WO2014058135A1 - 무선 통신 시스템에서 패킷데이터네트워크 게이트웨이 선택 방법 및 장치 - Google Patents

무선 통신 시스템에서 패킷데이터네트워크 게이트웨이 선택 방법 및 장치 Download PDF

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김재현
김래영
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    • H04W88/00—Devices specially adapted for wireless communication networks, e.g. terminals, base stations or access point devices
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Definitions

  • the following description relates to a wireless communication system, and more particularly, to a method and apparatus for selecting a packet data network gateway (P-GW) for an MTC group.
  • P-GW packet data network gateway
  • 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 means an entity that does not require direct human intervention or intervention.
  • devices such as meters or vending machines equipped with mobile communication modules, as well as user devices such as smartphones that can automatically connect and communicate with a network without user intervention / intervention, This may correspond to an example.
  • 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 intervention / 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 communication between an MTC terminal and the MTC application server
  • communication between a vending machine and a server e.g., a point of sale (POS) device and a server
  • POS point of sale
  • applications based on MTC may include security, transportation, health care, and the like.
  • the present invention relates to a P-GW selection method / selection support method for performing a Policy and Charging Enforcement Function (PCEF) function for an MTC group and related thereto.
  • PCEF Policy and Charging Enforcement Function
  • a technical aspect of the present invention relates to a method of selecting a packet data network gateway (P-GW) by a network node in a wireless communication system, comprising: an attach including information about a group from a terminal; Receiving a request; Determining whether the attach request is a first request of the group; And selecting a P-GW to perform a Policy and Charging Enforcement Function (PCEF) function for the group including the terminal.
  • PCEF Policy and Charging Enforcement Function
  • P-GW selection method is the same as GW.
  • the first technical aspect of the present invention may include the following.
  • the network node may perform transmission of selected P-GW information for registration with an HSS.
  • the method may further include checking whether the P-GW selected for the group exists.
  • the attach request may be held for a preset time.
  • the preset time may correspond to the time required for P-GW selection by the first request of the group.
  • the PCEF function may include management of a group of aggregated MBRs (AMBRs) of the group based on user plane data maximum bit rate (MBR) of the terminal.
  • AMBRs aggregated MBRs
  • MBR user plane data maximum bit rate
  • the selected P-GW may be for one APN.
  • the network node may be a mobility management entity (MME) or It may be one of a Serving General Packet Radio Service (GPRS) Supporting Node (SGSN).
  • MME mobility management entity
  • GPRS General Packet Radio Service
  • SGSN Serving General Packet Radio Service Supporting Node
  • the second technical aspect of the present invention provides a method for supporting a P-GWCPacket data network GateWay selection by a network node in a wireless communication system.
  • the second technical aspect of the present invention may include the following.
  • the network node may register after receiving the selected P-GW information.
  • the method may further include checking whether there is a P-GW selected for the group.
  • a voice response transmission for a request related to the PCEF selection may be held for a preset time.
  • the predetermined time may correspond to a time required for P-GW selection by the first request of the group.
  • the PCEF function may include group AMBR (AMG) management of the group based on user plane data MBR (Maximum Bit Rate) of the UE.
  • group AMBR AMG
  • MBR Maximum Bit Rate
  • the selected P-GW may be for one APN.
  • the network node may be an HSS.
  • a P-GW can be commonly selected for an MTC group.
  • group policy enforcement can be performed efficiently.
  • 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.
  • 9 is a diagram illustrating a control plane for an interface between MME, S-GW, and P—GW.
  • 10 to 12 are diagrams for explaining P-GW selection for a group according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 13 is a diagram illustrating a network node device according to an embodiment of the present invention. [Best form for implementation of the 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 embodiments of the present invention.
  • the order of the operations described in the embodiments of the present invention may be changed. Some configurations or features of one embodiment may be included in another embodiment or may be substituted for 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. have. 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 this document may be described by the above standard document.
  • IEEE Institute of Electrical and Electronics Engineers
  • UMTSCUniversal Mobile Telecommunications System A third generation mobile communication technology based on Global System for Mobile Communication (GSM) developed by 3GPP.
  • GSM Global System for Mobile Communication
  • EPS Evolved Packet System
  • IP-based packet switched core Network system consisting of EPCXEvolved Packet Core
  • access networks such as LTE and UTRAN.
  • UMTS is an evolutionary network.
  • NodeB base station of GERAN / UTRAN. It is installed outdoors and the cover is a macro cell size.
  • eNodeB base station of LTE. Installed outdoors, the cover is the size of a macro cell.
  • 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 a non-portable device such as a personal computer (PC) or an in-vehicle device.
  • a portable device such as a laptop, a mobile phone, a personal digital assistant (PDA), a smart phone, a multimedia device, or a non-portable device such as a personal computer (PC) or an in-vehicle device.
  • PC personal computer
  • RAN Radio Access Network: a unit including a NodeB, an eNodeB and an RNCX Radio Network Controller controlling them in a 3 GPP network. It exists between the UE and the core network and provides a connection to the core network.
  • HLR Home Location Register
  • HSS Home Subscriber Server
  • NodeA Node (MMEXMobility Management Entity) / SGSN (Serving GPRSCGeneral Packet) in charge of control of RAN and core network
  • Radio Service Service (Supporting Node) / Mobile Switching Center (MSC).
  • MSC Mobile Switching Center
  • PLMN Public Land Mobile Network
  • NAS Non Access Stratum
  • HNB Home NodeB
  • CPE Customer Premises Equipment
  • UTRAN Universal Terrestrial Radio Access Network
  • HeNB Home eNodeB CPE Customer Premises Equipment that provides Evolved-UTRAN (E-UTRAN) coverage. More details can be found in the standard document.
  • CSGCClosed Subscriber Group A group of subscribers who are allowed to access one or more CSG cells in the PLMNCPublic Land Mobile Network as members of the CSG of H (e) NB.
  • -CSG ID A unique identifier that identifies a CSG within the scope of a PLMN associated with a 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.
  • the 3GPP Release-10 system it provides access to resources on the local network (i.e. network located in the customer's home or company premises) via H (e) NB.
  • MRA Managed Remote Access
  • IPTO IP Traffic Offload
  • SIPTO @ LN SIPTO at Local Network: An advanced technology of SIPTO in 3 GPP Release-10, which means that the operator passes user traffic through a local network located in the customer premises.
  • SIPTO @ LN the local network itself Unlike LIPA, which provides access to resources, it is distinguished in that it provides access to external networks (eg, the Internet) via a local network. This works under the assumption that the local network will ultimately have a connection to the desired external network.
  • PDNCPacket Data Network (PLC) connection A logical connection between a UE represented by one IP address (one IPv4 address and / or one IPv6 prefix) and a PDN represented by an APN (Access Point Name).
  • IP address one IPv4 address and / or one IPv6 prefix
  • APN Access Point Name
  • LIPA PDN Connection PDN connection for LIPA to UE connected to H (e) NB. '
  • LIPA-Permission Indicates whether or not the APN can be accessed via LIPA. Three values are defined:
  • the APN can be accessed in a non-LiPA way (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 EPCOEvolved Packet Core (EPCOEvolved Packet Core).
  • EPS Evolved Packet System
  • EPCOEvolved Packet Core EPCOEvolved 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 based on IP and providing improved data transmission capability.
  • EPC is a core network of IP mobile communication system for 3GPP LTE system and can support packet-based real-time and non-real-time services.
  • CSCCircuit Switchched for voice and data
  • PS Packet-Switched
  • 3GPP LTE system which is the evolution of 3G mobile communication system
  • the sub-domains of CS and PS are unified into one IP domain.
  • EPC is an essential structure for implementing end-to-end IP services.
  • the EPC may include various components.
  • the EPC may include a plurality of components, a serving gateway (SGW), a packet data network gateway (PDN GW), a mobility management entity (MME), and a serving GPRSC general SGSN. Packet Radio Service (Supporting Node) and ePDG (enhanced Packet Data Gateway) are shown.
  • SGW serving gateway
  • PDN GW packet data network gateway
  • MME mobility management entity
  • GPRSC General SGSN.
  • Packet Radio Service Serving Node
  • ePDG enhanced Packet Data Gateway
  • the SGW is an element that acts as a boundary point between the radio access network (RAN) and the core network and maintains 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 (Evolved-UMTS Universal Mobile Telecommunications System) Terrestrial Radio Access Network (defined in 3GPP Release 8 or later).
  • E-UTRAN Evolved-UMTS Universal Mobile Telecommunications System
  • Terrestrial Radio Access Network defined in 3GPP Release 8 or later.
  • SGW also provides mobility with other 3GPP networks (RANs defined prior to 3GPP release-8, for example, 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 prior to 3GPP release-8 for example, 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 can support policy enforcement features, packet filtering, and charging support.
  • 3GPP networks and non-3GPP networks e.g., Interworking Wireless Local Area Network (I-WLAN)
  • I-WLAN Interworking Wireless Local Area Network
  • It can serve as an anchor point for mobility management with such untrusted networks, Code Division Multiple Access (CDMA) networks, or trusted networks such as WiMax.
  • I-WLAN Interworking Wireless Local Area Network
  • SGW and the PDN GW are configured as separate gateways in the example of the network structure of FIG. 1, 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 a network connection of a UE, allocation of network resources, tracking, paging, roaming, 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 another 2G / 3G network.
  • the MME performs security procedures, terminal_to-network session handling, and idle terminal location management.
  • the SGSN handles all packet data such as mobility management and authentication of the user to other 3GPP networks (e.g., GPRS networks).
  • 3GPP networks e.g., 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 may be provided by an operator (ie, an operator) via various elements in the EPC, based on not only 3GPP access but also 3GPP access.
  • Access to a service network eg, IMS.
  • FIG. 1 illustrates various reference points (eg, Sl-U, S1-MME, etc.).
  • a conceptual link connecting two functions existing in different functional entities of E-UTRAN and EPC is defined as a reference point.
  • the following Table 1 summarizes the reference "point shown in Fig. In addition to the examples in Table 1, depending on the network structure There may be various reference points.
  • S2a and S2b correspond to non-3GPP interfaces.
  • S2a is a reference point that provides the user plane with associated 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 PDNGW.
  • 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 includes the services provided by the 3GPP system.
  • the 3GPP system includes transport and communication that includes various optimizations to facilitate MTC. Services (including 3GPP bearer service, IMS and SMS).
  • 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).
  • an 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 act as a proxy for the MTC operation.
  • MTC-IWF MTC-Interworking Function
  • HPLMN home PLMN
  • the MTOIWF 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 can manage the transmission and reception of SMS.
  • the SMS-SC may be responsible for relaying, storing-and-forwarding short messages between the Short Message Entity (SME) (an entity that sends or receives short messages) and the mobile station.
  • SME Short Message Entity
  • IP-SM-GW may be responsible for protocol interaction between the IP-based terminal and the SMS ⁇ SC.
  • the CDFCCharging Data Function (CFC) / 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 information to the MTC IWF.
  • IMSI subscriber information
  • MTC IWF Mobility Management Function
  • the MSC / SGSN / MME may perform control functions such as mobility management, authentication, and resource allocation for network connection of the terminal.
  • control functions such as mobility management, authentication, and resource allocation for network connection of the terminal.
  • 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-Gate way (P-GW) may function as a gateway for connecting the core network and the external network.
  • 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, and the like are required for MTC.
  • the MTC terminal is normally used to minimize the use of system resources. You may not establish an IP connection with the MTC application server. If the MTC application server 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. In other words, 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 because the object is absent from the address).
  • the MTC terminal may receive a trigger instruction from the network, and when receiving the trigger instruction, the MTC terminal is required to perform and / or perform an operation of the MTC application in the terminal or establish communication with the 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 the MTC terminal may be performed when an IP connection (or PDN connection) is established in which the MTC terminal can receive data from the MTC application server (or the MTC terminal may receive a basic control signal).
  • the triggering message may be expressed as a message including information (hereinafter referred to as triggering information) for causing the network to route the message to the appropriate MTC terminal and for the MTC terminal to route the message to an application in the appropriate MTC terminal.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating examples of a LIPA structure.
  • Figures 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).
  • this is merely an example, and the principles of the present invention may be applied even when H (e) NB and LGW are separately located.
  • the HeNB subsystem may include HeNB and may optionally include 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 the HeNB-associated IP network (e.g. residential / business network), which provides PDN GW functions such as UE IP address assignment, Dynamic Host Configuration Protocol (DHCP) functionality, and packet screening. Can be done.
  • the control plane is configured through the EPC, but 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.
  • a PDN connection refers to a logical connection relationship between a UE (specifically, an IP address of the UE) and a 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 several PDNs simultaneously.
  • the original PDN can 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. If the terminal includes the specific APN in the PDN connection request message, connection is attempted to the PDN that corresponds to the APN. After one PDN connection is created, the additional specific PDN connection request message from the terminal should always include the specific APN.
  • IP PDN connectivity in EPS as defined in 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 part 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 HPA (e) NB through the LIPA acceptance control based on whether the LIPA permission (permission), as well as the admission control based on the CSG membership.
  • FIG. 4 is a flowchart illustrating an initial attach operation for 3GPP PDN connection through E—UTRAN.
  • the UE 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 about the UE (IO) to the MME 30. .
  • step S407 the MME 30 requests a session creation to the S-GW 40 to create an EPS default bearer. request) You can send a message.
  • the S-GW 40 may send a session creation request message to the P-GW 50.
  • the session creation request message includes an IMSKlnternational Mobile Subscriber Identity, a Mobile Subscriber Integrated Services Digital Network Number (MSISDN), a Tunnel Endpoint ID (MME TEID) for the control plane, a Radio Access Technology (RAT) type, a PDN GW address, and a PDN.
  • 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, OMC Identification Management Controller Identity, Maximum APN Rest information such as a riction, a dual address bearer flag, and the like.
  • 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, OMC Identification Management Controller Identity, Maximum APN Rest information such as a riction, a dual address bearer flag, and the like.
  • ECGI User Location Information
  • UE Time Zone User CSG Information
  • the P_GW 50 may send a session creation message to the S-GW 40, and the S-GW 40 may send an MME 30 to the MME 30. Send a session creation answer.
  • TEHXTunnel Endpoint ID is exchanged between S—GW 40 and P—GW 50, and MME 30 also exchanges TEIDs of S-GW 40 and P—GW 50. Be aware.
  • Step S407 is an optional procedure, and the PCRF interaction for the operator policy may be performed between the PCEFXPolicy and Charging Enforcement Function (PFX) of the P-GW 50 and the PCRFX60, as necessary.
  • PFX Charging Enforcement Function
  • IP—CAN is a term for various IP-based access networks. For example, it 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 an initial context setup to be initiated so that radio resource setup of the RAN interval (between UE 10 and eNB 20) is initiated.
  • a Radio Resource Control (RRC) connection reconfiguration may be performed. Accordingly, radio resources of an RAN interval may be set up, and the result may be transmitted to the eNB 20.
  • RRC Radio Resource Control
  • the eNB 20 may transmit a response message for 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 transmission from the UE (IO) is possible.
  • a bearer modification request message may be transmitted from the MME 30 to the S—GW 40, and the TEID of the eNB 20 for DL data is transmitted through the message. May be delivered to the S-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, and if necessary, in order to support mobility to a non-3GPP access network, it is necessary to store an ID of an APN, PDN GW, etc. in the HSS 70.
  • MME (30) may receive a notification request (notify request) to the HSS to perform the registration process via the message "and, ungdap notification from HSS (70) (notify Response) message.
  • FIG. 5 illustrates an initial attach operation for 3GPP PDN connection through H (e) NB. It is a flowchart for explanation.
  • 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, if the eNB in FIG. 4 is replaced with 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.
  • the H (e) NB 20 includes the CSG ID and the HeNB access mode in addition to the information received from the UE (IO). In this case, the attach request message can be sent to the MME 30. If the H (e) NB does not send information on the access mode, it may be assumed that it is 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 expiration time.
  • Such CSG subscription information may be additionally provided from the HSS 70 to the MME (IO).
  • 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 for EPS default bearer generation.
  • the session creation request message can be sent to 40.
  • hybrid access is a hybrid form of closed access and open access, which means that a hybrid cell basically serves all users as 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 the CSG.
  • FIG. 6 is a flowchart illustrating an initial attach operation for LIPA PDN connection. 4 and 5 correspond to the initial attach procedure for LIPA, unlike the initial attach procedure for EPS.
  • 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 includes the CSG ID, the HeNB access mode, and the address of the co-located L_GW 50 in addition to the information received from the UE 10, thus providing the MME 30 with the information. You can send a attach request message.
  • the MME 30 may perform an authentication procedure of the UE 10 and register location information of the UE (IO) 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 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 further provided from the HSS 70 to the MME (IO).
  • the MME 30 may perform an evaluation for controlling the CSG and the LIPA APN based on the CSG subscription information, the access mode of the H (e) NB, LIPA related information, and the like. have. Evaluation may include verifying CSG membership, LIPA—permission, and more. 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. have.
  • 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 create session response message to the S-GW 40, and the S-GW 40 may send a message to the MME 30. Send a session creation answer.
  • the TEID (Tunnd Endpoint ID) is exchanged between the S-GW 40 and the P-GW (or L-GW 50), and the MME 30 also uses the S_GW 40 and the P-GW. (Or L_GW 50) can be recognized.
  • LIPA APN information may be delivered to the MMEC30.
  • LIPA In the case of LIPA APN of conditional, LIPA connection when MME 30 receives information (eg, address) about L-GW (50) from H (e) NB (20). You can try 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.
  • an attach accept message may be delivered from the MMEX30 to the eNB 20.
  • This message causes the radio resource setup of the RAN interval (between the UE 10 and the eNB 20) to be initiated by requesting an initial context setup.
  • the aforementioned PDN connection type is LIPA
  • the correlation for the user plane direct link path between the H (e) NB 20 and the L-GW 50. ID information may be delivered 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 RRCCRadio Resource Control) connection reconfiguration is performed, and accordingly radio resources of the RAN interval are set up, and the result may be transmitted to the H (e) NB 20.
  • the H (e) NB 20 may transmit 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 together for downlink (DL) data. Can be.
  • a bearer modification request message may be transmitted from the MME 30 to the S-GW 40, and the H (e) NB (DL) for DL data may be transmitted through the message.
  • the TEID of 20 may be passed to the S-GW 40.
  • Steps S615 to S616 are optional procedures, and the bearer between the S-GW 40 and the P-GW (or L-GWC50) 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.
  • 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 an interface and a protocol stack used for this are shown in FIG. 7.
  • the interface shown in FIG. 7 refers 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 refers to the interface between the MME and the HSS in FIG. 2.
  • 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 S5 (non-roaming). Or S8 (in case of roaming) (Fig. 9 (b)).
  • the interface shown in FIG. 9 corresponds to the interface between the MME, S-GW, and P-GW in FIG.
  • the request / answer message for EPC bearer setup (or GTHGPRS Tunneling Protocol) tunnel creation between the MME and the S-GW) may be transmitted and received using the GTP or GTPv2 protocol through the S11 interface.
  • the request / answer 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.
  • GTP-C protocol shown in H 9 means a GTP protocol for the control plane.
  • AMBR is a concept including APN-AMBR and UE-AMBR
  • APN-AMBR is the total bit rate allowed for all non-GBR bearers associated with a specific APN. The total bit rate allowed for all non-GBR bearers of the UE.
  • APN-AMBR for uplink data is enforced in eNB and PDN-GW
  • APN-AMBR for downlink data is enforced 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. Also create session
  • the APN-AMBR information is included in the request message, and the P-GW sends the finally determined APN-AMBR value to the S-GW with the session creation answer, which is transmitted to the MME.
  • step S407 PCRF interaction for the 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 initializes the radio resource set of the RAN interval. At this time, the MME determines the UE-AMBR value to be used in the eNB and sends it in an attach accept message.
  • PCEF Policy and Charging Enforcement Function
  • the selection of the P-GW to perform this PCEF function may be made by the MME.
  • P-GW selection may use additional criteria such as subscriber information from HSS, load balancing between multiple P-GWs with SIPTO / LIPA support per APN. That is, in the process of registering location information with the HSS in step S404 of FIG. 4 described above, the HSS may transmit P—GW Id (Identity) and APN related information to the MME.
  • the MME may select a P-GW (dynamically allocated) from the P-GW Id received from the HSS or the new P-GW.
  • the P-GW Id received from the HSS may include an IP address of P—GW.
  • the MME may obtain an IP address or a list of IP addresses through a query process with a DNS server. .
  • the MME may receive a weight factor related to the P-GW selection. This weight factor must be used when the MME selects the P-GW when load balancing is required. Consideration should be given. More details related to other P-GW selection may be referenced by the 3GPP TS 23.401 document.
  • PW GW selection for performing the conventional PCEF function as described above is individual Based on the UE, no consideration was given to group, group policy, etc.
  • different P-GWs may be selected for UEs belonging to one MTC group, which may cause difficulties in QoS management by enforcing group-based policies for the UEs in the MTC group. Can cause.
  • several UEs belonging to a group individually select a P-GW serving as a PCEF, and management of various QoS / PCC parameter values for performing group policy is operated in various network nodes. Therefore, in order to apply a comprehensive policy to one group, a network node that is a core of several network nodes in the upper layer is needed again.
  • P-GW that performs a PCEF function for performing a group-based policy such as QoS / PCC parameters such as (group) AMBR for one MTC group needs to be appropriately selected.
  • P-GW selection method according to the following description.
  • the P-GW selection method according to the present invention may be started from an initial attach request or a PDN connectivity request of the UE to the MME.
  • the UE performing this request belongs to a (MTC) group and may be a request for an APN to which a group policy is applied.
  • the request may include information on a group such as a corresponding APN, a request for a group APN, a willingness or preference information for applying a group policy, a group ID, and the like.
  • the MME receiving the initial attach request or the PDN connection request of the UE including the information about the group may obtain subscriber information from the HSS. Prior to this, the MME determines that the initial attach request or PDN connection request is the first in the group to which the UE belongs. It can be determined whether or not the request. This may be for the UEs included in the group to which the UE, which transmits the attach request, belong, to select the P-GW to perform the PCEF function for the same P-GW. In more detail, the MME determines whether an attach request or the like of the UE is the first request of the group, and if the first request is an MME, selects an appropriate P-GW based on subscriber information from the HSS as described below. If the above request is a request after the second time, the same P-GW as the P-GW selected for the group may be selected by the first request. Therefore, the P-GW selected by the first request may be marked or stored in another network node, server, or the like.
  • the MME may further perform a procedure of checking whether there is a P-GW selected for the group if it is determined that the request is after the second. This is to prevent the P-GW selection procedure for the group, which will be described later, when the UEs included in the group transmit the attach request and the like at about the same time, thereby selecting different P-GWs. That is, if there is no P-GW selected previously, the MME may hold for a certain period of time at which time is required for P-GW selection and / or storage by the first request of the attach request join group. have.
  • the HSS sends an indication to the HSS indicating that P-GW selection should be performed for Group Policy in the process of obtaining subscriber information from the HSS.
  • the HSS may apply a method of maintaining the indication until the P-GW selection by the first request is completed.
  • the HSS may recognize that the request is for a connection to the APN to which the group policy should be applied even if there is no separate indication from the MME, and may maintain information indicating that there is a session related to the group policy.
  • the determination of whether the attach request is the first request of the group and / or the confirmation of the presence or absence of the P-GW selected in the case where the attach request is the second or later request will be described later. Likewise, it may be performed by the HSS rather than the MME.
  • the subscriber information received from the HSS includes i) a PDN subscriber for the APN.
  • Context-related information ii) newly defined parameters for group policies such as group policy applicability and group ⁇ APN-AMBR. Values may be included.
  • group policies such as group policy applicability and group ⁇ APN-AMBR. Values may be included.
  • the APN-configuration may be as shown in Table 3 below. However, this is merely an example, and [Group—policy—permission] may be defined as part of an existing permission or may be included as part of group related subscriber information.
  • APN— Configuration :: ⁇ AVP header: 1430 10415 ⁇ '
  • a group policy maintained in the HSS Information on whether or not a group-policy session exists or not ii) mapping information between APN and P-GW, which has been pre-configured in the MME, iii) values considered for P-GW selection in the SIPTO (TAI (Tracking) Area identity), serving eNodeB identifier or TAI and / or serving eNodeB identifier according to operator placement, etc.), and iv) HSS ⁇ AAA server information about a pre-selected P-GW obtained from a DNS server or a third network node managing a group.
  • TAI Tracking
  • the MME may choose a P-GW to perform the PCEF function for the group.
  • the information on the selected P-GW may be registered / stored in an MME, an HSS, an AAA server, a DNS server, or a network node managing a group.
  • the information on the P-GW may be identifiable information such as an IP address of the P-GW or P-GW Id.
  • the P-GW selected for the group may perform management of QoS, policy, etc. for the group.
  • the MME may check and calculate statistical values for various values of sessions of multiple UEs or multiple sessions of the same UE receiving group policy to the corresponding APN.
  • GROUP-APN-AMBR value and newly defined values for group policy ⁇ ) APN-AMBR value, iii) AMBR value of each UE, iv) the total number of connections (bearers) connected to the APN, V) the number of connections (bearers) for per UE connected to the APN, vi) the number of UEs connected to the APN, vii) other PDN related parameter values, other QoS parameter values, and the like.
  • the P—GW may inform the network node (for example, eNB, etc.) or the terminal that is performing policy enforcement, the collected information as it is or in a processed form.
  • the P-GW selected for the group may be reallocated as described below for load balancing or performing group SIPT0.
  • P-GW reassignment for load balancing can be used when you want to separate and manage groups arbitrarily in the network for effective lobe balancing when one P-GW continuously receives traffic requests for group policy. have.
  • the whole Group-APN-AMB values can be arbitrarily separated into subsets (eg, 50,50 groups exist, where the total value of one group was 100).
  • some UEs or some sessions may be distributed to other P—GWs in a manner similar to performing SIPTO (deactivation / reactivation).
  • the contents related to the result of performing such a task may be notified to network nodes (HSS, AAA server, DNS server or a third network node managing the group, eNB, etc.) and UE before / after separation.
  • the notified content may include which groups are separated and recreated into which groups, and what parameter values should be performed for each policy enforcement.
  • Such information may be distributed to each network node and the UE and may be recorded in one integrated server.
  • group traffic that has been separated may be aggregated back into one P-GW in a manner similar to that of SIPTO (deactivation / reactivation) according to the policy of the network.
  • SIPTO deactivation / reactivation
  • GR0UP-SIPT0-P—GW may be reassigned if you wish to do so. This means that the SIPTO for the entire group is performed according to the Group-SIPTO permission of the subscriber information and the overall physical movement of the group (e.g., the terminals included in the same group are moved by means of trains / aircraft, etc.). If you can). In the reassignment of the P-GW, the information considered in the selection of the P-GW described above may be used.
  • 10 is an initial attach procedure including a P-GW selection procedure for performing a PCEF function for a group.
  • step S1005 information about a group to which a UE belongs and P-GW W for a corresponding service is obtained from subscriber information. Especially group permission, etc. It is possible to obtain information related to the size of the group which directly / implicitly indicates subscriber information on the group service and the number of terminals included in or possibly included in the group.
  • the HSS may obtain the corresponding information through interaction (in advance or on request) with a third group server that manages the group service separately.
  • step S1006 when the P_GW kH direct P_GW IP address is not included, one or more IP address candidates may be obtained through a DNS query process.
  • the relative weight between P-GW defined by the operator can be obtained together.
  • a weight in consideration of the size of the group may be newly defined.
  • the weight may be newly defined as a direct / implicit indication of whether any P-GW can accommodate a certain group size or a relative value between P-GWs. This value may be defined separately from the weight value of the prior art or may be extended to apply the meaning of the weight value of the prior art.
  • the MME may select a P-GW to play the PCEF role of the group based on one or more of various factors such as subscriber information as described above. Thereafter, bearer setup may be performed to the corresponding P-GW.
  • the MME stores information about the PCEF, ie, P-GW, of the group, and transmits the information to the HSS and other network nodes for storage. That is, in step S1022, information about the APN and the P ⁇ GW may be stored in the HSS / MTC group server. This information increases efficiency in applying group policy by allowing terminals belonging to the same group to select the same PCEF, that is, P-GW in the future.
  • a portion of FIG. 10 means P GW selection.
  • the P-GW for the corresponding group is already allocated, and the allocated GW may be used again without the need for P—GW selection. Therefore, after checking the group, the network node such as the MME or the HSS may check whether there is already allocated P-GW.
  • FIG. 11 is a diagram for explaining P-GW selection for a group related to an MME according to an embodiment of the present invention.
  • a terminal belonging to an arbitrary group attempts to access a network.
  • information related to the group such as the group Id may be included.
  • the MME checks from the terminal whether the request is the first request of the group. If it is not the first request, P-GW information that is already set may be obtained through a conventional P-GW selection process using information stored in the MME or interaction of HSS / DNS. Here, if it is not the first request, it may be checked whether there is a P-GW previously selected for the group as described above (step S1002-1).
  • step S1103 if it is the first terminal connected in the group, after recording arbitrary, P-GW selection is performed to serve as the PCEF of the group.
  • P-GW selection is the same as in the prior art, after interaction with several nodes in the network, the final decision is made by the MME.
  • step S1104 the MME starts interacting with the HSS using the location update request / answer response. At this time, information about the group can be sent together. In addition, information related to whether the MME is the first request can be directly or implicitly conveyed.
  • step S1105 while receiving the subscriber information from the HSS, the information that can be used for P-GW selection can be obtained together.
  • the HSS can obtain relevant information through interaction with a third MTC server that manages information about the group. Alternatively, the MME may directly interact with the third network node through a separate message / procedure without using the message / procedure in steps S1104 / S1105.
  • a conventional DNS query may be used.
  • information related to the group such as the group ID and the group size, may be additionally transmitted.
  • the size of the group e.g., the number of terminals allowed / accessible to the group and / or the number of terminals currently connected
  • the weight is taken into consideration when receiving the weight indicating the increment between P-GWs. You can receive a value. Alternatively, an additional weight value may be received.
  • the MME may finally determine the P-GW based on the obtained information and preset information. If it is a request of a terminal that attempted initial access in a certain group, the P-GW selected in the group is stored and separately recorded. Although not shown, P-GW even if not the request of the first access terminal If the P-GW of the group is changed by the reselection / reassignment process, the changed information can be updated.
  • the MME may perform a process of registering the determined P-GW in the HSS.
  • the HSS may perform a process of additional registration to the third network node.
  • the MME may perform direct registration with a third network node without passing through the HSS.
  • FIG. 12 illustrates P-GW selection for a group related to MME according to an embodiment of the present invention.
  • a terminal belonging to an arbitrary group attempts to access a network.
  • the group ID may include information related to the group.
  • Step S1202. The MME may initiate interaction with the HSS using a location update request / response message or the like. That is, the HSS may receive a request (including information about the group) related to PCEF selection of the group.
  • step S1203. The MME checks whether the request is the first request of the group from the terminal. If not the first request, it is possible to obtain the P-GW information already set in the prior art. Here, if it is not the first request, it can be checked whether there is a P-GW previously selected for the group as described above (step S1203-1). In step S1204, if the terminal is the first terminal to be connected in the group, after making a random message, the group is connected. ⁇ Begin performing P-GW selection to act as PCEF. After interaction with several nodes in the network, the P-GW selection is performed by the MME.
  • the HSS may transmit information that can be used for P-GW selection while transmitting subscriber information to the MME.
  • the HSS can obtain relevant information through interaction with a third MTC server that manages information about the group.
  • the third network node can interact directly with the MME through a separate message / procedure.
  • a DNS query can be used.
  • information related to the group such as the group ID and the group size, may be additionally transmitted.
  • step S1207 when receiving the weight indicating the weight between P-GW, the size of the group (e.g., the number of terminals allowed / accessible to the group and / or the number of terminals currently connected) is considered. You can get Or you can get extra weights have.
  • step S1208 the MME finally determines P—GW based on the obtained information and preset information.
  • the MME performs a process of registering the determined P-GW with the HSS.
  • the HSS may perform a process of additional registration to the third network node.
  • the MME may perform direct registration with a third network node without passing through the HSS.
  • FIG. 13 is a diagram illustrating a configuration of a network node device according to an embodiment of the present invention.
  • the P-GW device 1310 may include a transmission / reception module 1311, a processor 1312, and a memory 1313.
  • the transmit / receive modules 1311 are 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 1312 may control the operation of the P-GW 1310 and the P-GWC1310 may be configured to perform a function of calculating and processing information to be transmitted and received with an external device.
  • the memory 1313 may store the processed information and the like for a predetermined time and may be replaced with a component such as a buffer (not shown).
  • the processor of P ⁇ GW 1310 may process all the necessary matters for the above-described embodiments.
  • P-GW 1310 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. In order to explain Omit.
  • embodiments of the present invention may be implemented through various means.
  • embodiments of the present invention may be implemented by hardware, firmware, software, or a combination thereof.
  • the method according to the 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 PLDs (Programmable). Logic Devices), 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 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 modules, procedures, or functions that perform 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.

Abstract

본 발명의 실시예는, 무선통신시스템에서 네트워크 노드가 P-GW(Packet data network GateWay)를 선택하는 방법에 있어서, 단말로부터 그룹에 관한 정보를 포함하는 어태치(attach) 요청을 수신하는 단계; 상기 어태치 요청이 상기 그룹의 첫 번째 요청인지 여부를 판단하는 단계; 및 상기 단말이 포함된 그룹에 대한 PCEF(Policy and Charging Enforcement Function) 기능을 수행할 P-GW를 선택하는 단계를 포함하며, 상기 어태치 요청이 상기 그룹의 두 번째 이후 요청인 경우, 상기 선택된 P-GW는 상기 그룹을 위해 선택된 P-GW와 동일한, P-GW 선택 방법이다.

Description

【명세서】
【발명의 명칭】
무선 통신 시스템에서 패킷데이터네트워크 게이트웨이 선택 방법 및 장치 【기술분야】
[1] 이하의 설명은 무선 통신 시스템에 대한 것으로， 보다 상세하게는 MTC 그룹을 위한 P-GW(Packet data network GateWay) 선택 방법 및 장치 에 대한 것이다.
【배경기술】
[2] 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 모들이 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.
[3] 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 판매기와서버， POS(Point of Sale) 장치와서버， 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.
【발명의 상세한 설명】
【기술적 과제】
[4] 본 발명은 MTC 그룹에 대해 PCEF(Policy and Charging Enforcement Function) 기능을 수행할 P-GW 선택 방법 /선택 지원 방법 및 이에 관련된 네트워크 노드 장치에 관한 것이다.
[5] 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.
【기술적 해결방법】
[6] 본 발명의 게 1 기술적인 측면은， 무선통신시스템에서 네트워크 노드가 P- GW(Packet data network GateWay)를 선택하는 방법에 있어서， 단말로부터 그룹에 관한 정보를 포함하는 어태치 (attach) 요청을 수신하는 단계; 상기 어태치 요청이 상기 그룹의 첫 번째 요청인지 여부를 판단하는 단계; 및 상기 단말이 포함된 그룹에 대한 PCEF(Policy and Charging Enforcement Function) 기능을 수행할 P-GW를 선택하는 단계를 포함하며， 상기 어태치 요청이 상기 그룹의 두 번째 이후 요청인 경우， 상기 선택된 p-GW는 상기 그룹을 위해 선택된 P-
GW와 동일한， P-GW선택 방법이다.
[7] 본 발명의 제 1 기술적인 측면은， 다음 사항들을 포함할 수 있다.
[8] 상기 어태치 요청이 상기 그룹의 첫 번째 요청인 경우， 상기 네트워크 노드는 HSS로 등록을 위한 선택된 P—GW 정보 전송을 수행할 수 있다.
[9] 상기 어태치 요청이 상기 그룹의 두 번째 이후 요청인 경우， 상기 방법은， 상기 그룹을 위해 선택된 P-GW가 존재하는지 여부를 확인하는 단계를 더 포함할 수 있다.
[10] 상기 그룹을 위해 선택된 P-GW가 존재하지 않는 경우， 상기 어태치 요청을 미리 설정된 시간 동안 홀드 (hold) 시킬 수 있다.
[11] 상기 미리 설정된 시간은 상기 그룹의 첫 번째 요청에 의한 P-GW 선택에 필요한 시간에 상응하는 것일 수 있다.
[12] 상기 PCEF 기능은 단말의 사용자 평면 데이터 MBR(Maximum Bit Rate)에 기초한 상기 그룹의 그룹 AMBR(Aggregated MBR) 관리를 포함할 수 있다.
[13] 상기 선택된 P-GW는 하나의 APN을 위한 것일 수 있다.
[14] 상기 네트워크 노드는 MME(Mobility Management Entity) 또는 SGSN(Serving GPRS(General Packet Radio Service) Supporting Node) 중 어느 하나일 수 있다.
[15] 본 발명의 제 2 기술적 인 측면은， 무선통신시스템에서 네트워크 노드가 P- GWCPacket data network GateWay) 선택을 지원하는 방법에 있어서， 그룹의 PCEF(Policy and Changing Enforcement Function) 선택에 관련된 요청을 전달받는 단계 ; 상기 PCEF 선택에 관련된 요청 이 상기 그룹의 첫 번째 요청 인지 여부를 판단하는 단계 ; 및 단말이 포함된 그룹에 대한 PCEF 기능을 수행할 P- GW 선택에 사용될 정보를 MME로 전송하는 단계를 포함하며， 상기 PCEF 선택에 관련된 요청 이 상기 그룹의 두 번째 이후 요청 인 경우， 상기 P-GW 선택에 사용될 정보는 상기 그룹을 위해 기 선택된 P— GW에 대한 정보를 포함하는 , P-GW 선택 지원 방법 이다.
[16] 본 발명의 제 2 기술적 인 측면은， 다음 사항들을 포함할 수 있다.
[17] 상기 PCEF 선택에 관련된 요청 이 상기 그룹의 첫 번째 요청 인 경우， 상기 네트워크 노드는 선택된 P-GW 정보를 수신한 후 등록할 수 있다.
[18] 상기 PCEF 선택에 관련된 요청 이 상기 그룹의 두 번째 이후 요청 인 경우， 상기 방법은， 상기 그룹을 위해 선택된 P— GW가 존재하는지 여부를 확인하는 단계를 더 포함할 수 있다.
[19] 상기 그룹을 위해 기 선택된 Pᅳ GW가 존재하지 않는 경우， 상기 PCEF 선택에 관련된 요청에 대한 웅답 전송을 미리 설정된 시간 동안 홀드 (Hold) 시킬 수 있다.
[20] 상기 미 리 설정된 시간은 상기 그룹의 첫 번째 요청에 의 한 P-GW 선택에 필요한 시간에 상웅하는 것 일 수 있다.
[21] 상기 PCEF 기능은 단말의 사용자 평면 데이 터 MBR(Maximum Bit Rate)에 기초한 상기 그룹의 그룹 AMBR(Aggregated MBR) 관리를 포함할 수 있다.
[22] 상기 선택된 P-GW는 하나의 APN을 위 한 것 일 수 있다.
상기 네트워크 노드는 HSS일 수 있다.
【유리 한 효과】
[23] 본 발명에 따르면， MTC 그룹을 위해 P-GW를 공통적으로 선택할 수 있어 그룹 정책 집행 등을 효율적으로 수행할 수 있다.
[24] 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.
【도면의 간단한 설명】
[25] 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 MTC구조의 예시적인 모델을 나타내는 도면이다.
도 3은 LIPA구조의 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 10 내지 도 12는 본 발명의 실시예에 의한 그룹을 위한 P-GW 선택을 설명하기 위한 도면이다.
도 13는 본 발명의 실시예에 따른 네트워크 노드 장치를 도시한 도면이다. 【발명의 실시를 위한 최선의 형태】
[26] 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 /또는특징들을 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 대웅하는 구성 또는 특징과 교체될 수 있다.
[27] 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.
[28] 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.
[29] 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.
[30] 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.
[31] 본 문서에서 사용되는 용어들은 다음과 같이 정의된다.
- UMTSCUniversal 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 EPCXEvolved Packet Core)와 LTE, UTRAN 등의 액세스 네트워크로 구성된 네트워크 시스템 . UMTS가 진화된 형 태의 네트워크이다.
- NodeB: GERAN/UTRAN의 기지국. 옥외에 설치하며 커 버 리 지는 매크로 샐 (macro cell) 규모이다.
- eNodeB: LTE의 기지국. 옥외에 설치하며 커 버 리지는 매크로 셀 (macro cell) 규모이다.
- UECUser Equipment): 사용자 기 기 . UE는 단말 (terminal), ME(Mobile Equipment), MS(Mobile Station) 등의 용어로 언급될 수도 있다. 또한， UE는 노트북， 휴대폰， PDA(Personal Digital Assistant), 스마트 폰， 멀티 미디 어 기 기 등과 같이 휴대 가능한 기기 일 수 있고， 또는 PC(Personal Computer), 차량 탑재 장치와 같이 휴대 불가능한 기 기 일 수도 있다.
- RAN(Radio Access Network): 3 GPP 네트워크에서 NodeB, eNodeB 및 이들을 제어하는 RNCXRadio Network Controller)를 포함하는 단위 . UE와 코어 네트워크 사이에 존재하며 코어 네트워크로의 연결을 제공한다.
- HLR(Home Location Register)/HSS(Home Subscriber Server): 3 GPP 네트워크 내의 가입자 정보를 가지고 있는 데이 터베이스. HSS는 설정 저장 (configuration storage), 아이 덴티티 관리 (Identity management), 사용자 상태 저장 등의 기능을 수행할 수 있다.
- RANAPCRAN Application Part): RAN과 코어 네트워크의 제어를 담당하는 노드 (MMEXMobility Management Entity)/SGSN(Serving GPRSCGeneral Packet
Radio Service) Supporting Node)/MSC(Mobiles Switching Center)) 이 의 인터페이스.
- PLMN(Public Land Mobile Network): 개인들에 게 이동통신 서 비스를 제공할 목적으로 구성된 네트워크. 오퍼 레이터 별로 구분되어 구성 될 수 있다.
- NAS(Nonᅳ Access Stratum): UMTS 프로토콜 스택에서 UE와 코어 네트워크간의 시그널링， 트래픽 메시지를 주고 받기 위 한 기능적 인 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) 커 버 리지를 제공하는 CPE(Customer Premises Equipment). 보다 구체적 인 사항은 표준문서 TS 25.467을 참조할 수 있다.
- HeNB Home eNodeB): E-UTRAN(Evolved-UTRAN) 커 버 리지를 제공하는 CPE Customer Premises Equipment). 보다 구체적 인 사항은 표준문서
TS 36.300을 참조할 수 있다.
- CSGCClosed Subscriber Group): H(e)NB의 CSG의 구성원으로서 PLMNCPublic Land Mobile Network) 내의 하나 이상의 CSG 셀에 액세스하는 것이 허용되는 가입자 그룹.
- CSG ID: CSG 샐 또는 CSG 샐 그룹에 연관된 PLMN 범위 내에서 CSG를 식 별하는 고유의 식 별자. 보다 구체적 인 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)/기 업 (enterprise) IP 네트워크 내의 다른 IP 기능을 가진 개체에 대한 액세스. LIPA 트래픽은 이동 사업자 (operator) 네트워크를 지나지 않는다. 3GPP 릴리즈 -10 시스템에서 는， H(e)NB를 경 유하여 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 위 치 한 사용자가, 해당 로컬 네트워크로부터 사용자 데이 터를 서 비스받을 수 있다.
- SIPTO(Selected IP Traffic Offload): 3 GPP 릴리즈 -10 시스템에서는 사업자가 EPC 네트워크에서 UE에 물리 적으로 가까이 존재하는 P-GW(Packet data network GateWay)를 선택함으로써 사용자의 트래픽 을 넘 기는 것을 지원한다.
- SIPTO@LN(SIPTO at Local Network): 3 GPP 릴리즈 -10의 SIPTO의 발전된 기술로서， 사업자가 사용자 트래픽을 고객 구내에 위치하는 로컬 네트워크를 통하여 넘 기는 것을 의 미 한다. SIPTO@LN은， 로컬 네트워크 자체의 자원에 대한 액세스를 제공하는 LIPA와는 달리， 로컬 네트워크를 경유하여 외부 네트워크 (예를 들어， 인터 넷)에 대한 액세스를 제공한다는 점에서 구별된다. 이는， 로컬 네트워크가 궁극적으로는 원하는 외부 네트워크로의 연결을 가진다는 가정하에 동작하는 것이다.
- PDNCPacket 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 논리 적 인 연결.
- LIPA PDN 연결: H(e)NB에 연결된 UE에 대한 LIPA를 위 한 PDN 연결. '
- LIPA-Permission: APN이 LIPA를 통하여 액세스될 수 있는지 여부를 나타내며， 다음 3 가지의 값이 정의 되어 있음:
- LIPA-Prohibited: 해당 APN이 LIPA를 통하여 액세스되는 것 이 금지 됨ᅳ 즉， 사용자 평면 (user plane) 데이터는 EPC만을 경유하여 액세스할 수 있음.
- LIPA— Only: 해당 APN이 LIPA를 통해서 만 액세스될 수 있음.
ᅳ LIPA-Conditional: 해당 APN이 비 ᅳ LIPA 방식으로 (즉, EPC를 경유해서 ) 액세스될 수도 있고 LIPA를 통해서도 액세스될 수 있음.
[32] 이하에서는 위와 같이 정의된 용어를 바탕으로 설명 한다.
[33] EPC(Evolved Packet Core)
[34] 도 1은 EPCOEvolved Packet Core)를 포함하는 EPS(Evolved Packet System)의 개략적 인 구조를 나타내는 도면이다.
EPC는 3GPP 기술들의 성능을 향상하기 위한 SAE(System Architecture Evolution)의 핵심적 인 요소이다. SAE는 다양한 종류의 네트워크 간의 이동성을 지원하는 네트워크 구조를 결정하는 연구 과제에 해당한다. SAE는， 예를 들어， IP 기 반으로 다양한 무선 접속 기술들을 지원하고 보다 향상된 데이터 전송 능력을 제공하는 등의 최적 화된 패킷 -기 반 시스템을 제공하는 것을 목표로 한다.
[35] 구체적으로， EPC는 3GPP LTE 시스템을 위 한 IP 이 동 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 위 한 CSCCircuit— Switched) 및 데이 터를 위 한 PS(Packet-Switched)의 2 개의 구별되는 서브—도메 인을 통해서 코어 네트워크의 기능이 구현되 었다. 그러나， 3 세대 이동 통신 시스템의 진화인 3GPP LTE 시스템에서는， CS 및 PS의 서브 -도메인들이 하나의 IP 도메인으로 단일화되 었다. 즉， 3GPP LTE 시스템에서는, IP 능력 (capability)을 가지는 단말과 단말 간의 연결이， IP 기 반의 기지국 (예를 들어， eNodeB(evolved Node B)) EPC 애플리 케이션 도메 인 (예를 들어， IMSCIP Multimedia Subsystem))을 통하여 구성 될 수 있다. 즉， EPC는 단-대 -단 (end-to-end) IP 서 비스 구현에 필수적 인 구조이다.
[36] 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 GPRSCGeneral Packet Radio Service) Supporting Node), ePDG(enhanced Packet Data Gateway)를 도시 한다.
[37] SGW는 무선 접 속 네트워크 (RAN)와 코어 네트워크 사이 의 경 계점으로서 동작하고， eNodeB와 PDN GW 사이의 데이 터 경로를 유지하는 기능을 하는 요소이다. 또한， 단말이 eNodeB에 의해서 서 빙 (serving)되는 영 역에 걸쳐 이동하는 경우， SGW는 로컬 이동성 앵 커 포인트 (anchor point)의 역할을 한다. 즉, E-UTRAN (3GPP 릴리즈—8 이후에서 정의 되는 Evolved-UMTS Universal Mobile Telecommunications System) Terrestrial Radio Access Network) 내에서 의 이동성을 위해서 SGW를 통해서 패킷들이 라우팅 될 수 있다. 또한， SGW는 다른 3GPP 네트워크 (3GPP 릴리즈 -8 전에 정의 되는 RAN, 예를 들어， UTRAN 또는 GERAN(GSM(Global System for Mobile Communication)/EDGE(Enhanced Data rates for Global Evolution) Radio Access Network)와의 이동성을 위 한 앵 커 포인트로서 기 능할 수도 있다.
[38] PDN GW (또는 P-GW)는 패킷 데이터 네트워크를 향한 데이 터 인터페이스의 종료점 (termination point)에 해당한다. PDN GW는 정 책 집 행 특징 (policy enforcement features), 패킷 필터 링 (packet filtering), 과금 지 원 (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.
[39] 도 1의 네트워크 구조의 예시에서는 SGW와 PDN GW가 별도의 게이트웨이로 구성되는 것을 나타내지만, 두 개의 게이트웨이가 단일 게이트웨이 구성 옵션 (Single Gateway Configuration이tion)에 따라 구현될 수도 있다.
[40] 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.
[41] SGSN은 다른 3GPP 네트워크 (예를 들어, GPRS 네트워크)에 대한 사용자의 이동성 관리 및 인증 (authentication)과 같은 모든 패킷 데이터를 핸들링한다.
[42] ePDG는 신뢰되지 않는 비—3GPP 네트워크 (예를 들어， I-WLAN, WiFi 핫스팟 (hotspot) 등)에 대한 보안 노드로서의 역할을 한다.
[43] 도 1을 참조하여 설명한 바와 같이, IP 능력을 가지는 단말은， 3GPP 액세스는 물론 비ᅳ 3GPP 액세스 기반으로도 EPC 내의 다양한 요소들을 경유하여 사업자 (즉, 오퍼레이터 (operator))가 제공하는 IP 서비스 네트워크 (예를 들어， IMS)에 액세스할 수 있다.
[44] 또한， 도 1에서는 다양한 레퍼런스 포인트들 (예를 들어， Sl-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.
[45] 【표 1】
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[46] 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 평면에 제공하는 레퍼런스 포인트이다. S2b는 ePDG 및 PDNGW 간의 관련 제어 및 이동성 지원을 사용자 평면에 제공하는 레퍼런스 포인트이다.
[47] 도 2는 MTC 구조의 예시적인 모델을 나타내는 도면이다.
[48] 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 MTC모델 (Direct모델， Indirect 모델, Hybrid모델)들을 포함한다.
[49] 먼저， 도 2에서 도시하는 개체 (entity)들에 대하여 설명한다.
[50] 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.
[51] 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.
[52] 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. MTOIWF는 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.
[53] 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 SMSᅳ SC간의 프로토콜 상호동작을 담당할 수 있다.
[54] CDFCCharging Data Function)/CGF(Charging Gateway Function)는 과금에 관련된 동작을 할 수 있다.
[55] HLR/HSS는 가입자 정보 (IMSI 등)， 라우팅 정보， 설정 정보 등을 저장하고 MTCᅳ IWF에게 제공하는 기능을 할 수 있다.
[56] 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.
[57] GGSN(Gateway GPRS Support Node)/S-GW(Serving-Gateway) + P- GW (Packet Data Network-Gate way)는 코어 네트워크와 외부 네트워크의 연결을 담당하는 게이트웨이 기능을 할 수 있다.
[58] 다음의 표 2는 도 2에서의 주요 레퍼런스 포인트를 정리한 것이다.
[59] 【표 2】
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[60] 상기 T5a, T5b, T5c 중 하나 이상의 레퍼 런스 포인트를 T5라고 지 칭 한다.
[61 ] 한편ᅳ 간접 및 하이브리드 모델의 경우에 MTC 서 버와의 사용자 플레인 통신， 및 직접 및 하이브리드 모델의 경우에 MTC 애플리 케이션 서 버와의 통신은， 레퍼 런스 포인트 Gi 및 SGi를 통해서 기존의 프로토콜을 사용하여 수행될 수 있다.
[62] 도 2에서 설명한 내용과 관련된 구체적 인 사항은 3GPP TS 23.682 문서를 참조함으로써 본 문서에 병합될 수 있다 (incorporated by reference).
[63] MTC의 경우에， 일반적 인 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.
[64] 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 때ᅳ 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.
[65] 도 3은 LIPA구조의 예시들을 나타내는 도면이다. [66] 도 3(a) 내지 3(c)는 3GPP 릴리즈—10에서 정의하는 LIPA를 위 한 H(e)NB 서브시스템 구조의 예시들에 해당한다. 여기서， 3GPP 릴리즈 -10에서 정의하는 LIPA 구조는 H(e)NB와 로컬 -게이트웨 이 (LGW)가 함께 위 치하는 (co- located) 것으로 제한된다. 다만， 이는 예시 일 뿐이고， H(e)NB와 LGW가 별도로 위치하는 경우에도 본 발명의 원리는 적용될 수 있다.
[67] 도 3(a)는 로컬 PDN 연결을 이용하는 HeNB를 위 한 LIPA 구조를 나타낸다. 도 3(a)에서는 도시하고 있지 않지 만， 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 /기 업 네트워크)로의 게이트웨 이로서， UE IP 주소 할당， DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol) 기능， 패킷 스크리 닝 (screening) 등의 PDN GW 기능을 수행할 수 있다. 또한， LIPA 구조에서 제어 평 면은 EPC를 통하여 구성되지 만， 사용자 평면은 로컬 네트워크 내에서 구성된다.
[68] 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 예시 이고， 도 3(c)는 HNB가 SGSN에 연결된 경우의 예시 이다. 도 3의 LIPA 구조에 대한 보다 구체적 인 사항은， 표준문서 TS 23.401 및 TS 23.060을 참조할 수 있다.
[69] PDN 연결
[70] PDN 연결 (connection)이 란 UE (구체적으로는， UE의 IP 주소)와 PDN과의 논리 적 인 연결관계를 의 미 한다. 3GPP 시스템에서 특정 서 비스를 받기 위해서는 해당 서 비스를 제공하는 PDN과의 IP 연결성 (connectivity)를 가져 야 한다.
[71 ] 3GPP는 하나의 UE가 동시에 여 러 개의 PDN에 접속할 수 있는， 다중 동시 PDN 연결을 제공한다. 최초의 PDN은 디폴트 APN에 따라 설정 될 수 있다. 디폴트 APN은 일반적으로 사업자의 디폴트 PDN에 해당하고， 디폴트 APN의 지 정은 HSS에 저장된 가입자 정보에 포함될 수 있다. [72] 단말이 PDN 연결 요청 메시지에 특정 APN을 포함시켰다면， 해당 APN에 대웅하는 PDN으로 접속이 시도된다. 하나의 PDN 연결이 생성된 이후， 단말로부터 추가적인 특정 PDN 연결 요청 메시지에는 항상 해당되는 특정 APN이 포함되어야 한다.
[73] 3GPP 릴리즈 -10에서 정의하는 EPS에서 가능한 IP PDN 연결성의 몇몇 예시들은 다음과 같다 (비 -3GPP 액세스를 사용하는 경우는 제외함).
[74] 첫 번째는 E-UTRAN을 경유한 3GPP PDN 연결이다. 이는 전통적으로 3GPP에서 형성하는 가장 일반적인 PDN 연결이다.
[75] 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.
[76] 세 번째는 LIPA PDN 연결이다. LIPA PDN 연결은， H(e)NB를 경유하여 CSG 멤버십에 기반한 수락 제어뿐만 아니라， LIPA 허용 (permission) 여부에 의한 LIPA수락 제어를 거쳐 형성된다.
[77] 이하에서는 위 3 가지 경우의 3GPPPDN 연결을 위한 초기 어태치 (initial attach) 동작을 보다 구체적으로 설명한다.
[78] 도 4는 E— UTRAN을 통한 3GPP PDN 연결을 위한 초기 어태치 동작을 설명하기 위한 흐름도이다.
[79] 단계 S401 내지 S402에서， UE(IO)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 있다ᅳ
[80] 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(IO)에 대한 가입자 정보를 MME(30)에게 전송해 줄 수 있다. .
[81] 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.
[82] 세션 생성 요청 메시지 에는 IMSKlnternational 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 베어 러 QoS, PDN 타입， 가입된 APN-AMBR(Aggregate Maximum Bit Rate), APN, EPS 베어 러 Id, 프로토콜 설정 옵션 (Protocol Configuration Options), 핸드오버 지시 (Handover Indication), ME 식 별정보 (Mobile Equipment Identity), 사용자 위 치 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 레퍼 런스 (Trace Reference), 트레이스 타입 (Trace Type), 트리거 Id(Trigger Id), OMC 식 별정보 (Operation Management Controller Identity), 최 대 APN 제한 (Maximum APN Restriction), 이중 주소 베어 러 플래그 (Dual Address Bearer Flag) 등의 정보가 포함될 수 있다.
[83] 세션 생성 요청 메시지 에 웅답하여， P_GW(50)는 S-GW(40)에 게 세션 생성 웅답 (create session response) 메시지를 보낼 수 있고， S-GW(40)는 MME(30)에 게 세션 생성 웅답을 보낼 수 있다. 이 과정을 통해 S— GW(40)와 P— GW(50) 사이 에 서로간의 TEHXTunnel Endpoint ID)를 교환하며， MME(30)도 S-GW(40) 및 P— GW(50)의 TEID를 인지 한다.
[84] 단계 S407은 선택적 인 절차이며， 필요에 따라서 사업자 정 책을 위 한 PCRF 상호동작이 P-GW(50)의 PCEFXPolicy and Charging Enforcement Function)와 PCRFX60) 사이에서 수행될 수 있다. 예를 들어， IP 연결성을 제공하는 액세스 네트워크인 IP-CAN(Connectivity Access Network) 세션의 수립 (establishment) 및 /또는 수정 (modificatiQn)이 수행될 수 있다. IP—CAN은 다양한 IP-기 반 액세스 네트워크를 지 칭 하는 용어 이며， 예를 들어， 3GPP 액세스 네트워크인 GPRS나 EDGE 등일 수도 있고， 무선 랜 (WLAN) 또는 DSL(Digital subscriber line) 네트워크일 수도 있다. [85] 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.
[86] 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.
[87] 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.
[88] 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(IO)로부터의 UL 데이터 전송이 가능하다.
[89] 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.
[90] 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 웅답 (Notify Response) 메시지를 수신할 수 있다.
[91] 도 5는 H(e)NB를 통한 3GPP PDN 연결을 위한 초기 어태치 동작을 설명하기 위한 흐름도이다.
[92] 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.
[93] 단계 S501 내지 S502에서， UE(IO)가 CSG 셀을 통해 접속한 경우라면， H(e)NB(20)는 UE(IO)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.
[94] 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(IO)에게 추가적으로 제공될 수 있다.
[95] 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.
[96] 단계 S510에서， UE(10)가 하이브리드 샐을 경유하여 접속한 경우에는， 어태치 수락 (attach accept) 메시지 내에 UE(10)의 CSG 멤버십 상태를 포함시킴으로써， H(e)NB에서 해당 정보를 기반으로 UE(IO)에 대한 차별적인 제어를 가능하게 할 수 있다. 여기서， 하이브리드 액세스는, 폐쇄형 액세스와 개방형 액세스의 흔합 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 샐은 CSG에 속하지 않은 사용자에 대한 액세스를 제공하지 않는 폐쇄형 셀과는 명확하게 구분될 수 있다. [97] 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 LIPA초기 어태치 절차에 해당한다.
[98] 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.
[99] 단계 S603 내지 S604에서， MME(30)는 UE(10)의 인증 절차를 수행하고， HSS(70)에 UE(IO)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(IO)에게 추가적으로 제공될 수 있다.
[100] 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. 이 에 웅답하여 , P-GW (또는 L_GW(50))는 S- GW(40)에 게 세션 생성 웅답 (create session response) 메시지를 보낼 수 있고， S-GW(40)는 MME(30)에 게 세션 생성 웅답을 보낼 수 있다. 이 과정을 통해 S- GW(40)와 P-GW (또는 L-GW(50)) 사이에 서로간의 TEID(Tunnd 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 MMEC30)에 게 함께 전달될 수 있다.
[101 ] 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 위 한 P-GW 선택 기능을 수행할 수 있다.
[102] 단계 S609에서 MMEX30)으로부터 어 태치 수락 (Attach accept) 메시지가 eNB(20)로 전달될 수 있다. 이 메시지는 초기 콘텍스트 셋업 (initial context setup)을 요청 함으로써， RAN 구간 (UE(10)과 eNB(20) 사이 )의 무선자원 셋업 이 개시되도록 한다. 이 때， 전술한 PDN 연결 타입 이 LIPA임을 지시 (indication)할 수 있고， H(e)NB(20)과 L-GW(50) 사이의 사용자 평면 직 접 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.
[103] 단계 S610에서， RRCCRadio Resource Control) 연결 재설정 (connection reconfiguration)이 수행되고， 이 에 따라 RAN 구간의 무선자원이 셋업되며， 그 결과가 H(e)NB(20)로 전달될 수 이다.
[104] 단계 S611에서， H(e)NB(20)는 MME(30)에 게 초기 콘텍스트 셋업 에 대한 웅답 메시지를 전송할 수 있다. 이 와 함께 무선 베어 러 셋업 (radio bearer setup)에 대한 결과가 전송될 수 있다.
[105] 단계 S612 내지 S613에서， UE(10)로부터의 어 태치 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 위 한 H(e)NB(20)의 TEID를 함께 전달할 수 있다.
[106] 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- GWC50)) 사이의 베어러가 갱신 (update)될 수 있다.
[107] 도 7은 UE, eNB 및 MME간의 인터페이스에 대한 제어 평면을 나타내는 도면이다.
[108] 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 대웅한다. 구체적으로 UE와 eNB 간의 제어 평면 인터페이스는 LTEᅳ Uu라고 정의되어 있고， eNB와 MME 간의 제어 평면 인터페이스는 S1- MME라고 정의되어 있다. 예를 들어， eNB와 MME 간의 어태치 요청 /웅답 메시지는 S1-MME 인터페이스를 통하여 S1-AP 프로토콜을 이용하여 송수신될 수 있다.
[109] 도 8은 MME와 HSS 간의 인터페이스에 대한 제어 평면을 나타내는 도면이다.
[110] MME와 HSS 간의 제어 평면 인터페이스는 S6a라고 정의되어 있다. 도 8에서 도시하는 인터페이스는 도 2에서 MME와 HSS 간의 인터페이스에 대웅한다. 예를 들어， MME는 S6a 인터페이스를 통하여 Diameter 프로토콜을 사용하여 HSS로부터 가입 정보를 받을 수 있다.
[111] 도 9는 MME, S-GW 및 P—GW 간의 인터페이스에 대한 제어 평면을 나타내는 도면이다.
[112] 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 GTHGPRS Tunneling Protocol) 터널 생성)을 위한 요청 /웅답 메시지는 S11 인터페이스를 통하여 GTP 또는 GTPv2 프로토콜을 이용하여 송수신될 수 있다. 또한, S-GW와 P- GW 간의 베어러 셋업을 위한 요청 /웅답 메시지는 S5 또는 S8 인터페이스를 통하여 GTPv2 프로토콜을 이용하여 송수신될 수 있다. H 9에서 도시하는 GTP-C프로토콜은 제어 평면을 위한 GTP프로토콜을 의미한다. [113] 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 집행 (enforcement) 되며， 하향링크 데이터 대한 APN-AMBR은 PDN- GW에서 집행 된다. 상 /하향링크 데이터에 대한 UE-AMBR 집행은 eNB에서 수행된다.
[114] 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
[115] 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 웅답에 담아 S-GW로 보내고， 이 정보는 MME로 전달된다.
[116] 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.
[117] 단계 S410에서， 어태치 수락 메시지가 eNB로 전달되며 이때 상향링크 데이터를 위한 S-GW의 TEID를 포함한다. 또한 이 메시지는 RAN 구간의 무선자원 셋껍을 초기화 시킨다. 이때 MME는 eNB에서 사용될 UE-AMBR 값을 결정하여， 어태치 수락 메시지에 담아 보낸다.
[118] 상술한 바와 같은 AMBR을 포함하는 QoS, 정책 (policy) 등의 집행 (enforcement), 즉 PCEF(Policy and Charging Enforcement Function) 기능은 P— GW에 포함될 수 있다. 이러한 PCEF 기능을 수행하는 P-GW의 선택은 MME에 의해 이루어질 수 있다. P-GW선택은 HSS로부터의 가입자 정보， APN 당 SIPTO/LIPA 지원 여러 P-GW사이의 로드 밸런싱 (load balancing)과 같은 추가적인 기준 (criteria)들이 사용될 수 있다. 즉， 앞서 설명된 도 4의 단계 S404에서 HSS에 위치 정보를 등록하는 과정에서 HSS는 P— GW Id(Identity)와 APN 관련 정보를 MME에게 전달해 줄 수 있다. MME는 이와 같이 HSS로부터 전달 받은 P-GW Id 또는 새로운 P-GW 중에서 (동적으로 할당된) P-GW를 선택할 수 있다. 여기서， HSS로부터 전달 받은 P-GW Id는 P— GW의 IP 주소 (address)를 포함할 수 있는데 만약 그렇지 않은 경우 MME는 DNS 서버와의 질의 과정을 통해 IP 주소 또는 IP 주소 리스트를 획득할 수 있다. MME는 DNS 질의 과정에서 IP 주소를 수신할 때 P-GW 선택에 관련된 웨이트 인자 (weight factor)를 함께 수신할 수 있는데， 이 웨이트 인자는 로드 밸런싱이 필요한 경우에 있어서 MME의 P-GW 선택시 반드시 고려하여야 한다. 기타 P- GW선택에 관련된 보다 상세한 내용들은 3GPP TS 23.401 문서에 의해 참조될 수 있다.
[119] 상술한 바와 같은 종래의 PCEF 기능을 수행하는 Pᅳ GW 선택은 개별 UE에 기반하며， 그룹， 그룹 정책 등에 대한 고려가 없었다. 이러한 경우， MTC 그룹의 경우를 고려하면， 하나의 MTC 그룹에 속한 UE들에 대해 서로 다른 P- GW가 선택될 수 있고 이는 MTC 그룹에 속한 UE들에게 그룹 기반 정책을 집행， QoS 관리에 어려움을 초래할 수 있다. 보다 상세히, 그룹에 속한 여러 UE가 PCEF의 역할을 하는 P-GW를 개별적으로 선택하게 되며， 그룹 정책을 수행하기 위한 여러 QoS/PCC 파라미터 값의 관리가 여러 네트워크 노드에서 운용되게 된다. 그러므로 하나의 그룹에 대한 총괄적인 정책의 적용을 위해서는 또 다시 상위 계층에서 여러 네트워크 노드를 관장하는 증심이 되는 네트워크 노드가 필요하게 된다. 따라서， 그룹 정책을 관리하기 위해서는 논리적인 추가 레이어가 필요하며， 각 네트워크 노드의 정보가 중앙의 관리 노드로 집중되어야 하므로 네트워크 노드 사이의 시그널이 증가하고 부하를 증가 시킴으로써 네트워크 자원의 소모가 증가하게 된다. 뿐만 아니라 정보의 교환으로 인한 시간차가 생기므로 실시간 정확한 관리의 어려움이 있게 된다. 예를 들어， 그룹 AMBR 관리를 위해서는 여러 Pᅳ GW 사이의 시그널링이 추가적으로 필요할 수 있고， 또한 실시간 관리를 어렵게 한다.
[120] 따라서， 하나의 MTC 그룹에 대해서 (그룹) AMBR 등의 QoS/PCC 파라미터 등의 그룹 기반 정책을 수행하기 위한 PCEF 기능을 수행하는 P- GW가 적절히 선택될 필요가 있으며, 이하에서는 본 발명에 따른 P-GW 선택 방법에 대해 설명한다.
[121] 본 발명에 따른 P-GW 선택 방법은 UE의 MME로의 초기 어태치 요청 또는 PDN 연결 (connectivity) 요청으로부터 시작될 수 있다. 이 요청을 수행하는 UE는 (MTC) 그룹에 속하며， 그룹 정책을 적용 받는 APN에 대한 요청일 수 있다. 상기 요청에는 해당 APN, 그룹 APN으로의 요청을 의미하는 정보， 그룹 정책을 적용 받고자 하는 의지 또는 선호도 정보， 그룹 Id 등 그룹에 관한 정보를 포함할 수 있다.
[122] 그룹에 관한 정보를 포함하는 UE의 초기 어태치 요청 또는 PDN 연결 요청을 수신한 MME는 HSS로부터 가입자 정보를 가져올 수 있다. 이에 앞서， MME는 위 초기 어태치 요청 또는 PDN 연결 요청이 UE가 속한 그룹의 첫 번째 요청인지 여부를 판단할 수 있다. 이는 어태치 요청 등을 전송한 UE가 속한 그룹에 포함되는 UE들이 동일한 P-GW, 그룹에 대한 PCEF 기능을 수행할 P— GW를 선택하도록 하기 위한 것일 수 있다. 보다 상세히， MME는 UE의 어태치 요청 등이 그룹의 첫 번째 요청인지 여부를 판단하고， 첫 번째 요청인 경우 후술하는 바와 같이 HSS 로부터의 가입자 정보 등에 기초하여 적절한 P-GW를 선택할 수 있다. 만약 위 요청이 두 번째 이후의 요청인 경우， 첫 번째 요청에 의해 그룹을 위해 선택된 P-GW와 동일한 P-GW가 선택될 수 있다. 따라서 첫 번째 요청에 의해 선택된 P-GW는 특정한 표시가 되거나 또는 다른 네트워크 노드， 서버 등에 저장될 수 있다.
[123] MME는 어태치 요청 등이 그룹의 첫 번째 요청인지 여부를 판단한 후, 두 번째 이후 요청임을 확인하면 그룹을 위해 기 선택된 P-GW가 있는지 여부를 확인하는 절차를 더 수행할 수 있다. 이는 그룹에 포함된 UE들이 어태치 요청 등을 거의 동시에 전송한 경우 이후에 설명될 그룹을 위한 P-GW 선택 절차가 각각 진행되어 서로 다른 P-GW를 선택하는 것을 방지하기 위함이다. 즉， 기 선택된 P-GW가 존재하지 않는 경우， MME는 어태치 요청 등올 그룹의 첫 번째 요청에 의한 P-GW 선택 및 /또는 저장에 필요한 시간에 상웅하는， 일정 시간 동안 홀드 (hold)시킬 수 있다. 거의 동시에 이루어지는 어태치 요청에 의해 서로 다른 P-GW가 선택되는 것을 방지하기 위해， MME가 HSS로부터 가입자 정보를 가져오는 과정에서 그룹 정책을 위해 P-GW 선택이 수행되어야 함을 알리는 지시를 HSS에 전달하고， HSS는 첫 번째 요청에 의한 P—GW 선택이 완료되기 전까지 상기 지시를 유지하는 방법이 적용될 수도 있다. 또는， HSS가 MME로부터의 별도 지시가 없더라도 그룹 정책을 적용시켜야 하는 APN으로의 연결에 대한 요청임올 인지하고， 그룹 정책 관련 세션이 존재함을 나타내는 정보를 자체적으로 유지할 수도 있다.
[124] 상술한 설명에서 어태치 요청 등이 그룹의 첫 번째 요청인지 여부의 판단 및 /또는 어태치 요청 등이 두 번째 이후의 요청인 경우 기 선택된 P-GW가 있는지 여부의 확인은 후술하는 바와 같이 MME가 아닌 HSS에 의해 수행될 수도 있다.
[125] HSS로부터 수신하는 가입자 정보에는 i) 해당 APN에 관한 PDN 가입자 컨텍스트 관련 정보, ii) 그룹 정 책 적 용 가능 여부 및 그룹ᅳ APN-AMBR 등 그룹 정 책을 위해 새롭게 정의 되는 파라미터. 값들이 포함될 수 있다. 예를 들어， APN—설정 (APN-configuration)은 다음 표 3과 같을 수 있다. 다만 이는 예시 적 인 것이며 [Group— policy— permission]은 기존의 permission에 일부 포함되는 형 태로 정의 될 수도 있고， 그룹 관련 가입자 정보의 일부로써 포함될 수도 있다.
[126] 【표 3】
APN— Configuration：：= <AVP header: 1430 10415〉 '
{ Context-Identifier }
* 2 [ Served-Party-IP-Address ]
{ PDN-Type }
{ Service-Selection}
[ EPS-Subscribed-QoS Profile ]
[ VPLMN— Dynamic— Address-Allowed ]
[MIP6-Agent-Info ]
[ Visitedᅳ Network— Identifier ]
[ PDN-GW- Allocation-Type ]
[ 3GPPᅳ Charging— Characteristics ]
[ AMBR ]
[Group-APN-AMBR]
[Group-policy-permission]
* [ Specific— APN_Info ]
[ APN-OI-Replacement ]
[Group-SIPTO-Permission]
[ SIPTO-Permission ]
[ LIPA— Permission ]
* [ A VP ]
[127] 상기 예시된 가입자 정보를 포함하여， i) HSS에 유지되는 그룹 정책 세션 (group-policy session) 존재 또는 시작 여부에 관한 정보， ii) MME에 미리 설정 되어 있던 APN과 P-GW사이의 매핑 정보들， iii) SIPTO에서 P— GW선택에 고려되었던 값들 (TAI (Tracking Area Identity), 서빙 eNodeB 식별자 또는 오퍼레이터 배치에 따른 TAI 및 /또는 서빙 eNodeB 식별자 등)， iv) HSSᅳ AAA 서버 DNS 서버 또는 그룹을 관리하는 제 3의 네트워크 노드로부터 얻은 기 선택된 P-GW에 관한 정보 (예를 들어, 그룹 크기를 고려한 P-GW의 능력ᅳ 즉， 임의의 그룹의 잠재적인 크기를 고려하여 그룹에 속한 단말들을 모두 서빙 할 수 있는 용량 등， 이를 위해 DNS로부터 받는 웨이트 인자를 활용하거나 새로운 능력 요소의 도입을 고려할 수 있음.) 등을 고려하여, MME는 그룹에 대한 PCEF 기능을 수행할 P-GW를 선택할 수 있다.
[128] 이와 같이 선택된 P-GW에 대한 정보는 MME, HSS, AAA 서버， DNS 서버， 또는 그룹을 관리하는 네트워크 노드 등에 등록 /저장될 수 있다. 여기서， P-GW에 대한 정보는 P-GW의 IP 주소 또는 P-GW Id와 같은 식별 가능한 정보일 수 있다.
[129] 이후， 그룹을 위해 선택된 P-GW는 해당 그룹에 대한 QoS, 정책 등의 관리를 수행할 수 있다. 필요에 따라 MME는 해당 APN으로의 그룹 정책을 받는 여러 UE들의 세션 또는 동일 UE의 멀티플 세션에 대한 여러 값을 확인 및 통계 값을 산출할 수 있다. 구체적으로， i) GROUP-APN-AMBR 값 및 그룹 정책올 위해 새롭게 정의되는 값들, Π) APN-AMBR 값， iii) 각 UE의 AMBR 값， iv) 해당 APN에 연결된 전체 연결 수 (베어러 수)， V) 해당 APN에 연결된 per UE에 대한 연결 수 (베어러 수), vi) 해당 APN에 연결된 UE의 수， vii) 기타 PDN 관련 파라미터 값, 기타 QoS 파라미터 값 등이 그 대상이 될 수 있다. 또한， P— GW는 정책 집행을 수행하고 있는 네트워크 노드 (예를 들어， eNB 등) 또는 단말에게 상기 수집한 정보를 그대로 또는 가공된 형태로 알릴 수 있다.
[130] 상술한 바와 같이 그룹을 위해 선택된 P-GW는 로드 밸런싱 또는 그룹 SIPT0 수행을 위해， 다음에서 설명하는 바와 같이 재할당될 수도 있다. 먼저， 로드 밸런싱을 위한 P-GW 재할당은， 하나의 P-GW로 계속해서 그룹 정책관련 트래픽 요청이 몰리는 경우 효과적인 로브 밸런성을 위해 네트워크에서 그룹을 임의로 분리하여 관리하고자 하는 경우에 활용 할 수 있다. 이를 위해， 전체 Group-APN-AMB 값을 임의로 서브셋으로 분리 (예를 들어 전체 하나의 그룹의 값이 100이였던 것을 50，50 두 개의 그룹이 존재하는 것처럼 분리)할 수 있다. 또는， 일부 UE 또는 일부 세션을 SIPTO 수행과 비슷한 방식 (deactivation/reactivation)으로 다른 P— GW로 분산시킬 수 있다. 이와 같은 작업의 수행 결과와 관련된 내용은 분리 이전 /이후에 네트워크 노드 (HSS, AAA 서버， DNS서버 또는 그룹을 관리하는 제 3의 네트워크 노드， eNB 등) 및 UE로 통지 (notification) 될 수 있다. 여기서 통지되는 내용은 어떤 그룹이 분리되어 어떤 그룹으로 재 생성되었는지， 각각의 정책 집행을 수행해야 할 파라미터 값들은 무엇인지 등일 수 있다. 이러한 정보들은 각 네트워크 노드 및 UE에 분산되어 제공될 수도 있고， 하나의 통합 서버에 기록될 수도 있다. 반대로 분리되었던 그룹 트래픽은 네트워크의 policy에 따라 SIPTO 수행과 비슷한 방식 (deactivation/reactivation )으로 다시 하나의 P-GW로 합쳐질 수 있다. 설명된 바와 같은 P-GW의 재할당 결정시, 앞서 설명된 P-GW선택시 고려되는 정보들， 그룹 트래픽이 분리되었던 히스토리， 동적인 그룹 분산을 허용하는지 여부 등이 고려될 수 있다.
[131] GR0UP-SIPT0 - 수행하고자 하는 경우 P—GW가 재할당 될 수 있다. 이는， 가입자 정보의 Group-SIPTO 허가 (permission) 및 해당 그룹의 전체적인 물리적인 이동에 따라 전체 그룹에 대한 SIPTO를 수행 (예를 들에 같은 그룹에 포함된 단말이 기차 /항공기 등의 수단으로 전체적인 이동을 한 경우)할 수 있다. P-GW의 재할당 결정시， 앞서 설명된 P-GW 선택시 고려되는 정보들미 사용될 수 있다.
[132] 이하， 도 10 내지 도 12를 참조하여， 그룹을 위해 PCEF 기능을 수행할 P-GW 선택 절차에 대해 살펴본다. 이하의 설명에서， 앞선 설명에 언급되지 않았던 사항들은 앞선 설명에 포함될 수 있다.
[133] 도 10은 그룹을 위해 PCEF 기능을 수행할 P-GW 선택 절차가 포함되어 있는 초기 어태치 절차이다.
[134] 도 10을 참조하면, 단계 S1005에서 가입자 정보로부터 단말이 속한 그룹에 관한 정보 및 해당 서비스를 위한 P-GW W를 얻는다. 특히 그룹 허가 등 그룹 서비스에 대한 가입자 정보 및 해당 그룹에 포함되어 있는 또는 포함될 가능성이 있는 단말의 수 등을 직접적 /함축적으로 나타내는 그룹의 사이즈와 관련된 정보를 얻을 수 있다. 이때 HSS는 그룹 서비스를 별로도 관리하는 제 3의 그룹 서버와 (사전에 또는 요청에 따라) 상호작용을 통해 해당 정보를 얻어 올 수 있다.
[135] 단계 S1006에서， P_GW kH 직접적인 P_GW IP 주소가 포함되어 있지 않는 경우， DNS 질의 과정을 통해 하나 이상의 IP 주소 후보를 얻을 수 있다. 이때 사업자가 정의한 P-GW사이의 상대적인 웨이트를 함께 얻을 수 있다. 또는 그룹의 사이즈를 고려한 웨이트가 새로이 정의될 수 있다. 예를 들어 임의의 P- GW가 일정 수준의 그룹 사이즈를 수용할 수 있는지 여부 등을 직접적 /함축적으로 표시 또는 P-GW 사이의 상대적인 값으로 웨이트가 새로이 정의될 수 있다. 이 값은 종래기술의 웨이트 값과 별개로 정의하거나 종래기술의 웨이트 값의 의미를 확장 적용할 수 있다.
[136] 단계 S1007에서， MME는 앞서 설명된 바와 같은 가입자 정보 등 여러 요소들 중 하나 이상을 기반으로 그룹의 PCEF 역할을 수행할 P-GW를 선택할 수 있다. 이후 해당 P-GW로의 베어러 셋업 과정을 수행할 수 있다.
[137] MME에는 해당 그룹의 PCEF, 즉， P-GW에 대한 정보를 저장하는 한편， HSS 및 다른 네트워크 노드로 해당 정보를 전달하여 저장할 수 있도록 한다. 즉， 단계 S1022에서， 해당 APN과 Pᅳ GW에 대한 정보를 HSS/MTC 그룹 서버에 저장할 수 있다. 이 정보는 향후 같은 그룹에 속한 단말이 같은 PCEF, 즉 P- GW를 선택할 수 있게 함으로써 그룹 정책을 적용하는데 효율성올 높인다.
[138] 도 10의 A 부분은 P GW 선택을 의미하는데， 이때, 사전에 해당 그룹에 대한 P-GW가 이미 할당 되어 있다며， 다시 P— GW 선택이 필요 없이 이미 할당된 GW를 사용할 수 있다. 따라서 MME, HSS등 네트워크 노드는 그룹을 확인 한 후， 이미 할당된 P-GW가 있는지 여부를 확인하는 과정이 수행될 수 있다.
[139] 도 11은 본 발명의 일 실시예에 의한 MME에 관련된， 그룹을 위한 P- GW선택을 설명하기 위한 도면이다. [140] 단계 S1101에서， 임의의 ^룹에 속한 단말이 네트워크에 접속을 시도한다. 이때， 그룹 Id등 그룹에 관련된 정보를 포함할 수 있다. 단계 S1102에서， MME는 단말로부터 요청이 그룹의 최초 요청인지 여부를 확인한다. 만약 최초의 요청이 아니라면， HSS/DNS 등의 상호작용 또는 MME에 저장되어 있는 정보를 이용하는 종래의 P-GW 선택 과정을 통해， 이미 설정되어 있는 P- GW 정보를 획득할 수 있다. 여기서， 최초의 요청이 아닌 경우， 앞서 설명된 바와 같이 그룹을 위해 기 선택된 P-GW가 있는지 여부를 확인할 수 있다 (단계 S1002-1). 단계 S1103에서， 그룹에서 최초로 접속한 단말이라면， 임의의 기록을 해둔 후， 그룹의 PCEF 역할을 할 P— GW 선택 수행을 시작한다. P-GW 선택은 종래기술과 마찬가지로 네트워크의 여러 노드와의 상호 작용 후， 최종 결정은 MME에서 수행한다.
[141] 단계 S1104에서， MME는 위치 갱신 요청 /웅답 등을 사용하여 HSS와 상호작용을 시작한다. 이때， 그룹에 관한 정보를 함께 보낼 수 있다. 추가로 MME가 첫 번째 요청인지에 관련된 정보를 직접적 /함축적으로 전달할 수 있다. 단계 S1105에서， HSS로부터 가입자 정보를 받아오면서 P-GW 선택에 사용할 수 있는 정보를 함께 획득할 수 있다. HSS는 그룹에 관한 정보를 관리하는 제 3의 MTC 서버와 상호작용을 통해 관련 정보를 얻을 수 있다. 또는 MME는 단계 S1104/S1105의 메시지 /프로시저를 사용하지 않고， 별도의 메시지 /프로시저를 통해 제 3의 네트워크 노드와 직접 상호작용을 할 수 있다.
[142] 단계 S1106에서， 종래기술의 DNS query가 사용될 수 있다. 이때， 그룹 Id, 그룹 사이즈 등 그룹에 관련된 정보를 추가로 전송할 수도 있다. 단계 S1107에서, P-GW 사이의 가증치를 나타내는 웨이트를 받을 때， 그룹의 크기 (예를 들어， 그룹에 접속 가능한 /허가된 단말의 수 및 /또는 현재 접속되어 있는 단말의 수)등이 고려된 값을 받을 수 있다. 또는 별도의 추가적인 웨이트 값을 받을 수도 있다.
[143] 단계 S1108에서， MME가 상기 획득한 정보와 미리 설정된 정보 등을 기반으로 P-GW를 최종적으로 결정할 수 있다. 만약 임의의 그룹에서 최초 접속을 시도한 단말의 요청이었다면， 그룹에 선택된 P-GW를 저장 및 별도로 기록해둔다. 도시되지는 않았으나， 최초 접속 단말의 요청이 아니었더라도 P-GW 재선택 /재할당 과정에 의해 그룹의 P-GW가 변경된다면， 변경된 정보를 갱신할 수 있다.
[144] 단계 S1109-S1110에서, 통지 요청 /웅답 메시지를 사용하여， MME는 결정된 P-GW를 HSS에 등록해두는 과정을 수행할 수 있다. 이때， HSS는 제 3의 네트워크 노드에 추가 등록을 하는 과정을 수행할 수 있다. 또는 MME는 HSS를 경유하지 않고 제 3의 네트워크 노드로 직접 등록을 수행할 수도 있다.
[145] 도 12는 본 발명의 일 실시예에 의한 MME에 관련된， 그룹을 위한 P- GW선택을 설명하기 위한 도면이다.
[146] 단계 S1201에서， 임의의 그룹에 속한 단말이 네트워크에 접속을 시도한다. 이때， 그룹 Id둥 그룹에 관련된 정보를 포함할 수도 있다. 단계 S1202. MME는 위치 갱신 요청 /응답 메시지 등을 사용하여 HSS와 상호작용을 시작할 수 있다. 즉， HSS는 그룹의 PCEF 선택에 관련된 요청 (그룹에 관한 정보를 포함)을 수신할 수 있다.
[147] 단계 S1203. MME는 단말로부터 요청이 그룹의 최초 요청인지 여부를 확인한다. 만약 최초의 요청이 아니라면， 종래기술의 이미 설정되어 있는 P-GW 정보를 획득할 수 있다. 여기서， 최초의 요청이 아닌 경우， 앞서 설명된 바와 같이 그룹을 위해 기 선택된 P-GW가 있는지 여부를 확인할 수 있다 (단계 S1203-1). 단계 S1204에서， 그룹에서 최초로 접속한 단말이라면 임의의 기톡을 해둔 후， 그룹의. ^ PCEF 역할을 할 P-GW 선택 수행을 시작한다. 네트워크의 여러 노드와의 상호작용 후 P-GW선택은 MME에서 수행한다.
[148] 단계 S1205에서， HSS는 MME로 가입자 정보를 보내면서 P-GW 선택에 사용할 수 있는 정보를 함께 전송할 수 있다. HSS는 그룹에 관한 정보를 관리하는 제 3의 MTC서버와 상호작용을 통해 관련 정보를 얻을 수 있다. 또는 제 3의 네트워크 노드는 별도의 메시지 /프로시저를 통해 MME와 직접 상호작용을 할 수 있다. 단계 S1206에서, DNS 쿼리가 사용될 수 있다. 이때, 그룹 Id, 그룹 사이즈 등 그룹에 관련된 정보를 추가로 전송할 수도 있다. 단계 S1207에서 P- GW 사이의 가중치를 나타내는 웨이트를 받을 때, 그룹의 크기 (예를 들어， 그룹에 접속 가능한 /허가된 단말의 수 및 /또는 현재 접속되어 있는 단말의 수) 등이 고려된 값을 받을 수 있다. 또는 별도의 추가적인 웨이트 값을 받을 수도 있다.
[149] 단계 S1208에서 MME가 상기 획득한 정보와 미리 설정된 정보 등을 기반으로 P— GW를 최종적으로 결정한다. 단계 S1209-11에서 종래기술의 통지 요청 /웅답 메시지를 사용하여， MME는 결정된 P-GW를 HSS에 등록해두는 과정을 수행한다. 이때, HSS는 제 3의 네트워크 노드에 추가 등록을 하는 과정을 수행할 수 있다. 또는 MME는 HSS를 경유하지 않고 제 3의 네트워크 노드로 직접 등록을 수행할 수도 있다. 도시되지는 않았으나， 최초 접속 단말의 요청이 아니었더라도 P-GW 재선택 /재할당 과정에 의해 그룹의 P-GW가 변경된다면 변경된 정보의 갱신 과정이 수행될 수 있다.
[150] 상술한 설명에서, MME 동작을 나타내는 도 11의 절차와 HSS의 동작을 나타내는 도 12의 절차는 함께 조합하여 사용가능하며， 각 단계들은 모두 또는 일부의 조합으로 다양한 새로운 절차를 구성할 수 있다.
[151] 도 13은 본 발명의 실시예에 따른 네트워크 노드 장치에 대한 구성을 도시한 도면이다.
[152] 도 13을 참조하여 본 발명에 따른 P-GW 장치 (1310)는， 송수신모듈 (1311)， 프로세서 (1312) 및 메모리 (1313)를 포함할 수 있다. 송수신모들 (1311)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 (1312)는 P— GW(1310) 전반의 동작을 제어할 수 있으며， P-GWC1310)가 외부 장치와 송수신할 정보 등을 연산 처리하는 기능을 수행하도록 구성될 수 있다. 메모리 (1313)는 연산 처리된 정보 등을 소정시간 동안 저장할 수 있으며， 버퍼 (미도시) 등의 구성요소로 대체될 수 있다.
[153] 본 발명의 일 실시예에 따른 Pᅳ GW 1310)의 프로세서는， 앞서 설명된 실시예들이 수행을 위해 필요한 사항들올 처리할 수 있다.
또한， 위와 같은 P-GW(1310)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.
[154] 상술한 본 발명의 실시 예들은 다양한 수단을 통해 구현될 수 있다. 예를 들어， 본 발명 의 실시 예들은 하드웨어， 펌 웨어 (firmware), 소프트웨어 또는 그것들의 결합 등에 의해 구현될 수 있다.
[155] 하드웨어에 의 한 구현의 경우， 본 발명의 실시 예들에 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， 컨트를러， 마이크로 컨트를러， 마이크로 프로세서 등에 의해 구현될 수 있다.
[156] 펌 웨어나 소프트웨어에 의 한 구현의 경우， 본 발명의 실시 예들에 따른 방법은 이상에서 설명된 기능 또는 동작들을 수행하는 모들， 절차 또는 함수 등의 형 태로 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.
[157] 상술한 바와 같이 개시된 본 발명 의 바람직 한 실시 예들에 대한 상세한 설명은 당업자가 본 발명을 구현하고 실시할 수 있도록 제공되었다. 상기에서는 본 발명의 바람직 한 실시 예들을 참조하여 설명하였지 만， 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 본 발명의 영 역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경 시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것 이다. 예를 들어， 당업자는 상술한 실시 예들에 기 재된 각 구성을 서로 조합하는 방식으로 이용할 수 있다. 따라서， 본 발명은 여 기에 나타난 실시형 태들에 제한되 려는 것이 아니라 여기서 개시된 원리들 및 신규한 특징들과 일치하는 최광의 범위를 부여하려는 것이다.
[158] 본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형 태로 구체화될 수 있다. 따라서， 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석 되어서는 아니 되고 예시 적 인 것으로 고려되어 야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리 적 해석에 의해 결정되 어 야 하고ᅳ 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. 【산업상 이용가능성】
[159] 상술한 바와 같은 본 발명의 실시형태들은 다양한 이동통신 시스템에 적용될 수 있다.

Claims

【청구의 범위】
【청구항 1】
무선통신시스템에서 네트워크 노드가 P-GW(Packet data network GateWay)를 선택하는 방법에 있어서,
단말로부터 그룹에 관한 정보를 포함하는 어태치 (attach) 요청을 수신하는 단계;
상기 어태치 요청이 상기 그룹의 첫 번째 요청인지 여부를 판단하는 단계; 상기 단말이 포함된 그룹에 대한 PCEF(Policy and Charging Enforcement Function) 기능을 수행할 P-GW를 선택하는 단계;
를 포함하며，
상기 어태치 요청이 상기 그룹의 두 번째 이후 요청인 경우， 상기 선택된 P- GW는 상기 그룹을 위해 선택된 P-GW와 동일한， P-GW선택 방법.
【청구항 2】
제 1항에 있어서,
상기 어태치 요청이 상기 그룹의 첫 번째 요청인 경우， 상기 네트워크 노드는 HSS로 등록을 위한 선택된 P— GW 정보 전송을 수행하는, Pᅳ GW 선택 방법.
【청구항 3】
게 1항에 있어서，
상기 어태치 요청이 상기 그룹의 두 번째 이후 요청인 경우, 상기 방법은， 상기 그룹을 위해 선택된 P-GW가 존재하는지 여부를 확인하는 단계;
를 더 포함하는， P-GW선택 방법.
【청구항 4】
제 3항에 있어서，
상기 그룹을 위해 선택된 P-GW가 존재하지 않는 경우， 상기 어태치 요청을 미리 설정된 시간 동안 홀드 (hold) 시키는 P-GW선택 방법.
【청구항 5】
제 4항에 있어서， 상기 미리 설정된 시간은 상기 그룹의 첫 번째 요청에 의한 P-GW 선택에 필요한 시간에 상웅하는 것인 ,Ρ-GW선택 방법.
【청구항 6】
제 1항에 있어서，
상기 PCEF 기능은 단말의 사용자 평면 데이터 MBR(Maximum Bit Rate)에 기초한 상기'그룹의 그룹 AMBR(Aggregated MBR) 관리를 포함하는， P-GW 선택 방법.
【청구항 7】
제 1항에 있어서，
상기 선택된 P-GW는 하나의 APN을 위한 것인， P-GW선택 방법.
[청구항 8】
제 1항에 있어서,
상기 네트워크 노드는 MME(Mobility Management Entity) 또는 SGSN(Serving GPRS(General Packet Radio Service) Supporting Node) 중 어느 하나인, P-GW선택 방법.
【청구항 9】
무선통신시스템에서 네트워크 노드가 P—GW(Packet data network GateWay) 선택을 지원하는 방법에 있어서,
그룹의 PCEF(Policy and Changing Enforcement Function) 선택에 관련된 요청을 전달받는 단계;
상기 PCEF 선택에 관련된 요청이 상기 그룹의 첫 번째 요청인지 여부를 판단하는 단계; 및
단말이 포함된 그룹에 대한 PCEF 기능을 수행할 P-GW 선택에 사용될 정보를 MME로 전송하는 단계;
를 포함하며 ,
상기 PCEF 선택에 관련된 요청이 상기 그룹의 두 번째 이후 요청인 경우， 상기 P-GW 선택에 사용될 정보는 상기 그룹을 위해 기 선택된 P-GW에 대한 정보를 포함하는， P-GW선택 지원 방법.
【청구항 10】 제 9항에 있어서，
상기 PCEF 선택에 관련된 요청이 상기 그룹의 첫 번째 요청인 경우， 상기 네트워크 노드는 선택된 P-GW 정보를 수신한 후 등록하는， P-GW 선택 지원 방법.
【청구항 11】
제 9항에 있어서，
상기 PCEF 선택에 관련된 요청이 상기 그룹의 두 번째 이후 요청인 경우， 상기 방법은,
상기 그룹을 위해 선택된 P-GW가 존재하는지 여부를 확인하는 단계;
를 더 포함하는， P-GW선택 지원 방법.
【청구항 12】
거 U0항에 있어서，
상기 그룹을 위해 기 선택된 P-GW가 존재하지 않는 경우， 상기 PCEF 선택에 관련된 요청에 대한 웅답 전송을 미리 설정된 시간 동안 홀드 (Hold) 시키는， P-GW선택 지원 방법 .
【청구항 13】
제 12항에 있어서,
상기 미리 설정된 시간은 상기 그룹의 첫 번째 요청에 의한 P-GW 선택에 필요한 시간에 상응하는 것인， P-GW선택 지원 방법.
【청구항 14】
제 9항에 있어서，
상기 PCEF 기능은 단말의 사용자 평면 데이터 MBR(Maximum Bit Rate)에 기초한 상기 그룹의 그룹 AMBR(Aggregated MBR) 관리를 포함하는， P-GW 선택 지원 방법.
[청구항 15】
제 9항에 있어서，
상기 선택된 P-GW는 하나의 APN을 위한 것인， P-GW선택 지원 방법.
【청구항 16】
제 9항에 있어서, 상기 네트워크 노드는 HSS인， P-GW 선택 지원 방법
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