KR102076985B1

KR102076985B1 - 차세대 이동통신 시스템에서의 긴급 메시지 전송 방법 및 장치

Info

Publication number: KR102076985B1
Application number: KR1020170142438A
Authority: KR
Inventors: 정상수
Original assignee: 에스케이 텔레콤주식회사
Priority date: 2017-10-30
Filing date: 2017-10-30
Publication date: 2020-02-13
Also published as: KR20190047996A

Abstract

차세대 이동통신 시스템에서의 긴급 메시지 전송 방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, CBC(Cell Broadcast Center)와 연동된 무선망(이하, '제1 무선망') 시스템에서 긴급 메시지를 전송하는 방법에 있어서, 상기 CBC로부터 긴급 메시지 전송 요청을 수신하는 과정; 상기 긴급 메시지 전송이 필요한 영역(이하, '대상 영역')을 담당(serving)하는 무선망(이하, '제2 무선망')을 탐색하는 과정; 상기 제2 무선망에게 상기 긴급 메시지 전송 요청 사실을 통지하는 과정; 상기 제2 무선망에 접속되고 상기 대상 영역에 있는 사용자 단말(이하, '대상 사용자 단말')이 상기 제1 무선망으로부터 상기 긴급 메시지의 수신이 가능한 상태인지 확인하는 과정; 및 상기 대상 사용자 단말에게 상기 긴급 메시지를 전송하는 과정을 포함하는 긴급 메시지 전송 방법을 제공한다.

Description

차세대 이동통신 시스템에서의 긴급 메시지 전송 방법 및 장치{METHOD OF TRANSMITTING EMERGENCY ALERT MESSAGE FOR NEXT GENERATION TELECOMMUNICATION SYSTEM AND APPARATUS THEREOF}

본 발명은 레거시 이동통신 시스템(Legacy Telecommunication System)과 차세대 이동통신 시스템이 공존하는 이통통신 시스템에서 긴급 메시지를 전송하는 방법에 관한 것이다.

이 부분에 기술된 내용은 단순히 본 발명에 대한 배경 정보를 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것은 아니다.

이동통신 시스템은 사용자의 서비스의 특성을 고려하여 적절한 수준의 서비스 품질 및 이동성을 지원해야 한다. 일부 서비스는 다른 서비스보다 높은 중요도를 갖고 있어 사용자 단말의 상태와 무관하게 서비스가 제공되어야 하는데, PWS(Public Warning System), ETWS(Earthquake and Tsunami Warning System), CMAS(Commercial Mobile Alert System) 등에서 제공되는 재난 알림 서비스가 이에 해당한다.

긴급 통화, 재난 문자와 같은 일부 서비스는 다른 서비스에 비해 중요도가 높으므로 사용자의 상태와 상관 없이 높은 전송 성공률을 필요로 한다. 그러나 무선 망은 무선 전송의 특성 상 음영지역(커버리지 홀)이 발생할 수 있다. 이러한 음영지역은 무선 시스템 도입 초기에 발생할 가능성이 있으며, 직진성이 강하거나 근거리 전송에 사용되는 무선 통신 시스템에서 흔히 발생한다.

또한 신규로 상용화되는 차세대 이동통신 시스템은 재난 알림 서비스를 제공하기 위한 기능을 가지고 있지 않거나 CBC(Cell Broadcast Center)와 연동되어 있지 않아 재난 알림 서비스를 제공하지 못할 수 있다. 이동통신 시스템을 통해 재난 알림 서비스를 제공하기 위해서는 기지국이나 코어망 외에 재난 알림 서비스 제공을 위한 부가 장치를 필요로 한다.

한국특허공개 제10-2012-0065700호(2012.06.21. 공개)는 이동통신 시스템에서 셀 방송 기술을 이용한 그룹 멀티캐스트 전송 방법 및 장치를 개시하고 있다. 한국특허공개 제10-2012-0065700호는 이동통신망을 통하여 복수의 그룹에게 동일한 정보를 송신하고자 할 때 정보의 크기, 정보 전송이 필요한 지역, 정보 전송의 신뢰도 등에 기반하여 최적의 전송 방법을 제공하는 것에 특징이 있다. 한국특허공개 제10-2012-0065700호는 CBS(Cell Broadcasting Service: 셀 방송 서비스)의 자체의 신뢰성을 높이기 위한 발명이다.

본 발명의 일 실시예에 의하면, 음영지역의 존재, 신규 통신망의 CBC 연동 미비 등으로 인해 사용자 단말이 접속 중인 이동통신 시스템에서 재난 알림 서비스를 직접 제공하기 어렵거나 불가능할 때 다른 이동통신 시스템의 자원 또는 기능을 활용하여 재난 알림 서비스를 제공할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 의하면, CBC(Cell Broadcast Center)와 연동된 무선망(이하, '제1 무선망') 시스템에서 긴급 메시지를 전송하는 방법에 있어서, 상기 CBC로부터 긴급 메시지 전송 요청을 수신하는 과정; 상기 긴급 메시지 전송이 필요한 영역(이하, '대상 영역')을 담당(serving)하는 무선망(이하, '제2 무선망')을 탐색하는 과정; 상기 제2 무선망에게 상기 긴급 메시지 전송 요청 사실을 통지하는 과정; 상기 제2 무선망에 접속되고 상기 대상 영역에 있는 사용자 단말(이하, '대상 사용자 단말')이 상기 제1 무선망으로부터 상기 긴급 메시지의 수신이 가능한 상태인지 확인하는 과정; 및 상기 대상 사용자 단말에게 상기 긴급 메시지를 전송하는 과정을 포함하는 긴급 메시지 전송 방법을 제공한다.

본 발명의 다른 실시예에 의하면, CBC(Cell Broadcast Center)와 연동된 무선망(이하, '제1 무선망') 시스템에서 긴급 메시지를 전송하는 방법에 있어서, 상기 CBC로부터 긴급 메시지 전송 요청을 수신하는 과정; 상기 제1 무선망에 접속되고 상기 대상 영역에 속하는있는 모든 사용자 단말(이하, '제1 그룹')에게 상기 긴급 메시지를 전송하는 과정; 상기 긴급 메시지 전송이 필요한 영역(이하, '대상 영역')을 담당(serving)하는 무선망(이하, '제2 무선망')을 탐색하는 과정; 상기 제2 무선망에게 상기 긴급 메시지를 전송하는 과정; 상기 제2 무선망으로부터 상기 제2 무선망에 접속되고 상기 대상 영역에 있는 모든 사용자 단말(이하, '제2 그룹')에게 상기 긴급 메시지를 전송하였음을 통지받는 과정; 및 상기 제1 그룹 및 상기 제2 그룹에 대한 상기 긴급 메시지 전송이 완료되면 상기 긴급 메시지 전송 완료 사실을 상기 CBC에 통지하는 과정을 포함하는 긴급 메시지 전송 방법을 제공한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, CBC(Cell Broadcast Center)와 연동된 무선망(이하, '제1 무선망')의 네트워크 장치에 있어서, 상기 CBC로부터 긴급 메시지 전송 요청을 수신하는 수신부; 상기 긴급 메시지 전송이 필요한 영역(이하, '대상 영역')을 담당(serving)하는 무선망(이하, '제2 무선망')을 탐색하는 탐색부; 상기 제2 무선망에게 상기 긴급 메시지 전송 요청 사실을 통지하는 통지부; 상기 제2 무선망에 접속되고 상기 대상 영역에 있는 사용자 단말(이하, '대상 사용자 단말')이 상기 제1 무선망으로부터 상기 긴급 메시지의 수신이 가능한 상태인지 확인하는 확인부; 및 상기 제2 무선망으로 하여금 상기 대상 사용자 단말에게 상기 긴급 메시지를 전송하도록 명령하는 명령부를 포함하는 네트워크 장치를 제공한다.

본 발명의 일 실시예에 의하면, 빠른 시간 안에 전파되어야 하는 재난 상황에서 CBC와 연동되어 있지 않거나 브로드캐스트(Broadcast) 기능이 없는 신규 통신망에서도 재난 알림 서비스를 제공할 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 의하면, 재난 상황 발생 시 유휴 상태의 단말들을 빠른 시간 내에 레거시 통신망에 접속하도록 하여 신속한 재난 알림 서비스를 제공할 수 있다.

도 1은 레거시 이동통신 시스템과 차세대 이동통신 시스템이 함께 구축되어 있는 이동통신 시스템을 예시한 도면이다.
도 2는 재난 알림 서비스 제공 장비와 각 이동통신 시스템을 구성하는 장비 간 연동 관계를 예시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 긴급 메시지 전송 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 긴급 메시지 전송 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 제3 실시예에 따른 긴급 메시지 전송 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 긴급 메시지를 전송하는 네트워크 장치를 예시한 블록도이다.

이하, 본 발명의 일 실시예를 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되어 있더라도 가능한 한 동일한 부호를 사용하고 있음에 유의해야 한다. 또한 본 발명의 일 실시예를 설명함에 있어서 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그에 대한 상세한 설명을 생략한다.

본 발명의 일 실시예의 구성요소를 설명함에 있어서 제1, 제2, i), ii), a), b) 등의 부호를 사용할 수 있다. 이러한 부호는 그 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위한 것일 뿐 그 부호에 의해 해당 구성요소의 본질, 차례, 순서 등이 한정되는 것은 아니다. 본 명세서에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 '포함' 또는 '구비'한다고 할 때, 이는 명시적으로 반대되는 기재가 없는 한 해당 부분이 다른 구성요소를 부가하는 것을 배제하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다. '~부', '모듈' 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 '하드웨어', '소프트웨어' 또는 '하드웨어와 소프트웨어의 결합'으로 구현될 수 있다. 또한 본 발명의 실시예를 구성하는 단계들은 일부 생략되거나, 순서가 바뀌어 수행될 수 있다.

이동통신 시스템에서 기지국은 단말과 통신하는 일 주체로서 코어 네트워크로의 연결을 제공한다. 기지국은 BS, NodeB(NB), eNodeB(eNB), gNodeB(gNB) 등으로 지칭되며, eNodeB(eNB)는 LTE용 기지국을 의미하고, gNodeB(gNB)는 차세대 이동통신 시스템인 5G용 기지국을 의미한다.

이동통신 시스템에서 단말(User Equipment)은 기지국과 통신하는 일 주체로서 고정되거나 이동성을 가질 수 있다. 단말은 UE, 이동국(MS: Mobile Station), 이동장비(ME: Mobile Equipment), 터미널(terminal) 등으로 지칭된다.

MME(Mobility Management Entity)는 LTE 코어 네트워크의 핵심 구성요소로서, 사용자 단말을 인증(Authentication)하고, EPS(Evolved Packet System) 베어러를 관리하며, 사용자 단말의 이동성(Mobility), 즉, 현재 사용자 단말이 네트워크에 붙어 있는지(attach), 붙어 있다면 연결 모드(Connected Mode)인지 유휴 모드(Idle Mode)인지를 판단하고 관리한다.

5G는 LTE와 달리 entity가 아닌 네트워크 기능(Network Function, NF) 별로 기능, 연결점, 프로토콜 등이 정의되어 있다. AMF(Access and Mobility Management Function)는 5G 코어 네트워크의 핵심 구성요소로서, LTE 네트워크의 MME에 대응된다. AMF는 등록 관리(Registration Management), 연결 관리(Connection Management), 접근가능성 관리(Reachability Management), 이동성 관리(Mobility Management), 액세스 인증(Access Authentication), 액세스 인가(Access Authorization) 등의 기능을 수행한다. AMF는 가상화된 하나의 네트워크 장치에 위의 기능들에 대한 소프트웨어가 탑재된 형태로 구현될 수 있다. 즉, 물리적 노드(Physical Node)가 아닌 가상 노드(Virtualized Node)로 구현될 수 있다.

도 1은 레거시 이동통신 시스템과 차세대 이동통신 시스템이 함께 구축되어 있는 이동통신 시스템을 예시한 도면이다.

도 1은 레거시 이동통신 시스템으로서 LTE(Long Term Evolution) 또는 4G 시스템이 예시되어 있고, 차세대 이동통신 시스템으로서 5G 시스템 또는 NR(New Radio) 시스템이 예시되어 있다. 그러나 이는 예시에 불과하며, LTE, 5G 외에도 하나 이상의 이동통신 시스템이 공존하는 이동통신 시스템이라면 본 발명의 일 실시예가 적용될 수 있을 것이다.

본 명세서에서는 레거시 이동통신 시스템과 차세대 이동통신 시스템이 공존하여 서로 다른 복수의 무선접속기술을 연동함으로써 사용자 단말에 다중 연결성 서비스를 제공할 수 있는 이동통신 시스템에서 긴급 메시지를 전송하는 방법에 대하여 설명한다.

도 1에서 점 패턴으로 표시된 영역은 긴급 메시지 전송이 필요한 영역을 예시한 것이다. 그러나 긴급 메시지 전송이 필요한 영역, 예컨대 재난 발생 지역에 있는 사용자 단말(300)이 5G 무선망(200)에 접속되어 있고 5G 무선망(200)이 CBC(420)에 연동되어 있지 않으면 사용자 단말(300)에게 재난 알림 서비스를 제공하기 어려울 수 있다. 이 경우 다른 이동통신 시스템의 자원 또는 기능을 활용하여 재난 알림 서비스를 제공하여야 한다.

도 2는 재난 알림 서비스 제공 장비와 각 이동통신 시스템을 구성하는 장비 간 연동 관계를 예시한 도면이다.

도 2에 나타난 것과 같이 긴급 메시지 전송이 필요한 영역에 있는 사용자 단말에 대하여 재난 알림 서비스를 제공하는 과정에서 레거시 이동통신 시스템의 구성요소─예컨대 LTE 이동통신 시스템의 기지국인 eNB(120) 및 4G 무선망(100), 차세대 이동통신 시스템의 구성요소─예컨대 5G 이동통신 시스템의 기지국인 gNB(220) 및 5G 무선망(200), 재난 경보 시스템의 구성요소─예컨대 CBE(410)(Cell Broadcast Entity) 및 CBC(420)(Cell Broadcast Center)가 관여한다. 단말의 인증, 등록, 연결 등을 수행하는 주체로서 4G 무선망(100)은 MME(110)를 포함하고, 5G 무선망(200)은 AMF(210)를 포함한다.

CBE(410)(Cell Broadcast Entity: 셀 방송 엔티티) 및 CBC(420)(Cell Broadcast Center: 셀 방송 센터)는 재난 상황 발생 시 셀 방송을 수행하는 주체로서, 재난 알림 서비스에 있어서는 행정안전부, 소방청 등 재난 상황 인지 및 재난 경보 전송 등의 권한이 있는 기관이 담당한다.

도 2에 나타난 것과 같이 4G 무선망(100)은 CBC(420)와 연동되어 있으므로, 재난 발생 시 CBC(420)의 긴급 메시지 전송 요청을 받아 4G 무선망(100)에 연결된 사용자 단말에게 긴급 메시지를 전송할 수 있다. 구체적으로 4G 무선망(100)에서 긴급 메시지를 전송하는 과정을 예를 들어 설명하면 다음과 같다.

CBE(410)는 CBC(420)에 긴급 메시지, 예컨대 재난 경고 메시지의 방송을 요청한다(Emergency Broadcast Request). CBE(410)로부터 재난 경고 메시지의 방송을 요청 받은 CBC(420)는 MME(110)에게 재난 경고 요청 메시지(Write Replace Warning Request)를 전송하고, MME(110)로부터 재난 경고 응답 메시지(Write Replace Warning Confirm)를 수신한다. MME(110)는 CBC(420)로부터 수신한 재난 경고 요청 메시지(Write Replace Warning Request)를 eNB(120)에게 전송하고, eNB(120)로부터 재난 경고 응답 메시지(Write Replace Warning Reponse)를 수신한다. eNB(120)는 접속 중인 사용자 단말에게 재난 경고 메시지를 전송한다.

차세대 이동통신 시스템의 도입 초기에는 5G 무선망(200)이 CBC(420)와 직접 연동되어 있지 않으므로(도 2에서 점선으로 표시된 부분) 5G 무선망(200)에 접속된 사용자 단말에게는 긴급 메시지를 전송할 수 없는 문제가 있다. 즉, 음영지역의 존재, 차세대 이동통신 시스템의 CBC(420) 연동 미비 등으로 인하여 긴급 메시지 전송이 필요한 영역에 있는 일부 사용자 단말에게 재난 알림 서비스를 제공하기 어렵거나 불가능할 수 있다. 본 명세서에서는 이러한 경우에 있어 CBC(420)와 연동되어 있는 레거시 통신망, 예컨대 4G 무선망(100)의 기능을 빌려서 재난 알림 서비스를 제공하는 기술을 제안한다.

본 발명의 일 실시예는 차세대 이동통신 시스템에서 재난 알림 서비스를 제공하기 힘들 때 일시적으로 레거시 이동통신 시스템을 이용하여 재난 알림 서비스를 제공하는 방법에 관한 것으로서, 이동통신 시스템을 이용하는 모든 산업 및 기술 분야에 적용될 수 있다. 특히 본 발명은 3GPP 표준을 기반으로 동작하는 이동통신 시스템 (Evolved Packet System 또는 Long Term Evolution 시스템, Next Generation 시스템)에 적용될 수 있다.

1. 제1 실시예

도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 긴급 메시지 전송 방법을 나타낸 흐름도이다.

재난 등 긴급 상황 발생 전에 5G 무선망(200)의 코어 네트워크(예: AMF)는 4G 무선망(100)의 코어 네트워크(예: MME)에게 긴급 재난 알림 서비스 발생 시 해당 사실을 알려 달라고 요청할 수 있다.

MME(110)는 5G 무선망(200)에 접속된 단말이 긴급 재난 알림 서비스 수신을 위하여 4G 무선망(100)에 신속하게 접속할 수 있도록 4G 무선망(100) 접속에 필요한 각종 정보, 예컨대 주파수, 단말 임시 식별자, 보안 관련 정보, QoS(Quality of Service) 관련 정보, 접속해야 할 4G 무선망(100)의 기지국 관련 정보 등을 작성하여 AMF(210)에게 제공할 수 있다(S311).

AMF(210)는 사용자 단말의 재난 알림 서비스에 대한 발생 및 도착 알람 정보를 5G 무선망(200) 대신 4G 무선망(100)이 수신할 수 있도록 AMF(210)에 등록된 사용자 단말 정보를 MME(110)에게 제공할 수 있으며(S312), MME(110)는 AMF(210)로부터 수신한 사용자 단말에 대한 정보를 가입자 정보 DB(UDM 또는 HSS/HRL)에 등록할 수 있다. AMF(210)와 MME(110)는 5G 무선망(200)과 4G 무선망(100)에서 서비스를 제공하기 위하여 영역을 구성하는 정보(예: Tracking Area)를 서로 매핑할 수 있는 정보를 교환할 수 있다.

재난 등 긴급 상황 발생 시 CBE(410)는 CBC(420)에 긴급 메시지의 전송을 요청한다. 예컨대 CBE(410)는 CBC(420)에게 재난 경고 메시지의 방송을 요청할 수 있다(Emergency Broadcast Request). 긴급 메시지는 긴급 메시지를 발송할 대상 영역에 대한 정보, 메시지 식별자 및 메시지 페이로드(payload) 중 하나 이상을 포함할 수 있다.

CBE(410)로부터 긴급 메시지의 전송을 요청 받은 CBC(420)는 4G 무선망(100)의 MME(110)에게 긴급 메시지 전송을 요청한다(S321). 예컨대 CBC(420)는 MME(110)에게 재난 경고 요청 메시지(Write Replace Warning Request)를 전송할 수 있다.

CBC(420)로부터 긴급 메시지의 전송을 요청 받은 4G 무선망(100)의 MME(110)는 CBC(420)에게 긴급 메시지 전송 요청에 응답한다(S322). 예컨대 MME(110)는 CBC(420)에게 재난 경고 응답 메시지(Write Replace Warning Confirm)를 전송할 수 있다.

MME(110)는 CBC(420)로부터 수신한 재난 경고 요청 메시지(Write Replace Warning Request)를 eNB(120)에게 전달하고, eNB(120)로부터 재난 경고 응답 메시지(Write Replace Warning Reponse)를 수신한다. eNB(120)는 접속 중인 사용자 단말들에게 재난 경고 메시지를 전송한다. 이 과정은 도 3의 흐름도에서 생략하였다.

MME(110)는 긴급 메시지 전송이 필요한 영역(이하, '대상 영역')을 담당(serving)하는 5G 무선망(200)을 탐색한다(S330). 구체적으로 MME(110)는 과거 AMF(210)로부터 수신하였던 정보, MME(110)에 설정된 정보, 또는 HSS(Home Subscriber Server) 또는 UDM(Unified Data Management)에 정보를 질의하여 대상 영역을 담당하는 5G 무선망(200)을 파악할 수 있다.

전술한 것과 같이 차세대 이동통신 시스템의 도입 초기에는 5G 무선망(200)이 CBC(420)와 직접 연동되어 있지 않아 5G 무선망(200)에 접속된 사용자 단말이 긴급 메시지를 수신하지 못할 수 있으므로, 대상 영역을 담당하는 5G 무선망(200)을 탐색한 후 해당 무선망에 접속된 사용자 단말에게 신속하게 4G 무선망(100)에 접속하도록 할 필요가 있다.

대상 영역을 담당하는 5G 무선망(200)이 탐색되면 MME(110)는 해당 5G 무선망(200)을 담당(serving)하는 AMF(210)에 긴급 메시지 전송 요청 사실을 통지한다(S341). 통지하는 내용에는 대상 영역 정보 및 긴급 메시지 식별자가 포함된다.

AMF(210)는 MME(110)의 통지에 대하여 응답한다(S342). 통지에 대한 응답은 5G 무선망(200)에 접속된 단말들이 4G 무선망(100)으로 이동하여 긴급 재난 알림을 수신할 때까지 계속 알림 전송이 필요함을 알리는 정보와, 5G 무선망(200)에 접속되고 긴급 메시지 전송이 필요한 대상 영역에 있는 사용자 단말(이하, '대상 사용자 단말')들의 식별자를 포함할 수 있다.

AMF(210)는 대상 사용자 단말(300)에게 긴급 메시지 수신을 위하여 4G 무선망(100)으로 이전하여야 함을 알린다(S350). 구체적으로 AMF(210)는 대상 사용자 단말(300)에게 긴급 메시지를 이유로 한 Fallback을 요청할 수 있다.

RRC 연결 유무에 따라 단말은 'RRC-CONNECTED'와 'RRC-IDLE'의 2가지 상태를 갖는데, 연결 모드(Connected Mode)라고도 불리는 RRC-CONNECTED 상태에서 단말은 데이터 발생 시 바로 송수신이 가능하다. AMF(210)는 연결 상태(RRC-CONNECTED)의 단말들에 대해서는 단말에게 직접 N1 메시지를 통해 4G 무선망(100)으로 이전해야 함을 알리는 메시지를 전송하거나, 기지국에게 단말을 4G 무선망(100)으로 이전시키면서 연결을 해제하라는 명령(RRC Connection Release with Re-direction)을 내릴 수 있다. 한편 유휴 상태(RRC-IDLE)의 단말들에 대해서는 단말과 통신을 재개하기 위한 페이징(Paging) 과정(NW-initiated Service Request)을 수행할 수 있다.

대상 사용자 단말(300)의 5G 기지국(gNB, 220)이 인접한 4G 기지국(eNB, 120)에 대한 정보를 가지고 있는 경우, AMF(210)는 대상 사용자 단말(300)에게 신속하게 4G 무선망(100)에 접속할 수 있도록 하는 정보(이하, '접속 정보')를 제공할 수 있다. 접속 정보는 재난 등 긴급 상황 발생 전에 MME(110)가 AMF(210)에 제공하였던 4G 무선망(100) 접속에 필요한 각종 정보일 수 있다. 예컨대 접속 정보는 주파수, 단말 임시 식별자, 보안 관련 정보, QoS(Quality of Service) 관련 정보 및 접속해야 할 4G 무선망(100)의 기지국 정보 중 하나 이상을 포함할 수 있다.

대상 사용자 단말(300)은 수신한 정보를 이용해 4G 무선망(100)을 선택하고, eNB(120)에게 RRC(Radio Resource Control) 연결을 요청한다(S360).

대상 사용자 단말(300)이 MME(110)에 접속하고 4G 코어 네트워크에 등록(Tracking Area Update 또는 Attach)되면 MME(110)는 대상 사용자 단말(300)에게 긴급 메시지를 전송한다(S370).

MME(110)는 자신에게 접속된 단말의 식별자를 이용하여 AMF(210)로부터 수신한 대상 사용자 단말(300) 중 정상적으로 접속된 단말을 파악한다.

대상 사용자 단말(300)들이 모두 4G 무선망(100)에 접속하여 모든 대상 사용자 단말(300)에 대하여 긴급 메시지 전송이 완료되면 MME(110)는 CBC(420)에게 긴급 메시지 전송이 완료되었음을 통지한다(S380).

이상의 실시예에서 유휴 상태(RRC-IDLE)의 단말들에 대하여 단말과 통신을 재개하기 위한 페이징(Paging) 과정을 좀 더 자세히 설명하면 다음과 같다.

유휴 상태의 단말들에게 긴급 메시지를 전송하기 위하여 AMF(210)는 기지국(gNB, 220)에게 페이징 요청을 전송한다. 이 페이징 요청 메시지는 해당 페이징이 긴급 메시지 전송을 위한 것임을 나타내는 정보를 포함한다. 페이징 요청을 수신한 기지국은 긴급 상황 발생을 이유로 대상 사용자 단말(300)에게 페이징을 전송한다. 이 때 페이징은 모든 대상 사용자 단말(300)이 실패 없이 수신할 수 있도록 충분한 횟수 만큼 반복된다.

대상 사용자 단말(300)은 명령에 따라 4G 무선망(100)으로 접속하여 시스템 정보를 수신한다. 유휴 상태의 단말이 긴급 상황이 발생했음을 알리는 페이징을 수신하면 단말은 5G 무선망(200)에서 연결 상태로 전환하기 위한 과정(예: Service Request)을 수행하지 않고 즉시 4G 무선망(100)으로 이전하여 동작한다. 만약 단말이 4G 무선망(100)에 대한 접속 정보를 미리 수신하였다면 이를 우선적으로 활용하여 4G 무선망(100)에 접속하기 위한 시간을 단축하는 것은 전술한 것과 같다.

2. 제2 실시예

도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 긴급 메시지 전송 방법을 나타낸 흐름도이다. 본 실시예는 단말이 4G 무선망(100)과 5G 무선망(200)에 동시에 등록(Dual Registration)되어 동작 가능한 경우. 긴급 메시지 전송 수신 실패 확률을 낮추고, 전송 지연을 단축하는 방법이다.

재난 등 긴급 상황 발생 전에 5G 무선망(200)의 코어 네트워크(예: AMF, 210)는 4G 무선망(100)의 코어 네트워크(예: MME, 110)에게 긴급 재난 알림 서비스 발생 시 해당 사실을 알려 달라고 요청할 수 있다.

MME(110)는 AMF(210)에게 5G 무선망(200)의 주소 및 5G 무선망(200)에 등록된 사용자 단말에 대한 정보를 요청하고(S411), AMF(210)는 해당 정보를 MME(110)에 제공한다(S412).

MME(110)는 4G 무선망(100)과 5G 무선망(200)에 동시에 등록된 사용자 단말을 확인한다(S420).

4G 무선망(100)과 5G 무선망(200)에 동시에 등록된 사용자 단말은 5G 무선망(200)으로 일반적인 서비스를 받으며 4G 무선망(100)에 대해서는 저전력 모드로 동작한다. 따라서 재난 등 긴급 상황 발생 시 4G 무선망(100)에 대한 단말의 동작 상태를 저전력 모드(Low Power Mode)에서 정상 모드(Normal Mode)로 전환하여야만 4G 무선망(100)을 통해 긴급 메시지를 수신할 수 있다. 이하, 자세히 설명한다.

CBE(410)로부터 긴급 메시지의 전송을 요청 받은 CBC(420)는 4G 무선망(100)의 MME(110)에게 긴급 메시지 전송을 요청한다(S431). 예컨대 CBC(420)는 MME(110)에게 재난 경고 요청 메시지(Write Replace Warning Request)를 전송할 수 있다.

CBC(420)로부터 긴급 메시지의 전송을 요청 받은 4G 무선망(100)의 MME(110)는 CBC(420)에게 긴급 메시지 전송 요청에 응답한다(S432). 예컨대 MME(110)는 CBC(420)에게 재난 경고 응답 메시지(Write Replace Warning Confirm)를 전송할 수 있다.

MME(110)는 긴급 메시지 전송이 필요한 영역(이하, '대상 영역')을 담당(serving)하는 5G 무선망(200)을 탐색한다(S440). 구체적으로 MME(110)는 과거 AMF(210)로부터 수신하였던 정보, MME(110)에 설정된 정보, 또는 HSS(Home Subscriber Server) 또는 UDM(Unified Data Management)에 정보를 질의하여 대상 영역을 담당하는 5G 무선망(200)을 파악할 수 있다.MME(110)는 4G 무선망(100)과 5G 무선망(200)에 동시에 등록된 대상 사용자 단말(300)을 파악한 후, 4G 무선망(100)과 5G 무선망(200)이 공동으로 연동된 DB(UDM 또는 HSS)에 해당 5G 코어 네트워크(예: AMF, 210)의 주소를 질의한다.

MME(110)는 DB로부터 수신한 AMF(210)의 주소를 이용하여 대상 사용자 단말(300)에 대해 재난 알림 서비스 등 긴급한 서비스 제공이 필요함을 통지한다. 이 메시지에는 대상 사용자 단말(300)에 대한 식별자와 서비스 형태 정보가 포함될 수 있다.

AMF(210)는 대상 사용자 단말(300)에 대하여 4G 무선망(100)을 통해 긴급 메시지를 수신할 수 있도록 서비스 상태를 변경하도록 하는 메시지를 전송한다(S450). 예컨대 AMF(210)는 4G 무선망(100)에 대한 대상 사용자 단말(300)의 상태를 저전력 모드(Low Power Mode)에서 정상 모드(Normal Mode)로 전환하도록 5G 무선망(200)의 제어 메시지를 통해 명령할 수 있다.

대상 사용자 단말(300)이 5G 무선망(200)에 대해 유휴 상태(RRC IDLE)이면, AMF(210)는 대상 사용자 단말(300)에 대하여 페이징을 수행한다. 이 때 대상 사용자 단말(300)에게 전달되는 페이징 메시지에는 4G 무선망(100)을 통해 수신해야 할 서비스가 발생했음을 알리는 정보가 포함될 수 있다.

대상 사용자 단말(300)은 4G 무선망(100)을 통해 수신해야 할 서비스가 발생하였음을 알리는 메시지를 수신하면 즉시 4G 무선망(100)에 대한 대상 사용자 단말(300)의 상태를 저전력 모드(Low Power Mode)에서 정상 모드(Normal Mode)로 전환하기 위한 과정(Tracking Area Update 또는 Attach 과정)을 수행한다(S460).

대상 사용자 단말(300)이 4G 무선망(100)에 대하여 정상 모드로 전환되면, 대상 사용자 단말(300)은 4G 무선망(100)에 대하여 정상 동작 모드로 전환하였음을 알리는 메시지를 AMF(210)로 전달하고(S470), 이를 수신한 AMF(210)는 추가 페이징 과정을 중지한다.

MME(110)는 정상 모드로 전환된 대상 사용자 단말(300)에게 긴급 메시지를 전송한다(S480).

대상 사용자 단말(300)들이 모두 4G 무선망(100)에 정상 모드로 동작하여 모든 대상 사용자 단말(300)에 대하여 긴급 메시지 전송이 완료되면 MME(110)는 CBC(420)에게 긴급 메시지 전송이 완료되었음을 통지한다(S490).

3. 제3 실시예

도 5는 본 발명의 제3 실시예에 따른 긴급 메시지 전송 방법을 나타낸 흐름도이다.

5G 무선망(200)에 접속한 단말의 수가 많지 않으면 단말을 4G 무선망(100)으로 이전시켜 메시지를 방송(Broadcast)하는 것 보다 5G 무선망(200)의 유니캐스트(unicast) 메시지를 사용하여 각 단말에게 긴급 메시지를 직접 전송하는 것이 더 효율적이다.

CBE(410)로부터 긴급 메시지의 전송을 요청 받은 CBC(420)는 4G 무선망(100)의 MME(110)에게 긴급 메시지 전송을 요청한다(S511). 예컨대 CBC(420)는 MME(110)에게 재난 경고 요청 메시지(Write Replace Warning Request)를 전송할 수 있다.

CBC(420)로부터 긴급 메시지의 전송을 요청 받은 4G 무선망(100)의 MME(110)는 CBC(420)에게 긴급 메시지 전송 요청에 응답한다(S512). 예컨대 MME(110)는 CBC(420)에게 재난 경고 응답 메시지(Write Replace Warning Confirm)를 전송할 수 있다.

MME(110)는 CBC(420)로부터 수신한 재난 경고 요청 메시지(Write Replace Warning Request)를 eNB(120)에게 전달하고, eNB(120)로부터 재난 경고 응답 메시지(Write Replace Warning Reponse)를 수신한다. eNB(120)는 접속 중인 사용자 단말들에게 재난 경고 메시지를 전송한다(S520).

MME(110)는 긴급 메시지 전송이 필요한 영역(이하, '대상 영역')을 담당(serving)하는 5G 무선망(200)을 탐색한다(S530). 구체적으로 MME(110)는 과거 AMF(210)로부터 수신하였던 정보, MME(110)에 설정된 정보, 또는 HSS(Home Subscriber Server) 또는 UDM(Unified Data Management)에 정보를 질의하여 대상 영역을 담당하는 5G 무선망(200) 및 이를 담당(serving)하는 AMF(210)들을 파악할 수 있다.

MME(110)는 대상 영역을 담당하는 AMF(210)에게 긴급 메시지를 전송한다(S540).

AMF(210)는 자신에게 등록된 단말 중 대상 영역에 포함되어 긴급 메시지 전송이 필요한 단말들에 대하여 유니캐스트(unicast) 방식으로 긴급 메시지를 전송한다(S550). 이 때 N1 또는 NAS 메시지가 사용되며 5G 무선망(200)을 통해 전송되고, 이 메시지에는 긴급 메시지에 대한 메시지 식별자와 메시지 페이로드가 포함된다.

AMF(210)는 대상 영역에 속한 단말들에 대하여 긴급 메시지 전송이 완료되면, 긴급 메시지 전송 완료 사실을 MME(110)에게 통지한다(S560). 이 메시지는 대상 영역 및 메시지 식별자를 포함할 수 있다.

4G 무선망(100) 및 5G 무선망(200)에 접속된 모든 대상 사용자 단말(300)에 대하여 긴급 메시지 전송이 완료되면 MME(110)는 CBC(420)에게 긴급 메시지 전송이 완료되었음을 통지한다(S570).

4. 장치도

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 긴급 메시지를 전송하는 네트워크 장치를 예시한 블록도이다.

도 6에 나타난 것과 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 긴급 메시지를 전송하는 네트워크 장치(600)는 수신부(610), 탐색부(620), 통지부(630), 확인부(640) 및 명령부(650)를 포함한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 네트워크 장치(600)는 MME(110)일 수 있다. 다만 MME(110)에 한정되는 것은 아니며, 이하 설명할 구성 및 기능을 포함하는 모든 장치는 본 발명의 일 실시예에 따른 네트워크 장치(600)가 될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 네트워크 장치(600)는 CBC(420)와 연동되어 있다.

수신부(610)는 CBC(420)로부터 긴급 메시지 전송 요청을 수신한다.

탐색부(620)는 긴급 메시지 전송이 필요한 대상 영역을 담당(serving)하는 무선망(이하, '대상 무선망')을 탐색한다. 대상 무선망은 CBC(420)과 연동이 되어 있지 않은 무선망일 수 있다. 예컨대 대상 무선망은 도입 초기에 CBC(420)와 연동되어 있지 않은 5G 무선망(200)일 수 있다.

통지부(630)는 대상 무선망에게 CBC(420)로부터 긴급 메시지 전송 요청이 왔음을 통지한다.

대상 무선망의 네트워크 장치는 대상 무선망에 접속되고 대상 영역에 있는 대상 사용자 단말이 네트워크 장치(600)와 연동된 무선망으로부터 긴급 메시지의 수신이 가능해지도록 대상 사용자 단말의 상태를 전환한다. 예컨대 대상 무선망의 네트워크 장치는 대상 사용자 단말에게 네트워크 장치(600)와 연동된 무선망으로 RRC 연결을 할 것을 요청하거나, 네트워크 장치(600)와 연동된 무선망에 대하여 저전력 모드에서 정상 모드로 전환할 것을 요청할 수 있다. 이에 대해서는 전술한 제1 실시예 및 제2 실시예에서 상세히 설명하였으므로 자세한 설명을 생략한다.

확인부(640)는 대상 무선망에 접속되고 대상 영역에 있는 대상 사용자 단말이 네트워크 장치(600)와 연동된 무선망으로부터 긴급 메시지의 수신이 가능한 상태인지 여부를 확인한다.

명령부(650)는 대상 무선망으로 하여금 대상 사용자 단말에게 긴급 메시지를 전송하도록 명령한다.

그밖에 전술한 실시예와 중복되는 내용은 그 자세한 설명을 생략한다.

전술한 실시예에서 도 3은 S311 내지 S380을, 도 4는 S411 내지 S490을, 도 5는 S511 내지 S570을 순차적으로 실행하는 것으로 기재하고 있으나, 이는 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과할 뿐, 이상의 과정의 실행이 시계열적인 순서로 한정되는 것은 아니다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 이상의 과정의 실행 순서를 변경하거나, 이상의 과정에서 하나 이상의 과정을 생략하거나, 이상의 과정에서 하나 이상의 과정을 병렬적으로 실행하는 등 도 3, 도 4 및 도 5에 예시된 방법을 다양하게 수정 및 변형할 수 있을 것이다.

한편, 전술한 실시예들로 설명된 긴급 메시지 전송 방법은 컴퓨터 또는 스마트폰으로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터 또는 스마트폰이 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터 또는 스마트폰이 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 즉, 컴퓨터 또는 스마트폰이 읽을 수 있는 기록매체는 마그네틱 저장매체(예를 들면, ROM, 플로피 디스크, 하드디스크 등), 광학적 판독 매체(예를 들면, CD-ROM, DVD 등), 플래시 메모리(예를 들면, USB, SSD) 등과 같은 저장매체를 포함한다. 또한 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산 방식으로 컴퓨터 또는 스마트폰이 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다.

본 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과하고, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 본 실시예의 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다.

본 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 따라서 본 실시예에 의하여 본 발명의 권리범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호범위는 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등하거나 균등하다고 인정되는 모든 기술적 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

100: 4G 무선망 110: 4G 코어 네트워크(MME)
120: 4G 기지국(eNB) 200: 5G 무선망
210: 5G 코어 네트워크(AMF) 220: 5G 기지국(gNB)
300: 대상 사용자 단말
410: 셀 방송 엔티티(Cell Broadcast Entity: CBE)
420: 셀 방송 센터Cell Broadcast Center: CBC)
600: 네트워크 장치 610: 수신부
620: 탐색부 630: 통지부
640: 확인부 650: 명령부

Claims

CBC(Cell Broadcast Center)와 연동된 무선망(이하, '제1 무선망') 시스템에서 긴급 메시지를 전송하는 방법에 있어서,
상기 CBC로부터 긴급 메시지 전송 요청을 수신하는 과정;
상기 긴급 메시지 전송이 필요한 영역(이하, '대상 영역')을 담당(serving)하는 무선망(이하, '제2 무선망')을 탐색하는 과정;
상기 제2 무선망에게 상기 긴급 메시지 전송 요청 사실을 통지하는 과정;
상기 제2 무선망에 접속되고 상기 대상 영역에 있는 사용자 단말(이하, '대상 사용자 단말')이 상기 제1 무선망으로부터 상기 긴급 메시지의 수신이 가능한 상태인지 확인하는 과정; 및
상기 제1 무선망으로 하여금 상기 대상 사용자 단말에게 상기 긴급 메시지를 전송하도록 명령하는 과정을 포함하되,
상기 제1 무선망과 상기 제2 무선망은 서로 다른 종류의 망임을 특징으로 하는 긴급 메시지 전송 방법.
제1항에 있어서,
상기 제1 무선망은 4G 무선망이고 상기 제2 무선망은 5G 무선망인 긴급 메시지 전송 방법.
제1항에 있어서,
상기 제2 무선망은 상기 CBC와 연결되어 있지 않은 긴급 메시지 전송 방법.
제1항에 있어서,
상기 긴급 메시지는,
상기 대상 영역에 대한 정보, 메시지 식별자 및 메시지 페이로드(payload) 중 하나 이상을 포함하는 긴급 메시지 전송 방법.
제1항에 있어서,
상기 수신하는 과정 이전에,
상기 제2 무선망에 접속된 사용자 단말이 상기 제1 무선망에 접속하기 위하여 필요한 정보(이하, '접속 정보')를 제공하는 과정을 더 포함하는 긴급 메시지 전송 방법.
제5항에 있어서,
상기 접속 정보는,
주파수, 단말 임시 식별자, 보안 관련 정보, QoS(Quality of Service) 관련 정보 및 상기 제1 무선망의 기지국 정보 중 하나 이상을 포함하는 긴급 메시지 전송 방법.
제1항에 있어서,
상기 수신하는 과정 이전에,
상기 제2 무선망으로부터 상기 제2 무선망의 주소 및 상기 제2 무선망에 등록된 사용자 단말에 대한 정보를 취득하는 과정; 및
상기 취득한 정보를 이용하여 상기 대상 사용자 단말이 상기 제1 무선망과 상기 제2 무선망에 동시에 등록되었는지 여부를 판단하는 과정을 더 포함하고,
상기 통지하는 과정과 상기 확인하는 과정 사이에,
상기 대상 사용자 단말이 상기 제1 무선망과 상기 제2 무선망에 동시에 등록된 상태이면, 상기 대상 사용자 단말에게 상기 제1 무선망을 통해 상기 긴급 메시지를 수신할 수 있는 상태로 서비스 형태를 변경하도록 지시하는 메시지를 전송하는 과정을 더 포함하는 긴급 메시지 전송 방법.
제7항에 있어서,
상기 메시지를 전송하는 과정은,
상기 제1 무선망과 상기 제2 무선망이 공동으로 연동된 데이터베이스에게 상기 제2 무선망의 코어 네트워크 주소를 요청하는 과정;
상기 코어 네트워크 주소를 수신하는 과정; 및
상기 코어 네트워크 주소를 이용하여 상기 대상 사용자 단말에게 상기 서비스 형태를 변경하도록 하는 요청을 전송하는 과정을 포함하는 긴급 메시지 전송 방법.
제7항에 있어서,
상기 메시지는 상기 제1 무선망에 대한 상기 대상 사용자 단말의 상태를 저전력 모드(Low Power Mode)에서 정상 모드(Normal Mode)로 전환하도록 하는 명령을 포함하는 긴급 메시지 전송 방법.
CBC(Cell Broadcast Center)와 연동된 무선망(이하, '제1 무선망') 시스템에서 긴급 메시지를 전송하는 방법에 있어서,
상기 CBC로부터 긴급 메시지 전송 요청을 수신하는 과정;
상기 제1 무선망에 접속되고 상기 대상 영역에 속해 있는 모든 사용자 단말(이하, '제1 그룹')에게 상기 긴급 메시지를 전송하는 과정;
상기 긴급 메시지 전송이 필요한 영역(이하, '대상 영역')을 담당(serving)하는 무선망(이하, '제2 무선망')을 탐색하는 과정;
상기 제2 무선망에게 상기 긴급 메시지를 전송하는 과정;
상기 제2 무선망으로부터 상기 제2 무선망에 접속되고 상기 대상 영역에 있는 모든 사용자 단말(이하, '제2 그룹')에게 상기 긴급 메시지를 전송하였음을 통지받는 과정; 및
상기 제1 그룹 및 상기 제2 그룹에 대한 상기 긴급 메시지 전송이 완료되면 상기 긴급 메시지 전송 완료 사실을 상기 CBC에 통지하는 과정을 포함하되,
상기 제1 무선망과 상기 제2 무선망은 서로 다른 종류의 망임을 특징으로 하는 긴급 메시지 전송 방법.
제10항에 있어서,
상기 제2 무선망이 상기 제2 그룹에게 전송하는 긴급 메시지는 유니캐스트(unicast) 메시지인 것을 특징으로 하는 긴급 메시지 전송 방법.
CBC(Cell Broadcast Center)와 연동된 무선망(이하, '제1 무선망')의 네트워크 장치에 있어서,
상기 CBC로부터 긴급 메시지 전송 요청을 수신하는 수신부;
상기 긴급 메시지 전송이 필요한 영역(이하, '대상 영역')을 담당(serving)하는 무선망(이하, '제2 무선망')을 탐색하는 탐색부;
상기 제2 무선망에게 상기 긴급 메시지 전송 요청 사실을 통지하는 통지부;
상기 제2 무선망에 접속되고 상기 대상 영역에 있는 사용자 단말(이하, '대상 사용자 단말')이 상기 제1 무선망으로부터 상기 긴급 메시지의 수신이 가능한 상태인지 확인하는 확인부; 및
상기 제2 무선망으로 하여금 상기 대상 사용자 단말에게 상기 긴급 메시지를 전송하도록 명령하는 명령부를 포함하는 네트워크 장치.