KR102109603B1 - 최대 대역폭 정보를 이용한 사용자 콘텍스트 관리 방법 및 이를 위한 장치 - Google Patents

최대 대역폭 정보를 이용한 사용자 콘텍스트 관리 방법 및 이를 위한 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 서로 다른 이동통신 표준에 따른 둘 이상의 이동통신 서비스를 지원하는 이동통신 시스템에 있어서, QoS 파라미터 중 사용자 장치 별 최대 대역폭 제한을 위해 설정되는 최대 대역폭 정보를 이용하여 특정 이동통신 서비스를 지원하는 사용자 장치에 대해서 선별적으로 특정 이동통신 서비스를 제공하도록 지원하는 최대 대역폭 정보를 이용한 사용자 콘텍스트 관리 방법 및 이를 위한 장치에 관한 것으로서, 가입자 정책 관리 장치가 접속을 요청한 사용자 장치에 대한 QoS 및 과금 처리를 위한 정책 및 과금 제어 규칙(PCC rule: Policy and charging control rule)을 생성하여 제공할 때, 상기 사용자 장치의 가입자 프로파일 정보를 확인하여, 특정 이동통신 서비스에 가입된 경우, 상기 사용자 장치에 할당된 최대 대역폭 정보를 상기 특정 이동통신 서비스에 대응하는 값으로 변경하고, 무선 접속 장치는 상기 사용자 장치에 대한 무선 자원을 할당하여 연결할 때, 상기 최대 대역폭 정보가 특정 이동통신 서비스에 대응하는 값이며, 사용자 장치가 특정 이동통신 서비스를 지원하는 지를 확인하여, 모두 만족하는 경우 특정 이동통신 서비스 기능을 활성화하여 상기 무선 자원을 할당하고, 연결을 수행하도록 함으로써, 특정 이동통신 서비스에 가입되고 이를 지원하는 사용자 장치에 대해서만 선별적으로 특정 이동통신 서비스를 제공한다.

Description

최대 대역폭 정보를 이용한 사용자 콘텍스트 관리 방법 및 이를 위한 장치{UE context management method using aggregated maximum bit rate and apparatus therefor}
본 발명은 이동통신 시스템에서의 사용자 콘텍스트 관리 방법 및 이를 위한 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 서로 다른 이동통신 표준에 따른 둘 이상의 이동통신 서비스를 지원하는 이동통신 시스템에서 특정 이동통신 서비스를 지원하는 사용자 장치에 대해서 선택적으로 특정 이동통신 서비스를 제공하도록 지원하기 위한 최대 대역폭 정보를 이용한 사용자 콘텍스트 관리 방법 및 이를 위한 장치에 관한 것이다.
이동통신은 사용자가 휴대폰 등과 같은 사용자 장치를 통해 음성이나 영상, 데이터 등을 장소에 구애 받지 않고 통신할 수 있도록 이동성이 부여된 통신 체계로서, 아날로그 이동전화 시스템의 표준인 1세대 이동통신표준이 등장한 이래에, 지속적인 기술 개발이 이루어져, 초광대역 인터넷 접속, IP 전화, 멀티미디어 스트리밍 서비스를 제공할 수 있는 All-IP 기반의 4세대(4G) 이동통신 표준까지 제안되어 상용화가 시도되고 있다.
대표적인 4세대 이동통신 표준으로, LTE(Long Term Evolution)를 개선한 LTE 어드밴스드(LTE advanced, 이하 LTE-A라 함)가 있는데, 일부에서는 상기 LTE advanced 이외에 LTE나 HSPA+ 등도 4세대 이동통신 표준으로 포함시키기도 한다.
여기서 LTE는 3GPP(3rd Generation Partnership Project)가 2008년 12월 확정한 무선 고속 데이터 패킷 접속 규격인 Release 8을 기반으로 하고 있으며, 휴대전화 네트워크의 용량과 속도를 증가시키기 위해 고안된 4세대 무선 기술(4G)을 향한 전 단계의 기술이다. LTE는 all-IP 기반의 네트워크로 실시간 서비스 및 비실시간 서비스에 대한 차별화된 QoS를 제공하여, 네트워크 리소스의 효율성을 제공할 수 있으며, 또한, 스마트 안테나 기술(MIMO)을 도입하여 무선 통신을 위한 대역폭을 확장하여, HSDPA보다 12배 이상의 빠른 속도를 지원한다.
아울러, LTE-A는 상술한 LTE를 개선하여 정지 시 최대전송속도 하향 1 Gbps, 상향 500 Mbps를 제공하는 것으로 정의된다. 이러한 LTE-A는 LTE에서 지원하지 않는 Carrier Aggregation(CA) 및 Coordinate Muti-Point(CoMP) 기술 등을 통해 LTE보다 높은 데이터 쓰루풋을 제공한다. 여기서, Carrier Aggregation(CA)은 서로 다른 주파수 대역을 묶어서 동시에 사용함으로써 주파수 대역폭을 확장하여 사용하는 기술이며, Coordinate Muti-Point(CoMP)는 이웃 기지국간 협력에 의한 간섭제어를 통해 셀 경계 쓰루풋을 높이는 기술이다.
이에 따라서, 현재 이동통신시스템은, LTE 및 LTE-A 등 서로 다른 표준에 따른 둘 이상의 이동통신서비스가 혼용되어 지원되고 있다.
그런데 기존 LTE 모뎀과 LTE-A는 호환되지 않기 때문에, LTE A 표준에 따른 기술을 지원하지 못하는 사용자 장치에 대해서는 LTE-A 서비스를 제공할 수 없다.
따라서, LTE 및 LTE-A 등 서로 다른 이동통신서비스가 함께 지원하는 이동통신시스템의 경우, 사용자 장치가 LTE-A 서비스를 지원하는 지 여부를 먼저 확인하여, LTE-A 서비스를 지원하는 무선 접속 장치의 커버리지 영역에 진입한 사용자 장치 중, LTE-A 서비스를 지원하는 사용자 장치에 대해서 선택적으로 LTE-A 서비스 기능을 제공할 수 있어야 한다.
특허문헌1: 한국공개특허 제2013-0039394호, 2013년 04월 22일 등록 (명칭: 가입자 데이터 할당 시스템 및 그 방법)
본 발명은 서로 다른 이동통신표준에 따른 둘 이상의 이동통신서비스를 함께 지원하는 이동통신시스템에서의 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로서, 서로 다른 이동통신 표준에 따른 둘 이상의 이동통신 서비스를 지원하는 이동통신 시스템에서 QoS 파라미터 중 사용자 장치 별 최대 대역폭 제한을 위해 설정되는 최대 대역폭 정보를 이용하여 특정 이동통신 서비스를 지원하는 사용자 장치에 대해서 선별적으로 특정 이동통신 서비스를 제공하도록 지원하는 최대 대역폭 정보를 이용한 사용자 콘텍스트 관리 방법 및 이를 위한 장치를 제공하고자 한다.
상술한 과제를 해결하기 위한 수단으로서, 본 발명의 일 실시 예에 따른 사용자 콘텍스트 관리 방법은, 무선 접속 장치가, 사용자 장치에 할당된 최대 대역폭 정보를 수신하는 단계; 상기 수신한 최대 대역폭 정보가 특정 이동통신 서비스용으로 설정된 기준값 이상인지를 비교하여 특정 이동통신 서비스의 가입 여부를 판단하는 단계; 상기 사용자 장치의 단말 성능 정보로부터 상기 사용자 장치가 특정 이동통신 서비스 기능을 지원하는 지를 판단하는 단계; 및 상기 사용자 장치가 특정 이동통신 서비스에 가입되어 있고, 특정 이동통신 서비스 기능을 지원하는 것으로 판단된 경우, 상기 사용자 장치에 대하여, 특정 이동통신 서비스 기능을 활성화시키는 단계를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 최대 대역폭 정보를 수신하는 단계는, 상기 무선 접속 장치가 이동성 관리 장치로부터 초기 콘텍스트 셋업 요청을 수신하고, 상기 초기 콘텍스트 셋업 요청에 포함된 최대 대역폭 정보를 추출함에 의해 이루어질 수 있다.
아울러, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 사용자 콘텍스트 관리 방법은, 상기 특정 이동통신 서비스 기능을 활성화시키는 단계 이전에, 상기 무선 접속 장치 자신이 상기 특정 이동통신 서비스 기능을 지원할 수 있는 지를 확인하는 단계를 더 포함하고, 상기 특정 이동통신 서비스 기능을 활성화시키는 단계는, 상기 무선 접속 장치 자신이 특정 이동통신 서비스 기능을 지원할 수 있으며, 상기 사용자 장치가 특정 이동통신 서비스에 가입되어 있고 특정 이동통신 서비스 기능을 지원하는 것으로 판단된 경우, 상기 사용자 장치에 대하여, 특정 이동통신 서비스 기능을 활성화시키도록 할 수 있다.
그리고, 상기 특정 이동통신 서비스 기능은 캐리어 애그리게이션(Carrier Aggregation) 기능, 코디네이션 멀티 포인트(Coordinate Multi-Point) 기능 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 사용자 콘텍스트 관리 방법은, 가입자 정책 관리 장치가, PDN 게이트웨이로부터 사용자 장치에 대한 정책 및 과금 제어 규칙에 대한 정보를 요청 받는 단계; 상기 사용자 장치의 가입자 프로파일 정보로부터 상기 사용자 장치가 특정 이동통신 서비스에 가입되어 있는 지를 확인하는 단계; 특정 이동통신 서비스에 가입되어 있는 경우, 상기 사용자 장치에 대해 할당된 최대 대역폭 정보를 상기 특정 이동통신 서비스용으로 설정된 값으로 변경하는 단계; 및 상기 변경된 최대 대역폭 정보를 포함하는 정책 및 과금 제어 규칙을 상기 PDN 게이트웨이로 제공하는 단계를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 변경된 최대 대역폭 정보는 상기 PDN 게이트웨이에 의해 적용되어 세션 설정이 수행된 후, 이동성 관리 장치로 전달될 수 있으며, UE-AMBR(per User Equipment-Aggregated Maximum Bit rate)인 것을 특징으로 한다.
아울러, 상기 정책 및 과금 제어 규칙을 상기 PDN 게이트웨이로 제공하는 단계는, CCR-U 응답 메시지의 확장 필드를 통해 특정 이동통신 서비스의 가입 정보를 상기 PDN 게이트웨이로 더 제공할 수 있다.
더하여, 본 발명의 실시 예에 따른 무선 접속 장치는, 사용자 장치에 할당된 최대 대역폭 정보를 수신하면, 상기 최대 대역폭 정보를 기준으로 특정 이동통신 서비스의 가입 여부를 판단하고, 상기 사용자 장치의 단말 성능 정보를 통해 상기 사용자 장치가 특정 이동통신 서비스 기능을 지원하는 지를 판단하여, 상기 사용자 장치가 특정 이동통신 서비스에 가입되어 있고, 특정 이동통신 서비스 기능을 지원하는 경우, 상기 사용자 장치에 대하여 특정 이동통신 서비스 기능을 활성화시켜 사용자 장치에 무선 자원을 할당하는 제어부; 상기 할당된 무선 자원을 통해 사용자 장치와 연결되어 통신하는 무선 통신부; 및 이동성 관리 장치로부터 상기 최대 대역폭 정보를 포함하는 데이터를 송수신하기 위한 코어망 통신부를 포함하여 이루어질 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 가입자 정책 관리 장치는, 사용자 장치의 가입자 프로파일 정보로부터 정책 및 과금 제어 규칙을 생성하되, 상기 사용자 장치가 특정 이동통신 서비스에 가입되어 있는 지를 확인하고, 특정 이동통신 서비스에 가입되어 있는 경우, 상기 사용자 장치에 대해 할당된 최대 대역폭 정보를 상기 특정 이동통신 서비스용으로 설정된 값으로 변경하는 제어부; 및 PDN 게이트웨이로부터 상기 사용자 장치에 대한 정책 및 과금 제어 규칙에 대한 요청을 수신하고, 상기 생성된 정책 및 과금 제어 규칙을 전송하는 통신 인터페이스부를 포함할 수 있다.
상술한 해결 수단에 따르면, 본 발명은 서로 다른 이동통신 표준에 따른 둘 이상의 이동통신 서비스를 지원하는 이동통신 시스템에 있어서, 가입자 정책 관리 장치가 접속을 요청한 사용자 장치에 대한 QoS 및 과금 처리를 위한 정책 및 과금 제어 규칙(PCC rule: Policy and charging control rule)을 생성하여 제공할 때, 상기 사용자 장치의 가입자 프로파일 정보를 확인하여, 특정 이동통신 서비스에 가입된 경우, 상기 사용자 장치에 할당된 최대 대역폭 정보를 상기 특정 이동통신 서비스에 대응하는 값으로 변경하고, 무선 접속 장치는 상기 사용자 장치에 대한 무선 자원을 할당하여 연결할 때, 상기 최대 대역폭 정보가 특정 이동통신 서비스에 대응하는 값이며, 사용자 장치가 특정 이동통신 서비스를 지원하는 지를 확인하여, 모두 만족하는 경우 특정 이동통신 서비스 기능을 활성화하여 상기 무선 자원을 할당하고, 연결을 수행하도록 함으로써, 특정 이동통신 서비스에 가입되고 이를 지원하는 사용자 장치에 대해서만 선별적으로 특정 이동통신 서비스를 제공할 수 있게 된다.
특히, 본 발명은 특정 이동통신 서비스에 가입되어 있고, 상기 특정 이동통신 서비스를 지원할 수 있는 단말성능을 갖는 사용자 장치를 선별하여 특정 이동통신 서비스를 제공하는데 있어서, 사용자 장치 별로 이용되는 최대 대역폭을 제한하기 위한 최대 대역폭 정보를 이용함으로써, 기존의 접속 처리 과정을 변경하지 않고 구현 가능하다는 큰 장점이 있다.
도 1은 본 발명이 적용되는 이동통신 시스템의 구조를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 무선 접속 장치의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 무선 접속 장치의 가입자 프로파일 관리 과정을 나타낸 순서도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 가입자 정책 관리 장치의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 가입자 정책 관리 장치에서의 가입자 프로파일 관리 방법을 나타낸 순서도이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 사용자 콘텍스트 관리 방법이 적용된 이동통신 시스템의 초기 접속 절차를 나타낸 흐름도이다.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 다만, 하기의 설명 및 첨부된 도면에서 본 발명의 요지를 흐릴 수 있는 공지 기능 또는 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 또한, 도면 전체에 걸쳐 동일한 구성 요소들은 가능한 한 동일한 도면 부호로 나타내고 있음에 유의하여야 한다.
본 발명에 따른 사용자 콘텍스트 관리 방법 및 이를 위한 장치를 설명하기에 앞서 이하의 실시 예에서 사용되는 본 발명과 관련된 용어를 정의하면 다음과 같다.
이하의 설명에 있어서, '이동통신 서비스"는 사용자 장치를 통해서 음성이나 영상 및 데이터를 장소에 구애 받지 않고 통신하도록 제공되는 서비스로서, 구체적으로 다양한 이동통신 표준 및 이동통신기술을 기반으로 제공될 수 있다. 특히, 본 발명에 있어서 이동통신 서비스는, 적용된 이동통신 표준에 따라서 구분될 수 있다. 예를 들어 3세대 이동통신 표준에 따른 WCDMA 이동통신 서비스 및 CDMA2000 이동통신 서비스, 3.9세대 이동통신 표준에 따른 HSDPA 이동통신 서비스 및 LTE 이동통신 서비스, 그리고, 4세대 이동통신 표준에 따른 LTE-A 이동통신 서비스 등을 포함할 수 있다. 이러한 이동통신 서비스는, 이동통신 표준에 따라서 적용되는 이동통신 기술이 달라질 수 있다. 특히, LTE-A 이동통신 서비스의 경우, Carrier Aggregation 기술이나 CoMP 기술이 적용될 수 있다.
아울러, 본 발명이 적용되는 이동통신 시스템은, 서로 다른 이동통신 표준에 따른 둘 이상의 이동통신 서비스를 함께 제공하도록 지원하는 이동통신 시스템이다. 예를 들어, 본 발명이 적용되는 이동통신 시스템은, 3.9세대 이동통신 표준인 LTE 이동통신 서비스 및 4세대 이동통신 표준인 LTE-A 이동통신 서비스를 함께 제공할 수 있다.
이하의 설명에서는, 이해의 편의를 위하여, LTE 이동통신 서비스와 LTE-A 이동통신 서비스를 함께 제공하는 경우를 예로 들어 설명한다. 그러나, 본 발명은 꼭 이에 한정되는 것은 아니며, 서로 다른 이동통신 표준에 따른 둘 이상의 이동통신 서비스를 제공하는 이동통신 시스템이라면 어떤 경우라도 적용 가능하다.
도 1은 본 발명이 적용되는 이동통신 시스템의 구조를 개략적으로 나타낸 도면으로, 이를 참조하여 본 발명이 적용되는 이동통신 시스템의 구조에 대하여 먼저 설명한다.
먼저, 본 발명에 따른 이동통신 서비스를 제공받는 사용자 장치(10)는 이동통신기능을 갖는 무선 통신 장치로서, 예를 들어, 스마트 폰(smart phone), 타블렛 PC(Tablet PC) 등이 될 수 있다. 본 발명에 있어서, 사용자 장치(10)는, 이동통신시스템을 통해 제공되는 이동통신 서비스를 제공받을 수 있도록, 해당 이동통신 표준에 따른 통신 모듈, 예를 들어, LTE 모뎀 및 LTE-A 모뎀 중 하나를 포함할 수 있다. 이때, LTE-A 모뎀을 구비한 사용자 장치(10)는 4세대 이동통신 표준에서 정의된 Carrier Aggregation 또는 CoMP 등의 LTE 이동통신 서비스 기능을 지원할 수 있다. 즉, Carrier Aggregation 또는 CoMP를 이용한 데이터 송수신이 가능하다.
그리고, 상기 사용자 장치(10)로 이동통신 서비스를 제공하는 이동통신 시스템은, 도 1에 도시된 바와 같이, 크게 가입자 번호 및 위치를 포함하는 가입자 정보의 관리 및 외부 망과의 연결 및 액세스 네트워크와의 연결을 담당하는 코어 네트워크(Core Network)와 사용자 장치(10)과 무선 자원을 통해 직접 연결되어 서비스 연결 및 데이터를 송수신하는 기능을 담당하는 액세스 네트워크(Access Network)로 구분된다. 상기에서, 외부 망은, 다른 사업자의 이동통신망 혹은 IMS(IP Multimedia Subsystem) 혹은 인터넷망 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
상기 액세스 네트워크는 다수의 무선 접속 장치(100)를 포함한다. 여기서, 무선 접속 장치(100)는 사용자 장치(10)와 무선 채널을 연결한 후, 연결된 채널을 통해서 무선 데이터를 송수신하는 기능을 수행하는 기지국 또는 액세스 포인트 역할을 수행하는 것으로서, 예를 들어, BS(Base Station), BTS(Base Transceiver Station), 노드B, e노드B 등과 같은 기지국, Wi-Fi망의 무선 액세스 포인터를 포함할 수 있다.
더 구체적으로, 무선 접속 장치(100)는, 동기식(CDMA) 망 내에서는 BTS(Base Station Transmission System)로 구현될 수 있으며, 아울러 기지국을 제어하는 기지국 제어기인 BSC(Base Station Controller)가 액세스 네트워크 내에 포함될 수 있다. 또한, 비동기식(WCDMA) 망 내에서는 NodeB와 RNC(Radio Network Controller)로 구현될 수 있고, LTE(Long Term Evolution) 망에서는 진화된 기지국 형태인 eNodeB로 구현될 수 있다. 또한, eNodeB의 경우, 3.9 세대 이동통신 표준만을 지원하거나, 4세대 이동통신 표준인 LTE-A까지 지원할 수 있다.
이러한 무선 접속 장치(100)는 서로 다른 위치에 분산 배치되며 소정 범위의 통신 커버리지를 갖고 있으며, 통신 커버리지로 진입한 사용자 장치(10)의 이동 통신 서비스 이용을 위한 무선 통신 채널 형성을 지원한다. 구체적으로, 무선 접속 장치(100)는 통신 커버리지로 진입한 사용자 장치(10)로부터의 접속 요청을 이동성 관리 장치(200)로 전송하고, 상기 이동성 관리 장치(200)의 제어에 따라서 상기 사용자 장치(10)와의 무선 통신 채널을 연결한다.
아울러, 본 발명에 있어서, 상기 무선 접속 장치(100)는 이동통신 시스템에서 제공하는 둘 이상의 서로 다른 이동통신 서비스 중에서, 특정 이동통신 서비스(예를 들어, LTE-A 이동통신 서비스)를 지원하는 장치와 지원하지 않는 장치로 구분될 수 있다. 예를 들어, 본 발명이 적용되는 이동통신 시스템에 구비된 다수의 무선 접속 장치(100)는 LTE 서비스를 제공하면서, 다수의 무선 접속 장치(100) 중 적어도 하나는 LTE-A 이동통신 서비스 기능, 구체적으로 Carrier Aggregation 또는 CoMP를 특정 사용자 장치(10)에 대하여 선택적으로 제공할 수 있다.
이를 위하여, 무선 접속 장치(100)은 사용자 장치(10)가 자신을 탐색할 수 있도록, 해당 통신 커버리지 내 필요한 제어 정보를 시스템 정보로 생성하여 방송(Broadcasting)한다. 이 때 시스템 정보는 무선 접속 장치(100)이 지원하는 사업자 정보(Public Land Mobile Network Identifier; PLMN ID), 기지국 셀 정보(eNB Cell Global ID; ECGI), 각 셀이 속한 구역 정보(Tracking Area ID; TAI) 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
더불어, 무선 접속 장치(100)는 사용자 장치(10)로부터 현재의 셀과 인접한 셀들의 채널 측정 결과 정보를 수집하고 분석하여, 핸드오버를 결정하고 핸드오버를 명령할 수 있다. 이를 위해, 무선 접속 장치(100)는 무선 자원 관리와 관련된 라디오 자원 관리 프로토콜(Radio Resource Control Protocol) 등의 제어 프로토콜을 지원할 수 있다.
다음으로, 코어 네트워크는 호 처리, 액세스 네트워크 간의 이동성 제어 및 스위칭 등의 이동통신 서비스를 위한 주요 기능을 수행하는 네트워크 시스템으로서, 다양한 기능 요소들로 구현될 수 있다. 구체적으로 도 1을 참조하면, 코어 네트워크는 이동성 관리 장치(200)와 서빙 게이트웨이(300)와, 패킷 데이터 네트워크(이하, PDN이라 약칭함) 게이트웨이(400)와, 가입자 정보 관리 장치(500)와, 가입자 정책 관리 장치(600)를 포함할 수 있다. 여기서, 이동성 관리 장치(200)와 서빙 게이트웨이(300)와, PDN 게이트웨이(400)는 인접한 무선 접속 장치(100)들의 그룹별로 할당되어 각각 연결될 수 있다. 아울러, 상술한 장치들은 하나의 서버 장치로 구현될 수 도 있고, 서로 다른 장치로 구현될 수 도 있다.
코어 네트워크의 구성 요소 중, 이동성 관리 장치(200)는 사용자 장치(10)의 이동을 관리하기 위한 기능 요소로서, 예를 들어, 3GPP 표준에서 정의된 MME(Mobility Management Entity)를 포함하는 개념이다. 구체적으로 상기 이동성 관리 장치(200)는 임의의 무선 접속 장치(100)의 통신 커버리지로 진입하여 접속을 요청한 사용자 장치(10)에 대한 위치 등록 및 갱신을 수행한다. 아울러, 이동성 관리 장치(200)는 유휴 모드(idle mode)의 사용자 장치(10)을 관리하고, 상기 사용자 장치(10)을 관리할 서빙 게이트웨이(300) 및 PDN 게이트웨이(400)를 선정할 수 있다. 또한 이동성 관리 장치(200)는 사용자 장치(10)에 대한 로밍(Roaming) 및 인증(Authentication) 관련 기능을 수행할 수 있다. 또한 이동성 관리 장치(200)는 사용자 장치(10)에서 발생하는 베어러 시그널을 처리할 수 있다. 여기서, 이동성 관리 장치(200)와 사용자 장치(10) 간에 비접속 상태에서 연결 처리를 위하여 전달되는 메시지를 NAS(Non Access Stratum) 메시지라고 칭한다. 상기 NAS는 사용자 장치(10)와 코어 네트워크, 특히 이동성 관리 장치(200) 간의 종단간 프로토콜로서, 망 접속 관리, 인증, 베어러 설립을 위한 호처리, 세션관리, 이동성관리 등에 사용된다.
이때 이동성 관리 장치(200)는 여러 개의 TAI(Tracking Area Identity)들을 지원하며, TAI들을 개별적으로 지원하는 다수의 무선 접속 장치(100)들과 연결된다. 이를 통해, 동일한 TAI를 지원하는 다수의 무선 접속 장치(100)들은 동일한 이동성 관리 장치(200)와 연결을 가지고 있으며, 상이한 TAI를 지원하는 무선 접속 장치(100)들은 다른 이동성 관리 장치들과 연결을 가지고 있을 가능성이 있다.
서빙 게이트웨이(300)는 이동성 관리 장치(200) 및 무선 접속 장치(100)와 연결되어, 사용자 장치(10)의 무선 접속 장치(100) 간 핸드오버 시 또는 망 간의 이동 시 이동성 앵커 역할을 수행할 수 있다. 특히 LTE 망을 예로 들면, 서빙 게이트웨이(300)는 사용자 장치(10)의 핸드오버 시의 mobility anchor 역할, 3GPP 무선망 이동 시의 mobility anchor의 역할을 수행할 수 있다.
PDN 게이트웨이(400)는 사용자 장치(10)의 IP(Internet Protocol) 주소를 할당한다. 그리고 PDN 게이트웨이(400)는 서로 다른 종류의 망(예를 들어, 3GPP 무선망과 non-3GPP 무선망) 사이를 이동 시 이동성 앵커 역할을 수행한다. 더하여, PDN 게이트웨이(400)는 사용자 장치(10)에게 제공할 베어러 대역을 결정한다. 아울러, PDN 게이트웨이(400)는 패킷 데이터에 대한 포워딩(Forwarding) 및 라우팅(Routing) 기능을 담당한다. 이를 위하여, 상기 PDN 게이트웨이(400)는 가입자 정책 관리 장치(600)와 연동하여 사용자 장치(10)별로 서로 다른 정책 및 과금 규칙(PCC rule)을 획득하고, 이를 기반으로 동작한다.
가입자 정보 관리 장치(500)는 가입자에 대한 정보와 이동성 정보를 관리하기 위한 구성이다. 특히, 가입자 정보 관리 장치(500)는 사용자 장치(10) 별로 서비스 가입 정보를 저장하고, 이동성 관리 장치(200)에 제공한다. 상기 서비스 가입 정보는, 부가 서비스 가입 정보뿐만 아니라, 이동통신시스템에서 제공되는 서로 다른 이동통신 표준에 기반한 이동통신 서비스 중 어떠한 이동통신 서비스에 대한 가입 정보까지 포함한다. 아울러, 가입자 정보 관리 장치(500)는 이동성 관리 장치(200)로부터의 위치 등록/갱신 요청에 따라서, 사용자 장치(10)의 이동성 정보를 등록 및 갱신한다.
마지막으로, 가입자 정책 관리 장치(600)는 코어 네트워크와 외부 망(패킷 데이터 네트워크) 사이의 QoS 조정을 수행하기 위한 것으로서, 가입자 프로파일 정보를 기반으로 정책 및 과금 제어 규칙(Policy and Charging control rule)을 생성하여 이를 PDN 게이트웨이(400)로 제공한다. 이러한 가입자 정책 관리 장치(600)는 3GPP에서 정의된 PCRF(Policy and Charging Rules Function)를 포함할 수 있다.
상술한 구성에서, 사용자 장치(10)는 무선 접속 장치(100), 서빙 게이트웨이(300), PDN 게이트웨이(400)를 경유하는 데이터 전송 경로를 통해 IMS 망, 인터넷망 등의 외부 패킷 데이터 네트워크(PDN)에 접속한다. 이를 위하여, 사용자 장치(10)는 탐색 절차를 통해서 선택된 특정 무선 접속 장치(100)와 무선 링크 동기를 맞추어 통신 가능한 상태가 되면, 상기 무선 접속 장치(100)를 통해서 이동성 관리 장치(200)에 NAS 요청(NAS Request) 메시지를 전달한다. 이 때 NAS 요청 메시지는, 예컨대 접속 요청(Attach Request) 메시지, 셀 구역 갱신 요청(Tracking Area Update Request) 메시지 또는 서비스 요청(Service Request) 메시지일 수 있다.
이에 이동성 관리 장치(200)를 통해서, 가입자 식별, 사용자 장치(10)에 대한 인증 및 보안 절차, 위치 등록 절차, 세션 생성 절차 순차적으로 이루어진 후, 사용자 장치(10)에서 무선 접속 장치(100), 서빙 게이트웨이(300), PDN 게이트웨이(400)를 경유하는 데이터 전송 경로가 형성되며, 이후 이를 통해서 데이터 통신이 이루어질 수 있다.
그런데, 상술한 과정 중, 사용자 장치(10)가 특정 이동통신 서비스(예를 들어, LTE-A) 기능을 지원하며, 아울러, 특정 이동통신 서비스에 가입되어 있는 정상 가입자 인 경우, 이동통신시스템은 이러한 사용자 장치(10)를 선별하여, 상기 사용자 장치(10)가 LTE-A 이동통신 서비스를 제공하는 무선 접속 장치(100)의 통신 커버리지로 진입한 경우, LTE-A 이동통신 서비스를 제공할 수 있어야 한다.
이를 위하여, 본 발명에 따른 가입자 정책 관리 장치(600)는, 사용자 장치(10)에 대응하는 세션 생성을 위한 정책 및 과금 제어 규칙이 요청되는 경우, 상기 사용자 장치(10)의 가입자 프로파일 정보를 확인하여, 상기 사용자 장치(10)가 특정 이동통신 서비스에 가입되어 있는 지를 판단하고, 상기 특정 이동통신 서비스에 가입된 경우, 상기 사용자 장치(10)에 대하여 이동성 관리 장치(200)에서 할당된 최대 대역폭 정보를 상기 특정 이동통신 서비스에 대응하는 값으로 변경한다.
그리고 가입자 정책 관리 장치(600)는 상기 변경된 최대 대역폭 정보 및 사용자 장치(10)의 특정 이동통신 서비스 가입 정보를 PDN 게이트웨이(400)로 제공하여, 상기 PDN 게이트웨이(400)가 변경된 최대 대역폭 정보를 반영하여 세션 설정을 수행하도록 한다.
여기서, 최대 대역폭 정보는, 사용자 장치(10)가 이용할 수 있는 최대 대역폭으로서, UE-AMBR(per User Equipment-Aggregated Maximum Bit rate)를 나타낸다. 상기 UE-AMBR은 단일 사용자 장치에 할당된 non-GBR들의 MBR값의 합의 상한을 제한하는 값으로, Dynamic PCC rule에 의해 갱신이 가능하다. 따라서, PDN 게이트웨이(400)는 Dynamic PCC rule을 적용하여 상기 사용자 장치(10)에 대한 UE-AMBR을 특정 이동통신 서비스용으로 지정된 값으로 할당하여 세션 설정을 진행한다.
이렇게 변경된 최대 대역폭 정보는 이동성 관리 장치(200)를 통해서 무선 접속 장치(100)로 제공되며, 무선 접속 장치(100)는 상기 사용자 장치(10)에 대한 무선 자원의 할당 및 연결 설정 시, 상기 이동성 관리 장치(200)로부터 전송된 최대 대역폭 정보를 기준으로 사용자 장치(10)가 특정 이동통신 서비스에 가입되어 있는 지를 판단하고, 아울러, 상기 사용자 장치(10)로부터 제공된 단말 성능 정보로서, 상기 사용자 장치(10)가 특정 이동통신 서비스 기능을 지원할 수 있는 지를 판단하여, 모두 만족하는 경우, 특정 이동통신 서비스 기능을 활성화시켜, 상기 무선 자원의 할당 및 사용자 장치(10)와의 연결 절차를 수행한다. 여기서, 특정이동통신 서비스 기능은, 예를 들어, LTE-A에 따른 Carrier Aggregation 또는 CoMP일 수 있다.
이에 의하면, 서로 다른 이동통신 표준에 따른 둘 이상의 이동통신 서비스를 함께 지원하는 이동통신 시스템에 있어서, 특정 이동통신 표준에 따른 특정 이동통신 서비스에 가입되어 있고, 상기 특정 이동통신 서비스 기능을 지원하는 사용자 장치를 선별하여 특정 이동통신 서비스를 용이하게 제공할 수 있게 된다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 무선 접속 장치(100)의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 2를 참조하면, 무선 접속 장치(100)는, 무선 통신부(110)와, 코어망 통신부(120)와, 제어부(130)을 구성 요소로 포함할 수 있다.
무선 통신부(110)는 통신 커버리지(예를 들어, Area 1)에 진입한 사용자 장치(10)와 할당된 무선 자원을 통해 연결되어, 무선 채널을 통해서 데이터를 송수신하기 위한 구성이다. 이때, 상기 무선 통신부(110)는 예를 들어, E-UTRA 프로토콜에 따른 무선 인터페이스를 제공할 수 있다.
코어망 통신부(120)는 코어 네트워크 측의 구성 요소, 구체적으로, 이동성 관리 장치(200) 및 서빙 게이트웨이(300)와 연결되어 통신하기 위한 구성이다. 여기서, 이동성 관리 장치(200) 및 서빙 게이트웨이(300) 간의 통신 인터페이스는 서로 다른 프로토콜을 기반으로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 이동성 관리 장치(200)와는 S1-AP 프로토콜을 통해서 제어 메시지를 송수신하며, 서빙 게이트웨이(300)와는 GTP-U 프로토콜에 따라서 데이터를 송수신한다. 이에 상기 코어망 통신부(120)는 각각 서로 다른 통신 프로토콜에 따라서 통신하는 둘 이상의 통신 인터페이스부로 이루어질 수 있다.
제어부(130)는 무선 접속 장치(100)의 동작 전반을 제어하는 구성으로서, 앞서 설명한 바와 같이, 사용자 장치(10)가 자신을 탐색할 수 있도록, 해당 통신 커버리지 내 필요한 제어 정보를 시스템 정보로 생성하여 방송하고, 이를 수신한 사용자 장치(10)로부터의 접속 요청을 이동성 관리 장치(200)로 전송하고, 상기 이동성 관리 장치(200)의 제어에 따라서 상기 사용자 장치(10)로 무선 자원을 할당하여 연결하여 동작 전반을 제어한다. 이러한 과정을 수행하는데 있어서, 제어부(130)는 특정 이동통신 서비스에 가입되어 있으며, 특정 이동통신 서비스 기능을 지원할 수 있는 사용자 장치(10)를 선별하여 특정 이동통신 서비스 기능을 제공하도록 제어한다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 무선 접속 장치(100)의 동작 과정을 나타낸 순서도로서, 이를 참조하여, 본 발명에 따른 상기 제어부(130)의 동작을 구체적으로 설명하기로 한다.
도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 무선 접속 장치(100)의 제어부(130)는, 이동성 관리 장치(200)를 통해서 사용자 장치(10)에 대하여 할당된 최대 대역폭 정보를 수신할 수 있다(S105). 상기 최대 대역폭 정보는, 가입자 식별 절차, 인증/보안 절차, 및 PDN 게이트웨이(400)까지의 세션 생성 절차가 완료된 사용자 장치(10)와 무선 접속 장치(100) 및 서빙 게이트웨이(300)까지의 세션 생성을 위하여, 이동성 관리 장치(200)로부터 무선 접속 장치(100)로 전송되는 초기 콘텍스트 설정 요청 메시지(Initial context setup request)를 통해 전달된다. 상기 초기 콘텍스트 설정 요청 메시지는 UE-AMBR, E-RAB ID, E-RAB QoS, S1 S-GW TEID, 및 보안 관련 정보, 그리고 NAS 메시지(Attach Accept)를 포함할 수 있다. 여기서, UE-AMBR은 사용자 장치(10)에 대하여 할당될 수 있는 최대 대역폭 정보로서, 앞서 설명한 바와 같이, 상기 사용자 장치(10)가 특정 이동통신 서비스에 가입된 경우, 가입자 정책 관리 장치(600) 및 PDN 게이트웨이(400)에 의하여 특정 이동통신 서비스용으로 지정된 값으로 갱신되게 된다.
따라서, 무선 접속 장치(100)의 제어부(130)는 이동성 관리 장치(200)로부터 최대 대역폭 정보를 수신하면, 상기 수신된 최대 대역폭 정보가 특정 이동통신 서비스용으로 지정된 기준값 이상인지를 비교하여(S110), 기준값 이상일 경우 상기 사용자 장치(10)가 특정 이동통신 서비스에 가입되어 있는 것으로 판단한다(S115).
그리고, 특정 이동통신 서비스에 가입되어 있는 것으로 판단되면, 상기 무선 접속 장치(100)의 제어부(130)는 사용자 장치(10)로부터 획득한 단말 성능 정보를 기준으로 상기 사용자 장치(10)가 특정 이동통신 서비스를 지원하는 지를 확인한다(S120, S125).
상기 제어부(130)는 사용자 장치(10)가 특정 이동통신 서비스에 가입되어 있으며, 상기 사용자 장치(10)가 특정 이동통신 서비스 기능을 지원하는 경우, 상기 특정 이동통신 서비스 기능을 활성화시킨다(S130). 이에 의하여 상기 무선 접속 장치(100)는 상기 특정 이동통신 서비스 기능, 예를 들어, Carrier Aggregation 또는 CoMP 기능을 통해서 무선 자원을 할당하고, 할당된 무선 자원을 통해 사용자 장치(10)와 연결하여 데이터를 송수신한다.
반대로, 수신한 최대 대역폭 정보가 기준값 이하이거나 사용자 장치(10)가 특정 이동통신 서비스 기능을 지원하지 않는 경우, 무선 접속 장치(100)의 제어부(130)는 상기 특정 이동통신 서비스 기능을 비활성화시킨다. 이 경우, 상기 무선 접속 장치(100)는 상기 특정 이동통신 서비스 기능, 예를 들어, Carrier Aggregation 또는 CoMP 기능을 적용하지 않은 상태에서 무선 자원을 할당하고, 할당된 무선 자원을 통해 데이터 송수신할 수 있다.
이상의 설명에서는 무선 접속 장치(100)가 특정 이동통신 서비스 기능을 지원하는 경우로 가정하여 설명하였다. 그러나, 본 발명에 따른 이동통신 시스템에 구비된 다수 무선 접속 장치(100) 중에서 일부 무선 접속 장치만이 특정 이동통신 서비스 기능을 구비하고 있을 수 있으며, 또한 특정 이동통신 서비스 기능을 구비하고 있더라도 여러 가지 상황에 따라서 상기 특정 이동통신 서비스 기능이 동작불가인 경우가 존재할 수 있다. 이를 위해, 상기 무선 접속 장치(100)의 제어부(130)는 무선 접속 장치(100)가 특정 이동통신 서비스를 지원하는 지 여부, 즉, 자신이 특정 이동통신 서비스 기능을 구비하고 있으며, 상기 특정 이동통신 서비스 기능이 정상적으로 동작할 수 있는 지를 더 확인할 수 있으며, 이 경우, 상기 S110 단계 내지 S135 단계를 수행하도록 할 수 있다.
다음으로, 도 4는 본 발명에 따른 이동통신 시스템에 있어서, 특정 이동통신 서비스 가입 여부에 따라서 사용자 콘텍스트의 최대 대역폭 정보가 변경되도록 제어하는 가입자 정책 관리 장치(600)의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 가입자 정책 관리 장치(600)는, 통신 인터페이스부(610)와, 저장부(620)와, 제어부(630)를 포함할 수 있다.
상기 통신 인터페이스부(610)는 PDN 게이트웨이(400)와 통신하기 위한 구성으로서, 예를 들어, Diameter 프로토콜에 따라서 동작할 수 있다.
저장부(620)는 가입자 정책 관리 장치(600)의 동작에 필요한 데이터를 저장하는 장치로서, 사용자 장치(10) 별 서비스 가입 정보를 포함하는 가입자 프로파일 정보를 저장할 수 있다. 상기 저장부(620)는, 본 실시 예에서는 가입자 정책 관리 장치(600) 내부의 구성 요소처럼 도시하고 있으나, 실제 구현 시, 가입자 정책 관리 장치(600)와는 구분되는 별도의 SPR(Subscriber Profile Repository)로 구현될 수 있으며, Diameter 등의 통신 프로토콜을 통해서 연결되어, 가입자 정책 관리 장치(600)의 요청에 따라서 가입자 및 가입자와 관련된 가입자 프로파일 정보를 제공할 수 있다.
제어부(630)은 사용자 장치(10) 별로 QoS 관리를 위한 정책 및 과금 제어 규칙(PCC rule)을 생성하여 제공하는 가입자 정책 관리 장치(600)의 동작 전반을 제어하기 위한 구성이다. 특히, 상기 제어부(630)는 PCC rule을 생성하는 중에, 가입자 프로파일 정보로부터 상기 사용자 장치(10)가 특정 이동통신 서비스에 가입되어 있는 지를 확인하고, 가입되어 있는 경우, 상기 사용자 장치(10)에 할당된 최대 대역폭 정보가 상기 특정 이동통신 서비스용으로 지정된 값으로 갱신되도록 제어한다. 이에 관련된 동작은 도 5를 참조하여 설명하기로 한다.
도 5는 본 발명에 따른 사용자 콘텍스트 관리를 위한 상기 가입자 정책 관리 장치(600)의 동작 수순을 나타낸 순서도이다.
도 5를 참조하면, 가입자 정책 관리 장치(600)는 통신 인터페이스부(610)를 통해서 PDN 게이트웨이(400)로부터 사용자 장치(10)에 대응하는 세션 생성을 위한 정책 및 과금 제어 규칙을 요청 받는다(S205).
이 경우, 상기 가입자 정책 관리 장치(600)의 제어부(630)은 저장부(620)로부터 상기 사용자 장치(10)의 가입자 프로파일 정보를 확인하여 상기 사용자 장치(10)를 위한 정책 및 과금 제어 규칙을 생성하게 된다(S210).
이때, 상기 가입자 정책 관리 장치(600)의 제어부(630)는, 상기 가입자 프로파일 정보를 기준으로, 상기 사용자 장치(10)가 특정 이동통신 서비스에 가입되어 있는 지를 더 판단할 수 있다(S215).
그리고, 사용자 장치(10)가 특정 이동통신 서비스에 가입된 경우, 가입자 정책 관리 장치(600)는 상기 사용자 장치(10)에 대하여 이동성 관리 장치(200)에서 할당된 최대 대역폭 정보를 상기 특정 이동통신 서비스에 대응하는 값으로 갱신한다(S220).
그리고 가입자 정책 관리 장치(600)의 제어부(630)는 상기 변경된 최대 대역폭 정보 및 사용자 장치(10)의 특정 이동통신 서비스 가입 정보를 상기 정책 및 과금 제어 규칙과 함께 PDN 게이트웨이(400)로 제공하여, 상기 PDN 게이트웨이(400)가 변경된 최대 대역폭 정보를 반영하여 세션 설정을 수행하도록 한다(S225).
여기서, 최대 대역폭 정보는, UE-AMBR이며, 이는, Dynamic PCC rule에 의해 갱신될 수 있다.
이에, 상기 PDN 게이트웨이(400)는 Dynamic PCC rule을 적용하여 상기 사용자 장치(10)에 대한 UE-AMBR을 특정 이동통신 서비스용으로 지정된 값으로 할당하여 세션 설정을 진행한다.
이렇게 변경된 최대 대역폭 정보는 PDN 게이트웨이(400) 및 서빙 게이트웨이(300)를 통해서 이동성 관리 장치(200)로 제공되고, 다시 상기 이동성 관리 장치(200)는 상기 변경된 최대 대역폭 정보를 사용자 콘텍스트에 반영하여 저장하고, 아울러, 이를 무선 접속 장치(100)로 제공한다.
이에, 무선 접속 장치(100)는 앞서 설명한 바와 같이, 상기 사용자 장치(10)에 대한 무선 자원의 할당 및 연결 설정 시, 상기 이동성 관리 장치(200)로부터 전송된 최대 대역폭 정보를 기준으로 사용자 장치(10)가 특정 이동통신 서비스에 가입되어 있는 지를 판단하고, 아울러, 상기 사용자 장치(10)로부터 제공된 단말 성능 정보로서, 상기 사용자 장치(10)가 특정 이동통신 서비스 기능을 지원할 수 있는 지를 판단하여, 모두 만족하는 경우, 특정 이동통신 서비스 기능을 활성화시켜, 상기 무선 자원의 할당 및 사용자 장치(10)와의 연결 절차를 수행할 수 있다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 사용자 콘텍스트 관리 방법이 적용된 이동통신 시스템의 초기 접속 절차를 나타낸 흐름도이다. 특히, 도 6은 3GPP의 제안에 따른 이동 통신 표준에 따른 접속 절차를 기반으로 나타낸 예시도이다.
도 6을 참조하면, 사용자 장치(10)는 전원 온 등에 의하여 이동통신 시스템에 접속되고자 하는 경우, 탐색 절차를 통해서 선택된 특정 무선 접속 장치(100)를 통해서 상기 무선 접속 장치(100)에 연결된 이동성 관리 장치(200)로 접속 요청을 전송한다(S305). 상기 접속 요청은, NAS 메시지 중 Attach request 메시지를 통해서 전송되며, 사용자 장치(10)의 식별 정보, 예를 들어, IMSI(International Mobile Equipment Identity), GUTI(Globally Unique Temporary Identifier), IMEI(International Mobile Equipment Identity) 중 하나를 포함할 수 있다.
이때, 상기 사용자 장치(10)가 이전 망의 접속 정보를 기반으로 GUTI를 포함하는 접속 요청을 전송한 경우, 상기 이동성 관리 장치(200)는 상기 GUTI를 기반으로 사용자 장치(10)가 이전에 접속한 망의 이동성 관리 장치로부터 상기 사용자 장치(10)의 정보를 수신하여, 사용자 장치(10)에 대한 IMSI 정보를 획득하기 위한 식별 절차를 수행할 수 있다.
이어서, 상기 사용자 장치(10)의 접속 요청을 수신한 이동성 관리 장치(200)는, 상기 사용자 장치(10)에 대한 가입자 인증 및 보안 절차를 수행한다(S310). 이는 이동성 관리 장치(200)가 상기 사용자 장치(10)의 식별 정보(IMSI)를 기반으로, 가입자 정보 관리 장치(500)에 인증 정보를 요청하여 수신하고, 수신된 인증 정보를 이용하여 사용자 장치(10) 간에 상호 인증 절차를 수행하고, 인증 후, 사용자 장치(10)와의 사이에 보안 키를 생성하여 설정함에 의해 이루어질 수 있다. 이후, 생성된 보안 키를 기반으로 제어 메시지를 암호화하여 전송할 수 있다.
이러한 가입자 인증 및 보안 절차를 완료 한 후, 이동성 관리 장치(200)는 사용자 장치(10)에 대한 위치 등록 절차를 수행할 수 있다(S315). 구체적으로 설명하면, 이동성 관리 장치(200)는 사용자 장치(10)의 위치를 등록하고, 사용자가 어떤 서비스를 이용할 수 있는 지 확인하기 위하여, 가입자 정보 관리 장치(500)로 상기 사용자 장치(10)에 대한 위치 갱신 요청(Update Location request)을 전송한다. 이를 수신한 가입자 정보 관리 장치(500)는, 상기 이동성 관리 장치(200)의 식별 정보를 상기 사용자 장치(10)의 위치 정보로 등록하고, 아울러, 상기 사용자 장치(10)가 어떠한 서비스에 가입되어 있는 지를 나타내는 가입자 프로파일 정보를 추출하여 위치 갱신 응답(Update Location ACK) 메시지를 통해 이동성 관리 장치(200)로 전송한다. 상기 가입자 프로파일 정보는, 사용자가 가입한 서비스에 대한 APN 정보, 상기 APN에 접속하기 위한 PDN 게이트웨이(400)의 식별 정보, 가입된 QoS 프로파일 정보(UE0AMBR, QCI, ARP, APN-AMBR 등)와 함께, 특정 이동통신 서비스(예를 들어, LTE-A)에 대한 가입 정보를 포함할 수 있다.
이에, 이동성 관리 장치(200)는 가입자 정보 관리 장치(500)로부터 수신한 가입자 프로파일 정보를 저장한다. 이때, 상기 이동성 관리 장치(200)에 의해 상기 사용자 장치(10)에 대한 최대 대역폭 정보, 즉, UE-AMBR이 할당될 수 있다.
더하여, 위치 등록 절차가 수행된 후, 상기 이동성 관리 장치(200)는 상기 저장한 가입자 프로파일 정보를 이용하여 서빙 게이트웨이(300) 및 PDN 게이트웨이(400)를 선정하고, 선정된 서빙 게이트웨이(300) 및 PDN 게이트웨이(400)를 통해 사용자 장치(10)를 위한 세션 생성 절차를 수행한다.
이는, 상기 이동성 관리 장치(200)가 선정된 서빙 게이트웨이(300)로 세션 생성 요청을 전송함에 의해 이루어지며, 상기 세션 생성 요구는 서빙 게이트웨이(300)를 통해 PDN 게이트웨이(400)로 전달되며, 이를 수신한 PDN 게이트웨이(400)는 상기 사용자 장치(10)를 위한 IP 주소를 할당하고, 사용자가 가입한 서비스에 따른 자원 할당 및 QoS 제어를 위하여, 가입자 정책 관리 장치(600)로 상기 사용자 장치(10)에 대한 정책 및 과금 제어 규칙을 요청한다(S320). 여기서, 정책 및 과금 제어 규칙 요청은, CCR 메시지를 통해 전송될 수 있다.
이에 가입자 정책 관리 장치(600)는 가입자 프로파일 정보를 기반으로 가입한 서비스에 대응하는 정책 및 과금 제어 규칙을 생성하게 되는데, 이때, 본 발명에 따른 가입자 정책 관리 장치(600)는, 가입자 프로파일 정보로부터 상기 사용자 장치(10)가 특정 이동통신 서비스에 가입되어 있는 지를 확인하여, 가입된 경우, 상기 사용자 장치(10)에 할당된 최대 대역폭 정보(UE-AMBR)을 특정 이동통신 서비스에 대응하여 설정된 값으로 변경한다(S325).
그리고, 상기 가입자 정책 관리 장치(600)는 정책 및 과금 제어 규칙을 PDN 게이트웨이(400)로 제공할 때, 상기 사용자 장치(10)의 특정 이동통신서비스 가입 정보와 상기 변경된 최대 대역폭 정보를 함께 전송하여, 상기 변경된 최대 대역폭 정보가 적용되도록 한다(S330). 더 구체적으로, 상기 가입자 정책 관리 장치(600)는 CCR-U 응답의 확장 필드에, 상기 특정 이동통신서비스 가입 정보를 기록하여 전송하며, 상기 변경된 최대 대역폭 정보를 Dynamic PCC rule에 반영하여 제공한다.
이에, 상기 PDN 게이트웨이(400)는 수신한 정책 및 과금 제어 규칙을 적용하는데, 특히, 상기 변경된 최대 대역폭 정보를 적용하여 사용자 장치(10)에 대해 특정 이동통신 서비스용으로 설정된 최대 대역폭 정보를 할당하여, 세션 설정을 진행한다.
그리고, 상기 PDN 게이트웨이(400)는 서빙 게이트웨이(300)를 통해서 이동성 관리 장치(200)로 세션 생성 응답 메시지를 전송하여, 설정된 세션에 대한 정보를 알려준다(S335). 이때 상기 특정 이동통신 서비스용으로 설정된 값으로 변경된 최대 대역폭 정보가 함께 전달된다.
상기 이동성 관리 장치(200)는 상기 변경된 최대 대역폭 정보를 포함하는 세션과 관련된 정보를 상기 사용자 장치(10)의 사용자 콘텍스트에 반영하여 저장한다(S340).
아울러, 이상과 같이 인증 및 보안, 위치 등록 및 세션 생성 절차까지 정상적으로 처리되면, 이동성 관리 장치(200)는 무선 접속 장치(100)를 통해서 사용자 장치(10)로 접속 요청에 대한 응답으로 접속 수락 메시지(Attach Accept)를 전송하고, 사용자 장치(10)에 무선 자원을 할당하기 위한 절차를 수행하도록 무선 접속 장치(100)에 초기 콘텍스트 셋업 요청 메시지를 전송한다(S345). 여기서, 상기 접속 수락 메시지는, S1 시그널링 연결에서는 이후에 설명하는 초기 콘텍스트 셋업 요청(Initial Context Setup Request) 메시지를 통하여 무선 접속 장치(100)로 전송된 후, RRC 연결에서는 RRC Connection Reconfiguration 메시지를 통해서 무선 접속 장치(100)로부터 사용자 장치(10)로 전송될 수 있다. 아울러, 상기 초기 콘텍스트 셋업 요청 메시지는, 사용자 장치(10)와의 연결에 필요한 정보들, 예를 들어, 보안 관련 정보, 사용자 장치(10)의 성능 정보 및 베어러 설정 정보, 상기 최대 대역폭 정보를 포함한다.
초기 콘텍스트 셋업 요청을 수신한 무선 접속 장치(100)는, 본 발명에 있어서, 우선, 상기 초기 콘텍스트 셋업 요청에 포함된 정보 중, 최대 대역폭 정보, 단말 성능 정보를 확인하여 비교한다(S350). 더 구체적으로, 최대 대역폭 정보가 특정 이동통신 서비스 용으로 설정된 기준값 이상인지를 비교하여, 사용자 장치(10)가 특정 이동통신 서비스에 가입되어 있는 지를 확인하고, 아울러, 상기 사용자 장치(10)의 단말 성능 정보를 이용하여 사용자 장치(10)가 특정 이동통신 서비스 기능을 지원하는 지를 확인한다. 이에 더하여, 상기 무선 접속 장치(100)는 자신이 특정 이동통신 서비스 기능을 구비하고 있으며, 이를 제공할 수 있는 지를 더 확인할 수 있다.
그리고, 그 결과에 따라서, 상기 무선 접속 장치(100)는, 상기 특정 이동통신 서비스 기능을 활성화 또는 비활성화시킨다(S355). 구체적으로, 무선 접속 장치(100)는, 자신이 특정 이동통신 서비스 기능을 제공할 수 있으며, 사용자 장치(10)가 특정 이동통신 서비스에 가입되어 있고, 특정 이동통신 서비스 기능을 지원하는 경우, 상기 특정 이동통신 서비스에 대응하는 기능, 예를 들어 Carrier Aggregation 기능을 활성화시킨다.
그리고, 무선 접속 장치(100)는 활성화된 특정 이동통신 서비스 기능을 적용하여, 상기 사용자 장치(10)에 대한 무선 자원을 할당하고, 연결을 설정한다(S360). 반면에, 무선 접속 장치(100)는 자신이 특정 이동통신 서비스 기능을 제공할 수 없거나, 사용자 장치(10)가 특정 이동통신 서비스에 가입되어 있지 않거나, 사용자 장치(10)가 특정 이동통신 서비스 기능을 지원하지 않는 경우, 특정 이동통신 서비스 기능(예, Carrier Aggregation)의 적용 없이, LTE 표준에서 정의된 바에 따라서 무선 자원을 할당하고 연결 설정을 수행할 수 있다.
그리고, 사용자 장치(10)와의 연결 설정을 완료한 무선 접속 장치(100)는 상기 초기 콘텍스트 셋업 요청에 대한 응답으로, 초기 콘텍스트 셋업 응답 메시지(Initial Context Setup Response)를 이동성 관리 장치(200)로 전송하여, 무선 자원 설정이 완료되었음을 알리고, 사용자 장치(10)도 무선 접속 장치(100)를 통해서 이동성 관리 장치(200)로 접속 수락에 대한 응답으로, 접속이 완료되었음을 알린다(S365). 상기 접속 완료는 NAS 메시지 중 Attach Complete 메시지를 통해 전달될 수 있으며, 상기 Attach Complete 메시지는 UL Information Transfer 메시지를 통해서 무선 접속 장치(100)로 전송된 후, Uplink NAS Transport 메시지를 통해서 이동성 관리 장치(200)로 전송될 수 있다.
이와 같이, 사용자 장치(10) 및 무선 접속 장치(100)로부터 양자 간의 무선 접속이 완료되었음을 확인한 이동성 관리 장치(200)는, 상기 무선 접속 장치(100)로부터 수신한 하향 SI TEID를 서빙 게이트웨이(300)로 전송하여, 무선 접속 장치(100)로부터 서빙 게이트웨이(300)까지 연결되도록 세션 갱신 절차를 수행한다(S370).
그리고, 이동성 관리 장치(200)는 사용자 장치(10)를 위한 콘텍스트 셋업이 정상적으로 이루어졌음을 상기 서빙 게이트웨이(300)를 통해서 PDN 게이트웨이(400)로 통지한다. 이는 Modify Bearer Request 내의 확장 필드를 통해서 전송될 수 있다.
상술한 과정에 의해 무선 접속 장치(100), 서빙 게이트웨이(300) 및 PDN 게이트웨이(400)를 통해 데이터 전송 경로가 연결되고, 이를 통해 사용자 장치(10)는 데이터 통신 서비스를 제공받을 수 있게 된다.
본 발명에 따른 사용자 콘텍스트 관리 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 판독 가능한 소프트웨어 형태로 구현되어 컴퓨터로 판독 가능한 기록매체에 기록될 수 있다. 여기서, 기록매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 기록매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 예컨대 기록매체는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(Magnetic Media), CD-ROM(Compact Disk Read Only Memory), DVD(Digital Video Disk)와 같은 광 기록 매체(Optical Media), 플롭티컬 디스크(Floptical Disk)와 같은 자기-광 매체(Magneto-Optical Media), 및 롬(ROM), 램(RAM, Random Access Memory), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치를 포함한다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함할 수 있다. 이러한 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
아울러, 본 명세서와 도면에는 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 개시하였으나, 여기에 개시된 실시 예외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다. 또한, 본 명세서와 도면에서 특정 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 발명의 이해를 돕기 위한 일반적인 의미에서 사용된 것이지, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다.
비록 본 명세서와 도면에서는 예시적인 장치 구성을 기술하고 있지만, 본 명세서에서 설명하는 기능적인 동작과 주제의 구현물들은 다른 유형의 디지털 전자 회로로 구현되거나, 본 명세서에서 개시하는 구조 및 그 구조적인 등가물들을 포함하는 컴퓨터 소프트웨어, 펌웨어 혹은 하드웨어로 구현되거나, 이들 중 하나 이상의 결합으로 구현 가능하다. 본 명세서에서 설명하는 주제의 구현물들은 하나 이상의 컴퓨터 프로그램 제품, 다시 말해 본 발명에 따른 장치의 동작을 제어하기 위하여 혹은 이것에 의한 실행을 위하여 유형의 프로그램 저장매체 상에 인코딩된 컴퓨터 프로그램 명령에 관한 하나 이상의 모듈로서 구현될 수 있다. 컴퓨터로 판독 가능한 매체는 기계로 판독 가능한 저장 장치, 기계로 판독 가능한 저장 기판, 메모리 장치, 기계로 판독 가능한 전파형 신호에 영향을 미치는 물질의 조성물 혹은 이들 중 하나 이상의 조합일 수 있다.
본 발명에 따른 장치에 탑재되고 본 발명에 따른 방법을 실행하는 컴퓨터 프로그램(프로그램, 소프트웨어, 소프트웨어 어플리케이션, 스크립트 혹은 코드로도 알려져 있음)은 컴파일 되거나 해석된 언어나 선험적 혹은 절차적 언어를 포함하는 프로그래밍 언어의 어떠한 형태로도 작성될 수 있으며, 독립형 프로그램이나 모듈, 컴포넌트, 서브루틴 혹은 컴퓨터 환경에서 사용하기에 적합한 다른 유닛을 포함하여 어떠한 형태로도 전개될 수 있다. 컴퓨터 프로그램은 파일 시스템의 파일에 반드시 대응하는 것은 아니다. 프로그램은 요청된 프로그램에 제공되는 단일 파일 내에, 혹은 다중의 상호 작용하는 파일(예컨대, 하나 이상의 모듈, 하위 프로그램 혹은 코드의 일부를 저장하는 파일) 내에, 혹은 다른 프로그램이나 데이터를 보유하는 파일의 일부(예컨대, 마크업 언어 문서 내에 저장되는 하나 이상의 스크립트) 내에 저장될 수 있다. 컴퓨터 프로그램은 하나의 사이트에 위치하거나 복수의 사이트에 걸쳐서 분산되어 통신 네트워크에 의해 상호 접속된 다중 컴퓨터나 하나의 컴퓨터 상에서 실행되도록 전개될 수 있다.
본 발명은 사용자 장치에 대한 접속 절차를 수행하는 중에, 사용자 장치 별로 이용되는 최대 대역폭을 제한하기 위한 최대 대역폭 정보를 이용함으로써, 접속 절차의 변경 없이, 특정 이동통신 서비스에 가입되어 있고, 상기 특정 이동통신 서비스를 지원할 수 있는 단말성능을 갖는 사용자 장치를 선별하여 특정 이동통신 서비스를 제공할 수 있게 된다.
10: 사용자 장치 100: 무선 접속 장치
200: 이동성 관리 장치 300: 서빙 게이트웨이
400: PDN 게이트웨이
500: 가입자 정보 관리 장치 600: 가입자 정책 관리 장치

Claims (10)

  1. 무선 접속 장치가,
    사용자 장치에 할당된 최대 대역폭 정보를 수신하는 단계;
    상기 수신한 최대 대역폭 정보가 특정 이동통신 서비스용으로 설정된 기준값 이상인지를 비교하여 특정 이동통신 서비스의 가입 여부를 판단하는 단계;
    상기 사용자 장치의 단말 성능 정보로부터 상기 사용자 장치가 특정 이동통신 서비스 기능을 지원하는 지를 판단하는 단계;
    상기 사용자 장치가 특정 이동통신 서비스에 가입되어 있고, 특정 이동통신 서비스 기능을 지원하는 것으로 판단된 경우, 상기 사용자 장치에 대하여, 특정 이동통신 서비스 기능을 활성화시키는 단계를 포함하되,
    상기 최대 대역폭 정보는 상기 사용자 장치가 가입된 특정 이동통신 서비스에 대응하여 설정된 값인 것을 특징으로 하는 사용자 콘텍스트 관리 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 최대 대역폭 정보를 수신하는 단계는,
    상기 무선 접속 장치가 이동성 관리 장치로부터 초기 콘텍스트 셋업 요청을 수신하고, 상기 초기 콘텍스트 셋업 요청에 포함된 최대 대역폭 정보를 추출하는 단계인 것을 특징으로 하는 사용자 콘텍스트 관리 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 특정 이동통신 서비스 기능을 활성화시키는 단계 이전에, 상기 무선 접속 장치 자신이 상기 특정 이동통신 서비스 기능을 지원할 수 있는 지를 확인하는 단계를 더 포함하고,
    상기 특정 이동통신 서비스 기능을 활성화시키는 단계는, 상기 무선 접속 장치 자신이 특정 이동통신 서비스 기능을 지원할 수 있으며, 상기 사용자 장치가 특정 이동통신 서비스에 가입되어 있고 특정 이동통신 서비스 기능을 지원하는 것으로 판단된 경우, 상기 사용자 장치에 대하여, 특정 이동통신 서비스 기능을 활성화시키는 것을 특징으로 하는 사용자 콘텍스트 관리 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 특정 이동통신 서비스 기능은 캐리어 애그리게이션(Carrier Aggregation) 기능, 코디네이션 멀티 포인트(Coordinate Multi-Point) 기능 중 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 사용자 콘텍스트 관리 방법.
  5. 가입자 정책 관리 장치가,
    PDN 게이트웨이로부터 사용자 장치에 대한 정책 및 과금 제어 규칙에 대한 정보를 요청 받는 단계;
    상기 사용자 장치의 가입자 프로파일 정보로부터 상기 사용자 장치가 특정 이동통신 서비스에 가입되어 있는 지를 확인하는 단계;
    특정 이동통신 서비스에 가입되어 있는 경우, 상기 사용자 장치에 대해 할당된 최대 대역폭 정보를 상기 특정 이동통신 서비스용으로 설정된 값으로 변경하는 단계;
    상기 변경된 최대 대역폭 정보를 포함하는 정책 및 과금 제어 규칙을 상기 PDN 게이트웨이로 제공하는 단계를 포함하되,
    상기 최대 대역폭 정보는 상기 사용자 장치가 가입된 특정 이동통신 서비스에 대응하여 설정된 값인 것을 특징으로 하는 사용자 콘텍스트 관리 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 변경된 최대 대역폭 정보는 상기 PDN 게이트웨이에 의해 적용되어 세션 설정이 수행된 후, 이동성 관리 장치로 전달되는 것을 특징으로 하는 사용자 콘텍스트 관리 방법.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 최대 대역폭 정보는 UE-AMBR(per User Equipment-Aggregated Maximum Bit rate)인 것을 특징으로 하는 사용자 콘텍스트 관리 방법.
  8. 제5항에 있어서, 상기 정책 및 과금 제어 규칙을 상기 PDN 게이트웨이로 제공하는 단계는,
    CCR-U 응답 메시지의 확장 필드를 통해 특정 이동통신 서비스의 가입 정보를 상기 PDN 게이트웨이로 더 제공하는 것을 특징으로 하는 사용자 콘텍스트 관리 방법.
  9. 사용자 장치에 할당된 최대 대역폭 정보를 수신하면, 상기 최대 대역폭 정보를 기준으로 특정 이동통신 서비스의 가입 여부를 판단하고, 상기 사용자 장치의 단말 성능 정보를 통해 상기 사용자 장치가 특정 이동통신 서비스 기능을 지원하는 지를 판단하여, 상기 사용자 장치가 특정 이동통신 서비스에 가입되어 있고, 특정 이동통신 서비스 기능을 지원하는 경우, 상기 사용자 장치에 대하여 특정 이동통신 서비스 기능을 활성화시켜 사용자 장치에 무선 자원을 할당하는 제어부;
    상기 할당된 무선 자원을 통해 사용자 장치와 연결되어 통신하는 무선 통신부; 및
    이동성 관리 장치로부터 상기 최대 대역폭 정보를 포함하는 데이터를 송수신하기 위한 코어망 통신부를 포함하되,
    상기 최대 대역폭 정보는 상기 사용자 장치가 가입된 특정 이동통신 서비스에 대응하여 설정된 값인 것을 특징으로 하는 무선 접속 장치.
  10. 사용자 장치의 가입자 프로파일 정보로부터 정책 및 과금 제어 규칙을 생성하되, 상기 사용자 장치가 특정 이동통신 서비스에 가입되어 있는 지를 확인하고, 특정 이동통신 서비스에 가입되어 있는 경우, 상기 사용자 장치에 대해 할당된 최대 대역폭 정보를 상기 특정 이동통신 서비스용으로 설정된 값으로 변경하는 제어부;
    PDN 게이트웨이로부터 상기 사용자 장치에 대한 정책 및 과금 제어 규칙에 대한 요청을 수신하고, 상기 생성된 정책 및 과금 제어 규칙을 전송하는 통신 인터페이스부를 포함하되,
    상기 최대 대역폭 정보는 상기 사용자 장치가 가입된 특정 이동통신 서비스에 대응하여 설정된 값인 것을 특징으로 하는 가입자 정책 관리 장치.
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