KR20160019523A

KR20160019523A - 무선 네트워크에서 최종 사용자 혼잡을 완화하기 위한 방법, 장치, 시스템, 컴퓨터 프로그램 및 컴퓨터 프로그램 제품

Info

Publication number: KR20160019523A
Application number: KR1020167000767A
Authority: KR
Inventors: 존 스텐펠트; 조세핀 칼슨
Original assignee: 텔레호낙티에볼라게트 엘엠 에릭슨(피유비엘)
Priority date: 2013-06-12
Filing date: 2014-06-11
Publication date: 2016-02-19
Also published as: MX2015014997A; US20140369197A1; US9392488B2; MX348202B; WO2014198747A1; EP3008865A1

Abstract

무선 네트워크에서 최종 사용자 혼잡을 완화하기 위한 방법, 게이트웨이 장치, 컴퓨터 프로그램 및 컴퓨터 프로그램 제품이 제공된다. 게이트웨이 장치(104/204)는 코어 네트워크(198/298) 내에 있고, 무선 액세스 네트워크(RAN)(199/299/297)로부터 RAN(199/299/297)의 셀이 혼잡 상태에 있다는 것을 지시하는 셀 혼잡 정보를 포함하는 메시지를 수신한다. 게이트웨이 장치(104/204)는 RAN의 상기 셀을 통해 코어 네트워크에 접속된 무선 통신 디바이스(WCD)로 어드레싱되는 다운링크(DL) 네트워크 패킷을 패킷 데이터 네트워크(PDN)를 통해 수신한다. DL 네트워크 패킷의 수신에 응답하여, 게이트웨이 장치(104/204)는 DL 네트워크 패킷의 분류를 결정한다. DL 네트워크 패킷의 분류를 결정한 후, 게이트웨이 장치(104/204)가 셀 혼잡 정보 및 DL 네트워크 패킷의 결정된 분류에 따라 DL 네트워크 패킷을 처리한다.

Description

무선 네트워크에서 최종 사용자 혼잡을 완화하기 위한 방법, 장치, 시스템, 컴퓨터 프로그램 및 컴퓨터 프로그램 제품{METHOD, APPARATUS, SYSTEM, COMPUTER PROGRAM AND COMPUTER PROGRAM PRODUCT FOR MITIGATING END USER CONGESTION IN A WIRELESS NETWORK}

본 개시 내용은 무선 셀룰러 네트워크와 같은 무선 네트워크에서의 최종 사용자 혼잡의 완화에 관한 것이다.

무선 광대역 인터넷 트래픽의 양은 지난 10년 동안 엄청난 속도로 증가해 왔다. 고속 패킷 액세스(HSPA), 4G LTE(등록상표) 및 LTE-어드밴스트의 추가적인 개발은 이제 무선 통신 디바이스(wireless communication device, WCD)의 최종 사용자가 수십 또는 심지어는 수백 Mbps의 다운로드 속도를 획득하는 것을 가능하게 한다. 이것은 비트레이트 및 지연에 관한 높은 요구를 갖는 애플리케이션들의 사용을 가능하게 한다. 실내 장소들 내의 사용자들에게 높은 비트레이트를 제공하는 데 있어서의 어려움 외에, 무선 네트워크 운영자들은 특히 도시 영역들에서 자원 공유와 관련된 문제를 겪는다. 도시 영역들에서는, 동시 접속 (및 활성) 사용자들의 수가 무선 네트워크의 소정 셀들에서 높을 수 있다. 무선 자원들은 셀 내의 모든 사용자들 간에 공유되므로, 사용자별 유효 비트레이트는 셀 내의 활성 사용자들의 수에 (기껏해야) 역비례하여 떨어질 것이다. 바쁜 시간 동안, 소정 셀들에서의 유효 비트레이트는 너무 낮아서, 최종 사용자들에 의해 실행되고 있는 애플리케이션들이 "굶주리게"되며, 결과적으로 웹 브라우징에 대한 TCP 타임아웃, 비디오 애플리케이션들에 대한 동결된 이미지 등이 발생할 수 있다. 이러한 발생은 최종 사용자 혼잡의 예이다.

셀 혼잡은 셀의 자원들이 완전히 또는 거의 완전히 점유될 때 발생할 수 있다. 셀 혼잡은 셀 내의 WCD의 수신 비트레이트가 사용되고 있는 애플리케이션에 대해 시간 경과에 따라 허용 가능 레벨 이상으로 유지되지 못하는 경우에 개별 사용자들에 대한 최종 사용자 혼잡을 유발할 수 있다. 셀 혼잡은 최종 사용자 혼잡을 유발하지 않고도, 예를 들어 소수의 사용자가 셀의 모든 자원들을 소비하고 있지만, 결과적인 처리량이 모든 사용자들에 대해 일반적으로 높을 때에도 발생할 수 있다.

본 개시 내용은 네트워크 내의 트래픽을 트래픽의 분류에 기초하여 그리고 혼잡 정보에 기초하여 처리하는 것에 관한 것이다. 예를 들어, 네트워크 패킷이 무선 액세스 네트워크(radio access network, RAN)의 혼잡 셀 내의 WCD에 도달하려고 하는 경우에, 패킷은 누락(즉, 폐기)되거나, 차후의 전달을 위해 큐잉(queueing)될 수 있다. 네트워크 트래픽이 스로틀링(throttling)(예로서, 차후의 전달을 위해 큐잉)되는 경우에, 상이한 네트워크 트래픽이 상이한 양만큼 스로틀링될 수 있다. 더 높은 우선순위를 갖는 것으로 분류되는 네트워크 트래픽은 더 낮은 우선순위를 갖는 것으로 분류되는 네트워크 트래픽에 비해 더 적은 스로틀링을 겪을 수 있다(예로서, 스로틀링을 겪지 않을 수 있다).

네트워크 트래픽의 처리(예로서, 스로틀링, 누락)는 LTE 네트워크의 서빙 게이트웨이(serving gateway, SGW) 또는 패킷 데이터 네트워크 게이트웨이(packet data network gateway, PGW)와 같은 게이트웨이 장치에서 수행될 수 있다. 게이트웨이 장치는 셀 혼잡 정보를 수신하고, 다운링크(DL) 네트워크 패킷의 분류를 결정하여, 패킷을 어떻게 처리할지를 결정할 수 있다. 셀 혼잡 정보는 예를 들어 기지국으로부터 수신될 수 있으며, 한편 게이트웨이 장치는 다른 네트워크 노드로부터 분류를 획득함으로써 분류를 결정할 수 있다(예로서, SGW는 PGW로부터 DL 네트워크 패킷의 분류를 획득할 수 있다).

네트워크 트래픽의 분류는 네트워크에 의해 설정되는 정책에 기초할 수 있다. 예를 들어, 정책 및 과금 기능(policy and charging function, PCRF) 노드는 상이한 패킷들을 분류하는 방식에 영향을 주는 정책을 제공할 수 있다. PCRF는 정책을 PGW로 전송할 수 있으며, PGW는 정책을 이용하여, 코어 네트워크에 의해 수신된 패킷들을 분류한다.

게이트웨이 장치를 이용하여 혼잡 정보 및 분류 정책에 기초하여 트래픽 처리를 수행함으로써, PCRF에 의해 요구되는 정보(예로서, 셀 혼잡 정보)의 양 및 PCRF에 의해 요구되는 의사 결정의 양이 감소될 수 있다. 이러한 감소는 PCRF로의 그리고 그로부터의 시그널링의 양을 줄일 수 있다. 예를 들어, 이러한 감소는 PGW가 PCRF에 의한 분류를 위해 패킷들을 PCRF로 전송해야 하는 것을 완화할 수 있다. 이것은 SGW가 셀 혼잡 정보를 PCRF로 전송해야 하고 PCRF로부터 패킷 처리 방식에 관한 지시를 기다려야 하는 것을 완화할 수 있다.

일 양태에서, 무선 네트워크에서 최종 사용자 혼잡을 완화하기 위한 방법, 게이트웨이 장치, 컴퓨터 프로그램 및 컴퓨터 프로그램 제품이 제공된다. 일 실시예에서, 방법은 게이트웨이 장치(예로서, SGW)를 포함하는 코어 네트워크(core network, CN)에 의해 수행된다. 방법은 게이트웨이 장치가 무선 액세스 네트워크(RAN)로부터 RAN의 셀이 혼잡 상태에 있다는 것을 지시하는 셀 혼잡 정보를 포함하는 메시지를 수신하는 단계를 포함한다. 방법은 또한 게이트웨이 장치가 RAN의 상기 셀을 통해 코어 네트워크에 접속된 무선 통신 디바이스(WCD)로 어드레싱되는 다운링크(DL) 네트워크 패킷을 패킷 데이터 네트워크(packet data network, PDN)를 통해 수신하는 단계를 포함한다. DL 네트워크 패킷의 수신에 응답하여, 게이트웨이 장치는 DL 네트워크 패킷의 분류를 결정한다. DL 네트워크 패킷의 분류를 결정한 후, 게이트웨이 장치는 셀 혼잡 정보 및 DL 네트워크 패킷의 결정된 분류에 따라 DL 네트워크 패킷을 처리한다.

하나의 시나리오에서, 코어 네트워크는 이동성 관리 엔티티(mobility management entity, MME)를 더 포함한다. MME는 초기 상황 셋업 응답 메시지 내에서 RAN으로부터 셀 혼잡 정보를 수신할 수 있다. 게이트웨이 장치는 MME로부터 셀 혼잡 정보를 수신할 수 있다.

하나의 시나리오에서, 셀 혼잡 정보는 베어러 변경 요청 메시지의 정보 요소 내에서 MME로부터 게이트웨이 장치에서 수신된다.

하나의 시나리오에서, 게이트웨이 장치는 제1 게이트웨이 장치이고, 코어 네트워크는 패킷 데이터 네트워크로부터 DL 네트워크 패킷을 수신하고 DL 네트워크 패킷의 분류를 결정하는 제2 게이트웨이 장치를 더 포함한다. 게이트웨이 장치는 제2 게이트웨이 장치로부터 DL 네트워크 패킷 및 DL 네트워크 패킷의 분류를 식별하는 정보를 수신할 수 있다. DL 네트워크 패킷의 분류의 결정은 DL 네트워크 패킷의 분류를 식별하는 수신된 정보에 기초할 수 있다.

하나의 시나리오에서, 셀 혼잡 정보 및 DL 네트워크 패킷의 결정된 분류에 따라 DL 네트워크 패킷을 처리하는 단계는 a) 셀 혼잡 정보에 기초하여, RAN이 적어도 임계 레벨의 혼잡을 겪고 있는 것으로 결정하고, b) DL 네트워크 패킷의 결정된 분류에 기초하여, DL 네트워크 패킷의 분류가 하나 이상의 미리 결정된 분류와 매칭되는 것으로 결정한 결과로서 DL 네트워크 패킷을 누락시키는 단계를 포함할 수 있다.

하나의 시나리오에서, 셀 혼잡 정보 및 DL 네트워크 패킷의 결정된 분류에 따라 DL 네트워크 패킷을 처리하는 단계는 트래픽 성형 프로세스를 수행하는 단계를 포함할 수 있다.

하나의 시나리오에서, 셀 혼잡 정보 및 DL 네트워크 패킷의 결정된 분류에 따라 DL 네트워크 패킷을 처리하는 단계는 TCP 파라미터(예로서, TCP 윈도 크기)를 변경하는 단계를 포함할 수 있다.

도 1은 본 개시 내용의 일 양태에 따른, 무선 네트워크에서 최종 사용자 혼잡을 완화하기 위한 예시적인 시스템을 나타낸다.
도 2는 본 개시 내용의 일 양태에 따른, 무선 네트워크에서 최종 사용자 혼잡을 완화하기 위한 예시적인 시스템을 나타낸다.
도 3은 본 개시 내용의 일 양태에 따른, 무선 네트워크에서 최종 사용자 혼잡을 완화하기 위한 예시적인 시스템을 나타낸다.
도 4-7은 본 개시 내용의 일 양태에 따른, 무선 네트워크에서 최종 사용자 혼잡을 완화하기 위한 방법의 예시적인 단계들을 나타내는 흐름도들을 제공한다.
도 8은 본 개시 내용의 일 양태에 따른, 무선 네트워크에서의 트래픽의 처리를 나타내는 예시적인 정보의 흐름을 제공한다.
도 9는 본 개시 내용의 일 양태에 따른 예시적인 게이트웨이 장치를 나타낸다.

본 개시 내용은 셀이 혼잡한 경우에 소정의 네트워크 트래픽을 스로틀링하는 것과 같은 네트워크 트래픽의 처리에 관한 것이다.

GPRS/UMTS R99 이래로, 베어러들이 무선 인터페이스를 통한 소정의 서비스들을 우선순위화하는 데 사용되어 왔다. 높은 우선순위의 서비스들 또는 사용자들에 속하는 비실시간 트래픽을 운반하는 베어러들은 트래픽이 혼잡의 경우에 코어 네트워크 및 무선 액세스 네트워크에서 우수한 대우를 받는 것을 보증하는 높은 트래픽 처리 우선순위(Traffic Handling Priority, THP) 또는 QCI를 할당받는다.

GERAN 및 GPRS 네트워크들에서는, 패킷 코어 네트워크가 패킷 검사를 수행한 후에 각각의 다운링크(DL) 사용자 평면 GPRS 터널링 프로토콜(GTP) 세그먼트를 특정 서비스 클래스 식별자(Service Class Identifier, SCI)로 마킹하는 것에 기초하는 SIRIG(GERAN에서의 RRC 개선을 위한 서비스 식별)라고 하는 솔루션이 제공된다. SCI에 기초하여 상이한 액션들이 취해질 수 있다.

UTRAN, EUTRAN 및 더 일반적으로 EPS 네트워크들의 경우, 보조 패킷 데이터 프로토콜(PDP) 상황을 포함하는 사용자 평면 혼잡(User Plane Congestion, UPCON)이라고 하는 3GPP Rel-13 연구 아이템에서와 같이 트래픽의 처리를 위한 추가적인 메커니즘들이 연구되고 있다. 그러나, UTRAN에 대한 보조 PDP 상황들의 그리고 EPS에 대한 전용 베어러들의 유용성은 제한되는데, 그 이유는 그들의 능력이 트래픽 흐름 템플릿(Traffic Flow Template, TFT)(예로서, 패킷 분류를 허가하는 필터들)에 의해 제한되기 때문이다. 소정의 서비스들은 TFT를 이용하여 캡처하기 어려울 수 있으며, TFT의 빈번한 갱신이 필요할 수 있다.

3GPP SA1은 UPCON 솔루션들이 해결해야 하는 Rel-12에서의 사용예 시나리오들의 세트를 정의하였다. 3GPP SA2는 UPCON에 대한 대안 솔루션들을 논의하고 있다. 일반적으로, 솔루션들은 RAN 사용자 평면 혼잡 관리를 위한 RAN 기반 솔루션들 및 RAN 사용자 평면 혼잡 관리를 위한 CN 기반 솔루션들로 분류되었다. RAN 사용자 평면 혼잡 관리를 위한 RAN 기반 솔루션들은 RAN에 대한 추가 정보의 제공에 의존하여 우선순위(예로서, SIRIG 우선순위)를 결정할 수 있다. RAN 사용자 평면 혼잡 관리를 위한 CN 기반 솔루션들은 코어 네트워크로부터의 피드백에 의존하여 우선순위를 결정할 수 있다.

동작 관점에서, RAN 사용자 평면 혼잡 관리를 위한 RAN 기반 솔루션들과 대비되는 RAN 사용자 평면 혼잡 관리를 위한 CN 기반 솔루션들의 한 가지 장점은 CN 기반 솔루션들이 무선 액세스 네트워크(RAN)와 코어 네트워크(CN) 간의 더 적은 통합 및 협력을 필요로 할 수 있다는 것인데, 그 이유는 우선순위 레벨들 간의 구별이 RAN과 코어 네트워크 간의 간단한 피드백에 기초하여 코어 네트워크 도메인 내에서 행해질 수 있기 때문이다.

예를 들어, 일부 제안된 CN 기반 솔루션들은 정보에 관한 정책 결정을 취할 수 있는 PCRF로 충분한 정보를 전송하는 것을 포함한다. 전송되는 정보는 예를 들어 사용자 위치 정보(셀 레벨) 및 셀 혼잡 정보를 포함한다. 셀 혼잡 정보는 예를 들어 수분마다 PCRF로 전송될 수 있다. 시그널링 관점에서, 이러한 갱신은 PCRF에 대한 시그널링 및/또는 처리 부담을 크게 증가시켜, PCRF로 하여금 패킷의 우선순위를 자주 결정하고 그러한 결정을 PGW 노드 또는 GGSN 노드 내의 정책 및 과금 시행 기능(policy and charging enforcement function, PCEF)으로 전송할 것을 요구할 것이다.

본 개시 내용은 덜 시그널링 집중적이면서도 효과적인 혼잡 관리를 제공하는 솔루션을 제공한다. 구체적으로, 이러한 솔루션은 셀 혼잡 정보 및 패킷의 분류에 기초하여 패킷을 처리하는 게이트웨이 장치(예로서, SGW)를 제공한다. 이러한 처리는 예를 들어 트래픽 성형 또는 패킷 누락을 포함할 수 있다. 게이트웨이 장치는 혼잡 정보에 기초하여 패킷을 처리하므로, PCRF에 의한 개입없이도 셀 혼잡의 변화에 적응할 수 있으며, 따라서 혼잡의 변화를 PCRF에 시그널링할 필요성을 줄이거나 제거한다.

게이트웨이 장치는 패킷의 분류를 결정하기 위한 알고리즘을 수행함으로써 또는 다른 네트워크 노드로부터 분류를 획득함으로써 패킷의 분류를 결정할 수 있다. 예를 들어, EPC 네트워크 내의 SGW 노드는 PGW 노드로부터 패킷의 분류를 획득함으로써 패킷의 분류를 결정할 수 있다. 분류 알고리즘을 수행하는 노드(예로서, PGW)는 PCRF로부터의 정책에 따라 그를 행할 수 있다.

따라서, 일 실시예에서, 게이트웨이 장치는 서빙 게이트웨이(SGW)이며, SGW에 대한 셀 혼잡 정보(CCI)의 제공은 추가적인 메시지의 시그널링을 필요로 하지 않는데, 그 이유는 CCI가 베어러 변경 메시지와 같은 기존 메시지 내에 포함될 수 있기 때문이다. SGW는 어느 WCD들이 현재 활성인지(예로서, 접속되었는지) 또는 아닌지(예로서, 유휴 상태인지)를 항상 아는 EPC 아키텍처 내의 사용자 평면 노드일 수 있으므로, CN 내에서 혼잡 정책들을 시행하는 데에 가장 적합할 수 있다. 셀 혼잡 정보 및 사용자 위치와 같은 정보가 추가 결정을 위해 PCRF로 전송되는 다른 솔루션들에 비해, 본 개시 내용은 CN에서의 그러한 추가적인 시그널링을 줄이거나 없앨 수 있다. 예를 들어, 본 개시 내용은 (1) (S5/S8 인터페이스를 통한) SGW와 PGW 간의 혼잡 정보의 시그널링 및 (2) (Gx 인터페이스를 통한) PGW와 PCRF 간의 혼잡 정보의 시그널링에 대한 필요성을 없앨 수 있다.

정책 제어 관점에서, PCRF는 사용자별로 그리고/또는 애플리케이션별로 네트워크 트래픽에 혼잡 정책을 적용함으로써 트래픽 처리를 동적으로 제어할 수 있다. 혼잡 정책들은 SGW에서와 같이 또는 SGW 및 PGW 양자를 호스트하는 장치에서와 같이 미리 정의될 수 있다.

도 1은 혼잡 관리가 발생할 수 있는 무선 네트워크(100)를 나타낸다. 무선 네트워크(100)(예로서, 진화된 패킷 시스템(EPS))는 무선 통신 디바이스(101)(예로서, 사용자 장비(UE))가 패킷 데이터 네트워크(110)(예로서, 인터넷)에 접속된 서버(112)(예로서, 웹 서버, 비디오 서버, P2P 노드)와 통신하는 것을 가능하게 한다. 무선 네트워크(100)는 무선 액세스 네트워크(RAN)(199) 및 코어 네트워크(CN)(198)를 포함한다. RAN(199)은 UTRAN, EUTRAN, WLAN 또는 다른 무선 액세스 네트워크일 수 있다. CN(198)은 범용 패킷 무선 서비스(GPRS) 코어 네트워크, 진화된 패킷 코어(EPC) 네트워크 또는 다른 코어 네트워크일 수 있다.

RAN(199)은 복수의 RAN 노드를 포함할 수 있다. 도시된 예에서, RAN(199)은 단일 RAN 노드(102)를 포함한다. 실제로, RAN(199)은 다수의 RAN 노드를 포함할 수 있지만, 간소화를 위해 단일 RAN 노드(102)가 도시된다. 각각의 RAN 노드(102)는 복수의 WCD(101)를 서빙하는 셀을 서빙할 수 있다. RAN(199)이 E-UTRAN인 경우, 노드(102)는 (eNB 또는 eNodeB로서 약칭되는) 진화된 노드 B로도 알려진 E-UTRAN 노드 B일 수 있다. RAN(199)이 UTRAN인 경우, 노드(102)는 노드 B 및/또는 무선 네트워크 제어기(RNC)를 포함할 수 있다. RAN(199)이 WLAN인 경우, 노드(102)는 802.11 a/b/g/n 라우터일 수 있다.

CN(198)은 많은 가운데 특히 이동성 관리 장치(106)(예로서, 이동성 관리 엔티티를 구현하는 장치) 및 게이트웨이 장치(GW)(104)(예로서, 적어도 서빙 게이트웨이(SGW)를 구현하는 장치)를 포함한다.

더 구체적인 예로서, 도 2는 E-UTRAN(299), UTRAN(297) 및 코어 네트워크(CN)(298)를 포함하는 무선 네트워크(200)를 나타낸다. 그러나, 전술한 바와 같이, 본 개시 내용은 임의 타입의 RAN(예로서, GERAN, WLAN 등) 및 임의 타입의 코어 네트워크와 관련하여 이용될 수 있다. 도 2에 도시된 시스템에서, CN(298)은 많은 엔티티 가운데 특히 이동성 관리 엔티티(MME)/SGSN(예로서, UTRAN 및 GERAN에 대한 S4 인터페이스를 지원하는 SGSN)(202), 서빙 게이트웨이(SGW)(204), PGW(206), 및 정책 및 과금 규칙 기능(PCRF)(208)을 포함한다. E-UTRAN(299)은 WCD들을 서빙하기 위한 하나 이상의 셀을 제공하는 eNB(201)를 포함한다. UTRAN(297)은 NodeB(203) 및 무선 네트워크 제어기(RNC)(211)를 포함한다. 일부 실시예들에서 SGW(204) 및 PGW(206)는 상이한 하드웨어 상에 구현되는 반면, 다른 실시예들에서 SGW(204) 및 PGW(206)는 동일한 하드웨어 플랫폼 상에서 결합 및 구현된다.

하나의 특정 실시예에서, 2개의 개별 정보, 즉 1) 분류 정보 및 2) 셀 혼잡 정보가 최종 사용자 혼잡을 완화하는 데 사용된다. 구체적으로, 도 2의 실시예에서, PGW(206)는 다운링크(DL) 네트워크 패킷에 대한 분류를 결정하기 위해 패킷 검사를 수행할 수 있다. PGW(206)는 혼잡 정책들에 따라 사용자 세션을 위한 DL 네트워크 패킷들을 분류한다. 예를 들어, 소정 트래픽은 혼잡 동안 흐르는 것이 허가될 수 있는 반면, 다른 트래픽은 혼잡 시에 더 제한된 전송 정책에 따라야 할 수 있다. 사용자에 대한 혼잡 정책들은 PGW에서 미리 구성되고, PCRF(208)에 의한 정책 및 과금 제어(PCC) 규칙 또는 PCC 규칙 베이스 설치들을 통해 잠재적으로 동적으로 제어될 수 있다.

CN(298)이 결합된 PGW/SGW(예로서, SGW(204)와 PGW(206) 사이에 S5 또는 S8이 존재함)를 포함하지 않는 경우, PGW(206)는 패킷 마킹을 적용함으로써 사용자 평면에서 패킷별로 분류 정보(CI)를 SGW에 제공할 수 있다. CI는 예를 들어 서비스 클래스 식별자(SCI)와 같은, 그러나 이에 한정되지 않는 클래스 식별자(CID)를 포함한다. CID 마킹은 SGW로부터 RAN을 향해 전송될 필요가 없다. PGW/SGW를 결합하는 장치의 경우, 분류 정보는 장치에 의해 내부적으로 알려질 수 있다. 분류는 혼잡의 경우에 어느 패킷들이 소정의 전송 거동과 관련되는지를 SGW가 알게 할 수 있다.

RAN 노드(예로서, eNB 또는 RNC)가 RAN 내의(예로서, RAN 노드에 의해 서빙되는 RAN의 셀 내의) 혼잡의 상태를 검출할 때, RAN 노드는 MME(또는 SGSN)(202)로 전송되는 정보 요소(IE) 내에 셀 혼잡 정보를 포함시킬 수 있다. 셀 혼잡 정보는 혼잡의 레벨을 반영하는 혼잡 플래그를 포함할 수 있다. 일부 경우들에서, 혼잡 플래그는 이진 지시자(예로서, 혼잡 또는 비혼잡)일 수 있다. 일부 경우들에서, 혼잡 플래그는 수치 값(예로서, 혼잡의 레벨)을 가질 수 있다.

RAN 노드가 혼잡의 상태를 검출하기 위한 많은 방법이 존재한다. 예를 들어, RAN 노드는 이용 가능한 무선 자원들의 양이 미리 결정된 기간 동안 미리 결정된 임계값 이하였다는 것을 검출할 수 있다. E-UTRAN 액세스를 위해, 아래의 절차들이 수반될 수 있다:

ㆍ E-RAB 셋업

ㆍ E-RAB 변경

ㆍ 초기 상황 셋업

ㆍ WCD 상황 변경

ㆍ 핸드오버 자원 할당 및/또는 핸드오버 통지

ㆍ 경로 스위치 요청

UTRAN 액세스를 위해, 아래의 절차들이 수반될 수 있다:

ㆍ RAB 할당

ㆍ RAB 변경 요청

ㆍ 재배치 자원 할당

도 2를 다시 참조하면, MME/SGSN(202)은 SGW(204)에 대한 GTP-C 메시지(예로서, 베어러 변경 명령) 내에 투명하게 혼잡 플래그를 포함시킬 수 있다. 이러한 방식으로, SGW(204)(또는 SGW/PGW를 결합하는 GW)는 PDN 접속별로 셀 내의 혼잡의 상태를 알게 될 수 있다.

도 2에 도시된 실시예에서, SGW(204)(또는 더 일반적으로 게이트웨이 장치)는 베어러에 대한 패킷들의 DL 전송 거동들을 결정할 때 MME/SGSN으로부터 수신된 "혼잡 플래그"와 함께 패킷 마킹 정보(예로서, 분류 정보)를 고려한다. 즉, SGW(204)는 (1) 분류 정보 및 (2) "혼잡 플래그"에 기초하여 액션들을 취한다. SGW는 예를 들어 어떠한 액션도 취하지 않거나, 대역폭을 스로틀링하거나, 네트워크 트래픽을 차단하거나(예로서, 패킷을 폐기하거나), 일부 다른 액션을 취할 수 있다. 액션들, 더 정확하게는 혼잡 정책들은 SGW에서(또는 더 일반적으로 게이트웨이 장치에서) 미리 정의되는 것으로 가정된다. 따라서, SGW(204)는 모든 사용자들의 DL 패킷들의 혼잡 의존 전송 거동을 적용할 수 있다.

혼잡의 상태는 셀 내에서 자주 바뀔 수 있지만, E-UTRAN 액세스를 위한 S1 설정에서와 같이 기존 메시지들 내에서 혼잡 플래그를 새로운 파라미터로서 제공하는 방법은 게이트웨이 장치에 적절한 레벨의 입도를 제공할 수 있다. 일부 측정들은 평균적으로 모든 접속된 WCD가 E-UTRAN에서 바쁜 시간 동안 유휴 상태와 접속 상태 사이에서 대략 20-30번 전이한다는 것을 지시한다. 따라서, 일부 시나리오들에서, 혼잡 상태가 변하는 경우, 새로운 혼잡 플래그가 소정의 WCD에 대한 SGW에 제공될 수 있을 때까지의 평균 시간은 2-3분의 범위 내일 수 있다(WCD는 그 기간 동안 다소 일찍 유휴 상태로 돌아갈 수 있다는 점에 유의한다). 셀 내의 모든 WCD들에 대한 이러한 메커니즘의 집계된 효과는 셀 내의 높은 혼잡의 시간들 동안 스로틀링 또는 차단될 수 있는 트래픽을 해결하는 것일 수 있다. 일부 실시예들에서, RAN에서 혼잡 상태가 변할 때(예로서, 혼잡이 감소할 때), eNB, RNC 또는 다른 RAN 노드는 혼잡의 레벨의 변화에 즉시 응답하여 RAN 내의 혼잡의 새로운 레벨을 식별하는 혼잡 정보를 포함하는 메시지를 MME/SGSN(202)으로 전송할 수 있으며, MME/SGSN(202)은 이러한 혼잡 정보를 SGW(304)로 전달할 수 있다.

일 실시예에서, WCD(101)가 접속 상태에 들어갈 때마다, 또는 이동성의 이유로 인해, WCD(101)가 접속 모드에서 다른 셀로 변경하는 경우, eNB(201)(또는 UTRAN 액세스에 있는 경우에는 RNC(211))는 MME/SGSN(202)으로 전송되는 메시지 내에 "혼잡 플래그"를 포함시킨다. 메시지는 초기 상황 셋업 응답 메시지일 수 있다.

일 실시예에서, MME/SGSN(202)은 서비스 요청 절차의 일부로서 SGW(204)로 전송되는 GTP-C 메시지(예로서, 베어러 변경 요청) 내에 혼잡 플래그를 포함시킴으로써 혼잡 플래그(또는 다른 혼잡 정보)를 SGW(204)로 투명하게 전달할 수 있다. 베어러 변경 요청 메시지는 예를 들어 eNodeB 또는 RNC의 IP 어드레스 및 GTP-U 터널 엔드포인트 ID(TEID)를 SGW(204)에 제공하는 데 사용될 수 있다.

혼잡 플래그는 WCD(101)가 서빙되고 있는 셀에 대한 RAN 혼잡 레벨을 포함할 수 있다. 혼잡 플래그에 대한 값들은 예를 들어 "혼잡 없음", "중간 혼잡", "높은 혼잡" 및 "과부하"를 포함할 수 있다. 혼잡 플래그에 대한 값들은 수치 값(예로서, 1과 100 사이의 값) 또는 간단한 이진 지시자(혼잡/비혼잡)일 수도 있다.

SGW(204) 및 PGW(206)가 별개의 장치들 상에 위치하는 경우, SGW(204)는 PGW(206)로부터 DL 사용자 평면 패킷 및 분류 식별자(CID)를 포함하는 메시지(예로서, GTP 패킷)를 수신할 수 있다. 일부 경우들에서, 메시지는 3GPP SIRIG에 대해 정의된 바와 같은 서비스 클래스 지시자(SCI)를 포함할 수 있다. SGW(204)는 CID를 혼잡 정보와 결합하고, 감시, 성형 또는 심지어는 상이한 TCP 프록시 설정들의 적용과 같은 추가적인 시행 액션들을 취할 수 있다. 취해질 액션들은 SGW(204)에서 예를 들어 액션과 CID 및 혼잡 정보의 결합 사이의 맵핑에 의해 구성된다. SIRIG에서는 CID가 RAN을 향해 전송될 수 있는 반면, SGW(204)는 CID가 RAN을 향해 전송되는 것을 금지할 수 있다.

아래의 표 1은 CID 및 혼잡 정보의 결합들과 대응하는 SGW(204) 액션들 간의 맵핑의 일례이다. CID는 특정 사용자에 대한 상이한 애플리케이션들에 고유할 수 있거나, 상이한 사용자들에 고유할 수 있거나, 이들의 임의 조합일 수 있다.

PCRF가 Gx 인터페이스를 통한 정책 및 과금 제어(PCC) 결정을 통해 혼잡 정책을 제어하게 하는 것이 가능할 수 있다. 예를 들어, SGW 및 PGW가 동일 플랫폼 상에 함께 위치하는 상황에서, 혼잡 정책들은 Gx를 통해 설치 및 제거되는 미리 정의된 PCC 규칙들 또는 PCC 규칙 베이스들과 관련될 수 있다. SGW(204)가 PGW(206)로부터 분리된 독립 플랫폼 상에 있는 상황들에서, PGW(206)에서 미리 구성된 패킷 마킹 스킴들은 Gx를 통해 설치 및 제거되는 미리 정의된 PCC 규칙들 또는 PCC 규칙 베이스들과 관련될 수 있다. 이것은 예를 들어 (Rel-12 WI UPCON에 대해 3GPP에서 제안된 바와 같이) 연속 위치 갱신들 및 혼잡 정보를 PCRF로 전송할 필요없이 혼잡 정책들의 동적 PCRF 제어를 가능하게 할 것이다.

도 4는 본 개시 내용의 일 양태에 따른, 최종 사용자 혼잡을 완화하기 위한 방법(300)을 나타내는 흐름도이다. 일 실시예에서, 방법(300)은 GW(104)와 같은 게이트웨이 장치에 의해 수행되며, GW(104)에 의해 서빙되는 각각의 무선 통신 디바이스(WCD)(예로서, 사용자 장비(UE))에 대해 수행될 수 있다.

방법(300)은 단계 302를 포함하며, 여기서 게이트웨이 장치는 RAN의 셀이 혼잡 상태에 있다는 것을 지시하는 셀 혼잡 정보를 포함하는 메시지를 RAN으로부터 수신한다.

방법(300)은 단계 304 및 306을 더 포함한다. 단계 304에서, 게이트웨이 장치는 RAN의 셀을 통해 코어 네트워크에 접속된 무선 통신 디바이스(WCD)로 어드레싱되는 다운링크(DL) 네트워크 패킷을 패킷 데이터 네트워크를 통해 수신한다. DL 네트워크 패킷은 예를 들어 WCD의 IP 어드레스를 갖는 목적지 필드를 구비하는 IP 패킷일 수 있다. 단계 306에서, 게이트웨이 장치는 DL 네트워크 패킷의 수신에 응답하여 DL 네트워크 패킷의 분류를 결정한다. 단계 304 및 306은 단계 302 전에, 후에 또는 동시에 수행될 수 있다.

단계 308에서, DL 네트워크 패킷의 분류를 결정한 후에, 게이트웨이 장치는 셀 혼잡 정보 및 DL 네트워크 패킷의 결정된 분류에 따라 DL 네트워크 패킷을 처리한다.

일부 예들에서, 도 5에 지시되는 바와 같이, 단계 302는 단계 402-406을 포함할 수 있다. 단계 402에서, 게이트웨이 장치는 코어 네트워크 내의 이동성 관리 엔티티(MME)로부터 셀 혼잡 정보를 수신한다. MME는 RAN으로부터의 셀 혼잡 정보를 게이트웨이 장치로 중계할 수 있다. 더 구체적으로, MME는 초기 상황 셋업 응답 메시지 내에서 RAN으로부터(예로서, RAN 내의 eNB로부터) 셀 혼잡 정보를 수신할 수 있다. MME는 베어러 변경 요청 메시지(또는 더 일반적으로 GPRS 터널링 프로토콜(GTP) 메시지)의 정보 요소(IE) 내에서 셀 혼잡 정보를 전송할 수 있다. 일부 예들에서, 게이트웨이 장치는 RNC와 상호작용하기 위해 코어 네트워크 내에 위치할 수 있는 SGSN으로부터 셀 혼잡 정보를 수신할 수 있다. 일부 경우들에서, 셀 혼잡 정보는 셀이 혼잡한지를 지시하는 변수를 포함하는 셀 혼잡 플래그를 포함한다. 변수는 2개의 가능한 값(예로서, "혼잡" 또는 "비혼잡")만을 가질 수 있거나, 더 세세한 값들(예로서, "과부하", "중간 혼잡" 및 "혼잡 없음" 또는 1로부터 10까지의 숫자들의 세트)을 가질 수 있다. 일부 예들에서, 셀 혼잡 정보는 셀 내의 특정 WCD와 관련될 수 있으며, RAN은 셀 혼잡 정보와 함께 WCD의 WCD 식별자를 포함할 수 있다. MME 또는 SGSN은 WCD 식별자를 셀 혼잡 정보와 함께 WCD로 전송할 수 있다. WCD 식별자의 예들은 IMSI 또는 IMSI와 관련된 GTP-C 터널 엔드포인트 식별자를 포함한다.

단계 404에서, 게이트웨이 장치는 베어러 변경 요청 메시지(또는 임의의 다른 GTP 메시지)를 파싱하여 셀 혼잡 정보를 결정한다.

단계 406에서, 게이트웨이 장치는 셀 혼잡 플래그에 기초하여 셀 혼잡 변수를 갱신한다. 예를 들어, 게이트웨이 장치는 셀 혼잡 변수를 0의 값으로 초기화할 수 있으며, 셀 혼잡 플래그에 의해 지시되는 혼잡의 레벨을 반영하기 위해 값을 갱신할 수 있다.

일부 경우들에서, 게이트웨이 장치는 코어 네트워크의 제1 게이트웨이 장치이며, 도 6a의 단계 502에서 지시되는 바와 같이 DL 네트워크 패킷의 분류를 식별하는, 제2 게이트웨이 장치로부터 수신되는 정보에 기초하여 DL 네트워크 패킷의 분류를 결정할 수 있다. 예를 들어, 제1 게이트웨이 장치는 SGW일 수 있으며, 제2 게이트웨이 장치는 별개의 플랫폼(예로서, 별개의 서버) 상에 위치하는 PGW일 수 있다. PGW는 DL 네트워크 패킷을 수신하고, 패킷을 분류할 수 있다. 전술한 바와 같이, PGW는 PCRF로부터 PCC 규칙을 수신할 수 있고, 규칙에 기초하여 패킷을 분류할 수 있다. 일부 예들에서, PGW는 SGW로 전송되는 터널링 프로토콜 패킷 내에 DL 네트워크 패킷 및 DL 네트워크 패킷의 분류의 지시를 캡슐화할 수 있다.

게이트웨이 장치가 SGW 및 PGW 양자를 호스트하는 플랫폼일 때와 같은 일부 경우들에서, 게이트웨이 장치는 그 자신의 분석을 수행하여 DL 네트워크 패킷의 분류를 결정할 수 있다. 도 6b의 단계 504에 도시된 일례에서, 게이트웨이 장치는 패킷 데이터 네트워크의 라우터로부터 수신된 DL 네트워크 패킷의 IP 헤더, TCP 헤더 및 UDP 헤더 중 적어도 하나에 기초하여 DL 네트워크 패킷의 분류를 결정할 수 있다. 다른 예에서, 게이트웨이 장치는 DL 네트워크 패킷의 페이로드 내용을 검사하는 것과 같은 더 진보된 검사 기술들을 적용하여 DL 네트워크 패킷의 분류를 결정할 수 있다.

도 7은 셀 혼잡 정보 및 DL 네트워크 패킷의 결정된 분류에 따라 DL 네트워크 패킷을 처리하기 위한 예시적인 단계 602-610을 나타낸다. 단계 602, 606 및 610에서, 게이트웨이 장치는 a) 셀 혼잡 정보에 기초하여, RAN이 적어도 임계 레벨의 혼잡을 겪고 있는 것으로 결정하는 단계(단계 602) 및 b) DL 네트워크 패킷의 결정된 분류에 기초하여, DL 네트워크 패킷의 분류가 하나 이상의 미리 결정된 분류와 매칭되는 것으로 결정하는 단계(단계 606)의 결과로서 DL 네트워크 패킷을 누락시킬 수 있다. 위의 표 1과 관련된 일례로서, 게이트웨이 장치는 셀 혼잡 정보가 RAN이 "과부하" 레벨의 혼잡을 겪고 있고, 패킷의 분류가 낮은 레벨의 우선순위와 관련될 수 있는 "10"의 값을 갖는다는 것을 지시하는 것으로 결정하는 것에 응답하여 패킷을 누락(즉, 폐기)하기로 결정할 수 있다.

일부 상황들에서, 게이트웨이 장치는 패킷을 누락하는 것이 아니라 패킷에 대해 트래픽 스로틀링을 수행할 수 있다. 예를 들어, 단계 610은 게이트웨이 장치가 DL 네트워크 패킷에 대해 트래픽 성형 프로세스를 수행할 수 있거나(예를 들어, DL 네트워크 패킷을 큐잉할 수 있거나) DL 네트워크 패킷의 TCP 파라미터를 변경할 수 있다는 것을 나타낸다. 그러한 상황들의 일례가 표 1에 제공된다. 이것은 RAN이 적어도 "중간" 레벨의 혼잡을 겪고 있고, 패킷의 분류가 "10"의 값을 갖는 경우에 게이트웨이 장치가 대역폭 스로틀링을 수행할 수 있다는 것을 나타낸다. 게이트웨이 장치는 그가 WCD와 WCD가 패킷 데이터 네트워크를 통해 통신하고 있는 서버(예로서, 서버(112)) 사이에서 TCP 프록시로서 기능하는 경우에(예로서, WCD(101)와 GW(104) 사이에 제1 TCP 접속이 설정되고, GW(104)와 서버(112) 사이에 대응하는 제2 TCP 접속이 설정되는 경우에) TCP 파라미터를 변경할 수 있다. 변경되는 TCP 파라미터는 예를 들어 게이트웨이 장치와 WCD 사이의 또는 게이트웨이 장치와 서버 사이의 TCP 접속의 TCP 윈도 크기일 수 있다. 위의 예들에서, 셀 혼잡 값과 패킷 분류 값의 각각의 결합은 게이트웨이 장치에서의 액션(즉, 패킷 누락, 트래픽 성형 수행 또는 TCP 파라미터의 변경)에 맵핑되는 튜플로 간주될 수 있다.

단계 604 및 608은 게이트웨이 장치가 혼잡 및 패킷 분류의 소정 값들에 대한 어떠한 스로틀링도 없이 패킷을 전송할 수 있다는 것을 나타낸다. 단계 604에서, 게이트웨이 장치는 단계 602에서 RAN이 적어도 임계 레벨의 혼잡을 겪고 있지 않는 것으로 결정하는 것에 응답하여 어떠한 스로틀링도 없이 패킷을 그의 목적지를 향해 전송할 수 있다. 예를 들어, 표 1을 참조하면, 게이트웨이 장치는 셀 혼잡이 "혼잡 없음"의 값을 갖는 것으로 결정하는 것에 응답하여 어떠한 트래픽 스로틀링 액션도 취하지 않고서 패킷들을 전송하기로 결정할 수 있다. 위의 예들에서, 패킷을 전송하는 단계는 패킷 내의 페이로드만을 전송하는 단계 또는 패킷 내의 페이로드 및 하나 이상의 헤더를 전송하는 단계를 포함할 수 있다.

단계 608에서, 게이트웨이 장치는 단계 606에서 DL 네트워크 패킷의 분류가 하나 이상의 미리 결정된 분류와 매칭되지 않는 것으로 결정하는 것에 응답하여 어떠한 스로틀링도 없이 패킷을 그의 목적지를 향해 전송할 수 있다. 표 1을 다시 참조하면, 예를 들어, 게이트웨이 장치는 "10"의 값 또는 더 낮은 우선순위를 갖는 값을 갖는 패킷 분류들에 대해서만 스로틀링 수행할 수 있다. DL 네트워크 패킷의 분류가 그러한 미리 결정된 분류들과 매칭되지 않는 경우, 게이트웨이 장치는 어떠한 스로틀링도 없이 패킷을 전송하기로 결정할 수 있다.

도 7의 결정 단계 602 및 606은 임의의 순서로 수행될 수 있거나 동시에 수행될 수 있다. 예를 들어, 게이트웨이 장치는 먼저 단계 606에서 DL 네트워크 패킷의 분류가 하나 이상의 미리 결정된 분류와 매칭되는지를 결정할 수 있다. 매치가 존재하지 않는 경우, 게이트웨이 장치는 단계 602를 수행하지 않고서 단계 608로 진행할 수 있다.

도 8은 도 2-3에 도시된 시스템들에서의 혼잡 정보 및 패킷 분류에 기초하는 패킷들의 처리를 나타내는 예시적인 LTE 메시지 흐름을 제공한다.

단계 701에서, WCD(101)는 3GPP TS 23.401에서의 접속 절차의 단계 1-19에 대응하는 초기 접속 절차를 개시한다. 접속 절차는 PGW(206)와 PCRF(208) 사이의 IP-CAN 세션 설정 절차를 포함할 수 있다. 절차 동안, PCRF(208)는 다운링크(DL)에서의 사용자 평면 패킷 마킹의 시행에 대한 정책 결정을 PGW(206)에 제공할 수 있다. 패킷 마킹은 예를 들어 서비스 레벨별로, 사용자 레벨별로, QCI/ARP 레벨별로 또는 이들의 임의 조합으로 행해질 수 있다. PCRF가 코어 네트워크 내에 배치되지 않은 경우, PGW는 DL 트래픽의 사용자 평면 패킷 마킹을 결정하는 미리 정의된 정책들(즉, 국지적 정책들)을 제공받을 수 있다. 일례로서, P2P 파일 공유를 위한 패킷들은 (표 1에 따라) CID=10으로 마킹될 수 있으며, 한편 모든 다른 트래픽은 CID=1로 마킹될 수 있다.

단계 702에서, eNB(201)는 초기 상황 셋업 응답 메시지(802)를 MME(202b)로 전송한다. 이 초기 상황 셋업 응답 메시지(402)는 eNB(201)의 TEID 및 3GPP 절차들에 따라 S1_U 기준 포인트 상에서 다운링크 트래픽을 위해 사용되는 eNB(201)의 어드레스를 포함한다. 일 실시예에서, eNB는 메시지(802) 내에 셀 혼잡 플래그를 포함시킨다. 플래그는 "중간 혼잡"과 같은 셀 내의 혼잡의 레벨을 지시할 수 있다. 단계 702 후에, (3GPP TS 23.401에서의 단계 21 및 22에 대응하는) 직접 전송 및 접속 완료 단계들이 발생할 수 있다.

단계 703에서, MME(202b)는 초기 상황 셋업 응답 메시지(802) 및 접속 완료 메시지를 수신했을 수 있으며, 베어러 변경 요청 메시지(803)를 SGW(204)로 전송할 수 있다. 메시지(803)는 예를 들어 EPS 베어러 식별자, eNB 어드레스, eNB TEID, 핸드오버 지시를 혼잡 플래그와 함께 포함할 수 있다.

단계 704에서, 3GPP TS 23.401에서의 단계 23a-26에 기초하여 접속 절차가 완료될 수 있다.

단계 705에서, 도착하는 DL 패킷(804)이 PGW(206)에 의해 수신되고, PGW(206)에 의해 패킷 검사를 통해 분류된다. PGW(306)는 DL 패킷(804)의 결정된 분류에 기초하여 CID를 선택한다. 예를 들어, DL 패킷(804)이 P2P 트래픽 흐름의 일부인 것으로 결정하는 것에 응답하여, PGW(206)는 10의 CID를 선택할 것이며, 그렇지 않은 경우에는 1의 CID를 선택할 것이다. 이어서, PGW(206)는 GTP를 이용하여 DL 패킷(804)(또는 그의 일부)을 캡슐화한다(즉, GTP-U 헤더가 DL 패킷에 추가된다). 패킷 검사에 기초하여 패킷에 대해 선택된 CID는 GTP-U 헤더 내에 포함된다. 이어서, PGW(206)는 DL 패킷 및 CID를 포함하는 GTP-U 메시지(805)를 SGW(204)로 전송할 수 있다.

단계 706에서, SGW(204)는 GTP-U 메시지(805)를 수신하고, 패킷에 대한 마킹(즉, GTP-U 헤더 내에 포함된 CID 또는 SCI)을 판독하고, 마킹 및 메시지(803) 내에서 수신된 혼잡 플래그 내에서 지시되는 혼잡 정보에 따라 액션을 적용한다. 본 예에서, "중간 혼잡"의 지시 및 CID=10의 마킹은 SGW(204)가 DL 패킷과 관련된 트래픽을 스로틀링하게 할 수 있으며, SGW(204)는 모든 다른 트래픽(예로서, CID=1을 갖는 패킷들)을 어떠한 스로틀링도 없이 그대로 전송할 수 있다.

단계 707에서, 예를 들어 비활동 타임아웃으로 인해, S1 릴리스 절차에 따라 S1이 릴리스될 수 있다.

단계 708에서, WCD(101)는 서비스 요청 절차를 개시할 수 있다. 도 8은 WCD 개시 서비스 요청을 도시하지만, 일부 경우들에서 서비스 요청 절차는 네트워크에 의해 개시될 수 있으며, 이 경우에 이 절차에 앞서 SGW(204)로의 DL 데이터의 전송 및 WCD 개시 서비스 요청을 트리거링하기 위한 페이징 절차가 행해질 수 있다.

단계 709에서, eNB(201) 또는 다른 eNB는 S1-AP 초기 상황 셋업 응답 메시지(806)를 MME(202b)로 전송한다. 메시지(806)는 eNB 어드레스, 승인된 EPS 베어러들의 리스트, 거절된 EPS 베어러들의 리스트 및 S1 TEID(들)(DL)를 "혼잡 없음"의 값으로 설정된 혼잡 플래그와 함께 포함할 수 있다.

단계 710에서, MME(202b)는 PDN 접속에 대한 베어러 변경 요청 메시지(807)를 SGW(204)로 전송한다. 메시지(807)는 eNB 어드레스, 승인된 EPS 베어러들에 대한 S1 TEID(들)(DL), 다운링크 패킷 지연 통지 요청, RAT 타입 및 혼잡 플래그를 포함할 수 있다.

단계 711에서, WCD 개시 서비스 요청의 나머지 단계들이 수행된다. WCD 개시 서비스 요청 절차는 표준 절차들에 따라 계속된다. 이 예에서는, 베어러 변경 요청 메시지가 PGW로 전송될 필요가 없고, PGW와 PCRF 간의 상호작용이 발생하지 않는 것으로 가정된다. 결과적으로, 패킷 마킹과 관련하여 이전에 제공된 정책들 대한 변경들이 존재하지 않는다.

단계 712에서, 도착하는 DL 패킷(808)이 단계 705에서와 같이 분류된다. SGW는 각각의 패킷에 대한 SCI 마킹을 판독하고, 혼잡 플래그에 따라 패킷을 처리할 수 있다.

단계 713에서, SGW(204)는 혼잡 상태가 "혼잡 없음"의 값을 갖는 것으로 결정하는 것에 응답하여 임의 종류의 패킷 분류에 대해 패킷(808)을 그냥 eNB(201)로 전송할 수 있다. 예를 들어, 혼잡 상태가 "혼잡 없음"의 값을 가질 때 P2P 트래픽(예로서, SCI=10) 및 모든 다른 트래픽(예로서, SCI=1) 양자는 동일한 대우를 받을 수 있다.

예시적인 게이트웨이 장치

도 9는 예시적인 게이트웨이 장치(GW)(104)의 블록도를 나타낸다. 도 9에 도시된 실시예에서, GW(104)는 하나 이상의 프로세서(P)(955)(예로서, 마이크로프로세서) 및/또는 하나 이상의 회로, 예로서 주문형 집적 회로(ASIC), 필드 프로그래머블 게이트 어레이(FPGA) 등을 포함할 수 있는 데이터 처리 시스템(DPS)(902); GW(104)를 CN(199)의 하나 이상의 다른 노드에 접속하기 위한 네트워크 인터페이스(905); 하나 이상의 컴퓨터 판독 가능 데이터 저장 매체, 예로서 비일시적 메모리 유닛(예로서, 하드 드라이브, 플래시 메모리, 광 디스크 등) 및/또는 휘발성 저장 장치(예로서, 동적 랜덤 액세스 메모리(DRAM))를 포함할 수 있는 데이터 저장 시스템(906)을 포함한다. GW(104)가 PGW를 포함하는 실시예들에서, GW(104)는 GW(104)를 네트워크(110)에 접속하기 위한 네트워크 인터페이스(903)도 포함한다.

데이터 처리 시스템(902)이 프로세서(955)(예로서, 마이크로프로세서)를 포함하는 실시예들에서는, 컴퓨터 프로그램 제품(933)이 제공될 수 있으며, 컴퓨터 프로그램 제품은 자기 매체(예로서, 하드 디스크), 광 매체(예로서, DVD), 메모리 디바이스(예로서, 랜덤 액세스 메모리) 등과 같은, 그러나 이에 한정되지 않는 데이터 저장 시스템(906)의 컴퓨터 판독 가능 매체(942) 상에 저장되는 컴퓨터 프로그램을 구현하는 컴퓨터 판독 가능 프로그램 코드(943)(예로서, 명령어들)를 포함한다. 일부 실시예들에서, 컴퓨터 판독 가능 프로그램 코드(943)는 데이터 처리 시스템(902)에 의해 실행될 때 코드(943)가 데이터 처리 시스템(902)으로 하여금 GW(104) 및 SGW(204)(또한 일부 실시예들에서는 PGW(206))에 의해 수행되는 바와 같이 본 명세서에서 설명되는 단계들을 수행하게 하도록 구성된다.

일부 실시예들에서, GW(104)는 코드(943)를 필요로 하지 않고서 전술한 단계들을 수행하도록 구성된다. 예를 들어, 데이터 처리 시스템(902)은 하나 이상의 주문형 집적 회로(ASIC)와 같은 특수화된 하드웨어만으로 구성될 수 있다. 따라서, 전술한 본 발명의 특징들은 하드웨어 및/또는 소프트웨어로 구현될 수 있다. 예를 들어, 일부 실시예들에서, 전술한 네트워크 노드의 기능 컴포넌트들은 프로그램 코드(943)를 실행하는 데이터 처리 시스템(902)에 의해, 임의의 컴퓨터 프로그램 코드(943)와 무관하게 동작하는 데이터 처리 시스템(902)에 의해 또는 하드웨어 및/또는 소프트웨어의 임의의 적절한 조합에 의해 구현될 수 있다.

본 개시 내용의 다양한 양태들 및 실시예들이 위에서 설명되었지만, 그들은 한정이 아니라 예시적으로 제공되었을 뿐이라는 것을 이해해야 한다. 따라서, 본 개시 내용의 폭 및 범위는 어떠한 전술한 예시적인 실시예에 의해서도 한정되지 않아야 한다. 더욱이, 본 개시 내용에서 설명된 요소들의 이들의 모든 가능한 변형들에서의 임의 조합은 본 명세서에서 달리 지시되지 않거나 상황에 의해 달리 명확하게 부정되지 않는 한은 본 개시 내용에 포함된다.

게다가, 본 명세서에서 설명되고 도면들에 도시된 프로세스들은 단계들의 시퀀스로서 도시되지만, 이것은 단지 예시를 위해 행해졌다. 따라서, 일부 단계들이 추가될 수 있고, 일부 단계들이 생략될 수 있고, 단계들의 순서가 재배열될 수 있고, 일부 단계들이 병렬로 수행될 수 있는 것이 고려된다.

Claims

최종 사용자 혼잡을 완화하기 위한 방법으로서,
상기 방법은 게이트웨이 장치(104/204)를 포함하는 코어 네트워크에 의해 수행되고,
상기 방법은
상기 게이트웨이 장치(104/204)가 무선 액세스 네트워크(RAN)(199/299/297)로부터 상기 RAN(199/299/297)의 셀이 혼잡 상태에 있다는 것을 지시하는 셀 혼잡 정보를 수신하는 단계;
상기 게이트웨이 장치(104/204)가 상기 RAN(199/299/297)의 상기 셀을 통해 코어 네트워크(198/298)에 접속된 무선 통신 디바이스(101)로 어드레싱되는(addressed) 다운링크(DL) 네트워크 패킷을 패킷 데이터 네트워크(110/210)를 통해 수신하는 단계;
상기 DL 네트워크 패킷의 수신에 응답하여, 상기 게이트웨이 장치(104/204)가 상기 DL 네트워크 패킷의 분류를 결정하는 단계; 및
상기 DL 네트워크 패킷의 상기 분류를 결정한 후, 상기 게이트웨이 장치(104/204)가 상기 셀 혼잡 정보 및 상기 DL 네트워크 패킷의 상기 결정된 분류에 따라 상기 DL 네트워크 패킷을 처리하는 단계
를 포함하는 방법.
제1항에 있어서,
상기 코어 네트워크는 이동성 관리 엔티티(MME)(202b)를 더 포함하고, 상기 MME(202b)는 초기 상황 셋업 응답 메시지(Initial Context Setup Response message) 내에서 상기 RAN(199/299/297)으로부터 상기 셀 혼잡 정보를 수신하며,
상기 게이트웨이 장치(104/204)는 상기 MME(202b)로부터 상기 셀 혼잡 정보를 수신하는 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 셀 혼잡 정보는 베어러 변경 요청 메시지(Modify Bearer Request message)의 정보 요소 내에서 상기 MME(202b)로부터 상기 게이트웨이 장치(104/204)에서 수신되는 방법.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 게이트웨이 장치는 제1 게이트웨이 장치(204)이고,
상기 코어 네트워크는 상기 패킷 데이터 네트워크로부터 상기 DL 네트워크 패킷을 수신하고 상기 DL 네트워크 패킷의 분류를 결정하는 제2 게이트웨이 장치(206)를 더 포함하고,
상기 게이트웨이 장치(204)는 상기 제2 게이트웨이 장치(206)로부터 상기 DL 네트워크 패킷 및 상기 DL 네트워크 패킷의 상기 분류를 식별하는 정보를 수신하고,
상기 DL 네트워크 패킷의 상기 분류의 결정은 상기 DL 네트워크 패킷의 상기 분류를 식별하는 상기 수신된 정보에 기초하는 방법.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 셀 혼잡 정보 및 상기 DL 네트워크 패킷의 상기 결정된 분류에 따라 상기 DL 네트워크 패킷을 처리하는 단계는 a) 상기 셀 혼잡 정보에 기초하여, 상기 RAN(199/299/297)이 적어도 임계 레벨의 혼잡을 겪고 있는 것으로 결정하고, b) 상기 DL 네트워크 패킷의 상기 결정된 분류에 기초하여, 상기 DL 네트워크 패킷의 상기 분류가 하나 이상의 미리 결정된 분류와 매칭되는 것으로 결정한 결과로서 상기 DL 네트워크 패킷을 누락(dropping)시키는 단계를 포함하는 방법.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 셀 혼잡 정보 및 상기 DL 네트워크 패킷의 상기 결정된 분류에 따라 상기 DL 네트워크 패킷을 처리하는 단계는 트래픽 성형 프로세스(traffic shaping process)를 수행하는 단계를 포함하는 방법.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 셀 혼잡 정보 및 상기 DL 네트워크 패킷의 상기 결정된 분류에 따라 상기 DL 네트워크 패킷을 처리하는 단계는 TCP 파라미터를 변경하는 단계를 포함하는 방법.
제7항에 있어서,
상기 TCP 파라미터는 TCP 윈도 크기인 방법.
최종 사용자 혼잡을 완화하기 위한 게이트웨이 장치(104/204)로서,
상기 게이트웨이 장치는 데이터 처리 시스템(902)을 포함하고, 코어 네트워크(198/298)의 일부이며,
상기 게이트웨이 장치의 상기 데이터 처리 시스템은
무선 액세스 네트워크(RAN)(199/299/297)로부터 상기 RAN(199/299/297)의 셀이 혼잡 상태에 있다는 것을 지시하는 셀 혼잡 정보를 포함하는 메시지를 수신하고;
상기 RAN(199/299/297)의 상기 셀을 통해 상기 코어 네트워크에 접속된 무선 통신 디바이스(101)로 어드레싱되는 다운링크(DL) 네트워크 패킷을 패킷 데이터 네트워크(110/210)를 통해 수신하고;
상기 DL 네트워크 패킷의 수신에 응답하여, 상기 DL 네트워크 패킷의 분류를 결정하고;
상기 DL 네트워크 패킷의 상기 분류를 결정한 후, 상기 셀 혼잡 정보 및 상기 DL 네트워크 패킷의 상기 결정된 분류에 따라 상기 DL 네트워크 패킷을 처리하도록
구성되는 게이트웨이 장치(104/204).
제9항에 있어서,
상기 코어 네트워크는 이동성 관리 엔티티(MME)(202b)를 더 포함하고, 상기 MME(202b)는 초기 상황 셋업 응답 메시지 내에서 상기 RAN(199/299/297)으로부터 상기 셀 혼잡 정보를 수신하며,
상기 게이트웨이 장치(104/204)의 상기 데이터 처리 시스템(902)은 상기 MME(202b)로부터 상기 셀 혼잡 정보를 수신하도록 구성되는 게이트웨이 장치(104/204).
제9항 또는 제10항에 있어서,
상기 게이트웨이 장치(104/204)의 상기 데이터 처리 시스템(902)은 상기 MME(202b)로부터 베어러 변경 요청 메시지의 정보 요소 내에서 상기 셀 혼잡 정보를 수신하도록 구성되는 게이트웨이 장치(104/204).
제9항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 게이트웨이 장치는 제1 게이트웨이 장치(204)이고,
상기 코어 네트워크는 상기 패킷 데이터 네트워크로부터 상기 DL 네트워크 패킷을 수신하고 상기 DL 네트워크 패킷의 분류를 결정하는 제2 게이트웨이 장치(206)를 더 포함하고,
상기 게이트웨이 장치의 상기 데이터 처리 시스템(902)은 상기 제2 게이트웨이 장치(206)로부터 상기 DL 네트워크 패킷 및 상기 DL 네트워크 패킷의 상기 분류를 식별하는 정보를 수신하고, 상기 DL 네트워크 패킷의 상기 분류를 식별하는 상기 수신된 정보에 기초하여 상기 DL 네트워크 패킷의 상기 분류를 결정하도록 구성되는 게이트웨이 장치(104/204).
제9항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 데이터 처리 시스템은 a) 상기 셀 혼잡 정보에 기초하여, 상기 RAN(199/299/297)이 적어도 임계 레벨의 혼잡을 겪고 있는 것으로 결정하고, b) 상기 DL 네트워크 패킷의 상기 결정된 분류에 기초하여, 상기 DL 네트워크 패킷의 상기 분류가 하나 이상의 미리 결정된 분류와 매칭되는 것으로 결정한 결과로서 상기 DL 네트워크 패킷을 누락시킴으로써, 상기 셀 혼잡 정보 및 상기 DL 네트워크 패킷의 상기 결정된 분류에 따라 상기 DL 네트워크 패킷을 처리하도록 구성되는 게이트웨이 장치(104/204).
제9항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 데이터 처리 시스템은 트래픽 성형 프로세스를 수행함으로써 상기 셀 혼잡 정보 및 상기 DL 네트워크 패킷의 상기 결정된 분류에 따라 상기 DL 네트워크 패킷을 처리하도록 구성되는 게이트웨이 장치(104/204).
제9항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 데이터 처리 시스템은 TCP 파라미터를 변경함으로써 상기 셀 혼잡 정보 및 상기 DL 네트워크 패킷의 상기 결정된 분류에 따라 상기 DL 네트워크 패킷을 처리하도록 구성되는 게이트웨이 장치(104/204).
제15항에 있어서,
상기 TCP 파라미터는 TCP 윈도 크기인 게이트웨이 장치(104/204).