KR102186596B1 - 이동 통신 시스템에서 음성 호 설정 시간을 단축시키는 방법 및 장치 - Google Patents

이동 통신 시스템에서 음성 호 설정 시간을 단축시키는 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 이동 통신 시스템에서 음성 호 설정 시간을 단축시키는 방법 및 장치에 관한 것으로, 본 발명의 이동 통신 시스템에서 코어 네트워크 노드의 단말에 대한 보안 절차 지원 방법은 단말이 회선 교환 폴 백(Circuit Switched Fall Back, CSFB) 절차에서 사용할 CS 보안 키 관련 정보를 생성하는 단계, 및 상기 생성된 CS 보안 키 관련 정보를 CS 도메인의 컨트롤 노드에 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

이동 통신 시스템에서 음성 호 설정 시간을 단축시키는 방법 및 장치 {Method and apparatus for reducing voice call setup time in mobile communication network}
본 발명은 이동 통신 네트워크에서 연결 제어와 관련된 것으로, 보다 상세하게는 이동 통신 시스템에서 음성 호를 설정하는 데 필요한 시간을 줄여 음성 서비스 품질을 높이는 방법 및 장치에 관한 것이다.
일반적으로 이동 통신 시스템은 사용자의 활동성을 보장하면서 음성 서비스를 제공하기 위해 개발되었다. 그러나 이동통신 시스템은 점차로 음성뿐 아니라 데이터 서비스까지 영역을 확장하고 있으며, 현재에는 고속의 데이터 서비스를 제공할 수 있는 정도까지 발전하였다. 그러나 현재 서비스가 제공되고 있는 이동 통신 시스템에서는 자원의 부족 현상 및 사용자들이 보다 고속의 서비스를 요구하므로, 보다 발전된 이동 통신 시스템이 요구되고 있다.
이러한 요구에 부응하여 차세대 이동 통신 시스템으로 개발 중인 중 하나의 시스템으로써 3GPP(The 3rd Generation Partnership Project)에서 LTE(Long Term Evolution)에 대한 규격 작업이 진행 중이다. LTE는 최대 100 Mbps정도의 전송 속도를 가지는 고속 패킷 기반 통신을 구현하는 기술이다. 이를 위해 여러 가지 방안이 논의되고 있는데, 예를 들어 네트워크의 구조를 간단히 해서 통신로 상에 위치하는 노드의 수를 줄이는 방안이나, 무선 프로토콜들을 최대한 무선 채널에 근접시키는 방안 등이 있다.
도 1은 일반적인 LTE 이동 통신 시스템의 구조를 도시하는 도면이다.
상기 도 1을 참조하면, 도시한 바와 같이 LTE 이동 통신 시스템의 무선 액세스 네트워크는 차세대 기지국(Evolved Node B, EUTRAN, 이하 ENB 또는 Node B라 한다)(110) 과 MME(Mobility Management Entity, 120) 및 S-GW(Serving Gateway, 130)를 포함할 수 있다.
사용자 단말(User Equipment, 이하 UE라 칭한다)(100)은 ENB 및 S-GW, 그리고 P-GW(PDN Gateway; Packet Data Network Gateway)를 통해 외부 네트워크에 접속한다.
ENB(기지국)(110)는 RAN(Radio Access Network) 노드로서, UTRAN(Universal Terrestrial Radio Access Network) 시스템의 RNC(Radio Network Controller) 그리고 GERAN(GSM EDGE Radio Access Network) 시스템의 BSC(Base Station Conroller)에 대응된다. ENB(110)는 UE(100)와 무선 채널로 연결되며 기존 RNC/BSC와 유사한 역할을 수행한다. ENB는 여러 개의 셀을 동시에 사용할 수 있다.
LTE에서는 인터넷 프로토콜을 통한 VoIP(Voice over IP)와 같은 실시간 서비스를 비롯한 모든 사용자 트래픽이 공용 채널(shared channel)을 통해 서비스 되므로, UE들의 상황 정보를 취합해서 스케줄링을 하는 장치가 필요하며 이를 ENB가 담당한다.
MME(120)는 각 종 제어 기능을 담당하는 장치로 하나의 MME는 다수의 기지국 들과 연결될 수 있다.
S-GW(130)는 데이터 베어러를 제공하는 장치이며, MME(120)의 제어에 따라서 데이터 베어러를 생성하거나 제거한다.
한편, LTE 이동 통신 시스템의 코어 네트워크는 상기한 MME(120)와, S-GW(130) 외에도, 어플리케이션 기능, PCRF, P-GW와 같은 노드(도면에는 미도시)를 더 포함할 수 있다.
어플리케이션 기능(Application Function, AF) 은 사용자와 어플리케이션 수준에서 어플리케이션과 관련된 정보를 교환하는 장치이다.
PCRF(Policy Charging and Rules Function) 는 사용자의 서비스 품질(Quality of Service, QoS)와 관련된 정책(policy)을 제어하는 장치이며, 정책에 해당하는 PCC(Policy and Charging Control) 규칙(rule)은 P-GW에 전달되어 적용된다. 상기 PCRF(Policy Charging and Rules Function) 는 트래픽에 대한 QoS 및 과금을 총괄적으로 제어하는 엔터티이다.
한편, 일반적으로 UP라 함은 사용자의 데이터가 송수신되는 UE(100)와 RAN 노드(110), RAN 노드(110)에서 S-GW(130), 그리고 S-GW(130)에서 P-GW(160)를 잇는 경로를 일컫는다. 그런데 이 경로 중 자원의 제한이 심한 무선 채널을 사용하는 부분은 UE(100)와 RAN 노드(110) 사이의 경로이다.
한편, LTE와 같은 무선 통신 시스템에서 QoS를 적용할 수 있는 단위는 EPS(Evolved Packet System) 베어러 이다. 하나의 EPS 베어러는 동일한 QoS 요구사항을 갖는 IP 플로우(IP Flow)들을 전송하는데 사용된다. EPS 베어러에는 QoS와 관련된 파라미터가 지정될 수 있으며 여기엔 서비스 품질 클래스 식별자(QoS Class Identifier, QCI)와 할당 및 보유 우선순위(Allocation and Retention Priority, ARP)가 포함된다. 상기 QCI는 QoS 우선 순위를 정수 값으로 정의한 파라미터이며, ARP는 새로운 EPS 베어러 생성을 허락 또는 거절할 것인가 여부를 판단하는 파라미터이다.
EPS 베어러는 GPRS(General Packet Radio Service) 시스템의 PDP(Packet Data Protocol) 컨텍스트(PDP context)에 대응된다. 하나의 EPS 베어러는 PDN 커넥션(PDN connection)에 속하게 되며, PDN 커넥션 은 APN(Access Point Name)을 속성으로 가질 수 있다. 만약 VoLTE(Voice over LTE)와 같은 IMS(IP Multimedia Subsystem) 서비스를 위한 PDN 커넥션이 생성된 경우, 해당 PDN 커넥션은 잘 알려진(well-known) IMS APN을 사용해 생성되어야 한다.
한편, LTE 망에서는 음성 통화를 지원하기 위해 PS(Packet Switched) 방식으로 IMS 기반의 VoLTE (Voice over LTE) 기술을 사용하거나, 아니면 2G/3G 시스템의 CS(Circuit Switched) 방식을 재활용하는 CSFB(CS fall back) 기술을 이용할 수 있다. LTE 망에서 VoLTE는 VoIMS(Voice over IMS)와 동일한 개념으로 사용될 수 있는 용어이다.
이와 같은 무선 통신 시스템 특히, LTE 시스템에서 단말이 LTE 네트워크를 사용하는 도중 수신 또는 발신 음성 호가 발생하면, 음성 서비스를 위해 CS(Circuit Switched) 망으로 스위칭 하는 CSFB(Circuit Switched Fall Back) 과정이 수행된다. 이 경우, 상기 단말에 대한 인증 절차를 별도로 거쳐야 하기 때문에, 음성 서비스 제공에 지연이 생길 수 있다. 일반적으로, 2G/3G 시스템은 CS 서비스를 제공할 수 있는 CS 망이며, CS 서비스와 관련된 제어를 담당하는 엔터티를 MSC(또는 VLR)라 칭한다. LTE에서 CS 서비스를 위한 스위칭 기능을 제공하는 CSFB은, MSC/VLR과 MME 사이에 SGs 인터페이스를 활용하여 이루어진다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 이동 통신 시스템에서 음성 호 설정 시간을 단축시키는 방법 및 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
구체적으로, 본 발명은 단말이 특정 서비스를 제공 받는 도중 다른 서비스로 옮겨갈 때 필요한 인증 또는 보안 정보 교환 과정으로 인해 발생하는 서비스 지연을 단축하기 위한 방법 및 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 이동 통신 시스템에서 코어 네트워크 노드의 단말에 대한 보안 절차 지원 방법은 단말이 회선 교환 폴 백(Circuit Switched Fall Back, CSFB) 절차에서 사용할 CS 보안 키 관련 정보를 생성하는 단계, 및 상기 생성된 CS 보안 키 관련 정보를 CS 도메인의 컨트롤 노드에 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 이동 통신 시스템에서 단말에 대한 보안 절차를 지원하는 코어 네트워크 노드는 단말 또는 상기 이동 통신 시스템의 임의의 노드들과 신호를 송수신하는 송수신부, 및 상기 단말이 회선 교환 폴 백(Circuit Switched Fall Back, CSFB) 절차에서 사용할 CS 보안 키 관련 정보를 생성하고, 상기 생성된 CS 보안 키 관련 정보를 CS 도메인의 컨트롤 노드에 전송하도록 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 이동 통신 시스템에서 단말의 회선 교환 폴 백(Circuit Switched Fall Back, CSFB) 절차 수행 방법은 상기 CSFB 트리거링을 감지하는 단계, CS 보안 키 관련 정보를 확인하는 단계, 및 상기 CS 보안 키 관련 정보에 기반하여, 회선 교환 도메인에 대한 호 설정 과정을 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
그리고 본 발명의 이동 통신 시스템에서 회선 교환 폴 백(Circuit Switched Fall Back, CSFB) 절차를 수행하는 단말은 기지국과 신호를 송수신하는 송수신부, 및 상기 CSFB 트리거링을 감지하고, CS 보안 키 관련 정보를 확인하며, 상기 CS 보안 키 관련 정보에 기반하여 회선 교환 도메인에 대한 호 설정 과정을 수행하도록 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 사용자 단말이 레거시 망으로 스위칭 한 후 사용할 수 있는 CS 보안 키 관련 정보(CS security key)를 CS CN 노드에 미리 전달하여 CS CN 노드가 상기 CS 보안 키 관련 정보를 저장하므로, 사용자 단말에게 CSFB이 발생한 경우 저장된 CS 보안 키 관련 정보를 사용할 수 있으므로 별도의 인증 또는 보안 관련 시그널링이 필요없어 호 연결 시간을 단축시킬 수 있다.
도 1은 일반적인 LTE 이동 통신 시스템의 구조를 도시하는 도면.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 사용자 단말의 PS 도메인에 대한 등록 과정에서 사용자 단말과 네트워크(망)의 동작 순서를 도시하는 순서도.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따라 사용자 단말에게 CSFB이 트리거된 경우의 사용자 단말과 망의 동작 순서를 도시하는 순서도.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따라 사용자 단말에게 CSFB이 트리거된 경우의 사용자 단말과 망의 동작 순서를 도시하는 순서도.
도 5는 단말을 관리하는 MCS가 변경된 경우 본 발명의 CS 보안 키 관련 정보를 전달하는 과정을 도시하는 순서도.
도 6은 SRDS를 사용하는 경우 아이들 모드(idle mode)인 사용자 단말에 대해 CS 기반 서비스가 필요할 때의 사용자 단말의 동작 순서를 도시하는 순서도.
도 7은 SRDS를 사용하는 경우 아이들 모드(idle mode)인 사용자 단말에 대해 CS 기반 서비스가 필요할 경우에 대한 본 발명의 다른 실시예에 따른 사용자 단말과 LTE 시스템의 동작 순서를 도시하는 순서도.
도 8은 SRDS를 사용하는 경우 아이들 모드(idle mode)인 사용자 단말에 대해 CS 기반 서비스가 필요할 경우에 대한 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 사용자 단말과 LTE 시스템의 동작 순서를 도시하는 순서도.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따라, 특정 RAN에 존재하는 사용자 단말에 대해서 ULI 보고(ULI reporting)를 활성화 하는 방법을 도시하는 도면.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따라, 특정 RAN에 존재하는 사용자 단말에 대해서 ULI reporting을 활성화 하는 방법을 도시하는 도면.
도 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 따라, 특정 RAN에 존재하는 사용자 단말에 대해서 RCI reporting을 활성화 하는 방법을 도시하는 도면.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따라 혼잡한 셀(또는 기지국)에 위치하는 사용자 단말들이 어떤 것인지를 파악하기 위해 두 네트워크 노드간 메시지를 교환하는 동작을 도시하는 순서도.
도 13은 혼잡한 셀(또는 기지국)에 위치하는 사용자 단말들과 각 단말의 PDN 커넥션(connection)의 정보를 파악하기 위해 두 네트워크 노드간 메시지를 교환하는 동작을 도시하는 순서도.
도 14는 주기적으로 사용자 단말 정보를 수신하기 위해 알림(notification)을 활성화 하기 위한 메시지 교환 과정을 도시하는 순서도.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 사용자 단말의 내부 구조를 도시하는 블록도.
도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 코어 네트워크 노드 의 내부 구조를 도시하는 블록도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. 이 때, 첨부된 도면에서 동일한 구성 요소는 가능한 동일한 부호로 나타내고 있음에 유의해야 한다. 또한 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략할 것이다.
또한, 본 발명의 실시예들을 구체적으로 설명함에 있어서, OFDM 기반의 무선통신 시스템, 특히 3GPP EUTRA 표준을 주된 대상으로 할 것이지만, 본 발명의 주요한 요지는 유사한 기술적 배경 및 채널형태를 가지는 여타의 통신 시스템에도 본 발명의 범위를 크게 벗어나지 아니하는 범위에서 약간의 변형으로 적용 가능하며, 이는 본 발명의 기술분야에서 숙련된 기술적 지식을 가진 자의 판단으로 가능할 것이다.
또한, 본 발명의 실시예들을 구체적으로 설명함에 있어서, 사용자 단말이 LTE를 사용하다가, 음성 서비스를 위해 CS망으로 스위칭 하는 CSFB(Circuit Switched Fall Back)과정을 주된 대상으로 할 것이지만, 본 발명의 주요한 요지는 하나의 시스템에서 특정 서비스를 위해 다른 시스템으로 스위칭할 경우 필요한 인증/보안 정보 교환 과정을 단축하는 것에 있으며, 이는 유사한 기술적 배경을 가진 여타의 통신 시스템이나 서비스에도 본 발명의 범위를 크게 벗어나지 아니하는 범위에서 약간의 변형으로 적용 가능하며, 이는 본 발명의 기술분야에서 숙련된 기술적 지식을 가진 자의 판단으로 가능할 것이다.
한편, 본 명세서와 도면에서 LTE 망은 E-UTRAN과 동일한 의미로 사용될 수 있으며, CS 망은 CS 서비스를 지원할 수 있는 UTRAN, GERAN, CDMA2000, 또는 그와 유사한 망일 수 있으며, 이들을 총칭해 레거시 망이라고 부를 수 있다. 또한, 본 명세서와 도면에서 하나의 망에 존재한다는 것은 하나의 망에 접속(Connected)중이거나, 유휴(idle) 상태에서 camping 중인 두 가지 경우를 모두 포괄할 수 있다. 또한 기지국이라는 용어는 E-UTRAN인 경우엔 eNB에 대응된다. 또한, 본 발명의 명세서와 도면에서 CS 보안 키(CS security key)는 넓은 범위로 CS 보안 컨텍스트(CS security context) 전체를 지칭할 수 있으며, 이는 CK’ (또는 CK), IK’ (또는 IK), KSI(Key Set Identifier), 무결성 보호 알고리즘(integrity protection algorithm), 시작 값(start value), 및 사이퍼링 알고리즘(ciphering algorithm) 중 적어도 하나 이상을 포함하는 정보일 수 있다. 다시 말해, 상기 CS 보안 키는 본 발명의 일 실시예에 따르면 CS 보안 키 관련 정보(CS security key related information)로 칭할 수도 있으며, CS 보안 키 그 자체를 의미할 수도 있고 또는 CS 보안 키를 생성하는데 필요한 적어도 하나의 파라미터를 포함할 수도 있다. 또한, 상기 보완 관련 정보는 사용자 단말에 대한 다운링크 NAS 카운트(downlink NAS count) 값 전체 또는 일부를 포함한다.
또한 본 발명의 실시예와 도면에서 HSS는 HRL과 동일하거나 물리적으로 붙어있는 엔터티일 수 있다.
사용자 단말이 E-UTRAN에 존재하는데, 수신 또는 발신 음성 호가 발생하면, CSFB과정이 시작될 수 있다. 사용자 단말은 MME에게 CSFB에 대한 요청을 확장된 서비스 요청(Extended Service Request)메시지를 통해 전송한다. 그러면, 상기 메시지를 수신한 MME는 CSFB이 가능한지 판단하고, 가능한 경우 eNB에게 최초 컨텍스트 설정 요청(Initial Context Setup Request) 메시지 또는 단말 컨텍스트 수정 요청(UE Context Modification Request) 메시지에 CSFB가 필요함을 나타내는 식별자 또는 이유(cause)를 포함하여 전달한다.
이를 수신한 eNB는 사용자 단말에게 CSFB을 위한 이동 명령(Handover 명령 또는 RRC connection release)을 전달한다.
이를 수신한 사용자 단말은 CS서비스를 지원하는 레거시 망으로 스위칭 하여 접속을 시도한다.
상기한 CSFB 과정은 3GPP TS 23.272의 동작을 개념적으로 설명하기 위한 것이며, 보다 구체적인 과정은 상기 3GPP TS 23.272에 기반할 수 있다.
한편, 레거시 망에 접속 후 사용자 단말은 위치 등록 또는 서비스 요청 메시지를 레거시 망에 전송해야 한다. 사용자 단말은, CS 망에서 사용할 보안 정보(예를 들어, CS security key)를 가지고 있지 않으므로 상기 위치 등록 또는 서비스 요청 메시지에 보안(integrity protection 또는 ciphering)을 적용할 수 없다.
상기 요청 메시지를 수신한 레거시 망의 CN(Core Network) 노드(MSC 또는 VLR)는, 사용자 단말에 대한 인증 정보(예를 들어, CS security key)가 없으므로, 인증 정보를 생성하기 위한 과정을 추가로 수행한 후에 CS 호 설정을 시작할 수 있다.
그런데, 이러한 CSFB 과정 중에 발생하는 CS 망의 보안 또는 인증 절차는 CSFB 호 설정의 전체 시간을 늘리는 결과를 초래하며, 이는 사용자 체감 서비스 품질을 저하시키는 요인이 될 수 있다.
상기 설명한 문제를 해결하기 위해, 본 발명에서는 사용자 단말이 레거시 망으로 스위칭 한 후 사용할 수 있는 CS 보안 키 관련 정보(CS security key)를 CS CN 노드에 미리 전달하여 CS CN 노드가 상기 CS 보안 키 관련 정보를 저장하는 방법을 제안한다. 즉, 본 발명은 사용자 단말과 CS CN 노드 사이의 위치 등록 과정에서, 미리 CS 보안 키 관련 정보(CS security key)를 저장하고, 이후에 CSFB이 발생하면 저장된 CS 보안 키 관련 정보 를 사용하여 별도의 인증 또는 보안 관련 시그널링 없이 시간을 단축하는 방법 및 장치를 제공한다 .
본 발명의 일 실시예에 따르면, 사용자 단말이 LTE망에서 결합된 접속(combined attach) 또는 결합된 TAU(combined TAU) 과정을 수행할 때, PS CN 노드가, 위치 등록 과정 중에 CS 보안 키 관련 정보(CS security key)를 생성하여 CS CN 노드에게 전달하여 저장하도록 한다. 이후 CSFB이 발생하면, 사용자 단말은 CS 시그널링을 할 때 이와 매칭되는 CS 보안 키 관련 정보(CS security key)를 사용하도록 하여 별도의 보안 또는 인증 절차 없이 CSFB 과정을 진행할 수 있도록 한다. 이하에서는 도 2를 통해 상기 과정을 구체적으로 설명하도록 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 사용자 단말과 네트워크(망)의 동작 순서를 도시하는 순서도이다.
단말(200)은 S205 단계에서 단말 식별자(UE identity)(예를 들어, IMSI, GUTI, 또는 S-TMSI)를 포함시켜 결합된 접속(combined attach) 또는 TAU 요청 메시지를 MME(210)에게 전송한다. 상기 결합된 접속 메시지는 예를 들어, 패킷 교환 서비스와 회선 교환 서비스를 동시에 제공 받을 것을 요청하는 메시지일 수 있다.
그러면 MME(210)는 S210 단계에서, 단말(200)의 ID를 이용해 가입정보 및 인증 정보를 요청 메시지를 HSS(230)에게 전달한다. 그러면 HSS(230)는 S215 단계에서, 이에 대한 응답으로 사용자 단말에 대한 가입정보와 인증정보(인증 및 보안과 관련된 파라미터 및 키 집합, 이하 인증벡터라 칭함)를 MME(210)에게 전달해 준다.
그러면, MME(210)는 S220 단계에서, 상기 가입 정보 및 인증벡터 정보를 사용하여, 사용자 단말과 나머지 인증/보안 관련 과정을 수행할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 나머지 결합된 접속(combined attach) 또는 TAU 과정 중에, MME(210)는 S225 단계에서, CS 보안 키 관련 정보(CS security key)를 생성한다. 이 경우, MME(210)는 HSS(230)로부터 수신한 인증벡터를 사용하거나, 또는 MME(210)가 사용자 단말과 사용하기로 결정한 MM 컨텍스트(MM context) 중 PS 도메인(PS domain)에 대한 보안 컨텍스트(security context), 예를 들면 카즈메 키(Kasme key)를 이용하여 생성할 수 있다. 여기서 CS 보안 키 관련 정보(CS security key)는 CK’(CSFB을 위한 CK), IK’(CSFB을 위한 IK), KSI(Key Set Identifier), 무결성 보호 알고리즘(integrity protection algorithm), 시작 값(start value), 및 사이퍼링 알고리즘(ciphering algorithm) 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
또한, 상기 CS 보안 키 관련 정보는 사용자 단말에 대한 downlink NAS count 값 전체 또는 일부를 포함한다. 보다 구체적으로, MME와 UE는 저장된 Kasme key와 파라미터, 그리고 선택된 NAS count 값을 사용해 상기 CS security key를 생성한다.
만약 사용자 단말(200)에 대해 CSFB 또는 SMS over SGs를 적용할 수 있다면, MME(210)는 S230 단계에서, MSC/VLR(220)과 위치 업데이트(location update) 과정을 수행하게 된다. MME(210)는 MSC/VLR(220)에게 전달하는 SGsAP-LOCATION-UPDATE-REQUEST 메시지에 상기 CS 보안 키 관련 정보(CS security key)를 포함시킬 수 있다.
이를 수신한 MSC/VLR(220)은 위치 등록 동작 수행 후 S240 단계에서, MME(210)에게 SGsAP-LOCATION-UPDATE-ACCEPT 메시지를 전달한다. 이 경우, 만약 MME(210)가 전달한 CS 보안 키 관련 정보(CS security key)의 일부 또는 전체가 변경된 경우, MSC/VLR(220)이 변경 또는 생성한 CS 보안 키 관련 정보(CS security key)가 포함될 수 있다. 상기 CS 보안 키 관련 정보(CS security key)의 일부 또는 전체가 변경되는 경우에 대해 설명하면 다음과 같다. CS 보안 키 관련 정보는 상기한 바와 같이, CS 보안 키를 생성하는데 필요한 파라미터들을 포함할 수 있으며, 비록 MME(210)가 특정 파라미터를 MSC(220)에게 전달하였다고 하더라도, MSC(220)는 상기 전달받은 파라미터 중 일부 파라미터를 변경하여 사용할 수 있다. 이 경우, MSC(220)는 상기 변경된 CS 보안 키 관련 정보(CS security key)를 다시 MME(210)에게 알려줄 필요가 있는 것이다.
한편, MSC/VLR(220)은 S235 단계에서, MME(210)로부터 수신한, 또는 수신한 정보로부터 갱신한 CS 보안 키 관련 정보(CS security key)를 단말(200)에 대한 context 중 일부로 저장할 수 있다.
이후, 단말(200)에 대한 접속 요청 등이 수락된 경우, MME(210)는 S245 단계에서, 접속(Attach) 또는 TAU 수락(accept) 메시지에 MSC/VLR(220)로부터 수신한 정보 중 전체 또는 일부를 포함시켜 단말에게 전달할 수 있다. 이 경우, 특히 MSC/VLR(220)이 CS 보안 키 관련 정보(CS security key)를 변경하거나 생성하여 MME(210)에게 전달해준 경우, MME(210)는 이와 관련된 정보 전체 또는 일부를 단말에게 전달할 수 있다. 만약 CS security key를 생성할 때 downlink NAS count 값이 사용되었으며, CS security key를 단말이 직접 생성해야 하는 경우, MME는 단말에게 보내는 정보에 downlink NAS count 값 전체 또는 일부를 포함시킨다.
이후, 단말(200)은 S250 단계에서 일반 동작을 수행하다가, S255 단계에서 CSFB 과정이 발생하였음을 감지할 수 있다. 그러면 단말(200)은 S260 단계에서, 레거시 망으로 스위칭 후 LA(Location Area) update request 또는 CM 서비스 요청(CM service request_ 메시지를 생성하여 전달할 수 있다. 그 전에, 단말(200)은 만약 MME(210)로부터 수신한 메시지에 CS 보안 키 관련 정보(CS security key)가 포함되어 있다면 그것을 사용하여, 또는 수신한 메시지에 CS 보안 키 관련 정보(CS security key)가 포함되어 있지 않다면 자신이 직접 CS 보안 키 관련 정보(CS security key)를 생성하여 앞선 요청 메시지들에 무결성 보호(integrity protection)를 적용하거나, 또는 메시지에 단말이 사용한 CS 보안 키 관련 정보(CS security key) 정보 전체 또는 일부, 예를 들면 KSI를 포함시킬 수 있다. 사용자 단말은, 직접 CS security key를 PS security context로부터 생성하는 경우, 수신된 정보, downlink NAS count 정보와 저장된 EPS context(즉, Kaseme key)를 이용한다.
상술한 본 발명의 실시예에 따르면 단말(200)과 CS CN 노드가 서로 동기화 된 CS 보안 키 관련 정보(CS security key)를 사용하므로, 별도의 인증이나 보안 절차 없이 나머지 CS 호 설정 과정을 진행할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 사용자 단말에 대한 CS 보안 키 관련 정보(CS security key)는 접속(attach)/TAU 과정 중이 아니라, 실제로 CSFB 발생했을 때 CN 노드들 간 전달될 수도 있다.
구체적으로, 설명하면, CSFB 과정이 발생하여 사용자 단말, MME, eNB, 그리고 레거시망 기지국들 간의 동작이 진행되고 있는 동안, MME가 MSC/VLR에 CS 보안 키 관련 정보(CS security key)를 전달해 주면, 사용자 단말이 레거시망으로 스위칭하여 메시지를 전달하기에 앞서 CS CN 노드가 CS 보안 키 관련 정보(CS security key)를 가지고 있을 수 있다. 즉, 3GPP TS 23.272에 따른 CSFB의 기존 동작과 병렬적으로 MME가 MSC/VLR에게 CS 보안 키 관련 정보(CS security key)를 전달해 주는 과정을 진행하면, 단말과 CS CN 노드간 필요한 보안/인증 과정을 단축할 수 있게 된다. 이하에서는 도 3 및 도 4를 통해, 상기한 과정을 구체적으로 설명하도록 한다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 사용자 단말과 망의 동작 순서를 도시하는 순서도이다.
사용자 단말(300)은 S305 단계에서, 3GPP TS 23.401, 23.272에 따라 LTE 망에 접속(attach) (combined type)되어 있으며, CSFB을 사용할 수 있는 상태라고 가정한다.
그리고 사용자 단말(300)이 S310 단계에서, 발신 또는 수신 CSFB이 발생하였음을 감지한다. 그러면 사용자 단말(300)은 S310 단계에서, CSFB을 요청하기 위해 MME(320)에게 확장된 서비스 요청(Extended Service Request) 메시지를 전달한다.
그러면, MME(320)는 CSFB이 가능하면, S315 단계에서 CS 보안 키 관련 정보(CS security key)를 생성한다. 이 경우, MME(320)는 저장된 인증벡터를 사용하거나, 아니면 MME(320)가 사용자 단말(300)과 사용하기로 결정한 MM context 중 PS 도메인(PS domain)에 대한 보안 컨텍스트(security context), 예를 들면 카즈메 키(Kasme key_를 이용하여 생성할 수 있다. 여기서 CS 보안 키 관련 정보(CS security key)는 CK’, IK’, KSI(Key Set Identifier), 무결성 보호 알고리즘(integrity protection algorithm), 시작 값(start value), 및 사이퍼링 알고리즘(ciphering algorithm) 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
또한, 상기 CS 보안 키 관련 정보는 사용자 단말에 대한 downlink NAS count 값 전체 또는 일부를 포함한다. 보다 구체적으로, MME와 UE는 저장된 Kasme key와 파라미터, 그리고 선택된 NAS count 값을 사용해 상기 CS security key를 생성한다.
MME(320)는 S320 단계에서, 상기 생성된 CS 보안 키 관련 정보(CS security key)를 MSC/VLR(330)에 보내는 SGsAP-SERVICE-REQUEST (수신 호인 경우) 또는 SGsAP-MO-CSFB-INDICATION (발신 호인 경우) 메시지에 삽입하여 상기 MSC/VLR(330)에게 전송할 수 있다.
그러면 MSC/VLR(330)은 S325 단계에서, MME(320)로부터 수신한 CS 보안 키 관련 정보(CS security key)를 사용자 단말(340)에 대한 컨텍스트(context) 중 일부로 저장하거나, 또는 필요한 경우 MME(320)로부터 수신한 정보를 기반으로 CS 보안 키 관련 정보(CS security key)를 갱신한 후 저장할 수 있다. 그리고 MSC/VLR(330)는 CS 보안 키 관련 정보(CS security key)가 갱신된 경우, S330 단계에서 이를 MME(320)에게 별도의 SGsAP 메시지를 통해 전달할 수 있다. 상기 CS 보안 키 관련 정보(CS security key)가 갱신되는 경우에 대해서는 상술한 바 있으므로, 자세한 설명은 생략하기로 한다.
MME(320)는 S335 단계에서, eNB(310)에게 CSFB을 진행하라는 요청을 최초 컨텍스트 설정 요청(initial context setup request) (idle 모드) 또는 단말 컨텍스트 수정 요청(UE context modification request) (connected 모드)에 CSFB이 발생했을 나타내는 식별자 또는 cause를 포함하여 전송할 수 있다. 이 경우, 상기 메시지들에는 선택적으로 앞으로 사용자 단말이 사용해야 할 CS 보안 키 관련 정보(CS security key) 정보가 포함될 수 있다. 또한, 상기 CS 보안 키 관련 정보는 사용자 단말에 대한 downlink NAS count 값 전체 또는 일부를 포함한다. 즉, 만약 CS security key를 생성할 때 downlink NAS count 값이 사용되었으며, CS security key를 단말이 직접 생성해야 하는 경우, MME는 eNB에게 보내는 정보에 downlink NAS count 값 전체 또는 일부를 포함시킨다.
그러면 eNB(310)는 S340 단계에서, 이에 대한 응답을 전송한다.
그리고 eNB(310)는 S345 단계에서, 사용자 단말(300)을 CS 서비스가 제공될 수 있는 레거시 망으로 이동시키는 명령(RRC connection release 또는 handover 명령) 메시지를 전달한다. 만약, 상기 과정에서 MME(320)가 CS 보안 키 관련 정보(CS security key) 정보를 eNB(310)에게 전달한 경우, eNB(310)는 선택적으로 수신한 CS 보안 키 관련 정보(CS security key)정보를 상기 메시지에 포함시켜 사용자 단말(300)에게 전송할 수도 있다. 또한, 상기 CS 보안 키 관련 정보는 사용자 단말에 대한 downlink NAS count 값 전체 또는 일부를 포함한다.
한편, 본 발명의 실시예에 따르면, 상기 과정들 중, MME(320)가 eNB(310)에게 CSFB을 진행하라는 요청을 보내고 응답을 수신하는 과정과, MSC/VLR(330)에게 CS 보안 키 관련 정보(CS security key)를 전달하는 과정은 선후 관계가 중요하지 않으며, 순서와 상관없이 병렬적으로 진행될 수도 있다. 이러한 실시예에 대해서는 도 4에서 구체적으로 기술하도록 한다.
이후, 사용자 단말(345)은 S355 단계에서, eNB(310)의 명령에 따라 레거시 망으로 스위칭 후 LA(Location Area) update request 또는 CM service request 메시지를 생성하여 전달할 수 있다.
그 전에, 사용자 단말(300)은 S350 단계에서, 만약 eNB(310)로부터 앞서 수신한 메시지에 CS 보안 키 관련 정보(CS security key)가 포함되어 있다면 그것을 사용하여, 또는 포함되어 있지 않다면 자신이 직접 CS 보안 키 관련 정보(CS security key)를 생성할 수 있으며, 이를 사용하여 앞선 요청 메시지들에 무결성 보호(integrity protection)를 적용하거나, 또는 메시지에 단말이 사용한 CS 보안 키 관련 정보(CS security key) 정보 전체 또는 일부, 예를 들면 KSI를 포함시킬 수 있다. 사용자 단말은, 직접 CS security key를 PS security context로부터 생성하는 경우, 수신된 정보, downlink NAS count 정보와 저장된 EPS context(즉, Kaseme key)를 이용한다.
상기한 실시예에 따르면, 사용자 단말과 CS CN 노드가 서로 동기화 된 CS 보안 키 관련 정보(CS security key)를 사용하므로, 별도의 인증이나 보안 절차 없이 나머지 CS 호 설정 과정을 진행할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 사용자 단말에 대한 CS 보안 키 관련 정보(CS security key)는 attach/TAU 과정 중이 아니라, 실제로 CSFB 발생했을 때 CN 노드들 간 전달될 수도 있다. 즉, CSFB 과정이 발생하여 사용자 단말, MME, eNB, 그리고 레거시망 기지국들 간의 동작이 진행되고 있는 동안, MME가 MSC/VLR에 CS 보안 키 관련 정보(CS security key)를 전달해 주면, 사용자 단말이 레거시망으로 스위칭하여 메시지를 전달하기에 앞서 CS CN 노드가 CS 보안 키 관련 정보(CS security key)를 가지고 있을 수 있다. 즉, 3GPP TS 23.272에 따른 CSFB의 기존 동작과 병렬적으로 MME가 MSC/VLR에게 CS 보안 키 관련 정보(CS security key)를 전달해 주는 과정을 진행하면, 단말과 CS CN 노드간 필요한 보안/인증 과정을 단축할 수 있게 된다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 사용자 단말과 망의 동작 순서를 도시하는 순서도이다.
우선, 사용자 단말(400)은 S405 단계에서, 3GPP TS 23.401, 23.272에 따라 LTE 망에 attach (combined type)되어 있으며, CSFB을 사용할 수 있는 상태임을 가정한다. 그리고 사용자 단말(400)이 발신 또는 수신 CSFB이 발생하였음을 가정한다.
그러면, 사용자 단말(400)은 S410 단계에서, CSFB을 요청하기 위해 MME(420)에게 확장된 서비스 요청(Extended Service Request) 메시지를 전달한다. 그러면 MME(420)는 CSFB이 가능하면, S415 단계에서 CS 보안 키 관련 정보(CS security key)를 생성한다. 이 경우, MME(420)는 저장된 인증벡터를 사용하거나, 아니면 MME(420)가 사용자 단말(400)과 사용하기로 결정한 MM context 중 PS domain에 대한 security context, 예를 들면 카즈메 키(Kasme key)를 이용하여 생성할 수 있다. 여기서 CS 보안 키 관련 정보(CS security key)는 CK’, IK’, KSI(Key Set Identifier), 무결성 모호 알고리즘(integrity protection algorithm), 시작 값(start value), 및 사이퍼링 알고리즘(ciphering algorithm) 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다. 또한, 상기 CS 보안 키 관련 정보는 사용자 단말에 대한 downlink NAS count 값 전체 또는 일부를 포함한다. 즉, 만약 CS security key를 생성할 때 downlink NAS count 값이 사용되었으며, CS security key를 단말이 직접 생성해야 하는 경우, MME는 eNB에게 보내는 정보에 downlink NAS count 값 전체 또는 일부를 포함시킨다.
이후, MME(420)는 S420 단계에서, eNB(410)에게 CSFB을 진행하라는 요청을 최초 컨텍스트 설정 요청(initial context setup request)(idle 모드인 경우) 또는 단말 컨텍스트 수정 요청(UE context modification request)(connected 모드인 경우)에 CSFB이 발생했을 나타내는 식별자 또는 cause를 포함하여 전송할 수 있다. 이 경우, 상기 메시지들에는 선택적으로 앞으로 사용자 단말(400)이 사용해야 할 CS 보안 키 관련 정보(CS security key) 정보가 포함될 수 있다. 또한, 상기 CS 보안 키 관련 정보는 사용자 단말에 대한 downlink NAS count 값 전체 또는 일부를 포함한다.
eNB(410)는 S425 단계에서, 이에 대한 응답을 MME(420)로 전송한다. 그리고 eNB(410)는 S430 단계에서, 사용자 단말(400)을 CS 서비스가 제공될 수 있는 레거시 망으로 이동시키는 명령(RRC connection release 또는 handover 명령) 메시지를 상기 단말(400)에게 전달한다.
만약, 상기 과정에서 MME(420)가 CS 보안 키 관련 정보(CS security key) 정보를 eNB(410)에게 전달한 경우, eNB(410)는 수신한 CS 보안 키 관련 정보(CS security key)정보를 선택적으로 상기 메시지에 포함시켜 사용자 단말(400)에게 전송할 수도 있다.또한, 상기 CS 보안 키 관련 정보는 사용자 단말에 대한 downlink NAS count 값 전체 또는 일부를 포함한다.
이어서, MME(420)는 S435 단계에서, 상기 생성된 CS 보안 키 관련 정보(CS security key)를 SGsAP-Service-Request (수신 호인 경우) 또는 SGsAP-MO-CSFB-Indication(발신 호인 경우) 메시지에 포함시켜 MSC/VLR(430)에게 전달할 수 있다.
그러면, MSC/VLR(430)은 S440 단계에서, 수신한 CS 보안 키 관련 정보(CS security key)를 저장할 수 있다. MSC/VLR(430)은 이후 사용자 단말(400)에 대해 CS 보안(security)이 필요할 때 상기 저장된 정보를 사용할 수 있다.
사용자 단말(400)은 S450 단계에서, eNB(410)의 명령에 따라 레거시 망으로 스위칭 후 LA(Location Area) update request 또는 CM service request 메시지를 생성하여 MSC/VLR(430)에 전달할 수 있다.
한편, 상기 S450 단계 수행 전에, 사용자 단말(400)은 만약 eNB(410)로부터 앞서 수신한 메시지에 CS 보안 키 관련 정보(CS security key)가 포함되어 있다면 그것을 사용하여, 또는 포함되어 있지 않다면 자신이 직접 CS 보안 키 관련 정보(CS security key)를 생성할 수 있다. 그리고 사용자 단말(400)은 상기 생성된 CS 보안 키 관련 정보를 사용하여 앞선 요청 메시지들에 무결성 보호(integrity protection)를 적용하거나, 또는 메시지에 단말이 사용한 CS 보안 키 관련 정보(CS security key) 정보 전체 또는 일부, 예를 들면 KSI를 포함시킬 수 있다. 사용자 단말은, 직접 CS security key를 PS security context로부터 생성하는 경우, 수신된 정보, downlink NAS count 정보와 저장된 EPS context(즉, Kaseme key)를 이용한다.
상기한 본 발명의 실시예에 따르면, 사용자 단말(400)과 CS CN 노드가 서로 동기화 된 CS 보안 키 관련 정보(CS security key)를 사용하므로, 별도의 인증이나 보안 절차 없이 나머지 CS 호 설정 과정을 진행할 수 있다.
한편, 사용자 단말이 CSFB 과정 중 이동하여 자신이 이전에 등록되었던 MSC/VLR(이후 MSC 1이라 칭함)과 다른 MSC/VLR(이후 MSC2라 칭함)을 통해 호를 설정해야 하는 상황이 발생할 수 있다. 만약 본 발명의 또 다른 실시예에 따라 MSC1에 사용자 단말에 대한 CS 보안 키 관련 정보(CS security key)가 설정되어 있는데, 이와 같이 CSFB 과정 중 MSC가 변경되는 상황이 발생하면, MSC1은 MSC2에게 자신이 가지고 있는 CS 보안 키 관련 정보(CS security key)를 전달해 주어, 사용자 단말과 MSC2 사이에 별도의 보안/인증 정보 교환 과정이 발생하지 않도록 할 수 있다. 상기한 사항에 대해서는 도 5를 참고하여 설명하도록 한다.
도 5는 본 발명의 또 다른 한 실시예에 따른 CN 노드간 동작 순서를 도시하는 순서도이다.
우선, S505 단계에서, 결합된 접속(combined attach) 과정이 MSC1(510)과 수행되어 CSFB을 사용할 수 있는 사용자 단말(500)에 대해 CSFB이 발생하였음을 가정한다. 이와 동시에, S510 과정에서, MSC1(510)이 사용자 단말(500)에게 CS 보안 키 관련 정보를 전달하였음을 가정한다.
이후, S515 단계에서와 같이, CSFB 과정 중 사용자 단말(500)의 이동에 의해 MSC2(520)가 관장하는 영역에서 호 설정이 필요한 경우를 가정한다.
이러한 경우, 사용자 단말(500)은 MSC가 관장하는 영역이 바뀌었으므로, S520 단계에서 위치 영역 업데이트 요청(LA update request) 메시지를 MSC2(520)에 전송한다. 이 경우, 상기 사용자 단말(500)은 본 발명의 앞선 실시예에 의해 CS 보안 키 관련 정보(CS security key)를 가지고 있는 경우 위치 영역 업데이트 요청(LA update request) 메시지에 CS 보안 키 관련 정보(CS security key)의 일부(예, KSI)를 포함하여 전송하거나, CS 보안 키 관련 정보(CS security key)를 기반으로 위치 영역 업데이트 요청(LA update request) 메시지에 무결성 보호(integrity protection)를 적용할 수 있다.
이를 수신한 MSC2(520)는 자신에게 등록된 사용자 단말이 아니므로, S525 단계에서 HLR(530)에게 위치 업데이트(update location)를 요청한다. 이 경우, 상기 위치 업데이트 요청 메시지에는 사용자 단말(500)에 대한 원래 MSC(본 실시예에서는 MSC1)의 번호가 포함될 수 있다.
그러면, HLR(530)은 상기 MSC 번호를 이용하여, S530 단계에서 MSC1(510)에게 위치 취소(cancel location) 요청을 전송한다. 이 경우, 상기 메시지에는 사용자 단말(500)에 대한 새로운 MSC의 번호(본 실시예에서는 MSC2)가 포함될 수 있다.
이를 수신한 MSC1(510)은 호의 진행을 위해, S535 단계에서 MSC2(520)에게 PRN 메시지를 전송하면서, 자신이 저장하고 있던 CS 보안 키 관련 정보(CS security key)를 포함시킨다. 이후 MSC2(520)와 MSC1(510)은 각각 S545 단계 및 S550 단계에서 PRN response와 IAM 메시지를 교환한다.
MSC2(520)는 사용자 단말(500)과 관련된 정보를 다 수집하면, MSC1(510)으로부터 수신한 CS 보안 키 관련 정보(CS security key)를 이용하여, S555 단계에서 사용자 단말(500)과 위치 영역 업데이트(LA update) 과정을 마친다. 그리고 MSC2(520)는 S560 단계에서 나머지 CSFB 과정을 더 진행한다.
한편, 지금부터는 CSFB 발생 시 CS 보안 정보(MME가 생성한 CS 보안 키 또는 보안 키를 생성하는 데 사용되는 파라미터, 예를 들면 downlink NAS count)를 단말까지 전달하는 방법을 보다 구체적으로 설명한다.
Downlink NAS count를 단말에게 전달하는 목적은 다음과 같다. 사용자 단말은 Uplink NAS count 값을 저장하고, MME는 downlink NAS count 값을 저장하며, 상대방의 count 값은 서로 예측(estimate)할 수 밖에 없다. 상기 CSFB의 시간을 단축하기 위해 EPS security context로부터 CS key를 생성하는 경우, 단말과 MME가 동일한 key를 생성한다고 보장할 수 있는 방법이 필요하다. 만약 CS key를 생성할 때 downlink NAS count를 사용하는 경우, 단말이 estimate하는 downlink NAS count의 정확도를 높이기 위해, 단말까지 downlink NAS count 값 전체 또는 정확한 estimate를 할 수 있는 정보(예를 들면, downlink NAS count의 일부 bits들)을 전달해 줄 필요가 있다.
첫 번째 방법은, MME가 CS 보안 정보를 기지국에게 전달하고, 기지국이 이를 수신해 단말로 다시 전달하는 방법이다. 즉, 단말로부터 CSFB을 위한 Extended Service Request를 수신한 MME는, 기지국으로 보내는 S1 메시지 (Initial UE context setup 또는 UE context modification request)에 CS 보안 정보(생성된 CS 키 또는 단말이 CSFB를 할 때 사용할 CS 키를 생성할 때 사용할 파라미터, downlink NAS count 포함)을 전달한다. 기지국은 수신된 CS 보안 정보를 단말로 보내는 RRC 메시지에 포함시켜 전송한다. 만약 CSFB이 PSHO(Packet Switched Handover)와 동시에 진행되는 경우, 기지국은 단말로 보내는 HO 명령 RRC 메시지(MobilityFromEUTRA Command)에 상기 CS 보안 정보(생성된 CS 키 또는 단말이 CSFB를 할 때 사용할 CS 키를 생성할 때 사용할 파라미터, downlink NAS count 포함)을 포함시킨다. 만약 PSHO 없이 CSFB이 진행되는 경우, 기지국은 단말로 보내는 RRC connection release 메시지 또는 RRC connection reconfiguration 메시지와 같은 RRC 메시지에 상기 CS 보안 정보를 포함시킨다. 만약 단말이 기지국으로부터 수신한 RRC메시지에 상기 CS 보안 정보가 포함된 경우, 단말은 기지국으로부터 수신한 CS 보안 정보를 이용해 CSFB과정을 진행한다. 만약 CS 키가 포함된 경우, 단말은 수신된 CS 키를 사용한다. 만약 CS 키 대신 CS 키 생성을 위한 파라미터, 예를 들면 downlink NAS count값의 전체 또는 일부가 포함된 경우, 단말은 이를 이용하여 CS key를 생성하고, 이를 이용하여 CSFB과정을 진행한다. 만약 수신된 메시지에 downlink NAS count의 일부만 포함된 경우, 단말은 수신된 값으로부터 전체 downlink NAS count값을 예측(estimate)한 후 나머지 과정을 진행한다.
두 번째 방법은, MME가 단말에게 CS 보안 정보를 NAS 메시지를 통해 직접 알리는 것이다. 즉, 단말로부터 CSFB을 위한 Extended Service Request를 수신한 MME는, CS 보안 정보(생성된 CS 키 또는 단말이 CSFB를 할 때 사용할 CS 키를 생성할 때 사용할 파라미터, downlink NAS count 포함)를 포함한 NAS 메시지를 생성, 기지국으로 보내는 S1 메시지 (Initial UE context setup, UE context release, 또는 UE context modification request)를 이용해 전달한다. 한편, MME는 상기 CS 보안 정보를 포함한 NAS 메시지를 단말까지 전송하기 위해, CSFB의 일반적인 과정을 위한 기지국과의 연동 과정 전에, downlink NAS transport 과정을 기지국과 수행할 수 있다. 기지국은 수신된 NAS 메시지를 RRC 메시지에 포함시켜 전송한다. 만약 단말이 기지국으로부터 수신한 RRC메시지에 상기 NAS 메시지가 포함된 경우, 단말은 NAS메시지로부터 CS 보안 정보를 추출하고, 단말은 수신한 CS 보안 정보를 이용해 CSFB과정을 진행한다. 만약 CS 키가 포함된 경우, 단말은 수신된 CS 키를 사용한다. 만약 CS 키 대신 CS 키 생성을 위한 파라미터, 예를 들면 downlink NAS count값의 전체 또는 일부가 포함된 경우, 단말은 이를 이용하여 CS key를 생성하고, 이를 이용하여 CSFB과정을 진행한다. 만약 수신된 메시지에 downlink NAS count의 일부만 포함된 경우, 단말은 수신된 값으로부터 전체 downlink NAS count값을 예측(estimate)한 후 나머지 과정을 진행한다.
한편, LTE망이 자체적으로 CS서비스를 지원하지 못하므로, 특정 서비스가 필요할 때 2G/3G의 CS 망을 사용하는 CSFB과 같은 기술이 사용될 수 있다고 앞서 언급한 바 있다.
그런데, CSFB은 MME와 MSC사이의 정보교환을 위해, SGs라는 인터페이스를 사용하는데, 사업자 망의 일부 MSC는 SGs 인터페이스를 추가하기 힘든 경우가 있다. 이러한 경우 LTE와 2G/3G망을 동시에 가진 사업자가 음성과 같이 LTE망에서 직접 제공하기 힘든 특정 서비스를 지원하기 위해 사용할 수 있는 방법은, CSFB과 같이 LTE망이 사용자 단말에 대한 CS 망으로의 이동을 도와주는 방법을 사용하는 것이 아니라, 사용자 단말이 직접 LTE망과 2G/3G CS망의 제어 신호를 모니터링 하는 방법을 사용하는 것이다.
즉, 사용자 단말은 일반적으로 LTE망을 통해 데이터를 송신하면서, CS망에서의 MM(Mobility Management) 동작을 수행하기 위해 일정 주기마다 2G/3G 망과 제어 신호를 주고 받는 것이다. 이하 이러한 방법을 SGLTE(simultaneous GSM and LTE)라 칭하며, 이러한 SGLTE 중에 특히 하나의 radio(무선 모듈)만 사용하는 방법을 SRDS(Single Radio Dual System)이라 칭하겠다.
상기 SRDS를 사용하는 경우 아이들 모드(idle mode)인 사용자 단말에 대해 CS 기반 서비스가 필요할 때의 사용자 단말의 동작이 도 6에 도시된다.
도 6은 SRDS를 사용하는 경우 아이들 모드(idle mode)인 사용자 단말에 대해 CS 기반 서비스가 필요할 때의 사용자 단말의 동작 순서를 도시하는 순서도이다.
사용자 단말(600)에 대해 CS 기반 서비스가 필요한 경우, 사용자 단말(600)은 S605 단계에서와 같이 LTE 시스템과 특별한 제어 정보를 교환하지 않고 바로 2G/3G 망으로 스위칭하여 서비스를 받기 위한 동작을 수행한다.
이러한 상황에서, LTE 시스템(즉, Evolved Packet System, EPS)는 사용자 단말(600)이 2G/3G 망으로 스위칭했는지 여부를 명시적으로 알 수 없다. 즉, S610 단계에서와 같이 LTE 시스템은 사용자 단말(600)이 여전히 LTE 시스템의 eNB(610)에 연결되었다고 가정한다.
이 때, S615 단계에서, 사용자 단말(600)에 대한 다운링크 패킷(downlink packet)이 PGW(640)에 도착할 수 있다. 그러면, PGW(640)는 S620 단계에서 과금 정보를 생성하고, SGW(630)에게 패킷 을 전달한다. 그러면, SGW(630)는 다운링크 데이터 통지(Downlink Data Notification) 메시지를 MME(620)에게 전송한다.
상기 다운링크 데이터 통지 메시지를 수신한 MME(620)는 eNB(610)들에게 페이징(paging)을 요청한다.
하지만, 사용자 단말(600)은 S605 단계에서 이미 2G/3G 망으로 스위칭을 수행하였으므로, 사용자 단말(600)은 상기 페이징(paging)을 수신하거나 응답할 수 없다.
따라서 PGW(640)가 과금을 매긴 사용자 데이터 패킷 은 사용자 단말(600)에 전송되지 못한다.
사용자 단말이 연결 모드(connected mode)인 상태에서 CS 기반 서비스를 위해 2G/3G 망으로 스위칭한 경우는, 다운링크 패킷(downlink packet)을 수신한 PGW(640)가 과금 정보를 생성한 후, SGW(630)를 통해 바로 eNB(610)에게 상기 다운링크 패킷 을 전달한다. 그러나 eNB(610)는 사용자 단말(600)에게 상기 다운링크 패킷을 전달할 수 없으므로 위와 유사한 상황을 피하기 힘들다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결할 수 있는 방안을 제안한다. 즉, SRDS 기술을 사용하는 사용자 단말은, CS 기반 서비스를 위해 2G/3G 망으로 스위칭하기 직전에 LTE 시스템에게 2G/3G 망으로 스위칭 할 것임을 알릴 수 있다. 그리고 이를 수신한 LTE 시스템은 잘못된 과금이 발생하지 않도록 사용자 단말에 대한 과금을 중지해 달라고 GW에게 정보를 주거나, 또는 추가로 다운링크 패킷 전송 자체를 중지해 달라고 요청할 수 있다.
사용자 단말에 대한 중지된 과금 및 추가로 선택적인 다운링크 패킷에 대한 전송 중지는, 사용자 단말이 CS 기반 서비스를 마친 후 LTE 시스템으로 복귀하여 TAU 요청(TAU request) 또는 서비스 요청(Service Request)를 전송하면 재개될 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 사용자 단말과 LTE 시스템의 동작 순서를 도시하는 순서도이다.
E-UTRAN에서 캠핑(camping)하고 있던 사용자 단말(700)에 대해, S705 단계에서와 같이 CS 기반 서비스가 필요한 경우(즉, 발신 호가 필요하거나, 수신 호에 대한 paging을 수신한 경우)가 발생할 수 있다.
이 경우, 사용자 단말은 S720 단계 및 S725 단계에서, 2G/3G 망으로 스위칭 하기 전에 LTE 시스템에게, 자신이 곧 CS 기반 서비스를 위해 2G/3G 망으로 스위치 하며, 그 동안에는 PS 데이터를 E-UTRAN을 통해 수신할 수 없음을 알릴 수 있다. 이는 특정 NAS 메시지(예, EMM status)를 이용해 eNB(710)를 통해 MME(720)에게 전달될 수 있으며, 이러한 NAS 메시지는 상황, 즉 단말이 일시적으로 CS 기반 서비스를 위해 2G/3G 망으로 스위칭함을 알리는 IE나 Cause가 포함될 수 있다. 본 발명에서 NAS 메시지가 eNB를 통해 MME에게 전달된 다는 의미는, 사용자 단말이 생성한 NAS 메시지가 RRC 메시지에 포함된 형태로 eNB에 전달되고, 이를 수신한 eNB가 S1_AP 메시지에 NAS 메시지를 담아 MME까지 전달하는 것이다.
만약 사용자 단말(700)이 아이들(idle) 모드라면, S710 단계 및 S715 단계에서 도시된 바와 같이 RRC 연결 설정(RRC connection setup) 과정을 거쳐야 한다. 만약, 사용자 단말(700) 이 이미 연결(connected) 모드 상태라면, 상기 사용자 단말(700)은 바로 RRC 메시지를 이용해 상기 NAS 메시지를 전송할 수 있다.
상기 메시지를 수신한 MME(720)는, 사용자 단말(700)이 CS 기반 서비스를 받기 위해 2G/3G 망으로 스위칭 하며, 일시적으로 PS 데이터 패킷에 대한 과금이나 데이터 전송이 이루어지지 않아야 됨을 파악할 수 있다.
이에 기반하여, MME(720)는 사용자 단말(700)에 대해 GBR(Guaranteed Bit Rate) 베어러를 가지고 있는 경우는, 상기 GBR 베어러들을 비활성/삭제하기 위한 과정을 S725 이하의 단계에서 SGW(730), PGW(740)와 수행한다. 이 때, MME(720)가 S730 단계에서 SGW(730)에게, 그리고 S735 단계에서 SGW(730)가 PGW(740)에게 전달하는 베어러 삭제 명령(Delete Bearer Command) 메시지에는, 사용자 단말(700)이 일시적으로 CS 기반 서비스를 위해 2G/3G 망으로 스위칭함을 알리는 IE나 Cause가 포함될 수 있다.
또한, MME(720)는 non-GBR 베어러들을 중지(suspend) 시키기 위해, 중지(Suspend) 과정을 수행할 수 있다. 이를 위해, S730 단계에서 MME(720)가 SGW(730)에게, 그리고 S735 단계에서 SGW(730)가 PGW(740)에게 전달하는 중지 통지(Suspend Notification) 메시지에는 사용자 단말(700)이 일시적으로 CS 기반 서비스를 위해 2G/3G 망으로 스위칭함을 알리는 IE나 Cause가 포함될 수 있다.
이들 과정을 통해 PGW(740)는 GBR 베어러는 삭제하고, non-GBR 베어러는 중지(suspend) 시키게 된다.
MME(720)는 이러한 동작을 PDN 연결 별로 반복적으로 수행할 수 있다. MME(720)는 이들 GW와의 동작과 함께, 병렬적으로, S760 단계에서 기지국(710)에게 사용자 단말(700)에 대한 ECM 연결(ECM connection)을 해제하라는 명령, 즉 S1 단말 컨텍스트 해제 명령(S1 UE context release command)를 전송할 수 있다.
그러면, 상기 명령을 수신한 기지국(710)은 S765 단계에서, 사용자 단말(700)에게 RRC 연결 해제(RRC connection release) 메시지를 전달할 수 있다.
상기한 본 발명의 실시예에 따르면, 사용자 단말(700)은 이후 2G/3G 망으로 스위칭하여 CS 기반 서비스를 진행할 수 있다.
한편, 상기 본 발명의 일 실시예의 또 다른 변형으로, 사용자 단말은 NAS 메시지를 통해 MME에게 2G/3G 망으로 스위칭한다는 것을 알리는 대신, RRC 메시지를 통해(즉, NAS 메시지가 아닌) 기지국에게 알리고, 기지국이 이를 MME에게 전달하는 것도 가능하다.
보다 구체적으로, 사용자 단말은 RRC 메시지(예, RRC connection request 또는 RRC connection setup complete)를 통해 자신이 CS 기반 서비스를 위해 2G/3G 망으로 스위칭한다는 것을 알리고, 이에 대한 응답을 수신한 후 2G/3G 망으로 스위칭 할 수 있다. 그러면, 기지국은 상기 정보를 사용자 단말로부터 수신하는 경우, MME에게 S1 AP메시지를 통해 상기 정보를 전달한다. 이후의 MME 및 SGW/PGW 동작은 상기한 도 7에 도시된 실시예와 동일하다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 사용자 단말과 LTE 시스템의 동작 순서를 도시하는 순서도이다.
우선, S805 단계에서 도시되는 바와 같이, E-UTRAN에서 캠핑(camping)하고 있던 사용자 단말(800)에 대해 CS 기반 서비스가 필요한 경우(즉, 발신 호가 필요하거나, 수신 호에 대한 paging을 수신한 경우)가 발생할 수 있다.
이 경우, 사용자 단말은(800) S820 단계에서, 2G/3G 망으로 스위칭 하기 전에 LTE 시스템에게 자신이 곧 CS 기반 서비스를 위해 2G/3G 망으로 스위치 하며, 그 동안에는 PS 데이터를 E-UTRAN을 통해 수신할 수 없음을 알릴 수 있다. 이는 S825 단계에서와 같이, 특정 NAS 메시지(예, EMM status)를 이용해 MME(820)에게 전달될 수 있으며, 이러한 NAS 메시지는 상황, 즉 사용자 단말(800)이 일시적으로 CS 기반 서비스를 위해 2G/3G 망으로 스위칭함을 알리는 IE나 Cause가 포함될 수 있다.
만약 사용자 단말(800)이 아이들(idle) 모드라면, S810 단계 및 S815 단계에서와 같이 RRC 연결 설정(RRC connection setup) 과정을 거쳐야 한다. 만약 사용자 단말(800)이 이미 연결(connected) 모드 상태라면, 상기 사용자 단말(800)은 바로 RRC 메시지를 이용해 상기 NAS 메시지를 전송할 수 있다.
상기 메시지를 수신한 MME(820)는, 사용자 단말(800)이 CS 기반 서비스를 받기 위해 2G/3G 망으로 스위칭 하며, 일시적으로 PS 데이터 패킷에 대한 과금이나 데이터 전송이 이루어지지 않아야 됨을 파악할 수 있다. 이에 따라, MME(820)는 사용자 단말(800)에 대한 과금을 중단하기 위해, S830 단계에서 S-GW(830)에게 액세스 베어러 해제 요청(Release Access Bearers Request) 메시지를 전달할 수 있다. 상기 메시지에는 사용자 단말(800)이 일시적으로 CS 기반 서비스를 위해 2G/3G 망으로 스위칭함을 알리는 IE나 Cause가 포함될 수 있다.
상기 메시지를 수신한 SGW(830)는 S835 단계에서, 사용자 단말(800)과 PDN 연결을 가진 PGW(840)들에게 베어러 수정 요청(Modify Bearer Request) 메시지를 전송할 수 있다. 상기 메시지에는 PDN pause ON flag가 포함될 수 있고, 추가적으로 사용자 단말(800)이 일시적으로 CS 기반 서비스를 위해 2G/3G 망으로 스위칭함을 알리는 IE나 Cause가 포함될 수 있다. 그러면 PGW(840)는 S840 단계에서 베어러 수정 응답 메시지를 SGW(830)에게 전송한다. 그러면, SGW(830)는 S845 단계에서 액세스 베어러 해제 응답 메시지를 MME(820)에게 전송하고, S850 단계로부터 베어러 삭제 응답 메시지를 상기 MME(820)로부터 수신한다. 그러면, SGW(830)는 S855 단계에서, 베어러 삭제 응답 메시지를 PGW(840)로 전송한다.
한편, MME(820)는 이들 GW와의 동작과 함께 병렬적으로, S860 단계에서와 같이 기지국(810)에게 사용자 단말(800)에 대한 ECM 연결(ECM connection)을 해제하라는 명령, 즉 S1 단말 컨텍스트 해제 명령(S1 UE context release command)을 전송할 수 있다.
이를 수신한 기지국(810)은 S865 단계에서, 사용자 단말(800)에게 RRC 연결 해제(RRC connection relase) 메시지를 전달할 수 있다. 사용자 단말(800)은 이후 2G/3G 망으로 스위칭하여 CS 기반 서비스를 진행할 수 있다.
한편, 상기 본 발명의 한 실시예의 또 다른 변형으로, 사용자 단말(800)은 NAS 메시지를 통해 MME에게 2G/3G 망으로 스위칭한다는 것을 알리는 대신, RRC 메시지를 통해(즉, NAS 메시지가 아닌) 기지국에게 알리고, 기지국이 이를 MME에게 전달하는 것도 가능하다.
보다 구체적으로, 사용자 단말은 RRC 메시지(예, RRC connection request 또는 RRC connection setup complete)를 통해 자신이 CS 기반 서비스를 위해 2G/3G 망으로 스위칭한다는 것을 알리고, 이에 대한 응답을 수신한 후 2G/3G 망으로 스위칭 할 수 있다. 그러면 기지국은, 상기 정보를 사용자 단말로부터 수신하는 경우, MME에게 S1 AP메시지를 통해 상기 정보를 전달한다. 이후 MME 및 SGW/PGW 동작은 도 8에서 도시한 실시예와 동일하다.
한편, 만약 RAN(Radio Access Network)에 혼잡(congestion)(이하 RAN의 혼잡은 기지국이 관할하는 RAN 또는 특정 cell의 혼잡상황을 일컫는다)이 발생한 경우, 이를 CN(Core Network)까지 전달해 보다 최적화 된 트래픽 처리를 하는 것이 바람직할 수 있다. 만약 혼잡 상황에 따른 트래픽 제어를 사용자 단말 별, 또는 베어러나 서비스 별로 적용하기 위해서는, CN에서 현재 혼잡이 발생한 RAN에 어떤 사용자 단말들이 위치하고 있는지 파악할 수 있어야 한다.
보다 구체적으로 본 발명의 실시예에서 고려하고 있는 상황은 다음과 같다.
RAN 노드가 RAN 혼잡이 발생한 것을 파악하여, 혼잡이 발생했음을 RAN 혼잡 인지 기능(RAN Congestion Awareness Function, RCAF)에게 보고하면, RCAF는 이를 수집하여 혼잡이 발생한 RAN의 식별자(예, cell ID)와 함께 혼잡 정보를 PCRF에게 전달할 수 있다. 만약 PCRF가 사용자 단말 별 또는 사용자의 서비스별 또는 베어러별 트래픽 제어(traffic control 또는 policy control)를 적용하고자 한다면, PCRF는 현재 혼잡이 발생한 RAN에 어떤 사용자 단말들이 위치하고 있는지를 파악해야 한다. 위 문제를 해결하기 위해, 본 발명의 일 실시예에서는, PCRF가 혼잡이 발생한 RAN의 식별자를 PCEF(PGW 내부의 기능이며, 이후 PGW와 혼용되어 사용됨)에게 전달한다. 그러면 PCEF가 ULI(User Location Information) reporting을 MME에 RAN의 식별자와 함께 요청하고, MME는 요청된 RAN에 포함된 사용자 단말들의 ULI reporting을 시작할 수 있다.
상기 LI reporting은 요청을 받은 직후 발생하거나, 사용자 단말의 위치가 변경되었을 때 마다 발생할 수 있다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따라, 특정 RAN에 존재하는 사용자 단말에 대해서 ULI 보고(ULI reporting)를 활성화 하는 방법을 도시하는 도면이다.
우선, RAN 노드(도면에서는 eNB(900)일 수 있음)가 RAN 혼잡이 발생한 것을 파악하였다고 가정한다. 그러면 상기 eNB(900)는 혼잡이 발생하였음을 지시하는 지시 정보를 혼잡이 발생한 RAN의 식별자(예, Cell ID)와 함께 RCAF(910)에게 보고할 수 있다.
그러면, RCAF(910)는 이를 수집하여 혼잡이 발생한 RAN의 식별자(예, cell ID)와 함께 혼잡 정보를 PCRF(920)에게 전달할 수 있다.
만약 PCRF(920)가 사용자 단말 별 또는 사용자의 서비스별 또는 베어러별 트래픽 제어(traffic control 또는 policy control)를 적용하고자 한다면, PCRF(920)는 현재 혼잡이 발생한 RAN에 어떤 사용자 단말들이 위치하고 있는지를 파악할 필요가 있다. 이를 위해, PCRF(920)는 특정 RAN에 위치하는 사용자 단말에 대한 ULI 보고(ULI reporting)를 활성화할 것을 요청하는 요청 메시지를 PCEF(930)에게 전달할 수 있다.
*상기 메시지에는 RAN의 식별자(예, Cell ID)와, 상기 요청이 유효한 시간 정보(예를 들어, 시간 값)이 포함될 수 있다.
PCEF(930)는 상기 요청을 수신하면, S-GW(940)들에게 ULI reporting을 활성화 하라는 요청 메시지를 전송할 수 있다. 상기 요청 메시지에는 마찬가지로 RAN의 식별자와 요청이 유효한 시간 정보(예를 들어, 시간 값)이 포함될 수 있다.
이를 수신한 S-GW(940)는 상기 정보를 MME(950)들에게 전달할 수 있다. 이를 수신한 MME(950)는 상기 요청된 RAN에 위치하는 사용자 단말들을 파악하여, 이들에 대한 ULI reporting을 시작한다.
ULI reporting은 만약 요청메시지에 시간 정보가 포함된 경우, 상기 시간 동안만 적용될 수 있으며, 특정 사용자 단말이 요청된 RAN을 벗어나는 순간 ULI reporting을 보낸 후 비활성화 될 수 있다.
본 발명의 다른 실시 예에 따르면 상기 문제 상황은, PCRF가 혼잡이 발생한 RAN의 식별자를 PCEF에게 전달하고, PCEF가 상기 RAN에 속하는 사용자 단말의 리스트를 얻어온 후, 해당 사용자 단말에 대해서 ULI reporting을 활성화 함으로서 해결될 수도 있다. ULI reporting은 요청을 받은 직후 발생하거나, 사용자 단말의 위치가 변경되었을 때 마다 발생할 수 있다.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따라, 특정 RAN에 존재하는 사용자 단말에 대해서 ULI reporting을 활성화 하는 방법을 도시하는 도면이다.
RAN 노드(도면에서는 eNB(1000)일 수 있음)가 RAN 혼잡이 발생한 것을 파악하였다고 가정한다. 그러면, 상기 eNB(1000)는, 혼잡이 발생하였음을 지시하는 지시 정보를 혼잡이 발생한 RAN의 식별자(예, Cell ID)와 함께 RCAF(941010)에게 보고할 수 있다.
그러면 RCAF(1010)는 이를 수집하여 혼잡이 발생한 RAN의 식별자(예, cell ID)와 함께 혼잡 정보를 PCRF(1020)에게 전달할 수 있다.
만약 PCRF(1020)가 사용자 단말 별 또는 사용자의 서비스별 또는 베어러별 트래픽 제어(traffic control 또는 policy control)를 적용하고자 한다면, PCRF(1020)는 현재 혼잡이 발생한 RAN에 어떤 사용자 단말들이 위치하고 있는지를 파악할 필요가 있다. 이를 위해, PCRF(1020)는 특정 RAN에 위치하는 사용자 단말에 대한 ULI reporting을 활성화하여 줄 것을 요청하는 요청 메시지를 PCEF(1030)에게 전달할 수 있다. 상기 요청 메시지에는 RAN의 식별자(예, Cell ID)와, 상기 요청이 유효한 시간 정보(예를 들어, 시간 값)이 포함될 수 있다.
PCEF(1030)는 상기 요청을 수신하면, S-GW(1040)들에게 상기 RAN 식별자를 포함하여 RAN에 속하는 사용자 단말들의 리스트를 요청하는 메시지를 전달할 수 있다. 상기 요청 메시지에는, 단말의 리스트를 보고하는 주기와, 요청이 유효한 시간 정보(예를 들어, 시간 값)이 포함될 수 있다.
*상기 요청 메시지를 수신한 S-GW(1040)는 상기 정보를 MME(1050)들에게 전달할 수 있다. 이를 수신한 MME(1050)는 상기 요청된 RAN에 위치하는 사용자 단말들을 파악하여, 이들의 식별자에 대한 리스트를 작성할 수 있다. 그리고 MME(1050)는 상기 작성된 리스트를 S-GW(1040)에게 보내는 메시지에 포함시켜, S-GW(1040)에게 전달할 수 있다.
이러한 사용자 단말 리스트의 보고는, 앞서 S-GW(10440)를 통해 전달된 요청 메시지에 주기가 포함된 경우 설정된 주기마다 발생할 수 있다. 또한 유효 시간이 포함된 경우 유효시간이 종료될 때 까지 적용될 수 있다.
MME(1050)가 작성하여 보고한 사용자 단말의 리스트는 최종적으로 S-GW(1040)를 통해 P-GW(PCEF)(1030)에게 전달된다. PCEF(1030)는 상기 정보를 기반으로 혼잡이 발생한 RAN에 어떤 사용자 단말이 포함되었는지 알 수 있으며, 또한 이를 기반으로 동적으로 사용자 단말들의 위치 정보를 알기 위해 ULI reporting을 활성화 시킬 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시 예에 따르면 상기 문제 상황은, 또 다른 방법에 의해 해결할 수도 있다. 보다 구체적으로, PCRF가 혼잡이 발생한 RAN의 식별자를 PCEF에게 전달하면서 GTP(GPRS Tunneling Protocol-C/GTP-U를 통해 RCI(RAN Congestion Information) 보고를 요청고, PCEF가 상기 RAN에 속하는 사용자 단말들에 대한 RCI 리포팅을 RAN 노드에 요청함으로써 해결될 수 있다.
활성화 된 RCI reporting은 요청을 받은 직후 발생하거나, 또는 사용자 단말의 위치가 변경되었을 때 마다 발생할 수 있으며, 특정 사용자 단말이 혼잡하지 않은 RAN으로 이동한 경우 종료될 수 있다.
도 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 따라, 특정 RAN에 존재하는 사용자 단말에 대해서 RCI reporting을 활성화 하는 방법을 도시하는 도면이다.
RAN 노드(도면에서는 eNB(1100)일 수 있음)가 RAN 혼잡이 발생한 것을 파악하여, 혼잡이 발생하였음을 지시하는 정보를 혼잡이 발생한 RAN의 식별자(예, Cell ID)와 함께, RCAF(1110)에게 보고한다.
그러면, RCAF(1110)는 이를 수집하여 혼잡이 발생한 RAN의 식별자(예, cell ID)와 함께 혼잡 정보를 PCRF(1120)에게 전달할 수 있다. 만약 PCRF(1120)가 사용자 단말 별 또는 사용자의 서비스별 또는 베어러별 트래픽 제어(traffic control 또는 policy control)를 적용하고자 한다면, PCRF(1120)는 현재 혼잡이 발생한 RAN에 어떤 사용자 단말들이 위치하고 있는지를 파악해야 하며, 추가적으로 보다 구체적인 사용자/베어러/서비스 별 혼잡 정보를 파악해야 할 수 있다.
이를 위해, PCRF(1120)는 특정 RAN에 위치하는 사용자 단말에 대한 RCI reporting을 활성하여 줄 것을 요청하는 요청 메시지를 PCEF(1130)에게 전달할 수 있다. 상기 메시지에는 RAN의 식별자(예, Cell ID)와, 상기 요청이 유효한 시간 정보(예를 들어, 시간 값)이 포함될 수 있다. 상기 RCI에는 사용자 단말의 식별자, RAN 식별자, 혼잡 상태 정보(혼잡 레벨, 혼잡 여부 등) 등이 포함될 수 있다.
PCEF(1130)는 상기 요청을 수신하면, GTP-C 메시지를 사용하여, 상기 RAN에 존재하는 사용자 단말들에 대해 RCI reporting을 활성화 할 것을 요청하는 메시지를 전달할 수 있다. 이 요청은 앞서 언급한 유효 시간 정보 및 보고 주기가 포함될 수 있다.
상기 요청은 GTP-C 메시지를 통해 PCEF(1130)에서 S-GW(1140)로 전달되고, 다시 SGW(1140)에서 MME(1150)에게 전달된다. 그러면 MME(1150)는 상기 정보를 RAN 노드에 전송하는 S1AP 메시지에 삽입하여 전달할 수 있다. 특히 MME(1150)는 수신한 RAN 식별자를 이용하여, 매칭되는 RAN에게만 RCI reporting을 시작하라는 요청을 전송할 수 있다.
이를 수신한 RAN 노드는 상기 요청된 RAN에 위치하는 사용자 단말들을 파악하여, 이들에 대한 RCI reporting을 시작할 수 있다. RCI reporting은 만약 요청 메시지에 시간 정보가 포함된 경우, 상기 시간 동안만 적용될 수 있으며, 특정 사용자 단말이 요청된 RAN을 벗어나는 순간 마지막으로 RCI reporting을 보낸 후 비활성화 될 수 있다.
이러한 RCI는 상향 링크로 전송되는 사용자 데이터 패킷(user data packet)(예, GTP-U 헤더 또는 IP 헤더 사용)를 사용하거나, 별도의 S1-AP(기지국이 MME에게 전달할 때)와 GTP-C(MME가 S-GW, S-GW가 P-GW에게 전달할 때) 메시지에 포함될 수 있다.
상기한 실시 예에서는 하나의 네트워크 노드(예, RAN Congestion Awareness Function, RCAF)가 혼잡한 셀에 위치하는 사용자 단말이 어떠한 단말들인지 여부를 판단하기 위한 정보를 다른 네트워크 노드(예, MME)에게 요청하고 수신하는 과정을 포함하고 있다.
또한, 상기한 실시 예에서는 하나의 네트워크 노드가 다른 네트워크와 정보를 요청하고 응답할 때, 메시지들이 중간 노드들(예, PCRF, PGW, 또는 SGW)을 경유하여(거쳐) 전달되는 상황을 예를 들어 설명하였다.
이 경우, 상기 실시 예들의 주요한 요지는 하나의 네트워크 노드가 다른 네트워크 노드와 직접 연결(reference point 또는 interface)을 구비하고, 중간 노드들 없이 직접 메시지를 송수신하는 경우에도 적용될 수 있음에 유의해야 한다.
상기한, 본원발명의 다른 실시예 즉, 하나의 네트워크 노드가 다른 네트워크 노드와 직접 연결을 구비하고 메시지를 직접 송수신하는 실시예에 대해서는 하기의 도면들을 참고하여 구체적으로 설명하도록 한다.
*도 12는 본 발명의 일 실시예에 따라 혼잡한 셀(또는 기지국)에 위치하는 사용자 단말들이 어떤 것인지를 파악하기 위해 두 네트워크 노드간 메시지를 교환하는 동작을 도시하는 순서도이다.
임의의 네트워크 노드(이하 RCAF(1220)를 예를 들어 설명함)는 특정 셀(또는 기지국)에 위치하는 단말들을 파악해야 한다. 이는, 특정 셀(또는 기지국)에 혼잡이 발생했음을 인지하거나, 또는 특정 조건(예, 일정 시간 단위로 파악하거나)이 만족되었을 경우 유발될 수 있다.
도 12에서 도시되는 바와 같이, RCAF(1220)는 S1210 단계에서, 다른 네트워크 노드(이하 MME(1210)를 예를 들어 설명함)에게 사용자 단말 정보를 요청하는 요청 메시지를 전송할 수 있다. 상기 메시지는 단말 정보 요청(UE information request) 또는 IMSI/APN 정보 요청(information request) 메시지일 수 있다. 상기 메시지에는 대상이 되는 영역을 식별할 수 있는 식별자가 포함되며, 영역 식별자는 셀 식별자(Cell ID), 기지국 식별자(eNB ID)일 수 있다. 또한 상기 메시지에는 추가적으로 대상이 되는 사업자를 식별할 수 있는 식별자, 예를 들면 selected PLMN ID가 포함될 수 있다. 사업자 식별자(PLMN ID)는 만약 RAN이 다수의 사업자에 의해 공유(sharing)된 상황에서, 특정 사업자에 등록된 사용자 단말에 대한 정보를 수신하기 위해 사용될 수 있다. 상기 메시지는 Diameter 프로토콜을 이용한 요청 메시지일 수 있으며, 그 경우 상기 대상 영역을 구별할 수 있는 식별자는 AVP(Attribute-Value-Pair) 의 하나로 포함될 수 있다.
그리고, MME(1210)는 S1220 단계에서, 응답 메시지를 RCAF(1220)에게 전송할 수 있다. 상기 메시지에는 요청 메시지에 포함된 대상 영역(셀, 기지국)에 위치하는 사용자 단말의 식별자 리스트가 포함된다. 사용자 단말을 식별하기 위한 식별자는 IMSI일 수 있다. 만약 이전 단계에서 수신한 요청 메시지에 대상 사업자 식별자가 포함된 경우, MME는 대상 사업자에 등록된(즉, 단말들 중 selected PLMN이나 registered PLMN이 요청된 PLMN과 같은 경우로 한정) 단말만 리스트에 포함시킬 수 있다. 또한 상기 사용자 단말 정보는, 사용자 단말이 등록된 PLMN 식별자를 포함할 수 있다.
이 경우, MME(1210)는 특정 영역에 위치하는 사용자 단말들을 파악하기 위해, 기지국과 별도의 위치 보고 과정을 수행할 수 있다. 상기 메시지는 Diameter 프로토콜을 이용한 응답 메시지, 예를 들면 단말 정보 응답(UE information response) 또는 IMSI/APN 정보 응답(information response) 메시지일 수 있으며, 상기 사용자 식별자 정보는 AVP의 하나로 포함될 수 있다.
RCAF(1220)는 수신된 정보를 이용해 혼잡이 발생한 영역에 위치하는 사용자 단말들이 어떤 것인지 파악할 수 있으며, 필요한 경우 어떤 단말에 대한 혼잡 정보(RAN congestion information)를 다른 네트워크 노드(예, PCRF)에 전달할지 판단할 때 사용할 수 있다.
한편, 혼잡 제어를 특정 서비스에 대해서만 적용하는 경우, 그 외의 서비스를 가진 사용자 단말의 혼잡 정보를 교환하는 것은 불필요한 시그널링을 유발할 수 있다. 뿐만 아니라, 네트워트 노드들의 처리 부하를 증가시키는 요인이 될 수 있다. 예를 들면, 네트워크에서 혼잡을 유발하는 주요한 원인이 QCI(QoS Class Identifier) 9또는 6번을 사용하는 EPS bearer를 통해 송수신되는 트래픽이고, 이에 대해 혼잡 제어를 적용할 경우, 다른 EPS bearer, 예를 들어 QCI 5번을 사용하는 EPS bearer만 가진 사용자 단말에 대해서는 혼잡 정보를 전달할 필요가 없다. 즉, RCAF(1220)는 MME(1210)로부터 수신한 사용자 단말의 정보(APN, QCI, ARP) 중 하나 이상의 조합으로 혼잡 정보를 PCRF에게 전달할지 여부를 결정하여 불필요한 시그널링 및 처리 부하를 줄일 수 있다.
도 13은 혼잡한 셀(또는 기지국)에 위치하는 사용자 단말들과 각 단말의 PDN 커넥션(connection)의 정보를 파악하기 위해 두 네트워크 노드간 메시지를 교환하는 동작을 도시하는 순서도이다.
임의의 네트워크 노드(이하 RCAF(1320)를 예를 들어 설명하며, 혼잡 정보를 수집하여 다른 노드에 전달하는 노드)는 특정 셀(또는 기지국)에 위치하는 단말들의 정보를 파악해야 한다. 이는, 특정 셀(또는 기지국)에 혼잡이 발생했음을 인지하거나, 또는 특정 조건(예, 일정 시간 단위로 파악하거나)이 만족되었을 경우 유발될 수 있다.
RCAF(1320)는 S1310 단계에서, 다른 네트워크 노드(이하 MME(1310)를 예를 들어 설명함)에게 사용자 단말 정보를 요청하는 요청 메시지를 전송할 수 있다. 상기 메시지는 UE 정보 요청(information request) 또는 IMSI/APN 정보 요청(information request) 메시지일 수 있다. 이 메시지에는 대상이 되는 영역을 식별할 수 있는 식별자가 포함되며, 영역 식별자는 셀 식별자(Cell ID), 기지국 식별자(eNB ID)일 수 있다. 또한 상기 메시지에는 추가적으로 대상이 되는 사업자를 식별할 수 있는 식별자, 예를 들면 PLMN ID가 포함될 수 있다. 사업자 식별자(PLMN ID)는 만약 RAN이 다수의 사업자에 의해 공유(sharing)된 상황에서, 특정 사업자에 등록된 사용자 단말에 대한 정보를 수신하기 위해 사용될 수 있다. 이 메시지는 Diameter 프로토콜을 이용한 요청 메시지일 수 있으며, 그 경우 상기 대상 영역을 구별할 수 있는 식별자는 AVP의 하나로 포함될 수 있다.
그리고 MME(1310)는 S1320 단계에서, 응답 메시지를 RCAF(1320)에게 전송할 수 있다. 상기 메시지에는 요청 메시지에 포함된 대상 영역(셀, 기지국)에 위치하는 사용자 단말의 식별자와 단말의 정보의 리스트가 포함된다. 사용자 단말을 식별하기 위한 식별자는 IMSI일 수 있으며, 각 IMSI별로 사용자 단말의 정보가 함께 포함될 수 있다. 만약 이전 단계에서 수신한 요청 메시지에 대상 사업자 식별자가 포함된 경우, MME는 대상 사업자에 등록된(즉, 단말들 중 selected PLMN이나 registered PLMN이 요청된 PLMN과 같은 경우로 한정) 단말만 리스트에 포함시킬 수 있다. 또한 상기 사용자 단말 정보는, 사용자 단말이 등록된 PLMN 식별자를 포함할 수 있다.
상기의 사용자 단말 정보는 특히 PDN 커넥션(connection) 또는 EPS 베어러(bearer) 관련 정보일 수 있으며, 그 정보로는 APN, EPS bearer의 QCI, 그리고 EPS bearer의 ARP가 사용될 수 있다.
만약 EPS 베어러(bearer) 정보가 사용되는 경우, 대상 EPS 베어러(bearer)는 PDN 커넥션(connection)의 디폴트 베어러(default bearer)일 수 있으며, 만약 사용자 단말이 두 개 이상의 PDN 커넥션(connection)을 갖는 경우나 두 개 이상의 EPS 베어러(bearer)를 갖는 경우 상기 메시지에는 PDN 커넥션(connection) 별 또는 EPS 베어러(bearer) 별 정보를 모두 포함할 수 있다.
한편, MME(1310)는 특정 영역에 위치하는 사용자 단말들을 파악하기 위해, 기지국과 별도의 위치 보고 과정을 수행할 수 있다. 상기 메시지는 Diameter 프로토콜을 이용한 응답 메시지, 예를 들면 UE 정보 응답(information response) 또는 IMSI/APN 정보 응답(information response) 메시지일 수 있으며, 상기 사용자 식별자 정보와 단말 정보는 AVP를 이용해 인코딩되어 메시지에 포함될 수 있다.
RCAF(1320)는 수신된 정보 중 사용자 단말의 식별자를 이용해 혼잡이 발생한 영역에 위치하는 사용자 단말들이 어떤 것인지 파악할 수 있으며, 필요한 경우 어떤 단말에 대한 혼잡 정보(RAN congestion information)를 다른 네트워크 노드(예, PCRF)에 전달할지 판단할 때 사용할 수 있다.
RCAF(1320)는 수신된 정보 중 사용자 단말이 사용 중인 APN을 이용해 사용자 별 적합한 PCRF를 선택할 수 있다. RCAF(1320)는 수신된 정보 중 사용자 단말이 사용 중인 EPS bearer 정보(QCI 또는 ARP)를 사용해 혼잡 정보 전달을 제어할 수 있다. 즉, RCAF(1320)는 수신된 정보 중 사용자 단말이 사용 중인 EPS bearer 정보(QCI 또는 ARP)를 이용해 혼잡 정보를 다른 네트워크 노드(예, PCRF)에 전달할지 여부 또는 전송하는 주기 등을 결정할 수 있다.
예를 들면, RCAF(1320)는 사용자 단말이 가진 EPS bearer의 QCI가 특정 값(예를 들면 QCI 9 또는 QCI 6)이면 혼잡 정보를 PCRF에 전달하고, 그렇지 않으면 전달하지 않을 수 있다.
또는, RCAF(1320)는 혼잡 정보를 PCRF에 전달할 지 여부를 결정할 때, APN 정보도 사용할 수 있다. 예를 들면, RCAF(1320)는 잘 알려진 IMS 서비스 또는 VoLTE를 위한 APN인 경우 혼잡 정보를 전달하지 않을 수 있으며, 또는 일반적인 best effort 또는 인터넷 서비스를 위한 APN인 경우 혼잡 정보를 전달할 수 있다. RCAF(1320)가 APN, QCI, ARP 정보를 조합하여 혼잡 정보를 PCRF에 전달할지 여부를 결정할 수 있음은 물론이다.
한편, 혼잡한 셀에 위치하는 사용자 단말들이 변경되지 않거나, 사용자 단말 정보가 변경되지 않았음에도 불구하고 RCAF와 MME가 서로 메시지를 주고받는 것은 불필요한 시그널링과 처리 부하를 증가시키는 요인이 될 수 있다.
따라서, 이하에서 기술될 본 발명의 일 실시 예에서는 RCAF가 MME에 사용자 단말 정보 보고(또는 알림)를 알림 조건과 함께 가입(subscribe)해 놓으면, MME는 알림 조건이 만족되면 RCAF가 요청하지 않아도 사용자 단말 정보를 RCAF에게 보고하여 불필요한 메시지 교환이나 RCAF의 처리 부하를 줄일 수 있는 방법을 제안한다.
도 14는 주기적으로 사용자 단말 정보를 수신하기 위해 알림(notification)을 활성화 하기 위한 메시지 교환 과정을 도시하는 순서도이다.
임의의 네트워크 노드(이하 RCAF(1420)를 예를 들어 설명하며, 혼잡 정보를 수집하여 다른 노드에 전달하는 노드)는 특정 셀(또는 기지국)에 위치하는 단말들의 정보를 수신하기 위한 알림을 등록한다. 이는, 특정 셀(또는 기지국)에 혼잡이 발생했음을 인지하거나, 또는 특정 조건(예, 일정 시간 단위로 파악하거나)이 만족되었을 경우 유발될 수 있다.
RCAF(1420)는 S1410 단계에서, 다른 네트워크 노드(이하 MME(1410)를 예를 들어 설명함)에게 사용자 단말 정보 알림을 등록하기 위한 요청 메시지를 전송할 수 있다. 상기 메시지는 가입 통지 요청(Subscribe Notification Request) 메시지일 수 있다. 상기 메시지에는 대상이 되는 영역을 식별할 수 있는 식별자가 포함되며, 영역 식별자는 셀 식별자(Cell ID), 기지국 식별자(eNB ID)일 수 있다. 또한 상기 메시지에는 추가적으로 대상이 되는 사업자를 식별할 수 있는 식별자, 예를 들면 PLMN ID가 포함될 수 있다. 사업자 식별자(PLMN ID)는 만약 RAN이 다수의 사업자에 의해 공유(sharing)된 상황에서, 특정 사업자에 등록된 사용자 단말에 대한 정보를 수신하기 위해 사용될 수 있다.
또한, 상기 메시지에는 대상이 되는 단말을 식별할 수 있는 식별자가 포함될 수 있으며, 특히 IMSI가 사용될 수 있다.
또한 상기 메시지는 알림 요청이 유효한 시간 또는 요청된 알림 동작이 만료되는 시간을 나타내는 시간 정보가 포함될 수 있다.
또한 상기 메시지에는 알림 동작을 수행할 조건, 예를 들면 주기적인 알림이 필요한 경우 알림이 발생하는 시간 주기, 또는 대상 영역에 위치하는 사용자 단말 정보가 변경되었을 때 (예를 들면, 새로운 사용자 단말이 대상 영역으로 진입하거나, 기존 사용자 단말이 다른 영역으로 빠져나간 경우) 등의 조건이 포함될 수 있다.
상기 메시지는 Diameter 프로토콜을 이용한 요청 메시지일 수 있으며, 그 경우 상기 정보나 조건들은 AVP로 인코딩 된다.
그러면, MME(1410)는 S1420 단계에서 알림을 설정하고, S1430 단계에서 응답 메시지를 RCAF(1430)에게 전송할 수 있다. 이 경우, 알림이 등록되었음을 알리는 메시지는 Diameter 프로토콜을 사용하는 가입 통지 응답(Subscribe Notification Answer) 메시지일 수 있다.
이후, MME(1410)는 설정된 알림 정보에 따라 알림 동작을 수행할지 판단하고, 조건이 만족될 경우 RCAF(1420)와의 알림 과정을 수행한다.
만약 앞선 알림 설정 과정 중 RCAF(1420)로부터 알림 동작 만료 조건이 포함된 경우, MME(1410)는 알림 동작 만료 시간이 되기 전까지만 알림을 수행한다.
만약 앞선 알림 설정 과정 중 알림 조건이 포함된 경우, MME(1410)는 알림 조건이 만족되는 경우에 한해 알림을 수행한다.
알림에 사용되는 메시지에는 단말의 식별자와 단말의 정보의 리스트가 포함될 수 있다. 사용자 단말을 식별하기 위한 식별자는 IMSI일 수 있으며, 각 IMSI별로 사용자 단말의 정보가 함께 포함될 수 있다. 만약 이전 단계에서 수신한 요청 메시지에 대상 사업자 식별자가 포함된 경우, MME는 대상 사업자에 등록된(즉, 단말들 중 selected PLMN이나 registered PLMN이 요청된 PLMN과 같은 경우로 한정) 단말만 리스트에 포함시킬 수 있다. 또한 상기 사용자 단말 정보는, 사용자 단말이 등록된 PLMN 식별자를 포함할 수 있다.
이 때, MME(1410)가 RCAF(1420)에 전달하는 사용자 단말 및 단말 정보는, 가장 최근에 RCAF에 전송한 정보 이후에 변경된 것들만 포함하거나, 또는 대상 영역에 위치하는 모든 단말의 정보를 포함할 수도 있다.
만약, MME(1410)가 갱신된(updated) 정보만을 RCAF(1420)에 전송할 경우, RCAF(1420)는 갱신된 정보를 이용해 자신이 저장하고 있던 정보의 일부를 갱신하거나 삭제 또는 추가할 수 있다.
만약, MME(1410)가 대상 영역에 위치하는 모든 사용자 단말의 정보를 RCAF(1420)에 전송할 경우, RCAF(1420)는 자신이 저장하고 있는 정보를 수신된 정보로 대체한다.
한편, 상기 메시지는 Diameter 프로토콜을 이용한 응답 메시지, 예를 들면 푸쉬 통지 응답(Push Notification Answer) 메시지일 수 있으며, 상기 사용자 식별자 정보와 단말 정보는 AVP를 이용해 인코딩되어 메시지에 포함될 수 있다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 사용자 단말의 내부 구조를 도시하는 블록도이다. 도 15에서 도시되는 바와 같이, 본 발명의 사용자 단말은 무선 송수신부(1510), 저장부(1520), 제어부(1530)를 포함할 수 있다.
무선 송수신부(1510)는 사용자 단말의 무선 통신을 위한 해당 데이터의 송수신 기능을 수행한다. 무선 송수신부(1510)는 송신되는 신호의 주파수를 상승 변환 및 증폭하는 RF송신기와, 수신되는 신호를 저 잡음 증폭하고 주파수를 하강 변환하는 RF수신기 등으로 구성될 수 있다. 또한, 무선 송수신부(1510)는 무선 채널을 통해 데이터를 수신하여 제어부(1530)로 출력하고, 제어부(1530)로부터 출력된 데이터를 무선 채널을 통해 전송할 수 있다.
저장부(1520)는 사용자 단말의 동작에 필요한 프로그램 및 데이터를 저장한다.
제어부(1530)는 사용자 단말이 본 발명의 실시예에 따라 동작할 수 있도록 각 블록 간 신호 흐름을 제어한다. 예를 들어, 제어부(1530)는 CSFB 트리거링을 감지하는 경우, CS 보안 키 관련 정보를 확인할 수 있다. 그리고 제어부(1530)는 상기 CS 보안 키 관련 정보에 기반하여 CS 도메인에 대한 호 설정 과정을 수행하도록 제어할 수 있다.
또한, 제어부(1530)는 상기 이동 통신 시스템의 코어 네트워크 노드로부터 전송된 CS 보안 키 관련 정보를 확인하는 일련의 과정을 제어할 수도 있다. 또한, 제어부(1530)는 사용자 단말이 패킷 교환 도메인에 대한 보안 절차에 사용한 PS 보안 키 관련 정보로부터, 상기 CS 보안 키 관련 정보를 생성하도록 제어할 수 있다.
상기한 실시예 외에도, 제어부(1530)는 본 발명의 다른 실시예에 따라 사용자 단말이 동작하도록 제어할 수 있다.
도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 코어 네트워크 노드 의 내부 구조를 도시하는 블록도이다. 도 16에서 도시되는 바와 같이, 본 발명의 코어 네트워크 노드는 인터페이스부(1610), 저장부(1620), 제어부(1630)를 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 코어 네트워크 노드는 MME를 포함할 수 있다.
인터페이스부(1610)는 코어 네트워크 노드의 유선 통신을 위한 신호 처리 기능을 수행할 수 있다.
저장부(1620)는 코어 네트워크 노드의 동작에 필요한 프로그램 및 데이터를 저장한다.
제어부(1630)는 코어 네트워크 노드가 본 발명의 실시예에 따라 동작할 수 있도록 각 블록 간 신호 흐름을 제어한다. 예를 들어, 제어부(1630)는 사용자 단말이 회선 교환 폴 백(Circuit Switched Fall Back, CSFB) 절차에서 사용할 CS 보안 키 관련 정보를 생성할 수 있다. 그리고 제어부(1630)는 상기 생성된 CS 보안 키 관련 정보를 CS 도메인의 컨트롤 노드(예를 들어, MSC/VLR)에 전송하도록 제어할 수 있다. 이 경우, 제어부(1630)는 사용자 단말이 패킷 교환 도메인에 등록하는 과정에서 상기 CS 보안 키 관련 정보를 생성하도록 제어할 수 있고, 또는 상기 사용자 단말에서 CSFB이 트리거 되어 상기 사용자 단말로부터 전송되는 확장된 서비스 요청 메시지를 수신하는 시점에서 상기 CS 보안 키 관련 정보를 생성하도록 제어할 수도 있다.
또한, 제어부(1630)는 상기 CS 보안 키 관련 정보를 상기 사용자 단말에 전송할 수 있다. 또한, 제어부(1630)는 상기 CS 도메인의 컨트롤 노드로부터 변경된 CS 보안 키 관련 정보를 수신하는 경우, 상기 수신한 변경된 CS 보안 키 관련 정보를 상기 사용자 단말에 전송하도록 제어할 수 있다.
상술한 실시예들에서, 모든 단계는 선택적으로 수행의 대상이 되거나 생략의 대상이 될 수 있다. 또한 각 실시예에서 단계들은 반드시 순서대로 일어날 필요는 없으며, 뒤바뀔 수 있다.
한편, 본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시 예들은 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 본 발명의 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것일 뿐이며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 즉 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.

Claims (22)

  1. 이동 통신 시스템에서 코어 네트워크 노드의 단말에 대한 보안 절차 지원 방법에 있어서,
    단말이 회선 교환 폴 백(Circuit Switched Fall Back, CSFB) 절차에서 사용할 CS 보안 키 관련 정보를 생성하는 단계; 및
    상기 생성된 CS 보안 키 관련 정보를 CS 도메인의 컨트롤 노드에 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 보안 절차 지원 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 생성 단계는,
    상기 단말의 패킷 교환 도메인의 등록 과정에서 상기 CS 보안 키 관련 정보를 생성하는 것을 특징으로 하는 보안 절차 지원 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 생성 단계는,
    상기 단말에서 CSFB이 트리거 되어 상기 단말로부터 전송되는 확장된 서비스 요청 메시지 수신 시, 상기 CS 보안 키 관련 정보를 생성하는 것을 특징으로 하는 보안 절차 지원 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 CS 보안 키 관련 정보를 상기 단말에 전송하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 보안 절차 지원 방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 CS 보안 키 관련 정보는,
    CS 보안 키 또는 상기 CS 보안 키를 생성하기 위해 필요한 적어도 하나 이상의 파라미터를 포함하는 것을 특징으로 하는 보안 절차 지원 방법.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 CS 도메인의 컨트롤 노드로부터 변경된 CS 보안 키 관련 정보를 수신하는 경우, 상기 수신한 변경된 CS 보안 키 관련 정보를 상기 단말에 전송하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 보안 절차 지원 방법.
  7. 제1항에 있어서, 상기 CS 보안 키 관련 정보는,
    상기 단말을 관리하는 CS 도메인 컨트롤 노드가 변경되는 경우, 상기 변경된 CS 도메인 컨트롤 노드로 전달되는 것을 특징으로 하는 보안 절차 지원 방법.
  8. 제1항에 있어서, 상기 코어 네트워크 노드는,
    이동성 관리 엔티티(Mobility Management Entity, MME)를 포함하는 것을 특징으로 하는 보안 절차 지원 방법.
  9. 이동 통신 시스템에서 단말에 대한 보안 절차를 지원하는 코어 네트워크 노드에 있어서,
    단말 또는 상기 이동 통신 시스템의 임의의 노드들과 신호를 송수신하는 송수신부; 및
    상기 단말이 회선 교환 폴 백(Circuit Switched Fall Back, CSFB) 절차에서 사용할 CS 보안 키 관련 정보를 생성하고, 상기 생성된 CS 보안 키 관련 정보를 CS 도메인의 컨트롤 노드에 전송하도록 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 코어 네트워크 노드.
  10. 제9항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 단말의 패킷 교환 도메인의 등록 과정에서 상기 CS 보안 키 관련 정보를 생성하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 코어 네트워크 노드.
  11. 제9항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 단말에서 CSFB이 트리거 되어 상기 단말로부터 전송되는 확장된 서비스 요청 메시지 수신 시, 상기 CS 보안 키 관련 정보를 생성하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 코어 네트워크 노드.
  12. 제9항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 CS 보안 키 관련 정보를 상기 단말에 전송하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 코어 네트워크 노드.
  13. 제9항에 있어서, 상기 CS 보안 키 관련 정보는,
    CS 보안 키 또는 상기 CS 보안 키를 생성하기 위해 필요한 적어도 하나 이상의 파라미터를 포함하는 것을 특징으로 하는 코어 네트워크 노드.
  14. 제12항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 CS 도메인의 컨트롤 노드로부터 변경된 CS 보안 키 관련 정보를 수신하는 경우, 상기 수신한 변경된 CS 보안 키 관련 정보를 상기 단말에 전송하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 코어 네트워크 노드.
  15. 제9항에 있어서, 상기 CS 보안 키 관련 정보는,
    상기 단말을 관리하는 CS 도메인 컨트롤 노드가 변경되는 경우, 상기 변경된 CS 도메인 컨트롤 노드로 전달되는 것을 특징으로 하는 코어 네트워크 노드.
  16. 제9항에 있어서, 상기 코어 네트워크 노드는,
    이동성 관리 엔티티(Mobility Management Entity, MME)를 포함하는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 코어 네트워크 노드.
  17. 이동 통신 시스템에서 단말의 회선 교환 폴 백(Circuit Switched Fall Back, CSFB) 절차 수행 방법에 있어서,
    상기 CSFB 트리거링을 감지하는 단계;
    CS 보안 키 관련 정보를 확인하는 단계; 및
    상기 CS 보안 키 관련 정보에 기반하여, 회선 교환 도메인에 대한 호 설정 과정을 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 단말의 CSBF 절차 수행 방법.
  18. 제17항에 있어서, 상기 확인 단계는,
    상기 이동 통신 시스템의 코어 네트워크 노드로부터 전송된 CS 보안 키 관련 정보를 확인하는 것을 특징으로 하는 단말의 CSBF 절차 수행 방법.
  19. 제17항에 있어서, 상기 확인 단계는,
    상기 단말이 패킷 교환 도메인에 대한 보안 절차에 사용한 PS 보안 키 관련 정보로부터, 상기 CS 보안 키 관련 정보를 생성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 단말의 CSFB 절차 수행 방법.
  20. 이동 통신 시스템에서 회선 교환 폴 백(Circuit Switched Fall Back, CSFB) 절차를 수행하는 단말에 있어서,
    기지국과 신호를 송수신하는 송수신부; 및
    상기 CSFB 트리거링을 감지하고, CS 보안 키 관련 정보를 확인하며, 상기 CS 보안 키 관련 정보에 기반하여 회선 교환 도메인에 대한 호 설정 과정을 수행하도록 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 단말.
  21. 제20항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 이동 통신 시스템의 코어 네트워크 노드로부터 전송된 CS 보안 키 관련 정보를 확인하는 것을 특징으로 하는 단말.
  22. 제20항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 단말이 패킷 교환 도메인에 대한 보안 절차에 사용한 PS 보안 키 관련 정보로부터, 상기 CS 보안 키 관련 정보를 생성하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 단말.
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