KR20190017490A - 수동 로밍 및 데이터 이용권 - Google Patents

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KR20190017490A KR1020170102416A KR20170102416A KR20190017490A KR 20190017490 A KR20190017490 A KR 20190017490A KR 1020170102416 A KR1020170102416 A KR 1020170102416A KR 20170102416 A KR20170102416 A KR 20170102416A KR 20190017490 A KR20190017490 A KR 20190017490A
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Abstract

본 개시는 LTE와 같은 4G 통신 시스템 이후 보다 높은 데이터 전송률을 지원하기 제공될 5G 또는 pre-5G 통신 시스템에 관련된 것이다. 본 발명은 5G 시스템에서 사용자의 로밍 사업자 선택 및 지역 사업자의 데이터 이용권을 활용한 세션 관리 방법에 관한 발명이다. 사용자는 로밍시에 사업자를 수동 모드로 전환하여 지역 사업자를 선택하고, 사업자가 제공하는 제한적인 서비스를 통하여 데이터 이용권 구매처에 접속한 후 지역 사업자의 데이터 이용권을 구매하고, 데이터 이용권에 포함된 인증 정보를 통하여 세션을 인증을 통하여 데이터 네트워크에 접속한다.

Description

수동 로밍 및 데이터 이용권{MANUAL ROAMING AND DATA USAGE RIGHTS}
본 발명은 이동통신 사업의 수동 로밍 선택 및 미가입 단말에 이동통신 네트워크를 통한 데이터 서비스를 제공하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
4G 통신 시스템 상용화 이후 증가 추세에 있는 무선 데이터 트래픽 수요를 충족시키기 위해, 개선된 5G 통신 시스템 또는 pre-5G 통신 시스템을 개발하기 위한 노력이 이루어지고 있다. 이러한 이유로, 5G 통신 시스템 또는 pre-5G 통신 시스템은 4G 네트워크 이후 (Beyond 4G Network) 통신 시스템 또는 LTE 시스템 이후 (Post LTE) 이후의 시스템이라 불리어지고 있다.
높은 데이터 전송률을 달성하기 위해, 5G 통신 시스템은 초고주파(mmWave) 대역 (예를 들어, 60기가(60GHz) 대역과 같은)에서의 구현이 고려되고 있다. 초고주파 대역에서의 전파의 경로손실 완화 및 전파의 전달 거리를 증가시키기 위해, 5G 통신 시스템에서는 빔포밍(beamforming), 거대 배열 다중 입출력(massive MIMO), 전차원 다중입출력(Full Dimensional MIMO: FD-MIMO), 어레이 안테나(array antenna), 아날로그 빔형성(analog beam-forming), 및 대규모 안테나 (large scale antenna) 기술들이 논의되고 있다.
또한 시스템의 네트워크 개선을 위해, 5G 통신 시스템에서는 진화된 소형 셀, 개선된 소형 셀 (advanced small cell), 클라우드 무선 액세스 네트워크 (cloud radio access network: cloud RAN), 초고밀도 네트워크 (ultra-dense network), 기기 간 통신 (Device to Device communication: D2D), 무선 백홀 (wireless backhaul), 이동 네트워크 (moving network), 협력 통신 (cooperative communication), CoMP (Coordinated Multi-Points), 및 수신 간섭제거 (interference cancellation) 등의 기술 개발이 이루어지고 있다.
이 밖에도, 5G 시스템에서는 진보된 코딩 변조(Advanced Coding Modulation: ACM) 방식인 FQAM (Hybrid FSK and QAM Modulation) 및 SWSC (Sliding Window Superposition Coding)과, 진보된 접속 기술인 FBMC(Filter Bank Multi Carrier), NOMA(non orthogonal multiple access), 및SCMA(sparse code multiple access) 등이 개발되고 있다.
한편, 셀룰러 이동통신 표준을 담당하는 3GPP는 기존 4G LTE 시스템에서 5G 시스템으로의 진화를 꾀하기 위해 새로운 Core Network 구조를 5G Core (5GC) 라는 이름으로 명명하고 표준화를 진행하고 있다.
5GC는 기존 4G를 위한 네트워크 코어인 Evolved Packet Core (EPC) 대비 다음과 같은 차별화된 기능을 지원한다.
첫째, 5GC에서는 네트워크 슬라이스 (Network Slice) 기능이 도입된다. 5G의 요구조건으로, 5GC는 다양한 종류의 단말 타입 및 서비스를 지원해야 한다; e.g., eMBB(enhanced Mobile Broadband), URLLC(Ultra Reliable Low Latency Communications), mMTC(massive Machine Type Communications). 이러한 단말/서비스는 각각 코어 네트워크에 요구하는 요구조건이 다르다. 예를 들면, eMBB 서비스인 경우에는 높은 data rate을 요구하고 URLLC 서비스인경우에는 높은 안정성과 낮은 지연을 요구 할 것이다. 이러한 다양한 서비스 요구조건을 만족하기 위해 제안된 기술이 Network Slice 방안이다. Network Slice는 하나의 물리적인 네트워크를 가상화 (Virtualization) 하여 여러 개의 논리적인 네트워크를 만드는 방법으로, 각 Network Slice Instance (NSI) 는 서로 다른 특성을 가질 수 있다. 이는 각 NSI 마다 그 특성에 맞는 네트워크 기능 (Network Function (NF))을 가짐으로써 가능하게 된다. 각 단말마다 요구하는 서비스의 특성에 맞는 NSI를 할당하여 여러 5G 서비스를 효율적으로 지원 할 수 있게 된다.
둘째, 5GC는 이동성 관리 기능과 세션 관리 기능의 분리를 통해 네트워크 가상화 패러다임 지원을 수월하게 할 수 있다. 기존 4G LTE에서는 모든 단말이 등록, 인증, 이동성 관리 및 세션 관리 기능을 담당하는 이동성 관리 엔티티 (Mobility Management Entity (MME)) 라는 단일 코어 장비와의 시그널링 교환을 통해서 망에서 서비스를 제공받을 수 있었다. 하지만, 5G에서는 단말의 수가 폭발적으로 늘어나고 단말의 타입에 따라 지원해야 하는 이동성 및 트래픽/세션 특성이 세분화됨에 따라 MME와 같은 단일 장비에서 모든 기능을 지원하게 되면 필요한 기능별로 엔티티를 추가하는 확장성 (Scalability) 이 떨어질 수 밖에 없다. 따라서, 제어 평면을 담당하는 코어 장비의 기능/구현 복잡도와 시그널링 부하 측면에서 확장성 개선을 위해 이동성 관리 기능과 세션 관리 기능을 분리하는 구조를 기반으로 다양한 기능들이 개발되고 있다.
본 발명은 단말의 사업자의 설정 정보 및 서비스의 요구에 따라서 본 발명은 이동통신 사업자가 이동통신 네트워크에 가입하지 않은 사용자 혹은 단말에 특정 데이터 서비스를 제공하는 방법 및 장치를 제공한다.
본 발명의 과제를 해결하는 수단은 아래와 같다.
- 단말의 이동통신 사업자 수동 선택 모드 및 사업자 정보 탐색
- 이동통신 네트워크는 미인증/미가입 단말이 사용가능한 DN 정보의 제공
- 미인증단말의 데이터 이용권 구매를 위한 제한된 세션 설정
- 미인증 단말은 DN 정보 제공후 세션 인증을 통한 세션 생성
- 세션 만료 공지 설정 및 세션 만료 공지
본 발명에 따르면, 사용자는 해외 지역으로 여행이나 출장시에 지역사업자가 사용자의 홈 사업자와 연동 없이, 그리고 USIM 착탈이나 USIM 정보 변경 없이, 지역 사업자가 제공하는 데이터 이용권을 활용하여 지역 사업자의 데이터 서비스, 음성/화상 통신 서비스 및 부가 서비스를 사용할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 미인증 단말의 데이터 네트워크 사용을 위한 네트워크 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 사용자의 수동 모드 선택 화면을 나타낸다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 단말의 PLMN Discovery 수행 절차를 나타낸다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 사업자별 가용 DNN 및 서비스 Discovery 절차를 나타낸다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 사업자별 접속 허용되는 DN 정보 표시 화면을 나타낸다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 세션 접속 인징 절차 및 DN 프로화일 수신 및 설정 절차를 나타낸다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 사용량 만기 알림 설정 및 고지 방법(AF triggered)을 나타낸다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 사용량 만기 알림 설정 및 고지 방법(UE subscription using NAS SM)을 나타낸다.
도 9은 본 발명의 실시예에 따른 데이터 사용권 및 기간 알림 설정 화면을 나타낸다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 전체 흐름도를 나타낸다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 단말의 구조를 도시한 도면이다.
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 네트워크 엔티티의 구조를 도시한 도면이다.
이하 본 발명의 실시예를 첨부한 도면과 함께 상세히 설명한다. 또한 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단된 경우 그 상세한 설명은 생략한다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다. 이하, 기지국은 단말의 자원할당을 수행하는 주체로서, eNode B, Node B, BS (Base Station), RAN (Radio Access Network), AN (Access Network), RAN node, 무선 접속 유닛, 기지국 제어기, 또는 네트워크 상의 노드 중 적어도 하나일 수 있다. 단말은 UE (User Equipment), MS (Mobile Station), 셀룰러폰, 스마트폰, 컴퓨터, 또는 통신기능을 수행할 수 있는 멀티미디어시스템을 포함할 수 있다. 본 발명에서 하향링크(Downlink; DL)는 기지국이 단말에게 전송하는 신호의 무선 전송경로이고, 상향링크는(Uplink; UL)는 단말이 기국에게 전송하는 신호의 무선 전송경로를 의미한다. 또한, 이하에서 LTE 혹은 LTE-A 시스템을 일례로서 본 발명의 실시예를 설명하지만, 유사한 기술적 배경 또는 채널형태를 갖는 여타의 통신시스템에도 본 발명의 실시예가 적용될 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예는 숙련된 기술적 지식을 가진자의 판단으로써 본 발명의 범위를 크게 벗어나지 아니하는 범위에서 일부 변형을 통해 다른 통신시스템에도 적용될 수 있다.
도 1은 5G 시스템을 위한 네트워크 아키텍처를 도시한 도면이다.
도 1을 참고하면, 5G 시스템을 위한 네트워크 아키텍처에서 단말의 이동성 및 망 등록을 관리하는 접속 및 이동성 관리 기능 (Access and Mobility Management Function (AMF))과 종단 간 (End-to-End) 세션을 관리하는 세션 관리 기능 (Session Management Function (SMF) 이 분리되어 있을 수 있고, 이들은 N11 인터페이스를 통해서 시그널링을 주고 받을 수 있다.
5G 시스템은 단말이 데이터 네트워크에 접속하기 위한 연결로, 데이터 네트워크가 IP 망인 경우에 세션의 연결과정에서 단말의 세션을 관리하는 SMF (Session Management Function) 을 통하여 단말에 IP 주소 혹은 IP prefix 를 할당할 수 있다.
미인증 단말의 데이터 서비스 제공을 위한 네트워크 구성도는 도 1과 같다. 사용자가 네트워크에 접속하여 데이터 이용권을 구매하기 위한 데이터 판매를 위한 포털 서버와 데이터 세션 접속을 위한 인증을 담당하는 DN-AAA 서버가 존재한다.
본 발명이 제안하는 내용은 단말 사용자의 수동 로밍 선택과 데이터 이용권을 이용한 데이터 서비스 사용 방법으로 전체적인 흐름도는 도10에 설명된 것과 같다.
사용자는 단말의 사업자 선택을 수동 선택 모드로 전환하면, 단말은 수동 선택 모드에서 가용한 대역을 탐색한다. 탐색하는 과정에서 네트워크가 방송하는 사업자의 구별자 (PLMN ID)와 미인증 접속 모드 (Unauthenticated mode) 지원 여부를 수신한다. 네트워크가 미인증 접속모드를 지원하는 지 여부는 SIB 를 통하여 방송될 수도 있고, 단말이 등록과정에서 네트워크가 미인증 접속 모드 기능의 지원 여부를 단말에 알려줄 수도 있다.
단말은 사업자의 탐색 결과를 단말의 탐색 결과 Unauthenticated mode로 사용가능한 사업자 목록 표시한다. 사용자가 사업자를 선택하면, 단말은 등록 절차를 통하여 미인증 모드로 사업자에 등록한다. 이러한 등록 절차의 수행시, 단말은 미인증 단말에 대한 정보 (IMSI 외)를 사업자에 전달한다. 네트워크가 단말이 미인증 접속 모드로 접속을 원하는 경우, 사업자의 정책에 네트워크 (즉 AMF)는 사업자의 정책에서 따라서 인증서 기반 인증을 요구할 수 있고, 이 경우 인증서 기반 인증을 수행한다. 사업자 정책에 따른 인증 절차 수행하거나, 혹은 무인증 없이 제한된 사업자 서비스를 제공하는 것을 결정하면, 사업자는 사업자 정책에 따라서 미인증 단말에 지원가능한 DNN, S-NSSAI 등 사업자의 제한된 서비스에 접속하기 위한 서비스에 대한 제반사항을 단말에 알려 준다. 예를 들면, 사용자 세션인증을 통하여 접속 가능한 DNN 목록 및 사업자의 Portal 접속을 위한 Portal 주소를 단말에 전달할 수 있다. 사업자의 Portal 접속을 위한 Portal 주소는 세션의 생성과정에서 전달하는 것도 가능하다.
단말은 제시된 DNN 목록 중 데이터 이용권으로 사용 가능한 DN이 있는지 확인한다. 만약 사용가능한 DNN 이 없는 경우, Provisioning 을 위한 DNN이 있는지 확인하고 있는경우, DNN에 접속을 위한 세션생성을 요청한다. 사업자는 미인증 단말이 Provisioning DN에 접속 가능한지 정책 확인 후, 접속을 허용함. 네트워크는 세션 설정 과정에서 portal server의 주소를 단말에 전송하고, 단말은 수신받은 Portal Server 에 단말의 브라우저 혹은 지정된 응용(APP) 을 통하여 접속한다.
단말이 브라우저 혹은 지정된 응용(APP)을 통하여 접속한 포털 서버는 데이터 판매처의 기능을 포함할 수 있다. 데이터 판매처에서는 사용자에게 데이터 이용권을 판매하고, 구매시 단말에 데이터 이용권을 설치한다. 데이터 이용권에는 인증정보, 데이터 사용량, 사업자목록, 데이터 판매처 및 부가 정보를 포함한다.
사용자는 데이터 판매처에 접속하여, 데이터 이용권을 구입하여 데이터를 구입하고 데이터 이용권을 활용하여, 사업자가 제공하는 데이터 서비스를 사용할 수 있다. 데이터 판매처는 지역 이동통신 사업자가 운영할 수도 있으며 단말 제조사가 운영하는 것도 가능하며, 이동통신 사업자와 단말 제조사가 아닌 제 3의 서비스 운영자가 운영하는 것도 가능하다.
데이터 이용권은 아래와 같은 정보를 포함할 수 있다.
- 인증정보 (Credential): 인증 구분자(ID) 및 비밀번호(Password) 로 세션의 EAP 인증시에 활용된다.
- 데이터 사용량 (QUOTA): 데이터 사용량, 사용기간, QoS 정보
- 사용가능 사업자 목록(PLMN list): 사용 가능한 사업자 목록
- 데이터 판매처 정보: Portal Address, AAA 서버 주소 혹은 AAA 서버로 Routing 하기 위한 도메인 주소, 그리고 인증 정보
- 서비스 부가 정보: 로밍시, 지역 이동통신 사업자에서 사용하는 전화번호 등
사용자는 Portal 서버에 접속하여 데이터 이용권을 구매하면, 사용자 단말에 데이터 이용권이 설치 된다. 단말은 데이터 이용권을 가지고 사용가능한 사용자의 데이터 네트워크에 세션 인증 후 세션을 사용할 수 있고 데이터 사용가간 만료 및 데이터 사용량 소진시 단말에 알려준다.
단말은 데이터 이용권에 기재된 인증 정보와 사업자가 등록 과정을 통하여 단말에 전달한 DNN 및 S-NSSAI 정보를 활용하여 세션을 인증한다. 이와 같은 절차는 아래와 같은 상세 절차를 수반한다.
- 네트워크(AMF) 에서 단말에 등록 절차 과정에서 DNN 정보를 제공함.
- 단말은 Provisioning 된 데이터 이용권에 일치하는 DNN 이 있는지 판단하고, 있는 경우 세션을 생성을 요청
- 네트워크(SMF) 에서 단말이 제시한 데이터 이용권 정보를 통하여 세션 인증 서버 (AAA)를 찾는다.
- 단말과 세션 인증 서버간의 인증에 성공한 경우, SMF 에서는 세션 인증 서버로 부터 단말의 허용 서비스 프로파일에 단말이 구매한 데이터 사용량 및 사용 기간에 대한 정보를 획득한다.
- 세션 인증에 성공한 단말은 IP 주소를 포함한 세션에 접속에 필요한 정보를 획득 한다.
데이터 사용 기간 만료시 혹은 데이터 사용량 소진시, 네트워크 (SMF)는 데이터 세션을 종료한다. 데이터 사용 기간 만료 이전 혹은 데이터 사용량 소진이전에 네트워크(SMF)는 단말에 사용기간 만료를 통보한다. 데이터 사용량 조신전에 단말에 사용량 소진을 고지한다. 통보 받은 단말은 사용자에 사용 기간 만료 및 사용량 소진 정보를 표시하고, 데이터 포탈 서버로 접속을 유도하여 추가 데이터 사용권 추가 구매 혹은 이용권 갱신을 유도할 수 있다.
<제 1 실시 예>
본 발명은 사용자의 수동 모드 선택 기능을 제공한다. 사용자가 여행지나 출장지에 도착하여 이동통신 사업자의 선택 모드를 수동 선택 모드로 전환할 때, 단말은 이동통신 사업자 Discovery 절차를 수행한다. 단말에서는 사용가능한 사업자 목록과 함께, 발견된 사업자가 홈 사업자의 로밍 파트너인지 비인증 모드 (Unauthenciated Mode) 를 지원하는지에 대한 여부를 사용자 화면에 표시한다 (<도2. 수동 모드 선택화면> 참조). 단말은 PLMN Discovery 수행시, 사업자가 방송하는 SIB (System Information Broadcast) 정보를 통하여 해당 사업자가 Unauthenticated Mode 지원 여부를 판단한다. 단말은 SIB 정보를 통하여 각 사업자가 방송하는 SIB 정보를 통하여, 사업자의 PLMN ID 와 사업자가 Unauthenticated mode 지원 여부를 수신한다. 이와 같은 내용은 <도3. PLMN Discovery 절차>에 도시되어 있다. <도3>의 예시에서 PLMN B 사업자는 단말의 로밍 파트너 사업자이다. PLMN C 사업자는 단말의 로밍 파트너 사업자는 아니지만 Unauthenticated Mode 를 지원하는 사업자이다. PLMN D 사업자는 단말의 로밍 파트너 사업자도 아니고 Unauthenticated mode 도 지원하지 않는다.
단말은 USIM 에 있는 로밍 사업자인지 여부와 방송 정보로 부터 추출한 Unauthenticated Mode 지원 여부를 통하여 각 사업자에 대한 정보를 사용자 화면에 표시 한다.
<제 2 실시 예>
제 2 실시예는 단말의 사업자별 가용 DNN (Data Network Name) 을 Discovery 하는 절차이다. 단말은 Unauthenticated Mode를 지원하는 PLMN 에 대하여 Registration 절차를 수행한다. 이러한 등록 절차의 수행시, 단말의 데이터 이용권으로 사용가능한 DNN이 있는지를 검사한다.
단말은 Unauthenticated Mode로 접속하는 지시자를 포함하여 Registration Request 전송한다. 단말에 대한 정보는 IMSI, IMEI, 단말 제조 번호, 단말 제조사 번호, 인증서 포함 여부를 포함할 수 있다. 단말이 데이터 이용권에 허용되는 DN 에 접속을 위하여 Registration 을 수행하는 경우, 데이터 이용권 내에 있는 ID 정보를 포함하여 전송한다.
네트워크(AMF) 는 Unauthenticated Mode로 지원하는 경우, 단말의 IMSI 정보 및 단말이 전송한 ID 정보를 해석하고 이를 허용여부를 가입자 정보를 통하여 확인한다. 네트워크는 단말의 접속을 허용하고, 단말에 접속이 허용되는 데이터 네트워크에 대한 정보를 단말에 전송한다.
단말이 Unauthenticated Mode로 네트워크에 접속을 시도하는 경우, 단말은 네트워크에 Unauthenticated Mode 혹은 기기인증 접속 모드를 네트워크에 알려준다. 이렇게 알려주는 방법은 단말에 등록 메시지에 포함된 SUPI를 NAI 기반의 SUPI 를 사용함으로써 알려 주거나, 혹은 별도의 지시자를 통하여 접속 모드를 네트워크에 알려 줄 수 있다. 네트워크는 단말에 기기 인증을 요구 할 수 있고, 기기 인증이 요구되는 네트워크에서 단말은 기기인증을 수행한다. 이러한 과정은 <도4>에 예시된 것과 같이 동작할 수 있다.
예시된 <도4>의 Step 1,2 에서 단말은 SUPI 를 통하여 기기 인증 접속 모드를 네트워크에 알려준다. 네트워크(AMF)는 기기 인증 제공 여부를 판단한고, 기기 인증 (예, EAP-TLS) 절차를 개시 한다 (Step 8). 이 경우 AMF 는 단말의 기기 인증을 수행할 수 있단 AUSF 를 선택한다. 단말, AMF, AUSF 는 기기인증 절차 (예, EAP-TLS)를 수행한다. (step 9). 성공적으로 기기인증 절차가 수행되면, 단말이 사용 가능한 DNN 및 S-NSSAI 목록을 단말에 전달한다. (step 22)
<제 3 실시 예>
본 발명의 제 3실시예에서는 PLMN 에서 접속이 허용되는 DN에 대한 정보를 단말의 화면에 표시하는 내용이다. <도5>의 예시와 같이, 단말은 등록 절차를 수행하는 과정에서 PLMN 별로 수집된 가용한 DN 정보를 단말에 표시한다. 사업자 수동 선택 모드에 있는 단말은 사용자로 하여금 접속할 DN 을 선택할 수 있도록 DN 정보 혹은 서비스 정보를 화면에 표시한다.
사용자의 단말에 데이터 이용권이 있는 경우, 데이터 사용 접속 버튼을 표시한다. 사용자가 데이터 접속 버튼을 누르면, 세션 생성 절차를 수행한다. 데이터 이용권내에 있는 인증 정보(Credential, 즉 ID 와 패스워드 혹은 인증서) 를 활용하여 Secondary authentication 과정을 수행한다. 지역 이동통신 사업자에 등록되어 있는 데이터 판매처(Data Shop)에서 운영하는 Portal Server 에 접속하기 위한 Dn 정보를 표시한다. 사용자가 구매 버튼을 누르는 경우, Portal 접속을 위한 데이터 세션을 생성한다.
<제 4 실시 예>
제 4실시 예에서는 세션 접속 및 인증 절차에 관한 내용을 기술한다.
단말은 데이터 이용권내의 인증정보를 통하여 EAP 인증을 수행한다. 성공적인 인증 이후, 인증서버 (DN AAA)는 데이터 이용권이 허용하는 DN 서비스 프로파일을 SMF 에 전달한다. 이러한 과정은 <도6. 세션 접속 및 인증 절차>에 예시된 것과 같은 절차를 수행한다.
<도6>의 Step 1에서 PDU 세션 생성시, External DN authentication을 필요로하는 지시자를 포함한다. Step 6 에서 단말은 데이터 이용권에 포함된 ID 정보를 전달한다. Step 8에서는 ID 에 포함된 정보를 토대로 DN-AAA를 찾는다. Step 9에서는 단말(UE), SMF, 인증 서버간에 EAP 인증 절차를 수행한다. Step 10 에서는 인증 서버(DN-AAA)에서 데이터 이용권에 해당하는 DN profile 을 SMF 에 전달한다. DN Profile 은 DN-AAA 의 운영자와 사업자가 협약한 Profile index 혹은 사용자에게 제공하는 사용량 정보를 포함한다. DN Profile 정보에는 사용자에게 제공하는 QoS 정보를 포함한다.
DN Profile 정보에는 제 3 사업자가 허용하는 IP filter 혹은 URL 정보를 포함할 수 있다.
SMF 는 필요시, DN profile 을 PCF 에 요청하여 QoS Profile 을 수신하고, 이에 해당하는 QoS 및 과금 정책을 시행(enforcement)한다. Step 15에서 성공적인 DN 접속을 알려준다.
<제 5 실시 예>
제 5실시 예는 데이터 이용권의 만기 알림 서비스에 대한 내용이다. <도9>에 예시한 바와 같이, 사용자는 데이터 이용권에 따른 사용량 만기 알림을 설정한다. 사용자는 세션별로 사용량에 대한 Threashold 를 설정하고 이를 고지 할 수 있는 방법으로 응용 계층으로 만기 알림을 설정하고 공지하는 방법과 NAS 계층을 통하여 PDU 세션 생성과 변경 절차를 통하여 알림을 설정하고 공지 하는 방법이 있다.
응용 계층을 통하여 만기 알림을 설정하고 고지 하는 방법에서, 단말의 운영체제 혹은 단말에 탑재된 앱과 포탈 서버에 사용량 만기 알림 설정 정보를 등록한다. 데이터 판매처 포탈 서버 (Data Shop)에서 사업자의 NEF/PCF 를 사용자 만기 알림 설정을 요청한다. 응용 계층을 통한 사용량 만기 알림 설정은 사용량 만기 예정 고지는 <도7>에 예시 된바와 같다.
NAS 계층을 활용하여 만기 알림을 설정하고 고지 하는 방법에서는, 사용자가 해당 세션의 생성시에 만기 알림에 대한 임계값을 전달하여, 만기 알림을 요청하고, SMF 에서 만기시 세션 변경을 통하여 단말에 알려준다. NAS 계층을 통한 사용량 만기 설정 및 사용량 만기 예정 고지 방법에 대한 예시는 <도7>과 같다.
<제 6 실시 예>
제 6 실시 예는 사용량 만료 예정 공지 방법에 관련된 내용이다.
단말은 세션의 생성이후, 데이터에 대한 송/수신량을 카운팅한다. 단말이 세션 만료를 감지하면, 단말은 사용자에 사용량 만료 예정을 고지하고, 포탈 서버 접속을 안내한다.
단말의 데이터 송/수신량을 계산하고 임계치에 다다르면, 사용자에 만료 고지를 수행한다. 단말의 데이터 송/수신을 카운팅하고 세션 만료를 고지하는 방식으로는 단말 내에서 사용량을 카운팅하는 방식과 네트워크에서 사용량을 카운팅하고 이를 단말에 알려주는 방법이 있다.
단말 사용량 카운팅 방식을 사용하는 경우, 단말의 최대 사용량이 Quota로 명시된 경우, 단말이 세션별 송/수신된 데이타양을 카운팅한다. 기본값 (default)으로 설정되었거나 사용자가 설정한 임계치에 다다르면, 단말의 운영체제에 이를 고지하고 단말의 운영체제에서 사용자에게 고지한다. 사용자가 데이타를 사용하고 있고, 화면이 켜져 있는 경우 팝업(Pop-up) 혹은 오버레이 방식으로 화면에 표시 한다. 그렇지 않은 경우, 화면에 표시 하지 않고 운영체제의 내부 공지 메시지를 통하여 사용자에게 고지한다.
네트워크 사용량 카운팅 방식을 사용하는 경우, 네트워크(SMF) 에서 데이터 이용권에 해당하는 DN profile 을 설정한 이후, UPF 에서 사용량을 계산한다. 사용량에 대한 Threshold에 도달하면, UPF 는 사용량이 Threshold 에 도달하였음을 SMF 에 알리고, SMF 는 단말에 SM-NAS 를 통하여 이를 전달한다. Online Accounting 을 위한 SMF-UPF 간 데이터 리포팅 방법은 아래의 두가지 중 하나의 방식으로 가능하다. 첫번째, SMF 는 UPF 에 데이터 카운팅에 대한 리포팅을 설정한다. 리포팅 설정시 단위 데이터 보고양에 대한 설정값을 설정하고, UPF 는 단말의 PDU 세션 별로 단위 데이터 보고양만큼 패킷을 송/수신한 경우, 이를 SMF 에 보고 한다. SMF 에서는 임계치를 확인한다. 두번째 방식으로, SMF 는 UPF 에 임계치 다다르면, 리포팅을 하도록 설정하고, UPF 를 송/수신 데이타양을 카운팅하다고 임계치에 다다르면, 이를 SMF 에 보고 한다.
<제 7 실시 예>
제 7 실시 예는 이용 기간 만료 및 사용량 소진시, 네트워크는 세션에 대한 서비스를 중단시킨다. 세션 서비스의 중단은 세션을 종료시키거나, 세션에 대한 인터넷 접속을 차단하고, 포털 서버등 특정 서비스만을 가능하게 하는 방법이 있다. 첫번째, 세션을 종료하는 방법에서는 이용기간이 만료되거나 사용량이 소진된 경우, SMF 는 PDU session release 절차를 수행한다. 단말은 세션의 종료를 감지하고, 사용자에게 세션 만료 사유, 즉 기간 만료 혹은 사용량 소진을 공지하고, 이와 더불어 데이터 판매처 정보를 단말에 전달하고 단말에서는 데이터 판매처정보를 표시한다. 단말이 데이터 판매처 접속 시도시, 데이터 판매처 접속을 위한 세션을 생성한다.
두번째로 세션 정보를 변경하는 방법이 있다. 즉, 이용 기간이 만료되었거나 사용량이 소진되는 경우, SMF 는 아래와 같이 세션에 대한 속석을 변경시킨다. 트래픽 필터 규칙(Traffic Filter Rule)을 변경하여, 인터넷 접속 트래픽을 차단하고 데이터 판매처로 향하는 패킷만을 허용한다. 혹은 HTTP 트래픽을 감지 하고 HTTP 요청을 데이터 판매처로 향하도록 Redirection 시킨다. 세션 정보를 변경하는 방법에서는 네트워크는 단말에 세션 변경 절차를 수행하고, 이 과정에서 단말은 사용 만료를 감지하고 사용자에게 세션 만료 사유 (기간 만료 혹은 사용량 소진)을 공지하고, 이와 더불어데이터 판매처 정보를 표시한다. 단말이 데이터 판매처 접속 시도시, 데이터 판매처 접속을 위하여 동일한 세션을 사용한다.
<제 8 실시 예>
제 8 실시예에서는 데이터 판매처 접속 화면 및 구매 동작을 설명한다. <도9>의 예시와 같이, 사용자는 데이터 판매처를 통하여 데이터 이용권을 구매하고, 이용권에 따른 사용량 만기 알림을 설정 할 수 있다.
데이터 판매처 서버는 단말의 브라우저 혹은 응용 프로그램 (APP) 을 통하여 사용자가 구매한 이용권을 단말에 설치한다. 사용자가 데이터 이용권을 사용하여 네트워크에 접속을 하고자 하면, 네트워크는 현재의 PDU 세션을 해지하거나 혹은 현재의 접속된 이동통신 망에 등록을 해지하고, 재접속 할 수 있다. 단말이 네트워크에 재접속 하는 경우, 데이터 이용권에 있는 정보를 활용하여, 네트워크에 재접속 하거나, PDU 세션의 생성시 인증정보로 활용할 수 있다.
<제 9 실시 예>
제 9 실시예에서는 데이터 판매처에서 판매하는 데이터 이용권내의 정보에 대한 구체적인 예시이다. 데이터 이용권 내에는 데이터의 사용량, 사용가긴, 사용처 (PLMN list) 및 사업자별 임시 가입자 번호등의 정보를 포함할 수 있다. 데이터 이용권이 포함할 수 있는 상세 정보는 아래와 같다.
- 이용권 고유번호 (Voucher Identifier)
- 일렬번호 (Serial Number)
- 데이터 사용량 및 사용 기간 (QUOTA)
■ Quota Profile ID
■ Usage bytes, Usage time (in hours), Usage period (from when to when)
■ QoS: 5QI/QCI, MBR, GBR, PDB, PER
- 사업자별 임시/그룹 가입자 번호
■ NAI based SUPI for accessing 5GC: Registration 과정에서 인증시 사용할 Identity
■ Pre-reserved IMSI for accessing EPC
■ S-NSSAI or SST or DDN/APN
- 사용가능처 목록
■ PLMN List
- Data Shop & 인증위한 정보
■ Portal Server URL, APP installation URL
■ DN-AAA server domain name
- 이용권 유효기간 (Validity Period)
- 이용권 발급자 (Voucher Issuer)
- 발급자 서명 (Signature of Issuer)
<제 10 실시예>
제 10 실시예는 지역 이동통신 사업자가 데이터 판매처를 운영하는 시나리오에 대한 구체적인 예시이다. 이와 같은 시나리오는 사용자가 여행히/출장지에서 수동 로밍 설정 후, 지역 사업자 포탈에 접속하여 데이터 이용권을 구매하는 시나리오이다.
■ 네트워크 탐색 및 선택 (수동 설정시)
■ 등록과정 (단말의 홈사업자가 지역사업자와 로밍 파트너가 아닌경우)
● Preserved SUPI 사용시 무인증으로 접속함. (SST 를 특정한 SST 사용하는 것도 가능)
● Preserved SUPI 로 등록시, Portal 접속 위한 DNN, S-NSSAI 을 Advertisement 하고, Registration Validity Timer 를 단말에 전달함.
■ 포탈 세션 생성 및 포탈 서버 접속
● 포탈에 접속하기 위한 DNN 을 수신받은 단말은 DNN 에 PDU 세션 생성 요청 전송
● 네트워크는 단말의 SUPI 및 DNN 을 보고, Restricted Portal Service 을 위하여 PDU 세션 생성을 허가함.
- PCF/UDM 을 통하여, 설정된 Portal 주소 및 Restricted Service Profile (QoS, IP Filter Rule)을 다운로드 받고 이를 enforcement 한다.
● PDU 세션 생성 허가시, 단말의 Portal Server 의 주소(지역 사업자 운영時)를 단말에 전송한다.
● 단말의 브라우저 혹은 APP은 수신 받은 Portal Server로 HTTP 요청을 보낸다.
● 사용자는 (지역 사업자가 운영하는) 데이터 구매처에 접속하여 지불 정보를 입력한다. (다른 모델과 차이점: 지역 사업자에 신규 사용자로 가입함. 가입시에 사업자 인증을 위한 Credential Provisioning필요)
- 지불 정보: 신용 카드 정보, 삼성 페이 등
● 사용자는 데이터 이용권을 구매하면, 포탈 서버는 단말에 데이터 이용권을 다운로드 한다.
● 사용자가 데이터 이용권을 클릭하면, 사업자 수동 모드 설정 화면에서 사업자 목록에 데이터 이용권 사용 접속을 표시한다.
● 사용자가 데이터 이용권을 사용한 접속을 클릭하면, 재등록 과정을 수행한다.
■ 재등록 과정 (AMF)
● 현재 Preserved SUPI 를 사용한 무인증 모드로 등록되어 있는 상태이면, De-registration 절차를 수행한다.
● 데이터 이용권에 포함된 SUPI 로 등록 시도한다.
● AMF 는 SUPI 로 EAP 인증을 결정하고 EAP 인증을 EAP-Request/Identity 를 단말에 보내어 EAP 인증을 개시 한다. (포탈 접속을 통하여 수신 받은 Credential 을 사용하여 인증 함.)
● 단말이 EAP-Response/Identity (NAI) 를 전송하면, AMF 는 NAI 의 domain name 을 보고 EAP-Server 를 결정하고 AAA 에 인증 요청을 전송한다.
● 단말, AMF, 인증 서버는 EAP 인증을 수행한다.
■ 세션 생성 과정
● 단말은 데이터 이용권에 있는 DNN 혹은 S-NSSAI 와 함께 PDU 세션 생성을 요청한다.
● SMF 는 EAP 인증 절차를 시작한다. 단말은 데이터 이용권에 포함된 Voucher ID 로 응답하면, SMF 는 AAA 를 찾는다. EAP 인증 절차를 수행한다.
● EAP 인증 성공시에 DN-AAA 는 DN Profile ID 를 전송한다. SMF 는 PCF 에 DN Profile ID 에 해당하는 협약된 Profile 을 다운로드 받는다.
<제 11 실시예>
제 11 실시예는 데이터 판매처를 단말 제조사가 운영하는 시나리오에 관한 것이다. 본 시나리오에서는 사용자는 휴대폰 구매시, 혹은 휴대폰 제조사의 온라인 샵에서 글로벌 로밍 데이터 바우처 (데이터 이용권)을 구매하는 시나리오이다. 본 시나리오의 수행 절차는 아래와 같다.
■ 네트워크 탐색 및 선택 (수동 설정 화면에서, 데이터 이용권이 사용가능한 사업자 발견하고, 사용자는 이용권을 선택함)
■ 등록과정 (단말의 홈사업자가 지역사업자와 로밍 파트너가 아닌경우)
● SUPI (에 제조사의 NAI 로 등록시도, AMF 는 SUPI 를 보고, Unauthenticated Mode 로 등록할 것인지, 단말 기기 인증으로 등록할 것인지를 결정함.
● 단말 기기인증으로 등록을 결정하면AMF 는 EAP-Identity/Request 를 단말로 보낸다.
● 단말이 EAP-Response/Identity (NAI) 를 전송하면, AMF 는 NAI 의 domain name 을 보고 기기 인증 제조사 EAP-Server 에접속한다.
● 단말, AMF 인증 서버는 EAP 인증을 수행한다.
● 인증이 성공하면, 단말 제조사와 협약된 사용가능한 DNN , S-NSSAI 목록을 단말에 내려준다.
■ 세션 생성 과정
● 단말은 데이터 이용권에 있는 DNN 혹은 S-NSSAI 와 함께 PDU 세션 생성을 요청한다.
● SMF 는 EAP 인증 절차를 시작한다. 단말은 데이터 이용권에 포함된 Voucher ID 로 응답하면, SMF 는 AAA 를 찾는다. EAP 인증 절차를 수행한다.
● EAP 인증 성공시에 DN-AAA 는 DN Profile ID 를 전송한다. SMF 는 PCF 에 DN Profile ID 에 해당하는 협약된 Profile 을 다운로드 받는다.
■ 포탈 세션 생성 및 포탈 서버 접속 (기기 인증 성공하였으나, 데이터 이용권을 사전에 구매하지 않은 경우)
● 포탈에 접속하기 위한 DNN 을 수신받은 단말은 DNN 에 PDU 세션 생성 요청 전송
● 네트워크는 단말의 SUPI 및 DNN 을 보고, Restricted Portal Service (To 갤럭시 샵 혹은 로컬 사업자 샵) 을 위하여 PDU 세션 생성을 허가함.
- PCF/UDM 을 통하여, 설정된 Portal 주소 및 Restricted Service Profile (QoS, IP Filter Rule)을 다운로드 받고 이를 enforcement 한다.
● PDU 세션 생성 허가시, 단말의 Portal Server의 주소(지역 사업자 운영 시)를 단말에 전송한다.
● 단말의 브라우저 혹은 APP은 수신 받은 Portal Server로 HTTP 요청을 보낸다.
● 사용자는 제조사가 운영하는 데이터 구매처에 접속하여 지불 정보를 입력한다. 본 시나리오가 제 11 실시예와 다른점은 단말에 기기 인증서는 이미 Provisioning 되어 있다는 것이다.
● 사용자는 데이터 이용권을 구매하면, 포탈 서버는 단말에 데이터 이용권을 다운로드 한다.
● 사용자가 데이터 이용권을 클릭하면, 사업자 수동 모드 설정 화면에서 사업자 목록에 데이터 이용권 사용 접속을 표시한다.
● 사용자가 데이터 이용권을 사용한 접속을 클릭하면, 재등록 과정을 수행한다.
<제 12 실시예>
제 12실시예는 SMF 가 UPF 에 사용량 감시 보고의 조건을 설정에 관한 내용이다. SMF 는 UPF 에 단말의 데이터 이용권 사용에 따른 사용양 감시의 보고 조건을 설정한다. SMF 는 DN profile 에서 수신한 정보를 통하여 UPF 에 사용량에 따른 사용 현황 보고 조건을 설정한다. SMF 가 UPF 에 설정하는 정보는 다음과 같은 내용을 포함한다.
■ 패킷 사용량에 대한 최대 사용량
■ 패킷 사용량 보고에 대한 임계치
■ QoS Profile (5QI/QCI) 값 및 QoS 별 사용량
■ QoS 별 임계치
UPF 는 SMF 으로 부터 사용량 감시 보고 조건에 따라서 다음을 SMF 에 보고 한다. UPF 에 SMF 에 감시하는 보고의 조건은 아래와 같다.
■ 단말의 세션에 대한 패킷 사용량이 대한 최대 사용량에 다다른 경우
■ 단말의 세션에 대한 패킷 사용량이 임계치에 다다른 경우
■ 단말 세션의 QoS 프로파일 (5QI/QCI) 에 대한 패킷 사용량이 최대 사용량에 다다른 경우
■ 단말 세션의 QoS 프로파일 (5Qi/QCI) 에 대한 패킷 사용량이 임계치에 다다른 경우
■ 단말의 세션의 사용 총 사용 시간이 최대 사용 시간에 다다른 경우
■ 단말의 세션의 사용 총 시간이 임계치에 다다른 경우
이와 더불어 SMF 는 UPF 에 단말이 상향 링크로 사용될 수 있는 QoS에 대한 정보를 설정할 수 있으며, 만일 단말이 허용되지 않는 상향 QoS 에 해당하는 QoS 를 사용하여 패킷을 보내는 경우 해당 패킷이 이를 UPF 에 보고할 수 있다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 단말의 구조를 도시한 도면이다.
도 11을 참고하면, 단말은 송수신부 (1110), 제어부 (1120), 저장부 (130)을 포함할 수 있다. 본 발명에서 제어부는, 회로 또는 어플리케이션 특정 통합 회로 또는 적어도 하나의 프로세서라고 정의될 수 있다.
송수신부 (1110)는 다른 네트워크 엔티티와 신호를 송수신할 수 있다.
제어부 (1120)은 본 발명에서 제안하는 실시예들에 따른 단말의 전반적인 동작을 제어할 수 있다. 예를 들어, 제어부 (1120)는 상기에서 기술한 순서도에 따른 동작을 수행하도록 각 블록 간 신호 흐름을 제어할 수 있다. 구체적으로, 제어부(1120)는 본 발명의 실시예들에 따라 지역 사업자가 제공하는 데이터 이용권을 활용하여 지역 사업자의 데이터 서비스, 음성/화상 통신 서비스 및 부가 서비스를 사용할 수 있다.
저장부(1130)는 송수신부 (1110)를 통해 송수신되는 정보 및 제어부 (1120)를 통해 생성되는 정보 중 적어도 하나를 저장할 수 있다.
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 네트워크 엔티티의 구조를 도시한 도면이다.
도 12를 참고하면, 네트워크 엔티티는 송수신부 (1210), 제어부 (1220), 저장부 (1230)을 포함할 수 있다. 본 발명에서 제어부는, 회로 또는 어플리케이션 특정 통합 회로 또는 적어도 하나의 프로세서라고 정의될 수 있다.
송수신부 (1210)는 단말 또는 다른 네트워크 엔티티와 신호를 송수신할 수 있다.
제어부 (1220)은 본 발명에서 제안하는 실시예들에 따른 네트워크 엔티티의 전반적인 동작을 제어할 수 있다. 예를 들어, 제어부 (1220)는 상기에서 기술한 순서도에 따른 동작을 수행하도록 각 블록 간 신호 흐름을 제어할 수 있다. 구체적으로, 제어부 (1220)는 본 발명의 실시예들에 따라 지역 사업자가 제공하는 데이터 이용권을 활용하여 사용자가 지역 사업자의 데이터 서비스, 음성/화상 통신 서비스 및 부가 서비스를 사용할 수 있도록 제어할 수 있다.
저장부(1230)는 송수신부 (1210)를 통해 송수신되는 정보 및 제어부 (1220)를 통해 생성되는 정보 중 적어도 하나를 저장할 수 있다.

Claims (1)

  1. 무선 통신 시스템에서 네트워크 접속 방법에 있어서,
    로밍 시에 사업자를 수동 모드로 전환하여 지역 사업자를 선택하는 단계;
    상기 지역 사업자가 제공하는 제한적 서비스를 통해 데이터 이용권의 구매처에 접속하고 상기 데이터 이용권을 획득하는 단계; 및
    상기 데이터 이용권에 포함된 인증 정보를 이용하여 네트워크에 접속하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
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