KR101884348B1 - 이동통신 네트워크 내에서 제어 평면을 담당하는 서버에서 로컬 ｃｓｇ 제공 및 액세스 제어 방법 - Google Patents

이동통신 네트워크 내에서 제어 평면을 담당하는 서버에서 로컬 ｃｓｇ 제공 및 액세스 제어 방법 Download PDF

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Abstract

본 명세서는 방문 네트워크(Visited Network) 내에서 제어 평면(Control Plane)을 담당하는 서버에서 액세스를 제어하는 방법을 제공한다. 상기 액세스 제어 방법은 상기 담당 서버가 로밍 단말에 의한 접속 요청 메시지 또는 갱신 요청 메시지를 Home (e)NodeB로부터 수신하는 단계를 포함할 수 있다. 여기서, 상기 Home (e)NodeB는 폐쇄 가입자 그룹(Closed Subscriber Group: CSG)으로 동작되거나 또는 혼합 접속 모드로 동작될 수 있다. 그리고 상기 접속 요청 메시지 또는 갱신 요청 메시지는 상기 방문 네트워크(Visited Network) 내에서 정의된 로컬 CSG 관련 정보 또는 홈 네트워크에서의 CSG 관련 정보 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 상기 액세스 제어 방법은 상기 로밍 단말의 홈 네트워크 내에 위치하는 가입자 정보 서버로부터 획득된 상기 로밍 단말의 가입자 정보 내의 CSG 관련 정보와 상기 방문 네트워크(Visited Network) 내에서 정의된 로컬 CSG 관련 정보 간에 불일치가 있는지 평가하는 단계와; 상기 불일치가 있는 경우, 상기 담당 서버가 미리 정의된 우선 순위 정보를 이용하여 액세스 제어를 수행하는 단계와; 상기 담당 서버가 상기 액세스 제어에 따라, 상기 접속 또는 갱신 요청 메시지에 대한 수락 메시지 또는 거절 메시지를 Home (e)NodeB로 전송하는 단계를 더 포함할 수 있다.

Description

이동통신 네트워크 내에서 제어 평면을 담당하는 서버에서 로컬 ＣＳＧ 제공 및 액세스 제어 방법{server for control plane at mobile communication network and for providing local CSG and access control method}
본 발명은 이동 통신 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 이동 통신시스템에서의 Home(e)NodeB 시스템에 관한 것이다.
3세대 이동통신 시스템의 기술 규격을 제정하는 3GPP에서는 4세대 이동통신과 관련된 여러 포럼들 및 새로운 기술에 대응하기 위하여, 2004년 말경부터 3GPP 기술들의 성능을 최적화 시키고 향상시키려는 노력의 일환으로 LTE/SAE (Long Term Evolution/System Architecture Evolution) 기술에 대한 연구를 시작하였다.
3GPP SA WG2을 중심으로 진행된 SAE는 3GPP TSG RAN의 LTE 작업과 병행하여 네트워크의 구조를 결정하고 이 기종 망간의 이동성을 지원하는 것을 목적으로 하는 망 기술에 관한 연구이며, 최근 3GPP의 중요한 표준화 이슈들 중 하나이다. 이는 3GPP 시스템을 IP 기반으로 하여 다양한 무선 접속 기술들을 지원하는 시스템으로 발전 시키기 위한 작업으로, 보다 향상된 데이터 전송 능력으로 전송 지연을 최소화 하는, 최적화된 패킷 기반 시스템을 목표로 작업이 진행되어 왔다.
3GPP SA WG2에서 정의한 SAE 상위 수준 참조 모델(reference model)은 비로밍 케이스(non-roaming case) 및 다양한 시나리오의 로밍 케이스(roaming case)를 포함하고 있으며, 상세 내용은 3GPP 표준문서 TS 23.401과 TS 23.402에서 참조할 수 있다. 도 1의 네트워크 구조도는 이를 간략하게 재구성 한 것이다.
도 1은 진화된 이동 통신 네트워크의 구조도이다.
도 1의 네트워크 구조의 가장 큰 특징 중 하나는 진화(Evolved) UTRAN의 eNodeB와 핵심 네트워크(Core Network)의 게이트웨이(Gateway)의 2 계층 모델(2 Tier Model)을 기반으로 하고 있다는 점이며, 정확하게 일치하는 것은 아니나 eNodeB는 기존 UMTS 시스템의 NodeB와 RNC의 기능과 유사하며, 게이트웨이는 기존 시스템의 SGSN/GGSN 기능을 가지고 있다고 볼 수 있다.
또 하나 중요한 특징으로는 접속 네트워크(Access network)과 핵심 네트워크 사이의 제어평면(Control Plane)과 사용자평면(User Plane)이 서로 다른 인터페이스(Interface)로 교환된다는 점이다. 기존의 UMTS 시스템에서는 RNC와 SGSN사이에 Iu 하나의 인터페이스가 존재했었던 반면 제어신호(Control Signal)의 처리를 담당하는 MME(Mobility Management Entity)가 GW(Gateway)와 분리된 구조를 가짐으로써, S1-MME, S1-U 두 개의 인터페이스가 각각 사용되게 되었다.
도 2는 (e)NodeB와 Home (e)NodeB을 나타낸 도면이다.
상기 3세대 또는 4세대 이동 통신 시스템에서 멀티미디어 컨텐츠, 스트리밍 등 고용량 서비스와 양방향 서비스를 지원하기 위해 셀 용량을 늘리는 시도는 계속되고 있다.
즉, 통신의 발달과 멀티미디어 기술의 보급과 더불어 다양한 대용량 전송기술이 요구됨에 따라 무선 용량을 증대시키기 위한 방법으로 보다 많은 주파수 자원을 할당하는 방법이 있지만, 한정된 주파수 자원을 다수의 사용자에게 보다 많은 주파수 자원을 할당하는 것은 한계가 있다.
셀 용량을 늘리기 위해서 높은 주파수 대역을 사용하고 셀 반경을 줄이는 접근이 있어왔다. 피코 셀(pico cell)등 셀 반경이 작은 셀을 적용하면 기존 셀룰라 시스템에서 쓰던 주파수 보다 높은 대역을 사용할 수 있게 되어, 더 많은 정보를 전달하는 것이 가능한 장점이 있다. 그러나 같은 면적에 더 많은 기지국을 설치해야 하므로 비용이 많이 들게 되는 단점 있다.
이와 같이 작은 셀을 사용하여 셀 용량을 올리는 접근 중에 최근에는 Home (e)NodeB와 같은 펨토 기지국이 제안되었다.
도 2에 도시된 (e)NodeB(20)는 매크로 기지국에 해당하며, 도 2에 도시된 Home (e)NodeB(30)가 펨토 기지국이 될 수 있다. 본 명세서에서는 3GPP의 용어를 기반으로 설명하고자 하며, (e)NodeB(20)는 NodeB 또는 eNodeB를 함께 언급할 때 사용된다. 또한, Home (e)NodeB는 Home NodeB와 Home eNodeB를 함께 언급할 때 사용된다.
한편, 상기 Home (e)NodeB(30)의 셀은 접근허용정책에 따라 개방 접속 모드(Open Access Mode)와, 그리고 폐쇄 접속 모드(Closed Access Mode), 혼합 접속 모드(Hybrid Access Mode)가 있다.
상기 개방 접속 모드의 경우 Home (e)NodeB(30) 셀이 서비스 가능한 단말들에 대해 제한 없이 서비스를 제공한다.
상기 폐쇄 접속 모드의 경우 해당 Home (e)NodeB(30) 셀에 허용된 사용자 단말에 한해서 상기 Home (e)NodeB(30)셀에 대한 접근을 허용한다.
이와 같은 폐쇄 접속 모드에 대해서, 3GPP 표준의 UMTS/EPS에서는 상기 Home (e)NodeB의 셀을 폐쇄 가입자 그룹(CSG: Closed Subscriber Group)) 단위로 지원하도록 제안하고 있다. 즉 하나의 폐쇄 가입자 그룹(CSG)은 하나 이상의 Home (e)NodeB로 구성될 수 있으며, 상기 단말 역시 폐쇄 가입자 그룹(CSG)) 단위로 Home (e)NodeB의 셀에 대한 사용 권한을 제공받는다. 이때 상기 단말은 사용 가능한 폐쇄 가입자 그룹(CSG)을 하나 이상 가질 수 있고, 각 폐쇄 가입자 그룹(CSG)별로 허용된 시간 정보를 가질 수 있다. 이를 허용 CSG 리스트(Allowed CSG List) 라고 한다. 이와 같은 허용 CSG 리스트는 상기 단말과 네트워크 엔티티, 예컨대 MME, SGSN, MSC, HSS, HLR 등에 저장되어 있다.
도 3는 Home (e)NodeB의 동작 모드를 나타낸 예시도이다.
전술한 도시된 펨토 기지국, 예컨대 Home (e)NodeB(30)는 도 3(a)의 개방 접속 모드(Open Access Mode), 도 5(b)의 폐쇄 접속 모드(Closed Access Mode), 도 3(c)의 혼합형 접속 모드(Hybrid Access Mode)의 세 가지 모드로 동작할 수 있다.
먼저, 도 3(a)를 참조하면, 개방 접속 모드의 예가 나타나 있다. 상기 개방 접속 모드는 앞서 용의 정의된 바와 같이, Home (e)NodeB(30)의 셀에 접근에 제한을 두지 않고, 모든 UE가 접근할 수 있는 것을 말한다. 따라서, 도시된 바와 같이 복수의 UE(11, 12, 13)의 접속은 모두 허용된다.
다음으로, 도 3(b)을 참조하면, 폐쇄 접속 모드(Closed Access Mode)의 예가 나타나 있다. 상기 폐쇄 접속 모드는 Home (e)NodeB(30)가 폐쇄 가입자 그룹(CSG) 셀(cell)로 동작하는 것이다. 다시 말해서 Home (e)NodeB(30)는 허용된 사용자 단말에 한해서 접근을 허용한다. Home(e)NodeB(30)들은 서비스를 제공 할 수 있는 CSG ID(s)를 가지고 있다. 각 사용자는 CSG 별로 사용 허가를 받는다.
마지막, 도 3(c)를 참조하면, 혼합 접속 모드(Hybrid Access Mode)의 예가 나타나 있다.
상기 혼합 접속 모드(Hybrid Access Mode)는 폐쇄 가입자 그룹(CSG)에게 서비스를 제공하기 위한 CSG cell처럼 동작하지만, 비-폐쇄 가입자 그룹(non-CSG)의 단말 접속이 허용된다. 예를 들어, 도시된 바와 같이, 제1 UE(11)가 CSG 멤버가 아니더라도, 상기 Home (e)NodeB(30)로 접속할 수 있다.
전술한 종래 기술에서, UE가 방문 네트워크로 로밍한 경우, 상기 방문 네트워크 내의 Home (e)NodeB가 상기 폐쇄 가입자 그룹을 위한 모드로 동작하거나, 상기 혼합 접속 모드로 동작한 경우, 홈 네트워크에 존재하는 CSG 서버로부터 CSG 가입자 정보를 받아올 수 없는 환경에서 상기 UE의 접속을 처리하기 위한 명확한 기술이 제시되지 않았다.
그러나, 방문 네트워크에서 UE가 Home (e)NodeB로 접속하는 것은 매크로 기지국, 즉 (e)NodeB의 부하를 줄일 수 있는 방안이며, 또한 특정 서비스를 제공하기 위해서는 상기 UE의 접속 처리가 우선 되야 하므로, 이를 위한 기술이 제시될 필요가 있다.
따라서, 본 명세서는 이러한 기술 또는 방안을 제시하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 명세서는 방문 네트워크(Visited Network)로 로밍한 단말의 접속 방법을 제공한다. 상기 접속 방법은 상기 방문 네트워크(Visited Network) 내에서 정의된 로컬 CSG 관련 정보를 수신하는 단계와; 폐쇄 가입자 그룹(Closed Subscriber Group: CSG)으로 동작되거나 또는 혼합 접속 모드로 동작하는 Home (e)NodeB에 접속하기 위한 어태치 요청 메시지 또는 TAU(Tracking Area Update)를 하기 위한 TAU 요청 메시지 내에 상기 획득한 로컬 CSG 관련 정보와 그리고 홈 네트워크에서 정의된 CSG 관련 정보 중 하나 이상을 부가하는 단계와; 상기 어태치 요청 메시지 또는 TAU 요청 메시지를 상기 Home (e)NodeB에 전송하는 단계와; 상기 Home (e)NodeB로부터 어태치 요청 또는 TAU 요청에 대한 수락 메시지 또는 거절 메시지를 수신하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 수신 단계에서 상기 로컬 CSG 관련 정보 및 상기 CSG 관련 정보 들 간의 우선 순위에 대한 정보가 더 수신될 수 있다.
상기 우선 순위 정보는 상기 어태치 요청 메시지 또는 TAU 요청 메시지 내에 포함되어 전송될 수 있다.
상기 우선 순위 정보는: 상기 로컬 CSG 관련 정보 및 상기 CSG 관련 정보 들 간의 우선 순위를 지시하는 제1 엘리먼트와; 상기 우선 순위가 정적인지 혹은 동적으로 변경될 수 있는지를 나타내는 제2 엘리먼트 중 하나 이상을 더 포함할 수 있다.
상기 우선 순위 정보는: 상기 어태치 또는 TA가 허용되는 경우, 허용되는 레벨에 대한 정보와, 허용되는 경우의 CSG 멤버쉽에 대한 정보 중 하나 이상을 더 포함할 수 있다.
한편, 본 명세서는 방문 네트워크(Visited Network) 내에서 제어 평면(Control Plane)을 담당하는 서버에서 액세스를 제어하는 방법을 제공한다. 상기 액세스 제어 방법은 상기 담당 서버가 로밍 단말에 의한 접속 요청 메시지 또는 갱신 요청 메시지를 Home (e)NodeB로부터 수신하는 단계를 포함할 수 있다. 여기서, 상기 Home (e)NodeB는 폐쇄 가입자 그룹(Closed Subscriber Group: CSG)으로 동작되거나 또는 혼합 접속 모드로 동작될 수 있다. 그리고 상기 접속 요청 메시지 또는 갱신 요청 메시지는 상기 방문 네트워크(Visited Network) 내에서 정의된 로컬 CSG 관련 정보를 포함할 수 있다. 상기 액세스 제어 방법은 상기 로밍 단말의 홈 네트워크 내에 위치하는 가입자 정보 서버로부터 획득된 상기 로밍 단말의 가입자 정보 내의 CSG 관련 정보와 상기 방문 네트워크(Visited Network) 내에서 정의된 로컬 CSG 관련 정보 간에 불일치가 있는지 평가하는 단계와; 상기 불일치가 있는 경우, 상기 담당 서버가 미리 정의된 우선 순위 정보를 이용하여 액세스 제어를 수행하는 단계와; 상기 담당 서버가 상기 액세스 제어에 따라, 상기 접속 또는 갱신 요청 메시지에 대한 수락 메시지 또는 거절 메시지를 Home (e)NodeB로 전송하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 우선 순위 정보는 상기 불일치가 있는 경우, 상기 가입자 정보에 포함되어 있는 CSG 정보 및 상기 방문 네트워크 내에서 정의된 CSG 정보 중 어느 하나를 우선하도록 지시하는 제1 엘리먼트와; 상기 액세스 제어의 기준이 정적인지 혹은 동적으로 변경될 수 있는지를 나타내는 제2 엘리먼트 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
상기 우선 순위 정보는: 상기 액세스 제어에 결과 액세스가 허용되는 경우, 허용되는 레벨에 대한 정보와, 허용되는 경우의 CSG 멤버쉽에 대한 정보 중 하나 이상을 더 포함할 수 있다.
상기 CSG 관련 정보 또는 로컬 CSG 관련 정보는: CSG ID와 만료 시간 정보 중 하나 이상을 더 포함할 수 있다.
상기 CSG 관련 정보 또는 로컬 CSG 관련 정보는: 상기 우선 순위 정보를 더 포함할 수 있다.
상기 CSG 관련 정보 또는 로컬 CSG 관련 정보는: 방문 네트워크에서 CSG 서비스의 허용 여부에 대한 정보, 방문 네트워크 허용되는 CSG 관련 정보, 방문 네트워크에서 허용되는 CSG 서비스의 레벨에 대한 정보, 상기 불일치가 있는 경우를 위한 우선 순위 정보 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
상기 우선 순위 정보는: 상기 로컬 CSG 정보를 저장하고 있는 상기 방문 네트워크(Visited Network) 내의 서버로부터 획득될 수 있다.
상기 우선 순위 정보는 상기 담당 서버에 미리 저장되어 있을 수 있다.
한편, 전술한 목적을 달성하기 위하여 본 명세서는 방문 네트워크(Visited Network)로 로밍한 단말을 제공한다. 상기 단말은 상기 방문 네트워크(Visited Network) 내에서 정의된 로컬 CSG 관련 정보를 수신하는 수신부와; 폐쇄 가입자 그룹(Closed Subscriber Group: CSG)으로 동작되거나 또는 혼합 접속 모드로 동작하는 Home (e)NodeB에 접속하기 위한 어태치 요청 메시지 또는 TAU(Tracking Area Update)를 하기 위한 TAU 요청 메시지 내에 상기 획득한 로컬 CSG 관련 정보와 그리고 홈 네트워크에서 정의된 CSG 관련 정보 중 하나 이상을 부가하는 제어부와; 상기 어태치 요청 메시지 또는 TAU 요청 메시지를 상기 Home (e)NodeB에 전송하는 송신부를 포함할 수 있다. 상기 수신부는 상기 Home (e)NodeB로부터 어태치 요청 또는 TAU 요청에 대한 수락 메시지 또는 거절 메시지를 수신할 수 있다.
본 명세서의 일 개시에 의하면, 방문 네트워크에서 로밍 UE에게 효율적으로 CSG 서비스를 제공할 수 있게 된다.
따라서, 방문 네트워크에서 로밍 UE를 Home (e)NodeB로 접속 가능하게 함으로써, 매크로 기지국, 즉 (e)NodeB의 부하를 줄일 수 있게 된다.
또한, 방문 네트워크에서 로밍 UE가 CSG로 동작하는 Home (e)NodeB로 접속하지 못함에 따라 발생하는 불필요한 핸드오버 절차를 없앤다.
도 1은 진화된 이동 통신 네트워크의 구조도이다.
도 2는 (e)NodeB와 Home (e)NodeB을 나타낸 도면이다.
도 3는 Home (e)NodeB의 동작 모드를 나타낸 예시도이다.
도 4은 Home (e)NodeB를 포함하는 네트워크의 구조를 나타낸 예시도이다.
도 5은 도 4에 도시된 Home (e)NodeB(300)와 MME(510) 간의 인터페이스를 프로토콜 스택으로 나타낸 예시도이다.
도 6은 이동통신 네트워크의 구조를 및 인터페이스를 나타낸다.
도 7는 UE가 네트워크에 어태치(Attach), 즉 접속 하는 과정을 나타낸다.
도 8은 UE(100)와, Home (e)NodeB(300), 그리고 MME(510)간의 프로토콜 스택을 나타낸다.
도 9은 MME(510)와 HSS(590)간의 프로토콜 스택을 나타낸다.
도 10은 단말이 방문 네트워크로 로밍하였으나, 홈 네트워크 내 사업자의 서비스를 계속 이용하려 할 경우, 사용자 평면의 데이터가 홈 네트워크를 경유하는 시나리오에서의 인터페이스를 나타낸다.
도 11은 단말이 방문 네트워크로 로밍하였으나, 홈 네트워크 내 사업자의 서비스를 계속 이용하려 할 경우, 사용자 평면의 데이터가 홈 네트워크를 경유하는 시나리오에서의 인터페이스를 나타낸다.
도 12는 방문 네트워크로 로밍한 UE의 절차를 일 실시예에 따라 나타낸다.
도 13는 도 12에 도시된 절차를 보다 구체적으로 나타낸다.
도 14는 방문 네트워크로 로밍한 UE의 절차를 다른 실시예에 따라 나타낸다.
도 15는 방문 네트워크로 로밍한 UE의 절차를 다른 실시예에 따라 나타낸다.
도 16은 본 발명의 따른 MME(510)의 구성 블록도이다.
본 발명은 Home (e)NodeB 시스템에 적용된다. 이때, Home (e)NodeB는 Home NodeB와 Home eNodeB를 지칭한다. 그러나 본 발명은 이에 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 사상이 적용될 수 있는 모든 통신 시스템 및 방법에도 적용될 수 있다.
본 명세서에서 사용되는 기술적 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아님을 유의해야 한다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 기술적 용어는 본 명세서에서 특별히 다른 의미로 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 의미로 해석되어야 하며, 과도하게 포괄적인 의미로 해석되거나, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 기술적인 용어가 본 발명의 사상을 정확하게 표현하지 못하는 잘못된 기술적 용어일 때에는, 당업자가 올바르게 이해할 수 있는 기술적 용어로 대체되어 이해되어야 할 것이다. 또한, 본 발명에서 사용되는 일반적인 용어는 사전에 정의되어 있는 바에 따라, 또는 전후 문맥상에 따라 해석되어야 하며, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다.
또한, 본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "구성된다" 또는 "포함한다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 여러 구성 요소들, 또는 여러 단계들을 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들은 포함되지 않을 수도 있고, 또는 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다.
또한, 본 명세서에서 사용되는 제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성 요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성 요소도 제1 구성 요소로 명명될 수 있다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 발명의 사상을 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 발명의 사상이 제한되는 것으로 해석되어서는 아니됨을 유의해야 한다. 본 발명의 사상은 첨부된 도면외에 모든 변경, 균등물 내지 대체물에 까지도 확장되는 것으로 해석되어야 한다.
설명을 명확하게 하기 위해, 3GPP EUTRAN/EPC를 위주로 기술하지만 본 발명의 기술적 사상이 이에 제한되는 것은 아니다. 특히, EUTRAN/EPC를 중심으로 기술되어 특정 네트워크 엔티티는 MME를 언급하고 있으나, 페이징(paging)을 결정하는 다른 제2 네트워크 엔티티 (e.g. Home (e)NodeB 게이트웨이 등)로 확장하여 사용할 수 있다. 또한, 본 발명의 상세 설명에서 Home (e)NodeB 게이트웨이 (Home (e)NodeB와 core network 사이의 노드)는 생략된 네트워크 구조를 기준으로 기술하였으나, Home (e)NodeB 게이트웨이가 존재하는 네트워크 구조에서도 유사한 형태로 사용할 수 있도록 확장할 수 있다.
이하, 단말이라는 용어가 사용되나, 상기 단말은 UE(User Equipment), ME(Mobile Equipment), MS(Mobile Station)로 불릴 수 있다. 또한, 상기 UE는 휴대폰, PDA, 스마트 폰(Smart Phone), 노트북 등과 같이 통신 기능을 갖춘 휴대 가능한 기기일 수 있거나, PC, 차량 탑재 장치와 같이 휴대 불가능한 기기일 수 있다.
용어의 정의
이하 도면을 참조하여 설명하기 앞서, 본 발명의 이해를 돕고자, 본 명세서에서 사용되는 용어를 간략하게 정의하기로 한다.
UMTS: Universal Mobile Telecommunication System의 약자로서 3세대 이동통신 네트워크를 의미한다.
EPS: Evolved Packet System의 약자로서, 기존의 3GPP system architecture의 core network을 진화시켜 Evolved RAN 을 지원하고 packet 망의 효율적을 높이기 위하여 네트워크 엔티티를 단순화 시킨 효율적인 망 구조를 의미한다.
NodeB: UMTS 네트워크의 기지국으로 셀 커버리지 규모는 매크로 셀에 해당한다.
eNodeB: EPS 네트워크의 기지국으로 셀 커버리지 규모는 매크로 셀에 해당한다.
(e)NodeB: NodeB와 eNodeB를 지칭하는 용어이다.
Home NodeB: UMTS 네트워크의 기지국으로 셀 커버리지 규모는 펨토 셀에 해당한다. UTRAN 무선 인터페이스(wireless air interface)를 통해 3GPP 기반의 UE를 이동 사업자의 네트워크로 접속시킨다.
Home eNodeB : EPS 망의 기지국으로 셀 커버리지 규모는 펨토 셀에 해당한다. E-UTRAN 무선 인터페이스(wireless air interface)를 통해 3GPP 기반의 UE를 이동 사업자의 네트워크로 접속시킨다.
Home (e)NodeB: Home NodeB와 Home eNodeB를 지칭하는 용어이다.
Home (e)NodeB 게이트웨이: 하나 이상의 Home(e)NodeB와 연결되어 코어 네트워크로 연결 될 수 있는 인터페이싱하는 역할을 하는 게이트웨이이다. Home (e)NodeB 서브시스템: Home (e)NodeB 게이트웨이가 함께 구현되는 네트워크 구조일 때, Home (e)NodeB 와 Home (e)NodeB 게이트웨이를 하나의 세트로 묶어 무선망을 관리하는 형태이다. 상기 Home (e)NodeB 서브 시스템과 Home (e)NodeB은 모두 무선망을 관리하며 코어 네트워크와 연동하는 역할 이므로, 하나의 집합체 형태로 생각할 수 있다. 따라서 이하에서는 Home (e)NodeB와 Home (e)NodeB 서브 시스템의 용어를 혼용하여 사용한다.
RAN : Radio Access Network로써 RNC, NodeB, eNodeB 와 같은 3GPP무선 Access를 총칭함
HLR(Home Location Register)/HSS (Home Subscriber Server) : 3GPP 네트워크내의 가입자 정보를 나타내는 데이터베이스이다.
RANAP : Radio Access Network Application Part 의 약자로 RAN과 core network의 control을 담당하는 노드 (MME/SGSN/MSC) 사이의 인터페이스를 의미한다.
폐쇄 가입자 그룹(Closed Subscriber Group: 이하 CSG): Home (e)NodeB의 셀에 허용된 사용자 단말에 한해서 접근을 허용하기 위해, 가입자 정보를 기반의 특정 membership 그룹을 말한다.
개방 접속 모드(Open Access Mode): Home (e)NodeB가 CSG의 개념없이 일반 셀 (normal cell, non-CSG cell) 과 같은 방식으로 동작하는 것을 말한다. 즉, 일반 (e)NodeB와 같이 동작하는 것을 말한다.
폐쇄 접속 모드(Closed Access Mode): Home (e)NodeB가 CSG cell로 동작하는 것을 말한다. 해당 셀에 허용된 사용자 단말에 한해서 접근을 허용하는 방식으로 동작하는 것을 말한다. 즉, Home (e)NodeB가 지원하는 특정 CSG ID들에 대한 권한을 가진 단말만 접근 가능하다.
혼합 접속 모드(Hybrid access mode): Home (e)NodeB가 CSG cell로 동작하나, non-CSG 가입자에게도 접속을 허용하는 것을 말한다. 해당 셀에 지원 가능한 특정 CSG ID를 가진 사용자 단말에게 접속을 허용하여 Home (e)NodeB 서비스를 제공 할 수 있으며, CSG 권한이 없는 단말도 접속을 허용하는 방식으로 동작하는 것을 말한다.
CSG 셀: PLMN의 일부의 셀로서, 상기 CSG 셀은 상기 CSG 그룹의 멤버만 접근할 수 있다. 이를 위해, 상기 CSG 셀은 CSG ID를 브로드캐스팅한다. 동일한 ID를 공유하는 CSG 셀들은 이동 관리 및 과금을 위해 하나의 그룹으로 식별 또는 관리될 수 있다.
CSG ID: 상기 CSG 셀에 의해서 브로드캐스팅되는 식별자로서, 상기 CSG의 인증된 멤버의 접근을 용이하게 하기 위해서 사용된다. 상기 CSG ID는 하나의 PLMN 내에서만 고유하다.
허용 CSG 리스트(Allowed CSG list): 가입자가 속한 CSG들의 CSG 식별 정보를 포함하는 리스트로서, 네트워크 및 UE에 저장되어 있다.
Tracking Area: 유휴 모드(Idle Mode)로 동작하는 UE(100)의 위치를 추적하기 위한 기본 단위 이다. 즉, UE의 위치 등록을 위한 기본 단위이다. 이러한 특정 영역의 아이디를 Tracking Area Identity(TAI)라고 한다. EPS에서는 UE의 유휴 모드에서의 효율적인 이동성 관리를 위해, 단말이 여러 TA에 동시에 위치 등록을 할 수 있으며 이때는 TAI list를 관리한다.
TAI LIST: UE의 위치 이동에 따라 MME를 통해 HSS 또는 HLR에 위치 등록을 수행한 위치 정보, 즉 (e)NodeB 또는 Home (e)NodeB의 집합이다.
PCC (Policy and Charging Control) : 사업자 정책과 과금에 대한 운영을 지칭함.
PCRF (Policy and Charging Rule Function) : PCC를 수행하기 위한 사업자 의 정책과 과금 규칙을 가지고 있는 기능적 네트워크 엘리먼트이며, 사업자 정책과 과금 규칙을 타 노드에 제공하는 역할을 수행한다.
이하, 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 4은 Home (e)NodeB를 포함하는 네트워크의 구조를 나타낸 예시도이다.
도 4(a)에 도시된 바와 같이, 코어 네트워크(500)는 MME(510)과, S-GW(Serving Gateway)(520)와, SGSN(560), P-GW(Packet Data Network Gateway 또는 PDN Gateway)(530)을 포함한다. 그 밖에 상기 코어 네트워크(500)는 PCRF(540), HSS(590)을 더 포함할 수 있다.
도 4(a)에는 UTRAN(UMTS Terrestrial Radio Access Network)에 의한 Home NodeB(310)와 E-UTRAN(Evolved-UTRAN)에 의한 Home eNodeB(320)가 나타나 있다. 상기 UTRAN에 의한 Home NodeB(310)는 게이트웨이(350)을 통해 상기 SGSN(560)과 연결된다. 상기 E-UTRAN에 의한 Home eNodeB(320)는 상기 MME(510)와 상기 S-GW(520)와 연결된다. 이때, 제어 신호(control signal)은 상기 MME(510)로, 사용자 데이터 신호는 상기 S-GW(520)로 전달된다. 또한 상기 E-UTRAN에 의한 Home eNodeB(320)와 상기 MME(510) 사이에 게이트웨이(350)가 존재할 수 있다.
도 5은 도 4에 도시된 Home (e)NodeB(300)와 MME(510) 간의 인터페이스를 프로토콜 스택으로 나타낸 예시도이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 상기 Home eNodeB(300)와 상기 MME(510)는 각기 제1 계층(물리 계층), 제2 계층(매체 접속 제어 계층), 제3 계층(IP(Internet Protocol) 계층), SCTP(Signaling Control Transmission Protocol), S1-AP(S1 Application Protocol)를 각기 포함한다.
상기 S1-AP는 상기 Home eNodeB(300)와 상기 MME(510) 간에 응용 계층 프로토콜이다. 상기 SCTP는 상기 Home eNodeB(320)와 상기 MME(510) 간에 시그널링 메시지의 전달을 보장한다.
도 6은 이동통신 네트워크의 구조를 및 인터페이스를 나타낸다.
도 6을 참조하여, 인페이스에 대해서 설명하면 다음과 같다.
S1-MME: E-UTRAN과 MME간의 제어 평면 프로토콜을 위한 인터페이스이다.
S1-U: 베어러 사용자 평면을 위한 E-UTRAN과 서빙 게이트웨이 간에 인터페이스이고, 핸드오버 동안에 스위칭되는 경로이다.
S3: Idle 및/또는 액티브 상태에서 이동성(mobility)를 위한 사용자 및 베어러 정보의 교환을 가능하게 한다.
S4: GPRS 코어와 서빙 게이트웨이의 3GPP 앵커 기능 간에 제어 및 이동성의 지원을 가능하게 한다. 또한, 터널이 설정이 안되어 있는 경우, 사용자 평면 터널링을 제공한다.
S5: 서빙 게이트웨이와 PDN 게이트웨이 간에 사용자 평면의 터널링 및 관리를 가능하게 한다. UE가 이동됨으로 인해 서빙 게이트웨이를 재할당하는데 이용될 수 있다.
S6a: 진화된 네트워크 시스템에 대해 인증(authenticating/authorizing)하기 위해 필요한 가입자 및 인증 데이터의 전송을 가능하게 한다.
Gx: PCRF로부터 PCEF로 정책 및 과금 규칙을 전송하는데 이용된다.
S12: 터널이 설정되어 있을 때 사용자 평면 터널링을 위한 UTRAN과 서빙 게이트웨이 간의 인터페이스이다.
SGi: PDN 게이트웨이와 패킷 데이터 네트워크 간의 인터페이스이다. 패킷 데이터 네트워크는 사업자 외부 공중 또는 개인 패킷 데이터 네트워크 일 수도 있고, 또는 내부 사업자 패킷 데이터 네트워크일 수 있다.
Rx: AF와 PCRF 간에 인터페이스이다.
도 7는 UE가 네트워크에 어태치(Attach), 즉 접속 하는 과정을 나타내고, 도 8은 UE(100)와, Home (e)NodeB(300), 그리고 MME(510)간의 프로토콜 스택을 나타내며, 도 9은 MME(510)와 HSS(590)간의 프로토콜 스택을 나타낸다.
1) 먼저, UE(100)가 상기 Home (e)NodeB(300)에 어태치 요청(Attach Request) 메시지를 전송한다.
상기 어태치 요청 메시지는 상기 UE의 전원이 켜지거나, 로밍시, 핸드오버시와 같이 최초에 attach를 수행할 때, 상기 UE가 전송하는 메시지이다.
2) 그러면, 상기 Home (e)NodeB(300)는 상기 어태치 요청 메시지를 수신하고, 상기 수신한 어태치 요청 메시지를 상기 MME(510)로 전송할 수 있다.
이때, 도 8을 참조하여 알 수 있는 바와 같이, 상기 MME(510)로 전송되는 Attach request 메시지는 S1-MME 인터페이스 상에서 S1-AP 프로토콜을 통해 전달된다.
3) 이어서, 상기 UE(100)는 상기 HSS(550)로 인증 절차를 수행한다.
4) 상기 MME(510)는 필요에 따라 상기 UE(100)의 위치를 상기 HSS(550)에 갱신 요청한다(S103). 그리고, 상기 MME(510)는 위치 갱신 응답 메시지를 수신한다. 이때, 상기 위치 갱신 메시지에는 상기 UE(100)의 가입자 정보를 포함한다.
이때, 도 9를 참조하여 알 수 있는 바와 같이, 상기 가입자 정보는 S6a 인터페이스를 통해 수신되고, 상기 가입자 정보는 Diameter 프로토콜을 통해 수신된다.
5~6) 상기 MME(510)는 S-GW(520) 및 P-GW(530)와 터널을 설정한다. 구체적으로, 상기 MME(510)은 세션 생성 요청 메시지, 예컨대 Create Session Request 메시지를 상기 S-GW(520)으로 전송한다. 그러면, 상기 S-GW(520)은 상기 수신한 Create Session Request 메시지를 상기 P-GW(530)으로 전송한다.
7) 상기 P-GW(530)은 선택적으로 PCRF(540)와 PCRF Interaction 절차를 수행한다. 이때, 상기 P-GW(530)은 PCRF Interaction 절차를 통해 네트워크 사업자 정책을 획득할 수 있다.
8~9) 상기 P-GW(530)은 베어러 생성 응답 메시지, 예컨대 Create Session Response 메시지 상기 S-GW(520)으로 전송한다. 이로 인해, 상기 S-GW(520)과 상기 P-GW(530) 간에는 터널, 예컨대 세션이 생성되고, S-GW(520)와 P-GW(530)은 data 전달을 위한 TEID를 교환한다. 상기 TEID는 데이터의 송수신을 위한 주소 역할을 하는 파라미터이다. 이때, 상기 세션 생성 응답 메시지는 전술한 네트워크 사업자 정책을 포함할 수 있다. 한편, 상기 P-GW(530)가 상기 UE(100)로 전송할 다운로드 데이터가 있는 경우, 상기 생성된 베어러를 통해 상기 S-GW(520)로 전달할 수 있다.
상기 S-GW(520)은 상기 MME(510)로 상기 세션 생성 응답 메시지, 예컨대 Create Session Response 메시지 전달한다. 이때, 상기 세션 생성 응답 메시지는 상기 S-GW의 TEID를 포함한다.
10) 상기 MME(510)는 어태치 승인 메시지, 예컨대 Attach Accept 메시지를 S1-AP 기반의 초기 컨텍스트 설정 메시지, 예컨대 Initial Context Setup 메시지네에 포함시켜, 상기 Home (e)NodeB(300)로 전송한다.
상기 어태치 승인 메시지는 상기 Home (e)NodeB(300)와 상기 UE(100)간에 무선 베어러 설정(setup)을 트리거링한다.
이때, 도 8을 참조하여 알 수 있는 바와 같이, 상기 Attach accept 메시지는 S1-MME 인터페이스 상에서 S1-AP 프로토콜을 통해 전달된다.
11) 상기 Home (e)NodeB(300)와 상기 UE(100)는 RRC 연결 절차를 수행한다.
12) 상기 Home (e)NodeB(300)는 초기 컨텍스트 설정 응답 메시지를 상기 MME(510)로 전송한다.
13) 상기 UE(100)는 어태치 완료 메시지, 예컨대 Attach Complete 메시지를 상기 Home (e)NodeB(300)로 전송한다.
14) 상기 Home (e)NodeB(300)는 어태치 완료 메시지, 예컨대 Attach Complete 메시지를 상기 MME(510)로 전송한다. 이로 인해, 상기 UE(100)와 상기 S-GW(520) 간에 터널이 설정된다. 상기 어태치 완료 메시지는 상기 Home (e)NodeB(300)의 TEID를 포함한다. 이로써, 상기 UE(100)는 자신의 업링크 데이터를 상기 Home (e)NodeB(300)를 통해 상기 S-GW(520)로 전송할 수 있다.
15~18) 한편, 상기 MME(510)는 상기 설정한 세션, 즉 베어러의 수정을 위해, 베어러 수정 요청 메시지, 예컨대 Modify Bearer Request 메시지를 상기 S-GW(520)로 전송한다. 상기 베어러 수정 요청 메시지는 상기 Home (e)NodeB(300)의 TEID를 포함한다. 상기 S-GW(520)는 상기 베어러 수정 요청 메시지를 상기 P-GW(530)로 전송하고, 상기 P-GW(530)은 응답 메시지, 예컨대 Update Bearer Response 메시지를 전송한다. 그러면, 상기 S-GW(520)은 상기 응답 메시지를 상기 MME(520)로 전송한다. 이와 같은 절차를 통해, 상기 설정한 베어러가 갱신되면, 상기 S-GW(520)는 상기 Home (e)NodeB(300)을 통해 상기 UE(100)로 다운링크 데이터를 전송한다.
19) 필요에 따라 이후 비 3GPP 액세스로의 이동를 위해 APN, PDN GW id등을 HSS에 저장해둬야 할 필요가 있을 경우, Notify Request 메시지를 통해 상기 HSS(590) 등록 과정을 거친다.
도 10은 단말이 방문 네트워크로 로밍하였으나, 홈 네트워크 내 사업자의 서비스를 계속 이용하려 할 경우, 사용자 평면의 데이터가 홈 네트워크를 경우하는 시나리오에서의 인터페이스를 나타낸다. 이하, 도 6과 다른 인터페이스를 위주로 설명한다.
S8: 방문 네트워크, 즉 Visted-PLMN에서의 서빙 게이트와 홈 네트워크, 즉 Home-PLMN에서의 PDN 게이트웨이 간에 사용자 평면 및 제어 평면을 제공하는 인터페이스이다.
도 11은 단말이 방문 네트워크로 로밍하였으나, 홈 네트워크 내 사업자의 서비스를 계속 이용하려 할 경우, 사용자 평면의 데이터가 홈 네트워크를 경우하는 시나리오에서의 인터페이스를 나타낸다.
구체적으로, 애플리케이션 기능이 홈 네트워크 내에 있는지 방문 네트워크에 있는지에 따라 도 8(a)와 도 8(b)로 각기 구분되어 나타나 있다. 이때, 사용자 평면의 데이터는 2 가지의 경우 동일하게 홈 네트워크로부터 단말로 전송되는 것이 아니라, 방문 네트워크에서 단말로 전송된다.
이하, 도 6 및 도 10과 다른 인터페이스를 위주로 설명한다.
S9: Home-PCRF와 Visited-PCRF 간에 정책 및 과검 제어 정보를 교환하기 위한 인터페이스이다.
Rx: 애플리케이션 기능(AF)와 PCRF 간에 인터페이스이다.
이상의 도 10 및 도 11에서 나타난 바와 같이, UE(100) 방문 네트워크로 로밍한 경우, 상기 방문 네트워크 내의 MME(510)는 상기 UE(100)의 홈 네트워크 내의 HSS(590)로부터 가입자 정보를 획득하여야 한다. 상기 가입자 정보 내에는 CSG 관련 정보가 포함되어 있을 수 있다. 이때, 상기 Home(e)NodeB(300)가 폐쇄 가입자 그룹(CSG: Closed Subscriber Group) 모드로 동작할 경우, 상기 MME(510)는 상기 UE(100)가 어태치 또는 위치 갱신 과정을 수행하면, 상기 획득한 CSG 정보를 이용하여 상기 어태치 또는 위치 갱신 과정을 수락할 지 혹은 거절할지를 결정할 수 있다.
그런데, 여기서 몇 가지 문제가 발생할 수 있다.
예를 들어, LTE 및 EPC는 그 릴리즈 버전에 따라서 기술이 조금씩 다르다.그런데 사업자가 LTE 및 EPC 장비들을 설치하는 과정에서 사업자 마다 다른 릴리즈 버전의 장비들을 구축할 수 있는데, 이에 따라 상기 홈 네트워크 내의 HSS(590)로부터 획득된 가입자 정보 내의 일부가 상기 방문 네트워크 에서 호환이 안될 수 있다.
구체적인 예를 들어, 홈 네트워크의 릴리즈 버전이 Rel-7으로서 CSG 서비스를 지원하지 않으나, 방문 네트워크는 CSG 서비스를 지원하는 경우에, 상기 홈 네트워크 내의 가입자인 UE가 상기 방문 네트워크로 로밍하게 되면, 상기 홈 네트워크 내의 HSS에는 CSG 관련 정보가 전혀 없으므로, 상기 UE는 상기 방문 네트워크에서 CSG 관련 서비스를 제공 받을 수 없다. 즉, 어느 시점에 제1 사업자는 Rel-7 네트워크를 구축하였으며, 제1 사업자와 로밍 협약을 맺은 제2 사업자가 Rel-8 네트워크를 구축하였다고 하자. 그러면, 제1 사업자의 가입자 UE가 제2 사업자의 네트워크로 로밍하였을 때, 상기 UE는 제2 사업자의 네트워크 내에서 CSG 서비스를 제공받을 수 없다. 주로 CSG 서비스는 스타벅스 혹은 쇼핑몰 등 엔터프라이즈 네트워크에서 제공 될 가능성이 큰데, 로밍 가입자에게도 개방할 수 있는 유용한 서비스들을 제공 받을 수 있는 기회가 없다.
한편, 위와 같은 문제점을 해결하고자, 제1 사업자와 제2 사업자 간에 로밍 UE를 위한 CSG 서비스(VCSG라고 함)의 제공에 대해 별도로 협의를 하였다고 하자. 이러한 경우, 상기 방문 네트워크 내의 MME(510)는 로밍 UE(100)가 어태치 또는 위치 갱신 과정을 수행하면, 상기 홈 네트워크 내의 HSS(590)로부터 상기 로밍 UE(100)의 가입자 정보를 획득하고 또한 상기 협의에 의한 CSG 관련 정보를 상기 방문 네트워크 내에서 획득할 것이다.
그런데, 상기 홈 네트워크 내의 HSS로부터 획득한 CSG 관련 정보와 상기 방문 네트워크 내의 CSG 관련 정보가 다른 경우, 상기 MME(510)는 상기 로밍 UE에게 올바르게 CSG 서비스를 제공할 수 없게 된다. 예를 들어 홈 네트워크의 HSS로부터 획득한 가입자 정보에 포함되어 있는 정보에는 CSG ID 1,3,4 에 대한 멤버쉽이 있다고 되어 있는 반면, 방문 네트워크에서 획득한 CSG 관련 정보에는 CSG ID 2,4,5에 대한 멤버쉽이 있다고 저장되어 있다면, 상기 MME(510)는 상기 로밍 UE가 실제로 어느 CSG ID에 대해 멤버쉽이 있는 것인지 알 수 없다. 다른 예로서, 홈 네트워크에서 해당 UE가 특정 CSG ID에 대해 멤버쉽이 만료한 직후, 상기 방문 네트워크로 로밍한 경우, 상기 방문 네트워크 내에서는 아직 해당 멤버쉽이 만료되지 않은 것일 수 있는데, 이러한 경우 상기 MME(510)는 상기 로밍 UE를 위해 CSG 서비스를 제공해야 하는 것인지 아닌지를 올바르게 판단할 수 없다.
한편, 전술한 바와 같이 홈 네트워크 내의 HSS로부터 CSG 관련 정보를 획득하지 못하는 경우, 방문 네트워크에서 CSG 서비스를 받지 못할 수 있다. 예를 들어, 방문 네트워크 내의 MME가 어태치 요청 메시지를 수신하면, 홈 네트워크 내의 HSS로부터 가입자 정보를 획득하는데, 상기 가입자 정보 내에 CSG 관련 정보가 없다면, 상기 MME는 로밍 UE에게 어태치 거절을 알린다.
그러나 방문 네트워크에서 UE가 Home (e)NodeB로 접속하는 것은 매크로 기지국, 즉 (e)NodeB의 부하를 줄일 수 있는 방안이므로, 방문 네트워크에서 자율적으로 CSG 멤버쉽 관리를 하여 CSG 서비스를 제공하도록 하는 것이 효과적일 수 있다.
그러나 이는 어디까지나, 홈 네트워크 내의 HSS로부터 CSG 관련 정보를 획득하지 못하는 경우에 방문 네트워크에서 자율적으로 CSG 멤버쉽 관리를 하여 CSG 서비스를 제공하는 것에 초점을 두는 것에 그쳐야 한다.
이와 달리, 홈 네트워크 내의 HSS로부터 CSG 관련 정보를 획득하였으나, 방문 네트워크 내에서 자율적으로 관리되는 CSG 관련 정보 간에 서로 상충이 있을 경우, 전술한 문제점은 여전히 해결이 불가능하다.
특히, 예를 들어 상기 방문 네트워크 내의 MME(510)가 로밍 UE로부터 어태치 요청 메시지를수신한 후, 홈 네트워크 내의 HSS로부터 획득한 가입자 정보 내의 CSG 관련 정보(임의의 CSG ID1, Expiration-Date 유효)와 방문 네트워크에서 자율적으로 관리되는 CSG 관련 정보(임의의 CSG ID1, Expiration-Date 유효하지 않음) 간에 상충이 있을 경우, 상기 MME(510)는 올바르게 처리할 수 없다.
따라서, 이하에서는 이러한 문제점에 대한 해결 방안들을 제시한다.
간단하게 해결 방안에 대해서 설명하면, 상기 방문 네트워크 내의 MME(510)는 아래의 정보들 중 하나를 이용하여 로밍 UE가 CSG로 동작하는 Home (e)NodeB에 액세스할 수 있는지를 결정한다.
- 홈 네트워크, 즉 H-PLMN이 VCSG 기능을 허가하는지 여부
- 홈 네트워크, 즉 HPLMN이 허가한 CSG 정보 (CSG ID 및 만료 시간 등등)
- 방문 네트워크, 즉 V-PLMN이 허가한 CSG 정보 (CSG ID 및 만료 시간 등등)
- 홈 네트워크, 즉 HPLMN과 방문 네트워크, 즉 VHPLM로부터 CSG 관련 정보를 모두 받아 올 수 있는 경우, 특히 두 정보 사이의 충돌이 있을 경우, CSG 정보 사이의 우선 순위
- 홈 네트워크, 즉 HPLMN이 VCSG 기능 허가에 대한 레벨(어느 정도 범위에서 허가하는지)(예를 들어, HPLMN 정보와 상충되지 않는 범위에서만 허가 혹은 방문 네트워크 내의 로컬 CSG 관련 정보에만 기초하여 허가)
- 홈 네트워크, 즉 HPLMN이 VCSG 기능을 허가하는 granularity, 예를 들어 특정 그룹의 subscriber/UE
- 그 외 일반적인 Roaming agreement 정보
- 그 외 홈 네트워크의 사업자 정책, 방문 네트워크의 사업자 정책, 혹은 Home (e)NodeB 운영자의 정책(이는, pre-configuration 형태로 MME 에 저장되어 있 거나 H(e)NB/H(e)NB GW로부터 받아 올 수 있음)
이하에서는 해결 방안들을 도면을 참조하여 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
도 12는 방문 네트워크로 로밍한 UE의 절차를 일 실시예에 따라 나타낸다.
도 12를 참조하여 알 수 있는 바와 같이, 로밍 UE(100)의 홈 네트워크 내의 HSS(590)와, 방문 네트워크 내의 Home (e)NodeB(300), MME(510)가 나타나 있다.
또한, 상기 방문 네트워크 내에 로컬 VCSG 서버(550)가 포함되어 있는 것으로 나타나 있다. 상기 로컬 VCSG 서버(550)는 방문 네트워크에서 자율적으로 CSG 멤버쉽을 관리한다. 이러한, 상기 로컬 VCXG 서버(550)는 상기 방문 네트워크 상에서 단독으로 존재할 수도 있고 혹은 상기 방문 네트워크 내의 HSS/HLR에 포함될 수도 있다. 또는, 상기 로컬 VCXG 서버(550)는 상기 방문 네트워크 내의 다른 노드에 포함될 수 도 있다.
0) 상기 UE(100)의 어태치 요청 혹은 TAU 요청 과정과 별개로, 상기 로컬 VCSG 서버(550)는 로컬 CSG 관련 정보를 상기 UE(100)에게 전송할 수 있다. 예를 들어, OMA DM, OTA 방식을 이용하여 전달할 수 있다.
상기 로컬 CSG 관련 정보는 아래 다음과 같은 정보들 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
- 방문 네트워크, 즉 VPLMN이 허가한(제공하는) CSG 정보(CSG ID 및 expire time, 등)
- 홈 네트워크, 즉 HPLMN이 VCSG 기능 허가에 대한 레벨(어느 정도 범위에서 허가하는지, HPLMN 정보와 상충되지 않는 범위에서만 허가 혹은 모든 local CSG 정보의 사용에 허가)
- 홈 네트워크, 즉 HPLMN이 VCSG 기능을 허가하는 granularity, 예를 들어 특정 그룹의 subscriber/UE
또한, 상기 로컬 VCSG 서버(550)는 상기 방문 네트워크 내의 로컬 VCSG 서버(550)로부터 상기 HSS로부터 획득된 CSG 관련 정보와 상기 로컬 CSG 관련 정보 간에 불일치가 있을 때를 위한 우선 순위 관련 정보, 예컨대 VPLMN-VCSG-configuration 정보를 상기 UE(100)에게 제공할 수 있다. 상기 우선 순위 관련 정보, 예컨대 VPLMN-VCSG-configuration 정보에 대한 정보는 후술하기로 한다.
1) 먼저, UE(100)가 상기 Home (e)NodeB(300)에 어태치 요청(Attach Request) 메시지 또는 Tracking Area Update(TAU) 메시지를 전송한다. 상기 어태치 요청 메시지는 상기 UE의 전원이 켜지거나, 로밍시, 핸드오버시와 같이 최초에 attach를 수행할 때, 상기 UE가 전송하는 메시지이다. 상기 어태치 요청 메시지 또는 TAU 메시지는 상기 UE가 획득한 로컬 CSG 관련 정보, 홈 네트워크(즉, HPLMN)에서의 CSG 관련 정보 (즉, 단말이 로컬 VCSG 서버로부터 이전에 받았던 정보 혹은 Home/Visited network으로 받은 정보를 구분하지 않고 포괄적인 CSG 정보) 및 상기 우선 순위 정보 중 하나 이상을 포함할 수 있다.2) 그러면, 상기 Home (e)NodeB(300)는 상기 어태치 요청 메시지를 수신하고, 상기 수신한 어태치 요청 메시지를 상기 MME(510)로 전송할 수 있다.
3) 상기 방문 네트워크 내의 MME(510)는 상기 홈 네트워크 내의 HSS(590)로부터 상기 UE의 가입자 정보를 획득한다. 상기 가입자 정보에는 CSG 관련 정보뿐만 아니라, 로밍 협약 정보를 포함할 수 있다. 상기 로밍 협약 정보는 아래와 같은 정보 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다.
- 홈 네트워크, 즉 H-PLMN이 VCSG 기능을 허가하는지 여부: 직접적인 indication 혹은 함축적인 형태의 정보 전달도 가능하다.
- 홈 네트워크, 즉 HPLMN이 허가한 CSG 정보 (CSG ID 및 만료 시간 등등)
- 홈 네트워크, 즉 HPLMN과 방문 네트워크, 즉 VHPLM로부터 CSG 관련 정보를 모두 받아 올 수 있는 경우, 특히 두 정보 사이의 충돌이 있을 경우, CSG 정보 사이의 우선 순위: 예를 들어, 항상 HPLMN 정보 우선, 항상 VPLMN 정보 우선, 만료 시간이 짧은 것 우선, 만료 시간이 긴 것 우선 등
- 홈 네트워크, 즉 HPLMN이 VCSG 기능 허가에 대한 레벨(어느 정도 범위에서 허가하는지)(예를 들어, HPLMN 정보와 상충되지 않는 범위에서만 허가 혹은 방문 네트워크 내의 로컬 CSG 관련 정보에만 기초하여 허가)
- 홈 네트워크, 즉 HPLMN이 VCSG 기능을 허가하는 granularity, 예를 들어 특정 그룹의 subscriber/UE
- 그 외 일반적인 Roaming agreement 정보
- 그 외 홈 네트워크의 사업자 정책, 방문 네트워크의 사업자 정책, 혹은 Home (e)NodeB 운영자의 정책(이는, pre-configuration 형태로 MME 에 저장되어 있거나 Home(e)NodeB/Home(e)NodeB GW로부터 받아 올 수 있음)
4~5) 한편, 상기 MME(510)는 상기 어태치 요청 메시지 내에 포함된 로컬 CSG 관련 정보에 대해 업데이트가 있는지 확인하기 위해, 상기 방문 네트워크 내의 로컬 VCSG 서버(550)에 접속할 수 있다.
6) 한편, 상기 MME(510)는 상기 로밍 UE의 어태치 요청에 대해, 전술한 바에 따라 획득된 정보들을 기반으로, 액세스 제어를 수행한다. 상기 전술한 바에 따라 획득된 정보를 이해를 도모하고자 다시 열거하면 아래와 같다.
- CSG 가입 정보
- Home(e)NodeB의 액세스 모드: 즉, 개방 접속 모드, 폐쇄 가입자 그룹 모드, 혼합 접속 모드 중 하나
- HPLMN이 VCSG 기능을 허가하는지 여부 (on/off): 직접적인 indication 혹은 함축적인 형태의 정보 전달도 가능하다.
- VPLMN이 허가한 CSG 정보 (CSG ID 및 expire time, etc.)
- HPLMN과 VHPLM의 CSG 정보가 모두 유효할 경우, 특히 두 정보 사이의 충돌이 있을 경우, CSG 정보 사이의 우선 순위
- 홈 네트워크, 즉 HPLMN이 VCSG 기능 허가에 대한 레벨
- 홈 네트워크, 즉 HPLMN이 VCSG 기능을 허가하는 granularity, 예를 들어 특정 그룹의 subscriber/UE
- 그 외 일반적인 로밍 협약에 대한 정보
- 그 외 (Home 혹은 Visited) 사업자 정책 혹은 H(e)NB owner의 정책 등
이와 같이, 상기 HSS로부터 획득된 CSG 관련 정보와 상기 로컬 CSG 관련 정보 간에 불일치가 있는 경우, 상기 MME는 상기 우선 순위 관련 정보, 예컨대 VPLMN-VCSG-configuration 정보에 기초하여, 액세스 제어를 수행한다.
즉, 획득된 정보들 사이의 충돌이 있을 경우, 상기 MME(510)는 상기 우선순위 정보, 예컨대 VPLMN-VCSG-configuration에 따라, 홈 네트워크(HPLMN)으로부터 받은 가입자 정보에 포함되어 있는 CSG 정보를 우선하거나 혹은 상기 방문 네트워크(VPLMN)에서 정의된 로컬 CSG 정보를 우선하여 액세스 제어를 수행한다.
대안적으로, 획득된 정보들 사이의 충돌이 있을 경우, 상기 MME(510)는 상기 HSS(590)로부터 수신한 CSG 관련 정보 내에 정의된 우선 순위 관련 정보에 따라, 액세스 제어를 수행할 수 있다. 대안적으로, 획득된 정보들 사이의 충돌이 있을 경우, 상기 MME(510)는 상기 로컬 CSG 관련 정보 내에 정의된 우선 순위 관련 정보에 따라, 액세스 제어를 수행할 수 있다.
7) 상기 MME(510)는 상기 액세스 제어를 수행한 결과에 따라, 상기 어태치 요청/TAU 요청을 수락하는 메시지, 예컨대 Attach Accept/TAU Accept 메시지를 전송하거나, 혹은 상기 어태치 요청/TAU 요청을 거절하는 메시지, 예컨대 Attach Reject/TAU Reject 메시지를 상기 Home (e)NodeB(300)로 전송할 수 있다.
8) 그러면, 상기 Home (e)NodeB(300)는 수신받은 메시지를 상기 UE(100)로 전송한다.
9) 한편, 상기 UE(100)의 어태치 요청 혹은 TAU 요청 과정과 별개로, 상기 로컬 VCSG 서버(550)는 CSG 관련 정보를 상기 UE(100)에게 전송할 수 있다. 예를 들어, OMA DM, OTA 방식을 이용하여 전달할 수 있다.
도 13는 도 12에 도시된 절차를 보다 구체적으로 나타낸다.
0) 상기 UE(100)의 어태치 요청 혹은 TAU 요청 과정과 별개로, 상기 로컬 VCSG 서버(550)는 로컬 CSG 관련 정보를 상기 UE(100)에게 전송할 수 있다. 예를 들어, OMA DM, OTA 방식을 이용하여 전달할 수 있다.
로컬 CSG 관련 정보는 아래 다음과 같은 정보들 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
- 방문 네트워크, 즉 VPLMN이 허가한(제공하는) CSG 정보(CSG ID 및 expire time, 등)
- 홈 네트워크, 즉 HPLMN이 VCSG 기능 허가에 대한 레벨(어느 정도 범위에서 허가하는지, HPLMN 정보와 상충되지 않는 범위에서만 허가 혹은 모든 local CSG 정보의 사용에 허가)
- 홈 네트워크, 즉 HPLMN이 VCSG 기능을 허가하는 granularity, 예를 들어 특정 그룹의 subscriber/UE
또한, 상기 로컬 VCSG 서버(550)는 상기 방문 네트워크 내의 로컬 VCSG 서버(550)로부터 상기 HSS로부터 획득된 CSG 관련 정보와 상기 로컬 CSG 관련 정보 간에 불일치가 있을 때를 위한 우선 순위 관련 정보, 예컨대 VPLMN-VCSG-configuration 정보를 상기 UE(100)에게 제공할 수 있다.
상기 VPLMN-VCSG-configuration은 아래와 같은 정보들을 포함할 수 있다.
a) permission= VCSG-ALLOWED 또는 NOT-VCSG-ALLOWED 또는 VCSG-PART-ALLOWED
- VCSG-ALLOWED: 해당 방문 네트워크, 즉 VPLMN에서 VCSG 기능을 사용하는 것이 허가 됨을 나타냄.
- NOT-VCSG-ALLOWED: 해당 방문 네트워크 VPLMN에서 VCSG 기능을 사용하는 것이 허가되지 않음을 나타냄.
- VCSG-PART-ALLOWED: VCSG 기능을 사용하는 granularity가 PLMN단위가 아니라면, 어떤 특정 리스트 혹은 사용자에 대해서만 VCSG 기능이 허가 됨을 나타냄.

b) granularity= all VPLMN 또는 specific CSG list(s) 또는 specific user(s)
: VCSG 기능이 적용되는 단위를 표시

c) Action type=static or dynamic
- 홈 네트워크(HPLMN)과 방문 네트워크(VPLMN)로부터 받은 VCSG 정보들 간에 불일치가 발생하였을 경우, MME의 판단의 기준이 정적으로 pre-configuration 되어 있는지, 혹은 동적(dynamic)으로 변경 될 수 있는지를 표시

d) Action=HPLMN info first, VPLMN info first, expiration time first
- 홈 네트워크(HPLMN)과 방문 네트워크(VPLMN)로부터 받은 VCSG 정보들간 불일치가 발생하였을 경우, MME의 판단의 기준이 동적(dynamic)으로 결정 될 수 있다면, 다음과 같이 여러 action들을 지시할 수 있음.
- HPLMN info first: 홈 네트워크(HPLMN)으로부터 받은 가입자 정보에 포함되어 있는 CSG 정보를 기준으로, MME는 평가(evaluation) 작업을 수행한다.
- VPLMN info first: 방문 네트워크(VPLMN)의 로컬 VCSG 서버로부터 수신된 정보를 기준으로, MME는 평가(evaluation) 작업을 수행한다.
- expiration time first: 어디에서 받은 정보인지 관계없이 만료 시간이 먼저 끝나는 것을 기준으로 혹은 많이 남아 있는 것을 기준으로, MME는 평가(evaluation) 작업을 수행한다.
1) UE(100)가 상기 Home (e)NodeB(300)에 어태치 요청(Attach Request) 메시지를 전송한다. 상기 어태치 요청 메시지는 상기 UE의 전원이 켜지거나, 로밍시, 핸드오버시와 같이 최초에 attach를 수행할 때, 상기 UE가 전송하는 메시지이다. 상기 어태치 요청 메시지 또는 TAU 메시지는 상기 UE가 획득한 로컬 CSG 관련 정보, HPLMN의 CSG 관련 정보 (즉, 단말이 로컬 VCSG 서버로부터 이전에 받았던 정보 혹은 Home/Visited network으로 받은 정보를 구분하지 않고 포괄적인 CSG 정보) 및 상기 우선 순위 정보 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
2) 그러면, 상기 Home (e)NodeB(300)는 상기 어태치 요청 메시지를 수신하고, 상기 수신한 어태치 요청 메시지를 상기 MME(510)로 전송할 수 있다.
그러면, 상기 Home (e)NodeB(300)는 상기 수신한 어태치 요청 메시지에 자신의 설정 정보, 구체적으로 일반 설정 정보, 그리고 접속 모드 정보(개방 접속 모드, 폐쇄 접속 모드, 혼합 접속 모드)를 포함시켜, 상기 MME(510)로 전송할 수 있다. 이와 같이, 상기 Home (e)NodeB(300)가 상기 접속 모드 정보를 상기 어태치 요청 메시지에 포함시켜 전송함으로써, 상기 MME(510)가 상기 접속 모드 정보를 획득하는 것을 직접적인 획득 방법이라고 한다. 반면, 상기 MME(510)는 상기 접속 모드 정보를 간접적인 획득 방법을 통해 획득할 수도 있다.
한편, 상기 MME(510)로 전송되는 Attach request 메시지는 도 8을 참조하여 알 수 있는 바와 같이, S1-MME 인터페이스 상에서 S1-AP 프로토콜을 통해 전달된다.
3) 이어서, 상기 UE(100)는 상기 HSS(550)로 인증 절차를 수행한다.
4) 상기 MME(510)는 필요에 따라 상기 UE(100)의 위치를 상기 HSS(550)에 갱신 요청한다. 그리고, 상기 MME(510)는 위치 갱신 응답 메시지를 수신한다. 이때, 상기 위치 갱신 메시지에는 상기 UE(100)의 가입자 정보를 포함한다.
이때, 상기 가입자 정보는 도 9를 참조하여 알 수 있는 바와 같이, S6a 인터페이스를 통해 수신되고, 상기 가입자 정보는 Diameter 프로토콜을 통해 수신된다.
상기 가입자 정보에는 CSG 관련 정보 및 로밍 협약 정보 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
상기 CSG 관련 정보는 CSG ID와 만료 시간에 대한 정보가 포함될 수 있다.
상기 로밍 협약 정보는 아래와 같은 정보 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다.
- 홈 네트워크, 즉 H-PLMN이 VCSG 기능을 허가하는지 여부: 직접적인 indication 혹은 함축적인 형태의 정보 전달도 가능하다.
- 홈 네트워크, 즉 HPLMN이 허가한 CSG 정보 (CSG ID 및 만료 시간 등등)
- 홈 네트워크, 즉 HPLMN과 방문 네트워크, 즉 VHPLM로부터 CSG 관련 정보를 모두 받아 올 수 있는 경우, 특히 두 정보 사이의 충돌이 있을 경우, CSG 정보 사이의 우선 순위: 예를 들어, 항상 HPLMN 정보 우선, 항상 VPLMN 정보 우선, 만료 시간이 짧은 것 우선, 만료 시간이 긴 것 우선 등
- 홈 네트워크, 즉 HPLMN이 VCSG 기능 허가에 대한 레벨(어느 정도 범위에서 허가하는지)(예를 들어, HPLMN 정보와 상충되지 않는 범위에서만 허가 혹은 방문 네트워크 내의 로컬 CSG 관련 정보에만 기초하여 허가)
- 홈 네트워크, 즉 HPLMN이 VCSG 기능을 허가하는 granularity, 예를 들어 특정 그룹의 subscriber/UE
- 그 외 일반적인 Roaming agreement 정보
- 그 외 홈 네트워크의 사업자 정책, 방문 네트워크의 사업자 정책, 혹은 Home (e)NodeB 운영자의 정책(이는, pre-configuration 형태로 MME 에 저장되어 있거나 H(e)NB/H(e)NB GW로부터 받아 올 수 있음)
상기 HSS(550)로부터 수신되는 위치 갱신 응답 메시지 내에는 전술한 우선 순위 정보, 예컨대 VPLMN-VCSG-configuration가 포함되어 있을 수도 있다.
한편, 상기 MME(510)는 상기 어태치 요청 메시지 내에 포함된 로컬 CSG 관련 정보에 대해 업데이트가 있는지 확인하기 위해, 상기 방문 네트워크 내의 로컬 VCSG 서버(550)에 접속할 수 있다.
상기 MME(510)는 상기 로밍 UE의 어태치 요청에 대해, 전술한 바에 따라 획득된 정보들을 기반으로, 액세스 제어를 수행한다. 상기 액세스 제어는 상기 로컬 VCSG 서버(550)로의 로컬 CSG 관련 정보의 업데이트 확인 이전에 수행될 수도 있다.
상기 MME(510)는 상기 액세스 제어를 수행한 결과에 따라, 상기 어태치 요청/TAU 요청을 수락하거나 거절할 수 있다.
즉, 상기 CSG로 동작하는 Home (e)NodeB(300)에 상기 UE(100)가 접속한 경우라면, 상기 MME(510)는 상기 HSS(590)로부터 받은 가입자 정보 내의 CSG 관련 정보, 그리고 Home (e)NodeB(300)의 액세스 모드 정보, 그리고 상기 로컬 CSG 정보에 기반하여, 액세스 제어를 수행할 수 있다.
이때, 획득된 정보들 사이의 충돌이 있을 경우, 상기 MME(510)는 전술한 우선 순위 정보, 예컨대 VPLMN-VCSG-configuration에 포함된 내용에 따라, 액세스 제어를 수행할 수 있다.
즉, 획득된 정보들 사이의 충돌이 있을 경우, 상기 MME(510)는 상기 우선순위 정보, 예컨대 VPLMN-VCSG-configuration에 따라, 홈 네트워크(HPLMN)으로부터 받은 가입자 정보에 포함되어 있는 CSG 정보를 우선하거나 혹은 방문 네트워크(VPLMN)으로부터 받은 CSG 정보를 우선하여 액세스 제어를 수행한다.
대안적으로, 획득된 정보들 사이의 충돌이 있을 경우, 상기 MME(510)는 상기 HSS(590)로부터 수신한 CSG 관련 정보 내에 정의된 우선 순위 관련 정보에 따라, 액세스 제어를 수행할 수 있다. 대안적으로, 획득된 정보들 사이의 충돌이 있을 경우, 상기 MME(510)는 상기 로컬 CSG 관련 정보 내에 정의된 우선 순위 관련 정보에 따라, 액세스 제어를 수행할 수 있다.
한편, 상기 액세스 모드 정보에 기초하여 판단한 결과 상기 Home (e)NodeB(300)가 혼합 접속 모드로 동작하는 것으로 판단되고, 상기 UE(100)는 CSG 멤버쉽을 갖지 않은 경우, 상기 MME(510)는 상기 UE(100)의 접속을 수락하되, 차별적인 서비스 품질을 제공할 수도 있다.
5~6) 만약, 상기 MME(510)는 상기 액세스 제어를 수행한 결과에 따라, 상기 어태치 요청/TAU 요청을 수락하는 경우, 상기 MME(510)는 S-GW(520) 및 P-GW(530)와 터널을 설정한다. 구체적으로, 상기 MME(510)은 세션 생성 요청 메시지, 예컨대 Create Session Request 메시지를 상기 S-GW(520)으로 전송한다. 그러면, 상기 S-GW(520)은 상기 수신한 Create Session Request 메시지를 상기 P-GW(530)으로 전송한다.
7) 상기 P-GW(530)은 선택적으로 PCRF(540)와 PCRF Interaction 절차를 수행한다. 이때, 상기 P-GW(530)은 PCRF Interaction 절차를 통해 네트워크 사업자 정책을 획득할 수 있다. 이때, 상기 PCRF는 상기 우선 순위 정보, 예컨대 VPLMN-VCSG-configuration를 저장하고 있을 수 있다. 따라서, 상기 P-GW(530)은 PCRF Interaction 절차를 통해서 상기 우선 순위 정보를 획득할 수 있다.
8~9) 상기 P-GW(530)은 베어러 생성 응답 메시지, 예컨대 Create Session Response 메시지 상기 S-GW(520)으로 전송한다. 이로 인해, 상기 S-GW(520)과 상기 P-GW(530) 간에는 터널, 예컨대 세션이 생성되고, S-GW(520)와 P-GW(530)은 data 전달을 위한 TEID를 교환한다. 상기 TEID는 데이터의 송수신을 위한 주소 역할을 하는 파라미터이다. 이때, 상기 세션 생성 응답 메시지는 전술한 네트워크 사업자 정책을 포함할 수 있다. 그리고, 상기 P-GW(530)가 PCRF Interaction 절차를 통해서 상기 우선 순위 정보를 획득한 경우, 상기 세션 생성 응답 메시지는 상기 우선 순위 정보를 포함할 수도 있다.
한편, 상기 P-GW(530)가 상기 UE(100)로 전송할 다운로드 데이터가 있는 경우, 상기 생성된 베어러를 통해 상기 S-GW(520)로 전달할 수 있다.
상기 S-GW(520)은 상기 MME(510)로 상기 세션 생성 응답 메시지, 예컨대 Create Session Response 메시지 전달한다. 이때, 상기 세션 생성 응답 메시지는 상기 S-GW의 TEID를 포함한다. 이때, 전술한 바와 같이, 상기 세션 생성 응답 메시지는 상기 우선 순위 정보를 포함할 수도 있다.
10) 상기 MME(510)는 전술한 위의 과정에서 액세스 제어를 수행하지 않은 경우, 상기 S-GW(520)로부터 상기 세션 생성 응답 메시지를 수신한 후, 상기 액세스 제어를 수행할 수도 있다. 여기서, 상기 세션 생성 응답 메시지 내에 상기 우선 순위 정보가 포함되어 있다면, 상기 CSG 관련 정보들 간에 불일치에 대해 상기 우선 순위 정보에 따라 액세스 제어를 수행할 수 있다.
상기 MME(510)는 어태치 승인 메시지, 예컨대 Attach Accept 메시지를 S1-AP 기반의 초기 컨텍스트 설정 메시지, 예컨대 Initial Context Setup 메시지내에 포함시켜, 상기 Home (e)NodeB(300)로 전송한다.
이때, 상기 Attach accept 메시지는 도 8을 참조하여 알 수 있는 바와 같이, S1-MME 인터페이스 상에서 S1-AP 프로토콜을 통해 전달된다.
상기 어태치 승인 메시지는 상기 Home (e)NodeB(300)와 상기 UE(100)간에 무선 베어러 설정(setup)을 트리거링한다.
상기 어태치 수락 메시지는 상기 액세스 제어의 결과를 포함할 수 있다. 상기 액세스 제어의 결과는 연결 타입 정보를 포함할 수 있다. 상기 연결 타입 정보는 아래의 표 2의 2가지 정보 중 하나를 포함할 수 있다.
(1) CSG 멤버로의 수락
Home (e)NodeB가 폐쇄 접속 모드 또는 혼합 접속 모드로 동작하는 경우이고, 접속 요청하는 UE가 해당 Home (e)NodeB에서 서비스 가능한 CSG 멤버인 경우, 해당 UE를 CSG 멤버로 수락하였음을 나타냄
(2) Non-CSG 멤버로의 수락
Home (e)NodeB는 혼합 접속 모드로 동작하고, 접속 요청하는 UE가 해당 Home (e)NodeB가 제공하는 CSG 멤버가 아닌 경우, 상기 접속 요청한 UE를 non-CSG 멤버로 수락하였음을 나타냄
11) 상기 Home (e)NodeB(300)와 상기 UE(100)는 RRC 연결 절차를 수행한다.
12) 상기 Home (e)NodeB(300)는 초기 컨텍스트 설정 응답 메시지를 상기 MME(510)로 전송한다.
13) 상기 UE(100)는 어태치 완료 메시지, 예컨대 Attach Complete 메시지를 상기 Home (e)NodeB(300)로 전송한다.
14) 상기 Home (e)NodeB(300)는 어태치 완료 메시지, 예컨대 Attach Complete 메시지를 상기 MME(510)로 전송한다. 이로 인해, 상기 UE(100)와 상기 S-GW(520) 간에 터널이 설정된다. 상기 어태치 완료 메시지는 상기 Home (e)NodeB(300)의 TEID를 포함한다. 이로써, 상기 UE(100)는 자신의 업링크 데이터를 상기 Home (e)NodeB(300)를 통해 상기 S-GW(520)로 전송할 수 있다.
15) 한편, 상기 MME(510)는 전술한 액세스 제어를 상기 어태치 완료 메시지, 예컨대 Attach Complete 메시지를 수신한 후에 수행할 수도 있다.
15~18) 한편, 상기 MME(510)는 상기 설정한 세션, 즉 베어러의 수정을 위해, 베어러 수정 요청 메시지, 예컨대 Modify Bearer Request 메시지를 상기 S-GW(520)로 전송한다. 상기 베어러 수정 요청 메시지는 상기 Home (e)NodeB(300)의 TEID를 포함한다. 상기 S-GW(520)는 상기 베어러 수정 요청 메시지를 상기 P-GW(530)로 전송하고, 상기 P-GW(530)은 응답 메시지, 예컨대 Update Bearer Response 메시지를 전송한다. 그러면, 상기 S-GW(520)은 상기 응답 메시지를 상기 MME(520)로 전송한다. 이와 같은 절차를 통해, 상기 설정한 베어러가 갱신되면, 상기 S-GW(520)는 상기 Home (e)NodeB(300)을 통해 상기 UE(100)로 다운링크 데이터를 전송한다.
19) 필요에 따라 이후 비 3GPP 액세스로의 이동을 위해 APN, PDN GW id등을 HSS에 저장해둬야 할 필요가 있을 경우, Notify Request 메시지를 통해 상기 HSS(590) 등록 과정을 거친다.
한편, 상기 Home (e)NodeB(300)는 상기 UE(100)로 서비스를 제공한다.
구체적으로, 상기 Home (e)NodeB(300)는 상기 수신한 연결 타입정보에 따라서, 속도 제어(Rate Control) 또는 설정 연결의 다양화(diversion of establishment connection)등과 같은 ‘무선자원 제어(Radio Resource Control) 기능’을 수행한다. 예를 들어, 상기 Home (e)NodeB의 자원이 충분하지 않은 경우, 상기 Home (e)NodeB(300)는 non-CSG 멤버에 해당하는 UE의 QoS를 CSG 멤버에 해당하는 UE의 QoS보다 낮게 설정할 수 있다. 그리고, 상기 Home (e)NodeB(300)은 데이터의 스케줄링시 상기 non-CSG 멤버에 해당하는 UE로 전송할 데이터의 우선 순위를 낮게 설정할 수 있다. 또는, 상기 Home (e)NodeB(300)는 상기 UE(100)의 CSG 멤버쉽이 만료되거나, 해지되는 경우와 같이 상기 UE(100)에 더 이상 서비스를 제공할 수 없게 되는 경우, 다른 Home (e)NodeB 셀(즉, 또 다른 CSG 셀) 또는 매크로 셀을 담당하는 (e)NodeB 셀(또는, non-CSG 셀)로 상기 UE(100)를 핸드오버시킬 수 있다. 또는, 상기 Home (e)NodeB(300)는 무선 자원의 부족 등과 같이 상기 UE(100)에 더 이상 서비스를 제공할 수 없게 되는 경우, 서비스을 중단하는 대신 CSG 멤버를 다른 Home (e)NodeB 셀(즉, 또 다른 CSG 셀) 또는 매크로 셀을 담당하는 (e)NodeB 셀(또는, non-CSG 셀)로 상기 UE(100)를 핸드오버시킬 수 있다.
이상과 같이, 도 13에서는 EPC를 기준으로 MME(510), S-GW(520)을 나타내었으나, 본 발명의 개념은 UMTS에도 적용될 수 있다. UMTS의 경우, 상기 MME(510)과 상기 S-GW(520)는 모두 SGSN으로 통합될 수 있다. 따라서, 도 7에 도시된 상기 MME(510)과 상기 S-GW(520) 사이의 신호 송수신을 이루어지지 않고, 상기 SGSN 내부에서 모두 처리된다.
도 14는 방문 네트워크로 로밍한 UE의 절차를 다른 실시예에 따라 나타낸다.
도 14를 참조하면, 도 12와 달리 상기 MME(510)는 상기 홈 네트워크 내의 HSS(590)으로부터 CSG 정보만을 획득하고, 로밍 협약 정보 및 VCSG 허가 여부에 대한 정보는 획득하지 않는 것으로 나타나 있다. 로밍 협약 정보 및 VCSG 허가 여부에 대한 정보는 상기 로컬 VCSG 서버(550)에 미리 정의되어 있으며, 상기 UE가 로밍한 것으로 판단되는 경우, 상기 MME(510)는 상기 로컬 VCSG 서버(550)로부터 획득한다. 이때, 상기 로컬 VCSG 서버(550)에 저장된 로밍 협약 정보 및 VCSG 허가 여부에 대한 정보에 의하면, 상기 UE를 위한 CSG 서비스가 허락되지 않는 경우, 상기 로컬 VCSG 서버(590)는 로밍 협약 정보 및 VCSG 허가 여부에 대한 정보를 상기 MME(510)으로 전달하지 않고, CSG 서비스가 허락되지 않는다는 것만을 알려준다.
그 밖에 도 14에 도시된 사항들은 도 12와 유사하므로, 도 12의 설명으로부터 당업자가 용이하게 파악할 수 있는 바, 도 12의 설명을 준용하고 반복적으로 설명하지 않기로 한다.
도 15는 방문 네트워크로 로밍한 UE의 절차를 다른 실시예에 따라 나타낸다.
도 15를 참조하면, 도 12 및 도 14와 달리, 상기 MME(510)은 VCSG허가 여부에 대한 정보 그리고 로컬 CSG 정보 중 하나 이상을 미리 저장하고 있다. 이와 같이 상기 MME(510)가 저장하고 있는 경우에 대한 예를 들면, 상기 UE(100)가 상기 방문 네트워크에 이전에 접속한 적이 있는 경우이다. 이러한 경우, 상기 MME(510)는 상기 UE에 관련한 컨텍스트를 가지고 있고, 상기 컨텍스트 내에 전술한 VCSG허가 여부에 대한 정보 그리고 로컬 CSG 정보 중 하나 이상이 포함되어 있을 수 있다.
이때, 상기 UE(100)가 상기 방문 네트워크에 재방문하여 어태치 요청 또는 TAU 요청을 하면, 상기 MME(510)는 가지고 있는 VCSG허가 여부에 대한 정보 그리고 로컬 CSG 정보 중 하나 이상을 재활용할 수도 있고, 혹은 최근에 업데이트가 있는지 확인하기 위해 상기 로컬 CSG 서버(550)에 접속할 수 있다. 만약, 최근에 업데이트가 있었던 경우 혹은 상기 저장된 정보에 대한 만료 시간이 경과한 경우에 한해서, 상기 MME는 상기 로컬 CSG 서버로부터 상기 갱신된 정보를 획득할 수 있다.
그 밖에 도 15에 도시된 사항들은 도 12 및 도 14와 유사하므로, 도 12의 설명으로부터 당업자가 용이하게 파악할 수 있는 바, 전술한 설명을 준용하고 반복적으로 설명하지 않기로 한다.
한편, 지금까지의 설명과 달리, 상기 로컬 CSG 정보와 그리고 상기 홈 네트워크 내의 HSS로부터 획득한 CSG 관련 정보 간에 불일치가 있는 경우, 상510기 정보들 사이 간의 우선 순위에 관한 정보가 상기 MME(510)로 전달되는 것이 아니라, 상기 MME(510)가 이러한 우선 순위에 관한 정보를 미리 저장하고 있을 수도 있다.
도 16은 본 발명의 따른 MME(510)의 구성 블록도이다.
도 16에 도시된 바와 같이 상기 MME(510)는 저장수단(511), 컨트롤러(512), 송수신부(513)을 포함한다.
상기 저장 수단(511)은 도 4 내지 도 15에 도시된 방법을 저장한다.
상기 컨트롤러(512)는 상기 저장 수단 및 상기 송수신부를 각기 제어한다. 구체적으로 상기 컨트롤러들은 상기 저장 수단에 각기 저장된 상기 방법들을 실행한다. 그리고 상기 컨트롤러는 상기 송수신부를 통해 상기 전술한 신호들을 전송한다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명하였으나, 본 발명의 범위는 이와 같은 특정 실시예에만 한정되는 것은 아니므로, 본 발명은 본 발명의 사상 및 특허청구범위에 기재된 범주 내에서 다양한 형태로 수정, 변경, 또는 개선될 수 있다.

Claims (15)

  1. 방문 네트워크(Visited Network) 내에서 제어 평면(Control Plane)을 담당하는 MME (Mobility Management Entity)에서 액세스를 제어하는 방법으로서,
    상기 MME가 로밍 단말에 의한 접속 요청 메시지 또는 갱신 요청 메시지를 Home (e)NodeB로부터 수신하는 단계;
    상기 로밍 단말이 상기 방문 네트워크로 로밍하는 경우, 홈 네트워크 내에서 정의된 CSG(Closed Subscriber Group) 관련 정보인 제1 CSG정보 및 상기 방문 네트워크 내에서 정의된 CSG 관련 정보인 제2 CSG 정보 간의 충돌을 식별하는 단계;
    상기 충돌이 식별되면, 기설정된 우선 순위 정보에 기초하여 상기 제 1 CSG 정보 및 상기 제 2 CSG 정보 중 어느 하나를 CSG 정보로 결정하는 단계; 및
    상기 결정된 CSG 정보를 상기 Home (e)NodeB를 통해 상기 로밍 단말로 전송하는 단계;를 포함하되,
    상기 기설정된 우선 순위 정보는 상기 제 1 CSG 정보가 상기 제 2 CSG 정보보다 우선함을 지시하는 MME에서 액세스를 제어하는 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 우선 순위 정보는 상기 액세스 제어의 기준이 정적인지 혹은 동적으로 변경될 수 있는지를 나타내는 정보를 포함하는, MME에서 액세스를 제어하는 방법.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 액세스 제어에 결과 액세스가 허용되는 경우, 상기 우선 순위 정보는 허용되는 레벨에 대한 정보와, 허용되는 경우의 CSG 멤버쉽에 대한 정보 중 하나 이상을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 MME에서 액세스를 제어하는 방법.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1 CSG 정보 또는 상기 제 2 CSG 정보는 CSG ID와 만료 시간 정보 중 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 MME에서 액세스를 제어하는 방법.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1 CSG 정보 또는 상기 제 2 CSG 정보는 방문 네트워크에서 CSG 서비스의 허용 여부에 대한 정보, 방문 네트워크 허용되는 CSG 관련 정보, 방문 네트워크에서 허용되는 CSG 서비스의 레벨에 대한 정보, 상기 충돌이 있는 경우를 위한 우선 순위 정보 중 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 MME에서 액세스를 제어하는 방법.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 우선 순위 정보는 상기 제2 CSG 정보를 저장하고 있는 상기 방문 네트워크(Visited Network) 내의 서버로부터 획득되는 것을 특징으로 하는 MME에서 액세스를 제어하는 방법.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 우선 순위 정보는 상기 MME에 미리 저장되어 있는 것을 특징으로 하는 MME에서 액세스를 제어하는 방법.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 우선 순위 정보는 상기 방문 네트워크 내의 PCRF(Policy and Charging Rule Function) 서버 내에 저장되어 있는 것을 특징으로 하는 MME에서 액세스를 제어하는 방법.
  9. 방문 네트워크(Visited Network) 내에서 제어 평면(Control Plane)을 담당하는 MME (Mobility Management Entity)로서,
    정보를 수신하는 수신부;
    정보를 송신하는 송신부; 및
    상기 수신부 및 상기 송신부를 제어하는 제어부를 포함하되,
    상기 제어부는,
    상기 수신부를 제어하여 로밍 단말에 의한 접속 요청 메시지 또는 갱신 요청 메시지를 Home (e)NodeB로부터 수신하고,
    상기 로밍 단말이 상기 방문 네트워크로 로밍하는 경우, 홈 네트워크 내에서 정의된 CSG(Closed Subscriber Group) 관련 정보인 제1 CSG정보 및 상기 방문 네트워크 내에서 정의된 CSG 관련 정보인 제2 CSG 정보 간의 충돌을 식별하며,
    상기 충돌이 식별되면, 기설정된 우선 순위 정보에 기초하여 상기 제 1 CSG 정보 및 상기 제 2 CSG 정보 중 어느 하나를 CSG 정보로 결정하고, 및
    상기 송신부를 제어하여 상기 결정된 CSG 정보를 상기 Home (e)NodeB를 통해 상기 로밍 단말로 전송하되,
    상기 기설정된 우선 순위 정보는 상기 제 1 CSG 정보가 상기 제 2 CSG 정보보다 우선함을 지시하는 MME.
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