KR101654063B1 - 듀얼 모드 단말기에서 호 수신 방법 및 이를 위한 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명에서는 무선 통신 시스템에서 듀얼 모드 단말이 호(Call)를 수신하는 방법이 개시되며, 구체적으로, LTE(Long Term Evolution) 통신망으로부터 데이터 패킷 서비스를 수신하는 중 레거시 통신망으로부터 서킷 스위칭 호를 위한 페이징 요청 메시지를 MSC(mobile switching center)를 통하여 수신하는 단계, 상기 LTE 통신망으로 확장 서비스 요청 메시지(extended service request message)를 송신하고, 상기 LTE 통신망과 설정된 RRC(Radio Resource Control) 연결을 해제하는 단계, 상기 LTE 통신망에서 상기 레거시 통신망으로 접속 네트워크를 변경하는 단계, 상기 레거시 통신망으로 페이징 응답 메시지를 송신하는 단계, 및 상기 레거시 통신망으로부터 호를 수신하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

듀얼 모드 단말기에서 호 수신 방법 및 이를 위한 장치{METHOD FOR RECEIVING CALL AT DUAL MODE DEVICE AND APPARATUS THEREFOR}

본 발명은 듀얼 모드 단말기에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 듀얼 모드 단말기에서 호 수신 방법 및 이를 위한 장치에 관한 것이다.

무선 이동 통신 분야에서는 음성 통화뿐만 아니라 데이터 고속 송수신 측면에서 꾸준한 진화를 거듭하고 있으며 현재 4세대 이동 통신 기술 예를 들어, LTE(Long Term Evolution) 무선 통신 시스템이 주목 받고 있다. 그러나, 4세대 통신 망과 기존에 상용화된 3세대 또는 2세대 통신 망이 혼재한 상황에서, 이동 통신 단말기 또는 이동 통신 데이터 카드는 4세대 이동 통신 기술뿐만 아니라, 기존에 상용화되어 현재 널리 사용되고 있는 3G/2G 이동 통신 기술을 동시에 포함해야 한다. 따라서 다음 세대의 이동통신 기술과 기존 세대의 이동통신 기술을 동시에 지원하기 위하여, 듀얼 모뎀 프로세서를 지닌 이동 단말기나 데이터 카드 타입의 디바이스(이하, 듀얼 모드 단말)가 필요하게 된다.

듀얼 모드 단말은 통신 방식이 다른 2개의 모뎀을 탑재하여 각각을 이용한 무선통신을 지원하며, 이종의 통신망이 혼재된 지역에서 주로 사용된다. 듀얼 모드 단말의 대표적인 예로서, 4세대 무선 통신 기법인 LTE(Long Term Evolution)와 2세대 무선 통신 기법인 GSM(Global System for Mobile communications) 혹은 3세대 무선 통신 기법인 UMTS(Universal Mobile Telecommunications System) 모두 이용 가능한 디바이스가 주목 받고 있다. 본 발명에서는 LTE 망, GSM/UMTS 망 모두와 통신할 수 있는 멀티 모드 디바이스를 가정하여 설명하지만, 다른 방식의 무선 통신 역시 적용할 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명한 사실이다.

본 발명의 목적은 듀얼 모드 단말기에서 호 수신 방법 및 이를 위한 장치를 제공하는 것이다.

본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명의 일 양상인 무선 통신 시스템에서 단말이 호(Call)를 수신하는 방법은, LTE(Long Term Evolution) 통신망으로부터 데이터 패킷 서비스를 수신하는 중 레거시 통신망으로부터 서킷 스위칭 호를 위한 페이징 요청 메시지를 MSC(mobile switching center)를 통하여 수신하는 단계; 상기 LTE 통신망으로 확장 서비스 요청 메시지(extended service request message)를 송신하고, 상기 LTE 통신망과 설정된 RRC(Radio Resource Control) 연결을 해제하는 단계; 상기 LTE 통신망에서 상기 레거시 통신망으로 접속 네트워크를 변경하는 단계; 상기 레거시 통신망으로 페이징 응답 메시지를 송신하는 단계; 및 상기 레거시 통신망으로부터 호를 수신하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. 여기서 상기 레거시 통신망은 GSM(Global System for Mobile communications) 통신망 또는 UMTS(Universal Mobile Telecommunications System) 통신망 중 하나인 것을 특징으로 한다.

나아가, 상기 RRC 연결을 해제하는 단계는 상기 단말이 RRC 연결 해제 프로시져를 트리거링하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 MSC(mobile switching center)가 상기 레거시 통신망으로부터 페이징 요청 메시지를 수신한 후, 기 설정된 기간의 제 1 타이머를 실행하고, 상기 제 1 타이머가 만료된 경우, 서빙 게이트웨이로부터의 LTE 데이터 서비스를 중단하는 것을 특징으로 한다.

보다 바람직하게는, 상기 RRC 연결을 해제하는 단계 실행 후, 기 설정된 기간의 제 2 타이머를 실행하는 단계; 및 상기 제 2 타이머가 만료된 경우, 상기 레거시 통신망으로 페이징 응답을 송신하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

한편, 본 발명의 다른 양상인 단말 장치는, LTE(Long Term Evolution) 통신망 및 레거시 통신망으로부터 신호를 송수신하기 위한 무선 통신부; 상기 LTE 통신망으로부터 수신한 신호를 처리하기 위한 제 1 프로세서; 및 상기 레거시 통신망으로부터 수신한 신호를 처리하기 위한 제 2 프로세서를 포함하며, 상기 제 1 프로세서는 상기 LTE 통신망으로부터 데이터 패킷 서비스를 수신하는 중 레거시 통신망으로부터 서킷 스위칭 호를 위한 페이징 요청 메시지를 MSC(mobile switching center)를 통하여 수신하고, 상기 LTE 통신망으로 확장 서비스 요청 메시지(extended service request message)를 송신하고, 상기 LTE 통신망과 설정된 RRC(Radio Resource Control) 연결을 해제하며, 상기 제 2 프로세서는 상기 LTE 통신망에서 상기 레거시 통신망으로 접속 네트워크를 변경하고, 상기 레거시 통신망으로 페이징 응답 메시지를 송신하며, 상기 레거시 통신망으로부터 호를 수신하는 것을 특징으로 한다. 여기서 상기 레거시 통신망은 GSM(Global System for Mobile communications) 통신망 또는 UMTS(Universal Mobile Telecommunications System) 통신망 중 하나인 것을 특징으로 한다.

나아가, 상기 제 1 프로세서는 상기 RRC 연결을 해제하기 위하여, RRC 연결 해제 프로시져를 트리거링하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 MSC(mobile switching center)는 상기 레거시 통신망으로부터 페이징 요청 메시지를 수신한 후, 기 설정된 기간의 제 1 타이머를 실행하고, 상기 제 1 타이머가 만료된 경우, 서빙 게이트웨이로부터의 LTE 데이터 서비스를 중단하는 것을 특징으로 한다.

보다 바람직하게는, 상기 제 1 프로세서는 상기 RRC 연결을 해제하는 단계 실행 후, 기 설정된 기간의 제 2 타이머를 실행하고, 상기 제 2 타이머가 만료된 경우, 상기 레거시 통신망으로 페이징 응답을 송신하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시예들에 따르면 듀얼 모드 단말기에서 LTE 데이터 서비스를 수신하는 중 레거시 네트워크로의 폴백 모드 발생 시 발생할 수 있는 호 설정 지연을 완화할 수 있으며 이로 인하여 서킷 호 드랍을 피할 수 있다.

본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 E-UMTS의 네트워크 구조를 개념적으로 도시하는 도면이다.
도 2는 E-UTRAN(Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network)의 네트워크 구조를 개념적으로 도시하는 도면이다.
도 3 및 도 4는 3GPP 무선 접속망 규격을 기반으로 한 단말과 E-UTRAN 사이의 무선 인터페이스 프로토콜(Radio Interface Protocol)의 제어평면(Control Plane) 및 사용자평면(U-Plane, User-Plane) 구조를 도시하는 도면이다.
도 5는 본 발명의 듀얼 모드 단말기의 구조를 도시하는 도면이다.
도 6은 본 발명의 듀얼 모드 단말기의 구조를 도시하는 개념도이다.
도 7은 듀얼 모드 단말이 LTE 네트워크로부터 데이터 서비스를 수신하는 도중 레거시 네트워크로부터 호를 수신한 상황을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 듀얼 모드 단말이 LTE 네트워크로부터 데이터 서비스를 수신하는 도중 레거시 네트워크로부터 호를 수신한 경우 종래의 절차를 도시하는 신호 흐름도이다.
도 9는 듀얼 모드 단말이 LTE 네트워크로부터 데이터 서비스를 수신하는 도중 레거시 네트워크로부터 호를 수신한 경우 본 발명의 실시예에 따른 절차를 도시하는 신호 흐름도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 단말 장치의 블록도를 예시한다.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 형태를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 첨부된 도면과 함께 이하에 개시될 상세한 설명은 본 발명의 예시적인 실시형태를 설명하고자 하는 것이며, 본 발명이 실시될 수 있는 유일한 실시형태를 나타내고자 하는 것이 아니다. 이하의 상세한 설명은 본 발명의 완전한 이해를 제공하기 위해서 구체적 세부사항을 포함한다. 그러나, 당업자는 본 발명이 이러한 구체적 세부사항 없이도 실시될 수 있음을 안다. 예를 들어, 이하의 상세한 설명은 주된 이동통신 시스템이 3GPP LTE 시스템인 경우를 가정하여 구체적으로 설명하나, 3GPP LTE의 특유한 사항을 제외하고는 다른 임의의 이동통신 시스템에도 적용 가능하다.

몇몇 경우, 본 발명의 개념이 모호해지는 것을 피하기 위하여 공지의 구조 및 장치는 생략되거나, 각 구조 및 장치의 핵심기능을 중심으로 한 블록도 형식으로 도시될 수 있다. 또한, 본 명세서 전체에서 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용하여 설명한다.

아울러, 이하의 설명에 있어서 단말은 UE(User Equipment), MS(Mobile Station) 등 이동 또는 고정형의 사용자단 기기를 통칭하는 것을 가정한다. 또한, 기지국은 Node B, eNode B, Base Station 등 단말과 통신하는 네트워크 단의 임의의 노드를 통칭하는 것을 가정한다.

본 발명을 설명하기에 앞서, 이하에서는 본 발명이 적용되는 기술 분야인 E-UMTS(Evolved Universal Mobile Telecommunications System) 및 이와 관련된 기술적 특징들을 살펴본다.

도 1은 E-UMTS의 네트워크 구조를 개념적으로 도시하는 도면이다. 특히 E-UMTS 시스템은 기존 WCDMA UMTS 시스템에서 진화한 시스템으로 현재 3GPP(3rd Generation Partnership Project)에서 기초적인 표준화 작업을 진행하고 있다. E-UMTS는 LTE(Long Term Evolution) 시스템이라 불리기도 한다. UMTS 및 E-UMTS의 기술 규격(technical specification)의 상세한 내용은 각각 "3rd Generation Partnership Project; Technical Specification Group Radio Access Network"의 Release 7과 Release 8을 참조할 수 있다.

도 1을 참조하면, E-UMTS는 크게 단말(User Equipment, UE)과 셀(eNB), 네트워크(E-UTRAN)의 종단에 위치하여 외부 네트워크와 연결되는 접속 게이트웨이(Access Gateway, 이하 AG)로 구성된다. 통상적으로 eNB는 브로드캐스트 서비스, 멀티캐스트 서비스 및/또는 유니캐스트 서비스를 위해 다중 데이터 스트림을 동시 송신할 수 있다. eNB 간에는 사용자 트래픽 또는 제어 트래픽 전송을 위한 인터페이스가 사용될 수 있다.

AG는 사용자 트래픽 처리를 담당하는 부분과 제어용 트래픽을 처리하는 부분으로 나누어 질 수도 있다. 이때, 새로운 사용자 트래픽 처리를 위한 AG와 제어용 트래픽을 처리하는 AG 사이에 새로운 인터페이스를 사용하여 서로 통신할 수 있다. 또한 AG는 TA(Tracking Area) 단위로 단말의 이동성을 관리하며, 상기 TA는 복수의 셀들로 구성된다. 단말은 특정 TA에서 다른 TA로 이동할 경우, AG에게 자신이 위치한 TA가 변경되었음을 알려준다.

CN(Core Network)은 AG와 UE의 사용자 등록 등을 위한 네트워크 노드 등으로 구성될 수 있으며. E-UTRAN과 CN을 구분하기 위한 인터페이스가 사용될 수 있다.

도 2는 E-UTRAN(Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network)의 네트워크 구조를 개념적으로 도시하는 도면이다.

도 2를 참조하면, E-UTRAN시스템은 기존 UTRAN시스템에서 진화한 시스템이다. E-UTRAN은 셀(eNodeB)들로 구성되며, 셀들은 X2 인터페이스를 통해 연결된다. 셀은 무선 인터페이스를 통해 단말과 연결되며, S1 인터페이스를 통해 EPC(Evolved Packet Core)에 연결된다.

EPC에는 MME(Mobility Management Entity), S-GW(Serving-Gateway) 및 PDN-GW(Packet Data Network-Gateway)로 구성된다. MME는 단말의 접속 정보나 단말의 능력에 관한 정보를 가지고 있으며, 이러한 정보는 단말의 이동성 관리에 주로 사용된다. S-GW는 E-UTRAN을 종단점으로 갖는 게이트웨이이며, PDN-GW는 PDN(Packet Data Network)을 종단점으로 갖는 게이트웨이이다.

도 3 및 도 4는 3GPP 무선 접속망 규격을 기반으로 한 단말과 E-UTRAN 사이의 무선 인터페이스 프로토콜(Radio Interface Protocol)의 제어평면(Control Plane) 및 사용자평면(U-Plane, User-Plane) 구조를 도시하는 도면이다. 특히 무선 인터페이스 프로토콜은 수직적으로 물리계층(Physical Layer), 데이터링크 계층(Data Link Layer) 및 네트워크 계층(Network Layer)으로 이루어지며, 수평적으로는 데이터 정보 전송을 위한 사용자 평면(User Plane)과 제어 신호(Signaling)의 전달을 위한 제어 평면(Control Plane)으로 구분된다.

또한 도 3 및 4의 프로토콜 계층들은 통신 시스템에서 널리 알려진 개방형 시스템간 상호 접속(Open System Interconnection; OSI) 기준 모델에 기반한 것으로, 하위 3개 계층을 L1(제 1 계층), L2(제 2 계층), L3(제 3 계층)로 구분될 수 있다.

제어 평면은 단말과 네트워크가 호를 관리하기 위해서 이용하는 제어 메시지들이 전송되는 통로를 의미한다. 사용자 평면은 애플리케이션 계층에서 생성된 데이터, 예를 들어, 음성 데이터 또는 인터넷 패킷 데이터 등이 전송되는 통로를 의미한다. 이하에서는 무선 프로토콜의 제어 평면과 사용자 평면의 각 계층을 설명한다.

제 1 계층인 물리 계층은 물리 채널(Physical Channel)을 이용하여 상위 계층에게 정보 전송 서비스(Information Transfer Service)를 제공한다. 물리계층은 상위에 있는 매체 접속 제어(Medium Access Control; MAC) 계층과는 전송 채널(Transport Channel)을 통해 연결되어 있다. 상기 전송 채널을 통해 MAC 계층과 물리 계층 사이에 데이터가 이동한다. 송신 측과 수신 측의 물리 계층 사이는 물리 채널을 통해 데이터가 이동한다. 상기 물리 채널은 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 방식으로 변조되며, 시간과 주파수를 무선 자원으로 활용한다.

제 2 계층의 MAC 계층은 논리 채널(Logical Channel)을 통해 상위 계층인 무선 링크 제어(Radio Link Control; RLC) 계층에 서비스를 제공한다. 제 2 계층의 RLC 계층은 신뢰성 있는 데이터 전송을 지원한다. RLC 계층의 기능이 MAC 내부의 기능 블록으로 구현될 수도 있다. 이러한 경우에 RLC 계층은 존재하지 않을 수 있다. 제 2 계층의 PDCP(Packet Data Convergence Protocol) 계층은 IPv4나 IPv6와 같은 IP 패킷 전송 시에 대역폭이 좁은 무선 인터페이스에서 효율적으로 전송하기 위해 불필요한 제어 정보를 줄여주는 헤더 압축(Header Compression) 기능을 수행한다.

제 3 계층의 최하부에 위치한 무선 자원 제어(Radio Resource Control; RRC) 계층은 제어 평면에서만 정의되며, 무선 베어러(Radio Bearer; RB)들의 구성(Configuration), 재구성 (Re-configuration) 및 해제(Release)와 관련되어 논리 채널, 전송 채널 및 물리 채널들의 제어를 담당한다. 무선 베어러는 단말과 E-UTRAN 간의 데이터 전달을 위해 제 2 계층에 의해 제공되는 서비스를 의미한다. 이를 위해, RRC 계층은 단말과 네트워크 간에 RRC 메시지를 서로 교환한다.

도 3에서 RRC 계층의 상위에 있는 NAS(Non-Access Stratum) 계층은 세션 관리(Session Management)와 이동성 관리(Mobility Management) 등의 기능을 수행한다. NAS 계층은 단말 및 네트워크의 이동성 관리 엔터티(Mobility Management Entity; MME)에 존재한다.

MME는 LTE 접속 네트워크에서 핵심적인 제어-노드이다. MME는 휴지 상태에 있는 단말에 대해 트랙킹 및 페이징 과정 등을 담당한다. 또한, MME는 무선 베어러 활성화/비활성화 프로세스에 관여하고, 'Initial Attach' 시에 또는 핵심망 리로케이션(relocation)을 포함한 인트라-LTE 핸드오버시에 단말에 대한 서빙 게이트웨이(Serving Gateway; SGW) 선택을 담당함다. MME는 홈 가입자 서버(Home Subscriber Server; HSS)와의 상호작용을 통해 단말 인증을 담당한다. NAS 시그널링은 MME에서 종결되고, MME는 임시 식별자를 생성하여 단말에게 할당하는 것을 담당한다. MME는 단말이 서비스 제공자의 PLMN (Public Land Mobile Network)에 캠프-온(camp-on)할 수 있는 권한이 있는지 확인한다. MME는 네트워크에서 NAS 시그널링을 위한 암호화/무결성 보호를 위한 종결점이고 보안키 관리를 담당한다. MME는 LTE와 2G/3G 접속 네트워크 간의 이동성을 위한 제어 평면 기능을 제공한다.

NAS 계층에서는 단말의 이동성 관리를 위하여 EMM(EPS Mobility Management) 등록 상태(EMM-REGISTERED) 및 EMM 미등록 상태(EMM-UNREGISTERED) 두 가지 상태가 정의되어 있으며, 이 두 상태는 단말과 MME에 적용된다. 초기 단말은 EMM 미등록 상태이며, 이 단말이 네트워크에 접속하기 위해서 초기 접촉(Initial Attach) 절차를 통해서 해당 네트워크에 등록하는 과정을 수행한다. 접촉 절차가 성공적으로 수행되면 단말 및 MME는 EMM 등록 상태가 된다.

또한 NAS 계층에서는 단말과 EPC 간 시그널링 연결(signaling connection)을 관리하기 위하여 ECM(EPS Connection Management) 휴지 상태(ECM_IDLE) 및 ECM 연결 상태(ECM_CONNECTED) 두 가지가 정의되어 있으며, 이 두 상태는 단말 및 MME에게 적용된다. ECM 휴지 상태의 단말이 E-UTRAN과 RRC 연결을 맺으면 해당 단말은 ECM 연결 상태가 된다. ECM 휴지 상태에 있는 MME는 E-UTRAN과 S1 연결을 맺으면 ECM 연결 상태가 된다. 단말이 ECM 휴지 상태에 있을 때에는 E-UTRAN은 단말의 컨텍스트(context)를 가지고 있지 않다. 따라서 ECM 휴지 상태의 단말은 네트워크의 명령을 받을 필요 없이 셀 선택 또는 셀 재선택 절차와 같은 단말 기반의 이동성 관련 절차를 수행한다. 반면 단말이 ECM 연결 상태에 있을 때에는 단말의 이동성은 네트워크의 명령에 의해서 관리된다. ECM 휴지 상태에서 단말의 위치가 네트워크가 알고 있는 위치와 달라질 경우 단말은 TA 갱신(Tracking Area Update) 절차를 통해 네트워크에 단말의 해당 위치를 알린다.

도 5는 본 발명의 듀얼 모드 단말기의 구조를 도시하는 도면이다.

도 5를 참조하면, 듀얼 모드 단말기는 애플리케이션 프로세서와 LTE 네트워크로부터 수신한 신호를 처리하기 위한 LTE 프로세서 및 레거시 네트워크로부터 수신한 신호를 처리하기 위한 레거시 프로세서를 포함할 수 있다. 여기서 레거시 네트워크란 2 세대 통신망인 GSM 네트워크 혹은 3세대 통신망인 UMTS 네트워크를 지칭한다.

애플리케이션 프로세서는 듀얼 모드 단말 내부에서 하드웨어적으로 하나의 모듈로 구성될 수도 있고, 혹은 PC 에 포함되어 듀얼 모드 단말과는 독립적으로 구성될 수 있다. 또한, 애플리케이션 프로세서에서는 네트워크 환경에 따라 레거시 네트워크 또는 LTE 네트워크로 접속 상태를 관리하고 제어하기 위한 CM(connection manager)을 포함할 수 있다.

보다 구체적으로, CM은 네트워크 접속 상태에 따라 애플리케이션과 모뎀 (레거시 프로세서 혹은 LTE 프로세서)간의 데이터를 송수신하기 위한 스위칭 역할을 수행한다. 즉, 듀얼 모드 단말이 레거시 네트워크와 연결이 되어 있는 경우에는 애플리케이션 데이터를 레거시 프로세서와 애플리케이션이 연결되도록 A 인터페이스로 송수신하며, 듀얼 모드 단말이 LTE 네트워크와 연결이 되어 있는 경우에는 애플리케이션 데이터를 LTE 프로세서와 애플리케이션이 연결되도록 B 인터페이스로 송수신한다.

호스트 인터페이스는 레거시 프로세서와 LTE 프로세서 사이에 위치하며, 각 프로세서 간의 제어 신호 및 데이터 신호 전송을 위해 사용될 수 있다.

도 6은 본 발명의 듀얼 모드 단말기의 구조를 도시하는 개념도이다.

도 6을 참조하면, 상기 듀얼 모드 단말기는 2개의 안테나를 포함하며, 상기 2개의 안테나는 Single RX/Single TX 구조를 취할 수 있다. 즉, LTE 네트워크와 레거시 네트워크(2G GSM 네트워크 혹은 3G UMTS 네트워크)로부터 동시에 신호를 수신할 수 없고 하나의 네트워크로부터의 신호만을 수신할 수 있으며, 신호의 송신 또한 LTE 네트워크와 레거시 네트워크 중 하나의 네트워크로만 가능한 형태이다.

도 7은 듀얼 모드 단말이 LTE 네트워크로부터 데이터 서비스를 수신하는 도중 레거시 네트워크로부터 호를 수신한 상황을 설명하기 위한 도면이다.

도 7을 참조하면, 상기 Single RX/Single TX 구조의 듀얼 모드 단말이 LTE 서비스와 레거시 서비스가 모두 가능한 영역에 위치하고, LTE 네트워크로부터 데이터 서비스 예를 들어, 스트리밍 서비스를 수신하고 있는 것으로 가정한다. 이 경우, 듀얼 모드 단말이 레거시 네트워크로부터 서킷(Circuit) 호를 수신한 경우 폴백(fallback) 방식으로서 LTE 데이터 서비스를 중단시키고 레거시 네트워크와의 호 설정 과정을 거치게 된다. 다만, LTE 네트워크와 본 발명에서 가정하는 레거시 네트워크인 2G GSM 네트워크 혹은 3G UMTS 네트워크간에는 패킷 스위칭 핸드오버(Packet Switching Handover; PS HO)가 지원되지 않는 것으로 가정한다.

3GPP TS 23.272에 개시된 기존의 CS (Circuit Switched call) 폴백 시스템에서는 단말이 페이징 요청(Paging request) 신호를 LTE 네트워크와 레거시 네트워크간의 가교 역할을 수행하는 MSC(mobile switching center) 및 LTE 네트워크의 MME를 통하여 수신한다. 페이징 요청 신호를 수신한 단말은 LTE 네트워크로 CS 폴백 프로시져를 수행한다는 신호를 송신한다.

LTE 네트워크는 이에 대한 응답으로 이종 망 간 셀 변경(inter-RAT cell change order)을 명령하거나, RRC 연결 해제(connection release) 프로시져를 트리거링하여 단말로 하여금 RRC 연결을 해제하도록 한다. 이에 단말는 RRC 연결이 해제되었다는 것을 LTE 네트워크에 알림으로써 관련 PDN 게이트웨이와 서빙 게이트웨이에서 단말로 LTE 데이터를 송신하는 것을 중단시키고, 단말 컨텍스트(context)를 해제시킨다. 그리고 단말은 RRC 연결 해제에 대한 네트워크의 확인이 끝나는 대로 레거시 네트워크로 페이징 응답 신호를 송신한다.

도 8은 듀얼 모드 단말이 LTE 네트워크로부터 데이터 서비스를 수신하는 도중 레거시 네트워크로부터 호를 수신한 경우 종래의 절차를 도시하는 신호 흐름도이다. 특히 도 8은 듀얼 모드 단말의 안테나가 상기 Single RX/Single TX 구조인 것을 특징으로 한다.

도 8을 참조하면, 본 발명의 듀얼 모드 단말은 안테나 구조가 Single Tx/Single Rx 이므로 양쪽 네트워크에서 신호를 동시에 받을 수 없다. 따라서, 단말이 데이터 서비스를 수신하는 중에 단계 801과 같이 LTE 네트워크의 MME는 MSC로부터 페이징 요청 신호를 수신한다. MME는 페이징 요청 신호를 단계 802에서 페이징 요청 신호를 서킷 스위칭 서비스 지시자(CS service notification) 메시지 형태로 단말로 전달한다.

계속하여, 단말은 레거시 네트워크로부터 호 서비스를 수신하기로 결정을 하면, 단계 803에서 LTE 네트워크의 MME로 확장 서비스 요청 메시지(extended service request message)를 보내어 LTE 네트워크에 레거시 서킷 네트워크를 사용하겠다는 의미의 통지를 송신한다. 이를 수신한 MME는 단계 804에서 LTE의 기지국(eNodeB)으로 GERAN/UTRAN으로 변경해도 좋다는 의미의 허가 메시지인 S1 “S1-AP message with CS Fallback indicator”를 송신하고, 기지국(eNodeB)은 이에 대한 응답으로 “S1-AP response message”를 MME로 송신한다.

또한, 기지국(eNodeB)은 단계 806에서 단말로 시그널링 연결 해제(Signaling connection release) 메시지를 송신하여 RRC 연결 해제 프로시져를 트리거링하고, 단계 807에서 MME로 “UE context release message”를 송신하여 단말 컨텍스트의 해제를 요청할 수 있다.

단말은 상술한 바와 같이 패킷 스위칭 핸드오버가 지원되지 않으므로, 네트워크를 GERAN/UTRAN으로 변경하면서, 3GPP 36.311 문서에 기재된 바에 따라 RRC 연결 해제 프로시져를 수행한다. 이 경우 단말과 기지국 및 MME 간에는 단계 808과 같이 단말 컨텍스트 해제 절차가 진행되며, 단계 809에서 단말은 레거시 네트워크의 적합 셀(suitable cell)을 찾아 시스템 정보를 수신하여 RAT 변경 절차를 수행한다.

다음으로, 레거시 네트워크와 연결된 단말은 3GPP 23.060 문서에 기재된 바에 따라 단계 810 및 단계 811에서 RNS(Radio Network Subsystem)와 SGSN(Serving GPRS Support Node)을 통하여 LTE 네트워크의 MME로 데이터 서비스의 중지 요청 메시지를 송신한다. 이 메시지를 받은 MME는 서빙 게이트웨이와 PDN 게이트웨이로 LTE 데이터 서비스의 중지 및 이에 해당하는 무선 베어러의 갱신을 요청하고, 단계 812에서 서빙 게이트웨이와 PDN 게이트웨이는 LTE 데이터 서비스의 중단을 수행한 후 MME로 무선 베어러 갱신 응답 신호(Update Bearer)를 송신한다.

마지막으로, 단말은 RRC 연결 해제 프로시져가 완료되고 LTE 데이터 서비스의 중단을 확인한 경우, 단계 813에서 BSS(Base station subsystem)/RNS를 통하여 MSC에게 페이징 응답 메시지를 송신하고, 이를 기반으로 MSC는 GSM/UMTS 네트워크로의 서킷 호 설정을 수행한다.

정리하면, 상술한 방법은 기지국이 단말로 RRC 해제 명령을 송신한 후, 단말이 RRC 연결을 해제하는 형태로 RRC 연결 해제 프로시져가 수행된다. 즉, 네트워크 트리거링 방식의 RRC 연결 해제 프로시져라 볼 수 있다. 그러나, 단말이 셀 간 경계에 위치하거나, 이동성이 매우 큰 상태에 있다면, 이러한 RRC 해제 명령이 단말로 제대로 전송이 안 되는 경우도 배제할 수 없다. 이 경우, 기지국은 단말로부터의 응답 즉, ACK 신호를 대기하여야 하므로, RRC 연결 해제 프로시져가 완료되기까지, 나아가 단말 컨텍스트 해제가 완료되기까지 매우 오랜 시간이 소요될 수 있다. 이러한 지연이 심해진다면, 단말이 페이징 응답을 레거시 네트워크에 전송하고 호 설정을 하는데 까지 걸리는 시간이 길어지게 된다. 따라서, 호 설정 제한 시간을 넘기게 된다면 호 드랍으로 이어질 확률 또한 증가하게 된다.

이러한 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명에서는 듀얼 모드 단말이 레거시 네트워크로부터 페이징 요청을 수신하면, 단말이 스스로 단말 트리거링 RRC 연결 해제 메시지를 기지국으로 송신하고, 스스로 RRC 연결을 해제하는 것을 제안한다. 나아가, MME는 MSC로부터 페이징 요청 메시지를 수신하자마자 제 1 타이머를 구동하고, 제 1 타이머 만료 시 데이터 서비스 중단 요청 메시지를 서빙 게이트웨이와 PDN 게이트웨이로 송신하여 해당 무선 베어러를 갱신하는 것이 바람직하다. 또한, 단말은 RRC 연결을 해제한 후, 제 2 타이머를 진행시켜키고, 제 2 타이머 만료 시 바로 레거시 네트워크로 페이징 응답을 송신하는 것이 바람직하다. 이하에서는 상술한 방법에 관하여 도 9를 참조하여 보다 구체적으로 설명한다.

도 9는 듀얼 모드 단말이 LTE 네트워크로부터 데이터 서비스를 수신하는 도중 레거시 네트워크로부터 호를 수신한 경우 본 발명의 실시예에 따른 절차를 도시하는 신호 흐름도이다.

도 9를 참조하면, 단말이 데이터 서비스를 수신하는 중에 단계 901과 같이 LTE 네트워크의 MME는 MSC로부터 페이징 요청 신호를 수신한다. 페이징 요청 신호를 수신한 MME는 단계 902에서 제 1 타이머를 구동하고, 단계 903에서 페이징 요청 신호를 서킷 스위칭 서비스 지시자(CS service notification) 메시지 형태로 단말로 전달한다. 여기서 제 1 타이머는 상술한 바와 같이 타이머 만료 시 데이터 서비스 중단 요청 메시지를 서빙 게이트웨이와 PDN 게이트웨이로 송신하여 해당 무선 베어러를 갱신하기 위함이다.

계속하여, 단말은 레거시 네트워크로부터 호 서비스를 수신하기로 결정을 하면, 단계 904에서 LTE 네트워크의 기지국(eNodeB)로 확장 서비스 요청 메시지(extended service request message)를 보내어 LTE 네트워크에 레거시 서킷 네트워크를 사용하겠다는 의미의 통지를 송신하고, RRC 연결 해제 프로시져를 직접 트리거링한다. 또한 기지국(eNodeB)은 단계 905에서 MME로 상기 확장 서비스 요청 메시지를 전달한다. 이에 MME와 기지국(eNodeB)은 단계 906에서 접속 네트워크를 GERAN(GSM EDGE Radio Access Network)/UTRAN(UMTS Terrestrial Radio Access Network)으로 변경해도 좋다는 의미의 허가 메시지인 “S1-AP message”와 이에 대한 응답으로 “S1-AP response message”를 S1 인터페이스를 통하여 송수신하고, 단계 907에서 3GPP TS 23.401 문서에 기재된 바에 따라 단말 컨텍스트의 해제를 수행한다.

한편, 단말은 RRC 연결 해제 프로시져를 직접 트리거링한 이후 제 1 타이머를 구동하고, 타이머 만료 시 바로 레거시 페이징 응답을 송신할 수 있다. 계속하여 단말은 단계 909에서 단말은 레거시 네트워크의 적합 셀(suitable cell)을 찾아 시스템 정보를 수신하여 RAT 변경 절차를 수행한다.

이와 별개로 MME는 상기 제 1 타이머 만료 시 단계 910 및 단계 911에서 서빙 게이트웨이와 PDN 게이트웨이로 LTE 데이터 서비스의 중지 및 이에 해당하는 무선 베어러의 갱신을 요청하고, 단계 912에서 서빙 게이트웨이와 PDN 게이트웨이는 LTE 데이터 서비스의 중단을 수행한 후 MME로 무선 베어러 갱신 응답 신호(Update Bearer)를 송신한다. 마지막으로, 단말은 제 2 타이머 만료 시 단계 913에서 BSS/RNS를 통하여 MSC에게 페이징 응답 메시지를 송신하고, 이를 기반으로 MSC는 GSM/UMTS 서킷 호 설정을 수행한다.

상술한 방법에 의하는 경우, 단말은 네트워크으로부터 RRC 연결 해제에 관한 허가 또는 ACK 응답을 기다릴 필요 없이 곧바로 연결 해제 프로시져의 진행이 가능하고, LTE 네트워크로의 데이터 서비스 중단의 확인 없이 단말 스스로 페이징 응답 메시지를 레거시 네트워크로 송신할 수 있기 때문에, 무선 환경이 불안정한 셀 간 경계 또는 고속 열차와 같은 높은 이동성이 존재하는 상황에서 메시지의 유실로 인한 호 설정 지연을 감소시킬 수 있고 호 드랍율 역시 낮출 수 있다.

도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 단말 장치의 블록도를 예시한다.

도 10을 참조하면, 단말 장치(1000)는 프로세서(1010), 메모리(1020), RF 모듈(1030), 디스플레이 모듈(1040) 및 사용자 인터페이스 모듈(1050)을 포함한다. 단말 장치(1000)는 설명의 편의를 위해 도시된 것으로서 일부 모듈은 생략될 수 있다. 또한, 단말 장치(1000)는 필요한 모듈을 더 포함할 수 있다. 또한, 단말 장치(1000)에서 일부 모듈은 보다 세분화된 모듈로 구분될 수 있다. 프로세서(1020)는 LTE 네트워크와 통신하기 위한 LTE 프로세서와 레거시 네트워크와 통신하기 위한 레거시 프로세서를 별개로 포함할 수 있으며, 상술한 본 발명의 실시예에 따른 동작을 수행하도록 구성된다.

메모리(1020)는 프로세서(1010)에 연결되며 오퍼레이팅 시스템, 어플리케이션, 프로그램 코드, 데이터 등을 저장한다. RF 모듈(1030)은 프로세서(1010)에 연결되며 기저대역 신호를 무선 신호를 변환하거나 무선신호를 기저대역 신호로 변환하는 기능을 수행한다. 이를 위해, RF 모듈(1030)은 아날로그 변환, 증폭, 필터링 및 주파수 상향 변환 또는 이들의 역과정을 수행한다. 디스플레이 모듈(1040)은 프로세서(1010)에 연결되며 다양한 정보를 디스플레이한다. 디스플레이 모듈(1040)은 이로 제한되는 것은 아니지만 LCD(Liquid Crystal Display), LED(Light Emitting Diode), OLED(Organic Light Emitting Diode)와 같은 잘 알려진 요소를 사용할 수 있다. 사용자 인터페이스 모듈(1050)은 프로세서(1010)와 연결되며 키패드, 터치 스크린 등과 같은 잘 알려진 사용자 인터페이스의 조합으로 구성될 수 있다.

이상에서 설명된 실시예들은 본 발명의 구성요소들과 특징들이 소정 형태로 결합된 것들이다. 각 구성요소 또는 특징은 별도의 명시적 언급이 없는 한 선택적인 것으로 고려되어야 한다. 각 구성요소 또는 특징은 다른 구성요소나 특징과 결합되지 않은 형태로 실시될 수 있다. 또한, 일부 구성요소들 및/또는 특징들을 결합하여 본 발명의 실시예를 구성하는 것도 가능하다. 본 발명의 실시예들에서 설명되는 동작들의 순서는 변경될 수 있다. 어느 실시예의 일부 구성이나 특징은 다른 실시예에 포함될 수 있고, 또는 다른 실시예의 대응하는 구성 또는 특징과 교체될 수 있다. 특허청구범위에서 명시적인 인용 관계가 있지 않은 청구항들을 결합하여 실시예를 구성하거나 출원 후의 보정에 의해 새로운 청구항으로 포함시킬 수 있음은 자명하다.

본 문서에서 본 발명의 실시예들은 주로 단말과 기지국 간의 데이터 송수신 관계를 중심으로 설명되었다. 본 문서에서 기지국에 의해 수행된다고 설명된 특정 동작은 경우에 따라서는 그 상위 노드(upper node)에 의해 수행될 수 있다. 즉, 기지국을 포함하는 복수의 네트워크 노드들(network nodes)로 이루어지는 네트워크에서 단말과의 통신을 위해 수행되는 다양한 동작들은 기지국 또는 기지국 이외의 다른 네트워크 노드들에 의해 수행될 수 있음은 자명하다. 기지국은 고정국(fixed station), Node B, eNode B(eNB), 억세스 포인트(access point) 등의 용어에 의해 대체될 수 있다. 또한, 단말은 UE(User Equipment), MS(Mobile Station), MSS(Mobile Subscriber Station) 등의 용어로 대체될 수 있다.

본 발명에 따른 실시예는 다양한 수단, 예를 들어, 하드웨어, 펌웨어(firmware), 소프트웨어 또는 그것들의 결합 등에 의해 구현될 수 있다. 하드웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 일 실시예는 하나 또는 그 이상의 ASICs(application specific integrated circuits), DSPs(digital signal processors), DSPDs(digital signal processing devices), PLDs(programmable logic devices), FPGAs(field programmable gate arrays), 프로세서, 콘트롤러, 마이크로 콘트롤러, 마이크로 프로세서 등에 의해 구현될 수 있다.

펌웨어나 소프트웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 일 실시예는 이상에서 설명된 기능 또는 동작들을 수행하는 모듈, 절차, 함수 등의 형태로 구현될 수 있다. 소프트웨어 코드는 메모리 유닛에 저장되어 프로세서에 의해 구동될 수 있다. 상기 메모리 유닛은 상기 프로세서 내부 또는 외부에 위치하여, 이미 공지된 다양한 수단에 의해 상기 프로세서와 데이터를 주고 받을 수 있다.

본 발명은 본 발명의 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.

본 발명은 본 발명의 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.

Claims (10)

1. 무선 통신 시스템에서 단말이 호(Call)를 수신하는 방법에 있어서,
   LTE(Long Term Evolution) 통신망으로부터 데이터 패킷 서비스를 수신하는 중 레거시 통신망으로부터 서킷 스위칭 호를 위한 페이징 요청 메시지를 MSC(mobile switching center)를 통하여 수신하는 단계;
   상기 페이징 요청 메시지에 대한 응답으로 상기 LTE 통신망으로 확장 서비스 요청 메시지(extended service request message)를 송신하고, 상기 LTE 통신망과 설정된 RRC(Radio Resource Control) 연결을 해제하는 단계;
   기 설정된 기간의 제 2 타이머를 실행하는 단계;
   상기 LTE 통신망에서 상기 레거시 통신망으로 접속 네트워크를 변경하는 단계;
   상기 제 2 타이머가 만료된 경우, 상기 레거시 통신망으로 페이징 응답 메시지를 송신하는 단계; 및
   상기 레거시 통신망으로부터 호를 수신하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는,
   호 수신 방법.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 MSC(mobile switching center)는,
   상기 레거시 통신망으로부터 페이징 요청 메시지를 수신한 후, 기 설정된 기간의 제 1 타이머를 실행하고,
   상기 제 1 타이머가 만료된 경우, 서빙 게이트웨이로부터의 LTE 데이터 서비스를 중단하는 것을 특징으로 하는,
   호 수신 방법.
3. 삭제
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 RRC 연결을 해제하는 단계는,
   상기 단말이 RRC 연결 해제 프로시져를 트리거링하는 것을 특징으로 하는,
   호 수신 방법.
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 레거시 통신망은,
   GSM(Global System for Mobile communications) 통신망 또는 UMTS(Universal Mobile Telecommunications System) 통신망 중 하나인 것을 특징으로 하는,
   호 수신 방법.
6. LTE(Long Term Evolution) 통신망 및 레거시 통신망으로부터 신호를 송수신하기 위한 무선 통신부;
   상기 LTE 통신망으로부터 수신한 신호 및 상기 레거시 통신망으로부터 수신한 신호를 처리하기 위한 프로세서를 포함하며,
   상기 프로세서는,
   상기 LTE 통신망으로부터 데이터 패킷 서비스를 수신하는 중 레거시 통신망으로부터 서킷 스위칭 호를 위한 페이징 요청 메시지를 MSC(mobile switching center)를 통하여 수신하고,
   상기 페이징 요청 메시지에 대한 응답으로 상기 LTE 통신망으로 확장 서비스 요청 메시지(extended service request message)를 송신하고,
   상기 LTE 통신망과 설정된 RRC(Radio Resource Control) 연결을 해제하고,
   소정의 기간으로 설정된 제 2 타이머를 실행하며,
   상기 LTE 통신망에서 상기 레거시 통신망으로 접속 네트워크를 변경하고,
   상기 제 2 타이머가 만료된 경우, 상기 LTE 통신망의 데이터 서비스 중단의 확인 없이 상기 레거시 통신망으로 페이징 응답을 송신하고, 상기 레거시 통신망으로부터 호를 수신하도록 구성되는 것을 특징으로 하는,
   단말 장치.
7. 제 6 항에 있어서,
   상기 MSC(mobile switching center)는,
   상기 레거시 통신망으로부터 페이징 요청 메시지를 수신한 후, 기 설정된 기간의 제 1 타이머를 실행하고,
   상기 제 1 타이머가 만료된 경우, 서빙 게이트웨이로부터의 LTE 데이터 서비스를 중단하는 것을 특징으로 하는,
   단말 장치.
8. 삭제
9. 제 6 항에 있어서,
   상기 프로세서는,
   상기 RRC 연결을 해제하기 위하여, RRC 연결 해제 프로시져를 트리거링하는 것을 특징으로 하는,
   단말 장치.
10. 제 6 항에 있어서,
    상기 레거시 통신망은,
    GSM(Global System for Mobile communications) 통신망 또는 UMTS(Universal Mobile Telecommunications System) 통신망 중 하나인 것을 특징으로 하는,
    단말 장치.

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