KR102387582B1 - 무선 통신 시스템에서 pdn 연결 관리 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 무선 통신 시스템에서 단말이 PDN 연결을 생성 또는 유지하지 못하는 경우, 노드가 단말 스스로 장애 상황을 복구하도록 유도하거나 해당 단말을 감지하여 PDN 연결을 관리하는 방법 및 장치에 관한 것으로, 본 발명의 방법은 노드가, PDN 연결에 장애가 발생한 단말을 감지하는 단계 및 상기 장애가 발생한 단말에 디태치(Detach) 요청 메시지를 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

무선 통신 시스템에서 PDN 연결 관리 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR MANAGING A PDN CONNECTION IN A WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM}

본 발명은 무선 통신 시스템에 관한 것으로, 보다 구체적으로 무선 통신 시스템에서 PDN 연결을 관리하는 방법 및 장치에 관한 것이다.

일반적으로 이동 통신 시스템은 사용자의 활동성을 보장하면서 음성 서비스를 제공하기 위해 개발되었다. 그러나 이동통신 시스템은 점차로 음성 뿐 아니라 데이터 서비스까지 영역을 확장하고 있으며, 현재에는 고속의 데이터 서비스를 제공할 수 있는 정도까지 발전하였다. 그러나 현재 서비스가 제공되고 있는 이동 통신 시스템에서는 자원의 부족 현상 및 사용자들이 보다 고속의 서비스를 요구하므로, 보다 발전된 이동 통신 시스템이 요구되고 있다.

이러한 요구에 부응하여 차세대 이동 통신 시스템으로 개발 중인 중 하나의 시스템으로써 3GPP(The 3rd Generation Partnership Project)에서 LTE(Long Term Evolution)에 대한 규격 작업이 진행 중이다. LTE는 2010년 정도를 상용화 목표로 해서, 최대 100 Mbps정도의 전송 속도를 가지는 고속 패킷 기반 통신을 구현하는 기술이다. 이를 위해 여러 가지 방안이 논의되고 있는데, 예를 들어 네트워크의 구조를 간단히 해서 통신로 상에 위치하는 노드의 수를 줄이는 방안이나, 무선 프로토콜들을 최대한 무선 채널에 근접시키는 방안 등이 있다.

한편, 모든 패킷 데이터 네트워크(Packet Data Network, PDN)의 생성은 단말에 의해 트리거(Trigger) 되며, 코어(Core) 망에서 단말의 PDN 생성을 트리거 할 수 있는 절차는 없다. 모든 PDN 연결 생성은 단말에 의해 트리거 되므로, 단말은 일반적으로 어태치(Attach) 하자마자 서비스 받고자 하는 PDN을 PDN Connectivity 절차로 모두 생성한다.

그러나 단말의 오동작 등의 이유로 단말이 특정 PDN 연결을 생성하지 않는 경우, 하향 트래픽(Traffic)이 발생하였을 때, 코어(Core) 망에서 이를 단말로 전달할 방법이 없어 단말이 다른 이유로 PDN 연결을 스스로 생성하기 전까지는 해당 서비스를 받을 수 없는 문제가 발생할 수 있으므로, 이러한 문제를 해결하기 위한 논의가 필요한 실정이다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 무선 통신 시스템에서 PDN 연결을 관리하는 방법 및 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 무선 통신 시스템에서 노드의 PDN 연결 관리 방법은 노드가, PDN 연결에 장애가 발생한 단말을 감지하는 단계 및 상기 장애가 발생한 단말에 디태치(Detach) 요청 메시지를 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 무선통신 시스템에서 PDN 연결을 관리하는 노드는 단말과 PDN 연결 관리에 대한 정보를 송수신하는 송수신부, 노드가 PDN 연결에 장애가 발상한 단말을 감지하고, 상기 장애가 발생한 단말에 디태치 요청 메시지를 전송하는 제어부 및 상기 장애가 발생한 단말의 정보와 상기 단말이 리어태치를 시도한 횟수를 상기 노드에 저장하는 저장부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 무선 통신 시스템에서 단말의 패킷 데이터 네트워크(Packet Data Network, PDN) 연결 관리 방법은, 단말과 PDN 사이의 PDN 연결에 장애가 발생한 단말이 노드로부터 디태치 요청 메시지를 수신하는 단계, 상기 단말이 디태치하는 단계 및 상기 단말이 어태치하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 무선 통신 시스템에서 패킷 데이터 네트워크(Packet Data Network, PDN) 연결을 관리하는 단말은, 노드와 PDN 연결 관리에 대한 정보를 송수신하는 송수신부 및 단말이 상기 노드로부터 디태치 요청 메시지를 수신하고, 디태치 및 어태치를 수행하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면 특정 서비스를 위한 PDN 연결을 생성하지 않거나, 해제하는 단말을 망에서 Reattach(단말을 Detach 시키고, Detach Type을 Reattach Required를 주어 Attach를 다시 하도록 유도하는 절차)시켜, 단말 스스로 해당 PDN 연결 생성을 다시 요청하도록 유도하고, Reattach를 반복해도 PDN 연결이 복구되지 않는 단말들을 감지할 수 있기 때문에 PDN 연결이 없어 하향 트래픽이 발생하였을 때 단말로 전송할 수 없는 문제를 해결 할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 MME가 PDN 연결을 관리하는 동작 흐름을 도시하는 순서도.
도 2는 MME가 본 발명의 제1 실시예에 따라 PDN 연결을 관리하는 과정을 도시하는 순서도.
도 3은 MME 와 단말이 본 발명의 제1 실시예에 따라 PDN 연결을 관리하는 과정을 도시하는 도면.
도 4는 MME 가 본 발명의 제2 실시예에 따라 PDN 연결을 관리하는 과정을 도시하는 순서도.
도 5는 MME 와 단말이 본 발명의 제2 실시예에 따라 PDN 연결을 관리하는 과정을 도시하는 도면.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 디태치 요청 메시지 전송 단계를 도시하는 순서도.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 PDN 연결이 복구되지 않은 단말들을 관리하는 방법을 도시하는 순서도.
도 8a는 본 발명의 실시예에 따른 PDN 연결을 관리하는 방법을 도시하는 순서도.
도 8b는 본 발명의 실시예에 따른 PDN 연결 복구 불가능한 단말에 전송한 알림 메시지를 도시하는 도면.
도 9는 본 발명의 제3 실시예에 따라, PDN 연결에 장애가 발생하더라도, PCRF가 P-GW를 통해서 단말에 서비스를 제공하는 것을 도시하는 도면.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 MME 의 내부 구조를 도시하는 블록도.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 단말의 내부 구조를 도시하는 블록도.

본 명세서에서 실시 예를 설명함에 있어서 본 발명이 속하는 기술 분야에 익히 알려져 있고 본 발명과 직접적으로 관련이 없는 기술 내용에 대해서는 설명을 생략한다. 이는 불필요한 설명을 생략함으로써 본 발명의 요지를 흐리지 않고 더욱 명확히 전달하기 위함이다.

마찬가지 이유로 첨부 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 개략적으로 도시되었다. 또한, 각 구성요소의 크기는 실제 크기를 전적으로 반영하는 것이 아니다. 각 도면에서 동일한 또는 대응하는 구성요소에는 동일한 참조 번호를 부여하였다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

이 때, 처리 흐름도 도면들의 각 블록과 흐름도 도면들의 조합들은 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들에 의해 수행될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 범용 컴퓨터, 특수용 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서에 탑재될 수 있으므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서를 통해 수행되는 그 인스트럭션들이 흐름도 블록(들)에서 설명된 기능들을 수행하는 수단을 생성하게 된다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 특정 방식으로 기능을 구현하기 위해 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 지향할 수 있는 컴퓨터 이용 가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장되는 것도 가능하므로, 그 컴퓨터 이용가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장된 인스트럭션들은 흐름도 블록(들)에서 설명된 기능을 수행하는 인스트럭션 수단을 내포하는 제조 품목을 생산하는 것도 가능하다. 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에 탑재되는 것도 가능하므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에서 일련의 동작 단계들이 수행되어 컴퓨터로 실행되는 프로세스를 생성해서 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 수행하는 인스트럭션들은 흐름도 블록(들)에서 설명된 기능들을 실행하기 위한 단계들을 제공하는 것도 가능하다.

또한, 각 블록은 특정된 논리적 기능(들)을 실행하기 위한 하나 이상의 실행 가능한 인스트럭션들을 포함하는 모듈, 세그먼트 또는 코드의 일부를 나타낼 수 있다. 또, 몇 가지 대체 실행 예들에서는 블록들에서 언급된 기능들이 순서를 벗어나서 발생하는 것도 가능함을 주목해야 한다. 예컨대, 잇달아 도시되어 있는 두 개의 블록들은 사실 실질적으로 동시에 수행되는 것도 가능하고 또는 그 블록들이 때때로 해당하는 기능에 따라 역순으로 수행되는 것도 가능하다.

이 때, 본 실시 예에서 사용되는 '~부'라는 용어는 소프트웨어 또는 FPGA또는 ASIC과 같은 하드웨어 구성요소를 의미하며, '~부'는 어떤 역할들을 수행한다. 그렇지만 '~부'는 소프트웨어 또는 하드웨어에 한정되는 의미는 아니다. '~부'는 어드레싱할 수 있는 저장 매체에 있도록 구성될 수도 있고 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 재생시키도록 구성될 수도 있다. 따라서, 일 예로서 '~부'는 소프트웨어 구성요소들, 객체지향 소프트웨어 구성요소들, 클래스 구성요소들 및 태스크 구성요소들과 같은 구성요소들과, 프로세스들, 함수들, 속성들, 프로시저들, 서브루틴들, 프로그램 코드의 세그먼트들, 드라이버들, 펌웨어, 마이크로코드, 회로, 데이터, 데이터베이스, 데이터 구조들, 테이블들, 어레이들, 및 변수들을 포함한다. 구성요소들과 '~부'들 안에서 제공되는 기능은 더 작은 수의 구성요소들 및 '~부'들로 결합되거나 추가적인 구성요소들과 '~부'들로 더 분리될 수 있다. 뿐만 아니라, 구성요소들 및 '~부'들은 디바이스 또는 보안 멀티미디어카드 내의 하나 또는 그 이상의 CPU들을 재생시키도록 구현될 수도 있다.

이하에서는 무선 통신 시스템에서 임의의 노드가 PDN 연결을 관리하여, PDN 연결을 생성 또는 유지하지 못하는 단말을 감지하는 방법에 대해 기술하도록 한다. 이 경우, 상기 노드가 상기 단말이 장애 상황을 복구하도록 유도할 수 있다.

그리고 본 발명의 실시예에 따른 PDN 연결에 장애가 발생한 단말을 감지하는 방법에 대해서는 제1 실시예 및 제2 실시예로 구분하여 기술하도록 한다.

본 발명은, 코어 네트워크에 위치한 임의의 노드(Node)가 PDN 연결을 관리하는 방법에 대한 것으로, 이하의 실시예에서는 MME(mobility management entity)가 하기에서 기술된 본 발명의 실시예를 수행하는 것으로 가정하고 기술하도록 한다. 그러나, 반드시 상기 노드가 MME에 한정될 필요는 없고, P-GW(Packet data network GateWay), SGW(Serving Gateway) 등의 다른 코어 네트워크 노드가 하기의 실시예를 수행하는 것을 배제하는 것이 아님에 유의해야 한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 적용되는 무선 통신 시스템에서 MME가 PDN 연결을 관리하는 동작을 도시하는 순서도이다.

도 1의 설명에 들어가기에 앞서 살펴보면, 단말은 초기 접속을 위해, MME에 어태치 요청 메시지(attach request)를 전송할 수 있다. 이후에, MME의 제어 하에 상기 단말과 PDN 사이에 PDN 연결이 생성될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, MME가 상기 PDN 연결의 관리를 위해 초기 접속 이후에도 PDN 연결을 모니터하여 장애가 발생하는지를 감지 할 수 있는 바, 이를 이하에서 설명하도록 한다.

본 발명의 실시예에 따라, S110 단계에서 MME는 단말과 PDN (packet data network) 사이의 PDN 연결 (PDN connection)을 모니터 하여 상기 PDN 연결에 장애가 발생한 단말을 감지할 수 있다. MME는 단말에 대한 PDN 연결이 정상적으로 생성이 되었는지, 및 상기 생성된 PDN 연결이 유지되고 있는지를 확인할 수 있다.

그리고, 상기 PDN 연결 장애에는, 단말에 요구되는 서비스를 위한 PDN 연결이 생성되지 않았거나, PDN 연결이 생성된 이후에 PDN 연결이 해제되어 단말에 요구되는 서비스가 제공되지 못하는 경우 등이 포함될 수 있다.

그리고, MME는 S120 단계에서 장애가 발생한 단말에 디태치(Detach) 요청 메시지를 전송할 수 있다. 상기 MME는, 단말에 전송하는 디태치 요청 메시지의 디태치 타입을 리어태치(Reattach) Required로 설정할 수 있다. MME가 장애가 발생한 단말에 디태치(Detach) 요청 메시지를 전송하는 구체적인 동작에 대해서는 도 6에서 후술하도록 한다.

단말은 상기 디태치 요청 메시지를 수신하면 디태치 절차를 수행할 수 있다. 그리고 상기 디태치 요청 메시지의 디태치 타입이 리어태치(Reattach) Required로 설정됨에 따라, 상기 단말은 MME에 대해 다시 어태치(Attach)를 시도하여 해당 PDN 연결 생성을 요청하게 된다.

상기 도 1에 도시된 과정을 통해, MME는 PDN 연결에 장애가 발생한 단말 스스로 PDN 연결을 복구할 수 있도록 유도 또는 트리거 할 수 있다.

상기한 PDN 연결에 장애가 발생한 단말을 감지하는 실시예들을 하기의 도 2 및 도 4를 통해 설명하도록 한다.

도 2는 MME가 본 발명의 제1 실시예에 따라 PDN 연결을 관리하는 과정을 도시한 순서도 이다.

우선, S210 단계에 들어가기 앞서 단말이 어태치를 완료하면, 디폴트 PDN 연결을 비롯한 단말에 요구되는 서비스를 위한 PDN 연결을 단말이 트리거하여 생성할 수 있다.

그리고, S210 단계에서 MME 가 상기 단말로부터 어태치 요청 메시지를 수신한 경우, 상기 MME는 타이머를 구동 할 수 있다. MME는 상기 단말과 PDN 사이의 PDN 연결에 장애가 발생하는지를 감지 할 수 있다.

상기 도 1에서 살펴본 바와 같이, MME는 상기 단말에 요구되는 서비스를 위한 PDN 연결을 생성하지 못하는 상황이 발생하는지 확인할 수 있다. 또는, 상기 MME는 상기 단말이 PDN 연결을 생성한 이후에, 상기 PDN 연결이 해제되어 단말에 요구되는 서비스가 제공되지 않는 상황이 발생하는지 확인할 수 있다.

한편, 다양한 이유로 PDN 연결이 생성되지 않을 수 있으며, 본 발명의 제1 실시예에서는 단말이 MME로 PDN Connectivity Request 메시지를 전송하지 않아 PDN 연결이 생성되지 않은 경우로 가정한다.

그리고, S220 단계에서는 상기 타이머 만료 시까지 상기 단말에 요구되는 서비스에 대한 PDN 연결 요청 메시지를 상기 MME가 수신하지 못한 경우, 상기 MME 가 상기 단말을 관리 대상 단말로 결정할 수 있다.

상기 단말에 요구되는 서비스 여부를 구분하는 방법은 하기와 같다. 첫 번째로, MME 가 APN(Access Point Name) 이름으로 서비스를 구분할 수 있다. 상기 APN의 예시로는 internet APN, ims APN, emergency APN, iot APN 등이 있다.

두 번째로, MME 가 미리 설정된 QCI(QoS Class Identifier) 에 따라 서비스를 구분할 수 있다. 상기 QCI 값은 서비스의 종류에 따라 상이하고, MME는 상기 QCI값에 따른 서비스를 미리 알 수 있으므로, 단말에 요구되는 서비스 여부를 구분할 수 있다.

세 번째로, MME가 Emergency 전송 여부에 따라 서비스를 구분할 수 있다. 단말은 PDN Connectivity 요청 시 Emergency 여부를 같이 전송한다. 이를 바탕으로 MME 가 Emergency 서비스인지 여부에 대해서 구분할 수 있다.

네 번째로 Priority Level, Aggregate Maximum Bit Rate, Pre-Emption Vulnerability, Pre-Emption Capability 등의 QoS 파라미터인 ARP(Allocation and Retention Priority) 정보에 따라 MME 가 서비스를 구분할 수 있다.

그리고, S230 단계에서 MME가 관리 대상 단말로 결정된 단말에 디태치 요청 메시지를 전송할 수 있다. 상기 디태치 요청 메시지는 단말의 리어태치를 위한 정보를 포함하고 있어, 상기 단말이 PDN 연결을 생성하도록 유도할 수 있다.

상기 과정을 통해, 관리 대상 단말로 결정된 단말은 PDN 연결을 복구하여 정상 단말로 동작할 수 있다.

도 3은 MME와 단말이 본 발명의 제1 실시예에 따라 PDN 연결을 관리하는 과정을 도시하는 도면이다.

S310 단계에서, 단말이 어태치 요청을 MME로 전송하면, 상기 MME 의 제어 하에 상기 단말과 PDN 사이의 PDN 연결이 생성될 수 있다. 그리고 S320 단계에서, 상기 MME 가 상기 단말로부터 어태치 요청 메시지를 수신한 경우, 상기 MME는 타이머를 구동할 수 있다. 상기 타이머는 상기 MME 내부의 Local Configuration 된 타이머 일 수 있다.

그리고, S330 단계에서, 상기 타이머가 만료될 때까지, 상기 단말에 요구되는 서비스를 위한 PDN 연결 요청 메시지를 상기 MME가 수신하지 못하는 경우, 상기 MME가 상기 단말을 관리 대상 단말로 결정할 수 있다. 그리고, S340 단계에서 상기 MME는 상기 관리 대상 단말에 디태치 요청 메시지를 전송할 수 있다. 상기 관리 대상 단말은 PDN 연결에 장애가 발생한 단말로 감지된 단말일 수 있다.

그리고, PDN 연결에 장애 발생 여부의 판단은 상기 타이머가 만료되기 전까지 해당 단말에 요구되는 서비스를 위한 PDN 연결 요청 메시지를 상기 MME가 수신하였는지 여부에 기반하여 상기 MME 가 판단할 수 있다.

도 4는 MME 가 본 발명의 제2 실시예에 따라 PDN 연결을 관리하는 과정을 도시하는 이다.

우선, S410 단계에 들어가기 앞서 단말이 어태치를 완료하면, 디폴트 PDN 연결을 비롯한 단말에 요구되는 서비스를 위한 PDN 연결을 단말이 트리거하여 생성할 수 있다. 그리고 상기 PDN 연결이 유지되어야, 상기 단말이 서비스를 제공 받을 수 있다. 상기 PDN 연결이 해제(Disconnect)된 경우, 상기 단말은 PDN 연결 요청 메시지를 MME로 전송할 수 있다.

그리고, S410 단계에서 MME가 상기 단말에 요구되는 서비스를 위한 PDN 연결의 PDN Disconnect Request 메시지를 수신할 경우, 상기 MME가 타이머를 구동 할 수 있다. MME는 상기 단말과 PDN 사이의 PDN 연결에 장애가 발생하는지를 감지 할 수 있다.

상기 도 1에서 살펴본 바와 같이, MME는 상기 단말에 요구되는 서비스를 위한 PDN 연결을 생성하지 못하는 상황이 발생하는지 확인할 수 있다. 또는, 상기 MME는 상기 단말이 PDN 연결을 생성한 이후에, 상기 PDN 연결이 해제되어 단말에 요구되는 서비스가 제공되지 않는 상황이 발생하는지 확인할 수 있다.

한편, 상기 PDN 연결은 다양한 사정으로 PDN 연결이 해제(Disconnect) 될 수 있으며, 본 발명의 제2 실시예에서는 단말이 PDN Disconnect Request 메시지를 MME 로 전송하여 PDN 연결이 해제된 경우로 가정한다.

또한, 상기 단말에 요구되는 서비스 여부를 구분하는 방법은 하기와 같다. 첫 번째로, MME 가 APN(Access Point Name) 이름으로 서비스를 구분할 수 있다. 상기 APN의 예시로는 internet APN, ims APM, emergency APN, iot APN 등이 있다.

두 번째로, MME 가 미리 설정된 QCI(QoS Class Identifier) 에 따라 서비스를 구분할 수 있다. 상기 QCI 값은 서비스의 종류에 따라 상이하고, MME 는 상기 QCI값에 따른 서비스를 미리 알수 있으므로, 단말에 요구되는 서비스 여부를 구분할 수 있다.

세 번째로, MME가 Emergency 전송 여부에 따라 서비스를 구분할 수 있다. 단말은 PDN Connectivity 요청 시 Emergency 여부를 같이 전송한다. 이를 바탕으로 MME 가 Emergency 서비스인지 여부에 대해서 구분할 수 있다.

네 번째로 Priority Level, Aggregate Maximum Bit Rate, Pre-Emption Vulnerability, Pre-Emption Capability 등의 QoS 파라미터인 ARP(Allocation and Retention Priority) 정보에 따라 MME 가 서비스를 구분할 수 있다.

그리고, S420 단계에서는 상기 타이머 만료 시까지 상기 단말에 요구되는 서비스에 대한 PDN 연결 요청 메시지를 상기 MME가 수신하지 못한 경우, 상기 MME 가 상기 단말을 관리 대상 단말로 결정할 수 있다.

그리고, S430 단계에서 MME가 관리 대상 단말로 결정된 단말에 디태치 요청 메시지를 전송할 수 있다. 상기 디태치 요청 메시지는 단말의 리어태치를 위한 정보를 포함하고 있어, 상기 단말이 PDN 연결을 생성하도록 유도할 수 있다.

상기 과정을 통해, 관리 대상 단말로 결정된 단말은 PDN 연결을 복구하여, 정상 단말로 작동할 수 있다.

도 5는 MME 와 단말이 본 발명의 제2 실시예에 따라 PDN 연결을 관리하는 과정을 도시하는 도면이다.

우선, S510 단계에서 단말이 MME에 어태치 요청 메시지를 전송할 수 있다. 그리고 S520 단계에서 상기 단말이 상기 MME에 PDN Connectivity Request 메시지를 전송할 수 있다.

한편, S530 단계에서, 상기 단말이 PDN 연결 해제 요청을 상기 MME로 전송하면, 상기 단말에 대해 생성된 PDN 연결이 해제될 수 있다. 그리고, S540 단계에서, 상기 MME가 상기 단말에 요구되는 서비스를 위한 PDN 연결의 PDN Disconnect Request 메시지를 수신할 경우, 상기 MME는 타이머를 구동할 수 있다. 상기 타이머는, MME 내부 Local Configuration 된 타이머 일 수 있다.

그리고, S550 단계에서, 상기 타이머가 만료될 때까지, 상기 단말에 요구되는 서비스를 위한 PDN 연결 요청 메시지를 상기 MME가 수신하지 못하는 경우, 상기 MME 가 상기 단말을 관리 대상 단말로 결정할 수 있다. 그리고, S560 단계에서 상기 MME는 상기 관리 대상 단말에 디태치 요청 메시지를 전송할 수 있다. 상기 관리 대상 단말은 PDN 연결에 장애가 발생한 단말로 감지된 단말일 수 있다.

그리고, PDN 연결에 장애 발생 여부의 판단은 상기 타이머가 만료되기 전까지 해당 단말에 요구되는 서비스를 위한 PDN 연결 요청 메시지를 상기 MME가 수신하였는지 여부에 기반하여 상기 MME 가 판단할 수 있다.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 디태치 요청 메시지 전송 단계를 도시하는 순서도 이다.

구체적으로, 도 6은 도 1의 S120 단계에서의 디태치 요청 메시지를 전송하는 구체적인 과정을 도시하는 순서도이다.

우선, S610 단계에서, MME는 단말이 리어태치를 시도한 횟수(Retry Count)와 MME의 설정 값을 비교할 수 있다. Retry Count는 해당 단말이 본 발명의 실시예에 의해서 리어태치(Reattach)를 수행한 횟수를 의미할 수 있다. 예를 들어, 상기 리어태치는 MME의 디태치 요청에 따라 단말이 디태치 후 다시 상기 MME에 어태치한 것을 의미할 수 있다.

Retry Count는 리어태치 수행 시, 각 단말의 가입자 정보에 저장되며, MME 가 단말의 리어태치(Reattach) 수행 횟수를 확인 할 수 있다. 상기 단말이 디태치(Detach)를 수행한 경우 리어태치(Reattach) 수행 횟수를 1 증가하며, 디태치(Detach)가 수행되지 않은 경우에는 횟수를 증가시키지 않을 수 있다.

또한, 단말이 전원을 종료하여 상기 단말의 디태치(Detach)가 이루어진 경우, MME 가 Retry Count를 0으로 초기화 할 수 있다. 상기 전원을 종료한 경우는 상기 단말의 사용자가 단말이 동작이 되지 않아, 수동으로 상기 단말의 전원을 끄고 킨 것으로 판단할 수 있다. 상기의 경우에는 MME 가 Retry Count을 0으로 초기화 할 수 있다. 이후, MME 가 상기 단말에 본 발명의 실시예에 따라 PDN 연결 관리 방법을 다시 사용할 수 있다.

그리고, S620 단계에서는, 단말이 리어태치를 시도한 횟수(Retry Count)가 MME의 설정 값보다 작거나 같은 경우, MME가 단말이 리어태치(Retry Count)를 시도한 횟수를 1 증가시킬 수 있다.

Retry Count를 관리하는 이유는 리어태치(Reattach)를 단말이 무한히 반복하는 경우 MME의 부하가 커지는 문제가 발생 될 수 있기 때문이고, 또한 단말이 리어태치(Reattach)를 반복해도 PDN 연결이 복구가 되지 않는 단말들을 선별하고자 함이다.

그리고, S630 단계에서는, MME가 디태치 요청 메시지의 디태치 타입을 리어태치 요구됨으로 설정할 수 있다. 관리 대상이 된 단말에 대해서 Retry Count가 MME의 Configuration 된 값보다 작거나 같은 경우, 상기 MME에서 단말의 디태치(Detach)를 트리거 할 수 있다. 이 때 상기 MME는 Detach Type을 Reattach Required로 설정할 수 있으며, 그 결과 단말의 리어태치(Reattach)를 유도할 수 있다.

그리고, S640 단계에서 MME가 상기 단말로 디태치 요청 메시지를 송신할 수 있다. 상기 단말은 상기 디태치 요청 메시지를 수신하면 디태치 절차를 수행할 수 있다. 그리고 상기 디태치 요청 메시지의 디태치 타입이 리어태치(Reattach) Required로 설정됨에 따라, 상기 단말은 MME에 대해 다시 어태치(Attach)를 시도하여 해당 PDN 연결 생성을 요청하게 된다. 본 발명의 실시예에 따른 PDN 연결 관리 과정을 통해 MME 는 PDN 연결에 장애가 발생한 단말 스스로 PDN 연결을 복구할 수 있도록 유도 또는 트리거 할 수 있다.

한편, 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 PDN 연결이 복구되지 않은 복구 불가능 단말들에 대한 관리 단계를 도시하는 순서도 이다. 구체적으로, 도 7은 도 6의 과정을 통해 복구가 되지 않은 단말들을 관리하는 구체적인 과정을 도시하는 순서도이다.

우선, S710 단계에서 MME가 단말이 리어태치를 시도한 횟수(Retry Count)와 MME의 설정 값을 비교할 수 있다. Retry Count는 해당 단말이 본 발명의 실시예에 의해서 리어태치(Reattach)를 수행한 횟수를 의미할 수 있다. 예를 들어, 상기 리어태치는 MME의 디태치 요청에 따라 단말이 디태치 후 다시 상기 MME에 어태치한 것을 의미할 수 있다.

Retry Count는 리어태치 수행 시, 각 단말의 가입자 정보에 저장되며, MME 가 단말의 리어태치(Reattach) 수행 횟수를 확인 할 수 있다. 상기 단말이 디태치(Detach)를 수행한 경우 리어태치(Reattach) 수행 횟수를 1 증가하며, 디태치(Detach)가 수행되지 않은 경우에는 횟수를 증가시키지 않을 수 있다.

또한, 단말이 전원을 종료하여 상기 단말의 디태치(Detach)가 이루어진 경우, MME 가 Retry Count를 0으로 초기화 할 수 있다. 상기 전원을 종료한 경우는 상기 단말의 사용자가 단말이 동작이 되지 않아, 수동으로 상기 단말의 전원을 끄고 킨 것으로 판단할 수 있다. 상기의 경우에는 MME 가 Retry Count을 0으로 초기화 할 수 있다. 이후, MME 가 상기 단말에 본 발명의 실시예에 따라 PDN 연결 관리 방법을 다시 사용할 수 있다.

그리고, S720 단계에서 단말이 리어태치를 시도한 횟수(Retry Count)가 MME의 설정 값보다 큰 경우, MME는 디태치 요청 메시지를 상기 단말로 전송하지 않을 수 있다.

상기의 경우에는, MME 가 상기 단말을 PDN 연결 복구가 불가능한 단말로 분류할 수 있고, 상기 단말에 대한 식별 정보를 MME의 저장부에 저장할 수 있다. PDN 연결에 장애가 발생한 이유가 통신망의 문제가 아닌 단말기 자체의 결함이 존재할 가능성이 높으므로, 해당 단말을 식별하기 위하여 MME 가 식별 정보를 저장할 수 있다.

또한, MME 는 상기 MME내의 전체 단말에 대해서 Retry Count 값으로 가입자 정보를 조회하여 PDN 연결에 장애가 발생한 단말, 또는 PDN 연결 복구가 불가능한 단말을 식별 할 수 있다.

그리고, S730 단계에서 상기 MME가 상기 단말에 대한 식별 정보를 네트워크 운용자에게 전송할 수 있다. 상기 단말에 대한 식별 정보는 국제 모바일 단말기 인증번호((International Mobile Equipment Identity, IMEI) 및 국제 모바일 가입자 인증번호(International Mobile Subscriber Identity, IMSI)일 수 있다. 상기 IMEI / IMSI 정보를 수신한 네트워크 운용자는 비정상 단말들을 확인할 수 있다.

그리고, S740 단계에서 상기 MME가 해당 단말에 알림 메시지를 전송할 수 있다. 상기 알림 메시지를 수신한 단말은 상기 단말 자체에 결합이 있을 수 있다. 따라서, 상기 MME 가 상기 단말 사용자에게 알리기 위한 알림 메시지를 전송할 수 있다. 상기 알림 메시지의 전송 방법으로는 통신사 Application의 팝업 메시지, SMS 등을 활용할 수 있다.

도 8a는 본 발명의 실시예에 따른 PDN 연결을 관리하는 방법을 도시하는 순서도 이다.

우선, MME는 단말과 PDN 사이의 PDN 연결을 모니터 하여, 상기 PDN 연결에 장애가 발생하는지를 감지 할 수 있다. MME는 단말에 대한 PDN 연결이 정상적으로 생성이 되었는지, 및 상기 생성된 PDN 연결이 유지되고 있는지를 확인할 수 있다.

그리고 S8a-10단계에서 MME는 단말과 PDN 사이의 PDN 연결에 장애가 발생하는지를 감지하여 타이머를 구동할 수 있다. 상기 MME가 장애 발생을 감지하는 경우에는, 본 발명의 제1 실시예에 따라 단말에 요구되는 서비스에 대한 PDN 연결을 생성하지 않은 경우, 또는 제2 실시예에 따라 단말에 요구되는 서비스에 대한 PDN 연결에 대해서 상기 단말이 PDN 연결 해제 요청을 MME로 전송한 경우가 포함될 수 있다.

또한, 상기 단말에 요구되는 서비스 여부를 구분하는 방법은 하기와 같다. 첫 번째로, MME 가 APN(Access Point Name) 이름으로 서비스를 구분할 수 있다. 상기 APN의 예시로는 internet APN, ims APM, emergency APN, iot APN 등이 있다.

두 번째로, MME 가 미리 설정된 QCI(QoS Class Identifier) 에 따라 서비스를 구분할 수 있다. 상기 QCI 값은 서비스의 종류에 따라 상이하고, MME 는 상기 QCI값에 따른 서비스를 미리 알 수 있으므로, 단말에 요구되는 서비스 여부를 구분할 수 있다.

세 번째로, MME가 Emergency 전송 여부에 따라 서비스를 구분할 수 있다. 단말은 PDN Connectivity 요청 시 Emergency 여부를 같이 전송한다. 이를 바탕으로 MME 가 Emergency 서비스인지 여부에 대해서 구분할 수 있다.

네 번째로 Priority Level, Aggregate Maximum Bit Rate, Pre-Emption Vulnerability, Pre-Emption Capability 등의 QoS 파라미터인 ARP(Allocation and Retention Priority) 정보에 따라 MME 가 서비스를 구분할 수 있다.

그리고, S8a-20 단계에서는, 상기 타이머 만료 전에 단말에 요구되는 서비스를 위한 PDN 연결 요청 메시지를 상기 MME가 수신하였는지 여부를 상기 MME 가 판단할 수 있다. 이에 기반하여, 상기 MME는 상기 단말이 PDN 연결을 생성하였는지 여부를 판단할 수 있다.

PDN 연결이 생성된 경우라면, PDN 연결에 장애가 발생하지 않은 것이므로 MME는 다시 S8a-10단계로 돌아가 PDN 연결에 장애가 발생하는지를 감지할 수 있다. PDN 연결이 생성되지 않은 경우라면, S8a-30단계로 진행될 수 있고, 상기 타이머가 만료될 수 있다.

그리고, S8a-40단계에서 MME가 해당 단말이 리어태치를 시도한 횟수(Retry Count)와 MME의 설정 값을 비교할 수 있다. 상기 비교 결과, 단말이 리어태치를 시도한 횟수(Retry Count)가 MME의 설정 값보다 작거나 같은 경우, S8a-50단계 및 S8a-60단계로 진행할 수 있다.

S8a-50단계에서 MME 가 해당 단말이 리어태치를 시도한 횟수를 1 증가시킬 수 있다. 그리고 S8a-60단계에서 해당 단말에 상기 MME가 디태치 타입을 리어태치 요구됨으로 설정하여 디태치 요청 메시지를 전송할 수 있다. 상기 메시지를 수신한 단말은 디태치 절차를 수행할 수 있다.

그리고 상기 메시지의 디태치 타입이 리어태치(Reattach) Required로 설정됨에 따라, 상기 단말은 MME에 대해 다시 어태치(Attach)를 시도하여 해당 PDN 연결 생성을 요청할 수 있다. 이러한 경우, 다시 S8a-10단계로 돌아가서 MME가 PDN 연결에 장애가 발생하는지를 감지할 수 있다.

한편, 상기 비교 결과, 단말이 리어태치를 시도한 횟수(Retry Count)가 MME의 설정 값보다 큰 경우, MME는 디태치 요청 메시지를 상기 단말로 전송하지 않을 수 있다. 상기의 경우에는, MME 가 상기 단말을 PDN 연결 복구가 불가능한 단말로 분류할 수 있다.

그리고, S8a-45단계에서 MME 는 해당 단말에 대한 식별 정보를 상기 MME의 저장부에 저장할 수 있다. PDN 연결에 장애가 발생한 이유가 통신망의 문제가 아닌 단말기 자체의 결함이 존재할 가능성이 높으므로, 해당 단말을 식별하기 위하여 MME 가 식별 정보를 저장할 수 있다.

또한, MME 는 상기 식별 정보를 네트워크 운용자에게 전송할 수 있다. 상기 식별 정보를 수신한 네트워크 운용자는 비정상 단말들을 확인할 수 있다. 따라서, 네트워크 운용자는 PDN 연결에 장애가 발생한 단말을 특정하여 추가적인 조치를 취할 수 있다.

그리고 S8a-46단계에서는, MME가 PDN 연결에 장애가 발생하였고, 본 발명의 실시예에 따른 관리 방법에도 복구가 되지 않은 단말에게 알림 메시지를 전송할 수 있다. 상기 메시지를 수신한 단말은 표시부에 알림 메시지 내용을 표시하여 상기 단말의 사용자에게 단말에 장애가 있음을 알릴 수 있다.

도 8b는 본 발명의 실시예에 따른 PDN 연결 복구 불가능한 단말에 전송한 알림 메시지를 도시하는 도면 이다.

도 8b-10는 상기 알림 메시지를 수신한 단말이 표시부에 표시하는 메시지를 나타낸 것이다. 상기 알림 메시지는 상기 단말의 표시부에 통신사 Application의 팝업 메시지, SMS 등의 형태로 사용자에게 표시될 수 있다. 도 8b-10의 메시지 내용은 상기 단말의 사용자에게 알리는 예시일 뿐, 도시된 내용으로 한정되지 않으며, 다양한 형태로 표시될 수 있다.

한편, 이하에서는 디폴트 PDN 연결은 생성되었으나, 단말에 요구되는 서비스에 대한 PDN 연결을 생성하지 못하는 경우에, 해당 서비스를 제공하는 방법에 대한 제3 실시예에 대해 기술하도록 한다. 상기 제3 실시예는 단말이 리어태치를 시도한 횟수(Retry Count)가 MME의 설정 값보다 커서 MME 가 디태치 요청 메시지를 전송하지 않는 복구가 불가능한 단말로 분류된 경우에도 적용할 수 있다. 그러나 복구 불가능한 단말로 분류된 경우에만 한정되는 것은 아니며, Retry Count 초과 여부 판단 없이도 가입자에 대해서 제 3 실시예를 적용할 수 있다.

상기 제3 실시예는 단말에 요구되는 서비스를 복구하는데 활용할 수 있다. 그리고 복구하는 서비스가 복수개인 경우에도 적용 가능하다. 다만, 하기에서는 단말에 요구되는 서비스가 VoLTE(Voice over LTE) 서비스인 것으로 가정하고 기술한다.

도 9는 본 발명의 제3 실시예에 따라, PDN 연결에 장애가 발생하더라도, PCRF가 P-GW를 통해서 단말에 서비스를 제공하는 것을 도시하는 도면이다.

본 발명의 제3 실시예에 따른 동작을 간략히 설명하면 다음과 같다. 우선, MME는 HSS(Home Subscriber Server), P-GW 및 PCRF(Policy and Charging Rules Function)에 장애가 발생한 단말과 해당 서비스의 종류를 전송하고, HSS는 상기 단말의 가입자 정보에 장애 발생 여부 및 서비스 종류를 저장할 수 있다. 이후, 단말로부터 PDN Disconnectivity가 발생할 경우, PCRF는 상기 단말의 레지스터를 어플리케이션 서버(Application Server)에서 삭제하지 않고 레지스터를 유지한다. 그러면, PCRF는 P-GW로 전용 베어러 생성을 위한 메시지를 전송한다. 그러면, P-GW는 전용 베어러(Dedicated Bearer)를 활성(Activation)시키고 상기 전용 베어러를 이용하여 장애가 발생한 PDN을 대신하여 서비스를 제공할 수 있다.

상기의 본 발명의 제3 실시예를 도 9 이하의 도면을 통해 구체적으로 설명하도록 한다.

우선, S910 단계에서, PDN 연결에 장애가 있는 단말은 MME로 어태치 요청 메시지를 전송 할 수 있다. S920 단계에서 상기 MME는 상기 단말이 리어태치를 시도한 횟수(Retry Count)와 MME의 설정 값을 비교할 수 있다. 상기 단말이 리어태치를 시도한 횟수(Retry Count)가 MME의 설정 값과 같을 경우 하기의 S930 단계를 진행 할 수 있다.

그리고 S930 단계에서, 상기 MME가 HSS, P-GW 및 PCRF로 상기 단말이 장애가 발생하여 "NEED RECOVERY" 상태임을 알릴 수 있다. 상기 MME는 상기 HSS로 Notify Request 메시지를 통해 상기 장애 상태를 알릴 수 있으며, 상기 P-GW 로 어태치 절차 메시지를 통해 상기 상태를 알릴 수 있다. 그리고 상기 PCRF는 상기 P-GW를 통해 상기 장애 상태를 수신할 수 있다. 상기 단말의 상태를 알리는 메시지에는 IMSI, IMEI, 장애가 발생한 서비스의 개수 및 종류를 알리는 정보들이 포함될 수 있으며, 제3 실시예의 경우에는 IMS PDN 연결에 장애가 발생했음을 알리는 정보가 포함될 수 있다.

그리고 S940 단계에서 상기 HSS는 상기 MME로부터 상기 메시지를 수신하여 단말의 장애 발생 여부 및 종류를 관리할 수 있다. 제3 실시예의 경우, HSS는 상기 장애가 발생한 단말의 가입자 정보에 "NEED RECOVERY" 파라미터를 신규 추가하고, IMS PDN 연결에 장애가 발생하였음을 업데이트 할 수 있다.

이 후, 상기 단말이 리어태치를 한 경우에도, S950 단계에서 단말로부터 PDN Disconnectivity가 발생할 수 있다. 그리고 S960 단계에서는, 상기 단말은 상기 MME로 PDN Disconnection Request 메시지를 보낼 수 있고, 상기 MME는 SGW(Serving GateWay)와 P-GW에 Delete Session Request 메시지를 보낼 수 있으며, 상기 PCRF는 상기 P-GW를 통해서 PDN 연결 해제를 위한 메시지를 수신할 수 있다.

그리고 S970 단계에서 상기 PCRF는 상기 메시지를 수신한 경우, 상기 수신한 정보에 의해 "NEED RECOVERY"로 관리하는 단말의 레지스터를 상기 단말에 서비스 하는 어플리케이션 서버에서 유지할 수 있다. 상기 S950 단계에서 발생한 PDN Disconnectivity에 의해서 PDN 연결 해제가 상기 단말에서부터 상기 PCRF까지 진행될 수 있지만, 상기 PCRF부터 어플리케이션 서버까지는 진행되지 않아 상기 단말의 레지스터를 유지할 수 있다.

상기 S970 단계 이후에 상기 단말로 착신 서비스가 발생할 경우, 상기 어플리케이션 서버에 상기 단말의 레지스터가 유지되므로 상기 PCRF는 사용자 데이터를 수신할 수 있다. 그리고 S980 단계에서 상기 PCRF가 P-GW로 IP-CAN Session Modification 메시지를 전송할 수 있다. 상기 메시지는 상기 P-GW가 전용 베어러(Dedicated Bearer)를 생성하도록 유도할 수 있다.

그리고 S990 단계에서 상기 P-GW는 전용 베어러를 생성하여 PDN 연결에 장애가 발생한 단말에 서비스를 제공할 수 있다. 상기 P-GW는 장애가 발생한 PDN 연결을 대신하여 상기 생성된 전용 베어러를 통해서 상기 단말에 서비스를 제공할 수 있다.

그리고 상기 P-GW는 상기 단말에 연결된 디폴트 PDN 연결이 상기 서비스를 위한 PDN 연결이 아닌 경우에도 전용 베어러를 활성화 시킬 수 있다. 제3 실시예의 경우, 상기 전용 베어러는 디폴트 PDN 연결이 IMS PDN 연결이 아닌 경우에도 음성 호 서비스를 진행 할 수 있다.

또한, 상기 디폴트 PDN 연결이 복수 개 존재하는 경우에는 전용 베어러를 활성화 시킬 PDN 연결을 선택해야 한다. 디폴트 PDN 연결이 복수 개 존재하는 경우에는 QoS(Quality of service)가 높고, 남아 있는 AMBR(Aggregated Maximum Bit Rate)이 높은 PDN 연결을 선택 할 수 있다. 하나의 PDN 연결에 연결된 전용 베어러들의 AMBR 총 합은 해당 PDN 연결에 할당된 총 AMBR을 넘지 못한다. 따라서, QoS가 높고 남아있는 AMBR이 높은 PDN 연결을 선택해야 서비스를 원활하게 제공 할 수 있다.

제3 실시예의 조치를 취하지 않으면, P-GW가 IMS의 음성 Data를 수신하여도 IMS PDN 연결 Disconnectivity 절차에 의해서 PDN 연결이 삭제된 상태이기 때문에, 음성 Data를 단말로 전송 할 수 없다. P-GW는 PDN 연결 Connectivity 절차를 시작할 수 없기 때문에, 단말로 음성 Data를 보낼 수 없다.

반면, 제3 실시예의 조치를 취하고 단말에게 착신 VoLTE가 발생한 경우, 어플리케이션 서버에서 상기 단말의 레지스터를 삭제하지 않았기 때문에, P-GW가 착신 Data를 수신할 수 있다. 그리고 P-GW는 MME로부터, "NEED RECOVERY" 라는, IMS PDN 연결에 장애가 있는 단말에 대한 정보를 수신할 수 있다. 그리고 상기 P-GW는 PCRF로부터 전용 베어러를 생성을 위한 메시지를 수신할 수 있다. 그리고 P-GW는 상기 전용 베어러를 통해 상기 착신 Data를 상기 단말에게 전송하여 음성 서비스를 제공할 수 있다.

즉, "NEED RECOVERY"로 통지된 단말에 대해서 음성 Data가 수신되면, P-GW는 해당 단말이 가지고 있는 PDN 연결에 (IMS PDN이 아니더라도) Dedicated Bearer Activation 절차를 통해 Dedicated Bearer를 생성할 수 있다.

그리고 P-GW는 상기 Dedicated Bearer를 통해서 음성 호 서비스를 제공 할 수 있다. P-GW가 PDN 연결 Connectivity 절차는 시작할 수 없지만, Dedicated Bearer Activation 절차는 P-GW에서 시작할 수 있기 때문이다.

상기에서 언급되는 PDN 연결은 디폴트 베어러(Default Bearer)를 뜻한다. 전용 베어러(Dedicated Bearer)는 Default Bearer에 종속되는 Bearer를 의미한다. 종래에는 VoLTE 서비스를 하기 위해서, P-GW가 Dedicated Bearer를 생성하는 경우에 IMS PDN 연결이 존재하는 경우에만 IMS PDN 연결에 종속된 Dedicated Bearer를 생성할 수 있었다. 따라서, IMS PDN 연결이 없는 경우, P-GW는 Dedicated Bearer를 생성하지 못하며 단말은 착신 불가 상태에 빠질 수 있다.

반면, 제3 실시예의 조치로 인해 P-GW에서 Dedicated Bearer Activation 절차에 의해 생성되는 Dedicated Bearer는 IMS PDN 연결이 없는 경우에도, 상기 단말에 연결되어 있는 다른 PDN( ex) internet PDN 등) 연결에 Dedicated Bearer를 생성하는 방법으로 음성호를 서비스 제공할 수 있게 된다. 그리고, 음성 통화가 종료되면 Dedicated Bearer Deactivation 절차를 통해 Dedicated Bearer를 삭제할 수 있다.

그리고 상기 디폴트 PDN 연결이 복수 개 존재하는 경우에 P-GW는 전용 베어러를 활성화 시킬 PDN 연결을 선택해야 한다. P-GW는 디폴트 PDN 연결이 복수 개 존재하는 경우에 QoS(Quality of service)가 높고, 남아 있는 AMBR(Aggregated Maximum Bit Rate)이 높은 PDN 연결을 선택 할 수 있다. 하나의 PDN 연결에 연결된 전용 베어러들의 AMBR 총 합은 해당 PDN 연결에 할당된 총 AMBR을 넘지 못한다. 따라서, P-GW가 QoS가 높고 남아있는 AMBR이 높은 PDN 연결을 선택해야 서비스를 원활하게 제공 할 수 있다.

한편, 제3 실시예는 VoLTE 서비스를 예시로 들어 설명하고 있는 것일 뿐이고, VoLTE 서비스가 아닌 다른 서비스도 적용될 수 있다. MME 가 서비스 장애 여부를 HSS의 가입자 정보에 업데이트하고, 어플리케이션 서버(Application Server) 역할을 하는 장비로 상기 서비스 장애를 알릴 수 있다. 상기 어플리케이션 서버가 PDN 장애 발생 여부를 알 수 있으므로, 상기와 같이 단말의 레지스터를 유지하고, 전용 베어러를 생성하는 제 3 실시예와 동일한 방법으로 서비스를 복구할 수 있다.

한편, 상기에서 언급한 바와 같이, Retry Count 초과 여부 판단 없이 모든 가입자에 대해서 제 3 실시예를 지원하는 경우로 Emergency 전용으로 사용되는 단말을 예를 들 수 있다.

Emergency 전용으로 사용되는 단말에게 Emergency PDN이 없어 착신이 되지 않는 경우 심각한 문제를 초래할 수 있으므로, 긴급 상황 전용으로 사용하기 위한 IoT(Internet of Thing) 장비라거나, MCPTT(Mission Critical Push To Talk) 장비의 경우에는 항상 Emergency PDN 혹은 MCPTT 전용 QCI를 갖는 PDN을 유지 해야 한다. 상기에서 MCPTT 란, 공공 안전(소방서, 경찰서 등), 핵 발전소 사고 등 긴급 상황을 위한 통신을 의미할 수 있다.

Emergency 전용으로 사용되는 단말은 제 3 실시예에서 MME가 Retry Count 관리 없이 PDN 연결 장애 발생 정보를 전송할 수 있다. 상기의 방법으로 긴급 단말들에 대해서는 Retry Count 관리 없이, 해당 PDN이 없는 경우에도 제 3 실시예와 유사한 방법으로 PDN 연결을 복구하여 서비스를 제공할 수 있다.

도 10은 본 발명의 실시예에 따른 MME 의 내부 구조를 도시하는 블록도 이다. 도 10에서 도시되는 바와 같이, 본 발명의 MME는 송수신부(1010), 제어부(1020), 저장부(1030)을 포함할 수 있다.

MME 의 송수신부(1010)은 MME 와 단말, 또는 MME 와 네트워크 운용자들 사이의 메시지 송수신을 수행한다. 이를 위해, 송수신부(1010)은 유선 또는 무선 인터페이스를 포함할 수 있다.

MME 의 제어부(1020)은 MME 의 전반적인 동작을 제어할 수 있다. 특히 제어부(1020)은 단말과 PDN 사이의 PDN 연결에 장애가 발생하는지를 감지하는 PDN 연결 장애 감지부(1021)를 더 포함할 수 있다.

장애 감지부(1021)는 단말과 PDN 사이의 PDN 연결을 모니터하여 PDN 연결에 장애가 발생하는지를 감지할 수 있다. 상기 PDN 연결에 장애가 발생한 경우에는, 단말에 요구되는 서비스를 위한 PDN 연결이 생성되지 않은 경우나, PDN 연결이 생성된 이후에 PDN 연결이 해제되어 단말에 요구되는 서비스가 제공되지 못하는 경우 등이 포함될 수 있다.

본 발명의 제1 실시예에 따르면, 단말이 어태치 요청을 MME로 전송하면, 상기 MME 의 제어 하에 상기 단말과 PDN 사이의 PDN 연결이 생성될 수 있다. 상기 MME 가 상기 단말로부터 어태치 요청 메시지를 수신한 경우, 상기 MME는 타이머를 구동할 수 있다. 상기 타이머가 만료될 때까지, 상기 단말에 요구되는 서비스를 위한 PDN 연결 요청 메시지를 상기 MME가 수신하지 못하는 경우 PDN 연결에 발생된 장애가 감지된다.

본 발명의 제2 실시예에 따르면, 단말이 PDN 연결 해제 요청을 MME로 전송하면, 상기 단말에 대해 생성된 PDN 연결이 해제될 수 있다. 상기 단말에 대해 생성되었다가 해제된 PDN 연결이 상기 단말에 요구되는 서비스에 대한 PDN 연결인 경우, 상기 MME는 타이머를 구동할 수 있다. 상기 타이머가 만료될 때까지, 상기 단말에 요구되는 서비스를 위한 PDN 연결 요청 메시지를 상기 MME가 수신하지 못하는 경우 PDN 연결에 발생된 장애가 감지된다.

그리고 제어부(1020)는 PDN 연결에 장애가 감지되면, 단말이 리어태치를 시도한 횟수(Retry Count)가 MME 의 설정 값보다 작거나 같은 경우, 해당 단말로 디태치 요청 메시지를 전송할 수 있다. 한편, 제어부(1020)는 단말이 리어태치를 시도한 횟수(Retry Count)가 MME 의 설정 값보다 큰 경우, 디태치 요정 메시지를 전송하지 않고, 해당 단말의 식별 정보(1032)를 하기의 저장부(1030)에 저장할 수 있다.

MME 의 저장부(1030)는 본 발명의 실시예에 따라 MME 에 연결된 단말에 대한 정보 등을 저장할 수 있다. 본 발명의 실시예에 따르면, 상기 저장부(1030)는 특히 각 단말이 리어태치를 시도한 횟수(Retry Count)(1031) 를 저장할 수 있다. 또한, 저장부(1030)는 단말이 리어태치를 시도한 횟수(Retry Count)가 MME 의 설정 값보다 큰 경우, 해당 단말을 복구 불가능한 단말로 분류하고, 상기 단말의 식별 정보(1032)를 저장할 수 있다. 상기 단말의 식별 정보(1032)는 국제 모바일 단말기 인증번호((International Mobile Equipment Identity, IMEI) 및 국제 모바일 가입자 인증번호(International Mobile Subscriber Identity, IMSI)를 포함할 수 있다.

도 11은 본 발명의 실시예에 따른 MME 의 내부 구조를 도시하는 블록도 이다. 도 11에서 도시되는 바와 같이, 본 발명의 단말은 송수신부(1110), 제어부(1120), 표시부(1130)을 포함할 수 있다.

단말의 송수신부(1110)는 단말과 MME 사이의 메시지 송수신을 수행한다. 이를 위해, 송수신부(1110)는 유선 또는 무선 인터페이스를 포함할 수 있다.

단말의 제어부(1120)는 MME 로부터 수신받은 디태치 요청 메시지에 따라 디태치 절차를 수행할 수 있다. 본 발명의 실시예에 따르면, 상기 디태치 요청 메시지의 디태치 타입이 리어태치(Reattach) Required로 설정됨에 따라, 상기 단말은 MME에 대해 다시 어태치(Attach)를 시도하여 해당 PDN 연결 생성을 요청하게 된다. 한편, 단말이 리어태치를 시도한 횟수(Retry Count)가 MME 의 설정 값보다 큰 경우, 상기 단말은 디태치 및 어태치 절차를 수행하지 않을 수 있다.

단말의 표시부(1130)는 MME 로부터 알림 메시지를 전송 받는 경우, 단말의 사용자에게 알리기 위하여 단말에 표시할 수 있다. 표시부(1130)는 단말의 사용자에게 PDN 연결에 장애가 있어 해당 서비스를 받을 수 없음을 알릴 수 있다. 이후, 상기 단말의 사용자가 상기 단말의 점검을 받도록 유도하기 위함이다.

본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시예들은 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 본 발명의 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것일 뿐이며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.

1010 : 노드의 송수신부
1020 : 노드의 제어부
1021 : 장애 감지부
1030 : 노드의 저장부
1031 : 단말이 리어태치를 시도한 횟수(Retry Count)
1032 : 단말에 대한 식별 정보
1110 : 단말의 송수신부
1120 : 단말의 제어부
1130 : 단말의 표시부

Claims (32)

1. 무선 통신 시스템에서 노드의 패킷 데이터 네트워크(Packet Data Network, PDN) 연결 관리 방법에 있어서,
   노드가, PDN 연결에 장애가 발생한 단말을 감지하는 단계; 및
   상기 장애가 발생한 단말이 리어태치(Reattach)를 시도한 횟수와 상기 노드의 설정(Configuration) 값을 비교하는 단계;
   상기 단말이 리어태치를 시도한 횟수가 상기 노드의 설정 값보다 작거나 같은 경우, 상기 노드가 상기 단말이 리어태치를 시도한 횟수를 증가시키는 단계;
   상기 노드가 디태치(Detach) 요청(Request)의 디태치 타입을 리어태치(Reattach) 요구됨(Required)으로 설정하는 단계; 및
   상기 노드가 상기 디태치 요청(Request) 메시지를 송신하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 노드의 PDN 연결 관리 방법.
   
2. 제 1항에 있어서, 상기 감지 단계는,
   PDN 연결 요청(Request) 메시지를 전송하지 않는 단말을 상기 장애가 발생한 단말로 결정하는 것을 특징으로 하는 노드의 PDN 연결 관리 방법.
   
3. 제 1항에 있어서, 상기 송신 단계는,
   상기 단말의 리어태치(Reattach)를 위한 정보를 포함시켜 상기 디태치 요청 메시지를 전송하는 것을 특징으로 하는 노드의 PDN 연결 관리 방법.
   
4. 제1항에 있어서, 상기 감지 단계는,
   상기 노드가 상기 단말로부터 어태치 요청 메시지를 수신한 경우, 상기 노드의 타이머를 구동하는 단계; 및
   상기 타이머가 만료될 때까지, 상기 단말로부터, 상기 노드가 상기 단말에 요구되는 서비스를 위한 PDN 연결 요청(Request) 메시지를 수신하지 못한 경우, 상기 단말을 관리 대상 단말로 결정하는 단계인 것을 특징으로 하는 노드의 PDN 연결 관리 방법.
   
5. 제 1항에 있어서, 상기 감지 단계는,
   상기 단말이 PDN 연결 해제(Disconnect)를 요청하여 해제된 PDN 연결이 상기 단말에 요구되는 서비스에 대한 PDN 연결인 경우, 상기 노드의 타이머를 구동하는 단계; 및
   상기 타이머가 만료될 때까지, 상기 단말로부터, 상기 단말에 요구되는 서비스를 위한 PDN 연결 요청 메시지가 전송되지 않는 경우, 상기 단말을 관리 대상 단말로 결정하는 단계인 것을 특징으로 하는 노드의 PDN 연결 관리 방법.
   
6. 삭제
7. 제 1항에 있어서,
   상기 장애가 발생한 단말이 리어태치를 시도한 횟수가 상기 노드의 설정 값보다 큰 경우, 상기 노드가 상기 단말에 대한 식별 정보를 상기 노드의 저장부에 저장하는 단계; 및
   상기 노드가 상기 단말에 대한 식별 정보를 네트워크 운용자에게 전송하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 노드의 PDN 연결 관리 방법.
   
8. 제 1항에 있어서,
   상기 장애가 발생한 단말이 리어태치를 시도한 횟수가 상기 노드의 설정 값보다 큰 경우, 상기 노드가 상기 단말에 알림 메시지를 전송하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 노드의 PDN 연결 관리 방법.
   
9. 제 1항에 있어서,
   상기 노드는 이동성 관리 엔티티(Mobility Management Entity, MME)인 것을 특징으로 하는 노드의 PDN 연결 관리 방법.
   
10. 무선 통신 시스템에서 패킷 데이터 네트워크(Packet Data Network, PDN) 연결을 관리하는 노드에 있어서,
    단말과 PDN 연결 관리에 대한 정보를 송수신하는 송수신부;
    노드가 PDN 연결에 장애가 발상한 단말을 감지하고, 상기 장애가 발생한 단말이 리어태치를 시도한 횟수(Retry Count)와 상기 노드의 설정(Configuration) 값을 비교하여, 상기 단말이 리어태치를 시도한 횟수가 상기 노드의 설정 값보다 작은 경우, 상기 노드가 상기 단말이 리어태치를 시도한 횟수를 증가시키고, 상기 단말로 디태치(Detach) 타입을 리어태치 요구됨(Required)으로 설정하여 디태치 요청(Request) 메시지를 송신하는 제어부; 및
    상기 장애가 발생한 단말의 정보와 상기 단말이 리어태치를 시도한 횟수를 상기 노드에 저장하는 저장부를 포함하는 것을 특징으로 하는 노드.
    
11. 제 10항에 있어서, 상기 제어부는,
    PDN 연결 요청 메시지를 전송하지 않는 단말을 상기 장애가 발생한 단말로 결정하는 것을 특징으로 하는 노드.
    
12. 제 10항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 단말의 리어태치를 위한 정보를 포함시켜 상기 디태치 요청 메시지를 전송하는 것을 특징으로 하는 노드.
    
13. 제 10항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 노드가 상기 단말로부터 어태치 요청 메시지를 수신한 경우, 상기 노드의 타이머를 구동하고, 상기 타이머가 만료될 때까지, 상기 단말로부터, 상기 노드가 상기 단말에 요구되는 서비스를 위한 PDN 연결 요청 메시지를 수신하지 못한 경우, 상기 단말을 관리 대상 단말로 결정하는 것을 특징으로 하는 노드.
    
14. 제 10항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 단말이 PDN 연결 해제를 요청하여 해제된 PDN 연결이 상기 단말에 요구되는 서비스에 대한 PDN 연결인 경우, 상기 노드 내부의 타이머를 구동하고, 상기 타이머가 만료될 때까지, 상기 단말로부터, 상기 단말에 요구되는 서비스를 위한 PDN 연결 요청 메시지를 전송하지 않는 경우, 상기 단말을 관리 대상 단말로 판단하는 것을 특징으로 하는 노드.
    
15. 삭제
16. 제 10항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 장애가 발생한 단말이 리어태치를 시도한 횟수가 상기 노드의 설정 값보다 큰 경우, 상기 노드가, 상기 단말에 대한 식별 정보를 네트워크 운용자에게 전송하고, 상기 단말에 알림 메시지를 전송하는 것을 특징으로 하는 노드.
    
17. 제 10항에 있어서, 상기 저장부는,
    상기 장애가 발생한 단말이 리어태치를 시도한 횟수가 상기 노드의 설정 값보다 큰 경우, 상기 노드가 상기 단말에 대한 식별 정보를 상기 노드의 저장부에 저장하는 것을 특징으로 하는 노드.
    
18. 제 10항에 있어서,
    상기 노드는 이동성 관리 엔티티(Mobility Management Entity, MME)인 것을 특징으로 하는 노드.
    
19. 무선 통신 시스템에서 단말의 패킷 데이터 네트워크(Packet Data Network, PDN) 연결 관리 방법에 있어서,
    단말과 PDN 사이의 PDN 연결에 장애가 발생한 단말이 노드로부터 PDN 연결 설정 시 상기 단말에 장애가 발생했음을 감지하는 응답으로 디태치(Detach) 요청(Request) 메시지를 수신하는 단계;
    상기 단말이 디태치하는 단계; 및
    상기 단말이 어태치하는 단계를 포함하고,
    상기 장애가 발생한 단말에 의해 리어태치(Reattach)를 시도한 횟수와 상기 노드의 설정(Configuration) 값이 비교되고,
    상기 단말이 상기 리어태치를 시도한 횟수가 상기 노드의 설정 값보다 작거나 같은 경우, 상기 노드에 의해 상기 단말이 리어태치를 시도한 횟수가 증가되고, 및
    상기 노드에 의해 상기 디태치(Detach) 요청(Request)의 디태치 타입을 리어태치(Reattach) 요구됨(Required)으로 설정되는 것을 특징으로 하는 단말의 PDN 연결 관리 방법.
    
20. 삭제
21. 제 19항에 있어서,
    상기 노드로부터, 상기 단말이 알림 메시지를 수신하는 경우, 상기 단말의 표시부에 상기 알림 메시지를 표시하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 단말의 PDN 연결 관리 방법.
    
22. 제 19항에 있어서,
    상기 노드는 이동성 관리 엔티티(Mobility Management Entity, MME)인 것을 특징으로 하는 단말의 PDN 연결 관리 방법.
    
23. 무선 통신 시스템에서 패킷 데이터 네트워크(Packet Data Network, PDN) 연결을 관리하는 단말에 있어서,
    노드와 PDN 연결 관리에 대한 정보를 송수신하는 송수신부; 및
    상기 노드로부터 PDN 연결 설정 시 상기 단말에 장애가 발생했음을 감지하는 응답으로 디태치(Detach) 요청(Request) 메시지를 수신하고, 디태치 및 어태치를 수행하는 제어부를 포함하고,
    상기 장애가 발생한 단말에 의해 리어태치(Reattach)를 시도한 횟수와 상기 노드의 설정(Configuration) 값이 비교되고,
    상기 단말이 상기 리어태치를 시도한 횟수가 상기 노드의 설정 값보다 작거나 같은 경우, 상기 노드에 의해 상기 단말이 리어태치를 시도한 횟수가 증가되고, 및
    상기 노드에 의해 상기 디태치(Detach) 요청(Request)의 디태치 타입을 리어태치(Reattach) 요구됨(Required)으로 설정되는 것을 특징으로 하는 단말.
    
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25. 제 23항에 있어서,
    상기 노드로부터 수신한 알림 메시지를 표시하는 표시부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 단말.
    
26. 제 23항에 있어서,
    상기 노드는 이동성 관리 엔티티(Mobility Management Entity, MME)인 것을 특징으로 하는 단말.
    
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