터 판독가능 매체이다. 그 방법은, 원거리통신 네트워크에서, 무선 디바이스에 대한 적어도 하나의 액티브 이동성 설정 및 적어도 하나의 유휴 이동성 설정을 포함하는 이동성 프로파일을 식별하는 단계, 이동성 프로파일로부터 제1 액티브 이동성 설정 및 제1 유휴 이동성 설정을 선택하는 단계, 그리고 제1 액티브 이동성 설정에 기초하여, 무선 디바이스가 상기 원거리통신 네트워크를 통해 패킷 데이터 네트워크(PDN)와 데이터의 패킷들을 교환하는 액티브 상태에 있는 동안 무선 디바이스에 대한 이동성 관리에 관여하기 위한 하나 이상의 제1 네트워크 엘리먼트들에 대한 제1 명령 세트를 결정하는 단계를 포함한다. 그 방법은, 제1 유휴 이동성 설정에 기초하여, 무선 디바이스가 원거리통신 네트워크를 통해 PDN과 데이터의 패킷들을 교환하지 않는 유휴 상태에 있는 동안 무선 디바이스에 대한 이동성 관리에 관여하기 위한 하나 이상의 제2 네트워크 엘리먼트들에 대한 제2 명령 세트를 결정하는 단계를 또한 포함한다. 게다가, 그 방법은, 무선 디바이스가 액티브 상태에 있을 때 제1 액티브 이동성 설정에 따라 하나 이상의 제1 네트워크 엘리먼트들에게 제1 명령 세트를 제공하는 단계와, 무선 디바이스가 유휴 상태에 있을 때 제1 유휴 이동성 설정에 따라 하나 이상의 제2 네트워크 엘리먼트들에게 제2 명령 세트를 제공하는 단계를 포함한다.

다른 예시적인 실시예들(예컨대, 전술한 실시예들에 관련한 방법들 및 컴퓨터-판독가능 매체)이 아래에서 설명될 수 있다.

본 발명의 실시예들은 예로서만 그리고 첨부 도면들을 참조하여 이제 설명된다. 동일한 참조 번호가 모든 도면들 상에서 동일한 엘리먼트 또는 동일한 유형의 엘리먼트를 나타낸다.
도 1은 예시적인 실시예에서의 원거리통신(telecom) 시스템의 블록도이다.
도 2는 예시적인 실시예에서 무선 디바이스에 대한 이동성 프로파일들을 송신하는 방법을 예시하는 흐름도이다.
도 3은 예시적인 실시예에서 무선 디바이스에 대한 이동성 프로파일들을 이용하는 방법을 예시하는 흐름도이다.
도 4는 예시적인 실시예에서의 이동성 명령들을 예시하는 표이다.
도 5는 예시적인 실시예에서 무선 디바이스에 적용되는 이동성 프로파일들을 예시하는 표이다.
도 6은 예시적인 실시예에서 헬스 모니터링 시스템을 지원하는 원거리통신 네트워크의 블록도이다.
도 7은 예시적인 실시예에서 비디오 스트리밍을 지원하는 원거리통신 네트워크의 블록도이다.

도면들 및 다음의 설명은 본 발명의 특정 예시적인 실시예들을 예시한다. 비록 본원에서 명시적으로 설명되거나 또는 도시되지 않았지만, 본 발명의 원리들을 구현하고 본 발명의 범위 내에 포함되는 다양한 배치구성들을 본 기술분야의 통상의 기술자들이 고안할 수 있다는 것이 따라서 이해될 것이다. 더욱이, 본 명세서에서 설명되는 임의의 예들은 본 발명의 원리들을 이해함에 있어서 도움이 되도록 의도되고, 이러한 구체적으로 언급된 예들 및 조건들에 대한 제한이 없는 것으로서 해석된다. 그 결과, 본 발명은 아래에서 설명되는 특정 실시예들 또는 예들로 제한되지 않고, 청구항들 및 그것들의 동등물들에 의해 제한된다.

도 1은 예시적인 실시예에서 원거리통신(telecom) 네트워크(100)의 블록도이다. 네트워크(100)는 음성 및/또는 데이터 서비스들을 무선 디바이스(110)에 제공하기 위하여 무선 디바이스(110)와 데이터를 교환하도록 동작 가능한 임의의 시스템을 포함한다. 네트워크(100)는 자신의 다양한 네트워크 엘리먼트들(그것들은 스위치들/라우터들로서 일반적으로 동작할 수 있음)이 개개의 무선 디바이스들(예컨대, 스마트 폰들, 테블릿들, 스마트 서모스탯들 등)에 대한 이동성 프로파일들에 따라 동적으로 프로그래밍되도록 향상되어 왔다. 예를 들어, 네트워크 제어 엘리먼트(170)는 특정 무선 디바이스들에 대한 이동성 및 IP 앵커들로서 역할을 하는 하나 이상의 네트워크 엘리먼트들(152)에 (예컨대, 그들 엘리먼트들을 프로그래밍하는) 명령들을 제공할 수 있다.

이 실시예에서, 원거리 네트워크(100)는 무선 디바이스(110)와 PDN(160) 간에 데이터를 교환하기 위해 다수의 네트워크 엘리먼트들을 이용한다. 구체적으로는, 무선 디바이스(110)는 에어 인터페이스 접속을 확립하기 위하여 라디오 액세스 네트워크(RAN) 프로토콜을 통해 기지국들(120) 중 하나의 기지국에 부속된다. 무선 디바이스(110)가 부속되는 기지국(120)은 그러면, 네트워크 제어 엘리먼트(170)에 의해 결정된 바와 같이 다른 네트워크 엘리먼트들과 통신하여, 기지국(120)에서부터 PDN(160)으로 통신신호들을 운반하는 베어러를 확립한다.

네트워크 제어 엘리먼트(170)는 이동성 프로파일로부터의 이동성 설정들을 적용하기 위하여 네트워크(100)의 엘리먼트들에게 명령들을 제공할 수 있다. 따라서, 베어러를 적절히 확립하고 유지하기 위하여, 네트워크 제어 엘리먼트(170)(와 더 구체적으로는 제어기(172))는, 이동성 프로파일에 대한 설정들, 네트워크에 대한 오퍼레이터 정책, 가입자에 대한 가입자 분석, 및/또는 네트워크에 대한 네트워크 분석에 따라, 무선 디바이스(110)가 현재 앵커링되는 기지국(120)을 추적하기 위해 네트워크 기능부들(180)의 이동성 관리 네트워크 기능부(Mobility Management Network Function)(MMNF)를 프로그래밍할 수 있다. 예를 들어, MMNF는 제어 엘리먼트(170)에 의해 제공된 이동성 프로파일 및 설정들에 연관된 상태 정보를 추가로 저장 및 프로세싱할 수 있다. 유휴 이동성 설정이 무선 디바이스(110)에 대한 유휴-모드 이동성을 특정한다면, 제어기(172)는 무선 디바이스(110)에 대한 선택된 이동성 앵커링 엘리먼트(130)로서 서빙할 네트워크 엘리먼트를 배정하고, 무선 디바이스(110)가 이동하는 여러 기지국들(120)을 포함하는 영역을 추적할 것을 MMNF에게 지시할 수 있다. 이동성 앵커링 엘리먼트(130)의 임무들을 수행하도록 선택될 때, 네트워크 엘리먼트는 무선 디바이스(110)가 MMNF에 의해 로케이팅되는 동안 무선 디바이스(110)에 대해 PDN(160)으로부터 도착하는 패킷들을 버퍼링한다. 한편, 액티브 이동성 설정이 애플리케이션에 대한 액티브-모드 이동성을 특정한다면, 제어기(172)에 의해 배정된, 선택된 인터넷 프로토콜(IP) 앵커링 엘리먼트(140)가, 무선 디바이스(110)와 PDN(160)에서의 애플리케이션들 간의 IP 접속들을 위한 터널들을 종료시킨다.

위에서 설명된 유형들의 데이터 교환들은, 에어 인터페이스들 및 베어러들이 PDN과 데이터를 교환하기 위하여 무선 디바이스(110)에 대해 확립/유지되는 경우, "세션들"이라고 지칭되고, 무선 디바이스(110)에 의해 그 무선 디바이스가 액티브 상태에 있는 동안 이용된다.

PDN(160)은 인터넷, 사유 기업 네트워크 등을 포함할 수 있다. 네트워크(100)는 네트워크 제어 엘리먼트(170)에 의해 프로그래밍될 수 있는 다수의 네트워크 엘리먼트들(152)과, 위에서 설명된 다양한 네트워크 엘리먼트들 간에 통신 채널들을 제공하는 상호접속 네트워크(150)를 더 포함한다.

이 실시예에서, 네트워크 제어 엘리먼트(170)는 다수의 기능성 모듈들을 구현하기 위해 하드웨어 제어기(172)(예컨대, 프로세서 및 메모리)와 인터페이스(174)(예컨대, 이더넷 접속)를 이용한다. 예를 들어, 네트워크 정책 모듈이 네트워크 규칙들/정책들을 네트워크(100)의 무선 디바이스들에 적용할 수 있으며, 무선 네트워크 모듈이 기지국들(120)에 대한 에어-인터페이스 로직을 프로그래밍할 수 있으며, 네트워크 분석 모듈이 네트워크 부하 및 리소스 사용량을 추적할 수 있고, 소프트웨어 정의 네트워킹(Software Defined Networking)(SDN) 모듈이 원거리 네트워크(100)의 스위칭 엘리먼트들 간의 경로들을 프로그래밍할 수 있다.

네트워크 제어 엘리먼트(170)는 네트워크에서 구현되는 네트워크 기능부들(180)(예컨대, 이동성 관리, 보안, 서비스 품질(Quality of Service)(QoS), 네트워크 제어 및 모니터링, 최적화 등과 같은 기능들)과 통신하고 그리고/또는 그들 기능부들로부터 명령들을 받을 수 있다. 네트워크 제어 엘리먼트(170)가 네트워크 기능부들(180)을 프로그래밍할 때, 네트워크 제어 엘리먼트(170)는, 이동성 및 IP 앵커들이 무선 디바이스(110)에 대해 선택되어야 하는지의 여부에 기초하여, 무선 디바이스(110)가 액티브 상태에 있는 동안 기지국들(120) 간에 이동될 때 무선 디바이스(110)의 IP 주소들이 보존되는지의 여부에 기초하여, 등으로 그렇게 할 수 있다.

무선 디바이스(110)는 PDN(160)을 통해 데이터의 패킷들(예컨대, 애플리케이션 계층 패킷들)을 교환하기 위해 애플리케이션들과 적극적으로 통신할 때 액티브 상태에 있는 반면 무선 디바이스(110)는 패킷들이 디바이스와 PDN(160) 상의 애플리케이션들 간에 교환되고 있지 않을 때(즉, 무선 디바이스(110)가 외부 디바이스들과의 통신들에 관여되지 않을 때) 유휴 상태에 있다. 이는 무선 디바이스(110)가 유휴 상태에서 얼마간의 시그널링을 계속 수행할 수 있지만 이 시그널링은 애플리케이션 계층 콘텐츠에 관련되지 않는다는 것을 의미한다. 유휴 상태에 있는 동안, 무선 디바이스(110)는 전력 절약 모드에 진입함으로써 이동성 관리 네트워크 기능부(180)는 많은 기지국들(120)로 이루어지는 세분도(예컨대, 추적 영역 등)로 디바이스(110)의 로케이션만을 추적할 수 있다. 4G 네트워크에서, "액티브" 상태는 액티브 RRC 상태와 대응할 수 있고, "유휴" 상태는 유휴 RRC 상태와 대응할 수 있다.

본 명세서에서 사용되는 바와 같이, "애플리케이션들"은 개방시스템들 상호접속(Open Systems Interconnect)(OSI) 모델의 애플리케이션 계층을 이용하고, 전송 계층, 네트워크 계층, 데이터 링크 계층, 또는 물리 계층과 같은 네트워크(100)의 다른 계층들의 행동을 변경시키지 않는다.

네트워크(100)의 동작의 추가의 세부사항들은 도 2와 도 3에 관해 논의될 것이다. 이 실시예에 대해, 무선 디바이스(110)가 원거리 네트워크(100)의 기지국(120)의 범위 내에서 바로 전력을 공급받고 있다고 가정한다.

도 2는 예시적인 실시예에서 무선 디바이스(110)에 대한 이동성 프로파일들을 송신하는 방법(200)을 예시하는 흐름도이다. 방법들(200~300)의 단계들은 도 1의 네트워크(100)를 참조하여 설명되지만, 본 기술분야의 통상의 기술자들은 방법들(200~300)이 다르게 수행될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 본 명세서에서 설명되는 흐름도들의 단계들은 모두를 포함하는 것이 아니고 도시되지 않은 다른 단계들을 포함할 수 있다. 본 명세서에서 설명되는 단계들은 대안적인 순서로 또한 수행될 수 있다. 도 2는 이동성 프로파일이 네트워크 제어 엘리먼트에 표시될 수 있는 방법의 하나의 실시예를 도시하는 일 예로서 제공된다.

단계 202에서, 무선 디바이스(110)의 제어기가 기지국(120)을 검출한다. 예를 들어, 제어기는 기지국(120)으로부터 주기적으로 송신된, 기지국(120)을 식별하는 메시지를 검출하도록 트랜시버를 동작시킬 수 있다.

일단 기지국(120)이 검출되면, 무선 디바이스(110)는 네트워크(100)가 접속을 위해 이용 가능하다는 것을 안다. 따라서, 무선 디바이스(110)의 제어기는 어떤 이동성 설정들이 네트워크(100)와 통신할 때 사용되는 것이 바람직한지를 결정한다. 이를 위해, 무선 디바이스(110)의 제어기는 네트워크가 무선 디바이스(110)에 대한 이동성 관리를 수행할 수 있는 방법을 표시하는 이동성 프로파일을 식별한다(단계 204). 이들 설정들은 무선 디바이스(110)의 능력들 등에 기초하여, 예를 들어, 애플리케이션 마다 단위로 정의될 수 있다.

단계 206에서, 무선 디바이스(110)의 제어기는 단계 202에서 검출되었던 기지국(120)에 대한 접속 요청(또는 다른 시그널링 메시지)을 생성한다. 제어기는 이동성이 핸들링될 수 있는 방법을 네트워크에 알려주기 위하여 접속 요청(예컨대, 부속 요청) 내에 이동성 프로파일을 삽입한다/포함시킨다. 예를 들어, 접속 요청은 무선 디바이스(110)(또는 그것의 애플리케이션)에 대한 바람직한 이동성 설정을 명시적으로 열거할 수 있다. 하나의 실시예에서, 그 요청은 다수의 원하는 이동성 설정들을 명시적으로 열거하는 이동성 프로파일을 포함한다.

단계 208에서, 무선 디바이스(110)의 제어기는 그 접속 요청을 기지국(120)으로 송신하기 위해 트랜시버를 동작시킨다. 접속 요청이 송신된 후, 무선 디바이스(110)는 네트워크(100)로부터 선택된 이동성 옵션을 수신하기 위하여 대응하는 기지국(120)으로부터 응답을 기다린다.

도 3은 예시적인 실시예에서 무선 디바이스에 대한 이동성 프로파일들을 이용하는 방법(300)을 예시하는 흐름도이다. 방법(300)은 무선 디바이스(110)가 접속 요청에 대한 응답을 기다리는 동안 수행될 수 있고, 기지국(120)이 접속 요청의 전체 또는 부분을 네트워크 제어 엘리먼트(170)로 포워딩하는 것에 응답하여 트리거될 수 있다. 추가의 실시예들에서, 방법(300)은 네트워크(100)에서의 변경들에 응답하여 네트워크 제어 엘리먼트(170)에 의해 내부적으로 트리거될 수 있다.

단계 302에서, 네트워크 제어 엘리먼트(170)는 무선 디바이스에 대한 적어도 하나의 액티브 이동성 설정과 적어도 하나의 유휴 이동성 설정을 포함하는 이동성 프로파일을 식별한다. 하나의 실시예에서, 이동성 프로파일은 무선 디바이스(110)로부터 전송된 그리고 인터페이스(174)에서 수신되는 접속 요청에 의해 식별되거나 또는 그 접속 요청에 포함된다. 네트워크 제어 엘리먼트(170)는 기지국(120)으로부터 직접적으로, 또는 네트워크(100)의 중재 엘리먼트를 통해 중 어느 하나로 접속 요청을 수신할 수 있다. 추가의 실시예에서, 이동성 프로파일은 네트워크(100) 상의 이벤트를 검출하고, 그 이벤트에 연관되는 메모리에 저장된 이동성 프로파일을 검출함으로써 식별된다.

단계 304에서, 제어기(172)는 식별된 이동성 프로파일로부터 제1 액티브 이동성 설정 및 제1 유휴 이동성 설정을 선택한다. 선택 프로세스는 단지 하나의 액티브 이동성 설정을 선택/활성화하는 것으로 제한되지 않고, 오히려 이동성 프로파일을 준수하기 위한 원하는 다수의 이동성 설정들을 선택하는 것을 포함할 수 있다. 액티브 및 유휴 이동성 설정들의 선택은 다양한 팩터들에 기초할 수 있다. 예를 들어, 선택된 설정들은, 애플리케이션(들)이 무선 디바이스(110) 상에서 현재 액티브인지(하나 이상의 애플리케이션 식별자들에 의해 표시되는 바와 같음), 네트워크에 대해 정의된 그리고 무선 디바이스(110)에 대한 가입자에 연관된 운영자 정책, 무선 디바이스(110)에 대한 가입자의 행동을 표시하는 네트워크에 대한 가입자 분석, 무선 디바이스(110)에 대한 디바이스 유형, 네트워크 등에서의 트래픽의 레벨을 표시하는 네트워크에 대한 네트워크 분석 등에 따라 달라질 수 있다.

단계 306에서, 제어기(172)는, 제1 액티브 이동성 설정에 기초하여, 무선 디바이스(110)가 PDN(160)과 데이터의 패킷들을 교환하는 액티브 상태에 있는 동안 이동성 관리에 관여하기 위한 하나 이상의 제1 네트워크 엘리먼트들에 대한 제1 명령 세트를 결정한다. 예를 들어, 제어기(172)는 네트워크 엘리먼트들을 프로그래밍하기 위한 방법을 결정할 수 있다. 이는 무선 디바이스(110)에 대한 이동성 및/또는 IP 앵커들로서 동작하도록 하나 이상의 네트워크 엘리먼트들(152)을 프로그래밍할지의 여부를 결정하는 것, 그들 역할들로 서빙하기 위한 네트워크 엘리먼트들(152)을 선택하는 것, 및 무선 디바이스(110)와 PDN(160) 간에 데이터 트래픽을 서비스하는 것에 관계가 있는 다른 이동성 설정들을 포함할 수 있다. 단계 308에서, 제어기(172)는, 제1 유휴 이동성 설정에 기초하여, 무선 디바이스(110)가 PDN(160)과 데이터의 패킷들을 교환하지 않는 유휴 상태에 있는 동안 무선 디바이스에 대한 이동성 관리에 관여하기 위한 하나 이상의 제2 네트워크 엘리먼트들에 대한 제2 명령 세트를 결정한다.

이 시점에서, 그리고 장래에 반복적으로 통신신호들이 무선 디바이스(110)와 PDN(160) 간에 변함에 따라, 제어기(172)는 단계 310에서 무선 디바이스(110)가 액티브 상태에 존재하는지 또는 유휴 상태에 존재하는지를 결정한다. 무선 디바이스(110)가 액티브 상태에 있을 때, 단계 314에서 제어기(172)는 제1 액티브 이동성 설정에 따라 하나 이상의 제1 네트워크 엘리먼트들에게 제1 명령 세트를 제공한다. 이는 액티브 이동성 설정에 따라 네트워크 엘리먼트들을 프로그래밍하는 것을 포함할 수 있다. 무선 디바이스(110)가 유휴 상태에 있을 때, 단계 312에서 제어기(172)는 제1 유휴 이동성 설정에 따라 하나 이상의 제2 네트워크 엘리먼트들에게 제2 명령 세트를 제공한다. 하나의 실시예에서, 네트워크 엘리먼트들에게 명령들을 제공하는 것은, (예컨대, 동적 호스트 구성 프로토콜(Dynamic Host Configuration Protocol)(DHCP)과 같은 적절한 메커니즘을 사용하여) 무선 디바이스(110)에게 IP 주소를 배정할 기지국 또는 업스트림 앵커 라우터 노드를 선택하는 것을 포함한다. 네트워크 엘리먼트들을 프로그래밍하는 것은 선택된 이동성 설정을 구현하기 위한 동작들을 포함할 수 있고, 이들 동작들은, 예를 들어, 위에서 논의된 오퍼레이터 정책들, 가입자 분석, 및 네트워크 분석에 기초할 수 있다.

이 방식으로 사용될 때, 방법(300)은 개개의 무선 디바이스들(예를 들어, 무선 디바이스의 개개의 애플리케이션들을 포함함)이 네트워크 리소스들의 측면에서 이전의 시스템들의 푸트프린트(footprint)를 동적으로 감소시키는 것을 허용한다는 점에서 이전의 시스템들을 능가하는 유익을 제공한다. 이는 네트워크(100)에서 가용 리소스들의 양을, 네트워크(100)가 제공하는 서비스들을 지나치게 방해하는 일 없이 향상시킨다. 추가의 실시예에서, 이동성 설정들은 무선 디바이스(110)의 애플리케이션들(또는 애플리케이션들의 전체 그룹들)에 연관될 수 있고, 제어기(172)는 다수의 이동성 설정들(예컨대, 무선 디바이스(110)의 각각의 애플리케이션에 대한 하나 이상의 설정들)을 준수하도록 네트워크 엘리먼트들을 선택 및/또는 프로그래밍할 수 있다.

예시적인 이동성 설정들 및 프로파일들

도 4는 예시적인 실시예에서의 이동성 설정들을 도시하는 표(400)이다. 도 4에 따르면, 이동성 설정들은 액티브 및 유휴 이동성 설정들로 그룹화된다. 이 실시예에서, 액티브 상태 이동성 설정들은 "액티브 이동성 없음", "제한된 액티브 이동성", 및 "높은 액티브 이동성"을 포함하고, 유휴 이동성 설정들은 "유휴 이동성 없음"과, "유휴 이동성"을 포함한다.

도 4에 따르면, 액티브인 애플리케이션 또는 디바이스에 대한 이동성 설정이 "액티브 이동성 없음", "제한된 액티브 이동성", 또는 "높은 액티브 이동성"일 수 있다. "액티브 이동성 없음"은 정적 디바이스들을 위해, 또는 (예컨대, GTP 터널링을 통한) 무결절성 이동성을 포함하는 디바이스에 의해 동작되고 있는 애플리케이션들이 없을 때, 사용된다. "제한된 액티브 이동성"은 기지국들의 알려진 그룹에 의해 서비스되는 제한된 지리적 영역(예컨대, 1 평방 마일, 도시 등) 내의 무결절성 이동성(과 그러므로 GTP 터널링)을 포함하고, "높은 액티브 이동성"은, 디바이스가 이동하는 차 내에 있을 때와 같이, 넓은 영역에 걸친 무결절성 이동성을 표시한다.

도 4에 따르면, 유휴 상태에서의 디바이스에 대한 이동성 설정이 "유휴 이동성 없음" 또는 "유휴 이동성"일 수 있다. "유휴 이동성 없음" 설정이 디바이스가 데이터를 송신하고 있지 않을 때 그 디바이스는 네트워크에 의해 추적되지 않는다는 것을 의미한다. "유휴 이동성 없음" 설정은 고정식인 디바이스들에 대해, 항상 액티브이고 그런고로 유휴 상태 이동성 관리 스킴에 대한 필요가 없는 디바이스들에 대해, 그리고 네트워크로부터 도달될 필요가 없는 디바이스들에 대해 적절하다. 예를 들어, 통신이 디바이스로부터 항상 트리거/개시된다면, 네트워크가 디바이스를 그 디바이스의 유휴 상태에 있는 동안 추적할 필요는 없다. "유휴 이동성" 설정이, 디바이스가 유휴일 때 그 디바이스는 네트워크에 의해 추적될 것이라는 것을 의미하며, 이는 디바이스는 트리거하는 애플리케이션 프로그래밍 인터페이스(Application Programming Interface)(API) 또는 그 디바이스에 이전에 배정되었던 IP 주소 중 어느 하나를 통해 도달 가능하다는 것을 의미한다. "유휴 이동성 - 트리거만" 설정은 디바이스를 API를 통해 도달 가능하게 유지하는 것을 지칭하고, "유휴 이동성 - IP 보존" 설정은 디바이스를 IP 주소를 통해 도달 가능하게 유지하는 것을 지칭한다. 트리거링 API 호출이 심지어 자신의 IP 주소를 유휴 상태로 보존하는 것을 요구하는 디바이스에 대해 이용 가능할 수 있다. 더욱이, 다수의 IP 주소들이 디바이스에 (예컨대, 각각의 액티브 애플리케이션에 하나씩) 배정될 수 있으므로, 다수의 IP 주소들은 디바이스에 대한 "유휴 이동성 - IP 보존" 설정의 경우에 네트워크에 보존될 수 있다.

여러 요인들이, 이동성 설정들이 디바이스들/애플리케이션들을 위해 사용되는 방법에 영향을 미친다. 액티브 상태 이동성 설정은 디바이스가 이동할 때 IP 주소들이 보존되는지의 여부를 결정하고, 그런고로 터널링이 사용될 지의 여부를 결정한다. 이는 네트워크에서의 어떤 노드가 이동성 앵커 및 IP 앵커로서 서빙할 것(이것이 기지국들로부터의 터널들이 종료되는 경우임)인지에 영향을 준다. "액티브 이동성 없음" 설정이 IP 주소 보존 또는 터널링이 사용되지 않는다는 것을 의미한다. "제한된 액티브 이동성" 설정이, 디바이스는 기지국들의 작은 세트 전체에 걸쳐 이동할 것이 예상되고 따라서 이동성 및 IP 앵커는 로컬 라우터일 수 있다는 것을 의미한다. 다시 말하면, 터널링은 이동성 영역 내의 모든 기지국들이 이더넷과 같은 계층 2 네트워크에 의해 상호접속된다면 필요하지 않을 수 있다. "높은 액티브 이동성" 설정이, 디바이스는 넓은 영역에 걸쳐 이동할 것이고, 그런고로 코어 네트워크에서의 이동성 및 IP 앵커가 배정되어야 한다는 것을 의미한다.

하나의 실시예에서, 이동성 프로파일은, 하나가 액티브 상태에 대응하고 하나가 유휴 상태에 대응하는 두 개의 서브-프로파일들을 포함한다. 액티브 상태 이동성 프로파일은 디바이스가 액티브 상태에 있을 때 (즉, 애플리케이션과 패킷화된 데이터를 적극적으로 교환할 때) 적용하는 반면, 유휴 상태 이동성 프로파일은 디바이스가 유휴일 때(다시 말하면, 디바이스 상의 애플리케이션들이 PDN과 데이터를 적극적으로 교환하지 않을 때) 적용한다. 하나의 실시예에서, 유휴 상태 프로파일은 디바이스 전체에 적용되는 단지 하나의 설정을 포함하는 반면, 액티브 상태 프로파일은 디바이스 및 디바이스에서의 하나 이상의 애플리케이션들 양쪽 모두를 위한 설정들을 포함할 수 있다. 개개의 이동성 설정들은 디바이스 전체에 대해 그리고/또는 디바이스 내의 특정 애플리케이션(또는 애플리케이션들의 클래스)에 대해 결정될 수 있다. 예를 들어, 이동성 설정들은 음성과 같은 대화 애플리케이션들을 제외한 디바이스 상의 모든 애플리케이션들에 대해 "액티브 이동성 없음"일 수 있다. 따라서, 디바이스 내의 상이한 애플리케이션 범주들이 디바이스에 대한 이동성 프로파일 내의 상이한 액티브 이동성 설정들을 사용할 수 있다.

액티브 상태 프로파일 및 유휴 상태 프로파일은 독립적으로 정의될 수 있다. 예를 들어, 무선 디바이스가 고정식이고 네트워크로부터 도달 가능한 것이 필요하지 않다면, "유휴 이동성 없음"의 유휴 모드 이동성 설정이 사용될 수 있지만, 애플리케이션이 무선 디바이스 상에서 액티브가 될 때, "높은" 또는 "제한된 " 액티브 이동성 관리 스킴이 무선 디바이스에게 무결절성 서비스를 제공하기 위해 원해질 수 있다. 마찬가지로, 모바일 사물통신(Machine to Machine)(M2M) 디바이스가 자신을 네트워크로부터 도달 가능하게 하는 그리고 배터리 전력을 절약하기 위한 유휴 이동성의 레벨을 요청할 수 있지만, 자신의 애플리케이션 흐름들이 순간적인 링크 중단에 민감하지 않다면 액티브 이동성을 요청하지 않도록 선택할 수 있다. 마지막으로, 소비 전력에 덜 민감한 무선 디바이스에 대해, 항상 디바이스를 액티브로 유지하는 것이 바람직할 수 있다.

도 5는 예시적인 실시예에서 무선 디바이스에 적용되는 이동성 프로파일들을 예시하는 표(500)이다. 도 5에 따르면, 각각의 무선 디바이스가, 적어도 하나의 유휴 이동성 프로파일과, 적어도 하나의 액티브 이동성 프로파일을 포함하는 이동성 프로파일에 연관된다. 액티브 이동성 프로파일은 다수의 액티브 이동성 설정들이 적용될 애플리케이션(또는 애플리케이션 범주)에 의해 인덱싱되는 다수의 액티브 이동성 설정들을 포함한다. 예를 들어, 스마트폰을 위한 보이스 오브 인터넷 프로토콜(Voice over Internet Protocol)(VOIP) 애플리케이션이 "높은 액티브 이동성"의 액티브 이동성 설정을 가질 수 있는 반면, 동일한 스마트폰을 위한 게이밍 애플리케이션이 "액티브 이동성 없음"의 액티브 이동성 설정을 가질 수 있다.

추가의 실시예에서, 네트워크 제어 엘리먼트(170)는 네트워크에 대한 디바이스 및/또는 애플리케이션의 행동에 기초하여 디바이스 및/또는 애플리케이션에 대한 이동성 설정들을 적극적으로 변경시킨다. 따라서, 일반적으로 정적으로 유지되는 유휴 디바이스가 이동하기 시작하고 무결절성 이동성을 요구하는 애플리케이션을 이용하고 있다면, 네트워크 제어 엘리먼트(170)는 "유휴 이동성"을 개시하고 디바이스의 로케이션을 추적하는 것을 시작하기 위하여 네트워크(100)의 엘리먼트들을 동적으로 프로그래밍한다. 디바이스가 액티브 상태로 이동한다면, 네트워크 제어 엘리먼트(170)는 "높은 액티브 이동성"을 동적으로 개시하며, 그 디바이스에게 IP 앵커를 배정하고, 그 디바이스에 의해 사용되는 애플리케이션에 대한 패킷들의 터널링을 개시한다. 마찬가지로, 특정한 시구간에 대해 액티브 디바이스로부터의 데이터 흐름들이 없다면, 네트워크 제어 엘리먼트(170)는 디바이스를 위한 IP 앵커를 해제하며, 그 디바이스에게 새로운 국부 IP 주소를 배정하고, 그 디바이스를 위한 액티브 이동성 설정에 대해 "액티브 이동성 없음"을 설정할 수 있다. 디바이스는 그러면 대응하는 애플리케이션들과 상호작용할 때 자신의 새로운 IP 주소를 사용할 수 있다.

추가의 예시적인 실시예에서, 디바이스의 유휴 상태 설정이 네트워크 제어 엘리먼트(170)에 의해 "유휴 이동성"인 것으로 결정된다면, 이동성 관리 제어 애플리케이션(Mobility Management Control Application)(MMCA)(네트워크 기능부들(180) 중 하나)이 디바이스가 유휴 상태에 있는 동안 디바이스를 추적하도록 네트워크 제어 엘리먼트(170)에 의해 구성된다. 이는 디바이스로부터 전송된 주기적 또는 로케이션 중심 추적 영역(TA) 업데이트들을 통해 행해진다. 유휴 이동성 설정이 "유휴 이동성 없음"인 경우들에서, 디바이스에 배정된 IP 주소(들)는 디바이스가 유휴일 때 해제되고 디바이스는 네트워크로부터 더 이상 도달 가능하지 않다. 이동성 설정들 및 이동성 관리의 추가의 예시적인 세부사항들이 아래에서 제공된다.

이동성 프로파일 결정

이동성 프로파일(유휴 및 액티브 프로파일들을 포함함)은 디바이스가 네트워크에 처음 접속할 때 디바이스에 의해 명시적으로 또는 네트워크에 유지되는 프로파일을 참조하여 중 어느 하나로 표시될 수 있다. 예를 들어, 디바이스들은 네트워크 제어 엘리먼트(170)에게 시그널링 링크를 통한 접속을 (예컨대, 기지국(120)과 대응하는 무선 네트워크 제어기를 통해) 요청할 수 있고, 그 요청은 이동성 프로파일을 포함할 수 있다. 덧붙여서, 각각의 디바이스에 대한 디폴트 이동성 프로파일이 네트워크에서 유지될 (그리고, 예를 들어 디바이스 식별자에 기초하여 초기 요청에 의해 참조될 또는 그렇지 않으면 디바이스에 의해 연관될) 수 있다. 예를 들어, 스마트 계기와 같은 M2M 디바이스에 대해, 디바이스에 대한 이동성 프로파일에 의해 허용되는 유일한 이동성 설정들은 "액티브 이동성 없음"과 "유휴 이동성 없음"일 수 있다. 이는 라디오 조건 등을 변경하는 것 때문에 스마트 계기가 인접한 기지국으로 이동할 수 없다는 것을 의미하지 않고, 오히려, 새로운 기지국으로의 핸드오프가 발생할 때, 새로운 IP 주소가 그 시간에 디바이스에 대해 배정될 수 있으므로, 진행중인 접속들이 종료될 것이라는 것을 의미한다.

이동성 설정 결정

일단 이동성 프로파일이 결정되었다면, 그 프로파일로부터의 어떤 이동성 설정들이 디바이스(및/또는 그것의 애플리케이션)에 적용되는지에 많은 요인들이 영향을 미칠 수 있다. 네트워크 제어 엘리먼트(170)는 이들 요인들을 고려하며, 적용가능 이동성 설정들을 결정하고 MMCA에게 진행할 방법을 지시한다. 예를 들어, 로케이션 및 하루 중 시간(time-of-day) 파라미터들이 디바이스에 대한 이동성 설정을 선택하는데 사용될 수 있다. 따라서, 가입자의 홈으로부터의 네트워크에 아침 일찍 또는 밤 늦게 접속하는 스마트 폰에는, 그 디바이스가 단일 기지국에 의해 통상적으로 커버되는 홈 외부에서 이동할 것으로 예상되지 않으므로, 처음에는 액티브 이동성에 대한 "액티브 이동성 없음" 설정이 배정될 수 있다.

덧붙여, 이력 정보는 이동성 프로파일 내에 포함된 것들로부터 가장 적합한 디폴트 이동성 설정을 예측하는데 사용될 수 있다. 예를 들어, 이력 정보는 특정 디바이스가 모든 근무 일자들의 9 AM 및 5 PM 사이에 기지국들의 작은 세트로부터 항상 접속한다는 것을 보여줄 수 있는데, 아마 디바이스의 사용자가 대부분의 근무 일자들에 자신의 사무실에서 일하기 때문이다.

특정 액티브 이동성 설정이 애플리케이션이 트리거될 때 또한 명시적으로 요청될 수 있다. 네트워크 제어 엘리먼트(170)는 그러면 애플리케이션이 실행되고 있는 디바이스에 대한 프로파일에서의 허용가능 이동성 설정들에 기초하여 요청을 수락 또는 거부할 것을 선택한다.

다음의 설명은 각각의 이동성 설정을 위해 사용될 수 있는 예시적인 이동성 관리 절차들을 도시한다. 이들 구역들은 접속에 대한 초기 요청이 디바이스로부터 수신되는 실시예들에서 액티브 이동성 설정들의 사용을 다룬다. 유휴 상태 이동성 설정들과, 유휴 상태로부터 액티브 상태로의 전환들이 액티브 이동성 설정들 후에 논의된다.

"액티브 이동성 없음" 설정에 대한 이동성 관리

이 구역은 디바이스/애플리케이션에 대한 액티브 이동성 설정이 "액티브 이동성 없음"이라고 네트워크 제어 및 모니터링 기능부(네트워크 기능부들(180) 중 하나)가 결정하는 상황들에 대한 절차들을 설명하였다. 이 경우, 네트워크 제어 엘리먼트(170)는 그 디바이스에게 기지국의 IP 서브넷에서의 라우팅가능 IP 주소를 전역적으로 배정한다. 그 주소는 네트워크 제어 엘리먼트(170) 자체에 의해 배정될 수 있거나, 또는 네트워크 제어 엘리먼트(170)는 IP 주소를 배정할 것을 기지국(120)(또는 기지국(120)이 계층 3이 아니라면 가장 가까운 계층 3 라우터)에 지시할 수 있다. 패킷 포워딩이 그러면 IP 라우팅 기법들에 기초하여 (예컨대, 인터넷 상의 IP 라우팅과 유사한 방식으로) 수행된다. 구체적으로는, 기지국은 다음 홉 라우터를 향하여 업스트림 패킷들을 포워딩하고, 경계 라우터들은 디바이스의 목적지 IP 주소를 사용함으로써 기지국을 향하여 다운스트림 패킷들을 라우팅한다. 디바이스가 이웃 기지국으로 이동하면, 그 새로운 기지국은 그 디바이스로부터의 새로운 흐름을 보고 그 흐름을 핸들링하기 위한 규칙을 제공하기 위해 네트워크 제어 엘리먼트(170)를 트리거한다. 네트워크 제어 엘리먼트(170)는 그 흐름의 IP 5 튜플을 이전의 기지국에서의 흐름의 IP 5 튜플과 일치시키며, 그 디바이스가 인가됨을 인증하며, 그 디바이스에 배정되게 하기 위한 새로운 기지국의 서브넷에 속하는 새로운 IP 주소의 배정을 트리거한다. 새로운 IP 주소가 배정될 때, 진행중인 흐름들은 종료되고 디바이스는 새로운 IP 주소를 사용하여 자신의 애플리케이션들과의 새로운 접속들을 확립한다.

과금의 목적으로, 기지국들(120)은 흐름들을 계측하고 패킷 카운트, 바이트 카운트, 및 흐름 지속기간 정보 중 하나 이상을 네트워크 제어 엘리먼트(170)에게 주기적으로 보고할 것이 네트워크 제어 엘리먼트(170)에 의해 지시된다. 오프라인 과금을 위해, 네트워크 제어 엘리먼트(170)는 흐름들/디바이스에 대한 과금 레코드를 생성하고 그 레코드를 과금 애플리케이션에 전송한다. 온라인 과금을 위해, 네트워크 제어 엘리먼트(170)는 온라인 과금 애플리케이션에 의해 제공된 신용 규제 한도(credit control limit)와 패킷/바이트 카운트를 비교한다. 그 한도를 초과할 시, 네트워크 제어 엘리먼트(170)는 추가적인 신용을 요청하거나 또는 추가 신용이 이용 가능하기까지 흐름들을 떨어뜨릴 것을 기지국에게 요청할 것이다.

"높은 액티브 이동성" 설정에 대한 이동성 관리

디바이스/애플리케이션이 고속 무결절성 이동성을 사용할 것이라고 네트워크 제어 및 모니터링 기능부가 결정한다면, 네트워크(100)에서 더 많은 수의 기지국들(120)을 커버하는 라우터 노드가 네트워크 제어 엘리먼트(170)에 의해 이동성 앵커로서 선택된다. 네트워크 제어 엘리먼트(170)는 자신의 도메인들 중 하나의 도메인으로부터 디바이스에 대한 IP 주소를 배정할 것을 이 앵커 라우터 노드에게 지시하거나, 또는 네트워크 제어 엘리먼트(170)는 그 주소 자체를 배정한다. IP 도메인은 현재 기지국 IP 주소들에 대응할 필요는 없는데, 디바이스로부터의 패킷들이 앵커 노드로 터널링될 것이라서이다. 터널링은 기지국 및 앵커 라우터에서 흐름 테이블들을 구성하기 위해 네트워크 제어 엘리먼트(170)에 의해 확립된다. 앵커 및 터널은 초기 접속 요청 시 디바이스에 대해 구성된다. 이동성 앵커는 애플리케이션 또는 디바이스에 대해 예측되는 이동성의 도메인에 기초하여 선택될 수 있다. 예를 들어, 디바이스가 도시의 특정 이웃 내에서 이동한다는 것을 이전의 이력이 표시한다면, 그 지역에 대한 트래픽을 서빙하는 라우터가 무결절성 이동성을 요구하는 애플리케이션들에 대한 이동성 앵커로서 선택될 수 있다. 디바이스로부터의 패킷들은 기지국에서 앵커의 주소를 목적지로서 사용하여 캡슐화되고 앵커 노드로 포워딩되며 그 앵커 노드에서 패킷은 캡슐화해제되고 경계 라우터들을 향하여 포워딩된다. 하류 방향에서, 디바이스 행인 패킷들은 디바이스의 IP 주소가 앵커의 IP 도메인으로부터 배정되므로 그 앵커를 향하여 라우팅된다. 앵커에서 패킷들은 기지국을 그것들의 목적지로서 표시하도록 캡슐화되고, 그 다음에 네트워크를 통해 기지국을 향하여 전송된다. 기지국에서 패킷들은 캡슐화해제되고 대기를 통해 디바이스에게 전송된다.

액티브 디바이스가 하나의 기지국에서부터 다음의 기지국으로 이동할 때, 에어-인터페이스 핸드오프가 수행된다. 디바이스는 그러면 새로운 기지국에 접속되고 오래된 IP 주소로 IP 패킷들을 전송하는 것을 시작한다. 새로운 기지국의 계층 2/계층 3 스위치 부분은 (디바이스에 의해 사용되고 있는 오래된 IP 주소에 대응하는 흐름 테이블 엔트리가 없으므로) 새로운 흐름을 처리하는 방법을 결정하기 위한 질의를 제어기에게 전송한다. 이는 새로운 기지국으로의 터널링을 핸들링하기 위한 새로운 구성을 앵커 라우터에게 제공하도록 네트워크 제어 엘리먼트(170)를 트리거하고, 앵커 노드를 향하는 패킷들을 캡슐화 및 캡슐화해제하기 위한 적절한 흐름 테이블 정보로 새로운 기지국 스위치를 또한 구성한다.

대체 실시예에서, 성공적인 핸드오프를 보장하기 위해, 프로토콜은 새로운 기지국을 구성하기 위하여 이동성 관리 기능부에게 요청을 전송하는 오래된 기지국에 의해 핸드오프가 트리거되도록 설계될 수 있다. 이 경우, 이동성 관리 기능부는 새로운 기지국에서 리소스들의 가용성을 검증한 다음 네트워크 제어 엘리먼트(170)가 새로운 기지국에서 흐름 테이블을 구성할 것을 요청한다. 네트워크 제어 엘리먼트(170)는 그 다음에 오래된 기지국으로부터 새로운 기지국으로의 미전송된 패킷들의 포워딩을 트리거한다. 이 프로세스는 기지국들 간에 전문화된 핸드오프 시그널링 프로토콜을 사용할 수 있다.

디바이스가 앵커 라우터에 의해 서빙되는 영역 밖으로 이동하면, 새로운 라우터의 추가의 업스트림이 터널 엔드 포인트로서 선택될 수 있다. 이는 패킷 흐름의 효율을 개선시키고 삼각형 라우팅 시나리오들이 발생하지 않도록 방지한다. 이 경우, 흐름에 대한 흐름 테이블들 엔트리들이 소스 및 타겟 라우터 엔드 포인트들에서 업데이트된다.

"제한된 액티브 이동성" 설정에 대한 이동성 관리

이 상황은 디바이스의 액티브 이동성이 제한된 지리적 지역(예컨대, 도시, 이웃, 건물 등)을 커버하는 그리고 국부 영역 네트워크(Local Area Network)(LAN)에 의해 게이트웨이 라우터에 상호 접속되는 기지국들의 세트로 제한될 때 적용될 수 있다. 이 경우, 기지국과 게이트웨이 간에 터널링되는 패킷들을 갖는 앵커로서 게이트웨이 라우터 노드를 확립하는 대신, 이동성은 LAN 상에 부속되는 디바이스들에 대해 광고/브로드캐스팅함으로써 핸들링될 수 있다. 그런 시나리오가 기업 환경에서 적용 가능하다. 구체적으로는, 디바이스가 LAN 상에서 하나의 기지국에서부터 다음의 기지국으로 이동할 때, 주소 해결 프로토콜(Address Resolution Protocol)(ARP)을 사용하여, 새로운 기지국은, 디바이스가 자신에게 이제 부속됨을 LAN(게이트웨이 노드를 포함함) 상의 다른 노드들에게 알린다. 이는 게이트웨이 라우터가 패킷들을 LAN에서의 올바른 기지국에게 포워딩하는 것을 가능하게 한다.

"유휴 이동성 없음" 설정에 대한 이동성 관리

유휴 이동성 설정(예컨대, 네트워크 제어 및 모니터링 기능부에 의해 결정된 바와 같음)이 "유휴 이동성 없음"이면, 디바이스는 유휴 기간들 동안 네트워크에 의해 추적되지 않는다. 네트워크 기반 애플리케이션들으로부터 임의의 이전에 확립된 IP 주소들을 갖는 디바이스로의 패킷들은 제외될 것이다. 네트워크에 의해 도달 가능한 디바이스에 대해 그 디바이스가 네트워크를 통해 이동함에 따라, 그 디바이스는 새로운 기지국에 접속하고 절차들 중 액티브 이동성에 연관된 하나의 절차를 실행한다.

"유휴 이동성" 설정에 대한 이동성 관리

배터리를 절약하고 네트워크 시그널링을 감소시키기 위해, 무선 디바이스들이 "유휴 이동성" 설정들을 지원할 수 있다. 디바이스가 네트워크에 부속될 때, 유휴 이동성 관리는 서비스에 대한 디바이스의 요청에 포함되는 그리고/또는 저장된 프로파일에서 이용 가능한 이동성 프로파일에 따라 네트워크 제어 및 모니터링 기능부에 의해 인스턴스화될 수 있다. 더욱이, 이동성 프로파일은, 디바이스가 유휴 상태에 있을 때 그 디바이스의 IP 주소를 보존하기 위한 필요성을 표시하는 유휴 이동성 설정, 또는 애플리케이션들이 접속을 확립하기 위해 네트워크 API를 사용하여 디바이스를 트리거해야 함을 표시하는 유휴 이동성 설정, 또는 디바이스에 대한 IP 주소가 보존되지 않아야 함을 표시하는 이동성 설정을 포함할 수 있다. 제2 시나리오는 "유휴 이동성 - IP 보존"으로서 지칭되는 반면, 제1 시나리오는 "유휴 이동성 - 트리거만"으로서 지칭된다. 네트워크 제어 및 모니터링 기능부에 의해 허가된다면, 이 요청의 인스턴스화는 디바이스에 대한 세션을 생성하는 MMCA에서 일어난다. 어느 경우에나, 유휴 상태에 있는 각각의 디바이스에 대해, MMCA는 LTE에서 추적 영역에 유사한 서비스 영역을 유지한다. 디바이스의 현재 서비스 영역(많은 기지국들을 일반적으로 포괄함)을 표시하는 정보는 그러면 MMCA에서 추적된다. 유휴 디바이스가 새로운 서비스 영역 속을 가로지를 때, 그 디바이스는 MMCA에서의 정보를 업데이트하기 위해 MMCA와의 교환을 개시한다. 그렇지 않으면 디바이스는 유휴 동안에 네트워크와 정보를 교환하도록 요구되지 않는다.

"유휴 이동성 - IP 보존" 설정에 대한 이동성 관리

이 시나리오에서, 디바이스가 처음에 부속될 때, 또는 그 디바이스가 그것의 액티브 이동성 설정이 "액티브 이동성 없음"인 경우 새로운 기지국에 재부속될 때, 디바이스에는 그 디바이스에 어드레싱되는 네트워크(100)로부터 오는 패킷들이 앵커 노드에 도착하도록 앵커 스위치의 도메인으로부터의 글로벌 IP 주소가 배정된다. 일부 환경들에서, 디바이스가 마지막 액티브였던 기지국이 앵커이고, 그런고로 앵커로부터 서빙 기지국으로의 터널은 없다. 디바이스가 액티브에서부터 유휴로 전환할 때, 네트워크 제어 엘리먼트(170)의 SDN 모듈이 네트워크(100)의 스위치들에게 디바이스 흐름들에 연관된 흐름 테이블들을 제거할 것을 지시한다. 그 뒤에 패킷이 디바이스/애플리케이션을 위한 네트워크에 도착할 때, 그 패킷은 앵커 스위치에 도착하고 그 스위치는 명령들을 포워딩하기 위해 SDN 모듈에게 질의한다. SDN 모듈은 MMCA에게 질의할 수 있으며, MMCA는 메시지들을 페이지 디바이스에게 브로드캐스팅함으로써 적절한 기지국을 로케이팅한다.

디바이스가 응답하는 액세스 노드에 기초하여, MMCA는 SDN 모듈에게 현재 디바이스 로케이션과 그 디바이스 상의 애플리케이션들에 연관된 다른 앵커들의 로케이션을 전송한다. SDN 모듈은 그 다음에 포워딩 명령들을 스위치들에게 전송한다. 이 스테이지에서 디바이스는 중간 "재활성화 상태"에 있고, 모든 앵커들(예컨대, 다른 우세한 애플리케이션들에 대응하는 앵커들을 포함함)의 흐름 테이블들은 디바이스가 현재 부속되는 기지국에 패킷들을 라우팅하기 위해 업데이트된다. 새로운 IP 주소들이 배정되지 않는다.

"유휴 이동성 - 트리거만 " 설정에 대한 이동성 관리

이 경우, 디바이스에 도달하려고 시도하는 애플리케이션이 MMCA에게 디바이스를 식별시키는 API 호출을 호출한다. 이는 애플리케이션이 디바이스(또는 그것의 애플리케이션)와 액티브 세션을 갖지 않고 새로운 세션을 확립하려고 시도할 때는 언제든지 발생할 수 있다. API 호출에서, 디바이스가 세션을 확립하려고 시도하고 있는 서버의 URL(Uniform Resource Locator)과 같은 애플리케이션 식별자가 API에서의 파라미터로서 MMCA에게 전달된다. 애플리케이션으로부터의 API 호출을 수신할 시, MMCA는 서비스 영역을 가로 지르는 브로드캐스트 메시지들로 디바이스를 페이징하고, 메시지 내에 애플리케이션 식별자를 포함시킨다. 일단 디바이스가 이 메시지를 수신하면, 그 디바이스는 서버와 액티브 세션을 확립하기 위하여 디바이스 상의 애플리케이션 클라이언트를 트리거한다. 제1 패킷이 디바이스로부터 전송될 때, 기지국의 스위칭 컴포넌트는 대응하는 흐름 필터를 갖지 않는다. 그런고로, 기지국은 네트워크 제어 엘리먼트(170)의 SDN 모듈에 질의를 전송하며, 그 SDN 모듈은 결국 MMCA에게 애플리케이션과 함께 사용될 이동성 상태에 대해 질의한다. 네트워크 제어 엘리먼트(170)로부터 흐름을 서비스하기 위한 명령 시, 새로운 IP 주소가 디바이스에 배정되고 액티브 이동성 설정이 호출/적용된다.

트리거만 경우의 (IP 주소를 보존하는 것에 대비되는) 장점은, 트리거만 경우가 중앙 앵커 노드로부터의 영구적 IP 주소를 배정하는 것에 연관된 오버헤드를 피한다는 것이다. 트리거만 경우는 구글 클라우드 메시징 및 애플 푸시 통지 서비스들과 유사한 푸시 서비스과 이동성 관리를 결합하는, 휴면중인 애플리케이션들에 대한 지원을 또한 제공한다.

유휴 대 액티브 전환들

디바이스 상의 애플리케이션들 중 하나의 애플리케이션이 네트워크 측 애플리케이션과 통신하려고 시도할 때 또는 트리거가 MMCA에 의해 수신될 때, 디바이스는 유휴에서부터 액티브로 전환할 것이다. "유휴 이동성 없음" 또는 "유휴 이동성 - 트리거만" 설정들로부터 액티브 상태로 전환할 때, 위의 액티브 이동성 절차들 중 임의의 액티브 이동성 절차가 디바이스/애플리케이션에 대한 액티브 이동성 설정에 따라 (디바이스/애플리케이션에 대한 새로운 IP 주소의 배정을 포함하여) 적용될 수 있다.

네트워크 기반 애플리케이션이 패킷을 유휴 디바이스에게 전송할 때, 디바이스는 페이징되고 새로운 기지국과 접속한다. 그러면, 패킷들은 이동성 앵커와 디바이스가 위치된 기지국 간에 전송된다. 이동성 앵커가 기지국과 공존하지 않을 때, 터널들은 흐름 테이블 엔트리들을 수정함으로써 확립된다. 디바이스는 이 때 "재활성화" 상태에 있다고 말해진다. 네트워크 제어 엘리먼트(170)는 임의의 다른 휴면중인 애플리케이션에 대한 네트워크로부터의 임의의 패킷들이 디바이스에서 라우팅되도록 디바이스에 대한 (다른 휴면중인 애플리케이션들에 대응하는) 네트워크에서의 임의의 다른 앵커의 흐름 테이블들을 업데이트한다. 그 뒤에, "액티브 이동성 없음" 설정을 갖는 디바이스 상의 애플리케이션들 중 임의의 애플리케이션이 트리거될 때, 새로운 IP 주소가 국부적으로 배정되고, 위에서 설명된 적절한 절차들이 후속 핸드오프들에서 실행된다. "높은 액티브 이동성" 및 "제한된 액티브 이동성" 설정들에 대해, 유휴 상태 동안 보존된 IP 주소는 계속 사용될 것이고 위의 절차는 후속 핸드오프들에 적용될 것이다. 디바이스는 애플리케이션 앵커 포인트들에 연관된 모든 흐름 테이블들이 SDN 모듈에 의해 업데이트 완료되었다는 것이 MMCA에 의해 통지된 후에 재활성화 상태로부터 액티브 상태로 전환한다.

하나의 실시예에서, 사용되는 액티브 이동성 설정과는 독립적으로, 터널이 앵커에서부터 새로운 기지국으로 셋업된다. 이는 애플리케이션 서버로부터의 패킷들이 디바이스에게 전달되는 것을 허용한다. 이는 애플리케이션의 액티브 이동성 설정에 의존하는 후속 행동에 영향을 미치지 않는다. 애플리케이션이 자신의 액티브 이동성 설정으로서 "액티브 이동성 없음"을 갖는다면, 애플리케이션 서버에게 초기 접속성을 제공하기 위해 확립되는 터널을 통한 접속이 나중에 없어진다. 그러나 애플리케이션이 자신의 액티브 이동성 설정으로서 "높은 액티브 이동성" 또는 "제한된 액티브 이동성"을 갖는다면, 애플리케이션 서버에게 초기 접속성을 제공하기 위해 확립되는 터널을 통한 접속이 디바이스가 이동할 때 유지된다. 이 경우에 SDN 모듈은 패킷들이 새로운 기지국으로 포워딩되도록 앵커에서 흐름 테이블들을 업데이트한다.

이동성 설정들의 동적 수정

추가의 실시예들에서, 네트워크 제어 엘리먼트(170)는 디바이스/애플리케이션의 행동에 기초하여, 디바이스/애플리케이션에 대한 이동성 설정 및/또는 프로파일을 변경할 수 있다. 예를 들어, 디바이스가 처음에 "액티브 이동성 없음" 설정으로 시작하고, 그 뒤에 새로운 애플리케이션에 대한 "높은 액티브 이동성" 설정을 요청한다고 가정한다. 이 문제를 해결하기 위해 사용될 수 있는 여러 기법들이 있다.

제1 기법에 따르면, 애플리케이션이 이미 액티브이면 네트워크 제어 엘리먼트(170)는 네트워크에서 현재의 기지국을 향하는 경로 상에 있는 적합한 앵커를 선택하고 현재 기지국을 향하는 패킷들의 터널링을 활성화하기 위해 그 노드에서의 흐름 테이블을 동적으로 수정한다.

예를 들어, 앵커는 패킷들이 기지국에서 수신되고 있게 하였던 경계 라우터일 수 있다. 동시에, 네트워크 제어 엘리먼트(170)는 디바이스로의 및 그 디바이스로부터의 흐름들에 대한 캡슐화 및 캡슐화해제를 수행하기 위해 기지국에서 흐름 테이블을 또한 업데이트한다. 일단 앵커가 제자리에 있고 적절히 구성된다면, 디바이스가 이동함에 따라, 이전의 구역들에서 설명된 이동성 관리 알고리즘이 적용된다.

제2 기법에 따르면, 애플리케이션이 이미 액티브이면 네트워크 제어 엘리먼트(170)는 현재 기지국을 앵커로서 선택한다. 디바이스가 이동할 때, 네트워크 제어 엘리먼트(170)는 오래된 기지국에서 흐름 테이블을 업데이트하여서 패킷들이 새로운 기지국으로 포워딩된다. 새로운 기지국으로부터 수신되는 패킷들은 오래된 기지국에서 캡슐화해제되고 애플리케이션 서버에 포워딩된다.

제3 기법에 따르면, 네트워크 제어 엘리먼트(170)는 애플리케이션에게 네트워크에서의 앵커에 대응하는 새로운 IP 주소를 사용할 것을 지시한다. IP 주소는 새로이 배정될 수 있거나, 또는 다른 애플리케이션들에 의한 사용을 위해 디바이스에 이전에 배정될 수 있다. 애플리케이션은 자신의 애플리케이션 서버와 새로운 세션을 확립할 수 있지만, IP 세션 연속성은 후속 핸드오프들을 지원한다.

예들

다음의 예들에서, 추가적인 프로세스들, 시스템들, 및 방법들이 베드사이드 수면 모니터에 대한 일 예, 및 모바일 폰에 대한 일 예의 맥락에서 설명된다.

베드사이드 수면 모니터

도 6의 블록도(600)에서 도시된 이 예에서, 베드사이드 수면 모니터(610)가 네트워크(660)를 통해 병원에서의 헬스케어 애플리케이션에 원격으로 접속한다. 모니터의 역할은 병원에서 유지되는 대응하는 애플리케이션에 대한 데이터를 주기적으로 업데이트하는 것이다. 이 예에서, 모니터(610)는 이 태스크를 수행하기 위해 하이퍼텍스트 전송 프로토콜(Hypertext Transfer Protocol)(HTTP)을 사용한다. 접속이 모니터링 데이터의 업로드 동안 중단되면, 새로운 접속이 모니터(610)와 기지국(622) 간에 실질적 지연 없이 확립될 수 있다. 그러므로, 무결절성 이동성이 베드사이드 모니터(610)를 위해 요구되지 않는다. 모니터(610)는 이동성 프로파일을 포함하고, 이동성 프로파일은 디바이스에 대한 "액티브 이동성 없음" 설정을 표시한다. 이는 모니터(610)가 환자를 모니터링할 때 액티브로 머무르며, 이동할 것이 예상되지 않고, 네트워크에 접속된 채로 남아 있기 때문이다. 모니터(610)가 유휴인 다른 시간들에서, 네트워크 개시 접속성은 요구되지 않는다. 그런고로 이동성 프로파일은 모니터(610)가 "유휴 이동성 없음" 설정을 사용해야 함을 표시한다. 제안된 이동성 관리 스킴에 따른 네트워크 도면이 도 6에서 예시된다.

모니터(610)를 핸들링하기 위한 프로세스는 다음과 같다. 첫째, 모니터(610)는 검출된 기지국(622)과 시그널링 접속을 확립하고 "유휴 이동성 없음" 및 "액티브 이동성 없음"에 대한 설정들과 함께 이동성 프로파일을 포함하는 접속 요청을 전송한다. 둘째, 기지국(622)의 무선 관리 컴포넌트(계층 1, 계층 2, 라디오 리소스 제어(RRC) 등)이 네트워크 제어 엘리먼트(670)의 무선 네트워크 모듈(674)에게 요청을 전송한다. 모니터(610)에의 접속이 그 다음에 (모니터(610)에 대한 인증 프로세스들을 포함하여) 확립된다. 이는 이동성 관리 기능부(681) 및 보안 기능부(682)를 포함하는 네트워크 기능부들(680)과 정보를 교환하는 것을 수반한다.

제3 단계에서, 접속 요청을 분석할 시, 이동성 관리 기능부(681)는 요청된 이동성을 허가하고 모니터(610)에 대한 "액티브 이동성 없음" 절차들을 실행함에 있어서 네트워크 제어 엘리먼트(670)에게 지시한다. 이동성 관리 기능부(681)는 유휴 이동성 상태 정보를 저장하지 않음으로써 "유휴 이동성 없음"을 또한 실행한다. 제4 단계는 디바이스에 대한 계층 3 접속들을 확립하기 위한 요구된 정보로 기지국(622)에서의 계층 3 스위치를 구성/프로그래밍하는 SDN 모듈(678)을 포함한다. 이는 IP 주소 배정 규칙들, 패킷 포워딩을 위한 흐름 테이블을 설정하는 것, 및 어카운팅을 수행하기 위한 흐름 계량을 설정하는 것을 포함한다. 기지국(622)은 그 다음에 모니터(610)와 헬스 케어 네트워크(660) 간의 패킷 흐름을 허용하기 위한 필요한 태스크들을 수행한다.

제5 단계에서, 패킷들은 집성 라우터(630) 및 제공자 에지 서비스 라우터(650)를 통해 모니터(610)와 헬스 케어 네트워크(660)의 애플리케이션 사이를 흐른다. 모니터(610)로부터 주기적으로 전송되는 측정 보고들은 라디오 조건들을 변경하는 것 때문에, 새로운 기지국(624)이 바람직하다는 것을 기지국(622)에게 표시할 수 있다. 이는 원래의 기지국(622)과 새로운 기지국(624) 간에 에어-인터페이스 핸드오프 시그널링의 제6 단계를 개시하게 한다. 핸드오프 시그널링은 새로운 기지국(624)에 충분한 리소스들이 있다는 것을 확인하고, 임의의 미송신된 에어-인터페이스 패킷들을 새로운 기지국(624)으로 또한 포워딩한다. 이 단계는 디바이스에게 핸드오버할 것을 알려주기 위해 시그널링하는 것을 또한 포함한다.

제7 단계에서, 핸드오버 프로세스들이 개시된 후, 모니터(610)는 원래의 기지국(622)에 의해 배정된 IP 어드레스를 갖는 새로운 기지국(624)에 패킷들을 전송하는 것을 시작한다. 기지국(624)의 스위칭 컴포넌트가 제8 단계에서 새로운 흐름을 인식하고 흐름을 핸들링하기 위한 명령들에 대한 질의를 네트워크 제어 엘리먼트(670)에게 전송한다.

제9 단계에서, 네트워크 제어 엘리먼트(670)에서의 SDN 제어 모듈(678)은 단계 3에서 수신된 이동성 관리 기능부(681)로부터 수신된 명령의 결과로서 자신의 정책 기반에서 흐름에 대해 "액티브 이동성 없음" 정책을 이용하고 있다는 것을 결정한다. 그런고로 네트워크 제어 엘리먼트(670)는 그 흐름을 없애기 위한 명령들을 기지국(624)에게 전송하고 새로운 IP 주소를 기지국(624)의 서브넷으로부터 모니터(610)에 재배정한다. 이는 새로운 착신 패킷들이 기지국(624)으로 직접적으로 라우팅되도록 행해진다.

제10 단계에서, 새로운 접속을 설정할 시, 패킷들은 새로운 기지국을 통해 흐르는 것을 시작한다. 모니터(610)는 그 다음에 새로운 IP 주소로 네트워크 측 애플리케이션과 새로운 송신 제어 프로토콜(Transmission Control Protocol)(TCP) 접속을 확립한다.

"액티브 이동성 없음"으로부터 "높은 액티브 이동성"으로의 스마트 폰 전환

도 7의 블록도(700)에 도시된 실시예에서, 스마트 폰(710)의 사용자가 비디오 스트리밍 서비스(760)와의 홈 내(in-home) 접속을 개시한다. 행동 패턴들이 사용자는 홈에 남아 있을 가능성이 있고 긴 시구간 동안 동일한 기지국(722)에 부속된 채로 유지됨을 표시하는 것으로 결정된다고 가정한다. 이 결정은 기지국(722)의 아이덴티티, 초기 접속이 요청되는 시간(예컨대, 근무 시간들 후임), 및 사용자에 대한 프로파일에 저장된 이전의 이력 중 하나 이상에 기초하여 네트워크에게 알려질 수 있다. 그런고로, 초기 접속에 대해 "액티브 이동성 없음" 절차가 뒤따른다. 그러나, (네트워크 기능부들(780)의) 이동성 관리 기능부(781)는 네트워크 제어 엘리먼트(770)에게 상이한 기지국으로의 제1 핸드오버 시 "높은 액티브 이동성" 설정으로 스마트 폰(710)을 전환할 것을 지시한다(이는 사용자가 집을 떠나 새로운 로케이션으로 이동하고 있을 수 있음을 표시하여서이다).

제1 내지 제8 단계들은 도 6에 대해 설명된 것과 동일한 방식으로 (예컨대, 도 6에서의 그들의 대응하는 엘리먼트들에 관해 설명된 바와 같은 엘리먼트들(770, 774, 778, 730, 750, 및 722과, 724 사이에서) 수행된다. 그러나, 제3 단계에서, 이동성 관리 기능부(781)는 "액티브 이동성 없음"이 제1 핸드오프 이벤트 시 "높은 액티브 이동성"으로 스위칭되어야 한다는 규칙을 제공한다.

이 예에 대한 제9 단계에서, 요청이 새로운 기지국(724)으로부터 올 때, 네트워크 제어 엘리먼트(130)는 스마트 폰(710)으로부터 흐름들에 대한 적합한 이동성 앵커를 선택한다. 그 앵커에 대해 두 개의 가능한 옵션들이 있다. 제1 실시예에서, 오래된 기지국(722)은 앵커로서 선택되고 SDN 모듈(778)은 다운링크 및 업링크 상에서 패킷들을 전송할 터널을 확립하기 위해 오래된 기지국(722) 및 새로운 기지국(724)을 구성한다. IP 주소 및 단 대 단 접속이 스마트 폰(710)과 비디오 스트리밍 서비스(760) 상의 애플리케이션들 간에 유지된다. 제2 실시예에서, 업스트림 집성 라우터(730)가 앵커인 것으로 선택된다. 이 실시예에서 새로운 기지국(724)에는 집성 라우터(730)를 향하는 IP-인-IP 터널들에서 캡슐화될 스마트 폰(710)으로부터의 흐름들에 대한 흐름 테이블 업데이트들이 제공된다. 이 경우, IP 주소(오래된 기지국(722)에 의해 배정됨)와 단 대 단 접속은 스마트 폰(710)과 비디오 스트리밍 서버(760)의 애플리케이션들 간에 유지된다. 비록 대부분의 패킷들이 앵커에서 인터셉트되지만, 집성 라우터(730)를 통하는 일 없이 오래된 기지국(722)으로 전달되는 패킷들은 앵커에게 포워딩된다. 그런고로, 앵커를 선택하는 것에 더하여, 오래된 기지국(722)은 자신이 스마트 폰(710)에 대해 수신하는 임의의 패킷들을 집성 라우터(730)에게 터널링하도록 구성된다.

어느 경우에나, 오래된 기지국(722)은, 배정된 IP 주소를 포함하는, 스마트 폰(710)에 대한 설정들을 보존한다. 그 뒤에 IP 흐름이 그 IP 주소를 사용하여 모든 애플리케이션들에 대해 종료될 때 또는 스마트 폰(710)이 유휴로 갈 때, 새로운 IP 주소 및/또는 앵커가 배정될 수 있고, 스마트 폰(710) 상의 클라이언트 애플리케이션은 비디오 스트리밍 서비스(760)의 대응하는 애플리케이션에 재등록될 것이다.

이 예에 대한 제10 단계에서, 새로운 앵커는 현재 기지국을 향하여 전송된 패킷들을 캡슐화하기 위한 및 반대 방향으로 전송된 패킷들을 캡슐화해제하기 위한 명령들을 제공함으로써 네트워크 제어 엘리먼트(770)에 의해 구성된다. 그 앵커는 계량을 수행하기 위하여 네트워크 제어 엘리먼트(770)에 의해 또한 구성된다.

이 예에 관해, 제11 단계에서, 스마트 폰(710)으로의 및 그 스마트 폰으로부터의 패킷들이 기지국과 앵커 간에 터널링된다. 그 다음에 제12 단계에서, 스마트 폰(710)이 계속 이동하고 있음에 따라, 추가적인 핸드오프 이벤트가 트리거된다. 새로운 기지국(726)은 그러면 제13 단계에서 기지국(724)으로부터의 흐름들을 프로세싱하는 방법을 결정하기 위해 네트워크 제어 엘리먼트(770)에게 질의한다. 제14 단계에서, 네트워크 제어 엘리먼트(770)는 새로운 기지국(726)에 대한 앵커에서 터널 엔드 포인트를 재구성한다. 그 다음에, 제15 단계에서, 네트워크 제어 엘리먼트(130)는 앵커 주소 및 터널링 명령들을 기지국(726)에 제공한다. 스마트 폰(710)의 IP 주소는 그러므로 보존되고, 데이터의 흐름은 무결절성으로 계속된다.

도면들에서 도시되거나 또는 본 명세서에서 설명되는 다양한 엘리먼트들 중 임의의 엘리먼트가 하드웨어, 소프트웨어, 펌웨어, 이들의 또는 일부 조합으로서 구현될 수 있다. 예를 들어, 엘리먼트가 전용 하드웨어로서 구현될 수 있다. 전용 하드웨어 엘리먼트들은 "프로세서들", "제어기들", 또는 일부 유사한 기술용어로서 지칭될 수 있다. 프로세서에 의해 제공되는 경우, 그 기능들은 단일 전용 프로세서에 의해, 단일 공유 프로세서에 의해, 또는 그것들 중 일부가 공유될 있는 복수의 각각의 프로세서들에 의해 제공될 수 있다. 더구나, "프로세서" 또는 "제어기"라는 용어의 명시적 사용은 소프트웨어를 실행할 수 있는 하드웨어만을 언급하는 것으로 해석되지 않아야 하고, 디지털 신호 프로세서(digital signal processor)(DSP) 하드웨어, 네트워크 프로세서, 주문형 집적회로(application specific integrated circuit)(ASIC) 또는 다른 회로, 필드 프로그램가능 게이트 어레이(field programmable gate array)(FPGA), 소프트웨어를 저장하기 위한 판독 전용 메모리(read only memory)(ROM), 랜덤 액세스 메모리(random access memory)(RAM), 비휘발성 스토리지, 로직, 또는 다른 물리적 하드웨어 컴포넌트 또는 모듈을 비제한적으로 암시적으로 포함할 수 있다.

또한, 엘리먼트가 엘리먼트의 기능들을 수행하기 위해 프로세서 또는 컴퓨터에 의해 실행 가능한 명령들로서 구현될 수 있다. 명령들의 일부 예들은 소프트웨어, 프로그램 코드, 및 펌웨어이다. 그 명령들은 프로세서에게 엘리먼트의 기능들을 수행할 것을 지시하기 위해 프로세서에 의해 실행될 때 사용가능하다. 그 명령들은 프로세서에 의해 판독 가능한 비일시적 매체 또는 저장 디바이스들 상에 저장될 수 있다. 저장 디바이스들의 일부 예들은, 디지털 또는 고체-상태 메모리들, 자기 디스크들 및 자기 테이프들과 같은 자기 저장 매체들, 하드 드라이브들, 또는 광학적으로 판독 가능한 디지털 데이터 저장 매체들일 수 있다.

비록 특정 실시예들이 본 명세서에서 설명되지만, 본 발명의 범위는 그들 특정 실시예들로 제한되지 않는다. 본 발명의 범위는 다음의 청구항들과 그것들의 임의의 동등물들에 의해 정해진다.

Claims

무선 네트워크에서의 이동성 관리를 위한 방법으로서,
원거리통신 네트워크에서, 무선 디바이스에 대한 적어도 하나의 액티브 이동성 설정 및 적어도 하나의 유휴 이동성 설정을 포함하는 이동성 프로파일을 식별하는 단계;
상기 이동성 프로파일로부터 제1 액티브 이동성 설정 및 제1 유휴 이동성 설정을 선택하는 단계;
상기 제1 액티브 이동성 설정에 기초하여, 상기 무선 디바이스가 상기 원거리통신 네트워크를 통해 패킷 데이터 네트워크(PDN)와 데이터의 패킷들을 교환하는 액티브 상태에 있는 동안 상기 무선 디바이스에 대한 이동성 관리에 관여하기 위한 하나 이상의 제1 네트워크 엘리먼트들에 대한 제1 세트의 명령어들을 결정하는 단계;
상기 제1 유휴 이동성 설정에 기초하여, 상기 무선 디바이스가 상기 원거리통신 네트워크를 통해 상기 PDN과 데이터의 패킷들을 교환하지 않는 유휴 상태에 있는 동안 상기 무선 디바이스에 대한 이동성 관리에 관여하기 위한 하나 이상의 제2 네트워크 엘리먼트들에 대한 제2 세트의 명령어들을 결정하는 단계;
상기 무선 디바이스가 상기 액티브 상태에 있을 때 상기 제1 액티브 이동성 설정에 따라 상기 하나 이상의 제1 네트워크 엘리먼트들에게 상기 제1 세트의 명령어들을 제공하는 단계; 및
상기 무선 디바이스가 상기 유휴 상태에 있을 때 상기 제1 유휴 이동성 설정에 따라 상기 하나 이상의 제2 네트워크 엘리먼트들에게 상기 제2 세트의 명령어들을 제공하는 단계
를 포함하는, 방법.
제1항에 있어서, 상기 이동성 프로파일로부터 상기 제1 액티브 이동성 설정 및 상기 제1 유휴 이동성 설정을 선택하는 단계는, 상기 무선 디바이스의 디바이스 유형 또는 상기 무선 디바이스 상의 애플리케이션의 애플리케이션 식별자에 기초하는, 방법.
제1항에 있어서, 상기 이동성 프로파일은 복수의 액티브 이동성 설정들 중 각각의 액티브 이동성 설정들이 상기 무선 디바이스의 각각의 애플리케이션들에 대응하는 상기 복수의 액티브 이동성 설정들을 포함하며,
상기 제1 액티브 이동성 설정을 선택하는 단계는, 상기 복수의 액티브 이동성 설정들 중 제1 애플리케이션과 대응하는 하나의 액티브 이동성 설정을 상기 제1 액티브 이동성 설정으로서 선택하는 단계를 포함하고,
상기 원거리통신 네트워크의 상기 하나 이상의 제1 네트워크 엘리먼트들에게 상기 제1 세트의 명령어들을 제공하는 단계는, 상기 제1 애플리케이션에 대한 상기 제1 액티브 이동성 설정에 기초하는, 방법.
제1항에 있어서,
상기 액티브 상태 또는 상기 유휴 상태로의 상기 무선 디바이스의 상태에서의 변경을 결정하는 단계;
상기 변경이 상기 액티브 상태로 일 때 상기 제1 액티브 이동성 설정에 따라 네트워크 엘리먼트들의 세트에게 명령어들의 세트를 제공하는 단계; 및
상기 변경이 상기 유휴 상태로 일 때 상기 제1 유휴 이동성 설정에 따라 네트워크 엘리먼트들의 세트에게 명령어들의 세트를 제공하는 단계를 더 포함하는, 방법.
제1항에 있어서, 상기 제1 액티브 이동성 설정을 선택하는 단계는, 상기 원거리통신 네트워크에 대해 정의되는 그리고 상기 무선 디바이스에 연관되는 운영자 정책, 상기 무선 디바이스의 행동을 표시하는, 상기 원거리통신 네트워크에 대한 가입자 분석, 및 상기 원거리통신 네트워크에서 트래픽의 레벨을 표시하는 상기 원거리통신 네트워크에 대한 네트워크 분석으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 맥락 정보에 기초하는, 방법.
장치로서,
네트워크 제어 엘리먼트를 포함하며,
상기 네트워크 제어 엘리먼트는,
무선 디바이스에 대한 적어도 하나의 액티브 이동성 설정 및 적어도 하나의 유휴 이동성 설정을 포함하는 이동성 프로파일을 식별하는 접속 요청을 획득하도록 구성되는 인터페이스; 및
상기 이동성 프로파일로부터 제1 액티브 이동성 설정 및 제1 유휴 이동성 설정을 결정하고, 상기 제1 액티브 이동성 설정에 기초하여, 상기 무선 디바이스가 원거리통신 네트워크를 통해 패킷 데이터 네트워크(PDN)와 데이터의 패킷들을 교환하는 액티브 상태에 있는 동안 상기 무선 디바이스에 대한 이동성 관리에 관여하기 위한 하나 이상의 제1 네트워크 엘리먼트들에 대한 제1 세트의 명령어들을 결정하도록, 그리고 상기 제1 유휴 이동성 설정에 기초하여, 상기 무선 디바이스가 상기 원거리통신 네트워크를 통해 상기 PDN과 데이터의 패킷들을 교환하지 않는 유휴 상태에 있는 동안 상기 무선 디바이스에 대한 이동성 관리에 관여하기 위한 하나 이상의 제2 네트워크 엘리먼트들에 대한 제2 세트의 명령어들을 결정하도록 구성되는 제어기를 포함하며,
상기 제어기는 상기 무선 디바이스가 상기 액티브 상태에 있다면 선택된 액티브 이동성 설정에 따라 상기 하나 이상의 제1 네트워크 엘리먼트들에게 상기 제1 세트의 명령어들을 제공하도록, 그리고 상기 무선 디바이스가 상기 유휴 상태에 있다면 선택된 유휴 이동성 설정에 따라 상기 하나 이상의 제2 네트워크 엘리먼트들에게 상기 제2 세트의 명령어들을 제공하도록 구성되는, 장치.
제6항에 있어서, 상기 제어기는 상기 무선 디바이스의 디바이스 유형 또는 상기 무선 디바이스 상의 애플리케이션의 애플리케이션 식별자에 기초하여 상기 이동성 프로파일로부터 상기 제1 액티브 이동성 설정 및 상기 제1 유휴 이동성 설정을 선택하도록 구성되는, 장치.
제6항에 있어서, 상기 이동성 프로파일은 복수의 액티브 이동성 설정들 중 각각의 액티브 이동성 설정들이 상기 무선 디바이스의 각각의 애플리케이션들과 대응하는 상기 복수의 액티브 이동성 설정들을 포함하고,
상기 제어기는 상기 복수의 액티브 이동성 설정들 중 제1 애플리케이션에 대응하는 각각의 액티브 이동성 설정을 상기 제1 액티브 이동성 설정으로서 선택하도록, 그리고 상기 제1 애플리케이션에 대한 상기 제1 액티브 이동성 설정에 기초하여 상기 원거리통신 네트워크의 상기 하나 이상의 제1 네트워크 엘리먼트들을 프로그래밍하도록 구성되는, 장치.
제6항에 있어서, 상기 제어기는 상기 액티브 상태 또는 상기 유휴 상태로의 상기 무선 디바이스의 상태에서의 변경을 결정하고, 상기 변경이 상기 액티브 상태로일 때 상기 제1 액티브 이동성 설정에 따라 네트워크 엘리먼트들의 세트에게 명령어들의 세트를 제공하도록, 그리고 상기 변경이 상기 유휴 상태로 일 때 상기 제1 유휴 이동성 설정에 따라 네트워크 엘리먼트들의 세트에게 명령어들의 세트를 제공하도록 구성되는, 장치.
제6항에 있어서, 상기 제어기는, 상기 원거리통신 네트워크에 대해 정의되는 그리고 상기 무선 디바이스에 연관되는 운영자 정책, 상기 무선 디바이스의 행동을 표시하는, 상기 원거리통신 네트워크에 대한 가입자 분석, 및 상기 원거리통신 네트워크에서 트래픽의 레벨을 표시하는 상기 원거리통신 네트워크에 대한 네트워크 분석으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 맥락 정보에 기초하여 상기 제1 액티브 이동성 설정을 선택하도록 구성되는, 장치.
무선 네트워크에서의 이동성 관리를 위한 방법으로서,
무선 디바이스로부터 원거리통신 네트워크로의 접속 요청을 송신하는 단계 - 상기 접속 요청 내의 이동성 프로파일은 상기 무선 디바이스가 상기 원거리통신 네트워크를 통해 패킷 데이터 네트워크(PDN)와 데이터의 패킷들을 교환하는 액티브 상태에 있는 동안 상기 무선 디바이스의 로케이션이 추적되는 방법을 표시하는 적어도 하나의 액티브 이동성 설정과, 상기 무선 디바이스가 상기 원거리통신 네트워크를 통해 상기 PDN과 데이터의 패킷들을 교환하지 않는 유휴 상태에 있는 동안 상기 무선 디바이스의 상기 로케이션이 추적되는 방법을 표시하는 적어도 하나의 유휴 이동성 설정을 포함함 - ;
상기 원거리통신 네트워크에 의한 상기 이동성 프로파일로부터의 제1 액티브 이동성 설정 및 제1 유휴 이동성 설정의 선택을 기다리는 단계;
상기 제1 액티브 이동성 설정에 기초하여 상기 원거리통신 네트워크와 통신하도록 상기 무선 디바이스를 동작시키는 단계 - 상기 이동성 프로파일에서의 제1 세트의 명령어들은, 상기 무선 디바이스가 상기 액티브 상태에 있는 동안 상기 무선 디바이스에 대한 이동성 관리를 초래함 - ; 및
상기 제1 유휴 이동성 설정에 기초하여 상기 원거리통신 네트워크와 통신하도록 상기 무선 디바이스를 동작시키는 단계 - 상기 이동성 프로파일에서의 제2 세트의 명령어들은, 상기 무선 디바이스가 유휴 상태에 있는 동안 상기 무선 디바이스에 대한 이동성 관리를 초래함 -
를 포함하는, 방법.
장치로서,
무선 디바이스를 포함하며,
상기 무선 디바이스는,
상기 무선 디바이스가 원거리통신 네트워크를 통해 패킷 데이터 네트워크(PDN)와 데이터의 패킷들을 교환하는 액티브 상태에 있는 동안 상기 무선 디바이스의 로케이션이 추적되는 방법을 표시하는 적어도 하나의 액티브 이동성 설정과, 상기 무선 디바이스가 상기 원거리통신 네트워크를 통해 상기 PDN과 데이터의 패킷들을 교환하지 않는 유휴 상태에 있는 동안 상기 무선 디바이스의 로케이션이 추적되는 방법을 표시하는 적어도 하나의 유휴 이동성 설정을 포함하는 이동성 프로파일을 저장하는 메모리;
상기 원거리통신 네트워크에게 상기 이동성 프로파일을 포함하는 접속 요청을 송신하도록 구성되는 인터페이스; 및
상기 원거리통신 네트워크에 의한 상기 이동성 프로파일로부터의 제1 액티브 이동성 설정 및 제1 유휴 이동성 설정의 선택을 기다리고, 상기 제1 액티브 이동성 설정에 기초하여 상기 원거리통신 네트워크와 통신하게 상기 무선 디바이스를 동작시키도록 - 상기 이동성 프로파일에서의 제1 세트의 명령어들은, 상기 무선 디바이스가 상기 액티브 상태에 있는 동안 상기 무선 디바이스에 대한 이동성 관리를 초래함 -, 그리고 상기 제1 유휴 이동성 설정에 기초하여 상기 원거리통신 네트워크와 통신하게 상기 무선 디바이스를 동작시키도록 - 상기 이동성 프로파일에서의 제2 세트의 명령어들은, 상기 무선 디바이스가 상기 유휴 상태에 있는 동안 상기 무선 디바이스에 대한 이동성 관리를 초래함 -
구성되는 제어기를 포함하는, 장치.