KR102006839B1 - Nfv를 이용하는 mtc 서비스 관리 - Google Patents

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Abstract

네트워크 기능 가상화(NFV)를 이용하는 머신형 통신(MTC) 서비스 관리를 위한 방법과 시스템이 개시된다. 일 실시예에서, 가상 네트워크 기능(VNF)을 이용하는 머신형 통신(MTC) 서비스 관리를 위한 방법은 가상 서빙 게이트웨이(v-s-SGW)가 MTC 장치와 연관된 무선 노드를 통해 MTC 장치로부터 MTC 서비스를 위한 요청을 수신하는 단계; v-s-SGW가 MTC 장치를 인증하기 위한 인증 요청을 MTC 서버에 송신하는 단계; v-s-SGW가 MTC 서버로부터 인증 응답을 수신하는 단계; 및 인증이 성공하면, v-s-SGW가 v-s-SGW와 무선 노드 간에 MTC 베어러를 구축하는 단계를 포함한다. 여기서, v-s-SGW는 가상 연결 관리(v-CM) 및 서빙 게이트웨이(s-SGW)를 포함한다.

Description

NFV를 이용하는 MTC 서비스 관리
본 출원은 2015년 5월 29일에 출원된 미국 정규출원번호 제14/726082호("MTC Service Management Using NFV")에 대해 우선권을 주장하는 바이며, 상기 출원은 본 명세서에 원용되어 포함된다.
본 발명은 무선 통신을 위한 시스템 및 방법에 관한 것으로, 상세하게는 머신형 통신을 위한 시스템 및 방법에 관한 것이다.
미래에는 머신형 통신(machine type communication, MTC)이 크게 증가할 것으로 예상된다. 2020 년까지 MTC 장치의 수가 10억 개를 초과할 것으로 예상된다. MTC 장치는 다양한 응용 프로그램(예컨대, 스마트 그리드, eHealth, 지능형 전송 시스템)을 지원하는 데 사용될 것이다. 상이한 MTC 서비스는 상이한 네트워크 기능 요구사항과 트래픽 서비스 품질(QoS) 요구사항을 가지고 있을 수 있다. 따라서, 모든 변화에 대한 프로비저닝이 어려울 수 있다. MTC 장치가 모바일 네트워크를 통해 인터넷에 연결하기 때문에, MTC는 상호 연결하는 노드(라우터 및 게이트웨이)뿐만 아니라 네트워크 인프라(무선 접속 네트워크(Radio Access Network, RAN) 및 코어 네트워크)에도 부담을 줄 것이다. 다수의 MTC 장치가 모바일 네트워크에 동시에 연결을 시도하면, 시스템에 과부하가 걸릴 수 있다. MTC 트래픽이 갑자기 증가하면, 모바일 게이트웨이에는 장애가 발생할 수 있다.
일 실시예에서, 가상 네트워크 기능(virtual network function, VNF)을 이용하는 머신형 통신(machine type communication, MTC) 서비스 관리를 위한 방법은 가상 서빙 게이트웨이(virtual serving gateway, v-s-SGW)가 MTC 장치와 연관된 무선 노드를 통해 상기 MTC 장치로부터 MTC 서비스를 위한 요청을 수신하는 단계; 상기 v-s-SGW가 상기 MTC 장치를 인증하기 위한 인증 요청을 MTC 서버에 송신하는 단계; 상기 v-s-SGW가 상기 MTC 서버로부터 인증 응답을 수신하는 단계; 및 상기 인증이 성공하면, 상기 v-s-SGW가 상기 v-s-SGW와 상기 무선 노드 간에 MTC 베어러를 구축하는 단계를 포함한다. 여기서, 상기 v-s-SGW는 가상 연결 관리(virtual connection management, v-CM) 및 서빙 게이트웨이(serving gateway, s-SGW)를 포함한다.
다른 실시예에서, 가상 네트워크 기능(VNF)을 이용하는 머신형 통신(MTC) 서비스 관리를 위한 방법은 가상 서비스 특정 연결 관리(virtual service specific connection management, v-s-CM)가 MTC 장치와 연관된 무선 노드를 통해 상기 MTC 장치로부터 MTC 서비스를 위한 요청을 수신하는 단계; 상기 v-s-CM이 상기 MTC 장치를 인증하기 위한 인증 요청을 MTC 서버에 송신하는 단계; 상기 v-s-CM이 상기 MTC 서버로부터 인증 응답을 수신하는 단계; 및 인증이 성공하면, 상기 v-s-CM이 상기 v-s-SGW와 상기 무선 노드 간에 MTC 베어러를 구축하기 위한 메시지를 v-s-SGW에 송신하는 단계를 포함한다.
다른 실시예에서, 가상 네트워크 기능(VNF)을 이용하는 머신형 통신(MTC) 서비스 관리를 위한 시스템은 하나 이상의 프로세서 및 상기 하나 이상의 프로세서 중 적어도 하나가 실행하기 위한 프로그래밍을 저장하는 적어도 하나의 컴퓨터 판독가능 비일시적 저장 매체를 포함한다. 상기 프로그래밍은 가상 서빙 게이트웨이(v-s-SGW)가 상기 MTC 장치와 연관된 무선 노드를 통해 MTC 장치로부터 MTC 서비스를 위한 요청을 수신하고; 상기 v-s-SGW가 상기 MTC 장치를 인증하기 위한 인증 요청을 MTC 서버에 송신하며; 상기 v-s-SGW가 상기 MTC 서버로부터 인증 응답을 수신하고; 상기 인증이 성공하면, 상기 v-s-SGW가 상기 v-s-SGW와 상기 무선 노드 간에 MTC 베어러를 구축하기 위한 명령을 포함한다. 여기서, 상기 v-s-SGW는 가상 연결 관리(v-CM) 및 서빙 게이트웨이(s-SGW)를 포함한다.
다른 실시예에서, 가상 네트워크 기능(VNF)을 이용하는 머신형 통신(MTC) 서비스 관리를 위한 시스템은 하나 이상의 프로세서 및 상기 하나 이상의 프로세서 중 적어도 하나가 실행하기 위한 프로그래밍을 저장하는 적어도 하나의 컴퓨터 판독가능 비일시적 저장 매체를 포함한다. 상기 프로그래밍은 가상 서비스 특정 연결 관리(v-s-CM)가 MTC 장치와 연관된 무선 노드를 통해 상기 MTC 장치로부터 MTC 서비스를 위한 요청을 수신하고; 상기 v-s-CM이 상기 MTC 장치를 인증하기 위한 인증 요청을 MTC 서버에 송신하며; 상기 v-s-CM이 상기 MTC 서버로부터 인증 응답을 수신하고; 인증이 성공하면, 상기 v-s-CM이 상기 v-s-SGW와 상기 무선 노드 간의 MTC 베어러를 구축하기 위한 메시지를 v-s-SGW에 송신하기 위한 명령을 포함한다.
이하, 본 발명과 본 발명의 이점을 보다 완전하게 이해하기 위해, 첨부 도면와 함께 다음의 설명을 참조한다.
도 1은 3GPP MTC 시스템을 도시한 블록도이다.
도 2는 NFV를 이용하는 MTC 서비스 관리를 위한 시스템의 실시예의 블록도이다.
도 3은 NFV를 이용하는 MTC 서비스 관리의 직접 모델에 대한 VNF v-s-SGW의 실시예를 도시한 블록도이다.
도 4는 NFV를 이용하는 MTC 서비스 관리의 간접 모델에 대한 VNF v-s-SGW의 실시예를 도시한 블록도이다.
도 5는 NFV를 이용하는 MTC 서비스 관리의 간접 모델을 위한 시스템의 다른 실시예를 도시한 블록도이다.
도 6은 NFV를 이용하는 MTC 서비스 관리를 위한 시스템의 실시예를 도시한 블록도이다.
도 7a 및 도 7b는 옵션 1에 따른 MTC 베어러 관리의 시스템의 실시예를 도시한 블록도이다.
도 8a 및 도 8b는 옵션2에 따른 MTC 베어러 관리를 위한 시스템의 실시예를 도시한 블록도이다.
도 9는 베어러 옵션 1에 대한 상향링크(UL) MTC 패킷 포맷의 실시예를 도시한 블록도이다.
도 10은 베어러 옵션 2에 대한 UL MTC 패킷 포맷의 실시예를 도시한 블록도이다.
도 11은 하향링크(DL) MTC 패킷 포맷의 실시예를 도시한 블록도이다.
도 12는 DL MTC 패킷 포맷의 다른 실시예를 도시한 블록도이다.
도 13은 도 2에 설명한 바와 같은 시스템에 대한 MTC 연결 구축을 위한 방법의 실시예를 도시한 도면이다.
도 14는 도 6에 설명한 바와 같은 시스템에 대한 MTC 연결 구축을 위한 방법의 실시예를 도시한 도면이다.
도 15는 MTC 핸드오버를 위한 방법의 실시예를 도시한 도면이다.
도 16은 본 명세서에서 개시된 장치와 방법을 구현하는 데 사용될 수 있는 처리 시스템의 블록도이다.
이하, 현재의 바람직한 실시예를 구성하고 이용하는 것에 대해 상세히 설명한다. 하지만, 본 발명은 다양한 구체적인 상황에서 구현될 수 있는 다수의 적용 가능한 발명 개념을 제공한다고 이해해야 한다. 설명되는 구체적인 실시예는 발명을 구성하고 이용하기 위한 구체적인 방식을 설명하기 위한 것일 뿐이며, 본 발명의 보호범위를 한정하려고 하는 것은 아니다.
3GPP(3rd Generation Partnership Project) 내부에서, 다수의 MTC 장치로부터의 모바일 접속을 처리하기 위한 시스템을 제공하기 위한 노력이 진행중이다. 하나의 접근법은 EAB(Extended Access Class Barring), EWT(Extended Wait Timer) 및 MTC 트래픽에 대한 전용 시간을 부여하는 것과 같은 RAN 수준의 기술을 이용하여 MTC 트래픽을 일반 모바일 사용자 트래픽과 분리하는 것이었다. 과거의 노력은 MTC 디바이스의 혼잡 제어를 위해 정의된 백 오프 타이머(back off timer)와 같은 MTC의 네트워크 개선에 중점을 두었다. 다른 노력은 MTC 아키텍쳐, 스몰 데이터와 장치 트리거 강화(device trigger enhancement), 및 사용자 장비(user equipment, UE) 전력 소비 최적화를 규정하는 것을 포함하는, MTC를 위한 시스템 개선에 중점을 두었다.
MTC를 위한 진행중인 개선은 SCEF(Services Capability Exposure Function)를 위한 아키텍쳐를 포함하고 있다. SCEF는 3GPP 네트워크 인터페이스가 제공하는 서비스와 기능을 안전하게 공개하는 수단을 제공한다. 다른 진행중인 개선은 3GPP 절차와 운영에 관련된 이벤트를 모니터링하는 것, 그리고 기기간(machine-to-machine, M2M) 서비스 제공자 또는 제3자 애플리케이션 제공자에 이벤트를 보고하는 것을 포함한다. 추가적으로, 여전히 진행중인 다른 개선은 연구 그룹 기반의 가입, 그룹 기반의 장치 트리거, 및 MTC 장치의 그룹의 최적화된 처리를 위한 그룹 기반의 정책을 포함한다.
하지만, 이들 그룹 기반 시그널링 솔루션은 모두 기존의 네트워크 엘리먼트(예를 들어, 이동성 관리 엔티티(Mobility Management Entity, MME), HSS 등)를 포함한다. 또한 MTC 문제를 해결하기 위한 수년 간의 노력에도 불구하고, 이들 솔루션 중 어떤 것도 다수의 MTC 장치가 모바일 네트워크에 동시에 접속하려고 시도하며 시스템에 과부하가 걸리게 하는 문제를 적절하게 해결하지 못한다. 개시되는 실시예 중 하나 이상은 과부하 문제뿐만 아니라 다른 문제에 대한 해결책도 제공한다.
본 명세서에서는 다수의 장치에서 다수의 장치로 UL 전송과 DL 전송 모두를 처리하는 시스템과 방법, 및 이들 장치에 대한 보안과 인증을 제공하는 방법이 개시된다. 또한, MTC 연결 요청 및 MTC 이동성을 처리하기 위한 방법이 개시된다. MTC 서비스를 처리하기 위한 아키텍쳐 또한 개시된다.
MTC 트래픽은 빈번하지 않으며 작은 패킷 크기로 구성되기 때문에, 개시되는 아키텍처는 유연하며, 일 실시예에서 필요한 경우에만 생성된다. 네트워크 기능 가상화(Network Function Virtualization, NFV)는 범용 하드웨어를 사용하는 가상 머신 상에서 네트워크 기능을 인스턴스화(instantiate)하는 새로운 패러다임이다. NFV를 사용하면, MTC 장치를 위한 네트워크 자원이 필요에 따라 생성되고 스케일링된다. 각각의 MTC 서비스에 대해, 맞춤형 네트워크 기능이 생성된다. MTC 서비스 내부에서, 개별 MTC 장치 그룹을 위한 단-대-단(end-to-end) QoS 지원을 제공하는 것이 가능하다.
본 개시의 시스템, 방법, 및 장치의 하나 이상의 실시예는, NFV 기술을 이용하여 다수의 MTC 장치에서 다수의 MTC 장치로 상향링크(uplink, UL) 전송 및 하향링크(downlink, DL) 전송을 관리하는 유연하고 동적인 접근법을 제공하는 것; MTC 연결 요청, 보안과 인증, 및 다수의 MTC 장치에 대한 베어러 관리를 처리하기 위한 접근법을 제공하는 것; MTC 서비스 내부에서, 개별 MTC 장치 또는 MTC 장치의 그룹에 대한 단-대-단 QoS 지원을 제공하는 것; 및 MTC 이동성을 관리하는 것 중에서 하나 이상의 이점을 포함할 수 있다. 이하에서는 주로 eNB를 참조하여 설명하지만, 당업자라면 다른 실시예에서 eNB가 다른 유형의 무선 노드로 대체될 수 있음을 알 수 있을 것이다.
도 1은 3GPP MTC 시스템(100)의 블록도이다. 3GPP MTC 시스템(100)은 UE(102), RAN(106), MME(108), 서빙 게이트웨이(SGW)(110), CDF/CGF(charging data function/charging gateway function)(112), MTC 상호 연동 기능(interworking function, IWF)(114), 패킷 데이터 네트워크(packet data network, PDN) 게이트웨이(PGW), HSS(118), SCS(120), 및 애플리케이션 서버(AS)(122, 124)를 포함한다. UE(102)는 UE(102) 상에서 실행되는 MTC UE 애플리케이션(104)을 포함한다. 도면에 도시되고 직접 연결로서 설명되는 연결은 직접 연결일 수 있다. 하지만, 이들 연결은 반드시 직접 연결인 것은 아니며, 일부 실시예에서는 간접 연결일 수 있다. 따라서, 일부 실시예에서, 다른 장치/컴포넌트는 서로 직접 연결된 것으로 도시된 2개의 컴포넌트 사이에 위치할 수 있다.
UE(102)는 RAN(106)에 제어 평면 메시지(control plane message)를 송신하고 수신한다. RAN(106)은 제어 평면 메시지를 간접 모델의 MME(108)에 전달하고, 직접 모델의 SGW(110)에 전달한다. 직접 모델과 간접 모델 간의 차이점에 대해서는 이하에서 더 상세히 설명한다. 데이터 평면 메시지는 RAN(106)에 의해 UE(102)에서 SGW(110)로 포워딩되거나, 또는 UE(102)에서 SGW(110)로 포워딩된다.
간접 모델에서, MME(108)는 MTC-IWF(114)와 제어 평면 메시지를 교환한다. MTC-IWF(114)는 CDF/CGF(112), HSS(118), 및 SCS(120)와 통신한다. 데이터 평면 메시지는 SGW(110)에 의해 RAN에서 P-GW(116)로 포워딩되거나, P-GW(116)에서 RAN으로 포워딩된다. 간접 모델에서, 데이터 평면 메시지는 SGW(110)에 의해 P-GW(116)에서 SCS(120)로 포워딩되거나 SCS(120)에서 P-GW(116)로 포워딩되며, P-GW(116)는 AS(122)로부터 또는 AS(122)로 데이터 평면 메시지를 포워딩한다. 직접 모델에서, 데이터 평면 메시지는 P-GW(116)에 의해 SGW(110)에서 AS(124)로 또는 AS(124)에서 SGW(110)로 직접 포워딩된다.
MTC-IWF(114)는 홈 공중 육상 이동망(home public land mobile network, HPLMN) 내에 있다. MTC-IWF(114)는 내부의 공중 육상 이동 네트워크(PLMN) 토폴로지를 숨기고 정보를 중계하거나 또는 정보를 변환하여, PLMN에서 특정 기능을 호출하한다. MTC-IWF(114)는 또한 3GPP 네트워크와의 통신 구축 전에 SCS(120)를 인증하고, SCS(120)로부터 제어 평면 요청을 인증한다.
SCS(120)는 3GPP 네트워크가 3GPP 네트워크 인터페이스에 의해 제공되는 3GPP 네트워크의 서비스와 능력을 외부의 제3자 서비스 제공자 애플리케이션에 안전하게 노출할 수 있게 한다. SCS(120)는 또한 하나 이상의 MTC-IWF에 연결될 수 있다.
3GPP MTC 아키텍쳐에서는 3가지 서로 다른 MTC 아키텍쳐 모델이 지원된다. 이들은 직접 모델, 간접 모델, 및 하이브리드 모델을 포함한다. 직접 모델에서, MTC AS(124)는 어떤 외부 SCS를 사용하지 않고 MTC 장치와 직접적인 사용자 평면 통신을 수행하기 위해 사업자의 네트워크에 직접 연결한다. 간접 모델에서, MTC AS(122)는 MTC를 위한 추가 서비스를 이용하기 위해 SCS의 서비스를 통해 사업자의 네트워크에 간접적으로 연결한다. 하이브리드 모델에서, MTC AS는 SCS를 이용하면서 또한 UE와 직접적인 사용자 평면 통신을 수행하기 위해, 직접 모델과 간접 모델 동시에 이용하여 사업자의 네트워크에 직접 연결한다.
도 2는 NFV를 이용하는 MTC 서비스 관리를 위한 시스템(200)의 실시예의 블록도이다. 시스템(200)은 복수의 MTC 장치(202, 204)를 포함하며, 각각의 MTC 장치는 각각의 eNB(206, 208)에 연결된다. eNB(206, 208)는 v-s-SGW에 연결되며, v-s-SGW는 PGW(212) 및 MTC 서버(214)에 연결된다. 본 실시예에서, 인스턴스화된 가상의 기능(v-s-SGW(210))은 도 1에 도시된 레거시 MME(108), HSS(118), 및 SGW(110)를 대체한다. v-s-SGW(210)는 MTC 특정 HSS를 이용하는 MTC 서버(214)와보안 및 인증을 담당하고 있다. v-s-SGW(210)은 또한 MTC 장치(202, 204)가 이동하면 연결 관리를 담당할 뿐만 아니라 MTC 서비스에 특정한 이동성 앵커(mobility anchor)를 제공한다. MTC 장치(202, 204)가 복수의 RAT를 지원할 수 있다면, v-s-SGW는 또한 모든 3GPP 네트워크 서비스(예를 들어, 레거시 RAT)에 연결성을 제공하는 역할을 한다.
도 3은 NFV를 이용하는 MTC 서비스 관리의 직접 모델에 대한 v-s-SGW VNF(300)의 실시예의 블록도이다. v-s-SGW VNF(300)는 도 2에 도시된 v-s-SGW(210)로서 구현될 수 있고, 직접 모델에서 사용될 수 있다. v-s-SGW VNF(300)는 CM VNF 컴포넌트 기능(VNFC)(302), 서비스 특정 SGW(s-SGW) VNFC(304)(즉, VNF 내의 VNFC), 및 MTC-HSS VNFC(306)를 포함한다. 직접 모델에서, 모든 패킷(예를 들어, 데이터 평면 패킷과 제어 평면 패킷 모두)은 s-SGW VNFC(304)에 직접 송신된다. 제어 시그널링이 eNB에서 v-s-SGW VNF(300)로 송신되면, 제어 시그널링은 CM VNFC(302)에 연결된 v-s-SGW VNF(300)의 인터페이스(도시하지 않음) 상에서 송신된다. 그렇지 않으면, 데이터가 s-SGW VNFC(304)에 연결된 인터페이스 상에서 송신된다.
DL 통신의 경우, PGW에서 v-s-SGW로의 패킷이 s-SGW VNFC(304)에 송신된다. s-SGW VNFC(304)는 제어 패킷 및 데이터 패킷을 필터링한다. 제어 패킷은 CM VNFC(302)에 송신되고, CM VNFC는 이 패킷을 eNB에 포워딩한다. 데이터 패킷은 s-SGW VNFC(304)에 의해 eNB에 포워딩된다.
다른 실시예에서, eNB로부터 v-s-SGW VNFC(304)까지 하나의 인터페이스가 있을 수 있다(도 3에 도시된 바와 같이). 이때, 제어 패킷과 데이터 패킷은 모두 s-SGW VNFC(304)에 연결된 인터페이스 상에서 송신된다. 그런 다음, s-SGW VNFC(304)는 제어 패킷과 데이터 패킷을 분리한다. 제어 패킷은 처리를 위한 CM VNFC(302)에 송신되고, 데이터 패킷은 s-SGW VNFC(304)에 의해 P-GW에 포워딩된다. CM VNFC(302)에서 AS로의 제어 정보는 s-SGW VNFC(304)를 통해 송신된다.
도 4는 NFV를 이용하는 MTC 서비스 관리의 간접 모델에 대한 v-s-SGW VNF(400)의 실시예의 블록도이다. v-s-SGW VNF(400)는 CM VNFC(402), s-SGW VNFC(404), MTC-HSS VNFC(406), 및 s-SCS VNFC(408)를 포함한다.
간접 모델에서, 제어 평면과 사용자 평면은 서비스 특정 SCS(service specific SCS, s-SCS) VNFC(404)를 이용하여 분할된다. MTC에 대한 부가 가치 서비스(value added service)가 이동통신 사업자(VNF 벤더)에 의해 하나 이상의 컴포넌트 VNF에 포함되어 있을 수 있다. 일 실시예에서, s-SCS VNFC(408)는 PGW로부터 수신된 제어 패킷과 데이터 패킷을 분리하는 단순한 기능일 수 있다.
eNB는 CM VNFC(402)에 연결된 인터페이스 상에서 제어 시그널링을 v-s-SGW VNF(400)에 송신한다. 데이터가 s-SGW VNFC(404)에 연결된 인터페이스 상에서 송신된다. CM VNFC(402)로부터의 제어 시그널링 및 s-SGW VNFC(404)로부터의 데이터는 모두 s-SCS VNFC(408)에 송신되고, s-SCS VNFC는 이 패킷을 PGW에 포워딩한다.
PGW에서 v-s-SGW VNF(400)로의 DL 통신은 s-SCS VNFC(408)에 송신되고, s-SCS VNFC는 제어 패킷과 데이터 패킷을 분리하여 제어 패킷을 CM VNFC(402)에 그리고 데이터 패킷을 s-SGW VNFC(404)에 각각 송신한다.
도 5는 NFV를 이용하는 MTC 서비스 관리의 간접 모델을 위한 시스템(500)의 다른 실시예의 블록도이다. SCS가 MTC 서비스 제공자에 의해 제공되면, PGW의 기능을 제어/데이터 평면 엔티티, 제어 평면 P-GW(PGW-C), 및 데이터 평면 P-GW(PGW-D)로 분할함으로써 제어 평면과 데이터 평면은 분할될 수 있다. 따라서, 이 시스템(500)은 v-s-SGW VNF(502), PGW-C(510), PGW-D(512), SCS(514), 및 MTC AS(516)를 포함한다. v-s-SGW VNF(502)는 CM VNFC(504), s-SGW VNFC(506), 및 MTC-HSS VNFC(508)를 포함한다. SCS(514)는 제어 정보를 PGW-C(510)에 송신하고, 데이터를 PGW-D(512)에 송신한다. MTC 애플리케이션 제공자는 SCS VNF 내의 MTC를 위한 부가 가치 서비스를 포함할 수 있다. PGW-C(510)와 PGW-D(512)는 또한 PGW VNF 내의 VNFC일 수 있거나 별도의 VNF일 수 있다.
이 접근법에서, 데이터는 eNB에서 s-SGW VNFC(506)로 송신되며, s-SGW VNFC(506)는 데이터를 PGW-D(512)에 포워딩한다. 제어 시그널링은 eNB에서 CM VNFC(504)로 송신되며, 다음에 CM VNFC(504)는 PGW-C(510)을 통해 제어 패킷을 MTC AS(516)에 포워딩한다. 제어 패킷과 데이터 패킷은 PGW-C(510)와 PGW-D(512)에서 SCS(514)로 각각 송신된다.
DL 통신의 경우, MTC AS(516)는 MTC 패킷을 SCS(514)에 송신하며, SCS(514)는 제어 패킷을 PGW-C(510)에 송신하고 데이터 패킷을 PGW-D(512)에 송신함으로써 제어 패킷과 데이터 패킷을 분리한다. PGW-C는 제어 패킷을 CM VNFC(504)에 포워딩하고, CM VNFC(504)는 제어 패킷을 eNB에 송신한다. 반면에, PGW-D(512)는 데이터 패킷을 s-SGW VNFC(506)에 포워딩하고, s-SGW VNFC(506)는 데이터를 eNB에 송신한다.
일 실시예에서, PGW-C(510)와 PGW-D(512)는 단일 VNF 내의 별도의 VNFC일 수 있다. 또는, PGW-C(510)와 PGW-D(512)는 각각 별도의 VNF일 수 있다.
도 6은 NFV를 이용하는 MTC 서비스 관리를 위한 시스템(600)의 실시예의 블록도이다. 이 시스템(600)은 도 2에 도시된 시스템(200)에 대한 대안이다. 시스템(600)은 복수의 MTC 장치(602, 604)를 포함하며, 각각의 MTC 장치는 각각의 eNB(606, 608)에 연결된다. 각각의 eNB(606, 608)는 v-s-CM(612)와 v-s-SGW(614) 양쪽에 연결된다. v-s-SGW(614)는 MTC 서버(618)에 연결된 P-GW(616)에 연결된다. v-s-CM(612)와 MTC-HSS(610)는 모두 MTC 서버(618)에 연결된다.
이 시스템(600)에서, 복수의 MTC 특정 VNF(예를 들어, MTC-HSS(610), v-s-CM(612), 및 v-s-SGW(614))가 MTC 서비스를 위해 인스턴스화될 수 있다. 인스턴스화된 가상의 기능은 레거시 MME(108), HSS(118), 및 SGW(110)를 대체하며, MTC-IWF과 SCS에 대한 필요성을 없앤다. 신규 MTC 특정 VNF(예를 들어, MTC-HSS(610), v-s-CM(612), 및 v-s-SGW(614))는 MTC 특정 HSS(MTC specific HSS, MTC-HSS)를 이용하여(예를 들어, MTC-HSS(610)를 이용하여) MTC 서버(618)와 보안 및 인증을 담당한다. MTC 장치가 이동하면, 연결 관리(CM)를 담당하며(예를 들어, v-s-CM(612)을 이용하여), MTC 서비스에 특정한 이동성 앵커를 담당한다(예를 들어, v-s-SGW(614)를 이용하여).
도 6에 도시된 실시예에서, 제어 평면과 데이터 평면은 분할된다. SCS 또는 MTC_IWF를 포함할 필요가 없다. MTC에 대한 추가적인 서비스가 필요하면, SCS VNF는 애플리케이션 제공자가 PGW(616)와 MTC 서버(618) 사이에 VNF를 삽입하여 포함될 수 있다. MTC에 대한 부가 가치 서비스는 이동통신 사업자가 v-s-CM VNF(612) 및/또는 v-s-SGW VNF(614) 내의 컴포넌트 기능을 삽입하여 포함될 수 있다.
v-s-SGW VNF(614)는 eNB과 v-s-SGW VNF(614) 간의 베어러 관리를 제공한다(MTC-S1 베어러). v-s-SGW VNF(614)는 또한 PGW(616)와 v-s-SGW VNF(614) 간의 베어러 관리를 제공한다(MTC-S5 베어러). 일 실시예에서, v-s-SGW VNF(614)는 MTC 장치(602, 604)에 MTC 그룹 식별자(ID)(MTC-GRP 또는 MTC-GRP-ID)를 할당한다.
v-s-CM VNF(612)는 MTC 장치(602, 604)로부터의 연결 요청을 관리하고, MTC 장치(602, 605)의 이동성을 관리한다. v-s-CM VNF(612)는 또한 MTC 서버와 통신하여 MTC 장치(602, 604)를 인증하고, 암호화 및 보안 옵션을 eNB 및 MTC 장치(602, 604)에 포워딩한다. 인증 및 권한부여가 성공하면, v-CM은 베어러 관리를 제공하기 위한 요청을 v-s-SGW에 송신한다. 일 실시예에서, v-CM은 v-s-SGW VNF 대신에 베어러 관리를 제공한다.
MTC-HSS는 MTC 서버(618)와의 인증을 MTC 장치(602, 604)에 제공한고, MTC 애플리케이션 제공자에 속하는 모든 MTC 장치(ID)의 데이터베이스를 포함하고 있다.
MTC AS(618)는 MTC-HSS와 MTC-ID를 검증함으로써 MTC 장치(602, 604)를 인증한다. MTC AS(618)는 또한 MTC-ID를 기지국(BS) ID (BS-ID), MTC_GRP, 및 v-s-SGW VNF(614)에 매핑한다. 일 실시예에서, MTC AS(618)는 MTC 장치(602, 604)에 MTC-GRP를 할당한다. MTC-GRP는 MTC AS(618)에 의해 할당된 불연속 수신(Discontinuous Reception, DRX) 사이클과 연관되어 무선 노드로부터 DRX 사이클 관리를 오프로딩(offload)할 수 있다. MTC 장치가 연결된 상태로 유지될 수 있도록, 긴 DRX 사이클이 할당될 수 있다. 이로 인해, 긴 슬립 지속시간(sleep duration)의 전력 절감 혜택을 받아들이면서 또한 유휴 상태와 연결 상태 간의 상태 전이와 연관된 제어 시그널링을 피하게 된다.
일 실시예에서, 다수의 MTC 장치로부터의 트래픽을 처리하기 위해, 베어러 관리 방법이 실질적으로 최적화된다. 코어 네트워크 내의 접속 계층에서 그리고 엔티티에서 장치를 그룹핑함으로써, 베어러 관리가 단순화될 수 있다. 접속 계층 상의 베어러를 무선 베어러라고 한다. 코어 네트워크에서, eNB와 SGW 사이에는 MTC-S1 베어러가 있으며, SGW와 PGW 사이에는 MTC-S5 베어러가 있다.
본 명세서에서는 MTC 베어러 관리를 위한 2가지 옵션이 공개된다. 양쪽의 옵션에서, 각각의 eNB에는 MTC 트래픽를 처리하기 위한 복수의 그룹 무선 베어러가 구축되어 있을 수 있다. 옵션 1에는 각각의 eNB를 위한 하나의 MTC-S1 베어러와 하나의 MTC-S5 베어러가 있다. 옵션 2에는 복수의 MTC-S1 베어러와 MTC-S5 베어러가 있을 수 있다. 옵션 2의 경우, MTC-S1/MTC-S5 베어러의 개수가 MTC 그룹 무선 베어러의 개수에 대응한다.
일 실시예에서, 개시되는 MTC 베어러가 그룹 베어러이기 때문에, MTC 장치가 이동하는 경우 MTC 베어러는 삭제 및 재구축되지 않는다. 이로 인해 MTC 베어러 관리가 추가적으로 단순화된다.
도 7a 및 도 7b는 옵션 1에 따른 MTC 베어러 관리를 위한 시스템(700)의 실시예를 도시한 블록도이다. 시스템(700)은 하나 이상의 MTC 그룹(702), 복수의 MTC 그룹 무선 베어러(714), eNB(706), MTC-S1 베어러(716), v-s-SGW(708), MTC-S5 베어러(718), PGW(710), MTC 베어러(720), 및 MTC AS(712)를 포함한다. MTC AS(712)는 MTC-ID를 BS-ID에 매핑한다. 각각의 MTC 그룹(702)은 복수의 MTC 장치(704)를 포함할 수 있다.
동일한 MTC AS(712)와 통신하는 MTC 장치(704)의 경우, 동일한 BS에 접속된 모든 MTC 장치(704)로부터의 트래픽이 eNB(706)에 모이게 된다. 주어진 MTC 서비스에 대해서, eNB(706)와 v-s-SGW(708) 간에는 하나의 MTC-S1 베어러가 구축되고, v-s-SGW(708)와 PGW(710) 간에는 하나의 MTC-S5 베어러가 구축된다. 이때, eNB는 v-s-SGW(708)와 PGW(710)에게 MTC 장치로 보인다.
MTC AS(712)는 MTC 특정 HSS(MTC-HSS)를 이용하여 MTC 장치(704)를 인증하는 역할을 하며, MTC-HSS는 MTC AS(712)와 연결하도록 인가된 모든 MTC-ID를 포함하는 데이터베이스이다. MTC 장치(704)를 인증한 후에, MTC AS는 BS-ID, MTC-GRP, 및 v-s-SGW(708)에 MTC-ID를 매핑한다. MTC 그룹은 eNB(706), 또는 v-s-SGW(708), 또는 MTC AS(712)에 의해 할당될 수 있다.
다른 실시예에서, 소프트웨어 정의 네트워크 컨트롤러(Software Defined Network Controller, SDN-C) 또는 SDN-C에 연결된 트래픽 엔지니어링 모듈은, MTC-S1과 MTC-S5 베어러를 복수의 경로로 추가로 분할하여, 요구되는 QoS를 얻을 수 있다.
도 8a 및 도 8b는 옵션 2에 따른, MTC 베어러 관리를 위한 시스템(800)의 실시예를 도시한 블록도이다. 시스템(800)은 MTC 그룹(802), 복수의 MTC 그룹 무선 베어러(814), eNB(806), 복수의 MTC-S1 베어러(816), v-s-SGW(808), 복수의 MTC-S5 베어러(818), PGW(810), 복수의 MTC 베어러(820), 및 MTC AS(812)를 포함한다. 각각의 MTC 그룹(802)은 복수의 MTC 장치(804)를 포함할 수 있다.
옵션 2에서, 각각의 MTC 그룹(804)을 위한 별도의 MTC-S1 베어러와 MTC-S5 베어러가 있을 수 있다. 이때, MTC AS(812)는 eNB와 MTC 그룹 ID에 MTC-ID를 매핑한다. MTC 그룹은 MTC 접속 중에 MTC AS(812) 또는 eNB에 의해 결정될 수 있다.
MTC-S1 베어러와 MTC-S5 베어러는 모두 트래픽 엔지니어링을 이용하여 추가로 분할되어 원하는 QoS를 얻을 수 있다.
도 9는 베어러 옵션 1에 대한 UL MTC 패킷 포맷의 실시예를 도시한 블록도이다. 베어러 관리 옵션 1에서, 일 실시예에서, MTC 서비스당 MTC-S1 베어러와 MTC-S5 베어러가 하나만 필요하므로, MTC 서비스 ID(MTC-SID)와 MTC-ID만이 필요하다. 패킷(902)은 MTC-SID(904), MTC-ID(906), 및 MTC-데이터(908)를 포함한다. 도 9에 도시된 바와 같이, MTC 장치의 관점에서, 헤더는 MTC-SID(904)와 MTC-ID(906)를 포함한다. eNB와 v-s-SGW 관점에서, 헤더는 MTC-SID(904)를 포함한다. MTC-ID(906)는 eNB와 v-s-SGW에 의해 데이터로 간주된다. MTC 서버의 관점에서, 헤더는 MTC-ID(906)만을 포함한다.
도 10은 베어러 옵션 2에 대한 UL MTC 패킷 포맷의 실시예를 도시한 블록도이다. 베어러 관리 옵션 2에서와 같이, MTC 그룹당 하나 이상의 MTC-S1/MTC-S5 베어러가 있으면, MTC-GRP도 또한 필요할 수 있다. 따라서, 패킷(1002)은 MTC-SID(1004), MTC-GRP(1006), MTC-ID(1008), 및 MTC-데이터(1010)를 포함한다. 옵션 2의 경우에는 MTC 장치, eNB, 및 v-s-SGW의 관점에서 MTC-GRP(1006)가 또한 헤더의 일부라는 것을 제외하면 옵션 1과 유사하다.
도 11은 DL MTC 패킷 포맷의 실시예를 도시한 블록도이다. 패킷은 MTC-GRP(1108), MTC-ID(1110), 및 페이로드(1112)를 포함한다. MTC 서버에 의해 포함된 헤더 정보는 MTC-GRP(1108)를 포함한다. v-s-SGW는 수신된 패킷을 MTC-GRP(1108)에 따라 eNB에 포워딩한다. 양쪽의 베어러 관리 옵션에 대해서는 MTC-S1 베어러와 MTC-S5 베어러 간에 일대일 매핑이 있다. eNB는 수신된 패킷(1102)을 MTC-GRP(1108)에 따라 그룹핑하고, 그룹 기반 멀티캐스트 전송을 이용하여 패킷(1102)을 MTC 장치에 전송한다.
일 실시예에서, eNB는 v-s-SGW로부터 수신된 패킷으로부터의 헤더 정보를 인코딩하고, 수신된 패킷을 MTC-GRP(1108)에 따라 그룹핑한다. 동일한 MTC-GRP를 가진 모든 패킷은 MTC 장치에 함께 전송된다. 결합된 패킷(1104)은 의도된 그룹을 식별하기 위해 MTC-GRP에 의해 스크램블된다. 결합된 패킷(1104)은 길이(1114) 및 페이로드(1116)를 포함한다. MTC-GRP에 속하는 MTC 장치는 MTC-데이터(1120)를 결정하기 위해 페이로드(1116)에서 자신의 MTC-ID(1118)를 찾는다.
도 12는 DL MTC 패킷(1200) 포맷의 다른 실시예를 도시한 블록도이다. DL MTC 패킷(1200)은 MTC-GRP(1202), 조건(1204), 및 페이로드(1206)를 포함한다. DL MTC 패킷(1200)은, MTC-ID(1110)가 MTC 장치가 의도된 장치를 결정하기 위해 평가하는 논리적 조건(1204)으로 대체된 것을 제외하면 도 11에 도시된 DL MTC 패킷(1102)과 유사하다. 이 대안에서, MTC-GRP(1202)는 eNB와 MTC 서버 모두에 알려져 있는, 사전 정의된 그리드 내 위치를 나타낼 수 있다. 논리적 조건은 특정 MTC 장치를 식별하기 위해 MTC 장치(ID)(MTC-ID==m)를 지정할 수 있다. 특정 위치 내부에서 MTC 장치가 식별될 필요가 있는 경우, 위치 기반 그룹핑이 유리할 수 있다.
베어러 셋업 옵션 1을 사용하는 하나의 개시된 실시예를 위한 서로 다른 엔티티에 대한 역할을 설명하면 다음과 같다.
MTC 장치는 MTC-SID를 포함하는 헤더 정보를 가진 eNB에 패킷을 송신하고, 할당된 MTC-GRP ID와 연관된 패킷을 디코딩함으로써 eNB로부터 패킷을 수신한다.
eNB는 각각의 MTC 서비스를 위한 그룹 무선 베어러를 설정한다. eNB는 v-s-SGW로부터 패킷을 수신하고, 수신된 패킷을 MTC 그룹에 매핑한다. eNB는 또한 MTC-SID를 포함하는 헤더 정보를 가진 MTC 장치로부터 패킷을 수신하고, MTC 장치로부터 수신된 패킷을 v-s-SGW에 송신하며, v-s-SGW에 MTC 무선 베어러를 매핑한다.
v-s-SGW는 MTC 장치를 서비스하는 각각의 eNB에 대한 MTC-S1 베어러를 구축하고, PGW와 MTC-S5 베어러를 구축한다. v-s-SGW가 eNB로부터 패킷을 수신하는 경우, v-s-SGW는 패킷을 PGW에 송신한다. v-s-SGW가 BS-ID와 MTC-GRP-ID를 포함하는 헤더 정보를 가진 PGW로부터 패킷을 수신하는 경우, v-s-SGW는 패킷을 표시된 eNB에 송신한다. 다른 실시예에서, MTC-S5 베어러는 PGW보다는 MTC AS와 직접 구축될 수 있다.
MTC AS는 MTC-HSS와 MTC-ID를 검증함으로써 각각의 MTC 장치의 인증과 권한부여를 수행한다. MTC AS는 BS-ID, MTC-GRP, 및 v-s-SGW에 MTC-ID를 매핑한다. MTC AS는 MTC-ID를 포함하는 헤더 정보를 가진 v-s-SGW로부터 패킷을 수신한다. MTC AS는 MTC-ID, MTC-GRP, 및 BS-ID를 포함하는 헤더 정보를 가진 MTC 장치에 패킷을 송신한다.
베어러 셋업 옵션 2을 사용하는 하나의 개시된 실시예를 위한 서로 다른 엔티티에 대한 역할을 설명하면 다음과 같다.
MTC 장치는 MTC-SID와 MTC-GRP을 포함하는 헤더 정보를 가진 eNB에 패킷을 송신한다. MTC 장치는 할당된 MTC-GRP ID와 연관된 패킷을 디코딩함으로써 eNB로부터 패킷을 수신한다.
eNB는 MTC 서비스를 위한 그룹 무선 베어러를 설정한다. eNB는 그룹 MTC-S1 베어러 상에서 v-s-SGW로부터 패킷을 수신하고, MTC 그룹 무선 베어러에 수신된 패킷을 매핑한다. eNB는 MTC-SID와 MTC-GRP를 포함하는 헤더 정보를 가진 MTC 장치로부터 패킷을 수신한다. eNB는 MTC 장치로부터 수신된 패킷을 v-s-SGW에 송신하고, MTC 무선 베어러를 MTC-S1 그룹 베어러에 송신한다.
v-s-SGW는 각각의 eNB에 대한 그리고 MTC 장치를 서비스하는 각각의 MTC-GRP에 대한 MTC-S1 베어러를 구축한다. v-s-SGW는 각각의 MTC-GRP에 대한 PGW 및 MTC-S5 베어러를 구축한다. v-s-SGW가 eNB로부터 패킷을 수신하는 경우, v-s-SGW는 MTC-S1 그룹 베어러를 MTC-S5 그룹 베어러에 매핑하는 PGW에 패킷을 송신한다. v-s-SGW가 BS-ID와 MTC-GRP-ID를 포함하는 헤더 정보를 가진 PGW로부터 패킷을 수신하는 경우, v-s-SGW는 MTC-S5 그룹 베어러를 MTC-S1 그룹 베어러에 매핑하는 표시된 eNB에 패킷을 송신한다.
MTC AS는 MTC-HSS와 MTC-ID를 검증함으로써 각각의 MTC 장치의 인증과 권한부여를 수행한다. MTC AS는 BS-ID, MTC-GRP, 및 v-s-SGW에 MTC-ID를 매핑한다. MTC AS는 MTC-ID를 포함하는 헤더 정보를 가진 v-s-SGW로부터 패킷을 수신한다. MTC AS는 MTC-ID, MTC-GRP, 및 BS-ID를 포함하는 헤더 정보를 가진 MTC 장치에 패킷을 송신한다.
이제 MTC 연결 구축으로 전환하면, 네트워크에 연결을 시도하는 다수의 MTC 장치에 대해 기존의 UE 연결 구축 절차를 이용하면 네트워크에 과부하를 초래할 수 있다. 개시되는 MTC 연결 구축 절차는 이 문제를 최소화하거나 또는 실질적으로 제거한다. 개시되는 절차에서, MTC 장치 인증과 권한부여는 MTC AS에 오프로딩된다.
도 13은 MTC 도 2에 설명된 바와 같은 시스템에 대한 연결 구축을 위한 방법(1300)의 실시예를 도시한 도면이다. 이 방법(1300)은 MTC 장치(1302), eNB(1304), v-s-SGW(1306), 및 MTC 서버(1308) 간의 통신을 포함한다. MTC 장치(1302)는 예를 들어, MTC 장치(202)로서 구현될 수 있고; eNB(1304)는 예를 들어, eNB(206)로서 구현될 수 있으며; v-s-SGW(1306)는 예를 들어, v-s-SGW(210)로서 구현될 수 있고; MTC 서버(1308)는 예를 들어, 도 2에 도시된 MTC 서버(214)로서 구현될 수 있다. 이 방법(1300)은 MTC 서비스를 수락하고 v-s-SGW(1306)에 대한 VNF를 인스턴스화함으로써 단계 S1310에서 시작될 수 있다. 단계 S1311에서, v-s-SGW(1306)는 MTC 서버(1308)와 MTC-S5 그룹 베어러를 구축한다. MTC 서비스가 구축되고 v-s-SGW가 인스턴스화된 후에, MTC 장치(1302)는 개별적으로 네트워크에 연결할 수 있다. 연결을 구축하기 위해, 단계 S1312에서, MTC 장치(1302)는 접속 요청 메시지를 eNB(1304)에 각각 송신한다. 단계 1304에서, eNB는 이 메시지를 v-s-SGW(1306)에 포워딩한다. 단계 S1315에서, v-s-SGW(1306)는 MTC 서버(1308)와 인증 절차를 개시한다. MTC 서버(1308)는 MTC-HSS와 MTC-ID를 점검한다. 각각의 MTC 장치(1302)가 인증되면, 단계 S1316에서, v-s-SGW(1306)는 암호화 및 보안 옵션을 가진 각각의 MTC 장치(1302)에 장치 수락 메시지를 송신한다. 단계 S1319에서 v-s-SGW는 MTC-GRP ID를 eNB(1304)에 할당하고 송신할 수 있거나, 또는 선택적으로, 단계 S1318에서, MTC 서버의 도움을 받아 그렇게 할 수 있다. 단계 S1320에서, eNB(1304)는 MTC 장치(1302)에 MTC-GRP ID 메시지를 할당한 것을 포워딩한다. 단계 S1321에서, eNB에 연결된 MTC 장치(1302)로부터의 UL 트래픽에 대해 MTC-S1 베어러가 이미 존재하지 않으면, v-s-SGW는 MTC-S1 베어러를 생성한다.
도 14는 도 6에 설명된 바와 같은 시스템에 대한 MTC 연결 구축을 위한 방법(1400)의 실시예를 나타낸 도면이다. 이 방법(1400)은 MTC 장치(1401), eNB(1402), v-CM(1403), MTC-HSS(1404), v-s-SGW(1405), 및 MTC 서버(1406) 간의 통신을 포함한다. MTC 장치(1401)는 예를 들어, MTC 장치(602)로서 구현될 수 있고; eNB(1402)는 예를 들어, eNB(606)로서 구현될 수 있으며; v-CM(1403)은 예를 들어, v-s-CM(612)으로서 구현될 수 있고; MTC-HSS(1404)는 예를 들어, MTC-HSS(610)로서 구현될 수 있으며; v-s-SGW(1405)는 예를 들어, v-s-SGW(614)로서 구현될 수 있고; MTC 서버(1406)는 예를 들어, 도　6에 도시된 MTC 서버(618)로서 구현될 수 있다. 이 방법(1400)은 MTC 서비스를 수락하고 v-CM(1403), MTS-HSS(1404), 및 v-s-SGW(1405)에 대한 VNF를 인스턴스화함으로써 단계 1410에서 시작될 수 있다. 단계 S1411에서, v-s-SGW(1411)는 MTC 서버(1406)와 MTC-S5 그룹 베어러를 구축한다. MTC 서비스가 구축되고 v-CM(1403), MTC-HSS(1404), 및 v-s-SGW(1405)가 인스턴스화된 후에, MTC 장치(1401) 중 하나가 eNB(1402)에 접속 요청을 송신한다. 이 옵션에서, eNB(1402)는 단계 1413에서 MTC 접속 요청을 v-CM(1403)에 송신한다. 그런 다음, 단계 S1414에서, v-CM(1403)은 MTC 서버(1406)와 인증 요청을 개시한다. 단계 S1414는 S1415, S1416, 및 S1417의 단계를 포함한다. 단계 S1415에서, v-CM(1403)은 MTC 서버(1406)에 인증 요청을 송신한다. MTC-서버(1406)는, MTC-HSS와 요청에 포함된 MTC-ID를 단계 S1416에서 검증함으로써 MTC 장치(들)(1401)를 인증한다. MTC 장치(들)(1401)를 인증한 후에, 단계 S1417에서, MTC 서버(1406)는 인증 응답을 v-CM(1403)에 송신한다. 암호화 및 보안 옵션은 MTC 서버(1406)에 의해 또는 제3자에 의해 결정되고 v-CM(1403)에 송신될 수 있거나, 또는 v-CM(1403)에 의해 결정될 수 있다. 일단 암호화 및 보안 옵션이 결정되면, 단계 S1418에서, v-CM(1403)은 암호화 및 보안 옵션을 eNB에 송신하고(또는 포워딩하고), eNB는, 단계 S1419에서 장치 메시지(암호화 및 보안 옵션을 가진) 수락을 MTC 장치(들)(1401)에 송신한다. 단계 S1420에서, 일단 MTC 장치(들)(1401)가 인증되면, eNB(1402)는 단계 S1412에서 MTC 데이터(MTC 장치(들)(1401)로부터 초기에 접속 요청에서 수신된 MTC 데이터)를 v-s-SGW(1405)에 포워딩하며, s-SGW(1405)는 단계 S1421에서 데이터 패킷을 MTC 서버(1406)에 포워딩한다. MTC 그룹은 MTC 서버에 의해 결정되고, 단계 S1422에서 v-s-SGW(1405)에 송신될 수 있거나, 또는 MTC 그룹은 v-s-SGW(1405)에 의해 결정될 수 있다. 단계 1423에서, v-s-SGW(1405)는 MTC 그룹 할당(MTC 서버(1406)에 의해 또는 v-s-SGW(1405)에 의해 결정되는지)을 eNB(1402)에 송신한다. 단계 S1424에서, eNB(1402)는 MTC 그룹 할당을 MTC 장치(들)(1401)에 송신한다. 다른 실시예에서, eNB는 MTC 그룹 할당을 결정하고 이를 MTC 장치(들)(1401) 및 MTC 서버(1406)에 송신할 수 있다. 그룹 할당이 이루어진 후에, v-s-SGW(1405)는 단계 S1425에서 그룹 기반 MTC-S1 베어러를 구축한다(이미 존재하지 않으면). 일 실시예에서, MTC 그룹 할당은 MTC AS에 의해 결정된 DRX 사이클에 대응할 수 있다.
이제, MTC 이동성으로 전환하면, MTC 장치가 핸드 오버되는 경우, 일 실시 예에서, 장치 위치가 v-s-SGW 및 MTC 서버에 보고되어야 한다. 장치로의 DL 통신을 위해 MTC AS가 위치 정보를 요구할 수 있다. 일 실시예에서, BS-ID 및 MTC-GRP를 포함하는 위치는 장치가 핸드오버를 완료한 후에 갱신되어야 한다. 신규 MTC-GRP는 타깃 eNB, 또는 v-s-SGW, 또는 MTC 서버에 의해 할당될 수 있다.
도 15는 MTC 핸드오버를 위한 방법(1500)의 실시예를 나타낸 도면이다. 이 방법(1500)은 MTC 장치(1501), eNB1(1502), eNB2(1503), v-s-SGW(1504), 및 MTC 서버(1505) 간의 통신을 포함한다. MTC 장치(1501)는 예를 들어, MTC 장치(202)로서 구현될 수 있고; eNB1(1502)은 예를 들어, eNB1(206)로서 구현될 수 있으며; eNB2(1503)는 예를 들어, eNB-2(208)로서 구현될 수 있고; v-s-SGW(1504)는 예를 들어, v-s-SGW(210)로서 구현될 수 있으며; MTC 서버(1505)는 예를 들어, 도 2에 도시된 MTC 서버(214)로서 구현될 수 있다. 또는, MTC 장치(1501)는 예를 들어, MTC 장치(602)로서 구현될 수 있고; eNB1(1502)은 예를 들어, eNB-1(606)로서 구현될 수 있으며; eNB2(1503)는 예를 들어, eNB-2(608)로서 구현될 수 있고; v-s-SGW(1504)는 예를 들어, v-s-SGW(614)로서 구현될 수 있으며; MTC 서버(1505)는 예를 들어, 도　6에 도시된 MTC 서버(618)로서 구현될 수 있다. MTC 장치(1501)와 eNB1(1502) 간에는 무선 베어러(1510)가 구축된다. eNB1(1502)와 v-s-SGW(1504) 간에는 MTC-S1 베어러(1511)가 구축된다. v-s-SGW(1504)와 MTC 서버(1505) 간에는 MTC-S5 베어러가 구축된다. 초기에, MTC 장치(1501)는 eNB1(1502)에 의해 서비스된다. 이 방법(1500)은, MTC 장치(1501)가 eNB2(1503)에 대한 커버리지 영역 쪽으로 이동하는 단계 S1513에서 시작될 수 있다. 단계 S1514에서, 핸드오버 절차가 개시된다. 정상적인 핸드오버 절차 이후에, 단계 1515에서, eNB2(1503)(예를 들어, 타깃 eNB)는 MTC 장치(1501)에 대한 BS-ID 및 MTC-GRP을 수정하기 위한 요청을 v-s-SGW(1504)에 송신한다. 단계 1516에서, MTC 서버(1505)가 MTC 장치(1501) 베어러 정보를 갱신할 수 있도록, v-s-SGW(1504)는 BS/MTC-GRP 수정 요청을 MTC 서버(1505)에 송신한다. MTC 서버(1505)가 갱신을 수행한 후에, 단계 1517에서, MTC 서버(1505)는 BS/MTC-GRP 수정 응답 메시지를 다시 v-s-SGW(1504)에 송신하고, v-s-SGW(1504)는 단계 S1518에서 응답을 eNB2(1503)(즉, 타깃 eNB)에 포워딩한다. MTC 그룹 식별자(즉, MTC-GRP)는 핸드오버 중에 변경될 수 있으며, 그래서 MTC 장치(1501)에 통지되어야 한다. 따라서, 단계 S1519에서, eNB2(1503)는 MTC-GRP 할당 메시지를 MTC 장치(1501)에 송신한다. eNB2(1503)와 MTC 장치(1501) 간에는 무선 베어러(1521)가 구축되거나 또는 MTC 장치(1501)는 이미 존재하는 무선 베어러에 추가된다. 단계 1520에서, 베어러가 이미 존재하지 않으면, v-s-SGW(1504)는 eNB2(1503)와 v-s-SGW(1504) 간에 그룹 기반 MTC-S1 베어러(1522)를 구축한다.
도 16은 본 명세서에서 개시된 장치 및 방법을 구현하는 데 사용될 수 있는 처리 시스템(1600)의 블록도이다. 구체적인 장치는 도시된 컴포넌트 전부 또는 컴포넌트 중 서브 세트만을 사용할 수 있고, 통합의 수준이 장치에 따라 다를 수 있다. 또한, 장치는 복수의 처리 유닛, 프로세서, 메모리, 송신기, 수신기 등과 같은 컴포넌트의 복수의 인스턴스를 포함할 수 있다. 처리 시스템(1600)은 스피커, 마이크, 마우스, 터치 스크린, 키 패드, 키보드, 프린터, 및 디스플레이 등과 같은 하나 이상의 입력/출력 장치를 구비한 처리 유닛(1601)을 포함할 수 있다. 처리 유닛(1601)은 버스(1640)에 연결된 중앙처리장치(CPU)(1610), 메모리(1620), 대용량 저장 장치(1630), 네트워크 인터페이스(1650), I/O 인터페이스(1660), 및 안테나 회로(1670)를 포함할 수 있다. 처리 유닛(1601)은 또한 안테나 회로에 연결된 안테나 엘리먼트(1675)를 포함한다.
버스(1640)는 메모리 버스나 메모리 컨트롤러, 주변 장치 버스, 또는 비디오 버스 등을 포함하는 임의의 타입의 여러 버스 아키텍쳐 중 하나 이상일 수 있다. CPU(1610)는 임의의 타입의 전자 데이터 프로세서를 포함할 수 있다. 메모리(1620)는 임의의 타입의 시스템 메모리, 예컨대 정적 램(SRAM), 동적 램(DRAM), 동기식 동적 램(SDRAM), 읽기 전용 메모리(ROM), 또는 이들의 조합 등을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 메모리(1620)는 부팅시 사용하기 위한 ROM, 및 프로그램을 위한 DRAM과 프로그램을 실행하는 동안 사용하기 위한 데이터 스토리지를 포함할 수 있다.
대용량 저장 장치(1630)는 데이터, 프로그램, 및 다른 정보를 저장하도록 구성되면서 또한 데이터, 프로그램, 및 다른 정보가 버스(1640)를 통해 접근 가능하게 하는 임의의 타입의 저장 장치를 포함할 수 있다. 대용량 저장 장치(1630)는 예를 들어, 솔리드 스테이트 드라이브, 하드 디스크 드라이브, 자기 디스크 드라이브, 광디스크 드라이브, 또는 이와 유사한 것 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
I/O 인터페이스(1660)는, 외부 입출력 장치를 처리 유닛(1601)에 연결하기 위한 인터페이스를 제공할 수 있다. I/O 인터페이스(1660)는 비디오 어댑터를 포함할 수 있다. 입출력 장치의 예는 비디오 어댑터에 연결된 디스플레이 및 I/O 인터페이스에 연결된 마우스/키보드/프린터를 포함할 수 있다. 다른 장치가 처리 유닛(1601)에 연결될 수 있으며, 더 많거나 적은 수의 인터페이스 카드가 사용될 수 있다. 예를 들어, USB(범용 직렬 버스)(도시하지 않음)와 같은 직렬 인터페이스가 프린터를 위한 인터페이스를 제공하기 위해 사용될 수 있다.
안테나 회로(1670)와 안테나 엘리먼트(1675)는 처리 유닛(1601)이 네트워크를 통해 원격 유닛과 통신할 수 있게 한다. 일 실시예에서, 안테나 회로(1670)와 안테나 엘리먼트(1675)는 무선 광역 통신망(WAN) 및/또는 셀룰러 네트워크, 예컨대 롱 텀 에볼루션(LTE), 코드분할 다중접속(Code Division Multiple Access, CDMA), 광대역 CDMA(WCDMA), 및 이동통신 글로벌 시스템(Global System of Mobile communication, GSM) 네트워크로의 접속 방법을 제공한다. 일부 실시예에서, 안테나 회로(1670)와 안테나 엘리먼트(1675)는 또한 다른 장치로의 블루투스 연결 및/또는 WiFi 연결을 제공할 수 있다.
처리 유닛(1601)은 노드 또는 서로 다른 네트워크에 접속하기 위한 이더넷 케이블 등과 같은 유선 링크, 및/또는 무선 링크를 포함할 수 있는 하나 이상의 네트워크 인터페이스(1650)를 포함할 수도 있다. 네트워크 인터페이스(1601)는 처리 유닛(1601)이 네트워크(1680)를 통해 원격 유닛과 통신할 수 있게 한다. 예를 들어, 네트워크 인터페이스(1650)는 하나 이상의 송신기/송신 안테나 및 하나 이상의 수신기/수신 안테나를 통해 무선 통신을 제공할 수 있다. 일 실시예에서, 처리 유닛(1601)은 근거리 통신망 또는 데이터 처리 및 원격 장치, 예컨대 다른 처리 유닛, 인터넷, 또는 원격 저장 설비 등과의 통신을 위한 광역 통신망에 연결된다.
일 실시예에서, MTC 장치와 MTC를 구축하기 위해 하나 이상의 네트워크 노드 상에서 VNF에 의해 제공되는 v-s-SGW에서 실행을 위한 방법이 개시된다. 이 방법은, v-s-SGW VNF에서, MTC 장치와 연관된 무선 노드를 통해 MTC 장치로부터 MTC 서비스를 위한 요청을 수신하는 단계; MTC 장치를 인증하기 위해 인증 요청을 홈 가입자 서버(home subscriber server, HSS)에 송신하는 단계; HSS로부터 인증 응답을 수신하는 단계; 및 무선 노드에 대한 S1 베어러가 이전에 구축되어 있지 않으면, v-s-SGW VNF가 인증 응답에 따라 v-s-SGW VNF와 무선 노드 간에 MTC S1 베어러를 구축하는 단계를 포함한다. 이 방법은 MTC 서비스를 위한 이동성 앵커를 제공하는 단계를 포함할 수도 있다. 일 실시예에서, 이 방법은 또한 VNF의 컴포넌트에서, MTC 장치와 연관된 무선 노드로부터 패킷을 수신하고, VNF의 컴포넌트에서 패킷을 처리하는 단계를 포함한다. 이 방법은 또한 v-s-SGW VNF의 컴포넌트를 복수의 NFV 가능 네트워크 노드 상에 인스턴스화하는 단계를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, HSS는 MTC 특정 HSS이다. 일 실시예에서, MTC 특정 HSS는 MTC 서버에 위치한다. 일 실시예에서, MTC 특정 HSS는 v-s-SGW VNF의 컴포넌트 기능이다. 이 장치는 모바일 장치일 수 있으며, 여기서 v-s-SGW VNF는 연결 관리를 제공하도록 구성된다. v-s-SGW VNF는 MTC 서비스에 특정한 패킷 처리 기능을 수행하기 위해 패킷을 서비스 능력 서버(services capability server, SCS)에 포워딩하거나, 및/또는 패킷을 MTC 애플리케이션 서버에 포워딩하도록 구성될 수 있다. 일 실시예에서, 패킷은 제어 패킷과 데이터 패킷을 포함하고, v-s-SGW VNF는 제어 패킷을 수신하기 위한 제1 인터페이스 및 데이터 패킷을 수신하기 위한 제2 인터페이스를 포함한다. 일 실시예에서, v-s-SGW VNF는 제어 패킷을 처리하도록 구성된 CM 컴포넌트를 포함한다. 일 실시예에서, 패킷은 제어 패킷과 데이터 패킷을 포함하고, v-s-SGW VNF는 데이터 패킷으로부터 제어 패킷을 분리하고, 제어 패킷을 제어 평면 컴포넌트에 포워딩하며, 데이터 패킷을 데이터 평면 컴포넌트에 포워딩하도록 구성된다. 일 실시예에서, 제어 평면 컴포넌트는 PGW-C를 포함하고, 데이터 평면 컴포넌트는 PGW-D를 포함한다. 일 실시예에서, MTC-S1 베어러를 구축하는 단계는 복수의 MTC-S1 베어러를 구축하는 단계를 포함한다. 여기서, 각각의 MTC-S1 베어러는 MTC 그룹 무선 베어러에 대응한다. MTC 장치는 복수의 MTC 장치를 포함할 수 있고, 이 방법은 v-s-SGW VNF와 PGW 간에 MTC-S5 베어러를 구축하는 단계를 포함할 수 있다. MTC-S5 베어러를 구축하는 단계는 복수의 MTC-S5 베어러를 구축하는 단계를 포함할 수 있다. MTC-S1 베어러는 eNB에 의해 집성된 복수의 MTC 그룹 무선 베어러에 대응할 수 있다. 일 실시예에서, v-s-SGW VNF와 MTC 애플리케이션 서버 간에 MTC-S5 베어러가 직접 구축된다. MTC-S1 베어러 또는 MTC-S5 베어러에 실려 있는 페이로드는 MTC 서비스 ID 및 MTC ID를 포함할 수 있다. 페이로드는 또한 MTC 그룹 ID를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, MTC 그룹 ID는 무선 노드로부터 DRX 사이클 관리를 오프로딩하기 위해 DRX 사이클과 연관된다. 일 실시예에서, MTC S1 베어러는 MTC S1 베어러에 의해 정의되는, 소스와 목적지 간의 하나 이상의 경로를 포함한다. 이 경로는 SDN 컨트롤러 또는 SDN 컨트롤러에 연결된 트래픽 엔지니어링 모듈에 의해 결정될 수 있다. 일 실시예에서, MTC S5 베어러는 MTC S5 베어러에 의해 정의되는, 소스와 목적지 간의 하나 이상의 경로를 포함하고, 이 경로는 SDN 컨트롤러 또는 SDN 컨트롤러에 연결된 트래픽 엔지니어링 모듈에 의해 결정될 수 있다.
일 실시예에서, MTC 장치와 MTC를 구축하도록 구성된 시스템이 개시된다. 이 시스템은, 하나 이상의 프로세서 및 하나 이상의 프로세서 중 적어도 하나가 실행하기 위한 프로그래밍을 저장하는 컴퓨터 판독가능 비일시적 저장 매체를 포함한다. 프로그래밍은 MTC 장치와 연관된 무선 노드를 통해 MTC 장치로부터 MTC 서비스를 위한 요청을 수신하고; MTC 장치를 인증하기 위한 인증 요청을 HSS에 송신하며; HSS로부터 인증 응답을 수신하고; 인증 응답에 따라 그리고 무선 노드에 대한 S1 베어러가 이전에 구축되지 않았다면, VNF에 의해 제공되는 v-s-SGW와 무선 노드 간에 MTC S1 베어러를 구축하기 위한 명령을 포함한다.
일 실시예에서, v-s-SGW VNF가 MTC 장치와 MTC 연결을 구축하기 위한 방법이 개시된다. 이 방법은, v-s-SGW VNF가 eNB로부터 접속 요청을 수신하는 단계 - eNB는 MTC 장치로부터 접속 요청을 수신함 -; v-s-SGW VNF가 MTC 장치에 대응하는 MTC HSS와 MTC ID를 점검하는 애플리케이션 서버와 인증 절차를 개시하는 단계; 및 v-s-SGW VNF가, 애플리케이션 서버와 MTC 장치를 성공적으로 인증하는 것에 따라 장치 수락 메시지를 MTC 장치에 송신하는 단계를 포함한다. 장치 수락 메시지는 암호화 및 보안 옵션을 포함할 수 있다. 이 방법은 MTC 장치로부터 상향링크 트래픽에 대한 MTC-S1 베어러를 생성하는 단계 및/또는 MTC 그룹 ID를 MTC 장치에 할당하는 단계를 포함할 수도 있다. 일 실시예에서, 이 방법은 타깃 eNB로부터 BS-ID 및 MTC 장치에 대한 MTC 그룹을 수정하기 위한 요청을 수신하는 단계 - 타깃 eNB는 MTC 장치의 이동 후에 원래의 eNB를 대체함 -; 요청을 MTC 서버에 포워딩하는 단계 - MTC 서버는 요청에 따라 MTC 베어러 정보를 갱신함 -; 및 MTC 서버로부터 BS/MTC-그룹 수정 응답 메시지를 수신하는 단계를 포함한다. 여기서, BS/MTC-그룹 응답 메시지는 MTC 장치에 대한 신규 MTC 그룹 ID을 포함한다. 일 실시예에서, 이 방법은, 신규 MTC 그룹 ID에 대한 MTC-S1 베어러가 존재하지 않으면 신규 MTC 그룹 ID에 대응하는 MTC-S1 베어러를 구축하는 단계를 포함한다.
일 실시예에서, eNB에서 MTC 장치와 MTC 연결을 구축하기 위한 방법이 개시된다. 이 방법은, eNB로, MTC 장치로부터 데이터를 포함하는 접속 요청을 수신하는 단계; eNB로, 인증 요청을 v-CM VNF에 송신하는 단계 - 인증 요청은 MTC ID를 포함하고 있음 -; eNB로, v-CM VNF로부터 인증 응답 메시지를 수신하는 단계 - 인증 응답 메시지는 암호화 및 보안 옵션을 포함하고 있음 -; eNB로, 인증 응답을 MTC 장치에 포워딩하는 단계; eNB로, MTC 그룹 ID를 MTC 장치에 송신하는 단계; eNB로, MTC 장치로부터 MTC 데이터를 수신하는 단계 - MTC 데이터는 MTC 그룹 ID를 포함하고 있음 -; 및 eNB로, MTC 데이터를 v-s-SGW VNF에 포워딩하는 단계를 포함한다. 일 실시예에서, MTC 그룹 ID는 v-s-SGW VNF에 의해 결정된다. 다른 실시예에서, MTC 그룹 ID는 eNB에 의해 결정되고, 이 방법은 MTC 그룹 ID를 v-s-SGW VNF에 송신하는 단계를 포함한다.
일 실시예에서, 하나 이상의 MTC 장치와 MTC 연결을 구축하기 위한 네트워크 시스템이 개시된다. 네트워크 시스템은, VNF에 의해 제공되는 v-CM - v-CM은 하나 이상의 네트워크 노드 상의 하나 이상의 프로세서 중 적어도 하나에 의해 실행되고, v-CM은 하나 이상의 MTC 장치로부터의 연결 요청을 관리하며, v-CM은 암호화 및 보안 옵션을 하나 이상의 MTC 장치와 연관된 하나 이상의 무선 노드에 제공함 -; VNF에 의해 제공되는 v-s-SGW - v-s-SGW는 하나 이상의 네트워크 노드 상의 하나 이상의 프로세서 적어도 하나에 의해 실행되고, v-s-SGW는 적어도 하나의 무선 노드와 v-s-SGW 간에 MTC S1 베어러 관리를 제공하며, v-s-SGW는 PGW와 v-s-SGW 간에 MTC S5 베어러 관리를 제공함 -; 및 VNF에 의해 제공되는 가상의 MTC HSS를 포함한다. 여기서, v-MTC-HSS는 하나 이상의 네트워크 노드 상의 하나 이상의 프로세서 중 적어도 하나에 의해 실행되고, v-MTC-HSS는 MTC 서버와 하나 이상의 MTC 장치를 인증하며, v-MTC-HSS는 v-CM을 통해 인증 응답을 MTC 서버에서 하나 이상의 MTC 장치 중 대응하는 MTC 장치로 포워딩한다.
일 실시예에서, 가상 네트워크 기능(VNF)을 이용하는 머신형 통신(MTC) 서비스 관리를 위한 방법이 개시된다. 이 방법은 가상 서빙 게이트웨이(v-s-SGW)가 MTC 장치와 연관된 무선 노드를 통해 MTC 장치로부터 MTC 서비스를 위한 요청을 수신하는 단계; v-s-SGW가 MTC 장치를 인증하기 위한 인증 요청을 MTC 서버에 송신하는 단계; v-s-SGW가 MTC 서버로부터 인증 응답을 수신하는 단계; 및 인증이 성공하면, v-s-SGW가 v-s-SGW와 무선 노드 간에 MTC 베어러를 구축하는 단계를 포함한다. 여기서, v-s-SGW는 가상 연결 관리(v-CM) 및 서빙 게이트웨이(s-SGW)를 포함한다. 일 실시예에서, MTC 베어러를 구축하는 단계 이후에, 이 방법은 또한 v-CM이 무선 노드와 제어 시그널링을 통신하고, s-SGW가 무선 노드와 PGW 간에 데이터 패킷을 통신하는 단계; v-CM이 무선 노드와 제어 시그널링을 통신하고, s-SGW가 무선 노드와 s-SCS 간에 데이터 패킷을 통신하는 단계; 및 v-CM이 무선 노드와 제어 평면 패킷 데이터 네트워크(PDN) 게이트웨이(PGW-C) 간에 제어 시그널링을 통신하고, s-SGW가 무선 노드와 데이터 평면 패킷 데이터 네트워크(PDN) 게이트웨이(PGW-D) 간에 데이터 패킷을 통신하는 단계 중 적어도 하나를 포함한다. 일 실시예에서, MTC 베어러를 구축하는 단계는 또한, v-s-SGW가 무선 노드와 함께 MTC S1 베어러를 구축하고, PGW와 함께 MTC S5 베어러를 구축하는 단계 - MTC-S1 베어러는 적어도 하나의 MTC 그룹 무선 베어러에 대응하고 있음 -; 및 v-s-SGW가 무선 노드와 함께 복수의 MTC S1 베어러를 구축하고, PGW와 함께 복수의 MTC S5 베어러를 구축하는 단계 중 하나를 포함한다. 여기서, 각각의 MTC-S1 베어러는 적어도 하나의 MTC 그룹 무선 베어러의 각각의 MTC 그룹 무선 베어러에 대응하고 있다. 일 실시예에서, 인증 요청을 MTC 서버에 송신하는 단계는 v-s-SGW가 MTC-HSS와 MTC 장치를 인증하기 위해 MTC ID와 MTC 그룹 ID 중 적어도 하나를 MTC 서버에 송신하는 단계를 포함한다. 일 실시예에서, MTC ID와 MTC 그룹 ID 중 적어도 하나는 페이로드에 실려 있다. MTC S1 베어러는 MTC S1 베어러에 의해 정의되는, 소스와 목적지 간의 하나 이상의 경로를 포함할 수 있다. 이 경로는 SDN 컨트롤러 또는 SDN 컨트롤러에 연결된 트래픽 엔지니어링 모듈에 의해 결정될 수 있다.
여기서, 가상 네트워크 기능(VNF)을 이용하는 머신형 통신(MTC) 서비스 관리를 위한 방법의 실시예가 개시된다. 이 방법은 가상 서비스 특정 연결 관리(v-s-CM)가 MTC 장치와 연관된 무선 노드를 통해 MTC 장치로부터 MTC 서비스를 위한 요청을 수신하는 단계; v-s-CM이 MTC 장치를 인증하기 위한 인증 요청을 MTC 서버에 송신하는 단계; v-s-CM이 MTC 서버로부터 인증 응답을 수신하는 단계; 및 인증이 성공하면, v-s-CM이 v-s-SGW와 무선 노드 간에 MTC 베어러를 구축하기 위한 메시지를 v-s-SGW에 송신하는 단계를 포함한다. 일 실시예에서, 메시지를 v-s-SGW에 송신하는 단계 이후에, 이 방법은 또한, v-CM이 무선 노드와 제어 시그널링을 통신하고, v-s-SGW가 무선 노드와 PGW 간에 데이터 패킷을 통신하는 단계를 포함한다. 일 실시예에서, 메시지를 v-s-SGW에 송신하는 단계 이후에, 이 방법은 또한, v-s-SGW가 무선 노드와 함께 MTC S1 베어러를 구축하고, PGW와 함께 MTC S5 베어러를 구축하는 단계 - MTC-S1 베어러는 적어도 하나의 MTC 그룹 무선 베어러에 대응하고 있음 -; 및 v-s-SGW가 무선 노드와 함께 복수의 MTC S1 베어러를 구축하고, PGW와 함께 복수의 MTC S5 베어러를 구축하는 단계 중 하나를 포함한다. 여기서, 각각의 MTC-S1 베어러는 적어도 하나의 MTC 그룹 무선 베어러의 각각의 MTC 그룹 무선 베어러에 대응하고 있다.
일 실시예에서, 가상 네트워크 기능(VNF)을 이용하는 머신형 통신(MTC) 서비스 관리를 위한 시스템이 개시된다. 이 시스템은 하나 이상의 프로세서 및 하나 이상의 프로세서 중 적어도 하나가 실행하기 위한 프로그래밍을 저장하는 적어도 하나의 컴퓨터 판독가능 비일시적 저장 매체를 포함한다. 프로그래밍은 가상 서빙 게이트웨이(v-s-SGW)가 MTC 장치와 연관된 무선 노드를 통해 MTC 장치로부터 MTC 서비스를 위한 요청을 수신하고; v-s-SGW가 MTC 장치를 인증하기 위한 인증 요청을 MTC 서버에 송신하며; v-s-SGW가 MTC 서버로부터 인증 응답을 수신하고; 인증이 성공하면, v-s-SGW가 v-s-SGW와 무선 노드 간에 MTC 베어러를 구축하기 위한 명령을 포함한다. 여기서, v-s-SGW는 가상 연결 관리(v-CM) 및 서빙 게이트웨이(s-SGW)를 포함한다.
일 실시예에서, 가상 네트워크 기능(VNF)을 이용하는 머신형 통신(MTC) 서비스 관리를 위한 시스템이 개시된다. 이 시스템은 하나 이상의 프로세서 및 하나 이상의 프로세서 중 적어도 하나가 실행하기 위한 프로그래밍을 저장하는 적어도 하나의 컴퓨터 판독가능 비일시적 저장 매체를 포함한다. 프로그래밍은 가상 서비스 특정 연결 관리(v-s-CM)가 MTC 장치와 연관된 무선 노드를 통해 MTC 장치로부터 MTC 서비스를 위한 요청을 수신하고; v-s-CM이 MTC 장치를 인증하기 위한 인증 요청을 MTC 서버에 송신하며; v-s-CM이 MTC 서버로부터 인증 응답을 수신하고; 인증이 성공하면, v-s-CM이 v-s-SGW와 무선 노드 간의 MTC 베어러를 구축하기 위한 메시지를 v-s-SGW에 송신하기 위한 명령을 포함한다.
이 발명이 예시적인 실시예를 참조하여 설명되지만, 이 설명은 한정하고자 하는 것이 아니다. 상기 설명을 참조하면, 예시적인 실시예의 다양한 변경과 조합뿐만 아니라 본 발명의 다른 실시예는 당업자에게 명백할 것이다. 따라서, 다음의 청구 범위는 이러한 임의의 변경 또는 실시예를 포함하고자 한다.

Claims (20)

  1. 가상 네트워크 기능(virtual network function, VNF)을 이용하는 머신형 통신(machine type communication, MTC) 서비스 관리를 위한 방법으로서,
    가상 서빙 게이트웨이(virtual serving gateway, v-s-SGW)가 MTC 장치와 연관된 무선 노드를 통해 상기 MTC 장치로부터 MTC 서비스를 위한 요청을 수신하는 단계;
    상기 v-s-SGW가 상기 MTC 장치를 인증하기 위한 인증 요청을 MTC 서버에 송신하는 단계;
    상기 v-s-SGW가 상기 MTC 서버로부터 인증 응답을 수신하는 단계; 및
    인증이 성공하면, 상기 v-s-SGW가 상기 v-s-SGW와 상기 무선 노드 간에 MTC 베어러(MTC bearer)를 구축하는 단계
    를 포함하고,
    상기 MTC 베어러는, 상기 MTC 장치가 이동하는 동안 삭제되지 않고 유지되는 그룹 베어러를 포함하고,
    상기 v-s-SGW는 가상 연결 관리(virtual connection management, v-CM) 및 서비스 특정 서빙 게이트웨이(service specific serving gateway, s-SGW)를 포함하는, 머신형 통신(MTC) 서비스 관리를 위한 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 MTC 베어러를 구축하는 단계 이후에,
    상기 v-CM이 상기 무선 노드와 제어 시그널링을 통신하고, 상기 s-SGW가 상기 무선 노드와 PGW 간에 데이터 패킷을 통신하는 단계;
    상기 v-CM이 상기 무선 노드와 제어 시그널링을 통신하고, 상기 s-SGW가 상기 무선 노드와 서비스 특정 서비스 능력 서버(service specific services capability server, s-SCS)간에 데이터 패킷을 통신하는 단계; 및
    상기 v-CM이 상기 무선 노드와 제어 평면 패킷 데이터 네트워크(packet data network, PDN) 게이트웨이(PGW-C) 간에 제어 시그널링을 통신하고, 상기 s-SGW가 상기 무선 노드와 데이터 평면 패킷 데이터 네트워크(PDN) 게이트웨이(PGW-D) 간에 데이터 패킷을 통신하는 단계
    중 하나를 더 포함하는 머신형 통신(MTC) 서비스 관리를 위한 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 MTC 베어러를 구축하는 단계는,
    상기 v-s-SGW가 상기 무선 노드와 MTC S1 베어러를 구축하고, PGW와 MTC S5 베어러를 구축하는 단계 - 상기 MTC 베어러는 적어도 하나의 MTC 그룹 무선 베어러에 대응하고 있음 -; 및
    상기 v-s-SGW가 상기 무선 노드와 복수의 MTC S1 베어러를 구축하고, PGW와 복수의 MTC S5 베어러를 구축하는 단계 - 각각의 MTC-S1 베어러는 적어도 하나의 MTC 그룹 무선 베어러의 각각의 MTC 그룹 무선 베어러에 대응하고 있음 -
    중 하나를 더 포함하는, 머신형 통신(MTC) 서비스 관리를 위한 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 인증 요청을 상기 MTC 서버에 송신하는 단계는,
    상기 v-s-SGW가 MTC-HSS와 함께 상기 MTC 장치를 인증하기 위해 MTC ID와 MTC 그룹 ID 중 적어도 하나를 MTC 서버에 송신하는 단계
    를 더 포함하는, 머신형 통신(MTC) 서비스 관리를 위한 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 MTC ID와 상기 MTC 그룹 ID 중 상기 적어도 하나는 페이로드에 실려 있는, 머신형 통신(MTC) 서비스 관리를 위한 방법.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 MTC 베어러는 상기 MTC 베어러에 의해 정의되는 소스와 목적지 간의 하나 이상의 경로를 포함하는, 머신형 통신(MTC) 서비스 관리를 위한 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 경로는 소프트웨어 정의 네트워크(Software Defined Network, SDN) 컨트롤러에 의해 결정되거나 또는 상기 SDN 컨트롤러에 연결된 트래픽 엔지니어링 모듈에 의해 결정되는, 머신형 통신(MTC) 서비스 관리를 위한 방법.
  8. 가상 네트워크 기능(virtual network function, VNF)을 이용하는 머신형 통신(machine type communication, MTC) 서비스 관리를 위한 방법으로서,
    가상 서비스 특정 연결 관리(virtual service specific connection management, v-s-CM)가 MTC 장치와 연관된 무선 노드를 통해 상기 MTC 장치로부터 MTC 서비스를 위한 요청을 수신하는 단계;
    상기 v-s-CM이 상기 MTC 장치를 인증하기 위한 인증 요청을 MTC 서버에 송신하는 단계;
    상기 v-s-CM이 상기 MTC 서버로부터 인증 응답을 수신하는 단계; 및
    인증이 성공하면, 상기 v-s-CM이 가상 서빙 게이트웨이(virtual serving gateway, v-s-SGW)와 상기 무선 노드 간에 MTC 베어러를 구축하기 위한 메시지를 상기 v-s-SGW에 송신하는 단계
    를 포함하고,
    상기 MTC 베어러는, 상기 MTC 장치가 이동하는 동안 삭제되지 않고 유지되는 그룹 베어러를 포함하는,
    머신형 통신(MTC) 서비스 관리를 위한 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 메시지를 상기 v-s-SGW에 송신하는 단계 이후에,
    상기 v-s-CM이 상기 무선 노드와 제어 시그널링을 통신하고, 상기 v-s-SGW가 상기 무선 노드와 PGW 간에 데이터 패킷을 통신하는 단계
    를 더 포함하는 머신형 통신(MTC) 서비스 관리를 위한 방법.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 메시지를 상기 v-s-SGW에 송신하는 단계 이후에,
    상기 v-s-SGW가 상기 무선 노드와 MTC S1 베어러를 구축하고, PGW와 MTC S5 베어러를 구축하는 단계 - 상기 MTC 베어러는 적어도 하나의 MTC 그룹 무선 베어러에 대응하고 있음 -; 및
    상기 v-s-SGW가 상기 무선 노드와 복수의 MTC S1 베어러를 구축하고, PGW와 복수의 MTC S5 베어러를 구축하는 단계 - 각각의 MTC-S1 베어러는 적어도 하나의 MTC 그룹 무선 베어러의 각각의 MTC 그룹 무선 베어러에 대응하고 있음 -
    중 하나를 더 포함하는 머신형 통신(MTC) 서비스 관리를 위한 방법.
  11. 가상 네트워크 기능(virtual network function, VNF)을 이용하는 머신형 통신(machine type communication, MTC) 서비스 관리를 위한 시스템으로서,
    하나 이상의 프로세서; 및
    상기 하나 이상의 프로세서 중 적어도 하나가 실행하기 위한 프로그래밍을 저장하는 적어도 하나의 컴퓨터 판독가능 비일시적 저장 매체
    를 포함하고,
    상기 프로그래밍은,
    가상 서빙 게이트웨이(virtual serving gateway, v-s-SGW)가 MTC 장치와 연관된 무선 노드를 통해 상기 MTC 장치로부터 MTC 서비스를 위한 요청을 수신하고;
    상기 v-s-SGW가 상기 MTC 장치를 인증하기 위한 인증 요청을 MTC 서버에 송신하며;
    상기 v-s-SGW가 상기 MTC 서버로부터 인증 응답을 수신하고;
    인증이 성공하면, 상기 v-s-SGW가 상기 v-s-SGW와 상기 무선 노드 간에 MTC 베어러를 구축하기 위한 명령
    을 포함하며,
    상기 MTC 베어러는, 상기 MTC 장치가 이동하는 동안 삭제되지 않고 유지되는 그룹 베어러를 포함하고,
    상기 v-s-SGW는 가상 연결 관리(virtual connection management, v-CM) 및 서비스 특정 서빙 게이트웨이(service specific serving gateway, s-SGW)를 포함하는, 머신형 통신(MTC) 서비스 관리를 위한 시스템.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 프로그래밍은,
    상기 v-CM이 상기 무선 노드와 제어 시그널링을 통신하고, 상기 s-SGW가 상기 무선 노드와 PGW 간에 데이터 패킷을 통신하는 것;
    상기 v-CM이 상기 무선 노드와 제어 시그널링을 통신하고, 상기 s-SGW가 상기 무선 노드와 s-SCS 간에 데이터 패킷을 통신하는 것;
    상기 v-CM이 상기 무선 노드와 제어 평면 패킷 데이터 네트워크(packet data network, PDN) 게이트웨이(PGW-C) 간에 제어 시그널링을 통신하고, 상기 s-SGW가 상기 무선 노드와 데이터 평면 패킷 데이터 네트워크(PDN) 게이트웨이(PGW-D) 간에 데이터 패킷을 통신하는 것 중 하나를 수행하기 위한 명령
    을 더 포함하는, 머신형 통신(MTC) 서비스 관리를 위한 시스템.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 MTC 베어러를 구축하기 위한 상기 명령은,
    상기 v-s-SGW가 상기 무선 노드와 MTC S1 베어러를 구축하고, PGW와 MTC S5 베어러를 구축하는 것 - 상기 MTC 베어러는 적어도 하나의 MTC 그룹 무선 베어러에 대응하고 있음 -;
    상기 v-s-SGW가 상기 무선 노드와 복수의 MTC S1 베어러를 구축하고, PGW와 복수의 MTC S5 베어러를 구축하는 것 중 하나를 수행하기 위한 명령
    을 더 포함하고,
    각각의 MTC-S1 베어러는 적어도 하나의 MTC 그룹 무선 베어러의 각각의 MTC 그룹 무선 베어러에 대응하고 있는, 머신형 통신(MTC) 서비스 관리를 위한 시스템.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 인증 요청을 상기 MTC 서버에 송신하기 위한 상기 명령은,
    상기 v-s-SGW가 MTC-HSS와 함께 상기 MTC 장치를 인증하기 위해 MTC ID와 MTC 그룹 ID 중 적어도 하나를 MTC 서버에 송신하기 위한 명령
    을 더 포함하는, 머신형 통신(MTC) 서비스 관리를 위한 시스템.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 MTC ID와 상기 MTC 그룹 ID 중 상기 적어도 하나는 페이로드에 실려 있는, 머신형 통신(MTC) 서비스 관리를 위한 시스템.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 MTC 베어러는 상기 MTC 베어러에 의해 정의되는 소스와 목적지 간의 하나 이상의 경로를 포함하는, 머신형 통신(MTC) 서비스 관리를 위한 시스템.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 경로는 SDN 컨트롤러에 의해 결정되거나 또는 상기 SDN 컨트롤러에 연결된 트래픽 엔지니어링 모듈에 의해 결정되는, 머신형 통신(MTC) 서비스 관리를 위한 시스템.
  18. 가상 네트워크 기능(virtual network function, VNF)을 이용하는 머신형 통신(machine type communication, MTC) 서비스 관리를 위한 시스템으로서,
    하나 이상의 프로세서; 및
    상기 하나 이상의 프로세서 중 적어도 하나가 실행하기 위한 프로그래밍을 저장하는 적어도 하나의 컴퓨터 판독가능 비일시적 저장 매체
    를 포함하고,
    상기 프로그래밍은,
    가상 서비스 특정 연결 관리(virtual service specific connection management, v-s-CM)가 MTC 장치와 연관된 무선 노드를 통해 상기 MTC 장치로부터 MTC 서비스를 위한 요청을 수신하고;
    상기 v-s-CM이 상기 MTC 장치를 인증하기 위한 인증 요청을 MTC 서버에 송신하며;
    상기 v-s-CM이 상기 MTC 서버로부터 인증 응답을 수신하고;
    인증이 성공하면, 상기 v-s-CM이 가상 서빙 게이트웨이(virtual serving gateway, v-s-SGW)와 상기 무선 노드 간에 MTC 베어러를 구축하기 위한 메시지를 상기 v-s-SGW에 송신하기 위한 명령
    을 포함하고,
    상기 MTC 베어러는, 상기 MTC 장치가 이동하는 동안 삭제되지 않고 유지되는 그룹 베어러를 포함하는,
    머신형 통신(MTC) 서비스 관리를 위한 시스템.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 프로그래밍은,
    상기 v-s-CM이 상기 무선 노드와 제어 시그널링을 통신하고, 상기 v-s-SGW가 상기 무선 노드와 PGW 간에 데이터 패킷을 통신하기 위한 명령
    을 더 포함하는, 머신형 통신(MTC) 서비스 관리를 위한 시스템.
  20. 제18항에 있어서,
    상기 프로그래밍은,
    상기 v-s-SGW가 상기 무선 노드와 MTC S1 베어러를 구축하고, PGW와 MTC S5 베어러를 구축하는 것 - 상기 MTC 베어러는 적어도 하나의 MTC 그룹 무선 베어러에 대응하고 있음 -;
    상기 v-s-SGW가 상기 무선 노드와 복수의 MTC S1 베어러를 구축하고, PGW와 복수의 MTC S5 베어러를 구축하는 것 중 하나를 수행하기 위한 명령
    을 더 포함하고,
    각각의 MTC-S1 베어러는 적어도 하나의 MTC 그룹 무선 베어러의 각각의 MTC 그룹 무선 베어러에 대응하고 있는, 머신형 통신(MTC) 서비스 관리를 위한 시스템.
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