KR20120139839A - 모바일 디바이스들에 대한 ＱｏＳ 조절 - Google Patents

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Abstract

모바일 디바이스들에 대한 QoS(Quality of Service) 조절을 수행하기 위한 통신 네트워크들 및 방법들이 개시된다. 하나의 실시예는 데이터 서비스들을 위해 모바일 디바이스를 서빙하는 네트워크 소자를 포함한다. 네트워크 소자는 데이터 서비스들에 액세스하고 있는 모바일 디바이스의 이용량을 모니터링하는 제어 시스템을 포함한다. 네트워크 소자는 또한 모바일 디바이스의 이용량이 이용량 임계치에 도달하는 것을 식별하고, 이용량 임계치에 도달한 것에 응답하여 감소된 QoS을 결정하는 정책 시스템을 포함한다. 그 다음, 제어 시스템은 감소된 QoS에 기초하여 데이터 서비스들을 위해 모바일 디바이스로 제공된 QoS을 다운그레이드 한다. 정책 시스템은 또한 QoS이 감소된다는 통지를 모바일 디바이스로 전송할 수 있다.

Description

모바일 디바이스들에 대한 ＱｏＳ 조절{QoS THROTTLING FOR MOBILE DEVICES}
본 발명은 통신 네트워크들의 분야에 관한 것이고, 특히 모바일 디바이스들에 대한 QoS(Quality of Service) 조절을 제공하는 것에 관한 것이다.
서비스 제공자들은 유선 및/또는 무선 통신 네트워크들을 이용하여 가입자들에게 다수의 음성 및 데이터 서비스들을 제공한다. 음성 서비스들의 예들로는 음성 호, 착신 전환, 호 대기 등이 있다. 데이터 서비스들의 예들로는 스트리밍 오디오, 스트리밍 비디오, VoIP(Voice over IP), 온라인 게이밍(online gaming), 및 IP-TV가 있다. 휴대폰, 휴대용 정보 단말기(personal data assistant), 스마트폰들, 노트북 컴퓨터들 등과 같은 모바일 디바이스들은 하나 이상의 기지국들과의 무선 인터페이스를 통해 통신 네트워크들에 의해 제공되는 서비스들에 액세스할 수 있다. 모바일 디바이스들과 기지국들 간의 통신은 3세대 파트너십 프로젝트(3GPP, 3GPP2)에 의해 규정된 표준들 및 프로토콜들과 같은 각종 표준들 및/또는 프로토콜들에 의해 통제된다.
모바일 디바이스들의 최종 이용자는 음성 서비스들이 아닌 데이터 서비스들에 액세스하는 경우에 긴 지속기간 세션들(long duration sessions)과 결합할 가능성이 더 높다. 예를 들면, 최종 이용자는 한 시간 이상의 음성 호 상에 있는 것보다는, 한 시간 이상의 온라인 게임에 결합하거나 비디오를 스트리밍할 가능성이 더 높다. 최종 이용자 결합들이 청구 주기(예를 들면, 한 달)에 걸친 긴 지속기간 세션인 경우에는, 최종 이용자는 예상한 것보다 훨씬 큰 청구서를 수신할 수 있다.
그것이 데이터 서비스들인 경우에는, "빌 쇼크(bill shock)"로부터 최종 이용자들을 보호하기 위한 새로운 규정들이 생기고 있다. 그 규정은 시간 주기 동안에 최종 이용자를 위해 설정된 금융(financial) 또는 볼륨 상한(volume cap)을 제안한다. 예를 들면, 데이터 서비스들에 대한 금융 상한은 $50/월 일 수 있으며, 데이터 서비스들에 대한 볼륨 상한은 10 기가바이트/월 일 수있다. 상한이 설정됨으로써, 상한의 퍼센티지에 도달된 경우에는(예를 들면, 80%), 경보가 최종 이용자에게 플레이된다. 실제로 시간 주기 동안에 상한에 도달된 경우에는, 최종 이용자에 대한 데이터 서비스들이 종료된다. 이 규정은 그 달의 말일에 매우 큰 청구요금을 수신하는 것으로부터 최종 이용자들을 구제한다.
본 발명의 목적은 모바일 디바이스들에 대한 QoS 조절을 수행하기 위한 통신 네트워크들 및 방법들을 제공하는 것이다.
본 명세서에 기술된 실시예들은 "빌 쇼크(bill shock)"에 대한 다른 보호 수단을 제공한다. 최종 이용자가 데이터 서비스들에 액세스하는 동안에, 모바일 디바이스의 이용량이 모니터링(monitoring)된다. 이용량 임계치에 도달된 경우에는, 최종 이용자에게 제공된 QoS이 다운그레이드된다. 예를 들면, 최종 이용자에게 이용가능한 다운스트림 비트 레이트는 10 Mbps에서 640 kbps로 감소될 수 있다. QoS의 감소는 더 이상의 데이터 세션들로부터 최종 이용자를 차단시킬 수 있으며, 최종 이용자는 설정되어 있는 이용량 상한에 도달하지 않을 수 있다. 이것은 데이터 서비스들이 최종 이용자에 대해 완전히 종료되는 상황을 유리하게 방지한다.
하나의 실시예는 데이터 서비스들을 위해 모바일 디바이스를 서빙하는 네트워크 소자를 포함한다. 네트워크 소자는 데이터 서비스들에 액세스하고 있는 모바일 디바이스의 이용량을 모니터링하도록 동작가능한 제어 시스템을 포함한다. 네트워크 소자는 또한 모바일 디바이스의 이용량이 이용량 임계치에 도달하는 것을 식별하고, 상기 이용량 임계치에 도달한 것에 응답하여 감소된 QoS을 결정하도록 동작가능한 정책 시스템을 포함한다. 제어 시스템은 또한 감소된 QoS에 기초하여 데이터 서비스들을 위해 모바일 디바이스로 제공된 QoS을 다운그레이드하도록 동작가능하다. 정책 시스템은 또한 QoS이 감소된다는 통지를 모바일 디바이스로 송신하도록 동작가능할 수 있다.
다른 예시적 실시예들이 이하에서 설명될 수 있다.
이하, 첨부 도면을 참조하여, 다만 예시의 방법에 의해 본 발명의 몇몇 실시예들을 설명하도록 한다. 동일한 참조 번호는 모든 도면들에 대한 동일 구성요소 또는 동일 유형의 구성요소를 나타낸다.
도 1은 예시적 실시예의 통신 네트워크를 도시한 도면.
도 2는 예시적 실시예의 QoS 조절을 수행하는 방법을 도시하고 있는 흐름도.
도 3은 예시적 실시예의 LTE/EPC 네트워크를 도시한 도면.
도 4는 예시적 실시예의 가입자 계정에서 PCCF에 의해 저장되는 단계화된 과금 규칙(charging rules)를 도시한 도면.
도 5 내지 도 6은 예시적 실시예의 LTE/EPC 네트워크에서 QoS 조절을 도시하고 있는 메시지 도면들.
다음의 설명과 도면들은 본 발명의 구체적인 예시적 실시예들을 나타낸다. 당업자는 본 명세서에는 명확하게 기술되거나 또는 도시되고 있지 않지만, 발명의 원리들을 구현하고 발명의 사상 및 범위 내에 포함되는 다양한 구성들을 고안할 수 있다는 것을 알 수 있게 된다. 또한, 본 명세서에 기술된 예들은 본 발명의 원리를 이해하는데 보조하는 것으로 의도되고, 구체적으로 인용된 예들 및 조건들에 한정시키지 않는 것으로 해석되어야 한다. 결과적으로, 본 발명은 이하에 기술된 구체적 실시예들이나 예시들에 한정되는 것이 아니며, 청구범위 및 그것의 동등물에 의해 한정된다.
도 1은 예시적 실시예의 통신 네트워크(100)를 도시하고 있다. 통신 네트워크(100)는 패킷 교환형 네트워크, 회선 교환형 네트워크, IMS 네트워크, 또는 다른 유형의 3GPP 네트워크일 수 있다. 네트워크(100)는 네트워크 소자(112)를 포함하며, 이것은 임의의 시스템, 서버, 또는 세션 제어부를 제공하거나, 네트워크(100)의 세션을 위한 서비스를 제공하도록 동작가능한 기능을 포함한다. 예를 들면, 네트워크(100)가 LTE/EPC(Long Term Evolution/Evolved Packet Core) 네트워크를 포함하는 경우에는, 네트워크 소자(112)의 예들로는 PDN-GW(packet data network gateway), PCCF(Policy and Charging Control Function) 등이 있을 수 있다. 네트워크 소자(112)는 제어 시스템(142) 및 정책 시스템(144)을 포함한다. 이하에 기술된 기능은 단일의 네트워크 소자(112)에 관한 것이지만, 이것은 다만 예시적 목적을 위한 것이다. 실제의 기능성은 네트워크(100)에 도시되지 않은 복수의 네트워크 소자들을 통해 분산될 수 있다.
모바일 디바이스(130)는 네트워크(100)에 의해 제공되는 음성 서비스들, 데이터 서비스들 등에 액세스할 수 있다. 네트워크(100)에 의해 제공되는 데이터 서비스들의 몇몇 예들로는 스트리밍 오디오, 스트리밍 비디오, VoIP(Voice over IP), 온라인 게이밍(online gaming), 및 IP-TV가 있다. 모바일 디바이스(130)는 무선 액세스 네트워크(RAN)(121)를 통해 네트워크(100)에 액세스한다. RAN(121)는 무선 신호들을 통해 네트워크(100)에 대한 모바일 디바이스(130) 액세스를 제공하는 무선 네트워크(예를 들면, 셀룰러 네트워크, WiFi 네트워크 등)를 포함한다. 일 실시예에서, 모바일 디바이스(130)는 홈 네트워크와 통신하고 있을 수 있고, 방문 네트워크에서 로밍하고 있을 수 있다.
본 명세서에서 제공되는 실시예들은, 최종 이용자가 네트워크(100)를 통해 데이터 서비스들에 액세스하고 있는 동안의 QoS 조절을 고려한다. QoS는 최종 이용자의 가입하에 네트워크에 의해 제공되거나 보장되는 데이터 흐름에 관한 성능의 어떤 레벨을 지칭한다. 예를 들면, 성능의 레벨은 비트 레이트, 지연, 지터(jitter), 패킷 손실 확률(packet dropping probability), 및/또는 비트 에러 레이트를 포함할 수 있다. 그러므로, QoS 조절은 모바일 디바이스의 이용량이 하나 이상의 이용량 임계치에 도달한 경우, 최종 이용자의 모바일 디바이스에게 제공되거나 보장되는 QoS을 감소시키거나 다운그레이드하는 것을 지칭한다. QoS의 감소는 서비스 종료를 나타내는 것이 아니라, 상위 레벨에서 하위 레벨로 QoS을 다운그레이드하는 것이다. QoS 조절은 모바일 디바이스가 이용량 상한(usage cap)에 도달할 때까지 한번 이상 수행될 수 있으며, 이것은 모바일 디바이스에 대한 데이터 서비스들이 종료되는 것을 초래한다.
도 1에서는, 모바일 디바이스(130)가 네트워크(100)로부터의 서비스들을 수신하기 위하여 네트워크(100)에 등록한 것으로 가정한다. 일 시점에서, 모바일 디바이스(130)은 데이터 흐름들을 포함하는 서비스들 또는 세션들을 요청한다. 예를 들면, 모바일 디바이스(130)는 스트리밍 오디오 세션, 스트리밍 비디오 세션, VoIP 세션, 온라인 게이밍 세션, IP-TV 세션 등을 요청할 수 있으며, 이것의 각각은 데이터 흐름으로 지칭되는 패킷들의 흐름을 포함한다. 이러한 유형의 세션들 및 서비스들은 일반적으로 데이터 서비스로 지칭된다.
도 2는 예시적 실시예에 있어서 QoS 조절을 수행하는 방법(200)을 도시하고 있는 흐름도이다. 다른 네트워크들 또는 시스템들에서 방법(200)이 수행될 수도 있지만, 도 1에서는 통신 네트워크(100)를 참조하여 본 방법(200)의 단계들을 설명하도록 한다. 여기에 기술된 흐름도의 단계들은 전체를 포함하는 것이 아니며, 나타내지 않은 다른 단계들을 포함할 수 있다. 본 단계들은 또한 다른 순서로 수행될 수 있다.
단계(202)에서, 네트워크 소자(112)의 제어 시스템(142)은 그것이 초기 QoS에서 하나 이상의 데이터 세션들에 관여되어 있는 동안에 모바일 디바이스(130)의 이용량을 모니터링한다. 모바일 디바이스(130)의 이용량은 볼륨-기반형(예를 들면, 기가바이트)이거나, 금융 기반형(예를 들면, 달러 또는 몇몇 다른 화폐단위)이거나, 몇몇 다른 유형의 이용량일 수 있다. 제어 시스템(142)은 정책 시스템(144)에 대하여 모바일 디바이스(130)의 이용량을 리포트한다. 리포트는 주기적이거나 몇몇 유형의 트리거링 이벤트(triggering event)에 대해 응답적일 수 있다.
단계(204)에서, 정책 시스템(144)은 모바일 디바이스(130)의 이용량이 이용량 임계치에 도달한 것을 확인한다. 하나의 가정은 모바일 디바이스(130)에 대해 하나 이상의 이용량 임계치들이 규정되고, 모바일 디바이스(130)에 대한 이용량 상한이 규정되는 것이다. 예를 들면, 이용량이 볼륨 기반형인 경우에는, 8 기가바이트의 이용량 임계치 및 10 기가바이트의 이용량 상한이 시간 주기 동안(예를 들면, 1 달)의 모바일 디바이스(130)에 대해 또는 특정 서비스에 대해 규정될 수 있다. 이용량이 금융 기반형인 경우에는, $40의 이용량 임계치와 $50의 이용량 상한이 시간 주기 동안의 모바일 디바이스(130)에 대해 또는 특정 서비스에 대해 규정될 수 있다.
이용량 임계치가 이용량 상한이 아닌 경우(단계(206) 참조), 본 흐름은 정책 시스템(144)이 QoS 조절을 수행할지의 여부를 결정하는 단계(208)로 계속된다. QoS 조절을 수행할지의 여부의 결정은 정책 시스템(144)에 저장된 네트워크(100) 또는 모바일 디바이스(130)에 대해 규정된 정책들에 기초하여 수행될 수 있다. 예를 들면, QoS 조절의 결정은 모바일 디바이스(130)의 최종 이용자에 대한 과금 규칙(charging rules) 및 가입자 프로파일에 기초할 수 있다. QoS 조절의 결정은 최종 이용자와의 동적 상호작용에 기초할 수 있다(예를 들면, 최종 이용자는 QoS이 동일하게 유지되기를 요청할 수 있다). QoS 조절의 결정은 최종 이용자에 대한 이력 데이터(예를 들면, 최종 이용자가 양호한 고객임) 또는 최종 이용자 ID에 기초할 수 있다. QoS 조절의 결정은 데이터 서비스 유형(예를 들면, IP-TV, 온라인 게이밍 등), 데이터 요금 유형, 남은 데이터 볼륨(예를 들면, 다운로드가 마지막에 근접하는 경우에, 그 다운로드는 QoS 조절없이 마무리되는 것이 허용될 수 있다), 또는 네트워크의 상태(예를 들면, 피크 타임(peak time) 동안에는 QoS 조절을 구현하고, 피크 타임이 아닌 동안에는 QoS 조절을 보류)에 기초할 수 있다.
단계(208)에서 그 결정이 QoS 조절을 수행하지 않는 것인 경우에는, 정책 시스템(144)이 모바일 디바이스(130)에 대한 QoS을 변경하지 않으며, 제어 시스템(142)은 계속해서 모바일 디바이스(130)에 의한 이용량을 모니터링한다(단계(202)으로 복귀). 단계(208)에서의 결정이 QoS 조절을 수행하는 것인 경우에는, 단계(210)에서 정책 시스템(144)이 모바일 디바이스(130)에 대한 감소된 QoS을 결정한다. QoS이 감소되는 양은 소망하는 구현들에 따라 달라질 수 있다. 예를 들면, 모바일 디바이스(130)의 최종 이용자가 "레벨 3" 서비스에 가입한 경우에는, QoS이 "레벨 2" 서비스로 감소될 수 있다. 다른 예에서, 모바일 디바이스(130)의 최종 이용자에 x의 다운스트림 비트 레이트가 보장된 경우에는, 다운스트림 비트 레이트가 x/2, x/5, x/10 등이 되도록 QoS이 감소될 수 있다. 그 후에, 정책 시스템(144)은 제어 시스템(142)에 대해 그 감소된 QoS을 리포트한다. 단계(212)에서, 제어 시스템(142)은 감소된 QoS에 기초하여 데이터 서비스들을 위해 모바일 디바이스(130)로 제공된 QoS을 다운그레이드한다.
QoS을 감소시키는 것에 부가하여, 단계(214)에서 정책 시스템(144)은 QoS이 감소된다는 통지를 모바일 디바이스(130)로 전송할 수 있다. 통지는 또한 QoS이 감소되는 양을 표시할 수 있다. 통지는 SMS 메시지, MMS 메시지, 이메일 등일 수 있다. 단계(214)은 선택적이며 단계(212)에서 QoS이 다운그레이드된 이후에 수행될 수 있으며(도 2에 도시됨), 또는 단계(212)에서 QoS이 다운그레이드되기 이전에 수행될 수 있다. 그 후에, 본 흐름은 제어 시스템(142)이 계속해서 모바일 디바이스(130)에 의한 이용량을 모니터링하는 단계(202)으로 복귀한다.
제어 시스템(142)은 다시 정책 시스템(144)에 대하여 모바일 디바이스(130)의 이용량을 리포트한다. 리포트된 이용량에 기초하여, 정책 시스템(144)은 단계(204)에서 다른 이용량 임계치가 도달된 것을 식별할 수 있다. 이용량 임계치가 다시 이용량 상한이 아닌 경우(단계(206) 참조), 본 흐름은 정책 시스템(144)이 또 다시 QoS 조절을 수행하는지의 여부를 결정하는 단계(208)로 계속된다. 그 결정이 QoS 조절을 수행하지 않는 것인 경우, 정책 시스템(144)은 모바일 디바이스(130)에 대한 QoS을 변경하지 않으며, 제어 시스템(142)은 계속해서 모바일 디바이스(130)에 의한 이용량을 모니터링한다(단계(202)으로 복귀). 그 결정이 QoS 조절을 수행하는 것인 경우, 정책 시스템(144)은 단계(210)에서 모바일 디바이스(130)에 대한 추가적으로 감소된 QoS을 결정한다. 그 후에, 단계(212)에서 제어 시스템(142)은 다시 추가적으로 감소된 QoS에 기초하여 모바일 디바이스(130)에 대한 QoS을 다운그레이드한다. 단계(214)에서, 정책 시스템(144)은 또한 QoS이 다시 감소된다는 다른 통지를 모바일 디바이스(130)로 전송할 수 있다. 그 후에, 본 흐름은 제어 시스템(142)이 계속해서 모바일 디바이스(130)에 의한 이용량을 모니터링하는 단계(202)로 복귀한다. 이용량을 모니터링하는 것과 QoS 조절을 수행할지의 여부를 결정하는 프로세스는 얼마나 많은 이용량 임계치들이 모바일 디바이스(130)에 대해 규정되었는지에 기초하여 복수의 횟수로 수행될 수 있다.
제어 시스템(142)이 정책 시스템(144)에 대해 이용량을 리포트하기 때문에, 정책 시스템(144)은 이용량 상한을 나타내는 다른 이용량 임계치가 도달된 것을 식별할 수 있다(단계(206) 참조). 이것이 발생한 경우, 본 흐름은 모바일 디바이스(130)로의 데이터 서비스들을 종료할지의 여부를 정책 시스템(144)이 결정하는 단계(216)으로 계속된다. 데이터 서비스들을 종료할지의 여부의 결정은 모바일 디바이스(130) 또는 네트워크(100)에 대해 규정된 정책들에 기초하여 수행될 수 있으며, 그 중의 일부가 위에서 설명되었다. 또한, 데이터 서비스들을 종료할지의 여부의 결정은 최종 이용자가 방문 네트워크에서 로밍하는지의 여부, 최종 이용자의 위치, 모바일 디바이스(130)에 의해 이용되는 네트워크 액세스의 유형(예를 들면, WiFi, 셀룰러 등), 선불과 후불 과금(prepaid and postpaid charging) 간의 스위칭, 및 최종 이용자에 대해 규정된 유예 기간에 기초할 수 있다.
그 결정이 모바일 디바이스(130)로의 데이터 서비스들을 종료하지 않는 것인 경우에는, 방법(200)이 종료된다(또는 단계(202)에서 제어 시스템(142)이 계속해서 이용량을 모니터링한다). 그 결정이 데이터 서비스들을 종료하는 것인 경우, 단계(218)에서 제어 시스템(142)은 모바일 디바이스(130)로의 데이터 서비스들을 종료 또는 중단한다. 이것은 모바일 디바이스(130)가 더 이상 네트워크(100)로부터 데이터 서비스들을 수신할 수 없다는 것을 의미한다. 모바일 디바이스(130)가 계속해서 음성 호들을 지시/수신하거나, 텍스트 메시지 등을 송신/수신할 수는 있지만, 데이터 흐름들을 필요로 하는 서비스들은 모바일 디바이스(130)에 대해 더 이상 이용가능하지 않다. 데이터 서비스들의 종료는 다음 청구 주기까지 계속될 수 있다.
모바일 디바이스(130)로의 데이터 서비스들을 종료하는 것에 부가하여, 단계(220)에서 정책 시스템(144)은 데이터 서비스들이 종료된다는 통지를 모바일 디바이스(130)로 전송할 수 있다. 다시, 통지는 SMS 메시지, MMS 메시지, 이메일 등일 수 있다. 단계(220)은 선택적이고, 단계(218)에서 데이터 서비스들이 종료된 이후에 수행될 수 있으며(도 2에 도시된 바와 같음), 또는 단계(218)에서 데이터 서비스들이 종료되기 이전에 수행될 수 있다. 그 후에, 방법(200)은 종료된다.
이용량 상한이 도달되기 이전에 모바일 디바이스(130)에 대한 QoS을 조절함으로써, 네트워크(100)는 모바일 디바이스(130)의 최종 이용자가 데이터 서비스들을 이용하는 것을 차단하게 된다. 예를 들면, 최종 이용자가 온라인 게임에 관여되어 있는 경우, 감소된 QoS는 온라인 게임을 플레이하기에 바람직하지 않게 할 수 있다. 이에 따라, 최종 이용자가 감소된 QoS로 인해 빈번하게 데이터 서비스들에 액세스하지 않는 경우에는, 최종 이용자가 이용량 상한에 도달하지 않고 또한 데이터 서비스들이 종료되지 않을 가능성이 더 높아지게 된다. 데이터 서비스들이 종료되는 경우에는 최종 이용자들이 서비스 제공자에 대해 충족감을 느끼지 못하게 될 수 있으며, 이에 따라 가능하면 서비스들이 종료되는 상황을 방지하기에 유리해질 것이다.
예( Example )
도 3 내지 도 6은 QoS 조절을 구현하는 LTE/EPC 네트워크의 일 예를 도시하고 있다. 도 3은 예시적 실시예의 LTE/EPC 네트워크(300)를 도시한다. LTE/EPC 네트워크(300)는 홈 PLMN(Public Land Mobile Network)(310), 방문 PLMN(320), 및 하나 이상의 비-3GPP 네트워크들(340)을 포함한다. 홈 PLMN(310)은 모바일 디바이스(330)의 최종 이용자가 서비스 계획에 가입한 네트워크를 나타낸다. 홈 PLMN(310)은 3GPP 액세스 네트워크(311), S-GW(serving gateway)(312), PDN-GW(packet data network gateway)(313), hPCRF(home Policy and Charging Rules Function)(314), 홈 OCS(Online Charging System)(315), 및 통지 서버(316)를 포함한다.
PCRF(314)와 OCS(315)는 PCCF(Policy and Charging Control Function)(317)로 지칭되는 통합형 다이어미터 서버(integrated Diameter server)를 함께 형성한다. 또한, PDN-GW(313)은 PCEF(Policy Control Enforcement Function)(318)를 포함한다. PCCF(317)은 Gx 오버 Gy 인터페이스를 통해 PCEF(318)와 인터페이싱한다. PCCF(317)은 모바일 디바이스(330)의 최종 이용자에 대한 가입자 계정 프로파일을 저장하며, 또한 이용량 임계치들과 이용량 상한을 저장한다. PCCF(317)는 다이어미터 Gx 오버 Gy 인터페이스(Diameter Gx over Gy interface)를 통해 방법들을 푸시(push)하거나 풀(pull)함으로써 PCEF(318)에 대한 할당을 승인하며 QoS 조절 제어를 제공한다. PCEF(318)는 데이터 서비스들에 대한 모바일 디바이스(330)의 이용량을 모니터링하고, PCCF(317)에 대해 그 데이터 이용량을 리포트한다. PCEF(318)로부터의 이용량에 기초하여, PCCF(317)는 모바일 디바이스(330)의 이용량이 최종 이용자에 대한 가입자 프로파일에 기초하여 이용량 임계치에 도달했음을 식별하고, 그 최종 이용자에 대해 규정된 정책들에 기초하여 QoS 조절을 수행할지의 여부를 결정한다. 그 결정이, QoS 조절을 수행하는 것인 경우, PCCF(317)는 감소된 QoS을 식별하고, PCEF(318)에 대해 그 감소된 QoS을 전송한다. 그 후에, PCEF(318)는 감소된 QoS에 기초하여 모바일 디바이스(330)에 대한 QoS을 다운그레이드함으로써 QoS 조절을 실시한다. PCCF(317)은 또한 통지 서버(316)를 제어하여, 모바일 디바이스(330)에 대한 QoS이 감소된다는 것을 모바일 디바이스(330)에게 통지한다.
방문 PLMN(320)은 모바일 디바이스(330)의 최종 이용자가 서비스 계획을 갖지 않는 네트워크를 나타내지만, 로밍동안 모바일 디바이스(330)로의 서비스로 확장된다. 방문 PLMN(320)은 3GPP 액세스 네트워크(321) 및 S-GW(322)를 포함한다.
비-3GPP 네트워크(340)는 신뢰된 비-3GPP 액세스 네트워크(341) 및 신뢰되지 않은 비-3GPP 액세스 네트워크(342)를 포함한다.
도 3에는 모바일 디바이스(330)가 액세스 네트워크(311) 및 액세스 네트워크(321) 양쪽 모두와 통신하는 것으로 도시되어 있다. 이것은 단순히 모바일 디바이스(330)가 홈 PLMN(310)에 액세스 중이거나 방문 PLMN(320)에서 로밍 중일 수 있다는 것을 나타내는 것이다.
도 4는 예시적 실시예에 있어서 PCCF(317)에 의해 가입자 계정에 저장되는 단계화된 과금 규칙(charging rules)을 도시하고 있다. 이 예에서, 모바일 디바이스(330)의 최종 이용자는 청구 주기(billing period), 예컨대 한달 동안에 10 기가바이트(Gb)의 이용량 상한을 갖는다. 즉, 최종 이용자는 청구 주기 동안에 데이터 서비스들에 관해서 10 기가바이트를 송/수신할 수 있다. 이용량 상한에 도달된 이후에는, 데이터 서비스들이 종료될 수 있다. 또한, 최종 이용자는 최종 이용자에게 보장된 QoS이 10 Mbps의 다운스트림 비트 레이트, 및 1.5 Mbps의 업스트림 비트 레이트를 포함하는 계획에 가입되어 있다. 3 개의 비트 레이트들은 단순히 LTE/EPC 네트워크들에서 달성가능한 비트 레이트들의 예시이다.
보장된 QoS는 이용량 임계치에 도달될 때까지 최종 이용자에게 제공되고, 본 예에서는 이용 임계가 8 기가 바이트이다. 이용량 임계치에 도달된 경우에는, QoS 조절이 적용되어 데이터 서비스들에 있어서 모바일 디바이스(130)에 대한 QoS을 다운그레이드할 수 있다. 다운그레이드된 QoS을 가지고서, 최종 이용자는 640 kbps의 다운스트림 비트 레이트, 및 320 kbps의 업스트림 비트 레이트를 수신한다. 이 다운그레이드된 QoS는 이용량 상한에 도달될 때까지 또는 다음 청구 주기까지 적용된다. 이용량 상한에 도달된 경우에는, 다음 청구 주기까지 모바일 디바이스(330)에 대한 데이터 서비스들이 종료될 수 있다.
도 5 내지 도 6은 예시적 실시예에 있어서 LTE EPC 네트워크(300)의 QoS 조절을 도시하고 있는 메시지 도면들이다. 본 메시지 도면들은 LTE/EPC 네트워크(300) 내에서 이용되는 다이어미터 메시징(Diameter messaging)을 도시하고 있다. 도 5의 시작으로, 모바일 디바이스(330)는 PDN-GW(313)과 메시지들을 교환함으로써 데이터 서비스를 요청한다. 예를 들면, 모바일 디바이스(330)는 SIP 메시지, 예컨대 SIP INVITE 를 송신함으로써 데이터 서비스를 요청할 수 있다. 요청되고 있는 데이터 서비스에 응답하여, PCEF(318)는 서비스, 서비스 유닛들의 할당, 허가된 QoS에 대한 인증을 요구하는 Gx+y CCR(Credit Control Request)[INITIAL]를 PCCF(317)로 전송한다.
CCR에 응답하여, PCCF(317)은 데이터 서비스를 위한 모바일 디바이스(330)를 식별하고, 모바일 디바이스(330)의 최종 이용자에 관한 가입자 프로파일을 식별한다. 최종 이용자에 관한 가입자 프로파일은 데이터 서비스들을 위해 모바일 디바이스(330)에 보장되는 QoS을 표시한다. PCCF(317)는 또한 최종 이용자에 관한 계정 잔액을 식별하고, 데이터 서비스를 레이팅(rating)한다. 계정 잔액이 너무 낮은 경우에는, PCCF(317)가 그 예약 요청을 거절할 수 있다. 그러나, 계정 잔액이 충분한 경우에는, PCCF(317)이 그 등급 및 계정 잔액에 기초하여 서비스 유닛들의 할당을 승인한다. PCCF(317)는 허가된 QoS에 따라 Gx+y CCA(Credit Control Answer)[INITIAL]에 승인된 서비스 유닛들(granted service units: GSU)을 삽입하고, CCA[INITIAL]를 PCEF(318)로 전송한다. 도 4에 도시된 바와 같이, 허가된 QoS는 초기에 10 Mbps의 다운스트림 비트 레이트, 및 1.5 Mbps의 업스트림 비트 레이트를 포함한다.
허가된 QoS 및 승인된 서비스 유닛들을 가지고서, PCEF(318)는 데이터 서비스가 허가되었다는 것을 모바일 디바이스(330)에게 표시한다. 그 후에 데이터 서비스를 위한 하나 이상의 데이터 흐름들이 개시될 수 있다. 데이터 흐름(들)이 계속됨에 따라, PCEF(318)는 초기 QoS의 모바일 디바이스(330)의 이용량을 모니터링한다(예를 들면, 송/수신된 바이트들의 수).
PCEF(318)는 PCCF(317)에 의해 제공되는 과금 규칙들에 기초하여 과금 상태를 경험하는 것으로 가정한다. 과금 상태에 응답하여, PCEF(318)는 CCR[UPDATE]와 같은 과금 요청을 PCCF(317)로 전송한다. CCR[UPDATE]는 모바일 디바이스(330)의 이용량의 리포트를 포함한다. CCR[UPDATE]에 응답하여, PCCF(317)는 모바일 디바이스(330)의 이용량이 이용량 임계치에 도달한 것을 확인한다. 예를 들면, 청구 기간 동안에 8 기가바이트의 이용량 임계치가 도달한 것으로 가정한다(도 4를 참조하라). 도달된 이용량 임계치를 가지고, PCCF(317)는 QoS 조절을 수행할 지의 여부를 결정한다. QoS 조절을 수행할지의 여부의 결정은 PCCF(317)에 저장된 LTE/EPC 네트워크(300)에 또는 모바일 디바이스(330)에 대해 규정된 정책들에 기초하여 수행될 수 있다. 정책들의 몇몇 예들이 위에서 설명되었다. 그 결정이 QoS 조절을 수행하는 것인 경우, PCCF(317)는 모바일 디바이스(330)에 대한 감소된 QoS을 결정한다. 예를 들면, 감소된 QoS는 640 kbps의 다운스트림 비트 레이트, 및 320 kbps의 업스트림 비트 레이트를 포함한다. PCCF(317)는 또한 필요한 경우 데이터 서비스를 위한 서비스 유닛들의 새로운 쿼터를 승인할 수 있다.
그 후에, PCCF(317)는 Gx+y CCA[UPDATE]와 같은, 과금 응답에 감소된 QoS 및 임의의 승인된 서비스 유닛들(granted service units: GSU)을 삽입하고, CCA[UPDATE]를 PCEF(318)로 전송한다. 그 후에, PCEF(318)는 감소된 QoS에 기초하여 데이터 서비스를 위해 모바일 디바이스(330)에게 제공된 QoS을 다운그레이드하고, 다운그레이드된 QoS에서의 모바일 디바이스(330)의 이용량을 계속해서 모니터링한다. PCCF(317)는 또한 QoS이 다운그레이드 되었다는 통지가 모바일 디바이스(330)에 전송될 것을 요구하는 요청을 통지 서버(316)로 전송한다.
도 6에서는 PCEF(318)가 다른 과금 상태를 경험하는 것으로 가정한다. 과금 상태에 응답하여, PCEF(318)는 다른 CCR[UPDATE]를 PCCF(317)로 전송한다. CCR[UPDATE]는 모바일 디바이스(330)의 이용량의 리포트를 포함한다. CCR[UPDATE]에 응답하여, PCCF(317)는 모바일 디바이스(330)의 이용량이 이용량 상한(10 기가바이트)에 도달한 것을 식별한다. 도달된 이용량 상한을 가지고, PCCF(317)는 모바일 디바이스(330)에 대한 데이터 서비스들을 종료할 지의 여부를 결정한다. 데이터 서비스들을 종료할지의 여부의 결정은 PCCF(317)에 저장된 LTE/EPC 네트워크(300) 또는 모바일 디바이스(330)에 대해 규정된 정책들에 기초하여 수행될 수 있다. 정책들의 몇몇 예들이 위에서 설명되었다. 그 결정이 데이터 서비스들을 종료하는 것인 경우, PCCF(317)는 데이터 서비스들이 종료되었다는 Gx+y CCA[UPDATE]의 표시를 삽입한다. PCCF(317)는 또한 CCA에 0인 서비스 유닛들의 할당 (GSU=0)을 삽입하고, CCA[UPDATE]를 PCEF(318)로 전송한다. PCCF(317)는 또한 데이터 서비스들이 종료되었다는 통지가 모바일 디바이스(330)로 전송되어야 한다고 요구하는 요청을 통지 서버(316)로 전송한다.
데이터 서비스들이 종료되었음을 표시하는 CCA[UPDATE]에 응답하여, PCEF(318)는 CCR[TERMINATION]을 PCCF(317)로 전송한다. CCR[TERMINATION]은 임의의 미이용된 서비스 유닛들을 포함한다. PCCF(317)는 CCA[TERMINATION]을 통해 응답하고, PCEF(318)는 모바일 디바이스(330)에 대한 데이터 서비스들을 종료한다.
본 명세서에서 기술되거나 도면에 나타낸 각종 요소들은 하드웨어, 소프트웨어, 펌웨어, 또는 이들의 몇몇 조합으로 구현될 수 있다. 예를 들면, 요소가 전용 하드웨어로서 구현될 수 있다. 전용 하드웨어 요소들은 "프로세서들", "제어기들", 또는 유사한 용어들로 불릴 수 있다. 프로세서에 의해 제공되면, 기능들은 신호 전용 프로세서, 단일 공유 프로세서, 또는 복수의 개별 프로세서들에 의해 제공될 수 있고, 그들 중 몇몇은 공유될 수 있다. 또한, "프로세서" 또는 "제어기"란 용어의 명확한 이용은 배타적으로 소프트웨어를 실행할 수 있는 하드웨어만을 의미하도록 해석되지 않아야 하고, 암시적으로 제한 없이 디지털 신호 프로세서(DSP) 하드웨어, 네트워크 프로세서, 주문형 반도체(ASIC) 또는 다른 회로, 필드 프로그래밍가능한 게이트 어레이(field programmable gate array)(FPGA), 소프트웨어를 저장하기 위한 판독 전용 메모리(ROM), 랜덤 액세스 메모리(RAM), 비휘발성 저장소, 논리부(logic), 또는 몇몇의 다른 물리적 하드웨어 성분 또는 모듈을 포함할 수 있다.
또한, 요소는 요소의 기능들을 실행하도록 프로세서 또는 컴퓨터에 의해 실행가능한 명령어들로 구현될 수 있다. 몇몇의 명령어들의 예들은 소프트웨어, 프로그램 코드, 및 펌웨어이다. 명령어들은 프로세서가 요소의 기능들을 실행하도록 명령하기 위해 프로세서에 의해 실행될 때 동작한다. 명령어들은 프로세서에 의해 판독가능한 저장 디바이스들 상에 저장될 수 있다. 몇몇의 저장 디바이스들의 예들에는 디지털 또는 고체-상태 메모리들, 자기 디스크들 및 자기 테이프들과 같은 자기 저장 매체, 하드 드라이브들, 또는 광학적으로 판독가능한 디지털 데이터 저장 매체가 있다.
본 명세서에서 구체적인 실시예들이 설명되었지만, 본 발명의 범위는 이들 구체적인 실시예들에 제한되지 않는다. 본 발명의 범위는 다음의 청구범위 및 그 동등물에 의해 규정된다.
100: 통신 네트워크 112: 네트워크 소자
121: RAN 142: 제어 시스템
144: 정책 시스템

Claims (20)

  1. 데이터 서비스들에 액세스하고 있는 모바일 디바이스의 이용량을 모니터링(monitoring)하도록 동작가능한 제어 시스템; 및
    상기 모바일 디바이스의 이용량이 제 1 이용량 임계치에 도달하는 것을 식별하고 상기 제 1 이용량 임계치에 도달한 것에 응답하여 감소된 QoS(Quality of Service)를 결정하도록 동작가능한 정책 시스템을 포함하고,
    상기 제어 시스템은 또한 상기 감소된 QoS에 기초하여 데이터 서비스들을 위해 상기 모바일 디바이스로 제공된 QoS을 다운그레이드(downgrade)하도록 동작가능한, 네트워크 소자.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 정책 시스템은 또한 상기 QoS이 감소된다는 통지를 상기 모바일 디바이스로 전송하도록 동작가능한, 네트워크 소자.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어 시스템은 또한 상기 감소된 QoS에서의 상기 모바일 디바이스의 이용량을 모니터링하도록 동작가능하고;
    상기 정책 시스템은 또한 상기 모바일 디바이스의 이용량이 제 2 이용량 임계치에 도달하는 것을 식별하고, 상기 제 2 이용량 임계치에 도달한 것에 응답하여 부가적으로 감소된 QoS을 결정하도록 동작가능하고;
    상기 제어 시스템은 또한 상기 부가적으로 감소된 QoS에 기초하여 데이터 서비스들을 위해 상기 모바일 디바이스로 제공된 상기 QoS을 다운그레이드하도록 동작가능한, 네트워크 소자.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 정책 시스템은 또한 상기 QoS이 부가적으로 감소된다는 통지를 상기 모바일 디바이스로 전송하도록 동작가능한, 네트워크 소자.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 정책 시스템은 또한 상기 모바일 디바이스의 이용량이 이용량 상한(usage cap)에 도달하는 것을 식별하고, 상기 이용량 상한에 도달한 것에 응답하여 상기 모바일 디바이스에 대한 데이터 서비스들이 종결되는 것을 결정하도록 동작가능하고;
    상기 제어 시스템은 또한 상기 데이터 서비스들이 종료되는 결정에 응답하여 상기 모바일 디바이스에 대한 데이터 서비스들을 종료하도록 동작가능한, 네트워크 소자.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 정책 시스템은 또한 상기 데이터 서비스들이 종료된다는 통지를 상기 모바일 디바이스로 전송하도록 동작가능한, 네트워크 소자.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 정책 시스템은 또한 데이터 서비스들을 위한 상기 모바일 디바이스의 감소된 비트 레이트를 결정함으로써 감소된 QoS을 결정하도록 동작가능한, 네트워크 소자.
  8. QoS(Quality of Service) 조절(throttling)을 수행하는 방법에 있어서:
    데이터 서비스들에 액세스하고 있는 모바일 디바이스의 이용량을 모니터링하는 단계;
    상기 모바일 디바이스의 이용량이 제 1 이용량 임계치에 도달하는 것을 식별하는 단계;
    상기 제 1 이용량 임계치에 도달한 것에 응답하여 감소된 QoS을 결정하는 단계; 및
    상기 감소된 QoS에 기초하여 데이터 서비스들을 위해 상기 모바일 디바이스로 제공된 상기 QoS을 다운그레이드하는 단계를 포함하는, QoS 조절을 수행하는 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 QoS이 감소된다는 통지를 상기 모바일 디바이스로 전송하는 단계를 추가로 포함하는, QoS 조절을 수행하는 방법.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 감소된 QoS에서의 상기 모바일 디바이스의 이용량을 모니터링하는 단계;
    상기 모바일 디바이스의 이용량이 제 2 이용량 임계치에 도달하는 것을 식별하는 단계;
    상기 제 2 이용량 임계치에 도달한 것에 응답하여 부가적으로 감소된 QoS을 결정하는 단계; 및
    상기 부가적으로 감소된 QoS에 기초하여 데이터 서비스들을 위해 상기 모바일 디바이스로 제공된 상기 QoS을 다운그레이드하는 단계를 추가로 포함하는, QoS 조절을 수행하는 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 QoS이 부가적으로 감소된다는 통지를 상기 모바일 디바이스로 전송하는 단계를 추가로 포함하는, QoS 조절을 수행하는 방법.
  12. 제 8 항에 있어서,
    상기 모바일 디바이스의 이용량이 이용량 상한에 도달하는 것을 식별하는 단계;
    상기 이용량 상한에 도달한 것에 응답하여 상기 모바일 디바이스에 대한 상기 데이터 서비스들이 종료되는 것을 결정하는 단계; 및
    데이터 서비스들이 종료되는 결정에 응답하여 상기 모바일 디바이스에 대한 데이터 서비스들을 종료하는 단계를 추가로 포함하는, QoS 조절을 수행하는 방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 데이터 서비스들이 종료된다는 통지를 상기 모바일 디바이스로 전송하는 단계를 추가로 포함하는, QoS 조절을 수행하는 방법.
  14. 제 8 항에 있어서,
    상기 감소된 QoS을 결정하는 단계는:
    데이터 서비스들을 위한 상기 모바일 디바이스의 감소된 비트 레이트를 결정하는 것을 포함하는, QoS 조절을 수행하는 방법.
  15. LTE/EPC 네트워크에 있어서:
    초기 QoS에서 데이터 서비스들에 액세스하고 있는 모바일 디바이스의 이용량을 모니터링하도록 동작가능한 PCEF(Policy Control Enforcement Function); 및
    상기 모바일 디바이스의 이용량을 표시하는 과금 요청(charging request)을 상기 PCEF로부터 수신하고, 상기 모바일 디바이스의 이용량이 이용량 임계치에 도달한 것을 식별하고, 상기 모바일 디바이스에 대한 감소된 QoS(Quality of Service)를 식별하고, 상기 감소된 QoS을 표시하는 과금 응답(charging response)을 상기 PCEF로 전송하도록 동작가능한 PCCF(Policy and Charging Control Function)를 포함하고,
    상기 PCEF는 또한 상기 감소된 QoS에 기초하여 상기 모바일 디바이스에 대한 상기 초기 QoS을 다운그레이드하도록 동작가능한, LTE/EPC 네트워크.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 PCCF는 또한 상기 감소된 QoS을 표시하는 통지를 상기 모바일 디바이스로 전송하는 요청을 통지 서버로 송신하도록 동작가능한, LTE/EPC 네트워크.
  17. 제 15 항에 있어서,
    상기 PCEF는 또한 상기 감소된 QoS에서의 상기 모바일 디바이스의 이용량을 모니터링하도록 동작가능하고;
    상기 PCCF는 또한 상기 모바일 디바이스의 이용량을 표시하는 또 다른 과금 요청을 상기 PCEF로부터 수신하고, 상기 모바일 디바이스의 이용량이 이용량 상한에 도달한 것을 식별하고, 서비스 종료를 표시하는 또 다른 과금 응답을 상기 PCEF로 전송하도록 동작가능하고;
    상기 PCEF는 또한 상기 다른 과금 응답에 기초하여 상기 모바일 디바이스에 대한 데이터 서비스들을 종료하도록 동작가능한, LTE/EPC 네트워크.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 PCCF는 또한 데이터 서비스들이 종료되는 것을 표시하는 통지를 상기 모바일 디바이스로 전송하는 요청을 통지 서버로 송신하도록 동작가능한, LTE/EPC 네트워크.
  19. 제 15 항에 있어서,
    상기 과금 요청은 Gx+y CCR(Credit Control Request)을 포함하고;
    상기 과금 응답은 Gx+y CCA(Credit Control Answer)을 포함하는, LTE/EPC 네트워크.
  20. 제 15 항에 있어서,
    상기 PCCF는 또한 데이터 서비스들을 위한 상기 모바일 디바이스의 감소된 비트 레이트를 결정함으로써 감소된 QoS을 식별하도록 동작가능한, LTE/EPC 네트워크.
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