KR20100038562A - 무선 통신 시스템에서 트래픽의 국부화 방법 - Google Patents

무선 통신 시스템에서 트래픽의 국부화 방법 Download PDF

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Abstract

무선 통신 시스템에서의 트래픽의 국부화 절차를 개시한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 트래픽의 국부화 절차에 의하면, 우선 서로 통신하고자 하는 제1 단말과 제2 단말이 각각 동일한 서빙 게이트웨이를 경유하여 동일한 에지 게이트웨이까지 데이터 전송 터널을 설정한다. 그리고 에지 게이트웨이는 소정의 정보에 기초하여 제1 단말과 제2 단말 사이의 통신에서 트래픽 국부화(Traffic Localization, TL)를 사용할지를 판단한다. TL을 사용하기로 판단한 경우에, 에지 게이트웨이는 TL 요청 메시지를 서빙 게이트웨이로 전송하고, 서빙 게이트웨이는 이를 이동성 제어 개체로 전달한다. 그리고 이동성 제어 개체는 제1 단말 및 제2 단말 각각과 새로운 무선 베어러 설정 절차를 수행한 후에, 수신된 TL 요청 메시지에 대한 응답 메시지를 서빙 게이트웨이로 전송한다. 계속해서, 응답 메시지를 수신한 서빙 게이트웨이는 제1 및 제2 단말 각각과 새로운 데이터 전송 채널을 설정한다.

Description

무선 통신 시스템에서 트래픽의 국부화 방법{Traffic localization procedure for wireless telecommunication system}
본 발명은 무선 통신에 관한 것으로, 보다 구체적으로 무선 통신 시스템에서 트래픽의 국부화(Traffic Localization, TL) 절차에 관한 것이다.
WCDMA(Wideband Code Division Multiple Access) 무선 접속(radio access) 기술을 기반으로 하는 3GPP(3rd Generation Partnership Project) 이동통신 시스템은 전세계에서 광범위하게 전개되고 있다. WCDMA의 첫 번째 진화 단계로 정의할 수 있는 HSDPA(High Speed Downlink Packet Access)는 중기적인(mid-term) 미래에서 높은 경쟁력을 가지는 무선 접속 기술을 3GPP 이동통신 시스템에 제공한다. 그러나 사용자와 사업자의 요구 사항과 기대가 지속적으로 증가하고 또한 경쟁하는 무선 접속 기술 개발이 계속 진행되고 있으므로, 향후 경쟁력을 가지기 위해서는 3GPP 이동통신 시스템에서의 새로운 기술 진화가 요구된다. 비트당 비용 감소, 서비스 가용성 증대, 융통성 있는 주파수 밴드의 사용, 단순 구조와 개방형 인터페이스, 단말의 적절한 파워 소모 등이 요구 사항으로 되고 있다. 또한, 네트워크 노드에서의 불필요한 시간지연(latency)의 방지와 네트워크 자원의 효율적인 사용 등도 3GPP에서의 기술 진화를 촉진시킬 수 있다.
3GPP 릴리스(Release) 8에는, 전술한 요구 사항들을 충족시키기 위한 이동통신 시스템의 하나로써, EPC(Evolved Packet Core)라는 망 아키텍쳐(Network Architecture)가 기술되어 있다. EPC는 3GPP LTE(Long Term Evolution) 시스템을 위한 네트워크 노드들의 집합이다. EPC는 기존의 3GPP 시스템 아키텍쳐의 코아 네트워크(Core Network)를 진화시켜, 진화된 무선접속망(Evolved RAN)인 E-UTRAN(Evolved-UMTS Terrestrial Radio Access Network) 등을 지원하고, 또한 패킷망의 효율성을 높이기 위하여 네트워크 노드를 단순화시킨 효율적인 망 구조를 갖는다. EPC와 E-UTRAN을 포함하는 무선 통신 시스템을 EPS(Evolved Packet System)라 한다.
도 1은 EPS망을 통해 서로 통신하고 있는 단말(UE1, UE2)들 사이의 데이터 흐름을 보여주는 도면이다. 도 1에 도시된 예는, 두 단말(UE1, UE2)이 동일한 서빙 게이트웨이(Serving Gateway, S-GW)와 동일한 패킷 데이터 네트워크 게이트웨이 (Packet Data Network Gateway, PDN-GW)를 사용하고 있는 경우이다. 예를 들어, 두 단말(UE1, UE2)이 서로 근접한 지역(반드시 물리적인 거리를 의미하는 것은 아니다)에 위치하면서 통신을 하는 경우에, 두 단말(UE1, UE2)은 도 1에 도시된 것과 같이 동일한 S-GW 및 동일한 PDN-GW를 사용할 수 있다.
도 1을 참조하면, 제1 단말(UE1)과 PDN-GW와의 사이 및 제2 단말(UE2)과 PDN-GW와의 사이에는 각각 EPS 베어러가 설정되어 있으며, 제1 단말(UE1)과 제2 단말(UE2) 사이의 통신에서 데이터는 이 EPS 베어러를 통해 전송된다. 상기 EPS 베어러는 각각 논리적으로 두 개의 아이피 터널로 구성되어 있다. 보다 구체적으로, 상기 EPS 베어러는 단말과 S-GW사이 및 S-GW와 PDN-GW 사이에 각각 설정된 두 개의 아이피 터널을 포함한다.
그런데, 전술한 제1 및 제2 EPS 베어러를 통한 두 단말(UE1, UE2) 사이의 통신에서는 S-GW와 PDN-GW 사이의 구간이 데이터 트래픽 경로상 중복된다. 보다 구체적으로, 제1 단말(UE1)에서 제2 단말(UE2)로 데이터를 전송하거나 또는 제2 단말(UE2)에서 제1 단말(UE1)로 데이터를 전송할 경우에, 데이터 패킷은 S-GW에서 PDN-GW로 먼저 전송된 후에 다시 동일한 PDN-GW에서 동일한 S-GW로 전송되게 된다. 이러한 데이터 패킷의 전송 과정은, 중복되는 데이터 트래픽 경로의 존재로 인하여 EPS망을 이용한 통신 과정에서 시간지연(latency)을 발생시킬 수가 있다. 뿐만 아니라, 동일한 데이터 패킷이 동일한 S-GW와 동일한 PDN-GW 사이에서 불필요하게 송수신되는 과정을 거침으로 인하여, 네트워크 자원의 낭비를 초래할 수가 있다.
전술한 바와 같이, 동일한 S-GW와 동일한 PDN-GW를 통해 각각 EPS 베어러 또는 아이피 터널를 설정하고 있는 두 단말 사이의 통신이 이루어질 경우에, 기존의 데이터 전송 경로는 S-GW와 PDN-GW 사이에서 데이터 패킷이 전송되었다가 되돌아오 는 중복 경로를 포함하게 된다. 그 결과, 상기 두 단말 사이에 통신에서는 불필요한 시간지연이 초래될 수 있을 뿐만 아니라 중복 경로를 통한 무용한 데이터 패킷의 송수신을 위하여 밴드폭(bandwidth) 등과 같은 네트워크 자원의 낭비가 발생하게 된다. 이러한 불필요한 시간지연과 네트워크 자원의 낭비를 방지하기 위해서는, 기존의 데이터 전송 경로에 포함되어 있는 무용한 데이터 패킷의 송수신 경로를 없애거나 또는 합리화할 필요가 있다.
이러한 조치 중의 하나는 트래픽의 국부화(Traffic Localization, TL)이다. 트래픽의 국부화란 단말들 사이의 통신에서 데이터 패킷의 송수신 경로 상에 존재하는 중복 경로를 없애거나 또는 합리화하는 것을 가리킨다. 트래픽의 국부화가 이루어지면, 상기 단말들 사이의 통신에서는 데이터 패킷이 새롭게 만들어지거나 업데이트된 경로를 통하여 전송되게 된다.
따라서 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 무선 통신 시스템에서 동일한 게이트웨이를 사용하여 두 개 또는 그 이상의 단말이 통신할 경우에, 상기 단말들 사이에서 만들어지는 무용한 데이터 패킷의 송수신 경로를 없애거나 합리화할 수 있는 트래픽의 국부화 절차를 제공하는 것이다.
상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신 네트워크에서의 트래픽 국부화 절차는 동일한 에지 게이트웨이(edge gateway)까지 각각 데이터 전송 터널을 설정하고 있는 제1 단말과 제2 단말 사이에서 트래픽 국부 화(Traffic Localization)를 사용할 것을 요청하는 제1 요청 메시지를 상기 에지 게이트웨이로부터 수신하는 단계, 상기 제1 단말과 상기 제2 단말 사이에서 트래픽 국부화를 사용할 것을 요청하는 제2 요청 메시지를 이동성 제어 개체로 전송하는 단계, 및 상기 제2 요청 메시지에 대한 응답으로, 트래픽 국부화의 사용 여부를 지시하는 제1 응답 메시지를 상기 이동성 제어 개체로부터 수신하는 단계를 포함한다.
상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신 네트워크에서의 트래픽 국부화 절차는 동일한 서빙 게이트웨이를 경유하여 제1 단말 및 제2 단말과 각각 데이터 전송 터널을 설정하는 단계, 상기 제1 단말과 상기 제2 단말 사이에서 트래픽 국부화(Traffic Localization)를 사용할 것인지를 판단하는 단계, 및 상기 제1 단말과 상기 제2 단말 사이에서 트래픽 국부화를 사용할 것을 요청하는 제1 요청 메시지를 상기 서빙 게이트웨이로 전송하는 단계를 포함한다.
본 발명의 실시예에 따른 트래픽의 국부화 절차에 의하면, 두 개 또는 그 이상의 단말이 동일한 게이트웨이(예컨대, 동일한 서빙 게이트웨이(S-GW)와 동일한 에지 게이트웨이(edge gateway))를 사용하여 통신을 하게 될 경우에, 상기 단말들 사이의 데이터 전송 경로에서 S-GW와 에지 게이트웨이(예컨대, PDN-GW) 사이에서 이루어지는 불필요한 데이터 패킷의 송수신 과정을 없앨 수가 있다. 그 결과, 본 발명의 실시예에 따른 트래픽 국부화 절차 후에 이루어지는 상기 단말들 사이의 통 신에서는, 무용한 데이터 패킷의 송수신으로 네트워크 노드에서의 발생할 수 있는 시간지연을 감소 내지 없앨 수 있을 뿐만 아니라 밴드폭과 같은 네트워크 자원의 낭비도 줄일 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 의하면, 기존의 프로토콜에 따른 베어러 생성 절차 또는 베어러 업데이트 절차를 거의 그대로 이용하고, 단지 전송 메시지에 트래픽 국부화 정보만을 추가함으로써, 트래픽의 국부화 절차를 수행할 수가 있다. 따라서, 본 발명의 실시예에 의하면, 트래픽의 국부화 절차를 수행하기 위하여, 추가로 새로운 메시지를 정의하거나 새로운 전송 프로토콜을 정의할 필요가 없다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 트래픽의 국부화 절차를 설명하기 위한 무선 통신 시스템의 개략적인 구성을 보여 주는 블록도이다.
도 2를 참조하면, 무선 통신 시스템은 서로 통신을 하는 두 개 또는 그 이상의 단말(User Equipment, 12, 14)과 이동통신 시스템의 코아(Core)를 구성하는 복수의 네트워크 노드들(20, 30, 40, 50)을 포함하는 네트워크 코아(Network Core, A)를 포함한다. 단말(12, 14)과 네트워크 코아(A) 사이의 통신을 위하여 무선 접속 네트워크(Radio Access Network, RAN)가 배치되는데, 도 2에서는 설명의 편의를 위 하여 무선 접속 네트워크(RAN)의 도시를 생략하였다. 무선 접속 네트워크(RAN)의 구성은 단말(12, 14) 및/또는 네트워크 코아(A)의 특성이나 유형에 따라 달라질 수 있다. 예를 들어, 무선 접속 네트워크(RAN)는 진화된 무선접속망의 하나인 E-UTRAN을 포함할 수 있다. 이러한 무선 접속 네트워크(RAN)의 구체적인 구성은 본 실시예와 무관하므로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다. 그리고 본 발명의 실시예에 의하면, 제1 단말(12)과 제2 단말(14)은 같은 무선 접속 네트워크(RAN)를 통해서 네트워크 코아(A)와 통신을 할 수도 있고, 서로 다른 무선 접속 네트워크(RAN)를 통해서 네트워크 코아(A)와 통신을 할 수도 있다.
단말(12, 14)은 E-UTRAN(Evolved-UMTS Terrestrial Radio Access Network) 등과 같은 무선 접속 네트워크(RAN)를 통해 네트워크 코아(A)를 구성하는 네트워크 노드들 및/또는 다른 단말과 통신을 하기 위한 장치이다. 단말(12, 14)의 명칭에 특별한 제한은 없다. 예를 들어, 단말(12, 14)은 이동국(Mobile Station, MS), 사용자 단말(User Terminal, UT), 사용자 장치(User Equipment, UE), 가입자 기기(Subscriber Station, SS), 무선 기기(Wireless Device or Wireless Station) 등으로 불릴 수 있다. 이러한 단말(12, 14)은 이동성을 가지는 것이 일반적이나 고정된 장치일 수도 있다.
그리고 단말(12, 14)은 신호 생성 및 처리 수단인 프로세서와 무선 접속 네트워크(RAN)와 무선 신호를 송수신하기 위한 트랜시버(Transceiver)를 포함한다. 그리고 도면에 도시되지는 않았지만, 단말(12, 14)은 사용자 데이터나 프로그램 등을 저장하기 위한 메모리(memory), 단말의 여러 정보나 데이터를 디스플레이하기 위한 디스플레이부, 키패드나 터치 스크린 등과 같은 사용자 인터페이스 등을 더 포함할 수 있다.
또한, 단말(12, 14)은, 후술하는 본 발명의 실시예에 따른 트래픽의 국부화를 위한 절차를 수행하는데 있어서 단말에게 요청되는 소정의 기능을 수행할 수도 있다. 예를 들어, 단말(12, 14)은, 네트워크 코아(A)로부터의 요청에 응답하여, 트래픽의 국부화를 위하여 새로운 데이터 베어러 또는 아이피 터널 설정 절차를 수행하거나 또는 설정되어 있는 기존의 데이터 베어러 또는 아이피 터널에 대한 업데이트 절차를 수행할 수 있다. 그리고 트래픽의 국부화 절차를 개시하고자 하는 단말(12, 14)은 이를 요청하는 메시지인 트래픽 국부화 요청 메시지(예컨대, 베어러 자원 할당 요청 메시지(Request Bearer Resource Allocation message))를 생성하여 이를 네트워크 코아(A)로 전송할 수도 있다.
네트워크 코아(A)는 이동통신 시스템의 코아를 구성하는 복수의 네트워크 노드들(20, 30, 40, 50)을 포함한다. 네트워크 코아(A)는, 예를 들어, GPRS(General Packet Radio Service) 시스템, UMTS(Universal Mobile Telecommunications System), 또는 3GPP LTE(Long Term Evolution) 시스템인 EPC(Evolved Packet Core) 등과 같은 PS 통신 시스템의 네트워크 노드들로 구성될 수 있는데, 여기에만 한정되는 것은 아니다. 도 2에는 본 발명의 실시예를 설명하는데 필요한 최소한의 구성요소들만 개시되어 있으며, 네트워크 코아(A)의 구성이 도 2에 개시된 구성요소들로만 한정되는 것은 아니다. 이하에서는, 네트워크 코아(A)가 EPC의 네트워크 노드들로 구성되는 경우를 중심으로 설명하지만, 이것은 단지 설명의 편의를 위한 것으 로서 본 발명의 실시예가 여기에만 한정되는 것으로 해석되어서는 안된다. EPC를 구성하는 네트워크 노드들 각각의 구체적인 기능 및 동작 등은 3GPP TS 23.401 및 TS 23.402 v8.2.0 (2008-06) 규격에 상세하게 기술되어 있으며, 상기 규격에 기술된 내용은 참조에 의하여 본 명세서에 그대로 결합될 수 있다.
게이트웨이(20)는 무선 접속 네트워크(RAN)에 대한 인터페이스가 종단하는 제1 게이트웨이(22)와 네트워크 코아(A)에서 외부의 데이터 통신 네트워크와 통신하기 위한 입출구의 기능을 수행하는 제2 게이트웨이(24)를 포함한다. 예를 들어, 상기 네트워크 코아(A)가 3GPP LTE 시스템의 네트워크 노드들로 구성되는 경우에, 상기 제1 게이트웨이(22)는 서빙 게이트웨이(S-GW)이고, 상기 제2 게이트웨이(24)는 3GPP 코아 네트워크에서 외부의 패킷 데이터 네트워크로 나가기 위한 에지 게이트웨이(edge gateway)인 PDN-GW일 수 있다. 그러나 상기 제1 게이트웨이(22)와 제2 게이트웨이(24)가 각각 S-GW와 PDN-GW로 한정되는 것은 아니며, 상기 네트워크 코아(A)를 구성하는 이동통신 시스템의 유형에 따라서 달라질 수 있다. 따라서 제1 및 제2 게이트웨이(22, 24)는 각각 S-GW와 PDN-GW 이외에 이와 동일한 기능을 수행하는 다른 명칭의 네트워크 노드들로 대체될 수도 있다. 그리고 전술한 제1 게이트웨이(22)와 제2 게이트웨이(24)의 구분은 단지 기능적인 구분일 따름이며, 하나의 물리적인 네트워크 노드로 구현되거나 또는 각각 별개의 물리적인 네트워크 노드로 구현될 수 있다.
본 발명의 실시예에 의하면, 단말(12, 14)은 각각, 소정의 결합 절차(Attach Procedure) 및/또는 소정의 무선 베어러 설정 절차(Radio Bearer Establishment Procedure)에 따라서, 제1 게이트웨이(22)인 S-GW를 통해 제2 게이트웨이(24)인 PDN-GW까지 EPS 베어러(EPS Bearer) 또는 아이피 터널(IP Tunnel)을 설정한다. 일반적으로, 서로 통신 중인 두 단말(12, 14)이 각각 EPS 베어러를 설정할 경우에, S-GW(22)와 PDN-GW(24)는 모두 동일하거나 또는 모두 다를 수 있고, 또한 두 개의 게이트웨이 중에서 어느 하나만 동일할 수도 있다.
그런데, 후술하는 본 발명의 실시예에 따른 트래픽의 국부화 절차에서는, 서로 통신 중인 두 단말(12, 14)이 각각 설정한 EPS 베어러(또는 아이피 터널)의 S-GW(22)와 PDN-GW(24)가 모두 동일한 경우를 가정한다. 서로 통신 중인 두 단말(12, 14)이 각각 사용 중인 S-GW(22)와 PDN-GW(24)가 모두 동일한 이유에 대해서는 아무런 제한이 없다. 예컨대, 상기 두 단말(12, 14)이 서로 근접한 지역(반드시 물리적인 거리를 의미하는 것은 아니다)에 위치할 경우에, 각각의 단말(12, 14)이 설정한 EPS 베어러의 S-GW(22)와 PDN-GW(24)가 모두 동일할 수 있다.
계속해서 도 2를 참조하면, 네트워크 코아(A)는 이동성 제어 개체(MME or MAG, 30)를 포함한다. 이동성 제어 개체(30)는 단말(12, 14)이나 다른 네트워크 노드(예컨대, 게이트웨이(20))로부터의 결합 요청이나 무선 베어러 설정 요청 등이 있는 경우에 제어 신호를 처리하는 것 등과 같은 제어 평면(control plane)의 여러 기능을 담당하며, EPS 베어러(Evolved Packet System bearer) 또는 아이피 터널(IP tunnel)의 설정과 이동성 관리(mobility management) 등의 기능을 수행한다. 본 발명의 실시예에 의하면, 각 단말(12, 14)을 위한 이동성 제어 개체(30)는 서로 동일 할 수도 있고 또는 다를 수도 있다. 따라서 각 단말(12, 14)을 위한 게이트웨이(20), 예컨대 S-GW(22)가 동일하다고 하더라도, 이동성 제어 개체(30)까지 반드시 동일할 필요는 없다.
상기 이동성 제어 개체(30)는 E-UMTS의 이동성 관리 개체(Mobility Management Entity, MME)이거나 MAG(Media Access Gateway)일 수 있는데, 이것은 예시적인 것이다. MAG는 아이피(IP) 레벨의 이동성 관리 및 사용자 데이터의 전송에 관련된 프로토콜인 PMIP(Proxy Mobile Internet Protocol)를 사용하기 위해 IETF(Internet Engineering Task Force)에서 정의하고 있는 네트워크 노드이며, 이동성 제어 평면(Mobility Control Plane) 뿐만 아니라 사용자 데이터 평면(User Data Plane) 또한 포함한다.
그리고 네트워크 코아(A)는 홈 가입자 서버(Home Subscriber Server, HSS)와 AAA(Authentication, Authorization, Accounting) 서버(40)를 더 포함할 수 있다. HSS는 무선 통신 시스템에 대한 가입자 정보가 포함되어 있는 데이터 베이스를 포함하는 네트워크 노드이다. 그리고 AAA 서버는 네트워크 코아(A)를 구성하는 네트워크 노드에 대한 단말의 접근을 허락하고 단말의 위치 등과 같은 단말 관련 기록을 남겨서 통제할 수 있도록 하는 인증 관련 서버이다. 도 2에서는 HSS와 AAA(40)는 하나의 블록으로 도시하였으나, 이것은 단지 설명의 편의를 위한 것이다. HSS와 AAA(40)는 논리적으로 구분되는 기능 개체이나, 물리적으로는 하나의 네트워크 노드로 구현되거나 또는 각각 별개의 네트워크 노드로 구현될 수 있다.
또한, 네트워크 코아(A)는 정책 및 과금 서버(Policy and Charging Server, 50)를 더 포함할 수 있다. 정책 및 과금 서버(50)는 PCRF(Policy and Charging Rule Function) 및 PCEF(Policy and Charging Enforcement Function)를 포함할 수 있는데, 이러한 구분은 단지 그 기능에 기초한 논리적인 것이다. PCRF는 사업자의 정책 및 과금에 관한 규칙을 가지고 있는 기능적 네트워크 노드이며, PCEF는 사업자의 정책 및 과금에 기반하여 실제 망에서 정책과 과금과 관련된 규칙을 적용시켜 운용하는 기능적 네트워크 노드이다.
다음으로 도 2의 무선 통신 시스템에서의 본 발명의 일 실시예에 따른 트래픽의 국부화 절차에 관하여 설명한다. 후술하는 실시예에서는 무선통신 시스템의 일례로써 3GPP TS 23.401 규격에 기술되어 있는 시스템에서의 트래픽의 국부화 절차에 관하여 설명하나 이것은 단지 예시적인 것이다. 이 경우에, 단말(12, 14)과 네트워크 노드(20, 30) 사이의 인터액션 및 상기 네트워크 노드들(22, 24, 30, 40, 50) 사이의 인터액션을 위해서, 3GPP TS 23.401 규격에 정의되어 있는 레퍼런스 포인트(reference point)들이 사용될 수 있다. 그리고 MME(30)과 S-GW(22) 사이 및 S-GW(22)와 PDN-GW(24) 사이에는 GTP-C(GPRS Tunneling Protocol for the Control plane)을 사용하여 메시지를 교환할 수 있다. 하지만, 본 발명의 실시예가 여기에만 한정되는 것은 아니며, 후술하는 실시예는 3GPP TS 23.402 규격에 기술되어 있는 시스템 또는 이보다 개선된 차세대 무선통신 시스템에서도 동일하게 적용될 수 있다. 다만, 적용되는 무선통신 시스템의 종류에 따라서 본 실시예에서 사용된 네트워크 노드들의 명칭이나 레퍼런스 포인트, 그리고 사용 가능한 통신 프로토콜 등 은 달라질 수 있는데, 이러한 차이점들은 단지 형식적인 것이다.
그리고 후술하는 본 발명의 실시예에서는, 서로 통신 중인 두 개 또는 그 이상의 단말(12, 14)이 각각 설정하고 있거나 또는 설정하려고 하는 EPS 베어러의 게이트웨이(20), 즉 S-GW(22)와 PDN-GW(24)가 모두 동일하다. 하지만, 각 단말(12, 14)을 위한 무선 접속 네트워크(RAN)와 다른 네트워크 노드들, 예컨대 MME(30)나 PCRF(50)는 반드시 동일할 필요는 없다. 다만, 본 실시예에서는 각 단말(12, 14)을 위한 다른 네트워크 노드들(30, 50)인 동일한 경우를 가정하고 설명하는데, 이것은 단지 설명의 편의를 위한 것이다.
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 제1 실시예에 따른 트래픽의 국부화 절차를 보여 주는 메시지 흐름도이다. 도 3a 및 도 3b는 전체가 하나의 절차를 구성하는 것으로서, 단지 도면 작성을 위하여 분리하여 도시하였다. 본 실시예는 네트워크 코아측에서 트래픽의 국부화 절차를 개시하는 경우로써, 후술하는 제2 실시예가 단말측에서 트래픽의 국부화를 위한 절차를 개시하는 것과 다르다.
도 3a를 참조하면, 우선 제1 단말(12)과 네트워크 코아 사이에는 EPS 베어러 또는 IP 터널을 설정하기 위한 절차가 진행되며, 그 결과로 제1 단말(12)과 PDN-GW(24) 사이에는 EPS 베어러 또는 IP 터널이 설정된다(S110). 도 3a에서는 제1 단말(12)이 결합 요청(Attach Request) 메시지를 전송함으로써 EPS 베어러 설정 절차를 개시하는 경우가 도시되어 있으나, 이것은 단지 예시적인 것이다. 예를 들어, 제1 단말(12)이 아닌 네트워크 코아측에서 개시하여 EPS 베어러를 설정하거나, 또는 제1 단말(12)이 절차를 개시하더라도 결합 요청(Attach Request) 메시지가 아닌 다른 메시지(예컨대, 베어러 자원 할당 요청(Request Bearer Resource Allocation) 메시지나 베어러 업데이트 요청(Update Bearer Request) 메시지 등)를 이용하여 절차를 개시함으로써 EPS 베어러를 설정할 수도 있다.
따라서 단계 S110의 결과로 설정되는 EPS 베어러는 도 3a에 도시된 것과 같은 디폴트 베어러(Default Bearer)일 수도 있고, 또는 디폴트 베어러를 전제로 제1 단말(12)과 PDN-GW(24) 사이에 추가로 설정되는 데디케이티드 베어러(Dedicated Bearer)일 수 있다. 3GPP LTE 시스템에서, 단말(12 또는 14)과 PDN-GW(24) 사이에 EPS 베어러 또는 IP 터널을 설정하는 절차는 3GPP TS 23.401 v8.2.0과 3GPP TS 23.402 v8.2.0에 상세히 기술되어 있으므로, 이하에서는 이를 간략하게 설명한다.
제1 단말(12)은 결합 요청 메시지(Attach Request message)를 네트워크 코아, 보다 구체적으로 네트워크 코아의 MME(30)로 전송한다(S111). MME(30)는 이동성 제어 개체의 일례로써 도시한 것이며, MAG일 수도 있다. 도면에 도시는 하지 않았지만, 제1 단말(12)로부터 부분 결합 요청 메시지를 수신한 MME(30)는, 필요한 경우에 HSS 및 AAA(도시하지 않음)와 접촉을 하여 제1 단말(12)에 대한 인증 절차 및/또는 위치 업데이트 절차, 가입자 데이터를 획득하는 절차 등을 수행할 수 있다. 그리고 MME(30)는 베어러 설정 요청 메시지 또는 터널 설정 요청 메시지를 S-GW(22)로 전송하고(S112), S-GW(22)는 수신된 메시지를 PDN-GW(24)로 전달한다(S113). 상기 베어러 설정 요청 메시지는 예컨대, Create Default Bearer Request일 수 있고, 상기 터널 설정 요청 메시지는 예컨대, (P)MIP Binding Update 일 수 있는데, 이러한 메시지 유형은 예시적인 것이다.
계속해서, PDN-GW(24)는 응답으로 베어러 설정 응답 메시지 또는 터널 설정 응답 메시지를 S-GW(22)로 전송하고(S114), S-GW(22)는 이 메시지를 MME(30)로 전달한다(S115). 상기 베어러 설정 응답 메시지는 예컨대, Create Default Bearer Response일 수 있고, 상기 터널 설정 응답 메시지는 예컨대, (P)MIP Binding Ack. 일 수 있다. 그리고 MME(30)는 단계 S111의 결합 요청 메시지에 대한 응답으로 결합 수용 메시지(Attach Accept message)를 제1 단말(12)로 전송한다(S116).
전술한 과정의 결과, 제1 단말(12)과 PDN-GW(24) 사이에는 EPS 베어러 또는 IP 터널, 예컨대 디폴트 베어러가 설정된다. 단계 S110의 결과로 설정되는 EPS 베어러 또는 아이피 터널은 두 개의 데이터 전송 터널(Data Transfer Tunnel)로 구성된다. 즉, 상기 EPS 베어러는 제1 단말(12)과 S-GW(22) 사이에 설정되는 제1 데이터 전송 터널(Data Transfer Tunnel)과 함께 S-GW(22)와 PDN-GW(24) 사이에 설정되는 제2 데이터 전송 터널을 포함한다.
그리고 제2 단말(14)과 네트워크 코아 사이에도 EPS 베어러 또는 IP 터널을 설정하기 위한 절차가 진행되며, 그 결과로 제2 단말(14)과 PDN-GW(24) 사이에도 EPS 베어러 또는 IP 터널이 설정된다(S120). 단계 S110에서 제1 단말(12)이 PDN-GW(24)와 EPS 베어러를 설정하는 것과 관련하여 기술한 세부 단계들(단계 S111 내지 S116)내용은, 제2 단말(14)이 PDN-GW(24)와 EPS 베어러를 설정하기 위한 단계 S120의 세부 단계들(S121 내지 S126)에 동일하게 적용될 수 있으며, 중복 설명을 피하기 위하여 이에 대한 상세한 설명은 생략한다. 다만, 본 발명의 실시예에서는, 단계 S120의 절차에 참여하는 S-GW(22)와 PDN-GW(24)는 단계 S110의 절차에 참여하 는 S-GW(22)와 PDN-GW(24)와 동일하다는 것의 주의해야 한다.
단계 S120의 결과, 제2 단말(14)과 PDN-GW(24) 사이에는 EPS 베어러 또는 IP 터널이 설정된다. 상기 EPS 베어러도, 단계 S110의 결과로 설정되는 EPS 베어러와 마찬가지로, 디폴트 베어러(Default Bearer)이거나 또는 디폴트 베어러를 전제로 제2 단말(14)과 PDN-GW(24) 사이에 추가로 설정되는 데디케이티드 베어러(Dedicated Bearer)일 수 있다. 그리고 이 EPS 베어러도 두 개의 데이터 전송 터널(Data Transfer Tunnel) 즉, 제2 단말(14)과 S-GW(22) 사이에 설정되는 제1 데이터 전송 터널과 함께 S-GW(22)와 PDN-GW(24) 사이에 설정되는 제2 데이터 전송 터널을 포함한다.
본 발명의 실시예에 의하면, 상기 단계 S110과 상기 단계 S120 사이의 진행 순서에는 아무런 제한이 없다. 도 3a에 도시된 것과 같이 단계 S110이 단계 S120보다 먼저 진행되거나, 또는 도시된 것과는 반대로 단계 S120이 단계 S110 보다 먼저 진행될 수 있다. 또는, 실시예에 따라서는 상기 두 단계(S110 및 S120)는 거의 동시에 진행될 수도 있다.
계속해서 도 3b을 참조하면, 네트워크 코아의 게이트웨이(20)는 트래픽 국부화(Traffic Localization, TL)를 사용할지를 판단한다(S130). 도 3b에는 게이트웨이(20) 중에서 PDN-GW(24)에서 TL의 사용 여부에 대하여 판단(이하, 'TL 판단'이라 한다)하는 것으로 도시되어 있지만, 이것은 예시적인 것이다. TL의 사용 여부는 S-GW(22)나 다른 네트워크 노드에서 판단을 할 수 있으며, 이러한 경우에는 TL 판단을 한 네트워크 노드가 TL 요청 메시지 또는 TL 지시 메시지 등의 메시지를 PDN- GW(24)로 전달하는 과정이 더 추가될 수 있다.
단계 S130에서 PDN-GW(24)는 후술하는 하나 또는 그 이상의 정보를 이용하여 TL의 사용 여부를 판단할 수 있다. 후술하는 정보들은 그 전체가 TL 판단을 위한 정보의 집합에 포함되거나 또는 그 일부만이 상기 정보의 집합에 포함될 수 있다. 그리고 전체 또는 일부가 상기 정보의 집합에 포함되는 경우라고 하더라도, 실제 TL 판단을 하는데 있어서는 상기 정보의 집합에 포함되는 정보의 전체가 종합적으로 이용될 수도 있고 또한 일부의 정보만이 TL 판단에 이용될 수도 있다. 따라서 본 발명의 실시예에서는 후술하는 하나 또는 그 이상의 정보를 이용하여 TL 판단을 하는 어떠한 경우에도 적용이 가능하다.
상기 정보의 집합에 포함될 수 있는 첫 번째 정보는, PDN-GW(24)가 PCRF(50)의 인터액션(interaction)을 통해서 획득한 정책 제어 및 과금(PCC) 규칙(Policy Control and Charging Rule)이다. 본 발명의 실시예에 의하면, PCC 규칙은 TL의 허용 여부와 함께 TL의 허용 조건에 관한 내용들을 포함할 수 있다. 이러한 PCC 규칙은 PDN-GW(24)가 이미 이전에 받아 두었을 수도 있고, 또는 TL 판단을 위하여 필요한 경우에만 PDN-GW(24)가 PCRF(50)와의 인터액션을 통해 획득할 수도 있다.
상기 정보의 집합에 포함될 수 있는 두 번째 정보는 가입자 정보(Subscriber's Information)이다. 가입자 정보는 예컨대, EPS 베어러를 설정하고 있는 제1 단말(12)과 제2 단말(14)의 가입자가 TL을 이용할 정당한 권한이 있는지를 판단하기 위한 정보일 수 있는데, 여기에만 한정되는 것은 아니다. 이러한 가입자 정보는, 이미 EPS 베어러가 설정되어 있는 상황이라면, MME(30)와 HSS(도시하지 않음) 사이의 인터액션을 통해 얻은 가입자 정보가 MME(30)로부터 S-GW(22)를 통하여 PDN-GW(24)로 미리 전달되었을 수도 있고, 또는 필요한 경우에 PDN-GW(24)가 직접 요청하여 MME(30)로부터 전달받을 수도 있다.
상기 정보의 집합에 포함될 수 있는 세 번째 정보는 게이트웨이 정보이다. 상기 게이트웨이 정보는 게이트웨이 자체에 관한 정보이거나 또는 게이트웨이로부터 수신한 정보일 수 있다. 예를 들어, 전자의 경우에 상기 게이트웨이 정보는 해당 S-GW(22) 및/또는 PDN-GW(24)가 트래픽 국부화에 대하여 지원 가능한지를 나타내는 정보일 수 있는데, 여기에만 한정되는 것은 아니다. PDN-GW(24)는 이러한 게이트웨이(예컨대, S-GW(22)) 정보를 미리 획득하고 있을 수도 있고, 또는 필요한 경우에만 S-GW(22)와의 인터액션을 통해 획득할 수도 있다.
상기 정보의 집합에 포함될 수 있는 네 번째 정보는 단말 정보이다. 단말 정보는 단말(12, 14)들 각각의 능력치(Capability) 등과 같은 단말 자체에 관한 정보이거나 또는 단말(12, 14)로부터 직접 수신하거나 또는 단말(12, 14)에 관하여 다른 네트워크 노드로부터 획득한 정보 등을 포함할 수 있다. 예를 들어, 단말 정보는 단말(12, 14)이 트래픽 국부화를 이해할 수 있는지를 지시하는 정보이거나 또는 트래픽 국부화의 수행과 관련된 정보일 수 있다. 이러한 단말 정보는 본 단계의 이전에 미리 획득해둔 정보이거나 또는 단말이나 다른 네트워크 노드와의 인터액션을 통해 직접 획득한 정보일 수 있다.
본 실시예의 일 측면에 의하면, 제1 단말(12)과 제2 단말(14)이 같은 S-GW(22)와 같은 PDN-GW(24)를 사용하고 있다는 것이, 단계 S130에서 PDN-GW(24)가 TL 판단을 하는 조건이 될 수 있다. 이러한 경우에, PDN-GW(24)는 서로 통신하려고 하는 제1 단말(12)과 제2 단말(14)이 사용하는 S-GW(22)와 PDN-GW(24)가 같으면, 상기 정보의 집합에 포함되는 하나 또는 그 이상의 정보를 이용하여 TL을 사용할지를 판단한다. TL 판단을 하는 조건이 충족되었는지는, 예를 들어, 단말(12, 14) 및/또는 다른 네트워크 노드(22, 30)로부터 획득한 정보를 이용하거나 또는 자신과 EPS 베어러를 설정하고 있는 단말에 관한 정보를 이용하여 PDN-GW(24)이 스스로 파악하거나, 또는 외부로부터 이에 관한 정보를 직접 획득할 수도 있다.
본 실시예의 다른 측면에 의하면, 제1 단말(12)과 제2 단말(14)이 같은 S-GW(22)와 같은 PDN-GW(24)를 사용하고 있다는 것도, 상기 정보의 집합에 포함되는 정보의 하나가 될 수 있다. 이러한 경우에는, PDN-GW(24)는 제1 단말(12)과 제2 단말(14)이 사용하는 S-GW(22)와 PDN-GW(24)가 같은지 여부도 함께 고려하여, 단계 S130에서의 TL 판단을 수행한다. 예를 들어, 상기 정보의 집합 중에서 상기 단말 정보에 해당 단말이 사용하고 있는 S-GW(22) 및/또는 PDN-GW(24) 정보가 포함될 수 있다.
그리고 본 단계(S130)을 위하여 단말과 네트워크 노드들 사이에서 이루어지는 정보 교환 및 인터액션, 그리고 네트워크 노드들 사이에서 이루어지는 정보 교환 및 인터액션 방식은 아무런 제한이 없다. 예를 들어, 상기 정보 교환과 인터액션은 3GPP LTE 시스템에서 통상적으로 이루어지는 단말과 네트워크 노드 사이 또는 네트워크 노드들 사이의 정보 교환 및 인터액션 방식에 따라서 이루어질 수 있다.
본 단계에서 PDN-GW(24)는, 전술한 정보들 및 여러 가지 판단 기준에 기초하 여, 두 단말(12, 14) 사이의 통신에서 자기 자신(PDN-GW)를 거치는 것보다 더 효과적인 데이터 전송 경로가 존재하고, 또한 새로운 데이터 전송 경로가 네트워크 자원 활용의 측면이나 전송 시간의 측면 등에서 더 효율적이거나 또는 최적화된 경로라고 판단되는 경우에, 두 단말(12, 14) 사이의 데이터 전송 경로를 상기 최적화된 데이터 전송 경로로 변경시킬 것을 결정할 수 있다. 하지만, 전술한 요건이 충족되었다고 해서, 본 단계(S130)에서 PDN-GW(24)가 반드시 트래픽 국부화를 사용할 것이라고 판단해야 하는 것은 아니며, 그 판단 결과는 임의적일 수도 있다. 또는, 전술한 요건이 완전히 충족되지는 않더라도, 필요한 경우에는 임의적으로 트래픽 국부화를 사용할 것이라고 판단할 수도 있다.
계속해서 도 3b를 참조하면, 두 단말(12, 14) 사이의 통신에서 데이터 전송 경로로 이용될 새로운 베어러 또는 아이피 터널을 설정하기 위한 절차(이하, 단순히 'TL 베어러 설정 절차'라고 한다)가, 제1 단말(12) 및 제2 단말(14) 각각과 네트워크 코아 사이에서 수행된다(S140, S150). 본 발명의 실시예에 의하면, 상기 단계 S140과 단계 S150의 순서에는 아무런 제한이 없으며, 상기 두 단계(S140, S150) 중에서 어느 하나의 단계가 먼저 수행되거나 또는 두 단계가 거의 동시에 수행될 수도 있다.
이러한 TL 베어러 설정 절차(S140, S150)는, 단계 S130에서 TL 판단을 수행한 네트워크 노드, 예컨대 PDN-GW(24)가 개시하는 절차일 수 있다. 그리고 상기 TL 베어러 설정 절차(S140, S150)는, 두 단말(12, 14) 사이의 통신에서 트래픽 국부화를 이룰 수 있도록, 단말들(12, 14) 각각과 S-GW(22) 사이에 새로운 베어러 또는 IP 터널을 생성하기 위한 절차를 이용하여 수행되거나 또는 단말(12, 14)과 PDN-GW(24) 사이에 설정되어 있는 기존의 베어러 또는 IP 터널을 업데이트시키기 위한 절차를 이용하여 수행될 수도 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 다만, 기존의 베어러 생성 절차 또는 베어러 업데이트 절차를 이용하는 경우에는, 트래픽 국부화를 위하여 추가로 새로운 메시지를 정의하거나 새로운 전송 프로토콜을 정의할 필요가 없다. 이하, TL 베어러 설정 절차(S140, S150)에 관하여 상세하게 설명한다.
단계 S130에서 TL을 사용하기로 결정한 네트워크 노드, 예컨대 PDN-GW(24)는 제1 TL 요청 메시지를 S-GW(22)로 전송한다(S141, S151). 그리고 제1 TL 요청 메시지를 수신한 S-GW(22)는 수신된 메시지에 포함된 TL 정보를 처리하여 이해하고, 필요한 TL 정보를 저장해 둔다. 상기 제1 TL 요청 메시지는 TL 베어러 설정을 위한 절차를 개시할 것을 요청하는 메시지로써, 그 명칭에는 아무런 제한이 없다. 예를 들어, 상기 제1 TL 요청 메시지는 TL 정보(TL Info.)를 포함하는 베어러 생성 요청 메시지(Create Bearer Request message) 또는 TL 정보를 포함하는 베어러 업데이트 요청 메시지(Update Bearer Request message)일 수 있으며, 이에 한정되지는 않는다. 이 경우에, 상기 TL 정보는 TL의 실행을 지시하거나 또는 요청하는 정보와 함께, TL의 실행에 있어서 다른 네트워크 노드(22, 30) 및/또는 단말(12, 14)을 위하여 추가적으로 필요한 정보(예컨대, 통신하려고 하는 두 단말(12, 14)에 관한 정보 및 새롭게 설정하고자 하는 트래픽 경로에 관한 정보 등)를 포함할 수 있다.
그리고 제1 TL 요청 메시지를 수신한 S-GW(22)는 제2 TL 요청 메시지를 MME(30)에게 전송한다(S142, S152). 상기 제2 TL 요청 메시지는 MME(30)에서 관리 되는 제어 평면(Control Plane)의 정보를 업데이트시키기 위한 메시지로써, 전술한 제1 TL 메시지와 동일한 메시지일 수도 있고 또는 다른 새로운 명칭의 메시지가 사용될 수도 있다. 전자의 경우에, 상기 제2 TL 요청 메시지는 TL 정보를 포함하는 베어러 생성 요청 메시지이거나 또는 TL 정보를 포함하는 베어러 업데이트 요청 메시지일 수 있으며, 여기에만 한정되는 것은 아니다. 제2 TL 요청 메시지를 수신한 MME(30)도, S-GW(22)와 마찬가지로, 수신된 메시지에 포함된 TL 정보를 처리하여 이해하고, 필요한 TL 정보를 저장해 둔다.
계속해서, MME(30)는 단말(12, 14)들 각각과 무선 베어러 생성 절차 또는 무선 베어러 업데이트 절차를 수행한다(S143, S153). 본 단계를 수행하는 방식에는 특별한 제한이 없으며, 예컨대 네트워크측에서 개시하는 기존의 무선 베어러 생성 절차 또는 무선 베어러 업데이트 절차를 이용하여 수행될 수 있다. 다만, 본 단계를 절차를 이용하여, MME(30)는 TL을 수행함에 있어서 단말에게 필요하거나 또는 단말에게 통지가 필요한 정보를 단말(12, 14)로 전달할 수도 있는데, 이것은 임의적이다. 상기 정보는 전술한 TL 정보와 동일할 수도 있고, 또는 다를 수도 있다.
그리고 MME(30)는 수신된 제2 TL 요청 메시지에 대한 응답인 제1 TL 응답 메시지를 S-GW(22)로 전송한다(S144, S154). 상기 제1 TL 응답 메시지는, 네트워크에서 개시하여 요청한 TL의 수행 여부에 대한 응답(수락이나 거절 등)을 지시하는 정보가 포함된다. 제1 TL 응답 메시지의 유형은 수신된 제2 TL 요청 메시지의 유형에 따라 달라질 수 있다. 예를 들어, 제2 TL 요청 메시지가 베어러 생성 요청 메시지 또는 베어러 업데이트 요청 메시지인 경우에, 상기 제1 TL 응답 메시지는 베어러 생성 응답 메시지(Create Bearer response message) 또는 베어러 업데이트 응답 메시지(Update Bearer Response message)일 수 있다.
이와 같이, TL의 수행 여부에 대한 수락을 지시하는 정보가 포함된 제1 TL 응답 메시지가 MME(30)로부터 S-GW(22)로 전송되면, 단말(12, 14)과 S-GW(22) 사이에는 데이터 전송을 위한 베어러 또는 IP 터널이 새로 생성되거나 또는 기존의 베어러 또는 IP 터널이 업데이트된다(S145, S155). 도 3b에 도시된 바와 같이, 새롭게 생성되거나 또는 업데이트되는 베어러는 단말(12, 14)과 S-GW(22) 사이에만 형성된다. S-GW(22)와 PDN-GW(24) 사이에 존재하던 기존의 베어러(데이터 전송 터널)는 더 이상 제1 단말(12)과 제2 단말(14) 사이의 데이터 전송을 위해서는 사용되지는 않는다. 그러나 상기 기존의 베어러 관련 정보는 S-GW(22)와 PDN-GW(24) 사이에 교환될 수 있으며, 이미 이전에 그 구간에 존재하던 다른 베어러들을 릴리스시키지 않을 수 있다.
그리고 MME(30)로부터 제1 TL 응답 메시지를 수신한 S-GW(22)는, 수신된 제1 TL 요청 메시지에 대한 응답으로, 제2 TL 응답 메시지를 PDN-GW(24)로 전송한다(S146, S156). 예를 들어, 상기 제2 TL 응답 메시지는 PDN-GW(24)로부터 개시된 TL을 위한 절차를 수행했는지를 나타내는 정보가 포함될 수 있다. 또한, 상기 제2 TL 응답 메시지에는 새롭게 설정된 베어러 또는 IP 터널에 관한 정보도 포함될 수 있다.
본 발명의 실시예에 의하면, 상기 단계 S145 (또는 단계 S155)와 단계 S146 (또는 단계 S156)의 수행 순서에는 특별한 제한이 없다. 예를 들어, 도면에 도시된 바와 같이, 단계 S145 (또는 단계 S155)와 단계 S146 (또는 단계 S156)은 순차적으로 진행되거나 또는 진행 순서가 반대로 될 수 있다. 또는, 실시예에 따라서는 단계 S145 (또는 단계 S155)와 단계 S146 (또는 단계 S156)은 거의 동시에 수행될 수도 있다.
전술한 단계 S140과 단계 S150의 절차가 종료되면, S-GW(22)는 제1 단말(12)과 제2 단말(14)의 통신에서는 트래픽의 국부화를 위한 절차가 완료되었다는 것을 인식할 수 있다. 즉, 단계 S140과 단계 S150의 종료 이후에는, S-GW(22)는 제1 단말(12)이 제2 단말(14)에게로 전송하는 데이터는 PDN-GW(24)로 전송하지 않고 바로 제2 단말(14)로 전송하고, 역시 제2 단말(14)이 제1 단말(12)에게로 전송하는 데이터는 PDN-GW(24)로 전송하지 않고 바로 제1 단말(12)로 전송한다(S160). 도 4는 이러한 본 발명의 실시예에 따른 트래픽의 국부화 절차를 수행한 이후에, 단계 S160에서 제1 단말(12)과 제2 단말(14) 사이에서 데이터가 전송되는 경로를 도식적으로 보여 주고 있다.
이와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 트래픽의 국부화 절차가 종료되면, 제1 단말(12)과 제2 단말(14) 사이의 통신에서는, 전송되는 데이터가 S-GW(22)와 PDN-GW(24) 사이에서 왕복되는 경로를 거치지 않는다. 따라서 본 발명의 실시예에 의하면, S-GW(22)와 PDN-GW(24) 사이에서 데이터가 왕복되는데 소요되는 시간만큼 제1 단말(12)과 제2 단말(14) 사이의 전송 시간을 단축할 수가 있다. 그리고 본 발명의 실시예에 의하면, 기존의 데이터 전송 절차에서 S-GW(22)와 PDN-GW(24) 사이의 데이터 왕복에 이용되는 네트워크 자원은 더 이상 이용하지 않기 때문에, 네트워크 자원을 보다 효율적으로 이용할 수가 있다.
그리고 이후에는 설정된 베어러 또는 IP 터널의 관리에 있어서 필요한 절차를 수행할 수 있다. 예를 들어, S-GW(22)는 상기 베어러 또는 IP 터널을 지나는 데이터 트래픽에 대하여 소정의 PCC 규칙을 적용시키거나 또는 과금에 관한 정보를 수집할 수 있다. 그리고 이렇게 수집된 정보는 S-GW(22)로부터 PDN-GW(24)로 전달될 수 있다. 이러한 PDN-GW(24)로의 정보 전달 절차는 S-GW(22)가 자동적으로 또는 주기적으로 수행될 수도 있고 및/또는 PDN-GW(24)로의 요청이 있을 경우에 수행될 수도 있다.
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 제2 실시예에 따른 트래픽의 국부화 절차를 보여 주는 메시지 흐름도이다. 도 5a 및 도 5b도 전체가 하나의 절차를 구성하는 것으로서, 단지 도면 작성을 위하여 분리하여 도시하였다.
본 실시예는 단말측에서 트래픽의 국부화 절차를 개시하고, 네트워크 코아에서 트래픽 국부화(TL)를 사용할지를 판단하는 경우로써, 전술한 제1 실시예가 네트워크 코아측에서 트래픽의 국부화 절차를 개시하는 것과 다르다. 그리고 본 발명의 실시예에서 트래픽의 국부화 절차를 개시하는 단말은 제1 단말(12) 또는 제2 단말(14) 하나뿐이거나 또는 제1 단말(12)과 제2 단말(14) 모두가 해당될 수도 있다. 이하에서는, 전술한 제1 실시예와의 차이점을 중심으로 제1 단말(12)이 혼자서 트래픽의 국부화 절차를 개시하는 경우에 대해서만 설명하나, 제2 단말(14)이 혼자서 또는 제1 단말(12)과 제2 단말(14)이 모두 트래픽의 국부화 절차를 개시하는 경우 에도 동일하게 적용될 수 있다는 것은 당업자에게 자명하다.
도 5a를 참조하면, 우선 제1 단말(12)과 네트워크 코아 사이에는 EPS 베어러 또는 IP 터널을 설정하기 위한 절차가 진행되며, 그 결과로 제1 단말(12)과 PDN-GW(24) 사이에는 EPS 베어러 또는 IP 터널이 설정된다(S210). 그리고 제2 단말(14)과 네트워크 코아 사이에도 EPS 베어러 또는 IP 터널을 설정하기 위한 절차가 진행되며, 그 결과로 제2 단말(14)과 PDN-GW(24) 사이에도 EPS 베어러 또는 IP 터널이 설정된다(S220). 본 발명의 실시예에서도 상기 단계 S210과 상기 단계 S220 사이의 진행 순서에는 아무런 제한이 없으며, 단계 S210과 단계 S220의 절차에 참여하는 S-GW(22)와 PDN-GW(24)는 서로 동일하다는 것의 주의해야 한다.
단계 S210과 단계 S120의 결과, 제1 단말(12)과 PDN-GW(24) 사이 및 제2 단말(14)과 PDN-GW(24) 사이에는 각각 EPS 베어러 또는 IP 터널이 설정된다. 상기 EPS 베어러는 디폴트 베어러(Default Bearer)이거나 또는 상기 디폴트 베어러를 전제로 단말(12, 14)과 PDN-GW(24) 사이에 추가로 설정되는 데디케이티드 베어러(Dedicated Bearer)일 수 있다. 상기 EPS 베어러는 모두 두 개의 데이터 전송 터널(Data Transfer Tunnel) 즉, 단말들(12, 14) 각각과 S-GW(22) 사이에 설정되는 제1 데이터 전송 터널과 함께 S-GW(22)와 PDN-GW(24) 사이에 설정되는 제2 데이터 전송 터널을 포함한다.
그리고 제1 단말(12)은 TL 요청 메시지를 네트워크 코아, 보다 구체적으로 PDN-GW(24)로 전송한다(S230). 보다 구체적으로, 제1 단말(12)은 TL 요청 메시지를 MME(30)로 전송한다(S231). 그리고 MME(30)는 수신된 TL 요청 메시지를 S-GW(22)로 전달하고(S232), 또한 S-GW(22)는 수신된 TL 요청 메시지를 PDN-GW(24)로 전달한다.
상기 TL 요청 메시지는 제1 단말(12)이 다른 단말, 예컨대 제2 단말(14)과의 통신에서 트래픽 국부화를 사용할 것을 네트워크측에 요청하는 메시지이다. 상기 TL 요청 메시지는 예컨대, 상기 제2 단말(14)에 관한 정보 외에 TL 요청 정보(TL request Info.)를 포함하는 베어러 자원 할당 요청 메시지(Request Bearer Resource Allocation message)일 수 있는데, 이것은 예시적인 것이다. 이 경우에, 상기 TL 요청 정보는 트래픽 국부화의 사용을 요청하는 정보일 수 있다.
그리고 이후에는 전술한 제1 실시예와 동일한 절차가 수행될 수 있다. 보다 구체적으로, 도 5b에 도시된 바와 같이, PDN-GW(24)는 PCRF(50) 등과의 인터액션을 통해 획득하거나 또는 미리 획득한 정보를 이용하여 PCRF 트래픽 국부화(Traffic Localization, TL)를 사용할지를 판단한다(S240). 단계 S240에서 PDN-GW(24)는 정책 제어 및 과금(PCC) 규칙(Policy Control and Charging Rule), 가입자 정보, 게이트웨이 정보, 및 단말 정보 중에서 하나 또는 그 이상의 정보로 구성된 정보의 집합에 포함되는 하나 또는 그 이상의 정보를 이용하여, TL의 사용 여부를 판단할 수 있다.
본 실시예의 일 측면에 의하면, 제1 단말(12)과 제2 단말(14)이 같은 S-GW(22)와 같은 PDN-GW(24)를 사용하고 있다는 것이, 단계 S230에서 PDN-GW(24)가 상기 정보의 집합을 이용하여 TL 판단을 하는 조건이 될 수 있다. 또는, 제1 단말(12)과 제2 단말(14)이 같은 S-GW(22)와 같은 PDN-GW(24)를 사용하고 있다는 것 도, 상기 정보의 집합에 포함되는 정보의 하나가 될 수 있다. 이러한 경우에는, PDN-GW(24)는 제1 단말(12)과 제2 단말(14)이 사용하는 S-GW(22)와 PDN-GW(24)가 같은지 여부도 함께 고려하여, TL 판단을 수행한다.
본 단계(S240)에서 PDN-GW(24)는, 전술한 정보들 및 여러 가지 판단 기준에 기초하여, TL을 사용할지를 판단한다. 예를 들어, 두 단말(12, 14) 사이의 통신에서 자기 자신(PDN-GW)를 거치는 것보다 더 효과적인 데이터 전송 경로가 존재하고, 또한 새로운 데이터 전송 경로가 네트워크 자원 활용의 측면이나 전송 시간의 측면 등에서 더 효율적이거나 또는 최적화된 경로라고 판단되는 경우에, 두 단말(12, 14) 사이의 데이터 전송 경로를 상기 최적화된 데이터 전송 경로로 변경시킬 것을 결정할 수 있다.
계속해서 도 5b를 참조하면, 제1 단말(12) 및 제2 단말(14) 각각과 네트워크 코아 사이에서는 TL 베어러 설정 절차가 수행된다(S250, S260). 본 발명의 실시예에 의하면, 상기 단계 S250과 단계 S260의 순서에는 아무런 제한이 없으며, 상기 두 단계(S250, S260) 중에서 어느 하나의 단계가 먼저 수행되거나 또는 두 단계가 거의 동시에 수행될 수도 있다.
이러한 TL 베어러 설정 절차(S250, S260)는, 단계 S240에서 TL 판단을 수행한 네트워크 노드, 예컨대 PDN-GW(24)가 개시하는 절차일 수 있다. 그리고 상기 TL 베어러 설정 절차(S250, S260)는, 두 단말(12, 14) 사이의 통신에서 트래픽 국부화를 이룰 수 있도록, 단말들(12, 14) 각각과 S-GW(22) 사이에 새로운 베어러 또는 IP 터널을 설정하기 위한 절차를 이용하여 수행되거나 또는 단말(12, 14)과 PDN- GW(24) 사이에 설정되어 있는 기존의 베어러 또는 IP 터널을 업데이트시키기 위한 절차를 이용하여 수행될 수도 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
전술한 단계 S250과 단계 S260의 TL 베어러 설정 절차가 종료되면, S-GW(22)는 제1 단말(12)과 제2 단말(14)의 통신에서는 트래픽의 국부화 절차가 완료되었다는 것을 인식할 수 있다. 즉, 단계 S250과 단계 S260의 종료 이후에는, S-GW(22)는 제1 단말(12)이 제2 단말(14)에게로 전송하는 데이터는 PDN-GW(24)로 전송하지 않고 바로 제2 단말(14)로 전송하고, 역시 제2 단말(14)이 제1 단말(12)에게로 전송하는 데이터는 PDN-GW(24)로 전송하지 않고 바로 제1 단말(12)로 전송한다(S160).
이와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 트래픽의 국부화 절차가 종료되면, 제1 단말(12)과 제2 단말(14) 사이의 통신에서는, 전송되는 데이터가 S-GW(22)와 PDN-GW(24) 사이에서 왕복되는 경로를 거치지 않는다. 따라서 본 발명의 실시예에 의하면, S-GW(22)와 PDN-GW(24) 사이에서 데이터가 왕복되는데 소요되는 시간만큼 제1 단말(12)과 제2 단말(14) 사이의 전송 시간을 단축할 수가 있다. 그리고 본 발명의 실시예에 의하면, 기존의 데이터 전송 절차에서 S-GW(22)와 PDN-GW(24) 사이의 데이터 왕복에 이용되는 네트워크 자원은 더 이상 이용하지 않기 때문에, 네트워크 자원을 보다 효율적으로 이용할 수가 있다.
그리고 이후에는 설정된 베어러 또는 IP 터널의 관리에 있어서 필요한 절차를 수행할 수 있다. 예를 들어, S-GW(22)는 상기 베어러 또는 IP 터널을 지나는 데이터 트래픽에 대하여 소정의 PCC 규칙을 적용시키거나 또는 과금에 관한 정보를 수집할 수 있다. 그리고 이렇게 수집된 정보는 S-GW(22)로부터 PDN-GW(24)로 전달 될 수 있다. 이러한 PDN-GW(24)로의 정보 전달 절차는 S-GW(22)가 자동적으로 또는 주기적으로 수행될 수도 있고 및/또는 PDN-GW(24)로의 요청이 있을 경우에 수행될 수도 있다.
이상에서 상세하게 설명한 본 발명의 실시예는 단지 본 발명의 기술 사상을 보여주기 위한 예시적인 것으로서, 상기 실시예에의 의하여 본 발명의 기술 사상이 한정되는 것으로 해석되어서는 안된다. 본 발명의 보호 범위는 후술하는 본 발명의 특허청구범위에 의하여 특정된다.
도 1은 EPS망을 통해 서로 통신하고 있는 단말(UE1, UE2)들 사이의 데이터 흐름을 보여주는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 트래픽의 국부화 절차를 설명하기 위한 무선 통신 시스템의 개략적인 구성을 보여 주는 블록도이다.
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 제1 실시예에 따른 트래픽의 국부화 절차를 보여 주는 메시지 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 트래픽의 국부화 절차를 수행한 이후에 단말들(UE1, UE2) 사이에서 데이터의 흐름을 보여 주는 도면이다.
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 제2 실시예에 따른 트래픽의 국부화 절차를 보여 주는 메시지 흐름도이다.

Claims (14)

  1. 동일한 에지 게이트웨이(edge gateway)까지 각각 데이터 전송 터널을 설정하고 있는 제1 단말과 제2 단말 사이에서 트래픽 국부화(Traffic Localization)를 사용할 것을 요청하는 제1 요청 메시지를 상기 에지 게이트웨이로부터 수신하는 단계;
    상기 제1 단말과 상기 제2 단말 사이에서 트래픽 국부화를 사용할 것을 요청하는 제2 요청 메시지를 이동성 제어 개체로 전송하는 단계; 및
    상기 제2 요청 메시지에 대한 응답으로, 트래픽 국부화의 사용 여부를 지시하는 제1 응답 메시지를 상기 이동성 제어 개체로부터 수신하는 단계를 포함하는 무선 통신 네트워크에서의 트래픽의 국부화 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1 응답 메시지의 수신 단계에서는, 상기 제1 단말 및 상기 제2 단말과 각각 새로운 무선 베어러의 설정 절차를 완료한 상기 이동성 제어 개체로부터, 트래픽 국부화의 사용을 지시하는 정보가 포함된 상기 응답 메시지를 수신하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 네트워크에서의 트래픽의 국부화 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 단말 및 상기 제2 단말과 각각 새로운 데이터 전송 터널을 설정하 는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 네트워크에서의 트래픽의 국부화 방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 제1 요청 메시지와 상기 제2 요청 메시지는 각각 트래픽 국부화 정보를 포함하는 베어러 생성 요청 메시지(Create Bearer Request message) 또는 트래픽 국부화 정보를 포함하는 베어러 업데이트 요청 메시지(Update Bearer Request message)인 것을 특징으로 하는 무선 통신 네트워크에서의 트래픽의 국부화 방법.
  5. 제4항에 있어서, 상기 제1 응답 메시지는 트래픽 국부화 정보를 포함하는 베어러 생성 응답 메시지(Create Bearer Response message) 또는 트래픽 국부화 정보를 포함하는 베어러 업데이트 응답 메시지(Update Bearer Response message)인 것을 특징으로 하는 무선 통신 네트워크에서의 트래픽의 국부화 방법.
  6. 제1항에 있어서, 상기 제1 요청 메시지에 대한 응답으로, 트래픽 국부화의 사용 여부를 지시하는 제2 응답 메시지를 상기 에지 게이트웨이로 전송하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 네트워크에서의 트래픽의 국부화 방법.
  7. 동일한 서빙 게이트웨이를 경유하여 제1 단말 및 제2 단말과 각각 데이터 전송 터널을 설정하는 단계;
    상기 제1 단말과 상기 제2 단말 사이에서 트래픽 국부화(Traffic Localization)를 사용할 것인지를 판단하는 단계; 및
    상기 제1 단말과 상기 제2 단말 사이에서 트래픽 국부화를 사용할 것을 요청하는 제1 요청 메시지를 상기 서빙 게이트웨이로 전송하는 단계를 포함하는 무선 통신 네트워크에서의 트래픽의 국부화 방법.
  8. 제7항에 있어서, 상기 판단 단계에서는, 정책 제어 및 과금(PCC) 규칙(Policy Control and Charging Rule), 가입자 정보(Subscriber's Information), 게이트웨이 정보, 및 단말 정보 중에서 하나 또는 그 이상의 정보로 구성된 정보의 집합에 기초하여, 트래픽 국부화의 사용 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 네트워크에서의 트래픽의 국부화 방법.
  9. 제8항에 있어서, 상기 판단 단계에서는, 상기 정보의 집합에 포함되는 모든 정보를 이용하거나 또는 상기 정보의 집합에 포함되는 일부 정보만을 이용하여, 트래픽 국부화의 사용 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 네트워크에서의 트래픽의 국부화 방법.
  10. 제8항에 있어서, 상기 제1 단말 및 상기 제2 단말이 각각 동일한 서빙 게이트웨이를 경유하여 상기 데이터 전송 터널을 설정하고 있는 것은, 상기 판단 단계를 수행하기 위한 전제 조건이거나 또는 상기 정보의 집합에 포함되는 것을 특징으 로 하는 무선 통신 네트워크에서의 트래픽의 국부화 방법.
  11. 제7항에 있어서, 상기 판단 단계 이전에,
    상기 제1 단말과 상기 제2 단말 중에서 적어도 하나의 단말로부터 트래픽 국부화의 사용을 요청하는 제2 요청 메시지를 수신하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 네트워크에서의 트래픽의 국부화 방법.
  12. 제11항에 있어서, 상기 제2 요청 메시지는 트래픽 국부화 요정 정보가 포함된 베어러 자원 할당 요청 메시지(Request Bearer Resource Allocation message)인 것을 특징으로 하는 무선 통신 네트워크에서의 트래픽의 국부화 방법.
  13. 제7항에 있어서, 상기 제1 요청 메시지는 트래픽 국부화 정보를 포함하는 베어러 생성 요청 메시지(Create Bearer Request message) 또는 트래픽 국부화 정보를 포함하는 베어러 업데이트 요청 메시지(Update Bearer Request message)인 것을 특징으로 하는 무선 통신 네트워크에서의 트래픽의 국부화 방법.
  14. 제7항에 있어서, 상기 제1 요청 메시지에 대한 응답으로, 트래픽 국부화의 사용 여부를 지시하는 응답 메시지를 상기 서빙 게이트웨이로 수신하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 네트워크에서의 트래픽의 국부화 방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2011147251A1 (zh) * 2010-05-24 2011-12-01 华为技术有限公司 移动宽带网络中本地化流量交换的控制方法、装置及系统

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