KR20020061508A - 이동 데이터 네트워크들 - Google Patents

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KR20020061508A
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카사티알레시오
프란시스그렉미셀루이스
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루센트 테크놀러지스 인크
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Abstract

복수의 네트워크들로서, 적어도 하나의 네트워크들은 이동 단말과 연관된 가입자를 위한 홈 네트워크인 상기 복수의 네트워크들, 서비스에 관한 데이터를 유지하는 노드, 홈 네트워크들과 다르며 홈 네트워크 서비스 제공자에 의해 동작되는 네트워크들에서의 하나 또는 그 이상의 게이트웨이 노드들과, 상기 게이트웨이 노드들이, 서비스 데이터 유지 노드와 상호 작용할 수 있게 하여 서비스에 관계한 데이터 및/또는 명령들을 그들에게 제공하는 수단을 포함하는 GPRS 전기 통신 시스템이 제공된다.

Description

이동 데이터 네트워크들{Mobile data networks}
발명의 분야
본 발명은, 이동 데이터 네트워크들에 관한 것으로, 특히, 적어도 몇몇 사용자들이, 예컨대, 미리 지불된 기초(prepaid basis) 상에 동작하며, 데이터 전송이 미리 지불되는 이동 네트워크들에 관한 것이다. 특히, 본 발명은, 사용자가 하나의 특정한 네트워크에 대해 미리 지불한 가입자이지만, 다른 방문된 네트워크들에서 로밍(roam)하도록 허용되는 네트워크들에 관한 것이다.
발명의 배경
그들 자신의 홈 네트워크 밖으로 로밍하는 미리 지불한 가입자들을 위한 현재의 표준 해법들(standards solutions)은 CAMEL(Customized Applications for Mobile Enhanced Logic), 전형적으로 GPRS(General Packet Radio System) 환경을 위한 CAMEL 단계 3(phase 3)으로서 알려진 프로토콜에 기초한다. 서빙 GPRS 지원 노드(Serving GPRS Support Node; SGSN)와 CAMEL 서비스 환경(CSE) 사이에 미리 지불된 가입 특징들의 제어가 있다. 가입자들에게 로밍하는 능력을 허용하기 위해, 방문된 네트워크는 동일한 레벨의 CAMEL, 즉 CAMEL 단계 3을 지원할 수 있어야 한다. 이의 실질적인 결과는, 미리 지불한 가입자들에게 임의의 네트워크에서 로밍할 능력을 허용하기 위해, 모든 방문된 네트워크들은 CAMEL 단계 3 프로토콜을 지원해야 한다는 것이다.
CAMEL 프로토콜은 아직 모든 오퍼레이터들에 의해 배치되지 않았으며, 배치하기에 매우 부담이 되는 것으로 여겨진다. 따라서, 적어도 모든 오퍼레이터들이 CAMEL을 배치하기까지, 꽤 상당한 시간이 걸릴 수 있다. 그 사이에, 몇몇 오퍼레이터들은 다른 오퍼레이터들이 CAMEL을 배치하도록 기다리지 않고 미리 지불된 능력(prepaid capability)을 배치하고 로밍을 허용하려는 요구가 있다.
본 발명은, 로밍하는 가입자들에게 방문된 네트워크에서 미리 지불된 서비스를 사용하는 능력을 허용하고, CAMEL을 배치하는 모든 참여 네트워크들(participating networks)에 의존하지 않는 이동 네트워크(mobile network)를 제공하도록 시도한다.
도 1은 개략적으로 네트워크 아키텍처를 도시하는 도면.
도 2는 미리 지불된 사용자(prepaid user)를 나타내는 충전 특성들(charging characteristics)을 갖는 사용자 제정된 PDP 문맥(user established PDP context)을 위한 신호 흐름을 도시하는 도면.
도 3은 어떠한 정보도 충전 특성들에 관한 GGSN에 이용할 수 없을 때 미리 지불된 사용자 제정된 PDP 문맥을 위한 신호 흐름을 도시하는 도면.
도 4는 어떠한 정보도 충전 특성들에 관한 GGSN에 이용할 수 없을 때 뒤에 지불된 사용자(post-paid user) 제정된 PDP 문맥을 위한 신호 흐름을 도시하는 도면.
도 5는 GGSN이 특정한 PDP에 대한 문턱값에 도달하고 PDP가 다른 문턱값과 함께 응답할 때의 신호 흐름을 도시하는 도면.
도 6은 GGSN이 특정한 PDP에 대한 문턱값에 도달하고, 사용자는 남아있는 불충분한 신용을 가지며 PDP는 PDP 문맥의 릴리즈(release)를 요청할 때의 신호 흐름을 도시하는 도면.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
1; PPS 2; SCP
3; GGSN #1 4; GGSN #2
5; MS 6; BBS
7; SGSN 8; GGSN
발명의 간단한 요약
본 발명의 제 1 관점에 따라, 홈 네트워크와 연관된 이동국(mobile station)을, 미리 결정된 서비스를 사용하는 동안 하나 또는 그 이상의 부가적인 네트워크들에서 로밍할 수 있게 하는 방법에 있어서, 상기 서비스에 관한 데이터를 유지하는 노드를 제공하는 단계, 홈 네트워크 서비스 제공자에 의해 동작되는 다른 네트워크에서 한 세트의 게이트웨이 노드들을 제공하는 단계와, 노드로 하여금 게이트웨이 노드들과 상호 작용하게 하여 서비스에 관계한 데이터 및/또는 명령들을 그들에게 제공하는 단계를 포함하는 상기 방법이 제공된다.
양호하게는, 서비스는 가입자의 미리 지불된 상태(prepaid status)에 관련이 있는 것이다.
본 발명의 제 2 관점에 따라, GPRS 전기 통신 시스템에 있어서, 네트워크들 중 적어도 하나는 이동 단말과 연관된 가입자를 위한 홈 네트워크인, 복수의 네트워크들, 서비스에 관한 데이터를 유지하는 노드, 홈 네트워크들과 다르며 홈 네트워크 서비스 제공자에 의해 동작되는 네트워크들에서의 하나 또는 그 이상의 게이트웨이 노드들과, 상기 게이트 노드들이, 서비스 데이터 유지 노드와 상호 작용할 수 있게 하여 서비스에 관한 데이터 및/또는 명령들을 제공하는 수단을 포함하는 GPRS 전기 통신 시스템이 제공된다.
GPRS 환경에서, 게이트웨이 노드들의 세트는 홈 서비스 제공자(홈 네트워크)에 의해 동작되는, 네트워크에서의 양호한 게이트웨이 GPRS 지원 노드들(GGSNs)이다. 이어서, 하기에 미리 지불된 데이터 서버로서 언급되지만, 또한 미리 지불된 것과 다른 서비스들에 관한 것일 수 있는 부가적인 노드는, 이동국 및 외부 네트워크에서 교환될 수 있는 데이터의 양에 대한 제한을 설정하고 및/또는 세션(session)이 지속할 수 있는 최대 접속 시간을 설정하는 논리식(formulae)에 기초하여 문턱값들을 GGSN에 제공하기 위해, CAMEL 서비스 환경(CSE) 및 GGSN에서의 서비스 로직과 상호 작용하도록 배열될 수 있다.
다른 관점에서, GPRS 전기 통신 시스템에 있어서, 미리 지불된 서버 노드가제공된다.
이제, 본 발명의 실시예들은 첨부한 도면들을 참조하여 예에 의해서만 기술될 것이다.
도 1을 참조하면, 이 도면은 매우 일반적으로 네트워크 레벨 아키텍처를 도시한다.
본 발명의 실시예들에 기술된 바와 같이, 본 명세서에서 "미리 지불된 데이터 서버"(1)로 불리는 부가적인 노드가 사용되며, 이는 네트워크에서 모든 미리 지불한 가입자들(prepaid subscribers)에 관한 정보를 유지한다.
미리 지불된 데이터 서버(1)는 서비스 제어 포인트(SCP; 2)와 연관되는 것으로, 또는 접속되는 것으로 도시된다. CAMEL 환경에 있어서, 이 SCP(2)는 CAMEL 서비스 환경(CSE)으로 불릴 수 있다. 미리 지불된 데이터 서버가 물리적으로 SCP 서버의 일부가 될 수 있으며, 또는, 그것이 그것과 연관되거나 적어도 그것을 액세스할 수 있는 개별적인 엔티티(separate entity)일 수 있음을 주목한다.
이어서, 홈 네트워크에 의해 동작되지만, 다른(로밍) 네트워크들에 위치된 복수의 GGSN들은 미리 지불된 데이터 서버를 액세스할 수 있다. 도면에서, 이들 중 2개, GGSN No. 1(3) 및 GGSN No. 2(4)가 도시된다. 이어서, 공지된 바와 같이, 이들은 서빙 GGSN 지원 노드들(Serving GGSN Support Nodes; SSGN)에 접속될 것이다. 서비스 제어 포인트(2)는 공지된 방식으로 서비스 제어 기능(Service Control Function; SCF)을 필수적으로 동작한다.
미리 지불된 데이터 서버(1)에는 미리 지불된 사용자 및 모든 관련된방침들(relevant policies)에 관한 데이터 및 다른 선택된 정보가 제공된다. GGSN들(3 및 4)에는 그것들이 특정한 사용자가 미리 지불된 사용자임을 식별하게 하는 데이터가 제공되지 않는다. 그들은 미리 지불된 데이터 서버로부터 이러한 정보를 수신한다.
본 발명의 실시예들에 있어서, 소위 충전 특성들 파라미터(UMTS 표준들은 99만을 릴리즈한다)는 사용자가 미리 지불된 사용자임을 식별하는데 사용된다. 프리릴리즈 99(pre-release 99)의 지원을 위해, 또한, 임의의 충전 특성들 파라미터가 지원되지 않는 네트워크들에서 로밍하는 고객들을 위해, GGSN은 사용자가 미리 지불된 사용자인지를 결정하도록 미리 지불된 데이터 서버(1)에 질의해야 한다.
미리 지불된 데이터 서버는 GGSN들을 교차하는 신용 제한들의 분할에 대한 방침들을 강요하고 다른 기능들을 수행하는데 사용된다. 예컨대, 신용 제한이 다 소모되었다면, GGSN에 세션의 설정을 거부할 수 있다.
미리 지불된 데이터 서버 및 SCP(2)는 가깝게 결합되며, 따라서, 공존하는, 미리 지불된 음성 및 데이터와 그들 사이의 인터페이스가 SCP 데이터베이스들 및 응용들과의 미리 지불된 응용 상호 작용에 단순히 기초하게 한다.
GGSN(3)과 미리 지불된 데이터 서버(1) 사이의 메시지들의 기본 윤곽은 다음의 표(1)에 보여진다.
질의 메시지들 미리 지불된 사용자(충전 특성들에 의해 식별되는 바와 같이)를 위한 문턱값을 얻는다
미리 지불된 사용자에 대해 검사하고 그에 따라 명령들을 보낸다
질의 응답 메시지들 PDP 문맥을 위해 허용된 문턱값을 더한 미리 지불된 사용자 지시자
서비스 거부(이용 가능한 신용이 없음)를 더한 미리 지불된 사용자 지시자
미리 지불되지 않은 사용자 지시자는 정상적으로 계속된다
미리 지불되지 않음 - 역 충전
보고 메시지 사용 안된 신용을 더한 PDP 문맥 갱신(예를 들어, QoS 변화들)
문턱값에 도달됨
사용 안된 신용을 더한 PDP 문맥 접속 차단
보고 응답 새로운 문턱값
거절된 새로운 문턱값 - PDP 접속 차단
표 좀 더 상세하게는, 사용될 수 있는 다양한 메시지들 및 파라미터들은 다음과 같다.
GetThreshold(IMSI, MSISDN, APN, QoS 파라미터들)
충전 특성들이 사용자가 미리 지불된 사용자임을 나타낼 때 GGSN에 의해 사용됨.
CheckforPrePaidAndGetThreshold(IMSI, MSISDN, APN, QoS 파라미터들)
사용자가 미리 지불된 사용자인지에 대해 PPS에 질의하도록 GGSN에 의해 사용됨. PPS는 사용자가 미리 지불된 사용자가 아님을 나타내거나(NoThresholdApplicable) 또는 사용자가 PDP 문맥을 위한 문턱값으로 돌아감으로써 미리 지불된 사용자임을 나타내는(SetThreshold) 것 중 하나에 응답할 것이다.
SetThreshold(PPS PDPIdentifier, 최대 제한, 계수 시간 유닛들, 계수 볼륨 유닛들, 최대 볼륨, 하루 트리거의 시간)
PDP 문맥을 위해 이용 가능한 문턱값을 나타내도록 PPS에 의해 사용됨. 문턱값은 시간 및 볼륨에 기초한 논리식으로 구성된 유닛들에 나타내어진다. 이러한 논리식은 하루의 최대 볼륨 및 시간에 기초한 제한들에 부가하여 전송되는 경과된 접속 시간 및 데이터 볼륨에 기초한다. 논리식은 αT + βV ≤ L의 형태로 GGSN에 보내질 수 있으며, 여기서 T는 초 단위의 시간이고, V는 바이트 단위의 볼륨이며, L은 PDP 문맥을 위해 허용된 최대 제한이다.
NoThresholdApplicable()
어떤 문턱값도 이 PDP 문맥에 대해 응용할 수 없음을 GGSN에 나타내도록 PPS에 의해 사용됨.
FurnishChargingInformation(PPS PDPIdentifier)
충전 상세 기록(Charge Detail Record; CDR)을 발생시키는 GGSN을 나타내도록 PPS에 의해 사용됨. 이는 지불할 부분의 상세들과 같은 관계된 정보를 충전하는 것을 포함한다.
PDPContextUpdate(PPS PDIdentifier, QoS 파라미터들, 경과된 시간 유닛들, 전송된 총 볼륨, 사용 안된 유닛들)
PDP 문맥의 특성들(예를 들어, QoS 파라미터들)이 변화했음을 PPS에 알리도록 GGSN에 의해 사용됨. 이러한 메시지는, 경과된 세션 세그먼트 시간 및 그 세션 세그먼트에 전송된 총 볼륨을 포함하는, 이전에 설정된 문턱값으로부터 유닛들의사용 안된 제한들을 포함할 것이다.
PDPThresholdReached(PPS PDPIdentifier)
문턱값이 도달하였음을 PPS에 알리도록 GGSN에 의해 사용됨. 이러한 메시지는 도달된 적절한 문턱값을 포함할 것이다.
PDPDisconnected(PPS PDPIdentifier, 경과된 시간 유닛들, 전송된 총 볼륨, 사용 안된 유닛들)
PDP 문맥이 비활성화 되었음(사용자 또는 미리 지불된 문턱값의 직접 결과로서가 아니라 초기화된 네트워크가 도달됨)을 PPS에 알리도록 GGSN에 의해 사용됨. 이러한 메시지는, 경과된 세션 세그먼트 시간 및 그 세션 세그먼트에서의 전송된 총 볼륨을 포함하는, 이전에 설정된 문턱값으로부터 유닛들의 사용 안된 제한들을 포함할 것이다.
Disconnect(PPS PDPIdentifier)
PDP 문맥의 접속 차단을 강제하는 것을 GGSN에 알리도록 PPS에 의해 사용됨.
Activity Test(세션이 아직 진행 중임을 검사함)
정확한 동작을 보장하도록 GGSN 또는 PPS 중 어느 하나에 의해 사용됨.
Activity TestAck(활성화의 긍정 응답에 대한 요청)
활성화 테스트 메시지에 대한 응답으로서 GGSN 또는 PPS 중 어느 하나에 의해 사용됨.
KeepAlive
PPS와 GGSN 사이의 접속성을 보장하는데 사용됨.
에러 메시지들
도 2 내지 도 6은 다양한 시나리오들을 위한 좀 더 상세한 신호 흐름으로 도시한다. 도 2는 미리 지불된 사용자를 나타내는 충전 특성들을 갖는 사용자 제정된 PDP 문맥의 예를 도시한다. 신호 흐름들은 이동국(MS; 5), 기지국(BSS; 6), 서빙 GPRS 지원 노드(SGSN; 7), 게이트웨이 GPRS 지원 노드(GGSN; 8)와, 미리 지불된 데이터 서버(PPS; 1) 사이에 있는 것으로서 도시된다.
이러한 시나리오에 있어서, GGSN은 충전 ID를 심사하며 사용자가 미리 지불한 가입자임을 결정한다. 이어서, 미리 지불된 데이터 서버를 접촉한다. 이어서, 미리 지불된 데이터 서버는 PDP를 계속되게 하는 충분한 신용이 남아있음을 나타내도록 GGSN에 응답하며, PPS는 GGSN이 그 PDP 문맥에 적용해야 하는 문턱값을 보낸다.
특히, 단계 S1에서, 이동국(5)은 활성 문맥 요청을 SGSN(7)에 보낸다. 다양한 보안 기능들(S2) 후에, 이어서, SGSN은 인보크 트레이스 신호(invoke trace signal; S3)를 기지국(6)에 보낸다. 이어서, 명백한 PDP 문맥 요청은 SGSN으로부터 GGSN에 보내지며, 이어서, 이 것은 단계 S5에서 미리 지불된 데이터 서버(1)로부터 문턱값을 요청한다. 이어서, PPS(1)는, 그것이 사용자의 미리 지불된 상태, 신용 상태, 등의 상세들을 포함하기 때문에, 단계 S6에서 GGSN이 그 PDP 문맥(S7)에 적용하여야 하는 문턱값을 보낸다. 이어서, 패킷 흐름 문맥 프로시저들은 정상적인 방식으로 일어나며, 이어서, 활성 PDP 문맥 수용 신호는 SGSN으로부터 이동국(5)에 전송된다.
문턱값은 시간 기반 또는 볼륨 기반 중 어느 하나 또는 양쪽 모두일 수 있다. 볼륨 기반 문턱값은 PDP 문맥 세션이 지속될 수 있는 시간 제한을 두며, 반면에 볼륨 기반 문턱값은 이동국과 GGSN 사이에 전송될 수 있는 최대 데이터에 대한 제한을 둔다.
도 3은 어떤 정보도 충전 특성들에 관한 GGSN에 이용 가능하지 않을 때 미리 지불된 사용자 제정된 PDP 문맥의 예를 도시한다. 예는 사용자가 미리 지불된 사용자임을 가정한다. 신호는, 사용자가 미리 지불한 가입자인지 여부를 검사하도록 단계 U1에서 GGSN이 미리 지불된 데이터 서버에 질의하는 것을 제외하고 도 2의 그것과 유사하다. PPS(1)는 (이러한 경우에) 사용자가 미리 지불된 사용자라는 지시와 함께 응답하며, 또한 GGSN이 단계 U2에서 PDP 문맥에 적용하여야 하는 문턱값을 보낸다. 나머지 단계들은 도 2의 흐름의 그것과 유사하다.
도 4는 충전 특성들에 관하여 GGSN에 이용 가능한 아무 정보도 갖지 않는 뒤에 지불된 사용자 제정된 PDP 문맥의 예를 도시한다. 이러한 경우에, GGSN은 사용자가 미리 지불된 사용자인지를 결정하도록 충전 아이덴티티(ID)의 아무런 정보도 갖지 않는다. 예는 사용자가 미리 지불된 사용자가 아님을 가정한다. 이러한 경우에, 단계 T1에서 GGSN은 사용자가 미리 지불한 가입자인지 여부를 결정하도록 미리 지불된 데이터 서버(1)에 질의한다. 미리 지불된 데이터 서버는 사용자가 미리 지불된 사용자가 아니라는 지시와 함께 응답하며, 따라서 어떤 문턱값도 이용 가능하지 않다. 이어서, GGSN은 정상적인 방식으로 PDP 문맥을 제정하는 것을 계속하며, 어떤 문턱값도 적용되지 않는다.
도 5는 가입자가 미리 지불한 가입자일 때 문턱값이 특정한 PDP 문맥에 도달되며, PDP는 다른 문턱값과 함께 응답하는 예를 도시한다.
이러한 예에서, 호출(call)에서의 포인트 동안, GGSN은 이전에 설정된 문턱값(예를 들어, 도 2 또는 도 3을 참조하여 불리는 문턱값)이 도달하였음을 미리 지불된 데이터 서버에 보고한다. PPS는, 사용자가 남아있는 충분한 신용을 가졌음을 결정하며, 새로운 문턱값을 GGSN에 보낸다. 이들 2개의 신호들은 신호들(V1 및 V2)로서 개략적으로 도시된다.
도 6은 진행 중일 때 문턱값이 특정한 PDP에 대해 도달되는 미리 지불한 가입자를 위한 예를 도시한다. 이러한 경우에, 사용자는 불충분한 신용을 가지며, PDP는 PDP 문맥의 릴리즈를 요청하며, 그에 의해 세션이 종료된다.
GGSN(8)이 이전에 설정된 문턱값에 도달할 때, 그것은 PDP 문턱값 도달 신호(W1)를 PPS(1)에 보낸다. 사용자가 불충분한 신용을 갖기 때문에, PPS는, 다른 문턱값을 발행할 수 없으며, 따라서, 접속 차단 신호(W2)를 GGSN에 발행한다. 이어서, GGSN은 삭제 PDP 문맥 요청(W3)을 SGSN에 전송하며, 각각의 비활성화 PDP 문맥 요청 및 비활성화 PDP 문맥 수용 메시지들은 이동국(5)으로 및 그로부터 흐른다(W4 및 W5). 이에 부가하여, 삭제 PDP 문맥 응답은 SGSN으로부터 GGSN에 통과되며, 무선 액세스 베어러(radio access bearer)는 세션(W7)을 종료하도록 릴리즈된다.
본 발명에 의하면, 로밍하는 가입자들에게 방문된 네트워크에서 미리 지불된 서비스를 사용하는 능력을 허용하고, CAMEL을 배치하는 모든 참여 네트워크들에 의존하지 않는 이동 네트워크가 제공된다.

Claims (10)

  1. 홈 네트워크와 연관된 이동국이, 미리 결정된 서비스를 이용하는 동안, 하나 또는 그 이상의 다른 네트워크들에서 로밍할 수 있게 하는 방법에 있어서,
    상기 서비스에 관한 데이터를 유지하는 노드를 제공하는 단계;
    상기 홈 네트워크 서비스 제공자에 의해 동작되는 다른 네트워크에서 한 세트의 게이트웨이 노드들을 제공하는 단계와;
    상기 노드로 하여금 상기 게이트웨이 노드들과 상호 작용하게 하여 상기 서비스에 관계한 데이터 및/또는 명령들을 그들에게 제공하는 단계를 포함하는, 상기 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 서비스는 가입자의 미리 지불된 상태에 관련이 있는 것인, 상기 방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 게이트웨이 노드들은 게이트웨이 GPRS 지원 노드들(GGSN)인, 상기 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 노드는 CSE 및 GGSN에서의 서비스 로직과 상호 작용하는, 상기 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 데이터 유지 노드는 전송될 수 있는 데이터의 양에 대한 제한을 설정하는데 이용될 수 있는 문턱값들을 상기 GGSN에 제공하는, 상기 방법.
  6. GPRS 전기 통신 시스템에 있어서,
    복수의 네트워크들로서, 상기 네트워크들 중 적어도 하나는 이동 단말과 연관된 가입자를 위한 홈 네트워크인, 상기 복수의 네트워크들;
    서비스에 관한 데이터를 유지하는 노드;
    상기 홈 네트워크들과 다르며, 상기 홈 네트워크 서비스 제공자에 의해 동작되는 네트워크들에서의 하나 또는 그 이상의 게이트웨이 노드들과;
    상기 게이트웨이 노드들이, 상기 서비스 데이터 유지 노드와 상호 작용할 수 있게 하여 상기 서비스에 관계한 데이터 및/또는 명령들을 그들에게 제공하는 수단을 포함하는 GPRS 전기 통신 시스템.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 게이트웨이 노드들은 GPRS 지원 노드들인, GPRS 전기 통신 시스템.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 노드는 CSE 및 GGSN에서의 서비스 로직과 상호 작용하는, GPRS 전기 통신 시스템.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 데이터 유지 노드는 전송될 수 있는 데이터의 양에 대한 제한을 설정하는데 이용할 수 있는 문턱값들을 상기 GGSN에 제공하는, GPRS 전기 통신 시스템.
  10. 미리 지불된 데이터 서버 노드를 포함하는 GPRS 전기 통신 시스템.
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