WO2018230794A1 - 무선통신 시스템에서 과금 처리 방법 및 장치 - Google Patents

무선통신 시스템에서 과금 처리 방법 및 장치 Download PDF

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WO2018230794A1
WO2018230794A1 PCT/KR2017/015466 KR2017015466W WO2018230794A1 WO 2018230794 A1 WO2018230794 A1 WO 2018230794A1 KR 2017015466 W KR2017015466 W KR 2017015466W WO 2018230794 A1 WO2018230794 A1 WO 2018230794A1
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base station
rat
radio access
billing
information
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정상수
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SK Telecom Co Ltd
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SK Telecom Co Ltd
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    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W4/00—Services specially adapted for wireless communication networks; Facilities therefor
    • H04W4/24—Accounting or billing
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W28/00—Network traffic management; Network resource management
    • H04W28/02—Traffic management, e.g. flow control or congestion control
    • H04W28/06—Optimizing the usage of the radio link, e.g. header compression, information sizing, discarding information
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W88/00—Devices specially adapted for wireless communication networks, e.g. terminals, base stations or access point devices
    • H04W88/08—Access point devices
    • H04W88/10—Access point devices adapted for operation in multiple networks, e.g. multi-mode access points

Definitions

  • the present invention relates to a method and apparatus for processing billing when dual connectivity is supported for an existing wireless communication system and a next generation wireless communication system.
  • a wireless communication system providing a service by interworking a plurality of different radio access technologies has been proposed.
  • RATs radio access technologies
  • development of a system for interworking an existing wireless communication system (for example, EPS or LTE) and a wireless communication system using a next generation wireless access technology (New Radio) in a dual connectivity form has been made.
  • the frequency bands used by the existing system and the next generation system are different from each other, and the amount of resources required to provide a service for each system is different due to the difference in technology. Therefore, since the amount and quality of the service provided by the user vary according to the type of RAT used to actually transmit and receive the user traffic, it is necessary to differentiate the existing wireless communication system from the next generation wireless communication system and perform differential charging. There is.
  • a gateway node for example, a PDN gateway
  • charging is performed by a gateway node (for example, a PDN gateway) in consideration of the amount of user traffic transmitted and received. Therefore, it is not possible to distinguish which RAT the user traffic is actually transmitted to. Therefore, a problem arises in that it is impossible to make accurate charging for each RAT.
  • Embodiments of the present invention provide a method and apparatus for accurately charging for each RAT in a wireless communication system that supports interworking of various types of RATs.
  • a base station in a wireless communication system supporting a plurality of radio access technologies (RAT)
  • RAT radio access technology
  • a method of processing billing in a wireless communication system supporting a plurality of radio access technologies when the base station apparatus transmits and receives user data packets, Identifying the radio access technology (RAT) used for transmission to generate billing support information for supporting billing for each radio access technology (RAT); Receiving, by the base station apparatus, a bearer release message for a terminal from a mobility management function node, and transmitting an RRC connection release message to a user equipment (UE); And including, by the base station apparatus, the charging assistance information in the bearer release completion message for the terminal and transmitting the information to the mobility management function node.
  • RAT radio access technology
  • a base station apparatus of a wireless communication system supporting a plurality of radio access technologies comprising: a transceiver for transmitting and receiving a signal; And checking the radio access technology (RAT) used for the transmission and reception of the user data packet when the user data packet is transmitted and received, generating billing support information for supporting billing for each radio access technology (RAT), and receiving the billing support information.
  • RAT radio access technology
  • Included in the header or control plane message of the uplink data packet includes a base station apparatus including a control unit for controlling to transmit to the charging information generation function node.
  • different QoS levels can be applied to each service, thereby improving service quality and resource usage efficiency.
  • control plane message since a separate control plane message is not used for uplink QoS control, the number of control messages can be reduced.
  • service continuity can be provided when a movement occurs between a next generation mobile communication system and an existing mobile communication system, service quality can be prevented from deteriorating.
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a wireless communication system according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is an exemplary diagram of a RAN protocol stack in a legacy base station and a non-legacy base station in a wireless communication system supporting dual connectivity.
  • FIG. 3 is a flowchart illustrating a charging processing method of a base station apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a flowchart illustrating a charging processing method in a wireless communication system according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a flowchart illustrating a charging processing method in a wireless communication system according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a flowchart illustrating a charging processing method of a base station apparatus according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a flowchart illustrating a charging processing method in a wireless communication system according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a schematic structural diagram of a base station apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • a base station is a subject that communicates with a terminal and may also be referred to as a BS, a NodeB (NB), an eNodeB (eNB), a gNodeB (gNB), and the like.
  • NB NodeB
  • eNB eNodeB
  • gNB gNodeB
  • a user equipment is a subject that communicates with a base station and may also be referred to as a UE, a mobile station (MS), a mobile equipment (ME), a terminal, and the like.
  • a wireless communication system capable of providing a multi-connectivity service to a terminal by interworking a plurality of different wireless access technologies in which an existing wireless communication system and a next-generation wireless communication system coexist.
  • An embodiment of the present invention will describe a Long Term Evolution (LTE) or 4G system as an example of an existing wireless communication system, and a 5G system or a New Radio (NR) system as an example of a next generation wireless communication system.
  • LTE Long Term Evolution
  • 4G 4G
  • 5G system or a New Radio (NR) system as an example of a next generation wireless communication system.
  • NR New Radio
  • FIG. 1 is a schematic diagram of a wireless communication system 100 according to an embodiment of the present invention.
  • the wireless communication system 100 may support data connectivity and services to enable deployment to use technologies such as Network Function Virtualization and Software Defined Networking.
  • User Plane (UP) and Control Plane (CP) functions can be separated to provide independent scalability, evolution, and flexible deployments.
  • functional designs can be modularized to enable flexible and efficient network slicing.
  • Wireless communication system 100 is a terminal (UE, 110), non-legacy base station (non-legacy BS, 120), legacy base station (legacy BS, 130), mobility management function node 150, billing information generation function node ( 140 and the charging system 160.
  • Each component illustrated in FIG. 1 is a function node (NF) that performs a processing function in a network.
  • the functional node (NF) may be implemented as a network element on dedicated hardware, as a software instance running on dedicated hardware, or as a virtualized function instantiated on an appropriate platform (eg, cloud infrastructure).
  • Each functional node NF may interact with other functional nodes NF directly as needed.
  • the terminal 110 may transmit and receive user traffic and control information through a non-legacy base station (eg, 5G gNB, 120) and a legacy base station (eg, LTE eNB, 130).
  • a non-legacy base station eg, 5G gNB, 120
  • a legacy base station eg, LTE eNB, 130.
  • the non-legacy base station 120 provides a wireless communication service to the terminal 110 by using a new radio access technology (NR), the legacy base station 130 is wireless to the terminal 110 using the existing radio access technology Provide communication services.
  • NR new radio access technology
  • the non-legacy base station 120 and the legacy base station 130 interwork with each other to support dual connectivity. It will be described in more detail with reference to FIG.
  • FIG. 2 is an exemplary diagram of a RAN protocol stack in a legacy base station and a non-legacy base station in a wireless communication system supporting dual connectivity.
  • control information is transmitted and received through a legacy base station
  • user network User Plane Traffic
  • NSA Non-Standalone
  • Option (a) is for legacy base station 220a to be directly connected to core network 210a to send and receive control information, to distribute user traffic to non-legacy base station 230a (for downlink), or for non-legacy base station ( A case is received from 230a and delivered to the core network 210a (uplink).
  • Option (a) is called Legacy RAN Split.
  • Option (b) is that legacy base station 220b is directly connected to core network 210b to transmit and receive control information and user traffic, and non-legacy base station 230b is also directly connected to core network 210b to send and receive user traffic. The case is shown.
  • Option (b) is called Core N / W Split.
  • Option (c) is a legacy base station 220c is directly connected to the core network 210c to transmit and receive control information, but in the case of user traffic is distributed by a non-legacy base station 230c directly connected to the core network 210c or (In the case of downlink) the case is delivered to the non-legacy base station 230c (in the case of uplink).
  • Option (c) is called a non-legacy RAN Split.
  • the transmitting node is called an anchor BS.
  • a node that receives user traffic, is distributed from an anchor base station, or forwards to an anchor base station is referred to as a secondary BS.
  • the anchor base station is legacy base station 220a and the secondary base station is non-legacy base station 230a.
  • the anchor base station is the non-legacy base station 230c and the secondary base station is the legacy base station 220c.
  • the rate per bit is expected to be lower than that using the existing radio access technology according to the characteristics of the frequency band and the development of technology do. Therefore, it is necessary to charge the differentially by separating the radio access technology (RAT) used.
  • RAT radio access technology
  • legacy base stations 220a and 220c and non-legacy base stations 230a and 230c share one bearer so that the user traffic to the core network 210a and 210c. Since it is transmitted and received, it is not possible to distinguish with which radio access technology (RAT) the actual packet data is transmitted in the core networks 210a and 210c.
  • the present invention proposes a method of directly generating information for supporting charging by a base station apparatus (hereinafter referred to as 'charging assistant information') and transmitting it to the core network.
  • the base station apparatus includes both the non-legacy base station 120 and the legacy base station 130.
  • the charging information generation function node 140 generates charging information for each type of radio access technology (RAT) using the charging assistance information received from the non-legacy base station 120 and the legacy base station 130.
  • the billing information is information collected about a billing event (eg, call setup time, call maintenance time, amount of data transmitted, etc.), and user's network usage information (eg, usage amount) monitored, collected, and managed in the operator's network. , Hours of use, etc.).
  • the charging information may mean a charging data record (CDR).
  • the charging information generation function node may include a packet data network gateway (P-GW) and a serving gateway (S-GW) of a 4G / LTE system and a user plane function (UPF) of a 5G system.
  • P-GW packet data network gateway
  • S-GW serving gateway
  • UPF user plane function
  • the present invention is not limited thereto and may include other nodes that perform a function of generating charging information.
  • the billing system 160 generates billing information billed to the user using billing information.
  • the billing system 160 generates billing information by processing billing according to the RAT type based on the billing information.
  • the mobility management function node 150 is a control plane node in the core network, manages mobility of the terminal 110 and manages bearers. In addition, the mobility management function node 150 processes signaling of the subscription information or policy information of the terminal 110 and is involved in the quality of service (QoS) of the terminal 110 based on the subscription information of the terminal 110. Can be.
  • the mobility management function node 150 receives the charging support information from the non-legacy base station 120 and the legacy base station 130 through a control plane message (eg, a GTP-C message) to the charging information generation function node 140. I can deliver it.
  • the mobility management function node 150 may include Mobility Management Entity (MME) of the 4G / LTE system and other nodes performing the mobility management function, but not necessarily limited thereto.
  • MME Mobility Management Entity
  • the charging processing method of the base station apparatus will be described in detail.
  • the embodiments can be largely divided into a method through a user plane and a method through a control plane.
  • the charging processing method of the base station apparatus through the user plane will be described with reference to FIGS. 3 to 5.
  • FIG. 3 is a flowchart illustrating a charging processing method of a base station apparatus according to an embodiment of the present invention. This embodiment is applied when the base station apparatus is an anchor base station. That is, in this embodiment, the base station apparatus is directly connected to the core network to distribute downlink traffic to another base station apparatus using a different radio access technology (RAT), and receives uplink traffic from another base station apparatus to the core network. send.
  • RAT radio access technology
  • the base station apparatus checks the radio access technology (RAT) used for transmission of the transmitted and received user data packets and generates charging support information for supporting the billing for each radio access technology (RAT) (S310).
  • the base station apparatus counts the number of transmission packets for each identified radio access technology (RAT), and generates transmission traffic amount information of the plurality of radio access technology (RAT) as charging support information based on the counted number of transmission packets. Can be.
  • the base station apparatus checks the radio access technology (RAT) used for the transmission of the received uplink data packet and indicates the type of the confirmed radio access technology (RAT). May be generated as billing support information.
  • RAT radio access technology
  • the billing support information may include at least one of the following information.
  • RATs radio access technologies
  • RATs transmission traffic ratio between a plurality of radio access technologies
  • RAT radio access technology
  • the base station device transmits the generated billing support information to a billing information generation function node by including it in a user plane message (for example, a GTP-U message) that is transmitted to the uplink.
  • a user plane message for example, a GTP-U message
  • the base station apparatus includes charging support information in a header (eg, GTP-U header) of an uplink data packet and transmits the charging support information to the charging information generation function node (S320).
  • the header of the uplink data packet is a tunnel header, and the uplink data packet is encapsulated by the tunnel header at the base station apparatus. That is, the base station apparatus generates a user plane message such as a GTP-U message by adding a tunnel header including charging support information to an uplink data packet received from the terminal.
  • the tunnel header (eg, GTP Header) is configured to include one or more general header fields (eg version, protocol type, tunnel endpoint identifier, etc.) and one or more Next Extension Headers fields.
  • the billing assistance information may be included in any one or more of the general header field and one or more extension header fields included in the tunnel header.
  • FIG. 4 is a flowchart illustrating a charging processing method in a wireless communication system according to an embodiment of the present invention.
  • the terminal is in a connected mode in which a service is available by being connected to a network, and as described above, data transmission / reception capable of supporting dual connectivity for legacy systems and non-legacy systems is possible. Accordingly, the terminal may receive a downlink data packet directly from the anchor base station or receive a downlink data packet bypassed from the anchor base station to the secondary base station. In addition, the terminal may directly transmit the uplink data packet to the anchor base station or transmit the uplink data packet to the anchor base station through the secondary base station (S410).
  • the anchor base station checks the radio access technology (RAT) used for the transmission of the uplink data packet received from the terminal or the secondary base station and the downlink data packet received from the core network, and transmits the transport packet for each identified radio access technology (RAT). Counting the number (S420). The anchor base station generates charging assistance information based on the counted number of transport packets.
  • the charging support information may include at least one of transmission traffic amount information of each radio access technology (RAT), traffic amount of the entire radio access technology (RAT) and transmission traffic ratio between the radio access technology (RAT).
  • the anchor base station includes charging support information in a header (for example, GTP-U header) together with the uplink data packet (for example, IP packet) and transmits the information to the gateway (S430).
  • the gateway is an example of the above-described charging information generation function node, and may include an S-GW and a P-GW.
  • the uplink data packet and the charging support information transmitted by the anchor base station are primarily transmitted to the S-GW. If the S-GW and the P-GW are separated, they are transferred from the S-GW to the P-GW.
  • the gateway generates charging information (eg, CDR) for each radio access technology (RAT) type using the received charging support information (S440) and delivers the charging information to the charging system (S450).
  • charging information eg, CDR
  • RAT radio access technology
  • FIG. 5 is a flowchart illustrating a charging processing method in a wireless communication system according to another embodiment of the present invention.
  • This embodiment also applies to the case where the base station apparatus is an anchor base station. That is, in this embodiment, the base station apparatus is directly connected to the core network to distribute downlink traffic to another base station apparatus using a different radio access technology (RAT), and receives uplink traffic from another base station apparatus to the core network. send.
  • RAT radio access technology
  • this embodiment may be applied only to charging processing for an uplink data packet.
  • the terminal is in a connected mode in which a service is available by being connected to a network, and as described above, data transmission / reception capable of supporting dual connectivity for legacy systems and non-legacy systems is possible. Accordingly, the terminal may directly transmit the uplink data packet to the anchor base station or transmit the uplink data packet to the anchor base station through the secondary base station (S510).
  • the anchor base station identifies a radio access technology (RAT) used for transmission of the uplink data packet received from the terminal or the secondary base station (S520).
  • the anchor base station generates information indicating the type of the identified radio access technology (RAT) as charging support information.
  • the information indicating the type of the radio access technology (RAT) may be represented in a form capable of identifying two types (eg, LTE and 5G) by 1 bit, or may be represented by separate index information.
  • the information indicating the type of the radio access technology (RAT) may be set in the anchor base station when generating a user plane tunnel (eg, GTP-U tunnel), or may be expressed using a value specified in the 3GPP standard.
  • the anchor base station includes charging support information in a header (for example, GTP-U header) together with the uplink data packet (for example, IP packet) and transmits the information to the gateway (S530).
  • the gateway is an example of the above-described charging information generation function node, and may include an S-GW and a P-GW.
  • the uplink data packet and the charging support information transmitted by the anchor base station are primarily transmitted to the S-GW. If the S-GW and the P-GW are separated, they are transferred from the S-GW to the P-GW.
  • the anchor base station since the anchor base station directly counts the number of transmitted packets and transmits only the type information of the radio access technology (RAT) to the gateway without recording the traffic amount, the charging support information (ie, type information) for each uplink data packet generated. ) Is added.
  • the charging support information ie, type information
  • the gateway generates charging information (for example, CDR) for each radio access technology (RAT) type by using the received charging support information (S540) and transmits the charging information to the charging system (S550).
  • CDR charging information
  • S540 radio access technology
  • S550 charging system
  • the anchor base station counts and stores the traffic information for each radio access technology (RAT), and stores the information stored at the time when the bearer for the terminal is released, such as S1 release, to the mobility management function node. It passes to the billing information generation function node.
  • RAT radio access technology
  • the base station apparatus When the base station apparatus transmits and receives the user data packet, the base station apparatus checks the radio access technology (RAT) used for transmission of the transmitted and received user data packet and generates charging support information for supporting the billing for each radio access technology (RAT) (S610). In step S610, the base station apparatus counts the number of transmission packets for each identified radio access technology (RAT), and generates transmission traffic amount information of the plurality of radio access technology (RAT) as charging support information based on the counted number of transmission packets. Can be.
  • RAT radio access technology
  • RAT radio access technology
  • the base station apparatus While the number of transport packets is counted for each radio access technology (RAT), as an event triggering a bearer release procedure (eg, an S1 release) procedure is triggered for the terminal, the base station apparatus receives a bearer release message for the terminal from the mobility management function node. (Eg, a UE Context Release Command) is received and transmits an RRC Connection Release message to the UE (S620).
  • RAT radio access technology
  • the base station device After performing the RRC release operation with the terminal, the base station device includes the charging support information generated based on the information counted during the connection mode state of the terminal in the bearer release complete message (for example, UE Context Release Complete) for the terminal mobility Transmission to the management function node (S630).
  • the charging support information is transmitted through a control plane message (GTP-C message).
  • GTP-C message When the base station apparatus is an auxiliary base station instead of an anchor base station, the base station apparatus may receive the billing assistance information generated by another base station apparatus from another base station apparatus using a different radio access technology (RAT) and transmit it to the mobility management function node.
  • RAT radio access technology
  • FIG. 7 is a flowchart illustrating a charging processing method in a wireless communication system according to another embodiment of the present invention.
  • the terminal is in a connected mode in which a service is available by being connected to a network, and as described above, data transmission / reception capable of supporting dual connectivity for legacy systems and non-legacy systems is possible. Accordingly, the terminal may receive a downlink data packet directly from the anchor base station or receive a downlink data packet bypassed from the anchor base station to the secondary base station. In addition, the terminal may directly transmit the uplink data packet to the anchor base station or transmit the uplink data packet to the anchor base station through the secondary base station (S710).
  • the legacy base station is an anchor base station, but this is only an example and is not necessarily limited thereto. In other words, the opposite is also possible.
  • the anchor base station checks the radio access technology (RAT) used for the transmission of the uplink data packet received from the terminal or the secondary base station and the downlink data packet received from the core network, and transmits the transport packet for each identified radio access technology (RAT). Counting the number (S712). In the anchor base station, the number of transport packets is continuously counted and recorded while the terminal is in the connected mode. The anchor base station generates charging assistance information based on the counted number of transport packets.
  • the charging support information may include at least one of transmission traffic amount information of each radio access technology (RAT), traffic amount of the entire radio access technology (RAT) and transmission traffic ratio between the radio access technology (RAT).
  • the gateway While the number of transmission packets is counted for each radio access technology (RAT) by the anchor base station, when an event initiating an S1 release procedure is triggered (S714), a message exchange is performed to release a bearer between the MME and the gateway (S716). .
  • the billing support information request may be made by the MME or the gateway.
  • the MME and the gateway are configured to maintain the bearer context for the terminal without releasing the bearer until the request and response for the billing assistance information report are completed. Therefore, the gateway maintains a bearer context until it receives the charging support information (S718).
  • the MME transmits an S1 UE Context Release Command message to a legacy base station (eg, LTE eNB) (S720).
  • the legacy base station receiving the S1 UE Context Release Command performs an RRC connection release operation with the terminal (S722).
  • the legacy base station includes the billing assistance information counted during the connected mode state of the terminal in the S1 UE Context Release Complete message to the MME (S726).
  • the legacy base station is a secondary base station rather than an anchor base station, and the non-legacy base station (for example, 5G gNB) is an anchor base station, billing support information is transmitted from the non-legacy base station before the S1 UE Context Releases Complete message is sent to the MME. (S724).
  • the MME transmits the billing assistance information transmitted from the legacy base station to the gateway by including the bearer release completion message in step S728.
  • the gateway is an example of the above-described charging information generation function node, and may include an S-GW and a P-GW.
  • the billing support information delivered by the MME is primarily transmitted to the S-GW. If the S-GW and the P-GW are separated, they are transferred from the S-GW to the P-GW.
  • the gateway generates charging information (for example, CDR) for each type of radio access technology (RAT) using the received charging support information and delivers the charging information to the charging system.
  • charging information for example, CDR
  • RAT radio access technology
  • the base station apparatus may transmit the charging assistance information counted for the terminal to the mobility management function node.
  • the mobility management function node transmits the transferred billing support information to the billing information generation function node so that billing information is generated for each corresponding radio access technology (RAT). More specifically, the base station apparatus transmits the billing assistance information to the mobility management function node in the handover request message transmission step during the handover process so that it can be delivered to the billing information generation function node, or the terminal context is deleted. (UE Context Release Complete)
  • the billing support information can be transmitted to the mobility management function node so that it can be delivered to the billing information generation function node.
  • the base station apparatus transfers the billing assistance information counted for the terminal to the target base station apparatus and subsequently performs counting of the number of packets transmitted to the terminal in the target base station apparatus after the handover is completed. You can do that. Specifically, the base station apparatus transmits the billing assistance information to the target base station apparatus in the process of transmitting a handover request message to the target base station apparatus in the handover preparation step, and the target base station apparatus counts the number of packets transmitted. Is then performed.
  • the base station apparatus does not continuously transmit the charging support information together with the uplink data packet during the connection mode of the terminal, but collects during the connection mode of the terminal. At the time of bearer release, the supporting information is transmitted to the charging information generation function node at once.
  • FIG. 8 is a schematic structural diagram of a base station apparatus 800 according to an embodiment of the present invention.
  • the base station apparatus 800 includes a controller 810 and a transceiver 820.
  • Each component of the base station apparatus 800 may be implemented as a hardware chip, or may be implemented in software and such that the microprocessor executes a function of software corresponding to each component.
  • the transceiver 820 transmits and receives a signal to communicate with other network function nodes.
  • the controller 810 checks the radio access technology (RAT) used for transmission of the transmitted and received user data packet, and generates and generates billing support information for supporting billing for each radio access technology (RAT).
  • RAT radio access technology
  • the billing support information is included in a header of an uplink data packet (eg, a GTP header) or a control plane message (eg, a GTP-C message) and controlled to be transmitted to a charging information generation function node.
  • the control unit 810 counts the number of transport packets for each identified radio access technology (RAT), and controls to generate the amount of transport traffic information of the plurality of radio access technologies (RAT) as charging support information based on the counted number of transport packets. can do.
  • the charging support information may include at least one of transmission traffic amount information of each of the plurality of radio access technologies (RAT), traffic amount of the entire plurality of radio access technologies (RAT), and a ratio of transmission traffic between the plurality of radio access technologies (RAT). It may include.
  • the controller 810 checks the radio access technology (RAT) used for transmission of the received uplink data packet and charges information indicating the type of the confirmed radio access technology (RAT). It may be controlled to generate as support information.
  • RAT radio access technology
  • FIGS. 3 to 7 are described as sequentially executing each process, but is not necessarily limited thereto. In other words, since the processes described in FIGS. 3 to 7 may be applied by changing or executing one or more processes in parallel, FIGS. 3 to 7 are not limited to the time series order.
  • the charging processing method of the base station apparatus in the present embodiment described in FIGS. 3 to 7 may be implemented in a program and recorded in a computer-readable recording medium.
  • the computer-readable recording medium for recording a program for implementing the charging processing method of the base station apparatus according to the present embodiment includes all kinds of recording devices for storing data that can be read by the computing system.

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  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)

Abstract

본 발명은 여러 종류의 RAT들의 연동을 지원하는 무선통신 시스템에서 RAT 별로 정확히 과금하기 위한 방법 및 장치와 관련이 있다. 본 발명의 일 측면에 따르면, 복수의 무선접속기술(RAT: Radio Access Technology)을 지원하는 무선통신 시스템에서 기지국 장치(BS: Base Station)가 과금을 처리하는 방법에 있어서, 사용자 데이터 패킷 송수신 시, 송수신한 사용자 데이터 패킷의 전송에 이용된 무선접속기술(RAT)을 확인하여 무선접속기술(RAT) 별로 과금을 지원하기 위한 과금지원정보를 생성하고, 과금지원정보를 상향링크 데이터 패킷의 헤더에 포함시켜 과금정보생성 기능 노드로 전송한다.

Description

무선통신 시스템에서 과금 처리 방법 및 장치
본 발명은 기존 무선통신 시스템과 차세대 무선통신 시스템에 대한 이중 연결성(Dual Connectivity)이 지원되는 경우에 과금을 처리하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
이 부분에 기술된 내용은 단순히 본 실시예에 대한 배경 정보를 제공할 뿐 종래 기술을 구성하는 것은 아니다.
최근 서로 다른 복수의 무선접속기술(RAT: Radio Access Technology)이 연동되어 서비스를 제공하는 무선통신 시스템이 제안되고 있다. 예컨대, 기존 무선통신 시스템(예: EPS 또는 LTE)과 차세대 무선접속기술(New Radio)을 이용하는 무선통신 시스템을 이중 연결성 형태로 연동하는 시스템의 개발이 이루어지고 있다. 이러한 무선통신 시스템에서는 기존 시스템과 차세대 시스템이 사용하는 주파수 대역이 서로 상이하고, 각 시스템 별로 서비스 제공에 필요한 자원 양이 기술의 차이로 인하여 서로 상이하다. 따라서, 실제로 사용자 트래픽이 송수신되는 데에 이용된 RAT의 종류에 따라 사용자가 제공받은 서비스의 양과 품질이 달라지게 되므로, 기존 무선통신 시스템과 차세대 무선통신 시스템을 구분하여 차등적으로 과금을 수행할 필요가 있다.
그러나, 기존 무선통신 시스템에서는 송수신된 사용자 트래픽 양을 고려한 과금이 게이트웨이 노드(예: PDN Gateway)에 의해 이루어지므로, 사용자 트래픽이 실제 어떤 RAT으로 전송되었는지는 게이트웨이 노드에서 구분할 수가 없다. 따라서, RAT 별로 정확한 과금을 할 수 없는 문제가 발생한다.
본 발명의 실시예들은 여러 종류의 RAT들의 연동을 지원하는 무선통신 시스템에서 RAT 별로 정확히 과금하기 위한 방법 및 장치를 제공한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 복수의 무선접속기술(RAT: Radio Access Technology)을 지원하는 무선통신 시스템에서 기지국 장치(BS: Base Station)가 과금을 처리하는 방법에 있어서, 사용자 데이터 패킷 송수신 시, 송수신한 사용자 데이터 패킷의 전송에 이용된 무선접속기술(RAT)을 확인하여 무선접속기술(RAT) 별로 과금을 지원하기 위한 과금지원정보를 생성하는 단계; 및 상기 과금지원정보를 상향링크 데이터 패킷의 헤더에 포함시켜 과금정보생성 기능 노드로 전송하는 단계를 포함한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 복수의 무선접속기술(RAT: Radio Access Technology)을 지원하는 무선통신 시스템에서 과금을 처리하는 방법에 있어서, 기지국 장치가 사용자 데이터 패킷 송수신 시, 송수신한 사용자 데이터 패킷의 전송에 이용된 무선접속기술(RAT)을 확인하여 무선접속기술(RAT) 별로 과금을 지원하기 위한 과금지원정보를 생성하는 단계; 상기 기지국 장치가 이동성관리 기능 노드로부터 단말에 대한 베어러 해제 메시지를 수신하여 단말(UE: User Equipment)로 RRC 연결 해제(RRC Connection Release) 메시지를 전송하는 단계; 및 상기 기지국 장치가 상기 과금지원정보를 단말에 대한 베어러 해제 완료 메시지에 포함시켜 상기 이동성관리 기능 노드로 전송하는 단계를 포함한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 복수의 무선접속기술(RAT: Radio Access Technology)을 지원하는 무선통신 시스템의 기지국 장치에 있어서, 신호를 송수신하는 송수신부; 및 사용자 데이터 패킷 송수신 시, 송수신한 사용자 데이터 패킷의 전송에 이용된 무선접속기술(RAT)을 확인하여 무선접속기술(RAT) 별로 과금을 지원하기 위한 과금지원정보를 생성하고, 상기 과금지원정보를 상향링크 데이터 패킷의 헤더 또는 제어평면 메시지에 포함시켜 과금정보생성 기능 노드로 전송하도록 제어하는 제어부를 포함하는 기지국 장치를 포함한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 각 서비스(Application) 별로 서로 다른 QoS 레벨을 적용할 수 있어 서비스 품질 향상 및 자원 사용 효율 향상 가능한 효과가 있다.
또한, 상향링크 QoS 제어를 위해 별도의 제어(Control Plane) 메시지를 사용하지 않으므로 제어 메시지의 수를 줄일 수 있는 효과가 있다.
또한, 차세대 이동통신 시스템과 기존 이동통신 시스템 간의 이동 발생 시 서비스 연속성(Service Continuity)을 제공할 수 있어 서비스 품질 저하 방지할 수 있는 효과가 있다.
또한, 서비스 특성에 따라 필요한 경우에만 서비스 연속성을 제공하여 불필요한 제어 메시지 발생 및 프로세싱 부하 경감 가능한 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 무선통신 시스템의 개략적인 구성도이다.
도 2는 이중 연결성을 지원하는 무선통신 시스템에서 레거시 기지국과 비-레거시 기지국에서의 RAN 프로토콜 스택의 예시도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 기지국 장치의 과금 처리 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 무선통신 시스템에서의 과금 처리 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 무선통신 시스템에서의 과금 처리 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 기지국 장치의 과금 처리 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 무선통신 시스템에서의 과금 처리 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 기지국 장치의 개략적인 구성도이다.
본 발명의 구체적인 설명에 앞서, 본 명세서에서 사용되는 용어들에 대해 해석 가능한 의미의 예시를 제시한다. 하지만 이하 제시하는 예시로 의미가 한정되는 것은 아님을 주의해야 한다.
기지국(Base Station)은 단말과 통신하는 일 주체로서, BS, NodeB(NB), eNodeB(eNB), gNodeB(gNB) 등으로 지칭될 수도 있다.
단말(User Equipment)은 기지국과 통신하는 일 주체로서, UE, 이동국(MS: Mobile Station), 이동장비(ME: Mobile Equipment), 터미널(terminal) 등으로 지칭될 수도 있다.
본 명세서에서는 기존 무선통신 시스템과 차세대 무선통신 시스템이 공존하여 서로 다른 복수의 무선접속기술을 연동함으로써 단말에 다중 연결성 서비스를 제공할 수 있는 무선통신 시스템에 대하여 설명한다. 본 발명의 실시예는 기존 무선통신 시스템의 일례로서 LTE(Long Term Evolution) 또는 4G 시스템을 설명하고, 차세대 무선통신 시스템의 일례로서 5G 시스템 또는 NR(New Radio) 시스템을 설명할 것이다. 그러나 이것은 예시에 불과하며, 적어도 부분적으로 다른 무선통신 시스템이 포함될 수도 있다.
이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성 요소들에 식별 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 무선통신 시스템(100)의 개략적인 구성도이다.
무선통신 시스템(100)은 네트워크 기능 가상화(Network Function Virtualization 및 소프트웨어 정의 네트워킹(Software Defined Networking)과 같은 기술을 이용하기 위한 배치가 가능하도록 데이터 연결성 및 서비스들을 지원할 수 있다. 무선통신 시스템(100)은 사용자 평면(UP: User Plane) 기능들과 제어 평면(CP: Control Plane) 기능들을 분리하여 독립적인 확장성(independent scalability), 발전성(evolution) 및 유연한 배치가능성(flexible deployments)을 제공할 수 있다. 또한, 유연하고 효율적인 네트워크 슬라이싱(network slicing)이 가능하도록 기능 설계를 모듈화할 수 있다.
무선통신 시스템(100)은 단말(UE, 110), 비-레거시 기지국(non-legacy BS, 120), 레거시 기지국(legacy BS, 130), 이동성관리 기능 노드(150), 과금정보생성 기능 노드(140) 및 과금시스템(160)을 포함한다. 도 1에 도시된 각 구성요소는 네트워크에서 처리 기능을 수행하는 기능 노드(NF: Network Function)이다. 기능 노드(NF)는 전용 하드웨어 상의 네트워크 요소로서, 전용 하드웨어 상에서 실행되는 소프트웨어 인스턴스로서, 또는 적절한 플랫폼(예: 클라우드 인프라스트럭처) 상에서 인스턴스화되는 가상화된 기능으로서 구현될 수 있다. 각 기능 노드(NF)는 필요한 경우에 직접 다른 기능 노드(NF)와 상호 작용할 수 있다.
단말(110)은 비-레거시 기지국(예: 5G gNB, 120) 및 레거시 기지국(예: LTE eNB, 130)을 통해 사용자 트래픽 및 제어정보를 송수신할 수 있다.
비-레거시 기지국(120)은 신규한 무선접속기술(NR)을 이용하여 단말(110)에 무선통신 서비스를 제공하고, 레거시 기지국(130)은 기존 무선접속기술을 이용하여 단말(110)에 무선통신 서비스를 제공한다. 비-레거시 기지국(120)과 레거시 기지국(130)은 상호 연동되어 이중 연결성을 지원한다. 도 2를 참조하여 보다 구체적으로 설명한다.
도 2는 이중 연결성을 지원하는 무선통신 시스템에서 레거시 기지국과 비-레거시 기지국에서의 RAN 프로토콜 스택의 예시도이다.
이중 연결성 지원 무선통신 시스템의 RAN 프로토콜의 일례로서 3 가지 옵션 (a), (b), (c)가 제안된다. 도 2와 같이 제어정보는 레거시 기지국을 통해 송수신되고, 사용자 트래픽(User Plane Traffic)은 레거시 기지국 또는 비-레거시 기지국을 통해 송수신되는 네트워크 구성을 NSA(Non-Standalone) 형태의 구성이라고 지칭한다.
옵션 (a)는 레거시 기지국(220a)이 코어 네트워크(210a)에 직접 연결되어 제어정보를 송수신하고, 사용자 트래픽을 비-레거시 기지국(230a)로 분배하거나(하향링크의 경우) 비-레거시 기지국(230a)으로부터 수신하여 코어 네트워크(210a)로 전달하는(상향링크의 경우) 경우를 나타낸다. 옵션 (a)는 소위, Legacy RAN Split이라 칭한다. 옵션 (b)는 레거시 기지국(220b)이 코어 네트워크(210b)에 직접 연결되어 제어정보 및 사용자 트래픽을 송수신하며, 비-레거시 기지국(230b) 역시 코어 네트워크(210b)에 직접 연결되어 사용자 트래픽을 송수신하는 경우를 나타낸다. 옵션 (b)는 소위, Core N/W Split이라 칭한다. 옵션 (c)는 레거시 기지국(220c)이 코어 네트워크(210c)와 직접 연결되어 제어정보를 송수신하지만, 사용자 트래픽의 경우에는 코어 네트워크(210c)와 직접 연결된 비-레거시 기지국(230c)에 의해 분배받거나(하향링크의 경우) 비-레거시 기지국(230c)으로 전달되는(상향링크의 경우) 경우를 나타낸다. 옵션 (c)는 소위, Non-legacy RAN Split이라 칭한다.
이하, 옵션 (a) 및 (c)와 같이 코어 네트워크에 직접 연결되어 사용자 트래픽을 다른 RAT으로 분배하고(하향링크의 경우), 다른 RAT으로부터 사용자 트래픽을 전달받아(상향링크의 경우) 코어 네트워크로 전송하는 노드를 앵커 기지국(Anchoring BS)이라 지칭한다. 그리고 사용자 트래픽을 분배받거나 앵커 기지국으로부터 분배받거나 앵커 기지국으로 전달하는 노드는 보조 기지국(Secondary BS)이라 지칭한다. 옵션 (a)의 경우, 앵커 기지국은 레거시 기지국(220a)이고 보조 기지국은 비-레거시 기지국(230a)이다. 옵션 (c)의 경우에는 반대로 앵커 기지국이 비-레거시 기지국(230c)이고 보조 기지국은 레거시 기지국(220c)이다.
전술한 무선통신 시스템에서 신규한 무선접속기술(NR)을 이용하여 사용자 트래픽이 전송된 경우, 주파수 대역의 특성 및 기술의 발전도에 따라서 비트당 요금이 기존 무선접속기술을 이용한 경우보다 낮을 것으로 기대된다. 따라서, 이용된 무선접속기술(RAT)을 분리하여 차등적으로 과금을 할 필요가 있다. 그러나, 옵션 (a) 및 (c)의 경우에는 레거시 기지국(220a, 220c)과 비-레거시 기지국(230a, 230c)이 하나의 베어러(bearer)를 공유하여 코어 네트워크(210a, 210c)로 사용자 트래픽을 송수신하기 때문에 코어 네트워크(210a, 210c)에서 실제 패킷 데이터가 어떤 무선접속기술(RAT)로 전송되었는지를 구별할 수 없다. 이와 같은 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은 기지국 장치가 과금을 지원하기 위한 정보(Charging Assistant Information, 이하, '과금지원정보'라 지칭함)를 직접 생성하여 코어 네트워크로 전송하는 방법을 제안한다. 본 발명의 실시예들에 따른 기지국 장치는 비-레거시 기지국(120) 및 레거시 기지국(130)을 모두 포함한다.
다시 도 1을 참조하여, 나머지 구성요소들에 대하여 설명한다.
과금정보생성 기능 노드(140)는 비-레거시 기지국(120) 및 레거시 기지국(130)으로부터 수신한 과금지원정보를 이용하여 무선접속기술(RAT)의 유형 별로 과금정보를 생성한다. 여기서, 과금정보는 과금 이벤트(예: 호 설정 시간, 호 유지 시간, 전송된 데이터 양 등)에 대해 수집된 정보로서, 사업자의 네트워크에서 모니터링, 수집 및 관리되는 사용자의 통신망 사용정보(예: 사용량, 사용시간 등)를 포함한다. 예를 들어, 과금정보는 CDR(Charging Data Record)을 의미할 수 있다. 과금정보생성 기능 노드에는 4G/LTE 시스템의 P-GW(Packet Data Network Gateway) 및 S-GW(Serving Gateway)와 5G 시스템의 UPF(User Plane Function) 등이 포함될 수 있다. 다만, 이에 반드시 한정되는 것은 아니고 과금정보를 생성하는 기능을 수행하는 다른 노드들도 포함될 수 있다.
과금시스템(160)은 과금정보를 이용하여 사용자에게 청구되는 요금 정보를 생성한다. 과금시스템(160)은 과금정보를 기초로 RAT 유형에 따라 과금을 처리하여 청구 정보(Billing Information)를 생성한다.
이동성관리 기능 노드(150)는 코어 네트워크 내 제어평면 노드로, 단말(110)의 이동성을 관리하며 베어러를 관리한다. 또한, 이동성관리 기능 노드(150)는 단말(110)의 가입정보 또는 정책정보의 시그널링을 처리하고, 단말(110)의 가입정보를 기반으로 단말(110)의 QoS(Quality of Service)에 관여할 수 있다. 이동성관리 기능 노드(150)는 비-레거시 기지국(120) 및 레거시 기지국(130)으로부터 제어평면 메시지(예: GTP-C 메시지)를 통해 과금지원정보를 전달받아 과금정보생성 기능 노드(140)로 전달할 수 있다. 이동성관리 기능 노드(150)에는 4G/LTE 시스템의 MME(Mobility Management Entity)와 5G 시스템의 다만, 이에 반드시 한정되는 것은 아니고 이동성관리 기능을 수행하는 다른 노드들도 포함될 수 있다.
이하, 본 발명의 실시예들에 따른 기지국 장치의 과금 처리 방법에 대하여 구체적으로 설명한다. 본 실시예들은 크게 사용자 평면을 통한 방법과 제어평면을 통한 방법으로 나눌 수 있다. 우선, 도 3 내지 도 5를 참조하여 사용자 평면을 통한 기지국 장치의 과금처리 방법에 대하여 설명한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 기지국 장치의 과금 처리 방법을 나타내는 흐름도이다. 본 실시예는 기지국 장치가 앵커 기지국인 경우에 적용된다. 즉, 본 실시예에서 기지국 장치는 코어 네트워크와 직접 연결되어 자신과 상이한 무선접속기술(RAT)을 이용하는 타 기지국 장치로 하향링크 트래픽을 분배하고, 타 기지국 장치로부터 상향링크 트래픽을 수신하여 코어 네트워크로 전송한다.
기지국 장치는 사용자 데이터 패킷 송수신 시, 송수신한 사용자 데이터 패킷의 전송에 이용된 무선접속기술(RAT)을 확인하여 무선접속기술(RAT) 별로 과금을 지원하기 위한 과금지원정보를 생성한다(S310). 단계 S310에서 기지국 장치는 확인된 무선접속기술(RAT) 별로 전송 패킷수를 카운팅하고, 카운팅한 전송 패킷수를 기반으로 복수의 무선접속기술(RAT)의 전송 트래픽 양 정보를 과금지원정보로서 생성할 수 있다. 또한, 단계 S310에서 기지국 장치는 상향링크 데이터 패킷을 수신할 때, 수신한 상향링크 데이터 패킷의 전송에 이용된 무선접속기술(RAT)을 확인하여 확인된 무선접속기술(RAT)의 유형을 나타내는 정보를 과금지원정보로서 생성할 수도 있다.
과금지원정보에는 아래와 같은 정보들이 적어도 하나 포함될 수 있다.
- 복수의 무선접속기술(RAT) 각각의 전송 트래픽 양 정보
- 복수의 무선접속기술(RAT) 전체의 트래픽 양 및 복수의 무선접속기술(RAT) 간의 전송 트래픽 비율
- 무선접속기술(RAT)의 유형을 나타내는 정보
기지국 장치는 생성한 과금지원정보를 상향링크로 보내는 사용자 평면 메시지(예: GTP-U 메시지)에 포함하여 과금정보생성 기능 노드로 전송한다. 구체적으로, 기지국 장치는 상향링크 데이터 패킷의 헤더(예: GTP-U Header)에 과금지원정보를 포함시켜 과금정보생성 기능 노드로 전송한다(S320).
상향링크 데이터 패킷의 헤더는 터널 헤더(Tunnel Header)이고, 상향링크 데이터 패킷은 기지국 장치에서 터널 헤더에 의해 캡슐화된다. 즉, 기지국 장치는 단말로부터 수신한 상향링크 데이터 패킷에 과금지원정보를 포함하는 터널 헤더를 추가하여 GTP-U 메시지와 같은 사용자 평면 메시지를 생성한다. 터널 헤더(예: GTP Header)는 일반적인 하나 이상의 헤더 필드(예: 버전, 프로토콜 타입, 터널 엔드포인트 식별자 등)와 하나 이상의 확장헤더(Next Extension Headers) 필드를 포함하도록 구성된다. 과금지원정보는 터널 헤더에 포함된 일반적인 하나 이상의 헤더 필드 및 하나 이상의 확장 헤더 필드 중 어느 하나에 포함될 수 있다.
도 4를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 대하여 구체적으로 설명한다. 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 무선통신 시스템에서의 과금 처리 방법을 나타내는 흐름도이다.
단말은 네트워크에 접속되어 서비스를 이용할 수 있는 연결모드(connected mode) 상태이고, 전술한 바와 같이 레거시 시스템과 비-레거시 시스템에 대한 이중 연결성이 지원되는 데이터 송수신이 가능하다. 이에 따라, 단말은 앵커 기지국으로부터 직접 하향링크 데이터 패킷을 수신하거나, 앵커 기지국에서 보조 기지국으로 우회된 하향링크 데이터 패킷을 수신할 수 있다. 또한, 단말은 앵커 기지국으로 직접 상향링크 데이터 패킷을 송신하거나, 보조 기지국을 통해 앵커 기지국으로 상향링크 데이터 패킷을 송신할 수 있다(S410).
앵커 기지국은 단말 또는 보조 기지국으로부터 수신한 상향링크 데이터 패킷 및 코어 네트워크로부터 수신한 하향링크 데이터 패킷의 전송에 이용된 무선접속기술(RAT)을 확인하여, 확인된 무선접속기술(RAT) 별로 전송 패킷수를 카운팅한다(S420). 앵커 기지국은 카운팅한 전송 패킷수를 기반으로 과금지원정보를 생성한다. 여기서, 과금지원정보는 무선접속기술(RAT) 각각의 전송 트래픽 양 정보, 무선접속기술(RAT) 전체의 트래픽 양 및 무선접속기술(RAT) 간의 전송 트래픽 비율 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
앵커 기지국은 상향링크 데이터 패킷(예: IP 패킷)과 함께 헤더(예: GTP-U Header)에 과금지원정보를 포함시켜 게이트웨이로 전송한다(S430). 여기서, 게이트웨이는 전술한 과금정보생성 기능 노드의 일례로서, S-GW 및 P-GW가 포함될 수 있다. 앵커 기지국이 전송한 상향링크 데이터 패킷 및 과금지원정보는 1차적으로 S-GW에 전달되며, 만약 S-GW와 P-GW가 분리된 경우에는 S-GW에서 다시 P-GW로 전달된다.
게이트웨이는 전달받은 과금지원정보를 이용하여 무선접속기술(RAT) 유형 별로 과금정보(예: CDR)를 생성(S440)하여 과금시스템으로 전달한다(S450).
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 무선통신 시스템에서의 과금 처리 방법을 나타내는 흐름도이다. 본 실시예 또한 기지국 장치가 앵커 기지국인 경우에 적용된다. 즉, 본 실시예에서 기지국 장치는 코어 네트워크와 직접 연결되어 자신과 상이한 무선접속기술(RAT)을 이용하는 타 기지국 장치로 하향링크 트래픽을 분배하고, 타 기지국 장치로부터 상향링크 트래픽을 수신하여 코어 네트워크로 전송한다. 다만, 본 실시예는 도 4의 실시예와 달리 상향링크 데이터 패킷에 대한 과금 처리에만 적용될 수 있다.
단말은 네트워크에 접속되어 서비스를 이용할 수 있는 연결모드(connected mode) 상태이고, 전술한 바와 같이 레거시 시스템과 비-레거시 시스템에 대한 이중 연결성이 지원되는 데이터 송수신이 가능하다. 이에 따라, 단말은 앵커 기지국으로 직접 상향링크 데이터 패킷을 송신하거나, 보조 기지국을 통해 앵커 기지국으로 상향링크 데이터 패킷을 송신할 수 있다(S510).
앵커 기지국은 단말 또는 보조 기지국으로부터 수신한 상향링크 데이터 패킷의 전송에 이용된 무선접속기술(RAT)을 확인한다(S520). 앵커 기지국은 확인한 무선접속기술(RAT)의 유형을 나타내는 정보를 과금지원정보로서 생성한다. 무선접속기술(RAT)의 유형을 나타내는 정보는 1 bit로 두 유형(예: LTE 및 5G)을 파악할 수 있는 형태로 표현되거나, 별도의 인덱스 정보로 표현될 수 있다. 또한, 무선접속기술(RAT)의 유형을 나타내는 정보는 사용자 평면 터널(예: GTP-U 터널) 생성시 앵커 기지국에 설정되거나, 3GPP 표준에서 명시하는 값을 이용하여 표현될 수 있다.
앵커 기지국은 상향링크 데이터 패킷(예: IP 패킷)과 함께 헤더(예: GTP-U Header)에 과금지원정보를 포함시켜 게이트웨이로 전송한다(S530). 여기서, 게이트웨이는 전술한 과금정보생성 기능 노드의 일례로서, S-GW 및 P-GW가 포함될 수 있다. 앵커 기지국이 전송한 상향링크 데이터 패킷 및 과금지원정보는 1차적으로 S-GW에 전달되며, 만약 S-GW와 P-GW가 분리된 경우에는 S-GW에서 다시 P-GW로 전달된다.
본 실시예에서는 앵커 기지국에서 직접 전송 패킷수를 카운팅하여 트래픽 양을 기록하지 않고 무선접속기술(RAT)의 유형 정보만을 게이트웨이로 전송하므로, 발생하는 상향링크 데이터 패킷마다 과금지원정보(즉, 유형 정보)가 추가된다.
게이트웨이는 전달받은 과금지원정보를 이용하여 무선접속기술(RAT) 유형 별로 과금정보(예: CDR)를 생성(S540)하여 과금시스템으로 전달한다(S550). 무선접속기술(RAT) 유형 별로 트래픽 양을 고려한 과금 처리는 게이트웨이에서 이루어지게 된다.
이하, 도 6 및 도 7을 참조하여 제어 평면을 통한 기지국 장치의 과금처리 방법에 대하여 설명한다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 기지국 장치의 과금 처리 방법을 나타내는 흐름도이다. 본 실시예에서는 앵커 기지국이 각 무선접속기술(RAT) 별로 트래픽 정보를 카운팅하여 저장하고 있다가 S1 Release와 같이 단말에 대한 베어러가 해제(release)되는 시점에 저장하고 있던 정보를 이동성관리 기능 노드를 통해 과금정보생성 기능 노드로 전달한다.
기지국 장치는 사용자 데이터 패킷 송수신 시, 송수신한 사용자 데이터 패킷의 전송에 이용된 무선접속기술(RAT)을 확인하여 무선접속기술(RAT) 별로 과금을 지원하기 위한 과금지원정보를 생성한다(S610). 단계 S610에서 기지국 장치는 확인된 무선접속기술(RAT) 별로 전송 패킷수를 카운팅하고, 카운팅한 전송 패킷수를 기반으로 복수의 무선접속기술(RAT)의 전송 트래픽 양 정보를 과금지원정보로서 생성할 수 있다.
무선접속기술(RAT) 별로 전송 패킷수가 카운팅되고 있는 동안, 단말에 대한 베어러 해제(예: S1 Release) 절차를 개시하는 이벤트가 트리거링됨에 따라, 기지국 장치는 이동성관리 기능 노드로부터 단말에 대한 베어러 해제 메시지(예: UE Context Release Command)를 수신하여 단말로 RRC 연결 해제(RRC Connection Release) 메시지를 전송한다(S620).
기지국 장치는 단말과 RRC 해제 동작을 수행한 이후, 단말의 연결모드 상태 동안 카운팅한 정보를 근거로 생성한 과금지원정보를 단말에 대한 베어러 해제 완료 메시지(예: UE Context Release Complete)에 포함시켜 이동성관리 기능 노드로 전송한다(S630). 본 실시예에서는 과금지원정보가 제어평면 메시지(GTP-C 메시지)를 통해 전달된다. 기지국 장치가 앵커 기지국이 아닌 보조 기지국인 경우에는, 자신과 상이한 무선접속기술(RAT)을 이용하는 타 기지국 장치로부터 타 기지국 장치에 의해 생성된 과금지원정보를 전달받아 이동성관리 기능 노드로 전송할 수 있다.
도 7을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 대하여 구체적으로 설명한다. 도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 무선통신 시스템에서의 과금 처리 방법을 나타내는 흐름도이다.
단말은 네트워크에 접속되어 서비스를 이용할 수 있는 연결모드(connected mode) 상태이고, 전술한 바와 같이 레거시 시스템과 비-레거시 시스템에 대한 이중 연결성이 지원되는 데이터 송수신이 가능하다. 이에 따라, 단말은 앵커 기지국으로부터 직접 하향링크 데이터 패킷을 수신하거나, 앵커 기지국에서 보조 기지국으로 우회된 하향링크 데이터 패킷을 수신할 수 있다. 또한, 단말은 앵커 기지국으로 직접 상향링크 데이터 패킷을 송신하거나, 보조 기지국을 통해 앵커 기지국으로 상향링크 데이터 패킷을 송신할 수 있다(S710). 도 7에서는 레거시 기지국이 앵커 기지국인 경우를 도시하고 있으나, 이는 예시에 불과하고 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 반대의 경우도 가능하다.
앵커 기지국은 단말 또는 보조 기지국으로부터 수신한 상향링크 데이터 패킷 및 코어 네트워크로부터 수신한 하향링크 데이터 패킷의 전송에 이용된 무선접속기술(RAT)을 확인하여, 확인된 무선접속기술(RAT) 별로 전송 패킷수를 카운팅한다(S712). 앵커 기지국에서는 단말이 연결모드 상태인 동안 지속적으로 전송 패킷수가 카운트되어 기록된다. 앵커 기지국은 카운팅한 전송 패킷수를 기반으로 과금지원정보를 생성한다. 여기서, 과금지원정보는 무선접속기술(RAT) 각각의 전송 트래픽 양 정보, 무선접속기술(RAT) 전체의 트래픽 양 및 무선접속기술(RAT) 간의 전송 트래픽 비율 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
앵커 기지국에 의해 무선접속기술(RAT) 별로 전송 패킷수가 카운팅되고 있는 동안, S1 Release 절차를 개시하는 이벤트가 트리거링되면(S714), MME와 게이트웨이 사이에 베어러를 해제하기 위한 메시지 교환이 이루어진다(S716). 단계 S716에서 MME 또는 게이트웨이에 의해 과금지원정보 요청이 이루어질 수 있다. 다만, 이 때 MME 및 게이트웨이는 베어러 해제 절차가 개시되더라도 과금지원정보 보고를 위한 요청 및 응답이 완료될 때까지 단말에 대한 베어러 컨텍스트(Bearer Context)를 삭제(release)하지 않고 유지하도록 설정된다. 따라서, 게이트웨이는 과금지원정보를 보고받을 때까지 베어러 컨텍스트를 유지한다(S718).
MME는 레거시 기지국(예: LTE eNB)으로 S1 UE Context Release Command 메시지를 전송한다(S720). S1 UE Context Release Command를 수신한 레거시 기지국은 단말과 RRC 연결 해제 동작을 수행한다(S722). RRC 연결 해제가 완료되면, 레거시 기지국은 MME로 S1 UE Context Release Complete 메시지에 단말의 연결모드 상태 동안 카운팅된 과금지원정보를 포함시켜 전달한다(S726). 다만, 레거시 기지국이 앵커 기지국이 아닌 보조 기지국이고, 비-레거시 기지국(예: 5G gNB)이 앵커 기지국인 경우, S1 UE Context Releases Complete 메시지를 MME로 보내기 전에 비-레거시 기지국으로부터 과금지원정보를 전달받는다(S724).
MME는 레거시 기지국으로부터 전달된 과금지원정보를 베어러 해제 완료 메시지에 포함하여 게이트웨이로 전송한다(S728). 여기서, 게이트웨이는 전술한 과금정보생성 기능 노드의 일례로서, S-GW 및 P-GW가 포함될 수 있다. MME가 전달한 과금지원정보는 1차적으로 S-GW에 전달되며, 만약 S-GW와 P-GW가 분리된 경우에는 S-GW에서 다시 P-GW로 전달된다.
게이트웨이는 전달받은 과금지원정보를 이용하여 무선접속기술(RAT) 유형 별로 과금정보(예: CDR)를 생성하여 과금시스템으로 전달한다.
다른 실시예로서, 단말의 핸드오버가 발생한 경우 기지국 장치의 과금 처리 방법에 대하여 설명한다. 기지국 장치는 단말의 핸드오버 발생 시, 해당 단말에 대하여 카운팅한 과금지원정보를 이동성관리 기능 노드로 전달할 수 있다. 이동성 관리 기능 노드는 전달된 과금지원정보를 과금정보생성 기능 노드로 전송하여 해당 단말에 대해 무선접속기술(RAT) 별로 과금정보가 생성되도록 한다. 보다 구체적으로, 기지국 장치는 핸드오버 과정 중 핸드오버 요청(Handover Required) 메시지 전송 단계에서 과금지원정보를 이동성관리 기능 노드로 전송하여 과금정보생성 기능 노드로 전달될 수 있도록 하거나, 또는 단말 컨텍스트 삭제 완료(UE Context Release Complete) 메시지 전송 단계에서 과금지원정보를 이동성관리 기능 노드로 전송하여 과금정보생성 기능 노드로 전달될 수 있도록 할 수 있다.
대안적으로, 기지국 장치는 단말의 핸드오버 발생 시, 해당 단말에 대하여 카운팅한 과금지원정보를 타겟 기지국 장치로 전달하여 핸드오버가 완료된 후에 타겟 기지국 장치에서 해당 단말에 대한 전송 패킷수 카운팅을 이어서 수행하도록 할 수 있다. 구체적으로, 기지국 장치는 핸드오버 준비(Handover Preparation) 단계에서 타겟 기지국 장치로 핸드오버 요청(Handover Request) 메시지를 전송하는 과정에서 과금지원정보를 타겟 기지국 장치에 전달하여 타겟 기지국 장치가 전송 패킷수 카운팅을 이어서 수행하도록 한다.
본 실시예에 따르면, 기지국 장치는 도 4 및 도 5를 참조하여 전술한 바와 같이 단말의 연결모드 동안 상향링크 데이터 패킷과 함께 과금지원정보를 지속적으로 전송하지 않고, 단말의 연결모드 동안 수집한 과금지원정보를 베어러 해제 시에 한꺼번에 과금정보생성 기능 노드로 전송하게 된다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 기지국 장치(800)의 개략적인 구성도이다.
기지국 장치(800)는 제어부(810) 및 송수신부(820)를 포함한다. 기지국 장치(800)의 각 구성요소는 하드웨어 칩으로 구현될 수 있으며, 또는 소프트웨어로 구현되고 마이크로프로세서가 각 구성요소에 대응하는 소프트웨어의 기능을 실행하도록 구현될 수도 있다.
송수신부(820)는 신호를 송수신하여 다른 네트워크 기능 노드들과 통신을 수행한다.
제어부(810)는 사용자 데이터 패킷 송수신 시, 송수신한 사용자 데이터 패킷의 전송에 이용된 무선접속기술(RAT)을 확인하여 무선접속기술(RAT) 별로 과금을 지원하기 위한 과금지원정보를 생성하고, 생성한 과금지원정보를 상향링크 데이터 패킷의 헤더(예: GTP Header) 또는 제어평면 메시지(예: GTP-C 메시지)에 포함시켜 과금정보생성 기능 노드로 전송하도록 제어한다.
제어부(810)는 확인된 무선접속기술(RAT) 별로 전송 패킷수를 카운팅하고, 카운팅한 전송 패킷수를 기반으로 복수의 무선접속기술(RAT)의 전송 트래픽 양 정보를 과금지원정보로서 생성하도록 제어할 수 있다. 여기서, 과금지원정보는 복수의 무선접속기술(RAT) 각각의 전송 트래픽 양 정보, 복수의 무선접속기술(RAT) 전체의 트래픽 양 및 복수의 무선접속기술(RAT) 간의 전송 트래픽 비율 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
또한, 제어부(810)는 상향링크 데이터 패킷의 수신 시, 수신한 상향링크 데이터 패킷의 전송에 이용된 무선접속기술(RAT)을 확인하여 확인된 무선접속기술(RAT)의 유형을 나타내는 정보를 과금지원정보로서 생성하도록 제어할 수도 있다.
도 3 내지 도 7에서는 각 과정을 순차적으로 실행하는 것으로 기재하고 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 다시 말해, 도 3 내지 도 7에 기재된 과정을 변경하여 실행하거나 하나 이상의 과정을 병렬적으로 실행하는 것으로 적용 가능할 것이므로, 도 3 내지 도 7는 시계열적인 순서로 한정되는 것은 아니다.
도 3 내지 도 7에 기재된 본 실시예에 기지국 장치의 과금 처리 방법은 프로그램으로 구현되고 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 기록될 수 있다. 본 실시예에 따른 기지국 장치의 과금 처리 방법을 구현하기 위한 프로그램이 기록되고 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨팅 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다.
이상의 설명은 본 실시예의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 실시예들은 본 실시예의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 실시예의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 실시예의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 실시예의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
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본 특허출원은, 본 명세서에 그 전체가 참고로서 포함되는, 2017년 06월 12일 한국에 출원한 특허출원번호 제10-2017-0073284호에 대해 우선권을 주장한다.

Claims (18)

  1. 복수의 무선접속기술(RAT: Radio Access Technology)을 지원하는 무선통신 시스템에서 기지국 장치(BS: Base Station)가 과금을 처리하는 방법에 있어서,
    사용자 데이터 패킷 송수신 시, 송수신한 사용자 데이터 패킷의 전송에 이용된 무선접속기술(RAT)을 확인하여 무선접속기술(RAT) 별로 과금을 지원하기 위한 과금지원정보를 생성하는 단계; 및
    상기 과금지원정보를 상향링크 데이터 패킷의 헤더에 포함시켜 과금정보생성 기능 노드로 전송하는 단계
    를 포함하는 과금 처리 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 과금지원정보를 생성하는 단계는,
    상기 확인된 무선접속기술(RAT) 별로 전송 패킷수를 카운팅하는 단계; 및
    상기 카운팅한 전송 패킷수를 기반으로 상기 복수의 무선접속기술(RAT)의 전송 트래픽 양 정보를 상기 과금지원정보로서 생성하는 단계를 포함하는, 과금 처리 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 과금지원정보는,
    상기 복수의 무선접속기술(RAT) 각각의 전송 트래픽 양 정보, 상기 복수의 무선접속기술(RAT) 전체의 트래픽 양 및 상기 복수의 무선접속기술(RAT) 간의 전송 트래픽 비율 중 적어도 하나를 포함하는, 과금 처리 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 과금지원정보를 생성하는 단계는,
    상향링크 데이터 패킷의 수신 시, 수신한 상향링크 데이터 패킷의 전송에 이용된 무선접속기술(RAT)을 확인하여 확인된 무선접속기술(RAT)의 유형을 나타내는 정보를 상기 과금지원정보로서 생성하는 단계를 포함하는, 과금 처리 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 상향링크 데이터 패킷의 헤더는, 터널 헤더(Tunnel Header)로서 상기 기지국 장치에 의해 상기 상향링크 데이터 패킷에 추가되고,
    상기 과금지원정보는, 상기 터널 헤더에 포함된 하나 이상의 헤더 필드 및 하나 이상의 확장헤더 필드 중 어느 하나에 포함되는, 과금 처리 방법.
  6. 복수의 무선접속기술(RAT: Radio Access Technology)을 지원하는 무선통신 시스템에서 과금을 처리하는 방법에 있어서,
    기지국 장치가 사용자 데이터 패킷 송수신 시, 송수신한 사용자 데이터 패킷의 전송에 이용된 무선접속기술(RAT)을 확인하여 무선접속기술(RAT) 별로 과금을 지원하기 위한 과금지원정보를 생성하는 단계;
    상기 기지국 장치가 이동성관리 기능 노드로부터 단말에 대한 베어러 해제 메시지를 수신하여 단말(UE: User Equipment)로 RRC 연결 해제(RRC Connection Release) 메시지를 전송하는 단계; 및
    상기 기지국 장치가 상기 과금지원정보를 단말에 대한 베어러 해제 완료 메시지에 포함시켜 상기 이동성관리 기능 노드로 전송하는 단계
    를 포함하는, 과금 처리 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 과금지원정보를 생성하는 단계는,
    상기 확인된 무선접속기술(RAT) 별로 전송 패킷수를 카운팅하는 단계; 및
    상기 카운팅한 전송 패킷수를 기반으로 상기 복수의 무선접속기술(RAT)의 전송 트래픽 양 정보를 상기 과금지원정보로서 생성하는 단계를 포함하는, 과금 처리 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 과금지원정보는,
    상기 복수의 무선접속기술(RAT) 각각의 전송 트래픽 양 정보, 상기 복수의 무선접속기술(RAT) 전체의 트래픽 양 및 상기 복수의 무선접속기술(RAT) 간의 전송 트래픽 비율 중 적어도 하나를 포함하는, 과금 처리 방법.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 기지국 장치가 자신과 상이한 무선접속기술(RAT)을 이용하는 타 기지국 장치로부터 상기 타 기지국 장치에 의해 생성된 과금지원정보를 전달받는 단계를 더 포함하고,
    상기 단말에 대한 베어러 해제 완료 메시지는 상기 전달된 과금지원정보를 더 포함하는, 과금 처리 방법.
  10. 제6항에 있어서,
    상기 이동성관리 기능 노드가 상기 기지국 장치로부터 전달된 상기 과금지원정보를 과금정보생성 기능 노드로 전송하는 단계를 더 포함하되,
    상기 이동성관리 기능 노드는 베어러 해제(Bearer Release) 절차가 개시되더라도, 상기 기지국 장치로부터 상기 과금지원정보를 전달받을 때까지 단말에 대한 베어러 컨텍스트(Bearer Context)가 유지되도록 설정되는, 과금 처리 방법.
  11. 제1항 또는 제6항에 있어서,
    상기 기지국 장치는,
    코어 네트워크와 직접 연결되어 자신과 상이한 무선접속기술(RAT)을 이용하는 타 기지국 장치로 하향링크 트래픽을 분배하고, 상기 타 기지국 장치로부터 상향링크 트래픽을 수신하여 상기 코어 네트워크로 전송하는, 과금 처리 방법.
  12. 복수의 무선접속기술(RAT: Radio Access Technology)을 지원하는 무선통신 시스템의 기지국 장치에 있어서,
    신호를 송수신하는 송수신부; 및
    사용자 데이터 패킷 송수신 시, 송수신한 사용자 데이터 패킷의 전송에 이용된 무선접속기술(RAT)을 확인하여 무선접속기술(RAT) 별로 과금을 지원하기 위한 과금지원정보를 생성하고, 상기 과금지원정보를 상향링크 데이터 패킷의 헤더 또는 제어평면 메시지에 포함시켜 과금정보생성 기능 노드로 전송하도록 제어하는 제어부
    를 포함하는 기지국 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 확인된 무선접속기술(RAT) 별로 전송 패킷수를 카운팅하고, 상기 카운팅한 전송 패킷수를 기반으로 상기 복수의 무선접속기술(RAT)의 전송 트래픽 양 정보를 상기 과금지원정보로서 생성하도록 제어하는, 기지국 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 과금지원정보는,
    상기 복수의 무선접속기술(RAT) 각각의 전송 트래픽 양 정보, 상기 복수의 무선접속기술(RAT) 전체의 트래픽 양 및 상기 복수의 무선접속기술(RAT) 간의 전송 트래픽 비율 중 적어도 하나를 포함하는, 기지국 장치.
  15. 제12항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상향링크 데이터 패킷의 수신 시, 수신한 상향링크 데이터 패킷의 전송에 이용된 무선접속기술(RAT)을 확인하여 확인된 무선접속기술(RAT)의 유형을 나타내는 정보를 상기 과금지원정보로서 생성하도록 제어하는, 기지국 장치.
  16. 제12항에 있어서,
    상기 상향링크 데이터 패킷의 헤더는, 터널 헤더(Tunnel Header)로서 상기 제어부에 의해 상기 상향링크 데이터 패킷에 추가되고,
    상기 과금지원정보는, 상기 터널 헤더에 포함된 하나 이상의 헤더 필드 및 하나 이상의 확장헤더 필드 중 어느 하나에 포함되는, 기지국 장치.
  17. 제12항에 있어서,
    상기 제어부는,
    자신과 상이한 무선접속기술(RAT)을 이용하는 타 기지국 장치로부터 상기 타 기지국 장치에 의해 생성된 과금지원정보를 전달받아 상기 제어평면 메시지에 상기 전달된 과금지원정보가 더 포함되도록 더 제어하는, 기지국 장치.
  18. 제12항에 있어서,
    상기 제어부는,
    코어 네트워크와 직접 연결되어 자신과 상이한 무선접속기술(RAT)을 이용하는 타 기지국 장치로 하향링크 트래픽을 분배하고, 상기 타 기지국 장치로부터 상향링크 트래픽을 수신하여 상기 코어 네트워크로 전송하도록 제어하는, 기지국 장치.
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