KR20050019561A - 멀티미디어 방송 멀티 캐스트서비스에서 무선자원제어연결 모드 단말을 집계하는 방법 - Google Patents

멀티미디어 방송 멀티 캐스트서비스에서 무선자원제어연결 모드 단말을 집계하는 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 이동국이 시스템으로부터 서비스 수신 여부에 대한 응답 요구 메시지를 수신하는 단계 및 상기 서비스가 상기 이동국이 수신하기를 원하는 서비스인 경우 응답 메시지를 송신하는 단계를 포함하는 무선자원제어 연결 모드 단말을 집계하는 방법에 관한 것으로서, RNC가 특정 MBMS 서비스에 대해 정확한 단말의 수를 집계할 수 있으므로 적절한 MBMS RB를 선택할 수 있고, 따라서 무선 자원의 효율을 높이는 효과가 있다.

Description

멀티미디어 방송 멀티 캐스트서비스에서 무선자원제어 연결 모드 단말을 집계하는 방법{Method of counting RRC Connected Mode in MBMS Service}
본 발명은 유럽식 IMT-2000시스템인 UMTS (Universal Mobile Telecommunications System)에서 멀티미디어 방송 및 멀티캐스트 서비스(MBMS)를 제공하는 방법에 관한 것으로서, 특히 UTRAN이 MBMS 서비스를 제공할 적절한 무선 베어러를 선택하기 위해 MBMS 서비스를 수신하고자 하는 단말의 수를 집계하는데 있어서, RRC connection은 있지만 PS connection이 존재하지 않는 단말들의 집계가 이루어지지 않는 문제점을 해결할 수 있도록 한, 멀티미디어 방송 및 멀티캐스트 서비스의 단말 집계 방법에 관한 것이다
UMTS (Universal Mobile Telecommunications System)는 유럽식 표준인 GSM(Global System for Mobile Communications)시스템과 GPRS(General Packet Radio Service)시스템으로부터 진화한 제3세대 이동통신시스템으로, 회선 서비스 영역(Circuit Service domain; CS domain)의 GSM 핵심망(Core Network)과 패킷 서비스 영역(Packet Service domain; PS domain)의 GPRS 핵심망, 그리고 WCDMA (Wideband Code Division Multiple Access) 접속기술을 기반으로 하여 보다 향상된 이동통신서비스의 제공을 목표로 한다.
도 1 은 종래 및 본 발명이 적용되는 UMTS의 일반적인 구조를 나타낸 그림이다. UMTS시스템은 크게 단말과 UTRAN 및 핵심망(Core Network; CN)으로 이루어져 있다. UTRAN은 한 개 이상의 무선망부시스템(Radio Network Sub-systems; RNS)으로 구성되며, 각 무선망부시스템은 하나의 무선망제어기(Radio Network Controller; RNC)와 이 RNC에 의해서 관리되는 하나 이상의 Node B로 구성된다. 또한, 각각의 Node B는 하나 이상의 Cell을 관리한다. RNC는 무선자원의 할당 및 관리를 담당하고, CN과의 접속점 역할을 담당한다. RNC 중에서 한 Cell 내의 특정 단말을 위한 전용 자원을 관리하는 RNC를 SRNC (Serving RNC)라 하고, 한 Cell 내의 다수의 단말을 위한 공용 자원을 관리하는 RNC를 CRNC (Controlling RNC)라 한다. 이들 CRNC와 SRNC는 논리적인 구분이며, 실제로는 한 RNC 내에 위치하여 공용자원을 관리하면 CRNC, 전용자원을 관리하면 SRNC로 부르는 것이다.
CN은 크게 제공하는 서비스의 종류에 따라 CS domain과 PS domain으로 나뉜다. CS domain의 요소들로는 UTRAN과 접속점 역할을 하는 이동교환센터(Mobile Switching Center; MSC)와 외부망과의 접속점 역할을 하는 게이트웨이 이동교환센터(Gateway MSC; GMSC)가 존재하여, 음성 통화 등의 회선 기반 서비스를 제공한다. PS domain에는 CS domain과 마찬가지로 UTRAN과의 접속점 역할을 담당하는 담당 GPRS 지원 노드(Serving GPRS Support Node; SGSN)와 외부망과의 접속점 역할을 하는 게이트웨이 GPRS 지원 노드(Gateway GPRS Support Node; GGSN)가 존재하여, 인터넷 등의 패킷 기반 서비스를 제공한다. 이들 외에도 CN에는 방문자위치등록(Visitor Location Register; VLR)과 홈사용자위치등록(Home Location Register; HLR) 등이 존재하여 사용자의 등록(register)을 관리한다.
UMTS의 각 구성요소들 사이에는 고유의 인터페이스가 정의되어 있다. 이러한 인터페이스는 각각의 구성요소가 독립적인 객체로 동작할 수 있도록 하며, 또한 각 구성요소 사이에 정보를 주고 받을 수 있는 통로의 역할을 한다. UMTS의 주요 인터페이스로는, 먼저 단말과 UTRAN 사이의 Uu 인터페이스와, UTRAN과 CN 사이의 Iu 인터페이스를 들 수 있다. 또한, UTRAN 내부에는 RNC와 Node B 사이의 Iub 인터페이스와 RNC와 RNC 사이의 Iur 인터페이스가 추가적으로 정의되어 있다. 이들 중 특히 Iu 인터페이스는 CN의 접속점이 MSC인가 SGSN인가, 즉 CS domain인가 PS domain인가에 따라, Iu-CS와 Iu-PS로 구분하여 부르기도 한다. 이들 인터페이스 외에도 CN 내부에는 도 1에 나와 있듯이 여러가지 인터페이스가 존재한다.
도 2는 단말과 UTRAN 사이의 Uu 인터페이스에서 사용되는 무선 프로토콜 (Radio Protocol) 구조를 나타낸다. 도 2의 무선 프로토콜은 수평적으로 물리계층, 데이터링크계층 및 네트워크계층으로 이루어지며, 수직적으로는 사용자 데이터 전송을 위한 사용자평면(User Plane)과 제어신호 (Signaling) 전달을 위한 제어평면(Control Plane)으로 구분된다. 사용자 평면은 음성이나 IP 패킷의 전송 등과 같이 사용자의 트래픽 데이터가 전달되는 영역이고, 제어평면은 망의 인터페이스나 호의 유지 및 관리 등의 제어정보가 전달되는 영역을 나타낸다. 도 2의 프로토콜 계층들은 통신시스템에서 널리 알려진 개방형시스템 상호접속 (Open System Interconnection; OSI) 기준모델의 하위 3개 계층을 바탕으로 L1(제1계층), L2(제2계층), L3(제3계층)로 구분될 수 있다.
이하 상기 도 2의 각 계층을 설명한다.
상기의 PHY 계층은 다양한 무선전송기술을 이용해 상위 계층에 정보전송서비스(Information Transfer Service)를 제공한다. 상위에 있는 매체접속제어(Medium Access Control; MAC)계층과는 전송채널(Transport Channel; TrCH)을 통해 연결되어 있으며, 이 전송채널을 통해 매체접속제어계층(MAC)과 물리계층(PHY) 사이의 데이터가 이동한다.
매체접속제어(Medium Access Control; MAC) 계층은 무선링크제어(Radio Link Control; RLC)계층과 PHY 계층 사이에 존재하여, 주요 기능은 논리채널(Logical channel; LoCH)과 전송채널(Transport channel; TrCH)을 매핑시키는 역할을 한다. MAC 계층에서 이러한 채널 매핑을 수행하는 이유는 MAC 계층의 상위 계층과 하위 계층의 채널 처리 방식이 다르기 때문이다. 즉, MAC의 상위 계층에서는 채널이 전송하는 데이터의 내용에 따라 제어평면의 제어채널(Control Channel)과 사용자평면의 트래픽채널(Traffic Channel)로 나누어 처리하는데 반해, 하위 계층에서는 채널의 공유 여부에 따라 공용채널(Common Channel)과 전용채널(Dedicated Channel)로 나누어 처리하기 때문에, 채널간 매핑은 중요한 의미를 갖는다. 도 3에는 UMTS에서 사용되는 논리채널과 전송채널의 종류를 보이고 있으며, 도 4에는 이들의 매핑 관계를 나타내고 있다.
MAC 계층은 관리하는 전송채널의 종류에 따라 MAC-b 부계층(Sublayer), MAC-c/sh 부계층, MAC-d 부계층으로 구분된다. 구체적으로 MAC-b는 셀 내 시스템 정보 방송 채널인 BCH를 관리하고, MAC-c/sh는 페이징 채널인 PCH, 상향 공용 채널인 RACH, CPCH, 하향 공용 채널인 FACH, DSCH를 관리하며, MAC-d는 전용 채널인 DCH를 관리한다. MAC의 각 부계층들은 물리적으로 위치하는 곳이 다른데, MAC-b는 Node B에, MAC-c/sh는 CRNC (Controlling RNC)에, MAC-d는 SRNC (Serving RNC)에 각각 위치한다.
무선링크제어(Radio Link Control; RLC) 계층의 기본 기능은 각 무선베어러(Radio Bearer; RB)의 서비스 품질(Quality of Service; QoS)에 대한 보장과 이에 따른 데이터의 전송이다. RB 서비스는 무선 프로토콜 중 제2계층이 상위에 제공하는 서비스이기 때문에 제2계층 전체가 QoS에 영향을 주지만, 그 중에서도 특히 RLC의 영향이 크다. 즉, RLC는 RB 고유의 QoS를 보장하기 위해 RB 마다 독립된 RLC 개체(Entity)를 두고 있으며, 다양한 QoS를 지원하기 위해 투명모드(Transparent Mode; TM), 무응답모드(Unacknowledged Mode; UM) 및 응답모드(Acknowledged Mode; AM)의 세가지 RLC 서비스를 제공하고 있다. 이러한 RLC의 세가지 모드는 각각이 지원하는 QoS가 다르기 때문에 동작 방법에 차이가 있으며, 그 세부적인 기능 역시 차이가 있다.
패킷데이터수렴프로토콜(Packet Data Convergence Protocol; PDCP) 계층은 RLC계층의 상위에 위치하며, IPv4나 IPv6와 같은 네트워크 프로토콜을 통해 전송되는 데이터가 상대적으로 대역폭이 작은 무선 인터페이스상에서 효율적으로 전송될 수 있도록 한다. 이를 위해, PDCP계층은 헤더압축(Header Compression) 기능을 수행하며, 현재 UMTS에는 IETF(Internet Engineering Task Force)라는 인터넷 표준화 그룹에서 정의하는 헤더압축기법인 RFC2507과 RFC3095(Robust Header Compression; ROHC)를 사용하도록 하고 있다.
방송/멀티캐스트제어(Broadcast/Multicast Control; BMC) 계층은 CN에서 전달된 셀 방송 메시지(Cell Broadcast Message)를 스케쥴링하고, 특정 셀에 위치한 단말들에게 방송하는 기능을 수행한다.
RNC와 단말에 위치한 무선 프로토콜의 제3계층에는 무선자원제어(Radio Resource Control; RRC) 계층이 정의된다. RRC는 무선베어러(Radio Bearer; RB) 들의 설정, 재설정 및 해제와 관련되어 논리채널, 전송채널 및 물리채널들의 제어를 담당한다. 이때, 무선베어러는 단말과 RNC 간의 데이터 전달을 위해 무선 프로토콜의 제2계층에 의해 제공되는 서비스를 의미하고, 일반적으로 무선베어러가 설정된다는 것은 특정 서비스를 제공하기 위해 무선 프로토콜의 제 2 이하의 계층과 채널들의 특성을 규정하고, 각각의 구체적인 파라미터 및 동작 방법을 설정하는 과정을 의미한다.
단말의 RRC계층과 RNC의 RRC계층이 서로 RRC 메시지를 주고 받을 수 있도록 연결되어 있을 때, 그 연결을 RRC연결 (RRC Connection)이라고 하며, 어떤 단말이 RRC connection이 존재하면 해당 단말은 RRC연결모드(RRC Connected Mode)에 위치한다고 하고, RRC connection이 없는 경우에는 해당 단말은 RRC휴지모드(RRC Idle Mode)에 위치한다고 한다. 단말이 RNC와 RRC connection을 맺게 되면, RNC 내에는 해당 단말을 직접적으로 관리하는 SRNC (Serving RNC)가 생성되고, 이후 RNC는 해당 단말을 Cell 단위에서 파악하고 관리하게 된다. 반면에 RRC idle mode 단말은 RNC가 그 존재를 파악할 수 없으며, 셀 보다 더 큰 지역 단위인 Location Area 또는 Routing Area 단위로 CN (MSC 또는 SGSN)이 관리한다. 즉, RRC idle mode 단말은 큰 지역 단위로 존재여부만 파악되며, 음성이나 데이터와 같은 통상의 이동통신 서비스를 받기 위해서는 RNC와 RRC connection을 맺어야 한다.
사용자가 단말의 전원을 맨 처음 켰을 때, 단말은 먼저 적절한 셀을 탐색한 후 해당 셀에서 RRC idle mode에 머무른다. RRC idle mode에 머물러 있던 단말은 RRC connection을 맺을 필요가 있을 때 비로소 RRC 연결 과정 (RRC connection procedure)을 통해 RNC의 RRC와 RRC connection을 맺고 RRC connected mode로 천이한다. RRC idle mode에 있던 단말이 RRC connection을 맺을 필요가 있는 경우는 여러 가지가 있는데, 예를 들어 사용자의 통화 시도 등의 이유로 상향 데이터 전송이 필요하다거나, 아니면 RNC로부터 페이징 메시지를 수신한 경우 이에 대한 응답 메시지 전송 등을 들 수 있다.
RRC connected mode는 단말의 동작 상태에 따라 4가지의 상태(state)로 구분된다. 이들 4가지 state는 각각 Cell_DCH, Cell_FACH, Cell_PCH, 그리고 URA_PCH라고 하며, 각 state에서의 특성은 다음과 같다.
1. Cell_DCH
Cell_DCH state는 단말이 전용전송채널인 DCH를 통해 데이터를 송수신하는 상태이다. 이 때 논리채널은 전용논리채널인 DCCH/DTCH를 사용한다. 이 상태의 단말은 전용의 전송채널을 사용하기 때문에 PS 서비스 중 대용량의 데이터 서비스나 대부분의 CS 서비스를 제공받을 수 있다. Cell_DCH 상태로의 천이는 RRC idle mode 단말이 RRC connection을 맺거나, Cell_FACH 상태의 단말이 전용전송채널을 할당받음으로써 발생한다. Cell_DCH 상태에서 서비스를 제공받던 단말은 이후 데이터 양이 줄어들면 Cell_FACH 상태로 천이할 수 있으며, 데이터 전송이 오랫동안 일어나지 않으면 전원소모를 줄이기 위해 DRX(Discontinuous Reception)를 수행하는 Cell_PCH 또는 URA_PCH 상태로도 천이할 수 있다. 만약 더 이상 서비스를 제공받을 필요가 없으면 단말은 RRC connection을 끊고 RRC idle mode로 천이한다.
2. Cell_FACH
Cell_FACH state는 단말이 공용전송채널인 RACH/FACH를 통해 데이터를 송수신하는 상태이다. 이 때 논리채널은 전용논리채널인 DCCH/DTCH와 공용논리채널인 CCCH/CTCH을 모두 사용한다. 이 상태의 단말은 공용의 전송채널을 사용하기 때문에 주로 PS 서비스 중 저용량의 데이터 서비스를 제공받는다. Cell_FACH 상태로의 천이는 RRC idle mode 단말이 RRC connection을 맺거나, Cell_DCH 상태의 단말이 데이터 양이 줄어들어 공용전송채널을 사용하도록 명령을 받거나, Cell_PCH 또는 URA_PCH 상태의 단말이 데이터 송수신이 필요하게 되면 Cell_FACH 상태로의 천이가 발생한다. Cell_FACH 상태에서 서비스를 제공받던 단말은 이후 데이터 양이 늘어나면 Cell_DCH 상태로 천이할 수 있으며, 데이터 전송이 오랫동안 일어나지 않으면 전원소모를 줄이기 위해 DRX(Discontinuous Reception)를 수행하는 Cell_PCH 또는 URA_PCH 상태로도 천이할 수 있다. 만약 더 이상 서비스를 제공받을 필요가 없으면 단말은 RRC connection을 끊고 RRC idle mode로 천이한다.
3. Cell_PCH와 URA_PCH
Cell_PCH 또는 URA_PCH state는 단말이 DRX를 수행하며 전용채널 중 페이징 채널인 PCH만 수신하고 있는 상태이다. 이 때 논리채널은 공용논리채널 중 PCCH만 수신 가능하다. 이 상태는 주로 PS 서비스의 데이터가 간헐적으로 bursty하게 전송될 때 사용되는데, 이 경우 단말은 DRX를 수행하여 전원소모를 줄일 수 있다. Cell_PCH와 URA_PCH는 PCH만을 수신 대기하는 기본적인 동작은 같으나, Cell update의 주기에서 차이가 있다. 즉, Cell_PCH 상태의 단말은 계속적으로 더 좋은 Cell을 찾아 Cell update를 시도하는데, 만약 단말이 고속 주행인 경우에는 잦은 Cell update가 발생하므로, 이 경우에는 Cell 보다 더 큰 지역 단위인 URA (UTRAN Registration Area) 단위로 update를 하게 된다. Cell_PCH 또는 URA_PCH 상태로의 천이는 Cell_FACH 또는 Cell_DCH 상태에 있던 단말이 데이터 전송이 일시적으로 중단되면 발생한다. 이후 데이터 전송이 재개되면, 단말은 그 데이터 양에 따라 Cell_FACH 또는 Cell_DCH로 천이한다.
도 5에는 RRC state와 그 천이 과정을 나타내었다.
RRC connection은 상기한 바와 같이 단말을 UTRAN의 RNC에 연결시켜주는 역할을 한다. 그러나, 단말이 실제로 어떤 서비스를 제공받기 위해서는 CN (MSC 또는 SGSN)에까지 연결되어야 한다. 이렇게 단말과 CN을 연결시켜 주는 것은 Signalling connection이라고 하며, 이 Signalling connection은 단말이 제공받고자 하는 서비스가 CS 서비스인가 PS 서비스인가에 따라 CS connection과 PS connection의 두 가지 종류가 있다.
CS conneciton은 단말과 MSC 사이의 connection으로서, RRC connection과 Iu-CS connection으로 구성되고, 그 존재 유무에 따라 단말은 CMM (Circuit Mobility Management) idle mode 또는 CMM connected mode로 구분된다. 마찬가지로 PS connection은 단말과 SGSN 사이의 connection으로서, RRC connection과 Iu-PS connection으로 구성되고, 그 존재 유무에 따라 PMM (Packet Mobility Management) idle mode 또는 PMM connected mode로 구분된다.
한 단말에 있어서 RRC connection은 한 개만 존재하는 데 반해, Signalling connection은 두 개까지 존재할 수 있다. 즉, 한 단말이 CS와 PS 양 쪽으로 connection을 맺게 되면 두 개의 Signalling connection이 존재하게 된다. 반대로 한 단말에 있어서 RRC connection은 존재하는데 Signalling connection은 한 개도 존재하지 않을 수 있다. 이 경우에는 단말은 어떠한 서비스도 제공받지 못하고, 단지 RNC가 자체적으로 관리만 한다.
도 6은 RRC connection과 Signalling connection의 관계를 보이고 있다.
도 7은 UMTS 망이 멀티캐스트 모드를 사용하여 특정 MBMS 서비스(서비스1)를 제공하는 과정을 설명한다. 또한, 상기 그림은 단말(User Equipment; UE)들(UE1 및 UE2)이 특정 서비스(서비스1)를 제공받는 과정의 예를 설명한다. 먼저, MBMS 서비스를 제공받고자 하는 UE1과 UE2는 가입(Subscription) 절차를 수행해야 한다. 이 때, 가입이란 서비스 제공자(Service Provider)와 사용자간에 관계를 설정하는 행위를 말한다. 또한, MBMS 서비스를 수신하고자 하는 단말들은 네트웍에서 제공하는 서비스안내(service announcement)를 수신해야 한다. 여기서 서비스안내란 앞으로 제공될 서비스들의 목록과 관련 정보를 단말에게 알려주는 기능을 말한다. 멀티캐스트 모드의 MBMS 서비스를 수신하고자 하는 단말은 특별히 멀티캐스트그룹(Multicast Group)에 참가(Joining)해야 한다. 이 때, 멀티캐스트그룹이란 특정 멀티캐스트서비스를 수신하는 단말들의 집단을 말하며, 참가란 단말이 특정 멀티캐스트서비스를 수신하고자 모인 멀티캐스트그룹에 합류하는 과정을 말한다. 참가 과정을 통해 단말은 특정 멀티캐스트 데이터를 수신하고자 하는 의사를 UMTS 망에 알릴 수 있다. 이와 반대로, 특정 멀티캐스트 그룹에 참가한 단말이 그 멀티캐스트 그룹에 대한 참가를 해지하는 과정을 탈퇴(Leave)라 한다. 상기 가입, 참가, 탈퇴 과정은 각 단말마다 수행되는 과정이다. 단말은 데이터 전송 이전, 또는 전송 도중, 또는 전송 이후, 어느 때든지 가입, 참가, 탈퇴 과정을 수행할 수 있다.
단말은 어떤 MBMS 서비스에 참가하는 시점에서는 반드시 RRC connection과 PS connection이 존재한다. 참가는 단말이 SGSN과의 연결을 통해서 발생하므로, 이를 위해 단말은 반드시 상기 두 가지 connection을 맺어야 한다. 일단 참가를 한 단말은 이후 다른 서비스가 있으면 계속 RRC connection과 PS connection을 유지하며 RRC connected mode에 남아 있지만, 다른 서비스가 없는 경우에는 RRC connection과 PS connection을 끊고 RRC idle mode로 천이한다.
특정 MBMS 서비스에 참가한 단말은, 해당 MBMS 서비스에 대한 통지(Notification)를 대기한다. MBMS 통지란 RNC가 해당 셀 내에 상기 MBMS 서비스의 데이터 전송(Data Transfer)이 임박했음을 단말에게 알리는 기능으로서, RNC가 SGSN으로부터 세션개시(Session Start)를 받은 직후 발생한다. 이러한 MBMS 통지는 공용논리채널 / 공용전송채널 조합을 이용하여 전송되며, 단말의 안정적인 수신을 위해 MBMS 데이터가 전송되기 전까지 한번 이상 전송된다.
RNC는 어떤 MBMS 서비스에 대한 통지를 할 때 해당 셀 내에 상기 MBMS 서비스를 수신하고자 하는 단말의 수를 파악하는 집계(Counting) 기능을 함께 수행한다. 집계 기능의 수행을 위해 RNC는 MBMS 통지 메시지 안에 MBMS 응답요구(Response Request) 메시지를 함께 넣어 전송한다. 집계 기능은 특정 MBMS 서비스를 제공하는 RB를 점대다(Point-to-Multipoint; PtoM)로 설정할 것인지 점대점(Point-to-Point; PtoP)으로 설정할 것인지를, 혹은 RB를 설정하지 않을지를 결정하는데 사용된다. 이렇게 단말 수에 따라 다른 형태의 RB를 설정하는 이유는 제한된 무선 자원을 효율적으로 사용하기 위함이다.
RNC는 상기 MBMS 서비스 수신을 원하는 단말의 수를 집계할 때 도 8과 같은 방법을 사용한다. 먼저 해당 MBMS 서비스에 참가한 단말들 중 RRC connected mode에 있는 단말에 대해서는 SGSN으로부터 정보를 받아 그 수를 집계한다. 즉, 상기 MBMS 서비스에 참가하고 다른 서비스로 인하여 계속 RRC connected mode에 남아 있는 단말은 SGSN이 그 존재를 파악하고 있기 때문에, 각각의 단말에 대해 각 단말 고유의 식별자인 초기단말식별자 (Initial UE ID)와 상기 단말이 참가한 MBMS 서비스의 서비스 식별자를 RNC에 알려준다. 이를 받은 RNC는 각각의 MBMS 서비스에 대해 참가한 단말들의 초기단말식별자를 저장하고 그 수를 집계하는 것이다. 여기서 초기단말식별자란 단말 고유의 식별자로서, RRC connection의 유무와 관계 없이 단말을 식별할 수 있으며, MSC나 SGSN과 같은 CN 개체도 단말을 식별할 수 있는 식별자이다. 현재 UMTS에서 사용되는 초기단말식별자로는 IMSI (International Mobile Subscriber Identity), TMSI (Temporary Mobile Subscriber Identity) 및 P-TMSI (Packet Temporary Mobile Subscriber Identity)의 세 종류가 있으며, 이 중 IMSI는 가입자 고유의 식별자로서 세계 어디에서든지 가입자를 식별할 수 있으며, TMSI는 IMSI의 보안을 위해 CS connection이 있는 단말에 대해 MSC가 할당하는 식별자이고, P-TMSI는 마찬가지로 IMSI의 보안을 위해 PS connection이 있는 단말에 대해 SGSN이 할당하는 식별자이다.
MBMS 서비스에 참가한 이후 RRC idle mode로 천이한 단말에 대해서는 SGSN은 그 존재를 알 수 없기 때문에, RNC는 RRC connected mode에 있는 단말과 같은 방법으로는 집계할 수 없다. 따라서, 이러한 RRC idle mode에 대한 단말의 수를 집계하기 위해 RNC는 이들 RRC idle mode 단말들로부터 RRC연결요구(RRC Connection Request) 메시지를 수신한다. 즉, MBMS 서비스에 참가한 이후 RRC idle mode로 천이한 단말들은 해당 MBMS 서비스의 MBMS 응답요구 메시지를 받으면 자신의 존재를 RNC에 알리기 위해 RRC연결요구 메시지를 전송하는 것이다. 단말이 전송하는 RRC연결요구 메시지는 공용논리채널 / 공용전송채널의 조합을 이용하여 전송된다.
단말은 RNC로 전송하는 RRC연결요구 메시지에 자신의 초기단말식별자와 자신이 수신을 원하는 MBMS 서비스의 서비스 식별자를 포함시켜 전송한다. RRC idle mode 단말들로부터 RRC연결요구 메시지를 수신한 RNC는 이들을 SGSN으로부터 받은 RRC connected mode 단말의 수와 합하여, 해당 셀 내에 상기 MBMS 서비스 수신을 원하는 단말의 총 수를 구한다. RNC는 상기 단말의 총 수와 주어진 문턱값(threshold)를 비교하여, 해당 셀에 존재하는 단말의 수가 문턱값보다 적을 경우 PtoP MBMS RB를 설정하고, 해당 셀에 존재하는 단말의 수가 문턱값보다 많을 경우 PtoM MBMS RB를 설정한다. 만약 집계 결과 해당 셀 내에 상기 MBMS 서비스 수신을 원하는 단말이 하나도 없는 경우에는 상기 MBMS를 위한 RB를 설정하지 않는다.
이렇게 MBMS RB를 결정하고 난 후, RNC는 해당 MBMS RB의 정보를 단말들에게 알려준다. 특정 서비스에 대해 PtoP RB가 설정될 경우, 그 서비스를 수신하고자 하는 단말은 모두 RRC connected mode에 있게 된다. 하지만, 특정 서비스에 대해 PtoM RB가 설정될 경우, 그 서비스를 수신하고자 하는 단말 모두가 RRC connected mode에 있을 필요는 없다. 즉, RRC idle mode 단말도 상기 PtoM RB를 수신할 수 있다.
MBMS RB가 설정되면 RNC는 SGSN으로 이를 알리고, SGSN은 RNC가 결정한 RB로 MBMS 데이터를 전송한다. RNC가 SGSN으로부터 세션개시(Session Start)를 받은 이후 실제 MBMS 데이터가 수신되기 까지는 충분한 시간 간격이 존재한다. 이는 RNC가 세션개시 수신 이후 단말들에게 MBMS 통지 및 집계, 그리고 MBMS RB 결정을 하기 위한 시간이다.
MBMS 데이터 전송(Data Transfer)은 세션개시(Session Start)와 세션중단(Session Stop) 사이에 수행된다. 이때, 셀 내 모든 단말이 이 MBMS 데이터를 수신하는 것이 아니라, 해당 MBMS 서비스에 참가한 단말들, 즉 해당 MBMS 멀티캐스트 그룹에 참가한 단말들만이 상기 MBMS 데이터를 수신할 수 있다. 세션중단은 MBMS 데이터 소스가 상기 MBMS 서비스에 대해 전송해야 할 데이터가 오랜 시간 동안 없는 경우, SGSN이 RNC에게 세션중단(Session Stop)을 알림으로써 발생한다. 이후 MBMS 데이터 소스는 상기 MBMS 서비스에 대해 전송해야 할 MBMS 데이터가 발생하면, 다시 RNC로 세션개시를 알리고 상기의 과정을 반복한다.
상기 MBMS 서비스에 대한 데이터 전송이 더 이상 없는 경우에는, 즉 상기 MBMS 서비스가 종료된 경우에는 SGSN은 RNC에게 이를 알리고, RNC는 다시 단말들에게 해당 MBMS 서비스에 대한 서비스중단공지 (Stop Service Announcement)를 한다. 그 때까지 해당 MBMS 서비스에 대해 탈퇴(leave)를 하지 않은 단말들은 상기 서비스중단공지를 받으면 모두 탈퇴한다.
종래 기술에서 RNC는 적절한 MBMS RB를 결정하기 위해 MBMS 집계(Counting) 기능을 수행할 때, RRC connected mode 단말의 정보는 SGSN으로부터 받고, RRC idle mode 단말은 MBMS 응답요구 메시지 전송 후 단말이 응답하는 RRC연결요구 메시지의 수를 누계하여 총 단말의 수를 구한다. 그러나, 이와 같은 종래 기술에 따른 집계 방법은 RRC connected mode이나 PMM idle mode 단말의 수를 계산하지 못한다는 문제점이 있다. 예를 들어, 어떤 단말이 MBMS 참가(joining) 후 RRC idle mode로 천이하여 MBMS 통지를 대기하는 상황에서, 만약 음성 통화 등의 이유로 CS connection을 맺는다면, 이 단말은 RRC connection은 존재하지만 PS connection이 없기 때문에 SGSN은 상기 단말의 정보를 RNC에 알려줄 수 없다. 즉, RRC connection은 존재하지만 PS connection이 없는 단말은 RNC가 단말 수를 집계하는 과정에서 누락되는 것이다.
RNC의 잘못된 단말 수 집계는 해당 셀 내 MBMS 서비스에 참가한 단말 중 RRC idle mode 단말이 적은 경우 큰 문제점을 야기시킨다. 예를 들어, 셀 내에 특정 MBMS 서비스에 참가한 단말이 10 개이고 그 중 9 개의 단말이 RRC connected mode로 들어가 CS connection을 맺고 나머지 1 개의 단말은 RRC idle mode에서 MBMS 통지를 대기하고 있다고 한다면, RNC는 RRC connected / PMM idle mode 단말은 파악할 수 없으므로 셀 내에 상기 MBMS 서비스 수신을 원하는 단말이 1 개 밖에 없다고 생각하고 PtoP RB를 설정하게 된다. 이렇게 되면 9 개의 RRC connected / PMM idle mode 단말은 MBMS 서비스 수신을 원하여도 수신을 할 수 없다. 극단적인 경우 10 개의 단말이 모두 RRC connected / PMM idle mode에 있다고 한다면 RNC는 해당 셀 내에는 상기 MBMS 서비스 수신을 원하는 단말이 하나도 없다고 생각하고 데이터 전송을 중지하게 되어 큰 문제점을 야기시킨다.
본 발명은, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, RNC는 RRC connected mode 단말에 대해 MBMS 응답요구 메시지를 전송하고, RRC connected mode 단말은 MBMS 응답요구 메시지를 받으면 이에 대한 응답메시지를 전송함으로써, RNC가 RRC connected mode 단말에 대해서도 정확한 집계를 할 수 있도록 한다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 무선자원제어 연결 모드 단말을 집계하는 방법에 관한 것으로서, 이동국이 시스템으로부터 서비스 수신 여부에 대한 응답 요구 메시지를 수신하는 단계와 상기 서비스가 상기 이동국이 수신하기를 원하는 서비스인 경우 응답 메시지를 송신하는 단계를 포함한다.
상술한 목적, 특징들 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이다. 이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일실시예를 상세히 설명한다.
상기와 같은 목적을 위해 본 발명에서는 먼저 RNC가 CN으로부터 특정 MBMS 서비스에 대해 세션개시 (Session Start) 명령을 받으면 RRC idle mode 단말과 RRC connected mode 단말 모두에 대해 MBMS 통지 (Notification)와 함께 MBMS 응답요구 (Response Request) 메시지를 전송하는 방법을 제안한다. MBMS 응답요구 메시지에는 MBMS 서비스 식별자 (Service ID)를 포함시켜 단말로 하여금 어떤 서비스에 대한 응답요구인가를 알 수 있게 한다. 여기서 RRC idle mode 단말에 대한 MBMS 응답요구 메시지는 종래와 같이 공용논리채널 / 공용전송채널 조합을 이용하여 전송하지만, RRC connected mode 단말에 대한 MBMS 응답요구 메시지는 공용논리채널 / 공용전송채널 조합뿐만 아니라 전용논리채널 / 공용전송채널 및 전용논리채널 / 전용전송채널의 세가지 조합을 이용하여 전송 가능하다. 이 때 RRC connected mode 단말에 대한 MBMS 응답요구 메시지를 전송하는 공용논리채널 / 공용전송채널은 RRC idle mode 단말에 대한 MBMS 응답요구 메시지를 전송하는 공용논리채널 / 공용전송채널과 같은 채널을 사용할 수도 있고 다른 채널을 사용할 수도 있다.
RRC connected mode 단말에 대한 MBMS 응답요구 메시지를 여러 가지 채널 조합을 이용하여 전송하는 이유는, RRC connected mode의 단말은 Cell_DCH, Cell_FACH, Cell_PCH, 및 URA_PCH의 4가지 state 중 한 state에 위치하고 각 state 마다 단말이 사용 가능한 채널이 다르기 때문이다. 따라서, RNC는 단말이 RRC connected mode의 어떤 state에 위치하던지 MBMS 응답요구 메시지를 받을 수 있도록 다양한 채널 조합을 이용하여 MBMS 응답요구 메시지를 전송한다. 바람직하게는, Cell_PCH 또는 URA_PCH 상태의 단말에게는 공용논리채널 / 공용전송채널 조합을 이용하여 전송하고, Cell_FACH 상태의 단말에게는 공용논리채널 / 공용전송채널 또는 전용논리채널 / 공용전송채널 조합을 이용하여 전송하며, Cell_DCH 상태의 단말에게는 공용논리채널 / 공용전송채널, 전용논리채널 / 공용전송채널, 또는 전용논리채널 / 전용전송채널 조합을 이용하여 전송한다. 여기서 Cell_FACH 및 Cell_DCH와 같이 두 가지 이상의 채널 조합이 가능한 상태에서는 RRC connected mode 단말에 대한 MBMS 응답요구 메시지가 두 가지 이상의 채널 조합으로 동시에 전송될 수도 있으며, 하나의 채널 조합만을 이용하여 전송될 수도 있다.
또한 본 발명에서는 MBMS 서비스에 참가(joining)한 후 RRC connected mode에 위치한 단말이 RNC로부터 MBMS 응답요구 메시지를 수신하면, 이에 대한 응답메시지인 통지응답 (Notification Response) 메시지를 RNC로 전송하는 방법을 제안한다. 이 때, 통지응답 메시지는 단말이 상기 MBMS 서비스를 수신 가능한 지 확인하여 수신 가능한 경우에만 선택적으로 전송할 수 있으며, 일단 단말의 사용자에게 통지한 후 사용자의 허락에 따라 전송할 수도 있다. 또한, 단말은 통지응답 메시지를 MBMS 응답요구 메시지 수신 후 바로 보내지 않고, RNC가 상기 MBMS 서비스의 무선베어러를 결정하기를 기다렸다가, 상기 RNC가 상기 MBMS 서비스에 대해 무선베어러를 PtoP로 결정한 경우에만 통지응답 메시지를 전송할 수도 있다.
통지응답 메시지에는 MBMS 서비스 식별자를 포함시켜 RNC로 하여금 수신한 통지응답 메시지가 어떤 MBMS 서비스에 대한 응답 메시지인지를 알 수 있게 하며, RNC 식별자를 포함시켜 RNC로 하여금 어떤 단말이 전송한 통지응답 메시지인가를 알 수 있게 한다. 여기서 RNC 식별자란 각각의 단말을 RNC 내에서 식별할 수 있는 식별자로서, 단말이 RRC connected mode로 천이할 때 RNC가 할당하며, 단말이 RRC idle mode로 천이할 때 소멸되는 식별자이다. 현재 UMTS에서 사용되는 RNC 식별자로는 C-RNTI (Cell Radio Network Temporary Identity)와 U-RNTI (UTRAN Radio Network Temporary Identity)의 두 종류가 있으며, C-RNTI는 Cell 단위에서 단말을 식별하는 식별자이며, U-RNTI는 RNC 단위에서 단말을 식별하는 식별자이다.
RRC connected mode의 단말은 MBMS 응답요구 메시지의 수신과 마찬가지로 통지응답 메시지도 state에 따라 여러 가지 채널 조합을 이용하여 전송할 수 있다. 즉, Cell_PCH 또는 URA_PCH 상태의 단말은 공용논리채널 / 공용전송채널 조합을 이용하여 전송하고, Cell_FACH 상태의 단말은 공용논리채널 / 공용전송채널 또는 전용논리채널 / 공용전송채널 조합을 이용하여 전송하며, Cell_DCH 상태의 단말은 공용논리채널 / 공용전송채널, 전용논리채널 / 공용전송채널, 또는 전용논리채널 / 전용전송채널 조합을 이용하여 전송한다. 여기서 Cell_FACH 및 Cell_DCH와 같이 두 가지 이상의 채널 조합이 가능한 상태에서는 통지응답 메시지가 두 가지 이상의 채널 조합으로 동시에 전송될 수도 있으며, 하나의 채널 조합만을 이용하여 전송될 수도 있다. 또한, 단말이 전용논리채널 / 전용전송채널로 통지응답 메시지를 전송하는 경우에는, RNC는 수신한 통지응답 메시지가 어느 단말로부터 온 것인지를 알 수 있으므로, 단말은 RNC 식별자를 포함시키지 않고 전송할 수도 있다.
이후 RNC는 상기 MBMS 서비스에 대해 RRC connected mode 단말로부터 수신한 통지응답 메시지의 수와 RRC idle mode 단말로부터 수신한 RRC연결요구 메시지의 수를 합산하여 문턱값과 비교한 후 그 결과에 따라 적절한 MBMS RB를 설정한다.
이상과 같은 본 발명에서 제안하는 RRC connected mode 단말 집계 방법을 도 9에 나타내었다.
도 9에서 RRC connected mode 단말은 signaling connection을 가질 수도 있고 안 가질 수도 있다. 즉, 그림에서 CS 및 PS connection은 둘 다 있을 수도 있고, 하나만 있을 수도 있으며, 하나도 없을 수도 있다. 그리고, 단말이 통지응답 메시지를 전송할 때 전용논리채널 / 전용전송채널을 이용하여 전송한다면 RNC ID는 생략 가능하다.
상기의 방법을 이용하면 특정 MBMS 서비스에 대해 RRC connected mode의 단말을 집계할 수 있다. 그러나, RRC connected mode 단말 중 PS connection이 있는 단말은 RNC가 그 수를 SGSN이 주는 정보로부터 집계할 수 있으므로, 이들 단말에 대해서는 MBMS 응답요구 및 통지응답 메시지 전송이 무선 자원의 낭비일 수도 있다. 따라서, 본 발명에서는 도 10과 같은 또 다른 방법도 제안한다.
도 10의 방법은 RRC idle mode 단말과 RRC connected / PMM connected mode 단말에 대해서는 종래와 같은 방법을 사용하여 집계하며, RRC connected / PMM idle mode 단말에 대해서는 MBMS 응답요구 메시지 및 통지응답 메시지를 이용하여 그 수를 집계하는 방법이다. 그림에서 RRC connected / PMM idle mode 단말은 CS connection이 있을 수도 있고 없을 수도 있다. 이 방법은 앞서 설명한 RRC connected mode 단말의 집계 방법과 거의 유사하나, RRC connected mode 단말이 MBMS 응답요구 메시지를 수신했을 때 자신이 PMM idle mode인 경우에만 통지응답 메시지를 전송한다는 점이 첫번째 방법과 다른 점이다. 이와 같은 두번째 방법을 이용하면 RRC connected / PMM connected mode 단말이 불필요하게 통지응답 메시지를 전송하는 것을 방지할 수 있으므로 무선 자원을 절약할 수 있다.
상술한 바와 같은 본 발명의 방법은 프로그램으로 구현되어 컴퓨터로 읽을 수 있는 형태로 기록매체(씨디롬, 램, 플로피 디스크, 하드 디스크, 광자기 디스크 등)에 저장될 수 있다. 이러한 과정은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있으므로 더 이상 상세히 설명하지 않기로 한다.
이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.
상기와 같이 본 발명은, RNC가 특정 MBMS 서비스에 대해 정확한 단말의 수를 집계할 수 있으므로 적절한 MBMS RB를 선택할 수 있고, 따라서 무선 자원의 효율을 높일 수 있다. 한편, MBMS 서비스에 참가한 단말이 특수한 상황에서는 원하는 MBMS 서비스를 제공 받지 못하는 문제점도 해결할 수 있는 다른 효과가 있다.
도 1 은 UMTS의 구조를 나타내는 구조도.
도 2 는 무선 프로토콜 구조를 나타내는 구조도.
도 3 은 논리채널과 전송채널의 종류를 나타내는 일실시예 설명도.
도 4 는 논리채널과 전송채널의 매핑관계를 나타내는 일실시예 설명도.
도 5 는 RRC 상태와 그 전이과정을 나타내는 일실시예 설명도.
도 6 은 RRC 연결과 시그널링 연결을 나타내는 일실시예 설명도.
도 7 은 멀티캐스트 모드의 MBMS 서비스를 나타내는 일실시예 흐름도.
도 8 은 종래 기술에 따라 MBMS 서비스에 대한 RNC의 단말 수 집계 방법을 나타낸 일실시예 설명도.
도 9 는 본 발명에 따라 MBMS 서비스에 대한 RNC의 단말 수 집계 방법을 나타낸 일실시예 설명도.
도 10 은 본 발명에 따라 MBMS 서비스에 대한 RNC의 단말 수 집계 방법을 나타낸 다른 실시예 설명도.

Claims (1)

  1. 이동국이 시스템으로부터 서비스 수신 여부에 대한 응답 요구 메시지를 수신하는 단계; 및
    상기 서비스가 상기 이동국이 수신하기를 원하는 서비스인 경우 응답 메시지를 송신하는 단계
    를 포함하는 무선자원제어 연결 모드 단말을 집계하는 방법.
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