KR101684762B1 - Lte 시스템, 이동성 관리장치 및 그 신호 제어방법 - Google Patents

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Abstract

LTE 시스템, 이동성 관리장치 및 그 신호 제어방법이 개시된다. 본 발명의 실시예에 따른 LTE 시스템은, LTE(Long Term Evolution) 시스템에 있어서, 가입자단말기에 대한 데이터 서비스의 활성화 상태에서 이노드비(eNB: evolved Node B)를 통해 아이들(Idle) 상태에서 사용하는 활성 플래그(Active flag)로 설정된 메시지를 수신한 경우, 베어러 재설정을 요청하는 이동성 관리장치(MME: Mobility Management Entity); 및 이동성 관리장치에 의해 베어러 재설정이 요청되면, 베어러 재설정을 수행하는 게이트웨이;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

LTE 시스템, 이동성 관리장치 및 그 신호 제어방법{LTE System, Mobile Management Entity and Signal Control Method thereof}
본 발명은 LTE(Long Term Evolution) 시스템, 이동성 관리장치 및 그 신호 제어방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 단말기 데이터 서비스를 이용하던 도중에 일시적인 무선링크단절이 발생하는 경우, MME는 eNodeB로부터 아이들(Idle) 상태에서 사용하는 액티브 플래그(0)로 설정한 TAU를 수신하더라도 단말에 제공되는 데이터 서비스가 끊어지는 것을 방지할 수 있는 LTE 시스템, 이동성 관리장치 및 그 신호 제어방법에 관한 것이다.
3GPP 릴리스(Release) 8에서는 이동통신 시스템의 하나로서 망 아키텍처(Network Architecture)인 EPC(Evolved Packet Core)를 기술하고 있다. EPC는 3GPP LTE((3rd Generation Partnership Project Long Term Evolution) 시스템을 위한 네트워크 노드들의 집합이다. EPC는 기존의 3GPP 시스템 아키텍처의 코어 네트워크(Core Network)를 진화시켜, 진화된 무선접속망(Evolved RAN)인 E-UTRAN(Evolved-UMTS Terrestrial Radio Access Network) 등을 지원하고, 또한 패킷망의 효율성을 높이기 위하여 네트워크 노드를 단순화시킨 효율적인 망구조를 갖는다. EPC와 E-UTRAN을 포함하는 무선통신 시스템을 EPS(Evolved Packet System)라고 호칭할 수도 있으며, 현재 국내에서 구현 및 서비스 중인 LTE 이동통신 시스템이 이에 해당한다.
이와 같은 EPC 망은 크게 PGW(Packet Data Network Gateway), SGW(Serving Gateway), MME(Mobility Management Entity) 등의 논리적인 엔티티(entity)로 분리될 수 있다.
PGW는 3GPP 액세스 기술과 비 3GPP 액세스 기술(CDMA2000, WiMAX, WIFI 등) 간의 이동성을 위한 글로벌 이동성 앵커 및 외부 네트워크로의 게이트웨이 역할을 한다. 이와 같은 PGW는 이동통신 단말기의 IP(Internet Protocol)를 할당하고 외부 인터넷망 및 비 3GPP망과 연동하는 세션 제어(Session Control)를 수행하며, 패킷 서비스를 위한 터널링(tunneling) 및 IP 라우팅 기능을 가지고, SGW 및 외부망과의 라우팅(routing) 정보를 유지한다.
SGW는 3GPP 액세스망(E-UTRAN, UTRAN, GERAN 등) 간의 이동성을 위한 이동성 앵커이다. SGW는 설정된 세션에 따라 페이로드 트래픽(payload traffic)을 처리하는 세션 제어를 수행하며, eNodeB와 S1-U 인터페이스로 연동하고, LTE 이동통신 시스템 및 3GPP 내부에서의 핸드오프(handoff)를 지원하는 사용자 플레인(user plane) 엔티티이다.
MME는 eNodeB들 사이에서 이동하는 단말 장치의 이동성 관리 및 세션 관리를 담당하는 제어 플레인(control plane) 엔티티이며, 일종의 교환 서버라고 할 수 있다.
일반적으로, 단말이 데이터를 사용하던 도중에 무선링크단절(RLF: Radio Link Failure) 시, 단말과 eNodeB 사이의 복구 절차가 수행된다. 이때, 단말과 eNodeB 사이의 복구가 실패하는 경우, EPC 망은 이러한 상황을 인지하지 못하고 있기 때문에, 데이터 서비스 중에 EPC 망에 무선링크가 단절되었음을 명확하게 알려주어야만 한다. 이를 위해, 단말은 NAS(Network Access Server) 프로토콜에서 액티브 플래그(Active flag)(1)로 설정한 TAU(Tracking Area Update) 혹은 SR(Service Request)을 전송하고, eNodeB는 수신된 해당 메시지를 초기접속 단말(initial UE)을 통해 MME로 전달한다. 이 경우, MME는 상황 인지를 하고 서비스가 끊기지 않도록 무선(RAB: Radio Access Bearer) 측면과 EPC 측면에서 베어러 재설정을 수행한다.
그런데, 단말기 데이터 서비스를 이용하던 도중에 일시적인 무선링크단절이 발생하는 경우, MME는 eNodeB로부터 아이들(Idle) 상태에서 사용하는 액티브 플래그(0)로 설정한 TAU를 수신할 수 있는데, 이와 같은 경우에 MME는 단말기 데이터 서비스를 이용하는 도중임에도 불구하고 아이들(Idle) 처리를 하게 되어 결과적으로 단말에 제공되는 데이터 서비스가 끊어지게 되는 문제점이 있다.
공개특허공보 제10-2009-0043465호 (공개일자: 2009. 05. 06)
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로서, 단말기 데이터 서비스를 이용하던 도중에 일시적인 무선링크단절이 발생하는 경우, MME는 eNodeB로부터 아이들(Idle) 상태에서 사용하는 액티브 플래그(0)로 설정한 TAU를 수신하더라도 단말에 제공되는 데이터 서비스가 끊어지는 것을 방지할 수 있는 LTE 시스템, 이동성 관리장치 및 그 신호 제어방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 LTE 시스템은, LTE(Long Term Evolution) 시스템에 있어서, 가입자단말기에 대한 데이터 서비스의 활성화 상태에서 이노드비(eNB: evolved Node B)를 통해 아이들(Idle) 상태에서 사용하는 활성 플래그(Active flag)로 설정한 메시지를 수신한 경우, 베어러 재설정을 요청하는 이동성 관리장치(MME: Mobility Management Entity); 및 이동성 관리장치에 의해 베어러 재설정이 요청되면, 베어러 재설정을 수행하는 게이트웨이;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 이동성 관리장치는, 이노드비를 통해 아이들 상태에서 사용하는 활성 플래그로 설정한 메시지를 수신한 경우에 가입자단말기에 초기 컨텍스트(context) 설정을 요청하며, 이노드비에 초기 컨텍스트 설정 응답메시지를 전송한다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 이동성 관리장치는, 이노드비를 통해 활성 플래그를 설정한 TAU(Tracking Area Update) 요청메시지를 수신하는 TAU수신부; 및 가입자단말기에 대한 데이터 서비스의 활성화 상태에서 TAU수신부를 통해 아이들 상태에서 사용하는 활성 플래그로 설정된 메시지가 수신되는 경우, 게이트웨이에 베어러 재설정을 요청하는 베어러재설정부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
전술한 이동성 관리장치는, TAU수신부를 통해 아이들 상태에서 사용하는 활성 플래그로 설정된 메시지가 수신되는 경우, 가입자단말기에 초기 컨텍스트 설정을 요청하는 초기설정요청부;를 더 포함할 수 있다.
전술한 이동성 관리장치는, 이노드비에 초기 컨텍스트 설정 응답메시지를 전송하는 응답메시지전송부;를 더 포함할 수도 있다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 신호 제어방법은, 이동성 관리장치에 의해 수행되는 신호 제어방법에 있어서, 이노드비를 통해 활성 플래그를 설정한 TAU 요청메시지를 수신하는 단계; 및 가입자단말기에 대한 데이터서비스의 활성화 상태에서 TAU 요청메시지 수신단계에 의해 아이들 상태에서 사용하는 활성 플래그로 설정된 메시지가 수신되는 경우, 대응하는 가입자단말기에 대한 일시적인 무선링크 단절이라고 판단하여 게이트웨이에 베어러 재설정을 요청하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
전술한 신호 제어방법은, TAU 요청메시지 수신단계에 의해 아이들 상태에서 사용하는 활성 플래그로 설정된 메시지가 수신되는 경우, 가입자단말기에 초기 컨텍스트 설정을 요청하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
전술한 신호 제어방법은, 이노드비에 초기 컨텍스트 설정 응답메시지를 전송하는 단계;를 더 포함할 수도 있다.
본 발명에 따르면, 단말기 데이터 서비스를 이용하던 도중에 일시적인 무선링크단절이 발생하는 경우, MME는 eNodeB로부터 아이들(Idle) 상태에서 사용하는 액티브 플래그(0)로 설정한 TAU를 수신하더라도 단말에 제공되는 데이터 서비스가 끊어지는 것을 방지할 수 있게 된다.
도 1은 일반적인 LTE 시스템을 설명하기 위해 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 LTE 시스템을 설명하기 위해 도시한 도면으로서, 단말기 데이터 서비스를 이용하던 도중에 일시적인 무선링크단절이 발생한 상황에서, MME가 eNodeB로부터 아이들 상태에서 사용하는 액티브 플래그(0)로 설정한 TAU를 수신한 경우의 신호 제어방법을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 이동성 관리장치의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 LTE 시스템, 이동성 관리장치 및 그 신호 제어방법을 상세하게 설명한다.
도 1은 일반적인 LTE 시스템을 설명하기 위해 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 단말(UE: User Equipment)(10)이 SPGW(Serving/Packet Date Network Gateway)(40)를 통해 EPC(Evolved Packet Core) 망의 데이터 서비스를 이용하는 도중에 무선링크단절(RLF: Radio Link Failure)이 발생하는 경우, 단말(10)이 eNBs(20)에 전송하는 RRC(Radio Resource Control) 연결 재설정 요청신호(RRC connection re-establishment request)는 eNBs(20)에 의해 거절(reject)된다(S101, S103). 이 경우, 단말(10)은 무선링크단절을 복구하기 위해 eNBs(20)에 RRC 연결을 요청하고(S105), eNBs(20)로부터 RRC 연결을 설정받으며(S107), 그에 대응하여 eNBs(20)에 RRC 연결이 완료되었음을 알리는 메시지를 전송한다(S109). 이때, 단말(10)은 일시적인 무선링크단절이 발생한 경우에 무선링크단절에 대응하는 액티브 플래그(1) 대신에 아이들 상태에서 사용하는 액티브 플래그(Active flag) (0)으로 설정한 TAU(Tracking Area Update) 메시지를 eNBs(20)에 전송할 수 있다.
eNBs(20)는 단말(10)에 대한 무선링크단절에 의해 활성화 상태에서 아이들 상태로 천이하며, 단말(10)로부터 수신한 TAU 메시지를 이동성 관리장치(MME: Mobile Management Entity)(30)에 전송한다(S111).
이동성 관리장치(30)는 단말(10)에 대한 데이터 서비스가 활성화되어 있는 상태에서 eNBs(20)로부터 아이들 상태에서 사용하는 액티브 플래그(0)로 설정된 TAU 메시지를 수신하는 경우, 단말(10)에 해당 TAU 메시지가 허용되었음을 의미하는 다운링크 NAS(Network Access Server)를 전송한다(S113). 또한, 이동성 관리장치(30)는 eNBs(20)를 통해 수신한 TAU 메시지에 대응하여 SPGW(40)에 릴리스 액세스 베어러(Release Access Bearer)를 요청한다(S115). 이때, 이동성 관리장치(30)는 SPGW(40)로부터 릴리스 액세스 베어러 응답신호가 수신되면(S117). eNBs(20)에 단말(10)에 대한 컨텍스트 릴리스 명령을 전송하며(S119), 그에 대응하여 eNBs(20)로부터 단말(10)에 대한 컨텍스트 릴리스 완료신호를 수신한다(S121).
그런데, 전술한 바와 같은 LTE 시스템은, 이동성 관리장치(30) 및 SPGW(40)는 단말(10)에 대한 데이터 서비스가 활성화 되어 있는 상태에서, 이동성 관리장치(30)가 eNBs(20)를 통해 아이들 상태에서 사용하는 액티브 플래그(0)로 설정된 TAU 메시지를 수신함으로써 그에 대응하여, SPGW(40)에 대한 릴리스 액세스 베어러를 요청 및 응답 신호 수신과정, 및 eNBs(20)에 대한 릴리스 명령 및 완료 신호 수신과정에 의해 이동성 관리장치(30) 및 SPGW(40)도 아이들 상태로 천이되며, 이로 인해 단말(10)에 대한 데이터 서비스가 끊기게 되는 문제점이 있다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 LTE 시스템을 설명하기 위해 도시한 도면으로서, 단말기 데이터 서비스를 이용하던 도중에 일시적인 무선링크단절이 발생한 상황에서, MME가 eNodeB로부터 아이들 상태에서 사용하는 액티브 플래그(0)로 설정한 TAU를 수신한 경우의 신호 제어방법을 나타낸 도면이다.
도 2를 참조하면, 단말(110)이 SPGW(140)를 통해 EPC 망의 데이터 서비스를 이용하는 도중에 무선링크단절이 발생하는 경우, 단말(110)이 eNBs(120)에 전송하는 RRC 연결 재설정 요청신호는 eNBs(120)에 의해 거절(reject)된다(S201, S203). 이 경우, 단말(110)은 무선링크단절을 복구하기 위해 eNBs(120)에 RRC 연결을 요청하고(S205), eNBs(120)로부터 RRC 연결을 설정받으며(S207), 그에 대응하여 eNBs(120)에 RRC 연결이 완료되었음을 알리는 메시지를 전송한다(S209). 이때, 단말(110)은 일시적인 무선링크단절이 발생한 경우에 무선링크단절에 대응하는 액티브 플래그(1) 대신에 아이들 상태에서 사용하는 액티브 플래그(Active flag) (0)으로 설정한 TAU 메시지를 eNBs(120)에 전송할 수 있다.
eNBs(120)는 단말(10)에 대한 일시적인 무선링크단절에 의해 활성화 상태에서 아이들 상태로 천이하며, 단말(10)로부터 수신한 TAU 메시지를 이동성 관리장치(130)에 전송한다(S211).
이동성 관리장치(130)는 단말(110)에 대한 데이터 서비스 중에 즉, 단말(110)에 대한 데이터 서비스가 활성화되어 있는 상태에서, eNBs(120)로부터 아이들 상태에서 사용하는 액티브 플래그(0)로 설정된 TAU 메시지를 수신하는 경우에 해당 단말(10)에 대한 일시적인 무선링크단절이라고 판단하고, 액티브 플래그(1)로 설정한 TAU를 수신한 것처럼 처리한다. 즉, 이동성 관리장치(130)는 TAU 메시지를 허용하고 단말(110)에 초기 컨텍스트 설정 요청신호를 전송하며(S213), eNBs(120)에 초기 컨텍스트 설정 응답신호를 전송한다(S215). 또한, 이동성 관리장치(130)는 SPGW(140)에 대하여 무선측면과 EPC 측면에서 베어러 재설정을 요청하며(S217), 그에 따라 SPGW(140)로부터 베어러 재설정 응답신호를 수신하여 서비스를 재계한다(S219). 이를 통해, 단말(110), eNBs(120), 이동성 관리장치(130) 및 SPGW(140)는 액티브 상태를 유지하여 단말(110)에 대한 데이터 서비스를 지속할 수 있게 된다. 여기서, 액티브 플래그(0) 및 액티브 플래그(1)는 NAS(Network Access Server) 프로토콜에서 규정된 플래그로서, 액티브 플래그(0)는 아이들 상태를 나타내는 플래그이며, 액티브 플래그(1)는 무선링크의 단절을 나타내는 플래그를 나타낸다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 이동성 관리장치의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다. 본 발명의 실시예에 따른 이동성 관리장치는 도 2에 나타낸 LTE 시스템의 MME(130)로 사용될 수 있으며, 따라서 동일한 참조번호를 부여하였다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 이동성 관리장치(130)는 TAU수신부(132), 베어러재설정부(134), 초기설정요청부(136) 및 응답메시지전송부(138)를 포함할 수 있다.
TAU수신부(132)는 이노드비(eNBs)(120)를 통해 활성 플래그를 설정한 TAU 요청메시지를 수신한다.
베어러재설정부(134)는 가입자단말(110)에 대한 데이터 서비스의 활성화 상태에서 TAU수신부(132)를 통해 아이들 상태에서 사용하는 활성 플래그로 설정된 메시지가 수신되는 경우, 대응하는 가입자단말기(110)에 대한 일시적인 무선링크 단절이라고 판단하여 게이트웨이(SPGW)(140)에 무선(RAB: Radio Access Bearer) 측면과 EPG 측면에 대한 베어러 재설정을 요청한다.
초기설정요청부(136)는 TAU수신부(132)를 통해 아이들 상태에서 사용하는 활성 플래그로 설정된 메시지가 수신되는 경우, 가입자단말기(110)에 초기 컨텍스트 설정을 요청한다. 즉, 초기설정요청부(136)는 단말(110)에 대한 데이터 서비스 중에 일시적인 무선링크단절과 같은 상태에서, eNBs(120)로부터 아이들 상태에서 사용하는 액티브 플래그(0)로 설정된 TAU 메시지를 수신하는 경우에 일시적인 무선링크단절이라고 판단하고, 액티브 플래그(1)로 설정한 TAU를 수신한 것처럼 처리한다.
응답메시지전송부(138)는 eNBs(120)에 초기 컨텍스트 설정 응답메시지를 전송한다. 즉, 응답메시지전송부(138)는 eNBs(120)에 초기 컨텍스트 설정 응답메시지를 전송하여 단말(110)에 대한 정보를 초기화시킨다.

Claims (8)

  1. LTE(Long Term Evolution) 시스템에 있어서,
    가입자단말기에 대한 데이터 서비스의 활성화 상태에서 이노드비(eNB: evolved Node B)를 통해 아이들(Idle) 상태에서 사용하는 활성 플래그(Active flag) "0"으로 설정된 메시지를 수신한 경우에 상기 가입자단말기에 대한 일시적인 무선링크단절이라고 판단하고, 활성 플래그 "1"을 수신한 것과 동일하게 처리하여 베어러 재설정을 요청하는 이동성 관리장치(MME: Mobility Management Entity); 및
    상기 이동성 관리장치에 의해 베어러 재설정이 요청되면, 베어러 재설정을 수행하는 게이트웨이;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 LTE 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 이동성 관리장치는,
    상기 이노드비를 통해 아이들 상태에서 사용하는 활성 플래그 "0"으로 설정된 메시지를 수신한 경우에 상기 가입자단말기에 초기 컨텍스트(context) 설정을 요청하며, 상기 이노드비에 초기 컨텍스트 설정 응답메시지를 전송하는 것을 특징으로 하는 LTE 시스템.
  3. 이동성 관리장치에 있어서,
    이노드비를 통해 활성 플래그를 설정한 TAU(Tracking Area Update) 요청메시지를 수신하는 TAU수신부; 및
    가입자단말기에 대한 데이터 서비스의 활성화 상태에서 상기 TAU수신부를 통해 아이들 상태에서 사용하는 활성 플래그 "0"으로 설정된 메시지가 수신되는 경우에 상기 가입자단말기에 대한 일시적인 무선링크단절이라고 판단하고, 활성 플래그 "1"을 수신한 것과 동일하게 처리하여 게이트웨이에 베어러 재설정을 요청하는 베어러재설정부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동성 관리장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 TAU수신부를 통해 아이들 상태에서 사용하는 활성 플래그 "0"으로 설정된 메시지가 수신되는 경우, 상기 가입자단말기에 초기 컨텍스트 설정을 요청하는 초기설정요청부;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이동성 관리장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 이노드비에 초기 컨텍스트 설정 응답메시지를 전송하는 응답메시지전송부;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이동성 관리장치.
  6. 이동성 관리장치에 의해 수행되는 신호 제어방법에 있어서,
    이노드비를 통해 활성 플래그를 설정한 TAU 요청메시지를 수신하는 단계; 및
    가입자단말기에 대한 데이터 서비스의 활성화 상태에서 상기 TAU 요청메시지 수신단계에 의해 아이들 상태에서 사용하는 활성 플래그 "0"으로 설정된 메시지가 수신되는 경우에 상기 가입자단말기에 대한 일시적인 무선링크단절이라고 판단하고, 활성 플래그 "1"을 수신한 것과 동일하게 처리하여 게이트웨이에 베어러 재설정을 요청하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 신호 제어방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 TAU 요청메시지 수신단계에 의해 아이들 상태에서 사용하는 활성 플래그 "0"으로 설정된 메시지가 수신되는 경우, 상기 가입자단말기에 초기 컨텍스트 설정을 요청하는 단계;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 신호 제어방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 이노드비에 초기 컨텍스트 설정 응답메시지를 전송하는 단계;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 신호 제어방법.

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WO2014058244A1 (ko) 2012-10-10 2014-04-17 엘지전자 주식회사 페이징 처리 방법 및 다운링크 데이터 전달 방법

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