KR20130047440A - 로컬 네트워크의 동적 ＱｏＳ 제공방법 및 그 게이트웨이, 그 기지국, 그 단말 - Google Patents

Abstract

본 발명은 로컬 네트워크에 동적으로 QoS(Quality of Service)를 제공하는 기술에 관한 것이다.

Description

로컬 네트워크의 동적 ＱｏＳ 제공방법 및 그 게이트웨이, 그 기지국, 그 단말{METHOD, GATEWAY AND BASE STATION FOR PROVIDING DYNAMIC QoS IN LOCAL NETWORKS}

본 발명은 로컬 네트워크에 동적으로 QoS(Quality of Service)를 제공하는 기술에 관한 것이다.

통신 사업자는 서로 다른 서비스 품질(QoS)을 요구하는 서비스들을 서로 다른 서비스등급을 갖는 가입자들에게 제공할 수 있어야 한다. 이를 위하여 사업자는 가입자의 서비스 등급과 서비스 종류를 인지하고 사용자 IP 트리픽에 대해 무선 및 망 자원을 차별적으로 할당하고 관리할 수 있어야 한다.

한편 단말이 매크로 네트워크에 연결된 로컬 네트워크를 통해 서비스를 제공받을 경우 이 단말이 동적으로 QoS를 제공받지 못하는 문제점이 있었다.

이러한 배경에서, 본 발명의 목적은, 단말이 매크로 네트워크에 연결된 로컬 네트워크를 통해 서비스를 제공받을 경우 이 단말이 동적으로 QoS를 제공받는 데 있다.

전술한 목적을 달성하기 위하여, 일 측면에서, 본 발명은, 로컬 네트워크를 통해 단말에게 동적으로 QoS를 제공하는 방법으로, 로컬 네트워크의 로컬 게이트웨이가 매크로 네트워크의 QoS 관리장치로부터 QoS 정책을 수신하는 단계; 상기 로컬 게이트웨이가 상기 매크로 네트워크의 특정 엔티티에게 베어러 시작 요청 메시지를 전송하고 상기 로컬 게이트웨이는 상기 베어러 시작 요청 메시지를 수신하는 단계; 상기 매크로 네트워크의 특정 엔티티가 베어러 설정 요청 메시지를 전송하고 상기 로컬 기지국은 베어러 설정 요청 메시지를 수신하는 단계; 상기 로컬 기지국은 접속 구성 메시지를 전송하고 상기 단말은 상기 접속 구성 메시지를 수신한 후 접속 구성 완료 메시지를 상기 로컬 기지국에 전송하는 단계; 상기 로컬 기지국은 베어러 설정 응답 메시지를 전송하고 상기 매크로 네트워크의 특정 엔티티는 상기 베어러 설정 응답 메시지를 수신하는 단계; 상기 매크로 네트워크의 특정 엔티티는 베어러 시작 응답 메시지를 전송하고 상기 로컬 게이트웨이는 상기 베어러 시작 응답 메시지를 수신하는 단계; 및 상기 로컬 기지국과 상기 로컬 게이트웨이의 베어러 세션을 설정하는 단계 중 전부 또는 일부를 포함하는 로컬 네트워크에서 동적 QoS 제공방법을 제공할 수 있다.

다른 측면에서, 본 발명은, 로컬 네트워크를 통해 단말에게 동적으로 QoS를 제공하는 방법으로, 상기 단말이 상기 로컬 네트워크에 초기 접속시, 상기 로컬 네트워크에 포함되는 로컬 기지국의 로컬 주소를 상기 로컬 네트워크에 포함되는 로컬 게이트웨이에 전달하고 상기 로컬 게이트웨이의 로컬 주소를 상기 로컬 기지국에 전달하는 단계; 상기 로컬 게이트웨이가 매크로 네트워크의 QoS 관리장치로부터 QoS 정책을 수신하는 단계; 상기 로컬 게이트웨이가 상기 매크로 네트워크의 특정 엔티티에게 베어러 시작 요청 메시지를 전송하고 상기 로컬 게이트웨이는 상기 베어러 시작 요청 메시지를 수신하는 단계; 상기 매크로 네트워크의 특정 엔티티가 베어러 설정 요청 메시지를 전송하고 상기 로컬 기지국은 베어러 설정 요청 메시지를 수신하는 단계; 상기 로컬 기지국은 접속 구성 메시지를 전송하고 상기 단말은 상기 접속 구성 메시지를 수신한 후 접속 구성 완료 메시지를 상기 로컬 기지국에 전송하는 단계; 상기 로컬 기지국은 베어러 설정 응답 메시지를 전송하고 상기 매크로 네트워크의 특정 엔티티는 상기 베어러 설정 응답 메시지를 수신하는 단계; 상기 매크로 네트워크의 특정 엔티티는 베어러 시작 응답 메시지를 전송하고 상기 로컬 게이트웨이는 상기 베어러 시작 응답 메시지를 수신하는 단계; 및 상기 로컬 기지국과 상기 로컬 게이트웨이의 세션을 설정하는 단계 중 전부 또는 일부로 상기 로컬 기지국과 상기 로컬 게이트웨이의 베어러 세션에 상기 로컬 기지국의 로컬 주소와 상기 로컬 게이트웨이의 로컬 주소를 사용하는 것을 특징으로 하는 로컬 네트워크에서 동적 QoS 제공방법을 제공할 수 있다.

또다른 측면에서, 본 발명은, 로컬 네트워크에서 로컬 게이트웨이의 동적 QoS 제공방법 및 로컬 게이트웨이를 제공할 수 있다.

또다른 측면에서, 본 발명은, 로컬 네트워크에서 로컬 기지국의 동적 QoS 제공방법 및 로컬 기지국을 제공할 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 단말이 매크로 네트워크에 연결된 로컬 네트워크를 통해 서비스를 제공받을 경우 이 단말이 동적으로 QoS를 제공받을 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 적용되는 동적 QoS 제공을 위한 시스템 아키텍처를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 단말이 PDN에 접속하는 로컬 네트워크의 전송 경로에서 QoS를 지원하기 위한 데이터 베어러들의 개념도이다.
도 3은 매크로 네트워크와 로컬 네트워크 간의 전송 경로상에서 동적으로 QoS를 지원하기 위한 dedicated 베어러를 설정하는 방법의 흐름도이다.
도 4는 네트워크와 로컬 네트워크의 엔티티들 사이 동적으로 QoS를 제공하기 위한 데이터 베어러(bearer)을 설정하는 절차(Dedicated Bearer Activation Procedure)의 흐름도이다.
도 5는 L-GW와 HeNB가 초기에 default 베어러를 설정하는 절차의 흐름도이다.
도 6은 또다른 실시예에 따른 동적으로 QoS를 제공하는 로컬 게이트웨이의 블록도이다.
도 7은 또다른 실시예에 따른 동적으로 QoS를 제공하는 로컬 기지국의 블록도이다.

이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 실시예에 적용되는 동적 QoS 제공을 위한 시스템 아키텍처를 개략적으로 나타낸 도면이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 적용되는 시스템 아키텍처는 단말(100)에 동적으로 QoS를 제공하기 위해, 매크로 네트워크(13)와 이러한 매크로 네트워크(13)와 연결된 적어도 하나의 로컬 네트워크(11)를 계층적으로 포함하는 구조로 되어 있다. 이하 하나의 로컬 네트워크(11)를 예시적으로 설명하나 단말에게 둘 이상의 로컬 네트워크들 사이 서비스 연속성을 유지하면 이동성을 제공할 수도 있다.

본 명세서에서의 단말(100)은 무선 통신에서의 사용자 단말을 의미하는 포괄적 개념으로서, WCDMA 및 LTE, LTE-A, HSPA 등에서의 UE는 물론, GSM에서의 MS(Mobile Station), UT(User Terminal), SS(Subscriber Station), 무선기기(wireless device) 등을 모두 포함하는 개념으로 해석되어야 할 것이다.

본 명세서에서 실시예들이 적용되는 시스템 아키텍처로서, 이동통신 시스템의 기술 규격을 제정하는 3GPP에서 정의했거나 정의하고 있는 매크로 네트워크(13)와 이와 연결된 로컬 네트워크(11)를 예시적으로 설명하나 본 발명은 이에 제한되지 않는다.

매크로 네트워크(13)는 진화(Evolved) UTRAN의 기지국(134)과 제어신호(Control Signal)의 처리를 담당하는 이동성 관리 장치(MME: Mobility Management Entity, 이하 "MME"라 함, 133), 서빙 게이트웨이(S-GW: Serving-Gateway, 이하 "S-GW"라 함, 132), 패킷 데이터 네트워크 게이트웨이(P-GW: Packet Data Network Gateway, 이하 "P-GW"라 함, 131)를 포함하는 매크로 네트워크(Core Network)로서, "EPC(Evolved Packet Core)" 또는 "EPS(Evolved Packet System)" 라고도 한다.

매크로 네트워크(13)에 포함된 기지국(134)은 일정한 반경의 셀을 서비스 영역으로 하고 일반적으로 단말(100)과 통신하는 고정된 지점(fixed station)을 말하며, 시스템 종류에 따라 노드-B(Node-B), eNB(evolved Node-B), BTS(Base Transceiver System), 액세스 포인트(Access Point), 릴레이 노드(Relay Node) 등 다른 용어로 불릴 수도 있다.

매크로 네트워크(13)에 있는 단말(100)의 업링크 트래픽은 기지국(134)을 통해 S-GW(132)를 거쳐 P-GW(131)으로 가게 되고, 다운링크 트래픽은 P-GW(131)를 거쳐 S-GW(132)를 거쳐 기지국(134)을 통해 단말(100)로 전송된다. 이때 MME(133)는 네크워크 간 이동성 제공시 제어신호(Control Signal)의 처리 및 이동성 관리를 담당할 수 있다. 이때 MME(133)는 단말(100) 및 S-GW(132) 등으로부터 수신한 제어신호 이외에 사업자 정책, QoS(Quality of Service), 가입자 정보 등을 고려할 수 있다.

한편, 매크로 네트워크(13)는 보안을 위해 별도의 게이트웨이, 예를 들어 SeGW(Security Gateway, 135)를 포함할 수도 있다.

또한, 매크로 네트워크(13)는 QoS 관리, 정책 또는 규칙 결정/생성 및 이들을 단말에 적용하는 QoS 관리장치(Policy and Charging Rules Function, 이하 " PCRF "라 함, 136)를 포함할 수도 있다. 이때 PCRF(136)를 통해 생성된 정책(Policy) 또는 규칙(rule)는 특정 인터페이스를 통해 P-GW(131)에 최종 적용된다.

PCRF(136)와 연동할 수 있는 엔티티는 S-GW(132), P-GW(131) 뿐만 아니라 도 1에 도시하지 않은 매크로 네트워크(13)의 다른 구성요소들, 예를 들어 PCEF(Policy and Charging Enforcement Function), BBERF(Bearer Binding and Event Reporting Function), AF(Application Function), TDF(Traffic Detection Function), ePDG(evolved Packet Date Gateway), Non-3GPP GW 등 PCRF(136)와의 연동이 필요한 모든 엔티티일 수 있다.

이때 코어네트워크(13)에서 단말(100)과 기지국(134) 사이 접속 네트워크(Access network)과 매크로 네트워크(13) 사이의 제어 플레인(Control Plane)과 사용자 플레인(User Plane)이 서로 다른 인터페이스(Interface)로 교환된다.

즉, eNB로 표시된 기지국(134)과 MME(133) 사이의 제어 플레인은 S1-MME 인터페이스를 사용하고 eNB로 표시된 기지국(134)과 S-GW(132) 사이의 사용자 플레인은 S1-U 인터페이스를 사용할 수 있다. 한편, eNB로 표시된 기지국들(134)은 X2 인터페이스를 사용하고 S-GW(132)과 P-GW(131)는 S5 인터페이스를 사용하고 P-GW(131)와 인터넷망(PDN, 138)은 SGi 인터페이스를 사용할 수 있다. P-GW(131)와 PCRF(136)는 Gx 인터페이스를 사용할 수 있다.

PCRF(136)와 연동할 수 있는 엔티티는 로컬 네트워크(11)의 로컬 게이트웨이(111), 로컬 기지국(112) 중 적어도 하나일 수 있다. PCRF(136)와 연동할 수 있는 엔티티는 광대역 네트워크 또는 BBF 접속 네트워크(BroadBand Forum Access Network)의 구성요소들, 예를 들어 BBF QoS 관리와 정책 또는 규칙 결정 및 이들을 단말에 적용하는 QoS 및 정책 관리장치(BPCF)일 수 있다.

도 1에 도시한 시스템 아키텍처에서 매크로 네트워크(13)의 PCRF(136)는 QoS 정책을 결정하여 동적 QoS를 제공한다. PCRF(136)는 특정 인터페이스 또는 참조점, 예를 들어 Gx 인터페이스 또는 참조점을 통해서 로컬 게이트웨이(121)와 통신한다.

매크로 네트워크(13)은 S-GW(132)와 로컬 기지국(112) 사이 로컬 기지국(111)용 별도의 게이트웨이, 예를 들어 HeNB GW(137)를 포함할 수 있다.

매크로 네트워크(11)의 구성에 따라 동일 네트워크 영역 내에 P-GW(131)와 S-GW(132) 하단에 다수의 MME(133)가 존재하며, 또한 MME 하단에는 MME가 관리하는 다수의 기지국(eNB, 134)가 존재할 수 있다. 본 명세서에서 하나의 P-GW(131) 및 S-GW(132)와 그 하단을 구성하는 적어도 하나의 MME(133)와 적어도 하나의 기지국(134)을 동일 네트워크로 정의한다.

로컬 네트워크(11)는 전술한 매크로 네트워크(13)와 계층적으로 연동하는 네트워크로서, 일 예로, 홈 네트워크나 오피스 네트워크 등과 같이 매크로 네트워크(13)에 비해 상대적으로 작은 규모의 네트워크를 의미한다. 이러한 로컬 네트워크(11)는 매크로 네트워크(13)의 서빙 게이트웨이(132)와 연결되는 로컬 게이트웨이(111), 이러한 로컬 게이트웨이(111)와 연결되는 로컬 기지국(112)을 포함하는 구조로 되어 있다.

위에서 언급한 로컬 기지국(112)은, 일 예로, UMTS(Universal Mobile Telecommunication System) 망의 기지국으로 옥내에 설치하며 셀 커버리지 규모는 펨토셀에 해당하는 Home NodeB(HNB), 또는 EPS(Evolved Packet System) 망의 기지국으로 옥내에 설치하며 셀 커버리지 규모는 펨토셀에 해당하는 Home eNodeB(HeNB)를 포함하나 이에 제한되지 않는다. 이러한 로컬 기지국(112)은 로컬 네트워크(11)에 포함되는 것을 제외하고 기능적인 면에서 매크로 네트워크(13)의 기지국(134)과 동일할 수 있다.

로컬 게이트웨이(111)는 로컬 기지국(112)과 패킷 데이터 네트워크인 인터넷망(PDN, 139) 사이에 위치하며, 로컬 기지국(112)과 인터넷망(139) 사이에 베어러(Bearer)를 생성하거나, 로컬 기지국(112)과 로컬 게이트웨이(111) 사이에 베어러를 생성하게 하고, 생성된 베어러를 통해 데이터 전송이 가능하도록 한다.

도 1의 시스템 아키텍처에서 HeNB로 표시된 로컬 기지국(112)은 매크로 네트워크(13)의 기지국(134)과 동일하게 S1-MME 및 S1-U, X2 인터페이스를 사용할 수 있다. 한편, HeNB로 표시된 로컬 기지국(112)와 L-GW로 표시된 로컬 게이트웨이(111)은 Sxx 인터페이스를 사용할 수 있다. L-GW로 표시된 로컬 게이트웨이(111)와 인터넷망(139)은 SGi 인터페이스를 사용할 수 있다.

본 명세서에서 단말(100), 매크로 네트워크(13)의 기지국(134), 로컬 네트워크(11)의 로컬 기지국(112)은 본 명세서에서 기술되는 기술 또는 기술적 사상을 구현하는데 사용되는 두 가지 송수신 주체로 포괄적인 의미로 사용되며 특정하게 지칭되는 용어 또는 단어에 의해 한정되지 않는다.

무선통신시스템에 적용되는 다중 접속 기법에는 제한이 없다. CDMA(Code Division Multiple Access), TDMA(Time Division Multiple Access), FDMA(Frequency Division Multiple Access), OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access), OFDM-FDMA, OFDM-TDMA, OFDM-CDMA와 같은 다양한 다중 접속 기법을 사용할 수 있다.

업링크(Uplink, 또는 상향링크) 전송 및 다운링크(Downlink, 또는 하향링크) 전송은 서로 다른 시간을 사용하여 전송되는 TDD(Time Division Duplex) 방식이 사용될 수 있고, 또는 서로 다른 주파수를 사용하여 전송되는 FDD(Frequency Division Duplex) 방식이 사용될 수 있다.

본 발명의 일실시예는 GSM, WCDMA, HSPA를 거쳐 LTE(Long Term Evolution) 및 LTE-advancedA로 진화하는 비동기 무선통신과, CDMA, CDMA-2000 및 UMB로 진화하는 동기식 무선 통신 분야 등의 자원할당에 적용될 수 있다. 본 발명은 특정한 무선통신 분야에 한정되거나 제한되어 해석되어서는 아니 되며, 본 발명의 사상이 적용될 수 있는 모든 기술분야를 포함하는 것으로 해석되어야 할 것이다.

본 발명의 실시예가 적용되는 시스템은 업링크 및/또는 다운링크 HARQ(Hybrid Automatic Repeat reQuest)를 지원할 수 있으며, 링크 적응(link adaptation)을 위해 CQI(channel quality indicator)를 사용할 수 있다. 또한, 다운링크와 업링크 전송을 위한 다중 접속 방식은 서로 다를 수 있으며, 예컨데, 다운링크는 OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access)를 사용하고, 업링크는 SC-FDMA(Single Carrier-Frequency Division Multiple Access)를 사용할 수 있는 것과 같다.

단말(100)과 네트워크(11, 13) 사이의 무선 인터페이스 프로토콜(radio interface protocol)의 계층들은 통신시스템에서 널리 알려진 개방형 시스템간 상호접속 (Open System Interconnection; OSI) 모델의 하위 3개 계층을 바탕으로 제1 계층(L1), 제2 계층(L2), 제3 계층(L3)으로 구분될 수 있으며, 제1 계층에 속하는 물리계층은 물리채널(physical channel)을 이용한 정보 전송 서비스(information transfer service)를 제공한다.

한편, 로컬 게이트웨이(111)는 로컬 기지국(112)을 통한 Selected IP Traffic Offload (SIPTO) 또는 Local IP Access (LIPA)를 가능하게 한다. SIPTO는 단말(100)이 매크로 네트워크(13)의 기지국(134) 또는 로컬 네트워크(11)의 로컬 기지국(121)을 통해 특정 트래픽을 전송할 때, 이동 통신 사업자의 네트워크(예컨대, 3GPP, 3GPP2)가 아닌, 인터넷망(139)으로 우회시키는 기술을 의미하고, LIPA는 로컬 기지국(112)을 로컬 네트워크(11)와 연결하고, 매크로 네트워크(13)의 기지국(134)의 셀 내에 있는 단말(100)이 로컬 기지국(112)을 통하여 로컬 네트워크(11)에 접속할 수 있도록 하는 기술일 수 있다.

단말(100)은 초기 접속 시 매크로 네트워크(13)로부터 인증받고 APN(Access Point Name)에 의해 선택된 P-GW(131)가 관리하고 있는 IP 주소 영역에 해당하는 IP주소를 할당받아 사용한다. 이때, 단말(100)이 로컬 기지국(112)에 접속하여 LIPA 작동 시 해당 로컬 게이트웨이(111)로부터 로컬 IP주소를 할당받고 해당 IP 트래픽은 매크로 네트워크(13)로 전송되지 않고 해당 로컬 게이트웨이(111)를 통해 인터넷망(PDN, 139)으로 직접 전송됨으로써 트래픽 오프로딩(Traffic Offloading) 효과를 얻게 된다.

단말(100)은 로컬 네트워크(11)에서 초기 접속을 위한 절차(Setup of local connection), 로컬 기지국(HeNB, 131)간을 이동하는 경우에 필요한 X2 참조점 기반 핸드오버절차(X2 handover within enterprise / local network), 로컬 기지국(HeNB, 131)간을 이동하는 경우에 필요한 S1 참조점 기반 핸드오버절차(handover within enterprise/local network), S1 참조점 기반 접속해지 절차(S1 connection release), 서비스 시작 절차(Service request)를 수행할 수 있다. 이러한 절차들을 통해 사용자 단말(100)은 로컬 네트워크(11)에 초기 접속, 접속 해지, 서비스 시작, 로컬 기지국간 핸드오버할 수 있다.

또한 단말(100)은 로컬 네트워크(11)에서 새로운 QoS(Quality of Service)가 요구되는 응용서비스를 이용하고자 할 경우 단말(100)은 로컬 네트워크(11)를 통해 동적으로 QoS를 제공받을 수 있다.

이상에서 전술한 본 발명의 실시예에 따른 로컬 네트워크를 통해 단말에 동적으로 QoS를 제공하는 방법에 대하여, 도 2 내지 도 5을 참조하여 더욱 상세하게 설명한다.

도 2는 단말이 PDN에 접속하는 로컬 네트워크의 전송 경로에서 QoS를 지원하기 위한 데이터 베어러들의 개념도이다.

사용자 트래픽 전송 채널 또는 전송 경로는 베어러로, QoS에 따라 다른 베어러가 생성된다. 같은 서비스 품질을 가진 사용자 트래픽들(IP flows)은 사업자 정책을 반영한 QoS 정책 또는 규칙이 적용되어 단말(100)에 전달된다.

베어러는 로컬 네트워크(11)에서 단말(100)과 로컬 게이트웨이(111) 간에 QoS를 제공한다.

사용자 트래픽은 어떤 서비스(또는 어플리케이션)를 이용하는가에 따라 다른 QoS 특성을 갖는다. 사용자 트래픽은 단말(100)의 가입자 등급 및 이용하는 어플리케이션에 따라 특정 QoS 정책이 적용된다.

도 2를 참조하면, 단말(100)을 향하는 IP flow들(214 내지 218)은 서비스 특성에 따라 다른 QoS 정책, 예를 들어 대역폭 제어가 적용되어 단말(100)에게 전달된다.

베어러는 default 베어러와 dedicated 베어러가 있다. 단말(100)이 로컬 네트워크(11)에 접속하면 IP 주소를 할당받고 PDN(Packet Data Network) 연결을 생성하면서 동시에 default 베어러(210)가 생성된다. 사용자 단말(100)이 default 베어러(210)를 통해 서비스, 예를 들어 인터넷을 이용하다가 default 베어러(210)로는 QoS를 제대로 제공받을 수 없는 서비스, 예를 들어 VoD를 이용하게 되면 on-demand로 dedicated 베어러(212)가 생성된다. 즉 dedicated 베어러(212)는 이미 설정되어 있는 베어러와는 다른 QoS로 설정된다. 단말(100)은 여러 개의 APN(Access Point Name)에 사용할 수 있고 APN 당 하나의 default 베어러(210)와 여러 개의 dedicated 베어러(212)를 설정할 수 있다.

Default 베어러(210)는 사용자가 로컬 네트워크(11)에 초기 접속할 때 생성된 후 중간에 서비스를 이용하지 않을 때에도 계속 유지되다가 로컬 네트워크(11)에서 떠날 때에 비로소 없어진다. Default 베어러(210)는 APN 당 하나씩 생성되는데 초기 접속시에 어느 APN으로 어떤 QoS를 적용해서 생성할 것인가는 사용자의 가입 경로로 가입자 정보와 서비스 정보를 관리하는 가입자 정보 처리장치(Home Subscriber Server, HSS)에 프로비젼되어 있다. 단말(100)이 로컬 네트워크(11)에 접속하면 MME(133)는 HSS로부터 사용자 가입정보(default APN, 가입자 QoS 프로파일)를 다운로드받아 가입자 QoS 프로파일을 이용하여 해당 PDN(139)으로 default 베어러(210)를 생성한다.

도 2를 다시 참조하면 PDN(139)을 거쳐 로컬 게이트웨이(111)에 도착한 사용자 IP flow들(214 내지 218)은 QoS별로 필터링된다. 사용자 IP flow들(214 내지 218)은 QoS 규칙이 적용되어 베어러로 매핑된다. 예를 들어 IP flow 1(214) 및 2(215)는 default 베어러로 매핑되고 IP flow 3 내지 5(216 내지 218)는 dedicated 베어러(212)로 매핑되고 해당 베어러를 통해 단말(100)에게 전달된다.

Dedicated 베어러(212)에 적용되는 QoS 파라미터들은 PCRF(136)에 의해 제공된다. PCRF(136)는 dedicated 베어러 생성시 SPR(Subscriber Profile Repository)로부터 사용자의 가입정보를 수신하여 QoS 파라미터들을 결정한다. 베어러에 대한 QoS 파라미터들은 QCI(Qos Class Identifier)와 ARP(Allocation and Retention Priority), GBR(Guaranteed Bit Rate), MBR(Maximum Bit Rate)이 있다.

QCI(Qos Class Identifier)와 ARP(Allocation and Retention Priority)는 모든 베어러에 적용되는 기본 QoS 파라미터이다. QCI는 서로 다른 QoS 특성을 표준화하여 정수값, 예를 들어 1 내지 9로 표현한 것으로 표준화된 QoS 특성은 자원형태(Resource Type), 우선순위(priority), 패킷 지연(Packet Delay Budget), 패킷 에러 손실률(Packet Error Loss Rate)로 표현된다.

베어러는 QCI 자원 형태에 따라 망 자원이 고정되어 할당되는 GBR형 베어러와 그렇지 않는 non-GBR형 베어러로 구분된다. Default 베어러(210)는 항상 non-GBR형 베어러이고 dedicated 베어러(212)는 GBR형과 non-GBR형 베어러로 설정될 수 있다.

이하 도 3 및 도 4를 참조하여 동적으로 QoS를 제공하기 위한 dedicated 베어러(212)를 설정하기 위한 방법을 설명하고 도 5를 참조하여 default 베어러(210)를 설정하기 위한 절차에서 획득한 단말의 IP 주소와 로컬 게이트웨이(111)의 IP 주소를 이용하여 동적으로 QoS를 제공하는 방법을 설명한다.

도 3은 매크로 네트워크와 로컬 네트워크 간의 전송 경로상에서 동적으로 QoS를 지원하기 위한 dedicated 베어러를 설정하는 방법의 흐름도이다.

이하에서 매크로 네트워크(13)는 전술한 매크로 네트워크를 구성하는 엔티티들 중 하나 또는 이들의 조합을 의미할 수 있고, 로컬 네트워크(11)는 전술한 로컬 네트워크를 구성하는 엔티티들 중 하나 또는 이들의 조합을 의미할 수 있다.

도 3을 참조하면, 매크로 네트워크(13)는 QoS 정책을 로컬 네트워크(11)에 전송한다(S310). 이 절차는 매크로 네트워크(13)에 의해서 시작될 수도 있고, 로컬 네트워크(11)가 매크로 네트워크(13)에게 요청하여 시작될 수도 있고, 단말(100)의 요청에 의해 시작될 수도 있다.

다음으로 로컬 네트워크(11)는 매크로 네트워크(13)로부터 수신한 QoS 정책 (QoS policy)을 이용하여 베어러에 대한 QoS 파라미터를 설정한다. 로컬 네트워크(11)는 해당 베어러(Bearer)에 대한 과금 정보를 생성하고, 매크로 네트워크에 베어러를 시작 또는 설정하기 위한 베어러 시작 요청 메시지(Create Bearer Request)를 전송한다(S312).

매크로 네트워크(13)는 내부적으로 이 베어러 시작 요청 메시지를 교환할 수 있다.

매크로 네트워크(13)는 단말(100)에게 아직 할당되지 않은 베어러 ID(Bearer Identity)를 선택하고 로컬 네트워크(11)에 베어러를 설정하기 위한 베어러 설정 요청 메시지(Bearer Setup Request) 및/또는 세션 관리에 필요한 세션 관리 요청 메시지(Session Management Request)를 전송한다(S314).

로컬 네트워크(11)는 전술한 베어러 QoS 파라미터(EPS bearer QoS parameter)를 무선 베어러 QoS 파라미터(Radio bearer QoS parameter)로 맵핑하고 접속 구성 메시지(Connection Reconfiguration)를 단말(100)로 전송할 수 있다. 단말(100)은 접속 구성 메시지에 대한 응답으로 접속 구성 완료 메시지(Connection Reconfiguration Complete)를 로컬 네트워크(11)에 송신할 수 있다.

로컬 네트워크(11)는 베어러 설정 요청 메시지에 대한 응답으로 매크로 네트워크(13)에 베어러 설정 응답 메시지(Bearer Setup Response)를 송신한다(S316).

한편, 단말(100)은 직접 전송 메시지(Direct Transfer)를 통해서 로컬 네트워크(11)에 세션 관리 응답 메시지(Session Management Response)를 송신할 수 있다. 로컬 네트워크(11)는 매크로 네트워크(13)에 세션 관리 응답 메시지를 송신한다(S318).

매크로 네트워크(13)는 내부적으로 베어러가 활성화되었음을 알리기 위해 베어러 시작 응답 메시지(Create Bearer Response)를 교환할 수 있다.

매크로 네트워크(13)는 로컬 네트워크(11)에게 베어러가 활성화되었음을 알리기 위해 베어러 시작 응답 메시지를 송신한다(S320).

매크로 네트워크(13)는 QoS 정책을 적용할 수 있는지 여부를 내부의 QoS 관리장치(136)에게 통보할 수 있다.

마지막으로 로컬 네트워크(11)의 로컬 기지국(112)와 로컬 게이트웨이 (111) 간의 dedicated 베어러를 설정한다(S322).

도 3을 참조하여 dedicated 베어러를 설정하는 절차를 설명하였으나 도 3을 참조하여 설명한 dedicated 베어러를 관리하는 절차는 다른 절차, 예를 들어 dedicated 베어러를 변경하는 절차나 해제하는 절차, 기타 절차에도 동일하게 적용될 수 있다. 따라서 dedicated 베어러를 관리하는 다른 절차는 엔티티들 사이 주고받는 메시지가 그 관리 종류에 대응하는 메시지로 대체되는 것으로 제외하고 도 3을 참조하여 설명한 dedicated 베어러를 관리하는 절차와 동일할 수 있다.

이하 도 4를 참조하여 도 3의 dedicated 베어러를 설정하는 방법에 따라 매크로 네트워크와 로컬 네트워크의 엔티티들 사이 QoS를 지원하기 위한 dedicated 베어러를 설정하는 절차(Dedicated Bearer Activation Procedure)를 설명한다.

도 4는 네트워크와 로컬 네트워크의 엔티티들 사이 동적으로 QoS를 제공하기 위한 dedicated 베어러를 설정하는 절차(Dedicated Bearer Activation Procedure)의 흐름도이다.

이하에서는, 로컬 게이트웨이(111)는 "L-GW"라 하고, 로컬 기지국(112)은 "HeNB"라 하며, 이동성 관리 장치(133)는 "MME"라 하고, 단말(100)은 "UE"라 한다. 이는 설명의 편의를 위해 예시적으로 한정한 것일 뿐, 이에 제한되어서는 안 될 것이다.

도 4를 참조하면 먼저 매크로 네트워크(13)의 QoS 관리장치인 PCRF(136)는 QoS 정책을 로컬 네트워크(11)의 L-GW(111)에 전송한다(S410). 이 절차는 PCRF(136)에 의해서 시작될 수도 있고, L-GW(111)에 위치한 PCEF가 PCRF(136)에게 요청하여 시작될 수도 있다. 또한 이 절차는 UE(100)의 요청에 의해 시작될 수도 있다.

L-GW(111)는 PCRF(136)로부터 수신한 QoS 정책 정보를 이용하여 베어러에 대한 QoS 파라미터, 예를 들어 QCI(Qos Class Identifier)와 ARP(Allocation and Retention Priority), GBR(Guaranteed Bit Rate), MBR(Maximum Bit Rate) 중 적어도 하나를 설정한다. L-GW(111)는 해당 베어러에 대한 과금정보, 예를 들어 과금 ID (Identification)를 생성하고, S-GW(132)에 베어러 시작 요청 메시지(Create Bearer Request)를 송신한다(S412).

이때 베어러 시작 요청 메시지(Create Bearer Request)는 가입자 식별번호인 IMSI(International Mobile Subscriber Identity), PTI(Procedure Transaction Id), 베어러 QoS(EPS bearer QoS), 베어러에 대해 패킷 필터를 포함하는 TFT(Traffic Flow Template), L-GW(111)의 터널링 ID인 S5-TEID, 과금 Id(Charging Id), LBI(Linked EPS Bearer Identity), PCO(Protocol Configuration Options), L-GW의 로컬 주소(local address) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. LBI는 default 베어러에 대한 베어러 ID(EPS Bearer ID)이며, PTI는 UE의 요청에 의한 베어러 변경 절차(UE Requested Bearer Resource Modification Procedure)에 의해서 이 절차가 시작된 경우에만 사용한다. PCO는 응용서비스와 관련한 파라미터들을 L-GW(111)와 UE(100) 간에 주고 받기 위해 사용될 수 있다. 또한 L-GW(111)의 로컬 주소(local address)는 로컬 네트워크(11)가 L-GW(111)에게 할당한 L-GW(111)의 IP 주소이다.

다음으로 매크로 네트워크(13)의 S-GW(132)는 매크로 네트워크(13)의 MME에게 베어러 시작 요청 메시지(Create Bearer Request)를 전송한다(S414). 이때 베어러 시작 요청 메시지(Create Bearer Request)는 IMSI, PTI, 베어러 QoS(EPS Bearer QoS), TFT, S1-TEID, L-GW TEID, LBI, PCO, L-GW(111)의 로컬 주소(local address)s 중 적어도 하나를 포함한다.

MME(133)는 UE(100)에게 아직 할당되지 않은 베어러 ID(EPS Bearer Identity)를 선택하고 로컬 네트워크(11)의 HeNB(112)에 세션 관리 요청 메시지, 예를 들어 세션 관리 요청 메시지(Session Management Request)를 전송한다(S416). 이때 세션 관리 요청 메시지(Session Management Request)는 PTI, TFT, 베어러 QoS 파라미터(EPS Bearer QoS parameters(ARP 미포함)), PCO, 베어러 ID(EPS Bearer Identity), LBI, L-GW(111)의 로컬 주소(local address) 중 하나를 포함한다.

HeNB(112)는 전술한 베어러 QoS 파라미터(EPS bearer QoS parameter)를 무선 베어러 QoS 파라미터로 맵핑하고, 접속 구성 메시지(RRC Connection Reconfiguration)를 UE(100)로 전송한다(S418). 이때 접속 구성 메시지(RRC Connection Reconfiguration)는 무선 베어러 QoS(Radio Bearer QoS), 세션 관리 요청(Session Management Request), RB ID(EPS Radio Bearer Identity) 중 적어도 하나를 포함한다.

UE(100)는 접속 구성 메시지(RRC Connection Reconfiguration)에 대한 응답으로 접속 구성 완료 메시지(RRC Connection Reconfiguration Complete)를 HeNB(111)로 송신한다(S420).

HeNB(111)는 베어러 설정 요청 메시지(Bearer Setup Request)에 대한 응답으로 MME(133)에 베어러 설정 응답 메시지, 예를 들어 베어러 설정 응답 메시지(Bearer Setup Response)를 송신한다(S422). 이때 베어러 설정 응답 메시지(Bearer Setup Response)는 베어러 ID(EPS Bearer Identity), HeNB(111)의 터널링 ID인 S1-TEID, HeNB의 로컬 주소(local address) 중 적어도 하나를 포함한다. HeNB의 로컬 주소는 로컬 네트워크(11)가 HeNB(112)에게 할당한 HeNB의 IP 주소이다.

UE(100)는 직접 전송 메시지, 예를 들어 직접 전송 메시지(Direct Transfer)를 통해서 HeNB(112)에 세션 관리 응답 메시지, 예를 들어 세션 관리 응답 메시지(Session Management Response)를 송신한다(S424).

HeNB(112)는 MME(133)에 세션 관리 응답 메시지(Session Management Response)를 송신한다(S426).

MME(133)는 S-GW(132)에게 베어러가 활성화되었음을 알리기 위해 베어러 시작 응답 메시지(Create Bearer Response)를 송신한다(S428). 이때 베어러 시작 응답 메시지(Create Bearer Response)는 베어러 ID(EPS Bearer Identity)와 S1-TEID, HeNB의 로컬 주소(HeNB’s local address) 중 적어도 하나를 포함한다.

S-GW(132)는 L-GW(111)에게 베어러가 활성화되었음을 알리기 위해 베어러 시작 응답 메시지(Create Bearer Response)를 송신한다(S430). 베어러 시작 응답 메시지, 베어러 시작 응답 메시지(Create Bearer Response)는 베어러 ID(EPS Bearer Identity)와 S5-TEID, HeNB의 로컬 주소(local address) 중 적어도 하나를 포함한다.

L-GW(111)는 PCRF(136)의 QoS 정책을 적용할 수 있는 지 여부를 PCRF(136)에게 통보한다(S432).

상기 신호절차에서 S412, S414, S416의 메시지는 L-GW(111)의 로컬 주소를 포함하고 있으며, S422, S428, S430의 메시지는 HeNB(112)의 로컬 주소를 포함하고 있다. L-GW(111)와 HeNB(112)는 서로의 로컬 주소(local address)를 사용하여 매크로 네트워크(13)를 거치지 않고 직접 통신을 할 수 있다.

다시 말해 도 4에 도시한 바와 같이 L-GW(111)은 PCRF(136)로부터 QoS 정책을 받아, 베어러 시작 요청 메시지를 매크로 네트워크(11)의 특정 엔티티, 예를 들어 S-GW(132)를 통해 MME(133)에게 전달할 수 있다.

MME(133)는 베어러 설정 요청 및/또는 세션 관리 요청 메시지를 HeNB(112)에 전송한다. 이에 따라 UE(100)와 HeNB(112)는 접속 구성 메시지 및 완료 메시지들을 주고 받는다.

이때 베어러 시작 요청 메시지 및 베어러 설정 요청 메시지는 L-GW(111)의 로컬 주소를 포함하고 있다.

MME(133)는 베어러 설정 응답 메시지 및/또는 세션 관리 응답 메시지를 HeNB(112)로부터 받고, 베어러 응답 메시지를 S-GW(132)를 통해 L-GW(111)에 전송한다.

베어러 설정 응답 메시지 및 베어러 응답 메시지는 HeNB(112)의 로컬 주소를 포함하고 있다.

한편 초기접속 절차와 같이 L-GW(111)와 HeNB(112)가 초기에 default 베어러를 설정하는 절차에서 서로의 로컬 주소(local address)에 대한 정보를 전달 받는다면, L-GW(111)와 HeNB(112)는 default 베어러에 대한 ID, 즉 베어러 ID(EPS Bearer Identity) 별로 서로의 로컬 주소를 저장해 둘 수 있으며 도 4의 S412, S414, S416를 통해 전달되는 LBI 정보를 이용하여 서로의 로컬 주소를 찾아낼 수 있다.

이와 같이 초기접속 과정에서 전달된 로컬 주소를 L-GW(111)와 HeNB(112)가 베어러 ID(EPS Bearer Identity) 별로 서로의 로컬 주소를 저장해 두었다가 동적 QoS 절차를 수행할 때 저장해 두었던 서로의 로컬 주소를 찾아서 사용한다면, 도 4의 S412, S414, S416의 메시지는 L-GW(111)의 로컬 주소를 포함할 필요가 없으며, S422, S428, S430의 메시지도 HeNB(112)의 로컬 주소를 포함할 필요가 없다.

도 5는 L-GW(111)와 HeNB(112)가 초기 접속시 default 베어러를 설정하는 절차의 흐름도이다.

UE(100)은 MME(133)에 PDN 접속 요청 메시지를 전송한다(S510).

다음으로 MME(133)은 세션 시작 요청 메시지(Create Session Request)를 S-GW(132)에 전송한다(S512).

다음으로 S-GW(132)는 세션 시작 요청 메시지를 L-GW(111)에 전송한다(S514).

다음으로 L-GW(132)는 세션 시작 응답 메시지(Create Session Response)를 S-GW(132)에 전송한다(S516).

S-GW(132)는 세션 시작 요청 메시지 응답 메시지를 MME(133)에 전송한다(S518).

MME(133)는 베어러 설정 메시지 및/또는 PDN 연결 승낙 메시지(PDN Connectivity)를 HeNB(112)에 전송한다(S520).

이때 S516, S518, S520 단계에서 메시지들은 L-GW의 로컬 주소(local address, 예를 들어 L-GW@LN address)를 포함한다. L-GW의 로컬 주소는 MME(133)과 HeNB(112)에 저장될 수 있다.

다음으로 HeNB(112)는 접속 구성 메시지(RRC Connection Reconfiguration)를 UE(100)로 전송한다(S522).

UE(100)는 접속 구성 메시지(RRC Connection Reconfiguration)에 대한 응답으로 접속 구성 완료 메시지(RRC Connection Reconfiguration Complete)를 UE(100)로 송신한다(S524).

HeNB(111)는 베어러 설정 요청 메시지(Bearer Setup Request)에 대한 응답으로 MME(133)에 베어러 설정 응답 메시지(Bearer Setup Response)를 송신한다(S526).

UE(100)는 직접 전송 메시지(Direct Transfer)를 통해서 HeNB(112)에 세션 관리 응답 메시지(Session Management Response)를 송신한다(S528).

HeNB(112)는 MME(133)에 PDN 접속 완료 메시지를 전송한다(S530).

HeNB(112)는 S520 단계에서 메시지에 포함된 L-GW의 로컬 주소(local address, 예를 들어 L-GW@LN address)를 이용하여 L-GW(111)와 터널링, 예를 들어 GTP 터널링을 통해 L-GW(111)로 상향링크 데이터 전송할 수 있다.

MME(133)는 S-GW(132)에 다운링크 트래픽 포워딩을 위한 베어러 변경 요청 메시지(Modifiy Bearer Request)를 송신한다(S532).

이때 S526 및 S532단계에서 메시지들은 HeNB의 로컬 주소(local address, HeNB@LN address)를 포함한다.

S-GW(132)는 L-GW(111)에 다운링크 트래픽 포워딩을 위한 베어러 변경 요청 메시지(Modifiy Bearer Request)를 송신한다(S534).

L-GW(111)는 S-GW(132)에 베어러 변경 응답 메시지(Modifiy Bearer Response)를 송신한다(S536).

S-GW(132)는 MME(133)에 베어러 변경 응답 메시지(Modifiy Bearer Response)를 송신한다(S538).

S532단계의 메시지에 HeNB의 로컬 주소가 포함되어 있다면, S-GW는 S534단계에서 HeNB(112)의 로컬 주소(local address, HeNB@LN address)를 L-GW로 전달된다. 이때 S534단계는 LIPA PDN 접속을 위해 필요할 수 있다.

L-GW(111)는 S534 단계에서 메시지에 포함된 HeNB의 로컬 주소(local address, HeNB@LN address)를 이용하여 HeNB(112)와 터널링, 예를 들어 GTP 터널링을 통해 HeNB(112)로 하향링크 데이터 전송할 수 있다.

한편, HeNB(112)와 L-GW(111)의 로컬 주소는 S1-MME 시그널링에서 사용하던 기존 Information Element(IE)들을 사용하여 전달할 수 있다. 초기 접속절차 이외의 다른 모든 절차에서도 이와 같이 기존의 IE들을 사용할 수도 있다.

이와 같이 초기접속 과정에서 전달된 로컬 주소를 L-GW(111)와 HeNB(112)가 베어러 ID(EPS Bearer Identity) 별로 서로의 로컬 주소를 저장해 두었다가 동적 QoS 절차를 수행할 때 저장해 두었던 서로의 로컬 주소를 찾아서 사용한다면, 도 4의 S412, S414, S416의 메시지는 L-GW(111)의 로컬 주소를 포함할 필요가 없으며, S422, S428, S430의 메시지도 HeNB(112)의 로컬 주소를 포함할 필요가 없다.

따라서, 도 4의 S412, S414, S416의 메시지는 L-GW(111)의 로컬 주소를 포함하지 않고 S422, S428, S430의 메시지도 HeNB(112)의 로컬 주소를 포함하지 않고, 각 단계들을 수행할 수 있다.

다시 말해 UE이 로컬 네트워크에 초기 접속시, L-GW(111)의 로컬 주소를 L-GW(111)에 전달하고 L-GW(111)의 로컬 주소를 HeNB(112)에 전달하고 HeNB(112)와 L-GW(111)의 세션에 HeNB(112)의 로컬 주소와 L-GW(111)의 로컬 주소를 사용할 수 있다.

이상에서 전술한 본 발명의 실시예에 따른 동적으로 QoS를 제공하는 시스템 아키텍처 및 그 방법들을 설명하였으나 이하 동적으로 QoS를 제공하는 로컬 게이트웨이에 대해 도 6을 참조하여 설명한다.

도 6은 또다른 실시예에 따른 동적으로 QoS를 제공하는 로컬 게이트웨이의 블록도이다.

도 6을 참조하면, 또다른 실시예에 따른 동적으로 QoS를 제공하는 로컬 게이트웨이(111)는, QoS 정책을 수신하고 베어러 설정 및/또는 변경에 필요한 메시지를 매크로 네트워크(13)와 로컬 기지국(112), 단말(100) 중 하나에게 보내거나 하나로부터 받는 송수신부(610)과, 수신한 QoS 정책 (QoS policy)을 이용하여 베어러에 대한 QoS 파라미터를 설정하고 해당 베어러(Bearer)에 대한 과금 정보를 생성하고 EPS 베어러 QoS 파라미터들을 무선 베어러 QoS 파라미터로 맵핑하는 제어부(620)를 포함한다.

송수신부(610)가 송수신하는 메시지는 도 3 내지 도 5를 참조하여 설명한 절차들에서 매크로 네트워크(13), 로컬 기지국(112), 단말(100) 중 하나와 송수신하는 메시지들 중 하나일 수 있다. 예를 들어 송수신부(610)가 송수신하는 메시지는 도 3 또는 도 4에 도시한 베어러 시작 요청 메시지(Create Bearer Request), 베어러 시작 응답 메시지(Create Bearer Response)일 수 있다. 송수신부(610)가 전술한 메시지들을 매크로 네트워크(13), 로컬 기지국(112), 단말(100) 중 하나와 송수신하는 동작들은 도 3 및 도 4를 참조하여 설명한 단말(100)의 동작들과 동일할 수 있다.

다른 예를 들어 송수신부(610)가 송수신하는 메시지는 도 5에 도시한 세션 시작 요청 메시지(Create Session Request), 세션 시작 응답 메시지(Create Session Response), 베어러 변경 요청 메시지(Modifiy Bearer Request), 베어러 변경 응답 메시지(Modifiy Bearer Response)일 수 있다. 송수신부(610)가 전술한 메시지들을 매크로 네트워크(13), 로컬 기지국(112) 중 하나와 송수신하는 동작들은 도 5를 참조하여 설명한 로컬 기지국(112)의 동작들과 동일할 수 있다.

예를 들어, 로컬 게이트웨이(111)의 송수신부(610)는 매크로 네트워크의 QoS 관리장치(136)로부터 QoS 정책을 수신하고 서빙 게이트웨이(132)를 통해 이동성 관리 장치(133)에게 베어러 시작 요청 메시지를 전송하고 이동성 관리 장치(133)로부터 전송된 베어러 시작 응답 메시지를 서빙 게이트웨이(132)를 통해 수신할 수 있다.

한편, 로컬 게이트웨이(111)의 송수신부(610)는 단말(200)이 로컬 네트워크(21)에 초기 접속시, 로컬 기지국(212)로부터 로컬 기지국(212)의 로컬 주소를 수신하고 로컬 게이트웨이(211)의 로컬 주소를 로컬 기지국(212)에 전달할 수 있다.

제어부(620)는 송수신부(610)에 의해 수신한 수신한 QoS 정책 (QoS policy)을 이용하여 베어러에 대한 QoS 파라미터를 설정하고 해당 베어러(Bearer)에 대한 과금 정보를 생성한다. 예를 들어 제어부(620)는 설정한 QoS 파라미터나 생성한 베어러에 대한 과금 정보를 이용하여 베어러를 시작 또는 설정하기 위한 베어러 시작 요청 메시지(Create Bearer Request)를 생성한다.

또한 제어부(620)는 전술한 메시지들 중 적어도 하나를 생성하고 송수신부(610)가 이 메시지를 매크로 네트워크(13), 로컬 기지국(112) 중 하나와 송수신하도록 제어한다.

제어부(620)는 로컬 기지국(112)과 베어러 세션을 변경하도록 제어한다. 이때 제어부(620)는 로컬 기지국(112)과 베어러 세션에 단말(100)이 로컬 네트워크(11)에 초기 접속시 수신한 로컬 기지국(112)의 로컬 주소를 사용할 수 있다.

도 7은 또다른 실시예에 따른 동적으로 QoS를 제공하는 로컬 기지국의 블록도이다.

도 7를 참조하면, 또다른 실시예에 따른 동적으로 QoS를 제공하는 로컬 기지국(112)는 베어러 설정 및/또는 변경에 필요한 메시지를 매크로 네트워크와 로컬 게이트웨이(111), 단말(100) 중 하나에게 보내거나 하나로부터 받는 송수신부(710)과, 로컬 게이트웨이(111)와 베어러 세션을 변경하는 제어부(720)를 포함한다.

송수신부(710)가 송수신하는 메시지는 도 3 내지 도 5를 참조하여 설명한 절차들에서 매크로 네트워크(13), 로컬 게이트웨이(111), 단말(100) 중 하나와 송수신하는 메시지들 중 하나일 수 있다. 예를 들어 송수신부(710)가 송수신하는 메시지는 도 3 내지 도 5에 도시한 베어러 설정 요청 메시지(Bearer Setup request), 접속 구성 메시지(RRC Connection Reconfiguration), 접속 구성 완료 메시지(RRC Connection Reconfiguration Complete)일 수 있다. 송수신부(710)가 전술한 메시지들을 매크로 네트워크(13), 로컬 게이트웨이(111), 단말(100) 중 하나와 송수신하는 동작들은 도 3 내지 도 5를 참조하여 설명한 단말(100)의 동작들과 동일할 수 있다.

송수신부(710)는 로컬 네트워크(11)의 로컬 게이트웨이(111)가 매크로 네트워크(13)의 QoS 관리장치(136)로부터 수신하는 QoS 정책에 따라 매크로 네트워크(13)의 이동성 관리 장치(136)로부터 베어러 설정 요청 메시지를 수신하고 접속 구성 메시지를 단말에 전송하고 단말(100)로부터 전송된 접속 구성 완료 메시지를 수신하고 베어러 설정 응답 메시지를 이동성 관리 장치(136)에 전송한다.

한편, 송수신부(710)는 단말(100)이 로컬 네트워크에 초기 접속시, 로컬 네트워크(11)에 포함되는 로컬 기지국(112)의 로컬 주소를 로컬 네트워크(11)에 포함되는 로컬 게이트웨이(111)에 전달하고 로컬 게이트웨이(111)의 로컬 주소를 로컬 게이트웨이(111)로부터 수신할 수 있다.

이때 제어부(720)는 로컬 게이트웨이(111)와 베어러 세션에 로컬 게이트웨이(111)의 로컬 주소를 사용할 수 있다.

도 6 및 도 7을 참조하여 설명한 로컬 게이트웨이와 로컬 기지국은 dedicated 베어러를 설정하는 절차를 수행하는 것으로 설명하였으나 도 6 및 도 7을 참조하여 설명한 dedicated 베어러를 관리하는 절차와 다른 절차, 예를 들어 dedicated 베어러를 변경하는 절차나 해제하는 절차, 기타 절차를 동일하게 수행할 수 있다. 따라서 dedicated 베어러를 관리하는 다른 절차는 엔티티들 사이 주고받는 메시지가 그 관리 종류에 대응하는 메시지로 대체되는 것으로 제외하고 도 6 및 도 7을 참조하여 설명한 dedicated 베어러를 관리하는 절차와 동일할 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 로컬 네트워크(Local HeNB Network)에서 동적 QoS를 지원할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 매크로 네트워크에 연결된 로컬 네트워크를 통해 동적으로 QoS를 제공하는 방법을 구현한 프로그램은, 전술한 방법들을 구현하는 기능들을 실행한다.

이러한 프로그램은 컴퓨터에 의해 읽힐 수 있는 기록매체에 기록되고 컴퓨터에 의해 실행됨으로써 전술한 기능들이 실행될 수 있다.

이와 같이, 컴퓨터가 기록매체에 기록된 프로그램을 읽어 들여 프로그램으로 구현된 매크로 네트워크에 연결된 로컬 네트워크를 통해 동적으로 QoS를 제공하는 방법을 실행시키기 위하여, 전술한 프로그램은 컴퓨터의 프로세서(CPU)가 읽힐 수 있는 C, C++, JAVA, 기계어 등의 컴퓨터 언어로 코드화된 코드(Code)를 포함할 수 있다.

이러한 코드는 전술한 기능들을 정의한 함수 등과 관련된 기능적인 코드(Function Code)를 포함할 수 있고, 전술한 기능들을 컴퓨터의 프로세서가 소정의 절차대로 실행시키는데 필요한 실행 절차 관련 제어 코드를 포함할 수도 있다.

또한, 이러한 코드는 전술한 기능들을 컴퓨터의 프로세서가 실행시키는데 필요한 추가 정보나 미디어가 컴퓨터의 내부 또는 외부 메모리의 어느 위치(주소 번지)에서 참조 되어야 하는지에 대한 메모리 참조 관련 코드를 더 포함할 수 있다.

또한, 컴퓨터의 프로세서가 전술한 기능들을 실행시키기 위하여 원격(Remote)에 있는 어떠한 다른 컴퓨터나 서버 등과 통신이 필요한 경우, 코드는 컴퓨터의 프로세서가 컴퓨터의 통신 모듈(예: 유선 및/또는 무선 통신 모듈)을 이용하여 원격(Remote)에 있는 어떠한 다른 컴퓨터나 서버 등과 어떻게 통신해야만 하는지, 통신 시 어떠한 정보나 미디어를 송수신해야 하는지 등에 대한 통신 관련 코드를 더 포함할 수도 있다.

그리고, 본 발명을 구현하기 위한 기능적인(Functional) 프로그램과 이와 관련된 코드 및 코드 세그먼트 등은, 기록매체를 읽어서 프로그램을 실행시키는 컴퓨터의 시스템 환경 등을 고려하여, 본 발명이 속하는 기술분야의 프로그래머들에 의해 용이하게 추론되거나 변경될 수도 있다.

이상에서 전술한 바와 같은 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽힐 수 있는 기록매체는, 일 예로, ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 광 미디어 저장장치 등이 있다.

또한 전술한 바와 같은 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽힐 수 있는 기록매체는 네트워크로 커넥션된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다. 이 경우, 다수의 분산된 컴퓨터 중 어느 하나 이상의 컴퓨터는 상기에 제시된 기능들 중 일부를 실행하고, 그 결과를 다른 분산된 컴퓨터들 중 하나 이상에 그 실행 결과를 전송할 수 있으며, 그 결과를 전송받은 컴퓨터 역시 상기에 제시된 기능들 중 일부를 실행하여, 그 결과를 역시 다른 분산된 컴퓨터들에 제공할 수 있다.

특히, 본 발명의 실시예에 따른 매크로 네트워크에 연결된 로컬 네트워크를 통해 동적으로 QoS를 제공하는 방법을 실행시키기 위한 프로그램인 애플리케이션을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체는, 애플리케이션 스토어 서버(Application Store Server), 애플리케이션 또는 해당 서비스와 관련된 웹 서버 등의 애플리케이션 제공 서버(Application Provider Server)에 포함된 저장매체(예: 하드디스크 등)이거나, 애플리케이션 제공 서버 그 자체일 수도 있다.

본 발명의 실시예에 따른 방법을 실행시키기 위한 프로그램인 애플리케이션을 기록한 기록매체를 읽을 수 있는 컴퓨터는, 일반적인 데스크 탑이나 노트북 등의 일반 PC 뿐만 아니라, 스마트 폰, 태블릿 PC, PDA(Personal Digital Assistants) 및 이동통신 단말기 등의 모바일 단말기를 포함할 수 있으며, 이뿐만 아니라, 컴퓨팅(Comuputing) 가능한 모든 기기로 해석되어야 할 것이다.

본 발명의 실시예에 따른 방법을 실행시키기 위한 프로그램인 애플리케이션을 기록한 기록매체를 읽을 수 있는 컴퓨터가 스마트 폰, 태블릿 PC, PDA(Personal Digital Assistants) 및 이동통신 단말기 등의 모바일 단말기인 경우, 애플리케이션은 애플리케이션 제공 서버에서 일반 PC로 다운로드 되어 동기화 프로그램을 통해 모바일 단말기에 설치될 수도 있다.

이상에서, 본 발명의 실시예를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합되거나 결합되어 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성 요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다. 또한, 그 모든 구성 요소들이 각각 하나의 독립적인 하드웨어로 구현될 수 있지만, 각 구성 요소들의 그 일부 또는 전부가 선택적으로 조합되어 하나 또는 복수 개의 하드웨어에서 조합된 일부 또는 전부의 기능을 수행하는 프로그램 모듈을 갖는 컴퓨터 프로그램으로서 구현될 수도 있다. 그 컴퓨터 프로그램을 구성하는 코드들 및 코드 세그먼트들은 본 발명의 기술 분야의 당업자에 의해 용이하게 추론될 수 있을 것이다. 이러한 컴퓨터 프로그램은 컴퓨터가 읽을 수 있는 저장매체(Computer Readable Media)에 저장되어 컴퓨터에 의하여 읽혀지고 실행됨으로써, 본 발명의 실시예를 구현할 수 있다. 컴퓨터 프로그램의 저장매체로서는 자기 기록매체, 광 기록매체, 캐리어 웨이브 매체 등이 포함될 수 있다.

또한, 이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "가지다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재될 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥 상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (11)

1. 로컬 네트워크를 통해 단말에게 동적으로 QoS를 제공하는 방법으로,
   로컬 네트워크의 로컬 게이트웨이가 매크로 네트워크의 QoS 관리장치로부터 QoS 정책을 수신하는 단계;
   상기 로컬 게이트웨이가 상기 매크로 네트워크의 특정 엔티티에게 베어러 시작 요청 메시지를 전송하고 상기 로컬 게이트웨이는 상기 베어러 시작 요청 메시지를 수신하는 단계;
   상기 매크로 네트워크의 특정 엔티티가 베어러 설정 요청 메시지를 전송하고 상기 로컬 기지국은 베어러 설정 요청 메시지를 수신하는 단계;
   상기 로컬 기지국은 접속 구성 메시지를 전송하고 상기 단말은 상기 접속 구성 메시지를 수신한 후 접속 구성 완료 메시지를 상기 로컬 기지국에 전송하는 단계;
   상기 로컬 기지국은 베어러 설정 응답 메시지를 전송하고 상기 매크로 네트워크의 특정 엔티티는 상기 베어러 설정 응답 메시지를 수신하는 단계;
   상기 매크로 네트워크의 특정 엔티티는 베어러 시작 응답 메시지를 전송하고 상기 로컬 게이트웨이는 상기 베어러 시작 응답 메시지를 수신하는 단계; 및
   상기 로컬 기지국과 상기 로컬 게이트웨이의 베어러 세션을 설정하는 단계를 포함하는 로컬 네트워크에서 동적 QoS 제공방법.
2. 제1항에 있어서,
   상기 매크로 네트워크의 특정 엔티티는 이동성 관리 장치인 것을 특징으로 하는 로컬 네트워크에서 동적 QoS 제공방법.
3. 제1항에 있어서,
   상기 매크로 네트워크는 서빙 게이트웨이를 포함하며,
   상기 로컬 게이트웨이는 상기 서빙 게이트웨이를 통해 상기 베어러 시작 요청 메시지를 수신하는 것을 특징으로 하는 로컬 네트워크에서 동적 QoS 제공방법.
4. 제1항에 있어서,
   상기 매크로 네트워크는 서빙 게이트웨이를 포함하며,
   상기 로컬 게이트웨이는 상기 서빙 게이트웨이를 통해 상기 베어러 시작 응답 메시지를 수신하는 것을 특징으로 하는 로컬 네트워크에서 동적 QoS 제공방법.
5. 로컬 네트워크를 통해 단말에게 동적으로 QoS를 제공하는 방법으로,
   상기 단말이 상기 로컬 네트워크에 초기 접속시, 상기 로컬 네트워크에 포함되는 로컬 기지국의 로컬 주소를 상기 로컬 네트워크에 포함되는 로컬 게이트웨이에 전달하고 상기 로컬 게이트웨이의 로컬 주소를 상기 로컬 기지국에 전달하는 단계;
   상기 로컬 게이트웨이가 매크로 네트워크의 QoS 관리장치로부터 QoS 정책을 수신하는 단계;
   상기 로컬 게이트웨이가 상기 매크로 네트워크의 특정 엔티티에게 베어러 시작 요청 메시지를 전송하고 상기 로컬 게이트웨이는 상기 베어러 시작 요청 메시지를 수신하는 단계;
   상기 매크로 네트워크의 특정 엔티티가 베어러 설정 요청 메시지를 전송하고 상기 로컬 기지국은 베어러 설정 요청 메시지를 수신하는 단계;
   상기 로컬 기지국은 접속 구성 메시지를 전송하고 상기 단말은 상기 접속 구성 메시지를 수신한 후 접속 구성 완료 메시지를 상기 로컬 기지국에 전송하는 단계;
   상기 로컬 기지국은 베어러 설정 응답 메시지를 전송하고 상기 매크로 네트워크의 특정 엔티티는 상기 베어러 설정 응답 메시지를 수신하는 단계;
   상기 매크로 네트워크의 특정 엔티티는 베어러 시작 응답 메시지를 전송하고 상기 로컬 게이트웨이는 상기 베어러 시작 응답 메시지를 수신하는 단계; 및
   상기 로컬 기지국과 상기 로컬 게이트웨이의 세션을 설정하는 단계로 상기 로컬 기지국과 상기 로컬 게이트웨이의 베어러 세션에 상기 로컬 기지국의 로컬 주소와 상기 로컬 게이트웨이의 로컬 주소를 사용하는 것을 특징으로 하는 로컬 네트워크에서 동적 QoS 제공방법.
6. 로컬 네트워크를 통해 단말에게 동적으로 QoS를 제공하는 방법으로,
   상기 로컬 네트워크의 로컬 게이트웨이가 매크로 네트워크의 QoS 관리장치로부터 QoS 정책을 수신하는 단계;
   상기 로컬 게이트웨이가 상기 서빙 게이트웨이를 통해 상기 매크로 네트워크의 이동성 관리 장치에게 베어러 시작 요청 메시지를 전송하는 단계;
   상기 로컬 게이트웨이는 상기 이동성 관리 장치로부터 전송된 상기 베어러 시작 응답 메시지를 상기 서빙 게이트웨이를 통해 수신하는 단계; 및
   상기 로컬 게이트웨이는 상기 로컬 기지국과 베어러 세션을 설정하는 단계를 포함하는 로컬 네트워크에서 로컬 게이트웨이의 동적 QoS 제공방법.
7. 로컬 네트워크를 통해 단말에게 동적으로 QoS를 제공하는 방법으로,
   상기 단말이 상기 로컬 네트워크에 초기 접속시, 상기 로컬 네트워크에 포함되는 로컬 게이트웨이는 상기 로컬 네트워크에 포함되는 로컬 기지국로부터 상기 로컬 기지국의 로컬 주소를 수신하고 상기 로컬 게이트웨이의 로컬 주소를 상기 로컬 기지국에 전달하는 단계;
   상기 로컬 게이트웨이가 매크로 네트워크의 QoS 관리장치로부터 QoS 정책을 수신하는 단계;
   상기 로컬 게이트웨이가 상기 서빙 게이트웨이를 통해 상기 매크로 네트워크의 이동성 관리 장치에게 베어러 시작 요청 메시지를 전송하는 단계;
   상기 로컬 게이트웨이는 상기 이동성 관리 장치로부터 전송된 상기 베어러 시작 응답 메시지를 상기 서빙 게이트웨이를 통해 수신하는 단계; 및
   상기 로컬 게이트웨이는 상기 로컬 기지국과 베어러 세션을 설정하는 단계로 상기 로컬 기지국과 베어러 세션에 초기 접속시 수신한 상기 로컬 기지국의 로컬 IP 주소를 사용하는 것을 특징으로 하는 로컬 네트워크에서 로컬 게이트웨이의 동적 QoS 제공방법.
8. 로컬 네트워크에서 동적 QoS 제공하는 로컬 게이트웨이로,
   매크로 네트워크의 QoS 관리장치로부터 QoS 정책을 수신하고 상기 서빙 게이트웨이를 통해 상기 매크로 네트워크의 이동성 관리 장치에게 베어러 시작 요청 메시지를 전송하고 상기 이동성 관리 장치로부터 전송된 상기 베어러 시작 응답 메시지를 상기 서빙 게이트웨이를 통해 수신하는 송수신부; 및
   상기 로컬 기지국과 베어러 세션을 설정하는 제어부를 포함하는 로컬 네트워크에서 동적 QoS 제공하는 로컬 게이트웨이.
9. 로컬 네트워크에서 동적 QoS 제공하는 로컬 게이트웨이로,
   상기 단말이 상기 로컬 네트워크에 초기 접속시, 상기 로컬 네트워크에 포함되는 로컬 기지국로부터 상기 로컬 기지국의 로컬 주소를 수신하고 상기 로컬 게이트웨이의 로컬 주소를 상기 로컬 기지국에 전달하고 매크로 네트워크의 QoS 관리장치로부터 QoS 정책을 수신하고 상기 서빙 게이트웨이를 통해 상기 매크로 네트워크의 이동성 관리 장치에게 베어러 시작 요청 메시지를 전송하고 상기 이동성 관리 장치로부터 전송된 상기 베어러 시작 응답 메시지를 상기 서빙 게이트웨이를 통해 수신하는 송수신부; 및
   상기 로컬 기지국과 베어러 세션을 설정하고 상기 로컬 기지국과 베어러 세션에 초기 접속시 수신한 상기 로컬 기지국의 로컬 주소를 사용하는 제어부를 포함하는 로컬 네트워크에서 동적 QoS 제공하는 로컬 게이트웨이.
10. 로컬 네트워크의 로컬 게이트웨이가 매크로 네트워크의 QoS 관리장치로부터 수신하는 QoS 정책에 따라 매크로 네트워크의 이동성 관리 장치로부터 베어러 설정 요청 메시지를 수신하는 단계;
    접속 구성 메시지를 상기 단말에 전송하는 단계;
    상기 단말로부터 전송된 접속 구성 완료 메시지를 수신하는 단계;
    베어러 설정 응답 메시지를 상기 이동성 관리 장치에 전송하는 단계; 및
    상기 로컬 게이트웨이와 베어러 세션을 설정하는 단계를 포함하는 로컬 네트워크에서 로컬 기지국의 동적 QoS 제공방법.
11. 단말이 로컬 네트워크에 초기 접속시, 로컬 네트워크에 포함되는 로컬 기지국의 로컬 주소를 상기 로컬 네트워크에 포함되는 로컬 게이트웨이에 전달하고 상기 로컬 게이트웨이의 로컬 주소를 상기 로컬 게이트웨이로부터 수신하는 단계;
    로컬 네트워크의 로컬 게이트웨이가 매크로 네트워크의 QoS 관리장치로부터 수신하는 QoS 정책에 따라 매크로 네트워크의 이동성 관리 장치로부터 베어러 설정 요청 메시지를 수신하는 단계;
    접속 구성 메시지를 상기 단말에 전송하는 단계;
    상기 단말로부터 전송된 접속 구성 완료 메시지를 수신하는 단계;
    베어러 설정 응답 메시지를 상기 이동성 관리 장치에 전송하는 단계; 및
    상기 로컬 게이트웨이와 베어러 세션을 설정하는 단계로 상기 로컬 게이트웨이와 베어러 세션에 상기 로컬 게이트웨이의 로컬 주소를 사용하는 것을 특징으로 하는 로컬 네트워크에서 로컬 기지국의 동적 QoS 제공방법.

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