KR101851329B1

KR101851329B1 - Lte 망 초기 접속 과정에서 lte 네트워크 엔티티들의 정보공유 방법

Info

Publication number: KR101851329B1
Application number: KR1020170009986A
Authority: KR
Inventors: 임우형
Original assignee: 콘텔라 주식회사
Priority date: 2017-01-20
Filing date: 2017-01-20
Publication date: 2018-06-11
Anticipated expiration: 2037-01-20

Abstract

본 발명의 LTE 망에서 베어러 정보를 공유하는 방법은, 상기 S-GW가, MME로부터 베어러 생성을 요구하는 Create Session Request 메시지를 수신하는 단계; 상기 S-GW가, S5-베어러 공유정보를 데이터베이스에 등록하는 단계; 상기 S-GW가, 상기 데이터베이스에 저장된 상기 S5-베어러 공유정보에 접근을 허용하는 S5-키를 생성하는 단계; 상기 S-GW가, 상기 S5-키를 포함하는 Create Session Request 메시지를 P-GW로 전송하는 단계; 및 상기 S-GW가, 상기 P-GW로부터 Create Session Response 메시지를 수신하는 단계;를 포함한다.

Description

LTE 망 초기 접속 과정에서 LTE 네트워크 엔티티들의 정보공유 방법{Information Sharing Method of LTE network entity in LTE Initial Attach Procedure}

본 발명은 LTE 망 초기 접속 과정의 정보공유 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로 LTE 망 초기 접속 과정에서 LTE 네트워크 엔티티들의 정보공유 방법에 관한 것이다.

LTE는 Long-Term Evolution의 약어로 4세대 이동통신 기술이다. LTE는 고속 전송, 비트당 비용 절감, 낮은 전송지연, 기존 주파수 대역 적용 가능 등을 목표로 설계돼, 현재 전 세계적으로 시장 도입 및 상용화 중에 있다. 이러한 LTE 표준은 2004년부터 시작돼, Release 12까지 진행 중에 있으며, LTE 도입이 가장 빠른 한국과 일본은 Release 9를 적용하고 있다.

한편, LTE망/서비스에 가입한 사용자 단말(UE)이 전원을 켜고 가입 후 처음으로 망에 접속하는 경우, 망 초기 접속 절차(LTE Initial Attach Procedure)를 진행하게 된다. 그런데, 망 초기 접속 절차에서, LTE 네트워크를 구성하는 복수의 엔티티(ex, MME, S-GW, P-GW, HSS, PCRF 등) 상호 간 많은 양의 데이터(data)를 송수신하게 된다. 특히, EPS 세션 설립 단계에서, 베어러를 생성하기 위해 S-GW에서 P-GW로 전달하는 데이터양이 많아 네트워크 부하를 가중하는 취약점이 있다.

상기 취약점은, 망 초기 접속 절차의 속도를 지연시키고, 동일한 정보를 반복하여 송수신하는 경우 절차진행의 효율성을 낮추는 문제점으로 지적되고 있다.

대한민국 공개특허 제10-2010-0110417호 "펨토 셀을 포함하는 무선 통신 네트워크에서의 ＬＢＯ 서비스 지원 방법 및 장치"

앞서 본 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로,

본 발명의 목적은, 사용자 단말의 LTE 망 초기 접속 과정에서 LTE 네트워크 엔티티들 간의 데이터 송수신 양을 줄이기 위한 LTE 망 초기 접속 과정에서 LTE 네트워크 엔티티들의 정보공유 방법을 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 LTE 망에서 베어러 정보를 공유하는 방법은, 상기 S-GW가, MME로부터 베어러 생성을 요구하는 Create Session Request 메시지를 수신하는 단계; 상기 S-GW가, S5-베어러 공유정보를 데이터베이스에 등록하는 단계; 상기 S-GW가, 상기 데이터베이스에 저장된 상기 S5-베어러 공유정보에 접근을 허용하는 S5-키를 생성하는 단계; 상기 S-GW가, 상기 S5-키를 포함하는 Create Session Request 메시지를 P-GW로 전송하는 단계; 및 상기 S-GW가, 상기 P-GW로부터 Create Session Response 메시지를 수신하는 단계;를 포함한다.

상기 데이터베이스에 등록하는 단계는, 상기 S-GW가, S5 GTP 터널을 생성하기 위하여 하향 S5 TEID를 할당하는 단계; 상기 S-GW가, 상기 하향 S5 TEID를 포함하는 S5-베어러 공유정보로 정의하는 단계; 및 상기 S-GW가, 상기 S5-베어러 공유정보를 데이터베이스에 저장하는 단계;를 포함할 수 있다.

상기 S5-베어러 공유정보는, IMSI, MSISDN, APN, Serving GW Address for the user plane, Serving GW TEID of the user plane, Serving GW TEID of the control plane, RAT type, Default EPS Bearer QoS, PDN Type, PDN Address, subscribed APN-AMBR, EPS Bearer Identity, Protocol Configuration Options, Handover Indication, ME Identity, User Location Information (ECGI), UE Time Zone, User CSG Information, MS Info Change Reporting support indication, PDN Charging Pause Support indication, Selection Mode, Charging Characteristics, Trace Reference, Trace Type, Trigger Id, OMC Identity, Maximum APN Restriction, Dual Address Bearer Flag, Serving Network 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다.

상기 P-GW로 전송하는 단계 이후, 상기 방법은, 상기 P-GW가, 상기 Create Session Request 메시지 포함된 상기 S5-키로 상기 데이터베이스에 접근하여 베어러 생성에 필요한 정보를 취득하는 단계;를 더 포함하고, 상기 베어러 생성에 필요한 정보를 취득하는 단계는, 상기 P-GW가, 상기 취득한 정보를 기초로 S5 GTP 터널을 생성하기 위하여 상향 S5 TEID를 할당하는 단계;를 포함할 수 있다.

상기 Create Session Response 메시지는, 상기 상향 S5 TEID를 포함할 수 있다.

상기 P-GW로 전송하는 단계 이후, 상기 방법은, 상기 S-GW가, S1-베어러 공유정보를 상기 데이터베이스에 등록하는 단계;를 더 포함하고, 상기 S-GW가, S1-베어러 공유정보를 상기 데이터베이스에 등록하는 단계는, S1 베어러에 사용할 S1 GTP 터널의 상향 S1 TEID를 할당하는 단계; 상기 상향 S1 TEID를 포함하는 S1-베어러 공유정보를 정의하는 단계; 및 상기 S1-베어러 공유정보를 상기 데이터베이스에 저장하는 단계;를 포함할 수 있다.

상기 S1-베어러 공유정보를 상기 데이터베이스에 등록하는 단계 이후, 상기 방법은, 상기 S-GW가, 상기 데이터베이스에 저장된 S1-베어러 공유정보에 접근을 허용하는 S1-키를 생성하는 단계; 및 상기 S-GW가, 상기 S1-키를 포함하는 Create Session Response 메시지를 상기 MME로 전송하는 단계;를 더 포함할 수 있다.

상기 방법은, 상기 MME가, 상기 S1-키를 포함하는 Initial Context Setup Request 메시지를 eNB로 전송하는 단계; 및 상기 eNB가 수신받은 S1-키로 상기 데이터베이스에 접근하여 베어러 생성에 필요한 정보를 취득하고 하향 S1 TEID를 할당하며, 상기 하향 S1 TEID를 포함하는 Initial Context Setup Response 메시지를 상기 MME로 전달하는 단계;를 더 포함할 수 있다.

본 발명은 앞서 본 구성에 의하여 다음과 같은 효과를 가진다.

본 발명은, LTE 호 처리 과정에서 공통 키(key)를 이용하여 공유 메모리에 저장된 베어러 정보를 공유할 수 있어, 많은 양의 데이터 전송으로 야기되는 네트워크 부하를 감소시킬 수 있는 효과를 가진다.

도 1은 일 실시예에 따른 LTE 네트워크 구조를 나타낸 도면이다.
도 2는 일 실시예에 다른 사용자 단말의 LTE 망 초기 접속 절차를 간단하게 나타낸 도면이다.
도 3a 및 도 3b는 도 2를 상세하게 설명하는 예시도이다.
도 4는 도 3의 베어러 생성과정에서 엔티티 상호 간 송수신되는 메시지에 포함되는 파라미터를 보여주는 예시도이다.
도 5는 일 실시예에 따라 LTE 망 초기 접속 절차에서 S-GW와 P-GW가 정보를 공유하는 방법을 설명하는 흐름도이다.
도 6은 도 3a 및 도 3b의 단계 13에서 S-GW에서 P-GW로 S5 GTP 터널을 생성하기 위해 전달되는 Create Session Request 메시지에 포함되는 파라미터들의 예시도이다.
도 7은 도 6의 파라미터들이 데이터베이스에 저장되는 형태를 보여주는 예시도이다.

이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면들을 참조하여 더욱 상세하게 설명한다. 본 발명의 실시 예는 여러 가지 형태로 변형할 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래의 실시 예들로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시 예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다. 또한, 본 발명의 도면과 명세서에서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

또한, 본 발명의 실시예의 용어는 기본적으로 3GPP LTE(Long Term Evolution) 시스템 규격에 따르기로 하지만 반드시 이에 한정되어 해석될 필요는 없다. 그러면 도면을 참고하여 본 발명의 LTE 망 초기접속구간에서 S-GW와 P-GW의 정보공유 방법에 대하여 상세하게 설명한다.

도 1은 일 실시예에 따른 LTE 네트워크 구조(Network Structure)를 나타낸 도면이고, 도 2는 일 실시예에 다른 사용자 단말의 LTE 망 초기 접속 절차를 간단하게 나타낸 도면이다.

도 1을 참고하면, LTE 네트워크는 무선 접속망 기술을 다루는 LTE 엔티티들(110)과 코어망 기술을 다루는 EPC 엔티티들(120)로 구성된다. LTE 엔티티(110) 및 EPC 엔티티(120)를 함께 LTE 네트워크 엔티티라고 정의한다.

도 1에 도시된 LTE 엔티티(110) 중 사용자 단말(UE)(111)은 LTE-Uu 무선 인터페이스를 통해 eNB(112)와 접속하는 역할을 한다. 기지국의 역할을 수행하는 eNB(112)는 사용자에게 무선 인터페이스를 제공하며 무선 베어러 제어, 무선 수락 제어, 동적 무선 자원 할당, load balancing 및 셀 간 간섭제어(ICIC)와 같은 무선 자원 관리(RRM) 기능을 제공한다.

도 1에 도시된 상기 EPC 엔티티들(120)은 MME(Mobility Management Entity) (121), S-GW(Serving Gateway)(122)와 P-GW(PDN-Gateway)(122), HSS(Home Subscriber Server)(123)를 포함한다.

MME(121)는 E-UTRAN 제어 평면 엔티티로, 사용자 인증과 사용자 프로파일 다운로드를 위하여 HSS(123)와 통신하고, NAS(Non Access Stratum) 시그널링을 통해 사용자 단말기(111)에게 EPS 이동성 관리(EMM) 및 EPS Session 관리(ESM) 기능을 제공한다.

S-GW(122)는 E-UTRAN과 EPC의 종단점이 되고 eNB(112) 간의 핸드오버 및 3GPP 시스템 간 핸드오버시 앵커 포인트(anchoring point)가 된다. P-GW(123)는 사용자 단말(111)을 외부 PDN(Packet Data Network) 망과 연결해주며 패킷 필터링을 제공한다. 또한, P-GW(123)는 사용자 단말(111)에게 IP주소를 할당하고 3GPP와 non-3GPP 간 핸드오버 시 이동 앵커 포인트(mobile anchoring point)로 동작하는 역할을 하고 있다. 마지막으로, HSS(124)는 사용자 개인 프로파일을 관리한다.

IMS/Internet 영역(130)은 외부 인터넷 서비스들을 통칭하는 영역이다.

도 2를 참고하면, 'Initial Attach for UE' 과정은 LTE 망에 가입한 사용자가 사용자 단말(UE)(111)를 이용해, 최초로 망에 접속하는 과정(이하, LTE 망 초기접속 과정)이다. LTE 망 초기 접속 과정은 무선링크 동기 및 초기단계(S101), ECM 연결설정단계(S103), 가입자 인증단계(S105), NAS 보안키 설정단계(S107), 위치등록단계(S109), 그리고 EPS 세션 설정단계(S111)를 포함할 수 있다. 여기서, 상기 S101 단계 및 S103 단계를 묶어 IMSI 획득단계로 정의할 수도 있다.

단계 S101에서, 사용자 단말(111)이 eNB(112)를 선택하고 무선 링크 동기를 맞추는 과정이다.

단계 S103에서, 사용자 단말(111)이 IMSI, UE Network Capability를 포함하는 Attach Request 메시지를 MME(121)에 있는 NAS 계층으로 전달한다. 해당 과정을 통해 RRC 연결과 S1 시그널링 연결이 설정된다.

단계 S105에서, EPS-AKA를 이용하여 사용자 단말(111)과 MME(121) 상호 간의 가입자 인증절차를 수행한다. LTE 가입자 인증은 MME(121)가 HSS(124)로부터 가입자에 대한 인증 벡터(Authentication Vector)를 획득하는 단계 그리고 MME(121)와 사용자 단말(111) 간에 상호 인증을 하는 단계로 나눌 수 있다. 인증 벡터를 획득하는 단계는 MME(121)와 HSS(124) 간 S6a 인터페이스 상에 Diameter 프로토콜을 통해 수행된다. 상호 인증을 수행하는 단계는 사용자 단말(111)과 MME(121) 간 NAS 프로토콜을 통해 수행된다.

단계 S107에서, 사용자 단말(111)과 MME(121) 간에 NAS 메시지를 안전하게 전송하기 위한 키를 설정한다.

단계 S109에서, MME(121)는 망에 가입자를 등록시키고 사용자가 어떤 서비스를 이용할 수 있는지 파악해야 한다. 이를 위하여 MME(121)는 사용자가 자신에게 접속해서 자신이 관리하는 영역에 위치하고 있음을 HSS(124)에게 알리고, HSS(124)로부터 사용자 가입정보를 다운로드 받는다. 이러한 과정은 위치등록 절차(Location Update)를 통하여 진행되며, MME(121)와 HSS(124) 간에 S6a 인터페이스상에서 Diameter 프로토콜을 이용하여 수행된다.

단계 S111에서, 사용자 단말(111)이 서비스를 제공받을 수 있도록 망 자원을 할당하는 과정이다. 즉, MME(121)는 사용자 가입 정보를 이용하여 EPS 세션 및 default EPS 베어러를 설정함으로써 사용자가 가입한 서비스 품질을 제공할 수 있도록 망/무선 자원을 할당한다.

도 3a 및 도 3b는 도 2를 상세하게 설명하는 예시도이고, 도 4는 도 3a 및 도 3b의 베어러 생성과정에서 엔티티 상호 간 송수신되는 메시지에 포함되는 파라미터를 보여주는 예시도이다. 도 3a 및 도 3b는 3GPP 23.401에 기술된 접속 절차(Attach Procedure)로서 3GPP 문서에 상세히 설명되어 있으므로 여기서 구체적인 설명은 생략하고 본 발명에서 관련있는 부분을 중심으로 설명하도록 한다.

도 3a 및 도 3b를 참고하면, 앞서 설명한 도 2의 단계들은 도 3a 및 도 3b에 도시된 흐름에 따라 수행될 수 있다. 도 3a 및 도 3b에서, 블럭 (A), (B), (C) 및 (D)는 S-GW(122)와 P-GW(123) 상호 간 전송되는 메시지를 표시하고 있다. 도 2에서 설명하였던 EPS 세션 설정단계(S111)에서 베어러 생성과 관련이 있는 단계는 도 3a 및 도 3b의 단계 12부터 단계 20까지로 볼 수 있다. 이하, LTE 망 초기접속과정에서 베어러 생성과정을 설명한다.

단계 12에서, MME(121)는 S-GW(122)를 향해 Create Session Request 메시지를 전송한다. 도 4를 참고하면, Create Session Request 메시지에 포함되는 파라미터는 IMSI, EPS Bearer ID, P-GW의 ID, APN, Subscribed Profile 등이 있다.

단계 13에서, S-GW(122)는 S5 GTP(GPRS Tunneling Protocol) 터널을 생성하기 위하여 하향 S5 TEID(S5 S-GW TEID)를 할당하고, 이를 다른 파라미터와 함께 Create Session Request 메시지를 P-GW(123)로 전송한다. Create Session Request 메시지에 포함되는 파라미터들은 도 4에 도시된 파라미터를 포함할 수 있다.

상기 단계 13이 완료되면, 하향으로 S5 GTP-U 터널이 생성되어 P-GW(123)는 하향 트래픽을 S-GW(122)로 전송할 수 있는 상태가 된다.

단계 14에서, P-GW(123)는 PCRF(Policy and Charging Rule Function)로 EPS 세션 설정을 알리고, PCRF는 사용자 Access Profile을 기반으로 생성할 EPS Session에 대한 PCC(Policy and charging control) 정책을 결정한다. PCRF는 결정된 PCC 규칙을 CCA(CC-Answer) 메시지를 통하여 P-GW(123)에게 전달한다

단계 15에서, P-GW(123)는 S-GW(122)로 Create Session Response 메시지를 전송함으로써 EPS 세션과 default EPS 베어러에 적용된 서비스 품질을 알려준다. 즉, 단계 15에서, P-GW(123)는 S-GW(122)로 S5 GTP 터널을 생성하기 위하여 상향 S5 TEID(S5 P-GW TEID)를 할당하고, S5 P-GW TEID와 default EPS 베어러에 적용할 QoS profile을 단계 13에서 수신한 Create Session Request 메시지에 대한 응답으로 Create Session Response 메시지를 통해 S-GW(122)로 전송한다. 여기서, Create Session Response 메시지에 포함되는 파라미터들은 도 4에 도시된 파라미터를 포함할 수 있다.

상기 단계 15가 완료되면, 상향으로 S5 GTP-U 터널이 생성되어 S-GW(122)는 P-GW(123)로부터 상/하향 트래픽을 송수신할 수 있는 상태가 된다. 즉, S5 베어러 생성이 완료된다.

단계 16에서, S-GW(122)는 P-GW(123)로부터 Create Session Response 메시지를 수신하여 상향 트래픽에 사용할 상향 S5 TEID(S5P-GW TEID)를 저장하고, S1 베어러에 사용할 S1 GTP 터널의 상향 S1 TEID(S1 S-GW TEID)를 할당한다. S-GW(123)는 수신한 Create Session Response 메시지에 자신이 할당한 S1 S-GW TEID를 추가하여, 단계 12에서 수신한 Create Session Request 메시지에 대한 응답으로 Create Session Response 메시지를 MME(121)로 전송한다.

상기 단계 16이 완료되면, 상향으로 S1 GTP-U 터널이 생성된다. 그러나, eNB(112)가 아직 이 값을 수신하지 못했으므로 eNB(112)가 S-GW(122)로 상향 트래픽을 전송할 수 있는 상태는 되지 못한다.

단계 17에서, MME(121)는 eNB(112)가 S-GW(122)와 S1 베어러를 설정하고 사용자 단말(111)과 DRB(Data Radio Bearer)를 설정할 수 있도록 Initial Context Setup Request 메시지를 eNB(112)로 전송한다. 도 4을 참고하면, Initial Context Setup Request 메시지는 UE-AMBR(UL/DL), E-RAB ID, E-RAB QoS(QCI, ARP), S1-GW TEID, K_eNB, UE Security Algorithm, NAS-PDU 등의 파라미터를 포함할 수 있다.

상기 단계 17이 완료되어, eNB(112)가 S1 S-GW TEID 값을 알면 eNB(112)는 S-GW(122)로 상향 트래픽을 전송할 수 있는 상태가 된다.

MME(121)로부터 Initial Context Setup Request 메시지를 수신받아 E-RAB 생성을 요구받은 eNB(112)는 Attach Accept 메시지를 사용자 단말(111)에게 전달하면서 DRB를 생성하고, Initial Context Setup Request 메시지에 대한 응답메시지로 하향 S1 TEID를 Initial Context Setup Response 메시지를 통해 MME(121)로 전송하여 MME(121)가 S-GW(122)로 전달하도록 함으로써 S1 베어러 설정을 마친다.

도 3a 및 도 3b의 흐름도 중, 베어러를 생성하는 과정에서 네트워크 엔티티들은 상호 많은 파라미터(정보)를 송수신한다. 각 단계별로 엔티티 상호 간에 송수신되는 데이터양이 많아 네트워크 부하를 가중하는 취약점이 있다.

도 5는 일 실시예에 따라 LTE 망 초기 접속 절차에서 S-GW(122)와 P-GW(123)가 정보를 공유하는 방법을 설명하는 흐름도이다. 도 6은 도 3a 및 도 3b의 단계 13에서 S-GW(122)에서 P-GW(123)로 S5 GTP 터널을 생성하기 위해 전달되는 Create Session Request 메시지에 포함되는 파라미터들의 예시도이다. 도 7은 도 6의 파라미터들이 데이터베이스에 저장되는 형태를 보여주는 예시도이다.

도 5는 LTE 망 초기 접속 절차에서 베어러(bearer)를 생성하는 과정에서 네트워크 엔티티 상호간 이루어지는 메시지 전송 과정을 상세하게 설명하고 있다.

단계 S40에서, MME(121)가 S-GW(122)로 베어러 생성을 요구하는 Create Session Request 메시지를 전송할 수 있다.

단계 S41에서, S-GW(122)가 S5-베어러 공유정보를 데이터베이스에 등록할 수 있다. 보다 상세하게, 단계 S41는 S-GW(122)가 S5 GTP 터널을 생성하기 위하여 하향 S5 TEID를 할당하는 단계와, S-GW(122)가 상기 하향 S5 TEID를 다른 파라미터와 함께 S5-베어러 공유정보를 정의하는 단계와, S-GW(122)가 상기 S5-베어러 공유정보를 데이터베이스에 저장하는 단계를 포함할 수 있다.

도 6 및 도 7을 참고하면, 상기 S5-베어러 공유정보는 IMSI, MSISDN, APN, Serving GW Address for the user plane, Serving GW TEID of the user plane, Serving GW TEID of the control plane, RAT type, Default EPS Bearer QoS, PDN Type, PDN Address, subscribed APN-AMBR, EPS Bearer Identity, Protocol Configuration Options, Handover Indication, ME Identity, User Location Information (ECGI), UE Time Zone, User CSG Information, MS Info Change Reporting support indication, PDN Charging Pause Support indication, Selection Mode, Charging Characteristics, Trace Reference, Trace Type, Trigger Id, OMC Identity, Maximum APN Restriction, Dual Address Bearer Flag, Serving Network 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다.

단계 S42에서, S-GW(122)는 데이터베이스에 저장된 S5-베어러 공유정보에 접근을 허용하는 S5-키를 생성할 수 있다. 즉 S5-키는 공유 키이다.

단계 S43에서, S-GW(122)는 상기 S5-키를 포함하는 Create Session Request 메시지를 P-GW(123)로 전송할 수 있다. 이때 Create Session Request 메시지에는 베어러 공유정보는 포함하지 않고 이를 대신하여 상기 S5-키를 포함한다. 따라서 Create Session Request 메시지에는 베어러 공유정보가 포함되지 않아 데이터양이 감소한다.

단계 S44에서, P-GW(123)가 수신받은 S5-키로 데이터베이스에 접근하여 베어러 생성에 필요한 정보를 취득할 수 있다. 또한, 단계 S44에서, P-GW(123)가 상기 취득한 정보를 기초로 S5 GTP 터널을 생성하기 위하여 상향 S5 TEID를 할당할 수 있다.

단계 S45에서, P-GW(123)가 EPS 세션 및 EPS 베어러에 적용될 서비스 품질을 알려주는 Create Session Response 메시지를 S-GW(122)로 전송할 수 있다. 또한, 단계 S45에서, P-GW(123)가 상향 S5 TEID를 포함하는 Create Session Response 메시지를 S-GW(122)로 전송할 수 있다.

단계 S45가 종료하면, S5 베어러 생성이 완료되어 S-GW(122)는 P-GW(123)로부터 상하향 트래픽을 송수신할 수 있다.

단계 S46에서, S-GW(122)가 S1-베어러 공유정보를 데이터베이스에 등록할 수 있다. 보다 상세하게, 단계 S46은 S-GW(122)가 S1 베어러에 사용할 S1 GTP 터널의 상향 S1 TEID를 할당하는 단계와, S-GW(122)가 상기 상향 S1 TEID를 다른 파라미터와 함께 S1-베어러 공유정보를 정의하는 단계와, S-GW(122)가 상기 S1-베어러 공유정보를 데이터베이스에 저장하는 단계를 포함할 수 있다.

단계 S47에서, S-GW(122)가 데이터베이스에 저장된 S1-베어러 공유정보에 접근을 허용하는 S1-키를 생성할 수 있다. S1-키는 공유 키이다.

단계 S48에서, S-GW(122)가 S1-키를 포함하는 Create Session Response 메시지를 MME(121)로 전송할 수 있다. 이때 Create Session Response 메시지에는 S1-베어러 공유정보는 포함하지 않고 이를 대신하여 상기 S1-키를 포함한다. 따라서 Create Session Response 메시지에는 S1-베어러 공유정보가 포함되지 않아 데이터양이 감소한다.

단계 S49a에서, MME(121)는 eNB(112)가 S-GW(122)와 S1 베어러를 설정하고 사용자 단말(111)과 DRB를 설정할 수 있도록 S1-키를 포함하는 Initial Context Setup Request 메시지를 eNB(112)로 전송할 수 있다.

단계 S49b에서, eNB(112)는 수신받은 S1-키로 데이터 베이스에 접근하여 베어러 생성에 필요한 정보를 취득하고 하향 S1 TEID를 할당하여 하향 S1 TEID를 Initial Context Setup Response 메시지를 MME(121)로 전달할 수 있다.

단계 S49b가 종료하면, S1 베어러 생성이 완료되어 MME(121)는 S-GW(122)로부터 상하향 트래픽을 송수신할 수 있다.

본 명세서는 많은 특징을 포함하는 반면, 그러한 특징은 본 발명의 범위 또는 특허청구범위를 제한하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 또한, 본 명세서에서 개별적인 실시예에서 설명된 특징들은 단일 실시예에서 결합되어 구현될 수 있다. 반대로, 본 명세서에서 단일 실시예에서 설명된 다양한 특징들은 개별적으로 다양한 실시예에서 구현되거나, 적절히 결합되어 구현될 수 있다.

도면에서 동작들이 특정한 순서로 설명되었으나, 그러한 동작들이 도시된 바와 같은 특정한 순서로 수행되는 것으로, 또는 일련의 연속된 순서, 또는 원하는 결과를 얻기 위해 모든 설명된 동작이 수행되는 것으로 이해되어서는 안 된다. 특정 환경에서 멀티태스킹 및 병렬 프로세싱이 유리할 수 있다. 아울러, 상술한 실시예에서 다양한 시스템 구성요소의 구분은 모든 실시예에서 그러한 구분을 요구하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 상술한 프로그램 구성요소 및 시스템은 일반적으로 단일 소프트웨어 제품 또는 멀티플 소프트웨어 제품에 패키지로 구현될 수 있다.

상술한 바와 같은 본 발명의 방법은 프로그램으로 구현되어 컴퓨터로 읽을 수 있는 형태로 기록매체(시디롬, 램, 롬, 플로피 디스크, 하드 디스크, 광자기 디스크 등)에 저장될 수 있다. 이러한 과정은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있으므로 더 이상 상세히 설명하지 않기로 한다.

이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.

111 : 사용자 단말(UE)
112 : eNB
121 : MME
122 : S-GW
123 : P-GW
124 : HSS

Claims

LTE 망에서 베어러 정보를 공유하여 LTE 네트워크 엔티티들 간의 데이터 송수신 양을 줄이는 방법에 있어서,
S-GW가, MME로부터 베어러 생성을 요구하는 Create Session Request 메시지를 수신하는 단계;
상기 S-GW가, S5-베어러 공유정보를 데이터베이스에 등록하는 단계;
상기 S-GW가, 상기 데이터베이스에 저장된 상기 S5-베어러 공유정보에 접근을 허용하는 S5-키를 생성하는 단계;
상기 S-GW가, 상기 S5-베어러 공유정보는 미포함하고 상기 S5-키를 포함하는 Create Session Request 메시지를 P-GW로 전송하는 단계; 및
상기 S-GW가, 상기 P-GW로부터 Create Session Response 메시지를 수신하는 단계;를 포함하는 방법.
제1항에 있어서,
상기 데이터베이스에 등록하는 단계는,
상기 S-GW가, S5 GTP 터널을 생성하기 위하여 하향 S5 TEID를 할당하는 단계;
상기 S-GW가, 상기 하향 S5 TEID를 포함하는 S5-베어러 공유정보로 정의하는 단계; 및
상기 S-GW가, 상기 S5-베어러 공유정보를 데이터베이스에 저장하는 단계;를 포함하는 방법.
제2항에 있어서,
상기 S5-베어러 공유정보는,
IMSI, MSISDN, APN, Serving GW Address for the user plane, Serving GW TEID of the user plane, Serving GW TEID of the control plane, RAT type, Default EPS Bearer QoS, PDN Type, PDN Address, subscribed APN-AMBR, EPS Bearer Identity, Protocol Configuration Options, Handover Indication, ME Identity, User Location Information (ECGI), UE Time Zone, User CSG Information, MS Info Change Reporting support indication, PDN Charging Pause Support indication, Selection Mode, Charging Characteristics, Trace Reference, Trace Type, Trigger Id, OMC Identity, Maximum APN Restriction, Dual Address Bearer Flag, Serving Network 중 적어도 하나 이상을 포함하는 것을 포함하는 방법.
제1항에 있어서,
상기 P-GW로 전송하는 단계 이후,
상기 P-GW가, 상기 Create Session Request 메시지 포함된 상기 S5-키로 상기 데이터베이스에 접근하여 베어러 생성에 필요한 정보를 취득하는 단계;를 더 포함하고,
상기 베어러 생성에 필요한 정보를 취득하는 단계는,
상기 P-GW가, 상기 취득한 정보를 기초로 S5 GTP 터널을 생성하기 위하여 상향 S5 TEID를 할당하는 단계;를 포함하는 방법.
제4항에 있어서,
상기 Create Session Response 메시지는,
상기 상향 S5 TEID를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항에 있어서,
상기 P-GW로 전송하는 단계 이후,
상기 S-GW가, S1-베어러 공유정보를 상기 데이터베이스에 등록하는 단계;를 더 포함하고,
상기 S-GW가, S1-베어러 공유정보를 상기 데이터베이스에 등록하는 단계는,
S1 베어러에 사용할 S1 GTP 터널의 상향 S1 TEID를 할당하는 단계;
상기 상향 S1 TEID를 포함하는 S1-베어러 공유정보를 정의하는 단계; 및
상기 S1-베어러 공유정보를 상기 데이터베이스에 저장하는 단계;를 포함하는 방법.
제6항에 있어서,
상기 S1-베어러 공유정보를 상기 데이터베이스에 등록하는 단계 이후,
상기 S-GW가, 상기 데이터베이스에 저장된 S1-베어러 공유정보에 접근을 허용하는 S1-키를 생성하는 단계; 및
상기 S-GW가, 상기 S1-키를 포함하는 Create Session Response 메시지를 상기 MME로 전송하는 단계;를 더 포함하는 방법.
제7항에 있어서,
상기 MME가, 상기 S1-키를 포함하는 Initial Context Setup Request 메시지를 eNB로 전송하는 단계; 및
상기 eNB가 수신받은 S1-키로 상기 데이터베이스에 접근하여 베어러 생성에 필요한 정보를 취득하고 하향 S1 TEID를 할당하며, 상기 하향 S1 TEID를 포함하는 Initial Context Setup Response 메시지를 상기 MME로 전달하는 단계;를 더 포함하는 방법.