KR20150083406A - 초기 nas메시지를 라우팅하기 위한 방법 및 장치 - Google Patents

초기 nas메시지를 라우팅하기 위한 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

본 명세서의 실시 예에 따라 통신 시스템에서 단말에게 고속 데이터 서비스를 제공하기 위한 자원을 할당 하는데 필요한 단말 관련 정보를 송수신하는 방법을 이용하며, 초기 NAS 메시지와 라우팅을 위한 정보를 획득한 eNB가 상기 라우팅 정보를 이용하여 MME를 선택하고, MME가 단말의 컨텍스트를 획득하여 상기 초기 NAS메시지를 처리하는 절차를 따르도록 하는 방법을 이용한다. 본 명세서의의 다양한 실시 예에 따르면, eNB는 단말과 제어정보 송수신 과정에서 획득한 단말 관련 정보획득하고, 단말이 보낸 초기 NAS메시지를 MME로 라우팅하여 상기 MME가 단말의 초기 NAS 메시지를 처리할 수 있도록 할 수 있다.

Description

초기 NAS메시지를 라우팅하기 위한 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR ROUTING THE INITIAL NAS MESSAGE}
본 명세서는 이동 통신 네트워크에서 패킷 서비스를 제공하기 위한 방법으로, 구체적으로는 패킷 서비스를 하기 위해서 단말이 초기 NAS메시지를 전송할 때 상기 초기 NAS(Non Access Staratum)메시지를 알맞은 네트워크 장비 예를 들어 알맞은 MME(Mobility Management Entity)로 라우팅해서 NAS메시지를 처리하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.
일반적으로 이동 통신 시스템은 사용자의 활동성을 보장하면서 음성 서비스를 제공하기 위해 개발되었다. 그러나 이동통신 시스템은 점차로 음성뿐 아니라 데이터 서비스까지 영역을 확장하고 있으며, 현재에는 고속의 데이터 서비스를 제공할 수 있는 정도까지 발전하였다.
오늘날 이동 통신 시스템에서는 다양한 서비스의 제공에 따른 자원의 부족 현상을 해결해야 할 필요성이 대두되고 및 보다 고속의 서비스를 제공받고자 하는 사용자의 요구에 의하여, 보다 발전된 이동 통신 시스템을 개발할 필요성이 대두되고 있다.
이러한 요구에 부응하여 차세대 이동 통신 시스템으로 개발 중인 시스템으로써 3GPP(The 3rd Generation Partnership Project) LTE(Long Term Evolution)에 대한 규격 작업이 진행 중이다. LTE는 최대 100 Mbps정도의 전송 속도를 가지는 고속 패킷 기반 통신을 구현하는 기술이다. 이를 위해 여러 가지 방안이 논의되고 있는데, 예를 들어 네트워크의 구조를 간단히 해서 통신로 상에 위치하는 노드의 수를 줄이는 방안이나, 무선 프로토콜들을 최대한 무선 채널에 근접시키는 방안 등이 있다.
이통 통신 시스템의 구성하는 요소 중, eNB(evolved NodeB)가 단말에게 고속 데이터 서비스를 제공하기 위해 단말로부터 단말관련 정보를 송수신하고, 이에 따라 MME(Mobility Management)을 선택하기 위한 방안과 선택한 MME가 단말의 컨텍스트를 획득하기 위한 방안에 대한 연구가 필요하다
본 명세서는 eNB가 단말이 보낸 초기 NAS메시지를 MME에게 라우팅 하기 위한 방법 과 선택된 MME가 단말의 컨텍스트를 획득하기 위한 처리 방법 및 장치를 제공한다.
상술한 과제를 달성하기 위하여, 본 명세서의 실시 예에 따라 통신 시스템에서 단말에게 고속 데이터 서비스를 제공하기 위한 자원을 할당 하는데 필요한 단말 관련 정보를 송수신하는 방법을 이용하며, 초기 NAS 메시지와 라우팅을 위한 정보를 획득한 eNB가 상기 라우팅 정보를 이용하여 MME를 선택하고, MME가 단말의 컨텍스트를 획득하여 상기 초기 NAS메시지를 처리하는 절차를 따르도록 하는 방법을 이용한다.
본 명세서의 다른 실시 예에 따르는 이동 통신 시스템의 단말에서 신호 송수신 방법은 초기(initial) NAS(Non Access Stratum) 메시지를 생성하는 단계; 상기 생성된 메시지를 기반으로 기지국에 랜덤 억세스 프리엠블을 전송하는 단계; 상기 기지국으로부터 상기 단말을 구별하기 위한 단말 식별 정보를 포함하는 메시지를 수신하는 단계; 및 상기 수신한 단말 식별 정보를 기반으로 생성된 임시 아이디를 포함하는 RRC Connection Request 메시지를 상기 기지국에 전송하는 단계를 포함한다.
본 명세서의 또 다른 실시 예에 따르는 이동 통신 시스템의 기지국에서 신호 송수신 방법은 상기 단말이 생성한 초기(initial) NAS(Non Access Stratum) 메시지를 기반으로 상기 단말로부터 랜덤 억세스 프리엠블을 수신하는 단계; 상기 단말로 상기 단말을 구별하기 위한 단말 식별 정보를 포함하는 메시지를 전송하는 단계; 및 상기 단말로부터 상기 수신한 단말 식별 정보를 기반으로 생성된 임시 아이디를 포함하는 RRC Connection Request 메시지를 수신하는 단계를 포함한다.
본 명세서의의 다양한 실시 예에 따르면, eNB는 단말과 제어정보 송수신 과정에서 획득한 단말 관련 정보획득하고, 단말이 보낸 초기 NAS메시지를 MME로 라우팅하여 상기 MME가 단말의 초기 NAS 메시지를 처리할 수 있도록 할 수 있다.
도 1은 일반적인 LTE 이동 통신 시스템의 구조를 도시하는 도면,
도 2는 단말이 초기 NAS메시지를 MME에게 전달하는 과정의 일 예를 나타내는 순서도.
도 3은 본 명세서의 실시 예에 따른 단말이 초기 NAS메시지를 MME에게 전달하는 과정을 나타내는 순서도.
도 4은 본 명세서의 실시 예에 따른 단말 내에서 초기NAS메시지를 생성하여 처리하는 과정을 나타내는 순서도.
도 5은 본 명세서의 실시 예에 따른 eNB가 초기 NAS메시지를 MME에게 전달하는 과정을 나타내는 순서도.
도 6은 본 명세서의 실시 예에 따른 단말 내에서 초기NAS메시지를 생성하여 처리하는 과정을 나타내는 순서도.
도 7은 본 명세서의 실시 예에 따른 eNB가 초기 NAS메시지를 MME에게 전달하고 단말의 컨텍스트를 획득하는 과정을 나타내는 순서도.
도 8은 본 명세서의 실시 예에 따른 단말내에서 초기NAS메시지를 생성하여 처리하는 과정을 나타내는 순서도.
도 9는 본 명세서의 실시 예에 따른 단말이 초기 NAS메시지를 MME에게 전달하는 과정을 나타내는 순서도.
도 10은 본 명세서의 실시 예에 따른 단말의 내부 구조를 도시하는 블록도.
도 11은 본 명세서의 실시 예에 따른 기지국의 내부 구조를 도시하는 블록도.
도 12는 본 명세서의 실시 예에 따른 이동성 관리 엔티티(MME)의 내부 구조를 도시하는 블록도.
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
실시 예를 설명함에 있어서 본 발명이 속하는 기술 분야에 익히 알려져 있고 본 발명과 직접적으로 관련이 없는 기술 내용에 대해서는 설명을 생략한다. 이는 불필요한 설명을 생략함으로써 본 발명의 요지를 흐리지 않고 더욱 명확히 전달하기 위함이다.
마찬가지 이유로 첨부 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 개략적으로 도시되었다. 또한, 각 구성요소의 크기는 실제 크기를 전적으로 반영하는 것이 아니다. 각 도면에서 동일한 또는 대응하는 구성요소에는 동일한 참조 번호를 부여하였다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
이 때, 처리 흐름도 도면들의 각 블록과 흐름도 도면들의 조합들은 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들에 의해 수행될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 범용 컴퓨터, 특수용 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서에 탑재될 수 있으므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서를 통해 수행되는 그 인스트럭션들이 흐름도 블록(들)에서 설명된 기능들을 수행하는 수단을 생성하게 된다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 특정 방식으로 기능을 구현하기 위해 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 지향할 수 있는 컴퓨터 이용 가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장되는 것도 가능하므로, 그 컴퓨터 이용가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장된 인스트럭션들은 흐름도 블록(들)에서 설명된 기능을 수행하는 인스트럭션 수단을 내포하는 제조 품목을 생산하는 것도 가능하다. 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에 탑재되는 것도 가능하므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에서 일련의 동작 단계들이 수행되어 컴퓨터로 실행되는 프로세스를 생성해서 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 수행하는 인스트럭션들은 흐름도 블록(들)에서 설명된 기능들을 실행하기 위한 단계들을 제공하는 것도 가능하다.
또한, 각 블록은 특정된 논리적 기능(들)을 실행하기 위한 하나 이상의 실행 가능한 인스트럭션들을 포함하는 모듈, 세그먼트 또는 코드의 일부를 나타낼 수 있다. 또, 몇 가지 대체 실행 예들에서는 블록들에서 언급된 기능들이 순서를 벗어나서 발생하는 것도 가능함을 주목해야 한다. 예컨대, 잇달아 도시되어 있는 두 개의 블록들은 사실 실질적으로 동시에 수행되는 것도 가능하고 또는 그 블록들이 때때로 해당하는 기능에 따라 역순으로 수행되는 것도 가능하다.
이 때, 본 실시 예에서 사용되는 '~부'라는 용어는 소프트웨어 또는 FPGA또는 ASIC과 같은 하드웨어 구성요소를 의미하며, '~부'는 어떤 역할들을 수행한다. 그렇지만 '~부'는 소프트웨어 또는 하드웨어에 한정되는 의미는 아니다. '~부'는 어드레싱할 수 있는 저장 매체에 있도록 구성될 수도 있고 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 재생시키도록 구성될 수도 있다. 따라서, 일 예로서 '~부'는 소프트웨어 구성요소들, 객체지향 소프트웨어 구성요소들, 클래스 구성요소들 및 태스크 구성요소들과 같은 구성요소들과, 프로세스들, 함수들, 속성들, 프로시저들, 서브루틴들, 프로그램 코드의 세그먼트들, 드라이버들, 펌웨어, 마이크로코드, 회로, 데이터, 데이터베이스, 데이터 구조들, 테이블들, 어레이들, 및 변수들을 포함한다. 구성요소들과 '~부'들 안에서 제공되는 기능은 더 작은 수의 구성요소들 및 '~부'들로 결합되거나 추가적인 구성요소들과 '~부'들로 더 분리될 수 있다. 뿐만 아니라, 구성요소들 및 '~부'들은 디바이스 또는 보안 멀티미디어카드 내의 하나 또는 그 이상의 CPU들을 재생시키도록 구현될 수도 있다.
본 명세서의 실시 예들을 구체적으로 설명함에 있어서, OFDM 기반의 무선통신 시스템, 특히 3GPP EUTRA 표준을 주된 대상으로 할 것이지만, 본 명세서의 주요한 요지는 유사한 기술적 배경 및 채널형태를 가지는 여타의 통신 시스템 및 서비스에도 본 명세서의 범위를 크게 벗어나지 아니하는 범위에서 적용 가능하며, 이는 본 명세서의 기술분야에서 숙련된 기술적 지식을 가진 자의 판단으로 가능할 것이다. 또한 본 명세서에서 VoLTE를 대상으로 설명한 기술은 IMS를 기반으로 하는 여타의 음성 제공 서비스(예를 들면 Voice over WiFi)에도 큰 변경 없이 적용될 수 있다.
도 1은 일반적인 LTE 이동 통신 시스템의 구조를 도시하는 도면이다.
상기 도 1을 참조하면, LTE 이동 통신 시스템의 무선 액세스 네트워크는 차세대 기지국(Evolved Node B, EUTRAN, 이하 ENB 또는 Node B라 한다)(110) 과 MME(Mobility Management Entity)(120) 및 S-GW(Serving Gateway)(130)를 포함할 수 있다.
사용자 단말(User Equipment, 이하 UE라 칭한다)(100)은 ENB(110), S-GW(130) 및 P-GW(PDN Gateway; Packet Data Network Gateway)(160)를 통해 외부 네트워크에 접속한다.
ENB(110)는 RAN(Radio Access Network) 노드로서, UTRAN(Universal Terrestrial Radio Access Network) 시스템의 RNC(Radio Network Controller) 및 GERAN(GSM EDGE Radio Access Network) 시스템의 BSC(Base Station Controller)에 대응된다. ENB(110)는 UE(100)와 무선 채널로 연결되며 기존 RNC/BSC와 유사한 역할을 수행한다. ENB(110)는 여러 개의 셀을 동시에 사용할 수 있다.
LTE에서는 모든 사용자 트래픽이 공용 채널(shared channel)을 통해 서비스 되므로, UE(100)들의 상황 정보를 취합해서 스케줄링을 하는 장치가 필요하며 이를 ENB(110)가 담당한다.
MME(120)는 각 종 제어 기능을 담당하는 장치로 하나의 MME(120)는 다수의 기지국(110)들과 연결될 수 있다.
S-GW(130)는 데이터 베어러를 제공하는 장치이며, MME(120)의 제어에 따라서 베어러를 생성하거나 제거한다.
어플리케이션 기능(Application Function; AF)(140)은 어플리케이션 수준에서 사용자와 어플리케이션에 관련된 정보를 교환하는 장치이다.
PCRF(Policy Charging and Rules Function)(150)는 사용자의 서비스 품질(Quality of Service; QoS)과 관련된 정책(policy)을 제어하는 장치이며, 정책에 해당하는 PCC(Policy and Charging Control) 규칙(rule)은 P-GW(160)에 전달되어 적용된다. PCRF(Policy Charging and Rules Function)(150)는 트래픽에 대한 QoS 및 과금을 제어하는 엔티티이다.
일반적으로 UP(User Plane)라 함은 사용자의 데이터가 송수신되는 UE(100)와 RAN 노드인 ENB(110), RAN 노드인 ENB(110)와 S-GW(130), 그리고 S-GW(130)와 P-GW(160)를 이어주는 경로를 의미한다. 이 경로 중 자원의 제한이 심한 무선 채널을 사용하는 부분은 UE(100)와 RAN 노드인 ENB(110) 사이의 경로이다.
LTE와 같은 무선 통신 시스템에서 QoS를 적용할 수 있는 단위는 EPS(Evolved Packet System) 베어러 이다. 하나의 EPS 베어러는 동일한 QoS 요구사항을 갖는 IP 플로우(IP Flow)들을 전송하는데 사용된다. EPS 베어러에는 QoS와 관련된 파라미터가 지정될 수 있으며 여기엔 서비스 품질 클래스 식별자(QoS Class Identifier; QCI)와 할당 및 보유 우선순위(Allocation and Retention Priority, ARP)가 포함된다. 상기 QCI는 QoS 우선 순위를 정수 값으로 정의한 파라미터이며, ARP는 새로운 EPS 베어러 생성을 허락 또는 거절할 것인가 여부를 판단하기 위하여 사용되는 파라미터이다.
EPS 베어러는 GPRS(General Packet Radio Service) 시스템의 PDP(Packet Data Protocol) 컨텍스트(PDP context)에 대응된다. 하나의 EPS 베어러는 PDN 커넥션(PDN connection)에 속하게 되며, PDN 커넥션 은 APN(Access Point Name)을 속성으로 가질 수 있다. 만약 VoLTE(Voice over LTE)와 같은 IMS(IP Multimedia Subsystem) 서비스를 위한 PDN 커넥션이 생성된 경우, 해당 PDN 커넥션은 잘 알려진(well-known) IMS APN을 사용해 생성되어야 한다.
본 발명에서는 서로 RRC(Radio Resource Connection) 커넥션이 없는 단말이 eNB와 단말 관련 정보를 공유하고, 상기 eNB가 MME를 선택하여 초기 NAS 메시지를 라우팅 하도록 함에 있어 필요한 정보를 송수신하는 과정과 단말이 NAS 계층에서 초기 NAS메시지를 생성해서 eNB를 통해 MME로 라우팅하는 방법 그리고 MME가 초기 NAS메시지를 수신하여 단말 컨텍스트를 획득하기 위한 처리 방법에 대해서 기술한다. 일 예로 LTE시스템에서 단말과 eNB가 상기 단말 관련 정보를 공유하는 과정인 Random Access Procedure에서 단말 관련 정보의 한 예인 ID정보를 단말이 생성한 메시지(ex, LTE시스템의 MSG3:Random Access Procedure에서 단말이 기지국에게 보내는 메시지의 한 종류)에서 송신함에 있어서 단말 ID정보와 임의의 특정값(Ex,zero padding, 단말과 eNB가 서로 약속한 특정값, 랜덤값)을 함께 보내는 방법에 대해 기술한다. 또한 단말이 단말 관련 정보의 한 예인 ID정보를 MSG5(Random Access Procedure에서 단말이 기지국에게 보내는 메시지의 한 종류)에 전송하는 방법을 개시한다.
상기와 같이 단말과 eNB가 상기 단말 관련 정보를 공유하고, 상기 eNB가 MME를 선택하여 라우팅 하도록 함에 있어 필요한 정보를 송수신하는 과정과 단말이 NAS 계층에서 초기 NAS메시지를 생성해서 eNB를 통해 MME로 라우팅하는 방법 그리고 MME가 초기 NAS메시지를 수신하여 단말 컨텍스트를 획득하기 위한 처리 방법에 있어서, 단말이 초기 NAS메시지에 포함할 수 있는 내용은 단말이 eNB와 RRC(Radio Resource Connection) 커넥션이 없는 상황에서 MME에게 보내기 위해 생성하는 메시지로서, 단말의 상태에 따라 Attach request메시지, UE-initiated Detach request메시지, TAU(Tracking Area update) request메시지, Service Request 메시지 및 Extended Service Request메시지 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 상기 초기 NAS메시지에 포함되는 내용에 따라 단말이 초기 NAS메시지를 단말의 NAS계층 생성하는 동작(211)이 다를 수 있으며, 초기 NAS메시지를 처리하는 MME의 동작(241)이 달라질 수 있다.
도 2는 단말이 초기 NAS메시지를 MME에게 전달하는 과정의 일 예를 나타내는 순서도이다.
도 2를 참조하면, 단말(200), 기지국(230) 및 MME(240)사이에 신호를 송수신 할 수 있다.
본 명세서의 실시 예 1에 따르면 단말은 eNB와 상기 단말 관련 정보를 공유하고, 상기 eNB가 MME를 선택하여 라우팅 하도록 함에 있어 필요한 정보를 송수신하는 과정과 단말이 NAS 계층에서 초기 NAS메시지를 생성해서 eNB를 통해 MME로 라우팅하고 초기 NAS메시지를 처리하는 방법에 대해서 기술한다. 도 3은 본 명세서의 실시 예에 따른 단말이 초기 NAS메시지를 MME에게 전달하는 과정을 나타내는 순서도이다.
실시 예에서 단말(300), 기지국(330) 및 MME(340) 사이에 신호를 송수신 할 수 있다. 단말(300)은 NAS 계층(310) 및 AS 계층(320)을 포함할 수 있다.
도 3의 절차를 참조하면, 먼저 단말(300)의 NAS 계층(310)에서 특정 PLMN혹은 모든 PLMN에서의 망에 접속하는 경우, 단계 311에서 NAS 계층(310)은 그 상황에 따라서 초기 NAS메시지를 생성하고, 단계 312에서 상기 생성 된 NAS 메시지를 AS계층(320)으로 전달한다.이때, NAS 계층(310)에서는 eNB(330)에서 초기 NAS 메시지를 라우팅하기 위한 정보를 상기 초기 NAS메시지와 함께 AS계층(320)으로 전달할 수 있는데, 상기 라우팅하기 위한 구체적인 정보는 실시 예에 따라서 별도로 기술하도록 한다.
상기 초기 NAS메시지를 수신한 AS계층(320)은 eNB(330)와 RRC 커넥션을 생성하기 위한 과정을 시작할 수 있다.
즉, 단계 321에서 단말(300)은 eNB(330)에 Random Access Preamble을 송신할 수 있다.
이를 수신한 eNB(330)는 단계 322에서 단말(300)에게 Random Access Response를 보낼 수 있다. 상기 Random Access Response는 단말(300)이 RRC Connection Request메시지를 보낼 수 있는 Uplink Grant와 단말을 구분하기 위한 단말의 임시 식별자 예를 들면 TC-RNTI(Temporary Cell - Radio Network Temporary Identifier)등을 포함할 수 있으며, 상기 단말은 상기 Uplink Grant 및 단말을 구분하기 위한 단말의 임시 식별자를 할당 받을 수 있다.
단계 323에서 단말(300)은 상기 할당 받은 Uplink Grant를 이용하여 eNB(330)에 RRC Connection Request메시지를 보낼 수 있다. 실시 예에서 상기 RRC Connection Request(ex, LTE 시스템의 Random procedure의 MSG3) 메시지는 임의의(Ex, 40bit) 길이의 임시 값을 포함하도록 한다. 상기 임시 값은 일 예로 eNB로부터 받은 단말의 임시 식별자(예를 들면 16bit길이의 TC-RNTI)의 앞 또는 뒤에 zero패딩(또는 상기 기지국에 포함된 모든 단말과 기지국이 서로 약속한 값을 패딩 또는 랜덤값)을 붙인 값이 사용될 수 있다.
상기 RRC connection request메시지를 수신한 eNB(330)는 단계 324에서 RRC connection setup메시지를 단말(300)에게 보낸다.
이에 따라서, RRC connection setup메시지를 수신한 단말(300)은 단계 325에서 RRC connection setup complete 메시지를 eNB(330)에 보낼 수 있다. 이때 단말(300)은 상기 NAS계층(310)으로부터 받은 상기 초기 NAS 메시지를 상기 RRC connection setup complete 메시지에 포함하여 eNB(330)에 전달할 수 있다. 이 때 AS계층(320)에 라우팅을 위해 NAS계층(310)으로 받은 GUMMEI가 있는 경우에 RRC connection setup complete 메시지에 포함하도록 할 수 있다.
상기 초기 NAS 메시지를 수신한 eNB(330)는 미리 설정된 MME 또는 MME pool area에 있는 MME를 선택한다. 이 때, eNB(330)가 상기 GUMMEI를 수신한 경우, 수신된 GUMMEI를 참조하여 MME를 선택할 수 있다. 따라서, 단계 331에서 eNB(330)는 S1-AP커넥션 메시지(예를 들어 Initial UE Message메시지)에 상기 NAS메시지를 포함하여 선택된 MME(340)에 전송할 수 있다.
그리고, 단계 341에서 선택된 MME(340)는 상기 초기 NAS메시지를 처리 하기 위한 절차를 수행하게 된다.
본 명세서의 제1실시 예에 따르는 발명은, 단말은 NAS 계층에서 초기 NAS메시지를 단말이 생성해서 eNB를 통해 MME로 라우팅하는 방법에 대해서 기술한다. 특히 본 실시 예에서는 초기 NAS메시지 중 Attach Request메시지 또는 TAU request메시지의 경우를 다룬다.
도 4은 본 명세서의 실시 예에 따른 단말 내에서 초기NAS메시지를 생성하여 처리하는 과정을 나타내는 순서도이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 실시 예의 단계 411및 단계 412는 각각 단계 311 및 단계 312에 대응되게 실시 될 수 있다. 또한 단계 412이 다음에는 단계 321 및 이후의 단계에 대응하는 동작을 수행할 수 있다.
단계 411에서 단말(400)의 NAS 계층(410)에서 Attach Request메시지 및 TAU request메시지 중 적어도 하나를 생성할 수 있다.
단계 412에서 NAS 계층(410)은 상기 생성된 메시지를 AS계층(420)으로 전달할 때, NAS 계층(410)에서는 상기 생성된 메시지에 eNB(330)에서 초기 NAS 메시지를 라우팅하기 위한 정보로서 GUMMEI(Globally Unique MME Identity) 및 S-TMSI중 적어도 하나를 포함시켜 전달할 수도 있다. 예를 들어, 만약 단말(400)이 유효한 GUTI(Globally Unique Temporary UE Identity)를 가지고 있고, Load Balbancing에 대한 요청을 받지 않은 경우에는 NAS 계층(410)은 상기 Attach Request메시지 또는 TAU request메시지를 라우팅 하기 위한 정보로서 GUMMEI(Globally Unique MME Identity)를 함께 AS계층(420)으로 전달하여 저장하거나, 단말(400)이 이미 등록된 TA(Tracking Area)에서 초기 NAS메시지를 보내는 경우에는 NAS 계층(410)은 상기 Attach Request메시지 또는 TAU request메시지를 라우팅 하기 위한 정보로서 S-TMSI를 함께 AS계층(420)으로 전달하여 저장할 수 있다.
상기 초기 NAS메시지가 단말의 AS계층(420)에 전달 되면, UE(300) eNB(330)와 RRC 커넥션을 생성하기 위한 과정을 시작한다.
또한, 상기 Attach request 메시지 또는 TAU request메시지는 단계 325에서 RRC connection Setup Complete메시지에 포함되어 eNB(330)에 전달된다.
이 때 AS계층(320)에 저장된 유효한 GUMMEI가 있는 경우, 상기 유효한 GUMMEI를 상기 RRC connection setup complete 메시지에 포함하도록 할 수 있다.
상기 초기 NAS 메시지를 수신한 eNB(330)는 미리 설정된 MME 또는 MME pool area에 있는 MME(340)를 선택한다. 이 때, eNB(330)가 GUMMEI를 수신한 경우 수신된 GUMMEI를 참조하여 MME(340)를 선택할 수 있다. 따라서, 단계 331에서 eNB(330)는 S1-AP커넥션 메시지 예를 들어 Initial UE Message메시지에 상기 Attach request 메시지 또는 TAU request메시지를 포함하여 선택된 MME(340)에 보내게 된다.
그리고, 단계 341에서 선택된 MME(340)는 상기 초기 NAS메시지를 처리 하기 위한 절차를 수행할 수 있다.
도 5은 본 명세서의 실시 예에 따른 eNB가 초기 NAS메시지를 MME에게 전달하는 과정을 나타내는 순서도이다. 도 3 및 도 5를 참조하면, 본 명세서의 제2실시 예에 따르는 경우, 단말은 NAS 계층에서 초기 NAS메시지를 단말이 생성해서 eNB(530)를 통해 MME(540, 550)로 라우팅하는 방법이 개시된다. 도 5의 경우 MME pool에 MME1(540) 및 MME2(550)이 포함될 수 있다. 또한 실시 예에서 단계 311 내지 단계 325의 동작은 단계 531 이전에 수행될 수 있으나, 그 순서의 선후는 가변적일 수 있다.
특히 본 실시 예에서는 초기 NAS메시지 중 Detach메시지 또는 Extended Service request메시지의 경우를 다룬다. 특히, Extended Service Request의 경우에는 단말이 가장 최근 수신한 Attach accept메시지 혹은 TAU accept메시지에 포함되어있는 ESR-PS flag가 Extended Service Request를 packet service via S1용도로 사용할 수 있음을 알리는 경우에(예를 들어, ESR-PS flag = 1) 사용할 수 있다.
먼저, 단계 311에 대응되는 과정에서 단말(300)의 NAS계층(310)에서 Detach Request메시지 또는 Extended Service request메시지를 생성해서 단계 312에 대응되는 과정에 AS계층(320)으로 전달할 때, NAS계층(310)에서는 eNB(330, 530)에서 초기 NAS메시지를 라우팅 하기 위한 정보로서 GUMMEI(Globally Unique MME Identity)를 함께 포함시켜 AS계층(320)으로 전달하여 저장한다.
상기 초기 NAS메시지가 단말(300)의 AS계층(320)에 전달 되면, 단말(300)은 eNB(330, 530)와 RRC 커넥션을 생성하기 위한 과정을 시작할 수 있다.
또한, 단계 531에서 상기 Detach request 메시지 또는 Extended Service request메시지는 단계 325와 유사하게 에서 RRC connection Setup Complete메시지에 포함되어 eNB(330, 530)에게 전달될 수 있다.
이 때 AS계층(320)은 저장된 GUMMEI를 상기 RRC connection setup complete 메시지에 포함시켜 전달할 수 있다.
상기 NAS메시지를 수신한 eNB(330, 530)는 MME Pool을 사용하지 않은 경우에는 정해진 MME를 선택하고, MME pool을 사용하는 경우에는 eNB(330, 530)가 상기 수신된 GUMMEI를 MME선택에 사용하도록 되어있는 경우에는 단계 532에서 상기 GUMMEI에 해당하는 MME pool area내의 MME 를 선택할 수 있다.
단계 331에 대응하는 단계 533에서 기지국(530)은 S1-AP커넥션 메시지(예를 들어 Initial UE Message메시지)에 상기 NAS메시지를 포함하여 MME1(540)에 보내게 된다.
이 때, 선택된 MME1(540)는 상기 NAS메시지가 Detach Request인 경우에는 메시지에 포함된 GUTI정보를 이용하여 단말(300)의 컨텍스트를 획득하게 되고, 상기 NAS메시지가 Extended Service Request인 경우에는 메시지에 포함된 M-TMSI(MME Temporary Mobile Subscriber Identity)로부터 단말(300)의 컨텍스트를 획득하여 상기 초기 NAS메시지를 처리하는 절차를 계속 해서 수행할 수 있게 된다(341, 541).
도 6은 본 명세서의 실시 예에 따른 단말 내에서 초기NAS메시지를 생성하여 처리하는 과정을 나타내는 순서도이다.
도 6을 참조하면, 상기의 실시 예는 단계 611에서 Idle모드에 있는 단말(600)이 Uplink로 보낼 데이터 또는 시그널링 메시지가 발생하거나 eNB로부터 PS(Packet Switch) 페이징이 발생할 수 있다. 이와 같은 경우 단계 612에서 단말(600)이 가장 최근 수신한 Attach accept메시지 혹은 TAU accept메시지에 포함되어있는 ESR-PS flag가 Extended Service Request를 packet service via S1용도로 사용할 수 있음을 알리는 경우에(예를 들어, ESR-PS flag = 1) 단말(600)은 Service Request사용하는 대신, 항상 Extended Service Request를 사용하기로 결정할 수 있다. 실시 예에서 단계612는 단계 611이전에 또는 이후에 발생될 수 있다.
단계 613에서 단말(600)은 Extended Service Request메시지를 생성하고, 단계 614에서 생성된 메시지를 NAS 계층(610)에서 AS계층(620)에 전달할 수 있다.
NAS계층(610)에서는 단계 614의 메시지를 전달 할 때 eNB에서 초기 NAS메시지를 라우팅 하기 위한 정보로서 GUMMEI(Globally Unique MME Identity)를 함께 AS계층(620)으로 전달할 수 있으며, AS 계층(620)은 수신한 GUMMEI를 저장할 수 있다.
따라서, 상기 제2실시 예에 따름으로써 단말(600)이 Connected 모드로 옮겨서 데이터 또는 시그널링 메시지를 송수신 할 수 있도록 할 수 있다.
도 7은 본 명세서의 실시 예에 따른 eNB가 초기 NAS메시지를 MME에게 전달하고 단말의 컨텍스트를 획득하는 과정을 나타내는 순서도이다.
도 3 및 도 7을 참조하면, 본 명세서의 제3실시 예에 따르는 발명은, 단말의 NAS 계층에서 초기 NAS메시지를 단말이 생성해서 eNB를 통해 MME로 라우팅하는 방법을 기술한다. 보다 구체적으로 단계 311내지 단계 325에 대응되는 동작이 단계 731 이전에 수행될 수 있다.
특히 본 실시 예에서는 초기 NAS메시지 중 Detach메시지 또는 Extended Service request메시지의 경우를 다룬다. 특히, Extended Service Request의 경우에는 단말(300)이 가장 최근 수신한 Attach accept메시지 혹은 TAU accept메시지에 포함되어있는 ESR-PS flag가 Extended Service Request를 packet service via S1용도로 사용할 수 있음을 알리는 경우에 (예를 들어, ESR-PS flag = 1) 사용할 수 있다.
먼저, 단계 311에서 단말의 NAS계층(310)에서 Detach Request메시지 또는 Extended Service request메시지를 생성해서, 단계 312에서 AS계층(320)으로 전달할 때, NAS 계층(310)에서는 상기 전달하는 메시지에 eNB(330, 730)에서 초기 NAS 메시지를 라우팅하기 위한 정보로서 GUMMEI(Globally Unique MME Identity) 또는 S-TMSI중 하나를 함께 전달할 수 도 있다. 예를 들어, 만약 유효한 GUTI(Globally Unique Temporary UE Identity)를 가지고 있는 경우에는 NAS 계층(310)은 상기 Detach Request메시지 또는 Extended Service request메시지를 라우팅 하기 위한 정보로서 GUMMEI(Globally Unique MME Identity)를 함께 AS계층(320)으로 전달하고, 수신된 GUMMEI를 포함하는 정보를 저장하거나, 단말(300)이 이미 등록된 TA(Tracking Area)에서 초기 NAS메시지를 보내는 경우에 NAS 계층(310)은 상기 Detach Request메시지 또는 Extended Service request메시지를 라우팅 하기 위한 정보로서 S-TMSI를 함께 AS계층(320)으로 전달하여 저장할 수 있다.
실시 예에서 상기 초기 NAS메시지가 단말의 AS계층(320)에 전달 되면, UE(300)는 eNB(330)와 RRC 커넥션을 생성하기 위한 과정을 시작할 수 있다.(단계 321 내지 325)
또한, 단말(300)은 Detach Request메시지 및 Extended Service request메시지 중 적어도 하나를 단계 325에서 RRC connection Setup Complete메시지에 포함시켜 eNB(330, 730)에게 전달된다. 단계 731에서 eNB(730)은 단말로부터 상기 RRC connection Setup Complete메시지에 포함된 Detach Request메시지 및 Extended Service request메시지 중 적어도 하나를 수신할 수 있다.
이 때 AS계층(320)에 저장된 유효한 GUMMEI가 있는 경우에 단말(300)은 상기 RRC connection setup complete 메시지에 상기 저장된 유효한 GUMMEI를 포함하시켜 eNB(330, 730)에 전달할 수 있다.
상기 NAS메시지를 수신한 eNB(730)는 단계 331에 대응하는 단계 732에서 MME pool을 사용하지만 eNB(330, 730)가 MME를 선택할 때 GUMMEI 정보를 사용하지 않는 경우 또는 GUMMEI 정보가 없는 경우에 MME pool area내의 하나의 MME를 선택하고 S1-AP커넥션 메시지(예를 들어 Initial UE Message메시지)에 상기 NAS메시지를 포함하여 MME1(740)에 전송할 수 있다. 그리고 선택된 MME1(710)는 상기 초기 NAS메시지를 처리 하기 위한 절차를 수행하게 된다(단계 341에 대응).
이 때, 선택된 MME1(740)가 만약 단말(300)의 컨텍스트를 가지고 있지 않는 경우에는 상기 NAS메시지를 처리하기 위해서 MME pool area내의 MME들 중에서 단말의 컨텍스트를 가지고 있는 다른 MME로부터 단말(300)의 컨텍스트를 가져오는 과정을 거쳐야 한다.
실시 예에서 상기 NAS메시지가 Detach request메시지인 경우에는, 메시지에 포함된 GUTI정보를 기반으로 선택된 MME1(740)이 단계 741에서 무결성 체크 등을 통해서 자신이 단말(300)에 GUTI를 할당한 MME인 경우, 단계 746으로 진행하여 이에 따르는 Detach 과정을 수행할 수 있다.
하지만, 단말(300)에 GUTI를 할당한 MME가 MME1(740)이 아닌 경우, 단계 742에서 GUTI로부터 알아낸 단말(300)에 GUTI를 할당한 MME로부터 단말(300)의 컨텍스트 정보를 가져오기 위하여 Context Request메시지를 해당 MME(여기서는 MME2(740))에게 송신한다.
상기 Context Request 메시지는 MME1(740)이 수신한 상기 Detach Request메시지(complete Detach request메시지)를 포함하고, 상기 Detach request에 포함되어 있는 GUTI정보를 포함 할 수 있다.
단계 743에서 상기 Detach Request메시지를 수신한 MME2(750)는 무결성 체크를 하게 된다.
무결성 체크를 통과한 경우, 단계 744에서 MME2(750)는 MME1(740)에 Context Response메시지를 통해 단말(300)의 컨텍스트를 보내게 된다. 실시 예에서 상기 Context Response메시지는 IMSI(International Mobile Subscriber Identity), ME identity, unused EPS Authentication Vectors, KSIASME, KASME, EPS Bearer Context(s) 및 Serving GW signaling Address and TEID 중 적어도 하나의 정보가 포함될 수 있다.
단계 745에서 Context Response메시지를 수신한 MME1(740)은 단말(300)의 컨텍스트를 획득하게 되고, Context Ack메시지를 MME2(750)에 보낸다.
단계 746에서 상기 Context Response메시지를 수신한 MME1(740)은 남아 있는 detach 과정을 수행한다. 실시 예에서 이때 MME1(740)은 단계 747을 통해 필요한 경우에 GUTI relocation 과정을 함께 수행할 수 있다.
단계 746 과 단계747가 발생하는 순서는 단계 746이 먼저 끝난 후 단계 747가 진행되거나 또는 상기 두 단계가 동시에 진행되거나 또는 단계 747이 먼저 끝난 후에 단계 746가 진행될 수 도 있다.
또한, 단계 745는 단계 746과 단계 747가 진행되기 전에 진행되거나, 또는 단계 746과 단계 747가 진행된 후에 진행되거나 또는 각 단계 중 하나와 동시에 진행될 수 있다.
한편, 상기 NAS메시지가 Extended Service request메시지인 경우에, 단계 741에서 MME1(740)은 Extended Service Request메시지에 포함되어있는 M-TMSI를 자신이 할당해준 임시 ID임을 가정해서 Extended Service Request에 대한 무결성 체크를 수행한다.
무결성 체크를 통과하는 경우, MME1(740)은 단말(300)에 GUTI를 할당한 MME임이 밝혀지게 되고, 이에 따르는 Extended Service Request과정을 수행하면 된다(단계 746에 에 대응).
하지만, 무결성 체크를 실패하는 경우에 상기 단말(300)에 GUTI를 할당한 MME가 MME1(740)이 아닌 경우로 판단되면, MME1(740)은 자신이 속한 MME pool area내의 하나의 MME 또는 일부 또는 모든 MME들에게 Context Request메시지를 보내게 된다(단계 742에 대응).
상기 Context Request 메시지는 MME1(740)이 수신한 상기 Extended Service Request메시지(complete Extended Service Request메시지)를 포함하고, MME1(740)은 Temp GUTI를 생성해서 Context request메시지에 포함 할 수도 있다. 상기 Temp GUTI정보는 다음 표 1과 같이 이미 알고 있는 GUTI와 같은 구조를 따라서 Temp GUTI값을 조합될 수 있다
PLMN ID MMEGI MMEC M-TMSI
즉, 이미 알고 있는 정보인 PLMN ID와 MMEGI(MME Group identity)와 Context Request를 받을 MME의 MMEC(MME code)와 상기 Extended Service Request메시지에 포함되어 있는 M-TMSI정보를 이용하여 만들 수 있다.
상기 Extended Service Request메시지를 수신한 MME2(750)은 단계 743에서 Extended Service Request메시지 내에 포함된 M-TMSI를 자신이 할당한 값이라고 가정하여 무결성 체크를 하게 된다.
무결성 체크를 통과한 경우 MME2(750)는 단말(300)이 자신에게 등록되어 있는 단말임을 알게 되고, 단계 744에서 MME2(750)은 MME1(740)에 Context Response메시지를 보내서 단말의 Context를 보내게 된다.
실시 예에서 상기 Context Response메시지는 IMSI(International Mobile Subscriber Identity), ME identity, unused EPS Authentication Vectors, KSIASME, KASME, EPS Bearer Context(s) 및 Serving GW signaling Address and TEID 중 적어도 하나의 정보가 포함될 수 있다.
반면에 무결성 체크를 실패한 경우 MME2(750)는 자신에게 등록된 단말이 아님을 인지하고 Context Response메시지를 보내 무결성 체크가 실패했음을 MME1(740)에게 알리게 된다.
MME pool area 내의 MME들로부터 Context Response메시지를 수신한 MME1(740)은 무결성 체크를 성공하고, 단계 745에서 단말(300)의 컨텍스트를 전달해 준 MME2(750)에게 Context Ack메시지를 보낸다.
만약 모든 MME pool내의 MME들이 무결성체크를 실패하는 경우에는 MME1(740)은 해당 Extended Service Request 메시지를 버릴 수 있다.
한편, 상기 Context Response메시지와 함께 단말의 컨텍스트를 수신한 MME1(740)은 단계 746에서 남아 있는 Extended Service Request과정을 수행한다. 이때 단계 747에서 필요한 경우에 GUTI relocation 과정을 함께 수행할 수 있다. 실시 예에서 단계 746 과 단계747가 발생하는 순서는 단계 746이 먼저 끝난후 단계 747가 진행되거나 또는 상기 두 단계가 동시에 진행되거나 또는 단계 747이 먼저 끝난 후에 단계 746이 진행될 수 도 있다. 또한, 단계 745는 단계 746 및 단계 747가 진행되기 전에 진행되거나, 또는 단계 746과 단계 747이 진행된 후에 진행되거나 또는 상기 두 단계 중 하나와 동시에 진행될 수 있다.
제3실시 예의 발명을 도 6을 참조하여 설명 하면, 단계 611에서 상기의 실시 예는 Idle모드에 있는 단말(600)이 Uplink로 보낼 데이터 또는 시그널링 메시지가 발생하거나 eNB(730)로부터 PS(Packet Switch) 페이징이 발생하는 경우에, 단말(600)이 가장 최근 수신한 Attach accept메시지 혹은 TAU accept메시지에 포함되어있는 ESR-PS flag가 Extended Service Request를 packet service via S1용도로 사용할 수 있음을 알린다면(예를 들어, ESR-PS flag = 1) 단계 612에서 단말(600)은 Service Request사용하는 대신, 항상 Extended Service Request를 사용하기로 결정할 수 있다.
단계612는 단계 611이전에 또는 이후에 진행될 수 있다. 따라서, 단말(600)을 단계 613에서 Extended Service Request메시지를 생성하고, 단계 614에서 NAS 계층(610)은 AS계층(620)에 상기 생성된 메시지를 전달하게 된다.
NAS계층(610)에서는 상기 메시지에 eNB(730)가 초기 NAS메시지를 라우팅 하기 위한 정보인 GUMMEI(Globally Unique MME Identity)를 포함시켜 AS계층(620)으로 전달할 수도 있다.
따라서, 상기 제3실시 예에 따름으로써 단말(600)이 Connected 모드로 옮겨서 데이터 또는 시그널링 메시지를 송수신 할 수 있도록 할 수 있다.
도 8은 본 명세서의 실시 예에 따른 단말내에서 초기NAS메시지를 생성하여 처리하는 과정을 나타내는 순서도이다.
도 3 및 8을 참조하면, 실시 예에서 단계 811 내지 단계 814는 단계 311내지 단계 312의 동작에 대응될 수 있다. 또한 단계 814다음에 단계 321 및 이후의 단계에 대응되는 동작이 수행될 수 있다. 본 명세서의 제4실시 예는 Idle모드에 있는 단말(800)에서 Uplink로 보낼 데이터 또는 시그널링 메시지가 발생하거나, eNB로부터 PS(Packet Switch) 페이징이 발생해서 Connected모드로 전환이 필요한 상황을 단계 811에서 단말의 NAS계층(800)이 인식하게 되면, 단말(800)은 특정 NAS메시지를 이용하여 Connected mode로 전환할지를 결정할 수 있다. 이때, PLMN별로 또는 가장 최근 수신한 Attach accept메시지 혹은 TAU accept메시지에 포함되어있는 ESR-PS flag가 Extended Service Request를 packet service via S1용도로 사용할 수 없음을 알린 경우(예를 들어, ESR-PS flag = 0) 또는 ESR-PS flag와 상관 없이, 단계 812에서 단말의 NAS계층(810)은 Service Request 또는 Extended Service Request사용하는 대신 보낼 data 또는 시그널링 메시지가 있음을 알리는 active flag를 포함한 TAU request를 생성하도록 결정할 수 있다.
단계 813에서 단말(800)이 음성서비스도메인 선택을 CS(Circuit Switch)망으로 선택한 경우, 즉 CSFB(Circuit Service Fallback)을 하는 단말의 경우에는 TAU request(EPS update type = 'combined TA/LA updating' 또는 'combined TA/LA updating with IMSI attach'와 active flag='Bearer establishment request'를 포함)를 생성한다. 하지만, 단말(800)이 음성서비스를 지원하지 않거나 음성서비스도메인 선택을 PS(Packet Switch)망으로 선택하는 단말의 경우에는 TAU request(EPS update type = 'TA updating'와 active flag='Bearer establishment request'를 포함)를 생성한다.
한편, 실시 예에서 NAS계층(810)이 TAU request 를 생성할 때는 메시지의 크기를 최대한 줄일 수 있도록 불필요한 Information Element(IE)는 생략할 수 있다. 예를 들어, DRX parameter IE, UE radio capability information update needed IE, EPS bearer context status IE등 optional IE들을 생략할 수 있다. 특히 normal TAU의 경우에는 TMSI status IE, Old location area identification IE, TMSI based NRI container IE등의 optional IE들을 추가로 더 생략할 수 있다.
단계 814에서 NAS계층(810)은 상기 생성된 TAU request 메시지를 AS계층(820)에 전달할 때, NAS계층(810)은 RRC establishment Cause를 다음과 같이 설정하여 보낼 수 있다. 실시 예에 따라 단말(800)이 보낼 데이터가 있거나 시그널링 메시지가 있을 때, 단말(800)은 RRC establishment Cause를 'Mobile Originating Data'로 설정하고, PS페이징을 받아서 TAU request를 보내는 경우에 단말(800)은 RRC establishment Cause를 'Mobile Terminating Access'로 설정하여 AS계층(820)에 전달한다.
이때, 단계 814에서 단말의 NAS 계층(810)에서 상기 TAU request메시지를 생성해서 AS계층(820)으로 전달할 때, NAS 계층(810)은 eNB(330)가 초기 NAS 메시지를 라우팅하기 위한 정보로서 GUMMEI(Globally Unique MME Identity) 또는 S-TMSI를 상기 메시지에 포함하여 전달할 수도 있다.
예를 들어, 만약 단말(800)이 유효한 GUTI(Globally Unique Temporary UE Identity)를 가지고 있고 Load Balbancing에 대한 요청을 받지 않은 경우에는 상기 Attach Request메시지 또는 TAU request메시지를 라우팅 하기 위한 정보로서 GUMMEI(Globally Unique MME Identity)를 상기 NAS메시지와 함께 NAS계층(810)에서 AS계층(820)으로 전달하여 저장한다. 또는, 단말(800)이 이미 등록된 TA(Tracking Area)에서 초기 NAS메시지를 보내는 경우에는 상기 TAU request메시지를 라우팅 하기 위한 정보로서 S-TMSI를 상기 초기NAS메시지와 함께 AS계층(820)으로 전달하여 저장할 수 있다.
상기 초기 NAS메시지가 단말의 AS계층(820)에 전달 되면, UE(300,800) eNB(330)와 RRC 커넥션을 생성하기 위한 과정을 시작한다.(단계 321 내지 325에 대응)
또한, 실시 예에서 상기 TAU request메시지는 단계 325에서 RRC connection Setup Complete메시지에 실려서 eNB(330)에 전달될 수 있다.
실시 예에서 AS계층(320, 820)에 저장된 유효한 GUMMEI가 있는 경우에 상기 RRC connection setup complete 메시지에 상기 유효한 GUMMEI를 포함시켜 전송할 수 있다.
상기 초기 NAS 메시지를 수신한 eNB(330)는 상기 수신한 메시지를 기반으로 미리 설정된 MME(340) 또는 MME pool area에 있는 MME(340)를 선택할 수 있다. 이 때, eNB(330)가 GUMMEI를 수신한 경우 상기 수신된 GUMMEI를 참조하여 MME(340)를 선택할 수 있다. 따라서, 단계 331에서 eNB(330)는 S1-AP커넥션 메시지(예를 들어 Initial UE Message메시지)에 상기 TAU request메시지를 포함하여 선택된 MME(340)에 보내게 된다.
그리고, 단계 341에서 선택된 MME(340)는 상기 수신한 메시지를 기반으로 상기 초기 NAS메시지를 처리 하기 위한 절차를 수행하게 된다.
도 9는 본 명세서의 실시 예에 따른 단말이 초기 NAS메시지를 MME에게 전달하는 과정을 나타내는 순서도이다.
도 9를 참조하면, 본 명세서의 제5실시 예에서 단말(900)은 NAS 계층(910)에서 초기 NAS메시지를 생성해서 eNB(930)를 통해 MME(940)로 라우팅하는 방법에 대해서 기술한다.
단계 911에서 단말(900)이 NAS계층(910)에서 초기 NAS메시지를 생성하고, 단계 912에서 AS계층(920)에 전달할 때, 초기 NAS메시지를 라우팅하기 위한 정보로서 S-TMSI또는 GUMMEI중 하나를 상기 초기 NAS 메시지와 함께 AS계층(920)에 전달할 수 있다.
예를 들어 실시 예에서 Service Request메시지 또는 Extended Service Request 또는 Detach Request의 경우 S-TMSI 값을 함께 AS계층(920)에 전달 한다.
단계 921에서 상기 초기 NAS메시지를 수신한 AS계층(920)은 eNB(930)와 RRC 커넥션을 생성하기 위한 과정을 시작한다. 즉, 단말(900)은 eNB(930)에 Random Access Preamble을 송신하고, 단계 922에서 이를 수신한 eNB(930)는 단말(900)에게 Random Access Response를 보내면서 단말(900)이 RRC Connection Request메시지를 보낼 수 있는 Uplink Grant와 단말(900)을 구분하기 위한 TC-RNTI(Temporary Cell - Radio Network Temporary Identifier)등을 함께 할당해 줄 수 있다.
단계 923에서 단말(900)은 상기 할당 받은 Uplink Grant를 이용하여 eNB(930)에 RRC Connection Request메시지를 보낼 수 있다,
상기 RRC Connection Request 메시지는 임의의(일 예로 40bit) 길이의 임시 값을 포함하도록 한다. 상기 임시 값은 일 예로 eNB(930)로부터 받은 단말(900)의 임시식별자(예를 들면 16bit길이의 TC-RNTI)의 앞 또는 뒤에 zero패딩(또는 상기 기지국(900)에 포함된 모든 단말과 기지국이 서로 약속한 패딩 값 또는 랜덤값)을 붙인 임시 값이 사용될 수 있다. 단말들 사이에 충돌이 없음을 확인한 eNB(930)는 단계 924에서 RRC connection setup메시지를 단말(900)에게 보낸다.
단계 925에서 단말(900)은 다시 한번 eNB(930)에 RRC Connection Request메시지를 보내게 되고, NAS계층(910)에서 S-TMSI를 받은 경우에는 초기메시지의 라우팅을 위해서 상기 RRC Connection Request 메시지는 상기 S-TMSI값을 포함하도록 한다.
단계 926에서 eNB(930)는 상기 RRC Connection Request메시지에 대한 응답으로 RRC connection setup메시지를 단말에게 보낸다.
단계 927에서 RRC connection setup메시지를 수신한 단말(900)은 RRC connection setup complete 메시지를 eNB(930)에 보내게 된다. 이때 상기 NAS계층(910)으로부터 받은 상기 초기NAS 메시지를 상기 RRC connection setup complete 메시지에 포함하여 eNB(930)에 전달할 수 있다. 이 때 AS계층(920)에 NAS계층(910)으로부터 받은 GUMMEI가 있을 때 GUMMEI를 RRC connection setup complete 메시지에 포함하여 eNB(930)에 전달할 수 있다.
상기 초기 NAS메시지를 수신한 eNB(930)는 상기 S-TMSI를 925 단계에서 수신한 경우 S-TMSI에 포함된 MMEC(MME code)에서 가리키는 MME(940)를 선택할 수 있고, 상기 GUMMEI를 927단계에서 수신한 경우 GUMMEI를 참고하여 MME(940)를 선택할 수 있다.
eNB(930)가 MME(940)를 선택하면, 단계 934에서 S1-AP커넥션 메시지 예를들어 Initial UE Message메시지에 상기 초기 NAS메시지를 포함하여 MME에 보내게 된다. 따라서, 상기 NAS메시지가 Service Request나 Extended Service Request나 Detach Request인 경우에는 단계 925에서 S-TMSI를 수신하게 되므로, S-TMSI가 포함하는 MMEC(MME Code)에서 가리키는 MME를 선택하게 되고, Initial UE Message메시지는 S-TMSI를 포함하게 된다.
단계 941에서 MME(940)은 Initial NAS message 처리를 수행할 수 있는데, 선택된 MME(940)는 Service Request메시지를 수신한 경우에는 Initial UE Message메시지에 포함된 S-TMSI를 이용하여 하여 단말(900)의 컨텍스트를 획득할 수 있다. 또한 실시 예에서 MME(940)는 Extended Service Request 메시지를 수신한 경우에는 Initial UE Message메시지에 포함된 S-TMSI를 이용하거나, Extended Service Request에 포함된 M-TMSI를 이용하여 단말(900)의 컨텍스트를 획득할 수 있게 된다.
또한, Attach request나 Detach Request나 TAU request메시지를 수신한 경우, Initial UE Message메시지가 S-TMSI를 포함하고 있다면 상기 S-TMSI를 이용하여 하여 단말(900)의 컨텍스트를 획득할 수 있거나 Initial UE Message메시지가 S-TMSI를 포함하고 있지 않다면 상기 Attach request나 Detach Request나 TAU request메시지가 포함하고 있는 GUTI의 정보를 이용하여 단말(900)의 컨텍스트를 획득할 수 있고, 초기 NAS메시지를 처리 하는 절차를 계속 해서 수행할 수 있게 된다.
도 10은 본 명세서의 실시 예에 따른 단말의 내부 구조를 도시하는 블록도이다.
도 10을 참조하면, 실시 예에 따른 단말은 송수신부(1002), 저장부(1004) 및 제어부(1006)을 포함할 수 있다. 실시 예에 따라 각 요소들은 NAS 계층과 AS 계층 각각 분리되거나 공통적으로 구성될 수 있다.
실시 예의 송수신부(1002)는 기지국 또는 다른 통신 엔티티와 신호를 송수신할 수 있다. 또한 단말 내부의 NAS 계층 및 AS 계층 사이에도 신호를 송수신 할 수 있다. 실시 예에서 상기 신호는 상기 신호는 제어 신호, 데이터 등을 포함할 수 있다.
실시 예의 저장부(1004)는 상기 단말의 동작을 위해 필요한 각종 프로그램 및 단말의 동작과 관련된 정보를 저장할 수 있다. 특허 본 명세서의 실시 예의 저장부(1004)는 GUMMEI 및 S-TMSI 중 적어도 하나를 포함할 수 있으며, 본 명세서의 실시 예의 동작에 필요한 값들을 추가로 저장할 수 있다.
실시 예의 제어부(1006)는 송수신부(1002) 및 저장부(1004)를 제어하며, 단말의 동작을 위해 각 블록 간 신호 흐름을 제어한다. 또한 실시 예의 제어부(1006)는 단말 내의 NAS 계층 및 AS 계층 사이의 신호 송수신 및 기지국과의 신호 송수신과 관련된 전반적인 동작을 제어할 수 있다. 이외에도 제어부(1006)는 본 명세서의 실시 예에 따른 단말 전반의 동작을 제어할 수 있다.
도 11은 본 명세서의 실시 예에 따른 기지국의 내부 구조를 도시하는 블록도이다.
도 11을 참조 하면, 실시 예를 따른 기지국은 유무선 통신부(1102), 저장부(1104) 및 제어부(1106)를 포함할 수 있다.
유무선 통신부(1102)는 단말과 통신을 수행하기 위한 무선 통신부, 및 코어 네트워크의 노드들과 통신을 수행하기 위한 유선 통신부를 포함할 수 있다. 실시 예에서 코어 네트워크는 MME를 포함할 수 있다.
저장부(1104)는 상기 기지국의 동작을 위해 필요한 각종 프로그램 및 기지국의 동작과 관련된 정보를 저장할 수 있다. 보다 구체적으로 단말 및 MME로부터 수신한 정보 중 적어도 하나를 저장할 수 있으며, 기지국의 동작을 위해 기 설정된 정보도 저장할 수 있다.
제어부(1106)는 명세서의 실시 예에 따라 기지국이 동작하도록 각 블록 간 신호 흐름을 제어할 수 있다. 보다 구체적으로 제어부(1106)은 단말로부터 RRC Connection을 위한 신호를 수신하고, 수신한 정보를 기반으로 MME에 접속할 수 있으며, 적합한 MME를 선택할 수도 있다. 이외에도 제어부(1106) 본 명세서의 실시 예에 따른 기지국 전반의 동작을 제어할 수 있다.
도 12는 본 명세서의 실시 예에 따른 이동성 관리 엔티티(Mobility Management Entity, MME)의 내부 구조를 도시하는 블록도이다.
본 명세서의 실시 예에 따른 MME는 인터페이스부(1202), 저장부(1204) 및 제어부(1206)를 포함할 수 있다.
인터페이스부(1202)는 코어 네트워크 노드의 유선 통신을 위한 신호 처리 기능을 수행할 수 있다. 보다 구체적으로 인터페이스부(1202)는 기지국과의 유선 통신을 위한 신호 처리를 할 수 있다.
저장부(1204)는 상기 MME의 동작을 위해 필요한 각종 프로그램 및 MME의 동작과 관련된 정보를 저장할 수 있다. 보다 구체적으로 단말 및 기지국으로부터 수신한 정보 중 적어도 하나를 저장할 수 있으며, MME의 동작을 위해 기 설정된 정보도 저장할 수 있다.
제어부(1206)는 명세서의 실시 예에 따라 MME가 동작하도록 각 블록 간 신호 흐름을 제어할 수 있다. 보다 구체적으로 제어부(1206)는 수신한 Initial NAS message 처리와 관련된 동작을 수행하거나, 메시지 수신시 단말의 컨텍스트를 획득하여 메시지를 처리하거나, 무결성 검사를 실시하거나, 단말의 컨텍스트을 가지고 있지 않은 경우에는 다른 MME로부터 단말의 컨텍스트 정보를 요청하여 수신할 수 있다.
본 명세서의 실시 예는 이동 통신 네트워크에서 단말이 보낸 초기 NAS메시지를 eNB가 알맞은 MME를 선택하여 라우팅 하기 위한 방안 또는 선택한 MME가 단말의 컨텍스트를 획득하기 위한 방법 및 장치를 제공한다.
본 명세서의 일 실시 예에 따르면, 방법은 단말이 NAS계층에서 초기 NAS메시지를 생성하여 AS계층에 전달할 때, 초기 NAS메시지를 라우팅하기 위한 정보를 전달하는 단계, 단말이 eNB와 RRC 커넥션을 생성을 하는 단계, 또는 RRC 커넥션을 생성하면서 초기 NAS메시지와 라우팅을 위한 정보를 eNB에 전달하는 단계, eNB는 라우팅을 위한 정보를 이용하여 알맞은 MME로 초기 NAS 메시지를 전달하는 단계를 포함할 수 있다.
본 명세서의 일 실시 예에 따르면, 단말이 NAS계층에서 초기 NAS메시지를 생성하는 단계, 초기 NAS메시지에 대한 RRC establishment cause설정하여 AS계층에 초기 NAS메시지를 전달하는 단계, 단말은 eNB와 RRC 커넥션을 생성을 하는 단계, 또는 RRC 커넥션을 생성하면서 초기 NAS메시지와 라우팅하기위한 정보를 eNB에 전달하는 단계, eNB는 라우팅정보를 이용하여 알맞은 MME로 초기 NAS 메시지를 전달하는 단계를 포함할 수 있다.
본 명세서의 일 실시 예에 따르면, 방법은 단말이 NAS계층에서 초기 NAS메시지를 생성하여 AS계층에 전달할 때, 초기 NAS메시지를 라우팅하기 위한 정보를 전달하는 단계, 단말이 eNB와 RRC 커넥션을 생성을 하는 단계, 또는 RRC 커넥션을 생성하면서 초기 NAS메시지와 라우팅을 위한 정보를 eNB에 전달하는 단계, eNB는 라우팅을 위한 정보를 이용하여 알맞은 MME로 초기 NAS 메시지를 전달하는 단계, 선택된 MME가 단말 컨텍스트를 갖는 MME로부터 단말의 컨텍스트를 획득하는 과정을 수행하는 것을 포함할 수 있다.
본 명세서의 일 실시 예에 따르면, 방법은 단말이 NAS계층에서 초기 NAS메시지를 생성하여 AS계층에 전달할 때, 초기 NAS메시지를 라우팅하기 위한 정보를 전달하는 단계, 단말이 eNB와 RRC 커넥션을 생성하기 위해 랜덤 액세스를 통해 Uplink Grant와 임시단말정보를 할당 받는 단계, 단말은 할당 받은 Uplink Grant에 임시단말정보를 포함하여 RRC Connection Request메시지를 전송하고 eNB로부터 RRC Connection Setup메시지를 수신하는 단계, RRC Connection Setup메시지를 수신한 단말이 RRC Connection Request메시지를 eNB에게 재전송할 때 NAS계층으로부터 받은 단말의 S-TMSI(SAE Temporary Mobile Subscriber identity)정보를 포함하는 단계, RRC Connection Request메시지를 수신한 eNB 는 RRC Connection Setup메시지를 재전송하고, 이를 받은 단말은 eNB로 RRC Connection Setup Complete와 함께 초기 NAS메시지를 송신하는 단계, eNB는 S-TMSI정보를 이용하여 알맞은 MME로 초기 NAS 메시지를 전달하는 단계를 포함할 수 있다.
본 명세서의 일 실시 예에 따르면, 방법은 단말이 NAS계층에서 초기 NAS메시지를 생성하여 AS계층에 전달할 때, 단말은 eNB와 RRC 커넥션을 생성을 하는 단계, 또는 RRC 커넥션을 생성하면서 초기 NAS메시지를 eNB에 전달하는 단계, eNB는 MME Pool Area내의 한 MME로 초기 NAS 메시지를 전달하는 단계, 상기 MME가 단말의 컨텍스트를 포함하지 않는경우, 만약 상기 초기 NAS메시지로부터 단말의 컨텍스트를 가지고 있는 MME Pool Area내의 MME에 대한 정보를 획득하는 경우, 해당 MME에게 단말의 컨텍스트를 요청해서 받아와서 받아와서 초기NAS메시지를 처리하는 과정, 또는 상기 초기 NAS메시지로부터 단말의 컨텍스트를 가지고 있는 MME에 대한 정보를 획득할수 없는 경우, MME Pool내의 MME들에게 단말의 컨텍스트를 요청하여 단말의 컨텍스트를 가지고있는 MME로컨텍스트를 받아와서 초기NAS메시지를 처리하는 경우를 포함할 수 있다.
한편, 본 명세서와 도면에는 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 개시하였으며, 비록 특정 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 발명의 이해를 돕기 위한 일반적인 의미에서 사용된 것이지, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시 예 외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.

Claims (16)

  1. 이동 통신 시스템의 단말에서 신호 송수신 방법에 있어서,
    초기(initial) NAS(Non Access Stratum) 메시지를 생성하는 단계;
    상기 생성된 메시지를 기반으로 기지국에 랜덤 억세스 프리엠블을 전송하는 단계;
    상기 기지국으로부터 상기 단말을 구별하기 위한 단말 식별 정보를 포함하는 메시지를 수신하는 단계; 및
    상기 수신한 단말 식별 정보를 기반으로 생성된 임시 아이디를 포함하는 RRC Connection Request 메시지를 상기 기지국에 전송하는 단계를 포함하는 신호 송수신 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 기지국으로부터 RRC Connection Setup 메시지를 수신하는 단계; 및
    상기 생성한 NAS 메시지 및 이동성 관리 엔티티(Mobility Management Entity, MME) 정보 중 하나 이상을 포함하는 RRC connection Setup Complete메시지를 상기 기지국에 전송하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 신호 송수신 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 RRC Connection Request 메시지를 상기 기지국에 전송하는 단계는
    상기 수신한 단말 식별 정보에 기 설정된 값을 붙여서(padding) 생성된 임시 아이디를 상기 RRC Connection Request 메시지에 포함시켜 상기 기지국에 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 신호 송수신 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 initial NAS 메시지를 생성하는 단계는
    Attach 요청 메시지 또는 TAU 요청 메시지를 생성하는 단계; 및
    상기 생성된 요청 메시지와 GUMMEI 또는 S-TMSI를 포함시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 신호 송수신 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 initial NAS 메시지를 생성하는 단계는
    신호 송수신에 대한 지시자를 수신하는 단계;
    상기 수신한 지시자를 기반으로 서비스 요청 종류를 결정하는 단계; 및
    상기 결정된 서비스 요청 종류를 기반으로 GUMMEI를 포함하는 TAU request 메시지를 생성하는 단계를 포함하는 신호 송수신 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 기지국에 상기 단말의 S-TMSI를 포함하는 RRC Connection Request를 전송하는 단계; 및
    상기 기지국으로부터 RRC Connection Setup 메시지를 수신하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 신호 송수신 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 기지국에 생성된 initial NAS 메시지 및 GUMMEI를 포함하는 RRC Connection Setup Complete메시지를 전송하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 신호 송수신 방법.
  8. 제2항에 있어서,
    상기 기지국은
    상기 단말로부터 수신한 정보 중 하나 이상을 기반으로 선택된 이동성 관리 엔티티에 초기 단말 메시지(Initial UE message)를 전송하는 것을 특징으로 하는 신호 송수신 방법.
  9. 이동 통신 시스템의 기지국에서 신호 송수신 방법에 있어서,
    상기 단말이 생성한 초기(initial) NAS(Non Access Stratum) 메시지를 기반으로 상기 단말로부터 랜덤 억세스 프리엠블을 수신하는 단계;
    상기 단말로 상기 단말을 구별하기 위한 단말 식별 정보를 포함하는 메시지를 전송하는 단계; 및
    상기 단말로부터 상기 수신한 단말 식별 정보를 기반으로 생성된 임시 아이디를 포함하는 RRC Connection Request 메시지를 수신하는 단계를 포함하는 신호 송수신 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 단말로 RRC Connection Setup 메시지를 전송하는 단계; 및
    상기 생성한 NAS 메시지 및 이동성 관리 엔티티(Mobility Management Entity, MME) 정보 중 하나 이상을 포함하는 RRC connection Setup Complete메시지를 상기 단말로부터 수신하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 신호 송수신 방법.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 RRC Connection Request 메시지를 수신하는 단계는
    상기 단말 식별 정보에 기 설정된 값을 붙여서(padding) 생성된 임시 아이디를 상기 RRC Connection Request 메시지에 포함시켜 상기 단말로부터 수신하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 신호 송수신 방법.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 단말은
    신호 송수신에 대한 지시자를 수신하고, 상기 수신한 지시자를 기반으로 서비스 요청 종류를 결정하고, 상기 결정된 서비스 요청 종류를 기반으로 GUMMEI를 포함하는 TAU request 메시지를 생성하는 것을 특징으로 하는 신호 송수신 방법.
  13. 제9항에 있어서,
    상기 단말로부터 상기 단말의 S-TMSI를 포함하는 RRC Connection Request를 수신하는 단계; 및
    상기 단말로 RRC Connection Setup 메시지를 전송하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 신호 송수신 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 단말로부터 상기 단말이 생성한 initial NAS 메시지 및 GUMMEI를 포함하는 RRC Connection Setup Complete메시지를 수신하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 신호 송수신 방법.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 단말로부터 상기 단말이 생성한 initial NAS 메시지 및 GUMMEI를 포함하는 RRC Connection Setup Complete메시지를 수신하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 신호 송수신 방법.
  16. 제10항에 있어서,
    상기 단말로부터 수신한 정보 중 하나 이상을 기반으로 선택된 이동성 관리 엔티티에 초기 단말 메시지(Initial UE message)를 전송하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 신호 송수신 방법.
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