KR20140035785A

KR20140035785A - 무선 통신 시스템에서 망 혼잡상황에서 특정 서비스를 제어하는 방법 및 장치

Info

Publication number: KR20140035785A
Application number: KR1020120150620A
Authority: KR
Inventors: 정상수; 조성연; 임한나; 이진욱
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2012-09-14
Filing date: 2012-12-21
Publication date: 2014-03-24
Also published as: EP2897430A4; KR102092101B1; WO2014042482A2; CN104798421A; EP2897430A2; EP2897430B1; US11122550B2; US20150230199A1; KR20140035859A; CN104798421B; US20180220401A1; US9930650B2; ES2778869T3; KR20140035791A; WO2014042482A3

Abstract

본 발명은 무선 통신 시스템에서 망 혼잡상황에서 특정 서비스를 제어하는 방법 및 장치에 관한 것으로, 특히 본 발명의 무선 통신 시스템에서 기지국의 서비스 제어 방법은 임의의 단말에 대한 다운링크 패킷 발생 시, 이동성 관리 엔티티(Mobility Management Entity, MME)로부터 페이징 메시지를 수신하는 수신 단계, 상기 페이징 메시지에 포함된 코어 네트워크 도메인의 설정 상태를 확인하는 확인 단계, 상기 코어 네트워크 도메인이 패킷 기반 음성 호 서비스로 설정된 경우, 상기 페이징 메시지를 우선하여 처리하는 페이징 처리 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

무선 통신 시스템에서 망 혼잡상황에서 특정 서비스를 제어하는 방법 및 장치{APPARATUS AND METHOD FOR CONTROLLING SERVICES UNDER NETWORK CONGESTION IN WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM}

본 발명은 무선 통신 시스템에서 서비스를 제어하는 기술에 관한 것으로, 특히 망 혼잡이 발생했을 때, 지연에 민감한 특정 서비스에 대한 페이징을 우선적으로 처리해주는 방법 및 장치에 관한 것이다.

또한 본 발명은 특히 망 혼잡이 발생했을 때, 서비스 별 제어를 통해 사용자 체감 서비스 품질을 향상시키기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.

또한 본 발명은 특히 IMS네트워크가 오퍼레이터 결정 제한(Operator Determined Barring)으로 인한 호 실패를 사용자에게 알리기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.

일반적으로 이동 통신 시스템은 사용자의 활동성을 보장하면서 음성 서비스를 제공하기 위해 개발되었다. 그러나 이동통신 시스템은 점차로 음성 뿐 아니라 데이터 서비스까지 영역을 확장하고 있으며, 현재에는 고속의 데이터 서비스를 제공할 수 있는 정도까지 발전하였다. 그러나 현재 서비스가 제공되고 있는 이동 통신 시스템에서는 자원의 부족 현상 및 사용자들이 보다 고속의 서비스를 요구하므로, 보다 발전된 이동 통신 시스템이 요구되고 있다.

이러한 요구에 부응하여 차세대 이동 통신 시스템으로 개발 중인 중 하나의 시스템으로써 3GPP(The 3rd Generation Partnership Project)에서 LTE(Long Term Evolution)에 대한 규격 작업이 진행 중이다. LTE는 최대 100 Mbps정도의 전송 속도를 가지는 고속 패킷 기반 통신을 구현하는 기술이다. 이를 위해 여러 가지 방안이 논의되고 있는데, 예를 들어 네트워크의 구조를 간단히 해서 통신로 상에 위치하는 노드의 수를 줄이는 방안이나, 무선 프로토콜들을 최대한 무선 채널에 근접시키는 방안 등이 있다.

도 1은 일반적인 LTE 이동 통신 시스템의 구조를 도시하는 도면이다.

상기 도 1을 참조하면, 도시한 바와 같이 LTE 이동 통신 시스템의 무선 액세스 네트워크는 차세대 기지국(Evolved Node B, EUTRAN, 이하 ENB 또는 Node B라 한다)(110) 과 MME(Mobility Management Entity, 120) 및 S-GW(Serving - Gateway, 30)로 구성된다. 사용자 단말(User Equipment, 이하 UE라 칭한다)(100)은 ENB 및 S-GW, 그리고 P-GW(PDN - Gateway)를 통해 외부 네트워크에 접속한다.

ENB(기지국)(110)는 RAN(Radio Access Network) 노드로서, UTRAN 시스템의 RNC 그리고 GERAN 시스템의 BSC에 대응된다. ENB(110)는 UE(100)와 무선 채널로 연결되며 기존 RNC/BSC와 유사한 역할을 수행한다. ENB는 여러 개의 셀을 동시에 사용할 수 있다.

LTE에서는 인터넷 프로토콜을 통한 VoIP(Voice over IP)와 같은 실시간 서비스를 비롯한 모든 사용자 트래픽이 공용 채널(shared channel)을 통해 서비스 되므로, UE들의 상황 정보를 취합해서 스케줄링을 하는 장치가 필요하며 이를 ENB가 담당한다.

MME(120)는 각 종 제어 기능을 담당하는 장치로 하나의 MME는 다수의 기지국 들과 연결될 수 있다.

S-GW(130)는 데이터 베어러를 제공하는 장치이며, MME(120)의 제어에 따라서 데이터 베어러를 생성하거나 제거한다.

어플리케이션 기능(Application Function, AF)(140)은 사용자와 어플리케이션 수준에서 어플리케이션과 관련된 정보를 교환하는 장치이다.

PCRF(Policy Charging and Rules Function)(150)는 사용자의 서비스 품질(Quality of Service, QoS)와 관련된 정책(policy)을 제어하는 장치이며, 정책에 해당하는 PCC(Policy and Charging Control) 규칙(rule)은 P-GW(160)에 전달되어 적용된다. PCRF(Policy Charging and Rules Function)(150)는 트래픽에 대한 QoS 및 과금을 총괄적으로 제어하는 엔터티이다.한편, 일반적으로 UP라 함은 사용자의 데이터가 송수신되는 UE(100)와 RAN 노드(110), RAN 노드(110)에서 S-GW(130), 그리고 S-GW(130)에서 P-GW(160)를 잇는 경로를 일컫는다. 그런데 이 경로 중 자원의 제한이 심한 무선 채널을 사용하는 부분은 UE(100)와 RAN 노드(110) 사이의 경로이다.

LTE와 같은 무선 통신 시스템에서 QoS를 적용할 수 있는 단위는 EPS 베어러 이다. 하나의 EPS 베어러는 동일한 QoS 요구사항을 갖는 IP 플로우(IP Flow)들을 전송하는데 사용된다. EPS 베어러에는 QoS와 관련된 파라메터가 지정될 수 있으며 여기엔 서비스 품질 클래스 식별자(QoS Class Identifier, QCI)와 할당 및 보유 우선순위(Allocation and Retention Priority, ARP)가 포함된다. 상기 QCI는 QoS 우선 순위를 정수 값으로 정의한 파라미터이며, ARP는 새로운 EPS 베어러 생성을 허락 또는 거절할 것인가 여부를 판단하는 파라미터이다.

EPS 베어러는 GPRS 시스템의 PDP 컨텍스트(PDP context)에 대응된다. 하나의 EPS 베어러는 PDN 커넥션(PDN connection)에 속하게 되며, PDN 커넥션 은 APN(Access Point Name)을 속성으로 가질 수 있다. 만약 VoLTE와 같은 IMS 서비스를 위한 PDN 커넥션이 생성된 경우, 해당 PDN 커넥션은 well-known IMS APN을 사용해 생성되어야 한다.

한편, LTE 망에서는 음성 통화를 지원하기 위해 PS(Packet Switched) 방식으로 IMS 기반의 VoLTE (Voice over LTE) 기술을 사용하거나, 아니면 2G/3G 시스템의 CS(Circuit Switched) 방식을 재활용하는 CSFB(CS fall back) 기술을 이용할 수 있다. LTE 망에서 VoLTE는 VoIMS(Voice over IMS)와 동일한 개념으로 사용될 수 있는 용어이다.

만약 사용자 단말(UE)가 유휴 모드(Idle mode)에 있는 경우 해당 사용자 단말에게 보낼 다운링크 데이터(downlink data)가 발생하거나 해당 사용자 단말에 대한 수신 호(mobile terminating call)가 발생한 경우, 단말에게 수신할 데이터(또는 호 설정)이 있다는 것을 알리기 위해 페이징(paging)이 전송된다.한 셀에서 사용 가능한 페이징 자원은 한정되어 있는데, 만약 다수의 단말들을 위한 페이징이 몰릴 경우, 한정된 페이징 자원으로 인해 일부 단말에 대한 페이징만 전송할 수 있는 상황이 발생할 수 있다. 음성 통화는 전송 지연에 매우 민감한 서비스로, 만약 위와 같은 페이징 채널의 혼잡이 발생하여 페이징에 대한 전송이 지연되거나 페이징이 드롭되는 경우 사용자 체감 서비스 품질이 매우 저하될 수 있다.

한편, 스마폰 사용의 증가로 다양한 어플리케이션들이 등장하고 있고 패킷망만을 지원하는 LTE 망에서는 이러한 스마트폰 어플리케이션들은 오퍼레이터가 제공하는 VoLTE, RCS등과 모두 함께 모두 패킷 데이터 어플리케이션으로 취급된다. 따라서 네트워크에 오버로드가 발생한 상태에서 각각의 어플리케이션들을 차별적으로 차단할 수 있는 방법이 필요하다.

한편, 앞서 설명한 바와 같이, 제한(barring)서비스는 사용자가 등록함에 따라 활성화(activation) 되기 때문에, 사업자가 임의로 서비스를 제약하고자 하는 경우, 이를 수행하기 위해 HSS 또는 TAS 또는 SCSCF에서 유지해야 하는 단말 컨텍스트(UE context)가 정의되어 있지 않다. 또한, UE가 시도한 세션 이 사업자 결정 제한(Operator Determined Barring)에 의해 실패되었음을 UE에게 알리는 방법이 없다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 한정된 자원에서 복수 개의 페이징을 전송해야 하는 경우, 음성 통화와 같이 전송 지연에 민감한 서비스에 대한 페이징을 우선적으로 수행하기 위한 방법 및 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 네트워크에 오버로드가 발생한 상태에서 사용자 단말에 설치된 각각의 어플리케이션들의 실행을 차별적으로 차단할 수 있는 방법 및 장치를 제공하는데 있다.

또한, 본 발명의 또 다른 목적은 사업자가 사업자 결정 제한(Operator Determined Barring)을 적용한 경우, 이를 단말에게 알려주고, 단말의 후속 절차를 정의하는데 있다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 무선 통신 시스템에서 기지국의 서비스 제어 방법은 임의의 단말에 대한 다운링크 패킷 발생 시, 이동성 관리 엔티티(Mobility Management Entity, MME)로부터 페이징 메시지를 수신하는 수신 단계, 상기 페이징 메시지에 포함된 코어 네트워크 도메인의 설정 상태를 확인하는 확인 단계, 상기 코어 네트워크 도메인이 패킷 기반 음성 호 서비스로 설정된 경우, 상기 페이징 메시지를 우선하여 처리하는 페이징 처리 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 무선 통신 시스템에서 서비스를 제어하는 기지국은 상기 무선 통신 시스템의 노드들과 신호를 송수신하는 송수신부, 및 임의의 단말에 대한 다운링크 패킷 발생 시 이동성 관리 엔티티(Mobility Management Entity, MME)로부터 페이징 메시지를 수신하고, 상기 페이징 메시지에 포함된 코어 네트워크 도메인의 설정 상태를 확인하며, 상기 코어 네트워크 도메인이 패킷 기반 음성 호 서비스로 설정된 경우 상기 페이징 메시지를 우선하여 처리하도록 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시예에 따르면, VoLTE를 사용하는 시스템에서 사용자 단말에 대한 수신 호가 발생했을 때, 수신 호에 대한 페이징에 대한 전송이 지연되거나 페이징이 드롭되는 것을 막아 음성 호 설정 시간이 길어져 발생하는 사용자 체감 서비스 품질 저하를 방지할 수 있다.

또한 본 발명은 네트워크에 오버로드가 발생한 상태에서 각각의 어플리케이션들을 차별적으로 차단하여, 혼잡이 효과적으로 제어되면서도 서비스 품질이 저하되는 것을 방지할 수 있다.

또한 본 발명에 따르면 사업자가 사업자 결정 제한(Operator Determined Barring, ODB)을 적용하고, 단말은 ODB로 인해 세션 요청이 실패했음을 알고 세션을 클리어링(clearing)할 수 있다.

도 1은 일반적인 LTE 이동 통신 시스템의 구조를 도시하는 도면.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 무선 통신 시스템 노드들의 동작 순서를 도시하는 순서도.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 무선 통신 시스템 노드들의 다른 동작 순서를 도시하는 순서도.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 무선 통신 시스템 노드들이 또 다른 동작 순서를 도시하는 순서도.
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따라 MME가 SGW로부터 DDN 메시지를 수신한 경우 유휴 상태의 단말에게 발생한 패킷이 VoLTE를 위한 것임을 판단하는 방법을 도시하는 순서도.
도 6는 본 발명의 제1 실시예의 다른 실시예에 따라 SGW가 PGW로부터 사용자 패킷을 수신했을 때, 해당 패킷이 VoLTE를 위한 패킷인지를 판단하여 MME에게 알려주는 방법을 나타내는 도면.
도 7 및 도 8은 본 발명의 제1 실시예의 다른 실시예에 따라 ENB가 특정 채널에 혼잡이 발생한 경우 및 혼잡이 해소된 경우를 MME에게 알리는 방법을 도시하는 순서도.
도 9a는 ENB로부터 페이징 채널이 혼잡하다는 정보를 수신한 MME의 동작 순서를 도시하는 순서도.
도 9b는 서비스 마킹을 이용한 혼잡 상황 시 망내 노드들의 동작을 도시하는 순서도.
도 10은 본 발명의 제2 실시예에 따라 어플리케이션 ID를 이용하여 단말에 설치된 각각의 어플리케이션들의 실행을 차별적으로 차단하는 과정을 도시하는 순서도.
도 11은 eNB(1010)로부터 허가(allowed) 형태로 어플리케이션 제한(barring) 정보가 SIB를 통해 브로드캐스팅되는 경우, 제한 여부를 판단하는 과정을 도시하는 순서도.
도 12는 eNB(1010)로부터 비허가(Disallowed) 형태로 어플리케이션 제한(barring) 정보가 SIB를 통해 브로드캐스팅되는 경우, 제한 여부를 판단하는 과정을 도시하는 순서도.
도 13은 오퍼레이터가 eNB를 통해 브로드캐스트 하는 어플리케이션 맵의 예시를 도시하는 도면.
도 14는 솔루션 2에 따라 어플리케이션 ID를 이용하여 단말에 설치된 각각의 어플리케이션들의 실행을 차별적으로 차단하는 과정을 도시하는 순서도.
도 15는 본 발명의 제2 실시예의 솔루션 3에 따라 단말에 설치된 각각의 어플리케이션들의 실행을 차별적으로 차단하는 과정을 도시하는 순서도.
도 16은 본 발명의 실시예에 따른 패킷 필터 구조에 대한 예시를 도시하는 도면.
도 17은 본 발명의 제2 실시예의 솔루션 4에 대한 과정을 도시하는 순서도.
도 18은 본 발명 실시예의 기반이 되는 EPS 망과 IMS 네트워크를 간단히 도시한 도면.
도 19는 IMS 네트워크에 정의되어 있는 발신 호 제한 서비스(Barring of all outcoming call) 동작을 도시하는 도면.
도 20은 단말(1810)이 IMS 네트워크에 등록하고, 본 발명의 실시예에 따라 ODB 적용을 받는 과정을 도시하는 순서도.
도 21은 본 발명의 실시예에서 제안하는 응답 메시지의 한 예시를 도시하는 도면.
도 22는 본 발명의 실시예에 따라, HSS와 TAS사이에 전달되는 단말 컨텍스트(UE context)에 대한 예시를 도시하는 도면.
도 23은 본 발명의 실시예에 따라 ODB 구현을 위해 사용되는 XML 스키마에 대한 예시를 도시하는 도면.
도 24 및 도 25는 본 발명의 실시예에 따라 ENB가 특정 채널에 혼잡이 발생한 경우 및 혼잡이 해소된 경우를 MME에게 알리는 방법을 도시하는 순서도.

이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 그리고, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단된 경우 그 상세한 설명은 생략한다.

또한 앞으로 본 발명의 실시 예들을 구체적으로 설명함에 있어서, 기본적인 3GPP(Third Generation Partnership Project) LTE 시스템을 주된 대상으로 할 것이지만, 본 발명의 실시 예들의 주요한 요지는 유사한 기술적 배경 및 시스템 형태를 가지는 여타의 통신/컴퓨터 시스템에도 본 발명의 범위를 크게 벗어나지 아니하는 범위에서 약간의 변형으로 적용 가능하며, 이는 본 발명의 기술 분야에서 숙련된 기술적 지식을 가진 자의 판단으로 가능할 것이다.

이하에서 기술되는 본 발명의 실시예는 제1 실시예 내지 제3 실시예로 구분하여 기술하도록 한다.

이 경우, 제1 실시예는 한정된 자원에서 복수 개의 페이징을 전송해야 하는 경우, 음성 통화와 같이 전송 지연에 민감한 서비스에 대한 페이징을 우선적으로 수행하기 위한 방법에 관해 기술한다.

또한, 제2 실시예는 네트워크에 오버로드가 발생한 상태에서 사용자 단말에 설치된 각각의 어플리케이션들의 실행을 차별적으로 차단할 수 있는 방법에 관해 기술한다.

그리고 제3 실시예는 사업자가 사업자 결정 제한(Operator Determined Barring)을 적용한 경우, 이를 단말에게 알려주는 과정에 대해 기술한다.

<제1 실시예 >

이하에서는, 음성 통화와 같이 전송 지연에 민감한 서비스에 대한 페이징을 우선적으로 수행하기 위한 방법인 제1 실시예에 대해서 기술한다.

제1 실시예에서 예시하는 전송 지연에 민감한 서비스로는 패킷 기반 음성 호(Packet based voice call)를 들 수 있다. 패킷 기반 음성 호는 종래 회선 기반 음성 호에 대비되는 개념이며, 구체적으로는 VoLTE 호, VoIMS 호 등을 포함할 수 있다. 이하에서는 설명의 편의를 위해 패킷 기반 음성 호가 VoLTE 호임을 전제하기로 한다.

도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 무선 통신 시스템 노드들의 동작 순서를 도시하는 순서도이다.

유휴 상태에 들어간 단말(210)에 대한 다운링크(downlink) 패킷이 SGW(240)에 도달한 경우, SGW(240)는 S205 단계에서 MME(230)에게 다운링크 데이터 통지(Downlink Data Notification, DDN) 메시지를 전송한다. 상기 DDN 메시지에는, 어떤 EPS 베어러에 대한 패킷이 도착한 것인지를 알리기 위해 EPS 베어러 ID(Identifier)가 포함되어 있다.

MME(230)는 S210 단계에서, EPS 베어러 ID가 지칭하는 EPS 베어러 컨텍스트를 기반으로, 해당 EPS 베어러의 QCI가 1번 또는 5번인 경우 VoLTE 호가 발생했음을 판단할 수 있다. 이는 VoLTE를 사용하는 경우 EPS 베어러는 QCI 1번(미디어 베어러) 또는 QCI 5번(IMS 시그널링 베어러)를 사용하기 때문이다. 또는, MME(230)는 해당 EPS 베어러가 속한 PDN 커넥션(PDN connection)의 APN을 확인하고, 만약 IMS APN과 일치하는 경우에도 VoLTE 호가 발생했음을 알 수 있다.

상기한 방법을 통해, MME(230)가 VoLTE 호가 발생하였음을 감지하였다면, VoLTE 호가 실제로는 PS 코어 네트워크를 통해 지원되는 서비스임에도 불구하고, MME(230)는 S215 단계에서, MME(230)가 ENB(220)에게 보내는 페이징 메시지에 포함된 코어 네트워크 도메인(CN Domain)을 CS(Circuit Switched)로 세팅한다.

이와 동시에, MME(230)는 실제로는 PS 데이터인 VoLTE 호에 대해 CS 페이징을 전송했음을 기억하기 위해, 단말 컨텍스트에 VoIMS에 대한 CS 페이징 플래그(CS paging for VoIMS flag)를 true로 세팅한다.

그러면, ENB(220)는 S220 단계에서, 지연에 민감한 CS 호의 특성에 따라 CN 도메인이 PS인 페이징보다 CN 도메인이 CS인 페이징을 우선적으로 전송하도록 설정된다.

그러면 eNB(220)는 S225 단계에서, 상기 설정에 따라 단말(210)에 대한 페이징을 다른 PS 도메인을 위한 페이징보다 우선적으로 단말에게 전송한다.

그러면 eNB(220)로부터 페이징을 수신한 단말(210)은 S230 단계에서, MME(230)에게 확장된 서비스 요청 메시지(Extended Service Request)를 전송하는데, 상기 확장된 서비스 요청 메시지에 포함된 CSFB 응답 지시자 IE(CSFB response indicator IE)는 mobile terminating CS fallback or 1xCS fallback으로 세팅하여 포함해 전송한다.

단말(210)로부터 확장된 서비스 요청 메시지를 수신한 MME(230)는 S235 단계에서, 단말이 비록 상기 확장된 서비스 요청 메시지에 CSFB 응답 지시자(CSFB response indicator)를 포함시켰다 하더라도, 해당 단말에 대해 이전 단계에서 설정한 VoIMS에 대한 페이징(CS paging for VoIMS)이 True임을 인지할 수 있다. 이에 따라, MME(230)는 CS호가 아닌 VoLTE 호가 발생했음을 알 수 있으며, 이후 절차에서 CSFB 과정 대신 일반적인 서비스 요청(service request) 과정을 수행한다.

이에 따라, MME(230)는 S240 단계에서 초기 컨텍스트 셋업 요청 메시지를 eNB(220)에게 전송하고, eNB(220)는 S245 단계에서 DRB(Data Radio Bearer) 설정을 위한 RRC 연결 재설정(connection reconfiguration) 메시지를 단말(210)에게 전송한다.

단말(210)은 S250 단계에서, ENB(220)로부터 DRB(Data Radio Bearer) 설정을 위한 RRC 연결 재설정 메시지를 수신하면, 앞서 전송한 확장된 서비스 요청(Extended Service Request)이 성공적으로 수행되었음을 인지한다.

이에 대해 구체적으로 설명하면, 일반적으로 PS 기반의 통신을 수행하는 단말은, CS에 대한 페이징에 대응하여 확장된 서비스 요청을 전송하였다면, CS 네트워크로의 시스템 변경이 수행되어야 상기 단말의 확장된 서비스 요청이 성공한 것으로 간주한다.

반면, 본 발명에서는 CS 페이징을 수신한 단말이 확장된 서비스 요청을 전송한 경우, 시스템 변경이 아닌, 종래 PS 기반 서비스 요청(service request) 동작에 따른 베어러 설정 관련 메시지를 수신한 경우 확장된 서비스 요청이 성공적으로 수행되었다고 인지하게 된다.

도 2의 실시예를 간략히 정리하면, MME(230)는 단말(210)에게 CS가 아닌 PS 호가 발생하였음에도 불구하고, eNB(220)에게 CS 페이징을 전송할 것을 지시하며 대신 이에 대한 사항을 단말 컨텍스트에 기록한다. 단말(210)은 eNB(220)로부터 CS 페이징을 수신하였기에, 확장된 서비스 요청 메시지를 MME(230)에게 전송하게 되고, MME(230)는 상기 기록된 단말 컨텍스트를 확인하여 단말의 CS 확장된 서비스 요청 이 실제로는 PS 서비스 요청에 대한 것임을 식별할 수 있으며, 이에 따라 PS 서비스 요청에 따른 절차를 수행한다.

도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 무선 통신 시스템 노드들의 다른 동작 순서를 도시하는 순서도이다.

유휴 상태에 들어간 단말(310)에 대한 다운링크(downlink) 패킷이 SGW(340)에 도달한 경우, SGW(340)는 MME(330)에게 DDN(Downlink Data Notification) 메시지를 전송한다. 상기 DDN 메시지에는, 어떤 EPS 베어러에 대한 패킷이 도착한 것인지를 알리기 위해 EPS 베어러 ID(Identifier)가 포함되어 있다.

MME(330)는 S320 단계에서, EPS 베어러 ID가 지칭하는 EPS 베어러 컨텍스트를 기반으로, 해당 EPS 베어러의 QCI가 1번 또는 5번인 경우 VoLTE 호가 발생했음을 판단할 수 있다. 이는 VoLTE를 사용하는 경우 EPS 베어러는 QCI 1번(미디어 베어러) 또는 QCI 5번(IMS 시그널링 베어러)를 사용하기 때문이다. 또는, MME(330)는 해당 EPS 베어러가 속한 PDN 커넥션의 APN을 확인해, 만약 IMS APN과 일치하는 경우에도 VoLTE 호가 발생했음을 알 수 있다.

상기한 방법을 통해, MME(330)가 VoLTE 호가 발생하였음을 감지하였다면, VoLTE 호가 실제로는 PS 코어 네트워크를 통해 지원되는 서비스임에도 불구하고, MME(330)는 S330 단계에서, ENB(320)에게 보내는 페이징 메시지에 포함된 CN 도메인을 CS로 세팅한다.

이와 동시에, MME(330)는 실제로는 PS 데이터인 VoLTE 호를 위해 CS 페이징을 전송했음을 기억하기 위해 단말 컨텍스트에 VoIMS에 대한 CS 페이징 플래그(CS paging for VoIMS flag)를 true로 세팅한다.

그러면 ENB(320)는 S340 단계에서, 지연에 민감한 CS 호의 특성에 따라 CN 도메인이 PS인 페이징보다 CN 도메인이 CS인 페이징을 우선적으로 전송하도록 설정된다.

그러면 eNB(320)는 S350 단계에서, 상기 설정에 따라 단말(310)에 대한 페이징 다른 PS 도메인을 위한 페이징보다 우선적으로 단말(310)에게 전송한다.

eNB(320)로부터 페이징을 수신한 단말(310)은, 페이징 메시지에 cn_Domain이 CS로 설정되었다고 하더라도, MME(330)로부터 가장 최신에 수신한 접속 수락(Attach Accept) 메시지나 TAU 수락(accept) 메시지의 EPS 네트워크 특징 지원 IE(EPS network feature support IE)를 통해 IMS voice over PS session in S1 mode supported를 수신했고, 실제로 IMS 등록(IMS registration)이 성공한 상태라고 하면, S370 단계에서 CSFB을 위한 확장된 서비스 요청(Extended Service Request) 메시지 대신 PS 서비스를 위한 서비스 요청(Service Request) 메시지를 MME(330)전송한다.

즉, 도 3의 실시예에 따르면, 단말(310)은 비록 CS 페이징을 수신하였다 하더라도, 특정 조건을 만족하는 경우에는 CS 서비스 요청을 위한 확장된 서비스 요청 메시지 대신, PS 서비스 요청을 위한 서비스 요청 메시지를 MME(330)에 전송한다.

도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 무선 통신 시스템 노드들이 또 다른 동작 순서를 도시하는 순서도이다.

유휴 상태에 들어간 단말(410)에 대한 다운링크(downlink) 패킷이 SGW(440)에 도달한 경우, SGW(440)는 MME(430)에게 DDN(Downlink Data Notification) 메시지를 전송한다. 상기 DDN 메시지에는, 어떤 EPS 베어러에 대한 패킷이 도착한 것인지를 알리기 위해 EPS 베어러 ID(Identifier)가 포함되어 있다.

MME(430)는 S420 단계에서, EPS 베어러 ID가 지칭하는 EPS 베어러 컨텍스트를 기반으로, 해당 EPS 베어러의 QCI가 1번 또는 5번인 경우 VoLTE 호가 발생했음을 판단할 수 있다. 이는 VoLTE를 사용하는 경우 EPS 베어러는 QCI 1번(미디어 베어러) 또는 QCI 5번(IMS 시그널링 베어러)를 사용하기 때문이다. 또는, MME(430)는 해당 EPS 베어러가 속한 PDN 커넥션의 APN을 확인해, 만약 IMS APN과 일치하는 경우에도 VoLTE 호가 발생했음을 알 수 있다.

이 경우 MME(430)는 S430 단계에서, ENB(420)에 보내는 페이징 메시지에 CN 도메인은 PS이지만, VoLTE 서비스를 위한 페이징임을 나타낼 수 있는 정보를 포함시켜 전송한다. 그림에서 보듯이, MME(430)가 페이징 메시지의 CN 도메인을 PS_음성(PS_Voice)으로 설정하는 것이 그 한 예이다. 또 다른 예로, MME는 페이징 메시지의 CN Domain은 PS로 설정하면서 해당 서비스가 음성 호를 위한 것임을 나타내는 별도의 음성 지시자(Voice indicator)를 포함시킬 수 있다.

그러면, ENB(420)는 S440 단계에서, CN 도메인이 PS일 경우라고 하더라도, 만약 VoLTE 서비스를 위한 것임을 알면, 즉, 패킷 기반 음성 호 서비스를 위한 것임을 알게 되면 해당 페이징을 우선적으로 전송하도록 설정된다. 그림에서 보듯이, 페이징 메시지의 CN 도메인이 PS_Voice인 경우, CN 도메인이 PS인 페이징에 비해 우선적으로 전송해 주는 것이 한 예이다. 이를 수신한 단말은, S450 단계에서 일반적인 서비스 요청(Service Request) 과정을 수행한다.

도 4의 실시예에 대해 따르면, 단말(410)에 대해 다운링크 데이터 특히, VoLTE가 발생한 경우, MME(430)는 eNB(420)에게 패킷 기반 음성 호 서비스가 발생하였다는 식별자를 포함하는 페이징 정보를 전달한다. 그러면, eNB(420)는 상기 패킷 기반 음성 호 서비스에 대한 페이징을 CS 서비스보다 우선적으로 처리한다.

도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따라 MME가 SGW로부터 DDN 메시지를 수신한 경우 유휴 상태의 단말에게 발생한 패킷이 VoLTE를 위한 것임을 판단하는 방법을 도시하는 순서도이다.

유휴 상태에 들어간 단말에 대한 다운링크 패킷이 SGW에 도달한 경우, MME는 S510 단계에서 상기 SGW로부터 DDN(Downlink Data Notification) 메시지를 수신한다. 상기 DDN 메시지에는, 어떤 EPS 베어러에 대한 패킷이 도착한 것인지를 알리기 위해 EPS 베어러 ID(Identifier)가 포함되어 있다.

그러면 MME는 S520 단계에서, EPS 베어러 ID가 지칭하는 EPS 베어러 컨텍스트를 기반으로, 해당 EPS 베어러의 QCI가 1번 또는 5번인 경우 VoLTE 호가 발생했음을 판단할 수 있다. 이는 VoLTE를 사용하는 경우 EPS 베어러는 QCI 1번(미디어 베어러) 또는 QCI 5번(IMS 시그널링 베어러)를 사용하기 때문이다. 또는, MME는 해당 EPS 베어러가 속한 PDN 커넥션의 APN을 확인해, 만약 IMS APN과 일치하는 경우에도 VoLTE 호가 발생했음을 알 수 있다. 도 5에 나타난 MME의 동작은 앞서 설명한 도 2~4에 나타난 실시예와 함께 사용될 수 있다.

결과적으로, MME는 S520 단계에서 EPS 베어러의 QCI가 1번 또는 5번인 경우, 또는 PDN 커넥션이 APN이 IMS APN과 일치하는 경우, S530 단계로 진행하여 해당 다운링크 패킷이 VoLTE라고 판단한다. 아닌 경우에는, MME는 S540 단계로 진행하여 해당 다운링크 패킷이 VoLTE가 아니라고 판단한다.

도 6는 본 발명의 제1 실시예의 다른 실시예에 따라 SGW가 PGW로부터 사용자 패킷을 수신했을 때, 해당 패킷이 VoLTE를 위한 패킷인지를 판단하여 MME에게 알려주는 방법을 나타내는 도면이다.

SGW(620)는 PGW(610)로부터 수신한 패킷이 속한 베어러의 컨텍스트를 참고하여 해당 EPS 베어러의 QCI가 1번 또는 5번인 경우 VoLTE 호가 발생했음을 판단할 수 있다. 이는 VoLTE를 사용하는 경우 EPS 베어러는 QCI 1번(미디어 베어러) 또는 QCI 5번(IMS 시그널링 베어러)를 사용하기 때문이다.

또는, SGW(620)는 해당 EPS 베어러가 속한 PDN 커넥션의 APN을 확인해, 만약 IMS APN과 일치하는 경우에도 VoLTE 호가 발생했음을 알 수 있다. 이 경우 SGW(620)는 MME(610)에게 전송하는 DDN 메시지에 VoIMS를 위한 것임을 나타내는 IE를 포함시키거나, 우선 순위 레벨(priority level)을 높게 설정해서 보낸다.

MME(620)는 SGW(620)로부터 상기 DDN 메시지를 수신하면 DDN이 VoLTE를 위한 것임을 인지하고 앞서 설명한 도면 2~4에 대응하는 동작을 수행할 때, 자신이 별도로 VoLTE 호를 구분해내기 위한 동작을 생략할 수 있다.

도 7 및 도 8은 본 발명의 제1 실시예의 다른 실시예에 따라 ENB가 특정 채널에 혼잡이 발생한 경우 및 혼잡이 해소된 경우를 MME에게 알리는 방법을 도시하는 순서도이다.

본 실시예에서는 페이징 채널이 혼잡한 경우를 예를 들어 설명하겠다. eNB(710)은 페이징 채널이 혼잡해지면 S710 단계에서, MME(720)에게 오버로드 개시(Overload Start) 메시지를 전달한다. 이 메시지에는 혼잡이 발생한 셀의 PLMN ID, 셀 ID, 그리고 혼잡이 발생한 채널 (본 예에서는 페이징 채널), 혼잡 정도 또는 혼잡으로 인해 줄였으면 하는 로드의 레벨, 그리고 혼잡이 지속될 시간을 포함할 수 있다.

eNB(710)로부터 오버로드 개시 메시지를 수신한 MME(720)는 이후의 절차부터 해당 셀의 해당 채널이 혼잡하다고 간주하며, 오버로드 개시 메시지에 혼잡 지속 시간이 포함된 경우 timer를 실행시켜 혼잡 시간이 만료될 때 까지 해당 셀이 혼잡하다고 간주한다..

그리고 MME(720)가 도 8에서 도시되는 바와 같이, S810 단계를 통해 eNB(710)로부터 해당 셀이 더 이상 혼잡하지 않다는 오버로드 중단(Overload Stop) 메시지를 수신할 수 있다. 그러면, MME(720)는 해당 셀의 해당 채널에 대한 혼잡 상태가 해소되었다고 간주한다. 또는 MME는 오버로드 개시 메시지에 혼잡 지속 시간이 포함된 경우, 혼잡 지속 시간에 대한 timer가 만료될 때까지 혼잡이 지속 된다고 간주한다. 또는 MME는 오버로드 개시 메시지에 혼잡 지속 시간이 포함되지 않는 경우라도 내부적으로 설정된 시간에 따라 timer를 동작 시키고, timer가 만료될 때까지 혼잡이 지속된다고 간주할 수 있다.

한편, 이와 같이 eNB의 특정 셀의 특정 채널(본 예에서는 페이징 채널)에 대해 혼잡이 발생하거나 해소된 경우, eNB는 이를 앞선 도 7 내지 도 8과 같이 S1AP 시그널링을 통해 MME에게 알릴 수도 있으며, 또 다른 실시 예로 O&M 방법을 이용할 수도 있다. 이는 ENB가 자신의 혼잡 상태를 적절한 O&M 서버에게 알리는 과정, O&M 서버가 ENB의 혼잡 상태를 다른 노드들(MME, PGW 등)에 알리는 과정으로 이루어진다. 노드 간 전송되는 메시지는 위의 도 7 내지 도 8에서 나타난 것 유사한 정보를 포함한다. 이를 수신한 MME와 PGW는 해당 ENB의 특정 셀 및 채널이 혼잡하다고 또는 혼잡이 해소되었다고 간주하고 적절한 제어를 하게 된다.

도 9a는 ENB로부터 페이징 채널이 혼잡하다는 정보를 수신한 MME의 동작 순서를 도시하는 순서도이다.

MME(720)는 S910 단계에서, SGW로부터 유휴 상태의 단말에 대한 DDN 메시지를 수신한다. 그러면 MME(720)는 S920 단계에서, 저장하고 있는 컨텍스트에 따라 페이징 메시지를 전송할 셀의 후보군을 선택한다. 후보 셀 각각에 대해 MME(720)는 S930 단계에서 먼저 해당 셀의 페이징 채널이 혼잡하다는 오버로드 개시(overload start) 메시지를 수신했는지를 확인한다.

해당 셀로부터 오버로드 개시 메시지를 수신하였다면, MME(720)는 S940 단계에서 앞서 설명한 방법(도 5의 MME가 직접 알아내는 방법 또는 도 6의 SGW가 DDN을 통해 알려주는 방법)을 이용해 DDN에 대응되는 패킷이 속한 서비스가 VoLTE 임을 파악하거나, 우선 순위가 높은 서비스 임을 파악한다. 만약 VoLTE 서비스가 맞거나 우선 순위가 높은 서비스이면, MME(720)는 S950 단계로 진행하여 해당 셀로 페이징 메시지를 우선적으로 전달한다. 이 때 MME(720)는 전송하는 페이징 메시지의 CN 도메인은 PS로 설정한다.

만약 DDN으로 알려진 EPS 베어러가 VoLTE 서비스를 위한 것이 아니거나 우선 순위가 낮다면, MME(720)는 해당 셀을 사용하는 ENB로부터 해당 셀에 대한 페이징 채널의 혼잡이 끝났다는 오버로드 중단 메시지를 수신할 때 까지 페이징 메시지에 대한 전송 우선순위를 낮춘다.

위 실시예는 상기 혼잡을 보고하는 과정이 필수적으로 포함되어야 하는 것은 아님에 유의해야 한다. 즉, MME는 특정 ENB의 셀이 혼잡하다고 보고하지 않은 경우라고 하더라도, VoLTE 서비스를 위한 페이징을 일반적인 PS 데이터 서비스를 위한 페이징보다 우선적으로 전송할 수 있다.

도 9a에 도시된 실시예를 사용하면, ENB가 알려준 셀의 페이징 채널에 대한 상태 정보를 기반으로 페이징 전송 여부를 MME(720)에서 결정할 수 있다. 이에 따라, 혼잡한 페이징 채널을 통해 VoLTE 서비스를 위한 페이징이 우선적으로 전송될 수 있도록 해준다. 또는 앞서 설명한 O&M 기반의 방법을 통해 ENB의 혼잡 상황에 따라 페이징 전송 여부를 결정할 수도 있다.

도 9b는 서비스 마킹을 이용한 혼잡 상황 시 망내 노드들의 동작을 도시하는 순서도이다.

앞서 도 7 내지 도 8에서 언급한 것과 같이 eNB의 특정 셀 및 특정 채널에 혼잡이 발생한 경우, eNB가 상기 혼잡 상태를 시그널링 방법이나 O&M 방법을 이용해 MME와 PGW에 알리는 과정이 포함될 수 있으며, 하기 도 9b에 대해 설명하는 PGW/TDF/MME의 동작은 이를 고려하여 진행될 수 있다. 그러나, 도 9b에서 도시되는 실시예는 반드시 상기 혼잡을 보고하는 과정이 필수적으로 포함되어야 하는 것은 아님에 유의해야 한다.

우선, 단말은 S970 단계에서 네트워크에 접속 절차를 수행하며, 접속 절차 수행 완료 후, 단말은 S972 단계에서 유휴(idle) 모드로 전환할 수 있다. 그 사이, ENB에서 특정 셀 또는 특정 채널에 혼잡이 발생한 경우, ENB는 이를 MME에 알려줄 수 있다.

만약, S976 단계에서와 같이 단말에 대한 다운링크 패킷이 발생한 경우, TDF(Traffic Detection Function) 또는 PGW는 S978 단계에서, 상기 다운링크 패킷의 내용을 분석하여 서비스 정보를 다음 노드로 전달하는 패킷의 헤더(GTP-U)의 SCI(Service Class Identity) field에 넣는다. 본 발명의 실시 예에서는 SCI 값은 해당 패킷이 PS 기반 음성 호 서비스거나, 또는 다른 서비스(메시징, 영상통화, RCS-Rich CommunicationSuit)등을 구분할 수 있는 식별자일 수 있다.

SGW는 TDF 또는 PGW를 통해 받은 GTP-U 패킷의 헤더에 마킹한 SCI field가 존재하면, S984 단계에서 이를 추출한다. 그리고 SGW는 S986 단계에서, MME에게 전달하는 DDN 메시지의 SCI field에 포함시켜 보낸다.

DDN을 수신한 MME는 페이징을 보낼 후보 셀을 선택하고, 만약 셀의 페이징 채널이 혼잡하다고 판단되는 경우에는, S988 단계에서 SGW가 DDN에 넣은 SCI field를 확인한다. 상기 확인 경과, PS 음성 호 서비스 또는 우선순위가 높은 서비스를 위한 페이징이면 S990 단계로 진행하여 우선적으로 처리하고, 그렇지 않으면 페이징을 늦추는 판단 과정을 수행한다.

<제2 실시예 >

이하에서는 네트워크에 오버로드가 발생한 상태에서 단말에 설치된 각각의 어플리케이션들의 실행을 차별적으로 차단할 수 있는 방법인 제2 실시예에 대해 기술하도록 한다.

1) 솔루션 1 : 어플리케이션 ID 를 이용하는 방법

도 10은 본 발명의 제2 실시예에 따라 어플리케이션 ID를 이용하여 단말에 설치된 각각의 어플리케이션들의 실행을 차별적으로 차단하는 과정을 도시하는 순서도이다.

우선, 단말(1000)은 S1000 단계에서 네트워크에 접속(attach) 절차를 수행한다. 그러면, 오퍼레이터는 S1005 단계에서, OMA-DM을 통하여 어플리케이션 이름(application name)과 어플리케이션 ID(application id)를 단말에 설정다. 그러면, 단말(100)의 단말 프레임워크 및 모뎀(1002)은 이에 대응하여, 어플리케이션 이름 및 어플리케이션 ID를 저장한다.

그리고 오퍼레이터는 이후, S1030 단계를 통해 네트워크의 접속을 차단할 어플리케이션의 ID 와 차단을 위한 파라매터들을 기지국의 SIB을 이용하여 브로드캐스트(broadcast) 한다. 이때 전송되는 파라매터는 제한 시간(barring time), 제한 인자(barring factor)를 포함할 수 있다.

한편, 단말(1000)의 어플리케이션(1001)에서 데이터 송수신을 위한 소켓(socket)을 열 때, 상기 어플리케이션(1001)은 S1015 단계에서, 해당 어플리케이션의 이름이나 오퍼레이터로부터 전송받은 어플리케이션 ID를 파라매터로 하여 단말 프레임워크 및 모뎀(1002)에 전송한다.

그러면, 소켓(Socket)을 생성하고 포트(port) 번호를 할당하는 단말내의 OS 또는 서비스 프레임워크(service framework) 즉, 단말 프레임워크 및 모뎀(1002은 S1020 단계에서, 할당된 포트 번호와 단말이 사용하는 주소, 어플리케이션(1001)이 파라매터로 전송한 어플리케이션 이름(application name), 오퍼레이터가 할당한 어플리케이션 이름(application name)과 매핑(mapping)되는 어플리케이션 ID(application id) 를 저장한다. 즉 어플리케이션 (1001) 이 사용한 sender address, sender port와 그 어플리케이션 에 대해서 오퍼레이터가 설정한 ID의 매핑(mapping)을 저장한다.

그리고 S1025 단계에서, 어플리케이션(1001)에서 데이터를 전송하려고 하고, 이로 인하여 연결 모드(connected mode)로의 전환을 위하여 요청(request)을 전송하려 할 때 제한(barring) 여부를 확인한다.

상기 제한(Barring) 여부의 확인은 S1035 단계에서, 단말 프레임워크 및 모뎀(1002)에 의해 저장된 매핑(mapping) 정보를 이용하여수행된다. 단말 프레임워크 및 모뎀(1002)은 저장한 매핑 정보에서, 어플리케이션(Application)(1001)이 전송하려고 하는 IP 패킷(IP packet)의 sender address와 sender port에 매핑되는 어플리케이션 ID 를 확인한다. 그리고 단말 프레임워크 및 모뎀(1002)은 eNB(1010)로부터 브로드캐스팅된 SIB에 포함된 어플리케이션 제한(application barring) 정보 중에서 해당 어플리케이션 ID 가 제한(baring)에 해당되는지 확인한다.

제한(Barring)에 해당되는 경우, 단말 프레임워크 및 모뎀(1002)은 S1040 단계에서, 어플리케이션(1001)으로 거절(reject)을 알린다. 한편, 제한(Barring)에 해당되지 않는 경우 단말 프레임워크 및 모뎀(1002)은 S1050 단계에서, 연결 모드(connected mode)로의 전환을 위하여 네트워크로 서비스 요청(service request)를 전송한다.

한편, 도 10의 S1035 단계에서, 단말 프레임워크 및 모뎀(1002)이 제한(barring) 여부를 판단하는 과정에 대해 도 11 및 도 12를 참고하여 구체적으로 설명하기로 한다. 우선, 도 11은 eNB(1010)로부터 허가(allowed) 형태로 어플리케이션 제한(barring) 정보가 SIB를 통해 브로드캐스팅되는 경우, 제한 여부를 판단하는 과정을 도시하는 순서도이다.

단말 프레임워크 및 모뎀(1002)은 S1110 단계에서, 어플리케이션(1001)에서 전달된 IP 패킷의 소스 어드레스와 포트 번호에 매핑되는 어플리케이션 ID 및 인덱스를 확인한다. 그리고 단말 프레임워크 및 모뎀(1002)은 S1115 단계에서, 상기 어플리케이션 ID 또는 인덱스가 eNB로부터 브로드캐스팅되고 있는지 여부를 판단한다.

도 10에 보듯 Allowed 의 형태로 어플리케이션 제한 정보가 브로드 캐스트 되도록 정의되고 있고, 기지국에 의하여 제한 정보가 브로드캐스팅 되고 있지 않다면, 단말 프레임워크 및 모뎀(1002)은 S1120 단계로 진행하여, 데이터 전송을 거절하는 메시지를 어플리케이션(1001)에 전달한다.

반면, 도 10의 순서도는 Allowed 의 형태로 어플리케이션 제한 정보가 브로드 캐스트 되도록 정의되고 있고, 기지국에 의하여 제한 정보가 브로드캐스팅 되고 있다면, 단말 프레임워크 및 모뎀(1002)은 S1125 단계로 진행하여, 제한 인자(barring factor)의 로드 인자(load factor)가 0 과 1 사이의 값인지 여부를 판단한다. 만약, 0과 1 사이의 값이 아니라면, 단말 프레임워크 및 모뎀(1002)은 로드 인자가 0인 경우, S1130 단계로 진행하여 데이터 전송을 거절하는 메시지를 어플리케이션(1001)에 전달한다. 반면, 단말 프레임워크 및 모뎀(1002)은 로드 인자가 1인 경우, S1135 단계로 진행하여 서비스 요청을 네트워크에 전송하여 연결 모드로의 전환을 요청한다.

한편, 로드 인자(load factor)가 0 과 1 사이의 값인 경우, 단말 프레임워크 및 모뎀(1002)은 S1140 단계로 진행하여 랜덤(Random) 수를 발생시켜 발생된 랜덤 수와 상기 로드 인자의 크기를 비교한다. 랜덤 수가 로드 인자보다 큰 경우, 단말 프레임워크 및 모뎀(1002)은 S1135 단계로 진행하여 서비스 요청을 네트워크에 전송하여 연결 모드로의 전환을 요청한다. 반면, 랜덤 수가 로드 인자보다 작은 경우, 단말 프레임워크 및 모뎀(1002)은 S1130 단계로 진행하여 데이터 전송을 거절하는 메시지를 어플리케이션(1001)에 전달한다.

도 11에 대해 간략히 정리하면, 단말은 실행하고자 하는 어플리케이션의 어플리케이션 ID 가 eNB의 SIB를 통해 전송되지 않고 있으면 제한(barring) 대상으로 간주하고 제한 인자(barring factor)를 적용한다. 제한 인자(Barring factor) 적용 시, 로드 인자(load factor)로 설정된 경우에는 0부터 1 사이의 값을 기지국으로 로드 인자(load factor)로 전송하고 단말은 0과 1사이의 랜덤 수를 발생 시켜서 그 수가 eNB로부터 브로드캐스트 된 수보다 크면 (또는 작으면) 제한(barring)을 통과했다고 보고 연결 요청(connection request)을 전송한다. 제한(Barring)을 통과하지 못한 경우, 즉 제한(barring)되는 경우에는 어플리케이션(1001) 으로 데이터 전송이 거절되었음을 알린다.

한편, 도 12는 eNB(1010)로부터 비허가(Disallowed) 형태로 어플리케이션 제한(barring) 정보가 SIB를 통해 브로드캐스팅되는 경우, 제한 여부를 판단하는 과정을 도시하는 순서도이다. 즉, 제한 정보가 브로드캐스트 되지 않으면 제한(barring)되지 않는 것으로 결정하고 제한 정보가 브로드캐스트 되면 제한(barring) 적용 여부를 계산한다ㅣ.

단말 프레임워크 및 모뎀(1002)은 S1210 단계에서, 어플리케이션(1001)에서 전달된 IP 패킷의 소스 어드레스와 포트 번호에 매핑되는 어플리케이션 ID 및 인덱스를 확인한다. 그리고 단말 프레임워크 및 모뎀(1002)은 S1215 단계에서, 상기 어플리케이션 ID 또는 인덱스가 eNB로부터 브로드캐스팅되고 있는지 여부를 판단한다.

브로드캐스팅 되고 있지 않다면, 단말 프레임워크 및 모뎀(1002)은 S1220 단계로 진행하여, 서비스 요청을 네트워크에 전송하여 연결 모드로의 전환을 요청한다.

반면, 브로드캐스팅 되고 있다면, 단말 프레임워크 및 모뎀(1002)은 S1225 단계로 진행하여, 제한 인자(barring factor)의 로드 인자(load factor)가 0 과 1 사이의 값인지 여부를 판단한다. 만약, 0과 1 사이의 값이 아니라면, 단말 프레임워크 및 모뎀(1002)은 로드 인자가 1인 경우, S1230 단계로 진행하여 데이터 전송을 거절하는 메시지를 어플리케이션(1001)에 전달한다. 반면, 단말 프레임워크 및 모뎀(1002)은 로드 인자가 0인 경우, S1235 단계로 진행하여 서비스 요청을 네트워크에 전송하여 연결 모드로의 전환을 요청한다.

한편, 로드 인자(load factor)가 0 과 1 사이의 값인 경우, 단말 프레임워크 및 모뎀(1002)은 S1240 단계로 진행하여 랜덤(Random) 수를 발생시켜 발생된 랜덤 수와 상기 로드 인자의 크기를 비교한다. 랜덤 수가 로드 인자보다 작은 경우, 단말 프레임워크 및 모뎀(1002)은 S1245 단계로 진행하여 서비스 요청을 네트워크에 전송하여 연결 모드로의 전환을 요청한다. 반면, 랜덤 수가 로드 인자보다 큰 경우, 단말 프레임워크 및 모뎀(1002)은 S1230 단계로 진행하여 데이터 전송을 거절하는 메시지를 어플리케이션(1001)에 전달한다.

상기한 솔루션 1은 OMA-DM을 이용하므로 간단하면서도 하기의 세가지 특징을 구비한다.

1) 인증과 OMA-DM 서버 설정의 문제로 홈 오퍼레이터(home operator)만 OMA-DM을 이용하여 단말의 설정(configuration)을 적용할 수 있기 때문에 로밍(roaming)을 위해서는 모든 로밍 파트너(roaming partner)들에 대해서 로밍 파트너 별로 그 로밍 파트너 가 사용하는 어플리케이션 이름과 ID의 설정 리스트를 단말에 저장해야 하고, 그 리스트가 로밍 파트너 에 의하여 업데이트되면 이를 업데이트 해줘야 한다.

2) 어플리케이션 ID의 길이와 동일한 제한 정보(barring info)를 적용 받을 어플리케이션 수에 따라서 브로드캐스팅 되는 정보의 양이 늘어간다.

Ex) 어플리케이션 ID로 32 bit를 사용하는 경우 동일 제한 정보(barring info)를 적용 받을 어플리케이션 수에 따라서 브로드캐스팅되는 정보량은 어플리케이션 ID 사이즈(32bit) x 어플리케이션 수(application_num) + 제한 정보 사이즈(barring-info-size)가 된다.

3) 모든 오퍼레이터가 동일한 어플리케이션 이름을 사용해야 한다. 어플리케이션 ID는 다른 id를 사용할 수 있지만 어플리케이션 이름은 동일해야 한다.

2) 솔루션 2: 어플리케이션 인덱스( index )를 이용하는 방법

솔루션 1의 2번째 특징은 어플리케이션 ID 대신어플리케이션 인덱스(application index) 값을 단말에 설정하고, 해당하는 인덱스 번째의 bit를 마킹한 맵(map)(예를 들어, 비트맵)을 브로드캐스트(broadcast)하여 정보양을 줄임으로써 해결할 수 있다.

상기 솔루션 2에 대해서는 도 13 및 도 14를 참고하여 설명하도록 한다.

도 13은 오퍼레이터가 eNB를 통해 브로드캐스트 하는 어플리케이션 맵의 예시를 도시하는 도면이다.

도 14는 솔루션 2에 따라 어플리케이션 ID를 이용하여 단말에 설치된 각각의 어플리케이션들의 실행을 차별적으로 차단하는 과정을 도시하는 순서도이다.

우선, 오퍼레이터는 S1410 단계에서, OMA-DM을 이용하여 단말에 대해 어플리케이션 인덱스, 어플리케이션 이름, 어플리케이션 ID를 설정한다. 예로 (어플리케이션 인덱스, 어플리케이션 이름, 어플리케이션 ID)의 형식인 경우, (1, 카카오톡, 112345) (6, skype, 1235234) 가 설정될 수 있다.

그리고 오퍼레이터는 S1420 단계를 통해, 도 13에서 도시된 바와 같은 어플리케이션 맵(application map)을 포함하는 SIB를 브로드캐스트한다. 상기 도 13에 도시된 어플리케이션 맵에서는 첫 번째 비트와, 여섯 번째 비트가 마킹되었으므로, 단말은 해당 어플리케이션을 제한(barring) 대상으로 판단하게 된다.

도 14의 순서도와 같이, 어플리케이션 인덱스를 이용하는 경우, S1410 단계에서, OMA-DM을 통해 설정하는 정보에 어플리케이션 인덱스가 포함된다는 점, 제한 대상을 판단하는 경우 어플리케이션 ID의 존재가 아니고 어플리케이션 인덱스에 해당하는 비트가 어플리케이션 맵에 마킹되었는지 여부를 기준으로 판단한다는 것 외에는 도 12에서 설명된 순서와 동일하다. 이에 따라, 도 14에 대한 구체적인 설명은 생략하기로 한다. 상기의 솔루션 2는 솔루션 1의 특징 2를 브로드캐스팅되는 정보의 양을 줄여 해결할 수 있다.

3) 솔루션 3: VPLMN 의 시그널링(signaling)을 이용하는 방법

솔루션 1과 2는 OMA-DM을 사용하므로 홈 오퍼레이터(home operator)가 모든 로밍 파트너(roaming partner)에서 사용할 리스트의 정보까지 설정해야 했다. 이러한 문제점의 해결을 위하여 솔루션 3에서는 도 15에서 도시되는 바와 같이 로밍 파트너 가 직접 사용할 리스트를 PCO를 통하여 시그널링으로 제공하는 방법을 제안한다.

도 15는 본 발명의 제2 실시예의 솔루션 3에 따라 단말에 설치된 각각의 어플리케이션들의 실행을 차별적으로 차단하는 과정을 도시하는 순서도이다.

도 15에서 도시된 각 단계에 대한 설명은 다음과 같다.

- S1505: UE(단말)은 접속 요청 메시지(attach request)를 MME에게 전송하면서 디폴트 PDN 커넥션(default PDN connection) 생성을 위한 PDN 연결 요청(PDN connection request) 메시지를 상기 접속 요청 메시지(attach request) 에 ESM 메시지로 포함시켜 전송한다. 이때 상기 PDN 연결 요청 메시지(PDN connection request) 로 전달되는 프로토콜 설정 옵션(Protocol Configuration Option, PCO)에 어플리케이션 제한 인에이블(application barring enabled)를 설정하여 전송한다.

- S1510: 상기 접속 요청 메시지를 수신한 MME는 디폴트 PDN 커넥션(default PDN connection) 생성을 위하여 세션 생성 요청 메시지(create session request)를 SGW/PGW로 전송하면서, 단말로부터 받은 PCO값을 그래도 넣어서 전송한다.

- S1515, S1520: 어플리케이션 제한 인에이블(application barring enabled)을 설정 받은 PGW는 어플리케이션 인덱스, 어플리케이션 ID, 어플리케이션 이름 을 포함한 어플리케이션 리스트 를 획득하기 위해, 어플리케이션 컨트롤 서버(application control server)로 어플리케이션 리스트 요청 메시지(application list request)를 전송하여 상기 어플리케이션 리스트를 획득다. 만약, PGW가 PGW 내에 설정된 어플리케이션 리스트를 이용하는 경우에는 S1515 단계 및 S1520 단계는 생략된다.

- S1525: PGW는 세션 설정 응답 메시지(create session responses) 내의 PCO에 어플리케이션 리스트(application list)를 설정하여 MME로 전송한다.

- S1530: PGW로부터 어플리케이션 리스트(application list)를 포함한 PCO를 받은 MME는, 상기 어플리케이션 리스트를 포함하는 접속 수락 메시지를 단말로 전송한다. 구체적으로, MME는 어플리케이션 리스트를 단말로 전송하는 activate default EPS bearer context request 내의 PCO에 그대로 복사한 후 상기 접속 수락 메시지에 포함시킨다. S1535:PCO를 통하여 MME로부터 어플리케이션 리스트를 수신한 단말은 상기 어플리케이션 리스트를 이후에 이용하기 위하여 저장한다. 상기 저장된 어플리케이션은 현재 등록한 네트워크의 오퍼레이터를 나타내는 등록된 PLMN(registered PLMN)과 그 PLMN과 균등(equivalent)하게 취급되는 균등 PLMN(equivalent PLMN)에서 유효(valid)하게 다루어진다. 그리고 나머지 접속 과정이 진행된다.

- S1540 : 단말의 어플리케이션(application)에서 데이터 전송을 위하여 통신 서비스 오픈(open) 시, 어플리케이션 이름을 전달할 파라매터 중 하나로 주면서 단말 프레임워크 및 모뎀(OS/service Framework)에 요청한다.

- S1545 : 어플리케이션 의 실행 요청을 받은 단말 프레임워크 및 모뎀(OS/service framework)는 sender port를 할당하고 어플리케이션에서 받은 어플리케이션 이름을 이용하여 S1530 단계에서 수신한 어플리케이션 리스트에서 어플리케이션 인덱스와 어플리케이션 ID를 찾아서 할당한 포트 번호와 매핑(mapping)하고, 상기 매핑 관계를 저장한다.

- S1550 : 어플리케이션에서 할당받은 포트를 이용하여 데이터를 전송한다.

- S1555 : 한편, eNB는 허가 또는 비허가 형태의 어플리케이션 제한 정보, 어플리케이션 맵(application map) 정보 등을 포함하는 SIB를 브로드캐스트한다.

- S1560 : IP 데이터를 받은 단말 프레임워크 및 모뎀 (OS/service framework)에서는 eNB에서 브로드캐스트된 SIB을 이용하여 상기 IP 데이터의 소스 어드레스(source address)와 포트(port)로 매핑(mapping)되는 어플리케이션 ID 또는 어플리케이션 인덱스 를 제한하도록 브로드캐스트 하였는지 확인한다. 확인 방법은 도 11 또는 도 12에서 도시된 바와 같다.

- S1565: 제한(barring) 확인 결과 제한(barring) 대상으로 확인되면 A 단계로 진행하여 전송 불가능하다는 사실을 어플리케이션 에게 알린다.

- 반면, 확인결과 제한(barring) 대상이 아니라면 B 단계로 진행하여 데이터 전송을 위해 연결 모드(connected mode)로의 전환을 위한 서비스 요청 메시지(service request)를 네트워크에 전송한다.

도 15에서 도시된 PCO를 통하여 단말에서 네트워크로 어플리케이션 제한 인에이블(application-barring-enable)을 알리고, 네트워크에서 어플리케이션 리스트 를 단말에게 알려주는 방법은 PCO를 전달할 수 있는 모든 메시지에서 사용가능 하다.

한편, 도 15 에서의 가정은, 상기 PCO를 이용한 어플리케이션 리스트 설정 시, 로밍 망의 MME가 로밍 망의 PGW를 사용하는 경우이다.

만약 로밍 망의 MME가 로밍 망의 PGW를 사용할 수 없고 홈(home) 망의 PGW를 사용해야 하는 경우에는 MME는 단말로부터 수신한 PCO 내의 어플리케이션 제한 인에이블(application barring enabled) 존재 여부를 확인 후 그 값을 MME내에 저장하고, SGW/PGW로 S1510 단계의 메시지 (create session request/update bearer request) 전송 시 어플리케이션 제한 인에이블(application barring enabled) 값을 지운다.

그리고 이후 PGW/SGW로부터 S1525 단계의 메시지(create session response/ update bearer response)를 수신 후, 단말로 접속 승인/TAU 승인(attach accept/TAU accept) 메시지를 전송할 때, MME에 설정될 어플리켕이션 리스트를 PCO에 설정하여 PCO 내용을 변경한 후 단말로 전송하여 로밍 망의 어플리케이션 리스트를 전송한다.

솔루션 3은 솔루션 2와 같이 어플리케이션 인덱스의 사용으로 브로트캐스트 해야 하는 정보의 양을 줄이면서, 동시에 홈 사업자(home operator)가 로밍 파트너(roaming partner)의 정보를 설정하지 않도록 허용할 수 있다.

4) 솔루션 4: 패킷 필터를 이용하는 방법

솔루션1,2,3은 오퍼레이터들이 동일한 어플리케이션 이름을 사용하는 것을 전제로 하고 있다. 어플리케이션 이름을 동일하게 사용할 수 없는 상황을 해결하기 위하여 솔루션 4는 패킷 필터(packet filter)를 이용하는 방안을 제시한다.

네트워크는 단말의 접속(attach) 과정 중에 디폴트 베어러(default bearer) 생성 시, 접속 수락(attach accept)과 함께 디폴트 EPS 베어러 컨텍스트 활성 요청(activate default EPS bearer context request)를 전달하고 이때 패킷 필터(packet filter)를 이용하여 어플리케이션 을 지정한다. 즉, 어플리케이션 트패픽(application traffic)에 해당하는 sender address, sender port, receiver address, receiver port로 구별되는 패킷 필터(packet filter)내에 어플리케이션 인덱스(application index) 또는 어플리케이션 ID값을 설정하고, 이를 단말로 전달하여 저장하도록 한다.

상기 패킷 필터 구조에 대한 예시가 도 16에서 도시된다. 도 16에서 도시되는 바와 같이, 본 발명에서 제안하는 패킷 필터에는 어플리케이션 인덱스 또는 어플리케이션 ID와 같은 정보가 포함된다.

이후 어플리케이션 이 데이터 전송 시도 시, 단말 내에 설정된 그 데이터의 IP 헤더를 분석하여 매칭되는 필터 를 찾은 후 필터 내에 설정된 어플리케이션 인덱스 또는 어플리케이션 ID를 찾는다. 그 후 브로드캐스트 되는 정보를 확인하여 제한 대상인지 확인한다.

상기 과정에 대한 상세 설명은 도 17을 참고하여 설명하도록 한다.

도 17은 본 발명의 제2 실시예의 솔루션 4에 대한 과정을 도시하는 순서도이다.

- S1705: 단말은 접속 요청 메시지(attach request) 전송 시 PCO에, 어플리케이션 제한(application barring) 적용이 가능하다는 지시자(indicator), 및 어플리케이션 ID(application id)또는 어플리케이션 인덱스(index)를 포함한 패킷 필터(packet filter)에 대한 해석이 가능하다는 지시자(indicator_를 포함시켜 MME로 전송한다.

- S1710, S1715: MME는 단말로부터 수신한 PCO 정보를 세션 생성 요청 메시지(create session request)를 통해 SGW/PGW로 전송한다. 그러면 PGW는 상기 단말의 PCO 정보를 저장한 후 이후 접속(attach) 과정을 진행한다.

- S1720 : 접속(attach) 과정 진행 후 PGW는 IP CAN session modification/creation을 이용하여 PCRF로부터 패킷 필터(packet filter)에 대한 정보를 획득한다. 이 때, PGW는 어플리케이션 리스트(application list)를 PCRF에게 요청하고 PCRF는 이를 PGW에게 응답 메시지(response)에 넣어서 전송한다. PGW가 PGW 내에 저장된 어플리케이션 리스트(application list)를 이용하는 경우 S1720 단계는 생략될 수 있다.

- S1725: PGW는 도 16에서 도시된 형식을 구비하는 패킷 필터 정보 안에, 패킷 필터 컨텐츠(packet filter content) 이후의 필드에 어플리케이션 인덱스(application index) 또는 어플리케이션 ID를 추가하여 패킷 필터를 구성한다. 그리고 PGW는 단말에 패킷 필터(packet filter)를 설치할 수 있는 베어러 생성 요청 메시지(create bearer request) 또는 베어러 업데이트 요청 메시지(update bearer request) 메시지를 통해 상기 패킷 필터를 MME로 전송한다.

- S1730: MME는 PGW로부터 수신한 정보를 베어러 수정 요청 메시지(modify bearer request) 또는 전용 베어러 활성 요청 메시지(activate dedicate bearer request)를 통해 단말로 전송한다.

- S1735: 단말은 MME로부터 수신한 어플리케이션 인덱스 또는 어플리케이션 ID 를 포함한 패킷 필터 를 저장한다.

- S1740, S1745 : 단말은 통신 서비스 의 open을 요청한 후 데이터를 전송한다.

- S1750: 단말의 단말 프레임워크 및 모뎀(service framework/OS)은 어플리케이션이 전송한 IP 패킷의 주소들과 포트들의 정보를 이용하여 매칭 되는 패킷 필터 를 확인하고, 해당 패킷 필터에 저장된 어플리케이션 ID 또는 어플리케이션 인덱스를 찾는다. S1755: 한편, 단말은 eNB가 SIB으로 브로드캐스트 하는 어플리케이션 관련 제한 정보를 획득한다.

-S1760: 단말은 송신한 데이터에 해당하는 어플리케이션 인덱스 또는 어플리케이션 ID가 제한(barring)되는지 여부를 도 11 또는 도 12의 과정을 통하여 검사한다. 검사 결과, 제한되는 경우 A 단계를 통해 어플리케이션 으로 통신 불가능을 알린다. 반면, 제한되지 않는 경우, B 단계를 통해 연결 모드(connected mode)로의 전환을 위한 연결 요청 메시지를 네트워크에 전송한다.

<제3 실시예 >

이하에서는 사업자가 사업자 결정 제한(Operator Determined Barring)을 적용한 경우, 이를 단말에게 알려주는 과정인 제3 실시예에 대해 기술하도록 한다.

현재 IMS 네트워크에는 사용자가 임의로 호(call)를 제한(barring)하는 호 제한(Call Barring) 서비스가 정의되어 있다. 모든 수신 호 제한(Barring of all incoming call), 모든 발신 호 제한(Barring of all outgoing call), 국제 발신 호 제한(Barring of outgoing international call), 로밍 시 수신 호 제한(Barring of incoming calls when roaming ) 등이 그것으로, 사용자가 요청하는 경우에만 적용된다. 그러나, 사업자가 그들의 수익을 보호하기 위해 사용자에게 임의로 해당 서비스를 적용하고 싶은 경우가 발생할 수 있다. 예를 들어, 사업자는 통신료를 납부하지 않는 사용자에 대한 발신 또는 수신 호를 제한할 필요가 있다.

그런데, 종래 기술에 따르면 사업자가 사업자 결정으로 인해 사용자에게 호 제한(Barring)이 적용되었음을 알리고, 이를 통해 단말이 시도한 세션(session)을 클리어링(clearing)하는 방법이 정의되어 있지 않다.

도 18은 본 발명 실시예의 기반이 되는 EPS 망과 IMS 네트워크를 간단히 도시한 도면이다. 이하에서는 도 18에 도시된 엔티티(entity)중 본 발명에 관련된 엔티티만을 간략히 설명하도록 한다.

도 18을 참조하여 설명하면, UE (User equipment )는 단말(1810)을 나타내며, eNB(도면에서는 EUTRAN으로 도시)(1820)는 무선 자원을 제어하는 엔터티로 단말(1810)과 무선 채널을 통해 연결된다.

MME는(Mobility Management Entity) 이동성 관리 엔티티(1830)로 유휴 모드(idle)의 단말(1810)을 관리하며 단말의 로밍(Roaming) 및 인증(Authentication) 관련 기능을 수행한다. 또한 MME(1830)는 단말(1810)에서 발생하는 베어러 시그널을 처리한다.

HSS(Home Subscriber Server)(1840)는 각 단말에 대한 가입 정보를 저장하고 있으며, 단말(1810)이 네트워크에 접속 시 MME(1830)에게 단말(1810) 관련 정보를 전달하여 상기 MME(1830)가 단말(1810)을 제어하는 데 사용하도록 한다. 또한, IMS 네트워크가 제공하는 서비스들에 대해 각 단말(1810)에게 제공되어야 하는 서비스 프로파일(service profile)을 저장하고 있다.

IMS네트워크의 CSCF(session control function)는 P-CSCF(1850), I-CSCF(1860), S-CSCF(1870)로 구성되어 있다. P-CSCF(1850)는 Proxy CSCF이며, S-CSCF(1870)는 서빙(serving) CSCF로 IMS 세션 제어(IMS session control)및 서비스 제어를 담당한다.

TAS(1880)는 전화 어플리케이션 서버(Telephony Application Server)로 IMS호의 부가 서비스(supplementary service) 제공을 담당한다.

상기한 네트워크 구조 망을 기반으로 하여 현재 IMS 네트워크에 정의되어 있는 발신 호 제한 서비스(Barring of all outgoing call) 동작을 간단히 도식하면 도 19와 같다.

우선, 사용자는 단말(1810)에 대해 사용자가 발신 호(outgoing call)를 사용하지 못하도록, S1900 단계에서 부가 서비스(supplementary service)를 등록한다. 상기 부가 서비스 등록을 위해, 단말(1810)은 오퍼레이터 또는 사업자가 제공하는 임의의 서버에 접속하여, 상기 발신호 사용 금지를 위한 서비스를 등록할 수 있다. 그러면 상기 단말(1810)이 등록한 부가 서비스에 대한 사항은 TAS(1880)와 공유되어, 상기 TAS(1880)는 해당 단말(1810)에 대한 발신 호가 금지되었음을 식별할 수 있다.

이후, 단말(1810)은 S1905 단계에서, IMS 네트워크에 등록을 수행하기 위해 등록 메시지(REGISTER)를 PCSCF에 전송한다. 그러면, PCSCF는 S1940 단계에서, SCSCF 에 상기 등록 메시지(REGISTER)를 전달한다.

그러면, SCSCF(1870)는 S1915 단계에서, HSS(1840)로부터 해당 단말(1810)의 서비스 프로파일(service profile)을 다운받는다. 상기 서비스 프로파일(service profile)은 최초 필터 기준 (initial Filter Criteria, iFC)를 포함하고 있다. 그러면 SCSCF(1870)는 S1920 단계에서, 200OK 메시지를 PCSCF(1850)에 전송한다. 그러면 PCSCF(1850)는 상기 200OK 메시지를 단말(1810)에게 전송하여 등록 요청에 대해 응답한다.

상기 절차를 수행하여 단말(1810)은 IMS 네트워크에 등록 절차를 완료한다.

이후, 단말(1810)이 IMS 세션을 개시하기 위해, S1930 단계에서 인바이트(INVITE) 메시지를 PCSCF(1850)에 전송한다. 그러면, PCSCF(1850)는 S1935 단계에서 ,상기 인바이트(INVITE) 메시지를 SCSCF(1870)에 전달한다.

그러면, SCSCF(1870)는 S1940 단계에서, 상기 단말(1810)에 대한 iFC를 확인한다. 상기 iFC에 따르면, 단말(1810)로부터 전송된 인바이트 메시지는 TAS(1880)로 전달하도록 설정되어 있다. 이에 따라, SCSCF(1870)는 S1945 단계에서, iFC에 따라, TAS(1880)로 인바이트 메시지를 전달한다.

TAS(1880)는 S1950 단계에서, 단말(1810)의 발신 호(outgoing call)이 금지되었음을 확인하고, 해당 세션 요청을 거절한다. 이에 따라, TAS(1880)는 S19550 단계에서, 세션 거절 메시지 603 Declined 를 단말에게 전달한다.

도 20은 단말(1810)이 IMS 네트워크에 등록하고, 본 발명의 실시예에 따라 ODB 적용을 받는 과정을 도시하는 순서도이다.

이하에서 기술된 본 발명의 실시예를 간략히 요약하면, ODB가 적용된 단말(1810)은 TAS(1880)로부터 세션(session) 거절을 지시하는 지시자(indicator)를 포함한 응답 메시지를 수신한다. 그리고, 상기 응답 메시지에 이후 단말이 취해야 하는 동작(action)이 포함된 경우, 상기 단말(1810)은 상기 지시받은 동작을 수행한다. 이하에서는 도 20을 참고하여 ODB 적용 과정에 대해 구체적으로 설명하기로 한다.

우선, 오퍼레이터 또는 사업자는 S2005 단계에서, 단말(1810)에 대해 사업자 결정 제한(Operator Determined Barring, ODB)을 적용하고, 상기 단말에 대한 관련 컨텍스트를 등록한다.

이후, 단말(1810)은 S2010 단계에서, IMS 네트워크에 등록 절차를 수행하기 위해 등록 메시지(REGISTER)를 PCSCF(1850)에 전송한다. 그러면, PCSCF(1850)는 S2015 단계에서, 상기 등록 메시지(REGISTER)를 SCSCF(1870)에 전달한다.

이후, SCSCF(1870)는 상기 단말(1810)에 대한 서비스 프로파일을 HSS(1840)로부터 다운받는다. 상기 서비스 프로파일은 iFC (initial Filter Criteria)를 포함하고 있다. 본 발명의 실시예에 따르면, 상기 iFC에는 ODB적용을 위한 컨텍스트가 포함되어 있다.

그리고 SCSCF(1870)는 S2025 단계에서 200OK 메시지를 PCSCF(1850)에 전송하며, PCSCF(1850)는 상기 수신한 200OK 메시지를 단말(1810)에게 전송한다.

이후, 단말(1810)은 S2035 단계에서, IMS 세션 개시를 위해 인바이트(INVITE) 메시지를 PCSCF(1850)에 전송한다. 그러면, PCSCF(1850)는 S2040 단계에서 상기 인바이트(INVITE) 메시지를 SCSCF(1870)에 전달한다.

그러면, SCSCF(1870)는 S2045 단계에서, 상기 단말(1810)에 대한 iFC를 확인한다. 상기 iFC에 따르면, 단말(1810)로부터 전송된 인바이트 메시지는 TAS(1880)로 전달하도록 설정되어 있다. 이에 따라, SCSCF(1870)는 S2050 단계에서, iFC에 따라, TAS(1880)로 인바이트(INVITE) 메시지를 전달한다.

그러면, TAS(1880)는 ODB 컨텍스트 내의 정보에 따라, 해당 세션을 처리한다. TAS(1880)는 S2060 이하의 단계에 나타난 바와 같이 3xx, 4xx,5xx,6xx 형태로 단말(1810)에게 응답을 보낼 수 있으며, 또는 상기 세션을 다른 수신처로 전달할 수도 있다. 도 20에서 기술되는 실시예에서는 단말(1810)에게 응답을 전송하는 실시예에 대해 기술하도록 한다.

TAS(1880)는 단말(1810)의 인바이트(INVITE)에 대한 응답메시지를 SCSCF(1870)에 전달한다. 이 경우, 상기 응답 메시지는 단말(1810)의 세션 요청이 ODB로 인해 거절되었음을 지시하는 지시자(indicator)를 포함한다.

본 발명의 실시예에서는 ‘operator determined barring’ 지시자를 한 예로 제안한다. 상기 지시자(indicator)는 SIP 메시지내의 헤더(header)로 포함될 수 있고, 또는 특징 태크(feature tag)의 형태로 포함될 수도 있다. 다른 예로 SIP 응답메시지에 포함되는 XML형태로 포함될 수도 있다.

그러면, SCSCF(1870)는 상기 응답 메시지를 PCSCF(2065)에 전달하며, 상기 PCSCF(2065)는 수신한 응답 메시지를 단말(1810)에게 전달한다

그러면, 단말(1810)은 응답 메시지를 수신하고, 상기 응답 메시지에 포함된 ‘operator determined barring’지시자를 확인한다. 그러면 단말(1810)은 오퍼레이터의 제한 설정으로 인해 자신의 세션 요청이 거절되었음을 확인할 수 있다.

또한, 단말(1810)은 상기 응답 메시지에 필요한 동작(Required_action)이 포함되었는지 확인한다. 상기 필요한 동작에 대한 정보는 상기 응답 메시지에 선택적으로 포함될 수 있는 정보일 수 있다. 포함 시, 단말(1810)은 상기 필요한 동작(Required_action)에 상기 요청했던 세션을 종료(close)하라는 내용이 포함된 경우, 상기 세션을 종료한다. 한편, 필요한 동작(required_action)이 포함되지 않은 경우, 단말(1810)은 디폴트 동작(default action)을 수행할 수도 있다. 상기 디폴트 동작(Default action)은 UE내에 미리 설정(preconfigured)되어 있거나, 사업자가 OMA-DM을 통해 업데이트 가능하다.

도 21은 본 발명의 실시예에서 제안하는 응답 메시지의 한 예시를 도시하는 도면이다.

도 21에서 도시되는 바와 같이, 응답 메시지는 세션 요청이 거절되었음을 지시하는 지시자(operator determined barring), 및 필요한 동작(Required_action)에 관한 정보를 포함할 수 있다.

도 22는 본 발명의 실시예에 따라, HSS와 TAS사이에 전달되는 단말 컨텍스트(UE context)에 대한 예시를 도시하는 도면이다. 상기 단말 컨텍스트는 도 20의 2005 단계에 적용된다.

데이터 레퍼런스(Data reference)는 임의의 숫자이다.

XML 태그(XML tag)는 데이터에서 사용되는 xml tag로 본 발명의 실시예에서는 IMS_ODB를 제안한다.

액세스 키(Access key)는 IMS 공용 사용자 식별(IMS public user identity) 또는 MSISDN가 레퍼런스 식별(reference identity)이 되어 데이터에 접근 가능하며, Sh-Pull, Sh-Update, Sh-Subs-Notif 메시지에 적용될 수 있다.

도 23은 본 발명의 실시예에 따라 OBD 구현을 위해 사용되는 XML 스키마에 대한 예시를 도시하는 도면이다.

도 24 및 도 25는 본 발명의 실시예에 따라 ENB가 특정 채널에 혼잡이 발생한 경우 및 혼잡이 해소된 경우를 MME에게 알리는 방법을 도시하는 순서도이다.

개념적으로 ENB는 S2410 단계 또는 S2510 단계에서 도시되는 바와 같이, 자신의 혼잡상황을 MME에게 보내는 임의의 제어 메시지(예를 들어, S1-AP 메시지)를 이용해 알릴 수 있다. 즉, ENB의 혼잡 정보는 MME에게 다른 목적을 위해 전달하는 메시지 (예를 들면 Initial Context Setup Reponse)에 피기 백(piggyback)된 형태로 삽입되어 전달될 수 있다. 임의의 S1-AP 메시지에 피기 백(piggyback)되는 혼잡 정보는 혼잡의 유무, 혼잡의 대상 (셀, PLMN, 채널 등), 혼잡 지속 시간, 혼잡 정도 또는 혼잡으로 인해 줄였으면 하는 로드의 레벨을 포함할 수 있다.

본 실시예에서는 페이징 채널이 혼잡한 경우를 예를 들어 설명하겠다. 도 24의 ENB는 S2410 단계에서, 페이징 채널이 혼잡해지면, MME에게 보내는 임의의 S1-AP 메시지에 오버로드 상태 정보(예, Overload Start IE)를 삽입하여 전달한다. 오버로드 상태 정보는, 단순히 오버로드 상황이 시작되었다는 여부를 나타내는 플래그(flag)를 포함할 수도 있고, 혼잡이 발생한 대상, 즉 셀의 PLMN ID, 셀 ID, 또는 혼잡이 발생한 채널 (본 예에서는 페이징 채널), 그리고 혼잡 정도 또는 혼잡으로 인해 줄였으면 하는 로드의 레벨, 그리고 혼잡이 지속될 시간을 포함할 수 있다.

eNB로부터 오버로드가 시작되었다는 정보를 수신한 MME는 이후의 절차부터 상태 정보에 포함된 대상 정보에 따라 특정 PLMN, 특정 셀, 또는 특정 채널에 대해 혼잡하다고 간주하며, 오버로드 상태 정보에 혼잡 지속 시간이 포함된 경우 타이머(timer)를 실행시켜 혼잡 시간이 만료될 때까지 혼잡하다고 간주한다. 실제로 ENB로부터 수신한 S1-AP 메시지가 특정 UE에 대한 것일지라도, 해당 S1-AP 메시지에 포함된 오버로드 상태 정보는 특정 단말에 대한 것이 아닐 수 있다.

그리고 MME가 도 25에서 도시되는 바와 같이, S2510 단계에서 eNB로부터 대상(대상 정보에 따라 특정 PLMN, 특정 셀, 특정 채널)이 대해 더 이상 혼잡하지 않다는 오버로드 상태 정보(예, Overload Stop IE)를 수신할 수 있다. 그러면, MME는 해당 대상(해당 셀, PLMN의 해당 채널)에 대한 혼잡 상태가 해소되었다고 간주한다. 또는 MME는 오버로드 상태 정보에 혼잡 지속 시간이 포함된 경우, 혼잡 지속 시간에 대한 타이머(timer)가 만료되면 혼잡이 끝났다고 간주한다.

또는 MME는 오버로드 상태 정보에 혼잡 지속 시간이 포함되지 않는 경우라도 내부적으로 설정된 시간에 따라 타이머를 동작 시키고, 타이머가 만료될 때까지 혼잡이 지속된다고 간주할 수 있다.

한편, 도 24와 25와 같이 ENB가 MME에게 오버로드 상태를 알리기 위해 시작과 종료를 서로 다른 IE를 이용할 수도 있으나, 다른 방법으로 하나의 IE, 예를 들면 오버로드 상태 정보 요소(Overload Status IE)를 임의의 제어 메시지(예를 들어, S1-AP메시지)에 삽입함으로써 알릴 수도 있다.

이 경우, ENB는 오버로드 존재 유무를 오버로드 상태 정보의 오버로드 플래그(overload flag)를 이용해 알릴 수도 있으며, 아니면 오버로드 상태 정보의 혼잡 레벨에 대한 정보나 혼잡으로 인해 줄였으면 하는 로드의 레벨을 이용해 알릴 수도 있다. 이 경우 혼잡 레벨은 혼잡이 존재하지 않음을 나타내는 값으로, 혼잡으로 인해 줄였으면 하는 로드의 레벨은 0으로 설정하면 된다. 또는, ENB는 혼잡 상태가 종료했음을 오버로드 상태 정보의 혼잡 지속 시간을 0으로 설정함으로써 알릴 수도 있다.

상술한 도면 및 상세한 설명에서 도시된 무선 통신 네트워크의 각각의 노드들은 다른 노드들과 신호를 송수신하는 송수신부와, 각 노드들의 기능을 제어하기 위한 제어부로 구성될 수 있다. 각 노드들의 제어부의 상세한 기능들은 각 실시예에서 설명한 바 있으므로, 자세한 설명은 생략하기로 한다.

본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시예들은 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 본 발명의 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것일 뿐이며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.

Claims

무선 통신 시스템에서 기지국의 서비스 제어 방법에 있어서,
임의의 단말에 대한 다운링크 패킷 발생 시, 이동성 관리 엔티티(Mobility Management Entity, MME)로부터 페이징 메시지를 수신하는 수신 단계;
상기 페이징 메시지에 포함된 코어 네트워크 도메인의 설정 상태를 확인하는 확인 단계;
상기 코어 네트워크 도메인이 패킷 기반 음성 호 서비스로 설정된 경우, 상기 페이징 메시지를 우선하여 처리하는 페이징 처리 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 서비스 제어 방법.
제1항에 있어서, 상기 확인 단계는,
상기 페이징 메시지의 코어 네트워크 도메인이 패킷 교환 음성(PS_Voice)으로 설정된 경우, 패킷 기반 음성 호 서비스가 발생하였음을 감지하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 서비스 제어 방법.
제1항에 있어서, 상기 확인 단계는,
상기 페이징 메시지의 코어 네트워크 도메인이 패킷 교환으로 설정되고 음성 지시자를 포함하는 경우, 패킷 기반 음성 호 서비스가 발생하였음을 감지하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 서비스 제어 방법.
제1항에 있어서, 상기 패킷 기반 음성 호 서비스는,
VoLTE (Voice over LTE) 또는 VoIMS(Voice over IMS)를 포함하는 것을 특징으로 하는 서비스 제어 방법.
제1항에 있어서, 상기 페이징 처리 단계는,
상기 패킷 기반 음성 호에 대한 페이징을 패킷 교환(PS) 서비스에 대한 페이징보다 우선하여 처리하는 것을 특징으로 하는 서비스 제어 방법.
무선 통신 시스템에서 서비스를 제어하는 기지국에 있어서,
상기 무선 통신 시스템의 노드들과 신호를 송수신하는 송수신부; 및
임의의 단말에 대한 다운링크 패킷 발생 시 이동성 관리 엔티티(Mobility Management Entity, MME)로부터 페이징 메시지를 수신하고, 상기 페이징 메시지에 포함된 코어 네트워크 도메인의 설정 상태를 확인하며, 상기 코어 네트워크 도메인이 패킷 기반 음성 호 서비스로 설정된 경우 상기 페이징 메시지를 우선하여 처리하도록 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 기지국.
제6항에 있어서, 상기 제어부는,
상기 페이징 메시지의 코어 네트워크 도메인이 패킷 교환 음성(PS_Voice)으로 설정된 경우, 패킷 기반 음성 호 서비스가 발생하였음을 감지하는 것을 특징으로 하는 기지국.
제6항에 있어서, 상기 제어부는,
상기 페이징 메시지의 코어 네트워크 도메인이 패킷 교환으로 설정되고 음성 지시자를 포함하는 경우, 패킷 기반 음성 호 서비스가 발생하였음을 감지하는 것을 특징으로 하는 기지국.
제6항에 있어서, 상기 패킷 기반 음성 호 서비스는,
VoLTE (Voice over LTE) 또는 VoIMS(Voice over IMS)를 포함하는 것을 특징으로 하는 기지국.
제6항에 있어서, 상기 기지국은,
상기 패킷 기반 음성 호에 대한 페이징을 패킷 교환(PS) 서비스에 대한 페이징보다 우선하여 처리하는 것을 특징으로 하는 기지국.