KR20050012821A - Ｗｌａｎ-ｕｍｔｓ 인터워킹을 위한 ｕｍｔｓ 라우팅영역으로서 ｗｌａｎ의 등록 - Google Patents

Ｗｌａｎ-ｕｍｔｓ 인터워킹을 위한 ｕｍｔｓ 라우팅영역으로서 ｗｌａｎ의 등록

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KR20050012821A
KR20050012821A KR10-2004-7020762A KR20047020762A KR20050012821A KR 20050012821 A KR20050012821 A KR 20050012821A KR 20047020762 A KR20047020762 A KR 20047020762A KR 20050012821 A KR20050012821 A KR 20050012821A
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찰스 추안밍 왕
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톰슨 라이센싱 에스.에이.
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Abstract

셀룰라 네트워크 라우팅 영역으로서 WLAN(wireless local area network)(14)을 이용하는 시스템(도 4)으로서, 서비스 요청이 행해진 위치를 결정할 수 있는 셀룰라 네트워크(12)를 포함한다. 이 셀룰라 네트워크(12)는 라우팅 영역으로서 셀룰라 네트워크(12) 내에서 식별되는, 그 요청이 WLAN(14)을 통해 서비스될 수 있는지를 판정하는, 패킷 기반 지원 노드 B를 포함한다. PDP(packet data protocol) 콘텍스트는 WLAN(14)을 사용하여 상기 요청을 서비스하는 동안 WLAN(14)과 셀룰라 네트워크(12) 간의 매끄러운 인터워킹을 제공하도록 유지된다.

Description

ＷＬＡＮ-ＵＭＴＳ 인터워킹을 위한 ＵＭＴＳ 라우팅 영역으로서 ＷＬＡＮ의 등록{REGISTRATION OF A WLAN AS A UMTS ROUTING AREA FOR WLAN-UMTS INTERWORKING}
UMTS(Universal Mobile Telecommunications System)는 IMT 2000(International Mobile Telecommunications - 2000)으로 알려진 프레임워크 내에서 개발된 '제3 세대'(3G: third generation) 이동 통신 시스템이다. UMTS는 고품질 무선 멀티미디어 통신을 위한 대형 시장을 형성하는데 핵심적인 역할을 할 것이다. UMTS는 높은 값의 광대역 정보, 상업 및 여흥 서비스를 고정된, 무선 및 위성 네트워크를 통해 이동전화 사용자들에게 전달하는, 많은 무선 기능들을 가능하게할 것이다. UMTS는 새로운 서비스를 전달하고 이익 창출 서비스를 생성하기 위하여, 전화통신, 정보 기술, 미디어 및 콘텐트 기업들 간의 접근을 가속화할 것이다. 2G 또는 2.5G 무선 셀룰라 대응물들과 비교할 때, UMTS는 글로벌 로밍 및 기타의 개선된 기능들을 갖는 안정적인 조건에서 2Mbit/sec의 단위의 데이터 레이트로 저가의, 고용량의 이동 통신을 제공할 것이다.
UMTS 네트워크의 한가지 단점은 WLAN(Wireless Local Area Networks)와 비교할 때 고가의 스펙트럼과 낮은 데이타 레이트이다. 셀룰라 인프라스트럭쳐의 전반적인 비용은 WLAN 인프라스트럭쳐의 비용에 비해 스펙트럼 비용(WLAN의 경우는 무료) 및 지원되는 대역폭에 대한 전체 시스템 비용 면에서 모두 매우 높다. 반면, WLAN은 셀룰라 시스템에 의해 제공되는 광범위한 커버리지를 갖는 것이 보다 어렵다. 셀룰라 및 WLAN 기술 모두의 장점을 취하기 위해서, WLAN은 핫스팟(hotspot) 영역 내의 셀룰라 네트워크의 확장이 될 수 있다.
UMTS 네트워크는 값비싼 대역폭을 사용하면서 낮은 데리타 레이트로 전송을 하고 말기 때문에, 높은 데이타 레이트를 위해 핫스팟에서 WLAN을 사용하고 도처의 커버하기 위해 UMTS를 사용하는 것이 유리할 것이다. 이를 위하여, 이동 단말은 한 네트워크에서 다른 네트워크로 빠르고 쉽게 천이할 필요가 있을 것이다.
<발명의 요약>
본 발명은 UMTS 라우팅 영역(RA: routing area)으로서 WLAN 커버리지 영역을 등록하는 시스템 및 방법을 제공한다. 본 발명에 따른 시스템에서, 사용자 장비(UE(user equipment) 또는 이동국)은 시그널링 감소로 인한 배터리 보호와 UMTS 또는 GPRS 시스템 사이의 쉬운 천이로 인한 이익을 얻는다.
셀룰라 네트워킹 라우팅 영역으로서 WLAN을 채용하는 시스템은, 서비스 요청이 만들어지는 위치를 결정할 수 있는, 셀룰라 네트워크를 포함한다. 이 셀룰라네트워크는 패킷 기반 지원 노드를 포함하는데, 이는 요청이 WLAN을 통해 서비스될 수 있는지를 판정하는 것으로, 라우팅 영역으로서 셀룰라 네트워크에서 식별된다. WLAN을 이용하여 요청을 서비스하는 동안 패킷 데이타 프로토콜(PDP: packet data protocol)을 유지하는 수단은 WLAN과 셀룰라 네트워크 간의 매끄러운 핸드오프(handoff)를 제공한다.
셀룰라 네트워킹 라우팅 영역으로서 WLAN을 등록하는 방법은, 셀룰라 네트워크 내에서 사용자로부터 서비스 요청의 위치를 판정하는 단계, 및 그 위치가 WLAN 액세스 포인트 내 또는 가까이에 있는지를 판정하는 단계를 포함한다. WLAN 액세스 포인트에 또는 그 가까이에 있으면, 이 방법은 WLAN과 셀룰라 네트워크 간의 인터워킹이 제공되도록 WLAN을 이용하여 요청을 서비스하는 동안 PDP 콘텍스트를 유지한다.
본 발명은 일반적으로 네트워크 통신에 관련된 것이며, 보다 구체적으로는, 개선된 저비용의 데이타, 음성 및 멀티미디어 콘텐트 전달 서비스를 위하여 WLAN(Wireless Local Area Network)을 UMTS(Universal Mobile Telecommunications System) 네트워크와 인터워킹(interworking)하는 방법 및 시스템에 관한 것이다.
본 발명의 장점, 특징, 및 다양한 부가적 기능들은 이하의 첨부 도면과 함께 이제 상세히 기술될 구체적인 실시예를 고려할 때 보다 명확해질 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 셀룰라 시스템에 있어서 라우팅 영역으로서 WLAN을 채용하는 시스템에 대한 예시적인 시스템 아키텍쳐이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 셀룰라 환경에서 WLAN 내의 데이타 전달을 설정하기 위한 설정 절차를 도시하는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 라우팅 영역 갱신 절차를 도시하는 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 WLAN-UMTS 인터워킹을 위해 UMTS 라우팅 영역으로서 WLAN을 등록하기 위한 시스템/방법을 도시하는 블럭도/흐름도이다.
이 도면들은 본 발명의 개념을 설명하기 위한 것이며 반드시 본 발명을 기술하기 위한 단 하나의 가능한 구성인 것은 아니라는 것을 이해해야 한다.
본 발명은 UMTS 라우팅 영역(RA)으로서 WLAN 커버리지 영역을 등록하기 위한 방법 및 시스템을 제공한다. 사용자 장비(UE) 또는 이동국(MS)은 바람직하게는 PDP 콘텍스트의 유지를 통해, UMTS 또는 기타의 셀룰라 네트워크(예컨대, GPRS 시스템)과의 사이의 쉬운 천이와 감소된 시그널링으로 인한 배터리 절약의 이익을 얻는다. UMTS 네트워크는 또한 감소된 시그널링 부하로 인한 이익을 얻는다.
이동전화 사용자는 무선 액세스 네트워크(노드 B 및 RNC)를 통해 UMTS 코어 네트워크(SGSN/MSC 및 GGSN)에 접속한다. WLAN국이나 이동 단말(MT)은 WLAN의 인프라스트럭쳐 모드 내의 액세스 포인트(AP: Access Point)에 부착(attach)된다. UMTS 네트워크에서 WLAN 네트워크로 그리고 그 반대로 이동하기 위해서, 이동전화 사용자는 UMTS UE 및 WLAN MT(이동 단말) 모두의 스택을 지원해야 한다.
셀룰라 셀들(예컨대, 3G 셀들) 및 WLAN 핫스팟 커버리지 영역들 사이에서 매끄러운 핸드오프를 가능하게 하는 한가지 방법은, 즉, UMTS 네트워크로의 재진입은 UE가 WLAN 커버리지 영역에 있는 동안 PDP 콘텍스트를 활성으로 유지함으로써 부드럽게 유지되는 것이다. 그 결과, 배터리 에너지 및 UMTS 시그널링 채널은 주기적으로 UMTS 코어 네트워크(CN: core network)에 신호를 보내어 PDP 콘텍스트를 활성으로 유지하는데 사용되어야 한다. 또한, 주기적 RA 메세지들이 아이들(idle) 상태에서 교환되지 않으면, UE는 "분리(detach)"되고 UMTS 네트워크로 돌아갈 때 "부착" 절차를 개시할 필요가 있다. 이는 큰 핸드오프 딜레이를 유발할 수 있다.
본 발명은 사용자가 WLAN 커버리지 영역에 있을 때 PDP 콘텍스트를 활성으로 유지하여 UE 배터리 및 네트워크 자원을 보전하는 방법을 제공한다. 본 발명은 WLAN 커버리지 영역에 있는 동안에 통신을 위해 UMTS 무선의 송수신의 사용을 제한한다. 그러나, UE는 UMTS 네트워크에 "부착"된 채로 남아있고 재진입시 매끄러운 핸드오프를 갖도록 PDP 콘텍스트를 유지한다.
본 발명이 WLAN을 갖는 3G UMTS 시스템으로 기술되고 있지만, 본 발명은 데이타, 음성 및 비디오 멀티미디어 콘텐트가 전달되거나 전화통신 서비스가 제공될 수 있는 WLAN을 갖는 어떠한 셀룰라 시스템에도 적용될 수 있다는 것을 알아야 한다. 또한, 본 발명은 고정된 무선 네트워크, 위성 링크 등, 사용자 장비가 WLAN 또는 WLAN(들)에 액세스하는 임의의 무선 통신 시스템에 적용가능하다.
도면들에 도시된 구성요소들은 다양한 형태의 하드웨어, 소프트웨어 또는 그들의 조합으로 구현될 수 있다는 것을 이해해야 한다. 바람직하게는, 이들 구성요소들은 프로세서, 메모리 및 입출력 인터페이스를 포함하는, 하나 이상의 적절히 프로그래밍된 범용 장치들에 하드웨어와 소프트웨어 하드웨어의 조합으로 구현된다.
이제 보다 상세히 도면들을 참조하면, 여기서 유사한 참조 부호들은 여러 도면을 걸쳐 동일하거나 유사한 구성요소들을 나타내는데, 먼저 도 1을 참조하면, 제3세대 셀룰라 셀(100)(3G cell) 내부의 시스템 아키텍쳐가 음성, 데이타, 비디오 및 무선/라디오 네트워크 상의 기타의 서비스들을 포함하는 것으로 도식적으로 도시되어 있다. 시스템 아키텍쳐(10)는 본 발명에 따른 신규한 방법과 시스템을 채용하는 예시적인 WLAN-UMTS 환경으로 표시된다. 당업자에게 공지된 시스템 아키텍쳐를 만드는 개별적인 블럭 콤포넌트들의 세부사항들은 본 발명을 이해하기에 충분할 정도로만 구체적으로 기술될 것이다.
본 발명은 UMTS 네트워크(12) 및 WLAN 무선 네트워크(14)(예컨대, IEEE 802.11 및 HIPERLAN2 표준이 이들 네트워크에 이용될 수 있음)로 기술된다. UMTS 모바일 네트워크(12)(예컨대, 제3세대(3G) 네트워크)는 노드 B(11)와 라디오 네트워크 콘트롤러(RNC: Radio Network Controller)(9)를 포함하는 라디오 액세스 네트워크(RAN: radio access network)(8)와 통신한다. WLAN(14)는 바람직하게는 인트라-PLMN(Public Mobile Land Network) 인터페이스 또는 백본(backbone)(도시되지 않음)을 통해 UMTS 네트워크(12)에 접속된다. RAN(8)은 SGSN(Serving GPRS Support Node)(28)과 같은 패킷 시반 서비스, MSC(Mobile Switching Center)(21)와 같은 회로 기반 서비스 및 GGSN(Gateway GPRS Support Node)(24)와 같은 다른 PLMN으로의 게이트웨이를 포함하는 코어 네트워크(CN)에 교대로 부착된다. 코어 네트워크(13)는 PSTN(Public switched telephone networks)(도시되지 않음) 및 인터넷(7)과의 접속/인터페이스를 지원한다.
다른 콤포넌트들이 코어 네트워크(13) 내에 포함될 수 있다. 예를 들어, 이동국(MS)(40)의 홈 위치를 저장하는 HLR(home location register)(50)가 제공될 수있다. 본 발명에 의하면, 네트워크(12)(예컨대, PLMN)가 인터워킹 기능(25)을 채용함으로써 Gn(또는 Gp) 인터페이스를 통해 무선 LAN(14)에 인터페이스된다. MS(40)는 액세스 포인트(30)에 접속되고, MS(40)는 라디오 액세스 네트워크 간을 로밍할 수 있다.
WLAN(14)는 무선 사용자 장비(UE) 또는 이동국(MS)(40)이 WLAN에 액세스하고 WLAN을 사용하도록 제공되는 복수의 액세스 포인트(30)를 포함한다. 본 발명에 의하면, IWF(25)는 UMTS 네트워크(12)와 상호작용하고 WLAN 환경에 (IWF(25)를 통해) 인터페이스한다.
UMTS-WLAN 인터워킹
3G UMTS 이동전화(40)는 노드 B(11) 및 라디오 네트워크 콘트롤러(RNC)(9)를 포함하는 라디오 액세스 네트워크(RAN)(8)와 통신한다. RNA(8)은 SGSN(28)(패킷 기반 서비스), MSC(21)(회로 기반 서비스) 및 GGSN(24)(다른 PLMN으로의 게이트웨이)을 포함하는 코어 네트워크(CN)(13)에 교대로 부착된다. UMTS에서 WLAN으로 가능한 많은 데이타를 전환하는 것은 값비싼 UMTS 스펙트럼 및 가치없는 데이타 대역폭을 절약하게 한다. UMTS를 IEEE 802.11 및 ETSI Hiperlan2와 같은 비허가 대역의, 높은 데이타 레이트의 WLAN으로 교체하는 것이 유리하다.
이를 위하여, 일실시예에서는 이동전화 유닛과 함께 사용하기 위한 듀얼 스택 프로토콜(dual stack protocol)을 채용한다. 바람직하게는, 듀얼 스택 프로토콜은 UMTS UE 및 WLAN MT(mobile terminal)의 스택을 포함한다.
도 1에서, 아키텍쳐(10)는 WLAN-UMTS 인터워킹을 도시한다. 도 1은 기능적인 콤포넌트들을 커플링하는 한가지 방법을 예시한다. 이들 및 다른 콤포넌트들을 커플링하는 다른 방법들이 또한 고려되며 본 발명에 따라 구현될 수 있다. 다수의 액세스 포인트(30)가 IWF(interworking function)(25)에 결합되는데, 이는 이 커플링에 기초하여 다시 인터넷(7)이나 UMTS 네트워크 노드(예컨대, RNC 또는 SGSN 또는 GGSN)에 대한 전용 링크를 통해 3G 네트워크(12)에 접속된다. IWF(25)의 기능은 WLAN과 UMTS 네트워크 간이 커플링에 달려있다.
도 2를 참조하면, UMTS 라우팅 영역으로서 WLAN 커버리지 영역의 UMTS 네ㅡ워크 등록에 있어서 데이타 베어러(data bearer)를 설립하는 단계를 나타내는 도면이 도시된다. 이동국(40)이 스위치온되면, 이동국(40)은 적절한 셀을 찾고(셀 선택), 시그널링 접속을 이용하여 네트워크에 "부착"하려는 시도를 하고 통상적인 라우팅 영역의 갱신을 수행하여 부착 상태를 유지한다. UE(40)로부터의 GPRS 이동전화 관리층(GMM)으로부터 요청(110)이 만들어진다. UE(40)와 RNC(9)간에 RRC(Radio Resource Control) 접속이 확립된(112) 뒤 CN(13)으로의 시그널링 접속이 확립된다(114). 그 다음, 서비스 요청(116)이 UE(40)로부터 RNC(9)로 만들어진다. 그 뒤, 보안 체크가 완료된 뒤, UE(40)가 셀룰라 네트워크에 "부착"될 수 있다(120).
다음으로, PDP 콘텍스트 활성화 요청(122)이 UE(40)에 의해 송신된다. CN(13)은 그 다음에 RAB(Radio Access Bearer) 설정 절차를 개시하는데, 이 절차는 라디오 베어러 설정(128), RAB 할당(130), 라디오 베어러 설정 완료 신호(132), 및 RAB 할당 응답(134)을 포함한다. 마지막으로, PDP 콘텍스트 수락(136)이 UE(40)로 송신된다. 타이머(T3380)는 도 2에 도시된 바와 같이 RAB 설정 기간을 타이머(TRABassignment)가 제어하는 동안 PDP 콘텍스트의 활성화 기간을 제어한다. 이제, 설정된 RAB를 통해 데이타 전송이 일어날 수 있다. 이제 데이타(138)가 교환될 수 있다. UE(40)는 이제 UMTS 또는 기타의 셀룰라 시스템과 "부착" 상태를 유지하면서 데이타를 수신하도록 WLAN으로 통과된다.
UMTS에서는, UE 상태에 따라 상이한 레벨의 이동도 절차가 수행된다. 예를 들어, UE가 PMM(Packet Mobility Management) 아이들 모드에 있을 때, UE의 위치는 라우팅 영역의 정확도로 SGSN(28)(CN 13)에 있는 것으로 알려지고 UE는 주기적인 RA 갱신 절차를 수행한다. UE가 PMM 접속 모드에 있을 때, MS의 위치는 RNC를 서비스함으로써 추적된다.
오퍼레이터로 정의되는, 라우팅 영역 식별자(RAI: Routing Area Identifier)는, 하나 또는 여러 셀들을 식별한다. UMTS에서, RAI는 아이들 모드에 있는 UE에 송출되고, GMM 시스템 정보로서 확립된 RRC 접속 상에 접속 모드에 있는 MS에 통지된다. PMM 상태와 무관하게, RAI가 변경되면 MS는 라우팅 영역 갱신을 수행한다. 따라서, 라우팅 영역 갱신은 UE가 새로운 RA에 진입했다는 것을 검출할 때 또는 주기적 RA 갱신 타이머가 만료되었을 때 일어난다. SGSN은 이전의 RA도 다룬다는 것을 통지함으로써 그것이 인트라-SGSN 라우팅 영역 갱신이라는 것을 검출한다. 이 경우, SGSN은 MS에 관한 필요한 정보를 가지며 새로운 MS 위치에 관한 HLR이나 SGSN을 통보할 필요는 없다. 주기적 RA 갱신은 항상 인트라 SGSN 라우팅 영역 갱신이다.
도 3을 참조하면, 인트라 SGSN 라우팅 영역 갱신 절차가 도식적으로 도시되어 있다. MS(40)는 SGSN(28)에 라우팅 영역 갱신 요청(201)을 보낸다. 적절한 사용자에게 액세스가 허가된다는 것을 보장하기 위해 보안 기능들(202)이 수행된다. 그 다음으로, 라우팅 영역 갱신 수락(203)이 SGSN(28)로부터 발행된다. 마지막으로, 라우팅 영역 갱신 완료(204)가 라우팅 영역이 갱신되었거나 갱신을 요구하지 않는다는 확인을 한다.
본 기술분야의 숙련자에게 공지된, 주기적 RA 갱신 타이머(T3312)는 MS(40)의 주기적 RA 갱신 절차를 모니터링한다. 주기적 RA 갱신 타이머의 길이는 라우팅 영역 갱신 수락(203) 또는 부착 수락 메세지에 송신된다. 주기적 RA 갱신 타이머는 RA 내에서는 고유하다(예컨대, 디폴트가 54분이다). MS가 PMM-접속에서 PMM-아이들 모드로 갈 때 타이머(T3312)는 리셋되고 초기값으로 개시된다. 타이머(T3312)는 MS가 PMM-접속 모드로 진입할 때 정지한다.
타이머(T3312)가 만료하면, 주기적 라우팅 영역 갱신 절차가 개시되고, 타이머는 다음 개시를 위해 초기값으로 설정된다. 네트워크는 이동전화 도달가능한 타이머(Mobile Reachable timer)로 주기적 라우팅 영역 갱신 절차를 감독한다. 이동전화 도달가능한 타이머는 주기적 RA 갱신 타이머보다 (디폴트값으로 4 분만큼) 더 길 수 있다. 본 발명에 따르면, WLAN 커버리지 영역이 UMTS 라우팅 영역(RA)으로 만들어질 수 있다. RAI는 WLAN 및 UMTS RA 오버랩의 경우와 같이 RA를 오버랩하는 경우에 어느 RA가 사용되는지를 MS에 나타내는데 사용된다.
도 1을 다시 참조하면, PDP 콘텍스트가 WLAN에 진입하는 시간에 이미 도달했으면, 두 가지 가능한 경우들이 있다.
1. UE가 PMM 아이들 모드에 있는 경우
3G-SGSN에서 UE 위치가 라우팅 영역의 정확도로 알려진다. UE(40)는 PMM 아이들 모드에 주기적 RA 갱신 메세지들을 송신할 것으로 기대된다. WLAN IWF는 (SGSN(28)에 의해 이미 할당된) 새로운 RAI를 송출할 수 있다. UE의 GMM 콘텍스트에 저장된 RAI를 IWF(25)로부터 수신한 RAI와 비교함으로써, UE는 RA 갱신(인트라-SGSN)이 수행될 것이 요구된다는 것을 감지한다. UE는 SGSN에 라우팅 영역 갱신 요청을 보낸다. SGSN은 UE에 의해 송신된 새로운 RAI로부터 이제 WLAN 커버리지 영역에 있다는 인식할 수 있다. 라우팅 영역 갱신 수락(도 3의 201) 메세지에 송신된 주기적 RA 갱신 타이머의 길이가 RA 내에서 고유하므로, SGSN으로부터 UE로의 라우팅 영역 갱신 수락에 송신된 주기적 RA 개신 타이머의 길이는 네트워크에서 허용가능한 최대값으로 설정된다. 이는 UE가 WLAN에 있는 동안, UMTS 셀에 있는 경우와 동일한 레이트로 주기적 RA 갱신 메세지들을 계속 송신할 필요가 없도록 하는 것이다.
이는 WLAN과 UMTS 모두에 대한 라디오의 사용을 제한하고 그에 따라 불필요한 UMTS 시그널링을 피한다. 주기적 RA 메세지들은 PS(packet swiched) 시그널링 접속이 매번 재확립될 필요가 있기 때문에 이는 UE의 배터리 및 네트워크 자원을 절약하는 결과를 낳는다. 또한, SGSN(28)은 RAI 갱신 메세지로부터 어느 WLAN에 UE가 있는지를 판정할 수 있고, WLAN 영역은 약 100m이므로, 위치 기반 서비스 및 높은 데이타 레이트의 서비스가 3G 오퍼레이터에 의해 사용자에게 제공될 수 있는이익이 있다.
UE가 WLAN 커버리지 영역을 벗어나자 마자, RAI는 변경되어, UE는 RA 갱신 절차를 수행할 것이다. 데이타가 송신될 필요가 있으면, PS 시그널링 접속이 확립될 수 있고 서비스 데이타 요청이 UE에 의해 SGSN으로 송신되어 UMTS 네트워크에서 데이타 베어러를 설정할 수 있다.
2. UE가 PMM 접속 모드에 있는 경우
새로운 RAI가 GMM 시스템 정보로서 확립된 RRC 접속 상의 RRC 접속 모드에서 MS로 통지된다. 인터워킹(25)을 위한 커플링에 따라, UE는 이제 WLAN 시스템을 통해 데이타 플레인을 확립하고 UMTS 네트워크에서 라디오 자원들을 개방한다(이는 인터워킹의 하나의 장점이다). UE는 이제 PMM 아이들 상태에 들어간다. MS의 보전 기능(41)은 개방된 RAB와 관련된 활성 PDP 콘텍스트가 CN(13)에서 변조됨 없이 보전되고, 그 다음 RAB는 이후의 단계에서 쉽게 재확립될 수 있다. 그러나, UE에 대한 모든 활성 PDP 콘텍스트는 GMM 상태가 PMM-분리 상태로 바뀔 때 잃는다.
UMTS 네트워크로의 재진입을 부드럽게 유지하기 위한 한가지 방법은 UE가 WLAN 커버리지 영역에 있는 동안 PDP 콘텍스트를 활성으로 유지하는 것이다. 그러므로, PMM 아이들 상태에 있는 UE는 RA 갱신을 계속하여 PMM-분리 상태에 들어가는 것과 PDP 콘텍스트를 잃는 것을 피할 필요가 있다.
UE가 WLAN 커버리지 영역 밖으로 나가자 마자, RAI는 변경되어, UE는 RA 갱신 절차를 수행한다. 데이타가 송신될 필요가 있으면, PS 시그널링 접속이 확립될 수 있으며 UE에 의해 서비스 데이타 요청이 SGSN으로 송신되어 UMTS 네트워크에서데이타 베어러를 설정할 수 있다.
도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 WLAN-UMTS 인터워킹을 위하여 UMTS 라우팅 영역으로서 WLAN을 등록하는 시스템/방법을 도시하는 블럭도/흐름도가 도시된다. 블럭(402)에서, 이동국이나 이동전화 사용자가 셀룰라 네트워크, 예컨대, UMTS 네트워크를 통해 이동한다. 사용자 장비(UE)는 아이들 모드나 접속 모드에 있을 것이다. 아이들 모드에 있으면, 블럭 404에서, 라우팅 영역의 정확도로 셀룰라 네트워크 내의 (바람직하게는 SGSN에 의해) UE의 위치가 결정된다. 블럭 406에서, UE(40)는 PMM 아이들 모드에서 주기적 RA 갱신 메세지들을 보낸다. WLAN IWF는 (SGSN에 의해 사전 할당된) 새로운 RAI를 송출할 수 있다.
블럭 408에서, UE의 GMM 콘텍스트에 저장된 RAI와 IWF로부터 수신한 RAI를 비교함으로써, UE는 RA 갱신(인트라-SGSN)이 수행될 필요가 있는지를 검출하고, UE는 SGSN에 라우팅 영역 갱신 요청을 송신한다. 블럭 410에서, SGSN은 UE에 의해 송신된 새로운 RAI로부터 UE가 현재 WLAN 커버리지 영역에 있다는 것을 인식한다. 라우팅 영역 갱신 수락 메세지에 송신된 주기적 RA 갱신 타이머의 길이가 RA 내에서 고유하므로, SGSN에서 UE로 라우팅 영역 갱신 수락에 송신된 주기적 RA 갱신 타이머의 길이는 바람직하게는, 블럭 411에서 네트워크에서 허용가능한 최대값으로 설정된다. UE가 WLAN에 있는 동안, 계속 주기적 RA 갱신 메세지를 보낼 필요는 없다. 셀룰라 서비스 제공자들은 그에 따라 SGSN에서 추가의 기능을 가짐으로써 WLAN으로 사용자들을 시프트함으로써 셀들의 부하를 제어할 수 있게 되어 UE가 WLAN 범위에 있으면(SGSN에서 일부 위치 기준에 기초하여) 사용자들의 RAI를 WLAN커버리지 영역의 것으로 변경한다.
블럭 412에서, UE와 UMTS 모두에 대한 라디오의 사용은 불필요한 UMTS 시그널링을 피하도록 제한된다. 그 결과, 교대로, UE 배터리와 네트워크 자원을 보전 하게 된다. 블럭 414에서, SGSN이 RAI 갱신 메세지로부터 어느 WLAN이 UE가 있는 것인지를 결정할 수 있고, WLAN 영역이 약 100m이므로, 위치 기반 서비스 및 셀룰라 오퍼레이터는 사용자에게 높은 데이타 레이트의 서비스를 유리하게 제공할 수 있다.
블럭 416에서, UE가 WLAN 커버리지 영역 밖으로 이동하자마자, RAI가 변경되어, UE는 RA 갱신 절차를 수행할 것이다. 데이타가 송신될 필요가 있으면, 블럭 430에서 PS 시그널링 접속이 확립되고 UE에 의해 서비스 데이타 요청이 SGSN으로 송신되어 UMTS 네트워크에서 데이타 베어러를 설정할 수 있다.
활성 모드에 있으면, 블럭 420에서 새로운 RAI가 GMM 시스템 정보로서 확립된 RRC 접속 상에서 RRC 모드에 있는 UE의 것으로 송신된다. 블럭 422에서 WLAN과 UMTS 사이의 인터워킹을 이용하는 시스템 커플링에 따라, 이제 UE는 WLAN 시스템을 통해 데이타 플레인을 확립하고 UMTS 네트워크에서 라디오 자원들을 개방한다. 블럭 424에서, UE는 PMM 아이들 상태에 들어가지만, MS의 보전 기능으로 인해 개방된 RAB와 관련된 활성 PDP 콘텍스트가 CN(13)에서 변경됨없이 보전되도록 한다. 이러한 RAB는 이후의 단계에서 재확립될 수 있다.
블록 426에서, UE를 위한 활성 PDP 콘텍스트는 UE가 WLAN 커버리지 영역에 있는 동안 PDP 콘텍스트를 활성으로 유지함으로써 WLAN으로부터 UMTS 네트워크로의재진입을 위하여 유지된다. 이는 바람직하게는 RA 갱신이 PMM-분리 상태로 들어가고 PDP 콘텍스트를 잃는 것을 피하도록 하는 PMM 아이들 상태의 UE에 의해 수행된다.
블럭 428에서, UE가 WLAN 커버리지 영역 밖으로 나오자 마자, RAI는 변경되어, UE가 RA 갱신 절차를 수행한다. 데이타가 송신될 필요가 있으면, 단계 430에서 PS 시그널링 접속이 확립되고 서비스 데이타 요청이 UE에 의해 SGSN으로 송신되어 UMTS 네트워크에서 데이타 베어러를 설정할 수 있다.
본 발명은 라디오 사용을 제한하고 주기적 RA 갱신 절차를 위한 불필요한 UMTS 시그널링을 피도록 하는 것이 장점이다. 그 결과 각 주기적 RA 갱신이 PS 시그널링이 재확립되어 무선 및 유선 자원들을 소비할 필요가 있음에 따라, UE 배터리의 절약 및 UMTS 네트워크에 대한 시그널링 부하 감소의 결과를 가져온다. 또한, 본 발명은 PDP 콘텍스트를 유지하는데, 이는 (PDP 콘텍스트가 적은 자원으로 인해 네트워크에 의해 재조정될 필요가 없으면) UMTS 네트워크에 재진입하는 동안 핸드오프 지연을 낮게 유지할 수 있게 된다. 본 발명을 이용하지 않고 주기적 RA를 피한다는 것은 UE가 PMM 아이들 상태에서 PMM 분리 상태로 간다는 것을 의미할 것이다. 따라서, UMTS 네트워크로 재진입하면, UE는 "부착" 절차에서 시작하여, PDP 콘텍스트를 활성화시키고 나서야 데이타 베어러가 확립될 수 있으며, 그 결과 큰 핸드오버 지연을 낳게 된다.
SGSN이 (RAI 갱신 메세지에 의해) UE의 위치, 즉, 어느 WLAN에 UE가 있는지를 를 결정할 수 있고, WLAN 영역이 직경 약 100m에 가까우므로, 위치 기반 서비스및 높은 데이타 레이트 서비스가 3G 오퍼레이터에 의해 사용자에게 제공될 수 있다. 또한, 본 발명은 이동전화 사용자가 WLAN 셀로의 진입(WLAN IWF에 의해 새로운 RAI 송출) 및 WLAN 셀로부터 나감을 검출할 수 있도록 한다(더이상 RAI 송출을 WLAN IWF로부터 들을 수 없고 최인접한 UMTS 노드 B에 의해 RAI 송출을 들을 수 있음). 따라서, 이동전화 사용자는 WLAN과 UMTS 시스템 간을 한 휴대용 장치를 이용하여 부드럽게 이동할 수 있다. 본 발명은 또한 3G 서비스 제공자들이 SGSN의 부가적인 기능으로 UE를 핫스팟의 WLAN으로 시프트함으로써 UMTS 셀의 부하를 제어하여 (SGSN의 일부 위치 기준에 기초하여) UE가 WLAN 범위에 있으면 WLAN 커버리지 영역의 것으로 UE의 RAI를 변경하도록 한다.
본 발명은 WLAN과 UMTS 네트워크 간의 커플링과 독립적으로 구현될 수 있다. "느슨한" 커플링으로도, WLAN IWF는 그의 RAI(SGSN/3G 오퍼레이터에 의해 사전 구성됨)를 송출하고 UE는 그의 RAI 변경에 관하여 (WLAN에 진입하는 동안의 그의 UMTS 접속을 이용하여) SGSN에 통보하면, SGSN은 그 RAI가 WLAN의 것으로 식별될 수 있으면 PDP 콘텍스트를 활성으로 유지하고 큰 주기적 RA 갱신 타이머 값을 설정할 수 있다.
WLAN-UMTS 인터워킹에 대하여 UMTS 라우팅 영역으로서 WLAN 등록을 위한 바람직한 실시예들이 기술되었으나(예시적인 것이며 제한적인 것은 아님), 상기 교시시의 관점에서 본 기술분야의 당업자에 의해 변경과 수정이 만들어질 수 있다는 것을 주목한다. 따라서 첨부된 청구항들에 의해 정의되는 발명의 범위와 사상 내에서 개시된 본 발명의 특정 실시예들에서 변경이 가능하다는 것을 이해해야 한다.

Claims (18)

  1. 셀룰라 네트워크 라우팅 영역(routing area)으로서 WLAN(Wireless Local Area Network)을 등록하는 방법으로서,
    셀룰라 네트워크 내에서 사용자로부터의 서비스 요청의 위치를 결정하는 단계;
    상기 위치가 WLAN 액세스 포인트(access point) 내에 또는 그 가까이에 있는지를 판정하는 단계; 및
    WLAN 액세스 포인트에 있거나 또는 그 가까이에 있으면, 상기 WLAN과 상기 셀룰라 네트워크 사이에서 인터워킹(interworking)이 제공되도록 상기 WLAN을 이용하여 상기 요청을 서비스하는 동안 PDP(packet data protocol) 콘텍스트(context)를 유지하는 단계
    를 포함하는 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 WLAN을 이용하여 상기 요청을 서비스하는 동안 상기 PDP 콘텍스트를 유지하는 상기 단계는 상기 WLAN을 사용하는 동안 사용자와 상기 셀룰라 네트워크 간의 무선 시그널링을 제한하는 단계를 포함하는 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    셀룰라 네트워크 내의 라우팅 영역에 대한 서비스 요청을 수신하는 단계를 더 포함하는 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 WLAN은 상기 셀룰라 네트워크의 라우팅 영역으로서 인식되는 방법.
  5. 제3항에 있어서,
    WLAN 커버리지 영역에 있는 동안 주기적 라우팅 영역 갱신 타이머 값을 설정하여 사용자가 상기 WLAN 영역에 있는 동안 시그널링을 줄이는 단계를 더 포함하는 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 WLAN이 존재할 때 상기 PDP 콘텍스트를 통해 패킷 스위치형 시그널링 접속(packet switched signaling connection)을 확립하는 단계를 더 포함하는 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    사용자 트래픽 서비스를 WLAN으로 시프트함으로써 셀룰라 셀들의 부하(loading)를 제어하는 단계를 더 포함하는 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 셀룰라 네트워크와 상기 WLAN 사이의 상기 인터워킹은,
    상기 셀룰라 네트워크의 라우팅 영역으로서 상기 WLAN을 고유하게 식별하는 단계; 및
    일단 식별되면, 상기 셀룰라 네트워크로의 라우팅 영역 갱신 회수를 줄이도록 라우팅 영역 갱신 타이머를 설정하는 단계
    에 의해 제공되는 방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 PDP 콘텍스트를 유지하는 상기 단계는 UMTS 네트워크로 재진입하는 동안 핸드오프 지연을 줄이도록 상기 PDP 콘텍스트를 유지하는 단계를 포함하는 방법.
  10. 제1항에 있어서,
    사용자들의 라우팅 영역 식별자들을 WLAN 커버리지 영역의 것으로 변경하여 상기 사용자들을 WLAN으로 시프트함으로써 셀룰라 서비스 제공자들이 셀들의 부하를 제어하게 하는 단계를 더 포함하는 방법.
  11. 셀룰라 네트워크 라우팅 영역으로서 WLAN(Wireless Local Area Network)을 이용하는 시스템으로서,
    서비스 요청이 행해지는 위치를 결정할 수 있는 셀룰라 네트워크
    - 상기 셀룰라 네트워크는 상기 셀룰라 네트워크에서 라우팅 영역으로서 식별되는, 상기 요청이 WLAN을 통해 서비스될 수 있는지를 판정하는, 패킷 기반 지원 노드를 포함함 - 및
    상기 WLAN을 사용하여 상기 요청을 서비스하는 동안 상기 WLAN과 상기 셀룰라 네트워크 간에 매끄러운 핸드오프를 제공하도록 PDP 콘텍스트를 유지하는 수단
    을 포함하는 시스템.
  12. 제11항에 있어서,
    PDP 콘텍스트를 유지하는 상기 수단은 이동국에 제공된 보전 기능을 포함하는 시스템.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 셀룰라 네트워크에서 상기 WLAN을 식별하는, 고유한 라우팅 영역 식별자를 더 포함하는 시스템.
  14. 제11항에 있어서,
    주기적 라우팅 영역 갱신 타이머를 더 포함하고, WLAN 커버리지 영역에 있는 동안 타이머 값은 사용자가 상기 WLAN 영역에 있는 동안 시그널링을 줄이도록 채용되는 시스템.
  15. 제11항에 있어서,
    상기 WLAN과 상기 셀룰라 네트워크 사이에서 사용자 서비스를 확립하고 유지하기 위한 인터워킹 기능을 더 포함하는 시스템.
  16. 제11항에 있어서,
    상기 셀룰라 네트워크는 UMTS(Universal Mobile Telecommunications System)를 포함하는 시스템.
  17. 제11항에 있어서,
    PDP 콘텍스트를 유지하는 상기 수단은 상기 셀룰라 네트워크와 상기 WLAN 간에 인터워킹을 확립하기 위한 RAB(Radio Access Bearer) 설정 절차를 더 포함하는 시스템.
  18. 제11항에 있어서,
    상기 셀룰라 네트워크는 RAI(routing area identifier) 갱신 메세지를 통해 사용자가 WLAN 커버리지 영역에 있는지를 아는 시스템.
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