KR102207130B1

KR102207130B1 - 이종망 환경에서 효율적인 이동성 관리를 위한 방법 및 장치

Info

Publication number: KR102207130B1
Application number: KR1020167028234A
Authority: KR
Inventors: 김자영; 임한성; 성단근; 이윤정; 김병훈
Original assignee: 엘지전자 주식회사; 한국과학기술원
Priority date: 2014-03-27
Filing date: 2015-03-27
Publication date: 2021-01-25
Also published as: EP3125592A1; KR20160138452A; WO2015147602A1; US9888454B2; US20170181122A1; EP3125592B1; EP3125592A4

Abstract

본 명세서는 이동 통신 시스템에서 마이크로 MME와 매크로 MME의 계층적 구조를 통해 보다 효율적인 이동성 관리를 하는 방법 및 장치를 제안한다. 구체적으로, 제2 MME는 하나의 매크로 셀에 포함되는 복수의 소형 셀과 연결을 설정한다. 제2 MME는 하나의 특정한 매크로 셀을 관리하고, 제1 MME는 복수의 매크로 셀을 관리하는 계층적 구조를 가진다. 그리고, 제2 MME가 하나의 매크로 셀에 포함되는 복수의 소형 셀 중에 단말이 위치하는 소형 셀로 페이징 메시지를 전송한다. 단말의 위치 정보를 가지고 단말이 위치하는 특정한 소형 셀로 페이징 메시지를 전송할 수 있다.

Description

이종망 환경에서 효율적인 이동성 관리를 위한 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR EFFICIENT MOBILITY MANAGEMENT IN HETEROGENEOUS NETWORK ENVIRONMENT}

본 명세서는 이동 통신에 관한 것으로, 보다 상세하게는 이동 통신 시스템에서 MME(Mobility Management Entity) 및 S-GW(Serving Gateway)의 효율적인 구성을 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.

일반적으로 이동 통신 시스템은 사용자의 활동성을 보장하면서 음성 서비스를 제공하기 위해 개발되었다. 그러나 이동 통신 시스템은 점차로 음성 서비스뿐만 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 시스템의 하나로 3GPP(The 3rd Generation Partnership Project)에서 LTE(Long Term Evolution) 및 LTE-Advanced(LTE-A)에 대한 규격 작업이 진행 중이다. LTE는 2010년부터 상용화가 진행되고 있으며, 최대 100Mbps 정도의 전송 속도를 가지는 고속 패킷 기반 통신을 구현하는 기술이고, 이를 개선한 LTE-A 시스템은 최대 수백 Mbps 정도의 전송 속도를 지원하게 된다. 하지만 한 기지국 안에서 서비스 중인 단말(UE, User Equipment) 수가 증가하게 되면 단말들 간 자원을 나누어 사용하여야 하기 때문에, 실제 시스템 성능이 고속 패킷 전송을 지원한다고 하더라도 실제 단말은 저속의 데이터 서비스를 받아야 하는 상황이 발생할 수도 있다. 따라서 이러한 부조리를 해결하기 위하여 최근에는 서비스 영역을 확장 또는 네트워크 용량 확대를 위한 방안으로, 기존 매크로 기지국보다 좁은 서비스 영역을 가지는 마이크로 기지국(Micro base station) 또는 피코 기지국(Pico base station)을 네트워크에 도입하거나 댁내만을 서비스 영역으로 하는 펨토 셀(Femto cell) 기지국을 설치하는 등, 다량의 작은 사이즈 기지국의 도입이 고려되고 있다.

다만, 펨토 셀과 같은 소형 셀들이 수십만 개 이상이 있는 경우, 모든 소형 셀들을 관장하고 다양한 서브 망들을 상호 연결하는 초고속 네트워크인 CN(core network)의 오버헤드가 증가하고 있다. 따라서, 이를 감소시키기 위한 방법들이 모색되고 있다.

본 명세서는 마이크로 MME와 매크로 MME의 계층적 구조를 통해 보다 효율적인 이동성 관리를 하는 방법 및 장치를 제공한다.

일 실시 예에 있어서, 제2 MME가 하나의 매크로 셀에 포함되는 복수의 소형 셀과 연결을 설정한다. 제1 MME가 다수의 매크로 셀 및/또는 소형 셀과 직접 연결되던 것을 중간에 제2 MME를 두어 제1 MME와 계층적 구조를 형성할 수 있다. 즉, 제2 MME는 하나의 특정한 매크로 셀을 관리하고, 제1 MME는 복수의 매크로 셀을 관리하게 된다. 그리고, 제2 MME가 하나의 매크로 셀에 포함되는 복수의 소형 셀 중에 단말이 위치하는 소형 셀로 페이징 메시지를 전송한다. 여기서, 제2 MME는 단말이 위치하는 소형 셀에 대한 위치 정보를 가지고 있다. 따라서, 모든 소형 셀로 페이징 메시지를 전송할 필요가 없이, 단말이 위치하는 특정한 소형 셀로 페이징 메시지를 전송할 수 있다. 상기 일 실시 예에 따르면, 제1 MME는 매크로 MME로, 제2 MME는 마이크로 MME로 각각 불릴 수 있다.

다른 실시 예에 있어서, 제1 TA(Tracking Area)를 관리하는 제1 마이크로 MME가 제1 TA에 포함되는 제1 매크로 셀 및 제1 소형 셀과 연결을 설정한다. 또한, 제2 TA를 관리하는 제2 마이크로 MME가 제2 TA에 포함되는 제2 매크로 셀 및 제2 소형 셀과 연결을 설정한다. 제1 매크로 MME가 모든 TA를 관리했던 것과는 다르게 중간에 하나의 TA를 관리하는 하나의 마이크로 MME를 각각 두어 제1 매크로 MME와 계층적 구조를 형성할 수 있다. 그리고, 제1 마이크로 MME가 제1 소형 셀 중 단말이 위치하는 소형 셀로 제1 페이징 메시지를 전송하고, 제2 마이크로 MME가 제2 소형 셀 중 단말이 위치하는 소형 셀로 제2 페이징 메시지를 전송한다. 이처럼, 제1 마이크로 MME와 제2 마이크로 MME는 각각 자신이 관리하는 TA에 대해서 독립적으로 페이징 관리를 하게 된다. 여기서, 제1 마이크로 MME는 단말이 위치하는 제1 소형 셀에 대한 위치 정보를 가지고 있고, 제2 마이크로 MME는 단말이 위치하는 제2 소형 셀에 대한 위치 정보를 가지고 있다. 따라서, 제1 마이크로 MME와 제2 마이크로 MME는 모든 소형 셀로 페이징 메시지를 전송할 필요가 없이, 단말이 위치하는 특정한 소형 셀로 페이징 메시지를 전송할 수 있다.

매크로 셀 및/또는 소형 셀이 하나의 매크로 MME에 집중되었던 것을 매크로 셀의 기지국(eNB)에 마이크로 MME를 두어 마이크로 MME가 소형 셀을 관리할 수 있게 하였다. 이로써, 단말이 셀 간에 핸드오버 하는 경우 매크로 MME에 집중되었던 로드를 분산하여 MME의 시그널링 오버헤드를 감소시킬 수 있다. 또한, 단말이 페이징을 셀로부터 수신하는 경우 페이징 영역 단위를 줄여 페이징 오버헤드를 감소시킴으로써 전체 시스템 상에서 보다 효율적인 이동성 관리를 할 수 있다.

도 1은 LTE 시스템에 관련된 EPS(Evolved Packet System)를 나타내는 블록도이다.
도 2는 E-UTRAN과 EPC 간의 기능 분할(functional split)을 나타내는 블록도이다.
도 3은 사용자 평면(user plane)에 대한 무선 프로토콜 구조(radio protocol architecture)를 나타내는 블록도이다.
도 4는 제어 평면(control plane)에 대한 무선 프로토콜 구조를 나타내는 블록도이다.
도 5는 종래의 LTE 네트워크 상에서 E-UTRAN과 EPC의 전체적인 구조를 나타내는 블록도이다.
도 6은 본 명세서의 제1 실시 예에 따른 LTE 네트워크 상에서 E-UTRAN과 EPC의 전체적인 구조를 나타내는 블록도이다.
도 7은 본 명세서의 제2 실시 예에 따른 LTE 네트워크 상에서 E-UTRAN과 EPC의 전체적인 구조를 나타내는 블록도이다.
도 8은 본 명세서의 제3 실시 예에 따른 LTE 네트워크 상에서 E-UTRAN과 EPC의 전체적인 구조를 나타내는 블록도이다.
도 9는 본 명세서의 일 실시 예가 적용되는 상황을 나타내는 절차 흐름도이다.
도 10은 본 명세서의 다른 실시 예가 적용되는 상황을 나타내는 절차 흐름도이다.
도 11은 본 명세서의 실시 예가 구현되는 무선 장치를 나타내는 블록도이다.

이하에서 설명하는 기술적 특징은 다양한 무선 통신 시스템에 사용될 수 있는바, CDMA(code division multiple access), FDMA(frequency division multiple access), TDMA(time division multiple access), OFDMA(orthogonal frequency division multiple access), SC-FDMA(single carrier frequency division multiple access) 등의 다양한 시스템에서 사용될 수 있다. CDMA는 UTRA(universal terrestrial radio access) 또는 CDMA-2000 시스템 형태의 무선 기술로 구현될 수 있다. OFDMA는 IEEE 802.11(Wi-Fi), IEEE 802.16(WiMAX), IEEE 802.20, E-UTRA(evolved UTRA) 등의 무선 기술로 구현될 수 있다. UTRA는 UMTS(universal mobile telecommunication system)의 일부이다. 3GPP LTE (3rd generation partnership project long term evolution)는 E-UTRA를 사용하는 E-UMTS(evolved UMTS)의 일부이다. 3GPP LTE는 하향링크에 대해서는 OFDMA 기법을 사용하고, 상향링크에 대해서는 SC-FDMA 기법을 사용한다.

종래에 통상적으로 사용되는 이종망이란, 3GPP LTE 네트워크, WiMAX 네트워크 등과 같이 서로 다른 네트워크를 의미하며 이들 네트워크는 최종적으로 인터넷에 연결되어 데이터 통신 서비스를 제공하게 된다. 다만, 본 명세서에서 사용되는 이종망(heterogeneous network) 환경은 대형 셀에 해당하는 매크로 셀과 소형 셀에 해당하는 메트로 셀, 엔터프라이즈 셀 등과 같이 서로 다른 종류의 셀을 가진 네트워크 망에서 제공되는 통신 서비스 환경을 포함할 수 있다. 즉, 본 명세서에서 사용되는 이종망 환경은 상기 두 가지 개념을 모두 포함할 수 있다.

설명의 편의를 위하여, 이하의 명세서는 3GPP LTE 또는 3GPP LTE-A에 집중하여 설명된다. 그러나 본 문서의 기술적 특징이 이에 제한되지는 않는다.

도 1은 LTE 시스템에 관련된 EPS(Evolved Packet System)를 나타내는 블록도이다. LTE 시스템은 사용자 단말(UE)과 PDN(packet data network) 간에, 사용자가 이동 중 최종 사용자의 응용프로그램 사용에 방해를 주지 않으면서, 끊김 없는 IP 연결성(Internet Protocol connectivity)을 제공하는 것을 목표로 한다. LTE 시스템은, 사용자 단말과 기지국 간의 무선 프로토콜 구조(radio protocol architecture)를 정의하는 E-UTRAN(Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network)를 통한 무선 접속의 진화를 완수하며, 이는 EPC(Evolved Packet Core) 네트워크를 포함하는 SAE(System Architecture Evolution)에 의해 비-무선적 측면에서의 진화를 통해서도 달성된다. LTE와 SAE는 EPS(Evolved Packet System)를 포함한다.

EPS는 PDN 내에서 게이트웨이(gateway)로부터 사용자 단말로 IP 트래픽을 라우팅하기 위해 EPS 베어러(EPS bearers)라는 개념을 사용한다. 베어러(bearer)는 상기 게이트웨이와 사용자 단말 간에 특정한 QoS(Quality of Service)를 갖는 IP 패킷 플로우(IP packet flow)이다. E-UTRAN과 EPC는 응용 프로그램에 의해 요구되는 베어러를 함께 설정하거나 해제(release)한다.

E-UTRAN은, 단말(UE)(100)에게 사용자 평면(user plane) 및 제어 평면(control plane)을 제공하는 적어도 하나의 기지국(evolved-Node B; eNB)(110)을 포함한다. 단말(100)은 고정되고 이동성일 수 있고, MS(Mobile Station), UT(User Terminal), SS(Subscriber Station), MT(mobile terminal), 무선장비(wireless device) 등의 다양한 표현으로 불릴 수 있다. 기지국(110)은 UE와 통신하는 고정장비일 수 있고, BS(base station), NB(NodeB), BTS (Base Transceiver System), 엑세스 포인트(Access point) 등의 다양한 표현으로 불릴 수 있다.

기지국(110)과 단말(100)간에는 AS 프로토콜(Access Stratum protocol)로 알려진 프로토콜이 운영된다.

EPC는 CN(core network)이라고도 불리며, 단말(100)을 제어하고, 베어러의 설정을 관리한다. 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 SAE의 EPC의 노드(논리적 혹은 물리적 노드)는 MME(Mobility Management Entity) (120), S-GW(Serving Gateway) (130), PDN-GW 또는 P-GW(PDN gateway) (140), PCRF(Policy and Charging Rules Function) (150), HSS (Home subscriber Server) (160) 등을 포함한다.

MME(120)는 단말(100)과 CN 간의 시그널링을 처리하는 제어 노드이다. 단말(100)과 CN 간에 교환되는 프로토콜은 NAS(Non-Access Stratum) 프로토콜로 알려져 있다. MME(120)에 의해 지원되는 기능들의 일례는, 베어러의 설정, 관리, 해제를 포함하여 NAS 프로토콜 내의 세션 관리 계층(session management layer)에 의해 조작되는 베어러 관리(bearer management)에 관련된 기능, 네트워크와 단말 간의 연결(connection) 및 보안(Security)의 설립에 포함하여 NAS 프로토콜 계층에서 연결계층 또는 이동제어계층(mobility management layer)에 의해 조작된다.

S-GW(130)는 단말이 기지국(eNodeB) 간에 이동할 때 데이터 베어러를 위한 로컬 이동성 앵커(local mobility anchor)의 역할을 한다. 모든 사용자 IP 패킷은 S-GW(130)을 통해 송신된다. 또한 S-GW(130)는 단말이 ECM-IDLE(EPS Connection Management-IDLE) 상태로 알려진 유휴 상태(idle state)에 있고 MME가 베어러를 재설정(re-establish)하기 위해 단말의 페이징을 개시하는 동안 하향링크 데이터를 임시로 버퍼링할 때 베어러에 관련된 정보를 유지한다. 또한, GRPS(General Packet Radio Service), UMTS(Universal Mobile Telecommunications System)와 같은 다른 3GPP 기술과의 인터워킹(inter-working)을 위한 이동성 앵커(mobility anchor)의 역할을 수행한다.

P-GW(140)은 UE를 위한 IP 주소 할당을 수행하고, QoS 집행(QoS enforcement) 및 PCRF(150)로부터의 규칙에 따라 플로우-기반의 과금(flow-based charging)을 수행한다. P-GW(140)는 GBR 베어러(Guaranteed Bit Rate (GBR) bearers)를 위한 QoS 집행을 수행한다. 또한, CDMA2000이나 WiMAX 네트워크와 같은 비3GPP(non-3GPP) 기술과의 인터워킹을 위한 이동성 앵커(mobility anchor) 역할도 수행한다.

PCRF(150)는 정책 제어 의사결정(policy control decision-making)을 수행하고, 플로우-기반의 과금(flow-based charging)을 수행한다.

HSS(160)는, HLR(Home Location Register)이라고도 불리며, EPS-subscribed QoS 프로파일(profile) 및 로밍을 위한 접속제어에 정보 등을 포함하는 SAE 가입 데이터(SAE subscription data)를 포함한다. 또한, 사용자가 접속하는 PDN에 대한 정보 역시 포함한다. 이러한 정보는 APN(Access Point Name) 형태로 유지될 수 있는데, APN는 DNS(Domain Name system) 기반의 레이블(label)로, PDN에 대한 엑세스 포인트 또는 가입된 IP 주소를 나타내는 PDN 주소를 설명하는 식별기법이다.

도 1에 도시된 바와 같이 EPS 네트워크 요소(EPS network elements)들 간에는 S1-U, S1-MME, S5/S8, S11, S6a, Gx, Rx 및 SGi와 같은 다양한 인터페이스가 정의될 수 있다. 구체적으로는 기지국과 MME는 S1-MME 간에는 연결되고, 기지국과 S-GW 간에는 S1-U로 연결되고, S-GW와 P-GW 간에는 S5/S8로 연결되고, MME와 S-GW 간에는 S11로 연결된다. MME와 HSS 간에는 S6a로 연결되고, P-GW와 PCRF 간에는 Gx로 연결되고, PCRF와 Operator’s IP Services 간에는 Rx로 연결되고, P-GW와 Operator’s IP Services 간에는 SGi로 연결된다. 또한, 기지국들은 X2 인터페이스를 통해 서로 연결된다.

도 2는 E-UTRAN과 EPC 간의 기능 분할(functional split)을 나타내는 블록도이다. 빗금친 박스는 무선 프로토콜 계층(radio protocol layer)을 나타내고, 흰 박스는 제어 평면의 기능적 개체(functional entity)를 나타낸다.

도 2를 참조하면, 기지국은 (1) 무선 베어러 제어(Radio Bearer Control), 무선 허락 제어(Radio Admission Control), 연결 이동성 제어(Connection Mobility Control), 단말로의 동적 자원 할당(Dynamic Resource Allocation)과 같은 무선 자원 관리(Radio Resource Management; RRM) 기능, (2) IP(Internet Protocol) 헤더 압축 및 사용자 데이터 스트림의 해독(ecryption), (3) S-GW로의 사용자 평면 데이터의 라우팅(routing), (4) 페이징(paging) 메시지의 스케줄링 및 전송, (5) 브로드캐스트(broadcast) 정보의 스케줄링 및 전송, (6) 이동성과 스케줄링을 위한 측정과 측정 보고 설정과 같은 기능을 수행한다.

MME는 (1) NAS(Non-Access Stratum) 시그널링, (2) NAS 시그널링 보안(security), (3) 아이들 모드 UE 도달성(Idle mode UE Reachability), (4) 트랙킹 영역 리스트 관리(Tracking Area list management), (5) 로밍(Roaming), (6) 인증(Authentication)과 같은 기능을 수행한다.

여기서, 트랙킹 영역(Tracking Area, TA)은 단말의 최종 위치 판단을 위한 최소 단위 기준으로서, 셀 단위 혹은 여러 셀의 집합으로 구성된다. 단말이 트랙킹 영역을 벗어나는 경우, 단말은 기지국에게 트랙킹 영역 업데이트(Tracking Area Update, TAU) 요청 메시지를 전송한다. 기지국은 MME에게 트랙킹 영역 업데이트 요청 메시지를 전달하고 MME는 단말의 트랙킹 영역을 갱신한다. 단말의 요청에 의해 갱신된 트랙킹 영역 정보는 트랙킹 영역 업데이트 허락 메시지에 의해 단말로 전송된다. 단말은 수신한 트랙킹 영역 업데이트 허락 메시지에 포함되어 있는 트랙킹 영역 식별자 목록을 기반으로 다음번 트랙킹 영역 업데이트 요청 여부를 판단한다.

S-GW는 (1) 이동성 앵커링(mobiltiy anchoring), (2) 합법적 감청(lawful interception)과 같은 기능을 수행한다. P-GW(PDN-Gateway)는 (1) 단말 IP(internet protocol) 할당(allocation), (2) 패킷 필터링과 같은 기능을 수행한다.

단말과 네트워크 사이의 무선 인터페이스 프로토콜(radio interface protocol)의 계층들은 통신시스템에서 널리 알려진 개방형 시스템간 상호접속 (Open System Interconnection; OSI) 모델의 하위 3개 계층을 바탕으로 제1 계층(L1), 제2 계층(L2), 제3 계층(L3)으로 구분될 수 있다. 이 중에서 제1 계층에 속하는 물리계층은 물리 채널(physical channel)을 이용한 정보 전송 서비스(information transfer service)를 제공하며, 제3 계층에 위치하는 무선 자원 제어(radio resource control; 이하 RRC라 함) 계층은 단말과 네트워크 간에 무선 자원을 제어하는 역할을 수행한다. 이를 위해 RRC 계층은 단말과 네트워크 간에 RRC 메시지를 서로 교환한다.

도 3은 사용자 평면(user plane)에 대한 무선 프로토콜 구조(radio protocol architecture)를 나타내는 블록도이다. 도 4는 제어 평면(control plane)에 대한 무선 프로토콜 구조를 나타내는 블록도이다. 이는 단말과 E-UTRAN 사이의 무선 인터페이스 프로토콜의 구조를 나타낸다. 사용자 평면은 사용자 데이터 전송을 위한 프로토콜 스택(protocol stack)이고, 제어 평면은 제어신호 전송을 위한 프로토콜 스택이다.

도 3 및 도 4를 참조하면, 제1 계층인 물리계층(PHY(physical) layer)은 물리채널(physical channel)을 이용하여 상위 계층에게 정보 전송 서비스(information transfer service)를 제공한다. 물리계층은 상위에 있는 매체접속제어(Medium Access Control; MAC) 계층과 전송채널(transport channel)을 통해 연결되어 있으며, 이 전송채널을 통해 MAC 계층과 물리계층 사이의 데이터가 이동한다. 그리고 서로 다른 물리계층 사이, 즉 송신 측과 수신 측의 물리계층 사이는 물리채널을 통해 데이터가 이동한다.

제2 계층의 MAC 계층은 논리채널(logical channel)을 통해 상위계층인 무선링크제어(Radio Link Control; RLC) 계층에게 서비스를 제공한다. 제2 계층의 RLC계층은 신뢰성 있는 데이터의 전송을 지원한다. RLC 계층에는 데이터의 전송방법에 따라 투명모드(Transparent Mode, TM), 비확인 모드(Unacknowledged Mode, UM) 및 확인모드(Acknowledged Mode, AM)의 세 가지의 동작모드가 존재한다. AM RLC는 양방향 데이터 전송 서비스를 제공하고, RLC PDU(Protocol Data Unit)의 전송 실패시 재전송을 지원한다.

제2 계층의 PDCP(Packet Data Convergence Protocol) 계층은 IP 패킷 헤더 사이즈를 줄여주는 헤더 압축(header compression) 기능을 수행한다.

제3 계층의 무선자원제어(Radio Resource Control; 이하 RRC) 계층은 제어 평면에서만 정의된다. RRC 계층은 무선 베어러(Radio Bearer; 이하 RB)들의 설정(configuration), 재설정(re-configuration) 및 해제(release)와 관련되어 논리채널, 전송채널 및 물리채널들의 제어를 담당한다. RB는 단말과 E-UTRAN 간의 데이터 전달을 위해 제2 계층에 의해 제공되는 서비스를 의미한다. 단말의 RRC와 네트워크의 RRC 사이에 RRC 연결(RRC Connection)이 있을 경우, 단말은 RRC 연결 모드(RRC Connected Mode)에 있게 되고, 그렇지 못할 경우 RRC 아이들 모드(RRC Idle Mode)에 있게 된다.

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

도 5는 종래의 LTE 네트워크 상에서 E-UTRAN과 EPC의 전체적인 구조를 나타내는 블록도이다.

도 5를 참조하면 E-UTRAN은, eNB(500)에 의해 제공되고 대형 셀에 해당하는 매크로 셀(Macro Cell)과 Micro eNB, HeNB(Home evolved Node B; HeNB) (510) 등에 의해 제공되는 소형 셀(Small Cell)을 포함한다. 상기 소형 셀은 메트로 셀(Metro Cell), 엔터프라이즈 셀(Enterprise Cell) 등을 포함한다.

소형 셀은 수백 미터(m) 정도의 운용 범위를 갖는 저전력 무선 접속 기지국에 의해 제공된다. 단말기를 기지국에 가깝게 위치시켜 운용 범위(셀 크기)를 줄임으로써 통신 품질 저하 및 음영 지역 발생 등의 문제점을 해결할 수 있다. 또한 단말기가 기지국과 가까이 위치하게 되어 단말기의 전력 소모를 줄일 수 있고, 설치비와 유지 보수 비용이 종래 기지국에 비해 적게 드는 이점 등의 장점을 갖는다. 사용 범위 및 용도에 따라 메트로 셀(Metro Cell), 마이크로 셀(Micro Cell), 피코 셀(Pico Cell), 펨토 셀(Femto Cell)로 분류가 된다. 그리고 설치 지역 및 서비스 목적에 따라 가정(Home), 기업(Enterprise), 핫스팟(Hotspot)으로 나뉠 수 있다.

HeNB(510)은 기본적으로 일반적인 기지국과 동일하지만, 사용자 스스로가 설치하는 게 일반적인 단순한 장비일 수 있다. HeNB(510)는 hNB(home NB (hNB), 펨토셀(Femto-cell), 홈 셀룰러 기지국(home cellular base station) 등으로 불릴 수 있다. HeNB(510)는, 통상적인 셀룰러 네트워크 무선 인터페이스를 통해 통신한다는 점과 셀룰러 네트워크 사업자의 핵심망(CN)을 광통신, DSL, 케이블 가입망 등을 통해 인터넷 접속과 같은 대체 네트워크 접속을 수행한다는 점에서 셀룰러 네트워크처럼 동작한다. 일반적으로 HeNB(510)는, 무선 통신 서비스 제공자가 가지는 기지국에 비해서는, 낮은 무선 전송 출력 파워를 갖는다. 그래서 HeNB(510)에 의해 제공되는 서비스 커버리지는 eNB(500)에 의해 제공되는 서비스 커버리지에 비해 작은 것이 일반적이다. 이러한 특징으로 인해, 서비스 커버리지의 측면에서 볼 때, HeNB(510)에 의해 제공되는 셀은 펨토 셀이라 불릴 수 있다.

종래에는 매크로 셀 및/또는 소형 셀을 포함하는 다수의 셀이 하나의 MME(520)에 각각 S1-MME 인터페이스를 통하여 직접 연결되어 제어 평면의 시그널링 트래픽을 생성하였다. 즉, 하나의 MME(520)가 다수의 사용자에 대한 시그널링 메시지를 처리하게 된다.

이러한 네트워크 구조에서는 연결 관리(Session Management), 이동성 관리(Mobility Management), 페이징(Paging), 트랙킹 영역 업데이트를 위한 MME 시그널링 부하가 높아진다. 구체적으로 소형 셀의 밀도가 증가하면 증가할수록 소형 셀간 또는 소형 셀과 매크로 셀간의 핸드오버 처리를 위한 MME 시그널링이 급격히 증가하게 된다. 또한, eNB(500)와 소형 셀에 불필요한 페이징의 과부하가 야기되며 MME(520) 당 연결되는 S1-MME 링크 수가 대폭 증가한다는 문제가 있다. 불필요한 페이징이란 소형 셀 내에서만 단말들이 위치하고 있는 경우 매크로 셀에서 단말에 페이징을 보낼 뿐만 아니라 트랙킹 영역에 속해있는 모든 소형 셀에서도 단말에 페이징을 보내는 것을 포함한다. 이는 단말이 어느 셀에 있는지에 대한 위치 정보를 파악할 수 없기 때문이다. 또한, S1-MME 인터페이스를 통해 한 번에 보낼 수 있는 패킷 사이즈와 정보량이 상당히 제한적이므로 MME 시그널링의 오버헤드는 커질 수 밖에 없다.

또한, MME의 오버헤드 채널에는 페이징 메시지 전송, 페이징 영역 업데이트 등을 포함한다. 페이징(Paging)이란 단말에 대한 네트워크 초기 연결 설정에 사용되는 신호이다. 효율적인 페이징 과정은 단말이 시스템으로부터의 페이징 정보를 관찰하기 위해 미리 정해진 시간 구간에만 잠시 깨어나는 것이다. 나머지 대부분의 시간 동안에는 수신기 프로세싱 없이 sleep 상태에 있도록 하여 배터리 전력을 보존하게 된다. 즉, 시스템은 페이징 메시지가 단말들에게 전송되는지 여부를 지시하기 위해서 페이징 지시자 채널(Paging Indicator Channel; PICH)을 통해 페이징 지시자들을 전송할 수 있다. 또한, 시스템은 페이징 메시지들을 페이징 채널(Paging Channel; PCH)을 통해서 단말들에게 전송할 수 있다. 단말은 신속하게 페이징 지시자들을 수신할 수 있고, 페이징 메시지가 단말 자신에게 전송되는지 여부를 결정할 수 있다. 페이징 메시지가 전송되는 경우에는 페이징 채널을 처리하고 혹은 어떠한 페이징 메시지들도 자신에게 전송되지 않는 경우에는 즉시 sleep 상태로 돌아갈 수 있다. 페이징 지시자 채널 및 페이징 채널은 모든 단말들을 위해 사용되는 오버헤드 채널이다. 따라서, 이러한 오버헤드 채널들은 통상적으로 가장 채널 상황이 좋지 않은 단말도 페이징 지시자들 및 페이징 메시지들을 신뢰할 수 있게 수신하도록 하려고 한다. 그래서 충분히 낮은 레이트와 충분히 높은 전송 전력으로 전송된다. 또한, 페이징되고 있는 단말들의 위치가 알려지지 않을 수 있기 때문에, 시스템은 통상적으로 넓은 영역 내의 모든 셀들로부터 페이징 지시자들 및 페이징 메시지들을 전송한다. 낮은 레이트 및/또는 높은 전송 전력으로 넓은 영역에 걸쳐서 오버헤드 채널들을 통해 페이징 지시자들 및 페이징 메시지들을 전송하는 것은 많은 무선 자원들을 소모할 수 있다.

따라서, 하나의 MME에 집중되어 있던 시그널링 부하를 분산시킴과 동시에 페이징 오버헤드를 감소시킬 수 있는 방안을 제시하고자 한다. 구체적으로 매크로 셀을 제공하는 eNB에 마이크로 MME(Micro MME)를 두어 기존 LTE 구조에서 하나의 MME에 다수의 셀로 인하여 집중되었던 로드를 분산시킨다. 즉, 하나의 매크로 MME와 마이크로 MME의 계층적 구조를 통해 보다 효율적인 이동성 관리 및 EPS 세션을 관리할 수 있다. 여기서 계층적 구조란, 하나의 매크로 셀에 연결된 마이크로 MME가 상기 매크로 셀 또는 트랙킹 영역 내의 이동성 관리를 담당하고, 하나의 매크로 MME는 매크로 셀 간에 일어나는 사용자 이동성의 관리를 담당하는 구조이다. 이를 통해 소형 셀들 간의 연결 관리, 핸드오버, 페이징 영역 업데이트 등이 마이크로 MME에서 관리하도록 하여 EPC(Evolved Packet Core) 네트워크까지 미치지 않게 한다. 이로써, EPC(Evolved Packet Core) 네트워크로 가는 오버헤드에 대한 영향을 최소화시킬 수 있다.

본 명세서에서는 MME 간의 계층적 구조를 표현하기 위해 매크로 MME를 제1 MME로 마이크로 MME를 제2 MME로 각각 특정할 수 있다. 제1 MME는 복수의 매크로 셀을 관리하고 제2 MME는 상기 복수의 매크로 셀 중에 하나의 매크로 셀을 관리하게 된다. 즉, 제2 MME는 제1 MME에 종속되어 제1 MME가 관리하는 영역의 일부만을 관리하는 개체(Entity)라 볼 수 있다. 또한, 하나의 TA(Tracking Area) 당 하나의 마이크로 MME가 대응되는 실시 예를 나타내기 위해서는 마이크로 MME는 제1 마이크로 MME, 제2 마이크로 MME로 특정할 수 있다. 마이크로 S-GW는 제1 마이크로 S-GW, 제2 마이크로 S-GW로 특정할 수 있다. 매크로 MME는 제1 매크로 MME로 특정할 수 있다. 즉, 제1 마이크로 MME 및 제1 마이크로 S-GW는 제1 TA를 관리하고, 제2 마이크로 MME 및 제2 마이크로 S-GW는 제2 TA를 관리하고, 제1 매크로 MME는 제1 TA 및 제2 TA 전부를 관리하게 된다. 여기서도 제1 마이크로 MME와 제2 마이크로 MME는 제1 매크로 MME에 종속되어 제1 매크로 MME가 관리하는 영역의 일부만을 관리하는 개체라 볼 수 있다. 따라서, 사용되는 용어들은 상기에서 특정된 대로 인식될 수 있을 것이다.

도 6은 본 명세서의 제1 실시 예에 따른 LTE 네트워크 상에서 E-UTRAN과 EPC의 전체적인 구조를 나타내는 블록도이다.

이하 설명하는 도 6 내지 도 10의 일례에서 사용되는 매크로(Macro)와 마이크로(Micro)의 용어를 설명하면 이하와 같다. 매크로 셀은 eNB(600)에 의해 제공되는 대형 셀을 의미하고, 마이크로 셀은 보다 작은 서비스 커버리지를 가지는 소형 셀의 일종을 의미한다. 매크로 MME란 다수의 매크로 셀 또는 소형 셀 내에 있는 단말과 CN(core network) 간의 시그널링을 처리하는 제어 노드를 의미하고, 마이크로 MME란 매크로 셀의 기지국(eNB)에 붙어서 소형 셀 내에 있는 단말과 매크로 MME 간을 연결시켜주는 제어 노드를 의미한다. 적어도 하나의 마이크로 MME와 하나의 매크로 MME는 계층적 구조를 가진다. 마찬가지로 매크로 S-GW란 단말이 매크로 셀 또는 소형 셀 간에 이동할 때 데이터 베어러를 위한 로컬 이동성 앵커(local mobility anchor)를 의미한다. 마이크로 S-GW(Micro S-GW)란 단말이 소형 셀 간에 이동할 때 데이터 베어러를 위한 로컬 이동성 앵커를 의미하고 매크로 S-GW와 연결된다. 적어도 하나의 마이크로 S-GW와 하나의 매크로 S-GW는 계층적 구조를 가진다.

본 명세서의 제1 실시 예는 마이크로 MME(620)가 하나의 매크로 셀의 영역을 관리한다. 여기서는 상기 하나의 매크로 셀 내에 있는 각각의 소형 셀들은 상기 마이크로 MME(620)와 직접 연결되고, 마이크로 S-GW에는 직접 연결되지 않는 경우를 나타낸다. 즉, 각각의 소형 셀들은 마이크로 MME(620)를 통해서 매크로 MME(630)에 연결되어 이동성 관리 등이 수행될 수 있다. 또한, 매크로 S-GW(640)에 연결되어 매크로 셀 및/또는 소형 셀 간에 일어나는 이동성 앵커링 등이 수행될 수 있다. 이때, 각각의 소형 셀은 새로운 인터페이스 또는 기존의 인터페이스인 S1을 통해 마이크로 MME(620)와 매크로 S-GW(640)에 각각 연결될 수 있다.

상기 제1 실시 예에 의하면, 다수의 셀에 대하여 하나의 매크로 MME(630)에 집중되었던 로드를 마이크로 MME를 통한 계층적 구조를 사용하여 분산시켰다. 이로써 보다 효율적인 이동성 관리를 수행할 수 있다. 또한, 마이크로 MME가 소형 셀들의 단말들을 지원하고 소형 셀 내에 단말들이 위치하고 있는 경우, 단말에게 트랙킹 영역 내의 모든 소형 셀이 페이징을 보내주는 대신 매크로 셀이 페이징을 보내줄 수 있다. 이 경우 구체적으로 소형 셀 중에 어느 셀에 단말이 위치하는지에 대한 정보를 바탕으로 페이징이 소형 셀까지 전달될 수 있다. 단말이 어느 셀에 위치하는지에 대한 정보는 마이크로 MME가 단말이 이전에 있던 마지막 셀 위치에 대한 정보와 단말이 핸드오버 발생 시 보고를 하는 경우 등을 통해서 알 수 있다. 이는 페이징 영역 단위를 줄여서 결과적으로 페이징 오버헤드를 감소시키는 효과를 가져올 수 있다.

도 7은 본 명세서의 제2 실시 예에 따른 LTE 네트워크 상에서 E-UTRAN과 EPC의 전체적인 구조를 나타내는 블록도이다.

본 명세서의 제2 실시 예는 마이크로 MME(720)가 하나의 매크로 셀의 영역을 관리한다. 여기서는 상기 하나의 매크로 셀 내에 있는 각각의 소형 셀들은 상기 마이크로 MME(720)와 직접 연결되고, 마이크로 S-GW(730)에도 직접 연결되어 있는 경우를 나타낸다. 즉, 각각의 소형 셀들은 마이크로 MME(720)에 연결되어 이동성 관리 등이 수행될 수 있다. 또한, 마이크로 S-GW(730)에 연결되어 소형 셀 간에 일어나는 이동성 앵커링 등이 수행될 수 있다. 이때, 각각의 소형 셀은 새로운 인터페이스 또는 기존의 인터페이스인 S1을 통해 마이크로 MME(720)와 마이크로 S-GW(730)에 각각 연결될 수 있다.

상기 제2 실시 예에 의하면, 다수의 셀에 대하여 하나의 매크로 MME(740)에 집중되었던 로드를 마이크로 MME를 통한 계층적 구조를 사용하여 분산시켰다. 이로써 보다 효율적인 이동성 관리를 수행할 수 있다. 또한, 마이크로 MME가 소형 셀들의 단말들을 지원하고 소형 셀 내에 단말들이 위치하고 있는 경우, 단말에게 트랙킹 영역 내의 모든 소형 셀이 페이징을 보내주는 대신 매크로 셀이 페이징을 보내줄 수 있다. 이 경우 구체적으로 소형 셀 중에 어느 셀에 단말이 위치하는지에 대한 정보를 바탕으로 페이징이 소형 셀까지 전달될 수 있다. 단말이 어느 셀에 위치하는지에 대한 정보는 마이크로 MME가 단말이 이전에 있던 마지막 셀 위치에 대한 정보와 단말이 핸드오버 발생 시 보고를 하는 경우 등을 통해서 알 수 있다. 이는 페이징 영역 단위를 줄여서 결과적으로 페이징 오버헤드를 감소시키는 효과를 가져올 수 있다.

도 8은 본 명세서의 제3 실시 예에 따른 LTE 네트워크 상에서 E-UTRAN과 EPC의 전체적인 구조를 나타내는 블록도이다.

본 명세서의 제3 실시 예는 마이크로 MME(820)가 하나의 트랙킹 영역을 관리한다. 여기서는 상기 하나의 트랙킹 영역에 있는 각각의 매크로 셀 및/또는 소형 셀들은 상기 마이크로 MME(820)와 직접 연결되고, 마이크로 S-GW(830)에도 직접 연결되어 있는 경우를 나타낸다. 도 8을 참조하면 마이크로 MME, 마이크로 S-GW와 트랙킹 영역이 일대일로 대응되는 것을 볼 수 있다. 즉, 제1 마이크로 MME와 제1 마이크로 S-GW은 제1 트랙킹 영역(TA)을 관리하고, 제2 마이크로 MME와 제2 마이크로 S-GW는 제2 트랙킹 영역(TA)를 관리한다.

상기 하나의 트랙킹 영역에 속하는 매크로 셀의 eNB 및/또는 소형 셀의 HeNB 각각은 마이크로 MME(820)에 연결되어 이동성 관리가 수행되거나 페이징을 받을 수 있다. 또한, 상기 하나의 트랙킹 영역에 속하는 매크로 셀의 eNB 및/또는 소형 셀의 HeNB는 마이크로 S-GW(830)에 연결되어 트랙킹 영역 내에서 일어나는 이동성 앵커링 등이 수행될 수 있다.

상기 제3 실시 예에 의하면, 다수의 셀에 대하여 하나의 매크로 MME(840)에 집중되었던 로드를 마이크로 MME를 통한 계층적 구조를 사용하여 분산시켰다. 이로써 보다 효율적인 이동성 관리를 수행할 수 있다. 또한, 마이크로 MME가 소형 셀들의 단말들을 지원하고 소형 셀 내에 단말들이 위치하고 있는 경우, 단말에게 트랙킹 영역 내의 모든 소형 셀이 페이징을 보내주는 대신 매크로 셀이 페이징을 보내줄 수 있다. 이 경우 구체적으로 소형 셀 중에 어느 셀에 단말이 위치하는지에 대한 정보를 바탕으로 페이징이 소형 셀까지 전달될 수 있다. 단말이 어느 셀에 위치하는지에 대한 정보는 마이크로 MME가 단말이 이전에 있던 마지막 셀 위치에 대한 정보와 단말이 핸드오버 발생 시 보고를 하는 경우 등을 통해서 알 수 있다. 이는 페이징 영역 단위를 줄여서 결과적으로 페이징 오버헤드를 감소시키는 효과를 가져올 수 있다.

본 명세서의 제1 실시 예, 제2 실시 예 및 제3 실시 예에 따른 핸드오버 시 발생하는 컨트롤 오버헤드의 상대적인 수치에 대해서 기존의 LTE 네트워크 구조와 비교한 것을 다음 표와 같이 도시할 수 있다.

	기존 LTE 구조	제1 실시 예	제2 실시 예	제3 실시 예
매크로 MME	lm+lmn	lm	lm	l
마이크로 MME	0	n	n	mn
매크로 MME와 마이크로 MME간	0	lm	lm	l
Total	lm+lmn	lm+lmn+lm	lm+lmn+lm	l+lmn+l

이는, 실제로 마이크로 MME를 사용하게 되었을 때, 각 네트워크 구조에서의 시그널링 오버헤드를 상대적인 수치를 사용하여 대략적으로 비교한 것이다. 먼저 매크로 MME 당 l개의 TA가 있고, TA 당 m개의 매크로 셀이 있고, 매크로 셀 당 n개의 소형 셀이 있다고 가정한다.

기존의 LTE 구조에서는 매크로 MME에서 매크로 셀에 대해서는 lm개의 시그널링 오버헤드가 발생한다. 소형 셀에 대해서는 lmn개의 시그널링 오버헤드가 발생하여 총 lm+lmn개의 시그널링 오버헤드가 발생하게 된다.

제1 실시 예에서는 매크로 MME에서 매크로 셀에 대해서는 종전과 마찬가지로 lm개의 시그널링 오버헤드가 발생한다. 그러나 소형 셀은 마이크로 MME와 직접 연결되므로, 마이크로 MME에서 소형 셀에 대해서 n개의 시그널링 오버헤드가 발생한다. 마이크로 MME는 각각의 매크로 셀마다 하나씩 두는 것이어서 마이크로 MME와 매크로 셀의 개수는 같으므로 매크로 MME와 마이크로 MME 간에는 lm개의 시그널링 오버헤드가 발생하게 된다. 따라서 제1 실시 예에서는 총 lm+lmn+lm개의 시그널링 오버헤드가 발생하게 된다.

제2 실시 예에서는 마이크로 S-GW가 존재할 뿐 매크로 MME와 마이크로 MME에 대해서는 제1 실시 예와 다를바가 없다. 따라서, 매크로 MME에서 매크로 셀에 대해서는 제1 실시 예와 마찬가지로 lm개의 시그널링 오버헤드가 발생한다. 그러나 소형 셀은 마이크로 MME와 직접 연결되므로, 마이크로 MME에서 소형 셀에 대해서 n개의 시그널링 오버헤드가 발생한다. 마이크로 MME는 각각의 매크로 셀마다 하나씩 두는 것이어서 마이크로 MME와 매크로 셀의 개수는 같으므로 매크로 MME와 마이크로 MME 간에는 lm개의 시그널링 오버헤드가 발생하게 된다. 따라서 제2 실시 예에서는 총 lm+lmn+lm개의 시그널링 오버헤드가 발생하게 된다.

제3 실시 예에서는 하나의 특정한 트랙킹 영역이 하나의 특정한 마이크로 MME와 일대일 대응되므로 트랙킹 영역의 개수와 마이크로 MME의 개수가 같다. 매크로 MME에서는 모든 트랙킹 영역과 연결되어 있으므로 l개의 시그널링 오버헤드만 발생하게 된다. 다만 마이크로 MME에서는 트랙킹 영역 내의 매크로 셀과 소형 셀에 연결되어 있으므로 mn개의 시그널링 오버헤드가 발생하게 된다. 트랙킹 영역과 마이크로 MME의 일대일 대응으로 매크로 MME와 마이크로 MME 간에는 l개의 시그널링 오버헤드가 발생하게 된다. 따라서 제3 실시 예에서는 총 l+lmn+l개의 시그널링 오버헤드가 발생하게 된다.

기존 방식은 하나의 매크로 MME가 페이징을 관리하여 매크로 셀에서 단말에 페이징을 보내고, 트랙킹 영역에 속해있는 모든 소형 셀도 단말에 페이징을 보내었다. 그러나 본 명세서는 마이크로 MME에서 단말에 페이징을 보내고, 트랙킹 영역 내에서도 마이크로 MME가 단말의 위치 정보를 가지고 있어 단말이 위치하고 있는 소형 셀만이 단말에 페이징을 보내줄 수 있게 되었다. 이로써 소형 셀이 집중적으로 분포되어 있는 지역이 있는 경우 페이징 오버헤드를 많이 줄일 수 있고 페이징에 사용되는 무선 자원의 소모도 감소시킬 수 있다. 이는 상기 표 1에서 제3 실시 예의 경우 기존 LTE 구조를 사용하였을 때보다 lm개 만큼의 오버헤드를 감소시킬 수 있는 것을 보면 확인할 수 있다.

도 9는 본 명세서의 일 실시 예가 적용되는 상황을 나타내는 절차 흐름도이다.

도 9를 참조하면, 본 명세서의 일 실시 예는 도시된 두 단계를 포함한다.

도시된 S910 단계에 따르면, 마이크로 MME는 하나의 매크로 셀에 포함되는 복수의 소형 셀과 연결을 설정한다. 매크로 MME가 다수의 매크로 셀 및/또는 소형 셀과 직접 연결되던 것을 중간에 마이크로 MME를 두어 매크로 MME와 계층적 구조를 형성할 수 있다. 즉, 마이크로 MME는 하나의 특정한 매크로 셀을 관리하고, 매크로 MME는 복수의 매크로 셀을 관리하게 된다.

도시된 S920 단계에 따르면, 마이크로 MME는 하나의 매크로 셀에 포함되는 복수의 소형 셀 중에 단말이 위치하는 소형 셀로 페이징 메시지를 전송한다. 여기서, 마이크로 MME는 단말이 위치하는 소형 셀에 대한 위치 정보를 가지고 있다. 따라서, 모든 소형 셀로 페이징 메시지를 전송할 필요가 없이, 단말이 위치하는 특정한 소형 셀로 페이징 메시지를 전송할 수 있다.

MME 간의 계층적 구조를 표현하기 위해 매크로 MME를 제1 MME로 마이크로 MME를 제2 MME로 각각 특정할 수도 있다. 즉, 제2 MME는 제1 MME에 종속되어 제1 MME가 관리하는 영역의 일부만을 관리하는 개체(Entity)라 볼 수 있다.

도 10은 본 명세서의 다른 실시 예가 적용되는 상황을 나타내는 절차 흐름도이다.

도 10을 참조하면, 본 명세서의 다른 실시 예는 도시된 두 단계를 포함한다.

하나의 TA(Tracking Area) 당 하나의 마이크로 MME가 대응되는 것을 나타내기 위해 마이크로 MME는 제1 마이크로 MME, 제2 마이크로 MME로 특정할 수 있다. MME 간의 계층적 구조를 표현하기 위해서는 매크로 MME는 제1 매크로 MME로 특정할 수 있다. 여기서도 제1 마이크로 MME와 제2 마이크로 MME는 제1 매크로 MME에 종속되어 제1 매크로 MME가 관리하는 영역의 일부만을 관리하는 개체라 볼 수 있다.

도시된 S1010 단계에 따르면, 제1 TA(Tracking Area)를 관리하는 제1 마이크로 MME는 제1 TA에 포함되는 제1 매크로 셀 및 제1 소형 셀과 연결을 설정한다. 또한, 제2 TA를 관리하는 제2 마이크로 MME는 제2 TA에 포함되는 제2 매크로 셀 및 제2 소형 셀과 연결을 설정한다. 매크로 MME가 모든 TA를 관리했던 것과 달리 중간에 하나의 TA를 관리하는 하나의 마이크로 MME를 각각 두어 매크로 MME와 계층적 구조를 형성할 수 있다.

도시된 S1020 단계에 따르면, 제1 마이크로 MME는 제1 소형 셀 중 단말이 위치하는 소형 셀로 제1 페이징 메시지를 전송하고, 제2 마이크로 MME는 제2 소형 셀 중 단말이 위치하는 소형 셀로 제2 페이징 메시지를 전송한다. 이처럼, 제1 마이크로 MME와 제2 마이크로 MME는 각각 자신이 관리하는 TA에 대해서 독립적으로 페이징 관리를 하게 된다. 여기서, 제1 마이크로 MME는 단말이 위치하는 제1 소형 셀에 대한 위치 정보를 가지고 있고, 제2 마이크로 MME는 단말이 위치하는 제2 소형 셀에 대한 위치 정보를 가지고 있다. 따라서, 제1 마이크로 MME와 제2 마이크로 MME는 모든 소형 셀로 페이징 메시지를 전송할 필요가 없이, 단말이 위치하는 특정한 소형 셀로 페이징 메시지를 전송할 수 있다.

도 11은 본 명세서의 실시 예가 구현되는 무선 장치를 나타내는 블록도이다. 이러한 장치는 UE의 일부로서 구현될 수 있고, eNB, HeNB의 일부로 구현될 수 있다. 또한, CN(core network)의 일부로 구현될 수 있다. 무선장치(1100)는 프로세서(1110), 메모리(1120), RF(radio frequency) 유닛(1130)을 포함할 수 있다.

프로세서(1110)는 상술한 기능, 절차, 방법들을 구현하도록 설정될 수 있다. 라디오 인터페이스 프로토콜(radio interface protocol)의 계층(layer)들은 프로세서에 구현될 수 있다. 프로세서(1110)는 상술한 동작을 구동하기 위한 절차를 수행할 수 있다. 메모리(1120)는 동작적으로 프로세서(1110)에 연결되고, RF 유닛(1130)은 프로세서(1110)에 동작적으로 연결된다.

프로세서(1110)는 ASIC(application-specific integrated circuit), 다른 칩셋, 논리 회로 및/또는 데이터 처리 장치를 포함할 수 있다. 메모리(1120)는 ROM(read-only memory), RAM(random access memory), 플래쉬 메모리, 메모리 카드, 저장 매체 및/또는 다른 저장 장치를 포함할 수 있다. RF부(1130)는 무선 신호를 처리하기 위한 베이스밴드 회로를 포함할 수 있다. 실시 예가 소프트웨어로 구현될 때, 상술한 기법은 상술한 기능을 수행하는 모듈(과정, 기능 등)로 구현될 수 있다. 모듈은 메모리(1120)에 저장되고, 프로세서(1110)에 의해 실행될 수 있다. 메모리(1120)는 프로세서(1110) 내부 또는 외부에 있을 수 있고, 널리 알려진 다양한 수단으로 프로세서(1110)와 연결될 수 있다.

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

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

Claims

제1 MME(Mobility Management Entity) 및 제2 MME를 포함하는 무선 통신 시스템에서의 이종망 환경에 대한 이동성 관리 방법에 있어서,
상기 제2 MME가 하나의 매크로 셀(macro cell)에 포함되는 복수의 소형 셀(small cell)과 연결을 설정하되, 상기 제2 MME는 상기 하나의 매크로 셀을 관리하는 마이크로 MME(Micro MME)이고, 상기 제1 MME는 상기 제2 MME와 연결되어 복수의 매크로 셀을 관리하는 매크로 MME(Macro MME)인, 단계; 및
상기 제2 MME가 상기 복수의 소형 셀 중 단말이 위치하는 소형 셀로 페이징 메시지를 전송하되, 상기 페이징 메시지는 상기 단말이 위치하는 소형 셀에 대한 위치 정보를 기초로 전송되는, 단계
를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동성 관리 방법.
제1항에 있어서,
상기 제2 MME는 상기 하나의 매크로 셀의 기지국에 포함되고, 상기 하나의 매크로 셀은 상기 복수의 소형 셀보다 기지국에서 제공되는 서비스 커버리지(service coverage)가 큰 것을 특징으로 하는 이동성 관리 방법.
제1항에 있어서,
상기 복수의 소형 셀은 상기 하나의 매크로 셀을 관리하는 마이크로 S-GW(Micro Serving Gateway)와 연결되고, 상기 마이크로 S-GW는 상기 복수의 매크로 셀을 관리하는 매크로 S-GW(Macro Serving Gateway)와 연결되는 것을 특징으로 하는 이동성 관리 방법.
제1항에 있어서,
상기 복수의 소형 셀은 상기 복수의 매크로 셀을 관리하는 매크로 S-GW와 직접 연결되는 것을 특징으로 하는 이동성 관리 방법.
제1항에 있어서,
상기 단말이 위치하는 소형 셀에 대한 위치 정보는 상기 단말이 이전에 위치하던 마지막 소형 셀의 위치 정보 및 상기 단말의 핸드오버(handover) 정보를 통해 결정되는 것을 특징으로 하는 이동성 관리 방법.
제1 마이크로 MME(Micro Mobility Management Entity), 제2 마이크로 MME 및 제1 매크로 MME(Macro Mobility Management Entity)를 포함하는 무선 통신 시스템에서의 이종망 환경에 대한 이동성 관리 방법에 있어서,
제1 TA(Tracking Area)를 관리하는 상기 제1 마이크로 MME가 상기 제1 TA에 포함되는 제1 매크로 셀 및 제1 소형 셀과 연결을 설정하고, 제2 TA를 관리하는 상기 제2 마이크로 MME가 상기 제2 TA에 포함되는 제2 매크로 셀 및 제2 소형 셀과 연결을 설정하되, 상기 제1 매크로 MME는 상기 제1 마이크로 MME 및 상기 제2 마이크로 MME와 연결되어 상기 제1 TA 및 상기 제2 TA를 관리하는, 단계; 및
상기 제1 마이크로 MME가 상기 제1 소형 셀 중 단말이 위치하는 소형 셀로 제1 페이징 메시지를 전송하고, 상기 제2 마이크로 MME가 상기 제2 소형 셀 중 단말이 위치하는 소형 셀로 제2 페이징 메시지를 전송하되, 상기 제1 페이징 메시지는 상기 제1 TA 내의 단말이 위치하는 소형 셀에 대한 위치 정보를 기초로 전송되고, 상기 제2 페이징 메시지는 상기 제2 TA 내의 단말이 위치하는 소형 셀에 대한 위치 정보를 기초로 전송되는, 단계
를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동성 관리 방법.
제6항에 있어서,
상기 제1 마이크로 MME는 상기 제1 매크로 셀의 기지국에 포함되고, 상기 제2 마이크로 MME는 상기 제2 매크로 셀의 기지국에 붙어있고, 상기 제1 매크로 셀은 상기 제1 소형 셀보다 기지국에서 제공되는 서비스 커버리지(service coverage)가 크고, 상기 제2 매크로 셀은 상기 제2 소형 셀보다 기지국에서 제공되는 서비스 커버리지가 큰 것을 특징으로 하는 이동성 관리 방법.
제6항에 있어서,
상기 제1 소형 셀은 상기 제1 TA를 관리하는 제1 마이크로 S-GW(Micro Serving Gateway)와 연결되고, 상기 제2 소형 셀은 상기 제2 TA를 관리하는 제2 마이크로 S-GW(Micro Serving Gateway)와 연결되고, 상기 제1 마이크로 S-GW 및 상기 제2 마이크로 S-GW는 상기 제1 TA 및 상기 제2 TA를 관리하는 매크로 S-GW(Macro Serving Gateway)와 연결되는 것을 특징으로 하는 이동성 관리 방법.
제6항에 있어서,
상기 단말이 위치하는 소형 셀에 대한 위치 정보는 상기 단말이 이전에 위치하던 마지막 소형 셀의 위치 정보 및 상기 단말의 핸드오버(handover) 정보를 통해 결정되는 것을 특징으로 하는 이동성 관리 방법.