WO2011139098A2 - 이동통신 시스템에서의 mtc 서비스 네트워크 오버로드의 제어 방법 및 그 장치 - Google Patents

이동통신 시스템에서의 mtc 서비스 네트워크 오버로드의 제어 방법 및 그 장치 Download PDF

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WO2011139098A2
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mtc
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김래영
김태현
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Definitions

  • the present invention relates to a mobile communication system, and in particular, to control an overload (or overload) of a network by MTC data communication in a machine type communication (MTC) service of a mobile communication system.
  • MTC machine type communication
  • the 3GPP which enacts the technical specifications of 3G mobile communication systems, plans to optimize and improve the performance of 3GPP technologies from the end of 2004 in order to respond to various forums and new technologies related to 4G mobile communication.
  • (Long Term Evolution / Evolved Packet Core) technology began research.
  • EPC centered on 3GPP SA WG2, is a study on network technology aimed at determining the network structure and supporting mobility between heterogeneous networks in parallel with 3GPP TSG RAN LTE work. Is one of. This is a work to develop a 3GPP system to support a variety of radio access technologies based on IP, and has been aimed at an optimized packet-based system that minimizes transmission delay with improved data transmission capability.
  • MTC function is a function to support communication between MTC devices or between MTC device and MTC server, which means that communication is performed without human intervention unlike existing human-to-person connection.
  • MTC applications include vending machines and servers, point-of-service devices and servers, and communications between electricity and water meters and servers.
  • the device is called an MTC device.
  • MTC is also called the name of Machine to Machine or IoT.
  • a tracking area indicates an area where an E-UTRAN provides a service and includes one or more E-UTRAN cells.
  • RA routing area
  • the Tracking Area Identity (TAI) list indicates a list of each TA identifier (that is, a tracking area identity (TAI)) that identifies the tracking areas that the terminal may enter without performing a tracking area update procedure (A list of TAIs that identify the tracking areas that the UE can enter without performing a tracking area updating procedure.
  • TAIs in a TAI list assigned by an MME to a UE pertain to the same MME area).
  • TAI list use the information outlined in standard document 3GPP TS 24.301 v9.1.0.
  • MME area refers to the area of the network served by the MME.
  • the MME area consists of one or more tracking areas (TA).
  • TA tracking area
  • All cells served by one base station (i.e., eNodeB) are included in one MME region
  • MME mobility management entity
  • eNodeB The mobility management entity
  • MME area is the part of the network served by an MME.
  • An MME area consists of one or Several Tracking Areas.All cells served by an eNodeB are included in an MME Area.
  • Detailed descriptions of MME areas are incorporated in the standard document 3GPP TS 23.002 v9.2.0.
  • -UMTS Universal Mobile Telecommunication System, which means 3G network.
  • Evolved Packet System is a generic name for Evolved Packet Core, LTE, and various access networks and terminals.
  • EPS is a network in which UMTS is evolved.
  • -NodeB It is installed in the outdoors as a base station of UMTS network and the coverage is macro cell size
  • eNodeB It is installed outdoors as a base station of the EPS network, and the service coverage is a macro cell size.
  • UE means UE, user equipment.
  • IMSI International Mobile Subscriber Identity, which is the unique identifier of an internationally assigned user in a mobile network.
  • SIM card Subscriber Identity Module that contains user subscriber information such as IMSI.
  • -UICC Universal Integrated Circuit Card, used the same as SIM card.
  • Machine Type Communication means communication between devices without human intervention.
  • -MTC device A terminal that performs a specific purpose having a communication function through a core network, for example, a vending machine, a meter reader, and the like.
  • MTC server A server on a network that manages MTC devices and sends and receives data. It can be outside the core network.
  • -MTC application The actual application using the MTC device and the MTC server, for example, remote meter reading, quantity movement tracking.
  • MTC Feature Some features are required according to the function or feature of the network to support MTC applications, that is, the purpose of each application.
  • Examples include MTC monitoring (needed for remote meter reading in case of equipment loss) and low mobility (less movement in vending machines).
  • Radio Access Network is a generic term for 3GPP wireless access such as RNC, NodeB, eNodeB.
  • HLR Home Location Register
  • HSS Home Subscriber Server
  • Database Database
  • Radio Access Network Application Part means the interface between the RAN and the node (MME / SGSN / MSC) in charge of controlling the core network.
  • the cell camping (or camping on) state refers to a state in which the terminal selects a cell after completing a cell selection procedure or a cell selection / reselection process.
  • the detailed description thereof uses the contents disclosed in the standard document 3GPP TS 36.304 v9.1.0.
  • ISR Interle mode Signaling Reduction
  • IMS Centralized Services are stable to IMS regardless of the access network to which the terminal is attached (i.e., attached to the CS domain as well as the IP-CAN) Provide consistent services.
  • ICS IMS Centralized Services
  • IMS IP Multimedia Subsystem
  • Attach refers to the connection of the terminal with the network node, which means that the attachment that occurs in the handover (handover) in a broad sense.
  • FIG. 1 is a conceptual diagram illustrating a 3GPP service model for MTC support.
  • GSM / UMTS / EPS of 3GPP standard for MTC support communication is defined through PS network, but the present invention describes a method applicable to CS network.
  • the definition of the network structure is proposed to use an existing bearer of 3GPP.
  • a method of using a short message service (SMS) for data exchange between an MTC device and an MTC server has been proposed as one of alternative solutions. It is proposed to use SMS in consideration of the small amount of digital data such as meter information or product information due to the nature of MTC application, and the SMS method based on the existing SMS method and IMS can be supported.
  • SMS short message service
  • MTCsms is a data exchange interface through an existing SMS scheme
  • MTCi is a data exchange interface for 3GPP bearer service and IMS.
  • Examples of cases where an overload occurs in the MTC include: An incorrect function of the MTC server or the MTC application; When an external event occurs that causes a large number of MTC devices to connect; This is the case where a specific program is repeatedly operated at a specific time. In these cases, it is very difficult to implement an MTC application in conjunction with a core network (or core network). This is because core network nodes (SGSN / MME / PGW, etc.) are easily damaged by data that is concentrated and concentrated.
  • core network nodes SGSN / MME / PGW, etc.
  • a network node can deny a particular connection.
  • the criterion of restriction to deny the connection is possible according to APN or MTC group.
  • the MTC device may connect to the network node only at a predetermined time. However, if the network node transmits a retry delay time (back off time) to the MTC device to the MTC device in the congested state, the network node sends information to the MTC device so that the MTC device does not connect during the period. Can provide;
  • This method may trigger on an MTC server or an MTC device.
  • MTC devices may be rejected even when the attachment request to the network, and unnecessary network resources may be lost.
  • network overload caused by the network rejecting the attach procedure of the MTC device and the attach request of the MTC device will be described.
  • the attach procedure of the MTC device is as follows: 1) The MTC device (terminal) registers subscriber information with the MTC server. That is, a user of the MTC device may set and change an activation or deactivation state of each MTC feature through, for example, web based registration. The result of enabling / disabling each MTC feature is stored in the core network; 2) When the terminal attaches to the network (or the core network node), the network checks the subscriber information.
  • the core network node for example, the MME
  • the subscription registration server for example, the HSS
  • the corresponding terminal ie, MTC device
  • the network cannot support an attach request (eg, activation request of a specific MTC function) of the terminal according to the situation of the network such as an operator policy or the like, Decide to reject the attachment.
  • each MTC function of the MTC device is stored in the core network, and may not activate a specific MTC function according to the situation of the core network, or may support another MTC function according to the capability of the network. It happens that you can't. That is, even though the terminal (MTC device) does not recognize and transmits the attach request to the network at a preset time or event occurrence, the network rejects the request of the terminal, thereby causing a technical problem that unnecessary resources are lost.
  • This technical problem is because a change in service support of MTC functions occurs at the network end.
  • the present invention generates and transmits information on changes of MTC functions in a network to the terminal, so that the terminal does not make unnecessary requests for MTC functions (eg, attach requests), and is applied to the changes of the MTC functions.
  • MTC functions eg, attach requests
  • the information related to the network overload control is not limited to the network overload control
  • MTC machine type communication
  • the information related to the network overload control is not limited to the network overload control
  • updated information of the information is characterized by including at least one of.
  • the message requesting the service is a message requesting the service
  • Information on MTC functions in an activated state currently stored by the terminal information on a capability of a device currently supported by the terminal and / or corresponding MTC functions;
  • MTC machine type communication
  • the network node may include transmitting information related to network overload control to the terminal together with an allowance message or a rejection message for the service request.
  • the network node Preferably, the network node
  • the method may further include generating information related to the network overload control.
  • the method may further include updating information related to the network overload control generated by the network node to the subscriber information server.
  • the information related to the network overload control is not limited to the network overload control
  • updated information of the information is characterized by including at least one of.
  • the message requesting the service is a message requesting the service
  • Information on MTC functions in an activated state currently stored by the terminal information on a capability of a device currently supported by the terminal and / or corresponding MTC functions;
  • the terminal is an MTC device capable of supporting an MTC service
  • the network node may be a mobility management entity (MME), a serving GPRS support node (SGSN), or a mobile telephone switching (MSC).
  • MME mobility management entity
  • SGSN serving GPRS support node
  • MSC mobile telephone switching
  • the mobile communication terminal according to the present invention In addition, in order to achieve the above object, the mobile communication terminal according to the present invention,
  • a storage unit which stores state information of MTC functions received from the network node, cause information on rejection of the service request, and information on currently active MTC functions of the network;
  • a controller for controlling a network overload by determining whether to make a service request to the network so that a network overload does not occur in consideration of the received information.
  • the terminal requests an unnecessary MTC function from the network based on change information (or active / deactivated list of MTC functions) of MTC functions generated in the network.
  • change information or active / deactivated list of MTC functions
  • the present invention is based on the activation (activation) of the MTC functions registered when the terminal (that is, the MTC device) and the network status (that is, the status of the home network and the visited network), operator policy, etc.
  • the terminal that is, the MTC device
  • the network status that is, the status of the home network and the visited network
  • operator policy etc.
  • the present invention prevents waste of wired / wireless network resources in an MTC environment of a 3GPP GSM / UMTS / EPS system.
  • waste of resources due to unnecessary service requests of the terminal can be eliminated.
  • the present invention can improve the quality of service that a user feels by flexibly activating MTC functions in the MTC device.
  • FIG. 1 is a conceptual diagram illustrating a 3GPP service model for MTC support.
  • FIG. 2 is a signal flowchart illustrating a method for controlling network overload in an MTC service of a mobile communication system according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a signal flow diagram illustrating a method for controlling network overload in an MTC service of a mobile communication system according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a schematic diagram of a terminal and a network node according to an embodiment of the present invention.
  • the present invention is applied to a mobile communication system using machine type communication (MTC).
  • MTC machine type communication
  • the present invention is not limited thereto, and may be applied to next generation mobile communication and other wired / wireless communication to which the technical spirit of the present invention can be applied.
  • first and second may be used to describe various components, but the components are not limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.
  • first component may be referred to as the second component, and similarly, the second component may also be referred to as the first component.
  • the terminal according to the present invention refers to all devices capable of performing the technical features of the present invention. That is, a mobile communication terminal (for example, a pacemaker, a vending machine, a power meter, an air pollution meter, etc.) capable of performing an MTC service function according to the present invention is a user equipment (UE), and other human-oriented devices.
  • UE user equipment
  • mermaids cell phones, cell phones, DMB phones, game phones, camera phones, smartphones, etc.
  • PDAs personal digital assistant
  • data communication involving an MTC device that does not involve human operation is operated in a preset state.
  • data communication or Congestion may occur due to traffic congestion, and other forms of communication (eg, human-human) may be interrupted.
  • the present invention focuses on the problem of falling into a congestion / overload state of data communication in a mobile communication system supporting the MTC service.
  • the present invention proposes the function and operation of the network according to the present invention, which can solve the congestion occurring in connection with MTC data communication.
  • the present invention provides a method for preventing congestion of data communication in advance;
  • a congestion state of data communication occurs, by appropriately distributing data communication, it is possible to efficiently use radio resources or resources of the core network.
  • the present invention is conceived to efficiently use network resources by preventing network overload that may occur because a terminal (ie, MTC device) does not know the network situation in relation to the MTC service.
  • the basic concept of the present invention is to: 1) register each function of the MTC device with the MTC server; 2) when a change in the registered MTC functions of the MTC device occurs, the core network sends information (or list) updated with the change in the MTC functions to the terminal; 3) On the basis of the received information, the terminal transmits a request for the MTC function to the network, so that the terminal does not send an MTC service request that can not support the network.
  • An embodiment of the present invention is: 1) when the terminal roams; 2) the network operator changes the network settings for the MTC function; 3) the network's capability has changed and it is difficult to support certain MTC functions; 4) An incompatible set occurs when the network cannot support MTC functions.
  • each situation to which the embodiment of the present invention is applied will be described.
  • a terminal When a terminal roams from a home network to a visited network, it may be impossible to know what MTC features are currently supported in the network. That is, for example, in a network of an MTC environment that mainly provides electronic health care (e-health care) services, a user or terminal using the electronic health care (e-health care) service may use various MTCs. Assume that you are using the following features: "Small data transmission”; “Frequent data transmission”; “Infrequent mobile terminated”; “Priority alarm” and so on.
  • the mobile visited network is not a network of MTC environments optimized for electronic health care services, but is currently capable of providing "small data transmission” and other MTC functions such as: “Low Mobility”; “Time Control”; “Time Tolerant”; “Group Based Charging”; “PS Only”; MTC features such as "Small Data Transmission”.
  • the terminal or MTC user
  • the terminal can know the situation of the MTC functions supported by the visited network, e-health care limited to only "small data transmission" currently supported by the visited network. If you want to continue using the service (for example, you can't use emergency alarms, but you can currently send your body measurements and receive appropriate feedback), or you can't receive full electronic health care services. Or the like, and make an appropriate service request to the network. Meanwhile, the determination of the terminal (or MTC user) may be determined directly through a user interface or may be determined by using a pre-configured value.
  • the terminal can know the support status of the MTC functions of the visited network that is camping on, for example, the terminal uses a priority alarm feature that is not supported by the visited network. By not sending a request to the network, waste of network resources can be avoided.
  • an operator wants to temporarily disable (deactivated) some MTC functions at a certain point in time. For example, if you disable MTC functions such as "Frequent data transmission” or “small data transmission” due to network overload at a certain point in time, in this network situation, the network may use MTC such as "frequent data transmission service” for MTC service. When the function is requested from the terminal, the request is rejected.
  • the terminal when the terminal first connects to the network, the terminal knows and operates only the contents of the MTC function that is said to be supported by the network. Send a service request to. However, since the MTC function of the "frequent data transmission" is disabled in the network, the service request is rejected. In this case, as a result, the terminal wastes network resources by requesting MTC service for the deactivated MTC function (that is, "frequent data transmission").
  • the terminal is provided with a "Small data transmission feature" among the MTC functions from the network.
  • the network provides a "small data transmission” using an SMS scheme, and the current network is disconnected from an SMS server providing an MTC service or a resource for providing an SMS service.
  • the terminal does not know the changed situation of the current network capability (that is, the network does not support the MTC function of "small data transmission"), and the terminal "small data transmission” to the network. If the service request (service request) to the network for the terminal will be rejected (reject) for the request from the network. Therefore, this situation results in waste of resources between the terminal and the network.
  • the terminal has registered the following MTC functions in the network, and that the MTC functions are currently all supported by the network: that is, “Low Mobility”; “Time Control”; “Time Tolerant”; “Group Based Charging”; “PS Only”; “Small Data Transmission”; “Frequent data transmission”; “Infrequent mobile terminated”; MTC functions such as “Priority alarm”.
  • an incompatible set may occur that is difficult to use together among the MTC functions from a network point of view. That is, for example, while the MTC function of "time control”, which has a characteristic of transmitting data only for a predetermined time period, is set to transmit data only for one or two minutes of the day in a corresponding network, The MTC function of "frequent data transmission” that can transmit data frequently assumes that data transmission is enabled every hour. Under these assumptions, the two MTC functions, "time control" and "frequent data transmission”, are currently available on the network but can be referred to as incompatible set MTC features that cannot use both MTC functions at the same time. Can be.
  • Such incompatible MTC functions may be affected by the terminal support capability, network support capability, subscriber information, or MTC service to be served.
  • the network will reject the service request based on preset information or an operator policy. Rejection of the request of the service by such a network eventually leads to waste of network resources.
  • the terminal is aware of the incompatible MTC function of the current network, the terminal is less likely to send unnecessary service requests to the network, such as service requests that are likely to be rejected.
  • the present invention proposes a method of preventing waste of network resources by receiving a changed information of an MTC function according to a change in the situation of a network and not requesting a certain service to be rejected based on the changed information.
  • the terminal and / or the network updates and generates changes of the MTC functions.
  • the present invention is based on the activation (activation) of the MTC functions registered when the terminal (that is, the MTC device) and the network status (that is, the status of the home network and the visited network), operator policy, etc. In other words, the terminal does not make unnecessary service requests. As a result, the present invention can effectively manage the overload of the network in the MTC environment.
  • the subject may be divided into an operation of a terminal and an operation of a network node: first, operations performed to prevent an unnecessary service request of the terminal from the terminal's point of view; Secondly, these operations are performed by the network node in order to prevent unnecessary service requests from the terminal.
  • the terminal checks the activated / deactivated state of each of the current MTC functions.
  • the basis for confirming the active / inactive state set in each of the MTC functions may be various.
  • 1 a terminal stores a terminal (13 in FIG. 4) as a result of a reject or accept (ie, information included in S10 of FIG. 2) obtained by making a service request to a previous network node.
  • the active / inactive state of the MTC functions the terminal receives the allow message or the reject message from the network node for the service request of each MTC feature, it may be inferred by receiving a direct cause or other information directly or indirectly from the network node. .
  • the terminal may receive information on the stored MTC functions using a method such as OMA DM / DT from a server storing information on MTC functions set for each MTC device. have.
  • the activated MTC function is set, for example, when the terminal registers and subscribes to an MTC server, and refers to an MTC function activated when a specific time or event occurs. That is, the activation state of a specific MTC function refers to a state that is willing to receive a service or a state that can provide a service.
  • the terminal is subscribed to the MTC system (or specifically MTC server, for example), if the specific MTC function is inactive by the operator policy of the network or because of the state of the other network, the terminal Currently cannot be serviced for the disabled MTC function.
  • the terminal determines whether to send a service request for a specific MTC function to the network node.
  • the terminal determines (determines whether the capability related to the MTC function is supported by the terminal based on the above-described information). Determine whether the corresponding MTC function is activated according to the current subscription information. As such, based on confirming the activation of the MTC function according to the capability determination and the current subscription information, since the terminal determines whether to send a service request to the network node, it may not make a certain service request that will be rejected from the terminal's point of view. have.
  • the terminal when the terminal sends a service request to the network node, the terminal may include at least one or more of the following information on the MTC functions of the terminal and transmit the same to the network node:
  • MTC functions that the terminal wants to activate
  • MTC functions in an activated state currently stored in the storage of the terminal
  • a preset or dynamically selected user preference (user) is a preset or dynamically selected user preference (user)
  • preference for example, preference information such as wanting to preferentially select certain MTC features.
  • the terminal sends a service request for a specific MTC function to the network node, and after receiving an allow message or reject message from the network for the request, store the related message.
  • the stored information may be used when the terminal determines whether to make a service request to the network node.
  • the network node receives a service request from a terminal (ie, an MTC device).
  • the network node determines whether to activate each MTC function in consideration of network conditions.
  • the information that the network node considers when determining the activation of the MTC functions is as follows: information that the terminal includes in the service request to the network as described above; Information capable of knowing network status; Subscriber information; The decision is made based on a provider policy (for example, pre-configuration information, or information on a provider policy by request / response method if necessary such as PCRF interaction).
  • the network node informs the terminal of the result indicating the activation status of the MTC functions (for example, a list of the activation status of the MTC functions): That is, the network node sends the result to the allow message or the reject message. Or include; Alternatively, for example, the network node may send the result to the terminal using a method such as an OMA DM / DT from a server storing information on MTC functions set for each MTC device.
  • the form of the result indicating the activation status (activation status) of the MTC functions that the network node sends to the terminal may be implemented in various ways:
  • the terminal and the network node performs the corresponding operations, respectively. That is, the UE does not send only a service request to the network node unconditionally, but rather a service request to the network in consideration of the capability of the terminal itself and the situation of the currently activated MTC functions transmitted by the network node. Because it does not, the service request is likely to be rejected in the network. Therefore, in terms of network resources, since the terminal does not make a service request having a high probability of being rejected in the network based on the above information, the efficiency of network resources can be improved and network overload can be prevented.
  • FIG. 2 is a signal flowchart illustrating a method for controlling network overload in an MTC service of a mobile communication system according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a signal flow diagram illustrating a method for controlling network overload in an MTC service of a mobile communication system according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a schematic diagram of a terminal and a network node according to an embodiment of the present invention.
  • FIGS. 2 and 3 illustrate a procedure in which a terminal makes a attach request to a network node.
  • 2 and 3 are merely examples showing a method of controlling network overload using an attach procedure, and further, using a message of a location registration procedure such as TAU / RAU.
  • the network overload according to the present invention may be controlled, and the terminal may apply the method for controlling network overload of the present invention to another service request procedure after attaching to the network.
  • a specific service request procedure such as SMS may be used.
  • an MTC related parameter may be added.
  • FIG. 2 determines whether the terminal sends the attach request message to the network, and includes a list of activated MTC functions in the attach request message.
  • FIG. 3 will be described in detail below in comparison with the embodiment of FIG. 2.
  • the terminal (UE, MTC device) 10 more specifically, the control unit 13 of the terminal determines whether to send an attach request (attach request) to the network node (MME) (30). At this time, the control unit 12 of the terminal 10 determines whether to send a attach request in consideration of the information stored in the storage unit (13). When the control unit 12 determines whether to send the attachment request,
  • the information to be considered by reading from the storage unit 130 is as follows: the result of the attachment requests that the terminal 10 previously sent to the network, the subscription information, and the terminal 10 the MTC. Capability to support the feature.
  • control unit 12 of the terminal 10 determines the attach request, it transmits the attach request message to the network node 30 via the base station (eNodeB) 20 through the transceiver unit 11 (S1 and S2).
  • the control unit 12 of the terminal 10 may include information for controlling network overload in the attach request message, for example, information of activated MTC functions known to the terminal itself, and the MTC functions to be activated. Information, such as device capability to provide other MTC functions, and so forth.
  • a preset or dynamically selected user preference (or terminal preference, user / UE preference) (eg preference information that the terminal wants to preferentially select a particular MTC function); At least one of may be included in the attachment message.
  • the subscription information is brought to the network node 30 through an interaction between the HSS 70 and the network node (MME) 30 (that is, the MME is a kind of network control node) (S3 or S4).
  • the operation may be an authentication process S3 or a location update process S4 in FIG. 2.
  • the subscription information is obtained by the network node 30 from the HSS 70 through the S4 process.
  • the subscription information of the S4 process may include information of an MTC service subscribed to by the terminal, information of an MTC function, information of an currently activated MTC function, information of an MTC function that is deactivated, or the like. have.
  • the control unit 32 of the network node 30 1 information on the network overload control received from the terminal through the process S1 and S2 (for example, the MTC functions activated in the terminal, the terminal is activated Preferred MTC functions); 2 the subscriber information obtained through the S4 process; In addition, network information collected by the network node 30 (for example, information received from a third network node (not shown)); 4 Consider the operator policy received from the pre-configuration or PCRF to determine the MTC functions to be finally activated (or MTC functions to be deactivated), and to deactivate (or deactivate) the MTC functions to be activated. MTC functions).
  • the network node 30 accepts (accepts) the attachment requested by the terminal 10, the network node 30 sends an attach accept message to the terminal 10 through the base station 20. (S10 and S11).
  • the network node 30 in order to prevent the terminal from overloading the network due to unnecessary service request in the future, the MTC functions to be activated (or deactivated) determined and generated by the control unit 31 of the network node 30
  • the transceiver 31 of the network node 30 may send a list of MTC functions) to the MTC terminal 10.
  • the network node 30 includes information indicating the status of the current MTC features (MTC features' status), " cause " information indicating the reason for granting or rejecting the reason for the service request of the terminal 10;
  • the network node 30 may send information to the terminal 10 including information indicating a possible MTC activated set. This information that the network node 30 sends to the terminal 10 is used later when the terminal 10 determines whether to make a service request to the network node 30. That is, the control unit 12 of the terminal 10 determines the service request to the network node 30 based on the information received through the steps S10 and S11, so that the terminal 10 sends the service request to the network node 30. In this case, it is possible to deny unnecessary operations from the standpoint of the terminal 10, and the network node 30 from preventing the overload of the network.
  • the network node 30 may also send a rejection message to the attachment request of the terminal 10.
  • the network node 30 determines reject at any particular stage in consideration of the network situation and subscriber information. If so, a reject message may be sent to the terminal 10 instead of the attachment message to the terminal 10.
  • the network node 30 may send information indicating the state of the currently activated MTC function together with a specific "cause" (ie, information indicating a reason for rejection).
  • the network node 30 when the network node 30 sends a rejection message due to a situation in which it is difficult to provide a specific incompatible MTC function, the network node 30 provides the terminal 10 with more detailed information such as a list of incompatible MTC functions, thereby providing a terminal ( 10) Do not unnecessarily repeat service requests that are guaranteed to be rejected. Therefore, the terminal 10 may send a service request to the network node 30 in which an incompatible MTC feature set does not occur in a future service request.
  • the form of the result indicating the activation status (activation status) of the MTC functions that the network node 30 sends to the terminal 10 with the permission message or rejection message can be implemented in various ways as described above:
  • the information sent by the network node 30 to the terminal may be transmitted to the terminal 10 through another path (for example, OMA DM / DT) without a permit message or a reject message.
  • the network node 30 activates the MTC function on the HSS 70 or a server (eg, an MTC server) storing subscriber information.
  • the terminal 10 transmits information for network overload control (eg, activated MTC functions through an attachment message).
  • information for network overload control eg, activated MTC functions through an attachment message.
  • MTC features the terminal does not include the preferred MTC features (preferred MTC features) (S31 and S32).
  • the terminal 10 controls information for controlling network overload transmitted by the network node 30 (eg, “cause”, MTC features' status, or possible MTC activated). set, etc.) (S40 and S41), it is possible to determine whether to make a service request to the network node 30 in consideration of the received information. Since the operation and function of each signaling of the second embodiment of FIG. 3 are the same as the corresponding operation of the first embodiment of FIG. 2, a detailed description of the second embodiment of FIG. 3 will be described with reference to the first embodiment of FIG. 2. Use it.
  • the method according to the invention described so far may be implemented in software, hardware, or a combination thereof.
  • the method according to the present invention may be stored in a storage medium (eg, mobile terminal internal memory, flash memory, hard disk, etc.) and stored in a processor (eg, mobile terminal internal microprocessor). It may be implemented as codes or instructions in a software program that can be executed by.

Abstract

본 발명은 MTC (machine type communication)의 이동통신 시스템에서 단말의 서비스 요청으로 인해 발생할 수 있는 네트워크의 오버로드를 제어하는 방법에 관한 것이다. 본 발명은 단말이 불필요한 MTC 기능들의 요청(예를 들어, 어태취 요청)을 하지 않고, 상기 MTC 기능들의 변동 사항에 관한 정보에 기초하여 네트워크에 특정 MTC 기능을 활성화 요청함으로써, 네트워크 과부하를 제어하고 또한 네트워크 자원을 효율적으로 사용하는 것이다.

Description

이동통신 시스템에서의 MTC 서비스 네트워크 오버로드의 제어 방법 및 그 장치
본 발명은 이동통신 시스템에 관한 것으로서, 특히 이동통신 시스템의 MTC (machine type communication) 서비스에서 MTC 데이터 통신에 의한 네트워크의 오버로드(overload, 또는 과부하)를 제어하는 것이다.
3세대 이동통신 시스템의 기술 규격을 제정하는 3GPP에서는 4세대 이동통신과 관련된 여러 포럼들 및 새로운 기술에 대응하기 위하여, 2004년 말경부터 3GPP 기술들의 성능을 최적화 시키고 향상시키려는 노력의 일환으로 LTE/EPC (Long Term Evolution/Evolved Packet Core) 기술에 대한 연구를 시작하였다. 3GPP SA WG2을 중심으로 진행된 EPC는 3GPP TSG RAN의 LTE 작업과 병행하여 네트워크의 구조를 결정하고 이 기종 망간의 이동성을 지원하는 것을 목적으로 하는 망 기술에 관한 연구이며, 최근 3GPP의 중요한 표준화 이슈들 중 하나이다. 이는 3GPP 시스템을 IP 기반으로 하여 다양한 무선 접속 기술들을 지원하는 시스템으로 발전시키기 위한 작업으로, 보다 향상된 데이터 전송 능력으로 전송 지연을 최소화하는, 최적화된 패킷 기반 시스템을 목표로 작업이 진행되어 왔다.
이하, 본 발명의 설명에서 사용되는 기술용어를 설명한다.
- MTC 기능은 MTC device간의 통신이나 MTC device와 MTC server 간의 통신을 지원하기 위한 기능으로써, 기존 사람 대 사람의 연결과 달리 중간에 사람의 개입 없이 통신이 이루어지는 것을 의미한다. 예를 들어, MTC application으로는 자동판매기와 서버, POS(Point of Service) 장치와 서버, 전기나 수도 검침기와 서버 간의 통신들을 들 수 있다. 여기서 해당 장치를 MTC device라고 한다. 여기서, MTC 란 Machine to Machine이나 사물통신의 이름으로 불리기도 한다
- TA (tracking area)는 E-UTRAN이 서비스를 제공하는 지역을 가리키며 하나 또는 다수의 E-UTRAN 셀(cell)을 포함한다.
- RA (routing area)는 GERAN/UTRAN이 서비스를 제공하는 지역을 가리키며 하나 또는 다수의 GERAN/UTRAN 셀을 포함한다.
- TAI(Tracking Area Identity) 리스트는, 트래킹 지역(tracking area) 업데이트 절차를 수행하지 않고 단말이 진입할 수 있는 트래킹 지역들을 식별하는 각 TA 식별자(즉, TAI: tracking area identity)의 리스트들을 가리킨다 (A list of TAIs that identify the tracking areas that the UE can enter without performing a tracking area updating procedure. The TAIs in a TAI list assigned by an MME to a UE pertain to the same MME area). TAI 리스트에 대한 상세한 설명은 표준문서 3GPP TS 24.301 v9.1.0 에 개진된 사항을 원용한다.
- 이동성 관리 엔티티 지역 (MME area): MME 지역은 MME가 서비스하는 네트워크의 일부 지역을 가리킨다. MME 지역은 하나 또는 다수의 트래킹 지역 (TA: tracking area)들로 구성된다. 또한, 하나의 기지국 (즉, eNodeB)가 서비스하는 모든 셀은 하나의 MME 지역에 포함된다 (The MME (mobility management entity) area is the part of the network served by an MME. An MME area consists of one or several Tracking Areas. All cells served by an eNodeB are included in an MME Area.) MME 지역에 대한 상세한 설명은 표준문서 3GPP TS 23.002 v9.2.0 에 개진된 사항을 원용한다.
- UMTS : Universal Mobile Telecommunication System으로 3G 망을 의미한다.
- EPS : Evolved Packet System으로 LTE access 네트워크를 지원하는 핵심망(Evolved Packet Core) 및 여러가지 접속망(Access Network), 단말을 총칭한다. 또한, EPS는 UMTS가 진화된 형태의 망이다.
- NodeB : UMTS 망의 Base station 으로 옥외에 설치하며 coverage는 macro cell 규모
- eNodeB : EPS 망의 기지국(Base station)으로 옥외에 설치하며, 서비스 커버리지는(coverage)는 마이크로 셀(macro cell) 규모이다.
- UE : User Equipment, 단말 장치를 의미한다.
- IMSI : International Mobile Subscriber Identity 로써 이동통신망에서 국제적으로 유일하게 할당된 사용자의 고유 식별자(id)이다.
- SIM card : Subscriber Identity Module 로써 IMSI와 같은 사용자 가입자 정보 등이 포함되어 있다.
- UICC : Universal Integrated Circuit Card로써 SIM card와 같은 의미로 사용된다.
- MTC : Machine Type Communication으로 사람의 개입 없이 장치간에 일어나는 통신을 의미한다.
- MTC 장치(device) : 핵심망(Core network)를 통한 통신기능이 있는 특정 목적을 수행하는 단말(UE)로서, 예를 들어, 자판기, 검침기 등이 있다.
- MTC 서버(server) : MTC 장치(device)를 관리하고 데이터를 주고 받는 네트워크 상의 서버. 이는 core network 외부에 있을 수 있다.
- MTC 어플리케이션(application) : MTC 장치와 MTC 서버를 이용한 실제 응용으로서, 원격 검침, 물량 이동 추적 등이 예이다.
- MTC 기능(Feature) : MTC 어플리케이션을 지원하기 위한 네트워크의 기능이나 특징, 즉, 각 어플리케이션의 용도에 따라 일부 특징(feature)들이 요구된다.
예를 들어 MTC 감시(monitoring) (장비 분실에 대비한 원격 검침 등에 필요), Low mobility(자판기의 경우 이동이 거의 없다.) 등이 있다.
- RAN : Radio Access Network로써 RNC, NodeB, eNodeB 와 같은 3GPP무선 Access를 총칭한다.
- HLR(Home Location Register)/HSS (Home Subscriber Server): 3GPP 네트워크내의 가입자 정보를 나타내는 데이터베이스(DB)이다.
- RANAP : Radio Access Network Application Part의 약자로 RAN과 핵심망(core network)의 제어(control)를 담당하는 노드 (MME/SGSN/MSC) 사이의 인터페이스를 의미한다.
- 셀 캠핑 (또는 캠프) 온 (Cell camping on) 상태란, 단말이 셀 선택 절차 또는 셀 재선택 절차(cell selection/reselection process)를 마치고 셀(cell)을 선택한 상태를 말한다. 이에 대한 상세한 설명은 표준문서 3GPP TS 36.304 v9.1.0 에 개진된 사항을 원용한다.
- ISR(Idle mode Signaling Reduction)는, 예를 들어 E-UTRAN 네트워크와 UTRAN/GERAN 과 같이 서로 다른 접속 네트워크 (access network)를 단말이 이동하는 경우 위치등록을 위한 시그널링을 줄여 네트워크 자원의 효율을 높여주는 서비스이다.
- ICS(IMS Centralized Services)는, 단말이 어태취(attach)되어 있는 접속네트워크 (access network)에 상관없이, (즉, IP-CAN 뿐만 아니라 CS 도메인에 어태취(attach)되어 있더라도) IMS로 안정되게 일정한 (consistent)한 서비스를 제공한다. ICS에 대한 상세한 설명은 표준문서 3GPP TS 23.292 v9.4.0 에 개진된 사항을 원용한다.
- IMS(IP Multimedia Subsystem)는, 멀티미디어 서비스를 IP 기반으로 제공하는 시스템을 말한다.
- 어태취(attach)란, 단말이 네트워크 노드와 접속하는 것을 말하는 것으로써, 넓은 의미로 핸드오버(handover)시 발생하는 어태취도 포함하는 의미이다.
이상, 설명한 기술용어를 참조하여 본 발명을 설명한다.
도 1은 MTC 지원을 위한 3GPP 서비스 모델을 도시한 개념도이다.
MTC 지원을 위해 3GPP 표준의 GSM/UMTS/EPS에서는 PS 망을 통해 통신하는 것으로 정의되어 있으나, 본 발명은 CS 망에 대해서도 적용 가능한 방법을 기술한다.
현재의 기술 규격에서 망구조에 대한 정의는 3GPP의 기존 베어러(bearer)를 이용하는 것이 제안되어 있다. 한편, MTC 장치(device)와 MTC 서버 간의 데이터 교환을 위해 SMS (short message service)를 사용하는 방법은 대안 해결책(alternative solution) 중 하나로 제안되었다. 이는 MTC 응용(application)의 특성상 검침 정보나 제품 정보 등 적은 량의 디지털 데이터들이 그 대상이 될 것을 고려하여 SMS를 이용하는 것이 제안되었고, 그 방식으로 기존의 SMS 방식과 IMS에 기반한 SMS 방식이 지원 가능하다. 도 1에서, MTCsms는 기존 SMS 방식을 통한 데이터 교환 인터페이스이며, MTCi는 3GPP 베어러(bearer) 서비스 및 IMS 를 위한 데이터 교환 인터페이스이다.
이하, MTC 서비스에서 과부하 제어(overload control)에 대하여 설명한다.
MTC에서 과부하(overload)가 발생하는 경우의 예들 들면, 다음과 같다: MTC 서버나 MTC 응용 프로그램의 잘못된 기능을 수행하는 경우; 많은 수의 MTC 장치가 접속하게 하는 외부 이벤트가 발생하는 경우; 특정 정해진 시간에 특정 프로그램이 반복하여 동작하도록 설정된 경우 등이다. 이러한 경우들은 MTC 응용 프로그램을 핵심 망(또는 코어 네트워크)(Core network)과 연계하여 동작시키는 것은 현실적으로 구현하기 매우 어렵다. 왜냐하면, 코어 네트워크(Core network) 노드들(SGSN/MME/PGW 등)이 트래픽이 집중되어 몰리는 데이터에 의해 쉽게 피해를 받기 때문이다.
따라서, 종래 코어 네트워크 노드들에 발생되는 과부하를 제어하는 방법은 다음과 같다:
1) 네트워크 노드는 특정 접속에 대해 거부할 수 있다. 그 접속을 거부하는 제한의 기준은, APN이나 MTC 그룹에 따라 가능하다. 또는, 정해진 시간에만 MTC 장치가 네트워크 노드에 접속하게 할 수 있다. 그런데, 만일 혼잡 상태인 경우 MTC 장치(device)에 재시도 지연 시간(back off time)을 네트워크 노드가 MTC 장치에 전송함으로써, 그 기간 중에는 MTC 장치가 접속하지 않도록 하는 정보를 네트워크 노드가 MTC 장치에 제공할 수 있다;
2) MTC 장치가 특정 정해진 시간에 사용하기 전에, MTC 장치가 속해 있는 셀에, 즉 TAU/RAU의 위치 갱신 과정을 거치는 방법이 있다. 그런데, 이는 장기간 사용치 않아서 사용 전에 정확한 위치 등록을 하고자 함이다. 이러한 경우는 장기간 오프(off)상태이므로, 접속시 위치 정보를 갱신할 필요가 있는데, 이것이 근본적인 문제의 해결책이 될 수가 없다;
3) MTC 장치가 특정 정해진 시간 내에서 네트워크 노드에 접속하는 접속 시작 시간을 랜덤화(Randomize)한다. 이는 특정시간에 트래픽이 몰리는 것을 방지하기 위한 것이다. 이러한 방법은 MTC 서버, 또는 MTC 장치(device)에서 트리거(trigger) 할 수 있다.
한편, MTC 에서 과부하가 발생하는 경우 중에 네트워크의 상황이 변경되어, MTC 장치들이 어태취를 네트워크에 요청하여도 거절(reject)되어, 불필요한 네트워크 자원이 손실되는 경우가 있다. 이하, MTC 장치의 어태취 절차와 MTC 장치의 어태취 요청에 대해 네트워크가 거절함으로써 발생하는, 네트워크 과부하의 예를 설명한다.
종래의 MTC 서비스를 지원하는 이동통신 시스템에서, MTC 장치의 어태취 절차는 다음과 같다: 1) MTC 장치(단말)는 MTC 서버에 가입자 정보를 등록한다. 즉, MTC 장치의 사용자가 예를 들어, 웹 기반 등록(web based registration) 등의 방법을 통해 각 MTC 기능(MTC feature)의 활성(activation) 또는 비활성(deactivation) 상태를 설정하고 또한 변경할 수 있다. 각 MTC 특징의 활성/비활성 설정의 결과는 코어 네트워크에 저장된다; 2) 단말이 네트워크(또는 코어 네트워크 노드)에 어태취하는 시점에서, 네트워크가 가입자 정보를 확인한다. 즉, MTC 장치가 네트워크에 어태취하는 시점에서, 코어 네트워크 노드(예를 들어, MME)는 가입 등록서버(예를 들어, HSS)와의 상호작용(interaction)에 의해 가입자 정보를 가져와 해당 단말(즉, MTC 장치) 네트워크에서 허용(accept)할 것인지를 결정한다; 3) 한편, 네트워크는 사업자 정책(operator policy) 등과 같이 네트워크의 상황에 따라, 단말의 어태취 요청(예를 들어, 특정 MTC 기능의 활성 요청)을 지원(imcompatible)할 수 없는 경우, 상기 단말의 어태취 요청을 거절하는 것으로 결정한다.
상술한 종래기술에서, MTC 장치의 각 MTC 기능은 코어 네트워크에서 저장이되고, 코어 네트워크의 상황에 따라 특정 MTC 기능을 활성(activation)화 시킬 수 없거나, 네트워크의 능력에 따라 또 다른 MTC 기능을 지원할 수 없는 경우가 발생한다. 즉, 단말(MTC 장치)는 인식을 못하고 미리 설정된 시간 또는 이벤트 발생 시에 어태취 요청을 네트워크에 보내어도 네트워크가 단말의 상기 요청을 거절함으로써, 불필요한 자원이 손실되는 기술적 문제점이 발생한다.
이러한 기술적 문제점은, MTC 기능들의 서비스 지원의 변동 사항이, 네트워크 단에서 발생하기 때문이다.
따라서, 본 발명은 네트워크에서 MTC 기능들의 변동 사항에 관한 정보를 생성하여 단말에게 전달함으로써, 단말이 불필요한 MTC 기능들의 요청(예를 들어, 어태취 요청)을 하지 않고, 상기 MTC 기능들의 변동 사항에 관한 정보에 기초하여 네트워크에 특정 MTC 기능을 활성화 요청함으로써, 네트워크 과부하를 제어하고 또한 네트워크 자원을 효율적으로 사용하는 방법을 제안한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 이동통신 시스템에서의 네트워크 오버로드 제어 방법은,
단말이 네트워크 노드로부터 네트워크 오버로드 제어와 관련된 정보를 수신하여 저장하는 단계와;
상기 단말이 상기 저장한 네트워크 오버로드 제어와 관련된 정보를 분석하여, 상기 네트워크 노드로 서비스 요청을 거절할 것인지 또는 허용할 것인지를 결정하는 단계와;
상기 결정단계에서 상기 네트워크 노드가 서비스 요청을 허용할 것으로 결정한 경우, 상기 단말이 상기 네트워크 노드로 서비스를 요청하는 메시지를 전송하는 단계;를 포함하는 것이 특징이다.
바람직하게는, 상기 네트워크 오버로드 제어와 관련된 정보는
상기 단말과 관련된 MTC(machine type communication) 기능들의 활성화 상태를 나타내는 정보를 포함하는 것이 특징이다.
바람직하게는, 상기 네트워크 오버로드 제어와 관련된 정보는
상기 네트워크 노드가 상기 단말에 대해 지원가능한 MTC 기능들의 활성화 리스트와;
상기 네트워크가 상기 단말에 대한 MTC 기능들의 비활성화 리스트와;
상기 단말이 활성화시킬 수 있는 혹은 시켜야하는 MTC 기능들의 리스트 또는 단말이 비활성화시킬 수 있는 혹은 시켜야하는 MTC 기능들의 리스트와;
상기 단말에 대한 MTC 기능들 중에 양립불가한 설정(incompatibility set)와;
상기 단말에 대한 MTC 기능들 중에 양립불가한 설정을 피할 수 있는 해당 MTC 기능의 파라미터 값과;
상기 단말에 대한 MTC 기능들 중, 각 MTC 기능과 on/off 프래그(flag)가 결합된 형태의 정보와;
상기 네트워크 노드가 상기 단말에게 이전에 전송하였던 정보가 있다면, 그 정보의 업데이트된 정보; 중 적어도 하나 이상을 포함하는 것이 특징이다.
바람직하게는, 상기 서비스를 요청하는 메시지는
상기 단말이 활성화 시키고 싶은 MTC 기능들에 대한 정보와;
상기 단말이 현재 저장하고 있는 활성화 상태의 MTC 기능들에 대한 정보와;상기 단말이 현재 지원 가능한 장치의 능력 및/또는 해당 MTC 기능들에 대한 정보와;
상기 단말의 MTC 기능들에 대한 사용자 선호도에 대한 정보 중 적어도 하나 이상을 포함하는 것이 특징이다.
또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 이동통신 시스템에서의 네트워크 오버로드 제어 방법은,
네트워크 노드가 단말로부터 서비스를 요청하는 메시지 수신하는 단계와;
상기 네트워크 노드가 가입자 등록 서버로부터 상기 단말의 MTC(machine type communication) 기능들에 대한 정보를 수신하는 단계와;
상기 네트워크 노드가 상기 수신한 상기 단말의 MTC 기능들에 대한 정보와, 네트워크의 상황과, 사업자 정책을 고려하여,
상기 단말의 서비스 요청을 거절할 것인지 또는 허용할 것인지를 결정하는 단계와;
상기 결정에 따라, 상기 네트워크 노드는 상기 서비스 요청에 대한 허용메시지 또는 거절 메시지와 함께 네트워크 오버로드 제어와 관련된 정보를 상기 단말에 전송하는 단계;를 포함하는 것이 특징이다.
바람직하게는, 상기 네트워크 노드가
상기 수신한 상기 단말의 MTC 기능들에 대한 정보와, 네트워크의 상황과, 사업자 정책을 고려하여,
상기 네트워크 오버로드 제어와 관련된 정보를 생성하는 단계를 더 포함하는 것이 특징이다.
바람직하게는, 상기 네트워크 노드가 생성한 상기 네트워크 오버로드 제어와 관련된 정보를 상기 가입자 정보 서버에 업데이트하는 단계를 더 포함하는 것이 특징이다.
바람직하게는, 상기 네트워크 오버로드 제어와 관련된 정보는
상기 네트워크 오버로드 제어와 관련된 정보는
상기 네트워크 노드가 상기 단말에 대해 지원가능한 MTC 기능들의 활성화 리스트와;
상기 네트워크가 상기 단말에 대한 MTC 기능들의 비활성화 리스트와;
상기 단말이 활성화시킬 수 있는 혹은 시켜야하는 MTC 기능들의 리스트 또는 단말이 비활성화시킬 수 있는 혹은 시켜야하는 MTC 기능들의 리스트와;
상기 단말에 대한 MTC 기능들 중에 양립불가한 설정(incompatibility set)와;
상기 단말에 대한 MTC 기능들 중에 양립불가한 설정을 피할 수 있는 해당 MTC 기능의 파라미터 값과;
상기 단말에 대한 MTC 기능들 중, 각 MTC 기능과 on/off 프래그(flag)가 결 합된 형태의 정보와;
상기 네트워크 노드가 상기 단말에게 이전에 전송하였던 정보가 있다면, 그정보의 업데이트된 정보; 중 적어도 하나 이상을 포함하는 것이 특징이다.
바람직하게는, 상기 서비스를 요청하는 메시지는
상기 단말이 활성화시키고 싶은 MTC 기능들에 대한 정보와;
상기 단말이 현재 저장하고 있는 활성화 상태의 MTC 기능들에 대한 정보와;상기 단말이 현재 지원 가능한 장치의 능력 및/또는 해당 MTC 기능들에 대한 정보와;
상기 단말의 MTC 기능들에 대한 사용자 선호도에 대한 정보 중 적어도 하나 이상을 포함하는 것이 특징이다.
바람직하게는, 상기 단말은 MTC 서비스를 지원할 수 있는 MTC 장치이고,
상기 네트워크 노드는 MME(mobility management entity), SGSN(serving GPRS support node), 또는 MSC(mobile telephone switching) 인 것이 특징이다.
또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 이동통신 단말은,
네트워크 노드에 서비스 요청을 하고,
상기 네트워크 노드로부터 MTC 기능들의 상태 정보와, 상기 서비스 요청의 거절에 대한 cause 정보와, 네트워크의 현재 활성 가능한 MTC 기능들에 대한 정보를 수신하는 송수신부와;
상기 네트워크 노드로부터 수신한 MTC 기능들의 상태 정보와, 상기 서비스 요청의 거절에 대한 cause 정보와, 네트워크의 현재 활성가능한 MTC 기능들에 대한 정보를 저장하는 저장부와;
상기 수신한 정보들을 고려하여, 네트워크 오버로드가 발생하지 않도록 상기 네트워크에 서비스 요청을 할 것인지를 결정함으로써, 네트워크 오버로드를 제어하는 제어부;를 포함하는 것이 특징이다.
본 발명은, MTC 서비스를 지원하는 이동통신 시스템에서, 단말이 네트워크에서 생성한 MTC 기능들의 변경정보(또는 MTC 기능들의 활성/비활성 리스트)에 기초하여, 단말이 네트워크에 불필요한 MTC 기능을 요청하는 것을 방지함으로써, 네트워크의 과부하를 제어하고, 또한 MTC 서비스의 품질 및 네트워크 자원 활용의 효율성을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명에서는 단말(즉, MTC 장치)가 가입시 등록한 MTC 기능들의 활성(activation) 여부 및 네트워크 상황(즉, 홈 네트워크 상황 및 방문 네트워크의 상황)과, 사업자 정책(operator policy) 등을 기반으로, 단말이 불필요한 서비스 요청을 하지 않도록 함으로써, MTC 환경에서 네트워크의 과부하(overload)를 효과적으로 관리할 수 있다.
또한, 본 발명은 3GPP GSM/UMTS/EPS 시스템의 MTC 환경에서 유/무선 네트워크 자원의 낭비를 막는다. 특히, 기존의 통신과 비교하여 수많은 MTC 장치가 한꺼번에 통신을 시도하는 MTC 환경에서, 단말의 불필요한 서비스 요청으로 인한 자원의 낭비를 해소할 수 있다.
또한, 본 발명은 MTC 장치에서 융통성 있게 MTC 기능들을 활성화시킴으로써, 사용자가 느끼는 서비스의 품질을 향상시킬 수 있다.
도 1은 MTC 지원을 위한 3GPP 서비스 모델을 도시한 개념도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시 예로서, 본 발명에 따른 이동통신 시스템의 MTC 서비스에서 네트워크 오버로드를 제어하는 방법을 나타낸 신호 흐름도이다.
도 3는 본 발명의 제2 실시 예로서, 본 발명에 따른 이동통신 시스템의 MTC 서비스에서 네트워크 오버로드를 제어하는 방법을 나타낸 신호 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예로서, 본 발명에 따른 단말 및 네트워크 노드의 개략적인 구성도이다.
본 발명은 MTC(machine type communication)를 이용하는 이동통신 시스템에 적용된다. 그러나, 본 발명은 이에 한정하지 않고, 본 발명의 기술적 사상이 적용될 수 있는 차세대 이동통신 및 다른 유무선 통신에 적용될 수도 있다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항복들 중의 어느 항목을 포함한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 거이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
본 발명에 따른 단말은, 본 발명의 기술적 특징을 수행할 수 있는 모든 장치를 지칭한다. 즉, 본 발명에 따른 MTC 서비스 기능을 수행할 수 있는 이동통신 단말(예를 들어, 심장박동기, 자동판매기, 전력계량기, 공기 오염도 측정기 등등) UE(User Equipment)이며, 그 외도 인간 중심의 장치들(예를 등어, 핸드폰, 휴대폰, DMB 폰, 게임폰, 카메라폰, 스마트폰 등등)과, 그 이외 노트북, 데스크탑 컴퓨터(desktop computer), 랩탑 컴퓨터(laptop computer), 팸탑 컴퓨터(palmtop computer), PDA(personal digital assistant), 백색 가전 제품 등도 포함하는 포괄적인 의미이다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명에 바람직한 실시 예를 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어 도면 부호에 상관없이 동일하거나 대응하는 구성요소는 동일한 참조번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
MTC 기능을 지원하는 3GPP 이동통신 시스템에 있어서, 사람의 동작이 관여하지 않은 MTC 장치가 관여하는 데이터 통신은, 사전에 설정된 상태로 동작하게 되는데, 이러한 데이터 통신이 특정시간에 몰릴 경우 데이터 통신(또는 트래픽)이 몰려 혼잡상태가 발생할 수도 있고, 또한 다른 형태의 통신(예를 들어, 인간-인간 )이 방해를 받을 수도 있다.
즉, 본 발명은, 이러한 MTC 서비스를 지원하는 이동통신 시스템에서, 데이터 통신의 혼잡(Congestion/Overload) 상태에 빠지는 문제점에 착안한 것이다. 본 발명은 MTC 데이터 통신과 관련하여 발생하는 혼잡상태를 해소할 수 있는, 본 발명에 따른 네트워크의 기능 및 동작을 제안한다. 이로써, 본 발명은: 데이터 통신의 혼잡 상태를 사전에 방지하고; 한편 데이터 통신의 혼잡 상태가 발생하였을 경우, 데이터 통신을 적절하게 분산시킴으로써, 무선 자원이나 코어 네트워크의 자원을 효율적으로 사용할 수 있다.
본 발명은 MTC 서비스와 관련하여 단말(즉, MTC 장치)이 네트워크 상황을 모르기 때문에 발생할 수 있는 네트워크 과부하를 방지함으로써, 네트워크 자원의 효율적으로 사용하기 위해 착안한 것이다.
본 발명의 기본 개념은: 1) MTC 장치의 각 기능들을 MTC 서버에 등록을 하고; 2) MTC 장치의 상기 등록된 MTC 기능들에 대한 변동사항이 발생한 경우, 코어 네트워크가 상기 MTC 기능들에 대한 변동사항이 업데이트된 정보(또는 리스트)를 단말에게 전송하고; 3) 상기 전송받은 정보에 기초하여, 단말이 네트워크에 MTC 기능의 요청을 전송함으로써, 단말이 네트워크에서 지원할 수 없는 MTC 서비스 요청을 보내지 않게 하는 것이다.
이하, 본 발명의 실시 예가 적용될 구체적인 상황들의 예를 설명한다. 본 발명의 실시 예는: 1) 단말이 로밍을 하는 경우; 2) 네트워크 사업자가 MTC 기능에 대한 네트워크 설정을 변경하는 경우; 3) 네트워크의 능력(capability)가 변경되어 특정 MTC 기능을 지원하기 어려운 경우; 4) 네트워크가 MTC 기능들 중 지원할 수 없는 설정(incompatible set)이 발생하는 경우 등이다. 이하, 본 발명의 실시 예가 적용될 각 상황들을 설명한다.
1) 단말이 로밍을 하는 경우, 단말이 네트워크 상황을 모르는 실시 예
단말이 홈 네트워크에서 방문 네트워크(visited network)로 로밍을 하여, 현재 네트워크 망에서 지원 가능한 MTC 기능(feature)이 무엇인지 알 수 없는 경우가 있다. 즉, 예를 들어, 일명 전자 건강관리 (e-health care) 서비스를 중점적으로 제공하는 MTC 환경의 네트워크에서, 전자 건강관리(e-health care) 서비스를 이용하고 있던 사용자 혹은 단말은, 여러 가지 MTC 기능들 중 다음과 같은 기능(features)들을 사용하고 있다고 전제한다: 즉, "Small data transmission"; "Frequent data transmission"; "Infrequent mobile terminated"; "Priority alarm" 등등이다.
단말이 홈 네트워크에서 방문 네트워크(Visited network)로 이동을 하였다고 하자. 그런데, 그 이동한 방문 네트워크에서는 전자 건강관리 서비스에 최적화된 MTC 환경의 네트워크가 아니지만, 현재 "small data transmission" 와 그 외 다음과 같은 MTC 기능들을 제공 가능한다고 가정한다: 즉, "Low Mobility"; "Time Control"; "Time Tolerant"; "Group Based Charging"; "PS Only"; "Small Data Transmission" 등의 MTC 기능들이다.
이러한 경우, 단말(또는 MTC 사용자)이 방문 네트워크(visited network)가 지원하는 MTC 기능들의 상황을 알 수 있다면, 현재 방문 네트워크에서 지원하는 "small data transmission" 만으로 제한된 전자 건강관리(e-health care) 서비스를 계속 사용하고 싶은지(예를 들어, 응급 알람(alarm)은 사용할 수 없으나, 현재 자신의 신체 측정값을 보내고, 적절한 피드백(feedback)을 받을 수는 있다), 혹은 전체 전자 건강관리 서비스를 받지 않은 것인지 등을 결정하여, 네트워크로 적절한 서비스 요청(service request)를 할 수 있다. 한편, 여기에서 단말(또는 MTC 사용자)의 결정은 직접적으로 유저 인터페이스(user interface)를 통해 결정할 수도 있고, 혹은 사전 설정(pre-configuration) 되어 있는 값을 활용해 결정할 수도 있다.
만일 단말이 이동하여 캠핑 온(camping on)하고 있는 방문 네트워크의 MTC 기능들에 대한 지원 상황을 알 수 있다면, 예를 들어 단말은 방문 네트워크에서 지원하지 않는 우선 알람 기능(priority alarm feature)을 사용하기 위한 요청(request)을 네트워크에 보내지 않음으로써, 네트워크 자원의 낭비를 방지할 수 있다.
2) 네트워크 사업자가 MTC 기능에 대한 네트워크 설정을 변경한 경우에, 단말이 이러한 네트워크 상황을 모르는 실시 예
현재 단말이 서비스 받고 있는 네트워크가 다음과 같은 MTC 기능들을 제공하고 있다고 가정한다: "Small Data Transmission"; "Frequent data transmission"; "Infrequent mobile terminated"; "Priority alarm" 등의 MTC 기능이다.
사업자가 네트워크의 과부하 및 망관리 정책의 일환으로, 특정 시점에서 몇 개의 MTC 기능들을 잠시 비활성화(disable(deactivated)) 시켜놓으려 한다. 예를 들어, 특정 시점에서 네트워크의 과부하로 "Frequent data transmission" 혹은 "small data transmission"와 같은 MTC 기능을 비활성화 시켰다면, 이러한 네트워크 상황에서, 네트워크는 MTC 서비스를 위한 "frequent data transmission service"와 같은 MTC 기능을 단말로부터 요청받으면, 그 요청은 거절(reject) 시킨다.
즉, 단말은 처음 네트워크에 접속했을 때, 네트워크에서 지원 가능하다고 했던 MTC 기능의 내용만 알고 동작하기 때문에, "frequent data transmission"의 MTC 기능이 발생하는 특정 시점(또는 이벤트가 발생하는 때)에 네트워크에 서비스 요청(service request)을 보낸다. 그러나 상기 "frequent data transmission"의 MTC 기능은 네트워크에서 비활성화되어 있기 때문에, 상기 서비스 요청은 거절된다. 이러한 경우, 결과적으로, 단말은 비활성화된 MTC 기능(즉, "frequent data transmission")에 대해, MTC 서비스 요청함으로써 네트워크 자원을 낭비하는 결과가 초래된다.
3) 네트워크의 능력이 변경되어 특정 MTC 기능을 네트워크가 지원할 수 없는 경우에 있어서, 단말이 이러한 네트워크 상황을 모르는 실시 예
현재, 단말이 네트워크로부터 MTC 기능들 중에 "Small data transmission feature"를 제공받고 있다고 가정한다. 이때, 상기 네트워크에서는 SMS 체계(SMS scheme)을 사용하여 "small data transmission"을 제공하고 있는데, 현재 네트워크가 MTC 서비스를 제공하는 SMS 서버와 연결(connection)이 단절되거나, SMS 서비스를 제공하기 위한 자원(resource)의 부족 등으로 상기 "small data transmission"의 MTC 기능을 지원하기 어려운 상황이 발생한다. 이때, 단말은 처음 네트워크에 접속했을 때, 현재 네트워크의 능력의 변경된 상황(즉, "small data transmission"의 MTC 기능을 네트워크가 지원하지 못하는 상황)을 알지 못하고, 단말이 네트워크에 "small data transmission" 을 위해 네트워크에 서비스 요청(service request)를 한다면, 단말은 네트워크로부터 상기 요청에 대해 거절(reject)을 받을 것이다. 따라서, 이러한 상황은, 단말과 네트워크 간에 자원을 낭비하는 결과를 초래하게 된다.
4) 네트워크의 MTC 기능들 중에 호환되지 않는 설정(incompatible set)이 발생하는 경우에 있어서, 단말이 이러한 네트워크 상황을 모르는 실시 예
단말이 네트워크에 다음과 같은 MTC 기능들을 등록하였고, 그 MTC 기능들을 네트워크가 현재 모두 지원 가능하고 가정한다: 즉, "Low Mobility"; "Time Control"; "Time Tolerant"; "Group Based Charging"; "PS Only"; "Small Data Transmission"; "Frequent data transmission"; "Infrequent mobile terminated"; "Priority alarm" 등의 MTC 기능들이다.
이때, 네트워크 입장에서 상기 MTC 기능들 중에 함께 사용하기 어려운 양립불가한 설정(incompatible set)이 발생할 수 있다. 즉, 예를 들어 정해진 일정 시간에만 데이터를 전송할 수 있는 특징을 가진 "time control" 의 MTC 기능이, 해당 네트워크에서 하루 중 단 1~2분 사이에만 데이터를 전송 할 수 있게 설정되어 있는 반면, 매우 빈번하게 데이터를 전송할 수 있는 "frequent data transmission"의 MTC 기능은, 매 시간마다 데이터 전송이 가능하게 설정되어 있다고 가정한다. 이러한 가정 하에, "time control" 과, "frequent data transmission"의 두 MTC 기능은 현재 네트워크에서 사용가능하기는 하지만, 동시에 두 MTC 기능을 사용할 수 없는 양립불가한 MTC 기능(incompatible set MTC feature)라고 할 수 있다. 이와 같이 서로 양립불가한 MTC 기능은, 단말 지원 능력, 네트워크 지원 능력, 가입자 정보, 또는 서비스 받으려는 MTC 서비스 등에 따라 영향을 받아 발생할 수 있다. 또한, 이러한 양립불가한 MTC 기능을 단말이 모르는 상황에서 네트워크로 서비스가 요청하는 경우, 네트워크는 미리 설정된 정보 혹은 사업자 정책(operator policy) 등을 기준으로 상기 서비스 요청을 거절할 것이다. 이러한 네트워크에 의해 상기 서비스의 요청에 대한 거절은 결국 네트워크 자원의 낭비를 초래하게 된다. 즉, 단말이 현재 네트워크의 양립불가한 MTC 기능을 알고 있다면, 단말은 거절될 것이 분명한 서비스 요청과 같이, 불필요한 서비스 요청을 네트워크에 보낼 가능성이 줄어든다.
이상과 같이, 상기 1) 내지 4)의 경우와 같이, 단말의 입장에서 네트워크의 상황을 정확히 알지 못한다면, 단말의 서비스 요청에 대해 거절(reject)을 받을 수 밖에 없거나, 또는 거절을 받을 가능성이 큰 서비스 요청을 네트워크에 시도할 수 있다. 이는 결과적으로 MTC 서버스와 관련하여 네트워크 망의 부하를 증가시켜 네트워크의 자원을 낭비하게 된다.
따라서, 본 발명은 단말이 네트워크의 상황 변화에 따른 MTC 기능의 변경된 정보를 수신하여, 이를 기초로 거절될 것이 확실한 서비스 요청을 하지 않음으로써, 네트워크 자원의 낭비를 방지하는 방법을 제안한다.
본 발명의 실시 예에서는, MTC 기능들의 변경 사항을 단말 및/또는 네트워크(예를 들어, 코어 네트워크 노드)가 업데이트하고 생성한다. 또한, 본 발명에서는 단말(즉, MTC 장치)가 가입시 등록한 MTC 기능들의 활성(activation) 여부 및 네트워크 상황(즉, 홈 네트워크 상황 및 방문 네트워크의 상황)과, 사업자 정책(operator policy) 등을 기반으로, 단말이 불필요한 서비스 요청을 하지 않도록 하는 것이다. 이러한 결과로써, 본 발명은 MTC 환경에서 네트워크의 과부하(overload)를 효과적으로 관리할 수 있다.
본 발명의 실시 예는, 주체의 따라, 단말의 동작과 네트워크 노드의 동작으로 구분할 수 있다: 첫째, 단말의 입장에서 단말의 불필요한 서비스 요청을 방지하기 위해 수행하는 동작들과; 둘째, 네트워크 입장에서 네트워크 노드가 단말의 불필요한 서비스 요청을 방지하기 위해 수행하는 동작들이다.
첫째, 단말의 입장에서 단말이 네트워크로 불필요한 서비스 요청을 방지하기 위해 수행하는 동작들은 다음과 같다:
(1) 단말은 현재 MTC 기능들 각각에 설정된 활성/비활성(activated/deactivated) 상태를 확인한다. 이때, 단말이 MTC 기능들 각각에 설정된 활성/비활성 상태를 확인하는 근거는, 여러 가지가 될 수 있다. 예를 들어, ① 단말이 이전 네트워크 노드에 서비스 요청을 하고 얻은 거절(reject) 또는 허용(accept)의 결과(즉, 도 2의 S10에 포함된 정보)를 단말의 저장부(도 4의 13)에 저장하고, 그 저장된 결과로부터 MTC 기능들의 활성/비활성 상태를 알 수 있다; 또는 ② 단말이 각 MTC 특징의 서비스 요청에 대해 네트워크 노드로부터 허용 메시지 또는 거절 메시지를 받을 때, 직접적인 원인(cause) 또는 직/간접적인 다른 정보(information)를 네트워크 노드로부터 함께 받음으로써 유추할 수도 있다. 즉, 명시적으로 MTC 기능들의 활상화 리스트를 받을 수도 있고, MTC 기능들의 비활상화 리스트를 받을 수도 있다; 또는 ③ 예를 들어, HSS 혹은, 각 MTC 장치 별로 설정된 MTC 기능들에 대한 정보를 저장해 둔 서버로부터, 단말이 OMA DM/DT 등의 방법을 사용하여 상기 저장된 MTC 기능들에 대한 정보를 제공받을 수도 있다.
한편, 상기 활성화된 MTC 기능이란, 단말이 예를 들어, MTC 서버에 등록 및 가입시 설정한 것으로서, 특정 시간 또는 이벤트 발생 시에 활성화시킨 MTC 기능을 말한다. 즉, 특정 MTC 기능의 활성화 상태는 서비스를 받고자 하는 의지가 있는 상태 혹은 서비스를 제공할 수 있는 상태를 말한다. 한편, 단말이 MTC 시스템(또는 구체적으로 예를 들어, MTC 서버)에 가입되어 있다 하더라도, 네트워크의 사업자 정책(operator policy)에 의해, 또는 다른 네트워크의 상태 때문에, 특정 MTC 기능이 비활성화 상태라면, 단말은 현재 그 비활성화된 MTC 기능에 대해 서비스를 받을 수 없다.
(2) 단말은 특정 MTC 기능에 대한 서비스 요청을 네트워크 노드에 보낼 것인지를 결정한다.
보다 구체적으로, 단말(예를 들어, 단말의 일 구성요소인 제어부(또는 처리부))은, 상술한 정보에 기초하여 MTC 기능과 관련된 능력(capability)이 단말에서 지원(support) 가능한지를 판단(확인)하고, 현재 가입(subscription) 정보에 따라 해당 MTC 기능이 활성화되어 있는지 판단(확인)한다. 이와 같이, 상기 능력 판단 및 현재 가입 정보에 따라 MTC 기능의 활성화를 확인한 것에 기반하여, 단말은 네트워크 노드로 서비스 요청을 보낼지를 결정하기 때문에, 단말의 입장에서 거절될 것이 확실한 서비스 요청을 하지 않을 수 있다.
(3) 한편, 단말은 네트워크 노드에 서비스 요청을 보낼 때, 단말의 MTC 기능들에 대한 아래와 같은 정보 중 적어도 하나 이상을 포함시켜 네트워크 노드에 전송할 수 있다:
- 단말이 활성화 시키고 싶은 MTC 기능들;
- 현재 단말의 저장부에 저장된 활성화 상태의 MTC 기능들;
- 단말이 현재 지원 가능한 장치의 능력 및/또는 해당 MTC 기능들;
- 미리 설정된 혹은 다이나믹(dynamic)하게 선택된 사용자 선호도(user
preference) (예를 들어, 특정 MTC 기능을 우선적으로 선택하고 싶다는 등의 선호 정보).
(4) 단말은 특정 MTC 기능에 대한 서비스 요청을 네트워크 노드에 보내고, 그 요청에 대해 네트워크로부터 허용 메시지 또는 거절 메시지를 수신 후에, 그 관련 저장한다. 이와 같이, 저장한 정보는 단말이 네트워크 노드에 서비스 요청을 할 것인지를 판단할 때 이용될 수 있다.
둘째, 네트워크의 입장에서 단말의 불필요한 서비스 요청을 방지하기 위해 수행하는 동작들은 다음과 같다:
(1) 네트워크 노드는 단말(즉, MTC 장치)로부터 서비스 요청을 받는다.
(2) 네트워크 노드는 단말로부터 서비스 요청을 수신 시, 네트워크 상황 등을 고려하여 각 MTC 기능의 활성화 여부를 결정한다. 이때, 네트워크 노드가 MTC 기능들의 활성화를 결정 시에 고려하는 정보는 다음과 같다: 즉, 상술한 바와 같이 단말이 네트워크로 서비스 요청 시에 포함시킨 정보; 네트워크 상태를 알 수 있는 정보; 가입자 정보; 사업자 정책 (예를 들어, 사전 설정(pre-configuration) 정보, 또은 PCRF 상호작용(interaction) 등과 같이 필요시 요청/응답방식에 의한 사업자 정책에 관한 정보) 등을 기반으로 결정한다.
(3) 네트워크 노드는 MTC 기능들의 활성화 상태(activation status)를 나타내는 결과(예를 들어, MTC 기능들의 활성화 상태에 대한 리스트)를 단말에게 알려준다: 즉, 네트워크 노드는 허용 메시지 또는 거절 메시지에 상기 결과를 포함시키거나; 또는 예를 들어, HSS 혹은, 각 MTC 장치 별로 설정된 MTC 기능들에 대한 정보를 저장해 둔 서버로부터, 네트워크 노드가 OMA DM/DT 등의 방법을 사용하여 상기 결과를 단말에 보낼 수도 있다.
한편, 네트워크 노드가 단말에게 보내는 상기 MTC 기능들의 활성화 상태(activation status)를 나타내는 결과의 형태는 다양하게 구현될 수 있다:
- 즉, 예를 들어 네트워크 노드가 지원가능하고 설정된 "MTC 기능들의 활성화 리스트 (MTC Activated feature의 list)";
- 또는 네트워크의 "MTC 기능들의 비활성화 리스트 (MTC deactivated feature의 list)";
- 단말이 활성화시킬 수 있는(또는 시켜야하는) MTC 기능들의 리스트 및/또는 단말이 비활성화시킬 수 있는(또는 시켜야하는) MTC 기능들의 리스트;
- 양립불가한 설정(incompatibility set) 및/또는 양립불가한 설정을 피할 수 있는 해당 MTC 기능의 파라미터 값;
- "각각의 MTC 기능 + on/off 프래그(flag)" 형태의 정보; 또는
- 이전에 주었던 정보가 있다면, 업데이트된 정보 등이다.
이상과 같이, 네트워크의 과부하를 줄이고 네트워크 자원의 효율성을 높이기 위해, 본 발명은, 단말과 네트워크 노드가 각각 해당 동작들을 수행한다. 즉, 단말은 서비스 요청만을 네트워크 노드에 무조건 보내는 것이 아니라, 단말 자신의 능력(capability)과, 네트워크 노드가 보낸 현재 활성화(activation) 되어 있는 MTC 기능들의 상황 등을 종합적으로 고려하여, 네트워크로 서비스 요청을 하기 때문에, 네트워크에서 거절될 확률이 높은 서비스 요청을 하지 않게 된다. 따라서, 네트워크 자원 측면에서, 네트워크에서 거절될 확률이 높은 서비스 요청을 단말이 상술한 정보에 기초하여 하지 않음으로써, 네트워크 자원의 효율성이 향상되고 아울러 네트워크 과부하를 방지할 수 있다.
이하, 도 2 및 도 4을 참조하여, 본 발명의 실시 예를 보다 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 제1 실시 예로서, 본 발명에 따른 이동통신 시스템의 MTC 서비스에서 네트워크 오버로드를 제어하는 방법을 나타낸 신호 흐름도이다.
도 3는 본 발명의 제2 실시 예로서, 본 발명에 따른 이동통신 시스템의 MTC 서비스에서 네트워크 오버로드를 제어하는 방법을 나타낸 신호 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예로서, 본 발명에 따른 단말 및 네트워크 노드의 개략적인 구성도이다.
도 2 및 도 3의 실시 예들은 단말이 네트워크 노드에 어태취 요청을 하는 절차를 도시한 것이다.
도 2의 실시 예 및 도 3의 실시 예는, 어태취 절차(attach procedure)를 이용하여 네트워크 오버로드를 제어하는 방법을 도시한 일 예일 뿐이고, 나아가 TAU/RAU와 같은 위치등록 절차의 메시지를 이용하여 본 발명에 따른 네트워크 오버로드를 제어할 수도 있고, 또한 단말이 네트워크에 어태취(attach) 이후의 다른 서비스 요청 절차(service request procedure)에 본 발명의 네트워크 오버로드를 제어 방법을 적용할 수도 있다. 또한, 본 발명에 따른 네트워크 오버로드 제어 방법을, SMS와 같은 특정 서비스(service request procedure)가 사용될 수도 있는데, 이때, MTC 관련 파라미터가 추가될 수도 있다.
도 2의 실시 예와 도 3의 실시 예의 차이점은, 도 2의 실시 예는 단말이 어태취 요청 메시지를 네트워크로 보낼지를 결정하고, 이때 어태취 요청 메시지에 활성화된 MTC 기능들의 리스트를 포함시킨다는 것이다. 다만, 도 2의 실시 예와 비교하여 도 3의 실시 예는 하기에서 상세히 설명하기로 한다.
이하, 도 4를 참조하여, 도 2의 시그널링 중에서 본 발명과 관련된 시그널링을 중심으로 설명하기로 한다.
1. 단말(UE, 즉 MTC 장치)(10), 보다 구체적으로 단말의 제어부(13)는 어태취 요청(attach request)를 네트워크 노드(MME)(30)에 보낼지를 결정한다. 이때, 단말(10)의 제어부(12)는 저장부(13)에 저장된 정보들을 고려하여 어태취 요청을 보낼지를 결정한다. 제어부(12)가 상기 어태취 요청을 보낼지 결정 시에,
저장부(130)로부터 읽어와서 고려하는 정보는 다음과 같다: 즉, 단말(10)이 이전에 네트워크로 보낸 어태취 요청들에 대한 결과와, 가입(subscription) 정보와, 단말(10)이 MTC 기능을 지원할 수 있는 능력(capability) 등이다.
단말(10)의 제어부(12)가 상기 어태취 요청을 결정한 경우, 송수신부(11)를 통해 어태취 요청 메시지를 기지국(eNodeB)(20)를 경유하여 네트워크 노드(30)로 보낸다(S1 및 S2).
단말(10)의 제어부(12)는 상기 어태취 요청 메시지에 네트워크 오버로드를 제어하기 위한 정보들, 예를 들어 현재 단말 자신이 알고 있는 활성화된 MTC 기능들의 정보와, 활성화 시키고자 하는 MTC 기능들의 정보와, 그 외 MTC 기능들을 제공하기 위한 장치 능력 등과 같은 정보를 포함시킬 수 있다: 즉 정리하면,
- 단말(10)이 활성화를 요청하고자 하는 MTC 기능들;
- 현재 단말(10)의 저장부(13)에 저장된 활성화 상태의 MTC 기능들;
- 단말(10)이 현재 지원 가능한 장치 능력 및/또는 해당 MTC 기능들;
- 미리 설정된 혹은 다이나믹하게 선택된 사용자 선호도(또는 단말 선호도, user /UE preference)(예를 들어, 단말이 특정 MTC 기능을 우선적으로 선택하고 싶다는 선호 정보); 중 적어도 하나 이상을 상기 어태취 요청 메시지에 포함시킬 수 있다.
2. HSS(70)와 네트워크 노드(MME)(30)(즉, MME는 일종의 네트워크 제어 노드이다) 간의 상호작용(interaction)을 통해 가입정보를 네트워크 노드(30)로 가져온다(S3 또는 S4). 여기서, 상기 작용은 도 2에서 인증(authentication) 과정(S3)이거나, 또는 위치 업데이트(location update)과정(S4)일 수 있다. 다만, 본 발명 설명의 편의상, 상기 가입정보는 S4과정을 통하여 네트워크 노드(30)가 HSS(70)로부터 획득하는 것으로 한다.
상기 S4 과정의 가입정보는, 단말이 가입한 MTC 서비스(service)의 정보와, MTC 기능의 정보와, 현재 활성화 되어 있는 MTC 기능의 정보와, 또는 비활성화되어 있는 MTC 기능의 정보 등을 포함할 수 있다.
한편, 네트워크 노드(30)의 제어부(32)는: ① 상기 S1 및 S2 과정을 통하여 단말로부터 수신한 네트워크 오버로드 제어에 관한 정보(예를 들어, 단말에서 활성화된 MTC 기능들, 단말이 활성화되기를 선호하는 MTC 기능들)와; ② 상기 S4과정을 통해 획득한 가입자 정보와; 또한 네트워크 노드(30)가 수집한 네트워크 정보(예를 들어, 제3의 네트워크 노드(미도시)로부터 받은 정보)와; ④ 사전 설정(pre-configuration) 또는 PCRF로부터 받은 사업자 정책(operator policy)을 고려하여, 최종적으로 활성화시킬 MTC 기능들(또는 비활성화시킬 MTC 기능들)을 결정하고, 그 활성화시킬 MTC 기능(또는 비활성화시킬 MTC 기능들)들의 리스트를 생성할 수 있다.
만일 네트워크 노드(30)이 단말(10)이 요청한 어태취를 허용(수락)하는 하면, 네트워크 노드(30)는 단말(10)에 어태취 허용(Attach Accept) 메시지를 기지국(20)을 통해 보낸다(S10 및 S11). 이때, 네트워크 노드(30)는, 차후 단말이 불필요한 서비스 요청으로 인한 네트워크의 과부하를 방지하기 위해, 네트워크 노드(30)의 제어부(31)가 결정하고 생성한 상기 활성화시킬 MTC 기능들(또는 비활성화시킬 MTC 기능들)들의 리스트 등을 네트워크 노드(30)의 송수신부(31)가 MTC 단말(10)에게 보낼 수 있다. 또한, 네트워크 노드(30)는 현재 MTC 기능의 상태(MTC features' status)를 나타내는 정보와, 단말(10)의 서비스 요청에 대한 이유를 허락 내지 거절의 이유를 나타내는 "원인(cause)" 정보와, 네트워크 노드(30)가 현재 활성화 가능한 MTC 기능의 세트(possible MTC activated set)를 나타내는 정보 등을 포함시켜 단말(10)에게 보낼 수 있다. 네트워크 노드(30)가 단말(10)에 보내는 이러한 정보는, 차후 단말(10)이 네트워크 노드(30)에 서비스 요청을 할 것인지를 결정할 때, 이용된다. 즉, 상기 S10 및 S11 과정을 통해 수신한 정보에 기초하여 단말(10)의 제어부(12)가 네트워크 노드(30)에 서비스 요청을 결정함으로써, 단말(10)은 보내는 서비스 요청을 네트워크 노드(30)가 거절할 것이라는 것을 알 수 있기 때문에, 단말(10)의 입장에서는 불필요한 동작을 수행하지 않는 효과가 있고, 네트워크 노드(30) 입장에서는 네트워크의 과부하를 방지하는 효과가 있다.
3. 한편, 네트워크 노드(30)가 단말(10)의 어태취 요청에 대해 거절 메시지를 보내는 경우도 마찬가이다. 보다 상세히 설명하면, 다음과 같다. 즉, 단말(10)의 서비스 요청(예를 들어, 어태취 요청)를 수행하는 절차 중, 네트워크 노드(30)가 네트워크의 상황 및 가입자 정보 등을 고려하여 어느 특정 단계에서 거절(reject)을 결정하게 되면, 단말(10)로 어태취 메시지 대신 거절 메시지(reject message)를 단말(10)에게 보낼 수 있다. 이때, 네트워크 노드(30)는 특정 "cause"(즉, 거절의 이유를 나타내는 정보)와 함께 현재 활성화된 MTC 기능의 상태를 나타내는 정보를 함께 보낼 수 있다. 또한, 네트워크 노드(30)는 양립불가한 특정 MTC 기능을 제공하기 어려운 상황으로 인해 거절 메시지를 보낼 때, 양리불가한 MTC 기능의 리스트와 같이 보다 상세한 정보를 단말(10)에게 제공함으로써, 단말(10)이 거절될 것이 확실한 서비스 요청을 불필요하게 반복 수행하지 않도록 한다. 따라서, 단말(10)이 향후 서비스 요청 시에, 양립불가한 MTC 기능 세트(incompatibility feature set)가 발생하지 않는 서비스 요청을 네트워크 노드(30)에 보낼 수 있다.
한편, 네트워크 노드(30)가, 허용메시지 또는 거절메시지와 함께 단말(10)에게 보내는 상기 MTC 기능들의 활성화 상태(activation status)를 나타내는 결과의 형태는, 상술한 바와 같이 다양하게 구현될 수 있다:
- 즉, 예를 들어 네트워크 노드가 지원가능하고 설정된 "MTC 기능들의 활성화 리스트 (MTC Activated feature의 list)";
- 또는 네트워크의 "MTC 기능들의 비활성화 리스트 (MTC deactivated feature의 list)";
- 단말이 활성화시킬 수 있는(또는 시켜야하는) MTC 기능들의 리스트 및/또는 단말이 비활성화시킬 수 있는(또는 시켜야하는) MTC 기능들의 리스트;
- 양립불가한 설정(incompatibility set) 및/또는 양립불가한 설정을 피할 수 있는 해당 MTC 기능의 파라미터 값;
- "각각의 MTC 기능 + on/off 프래그(flag)" 형태의 정보; 또는
- 이전에 주었던 정보가 있다면, 업데이트된 정보 등이다.
한편, 네트워크 노드(30)가 단말에게 함께 보내는 정보는 허용 메시지 또는 거절메시지를 통하지 않고, 다른 경로(예를 들어, OMA DM/DT)를 통하여 단말(10)에게 전송할 수도 있다. 예를 들어, 네트워크 노드(30)는 HSS(70) 또는 가입자 정보를 저장해둔 서버(예를 들어, MTC 서버 등) 등에 MTC 기능의 활성화
상태(activation status)를 업데이트한 후 (S19), 특정 시점 또는 설정된 이벤트 발생 후 OMA DM/DT 등과 같은 다른 경로(path)로 단말(10)에게 MTC 기능과 관련된 정보(즉, 네트워크 오버로드를 제어하기 위한 정보)를 제공할 수도 있다.
도 3의 제2 실시 예는 도 2의 실시 예와 비교하여 볼 때, 단말(10)이 어태취 요청 메시지를 통해, 네트워크 오버로드 제어를 위한 정보(예를 들어, 활성화된 MTC 기능들(activated MTC features), 단말이 선호하는 MTC 기능들(preferred MTC features)를 포함시키지 않는다(S31 및 S32).
따라서, 도 3의 제2 실시 예에서, 단말(10)은 네트워크 노드(30)이 전송한 네트워크 오버로드를 제어하기 위한 정보(예를 들어, "cause", MTC features' status, 또는 possible MTC activated set 등)을 수신하고(S40 및 S41), 이 수신한 정보를 고려하여 향후 네트워크 노드(30)에 서비스 요청을 할 것인지를 결정할 수 있다. 그 외 도 3의 제2 실시 예의 각 시그널링의 동작 및 기능은 도 2의 제1 실시 예의 대응 동작과 동일하므로, 도 3의 제2 실시 예에 대한 상세한 설명은 도 2의 제1 실시 예의 설명을 원용한다.
한편, 여기까지 설명된 본 발명에 따른 방법은 소프트웨어, 하드웨어, 또는 이들의 조합으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 본 발명에 따른 방법은 저장 매체(예를 들어, 이동 단말기 내부 메모리, 플래쉬 메모리, 하드 디스크, 기타 등등)에 저장될 수 있고, 프로세서(예를 들어, 이동 단말기 내부 마이크로 프로세서)에 의해서 실행될 수 있는 소프트웨어 프로그램 내에 코드들 또는 명령어들로 구현될 수 있다.
이상, 본 발명은 도면에 도시된 실시 예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

Claims (11)

  1. 단말이 네트워크 노드로부터 네트워크 오버로드 제어와 관련된 정보를 수신하여 저장하는 단계와;
    상기 단말이 상기 저장한 네트워크 오버로드 제어와 관련된 정보를
    분석하여, 상기 네트워크 노드로 서비스 요청을 거절할 것인지 또는 허용할 것인지
    를 결정하는 단계와;
    상기 결정단계에서 상기 네트워크 노드가 서비스 요청을 허용할 것으로 결정한 경우, 상기 단말이 상기 네트워크 노드로 서비스를 요청하는 메시지를 전송하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동통신 시스템에서의 네트워크 오버로드 제어 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 네트워크 오버로드 제어와 관련된 정보는
    상기 단말과 관련된 MTC(machine type communication) 기능들의 활성화 상태를 나타내는 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동통신 시스템에서의 네트워크 오버로드 제어 방법.
  3. 제2항에 있어서, 상기 네트워크 오버로드 제어와 관련된 정보는
    상기 네트워크 노드가 상기 단말에 대해 지원가능한 MTC 기능들의 활성화 리스트와;
    상기 네트워크가 상기 단말에 대한 MTC 기능들의 비활성화 리스트와;
    상기 단말이 활성화시킬 수 있는 혹은 시켜야하는 MTC 기능들의 리스트 또는 단말이 비활성화시킬 수 있는 혹은 시켜야하는 MTC 기능들의 리스트와;
    상기 단말에 대한 MTC 기능들 중에 양립불가한 설정(incompatibility set)와;
    상기 단말에 대한 MTC 기능들 중에 양립불가한 설정을 피할 수 있는 해당 MTC 기능의 파라미터 값과;
    상기 단말에 대한 MTC 기능들 중, 각 MTC 기능과 on/off 프래그(flag)가 결합된 형태의 정보와;
    상기 네트워크 노드가 상기 단말에게 이전에 전송하였던 정보가 있다면, 그 정보의 업데이트된 정보; 중
    적어도 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 이동통신 시스템에서의 네트워크 오버로드 제어 방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 서비스를 요청하는 메시지는
    상기 단말이 활성화 시키고 싶은 MTC 기능들에 대한 정보와;
    상기 단말이 현재 저장하고 있는 활성화 상태의 MTC 기능들에 대한 정보와;
    상기 단말이 현재 지원 가능한 장치의 능력 및/또는 해당 MTC 기능들에 대한 정보와;
    상기 단말의 MTC 기능들에 대한 사용자 선호도에 대한 정보 중
    적어도 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 이동통신 시스템에서의 네트워크 오버로드 제어 방법.
  5. 네트워크 노드가 단말로부터 서비스를 요청하는 메시지 수신하는 단계와;
    상기 네트워크 노드가 가입자 등록 서버로부터 상기 단말의 MTC(machine type communication) 기능들에 대한 정보를 수신하는 단계와;
    상기 네트워크 노드가 상기 수신한 상기 단말의 MTC 기능들에 대한 정보와, 네트워크의 상황과, 사업자 정책을 고려하여,
    상기 단말의 서비스 요청을 거절할 것인지 또는 허용할 것인지를 결정하는 단계와;
    상기 결정에 따라, 상기 네트워크 노드는 상기 서비스 요청에 대한 허용메시지 또는 거절 메시지와 함께 네트워크 오버로드 제어와 관련된 정보를 상기 단말에 전송하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동통신 시스템에서의 네트워크 오버로드 제어 방법.
  6. 제5항에 있어서, 상기 네트워크 노드가
    상기 수신한 상기 단말의 MTC 기능들에 대한 정보와, 네트워크의 상황과, 사업자 정책을 고려하여,
    상기 네트워크 오버로드 제어와 관련된 정보를 생성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이동통신 시스템에서의 네트워크 오버로드 제어 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 네트워크 노드가 생성한 상기 네트워크 오버로드 제어와 관련된 정보를 상기 가입자 정보 서버에 업데이트하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이동통신 시스템에서의 네트워크 오버로드 제어 방법.
  8. 제5항에 있어서, 상기 네트워크 오버로드 제어와 관련된 정보는
    상기 네트워크 오버로드 제어와 관련된 정보는
    상기 네트워크 노드가 상기 단말에 대해 지원가능한 MTC 기능들의 활성화 리스트와;
    상기 네트워크가 상기 단말에 대한 MTC 기능들의 비활성화 리스트와;
    상기 단말이 활성화시킬 수 있는 혹은 시켜야하는 MTC 기능들의 리스트 또는 단말이 비활성화시킬 수 있는 혹은 시켜야하는 MTC 기능들의 리스트와;
    상기 단말에 대한 MTC 기능들 중에 양립불가한 설정(incompatibility set)와;
    상기 단말에 대한 MTC 기능들 중에 양립불가한 설정을 피할 수 있는 해당 MTC 기능의 파라미터 값과;
    상기 단말에 대한 MTC 기능들 중, 각 MTC 기능과 on/off 프래그(flag)가 결합된 형태의 정보와;
    상기 네트워크 노드가 상기 단말에게 이전에 전송하였던 정보가 있다면, 그 정보의 업데이트된 정보; 중
    적어도 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 이동통신 시스템에서의 네트워크 오버로드 제어 방법.
  9. 제5항에 있어서, 상기 서비스를 요청하는 메시지는
    상기 단말이 활성화시키고 싶은 MTC 기능들에 대한 정보와;
    상기 단말이 현재 저장하고 있는 활성화 상태의 MTC 기능들에 대한 정보와;
    상기 단말이 현재 지원 가능한 장치의 능력 및/또는 해당 MTC 기능들에 대한 정보와;
    상기 단말의 MTC 기능들에 대한 사용자 선호도에 대한 정보 중
    적어도 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 이동통신 시스템에서의 네트워크 오버로드 제어 방법.
  10. 제5항에 있어서, 상기 단말은
    MTC 서비스를 지원할 수 있는 MTC 장치이고,
    상기 네트워크 노드는 MME(mobility management entity), SGSN(serving GPRS support node), 또는 MSC(mobile telephone switching) 인 것을 특징으로 하는 이동통신 시스템에서의 네트워크 오버로드 제어 방법.
  11. 네트워크 노드에 서비스 요청을 하고,
    상기 네트워크 노드로부터 MTC 기능들의 상태 정보와, 상기 서비스 요청의 거절에 대한 cause 정보와, 네트워크의 현재 활성 가능한 MTC 기능들에 대한 정보를를 수신하는 송수신부와;
    상기 네트워크 노드로부터 수신한 MTC 기능들의 상태 정보와, 상기 서비스 요청의 거절에 대한 cause 정보와, 네트워크의 현재 활성가능한 MTC 기능들에 대한 정보를 저장하는 저장부와;
    상기 수신한 정보들을 고려하여, 네트워크 오버로드가 발생하지 않도록 상기 네트워크에 서비스 요청을 할 것인지를 결정함으로써, 네트워크 오버로드를 제어하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동통신 단말.
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