KR20090028056A

KR20090028056A - 네트워크로부터 두 종류의 인터넷 프로토콜을 할당받아사용하기 위한 시스템 및 방법

Info

Publication number: KR20090028056A
Application number: KR1020070093320A
Authority: KR
Inventors: 임한나; 예긴 알퍼; 최성호; 이지철; 염태선
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2007-09-13
Filing date: 2007-09-13
Publication date: 2009-03-18
Also published as: WO2009035294A2; KR101375474B1; US8345612B2; US20100226350A1; EP2198562A2; WO2009035294A3; EP2198562A4

Abstract

본 발명은 단말이 이동성이 지원되는 mobile IP와, 그렇지 않은 simple IP를 네트워크로부터 할당 받아 이를 구별하고, 각각을 일정한 기준/용도에 맞게 사용하는 방안을 기술한 것이다. 단말이 네트워크로부터 각각의 IP를 할당 받아 구별하는 방안은 두 가지로 나뉠 수 있는데, 첫째는 네트워크가 단말에게 IP를 구별하여 할당하는 것이며 (Network Initiated IP allocation), 둘째는 단말이 직접 특정 IP를 요청함으로써(UE initiated IP allocation) 이를 구별하는 것이다.

특정 IP를 할당 받은 단말은 사용하고자 하는 서비스가 service continuity를 필요로 하는가 그렇지 않은가 또는 단말이 위치한 지역이 service continuity를 고려할 필요가 없는 곳인가 등의 여부에 따라 할당 받은 IP을 선택하여 사용한다.

Simple IP, Proxy Mobile IP, SAE, WiMAX, DHCP

Description

네트워크로부터 두 종류의 인터넷 프로토콜을 할당받아 사용하기 위한 시스템 및 방법{SYSTEM AND METHOD FOR USING TWO CLASSES OF IP ALLOCATED FROM NETWORK}

본 발명은 인터넷 프로토콜(Internet Protocol : 이하 IP"라 함)에 따른 통신 시스템 및 방법에 관한 것으로, 특히 인터넷 프로토콜을 사용하는 단말이 네트워크로부터 두 종류의 IP를 할당받아 서비스에 이용하기 위한 시스템 및 방법에 관한 것이다.

일반적으로 IP는 유선 단말에게 각종 서비스를 제공할 수 있도록 제안된 하나의 프로토콜이다. 단말은 이러한 IP를 할당 받아 패킷 서비스를 제공받는다. 단말에게 할당된 IP는 IP를 할당한 게이트웨이가 관리하는 서브넷에서는 동일하게 유지된다. 그러나, 단말이 이동하거나 또는 특정 상황에 의해서 게이트웨이가 바뀌는 경우, 단말은 변경된 바뀐 게이트웨이로부터 새로운 IP를 할당 받게 된다. 이 경우, 기존의 IP를 통해 제공받던 서비스는 끊기거나, 종료되고 만다. 즉, 단말에게 제공되는 서비스의 연속성이 보장되지 않는다. 이를 예를 들어 살펴보기로 한다.

만일 IP를 할당받은 사용자의 단말이 VoIP 기법을 이용하여 상대방과 음성통화를 하고 있다고 가정하자. 이때, 사용자가 대중교통을 이용하거나 혹은 자동차를 이용하거나 혹은 걸어서 이동하다가 단말이 IP를 할당 받은 게이트웨이가 관리하는 영역을 벗어나게 되는 경우가 발생할 수 있다. 이러한 경우 단말은 새로운 게이트웨이에서 새로운 IP를 할당 받게 된다. 그러면 이전에 할당받은 IP를 이용하여 VoIP 서비스를 제공받던 단말은 계속적인 VoIP 서비스를 제공받을 수 없다. 즉, 상대방과의 음성통화는 끊기게 된다. 따라서 사용자는 다시 전화를 걸어야 하는 상황에 처하게 된다.

상기한 문제를 해결하기 위해 연구된 방안 중 하나가 모바일 IP이다. 모바일 IP는 단말의 이동성에 상관없이 변하지 않는 고정된 IP와 단말의 이동에 따라 변하는 IP 즉, IP 두 개를 단말에게 할당하여 사용하는 방안이다. 단말의 이동성에 상관없이 변하지 않는 고정된 IP는 홈 주소(Home Address : 이하 HoA라 함)라고 하며, 단말이 서비스를 사용하기 위해 외부에 알리는 IP이다. 또한 단말의 이동에 따라 변화하는 IP는 의탁 주소(Care of Address : 이하 CoA라 함)라고 한다.

앞에서 설명한 VoIP 서비스를 제공받는 단말에게 모바일 IP를 적용하여 설명하면 아래와 같다. 모바일 IP가 적용된 단말은 HoA와 CoA를 가지고 있다. 따라서 단말이 이동하면 CoA가 변경된다. 그러나 단말이 이동하더라도 HoA는 계속 유지되기 때문에 VoIP 서비스를 제공받는 단말의 경우 음성통화 서비스를 계속적으로 유지할 수 있게 된다.

이상에서 설명한 바와 같이 특정 서비스는 그 특성상 서비스의 연속성이 반드시 지원되어야 한다. VoIP 서비스, FTP 서비스, 스트리밍 서비스 등이 그 예가 될 수 있다. 이 때문에 활발히 진행되고 있는 차세대 패킷망 개발에서도 서비스의 연속성 지원은 큰 이슈가 되고 있으며, 모바일 IP를 채택하는 경우가 많다.

도 1은 3GPP에서 진행하고 있는 진화된 패킷 시스템인 SAE(Service Architecture Evolution) 아키텍쳐를 도시한 도면이다.

SAE는 크게 E-UTRAN(Enhanced UTRAN)(103), 이동성 관리부(Mobility Management Entity : 이하 MME"라 함)(113), 서빙 게이트웨이(Serving Gateway : 이하 SGW라 함)(105), 패킷 데이터 네트워크 게이트웨이(Packet or Public Data Network(PDN) Gateway : 이하 PGW라 함)(107)로 구성되어 있다.

상기 E-UTRAN은 진화된 액세스(access) 망이며, 진화된 기지국(enhanced Node B : 이하 eNB라 함)(도 1에 도시하지 않음)이 E-UTRAN 엔터티로 포함된다. 상기 MME(113)는 NAS 시그널링(signaling), NAS 시그널링 보안(signaling security), 3GPP망 사이의 이동성 관리, 휴지 모드 단말(Idle mode UE)의 위치 관련, 로밍(roaming) 관련, 인증(authentication), 베어러 관리(Bearer management) 등의 기능을 수행한다. 상기 SGW(105)는 eNB 사이의 이동성 관리, 3GPP 망 사이의 이동성 관리, E-UTRAN 휴지 모드 하향 링크의 버퍼링(idle mode downlink packet buffering), 차단(Lawful interception), 패킷 라우팅 및 전달(packet routing and forwarding) 등을 관리한다. 그리고 PGW(107)는 policy enforcement, per-user based packet filtering, charging support, lawful interception, UE IP allocation, packet screening 등의 기능을 수행한다.

PCRF(Policy Control and Charging Rules Function)(111)은 단말에게 적용할 Policy, QoS 등을 관리한다. SGSN(Serving GPRS Support Node)(115)은 legacy packet 망(GPRS)에 관련된 엔터티이며, HSS(Home Subscriber Server)(115)는 사용자 가입정보와 위치정보를 관리한다. 이외 상기 언급한 엔터티들이 추가적인 기능을 가질 수도 있다.

상기한 구성을 가지는 SAE는 서비스 연속성을 지원하기 위한 하나의 방법으로 프락시 모바일 IP(Proxy mobile IP : 이하 PMIP라 함)를 채택하고 있다. 상기 PMIP는 기존의 모바일 IP가 단말에 모바일 IP를 지원하는 스택이 올라가야 하는 것에 비해, 네트워크가 이를 지원해준다는 점에서 차이가 있다. 즉, 단말이 모바일 IP를 알지 못해도 된다. 이외의 차이점은 생략하기로 한다. SAE에서는 PGW(107)가 단말에게 PMIP을 할당해준다. 즉, PGW(107)가 HA의 역할을 한다. 다시 말하면, 모든 호(call)가 이동성을 위해 PGW(107)에 앵커(anchor)되어 있어야 한다. 상기와 같이 구성되는 경우 불필요한 PMIP 시그널링을 발생시키며, 또한 모든 호가 HA 기능을 수행하는 PGW(107)를 지나야 하기 때문에 네트워크에 오버헤드를 불러일으킨다. 결국, 모든 호의 이동성을 보장하기 위해 네트워크에는 많은 부하가 걸리고, 이는 사용자에게 제공하는 서비스의 품질에도 영향을 미칠 수 있다.

만약, 사용자가 서비스 연속성의 보장이 필요 없는 서비스를 사용하는 경우, 예를 들어 뉴스 서버에 접속해서 기사를 읽는다던지 또는 날씨 정보를 찾는 등의 비연속적인 서비스를 제공받는 경우 단말이 이동성이 필요 없는 IP를 사용한다면 위에서 언급한 문제들을 해결할 수 있을 것이다.

그러면 이하에서 서비스 종류에 더해 다음과 같은 경우를 고려해 보자.

사용자가 서비스를 사용하는 위치가 IP가 바뀔 확률이 아주 적은 곳이라고 가정해 보자. 예를 들면, 사용자가 위치한 지역의 반경 100Km 내에서는 하나의 PGW가 IP를 할당해 주며, 근처에 또 다른 PGW나 다른 게이트웨이 등이 없어, 사용하는 IP 외에 다른 IP를 할당받을 가능성이 거의 없다고 하자. 이 경우에도 무조건 단말의 이동성 보장을 위해 PMIP를 할당받는다면 위와 같은 문제점이 똑같이 발생할 수 있다.

도 2는 WiMAX의 기준(reference) 아키텍쳐를 도시한 도면이다.

WiMAX 시스템은 크게 액세스 서비스 네트워크(Access Service Network : 이하 ASN라 함)과 코어 서비스 네트워크(Core Services Network : 이하 CSN이라 함)로 구성되어 있다. ASN(210)은 BS들(Base Stations)(211, 212)과 ASN GW (Gateway)(213)로 이루어져 있다. BS들(211, 212)은 단말의 이동성관리, 데이터 패스(data path) 관리, 인증 릴레이(authentication relay), 페이징 에이전트(Paging Agent), 키 수신기(Key Receiver), 컨텍스트(Context), RRA(Radio Resource Agent), management 등의 기능을 수행한다. 또한 BS들(211, 212)은 ASN GW(213)는 단말의 이동성 관리, 데이터 패스(data path) 관리, 인증기(authenticator), 키 분배기(Key distributor), RRC(Radio Resource Control), SF 인증(authorization), DHCP Proxy/Relay, MIP FA, 위치 등록기(Location Register), PMIP 클라이언트(Client), AAA 클라이언트(client), 페이징 제어기(Paging controller) 등의 역 할을 수행한다. 상기 BS들(211, 212)과 ASN GW(213)의 기능은 WiMAX ASN 프로파일(profile) 또는 로밍 아키텍쳐 등에 따라서 달라질 수 있다.

다음으로 CSN(220)은 HA(Home Agent)(221)와 AAA(Authentication, Authorization & Accounting)(222)로 이루어져 있다. HA는 앞서 설명한 MIP의 엔터티이며, AAA(222)는 단말의 인증 등을 수행한다.

WiMAX 시스템 역시 서비스 연속성을 지원하기 위한 하나의 방법으로 PMIP를 사용하고 있다. 따라서 WiMAX 시스템 역시 앞서 언급한 바와 같은 문제점이 동일하게 발생한다.

따라서 본 발명은 IP를 사용하는 단말로 서비스별 적절한 IP를 할당할 수 있는 장치 및 방법을 제공한다.

본 발명은 IP를 사용하는 시스템에서 불필요한 오버헤드를 줄일 수 있는 장치 및 방법을 제공한다.

본 발명의 실시 예에 따른 방법은, 인터넷 프로토콜(IP)을 사용하는 통신 시스템의 이동성 관리 엔터티에서 단말로 IP를 제공하기 위한 방법으로, SAE의 경우, 상기 단말로부터 IP가 요구될 시 사용하고자 하는 서비스 및 지역에 따라 모바일(Mobile) IP 또는 단순(Simple) IP가 필요한가를 검사하여, 단말이 두 IP를 모두 필요로 하는 경우, 서빙 게이트웨이로 드폴트 베어러 생성 요구(create default bearer request) 메시지를 전송하여 단순 IP(simple IP)와 모바일 IP를 수신하는 과정과, 상기 수신된 단순 IP와 모바일 IP를 상기 이동 단말로 제공하는 과정을 포함한다.

본 발명의 실시 예에 따른 시스템은, 인터넷 프로토콜(IP)을 사용하는 단말로 IP 서비스를 제공하기 위한 시스템으로, 상기 단말로부터 IP가 요구될 시 사용하고자 하는 서비스 및 지역에 따라 모바일(Mobile) IP 또는 단순(Simple) IP가 필요한가를 검사하고, 서빙 게이트웨이로 드폴트 베어러 생성 요구(create default bearer request) 메시지를 전송하여 단순 IP(simple IP)와 모바일 IP를 수신하고, 이를 상기 이동 단말로 제공하는 이동성 관리 엔터티(MME)와, 상기 드폴트 베어러 생성 요구(create default bearer request) 메시지 수신 시 이를 패킷 데이터 네트워크 게이트웨이(PGW)로 전달하고, 그 결과를 수신하여 상기 이동성 관리 엔터티로 제공하는 서빙 게이트웨이와, 상기 서빙 게이트웨이로부터 상기 드폴트 베어러 생성 요구(create default bearer request) 메시지 수신 시 PCRF와 인터렉션 과정을 수행하여 단순 IP와 모바일 IP를 수신하여 상기 서빙 게이트웨이로 제공하는 PGW를 포함한다.

본 발명에 따르면, 서비스별로 연속성을 요구하는 경우와 그렇지 않은 경우를 구분하고, 그에 따라 불필요한 오버헤드를 줄일 수 있으며, 라우팅이 간단해지는 이점이 있다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 대한 동작 원리를 상세히 설명한다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등 에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

본 발명은 단말이 특정한 조건에 따라 단말의 이동성이 지원되는 모바일 IP와 그렇지 않은 단순 IP를 구별하여 사용하는 것을 제안한다. 특정한 조건의 예를 들면 아래와 같다.

첫째로, 단말이 사용하고자 하는 서비스의 연속성(service continuity)을 필요로 하는가 또는 그렇지 않은가를 판별하여 IP를 할당한다.

둘째로, 단말이 위치한 지역이 서비스 연속성을 고려할 필요가 있는 곳인가 없는 곳인가를 판별하여 IP를 할당한다.

상기한 2가지 예시 이외에도 다른 분류법을 적용할 수도 있을 것이다. 그러나 후술되는 본 발명은 상기한 예시 이외의 분류법에 의해서도 동일한 동작이 요구되는 경우 적용할 수 있음은 이 분야의 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 사실이다.

본 발명은 단말이 PMIP과 simple IP를 네트워크로부터 할당받아 이를 구별할 수 있도록 한다. 상기한 IP의 구별 방안은 두 가지로 나뉠 수 있다.

첫째로 네트워크가 단말에게 IP를 구별하여 할당하는 것이며(Network Initiated IP allocation), 둘째로 단말이 직접 특정한 IP를 요청함으로써(UE initiated IP allocation) 이를 구별하는 것이다. 본 발명에서는 전자는 네트워크 발의(network initiated) 방안, 후자는 단말 발의(UE initiated) 방안으로 표현한다.

네트워크 발의(Network initiated) 방안은 단말의 직접적인 요청이 없어도 네트워크가 단말에게 simple IP와 PMIP를 구별하여 할당하는 것이다. 본 발명에서는 단말에게 simple IP를 할당하는 네트워크 노드와 PMIP를 할당하는 네트워크 노드를 제안한다. 이하의 설명에서 설명의 편의를 위해 simple IP를 할당하는 네트워크 노드를 제1노드(Node1)라 하고, PMIP를 할당하는 네트워크 노드를 제2노드(Node2)라 칭하기로 한다.

제1노드는 단말에게 simple IP를 할당하며, 패킷 라우팅을 위한 최단 경로(shortest path)를 제공하여 불필요한 트래픽 부하를 방지한다. 제2노드는 단말에게 PMIP을 할당한다. 이외 다른 기능이 추가될 수도 있다. 또한, 단말의 입장에서 simple IP와 PMIP은 단지 두 개의 IP로만 여겨지므로, 본 발명에서는 이를 구별하기 위한 두 방안을 제안한다. 네트워크가 단말에게 보내는 메시지의 항상 고정된 인자에 각각의 IP를 넣어서 보내거나, 특정 도메인 이름을 이용하여 단말이 이를 구별하도록 하는 것이다.

도 3a, 도 3b 및 도 3c는 네트워크 발의 방안을 SAE에 적용한 경우의 시스템 구성도이고, 도 3d는 네트워크 발의 방안을 WiMAX에 적용한 경우의 시스템 구성도이다. 본 명세서에 첨부된 도면에서는 본 발명과 관련된 주요 엔터티만을 강조한 것이므로, 다른 엔터티들은 생략되었음에 유의해야 한다.

먼저 도 3a는 제1노드(311)가 SGW, 제2노드(321)가 PGW인 경우를 도시한 것이다. 단말(301)은 E-UTRAN(303)과 무선 링크로 연결되며, E-UTRAN(303)은 제1노드(311)와 연결된다. 본 발명의 실시 예에서는 제1노드(311), 제2노드(321)의 설정 에 따라 SGW가 simple IP를 할당하고, PGW가 PMIP을 할당한다. 이를 위해, 기존의 SGW에 제1노드(311)를 위한 기능, 즉, IP 할당 기능이 추가되어야 한다.

도 3b는 제1노드(313)가 PGW, 제2노드(323)도 PGW인 경우를 도시한 것이다. 단말(301)은 E-UTRAN(303)과 무선 링크로 연결되며, E-UTRAN(303)은 SGW(307)과 연결되며, SGW(307)은 제1노드(313) 및 제2노드(323)과 연결된다. 제1노드(313) 역할을 가진 PGW는 simple IP를 할당한다. 또한 제2노드(323)인 PGW(324)는 기존의 PGW와 동일하게 PMIP를 할당하는 역할을 한다.

도 3c는 제1노드(315)가 SGW/PGW, 제2노드(325)가 PGW인 경우를 도시한 것이다. 단말(301)은 E-UTRAN(303)과 무선 링크로 연결되며, E-UTRAN(303)은 제1노드(311)와 연결된다. 또한 제1노드는 제2노드(325)와 연결된다. 여기서 상기 제1노드는 SGW 또는/및 PGW의 기능을 수행하며, 앞에서 설명한 바와 같이 simple IP를 할당한다. 도 3c는 SGW와 PGW가 하나의 엔터티로 구현된 경우라 할 수 있다. 그리고 제2노드(325)는 PMIP을 할당하는 역할을 한다.

도 3d는 네트워크 발의 방안을 WiMAX에 적용한 것으로, 도 3d는 제1노드(318)가 ASN GW, 제2노드(327)가 CSN GW인 경우를 도시한 것이다. 단말(301)은 BS(305)와 무선 링크로 연결되며, BS(305)는 제1노드(318)와 연결된다. 상기 제1노드(318)는 simple IP를 할당하고, 그리고 제2노드(327)는 PMIP을 할당하는 역할을 한다.

이상에서 설명한 도 3a 내지 도 3d에서 예시한 방법 이외에 다른 구성도 가능함은 이 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명을 이용하여 충분히 적용할 수 있다.

도 4a 및 도 4b는 네트워크 발의 방안의 한 실시 예로 도 3a의 경우 UE(본 발명에서 UE와 단말은 같은 의미를 갖는다)가 simple IP, PMIP를 할당받는 경우 시그널링 흐름도이다. 상기 도 4a 및 도 4b의 각 노드들은 도 1의 참조부호를 그대로 사용하여 설명하기로 한다. 도 4a 및 도 4b의 시그널링 흐름도에서 각 메시지에 포함된 변수 외에 추가적인 변수가 있을 수 있다. 또한 상기 도 4a 및 도 4b에서는 서로 다른 2가지 방안을 하나의 도면으로 도시하였다. 본 발명에 따른 첫 번째 방안은 도 4a에 방안 1로 도시된 부분이며, 두 번째 방안은 도 4b에 방안 2로 도시된 부분이다. 상기 방안 1, 방안 2에 포함되지 않는 부분은 두 방안에 모두 공통으로 적용되는 사항임에 유의해야 한다.

401단계에서 UE(101)는 UE identity를 포함하여, eNB(102)에게 Attach Request를 보낸다. UE identity는 조건에 따라 최초 attach인 경우 IMSI 또는 기존에 attach했던 경우 S-TMSI 등이 될 수 있다. 그러면 eNB(102)는 402단계에서 MME(113)에게 Attach Request를 전달한다. MME(113)는 HSS(117)에 UE(101)의 위치를 등록하고, 가입 정보를 받아오기 위해 403단계에서 HSS(117)로 Update location을 전송한다. 그런 후 404단계에서 HSS(117)와 SGW(105)간 Insert subscription data를 주고 받으며, 405단계에서 HSS(117)는 MME(113)로 Updata location ack를 전송한다. 상기한 403단계 내지 405단계에서 UE가 simple IP를 사용하는지, PMIP를 사용하는지를 알 수도 있다. 다른 방법으로 UE(101) 내에 USIM 등으로 저장되어 있을 수도 있다.

상기 405단계 이후 MME(113)가 PGW(107)로부터 PMIP을 받아오는지 또는 MME(113)의 요청을 받은 SGW(105)가 PGW(107)로부터 PMIP를 받아오는지의 여부에 따라, IP를 할당 받는 방법을 2가지로 나눌 수 있다. 이를 앞에서 설명한 바와 같이 방안 1과 방안 2로 구분한다. 방안 1은 MME(113)가 2개의 create default bearer request를 SGW(105)와 PGW(107)로 각각 보내, 두 개의 IP를 받아오는 방법이다. 반면에 방안 2는 MME(113)가 SGW(105)와 PGW(107)에게 각각 create default bearer request를 보내지 않고, MME(113)로부터 create default bearer request를 받은 SGW(105)가 PGW(107)에게 PMIP 할당을 요청하는 방안이다.

그러면 먼저 방안 1에 대하여 살펴보기로 한다. 본 발명의 방안 1에 따라 MME(113)는 406단계에서 UE identity, MME context ID를 포함하여 SGW(105)로 create default bearer request1을 보낸다. 그러면 SGW(105)는 필요에 따라 UE(101)의 PCC(policy & charging control) rule을 얻기 위해 SGW(105)와 PCRF(111)는 407단계에서 PCRF interaction 과정을 수행한다. 종래 기술에서 전술한 도 1에서 알 수 있듯이, 기존의 SGW(105)는 PCRF(111)간은 인터페이스(interface)가 없기 때문에, 본 발명의 실시 예의 PCRF interaction을 수행하기 위해서는 SGW(105)는 PCRF(111)간 통신을 위한 인터페이스가 필요하다. 그러나 상기 interaction은 필요에 따라 수행하는 것이므로, 본 발명에서 생략할 수도 있다. 또한 본 발명에서는 SGW, PCRF 상호간 인터페이스에 대하여는 설명하지 않기로 한다.

상기 PCRF interaction 과정 이후에 408단계에서 SGW(105)는 MME(113)로 simple IP와 SGW 관련 정보를 Create default bearer response1 메시지에 포함하여 전달한다. SGW 관련 정보는 SGW(105)의 IP address, control/user plane의 TEID 등이 될 수 있다. create default bearer response1을 수신한 MME(113)는 409단계에서 UE identity, MME context ID를 포함하여 PGW(107)로 Create default bearer request2를 전송한다. 그러면 본 발명에 따라 UE(101)의 HA 동작을 수행하는 PGW(107)는 410단계에서 필요에 따라 UE(101)의 PCC(policy & charging control) rule을 얻기 위해 PCRF와 interaction 과정을 수행한다. 상기 PCRF interaction 과정 이후에 411단계에서 PGW(107)는 SGW(105)를 통해 MME(113)로 모바일 IP와 PGW 관련 정보를 Create default bearer response2 메시지에 포함하여 전달한다. PGW 관련 정보는 PGW(107)의 IP address, control/user plane, TEID 등이 될 수 있다.

상기 406단계 내지 408단계와 409단계 내지 411단계는 동시에 일어날 수도 있고, 411단계 이후 406단계 내지 408단계가 진행될 수도 있다. 또한 상술한 과정을 통해 수신된 IP는 후술되는 417단계 및 418단계의 attach accept를 통해 UE(101)에게 전달된다.

이상에서 설명한 본 실시 예에서는 UE가 attach request를 보내면 이를 수신한 MME(113)는 본 발명에 따라 제1노드로 동작하는 SGW(105), 제2노드로 동작하는 PGW(107)로부터 IP를 할당 받아, UE에게 보내는 Attach accept 메시지에 이를 실어 보낸다. 이를 위해, MME(113)는 할당받은 2개의 IP를 관리해야 하며, attach accept 메시지는 IP 2개를 포함해야 한다.

다음으로 방안 2에 대하여 살펴보기로 한다. MME(113)는 412단계에서 UE identity, MME context ID를 포함한 create default bearer request1를 SGW(105)로 전송한다. 그러면 SGW(105)는 413단계에서 simple IP를 할당하고, PGW(107)로 모바일 IP를 위해 Create default bearer request2를 전송한다. 상기 Create default bearer request2에는 UE identity, MME context ID, SGW information이 포함된다. SGW information은 SGW(105)와 PGW(107)간의 라우팅을 위한 정보를 포함한다.

413단계 후 PGW(107)는 414단계에서 필요에 따라 UE의 PCC(policy & charging control) rule을 얻기 위해 PCRF와 interaction 과정을 수행한다. 그리고 415단계에서 상기 PGW(107)는 SGW(105)로 모바일 IP와 PGW 관련 정보를 Create default bearer response2 메시지에 포함하여 전달한다. 이후 SGW(105)는 416단계에서 SGW(105)가 할당한 simple IP와 SGW information, 그리고 415단계에서 PGW(107)는 MME(113)에게 수신한 모바일 IP, PGW information을 포함하여 Create default bearer response1을 전송한다. 이상에서 설명한 방안 2를 이용하는 경우에도 MME(113)는 모바일 IP와 simple IP를 획득할 수 있다.

그러면 다시 방안 1과 방안 2가 공통으로 적용되는 과정에 대하여 살펴보기로 한다. MME(113)는 417단계에서 simple IP와 PMIP를 Attach accept 메시지에 담아 UE(101)에게 전송한다. Attach accept는 두 IP 이외에 security context, QoS context, SGW정보, PGW 정보 등을 포함할 수 있다. 그러면 eNB(102)는 418단계에서 attach accept 메시지를 UE(101)에게 보낸다. 이상에서 상술한 도 4a 및 도 4b의 시그날링에 다른 메시지가 추가될 수도 있다.

단말 발의(UE initiated) 방안은 단말이 직접 특정한 IP를 요청하도록 하는 방안이다. 단말은 네트워크에 특정 IP를 원한다는 내용을 실어, 네트워크로 전달하고 네트워크는 이에 따라 알맞은 IP를 단말에게 할당한다. 이하에서 설명되는 본 발명의 다른 실시 예에서는 단말이 직접 IP를 요청하는 방법으로 DHCP를 사용하는 것을 WiMAX에 적용하여 설명한다.

WiMAX에서는 단말이 네트워크 즉, DHCP 서버에 DHCP 요청을 보내고 DHCP 서버가 IP를 할당하여, DHCP 응답 메시지에 실어 단말에게 전송한다. 이 과정 중 상기 IP를 PMIP로 사용하기 위해 ASN의 FA가 HA(in CSN)에 MIP를 등록한다.

본 발명에서는 단말이 simple IP 또는 PMIP를 요청한다는 indication을 DHCP 요청 메시지에 실어 DHCP relay에게 보내는 방안을 제안한다. DHCP relay는 단말이 simple IP를 원하는 경우, DHCP 서버로부터 할당 받은 IP를 MIP registration을 하지 않고 DHCP 응답 메시지에 담아 그냥 단말에게 보낸다. 그러나, 단말이 모바일 IP를 원하는 경우, FA가 기존과 같이 DHCP 서버로부터 할당 받은 IP를 HA에 등록한다. 즉, DHCP relay는 기존 WiMAX 동작과 다르게 단말로부터 온 indication을 해석 가능해야 하며, 이에 따라 FA를 트리거링하여 MIP registration을 수행해야 한다. DHCP 요청 메시지는 DHCP discover, DHCP request 등의 메시지가 될 수 있으며, DHCP 응답 메시지는 DHCP offer, DHCP ack 메시지 등이 될 수 있다. 또한, DHCP요청 메시지에 포함된 indication은 DHCP 응답 메시지에도 포함될 수도 있다.

본 발명에서는 단말이 특정 IP를 원한다는 indication을 보내는 방법을 두 가지를 제안한다.

첫 번째 방법은 특정 IP 요청을 나타내는 새로운 DHCP 옵션(option)을 만드 는 것이다. 상기 옵션은 DHCP 요청 메시지에 사용되어 특정한 IP를 요청한다. 다음은 새로운 옵션의 예이다.

DHCP : DHCP Target Domain Name = value

Value에 특정 IP를 위한 도메인(domain)이 포함되며, 단말은 기존에 USIM 등에 저장되어 있어 알고 있는 정보 또는 access authentication 과정 중 알게된 가입 정보 등을 바탕으로 이 값을 요청 메시지에 포함한다. DHCP relay와 단말은 상기 도메인이 simple IP를 위한 것인지 PMIP를 위한 것인지 알고 있다. 하기 <표 1>은 첫 번째 방법이 적용된 DHCP discover 메시지의 옵션 필드(option field)이다.

DHCP: Option field (options) DHCP: DHCP Message Type = DHCP Discover DHCP: Client-identifier =(Type:1) 08 00 2b 2e d8 5e DHCP: HostName = JUMBO-WS DHCP: Parameter Request Lins = (Length:7) 01 0f 03 2c 2e 2f 06 DHCP: Target Domain Name = hnsp1.com DHCP: End of this option field

두 번째 방법은 기존 DHCP 옵션(option)에 indication용 필드(field)를 추가하는 것이다. 본 발명에서는 한 예로 기존의 DHCP Client-Identifier 옵션에 새로운 타입(type)과 값을 정의한다. 이는 DHCP 요청 메시지에 포함되어 특정한 IP를 요청한다. 다음은 상기 설명한 방법의 예이다.

DHCP: Client-identifier = (Type: x) value

Type에는 기존에 사용되지 않는 값을 설정하고, Value 에는 <표 1>에서 설명한 바와 같은 도메인 정보를 포함할 수 있다. 하기 <표 2>는 두 번째 방법이 적용된 한 예로 DHCP discover 메시지의 옵션 필드(option field)이다. 두 번째 방안을 위해 Client-Identifier 외 다른 옵션이 적용될 수 있음을 밝힌다.

DHCP: Option field (options) DHCP: DHCP Message Type = DHCP Discover DHCP: Client-identifier =(Type:0) 00-11-22-33-44-55-0001.vnsp1.com DHCP: HostName = JUMBO-WS DHCP: Parameter Request Lins = (Length:7) 01 0f 03 2c 2e 2f 06 DHCP: Target Domain Name = hnsp1.com DHCP: End of this option field

도 1은 3GPP에서 진행하고 있는 진화된 패킷 시스템인 SAE(Service Architecture Evolution) 아키텍쳐를 도시한 도면,

도 2는 WiMAX의 기준(reference) 아키텍쳐를 도시한 도면,

도 3a 내지 도 3c는 네트워크 발의 방안을 SAE에 적용한 경우의 시스템 구성도,

도 3d는 도 3a 내지 도 3c는 네트워크 발의 방안을 WiMAX에 적용한 경우의 시스템 구성도,

도 4a 및 도 4b는 네트워크 발의 방안의 한 실시 예로 도 3a의 경우 UE단말이 simple IP, PMIP를 할당받는 경우 시그널링 흐름도

Claims

인터넷 프로토콜(IP)을 사용하는 통신 시스템에서 단말로 IP 서비스를 제공하기 위한 방법에 있어서,

상기 단말은 이동성 관리 노드(MME)로 접속 요청 메시지를 전송하는 과정과,

상기 이동성 관리 노드는 제 1 베어러 요청 메시지를 제 1 노드로 전송하고 제 2 베이러 요청 메시지를 제 2 노드로 전송하는 과정과,

상기 제 1 노드는 단순 아이피를 포함하는 베어러 답변 메시지를 상기 이동성 관리 노드로 전송하는 과정과,

상기 제 2 노드는 모바일 아이피를 포함하는 베이러 답변 메시지를 상기 이동성 관리 노드로 전송하는 과정과,

상기 이동성 관리 노드는 상기 단순 아이피와 상기 모바일 아이피를 포함하는 접속 답변 메시지를 상기 단말로 전송하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 IP 서비스 제공 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 제 1 노드는,

상기 제 1 베어러 요청 메시지를 수신하면, 정책 제어 및 과금 규칙 기능부(PCRF)로부터 상기 단말의 정책 및 과금 제어(policy & charging control)을 획득하는 과정을 더 포함함을 특징으로 하는 IP 서비스 제공 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 제 2 베어러 요청 메시지는,

상기 제 1 노드를 통해 상기 제 2 노드로 전달됨을 특징으로 하는 IP 서비스 제공 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 제 2 노드는,

상기 제 2 베어러 요청 메시지를 수신하면, 정책 제어 및 과금 규칙 기능부(PCRF)로부터 상기 단말의 정책 및 과금 제어(policy & charging control)을 획득하는 과정을 더 포함함을 특징으로 하는 IP 서비스 제공 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 이동성 관리 노드(MME)는,

상기 접속 요청 메시지를 수신하면, 상기 단말의 홈 서버(HSS)로 상기 단말의 위치를 갱신하고, 상기 홈 서버(HSS)와 Insert subscription data를 송/수신하는 과정을 더 포함함을 특징으로 하는 IP 서비스 제공 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 단순 아이피를 포함하는 베어러 답변 메시지는,

단순 아이피 지시자를 포함함을 특징으로 하는 IP 서비스 제공 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 모바일 아이피를 포함하는 베어러 답변 메시지는,

모바일 아이피 지시자를 포함함을 특징으로 하는 IP 서비스 제공 방법.
인터넷 프로토콜(IP)을 사용하는 통신 시스템에서 단말로 IP 서비스를 제공하기 위한 방법에 있어서,

상기 단말은 이동성 관리 노드(MME)로 접속 요청 메시지를 전송하는 과정과,

상기 이동성 관리 노드는 제 1 노드로 제 1 베어러 요청 메시지를 전송하는 과정과,

상기 제 1 노드는 제 2 노드로 제 2 베이러 요청 메시지를 전송하는 과정과,

상기 제 2 노드는 모바일 아이피를 생성하여 이를 포함하는 제 1 베어러 답변 메시지를 상기 제 1 노드로 전송하는 과정과,

상기 제 1 노드는 단순 아이피를 생성하고, 상기 제 2 노드로부터 수신된 모바일 아이피와 상기 단순 아이피를 포함하는 제 2 베이러 답변 메시지를 상기 이동성 관리 노드로 전송하는 과정과,

상기 이동성 관리 노드는 상기 단순 아이피와 상기 모바일 아이피를 포함하는 접속 답변 메시지를 상기 단말로 전송하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 IP 서비스 제공 방법.
제 8 항에 있어서, 상기 제 2 노드는,

상기 제 2 베어러 요청 메시지를 수신하면, 정책 제어 및 과금 규칙 기능부(PCRF)로부터 상기 단말의 정책 및 과금 제어(policy & charging control)을 획득하는 과정을 더 포함함을 특징으로 하는 IP 서비스 제공 방법.
제 8 항에 있어서, 상기 이동성 관리 노드(MME)는,

상기 접속 요청 메시지를 수신하면, 상기 단말의 홈 서버(HSS)로 상기 단말의 위치를 갱신하고, 상기 홈 서버(HSS)와 Insert subscription data를 송/수신하는 과정을 더 포함함을 특징으로 하는 IP 서비스 제공 방법.
제 8 항에 있어서, 상기 제 2 베어러 답변 메시지는,

모바일 아이피 지시자를 포함함을 특징으로 하는 IP 서비스 제공 방법.
제 8 항에 있어서, 상기 제 1 베어러 답변 메시지는,

단순 아이피 지시자와 모바일 아이피 지시자를 포함함을 특징으로 하는 IP 서비스 제공 방법.
인터넷 프로토콜(IP)을 사용하는 통신 시스템에서 단말로 IP 서비스를 제공하기 위한 시스템에 있어서,

접속 요청 메시지를 전송하여 하나 또는 두 개의 IP를 수신하여 IP 서비스를 제공받는 단말과,

상기 접속 요청 메시지 수신 시 제 1 베어러 요청 메시지와 제 2 베이러 요청 메시지를 전송하고, 베어러 답변 메시지 수신 시 이를 상기 단말로 제공하는 이동성 관리 노드와,

상기 제 1 베어러 요청 메시지 수신 시 단순 아이피를 포함하는 베어러 답변 메시지를 상기 이동성 관리 노드로 전송하는 제 1 노드와,

상기 제 2 베어러 요청 메시지 수신 시 모바일 아이피를 포함하는 베이러 답변 메시지를 상기 이동성 관리 노드로 전송하는 제 2 노드를 포함함을 특징으로 하는 IP 서비스 제공 시스템.
제 13 항에 있어서, 상기 제 1 노드는,

상기 제 1 베어러 요청 메시지를 수신하면, 정책 제어 및 과금 규칙 기능 부(PCRF)로부터 상기 단말의 정책 및 과금 제어(policy & charging control)을 획득함을 특징으로 하는 IP 서비스 제공 시스템.
제 13 항에 있어서, 상기 제 2 베어러 요청 메시지는,

상기 제 1 노드를 통해 상기 제 2 노드로 전달됨을 특징으로 하는 IP 서비스 제공 시스템.
제 13 항에 있어서, 상기 제 2 노드는,

상기 제 2 베어러 요청 메시지를 수신하면, 정책 제어 및 과금 규칙 기능부(PCRF)로부터 상기 단말의 정책 및 과금 제어(policy & charging control)을 획득함을 특징으로 하는 IP 서비스 제공 시스템.
제 13 항에 있어서, 상기 이동성 관리 노드(MME)는,

상기 접속 요청 메시지를 수신하면, 상기 단말의 홈 서버(HSS)로 상기 단말의 위치를 갱신하고, 상기 홈 서버(HSS)와 Insert subscription data를 송/수신함을 특징으로 하는 IP 서비스 제공 시스템.
제 13 항에 있어서, 상기 단순 아이피를 포함하는 베어러 답변 메시지는,

단순 아이피 지시자를 포함함을 특징으로 하는 IP 서비스 제공 시스템.
제 13 항에 있어서, 상기 모바일 아이피를 포함하는 베어러 답변 메시지는,

모바일 아이피 지시자를 포함함을 특징으로 하는 IP 서비스 제공 시스템.
인터넷 프로토콜(IP)을 사용하는 통신 시스템에서 단말로 IP 서비스를 제공하기 위한 시스템에 있어서,

접속 요청 메시지를 전송하여 하나 또는 두 개의 IP를 수신하여 IP 서비스를 제공받는 단말과,

상기 접속 요청 메시지 수신 시 제 1 베어러 요청 메시지를 전송하고, 베어러 답변 메시지 수신 시 이를 상기 단말로 전송하는 이동성 관리 노드와,

상기 제 1 베어러 요청 메시지 수신 시 제 2 베이러 요청 메시지를 전송하고, 제 1 베어러 답변 메시지 수신 시 단순 아이피를 생성하며 이를 포함하는 제 2 베어러 답변 메시지를 생성하는 제 1 노드와,

상기 제 2 베어러 요청 메시지 수신 시 모바일 아이피를 생성하여 이를 포함하는 제 1 베어러 답변 메시지를 상기 제 1 노드로 전송하는 제 2 노드를 포함함을 특징으로 하는 IP 서비스 제공 시스템.
제 20 항에 있어서, 상기 제 2 노드는,

상기 제 2 베어러 요청 메시지를 수신하면, 정책 제어 및 과금 규칙 기능부(PCRF)로부터 상기 단말의 정책 및 과금 제어(policy & charging control)을 획득함을 특징으로 하는 IP 서비스 제공 시스템.
제 20 항에 있어서, 상기 이동성 관리 노드(MME)는,

상기 접속 요청 메시지를 수신하면, 상기 단말의 홈 서버(HSS)로 상기 단말의 위치를 갱신하고, 상기 홈 서버(HSS)와 Insert subscription data를 송/수신함을 특징으로 하는 IP 서비스 제공 시스템.
제 20 항에 있어서, 상기 제 2 베어러 답변 메시지는,

모바일 아이피 지시자를 포함함을 특징으로 하는 IP 서비스 제공 시스템.
제 23 항에 있어서, 상기 제 1 베어러 답변 메시지는,

단순 아이피 지시자와 상기 모바일 아이피 지시자를 포함함을 특징으로 하는 IP 서비스 제공 시스템.