KR20120028706A - Ｌｔｅ 시스템에서 통신 단말의 고유 식별번호를 획득하는 방법 및 이를 위한 무선망 접속 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 LTE 이동통신시스템에서 무선망 접속 노드인 eNodeB에서 통신 단말의 고유 식별번호를 획득하는 방법 및 이를 위한 무선망 접속 장치에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 LTE(Long Term Evolution) 시스템의 무선망 접속 노드에서 통신 단말의 고유 식별번호를 획득하는 방법은, M-TMSI(MME-Temporary Mobile Subscriber Identity)의 일부 비트에 통신 단말 고유 식별번호의 제 1 부분 비트가 할당되어 포함된 RRC 연결 요청 메시지를 상기 통신 단말로부터 수신하는 제 1 연결 단계; 상기 수신된 RRC 연결 요청 메시지에 포함된 상기 M-TMSI에서 통신 단말 고유 식별번호의 제 1 부분 비트를 추출하는 제 1 추출 단계; MME 단말 고유 구분자의 일부 비트에 통신 단말 고유 식별번호의 제 2 부분 비트가 할당되어 포함된 초기 컨텍스트 셋업 요청 메시지를 이동성 관리 유닛으로부터 수신하는 제 2 연결 단계; 상기 수신된 초기 컨텍스트 셋업 요청 메시지에 포함된 상기 MME 단말 고유 구분자에서 통신 단말 고유 식별번호의 제 2 부분 비트를 추출하는 제 2 추출 단계; 및 상기 제 1 추출 단계에서 추출된 통신 단말 고유 식별번호의 제 1 부분 비트와 상기 제 2 추출 단계에서 추출된 통신 단말 고유 식별번호의 제 2 부분 비트를 조합하여 최종 고유 식별번호를 구성하는 구성 단계;를 포함한다.

Description

ＬＴＥ 시스템에서 통신 단말의 고유 식별번호를 획득하는 방법 및 이를 위한 무선망 접속 장치{METHOD FOR OBTAINING UNIQUE NUMBER OF USER EQUIPMENT IN LTE SYSTEM AND WIRELESS ACCESS DEVICE THEREFOR}
본 발명은, LTE(Long Term Evolution) 시스템에 관한 것으로, 보다 구체적으로 LTE 시스템의 무선망 접속 노드인 eNodeB에 관한 것이다.
현재 3GPP(3rd Generation Partnership Project)에서는 차세대 이동통신 시스템으로 LTE(Long Term Evolution) 시스템에 대한 논의가 진행 중이다. LTE 이동통신시스템은 패킷 데이터 전송에 기반을 둔 다양한 서비스 지원을 목표로 하는 기술로서 최대 20MHz 대역폭 기준 하향링크 최대 전송속도 100Mbps, 상향링크 50Mbps의 전송속도를 지원한다. 그리고 데이터 전송 효율 향상, 효율적인 주파수 자원 이용, 이동성, 낮은 latency, 패킷 데이터 전송에 최적화된 기술과 서비스 품질 보장 등을 제공한다.
이러한 LTE 이동통신시스템에서 eNodeB는 기존의 기지국과 기지국제어기의 역할을 동시에 담당하고 있다. 기존 이동통신시스템에서는 기지국 제어기가 단말의 고유 식별번호인 IMSI 번호를 교환기로부터 획득하여 관리를 하고, 따라서 시스템에서 발생하는 문제점 혹은 서비스를 위한 메시지를 생성시 상기 단말의 고유 식별번호인 IMSI 번호를 기준으로 저장 혹은 메시지를 관리한다. 그러나 LTE 이동통신시스템에서 무선망인 eNodeB에는 단말의 고유 식별번호인 IMSI 번호를 관리하는 기능을 부가하지 않음으로써, eNodeB에서 발생되는 문제점 혹은 서비스를 위한 메시지 생성시 IMSI 번호를 사용할 수 없다.
무선망에서 단말의 고유번호인 IMSI 번호가 필요한 이유는, 주로 호 처리 발생시 문제점을 저장 및 관리하고, 부가 서비스를 구분하기 위함이다.
구체적으로, 무선망은 단말과 전파를 매개체로 통신을 수행하는 주요 접속 장비이다. 무선망과 단말은 가입자의 상태(Power On/Off), 가입자 인증, 위치 관리, 무선 음성/데이터 서비스 제공 등과 같은 여러 가지 일을 처리하기 위해 많은 시그널링을 처리하며, 또한 상위 시스템(교환망, 데이터망)과 연동하여 서비스를 제공할 수 있도록 한다. 따라서, 무선망은 이러한 일련의 호 처리 과정 중에서 문제점이 발생할 경우 자체에 로그 메시지(Call Fault 메시지)를 저장하고, 이러한 로그 메시지를 활용하여 각 문제점들이 각 개별 단말 혹은 단말 종류에 의한 특성 문제인지 혹은 시스템의 문제인지 파악할 필요가 있고, 이를 위해 단말에 대한 유일한 확인자가 있어야만 한다. 이를 기존 시스템에서는 단말 고유 식별번호인 IMSI 번호를 사용한다. 그러나, LTE 시스템에서는 eNodeB에 관리할 수 있는 가입자 번호 체계는 S-TMSI 밖에 없어, 위와 같은 문제점 관리를 단말별로 수행할 수 없는 문제점이 있다. S-TMSI는 페이징 존 혹은 특정 영역마다 관리되는 것으로서 단말을 상시적으로 구분할 수 없다.
또한, LTE 이동통신시스템에서 가입자의 부가 서비스를 수행하기 위해 MME/S-GW 등의 상위 시스템뿐만 아니라 별도로 무선망 자체적으로도 부가 서비스를 수행하기 위한 기본 정보를 제공할 수 있는 방법들이 도출이 되고 있는데, 이러한 방법에서도 단말의 가장 기본적인 구분자로서 IMSI 번호를 가져야 단말별로 위치의 일련적인 파악이 가능하게 된다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, LTE 이동통신시스템에서 무선망 접속 노드인 eNodeB에서 통신 단말의 고유 식별번호를 획득하는 방법 및 이를 위한 무선망 접속 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의해 보다 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 발명의 일 측면에 따른 LTE(Long Term Evolution) 시스템의 무선망 접속 노드에서 통신 단말의 고유 식별번호를 획득하는 방법은, M-TMSI(MME-Temporary Mobile Subscriber Identity)의 일부 비트에 통신 단말 고유 식별번호의 제 1 부분 비트가 할당되어 포함된 RRC 연결 요청 메시지를 상기 통신 단말로부터 수신하는 제 1 연결 단계; 상기 수신된 RRC 연결 요청 메시지에 포함된 상기 M-TMSI에서 통신 단말 고유 식별번호의 제 1 부분 비트를 추출하는 제 1 추출 단계; MME 단말 고유 구분자의 일부 비트에 통신 단말 고유 식별번호의 제 2 부분 비트가 할당되어 포함된 초기 컨텍스트 셋업 요청 메시지를 이동성 관리 유닛으로부터 수신하는 제 2 연결 단계; 상기 수신된 초기 컨텍스트 셋업 요청 메시지에 포함된 상기 MME 단말 고유 구분자에서 통신 단말 고유 식별번호의 제 2 부분 비트를 추출하는 제 2 추출 단계; 및 상기 제 1 추출 단계에서 추출된 통신 단말 고유 식별번호의 제 1 부분 비트와 상기 제 2 추출 단계에서 추출된 통신 단말 고유 식별번호의 제 2 부분 비트를 조합하여 최종 고유 식별번호를 구성하는 구성 단계;를 포함한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 측면에 따른, LTE(Long Term Evolution) 시스템의 무선망 접속 노드에서 통신 단말의 고유 식별번호를 획득하는 방법은, 상기 통신 단말이 다른 무선망 접속 노드로부터 핸드오버시, MME 단말 고유 구분자의 일부 비트에 통신 단말 고유 식별번호의 제 1 부분 비트가 할당되어 포함된 핸드오버 요청 메시지를 상기 다른 무선망 접속 노드로부터 수신하는 핸드오버 단계; M-TMSI(MME-Temporary Mobile Subscriber Identity)의 일부 비트에 통신 단말 고유 식별번호의 제 2 부분 비트가 할당되어 포함된 RRC 연결 요청 메시지를 상기 핸드오버한 통신 단말로부터 수신하는 연결 단계; 및 상기 핸드오버 단계에서 수신된 핸드오버 요청 메시지에 포함된 통신 단말 고유 식별번호의 제 1 부분 비트와, 상기 연결 단계에서 수신된 RRC 연결 요청 메시지에 포함된 통신 단말 고유 식별번호의 제 2 부분 비트를 조합하여 최종 고유 식별번호를 구성하는 구성 단계;를 포함한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 측면에 따른 LTE 시스템의 무선망 접속 장치는, 통신 단말 및 이동성 관리 유닛과 통신하여 호 처리를 수행하는 호 처리부; 상기 호 처리부에서 상기 통신 단말로부터 RRC 연결 요청 메시지를 수신하면, 그 RRC 연결 요청 메시지에 포함된 M-TMSI에서 통신 단말 고유 식별번호의 제 1 부분 비트를 추출하는 제 1 추출부; 상기 호 처리부에서 상기 이동성 관리 유닛으로부터 초기 컨텍스트 셋업 요청 메시지를 수신하면, 그 초기 컨텍스트 셋업 요청 메시지에 포함된 MME 단말 고유 구분자에서 통신 단말 고유 식별번호의 제 2 부분 비트를 추출하는 제 2 추출부; 및 상기 제 1 추출부에서 추출된 통신 단말 고유 식별번호의 제 1 부분 비트와 상기 제 2 추출부에서 추출된 통신 단말 고유 식별번호의 제 2 부분 비트를 조합하여 최종 고유 식별번호를 구성하는 조합부;를 포함한다.
본 발명은, LTE 시스템의 기본 통신 규격을 준수하면서 통신 단말의 고유 식별번호를 무선망 접속 장치인 eNodeB에서 획득할 수 있도록 함으로써, 무선망에서 발생하는 서비스 장애 등에 대한 원인 파악을 손쉽게 할 수 있도록 한다. 아울러, 무선망 접속 장치인 eNodeB에서 통신 단말의 고유 식별번호를 확보하여 관리할 수 있으므로 부가 서비스를 수행할 수 있다.
도 1은 통신 단말의 고유 식별번호인 IMSI의 구조를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 MSIN을 비트로 구분한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 LTE 이동통신시스템의 기본 구성을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 LTE 시스템의 eNodeB에서 통신 단말의 고유 식별번호를 획득하는 방법을 설명하는 신호 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 LTE 시스템의 eNodeB에서 통신 단말의 고유 식별번호를 획득하는 방법을 설명하는 신호 흐름도이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 LTE 시스템의 eNodeB에서 통신 단말의 고유 식별번호를 획득하는 방법을 설명하는 신호 흐름도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 eNodeB의 구성을 나타낸 도면이다.
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 바람직한 일 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
본 발명은 LTE 이동통신시스템의 eNodeB가 통신 단말과 호 처리시 그 eNodeB에서도 통신 단말의 고유 식별번호를 확보할 수 있도록 하는 것이다. 이하 실시예에 있어서 통신 단말의 고유 식별번호로서 IMSI를 예로 들어 설명한다. 그러나 반드시 IMSI에 한정되는 것은 아니며 페이진 존이나 특정 영역에 상관없이 통신 단말을 일관되게 식별할 수 있는 식별번호는 모두 적용될 수 있다.
도 1은 통신 단말의 고유 식별번호인 IMSI의 구조를 나타낸 도면으로, 도 1에 도시된 바와 같이, 고유 식별번호인 IMSI는 MCC(Mobile Country Code), MNC(Mobile Network Code), MSIN(Mobile Station Identification Number)로 구성되고, 상기 MNC와 MSIN의 조합을 NMSI(National Mobile Station Identity)라고 한다. 상기 MCC는 국가 코드이고 상기 MNC는 사업자 코드이므로, 최소한 eNodeB는 상기 MSIN을 획득하게 되면 통신 단말을 고유하게 개별적으로 구분할 수 있다. 한 통신 사업자에서 MSIN은 유일한 번호이기 때문이다. 따라서 이하의 실시예에서 LTE 이동통신시스템의 eNodeB는 상기 MSIN을 통신 단말의 고유 식별번호로서 확보한다.
상기 MSIN은 10 디지트(digit)로 구성된다. 따라서 그 10 디지트를 34 비트로 구분할 수 있다. 도 2는 MSIN을 비트로 구분한 예로서, 도 2에 도시된 바와 같이, 첫 3 디지트는 10 비트로 표현되고, 두 번째 3 디지트는 10 비트로 표현되며, 중간의 1 디지트는 4 비트로 표현되고, 마지막 3 디지트는 10 비트로 표현할 수 있다. 본 실시예에 있어서, LTE 이동통신시스템의 eNodeB에서는 MSIN을 확보하기 위해 통신 단말에 할당되는 GUTI(Globally Unique Temporary Identity)의 M-TMSI(MME-Temporary Mobile Subscriber Identity)의 일부 구간과, MME(Mobility Management Entity)가 eNodeB와 호 처리시 사용하는 MME 단말 고유 구분자, 예컨대 MME UE S1AP ID를 사용한다. MME UE S1AP ID는 1 개의 MME 내에서 통신 단말의 고유 구분자를 정의하는 것으로, MME 내에서 통신 단말은 그 고유 구분자가 지속적으로 유지되고 MME 간을 통신 단말이 이동할 때는 신규 MME UE S1AP ID가 할당된다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 LTE 이동통신시스템의 기본 구성을 나타낸 도면이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 LTE 이동통신시스템은 통신 단말(UE)(110), 무선망의 접속 장비인 eNodeB(120), 통신 단말(110)의 이동성을 관리하는 MME(130)를 포함하여 구성된다.
통신 단말(110)은 2GHz 대역 주파수에서 무선 접속 규격에 따라 무선 채널 송수신 기능과 MAC 처리 기능 등으로 eNodeB(120)에 접속하여 데이터를 송수신한다. 통신 단말(110)과 eNodeB(120)은 Uu 인터페이스에 따라 통신한다.
eNodeB(120)는 무선망 접속 노드로서, 통신 단말(110)의 초기 접속 및 섹터 간 핸드오버 기능, QoS 제어 기능을 수행하고, 복수 개의 통신 단말(110)로부터 무선 신호를 수신하여 MME(130)로 전달하거나 반대로 MME(130)로부터 수신되는 각종 정보들을 무선 신호로 변환하여 통신 단말(110)에게 전달한다. eNodeB(120)와 MME(130)는 S1 인터페이스에 따라 통신하고, eNodeB(120) 간에는 X2 인터페이스에 따라 통신한다.
MME(Mobility Management Entity)(130)는 이동성 관리 유닛으로서, 통신 단말(110)이 접속할 때 통신 단말(110)의 인증 및 등록을 수행하고, 통신 단말(110)로부터 서비스 요청을 처리하며, 통신 단말(110)이 eNodeB(120) 간을 이동할 때 이동성을 보장하는 이동 관리 장비이다. MME(130)는 통신 단말(110)의 Attach 시 혹은 Tracking Area Update 처리시에 GUTI를 통신 단말(110)에 할당한다. GUTI는 다음 [표1]과 같다.
Figure pat00001
통신 단말(110)은 무선망에서 착/발신시에 MME(130)에서 할당되어 수신된 GUTI에서 S-TMSI(MME Code + M-TMSI)를 사용하게 된다. 이때, M-TMSI는 하나의 트래킹 영역(Tracking Area) 내에서 단일한 사용자의 구분을 위해 사용되는 임시 식별번호로서 상기 [표1]과 같이 32 비트로 구성되어 있다. 그런데, 현재 규격상 M-TMSI의 32 비트 중 일부 비트에 대해서는 기존 통신시스템의 P-TMSI와의 연동이 정의되어 있으나, 나머지 비트에 대해서는 현재 사용 방법에 대한 정의가 이루어져 있지 않은 상태이다. 따라서 본 발명에 있어서 그 정의되어 있지 않은 비트를 수용하여 통신 단말(110)의 고유 식별번호를 확보하기 위해 사용한다.
M-TMSI의 비트 구조는 다음 [표2]의 예와 같고, M-TMSI의 비트 중 P-TMSI(Packet Temporary Mobile Subscriber Identity)와의 연동을 위한 부분을 제외한 나머지 8 비트를 MSIN의 상위 8 비트를 할당하는데 사용한다. 통신 단말(110)은 무선망에서 착/발신시에 상술한 바와 같이 M-TMSI의 비트 중 P-TMSI와의 연동을 위한 부분을 제외한 나머지 8 비트에 MSIN의 상위 8 비트를 할당한다.
Figure pat00002
구체적으로, 통신 단말(110)은 호 셋업 초기에 RRC Request 메시지를 eNodeB(120)로 전송할 때, S-TMSI(MME Code + M-TMSI)를 상기 RRC Request 메시지에 실어 전송하는데, 이때 통신 단말(110)은 M-TMSI의 비트 중 P-TMSI와의 연동을 위한 부분을 제외한 나머지 8 비트에 MSIN의 상위 8 비트를 할당한다. eNodeB(120)는 그 수신된 RRC Request 메시지에서 MSIN의 상위 8 비트를 추출하여 확보한다.
한편, eNodeB(120)는 통신 단말(110)과의 RRC 설정 과정이 완료되고 나면, MME(130)로 호 설정을 시도하는데 호 설정시 MME(130)에게 초기 단말 메시지(Initial UE Message)를 전송하고, MME(130)는 이에 대한 응답으로 32 비트로 구성된 MME UE S1AP ID를 포함하는 초기 컨텍스트 셋업 요청 메시지(Initial Context Setup Request) 메시지를 eNodeB(120)에게 전송하게 된다.
MME UE S1AP ID는 MME(130) 내에서 통신 단말(110)을 구분하기 위한 구분자로 활용이 되며 32 비트로 구성되어 있다. 따라서 이 32 비트를 분할하여, M-TMSI에 전송을 하지 못한 MSIN의 나머지 비트를 채우고 남은 비트를 활용하여 자체적인 통신 단말(110) 구분에 활용한다. 이에 따른 MME UE S1AP ID의 구성은 다음 [표3]과 같다. [표3]과 같이 MME UE S1AP ID의 하위 30 비트에 M-TMSI에 전송을 하지 못한 통신 단말(110)의 MSIN의 나머지 비트를 채운다. 그리고 나머지 2 비트는 MME(130)가 자체적으로 통신 단말(110)을 구분하기 위한 구분자로, 즉 UE Unique ID로 사용한다.
MME UE S1AP ID
31 30 29 ... 5 ... 1 0
UE Unique ID MSIN의 하위 30 비트
따라서, eNodeB(120)는 MME(130)로부터 수신된 초기 컨텍스트 셋업 요청 메시지(Initial Context Setup Request) 메시지에 포함된 MME UE S1AP ID에서 MSIN의 일부 비트를 추출하여 확보할 수 있다. eNodeB(120)는 MME UE S1AP ID에서 추출한 MSIN의 일부 비트와 RRC 설정 과정에서 RRC Request 메시지에서 추출한 MSIN의 일부 비트를 조합하여 최종적으로 통신 단말(110)의 MSIN을 구성한다.
또한, eNodeB(120)는 통신 단말(110)이 다른 eNodeB(120)로 핸드오버할 때 그 다른 eNodeB(120), 즉 타겟 eNodeB(120)로 핸드오버 요청(Handover Request) 메시지를 전송하는데, 이때 핸드오버 요청 메시지에 MME UE S1AP ID를 포함하고 그 MME UE S1AP ID에는 MME(130)가 MSIN의 일부 비트를 삽입하였던 것과 마찬가지로 MSIN의 일부 비트를 삽입하여 전송한다. 타겟 eNodeB(120)는 핸드오버 요청 메시지에 포함된 MME UE S1AP ID에서 MSIN의 일부 비트를 추출하여 확보하고, 이후 통신 단말(110)이 RRC 설정 과정을 진행하면 MSIN의 나머지 비트를 추출하여 확보하여 최종적으로 MSIN을 구성한다.
MME UE S1AP ID는 MME(130) 내에서 통신 단말(110)을 구분하기 위한 구분자로 활용하기 위한 것인데, 위와 같이 그 중 30 비트를 통신 단말(110)의 MSIN의 일부 비트를 할당하고 UE Unique ID로서 2 비트만 사용할 경우, UE Unique ID의 경우의 수는 4가 되어 통신 단말(110)의 구분이 어려워보일 수 있으나, MSIN의 하위 30 비트와 UE Unique ID 2 비트를 혼용하면 충분한 구분자를 확보할 수 있다. 즉, MME(130)는 MSIN의 하위 30 비트가 동일한 복수의 통신 단말(110)이 있는 경우, 그 복수의 통신 단말(110) 각각의 UE Unique ID를 서로 다르게 하면 구분이 가능하다.
한편, 상술한 실시예에서 MME 단말 고유 구분자인 UE S1AP ID의 32 비트 중 하위 30 비트를 통신 단말(110)의 MSIN의 일부 비트 할당에 사용하는 것으로 설명하였으나, M-TMSI의 비트 중 8 비트에 MSIN의 상위 8 비트를 할당하였으므로, MME UE S1AP ID의 32 비트 중 하위 26 비트만을 사용해도 무방하다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 LTE 시스템의 eNodeB에서 통신 단말의 고유 식별번호를 획득하는 방법을 설명하는 신호 흐름도이다.
도 4에 도시된 바와 같이, LTE 시스템에서 통신 단말(110)은 전원이 켜지면 네트워크에 최초 접속하기 위해 Attach 요청(request) 메시지를 eNodeB(120)를 통해 MME(130)로 전송한다(S401). 이때, MME(130)는 통신 단말(110)의 고유 식별번호인 IMSI를 갖고 있지 않은 경우 통신 단말(110)에게 IMSI를 요청하여 수신할 수 있다.
Attach 요청 메시지를 받은 MME(130)는 통신 단말(110)의 위치 갱신 절차를 수행한 후, 통신 단말(110)로 Attach 수락(accept) 메시지를 전송한다(S403). 이때, MME(130)는 GUTI를 통신 단말(110)로 할당하게 된다.
이와 같이 Attach 과정이 완료되고 난 후, 통신 서비스를 이용하기 위해 통신 단말(110)은 eNodeB(120)로 RRC 연결 요청(Connection Request) 메시지를 전송한다(S405). 이때, 통신 단말(110)은 Attach 과정에서 MME(130)로부터 할당된 GUTI 중 S-TMSI(MME Code + M-TMSI)를 사용하게 되는데, M-TMSI의 32 비트 중 P-TMSI와의 연동을 위한 부분을 제외한 나머지 8 비트에 MSIN의 상위 8 비트를 할당한다. 따라서, RRC 연결 요청 메시지를 수신한 eNodeB(120)는 상기 RRC 연결 요청 메시지에 포함된 32 비트의 M-TMSI 중 MSIN의 상위 8 비트를 추출하여 획득한다(S407).
한편, RRC 연결 요청 메시지를 수신한 eNodeB(120)는 통신 단말(110)로 RRC 연결 응답(Connection Response) 메시지를 전송하고(S409), 통신 단말(110)은 RRC 연결 응답 메시지에 대한 응답으로서 RRC 연결 완료(Connection Complete) 메시지를 eNodeB(120)로 전송한다(S411). 이와 같은 RRC 연결 설정으로 인해 통신 단말(110)과 eNodeB(120)는 AS 제어 정보, NAS 제어 정보를 전송할 수 있는 라디오 인터페이스 상의 채널을 구성하게 된다. 구체적인 RRC 연결 설정 절차와 포함되는 각 제어 정보들은 3GPP TS 25.331 v670을 참조할 수 있다.
이와 같이 RRC 연결 설정이 완료되면, 통신 단말(110)은 NAS 서비스 요청 메시지(Service Request)를 eNodeB(120)로 전송하고(S413), NAS 서비스 요청 메시지를 수신한 eNodeB(120)는 MME(130)로 초기 단말 메시지(Initial UE message)를 전송한다(S415).
초기 단말 메시지(Initial UE message)를 수신한 MME(130)는 MME UE S1AP ID가 포함된 초기 컨텍스트 셋업 요청(Initial Context Setup Request) 메시지를 eNodeB(120)로 전송한다(S417). MME UE S1AP ID는 MME(130) 내에서 통신 단말(110)을 구분하기 위한 구분자로 활용이 되는 32 비트 정보로서, MME(130)는 상기 32 비트를 분할하여 MME UE S1AP ID의 하위 30 비트에 M-TMSI에 포함되지 않은 통신 단말(110)의 MSIN의 나머지 비트를 채운다.
따라서, 초기 컨텍스트 셋업 요청 메시지를 수신한 eNodeB(120)는 그 초기 컨텍스트 셋업 요청 메시지에 포함된 32 비트의 MME UE S1AP ID에서 통신 단말(110)의 MSIN의 하위 비트를 추출하여 획득할 수 있다(S419). 이와 같이 eNodeB(120)는 MME UE S1AP ID에서 통신 단말(110)의 MSIN의 하위 비트를 획득한 후, 상술한 Attach 과정에서 획득한 MSIN의 상위 비트를 조합하여 최종적으로 통신 단말(110)의 MSIN을 완성한다(S421).
통신 단말(110)의 MSIN을 구성한 후, eNodeB(120)는 무선 베어러 설정을 위해 무선 베이러 셋업(Radio Bearer Setup) 메시지를 통신 단말(110)로 전송하고 이에 대한 응답인 무선 베어러 셋업 완료(Radio Bearer Setup Complete) 메시지를 상기 통신 단말(110)로부터 수신한다(S423, S425). 따라서 데이터 전송을 위한 무선 베어러 설정이 완료된다. 그리고, 무선 베어러 설정이 완료되면, eNodeB(120)는 MME(130)로 초기 컨텍스트 셋업 완료 메시지(Initial Context Setup Complete)를 전송한다(S427).
도 4를 참조하여 설명한 바와 같이, eNodeB(120)는 Attach 과정에서 GUTI를 활용하여 통신 단말(110)의 MSIN의 일부 비트를 획득하고, 아울러 초기 컨텍스트 셋업 과정에서 통신 단말(110)의 MSIN의 나머지 비트를 획득함으로써, 최종적인 통신 단말(110)의 MSIN을 구성할 수 있게 된다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 LTE 시스템의 eNodeB에서 통신 단말의 고유 식별번호를 획득하는 방법을 설명하는 신호 흐름도이다.
도 5를 참조하면, LTE 시스템에서 통신 단말(110)은 트래킹 지역(Tracking Area)이 변경되면 트래킹 지역 업데이트 처리를 수행한다. 즉, 통신 단말(110)은 트래킹 지역이 변경되면 트래킹 지역 업데이트 요청 메시지(Tracking Area Update Request)를 eNodeB(120)를 통해 MME(130)로 전송한다(S501). 이때, 트래킹 지역 업데이트 요청 메시지(Tracking Area Update Request)에는 기존 GUTI가 포함된다.
트래킹 지역 업데이트 요청 메시지를 수신한 MME(130)는 통신 단말(110)의 트래킹 지역 정보를 갱신하는 위치 등록을 수행한 후 새로운 GUIT를 포함하는 트래킹 지역 업데이트 수락 메시지(Tracking Area Update Acccept)를 통신 단말(110)로 전송한다(S503).
이와 같이 트래킹 지역 업데이트 과정이 완료되고 난 후, 통신 서비스를 이용하기 위해 통신 단말(110)은 eNodeB(120)로 RRC 연결 요청(Connection Request) 메시지를 전송한다(S505). 이때, 통신 단말(110)은 트래킹 지역 업데이트 과정에서 MME(130)로부터 새롭게 할당된 GUTI에서 S-TMSI(MME Code + M-TMSI)를 사용하게 되는데, M-TMSI의 32 비트 중 P-TMSI와의 연동을 위한 부분을 제외한 나머지 8 비트에 MSIN의 상위 8 비트를 할당한다. 따라서, RRC 연결 요청 메시지를 수신한 eNodeB(120)는 상기 RRC 연결 요청 메시지에 포함된 32 비트의 M-TMSI 중 MSIN의 상위 8 비트를 추출하여 획득한다(S507).
한편, RRC 연결 요청 메시지를 수신한 eNodeB(120)는 통신 단말(110)로 RRC 연결 응답(Connection Response) 메시지를 전송하고(S509), 통신 단말(110)은 RRC 연결 응답 메시지에 대한 응답으로서 RRC 연결 완료(Connection Complete) 메시지를 eNodeB(120)로 전송한다(S511). 이와 같은 RRC 연결 설정으로 인해 통신 단말(110)과 eNodeB(120)는 AS 제어 정보, NAS 제어 정보를 전송할 수 있는 라디오 인터페이스 상의 채널을 구성하게 된다. 구체적인 RRC 연결 설정 절차와 포함되는 각 제어 정보들은 3GPP TS 25.331 v670을 참조할 수 있다.
이와 같이 RRC 연결 설정이 완료되면, 통신 단말(110)은 NAS 서비스 요청 메시지(Service Request)를 eNodeB(120)로 전송하고(S513), NAS 서비스 요청 메시지를 수신한 eNodeB(120)는 MME(130)로 초기 단말 메시지(Initial UE message)를 전송한다(S515).
초기 단말 메시지(Initial UE message)를 수신한 MME(130)는 MME UE S1AP ID가 포함된 초기 컨텍스트 셋업 요청(Initial Context Setup Request) 메시지를 eNodeB(120)로 전송한다(S517). MME UE S1AP ID는 MME(130) 내에서 통신 단말(110)을 구분하기 위한 구분자로 활용이 되는 32 비트 정보로서, MME(130)는 상기 32 비트를 분할하여 MME UE S1AP ID의 하위 30 비트에 M-TMSI에 포함되지 않은 통신 단말(110)의 MSIN의 나머지 비트를 채운다.
따라서, 초기 컨텍스트 셋업 요청 메시지를 수신한 eNodeB(120)는 그 초기 컨텍스트 셋업 요청 메시지에 포함된 32 비트의 MME UE S1AP ID에서 통신 단말(110)의 MSIN의 하위 비트를 추출하여 획득할 수 있다(S519). 이와 같이 eNodeB(120)는 MME UE S1AP ID에서 통신 단말(110)의 MSIN의 하위 비트를 획득한 후, 상술한 트래킹 지역 업데이트 과정에서 획득한 MSIN의 상위 비트를 조합하여 최종적으로 통신 단말(110)의 MSIN을 구성한다(S521).
통신 단말(110)의 MSIN을 구성한 후, eNodeB(120)는 무선 베어러 설정을 위해 무선 베이러 셋업(Radio Bearer Setup) 메시지를 통신 단말(110)로 전송하고 이에 대한 응답인 무선 베어러 셋업 완료(Radio Bearer Setup Complete) 메시지를 상기 통신 단말(110)로부터 수신한다(S523, S525). 따라서 데이터 전송을 위한 무선 베어러 설정이 완료된다. 그리고, 무선 베어러 설정이 완료되면, eNodeB(120)는 MME(130)로 초기 컨텍스트 셋업 완료 메시지(Initial Context Setup Complete)를 전송한다(S527).
도 5를 참조하여 설명한 바와 같이, eNodeB(120)는 트래킹 지역 업데이트 과정에서 통신 단말(110)에 새롭게 할당된 GUTI를 활용하여 통신 단말(110)의 MSIN의 일부 비트를 획득하고, 아울러 초기 컨텍스트 셋업 과정에서 통신 단말(110)의 MSIN의 나머지 비트를 획득함으로써, 최종적인 통신 단말(110)의 MSIN을 구성할 수 있게 된다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 LTE 시스템의 eNodeB에서 통신 단말의 고유 식별번호를 획득하는 방법을 설명하는 신호 흐름도로, 핸드오버 과정에서 통신 단말의 고유 식별번호를 획득하는 과정만을 설명하고 일반적인 핸드오버 절차는 설명을 생략한다.
도 6에 도시된 바와 같이, 통신 단말(110)은 eNodeB(120)의 신호 세기가 임계치 이하로 낮아지면 주변 eNodeB(120)를 탐색하여 핸드오버를 수행한다. 기존 접속한 eNodeB(120)는 소스 eNodeB가 되고, 새롭게 탐색하여 접속하는 eNodeB(120)는 타겟 eNodeB가 된다.
통신 단말(110)은 핸드오버 수행시, 소스 eNodeB(120)로 핸드오버 요청 메시지를 전송하고, 소스 eNodeB(120)는 통신 단말(110)의 핸드오버 요청에 따라 타겟 eNodeB(120)로 핸드오버 요청 메시지(Handover Request)를 전송한다(S601). 이때, 소스 eNodeB(120)는 도 4 및 도 5를 참조하여 설명한 바와 통신 단말(110)의 고유 식별번호를 구성하여 관리하고 있는 상태이고, 핸드오버 요청 메시지에 MME UE S1AP ID를 포함하여 전송하는데, 상기 MME UE S1AP ID의 하위 30 비트에 통신 단말(110)의 MSIN의 하위 비트를 삽입하여 전송한다. 따라서, 타겟 eNodeB(120)는 핸드오버하는 통신 단말(110)의 MSIN의 하위 비트를 상기 MME UE S1AP ID에서 추출하여 획득할 수 있다. 타겟 eNodeB(120)는 핸드오버 요청 메시지에 대해 응답(ACK)을 소스 eNodeB(120)로 전송한다(S603).
그리고, 핸드오버 후에 통신 단말(110)이 통신 서비스를 개시하면, 타겟 eNodeB(120)는 도 4 및 도 5를 참조하여 설명한 바와 같이 GUTI의 S-TMSI(MME Code + M-TMSI)를 사용하여 통신 단말(110)의 MSIN의 상위 8 비트를 추가로 획득할 수 있다. 타겟 eNodeB(120)는 여기서 획득한 통신 단말(110)의 MSIN의 상위 8 비트와 상술한 핸드오버 과정에서 획득한 통신 단말(110)의 MSIN의 하위 30 비트를 조합함으로써 최종적으로 통신 단말(110)의 고유 식별번호를 획득할 수 있게 된다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 eNodeB의 구성을 나타낸 도면으로, 도 7에 도시된 바와 같이, eNodeB(120)는 호 처리부(710), 제 1 추출부(730), 제 2 추출부(750) 및 조합부(770)를 포함한다.
호 처리부(710)는 통신 단말(110) 및 MME(130)와 연결되어 통신 서비스를 위한 호 처리를 수행한다. 호 처리부(710)는 부선 베어러 제어, 무선 허락 제어, 연결 이동성 제어, 통신 단말(110)에 대한 동적 자원 할당과 같은 무선 자원 관리 기능을 수행하고, 또한 IP 헤더 압축 및 데이터 스트림의 해독, 페이징 메시지의 스케쥴링 및 전송 등의 기능을 수행한다.
호 처리부(710)는, 호 처리 과정에서 통신 단말(110)로부터 RRC 연결 요청 메시지(RRC Connection Request) 메시지를 수신하면, RRC 연결과는 별도로 RRC 연결 요청 메시지에 포함된 GUTI를 제 1 추출부(730)로 전달한다.
또한, 호 처리부(710)는 호 처리 과정에서 MME(130)로부터 초기 단말 메시지(Initial UE message)에 대한 응답으로 MME UE S1AP ID가 포함된 초기 컨텍스트 셋업 요청(Initial Context Setup Request) 메시지를 수신하면, 상기 MME UE S1AP ID를 제 2 추출부(750)로 전달한다.
제 1 추출부(730)는, 호 처리부(710)로부터 GUIT를 수신하면 GUTI의 S-TMSI(MME Code + M-TMSI) 중 M-TMSI에서 통신 단말(110)의 MSIN의 상위 8 비트를 추출하여 조합부(770)로 전달한다.
제 2 추출부(730)는, 호 처리부(710)로부터 MME UE S1AP ID를 수신하면, 그 32 비트의 MME UE S1AP ID에서 통신 단말(110)의 MSIN의 하위 비트를 추출하여 조합부(770)로 전달한다.
조합부(770)는 상기 제 1 추출부(730)로부터 전달된 통신 단말(110)의 MSIN의 상위 비트와 상기 제 2 추출부(750)로부터 전달된 통신 단말(110)의 MSIN의 하위 비트를 조합하여 통신 단말(110)의 고유 식별번호인 IMSI를 구성하여 저장한다.
호 처리부(710)는, 상기 조합부(770)에서 통신 단말(110)의 고유 식별번호가 조합되어 구성되면, 통신 단말(110)과 LTE 시스템의 호 처리 도중 발생하는 메시지에 대해 어떠한 통신 단말에서 문제가 발생하였는지에 대한 로그 기록을 생성한다.
이상에서 설명한 바와 같이, 종래 LTE 시스템에서는 eNodeB에 관리할 수 있는 가입자 번호 체계는 S-TMSI 밖에 없어 문제점 관리를 단말별로 수행할 수 없는 문제점이 있었으나, eNodeB에서 통신 단말의 고유 식별번호인 IMSI를 획득하여 관리할 수 있게 되어, 일련의 호 처리 과정에서 발생하는 문제점들을 통신 단말별로 관리할 수 있게 되고, 따라서 문제점 발생 원인이 통신 단말에 의한 것인지 아니면 시스템의 문제인지 손쉽게 확인할 수 있게 된다.
한편, 상술한 실시예에는 LTE 시스템의 기본 규격을 위배하지 않는 범위에서 eNodeB가 통신 단말의 고유 식별번호인 IMSI를 확보하는 방안을 설명하였으나, 이외에도 기본 규격을 수정하여 S1 인터페이스에서 MME가 eNodeB로 제공하는 초기 컨텍스트 셋업 요청(Initial Context Setup Request) 메시지에 IMSI를 포함하도록 하고, 또한 핸드오버 수행시에 사용하는 X2 인터페이스의 핸드오버 요청 메시지(Handover Request)에 IMSI를 포함할 수 있으나, 이는 상술한 바와 같이 기본 규격을 수정해야 한다.
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.
본 명세서는 많은 특징을 포함하는 반면, 그러한 특징은 본 발명의 범위 또는 특허청구범위를 제한하는 것으로 해석되어서는 아니된다. 또한, 본 명세서에서 개별적인 실시예에서 설명된 특징들은 단일 실시예에서 결합되어 구현될 수 있다. 반대로, 본 명세서에서 단일 실시예에서 설명된 다양한 특징들은 개별적으로 다양한 실시예에서 구현되거나, 적절한 부결합(subcombination)에서 구현될 수 있다.
도면에서 동작들이 특정한 순서로 설명되었으나, 그러한 동작들이 도시된 바와 같은 특정한 순서로 수행되는 것으로, 또는 일련의 연속된 순서, 또는 원하는 결과를 얻기 위해 모든 설명된 동작이 수행되는 것으로 이해되어서는 아니된다. 어떤 환경에서, 멀티태스킹 및 병렬 프로세싱이 유리할 수 있다. 아울러, 상술한 실시예에서 다양한 시스템 구성요소의 구분은 모든 실시예에서 그러한 구분을 요구하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 상술한 프로그램 구성요소 및 시스템은 일반적으로 단일 소프트웨어 제품 또는 멀티플 소프트웨어 제품에 패키지로 구현될 수 있다.
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.
110 : 통신 단말 120 : eNodeB
130 : MME 710 : 호 처리부
730 : 제 1 추출부 750 : 제 2 추출부
770 : 조합부

Claims (10)

  1. LTE(Long Term Evolution) 시스템의 무선망 접속 노드에서 통신 단말의 고유 식별번호를 획득하는 방법에 있어서,
    M-TMSI(MME-Temporary Mobile Subscriber Identity)의 일부 비트에 통신 단말 고유 식별번호의 제 1 부분 비트가 할당되어 포함된 RRC 연결 요청 메시지를 상기 통신 단말로부터 수신하는 제 1 연결 단계;
    상기 수신된 RRC 연결 요청 메시지에 포함된 상기 M-TMSI에서 통신 단말 고유 식별번호의 제 1 부분 비트를 추출하는 제 1 추출 단계;
    MME 단말 고유 구분자의 일부 비트에 통신 단말 고유 식별번호의 제 2 부분 비트가 할당되어 포함된 초기 컨텍스트 셋업 요청 메시지를 이동성 관리 유닛으로부터 수신하는 제 2 연결 단계;
    상기 수신된 초기 컨텍스트 셋업 요청 메시지에 포함된 상기 MME 단말 고유 구분자에서 통신 단말 고유 식별번호의 제 2 부분 비트를 추출하는 제 2 추출 단계; 및
    상기 제 1 추출 단계에서 추출된 통신 단말 고유 식별번호의 제 1 부분 비트와 상기 제 2 추출 단계에서 추출된 통신 단말 고유 식별번호의 제 2 부분 비트를 조합하여 최종 고유 식별번호를 구성하는 구성 단계;를 포함하는 통신 단말의 고유 식별번호 획득 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 연결 단계에서, M-TMSI의 32 비트 중 P-TMSI와의 연동을 위한 비트 부분을 제외한 나머지 8 비트에 통신 단말의 MSIN(National Mobile Station Identity)의 상위 8 비트가 할당되고,
    상기 제 2 연결 단계에서, MME 단말 고유 구분자의 32 비트 중 하위 26 비트에 통신 단말의 MSIN의 하위 26 비트가 할당되는 것을 특징으로 하는 통신 단말의 고유 식별번호 획득 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 연결 단계에서, M-TMSI의 32 비트 중 P-TMSI와의 연동을 위한 비트 부분을 제외한 나머지 8 비트에 통신 단말의 MSIN의 상위 8 비트가 할당되고,
    상기 제 2 연결 단계에서, MME 단말 고유 구분자의 32 비트 중 하위 30 비트에 통신 단말의 MSIN의 하위 30 비트가 할당되는 것을 특징으로 하는 통신 단말의 고유 식별번호 획득 방법.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 MME 단말 고유 구분자는, MME UE S1AP ID인 것을 특징으로 하는 통신 단말의 고유 식별번호 획득 방법.
  5. LTE(Long Term Evolution) 시스템의 무선망 접속 노드에서 통신 단말의 고유 식별번호를 획득하는 방법에 있어서,
    상기 통신 단말이 다른 무선망 접속 노드로부터 핸드오버시, MME 단말 고유 구분자의 일부 비트에 통신 단말 고유 식별번호의 제 1 부분 비트가 할당되어 포함된 핸드오버 요청 메시지를 상기 다른 무선망 접속 노드로부터 수신하는 핸드오버 단계;
    M-TMSI(MME-Temporary Mobile Subscriber Identity)의 일부 비트에 통신 단말 고유 식별번호의 제 2 부분 비트가 할당되어 포함된 RRC 연결 요청 메시지를 상기 핸드오버한 통신 단말로부터 수신하는 연결 단계; 및
    상기 핸드오버 단계에서 수신된 핸드오버 요청 메시지에 포함된 통신 단말 고유 식별번호의 제 1 부분 비트와, 상기 연결 단계에서 수신된 RRC 연결 요청 메시지에 포함된 통신 단말 고유 식별번호의 제 2 부분 비트를 조합하여 최종 고유 식별번호를 구성하는 구성 단계;를 포함하는 통신 단말의 고유 식별번호 획득 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 핸드오버 단계에서, MME 단말 고유 구분자의 32 비트 중 하위 26 비트에 통신 단말의 MSIN의 하위 26 비트가 할당되고,
    상기 연결 단계에서, M-TMSI의 32 비트 중 P-TMSI와의 연동을 위한 비트 부분을 제외한 나머지 8 비트에 통신 단말의 MSIN의 상위 8 비트가 할당되는 것을 특징으로 하는 통신 단말의 고유 식별번호 획득 방법.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 핸드오버 단계에서, MME 단말 고유 구분자의 32 비트 중 하위 30 비트에 통신 단말의 MSIN의 하위 30 비트가 할당되고,
    상기 연결 단계에서, M-TMSI의 32 비트 중 P-TMSI와의 연동을 위한 비트 부분을 제외한 나머지 8 비트에 통신 단말의 MSIN의 상위 8 비트가 할당되는 것을 특징으로 하는 통신 단말의 고유 식별번호 획득 방법.
  8. LTE 시스템의 무선망 접속 장치에 있어서,
    통신 단말 및 이동성 관리 유닛과 통신하여 호 처리를 수행하는 호 처리부;
    상기 호 처리부에서 상기 통신 단말로부터 RRC 연결 요청 메시지를 수신하면, 그 RRC 연결 요청 메시지에 포함된 M-TMSI에서 통신 단말 고유 식별번호의 제 1 부분 비트를 추출하는 제 1 추출부;
    상기 호 처리부에서 상기 이동성 관리 유닛으로부터 초기 컨텍스트 셋업 요청 메시지를 수신하면, 그 초기 컨텍스트 셋업 요청 메시지에 포함된 MME 단말 고유 구분자에서 통신 단말 고유 식별번호의 제 2 부분 비트를 추출하는 제 2 추출부; 및
    상기 제 1 추출부에서 추출된 통신 단말 고유 식별번호의 제 1 부분 비트와 상기 제 2 추출부에서 추출된 통신 단말 고유 식별번호의 제 2 부분 비트를 조합하여 최종 고유 식별번호를 구성하는 조합부;를 포함하는 무선망 접속 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 제 1 추출부는, M-TMSI의 32 비트 중 P-TMSI와의 연동을 위한 비트 부분을 제외한 나머지 8 비트를 통신 단말 고유 식별번호의 제 1 부분 비트로서 추출하고,
    상기 제 2 추출부는, MME 단말 고유 구분자의 32 비트 중 하위 26 비트를 통신 단말 고유 식별번호의 제 2 부분 비트로서 추출하는 것을 특징으로 하는 무선망 접속 장치.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 제 1 추출부는, M-TMSI의 32 비트 중 P-TMSI와의 연동을 위한 비트 부분을 제외한 나머지 8 비트를 통신 단말 고유 식별번호의 제 1 부분 비트로서 추출하고,
    상기 제 2 추출부는, MME 단말 고유 구분자의 32 비트 중 하위 30 비트를 통신 단말 고유 식별번호의 제 2 부분 비트로서 추출하는 것을 특징으로 하는 무선망 접속 장치.
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