KR20140039573A - 무선 통신 시스템에서 사용자 단말기의 접속 제어 방법 및 장치 - Google Patents

무선 통신 시스템에서 사용자 단말기의 접속 제어 방법 및 장치 Download PDF

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KR20140039573A
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user terminal
eab
nas
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extendedaccessbarring
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백영교
조성연
임한나
정상수
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삼성전자주식회사
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Abstract

본 발명은 무선 통신 시스템에서 사용자 단말기 접속 제어 방법에 있어서, 사용자 단말기가 홈 네트워크로부터 Override_ExtendedAccessBarring 파라미터가 그대로 적용되지 않는 PLMN(Public Land Mobile Network) 리스트를 USIM(Universal Subscriber Identity Module) 설정 및 OMA(Open Mobile Alliance)-DM(Device Management)을 통해 수신하는 과정과, 사용자 단말기가 eNB(enhanced Node B)로부터 EAB(Extended Access Barring) 방식 적용 통보를 수신하는 과정과, 사용자 단말기가 ExtendedAccessBarring 파라미터와, Override_ExtendedAccessBarring 파라미터와 로밍 네트워크에서의 적용 여부와, USIM 및 사용자 단말기의 NAS(Non-Access-Stratum) 설정값을 사용하여 접속 메시지를 처리하는 과정을 포함한다.

Description

무선 통신 시스템에서 사용자 단말기의 접속 제어 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR CONTROL ACCESS OF USER EQUIPMENT IN RADIO COMMUNICATION SYSTEM}
본 발명은 무선 통신 시스템에서 사용자 단말기(UE: User Equipment, 이하 ‘UE’라 칭하기로 한다)의 접속 제어 방법 및 장치에 관한 것으로서, 특히 네트워크 혼잡 상황(network congestion situation)에서 네트워크 혼잡을 감소시키기 위한 UE 접속 제어 방법 및 장치에 관한 것이다.
무선 통신 시스템에서 통신 네트워크 사업자는 특정 특성을 가지는 UE에 대해서 UE의 접속 및 접속에 대한 프로세싱(processing)을 차별화하기 위해서 USIM(Universal Subscriber Identity Module) 혹은 OMA(Open Mobile Alliance)-DM(Device Management)을 통한 UE의 NAS(Non-Access-Stratum) 설정을 사용한다. 예를 들어, USIM 또는 UE의 NAS 설정에서 ExtendedAccessBarring 파라미터의 값이 1인 경우, eNB(enhanced NodeB)가 특정 특성을 가지는 UE들에 대해서 EAB(Extended Access Barring) 방식을 적용하게 되면, 해당 특성을 가지는 UE의 네트워크 접속 시도가 금지되도록 동작한다. 예를 들어, 로밍(roaming) UE에 대한 EAB 혹은 특정 PLMN(Public Land Mobile Network)에서 진입한 UE가 ExtendedAccessBarring 파라미터의 값이 1인 경우, EAB 방식에 적용받게 되어 네트워크 접속 시도가 제한된다.
또한, 통신 네트워크 사업자가 ExtendedAccessBarring 파라미터의 값이 1로 설정되어 있는 UE가 어플리케이션(application)이 요청하는 경우에 EAB 방식을 적용하지 않도록 허용할 수 있도록 UE의 NAS 설정을 설정할 수 있다. 즉, USIM 또는 UE의 NAS 설정에서 Override_ExtendedAccessBarring 파라미터를 설정하고, 상기 Override_ExtendedAccessBarring 파라미터의 값을 1로 설정하면, 어플리케이션이 EAB 방식 미적용을 요구하는 경우에 ExtendedAccessBarring 파라미터의 값이 1이더라도 UE가 EAB 방식을 적용하지 않고 네트워크 접속을 시도하도록 동작하며, 이와 같은 동작을 “EAB 오버라이딩 동작”이라고 칭하기로 한다.
한편, 네트워크의 혼잡 제어를 차별화시키기 위하여 USIM 또는 UE의 NAS 설정에서 NAS_SignallingPriority 파라미터를 설정하고, 상기 NAS_SignallingPriority 파라미터의 값을 1로 정하면, UE가 네트워크 접속시 NAS(Non-Access-Stratum) signaling low priority임을 NAS REQUEST 메시지(예를 들어, attach request, Tracking area update request, Service request 메시지 등)에 표기하면, 네트워크에서 혼잡 제어시 상기 NAS signaling low priority indication을 참조할 수 있도록 되어있고, USIM 또는 UE의 NAS 설정에서 Override_NAS_SignallingLowPriority 파라미터의 값을 1로 설정한 경우에, 어플리케이션이 요구에 따라서 UE는 NAS REQUEST 메시지에 NAS signaling low priority가 적용되지 않는 것으로 표기하도록 동작한다.
한편, 상기에서 설명한 바와 같은 USIM 및 OMA-DM을 통한 UE의 NAS 설정은 통신 네트워크 사업자가 자신의 네트워크에서 개통한 UE에게만 설정하도록 되어 있다. 따라서, 통신 네트워크 사업자는 홈 UE(home UE)에 대해서 NAS 설정을 통해서 네트워크 혼잡 상황과 같은 특정 상황이 일어난 경우에, UE의 설정에 따라서 차별화된 혼잡 제어를 적용함으로써 효과적으로 네트워크를 운용할 수 있도록 되어 있다.
한편, 무선 통신 시스템에서 UE에서 동작하는 어플리케이션(application)에 관련된 서버(server)들이 해당하는 패킷 데이터 네트워크(PDN: packet data network, 이하 ‘PDN’이라 칭하기로 한다)에서 동작한다. 일 예로, IMS를 등록받는 P-CSCF, S-CSCF, voice call 서비스를 하는 AF(Application Function), video call 서비스를 하는 AF들이 IMS APN(access point name)을 위한 PDN에서 운영되고, 오퍼레이터가 제공하는 특별한 서비스인 오퍼레이터의 네비게이트 서비스나 VOD 서비스가 오퍼레이터 특별 APN을 위한 PDN 에서 운영되도록 되어있다.
하지만, 로밍중인 UE의 경우 해당 로밍 UE의 홈 통신망 사업자의 NAS 설정을 따라서 로밍 네트워크에 접속하게 되고, 특정 상황에서 해당 네트워크 사업자가 혼잡상황이 발생되는 경우 네트워크 사업자가 로밍 UE에 대해서 제어를 원활히 수행하지 못하는 경우가 발생할 수 있다.
예를 들어, 네트워크 사업자가 혼잡 제어를 위해서 EAB 적용 UE에 대한 네트워크 접속 금지를 적용했다고 가정하기로 한다. 상기 로밍 UE의 NAS 설정이 ExtendedAccessBarring=1 이고, Override_ExtendedAccessBarring=1인 경우 로밍 UE의 홈 통신 네트워크 사업자의 NAS 설정으로 인하여, 해당 로밍 UE는 어플리케이션의 요청에 따라서 EAB 방식을 적용받지 않고 로밍 네트워크에 접속이 가능하게 되어서 로밍 네트워크의 혼잡 제어를 피해갈수 있게 된다. 반면에, NAS 설정이 ExtendedAccessBarring=1인 홈 UE의 경우는 네트워크 접속이 불가능하게 된다. 따라서, 로밍 UE에 대한 통신 네트워크 사업자의 혼잡 제어가 안 되는 문제와, 홈 UE와 로밍 UE간의 역차별문제가 발생할 수 있다.
따라서, 무선 통신 시스템에서 로밍 UE들을 고려하여 효과적으로 혼잡 상황을 해결하기 위한 방안에 대한 필요성이 요구된다. 또한, IMS 네트워크에서 P-CSCF에 혼잡 상황이 발생해서 IMS 서비스를 제공할 수 없게 되는 경우에, 단말이 다른 P-CSCF로 우회함으로써 혼잡상황을 회피할 수 있지만, 지진이나 쓰나미 등과 같은 응급 상황 발생시 UE가 접속할 수 있는 모든 P-CSCF가 혼잡 상황에 빠져서 IMS 네트워크 자체적으로 혼잡을 제어할 수 없는 상황이 발생할 수 있다. 따라서, P-CSCF의 혼잡 상황을 EPS 네트워크의 PCRF에게 알려서 해당 P-CSCF의 혼잡 상황을 제어할 수 있는 방안이 요구된다.
본 발명에서 제안하는 방법은; 무선 통신 시스템에서 사용자 단말기 접속 제어 방법에 있어서, 사용자 단말기가 홈 네트워크로부터 Override_ExtendedAccessBarring 파라미터가 그대로 적용되지 않는 PLMN(Public Land Mobile Network) 리스트를 USIM(Universal Subscriber Identity Module) 설정 및 OMA(Open Mobile Alliance)-DM(Device Management)을 통해 수신하는 과정과, 사용자 단말기가 eNB(enhanced Node B)로부터 EAB(Extended Access Barring) 방식 적용 통보를 수신하는 과정과, 사용자 단말기가 ExtendedAccessBarring 파라미터와, Override_ExtendedAccessBarring 파라미터와 로밍 네트워크에서의 적용 여부와, USIM 및 사용자 단말기의 NAS(Non-Access-Stratum) 설정값을 사용하여 접속 메시지를 처리하는 과정을 포함한다.
본 발명에서 제안하는 다른 방법은; 무선 통신 시스템에서 사용자 단말기 접속 제어 방법에 있어서, 사용자 단말기가 eNB(enhanced Node B)로부터 EAB(Extended Access Barring) 방식 적용 통보를 수신하는 과정과, 사용자 단말기가 애플리케이션의 요청과 ExtendedAccessBarring 파라미터와 Override_ExtendedAccessBarring 파라미터를 참조하여 NAS REQUEST 메시지를 송신할 경우 NAS REQUEST 메시지에 EAB 오버라이딩을 알리는 정보를 함께 송신하는 과정과, MME(Mobility Management Entity)가 수신된 NAS REQUEST 메시지로부터 EAB 오버라이딩이고, 해당 사용자 단말기가 로밍 사용자 단말기임을 인지하는 과정과, MME가 혼잡 해결을 위해 NAS reject 메시지를 송신할 경우 혼잡 상황임을 알리는 에러 코드(error code)와 백오프(backoff) 타이머(timer)를 함께 송신하여 일정 시간 동안 사용자 단말기의 접속을 제한시키는 과정을 포함한다.
본 발명에서 제안하는 또 다른 방법은; 무선 통신 시스템에서 사용자 단말기 접속 제어 방법에 있어서, 사용자 단말기가 eNB(enhanced Node B)로부터 EAB(Extended Access Barring) 방식 적용 통보를 수신하는 과정과, 사용자 단말기가 애플리케이션의 요청과 ExtendedAccessBarring 파라미터와 Override_ExtendedAccessBarring 파라미터를 참조하여 NAS REQUEST 메시지를 송신할 경우 NAS REQUEST 메시지에 EAB 오버라이딩을 알리는 정보를 함께 송신하는 과정과, MME(Mobility Management Entity)가 수신된 NAS REQUEST 메시지로부터 EAB 오버라이딩이고, 해당 사용자 단말기가 로밍 사용자 단말기임을 인지하는 과정과, MME가 혼잡 해결을 위해 NAS reject메시지를 송신할 경우 EAB 오버라이딩이 허용되지 않는다는 에러 코드와 타이머를 함께 송신해서 일정 시간 동안 사용자 단말기의 EAB 오버라이딩을 제한시키는 과정을 포함한다.
본 발명에서 제안하는 장치는; 무선 통신 시스템에 있어서, 홈 네트워크로부터 Override_ExtendedAccessBarring 파라미터가 그대로 적용되지 않는 PLMN(Public Land Mobile Network) 리스트를 USIM(Universal Subscriber Identity Module) 설정 및 OMA(Open Mobile Alliance)-DM(Device Management)을 통해 수신하고, 사용자 단말기가 eNB(enhanced Node B)로부터 EAB(Extended Access Barring) 방식 적용 통보를 수신하고, ExtendedAccessBarring 파라미터와, Override_ExtendedAccessBarring 파라미터와 로밍 네트워크에서의 적용 여부와, USIM 및 사용자 단말기의 NAS(Non-Access-Stratum) 설정값을 사용하여 접속 메시지를 처리하는 사용자 단말기를 포함한다.
본 발명에서 제안하는 다른 장치는; 무선 통신 시스템에 있어서, eNB(enhanced Node B)로부터 EAB(Extended Access Barring) 방식 적용 통보를 수신하고, 애플리케이션의 요청과 ExtendedAccessBarring 파라미터와 Override_ExtendedAccessBarring 파라미터를 참조하여 NAS REQUEST 메시지를 송신할 경우 NAS REQUEST 메시지에 EAB 오버라이딩을 알리는 정보를 함께 송신하는 사용자 단말기와, 수신된 NAS REQUEST 메시지로부터 EAB 오버라이딩이고, 해당 사용자 단말기가 로밍 사용자 단말기임을 인지하고, 혼잡 해결을 위해 NAS reject 메시지를 송신할 경우 혼잡 상황임을 알리는 에러 코드(error code)와 백오프(backoff) 타이머(timer)를 함께 송신하여 일정 시간 동안 사용자 단말기의 접속을 제한시키는 MME(Mobility Management Entity)를 포함한다.
본 발명에서 제안하는 또 다른 장치는; 무선 통신 시스템에 있어서, eNB(enhanced Node B)로부터 EAB(Extended Access Barring) 방식 적용 통보를 수신하고, 애플리케이션의 요청과 ExtendedAccessBarring 파라미터와 Override_ExtendedAccessBarring 파라미터를 참조하여 NAS REQUEST 메시지를 송신할 경우 NAS REQUEST 메시지에 EAB 오버라이딩을 알리는 정보를 함께 송신하는 사용자 단말기와, 수신된 NAS REQUEST 메시지로부터 EAB 오버라이딩이고, 해당 사용자 단말기가 로밍 사용자 단말기임을 인지하고, 혼잡 해결을 위해 NAS reject메시지를 송신할 경우 EAB 오버라이딩이 허용되지 않는다는 에러 코드와 타이머를 함께 송신해서 일정 시간 동안 사용자 단말기의 EAB 오버라이딩을 제한시키는 MME(Mobility Management Entity)를 포함한다.
본 발명에서 제안하는 또 다른 장치는; AF가 혼잡 상황을 체크하여 Load가 일정 수준 이상으로 발생한 경우 Load factor를 PCRF에 송신하고, 이 정보를 수신한 PCRF는 Load factor를 체크하여 상기 Load factor가 일정 수준이상 올라간 경우 PGW에 APN의 load상황을 AF의 주소와 함께 알리고, 상기 APN의 load상황에 대한 정보는 MME에 전달되어 UE의 Request의 처리를 제어하는데 사용하는 것을 포함한다.
본 발명에서 제안하는 또 다른 장치는; AF가 혼잡 상황을 체크하여 Load가 일정 수준 이상으로 발생한 경우 Load factor를 PCRF에 송신하고, 이 정보를 수신한 PCRF는 Load factor를 저장한 후, PGW로부터 IP-CAN관련 Request를 수신받은 경우에, 상기 PCRF는 Bearer에 대한 PCC Rule과 Packet Filter를 확인하여 상기 IP-CAN관련 Request의 처리를 제어하는데 사용하는 것을 포함한다.
본 발명은 무선 통신 시스템에서 로밍 UE의 EAB 오버라이딩으로 가중되는 혼잡을 효율적으로 제어할 수 있다. 또한, IMS 네트워크에서 특정 AF의 혼잡상황을 효율적으로 제어할 수 있다.
도 1은 본 발명 실시 예에 따른 EPS 및 IMS 네트워크의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 2는 일반적인 EPS에서 UE와 네트워크의 동작을 개략적으로 도시한 신호 흐름도이다.
도 3은 본 발명 실시 예에 따른 단말의 NAS MO(Management Object) 구성을 개략적으로 도시한 도면이다
도 4는 본 발명 실시 예에 따른 EPS에서 UE와 네트워크의 동작을 개략적으로 도시한 신호 흐름도이다.
도 5는 본 발명 실시 예에 따른 EPS에서 UE와 네트워크의 동작을 개략적으로 도시한 신호 흐름도이다.
도 6은 본 발명 실시 예에 따른 IMS 네트워크에서 PGW와 PCRF와 AF의 동작을 개략적으로 도시한 신호 흐름도이다.
도 7은 본 발명 실시 예에 따른 IMS 네트워크에서 PGW와 PCRF와 AF의 동작을 개략적으로 도시한 신호 흐름도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예들을 상세히 설명한다. 이 때, 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략할 것이다.
본 발명은 무선 통신 시스템에서 사용자 단말기(UE: User Equipment, 이하 ‘UE’라 칭하기로 한다)의 접속 제어 방법 및 장치를 제안한다.
본 발명은 무선 통신 시스템에서 네트워크 혼잡 상황(network congestion situation)에서 네트워크 혼잡을 감소시키기 위한 UE 접속 제어 방법 및 장치를 제안한다.
또한, 본 발명은 무선 통신 시스템에서 네트워크 혼잡 상황에서 네트워크 혼잡을 감소시키기 위한 방법으로 접속 제한 방식을 적용할 경우, 로밍(roaming) UE에 대한 제어가 되지 않아서 네트워크 혼잡이 해결 되지 않는 상황을 극복하기 위해 해당 로밍 UE에 대해서 접속을 제한하는 UE 접속 제어 방법 및 장치를 제안한다.
또한, 본 발명의 실시예들을 구체적으로 설명함에 있어서, 상기 무선 통신 시스템이 일 예로 EPS (Evolved Packet System)라고 가정하기로 한다. 하지만, 본 발명에서 제안하는 UE 접속 제어 방법 및 장치는 상기 EPS즉, LTE(Long-Term Evolution) 이동 통신 시스템과, LTE-A(Long-Term Evolution Advanced) 이동 통신 시스템 뿐만아니라GPRS(General Packet Radio Service) 이동 통신 시스템과 IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.16m 통신 시스템 등과 같은 다른 이동 통신 시스템에서도 사용될 수도 있음은 물론이다. 따라서, GPRS 이동 통신 시스템의 경우, 본 발명에서 MME가 수행하는 네트워크 혼잡 해결방안을 SGSN(Serving GPRS Support Node)이 동일하게 수행하게 된다.
본 발명은 UE에 대한 EAB 적용과 EAB 적용 회피에 대한 NAS 설정 즉, ExtendedAccessBarring 파라미터와 Override_ExtendedAccessBarring에 대한 설정이 홈 네트워크 사업자의 설정에 따르도록 되어 있기 때문에, 로밍 네트워크에서 홈 네트워크 사업자의 NAS 설정을 그대로 따르게 되어 있는 상황으로 인해 발생하는 문제로서, 로밍 UE가 EAB 방식을 적용하도록 되어 있지만 애플리케이션의 요구에 따라 EAB 방식을 적용하지 않을(EAB오버라이딩) 수 있는 경우(즉, ExtendedAccessBarring=1이고 Override_ExtendedAccessBarring=1)(211) 네트워크 혼잡시 해당 로밍 UE의 접속을 제어하는 방법 및 장치를 제안한다.
도 2에 도시되어 있는 바와 같이 EAB 방식을 적용하지만, EAB 오버라이딩이 가능하도록 NAS 설정된 로밍 UE(200)가 MME(Mobility Management Entity)(200)가 거의 혼잡 상황이 발생해서(213) eNB(210)에게 OVERLOAD START 메시지를 송신해서 혼잡 제어를 요청하고(215), 이에 따라 eNB는 BCCH(Broadcast Control Channel)를 통해서 SIB(System Information Block) type14를 송신함으로써(217) EAB 적용 UE에 대해서 네트워크 접속을 금지시키도록 한다. 하지만, 한 어플리케이션이 EAB 오버라이딩하도록 요청하는 경우(219) UE(200)는 EAB 방식을 적용하지 않았기 때문에 NAS메시지(예를 들어, Attach Request 메시지)를 송신하게 되고, MME(330) 및 네트 워크는 NAS 메시지에 EAB 오버라이딩 상황을 인식할 수 없으므로 EAB 방식 미적용 UE와 동일하게 처리하기 때문에 홈 UE에 비해서 혼잡 제어가 적용이 되지 않는 상황이 발생되고 MME(220)의 혼잡 상황 해결에 악영향을 줄 수도 있다. 따라서, 본 발명의 일 실시 예는 ExtendedAccessBarring 파라미터와 Override_ExtendedAccessBarring 파라미터의 값을 로밍 네트워크에서도 적용할지 여부를 USIM 또는 UE의 NAS 설정에 추가하는 방법으로서, 홈 네트워크로부터 Override_ExtendedAccessBarring 파라미터가 그대로 적용되지 않는 PLMN 리스트를 USIM 설정 및 OMA-DM 등을 통하여 수신하는 단계, eNB로부터 EAB 방식 적용 통보를 수신하는 단계, UE가 ExtendedAccessBarring 파라미터와, Override_ExtendedAccessBarring 파라미터와 로밍 네트워크에서의 적용 여부 등과, USIM 및 UE의 NAS 설정값을 참조하여 접속 메시지를 처리하는 단계를 포함한다.
본 발명의 다른 실시 예는, UE가 eNB로부터 EAB 방식 적용 통보를 수신하는 단계, UE가 애플리케이션의 요청과 ExtendedAccessBarring 파라미터와 Override_ExtendedAccessBarring 파라미터를 참조하여 NAS REQUEST 메시지(예를 들어, attach request, Tracking area update request, Service request 메시지 등)를 송신할 때 NAS REQUEST 메시지에 EAB 오버라이딩을 알리는 정보를 함께 보내는 단계; Mobility Management Entity(MME)는 수신된 NAS REQUEST 메시지로부터 EAB 오버라이딩이고, 해당 UE가 로밍 UE임을 인지하는 단계; MME는 혼잡해결을 위해 NAS reject 메시지를 보낼 때 혼잡 상황임을 알리는 에러 코드(error code)와 백오프(backoff) 타이머(timer)를 함께 송신해서 일정 시간 동안 UE의 접속을 제한시키는 단계를 포함한다. 본 발명의 다른 실시 예는, UE가 eNB로부터 EAB 방식 적용 통보를 수신하는 단계, UE가 애플리케이션의 요청과 ExtendedAccessBarring 파라미터와 Override_ExtendedAccessBarring 파라미터를 참조하여 NAS REQUEST 메시지(예를 들어, attach request, Tracking area update request, Service request메시지 등)를 송신할 때 NAS REQUEST 메시지에 EAB 오버라이딩을 알리는 정보를 함께 송신하는 단계; Mobility Management Entity(MME)는 수신된 NAS REQUEST 메시지로부터 EAB 오버라이딩이고, 해당 UE가 로밍 UE임을 인지하는 단계; MME는 혼잡해결을 위해 NAS reject메시지를 송신할 경우 EAB 오버라이딩이 허용되지 않는다는 에러코드와 타이머를 함께 송신해서 일정 시간 동안 UE의 EAB 오버라이딩을 제한시키는 단계를 포함한다. 도 1은 본 발명의 실시예에 따른 EPS 및 IMS 네트워크의 구성을 도시한 도면이다.
도 1은 EPS 및 IMS 네트워크를 구성하는 엔티티(entity)중 본 발명의 실시 예에 관련된 엔티티만을 도시한 것으로 이외 미도시된 추가 엔티티들이 EPS에 존재할 수도 있음은 물론이다. 또한, 도 1에 도시되어 있는 엔티티들에 대한 설명은 본 발명에 관련된 일부만을 기술한 것으로서, 추가 기능들이 포함될 수도 있음은 물론이다.
도 1을 참조하면, UE(User equipment)(100)는 사용자 단말기를 나타내며, eNB(102)는 무선 자원을 제어하는 엔티티로 UE(100)와 무선 채널을 통해 연결된다. MME(Mobility Management Entity)(108)는 이동성 관리 엔티티로 유휴 모드(idle)의 UE(100)를 관리하며 UE들의 로밍(Roaming) 및 인증(Authentication)과 관련된 기능을 수행한다.
또한 MME(108)는 UE(100)에서 발생하는 베어러 시그널(beater signal)을 처리한다. HSS(Home Subscriber Server)(110)는 각 UE(100)에 대한 가입 정보를 저장하고 있으며, UE(100)가 네트워크에 접속 시 MME(108)에게 UE(100)와 관련된 정보를 전달하여 상기 MME(108)가 상기 UE(100)를 제어하는 데 사용하도록 한다.
SGW(Serving Gateway)(104)는 UE(100)의 사용자 베어러(user bearer)를 관리하며, UE(100)에게 데이터가 도착했을 때, 이를 MME(108)에게 알린다. PGW(106)는 서비스 네트워크로부터 UE(100)에게 전달될 데이터를 수신하거나, UE(100)로부터 서비스 네트워크에 전달될 데이터를 수신한다. 또한, 상기 데이터를 처리하기 위한 정책(policy)등을 가진다. PGW대신 PCEF(Policy and Charging Enforcement Function)로 칭할 수도 있다. PCRF(Policy Charging Resource Function)(112)는 서비스 기반의 품질보증(QoS) 정책설정 공급 기능과 흐름 기반의 과금 관리(flow-based Charging Rule) 기능 등을 수행하고, IMS 망의 P-CSCF와의 연동을 통해서 EPS에서 리소스를 할당하는 등 정책 설정을 하는데 사용될 수 있다.
상기 EPS에서, UE(100)는 데이터 송수신을 위해 eNB(102)와 무선 베어러(radio bearer)를 성립(establishment)하고, eNB(102)와 MME(108)는 컨텍스트 셋업(context setup) 및 S1 연결(connection)을 맺는다. 데이터 송수신이 완료된 후, 일정 조건이 만족되면, MME(108) 또는 eNB(102)는 eNB context를 해제(release)한다. 이는 S1 connection을 해제하는 것을 포함한다. 또한, eNB(102)는 UE(100)와 RRC(Radio Resource Control) connection release를 수행하여, UE(100)를 idle상태로 천이시킨다.
본 발명의 실시 예에 따르는 UE(100), eNB(102), SGW(104), PGW(106), MME(108) HSS(110), PCRF(112) 및 Application Function들은 각각 다른 구성 요소와 데이터를 송수신할 수 있는 송수신부와, 상기 송수신부를 통해 송수신되는 데이터를 저장하는 저장부 및 상기 송수신부 및 저장부를 포함하는 구성요소들 각각의 동작을 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.
한편, 네트워크는 상기 UE(100)를 제외한 EPS의 구성을 포함할 수 있으며, “네트워크”라고 칭해질 수도 있음은 물론이다.
본 발명의 실시 예에서는 USIM 및 UE의 NAS 설정에 따른 PLMN들에서 EAB 오버라이딩을 허용할지 여부를 OMA-DM이나 OTA를 통해서 UE에게 제공함으로써 로밍 네트워크에서의 UE의 동작을 제어하는 방안을 제안한다.
도 3을 참조하면, NAS 설정 Management Object(MO)는 노드 ’Override_in_VPLMN’이 추가되고, 하위에 리브 PLMN과 리브 OverrideSupport가 추가되는 구조를 갖게 된다.리브 PLMN은 EAB 오버라이딩 설정하고자 하는 PLMN 정보를 포함하고, 리브 OverrideSupport 파라미터는 상기 PLMN에서 EAB 오버라이딩 설정을 지원하는 경우는 1, 지원하지 않은 경우는 0을 택한다. NAS 설정에서 노드’Override_in_VPLMN’가 없거나, UE가 접속하는 PLMN에 대한 오버라이딩 정보가 없을 경우에는 EAB 오버라이딩을 지원하도록 한다. 그리고, 등록 PLMN(Registered PLMN)에서의 EAB 오버라이딩 지원 여부는 NAS 설정에 별도의 언급이 없는 경우에는 상기 등록 PLMN의 유사PLMN(Equivalent PLMN)에서도 동일하게 적용될 수 있다. NAS 설정 Management Object에 대한 또 다른 표현 방법으로서, 노드’Override_in_VPLMN’하위에 리브 OverrideSupport없이 리브 PLMN만 추가하고 EAB 오버라이딩 설정을 지원하지 않은 PLMN만 리스트업하도록 할 수도 있다.
한편, 하기 표 1과 표 2를 참조하여 USIM에 NAS 설정을 포함시키는 방법에 대해서 설명하기로 한다.
표 1은 USIM에 NAS설정을 나타내는 기존 기술에 대한 기본 포멧을 나타내는 표이다.
표2는 본 발명 실시 예에 따른 단말의 USIM에 NAS설정을 나타내는 정보의 표현방법을 나타내는 표이다.
표1은 USIM에 NAS 설정하는 기존 방식을 나타내고 있고, 표 1에 따라 추가되어질 NAS 설정 내용이 표2에 나타내어져 있다.
<표 1>
Figure pat00001
<표 2>
Figure pat00002
상기 표 2의 Overriding support Tag 라인(line)부터 Nth Visited PLMN 라인을 통하여, EAB오버라이딩이 지원되지 않는 N개의 PLMN들에 대해서 리스트 업하고 있다. NAS 설정에서 Overriding support Tag가 존재하지 않거나, UE가 접속하는 PLMN에 대한 오버라이딩 정보가 존재하지 않을 경우에는 EAB 오버라이딩을 지원하도록 한다. 그리고, 등록 PLMN(Registered PLMN)에서의 EAB 오버라이딩 지원여부는 NAS설정에 별도의 언급이 없는 경우에는 상기 등록 PLMN의 유사PLMN(Equivalent PLMN)에서도 동일하게 적용될 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, MME가 UE가 EAB 오버라이딩을 적용하는 상황을 인식하도록 해서 MME가 EAB 오버라이딩을 적용한 로밍 UE에 대해서 혼잡 제어를 할 수 있도록 한다.
도 4는 본 발명 실시 예에 따른 EPS에서 UE와 네트워크의 동작을 개략적으로 도시한 신호 흐름도이다.
도 4를 참조하면, EAB를 적용하지만 EAB 오버라이딩이 가능하도록 NAS 설정된 로밍 UE(400)가 MME(420)가 거의 혼잡 상황이 발생해서(413) eNB에게 OVERLOAD START 메시지를 송신해서 혼잡제어를 요청하고(415), 이에 따라 Enb(410)는 BCCH(Broadcast Control Channel)를 통해서 SIB(System Information Block) type14를 송신함으로써(417) EAB 방식 적용 UE에 대해서 네트워크 접속을 금지시키도록 한다. 하지만, 한 어플리케이션이 EAB 오버라이딩하도록 요청하는 경우 UE(400)는 EAB 방식을 적용하지 않았기 때문에 NAS메시지(예를 들어, Attach Request 메시지)를 송신하게 된다.
이때, UE(400)는 NAS 메시지에 EAB 오버라이딩이 됐음을 알리는 표시를 NAS메시지에 추가하게 된다.
예를 들어, Attach Request메시지는 하기 표 3과 같은 Information Element 중에서 Device properties를 포함한다.
표3은 NAS메시지의 일례로서 ATTACH REQUEST메시지의 구조를 나타내는 표이다.
<표 3>
Figure pat00003
표 3에서 Device properties는 EAB 오버라이딩됐음을 알리는 정보를 포함하며, 예를 들어 하기 표 4와 같이 EABoverrided 비트로 포함될 수 있고, EABoverrided = 1 일 경우에는 UE가 EAB 오버라이딩을 적용했음을 나타내고, EABoverrided = 0 일 경우에는 UE가 EAB 오버라이딩을 적용하지 않았음을 나타낸다.
표4는 본 발명 실시 예에 따른 NAS메시지의 Device Properties IE의 구조와 내용을 나타내는 표이다.
<표 4>
Figure pat00004
상기에서 설명한 바와 같이 MME(420) 및 네트워크는 NAS 메시지의 EABoverrided indication 파라미터로부터 EAB 오버라이딩 상황을 인식할 수 있게 되고, EAB 오버라이딩한 UE가 로밍 UE임을 인식하면, MME(420)는 필요에 따라 혼잡 제어를 위해서 NAS 메시지에 대한 거절 메시지(예를 들어, Attach Reject, Tracking Area Update Reject, Service Reject 메시지 등)을 송신할 경우, 혼잡 코드 #22과 함께 백오프 Timer T3346값을 UE(400)단말에게 전달해서 Timer가 종료될 때까지 접속을 금지시킬수 있다.
한편, MME(420) 및 네트워크가 NAS 메시지로부터 EAB 오버라이딩 상황을 인식하는 다른 방법으로서, MME의 구현에 따라 UE(400)가 전송하는 NAS 메시지의 Device Properties information element(IE)의 Low priority indication 파라미터 값이 0또는 1로 설정될 경우 간접적으로 EAB가 오버라이딩된 상황임을 인식할 수도 있다(429).
본 발명의 또다른 실시예에 의하면, MME가 UE가 EAB 오버라이딩을 적용하는 상황을 인식하도록 해서 MME가 EAB 오버라이딩을 적용한 로밍 UE에 대해서 혼잡제어를 할 수 있으며, 이를 도 5를 참조하여 설명하면 다음과 같다. 도 5는 본 발명 실시 예에 따른 EPS에서 UE와 네트워크의 동작을 개략적으로 도시한 신호 흐름도이다.
도 5를 참조하면, EAB 방식을 적용하지만 EAB 오버라이딩이 가능하도록 NAS 설정된 로밍 UE(500)가 MME(520)가 거의 혼잡 상황이 발생해서(513) eNB(510)에게 OVERLOAD START 메시지를 송신해서 혼잡제어를 요청하고(515), 이에 따라 eNB(510)는 BCCH(Broadcast Control Channel)을 통해서 SIB(System Information Block) type14를 송신함으로써(517) EAB 방식 적용 UE(500)에 대해서 네트워크 접속을 금지시키도록 한다. 하지만, 한 어플리케이션이 EAB 오버라이딩하도록 요청하는 경우 UE(500)는 EAB 방식을 적용하지 않았기 때문에 NAS메시지(예를 들어, Attach Request 메시지)를 송신하게 된다.이때, UE(500)는 NAS 메시지에 EAB오버라이딩이 됐음을 알리는 표시를 NAS메시지에 추가하게 된다. 예를 들어, Attach Request메시지는 상기 표 3과 같은 Information Element 중에서 Device properties를 포함한다.Device properties는 EAB오버라이딩됐음을 알리는 정보를 포함하며, 예를 들어 상기 표4와 같이 EABoverrided 비트로 포함될 수 있고, EABoverrided = 1 인 경우에는 UE(500)가 EAB 오버라이딩을 적용했음을 나타내고, EABoverrided = 0 인 경우에는 UE(500)가 EAB 오버라이딩을 적용하지 않았음을 나타낸다.
상기에서 설명한 바와 같이, MME(520) 및 네트워크는 NAS메시지로부터 EAB오버라이딩 상황을 인식할 수 있게 되고, EAB 오버라이딩한 UE(500)가 로밍 UE임을 인식하면, MME(520)는 필요에 따라 UE(500)에게 EAB오버라이딩이 허용되지 않음을 나타내는 거절코드를 송신할 수 있다. 한편, 상기 MME(520) 및 네트워크가 NAS메시지로부터 EAB오버라이딩 상황을 인식하는 다른 방법으로서, MME(520)의 구현에 따라 UE(500)가 전송하는 NAS 메시지의 Device Properties information element(IE)의 Low priority indication 파라미터 값이 0 또는 1로 설정될 경우 간접적으로 EAB 방식이 오버라이딩 된 상황임을 인식할 수도 있다. 예를 들어, 상기 거절 코드는 다음과 같이 정의될 수 있다.
Cause #xxxxx : 해당 PLMN에서의 EAB 오버라이딩을 허락하지 않음
상기 거절 코드 #xxxx를 수신한 UE는 해당 PLMN에서의 EAB 오버라이딩을 하지않거나, 새로 정의된 타이머 Timer yyyyy가 거절 코드와 함께 거절 메시지에 포함시킴으로써, Timer yyyyy가 해지될 때까지 UE는 해당 PLMN에서의 EAB오버라이딩을 금지하도록 한다. 본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 도 1에서 UE에서 동작하는 application에 관련된 server들이 해당하는 PDN(packet data network)에서 동작한다. 예들 들면, IMS를 등록받는 P-CSCF, S-CSCF, voice call 서비스를 하는 AF(Application Function), video call 서비스를 하는 AF들이 IMS APN(access point name)을 위한 PDN에서 운영되고, 오퍼레이터가 제공하는 특별한 서비스인 오퍼레이터의 네비게이트 서비스나 VOD 서비스가 오퍼레이터 특별 APN을 위한 PDN 에서 운영된다. 상기 상황에서 PCRF는 각각의 APN에서 load 판단의 core가 되는 AF들의 리스트를 관리한다. 예를 들면, 도 1에서 APN 1에 대해서는 AF-A를 core AF로 다른 AF-B, AF-C를 기타 AF로 관리하고, APN 2에 대해서는 AF-D를 core AF로 다른 AF-E, AF-F를 기타 AF로 관리한다. 이에 대한 예는 IMS PDN connection의 경우 P-CSCF를 core AF로 다른 AF들을 기타 AF로 관리하는 것이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 AF의 혼잡상황을 PCRF 와 PGW에 알려서 혼잡상황을 제어하기 위한 방법을 개략적으로 도시한 신호 흐름도이다. AF(620)의 load가 일정 수준 이상으로 발생한 경우 AF(620)는 load 상태를 1~99 사이의 값 인 load factor로 설정하여 PCRF(610)로 보내는 application/service info 메시지(611)에 추가하여 전송한다. 상기 AF(620)의 load factors 정보는 별도의 메시지(611)없이 PCRF로부터의 notification에 대한 ACK나 response메시지에 추가되어 전달될 수도 있다.
상기 메시지(611)을 수신한 PCRF(610)는 ACK를 전송한 후(613), 그 AF(620)의 load 상태가 일정 값 이상인지 확인한다. 만약 그 이상이면 해당 application이 그 APN의 core AF인지 확인한다.
만약, overload 상태의 AF가 해당 APN의 Core AF인 경우에는 PCEF(600)로 전송되는 IP CAN 관련 request 메시지(617)에 그 APN load status 즉 load factor와 AF address 정보를 포함한다. 상기 전달되는 APN에 대한 load factor와 AF address 정보는 별도의 메시지 생성(617) 없이 그 APN에 대한 PCEF initiated IP CAN establishment/modification/termination의 메시지에 포함되어 PCEF(600)에 전달될 수 있다.
상기 전송되는 IP CAN 관련 request 메시지(617)를 수신한 PCEF(600)는 APN과 load 상태, AF address를 저장한다. 이때, 여러 PCRF(610)로부터 정보를 받은 경우 동일 AF address에 대한 load 정보를 더하여 저장한다.
따라서, 상기 저장된 load정보에 따라서, load값이 threshold 이상인 APN에 대한 request에 대하여 거절한다. 또한 PCEF(600)에서 Core Network entity(예를 들어 MME)로 전송되는 메시지에 APN load status 정보로 저장된 load 정보를 전송하고, 상기 Core Network entity는 일반 유저의 Request는 거절하고, Priority 유저의 Request는 허락하는 등 Request에 대한 Admission Control에 사용될 수 있다. 본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 도1에서 UE에서 동작하는 application에 관련된 server들이 해당하는 PDN(packet data network)에서 동작한다. 상기 상황에서 PCRF는 각각의 APN에서 load 판단의 core가 되는 AF들의 리스트를 관리한다.
예를 들면, 도1에서 APN 1에 대해서는 AF-A를 core AF로 다른 AF-B, AF-C를 기타 AF로 관리하고, APN 2에 대해서는 AF-D를 core AF로 다른 AF-E, AF-F를 기타 AF로 관리한다. 이에 대한 예는 IMS PDN connection의 경우 P-CSCF를 core AF로 다른 AF들을 기타 AF로 관리하는 것이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 AF의 혼잡상황을 PCRF 와 PGW에 알려서 혼잡상황을 제어하기 위한 방법을 개략적으로 도시한 신호 흐름도이다.
AF(720)의 load가 일정 수준 이상으로 발생한 경우 AF(720)는 load 상태를 1~99 사이의 값인 load factor로 설정하여 PCRF(710)로 보내는 application/service info 메시지(711)에 추가하여 전송한다. 상기 AF(720)의 load factors 정보는 별도의 메시지(711)없이 PCRF로부터의 notification에 대한 ACK나 response메시지에 추가되어 전달될 수도 있다.
상기 메시지(711)을 수신한 PCRF(710)는 ACK를 전송한 후(713), 그 AF(720)의 load 상태가 일정 값 이상인지 확인한다. 만약 그 이상이면 해당 AF주소와 APN, load factor를 저장한다.
PCRF(710)가 PCEF(700)에서 전송되는 IP CAN 관련 request 메시지(717)을 수신한 경우, 상기 PCRF(710)는 IP CAN 관련 request(717)에 해당하는 bearer에 대한 PCC rule과 PCC rule 내의 packet filter를 확인한다.
만약, 확인결과 packet filter가 overload 상태의 AF(720)의 주소를 destination 주소로 포함하거나 packet filter가 없어 모든 IP flow를 서비스하는 bearer 라면 그 IP CAN operation 요청을 거절한다. 그 외의 경우에는 IP CAN operation 요청을 허가한다.
상기 IP CAN operation 요청에 대한 처기 결과를 포함하는 IP CAN operation에 대한 response를 PCEF(700)로 전송한다. 한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

Claims (6)

  1. 무선 통신 시스템에서 사용자 단말기 접속 제어 방법에 있어서,
    사용자 단말기가 홈 네트워크로부터 Override_ExtendedAccessBarring 파라미터가 그대로 적용되지 않는 PLMN(Public Land Mobile Network) 리스트를 USIM(Universal Subscriber Identity Module) 설정 및 OMA(Open Mobile Alliance)-DM(Device Management)을 통해 수신하는 과정과,
    사용자 단말기가 eNB(enhanced Node B)로부터 EAB(Extended Access Barring) 방식 적용 통보를 수신하는 과정과,
    사용자 단말기가 ExtendedAccessBarring 파라미터와, Override_ExtendedAccessBarring 파라미터와 로밍 네트워크에서의 적용 여부와, USIM 및 사용자 단말기의 NAS(Non-Access-Stratum) 설정값을 사용하여 접속 메시지를 처리하는 과정을 포함하는 사용자 단말기 접속 제어 방법.
  2. 무선 통신 시스템에서 사용자 단말기 접속 제어 방법에 있어서,
    사용자 단말기가 eNB(enhanced Node B)로부터 EAB(Extended Access Barring) 방식 적용 통보를 수신하는 과정과,
    사용자 단말기가 애플리케이션의 요청과 ExtendedAccessBarring 파라미터와 Override_ExtendedAccessBarring 파라미터를 참조하여 NAS REQUEST 메시지를 송신할 경우 NAS REQUEST 메시지에 EAB 오버라이딩을 알리는 정보를 함께 송신하는 과정과,
    MME(Mobility Management Entity)가 수신된 NAS REQUEST 메시지로부터 EAB 오버라이딩이고, 해당 사용자 단말기가 로밍 사용자 단말기임을 인지하는 과정과,
    MME가 혼잡 해결을 위해 NAS reject 메시지를 송신할 경우 혼잡 상황임을 알리는 에러 코드(error code)와 백오프(backoff) 타이머(timer)를 함께 송신하여 일정 시간 동안 사용자 단말기의 접속을 제한시키는 과정을 포함하는 사용자 단말기 접속 제어 방법.
  3. 무선 통신 시스템에서 사용자 단말기 접속 제어 방법에 있어서,
    사용자 단말기가 eNB(enhanced Node B)로부터 EAB(Extended Access Barring) 방식 적용 통보를 수신하는 과정과,
    사용자 단말기가 애플리케이션의 요청과 ExtendedAccessBarring 파라미터와 Override_ExtendedAccessBarring 파라미터를 참조하여 NAS REQUEST 메시지를 송신할 경우 NAS REQUEST 메시지에 EAB 오버라이딩을 알리는 정보를 함께 송신하는 과정과,
    MME(Mobility Management Entity)가 수신된 NAS REQUEST 메시지로부터 EAB 오버라이딩이고, 해당 사용자 단말기가 로밍 사용자 단말기임을 인지하는 과정과,
    MME가 혼잡 해결을 위해 NAS reject메시지를 송신할 경우 EAB 오버라이딩이 허용되지 않는다는 에러 코드와 타이머를 함께 송신해서 일정 시간 동안 사용자 단말기의 EAB 오버라이딩을 제한시키는 과정을 포함하는 사용자 단말기 접속 제어 방법.
  4. 무선 통신 시스템에 있어서,
    홈 네트워크로부터 Override_ExtendedAccessBarring 파라미터가 그대로 적용되지 않는 PLMN(Public Land Mobile Network) 리스트를 USIM(Universal Subscriber Identity Module) 설정 및 OMA(Open Mobile Alliance)-DM(Device Management)을 통해 수신하고, 사용자 단말기가 eNB(enhanced Node B)로부터 EAB(Extended Access Barring) 방식 적용 통보를 수신하고, ExtendedAccessBarring 파라미터와, Override_ExtendedAccessBarring 파라미터와 로밍 네트워크에서의 적용 여부와, USIM 및 사용자 단말기의 NAS(Non-Access-Stratum) 설정값을 사용하여 접속 메시지를 처리하는 사용자 단말기를 포함하는 무선 통신 시스템.
  5. 무선 통신 시스템에 있어서,
    eNB(enhanced Node B)로부터 EAB(Extended Access Barring) 방식 적용 통보를 수신하고, 애플리케이션의 요청과 ExtendedAccessBarring 파라미터와 Override_ExtendedAccessBarring 파라미터를 참조하여 NAS REQUEST 메시지를 송신할 경우 NAS REQUEST 메시지에 EAB 오버라이딩을 알리는 정보를 함께 송신하는 사용자 단말기와,
    수신된 NAS REQUEST 메시지로부터 EAB 오버라이딩이고, 해당 사용자 단말기가 로밍 사용자 단말기임을 인지하고, 혼잡 해결을 위해 NAS reject 메시지를 송신할 경우 혼잡 상황임을 알리는 에러 코드(error code)와 백오프(backoff) 타이머(timer)를 함께 송신하여 일정 시간 동안 사용자 단말기의 접속을 제한시키는 MME(Mobility Management Entity)를 포함하는 무선 통신 시스템.
  6. 무선 통신 시스템에 있어서,
    eNB(enhanced Node B)로부터 EAB(Extended Access Barring) 방식 적용 통보를 수신하고, 애플리케이션의 요청과 ExtendedAccessBarring 파라미터와 Override_ExtendedAccessBarring 파라미터를 참조하여 NAS REQUEST 메시지를 송신할 경우 NAS REQUEST 메시지에 EAB 오버라이딩을 알리는 정보를 함께 송신하는 사용자 단말기와,
    수신된 NAS REQUEST 메시지로부터 EAB 오버라이딩이고, 해당 사용자 단말기가 로밍 사용자 단말기임을 인지하고, 혼잡 해결을 위해 NAS reject메시지를 송신할 경우 EAB 오버라이딩이 허용되지 않는다는 에러 코드와 타이머를 함께 송신해서 일정 시간 동안 사용자 단말기의 EAB 오버라이딩을 제한시키는 MME(Mobility Management Entity)를 포함하는 무선 통신 시스템.
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