KR20130138501A - 데이터 로밍 지원 방법과 이를 위한 위치 등록 처리 장치 - Google Patents

데이터 로밍 지원 방법과 이를 위한 위치 등록 처리 장치 Download PDF

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Abstract

홈망으로부터 방문망으로 로밍한 로밍 단말이 무선 데이터 서비스를 이용할 경우 홈망의 PDN 게이트웨이가 아닌 방문망의 PDN 게이트웨이로 접속하도록 하는 로밍 지원 방법과 이를 위한 위치 등록 처리 장치가 개시된다. 홈망으로부터 방문망으로 로밍한 로밍 단말에 대한 위치 등록 처리의 관문 기능을 수행하는 상기 방문망의 위치 등록 처리 장치는, 상기 로밍 단말이 상기 방문망에서 위치 등록시, 상기 홈망으로 상기 로밍 단말의 위치 등록을 수행하며 상기 홈망으로부터 상기 로밍 단말의 가입자 프로파일을 수신하는 위치 등록 처리부; 및 상기 가입자 프로파일에 포함되는 패킷 데이터 네트워크(PDN) 게이트웨이의 IP 주소를 상기 방문망의 PDN 게이트웨이의 IP 주소로 변경하는 변경부;를 포함하고, 상기 위치 등록 처리부는, 상기 변경부에서 변경된 PDN 게이트웨이의 IP 주소가 포함된 가입자 프로파일을 상기 방문망의 위치 정보 관리 장치로 전송한다.

Description

데이터 로밍 지원 방법과 이를 위한 위치 등록 처리 장치{METHOD FOR SUPPORTING DATA ROAMING AND APPARATUS FOR PROCESSING LOCATION REGISTER}
본 발명은 데이터 로밍 서비스에 관한 것으로, 보다 구체적으로, 홈망에서 방문망으로 로밍하는 로밍 가입자에게 데이터 로밍 서비스를 제공하기 위한 데이터 로밍 지원 방법 및 이를 위한 위치 등록 처리 장치에 관한 것이다.
이동통신가입자의 해외 로밍시, 3G/LTE 무선망에서 데이터(DATA) 서비스를 받기 위해서는 방문망(VPMN:Visited Public Land Mobile Network)의 서빙 노드 (예: SGSN/S-GW)에서 홈망(HPMN:Home Public Land Mobile Network)의 PDN(Packet Data Network) 게이트웨이(예, GGSN/P-GW)로 접속해야 한다.
PDN 게이트웨이의 역할은 이동 단말이 사용할 IP를 할당해 패킷 데이터 네트워크(PDN)과의 양방향 패킷 포워딩 역할을 수행하는 것이 핵심이며, 추가로 PCRF( Policy and Charging Rule Function)와 연동해 가입자 QoS를 적용하고 선/후불가입자의 과금을 생성하는 역할도 병행한다.
해외 로밍시 로밍 가입자가 홈망의 PDN 게이트웨이를 통해 서비스를 받을 경우 로밍 가입자가 해외에서 사용하는 모든 무선 데이터 패킷이 인터넷에 직접 접속되지 않고, 회선 사용료가 높은 Inter PLMN Backbone(예 : GRX/IPX)을 경유해 서비스되기 때문에 데이터 로밍 요금을 낮추기 어려워 이로 인해 로밍 데이터 서비스의 활성화에 심각한 저해 요인이 된다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 홈망으로부터 방문망으로 로밍한 로밍 단말이 무선 데이터 서비스를 이용할 경우 홈망의 PDN 게이트웨이가 아닌 방문망의 PDN 게이트웨이로 접속하도록 하는 로밍 지원 방법과 이를 위한 위치 등록 처리 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른, 홈망으로부터 방문망으로 로밍한 로밍 단말에 대한 위치 등록 처리의 관문 기능을 수행하는 상기 방문망의 위치 등록 처리 장치는, 상기 로밍 단말이 상기 방문망에서 위치 등록시, 상기 홈망으로 상기 로밍 단말의 위치 등록을 수행하며 상기 홈망으로부터 상기 로밍 단말의 가입자 프로파일을 수신하는 위치 등록 처리부; 및 상기 가입자 프로파일에 포함되는 패킷 데이터 네트워크(PDN) 게이트웨이의 IP 주소를 상기 방문망의 PDN 게이트웨이의 IP 주소로 변경하는 변경부;를 포함하고, 상기 위치 등록 처리부는, 상기 변경부에서 변경된 PDN 게이트웨이의 IP 주소가 포함된 가입자 프로파일을 상기 방문망의 위치 정보 관리 장치로 전송한다.
상기 변경부는, 상기 가입자 프로파일에 포함된 특정 액세스 포인트 네임(APN:Access Point Name)에 매핑되는 PDN 게이트웨이의 IP 주소를 변경할 수 있다.
상기 변경부는, 상기 홈망이 PDN 게이트웨이의 IP 주소를 변경하는 것으로 제휴된 사업자의 망인 경우에 PDN 게이트웨이의 IP 주소를 변경 처리할 수 있다.
상기 변경부는, 상기 가입자 프로파일에 PDN 게이트웨이의 IP 주소가 수록되어 있지 않은 경우 상기 방문망의 PDN 게이트웨이의 IP 주소를 삽입하고, 상기 가입자 프로파일에 홈망의 PDN 게이트웨이의 IP 주소가 수록되어 있는 경우 그 IP 주소를 상기 방문망의 PDN 게이트웨이의 IP 주소로 대체할 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 측면에 따른, 홈망으로부터 방문망으로 로밍한 로밍 단말에 대한 위치 등록 처리의 관문 기능을 수행하는 상기 방문망의 위치 등록 처리 장치에서의 로밍 지원 방법은, 상기 홈망으로 상기 로밍 단말의 위치 등록을 수행하며 상기 홈망으로부터 상기 로밍 단말의 가입자 프로파일을 수신하는 단계; 상기 가입자 프로파일에 포함되는 패킷 데이터 네트워크(PDN) 게이트웨이의 IP 주소를 상기 방문망의 PDN 게이트웨이의 IP 주소로 변경하는 단계; 및 상기 변경된 PDN 게이트웨이의 IP 주소가 포함된 가입자 프로파일을 상기 방문망의 위치 정보 관리 장치로 전송하는 단계;를 포함한다.
상기 변경하는 단계는, 상기 가입자 프로파일에 포함된 특정 액세스 포인트 네임(APN:Access Point Name)에 매핑되는 PDN 게이트웨이의 IP 주소를 변경할 수 있다.
상기 변경하는 단계는, 상기 홈망이 PDN 게이트웨이의 IP 주소를 변경하는 것으로 제휴된 사업자의 망인 경우에 PDN 게이트웨이의 IP 주소를 변경 처리할 수 있다.
상기 변경하는 단계는, 상기 가입자 프로파일에 PDN 게이트웨이의 IP 주소가 수록되어 있는지 확인하는 단계; IP 주소가 수록되어 있지 않은 경우, 상기 방문망의 PDN 게이트웨이의 IP 주소를 삽입하는 단계; 및 IP 주소가 수록되어 있는 경우, 그 IP 주소를 상기 방문망의 PDN 게이트웨이의 IP 주소로 대체하는 단계;를 포함할 수 있다.
본 발명에 의하면, 홈망으로부터 방문망으로 로밍한 로밍 단말은 홈망의 PDN 게이트웨이가 아닌 방문망의 PDN 게이트웨이를 경유하여 바로 인터넷망에 접속하여 데이터 서비스를 제공받을 수 있어 데이터 로밍 요금을 절약할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 로밍 서비스를 위한 이동통신시스템의 구성을 나타낸 도면이다.
도 2는 도 1의 로밍 서비스를 위한 이동통신시스템에서 로밍 단말에 대한 데이터 서비스를 제공하는 방법을 설명하는 신호 흐름도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 로밍 서비스를 위한 이동통신시스템의 구성을 나타낸 도면이다.
도 4는 도 3의 로밍 서비스를 위한 이동통신시스템에서 로밍 단말에 대한 데이터 서비스를 제공하는 방법을 설명하는 신호 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 로밍 서비스를 위한 위치 등록 처리 장치의 구성을 나타낸 도면
상술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
본 발명은 홈망으로부터 방문망으로 로밍한 로밍 단말이 방문망에서 무선 데이터 서비스를 이용할 경우 홈망의 PDN 게이트웨이가 아닌 방문망의 PDN 게이트웨이로 접속하도록 한다. 이를 위해 홈망과 연동하는 방문망의 위치 등록 처리 장치는 홈망으로부터 수신되는 로밍 단말의 가입자 프로파일에 대한 변경을 실행하고 그 변경된 가입자 프로파일을 방문망 내의 위치 정보 관리 장치로 전송한다.
이하 3G 네트워크 그리고 LTE 네트워크를 실시예로 설명한다. 이하에서 상기 PDN 게이트웨이는 3G 네트워크에서 패킷 관문 지원 노드(GGSN)이고, LTE 네트워크에서는 P-GW로 이해될 수 있다. 또한 상기 방문망의 위치 등록 처리 장치는 3G 네트워크에서 GLR(Gateway Location Register)이고, LTE 네트워크에서는 DEA(Diameter Edge Agent)로 이해될 수 있다. 또한 상기 위치 정보 관리 장치는 3G 네트워크의 패킷 데이터 지원 노드(SGSN), 그리고 LTE 네트워크의 MME(Mobile Mobility Entity)로 이해될 수 있다. 3G 네트워크의 패킷 데이터 지원 노드와 LTE 네트워크의 MME를 위치 정보 관리 장치라는 용어로 사용하는 것은, 해당 패킷 데이터 지원 노드와 MME는 HLR 또는 HSS로부터 내려받은 위치 정보를 포함하는 가입자 프로파일을 관리하므로 이를 포괄하기 위해 위치 정보 관리 장치의 용어를 사용한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 로밍 서비스를 위한 이동통신시스템의 구성을 나타낸 도면으로, 3G 네트워크의 예이다.
도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 로밍 서비스를 위한 이동통신시스템은 홈망(HPLMN:Home Public Land Mobile Network)(110)과 방문망(VPLMN:Visited PLMN)(130)을 포함하여 구성된다.
홈망(110)은 홈 위치 등록기(HLR; Home Location Register)(111), 패킷 데이터 지원 노드(SGSN:Serving GPRS Support Node)(113), 패킷 관문 지원 노드(GGSN:Gateway GPRS Support Node)(115) 및 DNS(Domain Name System) 서버(137)를 포함한다.
홈 위치 등록기(111)는 가입자의 가입자 프로파일, 위치 정보 등을 저장하는 레지스터로서, 이동 전화 교환국(MSC)이나 패킷 데이터 지원 노드(113)를 통해 이동 단말로부터 위치 등록 요청이 수신되면, 가입자 프로파일을 상기 이동 전화 교환국(MSC)이나 상기 패킷 데이터 지원 노드(113)로 내려준다. 홈망(110)에서 방문망(130)으로 로밍한 로밍 단말(190)의 위치 등록시, 홈 위치 등록기(111)는 해당 로밍 단말(190)의 가입자 프로파일을 방문망(130)의 GLR(131)로 전송한다.
패킷 데이터 지원 노드(113)는 서비스 지역 내에서 이동 단말의 위치 정보를 포함하는 가입자 프로파일을 저장 관리하고 이동 단말과의 데이터 패킷 전달을 담당하는 노드로서. 패킷 라우팅 및 전송, 이동성 관리, 논리적 링크 관리, 인증 및 요금 부과 등의 기능을 가지며, 패킷 데이터 지원 노드(113)의 방문 위치 등록기(VLR)는 상기 홈 위치 등록기(111)로부터 내려받은 가입자 프로파일을 저장한다.
패킷 교환 지원 노드(115)는 GPRS 기간망과 외부 패킷 데이터 망 간의 접속 기능을 담당하는 노드로서, 이동 단말에 대해 IP 주소를 할당하고 패킷 데이터 지원 노드(113)로부터 오는 GPRS 패킷을 적당한 패킷 데이터 프로토콜(PDP) 형식(예:IP, X.25)으로 변환하여 인터넷망(170)으로 전송하고 인터넷망(170)으로부터 수신되는 착신 패킷 데이터의 PDP 주소를 수신자의 GSM 주소로 변환하여 상기 패킷 데이터 지원 노드(113)로 전송한다.
DNS 서버(117)는 패킷 교환 지원 노드(115)들 및 홈 에이전트, 그들의 IP 주소들, 및 그들의 지원되는 APN(Access Point Name)들 및 로밍 프로토콜들에 대한 데이터베이스를 저장하고, 패킷 데이터 지원 노드(113)로부터 수신되는 APN에 대한 네트워크 엔티티, 구체적으로 패킷 교환 지원 노드(115)의 IP 주소를 응답한다.
APN은 데이터 서비스를 위한 패킷 데이터 네트워크(PDN:Packet Data Network) 또는 홈 에이전트를 선택하는데 사용되는 논리적인 이름에 대한 스트링(string)에 의해서 제공되고, 네트워크 운영자들은 APN을 서로 다르게 정할 수 있다. 예컨대, 네트워크 운영자는 (i) 네트워크 운영자를 식별하는 운영자 식별자(ID) 및 (ii) 네트워크 운영자에 대한 라우팅 정보를 명시하는 네트워크 ID를 포함하도록 APN을 정할 수 있다.
방문망(130)은 홈망(110)과 동일한 통신망 구성을 구비한다. 구체적으로, 도 1에 도시된 바와 같이, 방문망(130)은 패킷 데이터 지원 노드(SGSN:Serving GPRS Support Node)(133), 패킷 관문 지원 노드(GGSN:Gateway GPRS Support Node)(135) 및 DNS 서버(137)를 포함한다. 방문망(130)은 방문망 내 가입자를 위한 홈 위치 등록기(HLR)를 홈망(110)과 동일하게 구비하는데 본 실시예에서는 도시하지 않는다.
그리고 방문망(130)은 홈망(110)의 가입자가 방문망(130)으로 로밍할 때 해당 로밍 가입자의 가입자 프로파일을 홈망(110)의 홈 위치 등록기(111)로부터 수신하여 방문망(130) 내의 패킷 데이터 지원 노드(133)로 전송하는 관문 위치 등록기(GLR:Gateway Location Register)(131)를 포함한다.
관문 위치 등록기(131)는 홈망(110)의 홈 위치 등록기(111)로부터 가입자 프로파일을 수신하여 패킷 데이터 지원 노드(133)로 내려줄 때 로밍 단말(190)이 홈망(110)이 아닌 방문망(130)의 게이트웨이, 즉 패킷 관문 지원 노드(135)를 사용하여 로밍 데이터 서비스를 이용할 수 있도록 상기 가입자 프로파일을 다음과 같이 변경하여 패킷 데이터 지원 노드(133)로 내려준다.
즉, 가입자 프로파일에는 APN(Access Point Name)과 해당 APN과 매칭되는 홈망(110)의 패킷 관문, 즉 패킷 관문 지원 노드(115)의 IP 주소가 수록되거나 해당 패킷 관문의 IP 주소가 수록되어 있지 않은데, 관문 위치 등록기(131)는 로밍 단말(190)의 가입자 프로파일에 APN과 매칭되는 패킷 관문의 IP 주소가 없을 경우, 방문망(130)의 패킷 관문, 즉 방문망(130)의 패킷 관문 지원 노드(135)의 IP 주소를 상기 가입자 프로파일에 삽입한다.
또는, 가입자 프로파일에 APN에 매칭되는 패킷 관문으로서 홈망(110)의 패킷 관문, 즉 패킷 관문 지원 노드(115)의 IP 주소가 수록되어 있는 경우, 관문 위치 등록기(131)는 해당 홈망(110)의 패킷 관문의 IP 주소를 방문망(130)의 패킷 관문, 즉 패킷 관문 지원 노드(135)의 IP 주소로 대체한다.
관문 위치 등록기(131)는, 일정한 조건을 만족하는 경우에만 홈망(110)으로부터 수신한 가입자 프로파일에 대한 변경을 실행할 수 있다. 즉, 홈망(110)의 모든 가입자에 대해 방문망의 패킷 관문을 사용하도록 홈망 사업자와 미리 제휴된 경우, 또는 상기 수신된 가입자 프로파일에 변경 대상 APN이 기록되어 있는 경우,가입자 프로파일에 대한 변경을 결정한다. 또는 상기 두 가지 조건을 모두 만족하는 경우에만 변경을 결정할 수도 있다.
방문망(130)의 패킷 데이터 지원 노드(133)는 관문 위치 등록기(131)에서 변경되어 수신된 가입자 프로파일에 포함된 APN 및 이에 매칭되는 패킷 관문의 IP 주소를 기반으로 방문망(130)의 패킷 관문 지원 노드(135)와 터널(Tunnel)을 생성하여 방문망(130)으로 로밍한 로밍 단말(190)에 대해 인터넷 서비스를 제공한다.
도 2는 도 1의 로밍 서비스를 위한 이동통신시스템에서 로밍 단말에 대한 데이터 서비스를 제공하는 방법을 설명하는 신호 흐름도이다.
도 2를 참조하면, 홈망(110)에서 방문망(130)으로 로밍한 로밍 단말(190)은 방문망(130)에서 위치 등록을 시도하고, 이에 따라 방문망(130)의 패킷 데이터 지원 노드(133)는 홈망(110)의 홈 위치 등록기(111)로 관문 위치 등록기(131)를 경유하여 가입자 프로파일을 요청한다(S201, S203). 이때, 패킷 데이터 지원 노드(133)와 관문 위치 등록기(131) 그리고 홈 위치 등록기(111) 간 연동 프로토콜은 MAP이고, 메시지는 Update Location이다.
홈망(110)의 홈 위치 등록기(111)는 방문망(130)의 관문 위치 등록기(131)의 요청에 따라 로밍 단말(190)의 가입자 프로파일을 응답으로 상기 관문 위치 등록기(131)로 전송한다(S205). 이때 관문 위치 등록기(131) 그리고 홈 위치 등록기(111) 간 연동 프로토콜은 MAP이고, 메시지는 Insert Subscriber Data이다.
방문망(130)의 관문 위치 등록기(131)는, 홈망(110)으로부터 수신한 가입자 프로파일에 대한 변경 실행 여부를 결정한다(S207). 즉, 홈망(110)의 모든 가입자에 대해 방문망의 패킷 관문을 사용하도록 홈망 사업자와 미리 제휴된 경우, 관문 위치 등록기(131)는 상기 수신한 가입자 프로파일에 대한 변경을 결정한다. 또는 상기 수신된 가입자 프로파일에 변경 대상 APN이 기록되어 있는 경우, 관문 위치 등록기(131)는 상기 수신한 가입자 프로파일에 대한 변경을 결정한다. 또는 상기 두 가지 조건을 모두 만족하는 경우에만 변경을 결정할 수도 있다.
가입자 프로파일의 변경을 결정한 경우, 관문 위치 등록기(131)는 가입자 프로파일에 대한 방문망(130)의 패킷 관문의 IP 주소를 삽입하거나 대체하는 변경을 수행한다(S209). 구체적으로, 가입자 프로파일에 변경 대상 APN과 매칭되는 패킷 관문의 IP 주소가 없을 경우, 방문망(130)의 패킷 관문의 IP 주소를 상기 APN에 매칭되는 정보로서 상기 가입자 프로파일에 삽입한다. 또는 가입자 프로파일에 변경 대상 APN에 매칭되는 패킷 관문으로서 홈망(110)의 패킷 관문의 IP 주소가 수록되어 있는 경우, 해당 홈망(110)의 패킷 관문의 IP 주소를 방문망(130)의 패킷 관문의 IP 주소로 대체한다.
관문 위치 등록기(131)는 변경된 가입자 프로파일을 방문망(130)의 패킷 데이터 지원 노드(133)로 전송한다(S211). 패킷 데이터 지원 노드(133)는 가입자 프로파일을 데이터베이스에 저장하고, 로밍 단말(190)에 대한 베어러(bearer) 생성을 요청할 때, 상기 데이터베이스에 저장된 가입자 프로파일에 기록된 APN에 매칭되어 있는 패킷 관문의 IP 주소에 대응하는 패킷 관문 지원 노드(135)로 베어러 생성 요청을 전송한다(S213). 이때, 패킷 데이터 지원 노드(133)와 패킷 관문 지원 노드(135) 간 연동 프로토콜은 GTP-Cv1이고 메시지는 Create_PDP_Context_Request를 사용한다.
베어러 생성 요청을 수신한 패킷 관문 지원 노드(135)는 요청에 따라 로밍 단말(190)이 사용할 IP 주소를 할당하고 패킷 데이터 지원 노드(133) 방향으로 GTP 터널(tunnel)을 생성함으로써 베어러 생성 응답한다(S215). 이때 패킷 데이터 지원 노드(133)와 패킷 관문 지원 노드(135) 간 연동 프로토콜은 GTP-Cv1이고 메시지는 Create_PDP_Context_Response이다.
한편, 단계 S207에서 가입자 프로파일의 변경을 하지 않는 것으로 결정한 경우, 방문망(130)의 관문 위치 등록기(131)는, 홈망(110)으로부터 수신한 가입자 프로파일에 대해 변경을 하지 않고 기존 방식대로 패킷 데이터 지원 노드(133)로 전송한다(S217).
방문망(130)의 패킷 데이터 지원 노드(133)는 가입자 프로파일에 변경이 발생하지 않았으므로 기존 방식대로 홈망(110)의 패킷 관문 지원 노드(115)로 베어러 생성을 요청하고 이에 대한 응답을 수신한다(S219, S221). 이때, 방문망(130)의 패킷 데이터 지원 노드(133)는 가입자 프로파일에 APN에 매칭되는 패킷 관문의 IP 주소가 수록되어 있지 않은 경우 DNS(137)로 홈망(110)의 패킷 관문의 IP 주소를 쿼리하고 해당 패킷 관문의 IP 주소를 획득하여 홈망(110)으로 접속한다. 이와 같이 가입자 프로파일에 변경이 발생하지 않은 경우, 방문망(130)으로 로밍한 로밍 단말(190)은 Inter PLMN Backbone인 GRX/IPX(150)를 경유하여 데이터 서비스를 제공받게 된다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 로밍 서비스를 위한 이동통신시스템의 구성을 나타낸 도면으로, 도 3의 이동통신시스템은 3GPP LTE(Long Term Evolution) 네트워크이다.
도 3을 참조하면, 본 실시예에 따른 로밍 서비스를 위한 이동통신시스템은 홈망(HPLMN:Home Public Land Mobile Network)(310)과 방문망(VPLMN:Visited PLMN)(330)을 포함하여 구성된다.
홈망(310)은 HSS(Home Subscriber Server)(311), MME(Mobility Management Entity)(313), S-GW(Serving GateWay)(319) 및 P-GW(Packet date network GateWay)(315)를 포함한다.
HSS(311)는 3G 네트워크의 홈 위치 등록기에 대응하는 요소로서, 서비스 가입한 이동 단말들에 대한 가입 관련 정보(예컨대, 사용자 프로파일들) 및 위치 정보를 저장한다. 또한 HSS(311)는 이동 단말들의 인증 및 허가를 수행할 수 있으며, 이동 단말들에 대한 정보를 요청 중인 네트워크 엔티티들에 제공할 수 있다. HSS(311)는 S6a 인터페이스를 통해 MME(313)와 통신할 수 있다.
MME(313)는 3G 네트워크의 패킷 데이터 지원 노드(SGSN)에 대응하는 요소로서, NAS(Non Access Stratum) 시그널링(signaling), NAS 시그널링 보안(signaling security), 3GPP망 사이의 이동성 관리, 휴지 모드 단말(Idle mode UE)의 위치 관련 기능, 로밍(roaming) 관련 기능, 인증(authentication), 베어러 관리(Bearer management) 등을 수행하고, 특히 서비스 지역 내에서 이동 단말의 위치 정보 관리 기능을 담당하는 노드로서, HSS(311)로부터 내려받은 가입자 프로파일을 저장한다.
S-GW(319)는 유저 플레인 측면에서 LTE 기지국(evolved Node-B)과 P-GW(315) 사이에 위치해 사용자 패킷을 양방향 라우팅 및 포워딩하는 노드이며 eNB 간 핸드오프시(X1 HandOff) Mobility Anchor 역할을 수행한다. 또한 컨트롤 플레인 측면에서는 MME(313)와 P-GW(315) 사이에 위치하며 EPS Bearer 메시지 처리 역할을 수행한다
P-GW(315)는 LTE 기간망과 외부 패킷 데이터 망 간의 접속 기능을 담당하는 노드로서 3G 네트워크의 패킷 교환 지원 노드(GGSN)에 대응하는 요소이다. P-GW(315)는 정책 시행(policy enforcement), 사용자별 패킷기반 필터링(per-user based packet filtering), 과금 지원(charging support), 단말 IP 주소 할당(UE IP allocation), 패킷 차단(packet screening) 등을 수행한다.
방문망(330)은 홈망(310)과 동일한 통신망 구성을 구비한다. 구체적으로, 도 3에 도시된 바와 같이, 방문망(330)은 MME(333), S-GW(339) 및 P-GW(335)를 포함한다. 방문망(330)은 방문망 내 가입자를 위한 홈 가입자 서버(HSS)를 홈망(310)과 동일하게 구비하는데 본 실시예에서는 도시하지 않는다. 그리고 방문망(330)은 LTE 망에서 이동 단말의 로밍시 홈망(310)과 방문망(330) 사이 diameter 시그널 메시지의 중계 및 프록시 처리를 하는 에이전트로서 DEA(Diameter Edge Agent)(331)를 포함한다.
DEA(331)는 3G 네트워크의 관문 위치 등록기(GLR)에 대응하는 요소로서, 홈망(310)의 HSS(311)로부터 가입자 프로파일을 수신하여 MME(333)로 내려줄 때 로밍 단말(390)이 홈망(310)이 아닌 방문망(330)의 패킷 관문, 즉 P-GW(335)를 사용하여 로밍 데이터 서비스를 이용할 수 있도록 상기 가입자 프로파일을 다음과 같이 변경하여 MME(333)로 내려준다.
즉, 가입자 프로파일에는 APN(Access Point Name)과 해당 APN과 매칭되는 홈망(310)의 패킷 관문, 즉 P-GW(315)의 IP 주소가 수록되거나 해당 패킷 관문의 IP 주소가 수록되어 있지 않은데, DEA(331)는 로밍 단말(390)의 가입자 프로파일에 APN과 매칭되는 패킷 관문의 IP 주소가 없을 경우, 방문망(330)의 패킷 관문, 즉 P-GW(335)의 IP 주소를 상기 가입자 프로파일에 삽입한다.
또는 가입자 프로파일에 APN에 매칭되는 패킷 관문으로서 홈망(310)의 패킷 관문, 즉 P-GW(315)의 IP 주소가 수록되어 있는 경우, DEA(331)는 해당 홈망(310)의 패킷 관문의 IP 주소를 방문망(330)의 패킷 관문, 즉 P-GW(335)의 IP 주소로 대체한다.
DEA(331)는 일정한 조건을 만족하는 경우에만 홈망(310)으로부터 수신한 가입자 프로파일에 대한 변경을 실행할 수 있다. 즉, 홈망(310)의 모든 가입자에 대해 방문망의 패킷 관문을 사용하도록 홈망 사업자와 미리 제휴된 경우, 또는 상기 수신된 가입자 프로파일에 변경 대상 APN이 기록되어 있는 경우,가입자 프로파일에 대한 변경을 결정한다. 또는 상기 두 가지 조건을 모두 만족하는 경우에만 변경을 결정할 수도 있다.
방문망(330)의 MME(333)는 DEA(331)에서 변경되어 수신된 가입자 프로파일에 포함된 APN 및 이에 매칭되는 패킷 관문의 IP 주소를 기반으로 방문망(330)의 S-GW(339)와 방문망(330)의 P-GW(335) 사이의 터널(Tunnel)을 생성하여 방문망(330)으로 로밍한 로밍 단말(390)에 대해 인터넷 서비스를 제공한다.
도 3에 있어서 점선은 종래 기술에 따른 로밍 단말의 무선 데이터 서비스 경로를 나타내고, 일점 쇄선은 본 발명에 따른 로밍 단말의 무선 데이터 서비스 경로를 나타낸다.
도 4는 도 3의 로밍 서비스를 위한 이동통신시스템에서 로밍 단말에 대한 데이터 서비스를 제공하는 방법을 설명하는 신호 흐름도이다.
도 4를 참조하면, 홈망(310)에서 방문망(330)으로 로밍한 로밍 단말(390)은 방문망(330)에서 위치 등록을 시도하고, 이에 따라 방문망(330)의 MME(333)는 홈망(310)의 HSS(311)로 DEA(331)를 경유하여 가입자 프로파일을 요청한다(S401, S403). 이때, MME(333)와 DEA(331) 그리고 HSS(311) 간 연동 프로토콜은 Diameter이고, 메시지는 Update Location Requset이다.
홈망(310)의 HSS(311)는 방문망(330)의 DEA(331)의 요청에 따라 로밍 단말(390)의 가입자 프로파일을 상기 요청에 대한 응답으로 상기 DEA(331)로 전송한다(S405). 이때 DEA(331) 그리고 HSS(311) 간 연동 프로토콜은 Diameter이고, 메시지는 Update Location Response이다.
방문망(330)의 DEA(331)는, 홈망(310)으로부터 수신한 가입자 프로파일에 대한 변경 실행 여부를 결정한다(S407). 즉, 홈망(310)의 모든 가입자에 대해 방문망의 패킷 관문을 사용하도록 홈망 사업자와 미리 제휴된 경우, DEA(331)는 상기 수신한 가입자 프로파일에 대한 변경을 결정한다. 또는 상기 수신된 가입자 프로파일에 변경 대상 APN이 기록되어 있는 경우, DEA(331)는 상기 수신한 가입자 프로파일에 대한 변경을 결정한다. 또는 상기 두 가지 조건을 모두 만족하는 경우에만 변경을 결정할 수도 있다.
가입자 프로파일의 변경을 결정한 경우, DEA(331)는 가입자 프로파일에 대한 방문망(330)의 패킷 관문의 IP 주소를 삽입하거나 대체하는 변경을 수행한다(S409). 구체적으로, 가입자 프로파일에 변경 대상 APN과 매칭되는 패킷 관문의 IP 주소가 없을 경우, 방문망(330)의 패킷 관문의 IP 주소를 상기 APN에 매칭되는 정보로서 상기 가입자 프로파일에 삽입한다. 또는 가입자 프로파일에 변경 대상 APN에 매칭되는 패킷 관문으로서 홈망(310)의 패킷 관문의 IP 주소가 수록되어 있는 경우, 해당 홈망(310)의 패킷 관문의 IP 주소를 방문망(330)의 패킷 관문의 IP 주소로 대체한다.
DEA(331)는 변경된 가입자 프로파일을 방문망(330)의 MME(333)로 전송한다(S411). MME(333)는 가입자 프로파일을 데이터베이스에 저장하고, 로밍 단말(390)에 대한 베어러(bearer) 생성을 요청할 때, 상기 데이터베이스에 저장된 가입자 프로파일에 기록된 APN에 매칭되어 있는 패킷 관문의 IP 주소에 대응하는 P-GW(335)를 지정해 S-GW(339)로 베어러 생성 요청을 전송한다(S413). 이때, MME(333)와 S-GW(339) 간 연동 프로토콜은 GTP-Cv2 프로토콜, 메시지는 Create_Session_Request를 사용한다.
베어러 생성 요청을 MME(333)로부터 수신한 S-GW(339)는 해당 요청 메시지 내 P-GW IP 주소를 참조해 방문망의 P-GW(335)로 베어러 생성 요청을 전송한다(S415). 이때 S-GW(339)와 P-GW(335) 간 연동 프로토콜은 GTP-Cv2 프로토콜, 메시지는 Create_Session_Request를 사용한다.
베어러 생성 요청을 S-GW(339)로부터 수신한 P-GW(335)는 요청에 따라 로밍 단말(390)이 사용할 IP 주소를 할당하고 S-GW(339) 방향으로 GTP 터널(tunnel)을 생성함으로써 베어러 생성 응답한다(S417). 이때 S-GW(339)와 P-GW(335) 간 연동 프로토콜은 GTP-Cv2 프로토콜, 메시지는 Create_Session_Response를 사용한다.
S-GW(339)는 P-GW(335)로부터 베어러 생성 응답 메시지를 수신한 후 P-GW(335) 방향으로 GTP 터널(tunnel)을 생성하여 최초 MME(333)의 베어러 생성 요청에 대한 응답을 전송한다(S419). 이때, MME(333)와 S-GW(339) 간 연동 프로토콜은 GTP-Cv2 프로토콜, 메시지는 Create_Session_Response를 사용한다.
한편, 단계 S407에서 가입자 프로파일의 변경을 하지 않는 것으로 결정한 경우, 방문망(330)의 DEA(331)는, 홈망(310)으로부터 수신한 가입자 프로파일에 대해 변경을 하지 않고 기존 방식대로 MME(333)로 전송한다(S421).
방문망(330)의 MME(333)는 가입자 프로파일에 변경이 발생하지 않았으므로 기존 방식대로 홈망(310)의 P-GW(315) IP 주소에 기초하여 방문망의 S-GW(339)로 베어러 생성을 요청하고 방문망의 S-GW(339)는 해당 홈망(310)의 P-GW(315) IP 주소를 참조하여 홈망(310)의 P-GW(315)로 베어러 생성을 요청하며 이에 대한 응답은 홈망(310)의 P-GW(315), 방문망(330)의 S-GW(339)를 거쳐 방문망(330)의 MME(333)로 수신된다(S423, S425, S427). 이때, 방문망(330)의 MME(333)는 가입자 프로파일에 APN에 매칭되는 패킷 관문의 IP 주소가 수록되어 있지 않은 경우 DNS(337)로 홈망(310)의 패킷 관문의 IP 주소를 쿼리하고 해당 패킷 관문의 IP 주소를 획득하여 홈망(310)으로 접속한다. 이와 같이 가입자 프로파일에 변경이 발생하지 않은 경우, 방문망(330)으로 로밍한 로밍 단말(390)은 Inter PLMN Backbone 네트워크인 GRX/IPX(150)를 경유하여 데이터 서비스를 제공받게 된다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 로밍 서비스를 위한 위치 등록 처리 장치의 구성을 나타낸 도면으로, 본 실시예에 따른 위치 등록 처리 장치(500)는 3G 네트워크의 관문 위치 등록기(GLR)(131) 또는 LTE 네트워크의 DEA(331) 중 어느 하나일 수 있으나, 여기에 제한되는 것은 아니고, 로밍 서비스에서 방문망으로 로밍한 로밍 단말에 대한 홈망으로의 위치 등록을 처리하기 위한 방문망의 관문으로 이해되어야 한다.
도 5를 참조하면, 위치 등록 처리 장치(500)는 위치 등록 처리부(510), 변경부(530) 및 저장부(550)를 포함한다.
위치 등록 처리부(510)는 통신 네트워트 내의 패킷 데이터 노드, 예컨대 3G 네트워크의 SGSN, 또는 LTE 네트워크의 MME와 통신하고, 또한 다른 망, 예컨대 로밍 단말을 기준으로 하였을 때 해당 로밍 단말이 가입되어 있는 홈망의 가입자 정보 관리 장치(HLR 또는 HSS)와 통신한다. 3G 네트워크와는 MAP 프로토콜로 연동하고, LTE 네트워크와는 Diameter 프로토콜로 연동한다.
위치 등록 처리부(510)는, 홈망으로부터 방문망으로 로밍한 로밍 단말이 위치 등록을 시도할 때 상기 방문망의 패킷 데이터 노드(SGSN, MME)로부터 위치 등록 요청을 수신하고, 그 수신된 위치 등록 요청을 상기 홈망의 가입자 정보 관리 장치(HLR 또는 HSS)로 전송한다.
또한, 위치 등록 처리부(510)는, 상기 홈망의 가입자 정보 관리 장치(HLR 또는 HSS)로부터 상기 위치 등록 요청에 대한 응답으로 상기 로밍 단말의 가입자 프로파일을 포함하는 위치 등록 응답을 수신하여 상기 패킷 데이터 노드(SGSN, MME)로 전달한다.
이때, 위치 등록 처리부(510)는, 상기 패킷 데이터 노드(SGSN, MME)로 위치 등록 응답을 전달하는데 있어서, 변경부(530)에 의해 변경된 가입자 프로파일을 포함하는 위치 등록 응답을 전달하거나 변경되지 않은 가입자 프로파일을 포함하는 위치 등록 응답을 전달한다.
저장부(550)는 해당 위치 등록 처리 장치(500)를 관리하는 망 사업자와 제휴한 다른 망 사업자의 정보를 저장할 수 있다. 여기서의 제휴는 로밍 가입자가 홈망으로부터 로밍해 올 경우 해당 로밍 가입자에 대해서는 자사 망의 패킷 관문을 사용하도록 하는 것을 의미한다.
또한, 저장부(550)는, 자사 망의 패킷 관문을 사용하도록 설정된 APN의 정보를 저장할 수 있다.
변경부(530)는, 상기 위치 등록 처리부(510)에서 상기 홈망의 가입자 정보 관리 장치(HLR 또는 HSS)로부터 위치 등록 응답을 수신하는 경우, 상기 저장부(550)에 저장된 정보에 기초하여 상기 위치 등록 응답에 포함된 가입자 프로파일의 변경 여부를 결정한다.
구체적으로, 변경부(530)는 가입자 프로파일에 변경 대상 APN가 수록되어 있거나, 또는 로밍 단말이 가입자 프로파일을 변경하는 것으로 제휴된 망 사업자에 속하는 단말인 경우, 또는 그 두 가지 조건을 모두 만족하는 경우에 가입자 프로파일의 변경을 결정한다.
변경부(530)는, 가입자 프로파일의 변경을 결정한 경우, 가입자 프로파일에 수록된 APN에 매칭되어 있는 패킷 관문의 IP 주소를 자사 망의 패킷 관문의 IP 주소로 대체한다. 변경부(530)는 가입자 프로파일에 수록된 APN에 매칭되어 있는 패킷 관문의 IP 주소가 없는 경우, 자사 망의 패킷 관문의 IP 주소를 삽입한다.
상술한 바와 같은 본 발명의 방법은 프로그램으로 구현되어 컴퓨터로 읽을 수 있는 형태로 기록매체(씨디롬, 램, 롬, 플로피 디스크, 하드 디스크, 광자기 디스크 등)에 저장될 수 있다.
본 명세서는 많은 특징을 포함하는 반면, 그러한 특징은 본 발명의 범위 또는 특허청구범위를 제한하는 것으로 해석되어서는 아니된다. 또한, 본 명세서에서 개별적인 실시예에서 설명된 특징들은 단일 실시예에서 결합되어 구현될 수 있다. 반대로, 본 명세서에서 단일 실시예에서 설명된 다양한 특징들은 개별적으로 다양한 실시예에서 구현되거나, 적절한 부결합(subcombination)에서 구현될 수 있다.
도면에서 동작들이 특정한 순서로 설명되었으나, 그러한 동작들이 도시된 바와 같은 특정한 순서로 수행되는 것으로, 또는 일련의 연속된 순서, 또는 원하는 결과를 얻기 위해 모든 설명된 동작이 수행되는 것으로 이해되어서는 아니된다. 어떤 환경에서, 멀티태스킹 및 병렬 프로세싱이 유리할 수 있다. 아울러, 상술한 실시예에서 다양한 시스템 구성요소의 구분은 모든 실시예에서 그러한 구분을 요구하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 상술한 프로그램 구성요소 및 시스템은 일반적으로 단일 소프트웨어 제품 또는 멀티플 소프트웨어 제품에 패키지로 구현될 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.
111 : HLR 113 : SGSN
115 : GGSN 117 : DNS
190 : 로밍 단말 131 : GLR
510 : 위치 등록 처리부 530 : 변경부
550 : 저장부

Claims (11)

  1. 홈망으로부터 방문망으로 로밍한 로밍 단말에 대한 위치 등록 처리의 관문 기능을 수행하는 상기 방문망의 위치 등록 처리 장치에 있어서,
    상기 로밍 단말이 상기 방문망에서 위치 등록시, 상기 홈망으로 상기 로밍 단말의 위치 등록을 수행하며 상기 홈망으로부터 상기 로밍 단말의 가입자 프로파일을 수신하는 위치 등록 처리부; 및
    상기 가입자 프로파일에 포함되는 패킷 데이터 네트워크(PDN) 게이트웨이의 IP 주소를 상기 방문망의 PDN 게이트웨이의 IP 주소로 변경하는 변경부;를 포함하고,
    상기 위치 등록 처리부는, 상기 변경부에서 변경된 PDN 게이트웨이의 IP 주소가 포함된 가입자 프로파일을 상기 방문망의 위치 정보 관리 장치로 전송하는 것을 특징으로 하는 위치 등록 처리 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 변경부는,
    상기 가입자 프로파일에 포함된 특정 액세스 포인트 네임(APN:Access Point Name)에 매핑되는 PDN 게이트웨이의 IP 주소를 변경하는 것을 특징으로 하는 위치 등록 처리 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 변경부는,
    상기 홈망이 PDN 게이트웨이의 IP 주소를 변경하는 것으로 제휴된 사업자의 망인 경우에 PDN 게이트웨이의 IP 주소를 변경 처리하는 것을 특징으로 하는 위치 등록 처리 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 변경부는,
    상기 가입자 프로파일에 PDN 게이트웨이의 IP 주소가 수록되어 있지 않은 경우 상기 방문망의 PDN 게이트웨이의 IP 주소를 삽입하고, 상기 가입자 프로파일에 홈망의 PDN 게이트웨이의 IP 주소가 수록되어 있는 경우 그 IP 주소를 상기 방문망의 PDN 게이트웨이의 IP 주소로 대체하는 것을 특징으로 하는 위치 등록 처리 장치.
  5. 제 2 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 PDN 게이트웨이는,
    3G 네트워크의 GGSN 또는 LTE 네트워크의 P-GW이고,
    상기 위치 정보 관리 장치는,
    3G 네트워크의 SGSN 또는 LTE 네트워크의 MME인 것을 특징으로 하는 위치 등록 처리 장치.
  6. 홈망으로부터 방문망으로 로밍한 로밍 단말에 대한 위치 등록 처리의 관문 기능을 수행하는 상기 방문망의 위치 등록 처리 장치에서의 로밍 지원 방법에 있어서,
    상기 홈망으로 상기 로밍 단말의 위치 등록을 수행하며 상기 홈망으로부터 상기 로밍 단말의 가입자 프로파일을 수신하는 단계;
    상기 가입자 프로파일에 포함되는 패킷 데이터 네트워크(PDN) 게이트웨이의 IP 주소를 상기 방문망의 PDN 게이트웨이의 IP 주소로 변경하는 단계; 및
    상기 변경된 PDN 게이트웨이의 IP 주소가 포함된 가입자 프로파일을 상기 방문망의 위치 정보 관리 장치로 전송하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 로밍 지원 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 변경하는 단계는,
    상기 가입자 프로파일에 포함된 특정 액세스 포인트 네임(APN:Access Point Name)에 매핑되는 PDN 게이트웨이의 IP 주소를 변경하는 것을 특징으로 하는 로밍 지원 방법.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 변경하는 단계는,
    상기 홈망이 PDN 게이트웨이의 IP 주소를 변경하는 것으로 제휴된 사업자의 망인 경우에 PDN 게이트웨이의 IP 주소를 변경 처리하는 것을 특징으로 하는 로밍 지원 방법.
  9. 제 6 항에 있어서,
    상기 변경하는 단계는,
    상기 가입자 프로파일에 PDN 게이트웨이의 IP 주소가 수록되어 있는지 확인하는 단계;
    IP 주소가 수록되어 있지 않은 경우, 상기 방문망의 PDN 게이트웨이의 IP 주소를 삽입하는 단계; 및
    IP 주소가 수록되어 있는 경우, 그 IP 주소를 상기 방문망의 PDN 게이트웨이의 IP 주소로 대체하는 단계;를 포함하는 로밍 지원 방법.
  10. 제 6 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 위치 등록 처리 장치는,
    GLR(Gateway Location Register) 또는 DEA(Diameter Edge Agent) 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 로밍 지원 방법.
  11. 제 6 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 PDN 게이트웨이는,
    3G 네트워크의 GGSN 또는 LTE 네트워크의 P-GW이고,
    상기 위치 정보 관리 장치는,
    3G 네트워크의 SGSN 또는 LTE 네트워크의 MME인 것을 특징으로 하는 로밍 지원 방법.
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