KR20080030137A

KR20080030137A - 진화된 ｕｍｔｓ 망 시스템에서의 데이터 전송 방법

Info

Publication number: KR20080030137A
Application number: KR1020060095815A
Authority: KR
Inventors: 김창기; 박용직
Original assignee: 한국전자통신연구원
Priority date: 2006-09-29
Filing date: 2006-09-29
Publication date: 2008-04-04
Also published as: US20100075659A1; KR100837704B1; WO2008038989A1

Abstract

1. 청구범위에 기재된 발명이 속한 기술분야

본 발명은 진화된 UMTS 망 시스템에서의 사용자 데이터 전송 방법에 관한 것임.

2. 발명이 해결하려고 하는 기술적 과제

본 발명은 진화된 UMTS 망 시스템에서 논리적 터널을 이용한 사용자 데이터 전송 방법 및 장치를 제공하는데 그 목적이 있음.

3. 발명의 해결방법의 요지

본 발명은, 이동 통신 시스템에서의 사용자 데이터 전송 방법으로서, 터널 ID(Identifier)를 할당하는 단계, 상기 터널 ID에 따라 터널 관리 테이블을 생성하는 단계, 다운 링크 사용자 데이터를 수신하는 단계, 상기 다운 링크 사용자 데이터에 상응하는 다운 링크 프로토콜 메시지를 상기 터널 ID를 이용하여 생성하는 단계 및 상기 다운 링크 프로토콜 메시지를 송신하는 단계를 포함함.

4. 발명의 중요한 용도

본 발명은 UMTS 시스템 등에 이용됨.

E-UTRAN, LTE, EPC, aGW , 터널, eNodeB,

Description

진화된 ＵＭＴＳ 망 시스템에서의 데이터 전송 방법{Method for transmitting data in evolved UMTS network system}

도 1은 본 발명이 적용되는 진화된 UMTS 망 시스템 구성도,

도 2는 본 발명에 따른 엑세스 게이트웨이(aGW)의 일실시예 구성도,

도 3은 본 발명에 따른 진화된 UMTS 망의 제어 및 사용자 평면 프로토콜 스택의 예시도,

도 4는 본 발명에 따른 eNodeB와 UPE 간의 사용자 데이터 전송을 위한 터널 관리의 일실시예를 나타내는 개념도,

도 5는 본 발명에 따른 터널 관리 테이블의 일실시예를 나타내는 도면,

도 6은 본 발명에 따른 터널을 이용한 eNodeB와 UPE 간의 사용자 데이터 전송을 위한 프로토콜 메시지의 일실시예 포맷을 나타내는 도면,

도 7은 본 발명에 따른 터널을 이용한 eNodeB와 UPE사이의 사용자 데이터 전송 절차에 대한 일실시예 흐름도이다.

* 도면 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

210: MME 220: UPE

211: ENodeB 인터페이스부 212: 사용자 데이터 관리부

213: 패킷 압축 프로토콜 제어부 214: 가입자 이동성 및 세션 관리부

215L UPE 인터페이스부 221: 패킷 필터링부

222: 패킷 압축/해제 및 암호화부 223: 터널링 관리부

224: ENodeB 인터페이스부 225: MME 인터페이스부

226: PDCP 인터페이스부

본 발명은 진화된 UMTS(Universal Mobile Telecommunications System) 망 시스템에서의 데이터 전송 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 진화된 UMTS 망 시스템에서의 사용자 데이터 전송 및 관리 방법에 관한 것이다.

현재 서비스되고 있는 WCDMA 이동 통신 시스템은 3GPP(3rd Generation Partnership Project)의 R5 표준 규격을 반영하여 상용화되었다. 따라서, 현재의 WCDMA 엑세스망 아키텍처는 이동노드(Uer Equipment: UE), 노드B 기지국(NodeB), 기지국제어국(Radio Network Controller: RNC) 및 코어망인 SGSN(Serving GPRS(General Packet Radio Service) Support Node)과 GGSN(Gateway GPRS Support Node) 등으로 구성되어 있다. 이들 각 엔티티 사이의 제어 메시지 및 사용자 데이 터 전송을 위한 프로토콜 및 절차는 R5 표준 규격에 정의되어 있다.

한편, IP 데이터 트래픽의 급속한 증가로 3GPP 표준 규격을 기반으로 하는 저속 패킷 서비스 중심의 이동통신 시스템에서 IP 기반의 서비스를 제공하기 위해 이동 통신망 전반에 걸쳐 진화된 망(Long-Term Evolution Network: LTE)을 만들기 위한 표준화 작업이 진행되고 있다. 3GPP에서는 고속의 데이터 전송속도(high-data-rate), 지연시간 감소(lower-latency) 및 패킷 최적화 시스템(packet-optimised system)를 목표로 서비스 망 아키텍처(Service Architecture Evolution: SAE), 무선 인터페이스 및 이기종망에서의 3GPP망으로의 접근 등의 진화된 네트워크 기술에 대한 표준화 작업을 진행하고 있다.

3GPP에서는 차세대 이동통신 네트워크(진화된 UMTS 망)를 만들기 위해 고속의 전송속도, 짧은 지연 및 다양한 IP 엑세스 망의 접근 허용 등을 목표로 차세대 이동통신 엑세스망 대한 R7 표준화 작업을 진행하고 있다.

R7에서는 고속의 전송속도와 짧은 지연을 위해 기존의 엑세스망의 많은 물리적 기능 엔티티를 이동노드(UE), E-UTRAN(Evolved-UTRAN(Universal Mobile Telecommunications Network Terrestrial Radio Access Network)) 및 EPC(Evolved Packet Core)로 구성하고, EPC를 통하여 핸드오프 등에 대한 기존망(R5)과의 호환성 및 IP 기반의 WLAN 망과의 이동성을 제공하도록 하고 있다(3GPP TR23.882참조).

E-UTRAN은 여러 개의 E-NodeB로 구성되어 있으며, EPC는 aGW(Access Gateway), 3GPP망간의 이동성을 담당하는 3GPP 앵커 및 이기종 망간의 이동성을 위한 SAE 앵커를 구비한다.

3GPP에서는 제공되어야 할 서비스를 기반으로 요구사항 및 그에 따른 논리적 기능 엔티티를 정의하고 있으며, 이에 따라 기본적인 노드 간의 프로토콜을 만들어 가고 있으며, UE, eNodeB 및 aGW에 대한 표준화 논의가 활발히 진행되고 있다.

E-UTRAN의 eNodeB는 R5에 따른 RNC의 많은 기능을 포함하고 있으며, 특히 RNC의 L2 레이어 기능인 MAC(Medium Access Control), RLC(Radio Link Control) 그리고 L3의 중요한 컨트롤을 담당하는 RRC(Radio Resource Control)의 기능을 포함한다.

aGW는 R5의 SGSN과 GGSN의 기능과 더불어 R5 RNC의 사용자 패킷 압축을 담당하는 PDCP(Packet Data Convergence Protocol) 기능을 포함한다. 현재까지의 3GPP 규격은 물리적 노드 및 기능에 따른 논리적 기능 엔티티를 제공하고는 있으나, eNodeB와 aGW간의 제어 및 사용자 데이터의 전송방법에 대해서는 아직 논의되고 있지 않은바, 구체적인 전송 절차에 대한 규격이 필요하다.

한편, eNodeB와 aGW의 UPE 간의 사용자 데이터 전송방법은 R7의 기본목표인 고속의 전송속도 및 짧은 지연을 만족하도록 설계되어야 하며, 또한 가입자별 사용자 데이터의 전송이 해당 eNodeB에 정확히 전송되어야 하고, eNodeB 간의 이동성에 따른 사용자 데이터의 전송 방법도 고려되어야 하며, 또한 종래의 R5 망과의 사용자 데이터의 이동성 및 호환성 역시 고려하여 설계될 것이 요구된다.

본 발명은 상기 요구에 부응하기 위하여 제안된 것으로, 진화된 UMTS 망 시 스템에서 논리적 터널을 이용한 사용자 데이터 전송 방법 및 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 진화된 UMTS 망 시스템에서 논리적 터널을 이용하여 사용자 데이터를 전송하기 위한 프로토콜 메시지 포맷을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의해 더욱 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 이동 통신 시스템에서의 사용자 데이터 전송 방법으로서, 터널 ID(Identifier)를 할당하는 단계, 상기 터널 ID에 따라 터널 관리 테이블을 생성하는 단계, 다운 링크 사용자 데이터를 수신하는 단계, 상기 다운 링크 사용자 데이터에 상응하는 다운 링크 프로토콜 메시지를 상기 터널 ID를 이용하여 생성하는 단계 및 상기 다운 링크 프로토콜 메시지를 송신하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 이동 통신 시스템에서의 사용자 데이터 전송 방법으로서, 터널 ID(Identifier)를 할당하는 단계, 상기 터널 ID에 따라 터널 관리 테이블을 생성하는 단계; 업 링크 사용자 데이터를 기지국으로부터 수신하는 단계, 상기 업 링크 사용자 데이터에 상응하는 업 링크 프로토콜 메시지를 상기 터널 ID를 이용하 여 생성하는 단계 및 상기 업 링크 프로토콜 메시지를 송신하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 이동 통신 시스템에 있어서의 기지국과 사용자 데이터를 송수신하기 위한 사용자 데이터 전송 장치로서, 사용자 단말의 이동성 관리 및 제어를 위한 MME(Mobility Management Entity) 및 사용자 데이터의 전송 처리를 위한 UPE(User Plane Entity)를 포함하는 사용자 데이터 전송 장치에 있어서, 상기 UPE는, 송신 또는 수신 사용자 데이터에 상응하는 터널 ID(Identifier)를 할당하고, 상기 터널 ID에 따라 터널 관리 테이블을 생성하여 관리하며, 상기 터널 ID 및 터널 관리 테이블을 이용하여 프로토콜 메시지를 생성하는 터널링 관리 수단; 및 상기 터널 ID로 식별되는 터널을 통해 상기 기지국과 프로토콜 메시지를 송수신하기 위한 기지국 인터페이싱 수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 터널 관리 테이블은, 상기 터널 ID, 터널의 상태를 나타내는 상태 정보, 상기 기지국 주소 정보, 상기 터널 ID와 맵핑되는 RABID(Radio Access Bearer ID), 상기 RABID와 맵핑되는 RBID(Radio Bearer ID) 및 서비스 타입 정보를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 다운 링크 프로토콜 메시지 및 업 링크 프로토콜 메시지는, 헤더 및 사용자 데이터 패킷을 포함하고, 상기 헤더는, 메시지 타입(Message Type), 터널 ID, 데이터 패킷 타입 및 페이로드(Payload) 데이터 길이(Data Length)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 업 링크 프로토콜 메시지는 메시지 식별 정보(Mesage Unit Identifier: MUI)를 더 포함하고, 다운 링크 프로토콜 메시지는 메시지 식별 정보(Mesage Unit Identifier: MUI) 및 확인 요청 정보(Confirmation Request: CNF)를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명이 적용되는 진화된 UMTS 망 시스템의 일실시예 구성도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 진화된 UMTS 망 시스템은 이동노드(UE)(101), 진화된 무선 액세스망인 E-UTRAN(102) 및 진화된 패킷 코어인 EPC(111)를 포함하여 구성되며, 기존 무선 액세스망인 UTRAN(103)과 SGSN(104)을 통해 연결되고, 비 3GPP IP 기반 액세스망인 WLAN(108), 홈 가입자 서버(HSS)(109), 인터넷망(110) 및 IP 멀티미디어 핵심망(IMS)(미도시)와 연결되어 구성될 수 있다.

EPC(111)는 엑세스 게이트웨이(aGW)(105), 3GPP 앵커(3GPP Anchor)(106) 및 SAE 앵커(107)를 포함한다.

이동노드(UE)(101)는 진화된 UMTS 망의 요구사항을 만족하면서, IP 멀티미디 어 서비스(예를 들면, 음성, 영상, 위치확인 및 인스턴트 메시지 서비스) 제공이 가능한 단말기이다.

UTRAN(103)은 기존의 R5 표준에 따라 무선 구간을 통한 이동 노드의 접속을 담당하는 NodeB 및 RNC로 구성된다.

SGSN(104)은 GGSN과 더불어 패킷교환 데이터망으로 무선 엑세스망과 외부망 또는 IP 멀티미디어 핵심망 사이의 트래픽 데이터 전달을 담당하고, 가입자의 등록, 인증 및 권한 검증을 처리하기 위해 HSS(109)와 연결되며, 진화된 UMTS 망과의 이동성을 위해 EPC(110)의 aGW(105) 및 3GPP 앵커(106)와 연결된다.

액세스 게이트웨이(aGW)(105)는 E-UTRAN(102)의 eNodeB와 연결되며, 가입자의 이동성 관리를 담당하는 제어 평면의 MME(Mobility Management Entity) 및 사용자 트래픽 데이터의 전송을 담당하는 UPE(User Plane Entity)로 구분된다.

상기 MME는 가입자의 이동성 관리를 위해 HSS(109)와 연결된다.

UPE는 사용자 데이터 전송을 위해 인터넷 망(110)으로 연결된다. 다만, 사용자가 IP 멀티미디어 가입자인 경우에는 IP 멀티미디어 핵심망(IMS)으로 연결될 수도 있다.

3GPP 앵커(106)는 3GPP 망 간의 이동성을 위한 제어를 담당하고, SAE 앵커는(106)은 비 3GPP IP기반 엑세스망(예를 들면, WLAN(108))과의 이동성 제어를 담당한다.

도 2는 본 발명에 따른 엑세스 게이트웨이(aGW)의 일실시예 구성도이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 엑세스 게이트웨이(aGW)(105)는 가입자의 이동성 관리 및 제어를 위한 MME(210)와 사용자 데이터 전송 처리를 위한 UPE(220)를 포함한다.

MME(210)는 가입자의 이동성 및 세션 관리를 위한 이동성/세션 관리부(214), UPE(220)와의 통신을 통해 패킷 압축 프로토콜(PDCP)을 제어하기 위한 패킷 압축 프로토콜 제어부(213), 사용자 데이터 전송을 위한 터널 제어를 위한 사용자 데이터 관리부(212), eNodeB와의 제어 메시지 송수신을 위한 eNodeB 인터페이스부(211) 및 UPE와의 데이터 입출력을 위한 UPE 인터페이스부(215)를 포함한다.

UPE(220)는 외부 인터넷 망으로부터 유입되는 사용자 데이터 중에서 현재의 aGW에서 관리하는 eNodeB에 있는 단말기로 향하는 패킷만을 선별하는 패킷 필터 기능을 수행하는 패킷 필터링부(221), IP 패킷의 압축 및 보안을 위해 패킷에 대한 압축, 해제 및 암호화 기능을 수행하는 패킷 압축/해제/암호화부(222), 압축된 사용자 데이터를 본 발명에 따른 논리적 터널을 통하여 eNodeB로 전송하도록 하기 위하여 터널 ID(Identifier)를 할당하고, 상기 터널 ID에 따라 터널 관리 테이블을 생성하여 관리하며, 상기 터널 ID 및 터널 관리 테이블을 이용하여 프로토콜 메시지를 생성하는 기능을 수행하는 터널링 관리부(223), eNodeB와의 프로토콜 메시지 송수신을 위한 eNodeB 인터페이스부(224), MME와의 데이터 송수신을 위한 MME 인터페이스부(225) 및 PDCP와의 데이터 송수신을 위한 PDCP 인터페이스부(226)를 포함한다.

MME(210)와 UPE(220)는 이더넷 기반의 UDP/IP를 통하여 eNodeB와 통신한다.

도 3은 본 발명에 따른 진화된 UMTS 망의 제어 및 사용자 평면 프로토콜 스택이다.

도 3을 참조하면, 프로토콜 스택은 MME에 해당하는 제어 평면 프로토콜 스택(301)과 UPE에 해당하는 사용자 평면 프로토콜 스택(302)으로 구분된다. 프로토콜 스택 관점에서 본다면, 본 발명은 사용자 평면 프로토콜 스택(302)에서 aGW의 PDCP 계층을 통과한 사용자 데이터를 eNodeB로 전송하는 기술에 관한 것이다.

도 4는 본 발명에 따른 eNodeB와 UPE 간의 사용자 데이터 전송을 위한 터널 관리의 일실시예를 나타내는 개념도이다.

UPE(220)는 다수의 eNodeB(402)와 연결될 수 있고, eNodeB(402) 역시 다수의 UE(101)와 연결될 수 있다.

UE(101)는 eNodeB(402)와 RBID(Radio Bearer ID)라는 논리적 통로을 통하여 사용자 데이터를 무선 구간으로 송수신하며, 이를 위해 서비스별로 구분되는 사용자 데이터를 해당 RBID로 매핑하는 ULPF(Up Link Packet Filter)를 구비한다.

eNodeB(402)는 UPE(220)와의 데이터 송수신을 위해 RBID와 1:1로 대응되는 RABID(Radio Access Bearer ID)를 이용하며, 이를 위해 eNodeB(402)는 RABID와 RBID의 관계 테이블을 구비하여 관리한다.

한편, eNodeB(402)와 UPE(220) 사이의 실질적인 사용자 데이터 전송은 본 발명에서 제안하는 논리적 통로인 터널을 통해 이루어지며, 터널은 터널 ID(Tunnel Endpoint Identifier: TEID)를 이용하여 관리된다.

따라서, eNodeB는 RABID와 TEID 사이의 관계 테이블인 터널 관리 테이블을 구비하며, RABID와 TEID의 대응관계는 n:1이다. 즉, 하나의 TEID를 통하여 한 개 이상의 서로 다른 RABID 사용자 데이터를 전송할 수 있다.

UPE(220)은 MME로부터의 터널 생성 요구에 상응하여 TEID를 할당하고, 할당된 TEID의 논리적 통로를 통해 eNodeB와 사용자 데이터를 송수신한다. 할당된 TEID는 사용자 데이터 전송 전에 MME를 통해 eNodeB로 전달된다.

UPE(220)의 터널링 관리부(224)는 TEID 상태 정보, eNodeB 주소, RABID 정보 등를 포함하는 터널 관리 테이블을 구비하여 다수의 터널을 관리한다. 상기 터널 관리 테이블에 대하여는 도 5를 참조하여 후술하기로 한다.

또한, UPE(220)는 자신이 관리하는 eNodeB 내에 존재하는 UE의 주소를 이용하여 해당 UE의 사용자 데이터 패킷을 구별하기 위하여 패킷 필터링부(222) 내에 DLPF(Down Link Packet Filter)를 구비한다.

UPE(220)와 eNodeB(402) 간에 송수신되는 사용자 데이터는 RAB 셋(Radio Access Bearer Set)의 형태로 전송된다. RAB 셋(405)은 하나 이상의 RABID에 해당하는 사용자 데이터이다.

도 5는 본 발명에 따른 터널 관리 테이블의 일실시예를 나타내는 도면이다.

전술한 바와 같이, UPE는 터널 생성 및 할당의 주체이고 관리자이다. 터널 관리 테이블은 UPE와 eNodeB 사이의 논리적 터널를 이용해 사용자 데이터를 전달하 기 위하여 필요한 중요 정보를 포함한다.

도 5를 참조하면, TEID는 최대 터널수(Max Number of Tunnel)까지 일련 번호를 이용해 순차적으로 할당할 수 있으며(예를 들면, [0], [1], …, [M], M은 최대 터널수), 할당된 TEID 별로 구성되는 터널 관리 테이블은 해당 터널에 대한 상태정보(state), eNodeB 주소(eNodeB address), RABID, RBID 및 서비스 타입(Service Type) 정보를 포함한다.

상태정보(state)는 해당 터널의 터널 상태를 "active" 또는 "null" 로 나타낸다.

eNodeB 주소(eNodeB address)는 해당 터널의 상대방 eNodeB 주소를 나타낸다. 상기 주소의 eNodeB 커버리지에 사용자 데이터의 최종 목적지인 UE가 존재한다.

RABID는 해당 TEID에 상응하는 RABID로서, 1개 이상 포함될 수 있다.

RBID는 상기 RABID와 1:1로 맵핑되는 RBID이다.

서비스 타입(Service Type)은 해당 터널의 사용자 데이터가 유니케스트(Unicast) 데이터인지 멀티케스트(multicast) 데이터인지를 나타낸다.

도 6은 본 발명에 따른 터널을 이용한 eNodeB와 UPE 간의 사용자 데이터 전송을 위한 프로토콜 메시지의 일실시예 포맷을 나타내는 도면이다.

도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 eNodeB와 UPE 간의 프로토콜 메시지는 UPE로부터 eNodeB 방향으로 전송되는 다운 링크 프로토콜 메시 지(DL_UNIT_DATA)(602) 및 eNodeB로부터 UPE 방향으로 전송되는 업 링크 프로토콜 메시지(UL_UNIT_DATA)(603)로 구분된다.

다운 링크 프로토콜 메시지(DL_UNIT_DATA)(602)는 8 바이트의 공통 헤더(Common Header), 1 바이트의 확인 요청 정보(Confirmation Request: CNF), 2 바이트의 MUI(Mesage Unit Identifier) 및 가변 길이의 사용자 데이터 패킷(User Data Packet)을 포함한다.

상기 공통 헤더(Common Header) 및 사용자 데이터 패킷(User Data Packet)은 필수 파라미터이다.

상기 CNF(Confirmation Request) 및 MUI(Mesage Unit Identifier)는 UPE의 PDCP와 eNodeB의 RLC 기능 엔티티 간에 주고 받아야 하는 제어 데이터로서 필요에 따라 전송되는 선택적 파라미터이다. CNF(Confirmation Request) 및 MUI(Mesage Unit Identifier)는 "Common Header(601)"의 "Data Packet Type"의 값에 따라 선택적으로 전송되는데, "Data Packet Type"이 AM모드 일 경우에 CNF와 MUI는 반드시 포함되어 전송되어야 한다.

업 링크 프로토콜 메시지(UL_UNIT_DATA)(603)는 8 바이트의 공통 헤더(Common Header), 2 바이트의 MUI(Mesage Unit Identifier) 및 가변 길이의 사용자 데이터 패킷(User Data Packet)을 포함한다.

상기 공통 헤더(Common Header) 및 사용자 데이터 패킷(User Data Packet)은 필수 파라미터이고, 상기 MUI(Mesage Unit Identifier)는 선택적 파라미터이다.

다운 링크 프로토콜 메시지(DL_UNIT_DATA)(602) 및 업 링크 프로토콜 메시 지(UL_UNIT_DATA)(603)에 공통으로 포함되는 공통 헤더(Common Header)(601)는 1 바이트의 메시지 타입(Message Type), 4바이트의 TEID, 1 바이트의 데이터 패킷 타입(Data Packet Type) 및 페이로드(Payload) 데이터 길이(Data Length)를 포함한다.

상기 데이터 패킷 타입(Data Packet Type)은 PDCP와 RLC 사이에서 주고 받는 데이터의 타입을 말하는데, UM(Unacknowledged Mode), AM(Acknowledged Mode), TM(Transparent Mode) 및 AM_ACK으로 구분된다.

도 7은 본 발명에 따른 UPE에서의 사용자 데이터 전송 절차에 대한 일실시예 흐름도이다.

우선, UPE는 터널 관리 테이블을 초기화한다(702).

이어서, MME로부터 터널 생성 요구 메시지를 수신하면(703), 수신된 터널 생성 요구 메시지에 상응하는 터널의 TEID를 할당하고(704), 할당된 TEID에 상응하는 터널 관리 테이블을 생성한 후(705), 터널 생성 응답 메시지를 MME로 전송한다(706).

상기 과정에 따라 TEID가 할당되고 터널 관리 테이블이 생성되지 않은 상태(터널이 생성되지 않은 상태)에서 PDCP나 eNodeB로부터 사용자 데이터 전송 요구를 수신하였을 때는 폐기한다.

한편, 터널이 생성된 후, PDCP로부터 다운 링크 사용자 데이터를 수신하면(707), PDCP로부터 사용자 데이터와 함께 수신한 RBID에 상응하는 TEID가 터널 관리 테이블에 존재하는지를 체크한다(708).

상기 체크 결과, TEID가 존재하고 터널 상태(state)가 "active"인 경우에는 사용자 데이터를 부호화하여 다운 링크 프로토콜 메시지(DL_UNIT_DTA)를 생성하고(709), eNodeB로 전송한다(710).

한편, 상기 체크 결과, TEID가 존재하지 않는 경우에는 PDCP로 전송 실패 이유를 전송하고 사용자 데이터는 폐기한다(720).

한편, 터널이 생성된 후, eNodeB로부터 업 링크 사용자 데이터를 수신하면(711), 사용자 데이터로부터 업 링크 프로토콜 메시지(UL_UNIT_DATA)를 복호화하고(712), 수신한 TEID가 유효한지를 터널 관리 테이블의 터널 상태(state)를 확인하여 체크한다(713).

상기 체크 결과, 수신 TEID의 터널 상태가(state)가 "active" 로서, 유효하면 해당 터널의 RBID로 사용자 데이터를 전송한다(714).

한편, 상기 체크 결과, 수신 TEID의 터널 상태가(state)가 "idle"로서 유효하기 않으면 전송 실패이유를 eNodeB로 전송한다(721).

상술한 바와 같은 본 발명의 방법은 프로그램으로 구현되어 컴퓨터로 읽을 수 있는 형태로 기록매체(씨디롬, 램, 롬, 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 자에게 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.

본 발명은 진화된 UMTS 망 시스템에서 논리적 터널을 이용하여 사용자 데이터를 효율적으로 전송할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 진화된 UMTS 망에서 eNodeB와 aGW간의 사용자 데이터를 효율적으로 전송할 수 있도록 논리적 터널을 이용하여 전송할 수 있도록 함으로써, 사용자 데이터의 전송 관리가 용이하고 시스템 전체의 성능을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 사용자 데이터(PDCP압축 데이터)를 전송하기 위해 필요한 최소한의 정보 요소로 구성된 업링크 및 다운링크 메시지 포맷을 정의하여 사용함으로써, 시스템의 부호와/복호화 효율을 높이고, 전송망의 데이터 오버헤드를 최소화 할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따른 터널 관리 테이블은 생성된 터널 ID를 이용하여 MME로부터 수신한 제어 정보를 포함하는 다양한 정보를 관리함으로써, 터널을 통한 사용자 데이터 전송 절차를 체계적으로 관리할 수 있으며, 테이블 필드의 추가를 통해 터널 관리정보를 용이하게 확장하여 이용할 수 있는 효과가 있다.

Claims

이동 통신 시스템에서의 사용자 데이터 전송 방법으로서,

터널 ID(Identifier)를 할당하는 단계;

상기 터널 ID에 따라 터널 관리 테이블을 생성하는 단계;

다운 링크 사용자 데이터를 수신하는 단계;

상기 다운 링크 사용자 데이터에 상응하는 다운 링크 프로토콜 메시지를 상기 터널 ID를 이용하여 생성하는 단계; 및

상기 다운 링크 프로토콜 메시지를 송신하는 단계

를 포함하는 이동 통신 시스템에서의 사용자 데이터 전송 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 터널 관리 테이블은,

상기 터널 ID; 및

상기 사용자 데이터를 송신할 기지국 주소 정보

를 포함하는 이동 통신 시스템에서의 사용자 데이터 전송 방법.
제 2 항에 있어서,

상기 터널 관리 테이블은,

터널의 사용 상태를 나타내는 상태 정보

를 더 포함하는 이동 통신 시스템에서의 사용자 데이터 전송 방법.
제 3 항에 있어서,

상기 터널 관리 테이블은,

상기 터널 ID와 맵핑되는 RABID(Radio Access Bearer ID); 및

상기 RABID와 맵핑되는 RBID(Radio Bearer ID)

를 더 포함하는 이동 통신 시스템에서의 사용자 데이터 전송 방법.
제 4 항에 있어서,

상기 터널 관리 테이블은,

해당 터널의 사용자 데이터가 유니케스트(Unicast) 데이터인지 멀티케스트(Multicast) 데이터인지를 나타내는 정보

를 더 포함하는 이동 통신 시스템에서의 사용자 데이터 전송 방법.
제 1 항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 다운 링크 프로토콜 메시지는,

헤더; 및

상기 다운 링크 사용자 데이터의 패킷

을 포함하고,

상기 헤더는,

상기 터널 ID; 및

데이터 패킷 타입

을 포함하는 이동 통신 시스템에서의 사용자 데이터 전송 방법.
제 6 항에 있어서,

상기 데이터 패킷 타입은,

UM(Unacknowledged Mode), AM(Acknowledged Mode) 또는 TM(Transparent Mode)인 것을 특징으로 하는 이동 통신 시스템에서의 사용자 데이터 전송 방법.
제 6 항에 있어서,

상기 헤더는,

상기 헤더가 포함된 메시지의 메시지 타입(Message Type) 및

페이로드(Payload) 데이터 길이(Data Length)

를 더 포함하는 이동 통신 시스템에서의 사용자 데이터 전송 방법.
제 6 항에 있어서,

상기 다운 링크 프로토콜 메시지는,

확인 요청 정보(Confirmation Request: CNF); 및

메시지 식별 정보(Mesage Unit Identifier: MUI)

를 더 포함하는 이동 통신 시스템에서의 사용자 데이터 전송 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 터널 ID(Identifier)를 할당하는 단계는,

MME(Mobility Management Entity)로부터 수신된 터널 생성 요구 메시지에 따라 터널 ID를 할당하는 것을 특징으로 하는 이동 통신 시스템에서의 사용자 데이터 전송 방법.
이동 통신 시스템에서의 사용자 데이터 전송 방법으로서,

터널 ID(Identifier)를 할당하는 단계;

상기 터널 ID에 따라 터널 관리 테이블을 생성하는 단계;

업 링크 사용자 데이터를 기지국으로부터 수신하는 단계;

상기 업 링크 사용자 데이터에 상응하는 업 링크 프로토콜 메시지를 상기 터널 ID를 이용하여 생성하는 단계; 및

상기 업 링크 프로토콜 메시지를 송신하는 단계

를 포함하는 이동 통신 시스템에서의 사용자 데이터 전송 방법.
제 11 항에 있어서,

상기 터널 관리 테이블은,

상기 터널 ID;

터널의 상태를 나타내는 상태 정보; 및

상기 기지국 주소 정보

를 포함하는 이동 통신 시스템에서의 사용자 데이터 전송 방법.
제 12 항에 있어서,

상기 터널 관리 테이블은,

상기 터널 ID와 맵핑되는 RABID(Radio Access Bearer ID); 및

상기 RABID와 맵핑되는 RBID(Radio Bearer ID)

를 더 포함하는 이동 통신 시스템에서의 사용자 데이터 전송 방법.
제 13 항에 있어서,

상기 터널 관리 테이블은,

해당 터널의 사용자 데이터가 유니케스트(Unicast) 데이터인지 멀티케스트(Multicast) 데이터인지를 나타내는 정보

를 더 포함하는 이동 통신 시스템에서의 사용자 데이터 전송 방법.
제 11 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 업 링크 프로토콜 메시지는,

헤더; 및

상기 업 링크 사용자 데이터의 패킷

을 포함하고,

상기 헤더는,

상기 터널 ID; 및

데이터 패킷 타입

을 포함하는 이동 통신 시스템에서의 사용자 데이터 전송 방법.
제 15 항에 있어서,

상기 데이터 패킷 타입은,

UM(Unacknowledged Mode), AM(Acknowledged Mode) 또는 TM(Transparent Mode)인 것을 특징으로 하는 이동 통신 시스템에서의 사용자 데이터 전송 방법.
제 16 항에 있어서,

상기 헤더는,

상기 헤더가 포함된 메시지의 메시지 타입(Message Type) 및

페이로드(Payload) 데이터 길이(Data Length)

를 더 포함하는 이동 통신 시스템에서의 사용자 데이터 전송 방법.
제 15 항에 있어서,

상기 업 링크 프로토콜 메시지는,

메시지 식별 정보(Mesage Unit Identifier: MUI)

를 더 포함하는 이동 통신 시스템에서의 사용자 데이터 전송 방법.
이동 통신 시스템에 있어서의 기지국과 사용자 데이터를 송수신하기 위한 사 용자 데이터 전송 장치로서, 사용자 단말의 이동성 관리 및 제어를 위한 MME(Mobility Management Entity) 및 사용자 데이터의 전송 처리를 위한 UPE(User Plane Entity)를 포함하는 사용자 데이터 전송 장치에 있어서,

상기 UPE는,

송신 또는 수신 사용자 데이터에 상응하는 터널 ID(Identifier)를 할당하고, 상기 터널 ID에 따라 터널 관리 테이블을 생성하여 관리하며, 상기 터널 ID 및 터널 관리 테이블을 이용하여 프로토콜 메시지를 생성하는 터널링 관리 수단; 및

상기 터널 ID로 식별되는 터널을 통해 상기 기지국과 프로토콜 메시지를 송수신하기 위한 기지국 인터페이싱 수단

을 포함하는 사용자 데이터 전송 장치.
제 19 항에 있어서,

상기 UPE는,

상기 MME와의 데이터 송수신을 위한 MME 인터페이싱 수단;

외부 네트워크로부터 수신된 사용자 데이터 중에서 해당 기지국에 위치한 사용자 단말로 향하는 사용자 데이터를 선별하는 패킷 필터 기능을 수행하는 패킷 필터링 수단; 및

데이터 패킷에 대한 압축, 해제 및 암호화 기능을 수행하는 패킷 압축/암호화부

를 더 포함하는 사용자 데이터 전송 장치.
제 19 항 또는 제 20 항에 있어서,

상기 터널 관리 테이블은,

상기 터널 ID;

터널의 상태를 나타내는 상태 정보; 및

기지국 주소 정보

를 포함하는 사용자 데이터 전송 장치.
제 21 항에 있어서,

상기 터널 관리 테이블은,

상기 터널 ID와 맵핑되는 RABID(Radio Access Bearer ID); 및

상기 RABID와 맵핑되는 RBID(Radio Bearer ID)

를 더 포함하는 사용자 데이터 전송 장치.
제 22 항에 있어서,

상기 터널 관리 테이블은,

해당 터널의 사용자 데이터가 유니케스트(Unicast) 데이터인지 멀티케스트(Multicast) 데이터인지를 나타내는 정보

를 더 포함하는 사용자 데이터 전송 장치.
제 19 항 또는 제 20 항에 있어서,

상기 프로토콜 메시지는,

헤더; 및

상기 사용자 데이터의 패킷

을 포함하고,

상기 헤더는,

상기 터널 ID; 및

데이터 패킷 타입

을 포함하는 사용자 데이터 전송 장치.
제 24 항에 있어서,

상기 헤더는,

상기 프로토콜 메시지가 업 링크 메시지인지 다운 링크 메시지인지를 나타내는 메시지 타입(Message Type) 및

페이로드(Payload) 데이터 길이(Data Length)

를 더 포함하는 사용자 데이터 전송 장치.
제 25 항에 있어서,

상기 프로토콜 메시지는,

메시지 식별 정보(Mesage Unit Identifier: MUI)

를 더 포함하는 사용자 데이터 전송 장치.
제 26 항에 있어서,

상기 프로토콜 메시지는,

확인 요청 정보(Confirmation Request: CNF)

를 더 포함하는 사용자 데이터 전송 장치.