KR20070073343A - 이동통신 ｉｍｓ시스템에서 아이들모드 단말기의 세션 설정프로토콜 데이터를 전송하는 방법 및 장치 - Google Patents

이동통신 ｉｍｓ시스템에서 아이들모드 단말기의 세션 설정프로토콜 데이터를 전송하는 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 이동통신 IMS(Internet Protocol Multimedia Subsystem) 시스템에서 SIP(Session Initiation Protocol) 메시지의 전송으로 인한 엔드투엔드 딜레이(End-to-End Delay)를 감소시키기 위한, 단말기의 아이들모드에서 액티브모드로 전이방법과 이에 따른 SIP 메시지 전송방법 및 장치를 정의한다.
IMS, SIP, INVITE, 아이들모드, 액티브모드

Description

이동통신 ＩＭＳ시스템에서 아이들모드 단말기의 세션 설정 프로토콜 데이터를 전송하는 방법 및 장치{METHOD AND APPRATUS FOR Session Initiation Protocol DATA TRANSMISSION OF IDLE MODE USER EQUIPMENT IN A MOBILE COMMUNICATION INTERNET PROTOCOL MUTIMEDIA SUBSYSTEM}
도 1은 3GPP 시스템에서의 제어 평면(Control Plane) 구조를 도시한 도면.
도 2는 3GPP 시스템에서 아이들모드 단말기가 IMS 서비스를 위한 SIP 메시지 전송절차를 도시한 도면.
도 3은 본 발명에서 참조하는 이동통신시스템 구조의 실시예를 도시한 도면.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 아이들모드 단말기가 이동통신 IMS 시스템에서 SIP 메시지의 전송 절차를 도시한 도면.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 전송하는 메시지 포맷을 도시한 도면.
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 전송하는 다른 메시지 포맷을 도시한 도면.
도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 단말기의 동작을 도시한 흐름도.
도 8은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 단말기의 장치블럭도를 도시한 도면.
도 9 는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 네트워크노드의 동작을 도시한 흐름도.
도 10은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 네트워크노드의 장치블럭을 도시한 도면.
본 발명은 이동통신 인터넷 프로토콜 멀티미디어 서브시스템(IMS INTERNET PROTOCOL MUTIMEDIA SUBSYSTEM, 이하 IMS라 칭함)시스템에 관한 것으로서, 특히 아이들모드(Idle mode)의 단말기가 세션 설정 프로토콜(Session Initiation Protocol, 이하 SIP라 칭함) 메시지를 효율적으로 전송하여 상기 SIP 메시지 전송으로 인한 서비스 시작의 엔드투엔드 딜레이(End-to-End Delay)를 감소시키기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.
도 1은 3GPP 시스템에서의 제어평면(Control Plane) 구조를 도시한 도면이다.
101은 단말기의 스택, 111은 RAN(Radio Access Network)의 스택, 121은 CN(Core Network)의 스택을 각각 나타낸다. 상기 RAN(111)은 무선액세스를 담당하는 네트워크로써 기지국(Node B)과 RNC(Radio Network Controller)로써 구성된다. 상기 기지국은 단말기와의 통신에 직접적으로 관여하는 무선 기지국 장치로 셀들을 관리하며, 상기 RNC는 다수의 기지국 을 제어하고 무선자원을 제어하는 역할을 한다. 단말기(101)와 RAN(111)사이의 인터페이스를 Uu 인터페이스라고 부르며, 상기 RAN(111)과 CN(121)과의 인터페이스를 Iu 인터페이스라고 부른다. 상기 Uu 인터페이스와 RRC(Radio Resource Control) 레이어(Layer)를 통해 단말기와 RAN(111)은 (통상적으로 RNC에 RRC 레이어가 위치함) 라디오액세스와 관련된 제어정보를 송/수신한다.
상기 RRC 레이어 이하의 제어정보를 AS(Access Stratum) 제어정보라고 부른다. Uu 인터페이스, Iu 인터페이스와 CC(Call Control)/MM(Mobility Management)/SM(Session Management)/PMM(Packet Mobility Management) 레이어를 통해 단말기(101)와 CN(121)은 (통상적으로 MSC(Mobile Switch Center)에 CC/MM 레이어가 위치하며, SGSN(Serving GPRS Support Node)에 SM/PMM 레이어가 위치함) 콜(Call), 세션(Session) 또는 이동성(Mobility)에 관련된 제어정보를 송/수신한다.
CC 레이어는 단말기(101)의 CS(Circuit Service) 콜을 제어하며, 상기 CS 콜을 위한 단말기(101)와 서비스의 컨텍스트(Context) 정보를 송수신하며 관리한다. MM 레이어는 CS 콜을 위한 단말기(101)의 이동성을 추적하며 관리한다. SM 레이어는 단말기(101)의 패킷 서비스(PS:Packet Service)의 세션을 제어하며, 상기 PS를 위한 단말기(101)와 서비스 컨텍스트 정보를 송수신하며 관리한다. PMM 레이어는 PS 서비스를 위한 단말기(101)의 이동성을 추적하며 관리한다. 상기 RRC 레이어 위의 CC/MM/SM/PMM 레이어의 제어정보를 NAS(Non Access Stratum) 제어정보라고 부른다.
상기 도 1의 기지국, RNC, SGSN, MSC의 기능은 3GPP의 표준을 따르며 상세한 설명은 본 발명에서 생략한다. RLC(Radio Link Control), MAC(Multiple Access Control), PHY(Physical Layer) 등의 레이어에 대해서는 본 발명과 직접적으로 관련이 없는 레이어므로 설명을 생략한다. 그외 설명을 생략한 레이어에 대한 기능들은 3GPP 의 표준을 따른다.
도 2는 3GPP 시스템에서 아이들모드 단말기가 IMS 서비스의 SIP 메시지를 전송절차를 도시한 도면이다.
상기 3GPP 시스템에서의 아이들모드는 단말기의 효율적인 전력사용을 위하여 수신하는 서비스나 데이터가 없는 경우 일정 DRX (Discontinuous Reception) 길이를 가지고 페이징(Paging)을 위한 채널(PICH: Paging Indicator Channel)만을 수신하며, 아이들모드의 단말기와 네트워크노드간의 제어정보 송/수신을 위한 시그널링 커넥션과 데이터 송/수신을 위한 데이터채널은 없는 상태이다. 아이들모드의 단말기/서비스 컨텍스트 정보는 RNC에 존재하지 않으며, MSC 또는 SGSN에만 존재한다.
본 발명은 IMS 서비스의 SIP 메시지 전송방법에 관련된 것이므로, 이하 패킷 서비스(PS:Packet service)를 위한 제어정보와 PS 서비스를 위한 네트워크 노드에 대해서만 설명한다. 즉, 상기 도 1에서 설명한 NAS 제어정보 중 SM, PMM 레이어의 제어정보만 해당되며, 아이들모드의 단말기에 대한 단말기/서비스 컨텍스트를 관리하는 네트워크 노드로는 SGSN가 해당된다.
201은 IMS 서비스가 수신가능한 단말기를 나타내며, 202는 상기 단말기가 위치하고 있는 셀을 제어하는 기지국을, 203은 202의 기지국을 제어하는 RNC를, 204 는 203의 RNC가 속해있는 SGSN을 나타낸다. 만약 단말기(201)가 아이들모드에 있으며, 이때 상위레이어에 의해 IMS 서비스를 위한 SIP 데이터 전송이 필요하여, 상기 단말기가 아이들모드에서 연결모드(Connected mode)로 전이해야 한다면, 211단계의 RRC 연결설정 프로시져를 가진다. 아이들모드 단말기에서 상위레이어에 의해 전송이 필요한 SIP 데이터는 INVITE, PERIODIC REGISTER 등을 가질 수 있으나, 본 발명에서는 INVITE SIP 데이터를 일예로 설명하기로 한다.
SIP 프로토콜은 IMS 서비스 수신을 위해 송신 단말기와 수신 단말기간의 세션을 초기화하기 위한 프로토콜이며, INVITE는 목적 단말기에게 IMS 서비스를 신청하고 상기 서비스 세션의 QoS(Quality of Service) 등을 조정하기 위해 IMS 서비스 세션을 열기위해 전송되는 SIP 데이터이다. 211단계의 RRC 연결설정(RRC Connection Establishment)은 단말기와 RNC간의 제어정보 연결(Signaling connection)을 설정하기 위함이며, 단말기가 RNC에게 전송하는 RRC 연결설정요구메시지(RRC CONNECTION REQUEST), RNC가 단말기에게 전송하는 RRC 연결설정메시지(RRC CONNECTION SETUP), 단말기가 RNC에게 전송하는 RRC 연결설정완료메시지(RRC CONNECTION SETUP COMPLETE)의 메시지 절차로 구성된다. 상기 RRC 연결설정으로 인해 단말기(201)와 RNC(203)는 AS 제어정보, NAS 제어정보를 전송할 수 있는 라디오 인터페이스 상의 채널을 구성하게 된다. 상세한 RRC 연결설정 절차와 포함되는 각 제어정보들은 3GPP의 TS 25.331 v670을 참조한다. 상기 RRC 연결설정에 포함되는 제어정보들은 AS 제어정보이다.
상기 211단계의 RRC 연결이 설정되면, 221단계에서 단말기(201)는 서비스요 청메시지(SERVICE REQUEST)를 전송한다. 상기 서비스요청메시지는 단말기(201)와 CN(Core Network) 노드인 SGSN(204) 사이에 로지컬연결(Logical association)을 설정하며, 상기 로지컬연결을 통하여 SGSN과 단말기 간의 NAS 제어정보를 송/수신할 수 있다. 즉, 상기 RRC 연결설정을 통해 단말기와 RNC 사이에 제어정보 전송을 위한 Uu 인터페이스상의 통로를 설정하고, 상기 서비스요청메시지를 통해 상기 단말기를 위한 RNC와 SGSN간의 제어정보 전송을 위한 Iu 인터페이스상의 통로를 설정한다. 또한, 상기 서비스요청메시지는 단말기가 수신하기 위한 서비스의 서비스타입(Service Type) 정보와 PDP 컨텍스트상태정보(PDP(Packet Data Protocol) Context status)를 포함함으로써, 상기 정보와 SGSN에서 유지하고 있는 PDP 컨텍스트 정보를 이용하여 상기 서비스의 데이터 전송을 위한 RAB(Radio Access Bearer)를 설정할 수 있다. 상기 RAB를 설정하는 과정은 241단계의 RAB 설정요청메시지(RAB ASSIGNMENT REQUEST)으로 시작되며, 245단계의 RAB 설정응답메시지(RAB ASSIGNMENT RESPONSE)으로 RAB가 완전히 설정된다. 즉, 만약 단말기가 SIP 데이터 전송을 하기 위해서는 서비스요청메시지를 통해 이를 SGSN에게 알리며, SGSN은 상기 서비스요청메시지를 수신 후 SIP 데이터 전송을 위한 RAB를 상기 241단계로부터 245단계를 통해 설정한 후에 비로서 SIP 데이터 전송을 상기 설정된 SIP RAB를 통해 전송할 수 있다.
231단계로부터 234단계는 단말기와 RNC간의 상호인증(Local authentication)을 위한 프로시져이다. 상기 231단계을 통해 RNC는 SGSN으로부터 상기 단말기와의 통신에서 사용할 암호화키(Ck: Ciphering key)와 무결성체크키(Ik: Integrity check key)를 수신하며, 또한 상기 211단계을 통해 단말기로부터 수신한 보안관련 패러미터들(START, 단말기가 지원하는 암호화 알고리즘/무결성체크 알고리즘 등)과 상기 231단계를 통해 수신한 보안관련 패러미터들(Ck, Ik, SGSN이 지원하는 암호화 알고리즘/무결성체크 알고리즘 등), RNC가 직접 생성하는 보안관련 패러미터 (FRESH 등)을 이용하여 MAC(Message Authentication Code)를 생성하여 232단계를 통해 단말기에게 전송한다. 상기 232를 통해 MAC을 수신받은 단말기는 상기 단말기가 유지하고 있는 보안관련 패러미터들 (START, Ck, Ik 등)과 232단계를 통해 수신받는 보안관련 패러미터들(선택된 암호화 알고리즘/무결성체크 알고리즘, FRESH 등)을 사용하여 XMAC(eXpected MAC)을 계산한다. 만약 계산된 XMAC과 232를 통해 수신받은 MAC이 동일하면, 단말기는 RNC를 인증하며, 233단계에서 보안 모드 명령(SECURITY MODE COMMAND) 완료메시지를 전송한다. 상기 완료 메시지에는 단말기가 상기 완료 메시지에 대해 계산한 MAC을 포함시키며, 상기 완료메시지를 수신한 RNC는 상기 완료 메시지에 대한 XMAC을 계산하여, 상기 233단계를 통해 수신받은 MAC과 동일하면 상기 단말기를 인증하고 , 234단계를 SGSN에게 전송하여 보안 모드 명령이 성공적으로 수행되었음을 알린다. 상기 231단계에서 234단계까지의 보안 모드 명령 프로시져에 대한 기능과 상세한 설명은 3GPP의 TS 33.102 v630, TS 25.331 v670을 따른다.
상기 231단계에서 234보안 모드 명령를 통해 보안 모드 명령 프로시져가 끝나면, SIP 데이터 전송을 위한 RAB을 상기 241단계에서 245단계를 통해 설정한다. 상기 SIP RAB 설정 프로시져가 끝나면 비로서 SIP 데이터 전송이 가능하게 된다. 이후 251단계에서 단말기는 SIP 데이터인 INVITE를 SGSN(204)로 전송하게 된다.
상기된 바와 같이 동작하는 종래 기술에 의한 IMS 서비스를 수신하기 위해서는 SIP 데이터가 상기 서비스의 세션 초기화를 위해 처음에 전송되어야 하는데, 상기 도 2에서 나타내는 바와 같이 3GPP 시스템에서는 상기 SIP 데이터(예를들면, INVITE)가 상기 211단계의 RRC 연결설정, 상기 221단계의 서비스요청메시지 전송, SECURITY MODE COMMAND 프로시져, SIP RAB 설정 후에야 비로서 전송될 수 있으므로 IMS 서비스의 엔드투엔드 딜레이(End-to-End Delay)가 커지는 문제점이 있었다.
따라서 상기한 바와 같이 동작되는 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 창안된 본 발명은, 이동통신 IMS 시스템에서 IMS 서비스의 SIP 데이터 전송에 있어서 발생할 수 있는 엔드투엔드(END-TO-END) 지연을 감소시키기 위한 아이들모드 단말기에서의 효율적인 SIP 데이터 전송방법 및 장치를 제공한다.
본 발명은, IMS 서비스의 SIP 데이터 전송에 있어서, 단말에서 RRC 연결설정에 관한 액세스 층(AS) 제어메시지와 SIP데이터 전송전에 단말기로부터 전송되는 모든 NAS 제어정보로써 재구성된 논 액세스 제어층(NAS) 제어메시지와 SIP 데이터가 포함된 연결설정요청메시지의 전송과 그에 따른 응답메시지 수신을 통하여 SIP데이터 전송을 가능하게 하는 방법 및 장치를 제공한다.
본 발명의 실시예는, 이동통신 인터넷 프로토콜 멀티미디어 서브 시스템에서 아이들모드 단말기의 세션 설정 프로토콜 데이터를 전송하는 방법에 있어서, 아이 들모드에서 상위레이어로부터 수신받은 SIP데이터를 NAS (컨트롤)레이어로 전달하는 과정과, 상기 NAS 레이어에서 NAS 제어메시지 메시지타입을 SIP 데이터를 포함하는 LTE 연결설정요청메시지로 설정하는 과정과, 상기 LTE 연결설정요청메시지 설정 시, 상기SIP데이터가 포함될 부분 앞의 NAS 제어메시지에 SIP 데이터 식별자와 SIP 데이터패킷 길이정보를 설정하고, 상기 NAS 제어메시지의 상기 SIP 데이터패킷 길이정보 뒤에 상기 SIP 데이터를 결합하여 단일 결합 메시지를 구성하여 AS레이어로 전달하는 과정과, 상기 AS 레이어에서 AS 제어메시지를 생성시, 전달받은 상기 결합 메시지를 상기 AS제어 메시지와 결합하여 LTE 연결설정요청메시지를 구성하는 과정과, E-RAN에게 스케쥴링을 요청하는 과정과, 상기 E-RAN으로부터 스케쥴링 응답메시지를 수신하면, 상기 스케쥴링 응답메시지에 의해, 할당된 라디오자원을 사용하여 상기 연결설정요청메시지를 상기 E-RAN으로 전송하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 실시예는, 이동통신 인터넷 프로토콜 멀티미디어 서브 시스템에서 아이들모드 단말기의 세션 설정 프로토콜 데이터를 전송하는 방법에 있어서, 아이들모드의 단말기로부터 LTE 연결설정요청메시지를 수신하여, 상기 NAS 제어메시지의 메시지타입정보를 체크하는 과정과, 상기 타입정보가 LTE 연결설정요청메시지라면, 상기 NAS 제어메시지의 NAS 제어정보들을 처리하고, 상기 NAS제어 메시지로부터 상기SIP 데이터에 대한 SIP 데이터 식별자와 SIP 데이터패킷 길이정보를 추출하여 해석하는 과정과, 상기 LTE 연결설정요청메시지에서 상기 SIP 데이터를 추출하는 과정과, 상기 단말기와의 SIP RAB을 설정하기 위해 E-RAN으로 LTE 연결설정응답메시지를 전송하는 과정과, 상기 NAS 제어메시지에 포함된 NAS 제어정보를 이용하여, 해당 목적지 네트워크 노드로 상기 SIP 데이터를 전송하는 과정과, 상기 SIP데이터에 대한 응답 SIP데이터를 수신하였다면, 상기 SIP RAB을 통해 상기 응답 SIP 데이터를 전송하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 대한 동작 원리를 상세히 설명한다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 3은 본 발명에서 참조하는 이동통신시스템 구조의 실시예를 도시한 도면이다.
상기 도 3은 현재 3GPP 표준단체에서 논의되고 있는 3GPP LTE(Long Term Evolution, 이하 LTE라고 칭함) 시스템의 한 실시예를 나타낸다.
상기 도 3을 참조하면, 310의 UE는 3GPP LTE 시스템을 위한 단말기를 나타내며, 340의 E-RAN(Evolved Radio Access Network. 이하 E-RAN이라 칭함)은 기존 3GPP 시스템에서 기지국(node B)과 무선망제어기(Radio Network Controller, 이하 RNC라 칭함)의 역할을 수행한다. 3GPP 시스템에서의 기지국은 단말기와의 통신에 직접적으로 관여하는 무선 기지국 장치로 셀들을 관리하며, RNC는 다수의 기지국을 제어하고 무선자원을 제어하는 역할을 한다. 이때 E-RAN은 기존 3GPP 시스템에서와 같이 320의 E-NB (Evolved Node B, 이하 E-NB라고 칭함)와 330의 E-RNC(Evolved RNC)의 역할이 물리적으로 서로 다른 노드에 분리되어 있을 수도 있으며, 또는 합쳐(Merge)질 수도 있다.
350의 E-CN은 기존 3GPP 시스템의 SGSN과 GGSN(Gateway GPRS Support Node)의 기능을 하나로 합친 노드가 될 수 있으며, 360의 패킷 데이터 네트워크(PDN: Packet Data Network)와 340의 E-RAN 사이에 위치하여 310의 단말기에게 IP 주소를 할당하고 상기 단말기를 상기 패킷 데이터 네트워크로 연결하는 게이트웨이(Gateway) 역할을 담당한다. SGSN과 GGSN의 정의와 기능은 3GPP의 표준을 따르며 상세한 설명은 본 발명에서 생략한다. 또한 본 발명에서는 상기 도 3의 시스템 구조를 실시예로서 참조할 것이나, 기존 3GPP 시스템 또는 타 시스템에도 동히 적용될 수 있다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 아이들모드 단말기가 이동통신 IMS 시스템에서 SIP 메시지의 전송 절차를 도시한 도면이다.
상기 도 4는 단말기에서 IMS 서비스 수신을 위한 SIP 데이터 전송방법으로서 401은 LTE 단말기를 나타내며, 402는 E-RAN을, 403은 E-CN을 나타낸다. 만약, LTE 아이들모드의 단말기에서 상위 레이어에 의해 IMS 서비스 수신을 위해 SIP 데이터 전송이 필요하며, 이로 인해 LTE 아이들모드에서 LTE 액티브모드로 전이되어야 한 다면, 상기 단말기는 411단계 및 412 단계를 통해 LTE 연결설정요청메시지(LTE CONNECTION REQUEST)를 E-RAN을 거쳐 E-CN에게 전송한다. 여기서 상기 LTE 연결설정요청메시지는 AS 제어메시지(정보)와 NAS 제어메시지(정보) 그리고, SIP 데이터가 합쳐진 메시지이다. 상기 도 4에서는 IMS 서비스로 인해 전송되어야 할 SIP 데이터를 INVITE로 가정한다.
상기 411 단계에 포함되어 있는 AS 제어메시지는 상기 도 2의 기존 3GPP 시스템에서 INVITE 전송 전에 단말기로부터 전송되는 모든 RRC 메시지의 필요한 제어정보로써 재구성된 하나의 AS 제어메시지이다. 기존 3GPP 시스템에서는 RRC 메시지에 포함하지 않던 새로운 제어정보가 포함될 수 있다. 즉, 상기 411단계의 AS 제어메시지는 기존 3GPP 시스템에서 단말기가 INVITE 전송전에 전송하는 RRC CONNECTION REQUEST, RRC CONNECTION SETUP COMPLETE, IDT(Initial Direct Transfer), SECURITY MODE COMAND, RADIO BEARER SETUP COMPLETE에 포함되어 있던 필요한 정보들과 새로운 AS 제어정보로써 구성된다. 상기 IDT는 초기 NAS 제어메시지를 해당 E-CN으로 전송하며, 상기 E-CN과의 제어정보 전송을 위한 시그널링 연결을 설정을 위해 사용되는 RRC 메시지이며, 또한 단말기의 아이디정보, 단말기가 선택한 E-CN 정보 등이 포함되며, 상기 도 2를 일예로 설명하면 상기 IDT에 NAS 제어메시지인 서비스요청메시지가 포함되어 전송되며, IDT를 통해 RNC는 상기 서비스요청메시지를 어떤 E-CN으로 전송해야 하는지에 대한 정보를 획득하고 상기 서비스요청메시지를 상기 E-CN으로 포워딩한다. 상기 설명한 각각의 RRC 메시지에 대한 상세한 설명은 3GPP의 TS 25.331 v670을 참조한다.
상기 411단계에 포함되어 있는 NAS 제어메시지는 상기 도 2의 기존 3GPP 시스템에서 INVITE 전송전에 단말기로부터 전송되는 모든 NAS 제어정보로써 재구성된 하나의 NAS 제어메시지이다. 기존 3GPP 시스템에서는 포함하지 않던 새로운 제어정보가 포함될 수 있다. 즉, 상기 NAS 제어메시지는 기존 3GPP 시스템에서 단말기가 INVITE 전송전에 전송하는 서비스요청메시지가 될 수 있다. 3GPP 시스템의 기존 NAS 제어메시지에 대한 상세한 설명은 3GPP 의 TS 24.008 v670을 참조한다.
상기 도 4의 411단계에 포함되어 있는 SIP 데이터는 INVITE를 나타낸다. 즉, 상기 411단계에서는 기존 3GPP 시스템에서 INVITE 전송전에 다수의 프로시져들을 통해 전송되던 각각의 AS 제어메시지들, NAS 제어메시지들을 하나의 AS 제어메시지, 하나의 NAS 제어메시지로 구성하고 상기 AS 제어메시지와 NAS 제어메시지, 그리고 기존 3GPP 시스템에서는 SIP RAB이 설정된 후에 전송되던 SIP 데이터인 INVITE도 합쳐서 하나의 LTE 연결설정요청메시지(LTE CONNECTION REQUEST)를 생성한다.
상기 LTE 연결설정요청메시지에 포함되어 있는 단말기가 선택한 E-CN 정보, 단말기의 아이디(P-TMSI: Packet Temporary Mobile Subscriber Identity) 등을 통해 상기 LTE 연결설정요청메시지를 수신한 E-RAN은 상기 LTE 연결설정 요청메시지를 해당 E-CN으로 전달한다. 이때, 상기 LTE 연결설정요청메시지에 대한 복호화(Deciphering)나 무결성체크(Integrity Protection Check)가 만약 E-CN에서 이루어진다면, 상기 LTE 연결설정요청메시지를 E-RAN이 E-CN에게 그대로 전달하고, E-CN이 상기 LTE 연결설정요청메시지에 대한 복호화나 무결성체크를 성공적으로 수행한 후, LTE 연결설정요청메시지에 포함되어 있던 AS 제어메시지를 413단계를 통해 E-RAN에게 재전달할 수도 있다. 만약, 상기 LTE 연결설정요청메시지에 대한 복호화나 무결성체크가 E-RAN에서 이루어진다면, 상기 E-RAN은 LTE 연결설정요청메시지에 대한 복호화나 무결성체크를 성공적으로 수행한 후, 상기 AS 제어메시지를 제외한 NAS 제어메시지와 INVITE 만을 해당 E-CN에게 전달할 수도 있다.
이는 AS 제어메시지는 E-RAN에서 필요한 제어정보들을, NAS 제어메시지는 E-CN에서 필요한 제어정보들을 포함하고 있기 때문이다. 이와 같이 상기 도 4에서는 상기 LTE 연결설정요청메시지에 대한 복호화나 무결성체크가 E-CN에서 이루어진다는 가정을 일예로 도시하였으며, 그러므로 412단계의 LTE 연결설정요청메시지는 E-RAN이 수신한 411 단계 의 상기 LTE 연결설정요청메시지를 그대로 E-CN에게 전달한다. 상기 E-RAN이 필요한 AS 제어메시지는 상기 E-RAN이 상기 LTE 연결설정요청메시지를 수신할때, AS 제어메시지 부분만 추출하여 유지하거나 또는 상기 413단계의 LTE 연결설정응답메시지를 통해 E-CN으로 재전달 받을 수도 있다. 상기 도 4에서는 413단계의 LTE 연결설정응답메시지를 통해 E-CN으로 411단계에 포함되어 있던 AS 제어메시지를 재전달 받는 가정을 일예로 도시하고 있다.
상기 단말기가 상기 411단계의 LTE 연결설정요청메시지를 전송할때에는, 상기 LTE 연결설정요청메시지에 SIP 데이터인 INVITE가 포함되어 있는지에 대한 정보와 INVITE 패킷위치에 대한 정보가 필요한다. 상기 INVITE 패킷위치에 대한 정보를 바탕으로 상기 412단계의 LTE 연결설정요청메시지를 수신한 E-CN은 INVITE 데이터 만을 추출하여 이를 해당 네트워크 노드로 라우팅(Routing)수행한다. 상기 SIP 데이터 패킷위치 정보 포맷은 도 5, 도 6에서 상세히 설명하기로 한다.
412단계에서 상기 LTE 연결설정요청메시지를 수신한 E-CN은 상기 단말기와의 향후 SIP 데이터 전송을 위한 SIP RAB을 설정해야 한다. SIP RAB은 상기 단말기와의 SIP 데이터 전송을 위한 E-RAN과 E-CN, 단말기와 E-RAN 사이의 데이터 전송로를 말한다. 421단계에서는 상기 단말기와 향후 SIP 데이터 전송을 위해 413단계 내지 414단계를 통해 설정할 SIP RAB와 412단계의 LTE 연결설정요청메시지를 통해 추출한 INVITE와의 매핑정보를 설정하고 이를 유지하는 것을 나타낸다. 이는 상기 INVITE를 해당 네트워크노드로 라우팅한 후에, 상기 INVITE에 대한 응답 SIP 데이터를 향후 수신했을 때 상기 응답 SIP 데이터를 상기 단말기를 위해 상기 413단계 내지 414단계를 통해 설정한 SIP RAB를 통해 전송할 수 있도록 하기 위함이다.
상기 INVITE에 대해 향후 수신할 응답 SIP 데이터와 상기 단말기를 위해 설정할 SIP RAB과의 매핑은 여러가지 구현에 의해 수행될 수 있으며, 예를 들면, SIP RAB id와 상기 라우팅하는 INVITE의 주소 (IP(Internet Protocol) 송신주소(source address), IP 수신주소(destination address), 송신포트(source port address), 수신포트(destination port address) 등)를 매핑하여, 향후 만약 매핑정보로 저장하고 있는 INVITE 주소에 매핑되는 (예를 들어, INVITE의 IP 송신주소가 향후 수신하는 SIP 데이터의 IP 수신주소로 설정되어 있다면) SIP 데이터를 수신하면 매핑되어 있는 SIP RAB id가 나타내는 SIP RAB으로 상기 수신한 SIP 데이터를 전송하면 된다. 상기 방법은 일예이며, 다양한 구현방법에 의한 상기 413단계 내지 414단계 를 통해 상기 단말기를 위해 설정할 SIP RAB과 라우팅하는 상기 INVITE에 대한 향후 SIP 응답 데이터를 매핑할 수 있다.
상기 413단계에서는 상기 412단계의 LTE 연결설정요청메시지를 수신한 E-CN이 LTE 연결설정응답메시지(LTE CONNECTION RESPONSE)을 통해 E-RAN에게 보안관련 패러미터들을 전달하고, 향후 상기 단말기와의 SIP 데이터 전송에 사용할 SIP RAB 설정을 위해 E-RAN과 E-CN 사이에 SIP 데이터 전송로를 설정한다. 즉, 도 2의 기존 3GPP 시스템에서 INVITE 전송 전에 E-CN으로부터 전송되는 모든 메시지의 필요한 정보로써 재구성된 하나의 제어메시지이다. 기존 3GPP 시스템에서는 포함하지 않던 새로운 제어정보가 포함될 수 있다.
즉, 상기 제어메시지는 기존 3GPP 시스템에서 E-CN이 INVITE 전송전에 전송하는 SECURITY MODE COMMAND, RAB ASSIGNMENT REQUEST, 서비스응답메시지에 포함되어 있던 필요한 정보들과 새로운 제어정보로써 구성된다. 상기 413단계의 AS control message I은 기 설명한바와 같이 상기 411단계의 LTE 연결설정요청메시지에 대한 복호화나 무결성체크가 만약 E-CN에서 이루어진다고 가정했을 때, 상기 E-CN이 상기 411단계의 메시지를 E-RAN으로부터 그대로 전달받아 E-RAN이 필요로 하는 AS 제어메시지 부분을 LTE 연결설정응답메시지를 통해 재전달하는 것이다. 즉, 상기 413단계의 AS control message I은 상기 411단계의 LTE 연결설정요청메시지에 포함되어 있던 AS 제어메시지 부분을 나타낸다.
423단계는 상기 412단계의 LTE 연결설정요청메시지를 수신한 E-CN이 상기 LTE 연결설정요청메시지에 포함된INVITE 패킷위치정보를 이용하기 위하여, 상기 수 신한 메시지에서 INVITE 데이터패킷을 추출한 후, 해당 네트워크노드로 상기 INVITE를 라우팅하는 것을 나타낸다. 해당 네트워크노드의 일예로는 3GPP 시스템의 P-CSCF(Proxy Call Server Control Function)가 될 수도 있으나, LTE 시스템에서는 3GPP 시스템과 다른 구조를 가질수도 있으므로, 본 발명에서는 상기 INVITE를 E-CN이 라우팅하는 목적 네트워크노드로 특정 엔티티(Entity)로 제한하지 않는다. 3GPP IMS 시스템의 P-CSCF의 기능과 정의는 3GPP 의 TS 23.228 v680 참조한다. 상기 423단계의 INVITE 패킷 라우팅은 상기 413단계 이전에 또는 동시에 수행된다.
상기 414단계에서는 상기 413단계의 LTE 연결설정응답메시지를 수신한 E-RAN이 상기 단말기에게 전송할 AS 제어메시지를 포함시켜 단말기에게 전달하는 것을 나타낸다. 상기 E-RAN이 포함하는 AS 제어메시지는 AS control message II로 나타낸다. 상기 413단계에서의 AS control message I은 E-RAN이 E-CN으로부터 재전송받는 상기 411단계에 포함되어 있던 AS 제어메시지이므로, 포함시킬 필요가 없다. 상기 414단계에 포함되는 AS 제어메시지는, 상기 도 2의 기존 3GPP 시스템에서 E-RAN이 INVITE 전송전에 단말기에게 전송하는 SECURITY MODE COMMAND, RADIO BEARER SETUP에 포함되어 있던 필요한 정보들과 새로운 제어정보로써 구성된다. 이와 같이 상기 414단계에 포함되어 있던 AS 제어메시지를 통해 상기 단말기와 E-RAN 사이의 SIP 데이터 전송로를 설정한다.
431단계에서는 상기 423단계의 INVITE에 대한 응답 SIP 데이터를 E-CN이 수신하는 것을 나타낸다. 응답 SIP 데이터의 일예로 200 OK를 일예로 들었다. 200 OK 는 상기 INVITE에서 요청한 IMS 서비스의 세션에 대해 피어(Peer) 단말기의 응답메시지이며, 상기 서비스의 세션을 열것을 수락하는 의미이다. E-CN은 상기 200 OK를 수신하면, 상기 421단계에서 저장하고 있던 매핑정보를 이용하여 상기 단말기를 위해 상기 413단계 내지 414단계를 통해 설정한 SIP RAB을 통해 상기 200 OK를 433단계에서 상기 단말기에게 전송한다.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 전송하는 메시지 포맷을 도시한 도면이다.
상기 도 5는, 상기 도 4에서 제안하는 실시예를 적용할 때, 상기 단말기가 전송하는 상기 411단계을 통해 전송하는 LTE 연결설정요청메시지의 포맷을 나타낸다. 501은 LTE 단말기를, 511은 E-RAN을, 521은 E-CN을 531은 P-CSCF와 같은 E-CN이 INVITE를 라우팅하는 목적 네트워크노드를 나타낸다. 531의 P-CSCF는 로지컬 엔티티(Logical Entity)로써 E-CN과 물리적으로 같은 엔티티일수 있으며, 3GPP 시스템을 가정했을 때 P-CSCF는 INVITE를 라우팅하는 목적 네트워크노드의 일예일뿐, LTE 시스템에서는 다른 로지컬 엔티티가 될 수도 있다. 502는 도 4의 411단계의 메시지 포맷을 나타낸다. 502는 단말기의 MAC 레이어에서의 메시지포맷을 나타낸다. 상위 레이어에 의해 IMS 서비스가 트리거링(Triggering)되면서, SIP 데이터 전송이 필요하다면 (본 발명에서는 전송될 SIP 데이터의 일예로써 INVITE를 일예로 가정함) 상위레이어로부터 INVITE가 내려온다.
상기 단말기는 상기 INVITE 메시지를 포함할 NAS 제어메시지를 생성해야 하며, 이때 상기 NAS 제어메시지를 생성하는 레이어에서는 전송할 LTE 연결설정요청 메시지가 INVITE를 포함한다는 것과 INVITE 패킷의 길이정보를 알아야한다. 상기 정보를 해당 NAS 레이어에서 알기 위해서는 데이터 전송을 담당하는 사용자 평면 (User Plane)과 제어(Control)메시지 전송을 담당하는 제어 평면 (Control Plane)과의 상기 정보를 교환할 수 있는 인터페이스가 존재하여야 한다. 상기 INVITE 포함 LTE 연결설정요청메시지 전송여부와 INVITE 패킷 길이정보를 해당 NAS 레이어에서 알게되면, NAS 제어메시지를 생성할 때, NAS 제어메시지의 메시지타입정보(Message Type Information)에 INVITE 데이터패킷을 포함하는 LTE 연결설정요청메시지임을 설정한다.
E-CN은 상기 메시지타입정보를 통해 LTE 연결설정요청메시지가 INVITE 데이터패킷을 포함하고 있다는 것을 알 수 있으며, 추가로 포함될 INVITE 관련 필드(Field)정보를 해독할 수 있다. 메시지타입정보를 INVITE 데이터패킷을 포함하는 LTE 연결설정요청메시지로 설정하고, 포함시켜야 할 NAS 제어정보들을 NAS 제어메시지에 포함시킨 후 마지막 필드정보에는 SIP 데이터 식별자와 SIP 데이터패킷 길이정보를 설정한다. SIP 데이터 식별자는 이후 SIP 데이터패킷 길이정보와 SIP 데이터패킷이 포함되는 것을 나타내는 정보식별자(Information Element Indicator)이다. SIP 데이터패킷 길이정보는 SIP 데이터의 패킷길이를 알려준다. E-CN은 상기 SIP 데이터패킷 길이정보를 통해, SIP 데이터패킷 길이정보 필드 이후부터 상기 SIP 데이터패킷 길이정보만큼 SIP 데이터를 추출할 수 있다. 즉, E-CN은 상기 정보를 바탕으로 INVITE를 LTE 연결설정요청메시지로부터 추출할 수 있다. SIP 데이터 식별자와 SIP 데이터패킷 길이정보는 정해진다. (예를 들어, 1 옥텟(Octet)의 데이 터 식별자, 2 옥텟(Octet)의 SIP 데이터패킷 길이정보)
또한 다른 일예로써, SIP 데이터패킷 길이정보를 생략하고, SIP 데이터 식별자만 사용될 수도 있다. 이때에는 상기 LTE 연결설정요청메시지를 수신한 E-CN은 SIP 데이터 식별자 후부터 수신한 LTE 연결설정요청메시지의 끝까지 떼내어 INVITE를 추출할 수도 있다. 또는 다른 일예로써, 상기 SIP 데이터 식별자와 SIP 데이터패킷 길이정보를 생략하고, NAS 제어메시지의 메시지타입정보만 사용될 수도 있다. 이때에는 상기 LTE 연결설정요청메시지를 수신한 E-CN은 상기 NAS 메시지타입정보를 통하여 INVITE를 포함하는 LTE 연결설정요청메시지임을 알아내고, NAS 제어메시지의 NAS 제어정보를 모두 해독한 후에 그 뒤부터 수신한 LTE 연결설정요청메시지의 끝까지 떼내어 INVITE를 추출할 수도 있다. 상기 두가지 다른 일예를 사용할 때에는 INVITE는 NAS 제어메시지 중간에 포함될 수 없다.
단말기에서 상기 생성된 NAS 제어메시지는 INVITE와 합쳐져 하나의 메시지를 구성한다. 이때, INVITE는 NAS 제어메시지의 SIP 데이터 식별자와 SIP 데이터패킷 길이정보 필드 뒤에 붙는다. 단말기는 상기 메시지의 결합을 상위 레이어로부터 INVITE 수신 후에, 상기 INVITE를 LTE 연결설정메시지의 NAS 제어메시지를 생성하는 해당 NAS 레이어로 인터페이스를 통해 전달하여 상기 NAS 레이어에서 NAS 제어메시지를 생성한 후 전달받은 INVITE와 생성한 NAS 제어메시지를 합치거나, 또는 상기 NAS 제어메시지와 INVITE 메시지를 각각의 레이어로부터 수신한 후에 결합하는 것을 별도의 레이어나 기능블럭(Function Block)에서 수행할 수도 있다. AS 제 어메시지를 합칠때에도 동일하게 적용된다.
즉, 상기 결합을 위한 별도의 레이어나 기능블럭을 두고, 상위레이어로부터 수신한 INVITE와 NAS 레이어로부터 수신한 NAS 제어메시지와 AS 레이어(RRC 레이어)로부터 수신한 AS 제어메시지를 결합하거나, 또는 순차적으로 상위레이어로부터 수신받는 INVITE를 NAS 레이어로 전달하여 NAS 레이어에서 NAS 제어메시지생성 때에 상기 INVITE와 NAS 제어메시지를 합치고, 상기 합친 메시지를 AS 레이어로 전달하여 AS 레이어에서 AS 메시지 생성 때에 상기 AS 레이어로 전달한 NAS 제어메시지와 INVITE를 합친 메시지와 상기 AS 메시지를 합칠 수도 있다. 상기 502의 RLC(Radio Link Control) HD(Header)는 상위 LTE 연결설정요청메시지의 SDU(Service Data Unit)를 분할(Segmentation)과 재전송(Repetition) 등을 담당하는 RLC 레이어에서 추가되는 헤더필드정보로써 RLC SN(Sequence Number), LI(Length Indicator) 등을 포함하며, MAC(Multiple Access Control) HD(Header)는 채널(Channel) 멀티플렉싱(Multiplexing), HARQ(Hybrid Automatic Repeat Request) 동작 등을 수행하는 MAC 레이어에서 추가되는 헤더필드정보로써 단말기 id, 데이터식별정보(DDI: Data Description Indicator), HARQ 정보 등을 포함할 수 있다. 상기 RLC HD와 MAC HD는 본 발명의 논외로써, 상세한 설명은 생략하며, LTE 시스템에서는 3GPP 시스템과 다른 헤더필드 정보 포맷을 가질 수 있다. 3GPP 시스템에서의 RLC 헤더에 대한 상세한 설명은 3GPP 의 TS 25.322 v660을 참조하며, MAC 헤더에 대한 상세한 설명은 3GPP 의 TS 25.321 v670을 참조한다.
상기 512는 상기 511의 E-RAN의 AS 레이어(RRC)에서 수신한 메시지 포맷을 나타낸다. MAC HD와 RLC HD는 MAC 레이어와 RLC 레이어에서 제거되며 그외 AS 제어메시지부분, NAS 제어메시지부분, INVITE를 포함하게 된다. E-RAN은 상기 512의 AS 메시지부분에 포함되어 있는 단말기의 임시아이디(P-TMSI), 단말기가 선택한 E-CN 정보 등을 기반으로 해당 E-CN으로 NAS 제어메시지 부분과 INVITE를 전달한다. 상기 도 5에서는 LTE 연결요청메시지에 대한 복호화나 무결성체크를 만약 E-RAN에서 수행하는 것을 가정으로 하였기 때문에, E-RAN은 복호화나 무결성체크가 성공적으로 끝나면 AS 제어메시지에 포함되어 있는 AS 제어정보는 E-RAN이 해독하여 유지하며, AS 제어메시지 부분을 제외한 NAS 제어메시지와 INVITE를 E-CN으로 전송한다. 이때, E-RAN과 E-CN사이의 전송 인터페이스에 따른 추가 헤더가 붙을 수 있다.
513은 추가헤더가 붙은 E-RAN에서의 하위레이어에서의 전송메시지 포맷을 나타낸다. 522는 521의 E-CN의 NAS 레이어에서 수신한 메시지 포맷을 나타낸다. 상기 513에서 추가로 붙은 헤더는 하위 레이어에서 제거된다. 상기 522를 수신한 E-CN의 NAS 레이어는 NAS 제어메시지의 메시지타입정보를 통해 상기 522 메시지가 LTE 연결요청메시지에 INVITE가 포함되어 있음을 알 수 있으며, 추가로 포함되어 있는 INVITE 관련 필드정보를 해독할 수 있다. 추가로 포함되는 INVITE 관련 필드정보로는 INVITE 패킷의 시작을 알리는 SIP 데이터식별자와 SIP 데이터패킷 길이정보가 있다. E-CN은 SIP 데이터식별자를 통해 INVITE가 시작할 것이라는 것을 인지하며, SIP 데이터패킷 길이정보를 통해 INVITE 패킷의 크기를 알고, SIP 데이터패킷 길이정보 뒤부터 상기 INVITE 길이정보만큼 떼내어 INVITE를 추출할 수 있다. 상기 추출한 INVITE를 523에서 나타내고 있으며, 이를 531의 해당 네트워크노드로 라우팅 시킨다.
도 6은 LTE 연결설정요청메시지를 E-CN에서 복호화하거나 무결성체크를 수행하는 것을 가정으로 한 메시지 포맷이다.
상기 도 5와 기본적인 NAS 제어메시지에 메시지타입정보, SIP 데이터 식별자와 SIP 데이터패킷 길이정보를 설정하는 원리는 동일하나, E-RAN에서 수신한 612 메시지에서 AS 제어메시지정보를 제거하고 제거하고 E-CN으로 전송하는 대신, 수신한 612 메시지를 추가 헤더가 필요하다면 이를 붙여서 그대로 E-CN에게 전송한다. 즉, E-CN에게 전송하는 메시지에는 AS 제어메시지와 NAS 제어메시지, 그리고 INVITE가 모두 포함된다.
상기 도 6에서는 E-CN의 NAS 레이어가 AS 제어메시지부분을 추출할 수 있으야하며, 복호화나 무결성체크를 성공적으로 수행하면 상기 AS 제어메시지는 LTE 연결설정응답메시지에 포함되어 상기 E-RAN에게 재전달된다.
도 7은 상기 도 4의 본 발명의 실시예를 적용할 때, 단말기의 동작흐름이 일 실시예를 나타낸다.
도 7을 참조하면, 701단계는 아이들모드의 단말기에서 상위레이어에 의해 SIP 데이터전송이 트리거링(Triggering)되는 것을 나타낸다. 도 7에서는 도 5에서 설명한 SIP 데이터, NAS 제어메시지와 AS 제어메시지의 결합방식 중에서, SIP 데이터를 상위레이어로부터 수신받으면 이를 NAS 레이어로 보내어 NAS 제어메시지 생성할 때 NAS 제어메시지와 SIP 데이터를 결합하고, 상기 결합된 메시지를 AS 레이어로 보내어, AS 제어메시지를 생성할 때 AS 제어메시지와 상기 결합된 메시지를 재 결합하여 하나의 단일 메시지를 생성하는 방식을 사용할 때를 일예로 도시하였다. 상기 701단계는 상위레이어로부터 수신받은 SIP 데이터를 INVITE로 가정한다.
703단계에서는 상위 레이어로부터 수신받은 INVITE를 NAS (컨트롤)레이어로 전달한다. 이때, SIP 데이터패킷 길이정보도 상기 NAS 레이어로 알려줄 수 있다. 705단계에서는 NAS 레이어에서 생성하는 LTE 연결설정요청메시지의 NAS 제어메시지의 메시지타입정보를 SIP 데이터를 포함하는 LTE 연결설정요청메시지로 설정한다. 707단계에서는 상기 LTE 연결설정요청메시지의 정해진 순서대로 NAS 제어메시지를 설정하다가, INVITE가 포함될 부분 앞의 NAS 제어메시지에 SIP 데이터 식별자와 SIP 데이터패킷 길이정보를 설정한다. 상기 SIP 데이터패킷 길이정보는 상기 703단계를 통해 통지받은 SIP 데이터패킷 길이정보로 설정하거나 또는 상기 703단계에서 만약 SIP 데이터패킷 길이정보를 통지받지 않았지만, 상기 703단계에서 수신받은 SIP 데이터의 길이를 측정하여 설정한다. 상기 709단계에서는 NAS 제어메시지의 상기 SIP 데이터패킷 길이정보 뒤에 SIP 데이터를 결합하고, 상기 711단계에서 나머지 NAS 제어정보 설정이 필요하다면 상기 포함시킨 SIP 데이터 뒤에 계속적으로 설정을 완료하고 SIP 데이터와 NAS 제어메시지의 단일 결합 메시지를 완성한다.
713단계에서는 상기 711단계의 메시지를 AS(컨트롤)레이어로 전달한다. 715단계에서는 AS 레이어에서 AS 제어메시지를 생성하면서 상기 713단계의 메시지와 결합하여 상기 713단계의 메시지와 AS 제어메시지의 단일 결합 메시지를 완성한다. 즉, 상기 715단계에서는 SIP 데이터 + NAS 레이어의 NAS 제어메시지 + AS 레이어의 AS 제어메시지를 결합하여 하나의 LTE 연결설정요청메시지를 완성한 다. 상기 717단계에서는 상기 715 메시지 전송을 위해 E-RAN에게 스케쥴링을 요청한다. 상기 스케쥴링은 상기 715단계 메시지의 크기(Size)만큼의 라디오자원 할당을 E-RAN에게 요청하는 것이다.
719단계에서는 만약 E-RAN으로부터 상기 717단계에 대응하는 스케쥴링 응답메시지를 수신하면, 상기 스케쥴링 응답메시지에 포함되어 있는 할당된 라디오자원을 사용해서 상기 715 메시지를 전송한다. 상기 도 7에서는 도시하지 않았지만, 차후 SIP RAB 전송이 발생했을때 만약 단말기가 아이들모드가 아니라면 단말기에게 할당된 SIP RAB을 통해 SIP 데이터를 전송한다. 즉, 상기 도 7의 일련의 과정은 단말기가 아이들모드에 있을 때, 상위레이어에 의해 SIP 데이터 전송이 필요할 때에만 적용된다.
도 8은 도 4의 본 발명의 실시예를 적용할 때, 단말기의 장치블럭도의 일 실시예를 나타낸다.
도 8을 설명하면, 상기 도 5에서 설명한 SIP 데이터, NAS 제어메시지와 AS 제어메시지의 결합방식 중에서, SIP 데이터를 상위레이어로부터 수신받으면, 이를 NAS 레이어로 보내어 NAS 제어메시지 생성할 때 NAS 제어메시지와 SIP 데이터를 결합하고, 상기 결합된 메시지를 AS 레이어로 보내어 AS 제어메시지 생성할 때 AS 제어메시지와 상기 결합된 메시지를 재결합하여 하나의 단일 메시지를 생성하는 방식을 사용할 때를 일예로 도시하였다. 801은 데이터 평면(Data Plane)의 SIP 데이터 생성부를 나타낸다.
IMS 서비스의 세션시작으로 인해 SIP 데이터 전송이 필요하면 SIP 801에서 SIP 데이터를 생성한다. 상기 도 8에서는 상기 SIP 데이터를 INVITE로 가정하여 설명한다. 801에서 INVITE가 생성되면, 841의 단말기 상태관리부와의 인터페이스를 통해 현재 상기 단말기가 아이들모드인지 아닌지에 대한 정보를 801에서 획득한다. 이는 만약 상기 단말기가 아이들모드가 아니라면 이미 SIP RAB을 설정하고 있기 때문에 상기 SIP RAB을 통해 상기 INVITE를 전송하며, 만약 상기 단말기가 아이들모드라면 LTE 연결설정요청메시지를 통해 상기 INVITE를 포함하여 전송하기 때문이다. 만약 841과의 인터페이스를 통해 801에서 획득한 상기 단말기의 상태정보가 아이들모드라면, 811의 NAS 제어메시지 생성부로 801에서 생성한 INVITE를 보낸다. 이때, INVITE 패킷의 길이정보를 함께 통지한다. 841의 단말기 상태관리부는 821의 AS 제어메시지 생성부를 포함하는 AS (컨트롤)레이어일 수도 있으며, 또는 상위레이어에 위치하는 별도 블록일 수도 있다.
811의 NAS 제어메시지 생성부는 NAS (컨트롤)레이어에 포함되어 있으며, LTE 연결설정요청메시지에 포함될 NAS 제어메시지를 생성하며, INVITE를 포함하는 LTE 연결설정요청메시지를 나타내는 NAS 메시지타입정보를 설정하고 SIP 데이터식별자와 SIP 데이터패킷 길이정보 설정 후에 801로부터 수신받은 INVITE와 상기 NAS 제어메시지를 결합하여 단일 결합메시지를 생성한다. 811에서 모든 NAS 제어정보 설정이 끝나고 INVITE와 NAS 제어메시지를 결합한 단일 결합메시지가 완전히 만들어지면, 821의 AS 제어메시지 생성부로 상기 결합된 메시지를 보낸다. 이때, 821로 상기 결합된 메시지의 길이정보를 전송할 수 있다. 821의 AS 제어메시지 생성부는 AS 레이어에 포함되어 있으며, LTE 연결설정요청메시지에 포함될 AS 제어메시지를 생성하며, 811로부터 수신받은 INVITE + NAS 제어메시지의 결합메시지를 상기 AS 제어메시지와 재결합하여 INVITE + NAS 제어메시지 + AS 제어메시지로 구성되는 하나의 LTE 연결설정요청메시지를 생성한다. 상기 LTE 연결설정요청메시지는 831의 제어 메시지송신부로 전달되어 831에서 E-RAN으로 전송한다.
도 9는 도 4의 본 발명의 실시예를 적용할 때, E-CN의 동작흐름도의 일 실시예를 나타낸다.
901은 아이들모드 단말기로부터 NAS 제어메시지를 수신하는 것을 나타낸다. 903에서는 수신한 NAS 제어메시지의 메시지타입정보를 체크하는 것을 나타낸다. 만약 905에서 903의 NAS 제어메시지타입정보가 SIP 데이터를 포함하는 LTE 연결설정요청메시지라면, 911로 가서 NAS 제어메시지의 NAS 제어정보들을 처리하고, 913에서 SIP 데이터에 대한 추가 정보가 포함되는 필드에서 SIP 데이터 식별자와 SIP 데이터패킷 길이정보를 해석한다. 905에서 만약 메시지타입정보가 SIP 데이터를 포함하는 LTE 연결설정요청메시지가 아니라면, 912로가서 상기 NAS 제어메시지로부터 SIP 데이터를 추출하고 상기 SIP 데이터를 라우팅하는 등의 SIP 데이터 전송을 위한 동작을 수행할 필요없이 메시지타입정보가 나타내는대로 NAS 제어메시지의 NAS 제어정보들만 해독하고 관리한다.
915에서는 913 정보를 기반으로 NAS 제어메시지에 포함되어 있는 SIP 데이터를 추출한다. 도 9에서는 SIP 데이터를 INVITE를 가정으로 설명한다. 917에서는 상 기 단말기와의 차후 SIP 데이터 전송을 위한 SIP RAB을 설정하기 위해 E-RAN으로 LTE 연결설정응답메시지를 전송한다. 917에서 SIP RAB이 설정되면, E-CN은 차후 단말기에게 전송할 필요있는 SIP 데이터는 상기 SIP RAB을 통해 전송한다.
919에서는 상기 917에서 상기 단말기를 위해 설정한 SIP RAB과 915의 SIP 데이터인 INVITE와의 매핑정보를 생성하여, 이를 유지/관리한다. 이는 915의 INVITE에 응답하는 SIP 데이터가 차후 피어 단말기로부터 수신되면 (예를 들면 차후 E-CN이 피어 단말기로부터 수신하는 200OK), 이를 상기 단말기를 위해 설정한 917의 SIP RAB으로 전송해야 하기 때문이다. 상기 매핑은 INVITE의 IP 주소정보와 917에서 설정한 SIP RAB의 RAB id를 서로 매핑하는 등의 방법을 사용할 수 있다. 즉, INVITE의 소스 IP 주소를 목적 IP 주소로 가지는 200OK SIP 패킷을 차후 수신할때에는, 상기 200OK를 INVITE의 소스 IP 주소와 매핑되는 RAB id가 가르키는 SIP RAB으로 전송할 수 있다.
921에서는 911의 NAS 제어메시지에 포함되어 있는 NAS 제어정보를 이용하여, 해당 네트워크 노드로 915의 INVITE를 전송한다. 923에서는 915의 INVITE에 대한 응답 SIP 데이터를 수신했는지를 체크한다. 일예로 INVITE에 대한 응답 SIP 데이터인 200OK를 들 수 있다. 상기 체크는 919의 매핑정보를 이용하여 수행할 수 있으며, 만약 923에서 INVITE에 대한 응답 SIP 데이터를 수신했다면 931로 가서 919 매핑정보를 이용하여 상기 단말기에게 설정한 917의 SIP RAB으로 923에서 수신한 상기 INVITE에 대한 응답 SIP 데이터를 전송한다. 933은 상기 단말기를 위한 차후 SIP 데이터의 송수신은 917의 SIP RAB을 통해 수행하는 것을 나타낸다. 만약 923에 서 915의 INVITE의 응답 SIP 데이터를 수신하지 못한다면, 932로 가서 해당 에러처리를 수행한다.
도 10은 도 4의 본 발명의 실시예를 적용할 때, 단말기의 장치블럭도의 일 실시예를 나타낸다. 1001은 E-RAN으로부터의 NAS 제어메시지의 송/수신부를 나타낸다. E-CN은 1001에서 E-RAN으로부터 수신한 NAS 제어메시지를 1003의 NAS 제어정보 추출부로 보내어 NAS 제어메시지의 메시지타입정보를 해석하고, 만약 상기 메시지타입정보가 SIP 데이터를 포함하는 LTE 연결설정요청메시지라면 SIP 데이터 식별자와 SIP 데이터패킷 길이정보를 이용하여 1005에서 SIP 데이터를 추출한다.
또한, 상기 단말기와의 SIP 데이터 전송을 위한 SIP RAB을 1007에서 설정하고 상기 SIP RAB에 대한 정보를 관리한다. 1005의 추출한 SIP 데이터는 1003의 NAS 제어정보를 이용하여 상기 SIP 데이터를 라우팅해야하는 네트워크노드를 알아내고, 1009에서 향후 1005의 SIP 데이터의 응답 SIP 데이터를 피어 단말기로부터 수신했을 때 상기 단말기를 위한 SIP RAB으로 전송하기 위해 1005에서 추출한 SIP 데이터에 대한 1007에서 상기 단말기를 위해 설정한 SIP RAB과의 매핑정보를 유지/관리하고, 해당 네트워크노드로 1005의 SIP 데이터를 1011에서 라우팅한다.
만약, 1011을 통해 1005를 통해 해당 네트워크노드로 전송했었던 SIP 데이터의 응답 SIP 데이터(예를들면, INVITE에 대한 200OK)를 수신한다면 1021의 SIP 데이터 해석부와 1009의 SIP RAB 매핑정보 관리부를 통해 상기 단말기를 위해 1007에서 설정한 1023의 SIP RAB을 통해 E-RAN으로 상기 응답 SIP 데이터를 전송한다.
한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되지 않으며, 후술되는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
이상에서 상세히 설명한 바와 같이 동작하는 본 발명에 있어서, 개시되는 발명 중 대표적인 것에 의하여 얻어지는 효과를 간단히 설명하면 다음과 같다.
본 발명은, 아이들모드의 단말기가 SIP 메시지를 전송하는 효율적인 방법을 제공하여, 상기 SIP 메시지 전송으로 인한 서비스 시작의 엔드투엔드 딜레이(End-to-End Delay)를 감소시키는 효과가 있다.

Claims (5)

  1. 이동통신 인터넷 프로토콜 멀티미디어 서브 시스템에서 아이들모드 단말기의 세션 설정 프로토콜 데이터를 전송하는 방법에 있어서,
    아이들모드에서 상위레이어로부터 수신받은 SIP데이터를 NAS (컨트롤)레이어로 전달하는 과정과,
    상기 NAS 레이어에서 NAS 제어메시지 메시지타입을 SIP 데이터를 포함하는 LTE 연결설정요청메시지로 설정하는 과정과,
    상기 LTE 연결설정요청메시지 설정 시, 상기SIP데이터가 포함될 부분 앞의 NAS 제어메시지에 SIP 데이터 식별자와 SIP 데이터패킷 길이정보를 설정하고, 상기 NAS 제어메시지의 상기 SIP 데이터패킷 길이정보 뒤에 상기 SIP 데이터를 결합하여 단일 결합 메시지를 구성하여 AS레이어로 전달하는 과정과,
    상기 AS 레이어에서 AS 제어메시지를 생성시, 전달받은 상기 결합 메시지를 상기 AS제어 메시지와 결합하여 LTE 연결설정요청메시지를 구성하는 과정과,
    E-RAN에게 스케쥴링을 요청하는 과정과,
    상기 E-RAN으로부터 스케쥴링 응답메시지를 수신하면, 상기 스케쥴링 응답메시지에 의해, 할당된 라디오자원을 사용하여 상기 연결설정요청메시지를 상기 E-RAN으로 전송하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 세션 설정 프로토콜 데이터를 전송하는 방법.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 NAS 컨트롤 레이어로 SIP데이터 전달시 SIP 데이터패킷 길이정보도 상기 NAS 레이어로 전달하는 과정을 더 포함함을 특징으로 하는 세션 설정 프로토콜 데이터를 전송하는 방법.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 SIP 데이터패킷 길이정보는, 상기 전달받은 SIP 데이터패킷 길이정보로 설정하거나 상기 SIP 데이터의 길이를 측정하여 설정하는 것을 포함함을 특징으로 하는 세션 설정 프로토콜 데이터를 전송하는 방법.
  4. 이동통신 인터넷 프로토콜 멀티미디어 서브 시스템에서 아이들모드 단말기의 세션 설정 프로토콜 데이터를 전송하는 방법에 있어서,
    아이들모드의 단말기로부터 LTE 연결설정요청메시지를 수신하여, 상기 NAS 제어메시지의 메시지타입정보를 체크하는 과정과,
    상기 타입정보가 LTE 연결설정요청메시지라면, 상기 NAS 제어메시지의 NAS 제어정보들을 처리하고, 상기 NAS제어 메시지로부터 상기SIP 데이터에 대한 SIP 데이터 식별자와 SIP 데이터패킷 길이정보를 추출하여 해석하는 과정과,
    상기 LTE 연결설정요청메시지에서 상기 SIP 데이터를 추출하는 과정과,
    상기 단말기와의 SIP RAB을 설정하기 위해 E-RAN으로 LTE 연결설정응답메시지를 전송하는 과정과,
    상기 NAS 제어메시지에 포함된 NAS 제어정보를 이용하여, 해당 목적지 네트워크 노드로 상기 SIP 데이터를 전송하는 과정과,
    상기 SIP데이터에 대한 응답 SIP데이터를 수신하였다면, 상기 SIP RAB을 통해 상기 응답 SIP 데이터를 전송하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 세션 설정 프로토콜 데이터를 전송하는 방법.
  5. 제 4항에 있어서, 상기 메시지타입정보가 SIP 데이터를 포함하는 LTE 연결설정요청메시지가 아니라면, 상기 NAS 제어메시지로부터 SIP 데이터를 추출하고 메시지타입정보가 나타내는대로 NAS 제어정보들만 해독하고 관리하는 것을 특징으로 하는 세션 설정 프로토콜 데이터를 전송하는 방법.
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