KR20100053418A

KR20100053418A - 무선통신 시스템에서 응급 통화를 위한 핸드오버의 수행방법

Info

Publication number: KR20100053418A
Application number: KR1020090043260A
Authority: KR
Inventors: 김태현; 김래영; 김현숙
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2008-11-11
Filing date: 2009-05-18
Publication date: 2010-05-20

Abstract

네트워크에서 응급 통화를 위한 핸드오버의 수행방법을 제공한다. 상기 방법은 단말과 제1 응급 베어러(emergency bearer)를 통해 연결된 소스 기지국(source eNodeB)으로부터, 기지국간 핸드오버(inter-eNodeB handover)의 필요를 알리는 핸드오버 필요 메시지(handover required message)를 수신하는 단계, 상기 제1 응급 베어러에 관한 정보를 포함하는 순방향 재배치 요청 메시지(forward relocation request message)를, 상기 단말과 제2 응급 베어러를 통해 연결될 타겟 기지국(target eNodeB)을 관할하는 타겟 MME(target mobility management entity; target MME)로 전송하는 단계, 상기 타겟 MME로부터 순방향 재배치 응답 메시지를 수신하는 단계, 핸드오버의 수행을 명령하는 핸드오버 명령 메시지(handover command message)를 상기 소스 기지국으로 전송하는 단계, 및 상기 단말과 상기 타겟 기지국간에 상기 제2 응급 베어러의 설정이 완료되면 상기 제1 응급 베어러를 해제하는 단계를 포함한다. 상기 제1 및 제2 응급 베어러는 상기 단말에 응급 통화(emergency call) 서비스를 지원하기 위해 제공되는 베어러이다.

응급 통화(Emergency Call), 핸드오버(handover), EPS, IMS, PDN-GW, MME, S-GW, 베어러(bearer), 제한지역(restriction area)

Description

무선통신 시스템에서 응급 통화를 위한 핸드오버의 수행방법{METHOD OF PERFORMING HANDOVER FOR EMERGENCY CALL IN WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM}

본 발명은 무선통신에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 패킷 기반의 무선통신 시스템에서 응급 통화를 위한 핸드오버를 수행하는 방법에 관한 것이다.

WCDMA(Wideband Code Division Multiple Access) 무선 접속(radio access) 기술을 기반으로 하는 3GPP(3rd Generation Partnership Project) 이동통신 시스템은 전세계에서 광범위하게 전개되고 있다. WCDMA의 첫 번째 진화 단계로 정의할 수 있는 HSDPA(High Speed Downlink Packet Access)는 중기적인(mid-term) 미래에서 높은 경쟁력을 가지는 무선 접속 기술을 3GPP 이동통신 시스템에 제공한다. 그러나 사용자와 사업자의 요구 사항과 기대가 지속적으로 증가하고 또한 경쟁하는 무선 접속 기술 개발이 계속 진행되고 있으므로, 향후 경쟁력을 가지기 위해서는 3GPP 이동통신 시스템에서의 새로운 기술 진화가 요구된다. 비트당 비용 감소, 서비스 가용성 증대, 융통성 있는 주파수 밴드의 사용, 단순 구조와 개방형 인터페이스, 단말의 적절한 파워 소모 등이 요구 사항으로 되고 있다. 또한, 네트워크 노드에서의 불필요한 시간지연(latency)의 방지와 네트워크 자원의 효율적인 사용 등도 3GPP에서의 기술 진화를 촉진시킬 수 있다.

3GPP 릴리스(Release) 8에는, 전술한 요구 사항들을 충족시키기 위한 이동통신 시스템의 하나로써, EPC(Evolved Packet Core)라는 망 아키텍쳐(Network Architecture)가 기술되어 있다. EPC는 3GPP LTE(Long Term Evolution) 시스템을 위한 네트워크 노드들의 집합이다. EPC는 기존의 3GPP 시스템 아키텍쳐의 코아 네트워크(Core Network)를 진화시켜, 진화된 무선접속망(Evolved RAN)인 E-UTRAN(Evolved-UMTS Terrestrial Radio Access Network) 등을 지원하고, 또한 패킷망의 효율성을 높이기 위하여 네트워크 노드를 단순화시킨 효율적인 망 구조를 갖는다. EPC와 E-UTRAN을 포함하는 무선 통신 시스템을 EPS(Evolved Packet System)라 한다. EPS는 패킷기반의 핵심망으로써, GPRS(General Packet Radio Service)보다 높은 성능을 지원한다.

도 1은 EPS망을 통해 서로 통신하고 있는 단말(UE1, UE2)들 사이의 데이터 흐름을 보여주는 도면이다. 도 1에 도시된 예는, 두 단말(UE1, UE2)이 동일한 패킷 데이터 네트워크 게이트웨이 (Packet Data Network Gateway, 이하 PDN-GW)를 사용하고 있는 경우로써, 서로 다른 서빙 게이트웨이(Serving Gateway, S-GW)를 사용한다.

도 1을 참조하면, 제1 단말(UE1)과 PDN-GW와의 사이 및 제2 단말(UE2)과 PDN-GW와의 사이에는 각각 베어러(bearer)가 설정되어 있으며, 제1 단말(UE1)과 제2 단말(UE2)간의 데이터 패킷은 베어러를 통해 전송된다. 상기 베어러는 각각 논리적으로 두 개의 아이피 터널(IP tunnel)로 구성되어 있다. 보다 구체적으로, 제1 베어러는 제1 단말(UE1)과 제1 S-GW(S-GW1)사이 및 제1 S-GW(S-GW1)와 PDN-GW 사이에 설정된 아이피 터널을 포함한다. 그리고 제2 베어러는 제2 단말(UE2)과 제2 S-GW(S-GW2)사이 및 제2 S-GW(S-GW2)와 PDN-GW 사이에 설정된 아이피 터널을 포함한다.

이러한 베어러를 통해 일반적인 통화 서비스와 응급 통화 서비스가 제공될 수 있다. 그런데, 일반적인 통화 서비스와는 달리, 소방서나 경찰서등 응급 관제센터로의 전화와 같은 응급 통화(Emergency call) 서비스는 최우선적으로 제공되어야 할 필요가 있다. 즉, 단말의 가입정보(subscription)에 따라 일반적인 통화 서비스의 지원이 제한되는 제한지역(restricted area)에서도 응급 통화 서비스는 제공되어야 한다. 한편, 핸드오버(handover)와 관련하여, 일반적인 통화 서비스의 경우에 단말은 제한지역으로 핸드오버를 할 수 없다. 그러나, 만약 단말이 제한지역으로 핸드오버를 수행한다고 하여 응급 통화 서비스를 제한한다면, 긴급 상황에 신속히 대처할 수 없는 문제가 발생할 수 있다. 즉, 응급 통화 도중 사용자의 위치가 제한지역으로 변경되더라도, 응급 통화를 유지하는 것은 필수적이다.

핸드오버에 있어서, 3GPP 표준의 EPS(Evolved Packet System)는 접속방식(access type), 망구성(network configuration) 또는 인터페이스(interface)에 따라 여러 핸드오버 메커니즘을 지원한다. E-UTRAN 내 핸드오버(Intra E-UTRAN handover)는 E-UTRAN 접속간의 핸드오버시에 사용되는 기본적인 핸드오버 메커니즘이다. 3GPP 릴리즈 4에서 회선교환(Circuit Switching; CS) 기반의 응급 통화 서비스가 있었으나, 이는 3GPP 릴리즈 7 이후의 패킷교환(Packet Switching; PS)기반의 IMS(IP Multimedia Subsystem)에 적용되기에는 그 동작방식에 차이가 있다. 3GPP 릴리즈 8 규격에 의하면 일반적인 통화에 대한 핸드오버에 관한 내용만이 있을 뿐, 응급 통화 서비스에 대한 핸드오버에 관해서는 구체적인 방안이 제시되어있지 않다. 따라서, 응급 통화 서비스를 위한 핸드오버 수행방법이 요구된다.

본 발명의 기술적 과제는 패킷 기반의 무선통신 시스템에서 응급 통화를 위한 핸드오버를 수행하는 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 일 양태에 따르면, 네트워크에서 응급 통화를 위한 핸드오버의 수행방법을 제공한다. 상기 방법은 단말과 제1 응급 베어러(emergency bearer)를 통해 연결된 소스 기지국(source eNodeB)으로부터, 기지국간 핸드오버(inter-eNodeB handover)의 필요를 알리는 핸드오버 필요 메시지(handover required message)를 수신하는 단계, 상기 제1 응급 베어러에 관한 정보를 포함하는 순방향 재배치 요청 메시지(forward relocation request message)를, 상기 단말과 제2 응급 베어러를 통해 연결될 타겟 기지국(target eNodeB)을 관할하는 타겟 MME(target mobility management entity; target MME)로 전송하는 단계, 상기 타겟 MME로부터 순방향 재배치 응답 메시지를 수신하는 단계, 핸드오버의 수행을 명령하는 핸드오버 명령 메시지(handover command message)를 상기 소스 기지국으로 전송하는 단계, 및 상기 단말과 상기 타겟 기지국간에 상기 제2 응급 베어러의 설정이 완료되면 상기 제1 응급 베어러를 해제하는 단계를 포함한다. 상기 제1 및 제2 응급 베어러는 상기 단말에 응급 통화(emergency call) 서비스를 지원하기 위해 제공되는 베어러이다.

본 발명의 다른 양태에 따르면, 네트워크에서 응급 통화를 위한 핸드오버의 수행방법을 제공한다. 상기 방법은 단말과 제1 응급 베어러를 통해 연결된 소스 기 지국을 관할하는 소스 MME로부터, 상기 제1 응급 베어러에 관한 정보를 포함하는 순방향 재배치 요청 메시지를 수신하는 단계, 상기 제1 응급 베어러에 관한 정보를 이용하여 상기 순방향 재배치 요청 메시지가 응급 통화 서비스에 관한 것인지 판단하는 단계, 상기 순방향 재배치 요청 메시지가 응급 통화 서비스에 관한 것인 경우, 서빙 게이트웨이(serving gateway; S-GW)로 베어러 생성 요청 메시지(create bearer request message)를 전송하는 단계, 상기 서빙 게이트웨이로부터 베어러 생성 응답 메시지(create bearer response message)를 수신하면, 상기 단말이 제2 응급 베어러를 통해 연결될 타겟 기지국으로 핸드오버 요청 메시지(handover request message)를 전송하는 단계, 상기 타겟 기지국으로부터 핸드오버 인식 메시지(handover acknowedgement message)를 수신하면, 순방향 재배치 응답 메시지를 상기 소스 MME로 전송하는 단계, 및 상기 타겟 기지국으로부터 핸드오버가 완료되었음을 나타내는 핸드오버 통지 메시지를 수신하는 단계를 포함한다.

3GPP EPS 시스템에서 제한지역으로 응급 통화를 핸드오버하는 경우, 끊김없는(seamless) 통신을 보장할 수 있다. MME가 변경되는 경우에도 응급 통화의 핸드오버가 가능해지며, 현재 사용중인 여러 일반적인 베어러와 응급 통화를 위해 사용되는 베어러를 구분할 수 있다.

이하의 기술은 CDMA(code division multiple access), FDMA(frequency division multiple access), TDMA(time division multiple access), OFDMA(orthogonal frequency division multiple access), SC-FDMA(single carrier frequency division multiple access) 등과 같은 다양한 무선 통신 시스템에 사용될 수 있다. CDMA는 UTRA(Universal Terrestrial Radio Access)나 CDMA2000과 같은 무선 기술(radio technology)로 구현될 수 있다. TDMA는 GSM(Global System for Mobile communications)/GPRS(General Packet Radio Service)/EDGE(Enhanced Data Rates for GSM Evolution)와 같은 무선 기술로 구현될 수 있다. OFDMA는 IEEE 802.11 (Wi-Fi), IEEE 802.16 (WiMAX), IEEE 802-20, E-UTRA(Evolved UTRA) 등과 같은 무선 기술로 구현될 수 있다. UTRA는 UMTS(Universal Mobile Telecommunications System)의 일부이다. 3GPP(3rd Generation Partnership Project) LTE(long term evolution)은 E-UTRA를 사용하는 E-UMTS(Evolved UMTS)의 일부로써, 하향링크에서 OFDMA를 채용하고 상향링크에서 SC-FDMA를 채용한다. LTE-A(Advanced)는 3GPP LTE의 진화이다.

도 2는 무선 통신 시스템을 나타낸 블록도이다. 이는 E-UMTS(Evolved- Universal Mobile Telecommunications System)의 망 구조일 수 있다. E-UMTS 시스템은 LTE(Long Term Evolution) 시스템이라고 할 수도 있다. 무선 통신 시스템은 음성, 패킷 데이터 등과 같은 다양한 통신 서비스를 제공하기 위해 널리 배치된다.

도 2를 참조하면, E-UTRAN(Evolved-UMTS Terrestrial Radio Access Network)은 제어 평면(control plane)과 사용자 평면(user plane)을 제공하는 적어도 하나의 기지국(20; Base Station, BS)을 포함한다. 단말(10; User Equipment, UE)은 고정되거나 이동성을 가질 수 있으며, MS(Mobile station), UT(User Terminal), SS(Subscriber Station), 무선기기(Wireless Device) 등 다른 용어로 불릴 수 있다.

기지국(20)은 일반적으로 단말(10)과 통신하는 고정된 지점(fixed station)을 말하며, eNodeB(evolved-NodeB), BTS(Base Transceiver System), 액세스 포인트(Access Point) 등 다른 용어로 불릴 수 있다. 기지국(20)은 적어도 하나의 셀에 대해 서비스를 제공할 수 있다. 셀은 기지국(20)이 통신 서비스를 제공하는 영역이다. 기지국(20) 간에는 사용자 트래픽 혹은 제어 트래픽 전송을 위한 인터페이스가 사용될 수도 있다.

이하에서 하향링크(downlink)는 기지국(20)에서 단말(10)로의 통신을 의미하며, 상향링크(uplink)는 단말(10)에서 기지국(20)으로의 통신을 의미한다. 하향링크는 순방향 링크(forward link)라고도 하며, 상향링크는 역방향 링크(reverse link)라고도 한다. 하향링크에서 송신기는 기지국(20)의 일부분일 수 있고, 수신기는 단말(10)의 일부분일 수 있다. 상향링크에서 송신기는 단말(10)의 일부분일 수 있고, 수신기는 기지국(20)의 일부분일 수 있다.

기지국(20)들은 X2 인터페이스를 통하여 서로 연결될 수 있으며, X2 인터페이스는 기지국(20)간의 메시지를 주고받는데 사용된다. 기지국(20)은 S1 인터페이스를 통해 EPS(Evolved Packet System), 보다 상세하게는 MME(Mobility Management Entity)/S-GW(Serving Gateway, 30)와 연결된다. S1 인터페이스는 기지국(20)과 MME/S-GW(30) 간에 다수-대-다수 관계(many-to-many-relation)를 지원한다. MME/S-GW(30)로의 패킷 데이터 서비스를 제공하기 위해 PDN-GW(40)이 사용된다. PDN- GW(40)는 통신의 목적이나 서비스에 따라 달라지며, 특정 서비스를 지원하는 PDN-GW(40)는 APN(Access Point Name) 정보를 이용하여 찾을 수 있다. 이러한 망구조(architecture)와 인터페이스는 3GPP TS23.401과 TS23.402를 기반으로 한다.

E-UTRAN 내(Inter E-UTRAN) 핸드오버(handover)는 E-UTRAN 접속망간의 핸드오버시에 사용되는 기본적인 핸드오버 메커니즘으로서, X2 기반의 핸드오버와 S1 기반의 핸드오버로 구성되어 있다. X2 기반의 핸드오버는 UE가 X2 인터페이스를 이용하여 소스 기지국(source BS, 21)에서 타겟 기지국(target BS, 22)로 핸드오버하고자 할 때 사용되며 이때 MME/S-GW(30)는 변경되지 않는다.

S1 기반의 핸드오버는 X2 기반의 핸드오버가 사용될 수 없을 때 사용된다. 따라서, 소스 기지국(21)은 소스 MME(31)에 핸드오버 요청 메시지를 전송함으로써 핸드오버를 초기화 하는데, 이 절차에 의해 MME/S-GW(32)가 새로 할당된다. 이때, 소스 MME(31)는 타겟 MME(32)를 선택하게 된다. S1 기반의 핸드오버에 의해, P-GW(40), 소스 S-GW(31), 소스 기지국(21) 및 단말(10)간에 설정되어 있던 제1 베어러가 해제(release)되고, P-GW(40), 타겟 S-GW(32), 타겟 기지국(22) 및 단말(10)간에 새로운 제2 베어러가 설정된다.

한편, 단말(10)의 가입정보(subscription)에 따라, 타겟 기지국(22)이 단말(10)에 서비스를 지원하지 못하는 경우, 타겟 기지국(22)은 핸드오버 제한 리스트(handover restriction list)에 속한다. 일반적인 통화 서비스는 핸드오버 제한 리스트에 속하는 타겟 기지국(22)으로 핸드오버될 수 없다. 그런데, 전술된 바와 같이, 응급 통화 서비스는 일반적인 통화 서비스와 달리 긴급처리를 요하고, 공익 적인 요소가 강한 서비스이므로, 타겟 기지국(22)이 핸드오버 제한 리스트에 속하더라도, 핸드오버를 강제적으로 수행할 필요가 있다. 이를 위해, 응급 통화 서비스를 위한 별도의 베어러를 마련하여 일반적인 베어러와 구분짓고, 기존의 EPS 망구조와 호환을 유지할 수 있는 핸드오버 방법이 필요하다.

응급 베어러(Emergency Bearer)란 응급 통화 서비스를 지원하기 위해 단말에 제공되는 베어러이다. 일반적인 베어러의 경우 단말이 제한지역에 있으면 서비스가 제공될 수 없지만, 응급 베어러의 경우에는 서비스가 제공되어야 한다. 즉, 어떠한 베어러냐에 따라 제한지역에서 서비스 제공여부가 결정되므로, 네트워크에서 베어러의 종류를 구별할 수 있어야 한다. 응급 베어러를 다른 베어러와 구별하기 위해 응급 베어러에 관한 정보가 사용될 수 있다.

일 예로서, 응급 베어러에 관한 정보는 응급 APN(Access Point Name)일 수 있다. EPS내에서 패킷 통신이 이루어지려면 먼저 PDN-GW, S-GW, 기지국 및 단말에 걸쳐 베어러가 설정되어야 한다. 그런데, 통신의 목적이나 서비스에 따라 다른 PDN-GW를 통해 베어러가 설정된다. APN은 이러한 특정한 목적이나 서비스를 지원하는 PDN-GW를 지시하는 정보이다. 따라서, 응급 APN은 응급 통화 서비스를 지원하는 PDN-GW를 지시하는 정보를 의미한다. APN은 일반적으로 베어러 설정시 베어러 컨텍스트(bearer context)에 포함된다. 따라서, MME는 베어러 컨텍스트에 포함된 APN을 참조하여, 그 값이 응급 APN이면 해당 베어러가 응급 베어러임을 알 수 있다. 응급 베어러가 아니면, 해당 서비스는 제한지역으로 핸드오버될 수 없다. 그러나, MME가 응급 베어러를 인지하는 경우, 응급 통화 서비스는 제한지역으로도 핸드오버된다.

다른 예로서, 응급 베어러에 관한 정보는 응급 ARP(Allocation/Retention Priority)일 수 있다. ARP는 베어러를 할당하거나 보류시킬 때, 다른 베어러들과 비교하여 상대적으로 중요한 정도, 즉 우선순위(priority)를 나타내는 값이다. 이는 단말의 가입속성에 따라 결정되며, 단말간에 협상되지 않는다. ARP는 베어러 컨텍스트의 QoS 파라미터(parameter)로 사용된다. 응급 베어러용으로 응급 ARP 값을 할당함으로써 응급 베어러임을 표시할 수 있다. 아래의 표는 ARP 값의 예시이다.

ARP 값	용도
1~5	Operator 특정 용도로 사용
6	응급 통화 서비스
7~99	Reserved
100~	일반 통화의 중요도

ARP 값이 6이면 이는 응급 ARP로서, 해당 베어러가 응급 베어러임을 지시한다. 즉, Operator의 특정 용도로 사용되는 1 내지 5의 ARP 값을 제외하고, 응급 통화 서비스는 가장 우선순위가 높게 설정되어 있다.

또 다른 예로서, 응급 베어러에 관한 정보는 응급 QoS 파라미터일 수 있다. 즉, 응급 QoS 파라미터는 응급 베어러용의 새로운 QoS 파라미터로서, 응급 베어러와 다른 베어러를 구별할 수 있다. QoS 파라미터는 각 베어러의 속성을 나타내는 값들의 집합으로서, 베어러 컨텍스트에 포함된다.

상기 응급 베어러에 관한 정보들은 베어러 컨텍스트(bear context)에 포함될 수 있다. 베어러 컨텍스트는 다시 MME UE 컨텍스트에 포함되며, EPS 베어러 컨텍스트라고도 불릴 수 있다. 여기서, MME UE 컨텍스트는 S1 인터페이스 수준의 핸드오버 절차가 진행될 때 소스 MME가 타겟 MME로 전송하는 순방향 재배치 요청 메시지의 파라미터 중 하나이다.

네트워크 개체(특히 소스 MME 또는 타겟 MME)는 베어러 컨텍스트에 포함된 상기 응급 베어러에 관한 정보, 즉 응급 APN, 응급 ARP 또는 QoS 파라미터를 이용하여 해당 베어러가 응급 베어러인지를 판단하고, 해당 베어러가 응급 베어러이면 제한지역으로의 핸드오버를 허용함으로써 끊임없는 응급 통화 서비스를 제공할 수 있다.

도 3은 본 발명의 일 예에 따른 응급 통화 서비스를 위한 핸드오버 수행방법을 설명하는 흐름도이다.

도 3을 참조하면, 먼저 단말(UE)과 네트워크간에는 제1 응급 베어러가 설정되어 있어 응급 통화 서비스가 제공되고 있다고 가정한다. 단말이 소스 기지국(source eNodeB)으로부터 타겟 기지국(target eNodeB)으로 이동함에 따라, 기지국간 핸드오버(inter-eNodeB handover)가 결정된다(S100). 이에 따라 소스 기지국은 핸드오버가 필요함을 지시하는 핸드오버 필요 메시지(Handover Required Message)를 소스 MME(source MME)로 전송한다(S101).

소스 MME는 MME 선택기능(Selection function)에 따라 타겟 MME를 결정하고 순방향 재배치 요청(Forward Relocation Request) 메시지를 타겟 MME로 전송한다(S102). 순방향 재배치 요청 메시지의 주요 파라미터로는 MME UE 컨텍스트, TEID(Tunnel Endpoint Identifier), S-GW 주소등이 있다.

여기서, 순방향 재배치 요청 메시지의 구성내용은 핸드오버의 대상인 서비스에 따라 다르다. 예를 들어, 단말이 새롭게 무선연결을 설정할 타겟 기지국(또는 타겟셀(target cell))이 핸드오버 제한 리스트(Handover Restriction List)에 포함되어 있으면, 순방향 재배치 요청 메시지의 내용은 응급 통화만을 위해 구성되어야 한다. 왜냐하면, 일반적인 통화는 핸드오버 제한 리스트에 포함된 기지국(또는 셀)으로 핸드오버가 허용되지 않기 때문이다. 따라서 이경우, 순방향 재배치 요청 메시지의 파라미터인 MME UE 컨텍스트는 응급 베어러의 베어러 컨텍스트(또는 EPS 베어러 컨텍스트)만을 포함한다. 한편, 소스 MME 또는 타겟 MME는 베어러 컨텍스트에 포함된 응급 베어러에 관한 정보, 즉 APN, ARP 또는 QoS 파라미터에 기반하여 응급 베어러를 구분할 수 있다.

따라서, 타겟 MME는 단말이 타겟 기지국에서 서비스 받을 수 있는지 판단하기 위해 핸드오버 제한 리스트를 참조한다. 만약 단말이 타겟 기지국에서 서비스 받을 수 없다면, 타겟 MME는 다시 베어러 컨텍스트의 응급 베어러에 관한 정보에 기초하여, 본 핸드오버와 관련된 베어러가 응급 베어러인지 확인한다. 만약 해당 베어러가 응급 베어러인 경우, 타겟 MME는 새로운 응급 베어러인 제2 응급 베어러의 생성을 요청하는 베어러 생성 요청 메시지(Create Bearer Request message)를 타겟 S-GW로 전송한다(S103). 베어러 생성 요청 메시지의 파라미터로는 베어러 컨텍스트, PDN-GW 주소등이 있다. 타겟 S-GW는 PDN-GW 주소를 이용하여 PDN-GW로의 상향링크 베어러를 만든다.

베어러 생성 요청 메시지를 수신하는 타겟 S-GW는 이에 대한 응답으로 베어러 생성 응답 메시지(Create Bearer Response Message)를 타겟 MME로 전송한다(S104). 타겟 MME는 핸드오버를 요청하는 핸드오버 요청(Handover Request) 메시지를 타겟 기지국으로 전송한다(S105). 이 때의 파라미터로 "EPS bearers to Setup"등이 포함되는데 이는 설정하고자 하는 베어러들의 정보를 나타낸다. 각 베어러 정보에는 해당 S-GW 주소등이 포함되는데 타겟 기지국은 타겟 S-GW로의 상향링크 베어러를 만든다. 한편, 타겟 기지국이 핸드오버 제한 리스트에 포함되어 있으면 타겟 MME는 EPS bearers to Setup”에 응급 베어러에 관한 정보만 포함한다.

타겟 기지국은 핸드오버 인식(Handover Request Acknowledge) 메시지를 전송하는데(S106) 핸드오버 인식 메시지의 파라미터는 실제 베어러가 설정된 결과를 나타내는“EPS bearers to Setup Result”를 포함한다. 타겟 MME는 소스 MME로 순방향 재배치 응답(Forward Relocation Response) 메시지를 전송한다(S107).

소스 MME는 소스 기지국에 핸드오버 명령(Handover Command) 메시지를 전송한다(S108). 그리고, 소스 기지국은 다시 단말에 핸드오버 명령 메시지를 전송한다(S109). 단말은 타겟 기지국에서 받아들여지지 않은 베어러들을 후에 제거할 수 있다. 제한지역의 타겟셀로의 핸드오버 요청 단계가 완료된 경우 소스 기지국은 후에 소스 MME에 일반적인 베어러에 대한 해제를 요청할 수 있다.

단말이 타겟 기지국(또는 타겟셀)에 동기화하고 핸드오버 확인(Handover Confirm) 메시지를 타겟 기지국에 전송한다(S110). 이때 단말과 기지국간의 상향링크 및 하향링크 채널이 완성되는데 이 시점부터 상향링크 패킷들은 PDN-GW까지 전송이 가능하다(S111).

타겟 기지국은 타겟 MME에 핸드오버가 완료되었음을 나타내는 핸드오버 통지(Handover Notify) 메시지를 전송한다(S112). 이후 타겟 MME는 제2 응급 베어러의 생성을 위한 베어러 갱신 요청(Update Bearer Request) 메시지를 타겟 S-GW에 전송한다(S113). 베어러 갱신 요청 메시지의 파라미터에는 하향링크를 위한 타겟 기지국의 주소가 포함되어 S-GW에서 기지국으로의 하향링크 베어러가 만들어진다.

타겟 S-GW는 베어러 갱신 요청 메시지(Update Bearer Request)를 PDN-GW로 전송하고, PDN-GW로부터 베어러 갱신 응답 메시지를 수신한다(S114). 타겟 S-GW는 베어러 갱신 응답(Update Bearer Response) 메시지를 전송한다(S115). 베어러 갱신 요청 메시지의 파라미터에는 하향링크를 위한 타겟 S-GW의 주소가 포함되어 PDN-GW에서 타겟 S-GW로의 하향링크 베어러가 완성된다. 이 시점부터 하향링크 패킷들은 PDN-GW에서 타겟 기지국을 거쳐 단말까지 전송가능하다(S116). 소스 노드(Node)들간에 설정된 제1 응급 베어러를 모두 제거(remove)한다.

도 4는 본 발명의 일 예에 따른 응급 통화 서비스를 위한 핸드오버 절차를 설명하는 순서도이다. 이는 소스 MME에서 수행되는 절차이다. 단말과 네트워크간에는 이미 제1 응급 베어러가 설정되어 있다고 가정한다.

도 4를 참조하면, 소스 MME는 단말과 제1 응급 베어러를 통해 연결된 소스 기지국으로부터 기지국간 핸드오버의 필요를 알리는 핸드오버 필요 메시지를 수신한다(S200). 여기서의 핸드오버는 기지국과 EPS(evolved packet system)간의 통신 프로토콜인 S1 인터페이스 수준에서의 핸드오버를 의미한다. 소스 MME는 타겟 MME로 상기 제1 응급 베어러에 관한 정보를 포함하는 순방향 재배치 메시지를 전송한다(S210). 순방향 재배치 메시지의 파라미터에는 MME UE 컨텍스트가 있고, MME UE 컨텍스트는 베어러 컨텍스트를 포함한다. 베어러 컨텍스트는 응급 베어러에 관한 정보를 포함한다. 한편, 상기 타겟 MME는 새로운 응급 베어러인 제2 응급 베어러를 통해 상기 단말과 연결될 타겟 기지국을 관할한다. 소스 MME는 이러한 응급 베어러에 관한 정보를 이용하여 제한지역에서도 제2 응급 베어러가 설정될 수 있도록 한다.

소스 MME는 타겟 MME로부터 순방향 재배치 응답 메시지를 수신한다(S220). 이로써 MME수준에서의 핸드오버의 준비가 완료된다. 다음으로, 소스 MME는 소스 기지국으로 기지국 수준에서의 핸드오버를 명령하는 핸드오버 명령 메시지를 전송한다(S230). 상기 단말과 상기 타겟 기지국간에 상기 제2 응급 베어러의 설정이 완료되면 상기 제1 응급 베어러를 해제한다(S240).

도 5는 본 발명의 다른 예에 따른 응급 통화 서비스를 위한 핸드오버 절차를 설명하는 순서도이다. 이는 타겟 MME에서 수행되는 절차이다.

도 5를 참조하면, 타겟 MME는 단말과 제1 응급 베어러를 통해 연결된 소스 기지국을 관할하는 소스 MME로부터 제1 응급 베어러에 관한 정보를 포함하는 순방향 재배치 요청 메시지를 수신한다(S300). 타겟 MME는 상기 제1 응급 베어러에 관한 정보를 이용하여 응급 통화 서비스에 관한 핸드오버임을 판단한다(S310). 해당 베어러가 제1 응급 베어러이면, 타겟 MME는 서빙 게이트웨이(serving gateway; S-GW)로 베어러 생성 요청 메시지를 전송한다(S320). 베어러 생성 요청 메시지는 베어러 컨텍스트 및 상기 제1 응급 베어러를 제공하는 PDN GW의 주소정보를 포함한다.

이에 대해 서빙 게이트웨이로부터 베어러 생성 응답 메시지를 수신하면, 타겟 MME는 단말이 제2 응급 베어러를 통해 연결될 타겟 기지국으로 핸드오버 요청 메시지(handover request message)를 전송한다(S330). 핸드오버 요청 메시지는 서빙 게이트웨이의 주소정보를 포함하므로, 타겟 기지국은 서빙 게이트웨이의 주소정보와, 상기 PDN GW의 주소정보를 이용하여 제2 응급 베어러를 설정할 수 있다.

타겟 MME가 타겟 기지국으로부터 핸드오버 인식 메시지(handover acknowedgement message)를 수신하면, 순방향 재배치 응답 메시지를 소스 MME로 전송한다(S340). 이로써 MME 수준에서의 핸드오버 준비가 완료된다. 마지막으로 타겟 MME는 타겟 기지국으로부터 핸드오버가 완료되었음을 나타내는 핸드오버 통지 메시지를 수신한다(S350).

상술한 모든 기능은 상기 기능을 수행하도록 코딩된 소프트웨어나 프로그램 코드 등에 따른 마이크로프로세서, 제어기, 마이크로제어기, ASIC(Application Specific Integrated Circuit) 등과 같은 프로세서에 의해 수행될 수 있다. 상기 코드의 설계, 개발 및 구현은 본 발명의 설명에 기초하여 당업자에게 자명하다고 할 것이다.

이상 본 발명에 대하여 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시켜 실시할 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 상술한 실시예에 한정되지 않고, 본 발명은 이하의 특허청구범위의 범위 내의 모든 실시예들을 포함한다고 할 것이다.

도 1은 EPS망을 통해 서로 통신하고 있는 단말(UE1, UE2)들 사이의 데이터 흐름을 보여주는 도면이다.

도 2는 무선 통신 시스템을 나타낸 블록도이다.

도 4는 본 발명의 일 예에 따른 응급 통화 서비스를 위한 핸드오버 절차를 설명하는 순서도이다.

도 5는 본 발명의 다른 예에 따른 응급 통화 서비스를 위한 핸드오버 절차를 설명하는 순서도이다.

Claims

네트워크에서 응급 통화를 위한 핸드오버의 수행방법에 있어서,

단말과 제1 응급 베어러(emergency bearer)를 통해 연결된 소스 기지국(source eNodeB)으로부터, 기지국간 핸드오버(inter-eNodeB handover)의 필요를 알리는 핸드오버 필요 메시지(handover required message)를 수신하는 단계;

상기 제1 응급 베어러에 관한 정보를 포함하는 순방향 재배치 요청 메시지(forward relocation request message)를, 상기 단말과 제2 응급 베어러를 통해 연결될 타겟 기지국(target eNodeB)을 관할하는 타겟 MME(target mobility management entity; target MME)로 전송하는 단계;

상기 타겟 MME로부터 순방향 재배치 응답 메시지를 수신하는 단계;

핸드오버의 수행을 명령하는 핸드오버 명령 메시지(handover command message)를 상기 소스 기지국으로 전송하는 단계; 및

상기 단말과 상기 타겟 기지국간에 상기 제2 응급 베어러의 설정이 완료되면 상기 제1 응급 베어러를 해제하는 단계를 포함하되,

상기 제1 및 제2 응급 베어러는 상기 단말에 응급 통화(emergency call) 서비스를 지원하기 위해 제공되는 베어러인, 핸드오버의 수행방법.
제 1 항에 있어서,

상기 핸드오버는 기지국과 EPS(evolved packet system)간의 통신 프로토콜인 S1 인터페이스 수준에서의 핸드오버인, 핸드오버의 수행방법.
제 1 항에 있어서,

상기 제2 응급 베어러는 상기 타겟 기지국이 상기 단말에 대한 서비스가 제한되는 제한지역(restricted area)에 위치하는 경우에도 설정되는, 핸드오버의 수행방법.
제 1 항에 있어서,

상기 제1 응급 베어러에 관한 정보는 MME 단말 컨텍스트(MME UE-context)인, 핸드오버의 수행방법.
제 4 항에 있어서,

상기 MME 단말 컨텍스트는 상기 제1 응급 베어러에 관한 베어러 컨텍스트(bearer context)를 포함하는, 핸드오버의 수행방법.
제 5 항에 있어서,

상기 베어러 컨텍스트는 상기 응급 통화 서비스를 지원하는 PDN GW(packet data network gateway)를 찾기 위한 참조(reference)인 APN(access point name) 정보를 포함하는, 핸드오버의 수행방법.
제 5 항에 있어서,

상기 베어러 컨텍스트는, 복수의 베어러 중 상기 제1 응급 베어러의 우선순위를 지시하는 ARP(allocation/retention priority) 정보를 포함하는, 핸드오버의 수행방법.
제 5 항에 있어서,

상기 베어러 컨텍스트는, 기존의 베어러와 달리 새롭게 정의되는 QoS(Quality of Service) 파라미터를 포함하는, 핸드오버의 수행방법.
네트워크에서 응급 통화를 위한 핸드오버의 수행방법에 있어서,

단말과 제1 응급 베어러를 통해 연결된 소스 기지국을 관할하는 소스 MME로부터, 상기 제1 응급 베어러에 관한 정보를 포함하는 순방향 재배치 요청 메시지를 수신하는 단계;

상기 제1 응급 베어러에 관한 정보를 이용하여 상기 순방향 재배치 요청 메시지가 응급 통화 서비스에 관한 것인지 판단하는 단계;

상기 순방향 재배치 요청 메시지가 응급 통화 서비스에 관한 것인 경우, 서빙 게이트웨이(serving gateway; S-GW)로 베어러 생성 요청 메시지(create bearer request message)를 전송하는 단계;

상기 서빙 게이트웨이로부터 베어러 생성 응답 메시지(create bearer response message)를 수신하면, 상기 단말이 제2 응급 베어러를 통해 연결될 타겟 기지국으로 핸드오버 요청 메시지(handover request message)를 전송하는 단계;

상기 타겟 기지국으로부터 핸드오버 인식 메시지(handover acknowedgement message)를 수신하면, 순방향 재배치 응답 메시지를 상기 소스 MME로 전송하는 단계; 및

상기 타겟 기지국으로부터 핸드오버가 완료되었음을 나타내는 핸드오버 통지 메시지를 수신하는 단계를 포함하는 핸드오버의 수행방법.
제 9 항에 있어서,

상기 제1 응급 베어러에 관한 정보는 MME 단말 컨텍스트인, 핸드오버의 수행방법.
제 10 항에 있어서,

상기 MME 단말 컨텍스트는 상기 제1 응급 베어러에 관한 베어러 컨텍스트를 포함하는, 핸드오버의 수행방법.
제 11 항에 있어서,

상기 베어러 컨텍스트는 상기 응급 통화 서비스를 지원하는 PDN GW를 찾기 위한 참조인 APN 정보를 포함하는, 핸드오버의 수행방법.
제 11 항에 있어서,

상기 베어러 컨텍스트는, 복수의 베어러 중 상기 제1 응급 베어러의 우선순위를 지시하는 ARP 정보를 포함하는, 핸드오버의 수행방법.
제 11 항에 있어서,

상기 베어러 컨텍스트는, 기존의 베어러와 달리 새롭게 정의되는 QoS 파라미터를 포함하는, 핸드오버의 수행방법.
제 9 항에 있어서,

상기 베어러 생성 요청 메시지는 베어러 컨텍스트 및 상기 제1 응급 베어러를 제공하는 PDN GW의 주소정보를 포함하고, 상기 핸드오버 요청 메시지는 상기 서빙 게이트웨이의 주소정보를 포함하는, 핸드오버의 수행방법.
제 15 항에 있어서

상기 제2 응급 베어러는 상기 PDN GW의 주소정보 및 상기 서빙 게이트웨이의 주소정보를 이용하여 설정되는, 핸드오버의 수행방법.