KR20110093582A - 이동통신 시스템에서의 다운링크 ｍｔｃ 데이터 전송 방법 - Google Patents

이동통신 시스템에서의 다운링크 ｍｔｃ 데이터 전송 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 이동통신 시스템에 관한 것으로서, 특히 이동통신 시스템의 MTC (machine type communication) 서비스에서 제어평면(control plane)으로 작은 사이즈의 제어신호(일명, small data)를 전송하는 방법에 관한 것이다.
본 발명은, 패킷 데이터 베어러 설정을 하지 않고, 제어 신호(control signal) 상에서, 예를 들어 기존 제어 절차 또는 제어 메시지에 MTC 데이터를 캡슐화하고, 그 MTC 데이터가 캡슐화된 제어 신호를 네트워크에서 단말에 보냄으로써, 네트워크 자원의 효율을 최적화하고 또한 무선 채널의 부하를 줄이는 것이다.

Description

이동통신 시스템에서의 다운링크 ＭＴＣ 데이터 전송 방법{METHOD FOR EFFICIENTLY TRANSMITTING DOWNLINK SMALL DATA OF MACHINE TYPE COMMUNICATION IN MOBILE COMMUNICATIONS SYSTEM}
본 발명은 이동통신 시스템에 관한 것으로서, 특히 이동통신 시스템의 MTC (machine type communication) 서비스에서 제어평면(control plane)으로 작은 사이즈의 제어신호(일명, small data)를 전송하는 방법에 관한 것이다.
3세대 이동통신 시스템의 기술 규격을 제정하는 3GPP에서는 4세대 이동통신과 관련된 여러 포럼들 및 새로운 기술에 대응하기 위하여, 2004년 말경부터 3GPP 기술들의 성능을 최적화 시키고 향상시키려는 노력의 일환으로 LTE/SAE (Long Term Evolution/System Architecture Evolution) 기술에 대한 연구를 시작하였다. 3GPP SA WG2을 중심으로 진행된 SAE는 3GPP TSG RAN의 LTE 작업과 병행하여 네트워크의 구조를 결정하고 이 기종 망간의 이동성을 지원하는 것을 목적으로 하는 망 기술에 관한 연구이며, 최근 3GPP의 중요한 표준화 이슈들 중 하나이다. 이는 3GPP 시스템을 IP 기반으로 하여 다양한 무선 접속 기술들을 지원하는 시스템으로 발전 시키기 위한 작업으로, 보다 향상된 데이터 전송 능력으로 전송 지연을 최소화 하는, 최적화된 패킷 기반 시스템을 목표로 작업이 진행되어 왔다.
이하, 본 발명의 설명에서 사용되는 기술용어를 설명한다.
- MTC 기능은 MTC device간의 통신이나 MTC device와 MTC server 간의 통신을 지원하기 위한 기능으로써, 기존 사람 대 사람의 연결과 달리 중간에 사람의 개입 없이 통신이 이루어지는 것을 의미한다. 예를 들어, MTC application으로는 자동판매기와 서버, POS(Point of Service) 장치와 서버, 전기나 수도 검침기와 서버 간의 통신들을 들 수 있다. 여기서 해당 장치를 MTC device라고 한다. 여기서, MTC 란 Machine to Machine이나 사물통신의 이름으로 불리기도 한다
- TA (tracking area)는 E-UTRAN이 서비스를 제공하는 지역을 가리키며 하나 또는 다수의 E-UTRAN 셀(cell)을 포함한다. RA (routing area)는 GERAN/UTRAN이 서비스를 제공하는 지역을 가리키며 하나 또는 다수의 GERAN/UTRAN 셀을 포함한다.
- TAI(Tracking Area Identity) 리스트는, 트래킹 지역(tracking area) 업데이트 절차를 수행하지 않고 단말이 진입할 수 있는 트래킹 지역들을 식별하는 각 TA 식별자(즉, TAI: tracking area identity)의 리스트들을 가리킨다 (A list of TAIs that identify the tracking areas that the UE can enter without performing a tracking area updating procedure. The TAIs in a TAI list assigned by an MME to a UE pertain to the same MME area). TAI 리스트에 대한 상세한 설명은 표준문서 3GPP TS 24.301 v9.1.0 에 개진된 사항을 원용한다.
- 이동성 관리 엔티티 지역 (MME area): MME 지역은 MME가 서비스하는 네트워크의 일부 지역을 가리킨다. MME 지역은 하나 또는 다수의 트래킹 지역 (TA: tracking area)들로 구성된다. 또한, 하나의 기지국 (즉, eNodeB)가 서비스하는 모든 셀은 하나의 MME 지역에 포함된다 (The MME (mobility management entity) area is the part of the network served by an MME. An MME area consists of one or several Tracking Areas. All cells served by an eNodeB are included in an MME Area.) MME 지역에 대한 상세한 설명은 표준문서 3GPP TS 23.002 v9.2.0 에 개진된 사항을 원용한다.
- UMTS : Universal Mobile Telecommunication System으로 3G 망을 의미한다.
- EPS : Evolved Packet System으로 LTE access 네트워크를 지원하는 핵심망(core network)이다. 또한, EPS는 UMTS가 진화된 형태의 망이다.
- NodeB : UMTS 망의 Base station 으로 옥외에 설치하며 coverage는 macro cell 규모
- eNodeB : EPS 망의 기지국(Base station)으로 옥외에 설치하며, 서비스 커버리지는(coverage)는 마이크로 셀(macro cell) 규모이다.
- UE : User Equipment, 단말 장치를 의미한다.
- IMSI : International Mobile Subscriber Identity 로써 이동통신망에서 국제적으로 유일하게 할당된 사용자의 고유 식별자(id)이다.
- SIM card : Subscriber Identity Module 로써 IMSI와 같은 사용자 가입자 정보 등이 포함되어 있다.
- UICC : Universal Integrated Circuit Card로써 SIM card와 같은 의미로 사용된다.
- MTC : Machine Type Communication으로 사람의 개입 없이 장치간에 일어나는 통신을 의미한다.
- MTC 장치(device) : 핵심망(Core network)를 통한 통신기능이 있는 특정 목적을 수행하는 단말(UE)로서, 예를 들어, 자판기, 검침기 등이 있다.
- MTC 서버(server) : MTC device를 관리하고 데이터를 주고 받는 네트워크 상의 서버. 이는 core network 외부에 있을 수 있다.
- MTC 어플리케이션(application) : MTC device와 MTC Server를 이용한 실제 응용으로서, 원격 검침, 물량 이동 추적 등이 예이다.
- MTC 기능(Feature) : MTC application을 지원하기 위한 네트워크의 기능이나 특징, 즉, 각 application의 용도에 따라 일부 feature들이 요구된다. 예를 들어 MTC 감시(monitoring) (장비 분실에 대비한 원격 검침 등에 필요), Low mobility(자판기의 경우 이동이 거의 없다.) 등이 있다.
- RAN : Radio Access Network로써 RNC, NodeB, eNodeB 와 같은 3GPP무선 Access를 총칭한다.
- HLR(Home Location Register)/HSS (Home Subscriber Server): 3GPP 네트워크내의 가입자 정보를 나타내는 데이터베이스(DB)이다.
- RANAP : Radio Access Network Application Part 의 약자로 RAN과 핵심망(core network)의 제어(control)를 담당하는 노드 (MME/SGSN/MSC) 사이의 인터페이스를 의미한다.
- ICS(IMS Centralized Services)는, 단말이 어태취(attach)되어 있는 접속네트워크 (access network)에 상관없이, (즉, IP-CAN 뿐만 아니라 CS 도메인에 어태취(attach)되어 있더라도) IMS로 안정되게 일정한 (consistent)한 서비스를 제공한다. ICS에 대한 상세한 설명은 표준문서 3GPP TS 23.292 v9.4.0 에 개진된 사항을 원용한다.
- IMS(IP Multimedia Subsystem)는, 멀티미디어 서비스를 IP 기반으로 제공하는 시스템을 말한다.
- 어태취(attach)란, 단말이 네트워크 노드와 접속하는 것을 말하는 것으로써, 넓은 의미로 핸드오버(handover)시 발생하는 어태취도 포함하는 의미이다.
이상, 설명한 기술용어를 참조하여 본 발명을 설명한다.
도 1은 MTC 지원을 위한 3GPP 서비스 모델을 도시한 개념도이다.
MTC 지원을 위해 3GPP 표준의 GSM/UMTS/EPS에서는 PS 망을 통해 통신하는 것으로 정의되어 있으나, 본 발명은 CS 망에 대해서도 적용 가능한 방법을 기술한다. 한다. 현재의 기술 규격에서 망구조에 대한 정의는 3GPP의 기존 베어러(bearer)를 이용하는 것이 제안되어 있다. 한편, MTC 장치(device)와 MTC 서버 간의 데이터 교환을 위해 SMS (short message service)를 사용하는 방법은 대안 해결책(alternative solution) 중 하나로 제안되었다. 이는 MTC 응용(application)의 특성상 검침 정보나 제품 정보 등 적은 량의 디지털 데이터들이 그 대상이 될 것을 고려하여 SMS를 이용하는 것이 제안되었고, 그 방식으로 기존의 SMS 방식과 IMS에 기반한 SMS 방식이 지원 가능하다. 도 1에서, MTCsms는 기존 SMS 방식을 통한 데이터 교환 인터페이스이며, MTCi는 3GPP bearer 서비스 및 IMS를 위한 데이터 교환 인터페이스이다.
도 2는 단말 트리거 서비스 요청 절차(UE triggered service request procedure)를 도시한 신호 흐름도이다. 도 2는EPC에 적용된 예로써 TS 23.401 v9.3.0 (2009-12) clause 5.3.4.1 UE triggered Service Request procedure 을 간략하게 보여주고 있다. 여기서, 단말 트리거 서비스 요청 절차(UE triggered Service Request procedure)는 일반적으로 단말(10)이 개시(initiation)하여 새로운 서비스를 시작하거나, 페이징(paging)의 응답(response)로써 업링크 데이터(uplink data)를 전송하고자 할 때 수행된다.
이하, 도 2를 참조하여 설명한다.
단말(10)로부터 NAS 메시지 형태의 서비스 요청(Service request) 메시지가 eNB(20)를 경유하여 MME(30)로 전달된다(S2-1 ~ S2-2). 한편, MME(30)는 HHS(70)를 통해 단말(10)의 인증 절차를 수행한다(S2-3).
MME(30)는 S1-AP 프로토콜(protocol)을 이용한 초기 컨텍스트 설정 요청(Initial Context Setup Request) 메시지를 RAN 구간의 무선자원 설정(setup)을 개시(initiation) 시킨다(S2-4). 이때, 업링크 데이터(uplink data) 전송을 위한 S-GW(40)의 TEID가 eNB(20)로 전달된다. 그리고, 단말(10)과 eNB (20) 간의 무선구간에서는 무선 베어러(radio Bearer)가 생성된다(S2-5). 이때부터 단말(10)은 업링크 데이터(uplink data) 전송이 가능하다.
eNB(20)는 MME(30)로 초기 컨텍스트 설정 완료(initial Context Setup Complete) 메시지를 전송하고, 또한 다운링크 데이터(down link data) 전송이 가능하도록 eNB TEID를 함께 보낸다(S2-6).
수정 베어러 요청(Modify bearer request)를 통해 eNB TEID를 S-GW(40)로 전달하며, 다운링크 데이터 베어러(down link data bearer) 정보를 갱신한다(S2-7 및 S2-11). 한편, 필요에 따라 S-GW(40)와 P-GW(50) 사이의 베어러(bearer)가 갱신(update) 된다(S2-8 및 S2-10). 만약 다이나믹 PCC(dynamic PCC)를 사용하게 되는 경우, 사업자 정책(operator policy)를 위한 PCRF 상호작용(interaction)이 P-GW(50)와 PCRF(60) 사이에 수행된다(S2-9).
도 3은 네트워크가 트리거하는 서비스 요청의 절차를 도시한 신호 흐름도이다.
도 3을 참조하면, 다운링크 데이터(Downlink Data)가 외부 네트워크(external network)로부터 P-GW(50)에 도착하면, 다운링크 데이터는 S-GW(40)로 전달된다(S3-1). S-GW(40)는 제어평면(control plane)을 MME(30)로 다운링크 데이터(downlink data)가 도착했음을 알리고(즉, Downlink data notification), MME(30)로부터 ACK을 받는다(즉, Downlink data notification ACK)(S3-2).
MME(30)는 해당 단말(10)가 등록한 TAU 리스트(즉, TAU list) 안에 있는 eNB(20)들에게 페이징 메시지(paging message)를 보낸다(S3-3). 또한, 각각의 eNB(20)는 페이징 메시지를 자신의 셀(cell) 영역에 브로드케스팅(broadcasting) 시킨다(S3-4).
페이징 메시지를 받은 해당 단말(10)은 'Service request message'으로 네트워크에게 응답한다(S3-5). 'UE triggered Service request' 절차 종료 후, S-GW(40)는 단말(10)에게 다운링크 데이터(downlink data)를 전송 할 수 있다.
이상과 같이, 종래 기술에는 네트워크에서 단말로 다운링크 데이터(downlink data)를 전송하기 위해서는: 1) 페이징 메시지를 보낸 후; 2) 단말이 응답한 후; 3) 베어러(bearer)를 설정(setup)하는 과정을 거친 후; 해당 데이터를 네트워크가 단말로 전송 할 수 있었다.
특히, MTC 장치와 MTC 서버 간의 데이터를 주고 받는 시스템에서는 종래 통신 기술이 자원활용의 효율성이 떨어진다. 즉, MTC 서버로부터 전송할 데이터의 양이 상대적으로 적을 때, 베어러 설정(bearer setup) 과정은 설정 시간(setup time) 및 자원 활용 측면에서 비효율적이다.
부연 설명하면, 종래 GSM/UMTS/EPS와 같은 3GPP 시스템은 종단 사용자(end-user) 간, 즉 사람들 간의 통신을 위해 정의되었다. 그런데, 이러한 종래 이동통신 시스템은 MTC 장치와 MTC 서버 간의 통신에는 효과적이지 않으며, 또한 최적화된 통신 해결책이 아니다. 따라서, 최근 3GPP에서 MTC 장치와 MTC 서버 간에 데이터를 주고 받기 위한 기능 및 메커니즘을 정의하기 시작하였으나, 구체적인 방법은 여전히 미흡한 실정이다. 특히, MTC에서 많은 장치가 동시에 작은 크기의 데이터(일명, 'small data'라 한다.)를 전송하는 상황에서 네트워크의 부하를 증가시키게 된다. 왜냐하면, 도 1 내지 도 3에서 설명한 바와 같이, 작은 크기의 데이터(즉, small data)를 전송할지라도, 그 스몰 데이터 전송을 위한 패킷 데이터 베어러(bearer)의 설정(setup)이 필요하기 때문이다. 즉, UMTS의 경우 어태취 절차를 수행한 후, 데이터 전송 시 PDP 컨텍스트 활성화 절차(PDP context activation procedure)를 수행해야 한다. 그리고, EPC의 경우 어태취 절차에서 디폴트 베어러(default bearer)가 설정되며, 어태취 종료 후, 추가적으로 특정 용도로 전용 베어러 설정(dedicated bearer setup)을 수행하기도 한다. 이와 같이, 종래의 사용자 데이터 전송 방식은 패킷 데이터 베어러 설정이 필요하기 때문에, 베어러 설정에 소요되는 시간 지연이 크고, 전송해야 하는 데이터의 양에 비해 제어 시그널링 오버헤드(control signalling overhead)가 크다는 기술적 한계점이 있다.
따라서, 본 발명은 네트워크에서 단말에 작은 크기의 데이터를 다운링크 전송 시, 보다 간단하고 효과적인 방법을 제안한다.
또한, 본 발명은 제어 신호(control signal)에 사용자 데이터(즉, 스몰 데이터)를 캡슐화 (encapsulation)하여, MTC 데이터를 효과적으로 전송하는 방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 베어러 설정(bearer setup) 단계 이전에, 다운링크 데이터 (downlink small data)를 전송하는 방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 하나의 단말뿐만 아니라, 지역적으로 묶여 있는 여러 단말 그룹(혹은 MTC 그룹 리스트(group list))에 속하는 단말들에게 한꺼번에 MTC 데이터를 브로드케스팅(broadcasting) 할 수 있는 방법을 제공한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 이동통신시스템에서의 다운링크로 MTC 데이터를 전송하는 방법은,
(A) MTC(machine type communication) 서버 또는 외부 네트워크 노드로부터 다운링크 데이터를 네트워크 엔티티가 수신하는 단계와; (B) 상기 네트워크 엔티티가 상기 다운링크 데이터에 MTC 데이터가 포함되어 있는지 확인하고, 상기 MTC 데이터를 전송할 특정 단말 또는 특정 그룹의 단말들을 결정하는 단계와;
(C) 상기 네트워크 엔티티가 상기 MTC 데이터를 특정 그룹에 속하는 단말들에게 전송하는 것으로 결정한 경우, 상기 MTC 데이터를 페이징 메시지에 캡슐화하는 단계와;
(D) 상기 네트워크 엔티티가 상기 MTC 데이터가 캡슐화된 페이징 메시지를상기 특정 그룹에 속하는 단말들에게 브로드캐스팅하도록, 상기 특정 그룹에 속하는 단말들의 각 기지국에 전송하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 (A) 단계에서
상기 MTC 데이터는 다운링크 통지 메시지에 포함되어 전달받는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 (A) 단계는
상기 네트워크 엔티티가 상기 MTC 데이터가 캡슐화된 다운링크 데이터 통지 메시지를 서빙 게이트웨이(S-GW)로부터 수신하는 단계와;
상기 네트워크 엔티티가 다운링크 데이터 통지 ACK 메시지를 상기 S-GW에전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 네트워크 엔티티가 상기 MTC 데이터를 수신하였다는 확인 메시지(ACK/NACK)를 단말로부터 수신하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 (B) 단계에서
상기 네트워크 엔티티가 상기 MTC 데이터를 캡슐화하여 전송할 제어 메시지로서, 페이징 메시지를 선택하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 (C) 단계에서 상기 페이징 메시지는
상기 MTC 데이터가 캡슐화되어 있음을 가리키는 인디케이터 필드와;
상기 MTC 데이터를 전송할 대상이 상기 특정 그룹에 속하는 단말들인 경우, 상기 특정 그룹을 가리키는 필드와;
상기 MTC 데이터의 컨텐츠를 포함하는 필드; 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 인디케이터 필드는 ‘message type’이고,
상기 특정 그룹을 가리키는 필드는 ‘MTC Group Id list’이고,
상기 MTC 데이터의 컨텐츠 필드는 ‘protocol configuration options’인 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 (C) 단계에서 상기 페이징 메시지는
상기 MTC 데이터가 존재하고 있음을 함축적으로 가리키는 상기 MTC 데이터의 컨텐츠 필드 만을 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 다운링크 통지 메시지는
상기 MTC 데이터가 캡슐화되어 있음을 가리키는 인디케이터 필드와;
상기 MTC 데이터의 컨텐츠를 포함하는 필드; 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 인디케이터 필드는 ‘casue’이고,
상기 MTC 데이터의 컨텐츠 필드는 ‘protocol configuration options’인 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 네트워크 노드는
MME(Mobility Management Entity) 또는 SGSN(Serving GPRS Supporting Node) 인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 이동통신시스템에서의 다운링크로 MTC 데이터를 전송하는 방법은, (a) MTC(machine type communication) 서버 또는 외부 네트워크 노드로부터 다운링크 데이터를 네트워크 엔티티가 수신하는 단계와;
(b) 상기 네트워크 엔티티가 상기 다운링크 데이터에 MTC 데이터가 포함되어 있는지 확인하고, 상기 MTC 데이터를 전송할 특정 단말을 결정하는 단계와;
(c) 상기 네트워크 엔티티가 상기 MTC 데이터를 전송할 제어 메시지를 선택하고, 상기 선택한 제어 메시지에 상기 MTC 데이터를 캡슐화하는 단계와;
(d) 상기 네트워크 엔티티가 상기 MTC 데이터가 캡슐화된 제어 메시지를 상기 특정 단말에게 전송하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 제어 메시지는
페이징 메시지, TAU 허용 혹은 거절 메시지, 또는 RAU 허용 혹은 거절 메시지, 또는 서비스 요청에 대한 허용 혹은 거절 메시지 중 하나인 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 네트워크 엔티티가 상기 MTC 데이터를 수신하였다는 확인 메시지(ACK/NACK)를 단말로부터 수신하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 네트워크 노드는
MME(mobility management entity) 또는 SGSN(Serving GPRS Supporting Node) 인 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 (C) 단계에서 상기 제어 메시지는
상기 MTC 데이터가 캡슐화되어 있음을 가리키는 인디케이터 필드와;
상기 MTC 데이터의 컨텐츠를 포함하는 필드; 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 (C) 단계에서 상기 제어 메시지는
상기 MTC 데이터가 존재하고 있음을 함축적으로 가리키는 상기 MTC 데이터의 컨텐츠 필드 만을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 이동통신시스템에서의 다운링크로 MTC 데이터를 전송하는 방법은,
단말이 MTC 데이터가 캡슐화된 제어 메시지를 네트워크 노드로부터 수신받는 단계와;
상기 단말이 상기 수신한 제어 메시지에 상기 MTC 데이터가 캡슐화되어 있는지 확인하여 상기 MTC 데이터를 추출하는 단계와;
상기 단말이 상기 추출한 MTC 데이터에 따라 구성 정보(configuration information)를 갱신하는 단계와;
상기 단말이 상기 네트워크 노드에 ACK 또는 NACK 메시지를 보내는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 MTC 데이터를 추출하는 단계는
상기 단말은 상기 제어 메시지에 포함된 'MTC Group Id list' 파라미터를 확인하여, 상기 단말이 상기 MTC 데이터를 수신할 대상자인지 또는 상기 MTC 데이터를 수신할 대상의 특정 단말 그룹에 해당되는지 확인하는 단계와;
상기 MTC 데이터를 수신할 대상자인지 또는 상기 MTC 데이터를 수신할 대상의 특정 단말 그룹에 해당되는지 되는 경우에, 상기 단말이 상기 MTC 데이터를 추출하는 단계를 포함한다.
본 발명은, MTC 데이터를 캡슐화 (encapsulation)하여, 제어 신호(control signal) 상에 다운링크 전송함으로써, 무선 자원을 최적화시키고, 기존의 절차와 메시지의 활용을 극대화하는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 MTC 데이터를 특정 단말 또는 단말의 그룹을 선정하여 브로드케스팅할 수 있다.
또한, 본 발명은 먼저 베어러를 설정해야 하는 종래 패킷 데이터 베어러를 사용할 때와 비교하여, 시스템의 부하를 줄이는 효과가 있다.
도 1은 MTC 지원을 위한 3GPP 서비스 모델을 도시한 개념도이다.
도 2는 단말 트리거 서비스 요청 절차(UE triggered service request procedure)를 도시한 신호 흐름도이다.
도 3은 네트워크가 트리거하는 서비스 요청의 절차를 도시한 신호 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예로서, 단말의 상태에 따라 캡슐화시킬 메시지가 결정되는 것을 도시한 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예로서, 네트워크 트리거 서비스 요청 절차에서 네트워크 엔티티가 다운링크 데이터를 이용하여 MTC 데이터를 단말에 전송하는 신호 흐름도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예로서, 위치 등록 요청 절차(TAU procedure)에서 네트워크 엔티티가 위치등록 허용 메시지(TAU accept message)를 이용하여 MTC 데이터를 단말에 전송하는 신호 흐름도이다.
본 발명은 MTC(machine type communication)를 이용하는 이동통신 시스템에 적용된다. 그러나, 본 발명은 이에 한정하지 않고, 본 발명의 기술적 사상이 적용될 수 있는 차세대 이동통신 및 다른 유무선 통신에 적용될 수도 있다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항복들 중의 어느 항목을 포함한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 거이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
본 발명에 따른 단말은, 본 발명의 기술적 특징을 수행할 수 있는 모든 장치를 지칭한다. 즉, 본 발명에 따른 MTC 서비스 기능을 수행할 수 있는 이동통신 단말(예를 들어, 심장박동기, 자동판매기, 전력계량기, 공기 오염도 측정기 등등) UE(User Equipment)이며, 그 외도 인간 중심의 장치들(예를 등어, 핸드폰, 휴대폰, DMB 폰, 게임폰, 카메라폰, 스마트폰 등등)과, 그 이외 노트북, 데스크탑 컴퓨터(desktop computer), 랩탑 컴퓨터(laptop computer), 팸탑 컴퓨터(palmtop computer), PDA(personal digital assistant), 백색 가전 제품 등도 포함하는 포괄적인 의미이다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명에 바람직한 실시 예를 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어 도면 부호에 상관없이 동일하거나 대응하는 구성요소는 동일한 참조번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
본 발명의 기본 개념은: 패킷 데이터 베어러 설정을 하지 않고; 네트워크엔티티(예를 들어, MME)가 MTC 서버로부터 또는 제3의 네트워크 노드(예를 들어, SMS 서버)로부터 MTC 데이터를 포함하고 있는 다운링크 데이터 수신하고; 네트워크 엔티티가 특정 인디케이터를 확인하여 상기 수신한 다운링크 데이터에 MTC 데이터가 포함되어 있는지 확인하고; 또한, MTC 데이터가 포함되어 있는 경우, 네트워크 엔티티는 특정 단말 또는 특정 그룹의 단말들에게 MTC 데이터를 브로드케스팅할 것인지를 결정하고; 또한 네트워크 엔티티는 MTC 데이터를 특정 제어 메시지(예를 들어, 페이징 메시지, TAU accept message)에 캡슐화시켜 기지국을 경유하여 단말에 전송함으로써; 네트워크 자원의 효율을 최적화하고 또한 무선 채널의 부하를 줄이는 것이다.
본 발명은 MTC 서버 또는 MME가 UE로 MTC 데이터를 다운링크 전송하는 것이다. 이러한 예를 들면, MTC 특정 기능(feature)의 허가(admission)여부의 변경(예를 들어, on/off 혹은 허가된 시간 등); 단말이 MTC 서버로 보고(reporting)해야 하는 보고 기간 (reporting period)의 변경(예를 들어, 단말이 7일에 한번 MTC 서버에 보고하던 것을 15일에 한번으로 변경하는 경우); MTC 서버의 상태 정보(status information); 특정 에러 메시지를 전송; 특정 통지(notification) 등을 MTC 서버(또는 MME)가 단말에 다운링크 전송하는 경우이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예로서, 단말의 상태에 따라 캡슐화시킬 메시지가 결정되는 것을 도시한 흐름도이다.
도 4를 참조하면, 네트워크 엔티티가 MTC 서버 또는 외부 네트워크로부터 MTC 데이터(예를 들어, 보고 주기를 변경하는 MTC small data)를 포함하고 있는 다운링크 데이터를 수신하면(S41), 네트워크 엔티티(예를 들어, MME)는 MTC 데이터를 확인하여 특정 그룹의 단말들에게 보내야 할 MTC 데이터인지를 판단한다(S42). 만일 특정 그룹의 단말들에게 보내야 할 MTC 데이터인지를 판단되면, 그 특정 그룹에 해당하는 단말들에게 페이징 메시지에 MTC 데이터를 캡슐화시켜 전송한다(S42 ~ S43). 이때, 특정 그룹의 각 단말이 캠프 온(camp on)하고 있는 해당 셀의 기지국을 통해 페이징 메시지(즉, MTC 데이터가 캡슐화된 페이징 메시지)를 보내다.
한편, 특정 그룹에 보내야 하는 데이터(data)가 아닌 경우, 단말이 온라인 상태이고, 휴지모드(idle mode) 상태이라면(S44), 여러 가지 절차가 선택될 수 있을 것이다. 즉, 단말이 일정시점 안에 정상적인 TAU 절차를 수행하고 있는 경우(S45), 그 TAU 절차를 이용하여 네트워크 엔티티는 MTC 데이터를 캡슐화시킨 TAU Accept/Reject 메시지를 기지국을 경유하여 단말로 전송할 것이다(S46). 반면, 즉, 네트워크 엔티티가 단말과 일정시점 안에 정상적인 TAU 수행하고 있지 않고, 일정시점 내에 네트워크 엔티티과 단말 간에 SR(service request) 절차가 개시되고 있는 경우(S47), 네트워크 엔티티는 MTC 데이터를 캡슐화시켜 해당 SR 절차의 Accept/Reject 메시지를 이용하여 단말에 전송한다(S48). 한편, 일정시점 안에, TAU 절차 또는 정상적인 SR 절차가 발생하지 않은 경우엔, MTC 데이터를 페이징 메시지에 캡슐화하고, 그 MTC 데이터가 캡슐화된 페이징 메시지를 단말에게 전송한다(S49).
단말이 휴지 모드 상태가 아니고(S44), 또한 일정 시점 안에 정상적인 핸드오버(HO: handover)가 발생한다면 (단, 해당 MTC 서버로의 PDN 연결(connectivity) 가 없었던 경우를 가정), 그 핸드오버 절차의 Accept/Reject 메시지를 이용하여 MTC 데이터를 캡슐화하여 단말에 전송할 수 있다(S51). 한편, 단말이 휴지 모드 상태가 아니고(S44), 또한 일정 시점 안에 정상적인 SR이 발생한 경우라면, 단말은 SR 절차의 Accept/Reject 메시지를 이용하여 MTC 데이터를 캡슐화하여 단말에 전송할 수 있다(S52).
이하, 다운링크 데이터 통지 메시지(downlink data notification message) 안에 MTC 데이터를 캡슐화시키는 방법을 설명한다. 본 발명이 제안하는 방법은, 인디케이터의 포함 여부에 따라 분류된다:
(1) MTC 데이터가 포함되어 있다는 인디케이터 필드(indicator field)와 MTC 데이터의 컨텐츠 필드(contents field)가 다운링크 통지 메시지에 포함되는 경우이다.
- 이때, 인디케이터는 기존에 있던 필드를 활용할 수도 있다. 즉, 기존의 필드, 예를 들어, "cause"의 사후 확장용(future enhancement)으로 예비한 (reserved) 값(value)을 사용할 수 있다. 표 1은 다운링크 데이터 통지 메시지의 IE(information elements)이다. 표 2는 'cause'의 값을 도시한 것이다. 즉, 표 1 및 표 2의 'cause'의 값을 사용하여, MTC 데이터가 다운링크 통지 메시지에 포함되어 있다는 것을 가리킬 수 있다.
Figure pat00001
Figure pat00002
- 실제 MTC 데이터를 포함하기 위해서는 PCO 와 같은 필드를 추가해서 사용한다. 또는 새로운 유형(type)의 필드(field)를 정의(define)하여 사용 할 수도 있다. 여기서, POC는 종래기술에 정의되어 있는 필드 유형이다. 다만, 기존에는 TAU에 포함되지는 않았다.
(2) 인디케이터 없이 MTC 데이터의 컨텐츠(contents)만 다운링크 통지 메시지에 포함시킬 수 있다.
예를 들어, PCO 필드가 있다면, MTC 데이터가 있다는 것을 함축적으로 알 수 있다. 이는 실제 PCO 필드를 추가하고자 하는 목적은 아니며, PCO 유형(type) 과 같이 데이터를 붙여 보낼 수 있는 필드를 추가시키고자 하는 것이다.
이하, 네트워크 엔티티(예를 들어, MME)가 MTC 데이터가 포함된 다운링크 데이터 통지 메시지를 수신하고, 상기 인디케이터 및/또는 MTC 데이터의 컨텐츠 필드를 확인하고, 어떤 제어 메시지(control message)를 통해 단말에게 캡슐화된 MTC 데이터를 전송할 지를 결정한다. 이때, 여러 가지 절차(procedure) 중 MTC 데이터(일명, small data)를 캡슐화(encapsulation) 시키기 위해 선택하는 절차는, 단말에 미리 사전에 구성(pre-configuration)되어 있거나 또는 다이나믹(dynamic)하게 변경될 수 있다. 예를 들어, 네트워크가 단말로 전송할 MTC 데이터를 캡슐화에 사용할 절차 내지 조건의 예는 다음과 같다: 즉, 사업자 정책(Operator policy); 사용자 선호도(User preference); 사용자 가입정보(User subscription); 해당 MTC 서비스/응용(services/application)의 특성; 단말의 능력(capability); 단말의 상태(status); 기타 radio 조건 (무선구간 환경) 등이 있다.
이하, 네트워크 엔티티(예를 들어, MME)가 MTC 데이터를 제어 메시지(예를들어, 페이징 메시지, TAU 절차의 메시지 등)에 캡슐화시켜 단말(또는 특정 그룹의 단말들)에 전송하는 방법을 설명한다. 다만, 본 발명의 일 실시 예로서, 페이징 메시지의 예시와 TAU 절차의 메시지를 이용하는 예시를 설명하기로 한다.
1. 페이징 메시지(Paging message)를 이용하는 경우:
즉, Paging message안에 MTC 데이터를 캡슐화(encapsulation) 시키는 방법이다. 표 3은 페이징 메시지의 구성이다. 표 3의 "message type" 필드와 "MTC Group Id list"와 PCO(Protocol Configuration Options) 필드를 참조하여 설명한다.
① MTC small data가 포함되어 있다는 indicator와 small data의 contents를 포함시키는 방법이다. 즉, 페이징 메시지(paging message)에 이미 정의되어 있는
"message type" 필드를 활용, 새로운 인디케이터(indicator)를 정의해서 사용하고, 새로운 필드를 추가적으로 더 지정하여, MTC 데이터를 포함시킨다.
② 특정 MTC 장치 그룹 식별자(MTC device group id)를 포함시키는 경우이다. 즉, TAI list, CSG list와 유사하게 새로운 필드를 정의해서 사용할 수 있따.
③ 인디케이터 없이 MTC 데이터의 contents만 페이징 메시지에 포함시킬 수 있다. 예를 들어, PCO 필드가 있다면, MTC 데이터가 있다는 것을 함축적으로 알 수 있다.
Figure pat00003
2. ACCEPT 혹은 REJECT message를 이용하여 MTC 데이터를 캡슐화시키는 경우이다. 표 4는 TAU(Tracking Area Update Accept) 메시지의 컨텐츠이다. 이하, 표 4를 참조하여 설명한다.
이 실시 예는 원래 목적의 서비스 요청(service request) 메시지에 대한 accept/reject 메시지에 MTC 데이터를 캡슐화시켜 보낼 수도 있고, 또한 원래 목적의 서비스 요청(service request) 메시지에 대한 accept/reject 메시지 의미와 관계없이 MTC 데이터를 위한 ACK/NACK을 보낼 수도 있다.
① MTC 데이터가 포함되어 있다는 인디케이터(indicator)와 MTC 데이터의 컨텐츠(contents)를 포함시키는 방법이다.
A.TAU 요청(TAU request) 메시지에서와 같이 "Protocol discriminator" MTC 데이터 관련 정보를 포함하고 있음을 나타내는 인디케이터를 함께 보낼 수도 있다.
B.새로운 필드를 추가적으로 더 지정하여, MTC 서버로부터 전달된 지시사항, 혹은 변경된 허가(admission) 정보 등이 캡슐화(encapsulation) 되어 포함 될 수도 있다.
② 인디케이터 없이 MTC 데이터의 컨텐츠(contents)만 포함하는 경우이다.
예를 들어, PCO 필드(field)가 있다면, MTC 데이터가 있다는 것을 함축적으로 알 수 있다.
Figure pat00004
Figure pat00005

이후, 단말은 수신한 페이징 메시지 또는 Accept 메시지 (또는 Reject 메시지)에서 MTC 데이터를 추출하고, 그 MTC 데이터의 내용을 기반으로 사전 구성 정보(pre-configuration information) 등을 갱신한다. 그리고, 갱신한 구성 정보에 기초하여 향후 MTC 관련된 동작(action)에 사용할 수 있을 것이다.
한편, 단말은 별도의 절차를 통해 MME에 ACK/NACK을 전송할 수도 있다. 이때, 별도로 새로 정의된 메시지를 이용하거나, 다른 제어 절차(control procedure)를 이용하거나, 단말이 트리거하는 서비스 요청 절차(UE triggered service request procedure)를 이용하여 ACK/NACK 만 전송한 후, 해당 절차를 종료할 수도 있다.
이하, 도 5 및 도 6을 참조하여 본 발명의 실시 예들을 상세히 설명한다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예로서, 네트워크 트리거 서비스 요청 절차에서 네트워크 엔티티가 다운링크 데이터를 이용하여 MTC 데이터를 단말에 전송하는 신호 흐름도이다.
MME(30)는 MTC 서버(미도시) 또는 제3의 네트워크 노드로부터 다운링크데이터(downlink small data)를 받는다(S5-1 ~ S5-3). 즉, 다운링크 데이터는 P-GW(50)를 경유하여 S-GW(40)가 수신한다(S5-1). S-GW(40)는 MME(30)에게 다운링크 데이터 통지(downlink data notification)보낸다(S5-2). 그리고, S-GW(40)는 MME(30)으로부터 다운링크 데이터 통지 ACK를 수신한다(S5-2). 이때, 상기 S5-1의 다운링크 데이터에 캡슐화된 MTC 데이터를 포함하고 있을 수 있다. 또한, S5-2의 다운링크 데이터 통지 메시지에 캡슐화 시킨 MTC 데이터가 포함될 수 있다. 상기 메시지에 MTC 데이터를 캡슐화시키는 방법은 상기 표 1 내지 표 4를 참조하여 설명한 바와 같다. 즉, 표 1 및 2를 참조하여 설명한 바와 같이, 예를 들어 다운링크 데이터 통지 메시지에 'cause' 필드를 인디케이터(즉, MTC 데이터가 포함되어 있음을 가리키는 인디케이터)로, PCO 필드를 MTC 데이터의 컨텐츠 필드로 사용할 수 있다. 한편, 상기 S5-1의 다운링크 데이터에 캡슐화된 MTC 데이터를 포함하지 않았을 경우, 다운링크 데이터 통지(downlink data notification)를 받은 MME(30)는 가입자 정보 혹은 그 외 단말 혹은 다른 네트워크 노드로부터 받았던 정보를 기반으로 스몰 데이터 캡슐화(small data encapsulation)가 필요한 상황임을 판단하여, MME(30)가 S-GW(40)로 다운링크 데이터 통지 ACK을 통지할 때 캡슐화 데이터(encapsulation data)를 보낼 것을 요청할 수 있다. 이러한 ACK을 받은 S-GW(40)는 S5-2의 다운링크 데이터 통지 메시지(downlink data notification)에 캡슐화 시킨 MTC 데이터가 포함하여 MME(30)로 보낼 수 있다. 즉, S5-2 단계를 한번 더 수행하거나 새로운 메시지를 정의하여 추가적인 단계를 정의할 수 있다.
한편, MME(30)는 MTC 서버(미도시) 또는 다른 네트워크 엔티티로부터 MTC 데이터를 직접 수신할 수도 있다(S5-3).
MME(30)는 MTC 데이터의 확인, MTC 데이터를 전송할 제어 메시지를 선택하고, 그 선택한 제어 메시지에 MTC 데이터를 캡슐화시키고, 또한 MTC 메시지를 전송할 단말 또는 특정그룹의 단말들을 선택한다(S5-4).
상기 S5-4 과정을 보다 상세히 설명하면 다음과 같다:
- MME(30)는 다운링크 데이터 통지 메시지에 MTC 데이터가 포함되어 있는지를 판단한다. 이때, 인디케이터(예를 들어, 표 1의 'cause'필드)가 포함되어 있는 경우엔, 'cause' 인디케이터를 식별하여 PCO 필드의 MTC 데이터를 확인할 수 있다. 한편, 다운링크 데이터 통지 메시지에 인디케이터를 사용하지 않은 경우라면, MME(30)는 PCO 필드에 포함된 MTC 데이터를 확인함으로써, MTC 데이터를 식별할 것이다;
- MME(30)는 다운링크 데이터 통지 메시지에 포함된 MTC 데이터를 추출한 후, 단말(10)에 전송할 제어 메시지(예를 들어, 페이징 메시지 또는 TAU Accep/Reject 메시지)를 선택한다. 도 5의 실시 예는 MME(30)가 MTC 데이터를 단말(10)에 전송하기 위해 페이징 메시지를 선택한 경우에 해당한다;
- 또한, MME(30)는 MTC 데이터를 전송할 대상인 특정 단말 또는 특정 그룹에 속하는 단말들을 결정할 수 있다. 이때, MME(30)는 사업자 정책(Operator policy), 사용자 선호도(user preference), 가입자 정보(user subscription), 해당 MTC 서비스/어플리케이션의 특성, 단말의 능력, 단말의 상태, 기타 무선 조건 등을 고려하여, MTC 데이터를 전송할 대상 단말 및/또는 단말 그룹을 결정할 수 있다;
- MME(30)는 MTC 데이터를 상기 선택한 제어 메시지(도 5의 경우, 페이징 메시지)에 캡슐화시켜 기지국(20)에 전송한다. 이때, MTC 데이터를 페이징 메시지에 캡슐화시키는 방법은 표 3 및 표 4를 참조하여 설명한 바와 같다. 즉, 표 3에서와 같이,'message type'필드와, 'MTC Group Id list'필드, PCO 필드가 사용될 수 있다.
MME(30)는 MTC 데이터를 캡슐화시킨 페이징 메시지를 기지국(20)에 전송한다(S5-5). 이때, MME(30)는 특정 그룹에 속하는 단말들에 상기 페이징 메시지를 전송하는 경우, 각 단말이 캠프 온하고 있는 셀의 기지국으로 상기 페이징 메시지를 전송하고, 각 셀의 기지국은 해당 단말들에 전송한다(S5-6). 한편, 특정 그룹의 단말들은 동일한 셀에 캠프 온하고 있을 수도 있는데, 이러한 경우 기지국(20)은 단말(10)에게 MTC 데이터가 캡슐화된 페이징 메시지를 브로드케스팅(broadcast)할 수 있다.
한편, S5-3과정에서와 같이, MTC 서버로부터 전송된 다운링크의 MTC 데이터가 기지국(20)에 도착한 경우라면, MME(30)의 상기 S5-4의 기능 및 판단(즉, MTC 데이터를 전송할 단말 또는 특정 그룹 결정; MTC 데이터의 캡슐화 등등)을 기지국(20)이 대신 수행할 수도 있다.
상기 페이징 메시지를 수신한 단말(10)은 페이징 메시지의 인디케이터(예를 들어, 'message type', 또는 PCO 필드를 확인하여 MTC 데이터를 추출한다(S5-7). 이때, 단말(10)은 'MTC Group Id list'를 확인하여, 자신에 해당하는 것인지 또는 특정 단말 그룹에 해당 MTC 데이터 인지를 확인하고 추출한다.
단말(10)은 추출한 MTC 데이터에 따라 사전 구성 정보(pre-configuration info) 등을 갱신한다(S5-8). 즉, 단말(10)은 MTC 데이터에 기초하여, 예를 들어 MTC 서버로부터 지시 사항, 또는 통지(notification)을 반영하기 위해 필요에 따라 사전 구성 정보를 갱신(update) 할 수 있다. 예를 들어, 향후 단말(10)의 동작(action)에 상기 갱신된 구성(configuration) 정보에 기반하여 동작하게 된다(예를 들어, 보고(reporting) 주기가 변경되었다면, 변경된 주기마다 보고를 하게 된다).
단말(10)은, MTC 데이터를 받았다는 ACK/NACK을 기지국(20)을 경유하여 MME(30)로 보낸다. 이때, 단말(10)은 ACK/NACK을 별도의 메시지 혹은 별도의 절차(procedure) 과정 중 다른 제어 신호 메시지(control signalling message)에 포함하여 혹은 UE triggered request procedure를 이용하여 MME(30)로 보낼 수 있다. UE triggered request procedure를 이용하는 경우 ACK/NACK만 캡슐화하여 보낸 후, 해당 절차를 중단한다.
이하, 도 6을 참조하여 본 발명의 실시 예들을 상세히 설명한다.
도 6는 본 발명의 일 실시 예로서, 위치 등록 요청 절차(TAU procedure)에서 네트워크 엔티티가 위치등록 허용 메시지(TAU accept message)를 이용하여 MTC 데이터를 단말에 전송하는 신호 흐름도이다.
MME(30)는 MTC 서버(미도시) 혹은 제 3의 네트워크 노드(예를 들어, SMS 서버)로부터 다운링크 데이터(ownlink small data)를 수신한다(S6-1). 이때, 상기 S6-1의 다운링크 데이터에 캡슐화된 MTC 데이터를 포함하고 있을 수 있다. 상기 메시지에 MTC 데이터를 캡슐화시키는 방법은 상기 표 1 내지 표 2를 참조하여 설명한 바와 같다.
MME(30)는 MTC 데이터의 확인, MTC 데이터를 전송할 제어 메시지를 선택하고, 그 선택한 제어 메시지에 MTC 데이터를 캡슐화시키고, 또한 MTC 메시지를 전송할 단말 또는 특정그룹의 단말들을 선택한다(S6-2). 한편, MME(30)는 상기 S6-1 단계에서 수신한 다운링크 데이터에 MTC 데이터가 캡슐화되어 있다면, 이를 추출하는 동작을 수행한다.
상기 S6-2 과정은 도 5의 S5-4의 동작과 같다. 다면, S6-2는 MTC 데이터를 전달하기 위해 MME(30)가 선택하는 제어 메시지(control message)가 위치 등록 절차(예를 들어, TAU procedure)일 뿐이다. 따라서, 도 6의 S6-2의 상세한 동작은 도 5의 S5-4의 설명을 원용하기로 하고, 이하, S6-2에서 MME(30)의 동작을 간략히 설명한다: 위치 등록 절차(예를 들어, TAU 절차)가 진행 중인 경우, MME(30)는 TAU 절차를 제어 메시지로 선택하고, 또한 MTC 데이터를 전송할 단말 또는 특정 그룹의 단말들을 선택한다. 이때, MME(30)는 사업자 정책(Operator policy), 사용자 선호도(user preference), 가입자 정보(user subscription), 해당 MTC 서비스/어플리케이션의 특성, 단말의 능력, 단말의 상태, 기타 무선 조건 등을 고려하여, MTC 데이터를 전송할 대상 단말 및/또는 단말 그룹을 결정할 수 있다.
제어 절차(예를 들어, TAU/RAU, service request procedure, 핸드오버 등) (다만, 도 6은 TAU 절차의 경우)절차가 수행되고, TAU 절차에 대한 허용 또는 거절(TAU accept/reject)을 네트워크가 단말에 전송한다면(S6-3), MME(30)는 MTC 데이터를, 예를 들어 TAU accept 메시지에 캡슐화시켜 단말(10)에 전송한다(S6-4). 이때, MTC 데이터를 페이징 메시지에 캡슐화시키는 방법은 표 3 및 표 4를 참조하여 설명한 것이 적용될 수 있다.
상기 TAU accept 메시지를 수신한 단말(10)은 인디케이터(예를 들어, 도 5에서 설명한 'message type' 인디케이터), 또는 PCO 필드를 확인하여 MTC 데이터를 추출한다(S6-5). 단말(10)은 추출한 MTC 데이터에 따라 사전 구성 정보(pre-configuration info) 등을 갱신한다(S6-6). 즉, 단말(10)은 MTC 데이터에 기초하여, 예를 들어 MTC 서버로부터 지시 사항, 또는 통지(notification)을 반영하기 위해 필요에 따라 사전 구성 정보를 갱신(update) 할 수 있다.
단말(10)은, MTC 데이터를 받았다는 ACK/NACK을 기지국(20)을 경유하여 MME(30)로 보낸다. 이때, 단말(10)은 ACK/NACK을 별도의 메시지 혹은 별도의 procedure 과정 중 다른 control signalling message에 포함하여 혹은 UE triggered request procedure를 이용하여 MME로 보낼 수 있다. UE triggered request procedure 를 이용하는 경우 ACK/NACK만 캡슐화하여 보낸 후, 해당 절차를 중단한다.
이상, 상술한 본 발명은 E-UTRAN/EPS를 기준으로 실시 예를 설명하였으나, 기존3GPP 시스템(legacy 3GPP system)의 같은 목적의 해당 절차에도 적용시킬 수 있다.
한편, 여기까지 설명된 본 발명에 따른 방법은 소프트웨어, 하드웨어, 또는 이들의 조합으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 본 발명에 따른 방법은 저장 매체(예를 들어, 이동 단말기 내부 메모리, 플래쉬 메모리, 하드 디스크, 기타 등등)에 저장될 수 있고, 프로세서(예를 들어, 이동 단말기 내부 마이크로 프로세서)에 의해서 실행될 수 있는 소프트웨어 프로그램 내에 코드들 또는 명령어들로 구현될 수 있다.
이상, 본 발명은 도면에 도시된 실시 예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

Claims (20)

  1. (A) MTC(machine type communication) 서버 또는 외부 네트워크 노드로부터 다운링크 데이터를 네트워크 엔티티가 수신하는 단계와;
    (B) 상기 네트워크 엔티티가 상기 다운링크 데이터에 MTC 데이터가 포함되어 있는지 확인하고, 상기 MTC 데이터를 전송할 특정 단말 또는 특정 그룹의 단말들을 결정하는 단계와;
    (C) 상기 네트워크 엔티티가 상기 MTC 데이터를 특정 그룹에 속하는 단말들에게 전송하는 것으로 결정한 경우, 상기 MTC 데이터를 페이징 메시지에 캡슐화하는 단계와;
    (D) 상기 네트워크 엔티티가 상기 MTC 데이터가 캡슐화된 페이징 메시지를상기 특정 그룹에 속하는 단말들에게 브로드캐스팅하도록, 상기 특정 그룹에 속하는 단말들의 각 기지국에 전송하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동통신시스템에서의 다운링크로 MTC 데이터를 전송하는 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 (A) 단계에서
    상기 MTC 데이터는 다운링크 통지 메시지에 포함되어 전달받는 것을 특징으로 하는 이동통신시스템에서의 다운링크로 MTC 데이터를 전송하는 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 (A) 단계는
    상기 네트워크 엔티티가 상기 MTC 데이터가 캡슐화된 다운링크 데이터 통지 메시지를 서빙 게이트웨이(S-GW)로부터 수신하는 단계와;
    상기 네트워크 엔티티가 다운링크 데이터 통지 ACK 메시지를 상기 서빙 게이트웨이(S-GW)에 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동통신시스템에서의 다운링크로 MTC 데이터를 전송하는 방법.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 (A) 단계는
    상기 네트워크 엔티티가 다운링크 데이터 통지 ACK 메시지를 통해 상기 MTC 데이터가 캡슐화된 다운링크 데이터 통지 메시지를 전송할 것을 상기 서빙 게이트웨이(S-GW)에 요청하는 단계와;
    상기 네트워크 엔티티가 상기 MTC 데이터가 캡슐화된 다운링크 데이터 통지 메시지를 상기 서빙 게이트웨이(S-GW)로부터 수신하는 단계와;
    상기 네트워크 엔티티가 다운링크 데이터 통지 ACK 메시지를 상기 서빙 게이트웨이(S-GW)에 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동통신시스템에서의 다운링크로 MTC 데이터를 전송하는 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 네트워크 엔티티가 상기 MTC 데이터를 수신하였다는 확인 메시지(ACK/NACK)를 단말로부터 수신하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이동통신시스템에서의 다운링크로 MTC 데이터를 전송하는 방법.
  6. 제1항에 있어서, 상기 (B) 단계에서
    상기 네트워크 엔티티가 상기 MTC 데이터를 캡슐화하여 전송할 제어 메시지로서, 페이징 메시지를 선택하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이동통신시스템에서의 다운링크로 MTC 데이터를 전송하는 방법.
  7. 제1항에 있어서, 상기 (C) 단계에서 상기 페이징 메시지는
    상기 MTC 데이터가 캡슐화되어 있음을 가리키는 인디케이터 필드와;
    상기 MTC 데이터를 전송할 대상이 상기 특정 그룹에 속하는 단말들인 경우, 상기 특정 그룹을 가리키는 필드와;
    상기 MTC 데이터의 컨텐츠를 포함하는 필드; 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동통신시스템에서의 다운링크로 MTC 데이터를 전송하는 방법.
  8. 제7항에 있어서, 상기 인디케이터 필드는 'casue'이고,
    상기 특정 그룹을 가리키는 필드는 'MTC Group Id list'이고,
    상기 MTC 데이터의 컨텐츠 필드는 'protocol configuration options'인 것을 특징으로 하는 이동통신시스템에서의 다운링크로 MTC 데이터를 전송하는 방법.
  9. 제1항에 있어서, 상기 (C) 단계에서 상기 페이징 메시지는
    상기 MTC 데이터가 존재하고 있음을 함축적으로 가리키는 상기 MTC 데이터의 컨텐츠 필드 만을 포함하는 것을 특징으로 하는 이동통신시스템에서의 다운링크로 MTC 데이터를 전송하는 방법.
  10. 제3항 또는 제4항에 있어서, 상기 다운링크 통지 메시지는
    상기 MTC 데이터가 캡슐화되어 있음을 가리키는 인디케이터 필드와;
    상기 MTC 데이터의 컨텐츠를 포함하는 필드; 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동통신시스템에서의 다운링크로 MTC 데이터를 전송하는 방법.
  11. 제10항에 있어서, 상기 인디케이터 필드는 'casue'이고,
    상기 MTC 데이터의 컨텐츠 필드는 'protocol configuration options'인 것을 특징으로 하는 이동통신시스템에서의 다운링크로 MTC 데이터를 전송하는 방법.
  12. 제1항에 있어서, 상기 네트워크 노드는
    MME(Mobility Management Entity) 또는 SGSN(Serving GPRS Supporting Node) 인 것을 특징으로 하는 이동통신시스템에서의 다운링크로 MTC 데이터를 전송하는 방법.
  13. (a) MTC(machine type communication) 서버 또는 외부 네트워크 노드로부터 다운링크 데이터를 네트워크 엔티티가 수신하는 단계와;
    (b) 상기 네트워크 엔티티가 상기 다운링크 데이터에 MTC 데이터가 포함되어 있는지 확인하고, 상기 MTC 데이터를 전송할 특정 단말을 결정하는 단계와;
    (c) 상기 네트워크 엔티티가 상기 MTC 데이터를 전송할 제어 메시지를 선택하고, 상기 선택한 제어 메시지에 상기 MTC 데이터를 캡슐화하는 단계와;
    (d) 상기 네트워크 엔티티가 상기 MTC 데이터가 캡슐화된 제어 메시지를 상기 특정 단말에게 전송하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동통신시스템에서의 다운링크로 MTC 데이터를 전송하는 방법.
  14. 제13항에 있어서, 상기 제어 메시지는
    페이징 메시지, TAU 허용 메시지 혹은 TAU 거절 메시지, RAU 허용 메시지혹은 RAU 거절 메시지, 또는 서비스 요청 허용 메시지 혹은 서비스 요청 거절 메시지 중 하나인 것을 특징으로 하는 이동통신시스템에서의 다운링크로 MTC 데이터를 전송하는 방법.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 네트워크 엔티티가 상기 MTC 데이터를 수신하였다는 확인 메시지(ACK/NACK)를 단말로부터 수신하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이동통신시스템에서의 다운링크로 MTC 데이터를 전송하는 방법.
  16. 제13항에 있어서, 상기 네트워크 노드는
    MME(mobility management entity) 또는 SGSN(Serving GPRS Supporting Node) 인 것을 특징으로 하는 이동통신시스템에서의 다운링크로 MTC 데이터를 전송하는 방법.
  17. 제13항에 있어서, 상기 (C) 단계에서 상기 제어 메시지는
    상기 MTC 데이터가 캡슐화되어 있음을 가리키는 인디케이터 필드와;
    상기 MTC 데이터의 컨텐츠를 포함하는 필드; 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동통신시스템에서의 다운링크로 MTC 데이터를 전송하는 방법.
  18. 제1항에 있어서, 상기 (C) 단계에서 상기 제어 메시지는
    상기 MTC 데이터가 존재하고 있음을 함축적으로 가리키는 상기 MTC 데이터의 컨텐츠 필드 만을 포함하는 것을 특징으로 하는 이동통신시스템에서의 다운링크로 MTC 데이터를 전송하는 방법.
  19. 단말이 MTC 데이터가 캡슐화된 제어 메시지를 네트워크 노드로부터 수신받는 단계와;
    상기 단말이 상기 수신한 제어 메시지에 상기 MTC 데이터가 캡슐화되어 있는지 확인하여 상기 MTC 데이터를 추출하는 단계와;
    상기 단말이 상기 추출한 MTC 데이터에 따라 구성 정보(configuration information)를 갱신하는 단계와;
    상기 단말이 상기 네트워크 노드에 ACK 또는 NACK 메시지를 보내는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 이동통신시스템에서의 다운링크로 MTC 데이터를 전송하는 방법.
  20. 제19항에 있어서, 상기 MTC 데이터를 추출하는 단계는
    상기 단말은 상기 제어 메시지에 포함된 'MTC Group Id list' 파라미터를 확인하여, 상기 단말이 상기 MTC 데이터를 수신할 대상자인지 또는 상기 MTC 데이터를 수신할 대상의 특정 단말 그룹에 해당되는지 확인하는 단계와;
    상기 MTC 데이터를 수신할 대상자인지 또는 상기 MTC 데이터를 수신할 대상의 특정 단말 그룹에 해당되는지 되는 경우에, 상기 단말이 상기 MTC 데이터를 추출하는 단계를 포함하는 특징으로 이동통신시스템에서의 다운링크로 MTC 데이터를 전송하는 방법.
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