KR102503605B1

KR102503605B1 - 통신 시스템

Info

Publication number: KR102503605B1
Application number: KR1020227010155A
Authority: KR
Inventors: 시바파탈링함 시바바케사르; 로버트 페터슨; 도시유키 다무라; 사다후쿠 하야시
Original assignee: 닛본 덴끼 가부시끼가이샤
Priority date: 2016-11-04
Filing date: 2017-10-26
Publication date: 2023-02-23
Also published as: WO2018084070A1; EP4290927A3; EP3536067B1; BR112019009028A2; RU2019117048A3; EP4290927A2; CN116017695B; GB2555784A; KR20220045239A; JP2019537358A; CN110169154B; EP3536067A1; RU2744010C2; KR20210064414A; CN115988683A; US20200037285A1; CN116017695A; US11659517B2; KR20220045238A; CN110169154A

Abstract

앵커 기지국이 코어 네트워크 노드로부터 통신 디바이스에 대한 다운링크 데이터를 수신하는 통신 시스템이 개시된다. 기지국은 통신 디바이스와의 통신을 개시하려고 (예를 들어, RAN 기반 페이징에 의해) 시도하고, 통신 디바이스가 통신을 개시하려는 시도에 응답하지 않을 때, 기지국은, 통신 디바이스에 대한 페이징 절차 (예 : S1 기반 페이징) 의 개시를 요청하는 메시지를 코어 네트워크 노드에 전송한다.

Description

통신 시스템 {COMMUNICATION SYSTEM}

본 발명은 통신 시스템에 관한 것이다. 본 발명은 제 3 세대 파트너십 프로젝트 (3GPP) 표준 또는 그의 동등 또는 파생 (LTE-어드밴스드 및 차세대 또는 5G 네트워크 포함) 에 따라 동작하는 무선 통신 시스템 및 그의 디바이스에 특정한 그러나 비배타적인 관련성을 갖는다. 본 발명은 통신 디바이스에 대한 접속 상태를 관리하는 것에 특정한 그러나 비배타적인 관련성을 갖는다.

3GPP 표준의 최근 개발은, 일반적으로 '4G' 라고도 불리는 EPC (Evolved Packet Core) 네트워크 및 E-UTRAN (Evolved UMTS Terrestrial Radio Access Network) 의 LTE (Long Term Evolution) 로 언급된다. 또한 '5G' 및 NR ('new radio') 이라는 용어는 다양한 애플리케이션 및 서비스를 지원할 것으로 예상되는 진화하는 통신 기술을 나타낸다. 5G 네트워크의 다양한 상세들은, 예를 들어, NGMN (Next Generation Mobile Networks) 얼라이언스에 의한 'NGMN 5G 백서' V1.0 에 설명되어 있으며, 이 문서는 https://www.ngmn.org/5g-white-paper.html 로부터 입수 가능하다. 3GPP 는 소위 3GPP 차세대 (NextGen) 무선 액세스 네트워크 (RAN) 및 3GPP NextGen 코어 네트워크를 통해 5G를 지원하려고 한다.

3GPP 표준 하에서, NodeB (또는 LTE 에서의 eNB, 5G 에서의 gNB) 는 기지국으로, 이를 통해 통신 디바이스들 (사용자 장비 또는 'UE') 가 코어 네트워크에 접속하고 다른 통신 디바이스 또는 원격 서버에 통신한다. 단순화를 위해, 본 출원은 임의의 그러한 기지국을 지칭하기 위해 기지국이라는 용어를 사용하고 임의의 그러한 통신 디바이스를 지칭하기 위해 이동 디바이스, 사용자 디바이스 또는 UE 라는 용어를 사용할 것이다. 코어 네트워크 (즉, LTE의 경우 EPC) 는 (다른 것들 중에서도) 가입자 관리, 이동성 관리, 청구, 보안 및 호/세션 관리를 위한 기능성을 호스팅하며, 인터넷과 같은 외부 네트워크에 통신 디바이스를 위한 접속을 제공한다.

통신 디바이스는, 예를 들어, 이동 전화, 스마트폰, 사용자 장비, 개인 휴대 정보 단말기, 랩톱/태블릿 컴퓨터, 웹 브라우저, 전자 북 리더 및/또는 이와 유사한 것들과 같은 이동 통신 디바이스일 수도 있다. 이러한 이동 (또는 심지어 일반적으로 고정식) 디바이스는 통상적으로 사용자에 의해 조작된다. 그러나, 3GPP 표준은 또한 네트워크에 소위 '사물 인터넷 '(IoT) 디바이스들 (예 : 협대역 IoT (NB-IoT) 디바이스들) 을 접속하는 것을 가능하게 하고, 이들은 통상적으로 자동화 장비, 이를테면, 다양한 측정 장비, 원격 측정 장비, 모니터링 시스템, 트래킹 및 트레이싱 디바이스, 차내 안전 시스템, 차량 유지보수 시스템, 도로 센서, 디지털 빌보드, POS (point of sale) 단말기, 원격 제어 시스템 등을 포함한다. 효과적으로, 사물 인터넷은 적절한 전자장치, 소프트웨어, 센서, 네트워크 접속성 및/또는 이와 유사한 것을 갖춘 디바이스 (또는 "사물") 들의 네트워크로, 이들 디바이스들이 서로간에 그리고 다른 통신 디바이스와 데이터를 수집하고 교환할 수 있게 한다. IoT 디바이스는 종종 MTC (Machine-Type Communication) 통신 디바이스 또는 M2M (Machine-to-Machine) 통신 디바이스라고도 칭해진다는 것이 이해될 것이다.

간략함을 위해, 본 출원은 설명에서 이동 디바이스들을 언급하지만, 설명된 기술은 데이터를 전송/수신하기 위한 통신 네트워크에 접속할 수 있는 임의의 통신 디바이스 (이동 및/또는 일반적으로 고정식) 상에, 그러한 통신 디바이스가 인간의 입력 또는 메모리에 저장된 소프트웨어 명령에 의해 제어되는지 여부에 관계없이, 구현될 수도 있다는 것이 이해될 것이다.

이동 디바이스와 기지국 간의 통신은 3GPP TS 36.331 V14.0.0 에 정의된 RRC (Radio Resource Control) 프로토콜을 사용하여 제어된다. RRC 는 이동 전화와 무선 액세스 네트워크 사이의 계층 3의 제어 평면 시그널링을 처리하며, 다른 것들 중에서도, 시스템 정보 브로드캐스팅, 페이징, 접속 확립 및 릴리즈, 무선 베어러 확립, 재구성 및 릴리즈, 이동성 절차, 및 전력 제어를 위한 기능들을 포함한다. RRC 프로토콜의 현재 버전에 따라, 임의의 주어진 시간에, 이동 디바이스는 (데이터 통신이 일어나지 않는) 'RRC 유휴 모드' (RRC idle mode) 또는 (이동 디바이스와 그것 서빙 기지국 사이에서 데이터 통신이 일어날 수도 있는) 'RRC 접속 모드' 중 어느 하나에서 동작할 수도 있다.

RRC 접속 모드에서 동작하는 이동 디바이스가 통신 시스템에 의해 커버되는 영역 내에서 여기저기 이동함에 따라, 이들은, 신호 조건 및 다른 요구사항들, 이를테면 요청된 서비스 품질, 사용된 서비스 유형, 전체 시스템 부하 등에 따라, 하나의 셀 (즉, 기지국에 의해 동작됨) 로부터 또 다른 셀 (동일하거나 상이한 기지국에 의해 동작됨) 로 핸드 오버된다. 핸드오버는 이동 디바이스와 기지국 (구 및 신) 사이 및 또한 기지국과 코어 네트워크 사이에서도 광범위한 시그널링 (extensive signalling) 을 필요로 한다.

다른 한편, RRC 유휴 모드에 있는 동안에, 이동 디바이스는, 새로운 데이터가 이들 이동 디바이스들로/로부터 송신될 때, 유리한 신호 조건 (signal condition) 의 혜택을 누릴 수 있도록 캠프 온 (camp on) 할, 양호한 품질의 신호를 갖는 '서빙 (serving)' 셀을 선택하도록 프로그래밍된다. 예를 들어, 유휴 이동 디바이스는, 이동 디바이스가 그의 위치를 바꾸는 것에 기인하여, 현재의 서빙 셀보다 더 나은 신호 품질을 갖는 새로운 셀을 검출하는 경우에, 이동 디바이스는 소위 셀 재선택 절차를 수행할 수 있다. 그러나, 유휴 모드 이동 디바이스는, 이 셀이 동일한 '트래킹 영역' (즉, 미리 정의된 셀 세트를 포함하는 더 큰 지리적 영역) 내에 있는 한, 선택된 새로운 셀에 관하여 네트워크에 통지하지 않는데, 왜냐하면 무선 네트워크는 전체 트래킹 영역 내에서 시스템 정보 및 UE 특정 페이징 메시지들을 송신함으로써, 그것이 캠프 온하는 현재 셀에 관계 없이 이동 디바이스로/로부터 통신을 개시하는 것을 가능하게 하기 때문이다.

최저 에너지 소비의 혜택을 얻고 소중한 시스템 리소스를 확보하기 위해, 이동 디바이스는 가능할 때마다 RRC 유휴 모드로 돌아가서 그들이 동일한 트래킹 영역 내에 남아있는 한 (핸드오버 대신) 셀 재선택을 수행한다. 기지국은 그의 셀(들) 내의 각각의 이동 디바이스에 대한 다양한 동작 모드들 사이의 천이를 제어한다. 기지국과 이동 디바이스 사이의 RRC 접속의 설정 및 종료는 시그널링 메시지들의 교환을 필요로하고 따라서 소중한 시스템 리소스들을 이용하고, 또한 완료하는데 어느정도 시간이 걸리기 때문에, 3GPP TS 36.331에 정의된 바와 같이 특정 상황하에서 접속 모드에서 유휴 모드로의 천이가 허용된다. 예를 들어, 서빙 기지국은, 특정 이동 디바이스로/로부터 송신될 더 이상의 데이터가 없다는 것 (예를 들어, 업링크 (UL) 및 다운링크 (DL) 버퍼들 모두가 비어있음) 을 확인한 후에만 RRC 유휴 모드에 진입하도록 이동 디바이스에 명령할 수도 있다.

그것이 그의 현재 위치 (예 : 셀) 를 코어 네트워크에 등록할 때, 각 이동 디바이스는 또한 그의 서빙 기지국과 코어 네트워크 사이에 연관된 'S1' 접속을 갖는다. S1 접속은 소위 'ECM-IDLE' 모드 (이동 디바이스가 RRC 유휴 모드에 있는 경우) 또는 'ECM-CONNECTED' 모드 (이동 디바이스가 RRC 접속 모드에 있는 경우) 중 어느 하나에 있다. S1 접속은 이동 디바이스와 코어 네트워크 사이 (그리고 이를 넘어서) 데이터 (제어 및 사용자 데이터) 를 전송하는 데 사용되며, 그것은 이동 디바이스가 RRC 접속 모드에 남아 있는 한 유지된다. 다른 한편, 이동 디바이스가 RRC 유휴 모드에 진입할 때, 그의 연관된 S1 접속이 또한, 이동 디바이스가 전송 또는 수신할 더 많은 데이터를 갖게 될 때까지, 종료 (또는 중지) 되고, 그 경우에 신 S1 접속이 현재의 서빙 기지국에 확립 (또는 중지된 S1 접속이 재활성화) 된다.

네트워크가 RRC 유휴 이동 디바이스에 전송할 데이터를 가지면, 그것은 이동 디바이스의 마지막 알려진 영역 (트래킹/페이징 영역) 에서 적절한 페이징 절차를 트리거하며, 이것은 그 영역 내의 기지국으로 하여금, RRC 접속 상태에 들어가도록 그 특정 이동 디바이스에 요청하는 그들의 셀들에서의 적절한 페이징 메시지를 브로드캐스팅하게 한다. 이전에 유휴 이동 전화가 다시 전송할 데이터를 가질 때 (또는 다운링크 데이터를 수신하기 위해 페이징된 경우), 통신 리소스를 할당 받기 위해, 그것은 (하부 계층들, 그리고 특히 매체 액세스 제어 (MAC) 계층이 기지국과의 통신을 위해 설정되는 것을 보장하는, 소위 랜덤 액세스 절차를 뒤따르는) 적절히 포맷된 RRC 접속 요청 메시지를 기지국에 전송하는 것에 의해 소위 RRC 접속 확립 절차를 개시한다.

3GPP 표준, 소위 차세대 (NG) 또는 5G 네트워크의 최근 개발을 위해, 이동 디바이스는 또한, '경 접속 (light-connected) '(LC) 상태로도 불리는 새 RRC 상태 또는 새 무선 상태에서 동작할 수도 있다. 이동 디바이스가 LC 상태에 있을 때, 코어 네트워크는 그의 제어 평면 및 사용자 평면 접속 양자 모두를, 이동 디바이스가 전송 또는 수신할 데이터가 더 이상 없는 (그리고 따라서 그것이 보통 RRC 유휴 모드에 진입하도록 보통 구성되는) 후에도 유지한다. 즉, LC 상태에서 이동 디바이스가 무선 액세스 네트워크 (기지국) 의 관점에서 유휴 모드로 동작하는 것으로 보여지더라도, 그것은 여전히 코어 네트워크의 관점에서 접속되어 있는 것으로 보여질 수도 있다. 이 새로운 LC 상태의 혜택들 중 하나는 작고 드문 데이터 송신을 갖는 이동 디바이스 (특히 IoT 디바이스) 는 전송 (또는 수신) 할 데이터가 있을 때마다 전체 RRC 접속 확립 절차를 수행할 필요가 없다는 것이다. 그 대신, LC 상태 가능한 이동 디바이스는 필요할 때마다 현재 서빙 기지국과의 그 기존 RRC 접속을 재개하고 다음으로, 그것이 다시 전송/수신할 데이터가 있을 때까지 보다 전력 효율적인 동작 모드로 복귀하도록 구성될 수도 있다.

이동 디바이스는 재개할 접속을 식별하는 정보 (예 : 재개 ID) 를 그의 현재 기지국에 전송함으로써 그의 RRC 접속을 재개할 수 있다. 이것은 유익하게 기지국 및 이동 디바이스가 인증 및 무선 베어러 확립을 거쳐야 하는 것을 피한다. 이동 디바이스와 그것의 서빙 기지국 사이의 이러한 경량 접속 및 간소화된 접속 재개를 용이하게 하기 위해, 소위 앵커 기지국의 개념이 3GPP 에 의해 고려되고 있다. 효과적으로, 앵커 기지국은, 이동 디바이스의 사용자 데이터 (UE 콘텍스트) 를 캐싱하는, UE 액세스 스트라텀 (AS) 콘텍스트를 저장하는 것 및 S1 을 종료하는 동안 필요에 따라 다른 기지국에 사용자 데이터를 제공하는 것을 담당하는 기지국이다. 예를 들어, 앵커 기지국은 이동 디바이스가 특정 트래킹 영역 (또는 다른 미리 정의된 영역) 에서 등록한 첫번째 (또는 이전) 기지국일 수도 있다. 따라서, 이동 디바이스가 (동일한 영역 내의) 상이한 기지국을 통해 자신의 RRC 접속을 재개하려고 시도할 때, 새 기지국은 앵커 기지국에 연락하고, 이동 디바이스에 의해 제공된 정보 (예 : 재개 ID 및/또는 이와 유사한 것) 에 기초하여 캐싱된 사용자 데이터와 함께 UE 콘텍스트를 취출 (retrieve) 할 수 있다. LC 상태에서 S1 접속이 유지되기 때문에, 유익하게, 새 기지국은 (새 기지국이 S1 접속을 앵커/이전 기지국에서 새 기지국으로 스위칭할 필요가 있을 수도 있지만) 코어 네트워크에 연락하거나 및/또는 이동 디바이스에 대한 새 S1 접속을 확립해야 하는 것을 피할 수 있다. 앵커 기지국 개념은, 3GPP 초안 no. R3-160655 로부터 재현된 도 8 에 예시되어 있다.

3GPP 에서의 현재의 합의는, 기지국은 이동 디바이스가 경 접속되어 있는 동안 S1 접속을 유지하고, 기지국은 그것이 다운링크 데이터를 코어 네트워크로부터 수신할 때 (기지국에 의해 구성된 적절한 페이징/트래킹 영역 내에서) RAN 페이징을 담당한다는 것이다. LC 상태 이동 디바이스는 그것이 그의 구성된 RAN 기반 페이징 영역 밖으로 이동할 때 네트워크에 알리고, 그 경우에 네트워크는 이동 디바이스를 LC 모드로 유지할지 또는 이동 디바이스를 중지할지 (예 : 그것에 RRC 유휴 모드로 진입하도록 요청할지) 판단할 수 있다.

기술적 과제

그러나, 본 발명자들은 이동 디바이스가 RAN 및 코어 네트워크를 향해 상이한 상태에 있는 것처럼 보이므로, 이것은 현재 제안된 시스템이 처리할 수 없는 많은 문제점을 야기할 수도 있음을 깨닫게 되었다. 이러한 문제는:

- RAN 기반 페이징이 실패할 때 DL 데이터의 손실을 어떻게 피할지;

- RAN 기반 페이징이 실패할 때 폴백 (fall-back) 으로서 코어 네트워크 (예 : MME) 기반 페이징을 어떻게 수행할지;

- 부하 밸런싱, 요구되는 트래킹 영역 업데이트 (TAU), 절전 모드 (PSM), 이동 종료 (MT) 회선 교환 폴백 (CSFB) 과 같은 특정 동작들이 이동 디바이스의 LC 동작에 기인하여 영향을 받을 수도 있다는 것을 이동성 관리 엔티티 (MME) 에 어떻게 통지할지;

- 이동 디바이스가 LC 상태에 진입할 때 MME 에 어떻게 알릴지;

- (예를 들어, 콘텍스트 프리-페치 (pre-fetch) 를 수행하여 접속을 재개하는데 걸리는 시간을 감소시키기 위해) 이동 디바이스가 RAN 라우팅 영역 내에서 LC 모드에 있을 때 이동 디바이스를 고유하게 식별하는 데 사용되는 RAN 기반 식별자 (예 : 재개 ID) 를 어떻게 교환할지;

- 이동 디바이스가 LC 모드에서 데이터 송신을 위한 규칙적 접속 모드로 천이할 때 랜덤 액세스 채널 (RACH) 프로세스를 어떻게 촉진할지;

- RAN 위치 업데이트를 코어 네트워크 위치 업데이트와 어떻게 동기화할지; 그리고

- 이동 디바이스가 LC 모드에 있을 때 UL 데이터 송신을 어떻게 가능하게 할지

를 포함하지만, 이들에 한정되지는 않는다.

따라서, 본 발명의 바람직한 예시적인 실시형태들은 여전히 이동 디바이스들로 하여금 네트워크와의 경 접속 (light connection) 을 유지할 수 있게 하면서 위의 문제점 중 하나 이상을 해결하거나 또는 적어도 부분적으로 대처하는 방법 및 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

당업자의 이해의 효율화를 위해, 본 발명은 3GPP 시스템 (UMTS, LTE) 의 맥락에서 상세하게 설명될 것이지만, 본 발명의 원리는 통신 디바이스 또는 사용자 장비 (UE) 가 무선 액세스 기술을 사용하여 코어 네트워크에 액세스하는 다른 시스템들에도 적용될 수 있다.

해결 수단

일 양태에서, 본 발명은 통신 네트워크를 위한 기지국을 제공하며, 상기 기지국은 트랜시버 및 제어기를 포함하고 상기 제어기는: 코어 네트워크 노드로부터, 통신 디바이스에 대한 다운링크 데이터를 수신하도록 상기 트랜시버를 제어하고; 통신 디바이스와의 통신을 개시하려고 시도하고; 그리고 상기 통신 디바이스가 상기 통신을 개시하려는 시도에 응답하지 않을 때, 상기 통신 디바이스에 대한 페이징 절차의 개시를 요청하기 위한 메시지를, 상기 코어 네트워크 노드에 전송하도록 상기 트랜시버를 제어하도록 구성된다.

일 양태에서, 본 발명은 통신 네트워크를 위한 코어 네트워크 장치를 제공하며, 상기 코어 네트워크 장치는 트랜시버 및 제어기를 포함하고 상기 제어기는: 기지국에, 통신 디바이스를 위한 다운링크 데이터를 전송하도록 트랜시버를 제어하고; 상기 통신 디바이스가 통신을 개시하려는 기지국에 의한 시도에 응답하지 않을 때, 상기 통신 디바이스에 대한 페이징 절차의 개시를 요청하기 위한 메시지를, 기지국으로부터 수신하도록 트랜시버를 제어하고; 그리고 상기 메시지에 기초하여 상기 통신 디바이스에 대한 페이징 절차를 개시하도록 구성된다.

일 양태에서, 본 발명은 통신 네트워크를 위한 기지국을 제공하며, 상기 기지국은 트랜시버 및 제어기를 포함하고 상기 제어기는: 주어진 통신 디바이스에 대해 적어도 하나의 코어 네트워크 동작이 불가능함 (또는 금지됨) 을 나타내는 알림을 코어 네트워크 노드에 전송하도록 트랜시버를 제어하도록 구성된다.

일 양태에서, 본 발명은 통신 네트워크를 위한 기지국을 제공하며, 상기 기지국은 트랜시버 및 제어기를 포함하고 상기 제어기는: 기지국이 앵커 기지국으로서 동작하는 각각의 통신 디바이스에 대한 각각의 콘텍스트 정보와 연관하여, 기지국이 앵커 기지국으로서 동작하는 적어도 하나의 통신 디바이스를 식별하는 정보를 유지하고; 그리고 또 다른 기지국에 적어도 하나의 식별자를 제공하여 상기 기지국이 앵커 기지국으로서 동작하는 적어도 하나의 각각의 통신 디바이스를 식별하도록 트랜시버를 제어하도록 구성된다.

일 양태에서, 본 발명은 통신 네트워크를 위한 기지국을 제공하며, 상기 기지국은 트랜시버 및 제어기를 포함하고 상기 제어기는: 적어도 하나의 다른 기지국으로부터 적어도 하나의 식별자를 수신하여 상기 적어도 하나의 다른 기지국이 앵커 기지국으로서 동작하는 적어도 하나의 통신 디바이스를 식별하도록 상기 트랜시버를 제어하고; 그리고 상기 적어도 하나의 다른 기지국이 상기 적어도 하나의 식별자에 기초하여 앵커 기지국으로서 동작하는 각각의 통신 디바이스에 대한 콘텍스트 정보를, 상기 적어도 하나의 다른 기지국으로부터, 페칭하도록 구성된다.

일 양태에서, 본 발명은 통신 네트워크를 위한 기지국을 제공하며, 상기 기지국은 트랜시버 및 제어기를 포함하고 상기 제어기는: 또 다른 기지국으로부터의 데이터 포워딩이 통신 디바이스에 대해 일어날 것임을 나타내는 메시지를 코어 네트워크 노드로부터, 다른 기지국으로부터 상기 통신 디바이스에 관한 콘텍스트를 페칭하는데 사용하기 위한, 상기 통신 디바이스와 연관된, 식별자; S1 인터페이스를 통해 코어 네트워크 노드에서 통신 디바이스를 식별하는 정보 (예를 들어, 'MME UE S1AP ID'); 다른 기지국을 식별하는 정보 (예 : '앵커 eNB ID'); 다른 기지국과 연관된 트래킹 영역 코드 (TAC); 통신 디바이스를 현재 서빙하고 있는 코어 네트워크 노드와 연관된 전역적으로 고유한 ID (예 : GUMMEI); 상기 통신 디바이스의 핸드오버가 금지되는 적어도 하나의 셀에 대한 적어도 하나의 셀 식별자를 식별하는 정보; 및 상기 통신 디바이스에 관한 이전에 처리된 핸드오버 요청에서 코어 네트워크 노드에 의해 획득된 적어도 하나의 다른 파라미터 중 적어도 하나와 함께, 수신하도록 트랜시버를 제어하고; 그리고 이에 따라 다른 기지국에 의해 포워딩된 데이터를 수신하도록 트랜시버를 제어하도록 구성된다.

본 발명의 양태들은 대응하는 시스템들, 방법들, 및 명령들이 저장된 컴퓨터 판독가능 저장 매체들과 같은 컴퓨터 프로그램 제품들로 확장되고, 그 명령들은, 위에서 제시된 양태들 및 가능성들에서 설명되거나 또는 청구항들에 기재된 바와 같은 방법을 수행하기 위해 프로그래밍가능 프로세서를 프로그래밍하도록 및/또는 청구항들 중 임의의 청구항에 기재된 장치를 제공하기 위해 적절히 적합화된 컴퓨터를 프로그래밍하도록 동작가능하다.

이 명세서 (이 용어는 청구항들을 포함함) 에 개시된 및/또는 도면들에 도시된 각각의 특징은 임의의 다른 개시된 및/또는 예시된 특징들과 독립적으로 (또는 그와 결합하여) 본 발명에 통합될 수도 있다. 특히 그러나 비제한적으로, 특정 독립 청구항에 종속하는 청구항들 중 임의의 청구항의 특징들은 임의의 조합으로 또는 개별적으로 그 독립 청구항에 도입될 수도 있다.

이제, 본 발명의 예시적 실시 형태들이 첨부 도면들을 참조하여, 예로써, 설명될 것이며, 여기서:
[도 1] 도 1 은 본 발명의 예시적 실시형태들이 적용될 수도 있는 셀룰러 원격통신 시스템을 개략적으로 예시한다;
[도 2] 도 2는 도 1에 도시된 시스템의 일부를 형성하는 이동 디바이스의 블록도이다;
[도 3] 도 3는 도 1에 도시된 시스템의 일부를 형성하는 기지국의 블록도이다;
[도 4] 도 4는 도 1에 도시된 시스템의 일부를 형성하는 이동성 관리 엔티티의 블록도이다;
[도 5] 도 5는 본 발명의 예시적인 실시형태가 도 1의 시스템에서 구현될 수 있는 예시적인 방법을 나타내는 타이밍도이다;
[도 6] 도 6는 본 발명의 예시적인 실시형태가 도 1의 시스템에서 구현될 수 있는 예시적인 방법을 나타내는 타이밍도이다;
[도 7] 도 7는 본 발명의 예시적인 실시형태가 도 1의 시스템에서 구현될 수 있는 예시적인 방법을 나타내는 타이밍도이다; 그리고
[도 8] 도 8은 앵커 기지국 개념을 개략적으로 예시한다.

실시형태들의 상세한 설명

개관

도 1은 이동 디바이스 (3), 이동 전화 및 다른 통신 디바이스 (예컨대, IoT 디바이스) 가 E-UTRAN 기지국 (5) 및 코어 네트워크 (7) 를 통해 UTRA 무선 액세스 기술 (RAT) 을 이용하여 서로 통신할 수 있는 원격통신 네트워크 (1) 를 개략적으로 예시한다. 당업자가 인식하는 바와 같이, 하나의 이동 디바이스 (3) ('UE' 로 표기됨), 하나의 IoT 디바이스 (3'), 및 3개의 기지국 (5a 내지 도 5c) 가 예시 목적으로 도 1 에 도시되어 있지만, 시스템은, 구현될 경우, 통상적으로, 다른 기지국들 및 통신 디바이스들을 포함할 것이다.

각각의 기지국 (5) 은 하나 이상의 연관된 셀을 동작시킨다. 이 예에서는, 기지국 (5b) 이 '셀 #1' 을 동작시키고, 기지국 (5c) 이 '셀 #2' 를 동작시킨다. 도 1에 도시되지는 않았지만, 기지국 (5a) 은 또한 전형적으로 하나 이상의 셀들을 동작시킬 것이다. 또한, 일부 시나리오에서는 '구' (old) 기지국 (5a) 과 '앵커 (anchor)' 기지국 (5b) 이 동일할 수도 있음을 이해할 것이다.

통신 디바이스는 그 셀을 동작시키는 적절한 기지국 (5) 과의 무선 리소스 제어 (RRC) 접속을 확립함으로써 어느 셀에도 (그들의 위치 및 가능하게는 다른 인자들, 예를 들어, 신호 조건, 가입 데이터, 능력 및/또는 이와 유사한 것에 따라) 접속할 수도 있다. 알 수 있듯이, 이동 디바이스 (3) 는 기지국 (5b 및 5c) 에 의해 동작되는 셀들이 부분적으로 겹치는 영역에 위치한다. 따라서, RRC 유휴 모드 (데이터를 전송/수신하지 않음) 에서 동작할 때, 이동 디바이스 (3) 는 최상의 신호 품질을 갖는 셀에 캠프 온하고, RRC 활성 모드에 있을 때, 이동 디바이스 (3) 는 (예를 들어, 'Uu' 에어 인터페이스를 사용하여) 그 셀을 통해 데이터를 통신한다. 유사하게, 이 예에서, IoT 디바이스 (3') 는 (RRC 유휴 모드에 있을 때) 셀 #2에 캠프 온하고 (RRC 활성 모드에있을 때) 기지국 (5c) 을 통해 통신한다.

이동 디바이스 (3) (IoT 디바이스 (3')) 가 (기지국들 (5) 중 하나를 통해) 네트워크에 먼저 등록할 때, 그의 서빙 기지국 (5) 은 또한 서빙 기지국 (5) 과 코어 네트워크 (7) 사이의 통신(사용자 및 제어 데이터) 를 중계하기 위한 연관된 S1 접속을 확립한다.

기지국 (5) 은 S1 인터페이스를 통해 코어 네트워크 (7) 에 그리고 X2 인터페이스틀 통해 (직접적으로 또는 X2 게이트웨이를 통해) 서로 접속된다. 코어 네트워크 (7) 는, 다른 것들 중에서도, 이동성 관리 엔티티 (MME) (9), 서빙 게이트웨이 (S-GW) (10), 및 기지국 (5) 과 다른 네트워크 (이를테면 인터넷) 및/또는 코어 네트워크 (7) 외부에서 호스팅되는 서버 사이의 접속을 제공하기 위한 패킷 데이터 네트워크 게이트웨이 (P-GW) (11) 를 포함한다.

MME (9) 는 특히 UE 가 RRC_IDLE 모드일 때 원격통신 네트워크 (1) 내의 이동 통신 디바이스 (이동 디바이스 및 IoT 디바이스 모두) 의 위치를 추적하는 것을 담당하는 네트워크 노드이다. 특히, MME (9) 는 이동 통신 디바이스들의 마지막으로 알려진 셀 (또는 트래킹 영역) 의 식별자를 저장하여 이들에 대한 착신 (음성 또는 데이터) 호가 있을 때 이들에 알릴 수 있고, 특정 이동 통신 디바이스를 현재 서빙하는 기지국 (5) 을 통해 통신 경로가 설정된다.

이하의 예들에서, 이동 디바이스 (3) 는 원격 엔드포인트 (예를 들어, 서버 또는 또 다른 통신 디바이스) 에 데이터를 전송하기 위해 주기적으로 (예를 들어, 그의 애플리케이션 중 하나가 네트워크와 통신할 필요가 있을 때마다) 네트워크에 접속한다. 이동 디바이스 (3) 는 이동 디바이스 (3) 가 RAN의 관점에서 유휴 모드에서 동작하고 있을 때에도 네트워크가 연관된 S1 접속을 유지하는 경 접속 (LC) 모드에서 동작하도록 구성된다. 따라서, 그의 주기적인 재접속들간에, 이동 디바이스 (3) 는 유휴 (또는 '중지') 모드에 효과적으로 들어가며, 따라서 그의 앵커 기지국에 의해 구성된 영역 내에 남아있는 한 핸드오버를 수행하는 것을 회피한다.

서빙 기지국 (5) 은 (예를 들어, 이동 디바이스 (3) 에 페이징 영역 ID 및/또는 셀들의 리스트를 제공함으로써) 이동 디바이스 (3) 에 대한 적절한 RAN 기반 페이징 영역을 구성하는 것을 담당한다. RAN 기반 페이징 영역은 동일하거나 상이한 기지국 (5) 으로부터 하나 이상의 셀로서 구성될 수도 있다. 예를 들어, RAN 기반 페이징 영역은 트래킹 영역일 수도 있다.

점선으로 도시된 바와 같이, 이동 디바이스 (3) 는 (셀 #1을 통해) 기지국 (5b) 에 사전에 접속되고 따라서 (이동 디바이스 (3) 에 대한 앵커 기지국의 역할을 하는) 기지국 (5b) 은 연관된 UE 콘텍스트를 유지하고 S1 을 종료한다. 그러나, 앵커 기지국은 상이한 기지국, 예를 들어 구 기지국 (5a) 일 수도 있음이 이해될 것이다. 본 예에서, 앵커 기지국 (5b) 은 앵커 기지국 자신의 셀 (셀 #1) 및 기지국 (5a) 에 의해 동작되는 임의의 셀을 포함하는 RAN 페이징 영역으로 이동 디바이스 (3) 를 구성한다.

연속선으로 도시된 바와 같이, 예를 들어, 셀 #1 에서의 신호 조건의 변화 및/또는 이동 디바이스 (3) 의 이동으로 인해, 이동 디바이스 (3) 는 이제 (셀 #2 를 통해) 기지국 (5c) 을 통해 도달가능하다. 이 예에서, 이동 디바이스 (3) 는 현재 무선 액세스 네트워크 (기지국 (5)) 과 활성 접속을 갖지 않으므로, 그것이 (네트워크에 통지하지 않고서) 셀 #2로 이동할 때 셀 재선택을 수행하도록 구성된다.

전술한 바와 같이, LC 상태에서, 이동 디바이스 (3) 가, 사실상, 기지국의 관점에서 유휴 모드에 진입한 (그리고 따라서 이동 디바이스 (3) 가 그의 기지국 (5) 과 활성 데이터 접속을 갖지 않는) 후에도 이동 디바이스 (3) 는 여전히 코어 네트워크 (7) (MME (9)) 의 관점에서 접속된 (ECM-CONNECTED) 것으로서 보여진다. 따라서, 전송할 다운링크 데이터가 있을 때, MME (9) 는 (예를 들어, 연관된 트래킹/페이징 영역을 통해) LC 상태/모드에 있는 이동 디바이스 (3) 에 대한 페이징을 개시하지 않는데, MME (9) 는 이동 디바이스 (3) 가 여전히 그의 서빙 기지국 (5) (이 예에서는, 앵커 기지국 (5b)) 과 활성 접속을 갖고 있다고 가정하기 때문이다. 따라서, MME (9) 는 앵커 기지국 (5b) 에 다운링크 데이터를 전송하기 시작한다. 다운링크 데이터에 응답하여, 앵커 기지국 (5b) 은 그 이동 디바이스 (3) 에 적합한 페이징 영역 내의 이동 디바이스 (3) 의 (RAN 기반) 페이징에 적합한 절차를 시작한다. RAN 기반 페이징은 다운링크 데이터를 수신하기에 적합한 기지국을 통해 자신의 RRC 접속을 재개 (재접속) 할 필요가 있음을 이동 디바이스 (3) 에 표시한다. 이동 디바이스 (3) 가 그의 접속을 재개할 때까지, 앵커 기지국 (5b) 은 (제어 평면 시그널링 또는 데이터의 경우) MME (9) 로부터 또는 (사용자 평면 데이터의 경우) S-GW (10) 로부터 다운링크 데이터를 그의 캐시 (메모리) 에 저장한다.

기지국 (5b) 은 그것이 다운링크 데이터를 수신할 때 어떤 셀을 페이징할지를 판단한다. 필요하다면, 앵커 기지국 (5b) 은 자신의 셀 (들) 외의 것을 통해 이동 디바이스 (3) 에 도달하기 위해 자신의 이웃 기지국(들) 에 적합한 X2 페이징 시그널링을 전송할 수도 있다. 그러나, 이동 디바이스 (3) 가 그 동안 이동하였고 그것이 이제 셀 #2 에 캠프 온되어 있기 때문에, 그것은 페이징 시그널링을 수신 (또는 응답) 할 수 없을 수도 있다. 이것은, 예를 들어, 앵커 기지국 (5b) 이 (셀 #2 가 현재 구성된 RAN 페이징 영역에 속할 수 있더라도) 그의 이웃들을 통해 페이징을 수행하지 않을 때, 셀 #2 가 이동 디바이스 (3) 에 대해 구성된 페이징 영역에 속하지 않을 때, 또는 셀 #2의 에지에서의 신호 조건이 이동 디바이스 (3) 가 그 셀에서 페이징 시그널링을 성공적으로 수신 (또는 응답) 하는 것을 막을 때, 일어날 수도 있다.

유익하게는, 앵커 기지국 (5b) 이 (페이징의 시작 후) 미리 정의된 시간 간격 내에 이동 디바이스 (3) 로부터 어떠한 응답도 수신하지 않으면, 기지국 (5b) 은 MME (9) 에게 S1 기반의 (레거시) 페이징 절차를 개시하도록 요청한다. 그러나, MME (9) 가 이와 관련하여 어시스턴스를 제공할 수 있기 전에, MME (9) 는 이동 디바이스 (3) 를 접속 상태로부터 유휴 상태로 (예를 들어, ECM-CONNECTED 에서 ECM-IDLE 로) 전환시킬 필요가 있다. 이를 가능하게 하기 위해, 기지국 (5b) 은 기존 S1 접속을 해체 (tear down) 하기 위해 레거시 시그널링을 사용하도록 구성된다. 예를 들어, 기지국 (5b) 은 S1 기반 페이징이 그의 최종 기록된 트래킹 영역에서 이동 디바이스 (3) 에 대해 요구됨을 나타내는 정보를 포함하는 적절히 포맷된 메시지 (이를테면, 'UE 콘텍스트 릴리즈 요청' 및/또는 이와 유사한 것) 을 전송하도록 구성될 수도 있다. 유익하게, 기지국의 요청은 MME (9) 가 이동 디바이스 (3) 를 유휴 상태 (ECM-IDLE) 로 전환시킬 수 있게 하여 MME (9) 가 레거시 S1 기반 페이징을 트리거할 수 있게 한다. 유리하게는, 기지국 (5b) 으로부터의 메시지는 또한, S-GW (10) 를 통해 이동 디바이스 (3) 의 베어러의 릴리즈를 트리거하지 않고서 (즉, 레거시 RRC 유휴 상태에서 UE 에 대한 UE 콘텍스트 릴리즈 요청의 수신시 종래의 절차와 달리) 페이징이 요청됨을 표시할 수도 있다.

MME (9) 는 S1 기반 페이징을 트리거하고 이동 디바이스 (3) 로부터의 적절한 응답을 기다린다. 이 예에서, 이동 디바이스 (3) 는 적절한 RRC 및 S1 접속 설정 절차를 (새 기지국 (5c) / 셀 #2) 를 통해) 수행함으로써 새 기지국 (5c) 을 통해 MME의 페이징 요청에 응답한다. 이것은 새 기지국 (5) 이 이동 디바이스 (3) 로부터 수신된 UE 식별자 (예를 들어, Resume ID) 를 사용하여 연관된 UE 콘텍스트를 로케이팅 (locating) 하는 법을 알지 못하거나 이해하지 못하는 경우에 가능하다. MME (9) 는 셀 #2 를 이동 디바이스 (3) 의 새로운 위치로서 등록한다.

새로운 기지국 (5c) 이 이동 디바이스 (3) 에 대한 새로운 RRC 및 S1 접속을 확립할 때, MME (9) 는 유익하게 구 (앵커) 기지국 (5b) 으로부터의 데이터 포워딩이 발생할 것이라는 것을 새 기지국 (5c) 에 표시할 수 있다. 이 예에서, MME (9) 는 앵커 기지국 (5b) 에 대한 그의 응답 (예를 들어, 'UE 콘텍스트 릴리즈 응답' 및/또는 이와 유사한 것) 으로 데이터 포워딩을 요청한다.

더욱이, MME (9) 는 또한, 이동 디바이스 (3) 에 의해 수행되는 (이전) 핸드오버를 모니터링하고 이동 디바이스 (3) 에 관한 콘텍스트 정보 및 다른 파라미터를 획득하도록 구성될 수도 있다. 따라서, 새 기지국 (5c) 에 대한 MME (9) 의 메시지는 또한, 앵커 기지국 (5b) 으로부터 UE 콘텍스트를 페칭하기 위해 새 기지국 (5c) 에 의해 사용될 수도 있는 (이전에 MME (9)에 의해 획득되었거나 보유되는) 정보를 포함할 수도 있다. 유사하게, MME (9) 는 데이터 포워딩을 수행하기 위해 앵커 기지국 (5b) 에 관련된 정보를 제공할 수 있다.

다른 한편, 이동 디바이스 (3) 가 발견되지 않는 경우 (즉, 네트워크-와이드 S1 기반 페이징에 응답하지 않는 경우), MME (9) 는 (앵커 기지국 (5b) 및 MME (9) 에서 보유되는) UE 콘텍스트를 릴리즈하기 위하여 적절한 레거시 절차를 따르고 S-GW (10) 를 향한 액세스 베어러의 릴리즈를 트리거할 수 있다. UE 콘텍스트가 릴리즈된 후에, 이동 디바이스 (3) 는 (LC 상태 대신에) RRC 유휴 상태에 있는 것으로 간주되고, 이동 디바이스 (3) 는 예를 들어 (단순 재개 동작 대신에) 적절한 RRC 접속 확립 동작을 트리거함으로써, RRC 접속 상태로 전환함으로써 다시 네트워크와 통신할 수 있다.

특히 유익한 예에서, 기지국 (5) 은 이동 디바이스 (3) 가 현재 LC 상태에서 동작하고 있기 때문에 이동 디바이스 (3) 에 대해 특정 동작이 가능하지 않다는 것을 MME (9) 에 알리도록 구성될 수도 있다. 이러한 MME 동작은 예를 들어, 부하 밸런싱, 요구되는 TAU, 절전 모드, MT CSFB 및/또는 이와 유사한 것을 포함할 수도 있다. 따라서, MME (9) 는 이동 디바이스 (3) 가 접속 상태 (S1 접속 / ECM-CONNECTED) 에 있는 것으로 계속 보더라도, MME (9) 는 이러한 절차들을 피할 수 있다.

유익하게는, 서빙/앵커 기지국 (5) (이 예에서는 기지국 (5b)) 은 이동 디바이스 (3) 가 LC 상태에서 동작하는지 및/또는 특정 MME 동작을 피해야 (또는 금해야) 하는지를 식별하는 정보를 MME (9) 에 전송하도록 구성된다. 수신된 정보에 기초하여, MME (9) 는 CSFB 와 같은 특정 동작에 대해 상이한 취급을 취하거나, 요구된 TAU 부하 밸런싱으로 S1 을 릴리즈하지 않을 것이다. 결과적으로, 과부화될 때, MME (9) 는 LIGHT-CONNECTED 모드에 있는 그러한 UE들에 속하지 않는 S1 접속들을 릴리즈하도록 구성될 수도 있다.

유익하게는, 위의 절차들은, 그렇지 않으면 이동 디바이스 (3) 의 현재 동작 상태에 대해 부적절한 절차를 MME (9) 가 수행 및/또는 요청하는 것을 피할 수 있게 한다.

상이한 기지국을 통한 이동 디바이스 (3) 에 대한 RRC 접속의 신속한 재개 (이 예에서는, 기지국 (5c) 및 셀 #2 를 통한 이동 디바이스의 접속을 재개) 를 용이하게 하기 위해, 이 시스템의 기지국 (5) 은 또한, 그들이 앵커 기지국의 역할을 하는 이동 디바이스 (3) (사용자) 에 관한 정보를 서로 교환하도록 구성될 수도 있다.

특히, 기지국 (5) (적어도 앵커 기지국들로서 동작하는 것들) 은 X2 인터페이스를 통해 그들의 이웃 기지국(들) 에게, 임의의 UE AS 콘텍스트, 보안 데이터, 그 특정 기지국 (5) 에서 중지된 베어러들, 및/또는 그러한 중지된 베어러들과 연관된 이동 디바이스 (3) 를 식별하는 정보를 제공하도록 구성될 수도 있다.

이러한 교환된 정보 (예를 들어, 중지된 베어러의 식별자 및/또는 그러한 베어러들과 연관된 이동 디바이스) 를 사용하여, 이웃 기지국 (5) 은 유익하게 또 다른 (앵커) 기지국에서 중지된 베어러에 대한 연관된 UE 콘텍스트를 프리-페칭할 수 있다. 이것은 그들로 하여금 (UE 콘텍스트가 이미 새 기지국 (5) 에서 로컬적으로 이용 가능하기 때문에) 새 (이웃) 기지국 (5) 에 의해 동작되는 셀로의 특정 이동 디바이스 (3) 의 핸드오버 (또는 유휴 모드 이동성) 시에 레이턴시를 최소화할 수 있게 한다. 이것은 초 신뢰성 저 레이턴시 통신에 유용할 수도 있다.

요컨대, 이 네트워크에서, 사용자 장비 (이동 디바이스 및/또는 IoT 디바이스), 기지국 및 MME 에서의 보다 양호한 서비스 연속성 및 보다 효율적인 리소스 사용을, (LC 상태에서 동작 중일 수도 있는) 사용자 장비가 상이한 기지국에 의해 동작되는 새로운 셀로 이동 및/또는 캠프 온할 때, 제공하는 것이 가능하다.

이동 디바이스

도 2 는 도 1 에 도시된 이동 디바이스 (3) (예를 들어, 이동 전화 또는 IoT 디바이스) 의 메인 컴포넌트들을 예시한 블록도이다. 도시된 바와 같이, 이동 디바이스 (3) 는, 하나 이상의 안테나 (33) 를 통해 기지국 (5) 으로 신호들을 송신하고 기지국 (5) 으로부터 신호들을 수신하도록 동작가능한 트랜시버 회로 (31) 를 갖는다. 이동 디바이스 (3) 는 이동 디바이스 (3) 의 동작을 제어하기 위한 제어기 (37) 를 갖는다. 제어기 (37) 는 메모리 (39) 에 연관되고 트랜시버 회로 (31) 에 커플링된다. 비록 그의 동작을 위해 반드시 필요하지는 않더라도, 이동 디바이스 (3) 는, 물론, (사용자 인터페이스 (35) 와 같은) 종래의 이동 전화기의 모든 통상 기능을 가질 수도 있으며, 이는 하드웨어, 소프트웨어 및 펌웨어 중 임의의 하나 또는 그 임의의 조합에 의해 적절히 제공될 수도 있다. 소프트웨어는 메모리 (39) 에 미리-인스톨될 수도 있거나 및/또는 예를 들어 원격통신 네트워크를 통해 또는 착탈가능 데이터 저장 디바이스 (RMD) 로부터 다운로딩될 수도 있다.

제어기 (37) 는, 이 예에 있어서, 메모리 (39) 내에 저장된 프로그램 명령들 또는 소프트웨어 명령들에 의해 이동 디바이스 (3) 의 전체 동작을 제어하도록 구성된다. 도시된 바와 같이, 이들 소프트웨어 명령들은, 다른 것들 중에서, 운영 시스템 (41), 통신 제어 모듈 (43), UE 상태 모듈 (45), RRC 모듈 (46) 및 NAS 모듈 (49) 을 포함한다.

통신 제어 모듈 (43) 은 이동 디바이스 (3) 와 그것의 서빙 기지국 (5) (및 서빙 기지국 (5) 에 접속된 다른 통신 디바이스들, 이를테면 다른 이동 디바이스, IoT 디바이스, 코어 네트워크 노드 등) 사이에 통신을 제어하도록 동작 가능하다.

UE 상태 모듈 (45) 은 (적절한 구성 (이를테면, 상태 천이 타이머 (들), RAN 페이징 영역을 식별하는 정보) 및 UE 위치, 셀 정보 등을 식별하는 정보를 획득함으로써) 이동 디바이스 (3) 의 동작 상태를 관리하는 것을 담당하고 이동 디바이스 (3) 의 현재 동작 상태에 따라 다른 모듈들 (예를 들어, RRC 모듈 (46) 및 NAS 모듈 (49)) 을 제어한다.

RRC 모듈 (46) 은 RRC 표준에 따라 포맷된 시그널링 메시지를 생성, 전송 및 수신하도록 동작 가능하다. 예를 들어, 이러한 메시지는 이동 디바이스 (3) 와 그것의 서빙 기지국 (5) 사이에서 교환된다. RRC 메시지들은 예를 들어, 적절한 기지국 (5) 과의 RRC 접속을 확립/재개하는 것과 관련된 메시지들을 포함할 수도 있다.

NAS 모듈 (49) 은 RRC 표준에 따라 포맷된 시그널링 메시지를 생성, 전송 및 수신하도록 동작 가능하다. 예를 들어, 이러한 메시지는 (RRC 모듈 (46) 을 사용하여 서빙 기지국 (5) 을 통해) 이동 디바이스 (3) 와 MME (9) 사이에서 교환된다. NAS 메시지는, 예를 들어 이동 디바이스 (3) 가 현재 위치하는 트래킹 영역 (또는 셀) 을 등록 및/또는 업데이트하는 것과 관련된 메시지를 포함할 수도 있다.

기지국

도 3 은 도 1 에 도시된 기지국 (5) 의 메인 컴포넌트들을 도시한 블록도이다. 도시된 바와 같이, 기지국 (5) 은 하나 이상의 안테나 (53) 를 통해 사용자 장비 (이를테면, 이동 디바이스 (3) / IoT 디바이스 (3')) 로 신호를 송신하고 이로부터 신호를 수신하기 위한 트랜시버 회로 (51), 코어 네트워크 (7) 에 신호를 송신하고 이로부터 신호를 수신하기 위한 코어 네트워크 인터페이스 (55) (예를 들어, S1 인터페이스, NG-C 인터페이스 및/또는 이와 유사한 것), 및 이웃 기지국으로 신호를 송신하고 이로부터 신호를 수신하기 위한 기지국 인터페이스 (56) (예를 들어, X2 인터페이스, Xn 인터페이스 및/또는 이와 유사한 것) 를 갖는다. 기지국 (5) 은 기지국 (5) 의 동작을 제어하기 위한 제어기 (57) 를 갖는다. 제어기 (57) 는 메모리 (59) 와 연관된다. 비록 도 3 에 반드시 도시되진 않더라도, 기지국 (5) 은, 셀룰러 전화 네트워크 기지국의 모든 통상 기능을 가질 것이며, 이는 하드웨어, 소프트웨어 및 펌웨어 중 임의의 하나 또는 이들의 임의의 조합에 의해 적절히 제공될 수도 있다. 소프트웨어는 메모리 (59) 에 미리-인스톨될 수도 있거나 및/또는 예를 들어 원격통신 네트워크 (1) 를 통해 또는 착탈가능 데이터 저장 디바이스 (RMD) 로부터 다운로드될 수도 있다. 제어기 (57) 는, 이 예에 있어서, 메모리 (59) 내에 저장된 프로그램 명령들 또는 소프트웨어 명령들에 의해 기지국 (5) 의 전체 동작을 제어하도록 구성된다. 도시된 바와 같이, 이들 소프트웨어 명령들은, 다른 것들 중에서, 운영 시스템 (61), 통신 제어 모듈 (63), UE 상태 모듈 (65), RRC 모듈 (66), X2 모듈 (67), 및 S1AP 모듈 (68) 을 포함한다.

통신 제어 모듈 (63) 은 기지국 (5) 과 기지국 (5) 에 접속된 사용자 장비 (이동 디바이스(3) / IoT 디바이스 (3')) 및 다른 네트워크 엔티티들 간의 통신을 제어하도록 동작 가능하다. 또한, 통신 제어 모듈 (63) 은 예를 들어, 이동 디바이스 (3) 및/또는 IoT 디바이스 (3') 의 동작을 관리하기 위한 제어 데이터를 포함하는, 이 기지국 (5) 과 연관된 통신 디바이스들에 송신될 제어 데이터 및 (연관된 데이터 무선 베어러를 통해) 다운링크 사용자 트래픽의 분리된 흐름을 제어한다.

UE 상태 모듈 (65)은 (예를 들어, 적절한 구성, 이를테면 상태 천이 타이머 (들), RAN 페이징 영역을 식별하는 정보 등을 생성 및 전송함으로써) 기지국 (5) 에 의해 서빙되는 이동 디바이스 (3) 의 동작 상태를 관리하고 모니터링하고, 적절한 경우, 특정 이동 디바이스 (3) 의 현재 동작 상태에 관한 정보를 다른 노드들 (예를 들어, MME (9)) 에 제공하는 것을 담당한다.

RRC 모듈 (66) 은 RRC 표준에 따라 포맷된 시그널링 메시지를 생성, 전송 및 수신하도록 동작 가능하다. 예를 들어, 이러한 메시지는 기지국 (5) 과 이동 디바이스 (3) (및 기지국 (5) 의 셀 내의 다른 사용자 장비) 사이에서 교환된다. RRC 메시지들은 예를 들어, 특정 이동 디바이스 (3) 에 대한 RRC 접속을 확립/재개하는 것과 관련된 메시지들을 포함할 수도 있다.

X2 모듈 (67) 은 X2AP (또는 XnAP) 표준에 따라 포맷된 시그널링 메시지 (X2/Xn 메시지) 를 생성, 전송 및 수신하도록 동작 가능하다. X2/Xn 메시지들은, 예를 들어, 이동 디바이스 (3) 의 페이징, 데이터 포워딩, 이웃 기지국들 간의 UE 콘텍스트 (및 이동 디바이스 (3) 에 관한 다른 정보) 의 전송/페칭과 관련된 메시지들을 포함할 수도 있다.

S1AP 모듈 (68) 은 S1AP (또는NG-C AP) 표준에 따라 포맷된 시그널링 메시지들을 생성, 전송 및 수신하도록 동작 가능하다. 예를 들어, 이러한 메시지는 기지국 (5) 과 이동성 관리 엔티티 (MME) (9) 사이에서 교환된다. S1AP 메시지는 예를 들어, 기지국의 셀 내의 사용자 장비의 위치 및/또는 동작 상태 (예를 들어, LC) 를 등록하는 것 및/또는 연관된 응답들에 관한 메시지들을 포함할 수도 있다.

이동성 관리 엔티티

도 4 는 도 1 에 도시된 이동성 관리 엔티티 (MME) 의 메인 컴포넌트들을 예시한 블록도이다. 도시된 바와 같이, 이동성 관리 엔티티 (9) 는 기지국 인터페이스 (75) (예를 들어, S1 인터페이스) 를 통해 기지국들 (5) (및/또는 기지국들 (5) 에 접속된 통신 디바이스들) 로 신호를 송신하고 이로부터 신호를 수신하기 위한 트랜시버 회로 (71) 를 갖는다. 이동성 관리 엔티티 (9) 는 이동성 관리 엔티티 (9) 의 동작을 제어하기 위한 제어기 (77) 를 갖는다. 제어기 (77) 는 메모리 (79) 와 연관된다. 비록 도 4 에 반드시 도시되지는 않았지만, 이동성 관리 엔티티 (9) 는, 셀룰러 전화 네트워크 이동성 관리 엔티티의 모든 통상 기능을 가질 것이며, 이는 하드웨어, 소프트웨어 및 펌웨어 중 임의의 하나 또는 이들의 임의의 조합에 의해 적절히 제공될 수도 있다. 소프트웨어는 메모리 (79) 에 미리-인스톨될 수도 있거나 및/또는 예를 들어 원격통신 네트워크 (1) 를 통해 또는 착탈가능 데이터 저장 디바이스 (RMD) 로부터 다운로드될 수도 있다. 제어기 (77) 는, 이 예에 있어서, 메모리 (79) 내에 저장된 프로그램 명령들 또는 소프트웨어 명령들에 의해 이동성 관리 엔티티 (9) 의 전체 동작을 제어하도록 구성된다. 도시된 바와 같이, 이들 소프트웨어 명령들은, 다른 것들 중에서, 운영 시스템 (81), 통신 제어 모듈 (83), UE 상태/위치 등록 모듈 (85), S1AP 모듈 (88) 및 NAS 모듈 (89) 을 포함한다.

통신 제어 모듈 (83) 은 이동성 관리 엔티티 (9) 와 기지국 (5), 이동 디바이스 (3), IoT 디바이스, 및 이동성 관리 엔티티 (9) 에 접속된 다른 네트워크 엔티티들 간의 통신을 제어하도록 동작 가능하다.

UE 상태/위치 등록 모듈 (85) 은 MME (9) 에 접속된 사용자 장비의 현재 위치 및 상태 (예를 들어, 유휴 또는 접속) 를 추적하는 것을 담당한다.

S1AP 모듈 (88) 은 S1AP (또는NG-C AP) 표준에 따라 포맷된 시그널링 메시지들을 생성, 전송 및 수신하도록 동작 가능하다. 예를 들어, 이러한 메시지는 이동성 관리 엔티티 (9) 와 접속된 기지국 (5) 사이에서 교환된다. S1AP 메시지는 예를 들어, 기지국의 셀 내의 사용자 장비의 위치 및/또는 동작 상태 (예를 들어, LC) 를 등록하는 것, 데이터 포워딩을 요청하는 것, 경로 스위칭을 요청하는 것 및/또는 연관된 응답들에 관한 메시지들을 포함할 수도 있다.

NAS 모듈 (89) 은 RRC 표준에 따라 포맷된 시그널링 메시지를 생성, 전송 및 수신하도록 동작 가능하다. 예를 들어, 이러한 메시지는 (S1AP 모듈 (88) 을 사용하여, 기지국 (5) 을 통해) MME (9) 와 이동 디바이스 (3) 사이에서 교환된다. NAS 메시지는, 예를 들어 이동 디바이스 (3) 가 현재 위치하는 트래킹 영역 (또는 셀) 을 등록 및/또는 업데이트하는 것과 관련된 메시지를 포함할 수도 있다.

위의 설명에 있어서, 이동 디바이스 (3), 기지국 (5), 및 이동성 관리 엔티티 (9) 는 이해의 용이를 위해 다수의 이산 모듈들 (예컨대, 통신 제어 모듈들 및 UE 상태 모듈들) 을 갖는 것으로서 설명된다. 이들 모듈들은 예를 들어 기존의 시스템이 본 발명을 구현하도록 수정된 특정 어플리케이션들에 대해 이러한 방식으로 제공될 수도 있지만, 다른 어플리케이션들에 있어서, 예를 들어, 시작부터 염두해 둔 창의적인 특징들로 설계된 시스템들에 있어서, 이들 모듈들은 전체 운영 시스템 또는 코드로 구축될 수도 있고, 그래서, 이들 모듈들은 별개의 엔티티들로서 식별가능하지 않을 수도 있다. 이들 모듈들은 또한, 소프트웨어, 하드웨어, 펌웨어, 또는 이들의 혼합으로 구현될 수도 있다.

LC 상태에서 동작하는 이동 디바이스가 상이한 기지국들에 의해 동작되는 셀들 사이에서 이동하는 전술한 시나리오의 보다 상세한 설명이 (도 5 내지 도 7을 참조하여) 이제부터 주어진다.

동작 - 제 1 실시예

도 5 는 LC 상태에서 동작하는 이동 디바이스 (UE 또는 IoT 디바이스) 에 대한 페이징 동작을 수행할 때 네트워크 (1) 의 컴포넌트들에 의해 수행되는 예시적인 프로세스를 나타내는 타이밍도 (메시지 시퀀스 차트) 이다.

이 실시예에서, 새 기지국 (5c) 은 Rel-14 표준 (또는 그 이후의 것) 에 따라 구성된 기지국이며, 따라서 그것은 LC 모드에서 동작하는 사용자 장비를 지원한다는 것을 이해할 것이다.

초기에, 이동 디바이스 (3) 는 LC 상태에서 동작하고, 그의 이전 서빙 기지국 (5b) 은 이동 디바이스 (3) 에 대한 앵커 기지국의 역할을 한다. 따라서, 앵커 기지국 (5b) 은 (그의 UE 상태 모듈 (65) 을 사용하여), 이동 디바이스 (3) 와 연관된 UE 콘텍스트를 저장하고 S1 을 종료하는 동안 (예를 들어, 이동 디바이스 (3) 로 페이징 영역 ID 및/또는 셀들의 리스트를 제공함으로써) 이동 디바이스 (3) 에 대한 적절한 RAN 기반 페이징 영역을 구성한다. 이동 디바이스 (3) 가 앵커 기지국 (5b) 에 의해 서빙되는 영역 (셀 #1) 을 떠나는 (및/또는 셀 #1 에서의 신호 조건이 나빠지는) 경우에, 이동 디바이스 (3) 는 보다 유리한 신호 조건을 갖는 캠프 온할 새로운 셀을 선택한다. 이 실시예에서, 이동 디바이스 (3) 는 기지국 (5c) 에 의해 동작되는 셀 #2 를 선택하여 캠프 온한다. 이동 디바이스 (3) 는 무선 액세스 네트워크와의 활성 접속을 갖지 않기 때문에, 앵커 기지국 (5b) 은 이동 디바이스 (3) 의 현재 위치 (셀 #2) 를 알지 못한다. 따라서, 앵커 기지국 (5b) 의 관점에서, 이동 디바이스 (3) 는 유휴 (LC 상태) 인 것으로 간주된다.

이동 디바이스 (3) 가 LC 상태에서 동작중인 것으로 간주되지만, MME (9) 는 (그의 UE 상태/위치 등록 모듈 (85) 을 사용하여), 이동 디바이스 (3) 가 (MME (9) 에 의해 보이지 않을 수도 있는) RAN 의 관점으로부터 유휴 모드에서 동작중이더라도 연관된 S1 접속 (ECM-CONNECTED 상태) 를 유지한다. 따라서, 단계 (S501a 및 S501b) 에 일반적으로 도시된 바와 같이, MME (9) 가 이동 디바이스 (3) 에 전송할 다운링크 데이터 (예를 들어, 제어 평면 시그널링/사용자 평면 데이터) 를 가질 때, MME (9) 는 (그의 S1AP 모듈 (88) 을 이용하여), 페이징을 수행하지 않고서 다운링크 데이터를 앵커 기지국 (5b) 으로 송신하는 것을 시작한다. 일부 경우에, 상이한 코어 네트워크 노드, 예를 들어 S-GW (10) 가 앵커 기지국 (5b) 에 다운링크 데이터를 송신할 수도 있음을 이해할 것이다.

MME (9) 로부터 다운링크 데이터를 수신하는 것에 응답하여, 앵커 기지국 (5b) 의 제어기 (57) 는 단계 (S502) 에서, Uu 인터페이스를 통해, X2 인터페이스를 통해, 또는 둘 모두를 통해 페이징 시그널링을 송신하는 것을 통상적으로 수반하는, RAN- 기반 페이징을 트리거한다. 단계 (S503) 에서, 앵커 기지국 (5b) 은 그 이동 디바이스 (3) 에 적합한 페이징 영역 내의 이동 디바이스 (3) 의 RAN 기반 페이징을 수행한다. 도 5 에 도시되지는 않았지만, 앵커 기지국 (5b) 은 또한, 이웃 셀들을 통해 이동 디바이스 (3) 에 도달하려고 시도하기 위해 그의 이웃 기지국(들) (5) 에 적절한 X2 페이징 시그널링을 전송할 수도 있다. 효과적으로, RAN 기반 페이징은 이동 디바이스 (3) 에게, 그것이 앵커 기지국 (5b) 또는 다운링크 데이터를 수신하기에 적합한 또 다른 기지국을 통해 자신의 RRC 접속을 재개 (재접속) 할 필요가 있음을 표시한다.

페이징의 시작시, 앵커 기지국 (5b) 은 적절한 타이머 (예를 들어, 페이징 타이머) 를 시작하고 MME (9) (또는 S-GW (10)) 로부터의 다운링크 데이터를 그의 로컬 캐시 (메모리 (59)) 에 저장한다.

이 실시예에서, 이동 디바이스 (3) 는 페이징 시그널링을 수신 (또는 응답) 할 수 없다. 이것은, 예를 들어, 앵커 기지국 (5b) 이 (셀 #2 가 현재 구성된 RAN 페이징 영역에 속할 수 있더라도) 그의 이웃들을 통해 페이징을 수행하지 않을 때, 셀 #2 가 이동 디바이스 (3) 에 대해 구성된 페이징 영역에 속하지 않을 때, 또는 셀 #2의 에지에서의 신호 조건이 이동 디바이스 (3) 가 그 셀에서 페이징 시그널링을 성공적으로 수신 (또는 응답) 하는 것을 막을 때, 일어날 수도 있다.

단계 (S504) 에서 일반적으로 도시된 바와 같이, 앵커 기지국 (5b) 이 미리 정의된 시간 간격 이내에 (예를 들어, 페이징 타이머의 만료시) 이동 디바이스 (3) 로부터 응답을 수신하지 않으면, 기지국 (5b) 은 MME (9) 로부터 도움을 요청하는 것으로 진행한다.

특히, 앵커 기지국 (5b) 은 단계 (S505) 에서, MME (9) 에게 S1 기반 (레거시) 페이징 절차를 개시하도록 요청하는 적절하게 포맷된 S1 시그널링 메시지 (이를테면, 'UE 콘텍스트 릴리즈 요청' 및/또는 이와 유사한 것) 을 생성 및 전송한다. 도 5 에 도시된 바와 같이, 기지국 (5b) 으로부터의 메시지는 MME (9) 가 S-GW (10) 를 통해 이동 디바이스 (3) 의 베어러의 릴리즈를 트리거할 필요가 없다는 것을 나타낼 수도 있다 (또는 그렇게 해석될 수도 있다).

그러나, MME (9) 가 (예를 들어, 네트워크-와이드 페이징 절차를 개시함으로써) 기지국 (5b) 을 보조하기 위해 진행할 수 있기 전에, MME (9) 는 UE 상태를 접속으로부터 유휴로 (ECM-CONNECTED 으로부터 ECM-IDLE 로) 정렬할 필요가 있다. 따라서, S505 에서 메시지의 수신시에, MME (9) 는 (그의 UE 상태/위치 등록 모듈 (85) 을 사용하여) 이동 디바이스 (3) 에 대한 S1 접속을 유휴 (예를 들어 ECM-IDLE) 로 전환시키고, 다음으로 단계 (S506) 에서 이동 디바이스 (3) 의 마지막으로 알려진 트래킹 영역에서 레거시 페이징 절차를 개시하는 것으로 진행한다. 따라서, MME (9) 는 (그의 S1AP 모듈 (88) 을 이용하여) (새 기지국 (5c) 을 포함한) 마지막으로 알려진 트래킹 영역에 속하는 셀들을 동작시키는 기지국 (5) 에 대한 적절히 포맷된 페이징 요청을, 단계 (S507) 에서, 생성 및 전송한다.

도시된 바와 같이, MME 의 페이징 요청은 새 기지국 (5c) 이, 단계 (S508) 에서, (셀 #2에서) Uu 인터페이스를 통해 이동 디바이스 (3) 에 대한 적절한 페이징을 수행하도록 트리거한다. 그러나, 도 5에 도시된 바와 같이, MME (9) 및 S-GW (10) 는 '릴리즈 액세스 베어러' 절차를 수행하지 않는다, 즉, MME (9) 는 기지국 (5a) 으로부터 UE 콘텍스트 릴리즈 요청을 수신했음에도 불구하고 S-GW (10) 을 통해 이동 디바이스 (3) 에 대한 기존 S1 베어러를 유지한다.

S1 기반 페이징을 트리거한 후, MME (9) 는 이동 디바이스 (3) 로부터의 응답을 대기한다. 이 예에서, 일반적으로 단계 (S509) 에 도시된 바와 같이, 이동 디바이스 (3) 는 (셀 #2 를 통해) 적절한 RRC 및 S1 접속 설정 절차를 수행함으로써 새 기지국 (5c) 에 의한 Uu 페이징 요청에 응답한다. 통상적으로, 단계 (S509) 는 이동 디바이스 (3) 가 (그의 NAS 모듈 (49) 을 사용하여 (새 기지국 (5c) 을 통해) MME (9) 에 적절히 포맷된 핸드오버 요청을 생성하여 전송하는 것을 수반한다. 그의 UE 상태/위치 등록 모듈 (85) 을 사용하여, MME (9) 는 셀 #2 를 이동 디바이스 (3) 의 새로운 위치로서 등록한다. 단계 (S509) 의 일부로서, MME (9) 는 또한, 새 기지국 (5c) 이 포워딩된 데이터를 수신하기 위한 적절한 리소스를 준비할 수 있도록 앵커 기지국 (5b) 으로부터 새 기지국 (5c) 으로의 데이터 포워딩이 임박했음을 새 기지국 (5c) 에 (예를 들어, 적절히 포맷된 "초기 콘텍스트 설정 요청" 및/또는 이와 유사한 것에서) 나타낼 수도 있다.

유익하게, MME (9) 는, 이동 디바이스 (3) 에 의해 수행되는 (이전) 핸드오버를 모니터링하고 이동 디바이스 (3) 에 관한 콘텍스트 정보 및 다른 파라미터를 획득 (메모리 (79) 에 보유) 하도록 구성될 수도 있다. 따라서, 새로운 기지국 (5c) 에 대한 MME (9) 의 메시지는 또한 MME (9) 에 의해 보유된 다음 정보: 새 기지국 (5c) 이 콘텍스트 페칭을 위해 사용할 수도 있는 이동 디바이스 (3) 와 연관된 적절한 식별자 (예를 들어, 재개 Id); S1 인터페이스를 통해 MME (9) 에서 이동 디바이스 (3) 를 식별하는 정보 (예를 들어, 'MME UE S1AP ID'); 앵커 기지국 (5b) 을 식별하는 정보 (예를 들어, '앵커 eNB ID'); 앵커 기지국 (5b) 의 TAC; 이동 디바이스 (3) 를 현재 서빙하고 있는 MME (9) 와 연관된 전역적으로 고유 MME ID (GUMMEI), 핸드오버 제한 리스트 (예를 들어, 이동 디바이스 (3) 의 핸드 오버가 허용되지 않는 셀들에 대한 셀 식별자의 리스트), 및 이동 디바이스 (3) 에 관한 이전에 처리된 핸드오버 요청에서 발견된 다른 파라미터 중 하나 이상을 포함할 수도 있다.

유사하게, MME (9) 는 데이터 포워딩을 수행하기 위해 앵커 기지국 (5b) 에 관련된 정보를 제공할 수 있다. 따라서, 단계 (S510) 에서, MME (9) 는 앵커 기지국 (5b) 에 적절한 S1 시그널링 메시지 (예컨대, 'UE 콘텍스트 릴리즈 커맨드' 및/또는 이와 유사한 것) 을 생성하여 전송함으로써 데이터 포워딩을 수행하도록 앵커 기지국 (5b) 에 요청한다. 이 실시예에서, MME (9) 는 UE 콘텍스트 릴리즈 커맨드를 앵커 기지국 (5b) 에 전송하고, 새 기지국 (5c) 을 식별하는 정보 (예를 들어, eNB ID / gNB ID) 및 새 기지국 (5c) 에 대한 적절한 포워딩 어드레스를 식별하는 정보 (예 : 터널 엔드포인트 식별자 (TEID) 및/또는 이와 유사한 것) 을 포함한다. 따라서, 새 기지국 (5c) 은 앵커 기지국 (5b) 으로부터 이동 디바이스 (3) 에 관한 콘텍스트를 페칭하기 위해 적절한 절차를 (예를 들어, 앵커 기지국 (5b) 에 'UE 콘텍스트 취출 요청' (Retrieve UE Context Request) 을 전송함으로써) 트리거할 수 있다. 도 5 에 상세히 도시되지는 않았지만, 앵커 기지국 (5b) 은 요청된 UE 콘텍스트를 포함하는 새 기지국 (5c) 에 적절히 포맷된 'UE 콘텍스트 취출 응답' 를 생성하여 송신한다.

성공적인 X2 기반 (또는 S1 기반) 콘텍스트 취출 후, 기지국 (5) 은 SN 스테이터스 전송 및 데이터 포워딩으로 진행한다. 특히, 앵커 기지국 (5b) 은 (그의 X2 모듈 (67) 을 사용하여) 단계 (S511) 에서, 이동 디바이스 (3) 에 관한 트랜시버의 스테이터스 (업링크 수신기 스테이터스 / 다운링크 송신기 스테이터스) 를 전송하기 위하여, 적절한 'SN 스테이터스 전송' 메시지를 생성하여 전송한다. 트랜시버의 스테이터스 (status) 는 업링크 및 다운링크 방향으로 사용되는 각각의 패킷 데이터 컨버전스 프로토콜 (PDCP) 시퀀스 번호 (SN) 를 포함할 수도 있으며, 이는 이동 디바이스 (3) 가 셀 #2를 통한 네트워크와의 그의 접속을 재개하는 것에 뒤따라 새 기지국 (5c) 이 스테이터스를 유지할 수 있게 함이 이해될 것이다.

단계 (S512) 에서, 앵커 기지국 (5b) 는 (그의 X2 모듈 (67) 을 사용하여) 새 기지국 (5c) 에, MME (9) 에 의해 제공된 포워딩 어드레스를 사용하여, 임의의 캐싱된 다운링크 데이터를 포워딩하는 것을 시작하고, 새 기지국 (5c) 은 포워딩된 데이터 (도 5에 미도시) 를 Uu 인터페이스를 통해 이동 디바이스 (3) 에 중계한다.

단계 (S513) 에서 일반적으로 도시된 바와 같이, MME (9) 및 새 기지국 (5c) 은 또한 (예를 들어, 'MME UE S1AP ID' 정보 엘리먼트에서) 스위칭될 경로를 식별하는 정보를 포함하는 '경로 스위치 요청' 및 연관된 확인응답을 포함하는) 적절한 경로 스위칭 절차를 개시한다. 경로 스위치 절차에 응답하여, MME (9) 는 또한, 단계 (S514) 에서, 이동 디바이스 (3) 와 연관된 베어러를 수정하도록 (즉, 앵커 기지국 (5b) 대신에 새 기지국 (5c) 으로 데이터를 터널링하도록) S-GW (10) 에 요청한다. 베어러가 수정되고 나면, 앵커 기지국 (5b) 은 새 기지국 (5c) 으로 다운링크 데이터를 포워딩할 필요가 없다.

(단계 (S513) 에서) 새 기지국 (5c) 에 의해 트리거된 경로 스위치 후에, 새 기지국 (5c) 은 구 (앵커) 기지국 (5b) 을 향해 UE 콘텍스트 릴리즈를 트리거할 수 있다. 보다 상세하게, 이동 디바이스 (3) 에 연관된 경로 (S1 접속) 를 앵커 기지국 (5b) 으로부터 새 기지국 (5c) 으로 스위칭한 후, 새 기지국 (5c) 은 단계 (S515) 에서, 앵커 기지국 (5b) 이 더 이상 이동 디바이스 (3) 와 연관된 UE 콘텍스트를 저장할 필요가 없다는 것을 앵커 기지국 (5b) 에 나타내는 UE 콘텍스트 릴리즈 메시지를 생성하여 전송한다. 효과적으로, 이 메시지는 (예를 들어, UE 콘텍스트를 새 기지국 (5c) 으로 전송한 후에) 이동 디바이스 (3) 와 연관된 UE 콘텍스트를 삭제하도록 앵커 기지국 (5b) 에 프롬프트하고, 따라서 새 기지국 (5c) 은 이동 디바이스 (3) 에 대한 새 앵커 기지국이 된다. 단계 (S516) 에서, 이전 앵커 기지국 (5b) 은 MME (9) 의 커맨드에 대한 적절한 S1 확인응답을 생성하여 전송함으로써 UE 콘텍스트 릴리즈가 완료되었음을 확인한다.

동작 - 제 2 실시예

도 6 는 LC 상태에서 동작하는 이동 디바이스 (UE 또는 IoT 디바이스) 에 대한 페이징 동작을 수행할 때 네트워크 (1) 의 컴포넌트들에 의해 수행되는 또 다른 예시적인 프로세스를 나타내는 타이밍도 (메시지 시퀀스 차트) 이다. 도 5를 참조하여 설명된 실시예의 변형인 이 실시예에서, 새 기지국 (5c) 은 pre-Rel-14 표준들에 따라 구성된 기지국이고 (따라서, 앵커 기지국 (5b) 으로부터의 포워딩된 데이터를 수신할 수 없다). 따라서, 이 예에서, 앵커 기지국 (5b) 은 임의의 캐싱된 데이터를 S-GW (10) 으로 포워딩하도록 구성된다.

단계 (S601a 내지 S608) 은 전술한 단계 (S501a 내지 S508) 에 대응하므로 여기서는 간결성을 위해 그들의 설명을 생략한다.

그러나, 이 실시예에서, MME (9) 가 (단계 (S607) 에서) 새 기지국 (5c) 에 페이징 요청을 전송하고 새 기지국 (5c) 이 (단계 (S608) 에서) Uu 인터페이스를 통해 이동 디바이스 (3) 를 페이징한 후에, MME (9) 및 이동 디바이스 (3) 는 단계 (S609) 로 진행하고, 이동 디바이스 (3) 는 그의 다운링크 데이터를 수신하기 위해 레거시 RRC 접속 확립 절차를 수행한다.

보다 상세하게는, 이동 디바이스 (3) 는 (새로운 기지국 (5c) 과의) 적절한 RRC 및 (새로운 기지국 (5c) 을 통해 MME (9) 와의) S1 접속 설정 절차를 시작하고 수행함으로써 Uu 인터페이스 상의 페이징에 응답한다 (예를 들어, 기지국 (5c) 은 pre-Rel-14 기지국이기 때문이다). 또한 MME (9) 는 (그의 제어기 (77) 를 사용하여) 이동 디바이스 (3) 의 현재 서빙 셀 (셀 #2) 이 pre-Rel-14 표준에 따라 구성된 기지국 (5c) 에 의해 동작되는지를 결정한다.

따라서, 단계 (S610) 에서, MME (9) 는 (그의 S1AP 모듈 (88) 을 사용하여), S-GW (10) 으로의 데이터 포워딩을 수행하도록 앵커 기지국 (5b) 에 요청하는, UE 콘텍스트 릴리즈 커맨드 (및/또는 이와 유사한 것) 을 생성하여 앵커 기지국 (5b) 에 전송한다.

따라서, 단계 (S612) 에서, 앵커 기지국 (5b) 은 (셀 #2를 통해 이동 디바이스 (3) 에 대해 확립된 새로운 S1 접속을 사용하여 S-GW (10) 를 통해 이동 디바이스 (3) 로의 전달을 위한) S-GW (10) 으로의 데이터 포워딩을 시작한다. 유익하게는, 새 기지국 (5c) 이 pre-Rel-14 기지국인 경우에도, 이동 디바이스 (3) 를 위해 의도된 그리고 앵커 기지국 (5b) 에 이미 전송된 다운링크 데이터는 단계 (S609) 에서 설정되었던 새 S1 접속을 사용하여 S-GW (10) 을 통해 이동 디바이스 (3) 에 여전히 전달될 수 있다. 따라서, LC 상태에서 동작하는 이동 디바이스 (UE 또는 IoT 디바이스) 에 대한 다운링크 데이터의 손실 및/또는 불필요한 재송신을 피하는 것이 가능하다.

단계 (S616) 에서, 앵커 기지국 (5b) 은 요청된 바와 같이 UE 콘텍스트를 릴리즈하고, 그것은 단계 (S610) 에서 수신된 MME (9) 의 요청에 대한 적절한 응답을 생성하여 전송한다.

동작 - 제 3 실시예

또 다른히 유익한 예에서, 기지국 (5) 은 이동 디바이스 (3) 가 현재 LC 상태에서 동작하고 있기 때문에 이동 디바이스 (3) 에 대해 특정 동작이 가능하지 않다는 것을 MME (9) 에 알리도록 구성될 수도 있다. 이러한 MME 동작은 예를 들어, 부하 밸런싱, 요구 TAU, PSM, MT CSFB 및/또는 이와 유사한 것을 포함할 수도 있다. 따라서, 이 경우에, MME (9) 는 이동 디바이스 (3) 가 접속 상태 (S1 접속/ECM-CONNECTED) 에 있는 것으로 계속 보더라도, MME (9) 는 (대개 실패하거나 또는 비효율적인) 이러한 절차들을 피할 수 있다.

유익하게는, 서빙/앵커 기지국 (5) (이 예에서는 기지국 (5b)) 은 이동 디바이스 (3) 가 LC 상태에서 동작하는지 및/또는 특정 MME 동작을 피해야 (또는 금해야) 하는지를 식별하는 정보를 MME (9) 에 전송하도록 구성된다. 예를 들어, 이 정보는 이동 디바이스 (3) 와 연관된 적절히 포맷된 정보 엘리먼트 (IE), 이를테면 'UE 스테이터스 알림' 메시지 및/또는 이와 유사한 것과 같은 적절한 UE 연관된 시그널링 메시지의 IE 에 포함될 수도 있다.

IE 는 이동 디바이스 (3) (예를 들어, 'MME UE S1AP ID' 및/또는 'eNB UE S1AP ID') 를 식별하는 정보 및 소정 MME 동작이 그 특정 디바이스에 대해 가능하지 않음을 나타내는 정보를 포함할 수도 있다. 소정 MME 동작들이 가능하지 않다는 것을 나타내는 정보는 그 소정 사전 구성된 MME 동작들이 식별된 이동 디바이스 (3) 에 대해 금지됨을 나타내는 플래그 (1-비트); 및/또는 이동 디바이스 (3) 에 대해 불가능한 특정 동작을 식별하는 열거된 리스트 (및/또는 이와 유사한 것) 를 포함할 수도 있다. 예시적인 IE 의 내용이 표 1에 나타나 있다.

[표 1]

유익하게는, 위의 절차들은 이동 디바이스 (3) 가 LC 상태에서 동작하는 경우에도 MME (9) 가 이동 디바이스 (3) 의 정확한 상태/위치에 관한 정보를 유지할 수 있게 한다. 따라서, MME (9) 는, 그렇지 않으면 이동 디바이스 (3) 의 현재 동작 상태에 대해 부적절한 절차를 수행 및/또는 요청하는 것을 피할 수 있다. CSFB 의 경우, 예를 들어, MME (9) 는 곧 (straight away) CSFB (예를 들어, MSC) 를 개시하는 노드에 긍정적으로 응답하는 것을 회피하도록 구성될 수도 있다 - 그 대신에, MME (9) 는 기지국으로부터 업데이트된 정보 (예를 들어, 이동 디바이스 (3) 가 더 이상 LC 상태에 있지 않거나 및/또는 CSCF가 그 특정 이동 디바이스 (3) 에 대해 더 이상 금지되지 않는 것) 를 수신할 때까지 대기하도록 구성될 수도 있다.

동작 - 제 4 실시예

이동 디바이스의 접속을 그의 앵커 기지국과는 상이한 기지국을 통해 재개 (이 예에서는, 이동 디바이스 (3) 의 접속을 기지국 (5c) 및 셀 #2 를 통해 재개) 할 필요성에 의해 야기되는 임의의 잠재적인 지연을 줄이기 위해, 이 시스템의 기지국 (5) 은 유익하게는, 그들이 앵커 기지국의 역할을 하도록 구성되는 이동 디바이스 (3) (사용자) 에 관한 정보를 서로 교환하도록 구성된다.

특히, 기지국들 (5) (적어도 앵커 기지국으로서 동작하는 것들) 은 그들의 이웃 기지국(들) 에게, 임의의 중지된 베어러들, UE AS 콘텍스트, 그 특정 기지국 (5) 에서의 보안 콘텍스트, 및/또는 그러한 중지된 베어러들과 연관된 이동 디바이스 (3) 를 식별하는 정보를 제공하도록 구성될 수도 있다. 대안적으로, 각각의 앵커 기지국 (5) 은 콘텍스트 프리-페치를 수행하기 위해 다른 UE들에 대해 각각의 UE 를 식별하는 고유 식별자들을 (X2를 통해) 교환하도록 구성될 수도 있다.

각각의 기지국 (5) 은 (그 연관된 UE 상태 모듈 (65) 에서) 그 기지국에 의해 서빙되는 이동 디바이스/베어러들에 관한 정보를 보유할 수도 있다는 것을 이해할 것이다. 이러한 정보는 예를 들어, RAN 라우팅 영역 (RRA) 내에서 사용되는 연관된 식별자 (예를 들어, 'UE RRA 식별자', '재개 ID' 및/또는 이와 유사한 것) 을 포함할 수도 있다.

예를 들어, 임의의 기지국 (5) 이 특정 UE를 고유하게 식별할 수 있고 연관된 콘텍스트를 어디로부터 페칭할지를 결정할 수 있게 하기 위해, 적절한 식별자가 앵커 기지국 (5b) 의 RAN 라우팅 영역 ID / 트래킹 영역 코드 (TAC), 기지국 자체의 식별자 (예를 들어, eNB ID / gNB ID), 및 난수 (예를 들어, 2진수) 를 사용하여 구성될 수도 있다.

적절한 X2 시그널링을 사용하여, 이웃 기지국들 (5) (앵커 기지국들) 은 그들에 의해 앵커링되는 UE들의 아이덴티티를 교환하도록 구성될 수도 있다. 또한, 앵커 기지국들 (5) 은 (적어도 동일한 RAN 라우팅 영역 내의 이웃들과 함께) 앵커링된 이동 디바이스들 (3) 에 대해 사용된 그들 각각의 RAN 라우팅 영역 식별자를 교환할 수도 있다.

유익하게, 그들의 이웃들에 의해 앵커링된 이동 디바이스들 (3) 에 관한 정보를 사용하여, 각각의 기지국 (5) 은 이들 이동 디바이스들 (3) 의 핸드오버 또는 유휴 모드 이동성 시에 레이턴시를 최소화하기 위해 각각의 UE 콘텍스트를 프리-페칭하도록 구성될 수도 있다.

콘텍스트 프리-페칭은 모든 앵커링된 이동 디바이스들에 적용될 수도 있다. 대안적으로, 예를 들어 특정 유형의 이동 디바이스 (3) 들 (예를 들어, MTC/IoT 디바이스들만) 에 콘텍스트 페칭이 선택적으로 적용될 수도 있다. 네트워크 공유 / 슬라이싱이 적절한 경우, 소정의 네트워크 슬라이스 / 네트워크 슬라이스의 유형 (예를 들어, 슬라이스 네트워크 템플레이트) 에 액세스하는 이동 디바이스 (3) 및/또는 소정 테넌트 (tenant) 유형에 속하는 이동 디바이스 (3) 에 콘텍스트 프리-페칭이 적용될 수도 있다. 더욱이, 콘텍스트 프리-페칭은 또한 (적절히) 고정/비고정 UE들에 선택적으로 적용될 수도 있다.

콘텍스트 프리-페칭은 초-신뢰성 및 저 레이턴시 통신 (URLCC) 사용 사례들에 특히 유용할 수도 있다는 것을 이해할 것이다.

(전술한 바와 같이 구성된 식별자를 사용하여) RRA 내의 공통 RRA UE 식별자 풀을 프리-페칭 및 유지하는 것은 또한 기지국이 RRA 내에서 고유하게 이동 디바이스 (3) 를 어드레싱할 수 있게 한다. (RRA 내의 상이한 셀들/기지국들에 걸쳐) UE 마다 고유한 적절한 RRA 식별자들을 구성함으로써 (유휴 모드 또는 접속 모드에서) 셀 업데이트 및 이동성이 보다 용이해지고, LC 상태에서 동작하는 이동 디바이스에 대해서도 충분히 낮은 레이턴시로 수행될 수 있다.

수정예들 및 대안들

상세한 예시적인 실시형태들이 위에서 설명되었다. 당업자가 인식할 바와 같이, 다수의 수정예들 및 대안들이 본 명세서에 수록된 본 발명들로부터의 이익을 여전히 얻으면서 상기 예시적인 실시형태들에 대해 행해질 수 있다. 단지 예시로서, 다수의 이러한 대안들 및 수정예들이 이제 기술될 것이다.

본 발명의 예시적인 실시형태들은 사물 인터넷 (또는 머신-타입) 데이터 송신 (예를 들어, 측정 이벤트 동안 획득된 데이터의 송신 및 이와 유사한 것) 에 특히 유익할 수도 있음이 이해될 것이다. 그러나, 예시적인 실시 형태들은 또한 통신 디바이스가 사용되고 있는 애플리케이션에 따라 임의의 형태의 데이터의 송신에 유익하다는 것이 이해될 것이다. 예를 들어, 위의 예시적인 실시 형태들은 사용자 데이터, 백업 데이터, 동기화 데이터, 진단 데이터, 모니터링 데이터, 사용 통계, 에러 데이터 및/또는 이와 유사한 것과 같은 데이터를 송신하는데 적용 가능할 수도 있다.

도 1에서, 2개의 이웃하는 기지국 사이에 X2 인터페이스가 제공되고, S1 인터페이스는 각 기지국과 코어 네트워크 사이에 제공된다. 그러나, 다른 시스템들에서, 상이한 기지국 대 기지국 인터페이스 및/또는 상이한 기지국 대 코어 네트워크 인터페이스가 제공될 수도 있다는 것이 이해될 것이다. 예를 들어, 5G 시스템에서 이웃 기지국들 사이의 인터페이스는 'Xn' 인터페이스로 지칭되고, 기지국과 코어 네트워크 사이의 인터페이스는 'NG-C' 인터페이스라고 지칭된다. 5G 시스템에서, 기지국은 gNB로 지칭된다.

위의 예시적인 실시 형태들에서, 3GPP 무선 통신 (무선 액세스) 기술이 사용된다. 그러나, 임의의 다른 무선 통신 기술 (즉, WLAN, Wi-Fi, WiMAX, 블루투스 등) 이 위의 예시적인 실시 형태들에 따라 IoT 디바이스의 송신을 관리하는데 사용될 수 있다. 위의 예시적인 실시 형태들은 또한 '비이동 (non-mobile)' 또는 대체로 고정된 사용자 장비에 적용 가능하다.

위의 설명에 있어서, 이동 디바이스, 기지국 및 MME 는 이해의 용이성을 위해 다수의 이산 기능 컴포넌트들 또는 모듈들을 갖는 것으로서 설명된다. 이들 모듈들은 예를 들어 기존의 시스템이 본 발명을 구현하기 위해 수정된 소정 애플리케이션들에 대해 이러한 방식으로 제공될 수도 있지만, 다른 애플리케이션들에 있어서, 예를 들어, 시작부터 염두해 둔 본 발명의 특징들로 설계된 시스템들에 있어서, 이들 모듈들은 전체 운영 시스템 또는 코드로 구축될 수도 있고, 그래서, 이들 모듈들은 이산 엔티티들로서 식별가능하지 않을 수도 있다.

위의 예시적인 실시형태들에 있어서, 다수의 소프트웨어 모듈들이 설명되었다. 당업자가 인식할 바와 같이, 소프트웨어 모듈들은 컴파일된 또는 컴파일되지 않은 형태로 제공될 수도 있으며, 기록 매체 상에, 또는 컴퓨터 네트워크를 통한 신호로서 기지국에, 이동성 관리 엔티티에, 이동/IoT 디바이스에, 또는 다른 사용자 장비에 공급될 수도 있다. 추가로, 이 소프트웨어의 부분 또는 전부에 의해 수행된 기능성은 하나 이상의 전용 하드웨어 회로들을 사용하여 수행될 수도 있다. 그러나, 소프트웨어 모듈들의 사용은, 기지국, 이동성 관리 엔티티, 또는 이동 디바이스들의, 그들의 기능성들을 업데이트하기 위한 업데이팅을 용이하게 하므로, 바람직하다.

전술한 UE 스테이터스 알림은 (MME 로부터 UE 스테이터스 알림을 전송하는 기지국으로의) 응답을 역시 요구하는 '클래스-1' 절차로서 구현될 수도 있다는 것이 이해될 것이다. 대안적으로, 그것은 기지국으로부터의 알림만을 요구하는 (그러나 MME로부터의 응답은 아님) "클래스-2" 절차로서 구현될 수도 있다.

전술한 제 4 실시예에서, 기지국들은 앵커링된 이동 디바이스 접속의 신속한 재개를 용이하게 하기 위해 서로 정보를 교환하도록 구성된다. 또 다른 예에서, 기지국은 LC 모드와 접속된 모드 사이의 천이 속도를 높이기 위해 이동 디바이스를 보조할 수도 있다. 구체적으로, 기지국은 이동 디바이스가 접속 모드로 천이할 필요가 있을 때 (예를 들어, 이동 디바이스가 비활성의 기간 후에 전송할 새로운 업링크를 가질 때) 이동 디바이스에 의한 사용을 위해 (예를 들어, 접속 모드에 있는 동안) 이동 디바이스에 적절한 랜덤 액세스 채널 (RACH) 프리앰플 정보를 제공할 수도 있다. RACH 프리앰플은 기지국이 프리앰플의 수신시 (즉, 접속 재개의 조기 페이즈 (early phase) 에서) 연관된 UE 콘텍스트를 취출할 수 있도록 특정 이동 디바이스에 특정적일 수도 있음이 이해될 것이다. 따라서, 그의 접속을 재개할 시에 적절한 (사전 할당된) RACH 프리앰플을 송신함으로써, 이동 디바이스는 불필요한 지연 없이 LC 모드에서 접속 모드로 천이할 수 있다.

하나의 옵션에서, 기지국은 이동 디바이스가 (기지국에 의해) 접속 모드로부터 LC 모드에 이르게 될 때 이동 디바이스에 RACH 프리앰플을 제공할 수도 있다. 이 경우, 프리앰블 정보는 이동 디바이스가 접속 모드에서 LC 모드로 전환하도록 명령하기 위해 기지국에 의해 사용되는 적절한 메시지에 인코딩될 수도 있다. 그 메시지는 RRC 접속 릴리즈 메시지 및/또는 이와 유사한 것을 포함할 수도 있다. 또 다른 옵션에서, 프리앰블 정보는 그 이동 디바이스에 대한 UE 종료 호의 시간에 특정 이동 디바이스에 동적으로 제공될 수도 있다. 이 경우, 메시지는 RRA 페이징 메시지 및/또는 이와 유사한 것을 포함할 수도 있다. 또 다른 옵션에서, 프리앰블 정보는 시스템 정보 블록 (SIB) 온-디맨드 (on-demand) 시그널링을 이용하여 동적으로 제공될 수도 있다.

또한, 기지국은 이동 디바이스에 할당된 RACH 프리엠블에 대한 최대 유효성을 설정하도록 구성될 수도 있다. 예를 들어, 기지국은 (할당된 프리앰블과 함께 또는 따로 이동 디바이스에 제공될 수도 있는) 타이머를 설정할 수도 있다. 따라서, 이동 디바이스가 임의의 UL/DL 데이터 송신을 하지 않고서 (타이머에 의해 측정된) 임계치보다 더 오래 LC 모드로 유지된다면, 기지국은 (타이머의 만료시) 이동 디바이스를 LC 모드로부터 유휴 모드로 전환시킬 수도 있다. 이것은 유익하게 (필요한 경우) 기지국이 다른 이동 디바이스에 대한 미사용 프리앰블을 할당할 수 있게 한다.

코어 네트워크에서 최신 위치 정보를 유지하는 것을 돕기 위해, 기지국은 이동 디바이스에 의해 이루어진 임의의 RRA 업데이트를 코어 네트워크 (MME) 를 향한 대응하는 트래킹 영역 업데이트 (TAU) 와 동기화하도록 구성될 수도 있다. 구체적으로, 기지국이 이동 디바이스로부터 RRA 업데이트를 수신할 때 (예를 들어, 이동 디바이스가 새로운 셀로 이동할 때), 기지국은 RRA 를 대응하는 TA 로 매핑하고 이동 디바이스 대신에 통상적인 TAU 를 개시하도록 구성될 수도 있다. 유익하게, 기지국은 RRA 마다 적절한 로컬 위치 관리 시스템 (예를 들어, RRA / 셀 정보를 트래킹 영역 정보에 매핑하는 로컬 데이터베이스) 을 구현할 수도 있다. 기지국은 이동 디바이스와 연관된 적절한 코어 네트워크 아이덴티티 (예 : 글로벌 고유 임시 ID (GUTI), 임시 국제 이동 가입자 아이덴티티 (T-IMSI) 및/또는 이와 유사한 것) 을 얻기 위해 이동 디바이스의 RRA 식별자를 사용하도록 구성될 수도 있다. 다음으로, 획득된 코어 네트워크 아이덴티티는 이동 디바이스를 대신하여 기지국에 의해 생성된 TAU 요청에 사용된다.

도 7은 LC 모드에서 업링크 데이터를 송신하기 위한 접속을 재개할 때 시스템의 컴포넌트들에 의해 수행되는 또 다른 예시적인 프로세스를 예시하는 타이밍도 (메시지 시퀀스 차트) 이다. 이 프로세스는 작은 데이터 패킷의 송신에 특히 유익할 수도 있다. 이 예는 3GPP 초안 R2-165538 에 제시된 해결책과 유사하지만, 이 경우에 RRC 접속 재개 요청은 이동 디바이스가 단일 송신 또는 다중 송신을 위해 그의 접속을 재개하기를 원하는지 여부를 나타내는 정보를 포함한다. 따라서, 기지국은 적절한 리소스를 할당하고 이에 따라 이동 디바이스를 구성할 수 있다. 사실상, 이동 디바이스는 LC 모드에 남아있거나 또는 표시된 (단일 또는 다중) 송신들에 대해서만 접속 모드로 전환할 수 있다. 이 경우 이동 디바이스는 또한 유익하게는, 송신(들) 후 더 빨리 LC 모드로 복귀할 수 있다.

(기지국에 의해 코어 네트워크 노드로 전송된) 메시지는 S1AP: UE 콘텍스트 릴리즈 요청을 포함할 수도 있다. 그 메시지는 i) 통신 디바이스에 대해 S1 페이징이 요구된다는 표시; ii) 통신 디바이스가 유휴 (또는 경 접속 (LC)) 상태라는 표시; 및/또는 iii) 통신 디바이스에 대한 통신 베어러가 릴리즈되어서는 안된다는 표시 중 적어도 하나를 포함할 수도 있다.

기지국의 트랜시버는 (예를 들어, 페이징 절차의 개시를 요청하기 위한 상기 메시지에 응답하여) 코어 네트워크 노드로부터, 수신된 다운링크 데이터를 또 다른 노드 (예 : 또 다른 기지국 또는 게이트웨이 노드) 로 포워딩을 개시하도록 기지국에 요청하는 메시지를 수신하도록 구성될 수도 있다. 이 경우에, 포워딩을 개시하도록 기지국에 요청하는 수신된 메시지는 통신 디바이스를 서빙하는 새로운 기지국을 식별하는 정보 (예를 들어, eNB ID 및/또는 포워딩 어드레스/TEID) 를 포함할 수도 있다. 기지국의 제어기는 포워딩을 개시하도록 기지국에 요청하는 상기 메시지에 기초하여, 다운링크 데이터를 새로운 기지국; 및 코어 네트워크 엔티티 중 적어도 하나로 포워딩하게 트랜시버를 제어하도록 구성될 수도 있다.

기지국의 제어기는 통신 디바이스와 관련된 콘텍스트를 콘텍스트 페칭 절차 (예를 들어, X2 기반 콘텍스트 페칭 절차) 의 일부로서 또 다른 기지국에 제공하게 트랜시버를 제어하도록 구성될 수도 있다. 통신 디바이스와의 통신을 개시하려는 시도는 통신 디바이스의 페이징을 시도하는 것을 포함할 수도 있고, 통신 디바이스에 대해 페이징 절차의 개시를 요청하기 위한 상기 메시지는 통신 디바이스가 상기 페이징에 응답하지 않을 때 전송될 수도 있다.

기지국의 제어기는 적어도 하나의 코어 네트워크 동작이 불가능하다는 (또는 금지되어 있다는) 것을 나타내는 알림 (예를 들어, UE 스테이터스 알림) 을 코어 네트워크 노드에 전송하게 트랜시버를 제어하도록 구성될 수도 있다. 알림은 응답을 필요로 하는 클래스 1 알림을 포함할 수도 있다. 대안적으로, 알림은 클래스 2 알림을 포함할 수도 있다. 알림은 불가능한/금지된 하나 이상의 동작들을 나타내는 리스트 및 플래그 중 적어도 하나를 포함할 수도 있다.

통신 디바이스는 유휴 상태 (예를 들어, 경량 접속된 'LC' 모드에서의 유휴 상태) 에 있을 수도 있다. 기지국은 통신 디바이스에 대한 콘텍스트 정보와 연관하여 그 통신 디바이스를 식별하는 정보를 유지하거나 및/또는 그 통신 디바이스에 대한 연관된 S1 통신 베이러를 종료하는 통신 디바이스에 대한 앵커 기지국으로서 동작하도록 구성될 수도 있다.

기지국의 제어기는 통신 디바이스와 연관된 콘텍스트를 콘텍스트 페칭 절차 (예를 들어, X2 기반 콘텍스트 페칭 절차) 의 일부로서 다른 기지국으로부터 페칭하기 위해 트랜시버를 제어하도록 구성될 수도 있다. 기지국의 제어기는 경로 스위칭 절차의 개시를 트리거하도록 구성된 메시지를 코어 네트워크 노드에 제공하게 트랜시버를 제어하도록 구성될 수도 있다.

코어 네트워크 장치의 제어기는 접속 상태 (예를 들어, ECM-CONNECTED) 로부터 유휴 상태 (예를 들어, ECM-IDLE) 로 통신 디바이스를 전환시키고 이전에 알려진 트래킹 영역 (TA) 에서 페이징을 트리거하도록 구성될 수도 있다. 제어기는 통신 디바이스와 연관된 통신 베어러를 릴리즈하지 않고서 통신 디바이스를 상기 유휴 상태로 전환시키도록 구성될 수도 있다.

코어 네트워크 장치는 이동성 관리 엔티티 ("MME") 를 포함할 수도 있다.

코어 네트워크 장치의 트랜시버는 (예를 들어, 페이징 절차의 개시를 요청하기 위한 상기 메시지에 응답하여) 기지국에, 수신된 다운링크 데이터를 또 다른 노드 (예 : 또 다른 기지국 또는 게이트웨이 노드) 로 포워딩을 개시하도록 기지국에 요청하는 메시지를 전송하도록 구성될 수도 있다. 포워딩을 개시하도록 기지국에 요청하는 메시지는 통신 디바이스를 서빙하는 새로운 기지국을 식별하는 정보 (예를 들어, eNB ID 및/또는 포워딩 어드레스/TEID) 를 포함할 수도 있다.

코어 네트워크 장치의 제어기는, 또 다른 기지국에, 기지국으로부터의 데이터 포워딩이 통신 디바이스에 대해 일어날 것임을 나타내는 메시지 (예를 들어, 초기 콘텍스트 설정 요청) 를, 다른 기지국으로부터 통신 디바이스에 관한 콘텍스트를 페칭하는데 사용하기 위한, 상기 통신 디바이스와 연관된, 식별자; S1 인터페이스를 통해 코어 네트워크 장치에서 통신 디바이스를 식별하는 정보 (예를 들어, 'MME UE S1AP ID'); 기지국을 식별하는 정보 (예 : '앵커 eNB ID'); 기지국과 연관된 트래킹 영역 코드 (TAC); 코어 네트워크 장치와 연관된 전역적으로 고유한 ID (예 : GUMMEI); 통신 디바이스의 핸드오버가 금지되는 적어도 하나의 셀에 대한 적어도 하나의 셀 식별자를 식별하는 정보; 및 통신 디바이스에 관한 이전에 처리된 핸드오버 요청에서 코어 네트워크 장치에 의해 획득된 적어도 하나의 다른 파라미터 중 적어도 하나와 함께, 전송하게 트랜시버를 제어하도록 구성될 수도 있다.

코어 네트워크 장치의 제어기는 또 다른 기지국으로부터, 경로 스위칭 절차의 개시를 트리거하도록 구성된 메시지를 수신하고; 그리고 이에 따라 경로 스위칭 절차를 개시하게 트랜시버를 제어하도록 구성될 수도 있다. 경로 스위칭 절차의 개시를 트리거하도록 구성된 메시지는 통신 디바이스에 대한 MME UE S1AP ID IE 를 포함할 수도 있다.

다양한 다른 수정예들은 당업자에게 명백할 것이고 본 명세서에서 추가로 상세히 설명되지 않을 것이다.

다음은 현재 제안된 3GPP 표준에서 상기 절차 중 일부가 구현될 수도 있는 방식에 대한 상세한 설명이다. 다양한 특징들이 본질적으로 또는 필수적인 것으로 기술되어 있지만, 이것은 예를 들어, 표준에 의해 부과된 다른 요구 사항들 때문에 제안된 3GPP 표준에 대한 경우일 뿐일 수도 있다. 따라서, 이러한 진술은 어떤 식으로든 본 발명을 제한하는 것으로 해석되어서는 안된다.

1 도입

RAN3 # 93bis에서는, RAN 기반 페이징이 실패할 수도 있으므로, eNB가 MME 를 페이징 어시스턴스 (paging assistance) 에 대해 구하는 적절한 메커니즘이 있어야 한다고 주장했다. UE 가 스위치 오프되거나, 실패하거나 또는 셀룰러 커버리지를 벗어난 경우가 아니면 RAN 기반 페이징이 실패하지 않을 수 있는 것으로 보일 수도 있지만, 필요하다면 eNB가 CN 기반 페이징에 의존하도록 하기 위한 목적으로 폴백 메커니즘을 갖는 것이 더 좋다. RAN3 #93bis 에서 일부 기본 솔루션들이 제시되었지만, 이를 적절하게 하기 위해 깊이 조사하는 것이 더 좋다.

이 백서의 목적은 eNB 에 의해 구해지는 경우, CN 기반 페이징이 작동하게 만드는 것이다. 또한 그것은 그러한 CN 기반 페이징을 특히 혼합 전개 경우에 작동하게 하기 위한 다양한 방법을 살펴본다.

2 토의

2.1 네트워크 리소스 절약

상이한 회사들이 RAN 기반 페이징에 찬성하거나 반대하는 주장을 제기했지만, 기본 신조는 새로운 상태와 레거시 상태 사이의 UE 상태 천이들을 숨겨서 코어 시그널링을 줄이는 것이었다. 시그널링은 S1 상에서 최소화될 수 있지만, 리소스는 활성 상태 유지와 함께 특히 S1 상에서 UE 에 대해 영구적으로 할당될 것이다. 이것은 S1 과부하 시작/정지 또는 요구 TAU 부하 밸런싱의 원인으로 S1 릴리즈를 트리거할 수도 있는 MME가 쉽게 과부하될 수 있다는 사실을 고려하면 무상으로 나오지 않는다. UE 가 새로운 LIGHT-CONNECTED 상태를 취할 때 RRC 접속을 유지하지 않는 것을 고려하면, S1을 트리거할 수도 있는 MME가 쉽게 과부하될 수 있다는 사실의 트리거는 이 WI 의 목적을 헛되게 할 수도 있다. 따라서, UE가 소정 시간 기간 내에 데이터를 송신/수신하지 않으면 앵커 eNB 가 UE 콘텍스트를 릴리즈하는 것이 더 적절하다.

관찰 1 : UE 가 데이터를 거의 송신/수신하지 않으면, 앵커 eNB 가 UE를 LIGHT-CONNECTED 에서 RRC-IDLE 상태로 전환시켜 네트워크 리소스를 절약하는 것이 더 좋다.

앵커 eNB 가 UE 를 타임 아웃 후에 LIGHT-CONNECTED 상태에서 RRC-IDLE 상태로 전환할 때, 그것은 S1 리소스 및 상태를 릴리즈하기 위한 목적으로 S1-AP: UE 콘텍스트 릴리즈 요청을 트리거할 수 있다.

제안 1 : RAN3 은 (필요하지 않는 한) UE가 LIGHT-CONNECTED 상태를 무기한으로 취하도록 구성되지 않고 S1 리소스가 타임 아웃 후에 릴리즈되게 보장하도록 정당하게 요청된다.

2.2 이웃 eNB 들에 걸쳐 UE 를 고유하게 식별

콘텍스트 취출 목적을 위해, UE 가 LIGHT-CONNECTED 상태를 취할 때 특히 E-UTRAN에 의한 식별 목적을 위해 사용될 수 있는 새로운 또는 기존 식별자 (예를 들어 재개 ID) 는 이웃들에 걸쳐 고유해야 할 필요가 있다. 예를 들어, UE 가 연관된 UE 콘텍스트를 페칭하기 위해 어느 eNB 에 연락해야하는지에 관해 새로운 eNB 가 이해할 수 없는 재개 ID로 재개하려고 시도할 때이다. 이것은 앵커 eNB 와 새로운 eNB 사이에 X2가 없을 때 특히 어렵다.

관찰 2 : UE 는 콘텍스트 취출 목적을 위해 이웃 eNB 들에 걸쳐 고유하게 식별되어야 한다.

새로운 식별자 또는 기존 식별자가 트래킹 영역 코드 (TAC) 또는 RAN 라우팅 영역 코드 (즉, TAC와 유사한 RAN 라우팅 영역 코드) 와 eNB Id 를 포함하는 경우. 이러한 방식으로 새로운 eNB 는 UE 콘텍스트를 페칭할 정확한 앵커 eNB 를 결정할 수 있다.

제안 2 : RAN3 는, 새로운 식별자 또는 기존 식별자가 트래킹 영역 코드 (TAC) 또는 RAN 라우팅 영역 코드 (즉, TAC와 유사한 RAN 라우팅 영역 코드) 와 eNB ID 를 포함하도록 정중히 요청된다.

2.3 새로운 상태의 불투명한 성질

새로운 UE 상태가 MME 로부터 숨겨지는 것은 설계 원리 중 하나이다. 즉, eNB가 이러한 새로운 상태를 취하도록 UE를 구성할 때마다, 그것은 MME 에 명시적으로 알리지 않는다. 결과적으로, LIGHT-CONNECTED 상태를 취하는 UE는 MME의 관점에서 ECM-CONNECTED 모드에 있는 것으로 간주된다. 따라서 eNB가 MME를 CN 기반 레거시 페이징에 대해 갑자기 구하는 것은 부적당하다.

관찰 3 : UE 가 LIGHT-CONNECTED 상태를 취하는 경우, eNB가 상태들을 정렬하지 않고서 CN 어시스턴스 (CN-assistance) 를 구하는 것은 부적당하다.

RAN 기반 페이징의 제한된 커버리지 크기를 감안할 때, 앵커 eNB 가 MT 데이터에 대해 UE 에 도달하기가 어려울 경우 CN 어시스턴스를 구하는 것이 항상 더 낫다. 그러나, 이런 점에서 eNB 가 MME 의 도움을 구할 수 있기 전에 당해 UE 가 MME에 의해 어떻게 보여질지에 관해서 MME 는 정상 상태로 복귀되어야 한다.

관찰 4 : MME 는 레거시 페이징을 트리거하기 위해 ECM-CONNECTED 으로부터 ECM-IDLE 로 UE를 전환시키도록 만들어져야 한다.

즉, MME 는 레거시 기반 페이징을 트리거할 수 있기 전에 UE 를 ECM-CONNECTED 모드에서 ECM-IDLE 모드로 전환시켜야 한다. 기존 절차 및 메시지는 이러한 목적으로 사용될 수 있다. 예를 들어, 도 8에 도시된 바와 같이, 앵커 eNB 는 앵커 eNB가 그의 RAN 기반 페이징을 통해 UE에 도달할 수 없을 때마다 UE 콘텍스트 릴리즈 절차를 트리거할 수 있다. S1 상의 eNB-트리거된 UE 콘텍스트 릴리즈 메커니즘을 사용하여, 앵커 eNB 는 S1 콘텍스트를 릴리즈하면서 페이징에 대해 MME 어시스턴스를 추가로 구할 수 있다. 이것은 결국, MME 가 레거시 페이징을 개시할 수 있게 하고 UE 가 새로운 eNB 로부터 접속/ 재개 요청을 한다고 가정할 수 있고, MME 는 X2 기반 또는 S1 기반 콘텍스트 취출 및 후속 데이터 포워딩을 위해 구 (old) 및 신 (new) 앵커 eNB 에 이러한 세부사항들을 보낼 수 있다. 단계 9 에서, MME 는 콘텍스트 페치를 위한 UE 식별자 (예를 들어, 재개 Id), MME UE S1AP ID, 구 앵커 eNB ID, 구 앵커 eNB 의 TAC 및 HO 요청 메시지에서 찾을 수 있는 다른 키 파라미터들과 함께, 구 앵커 eNB 로부터의 데이터 포워딩이 초기 콘텍스트 설정 요청 메시지에서 일어날 것이라는 것을 새 eNB 에 표시할 수 있다. 유사하게, 구 앵커 eNB 는 기존 레거시 UE 콘텍스트 릴리즈 커맨드를 사용하여 새로운 eNB ID, TEID 및 데이터 포워딩 어드레스에 관해서 MME 에 의해 통지될 수 있다. 새로운 eNB 는 RETRIEVE UE CONTEXT REQUEST를 구 앵커 eNB 의 보내진 상세들로 트리거 할 수 있고, 이는 결국 RETRIEVE UE CONTEXT RESPONSE 로 응답한다. 이 콘텍스트 페치는 명확성을 위해 도시되지 않았지만 도 8 의 단계 10 과 11 사이에서 발생할 수 있다. X2 기반 또는 S1 기반 콘텍스트 취출 후, SN 스테이터스 전송 및 데이터 포워딩이 일어날 수 있다. 경로 스위치 후에, 새 eNB는 구 앵커 eNB를 향한 UE 콘텍스트 릴리즈를 트리거할 수 있으며 이는 결국 S1-AP: UE 콘텍스트 릴리즈 완료를 트리거한다.

관찰 5 : 기존 S1-AP : UE 콘텍스트 릴리즈 절차는 MME 로 하여금 UE 를 ECM-CONNECTED 상태에서 ECM-IDLE 상태로 전환시키게 하고 S1 기반 페이징을 트리거하게 하는데 사용될 수 있다.

제안 3 : RAN3 은 RAN 기반 페이징이 실패할 때 eNB 가 페이징을 위해 MME 어시스턴스를 구할 수 있게 하기 위한 목적으로 기존 절차를 사용하여 MME 가 올바른 상태에 놓이도록 보장하기 위해 정중하게 요청된다.

2.4 UE 가 레거시 영역으로 이동할 때 어떤일이 일어나는가

이동 네트워크 운영자 (MNO) 가 그의 서비스 영역 내에서 새로운 시스템을 완전히 롤 아웃 (roll out) 했다는 것을 보장하기 어렵다. 따라서, 레거시 eNB 커버리지의 포켓들을 찾을 수 있다. 이러한 상황에서, RAN 기반 페이징은 실패할 수 있으며 앵커 eNB 가 MME 를 페이징 어시스턴스에 대해 구할 필요가 있을 것이다. 단계 10에서, MME는 데이터 nack 를 S-GW 로 포워딩하도록 구 앵커 eNB 에 요청할 수 있다. 데이터 포워딩이 완료된 후에, 구 앵커 eNB 는 S1-AP: UE 콘텍스트 릴리즈 완료를 트리거할 수 있다.

관찰 6 : S1-기반 페이징은 UE 가 레거시 eNB 영역으로 이동할 때 필요하다.

제안 4 : RAN3 은 혼합 전개 경우에 RAN 기반 페이징이 실패할 때 구 eNB로 하여금 데이터를 다시 S-GW 로 포워딩하게 하는데 기존 절차가 사용되도록 보장하기 위해 정중하게 요청된다.

3 결론 및 제안

페이징을 위해 MME 어시스턴스를 구하는 것이 필요할 수도 있으며 이 백서는 MME 어시스턴스가 구해지기 전에 MME 상태들이 정렬되도록 보장하는 것을 시도한다. 이러한 분석으로, 이하의 6가지 관찰과 4가지 제안을 한다.

4 참고문헌

3GPP R3-162432, “On common and Specific building blocks for Light connected UEs”, RAN3 #93bis, Ericsson, France, October 2016.

3GPP R3-162490, “Response to R3-162156”, RAN3 #93bis, NTT DoCoMo, France, October 2016.

본 출원은 2016년 11월 4일자로 출원된 영국 특허출원 제1618663.7호에 기초하고 그 우선권의 이익을 주장하며, 그 개시는 본 명세서에 참조로 전부 통합된다.

Claims

기지국에 의해 수행되는 방법으로서,
코어 네트워크로부터 통신 디바이스에 대한 다운링크 데이터를 수신하는 단계;
상기 통신 디바이스에 무선 액세스 네트워크 (RAN) 기반 페이징을 수행하는 단계; 및
상기 RAN 기반 페이징을 실패하는 경우, 코어 네트워크 노드와 상기 코어 네트워크에서의 다른 노드 사이의 접속을 릴리즈하는 것을 일으키지 않고서, 상기 코어 네트워크 노드에서의 상기 통신 디바이스의 접속 관리 (CM) 상태를 유휴 상태 (CM-IDLE) 로 전환하는 릴리즈 절차에서, 사용자 장비 (UE) 콘텍스트 릴리즈 요청 메시지를 상기 코어 네트워크에서의 상기 코어 네트워크 노드에 전송하는 단계를 포함하는, 기지국에 의해 수행되는 방법.
기지국으로서,
명령들을 저장하는 메모리; 및
상기 명령들을 처리하도록 구성된 적어도 하나의 프로세서를 포함하고,
상기 명령들은,
코어 네트워크로부터 통신 디바이스에 대한 다운링크 데이터를 수신하고;
상기 통신 디바이스에 무선 액세스 네트워크 (RAN) 기반 페이징을 수행하고; 및
상기 RAN 기반 페이징을 실패하는 경우, 코어 네트워크 노드와 상기 코어 네트워크에서의 다른 노드 사이의 접속을 릴리즈하는 것을 일으키지 않고서, 상기 코어 네트워크 노드에서의 상기 통신 디바이스의 접속 관리 (CM) 상태를 유휴 상태 (CM-IDLE) 로 전환하는 릴리즈 절차에서, 사용자 장비 (UE) 콘텍스트 릴리즈 요청 메시지를 상기 코어 네트워크에서의 상기 코어 네트워크 노드에 전송하는 명령들인, 기지국.
코어 네트워크의 코어 네트워크 노드에 의해 수행되는 방법으로서,
기지국이 상기 코어 네트워크로부터 통신 디바이스에 대한 다운링크 데이터를 수신하고 상기 통신 디바이스에 무선 액세스 네트워크 (RAN) 기반 페이징을 실패하는 경우, 코어 네트워크 노드와 상기 코어 네트워크에서의 다른 노드 사이의 접속을 릴리즈하는 것을 일으키지 않고서, 상기 코어 네트워크 노드에서의 상기 통신 디바이스의 접속 관리 (CM) 상태를 유휴 상태 (CM-IDLE) 로 전환하는 릴리즈 절차에서, 사용자 장비 (UE) 콘텍스트 릴리즈 요청 메시지를 상기 기지국으로부터 수신하는 단계를 포함하는, 코어 네트워크의 코어 네트워크 노드에 의해 수행되는 방법.
코어 네트워크의 코어 네트워크 노드로서,
상기 코어 네트워크 노드는,
명령들을 저장하는 메모리; 및
상기 명령들을 처리하도록 구성된 적어도 하나의 프로세서를 포함하고,
상기 명령들은,
기지국이 상기 코어 네트워크로부터 통신 디바이스에 대한 다운링크 데이터를 수신하고 상기 통신 디바이스에 무선 액세스 네트워크 (RAN) 기반 페이징을 실패하는 경우, 코어 네트워크 노드와 상기 코어 네트워크에서의 다른 노드 사이의 접속을 릴리즈하는 것을 일으키지 않고서, 상기 코어 네트워크 노드에서의 상기 통신 디바이스의 접속 관리 (CM) 상태를 유휴 상태 (CM-IDLE) 로 전환하는 릴리즈 절차에서, 사용자 장비 (UE) 콘텍스트 릴리즈 요청 메시지를 상기 기지국으로부터 수신하는 명령들인, 코어 네트워크의 코어 네트워크 노드.