KR102153135B1

KR102153135B1 - 무선 통신 시스템에서 베어러를 설정하기 위한 장치 및 이를 위한 방법

Info

Publication number: KR102153135B1
Application number: KR1020130124627A
Authority: KR
Inventors: 박영준
Original assignee: 에스케이텔레콤 주식회사
Priority date: 2013-10-18
Filing date: 2013-10-18
Publication date: 2020-09-07
Also published as: KR20150045211A

Abstract

본 발명은 무선 통신 시스템에서 베어러를 설정하기 위한 장치 및 이를 위한 방법에 관한 것이다. 이러한 본 발명은 전용 베어러(dedicated EPS Bearer)를 설정하는 절차의 진행 중 핸드오버가 발생한 경우를 상정한다. 이동성 이벤트, 즉, 핸드오버를 수행하는 절차는 끊임없는(seamless) 서비스를 제공하기 위하여 전용 베어러 설정 절차 보다 높은 우선순위를 가진다. 따라서 전용 베어러를 설정하는 절차는 지연되며, 핸드오버가 먼저 이루어진다. 이러한 경우, 핸드오버를 통해 타겟 eNB에 대한 S1 베어러 설정 절차가 이루어진 후, 다시 소스 eNB에 대한 S1 베어러 설정 절차가 다시 수행된다. 그러면, S1 베어러는 상향링크는 타겟 eNB에 대해 설정되고, 하향링크는 소스 eNB에 대해 설정되는 불일치가 발생하게 된다. 따라서 본 발명에 따르면, 전용 베어러 설정 절차 진행 중 핸드오버가 발생하면, 전용 베어러 설정 절차가 처음부터 다시 시작되도록 전용 베어러 설정 절차를 거절한다. 이에 따라, 베어러의 불일치를 방지하고 신뢰성 있는 서비스를 제공할 수 있다.

Description

무선 통신 시스템에서 베어러를 설정하기 위한 장치 및 이를 위한 방법 {Apparatus for establishing bearer in wireless communication system and method thereof}

본 발명은 무선 통신 기술에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 무선 통신 시스템에서 베어러 설정 절차 진행 중 핸드오버가 발생하였을 때 오류 없이 베어러를 설정하기 위한 장치 및 이를 위한 방법에 관한 것이다.

대표적인 4세대 이동통신 표준으로, LTE(Long Term Evolution)를 개선한 LTE-A(LTE advanced)가 있으며, 일부에서는 LTE-A 이외에 LTE나 HSPA+(Evolved High-Speed Packet Access) 등도 4세대 이동통신 표준으로 포함시키기도 한다. LTE는 3GPP(3rd Generation Partnership Project)가 2008년 12월 확정한 무선 고속 데이터 패킷 접속 규격인 Release 8을 기반으로 하고 있으며, 네트워크의 용량과 속도를 증가시키기 위해 고안된 4세대 무선 기술(4G)을 향한 전 단계의 기술이다. LTE는 all-IP 기반의 네트워크로 실시간 서비스 및 비실시간 서비스에 대한 차별화된 QoS(Quality of Service)를 제공하여, 네트워크 리소스의 효율성을 제공할 수 있으며, 또한, 스마트 안테나 기술(MIMO)을 도입하여 무선 통신을 위한 대역폭을 확장하여, HSDPA보다 12배 이상의 빠른 속도를 지원한다. LTE-A는 상술한 LTE를 개선하여 정지 시 최대전송속도 하향 1 Gbps, 상향 500 Mbps를 제공하는 것으로 정의된다. 이러한 LTE-A는 LTE에서 지원하지 않는 CA(Carrier Aggregation) 및 CoMP(Coordinate Muti-Point) 기술 등을 통해 LTE보다 높은 데이터 처리량(throughput)을 제공한다. 여기서, CA는 서로 다른 주파수 대역을 묶어서 동시에 사용함으로써 주파수 대역폭을 확장하여 사용하는 기술이며, CoMP는 이웃 기지국간 협력에 의한 간섭제어를 통해 셀 경계에서 처리량을 높이는 기술이다. 이에 따라서, 현재 이동통신시스템은, LTE 및 LTE-Advanced 등 서로 다른 표준에 따른 둘 이상의 이동통신서비스가 혼용되어 지원되고 있다.

한국공개특허 제2013-0089657호, 2013년 08월 12일 공개 (명칭: SRVCC 솔루션을 위한 방법)

본 발명의 목적은 무선 통신 시스템에서 전용 베어러(Dedicated EPS Bearer) 설정 절차 중 핸드오버가 발생할 경우, 오류 없이 전용 베어러를 수립할 수 있는 무선 통신 시스템에서 베어러를 설정하기 위한 장치, 이를 위한 방법 및 이 방법이 기록된 컴퓨터 판독 가능한 기록매체를 제공함에 있다.

상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 베어러 설정을 위한 이동성 관리 서버는 메시지 송수신을 위한 인터페이스부와 전용 베어러 설정 절차 중 상기 인터페이스부를 통해 소스 기지국의 하향링크 S1 베어러 식별자를 수신한 후, 핸드오버 발생에 따라 타겟 기지국의 하향링크 S1 베어러 식별자를 수신하면, 베어러의 불일치를 확인하고, 상기 베어러의 불일치에 따라 상기 전용 베어러 설정 절차가 처음부터 다시 시작되도록 상기 인터페이스부를 통해 베어러 생성 거절 메시지를 서빙 게이트웨이로 전송하는 제어부를 포함한다.

상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 이동성 관리 서버의 베어러 설정을 위한 방법은 전용 베어러 설정 절차 중 소스 기지국의 하향링크 S1 베어러 식별자를 수신한 후, 핸드오버 발생에 따라 타겟 기지국의 하향링크 S1 베어러 식별자를 수신하면, 베어러의 불일치를 확인하는 단계와, 상기 베어러의 불일치에 따라 상기 전용 베어러 설정 절차가 처음부터 다시 시작되도록 베어러 생성 거절 메시지를 서빙 게이트웨이로 전송하는 단계를 포함한다.

본 발명에 따르면 전용 베어러 설정 시, 상향링크 및 하향링크 S1 베어러 불일치로 인한 오류 가능성을 확인하고, 전용 베어러 설정 절차를 다시 진행함으로써, 베어러 설정의 오류를 제거할 수 있어, 무선 통신 서비스의 신뢰도를 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 무선 통신 시스템의 개략적인 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 무선 통신 네트워크의 베어러를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 베어러 설정 시 불일치를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 이동성 관리 서버의 개략적인 내부 구성을 설명하기 위한 블록도이다.
도 5a 내지 도 5c는 본 발명의 실시예에 따른 베어러 설정 절차 중 X2 핸드오버가 발생하는 경우 베어러를 설정하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 6a 내지 도 6d는 본 발명의 실시예에 따른 베어러 설정 절차 중 S1 핸드오버가 발생하는 경우 베어러를 설정하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 이동성 관리 서버의 베어러를 설정하기 위한 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 이동성 관리 서버의 베어러를 설정하기 위한 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. 이때, 첨부된 도면에서 동일한 구성 요소는 가능한 동일한 부호로 나타내고 있음에 유의한다. 또한, 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략할 것이다. 마찬가지 이유로 첨부 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 개략적으로 도시되었다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 무선 통신 시스템의 개략적인 구성을 설명하기 위한 도면이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 무선 통신 시스템은 기지국(eNodeB, 이하, “eNB”, 100), 이동성 관리 서버(Mobility Management Entity, 이하, “MME”, 200), 서빙 게이트웨이(Serving Gateway, 이하 “SGW”, 300), 패킷 게이트웨이(Packet Data Network Gateway, “PGW”, 400), 홈 가입자 서버(Home Subscriber Server, 이하, “HSS”, 500) 및 가입자 정책 관리 서버(Policy Control and Charging Rules Function, 이하, “PCRF”, 600)를 포함한다.

상술한 시스템을 EPS(Evolved Packet System)라고 하며, EPS는 IP 기반의 패킷 교환 방식의(packet switched) 코어 네트워크인 EPC(Evolved Packet Core)와 E-UTRAN(Evolved- Universal Terrestrial Radio Access Network)과 같은 무선 액세스 네트워크(RAN: Radio Access Network)을 포함한다. 여기서, EPC는 MME(200), SGW(300), PGW(400) 및 HSS(500)를 포함한다.

상술한 본 발명의 실시예에 따른 엔티티 각각에 대해 설명하기로 한다.

MME(200)는 사용자 장치(User Equipment, 이하, “UE”, 10)의 네트워크 연결에 대한 액세스, 네트워크 자원의 할당, 트래킹(tracking), 페이징(paging), 로밍(roaming) 및 핸드오버 등을 지원하기 위한 시그널링 및 제어 기능들을 수행하는 요소이다. MME(200)는 가입자 및 세션 관리에 관련된 제어 평면(control plane) 기능들을 제어한다. MME(200)는 복수의 eNB(100)들을 관리하고, 다른 2G/3G 네트워크에 대한 핸드오버를 위한 종래의 게이트웨이의 선택을 위한 시그널링을 수행한다. 또한, MME(200)는 보안 과정(Security Procedures), 단말-대-네트워크 세션 핸들링(Terminal-to-network Session Handling), 유휴 단말 위치결정 관리(Idle Terminal Location Management) 등의 기능을 수행한다.

SGW(300)는 무선 접속 네트워크(RAN)와 코어 네트워크 사이의 경계점으로서 동작하고, eNB(100)와 PGW(400) 사이의 데이터 경로를 유지하는 기능을 하는 요소이다. 또한, UE(10)가 eNB(100)에 의해서 서비스 되는 영역에 걸쳐 이동(예컨대, 핸드오버 등)하는 경우, SGW(300)는 그 이동의 앵커 포인트(anchor point)의 역할을 할 수 있다. 즉, E-UTRAN 내에서의 이동성을 위해서 SGW(300)를 통해서 패킷들이 라우팅될 수 있다. 또한, SGW(300)는 다른 3GPP 네트워크(3GPP 릴리즈-8 이전에 정의되는 RAN, 예를 들어, UTRAN 또는 GERAN(GSM(Global System for Mobile Communication)/EDGE(Enhanced Data rates for Global Evolution) Radio Access Network)와의 이동을 위한 앵커 포인트로서 기능할 수도 있다.

PGW(400)는 패킷 데이터 네트워크를 향한 데이터 인터페이스의 종료점(termination point)에 해당한다. PGW(400)는 정책 집행 특징(policy enforcement features), 패킷 필터링(packet filtering), 과금 지원(charging support), 합법적 감청(lawful interception), 단말 IP 할당(UE IP allocation_, 패킷 스크리닝(packet screening) 등의 기능을 수행할 수 있다. 또한, 3GPP 네트워크와 non-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.

HSS(500)는 사용자 가입 정보(혹은 가입 데이터(subscription data) 또는 가입 레코드(subscription record))와 위치 정보 등을 관리한다.

PCRF(600)는 UE(10)에게 적용할 정책(Policy), 서비스 품질(QoS: Quality of Service) 등을 관리한다. PCRF에서 생성된 PCC(Policy and Charging Control) 규칙은 PGW(400)로 전달된다.

본 발명은 상술한 무선 통신 시스템에서 UE(10)가 휴지 상태에 있다가 새로 트래픽이 발생하였을 경우, 그 UE(10)에 대한 베어러 설정 중 핸드오버가 발생하여, 핸드오버로 인한 베어러 설정에 의해 베어러 간에 불일치가 발생하는 경우, 그 해결 방안을 제공한다. 이하, 이러한 본 발명의 실시예를 보다 상세하게 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 무선 통신 네트워크의 베어러를 설명하기 위한 도면이며, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 베어러 설정 시 불일치를 설명하기 위한 도면이다.

도 2를 참조하면, UE(10)가 패킷 데이터 네트워크(Packet Date Network, PDN)에 연결될 때 생성되는 PDN 연결은 다른 이름으로 EPS 세션(20)이라고 한다. EPS 세션(20)은 하나 이상의 EPS 베어러(30)를 가지며 PCRF(600)로부터 서비스 품질(QoS) 정책에 따라 몇 개의 EPS 베어러(30)가 사용될지 여부가 결정된다. 하나의 PDN에 대하여 EPS 세션(20)이 갖는 최소한의 기본적인 베어러를 기본 베어러(default EPS Bearer)라 하며, QoS에 따라 추가로 설정되는 베어러를 전용 베어러(Dedicated EPS Bearer)라 한다. UE(10)가 초기 접속할 때 EPS 베어러(30)로 기본 베어러(default EPS bearer)가 생성되며, 추가의 EPS 베어러(30)로 전용 베어러(dedicated EPS bearer)가 생성될 수 있다. 전용 베어러들은 LBI(Linked EPS Bearer Identity)에 의해 기본 베어러와 결합할 수 있다.

EPS 베어러(30)는 UE(10)와 PGW(400)가 시작점 혹은 종단점이 되는 베어러로 순차로 데이터 무선 베어러(Data Radio Bearer, DRB, 60), S1 베어러(70) 및 S5 베어러(50)로 구성된다. EPS 베어러(30)에서 패킷은 각 구간에서 구간별 베어러(60, 70, 50)를 통하여 전달된다. E-RAB(E-UTRAN Radio Access Bearer,　40)은 UE(10)와 SGW(300)가 시작점 혹은 종단점이 되는 베어러로 DRB(60) 및 S1 베어러(70)로 구성된다. E-RAB(40)에서 패킷은 각 구간에서 구간별 베어러(60, 70)을 통해 전달된다. DRB(60)는 UE(10)와 eNB(100) 사이의 무선 구간이며, 이 무선 구간은 LTE-Uu 인터페이스로 연결되고, 패킷은 DRB(60)를 통하여 전송된다. S1 베어러(70)는 eNB(100)와 SGW(300) 사이 구간이며, 이 구간은 S1-U 인터페이스로 연결된다. 그리고 이 구간에서 패킷은 GTP(GPRS Core Network) 터널을 통하여 전송된다. S5 베어러(50)는 SGW(300)와 PGW(400) 사이 구간이다. 이 구간은 S5 인터페이스로 연결되며, 패킷은 GTP 터널을 통하여 전송된다.

E-RAB(40)은 E-RAB 식별자(E-RAB ID)에 의해 식별된다. E-RAB ID는 EPS 베어러(30) 생성시에 eNB(100)에 의해 할당되고 EPS 베어러 ID(EPS Bearer ID, EBI)와 일대일로 맵핑되며, EPS 베어러 ID(EBI)와 같은 값을 할당할 수 있다. 특히, 본 발명의 실시예에서 EPS 베어러 식별자(EBI)와 E-RAB 식별자(E-RAB ID)는 동일한 값을 사용한다고 가정한다. EPS 베어러(30) 설정 과정에서 MME(200)가 eNB(100)에게 DRB(60) 및 S1 베어러(70)을 포함하는 E-RAB(40) 설정을 요청하면, eNB(100)는 SGW(300)와는 S1 베어러(70)를 UE(10)와는 DRB(60)를 생성한다. DRB(60)를 설정하기 위해, eNB(100)는 DRB 식별자(DRB ID)를 할당하고, 할당된 DRB 식별자를 UE(10)에 전달함으로써, DRB(60)가 생성된다. S1 베어러(70)는 상향링크 및 하향링크 S1 베어러가 따로 생성된다. SGW(300)는 상향링크 S1 베어러 식별자(S1 UL TEID)를 할당하고, MME(200)를 통해 eNB(100)에 전달함으로써, 상향링크 S1 베어러가 생성된다. 또한, eNB(100)는 하향링크 S1 베어러 식별자(S1 DL TEID)를 할당하고, MME(200)를 통해 SGW(300)에 전달함으로써, 하향링크 S1 베어러가 생성된다. 또한, eNB(100)는 e-RAB 식별자(E-RAB ID)를 할당한다. 할당된 E-RAB ID는 DRB ID, S1 UL TEID 및 S1 DL TEID에 매핑되어, E-RAB(40)이 생성된다. 앞서 설명된 바와 같이, EPS Bearer ID와 E-RAB ID는 일대일 매핑되기 때문에 이로써, EPS 베어러(30)가 생성된다.

베어러를 사용하지 않는 경우, S5 베어러(50)를 유지한 채, E-RAB(40)만을 해제할 수 있다. 본 발명은 이러한 E-RAB(40)를 다시 설정하기 위한 베어러 설정 절차 중 핸드오버가 발생하는 경우를 상정한다.

도 2 및 도 3을 참조하면, UE(10)가 소스 eNB(101)에 캠핑하고 있는 상태에서 핸드오버가 발생하기 전, 베어러 설정 절차, 즉, E-RAB(41)을 설정하는 절차가 진행되어 완료될 수 있다. 이러한 절차에 따르면, UE(10)와 소스 eNB(101) 간에 DRB(61)가 설정되어야 하며, 소스 eNB(101)와 SGW(30) 간에 S1 베어러(71, 72)가 설정된다.

상술한 바와 같이, E-RAB(41)이 설정된 후, 핸드오버가 발생하면, UE(10)는 타겟 eNB(102)로 이동할 것이다. 그러면, 핸드오버에 따라 E-RAB(41)을 E-RAB(42)으로 변경하는 절차가 수행된다. 이에 따르면, UE(10)와 타겟 eNB(102) 간에 DRB(62)가 설정되어야 하며, 타겟 eNB(102)와 SGW(30) 간에 S1 베어러(73, 74)가 설정된다.

하지만, 소스 eNB(101)에 대한 E-RAB(41) 설정 절차가 진행되는 중 그 절차가 완료되지 않고, 핸드오버가 발생할 수 있다. 이러한 경우, 끊김 없는(seamless) 서비스를 제공하기 위하여 핸드오버 절차가 우선시 되기 때문에, 소스 eNB(101)에 대한 E-RAB(41) 설정 절차는 지연되며, 핸드오버에 따라 타겟 eNB(102)에 대한 E-RAB(42)을 설정하는 절차가 먼저 수행된다. 그런 다음, 지연되었던 소스 eNB(101)에 대한 E-RAB(41) 설정 절차가 진행되면, UE(10)는 소스 eNB(101)에서 타겟 eNB(102)로 이동되었지만, E-RAB(41)이 설정되는 문제가 발생한다.

보다 상세하게 설명하면, S1 베어러(70)는 그 S1 베어러(70)를 통해 패킷이 전달되는 종단점에 위치한 엔티티에 의해 베어러에 대한 S1 베어러 식별자가 할당되며, S1 베어러 식별자를 S1 베어러(70)를 통해 패킷이 전달되는 시작점에 위치한 엔티티가 수신함으로써, S1 베어러(70)가 설정된다. 즉, S1 베어러 식별자를 통해 S1 베어러(70)의 시작과 끝에 위치한 엔티티들이 패킷을 전달할 엔티티를 식별하는 것이다.

전용 베어러 설정 절차가 진행되면, SGW(300)는 E-RAB(41) 중 상향링크 S1 베어러(71)에 대한 식별자(S1 UL TEID)를 할당하고, 할당된 S1 UL TEID를 MME(200)를 통해 소스 eNB(101)로 전달할 것이며, 이에 따라 SGW(300)를 종단점으로 하고 소스 eNB(101)를 시작점으로 하는 상향링크 S1 베어러(71)가 생성된다. 또한, 소스 eNB(101)는 E-RAB(41) 중 하향링크 S1 베어러(72)에 대한 식별자(S1 DL TEID)를 할당하고, 할당된 S1 DL TEID를 MME(200)를 통해 SGW(300)로 전달할 것이다. 하지만, 이러한 S1 DL TEID가 SGW(300)로 전달되기 전, 핸드오버가 발생하면, 그 전달이 핸드오버로 인해 지연된다.

핸드오버 절차에 따르면, 타겟 eNB(102)는 소스 eNB(101)로부터 SGW(300)가 할당한 S1 UL TEID를 수신하여 상향링크 S1 베어러(73)이 형성된다. 따라서 소스 eNB(101)에 대한 상향링크 S1 베어러(71)는 타겟 eNB(102)에 대한 상향링크 S1 베어러(73)로 변경되어 문제가 되지 않는다.

그리고 타겟 eNB(102)는 E-RAB(42) 중 하향링크 S1 베어러(74)에 대한 식별자(S1 DL TEID)를 할당하고, 할당된 S1 DL TEID를 MME(200)를 통해 SGW(300)로 전달하여, 하향링크 S1 베어러(74)가 설정될 것이다. 하지만, 앞서 중단되었던 전용 베어러 설정 절차가 재개되면, 소스 eNB(101)가 설정한 하향링크 S1 베어러(72)에 대한 식별자(S1 DL TEID)가 다시 SGW(300)로 전달된다. 그러면, 하향링크 S1 베어러(74)는 하향링크 S1 베어러(72)로 수정된다. 결국, 상향링크 S1 베어러(73)는 타겟 eNB(102)에 대해 설정되고, 하향링크 S1 베어러(72)는 소스 eNB(101)에 대해 설정되는 불일치가 발생하게 된다.

따라서 본 발명에 따르면, 전용 베어러 설정 절차 진행 중 핸드오버가 발생하면, 전용 베어러 설정 절차가 처음부터 다시 시작되도록 전용 베어러 설정 절차를 거절한다. 이에 따라, 베어러의 불일치를 방지하고 신뢰성 있는 서비스를 제공할 수 있다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 이동성 관리 서버의 개략적인 내부 구성을 설명하기 위한 블록도이다.

도 4를 참조하면, MME(200)는 인터페이스부(210), 저장부(220) 및 제어부(230)를 포함한다.

인터페이스부(210)는 eNB(100), SGW(300), HSS(500) 등과 각각 서로 다른 인터페이스를 통해 통신하는 역할을 수행한다. 인터페이스부(210)는 제어부(230)로부터 입력되는 메시지를 해당하는 인터페이스를 통해 eNB(100), SGW(300), HSS(500) 등으로 전송하고, eNB(100), SGW(300), HSS(500) 등으로부터 메시지를 수신하면, 이를 제어부(230)로 전달한다.

저장부(220)는 데이터 저장을 위한 것으로, 본 발명의 실시예에 따른 각 종 데이터를 저장할 수 있다. 예컨대, 저장부(220)는 자신이 서비스하는 UE(10)에 할당한 GUTI(Globally Unique Temporary Identifier), 위치 정보, 컨텍스트 등을 저장할 수 있다. UE(10)의 초기 접속 절차에서, HSS(500)로부터 UE(10)의 가입자 프로파일(Subscription Profile)을 수신하여 UE(10)에 대한 컨텍스트(Context)를 저장한다. 이러한 컨텍스트에 따라 UE(10)에 할당되어야 하는 기본 베어러 및 전용 베어러의 수를 알 수 있다.

제어부(230)는 MME(200)의 전반적인 동작 및 MME(200)의 내부 블록들 간 신호 흐름을 제어하고, 데이터를 처리하는 데이터 처리 기능을 수행할 수 있다. 이러한 제어부(230)는 중앙 처리 장치(CPU, Central Processing Unit), 등의 프로세서가 될 수 있다.

UE(10)가 소스 eNB(101)에 캠핑한 상태에서, 제어부(230)는 SGW(300)로부터 인터페이스부(210)를 통해 베어러 생성 요청(Create Bearer Request) 메시지를 수신하면, 전용 베어러 설정 절차가 수행됨을 인식할 수 있다. 베어러 생성 요청(Create Bearer Request) 메시지는 SGW(300)가 할당한 상향링크 S1 베어러 식별자(S1 UL TEID)를 포함하며, 제어부(230)는 이러한 S1 UL TEID를 포함하는 E-RAB 설정 요청(E-RAB Setup Request) 메시지를 인터페이스부(210)를 통해 소스 eNB(101)로 전달한다. 소스 eNB(101)는 S1 UL TEID를 통해 상향링크 S1 베어러(71)를 설정할 수 있다. 그리고 소스 eNB(101)는 하향링크 S1 베어러 식별자(S1 DL TEID)를 할당하여, S1 DL TEID를 포함하는 E-RAB 설정 응답(E-RAB Setup Response) 메시지를 MME(200)로 전달한다. 제어부(230)는 E-RAB 설정 응답 메시지를 수신하면, 소스 eNB(101)가 할당한 S1 DL TEID를 저장한다.

제어부(230)는 인터페이스부(210)를 통해 S1 DL TEID를 수신한 후, DRB(61) 설정이 완료되었음을 알리는 베어러 활성화 응답(Activate bearer Accept) 메시지 수신을 대기한다. 이때, 제어부(230)는 인터페이스부(210)를 통해 핸드오버 관련 메시지를 수신하면, 핸드오버가 발생했음을 알 수 있다. 이에 따라, 제어부(230)는 타겟 eNB(102)가 할당한 하향링크 S1 베어러 식별자(S1 DL TEID)와, 소스 eNB(101)가 할당한 S1 DL TEID를 비교하여, 불일치를 확인할 수 있다.

핸드오버는 X2 핸드오버 혹은 S1 핸드오버가 이루어질 수 있다. 각각의 경우를 살펴보면 다음과 같다. X2 핸드오버의 경우, 전용 베어러 설정 절차 중 제어부(230)는 인터페이스부(210)를 통해 소스 eNB(101)로부터 S1 DL TEID를 포함하는 E-RAB 설정 응답 메시지를 수신할 수 있다. 이후, 제어부(230)는 인터페이스부(210)를 통해 타겟 eNB(102)로부터 S1 DL TEID를 포함하는 경로 변경 요청(Path Switch Request) 메시지를 수신하면, 전용 베어러 설정 절차 중 핸드오버가 발생되었으며, 그 베어러의 불일치를 확인할 수 있다.

S1 핸드오버의 경우, 전용 베어러 설정 절차 중 제어부(230)는 인터페이스부(210)를 통해 소스 eNB(101)로부터 S1 DL TEID를 포함하는 E-RAB 설정 응답 메시지를 수신할 수 있다. 이후, 제어부(230)는 인터페이스부(210)를 통해 타겟 eNB(102)로부터 S1 DL TEID를 포함하는 핸드오버 요청 확인(Handover Request Acknowledge) 메시지를 수신하고, 타겟 eNB(102)로부터 핸드오버 통지(Handover Notify) 메시지를 수신하면, 전용 베어러 설정 절차 중 핸드오버가 발생되었으며, 그 베어러의 불일치를 확인할 수 있다.

상술한 바와 같이 불일치를 확인하면, 전용 베어러 설정의 불일치를 방지하기 위하여, 제어부(230)는 인터페이스부(210)를 통해 베어러 생성 거절(Create Bearer Reject) 메시지를 SGW(300)로 전송한다. 이에 따라, 전용 베어러 설정 절차가 처음부터 다시 시작된다. 한편, 본 발명의 실시예에 따르면, S1 핸드오버의 경우에 있어서, 제어부(230)는 S1 DL TEID를 포함하는 핸드오버 요청 확인(Handover Request Acknowledge) 메시지를 수신한 때에 불일치를 확인하고, 베어러 생성 거절(Create Bearer Reject) 메시지를 SGW(300)로 전송할 수도 있으며, 이 또한 본 발명의 사상에 속하는 것이다. 하지만, 베어러 생성 거절(Create Bearer Reject) 메시지를 너무 일찍 전송하는 경우, 핸드오버 완료 중에 다시 전용 베어러 설정 절차가 시작될 수 있고, 핸드오버 절차가 전용 베어러 설정 절차에 비해 높은 우선순위를 가지기 때문에, 메시지 전송 시 타임아웃(Time out) 등의 문제가 발생할 수도 있다. 따라서 핸드오버 통지(Handover Notify) 메시지를 수신한 후, 불일치를 확인하고, 베어러 생성 거절(Create Bearer Reject) 메시지를 SGW(300)로 전송하는 것이 바람직하다.

한편, 전술한 바와 같이, 베어러 생성 거절 메시지를 SGW(300)로 전송한 후, 전용 베어러 설정 절차가 처음부터 다시 시작되면, 제어부(230)는 인터페이스부(210)를 통해 베어러 생성 요청(Create Bearer Request) 메시지를 SGW(300)로부터 수신할 수 있다. 베어러 생성 요청 메시지는 SGW(300)가 할당한 상향링크 S1 베어러 식별자(S1 UL TEID)를 포함한다. 핸드오버가 완료되었기 때문에, MME(200)의 제어부(230)는 UE(10)의 서빙 기지국이 타겟 eNB(102)임을 알 수 있다. 따라서, 제어부(230)는 인터페이스부(210)를 통해 SGW(300)가 할당한 S1 UL TEID를 포함하는 E-RAB 설정 요청 메시지(E-RAB Setup Request)를 타겟 eNB(102)로 전송한다.

이후, 제어부(230)는 인터페이스부(210)를 통해 타겟 eNB(102)로부터 E-RAB 설정 응답(E-RAB Setup Response) 메시지를 수신할 수 있다. E-RAB 설정 응답 메시지는 타겟 eNB(102)가 할당한 하향링크 S1 베어러 식별자(S1 DL TEID)를 포함한다. 그리고 제어부(230)는 인터페이스부(210)를 통해 UE(10)가 전송한 베어러 활성화 응답(Activate bearer Accept) 메시지를 수신할 수 있다. 그러면, 제어부(230)는 인터페이스부(210)를 통해 타겟 eNB(102)와 SGW(300) 간에 하향링크 S1 베어러(74)가 생성되도록 S1 DL TEID를 포함하는 베어러 생성 응답(Create Bearer Response) 메시지를 SGW(300)로 전송한다.

도 5a 내지 도 5c는 본 발명의 실시예에 따른 베어러 설정 절차 중 X2 핸드오버가 발생하는 경우 베어러를 설정하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

도 3 및 도 5a 내지 도 5c를 참조하여, UE(10)가 소스 eNB(101)로부터 타겟 eNB(102)로 이동할 때, 소스 eNB(101)와 타겟 eNB(102) 간의 직접 인터페이스인 X2 인터페이스 기반의 핸드오버와 관련된 절차를 설명한다. 여기서, UE(10)는 소스 eNB(101)에 캠핑한 상태이며, UE(10)의 초기 접속 시, 가입자 프로파일(Subscription Profile)에 의해 설정된 컨텍스트에 따라 UE(10)에게 서비스를 제공하기 위하여 2개의 기본 베어러(default EPS Bearer)와 1개의 전용 베어러가 할당된 상태라고 가정한다. 예컨대, EBI=5를 가지는 음성용 기본 베어러와, EBI=6을 가지는 데이터용 기본 베어러가 할당되었으며, 또한, 추가로 EBI=7을 가지는 전용 베어러가 할당된 상태라고 가정한다. 높은 QoS가 필요한 음성 통화(예컨대, LTE-A)가 없는 경우, 음성용 전용 베어러(EBI=7)는 해제(비활성화)된다.

도 5a를 참조하면, 현재 설정(활성화)된 EPS 베어러는 EBI=5, 6 각각에 대해 DRB(61), 상향링크 및 하향링크 S1 베어러(71, 72) 그리고 상향링크 및 하향링크 S5 베어러(51, 52)라고 가정한다. 이때, UE(10)에 대해 높은 QoS가 필요한 음성 통화가 발생하면, UE(10)에 대한 컨텍스트가 참조되어 QoS 정책에 따라 음성용으로 EBI=7을 가지는 전용 베어러가 다시 설정되어야 한다.

이를 위하여, PCRF(600)는 S101 단계에서 음성 서비스를 위해 전용 베어러(EBI=7)를 추가하도록 요청하는 세션 수정 요청(Indication of IP-CAN Session Modification) 메시지를 PGW(400)로 전송한다. 그러면, PGW(400)는 상향링크 S5 베어러 설정을 위한 상향링크 S5 베어러 식별자(S5 UL TEID)를 할당하고, S102 단계에서 전용 베어러를 생성하도록 요청하는 베어러 생성 요청(Create Bearer Request) 메시지를 SGW(300)로 전달한다. PGW(400)가 전송하는 베어러 생성 요청(Create Bearer Request) 메시지는 S5 UL TEID를 포함한다.

SGW(300)는 소스 eNB(101)와의 S1 베어러(71)를 설정하기 위하여 상향링크 S1 베어러 식별자(S1 UL TEID)를 할당하고, S103 단계에서 S1 UL TEID를 포함하는 베어러 생성 요청(Create Bearer Request) 메시지를 MME(200)로 전송한다. 이에 따라, MME(200)는 S104 단계에서 SGW(300)로부터 수신한 상향링크 S1 베어러 식별자(S1 UL TEID)를 포함하는 E-RAB 설정 요청(E-RAB Setup Request) 메시지를 소스 eNB(101)로 전송한다.

E-RAB 설정 요청 메시지를 통해 S1 UL TEID를 수신한 소스 eNB(101)는 수신된 S1 UL TEID을 통해 EBI=7을 가지는 E-RAB(41)의 상향링크 S1 베어러(71)를 설정한다. 앞서 설명된 바와 같이, EPS 베어러 식별자(EBI)와 E-RAB 식별자(E-RAB ID)는 동일한 값을 사용한다. 또한, 소스 eNB(101)는 해당 E-RAB(41)에 대한 하향링크 S1 베어러(72)를 설정하기 위하여 하향링크 S1 베어러 식별자(S1 DL TEID)를 할당하고, 해당 E-RAB(41)에 대한 DRB(61)를 생성하기 위하여 데이터 무선 베어러 식별자(DRB ID)를 할당한다. 그런 다음, 소스 eNB(101)는 S105 단계에서 DRB ID를 포함하는 베어러 활성화 요청(Activate bearer Request) 메시지를 UE(10)로 전송한다. 이어서, 소스 eNB(101)는 E-RAB 설정 요청(E-RAB Setup Request) 메시지에 대한 응답으로 S106 단계에서 자신의 식별자(ECGI)와 하향링크 S1 베어러 식별자(S1 DL TEID)를 포함하는 E-RAB 설정 응답(E-RAB Setup Response) 메시지를 MME(200)로 전송한다. 그러면, MME(200)는 소스 eNB(101)의 ECGI와 S1 DL TEID를 저장한다.

한편, 상술한 S101 단계 내지 S106 단계 진행 중 UE(10)는 측정 이벤트(Measurement event)가 발생하여, S107 단계에서 측정된 이웃 셀의 신호세기 정보를 포함하는 측정 리포트(Measurement Report) 메시지를 현재 서빙 기지국인 소스 eNB(101)로 전송한다.

이때, 소스 eNB(101)는 S105 단계의 베어러 활성화 요청(Activate bearer Request) 메시지에 대한 응답으로 UE(10)로부터 베어러 활성화 응답(Activate bearer Accept) 메시지를 수신하여야 한다. 하지만, 핸드오버를 포함하는 이동성 이벤트(MM event)가 발생하였을 경우, UE(10), eNB(100) 및 MME(200) 모두 이동성 이벤트 처리를 우선 수행하며, 베어러 설정 등의 절차는 이후에 처리하도록 되어 있다. 이러한 이유로, UE(10)는 S105 단계의 베어러 활성화 요청(Activate bearer Request) 메시지에 대한 응답으로 베어러 활성화 응답(Activate bearer Accept) 메시지를 전송해야 하지만, 핸드오버 절차로 인해 지연된다.

한편, 도 5b를 참조하면, 앞서(S107) 측정 리포트를 수신한 소스 eNB(101)는 측정 리포트 메시지에 포함된 이웃 셀의 신호세기 정보와 자신이 관리하고 있는 이웃 셀 리스트를 기반으로 타겟 eNB(102)를 결정한다. 이에 따라, 소스 eNB(101)는 S108 단계에서 타겟 eNB(102)로 핸드오버 요청(Handover Request) 메시지를 전송한다. 핸드오버 요청 메시지는 소스 eNB(101)에 저장되어 있던 UE(10)에 대한 컨텍스트와 EBI=5, 6, 7 각각에 상응하는 E-RAB ID 및 S1 UL TEID를 포함한다. 여기서, EBI=7에 상응하는 E-RAB ID 및 S1 UL TEID는 중단된 베어러 설정 절차로 인해 할당된 것이다.

핸드오버 요청 메시지를 수신한 타겟 eNB(102)는 S1 UL TEID를 통해 SGW(300)와 EBI=5, 6, 7에 상응하는 상향링크 S1 베어러(73)를 설정할 수 있다. 그리고 타겟 eNB(102)는 EBI=5, 6, 7에 상응하는 E-RAB ID를 가지는 E-RAB(42)을 설정하기 위한 동작을 수행한다. 즉, 하향링크 S1 베어러(74)를 설정하기 위한 하향링크 S1 베어러 식별자(S1 DL TEID)를 할당하고, DRB(62) 설정을 위한 데이터 무선 베어러 식별자(DRB ID)를 할당한다. 또한, 타겟 eNB(102)는 소스 eNB(101)와의 직접 연결인 X2 인터페이스를 이용한 X2 터널(80)을 설정하기 위하여, X2 터널 식별자(X2 TEID)를 할당한다.

그런 다음, 타겟 eNB(102)는 S109 단계에서 핸드오버 요청 확인(Handover Request Acknowledge) 메시지를 소스 eNB(101)에게 전송한다. 핸드오버 요청 확인(Handover Request Ack) 메시지는 타겟 eNB(102)의 E-RAB(42) 설정을 위한 E-RAB ID와 DRB(62) 설정을 위한 DRB ID 및 X2 터널(80) 생성을 위한 X2 TEID를 포함한다.

핸드오버 요청 확인(Handover Request Ack) 메시지를 수신한 소스 eNB(101)는 수신된 X2 TEID를 통해 X2 터널(80)을 생성한다. X2 터널(80)의 생성에 따라 소스 eNB(101)는 EBI=5, 6, 7에 대응하는 하향링크 S5 베어러(52) 및 하향링크 S1 베어러(72)를 통해 수신된 하향링크 패킷을 X2 터널(80)을 통해 타겟 eNB(102)로 전달할 수 있다.

그리고 소스 eNB(101)는 S110 단계에서 UE(10)에 핸드 오버 명령(Handover Command)를 전송한다. 이 핸드오버 명령은 무선 자원 연결 재설정(RRC Connection Reconfiguration) 메시지를 통해 전송될 수 있다. 핸드 오버 명령은 타겟 eNB(102)가 앞서 할당한 DRB ID를 포함한다.

이어서, 소스 eNB(101)는 S111 단계에서 시퀀스 번호 상태 전달(SN Status Transfer) 메시지를 X2 터널(80)을 통해 타겟 eNB(102)로 전송한다. 시퀀스 번호 상태 전달 메시지는 소스 eNB(101)가 UE(10)에 전달할 하향링크 패킷 중 타겟 eNB(102)가 어느 패킷부터 송수신 해야 하는지를 나타낸다. 그런 다음, 소스 eNB(101)는 X2 터널(80)을 통해 UE(10)로 전송할 패킷을 순차로 타겟 eNB(102)로 전송한다. 아직 DRB(62)가 생성되기 전이므로, 타겟 eNB(102)는 해당 패킷을 UE(10)로 전달할 수는 없고 버퍼링을 수행한다.

UE(10)는 S112 단계에서 타겟 eNB(102)의 동기 신호를 검출하여 타겟 eNB(102)와 동기를 맞추고(Synchronization), 이에 따라 비경쟁(non-contention) 기반 랜덤 접속(random access)을 수행한다. 그러면, 타겟 eNB(102)는 S113 단계에서 UE(10)에게 상향링크 전송 자원을 할당한다(UL Allocation). 이러한 절차에 따라, UE(10)는 앞서 수신된 DRB ID를 통해 타겟 eNB(102)와의 DRB(62)를 설정한다. 다음으로, UE(10)는 S114 단계에서 타겟 eNB(102)로 핸드오버 확인(Handover Confirm) 메시지를 무선구간 연결 재설정 완료(RRC Connection Reconfiguration Complete) 메시지를 통하여 전송한다.

이제 UE(10)와 타겟 eNB(102) 사이의 상향링크 및 하향링크 DRB(62)가 설정되었으며, 앞서(S108) S1 UL TEID를 포함하는 핸드오버 요청 메시지를 수신하여, 타겟 eNB(102)와 SGW(300) 사이의 상향링크 S1 베어러(73)가 설정된 상태이다. 다음으로, 핸드오버 절차 상 타겟 eNB(102)와 SGW(300) 사이의 하향링크 S1 베어러(74)를 설정해야 한다. 또한, 타겟 eNB(102)는 앞서(S108) 핸드오버 요청 메시지를 수신한 후, 도 3에 도시된 바와 같은 하향링크 S1 베어러(74)를 설정하기 위해, EBI=5, 6, 7에 상응하는 하향링크 S1 베어러 식별자(S1 DL TEID)를 할당한 바 있다.

이에 따라, 도 5c를 참조하면, 타겟 eNB(102)는 S115 단계에서 자신의 식별자(ECGI)와 EBI=5, 6, 7에 상응하는 E-RAB ID와 S1 DL TEID를 포함하는 경로 변경 요청(Path Switch Request, PSR) 메시지를 전송하여, UE(10)가 소스 eNB(101)에서 타겟 eNB(102)로 핸드오버되었음을 알리고, EPS 베어러의 경로 변경을 요청한다.

핸드오버 관련 메시지인 경로 변경 요청(Path Switch Request, PSR)를 수신한 MME(200)는 EBI=5, 6에 상응하는 S1 DL TEID의 경우, 문제가 없지만, EBI=7에 상응하는 S1 DL TEID를 이용하여 하향링크 S1 베어러를 설정하였을 경우, 핸드오버 절차가 완료된 후, 전용 베어러 설정 절차가 재개되어 완료되면, 불일치가 발생함을 알 수 있다. 즉, 핸드오버 절차가 완료되면, 타겟 eNB(102)가 전송한 EBI=7에 대한 S1 DL TEID는 SGW(300)로 전달되어 EBI=7에 대한 하향링크 S1 베어러(74)가 설정될 것이다. 하지만, 앞서 중단되었던 전용 베어러 설정 절차가 재개되면, MME(200)는 앞서 수신하지 못한 베어러 활성화 응답(Activate bearer Accept) 메시지를 수신할 수 있다. 그러면, MME(200)는 소스 eNB(101)가 설정한 하향링크 S1 베어러(72)에 대한 식별자(S1 DL TEID)를 다시 SGW(300)로 전달할 수 있다. 그러면, EBI=7에 대한 하향링크 S1 베어러(74)는 하향링크 S1 베어러(72)로 수정된다. 결국, EBI=7에 대한 상향링크 S1 베어러(73)는 앞서(S108) 타겟 eNB(102)에 대해 설정되고, EBI=7에 대한 하향링크 S1 베어러(72)는 소스 eNB(101)에 대해 설정되는 베어러의 불일치가 발생하게 된다.

따라서 본 발명에 따르면, 전용 베어러 설정 절차 진행 중 소스 eNB(101)로부터 S1 DL TEID를 수신한 후, 그 절차가 완료되지 못하고, 핸드오버가 발생하여 타겟 eNB(102)로부터 핸드오버 관련 메시지(경로 변경 요청)을 통해 S1 DL TEID를 수신하면, MME(200)는 S116 단계에서 S1 베어러에 불일치가 발생할 수 있음을 확인할 수 있다. 즉, MME(200)는 앞서 중단 혹은 지연된 전용 베어러 설정 절차 중 S106 단계에서 수신된 S1 DL TEID와 핸드오버 절차 중 S115 단계에서 수신된 S1 DL TEID가 불일치 하는 경우, S1 베어러에 불일치가 발생할 수 있음을 확인할 수 있다. 이러한 경우, MME(200)는 S117 단계에서 베어러 생성 거절(Create Bearer Reject) 메시지를 SGW(300)로 전달하여, 베어러 설정 절차를 거부한다. 이러한 베어러 생성 거절(Create Bearer Reject) 메시지는 PGW(400) 및 PCRF(600)에도 전달될 것이다. 즉 MME(200)는 전용 베어러 설정 절차가 진행되는 것을 거절하고 처음부터 다시 수행하도록 한다.

한편, MME(200)는 EBI=5, 6에 대해서는 S118 단계 및 S119 단계에서 베어러 수정 절차를 수행한다. 즉, MME(200)는 하향링크 S1 베어러(74)를 설정하기 위하여, SGW(300)로 타겟 eNB(102)를 나타내는 ECGI 및 EBI=5, 6 각각에 대한 S1 DL TEID를 포함하는 베어러 수정 요청(Modify Bearer Request) 메시지를 전송한다. 그러면, SGW(300)는 타겟 eNB(102)와 하향링크 S1 베어러(74)를 설정하고, 그 응답으로 베어러 수정 응답(Modify Bearer Response) 메시지를 MME(200)로 전달할 것이다. 이에 따라, EBI=5, 6에 대한 상향링크 및 하향링크 S1 베어러(73, 74)가 모두 정상적으로 설정된다.

그리고 전술한 바와 같이 베어러 수정 절차가 완료되면, MME(200)는 S120 단계에서 타겟 eNB(102)에게 경로 변경 요청(PSR) 메시지에 대한 응답으로 경로 변경 요청 확인(Path Switch Request Ack) 메시지를 전송한다. 이 경로 변경 요청 확인 메시지는 하향링크 S1 베어러(74)의 경로가 변경되었음을 알린다. 다음으로, 타겟 eNB(102)는 S121 단계에서 소스 eNB(101)에게 자원 해제(UE Context Release) 메시지를 전송하여, 소스 eNB(101)가 가지고 있는 UE(10)에 대한 자원을 해제하도록 요청한다.

핸드오버 후, PCRF(600)는 S122 단계에서 음성 서비스를 위해 전용 베어러를 추가하도록 요청하는 세션 수정 요청(Indication of IP-CAN Session Modification) 메시지를 PGW(400)로 다시 전송한다. 그러면, PGW(400)는 상향링크 S5 베어러(53) 설정을 위한 상향링크 S5 베어러 식별자(S5 UL TEID)를 할당하고, S123 단계에서 전용 베어러를 생성하도록 요청하는 베어러 생성 요청(Create Bearer Request) 메시지를 SGW(300)로 전달한다. 여기서, PGW(400)가 전송하는 베어러 생성 요청 메시지는 S5 UL TEID를 포함한다.

S5 UL TEID를 수신한 SGW(300)는 상향링크 S5 베어러(53)를 설정한다. 그리고 SGW(300)는 핸드오버 절차로 인해 소스 eNB(101)에서 타겟 eNB(102)로 셀이 변경되었음을 알 수 있기 때문에, 타겟 eNB(102)와의 상향링크 S1 베어러(73)를 설정하기 위하여 상향링크 S1 베어러 식별자(S1 UL TEID)를 할당하고, S124 단계에서 타겟 eNB(102)에 대해 할당된 S1 UL TEID를 포함하는 베어러 생성 요청(Create Bearer Request) 메시지를 MME(200)로 전송한다.

MME(200)는 S125 단계에서 SGW(300)로부터 수신한 S1 UL TEID를 포함하는 E-RAB 설정 요청(E-RAB Setup Request) 메시지를 타겟 eNB(102)로 전송한다. E-RAB 설정 요청 메시지를 통해 S1 UL TEID를 수신한 타겟 eNB(102)는 수신된 S1 UL TEID을 통해 EBI=7을 가지는 E-RAB(42)의 상향링크 S1 베어러(73)를 설정한다. 앞서 설명된 바와 같이, EPS 베어러 식별자(EBI)와 E-RAB 식별자(E-RAB ID)는 동일한 값이 사용된다. 또한, 타겟 eNB(102)는 해당 E-RAB(42)에 대한 하향링크 S1 베어러(74)를 설정하기 위하여 하향링크 S1 베어러 식별자(S1 DL TEID)를 할당하고, 해당 E-RAB(42)에 대한 DRB(62)를 생성하기 위하여 데이터 무선 베어러 식별자(DRB ID)를 할당한다.

그런 다음, 타겟 eNB(102)는 S126 단계에서 DRB ID를 포함하는 베어러 활성화 요청(Activate bearer Request) 메시지를 UE(10)로 전송한다. 이어서, 타겟 eNB(102)는 S127 단계에서 E-RAB 설정 요청(E-RAB Setup Request) 메시지에 대한 응답으로 하향링크 S1 베어러 식별자(S1 DL TEID)를 포함하는 E-RAB 설정 응답(E-RAB Setup Response) 메시지를 MME(200)로 전송한다.

UE(10)는 베어러 활성화 요청(Activate bearer Request) 메시지에 따라 DRB(62)를 새로 설정한 후, S128 단계에서 베어러 활성화 응답(Activate bearer Accept) 메시지를 타겟 eNB(102)로 전송한다. 그러면, 타겟 eNB(102)는 S129 단계에서 베어러 활성화 응답(Activate bearer Accept) 메시지를 MME(200)로 전달한다.

베어러 활성화 응답(Activate bearer Accept) 메시지를 수신한 MME(200)는 앞서 수신된 베어러 생성 요청 메시지에 대한 응답으로 S130 단계에서 베어러 생성 응답 메시지(Create Bearer Response)를 SGW(300)으로 전달한다. 이 베어러 생성 응답 메시지는 타겟 eNB(102)가 할당한 S1 DL TEID를 포함한다.

이에 따라, SGW(300)는 EBI=7에 상응하는 하향링크 S1 베어러(74)를 설정할 수 있다. 그리고 SGW(300)는 하향링크 S5 베어러(54) 설정을 위해 하향링크 S5 베어러 식별자(S5 DL TEID)를 할당한다. 이어서, SGW(300)는 S131 단계에서 S5 DL TEID를 포함하는 베어러 생성 응답(Create Bearer Response) 메시지를 PGW(400)로 전달한다. 그러면, 이를 수신한 PGW(400)는 하향링크 S5 베어러(54)를 설정하고, S132 단계에서 세션이 수정되었음을 알리는 세션 수정 응답(Acknowledge of IP-CAN Session Modification) 메시지를 PCRF(600)로 전달한다.

도 6a 내지 도 6d는 본 발명의 실시예에 따른 베어러 설정 절차 중 S1 핸드오버가 발생하는 경우 베어러를 설정하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

도 3, 도 6a 내지 도 6d를 참조하여, UE(10)가 소스 eNB(101)로부터 타겟 eNB(102)로 이동할 때, 소스 eNB(101)와 타겟 eNB(102) 간의 직접 연결이 아닌 간접 인터페이스, 즉, S1 인터페이스 기반의 핸드오버와 관련된 절차를 설명한다. 여기서, UE(10)는 소스 eNB(101)에 캠핑한 상태이며, UE(10)의 초기 접속 시, 가입자 프로파일(Subscription Profile)에 의해 설정된 컨텍스트에 따라 UE(10)에게 서비스를 제공하기 위하여 2개의 기본 베어러(default EPS Bearer)와 1개의 전용 베어러가 할당된 상태라고 가정한다. 예컨대, EBI=5를 가지는 음성용 기본 베어러와, EBI=6을 가지는 데이터용 기본 베어러가 할당되었으며, 또한, 추가로 EBI=7을 가지는 전용 베어러가 할당된 상태라고 가정한다. 높은 QoS가 필요한 음성 통화(예컨대, LTE-A)가 없는 경우, 음성용 전용 베어러는 해제(비활성화)된다.

도 6a를 참조하면, 현재 설정(활성화)된 EPS 베어러는 EBI=5, 6 각각에 대해 DRB(61), 상향링크 및 하향링크 S1 베어러(71, 72) 그리고 상향링크 및 하향링크 S5 베어러(51, 52)라고 가정한다. 이때, UE(10)에 대해 높은 QoS가 필요한 음성 통화가 발생하면, UE(10)에 대한 컨텍스트가 참조되어 QoS 정책에 따라 음성용으로 EBI=7을 가지는 전용 베어러가 다시 설정되어야 한다.

이를 위하여, PCRF(600)는 S201 단계에서 음성 서비스를 위해 전용 베어러(EBI=7)를 추가하도록 요청하는 세션 수정 요청(Indication of IP-CAN Session Modification) 메시지를 PGW(400)로 전송한다. 그러면, PGW(400)는 상향링크 S5 베어러 설정을 위한 상향링크 S5 베어러 식별자(S5 UL TEID)를 할당하고, S202 단계에서 전용 베어러를 생성하도록 요청하는 베어러 생성 요청(Create Bearer Request) 메시지를 SGW(300)로 전달한다. PGW(400)가 전송하는 베어러 생성 요청(Create Bearer Request) 메시지는 S5 UL TEID를 포함한다.

SGW(300)는 소스 eNB(101)와의 S1 베어러(71)를 설정하기 위하여 상향링크 S1 베어러 식별자(S1 UL TEID)를 할당하고, S203 단계에서 S1 UL TEID를 포함하는 베어러 생성 요청(Create Bearer Request) 메시지를 MME(200)로 전송한다. 이에 따라, MME(200)는 S204 단계에서 SGW(300)로부터 수신한 상향링크 S1 베어러 식별자(S1 UL TEID)를 포함하는 E-RAB 설정 요청(E-RAB Setup Request) 메시지를 소스 eNB(101)로 전송한다.

E-RAB 설정 요청 메시지를 통해 S1 UL TEID를 수신한 소스 eNB(101)는 수신된 S1 UL TEID을 통해 EBI=7을 가지는 E-RAB(41)의 상향링크 S1 베어러(71)를 설정한다. 앞서 설명된 바와 같이, EPS 베어러 식별자(EBI)와 E-RAB 식별자(E-RAB ID)는 동일한 값을 사용한다. 또한, 소스 eNB(101)는 해당 E-RAB(41)에 대한 하향링크 S1 베어러(72)를 설정하기 위하여 하향링크 S1 베어러 식별자(S1 DL TEID)를 할당하고, 해당 E-RAB(41)에 대한 DRB(61)를 생성하기 위하여 데이터 무선 베어러 식별자(DRB ID)를 할당한다. 그런 다음, 소스 eNB(101)는 S205 단계에서 DRB ID를 포함하는 베어러 활성화 요청(Activate bearer Request) 메시지를 UE(10)로 전송한다. 이어서, 소스 eNB(101)는 E-RAB 설정 요청(E-RAB Setup Request) 메시지에 대한 응답으로 S206 단계에서 자신의 식별자(ECGI)와 하향링크 S1 베어러 식별자(S1 DL TEID)를 포함하는 E-RAB 설정 응답(E-RAB Setup Response) 메시지를 MME(200)로 전송한다. 그러면, MME(200)는 소스 eNB(101)의 ECGI와 S1 DL TEID를 저장한다.

한편, 상술한 S201 단계 내지 S206 단계 진행 중 UE(10)는 측정 이벤트(Measurement event)가 발생하여, S207 단계에서 측정된 이웃 셀의 신호세기 정보를 포함하는 측정 리포트(Measurement Report) 메시지를 현재 서빙 기지국인 소스 eNB(101)로 전송한다.

이때, 소스 eNB(101)는 S205 단계의 베어러 활성화 요청(Activate bearer Request) 메시지에 대한 응답으로 UE(10)로부터 베어러 활성화 응답(Activate bearer Accept) 메시지를 수신하여야 한다. 하지만, 핸드오버를 포함하는 이동성 이벤트(MM event)가 발생하였을 경우, UE(10), eNB(100) 및 MME(200) 모두 이동성 이벤트 처리를 우선 수행하며, 베어러 설정 등의 절차는 이후에 처리하도록 되어 있다. 이러한 이유로, UE(10)는 S205 단계의 베어러 활성화 요청(Activate bearer Request) 메시지에 대한 응답으로 베어러 활성화 응답(Activate bearer Accept) 메시지를 전송해야 하지만, 핸드오버 절차로 인해 지연된다.

한편, 도 6b를 참조하면, 앞서(S207) 측정 리포트를 수신한 소스 eNB(101)는 측정 리포트 메시지에 포함된 이웃 셀의 신호세기 정보와 자신이 관리하고 있는 이웃 셀 리스트를 기반으로 타겟 eNB(102)를 결정한다. 이때, 소스 eNB(101)는 타겟 eNB(102)로 X2 연결을 이용하여 핸드오버 할 수 없는 경우, S1 핸드오버를 결정한다.

이에 따라, 소스 eNB(101)는 S208 단계에서 타겟 eNB(102)로 핸드오버를 요구하는 핸드 오버 요구(Handover required) 메시지를 MME(200)에 전송한다. 그러면, MME(200)는 S209 단계에서 핸드오버 요청(Handover Request) 메시지를 타겟 eNB(102)로 전송하여, 소스 eNB(101) 대신 핸드오버를 요청한다. 핸드오버 요청 메시지는 소스 eNB(101)에 저장되어 있던 UE(10)에 대한 컨텍스트와 소스 eNB(101)에 대해 할당된 EBI=5, 6, 7 각각에 상응하는 E-RAB ID 및 S1 UL TEID를 포함한다. 여기서, EBI=7에 상응하는 E-RAB ID 및 S1 UL TEID는 앞서 중단된 베어러 설정 절차로 인해 할당된 것이다.

핸드오버 요청 메시지를 수신한 타겟 eNB(102)는 S1 UL TEID를 통해 SGW(300)와 EBI=5, 6, 7에 상응하는 상향링크 S1 베어러(73)를 설정할 수 있다. 그리고 타겟 eNB(102)는 EBI=5, 6, 7에 상응하는 E-RAB ID를 가지는 E-RAB(42)을 설정하기 위한 동작을 수행한다. 즉, 하향링크 S1 베어러(74)를 설정하기 위한 하향링크 S1 베어러 식별자(S1 DL TEID)를 할당하고, DRB(62) 설정을 위한 데이터 무선 베어러 식별자(DRB ID)를 할당한다. 또한, 타겟 eNB(102)는 SGW(300)를 시작점으로 하고 타겟 eNB(102)를 종단점으로 하는 방향의 간접 데이터 전달 터널(92)을 생성하기 위해 터널 식별자(S1 Taget eNB TEID)를 할당한다.

그런 다음, 타겟 eNB(102)는 S210 단계에서 핸드오버 요청 확인(Handover Request Acknowledge) 메시지를 MME(200)로 전송한다. 핸드오버 요청 확인 메시지는 타겟 eNB(102) 자신의 식별자(ECGI)와 EBI=5, 6, 7에 상응하는 E-RAB ID와 DRB(62) 설정을 위한 DRB ID 그리고 하향링크 S1 베어러(74)를 설정하기 위한 S1 DL TEID를 포함한다. 또한, 핸드오버 요청 확인 메시지는 SGW(300)를 시작점으로 하고 타겟 eNB(102)를 종단점으로 하는 방향의 간접 데이터 전달 터널(92)을 생성하기 위한 S1 Taget eNB TEID를 포함한다.

핸드오버 요청 확인 메시지를 수신한 MME(200)는 하향링크 S1 베어러(74)를 설정하기 위한 S1 DL TEID를 저장한다. 그리고 MME(200)는 S211 단계에서 S1 Taget eNB TEID를 포함하는 간접 데이터 전달 터널 생성 요청(Create Indirect Data Forwarding Tunnel Request) 메시지를 SGW(300)로 전송한다. 간접 데이터 전달 터널 생성 요청 메시지를 통해 S1 Taget eNB TEID를 수신한 SGW(300)는 타겟 eNB(102)를 종단점으로 하는 방향의 간접 데이터 전달 터널(92)을 설정할 수 있다. 그리고 SGW(300)는 소스 eNB(101)를 시작점으로 하고 SGW(300)를 종단점으로 하는 방향의 간접 데이터 전달 터널(91) 생성을 위한 터널 식별자(S1 SGW TEID)를 할당한 후, S212 단계에서 S1 SGW TEID를 포함하는 간접 데이터 전달 터널 생성 응답(Create Indirect Data Forwarding Tunnel Response) 메시지를 MME(200)로 전송한다.

다음으로, MME(200)는 S213 단계에서 핸드오버 명령(Handover Command) 메시지를 소스 eNB(101)로 전송한다. 핸드 오버 명령은 타겟 eNB(102)가 앞서 할당한 DRB ID와, S1 SGW TEID를 포함한다. 핸드오버 명령 메시지를 통해 S1 SGW TEID를 수신한 소스 eNB(101)는 SGW(300)를 종단점으로 하는 방향의 간접 데이터 전달 터널(91)을 설정한다.

그런 다음, 도 6c를 참조하면, 소스 eNB(101)는 S214 단계에서 타겟 eNB(102)가 할당한 DRB ID를 포함하는 핸드오버 명령(Handover Command) 메시지를 UE(10)로 전송한다.

한편, 소스 eNB(101)는 S215 단계에서 패킷 전송 순서를 포함하는 eNB 상태 전달(eNB Status Transfer) 메시지를 MME(200)에게 전송하고 MME(200)는 S216 단계에서 이 패킷 전송 순서를 MME 상태 전달(MME Status Transfer) 메시지를 통해 타겟 eNB(102)에게 전송함으로써 타겟 eNB(102)가 UE(10)와 어느 패킷부터 송수신해야 하는지 알린다.

이제 소스 eNB(101)는 핸드오버 이전에 수립된 하향링크 S5 베어러(52) 및 하향링크 S1 베어러(72)를 통해 하향링크 패킷을 수신하면, 소스 eNB(101)를 시작점으로 하고 SGW(300)를 종단점으로 하는 방향의 간접 데이터 전달 터널(91)을 통해 하향링크 패킷을 전달할 수 있다. 그러면, SGW(300)는 SGW(300)를 시작점으로 하고 타겟 eNB(102)를 종단점으로 하는 방향의 간접 데이터 전달 터널(92)을 통해 타겟 eNB(102)로 하향링크 패킷을 전달할 수 있다.

한편, 핸드오버 명령 메시지를 수신한 UE(10)는 소스 eNB(101)에서 타겟 eNB(102)로 이동한다. 그리고 UE(10)는 S217 단계에서 타겟 eNB(102)의 동기 신호를 검출하여 타겟 eNB(102)와 동기를 맞추고(Synchronization), 이에 따라 비경쟁(non-contention) 기반 랜덤 접속(random access)을 수행한다. 그러면, 타겟 eNB(102)는 S218 단계에서 UE(10)에게 상향링크 전송 자원을 할당한다(UL Allocation). 이러한 절차를 통해 앞서 수신된 DRB ID를 통해 UE(10)와 타겟 eNB(102) 사이의 DRB(62)가 설정된다. 다음으로, UE(10)는 S220 단계에서 타겟 eNB(102)로 핸드오버 확인(Handover Confirm) 메시지를 무선구간 연결 재설정 완료(RRC Connection Reconfiguration Complete) 메시지를 통하여 전송한다.

이제 UE(10)와 타겟 eNB(102) 사이의 상향링크 및 하향링크 DRB(62)가 설정되었으며, 앞서(S209) S1 UL TEID를 포함하는 핸드오버 요청 메시지를 수신한 때에 타겟 eNB(102)와 SGW(300) 사이의 상향링크 S1 베어러(73)가 설정된 상태이다. 다음으로, 핸드오버 절차 상 타겟 eNB(102)와 SGW(300) 사이의 하향링크 S1 베어러(74)를 설정해야 한다.

이에 따라, 도 6d를 참조하면, 타겟 eNB(102)는 S221 단계에서 핸드오버 통지(Handover Notify) 메시지를 전송하여, UE(10)가 소스 eNB(101)에서 타겟 eNB(102)로 핸드오버되었음을 알리고, EPS 베어러의 경로 변경을 요청한다.

핸드오버 관련 메시지인 핸드오버 통지(Handover Notify) 메시지를 수신한 MME(200)는 EBI=5, 6에 상응하는 S1 DL TEID의 경우, 문제가 없지만, EBI=7에 상응하는 S1 DL TEID를 이용하여 하향링크 S1 베어러를 설정하였을 경우, 핸드오버 절차가 완료된 후, 베어러 설정 절차가 재개되어 그 절차가 완료되면, 불일치가 발생함을 알 수 있다. 보다 상세하게 설명하면, 핸드오버 절차가 완료되면, 타겟 eNB(102)가 전송한 EBI=7에 대한 S1 DL TEID는 SGW(300)로 전달되어 EBI=7에 대한 하향링크 S1 베어러(74)가 설정될 것이다. 하지만, 앞서 중단되었던 전용 베어러 설정 절차가 재개되면, MME(200)는 앞서 수신하지 못한 베어러 활성화 응답(Activate bearer Accept) 메시지를 수신할 수 있다. 그러면, MME(200)는 소스 eNB(101)가 설정한 하향링크 S1 베어러(72)에 대한 식별자(S1 DL TEID)를 다시 SGW(300)로 전달할 수 있다. 그러면, EBI=7에 대한 하향링크 S1 베어러(74)는 하향링크 S1 베어러(72)로 수정된다. 결국, EBI=7에 대한 상향링크 S1 베어러(73)는 앞서(S108) 타겟 eNB(102)에 대해 설정되고, EBI=7에 대한 하향링크 S1 베어러(72)는 소스 eNB(101)에 대해 설정되는 불일치가 발생하게 된다.

따라서 본 발명에 따르면, 전용 베어러 설정 절차 진행 중 소스 eNB(101)로부터 S1 DL TEID를 수신한 후, 그 절차가 완료되지 못하고, 핸드오버가 발생하여 타겟 eNB(102)로부터 핸드오버 관련 메시지(핸드 오버 통지)을 통해 S1 DL TEID를 수신하면, MME(200)는 S222 단계에서 S1 베어러에 불일치가 발생할 수 있음을 확인할 수 있다. 즉, MME(200)는 앞서 중단 혹은 지연된 전용 베어러 설정 절차 중 S206 단계에서 수신된 S1 DL TEID와 핸드오버 절차 중 S210 단계에서 수신된 S1 DL TEID가 불일치 하는 경우, S1 베어러에 불일치가 발생할 수 있음을 확인할 수 있다. 이러한 경우, MME(200)는 S223 단계에서 베어러 생성 거절(Create Bearer Reject) 메시지를 SGW(300)로 전달하여, 베어러 설정 절차를 거부한다. 이러한 베어러 생성 거절(Create Bearer Reject) 메시지는 PGW(400) 및 PCRF(600)에도 전달될 것이다. 즉 MME(200)는 전용 베어러 설정 절차가 진행되는 것을 거절하고 처음부터 다시 수행하도록 한다.

한편, MME(200)는 정상적인 EBI=5, 6에 대해서는 S224 단계 및 S225 단계에서 베어러 수정 절차를 수행한다. 즉, MME(200)는 하향링크 S1 베어러(74)를 설정하기 위하여, SGW(300)로 타겟 eNB(102)를 나타내는 ECGI 및 EBI=5, 6 각각에 대한 S1 DL TEID를 포함하는 베어러 수정 요청(Modify Bearer Request) 메시지를 전송한다. 그러면, SGW(300)는 타겟 eNB(102)와 하향링크 S1 베어러(74)를 설정하고, 그 응답으로 베어러 수정 응답(Modify Bearer Response) 메시지를 MME(200)로 전달할 것이다. 이에 따라, EBI=5, 6에 대한 상향링크 및 하향링크 S1 베어러(73, 74)가 모두 정상적으로 설정된다.

상술한 바와 같이, 핸드오버가 이루어지면, PCRF(600)는 S226 단계에서 음성 서비스를 위해 전용 베어러를 추가하도록 요청하는 세션 수정 요청(Indication of IP-CAN Session Modification) 메시지를 PGW(400)로 다시 전송한다. 그러면, PGW(400)는 상향링크 S5 베어러 설정(53)을 위한 상향링크 S5 베어러 식별자(S5 UL TEID)를 할당하고, S227 단계에서 전용 EPS 베어러를 생성하도록 요청하는 베어러 생성 요청(Create Bearer Request) 메시지를 SGW(300)로 전달한다. 여기서, PGW(400)가 전송하는 베어러 생성 요청 메시지는 S5 UL TEID를 포함한다.

S5 UL TEID를 수신한 SGW(300)는 상향링크 S5 베어러(53)를 설정한다. 그런 다음, SGW(300)는 소스 eNB(101)에서 타겟 eNB(102)로 셀이 변경되었음을 알 수 있기 때문에, 타겟 eNB(102)와의 상향링크 S1 베어러(73)를 설정하기 위하여 상향링크 S1 베어러 식별자(S1 UL TEID)를 할당한다. 이어서, SGW(300)는 S228 단계에서 타겟 eNB(102)에 대해 할당된 S1 UL TEID를 포함하는 베어러 생성 요청(Create Bearer Request) 메시지를 MME(200)로 전송한다.

MME(200)는 S229 단계에서 SGW(300)로부터 수신한 S1 UL TEID를 포함하는 E-RAB 설정 요청(E-RAB Setup Request) 메시지를 타겟 eNB(102)로 전송한다. E-RAB 설정 요청 메시지를 통해 S1 UL TEID를 수신한 타겟 eNB(102)는 S1 UL TEID을 통해 EBI=7을 가지는 E-RAB(42)의 상향링크 S1 베어러(73)를 설정한다. EPS 베어러 식별자(EBI)와 E-RAB 식별자(E-RAB ID)는 동일한 값이 사용된다. 또한, 타겟 eNB(102)는 해당 E-RAB(42)에 대한 하향링크 S1 베어러(74)를 설정하기 위하여 하향링크 S1 베어러 식별자(S1 DL TEID)를 할당하고, 해당 E-RAB(42)에 대한 DRB(62)를 생성하기 위하여 데이터 무선 베어러 식별자(DRB ID)를 할당한다.

그런 다음, 타겟 eNB(102)는 S230 단계에서 DRB ID를 포함하는 베어러 활성화 요청(Activate bearer Request) 메시지를 UE(10)로 전송한다. 이어서, 타겟 eNB(102)는 S231 단계에서 E-RAB 설정 요청(E-RAB Setup Request) 메시지에 대한 응답으로 하향링크 S1 베어러 식별자(S1 DL TEID)를 포함하는 E-RAB 설정 응답(E-RAB Setup Response) 메시지를 MME(200)로 전송한다.

UE(10)는 베어러 활성화 요청(Activate bearer Request) 메시지에 따라 DRB(62)를 새로 설정한 후, S232 단계에서 베어러 활성화 응답(Activate bearer Accept) 메시지를 타겟 eNB(102)로 전송한다. 그러면, 타겟 eNB(102)는 S233 단계에서 베어러 활성화 응답(Activate bearer Accept) 메시지를 MME(200)로 전달한다.

베어러 활성화 응답(Activate bearer Accept) 메시지를 수신한 MME(200)는 앞서 수신된 베어러 생성 요청 메시지에 대한 응답으로 S234 단계에서 베어러 생성 응답 메시지(Create Bearer Response)를 SGW(300)으로 전달한다. 이 베어러 생성 응답 메시지는 타겟 eNB(102)가 할당한 S1 DL TEID를 포함한다.

이에 따라, SGW(300)는 EBI=7에 상응하는 하향링크 S1 베어러(74)를 설정한다. 그리고 SGW(300)는 하향링크 S5 베어러(54) 설정을 위해 하향링크 S5 베어러 식별자(S5 DL TEID)를 할당한다. 이어서, SGW(300)는 S235 단계에서 S5 DL TEID를 포함하는 베어러 생성 응답(Create Bearer Response) 메시지를 PGW(400)로 전달한다. 그러면, 이를 수신한 PGW(400)는 하향링크 S5 베어러(54)를 설정할 수 있다. 그런 다음, PGW(400)는 S236 단계에서 세션이 수정되었음을 알리는 세션 수정 응답(Acknowledge of IP-CAN Session Modification) 메시지를 PCRF(600)로 전달한다.

한편, 핸드오버가 완료된 후, MME(200)는 S237 단계에서 소스 eNB(101)로 컨텍스트 해제 명령(UE Context Release Command) 메시지를 전송하여, 소스 eNB(101)가 가지고 있는 자원과 UE(10)에 대한 컨텍스트를 해제하도록 한다. 소스 eNB(101)는 자원과 컨텍스트를 해제하고, S238 단계에서 MME(200)로 컨텍스트 해제 완료(UE Context Release Complete) 메시지를 전송하여 이를 알린다.

또한, MME(200)는 S239 단계에서 SGW(300)로 간접 데이터 전달 터널 삭제 요청(Delete Indirect Data Forwarding Tunnel Request) 메시지를 전송하여 SGW(300)가 간접 데이터 전달 터널을 해제하도록 한다. SGW(300)는 간접 데이터 전달 터널을 해제한 후, S240 단계에서 MME(200)로 간접 데이터 전달 터널 삭제 응답(Delete Indirect Data Forwarding Tunnel Response) 메시지를 전송하여 이를 알린다.

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 이동성 관리 서버의 베어러를 설정하기 위한 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

도 7을 참조하면, 제어부(230)는 S310 단계에서 인터페이스부(210)를 통해 SGW(300)으로부터 전용 베어러 설정을 요청하는 베어러 생성 요청(Create Bearer Request) 메시지를 수신하면, 전용 베어러 설정 절차가 진행 중임을 인지할 수 있다. 베어러 생성 요청 메시지는 SGW(300)가 상향링크 S1 베어러(71)를 설정하기 위해 할당한 상향링크 S1 베어러 식별자(S1 UL TEID)를 포함한다. 이와 같이, 상향링크 S1 베어러(71)의 종단점에 있는 SGW(300)이 S1 UL TEID를 할당하고, 그 시작점에 있는 소스 eNB(101)에 S1 UL TEID가 전달되면, 이 상향링크 S1 베어러(71)가 설정될 것이다.

베어러 생성 요청 메시지를 수신한 제어부(230)는 S320 단계에서 E-RAB(41)을 설정하도록 요청하는 E-RAB 설정 요청(E-RAB Setup Request) 메시지를 인터페이스부(210)를 통해 소스 eNB(101)로 전송한다. E-RAB 설정 요청(E-RAB Setup Request) 메시지는 SGW(300)가 상향링크 S1 베어러(71)를 설정하기 위해 할당한 상향링크 S1 베어러 식별자(S1 UL TEID)를 포함한다. 이와 같이, 상향링크 S1 베어러(71)의 종단점에 있는 SGW(300)이 S1 UL TEID를 할당하고, 그 시작점에 있는 소스 eNB(101)에 S1 UL TEID가 전달되면, 상향링크 S1 베어러(71)가 설정이 완료된다.

E-RAB 설정 요청(E-RAB Setup Request) 메시지를 수신한 소스 eNB(101)는 E-RAB(41)의 설정을 완료하기 위해 하향링크 S1 베어러(72) 및 DRB(61)를 설정해야 한다. 따라서 소스 eNB(101)는 하향링크 S1 베어러(72)를 설정하기 위해 하향링크 S1 베어러 식별자(S1 DL TEID)를 할당하고, DRB(61)를 설정하기 위해 데이터 무선 베어러 식별자(DRB ID)를 할당한다. 그런 다음, 자신의 식별자(ECGI)와 S1 DL TEID를 포함하는 E-RAB 설정 응답(E-RAB Setup Response) 메시지를 MME(200)로 전송하고, DRB ID를 포함하는 베어러 활성화 요청(Activate bearer Request) 메시지를 UE(10)로 전송할 것이다.

따라서 제어부(230)는 S330 단계에서 S1 DL TEID를 포함하는 E-RAB 설정 응답(E-RAB Setup Response) 메시지를 인터페이스부(210)를 통해 소스 eNB(101)로부터 수신한다.

정상적인 경우, UE(10)는 소스 eNB(101)를 통해 베어러 활성화 응답(Activate bearer Accept) 메시지를 MME(200)로 전달할 것이다. 이에 따라, 제어부(230)가 베어러 활성화 응답 메시지를 수신한다면, 제어부(230)는 S1 DL TEID를 SGW(300)로 전달하여, 하향링크 S1 베어러(72)가 설정될 것이다. 하지만, 제어부(230)가 이러한 베어러 활성화 응답(Activate bearer Accept) 메시지를 수신하기 전, 핸드오버가 발생할 수 있다. 이동성 이벤트, 즉, 핸드오버를 수행하는 절차는 끊임없는(seamless) 서비스를 제공하기 위하여 전용 베어러 설정 절차 보다 높은 우선순위를 가진다. 따라서 전용 베어러를 설정하는 절차는 지연되며, 핸드오버가 먼저 이루어진다. 즉, UE(10)는 핸드오버 절차 진행 중에 베어러 활성화 응답 메시지 전송을 하지 않을 것이다.

따라서 제어부(230)는 S340 단계에서 인터페이스부(210)를 통해 베어러 활성화 응답 메시지 및 적어도 하나의 핸드오버 관련 메시지 중 어떤 메시지가 수신되는지 확인한다. 여기서, 핸드오버 관련 메시지가 수신된다면, 제어부(230)는 S350 단계로 진행하고, 베어러 활성화 응답 메시지가 수신되는 경우, S370 단계로 진행한다.

S340 단계에서 인터페이스부(310)를 통해 적어도 하나의 핸드오버 관련 메시지를 수신한 제어부(230)는 전용 베어러를 설정하기 위한 절차가 완료되기 전, 핸드오버가 발생하였음을 인지할 수 있다. 여기서, 핸드오버 관련 메시지는 X2 핸드오버의 경우, 경로 변경 요청 메시지(도 5c의 S115)가 될 수 있다. 또한, 핸드오버 관련 메시지는 S1 핸드오버의 경우, 핸드오버 요청 확인 메시지(도 6b의 S210) 및 핸드오버 통지 메시지(도 6d의 S221) 등을 포함한다. 이러한 경우, 상향링크 S1 베어러(73)에는 문제가 없지만, 핸드오버가 종료된 후, 전용 베어러를 설정하기 위한 절차가 완료된다면, SGW(300)를 시작점으로 하고 소스 eNB(101)를 종단점으로 하는 하향링크 S1 베어러(72)가 설정되기 때문에, 불일치가 발생한다.

좀 더 상세하게 설명하면, 전용 베어러 설정 절차 중 S104, S204 및 S320 단계에서 설명된 바와 같이, 소스 eNB(101)가 E-RAB 설정 요청 메시지를 통해 SGW(300)가 할당한 S1 UL TEID를 수신하면, 소스 eNB(101)를 시작점으로 하고 SGW(300)를 종단점으로 하는 상향링크 S1 베어러(71)가 먼저 생성된다. 이때, 핸드오버가 발생하면, 핸드오버 절차에서 S108 및 S209 단계와 같이 타겟 eNB(102)가 핸드오버 요청 메시지를 통해 SGW(300)가 할당한 S1 UL TEID를 수신하면, 소스 eNB(101)를 시작점으로 하고 SGW(300)를 종단점으로 하는 상향링크 S1 베어러(71)는 타겟 eNB(102)를 시작점으로 하고 SGW(300)를 종단점으로 하는 상향링크 S1 베어러(73)로 변경된다. 즉, UE(10)가 이동한 타겟 eNB(102)에 대해 상향링크 S1 베어러(73)가 설정되기 때문에 문제가 되지 않는다.

하지만, 전용 베어러 설정 절차 중 S106, S206 및 S330 단계에서 설명된 바와 같이, 소스 eNB(101)가 E-RAB 설정 응답(E-RAB Setup Response) 메시지를 통해 하향링크 S1 베어러(72)를 설정하기 위한 S1 DL TEID를 전송한 후, 절차가 지연된다. 그리고 핸드오버 절차가 완료된 후, 전용 베어러 설정을 위한 절차가 계속되어 완료되면, UE(10)가 이동하기 전 소스 eNB(101)에 대해 하향링크 S1 베어러(72)가 설정되기 때문에 문제가 된다. 즉, 상향링크 S1 베어러(73)는 타겟 eNB(102)와 연결되고, 하향링크 S1 베어러(72)는 소스 eNB(101)와 연결되어 불일치가 발생한다.

정리하면, 제어부(230)는 전용 베어러 설정 절차의 완료 전, S340 단계에서 적어도 하나의 핸드오버 관련 메시지를 수신하면, 전용 베어러 설정 절차가 완료되기 전, 핸드오버가 발생하였음을 알 수 있고, 이에 따라, S350 단계에서 베어러가 불일치 될 것임을 확인할 수 있다. 다른 말로 설명하면, 제어부(230)는 S340 단계에서 핸드오버 관련 메시지를 수신할 때, S350 단계에서 앞서(S330) E-RAB 설정 응답(E-RAB Setup Response) 메시지를 통해 소스 eNB(101)가 할당한 상향링크 S1 베어러 식별자(S1 DL TEID)와 타겟 eNB(102)가 할당한 하향링크 S1 베어러 식별자(S1 DL TEID)를 비교하여 불일치를 확인할 수 있다. 타겟 eNB(102)가 할당한 하향링크 S1 베어러 식별자(S1 DL TEID)는 X2 핸드오버의 경우, 경로 변경 요청(Path Switch Request) 메시지를 통해 수신할 수 있으며, S1 핸드오버의 핸드오버 요청 확인(Handover Request Acknowledge) 메시지를 통해 수신할 수 있다.

이러한 경우, 제어부(230)는 S360 단계에서 불일치를 방지하기 위하여, 베어러 생성 거절(Create Bearer Reject) 메시지를 SGW(300)로 전송한다. 이에 따라, 전용 베어러 설정을 위한 절차가 처음부터 다시 수행되며, 핸드오버가 완료된 후에 진행되는 절차이기 때문에, 타겟 eNB(102)를 대상으로 모든 절차가 수행되어 불일치는 발생하지 않는다.

한편, 정상적인 경우, S340 단계에서 베어러 활성화 응답 메시지를 수신한 제어부(230)는 S370 단계에서 베어러 생성 응답 메시지를 SGW(300)로 전송하여, 하향링크 S1 베어러(72)가 정상적으로 설정되고, E-RAB(41)이 정상적으로 설정된다. 그리고 E-RAB(41)이 정상적으로 설정된 후, 핸드오버가 발생할 경우, 핸드오버 절차에 따라, 소스 eNB(101)에서 타겟 eNB(102)로 대상이 변경되어 E-RAB(42) 설정 절차가 수행되기 때문에 불일치는 발생하지 않는다.

도 8은 본 발명의 실시예에 따른 이동성 관리 서버의 베어러를 설정하기 위한 방법을 설명하기 위한 흐름도이다. 도 8은 전술한 도 7의 S360 단계의 베어러 생성 거절 메시지를 전송한 후, 다시 수행되는 베어러 설정 절차에 대한 설명이다.

도 8을 참조하면, 베어러 생성 거절(Create Bearer Reject) 메시지를 SGW(300)로 전송한 후, 다시 베어러 설정 절차가 시작된다. 먼저, SGW(300)와 PGW(400)간의 상향링크 S5 베어러(53)가 설정된다.

다음으로, 제어부(230)는 S410 단계에서 SGW(300)로부터 인터페이스부(210)를 통해 베어러 생성 요청(Create Bearer Request) 메시지를 수신할 수 있다. 베어러 생성 요청 메시지는 SGW(300)가 상향링크 S1 베어러(73)를 설정하기 위해 할당한 상향링크 S1 베어러 식별자(S1 UL TEID)를 포함한다.

핸드오버가 완료되었기 때문에, MME(200)의 제어부(230)는 UE(10)의 서빙 기지국이 타겟 eNB(102)임을 알 수 있다. 따라서, 제어부(230)는 S420 단계에서 인터페이스부(210)를 통해 E-RAB 설정 요청 메시지(E-RAB Setup Request)를 타겟 eNB(102)로 전송한다. E-RAB 설정 요청 메시지는 전용 베어러(302)의 일부인 E-RAB(42)을 설정하기 위한 것이다. 다른 말로, E-RAB 설정 요청 메시지는 E-RAB(42)을 포함하는 전용 베어러(302)를 설정하기 위한 것이다. 특히, E-RAB 설정 요청 메시지는 SGW(300)가 할당한 S1 UL TEID를 포함한다.

E-RAB 설정 요청 메시지를 수신한 타겟 eNB(102)는 S1 UL TEID를 통해 상향링크 S1 베어러(73)를 설정한다. 그리고, 타겟 eNB(102)는 하향링크 S1 베어러(74)를 설정하기 위해 하향링크 S1 베어러 식별자(S1 DL TEID)를 할당하고, DRB(62)를 설정하기 위해 데이터 무선 베어러 식별자(DRB ID)를 할당한다. 그런 다음, 타겟 eNB(102)는 S1 DL TEID를 포함하는 E-RAB 설정 응답(E-RAB Setup Response) 메시지를 MME(200)로 전송하고, DRB ID를 포함하는 베어러 활성화 요청(Activate bearer Request) 메시지를 UE(10)로 전송할 것이다.

이에 따라, 제어부(230)는 S430 단계에서 타겟 eNB(102)가 할당한 S1 DL TEID를 포함하는 E-RAB 설정 응답 메시지를 인터페이스부(210)를 통해 타겟 eNB(102)로부터 수신한다.

또한, UE(10)는 타겟 eNB(102)를 통해 베어러 활성화 응답(Activate bearer Accept) 메시지를 MME(200)로 전달할 것이다. 이에 따라, 제어부(230)는 S440 단계에서 베어러 활성화 응답 메시지를 수신할 수 있다.

베어러 활성화 응답 메시지를 수신하면, 제어부(230)는 S450 단계에서 타겟 eNB(102)가 할당한 S1 DL TEID를 베어러 생성 응답(Create Bearer Response) 메시지를 통해 SGW(300)로 전달할 것이다. 이로써, 하향링크 S1 베어러(74)가 설정되고, E-RAB(42)이 정상적으로 설정된다. 이후, SGW(300)와 PGW(400)간의 하향링크 S5 베어러(54)가 설정되면, 전용 베어러(302) 설정이 완료될 것이다.

상술한 바와 같은 본 발명의 실시 예에 따른 베어러 설정을 위한 방법은 컴퓨터 프로그램 명령어와 데이터를 저장하기에 적합한 컴퓨터로 판독 가능한 매체의 형태로 제공될 수도 있다. 이때, 컴퓨터 프로그램 명령어와 데이터를 저장하기에 적합한 컴퓨터로 판독 가능한 매체는, 예컨대 기록매체는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(Magnetic Media), CD-ROM(Compact Disk Read Only Memory), DVD(Digital Video Disk)와 같은 광 기록 매체(Optical Media), 플롭티컬 디스크(Floptical Disk)와 같은 자기-광 매체(Magneto-Optical Media), 및 롬(ROM, Read Only Memory), 램(RAM, Random Access Memory), 플래시 메모리, EPROM(Erasable Programmable ROM), EEPROM(Electrically Erasable Programmable ROM)과 같은 반도체 메모리를 포함한다. 프로세서와 메모리는 특수 목적의 논리 회로에 의해 보충되거나, 그것에 통합될 수 있다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함할 수 있다. 이러한 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.

본 명세서는 다수의 특정한 구현물의 세부사항들을 포함하지만, 이들은 어떠한 발명이나 청구 가능한 것의 범위에 대해서도 제한적인 것으로서 이해되어서는 안되며, 오히려 특정한 발명의 특정한 실시형태에 특유할 수 있는 특징들에 대한 설명으로서 이해되어야 한다. 개별적인 실시형태의 문맥에서 본 명세서에 기술된 특정한 특징들은 단일 실시형태에서 조합하여 구현될 수도 있다. 반대로, 단일 실시형태의 문맥에서 기술한 다양한 특징들 역시 개별적으로 혹은 어떠한 적절한 하위 조합으로도 복수의 실시형태에서 구현 가능하다. 나아가, 특징들이 특정한 조합으로 동작하고 초기에 그와 같이 청구된 바와 같이 묘사될 수 있지만, 청구된 조합으로부터의 하나 이상의 특징들은 일부 경우에 그 조합으로부터 배제될 수 있으며, 그 청구된 조합은 하위 조합이나 하위 조합의 변형물로 변경될 수 있다.

마찬가지로, 특정한 순서로 도면에서 동작들을 묘사하고 있지만, 이는 바람직한 결과를 얻기 위하여 도시된 그 특정한 순서나 순차적인 순서대로 그러한 동작들을 수행하여야 한다거나 모든 도시된 동작들이 수행되어야 하는 것으로 이해되어서는 안 된다. 특정한 경우, 멀티태스킹과 병렬 프로세싱이 유리할 수 있다. 또한, 상술한 실시형태의 다양한 시스템 컴포넌트의 분리는 그러한 분리를 모든 실시형태에서 요구하는 것으로 이해되어서는 안되며, 설명한 프로그램 컴포넌트와 시스템들은 일반적으로 단일의 소프트웨어 제품으로 함께 통합되거나 다중 소프트웨어 제품에 패키징 될 수 있다는 점을 이해하여야 한다.

한편, 본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시 예들은 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것에 지나지 않으며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시 예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.

본 발명은 무선 통신 시스템에서 베어러를 설정하기 위한 장치 및 이를 위한 방법에 관한 것이다. 이러한 본 발명은 전용 베어러(dedicated EPS Bearer)를 설정하는 절차의 진행 중 핸드오버가 발생한 경우를 상정한다. 이동성 이벤트, 즉, 핸드오버를 수행하는 절차는 끊임없는(seamless) 서비스를 제공하기 위하여 전용 베어러 설정 절차 보다 높은 우선순위를 가진다. 따라서 전용 베어러를 설정하는 절차는 지연되며, 핸드오버가 먼저 이루어진다. 이러한 경우, 핸드오버를 통해 타겟 eNB에 대한 S1 베어러 설정 절차가 이루어진 후, 다시 소스 eNB에 대한 S1 베어러 설정 절차가 다시 수행된다. 그러면, S1 베어러는 상향링크는 타겟 eNB에 대해 설정되고, 하향링크는 소스 eNB에 대해 설정되는 불일치가 발생하게 된다. 따라서 본 발명에 따르면, 전용 베어러 설정 절차 진행 중 핸드오버가 발생하면, 전용 베어러 설정 절차가 처음부터 다시 시작되도록 전용 베어러 설정 절차를 거절한다. 이에 따라, 베어러의 불일치를 방지하고 신뢰성 있는 서비스를 제공할 수 있다. 이는 시판 또는 영업의 가능성이 충분할 뿐만 아니라 현실적으로 명백하게 실시할 수 있는 정도이므로 산업상 이용가능성이 있다.

100: 기지국, eNB 200: 이동성 관리 서버, MME
210: 인터페이스부 220: 저장부
230: 제어부 300: 서빙 게이트웨이, SGW
400: 패킷 게이트웨이, PGW 500: 홈 가입자 서버, HSS
600: 가입자 정책 관리 서버, PCRF

Claims

메시지 송수신을 위한 인터페이스부; 및
전용 베어러 설정 절차 중 상기 인터페이스부를 통해 소스 기지국의 하향링크 S1 베어러 식별자를 수신한 후, 핸드오버가 발생되어 타겟 기지국의 하향링크 S1 베어러 식별자를 수신하면, 베어러의 불일치를 확인하고,
상기 베어러의 불일치에 따라 상기 전용 베어러 설정 절차가 처음부터 다시 시작되도록 상기 인터페이스부를 통해 베어러 생성 거절 메시지를 서빙 게이트웨이로 전송하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 베어러 설정을 위한 이동성 관리 서버.
제1항에 있어서,
상기 제어부는
상기 소스 기지국의 하향링크 S1 베어러 식별자를 포함하는 E-RAB 설정 응답 메시지를 수신한 후, X2 핸드오버가 발생하여 상기 타겟 기지국의 하향링크 S1 베어러 식별자를 포함하는 경로 변경 요청 메시지를 수신하면, 상기 베어러의 불일치를 확인하는 것을 특징으로 하는 베어러 설정을 위한 이동성 관리 서버.
제1항에 있어서,
상기 제어부는
상기 소스 기지국의 하향링크 S1 베어러 식별자를 포함하는 E-RAB 설정 응답 메시지를 수신한 후, S1 핸드오버가 발생하여 상기 타겟 기지국의 하향링크 S1 베어러 식별자를 포함하는 핸드오버 요청 확인 메시지와 핸드오버 통지 메시지를 수신하면, 상기 베어러의 불일치를 확인하는 것을 특징으로 하는 베어러 설정을 위한 이동성 관리 서버.
제1항에 있어서,
상기 제어부는
상기 베어러 생성 거절 메시지를 상기 서빙 게이트웨이로 전송한 후,
상기 서빙 게이트웨이로부터 수신한 S1 베어러 식별자를 포함하는 E-RAB 설정 요청 메시지를 상기 타겟 기지국으로 전송하여 전용 베어러가 설정되도록 하는 것을 특징으로 하는 베어러 설정을 위한 이동성 관리 서버.
전용 베어러 설정 절차 중 소스 기지국의 하향링크 S1 베어러 식별자를 수신한 후, 핸드오버가 발생되어 타겟 기지국의 하향링크 S1 베어러 식별자를 수신하면, 베어러의 불일치를 확인하는 단계; 및
상기 베어러의 불일치에 따라 상기 전용 베어러 설정 절차가 처음부터 다시 시작되도록 베어러 생성 거절 메시지를 서빙 게이트웨이로 전송하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동성 관리 서버의 베어러 설정을 위한 방법.
제5항에 있어서,
상기 확인하는 단계는
상기 소스 기지국의 하향링크 S1 베어러 식별자를 포함하는 E-RAB 설정 응답 메시지를 수신한 후, X2 핸드오버가 발생하여 상기 타겟 기지국의 하향링크 S1 베어러 식별자를 포함하는 경로 변경 요청 메시지를 수신하면 상기 베어러의 불일치를 확인하는 것을 특징으로 하는 이동성 관리 서버의 베어러 설정을 위한 방법.
제5항에 있어서,
상기 확인하는 단계는
상기 소스 기지국의 하향링크 S1 베어러 식별자를 포함하는 E-RAB 설정 응답 메시지를 수신한 후, S1 핸드오버가 발생하여 상기 타겟 기지국의 하향링크 S1 베어러 식별자를 포함하는 핸드오버 요청 확인 메시지 및 핸드오버 통지 메시지를 수신하면, 상기 베어러의 불일치를 확인하는 것을 특징으로 하는 이동성 관리 서버의 베어러 설정을 위한 방법.
제5항에 있어서,
상기 베어러 생성 거절 메시지를 서빙 게이트웨이로 전송하는 단계 후,
상기 서빙 게이트웨이로부터 수신한 S1 베어러 식별자를 포함하는 E-RAB 설정 요청 메시지를 상기 타겟 기지국으로 전송하여 전용 베어러가 설정되도록 하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이동성 관리 서버의 베어러 설정을 위한 방법.