KR102051552B1

KR102051552B1 - 사용자 데이터의 전송을 위한 베어러를 설정하는 방법 및 장치

Info

Publication number: KR102051552B1
Application number: KR1020187015593A
Authority: KR
Inventors: 변대욱; 김태훈; 류진숙; 쑤지안; 김석중
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2015-12-29
Filing date: 2016-12-27
Publication date: 2019-12-03
Also published as: CN108476546B; US20190021023A1; EP3399831A4; EP3399831B1; US10616789B2; EP3399831A1; CN108476546A; KR20180071365A; WO2017116115A1

Abstract

무선 통신 시스템에서 사용자 평면 기반 CIoT(User Plane Based Celluar Internet of Things)에서 사용자 데이터(user data)의 전송을 위한 베어러(bearer)를 설정하는 방법 및 이를 지원하는 장치가 제공된다. 기지국은 TAU 요청(Tracking Area Update Request) 메시지를 단말로부터 수신하고, 상기 TAU 요청 메시지를 포함하는 Initial UE Message 메시지를 MME(Mobility Management Entity)에게 전송하고, 재개 지시(Resume Indication)를 포함하는 하향링크 NAS Transport 메시지를 상기 MME로부터 수신하고, 상기 재개 지시를 기반으로 UE 컨텍스트 재개 요청(Context Resume Request) 메시지를 상기 MME에게 전송할 수 있다.

Description

사용자 데이터의 전송을 위한 베어러를 설정하는 방법 및 장치

본 발명은 무선 통신 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 무선 통신 시스템에서 기지국이 사용자 평면 기반 CIoT(User Plane Based Celluar Internet of Things)에서 사용자 데이터(user data)의 전송을 위한 베어러(bearer)를 설정하는 방법 및 이를 지원하는 장치에 관한 것이다.

최근 들어 우리 주변의 모든 사물들을 네트워크를 통해 연결함으로써, 언제, 어디서나 필요한 정보를 쉽게 획득하고 전달할 수 있으며, 이를 기반으로 다양한 서비스 제공과 이용을 가능하게 하는 M2M/IoT가 차세대 통신 시장을 위한 주요 이슈로 부각되고 있다.

초기의 M2M은 주로 국소 지역을 대상으로 하는 sensor 및 RFID 네트워크에서 출발했으나, 점차 응용의 목적 및 특성이 다양해짐에 따라 각종 유/무선 네트 워크가 사용될 수 있다. 근래에는 사물의 이동성, 도서 및 산간뿐만 아니라 해양 등을 포함하는 광범위한 서비스 지역, 네트워크의 운영 및 유지보수의 용이성, 신뢰도 높은 데이터 전송을 위한 보안, 그리고 서비스 품질 보장 등을 고려하여 이동통신 네트워크를 기반으로 하는 M2M에 대한 관심이 고조되고 있다. 이를 반영하듯, 3GPP에서도 2005년 M2M을 위한 타당성 연구를 시작으로, 2008년부터 "Machine Type Communications(MTC)"라는 이름으로 본격적인 표준화 작업을 진행하고 있다.

3GPP 관점에서 Machine이란, 사람의 직접적인 조작이나 개입을 필요로 하지 않는 개체를 의미하며, MTC는 이러한 Machine이 하나 또는 그 이상이 포함된 데이터 통신의 한 형태로 정의된다. Machine의 전형적인 예로는 이동통신 모듈이 탑재된 smart meter, vending machine 등의 형태가 언급되었으나, 최근에는 사용자의 위치 또는 상황에 따라 사용자의 조작이나 개입 없이도 자동으로 네트워크에 접속 하여 통신을 수행하는 스마트 폰의 등장으로 MTC 기능을 가진 휴대 단말도 Machine의 한 형태로 고려되고 있다. 또한 IEEE 802.15 WPAN 기반의 초소형 sensor 나 RFID 등과 연결된 gateway 형태의 MTC device도 고려되고 있다.

사물 인터넷(Internet of Things: IoT)이란 모든 사물들이 인터넷에 연결되어 상호 간에 직접 통신하는, 향후 정보통신의 미래 인프라 및 서비스이다. 사물 인터넷이 필요한 이유는 초연결 사회를 기반으로 한 삶의 질 향상과 생산성 향상에 있으나, 궁극적으로는 국가 자체의 인프라, 더 나아가서는 인류와 지구를 위한 중추 신경계를 이루기 때문에 무엇보다 중요하다. 사물 인터넷은 아직까지 주목할만한 큰 수익 모델이 없는 시작 단계이나, 21세기 새로운 패러다임인 IoT의 향후 시장규모는 기존 셀룰러 이동통신 시장의 10배 이상이 되며, 급격히 성장해 갈 것으로 예측되고 있다. 사물 인터넷은 크게 셀룰러 이동통신 기반의 IoT(CIoT)와 비 셀룰러 기반의 IoT로 구분된다.

사용자 평면 기반 CIoT에서, ECM_IDLE 상태의 단말이 TAU 절차를 트리거할 때, UL 데이터가 존재하면, 단말은 활성 플래그(Active Flag)와 함께 TAU 요청을 포함하는 RRC 연결 재개 요청 메시지를 전송할 수 있다. 다만, 이 경우, RRC 연결 재개 요청 메시지가'Bearer Ind'를 포함하지 않기 때문에, 베어러 컨텍스트는 활성화되지 않는다. 따라서, 단말이 UL 데이터를 전송하기 위해, 불필요한 절차가 수행되어야 할 수 있다. 나아가, 베어러 컨텍스트가 활성화되지 않기 때문에, MME가 단말에게 전송될 하향링크 데이터가 존재함을 식별한다고 하더라도, 상기 하향링크 데이터를 단말에게 전송할 수 없다. 따라서, 사용자 평면 기반 CIoT에서 사용자 데이터의 전송을 위한 향상된 S1 시그널링이 제안될 필요가 있다.

일 실시 예에 있어서, 무선 통신 시스템에서 기지국이 사용자 평면 기반 CIoT(User Plane Based Celluar Internet of Things)에서 사용자 데이터(user data)의 전송을 위한 베어러(bearer)를 설정하는 방법이 제공된다. 상기 기지국은 TAU 요청(Tracking Area Update Request) 메시지를 단말로부터 수신하고, 상기 TAU 요청 메시지를 포함하는 Initial UE Message 메시지를 MME(Mobility Management Entity)에게 전송하고, 재개 지시(Resume Indication)를 포함하는 하향링크 NAS Transport 메시지를 상기 MME로부터 수신하고, 상기 재개 지시를 기반으로 UE 컨텍스트 재개 요청(Context Resume Request) 메시지를 상기 MME에게 전송하는 것을 포함할 수 있다.

상기 단말로부터 수신된 TAU 요청 메시지는 RRC 연결 재개 요청 메시지에 포함될 수 있다. 상기 RRC 연결 재개 요청 메시지는 베어러 지시(Bearer Indication)를 포함하지 않을 수 있다. 상기 재개 지시에 의해 RRC 연결의 일시 중단(suspension)이 금지되고, 상기 UE 컨텍스트 재개 요청 메시지의 전송이 트리거될 수 있다. 상기 TAU 요청 메시지가 활성 플래그(Active Flag)를 포함하면, 상기 재개 지시는 상기 MME로부터 수신될 수 있다. 단말에게 전송될 하향링크 데이터가 있음이 상기 MME에 의해 식별되면, 상기 재개 지시는 상기 MME로부터 수신될 수 있다.

상기 기지국은, 상기 단말에 대하여 재개를 요청하는 재개 요청 지시를 상기 단말로부터 수신하고, 상기 재개 요청 지시를 기반으로 이전에 일시 중단된 RRC 연결의 재개가 가능한지 여부를 결정하는 것을 더 포함할 수 있다. 상기 재개 요청 지시는 RRC 연결 요청(connection request) 메시지에 포함될 수 있다. 상기 단말로부터 수신된 TAU 요청 메시지는 RRC 연결 셋업 완료(connection setup complete) 메시지에 포함될 수 있다. 상기 Initial UE Message 메시지는 상기 기지국이 이전에 일시 중단된 RRC 연결을 재개할 수 있는지 여부를 지시하는 재개 가능 지시(resumeable indication)를 포함할 수 있다. 상기 재개 지시에 의해 상기 UE 컨텍스트 재개 요청 메시지의 전송이 트리거될 수 있다. 상기 TAU 요청 메시지가 활성 플래그(Active Flag)를 포함하면, 상기 재개 지시는 상기 MME로부터 수신될 수 있다. 단말에게 전송될 하향링크 데이터가 있음이 상기 MME에 의해 식별되면, 상기 재개 지시는 상기 MME로부터 수신될 수 있다.

상기 단말은 RRC_IDLE 상태일 수 있다.

다른 실시 예에 있어서, 무선 통신 시스템에서 사용자 평면 기반 CIoT(User Plane Based Celluar Internet of Things)에서 사용자 데이터(user data)의 전송을 위한 베어러를 설정하는 기지국이 제공된다. 상기 기지국은 메모리; 송수신기; 및 상기 메모리와 상기 송수신기를 연결하는 프로세서를 포함하되, 상기 프로세서는 상기 송수신기가 TAU 요청(Tracking Area Update Request) 메시지를 단말로부터 수신하도록 제어하고, 상기 송수신기가 상기 TAU 요청 메시지를 포함하는 Initial UE Message 메시지를 MME(Mobility Management Entity)에게 전송하도록 제어하고, 상기 송수신기가 재개 지시(Resume Indication)를 포함하는 하향링크 NAS Transport 메시지를 상기 MME로부터 수신하도록 제어하고, 상기 송수신기가 상기 재개 지시를 기반으로 UE 컨텍스트 재개 요청(Context Resume Request) 메시지를 상기 MME에게 전송하는 것을 제어하도록 구성될 수 있다.

베어러가 설정될 수 있다.

도 1은 LTE 시스템의 구조를 나타낸다.
도 2는 제어 평면에 대한 LTE 시스템의 무선 인터페이스 프로토콜을 나타낸다.
도 3은 사용자 평면에 대한 LTE 시스템의 무선 인터페이스 프로토콜을 나타낸다.
도 4는 MTC 통신의 일 예를 나타낸다.
도 5는 사용자 평면 기반 CIoT에서 RRC 연결의 일시 중단 절차를 나타낸다.
도 6은 사용자 평면 기반 CIoT에서 RRC 연결의 재개 절차를 나타낸다.
도 7은 사용자 평면 기반 CIoT에서 TAU를 위한 MM 절차를 나타낸다.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따라, TAU 요청이 트리거될 때, RRC 재개 절차를 나타낸다.
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따라, TAU 요청이 트리거될 때, RRC 재개 절차를 나타낸다.
도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따라, TAU 요청이 트리거될 때, RRC 재개 절차를 나타낸다.
도 11은 본 발명의 일 실시 예에 따라, TAU 요청이 트리거될 때, RRC 재개 절차를 나타낸다.
도 12는 본 발명의 일 실시 예에 따라, 기지국이 사용자 평면 기반 CIoT에서 사용자 데이터의 전송을 위한 베어러를 설정하는 방법을 나타내는 블록도이다.
도 13은 본 발명의 실시 예가 구현되는 무선 통신 시스템의 블록도이다.

이하의 기술은 CDMA(code division multiple access), FDMA(frequency division multiple access), TDMA(time division multiple access), OFDMA(orthogonal frequency division multiple access), SC-FDMA(single carrier frequency division multiple access) 등과 같은 다양한 무선 통신 시스템에 사용될 수 있다. CDMA는 UTRA(universal terrestrial radio access)나 CDMA2000과 같은 무선 기술로 구현될 수 있다. TDMA는 GSM(global system for mobile communications)/GPRS(general packet radio service)/EDGE(enhanced data rates for GSM evolution)와 같은 무선 기술로 구현될 수 있다. OFDMA는 IEEE(institute of electrical and electronics engineers) 802.11(Wi-Fi), IEEE 802.16(WiMAX), IEEE 802-20, E-UTRA(evolved UTRA) 등과 같은 무선 기술로 구현될 수 있다. IEEE 802.16m은 IEEE 802.16e의 진화로, IEEE 802.16e에 기반한 시스템과의 하위 호환성(backward compatibility)를 제공한다. UTRA는 UMTS(universal mobile telecommunications system)의 일부이다. 3GPP(3rd generation partnership project) LTE(long term evolution)은 E-UTRA(evolved-UMTS terrestrial radio access)를 사용하는 E-UMTS(evolved UMTS)의 일부로써, 하향링크에서 OFDMA를 채용하고 상향링크에서 SC-FDMA를 채용한다. LTE-A(advanced)는 3GPP LTE의 진화이다.

설명을 명확하게 하기 위해, LTE-A를 위주로 기술하지만 본 발명의 기술적 사상이 이에 제한되는 것은 아니다.

도 1은 LTE 시스템의 구조를 나타낸다. 통신 네트워크는 IMS 및 패킷 데이터를 통한 인터넷 전화(Voice over internet protocol: VoIP)와 같은 다양한 통신 서비스들을 제공하기 위하여 넓게 설치된다.

도 1을 참조하면, LTE 시스템 구조는 하나 이상의 단말(UE; 10), E-UTRAN(evolved-UMTS terrestrial radio access network) 및 EPC(evolved packet core)를 포함한다. 단말(10)은 사용자에 의해 움직이는 통신 장치이다. 단말(10)은 고정되거나 이동성을 가질 수 있으며, MS(mobile station), UT(user terminal), SS(subscriber station), 무선기기(wireless device) 등 다른 용어로 불릴 수 있다.

E-UTRAN은 하나 이상의 eNB(evolved node-B; 20)를 포함할 수 있고, 하나의 셀에 복수의 단말이 존재할 수 있다. eNB(20)는 제어 평면(control plane)과 사용자 평면(user plane)의 끝 지점을 단말에게 제공한다. eNB(20)는 일반적으로 단말(10)과 통신하는 고정된 지점(fixed station)을 말하며, BS(base station), BTS(base transceiver system), 액세스 포인트(access point) 등 다른 용어로 불릴 수 있다. 하나의 eNB(20)는 셀마다 배치될 수 있다. eNB(20)의 커버리지 내에 하나 이상의 셀이 존재할 수 있다. 하나의 셀은 1.25, 2.5, 5, 10 및 20 MHz 등의 대역폭 중 하나를 가지도록 설정되어 여러 단말에게 하향링크(DL; downlink) 또는 상향링크(UL; uplink) 전송 서비스를 제공할 수 있다. 이때 서로 다른 셀은 서로 다른 대역폭을 제공하도록 설정될 수 있다.

이하에서, DL은 eNB(20)에서 단말(10)로의 통신을 의미하며, UL은 단말(10)에서 eNB(20)으로의 통신을 의미한다. DL에서 송신기는 eNB(20)의 일부이고, 수신기는 단말(10)의 일부일 수 있다. UL에서 송신기는 단말(10)의 일부이고, 수신기는 eNB(20)의 일부일 수 있다.

EPC는 제어 평면의 기능을 담당하는 MME(mobility management entity), 사용자 평면의 기능을 담당하는 S-GW(system architecture evolution (SAE) gateway)를 포함할 수 있다. MME/S-GW(30)은 네트워크의 끝에 위치할 수 있으며, 외부 네트워크와 연결된다. MME는 단말의 접속 정보나 단말의 능력에 관한 정보를 가지며, 이러한 정보는 주로 단말의 이동성 관리에 사용될 수 있다. S-GW는 E-UTRAN을 종단점으로 갖는 게이트웨이이다. MME/S-GW(30)은 세션의 종단점과 이동성 관리 기능을 단말(10)에 제공한다. EPC는 PDN(packet data network)-GW(gateway)를 더 포함할 수 있다. PDN-GW는 PDN을 종단점으로 갖는 게이트웨이이다.

MME는 eNB(20)로의 NAS(non-access stratum) 시그널링, NAS 시그널링 보안, AS(access stratum) 보안 제어, 3GPP 액세스 네트워크 간의 이동성을 위한 inter CN(core network) 노드 시그널링, 아이들 모드 단말 도달 가능성(페이징 재전송의 제어 및 실행 포함), 트래킹 영역 리스트 관리(아이들 모드 및 활성화 모드인 단말을 위해), P-GW 및 S-GW 선택, MME 변경과 함께 핸드오버를 위한 MME 선택, 2G 또는 3G 3GPP 액세스 네트워크로의 핸드오버를 위한 SGSN(serving GPRS support node) 선택, 로밍, 인증, 전용 베이러 설정을 포함한 베어러 관리 기능, PWS(public warning system: 지진/쓰나미 경보 시스템(ETWS) 및 상용 모바일 경보 시스템(CMAS) 포함) 메시지 전송 지원 등의 다양한 기능을 제공한다. S-GW 호스트는 사용자 별 기반 패킷 필터링(예를 들면, 심층 패킷 검사를 통해), 합법적 차단, 단말 IP(internet protocol) 주소 할당, DL에서 전송 레벨 패킹 마킹, UL/DL 서비스 레벨 과금, 게이팅 및 등급 강제, APN-AMBR에 기반한 DL 등급 강제의 갖가지 기능을 제공한다. 명확성을 위해 MME/S-GW(30)은 "게이트웨이"로 단순히 표현하며, 이는 MME 및 S-GW를 모두 포함할 수 있다.

사용자 트래픽 전송 또는 제어 트래픽 전송을 위한 인터페이스가 사용될 수 있다. 단말(10) 및 eNB(20)은 Uu 인터페이스에 의해 연결될 수 있다. eNB(20)들은 X2 인터페이스에 의해 상호간 연결될 수 있다. 이웃한 eNB(20)들은 X2 인터페이스에 의한 망형 네트워크 구조를 가질 수 있다. eNB(20)들은 S1 인터페이스에 의해 EPC와 연결될 수 있다. eNB(20)들은 S1-MME 인터페이스에 의해 EPC와 연결될 수 있으며, S1-U 인터페이스에 의해 S-GW와 연결될 수 있다. S1 인터페이스는 eNB(20)와 MME/S-GW(30) 간에 다수-대-다수 관계(many-to-many-relation)를 지원한다.

eNB(20)은 게이트웨이(30)에 대한 선택, RRC(radio resource control) 활성(activation) 동안 게이트웨이(30)로의 라우팅(routing), 페이징 메시지의 스케줄링 및 전송, BCH(broadcast channel) 정보의 스케줄링 및 전송, UL 및 DL에서 단말(10)들로의 자원의 동적 할당, eNB 측정의 설정(configuration) 및 제공(provisioning), 무선 베어러 제어, RAC(radio admission control) 및 LTE 활성 상태에서 연결 이동성 제어 기능을 수행할 수 있다. 상기 언급처럼 게이트웨이(30)는 EPC에서 페이징 개시, LTE 아이들 상태 관리, 사용자 평면의 암호화, SAE 베어러 제어 및 NAS 시그널링의 암호화와 무결성 보호 기능을 수행할 수 있다.

도 2는 제어 평면에 대한 LTE 시스템의 무선 인터페이스 프로토콜을 나타낸다. 도 3은 사용자 평면에 대한 LTE 시스템의 무선 인터페이스 프로토콜을 나타낸다.

단말과 E-UTRAN 간의 무선 인터페이스 프로토콜의 계층은 통신 시스템에서 널리 알려진 OSI(open system interconnection) 모델의 하위 3개 계층을 바탕으로 L1(제1 계층), L2(제2 계층) 및 L3(제3 계층)으로 구분된다. 단말과 E-UTRAN 간의 무선 인터페이스 프로토콜은 수평적으로 물리 계층, 데이터 링크 계층(data link layer) 및 네트워크 계층(network layer)으로 구분될 수 있고, 수직적으로는 제어 신호 전송을 위한 프로토콜 스택(protocol stack)인 제어 평면(control plane)과 데이터 정보 전송을 위한 프로토콜 스택인 사용자 평면(user plane)으로 구분될 수 있다. 무선 인터페이스 프로토콜의 계층은 단말과 E-UTRAN에서 쌍(pair)으로 존재할 수 있고, 이는 Uu 인터페이스의 데이터 전송을 담당할 수 있다.

물리 계층(PHY; physical layer)은 L1에 속한다. 물리 계층은 물리 채널을 통해 상위 계층에 정보 전송 서비스를 제공한다. 물리 계층은 상위 계층인 MAC(media access control) 계층과 전송 채널(transport channel)을 통해 연결된다. 물리 채널은 전송 채널에 맵핑 된다. 전송 채널을 통해 MAC 계층과 물리 계층 사이로 데이터가 전송될 수 있다. 서로 다른 물리 계층 사이, 즉 송신기의 물리 계층과 수신기의 물리 계층 간에 데이터는 물리 채널을 통해 무선 자원을 이용하여 전송될 수 있다. 물리 계층은 OFDM(orthogonal frequency division multiplexing) 방식을 이용하여 변조될 수 있고, 시간과 주파수를 무선 자원으로 활용한다.

물리 계층은 몇몇의 물리 제어 채널(physical control channel)을 사용한다. PDCCH(physical downlink control channel)은 PCH(paging channel) 및 DL-SCH(downlink shared channel)의 자원 할당, DL-SCH와 관련되는 HARQ(hybrid automatic repeat request) 정보에 대하여 단말에 보고한다. PDCCH는 상향링크 전송의 자원 할당에 관하여 단말에 보고하기 위해 상향링크 그랜트를 나를 수 있다. PCFICH(physical control format indicator channel)은 PDCCH를 위해 사용되는 OFDM 심벌의 개수를 단말에 알려주며, 모든 서브프레임마다 전송된다. PHICH(physical hybrid ARQ indicator channel)은 UL-SCH 전송에 대한 HARQ ACK(acknowledgement)/NACK(non-acknowledgement) 신호를 나른다. PUCCH(physical uplink control channel)은 하향링크 전송을 위한 HARQ ACK/NACK, 스케줄링 요청 및 CQI와 같은 UL 제어 정보를 나른다. PUSCH(physical uplink shared channel)은 UL-SCH(uplink shared channel)를 나른다.

물리 채널은 시간 영역에서 복수의 서브프레임(subframe)들과 주파수 영역에서 복수의 부반송파(subcarrier)들로 구성된다. 하나의 서브프레임은 시간 영역에서 복수의 심벌들로 구성된다. 하나의 서브프레임은 복수의 자원 블록(RB; resource block)들로 구성된다. 하나의 자원 블록은 복수의 심벌들과 복수의 부반송파들로 구성된다. 또한, 각 서브프레임은 PDCCH를 위하여 해당 서브프레임의 특정 심벌들의 특정 부반송파들을 이용할 수 있다. 예를 들어, 서브프레임의 첫 번째 심벌이 PDCCH를 위하여 사용될 수 있다. PDCCH는 PRB(physical resource block) 및 MCS(modulation and coding schemes)와 같이 동적으로 할당된 자원을 나를 수 있다. 데이터가 전송되는 단위 시간인 TTI(transmission time interval)는 1개의 서브프레임의 길이와 동일할 수 있다. 서브프레임 하나의 길이는 1ms일 수 있다.

전송채널은 채널이 공유되는지 아닌지에 따라 공통 전송 채널 및 전용 전송 채널로 분류된다. 네트워크에서 단말로 데이터를 전송하는 DL 전송 채널(DL transport channel)은 시스템 정보를 전송하는 BCH(broadcast channel), 페이징 메시지를 전송하는 PCH(paging channel), 사용자 트래픽 또는 제어 신호를 전송하는 DL-SCH 등을 포함한다. DL-SCH는 HARQ, 변조, 코딩 및 전송 전력의 변화에 의한 동적 링크 적응 및 동적/반정적 자원 할당을 지원한다. 또한, DL-SCH는 셀 전체에 브로드캐스트 및 빔포밍의 사용을 가능하게 할 수 있다. 시스템 정보는 하나 이상의 시스템 정보 블록들을 나른다. 모든 시스템 정보 블록들은 같은 주기로 전송될 수 있다. MBMS(multimedia broadcast/multicast service)의 트래픽 또는 제어 신호는 MCH(multicast channel)를 통해 전송된다.

단말에서 네트워크로 데이터를 전송하는 UL 전송 채널은 초기 제어 메시지(initial control message)를 전송하는 RACH(random access channel), 사용자 트래픽 또는 제어 신호를 전송하는 UL-SCH 등을 포함한다. UL-SCH는 HARQ 및 전송 전력 및 잠재적인 변조 및 코딩의 변화에 의한 동적 링크 적응을 지원할 수 있다. 또한, UL-SCH는 빔포밍의 사용을 가능하게 할 수 있다. RACH는 일반적으로 셀로의 초기 접속에 사용된다.

L2에 속하는 MAC 계층은 논리 채널(logical channel)을 통해 상위 계층인 RLC(radio link control) 계층에게 서비스를 제공한다. MAC 계층은 복수의 논리 채널에서 복수의 전송 채널로의 맵핑 기능을 제공한다. 또한, MAC 계층은 복수의 논리 채널에서 단수의 전송 채널로의 맵핑에 의한 논리 채널 다중화 기능을 제공한다. MAC 부 계층은 논리 채널상의 데이터 전송 서비스를 제공한다.

논리 채널은 전송되는 정보의 종류에 따라, 제어 평면의 정보 전달을 위한 제어 채널과 사용자 평면의 정보 전달을 위한 트래픽 채널로 나눌 수 있다. 즉, 논리 채널 타입의 집합은 MAC 계층에 의해 제공되는 다른 데이터 전송 서비스를 위해 정의된다. 논리채널은 전송 채널의 상위에 위치하고 전송채널에 맵핑 된다.

제어 채널은 제어 평면의 정보 전달만을 위해 사용된다. MAC 계층에 의하여 제공되는 제어 채널은 BCCH(broadcast control channel), PCCH(paging control channel), CCCH(common control channel), MCCH(multicast control channel) 및 DCCH(dedicated control channel)을 포함한다. BCCH는 시스템 제어 정보를 방송하기 위한 하향링크 채널이다. PCCH는 페이징 정보의 전송 및 셀 단위의 위치가 네트워크에 알려지지 않은 단말을 페이징 하기 위해 사용되는 하향링크 채널이다. CCCH는 네트워크와 RRC 연결을 갖지 않을 때 단말에 의해 사용된다. MCCH는 네트워크로부터 단말에게 MBMS 제어 정보를 전송하는데 사용되는 일대다 하향링크 채널이다. DCCH는 RRC 연결 상태에서 단말과 네트워크간에 전용 제어 정보 전송을 위해 단말에 의해 사용되는 일대일 양방향 채널이다.

트래픽 채널은 사용자 평면의 정보 전달만을 위해 사용된다. MAC 계층에 의하여 제공되는 트래픽 채널은 DTCH(dedicated traffic channel) 및 MTCH(multicast traffic channel)을 포함한다. DTCH는 일대일 채널로 하나의 단말의 사용자 정보의 전송을 위해 사용되며, 상향링크 및 하향링크 모두에 존재할 수 있다. MTCH는 네트워크로부터 단말에게 트래픽 데이터를 전송하기 위한 일대다 하향링크 채널이다.

논리 채널과 전송 채널간의 상향링크 연결은 UL-SCH에 맵핑 될 수 있는 DCCH, UL-SCH에 맵핑 될 수 있는 DTCH 및 UL-SCH에 맵핑 될 수 있는 CCCH를 포함한다. 논리 채널과 전송 채널간의 하향링크 연결은 BCH 또는 DL-SCH에 맵핑 될 수 있는 BCCH, PCH에 맵핑 될 수 있는 PCCH, DL-SCH에 맵핑 될 수 있는 DCCH, DL-SCH에 맵핑 될 수 있는 DTCH, MCH에 맵핑 될 수 있는 MCCH 및 MCH에 맵핑 될 수 있는 MTCH를 포함한다.

RLC 계층은 L2에 속한다. RLC 계층의 기능은 하위 계층이 데이터를 전송하기에 적합하도록 무선 섹션에서 상위 계층으로부터 수신된 데이터의 분할/연접에 의한 데이터의 크기 조정을 포함한다. 무선 베어러(RB; radio bearer)가 요구하는 다양한 QoS를 보장하기 위해, RLC 계층은 투명 모드(TM; transparent mode), 비 확인 모드(UM; unacknowledged mode) 및 확인 모드(AM; acknowledged mode)의 세 가지의 동작 모드를 제공한다. AM RLC는 신뢰성 있는 데이터 전송을 위해 ARQ(automatic repeat request)를 통해 재전송 기능을 제공한다. 한편, RLC 계층의 기능은 MAC 계층 내부의 기능 블록으로 구현될 수 있으며, 이때 RLC 계층은 존재하지 않을 수도 있다.

PDCP(packet data convergence protocol) 계층은 L2에 속한다. PDCP 계층은 상대적으로 대역폭이 작은 무선 인터페이스 상에서 IPv4 또는 IPv6와 같은 IP 패킷을 도입하여 전송되는 데이터가 효율적으로 전송되도록 불필요한 제어 정보를 줄이는 헤더 압축 기능을 제공한다. 헤더 압축은 데이터의 헤더에 필요한 정보만을 전송함으로써 무선 섹션에서 전송 효율을 높인다. 게다가, PDCP 계층은 보안 기능을 제공한다. 보안기능은 제3자의 검사를 방지하는 암호화 및 제3자의 데이터 조작을 방지하는 무결성 보호를 포함한다.

RRC(radio resource control) 계층은 L3에 속한다. L3의 가장 하단 부분에 위치하는 RRC 계층은 오직 제어 평면에서만 정의된다. RRC 계층은 단말과 네트워크 간의 무선 자원을 제어하는 역할을 수행한다. 이를 위해 단말과 네트워크는 RRC 계층을 통해 RRC 메시지를 교환한다. RRC 계층은 RB들의 구성(configuration), 재구성(re-configuration) 및 해제(release)와 관련되어 논리 채널, 전송 채널 및 물리 채널들의 제어를 담당한다. RB는 단말과 네트워크 간의 데이터 전달을 위해 L1 및 L2에 의해 제공되는 논리적 경로이다. 즉, RB는 단말과 E-UTRAN 간의 데이터 전송을 위해 L2에 의해 제공되는 서비스를 의미한다. RB가 설정된다는 것은 특정 서비스를 제공하기 위해 무선 프로토콜 계층 및 채널의 특성을 규정하고, 각각의 구체적인 파라미터 및 동작 방법을 결정함을 의미한다. RB는 SRB(signaling RB)와 DRB(data RB) 두 가지로 구분될 수 있다. SRB는 제어 평면에서 RRC 메시지를 전송하는 통로로 사용되며, DRB는 사용자 평면에서 사용자 데이터를 전송하는 통로로 사용된다.

RRC 계층 상위에 위치하는 NAS(Non-Access Stratum) 계층은 연결관리(Session Management)와 이동성 관리(Mobility Management) 등의 기능을 수행한다.

도 2를 참조하면, RLC 및 MAC 계층(네트워크 측에서 eNB에서 종료)은 스케줄링, ARQ 및 HARQ와 같은 기능을 수행할 수 있다. RRC 계층(네트워크 측에서 eNB에서 종료)은 방송, 페이징, RRC 연결 관리, RB 제어, 이동성 기능 및 단말 측정 보고/제어와 같은 기능을 수행할 수 있다. NAS 제어 프로토콜(네트워크 측에서 게이트웨이의 MME에서 종료)은 SAE 베어러 관리, 인증, LTE_IDLE 이동성 핸들링, LTE_IDLE에서 페이징 개시 및 단말과 게이트웨이 간의 시그널링을 위한 보안 제어와 같은 기능을 수행할 수 있다.

도 3을 참조하면, RLC 및 MAC 계층(네트워크 측에서 eNB에서 종료)은 제어 평면에서의 기능과 동일한 기능을 수행할 수 있다. PDCP 계층(네트워크 측에서 eNB에서 종료)은 헤더 압축, 무결성 보호 및 암호화와 같은 사용자 평면 기능을 수행할 수 있다.

이하, 단말의 RRC 상태(RRC state) 및 RRC 연결 방법에 대하여 설명한다.

RRC 상태는 단말의 RRC 계층이 E-UTRAN의 RRC 계층과 논리적으로 연결되어 있는지 여부를 지시한다. RRC 상태는 RRC 연결 상태(RRC_CONNECTED) 및 RRC 아이들 상태(RRC_IDLE)와 같이 두 가지로 나누어질 수 있다. 단말의 RRC 계층과 E-UTRAN의 RRC 계층 간의 RRC 연결이 설정되어 있을 때, 단말은 RRC 연결 상태에 있게 되며, 그렇지 않은 경우 단말은 RRC 아이들 상태에 있게 된다. RRC_CONNECTED의 단말은 E-UTRAN과 RRC 연결이 설정되어 있으므로, E-UTRAN은 RRC_CONNECTED의 단말의 존재를 파악할 수 있고, 단말을 효과적으로 제어할 수 있다. 한편, E-UTRAN은 RRC_IDLE의 단말을 파악할 수 없으며, 핵심 망(CN; core network)이 셀보다 더 큰 영역인 트래킹 영역(tracking area) 단위로 단말을 관리한다. 즉, RRC_IDLE의 단말은 더 큰 영역의 단위로 존재만 파악되며, 음성 또는 데이터 통신과 같은 통상의 이동 통신 서비스를 받기 위해서 단말은 RRC_CONNECTED로 천이해야 한다.

RRC_IDLE 상태에서, 단말이 NAS에 의해 설정된 DRX(discontinuous reception)를 지정하는 동안에, 단말은 시스템 정보 및 페이징 정보의 방송을 수신할 수 있다. 그리고, 단말은 트래킹 영역에서 단말을 고유하게 지정하는 ID(identification)를 할당 받고, PLMN(public land mobile network) 선택 및 셀 재선택을 수행할 수 있다. 또한 RRC_IDLE 상태에서, 어떠한 RRC context도 eNB에 저장되지 않는다.

RRC_CONNECTED 상태에서, 단말은 E-UTRAN에서 E-UTRAN RRC 연결 및 RRC context를 가져, eNB로 데이터를 전송 및/또는 eNB로부터 데이터를 수신하는 것이 가능하다. 또한, 단말은 eNB로 채널 품질 정보 및 피드백 정보를 보고할 수 있다. RRC_CONNECTED 상태에서, E-UTRAN은 단말이 속한 셀을 알 수 있다. 그러므로 네트워크는 단말에게 데이터를 전송 및/또는 단말로부터 데이터를 수신할 수 있고, 네트워크는 단말의 이동성(핸드오버 및 NACC(network assisted cell change)를 통한 GERAN(GSM EDGE radio access network)으로 inter-RAT(radio access technology) 셀 변경 지시)을 제어할 수 있으며, 네트워크는 이웃 셀을 위해 셀 측정을 수행할 수 있다.

RRC_IDLE 상태에서 단말은 페이징 DRX 주기를 지정한다. 구체적으로 단말은 단말 특정 페이징 DRX 주기 마다의 특정 페이징 기회(paging occasion)에 페이징 신호를 모니터링 한다. 페이징 기회는 페이징 신호가 전송되는 동안의 시간 간격이다. 단말은 자신만의 페이징 기회를 가지고 있다.

페이징 메시지는 동일한 트래킹 영역에 속하는 모든 셀에 걸쳐 전송된다. 만약 단말이 하나의 트래킹 영역에서 다른 하나의 트래킹 영역으로 이동하면, 단말은 위치를 업데이트하기 위해 TAU(tracking area update) 메시지를 네트워크에 전송한다.

사용자가 단말의 전원을 최초로 켰을 때, 단말은 먼저 적절한 셀을 탐색한 후 해당 셀에서 RRC_IDLE에 머무른다. RRC 연결을 맺을 필요가 있을 때, RRC_IDLE에 머무르던 단말은 RRC 연결 절차를 통해 E-UTRAN의 RRC와 RRC 연결을 맺고 RRC_CONNECTED로 천이할 수 있다. RRC_IDLE에 머무르던 단말은 사용자의 통화 시도 등의 이유로 상향링크 데이터 전송이 필요할 때, 또는 E-UTRAN으로부터 페이징 메시지를 수신하고 이에 대한 응답 메시지 전송이 필요할 때 등에 E-UTRAN과 RRC 연결을 맺을 필요가 있을 수 있다.

NAS 계층에서 단말의 이동성을 관리하기 위하여 EMM-REGISTERED(EPS Mobility Management-REGISTERED) 및 EMM-DEREGISTERED 두 가지 상태가 정의되어 있으며, 이 두 상태는 단말과 MME에게 적용된다. 초기 단말은 EMM-DEREGISTERED 상태이며, 이 단말이 네트워크에 접속하기 위해서 초기 연결(Initial Attach) 절차를 통해서 해당 네트워크에 등록하는 과정을 수행한다. 상기 연결(Attach) 절차가 성공적으로 수행되면 단말 및 MME는 EMM-REGISTERED 상태가 된다.

단말과 EPC간 시그널링 연결(signaling connection)을 관리하기 위하여 ECM(EPS Connection Management)-IDLE 상태 및 ECM-CONNECTED 상태 두 가지 상태가 정의되어 있으며, 이 두 상태는 단말 및 MME에게 적용된다. ECM-IDLE 상태의 단말이 E-UTRAN과 RRC 연결을 맺으면 해당 단말은 ECM-CONNECTED 상태가 된다. ECM-IDLE 상태에 있는 MME는 E-UTRAN과 S1 연결(S1 connection)을 맺으면 ECM-CONNECTED 상태가 된다. 단말이 ECM-IDLE 상태에 있을 때에는 E-UTRAN은 단말의 context 정보를 가지고 있지 않다. 따라서 ECM-IDLE 상태의 단말은 네트워크의 명령을 받을 필요 없이 셀 선택(cell selection) 또는 셀 재선택(reselection)과 같은 단말 기반의 이동성 관련 절차를 수행한다. 반면 단말이 ECM-CONNECTED 상태에 있을 때에는 단말의 이동성은 네트워크의 명령에 의해서 관리된다. ECM-IDLE 상태에서 단말의 위치가 네트워크가 알고 있는 위치와 달라질 경우 단말은 트래킹 영역 갱신(Tracking Area Update) 절차를 통해 네트워크에 단말의 해당 위치를 알린다.

이하, MTC(Machine Type Communication)에 대하여 설명한다.

도 4는 MTC 통신의 일 예를 나타낸다.

MTC는 인간 상호작용(human interaction)을 수반하지 않은 MTC 단말(410)들 간에 기지국(420)을 통한 정보 교환 또는 MTC 단말(410)과 MTC 서버(430) 간에 기지국을 통한 정보 교환을 말한다. MTC를 통해 제공되는 서비스는 기존의 사람이 개입하는 통신에서의 서비스와는 차별성을 가지며, 추적(Tracking), 계량(Metering), 지불(Payment), 의료 분야 서비스, 원격 조정 등 다양한 범주의 서비스가 존재한다. 보다 구체적으로, MTC를 통해 제공되는 서비스는 계량기 검침, 수위측정, 감시 카메라의 활용, 자판기의 재고보고 등이 있을 수 있다. 이러한 서비스를 제공하는 데이터 통신 위주의 저가/저사양 단말을 편의상 MTC 단말 또는 낮은 복잡도를 갖는 타입의 단말(low complexity type UE)이라고 지칭한다. 기지국은 단말의 능력을 기반으로 단말이 MTC 단말인지 결정할 수 있다. 본 명세서에서 MTC 단말, 낮은 복잡도를 갖는 타입의 단말, 저가의 단말(low cost UE) 및 UE Category 0 단말 등은 동일한 개념으로 사용될 수 있으며, 일반 단말은 상기 열거된 단말이 아닌 단말을 지칭하는 것으로 사용될 수 있다.

MTC 서버(430)는 MTC 단말(410)과 통신하는 개체(entity)이다. MTC 서버(430)는 MTC 애플리케이션을 실행하고, MTC 기기에게 MTC 특정 서비스를 제공한다. MTC 단말(410)은 MTC 통신을 제공하는 무선 기기로, 고정되거나 이동성을 가질 수 있다.

MTC 단말의 경우 전송 데이터 량이 적고 상향링크/하향링크 데이터 송수신이 가끔씩 발생하기 때문에 이러한 낮은 데이터 전송률에 맞춰서 단말기의 단가를 낮추고 배터리 소모를 줄이는 것이 효율적이다. MTC 단말의 경우 이동성이 적은 것을 특징으로 하므로 채널 환경이 거의 변하지 않는 특성을 지니고 있다.

MTC 단말은 고성능의 기능이 요구되지 않고 사용 데이터 양도 대체로 많지 않다. 저 비용의 MTC 단말을 제작할 수 있게 하기 위해서 UE Category 0이라는 개념을 도입하였다. UE Category라는 것은 단말이 얼마나 많은 데이터를 통신 모뎀에서 처리할 수 있는지를 나타내는, 3GPP에서 사용하는 일반적인 수치이다. 표 1은 3GPP UE Category를 나타낸다.

UE Category	DL 속도	UL 속도	UE Category	DL 속도	UL 속도
0	1 Mbps	1 Mbps	7	300 Mbps	100 Mbps
1	10 Mbps	5 Mbps	8	3 Gbps	1.5 Gbps
2	50 Mbps	25 Mbps	9	450 Mbps	50 Mbps
3	100 Mbps	50 Mbps	10	450 Mbps	100 Mbps
4	150 Mbps	50 Mbps	11	600 Mbps	50 Mbps
5	300 Mbps	75 Mbps	12	600 Mbps	100 Mbps
6	300 Mbps	50 Mbps	13	400 Mbps	50 Mbps

UE Category 0 단말은 1Mbps만 처리하도록 해서 모뎀을 제작할 때 많은 노력과 비용을 들이지 않고도 쉽게 만들 수 있고, 안테나를 1개만 사용할 수 있다. 또한, 송신과 수신을 동시에 하지 않고 특정 시간 동안만 송신하거나 수신할 수 있어서 FDD에서도 TDD처럼 동작할 수 있다. 부가적으로 기존의 TDD와 달리 송신과 수신이 바뀌는 구간에 1ms 정도의 충분한 Switching 시간을 줄 수 있어서, 전반적으로 하드웨어 부품, 특히 모뎀과 RF 관점에서 획기적으로 비용을 절감할 수 있다.

한편, MTC 단말은 빌딩, 공장뿐만 아니라 지하실(basement) 등과 같이 커버리지 제한적인(coverage-limited) 장소에 설치될 수 있다. 예를 들어, 스마트 미터링(Smart metering)과 같은 MTC 서비스를 지원하는 MTC 단말 중 20% 정도는 지하실과 같이 열악한 'Deep indoor' 환경에 설치될 수 있다. 따라서, 성공적인 MTC 데이터 전송을 위해, MTC 단말의 커버리지는 종래 일반 단말의 커버리지와 비교하여 20dB 정도 향상되어야 한다. 이러한 상황을 고려하여 각 채널/신호 별로 MTC 단말을 위한 반복 전송 방법 등과 같은 다양한 커버리지 확장(coverage enhancement) 기법들이 현재 논의되고 있다.

이하, CIoT(Celluar Internet of Things)에 대하여 설명한다.

사물 인터넷(Internet of Things: IoT)이란 모든 사물들이 인터넷에 연결되어 상호 간에 직접 통신하는, 향후 정보통신의 미래 인프라 및 서비스이다. 사물 인터넷이 필요한 이유는 초연결 사회를 기반으로 한 삶의 질 향상과 생산성 향상에 있으나, 궁극적으로는 국가 자체의 인프라, 더 나아가서는 인류와 지구를 위한 중추 신경계를 이루기 때문에 무엇보다 중요하다. 사물 인터넷은 크게 셀룰러 이동통신 기반의 IoT와 비 셀룰러 기반의 IoT로 구분될 수 있다.

CIoT는 셀룰러 이동통신 기반의 사물 인터넷을 의미한다. 셀룰러 기반의 IoT 서비스를 효과적으로 지원하기 위해서는 간헐적이고 산발적으로 짧은 길이의 패킷 형태로 발생하는 MTC 트래픽을 효율적으로 전달할 수 있어야 한다. 또한, 실시간 제약을 가지는 응용 서비스의 경우에 별도의 채널 할당 절차를 거치지 않고(grant-free 형태) 데이터 패킷을 즉시 전송함으로써 지연 요구사항을 만족시킬 수 있어야 한다. 나아가, IoT 서비스를 위한 대규모 랜덤 접속을 위해서는 디바이스의 비용 및 전력 소모를 줄이고, 커버리지를 증대시키며, 랜덤 접속의 용량 및 절차의 효율성을 향상 시켜야 한다.

일반적으로, CIoT의 주요 사용 케이스(use case)는 스몰 데이터 패킷을 송수신하는 장치이다. 따라서, 시스템은 스몰 데이터 패킷을 효율적으로 송수신하도록 요구될 수 있다. 예를 들어, 스몰 데이터 패킷을 송수신함에 있어서, 단말의 배터리 소모는 적어야 한다. 예를 들어, 스몰 데이터 패킷을 송수신함에 있어서, 네트워크 및 무선(over the air)에서 요구되는 시그널링의 양은 감소되어야 한다.

사용자 평면 기반 CIoT(user plane based CIoT)에서 사용자 데이터 전송을 위해 RRC 일시 중단(suspend) 절차 및 RRC 재개(resume) 절차가 새롭게 제안되었다. 기지국이 단말과 RRC 연결을 확립한 이후, 더 이상 단말에게 전송할 데이터가 없으면, 기지국은 상기 RRC 연결을 일시 중단할 수 있다. RRC 일시 중단 절차를 통해, 상기 RRC 연결이 일시적으로 중단될 수 있다. 기지국이 단말과 RRC 연결을 일시적으로 중단한 이후, 단말에게 전송할 데이터가 생기면, 기지국은 상기 RRC 연결을 재개할 수 있다. RRC 재개 절차를 통해, 상기 RRC 연결이 재개될 수 있다. 또한, 사용자 평면 기반 CIoT에서 TAU(Traking Area Update)를 위해 MM(Mobility Management) 절차가 새롭게 제안되었다.

이하, 사용자 평면 기반 CIoT에서 사용자 데이터의 전송을 위한 RRC 일시 중단 절차에 대하여 설명한다.

도 5는 사용자 평면 기반 CIoT에서 RRC 연결의 일시 중단 절차를 나타낸다.

RRC 일시 중단 절차는 RRC_CONNECTED 상태에서 RRC_IDLE 상태로 천이를 위해 사용될 수 있다. 그리고, RRC 일시 중단 절차는 단말이 RRC_IDLE 모드에서 컨텍스트를 보유하도록 할 수 있다.

도 5를 참조하면, 단계 S501에서, 네트워크는 RRC 연결을 일시 중단할 것을 결정할 수 있다.

단계 S502에서, 기지국은 새로운 S1AP 메시지로 MME에게 단말의 RRC 연결이 일시 중단되었음을 지시할 수 있다. 상기 새로운 S1AP 메시지는 S1AP UE 컨텍스트 비활성 메시지일 수 있다. MME 및 기지국은 S1AP 연관(association) 및 관련된 UE 컨텍스트를 저장할 수 있다.

단계 S503에서, MME는 Release Access Bearers Request (Radio Link Indication의 비정상적인 해제 또는 '새로운 원인') 메시지를 S-GW로 전송할 수 있다. 상기 Release Access Bearers Request 메시지는 단말에 대한 모든 S1-U 베어러의 해제를 요청할 수 있다. S-GW는 단말이 IDLE 상태로 되었다고 간주할 수 있다.

단계 S504에서, S-GW는 Release Access Bearers Request 메시지에 대한 응답을 MME에게 전송할 수 있다.

단계 S505에서, MME는 상기 S1AP UE 컨텍스트 비활성 메시지에 대한 ACK을 기지국에게 전송할 수 있다.

단계 S506에서, MME는 ECM_IDLE 상태로 진입할 수 있다.

단계 S507에서, 기지국은 단말로 향하는 RRC 연결을 일시 중단할 수 있다. 일시 중단된 RRC 연결의 후속 재개 시 사용되는 식별자가 제공될 수 있다. 상기 식별자는 'Resume ID'일 수 있다.

단계 S508에서, 단말 RRC 레이어는 RRC_IDLE 상태로 진입할 수 있고, 단말 NAS 레이어는 ECM_IDLE 상태로 진입할 수 있다.

이하, 사용자 평면 기반 CIoT에서 사용자 데이터의 전송을 위한 RRC 재개 절차에 대하여 설명한다.

도 6은 사용자 평면 기반 CIoT에서 RRC 연결의 재개 절차를 나타낸다.

도 6을 참조하면, 단계 S601 내지 S603에서, 단말은 레거시 절차를 따르므로, 자세한 설명은 생략한다.

단계 S604에서, 단말은 msg3을 기지국에게 전송할 수 있다. 상기 msg3은 새로운 RRC 연결 재개 요청 메시지일 수 있다. 상기 새로운 RRC 연결 재개 요청 메시지는 단말의 재개 ID(Resume ID), 인증 토큰(Authentication Token), 베어러 지시자(Bearer Ind) 및 확립 원인(Establishment Cause)을 포함할 수 있다. 기지국은 Resume ID를 전송한 단말과 기존에 저장된 UE 컨텍스트를 연관하기 위해 Resume ID를 사용할 수 있다.

단계 S605에서, 기지국은 RRC 연결 재개 완료 메시지를 단말에게 전송할 수 있다. RRC 연결 재개 완료로 지정된 경우, 네트워크는 어떤 DRB가 재개되는지 지시할 수 있다.

단계 S606에서, 단말 및 기지국은 저장된 보안 컨텍스트를 재개할 수 있다.

단계 S607에서, 기지국은 MME에게 단말 상태 변화를 통지할 수 있다. 상기 단말 상태 변화는 새로운 메시지를 통해 통지될 수 있다. 상기 새로운 메시지는 S1AP UE 컨텍스트 활성 메시지일 수 있다. MME는 ECM_CONNECTED 상태로 진입할 수 있다.

단계 S608에서, MME는 PDN 연결 별로 Modify Bearer Request 메시지를 S-GW에게 전송할 수 있다. 만약 S-GW가 Modify Access Bearers Request 절차를 지원하고, 만약 S-GW가 시그널링을 P-GW로 보낼 필요가 없으면, MME는 시그널링을 최적화하기 위해 단말 별로 Modify Access Bearers Request 메시지를 S-GW에게 전송할 수 있다. 이제, S-GW는 단말을 향해 하향링크 데이터를 전송하는 것이 가능하다. S-GW는 단말이 CONNECTED 상태로 되었다고 간주할 수 있다.

단계 S609에서, S-GW는 Modify Bearer Request 메시지에 대한 응답을 MME에게 전송할 수 있다. 상기 응답은 Modify Bearer Response 메시지일 수 있다.

단계 S610에서, MME는 S1AP UE 컨텍스트 활성 메시지에 대한 ACK을 기지국에게 전송할 수 있다.

만약 msg3이 사용자 평면 및 모든 사용자 평면이 전송된다는 지시를 포함했다면, 단계 S611에서, msg4의 전송 대신에, 기지국은 RRC 연결을 일시 중단하고, 사용자 평면이 성공적으로 수신되었음을 암시적으로 지시할 수 있다.

이하, 사용자 평면 기반 CIoT에서 TAU를 위한 MM 절차에 대하여 설명한다.

도 7은 사용자 평면 기반 CIoT에서 TAU를 위한 MM 절차를 나타낸다.

도 7을 참조하면, 단계 S701 내지 S702에서, 단말은 레거시 절차를 따르므로, 자세한 설명은 생략한다.

단계 S703에서, 단말은 msg3을 기지국에게 전송할 수 있다. 상기 msg3은 새로운 RRC 연결 재개 요청 메시지일 수 있다. 상기 새로운 RRC 연결 재개 요청 메시지는 단말의 재개 ID(Resume ID), 인증 토큰(Authentication Token), 확립 원인(Establishment Cause) 및 NAS PDU를 포함할 수 있다. 기지국은 Resume ID를 전송한 단말과 기존에 저장된 UE 컨텍스트를 연관하기 위해 Resume ID를 사용할 수 있다. 부가적으로, 상기 msg3은 TAU REQUEST를 포함하는 NAS PDU를 포함할 수 있다. 반면, 상기 msg3는 RRC 연결 재개 요청 메시지와 달리 베어러 지시자(Bearer Ind)를 포함하지 않을 수 있다. 상기 베어러 지시자의 부족은 기지국에게 오직 SRB만 필요함을 지시할 수 있다. 상기 TAU REQUEST를 포함할 공간이 충분하지 않은 경우, 플래그는 단계 S705에서 TAU REQUEST를 포함하는 후속 메시지를 지시할 수 있다.

단계 S704에서, 기지국은 RRC 연결 재개 완료 메시지를 단말에게 전송할 수 있다. 네트워크는 경쟁 해소(contention resolution)를 완료할 수 있다. 상기 RRC 연결 재개 완료 메시지는 Resume ID를 포함할 수 있다.

단계 S705는 상기 msg3이 TAU REQUEST를 포함할 공간이 충분하지 않은 경우에 수행될 수 있다.

단계 S706에서, 기지국은 TAU REQUEST를 MME에게 전달할 수 있다. 상기 TAU REQUEST는 S1AP Initial UE Message 메시지에 포함될 수 있다.

단계 S707에서, MME는 TAU ACCEPT를 기지국에게 전송할 수 있다. 상기 TAU ACCEPT는 S1AP Downlink NAS Transport 메시지에 포함될 수 있다.

단계 S708에서, 기지국은 TAU ACCEPT를 단말에게 전송할 수 있다. 상기 TAU ACCEPT는 DL Information Transfer 메시지에 포함될 수 있다.

단계 S709에서, 기지국은 RRC 일시 중단 메시지를 단말에게 전송할 수 있다. 따라서, RRC 연결은 일시 중단될 수 있다. 상기 RRC 일시 중단 메시지는 Resume ID를 포함할 수 있다.

상기 단계 S703에서 설명된 바와 같이, 현재 사용자 평면 기반 CIoT의 경우, 단말은 'Bearer Ind'를 포함하지 않는 RRC 연결 재개 요청 메시지를 전송한다. 일반적으로, 단말은 TAU 동안 UL 데이터를 전송하지 않기 때문에, 기지국이 TAU REQUEST를 MME에게 전송할 때, 베어러 컨텍스트의 재개가 필요하지 않음을 지시하기 위함이다. 기지국이 상기 RRC 연결 재개 요청 메시지를 수신하면, 기지국은 UE 컨텍스트 활성화(Context Activate) 메시지를 전송하지 않는 반면, 기지국은 TAU REQUEST를 포함하는 Initial UE Message 메시지를 전송할 수 있다. 본 명세서에서, 상기 UE 컨텍스트 활성화 메시지는 UE 컨텍스트 재개 요청(Context Resume Request) 메시지와 동일한 개념으로 사용될 수 있다.

ECM_IDLE 상태의 단말이 TAU 절차를 트리거할 때, UL 데이터가 존재하면, 단말은 활성 플래그(Active Flag)와 함께 TAU REQUEST를 포함하는 RRC 연결 재개 요청 메시지를 전송할 수 있다. 다만, 이 경우, RRC 연결 재개 요청 메시지가 'Bearer Ind'를 포함하지 않기 때문에, 베어러 컨텍스트는 활성화되지 않는다. 그러므로, 이 경우, 단말이 UL 데이터를 전송하기 위해, 상기 MM 절차가 완료되고, 상기 단말이 RRC_IDLE 상태로 천이된 이후에, 단말은 RRC 재개 절차를 수행하여야 한다. 따라서, RRC 일시 중단 및 RRC 재개를 위해, Uu 인터페이스에 불필요한 시그널링이 발생될 수 있고, 단말의 불필요한 RRC 상태 천이가 발생될 수 있다.

비록 활성 플래그가 없는 TAU REQUEST가 상기 MM 절차에서 고려된다고 하더라도, RRC 재개 절차가 수행되어야만 하는 문제가 발생할 수 있다. CIoT에서, 단말은 단말의 AS 기능(Access Stratum functions)을 비활성화 할 수 있고, 파워 세이빙 모드(PSM; Power Saving Mode)로 진입할 수 있다. MME가 활성 플래그가 없는 TAU 요청 메시지를 수신하면, 비록 MME가 단말로 전송될 DL 데이터가 존재함을 식별한다고 하더라도, MME는 상기 DL 데이터를 단말에게 전송할 수 없다. 상기 MM 절차에 따르면, DL 데이터 전송에 대한 베어러 컨텍스트가 활성화되지 않기 때문이다.

따라서, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해, 본 발명의 일 실시 예에 따라, 사용자 평면 기반 CIoT(User Plane Based Celluar Internet of Things)에서 사용자 데이터의 전송을 위한 베어러를 설정하는 방법 및 이를 지원하는 장치에 대하여 설명한다.

도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따라, TAU 요청이 트리거될 때, RRC 재개 절차를 나타낸다.

MME가 활성 플래그(Active Flag)가 포함된 TAU 요청 메시지를 수신하면, MME는 특정 지시를 기지국에게 알릴 수 있다. 상기 활성 플래그가 포함된 TAU 요청 메시지는 단말에 의해 전송되고, 기지국을 거쳐 MME에게 전송될 수 있다. 상기 특정 지시를 통해, MME는 RRC 연결의 일시 중단(suspension)의 금지 및 RRC 연결의 재개를 기지국에게 지시할 수 있다.

또는, MME가 활성 플래그가 포함된 TAU 요청 메시지를 수신하지 않더라도, MME가 단말에게 전송될 하향링크 데이터가 존재한다고 식별하면, MME는 특정 지시를 기지국에게 알릴 수 있다. 상기 특정 지시를 통해, MME는 RRC 연결의 일시 중단의 금지 및 RRC 연결의 재개를 기지국에게 지시할 수 있다.

도 8을 참조하면, 단계 S800에서, 단말은 RRC_IDLE 상태일 수 있다.

단계 S801에서, 단말은 랜덤 액세스 프리앰블(random access preamble)을 기지국에게 전송할 수 있다.

단계 S802에서, 기지국은 상기 랜덤 액세스 프리앰블에 대한 응답을 단말에게 전송할 수 있다. 상기 랜덤 액세스 프리앰블에 대한 응답은 랜덤 액세스 응답일 수 있다.

단계 S803에서, 단말은 RRC 연결 재개 요청 메시지(RRC Connection Resume Request message)를 기지국에게 전송할 수 있다. 상기 RRC 연결 재개 요청 메시지는 베어러 지시자(Bearer Ind)를 포함하지 않을 수 있다. 반면, 상기 RRC 연결 재개 요청 메시지는 TAU 요청 메시지(TAU Request message)를 포함할 수 있다. 나아가, 상기 TAU 요청 메시지는 활성 플래그(Active Flag)를 가지고 있을 수 있다.

단계 S804에서, 기지국은 경쟁 해소(contention resolution)를 완료하기 위해 RRC 연결 재개 완료 메시지(RRC Connection Resume Complete message)를 단말에게 전송할 수 있다.

단계 S805에서, 베어러 지시자가 없는 상기 수신된 RRC 연결 재개 요청 메시지를 기반으로, 기지국은 TAU 요청 메시지를 MME에게 전달할 수 있다. 상기 TAU 요청 메시지는 Initial UE Message 메시지를 사용하여 전달될 수 있다.

단계 S806에서, MME가 기지국으로부터 메시지를 수신하면, MME는 상기 TAU 요청 메시지가 활성 플래그를 포함하는지 여부 및 단말에게 전송될 하향링크 데이터가 존재하는지 여부를 식별할 수 있다.

상기 TAU 요청 메시지가 활성 플래그를 포함하면, MME는 특정 지시를 기지국에게 전송할 수 있다. 또는, 단말에게 전송될 하향링크 데이터가 존재하면, MME는 특정 지시를 기지국에게 전송할 수 있다. 상기 특정 지시는 하향링크 NAS Transport 메시지에 포함될 수 있다. 나아가, 상기 하향링크 NAS Transport 메시지는 TAU 수락(Accept) 메시지를 포함할 수 있다.

상기 특정 지시는 RRC 연결의 일시 중단을 하지 않을 것 및 UE 컨텍스트 재개 요청 메시지(UE Context Resume Request message)를 트리거링 할 것을 지시할 수 있다. 즉, 상기 특정 지시에 의해 RRC 연결의 일시 중단이 금지되고, 상기 UE 컨텍스트 재개 요청 메시지의 전송이 트리거될 수 있다. 상기 특정 지시는 저장된 S1AP 연관(stored S1AP association) 및/또는 S1-U 베어러 컨텍스트 관련 정보(S1-U bearer context related information)를 재개할 것을 기지국에게 알릴 수 있다.

단계 S807에서, 기지국은 TAU 수락 메시지를 단말에게 전달할 수 있다. 상기 TAU 수락 메시지는 하향링크 정보 전달 메시지(DL Information Transfer message)를 이용하여 전달될 수 있다. MME로부터 특정 지시를 기반으로, 기지국은 하향링크 정보 전달 메시지를 통해 어떤 DRB가 재개되는지를 단말에게 알릴 수 있다.

단계 S808에서, 단말 및 기지국은 저장된 보안 컨텍스트(stored security context)를 재개할 수 있다.

단계 S809에서, 단계 S806에서 수신된 특정 지시를 기반으로, 기지국은 UE 컨텍스트 재개 요청 메시지를 MME에게 전송할 수 있다. 상기 UE 컨텍스트 재개 요청 메시지는 UE 컨텍스트 활성 메시지일 수 있다.

단계 S810에서, MME는 S-GW와 베어러를 수정할 수 있다.

단계 S811에서, MME는 UE 컨텍스트 재개 요청 메시지에 대한 응답으로 UE 컨텍스트 재개 응답 메시지(UE Context Resume Response message)를 기지국에게 전송할 수 있다. 상기 UE 컨텍스트 재개 응답 메시지는 UE 컨텍스트 활성 승인 메시지(UE Context Active Acknowledge message)일 수 있다.

도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따라, TAU 요청이 트리거될 때, RRC 재개 절차를 나타낸다.

기지국은 단말에 대한 재개가 가능한지 여부를 MME에게 알릴 수 있다. 그리고, MME가 활성 플래그(Active Flag)가 포함된 TAU 요청 메시지를 수신하면, MME는 UE 컨텍스트 재개 요청 메시지를 트리거링하는 지시자를 기지국에게 제공할 수 있다.

또는, 기지국은 단말에 대한 재개가 가능한지 여부를 MME에게 알릴 수 있다. 그리고, 단말에게 전송될 하향링크 데이터가 존재하면, MME는 UE 컨텍스트 재개 요청 메시지를 트리거링하는 지시자를 기지국에게 제공할 수 있다.

도 9를 참조하면, 단계 S900에서, 단말은 RRC_IDLE 상태일 수 있다.

단계 S901에서, 단말은 랜덤 액세스 프리앰블(random access preamble)을 기지국에게 전송할 수 있다.

단계 S902에서, 기지국은 상기 랜덤 액세스 프리앰블에 대한 응답을 단말에게 전송할 수 있다. 상기 랜덤 액세스 프리앰블에 대한 응답은 랜덤 액세스 응답일 수 있다.

단계 S903에서, 단말은 상기 단말에 대한 재개를 요청하는 재개 요청 지시(Resume Request Indication)를 기지국에게 전송할 수 있다. 예를 들어, 단말은 Resume ID를 기지국에게 전송할 수 있다. 상기 재개 요청 지시는 RRC 연결 요청 메시지(RRC Connection Request message)에 포함될 수 있다.

단계 S904에서, 기지국이 상기 RRC 연결 요청 메시지를 기지국으로부터 수신하면, 상기 재개 요청 지시를 기반으로, 기지국은 이전에 일시 중단된 단말과의 RRC 연결의 재개가 가능한지 여부를 확인할 수 있다.

단계 S905에서, 기지국은 RRC 연결 셋업 메시지(RRC Connection Setup message)를 단말에게 전송할 수 있다.

단계 S906에서, 상기 RRC 연결 셋업 메시지에 대한 응답으로, 단말은 RRC 연결 셋업 완료 메시지(RRC Connection Setup Complete message)를 기지국에게 전송할 수 있다. 상기 RRC 연결 셋업 완료 메시지는 TAU 요청 메시지를 포함할 수 있다. 상기 TAU 요청 메시지는 활성 플래그(Active Flag)를 가지고 있을 수 있다.

단계 S907에서, 기지국은 TAU 요청 메시지를 MME에게 전달할 수 있다. 상기 TAU 요청 메시지는 Initial UE Message 메시지를 사용하여 전달될 수 있다. 또한, 상기 Initial UE Message 메시지는 재개 가능 지시(Resumable Indication)을 포함할 수 있다. 상기 재개 가능 지시는 이전에 일시 중단된 단말과의 RRC 연결의 재개가 가능한지 여부를 MME에게 알릴 수 있다.

단계 S908에서, MME가 기지국으로부터 메시지를 수신하면, MME는 상기 TAU 요청 메시지가 활성 플래그를 포함하는지 여부 및 단말에게 전송될 하향링크 데이터가 존재하는지 여부를 식별할 수 있다.

상기 TAU 요청 메시지가 활성 플래그를 포함하면, MME는 재개 지시(Resume Indication)를 기지국에게 전송할 수 있다. 또는, 단말에게 전송될 하향링크 데이터가 존재하면, MME는 재개 지시(Resume Indication)를 기지국에게 전송할 수 있다. 상기 재개 지시는 하향링크 NAS Transport 메시지에 포함될 수 있다. 나아가, 상기 하향링크 NAS Transport 메시지는 TAU 수락(Accept) 메시지를 포함할 수 있다.

상기 재개 지시는 UE 컨텍스트 재개 요청 메시지(UE Context Resume Request message)를 트리거링 할 것을 지시할 수 있다. 즉, 상기 재개 지시에 의해 상기 UE 컨텍스트 재개 요청 메시지의 전송이 트리거될 수 있다. 상기 UE 컨텍스트 재개 요청 메시지는 UE 컨텍스트 활성 메시지일 수 있다. 상기 재개 지시는 저장된 S1AP 연관(stored S1AP association) 및/또는 S1-U 베어러 컨텍스트 관련 정보(S1-U bearer context related information)를 재개할 것을 기지국에게 알릴 수 있다.

상기 TAU 요청 메시지가 활성 플래그를 포함하지 않고, 단말에게 전송될 하향링크 데이터가 존재하지 않으면, MME는 재개 지시(Resume Indication)를 포함하지 않는 하향링크 NAS Transport 메시지를 기지국에게 전송할 수 있다.

단계 S909에서, 기지국은 TAU 수락 메시지를 단말에게 전달할 수 있다. 상기 TAU 수락 메시지는 하향링크 정보 전달 메시지(DL Information Transfer message)를 이용하여 전달될 수 있다. MME로부터 재개 지시를 기반으로, 기지국은 하향링크 정보 전달 메시지를 통해 어떤 DRB가 재개되는지를 단말에게 알릴 수 있다.

단계 S910에서, 단계 S908에서 수신된 재개 지시를 기반으로, 기지국은 UE 컨텍스트 재개 요청 메시지를 MME에게 전송할 수 있다. 상기 UE 컨텍스트 재개 요청 메시지는 UE 컨텍스트 활성 메시지일 수 있다.

단계 S911에서, MME는 S-GW와 베어러를 수정할 수 있다.

단계 S912에서, MME는 UE 컨텍스트 재개 요청 메시지에 대한 응답으로 UE 컨텍스트 재개 응답 메시지(UE Context Resume Response message)를 기지국에게 전송할 수 있다. 상기 UE 컨텍스트 재개 응답 메시지는 UE 컨텍스트 활성 승인 메시지(UE Context Active Acknowledge message)일 수 있다.

도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따라, TAU 요청이 트리거될 때, RRC 재개 절차를 나타낸다.

기지국이 단말에 의해 트리거된 RRC 연결 확립이 mo-signalling에 의해 시작되었음을 알면, 기지국은 TAU 요청 메시지를 UE 컨텍스트 재개 요청 메시지를 이용하여 MME에게 전송할 수 있다. 그리고, MME는 TAU 수락 메시지를 UE 컨텍스트 재개 응답 메시지를 이용하여 기지국에게 제공할 수 있다. 상기 UE 컨텍스트 재개 요청 메시지는 UE 컨텍스트 활성 메시지일 수 있다. 상기 UE 컨텍스트 재개 응답 메시지는 UE 컨텍스트 활성 승인 메시지일 수 있다.

도 10을 참조하면, 단계 S1000에서, 단말은 RRC_IDLE 상태일 수 있다.

단계 S1001에서, 단말은 랜덤 액세스 프리앰블(random access preamble)을 기지국에게 전송할 수 있다.

단계 S1002에서, 기지국은 상기 랜덤 액세스 프리앰블에 대한 응답을 단말에게 전송할 수 있다. 상기 랜덤 액세스 프리앰블에 대한 응답은 랜덤 액세스 응답일 수 있다.

단계 S1003에서, 단말은 mo-signalling으로 표시된 확립 원인(Establishment Cause with mo-signalling)을 포함하는 RRC 연결 재개 요청 메시지를 기지국에게 전송할 수 있다. 또는, 단말은 mo-signalling으로 표시된 확립 원인을 포함하는 RRC 연결 요청 메시지를 기지국에게 전송할 수 있다. 재개를 위해, RRC 연결 요청 메시지가 사용되면, 상기 RRC 연결 요청 메시지는 단말에 대한 재개(resumption)를 요청하는 지시를 포함할 수 있다.

단계 S1004에서, 단말로부터 메시지의 수신 시, 기지국은 재개가 가능한지 여부를 확인할 수 있다. 만약 재개가 가능하고, 상기 확립 원인이 mo-signalling으로 표시되면, UL 정보 전달 메시지(UL Information Transfer message)에 포함된 NAS 메시지 또는 RRC 연결 셋업 완료 메시지가 단말로부터 수신될 때까지, 기지국은 UE 컨텍스트 재개 요청 메시지의 전송을 유보해야 한다. 기지국은 재개가 가능한지 여부를 지시하기 위해 RRC 연결 재개 완료 메시지 또는 RRC 연결 셋업 메시지를 단말에게 전송할 수 있다.

단계 S1005에서, 만약 재개가 가능하면, 단말은 TAU 요청 메시지를 기지국에게 전송할 수 있다. 상기 TAU 요청 메시지는 상향링크 정보 전달 메시지(UL Information Transfer message) 또는 RRC 연결 셋업 완료 메시지(RRC Connection Setup Complete message)에 포함될 수 있다.

단계 S1006에서, 단말 및 기지국은 저장된 보안 컨텍스트(stored security context)를 재개할 수 있다.

단계 S1007에서, 단계 S1004에 따라, 기지국은 TAU 요청 메시지를 MME에게 전달할 수 있다. 상기 TAU 요청 메시지는 UE 컨텍스트 재개 요청 메시지에 포함될 수 있다. 상기 UE 컨텍스트 재개 요청 메시지는 UE 컨텍스트 활성 메시지일 수 있다.

단계 S1008에서, MME는 S-GW와 베어러를 수정할 수 있다.

단계 S1009에서, MME는 UE 컨텍스트 재개 요청 메시지에 대한 응답으로 UE 컨텍스트 재개 응답 메시지(UE Context Resume Response message)를 기지국에게 전송할 수 있다. 상기 UE 컨텍스트 재개 응답 메시지는 TAU 수락 메시지를 포함할 수 있다. 상기 UE 컨텍스트 재개 응답 메시지는 UE 컨텍스트 활성 승인 메시지(UE Context Active Acknowledge message)일 수 있다.

단계 S1010에서, 기지국은 TAU 수락 메시지를 단말에게 전달할 수 있다. 상기 TAU 수락 메시지는 하향링크 정보 전달 메시지(DL Information Transfer message)를 이용하여 전달될 수 있다.

도 11은 본 발명의 일 실시 예에 따라, TAU 요청이 트리거될 때, RRC 재개 절차를 나타낸다.

MME가 활성 플래그(Active Flag)가 포함된 TAU 요청 메시지를 수신하면, MME는 이전에 저장된 UE 컨텍스트를 활성화하도록 기지국에게 알릴 수 있다. 또는, 단말에게 전송될 하향링크 데이터가 존재하면, MME는 이전에 저장된 UE 컨텍스트를 활성화하도록 기지국에게 알릴 수 있다.

도 11을 참조하면, 단계 S1100에서, 단말은 RRC_IDLE 상태일 수 있다.

단계 S1101에서, 단말은 랜덤 액세스 프리앰블(random access preamble)을 기지국에게 전송할 수 있다.

단계 S1102에서, 기지국은 상기 랜덤 액세스 프리앰블에 대한 응답을 단말에게 전송할 수 있다. 상기 랜덤 액세스 프리앰블에 대한 응답은 랜덤 액세스 응답일 수 있다.

단계 S1103에서, 단말은 RRC 연결 요청 메시지를 기지국에게 전송할 수 있다.

단계 S1104에서, 기지국은 RRC 연결 셋업 메시지를 단말에게 전송할 수 있다.

단계 S1105에서, 단말은 RRC 연결 셋업 메시지에 대한 응답으로 RRC 연결 셋업 완료 메시지를 기지국에게 전송할 수 있다. 상기 RRC 연결 셋업 완료 메시지는 TAU 요청 메시지를 포함할 수 있다. 상기 TAU 요청 메시지는 활성 플래그(Active Flag)를 가지고 있을 수 있다.

단계 S1106에서, 기지국은 TAU 요청 메시지를 MME에게 전달할 수 있다. 상기 TAU 요청 메시지는 Initial UE Message 메시지를 이용하여 전달될 수 있다.

단계 S1107에서, 기지국으로부터 메시지의 수신 시, MME는 상기 TAU 요청 메시지가 활성 플래그를 포함하는지 여부 및 단말에게 전송될 하향링크 데이터가 존재하는지 여부를 식별할 수 있다.

상기 TAU 요청 메시지가 활성 플래그를 포함하면, MME는 단계 S1106에서 Initial UE Message 메시지를 전송한 기지국이 TAU 요청 메시지를 전송한 단말에 대한 UE 컨텍스트를 일시 중단 중인지 여부를 확인할 수 있다. 또는, 단말에게 전송될 하향링크 데이터가 존재하면, MME는 단계 S1106에서 Initial UE Message 메시지를 전송한 기지국이 TAU 요청 메시지를 전송한 단말에 대한 UE 컨텍스트를 일시 중단 중인지 여부를 확인할 수 있다. 상기 TAU 요청 메시지는 RRC 연결 일시 중단 절차를 통해 단말에 의해 전송될 수 있다. 다음 나열한 사항 중 어느 하나가 MME에 존재하면, MME는 기지국이 UE 컨텍스트를 일시 중단하는 중이라고 식별할 수 있다.

(1) 단말과 RRC 연결을 일시 중단하는 동안, MME가 저장하는, 단말에 대한 UE 컨텍스트를 일시 중단 중인 기지국에 대한 정보 (During suspending RRC connection with the UE, the information, which the MME stores, on the eNB which is suspending the UE context for this UE).

(2) 단말에 대한 RRC 일시 중단 절차 동안, 기지국에 의해 할당된 TEID(Tunnel Endpoint ID) (Tunnel Endpoint ID (TEID) allocated by the eNB during RRC Suspend procedure for the UE).

MME가 기지국이 TAU 요청 메시지를 전송한 단말에 대한 UE 컨텍스트를 일시 중단하였음을 식별하면, MME는 S-GW와 베어러를 수정할 수 있다. 그렇지 않으면, MME는 기존 TAU 절차를 수행할 수 있다. 상기 TAU 요청 메시지가 활성 플래그를 포함하지 않고, 단말에게 전송될 하향링크 데이터가 존재하지 않으면, MME는 베어러 수정을 수행하지 않고, 기존 TAU 절차가 진행될 수 있다.

단계 S1108에서, 상기 TAU 요청 메시지가 활성 플래그를 포함하거나, 단말에게 전송될 하향링크 데이터가 존재하여, MME가 TAU를 요청한 단말에 대한 UE 컨텍스트를 저장한 기지국을 식별하면(단계 S1107에서), 상기 MME는 이전에 저장된 UE 컨텍스트의 활성화를 지시하기 위한 UE 컨텍스트 활성 지시(UE Context Activation Indication)를 기지국에게 전송할 수 있다. 상기 UE 컨텍스트 활성 지시는 하향링크 NAS Transport 메시지에 포함될 수 있다. 나아가, 상기 하향링크 NAS Transport 메시지는 TAU 수락(Accept) 메시지를 포함할 수 있다.

상기 TAU 요청 메시지가 활성 플래그를 포함하지 않고, 단말에게 전송될 하향링크 데이터가 존재하지 않으면, MME는 상기 UE 컨텍스트 활성 지시를 포함하지 않는 하향링크 NAS Transport 메시지를 기지국으로 전송할 수 있다. 이 경우, 베어러 수정도 수행되지 않는다.

단계 S1109에서, MME로부터 메시지의 수신 시, 기지국은 이전에 저장된 UE 컨텍스트를 활성화한다. 그리고, 기지국은 TAU 수락 메시지를 단말에게 전달할 수 있다. 상기 TAU 수락 메시지는 하향링크 정보 전달 메시지(DL Information Transfer message)를 이용하여 전달될 수 있다. 이를 통해, UE 컨텍스트가 활성화 되었음이 단말에게 지시될 수 있다.

도 12는 본 발명의 일 실시 예에 따라, 기지국이 사용자 평면 기반 CIoT에서 사용자 데이터의 전송을 위한 베어러를 설정하는 방법을 나타내는 블록도이다.

도 12를 참조하면, 단계 S1210에서, 기지국은 TAU 요청(Tracking Area Update Request) 메시지를 단말로부터 수신할 수 있다. 상기 단말은 RRC_IDLE 상태일 수 있다.

단계 S1220에서, 상기 기지국은 상기 TAU 요청 메시지를 포함하는 Initial UE Message 메시지를 MME(Mobility Management Entity)에게 전송할 수 있다.

단계 S1230에서, 상기 기지국은 재개 지시(Resume Indication)를 포함하는 하향링크 NAS Transport 메시지를 상기 MME로부터 수신할 수 있다.

단계 S1240에서, 상기 기지국은 상기 재개 지시를 기반으로 UE 컨텍스트 재개 요청(Context Resume Request) 메시지를 상기 MME에게 전송할 수 있다.

상기 단말로부터 수신된 TAU 요청 메시지는 RRC 연결 재개 요청 메시지에 포함될 수 있다. 상기 RRC 연결 재개 요청 메시지는 베어러 지시(Bearer Indication)를 포함하지 않을 수 있다. 상기 재개 지시에 의해 RRC 연결의 일시 중단(suspension)이 금지되고, 상기 UE 컨텍스트 재개 요청 메시지의 전송이 트리거될 수 있다. 상기 TAU 요청 메시지가 활성 플래그(Active Flag)를 포함하면, 상기 재개 지시는 상기 MME로부터 수신될 수 있다. 또는, 단말에게 전송될 하향링크 데이터가 있음이 상기 MME에 의해 식별되면, 상기 재개 지시는 상기 MME로부터 수신될 수 있다.

상기 기지국은, 상기 단말에 대하여 재개를 요청하는 재개 요청 지시를 상기 단말로부터 수신하고, 상기 재개 요청 지시를 기반으로 이전에 일시 중단된 RRC 연결의 재개가 가능한지 여부를 결정할 수 있다. 상기 재개 요청 지시는 RRC 연결 요청(connection request) 메시지에 포함될 수 있다. 상기 단말로부터 수신된 TAU 요청 메시지는 RRC 연결 셋업 완료(connection setup complete) 메시지에 포함될 수 있다. 상기 Initial UE Message 메시지는 상기 기지국이 이전에 일시 중단된 RRC 연결을 재개할 수 있는지 여부를 지시하는 재개 가능 지시(resumeable indication)를 포함할 수 있다. 상기 재개 지시에 의해 상기 UE 컨텍스트 재개 요청 메시지의 전송이 트리거될 수 있다.

상기 TAU 요청 메시지가 활성 플래그(Active Flag)를 포함하면, 상기 재개 지시는 상기 MME로부터 수신될 수 있다. 또는, 단말에게 전송될 하향링크 데이터가 있음이 상기 MME에 의해 식별되면, 상기 재개 지시는 상기 MME로부터 수신될 수 있다.

도 13은 본 발명의 실시 예가 구현되는 무선 통신 시스템의 블록도이다.

단말(1300)은 프로세서(processor, 1301), 메모리(memory, 1302) 및 송수신기(transceiver, 1303)를 포함한다. 메모리(1302)는 프로세서(1301)와 연결되어, 프로세서(1301)를 구동하기 위한 다양한 정보를 저장한다. 송수신기(1303)는 프로세서(1301)와 연결되어, 무선 신호를 송신 및/또는 수신한다. 프로세서(1301)는 제안된 기능, 과정 및/또는 방법을 구현한다. 전술한 실시 예에서 단말의 동작은 프로세서(1301)에 의해 구현될 수 있다.

기지국(1310)은 프로세서(1311), 메모리(1312) 및 송수신기(1313)를 포함한다. 메모리(1312)는 프로세서(1311)와 연결되어, 프로세서(1311)를 구동하기 위한 다양한 정보를 저장한다. 송수신기(1313)는 프로세서(1311)와 연결되어, 무선 신호를 송신 및/또는 수신한다. 프로세서(1311)는 제안된 기능, 과정 및/또는 방법을 구현한다. 전술한 실시 예에서 기지국의 동작은 프로세서(1311)에 의해 구현될 수 있다.

MME(1320)는 프로세서(1321), 메모리(1322) 및 송수신기(1323)를 포함한다. 메모리(1322)는 프로세서(1321)와 연결되어, 프로세서(1321)를 구동하기 위한 다양한 정보를 저장한다. 송수신기(1323)는 프로세서(1321)와 연결되어, 무선 신호를 송신 및/또는 수신한다. 프로세서(1321)는 제안된 기능, 과정 및/또는 방법을 구현한다. 전술한 실시 예에서 MME의 동작은 프로세서(1321)에 의해 구현될 수 있다.

프로세서는 ASIC(application-specific integrated circuit), 다른 칩셋, 논리 회로 및/또는 데이터 처리 장치를 포함할 수 있다. 메모리는 ROM(read-only memory), RAM(random access memory), 플래시 메모리, 메모리 카드, 저장 매체 및/또는 다른 저장 장치를 포함할 수 있다. 송수신기는 무선 신호를 처리하기 위한 베이스밴드 회로를 포함할 수 있다. 실시 예가 소프트웨어로 구현될 때, 상술한 기법은 상술한 기능을 수행하는 모듈(과정, 기능 등)로 구현될 수 있다. 모듈은 메모리에 저장되고, 프로세서에 의해 실행될 수 있다. 메모리는 프로세서 내부 또는 외부에 있을 수 있고, 잘 알려진 다양한 수단으로 프로세서와 연결될 수 있다.

상술한 일례들에 기초하여 본 명세서에 따른 다양한 기법들이 도면과 도면 부호를 통해 설명되었다. 설명의 편의를 위해, 각 기법들은 특정한 순서에 따라 다수의 단계나 블록들을 설명하였으나, 이러한 단계나 블록의 구체적 순서는 청구항에 기재된 발명을 제한하는 것이 아니며, 각 단계나 블록은 다른 순서로 구현되거나, 또 다른 단계나 블록들과 동시에 수행되는 것이 가능하다. 또한, 통상의 기술자라면 간 단계나 블록이 한정적으로 기술된 것이나 아니며, 발명의 보호 범위에 영향을 주지 않는 범위 내에서 적어도 하나의 다른 단계들이 추가되거나 삭제되는 것이 가능하다는 것을 알 수 있을 것이다.

상술한 실시 예는 다양한 일례를 포함한다. 통상의 기술자라면 발명의 모든 가능한 일례의 조합이 설명될 수 없다는 점을 알 것이고, 또한 본 명세서의 기술로부터 다양한 조합이 파생될 수 있다는 점을 알 것이다. 따라서 발명의 보호범위는, 이하 청구항에 기재된 범위를 벗어나지 않는 범위 내에서, 상세한 설명에 기재된 다양한 일례를 조합하여 판단해야 할 것이다.

Claims

무선 통신 시스템에서 기지국이 사용자 평면 기반 CIoT(User Plane Based Celluar Internet of Things)에서 사용자 데이터(user data)의 전송을 위한 베어러(bearer)를 설정하는 방법에 있어서,
TAU 요청(Tracking Area Update Request) 메시지를 포함하는 RRC 연결 재개 요청 메시지를 단말로부터 수신하고,
상기 TAU 요청 메시지를 포함하는 Initial UE Message 메시지를 MME(Mobility Management Entity)에게 전송하고,
재개 지시(Resume Indication)를 포함하는 하향링크 NAS Transport 메시지를 상기 MME로부터 수신하고,
상기 재개 지시를 기반으로 UE 컨텍스트 재개 요청(Context Resume Request) 메시지를 상기 MME에게 전송하는 것을 포함하되,
상기 RRC 연결 재개 요청 메시지는 베어러 지시(Bearer Indication)를 포함하지 않는 것을 특징으로 하는 방법.
삭제
삭제
제 1 항에 있어서,
상기 재개 지시에 의해 RRC 연결의 일시 중단(suspension)이 금지되고, 상기 UE 컨텍스트 재개 요청 메시지의 전송이 트리거되는 것을 특징으로 하는 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 TAU 요청 메시지가 활성 플래그(Active Flag)를 포함하면, 상기 재개 지시는 상기 MME로부터 수신되는 것을 특징으로 하는 방법.
제 1 항에 있어서,
단말에게 전송될 하향링크 데이터가 있음이 상기 MME에 의해 식별되면, 상기 재개 지시는 상기 MME로부터 수신되는 것을 특징으로 하는 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 기지국은, 상기 단말에 대하여 재개를 요청하는 재개 요청 지시를 상기 단말로부터 수신하고, 상기 재개 요청 지시를 기반으로 이전에 일시 중단된 RRC 연결의 재개가 가능한지 여부를 결정하는 것을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 7 항에 있어서,
상기 재개 요청 지시는 RRC 연결 요청(connection request) 메시지에 포함되는 것을 특징으로 하는 방법.
제 8 항에 있어서,
상기 단말로부터 수신된 TAU 요청 메시지는 RRC 연결 셋업 완료(connection setup complete) 메시지에 포함되는 것을 특징으로 하는 방법.
제 9 항에 있어서,
상기 Initial UE Message 메시지는 상기 기지국이 이전에 일시 중단된 RRC 연결을 재개할 수 있는지 여부를 지시하는 재개 가능 지시(resumeable indication)를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 10 항에 있어서,
상기 재개 지시에 의해 상기 UE 컨텍스트 재개 요청 메시지의 전송이 트리거되는 것을 특징으로 하는 방법.
제 10 항에 있어서,
상기 TAU 요청 메시지가 활성 플래그(Active Flag)를 포함하면, 상기 재개 지시는 상기 MME로부터 수신되는 것을 특징으로 하는 방법.
제 10 항에 있어서,
단말에게 전송될 하향링크 데이터가 있음이 상기 MME에 의해 식별되면, 상기 재개 지시는 상기 MME로부터 수신되는 것을 특징으로 하는 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 단말은 RRC_IDLE 상태인 것을 특징으로 하는 방법.
무선 통신 시스템에서 사용자 평면 기반 CIoT(User Plane Based Celluar Internet of Things)에서 사용자 데이터(user data)의 전송을 위한 베어러를 설정하는 기지국에 있어서,
메모리; 송수신기; 및 상기 메모리와 상기 송수신기를 연결하는 프로세서를 포함하되, 상기 프로세서는
상기 송수신기가 TAU 요청(Tracking Area Update Request) 메시지를 포함하는 RRC 연결 재개 요청 메시지를 단말로부터 수신하도록 제어하고,
상기 송수신기가 상기 TAU 요청 메시지를 포함하는 Initial UE Message 메시지를 MME(Mobility Management Entity)에게 전송하도록 제어하고,
상기 송수신기가 재개 지시(Resume Indication)를 포함하는 하향링크 NAS Transport 메시지를 상기 MME로부터 수신하도록 제어하고,
상기 송수신기가 상기 재개 지시를 기반으로 UE 컨텍스트 재개 요청(Context Resume Request) 메시지를 상기 MME에게 전송하는 것을 제어하도록 구성되되,
상기 RRC 연결 재개 요청 메시지는 베어러 지시(Bearer Indication)를 포함하지 않는 것을 특징으로 하는 기지국.