KR102094893B1 - 데이터 수신 방법 및 사용자기기와, 데이터 전송 방법 및 기지국 - Google Patents

Abstract

본 발명의 네트워크 노드는 페이징 메시지를 통해 사용자기기를 위한 하향링크 데이터를 전송한다. 상기 사용자기기는 상기 페이징 메시지 내에 상기 사용자기기를 위한 하향링크 데이터가 있으면, 상기 하향링크 데이터의 수신확인(acknowledgement)을 나타내는 수신확인 정보를 포함하는 무선 자원 제어(radio resource control, RRC) 연결 요청 메시지를 상기 네트워크 노드에 전송할 수 있다. 상기 페이징 메시지가 상기 사용자기기를 위한 하향링크 데이터를 포함하고 상기 RRC 연결 요청 메시지가 상기 수신확인 정보를 포함하고 있으면 상기 네트워크 노드는 상기 수신확인 정보에 대한 컨펌을 나타내는 정보를 포함하는 RRC 연결 거절 메시지를 상기 사용자기기에게 전송할 수 있다.

Description

데이터 수신 방법 및 사용자기기와, 데이터 전송 방법 및 기지국

본 발명은 무선 통신 시스템에 관한 것으로서 데이터 전송/수신하는 방법 및 장치에 관한 것이다.

무선 통신 시스템이 음성이나 데이터 등과 같은 다양한 종류의 통신 서비스를 제공하기 위해 광범위하게 전개되고 있다. 일반적으로 무선 통신 시스템은 가용한 시스템 자원(대역폭, 전송 파워 등)을 공유하여 다중 사용자와의 통신을 지원할 수 있는 다중 접속(multiple access) 시스템이다. 다중 접속 시스템의 예들로는 CDMA(code division multiple access) 시스템, FDMA(frequency division multiple access) 시스템, TDMA(time division multiple access) 시스템, OFDMA(orthogonal frequency division multiple access) 시스템, SC-FDMA(single carrier frequency division multiple access) 시스템, MC-FDMA(multi carrier frequency division multiple access) 시스템 등이 있다.

기기간(Machine-to-Machine, M2M) 통신과, 높은 데이터 전송량을 요구하는 스마트폰, 태블릿 PC 등의 다양한 장치 및 기술이 출현 및 보급되고 있다. 이에 따라, 셀룰러 네트워크에서 처리될 것이 요구되는 데이터 양이 매우 빠르게 증가하고 있다. 이와 같이 빠르게 증가하는 데이터 처리 요구량을 만족시키기 위해, 더 많은 주파수 대역을 효율적으로 사용하기 위한 반송파 집성(carrier aggregation) 기술, 인지무선(cognitive radio) 기술 등과, 한정된 주파수 내에서 전송되는 데이터 용량을 높이기 위한 다중 안테나 기술, 다중 기지국 협력 기술 등이 발전하고 있다.

한편, 사용자기기(user equipment, UE)가 주변에서 접속(access)할 수 있는 노드(node)의 밀도가 높아지는 방향으로 통신 환경이 진화하고 있다. 노드라 함은 하나 이상의 안테나를 구비하여 UE와 무선 신호를 전송/수신할 수 있는 고정된 지점(point)을 말한다. 높은 밀도의 노드를 구비한 통신 시스템은 노드들 간의 협력에 의해 더 높은 성능의 통신 서비스를 UE에게 제공할 수 있다.

새로운 무선 통신 기술의 도입에 따라, 기지국이 소정 자원영역에서 서비스를 제공해야 하는 UE들의 개수가 증가할 뿐만 아니라, 상기 기지국이 서비스를 제공하는 UE들과 전송/수신하는 데이터와 제어정보의 양이 증가하고 있다. 기지국이 UE(들)과의 통신에 이용 가능한 무선 자원의 양은 유한하므로, 기지국이 유한한 무선 자원을 이용하여 데이터 및/또는 제어정보를 UE(들)로부터/에게 효율적으로 수신/전송하기 위한 새로운 방안이 요구된다.

또한 스마트기기의 발달에 따라 적은 양의 데이터를 효율적으로 전송/수신 혹은 낮은 빈도로 발생하는 데이터를 효율적으로 전송/수신하기 위한 새로운 방안이 요구된다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 이하의 발명의 상세한 설명으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명의 일 양상으로, 무선 통신 시스템에서 사용자기기가 데이터를 수신하는 방법이 제공된다. 상기 방법은: 페이징 메시지를 수신; 상기 페이징 메시지 내에 상기 사용자기기를 위한 하향링크 데이터가 있으면, 상기 하향링크 데이터의 수신확인(acknowledgement)을 나타내는 수신확인 정보를 포함하는 무선 자원 제어(radio resource control, RRC) 연결 요청 메시지를 전송; 및 상기 수신확인 정보에 대한 컨펌을 나타내는 정보를 포함하는 RRC 연결 거절 메시지를 수신하는 것을 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 양상으로, 무선 통신 시스템에서 데이터를 수신하는 사용자기기가 제공된다. 상기 사용자기기는 송수신 장치, 및 상기 송수신 장치를 제어하도록 구성된 프로세서를 포함하여 구성된다. 상기 프로세서는: 페이징 메시지를 수신하도록 상기 송수신 장치를 제어; 상기 페이징 메시지 내에 상기 사용자기기를 위한 하향링크 데이터가 있으면, 상기 하향링크 데이터의 수신확인(acknowledgement)을 나타내는 수신확인 정보를 포함하는 무선 자원 제어(radio resource control, RRC) 연결 요청 메시지를 전송하도록 상기 송수신 장치를 제어; 및 상기 수신확인 정보에 대한 컨펌을 나타내는 정보를 포함하는 RRC 연결 거절 메시지를 수신하도록 상기 송수신 장치를 제어하도록 구성될 수 있다.

본 발명의 또 다른 양상으로, 무선 통신 시스템에서 기지국이 데이터를 전송하는 방법이 제공된다. 상기 방법은: 사용자기기를 위한 페이징 메시지를 전송; 상기 사용자기기로부터 무선 자원 제어(radio resource control, RRC) 연결 요청 메시지를 수신하는 것을 포함하되, 상기 페이징 메시지가 상기 사용자기기를 위한 하향링크 데이터를 포함하고 상기 RRC 연결 요청 메시지가 상기 하향링크 데이터의 수신확인(acknowledgement)을 나타내는 수신확인 정보를 포함하고 있으면, 상기 수신확인 정보에 대한 컨펌을 나타내는 정보를 포함하는 RRC 연결 거절 메시지를 상기 사용자기기에게 전송하는 것을 포함할 수 있다.

본 발명의 또 다른 양상으로, 무선 통신 시스템에서 데이터를 전송하는 기지국이 제공된다. 상기 기지국은 송수신 장치, 및 상기 송수신 장치를 제어하도록 구성된 프로세서를 포함하여 구성된다. 상기 프로세서는: 사용자기기를 위한 페이징 메시지를 전송하도록 상기 송수신 장치를 제어; 상기 사용자기기로부터 무선 자원 제어(radio resource control, RRC) 연결 요청 메시지를 수신하도록 상기 송수신 장치를 제어하도록 구성되되, 상기 페이징 메시지가 상기 사용자기기를 위한 하향링크 데이터를 포함하고 상기 RRC 연결 요청 메시지가 상기 하향링크 데이터의 수신확인(acknowledgement)을 나타내는 수신확인 정보를 포함하고 있으면, 상기 프로세서는 상기 수신확인 정보에 대한 컨펌을 나타내는 정보를 포함하는 RRC 연결 거절 메시지를 상기 사용자기기에게 전송하도록 구성될 수 있다.

본 발명의 각 양상에 있어서, 상기 하향링크 데이터는 상기 페이징 메시지 내 비-접속 단(non-access stratum, NAS) 메시지에 포함되어 전송 혹은 수신될 수 있다.

본 발명의 각 양상에 있어서, 상기 사용자기기의 RRC 계층은 상기 페이징 메시지 내 페이징 정보와 상기 하향링크 데이터를 상기 사용자기기의 비-접속 단(non-access stratum, NAS) 계층에 전달할 수 있다.

본 발명의 각 양상에 있어서, 상기 사용자기기는 상기 RRC 연결 거절 메시지를 수신하면 상기 RRC 연결 요청 메시지의 전송에 의해 시작된 RRC 연결 수립 과정을 종료할 수 있다.

본 발명의 각 양상에 있어서, 상기 하향링크 데이터는 상기 사용자기기가 비연속 수신 모드 또는 전략 절약 모드일 때 상기 페이징 메시지를 통해 전송 혹은 수신될 수 있다.

본 발명의 각 양상에 있어서, 상기 페이징 메시지는 상기 하향링크 데이터가 상기 페이징 메시지 내에 포함되어 있음을 나타내는 정보를 더 포함할 수 있다.

상기 과제 해결방법들은 본 발명의 실시예들 중 일부에 불과하며, 본원 발명의 기술적 특징들이 반영된 다양한 실시예들이 당해 기술분야의 통상적인 지식을 가진 자에 의해 이하 상술할 본 발명의 상세한 설명을 기반으로 도출되고 이해될 수 있다.

본 발명에 의하면, 무선 통신 신호가 효율적으로 전송/수신될 수 있다. 이에 따라, 무선 통신 시스템의 전체 처리량(throughput)이 높아질 수 있다.

본 발명에 의하면, 기존 시스템과의 호환성을 유지하면서, 저복잡도/저비용 UE가 네트워크와 통신할 수 있다.

본 발명에 의하면,UE가 저복잡도/저비용으로 구현될 수 있다.

본 발명에 의하면 UE와 네트워크가 좁은 대역(narrowband)에서 통신할 수 있다.

본 발명에 의하면, 적은 양의 데이터가 효율적으로 전송/수신될 수 있다.

본 발명에 따른 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과는 이하의 발명의 상세한 설명으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명에 관한 이해를 돕기 위해 상세한 설명의 일부로 포함되는, 첨부 도면은 본 발명에 대한 실시예를 제공하고, 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 사상을 설명한다.
도 1은 EPC(Evolved Packet Core)를 포함하는 EPS(Evolved Packet System)의 개략적인 구조를 나타내는 도면이다.
도 2는 일반적인 E-UTRAN과 EPC의 아키텍처를 나타낸 예시도이다.
도 3은 제어 평면에서의 무선 인터페이스 프로토콜의 구조를 나타낸 예시도이다.
도 4는 사용자 평면에서의 무선 인터페이스 프로토콜의 구조를 나타낸 예시도이다.
도 5는 사용자 평면 및 제어 평면을 위한 LTE 프로토콜 스택들을 예시한 것이다.
도 6은 임의 접속(random access) 과정을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 7은 무선 자원 제어(RRC) 계층에서의 연결 과정을 나타내는 도면이다.
도 8은 네트워크 트리거 서비스 요청 과정(network triggered service request) 과정을 예시한 도면이다.
도 9는 UE 트리거 서비스 요청 과정(UE triggered service request procedure)를 예시한 것이다.
도 10은 제어 평면 CIoT EPS 최적화에 따른 모바일 종결 데이터 수송(transport) 과정을 예시한 것이다.
도 11은 제어 평면 CIoT 최적화에 따른 UE와 P-GW 간 사용자 평면 프로토콜 스택들을 예시한 것이다.
도 12는 본 발명에 따른 하향링크 데이터 전달 과정을 예시한 것이다.
도 13은 본 발명의 제안에 적용되는 노드 장치의 구성을 도시하는 도면이다.

본 발명에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 발명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 발명의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.

이하의 실시 예들은 본 발명의 구성요소들과 특징들을 소정 형태로 결합한 것들이다. 각 구성요소 또는 특징은 별도의 명시적 언급이 없는 한 선택적인 것으로 고려될 수 있다. 각 구성요소 또는 특징은 다른 구성요소나 특징과 결합되지 않은 형태로 실시될 수 있다. 또한, 일부 구성요소들 및/또는 특징들을 결합하여 본 발명의 실시 예를 구성할 수도 있다. 본 발명의 실시 예들에서 설명되는 동작들의 순서는 변경될 수 있다. 어느 실시 예의 일부 구성이나 특징은 다른 실시 예에 포함될 수 있고, 또는 다른 실시 예의 대응하는 구성 또는 특징과 교체될 수 있다.

도면에 대한 설명에서, 본 발명의 요지를 흐릴 수 있는 절차 또는 단계 등은 기술하지 않았으며, 당업자의 수준에서 이해할 수 있을 정도의 절차 또는 단계는 또한 기술하지 아니하였다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함(comprising 또는 including)"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "...부", "...기", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다. 또한, "일(a 또는 an)", "하나(one)", "그(the)" 및 유사 관련어는 본 발명을 기술하는 문맥에 있어서(특히, 이하의 청구항의 문맥에서) 본 명세서에 달리 지시되거나 문맥에 의해 분명하게 반박되지 않는 한, 단수 및 복수 모두를 포함하는 의미로 사용될 수 있다.

본 발명의 실시 예들은 무선 접속 시스템들인 IEEE 802.xx 시스템, 3GPP 시스템, 3GPP LTE 시스템 및 3GPP2 시스템 중 적어도 하나에 개시된 표준 문서들에 의해 뒷받침될 수 있다. 즉, 본 발명의 실시 예들 중 설명하지 않은 자명한 단계들 또는 부분들은 상기 문서들을 참조하여 설명될 수 있다.

또한, 본 문서에서 개시하고 있는 모든 용어들은 상기 표준 문서에 의해 설명될 수 있다. 예를 들어, 본 명세서는 3GPP TS 36.211, 3GPP TS 36.213, 3GPP TS 36.321, 3GPP TS 36.322, 3GPP TS 36.323, 3GPP TS 36.331, 3GPP TS 23.401, 3GPP TS 24.301, 3GPP TS 23.228, 3GPP TS 29.228, 3GPP TS 23. 218, 3GPP TS 22.011, 3GPP TS 36.413의 표준 문서들 중 하나 이상에 의해 뒷받침될(incorporate by reference) 수 있다.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 형태를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 첨부된 도면과 함께 이하에 개시될 상세한 설명은 본 발명의 예시적인 실시형태를 설명하고자 하는 것이며, 본 발명이 실시될 수 있는 유일한 실시형태를 나타내고자 하는 것이 아니다.

또한, 본 발명의 실시 예들에서 사용되는 특정 용어들은 본 발명의 이해를 돕기 위해서 제공된 것이며, 이러한 특정 용어의 사용은 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다른 형태로 변경될 수 있다.

먼저, 본 명세서에서 사용되는 용어들은 다음과 같이 정의된다.

- IMS(IP Multimedia Subsystem or IP Multimedia Core Network Subsystem): IP 상으로 음성 또는 다른 멀티미디어 서비스를 배달하기 위한 표준화를 제공하기 위한 구조적(architectural) 프레임워크(framework).

- UMTS(Universal Mobile Telecommunications System): 3GPP에 의해서 개발된, GSM(Global System for Mobile Communication) 기반의 3 세대(Generation) 이동 통신 기술.

- EPS(Evolved Packet System): IP(Internet Protocol) 기반의 PS(packet switched) 핵심(core) 네트워크인 EPC(Evolved Packet Core)와 LTE/UTRAN 등의 액세스 네트워크로 구성된 네트워크 시스템. UMTS가 진화된 형태의 네트워크이다.

- NodeB: GERAN/UTRAN의 기지국. 옥외에 설치하며 커버리지는 매크로 셀(macro cell) 규모이다.

- eNodeB/eNB: E-UTRAN의 기지국. 옥외에 설치하며 커버리지는 매크로 셀(macro cell) 규모이다.

- UE(User Equipment): 사용자 기기. UE는 UE(terminal), ME(Mobile Equipment), MS(Mobile Station) 등의 용어로 언급될 수도 있다. 또한, UE는 노트북, 휴대폰, PDA(Personal Digital Assistant), 스마트 폰, 멀티미디어 기기 등과 같이 휴대 가능한 기기일 수 있고, 또는 PC(Personal Computer), 차량 탑재 장치와 같이 휴대 불가능한 기기일 수도 있다. MTC 관련 내용에서 UE 또는 단말이라는 용어는 MTC 디바이스를 지칭할 수 있다.

- HNB(Home NodeB): UMTS 네트워크의 기지국으로서 옥내에 설치하며 커버리지는 마이크로 셀(micro cell) 규모이다.

- HeNB(Home eNodeB): EPS 네트워크의 기지국으로서 옥내에 설치하며 커버리지는 마이크로 셀 규모이다.

- MME(Mobility Management Entity): 이동성 관리(Mobility Management; MM), 세션 관리(Session Management; SM) 기능을 수행하는 EPS 네트워크의 네트워크 노드.

- PDN-GW(Packet Data Network-Gateway)/PGW/P-GW: UE IP 주소 할당, 패킷 스크리닝(screening) 및 필터링, 과금 데이터 취합(charging data collection) 기능 등을 수행하는 EPS 네트워크의 네트워크 노드.

- SGW(Serving Gateway)/S-GW: 이동성 앵커(mobility anchor), 패킷 라우팅(routing), 휴지(idle) 모드 패킷 버퍼링, MME가 UE를 페이징하도록 트리거링하는 기능 등을 수행하는 EPS 네트워크의 네트워크 노드.

- PCRF (Policy and Charging Rule Function): 서비스 flow 별로 차별화된 QoS 및 과금 정책을 동적(dynamic) 으로 적용하기 위한 정책 결정(Policy decision)을 수행하는 EPS 네트워크의 네트워크 노드.

- OMA DM (Open Mobile Alliance Device Management): 핸드폰, PDA, 휴대용 컴퓨터 등과 같은 모바일 디바이스들 관리를 위해 디자인 된 프로토콜로써, 디바이스 설정(configuration), 펌웨어 업그레이드(firmware upgrade), 오류 보고 (Error Report)등의 기능을 수행함.

- OAM (Operation Administration and Maintenance): 네트워크 결함 표시, 성능정보, 그리고 데이터와 진단 기능을 제공하는 네트워크 관리 기능군.

- NAS(Non-Access Stratum): UE와 MME 간의 제어 플레인(control plane)의 상위 단(stratum). LTE/UMTS 프로토콜 스택에서 UE와 핵심(core) 네트워크간의 시그널링, 트래픽 메시지를 주고 받기 위한 기능적인 계층으로서, UE의 이동성을 지원하고, UE와 PDN GW 간의 IP 연결을 수립(establish) 및 유지하는 세션 관리 절차 및 IP 주소 관리 등을 지원한다.

- EMM (EPS Mobility Management): NAS 계층의 서브-계층으로서, UE가 네트워크 어태치(attach)되어 있는지 디태치(detach)되어 있는지에 따라 EMM은 “EMM-Registered” 아니면 “EMM-Deregistered” 상태에 있을 수 있다.

- ECM (EMM Connection Management) 연결(connection): UE와 MME가 사이에 수립(establish)된, NAS 메시지의 교환(exchange)을 위한 시그널링 연결(connection). ECM 연결은 UE와 eNB 사이의 RRC 연결과 상기 eNB와 MME 사이의 S1 시그널링 연결로 구성된 논리(logical) 연결이다. ECM 연결이 수립(establish)/종결(terminate)되면, 상기 RRC 및 S1 시그널링 연결은 마찬가지로 수립/종결된다. 수립된 ECM 연결은 UE에게는 eNB와 수립된 RRC 연결을 갖는 것을 의미하며, MME에게는 상기 eNB와 수립된 S1 시그널링 연결을 갖는 것을 의미한다. NAS 시그널링 연결, 즉, ECM 연결이 수립되어 있는지에 따라, ECM은 “ECM-Connected” 아니면 “ECM-Idle” 상태를 가질 수 있다.

- AS (Access-Stratum): UE와 무선(혹은 접속) 네트워크 간의 프로토콜 스택을 포함하며, 데이터 및 네트워크 제어 신호 전송 등을 담당한다.

- NAS 설정(configuration) MO (Management Object): NAS 기능(Functionality)과 연관된 파라미터들(parameters)을 UE에게 설정하는 과정에서 사용되는 MO (Management object).

- PDN(Packet Data Network): 특정 서비스를 지원하는 서버(예를 들어, MMS(Multimedia Messaging Service) 서버, WAP(Wireless Application Protocol) 서버 등)가 위치하고 있는 네트워크.

- PDN 연결: 하나의 IP 주소(하나의 IPv4 주소 및/또는 하나의 IPv6 프리픽스)로 표현되는, UE와 PDN 간의 논리적인 연결.

- APN (Access Point Name): PDN을 지칭하거나 구분하는 문자열. 요청한 서비스나 네트워크에 접속하기 위해서는 특정 P-GW를 거치게 되는데, 이 P-GW를 찾을 수 있도록 네트워크 내에서 미리 정의한 이름(문자열)을 의미한다. (예를 들어, internet.mnc012.mcc345.gprs)

- RAN(Radio Access Network): 3GPP 네트워크에서 NodeB, eNodeB 및 이들을 제어하는 RNC(Radio Network Controller)를 포함하는 단위. UE 간에 존재하며 핵심 네트워크로의 연결을 제공한다.

- HLR(Home Location Register)/HSS(Home Subscriber Server): 3GPP 네트워크 내의 가입자 정보를 가지고 있는 데이터베이스. HSS는 설정 저장(configuration storage), 식별자 관리(identity management), 사용자 상태 저장 등의 기능을 수행할 수 있다.

- PLMN(Public Land Mobile Network): 개인들에게 이동통신 서비스를 제공할 목적으로 구성된 네트워크. 오퍼레이터 별로 구분되어 구성될 수 있다.

- ANDSF(Access Network Discovery and Selection Function): 하나의 네트워크 엔티티(entity)로서 사업자 단위로 UE가 사용 가능한 접속(access)을 발견하고 선택하도록 하는 Policy를 제공.

- EPC 경로(또는 infrastructure data path): EPC를 통한 사용자 평면 커뮤니케이션 경로

- E-RAB (E-UTRAN Radio Access Bearer): S1 베어러와 해당 데이터 무선 베어러의 연결(concatenation)을 말한다. E-RAB가 존재하면 상기 E-RAB와 NAS의 EPS 베어러 사이에 일대일 매핑이 있다.

- GTP (GPRS Tunneling Protocol): GSM, UMTS 및 LTE 네트워크들 내에서 일반 패킷 무선 서비스(general packet radio service, GPRS)를 나르기 위해 사용되는 IP-기반 통신들 프로토콜들의 그룹. 3GPP 아키텍쳐 내에는, GTP 및 프록시 모바일 IPv6 기반 인터페이스들이 다양한 인터페이스 포인트 상에 특정(specify)되어 있다. GTP는 몇몇 프로토콜들(예, GTP-C, GTP-U 및 GTP')으로 분해(decompose)될 수 있다. GTP-C는 게이트웨이 GPRS 지원 노드들(GGSN) 및 서빙 GPRS 지원 노드들(SGSN) 간 시그널링을 위해 GPRS 핵심(core) 네트워크 내에서 사용된다. GTP-C는 상기 SGSN이 사용자를 위해 세션을 활성화(activate)(예, PDN 컨텍스트 활성화(activation))하는 것, 동일 세션을 비활성화(deactivate)하는 것, 서비스 파라미터들의 품질(quality)를 조정(adjust)하는 것, 또는 다른 SGSN으로부터 막 동작한 가입자(subscriber)를 위한 세션을 갱신하는 것을 허용한다. GTP-U는 상기 GPRS 핵심 네트워크 내에서 그리고 무선 접속 네트워크 및 핵심 네트워크 간에서 사용자 데이터를 나르기 위해 사용된다. 도 1은 EPC(Evolved Packet Core)를 포함하는 EPS(Evolved Packet System)의 개략적인 구조를 나타내는 도면이다.

EPC는 3GPP 기술들의 성능을 향상하기 위한 SAE(System Architecture Evolution)의 핵심적인 요소이다. SAE는 다양한 종류의 네트워크 간의 이동성을 지원하는 네트워크 구조를 결정하는 연구 과제에 해당한다. SAE는, 예를 들어, IP 기반으로 다양한 무선 접속 기술들을 지원하고 보다 향상된 데이터 전송 캐퍼빌리티를 제공하는 등의 최적화된 패킷-기반 시스템을 제공하는 것을 목표로 한다.

구체적으로, EPC는 3GPP LTE 시스템을 위한 IP 이동 통신 시스템의 핵심 네트워크(Core Network)이며, 패킷-기반 실시간 및 비실시간 서비스를 지원할 수 있다. 기존의 이동 통신 시스템(즉, 2 세대 또는 3 세대 이동 통신 시스템)에서는 음성을 위한 CS(Circuit-Switched) 및 데이터를 위한 PS(Packet-Switched)의 2 개의 구별되는 서브-도메인을 통해서 핵심 네트워크의 기능이 구현되었다. 그러나, 3 세대 이동 통신 시스템의 진화인 3GPP LTE 시스템에서는, CS 및 PS의 서브-도메인들이 하나의 IP 도메인으로 단일화되었다. 즉, 3GPP LTE 시스템에서는, IP 캐퍼빌리티(capability)를 가지는 UE와 UE 간의 연결이, IP 기반의 기지국(예를 들어, eNodeB(evolved Node B)), EPC, 애플리케이션 도메인(예를 들어, IMS(IP Multimedia Subsystem))을 통하여 구성될 수 있다. 즉, EPC는 단-대-단(end-to-end) IP 서비스 구현에 필수적인 구조이다.

EPC는 다양한 구성요소들을 포함할 수 있으며, 도 1에서는 그 중에서 일부에 해당하는, SGW(Serving Gateway), PDN GW(Packet Data Network Gateway), MME(Mobility Management Entity), SGSN(Serving GPRS(General Packet Radio Service) Supporting Node), ePDG(enhanced Packet Data Gateway)를 도시한다.

SGW(또는 S-GW)는 무선 접속 네트워크(RAN)와 핵심 네트워크 사이의 경계점으로서 동작하고, eNB와 PDN GW 사이의 데이터 경로를 유지하는 기능을 하는 요소이다. 또한, UE가 eNB에 의해서 서빙(serving)되는 영역에 걸쳐 이동하는 경우, SGW는 로컬 이동성 앵커 포인트(anchor point)의 역할을 한다. 즉, E-UTRAN (3GPP 릴리즈-8 이후에서 정의되는 Evolved-UMTS(Universal Mobile Telecommunications System) Terrestrial Radio Access Network) 내에서의 이동성을 위해서 SGW를 통해서 패킷들이 라우팅될 수 있다. 또한, SGW는 다른 3GPP 네트워크(3GPP 릴리즈-8 전에 정의되는 RAN, 예를 들어, UTRAN 또는 GERAN(GSM(Global System for Mobile Communication)/EDGE(Enhanced Data rates for Global Evolution) Radio Access Network)와의 이동성을 위한 앵커 포인트로서 기능할 수도 있다.

PDN GW(또는 P-GW)는 패킷 데이터 네트워크를 향한 데이터 인터페이스의 종료점(termination point)에 해당한다. PDN GW는 정책 집행 특징(policy enforcement features), 패킷 필터링(packet filtering), 과금 지원(charging support) 등을 지원할 수 있다. 또한, 3GPP 네트워크와 비-3GPP 네트워크 (예를 들어, I-WLAN(Interworking Wireless Local Area Network)과 같은 신뢰되지 않는 네트워크, CDMA(Code Division Multiple Access) 네트워크나 WiMax와 같은 신뢰되는 네트워크)와의 이동성 관리를 위한 앵커 포인트 역할을 할 수 있다.

도 1의 네트워크 구조의 예시에서는 SGW와 PDN GW가 별도의 게이트웨이로 구성되는 것을 나타내지만, 두 개의 게이트웨이가 단일 게이트웨이 구성 옵션(Single Gateway Configuration Option)에 따라 구현될 수도 있다.

MME는, UE의 네트워크 연결에 대한 액세스, 네트워크 자원의 할당, 트래킹(tracking), 페이징(paging), 로밍(roaming) 및 핸드오버 등을 지원하기 위한 시그널링 및 제어 기능들을 수행하는 요소이다. MME는 가입자 및 세션 관리에 관련된 제어 평면(control plane) 기능들을 제어한다. MME는 수많은 eNB들을 관리하고, 다른 2G/3G 네트워크에 대한 핸드오버를 위한 종래의 게이트웨이의 선택을 위한 시그널링을 수행한다. 또한, MME는 보안 과정(Security Procedures), 단말-대-네트워크 세션 핸들링(Terminal-to-network Session Handling), 휴지 단말 위치결정 관리(Idle Terminal Location Management) 등의 기능을 수행한다.

SGSN은 다른 3GPP 네트워크(예를 들어, GPRS 네트워크)에 대한 사용자의 이동성 관리 및 인증(authentication)과 같은 모든 패킷 데이터를 핸들링한다.

ePDG는 신뢰되지 않는 비-3GPP 네트워크(예를 들어, I-WLAN, WiFi 핫스팟(hotspot) 등)에 대한 보안 노드로서의 역할을 한다.

도 1을 참조하여 설명한 바와 같이, IP 능력(capability)를 가지는 UE는, 3GPP 액세스는 물론 비-3GPP 액세스 기반으로도 EPC 내의 다양한 요소들을 경유하여 사업자(즉, 운영자(operator))가 제공하는 IP 서비스 네트워크(예를 들어, IMS)에 액세스할 수 있다.

또한, 도 1은 다양한 참조 포인트(reference point)들(예를 들어, S1-U, S1-MME 등)을 도시한다. 3GPP 시스템에서는 E-UTRAN 및 EPC의 상이한 기능 엔티티(functional entity)들에 존재하는 2 개의 기능을 연결하는 개념적인 링크를 참조 포인트라고 정의한다. 다음의 표 1은 도 1에 도시된 참조 포인트를 정리한 것이다. 표 1의 예시들 외에도 네트워크 구조에 따라 다양한 참조 포인트들이 존재할 수 있다.

Reference Point	Description
S1-MME	Reference point for the control plane protocol between E-UTRAN and MME.
S1-U	Reference point between E-UTRAN and Serving GW for the per bearer user plane tunneling and inter eNB path switching during handover.
S3	It enables user and bearer information exchange for inter 3GPP access network mobility in idle and/or active state. This reference point can be used intra-PLMN or inter-PLMN (e.g. in the case of Inter-PLMN HO).
S4	It provides related control and mobility support between GPRS Core and the 3GPP Anchor function of Serving GW. In addition, if Direct Tunnel is not established, it provides the user plane tunnelling.
S5	It provides user plane tunnelling and tunnel management between Serving GW and PDN GW. It is used for Serving GW relocation due to UE mobility and if the Serving GW needs to connect to a non-collocated PDN GW for the required PDN connectivity.
S11	Reference point between MME and Serving GW.
SGi	It is the reference point between the PDN GW and the packet data network. Packet data network may be an operator external public or private packet data network or an intra operator packet data network, e.g. for provision of IMS services. This reference point corresponds to Gi for 3GPP accesses.)

도 1에 도시된 참조 포인트 중에서 S2a 및 S2b는 비-3GPP 인터페이스에 해당한다. S2a는 신뢰되는 비-3GPP 액세스 및 PDN GW 간의 관련 제어 및 이동성 지원을 사용자 평면에 제공하는 참조 포인트다. S2b는 ePDG 및 PDN GW 간의 관련 제어 및 이동성 지원을 사용자 평면에 제공하는 참조 포인트다.

도 2는 일반적인 E-UTRAN과 EPC의 아키텍처를 나타낸 예시도이다.

도시된 바와 같이, eNB는 RRC(Radio Resource Control) 연결이 활성화되어 있는 동안 게이트웨이로의 라우팅, 페이징 메시지의 스케줄링 및 전송, 방송 채널(BCH)의 스케줄링 및 전송, 업링크 및 다운링크에서의 자원을 UE에게 동적 할당, eNB의 측정을 위한 설정 및 제공, 무선 베어러 제어, 무선 허가 제어(radio admission control), 그리고 연결 이동성 제어 등을 위한 기능을 수행할 수 있다. EPC 내에서는 페이징 발생, LTE_IDLE 상태 관리, 사용자 평면의 암호화, SAE 베어러 제어, NAS 시그널링의 암호화 및 무결성 보호 기능을 수행할 수 있다.

도 3은 UE와 eNB 사이의 제어 평면에서의 무선 인터페이스 프로토콜(Radio Interface Protocol)의 구조를 나타낸 예시도이고, 도 4는 UE와 eNB 사이의 사용자 평면에서의 무선 인터페이스 프로토콜의 구조를 나타낸 예시도이다.

상기 무선 인터페이스 프로토콜은 3GPP 무선 접속 네트워크 규격을 기반으로 한다. 상기 무선 인터페이스 프로토콜은 수평적으로 물리계층(Physical Layer), 데이터링크계층(Data Link Layer) 및 네트워크계층(Network Layer)으로 이루어지며, 수직적으로는 데이터정보 전송을 위한 사용자평면(User Plane)과 제어신호(Signaling) 전달을 위한 제어평면(Control Plane)으로 구분된다.

상기 프로토콜 계층들은 통신 시스템에서 널리 알려진 개방형 시스템간 상호접속(Open System Interconnection; OSI) 기준모델의 하위 3개 계층을 바탕으로 L1 (제1계층), L2 (제2계층), L3(제3계층)로 구분될 수 있다.

이하에서, 상기 도 3에 도시된 제어 평면의 무선프로토콜과, 도 4에 도시된 사용자 평면에서의 무선 프로토콜의 각 계층을 설명한다.

제1 계층인 물리계층은 물리채널(Physical Channel)을 이용하여 정보전송서비스(Information Transfer Service)를 제공한다. 상기 물리계층은 상위에 있는 매체접속제어(Medium Access Control) 계층과는 전송 채널(Transport Channel)을 통해 연결되어 있으며, 상기 전송 채널을 통해 매체접속제어계층과 물리계층 사이의 데이터가 전달된다. 그리고, 서로 다른 물리계층 사이, 즉 전송측과 수신측의 물리계층 사이는 물리채널을 통해 데이터가 전달된다.

물리채널(Physical Channel)은 시간 축 상에 있는 여러 개의 서브프레임과 주파수축상에 있는 여러 개의 부반송파(subcarrier)로 구성된다. 여기서, 하나의 서브프레임(subframe)은 시간 축 상에 복수의 OFDM 심볼 (symbol)들과 복수의 부반송파들로 구성된다. 하나의 서브프레임은 복수의 자원블록(Resource Block)들로 구성되며, 하나의 자원블록은 복수의 OFDM 심볼(Symbol)들과 복수의 부반송파들로 구성된다. 데이터가 전송되는 단위시간인 TTI(Transmission Time Interval)는 1개의 서브프레임에 해당하는 1ms이다.

상기 전송 측과 수신 측의 물리계층에 존재하는 물리 채널들은 3GPP LTE에 따르면, 데이터 채널인 PDSCH(Physical Downlink Shared Channel)와 PUSCH(Physical Uplink Shared Channel) 및 제어채널인 PDCCH(Physical Downlink Control Channel), PCFICH(Physical Control Format Indicator Channel), PHICH(Physical Hybrid-ARQ Indicator Channel) 및 PUCCH(Physical Uplink Control Channel) 등으로 나눌 수 있다.

제2계층에는 여러 가지 계층이 존재한다. 먼저, 제2계층의 매체접속제어 (Medium Access Control; MAC) 계층은 다양한 논리채널 (Logical Channel)을 다양한 전송채널에 매핑시키는 역할을 하며, 또한 여러 논리채널을 하나의 전송채널에 매핑시키는 논리채널 다중화 (Multiplexing)의 역할을 수행한다. MAC 계층은 상위계층인 RLC 계층과는 논리채널 (Logical Channel)로 연결되어 있으며, 논리채널은 크게 전송되는 정보의 종류에 따라 제어평면(Control Plane)의 정보를 전송하는 제어채널(Control Channel)과 사용자평면(User Plane)의 정보를 전송하는 트래픽채널(Traffic Channel)로 나뉜다.

제2 계층의 무선링크제어 (Radio Link Control; RLC) 계층은 상위계층으로부터 수신한 데이터를 분할 (Segmentation) 및 연결 (Concatenation)하여 하위계층이 무선 구간으로 데이터를 전송하기에 적합하도록 데이터 크기를 조절하는 역할을 수행한다.

제2 계층의 패킷데이터수렴 (Packet Data Convergence Protocol; PDCP) 계층은 IPv4나 IPv6와 같은 IP 패킷 전송시에 대역폭이 작은 무선 구간에서 효율적으로 전송하기 위하여 상대적으로 크기가 크고 불필요한 제어정보를 담고 있는 IP 패킷 헤더 사이즈를 줄여주는 헤더 압축 (Header Compression) 기능을 수행한다. 또한, LTE 시스템에서는 PDCP 계층이 보안 (Security) 기능도 수행하는데, 이는 제 3자의 데이터 감청을 방지하는 암호화 (Ciphering)와 제 3자의 데이터 조작을 방지하는 무결성 보호 (Integrity protection)로 구성된다.

제3 계층의 가장 상부에 위치한 무선 자원 제어(Radio Resource Control; 이하 RRC라 약칭함) 계층은 제어평면에서만 정의되며, 무선 베어러(Radio Bearer; RB라 약칭함)들의 설정(Configuration), 재설정(Re-configuration) 및 해제(Release)와 관련되어 논리 채널, 전송 채널 및 물리 채널들의 제어를 담당한다. 이때, RB는 UE와 E-UTRAN간의 데이터 전달을 위해 제2계층에 의해 제공되는 서비스를 의미한다.

UE의 RRC와 무선 네트워크의 RRC 계층 사이에 RRC 연결(RRC connection)이 수립된(established) 경우 UE는 RRC 연결 모드(Connected Mode)에 있게 되고, 그렇지 못할 경우 RRC 휴지 모드(Idle Mode)에 있게 된다.

이하 UE의 RRC 상태 (RRC state)와 RRC 연결 방법에 대해 설명한다. RRC 상태란 UE의 RRC가 E-UTRAN의 RRC와 논리적 연결(logical connection)이 되어 있는가 아닌가를 말하며, 연결되어 있는 경우는 RRC_CONNECTED 상태(state), 연결되어 있지 않은 경우는 RRC_IDLE 상태라고 부른다. RRC_CONNECTED 상태의 UE는 RRC 연결이 존재하기 때문에 E-UTRAN은 해당 UE의 존재를 셀 단위에서 파악할 수 있으며, 따라서 UE를 효과적으로 제어할 수 있다. 반면에 RRC_IDLE 상태의 UE는 E-UTRAN이 UE의 존재를 파악할 수는 없으며, 셀 보다 더 큰 지역 단위인 TA(Tracking Area) 단위로 핵심 네트워크가 관리한다. 즉, RRC_IDLE 상태의 UE는 셀에 비하여 큰 지역 단위로 해당 UE의 존재 여부만 파악되며, 음성이나 데이터와 같은 통상의 이동통신 서비스를 받기 위해서는 해당 UE가 RRC_CONNECTED 상태로 천이하여야 한다. 각 TA는 TAI(Tracking area identity)를 통해 구분된다. UE는 셀에서 방송(broadcasting)되는 정보인 TAC(Tracking area code)를 통해 TAI를 구성할 수 있다.

사용자가 UE의 전원을 맨 처음 켰을 때, UE는 먼저 적절한 셀을 탐색한 후 해당 셀에서 RRC 연결을 맺고, 핵심 네트워크에 UE의 정보를 등록한다. 이 후, UE는 RRC_IDLE 상태에 머무른다. RRC_IDLE 상태에 머무르는 UE는 필요에 따라서 셀을 (재)선택하고, 시스템 정보(System information)나 페이징 정보를 살펴본다. 이를 셀에 캠프 온(Camp on)한다고 한다. RRC_IDLE 상태에 머물러 있던 UE는 RRC 연결을 맺을 필요가 있을 때 비로소 RRC 연결 과정 (RRC connection procedure)을 통해 E-UTRAN의 RRC와 RRC 연결을 맺고 RRC_CONNECTED 상태로 천이한다. RRC_IDLE 상태에 있던 UE가 RRC 연결을 맺을 필요가 있는 경우는 여러 가지가 있는데, 예를 들어 사용자의 통화 시도, 데이터 전송 시도 등이 필요하다거나, 아니면 E-UTRAN으로부터 페이징 메시지를 수신한 경우 이에 대한 응답 메시지 전송 등을 들 수 있다.

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

아래는 도 3에 도시된 NAS 계층에 대하여 상세히 설명한다.

NAS 계층에 속하는 ESM (Evolved Session Management)은 디폴트 베어러(default bearer) 관리, 전용 베어러(dedicated bearer) 관리와 같은 기능을 수행하여, UE가 네트워크로부터 PS 서비스를 이용하기 위한 제어를 담당한다. 디폴트 베어러 자원은 특정 Packet Data Network(PDN)에 최초 접속 할 시에 네트워크에 접속될 때 네트워크로부터 할당 받는다는 특징을 가진다. 이때, 네트워크는 UE가 데이터 서비스를 사용할 수 있도록 UE가 사용 가능한 IP 주소를 할당하며, 또한 디폴트 베어러의 QoS를 할당해준다. LTE에서는 크게 데이터 전송/수신을 위한 특정 대역폭을 보장해주는 GBR(Guaranteed bit rate) QoS 특성을 가지는 베어러와 대역폭의 보장 없이 Best effort QoS 특성을 가지는 Non-GBR 베어러의 두 종류를 지원한다. 디폴트 베어러의 경우 Non-GBR 베어러를 할당 받는다. 전용 베어러의 경우에는 GBR 또는 Non-GBR의 QoS 특성을 가지는 베어러를 할당 받을 수 있다.

네트워크에서 UE에게 할당한 베어러를 EPS(evolved packet service) 베어러라고 부르며, EPS 베어러를 할당할 때 네트워크는 하나의 ID를 할당하게 된다. 이를 EPS 베어러 ID라고 부른다. 하나의 EPS 베어러는 MBR(maximum bit rate) 또는/그리고 GBR(guaranteed bit rate)의 QoS 특성을 가진다.

도 5는 사용자 평면 및 제어 평면을 위한 LTE 프로토콜 스택들을 예시한 것이다. 도 5(a)는 사용자 평면 프로토콜 스택들을 UE-eNB-SGW-PGW-PDN에 걸쳐 예시한 것이고, 도 5(b)는 제어 평면 프로토콜 스택들을 UE-eNB-MME-SGW-PGW에 걸쳐 예시한 것이다. 프로토콜 스택들의 키(key) 계층들의 기능(function)들을 간략하게 설명하면 다음과 같다.

도 5(a)를 참조하면, GTP-U 프로토콜은 S1-U/S5/X2 인터페이스 상으로(over) 사용자 IP 패킷들을 포워드하기 위해 사용된다. GTP 터널이 LTE 핸드오버동안 데이터 포워딩을 위해 수립되면 종단 마커 패킷(End Marker Packet)이 마지막 패킷으로서 상기 GTP 터널 상으로 전달(transfer)된다.

도 5(b)를 참조하면, S1AP 프로토콜은 S1-MME 인터페이스에 적용된다. S1AP 프로토콜은 S1 인터페이스 관리, E-RAB 관리, NAS 시그널링 전달 및 UE 컨텍스트 관리와 같은 기능을 지원한다. S1AP 프로토콜은 E-RAB(들)을 셋업하기 위해 초기 UE 컨텍스트를 eNB에게 전달하고, 그 후 상기 UE 컨텍스트의 수정 혹은 해제를 관리한다. S11/S5 인터페이스들에는 GTP-C 프로토콜이 적용된다. GTP-C 프로토콜은 GTP 터널(들)의 생성, 수정(modification) 및 종료(termination)를 위한 제어 정보의 교환(exchange)를 지원한다. GTP-C 프로토콜은 LTE 핸드오버의 경우에 데이터 포워딩 터널들을 생성한다.

도 3 및 도 4에서 예시된 프로토콜 스택들 및 인터페이스들에 대한 설명은 도 5의 동일 프로토콜 스택들 및 인터페이스들에도 그대로 적용될 수 있다.

도 6은 3GPP LTE에서 임의 접속 과정을 나타낸 흐름도이다.

임의 접속 과정은 UE가 기지국과 UL 동기를 얻거나 UL 무선자원을 할당 받기 위해 수행된다.

UE는 루트 인덱스(root index)와 PRACH(physical random access channel) 설정 인덱스(configuration index)를 eNB로부터 수신한다. 각 셀마다 ZC(Zadoff-Chu) 시퀀스에 의해 정의되는 64개의 후보(candidate) 임의 접속(random access, RA) 프리앰블이 있으며, 루트 인덱스는 UE가 64개의 후보 임의 접속 프리앰블을 생성하기 위한 논리적 인덱스이다.

임의 접속 프리앰블의 전송은 각 셀마다 특정 시간 및 주파수 자원에 한정된다. PRACH 설정 인덱스는 임의 접속 프리앰블의 전송이 가능한 특정 서브프레임과 프리앰블 포맷을 지시한다.

임의 접속 과정, 특히, 경쟁-기반 임의 접속 과정은 다음의 3 단계를 포함한다. 다음의 단계 1, 2, 3에서 전송되는 메시지는 각각 msg1, msg2, msg4로 지칭되기도 한다.

> 1. UE는 임의로 선택된 임의접속 프리앰블을 eNB로 전송한다. UE는 64개의 후보 임의 접속 프리앰블 중 하나를 선택한다. 그리고, PRACH 설정 인덱스에 의해 해당되는 서브프레임을 선택한다. UE는 은 선택된 임의 접속 프리앰블을 선택된 서브프레임에서 전송한다.

> 2. 상기 임의 접속 프리앰블을 수신한 eNB는 임의 접속 응답(random access response, RAR)을 UE로 보낸다. 임의 접속 응답은 2단계로 검출된다. 먼저 UE는 RA-RNTI(random access-RNTI)로 마스킹된 PDCCH를 검출한다. UE는 검출된 PDCCH에 의해 지시되는 PDSCH 상으로 MAC(Medium Access Control) PDU(Protocol Data Unit) 내의 임의 접속 응답을 수신한다. RAR은 UL 동기화를 위한 타이밍 오프셋 정보를 나타내는 타이밍 어드밴스(timing advance, TA) 정보, UL 자원 할당 정보(UL 그랜트 정보), 임시 UE 식별자(예, temporary cell-RNTI, TC-RNTI) 등을 포함한다.

> 3. UE는 RAR 내의 자원 할당 정보(즉, 스케줄링 정보) 및 TA 값에 따라 UL 전송을 수행할 수 있다. RAR에 대응하는 UL 전송에는 HARQ가 적용된다. 따라서, UE는 UL 전송을 수행한 후, 상기 UL 전송에 대응하는 수신 응답 정보(예, PHICH)를 수신할 수 있다.

도 7은 무선자원제어(RRC) 계층에서의 연결 과정을 나타낸다.

도 7에 도시된 바와 같이 RRC 연결 여부에 따라 RRC 상태가 나타나 있다. 상기 RRC 상태란 UE의 RRC 계층의 엔티티(entity)가 eNB의 RRC 계층의 엔티티와 논리적 연결(logical connection)이 되어 있는가 아닌가를 말하며, 연결되어 있는 경우는 RRC 연결 상태(connected state)라고 하고, 연결되어 있지 않은 상태를 RRC 휴지 상태(idle state)라고 부른다.

상기 연결 상태(Connected state)의 UE는 RRC 연결(connection)이 존재하기 때문에 E-UTRAN은 해당 UE의 존재를 셀 단위에서 파악할 수 있으며, 따라서 UE를 효과적으로 제어할 수 있다. 반면에 휴지 모드(idle state)의 UE는 eNB가 파악할 수는 없으며, 셀 보다 더 큰 지역 단위인 트래킹 지역(Tracking Area) 단위로 핵심 네트워크가 관리한다. 상기 트래킹 지역(Tracking Area)은 셀들의 집합단위이다. 즉, 휴지 모드(idle state) UE는 큰 지역 단위로 존재여부만 파악되며, 음성이나 데이터와 같은 통상의 이동통신 서비스를 받기 위해서는 UE는 연결 상태(connected state)로 천이해야 한다.

사용자가 UE의 전원을 맨 처음 켰을 때, 상기 UE는 먼저 적절한 셀을 탐색한 후 해당 셀에서 휴지 모드(idle state)에 머무른다. 상기 휴지 모드(idle state)에 머물러 있던 UE는 RRC 연결을 맺을 필요가 있을 때 비로소 RRC 연결 과정(RRC connection procedure)을 통해 eNB의 RRC 계층과 RRC 연결을 맺고 RRC 연결 상태(connected state)로 천이한다.

상기 휴지 모드(Idle state)에 있던 UE가 RRC 연결을 맺을 필요가 있는 경우는 여러 가지가 있는데, 예를 들어 사용자의 통화 시도 또는 상향 데이터 전송 등이 필요하다거나, 아니면 EUTRAN으로부터 페이징 메시지를 수신한 경우 이에 대한 응답 메시지 전송 등을 들 수 있다.

휴지 모드(idle state)의 UE가 상기 eNB와 RRC 연결을 맺기 위해서는 상기한 바와 같이 RRC 연결 과정(RRC connection procedure)을 진행해야 한다. RRC 연결 과정은 크게, UE가 eNB로 RRC 연결 요청 (RRC connection request) 메시지 전송하는 과정, eNB가 UE로 RRC 연결 설정 (RRC connection setup) 메시지를 전송하는 과정, 그리고 UE가 eNB로 RRC 연결 설정 완료 (RRC connection setup complete) 메시지를 전송하는 과정을 포함한다. 이와 같은 과정에 대해서 도 7을 참조하여 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.

> 1. 휴지 모드(Idle state)의 UE는 통화 시도, 데이터 전송 시도, 또는 eNB의 페이징에 대한 응답 등의 이유로 RRC 연결을 맺고자 할 경우, 먼저 상기 UE는 RRC 연결 요청(RRC connection request) 메시지를 eNB로 전송한다.

> 2. 상기 UE로부터 RRC 연결 요청 메시지를 수신하면, 상기 eNB는 무선 자원이 충분한 경우에는 상기 UE의 RRC 연결 요청을 수락하고, 응답 메시지인 RRC 연결 설정(RRC connection setup) 메시지를 상기 UE로 전송한다.

> 3. 상기 UE가 상기 RRC 연결 설정 메시지를 수신하면, 상기 eNB로 RRC 연결 설정 완료(RRC connection setup complete) 메시지를 전송한다.

상기 UE가 RRC 연결 설정 메시지를 성공적으로 전송하면, 비로소 상기 UE는 eNB과 RRC 연결을 맺게 되고 RRC 연결 모드로 천이한다.

새로운 트래픽이 발생하여 휴지 상태에 있는 UE가 트래픽 전송/수신이 가능한 활성화 상태로 천이하기 위해서 서비스 요청 과정이 수행된다. UE가 네트워크에 등록은 되어 있으나 트래픽 비활성화로 S1 연결이 해제되고 무선 자원이 할당되어 있지 않은 상태에서, 즉 UE가 EMM 등록 상태(EMM-Registered)에 있으나 ECM 휴지 상태(ECM-Idle)에 있을 때, UE가 전송할 트래픽이 발생하거나 네트워크에서 UE에게 전송할 트래픽이 발생하면, 상기 UE는 상기 네트워크로 서비스를 요청하여 그 서비스 요청 과정을 성공적으로 마치면 ECM 연결 상태(ECM-Connected)로 천이하고, 제어 평면에서 ECM 연결(RRC 연결 + S1 시그널링 연결)을 사용자 평면에서 E-RAB(DRB 및 S1 베어러)을 설정하여 트래픽을 전송/수신한다. 네트워크가 ECM 휴지 상태(ECM-Idle)에 있는 UE에게 트래픽을 전송하고자 경우, 먼저 상기 UE에게 전송할 트래픽이 있음을 페이징 메시지로 알려서 상기 UE가 서비스 요청을 할 수 있도록 한다.

도 8은 네트워크 트리거 서비스 요청 과정(network triggered service request) 과정을 예시한 도면이다.

도 8에 따른 자세한 네트워크 트리거 서비스 요청 과정은 3GPP TS 23.401 문서의 섹션 5.3.4.3을 참조한다. 상기 네트워크 트리거 서비스 요청 과정을 간략히 설명하면 다음과 같다. MME가 ECM-IDLE 상태에 있는 UE에게 전송할 하향링크 데이터가 발생하거나 시그널이 발생/필요한 경우, 예를 들어, ECM-IDLE 모드 UE를 위한 MME/HSS-개시 디태치(MME/HSS-initiated detach) 과정을 수행할 필요가 있으면 혹은 S-GW가 제어 시그널링(예, 생성 베어러 요청 혹은 갱신 베어러 요청)을 수신하면, 상기 MME는 네트워크 개시 서비스 요청을 시작한다. 상기 S-GW가 UE를 위해 생성 베어러 요청 혹은 갱신 베어러 요청(Create Bearer Request or Update Bearer Request)을 수신할 때, ISR(Idle mode Signaling Reduction)이 활성화(activate)되어 있으면, 그리고 상기 S-GW가 하향링크 S1-U를 가지고 있지 않고 상기 SGSN이 상기 S-GW에게 상기 UE가 PMM-IDLE 상태 혹은 스탠바이(STANDBY) 상태로 이동했다고 통지했으면, 상기 S-GW가 시그널링 메시지를 버퍼하고, 하향링크 데이터 통지(Downlink Data Notification)를 보내서 상기 MME와 SGSN이 상기 UE를 페이징하도록 트리거한다. 상기 S-GW가, 상기 사용자 평면이 수립되기를 기다리면서, 제1 하향링크 데이터 통지가 보내졌던 베어러보다 높은 우선순위(즉, ARP 우선순위 레벨)를 갖는 베어러를 위한 제2 하향링크 데이터 통지를 보내도록 트리거되면, 상기 S-GW는 상기 높은 우선순위를 나타내는 새로운 하향링크 데이터 통지 메시지를 상기 MME에게 보낸다. 상기 S-GW가 상기 제1 하향링크 데이터 통지가 보내졌던 베어러와 같거나 높은 우선순위의 베어러를 위한 추가 하향링크 데이터 패킷들을 수신하면 혹은 상기 S-GW가 상기 높은 우선순위를 나타내는 상기 제2 하향링크 데이터 통지 메시지를 보내고 이 UE를 위한 추가 하향링크 데이터 패킷들을 수신하면, 상기 S-GW는 이들 하향링크 데이터 패킷들을 버퍼하고 새로운 하향링크 데이터 통지를 보내지 않는다. 상기 S-GW는 UE 트리거 서비스 요청 과정을 기초로 한 현재 RAT 타입에 대해 통지 받을 것이다. 상기 S-GW는 전용(dedicated) 베어러 활성화 혹은 전용 베어러 수정 과정의 실행을 계속할 것이다. 즉, 상기 S-GW는 해당 버퍼된 시그널링을 UE가 현재 머무르고 있는 MME 혹은 SGSN에게 보내고 RAT 타입이 마지막으로 보고된 RAT 타입과 비교하여 변했으면 P-GW에게 현재 RAT 타입을 알릴 것이다. 동적 PCC가 배치(deploy)되면 상기 현재 RAT 타입 정보는 상기 P-GW로부터 PCRF로 수송(convey)된다. 상기 PCRF 응답으 EPS 베어러 수정으로 이어지면 상기 P-GW는 베어러 갱신 과정을 개시한다. 상기 S-GW가 하향링크 데이터 통지를 보낼 때 EPS 베어러 ID 및 ARP 둘 다를 포함시킨다. 상기 하향링크 데이터 통지가 상기 S-GW에의 하향링크 데이터 패킷들의 도착(arrival)에 의해 트리거되면, 상기 S-GW는 상기 하향링크 데이터 패킷이 수신되었던 베어러와 연관된 상기 EPS 베어러 ID 및 ARP를 포함시킨다. 상기 하향링크 데이터 통지가 제어 시그널링의 도착에 의해 트리거되면, 상기 S-GW는 상기 EPS 베어러 ID 및 ARP가 상기 제어 시그널링에 존재하면 포함시킨다. 상기 ARP가 상기 제어 시그널링에 존재하지 않으면, 상기 S-GW는 저장된 EPS 베어러 컨텍스트 내에 상기 ARP를 포함시킨다. 로컬 게이트웨이(L-GW)가 ECM-IDLE 상태에 있는 UE를 위한 하향링크 데이터를 수신할 때 LIPA PDN 연결이 존재하면 상기 L-GW는 첫 번째 하향링크 사용자 패킷을 S-GW에 보내고 모든 다른 하향링크 패킷들을 버퍼한다. 상기 S-GW는 상기 MME가 상기 UE를 페이징하도록 트리거한다.

도 8의 과정 중 단계 5에서 ECM-IDLE 상태에 있는 UE가 페이징을 수신하면 상기 UE는 UE 트리거 서비스 요청 과정(UE triggered service request procedure)을 수행한다(도 9 참조). MME가 상기 UE를 향해 S1-MME 상으로 시그널링 연결을 이미 가지고 있으면, UE 트리거 서비스 요청 과정의 메시지들은 MME가 상기 베어러(들)을 수립하는 때의 단계부터 시작한다.

도 9는 UE 트리거 서비스 요청 과정(UE triggered service request procedure)를 예시한 것이다.

전송할 트래픽이 발생한 UE는 도 7의 단계 1)~3)을 포함하는 임의 접속 과정을 통해 RRC 연결 요청을 eNB에게 전송한다. eNB가 UE의 RRC 연결 요청을 수락하는 경우, UE에게 RRC 연결 셋업 메시지를 전송하고, 상기 RRC 연결 셋업 메시지를 수신한 UE는 RRC 연결 셋업 완료(complete) 메시지에 서비스 요청을 실어 eNB에게 전송한다. 도 9를 참조하여 UE와 네트워크 노드(들) 간에 수행되는 서비스 요청 과정을 설명하면 다음과 같다.

> 1. UE는 eNB로의 RRC 메시지(예, 도 7의 RRC 연결 셋업 완료 메시지) 내에 캡슐화(encapsulate)된 NAS 메시지 서비스 요청(NAS message Service Request)을 MME를 향해 보낸다.

> 2. 상기 eNB는 NAS 메시지를 MME로 포워드(forward)한다. NAS 메시지는 S1-AP 내에 캡슐화된다.

> 3. NAS 인증(authentication)/보안 과정이 수행될 수 있다.

> 4. 상기 MME는 S1-AP 초기(initial) 컨텍스트 셋업 요청 메시지를 상기 eNB에게 보낸다. 이 단계는 모든 활성(active) EPS 베어러들을 위한 무선 및 S1 베어러들을 활성화한다. 상기 eNB는 보안(security) 컨텍스트, MME 시그널링 연결 ID, EPS 베어러 QoS(들) 등을 UE 컨텍스트 내에 저장한다.

> 5. eNB는 무선 베어러 수립 과정을 수행한다. 사용자 평면 보안이 이 단계에서 수립된다. 사용자 평면 무선 베어러들이 수립되면 상기 서비스 요청이 완료(complete)되고 EPS 베어러 상태가 상기 UE와 네트워크 사이에 동기화된다. 즉, UE는 해당 EPS 베어러를 위해 아무런 무선 베어러가 수립되지 않은 EPS 베어러는 제거한다.

> 6. UE로부터의 상향링크 데이터는 이제 eNB에 의해 S-GW에게 포워드될 수 있다. 상기 eNB는 상기 상향링크 데이터를 단계 4에서 제공된 주소 및 TEID의 S-GW에게 보낸다. 상기 S-GW는 상기 상향링크 데이터를 P-GW에게 포워드한다.

> 7. 상기 eNB는 S1-AP 메시지 초기 컨텍스트 셋업 완료(S1-AP message Initial Context Setup Complete)를 MME에게 보낸다.

> 8. 상기 MME는 PDN 연결당 수정 베어러 요청(Modify Bearer Request) 메시지를 S-GW에 보낸다. 상기 S-GW는 이제 상기 UE를 향해 하향링크 데이터를 전송할 수 있다.

> 9. RAT 타입이 마지막으로 보고된 RAT 타입과 비교하여 변했으면 혹은 UE의 위치 정보 IE가 단계 8에 존재하면, 상기 S-GW는 PDN 연결당 수정 베어러 요청 메시지(RAT 타입)을 상기 P-GW에게 보낸다. 사용자 위치 정보 IE가 단계 8에 존재하면 사용자 위치 정보 IE도 포함된다.

> 10. 동적 PCC가 디플로이(deploy)되면, 상기 P-GW는 3GPP TS 23.203에 정의된 대로 PCEF 개시 IP-CAN 세션 수정(PCEF initiated IP-CAN Session Modification)의 수단(means)에 의해 RAT 타입에 따라 PCC 규칙(들)을 얻도록 PCRF와 상호작용(interact)한다.

> 11. 상기 P-GW는 수정 베어러 응답을 상기 S-GW에게 보낸다.

> 12. 상기 S-GW는 수정 베어러 응답(Modify Bearer Response)를 상기 MME에게 보낸다.

도 9에 따른 더 자세한 UE 트리거 서비스 요청 과정은 3GPP TS 23.401 문서의 섹션 5.3.4.1을 참조한다.

최근, 기계 타입 통신(machine type communication, MTC)이 중요한 통신 표준화 이슈들 중 하나로서 대두되고 있다. MTC라 함은 주로 사람의 개입 없이 혹은 사람의 개입을 최소화한 채 기계(machine)와 eNB 사이에서 수행되는 정보 교환을 의미한다. 예를 들어, MTC는 계량기검침, 수위측정, 감시카메라의 활용, 자판기의 재고 보고 등과 같은 측정/감지/보고 등의 데이터 통신 등에 이용될 수 있으며, 소정 특성을 공유하는 복수의 UE들에 대한 자동 어플리케이션 혹은 펌웨어의 갱신 과정 등에 이용될 수 있다. MTC의 경우, 전송 데이터 양이 적고, 데이터 전송 또는 수신(이하 전송/수신)이 가끔씩 발생한다. 이러한 MTC의 특성 때문에 MTC를 위한 UE(이하 MTC UE)의 경우, 낮은 데이터 전송률에 맞춰 UE 제작 단가를 낮추고 배터리 소모를 줄이는 것이 효율적이다. 또한 이러한 MTC UE는 이동성이 적고, 따라서 채널 환경이 거의 변하지 않는 특성을 지닌다. MTC UE가 계랑, 검침, 감시 등에 사용될 경우, MTC UE는 통상의 eNB의 커버리지가 미치지 못하는 위치, 예를 들어, 지하나 창고, 산간 등에 위치할 가능성이 높다. 이러한 MTC UE의 용도를 고려하면 MTC UE를 위한 신호는 기존 UE(이하 레거시 UE)를 위한 신호에 비해 넓은 커버리지를 지니는 것이 좋다

앞으로 엄청나게 많은 기기들이 IoT (internet of things)로 무선 연결될 것으로 예상된다. IoT라 함은 해당 물체(object)들이 데이터를 수집 및 교환하는 것을 가능하게 하는, 전자장치(electronics), 소프트웨어, 센서, 액츄에이터 및 네트워크 연결성을 구비한 물리적 기기(device), 연결된(connected) 기기들, 스마트 기기들, 건물들 및 다른 아이템들 등의 인터네트워킹을 의미한다. 다시 말해, IoT 지능적(intelligent) 어플리케이션들 및 서비스들을 위한 데이터를 교환하기 위한 연결성 및 통신을 가능하도록 하는, 물리적 물체들, 기계들(machines), 사람들 및 다른 기기들의 네트워크를 의미한다. IoT는 물체들이 현존하는(existing) 네트워크 기반시설(infrastructure)을 통해 원격으로 감지(sense) 및 제어되는 것을 허용하여, 개선된 효율성, 정확성 및 경제적 이들을 초래하는, 물리 및 디지털 세계 간의 직접 통합(integration)을 위한 기회들을 제공한다. 특히 본 발명에서는 3GPP 기술을 이용하는 IoT를 셀룰러 IoT(CIoT)라고 한다. 또한, 협대역(narrowband)(예, 약 200kHz의 주파수 대역)을 이용하여 IoT 신호를 전송/수신하는 CIoT를 NB-IoT라 한다.

CIoT는 상대적으로 긴 주기, 예를 들어, 수 십분 내지 년 단위로 전송되는 트래픽(예, 스모크 알람 검출, 스마트 미터기(meter)들로부터의 전력 실패 통지, 탬퍼(tamper) 통지, 스마트 유틸리티(가스/물/전기) 미터링 보고, 소프트웨어 패치/업데이트 등), 그리고 울트라-저 복잡도, 전력 제안 및 저 데이터 레이트의 'IoT' 기기들을 지원한다.

종래 EMM 휴지(EMM-Idle) 모드의 UE에게 데이터를 전송하기 위해서는 네트워크와의 연결을 만들어야 한다. 이를 위해서 도 8의 서비스 요청 과정이 성공적으로 수행되어야 하는데, 저 복잡도/전력, 저 데이터 레이트의 CIoT를 위해 최적화된 전력 소비가 필수적인 CIoT에 바람직하지 못하다. 데이터를 어플리케이션에 보내기 위해, EPS 내 CIoT를 위한 2가지 최적화, 사용자 평면 CIoT EPS 최적화 및 제어 평면 CIoT EPS 최적화가 정의되었다.

사용자 평면 CIoT EPS 최적화와 제어 평면 CIoT EPS 최적화는 각각 U-평면 솔루션 및 C-평면 솔루션으로 불리기도 한다.

제어 평면 CIoT EPS 최적화 솔루션에서는 셋업된 데이터 무선 베어러가 없고, 대신에 시그널링 무선 베어러 상에서 데이터 패킷들이 보내진다. 따라서 이 솔루션은 드물고(infrequent) 작은 데이터 패킷들의 전송에 가정 적절하다. UE와 MME가 제어 평면 CIoT EPS 최적화를 사용하면, PDN 연결 수립에서 지원되는 PDN 연결을 위해 선택된 데이터 타입에 따라, UE와 MME는 IP 혹은 비-IP 데이터를 NAS 시그널링으로 전달할 수 있다.제어 평면 CIoT EPS 최적화는 RRC 및 SI-AP 프로토콜들의 NAS 전달 능력(capability)들과 MME와 S-GW 간 및 S-GW와 P-GW 간 GTP(Evolved General Packet Radio Service (GPRS) Tunneling Protocol) 터널들의 데이터 전달을 사용함으로써 이루어질 수 있다.

도 10은 제어 평면 CIoT EPS 최적화에 따른 모바일 종결 데이터 수송(transport) 과정을 예시한 것이다.

> 0. 상기 UE가 EPS 부착되어 있고 ECM-Idle 모드에 있다.

> 1. S-GW가 상기 UE를 위한 하향링크 데이터 패킷/제어 시그널링을 수신할 때, 해당 UE의 S-GW 컨텍스트 데이터가 MME를 향한 아무런 하향링크 사용자 평면 TEID를 지시하지 않으면, 상기 S-GW는 상기 하향링크 데이터 패킷을 버퍼링(buffer)하고 어떤 MME가 그(that) UE를 서빙하는 지를 식별(identify)한다.

> 2. 상기 S-GW는 상기 S-GW가 상기 주어진 UE를 위해 제어 평면 연결성(connectivity)를 가진 MME에게 (ARP(Allocation and Retention Priority), EPS 베어러 ID를 포함하는) 하향링크 데이터 통지(Downlink Data Notification message)를 보낸다. 상기 ARP 및 EPS 베어러 ID는 하향링크 데이터 통지 내에 항상 세팅된다. 상기 MME는 상기 S-GW에게 하향링크 데이터 통지 Ack 메시지로 응답한다.

상기 UE가 전력 절약 상태(예, 전력 절약 모드)에 있고 하향링크 데이터 통지를 수신하는 시간에 페이징에 의해 닿아질(reachable) 수 없다고 검출(detect)한 MME는, 다음 문단에서 설명되는 경우들을 제외한, 운영자 설정에 따라 확장된 버퍼링을 발동(invoke)한다. 상기 MME는 무선 베어러들이 상기 UE에게 수립될 수 있기 전에 예상되는 시간을 유도(derive)한다. 상기 MME는 그리고 나서 상기 하향링크 데이터 통지 Ack 메시지 내에서 상기 S-GW에게 요청된 하향링크 버퍼링을 지시하고 하향링크 버퍼링 지속(Downlink Buffering Duration time) 및 선택적으로 하향링크 버퍼링 제안 패킷 카운트(Downlink Buffering Suggested Packet Count)를 포함시킨다. 상기 MME는 상기 하향링크 버퍼링 지속 시간을 기초로 상기 UE를 위한 이동성 관리(mobility management, MM) 컨텍스트 내에 상기 하향링크 데이터 버퍼 만료 시간(Downlink Data Buffer Expiration Time)를 위한 새로운 값을 저장하고 이 과정의 나머지 단계들을 스킵한다. 상기 하향링크 데이터 버퍼 만료 시간은 전력 절약 상태를 사용하는 UE들을 위해 사용되며, 상기 S-GW 내에 버퍼된 데이터가 있음과 상기 UE가 상기 네트워크와 시그널링을 만들 때 데이터 평면 셋업 과정이 필요함을 지시한다. 상기 하향링크 데이터 버퍼 만료 시간이 만료했으면, 상기 MME는 버퍼될 아무런 하향링크 데이터가 없다고 간주(consider)하고, 아무런 버퍼된 하향링크 데이터 대기(Buffered Downlink Data Waiting)의 지시도 트랙킹 영역 갱신(tracking area update, TAU) 과정에서 컨텍스트 전달 과정 동안 보내지지 않는다.

상기 MME 내에 상기 UE를 위해 설정된 "DDN 실패 후 이용가능성"("Availability after DDN Failure") 모니터링 이벤트가 있으면, 상기 MME는 확장된 버퍼링을 발동하지 않는다. 대신, 상기 MME는 상기 UE가 이용가능해지만 "DDM 실패 후 이용가능성" 통지를 보내는 것을 기억하기 위해, DDN 실패 후 이용가능 통지(Notify-on-available-after-DDN-failure) 플래그를 세팅한다. 상기 MME 내에 상기 UE를 위해 설정된 "UE 도달가능성"("UE Rechability") 모니터링 이벤트가 있으면 상기 MME는 확장된 버퍼링을 발동하지 않는다.

NOTE: "DDN 실패 후 이용가능성" 및 "UE 도달가능성" 모니터링 이벤트들이 UE를 위해 사용되면 어플리케이션 서버는 상기 UE가 도달가능(reachable)할 때만 데이터를 보낸다고 가정되며, 그러므로 아무런 확정 버퍼링이 필요로 되지 않는다. 다수의 어플리케이션 서버들이 있으면 이벤트 통지들 및 확장 버퍼링이 동시에 필요로 될 수 있다. 이것은 다음 문단에 설명된 대로 SLA를 기초로 추가(additional) 정보를 통해 핸들링된다고 가정된다.

상기 MME는 언제 확장된 버퍼링을 발동할 지를 위해 MTC 사용자가 있는 SLA를 기초로 추가 정보를 사용할 수 있다. 예를 들어, 상기 MME는 어떤(certain) APN을 위해서만 확장된 버퍼링을 발동하고, 어떤 가입들을 위해서는 발동하지 않으며, "DDN 실패 후 이용 가능성" 및 "UE 도달가능성" 모니터링 이벤트들 등과 함께 확장된 버퍼링을 발동한다.

하향링크 데이터 통지 Ack 메시지로 하향링크 버퍼링 요청 지시(Downlink Buffering Requested indication)을 수신하는 S-GW는 상기 하향링크 버퍼링 지속 시간을 기초로 상기 하향링크 데이터 버퍼 만료 시간을 위한 새로운 값을 저장하고 상기 버퍼 시간 하향링크 데이터 버퍼 만료 시간이 상기 UE를 위해 만료하기 전에 이어지는(subsequent) 하향링크 데이터 패킷들이 상기 S-GW 내에 수신되면 어떠한 추가 하향링크 데이터 통지도 보내지 않는다.

상기 S-GW가, 상기 사용자 평면이 수립되기를 기다리면서, 제1 하향링크 데이터 통지가 보내졌던 베어러보다 높은 우선순위(즉, ARP 우선순위 레벨)를 갖는 베어러를 위한 제2 하향링크 데이터 통지를 보내도록 트리거되면, 상기 S-GW는 상기 높은 우선순위를 나타내는 새로운 하향링크 데이터 통지 메시지를 상기 MME에게 보낸다. 상기 S-GW가 상기 제1 하향링크 데이터 통지가 보내졌던 베어러와 같거나 높은 우선순위의 베어러를 위한 추가 하향링크 데이터 패킷들을 수신하면 혹은 상기 S-GW가 상기 높은 우선순위를 나타내는 상기 제2 하향링크 데이터 통지 메시지를 보내고 이 UE를 위한 추가 하향링크 데이터 패킷들을 수신하면, 상기 S-GW는 이들 하향링크 데이터 패킷들을 버퍼하고 새로운 하향링크 데이터 통지를 보내지 않는다.

상기 S-GW가, 상기 사용자 평면이 수립되기를 기다리면서, 상기 S-GW가 하향링크 데이터 통지 메시지를 보냈던 MME가 아닌 다른 MME로부터 수정 베어러 요청 메시지를 수신하면, 상기 S-GW는 상기 하향링크 데이터 통지 메시지를 상기 수정 베어러 요청 메시지를 수신했던 상기 새로운 MME에게만 다시 보낸다.

상기 하향링크 데이터 통지 메시지가 일시적(temporarily) 거절되었다는 지시를 가진 하향링크 데이터 통지 Ack 메시지의 수신 시 그리고 상기 하향링크 데이터 통지가 하향링크 데이터 패킷들의 상기 S-GW로의 도착에 의해 트리거되면, 상기 S-GW는 국지적으로(locally) 설정된 가드 시간을 시작하고 주어진 UE에게 수신된 모든 하향링크 사용자 패킷들을 버퍼하며 수정 베어러 요청 메시지가 오기를 기다린다. 수정 베어러 요청 메시지의 수신 시 상기 S-GW는 상기 수정 베어러 요청을 수신한 상기 새로운 MME에게만 상기 하향링크 데이터 통지 메시지를 다시 보낸다. 그 외(otherwise), 상기 가드 타이머의 만료 시 혹은 MME로부터의 삭제 세션 요청(Delete Session Request) 메시지의 수신 시 상기 S-GW는 버퍼된 하향링크 사용자 패킷들을 해제한다.

> 3. 상기 UE가 상기 MME에 등록(register)되어 있고 닿을 수 있다(reachable)고 간주(consider)되면, 상기 MME는 (페이징을 위한 NAS ID, TAI(들), UE 식별자 기반 DRX 인덱스, 페이징 DRX 길이, 페이징을 위한 CSG ID들의 리스트, 페이징 우선순위 지시를 포함하는) 페이징 메시지를 상기 UE가 등록된 트랙킹 영역(들)에 속한 각 eNB에 보낸다.

페이징 우선순위 지시는, 상기 운영자(operator)에 의해 설정된 대로, 상기 MME가 우선순위 서비스들과 연관된 ARP 우선순위 레벨을 갖는 하향링크 데이터 통지를 수신한 경우에만 포함된다.

하나의 페이징 우선순위 레벨은 다수의 ARP 우선순위 레벨 값들을 위해 사용될 수 있다. ARP 우선순위 레벨 값들의 페이징 우선순위 레벨(들)로으 매핑은 운영자 정책(policy)에 의해 설정될 수 있다.

혼잡 상황 동안에는 eNB는 페이징 우선순위 지시들에 따라 UE들의 페이징을 우선순위화(prioritize)할 수 있다.

페이징 우선순위 지시가 없이 보내진 페이징 요청 메시지에 대한 UE 응답을 기다리는 동안 상기 MME가, 운영자에 의해 설정된 대로, 우선순위 서비스들과 연관된 ARP 우선순위 레벨을 나타내는 하향링크 데이터 통지를 수신하면, 상기 MME는 적절한(suitable) 페이징 우선순위를 갖는 다른 페이징 메시지를 보낸다.

페이징 전략(strategies)는 상기 MME 내에서 설정될 수 있다. 페이징 전략은 다음을 포함할 수 있다:

- 페이징 재전송 방식(scheme) (예, 얼마나 자주 페이징이 반복 혹은 어떤 시간 간격으로 반복되는지);

- 어떤 MME 고(high) 부하 조건(condition)들 동안 eNB(들)에게 페이징 메시지를 보낼 것인지를 결정하는 것;

- 서브-영역 기반 페이징을 적용할 것인지 여부(예, 마지막으로 알려진 ECGI 혹은 트랙킹 영역(tracking area, TA) 내 첫 페이징 및 모든 등록된 TA들에서 재전송);

NOTE: 페이징 메시지 내 페이징 우선순위는 하향링크 데이터 통지 혹은 생성/갱신 베어러 요청 메시지로 수신된 ARP IE의 우선순위 레벨을 기초로 세팅되고 페이징 전략과 독립적이다.

상기 MME 및 NB-IoT RAN은 UE를 성공적으로 페이징하기 위해 사용되는 네트워크 자원들 및 시그널링 부하를 줄이기 위해 하나 이상의 다음 수단들에 의해 페이징 최적화를 더 지원할 수 있다:

- MME가 특정 페이징 전략을 구현함으로써(예, S1 페이징 메시지가 상기 UE를 마지막으로 서비스한 eNB에게 보내진다.);

- ECM IDME로의 천이 시 상기 NB-IoT RAN에 의해 제공된, 추천된 셀들 및 eNB들에 관한 정보(Information On Recommended Cells and eNBs)를 MME가 고려함으로써. 상기 MME는 이 정보 중 eNB 관련 부분을 고려하여 페이징될 eNB(들)을 결정하고, S1 페이징 메시지 내 이 정보를 이러한 eNB들 각각에게 제공한다.;

- NB-IoT RAN이 페이징 시에 MME에 의해 제공된 페이징 시도 카운트 정보(Paging Attempt Count Information)을 고려함으로써.

이러한 최적화들/전략들을 구현할 때 상기 MME는 상기 UE를 위한 PSM 활성 타이머(PSM active timer) 및 DRX 간격을 고려한다.

페이징 정보용 UE 무선 능력(UE Radio Capability)가 MME 내에 이용가능하면, 상기 MME는 상기 페이징 정보용 UE 무선 능력을 상기 eNB로의 S1 페이징 메시지 내에 부가한다.

페이징을 위해 추천된 셀들 및 eNB들에 관한 정보(Information On Recommended Cells and eNBs)가 MME에세 이용가능하면 상기 MME는 이 정보를 페이징을 위한 eNB들을 결정할 때 고려하고, eNB를 페이징할 대 상기 MME는 추천된 셀들에 관헌 정보를 eNB에게 명확하게(transparently) 보낼 수 있다.

상기 MME는 S1AP 페이징 메시지(들) 내에 페이징 시도 카운트 정보를 포함시킬 수 있다. 상기 페이징 시도 카운트 정보는 상기 MME에 의해 페이징을 위해 선택된 모든 eNB들에 동일하다.

> 4. eNB들이 상기 MME로부터 페이징 메시지들을 수신하면, 상기 UE는 상기 eNB들에 의해 페이징된다.

> 5~6. UE가 ECM-IDLE 상태에 있으면, 페이징 지시를 수신하자 마자, 상기 UE는 UE 트리거된 서비스 요청 NAS 메시지를 RRC 연결 요청 및 S1-AP 초기 메시지 상으로 보낸다. 상기 MME는 타이머로 상기 페이징 과정을 감독(supervise)한다. 상기 MME가 상기 UE로부터 상기 페이징 요청 메시지에 대한 아무런 응답을 수신하지 않으면, 단계 3에서 설명된 이용가능한 페이징 전략에 따라 페이징을 반복할 수 있다.

상기 MME가 이러한 페이징 반복 과정 후에 상기 UE로부터 아무런 응답을 수신하지 않으면, 상기 MME가 UE가 응답하는 것을 막는 진행중인(ongoing) MM 과정을 인식하지 않는 한, 즉, MME가 다른 MME와 TAU를 수행한다고 나타내는 컨텍스트 요청 메시지를 수신하지 않는 한, 상기 S-GW에게 페이징 실패에 대해 통지하기 위해 하향링크 데이터 통지 거절 메시지를 사용한다. 하향링크 데이터 통지 거절 메시지가 수신되면, 상기 S-GW는 버퍼된 패킷(들)을 삭제한다. UE가 ECM IDLE에 있고 상기 P-GW가 "PDN charging pause" 특징(feature)를 가능화했으면, 상기 S-GW는 P-GW 과금 멈춤(P-GW Pause of Charging) 과정을 작동시킨다(invoke).

NOTE: UE가 ECM IDLE에 있고 상기 P-GW가 이 "PDN charging pause" 특징이 이 PDN을 위해 가능화된다고 지시했으면, 상기 UE는 단계 5 이전에 언제라도 P-GW 과금 멈춤 과정을 개시할 수 있다.

> 7. 상기 MME는 수정 베어러 요청 메시지(MME 어드레스, MME TEID DL, 딜레이 하향링크 패킷 통지 요청, RAT 타입)를 상기 S-GW에게 보낸다. 상기 S-GW는 이제 상기 UE를 향해 하향링크 데이터를 보낼 수 있다. 상기 딜레이 하향링크 패킷 통지 요청 정보 요소의 용도(usage)는 3GPP TS 23.401 문서의 섹션 5.3.4.2의 UE 개시 서비스 요청 과정에 기술되어 있지만, 이 경우에도 동일하게 적용된다. P-GW가 UE의 위치 및/또는 사용자 CSG 정보를 요청했었고 상기 UE의 위치 및/또는 사용자 CSG 정보가 변했으면, 상기 MME는 사용자 위치 정보 IE 및/또는 사용자 CSG 정보 IE를 이 메시지에 포함시킨다. 서빙 네트워크 IE가 마지막으로 보고된 서빙 네트워크 IE와 비교하여 변했으면, 상기 MME는 상기 서빙 네트워크 IE도 이 메시지에 포함시킨다. UE 시간 존(UE Time Zone)이 마지막으로 보고된 UE 시간 존과 비교하여 변했으면, 상기 MME는 UE 시간 존 IE도 이 메시지에 포함시킨다.

NOTE: 현재 사용된 RAT가 NB-IoT이면 이것도 E-UTRA와 다른 RAT로서 보고된다.

> 8. RAT 타입이 마지막으로 보고된 RAT 타입과 비교하여 변했으면 혹은 상기 UE의 위치 및/또는 정보 IE들 및/또는 UE 시간 존 및 서빙 네트워크 ID가 단계 7에 존재하면, 상기 S-GW는 (RAT 타입을 포함하는) 상기 수정 베어러 요청 메시지를 상기 P-GW에 보낸다. 사용자 위치 정보 IE 및/또는 사용자 CSG 정보 IE 및/또는 서빙 네트워크 IE 및/또는 UE 시간 존도, 단계 7에 존재하면, 포함된다. 다른 IE들은 이 메시지에 포함되지 않는다.

상기 이유들 대문에 수정 베어러 요청 메시지가 보내지지 않고 상기 P-GW 과금이 멈춰지면, S-GW는 PDN 과금 멈춤 중단 지시(PDN Charing Pause Stop Indication)을 갖는 수정 베어러 요청 메시지를 보내 상기 P-GW에게 과금이 더 이상 멈춰지지 않음을 알린다.

9. 상기 P-GW가 수정 베어러 응답을 상기 S-GW에 보낸다.

> 10. 상기 S-GW는 (S-GW 어드레스 및 상향링크 트패픽을 위한 TEID을 포함하는) 수정 베어러 응답을 수정 베어러 요청 메시지에 대한 응답으로서 상기 MME에게 리턴한다.

> 11. 버퍼된 DL 데이터가 상기 S-GW에 의해 상기 MME에게 보내진다.

> 12~13. 상기 MME는 DL 데이터를 암호화(encrypt) 및 무결성 보호하고, 그것을 DL S1-AP 메시지에 의해 날라지는 NAS PDU를 사용하여 상기 eNB에게 보낸다.

> 14. 데이터 있는 상기 NAS PDU가 DL RRC 메시지를 통해 상기 UE에게 배달(deliver)된다.

> 15. 상기 비활성 타이머가 돌아가는 동안에는 상향링크 및 하향링크 데이터가 NAS PDU들을 사용하여 더 보내질 수 있다. 단계 16에서 상향링크 데이터 전달은 데이터가 있는 NAS PDU를 감싼(encapsulate) 상향링크 RRC 메시지를 사용하여 보여진다. 언제든지 상기 UE는 상향링크 데이터와 함께 해제 보조 정보를 상기 NAS PDU로 제공할 수 있다.

> 16. 데이터가 있는 상기 NAS PDU는 상향링크 S1-AP 메시지로 상기 MME에게 보내진다.

> 17. 상기 데이터는 무결성 확인되고 복호화(decrypt)된다.

> 18. 상기 MME는 UL 데이터를 상기 S-GW를 통해 상기 P-GW에게 보내고 모바일 기원(mobile originated, MO) 데이터 전달을 위한 행동에 이어 해제 보조 정보의 존재와 연관된 조치(action)를 실행한다.

> 19 . 아무런 NAS 활동(activity)가 당분간 존재하지 않으면 상기 eNB는 비활동성(inactivity)을 검출하고 단계 20을 실행한다.

> 20. 상기 eNB는 3GPP TS 23.401 문서의 섹션 5.3.5에 따라 eNB 개시된 S1 해제(eNB initiated S1 release)를 시작한다.

도 11은 제어 평면 CIoT 최적화에 따른 UE와 P-GW 간 사용자 평면 프로토콜 스택들을 예시한 것이다.

도 11을 참조하면, GTP-u는 백본 네트워크에서 S-GW와 P-GW 간뿐 아니라 MME와 S-GW 간에 사용자 데이터를 터널링하는 프로토콜이다. GTP는 모든 종단(end) 사용자 IP 패킷들을 캡슐화(encapsulate)한다. UDP/IP는 사용자 데이터와 제어 시그널링을 라우팅하는 데 사용되는 백본 네트워크 프로토콜이다. NAS는 UE와 MME 간 데이터를 나르는 데 사용되는 비 접속 단 계층(layer)이며 사용자 평면 IP 데이터에 대한 헤더압축 및 보안 기능들을 포함할 수 있다.

CIoT 네트워크 또는 기술은 주로 코어 네트워크 측면에서, IoT UE에게 최적화된 통신 서비스를 제공하는 것이고, NB-IoT (narrowband internet of things) 네트워크 또는 기술은 기존의 LTE 기술의 무선 인터페이스를 IoT를 위해 최적화한 것을 말한다.

NB-IoT는 이름에서 알 수 있듯이 200Khz정도의 협대역 주파수를 이용하여 IoT 서비스를 제공하는 무선 기술이다. 종래 LTE 기술이 최소 1.25Mhz 주파수 대역을 사용하는 것에 비해서 NB-IoT는 아주 적은 주파수를 사용하므로, UE 측면에서는 프로세싱 전력의 최소화 및 전력 소모의 최소화를 도모할 수 있다.

CIoT는, 종래의 어태치 과정 혹은 서비스 요청 과정(예, 도 9 참조)이 수많은 메시지 교환으로 인해 UE의 전력 낭비를 발생하는 것을 해결하기 위해서, MME가 데이터를 처리하거나(C-평면 솔루션), 혹은 UE가 RRC 휴지 상태와 비슷한 상태에 놓이더라도 UE 및 eNB가 컨텍스트를 유지하여 다음 번 연결에 활용하는 방식(U-평면 솔루션)을 통해서, UE의 전력 소모를 최소화하는 기술이다.

따라서, NB-IoT 무선 기술과 CIoT 기술은 개별적으로 적용이 가능하다. 즉, NB-IoT 무선 기술을 쓰지 않더라도, 종래의 LTE 무선 망을 통해서 CIoT 기술을 적용하는 것이 가능하다. 이는 NB-IoT 무선 기술을 사용할 수 없는 UE, 예를 들어, 이미 LTE 무선 기술만 적용되어 출시된 UE에게도, CIoT 기술을 적용할 수 있음을 의미한다. 또한, 종래의 LTE 무선 기술 기반의 셀에서, 스마트폰 같은 종래의 LTE UE를 지원하면서, 동시에 IoT UE를 지원할 수 있음을 의미한다.

전력 절약 모드(power saving mode, PSM) 또는 확장 불연속 수신(extended discontinuous reception, eDRX)이 고려되고 있다. UE가 해당 UE를 위해 대기 중인 트래픽이 있으면 네트워크에 의해 접촉(contact)될 수 있는 일반적인 LTE 페이징 사이클은 1.28s이다. eDRX는 UE가 IDLE 상태에 있을 수 있는 사이클을 1.28s보다 확장한다. 따라서 MTC UE와 같이 자주 깨어 있을 필요가 없는 경우, eDRX를 적용함으로써 배터리 소모가 절약될 수 있다. PSM은 UE가 네트워크에게 무기한으로(indefinitely) 휴면기(dormant)에 들어간다고 통지하는 모드이다. PSM에 있는 UE는 기정의된 시간에 혹은 전송할 데이터가 있으면 깨어나 상기 네트워크에 전송하고, 필요하면 닿을 수 있도록 일정 시간 동안 유휴(idle) 상태로 남아 있는다. UE가 전체 PSM 윈도우 동안 휴면하고 있으므로 상기 UE의 전력 소비가 매우 낮다.

PSM 또는 eDRX가 도입되기 전 종래 시스템의 경우, S-GW는 S1-U가 유휴(idle) 상태이면 하향링크 패킷을 버퍼하고 있으면서 MME에게 하향링크 데이터 통지(downlink data notification, DDN) 메시지를 전송하고, 상기 DDN 메시지를 수신한 MME는 페이징 메시지를 eNB(들)에게 전송한다. 페이징 메시지를 수신한 UE는 서비스 요청 절차를 시작한다. UE가 유휴 상태이지만 닿을 수 없는 상태, 즉, 네트워크가 페이징 메시지를 전송하더라도 UE가 응답할 수 없는 상태인 PSM 혹은 eDRX가 도입되면서, S-GW가 DL 데이터를 수신하였지만 DDN 메시지의 전송이 유효하지 않은 상황이 발생할 수 있다. 이에 따라 S-GW가 종래 시스템에서보다 오랜 기간 동안 버퍼링을 수행해야 하는 상황이 발생할 수 있다.

따라서 PSM 또는 eDRX를 사용 중인 UE의 경우, 상기 UE에 DL 데이터를 보낼 수 있는 수 있는 더 효율적인 방법이 요구된다.

본 발명은 서버 또는 인터넷으로부터 UE 방향으로 전송되는 데이터를 효과적으로 전송하는 방법에 관한 것이다. 이하에서 설명되는 본 발명에 의하면, UE를 위해 하향링크로 네트워크에 도착한 데이터의 상기 UE로의 전달을 위해, 상기 네트워크와 상기 UE와의 연결이 상기 UE와 상기 네트워크 간 최소한의 시그널링을 통해서 빠르게 설정될 수 있으며, 상기 UE와 상기 네트워크 간 연결을 통해 상기 하향링크 데이터가 상기 UE에게 빠르게 전달될 수 있다. 본 발명은 특히 소비 전력의 최적화를 위해 비연속 수신 모드 혹은 전력 절약 모드를 사용하고 있는 UE에게 하향링크 데이터를 페이징 메시지를 통해 전달함으로써 하향링크 데이터를 해당 UE에게 빠르게 전달할 수 있다.

본 발명의 제안들은 소비 전력의 최적화를 사용하는 혹은 소비 전력의 최적화가 필요한 UE에 적용될 수 있다. 예를 들어, 본 발명은 CIoT 및/또는 NB-IoT를 사용하는 IoT UE의 데이터 전송/수신을 지원하는 통신 시스템에서 사용될 수 있다.

도 8 내지 도 10에 도시된 바와 같이, 종래의 착신호(terminating call)은 데이터 패킷 하나를 전달하는 경우에도, UE에게 페이징을 보내는 과정, UE가 RRC 연결을 수행하는 과정, UE가 NAS 서비스 요청을 수행하는 과정, UE와 네트워크가 보안 컨텍스트(security context)를 생성하는 과정, 이후 UE에게 최종적으로 데이터 패킷이 전달되는 과정을 거쳐야 한다. 즉 하나의 패킷을 전달하는 데 있어서, 수많은 시그널링이 필요하고, 이에 따라 전력 낭비 및 전달 시간의 증가 등의 문제점이 있다.

따라서, 본 발명은, 착신호의 데이터 패킷이 발생했을 경우, 최소한의 시그널링을 통해 최소한의 지연으로 빠르게 UE에게 데이터를 전달하는 방법을 제시한다.

도 12는 본 발명에 따른 하향링크 데이터 전달 과정을 예시한 것이다.

도 12를 참조하면, 본 발명에 따라 착신호의 데이터 패킷, 즉, 하향링크 데이터는 다음과 같은 과정으로 전달될 수 있다.

> 단계 1: S-GW는 어떤 UE에 대한 데이터를 P-GW로부터 전달 받으면, 상기 데이터를 미리 설정된 정보에 따라 전달한다. 여기서 상기 미리 설정된 정보는 데이터가 전달될 노드의 IP 주소 및 포트(port) 번호(예, TEID) 등의 정보를 의미한다. CIoT의 경우, 상기 미리 설정된 정보는 MME의 IP 주소 및 해당 UE에 대한 포트에 관련된 정보를 의미할 수 있다.

> 단계 2: MME는 S-GW로부터 전달받은 데이터 패킷에 대해서, 상기 데이터 패킷이 전달될 UE에 맞추어, 보안(예, 부호화(ciphering) 및/또는 무결성보호(integrity protection))을 적용하고, 또한 필요한 경우 헤더압축프로토콜을 적용한다.

> 단계 3: 상기 MME는 보안 및/또는 헤더압축프로토콜이 적용된 데이터 패킷을 eNB로 전달한다. 상기 MME는 상기 데이터 패킷을, S1 시그널링을 이용하여, 페이징 메시지에 포함시켜 eNB에게 전달할 수 있다.

상기 MME는 해당 보안 및/또는 헤더압축프로토콜이 적용된 데이터 패킷을 일반적인 NAS 메시지에 포함시켜 전달할 수 있다. 예를 들어, 상기 MME는 데이터 패킷을 전송하도록 설정된 NAS 메시지, 예를 들어, 하향링크 일반 NAS 수송(Downlink General NAS Transport) 메시지 또는 이와 동등한 목적의 NAS 메시지 등을 상기 UE를 위한 상기 데이터 패킷의 전달에 이용할 수도 있다.

상기 MME가 eNB로 페이징 메시지를 보낼 때, 상기 MME는 eNB에게 상기 페이징 메시지가 페이징(page)되는 UE에게 전달되어야 할 데이터 패킷이 추가적으로 포함하고 있는지 여부를 알려줄 수 있다.

상기 MME가 eNB로 보내는 페이징 메시지에, 페이징되는 UE에게 보낼 데이터 패킷이 추가적으로 포함되어 있는 경우, 상기 MME는 상기 페이징 메시지를 보낼 때, 상기 데이터 패킷에 (부호화, 무결성 보호) 또는 헤더압축프로토콜이 적용되었는지 아닌지에 대한 정보를 전달할 수 있다.

단계 3에서 상기 MME가 eNB로 보내는 페이징 메시지에 페이징되는 UE에게 보낼 데이터 패킷이 추가적으로 포함되어 있는 경우, 상기 MME는 eNB에게 상기 eNB가 상기 데이터 패킷을 위해 각 셀에서 UE에게 페이징을 보낼 때 상기 데이터 패킷을 같이 보내도 되는지 아닌지에 대한 정보를 전달할 수 있다.

상기 MME가 eNB로 보내는 페이징 메시지에, 페이징되는 UE에게 보낼 데이터 패킷이 추가적으로 포함되어 있는 경우, 상기 MME는 eNB에게 상기 eNB가 상기 데이터 패킷을 상기 페이징되는 UE에게 전달할 때 추가적으로 보안 또는 헤더 압축 프로토콜을 적용한 후에 상기 데이터 패킷을 보내야 하는지 아닌지에 대한 정보를 전달할 수 있.

상기 MME가 eNB로 보내는 페이징 메시지에, 페이징되는 UE에게 보낼 데이터 패킷이 추가적으로 포함되어 있는 경우, 상기 MME는 eNB에게 상기 eNB가 상기 데이터 패킷을 상기 페이징되는 UE에게 전달할 때 시그널링 무선 베어러(signaling radio bearer, RB)를 이용하여 상기 데이터 패킷 보내야 하는지 아닌지에 대한 정보를 전달할 수 있다. 즉, MME는 eNB에게 RRC 메시지 또는 NAS 메시지를 통해서 상기 데이터 패킷을 보내야 하는지 아닌지에 대한 정보를 전달할 수 있다.

> 단계 4: eNB는 MME로부터 전달 받은 페이징 메시지를 바탕으로, 각 셀 내 UE(들)에게 페이징 메시지를 전달한다.

MME가 상기 eNB에게, 페이징되는 UE에게 전달되어야 할 데이터 패킷이 있다고 알려 온 경우, 상기 eNB는 해당 데이터 패킷을 자신이 UE에게 전송하는 페이징 메시지 내에 포함시키고 상기 페이징 메시지 내에 상기 UE를 위한 데이터 패킷이 있음을 알려주는 정보를 포함시킬 수 있다.

MME가 상기 eNB에게, 페이징되는 UE에게 전달되어야 데이터 패킷에 상기 MME가 보안(ciphering, integrity protection) 또는 헤더 압축프로토콜이 적용했다고 알려 올 경우, 상기 eNB는 해당 데이터 패킷을 자신이 UE에게 전송하는 페이징 메시지 내에 포함시키고 상기 페이징 메시지 내에 상기 UE를 위한 데이터 패킷이 있음을 알려주는 정보를 포함시킬 수 있다.

상기 eNB가 MME로부터 수신한 페이징 메시지 내에 UE에게 전달되어야 할 데이터 패킷이 포함되어 있고, 상기 MME가 상기 데이터 패킷에 대해서 eNB가 각 셀에서 UE에게 페이징을 보낼 때 상기 데이터 패킷을 같이 보내야 한다고 상기 eNB에게 알려온 경우, 상기 eNB는 해당 데이터 패킷을 자신이 UE에게 전송하는 페이징 메시지 내에 포함시키고 상기 페이징 메시지 내에 상기 UE를 위한 데이터 패킷이 있음을 알려주는 정보를 포함시킬 수 있다.

상기 eNB가 MME로부터 수신한 페이징 메시지 내에 UE에게 전달되어야 할 데이터 패킷이 포함되어 있고, 상기 MME가 상기 데이터 패킷에 대해서 eNB가 추가적으로 보안 또는 헤더 압축 프로토콜을 적용하지 않고 보내도 된다고 상기 eNB에게 알려올 경우, 상기 eNB는 해당 데이터 패킷을 자신이 UE에게 전송하는 페이징 메시지 내에 포함시키고 상기 페이징 메시지 내에 상기 UE를 위한 데이터 패킷이 있음을 알려주는 정보를 포함시킬 수 있다.

상기 eNB가 MME로부터 수신한 페이징 메시지 내에 UE에게 전달되어야 할 데이터 패킷이 포함되어 있고, 상기 MME가 상기 데이터 패킷에 대해서 eNB가 상기 페이징되는 UE에 전달할 때 SRB를 이용하여 보내야 한다고 상기 eNB에게 알려 올 경우, 상기 eNB는 해당 데이터 패킷을 자신이 UE에게 전송하는 페이징 메시지 내에 포함시키고 상기 페이징 메시지 내에 상기 UE를 위한 데이터 패킷이 있음을 알려주는 정보를 포함시킬 수 있다.

단계 4에서 상기 데이터 패킷은 RRC 계층에서 NAS 메시지 등을 전달하기 위해서 사용되는 RRC 메시지(예를 들어, 하향링크 NAS 수송(Downlink NAS Transport) 메시지) 등에 포함되어 전달될 수 있다. 또는 RRC 페이징 메시지의 구조를 변경하여, NAS 컨테이너(container)와 같이 NAS 메시지를 전달하도록 이용되는 컨테이너가 RRC 페이징 메시지에 포함되고, 이러한 컨테이너의 포함 여부를 알려주는 필드가 추가적을 RRC 페이징 메시지에 포함될 수 있다.

> 단계 5: 각 UE는 자신의 페이징 주기에 맞추어, 자신이 머무르고 있는 곳에서 페이징 메시지의 수신을 시도한다.

> 단계 6: UE가 페이징 메시지를 수신한 경우, 해당 UE는 자신의 ID와 일치하는 ID가 수신된 페이징 메시지에 포함되어 있는지 검사한다.

> 단계 7: UE가 수신된 페이징 메시지에서 자신의 ID와 일치하는 ID를 발견한 경우, UE는 추가적으로 데이터 패킷의 유무를 검사한다.

> 단계 8: UE가 자신의 ID와 일치하는 ID를 포함하는 페이징 메시지 내에 추가적으로 데이터 패킷이 있음을 알게 된 경우, 상기 페이징 정보와 함께 상기 데이터 패킷은 상기 UE의 상위 NAS 계층, 예를 들어, EMM 계층으로 전달된다.

> 단계 9: 페이징을 수신한 UE의 NAS 계층은 RRC 계층으로부터 페이징이 도착했음에 대한 정보를 전달 받는다. 이 과정에서 NAS 계층은 추가적으로 데이터 패킷이 같이 전달되었는지의 여부를 검사한다. 만약 전달된 데이터 패킷이 있으면, 상기 NAS 계층은 이전에 설정된 보안 컨텍스트 정보 또는 헤더 압축프로토콜의 컨텍스트 정보를 활용하여 해당 데이터 패킷에 대한 보안 제거 및 압축해제 과정을 수행한다. 이후 압축해제(decompression) 및/또는 보안제거된 데이터 패킷이 어플리케이션으로 전달된다.

단계 9에서, RRC 계층에서 NAS 계층으로 전달되는 데이터 패킷은 NAS PDU 또는 메시지 구조를 따를 수 있다. 예를 들어, UE는 상기 RRC 계층으로부터 전달된 데이터 패킷이 NAS 메시지라 간주하고, 그에 따라 복호(decoding)을 수행할 수 있다.

> 단계 10: UE는 상기 수신된 NAS 메시지 또는 그에 포함된 데이터 패킷을 성공적으로 수신했음을 네트워크에 알릴 필요가 있다.

UE가 NAS 메시지의 수신 또는 상기 NAS 메시지에 포함된 데이터 패킷의 성공적 수신을 알리기 위해, 단계 9 후에 UE의 NAS 계층은 다음을 수행할 수 있다.

상기 NAS 계층은 네트워크 개시 서비스 요청(network initiated service request) 과정을 수행할 수 있다.

상기 NAS 계층은 RRC 계층에게 단순히 RRC 연결을 맺도록만 할 수 있다. 예를 들어, UE의 NAS 계층에 페이징과 함께 데이터 패킷이 전달된 경우, 상기 NAS 계층은 성공적으로 데이터 패킷 및 페이징을 수신했음을 네트워크에 알리기 위해서, RRC 계층에게 페이징 수신확인(paging acknowledge)를 보낼 것을 요청할 수 있다. 상기 페이징 수신확인을 전송할 것을 요구 받은 RRC 계층은 RRC 연결 수립(Connection establishment) 과정을 수행하고, 이 때 수립 원인 값(establishment cause value)을 페이징 응답(paging response) 또는 페이징 수신확인(paging acknowledgement)라고 설정할 수 있다. eNB는 UE로부터 수신한 RRC 연결 수립 요청 메시지 내 수립 원인(establishment cause) 값이 페이징 응답(paging response) 또는 페이징 수신확인(paging acknowledgement)으로 설정되어 있는 지 검사할 수 있다. 수립 원인이 페이징 응답 또는 페이징 수신확인으로 설정된 RRC 연결 수립 요청 메시지에 대해, 상기 eNB는 추가적으로 상기 RRC 메시지에 포함되어 있는 ID를 검사할 수 있다. 만약 상기 RRC 메시지에 포함된 ID가 자신이 이전에 각 셀로 전송한 페이징 메시지에 포함되어 있고, 또한 자신이 상기 페이징 메시지에 상기 UE를 위한 데이터 패킷을 포함시켰을 경우, 상기 eNB는 MME로 페이징 및 데이터 배달(delivery)가 성공적이었음을 통지한다. 상기 UE가 추가적인 요청을 하지 않는 경우, 예를 들어, 상기 UE가 추가적으로 전송할 데이터가 없다고 알려 올 경우, 상기 eNB는 상기 UE로 RRC 연결 거절(Connection Reject)을 전송한다. 이 경우, 상기 eNB는 RRC 연결 거절 메시지 내 원인 값(cause value)을 페이징 수신확인 컨펌(paging acknowledge confirmed)을 나타내는 값으로 설정할 수 있다. 상기 UE는 자신이 전송한 RRC 연결 수립 요청 메시지에 대해서 RRC 연결 거절과 함께 페이징 수신확인 컨펌을 나타내는 값을 수신한 경우, 자신이 보낸 페이징 수신확인이 성공적으로 네트워크에 전달되었다고 생각하고, RRC 연결을 수립할 다른 이유가 없는 한 RRC 연결 수립 과정을 다시 시작하지 않는다. 즉, 상기 UE는 자신이 전송한 RRC 연결 수립 요청 메시지에 대해서 RRC 연결 거절과 함께 페이징 수신확인 컨펌을 나타내는 값을 수신한 경우, RRC 연결 수립을 완료해야 할 다른 이유가 없으면, RRC 연결 수립 과정을 종료할 수 있다. 종래에는 RRC 연결 수립 요청 메시지에 대해 RRC 연결 메시지를 수신한 UE는 타이머를 시작(start)하여 일정 시간이 경과하면 RRC 연결 수립 과정을 다시 시작하였으나, 본 발명에 따른 UE는 RRC 연결 거절을 수신하더라도 타이머에 따라 자동으로 RRC 연결 수립 과정을 다시 시도하지는 않는다. 다만, UE는 다른 이유로 인하여 RRC 연결 수립 과정이 필요해지면 RRC 연결 수립 과정을 시작할 수 있다. 따라서, 상기 eNB가 상기 UE의 페이징 응답을 수신했음을 원인으로 설정하여 RRC 연결 거절 메시지를 상기 UE에게 보내면, 다른 이유가 없으면, 상기 UE는 RRC 연결 해제 상태를 유지할 수 있다.

상기 NAS 계층은 페이징과 데이터 패킷에 대한 수신확인(acknowledgement)을 보내기 위해 서비스 요청 메시지를 전송하는 과정을 시작할 수도 있다. 상기 NAS 계층은 NAS 메시지 내 원인 값을 페이징 및 데이터 수신(paging and data received)을 나타내는 값으로 설정하여 보낼 수 있다. 상기 서비스 요청 메시지 메시지는 RRC 계층으로 전달되고, 상기 RRC 계층은 RRC 연결 수립 과정을 수행할 수 있다. 이러한 RRC 연결 수립 과정을 통해서 상기 NAS 서비스 요청 메시지는 MME로 전달되고, 상기 MME는 상기 NAS 서비스 요청 메시지의 수신을 통해서 하향링크 데이터가 성공적으로 전송되었는지 아닌지의 여부를 알 수 있게 된다.

또는, 도 12의 과정(예를 들어, 단계 8)에서, UE가 자신의 ID와 일치하는 ID를 포함하는 페이징 메시지에 자신에게 전달되는 데이터 패킷이 포함되어 있음을 발견한 경우, 상기 UE의 RRC 계층은 NAS 계층의 지시 없이도 바로 eNB에게 자신이 성공적으로 페이징 및 데이터를 수신했음을 알려줄 수도 있다. 이 경우에도, 전술한 바와 같이 RRC 계층은 eNB와의 RRC 연결 수립 과정을 수행하고, 또한 해당 수립 원인을, 예를 들어, 페이징 수신확인(paging acknowledgement)으로 설정할 수 있다.

한편, 일반적으로 IoT 시스템에서는 데이터 패킷을 보낸 측에 응답을 보내야 하는 경우도 있으나, 보내지 않아도 되는 경우도 있다. 이 점을 고려하면, 수신한 하향링크 데이터에 대해서 UE가 매번 응답을 보내는 것은 불필요할 수도 있다. 따라서, MME 또는 eNB는 UE에게, 상기 UE가 상기 MME 또는 상기 eNB로 수신확인을 보내야 하는지 아닌지에 대한 정보를 제공할 수도 있다. 상기 UE는 이 정보가 수신확인을 보내야 한다고 지시할 경우에만 전술한 수신확인 과정을 수행하도록 설정될 수도 있다. 이러한 지시 정보는 상기 MME가 UE에게 보내는 NAS 메시지에 포함될 수도 있다.

종래에는 UE가 RRC 연결 요청 메시지에 원인을 모바일 기원(mobile originated) 서비스 요청 메시지 혹은 모바일 종결(mobile terminated) 서비스 요청으로 설정해서 보냄에 반해, 본 발명에 의하면 UE는 RRC 연결 요청 메시지에 원인을 페이징 응답(response)로 설정하고, NAS 메시지 없이(즉, 상기 RRC 연결 요청 메시지의 컨테이너 내에 NAS 메시지를 실지 않고) 상기 RRC 연결 요청 메시지를 보낼 수 있다. 전술한 본 발명의 제안과 같이 RRC 연결 요청 메시지로 페이징 응답을 보내면, UE와 네트워크 간에 불필요하게 NAS 연결이 수립될 필요가 없다는 장점이 있다. 이에 따라 전술한 페이징 및 데이터 패킷의 수신확인을 포함하는 RRC 연결 요청 메시지는 eNB에게 MME와의 연결을 수립할 필요가 없음을 알리는 역할을 할 수 있다.

종래에는 RRC 계층이 페이징을 인지하고 NAS 계층로 페이징을 알린다. RRC 계층으로부터 페이징이 있음을 통지 받은 NAS 계층은 서비스 요청을 보내고, RRC 계층은 RRC 메시지 내 컨테이너에 상기 서비스 요청에 해당하는 NAS 메시지를 실어 보낸다. 다시 말해 종래에는 RRC 연결이 수립된 다음에 NAS 메시지가 전달됨에 반해, 본 발명에 의하면 RRC 연결만이 수립된 후에 RRC 연결 과정이 종료될 수 있다. 현재까지 논의된 제어 평면 CIoT EPS 최적화 과정(예, 도 10 참조)에 의하면 RRC 연결 셋업 완료(RRC Connection Setup Complete) 메시지에 NAS 메시지가 실릴 수 있음에 반해, 본 발명에 의하면 RRC 연결 요청 메시지에 페이징 및 하항링크 데이터 수신확인을 나타내는 원인만을 실어 보내면 그 다음 과정이 생략될 수 있다. 예를 들어, 종래 페이징 과정에 의하면, 도 8의 단계 4에서 페이징을 수신한 UE는 도 7의 RRC 연결 수립 과정을 수행한 후에 도 9의 서비스 요청 과정을 수행하게 된다. 그런데, 본 발명의 제안에 의하면, 도 8의 단계 4에서 페이징을 수신한 UE에서 도 7의 동작만 발생하고, 도 9의 동작들은 모두 생략될 수 있다. 대신 eNB가 페이징 메시지를 수신했음을 알리는 정보가, 상기 eNB로부터 MME로 전달된다.

도 13은 본 발명의 제안에 적용되는 노드 장치의 구성을 도시하는 도면이다.

제안하는 실시 예에 따른 UE 장치(100)는, 송수신장치(110), 프로세서(120) 및 메모리(130)를 포함할 수 있다. 송수신장치(110)은 무선 주파수(radio frequency, RF) 유닛으로 칭해지기도 한다. 송수신장치(110)은 외부 장치로 각종 신호, 데이터 및 정보를 전송하고, 외부 장치로 각종 신호, 데이터 및 정보를 수신하도록 구성될 수 있다. 또는, 송수신장치(110)는 전송부와 수신부로 분리되어 구현될 수도 있다. UE 장치(100)는 외부 장치와 유선 및/또는 무선으로 연결될 수 있다. 프로세서(120)는 UE 장치(100) 전반의 동작을 제어할 수 있으며, UE 장치(100)가 외부 장치와 송수신할 정보 등을 연산 처리하는 기능을 수행하도록 구성될 수 있다. 또한, 프로세서(120)는 본 발명에서 제안하는 UE 동작을 수행하도록 구성될 수 있다. 프로세서(120)은 본 발명의 제안에 따라 데이터 혹은 메시지를 전송하도록 송수신장치(110)을 제어할 수 있다. 메모리(130)는 연산 처리된 정보 등을 소정시간 동안 저장할 수 있으며, 버퍼(미도시) 등의 구성요소로 대체될 수 있다.

도 14를 참조하면 제안하는 실시 예에 따른 네트워크 노드 장치(200)는, 송수신장치(210), 프로세서(220) 및 메모리(230)를 포함할 수 있다. 송수신장치(210)은 무선 주파수(radio frequency, RF) 유닛으로 칭해지기도 한다. 송수신장치(210)는 외부 장치로 각종 신호, 데이터 및 정보를 전송하고, 외부 장치로 각종 신호, 데이터 및 정보를 수신하도록 구성될 수 있다. 네트워크 노드 장치(200)는 외부 장치와 유선 및/또는 무선으로 연결될 수 있다. 송수신장치(210)는 전송부와 수신부로 분리되어 구현될 수도 있다. 프로세서(220)는 네트워크 노드 장치(200) 전반의 동작을 제어할 수 있으며, 네트워크 노드 장치(200)가 외부 장치와 송수신할 정보 등을 연산 처리하는 기능을 수행하도록 구성될 수 있다. 또한, 프로세서(220)는 본 발명에서 제안하는 네트워크 노드 동작을 수행하도록 구성될 수 있다. 프로세서(220)은 본 발명의 제안에 따라 데이터 혹은 메시지를 UE 혹은 다른 네트워크 노드에 전송하도록 송수신장치(110)을 제어할 수 있다. 메모리(230)는 연산 처리된 정보 등을 소정시간 동안 저장할 수 있으며, 버퍼(미도시) 등의 구성요소로 대체될 수 있다.

또한, 위와 같은 UE 장치(100) 및 네트워크 장치(200)의 구체적인 구성은, 전술한 본 발명의 다양한 실시예에서 설명한 사항들이 독립적으로 적용되거나 또는 2 이상의 실시예가 동시에 적용되도록 구현될 수 있으며, 중복되는 내용은 명확성을 위하여 설명을 생략한다.

상술한 본 발명의 실시예들은 다양한 수단을 통해 구현될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 실시예들은 하드웨어, 펌웨어(firmware), 소프트웨어 또는 그것들의 결합 등에 의해 구현될 수 있다.

하드웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 실시예들에 따른 방법은 하나 또는 그 이상의 ASICs(Application Specific Integrated Circuits), DSPs(Digital Signal Processors), DSPDs(Digital Signal Processing Devices), PLDs(Programmable Logic Devices), FPGAs(Field Programmable Gate Arrays), 프로세서, 컨트롤러, 마이크로 컨트롤러, 마이크로 프로세서 등에 의해 구현될 수 있다.

펌웨어나 소프트웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 실시예들에 따른 방법은 이상에서 설명된 기능 또는 동작들을 수행하는 장치, 절차 또는 함수 등의 형태로 구현될 수 있다. 소프트웨어 코드는 메모리 유닛에 저장되어 프로세서에 의해 구동될 수 있다. 상기 메모리 유닛은 상기 프로세서 내부 또는 외부에 위치하여, 이미 공지된 다양한 수단에 의해 상기 프로세서와 데이터를 주고 받을 수 있다.

상술한 바와 같이 개시된 본 발명의 바람직한 실시형태에 대한 상세한 설명은 당업자가 본 발명을 구현하고 실시할 수 있도록 제공되었다. 상기에서는 본 발명의 바람직한 실시 형태를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명은 여기에 나타난 실시형태들에 제한되려는 것이 아니라, 여기서 개시된 원리들 및 신규한 특징들과 일치하는 최광의 범위를 부여하려는 것이다.

상술한 바와 같은 통신 방법은 3GPP 시스템뿐 아니라, 그 외에도 IEEE 802.16x, 802.11x 시스템을 포함하는 다양한 무선 통신 시스템에 적용하는 것이 가능하다. 나아가, 제안한 방법은 초고주파 대역을 이용하는 mmWave 통신 시스템에도 적용될 수 있다.

Claims (20)

1. 무선 통신 시스템에서 사용자기기가 데이터를 수신함에 있어서,
   상기 사용자기기를 위한 하향링크 데이터를 포함하는 페이징 메시지를 수신;
   상기 하향링크 데이터에 대한 수신확인(acknowledgement)을 나타내는 수신확인 정보를 포함하는 무선 자원 제어(radio resource control, RRC) 연결 요청 메시지를 전송;
   상기 수신확인 정보에 대한 네트워크의 컨펌을 나타내는 정보를 포함하는 RRC 연결 거절 메시지를 수신; 및
   상기 RRC 연결 거절 메시지를 수신한 것을 기반으로, 상기 RRC 연결 요청 메시지의 전송에 의해 시작된 RRC 연결 수립 과정을 종료하는 것을 포함하는,
   데이터 수신 방법.
2. 제1항에 있어서,
   상기 하향링크 데이터는 상기 페이징 메시지 내 비-접속 단(non-access stratum, NAS) 메시지에 포함되어 수신되는,
   데이터 수신 방법.
3. 제2항에 있어서,
   상기 NAS 메시지는 상기 사용자기기가 상기 하향링크 데이터에 대한 상기 수신확인을 보내야 하는지를 나타내는 지시를 더 포함하고,
   상기 수신확인 정보는 상기 지시가 상기 사용자기기가 상기 수신확인을 보내야 함을 나타내는 것을 기반으로 상기 RRC 연결 요청 메시지에 포함되는,
   데이터 수신 방법.
4. 제1항에 있어서,
   상기 사용자기기의 RRC 계층은 상기 페이징 메시지 내 페이징 정보와 상기 하향링크 데이터를 상기 사용자기기의 비-접속 단(non-access stratum, NAS) 계층에 전달하는 것을 더 포함하는,
   데이터 수신 방법.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 하향링크 데이터는 상기 사용자기기가 비연속 수신 모드 또는 전력 절약 모드일 때 상기 페이징 메시지를 통해 수신되는,
   데이터 수신 방법.
6. 무선 통신 시스템에서 사용자기기가 데이터를 수신함에 있어서,
   송수신 장치, 및
   상기 송수신 장치를 제어하도록 구성된 프로세서를 포함하되, 상기 프로세서는:
   상기 사용자기기를 위한 하향링크 데이터를 포함하는 페이징 메시지를 상기 송수신 장치를 통해 수신;
   상기 하향링크 데이터에 대한 수신확인(acknowledgement)을 나타내는 수신확인 정보를 포함하는 무선 자원 제어(radio resource control, RRC) 연결 요청 메시지를 상기 송수신 장치를 통해 전송;
   상기 수신확인 정보에 대한 컨펌을 나타내는 정보를 포함하는 RRC 연결 거절 메시지를 상기 송수신 장치를 통해 수신; 및
   상기 RRC 연결 거절 메시지를 수신한 것을 기반으로, 상기 RRC 연결 요청 메시지의 전송에 의해 시작된 RRC 연결 수립 과정을 종료하도록 구성된,
   사용자기기.
7. 제6항에 있어서,
   상기 하향링크 데이터는 상기 페이징 메시지 내 비-접속 단(non-access stratum, NAS) 메시지에 포함되어 수신되는,
   사용자기기.
8. 제7항에 있어서,
   상기 NAS 메시지는 상기 사용자기기가 상기 하향링크 데이터에 대한 상기 수신확인을 보내야 하는지를 나타내는 지시를 더 포함하고,
   상기 수신확인 정보는 상기 지시가 상기 사용자기기가 상기 수신확인을 보내야 함을 나타내는 것을 기반으로 상기 RRC 연결 요청 메시지에 포함되는,
   사용자기기.
9. 제6항에 있어서,
   상기 프로세서의 RRC 계층은 상기 페이징 메시지 내 페이징 정보와 상기 하향링크 데이터를 상기 프로세서의 비-접속 단(non-access stratum, NAS) 계층에 전달하는 것을 더 포함하는,
   사용자기기.
10. 제6항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 하향링크 데이터는 상기 사용자기기가 비연속 수신 모드 또는 전력 절약 모드일 때 상기 페이징 메시지를 통해 수신되는,
    사용자기기.
11. 무선 통신 시스템에서 기지국이 데이터를 전송함에 있어서,
    사용자기기를 위한 하향링크 데이터를 포함하는 제1 페이징 메시지를 전송;
    상기 하향링크 데이터에 대한 수신확인(acknowledgement)을 나타내는 수신확인 정보를 포함하는 무선 자원 제어(radio resource control, RRC) 연결 요청 메시지를 상기 사용자기기로부터 수신;
    상기 수신확인 정보에 대한 네트워크의 컨펌을 나타내는 정보를 포함하는 RRC 연결 거절 메시지를 상기 사용자기기에게 전송; 및
    상기 RRC 연결 거절 메시지를 상기 사용자기기에게 전송한 것을 기반으로, 상기 RRC 연결 요청 메시지의 수신에 의해 시작된 RRC 연결 수립 과정을 종료하는,
    데이터 전송 방법.
12. 제11항에 있어서,
    이동성 관리 개체로부터 제2 페이징 메시지와 상기 하향링크 데이터를 수신하는 것을 더 포함하고,
    상기 제1 페이징 메시지는 상기 제2 페이징 메시지와 상기 하향링크 데이터를 기반으로 상기 사용자기기에게 전송되는,
    데이터 전송 방법.
13. 제12항에 있어서,
    상기 제2 페이징 메시지는 상기 하향링크 데이터가 상기 제1 페이징 메시지와 함께 상기 사용자기기에게 전송되는 것이 허용되는지를 나타내는 정보를 포함하는,
    데이터 전송 방법.
14. 제12항에 있어서,
    상기 제2 페이징 메시지는 상기 하향링크 데이터에 헤더 압축 프로토콜이 적용되었는지를 나타내는 정보를 포함하는,
    데이터 전송 방법.
15. 제11항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 하향링크 데이터는 상기 제1 페이징 메시지 내 비-접속 단(non-access stratum, NAS) 메시지에 포함되어 상기 사용자기기에게 전송되고,
    상기 NAS 메시지는 상기 사용자기기가 상기 하향링크 데이터에 대한 상기 수신확인을 보내야 하는지를 나타내는 지시를 더 포함하는,
    데이터 전송 방법.
16. 무선 통신 시스템에서 기지국이 데이터를 전송함에 있어서,
    송수신 장치, 및
    상기 송수신 장치를 제어하도록 구성된 프로세서를 포함하되, 상기 프로세서는:
    사용자기기를 위한 하향링크 데이터를 포함하는 제1 페이징 메시지를 상기 송수신 장치를 통해 전송;
    상기 하향링크 데이터에 대한 수신확인을 나타내는 수신확인 정보를 포함하는 무선 자원 제어(radio resource control, RRC) 연결 요청 메시지를 상기 송수신 장치를 통해 상기 사용자기기로부터 수신;
    상기 수신확인 정보에 대한 컨펌을 나타내는 정보를 포함하는 RRC 연결 거절 메시지를 상기 송수신 장치를 통해 상기 사용자기기에게 전송; 및
    상기 RRC 연결 거절 메시지를 상기 사용자기기에게 전송한 것을 기반으로, 상기 RRC 연결 요청 메시지의 수신에 의해 시작된 RRC 연결 수립 과정을 종료하도록 구성된,
    기지국.
17. 제16항에 있어서,
    상기 프로세서는 이동성 관리 개체로부터 제2 페이징 메시지와 상기 하향링크 데이터를 수신하도록 상기 송수신 장치를 제어하도록 구성되고,
    상기 제1 페이징 메시지는 상기 제2 페이징 메시지와 상기 하향링크 데이터를 기반으로 상기 사용자기기에게 전송되는,
    기지국.
18. 제17항에 있어서,
    상기 제2 페이징 메시지는 상기 하향링크 데이터가 상기 제1 페이징 메시지와 함께 상기 사용자기기에게 전송되는 것이 허용되는지를 나타내는 정보를 포함하는,
    기지국.
19. 제17항에 있어서,
    상기 제2 페이징 메시지는 상기 하향링크 데이터에 헤더 압축 프로토콜이 적용되었는지를 나타내는 정보를 포함하는,
    기지국.
20. 제16항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 하향링크 데이터는 상기 제1 페이징 메시지 내 비-접속 단(non-access stratum, NAS) 메시지에 포함되어 상기 사용자기기에게 전송되고,
    상기 NAS 메시지는 상기 사용자기기가 상기 하향링크 데이터에 대한 상기 수신확인을 보내야 하는지를 나타내는 지시를 더 포함하는,
    기지국.

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