KR101773336B1 - 통신 시스템에서 게이트웨이 노드 재선택을 지원하기 위한 장치 및 방법 - Google Patents

통신 시스템에서 게이트웨이 노드 재선택을 지원하기 위한 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 통신 시스템에서 PDN GW 또는 GGSN의 재선택을 구현할 수 있는 게이트웨이 노드 재선택을 지원하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 단말이 소스 기지국에서 목적지 기지국으로 핸드오버하는 동안, 게이트웨이 노드 재선택을 지원하기 위한 방법은, 소스 기지국이, 목적지 기지국으로 접속제어결정을 위한 정보를 제공하는 과정과, 목적지 기지국이, 상기 소스 기지국에 의해 제공되는 정보를 기반으로 접속제어결정을 수행하는 과정과, 단말 또는 네트워크가, 상기 접속제어결정의 결과에 따라 게이트웨이 재선택 절차를 개시하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

통신 시스템에서 게이트웨이 노드 재선택을 지원하기 위한 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR SUPPORTING GATEWAY NODE RESELECTION IN COMMUNICATION SYSTEM}
본 발명은 통신 기술에 관한 것으로, 특히, 통신 시스템에서 게이트웨이 노드 재선택을 지원하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.
도 1은 종래 LTE(Long Term Evolution)/SAE(System Architecture Evolution) 시스템의 구조를 도시한 도면이다.
상기 도 1을 참조하면, SAE 시스템에서 단말(UE: User Equipment)(101)은 데이터를 수신하는 디바이스이고, E-UTRAN(Evolved-Universal Terrestrial Radio Access Network)(102)은 단말에게 무선접속네트워크 인터페이스를 제공하는 매크로 기지국(macro eNB)을 포함하는 무선접속네트워크이다. MME(Mobility Management Entity)(103)는 단말에 대한 보안 정보(security information), 세션 콘텍스트(session context), 이동 콘텍스트(mobile context)를 관리한다. SGW(Service Gateway)(104)는 주로 사용자 평면(user plane)의 기능을 제공한다. 실제 네트워크에서, MME(103)와 SGW(104)는 동일한 물리적 엔터티에 위치될 수 있다. PDN GW(Packet Data Network Gateway)(105)는 과금, legal listening 등의 기능을 담당하며, SGW(104)와 동일한 물리적 엔터티에 위치될 수 있다. PCRF(Policy and Charging Rule Function)(106)는 QoS(Quality of Service) 정책 및 과금 규칙을 제공한다. SGSN(Serving GPRS(General Packet Radio Services) Supporting Node)(108)은 UMTS(Universal Mobile Telecommunications System)에서 데이터 전송에 대한 경로를 제공하는 네트워크 노드 디바이스이다. HSS(Home Subscriber Server)(109)는 단말의 홈 서브시스템으로, 단말의 현재 위치, 서빙 노드의 주소, 가입자 보안 정보, 단말의 패킷 데이터 컨텍스트 등을 포함하는 가입자 정보를 저장한다.
운영자는, 단말 서비스 데이터 전송률 증가와 함께, SIPTO(Selected IP Traffic Offload)의 새로운 기술을 제공한다. SIPTO에서 네트워크측은, 특정 서비스에 접속한 단말의 이동 절차에서 단말을 자동적으로 근처 무선네트워크 접속점으로 핸드오버 시킬 수 있으며, 이는 전송 네트워크에 대해 소모되는 비용을 줄이고, 더 높은 데이터 전송률을 제공한다. 현재 3GPP 표준은, 네트워크가 SIPTO와 LIPA(Local IP Access)의 능력을 지원할 필요가 있음을 제안한다. SIPTO에서, 단말은 HeNB(home evolution base station) 또는 HNB(home base station) 또는 eNB(evolution base station)를 통해 인터넷 및 다른 외부 네트워크에 접속한다. 단말이 네트워크에 접속할 경우, 네트워크측은 단말에 대해 적합한 사용자 평면 노드를 선택한다. 반면, LIPA에서, 단말은 HeNB 또는 HNB를 통해 홈 네트워크 및 인트라넷(intranet)에 접속한다. LIPA에서의 네트워크측 역시 단말에 대해 적합한 사용자 평면 노드를 선택할 필요가 있다. 사용자 평면 노드는 사용자 평면 네트워크 디바이스 또는 사용자 평면 게이트웨이일 수 있다. 적합한 사용자 평면 노드는 대부분 단말 근처의 사용자 평면 네트워크 디바이스 또는 사용자 평면 게이트웨이를 나타낸다. SAE 시스템에서, 사용자 평면 노드는 SGW 또는 PDN GW이고, UMTS 시스템에서, 사용자 평면 노드는 SGSN 또는 GGSN(Gateway GPRS Supporting Node)이다.
네트워크가 적합한 PDN GW 또는 GGSN을 선택한 이후, 단말이 위치를 변경하였거나, 단말이 다른 기지국으로 핸드오버하였거나, 운영자가 정책을 변경한 경우, 도 2에 도시된 바와 같이, 네트워크가 최적화된 방법으로 자원을 할당하기 위해 단말에 대해 다른 PDN GW 또는 GGSN을 선택하는 것이 가능해진다. 현재 표준은 재선택 절차를 구현하는 방법을 명시하고 있지 않으며, 이에 따라 상기와 같은 상황이 발생하는 경우 단말이 정상적으로 데이터 서비스에 계속 참여할 수 없다.
본 발명의 목적은 통신 시스템에서 PDN GW 또는 GGSN의 재선택을 구현할 수 있는 게이트웨이 노드 재선택을 지원하기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.
상술한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 제 1 견지에 따르면, 단말이 소스 기지국에서 목적지 기지국으로 핸드오버하는 동안, 게이트웨이 노드 재선택을 지원하기 위한 방법은, 소스 기지국이, 목적지 기지국으로 접속제어결정을 위한 정보를 제공하는 과정과, 목적지 기지국이, 상기 소스 기지국에 의해 제공되는 정보를 기반으로 접속제어결정을 수행하는 과정과, 단말 또는 네트워크가, 상기 접속제어결정의 결과에 따라 게이트웨이 재선택 절차를 개시하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제 2 견지에 따르면, 게이트웨이 노드 재선택을 지원하기 위한 방법은, PCRF가, PDN GW에게 새로운 정책 정보를 전달하여 IP CAN 세션 수정 절차를 개시하는 과정과, 상기 PDN GW가, 상기 IP CAN 세션 수정 절차에 대한 응답으로, SGW에게 베어러 갱신 요청 메시지 또는 새로 정의된 GTP 메시지를 전송하는 과정과, 여기서 상기 베어러 갱신 요청 메시지 또는 새로 정의된 GTP 메시지는 PDN GW로 전달된 새로운 정책 정보를 포함하며, 상기 SGW가, MME에게 상기 베어러 갱신 요청 메시지 또는 새로 정의된 GTP 메시지를 포워딩하는 과정과, 상기 MME가, 상기 새로운 정책 정보를 기반으로, PDN GW 재선택 절차를 트리거할 필요가 있는지 여부를 결정하고, 만약 필요가 결정된다면, 단말에 대한 PDN GW를 재선택하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제 3 견지에 따르면, 단말이 소스 기지국에서 목적지 기지국으로 핸드오버하는 동안, 게이트웨이 노드 재선택을 지원하기 위한 시스템은, 목적지 기지국으로 접속제어결정을 위한 정보를 제공하는 소스 기지국과, 상기 소스 기지국에 의해 제공되는 정보를 기반으로 접속제어결정을 수행하는 목적지 기지국과, 상기 접속제어결정의 결과에 따라 게이트웨이 재선택 절차를 개시하는 단말 또는 네트워크를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제 4 견지에 따르면, 게이트웨이 노드 재선택을 지원하기 위한 시스템은, PDN GW에게 새로운 정책 정보를 전달하여 IP CAN 세션 수정 절차를 개시하는 PCRF와, 상기 IP CAN 세션 수정 절차에 대한 응답으로, SGW에게 베어러 갱신 요청 메시지 또는 새로 정의된 GTP 메시지를 전송하는 상기 PDN GW와, 여기서 상기 베어러 갱신 요청 메시지 또는 새로 정의된 GTP 메시지는 PDN GW로 전달된 새로운 정책 정보를 포함하며, MME에게 상기 베어러 갱신 요청 메시지 또는 새로 정의된 GTP 메시지를 포워딩하는 상기 SGW와, 상기 새로운 정책 정보를 기반으로, PDN GW 재선택 절차를 트리거할 필요가 있는지 여부를 결정하고, 만약 필요가 결정된다면, 단말에 대한 PDN GW를 재선택하는 상기 MME를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 통신 시스템에서 다른 이동 관리 절차를 기반으로 PDN GW 또는 GGSN 재선택을 지원한다. 단말이 위치를 변경하거나 또는 다른 기지국으로 핸드오버함에 따른 사용자 평면 노드 재선택의 경우, 기존 시그널링 절차를 최적화함으로써 PDN GW 또는 GGSN 재선택이 구현된다. 운영자가 정책을 변경함에 따른 사용자 평면 노드 재선택의 경우, 기존 플로우에 대한 영향이 감소될 수 있으며, PDN GW 또는 GGSN 재선택이 빠르게 구현될 수 있다.
도 1은 종래 LTE/SAE 시스템의 구조를 도시한 도면,
도 2는 종래 최적화된 방법으로 네트워크가 자원을 할당하기 위해 단말에 대해 사용자 평면 노드를 재선택하는 시나리오를 도시한 도면,
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 통신 시스템에서 게이트웨이 노드 재선택을 지원하기 위한 제1 방법을 도시한 신호흐름도,
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 통신 시스템에서 게이트웨이 노드 재선택을 지원하기 위한 제2 방법을 도시한 흐름도,
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 통신 시스템에서 게이트웨이 노드 재선택을 지원하기 위한 제2 방법의 제1 신호흐름도,
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 통신 시스템에서 게이트웨이 노드 재선택을 지원하기 위한 제2 방법의 제2 신호흐름도,
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 통신 시스템에서 단말을 위한 다중 PDN 연결 또는 베어러가 존재하는 경우 게이트웨이 노드 재선택을 지원하기 위한 방법을 도시한 신호흐름도,
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 통신 시스템에서 S1 HO의 경우 단말을 위한 다중 PDN 연결 또는 베어러가 존재하는 경우 게이트웨이 노드 재선택을 지원하기 위한 방법을 도시한 신호흐름도,
도 9는 본 발명에 따른 통신 시스템에서 기지국의 블록 구성을 도시한 도면, 및
도 10은 본 발명에 따른 통신 시스템에서 MME의 블록 구성을 도시한 도면.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 동작 원리를 상세히 설명한다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
이하, 본 발명은 통신 시스템에서 게이트웨이 노드 재선택을 지원하기 위한 방안에 대해 설명하기로 한다.
본 발명에 따른 네트워크는 아래의 경우 최적화된 방법으로 자원을 할당하기 위해 단말에 대해 다른 PDN GW 또는 GGSN을 재선택할 수 있다.
1) 단말이 위치를 변경하거나 또는 다른 기지국으로 핸드오버하는 경우, 또는
2) 운영자가 정책을 변경하는 경우
이하 상기 두 경우에 관하여 게이트웨이 노드 재선택을 지원하기 위한 방법을 상세히 설명하기로 한다.
먼저, 본 발명은 통신 시스템에서 운영자가 정책을 변경하는 경우, 사용자 평면 노드 재선택에 적용되는, 게이트웨이 노드 재선택을 지원하기 위한 제1 방법을 제안한다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 통신 시스템에서 게이트웨이 노드 재선택을 지원하기 위한 제1 방법을 도시한 신호흐름도이다. 상기 제1 방법은 다음 스텝들을 포함한다.
스텝 301 : PCRF(330)는 PDN GW(320)로 새로운 정책 정보를 전달하여 IP CAN 세션 수정 절차를 개시한다.
스텝 302 : 상기 PDN GW(320)는, 상기 IP CAN 세션 수정 절차에 대한 응답으로, SGW(310)에게 베어러 갱신 요청 메시지 또는 새로 정의된 GTP 메시지를 전송한다. 여기서 상기 베어러 갱신 요청 메시지 또는 새로 정의된 GTP 메시지는 PDN GW(320)로 전달된 새로운 정책 정보를 포함한다.
스텝 303 : 상기 SGW(310)는 MME(300)에게 상기 베어러 갱신 요청 메시지 또는 새로 정의된 GTP 메시지를 포워딩한다.
스텝 304 : 상기 MME(300)는, 상기 새로운 정책 정보를 기반으로, PDN GW 재선택 절차를 트리거할 필요가 있는지 여부를 결정하고, 만약 필요가 결정된다면, 단말에 대한 다른 PDN GW를 재선택한다.
도시하지는 않았지만, 스텝 304는 실제 적용에서 다음 스텝들을 포함할 수 있다.
스텝 304-1 : 상기 MME(300)는, 상기 새로운 정책 정보를 기반으로, PDN 연결 비활성화 절차를 트리거할 필요가 있는지 여부를 결정하고, 만약 필요가 결정된다면, 상기 단말에게 PDN 연결 비활성화 요청 메시지를 전송한다.
스텝 304-2 : 상기 단말은, 상기 PDN 연결 비활성화 요청 메시지가 수신될 시, PDN GW 재선택을 요청하는 지시 정보를 이용하여 PDN 연결 요청을 재개시한다.
스텝 304-3 : 상기 MME(300)는 상기 지시 정보를 기반으로 상기 단말에 대한 PDN GW를 재선택한다.
추가로, 상기 제1 방법은 다음 스텝들을 더 포함할 수 있다.
스텝 305 : 상기 MME(300)는 HSS(340)에게 갱신된 가입 정보를 전송하여 단말의 가입 정보를 갱신한다. 여기서 상기 가입 정보는 APN에 대응하는 LIPA 정보를 포함한다. 예를 들어, APN에 대응하는 LIPA 정보는, LIPA를 구현할 필요가 없음을 지시한다. 이는, 다음에 MME(300)가 단말로부터 PDN 연결 요청 또는 다른 NAS(Non-Access Stratum) 요청 메시지를 수신할 경우, MME(300)가 APN에 대응하는 LIPA 정보를 기반으로, 정책 수정 이전의 PDN GW(320)를 반복해서 선택하지 않고, 다른 PDN GW를 선택하기 위함이다.
여기서, 스텝 305는 MME(300)에 의해 트리거된 PDN GW 재선택 절차(즉, MME에 의해 트리거된 PDN 연결 비활성화 절차) 또는 베어러 수정 절차에서 수행될 수 있다. 스텝 305는 선택적이다. 즉, 상기 MME(300)가 스텝 305를 수행하지 않는다면, MME(300)는, 다음에 PDN GW를 선택할 경우, 갱신된 정책 정보 및 APN에 대응하는 LIPA 정보에 기반하여 PDN GW 선택을 결정한다.
스텝 306 : 상기 HSS(340)는 단말의 가입정보 갱신 이후, MME(300)에게 갱신 확인 메시지를 리턴하고, 상기 MME(300) 또한 단말의 저장된 가입 정보를 갱신한다.
운영자가 정책 정보를 갱신할 경우, 상기 제1 방법과 함께, PDN GW(320)는 SGW(310)로 정책 갱신 통보를 전송하고, SGW(310)는 상기 정책 갱신 통보를 MME(300)로 포워딩하며, 이에 따라 MME(300)는 관련 정책이 변경되었음을 인지하게 된다.
이에 따라 MME(300)는 새로운 정책 정보를 기반으로, 사용자 평면 노드 재선택을 구현할 필요가 있는지 여부를 결정하고 재선택 절차를 수행할 수 있다. 예를 들어, 단말의 가입 정보 내 SIPTO 식별자를 기반으로 MME(300)가 단말에 대해 임의의 기지국에 더 근접한 PDN GW를 선택할 필요가 있음을 원래 결정하였다 할지라도, 스텝 303를 통해 변경된 정책 정보를 수신한 경우, MME(300)는 비록 단말의 가입 정보가 SIPTO 식별자 정보를 포함하고 있다할지라도, 새로운 정책 정보를 기반으로, 더이상 단말에 대해 상기 더 근접한 PDN GW를 선택할 필요가 없음을 결정한다. MME(300)는 또한, 단말이 네트워크에 다시 접속하거나 PDN 연결을 다시 요청한 경우, 갱신된 가입 정보를 기반으로 직접 단말에 대해 대응하는 PDN GW를 선택할 수 있음을 HSS(340)에게 알릴 수 있다.
다음으로, 본 발명은 통신 시스템에서 단말이 위치를 변경하거나 또는 다른 기지국으로 핸드오버하는 경우, 사용자 평면 노드 재선택에 적용되는, 게이트웨이 노드 재선택을 지원하기 위한 제2 방법을 제안한다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 통신 시스템에서 게이트웨이 노드 재선택을 지원하기 위한 제2 방법을 도시한 흐름도이다. 상기 제2 방법은 다음 스텝들을 포함한다.
스텝 401 : 소스 기지국은 목적지 기지국으로 접속제어결정을 위한 정보를 제공한다.
스텝 402 : 목적지 기지국은 상기 소스 기지국에 의해 제공되는 정보를 기반으로 접속제어결정을 수행한다.
스텝 403 : 단말 또는 네트워크는 상기 접속제어결정의 결과에 따라 게이트웨이 재선택 절차를 개시한다.
여기서, 스텝 401-403에 대하여 아래 도 5 및 도 6의 상세 구현들과 관련하여 더욱 상세히 언급하기로 한다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 통신 시스템에서 게이트웨이 노드 재선택을 지원하기 위한 제2 방법의 제1 신호흐름도이다. 상기 제2 방법의 제1 신호흐름도는 다음 스텝들을 포함한다.
스텝 501 : 단말(500)과 소스 기지국(510)은 핸드오버 측정 절차를 수행한다.
스텝 502 : 소스 기지국(510)은 단말(500)로부터 전송되는 측정 보고에 따라 핸드오버를 결정한다.
스텝 503 : 소스 기지국(510)은 목적지 기지국(520)으로 핸드오버 요청 메시지를 전송한다. 상기 핸드오버 요청 메시지는 목적지 기지국(520)에 의한 접속제어결정을 위한 정보, 예를 들어 소스 기지국(510)에 근접한 PDN GW의 정보를 포함한다. 여기서, 소스 기지국(510)에 근접한 PDN GW의 정보는, 소스 기지국(510)에 근접한 PDN GW의 IP 주소 또는 식별자일 수 있다.
스텝 504 : 목적지 기지국(520)은 접속제어결정을 위한 정보를 기반으로 접속제어결정을 수행하여 핸드오버가 가능한지 여부를 결정한다. 핸드오버가 불가능할 시, 스텝 505를 수행하고, 핸드오버가 가능할 시, 일반적인 핸드오버 절차를 수행한다.
스텝 505 : 목적지 기지국(520)은 소스 기지국(510)으로 핸드오버 준비 실패 메시지를 전송한다.
여기서, 상기 핸드오버 준비 실패 메시지의 종류에 따라, 스텝 505 이후 두 가지 다른 처리 방법이 존재한다.
하나의 처리 방법의 경우, 핸드오버 준비 실패 메시지가 수신될 시, 소스 기지국(510)이 단말(500)의 무선 연결을 중단하고, 이후 단말(500)이 서비스를 요청하면 MME(530)로 PDN 연결 설정 요청을 재개시하는 방법이다. 이와 같은 동작은 종래와 동일하며, 따라서 상세 언급을 생략하기로 한다.
다른 처리 방법의 경우, 스텝 505에서 전송되는 핸드오버 준비 실패 메시지는 추가로 핸드오버 실패에 대한 이유를 지시하는 정보를 포함하며, 이후 아래 스텝 506-508이 수행된다.
스텝 506 : 소스 기지국(510)은, 상기 수신된 핸드오버 준비 실패 메시지 내 포함된 핸드오버 실패에 대한 이유를 지시하는 정보를 기반으로, MME(530)에게 PDN 연결 해제 절차를 트리거할 것을 요청하는 요청 메시지를 전송한다. 여기서, 상기 요청 메시지는 예를 들어 S1-AP 메시지이다.
스텝 507 : MME(530)는 단말(500)에게 PDN 연결 해제 요청 메시지를 전송한다.
스텝 508 : 단말(500)은 서비스에 의해 요구되는 경우 MME(530)에게 PDN 연결 설정 요청을 개시한다. 상기 PDN 연결 설정 요청이 수신되는 경우, MME(530)는 단말(500)의 가입 정보와 현재 접속된 기지국의 정보를 기반으로 단말(500)에 대한 PDN GW를 재선택한다.
여기서, MME(530)에서 단말(500)로 전송되는 PDN 연결 해제 요청 메시지는, 단말(500)에게 즉각 PDN 연결 설정 요청을 개시하도록 요청하는 명령 정보를 추가로 포함할 수 있다. 이 경우, 스텝 508에서, 단말(500)은 즉각 MME(530)에게 PDN 연결 설정 요청을 개시하고, 상기 MME(530)는, PDN 연결 설정 요청이 수신되는 경우, 단말(500)의 가입 정보와 현재 접속된 기지국의 정보를 기반으로 단말(500)에 대한 PDN GW를 재선택한다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 통신 시스템에서 게이트웨이 노드 재선택을 지원하기 위한 제2 방법의 제2 신호흐름도이다. 상기 제2 방법의 제2 신호흐름도는 다음 스텝들을 포함한다. 여기서, 도 6의 스텝 601-605는, 도 5의 스텝 501-505와 동일하며, 따라서 이하 설명에서는 생략하기로 한다.
스텝 606 : 소스 기지국(610)은 단말(600)로 RRC(Radio Resource Connection) 해제 메시지를 전송한다.
스텝 607 : 단말(600)은, RRC 해제 메시지 수신 시, NAS 계층에게 PDN 연결 해제 절차를 개시하라고 명령한다.
스텝 608 : PDN 연결 해제 절차 완료 후, 단말(600)은 서비스에 의해 요구되는 경우 MME(630)에게 PDN 연결 설정 요청을 개시한다. 또는, PDN 연결 해제 절차 완료 후, 단말(600)은 즉각 MME(630)에게 PDN 연결 설정 요청을 개시한다.
스텝 609(도시하지 않음) : MME(630)는, PDN 연결 설정 요청 수신 시, 단말(600)의 가입 정보와 현재 접속된 기지국의 정보를 기반으로 단말(600)에 대한 PDN GW를 재선택한다.
여기서, 스텝 606에서의 RRC 해제 메시지는, 추가로 핸드오버 실패에 대한 이유를 지시하는 정보를 포함할 수 있다. 이 경우, 스텝 607에서, 단말(600)이 상기 RRC 해제 메시지에 포함된 핸드오버 실패에 대한 이유를 지시하는 정보를 기반으로 NAS 계층에게 PDN 연결 해제 절차를 개시하라고 명령하고, 이후 스텝 608이 수행된다.
한편, 단말을 위한 다중 PDN 연결 또는 베어러가 존재하는 경우, 일부 베어러 또는 일부 PDN 연결 상의 베어러들이 성공적으로 스위칭되고, 일부 베어러들이 성공적으로 스위칭되지 않은 상황이 발생할 수 있다. 이와 같은 상황에서 게이트웨이 노드 재선택을 지원하기 위한 방법에 대하여 아래 도 7의 상세 구현과 관련하여 더욱 상세히 언급하기로 한다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 통신 시스템에서 단말을 위한 다중 PDN 연결 또는 베어러가 존재하는 경우 게이트웨이 노드 재선택을 지원하기 위한 방법을 도시한 신호흐름도이다. 상기 방법은 다음 스텝들을 포함한다. 여기서, 도 7의 스텝 701-704는, 도 5의 스텝 501-504와 동일하며, 따라서 이하 설명에서는 생략하기로 한다.
스텝 705 : 목적지 기지국(720)은 접속제어결정을 위한 정보를 기반으로, 일부 PDN 연결들이 목적지 네트워크에 성공적으로 스위칭될 수 없음을 결정하고, 핸드오버 요청 확인 메시지를 소스 기지국(710)으로 전송한다. 예를 들어, PDN 연결이 LIPA 또는 SIPTO를 기반으로 한다면, 사용자 평면 노드의 정보에 따라, 목적지 기지국(720)은 PDN 연결이 목적지 네트워크에서 서비스 연속성을 계속해서 유지할 수 없음을 결정하고, PDN 연결이 실패 베어러 리스트에 포함되어야 함을 결정한다. 상기 핸드오버 요청 확인 메시지에서, LIPA 또는 SIPTO를 기반으로 하는 PDN 연결 내에 포함되는 베어러 정보는, 소스 기지국(710)으로 알리기 위한 실패 베어러 정보의 리스트에 포함된다.
스텝 706 : 목적지 기지국(720)은 MME(730)에게 경로 변경 요청을 전송한다. 경로 변경 요청 메시지는, LIPA를 기반으로 하는 PDN 연결에 포함되는 베어러 정보를 포함하는, 실패 베어러 정보를 포함한다. MME(730)는 상기 실패 베어러 정보를 기반으로, 베어러 비활성화 절차 또는 PDN 연결 비활성화 절차를 개시한다.
상기 MME(730)에 의해 개시되는 비활성화 절차에 사용되는 메시지는 단말(700)에게 PDN 연결 요청 절차를 개시하도록 요청하는 지시를 포함한다. 단말(700)은 상기 지시에 따라 MME(730)에게 PDN 연결 설정 요청을 개시한다. 상기 MME(730)는 단말(700)의 가입 정보, 예를 들어 APN 정보 등에 따라 단말(700)에 대해 다른 PDN GW를 재선택한다. 혹은, 상기 MME(730)에 의해 개시된 비활성화 절차 이후, 단말(700)은, 서비스에 의해 요구되는 경우 바로 PDN 연결 설정 절차를 개시한다.
한편, S1 HO에서 단말을 위한 다중 PDN 연결 또는 베어러가 존재하는 경우, 일부 베어러 또는 일부 PDN 연결 상의 베어러들이 성공적으로 스위칭되고, 일부 베어러들이 성공적으로 스위칭되지 않은 상황이 발생할 수 있다. 이와 같은 상황에서 게이트웨이 노드 재선택을 지원하기 위한 방법에 대하여 아래 도 8의 상세 구현과 관련하여 더욱 상세히 언급하기로 한다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 통신 시스템에서 S1 HO의 경우 단말을 위한 다중 PDN 연결 또는 베어러가 존재하는 경우 게이트웨이 노드 재선택을 지원하기 위한 방법을 도시한 신호흐름도이다. 상기 방법은 다음 스텝들을 포함한다.
스텝 801 : 소스 기지국(810)은 MME(830)에게 핸드오버 요청 메시지를 전송한다.
상기 MME(830)는 상기 핸드오버 요청 메시지 내 포함된 목적지 기지국의 ID 정보 또는 위치 영역 정보, 목적지 기지국으로부터 요청받은 접속제어결정을 위한 정보, 예를 들어 목적지 기지국 근처의 PDN GW의 정보를 기반으로 접속제어결정을 수행한다. 혹은 다른 방법으로, 상기 MME(830)는 OAM(Operation and Management)과 같은 노드를 통해 획득된 목적지 기지국 근처의 사용자 평면의 정보 또는 미리 저장된 목적지 기지국 근처의 사용자 평면의 정보를 기반으로 접속제어결정을 수행할 수도 있다.
만약, LIPA 또는 SIPTO에 관련된 PDN 연결의 베어러가 서비스 연속성을 보장할 수 없는 경우, 스텝 802의 핸드오버 요청 메시지는 LIPA 또는 SIPTO에 관련된 실패 베어러 정보를 포함하지 않고 성공 베어러 리스트만을 포함할 수 있다. 다른 실시 예로, 스텝 802의 핸드오버 요청 메시지는 성공 베어러 정보와 실패 베어러 정보를 모두 가질 수 있다.
스텝 803 : 목적지 기지국(820)은 MME(830)에게 핸드오버 요청 확인 메시지를 전송한다. 상기 핸드오버 요청 확인 메시지는 실패 베어러 정보를 포함한다.
스텝 804 : MME(830)는 핸드오버 요청 확인 메시지 내 실패 베어러 정보를 기반으로 베어러 비활성화 절차 또는 PDN 연결 비활성화 절차를 개시한다.
상기 MME(830)에 의해 개시되는 비활성화 절차에 사용되는 메시지는 단말(800)에게 PDN 연결 요청 절차를 개시하도록 요청하는 지시를 포함한다. 단말(800)은 상기 지시에 따라 MME(830)에게 PDN 연결 설정 요청을 개시한다. 상기 MME(830)는 단말(800)의 가입 정보, 예를 들어 APN 정보 등에 따라 단말(800)에 대해 다른 PDN GW를 재선택한다. 혹은, 상기 MME(830)에 의해 개시된 비활성화 절차 이후, 단말(800)은, 서비스에 의해 요구되는 경우 바로 PDN 연결 설정 절차를 개시한다.
본 발명에 따른 목적지 기지국 또는 코어 네트워크 노드, 예를 들어 MME가 접속제어를 위한 정보를 획득하는 방법은, 핸드오버 시그널링에 제한되지 않으며, OAM(Operation and Management) 서버 또는 핸드오버 전에 미리 저장된 정보를 통해 접속제어결정을 수행할 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 기지국(소스 기지국과 목적지 기지국 포함)은 HeNB 또는 eNB일 수 있다. 또한, 본 발명은 SAE 시스템을 예로 들어 설명하였으나, UMTS 시스템에 적용될 수도 있다. 이 경우, 기지국은 HNB 또는 NodeB이며, MME는 UMTS 시스템 내 SGSN에 대응하며, PDN GW는 UMTS 시스템 내 GGSN에 대응한다. 또한, 본 발명에서 제공하는 방법이 적용되는 다양한 핸드오버 시나리오는, S1 핸드오버, 또는 X2 핸드오버, 또는 UMTS 네트워크 내 핸드오버에 제한되지 않는다.
도 9는 본 발명에 따른 통신 시스템에서 기지국의 블록 구성을 도시한 도면이다. 여기서, 상기 기지국은 소스 기지국과 목적지 기지국을 모두 포함하는 의미이다.
도시된 바와 같이, 상기 기지국은 RF(Radio Frequency)처리부(910), 모뎀(920), 백홀통신부(930), 저장부(940), 제어부(950)를 포함하여 구성된다.
상기 도 9를 참조하면, 상기 RF처리부(910)는 신호의 대역 변환, 증폭 등 무선 채널을 통해 신호를 송수신하기 위한 기능을 수행한다. 즉, 상기 RF처리부(910)는 상기 모뎀(920)으로부터 제공되는 기저대역 신호를 RF 대역 신호로 상향변환한 후 안테나를 통해 송신하고, 상기 안테나를 통해 수신되는 RF 대역 신호를 기저대역 신호로 하향변환한다. 예를 들어, 상기 RF처리부(910)는 증폭기, 믹서(mixer), 오실레이터(oscillator), DAC(Digital to Analog Convertor), ADC(Analog to Digital Convertor) 등을 포함할 수 있다.
상기 모뎀(920)은 시스템의 물리 계층 규격에 따라 기저대역 신호 및 비트열 간 변환 기능을 수행한다. 예를 들어, OFDM(Orthgonal Frequency Division Multiplexing) 방식에 따르는 경우, 데이터 송신 시, 상기 모뎀(920)은 송신 비트열을 부호화 및 변조함으로써 복소 심벌들을 생성하고, 상기 복소 심벌들을 부반송파들에 매핑한 후, IFFT 연산 및 CP 삽입을 통해 OFDM 심벌들을 구성한다. 또한, 데이터 수신 시, 상기 모뎀(920)은 상기 RF처리부(910)로부터 제공되는 기저대역 신호를 OFDM 심벌 단위로 분할하고, FFT 연산을 통해 부반송파들에 매핑된 신호들을 복원한 후, 복조 및 복호화를 통해 수신 비트열을 복원한다.
상기 백홀통신부(930)는 상기 기지국이 다른 노드들(예 : 다른 기지국, MME 등)과 통신을 수행하기 위한 인터페이스를 제공한다. 즉, 상기 백홀통신부(930)는 상기 기지국에서 상기 다른 노드로 송신되는 비트열을 물리적 신호로 변환하고, 상기 다른 노드로부터 수신되는 물리적 신호를 비트열로 변환한다.
상기 저장부(940)는 상기 기지국의 동작을 위한 기본 프로그램, 시스템 정보 등의 데이터를 저장한다. 그리고, 상기 저장부(940)는 상기 제어부(910)의 요청에 따라 저장된 데이터를 제공한다.
상기 제어부(950)는 상기 기지국의 전반적인 기능을 제어한다. 예를 들어, 상기 제어부(950)는 송신 트래픽 패킷 및 메시지를 생성하여 상기 모뎀(920)으로 제공하고, 상기 모뎀(920)으로부터 제공되는 수신 트래픽 패킷 및 메시지를 해석한다. 또한, 상기 제어부(950)는 상위 노드들과의 시그널링을 위한 메시지를 생성 및 해석한다. 특히, 본 발명의 실시 예에 따라, 상기 제어부(950)는 단말이 소스 기지국에서 목적지 기지국으로 핸드오버하는 동안 게이트웨이 노드 재선택을 지원하기 위한 기능을 처리한다.
예를 들어, 상기 제어부(950)는 상기 기지국이 상기 도 4 내지 도 8에 도시된 바와 같이 단말이 소스 기지국에서 목적지 기지국으로 핸드오버하는 동안 단말에 대한 게이트웨이 노드 재선택을 지원하기 위한 기능을 처리한다. 특히, 소스 기지국의 제어부(950)는 백홀통신부(930)를 통해 목적지 기지국으로 접속제어결정을 위한 정보를 제공하고, 목적지 기지국의 제어부(950)는 백홀통신부(930)를 통해 상기 소스 기지국에 의해 제공되는 정보를 기반으로 접속제어결정을 수행한다. 이로써 단말 또는 네트워크는 상기 접속제어결정의 결과에 따라 단말에 대한 게이트웨이 재선택 절차를 개시하게 된다.
도 10은 본 발명에 따른 통신 시스템에서 MME의 블록 구성을 도시한 도면이다.
상기 도 10에 도시된 바와 같이, 상기 MME는 통신부(1010), 저장부(1020), 제어부(1030)를 포함하여 구성된다.
상기 통신부(1010)는 망 내 다른 객체(예 : 기지국)와 통신을 수행하기 위한 인터페이스를 제공한다.
상기 저장부(1020)는 상기 MME가 동작하기 위한 기본 프로그램, 시스템 설정 정보 등을 저장한다.
상기 제어부(1030)는 상기 MME의 전반적인 기능들을 제어한다. 예를 들어, 상기 제어부(1030)는 상기 MME에 연결된 기지국들의 제어 시그널링을 제어한다. 특히, 본 발명의 실시 예에 따라, 상기 제어부(1030)는 단말에 대한 게이트웨이 노드를 재선택하기 위한 기능을 처리한다. 예를 들어, 상기 제어부(1030)는 상기 도 3 내지 도 8에 도시된 바와 같이 단말에 대한 게이트웨이 노드를 재선택하기 위한 기능을 처리한다.
한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니 되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
RF처리부 910, 모뎀 920, 백홀통신부 930, 저장부 940, 제어부 950

Claims (22)

  1. 단말이 소스 기지국(source base station)에서 타겟 기지국(target base station)으로 핸드오버를 수행하는 절차에서 게이트웨이(gateway node) 선택을 지원하기 위한 방법에 있어서,
    상기 소스 기지국이, 상기 핸드오버를 요청하기 위한 메시지를 상기 타겟 기지국으로 송신하는 과정과,
    상기 타겟 기지국이, 상기 메시지에 기반하여 상기 핸드오버와 관련된 상기 단말에 대한 접속 제어를 수행하는 과정과,
    상기 접속 제어에 따라 상기 핸드오버의 실패가 결정되는 경우, 상기 단말 또는 네트워크가 상기 단말에 대한 게이트웨이 선택 절차를 개시하는 과정을 포함하는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 메시지는, 상기 소스 기지국 근처의 사용자 평면 게이트웨이 노드의 정보를 포함하고,
    사용자 평면 게이트웨이 노드의 정보는, PDN(packet data network) GW(gateway)의 IP(internet protocol) 주소와 식별자 중 적어도 하나인 방법.

  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 타겟 기지국이, 성공적인 핸드오버가 보장될 수 있는지 여부를 결정하는 과정과,
    성공적인 핸드오버가 보장될 수 없음이 결정되는 경우, 상기 타겟 기지국이, 상기 핸드오버가 실패하였음을 결정하고, 상기 소스 기지국으로 핸드오버 준비 실패 메시지를 전송하는 과정을 더 포함하는 방법.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 단말에 대한 게이트웨이 선택 절차를 개시하는 과정은,
    상기 핸드오버 준비 실패 메시지가 수신될 시, 상기 소스 기지국이, 코어 네트워크 노드에게 PDN(packet data network) 연결 해제 절차를 개시하도록 요청하는 과정과,
    상기 PDN 연결 해제 절차 완료 이후, 상기 단말이, MME(mobility management entity)에게 PDN 연결 설정 요청을 개시하는 과정과,
    상기 PDN 연결 설정 요청 수신 시, 상기 MME가, 상기 단말의 가입 정보와 현재 접속된 기지국의 정보를 기반으로 상기 단말에 대한 PDN GW(gateway)를 재선택하는 과정을 포함하는 방법.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 PDN 연결 해제 절차를 개시하도록 요청하는 과정은,
    상기 수신된 핸드오버 준비 실패 메시지를 기반으로, 상기 소스 기지국이, 상기 MME에게 PDN 연결 해제 절차를 트리거하도록 요청하는 요청 메시지를 전송하는 과정과,
    상기 MME가, PDN 연결 해제 요청 메시지를 상기 단말로 전송하는 과정을 포함하는 방법.
  7. 제 5 항에 있어서, 상기 PDN 연결 해제 절차를 개시하도록 요청하는 과정은,
    상기 핸드오버 준비 실패 메시지가 수신될 시, 상기 소스 기지국이, 상기 단말에게 RRC(radio resource connection) 해제 메시지를 전송하는 과정과,
    상기 RRC 해제 메시지가 수신될 시, 상기 단말이, NAS(non-access stratum) 계층에게 PDN 연결 해제 절차를 개시하도록 지시하는 과정을 포함하는 방법.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 PDN 연결 설정 요청을 개시하는 과정은,
    상기 PDN 연결 해제 절차 완료 이후, 상기 단말이, 서비스에 의해 요구되는 경우, 또는 즉시, 상기 MME에게 PDN 연결 설정 요청을 개시하는 과정인 방법.
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 단말이 소스 기지국(source base station)에서 타겟 기지국(target base station)으로 핸드오버를 수행하는 절차에서 게이트웨이(gateway node) 선택을 지원하기 위한 시스템에 있어서,
    상기 핸드오버를 요청하기 위한 메시지를 상기 타겟 기지국으로 송신하는 상기 소스 기지국과,
    상기 메시지에 기반하여 상기 핸드오버와 관련된 상기 단말에 대한 접속 제어를 수행하는 상기 타겟 기지국과,
    상기 접속 제어에 따라 상기 핸드오버의 실패가 결정되는 경우, 상기 단말에 대한 게이트웨이 선택 절차를 개시하는 상기 단말 또는 네트워크를 포함하는 시스템.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 메시지는, 상기 소스 기지국 근처의 사용자 평면 게이트웨이 노드의 정보를 포함하고,
    사용자 평면 게이트웨이 노드의 정보는, PDN(packet data network) GW(gateway)의 IP(internet protocol) 주소와 식별자 중 적어도 하나인 시스템.
  14. 삭제
  15. 제 12 항에 있어서, 상기 타겟 기지국은,
    성공적인 핸드오버가 보장될 수 있는지 여부를 결정하고, 성공적인 핸드오버가 보장될 수 없음이 결정되는 경우, 상기 타겟 기지국이, 상기 핸드오버가 실패하였음을 결정하고, 상기 소스 기지국으로 핸드오버 준비 실패 메시지를 전송하는 시스템.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 단말로부터 PDN 연결 설정 요청 수신 시, 상기 단말의 가입 정보와 현재 접속된 기지국의 정보를 기반으로 상기 단말에 대한 PDN(packet data network) GW(gateway)를 재선택하는 MME(mobility management entity)를 더 포함하며,
    상기 소스 기지국은, 상기 핸드오버 준비 실패 메시지가 수신될 시, 코어 네트워크 노드에게 PDN 연결 해제 절차를 개시하도록 요청하고,
    상기 단말은, 상기 PDN 연결 해제 절차 완료 이후, MME(mobility management entity)에게 PDN 연결 설정 요청을 개시하는 시스템.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 소스 기지국은, 상기 수신된 핸드오버 준비 실패 메시지를 기반으로, 상기 MME에게 PDN 연결 해제 절차를 트리거하도록 요청하는 요청 메시지를 전송하고,
    상기 MME는, PDN 연결 해제 요청 메시지를 상기 단말로 전송하는 시스템.
  18. 제 16 항에 있어서,
    상기 소스 기지국은, 상기 핸드오버 준비 실패 메시지가 수신될 시, 상기 단말에게 RRC(radio resource connection) 해제 메시지를 전송하고,
    상기 단말은, 상기 RRC 해제 메시지가 수신될 시, NAS(non-access stratum) 계층에게 PDN 연결 해제 절차를 개시하도록 지시하는 시스템.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 단말은, 상기 PDN 연결 해제 절차 완료 이후, 서비스에 의해 요구되는 경우, 또는 즉시, 상기 MME에게 PDN 연결 설정 요청을 개시하는 시스템.
  20. 삭제
  21. 삭제
  22. 삭제
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