WO2013141625A1 - 무선 통신 시스템에서 그룹 qos(quality of service) 관리 방법 및 장치 - Google Patents

무선 통신 시스템에서 그룹 qos(quality of service) 관리 방법 및 장치 Download PDF

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WO2013141625A1
WO2013141625A1 PCT/KR2013/002349 KR2013002349W WO2013141625A1 WO 2013141625 A1 WO2013141625 A1 WO 2013141625A1 KR 2013002349 W KR2013002349 W KR 2013002349W WO 2013141625 A1 WO2013141625 A1 WO 2013141625A1
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ambr
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김현숙
김재현
김래영
김태현
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엘지전자 주식회사
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    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
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    • H04L47/10—Flow control; Congestion control
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    • H04W28/16—Central resource management; Negotiation of resources or communication parameters, e.g. negotiating bandwidth or QoS [Quality of Service]
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    • H04W4/00—Services specially adapted for wireless communication networks; Facilities therefor
    • H04W4/06—Selective distribution of broadcast services, e.g. multimedia broadcast multicast service [MBMS]; Services to user groups; One-way selective calling services
    • H04W4/08—User group management

Definitions

  • the following description relates to a wireless communication system, and more particularly, to a group QoS management method and apparatus.
  • Machine Type Communications refers to a communication method including one or more machines, and may also be referred to as machine-to-machine communication or thing communication.
  • a machine refers to an entity that does not require human intervention or intervention.
  • a device such as a meter or vending machine equipped with a mobile communication module, as well as a user device such as a smartphone that can automatically connect and communicate with a network without a user's operation / intervention, This may correspond to an example.
  • MTC devices or terminals Various examples of such machines are referred to herein as MTC devices or terminals. That is, MTC means communication performed by one or more machines (ie, MTC terminals) without human manipulation / intervention.
  • the MTC may include communication between MTC terminals (eg, device-to-device (D2D) communication), and communication between an MTC terminal and an MTC application server.
  • MTC terminals eg, device-to-device (D2D) communication
  • MTC application server Examples of communication between the MTC terminal and the MTC application server may include communication between a vending machine and a server, a point of sale (POS) device and a server, an electric, gas or water meter, and a server.
  • applications based on MTC may include security, transportation, health care, and the like.
  • An object of the present invention is to provide a method for managing QoS, particularly AMBR, for an MTC group.
  • a method of managing a quality of service (QoS) of a network node in a wireless communication system including: checking user plane data maximum bit rate (MBR) of a terminal;
  • the step of identifying when belonging to a Machine Type Communications (MTC) group includes: calculating a total MBR for an MTC group to which the UE belongs; And comparing the calculated value with a group Aggregated MBR (AMBR).
  • MBR user plane data maximum bit rate
  • AMBR group Aggregated MBR
  • a network node device for managing a maximum bit rate (MBR) in a wireless communication system, comprising: a transmission / reception module; And a processor, wherein the processor checks the user plane data maximum bit rate (MBR) of the terminal, but when the terminal belongs to a machine type communications (MTC) group, the confirmation is performed on the MTC group to which the terminal belongs. Calculating the total MBR and comparing the calculated value with a group AMBR (AMG).
  • MTC machine type communications
  • the first to second technical aspects of the present invention may include the following.
  • the total QoS parameter values that can be used by the group related to the terminal may be updated.
  • the update of the QoS may include a change of the group AMBR.
  • the MBR for each terminal belonging to the MTC group may be maintained.
  • the group AMBR may be maintained during the QoS update.
  • the QoS update may include only MBR changes of some terminals among terminals belonging to the MTC group.
  • the network node may drop a packet of the user plane data.
  • the group AMBR may be any one received from an MME, preset in the network node, or received from a PCRF.
  • the group AMBR may be any one of two virtual group AMBRs for the group AMBR of subscriber information.
  • the two paths may include paths for a Selected IP Traffic Offload at Local Network (SIPTO @ LN).
  • SIPTO @ LN Selected IP Traffic Offload at Local Network
  • the two virtual groups AMBR may be preset.
  • the group AMBR may be an AMBR for all PDN (Packet Data Network) connections of terminals included in the MTC group.
  • PDN Packet Data Network
  • the network node may be a packet data network gateway (PGW).
  • PGW packet data network gateway
  • the present invention it is possible to efficiently manage QoS, especially AMBR, in a specific group unit in an MTC service environment.
  • QoS especially AMBR
  • the burden of network signaling and resource usage may be reduced.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a schematic structure of an EPS (Evolved Packet System) including an Evolved Packet Core (EPC).
  • EPS Evolved Packet System
  • EPC Evolved Packet Core
  • FIG. 2 is a diagram illustrating an exemplary model of an MTC structure.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating examples of a LIPA structure.
  • 4 is a flowchart illustrating an initial attach operation for 3GPP PDN connection through an E-UTRAN.
  • FIG. 5 is a flowchart illustrating an initial attach operation for 3GPP PDN connection through H (e) NB.
  • FIG. 6 is a flowchart illustrating an initial attach operation for LIPA PDN connection.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating a control plane for an interface between a UE, an eNB, and an MME.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating a control plane for an interface between an MME and an HSS.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating a control plane for an interface between an MME, an S-GW, and a P-GW.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating a network environment to which the present invention can be applied.
  • FIG. 11 is a view for explaining an embodiment of the present invention.
  • FIG. 12 is a diagram illustrating a network node device according to an embodiment of the present invention.
  • each component or feature may be considered to be optional unless otherwise stated.
  • Each component or feature may be embodied in a form that is not combined with other components or features.
  • some components and / or features may be combined to form an embodiment of the present invention.
  • the order of the operations described in the embodiments of the present invention may be changed. Some components or features of one embodiment may be included in another embodiment or may be replaced with corresponding components or features of another embodiment.
  • Embodiments of the present invention may be supported by standard documents disclosed in relation to at least one of the Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) 802 series system, 3GPP system, 3GPP LTE and LTE-A system, and 3GPP2 system. That is, steps or parts which are not described to clearly reveal the technical spirit of the present invention among the embodiments of the present invention may be supported by the above documents. In addition, all terms disclosed in the present document can be described by the above standard document.
  • IEEE Institute of Electrical and Electronics Engineers
  • UMTS Universal Mobile Telecommunications System
  • GSM Global System for Mobile Communication
  • EPS Evolved Packet System
  • EPC Evolved Packet Core
  • IP-based packet switched core network IP-based packet switched core network
  • UMTS is an evolutionary network.
  • NodeB base station of GERAN / UTRAN. It is installed outdoors and its coverage is macro cell size.
  • eNodeB base station of LTE. It is installed outdoors and its coverage is macro cell size.
  • UE User Equipment: a user device.
  • the UE may be referred to in terms of terminal, mobile equipment (ME), mobile station (MS), and the like.
  • the UE may be a portable device such as a laptop, a mobile phone, a personal digital assistant (PDA), a smart phone, a multimedia device, or the like, or may be a non-portable device such as a personal computer (PC) or a vehicle-mounted device.
  • PC personal computer
  • RAN Radio Access Network: a unit including a NodeB, an eNodeB and a Radio Network Controller (RNC) controlling them in a 3GPP network. It exists between the UE and the core network and provides a connection to the core network.
  • RNC Radio Network Controller
  • HLR Home Location Register
  • HSS Home Subscriber Server
  • RANAP RAN Application Part: an interface between the RAN and a node (Mobility Management Entity (MME) / Serving General Packet Radio Service (GPRS) Supporting Node) / MSC (Mobiles Switching Center) that is in charge of controlling the core network .
  • MME Mobility Management Entity
  • GPRS General Packet Radio Service
  • MSC Mobiles Switching Center
  • PLMN Public Land Mobile Network
  • Non-Access Stratum A functional layer for sending and receiving signaling and traffic messages between a UE and a core network in a UMTS protocol stack. The main function is to support the mobility of the UE and to support a session management procedure for establishing and maintaining an IP connection between the UE and the PDN Packet Data Network Gateway (GW).
  • NAS Non-Access Stratum
  • HNB Home NodeB
  • CPE Customer Premises Equipment
  • UTRAN UMTS Terrestrial Radio Access Network
  • HeNB Home eNodeB
  • CPE Customer Premises Equipment
  • E-UTRAN Evolved-UTRAN
  • CSG Closed Subscriber Group
  • PLMN Public Land Mobile Network
  • CSG ID A unique identifier that identifies the CSG within the PLMN scope associated with the CSG cell or group of CSG cells. For more details, refer to standard document TS 23.003.
  • LIPA Local IP Access
  • An IP capable UE accesses an entity with another IP function within the same residential / enterprise IP network via H (e) NB.
  • LIPA traffic does not pass through the operator network.
  • it provides access to resources on the local network (i.e., the network located in the customer's home or company premises) via H (e) NB.
  • Managed Remote Access Access to IP-capable objects with CSG users connected to the home network from outside the home based network.
  • MRA Managed Remote Access
  • the MRA allows a user located outside the local network to receive user data from the local network.
  • IPTO IP Traffic Offload
  • SIPTO at Local Network An advanced technology of SIPTO in 3GPP Release-10, which means that the operator passes user traffic through the local network located in the customer premises.
  • SIPTO @ LN is distinguished in that unlike LIPA, which provides access to the resources of the local network itself, it provides access to an external network (eg, the Internet) via the local network. This works under the assumption that the local network will ultimately have a connection to the desired external network.
  • Packet Data Network (PDN) connection Logical connection between the UE represented by one IP address (one IPv4 address and / or one IPv6 prefix) and the PDN represented by an Access Point Name (APN).
  • IP address one IPv4 address and / or one IPv6 prefix
  • API Access Point Name
  • LIPA PDN connection PDN connection for LIPA for UE connected to H (e) NB.
  • LIPA-Permission Indicates whether or not the APN can be accessed via LIPA. Three values are defined:
  • LIPA-Prohibited The APN is forbidden from accessing through LIPA. That is, user plane data can only be accessed via EPC.
  • LIPA-Only The APN can only be accessed through LIPA.
  • the APN may be accessed in a non-LIPA manner (ie via EPC) or through LIPA.
  • EPC Evolved Packet Core
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a schematic structure of an EPS (Evolved Packet System) including an Evolved Packet Core (EPC).
  • EPS Evolved Packet System
  • EPC Evolved Packet Core
  • SAE System Architecture Evolution
  • SAE is a research project to determine network structure supporting mobility between various kinds of networks.
  • SAE aims to provide an optimized packet-based system, for example, supporting various radio access technologies on an IP basis and providing improved data transfer capability.
  • the EPC is a core network of an IP mobile communication system for a 3GPP LTE system and may support packet-based real-time and non-real-time services.
  • a conventional mobile communication system i.e., a second generation or third generation mobile communication system
  • the core network is divided into two distinct sub-domains of circuit-switched (CS) for voice and packet-switched (PS) for data.
  • CS circuit-switched
  • PS packet-switched
  • the function has been implemented.
  • the sub-domains of CS and PS have been unified into one IP domain.
  • EPC IP Multimedia Subsystem
  • the EPC may include various components, and in FIG. 1, some of them correspond to a serving gateway (SGW), a packet data network gateway (PDN GW), a mobility management entity (MME), and a serving general packet (SGRS) Radio Service (Supporting Node) and Enhanced Packet Data Gateway (ePDG) are shown.
  • SGW serving gateway
  • PDN GW packet data network gateway
  • MME mobility management entity
  • SGRS serving general packet
  • Radio Service Upporting Node
  • ePDG Enhanced Packet Data Gateway
  • the SGW acts as a boundary point between the radio access network (RAN) and the core network, and is an element that functions to maintain a data path between the eNodeB and the PDN GW.
  • the SGW serves as a local mobility anchor point. That is, packets may be routed through the SGW for mobility in the E-UTRAN (Universal Mobile Telecommunications System (Evolved-UMTS) Terrestrial Radio Access Network defined in 3GPP Release-8 or later).
  • E-UTRAN Universal Mobile Telecommunications System (Evolved-UMTS) Terrestrial Radio Access Network defined in 3GPP Release-8 or later.
  • SGW also provides mobility with other 3GPP networks (RANs defined before 3GPP Release-8, such as UTRAN or GERAN (Global System for Mobile Communication (GSM) / Enhanced Data Rates for Global Evolution (EDGE) Radio Access Network). It can also function as an anchor point.
  • RANs defined before 3GPP Release-8 such as UTRAN or GERAN (Global System for Mobile Communication (GSM) / Enhanced Data Rates for Global Evolution (EDGE) Radio Access Network). It can also function as an anchor point.
  • GSM Global System for Mobile Communication
  • EDGE Enhanced Data Rates for Global Evolution
  • the PDN GW corresponds to the termination point of the data interface towards the packet data network.
  • the PDN GW may support policy enforcement features, packet filtering, charging support, and the like.
  • mobility management between 3GPP networks and non-3GPP networks for example, untrusted networks such as Interworking Wireless Local Area Networks (I-WLANs), code-division multiple access (CDMA) networks, or trusted networks such as WiMax) Can serve as an anchor point for.
  • untrusted networks such as Interworking Wireless Local Area Networks (I-WLANs), code-division multiple access (CDMA) networks, or trusted networks such as WiMax
  • I-WLANs Interworking Wireless Local Area Networks
  • CDMA code-division multiple access
  • WiMax trusted networks
  • FIG. 1 shows that the SGW and the PDN GW are configured as separate gateways, two gateways may be implemented according to a single gateway configuration option.
  • the MME is an element that performs signaling and control functions to support access to the network connection of the UE, allocation of network resources, tracking, paging, roaming and handover, and the like.
  • the MME controls control plane functions related to subscriber and session management.
  • the MME manages a number of eNodeBs and performs signaling for the selection of a conventional gateway for handover to other 2G / 3G networks.
  • the MME also performs functions such as security procedures, terminal-to-network session handling, and idle terminal location management.
  • SGSN handles all packet data, such as user's mobility management and authentication to other 3GPP networks (eg GPRS networks).
  • 3GPP networks eg GPRS networks.
  • the ePDG acts as a secure node for untrusted non-3GPP networks (eg, I-WLAN, WiFi hotspots, etc.).
  • untrusted non-3GPP networks eg, I-WLAN, WiFi hotspots, etc.
  • a terminal having IP capability includes an IP service network provided by an operator (ie, an operator) via various elements in the EPC, based on 3GPP access as well as non-3GPP access.
  • an operator ie, an operator
  • 3GPP access based on 3GPP access as well as non-3GPP access.
  • IMS IMS
  • FIG. 1 illustrates various reference points (eg, S1-U, S1-MME, etc.).
  • a conceptual link defining two functions existing in different functional entities of E-UTRAN and EPC is defined as a reference point.
  • Table 1 below summarizes the reference points shown in FIG. 1.
  • This reference point can be used in PLMN-to-PLMN-to-for example (for PLMN-to-PLMN handovers) (It enables user and bearer information exchange for inter 3GPP access network mobility in idle and / or active state This reference point can be used intra-PLMN or inter-PLMN (eg in the case of Inter-PLMN HO).)
  • S4 Reference point between SGW and SGSN that provides related control and mobility support between the GPRS core and SGW's 3GPP anchor functionality.It also provides user plane tunneling if no direct tunnel is established.
  • the 3GPP Anchor function of Serving GW In addition, if Direct Tunnel is not established, it provides the user plane tunnelling.
  • S5 Reference point providing user plane tunneling and tunnel management between the SGW and the PDN GW.
  • the PDN may be an operator external public or private PDN or, for example, an in-operator PDN for the provision of IMS services.
  • Packet data network may be an operator external public or private packet data network or an intra operator packet data network, eg for provision of IMS services.This reference point corresponds to Gi for 3GPP accesses.
  • S2a and S2b correspond to non-3GPP interfaces.
  • S2a is a reference point that provides the user plane with relevant control and mobility support between trusted non-3GPP access and PDNGW.
  • S2b is a reference point that provides the user plane with relevant control and mobility support between the ePDG and the PDN GW.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating an exemplary model of an MTC structure.
  • the end-to-end application between the terminal (or MTC terminal) used for the MTC and the MTC application may use the services provided by the 3GPP system and the optional services provided by the MTC server.
  • the 3GPP system may provide transport and communication services (including 3GPP bearer services, IMS and SMS), including various optimizations that facilitate MTC.
  • FIG. 2 shows that a terminal used for MTC is connected to a 3GPP network (UTRAN, E-UTRAN, GERAN, I-WLAN, etc.) through a Um / Uu / LTE-Uu interface.
  • the architecture of FIG. 2 includes various MTC models (Direct model, Indirect model, Hybrid model).
  • the application server is a server on a network on which an MTC application is executed.
  • the MTC application server the above-described technology for implementing various MTC applications may be applied, and a detailed description thereof will be omitted.
  • the MTC application server may access the MTC server through a reference point API, and a detailed description thereof will be omitted.
  • the MTC Application Server may be collocated with the MTC Server.
  • the MTC server (for example, the illustrated SCS server) is a server on a network that manages an MTC terminal, and is connected to a 3GPP network to communicate with nodes of a terminal and a PLMN used for MTC.
  • the MTC-Interworking Function manages the interworking between the MTC server and the operator core network and may serve as a proxy for the MTC operation.
  • MTC-IWF MTC-Interworking Function
  • HPLMN home PLMN
  • the MTC-IWF can relay or interpret the signaling protocol on the reference point Tsp to activate certain functions in the PLMN.
  • the MTC-IWF performs the functions of authenticating the MTC server before the MTC server establishes communication with the 3GPP network, authenticating the control plane request from the MTC server, and various functions related to the trigger instruction described below. can do.
  • SMS-SC Short Message Service-Service Center
  • IP-SM-GW Internet Protocol Short Message GateWay
  • SME Short Message Entity
  • IP-SM-GW Internet Protocol Short Message GateWay
  • the charging data function (CDF) / charging gateway function (CGF) may perform an operation related to charging.
  • the HLR / HSS may function to store subscriber information (IMSI, etc.), routing information, configuration information, and the like and provide the MTC-IWF.
  • IMSI subscriber information
  • HSS may function to store subscriber information (IMSI, etc.), routing information, configuration information, and the like and provide the MTC-IWF.
  • the MSC / SGSN / MME may perform a control function such as mobility management, authentication, resource allocation, etc. for the UE's network connection.
  • a function of receiving a trigger instruction from the MTC-IWF and processing the message in the form of a message provided to the MTC terminal may be performed.
  • the Gateway GPRS Support Node (GGSN) / Serving-Gateway (S-GW) + Packet Data Network-Gateway (P-GW) may function as a gateway for connecting the core network and the external network.
  • Tsms Reference point used by an entity outside the 3GPP system to communicate with the MTC terminal via SMS. (It is the reference point an entity outside the 3GPP system uses to communicate with UEs used for MTC via SMS.)
  • IMSIS E.164 Mobile Station International Subscriber Directory Number
  • IMSI IMSI mapped to an external identifier
  • T5a One or more reference points of T5a, T5b, and T5c are referred to as T5.
  • MTC In the case of MTC, it is expected that more MTC terminals exist on the network than general user equipment. Therefore, minimum network resource usage, minimum signaling usage, minimum power usage, etc. are required for MTC.
  • the MTC terminal may not normally establish an IP connection with the MTC application server to minimize the use of system resources. If the MTC terminal fails to transmit data to the MTC terminal because the MTC terminal does not establish an IP connection, the MTC terminal may request or instruct the MTC terminal to establish an IP connection, which is called a trigger indication. That is, MTC terminal triggering is required if the IP address for the MTC terminal is not available or reachable by the MTC application server (that no entity or address of that entity is reachable). Meaning, an attempt to deliver a message fails, for example because the object is absent from the address).
  • the MTC terminal may receive a trigger instruction from the network, and upon receiving the trigger instruction, the MTC terminal is required to perform an operation of an MTC application in the terminal and / or establish communication with an MTC application server.
  • the MTC terminal receives a trigger instruction, a) when the MTC terminal is offline (not attached to the network), b) the MTC terminal is online (although attached to the network) but no data connection is established. Or c) the MTC terminal is online (attached to the network) and a data connection is established.
  • triggering on an MTC terminal may be performed when an IP connection (or PDN connection) for which the MTC terminal may receive data from the MTC application server is not established (or the MTC terminal may receive a basic control signal).
  • the MTC terminal may perform an operation of the MTC application in the terminal and / or perform an IP connection request to the MTC application server using a triggering message.
  • the triggering message may also be expressed as a message that includes information (hereinafter referred to as triggering information) that causes the network to route the message to the appropriate MTC terminal and the MTC terminal to route the message to an application in the appropriate MTC terminal. have.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating examples of a LIPA structure.
  • 3 (a) to 3 (c) correspond to examples of H (e) NB subsystem structure for LIPA as defined in 3GPP Release-10.
  • the LIPA structure defined in 3GPP Release-10 is limited to co-located H (e) NB and local-gateway (LGW).
  • LGW local-gateway
  • the HeNB subsystem includes a HeNB and may optionally include a HeNB and / or LGW.
  • LIPA function may be performed using the LGW located with the HeNB.
  • the HeNB subsystem may be connected to the MME and SGW of the EPC via the S1 interface.
  • the LGW has an S5 interface with the SGW.
  • the LGW is a gateway to an IP network (eg, a residential / enterprise network) associated with the HeNB, and may perform a PDN GW function such as UE IP address allocation, dynamic host configuration protocol (DHCP) function, packet screening, and the like.
  • the control plane is configured through the EPC, while the user plane is configured in the local network.
  • 3 (b) and 3 (c) show the structure of the HNB subsystem including the HNB and the HNB GW, and the LIPA function may be performed using the LGW located with the HNB.
  • 3 (b) is an example of the case where the HNB is connected to the EPC
  • FIG. 3 (c) is an example of the case where the HNB is connected to the SGSN.
  • LIPA structure of FIG. 3 reference may be made to standard documents TS 23.401 and TS 23.060.
  • PDN connection means a logical connection between the UE (specifically, the IP address of the UE) and the PDN. In order to receive a specific service in the 3GPP system, it must have IP connectivity with the PDN providing the service.
  • 3GPP provides multiple simultaneous PDN connections, in which one UE can access multiple PDNs simultaneously.
  • the original PDN may be set according to the default APN.
  • the default APN generally corresponds to the operator's default PDN, and the designation of the default APN may be included in subscriber information stored in the HSS.
  • the terminal If the terminal includes a specific APN in the PDN connection request message, access is attempted to the PDN corresponding to the APN. After one PDN connection is generated, the additional specific PDN connection request message from the terminal should always include the specific APN.
  • IP PDN connectivity in EPS as defined by 3GPP Release-10 are as follows (except using non-3GPP access).
  • the first is a 3GPP PDN connection via E-UTRAN. This is the most common PDN connection traditionally formed in 3GPP.
  • the second is a 3GPP PDN connection via H (e) NB.
  • the 3GPP PDN connection via the H (e) NB is formed by a procedure similar to the PDN connection except for the portion for admission control for CSG membership due to the introduction of the H (e) NB.
  • the third is a LIPA PDN connection.
  • the LIPA PDN connection is formed through the LIPA admission control based on the LIPA permission, as well as the admission control based on the CSG membership via the H (e) NB.
  • 4 is a flowchart illustrating an initial attach operation for 3GPP PDN connection through an E-UTRAN.
  • the UE 10 may send an attach request message to the MME 30 via the eNB 20.
  • the UE may send the APN of the PDN to which the UE wants to connect together with the attach request.
  • the MME 30 may perform an authentication procedure of the UE 10 and register location information of the UE 10 in the HSS 70.
  • the HSS 70 may transmit subscriber information on the UE 10 to the MME 30.
  • the MME 30 may send a create session request message to the S-GW 40 for EPS default bearer generation.
  • the S-GW 40 may send a session creation request message to the P-GW 50.
  • the session creation request message includes the International Mobile Subscriber Identity (IMSI), the Mobile Subscriber Integrated Services Digital Network Number (MSISDN), the Tunnel Endpoint ID (MME TEID) for the control plane, the Radio Access Technology (RAT) type, the PDN GW address, and the PDN address.
  • IMSI International Mobile Subscriber Identity
  • MSISDN Mobile Subscriber Integrated Services Digital Network Number
  • MME TEID Tunnel Endpoint ID
  • RAT Radio Access Technology
  • EPS bearer QoS PDN type, subscribed maximum bit rate (APN-AMBR), APN, EPS bearer ID, protocol configuration options, handover indication, ME identification (Mobile Equipment) Identity, User Location Information (ECGI), UE Time Zone, User CSG Information, MS Info Change Reporting support indication, Selection Mode, Charging Characteristics ), Trace Reference, Trace Type, Trigger Id, Operation Management Controller Identity, Maximum APN Restriction, Dual Address Bearer Information such as a dual address bearer flag may be included.
  • ME identification Mobile Equipment
  • ECGI User Location Information
  • MS Info Change Reporting support indication Selection Mode, Charging Characteristics
  • Trace Reference Trace Type
  • Trigger Id Operation Management Controller Identity
  • Maximum APN Restriction Dual Address Bearer Information
  • Dual Address Bearer Information such as a dual address bearer flag
  • the P-GW 50 may send a S-GW 40 a create session response message, and the S-GW 40 may create a session to the MME 30. You can send a response.
  • the S-GW 40 and the P-GW 50 exchange TEUN (Tunnel Endpoint ID) between each other, and the MME 30 also exchanges the S-GW 40 and the P-GW 50. Recognize TEID.
  • Step S407 is an optional procedure, and PCRF interaction for the operator policy may be performed between the PCEF of the P-GW 50 and the PCRF 60 as necessary.
  • IP-CAN Connectivity Access Network
  • IP-CAN is a term that refers to various IP-based access networks, for example, may be GPRS or EDGE, which is a 3GPP access network, or may be a wireless LAN (WLAN) or digital subscriber line (DSL) network.
  • an attach accept message may be delivered from the MME 30 to the eNB 20.
  • the TEID of the S-GW 40 for uplink data may be delivered. This message causes the radio resource setup of the RAN interval (between UE 10 and eNB 20) to be initiated by requesting an initial context setup.
  • step S411 Radio Resource Control (RRC) connection reconfiguration is performed, and thus radio resources of the RAN interval are set up, and the result may be transmitted to the eNB 20.
  • RRC Radio Resource Control
  • step S412 the eNB 20 may send a response message to the initial context setup to the MME 30. Along with this, a result of radio bearer setup may be transmitted.
  • an Attach complete message from the UE 10 may be sent to the MME 30 via the eNB 20.
  • the eNB 20 may transmit the TEID of the eNB 20 for downlink (DL) data together.
  • uplink (UL) data may be transmitted to the S-GW 40 via the eNB 20, and UL data may be transmitted from the UE 10.
  • a Modify bearer request message may be transmitted from the MME 30 to the S-GW 40, and through this message, the TEID of the eNB 20 for DL data may be S-. May be passed to GW 40. Steps S416 to S417 are optional procedures, and the bearer between the S-GW 40 and the P-GW 50 may be updated as necessary. Thereafter, DL data may be delivered to the UE 10 via the eNB 20.
  • Step S419 is an optional procedure. If necessary, the MME 30 needs to store the ID of the APN, PDN GW, etc. in the HSS 70 in order to support mobility to a non-3GPP access network. ) May perform the HSS registration process through a Notify Request message, and may receive a Notify Response message from the HSS 70.
  • FIG. 5 is a flowchart illustrating an initial attach operation for 3GPP PDN connection through H (e) NB.
  • the EPS initial attach procedure through the H (e) NB of FIG. 5 is basically the same as the EPS initial attach procedure through the eNB described with reference to FIG. 4. That is, when the eNB in FIG. 4 is replaced with the H (e) NB in FIG. 5, the descriptions of steps S401 to S419 of FIG. 4 may be equally applied to steps S501 to S519 of FIG. 5.
  • the additional contents will be described in the EPS initial attach procedure through the H (e) NB of FIG. 5, and descriptions overlapping the contents of FIG. 4 will be omitted.
  • steps S501 to S502 if the UE 10 accesses through the CSG cell, the H (e) NB 20 includes the CSG ID and the HeNB access mode in addition to the information received from the UE 10, thereby providing the MME. Attach request message 30 can be sent. If the H (e) NB did not send information on the access mode, it may be assumed to be in a closed access mode.
  • subscriber information stored in the HSS 70 may include CSG subscription information.
  • the CSG subscription information may include information about the CSG ID and the expiration time.
  • Such CSG subscription information may be additionally provided from the HSS 70 to the MME 10.
  • steps S505 to S509 after the MME 30 performs access control based on the CSG subscription information and the access mode of the H (e) NB, the MME 30 performs the S-GW 40 for EPS default bearer generation. Can send a session creation request message.
  • step S510 when the UE 10 accesses via the hybrid cell, by including the CSG membership status of the UE 10 in an attach accept message, the information is based on the corresponding information in the H (e) NB.
  • hybrid access is a hybrid form of closed access and open access, meaning that a hybrid cell serves all users basically like an open access but still has the characteristics of a CSG cell. That is, subscribers belonging to the CSG may be served with a higher priority than users who do not, and separate charging may be applied.
  • Such hybrid cells can be clearly distinguished from closed cells that do not provide access for users who do not belong to a CSG.
  • 6 is a flowchart illustrating an initial attach operation for LIPA PDN connection. 4 and 5 correspond to the LIPA initial attach procedure, unlike the example of the EPS initial attach procedure.
  • the UE 10 may send an attach request message to the MME 30 via the H (e) NB 20.
  • the UE may send the APN of the PDN to be connected with the attach request.
  • the UE may send the LIPA APN of the home-based network as an APN.
  • the H (e) NB 20 also includes the CSG ID, the HeNB access mode, and the address of the co-located L-GW 50. To send an attach request message.
  • the MME 30 may perform an authentication procedure of the UE 10 and register location information of the UE 10 in the HSS 70.
  • the HSS 70 may transmit subscriber information on the UE 10 to the MME 30.
  • the subscriber information stored in the HSS 70 may include CSG subscription information and LIPA related information.
  • the CSG subscription information may include information about the CSG ID and the expiration time.
  • the LIPA related information may include indication information indicating whether LIPA is allowed in the corresponding PLMN and information on LIPA permission of the APN. As described above, LIPA acceptance may correspond to one of LIPA-prohibited, LIPA-only, and LIPA-conditional.
  • Such CSG subscription information and LIPA related information may be additionally provided from the HSS 70 to the MME 10.
  • the MME 30 may perform evaluation for control of the CSG and the LIPA APN based on the CSG subscription information, the access mode of the H (e) NB, the LIPA related information, and the like. Evaluation may include verifying CSG membership and LIPA-permission. As a result of the evaluation, when the UE 10 is allowed to access the LIPA APN through the H (e) NB 20, the MME 30 requests a session creation to the S-GW 40 for EPS default bearer creation. You can send a (create session request) message. The S-GW 40 may send a session creation request message to the P-GW.
  • the P-GW when the P-GW is selected, the address of the L-GW 50 received from the H (e) NB 20 is used.
  • the P-GW (or L-GW 50) may send a S-GW 40 a create session response message, which may be sent to the MME 30. You can send a session creation response.
  • the S-GW 40 and the P-GW (or L-GW 50) exchange each other's TEID (Tunnel Endpoint ID), and the MME 30 also exchanges the S-GW 40 and P. It is possible to know the TEID of the -GW (or L-GW 50).
  • LIPA APN information may be delivered to the MME 30 together.
  • LIPA APN of LIPA-conditional if the MME 30 receives information (eg, an address) about the L-GW 50 from the H (e) NB 20, it will attempt to connect to LIPA. Can be. If the MME 30 does not receive information about the L-GW 50 from the H (e) NB 20, the MME 30 may perform a P-GW selection function for establishing a PDN connection.
  • information eg, an address
  • the MME 30 may perform a P-GW selection function for establishing a PDN connection.
  • an attach accept message may be delivered from the MME 30 to the eNB 20.
  • This message causes the radio resource setup of the RAN interval (between UE 10 and eNB 20) to be initiated by requesting an initial context setup.
  • the aforementioned PDN connection type is LIPA
  • the correlation ID for the user plane direct link path between the H (e) NB 20 and the L-GW 50. (correlation ID) information may be conveyed together.
  • the correlation ID corresponds to the ID of the L-GW, and when the L-GW functions as the P-GW, the TE-ID of the P-GW can be given as an ID of the L-GW.
  • step S610 a Radio Resource Control (RRC) connection reconfiguration is performed, whereby radio resources of the RAN interval are set up, and the result may be transmitted to the H (e) NB 20.
  • RRC Radio Resource Control
  • step S611 the H (e) NB 20 may send a response message to the initial context setup to the MME 30. Along with this, a result of radio bearer setup may be transmitted.
  • an attach complete message from the UE 10 may be sent to the MME 30 via the H (e) NB 20.
  • the H (e) NB 20 may transmit the TEID of the H (e) NB 20 for downlink (DL) data together.
  • a Modify bearer request message may be transmitted from the MME 30 to the S-GW 40, through which the H (e) NB 20 for DL data may be sent.
  • TEID may be passed to S-GW 40.
  • Steps S615 to S616 are optional procedures, and the bearer between the S-GW 40 and the P-GW (or L-GW 50) may be updated as necessary.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating a control plane for an interface between a UE, an eNB, and an MME.
  • the MME may perform access control for a UE attempting to connect, and the interface and protocol stack used for this purpose are illustrated in FIG. 7.
  • the interface shown in FIG. 7 corresponds to the interface between the UE, eNB, and MME in FIG. 2.
  • the control plane interface between the UE and the eNB is defined as LTE-Uu
  • the control plane interface between the eNB and the MME is defined as S1-MME.
  • the attach request / response message between the eNB and the MME may be transmitted and received using the S1-AP protocol through the S1-MME interface.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating a control plane for an interface between an MME and an HSS.
  • the control plane interface between the MME and the HSS is defined as S6a.
  • the interface shown in FIG. 8 corresponds to the interface between the MME and the HSS in FIG.
  • the MME can receive subscription information from the HSS using the Diameter protocol through the S6a interface.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating a control plane for an interface between an MME, an S-GW, and a P-GW.
  • the control plane interface between the MME and the S-GW is defined as S11 (Fig. 9 (a)), and the control plane interface between the S-GW and the P-GW is either S5 (for non-roaming) or S8 (for roaming). (FIG. 9B).
  • the interface shown in FIG. 9 corresponds to the interface between the MME, S-GW, and P-GW in FIG.
  • request / response messages for EPC bearer setup or GPRS Tunneling Protocol (GTP) tunnel creation
  • GTP GPRS Tunneling Protocol
  • the request / response message for bearer setup between the S-GW and the P-GW may be transmitted and received using the GTPv2 protocol through the S5 or S8 interface.
  • the GTP-C protocol shown in FIG. 9 means the GTP protocol for the control plane.
  • AMBR aggregate maximum bit rate
  • APN-AMBR is the total bit rate allowed for all non-GBR bearers associated with a specific APN. It means the total bit rate allowed for all the non-GBR bearer of the terminal.
  • APN-AMBR for uplink data is enforced in eNB and PDN-GW, and APN-AMBR for downlink data is implemented in PDN-GW.
  • UE-AMBR enforcement for uplink / downlink data is performed at the eNB.
  • step S404 of FIG. 4 location information is registered in the HSS.
  • the HSS transmits subscriber information on the UE to the MME.
  • QoS related values such as APN-AMBR and UE-AMBR are included.
  • the MME sends a session creation request message to the S-GW for EPS default bearer generation.
  • the S-GW sends a session creation request message to the P-GW.
  • the TEIDs are exchanged between the S-GW and the P-GW, and the MME also recognizes the TEID of the S-GW / P-GW.
  • the APN-AMBR information is included in the session creation request message, and the P-GW transmits the finally determined APN-AMBR value to the S-GW in the session creation response, and the information is transmitted to the MME.
  • step S407 PCRF interaction for operator policy is performed between the P-GW and the PCRF as necessary.
  • the PCRF can modify the APN-AMBR value as needed and send it to the P-GW.
  • step S410 the attach accept message is delivered to the eNB, which includes the TEID of the S-GW for uplink data. This message also initiates radio resource setup for the RAN interval. At this time, the MME determines the UE-AMBR value to be used by the eNB and sends it in an attach accept message.
  • the UE configures an EPS bearer configured with corresponding QoS parameters such as APN-AMBR and UE-AMBR value determined by subscriber information and operator policy. That is, the maximum bit rate (MBR) for the non-GBR bearer is managed in units of APNs or units of UEs to which the UE intends to access.
  • MBR maximum bit rate
  • a case may be required in which the total amount of MBRs that the group can use is changed.
  • the management of the group unit is not performed, it is necessary to update all / some of the MBR values for individual terminals belonging to the group. In this process, signaling can be greatly increased throughout the system and network resources can be wasted.
  • MBR management is performed in group units, rather than allocating MBR to 10 for each of UE1, UE2, and UE3, if MBR of the group including UE1, UE2, and UE3 is allotted to 30, the maximum per individual UE This increases the size of the MBR that can be used.
  • the group's MBR is allocated to 20, network resources can be shared in common, thereby increasing the efficiency of resource usage in terms of network, and reducing the service fee per UE in terms of individual UEs.
  • the following describes a method for managing the MBR in group units in the MTC service environment according to an embodiment of the present invention.
  • the group AMBR mentioned in the present invention may have any one of the following three meanings.
  • the group AMBR may be a 'per Group Aggregate Maximum Bit Rate', which is an AMBR expected to be provided to all PDN connections / all (non-) GBR bearers of UEs included in the same group.
  • it may be a 'per APN per Group Aggregate Maximum Bit Rate', which is an AMBR expected to be provided to all PDN connections / all (non-) GBR bearers for a corresponding APN of UEs included in the same group.
  • the group AMBR may be 'per Group per APN Aggregate Maximum Bit Rate', an AMBR that is expected to be provided to all PDN connections / all (non-) GBR bearers of UEs included in the same group per corresponding APN.
  • the group AMBR is not necessarily limited to the above three and can be modified or operated according to the operator's policy.
  • the AMBR may also include both non-GBR bearers and GBR bearers.
  • Group AMBR can be used with other QoS parameters and applied as a group based policy. That is, when fetching subscriber information, group-AMBR information can be received along with other QoS parameters.
  • the group-AMBR value may be used when performing group-based policy enforcement by QoS information exchanged during bearer creation in the PDN-GW, MME, eNB, UE, and the like.
  • the network may request the UE or all groups to which the UE belongs to send appropriate messages or adjust QoS values. have.
  • the UE may also request to adjust the QoS value to the network as needed.
  • adjusting the QoS value includes not only reducing the value but also all updates such as addition, deletion, increase, and reduction.
  • Nodes that enforce policies such as PCRF, or nodes responsible for control, such as MMEs, can update QoS values based on pre-configured information and the will of HPLMN / VPLMN and local operators. Based on this process, Group-AMBR is also updated. Can be.
  • Group-AMBR parameters are not limited to one but can be defined by dividing into several parameters.Each network node where the actual enforcement of group-based policy is performed using each parameter is the same network node or several different parameters. It can be a network node.
  • Embodiment 1 the contents and / or procedures related to setting of available APN AMBRs per group AMBR / group, enforcement of group AMBRs, and updating of group AMBRs are described.
  • the setting / trial / update and the like of the group AMBR are PGWs, but not necessarily limited thereto, and may be other network nodes such as SGWs.
  • the PGW In order to perform group AMBR (Group_AMBR) enforcement, the PGW needs to confirm whether the UE related to the user plane data passing through the current PGW is an MTC terminal or belongs to a group. This may be delivered to the P-GW after recognizing based on subscriber information in the MME. Alternatively, the information may be recognized based on information previously set in the P-GW. Or it may be recognized through interaction with a third party server managing the PCRF or group.
  • group AMBR Group_AMBR
  • the PGW may check the Group_AMBR value. Confirmation of the Group_AMBR value may be performed through steps S1104 to S1107 in the initial attach procedure of FIG. 11. That is, the Group_AMBR value may be delivered by the MME, which has obtained the Group_AMBR value from the HSS subscriber information or the third server managing the group, to the P-GW via the S-GW. Alternatively, the Group_AMBR value may be recognized based on information previously set in the P-GW. Alternatively, in step S1107 of FIG. 11, the Group_AMBR value may be obtained from the PCRF or the Group_AMBR value may be obtained from a third server managing the group.
  • the implementation of Group_AMBR may be to check the user plane data rate passing through the P-GW, calculate statistics for each group, and check whether the Group_AMBR value is exceeded. If the calculated statistics exceed the Group_AMBR value, the packet may be dropped according to a preset policy.
  • the PGW may transmit appropriate information about events generated during the execution of the Group_AMBR to other network nodes such as MME and PCRF. If the network node receives an instruction for the QoS update, the procedure may be performed.
  • the QoS update may be directly initiated / initiated by the PGW.
  • the QoS update may be performed as follows.
  • the QoS update may be to adjust Group_AMBR. If there is a change in the number of terminals (for example, additional terminals) in any group (for example, the MTC group to which the UE belongs), it may be necessary to change the total amount of MBRs that the group can use. Adjusting has an advantage of not necessarily performing a process for updating MBR values for individual UEs.
  • the Group_AMBR value may be operated regardless of the number of terminals belonging to the group.
  • Load balancing between terminals may be selectively performed based on the Group_AMBR value.
  • the Group_AMBR value may be maintained.
  • Embodiment 2 relates to a case where Group_APN_AMBR in which several groups can be shared is set.
  • the second embodiment basically applies the descriptions of the first embodiment, but is characterized in that the QoS update for each group is performed when the QoS update is performed in the first embodiment.
  • Group A and Group B exceed Group_APN_AMBR shared, only QoS of UEs in Group A may be updated.
  • the group of which QoS is to be adjusted may be based on the operator's policy and group subscription information.
  • the management of the virtual group may be performed by the MME, the HSS, the PCRF, and the third group management server.
  • the PGW may check which group the UE belongs to, check the Group_AMBR value, and then perform Group_AMBR enforcement.
  • the P-GW may not know the existence of the virtual group and / or the Group_AMBR value of the virtual group. If it knows the existence of the virtual group and actively exchanges information with the P-GW performing the execution of another virtual group or another network node managing the group, information about the network node and the virtual group may be stored. Reporting must be performed dynamically between network nodes managing the virtual group. When performing QoS update, adjustment of the group_AMBR value of the virtual group may be considered. Alternatively, some terminal of the group exceeding the virtual Group_AMBR value may be moved to a method of P-GW reassignment so as to belong to another virtual group, that is, to be connected to another P-GW.
  • Embodiment 4 is a detailed description of the application of the contents related to Group_AMBR to SIPTO @ LN.
  • Group_APN-AMBR value (regardless of whether two or more connections) must be specified for each APN must be used for SIPTO @ LN. That is, the subscriber information includes the Group_APN-AMBR value of the entire group and can be dynamically adjusted as if two virtual groups exist. This value can be changed statically or dynamically by the operator. For example, it may be changed by the request of the UE / user, the capability of the network.
  • the MME and the P-GW When the SIPTO @ LN connection is established using the same APN, if another connection of the P-GW exists, the MME and the P-GW should be able to recognize that the SIPTO @ LN connection has been created by some indication. Based on this information, the P-GW adjusts the APN-AMBR value to be used for implementation. On the contrary, when the SIPTO @ LN connection is terminated, the MME and the P-GW recognize this, and the P-GW adjusts the APN-AMBR value to be used for implementation.
  • the coordination procedure may include interaction with network nodes responsible for policies such as PCRF.
  • APN-AMBR value that can be used for SIPTO @ LN to be used when two or more connections are established for each APN during SIPTO @ LN authorization of subscriber information is specified.
  • the values available in each virtual group are specified in advance, considering the two virtual groups from the beginning.
  • Prespecified values can also be adjusted dynamically. This value can be changed statically or dynamically by the operator. It may be changed by the request of the UE and the capability of the network.
  • the MME and the P-GW When the SIPTO @ LN connection is established using the same APN, if another connection of the P-GW exists, the MME and the P-GW should be able to recognize that the SIPTO @ LN connection has been created by some indication. Based on this information, the P-GW adjusts the APN-AMBR value to be used for implementation. On the contrary, when the SIPTO @ LN connection is terminated, the MME and the P-GW recognize this, and the P-GW adjusts the APN-AMBR value to be used for implementation.
  • the coordination procedure may include interaction with network nodes responsible for policies such as PCRF.
  • Network nodes such as MME, P-GW, L-GW, PCRF, or third-party servers can dynamically perform APN-AMBR enforcement through interaction.
  • the MME may recognize that two PDNs are currently connected to the P-GW and the L-GW, and may request periodic reporting for implementation with each GW. Alternatively, at some point, the current APN-AMBR implementation status can be requested to obtain a value.
  • the MME understands the status of both connections and informs you of the APN-AMBR values each connection can use, based on UE / user's request or preference, subscriber information, operator policy, local network environment, etc. You can initialize / start a procedure to change the connection for some flows.
  • the APN-AMBR value for each connection can be informed according to the priority, or a procedure for changing the connection for some flows can be initiated / initiated.
  • any one GW or a third network node can be central to perform dynamic APN-AMBR management, or a network node responsible for policy policy of a local network, or H (e Network nodes with the NB owner's policy may interact together.
  • FIG. 12 is a diagram illustrating a configuration of a network node device according to an embodiment of the present invention.
  • the P-GW device 1210 may include a transmission / reception module 1211, a processor 1212, and a memory 1213.
  • the transmission / reception module 1211 may be configured to transmit various signals, data, and information to an external device (network node (not shown) and / or server device (not shown)), and to receive various signals, data, and information from the external device. Can be.
  • the processor 1212 may control the overall operation of the P-GW 1210, and may be configured to perform a function of the P-GW 1210 to process and process information to be transmitted and received with an external device.
  • the memory 1213 may store the computed information and the like for a predetermined time and may be replaced with a component such as a buffer (not shown).
  • the processor of the P-GW 1210 may process matters necessary for the above-described embodiments to perform.
  • P-GW 1210 may be implemented so that the above-described matters described in various embodiments of the present invention may be independently applied or two or more embodiments may be applied at the same time. The description is omitted for the sake of brevity.
  • Embodiments of the present invention described above may be implemented through various means.
  • embodiments of the present invention may be implemented by hardware, firmware, software, or a combination thereof.
  • a method according to embodiments of the present invention may include one or more Application Specific Integrated Circuits (ASICs), Digital Signal Processors (DSPs), Digital Signal Processing Devices (DSPDs), and Programmable Logic Devices (PLDs). It may be implemented by field programmable gate arrays (FPGAs), processors, controllers, microcontrollers, microprocessors, and the like.
  • ASICs Application Specific Integrated Circuits
  • DSPs Digital Signal Processors
  • DSPDs Digital Signal Processing Devices
  • PLDs Programmable Logic Devices
  • FPGAs field programmable gate arrays
  • processors controllers, microcontrollers, microprocessors, and the like.
  • the method according to the embodiments of the present invention may be implemented in the form of a module, a procedure, or a function that performs the functions or operations described above.
  • the software code may be stored in a memory unit and driven by a processor.
  • the memory unit may be located inside or outside the processor, and may exchange data with the processor by various known means.
  • Embodiments of the present invention as described above may be applied to various mobile communication systems.

Landscapes

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Abstract

본 발명은 무선 통신 시스템에 대한 것으로, 무선통신시스템에서 네트워크 노드의 QoS(Quality of Service) 관리 방법에 있어서, 단말의 사용자 평면 데이터 MBR(Maximum Bit Rate) 을 확인하는 단계를 포함하며, 상기 단말이 MTC(Machine Type Communications) 그룹에 속하는 경우 상기 확인하는 단계는, 상기 단말이 속한 MTC 그룹에 대한 전체 MBR을 산출하는 단계; 및 상기 산출된 값을 그룹 AMBR(Aggregated MBR)과 비교하는 단계를 더 포함하는, QoS 관리 방법이다.

Description

무선 통신 시스템에서 그룹 QOS(QUALITY OF SERVICE) 관리 방법 및 장치
이하의 설명은 무선 통신 시스템에 대한 것으로, 보다 상세하게는 그룹 QoS 관리 방법 및 장치에 대한 것이다.
MTC(Machine Type Communications)는 하나 이상의 머신(Machine)이 포함되는 통신 방식을 의미하며, M2M(Machine-to-Machine) 통신이나 사물 통신으로 칭하여지기도 한다. 여기서, 머신이란 사람의 직접적인 조작이나 개입을 필요로 하지 않는 개체(entity)를 의미한다. 예를 들어, 이동 통신 모듈이 탑재된 검침기(meter)나 자동 판매기와 같은 장치는 물론, 사용자의 조작/개입 없이 자동으로 네트워크에 접속하여 통신을 수행할 수 있는 스마트폰과 같은 사용자 기기도 머신의 예시에 해당할 수 있다. 이러한 머신의 다양한 예시들을 본 문서에서는 MTC 단말(device) 또는 단말이라고 칭한다. 즉, MTC는 사람의 조작/개입 없이 하나 이상의 머신(즉, MTC 단말)에 의해서 수행되는 통신을 의미한다.
MTC는 MTC 단말 간의 통신(예를 들어, D2D(Device-to-Device) 통신), MTC 단말과 MTC 애플리케이션 서버(application server) 간의 통신을 포함할 수 있다. MTC 단말과 MTC 애플리케이션 서버 간의 통신의 예시로, 자동 판매기와 서버, POS(Point of Sale) 장치와 서버, 전기, 가스 또는 수도 검침기와 서버 간의 통신을 들 수 있다. 그 외에도 MTC에 기반한 애플리케이션(application)에는, 보안(security), 운송(transportation), 헬스 케어(health care) 등이 포함될 수 있다.
본 발명은 MTC 그룹에 대한 QoS, 특히 AMBR 관리 방법을 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.
본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 제1 기술적인 측면은, 무선통신시스템에서 네트워크 노드의 QoS(Quality of Service) 관리 방법에 있어서, 단말의 사용자 평면 데이터 MBR(Maximum Bit Rate) 을 확인하는 단계를 포함하며, 상기 단말이 MTC(Machine Type Communications) 그룹에 속하는 경우 상기 확인하는 단계는, 상기 단말이 속한 MTC 그룹에 대한 전체 MBR을 산출하는 단계; 및 상기 산출된 값을 그룹 AMBR(Aggregated MBR)과 비교하는 단계를 더 포함하는, QoS 관리 방법이다.
본 발명의 제2 기술적인 측면은, 무선통신시스템에서 MBR(Maximum Bit Rate)을 관리하는 네트워크 노드 장치에 있어서, 송수신 모듈; 및 프로세서를 포함하며, 상기 프로세서는, 단말의 사용자 평면 데이터 MBR(Maximum Bit Rate)을 확인하되, 상기 단말이 MTC(Machine Type Communications) 그룹에 속하는 경우 상기 확인은, 상기 단말이 속한 MTC 그룹에 대한 전체 MBR 을 산출하고 상기 산출된 값을 그룹 AMBR(Aggregated MBR)과 비교하는 것인, 네트워크 노드 장치이다.
본 발명의 제1 내지 제2 기술적인 측면은 다음 사항들을 포함할 수 있다.
상기 MTC 그룹에 속한 단말 수에 변동이 있는 경우, 상기 단말에 관련된 그룹이 사용할 수 있는 전체 QoS 파라메터 값이 업데이트될 수 있다.
상기 QoS의 업데이트는 상기 그룹 AMBR의 변경을 포함할 수 있다.
상기 그룹 AMBR이 변경되어도 상기 MTC 그룹에 속한 단말 각각에 대한 MBR은 유지될 수 있다.
상기 단말 수의 변동이 미리 설정된 값보다 작은 경우 상기 QoS 업데이트시 상기 그룹 AMBR은 유지될 수 있다.
상기 QoS 업데이트는 상기 MTC 그룹에 속한 단말들 중 일부 단말의 MBR 변경만을 포함할 수 있다.
상기 산출된 데이터 레이트 값이 그룹 AMBR보다 큰 경우, 상기 네트워크 노드는 상기 사용자 평면 데이터의 패킷을 드롭(drop)할 수 있다.
상기 그룹 AMBR은 MME로부터 수신한 것, 상기 네트워크 노드에 미리 설정되어 있는 것 또는 PCRF로부터 수신한 것 중 어느 하나일 수 있다.
상기 네트워크 노드가 상기 사용자 평면 데이터를 위한 두 개의 경로 중 어느 하나를 위한 것인 경우, 상기 그룹 AMBR은 가입자 정보의 그룹 AMBR에 대한 두 개의 가상 그룹 AMBR 중 어느 하나일 수 있다.
상기 두 개의 경로는 SIPTO@LN(Selected IP Traffic Offload at Local Network)을 위한 경로를 포함할 수 있다.
상기 두 개의 가상 그룹 AMBR은 미리 설정된 것일 수 있다.
상기 그룹 AMBR은 상기 MTC 그룹에 포함된 단말의 모든 PDN(Packet Data Network) 연결을 위한 AMBR일 수 있다.
상기 네트워크 노드는 PGW(Packet data network GateWay)일 수 있다.
본 발명에 따르면, MTC 서비스 환경에서 특정 그룹 단위로 QoS, 특히 AMBR 의 효율적인 관리가 가능하다. 또한, 그룹 단위의 QoS 조정을 통해 다수의 단말이 그룹에서 추가, 삭제되는 경우에 네트워크 시그널링 및 자원 사용의 부담이 줄어들 수 있다.
본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 명세서에 첨부되는 도면은 본 발명에 대한 이해를 제공하기 위한 것으로서 본 발명의 다양한 실시형태들을 나타내고 명세서의 기재와 함께 본 발명의 원리를 설명하기 위한 것이다.
도 1은 EPC(Evolved Packet Core)를 포함하는 EPS(Evolved Packet System)의 개략적인 구조를 나타내는 도면이다.
도 2는 MTC 구조의 예시적인 모델을 나타내는 도면이다.
도 3은 LIPA 구조의 예시들을 나타내는 도면이다.
도 4는 E-UTRAN을 통한 3GPP PDN 연결을 위한 초기 어태치 동작을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 5는 H(e)NB를 통한 3GPP PDN 연결을 위한 초기 어태치 동작을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 6은 LIPA PDN 연결을 위한 초기 어태치 동작을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 7은 UE, eNB 및 MME 간의 인터페이스에 대한 제어 평면을 나타내는 도면이다.
도 8은 MME와 HSS 간의 인터페이스에 대한 제어 평면을 나타내는 도면이다.
도 9는 MME, S-GW 및 P-GW 간의 인터페이스에 대한 제어 평면을 나타내는 도면이다.
도 10은 본 발명이 적용될 수 있는 네트워크 환경을 예시한 도면이다.
도 11은 본 발명의 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 네트워크 노드 장치를 도시한 도면이다.
이하의 실시예들은 본 발명의 구성요소들과 특징들을 소정 형태로 결합한 것들이다. 각 구성요소 또는 특징은 별도의 명시적 언급이 없는 한 선택적인 것으로 고려될 수 있다. 각 구성요소 또는 특징은 다른 구성요소나 특징과 결합되지 않은 형태로 실시될 수 있다. 또한, 일부 구성요소들 및/또는 특징들을 결합하여 본 발명의 실시예를 구성할 수도 있다. 본 발명의 실시예들에서 설명되는 동작들의 순서는 변경될 수 있다. 어느 실시예의 일부 구성이나 특징은 다른 실시예에 포함될 수 있고, 또는 다른 실시예의 대응하는 구성 또는 특징과 교체될 수 있다.
이하의 설명에서 사용되는 특정 용어들은 본 발명의 이해를 돕기 위해서 제공된 것이며, 이러한 특정 용어의 사용은 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다른 형태로 변경될 수 있다.
몇몇 경우, 본 발명의 개념이 모호해지는 것을 피하기 위하여 공지의 구조 및 장치는 생략되거나, 각 구조 및 장치의 핵심기능을 중심으로 한 블록도 형식으로 도시될 수 있다. 또한, 본 명세서 전체에서 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용하여 설명한다.
본 발명의 실시예들은 IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802 계열 시스템, 3GPP 시스템, 3GPP LTE 및 LTE-A 시스템 및 3GPP2 시스템 중 적어도 하나에 관련하여 개시된 표준 문서들에 의해 뒷받침될 수 있다. 즉, 본 발명의 실시예들 중 본 발명의 기술적 사상을 명확히 드러내기 위해 설명하지 않은 단계들 또는 부분들은 상기 문서들에 의해 뒷받침될 수 있다. 또한, 본 문서에서 개시하고 있는 모든 용어들은 상기 표준 문서에 의해 설명될 수 있다.
이하의 기술은 다양한 무선 통신 시스템에서 사용될 수 있다. 명확성을 위하여 이하에서는 3GPP LTE 및 3GPP LTE-A 시스템을 위주로 설명하지만 본 발명의 기술적 사상이 이에 제한되는 것은 아니다.
본 문서에서 사용되는 용어들은 다음과 같이 정의된다.
- UMTS(Universal Mobile Telecommunications System): 3GPP에 의해서 개발된, GSM(Global System for Mobile Communication) 기반의 3 세대(Generation) 이동 통신 기술.
- EPS(Evolved Packet System): IP 기반의 packet switched 코어 네트워크인 EPC(Evolved Packet Core)와 LTE, UTRAN 등의 액세스 네트워크로 구성된 네트워크 시스템. UMTS가 진화된 형태의 네트워크이다.
- NodeB: GERAN/UTRAN의 기지국. 옥외에 설치하며 커버리지는 매크로 셀(macro cell) 규모이다.
- eNodeB: LTE의 기지국. 옥외에 설치하며 커버리지는 매크로 셀(macro cell) 규모이다.
- UE(User Equipment): 사용자 기기. UE는 단말(terminal), ME(Mobile Equipment), MS(Mobile Station) 등의 용어로 언급될 수도 있다. 또한, UE는 노트북, 휴대폰, PDA(Personal Digital Assistant), 스마트 폰, 멀티미디어 기기 등과 같이 휴대 가능한 기기일 수 있고, 또는 PC(Personal Computer), 차량 탑재 장치와 같이 휴대 불가능한 기기일 수도 있다.
- RAN(Radio Access Network): 3GPP 네트워크에서 NodeB, eNodeB 및 이들을 제어하는 RNC(Radio Network Controller)를 포함하는 단위. UE와 코어 네트워크 사이에 존재하며 코어 네트워크로의 연결을 제공한다.
- HLR(Home Location Register)/HSS(Home Subscriber Server): 3GPP 네트워크 내의 가입자 정보를 가지고 있는 데이터베이스. HSS는 설정 저장(configuration storage), 아이덴티티 관리(identity management), 사용자 상태 저장 등의 기능을 수행할 수 있다.
- RANAP(RAN Application Part): RAN과 코어 네트워크의 제어를 담당하는 노드(MME(Mobility Management Entity)/SGSN(Serving GPRS(General Packet Radio Service) Supporting Node)/MSC(Mobiles Switching Center)) 사이의 인터페이스.
- PLMN(Public Land Mobile Network): 개인들에게 이동통신 서비스를 제공할 목적으로 구성된 네트워크. 오퍼레이터 별로 구분되어 구성될 수 있다.
- NAS(Non-Access Stratum): UMTS 프로토콜 스택에서 UE와 코어 네트워크간의 시그널링, 트래픽 메시지를 주고 받기 위한 기능적인 계층. UE의 이동성을 지원하고, UE와 PDN GW(Packet Data Network Gateway) 간의 IP 연결을 수립(establish) 및 유지(maintain)하는 세션 관리 절차(procedure)를 지원하는 것을 주된 기능으로 한다.
- HNB(Home NodeB): UTRAN(UMTS Terrestrial Radio Access Network) 커버리지를 제공하는 CPE(Customer Premises Equipment). 보다 구체적인 사항은 표준문서 TS 25.467을 참조할 수 있다.
- HeNB(Home eNodeB): E-UTRAN(Evolved-UTRAN) 커버리지를 제공하는 CPE(Customer Premises Equipment). 보다 구체적인 사항은 표준문서 TS 36.300을 참조할 수 있다.
- CSG(Closed Subscriber Group): H(e)NB의 CSG의 구성원으로서 PLMN(Public Land Mobile Network) 내의 하나 이상의 CSG 셀에 액세스하는 것이 허용되는 가입자 그룹.
- CSG ID: CSG 셀 또는 CSG 셀 그룹에 연관된 PLMN 범위 내에서 CSG를 식별하는 고유의 식별자. 보다 구체적인 사항은 표준문서 TS 23.003을 참조할 수 있다.
- LIPA(Local IP Access): IP 기능을 가진(IP capable) UE가 H(e)NB를 경유하여 동일한 주거(residential)/기업(enterprise) IP 네트워크 내의 다른 IP 기능을 가진 개체에 대한 액세스. LIPA 트래픽은 이동 사업자(operator) 네트워크를 지나지 않는다. 3GPP 릴리즈-10 시스템에서는, H(e)NB를 경유하여 로컬 네트워크(즉, 고객(customer)의 집 또는 회사 구내에 위치한 네트워크) 상의 자원에 대한 액세스를 제공한다.
- MRA(Managed Remote Access): 홈 기반 네트워크(home based network) 외부에서 CSG 사용자가 홈 네트워크에 연결되어 있는 IP 기능을 가진 개체에 대한 액세스. 예를 들어, MRA를 이용하면 로컬 네트워크의 외부에 위치한 사용자가, 해당 로컬 네트워크로부터 사용자 데이터를 서비스받을 수 있다.
- SIPTO(Selected IP Traffic Offload): 3GPP 릴리즈-10 시스템에서는 사업자가 EPC 네트워크에서 UE에 물리적으로 가까이 존재하는 PGW(Packet data network GateWay)를 선택함으로써 사용자의 트래픽을 넘기는 것을 지원한다.
- SIPTO@LN(SIPTO at Local Network): 3GPP 릴리즈-10의 SIPTO의 발전된 기술로서, 사업자가 사용자 트래픽을 고객 구내에 위치하는 로컬 네트워크를 통하여 넘기는 것을 의미한다. SIPTO@LN은, 로컬 네트워크 자체의 자원에 대한 액세스를 제공하는 LIPA와는 달리, 로컬 네트워크를 경유하여 외부 네트워크(예를 들어, 인터넷)에 대한 액세스를 제공한다는 점에서 구별된다. 이는, 로컬 네트워크가 궁극적으로는 원하는 외부 네트워크로의 연결을 가진다는 가정하에 동작하는 것이다.
- PDN(Packet Data Network) 연결: 하나의 IP 주소(하나의 IPv4 주소 및/또는 하나의 IPv6 프리픽스)로 표현되는 UE와 APN(Access Point Name)으로 표현되는 PDN 간의 논리적인 연결.
- LIPA PDN 연결: H(e)NB에 연결된 UE에 대한 LIPA를 위한 PDN 연결.
- LIPA-Permission: APN이 LIPA를 통하여 액세스될 수 있는지 여부를 나타내며, 다음 3 가지의 값이 정의되어 있음:
- LIPA-Prohibited: 해당 APN이 LIPA를 통하여 액세스되는 것이 금지됨. 즉, 사용자 평면(user plane) 데이터는 EPC만을 경유하여 액세스할 수 있음.
- LIPA-Only: 해당 APN이 LIPA를 통해서만 액세스될 수 있음.
- LIPA-Conditional: 해당 APN이 비-LIPA 방식으로 (즉, EPC를 경유해서) 액세스될 수도 있고 LIPA를 통해서도 액세스될 수 있음.
이하에서는 위와 같이 정의된 용어를 바탕으로 설명한다.
EPC(Evolved Packet Core)
도 1은 EPC(Evolved Packet Core)를 포함하는 EPS(Evolved Packet System)의 개략적인 구조를 나타내는 도면이다.
EPC는 3GPP 기술들의 성능을 향상하기 위한 SAE(System Architecture Evolution)의 핵심적인 요소이다. SAE는 다양한 종류의 네트워크 간의 이동성을 지원하는 네트워크 구조를 결정하는 연구 과제에 해당한다. SAE는, 예를 들어, IP 기반으로 다양한 무선 접속 기술들을 지원하고 보다 향상된 데이터 전송 능력을 제공하는 등의 최적화된 패킷-기반 시스템을 제공하는 것을 목표로 한다.
구체적으로, EPC는 3GPP LTE 시스템을 위한 IP 이동 통신 시스템의 코어 네트워크(Core Network)이며, 패킷-기반 실시간 및 비실시간 서비스를 지원할 수 있다. 기존의 이동 통신 시스템(즉, 2 세대 또는 3 세대 이동 통신 시스템)에서는 음성을 위한 CS(Circuit-Switched) 및 데이터를 위한 PS(Packet-Switched)의 2 개의 구별되는 서브-도메인을 통해서 코어 네트워크의 기능이 구현되었다. 그러나, 3 세대 이동 통신 시스템의 진화인 3GPP LTE 시스템에서는, CS 및 PS의 서브-도메인들이 하나의 IP 도메인으로 단일화되었다. 즉, 3GPP LTE 시스템에서는, IP 능력(capability)을 가지는 단말과 단말 간의 연결이, IP 기반의 기지국(예를 들어, eNodeB(evolved Node B)), EPC, 애플리케이션 도메인(예를 들어, IMS(IP Multimedia Subsystem))을 통하여 구성될 수 있다. 즉, EPC는 단-대-단(end-to-end) IP 서비스 구현에 필수적인 구조이다.
EPC는 다양한 구성요소들을 포함할 수 있으며, 도 1에서는 그 중에서 일부에 해당하는, SGW(Serving Gateway), PDN GW(Packet Data Network Gateway), MME(Mobility Management Entity), SGSN(Serving GPRS(General Packet Radio Service) Supporting Node), ePDG(enhanced Packet Data Gateway)를 도시한다.
SGW는 무선 접속 네트워크(RAN)와 코어 네트워크 사이의 경계점으로서 동작하고, eNodeB와 PDN GW 사이의 데이터 경로를 유지하는 기능을 하는 요소이다. 또한, 단말이 eNodeB에 의해서 서빙(serving)되는 영역에 걸쳐 이동하는 경우, SGW는 로컬 이동성 앵커 포인트(anchor point)의 역할을 한다. 즉, E-UTRAN (3GPP 릴리즈-8 이후에서 정의되는 Evolved-UMTS(Universal Mobile Telecommunications System) Terrestrial Radio Access Network) 내에서의 이동성을 위해서 SGW를 통해서 패킷들이 라우팅될 수 있다. 또한, SGW는 다른 3GPP 네트워크(3GPP 릴리즈-8 전에 정의되는 RAN, 예를 들어, UTRAN 또는 GERAN(GSM(Global System for Mobile Communication)/EDGE(Enhanced Data rates for Global Evolution) Radio Access Network)와의 이동성을 위한 앵커 포인트로서 기능할 수도 있다.
PDN GW(또는 P-GW)는 패킷 데이터 네트워크를 향한 데이터 인터페이스의 종료점(termination point)에 해당한다. PDN GW는 정책 집행 특징(policy enforcement features), 패킷 필터링(packet filtering), 과금 지원(charging support) 등을 지원할 수 있다. 또한, 3GPP 네트워크와 비-3GPP 네트워크 (예를 들어, I-WLAN(Interworking Wireless Local Area Network)과 같은 신뢰되지 않는 네트워크, CDMA(Code Division Multiple Access) 네트워크나 WiMax와 같은 신뢰되는 네트워크)와의 이동성 관리를 위한 앵커 포인트 역할을 할 수 있다.
도 1의 네트워크 구조의 예시에서는 SGW와 PDN GW가 별도의 게이트웨이로 구성되는 것을 나타내지만, 두 개의 게이트웨이가 단일 게이트웨이 구성 옵션(Single Gateway Configuration Option)에 따라 구현될 수도 있다.
MME는, UE의 네트워크 연결에 대한 액세스, 네트워크 자원의 할당, 트래킹(tracking), 페이징(paging), 로밍(roaming) 및 핸드오버 등을 지원하기 위한 시그널링 및 제어 기능들을 수행하는 요소이다. MME는 가입자 및 세션 관리에 관련된 제어 평면(control plane) 기능들을 제어한다. MME는 수많은 eNodeB들을 관리하고, 다른 2G/3G 네트워크에 대한 핸드오버를 위한 종래의 게이트웨이의 선택을 위한 시그널링을 수행한다. 또한, MME는 보안 과정(Security Procedures), 단말-대-네트워크 세션 핸들링(Terminal-to-network Session Handling), 유휴 단말 위치결정 관리(Idle Terminal Location Management) 등의 기능을 수행한다.
SGSN은 다른 3GPP 네트워크(예를 들어, GPRS 네트워크)에 대한 사용자의 이동성 관리 및 인증(authentication)과 같은 모든 패킷 데이터를 핸들링한다.
ePDG는 신뢰되지 않는 비-3GPP 네트워크(예를 들어, I-WLAN, WiFi 핫스팟(hotspot) 등)에 대한 보안 노드로서의 역할을 한다.
도 1을 참조하여 설명한 바와 같이, IP 능력을 가지는 단말은, 3GPP 액세스는 물론 비-3GPP 액세스 기반으로도 EPC 내의 다양한 요소들을 경유하여 사업자(즉, 오퍼레이터(operator))가 제공하는 IP 서비스 네트워크(예를 들어, IMS)에 액세스할 수 있다.
또한, 도 1에서는 다양한 레퍼런스 포인트들(예를 들어, S1-U, S1-MME 등)을 도시한다. 3GPP 시스템에서는 E-UTRAN 및 EPC의 상이한 기능 개체(functional entity)들에 존재하는 2 개의 기능을 연결하는 개념적인 링크를 레퍼런스 포인트(reference point)라고 정의한다. 다음의 표 1은 도 1에 도시된 레퍼런스 포인트를 정리한 것이다. 표 1의 예시들 외에도 네트워크 구조에 따라 다양한 레퍼런스 포인트들이 존재할 수 있다.
표 1
레퍼런스 포인트 설명
S1-MME E-UTRAN와 MME 간의 제어 플레인 프로토콜에 대한 레퍼런스 포인트(Reference point for the control plane protocol between E-UTRAN and MME)
S1-U 핸드오버 동안 eNB 간 경로 스위칭 및 베어러 당 사용자 플레인 터널링에 대한 E-UTRAN와 SGW 간의 레퍼런스 포인트(Reference point between E-UTRAN and Serving GW for the per bearer user plane tunnelling and inter eNodeB path switching during handover)
S3 유휴(idle) 및/또는 활성화 상태에서 3GPP 액세스 네트워크 간 이동성에 대한 사용자 및 베어러 정보 교환을 제공하는 MME와 SGSN 간의 레퍼런스 포인트. 이 레퍼런스 포인트는 PLMN-내 또는 PLMN-간(예를 들어, PLMN-간 핸드오버의 경우)에 사용될 수 있음) (It enables user and bearer information exchange for inter 3GPP access network mobility in idle and/or active state. This reference point can be used intra-PLMN or inter-PLMN (e.g. in the case of Inter-PLMN HO).)
S4 (GPRS 코어와 SGW의 3GPP 앵커 기능 간의 관련 제어 및 이동성 지원을 제공하는 SGW와 SGSN 간의 레퍼런스 포인트. 또한, 직접 터널이 수립되지 않으면, 사용자 플레인 터널링을 제공함(It provides related control and mobility support between GPRS Core and the 3GPP Anchor function of Serving GW. In addition, if Direct Tunnel is not established, it provides the user plane tunnelling.)
S5 SGW와 PDN GW 간의 사용자 플레인 터널링 및 터널 관리를 제공하는 레퍼런스 포인트. 단말 이동성으로 인해, 그리고 요구되는 PDN 연결성을 위해서 SGW가 함께 위치하지 않은 PDN GW로의 연결이 필요한 경우, SGW 재배치를 위해서 사용됨(It provides user plane tunnelling and tunnel management between Serving GW and PDN GW. It is used for Serving GW relocation due to UE mobility and if the Serving GW needs to connect to a non-collocated PDN GW for the required PDN connectivity.)
S11 MME와 SGW 간의 레퍼런스 포인트
SGi PDN GW와 PDN 간의 레퍼런스 포인트. PDN은, 오퍼레이터 외부 공용 또는 사설 PDN이거나 예를 들어, IMS 서비스의 제공을 위한 오퍼레이터-내 PDN일 수 있음. 이 레퍼런스 포인트는 3GPP 액세스의 Gi에 해당함(It is the reference point between the PDN GW and the packet data network. Packet data network may be an operator external public or private packet data network or an intra operator packet data network, e.g. for provision of IMS services. This reference point corresponds to Gi for 3GPP accesses.)
도 1에 도시된 레퍼런스 포인트 중에서 S2a 및 S2b는 비-3GPP 인터페이스에 해당한다. S2a는 신뢰되는 비-3GPP 액세스 및 PDNGW 간의 관련 제어 및 이동성 지원을 사용자 플레인에 제공하는 레퍼런스 포인트이다. S2b는 ePDG 및 PDN GW 간의 관련 제어 및 이동성 지원을 사용자 플레인에 제공하는 레퍼런스 포인트이다.
도 2는 MTC 구조의 예시적인 모델을 나타내는 도면이다.
MTC를 위해서 사용되는 단말(또는 MTC 단말)와 MTC 애플리케이션 간의 단-대-단 애플리케이션은, 3GPP 시스템에 의해서 제공되는 서비스들과 MTC 서버에 의해서 제공되는 선택적인 서비스들을 이용할 수 있다. 3GPP 시스템은, MTC를 용이하게 하는 다양한 최적화를 포함하는 수송 및 통신 서비스들(3GPP 베어러 서비스, IMS 및 SMS 포함)을 제공할 수 있다. 도 2에서는 MTC를 위해 사용되는 단말이 Um/Uu/LTE-Uu 인터페이스를 통하여 3GPP 네트워크(UTRAN, E-UTRAN, GERAN, I-WLAN 등)으로 연결되는 것을 도시한다. 도 2의 구조(architecture)는 다양한 MTC 모델 (Direct 모델, Indirect 모델, Hybrid 모델)들을 포함한다.
먼저, 도 2에서 도시하는 개체(entity)들에 대하여 설명한다.
도 2에서 애플리케이션 서버는 MTC 애플리케이션이 실행되는 네트워크 상의 서버이다. MTC 애플리케이션 서버에 대해서는 전술한 다양한 MTC 애플리케이션의 구현을 위한 기술이 적용될 수 있으며, 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다. 또한, 도 2에서 MTC 애플리케이션 서버는 레퍼런스 포인트 API를 통하여 MTC 서버에 액세스할 수 있으며, 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다. 또는, MTC 애플리케이션 서버는 MTC 서버와 함께 위치될(collocated) 수도 있다.
MTC 서버(예를 들어 도시된 SCS 서버)는 MTC 단말을 관리하는 네트워크 상의 서버이며, 3GPP 네트워크에 연결되어 MTC를 위하여 사용되는 단말 및 PLMN의 노드들과 통신할 수 있다.
MTC-IWF(MTC-InterWorking Function)는 MTC 서버와 오퍼레이터 코어 네트워크 간의 상호동작(interworking)을 관장하고, MTC 동작의 프록시 역할을 할 수 있다. MTC 간접 또는 하이브리드 모델을 지원하기 위해서, 하나 이상의 MTC-IWF가 홈 PLMN(HPLMN) 내에 존재할 수 있다. MTC-IWF는 레퍼런스 포인트 Tsp 상의 시그널링 프로토콜을 중계하거나 해석하여 PLMN에 특정 기능을 작동시킬 수 있다. MTC-IWF는, MTC 서버가 3GPP 네트워크와의 통신을 수립하기 전에 MTC 서버를 인증(authenticate)하는 기능, MTC 서버로부터의 제어 플레인 요청을 인증하는 기능, 후술하는 트리거 지시와 관련된 다양한 기능 등을 수행할 수 있다.
SMS-SC(Short Message Service-Service Center)/IP-SM-GW(Internet Protocol Short Message GateWay)는 단문서비스(SMS)의 송수신을 관리할 수 있다. SMS-SC는 SME(Short Message Entity) (단문을 송신 또는 수신하는 개체)와 이동국 간의 단문을 중계하고 저장-및-전달하는 기능을 담당할 수 있다. IP-SM-GW는 IP 기반의 단말과 SMS-SC간의 프로토콜 상호동작을 담당할 수 있다.
CDF(Charging Data Function)/CGF(Charging Gateway Function)는 과금에 관련된 동작을 할 수 있다.
HLR/HSS는 가입자 정보(IMSI 등), 라우팅 정보, 설정 정보 등을 저장하고 MTC-IWF에게 제공하는 기능을 할 수 있다.
MSC/SGSN/MME는 단말의 네트워크 연결을 위한 이동성 관리, 인증, 자원 할당 등의 제어 기능을 수행할 수 있다. 후술하는 트리거링과 관련하여 MTC-IWF로부터 트리거 지시를 수신하여 MTC 단말에게 제공하는 메시지의 형태로 가공하는 기능을 수행할 수 있다.
GGSN(Gateway GPRS Support Node)/S-GW(Serving-Gateway)+P-GW(Packet Data Network-Gateway)는 코어 네트워크와 외부 네트워크의 연결을 담당하는 게이트웨이 기능을 할 수 있다.
다음의 표 2는 도 2에서의 주요 레퍼런스 포인트를 정리한 것이다.
표 2
레퍼런스포인트 설명
Tsms 3GPP 시스템 외부의 개체가 SMS를 통하여 MTC 단말과 통신하기 위해 사용하는 레퍼런스 포인트이다. (It is the reference point an entity outside the 3GPP system uses to communicate with UEs used for MTC via SMS.)
Tsp 3GPP 시스템 외부의 개체가 제어 플레인 시그널링과 관련하여 MTC-IWF와 통신하기 위해 사용하는 레퍼런스 포인트이다. (It is the reference point an entity outside the 3GPP system uses to communicate with the MTC-IWF related control plane signalling.)
T4 HPLMN의 SMS-SC에게 장치 트리거를 라우팅하기 위해 MTC-IWF에 의해서 사용되는 레퍼런스 포인트. (Reference point used by MTC-IWF to route device trigger to the SMS-SC in the HPLMN.)
T5a MTC-IWF와 서빙 SGSN 간의 레퍼런스 포인트. (Reference point used between MTC-IWF and serving SGSN.)
T5b MTC-IWF와 서빙 MME 간의 레퍼런스 포인트. (Reference point used between MTC-IWF and serving MME.)
T5c MTC-IWF와 서빙 MSC 간의 레퍼런스 포인트. (Reference point used between MTC-IWF and serving MSC.)
S6m 단말의 식별정보(E.164 MSISDN(Mobile Station International Subscriber Directory Number) 또는 외부 식별자에 매핑되는 IMSI 등)를 문의하고 단말 도달가능성 및 설정 정보를 수집하기 위해서 MTC-IWF에 의해서 사용되는 레퍼런스 포인트. (Reference point used by MTC-IWF to interrrogate HSS/HLR for E.164 MSISDN or external identifier mapping to IMSI and gather UE reachability and configuration information.)
상기 T5a, T5b, T5c 중 하나 이상의 레퍼런스 포인트를 T5라고 지칭한다.
한편, 간접 및 하이브리드 모델의 경우에 MTC 서버와의 사용자 플레인 통신, 및 직접 및 하이브리드 모델의 경우에 MTC 애플리케이션 서버와의 통신은, 레퍼런스 포인트 Gi 및 SGi를 통해서 기존의 프로토콜을 사용하여 수행될 수 있다.
도 2에서 설명한 내용과 관련된 구체적인 사항은 3GPP TS 23.682 문서를 참조함으로써 본 문서에 병합될 수 있다(incorporated by reference).
MTC의 경우에, 일반적인 사용자 기기보다 많은 개수의 MTC 단말이 네트워크 상에 존재할 것으로 예상된다. 따라서, MTC를 위해서 최소한의 네트워크 자원 사용, 최소한의 시그널링 사용, 최소한의 전력 사용 등이 요구된다.
또한, MTC 단말은 시스템 자원을 최소로 사용하기 위해서 평상시에는 MTC 애플리케이션 서버와의 IP 연결을 수립하지 않을 수 있다. 만약 MTC 단말이 IP 연결을 수립하지 않아서 MTC 애플리케이션 서버가 MTC 단말로의 데이터 전송에 실패하는 경우, MTC 단말로 하여금 IP 연결을 수립하도록 요청 또는 지시할 수 있는데, 이를 트리거 지시라고 칭한다. 즉, MTC 단말 트리거링은 MTC 단말에 대한 IP 주소가 MTC 애플리케이션 서버에 의해서 이용가능(available)하지 않거나 도달가능(reachable)하지 않은 경우에 요구된다 (어떤 개체에 또는 해당 개체의 주소에 도달가능하지 않다는 의미는, 해당 개체가 해당 주소에 부재중인(absent) 등의 이유로, 메시지를 전달하려는 시도가 실패하는 것을 의미한다). 이를 위해서, MTC 단말은 네트워크로부터 트리거 지시를 수신할 수 있고, 트리거 지시를 받은 경우 MTC 단말은 단말 내의 MTC 애플리케이션의 동작을 수행하고/수행하거나 MTC 애플리케이션 서버와의 통신을 수립할 것이 요구된다. 여기서, MTC 단말이 트리거 지시를 수신할 때, a) MTC 단말이 오프라인인(네트워크에 어태치되어 있지 않은) 경우, b) MTC 단말이 온라인이지만(네트워크에 어태치되어 있지만) 데이터 연결은 수립되지 않은 경우, 또는 c) MTC 단말이 온라인이고(네트워크에 어태치되어 있고) 데이터 연결이 수립된 경우를 가정할 수 있다.
요컨대, MTC 단말에 대한 트리거링은, 해당 MTC 단말이 MTC 애플리케이션 서버로부터 데이터를 수신할 수 있는 IP 연결(또는 PDN 연결)이 수립되어 있지 않은 경우에 (또는 해당 MTC 단말이 기본적인 제어 신호는 수신할 수 있지만 사용자 데이터는 수신할 수 없는 상태인 경우), 트리거링 메시지를 이용해서 해당 MTC 단말이 단말 내 MTC 애플리케이션의 동작을 수행하고/수행하거나 MTC 애플리케이션 서버에 대해서 IP 연결 요청을 수행하도록 하는 동작이라고 할 수 있다. 또한, 트리거링 메시지는, 네트워크로 하여금 메시지를 적절한 MTC 단말에게 라우팅하도록 하고, MTC 단말로 하여금 메시지를 적절한 MTC 단말내의 애플리케이션으로 라우팅하도록 하는 정보(이하에서는 트리거링 정보라고 칭함)를 포함하는 메시지라고 표현할 수도 있다.
도 3은 LIPA 구조의 예시들을 나타내는 도면이다.
도 3(a) 내지 3(c)는 3GPP 릴리즈-10에서 정의하는 LIPA를 위한 H(e)NB 서브시스템 구조의 예시들에 해당한다. 여기서, 3GPP 릴리즈-10에서 정의하는 LIPA 구조는 H(e)NB와 로컬-게이트웨이(LGW)가 함께 위치하는(co-located) 것으로 제한된다. 다만, 이는 예시일 뿐이고, H(e)NB와 LGW가 별도로 위치하는 경우에도 본 발명의 원리는 적용될 수 있다.
도 3(a)는 로컬 PDN 연결을 이용하는 HeNB를 위한 LIPA 구조를 나타낸다. 도 3(a)에서는 도시하고 있지 않지만, HeNB 서브시스템은 HeNB를 포함하고, HeNB 및/또는 LGW를 선택적으로 포함할 수 있다. LIPA 기능은 HeNB와 함께 위치하는 LGW를 이용하여 수행될 수 있다. HeNB 서브시스템은 S1 인터페이스를 통하여 EPC의 MME 및 SGW에 연결될 수 있다. LIPA가 활성화되면 LGW는 SGW와의 S5 인터페이스를 가진다. LGW는 HeNB와 연관된 IP 네트워크(예를 들어, 주거/기업 네트워크)로의 게이트웨이로서, UE IP 주소 할당, DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol) 기능, 패킷 스크리닝(screening) 등의 PDN GW 기능을 수행할 수 있다. 또한, LIPA 구조에서 제어 평면은 EPC를 통하여 구성되지만, 사용자 평면은 로컬 네트워크 내에서 구성된다.
도 3(b) 및 도 3(c)는 HNB와 HNB GW를 포함하는 HNB 서브시스템의 구조를 나타내며, LIPA 기능은 HNB와 함께 위치하는 LGW를 이용하여 수행될 수 있다. 도 3(b)는 HNB가 EPC에 연결되는 경우의 예시이고, 도 3(c)는 HNB가 SGSN에 연결된 경우의 예시이다. 도 3의 LIPA 구조에 대한 보다 구체적인 사항은, 표준문서 TS 23.401 및 TS 23.060을 참조할 수 있다.
PDN 연결
PDN 연결(connection)이란 UE(구체적으로는, UE의 IP 주소)와 PDN과의 논리적인 연결관계를 의미한다. 3GPP 시스템에서 특정 서비스를 받기 위해서는 해당 서비스를 제공하는 PDN과의 IP 연결성(connectivity)를 가져야 한다.
3GPP는 하나의 UE가 동시에 여러 개의 PDN에 접속할 수 있는, 다중 동시 PDN 연결을 제공한다. 최초의 PDN은 디폴트 APN에 따라 설정될 수 있다. 디폴트 APN은 일반적으로 사업자의 디폴트 PDN에 해당하고, 디폴트 APN의 지정은 HSS에 저장된 가입자 정보에 포함될 수 있다.
단말이 PDN 연결 요청 메시지에 특정 APN을 포함시켰다면, 해당 APN에 대응하는 PDN으로 접속이 시도된다. 하나의 PDN 연결이 생성된 이후, 단말로부터 추가적인 특정 PDN 연결 요청 메시지에는 항상 해당되는 특정 APN이 포함되어야 한다.
3GPP 릴리즈-10에서 정의하는 EPS에서 가능한 IP PDN 연결성의 몇몇 예시들은 다음과 같다 (비-3GPP 액세스를 사용하는 경우는 제외함).
첫 번째는 E-UTRAN을 경유한 3GPP PDN 연결이다. 이는 전통적으로 3GPP에서 형성하는 가장 일반적인 PDN 연결이다.
두 번째는 H(e)NB를 경유한 3GPP PDN 연결이다. H(e)NB를 경유한 3GPP PDN 연결은, H(e)NB 도입으로 CSG 멤버십에 대한 수락(admission) 제어를 위한 부분을 제외하면, PDN 연결과 유사한 절차에 의해 PDN 연결이 형성된다.
세 번째는 LIPA PDN 연결이다. LIPA PDN 연결은, H(e)NB를 경유하여 CSG 멤버십에 기반한 수락 제어뿐만 아니라, LIPA 허용(permission) 여부에 의한 LIPA 수락 제어를 거쳐 형성된다.
이하에서는 위 3 가지 경우의 3GPP PDN 연결을 위한 초기 어태치(initial attach) 동작을 보다 구체적으로 설명한다.
도 4는 E-UTRAN을 통한 3GPP PDN 연결을 위한 초기 어태치 동작을 설명하기 위한 흐름도이다.
단계 S401 내지 S402에서, UE(10)는 eNB(20)를 경유하여 MME(30)에게 어태치 요청 메시지를 보낼 수 있다. 이때 단말은 연결을 원하는 PDN의 APN을 어태치 요청과 함께 보낼 수 있다.
단계 S403 내지 S404에서, MME(30)는 UE(10)의 인증 절차(procedure)를 수행하고, HSS(70)에 UE(10)의 위치 정보를 등록할 수 있다. 이 과정에서 HSS(70)는 UE(10)에 대한 가입자 정보를 MME(30)에게 전송해 줄 수 있다.
단계 S405 내지 S409에서 (단계 S407은 별도로 설명), MME(30)는 EPS 디폴트 베어러 생성을 위해 S-GW(40)로 세션 생성 요청(create session request) 메시지를 보낼 수 있다. S-GW(40)는 P-GW(50)로 세션 생성 요청 메시지를 보낼 수 있다.
세션 생성 요청 메시지에는 IMSI(International Mobile Subscriber Identity), MSISDN(Mobile Subscriber Integrated Services Digital Network Number), 제어 평면에 대한 MME TEID(Tunnel Endpoint ID), RAT(Radio Access Technology) 타입, PDN GW 주소, PDN 주소, 디폴트 EPS 베어러 QoS, PDN 타입, 가입된 APN-AMBR(Aggregate Maximum Bit Rate), APN, EPS 베어러 Id, 프로토콜 설정 옵션(Protocol Configuration Options), 핸드오버 지시(Handover Indication), ME 식별정보(Mobile Equipment Identity), 사용자 위치 정보(ECGI), UE 타임 존(UE Time Zone), 사용자 CSG 정보, MS 정보 변경 보고 지원 지시(MS Info Change Reporting support indication), 선택 모드(Selection Mode), 과금 특성(Charging Characteristics), 트레이스 레퍼런스(Trace Reference), 트레이스 타입(Trace Type), 트리거 Id(Trigger Id), OMC 식별정보(Operation Management Controller Identity), 최대 APN 제한(Maximum APN Restriction), 이중 주소 베어러 플래그(Dual Address Bearer Flag) 등의 정보가 포함될 수 있다.
세션 생성 요청 메시지에 응답하여, P-GW(50)는 S-GW(40)에게 세션 생성 응답(create session response) 메시지를 보낼 수 있고, S-GW(40)는 MME(30)에게 세션 생성 응답을 보낼 수 있다. 이 과정을 통해 S-GW(40)와 P-GW(50) 사이에 서로간의 TEID(Tunnel Endpoint ID)를 교환하며, MME(30)도 S-GW(40) 및 P-GW(50)의 TEID를 인지한다.
단계 S407은 선택적인 절차이며, 필요에 따라서 사업자 정책을 위한 PCRF 상호동작이 P-GW(50)의 PCEF와 PCRF(60) 사이에서 수행될 수 있다. 예를 들어, IP 연결성을 제공하는 액세스 네트워크인 IP-CAN(Connectivity Access Network) 세션의 수립(establishment) 및/또는 수정(modification)이 수행될 수 있다. IP-CAN은 다양한 IP-기반 액세스 네트워크를 지칭하는 용어이며, 예를 들어, 3GPP 액세스 네트워크인 GPRS나 EDGE 등일 수도 있고, 무선랜(WLAN) 또는 DSL(Digital subscriber line) 네트워크일 수도 있다.
단계 S410에서 MME(30)로부터 어태치 수락(Attach accept) 메시지가 eNB(20)로 전달될 수 있다. 이와 함께, 상향링크 데이터를 위한 S-GW(40)의 TEID가 전달될 수 있다. 이 메시지는 초기 콘텍스트 셋업(initial context setup)을 요청함으로써, RAN 구간(UE(10)과 eNB(20) 사이)의 무선자원 셋업이 개시되도록 한다.
단계 S411에서, RRC(Radio Resource Control) 연결 재설정(connection reconfiguration)이 수행되고, 이에 따라 RAN 구간의 무선자원이 셋업되며, 그 결과가 eNB(20)로 전달될 수 있다.
단계 S412에서, eNB(20)는 MME(30)에게 초기 콘텍스트 셋업에 대한 응답 메시지를 전송할 수 있다. 이와 함께 무선 베어러 셋업(radio bearer setup)에 대한 결과가 전송될 수 있다.
단계 S413 내지 S414에서, UE(10)로부터의 어태치 완료(Attach complete) 메시지가 eNB(20)를 경유하여 MME(30)로 보내질 수 있다. 이 때 eNB(20)는 하향링크(DL) 데이터를 위한 eNB(20)의 TEID를 함께 전달할 수 있다. 또한 이때부터 eNB(20)를 경유하여 S-GW(40)로 상향링크(UL) 데이터가 전달될 수 있고, UE(10)로부터의 UL 데이터 전송이 가능하다.
단계 S415 내지 S418에서, MME(30)로부터 S-GW(40)으로 베어러 수정 요청(Modify bearer request) 메시지가 전송될 수 있고, 이 메시지를 통해서 DL 데이터를 위한 eNB(20)의 TEID가 S-GW(40)로 전달될 수 있다. 단계 S416 내지 S417은 선택적인 절차이며, 필요에 따라 S-GW(40)와 P-GW(50) 사이의 베어러가 갱신(update)될 수 있다. 이후, DL 데이터가 eNB(20)를 경유하여 UE(10)에게 전달될 수 있다.
단계 S419는 선택적인 절차이며, 필요에 따라 비-3GPP 액세스 네트워크로의 이동성(mobility)를 지원하기 위해서 APN, PDN GW의 ID 등을 HSS(70)에 저장해둬야 할 필요가 있을 경우, MME(30)는 통지 요청(Notify Request) 메세지를 통해 HSS 등록 과정을 수행할 수 있고, HSS(70)으로부터 통지 응답(Notify Response) 메시지를 수신할 수 있다.
도 5는 H(e)NB를 통한 3GPP PDN 연결을 위한 초기 어태치 동작을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 5의 H(e)NB를 통한 EPS 초기 어태치 절차는 기본적으로는 도 4에서 설명한 eNB를 통한 EPS 초기 어태치 절차와 동일하다. 즉, 도 4의 설명에서 eNB를 도 5에서는 H(e)NB로 대체하면, 도 4 의 단계 S401 내지 S419에 대한 설명은 도 5의 단계 S501 내지 S519에 대해서 동일하게 적용될 수 있다. 이하에서는, 도 5의 H(e)NB를 통한 EPS 초기 어태치 절차에서 추가적인 내용만을 설명하며, 도 4의 내용과 중복되는 사항은 설명을 생략한다.
단계 S501 내지 S502에서, UE(10)가 CSG 셀을 통해 접속한 경우라면, H(e)NB(20)는 UE(10)로부터 받은 정보에 추가적으로 CSG ID와 HeNB 액세스 모드도 함께 포함시켜서, MME(30)에게 어태치 요청 메시지를 보낼 수 있다. H(e)NB가 액세스 모드에 대한 정보를 보내지 않은 경우에는, 폐쇄형 액세스 모드(closed access mode)인 것으로 가정할 수 있다.
단계 S503 내지 S504에서, HSS(70)에 저장되어 있는 가입자 정보에는 CSG 가입(subscription) 정보가 함께 포함될 수 있다. CSG 가입 정보에는 CSG ID 및 만료 시간(expire time)에 대한 정보가 포함될 수 있다. 이러한 CSG 가입 정보가 HSS(70)로부터 MME(10)에게 추가적으로 제공될 수 있다.
단계 S505 내지 S509에서, MME(30)는 CSG 가입 정보, H(e)NB의 액세스 모드에 기초하여 접속 제어를 수행한 후에, MME(30)는 EPS 디폴트 베어러 생성을 위해 S-GW(40)로 세션 생성 요청 메시지를 보낼 수 있다.
단계 S510에서, UE(10)가 하이브리드 셀을 경유하여 접속한 경우에는, 어태치 수락(attach accept) 메시지 내에 UE(10)의 CSG 멤버십 상태를 포함시킴으로써, H(e)NB에서 해당 정보를 기반으로 UE(10)에 대한 차별적인 제어를 가능하게 할 수 있다. 여기서, 하이브리드 액세스는, 폐쇄형 액세스와 개방형 액세스의 혼합 형태로서, 하이브리드 셀은 기본적으로는 개방형 액세스와 같이 모든 사용자를 서빙하지만 여전히 CSG 셀의 특성을 가지는 것을 의미한다. 즉, CSG에 속한 가입자는 그렇지 않은 사용자에 비하여 높은 우선순위로 서빙받을 수 있고 별도의 과금이 적용될 수 있다. 이러한 하이브리드 셀은 CSG에 속하지 않은 사용자에 대한 액세스를 제공하지 않는 폐쇄형 셀과는 명확하게 구분될 수 있다.
도 6은 LIPA PDN 연결을 위한 초기 어태치 동작을 설명하기 위한 흐름도이다. 상기 도 4 및 5의 예시가 EPS 초기 어태치 절차인 것과 달리, 도 6은 LIPA 초기 어태치 절차에 해당한다.
단계 S601 내지 S602에서, UE(10)는 H(e)NB(20)를 경유하여 MME(30)에게 어태치 요청 메시지를 보낼 수 있다. 이때 단말은 연결을 원하는 PDN의 APN을 어태치 요청과 함께 보낼 수 있는데, LIPA의 경우에는 APN으로서 홈 기반 네트워크의 LIPA APN을 보낼 수 있다. H(e)NB(20)는 UE(10)로부터 받은 정보에 추가적으로 CSG ID, HeNB 액세스 모드 및 함께-위치한(co-located) L-GW(50)의 주소도 함께 포함시켜서, MME(30)에게 어태치 요청 메시지를 보낼 수 있다.
단계 S603 내지 S604에서, MME(30)는 UE(10)의 인증 절차를 수행하고, HSS(70)에 UE(10)의 위치 정보를 등록할 수 있다. 이 과정에서 HSS(70)는 UE(10)에 대한 가입자 정보를 MME(30)에게 전송해 줄 수 있다. HSS(70)에 저장되어 있는 가입자 정보에는 CSG 가입(subscription) 정보 및 LIPA 관련 정보가 함께 포함될 수 있다. CSG 가입 정보에는 CSG ID 및 만료 시간(expire time)에 대한 정보가 포함될 수 있다. LIPA 관련 정보에는 해당 PLMN에서 LIPA가 허용되는지 여부를 알려주는 지시(indication) 정보 및 해당 APN의 LIPA 허용여부(permission)에 대한 정보가 포함될 수 있다. LIPA 허용여부는, 전술한 바와 같이, LIPA-prohibited, LIPA-only, LIPA-conditional 중의 하나에 해당할 수 있다. 이러한 CSG 가입 정보 및 LIPA 관련 정보가 HSS(70)로부터 MME(10)에게 추가적으로 제공될 수 있다.
단계 S605 내지 S608에서, MME(30)은 CSG 가입 정보, H(e)NB의 액세스 모드, LIPA 관련 정보 등에 기초하여 CSG 및 LIPA APN에 대한 제어를 위한 평가(evaluation)을 수행할 수 있다. 평가는 CSG 멤버십 확인, LIPA-permission 확인 등을 포함할 수 있다. 평가 결과, UE(10)가 H(e)NB(20)를 통하여 LIPA APN에 액세스하는 것이 허용되는 경우에, MME(30)는 EPS 디폴트 베어러 생성을 위해 S-GW(40)로 세션 생성 요청(create session request) 메시지를 보낼 수 있다. S-GW(40)는 P-GW로 세션 생성 요청 메시지를 보낼 수 있다. LIPA의 경우에는 P-GW 선택을 할 때에, H(e)NB(20)으로부터 받은 L-GW(50)의 주소를 사용한다. 이에 응답하여, P-GW(또는 L-GW(50))는 S-GW(40)에게 세션 생성 응답(create session response) 메시지를 보낼 수 있고, S-GW(40)는 MME(30)에게 세션 생성 응답을 보낼 수 있다. 이 과정을 통해 S-GW(40)와 P-GW(또는 L-GW(50)) 사이에 서로간의 TEID(Tunnel Endpoint ID)를 교환하며, MME(30)도 S-GW(40) 및 P-GW(또는 L-GW(50))의 TEID를 인지할 수 있다. 또한, LIPA APN 정보가 MME(30)에게 함께 전달될 수 있다.
만약 LIPA-conditional의 LIPA APN의 경우에는, MME(30)가 H(e)NB(20)로부터 L-GW(50)에 대한 정보(예를 들어, 주소)를 받은 경우에 LIPA 연결을 시도할 수 있다. 만약 MME(30)가 H(e)NB(20)로부터 L-GW(50)에 대한 정보를 받지 않은 경우에는, PDN 연결을 맺기 위한 P-GW 선택 기능을 수행할 수 있다.
단계 S609에서 MME(30)으로부터 어태치 수락(Attach accept) 메시지가 eNB(20)로 전달될 수 있다. 이 메시지는 초기 콘텍스트 셋업(initial context setup)을 요청함으로써, RAN 구간(UE(10)과 eNB(20) 사이)의 무선자원 셋업이 개시되도록 한다. 이 때, 전술한 PDN 연결 타입이 LIPA임을 지시(indication)할 수 있고, H(e)NB(20)과 L-GW(50) 사이의 사용자 평면 직접 링크 경로(direct link path)를 위한 상관 ID(correlation ID) 정보가 함께 전달될 수 있다. 상관 ID는 L-GW의 ID에 해당하고, L-GW가 P-GW의 기능을 하는 경우에 L-GW의 ID로서 P-GW의 TEID를 그대로 부여할 수 있다.
단계 S610에서, RRC(Radio Resource Control) 연결 재설정(connection reconfiguration)이 수행되고, 이에 따라 RAN 구간의 무선자원이 셋업되며, 그 결과가 H(e)NB(20)로 전달될 수 이다.
단계 S611에서, H(e)NB(20)는 MME(30)에게 초기 콘텍스트 셋업에 대한 응답 메시지를 전송할 수 있다. 이와 함께 무선 베어러 셋업(radio bearer setup)에 대한 결과가 전송될 수 있다.
단계 S612 내지 S613에서, UE(10)로부터의 어태치 완료(Attach complete) 메시지가 H(e)NB(20)를 경유하여 MME(30)로 보내질 수 있다. 이 때 H(e)NB(20)는 하향링크(DL) 데이터를 위한 H(e)NB(20)의 TEID를 함께 전달할 수 있다.
단계 S614 내지 S617에서, MME(30)로부터 S-GW(40)으로 베어러 수정 요청(Modify bearer request) 메시지가 전송될 수 있고, 이 메시지를 통해서 DL 데이터를 위한 H(e)NB(20)의 TEID가 S-GW(40)로 전달될 수 있다. 단계 S615 내지 S616은 선택적인 절차이며, 필요에 따라 S-GW(40)와 P-GW(또는 L-GW(50)) 사이의 베어러가 갱신(update)될 수 있다.
도 7은 UE, eNB 및 MME 간의 인터페이스에 대한 제어 평면을 나타내는 도면이다.
MME는 접속을 시도하는 UE에 대해 접속 제어를 수행할 수 있고, 이를 위하여 사용되는 인터페이스 및 프로토콜 스택(protocol stack)은 도 7과 같다. 도 7에서 도시하는 인터페이스는 도 2에서 UE, eNB 및 MME 간의 인터페이스에 대응한다. 구체적으로 UE와 eNB 간의 제어 평면 인터페이스는 LTE-Uu라고 정의되어 있고, eNB와 MME 간의 제어 평면 인터페이스는 S1-MME라고 정의되어 있다. 예를 들어, eNB와 MME 간의 어태치 요청/응답 메시지는 S1-MME 인터페이스를 통하여 S1-AP 프로토콜을 이용하여 송수신될 수 있다.
도 8은 MME와 HSS 간의 인터페이스에 대한 제어 평면을 나타내는 도면이다.
MME와 HSS 간의 제어 평면 인터페이스는 S6a라고 정의되어 있다. 도 8에서 도시하는 인터페이스는 도 2에서 MME와 HSS 간의 인터페이스에 대응한다. 예를 들어, MME는 S6a 인터페이스를 통하여 Diameter 프로토콜을 사용하여 HSS로부터 가입 정보를 받을 수 있다.
도 9는 MME, S-GW 및 P-GW 간의 인터페이스에 대한 제어 평면을 나타내는 도면이다.
MME와 S-GW간의 제어 평면 인터페이스는 S11이라고 정의되어 있고 (도 9(a)), S-GW와 P-GW 간의 제어 평면 인터페이스는 S5(비-로밍의 경우) 또는 S8(로밍의 경우)라고 정의되어 있다(도 9(b)). 도 9에서 도시하는 인터페이스는 도 2에서 MME, S-GW 및 P-GW간의 인터페이스에 대응한다. 예를 들어, MME와 S-GW 간의 EPC 베어러 셋업(또는 GTP(GPRS Tunneling Protocol) 터널 생성)을 위한 요청/응답 메시지는 S11 인터페이스를 통하여 GTP 또는 GTPv2 프로토콜을 이용하여 송수신될 수 있다. 또한, S-GW와 P-GW 간의 베어러 셋업을 위한 요청/응답 메시지는 S5 또는 S8 인터페이스를 통하여 GTPv2 프로토콜을 이용하여 송수신될 수 있다. 도 9에서 도시하는 GTP-C 프로토콜은 제어 평면을 위한 GTP 프로토콜을 의미한다.
이하, 도 4를 다시 참조하여, 종래 3GPP시스템의 베어러 생성(bearer establishment) 및 QoS, 정책, 특히 AMBR(Aggregate Maximum Bit Rate)을 적용하는 방법에 대해 살펴본다. 이하의 설명은 초기 접속 절차에서 QoS, 정책에 관련된 부분에 대해서만 언급하며, 설명이 생략되거나 또는 설명되지 않은 내용들은 상술한 도 4에 대한 설명으로 대체된다. 여기서, 상술한 내용에서, AMBR은 APN-AMBR과 UE-AMBR을 포함하는 개념으로써, APN-AMBR은 특정 APN에 연관된 모든 논-GBR 베어러를 위해 사용이 허락된 전체 비트 레이트를, UE-AMBR은 단말의 모든 논-GBR 베어러를 위해 사용이 허락된 전체 비트 레이트를 의미한다. 상향링크 데이터에 대한 APN-AMBR은 eNB와 PDN-GW에서 시행(enforcement) 되며, 하향링크 데이터 대한 APN-AMBR은 PDN-GW에서 시행 된다. 상/하향링크 데이터에 대한 UE-AMBR 시행은 eNB에서 수행된다.
도 4의 단계 S404에서 HSS에 위치 정보를 등록한다. 이 과정에서 HSS는 해당 UE에 대한 가입자 정보를 MME에게 전송해준다. HSS에 저장되어 있는 가입자 정보 중 APN-AMBR, UE-AMBR등과 같이 QoS 관련 값들이 함께 포함되어 있다
단계 S405 내지 단계 S409에서, MME는 EPS 디폴트 베어러 생성을 위해 S-GW로 세션 생성 요청 메시지를 보낸다. S-GW는 P-GW로 세션 생성 요청 메시지를 보낸다. 이 과정을 통해 S-GW와 P-GW 사이에 서로간의 TEID를 교환하며, MME또한 S-GW/P-GW의 TEID를 인지한다. 또한 세션 생성 요청 메시지에는 APN-AMBR 정보가 함께 포함되며, P-GW는 최종적으로 결정된 APN-AMBR값을 세션 생성 응답에 담아 S-GW로 보내고, 이 정보는 MME로 전달된다.
단계 S407에서, 필요에 따라 오퍼레이터 정책을 위한 PCRF 상호작용이 P-GW와 PCRF 사이에 수행된다. PCRF는 필요에 따라 APN-AMBR 값을 수정하여 P-GW로 보낼 수 있다.
단계 S410에서, 어태치 수락 메시지가 eNB로 전달되며 이때 상향링크 데이터를 위한 S-GW의 TEID를 포함한다. 또한 이 메시지는 RAN 구간의 무선자원 셋업을 초기화 시킨다. 이때 MME는 eNB에서 사용될 UE-AMBR 값을 결정하여, 어태치 수락 메시지에 담아 보낸다.
상술한 바와 같이 UE는 가입자 정보와 사업자 정책에 의해 결정된 APN-AMBR, UE-AMBR 값 등 해당 QoS 파라미터들로 구성된 EPS 베어러를 설정하게 된다. 즉, UE가 접속하고자 하는 APN 단위로 또는 UE 단위로 논-GBR 베어러에 대한 MBR(Maximum Bit Rate)이 관리되는 것이다. 그러나 이러한 MBR 관리 방식은 MTC 서비스 환경에서는 개별 UE 단위로 MBR을 관리하는 것은 비효율적일 수 있다.
예를 들어, 임의의 그룹에 단말이 추가 또는 삭제되면, 그룹이 쓸 수 있는 MBR의 총량을 변경해야 하는 경우가 발생할 수 있다. 이러한 경우, 그룹 단위의 관리가 수행되지 않는다면, 그룹에 속한 개별 단말에 대한 MBR 값의 전/일부를 업데이트할 필요가 있다. 이 과정에서 시스템 전체에 시그널링이 크게 증가하게 되고 네트워크 자원의 낭비가 생길 수 있다.
또한, 종래의 AMBR 관리에서는, 도 10의 예시된 바와 같은, 서로 다른 연결(즉, GW가 다른 연결)이 동일한 APN을 사용하여 동시에 연결 가능한 경우, UE의 가입자 정보에 저장되어 있는 APN-AMBR 값을 어떻게 관리해야 할지에 대한 고려가 없었다. 다시 말해, 일부 플로우는 PDN2를 통해서, 또 일부 플로우는 PDN1을 통해서 서비스 받는 경우, APN 단위로 지정되어 있는 APN-AMBR 값은 하나이며, 시행(enforcement) 지점은 두 GW가 존재하게 되는데, 이러한 상황에서 APN-AMBR 관리에 대한 고려가 없었다.
반면, MBR 관리가 그룹 단위로 이루어진다면, UE1, UE2, UE3 각각에 대해 MBR를 10으로 할당하는 것보다, UE1, UE2, UE3가 모두 포함된 그룹의 MBR을 30으로 할당한다면, 개별 UE 당 최대 사용할 수 있는 MBR의 크기가 커지는 효과가 있다. 또는, 그룹의 MBR을 20으로 할당한다면, 네트워크 자원을 공동으로 나눠 쓰는 효과가 있어 네트워크 측면에서 자원 사용의 효율을 높일 수 있으며, 개별 UE의 측면에서 UE당 서비스 사용료가 절감될 수 있다.
따라서, 이하에서는 본 발명의 실시예에 의한 MTC 서비스 환경에서 그룹 단위로 MBR을 관리 할 수 방법에 대해 설명한다.
각 실시예에 대한 설명에 앞서, 본 발명에서의 그룹 AMBR에 관련된 사항들을 언급하면 다음과 같다.
이하 본 발명에서 언급되는 그룹 AMBR은 다음 세 가지의 의미 중 어느 하나일 수 있다. 첫 번째로, 그룹 AMBR은 같은 그룹에 포함되어 있는 UE의 모든 PDN 연결 /모든 (non-) GBR 베어러에 제공되도록 기대되는 AMBR인, ‘per Group Aggregate Maximum Bit Rate’일 수 있다. 두 번째로, 같은 그룹에 포함되어 있는 UE의 해당 APN에 대한 모든 PDN 연결/모든 (non-) GBR 베어러에 제공되도록 기대되는 AMBR인, ‘per APN per Group Aggregate Maximum Bit Rate’일 수 있다. 세 번째로, 해당 APN당 같은 그룹에 포함되어 있는 UE의 모든 PDN 연결/모든 (non-) GBR 베어러에 제공되도록 기대되는 AMBR인 ‘per Group per APN Aggregate Maximum Bit Rate’일 수 있다. 다만, 그룹 AMBR은 반드시 위 세가지에 한정되는 것은 아니며, 사업자 정책에 따라 변형 가능 또는 운영 가능하다. 또한 AMBR은 논-GBR 베어러, GBR 베어러 모두를 포함할 수 있다.
그룹 AMBR은 다른 QoS 파라미터들과 함께 사용되어 그룹 기반 정책으로써 적용될 수 있다. 즉, 가입자 정보를 가져올 때, 다른 QoS 파라미터들과 함께 그룹-AMBR 정보도 받아 올 수 있다.
PDN-GW, MME, eNB, UE 등에서 베어러 생성 과정에서 교환된 QoS 정보에 의해 그룹 기반 정책 시행(enforcement)을 수행시 그룹-AMBR 값이 사용될 수 있다.
그룹 기반 정책 시행(enforcement)를 수행 시 AMBR의 한계(limit)를 초과하는 등의 문제가 발생하는 경우, 네트워크는 UE에게 또는 UE가 속한 모든 그룹에게 적절한 메시지를 보내거나 QoS 값을 조정할 것을 요청할 수 있다. 또한 UE에서도 필요시 네트워크로 QoS 값을 조정할 것을 요청할 수 있다. 여기서, QoS 값의 조정은 값을 줄이는 것 뿐만 아니라 추가, 삭제, 증가, 삭감 등 모든 업데이트를 포함한다.
PCRF와 같이 정책을 수행하는 노드 또는 MME와 같은 제어 담당 노드는 미리 설정되어 있는 정보 및 HPLMN/VPLMN 및 로컬 사업자의 의지에 따라 QoS 값을 업데이트할 수 있는데, 이 과정에 기반하여 그룹-AMBR 도 업데이트될 수 있다.
그룹-AMBR 파라미터는 하나로만 국한되는 것이 아니라 여러 가지 파라미터로 나눠 정의 될 수 있으며, 각각의 파라미터들이 사용되어 그룹 기반 정책의 실제 시행(enforcement)이 수행되는 네트워크 노드는 동일한 네트워크 노드 또는 여러 개의 서로 다른 네트워크 노드가 될 수 있다.
실시예 1
실시예 1에서는, 그룹 AMBR/그룹당 사용 가능한 APN AMBR의 설정, 그룹 AMBR의 시행(enforcement), 그룹 AMBR의 업데이트에 관련된 내용 및/또는 절차에 관한 것이다. 이하의 설명에서는 그룹 AMBR의 설정/시행/업데이트 등은 동작 주체가 PGW이지만, 반드시 여기에 한정되는 것은 아니며, SGW 등 다른 네트워크 노드일 수도 있다.
PGW는 그룹 AMBR(Group_AMBR) 시행의 수행을 위해 현재 PGW를 지나는 사용자 평면 데이터에 관련된 UE가 MTC 단말인지, 또는 어떤 그룹에 속하는지 확인할 필요가 있다. 이는, MME에서 가입자 정보를 기반으로 인지한 후 P-GW로 전달된 것일 수 있다. 또는, P-GW에 미리 설정되어 있는 정보를 기반으로 인지된 것일 수 있다. 또는, PCRF 또는 그룹을 관리하는 제 3의 서버와의 상호작용을 통해 인지된 것일 수도 있다.
상기 UE가 그룹 AMBR 시행이 수행될 필요가 있는, 그룹에 속하는 (MTC) 단말인 경우, PGW는 Group_AMBR 값을 확인할 수 있다. Group_AMBR 값의 확인은, 도 11의 초기 어태치 절차에서 단계 S1104 내지 단계 S1107를 통할 수 있다. 즉, Group_AMBR 값은, HSS 가입자 정보 또는 그룹을 관리하는 제 3의 서버로부터 Group_AMBR 값을 획득한 MME가 S-GW를 경유하여 P-GW로 전달한 것일 수 있다. 또는, Group_AMBR 값은 P-GW에 미리 설정되어 있는 정보를 기반으로 인지된 것일 수 있다. 또는, 도 11의 단계 S1107에서 PCRF 로부터 Group_AMBR값을 획득된 것 또는 그룹을 관리하는 제 3의 서버로부터 Group_AMBR값을 획득된 것일 수 있다.
Group_AMBR 시행은 P-GW를 지나는 사용자 평면 데이터 레이트를 확인하여 그룹 별로 통계치 산출하고, Group_AMBR 값을 초과하는지 여부를 확인하는 것일 수 있다. 만약, 위 산출된 통계치가 Group_AMBR 값을 초과하는 경우, 미리 설정되어 있는 정책에 의해 패킷을 드롭(drop) 등이 수행될 수 있다.
PGW는 Group_AMBR 시행 과정 수행 중 발생된 이벤트(event)에 대해 적절한 정보를 MME, PCRF와 같은 다른 네트워크 노드에게 전송할 수 있다. 상기 네트워크 노드로부터 QoS 업데이트에 대한 지시를 받으면, 관련 절차를 수행할 수 있다. QoS 업데이트는 PGW에 의해 초기화/개시가 직접 수행될 수도 있다. 여기서, QoS 업데이트는 다음과 같이 수행될 수 있다.
QoS 업데이트는 Group_AMBR을 조절하는 것일 수 있다. 임의의 그룹(예를 들어, UE가 속한 MTC 그룹)에 단말 수의 변동(예를 들어, 단말이 추가)이 있는 경우 그룹이 쓸 수 있는 MBR의 총량을 변경해야 할 수 있는데, 이와 같이 Group_AMBR을 조절하면 개별 UE에 대한 MBR 값을 업데이트하기 위한 과정을 반드시 수행하지 않아도 되는 장점이 있다.
Group_AMBR 값의 변경으로 영향을 받게 되는 일부 UE가 있을 수 있으나, 부분적일 수 있다. 임의의 임계치(threshold) 이하의 값에서 단말이 그룹에 추가 또는 삭제되는 경우, 그룹에 속한 단말의 숫자와 관계없이 Group_AMBR 값이 운용될 수 있다.
Group_AMBR 값을 기준으로 각 단말간 로드 밸런싱을 선별적으로 수행할 수도 있다.
만약, 그룹에 변동된 단말 수가 미리 설정된 값보다 작은 경우 Group_AMBR 값은 유지될 수 있다.
실시예 2
실시예 2는 여러 그룹이 공유 사용 가능한 Group_APN_AMBR이 설정된 경우에 대한 것이다. 실시예 2는 기본적으로 실시예 1의 설명들을 준용하되, 실시예 1에서 QoS 업데이트 수행시, 그룹 별 QoS 업데이트를 수행한다는 점에서 특징이 있다.
즉, 그룹 A, 그룹 B가 공유하는 Group_APN_AMBR을 초과하는 경우, 그룹 A에 속한 UE들의 QoS 만을 업데이트할 수 있다. 여기서, 어떤 그룹의 QoS를 조정할지 등은 사업자의 정책 및 그룹 가입 정보 등에 기반할 수 있다.
실시예 3
Group_AMBR의 시행 GW가 여러 개인 경우, 그룹 안에 시행 GW를 위한 여러 개의 가상 그룹을 설정할 수 있다. 각 P-GW에서 가상 그룹에 대한 시행을 수행하다가 여러 가상 그룹이 하나의 Group_AMBR을 동적인 방식으로 공유할 수 있다. 여기서, 가상 그룹의 관리는 MME, HSS, PCRF, 제 3의 그룹 관리 서버에서 수행할 수 있다.
이와 같은 경우, PGW는 UE가 어떤 그룹에 속해있는지 확인하고, Group_AMBR 값을 확인한 후 Group_AMBR 시행을 수행할 수 있다. 여기서, P-GW는 가상 그룹의 존재 및/또는 가상 그룹의 Group_AMBR 값을 알고 있지 않을 수도 있다. 만약 가상 그룹의 존재를 알고, 다른 가상 그룹의 시행을 수행하는 P-GW 또는 그룹을 관리하는 다른 네트워크 노드와 적극적인 정보 교환을 하는 경우, 해당 네트워크 노드 및 가상 그룹에 관한 정보를 저장할 수 있다. 가상 그룹을 관리하는 네트워크 노드 사이에 보고는 동적으로 수행되어야 하며, QoS 업데이트 수행시, 가상 그룹의 Group_AMBR 값의 조정이 고려될 수 있다. 또는 가상 Group_AMBR 값을 초과한 그룹의 일부 단말을 다른 가상 그룹에 속하도록, 즉, 다른 P-GW에 연결되도록 단말의 세션을 P-GW 재할당 등의 방법으로 이동시킬 수 있다.
실시예 4
실시예 4는 Group_AMBR에 관련된 내용들의 SIPTO@LN에 적용에 대한 상세한 설명이다.
가입자 정보의 SIPTO@LN 허가 중 APN별로 SIPTO@LN을 위해 반드시 사용해야 하는 Group_APN-AMBR 값을 (두 개 이상의 연결 여부와 관계없이) 지정해둘 수 있다. 즉, 가입자 정보에는 전체 그룹의 Group_APN-AMBR 값이 있으며, 2개의 가상 그룹이 존재하는 것처럼 동적으로 조절될 수 있다. 이 값은 사업자에 의해 정적으로 또는 동적으로 변경될 수 있다. 예를 들어, UE/사용자의 요청, 네트워크의 능력(capability)에 의해 변경될 수도 있다.
같은 APN을 사용하여 SIPTO@LN 연결이 설정될 당시, P-GW의 또 다른 연결이 존재하는 경우, MME, P-GW는 어떤 지시 등을 통해 SIPTO@LN 연결이 생성되었음을 인지할 수 있어야 한다. 이 정보를 기반으로 P-GW는 시행에 사용할 APN-AMBR 값을 조정한다. 반대로 SIPTO@LN 연결이 해지되었을 때, MME, P-GW는 이를 인지하고 P-GW에서는 시행에 사용할 APN-AMBR 값을 조정한다. 상기 조정 절차에는 PCRF와 같은 정책을 담당하는 네트워크 노드와의 상호작용이 포함될 수 있다.
가입자 정보의 SIPTO@LN 허가 중 APN별로 두 개 이상의 연결이 설정되었을 경우 사용하게 될 SIPTO@LN을 위해 사용 가능한 APN-AMBR 값을 지정해둔다. 즉, 처음부터 2개의 가상 그룹으로 고려하여, 각 가상 그룹에서 사용 가능한 값을 미리 지정해둔다. 미리 지정된 값 역시, 동적으로 조정될 수 있다. 이 값은 사업자에 의해 정적으로 또는 동적으로 변경될 수 있다. UE의 요청, 네트워크의 능력에 의해 변경될 수도 있다.
같은 APN을 사용하여 SIPTO@LN 연결이 설정될 당시, P-GW의 또 다른 연결이 존재하는 경우, MME, P-GW는 어떤 지시 등을 통해 SIPTO@LN 연결이 생성되었음을 인지할 수 있어야 한다. 이 정보를 기반으로 P-GW에서는 시행에 사용할 APN-AMBR 값을 조정한다. 반대로 SIPTO@LN 연결이 해지되었을 때, MME, P-GW는 이를 인지하고 P-GW에서는 시행에 사용할 APN-AMBR 값을 조정한다. 상기 조정 절차에는 PCRF와 같은 정책을 담당하는 네트워크 노드와의 상호작용이 포함될 수 있다.
MME, P-GW, L-GW, PCRF, 또는 제3의 서버와 같은 네트워크 노드 들이 상호 상호작용을 통해 동적으로 APN-AMBR 시행을 수행할 수 있다. MME는 P-GW, L-GW로 현재 두 개의 PDN 연결되어 있음을 인지하고, 각각의 GW로 시행을 위한 주기적인 보고를 요청 할 수 있다. 또는 어느 한 시점에 현재 APN-AMBR 시행 상황을 요청하여 값을 얻을 수 있다. MME가 두 연결의 상황을 파악하여, UE/사용자의 요청 또는 선호도, 가입자 정보, 사업자 정책, 로컬 네트워크의 환경 등에 기반하여 우선순위에 따라 각각의 연결이 사용할 수 있는 APN-AMBR 값을 알려주거나, 일부 플로우에 대한 연결을 변경 시키기 위한 프로시저를 초기화/개시 시킬 수 있다.
PCRF 와 같은 정책을 담당하는 네트워크가 각각의 연결이 사용중인 APN-AMBR값에 대한 정보를 획득(요청에 의하거나 또는 주기적인 보고를 통하여)한 후, UE/사용자의 요청 또는 선호도, 가입자 정보, 사업자 정책, 로컬 네트워크의 환경 등에 기반하여 우선순위에 따라 각각의 연결이 사용할 수 있는 APN-AMBR 값을 알려주거나, 일부 플로우에 대한 연결을 변경 시키기 위한 프로시저를 초기화/개시 시킬 수 있다.
상기 언급한 MME, PCRF뿐만 아니라, 어느 한 GW 또는 제 3의 네트워크 노드가 중심이 되어 동적인 APN-AMBR 관리를 수행할 수 있으며, 또는 로컬 네트워크의 정책 정책을 담당하는 네트워크 노드, 또는 H(e)NB 오너의 정책을 가지고 있는 네트워크 노드가 함께 상호작용 할 수도 있다.
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 네트워크 노드 장치에 대한 구성을 도시한 도면이다.
도 12를 참조하여 본 발명에 따른 P-GW 장치(1210)는, 송수신모듈(1211), 프로세서(1212) 및 메모리(1213)를 포함할 수 있다. 송수신모듈(1211)은 외부 장치(네트워크 노드(미도시) 및/또는 서버 장치(미도시))로 각종 신호, 데이터 및 정보를 송신하고, 외부 장치로 각종 신호, 데이터 및 정보를 수신하도록 구성될 수 있다. 프로세서(1212)는 P-GW(1210) 전반의 동작을 제어할 수 있으며, P-GW(1210)가 외부 장치와 송수신할 정보 등을 연산 처리하는 기능을 수행하도록 구성될 수 있다. 메모리(1213)는 연산 처리된 정보 등을 소정시간 동안 저장할 수 있으며, 버퍼(미도시) 등의 구성요소로 대체될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 P-GW(1210)의 프로세서는, 앞서 설명된 실시예들이 수행을 위해 필요한 사항들을 처리할 수 있다.
또한, 위와 같은 P-GW(1210)의 구체적인 구성은, 전술한 본 발명의 다양한 실시예에서 설명한 사항들이 독립적으로 적용되거나 또는 2 이상의 실시예가 동시에 적용되도록 구현될 수 있으며, 중복되는 내용은 명확성을 위하여 설명을 생략한다.
상술한 본 발명의 실시예들은 다양한 수단을 통해 구현될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 실시예들은 하드웨어, 펌웨어(firmware), 소프트웨어 또는 그것들의 결합 등에 의해 구현될 수 있다.
하드웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 실시예들에 따른 방법은 하나 또는 그 이상의 ASICs(Application Specific Integrated Circuits), DSPs(Digital Signal Processors), DSPDs(Digital Signal Processing Devices), PLDs(Programmable Logic Devices), FPGAs(Field Programmable Gate Arrays), 프로세서, 컨트롤러, 마이크로 컨트롤러, 마이크로 프로세서 등에 의해 구현될 수 있다.
펌웨어나 소프트웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 실시예들에 따른 방법은 이상에서 설명된 기능 또는 동작들을 수행하는 모듈, 절차 또는 함수 등의 형태로 구현될 수 있다. 소프트웨어 코드는 메모리 유닛에 저장되어 프로세서에 의해 구동될 수 있다. 상기 메모리 유닛은 상기 프로세서 내부 또는 외부에 위치하여, 이미 공지된 다양한 수단에 의해 상기 프로세서와 데이터를 주고 받을 수 있다.
상술한 바와 같이 개시된 본 발명의 바람직한 실시예들에 대한 상세한 설명은 당업자가 본 발명을 구현하고 실시할 수 있도록 제공되었다. 상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 본 발명의 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 예를 들어, 당업자는 상술한 실시예들에 기재된 각 구성을 서로 조합하는 방식으로 이용할 수 있다. 따라서, 본 발명은 여기에 나타난 실시형태들에 제한되려는 것이 아니라, 여기서 개시된 원리들 및 신규한 특징들과 일치하는 최광의 범위를 부여하려는 것이다.
본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니 되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다. 본 발명은 여기에 나타난 실시형태들에 제한되려는 것이 아니라, 여기서 개시된 원리들 및 신규한 특징들과 일치하는 최광의 범위를 부여하려는 것이다. 또한, 특허청구범위에서 명시적인 인용 관계가 있지 않은 청구항들을 결합하여 실시예를 구성하거나 출원 후의 보정에 의해 새로운 청구항으로 포함할 수 있다.
상술한 바와 같은 본 발명의 실시형태들은 다양한 이동통신 시스템에 적용될 수 있다.

Claims (14)

  1. 무선통신시스템에서 네트워크 노드의 QoS(Quality of Service) 관리 방법에 있어서,
    단말의 사용자 평면 데이터 MBR(Maximum Bit Rate) 을 확인하는 단계;
    를 포함하며,
    상기 단말이 MTC(Machine Type Communications) 그룹에 속하는 경우 상기 확인하는 단계는,
    상기 단말이 속한 MTC 그룹에 대한 전체 MBR을 산출하는 단계; 및
    상기 산출된 값을 그룹 AMBR(Aggregated MBR)과 비교하는 단계;
    를 더 포함하는, QoS 관리 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 MTC 그룹에 속한 단말 수에 변동이 있는 경우, 상기 단말에 관련된 그룹이 사용할 수 있는 전체 QoS 파라메터 값이 업데이트되는, QoS 관리 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 QoS의 업데이트는 상기 그룹 AMBR의 변경을 포함하는, QoS 관리 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 그룹 AMBR이 변경되어도 상기 MTC 그룹에 속한 단말 각각에 대한 MBR은 유지되는, QoS 관리 방법.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 단말 수의 변동이 미리 설정된 값보다 작은 경우 상기 QoS 업데이트시 상기 그룹 AMBR은 유지되는, QoS 관리 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 QoS 업데이트는 상기 MTC 그룹에 속한 단말들 중 일부 단말의 MBR 변경만을 포함하는, QoS 관리 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 산출된 데이터 레이트 값이 그룹 AMBR보다 큰 경우, 상기 네트워크 노드는 상기 사용자 평면 데이터의 패킷을 드롭(drop)하는, QoS 관리 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 그룹 AMBR은 MME로부터 수신한 것, 상기 네트워크 노드에 미리 설정되어 있는 것 또는 PCRF로부터 수신한 것 중 어느 하나인, QoS 관리 방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 네트워크 노드가 상기 사용자 평면 데이터를 위한 두 개의 경로 중 어느 하나를 위한 것인 경우, 상기 그룹 AMBR은 가입자 정보의 그룹 AMBR에 대한 두 개의 가상 그룹 AMBR 중 어느 하나인, QoS 관리 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 두 개의 경로는 SIPTO@LN(Selected IP Traffic Offload at Local Network)을 위한 경로를 포함하는, QoS 관리 방법.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 두 개의 가상 그룹 AMBR은 미리 설정된 것인, QoS 관리 방법.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 그룹 AMBR은 상기 MTC 그룹에 포함된 단말의 모든 PDN(Packet Data Network) 연결을 위한 AMBR인, QoS 관리 방법.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 네트워크 노드는 PGW(Packet data network GateWay)인, QoS 관리 방법.
  14. 무선통신시스템에서 MBR(Maximum Bit Rate)을 관리하는 네트워크 노드 장치에 있어서,
    송수신 모듈; 및
    프로세서;
    를 포함하며,
    상기 프로세서는, 단말의 사용자 평면 데이터 MBR(Maximum Bit Rate)을 확인하되, 상기 단말이 MTC(Machine Type Communications) 그룹에 속하는 경우 상기 확인은, 상기 단말이 속한 MTC 그룹에 대한 전체 MBR 을 산출하고 상기 산출된 값을 그룹 AMBR(Aggregated MBR)과 비교하는 것인, 네트워크 노드 장치.
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