KR100949155B1 - 이동통신시스템 - Google Patents

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KR100949155B1
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도시유키 다무라
슈테판 슈미드
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닛본 덴끼 가부시끼가이샤
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Abstract

유저데이터를 중계하기 위한 이동통신시스템은 복수의 기지국장치 및 코어네트워크장치를 구비한다. 각각의 기지국장치는 무선링크를 통해 단말에 접속하기 위한 셀을 형성한다. 코어네트워크장치는 기지국에 접속될 수 있다. 통신중인 동작모드에 단말이 있는 동안은 기지국장치들 사이를 단말이 이동하더라도 단말에 접속되어 있는 코어네트워크장치는 단말과의 접속을 유지한다.
코어네트워크장치, 기지국장치, 단말, 관리범위

Description

이동통신시스템{Mobile communication system}
본 발명은 이동통신시스템에 관한 것이다.
본 출원은 2006년 8월 17일에 출원된 일본 특허출원 제2006-222514호 및 2007년 2월 9일에 출원된 일본 특허출원 제2007-030562호를 기초로 하고 이에 대해 우선권을 주장하며, 이들의 내용은 참조로 통합된다.
현재, 3GP(3rd Generation Partnership Project)에서는 LTE(Long Term Evolution) 및 SAE(System Architecture Evolution)를 연구하기 위한 노력이 이루어지고 있다.
3GPP-LTE/SAE 연구에서의 중요한 주제 중 하나는 UPE재배치(User Plane Entity Relocation)의 제어를 다루는 것이다. UPE재배치의 제어는 UE(User Entity)가 접속될 수 있는 UPE를 바꾸는 제어이다(예를 들어, 일본 공개특허공보 제2003-348661호 참조).
UPE기능엔티티는 eNB(eNodeB)에 대해 또는 역으로 유저플레인처리를 실시하기 위한 엔티티이고, SAE의 코어아키텍처(core architecture)에 정의된다. UPE기능엔티티의 예들은 페이징개시, 헤더압축, 및 암호화를 포함한다. UPE기능엔티티는 MME(Mobile Management Entity)기능엔티티와 공통인 노드 또는 전용노드에 위치될 수 있다.
코어네트워크와 액세스네트워크 사이의 S1인터페이스는 IP네트워크를 통해 풀메쉬토폴로지에 따라 액세스네트워크의 eNB 및 코어네트워크의 UPE를 상호접속한다. 따라서, 물리적으로, eNB는 PLMN(Public Land Mobile Network) 내의 모든 UPE에 접속될 수 있다. UPE가 접속될 수 있는 eNB의 범위가 논리적으로 제한되어 있고 UPE의 관리범위로 한정되더라도, eNB는 eNB를 관리범위로 하고 있는 UPE 중 어느 하나에 유연하게 접속될 수 있다.
LTE에 머물고 있는 UE는 어떤 시점에서는 단일 UPE에 접속된다. UE가 접속되는 UPE는 UPE재배치에 의해 변화한다. 일반적으로 UPE재배치는 UE가 정지모드(LTE_IDLE)에 있을 경우 발생한다. 정지모드는 UE가 통신하지 않는 대기모드이다. UPE재배치가 UE가 통신하고 있는 동작모드(LTE_ACTIVE)에서도 가능하다는 것이 바람직하지만, 가능한 한 복잡한 재배치절차를 필요로 하지 않도록 이러한 UPE재배치는 피해져야 한다.
상술한 종래기술은 다음과 같은 문제를 제공한다.
3GPP-LTE/SAE에 따르면, 유연한 S1인터페이스를 통해 eNB와 UPE를 접속할 수 있다. UPE의 관리범위를 전체 PLMN에 대해서가 아닌 일부에 대해 어떻게 제한할 것인지, 그리고 UPE와 이의 관리범위를 어떻게 정할 것인지 명확하지 않다. 유저데이터통신을 더욱 좋게 하기 위해서 UPE의 관리범위가 제한되는 경우 발생하는 UPE재배치의 빈도를 줄이는 방법이 고려되어야만 한다.
본 발명의 목적은 더 나은 유저데이터통신을 위해 유저플레인엔티티(User Plane Entity, UPE)와 eNodeB를 적절히 접속하기 위한 이동통신시스템을 제공하는 것이다.
상술한 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 유저데이터를 중계하기 위한 이동통신시스템은 복수의 기지국장치 및 코어네트워크장치를 구비한다.
각각의 기지국장치들은 무선링크를 통해 단말에 접속하기 위한 셀을 형성한다. 코어네트워크장치는 기지국장치에 접속할 수 있다.
통신중인 동작모드에 단말이 있는 동안은 기지국장치들 사이에서 단말의 이동이 있는 경우라도, 단말에 접속된 코어네트워크장치는 단말과의 접속을 유지할 수 있다.
본 발명의 상술한, 및 다른 목적들, 특징 및 이점들이 본 발명의 실시예들을 설명하는 첨부도면을 참조로 하여 이하의 설명으로부터 명백해 질 것이다.
본 발명의 실시예가 도면을 참조로 이하에서 설명될 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 이동통신시스템을 형성하는 블록도이다. 도 1에서 보이는 바와 같이, 이동통신시스템은 코어네트워크장치(MME/UPE, 111, 112) 및 기지국장치(eNB, 121 내지 128)를 포함한다. 코어네트워크장치들(111, 112) 및 기지국장치(121 내지 128)는 IP네트워크(14)를 통해 풀메쉬토폴로지에 따라 서로 접속된다.
각각의 코어네트워크장치들(111, 112)은 유저플레인처리를 실행하는 유저플레인엔티티 및 단말이동매니지먼트를 실시하는 모바일매니지먼트엔티티를 포함한다. 코어네트워크장치들(111, 112)은 기지국장치(12)를 경유해 단말(13)에 접속되고 단말(13)에/로부터 전송된 유저데이터를 처리한다. 각각의 코어네트워크장치들(111, 112)은 반드시 단일노드로 구성되는 것은 아니고 다르게 구성될 수 있다. 예를 들어, 각각의 코어네트워크장치들(111, 112)의 유저플레인엔티티 및 모바일매니지먼트엔티티는 별개의 노드들에 설치될 수 있다. 이러한 경우에, 이런 노드들의 집합체는 코어네트워크장치(11)로 고려될 수 있다.
각각의 기지국장치(121 내지 128)는 무선링크를 통해 단말(13)에 접속하기 위한 셀을 형성하고 코어네트워크장치(11) 및 단말(13) 사이에 통신을 하기 위해 셀에 위치된 단말(13)에 접속된다.
코어네트워크장치들(111, 112) 및 기지국장치(121 내지 128)는 풀메쉬토폴로지에 따라 서로 접속되기 때문에, 물리적으로는 코어네트워크장치(111, 112)는 기지국장치(121 내지 128)로 데이터를 전송할 수 있고 기지국장치(121 내지 128)로부터 데이터를 수신할 수 있다. 그러나 각각의 코어네트워크장치(111, 112)는 접속될 수 있는 기지국장치(12)를 논리적으로 제한하기 위한 관리범위세트를 가지고 있고, 따라서, 처리능력, 저장능력 및 코어네트워크장치(111, 112)의 기능을 위한 요구를 완화하고 있다.
각각의 코어네트워크장치들(111, 112)의 관리범위세트는 각각 정해진 관리범위, 즉, 동작모드에서의 단말(13)에 대한 관리범위 및 정지모드에서의 단말(13)에 대한 관리범위를 구비한다. 동작모드는 단말이 통신하는 모드를 말하고, 정지모드는 단말이 통신하지 않는 모드를 말한다. 동작모드인 단말(13)에 대한 관리범위는 동작모드서비스에어리어로 언급되고, 정지모드인 단말(13)에 대한 관리범위는 정지모드서비스에어리어로 언급된다. 동작모드서비스에어리어는 정지모드서비스에어리어보다 넓다. 결과적으로, 동작모드에서의 유저플레인엔티티의 변환(UPE 재배치)의 발생빈도는 정지모드에서의 UPE 재배치의 발생빈도보다 낮다.
도 1에 보이는 바와 같이, 정지모드서비스에어리어(151) 및 동작모드서비스에어리어(161)가 코어네트워크장치(111)에 대해 정해지고, 정지모드서비스에어리어(152) 및 동작모드서비스에어리어(162)가 코어네트워크장치(112)에 대해 정해진다.
정지모드서비스에어리어(151)는 기지국장치(122 내지 124)를 구비하고 동작모드서비스에어리어(161)는 기지국장치(121 내지 125)를 구비한다. 정지모드서비스에 어리어(152)는 기지국장치(125 내지 127)를 구비하고 동작모드서비스에어리어(162)는 기지국장치(124 내지 128)을 구비한다.
코어네트워크장치(11)는 정지모드서비스에어리어(15), 및 정지모드서비스에어리어(15) 보다 넓은 동작모드서비스에어리어(16)를 별개로 관리한다.
코어네트워크장치(11)는 정지모드서비스에어리어(15)의 기지국장치(122 내지 124)를 통해 접속된 정지모드에서의 단말(13)이 정지모드서비스에어리어(15)에 위치되는 동안은 단말(13)에 계속해서 접속된다.
정지모드에서의 단말(13)이 정지모드서비스에어리어(15)의 경계를 넘어 이동하는 경우, 이동원(移動元)의 정지모드서비스에어리어(15)의 코어네트워크장치(11)로부터 이동처(移動處)의 정지모드서비스에어리어(15)의 코어네트워크장치(11)로 단말(13)의 접속이 바뀐다. 이 변환은 이동원의 코어네트워크장치(11) 및 앵커유저플레인엔티티(미도시)가 서로 접속된 상태로부터 이동처의 코어네트워크장치(11) 및 앵커유저플레인엔티티(미도시)가 서로 접속된 상태로의 이행을 야기한다.
코어네트워크장치(11)는 동작모드서비스에어리어(16)에서의 기지국장치(121 내지 125)를 통해 접속된 동작모드에서의 단말(13)이 동작모드서비스에어리어(16)에 위치되는 동안은 단말(13)에 접속을 유지한다.
동작모드에서의 단말(13)이 동작모드서비스에어리어(16)의 경계를 넘어 이동하는 경우, 이동원의 동작모드서비스에어리어(16)의 코어네트워크장치(11)로부터 이동처의 동작모드서비스에어리어(16)의 코어네트워크장치(11)로 단말(13)의 접속이 바뀐다. 이러한 변환은 이동원의 코어네트워크장치(11)와 앵커유저플레인엔티티(미도시)가 서로 접속된 상태로부터 이동처의 코어네트워크장치(11)와 앵커유저플레인엔티티(미도시)가 서로 접속되는 상태로의 이행을 야기한다.
단말(13)이 정지모드동안 정지모드서비스에어리어(15)의 경계를 넘어 이동하는 경우, 이동원의 정지모드서비스에어리어(15)를 관리하는 코어네트워크장치(11)로부터 이동처의 정지모드서비스에어리어(15)를 관리하는 코어네트워크장치(11)로 단말(13)의 접속이 바뀐다.
예를 들어, 정지모드동안 단말(13)이 정지모드서비스에어리어(151)에 속하는 기지국장치(124)의 셀로부터 정지모드서비스에어리어(152)에 속하는 기지국장치(125)의 셀로 이동한다고 가정한다. 이러한 경우, 단말(13)은 이동원의 정지모드서비스에어리어(151)를 관리하는 코어네트워크장치(111)로부터 이동처의 정지모드서비스에어리어(152)를 관리하는 코어네트워크장치(112)로 접속을 바꾸기 위한 UPE재배치를 활성화한다.
단말(13)이 동작모드에 있는 동안 정지모드서비스에어리어(15)의 경계를 넘어 이동하는 경우, 단말(13)은 UPE 재배치를 실시하지 않는다. 단말(13)이 동작모드 동안 동작모드서비스에어리어(16)의 경계를 넘어 이동하는 경우, 이동원의 동작모드서비스에어리어(16)를 관리하는 코어네트워크장치(11)로부터 이동처의 동작모 드서비스에어리어(16)를 관리하는 코어네트워크장치(11)로 단말(13)의 접속이 바뀐다.
예를 들어, 동작모드에서의 단말(13)이 정지모드서비스에어리어(151)에 속하는 기지국장치(124)의 셀로부터 정지모드서비스에어리어(152)에 속하는 기지국장치(125)의 셀로 이동한다고 가정한다. 이러한 경우 단말(13)은 UPE 재배치를 활성화하지 않는다. 단말(13)이 동작모드서비스에어리어(161)에 속하는 기지국장치(125)의 셀로부터 동작모드서비스에어리어(162)에 속하는 기지국장치(126)의 셀로 이동한다고 가정한다. 이러한 경우, 단말(13)은 이동원의 동작모드서비스에어리어(161)를 관리하는 코어네트워크장치(111)로부터 이동처의 동작모드서비스에어리어(162)를 관리하는 코어네트워크장치(112)로 접속을 바꾸기 위한 UPE재배치를 활성화한다.
도 2는 실시예에 따른 이동통신시스템의 코어네트워크장치를 형성하는 블록도이다. 도 2에서 보이는 바와 같이, 코어네트워크장치(11)는 서비스에어리어정보저장부(21)와 접속제어부(22)를 포함한다.
서비스에어리어정보저장부(21)는 정지모드서비스에어리어의 정보와 동작모드서비스에어리어의 정보를 각각 관리한다. 정지모드서비스에어리어의 정보는 자(自)장치의 정지모드서비스에어리어에 속하는 기지국장치(12)의 리스트를 포함한다. 동작모드서비스에어리어의 정보는 자장치의 동작모드서비스에어리어에 속하는 기지국장치(12)의 리스트를 포함한다.
예를 들어, 도 1에 보이는 코어네트워크장치(111)의 동작모드서비스에어리어(161)의 정보는 기지국장치(121 내지 125)의 리스트를 포함하고 코어네트워크장치(111)의 정지모드서비스에어리어(151)의 정보는 기지국장치(122 내지 124)의 리스트를 포함한다.
접속제어부(22)는 정지모드서비스에어리어(151)의 기지국장치(122)를 통해 정지모드에서의 단말(13)에 접속되고, 단말(13)이 정지모드서비스에어리어(151)에 위치되는 동안은 단말(13)이 정지모드서비스에어리어(151)의 다른 기지국장치(122)로 이동하더라도 단말(13)과의 접속을 유지한다.
접속제어부(22)는 동작모드서비스에어리어(161)의 기지국장치(121)를 통해 자장치에 접속된 동작모드의 단말(13)에 접속되고 단말(13)이 동작모드서비스에어리어(161)에 위치되는 동안은 단말(13)이 동작모드서비스에어리어(161)의 다른 기지국장치(122)로 이동하더라도 단말(13)과의 접속을 유지한다.
도 3은 실시예에 따른 이동통신시스템의 단말을 형성하는 블록도를 보여준다. 도 3에 보이는 바와 같이, 단말(13)은 상태관리부(31) 및 접속제어부(32)를 포함한다.
상태관리부(31)는 자장치가 정지모드인지 동작모드인지를 관리한다.
단말(13)이 상태관리부(31)의 관리에 의해 정지모드에 있는 동안 정지모드서 비스에어리어(15)의 경계를 넘어 이동하는 경우, 접속제어부(32)는 이동원의 정지모드서비스에어리어(15)를 관리하는 코어네트워크장치(11)로부터 이동처의 정지모드서비스에어리어(15)를 관리하는 코어네트워크장치(11)로 접속을 바꾼다.
단말(13)이 상태관리부(31)의 관리에 의해 동작모드에 있는 동안 동작모드서비스에어리어(16)의 경계를 넘어 이동하는 경우, 접속제어부(32)는 이동원의 동작모드서비스에어리어(16)를 관리하는 코어네트워크장치(16)로부터 이동처의 동작모드서비스에어리어(16)를 관리하는 코어네트워크장치(11)로 접속을 바꾼다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상술한 바와 같이, 정지모드서비스에어리어, 및 정지모드서비스에어리어 보다 넓은 동작모드서비스에어리어가 별개로 관리된다. 정지모드에서의 단말이 정지모드서비스에어리어의 경계를 넘어 이동하는 경우, 코어네트워크장치 사이에 변경이 이루어진다. 동작모드에서의 단말이 동작모드서비스에어리어의 경계를 넘어 이동하는 경우, 코어네트워크장치 사이에 변경이 이루어진다. 결과적으로, 각 유저플레인엔티티의 관리범위는 제한되고 유저플레인엔티티는 적절히 재배치될 수 있다.
코어네트워크장치 사이에서 변경이 이루어지는 경우, 단말(13)이 존재하는 셀이 복수의 서비스에어리어에 포함될 수 있다. 예를 들어, 정지모드에서의 단말(13)이 정지모드서비스에어리어(15)의 경계를 넘어 이동하는 경우, 단말(13)이 존재하는 셀은 복수의 정지모드서비스에어리어(15)에서 중복해서 포함될 수 있다. 유사하게, 동작모드에서 단말(13)이 동작모드서비스에어리어(16)의 경계를 넘어 이동하는 경우, 단말(13)이 존재하는 셀이 복수의 동작모드서비스에어리어(16)에 중 복해서 포함될 수 있다. 이러한 경우에, 단말(13)의 접속이 바뀔 수 있는 코어네트워크장치(11)는 각각의 코어네트워크장치(11)의 부하상태의 관점에서 선택될 수 있다. 이러한 방법에 있어서, 코어네트워크장치(11)에서의 부하는 분산되고 균일화될 수 있다. 각각의 코어네트워크장치(11)의 부하상태는, 예를 들어, 코어네트워크장치(11)에 접속된 단말(13)의 수로부터 판단될 수 있다. 코어네트워크장치(11)에 접속된 단말(13)의 수가 많으면 코어네트워크장치(11)에서의 부하가 많은 것으로 판단된다. 단말(13)의 과거이동이력에 근거해, 단말(13)의 이후의 이동이 예측될 수 있고, 예측된 단말(13)의 이동에 따라 변환이 적게되는 코어네트워크장치(11)가 선택될 수 있다. 따라서 코어네트워크장치(11)의 변환 빈도가 낮추어질 수 있다. 이동예측에 근거해 제1코어네트워크장치로서 선택된 코어네트워크장치(11)에 부하가 많으면, 이동예측에 근거해 다음의 코어네트워크장치(11)가 선택될 수 있다.
동작모드동안 단말(13)이 정지모드서비스에어리어(15)의 경계를 넘어 이동하는 경우, 코어네트워크장치(11) 사이에서의 변환은 활성화되지 않는다. 따라서, 단말(13)은 정지모드로 변할 수 있다. 이러한 경우에, 단말(13)은 단말(13)이 위치하고 있는 정지모드서비스에어리어를 관리하는 코어네트워크장치(11)에 대한 접속을 변경하는 것을 활성화할 수 있다. 이러한 방식으로, 동작모드로부터 정지모드로 다시 변화되는 단말(13)은 단말(13)이 위치된 정지모드서비스에어리어를 포함하는 코어네트워크장치(11)에 접속될 수 있다.
실시예에서, 동작모드서비스에어리어(16)는 이동통신시스템의 일부 에어리어에 제한된다. 그러나, 본 발명은 이러한 구성에 제한되지 않고 다른 기술구성에 적 용될 수 있다. 예를 들어, 각 코어네트워크장치(11)의 동작모드서비스에어리어(16)는 이동통신시스템의 전체네트워크(PLMN : Public Land Mobile Network)일 수 있다. 이러한 실시예에 따라, 통신되는 단말(13)에 대한 코어네트워크장치(11) 사이에서 변환이 발생되는 것을 방지할 수 있다.
3GPP-LTE/SAE에 대한 상술한 실시예에 따라 이동통신시스템을 적용하기 위해서, 3GPP TR23.882(3rd Generation Partership Project: Technical Specification Group Service and System Aspects; 3GPP System Architecture Evolution: Report on Technical Options and Conclusions(Release7))를 개정하는 것이 바람직하다. 이 개정은 이하에 설명될 것이다.
(토의)
1. 어떻게 복수의 UPE와 이의 관리범위를 확장축소가능한 방식으로 체계화할 수 있을까?
UPE가 PLMN에서 모든 eNB를 서비스해야만 하는 강력한 요구를 완화하는 한가지 방법은, LTE에어리어/리젼을 커버하는 복수의 eNB를 서비스할 책임이 있는 UPE세트에 대한 S1플렉스인터페이스의 범위를 한정하는 소위 서비스에어리어를 도입하는 것이다. 이러한 서비스에어리어는, 에어리어를 서비스하는 UPE세트가 eNB가 선택할 수 있는 UPE의 풀을 형성하고 있으므로, 소위 풀에어리어라 불린다.
도 4에 도시된 바와 같이, UE가 서비스에어리어로 이동할 때, UPE 재배치의 문제가 일어난다. 즉, 현재 서빙UPE의 관리범위 외에 있는 eNB로 UE가 핸드오프되는 경우, 목표서비스에어리어의 UPE 중의 하나에 대해 재배치가 요구된다.
서비스에어리어의 개념이 UPE의 관리범위를 제한하기에 매우 좋고 또한 (유저의 실제위치에 가까운 UPE가 선택될 수 있기 때문에) 루팅을 최적화하는 수단을 제공하지만, 고정된 에어리어 경계의 사용은 심각한 문제를 일으킬 수 있다. 예를 들어, 서비스에어리어경계를 종종 가로지르는 유저들은 그들이 가로지르는 매시간 UPE 재배치를 경험할 것이다.
LTE_IDLE모드의 UE에 대해서는, 서비스에어리어 사이를 UE가 가로지를 때마다 여분의 신호부하가 생긴다는 것이 주요 결점이고 이는 서비스에어리어경계가 엄격하지 않다면 피해질 수도 있다. 그러나, LTE_ACTIVE모드의 UE에 대해서 통신되는 동안 서비스열화가 경험될 수 있기 때문에 이런 결점은 더욱 심각할 수 있다. 이와 같이, LTE_ACTIVE 모드에서의 UE에 대한 빈번한 UPE 재배치는 반드시 피해져야 한다.
고정된 서비스 또는 풀에어리어경계의 결점을 피하기 위해, 본 기고는 모든 UPE가 유연하게 구성될 수 있고 LTE셀의 집합 또는 트래킹에어리어에 의해 정해지는 서비스에어리어를 가질 수 있는 구성을 제안한다. UPE의 서비스에어리어는 UPE가 서비스할 수 있는 LTE에어리어(예를 들어, 셀 또는 TA)를 정하고 있다.
도 5는 UPE 마다 유연하게 구성할 수 있는 서비스에어리어의 개념을 보여준다. 이 구성은 오퍼레이터가 UPE의 서비스에어리어를 형성/구성하기를 원하는 방식으로 충분한 유연성을 가지는 것을 강조한다. 서비스에어리어는 전체 PLMN처럼 클 수 있으나 일정 지역의 에어리어에 제한될 수 있고(예를 들어, 도시, 수도, 주), 혹은 지리적인 에어리어(예를 들어, 기차선 또는 고속도로)에 제한될 수 있다.
중요한 포인트는, 통상, 개개의 TA/셀이 대부분의 경우 몇 개의 서비스에어리에 의해 커버되도록 UPE서비스에어리어가 크게 중첩되어 있다는 것이고, 이는 시스템이 주어진 UE를 잘 서비스할 수 있도록 예상되는 (예건대, 가장 긴) UPE를 선택하게 할 수 있다는 것이다.
어떤 LTE셀/TA를 서비스할 수 있는 복수의 UPE는 LTE셀/TA에 머물고 있는 동안 UE를 취급할 수 있는 UPE의 "풀"로 고려될 수 있다. 이는 도 6에 자세히 도시된다. 예를 들어, UEA가 모든 3개의 UPE의 서비스에어리어에 위치되어 있으므로, "풀에어리어"2에 머물고 있는 동안 UPE1, UPE2, UPE3에 의해 서비스가 제공될 수 있다. 그러나, UPE서비스에어리어개념은 단일의 UPE가 많은 "풀에어리어"의 부분이 되도록 하기 때문에, (잘 선택되었다면) 서빙UPE가 또한 새로운 "풀에어리어"를 제공하기 쉬우므로, "풀에어리어"경계의 횡단은 일반적으로 UPE의 재배치를 요구하지 않는다.
2. (UPE의 관리범위를 제한함에도 불구하고) UPE 재배치의 수를 어떻게 감소시킬 수 있나?
UPE 마다 작은 관리범위에도 불구하고 UPE 재배치의 수를 감소시키는 방법에 대한 문제는 다음의 이슈들로 더욱 분류될 수 있다.
어태치시 어떻게 적절한 UPE를 선택할 수 있는가?
언제 UPE를 재배치할 수 있는가(정지 및 동작모드 모두)?
재배치의 경우 어떻게 새로운 UPE를 재선택할 수 있는가?
(어태치시 어떻게 적절한 UPE를 선택할 수 있는가?)
UE의 이동범위가 대부분 유저가 생활하거나 작업하는 상대적으로 작은 지리적인 영역에 제한되는 점을 고려하면, 초기 UPE의 적절한 선택은 큰 효과를 가지는 것이 분명하다. 초기에 선택된 UPE가 유저의 일반적인 생활공간을 커버하는 LTE영역에 서비스될 수 있는 경우에 UPE를 재배치할 필요가 거의 없다.
기고 S2-062662는 UE의 위치 및/또는 이동이력을 고려하여 구성을 제안했다.
(언제 UPE를 재배치할 수 있는가(정지 및 동작모드 모두)?)
(서비스의 불필요한 혼란을 피하기 위해서는) LTE_ACTIVE 모드의 UE에 대한 UPE재배치는 반드시 피해져야 하기 때문에 UE가 UPE를 서비스하는 관리범위 외부로 이동하는 경우에만 재배치가 발생해야 한다. 예를 들어, UE가 PLMN경계를 횡단해 이동하는 것을 들 수 있다.
그러나, LTE_IDLE모드에서 UE에 대해 UPE를 재배치하는 때는 분명하지 않다. 이러한 경우에서 조차도, 때때로(즉, 충분한 이득이 있는 경우) 네트워크에 불필요한 신호부하를 피하기 위해 UPE만이 재배치되는 것이 바람직하다. 예를 들어, 모든 TA가 업데이트된 후 UPE 재배치는 일반적으로 바람직하지 않고 또한 예기치 않은 발진효과를 야기할 수 있다.
한편, 관리경계에 도달될 때까지 LTE_IDLE모드에서 UPE재배치를 실시하지 않는 것은, UE가 LTE_ACTIVE 모드일 경우 초기 UPE 재배치(UE가 여전히 LTE_IDLE 모드에 있음)가 이후 재배치를 피하는 것을 도울 수 있기 때문에, 이상적이지 않다. 게다가, 정지모드로의 UPE 재배치는 또한 다른 UPE가 보다 효율적인 방식으로 이후에 UE를 서비스할 수 있도록 할 수도 있기 때문에 서빙UPE로부터 상당 거리를 UE가 이동하는 경우에 바람직할 수 있다.
결과적으로, LTE_IDLE모드의 UE에 대한 UPE 재배치가 고려되는 경우 늘 유연한 구성의 메커니즘을 제공하는 것이 바람직하다. 이를 위한 해결책으로, 이 기고는, LTE_IDLE모드의 UE에 대한 UPE재배치가 고려되어야 하는 경우 정해지는, UPE에 대한 정지모드서비스에어리어경계의 개념을 도입할 것을 제안한다. 즉, 정지상태의 UE가 서빙UPE의 정지모드서비스에어리어를 넘어 이동하는 경우, UE를 서비스하는 UPE는 재선택될 것이다.
도 7은 동작모드 및 정지모드서비스에어리어경계의 개념을 자세히 도시한 것이다.
UE 상태(정지 또는 동작)에 따라, UE가 이동하는 경우 UPE 재배치가 다른 지점에서 시작된다. 정지상태의 UE에 대해, UE가 서빙UPE의 정지모드서비스에어리어를 떠나는 경우 재배치절차가 활성화될 것이다. 동작상태의 UE에 대해서는 이 경계를 횡단하는 것은 아무런 영향이 없다. 동작모드서비스에어리어경계를 넘어 이동하는 경우에만 UPE 재배치가 일어난다.
LTE_ACTIVE모드에 있는 동안 UE가 정지모드서비스에어리어경계를 횡단하고 이후 LTE_IDLE로 변화하는 경우에 있어서, UE상태변화는 (UE가 더 이상 정지모드서비스에어리어에 있지 않기 때문에) UPE재배치를 일으킨다는 점에 주의하라.
오퍼레이터들은 UPE 재배치가 각각의 UPE를 기초로 동작 및 정지모드 UE를 위해 일어나는 경우 유연하게 제어할 수 있는 이점을 가진다.
(재배치의 경우 어떻게 새로운 UPE를 재선택할 수 있는가?)
마지막 논의는 재배치순서가 이동하는 UE에 의해 야기되는 경우 어떻게 새롭게 서비스하는 UPE를 재선택하거나 선택하느냐 하는 것이다.
이 기고의 제안은, 예를 들어, 가능한 UPE의 부하를 고려한 벤더특정알고리즘, UE의 이동예측 및/또는 다시 변경될 필요가 없고 우수한 다음의 서비스하는 UPE를 선택하는 것을 돕는 UE의 이력정보와 같은 다른 지식을 고려한다는 것이다.
이러한 알고리즘은 UPE의 정지 및 동작모드서비스에어리어의 맵을 사용하고 UE의 이동예측에 기초하여 (방향, 속도 및 UE의 위치이력정보 또는 이벤트, 루트, 트랙 등의 지식과 같은 다른 정보에 따라) 정지 및/또는 동작모드서비스에어리어가 가장 긴 시간 동안 UE를 커버하기 쉬운 (UE 상태, 즉, 동작 또는 정지모드를 고려해) UPE를 선택할 수 있다. 선택된 UPE에 (일정 문턱값을 넘어) 많은 부하가 걸려 있는 경우, 이 알고리즘은 두 번째로 긴 시간 동안 UE를 서비스할 수 있다고 예상되는 다음의 UPE를 선택할 수 있다.
(결론)
이 기고는 UPE 재배치의 문제점에 대해 논의하고, 관리범위가 없는 (UPE는 PLMN의 모든 eNB를 서비스해야만 하는 것과 같은) S1-플렉스 및 고정된 UPE서비스 또는 (경계를 횡단해 UE가 정기적으로 이동하기 위한 차선을 실시하기 위해) 풀에어리어의 제한의 문제를 확인한다.
이러한 문제/제한을 처리하기 위해, 본 기고는 유연한 서비스에어리어가 정지 및 동작모드 UE를 위해 UPE 마다 정해질 수 있는 구성을 제안한다. UE모드에 따라, UPE 재배치는 UE 상태(오퍼레이터가 구성한 정지 또는 동작모드서비스에어리어 에 기초해)에 따라 다른 시점에서 시작될 수 있다. 서빙UPE로부터 이동할 때 다른 지점에서 UPE를 재배치하는 것은 동작모드 UPE 재배치를 위한 필요를 제거하는데 도움이 될 수 있다(예를 들어, 초기 정지모드재배치는 이후 동작모드재배치를 피할 수 있다).
마지막으로, 본 기고는 새로운 서비스하는 UPE를 선택하는 경우 이동예측 및/또는 UEDP 관한 다른 정보 뿐만 아니라 정지 및 동작모드서비스에어리어의 지식을 고려하는 벤더특정UPE재선택알고리즘을 고려하는 것을 제안한다.
(제안)
다음의 정의 및 개념을 TR 23.882의 섹션 3.1 및 섹션 7.7.2에 취입할 것이 제안된다.
*****제1변경의 시작*****
유저플레인엔티티(UPE) : UE에 대한 다운링크데이터가 도착할 때 정지상태 UE에 대한 다운링크데이터패스를 종결하고 페이징을 시작한다. UE컨텍스트, 예를 들어, IP베어러서비스의 파라미터 또는 네트워크 내부루팅정보를 관리하고 저장한다. 방수(傍受)되는 경우 유저트래픽의 복제를 실시한다.
오퍼레이터사이 어카운팅을 위한 과금정보가 UPE 또는 다른 기능블록에 있는지는 더욱 검토를 요한다.
UPE정지모드서비스에어리어 : UPE가 LTE_IDLE모드의 UE를 서비스해야만 하는 서비스에어리어를 정의한다. 서비스에어리어는 셀들의 세트나 트래킹에어리어를 기초로 정해진다. UE가 LTE_IDLE모드에 있는 동안 현재 서비스하는 UPE의 정지모드서 비스에어리어를 떠나는 경우, UPE재배치는 시작된다.
UPE동작모드서비스에어리어 : UPE가 LTE_ACTIVE모드의 UE를 서비스해야만 하는 서비스에어리어를 정의한다. 서비스에어리어는 셀들의 세트나 트래킹에어리어를 기초로 정해진다. UE가 현재 서비스하는 UPE의 동작모드서비스에어리어를 떠나는 경우, UPE재배치가 시작된다.
정지상태 : SAE/LTE에 대한 LTE_IDLE 또는 2G/3G 또는 URA_PCH에 대한 PMM_IDLE이며, 더욱 검토를 요한다.
*****제1변경의 끝*****
*****제2변경의 시작*****
7. 7. 2 정지상태에서 주요 이슈인 인트라 LTE-Access-System Mobolity를 위한 솔루션
7. 7. 2. 1 일반
SAE/LTE 액세스시스템은 MME(Mobility Management Entity, RAN 또는 CN에 존재하는지는 더욱 검토를 요함)를 가진다. 또한, SAE/LTE 액세스시스템은 UPE(User Plane Entity)를 가진다. UE는 MME 및 UPE와 함께 등록된다.
MME는 영구적 및 일시적인 유저 아이덴티티, 이동상태, 트래킹에어리어 등과 같은 UE컨텍스트데이터를 저장한다. MME는 일시적인 아이덴티티(유저아이덴티티의 기밀성)로 분리 및 재첨부를 고려하는 UE컨텍스트를 오랫동안 저장할 수 있다. SAE/LTE시스템은 MME를 변화시키지 않고 어떤 지리적인 에어리어 내에 UE를 이동시킬 수 있는 (예를 들어, lu-flex에 유사한) 부하분배/감소메커니즘을 이용하는 분 산형 MME를 구성한다. SAE/LTE시스템은 MME간 이동을 지지한다.
UPE는 디폴트 IP 접속서비스의 파라미터와 같은 UE컨텍스트데이터를 저장하고 네트워크 내부루팅정보를 유지한다.
SAE/LTE액세스시스템은 디폴트IP접속기능(항상 on)의 네트워크접속과 확립을 조합한다. 즉, 디폴트 QoS로 IP접속서비스를 위해 요구되는 모든 파라미터는 어태치시 이미 UE를 위해 할당된다. 정지상태에서, UE와 네트워크 사이의 모든 데이터전송리소스들이 해방되고 디폴트IP접속을 위한 정보만이 네트워크에 저장된다.
노트 1 : 문제점의 기술. MME/UPE간 이동에 대한 IP주소의 재지정이 명확하게 될 필요가 있다.
유저아이덴티티의 기밀성은 UE가 일시적인 아이덴티티를 사용하는 네트워크에 저장되기를 필요로 한다. 일시적인 아이덴티티는 이전의 서비스하는 MME에 의해 영구적인 아이덴티티로 분할된다.
LTE_IDLE모드에서 UPE재배치는 UE가 서빙UPE의 (UPE가 정지모드의 UE를 서비스해야 하는 LTE에어리어를 정한) 정지모드서비스에어리어를 떠나는 경우 시작된다. 이 에어리어에서 벗어 나는 경우, 새로운 서빙UPE가 대상셀을 서비스하는 UPE의 리스트로부터 선택된다. 새로운 서빙UPE의 선택은 또한 가능한 UPE의 부하, 및 예컨대, 유저의 방향 및 속도, 도로 또는 트랙정보, 이벤트지식 및 유저의 과거행동의 정보를 기초로 유저의 예상되는 이동을 고려해야 한다.
새로운 서빙UPE가 선택된 후, UPE 재배치는 시작된다. UPE와 유저플레인앵커가 같은 장소에 배치되지 않으면 이들 사이의 루팅이 업데이트된다. 다운링크데이 터가 도착하는 경우 UE를 페이지하기 위한 전제조건이다. 그리고, 홈레지스터(예를 들어, HSS)는 다른 MME/UPE의 UE의 등록으로 업데이트된다. 이러한 기능은 도 7.7-1(도 8)에서 보여진다.
노트 2 : MME간 이동이 컨텍스트전송(재배치) 또는 리어태치로 행해지는가에 대해서는 더욱 검토를 요한다.
노트 3 : LTE액세스시스템 내의 이동에 대한 유저플레인앵커의 위치는 더욱 검토를 요한다. 도 7.7-1(도 8)은 LTE_IDLE의 LTE액세스시스템간의 이동을 보여준다.
7. 7. 2. 2 LTE_IDLE 상태에서의 이동
아래의 정보흐름은 (동일한 MME 하에서) 트래킹에어리어등록으로 LTE_IDLE에서의 이동을 설명한다.
도 7.7-2(도 9)는 에어리어등록을 보여준다.
1) 이전 트래킹에어리어가 더 이상 유효하지 않거나 주기적인 트래킹에어리어업데이트타이머가 만료되는 경우 UE는 트래킹에어리어등록을 보낸다. 트래킹에어리어등록메시지는 UE의 이전 일시적인 아이덴티티와 이전 트래킹에어리어아이덴티티를 포함한다.
2) MME는 확인등록에 응답한다. 확인등록은 새로운 트래킹에어리어아이덴티티를 포함하고 UE를 위한 새로운 일시적인 아이덴티티도 포함할 수 있다.
MME가 TA등록을 확인한 후, 새로운 TA가 서빙UPE의 정지모드서비스에어리어 내에 있는지를 체크한다. 그렇지 않다면, 새로운 서빙UPE가 선택된다.
3) 새로운 서빙UPE가 선택되는 경우, MME는 UPE재배치순서를 시작한다. UPE재배치의 더욱 상세한 것은, MME/UPE가 함께 배치되는지 여부를 결정하는데 달려 있으므로 더욱 검토를 요한다.
***** 제2변경의 종료 *****
본 발명의 바람직한 실시예들이 설명을 위해 특정용어를 사용해 설명되었지만 다음 청구항의 사상 또는 범위에서 벗어남 없이 변화 및 변경이 이루어질 수 있다는 것이 이해될 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 이동통신시스템의 블록도이다.
도 2는 실시예에 따른 이동통신시스템의 코어네트워크장치의 블록도이다.
도 3은 실시예에 따른 이동통신시스템의 단말의 블록도이다.
도 4는 서비스 또는 풀에어리어경계에서 고정된 UPE재배치경계를 가진 종래 UPE서비스 또는 풀에어리어를 보여주는 블록도이다.
도 5는 앞의 풀에어리어경계에서 알게된 고정된 UPE재배치경게에 의해 야기된 문제를 피하기 위한 UPE마다 구성될 수 있는 서비스에어리어를 보여주는 도면이다.
도 6은 이웃하는 UPE 간의 복수의 서비스영역들의 공통부분에서 일시적인 "풀에어리어"를 생성하는 (일반적인 구성으로 예상되는) 중복되는 서비스영역을 보여주는 도면이다.
도 7은 서비스 중의 UPE로부터 이동하는 경우 (UE 상태에 따라; 정지 또는 동작) 다른 지점들에서 재배치되는 UPE마다의 정지 및 동작모드서비스에어리어를 보여주는 도면이다.
도 8은 제안에서 포함된 도 7.7-1에 대응하는 도면이다.
도 9는 제안에서 포함된 도 7.7-2에 대응하는 도면이다.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
11: 코어네트워크장치 12: 기지국장치
13: 단말 14: IP네트워크
15: 정지모드서비스에어리어 16: 동작모드서비스에어리어
21: 서비스에어리어정보저장부 22: 접속제어부
31: 상태관리부 32: 접속제어부

Claims (12)

  1. 이동가능한 단말장치와
    상기 단말장치와 무선으로 통신가능한 복수의 기지국장치와,
    상기 복수의 기지국장치 중 하나를 통해 상기 단말장치에 서비스를 제공할 수 있는 복수의 서빙유저플레인엔티티(서빙UPE)와,
    상기 복수의 서빙유저플레인엔티티를 관리하는 관리장치를 구비하고,
    상기 단말장치의 이동에 의해 이 단말장치에 대해 상기 복수의 서빙유저플레인엔티티 중 어느 하나가 재배치되는 때에,
    상기 관리장치는 다시 재배치될 때까지 상기 단말장치를 더욱 긴 시간동안 서비스할 것으로 예상되는 상기 복수의 서빙유저플레인엔티티 중에서 하나를 재배치하는 이동통신시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 재배치는, 상기 단말장치가 이 단말장치에 서비스 중인 상기 복수의 서빙유저플레인엔티티 중 하나의 관리범위 외로 이동할 때에 행해지는 이동통신시스템.
  3. 제1항에 있어서, 상기 재배치는, 상기 단말장치가 이 단말장치에 서비스 중인 상기 복수의 서빙유저플레인엔티티 중 하나의 서비스에어리어를 떠날 때에 행해지는 이동통신시스템.
  4. 단말장치에 서비스를 제공하는 서빙유저플레인엔티티(서빙UPE)를 재배치하는 방법에 있어서,
    상기 단말장치의 이동에 의해 이 단말장치에 대해 복수의 서빙유저플레인엔티티 중 어느 하나가 재배치되는 때에
    다시 재배치될 때까지 상기 단말장치를 더욱 긴 시간동안 서비스할 것으로 예상되는 상기 복수의 서빙유저플레인엔티티 중에서 하나를 재배치하는 서빙유저플레인엔티티를 재배치하는 방법.
  5. 제4항에 있어서, 상기 재배치는, 상기 단말장치가 이 단말장치에 서비스 중인 상기 복수의 서빙유저플레인엔티티 중 하나의 관리범위 외로 이동하는 경우에 행해지는 서빙유저플레인엔티티를 재배치하는 방법.
  6. 제4항에 있어서, 상기 재배치는, 상기 단말장치가 이 단말장치에 서비스 중인 상기 복수의 서빙유저플레인엔티티 중 하나의 서비스에어리어를 떠날 때에 행해지는 서빙유저플레인엔티티를 재배치하는 방법.
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