KR20210062402A

KR20210062402A - Gtp-u 프로토콜을 사용하는 이동통신 네트워크에서의 오과금 방지 방법 및 시스템

Info

Publication number: KR20210062402A
Application number: KR1020190150599A
Authority: KR
Inventors: 박상길; 정원식; 최보현
Original assignee: 주식회사 엘지유플러스
Priority date: 2019-11-21
Filing date: 2019-11-21
Publication date: 2021-05-31
Also published as: KR102340394B1

Abstract

본 발명은 GTP-U 프로토콜을 사용하는 이동통신 네트워크에서의 오과금 방지 방법 및 시스템에 관한 것으로서, GTP-U 프로토콜을 사용하는 이동통신 네트워크에서의 오과금 방지 방법은, 사용자 패킷이 GTP-U 프로토콜을 사용하여 PGW와 SGW 및 eNB를 통해 사용자 단말(UE)로 전달하는 이동통신 네트워크에서의 오과금 방지 방법에 있어서, eNB가 GTP-U 터널링을 통해 SGW로부터 사용자 패킷이 포함된 터널링 패킷을 수신하는 단계; UE의 상태가 Idle 인 경우 eNB는 사용자 패킷이 추가된 GTP-U Error Indication 을 생성하여 SGW로 전송하는 단계; SGW는 GTP-U Error Indication 을 수신하여 PGW로 전달하는 단계; 및 PGW는 GTP-U Error Indication을 수신하여 사용자 패킷을 과금량에서 차감하는 단계를 포함한다.
본 발명에 의하면, GTP-U 프로토콜을 사용하는 LTE 및 5G 이동통신 네트워크에서 장비간 UE에 대한 상태정보의 불일치로 인한 폐기된 패킷에 대한 오과금 및 페이징 실패로 인한 버퍼링된 패킷에 대한 오과금을 방지할 수 있다.

Description

GTP-U 프로토콜을 사용하는 이동통신 네트워크에서의 오과금 방지 방법 및 시스템{Method and system for preventing overcharge in mobile communication network}

본 발명은 오과금 방지에 관한 것으로서, 특히 GTP-U 프로토콜을 사용하는 이동통신 네트워크에서의 오과금 방지 방법 및 시스템에 관한 것이다.

도 1은 LTE 네트워크의 구조를 도식화한 것을 나타낸 것이다. 도 1을 참조하면, UE (User Equipment, 110)은 사용자 단말로서, 스마트폰 또는 데이터 통신 만을 목적으로 하고 USB type으로 노트북에 연결하여 무선 인터넷을 사용하는 USB 동글(dongle)일 수도 있다.　 UE(110)에는 가입자 식별/인증을 위한 IMSI 값이 내장된 USIM 카드가 삽입될 수 있다. eNB(Evolved Node B, 120)은 LTE 기지국이라 불리며, UE(110)와 LTE 네트워크 간에　무선 연결을 제공한다.

S-GW (Serving Gateway, 130)은 eNB간의 핸드오버시에 anchoring 역할을 한다. 즉, eNB1에 접속하여 인터넷을 사용하던 UE가 이동을 하면서 eNB1과의 접속을 해지하고 eNB2와 접속을 하는 핸드오버 시에 S-GW(130)는 anchoring 역할을 한다. 하나의 S-GW를 축으로 eNB1에서 eNB2로 UE의 핸드오버가 발생하게 되는데, 이 때 S-GW(130)는 Intra-LTE mobility에서 anchor point 역할을 한다.

P-GW (PDN Gateway, 140)는 3GPP에서 규정하고 있는 UE 접속 절차를 통해 단말에 IP 주소를 할당하며, 핸드오버 발생시에 S-GW(130)는 eNB들에 대한 anchoring을 하지만, P-GW(140)는 S-GW들에 대한 anchoring을 수행한다. 즉, UE(110)가 이동 중에 S-GW1에서 S-GW2로 변경이 되는 경우(S-GW1이 관리하는 eNB에서 S-GW2가 관리하는 eNB로 이동) P-GW(140)는 anchoring 포인트가 된다. P-GW(140)는 UE별로 서로 다른 QoS 정책을 적용(우선순위, 대역폭 제어등의 행위를 수행)할 수 있으며, UE별로 과금(Accounting) 데이터(상하향 트래픽 양, 접속시간 등)를 관리한다. 즉, 각 가입자 별로 언제 접속했고, 얼마나 데이터를 사용했고, 얼마 동안 접속했는지 이력을 P-GW(140)는 생성 및 관리하고, 그 데이터를 OFCS로 전달한다. 여기서, 사용자 데이터는 UE(110), eNB(120), S-GW(130) 및 P-GW(140)를 통해 인터넷과 통신하며, 다른 네트워크 Element들 예를 들어 MME, PCRF 등에는 사용자 데이터가 지나가지 않는다.

MME　(Mobility Management Entity, 150)은 UE를 인증(Authentication)하며, UE가 인터넷을 사용하기 위해 UE - eNB - S-GW - P-GW 구간에서 생성되는 논리적인 터널(GTP 터널)인 EPS 베어러(bearer)를 관리하며, GTP 터널의 생성, 변경, 해제에 관여한다. 그리고 MME(150)는 가입자의 Mobility 상태 즉, 현재 UE(110)가 네트워크에 붙어 있는지, 안 붙어 있는지, 붙어 있는데 인터넷을 사용하는지 아니면 사용하고 있는 않은지를 관리한다.

LTE 네트워크에서 사용자 트래픽은 GTP-U 프로토콜을 사용한 터널링을 통해 전달되며, PGW가 서비스별 과금을 수행한다. GTP는 GRPS(General Packet Radio Service) Tunneling Protocol의 약자로서, GTP-U는 GPRS 코어 네트워크 내에서 그리고　무선 액세스 네트워크와 코어 네트워크간에 사용자 데이터를 전달하는 IP 기반 통신 프토토콜이다. 도 2는 LTE 네트워크에서 GTP-U 프로토콜을 사용한 터널링을 통해 사용자 트래픽이 전달되고, PGW가 서비스별 과금을 수행하는 절차의 흐름을 나타낸 것이다. 도 2를 참조하면, PGW(110)는 서비스서버 (예: A사 서버)가 사용자단말(UE, 110)로 전송하는 사용자 패킷을 다운링크(Downlink) 패킷으로 수신하면(S112), 해당 가입자에 대한 사용량에 패킷 사이즈만큼 과금량을 가산한 후(S113), SGW(130)로 GTP-U 터널링을 통해 패킷을 전달한다. SGW(130)는 터널링 관련 헤더를 제거한 후 다시 eNB(120)에 맞는 GTP-U 터널 헤더를 추가하여 패킷을 전달한다. eNB(120)는 GTP-U 관련 헤더를 제거한 후 단말(UE, 110)에 사용자 패킷을 전달한다.

GTP-U 패킷 터널링을 위해서는 3GPP 표준에서 정의한 Signaling 메시지를 통해 가입자 식별을 위해 양 쪽 터널링 노드 간 TEID(Tunnel Identifier)가 사전에 할당되어 있어야 한다. 이 중 eNB(120)와 SGW(130)간 Tunnel은 사용자가 서비스를 사용하는 동안에만 생성되며 일정 시간 동안 사용하지 않으면 무선 자원과 함께 해제한다. 이에 반해 SGW(130) - PGW(140)간 터널은 세션이 종료되지 않는 한 항상 유지된다.

그러나 이러한 패킷 터널은 여러 가지 이유에 의해 노드(Node) 간 불일치가 발생할 수 있으며, 이를 해결하기 위해 표준에는 없는 터널에 대한 패킷 수신 시 GTP-U Error Indication 메시지를 상대방에게 보내 터널이 없음을 알릴 수 있도록 하고 있다. 따라서 eNB(120)는 단말(UE, 110) 상태를 Idle로 관리하고, SGW(130)는 단말(UE, 110)을 Active로 관리하는 경우 DL(Downlink) 패킷에 대해 eNB(120)는 Error Indication을 SGW(130)로 전송할 수 있고, 이를 수신하면 SGW(130)는 해당 사용자의 상태를 Active 에서 Idle 로 변경하여 이후 발생하는 Paging 절차를 통해 다시 장비 간 터널 정보에 대한 동기를 유지한다. SGW(130)와 PGW(140)간 불일치가 발생하는 경우 PGW(140)는 Error Indication 수신 시 해당 Bearer(또는 세션)를 삭제하도록 되어 있다.

정상적으로 특정 단말을 eNB(120)와 SGW(130) 모두 Idle로 관리하는 경우, DL 패킷 발생 시 PGW(140)는 SGW(130)로 패킷을 전달하고, SGW(130)는 Paging 절차를 통해 단말, eNB(120), SGW(130)를 모두 Active 상태로 변경하고 패킷을 전달한다.

이러한 구조에서는 두 가지 형태의 과금 문제가 존재할 수 있다. 첫째는 eNB(120)와 SGW(130) 간 상태 불일치가 발생하여 eNB(120)는 단말을 Idle, SGW(130)는 Active 로 알고 있는 경우, PGW(140)는 DL 패킷을 수신하면 과금 처리를 하고 SGW(130)로 전달한다. SGW(130)는 eNB(120)로 전달하지만 eNB(120)는 Idle 상태로 알고 있기 때문에 SGW(130)로 GTP-U Error Indication 을 전달하게 된다. 이 경우 Error Indication을 유발한 사용자 패킷들은 PGW(140)에서 과금 처리를 하나 실제 사용자에게 전달되지 못하여 오과금되게 된다.

두 번째로 eNB(120), SGW(130)가 모두 가입자를 Idle로 관리하는 경우 발생하는 오과금이다. PGW(140)는 단말(110)의 Active, Idle 상태를 모르기 때문에 DL 패킷이 발생하면 과금 처리를 하고 무조건 SGW(130)로 전달한다. SGW(130)는 패킷을 버퍼링하고 Paging Procedure를 수행하여 단말을 Active로 변경시킨 후 패킷을 전달한다. 그러나 단말의 Paging Procedure가 실패하는 경우 또는 기타 다양한 이유로 단말을 Active로 변경하지 못하는 경우, 일정 시간 후 SGW(130)는 Buffering된 패킷을 폐기하게 된다. 예를 들어 정상적으로 전원 Off하지 않고 배터리를 탈장하거나, 음영 지역에 있어서 단말이 Paging을 받지 못하는 경우에 SGW(130)는 일정 시간 후 버퍼링(Buffering)된 패킷을 폐기하게 된다.

이 경우에도 SGW(130)에서 Buffering된 패킷은 PGW(140)에서 과금이 발생하지만 실제 사용자에게 전달되지 못한 오과금이 된다. 이런 상황은 특히 로밍 서비스 관련해서 큰 문제가 될 수 있다. 사용자가 해외에서 로밍 서비스를 사용하다 국내에 복귀했으나 현지 망에서 정상적으로 세션을 종료시키지 않은 경우, 예를 들어 전원 Off하지 않고 비행기 이륙하거나 배터리를 탈장하는 경우, 해당 세션으로 DL 패킷이 일부라도 발생하면 현지에서 과금이 발생할 수 있다.

5G SA(StandAlone) 구조에서도 사용자 패킷을 전달하기 위하여 UPF(User Plane Function)와 기지국 간 GTP-U 프로토콜을 사용한다. SA 구조에서는 과금량을 산정하는 UPF가 사용자 패킷에 대한 Buffering을 같이 수행하기 때문에 두 번째로 언급한 오과금의 경우는 발생하지 않지만, 장비간 단말(UE) 상태 정보 불일치에 의한 오과금 사례는 LTE 네트워크와 동일하게 발생한다.

등록특허공보 제10-1988473, 2019.06.05)

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 LTE 네트워크에서 eNB와 SGW 간 UE 상태 정보에 대한 불일치가 발생하여 eNB는 UE의 상태를 Idle, SGW는 Active 로 알고 있는 경우 이동통신 네트워크에서의 오과금 방지 방법 및 시스템을 제공하는 것이다.

본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는 5G 네트워크에서 UPF와 AN(gNB) 간 UE 상태 정보에 대한 불일치가 발생하여 gNB는 UE의 상태를 Idle로 알고 있고 UPF는 Active 로 알고 있는 경우 이동통신 네트워크에서의 오과금 방지 시스템을 제공하는 것이다.

본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제는 LTE 네트워크에서 eNB와 SGW가 UE의 상태를 Idle로 관리하는 경우 이동통신 네트워크에서의 오과금 방지 방법 및 시스템을 제공하는 것이다.

상기 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명에 의한 GTP-U 프로토콜을 사용하는 이동통신 네트워크에서의 오과금 방지 방법은, GTP-U 프로토콜을 사용하는 이동통신 네트워크에서의 오과금 방지 방법에 있어서 사용자 패킷이 GTP-U 프로토콜을 사용하여 PGW와 SGW 및 eNB를 통해 사용자 단말(UE)로 전달될 때, 상기 eNB가 GTP-U 터널링을 통해 상기 SGW로부터 상기 사용자 패킷이 포함된 터널링 패킷을 수신하는 제1단계; 상기 UE의 상태가 Idle 인 경우 상기 eNB는 상기 사용자 패킷이 추가된 GTP-U Error Indication 을 생성하여 상기 SGW로 전송하는 제2단계; 상기 SGW는 상기 GTP-U Error Indication 을 수신하여 상기 PGW로 전달하는 제3단계; 및 상기 PGW는 상기 GTP-U Error Indication을 수신하여 사용자 패킷을 과금량에서 차감하는 제4단계를 포함한다.

상기 제1단계는 상기 PGW가 상기 사용자 패킷을 수신하여 과금 처리하고 상기 사용자 패킷을 제1터널링 패킷으로 생성하여 GTP-U 터널링을 통해 SGW로 전송하는 단계; 상기 SGW는 상기 제1터널링 패킷의 헤더를 제거한 후 eNB에 맞는 GTP-U 터널 헤더가 추가된 제2터널링 패킷을 생성하여 상기 eNB로 전송하는 단계; 및 상기 eNB가 GTP-U 터널링을 통해 상기 SGW로부터 상기 사용자 패킷이 포함된 제2터널링 패킷을 수신하는 단계를 포함한다. 상기 제2단계는 상기 eNB는 상기 사용자 단말이 Idle 상태인 경우, Error Indication을 유발한 사용자 패킷이 수록된 신규 Private Extension을 추가하여 GTP-U Error Indication 을 생성하는 단계; 및 상기 eNB는 상기 사용자 패킷이 수록된 GTP-U Error Indication 을 상기 SGW로 전송하는 단계를 포함한다. 상기 PGW는 상기 사용자 패킷이 수록된 GTP-U Error Indication 을 수신하면 Bearer/세션 삭제를 수행하지 않고 상기 수록된 사용자 패킷을 과금량에서 차감하는 것을 특징으로 한다.

상기 다른 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명에 의한 GTP-U 프로토콜을 사용하는 이동통신 네트워크에서의 오과금 방지 방법은, GTP-U 프로토콜을 사용하는 이동통신 네트워크에서의 오과금 방지 방법에 있어서 5G 통신망의 UPF가 사용자 단말(UE)로 전달할 다운링크 패킷인 사용자 패킷을 수신하는 단계; 상기 UPF는 사용자 단말(UE)이 Active 이면, 상기 사용자패킷을 AN(gNB)으로 전송하는 단계; 상기 AN이 상기 UPF로부터 사용자 패킷을 수신하는 단계; 상기 UE가 Idle 이면 상기 AN은 Error Indication을 유발한 사용자 패킷이 수록된 신규 Private Extension을 추가하여 GTP-U Error Indication을 생성하는 단계; 상기 AN이 상기 사용자 패킷이 수록된 GTP-U Error Indication 을 상기 UPF로 전달하는 단계; 및 상기 UPF는 상기 사용자 패킷이 수록된 GTP-U Error Indication 을 수신하면 상기 수록된 사용자 패킷을 과금량에서 차감하는 단계를 포함한다.

상기 사용자 단말(UE)이 Idle 인 경우, 상기 UPF는 SMF로 사용자 패킷이 수신되었음을 통보하고 상기 사용자 패킷을 버퍼링하는 단계; 상기 SMF는 UPF의 데이터 수신을 통보 받으면 AMF에게 페이징(paging)을 요청하는 단계; 상기 AMF가 AN(gNB)로 페이징을 시도하여 UE가 Active로 전환되면, 상기 UPF는 상기 버퍼링된 사용자 패킷을 AN(gNB)으로 전송하고, AN(gNB)은 UE로 사용자 패킷을 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 따른 GTP-U 프로토콜을 사용하는 이동통신 네트워크에서의 오과금 방지 방법은 상기 AMF가 gNB로 페이징을 시도하여 UE가 Active로 전환되지 않으면, UPF는 패킷을 폐기하고 패킷을 과금하지 않는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 또 다른 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명에 의한 GTP-U 프로토콜을 사용하는 이동통신 네트워크에서의 오과금 방지 방법은, 사용자 패킷을 GTP-U 프로토콜을 사용하여 사용자 단말(UE)로 전달하는 이동통신 네트워크에서의 오과금 방지 방법에 있어서, LTE 네트워크의 PGW가 상기 사용자 패킷을 수신하면 과금 처리를 하고 상기 사용자 패킷을 상기 GTP-U 프로토콜에 따라 터널링 패킷으로 생성하여 GTP-U 터널링을 통해 SGW로 전송하는 단계; 상기 SGW는 상기 터널링 패킷을 수신하고, 상기 UE가 Idle 상태인 경우 상기 터널링 패킷을 버퍼링하고, MME에 다운링크 데이터 Notification을 전송하여 페이징을 요청하는 단계; 상기 MME는 페이징을 실패하는 경우 다운링크 데이터 failure Indication을 상기 SGW로 전달하는 단계; 상기 SGW는 상기 다운링크 데이터 failure Indication을 수신하면 상기 버퍼링한 터널링 패킷으로부터 사용자 패킷을 추출하여 상기 사용자 패킷이 수록된 신규 Private Extension을 추가하여 GTP-U Error Indication을 생성하여 상기 PGW로 전송하는 단계; 및 상기 PGW는 상기 사용자 패킷이 수록된 GTP-U Error Indication 을 수신하면 상기 수록된 사용자 패킷을 과금량에서 차감하는 단계를 포함한다. 상기 PGW는 상기 사용자 패킷이 수록된 GTP-U Error Indication 을 수신하면 Bearer/세션 삭제를 수행하지 않고 상기 수록된 사용자 패킷을 과금량에서 차감하는 것을 특징으로 한다.

상기 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명에 의한 GTP-U 프로토콜을 사용하는 이동통신 네트워크에서의 오과금 방지 시스템은, 사용자 패킷을 GTP-U 프로토콜을 사용하여 사용자 단말(UE)로 전달하는 이동통신 네트워크에서의 오과금 방지 시스템에 있어서, 상기 사용자 패킷을 수신하면 과금 처리를 하고 제1터널링 패킷을 생성하여 GTP-U 터널링을 통해 전송하는 PGW; 상기 PGW로부터 제1터널링 패킷을 수신하고, 상기 UE가 Active 상태인 경우 상기 제1터널링 패킷의 헤더를 제거한 후 제2터널링 패킷을 생성하여 전송하는 SGW; 및 상기 제2터널링 패킷을 수신하고, 상기 사용자 단말이 Idle 상태인 경우, Error Indication을 유발한 사용자 패킷이 수록된 신규 Private Extension을 추가하여 GTP-U Error Indication 을 생성하여 상기 사용자 패킷이 수록된 GTP-U Error Indication 을 상기 SGW로 전달하는 eNB를 포함하고, 상기 제2터널링 패킷은 상기 eNB에 맞는 GTP-U 터널 헤더가 추가된 것이고, 상기 SGW는 상기 사용자 패킷이 수록된 GTP-U Error Indication 을 수신하여 상기 PGW로 전달하고, 상기 PGW는 상기 사용자 패킷이 수록된 GTP-U Error Indication 을 수신하면 상기 수록된 사용자 패킷을 과금량에서 차감한다. 상기 PGW는 상기 사용자 패킷이 수록된 GTP-U Error Indication 을 수신하면 Bearer/세션 삭제를 수행하지 않고 상기 수록된 사용자 패킷을 과금량에서 차감하는 것을 특징으로 한다.

상기 다른 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명에 의한 GTP-U 프로토콜을 사용하는 이동통신 네트워크에서의 오과금 방지 시스템은, 사용자 패킷을 GTP-U 프로토콜을 사용하여 사용자 단말(UE)로 전달하는 이동통신 네트워크에서의 오과금 방지 시스템에 있어서, 사용자 단말(UE)로 전달할 다운링크 패킷(사용자 패킷)을 수신하고, 상기 사용자 단말(UE)이 Active 이면, 상기 사용자패킷을 전송하는 UPF: 및 상기 UPF로부터 사용자 패킷을 수신하고, 상기 UE가 Idle 이면 Error Indication을 유발한 사용자 패킷이 수록된 신규 Private Extension을 추가하여 GTP-U Error Indication을 생성하여 상기 사용자 패킷이 수록된 GTP-U Error Indication 을 상기 UPF로 전달하는 AN 을 포함하고, 상기 UPF는 상기 사용자 패킷이 수록된 GTP-U Error Indication 을 수신하면 상기 수록된 사용자 패킷을 과금량에서 차감한다.

본 발명에 의한 GTP-U 프로토콜을 사용하는 이동통신 네트워크에서의 오과금 방지 시스템은, SMF 및 AMF를 더 포함하고, 상기 사용자 단말(UE)이 Idle 인 경우 상기 UPF는 사용자 패킷이 수신되었음을 상기 SMF에게 통보하고, 상기 사용자 패킷을 버퍼링하며, 상기 UPF로부터 사용자 패킷이 수신되었음을 통보 받으면, 상기 AMF로 페이징(paging)을 요청하는 SMF; 상기 SMF로부터 페이징(paging) 요청을 수신하면, 상기 AN(gNB)로 페이징을 요청하는 AMF; 상기 AN의 페이징에 의해 상기 UE가 Active로 전환되면, 상기 UPF는 상기 버퍼링된 사용자 패킷을 AN(gNB)으로 전송하고, 상기 AN(gNB)은 상기 UE로 사용자 패킷을 전송하는 것을 특징으로 한다.

상기 UPF는 상기 AMF에 의한 페이징 요청에 대해 상기 UE가 Active로 전환되지 않으면, 상기 사용자 패킷을 폐기하고 상기 폐기된 사용자 패킷에 대해서는 과금하지 않는 것을 특징으로 한다.

상기 또 다른 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명에 의한 GTP-U 프로토콜을 사용하는 이동통신 네트워크에서의 오과금 방지 시스템은, 사용자 패킷을 GTP-U 프로토콜을 사용하여 사용자 단말(UE)로 전달하는 이동통신 네트워크에서의 오과금 방지 시스템에 있어서, 상기 사용자 패킷을 수신하면 상기 사용자 패킷에 대해 과금 처리를 하고 상기 GTP-U 프로토콜을 사용하여 상기 사용자 패킷을 터널링 패킷으로 생성하고, 상기 생성된 터널링 패킷을 전송하는 PGW; 상기 PGW로부터 상기 터널링 패킷을 수신하고 상기 UE가 Idle인 경우 상기 터널링 패킷을 버퍼링하고, 다운링크 데이터 Notification을 전송하여 페이징을 요청하는 SGW; 및 상기 SGW로부터 상기 다운링크 데이터 Notification을 수신하고, AN(gNB)에게 페이징을 요청하고, 상기 요청한 페이징을 실패하는 경우 상기 SGW로 다운링크 데이터 failure Indication을 전달하는 MME를 포함하여 이루어지고, 상기 SGW는 상기 다운링크 데이터 failure Indication을 수신하면 상기 버퍼링한 사용자 패킷으로부터 사용자 패킷을 추출하고, 상기 사용자 패킷이 수록된 신규 Private Extension을 추가하여 GTP-U Error Indication을 생성하여 상기 PGW로 전송하고, 상기 PGW는 상기 사용자 패킷이 수록된 GTP-U Error Indication 을 수신하면 상기 수록된 사용자 패킷을 과금량에서 차감한다. 상기 PGW는 상기 사용자 패킷이 수록된 GTP-U Error Indication 을 수신하면 Bearer/세션 삭제를 수행하지 않고 상기 수록된 사용자 패킷을 과금량에서 차감한다.

본 발명에 따른 GTP-U 프로토콜을 사용하는 이동통신 네트워크에서의 오과금 방지 방법 및 시스템에 의하면, LTE 네트워크에서 eNB와 SGW 간 UE 상태 정보에 대한 불일치가 발생하여 eNB는 UE의 상태를 Idle, SGW는 Active 로 알고 있는 경우 eNB가 GTP-U Error Indication에 신규 Private Extension을 추가하고 Error Indication을 유발한 패킷을 수록하여 SGW로 전달할 수 있도록 함으로써 LTE 네트워크에서의 발생할 수 있는 오과금을 방지할 수 있다.

그리고 본 발명에 의하면, LTE 네트워크에서 eNB와 SGW가 UE의 상태를 Idle로 관리하는 경우 SGW가 Downlink Data Failure Indication을 수신 시 Buffering한 패킷을 부가한 GTP-U Error Indication을 PGW로 전달하고 PGW는 GTP-U Error Indication에 부가된 패킷을 보고 서비스별 과금량에서 차감 처리함으로써 LTE 네트워크에서의 오과금을 방지할 수 있다. 특히, 사용자가 해외에서 로밍 서비스를 사용하다 국내에 복귀했으나 현지 네트워크에서 정상적으로 세션을 종료시키지 않은 경우, 예를 들어 전원을 Off 하지 않고 비행기 이륙하거나 배터리 탈장하는 경우에 해당 세션으로 다운로드 패킷이 일부라도 발생하면 현지 네트워크에서 부과하는 과금을 막을 수 있다.

또한 본 발명에 의하면, 5G 네트워크에서 UPF와 AN(gNB) 간 UE 상태 정보에 대한 불일치가 발생하여 gNB는 UE의 상태를 Idle로 알고 있고 UPF는 Active 로 알고 있는 경우 UE가 Idle 일 때 AN(gNB)가 Error Indication을 유발한 사용자 패킷이 수록된 신규 Private Extension을 추가하여 GTP-U Error Indication을 생성하여 UPF로 전달하고 UPF가 사용자 패킷을 과금량에서 차감함으로써 5G 네트워크에서의 오과금을 방지할 수 있다.

도 1은 본 발명이 적용될 수 있는 LTE 네트워크의 구조를 도식화한 것을 나타낸 것이다.
도 2는 LTE 네트워크에서 GTP-U 프로토콜을 사용한 터널링을 통해 사용자 트래픽이 전달되고, PGW가 서비스별 과금을 수행하는 절차의 흐름을 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 GTP-U 프로토콜을 사용하는 LTE 이동통신 네트워크에서의 오과금 방지 시스템의 구성을 블록도로 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 GTP-U 프로토콜을 사용하는 LTE 이동통신 네트워크에서의 오과금 방지 방법을 흐름도로 나타낸 것이다.
도 5는 본 발명의 제1실시예에 따른 GTP-U 프로토콜을 사용하는 LTE 이동통신 네트워크에서의 오과금 방지 방법을 보다 자세하게 흐름도로 나타낸 것이다.
도 6은 본 발명의 제2실시예에 따른 GTP-U 프로토콜을 사용하는 5G 이동통신 네트워크에서의 오과금 방지 시스템의 구성을 블록도로 나타낸 것이다.
도 7은 본 발명의 제2실시예에 따른 GTP-U 프로토콜을 사용하는 5G 이동통신 네트워크에서의 오과금 방지 방법을 흐름도로 나타낸 것이다.
도 8은 본 발명의 제3실시예에 따른 GTP-U 프로토콜을 사용하는 LTE 이동통신 네트워크에서의 오과금 방지 시스템의 구성을 블록도로 나타낸 것이다.
도 9는 본 발명의 제3실시예에 따른 GTP-U 프로토콜을 사용하는 LTE 이동통신 네트워크에서의 오과금 방지 방법을 흐름도로 나타낸 것이다.

이하, 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원 시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 GTP-U 프로토콜을 사용하는 LTE 이동통신 네트워크에서의 오과금 방지 시스템의 구성을 블록도로 나타낸 것이다.

본 발명의 제1실시예에 따른 GTP-U 프로토콜을 사용하는 LTE 이동통신 네트워크에서의 오과금 방지 시스템은 PGW(310), SGW(320) 및 eNB(330)을 포함하여 이루어진다. 도 3을 참조하면, PGW(310)는 사용자 패킷을 GTP-U 프로토콜을 사용하여 사용자 단말(UE)로 전달하는 이동통신 네트워크에서의 오과금 방지 시스템에서 상기 사용자 패킷을 수신하면 과금 처리를 하고 제1터널링 패킷을 생성하여 GTP-U 터널링을 통해 SGW(320)로 전송한다. 제1터널링 패킷의 헤더에는 소스(Source)는 PGW가 되고, 목적지(Destination)은 SGW가 된다.

SGW(320)는 PGW(310)로부터 제1터널링 패킷을 수신한다. SGW(320)는 사용자 단말인 UE(340)의 상태를 체크하여 Active 상태인 경우 상기 제1터널링 패킷의 헤더를 제거한 후, eNB(330)에 맞는 GTP-U 터널 헤더가 추가하여 제2터널링 패킷을 생성한다. SGW(320)는 GTP-U 터널 헤더가 추가된 제2터널링 패킷을 eNB(330)으로 전송한다. 제2터널링 패킷의 헤더에는 소스(Source)는 SGW가 되고, 목적지(Destination)은 eNB가 된다.

eNB(330)는 SGW(320)로부터 상기 제2터널링 패킷을 수신한다. eNB(330)는 UE(340)의 상태가 Idle 인 경우, Error Indication을 유발한 사용자 패킷을 신규 Private Extension에 추가하여 GTP-U Error Indication 을 생성한다. eNB(330)는 상기 사용자 패킷이 수록된 GTP-U Error Indication 을 SGW(320)로 전달한다.

한편, SGW(320)는 eNB(330)로부터 사용자 패킷이 신규 Private Extension에 추가된 GTP-U Error Indication 을 수신하면, 상기 사용자 패킷이 수록된 GTP-U Error Indication을 PGW(310)로 전달한다. PGW(310)는 SGW(320)로부터 상기 사용자 패킷이 수록된 GTP-U Error Indication 을 수신하면 상기 수록된 사용자 패킷을 과금량에서 차감한다. 이 때 PGW(310)는 상기 사용자 패킷이 수록된 GTP-U Error Indication 을 수신하면 Bearer/세션 삭제를 수행하지 않고 상기 수록된 사용자 패킷을 과금량에서 차감한다.

도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 GTP-U 프로토콜을 사용하는 LTE 이동통신 네트워크에서의 오과금 방지 방법을 흐름도로 나타낸 것이다. 도 3 및 도 4를 참조하여, 본 발명의 제1실시예에 따른 GTP-U 프로토콜을 사용하는 LTE 이동통신 네트워크에서의 오과금 방지 방법을 설명하기로 한다. 사용자 패킷이 GTP-U 프로토콜을 사용하여 PGW(310)와 SGW(320) 및 eNB(330)를 통해 사용자 단말(UE, 340)로 전달될 때, 먼저 eNB(340)가 GTP-U 터널링을 통해 SGW(320)로부터 상기 사용자 패킷이 포함된 터널링 패킷을 수신한다.(S410단계) 여기서 터널링 패킷의 헤더에는 소스(Sourece)는 SGW가 되고, 목적지(Destination)은 eNB가 포함되어 있다.

eNB(340)는 UE(340)의 상태가 Idle 인 경우 상기 사용자 패킷이 추가된 GTP-U Error Indication 을 생성하여 SGW(320)로 전송한다.(S420단계)

SGW(320)는 상기 GTP-U Error Indication 을 수신하여 PGW(310)로 전달한다.(S430단계) PGW(310)는 상기 GTP-U Error Indication을 수신하면 사용자 패킷을 과금량에서 차감한다.(S440단계)

도 5는 본 발명의 제1실시예에 따른 GTP-U 프로토콜을 사용하는 LTE 이동통신 네트워크에서의 오과금 방지 방법을 보다 자세하게 흐름도로 나타낸 것이다. 도 3 및 도 5를 참조하여, 본 발명의 제1실시예에 따른 GTP-U 프로토콜을 사용하는 LTE 이동통신 네트워크에서의 오과금 방지 방법을 보다 자세하게 설명하기로 한다.

PGW(310)가 상기 사용자 패킷을 수신하여 과금 처리한다. PGW(310)는 상기 사용자 패킷을 제1터널링 패킷으로 생성하여 GTP-U 터널링을 통해 SGW(320)로 전송한다.(S510단계) 제1터널링 패킷의 헤더에는 소스(Source)는 PGW이고, 목적지(Destination)는 SGW가 포함되어 있다.

SGW(320)는 상기 제1터널링 패킷의 헤더를 제거한 후 eNB(330)에 맞는 GTP-U 터널 헤더가 추가된 제2터널링 패킷을 생성하여 eNB(330)로 전송한다.(S520단계) 제2터널링 패킷의 헤더에는 소스(Source)는 SGW이고, 목적지(Destination)는 eNB가 포함되어 있다.

eNB(330)가 GTP-U 터널링을 통해 SGW(320)로부터 상기 사용자 패킷이 포함된 제2터널링 패킷을 수신한다.(S530단계) 그리고 나서 eNB(330)는 상기 사용자 단말(UE, 340)이 Idle 상태인 경우(S540단계), Error Indication을 유발한 사용자 패킷이 수록된 신규 Private Extension을 추가하여 GTP-U Error Indication 을 생성하여 상기 사용자 패킷이 수록된 GTP-U Error Indication 을 SGW(320)로 전송한다.(S550단계)

SGW(320)는 eNB(330)로부터 사용자 패킷이 수록된 GTP-U Error Indication 을 수신하여 PGW(310)로 전달한다.(S560단계)

PGW(310)는 SGW(320)로부터 상기 사용자 패킷이 수록된 GTP-U Error Indication 을 수신하면 Bearer/세션 삭제를 수행하지 않고 상기 수록된 사용자 패킷을 과금량에서 차감한다.(S570단계) 한편, S540단계에서 eNB(330)가 UE(340)의 상태가 Active이면, 제2터널링패킷에서 GTP-U 헤더를 제거한 후 사용자 패킷을 추출하여 UE(340)에게 전달한다.(S580단계)

도 6은 본 발명의 제2실시예에 따른 GTP-U 프로토콜을 사용하는 5G 이동통신 네트워크에서의 오과금 방지 시스템의 구성을 블록도로 나타낸 것이다.

본 발명의 제2실시예에 따른 GTP-U 프로토콜을 사용하는 5G 이동통신 네트워크에서의 오과금 방지 시스템은 UPF(User Plane Function, 610), AN(Access Network, gNB, 620), SMF(Session Management Function, 640) 및 AMF(Access and Mobility Function, 650)을 포함하여 이루어진다. 도 6을 참조하면, 사용자 패킷을 GTP-U 프로토콜을 사용하여 사용자 단말(UE)로 전달하는 이동통신 네트워크에서의 오과금 방지 시스템에서, UE(630)가 Active 인 경우에는 Data Network(605)로부터 사용자 패킷이 UPF(610)으로 전달되면, AN(620)을 통해 UE(630)으로 전달된다.

보다 구체적으로 설명하면, UPF(610)는 카카오 서버와 같은 데이터 네트워크(305)로부터 사용자 단말(UE)로 전달할 다운링크 패킷(사용자 패킷)을 수신하고, 상기 사용자 단말(UE, 630)이 Active 이면 상기 사용자 패킷을 AN(gNB, 620)으로 전송한다. 그런데 상기 사용자 단말(UE)의 상태가 Idle 인 경우 UPF(610)은 사용자 패킷이 수신되었음을 SMF(640)에게 통보하고 상기 사용자 패킷을 버퍼링한다.

AN(gNB, 620)는 UPF(610)로부터 사용자 패킷을 수신하면, UE(630)가 Idle 상태이면 Error Indication을 유발한 사용자 패킷이 수록된 신규 Private Extension을 추가하여 GTP-U Error Indication을 생성하여 상기 사용자 패킷이 수록된 GTP-U Error Indication 을 UPF(610)로 전달한다. 이 때 UPF(610)는 AN(gNB, 620)로부터 상기 사용자 패킷이 수록된 GTP-U Error Indication 을 수신하면 상기 수록된 사용자 패킷을 과금량에서 차감한다. SMF(640)는 UPF(610)로부터 사용자 패킷이 수신되었음을 통보 받으면, 상기 AMF로 페이징(paging)을 요청한다.

AMF(650)는 SMF(640)로부터 페이징(paging) 요청을 수신하면, AN(gNB, 620)에게 페이징을 요청한다. AN(620)의 페이징에 의해 사용자 단말인 UE(630)가 Active로 전환되면, UPF(610)는 상기 버퍼링된 사용자 패킷을 AN(gNB, 620)으로 전송하고, AN(gNB, 620)은 UE(630)로 사용자 패킷을 전송한다. 한편, UPF(610)는 AMF(650)에 의한 페이징 요청에 대해 상기 UE가 Active로 전환되지 않으면, 상기 사용자 패킷을 폐기하고 상기 폐기된 사용자 패킷에 대해서는 과금하지 않는다.

도 7은 본 발명의 제2실시예에 따른 GTP-U 프로토콜을 사용하는 5G 이동통신 네트워크에서의 오과금 방지 방법을 흐름도로 나타낸 것이다. 도 6 및 도 7을 참조하여, 본 발명의 제2실시예에 따른 GTP-U 프로토콜을 사용하는 5G 이동통신 네트워크에서의 오과금 방지 방법을 설명하기로 한다.

먼저, 5G 통신망의 UPF(610)가 데이터 네트워크(605)로부터 사용자 단말(UE)로 전달할 다운링크 패킷인 사용자 패킷을 수신한다.(S710단계) UPF(610)는 사용자 단말(UE)이 Active 이면(S720단계), 상기 사용자패킷을 AN(gNB, 620)으로 전송한다.(S730단계)

AN(620)이 UPF(610)로부터 사용자 패킷을 수신한 후(S740단계), UE(630)가 Idle 이면 AN(620)은 Error Indication을 유발한 사용자 패킷이 수록된 신규 Private Extension을 추가하여 GTP-U Error Indication을 생성하여 UPF(610)로 전달한다. .(S750단계)

UPF(610)는 상기 사용자 패킷이 수록된 GTP-U Error Indication 을 수신하면 상기 수록된 사용자 패킷을 과금량에서 차감한다.(S760단계)

한편, UPF(610)는 UE(630)로 전달할 사용자 패킷을 수신한 후 상기 사용자 단말(UE)이 Idle 인 경우(S720단계), SMF(640)로 사용자 패킷이 수신되었음을 통보하고 상기 사용자 패킷을 버퍼링한다.(S765단계) SMF(640)는 UPF(610)의 데이터 수신을 통보 받으면 AMF(650)에게 페이징(paging)을 요청한다.(S770단계)

AMF(650)가 AN(gNB, 620)로 페이징을 시도하여(S775단계), UE(630)가 Active로 전환되면(S780단계), UPF(610)는 상기 버퍼링된 사용자 패킷을 AN(gNB, 620)으로 전송하고, AN(gNB, 620)은 UE로 사용자 패킷을 전송한다.(S785단계) 그리고, AMF(650)가 gNB(620)로 페이징을 시도하여 UE(630)가 Active로 전환되지 않으면, UPF(610)는 패킷을 폐기하고 과금하지 않는다.(S790단계)

도 8은 본 발명의 제3실시예에 따른 GTP-U 프로토콜을 사용하는 LTE 이동통신 네트워크에서의 오과금 방지 시스템의 구성을 블록도로 나타낸 것이다. 본 발명의 제3실시예에 따른 GTP-U 프로토콜을 사용하는 LTE 이동통신 네트워크에서의 오과금 방지 시스템은 PGW(810), SGW(820), eNB(830) 및 MME(840)을 포함하여 이루어진다. 도 8을 참조하면, PGW(810)은 사용자 패킷을 GTP-U 프로토콜을 사용하여 사용자 단말(UE)로 전달하는 이동통신 네트워크에서의 오과금 방지 시스템에서 상기 사용자 패킷을 수신하면 상기 사용자 패킷에 대해 과금 처리를 하고 상기 GTP-U 프로토콜을 사용하여 상기 사용자 패킷을 터널링 패킷으로 생성하고, 상기 생성된 터널링 패킷을 SGW(820)으로 전송한다.

SGW(820)는 PGW(810)로부터 상기 터널링 패킷을 수신하고 UE(850)가 Idle인 경우 상기 터널링 패킷을 버퍼링하고, 다운링크 데이터 Notification을 전송하여 페이징을 MME(840)에게 요청한다.

MME(840)는 SGW(820)로부터 상기 다운링크 데이터 Notification을 수신하고, AN(gNB, 830)에게 페이징을 요청하고, 상기 요청한 페이징이 실패하는 경우 SGW(820)로 다운링크 데이터 failure Indication을 전달한다.

한편, SGW(820)는 MME(840)로부터 상기 다운링크 데이터 failure Indication을 수신하면 상기 버퍼링한 사용자 패킷으로부터 사용자 패킷을 추출하고, 상기 사용자 패킷이 수록된 신규 Private Extension을 추가하여 GTP-U Error Indication을 생성하여 PGW(810)로 전송한다. PGW(810)는 SGW(820)으로부터 상기 사용자 패킷이 수록된 GTP-U Error Indication 을 수신하면 상기 수록된 사용자 패킷을 과금량에서 차감한다. 이 때, PGW(810)는 상기 사용자 패킷이 수록된 GTP-U Error Indication 을 수신하면 Bearer/세션 삭제를 수행하지 않고 상기 수록된 사용자 패킷을 과금량에서 차감한다.

도 9는 본 발명의 제3실시예에 따른 GTP-U 프로토콜을 사용하는 LTE 이동통신 네트워크에서의 오과금 방지 방법을 흐름도로 나타낸 것이다. 도 8 및 도 9를 참조하여, 본 발명의 제3실시예에 따른 GTP-U 프로토콜을 사용하는 LTE 이동통신 네트워크에서의 오과금 방지 방법을 설명하기로 하다.

먼저, 사용자 패킷을 GTP-U 프로토콜을 사용하여 사용자 단말(UE)로 전달하는 이동통신 네트워크에서의 오과금 방지 방법에서, LTE 네트워크의 PGW(810)가 상기 사용자 패킷을 수신하면 과금 처리를 하고 상기 사용자 패킷을 상기 GTP-U 프로토콜에 따라 터널링 패킷으로 생성하여 GTP-U 터널링을 통해 SGW(820)로 전송한다.(S910단계) SGW(820)는 상기 터널링 패킷을 수신하고, UE(850)가 Idle 상태인 경우 상기 터널링 패킷을 버퍼링하고, MME(840)에 다운링크 데이터 Notification을 전송하여 페이징을 요청한다.(S920단계)

MME(840)는 페이징을 실패하는 경우 다운링크 데이터 failure Indication을 SGW(820)로 전달한다.(S930단계)

SGW(820)는 상기 다운링크 데이터 failure Indication을 수신하면 상기 버퍼링한 터널링 패킷으로부터 사용자 패킷을 추출하여 상기 사용자 패킷이 수록된 신규 Private Extension을 추가하여 GTP-U Error Indication을 생성하여 PGW(810)로 전송한다.(S940단계) PGW(810)는 상기 사용자 패킷이 수록된 GTP-U Error Indication 을 수신하면 상기 수록된 사용자 패킷을 과금량에서 차감한다.(S950단계) 이 때 PGW(810)는 상기 사용자 패킷이 수록된 GTP-U Error Indication 을 수신하면 Bearer/세션 삭제를 수행하지 않고 상기 수록된 사용자 패킷을 과금량에서 차감한다.

본 발명은 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체에 컴퓨터(정보 처리 기능을 갖는 장치를 모두 포함한다)가 읽을 수 있는 코드로서 구현될 수 있다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록 장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 장치의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광 데이터 저장장치 등이 있다. 또한, 본 명세서에서, “부”는 프로세서 또는 회로와 같은 하드웨어 구성(hardware component), 및/또는 프로세서와 같은 하드웨어 구성에 의해 실행되는 소프트웨어 구성(software component)일 수 있다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 등록청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

110 : UE(사용자 단말) 120 : eNB
130 : SGW 140 : PGW
145 : PDN 150 : MME
160 : HSS 305 : 데이터 네트워크(Data Network)
310 : PGW 320 : SGW
330 : eNB 340 : UE
605 : 데이터 네트워크(Data Network)
610 : UPF 620 : AN(gNB)
630 : UE 640 : SMF
650 : AMF

Claims

GTP-U 프로토콜을 사용하는 이동통신 네트워크에서의 오과금 방지 방법에 있어서
사용자 패킷이 GTP-U 프로토콜을 사용하여 PGW와 SGW 및 eNB를 통해 사용자 단말(UE)로 전달될 때, 상기 eNB가 GTP-U 터널링을 통해 상기 SGW로부터 상기 사용자 패킷이 포함된 터널링 패킷을 수신하는 제1단계;
상기 UE의 상태가 Idle 인 경우 상기 eNB는 상기 사용자 패킷이 추가된 GTP-U Error Indication 을 생성하여 상기 SGW로 전송하는 제2단계;
상기 SGW는 상기 GTP-U Error Indication 을 수신하여 상기 PGW로 전달하는 제3단계; 및
상기 PGW는 상기 GTP-U Error Indication을 수신하여 사용자 패킷을 과금량에서 차감하는 제4단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 GTP-U 프로토콜을 사용하는 이동통신 네트워크에서의 오과금 방지 방법.
제1항에 있어서, 상기 제1단계는
상기 PGW가 상기 사용자 패킷을 수신하여 과금 처리하고 상기 사용자 패킷을 제1터널링 패킷으로 생성하여 GTP-U 터널링을 통해 SGW로 전송하는 단계;
상기 SGW는 상기 제1터널링 패킷의 헤더를 제거한 후 eNB에 맞는 GTP-U 터널 헤더가 추가된 제2터널링 패킷을 생성하여 상기 eNB로 전송하는 단계; 및
상기 eNB가 GTP-U 터널링을 통해 상기 SGW로부터 상기 사용자 패킷이 포함된 제2터널링 패킷을 수신하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 GTP-U 프로토콜을 사용하는 이동통신 네트워크에서의 오과금 방지 방법.
제2항에 있어서, 상기 제2단계는
상기 eNB는 상기 사용자 단말이 Idle 상태인 경우, Error Indication을 유발한 사용자 패킷이 수록된 신규 Private Extension을 추가하여 GTP-U Error Indication 을 생성하는 단계; 및
상기 eNB는 상기 사용자 패킷이 수록된 GTP-U Error Indication 을 상기 SGW로 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 GTP-U 프로토콜을 사용하는 이동통신 네트워크에서의 오과금 방지 방법.
제1항에 있어서,
상기 PGW는 상기 사용자 패킷이 수록된 GTP-U Error Indication 을 수신하면 Bearer/세션 삭제를 수행하지 않고 상기 수록된 사용자 패킷을 과금량에서 차감하는 것을 특징으로 하는, GTP-U 프로토콜을 사용하는 이동통신 네트워크에서의 오과금 방지 방법.
GTP-U 프로토콜을 사용하는 이동통신 네트워크에서의 오과금 방지 방법에 있어서,
5G 통신망의 UPF가 사용자 단말(UE)로 전달할 다운링크 패킷인 사용자 패킷을 수신하는 단계;
상기 UPF는 사용자 단말(UE)이 Active 이면, 상기 사용자패킷을 AN(gNB)으로 전송하는 단계:
상기 AN이 상기 UPF로부터 사용자 패킷을 수신하는 단계;
상기 UE가 Idle 이면 상기 AN은 Error Indication을 유발한 사용자 패킷이 수록된 신규 Private Extension을 추가하여 GTP-U Error Indication을 생성하는 단계;
상기 AN이 상기 사용자 패킷이 수록된 GTP-U Error Indication 을 상기 UPF로 전달하는 단계; 및
상기 UPF는 상기 사용자 패킷이 수록된 GTP-U Error Indication 을 수신하면 상기 수록된 사용자 패킷을 과금량에서 차감하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, GTP-U 프로토콜을 사용하는 이동통신 네트워크에서의 오과금 방지 방법.
제5항에 있어서,
상기 UPF는 상기 사용자 단말(UE)이 Idle 인 경우, SMF로 사용자 패킷이 수신되었음을 통보하고 상기 사용자 패킷을 버퍼링하는 단계;
상기 SMF는 UPF의 데이터 수신을 통보 받으면 AMF에게 페이징(paging)을 요청하는 단계; 및
상기 AMF가 AN(gNB)로 페이징을 시도하여 UE가 Active로 전환되면, 상기 UPF는 상기 버퍼링된 사용자 패킷을 AN(gNB)으로 전송하고, AN(gNB)은 UE로 사용자 패킷을 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 GTP-U 프로토콜을 사용하는 이동통신 네트워크에서의 오과금 방지 방법.
제6항에 있어서,
상기 AMF가 gNB로 페이징을 시도하여 UE가 Active로 전환되지 않으면, UPF는 패킷을 폐기하고 폐기된 패킷에 대해서는 과금하지 않는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 GTP-U 프로토콜을 사용하는 이동통신 네트워크에서의 오과금 방지 방법.
사용자 패킷을 GTP-U 프로토콜을 사용하여 사용자 단말(UE)로 전달하는 이동통신 네트워크에서의 오과금 방지 방법에 있어서,
LTE 네트워크의 PGW가 상기 사용자 패킷을 수신하면 과금 처리를 하고 상기 사용자 패킷을 상기 GTP-U 프로토콜에 따라 터널링 패킷으로 생성하여 GTP-U 터널링을 통해 SGW로 전송하는 단계;
상기 SGW는 상기 터널링 패킷을 수신하고, 상기 UE가 Idle 상태인 경우 상기 터널링 패킷을 버퍼링하고, MME에 다운링크 데이터 Notification을 전송하여 페이징을 요청하는 단계;
상기 MME는 페이징을 실패하는 경우 다운링크 데이터 failure Indication을 상기 SGW로 전달하는 단계;
상기 SGW는 상기 다운링크 데이터 failure Indication을 수신하면 상기 버퍼링한 터널링 패킷으로부터 사용자 패킷을 추출하여 상기 사용자 패킷이 수록된 신규 Private Extension을 추가하여 GTP-U Error Indication을 생성하여 상기 PGW로 전송하는 단계; 및
상기 PGW는 상기 사용자 패킷이 수록된 GTP-U Error Indication 을 수신하면 상기 수록된 사용자 패킷을 과금량에서 차감하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 GTP-U 프로토콜을 사용하는 이동통신 네트워크에서의 오과금 방지 방법.
제8항에 있어서,
상기 PGW는 상기 사용자 패킷이 수록된 GTP-U Error Indication 을 수신하면 Bearer/세션 삭제를 수행하지 않고 상기 수록된 사용자 패킷을 과금량에서 차감하는 것을 특징으로 하는, GTP-U 프로토콜을 사용하는 이동통신 네트워크에서의 오과금 방지 방법.
사용자 패킷을 GTP-U 프로토콜을 사용하여 사용자 단말(UE)로 전달하는 이동통신 네트워크에서의 오과금 방지 시스템에 있어서,
상기 사용자 패킷을 수신하면 과금 처리를 하고 제1터널링 패킷을 생성하여 GTP-U 터널링을 통해 전송하는 PGW;
상기 PGW로부터 제1터널링 패킷을 수신하고, 상기 UE가 Active 상태인 경우 상기 제1터널링 패킷의 헤더를 제거한 후 제2터널링 패킷을 생성하여 전송하는 SGW;
상기 제2터널링 패킷을 수신하고, 상기 사용자 단말이 Idle 상태인 경우, Error Indication을 유발한 사용자 패킷이 수록된 신규 Private Extension을 추가하여 GTP-U Error Indication 을 생성하여 상기 사용자 패킷이 수록된 GTP-U Error Indication 을 상기 SGW로 전달하는 eNB를 포함하고,
상기 제2터널링 패킷은 상기 eNB에 맞는 GTP-U 터널 헤더가 추가된 것이고,
상기 SGW는 상기 사용자 패킷이 수록된 GTP-U Error Indication 을 수신하여 상기 PGW로 전달하고,
상기 PGW는 상기 사용자 패킷이 수록된 GTP-U Error Indication 을 수신하면 상기 수록된 사용자 패킷을 과금량에서 차감하는 것을 특징으로 하는 GTP-U 프로토콜을 사용하는 이동통신 네트워크에서의 오과금 방지 시스템.
제10항에 있어서, 상기 PGW는
상기 사용자 패킷이 수록된 GTP-U Error Indication 을 수신하면 Bearer/세션 삭제를 수행하지 않고 상기 수록된 사용자 패킷을 과금량에서 차감하는 것을 특징으로 하는, GTP-U 프로토콜을 사용하는 이동통신 네트워크에서의 오과금 방지 시스템.
사용자 패킷을 GTP-U 프로토콜을 사용하여 사용자 단말(UE)로 전달하는 이동통신 네트워크에서의 오과금 방지 시스템에 있어서,
사용자 단말(UE)로 전달할 다운링크 패킷(사용자 패킷)을 수신하고, 상기 사용자 단말(UE)이 Active 이면, 상기 사용자패킷을 전송하는 UPF; 및
상기 UPF로부터 사용자 패킷을 수신하고, 상기 UE가 Idle 이면 Error Indication을 유발한 사용자 패킷이 수록된 신규 Private Extension을 추가하여 GTP-U Error Indication을 생성하여 상기 사용자 패킷이 수록된 GTP-U Error Indication 을 상기 UPF로 전달하는 AN 을 포함하고,
상기 UPF는 상기 사용자 패킷이 수록된 GTP-U Error Indication 을 수신하면 상기 수록된 사용자 패킷을 과금량에서 차감하는 것을 특징으로 하는, GTP-U 프로토콜을 사용하는 이동통신 네트워크에서의 오과금 방지 시스템.
제12항에 있어서,
SMF 및 AMF를 더 포함하고,
상기 사용자 단말(UE)이 Idle 인 경우 상기 UPF는 사용자 패킷이 수신되었음을 상기 SMF에게 통보하고, 상기 사용자 패킷을 버퍼링하며,
상기 UPF로부터 사용자 패킷이 수신되었음을 통보 받으면, 상기 AMF로 페이징(paging)을 요청하는 SMF;
상기 SMF로부터 페이징(paging) 요청을 수신하면, 상기 AN(gNB)로 페이징을 요청하는 AMF;
상기 AN의 페이징에 의해 상기 UE가 Active로 전환되면, 상기 UPF는 상기 버퍼링된 사용자 패킷을 AN(gNB)으로 전송하고, 상기 AN(gNB)은 상기 UE로 사용자 패킷을 전송하는 것을 특징으로 하는 GTP-U 프로토콜을 사용하는 이동통신 네트워크에서의 오과금 방지 시스템.
제13항에 있어서,
상기 AMF에 의한 페이징 요청에 대해 상기 UE가 Active로 전환되지 않으면, 상기 UPF는 상기 사용자 패킷을 폐기하고 상기 폐기된 사용자 패킷에 대해서는 과금하지 않는 것을 특징으로 하는 GTP-U 프로토콜을 사용하는 이동통신 네트워크에서의 오과금 방지 시스템.
사용자 패킷을 GTP-U 프로토콜을 사용하여 사용자 단말(UE)로 전달하는 이동통신 네트워크에서의 오과금 방지 시스템에 있어서,
상기 사용자 패킷을 수신하면 상기 사용자 패킷에 대해 과금 처리를 하고 상기 GTP-U 프로토콜을 사용하여 상기 사용자 패킷을 터널링 패킷으로 생성하고, 상기 생성된 터널링 패킷을 전송하는 PGW;
상기 PGW로부터 상기 터널링 패킷을 수신하고 상기 UE가 Idle인 경우 상기 터널링 패킷을 버퍼링하고, 다운링크 데이터 Notification을 전송하여 페이징을 요청하는 SGW; 및
상기 SGW로부터 상기 다운링크 데이터 Notification을 수신하고, AN(gNB)에게 페이징을 요청하고, 상기 요청한 페이징을 실패하는 경우 상기 SGW로 다운링크 데이터 failure Indication을 전달하는 MME를 포함하여 이루어지고,
상기 SGW는 상기 다운링크 데이터 failure Indication을 수신하면 상기 버퍼링한 사용자 패킷으로부터 사용자 패킷을 추출하고, 상기 사용자 패킷이 수록된 신규 Private Extension을 추가하여 GTP-U Error Indication을 생성하여 상기 PGW로 전송하고,
상기 PGW는 상기 사용자 패킷이 수록된 GTP-U Error Indication 을 수신하면 상기 수록된 사용자 패킷을 과금량에서 차감하는 것을 특징으로 하는 GTP-U 프로토콜을 사용하는 이동통신 네트워크에서의 오과금 방지 시스템.
제15항에 있어서, 상기 PGW는
상기 사용자 패킷이 수록된 GTP-U Error Indication 을 수신하면 Bearer/세션 삭제를 수행하지 않고 상기 수록된 사용자 패킷을 과금량에서 차감하는 것을 특징으로 하는, GTP-U 프로토콜을 사용하는 이동통신 네트워크에서의 오과금 방지 시스템.