KR20150139825A - 복수의 통신 시스템을 지원하는 융합 망에서 기지국 정보를 업데이트하는 방법 및 이를 위한 장치 - Google Patents

복수의 통신 시스템을 지원하는 융합 망에서 기지국 정보를 업데이트하는 방법 및 이를 위한 장치 Download PDF

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Abstract

복수의 통신 시스템을 지원하는 융합 망에서 제 1 통신 시스템의 기지국이 기지국 정보를 업데이트하는 방법은, 제 2 통신 시스템의 기지국으로부터 상기 제 2 통신 기지국과 관련된 정보가 변경되거나 또는 상기 제 1 통신 시스템의 기지국과 관련된 정보가 변경된 경우에 변경된 정보를 포함하는 제 1 메시지를 상기 제 2 통신 시스템의 기지국으로부터 수신하는 단계; 및 상기 제 1 메시지에 기초하여 변경된 정보를 업데이트하는 단계를 포함할 수 있다.

Description

복수의 통신 시스템을 지원하는 융합 망에서 기지국 정보를 업데이트하는 방법 및 이를 위한 장치{METHOD FOR UPDATING BASE STATION INFORMATION IN CONVERGED NETWORK SUPPORTING MULTIPLE COMMUNICATION SYSTEMS, AND DEVICE THEREFOR}
본 발명은 무선통신에 관한 것으로, 보다 상세하게는 복수의 통신 시스템을 지원하는 융합 망에서 기지국 정보를 업데이트하는 방법 및 이를 위한 장치에 관한 것이다.
무선통신 시스템에서 두 개 이상의 radio access technology (RAT)에 액세스할 수 있는 능력(capability)를 가진 Multi-RAT 단말이 존재할 수 있다. 특정 RAT에 access하기 위해서는 단말 요청 기반으로 특정 RAT으로의 connection을 설정하고 data 송수신을 수행한다.
그러나, Multi-RAT 단말이 두 개 이상의 RAT에 액세스 할 수 있는 capability는 있더라도 동시에 multiple RAT에 access할 수는 없었다. 즉, 현재 단말은 Multi-RAT capability가 있다 하더라도, 서로 다른 RAT을 통해 동시에 데이터 송수신이 가능하지 않다.
이러한 종래의 multi-RAT 기술은 무선랜과 셀룰러 망 간의 interworking을 필요로 하지 않기 때문에, 전반적으로 시스템 효율이 낮은 문제점이 있다. 그리고, 이러한 문제점에 대해서 아직까지 연구된 바가 없다.
본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제는 복수의 통신 시스템을 지원하는 융합 망에서 제 1 통신 시스템의 기지국이 기지국 정보를 업데이트하는 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명에서 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 복수의 통신 시스템을 지원하는 융합 망에서 단말이 기지국 정보를 업데이트하는 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명에서 이루고자 하는 또 다른 기술적 과제는 복수의 통신 시스템을 지원하는 융합 망에서 기지국 정보를 업데이트하는 제 1 통신 시스템의 기지국을 제공하는 데 있다.
본 발명에서 이루고자 하는 또 다른 기술적 과제는 복수의 통신 시스템을 지원하는 융합 망에서 기지국 정보를 업데이트하는 단말을 제공하는 데 있다.
본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 상기 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기의 기술적 과제를 달성하기 위한, 복수의 통신 시스템을 지원하는 융합 망에서 제 1 통신 시스템의 기지국이 기지국 정보를 업데이트하는 방법은, 제 2 통신 시스템의 기지국으로부터 상기 제 2 통신 기지국과 관련된 정보가 변경되거나 또는 상기 제 1 통신 시스템의 기지국과 관련된 정보가 변경된 경우에 변경된 정보를 포함하는 제 1 메시지를 상기 제 2 통신 시스템의 기지국으로부터 수신하는 단계; 및 상기 제 1 메시지에 기초하여 변경된 정보를 업데이트하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 제 2 통신 시스템의 기지국과 관련된 정보가 변경된 경우에, 상기 제 1 메시지는 상기 제 2 통신 시스템의 기지국의 식별자, 중심 주파수 채널 번호, 대역폭, 셀 ID, 위치 정보, 부하 상태(load status) 정보, 상기 제 2 통신 시스템의 기지국과 주변 AP(Access Point)와의 간섭 정보 및 주변 AP의 스캐닝 결과 정보 중 변경된 적어도 하나의 정보를 포함할 수 있다. 상기 제 1 통신 시스템의 기지국과 관련된 정보가 변경된 경우에, 상기 제 1 메시지는 상기 1 통신 시스템의 기지국의 상향링크 타이밍 동기 정보, 타이밍 어드밴스(timing advance) 측정값 및 참조신호 세기 측정값 중 변경된 적어도 하나의 정보를 포함할 수 있다. 상기 제 1 통신 시스템의 기지국과 관련된 정보가 변경된 경우에 상기 제 1 통신 시스템의 기지국이 다른 기지국으로 변경된 경우를 포함하며, 상기 제 1 메시지는 상기 제 1 통신 시스템의 다른 기지국의 정보를 포함할 수 있다. 상기 방법은, 상기 업데이트된 정보를 단말로 전송하는 단계를 더 포함할 수 있다. 상기 방법은, 상기 업데이트된 정보에 따라 단말이 상기 제 2 통신 시스템의 기지국에 대한 스캐닝이 필요하다고 판단되는 경우 상기 단말에게 스캐닝 요청 메시지를 전송하는 단계를 더 포함할 수 있다. 상기 스캐닝 요청 메시지는 상기 스캐닝 요청의 이유 및 스캐닝할 상기 제 2 통신 시스템의 기지국에 대한 정보를 포함할 수 있다. 상기 스캐닝 요청 메시지에 포함된 상기 스캐닝 요청의 이유는 상기 제 2 통신 시스템의 기지국의 정보가 업데이트로 인한 것임을 지시할 수 있다. 상기 방법은 상기 단말로부터 상기 제 2 통신 시스템의 기지국에 대한 스캐닝 결과 리포트를 수신하는 단계를 더 포함할 수 있다. 상기 제 1 통신 시스템은 셀룰러 통신 시스템이고 상기 제 2 통신 시스템은 무선랜 시스템일 수 있다.
상기의 다른 기술적 과제를 달성하기 위한, 본 발명에 따른 복수의 통신 시스템을 지원하는 융합 망에서 단말이 기지국 정보를 업데이트하는 방법은, 제 1 통신 시스템의 기지국으로부터 상기 제 2 통신 기지국과 관련된 정보가 변경된 경우에 변경된 상기 제 2 통신 기지국과 관련된 정보를 포함하는 제 1 메시지를 수신하는 단계; 및 상기 제 1 메시지에 기초하여 상기 변경된 상기 제 2 통신 기지국과 관련된 정보를 업데이트하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 제 1 메시지는 상기 제 2 통신 시스템의 기지국의 식별자, 중심 주파수 채널 번호, 대역폭, 셀 ID, 위치 정보, 부하 상태(load status) 정보, 상기 제 2 통신 시스템의 기지국과 주변 AP(Access Point)와의 간섭 정보 및 주변 AP의 스캐닝 결과 정보 중 변경된 적어도 하나의 정보를 포함할 수 있다. 상기 방법은 상기 제 1 통신 시스템의 기지국으로부터 상기 제 2 통신 시스템의 기지국에 대한 스캐닝을 요청하는 스캐닝 요청 메시지를 수신하는 단계를 더 포함할 수 있다. 상기 방법은, 상기 스캐닝 요청 메시지에 기초하여 상기 제 2 통신 시스템의 기지국에 대한 스캐닝을 수행하는 단계; 및 상기 스캐닝 결과를 상기 제 1 통신 시스템의 기지국으로 전송하는 단계를 더 포함할 수 있다. 상기 제 1 통신 시스템은 셀룰러 통신 시스템이고 상기 제 2 통신 시스템은 무선랜 시스템이다.
상기의 또 다른 기술적 과제를 달성하기 위한 복수의 통신 시스템을 지원하는 융합 망에서 기지국 정보를 업데이트하는 제 1 통신 시스템의 기지국은, 제 2 통신 시스템의 기지국으로부터 상기 제 2 통신 기지국과 관련된 정보가 변경되거나 또는 상기 제 1 통신 시스템의 기지국과 관련된 정보가 변경된 경우에 변경된 정보를 포함하는 제 1 메시지를 상기 제 2 통신 시스템의 기지국으로부터 수신하도록 구성된 수신기; 및 상기 제 1 메시지에 기초하여 변경된 정보를 업데이트하도록 구성된 프로세서를 포함하되, 상기 제 1 통신 시스템은 셀룰러 통신 시스템이고 상기 제 2 통신 시스템은 무선랜 시스템이다.
상기의 또 다른 기술적 과제를 달성하기 위한, 복수의 통신 시스템을 지원하는 융합 망에서 기지국 정보를 업데이트하는 단말은, 제 1 통신 시스템의 기지국으로부터 상기 제 2 통신 기지국과 관련된 정보가 변경된 경우에 변경된 상기 제 2 통신 기지국과 관련된 정보를 포함하는 제 1 메시지를 수신하도록 구성된 수신기; 및 상기 제 1 메시지에 기초하여 상기 변경된 상기 제 2 통신 기지국과 관련된 정보를 업데이트하도록 구성된 프로세서를 포함하되, 상기 제 1 통신 시스템은 셀룰러 통신 시스템이고 상기 제 2 통신 시스템은 무선랜 시스템인 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 제안하는 셀룰러 네트워크가 AP의 정보를 관리하는 경우, AP 정보 관리 주체, eNB 또는 UE가 AP 정보를 효율적으로 업데이트하는 방법에 의하여, 광대역 무선 통신 시스템에서 셀룰러 망의 control을 통해 단말이 WLAN을 효율적으로 사용하게 되는 장점이 있다.
본 발명에서 얻은 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명에 관한 이해를 돕기 위해 상세한 설명의 일부로 포함되는, 첨부 도면은 본 발명에 대한 실시예를 제공하고, 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 사상을 설명한다.
도 1은 무선통신 시스템(100)에서의 기지국(105) 및 단말(110)의 구성을 도시한 블록도이다.
도 2는 E-UMTS(Evolved Universal Mobile Telecommunications System)의 네트워크 구조를 예시한 도면이다.
도 3a는 일반적인 E-UTRAN 및 일반적인 EPC의 일반적 구조를 도시한 블록도이다.
도 3b는 E-UMTS 네트워크를 위한 사용자-평면 프로토콜 스택을 나타낸 블록도이다.
도 3c는 E-UMTS 네트워크를 위한 제어 평면 프로토콜 스택을 나타낸 블록도이다.
도 4는 제 1 통신 시스템(예를 들어, LTE 시스템)와 제 2 통신 시스템(예를 들어, WiFi 시스템)의 연동 구조를 설명하기 위한 네트워크 구조를 예시한 도면이다.
도 5는 EPS(Evolved Packet System) 서비스를 위한 Attach 프로시저를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 제 1 통신 시스템(예를 들어, LTE 시스템)와 제 2 통신 시스템(예를 들어, WiFi 시스템)의 연동 구조를 설명하기 위한 네트워크 구조를 예시한 도면이다.
도 7a는 AP 정보 관리 주체가 eNB인 경우 (case 1)의 eAP의 프로토콜 구성을 나타낸 도면이고, 도 7b는 AP 정보 관리 주체가 MME인 경우 (case 2)의 eAP의 프로토콜 구성을 나타낸 도면이다.
도 8a 및 도 8b는 AP 정보 관리 주체가 새로운 네트워킹 엔터티 (case 3)의 eAP의 프로토콜 구성을 나타낸 도면이다.
도 9는 AP 정보 관리 주체가 eNB인 경우의 eAP 정보 전송 프로시저를 설명하기 위한 예시적 도면이다.
도 10은 AP 정보 관리 주체가 eNB인 경우의 AP 정보를 업데이트하는 프로시저를 설명하기 위한 예시적 도면이다.
도 11은 AP 정보 관리 주체가 MME인 경우의 eAP 정보 전송 프로시저를 설명하기 위한 예시적 도면이다.
도 12는 AP 정보 관리 주체가 MME인 경우의 AP 정보를 업데이트하는 프로시저를 설명하기 위한 예시적 도면이다.
도 13은 AP 정보 관리 주체가 MME인 경우의 AP 정보를 업데이트하는 프로시저를 설명하기 위한 다른 예시적 도면이다.
도 14는 AP 정보 관리 주체가 새로운 네트워크 엔터티(이하, IWE라고 칭한다)인 경우의 eAP 정보 전송 프로시저를 설명하기 위한 예시적 도면이다.
도 15는 AP 정보 관리 주체가 IWE인 경우에, eNB/MME 및 IWE 간에 프로시저를 설명하기 위한 예시적 도면이다.
도 16은 AP 정보 관리 주체가 IWE인 경우의 AP 정보를 업데이트하는 프로시저를 설명하기 위한 예시적 도면이다.
도 17은 AP 정보 관리 주체가 IWE인 경우의 AP 정보를 업데이트하는 프로시저를 설명하기 위한 다른 예시적 도면이다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 형태를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 첨부된 도면과 함께 이하에 개시될 상세한 설명은 본 발명의 예시적인 실시형태를 설명하고자 하는 것이며, 본 발명이 실시될 수 있는 유일한 실시형태를 나타내고자 하는 것이 아니다. 이하의 상세한 설명은 본 발명의 완전한 이해를 제공하기 위해서 구체적 세부사항을 포함한다. 그러나, 당업자는 본 발명이 이러한 구체적 세부사항 없이도 실시될 수 있음을 안다. 예를 들어, 이하의 상세한 설명은 이동통신 시스템이 3GPP LTE, LTE-A 시스템인 경우를 가정하여 구체적으로 설명하나, 3GPP LTE, LTE-A의 특유한 사항을 제외하고는 다른 임의의 이동통신 시스템에도 적용 가능하다.
몇몇 경우, 본 발명의 개념이 모호해지는 것을 피하기 위하여 공지의 구조 및 장치는 생략되거나, 각 구조 및 장치의 핵심기능을 중심으로 한 블록도 형식으로 도시될 수 있다. 또한, 본 명세서 전체에서 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용하여 설명한다.
아울러, 이하의 설명에 있어서 단말은 UE(User Equipment), MS(Mobile Station), AMS(Advanced Mobile Station) 등 이동 또는 고정형의 사용자단 기기를 통칭하는 것을 가정한다. 또한, 기지국은 Node B, eNode B, Base Station, AP(Access Point) 등 단말과 통신하는 네트워크 단의 임의의 노드를 통칭하는 것을 가정한다. 본 명세서에서는 IEEE 802.16 시스템에 근거하여 설명하지만, 본 발명의 내용들은 각종 다른 통신 시스템에도 적용가능하다.
이동 통신 시스템에서 단말(User Equipment)은 기지국으로부터 하향링크(Downlink)를 통해 정보를 수신할 수 있으며, 단말은 또한 상향링크(Uplink)를 통해 정보를 전송할 수 있다. 단말이 전송 또는 수신하는 정보로는 데이터 및 다양한 제어 정보가 있으며, 단말이 전송 또는 수신하는 정보의 종류 용도에 따라 다양한 물리 채널이 존재한다.
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 접속 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 데이터 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)는 E-UTRA를 사용하는 E-UMTS(Evolved UMTS)의 일부로서 하향링크에서 OFDMA를 채용하고 상향링크에서 SC-FDMA를 채용한다. LTE-A(Advanced)는 3GPP LTE의 진화된 버전이다.
또한, 이하의 설명에서 사용되는 특정(特定) 용어들은 본 발명의 이해를 돕기 위해서 제공된 것이며, 이러한 특정 용어의 사용은 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다른 형태로 변경될 수 있다.
도 1은 무선통신 시스템(100)에서의 기지국(105) 및 단말(110)의 구성을 도시한 블록도이다.
무선 통신 시스템(100)을 간략화하여 나타내기 위해 하나의 기지국(105)과 하나의 단말(110)(D2D 단말을 포함)을 도시하였지만, 무선 통신 시스템(100)은 하나 이상의 기지국 및/또는 하나 이상의 단말을 포함할 수 있다.
도 1을 참조하면, 기지국(105)은 송신(Tx) 데이터 프로세서(115), 심볼 변조기(120), 송신기(125), 송수신 안테나(130), 프로세서(180), 메모리(185), 수신기(190), 심볼 복조기(195), 수신 데이터 프로세서(197)를 포함할 수 있다. 그리고, 단말(110)은 송신(Tx) 데이터 프로세서(165), 심볼 변조기(175), 송신기(175), 송수신 안테나(135), 프로세서(155), 메모리(160), 수신기(140), 심볼 복조기(155), 수신 데이터 프로세서(150)를 포함할 수 있다. 송수신 안테나(130, 135)가 각각 기지국(105) 및 단말(110)에서 하나로 도시되어 있지만, 기지국(105) 및 단말(110)은 복수 개의 송수신 안테나를 구비하고 있다. 따라서, 본 발명에 따른 기지국(105) 및 단말(110)은 MIMO(Multiple Input Multiple Output) 시스템을 지원한다. 또한, 본 발명에 따른 기지국(105)은 SU-MIMO(Single User-MIMO) MU-MIMO(Multi User-MIMO) 방식 모두를 지원할 수 있다.
하향링크 상에서, 송신 데이터 프로세서(115)는 트래픽 데이터를 수신하고, 수신한 트래픽 데이터를 포맷하여, 코딩하고, 코딩된 트래픽 데이터를 인터리빙하고 변조하여(또는 심볼 매핑하여), 변조 심볼들("데이터 심볼들")을 제공한다. 심볼 변조기(120)는 이 데이터 심볼들과 파일럿 심볼들을 수신 및 처리하여, 심볼들의 스트림을 제공한다.
심볼 변조기(120)는, 데이터 및 파일럿 심볼들을 다중화하여 이를 송신기(125)로 전송한다. 이때, 각각의 송신 심볼은 데이터 심볼, 파일럿 심볼, 또는 제로의 신호 값일 수도 있다. 각각의 심볼 주기에서, 파일럿 심볼들이 연속적으로 송신될 수도 있다. 파일럿 심볼들은 주파수 분할 다중화(FDM), 직교 주파수 분할 다중화(OFDM), 시분할 다중화(TDM), 또는 코드 분할 다중화(CDM) 심볼일 수 있다.
송신기(125)는 심볼들의 스트림을 수신하여 이를 하나 이상의 아날로그 신호들로 변환하고, 또한, 이 아날로그 신호들을 추가적으로 조절하여(예를 들어, 증폭, 필터링, 및 주파수 업 컨버팅(upconverting) 하여, 무선 채널을 통한 송신에 적합한 하향링크 신호를 발생시킨다. 그러면, 송신 안테나(130)는 발생된 하향링크 신호를 단말로 전송한다.
단말(110)의 구성에서, 수신 안테나(135)는 기지국으로부터의 하향링크 신호를 수신하여 수신된 신호를 수신기(140)로 제공한다. 수신기(140)는 수신된 신호를 조정하고(예를 들어, 필터링, 증폭, 및 주파수 다운컨버팅(downconverting)), 조정된 신호를 디지털화하여 샘플들을 획득한다. 심볼 복조기(145)는 수신된 파일럿 심볼들을 복조하여 채널 추정을 위해 이를 프로세서(155)로 제공한다.
또한, 심볼 복조기(145)는 프로세서(155)로부터 하향링크에 대한 주파수 응답 추정치를 수신하고, 수신된 데이터 심볼들에 대해 데이터 복조를 수행하여, (송신된 데이터 심볼들의 추정치들인) 데이터 심볼 추정치를 획득하고, 데이터 심볼 추정치들을 수신(Rx) 데이터 프로세서(150)로 제공한다. 수신 데이터 프로세서(150)는 데이터 심볼 추정치들을 복조(즉, 심볼 디-매핑(demapping))하고, 디인터리빙(deinterleaving)하고, 디코딩하여, 전송된 트래픽 데이터를 복구한다.
심볼 복조기(145) 및 수신 데이터 프로세서(150)에 의한 처리는 각각 기지국(105)에서의 심볼 변조기(120) 및 송신 데이터 프로세서(115)에 의한 처리에 대해 상보적이다.
단말(110)은 상향링크 상에서, 송신 데이터 프로세서(165)는 트래픽 데이터를 처리하여, 데이터 심볼들을 제공한다. 심볼 변조기(170)는 데이터 심볼들을 수신하여 다중화하고, 변조를 수행하여, 심볼들의 스트림을 송신기(175)로 제공할 수 있다. 송신기(175)는 심볼들의 스트림을 수신 및 처리하여, 상향링크 신호를 발생시킨다. 그리고 송신 안테나(135)는 발생된 상향링크 신호를 기지국(105)으로 전송한다.
기지국(105)에서, 단말(110)로부터 상향링크 신호가 수신 안테나(130)를 통해 수신되고, 수신기(190)는 수신한 상향링크 신호를 처리되어 샘플들을 획득한다. 이어서, 심볼 복조기(195)는 이 샘플들을 처리하여, 상향링크에 대해 수신된 파일럿 심볼들 및 데이터 심볼 추정치를 제공한다. 수신 데이터 프로세서(197)는 데이터 심볼 추정치를 처리하여, 단말(110)로부터 전송된 트래픽 데이터를 복구한다.
단말(110) 및 기지국(105) 각각의 프로세서(155, 180)는 각각 단말(110) 및 기지국(105)에서의 동작을 지시(예를 들어, 제어, 조정, 관리 등)한다. 각각의 프로세서들(155, 180)은 프로그램 코드들 및 데이터를 저장하는 메모리 유닛(160, 185)들과 연결될 수 있다. 메모리(160, 185)는 프로세서(180)에 연결되어 오퍼레이팅 시스템, 어플리케이션, 및 일반 파일(general files)들을 저장한다.
프로세서(155, 180)는 컨트롤러(controller), 마이크로 컨트롤러(microcontroller), 마이크로 프로세서(microprocessor), 마이크로 컴퓨터(microcomputer) 등으로도 호칭될 수 있다. 한편, 프로세서(155, 180)는 하드웨어(hardware) 또는 펌웨어(firmware), 소프트웨어, 또는 이들의 결합에 의해 구현될 수 있다. 하드웨어를 이용하여 본 발명의 실시예를 구현하는 경우에는, 본 발명을 수행하도록 구성된 ASICs(application specific integrated circuits) 또는 DSPs(digital signal processors), DSPDs(digital signal processing devices), PLDs(programmable logic devices), FPGAs(field programmable gate arrays) 등이 프로세서(155, 180)에 구비될 수 있다.
한편, 펌웨어나 소프트웨어를 이용하여 본 발명의 실시예들을 구현하는 경우에는 본 발명의 기능 또는 동작들을 수행하는 모듈, 절차 또는 함수 등을 포함하도록 펌웨어나 소프트웨어가 구성될 수 있으며, 본 발명을 수행할 수 있도록 구성된 펌웨어 또는 소프트웨어는 프로세서(155, 180) 내에 구비되거나 메모리(160, 185)에 저장되어 프로세서(155, 180)에 의해 구동될 수 있다.
단말과 기지국이 무선 통신 시스템(네트워크) 사이의 무선 인터페이스 프로토콜의 레이어들은 통신 시스템에서 잘 알려진 OSI(open system interconnection) 모델의 하위 3개 레이어를 기초로 제 1 레이어(L1), 제 2 레이어(L2), 및 제 3 레이어(L3)로 분류될 수 있다. 물리 레이어는 상기 제 1 레이어에 속하며, 물리 채널을 통해 정보 전송 서비스를 제공한다. RRC(Radio Resource Control) 레이어는 상기 제 3 레이어에 속하며 UE와 네트워크 사이의 제어 무선 자원들을 제공한다. 단말, 기지국은 무선 통신 네트워크와 RRC 레이어를 통해 RRC 메시지들을 교환할 수 있다.
본 명세서에서 단말의 프로세서(155)와 기지국의 프로세서(180)는 각각 단말(110) 및 기지국(105)이 신호를 수신하거나 송신하는 기능 및 저장 기능을 제외하고, 신호 및 데이터를 처리하는 동작을 수행하지만, 설명의 편의를 위하여 이하에서 특별히 프로세서(155, 180)를 언급하지 않는다. 특별히 프로세서(155, 180)의 언급이 없더라도 신호를 수신하거나 송신하는 기능 및 저장 기능이 아닌 데이터 처리 등의 일련의 동작들을 수행한다고 할 수 있다.
도 2는 E-UMTS(Evolved Universal Mobile Telecommunications System)의 네트워크 구조를 예시한 도면이다. E-UMTS는 LTE 시스템과 같이 호칭될 수도 있다. 시스템은 음성 ALV패킷 데이터와 같은 다양한 통신 서비스를 제공하기 위하여 광범위하게 배치될 수 있고, 일반적으로 이하의 도면들과 관련하여 상세하게 설명하고 개시할 다양한 기술들에 기반하여 기능하도록 구성된다.
도 2를 참조하면, E-UMTS 네트워크는 E-UTRAN(Evolved UMTS terrestrial radio access network), EPC(Evolved Packet Core) 및 하나 이상의 단말(10)을 포함한다. E-UTRAN는 하나 이상의 기지국들(20)을 포함한다. EPC와 관련하여, MME/SAE 게이트웨이(30)는 단말(10)에 대해 세션의 종단점 및 이동성 관리 기능을 제공한다. 기지국(20) 및 MME/SAE 게이트웨이는 S1 인터페이스를 통해 접속될 수 있다.
단말(10)은 사용자가 지니고 다니는 장치이고 mobile station(MS), user terminal(UT), 가입자국(Subscriber Station, SS) 또는 무선 장치로서 또한 호칭될수 있다.
기지국(20)은 일반적으로 단말(10)과 함께 통신하는 고정국(fixed station)이다. base station으로 호칭되는 것 외에, 기지국은 액세스 포인트(Access Point, AP)로 호칭될 수도 있다. 기지국은 단말로 사용자 평면(user plane) 및 제어 평면(control plane)의 종단점들(end points)을 제공한다. 일반적으로, 기지국은 다른 구성요소들 중에서 송신기 및 프로세서를 포함하고 본 명세서에서 기술하고 있는 다양한 기술들에 따라 동작하도록 구성된다.
복수의 단말(10)이 한 셀 내에 위치할 수 있다. 한 기지국(20)은 일반적으로 셀 별로 배치된다. 사용자 트래픽 또는 제어 트래픽을 전송하기 위한 인터페이스가 기지국들(20) 간에 사용될 수 있다. 본 명세서에서 "하향링크(downlink)"는 기지국(20)으로부터 단말(10)로의 통신을 가리키고, "상향링크(uplink)"는 단말로부터 기지국으로의 통신을 가리킨다.
MME/SAE 게이트웨이(30)는 기지국들(20)로 페이징 메시지들의 분포(distribution), 보안 제어, 유휴 상태 이동성 제어, SAR 베어러 제어 및 NAS(Non-Access Stratum) 시그널링의 암호(ciphering) 및 보전(integrity protection)을 포함하는 다양한 기능들을 제공한다. SAE 게이트웨이(30)은 페이징 이유들을 위한 U-플랜 패킷들의 종료(termination), 단말 이동성을 지원하기 위한 U-플랜의 스위칭을 포함하는 여러가지의 기능들을 제공한다. 설명의 편의를 위해, MME/SAE 게이트웨이(30)은 본 명세서에서 간단히 "게이트웨이"라고 칭해질 수 있다. 그러나, 이러한 구조는 MME 게이트웨이 및 SAE 게이트웨이 모두를 포함할 수 있다고 이해될 수 있다.
복수의 노드들이 S1 인터페이스를 통해 기지국(20) 및 게이트웨이(30) 간에 연결될 수 있다. 기지국(20)은 X2 인터페이스를 통해 서로 연결될 수 있고, 이웃 기지국들은 X2 인터페이스를 가진 메쉬된(meshed) 네트워크 구조를 가질 수 있다.
도 3a는 일반적인 E-UTRAN 및 일반적인 EPC의 일반적 구조를 도시한 블록도이다. 도 2a를 참조하면, 기지국은 게이트웨이(30)를 위한 선택, 무선자원제어(RRC) 활성시의 게이트웨이를 향한 라우팅, 페이징 메시지들의 스케줄링 및 전송, 방송채널(BCCH)정보의 스케줄링 및 전송, 하향링크 및 상향링크에서 단말들(10)에 자원을 동적 할당, 기지국 측정(measurements)의 구성 및 준비(provisioning), 무선 베이러 제어, 무선허가제어(RAC), LTE_ACTIVE 상태에서 연결 이동성 관리의 기능들을 수행할 수 있다.
EPC에서, 상술한 바와 같이, 게이트웨이(30)는 페이징 시작(origination), LTE_IDLE 상태 관리, 사용자 평면의 계산, SAE 베어러 관리, 및 비-접속층(non-access stratum, NAS) 시그널링의 보전 보호(integrity protection)의 기능들을 수행할 수 있다.
도 3b 및 도 3c는 E-UMTS 네트워크를 위한 사용자-평면 프로토콜 및 제어 평면 프로토콜 스택을 나타낸 블록도이다. 도 3b 및 도 3c를 참조하면, 프로토콜 레이어들은 오픈 시스템 상호접속(OSI) 표준 모델의 3개 하위 계층에 기초하여 제 1 계층(L1), 제 2 계층(L2) 및 제 3 계층(L3)으로 나누어질 수 있다.
제 1 계층(L1)(또는 물리 계층(PHY))은 물리 채널을 이용하여 상위 계층으로 정보 전송 서비스를 제공한다. 물리 계층은 전송 채널을 통해 상위 레벨에 위치한 MAC 계층과 연결되고, MAC 계층 및 물리 계층 간의 데이터는 전송 채널을 통해 전송된다. 서로 다른 물리 계층들 간에 즉 송신 측 및 수신 측(예를 들어, 단말(10) 및 기지국(20)의 물리 계층들 간에)의 물리 계층들 간에 데이터는 물리 채널(21)을 통해 전송된다.
계층 2(L2)의 MAC 계층은 논리채널을 통해 더 높은 계층인 RLC 계층에 서비스를 제공한다. 계층 2(L2)의 MAC 계층은 신뢰성있는 데이터 전송을 지원한다. 도 3b 및 3c에 도시된 RLC 계층은 MAC RLC 기능들이 구현되고 MAC 계층에서 수행되면, RLC 계층 그 자체는 필요하지 않는 것으로 도시되었다. 도 3b를 참조하면, 계층 2의 PDCP 계층은 상대적으로 작은 대역폭을 갖는 무선 인터페이스 상에 효율적으로 전송될 수 있는 IPv4 또는 IPv6와 같은 인터넷 프로토콜(IP) 패킷을 채용함으로써 전송되는 데이터에 불필요한 제어 정보를 줄이기 위하여 헤더 압축을 수행한다.
도 3c를 참조하면, 제 3 계층(L3)의 가장 낮은 부분에 위치한 RRC 계층은 제어 평면에서만 정의되고 논리 채널들, 전송 채널들, 물리 채널들을 구성, 재구성, 무선베어러들(RBs)의 해제 관계에서 제어한다. 여기서, 무선베어러들은 단말(terminal) 및 E-UTRAN 간의 데이터 전송을 위한 제 2 계층(L2)에 제공된 서비스를 의미한다.
도 3b를 참조하면, RLC 및 MAC 계층들(네트워크 측 상에서 기지국(20)에서 종료된)은 스케줄링, ARQ(Automatic Repeat reQuest), HARQ(Hybrid Automatic Repeat reQuest)와 같은 기능들을 수행한다. PDCP 계층(네트워크 측 상에서 기지국(102)에서 종료된)은 헤더압축, 인티그레티 보호(intergrity protection), 및 계산(ciphering)과 같은 사용자 평면 기능을 수행할 수 있다.
도 3c를 참조하면, RLC 및 MAC 계층들(네트워크 측 상에서 기지국(20)에서 종료된)은 제어 평면과 같은 동일한 기능들을 수행한다. 예시한 바와 같이, RRC 계층(네트워크 측 상에서 기지국(20)에서 종료된)은 방송, 페이징, RRC 연결 관리, 무선 베이러(RB) 제어, 이동성 기능 및 단말 측정 보고와 제어와 같은 기능들을 수행할 수 있다. 네트워크 측 상에서 MME 게이트웨이(30)에서 종료되는 NAS 제어 프로토콜은 SAE 베어러 관리, 인증, LTE_IDLE 이동성 핸들링, LTE_IDLE에서 페이징 시작 및 게이트웨이들 및 단말(10) 간의 시그널링을 위한 보안 제어와 같은 기능을 수행할 수 있다.
NAS 제어 프로토콜은 3개의 서로 다른 상태(state)를 사용할 수 있다: 첫 번째로 RRC 엔티티(entity)가 없다면, LTE_DETACHED 상태, 두 번째로 RRC 연결이 없지만 최소의 단말 정보를 저장하고 있다면 LTE_IDLE 상태, 세 번째로 RRC 연결이 설정되면 LTE_ACTIVE 상태이다.
또한, RRC 상태는 RRC_IDLE 및 RRC_CONNECTED와 같은 두 개의 서로 다른 상태로 구분될 수 있다. RRC_IDLE 상태에서, 단말(10)은 페이징 정보 및 시스템의 정보의 방송을 수신할 수 있는 한편 단말(10)은 NAS에 의해 구성된 불연속 수신(Discontinuous Reception, DRX)를 명기하고, 단말(10)은 트래킹(tracking) 지역에서 단말을 고유하게 식별하기 위한 식별자(identification, ID)를 할당받는다. 또한, RRC_IDLE 상태에서, 기지국(20)에 저장된 RRC 콘텍스트(context)는 없다.
RRC_IDLE 상태에서, 단말(10)은 페이징 DRX 주기(cycle)를 명기한다. 특히, 단말(10)은 매 단말 특정 페이징 DRX 주기의 특정 페이징 경우에서 페이징 신호를 모니터링한다.
RRC_CONNECTED 상태에서, 단말(10)은 E-UTRAN에서 E-UTRAN RRC 연결 및 콘텍스트를 구비하여, 가능하게 되는 네트워크(기지국)으로/으로부터 데이터를 전송 및/또는 수신한다. 또한, 단말(10)은 채널 품질 정보 및 피드백 정보를 기지국(20)으로 보고할 수 있다.
RRC_CONNECTED 상태에서, E-UTRAN은 단말(10)이 속한 셀을 안다. 따라서, 네트워크는 데이터를 단말(10)로/으로부터 전송 및/또는 수신할 수 있으며, 네트워크는 단말(10)의 이동성(핸드오버)을 제어할 수 있으며, 네트워크는 이웃 셀에 대한 셀 측정을 수행할 수 있다.
도 4a는 3GPP TS 36.300 표준에서의 UE capabilities를 협상하는 과정을 도시한 도면이다.
도 4a를 참조하면, MME는 S1 인터페이스를 통해서 초기 콘텍스트 설정 요청(initial context setup request) 메시지를 eNB로 전송한다. 이에 대해, eNB로 MME로 초기 콘텍스트 설정 응답 메시지를 전송한다. eNB는 해당 UE를 지원하는 다른 RAT 정보와 인접 셀들이 존재하는지 등을 기초하여 더 많은 capabilities가 필요한지를 결정한다. eNB는 UE로 RRC 메시지로 UECapabilityEnquiry 메시지를 전송하여 UE에게 UE capabilities에 대해 질의할 수 있다. 그러면, UE는 UECapabilityEnquiryinformation 메시지를 통해 자신이 지원하는 capabilities에 대한 정보를 eNB로 전송해 줄 수 있다. eNB은 RRC CONNECTED 상태 동안에 capabilities을 유지하고, UTRAN capabilities를 제외한 모든 알려진 capabilities를 구성하는 하나의 UERadioAccessCapabilityInformation 메시지를 생성한다. eNB은 UE Capability 정보를 포함하는 메시지(예를 들어, UE Capability info indication 메시지)를 MME로 전송한다. MME는 DETACH or ATTACH 때까지 capabilities를 유지한다.
도 4b는 3GPP TS 36.300 표준에서의 초기 콘텍스트 설정((initial context setup) 프로시저를 설명하기 위한 예시적 도면이다.
도 4b를 참조하면, MME는 eNB에게 페이징 메시지를 전송하고, eNB는 이를 UE에게 전달한다. 이후 UE는 eNB와 랜덤 액세스 프로시저를 수행한다. UE는 eNB에게 NAS 메시지로 서비스 요청을 전송한다. eNB는 이를 MME로 전달한다. MME는 초기 콘텍스트 설정 요청(initial context setup request) 메시지를 eNB로 전송한다. eNB는 RRC 혹은 NAS 메시지로 무선 베어러 설정(Radio Bearer Settup) 메시지를 전송한다. 무선 베어러 설정 완료 후에, UE는 eNB는 무선 베어러 설정 완료 메시지를 전송한다.
도 5는 EPS(Evolved Packet System) 서비스를 위한 Attach 프로시저를 설명하기 위한 도면이다.
이 프로시저는 EPS 서비스만을 위해 UE에서 사용된다. UE가 normal service를 위한 attach 프로시저를 개시할 때, UE는 EPS attach type IE에서 "EPS attach" 를 지시하여야 한다. 단말이 긴급 베어러 서비스를 위한 attach 프로시저를 개시할 때, 단말은 EPS attach type IE에서 "EPS emergency attach" 를 지시하여야 한다. EMM(EPS Mobility Management)-DEREGISTERED 상태에서, UE는 MME로 attach 요청 메시지를 전송함으로써 attach 프로시저를 개시할 수 있고, 타이머 T3410를 시작하고, EMM-REGISTERED-INITIATED 상태로 진입한다. 타이머 T3402는 현재 동작중이면(running), 단말은 타이머 T3402를 중지시켜야 한다. 만약, 타이머 T3411이 동작중이면, 단말은 타이머 T3411를 중지시켜야 한다.
다음 표 1은 ATTACH ACCEPT message content를 나타낸 표이다.
Figure pct00001
다음 표 2는 ATTACH COMPLETE message content를 나타낸 표이다.
Figure pct00002
다음 표 3은 ATTACH REJECT message content를 나타낸 표이다.
Figure pct00003
다음 표 4는 ATTACH REQUEST message content를 나타낸 표이다.
Figure pct00004
이러한 EPS(Evolved Packet System) 서비스를 위한 Attach 프로시저와 이와 관련된 내용들은 이하 본 발명에서 설명할 eAP가 셀룰러 망(예를 들어, LTE 망)과의 attach 프로시저에 적용될 수 있다. 셀룰러 망 입장에서 eAP가 UE로 보일 것이다.
스위칭 기반의 inter RAT 기술은 단말의 요청 기반으로 설계되어, 무선랜과 셀룰러 망 사이의 인터워킹(interworking)을 필요로 하지 않고, 특정 네트워크 서버가 무선랜 정보를 관리하며 단말의 요청에 의해 inter RAT 핸드오버를 가능하도록 한다. 이는 단말이 Multi-RAT capability가 있더라도, 한번에 하나의 RAT으로만 접속이 가능함을 의미하고, Multiple RAT으로의 동시 접속은 가능하지 않음을 의미한다. 이러한 이유로 종래 기술은 AP와 셀룰러 망 사이에 어떤 control connection을 요구하지 않았다. 그러나, Multi-RAT으로의 동시 송수신뿐만 아니라, 좀 더 tightly-coupled management를 위해 서로 다른 RAT 사이의 다이렉트 제어 커넥션(direct control connection)을 설정해 줌으로써 좀 더 효율적이고, 빠른 inter-RAT interworking이 필요하다.
먼저, 복수의 통신 시스템이 연동하는 네트워크 구조를 설명한다.
도 6은 제 1 통신 시스템(예를 들어, LTE 시스템)와 제 2 통신 시스템(예를 들어, WiFi 시스템)의 연동 구조를 설명하기 위한 네트워크 구조를 예시한 도면이다.
도 6에 도시한 네트워크 구조에서, 백본(Backbone) 망(예를 들어, P-GW 또는 EPC(Evolved Packet Core))를 통해 AP와 eNB사이에 백홀 제어 커넥션(backhaul control connection)이 있거나, AP와 eNB 사이에 무선 제어 커넥션(wireless control connection) 이 있을 수 있다. 피크 쓰루풋(peak throughput) 및 데이터 트래픽 오프-로딩(data traffic off-loading)을 위해, UE는 복수의 통신 네트워크 간의 연동을 통하여 제 1 무선통신 방식을 사용하는 제 1 통신 시스템(혹은 제 1 통신 네트워크)과 제 2 무선통신 방식을 사용하는 제 2 통신 시스템(혹은 제 2 통신 네트워크)을 모두 동시에 지원할 수 있다. 여기서 제 1 통신 네트워크 또는 제 1 통신 시스템을 각각 프라이머리 네트워크(Primary network) 또는 프라이머리 시스템(Primary system)이라고 칭하고, 제 2 통신 네트워크 또는 제 2 통신 시스템을 각각 세컨더리 네트워크(Secondary network) 또는 세컨더리 시스템(Secondary system)이라고 칭할 수 있다. 예를 들어, UE는 LTE(혹은 LTE-A)와 WiFi(WLAN/802.11과 같은 근거리 통신 시스템)을 동시에 지원하도록 구성될 수 있다. 이러한 UE를 본 명세서에서 멀티 시스템 지원 UE(Multi-system capability UE) 등으로 칭할 수 있다.
도 6에 도시한 네트워크 구조에서, 프라이머리 시스템은 넓은 커버리지(wider coverage)를 가지며, 제어 정보 전송을 위한 망일 수 있다. 프라이머리 시스템의 예로서 WiMAX 또는 LTE (LTE-A)시스템이 있을 수 있다. 한편, 세컨더리 시스템은 작은 커버리지는 가지는 망이며, 데이터 전송을 위한 시스템일 수 있다. 세컨더리 네트워크는 예를 들어, WLAN 또는 WiFi 같은 무선랜 시스템일 수 있다.
본 발명에서는 다음의 사항을 가정한다
세컨더리 시스템 (예를 들어, WiFi)의 액세스 포인트인 AP와 프라이머리 시스템 (예를 들어, LTE 시스템 또는 WiMAX 시스템과 같은 셀룰러 통신 시스템)의 액세스 포인트인 기지국(eNB)는 서로 무선 링크 상으로 커넥션(connection)이 설정되어 있음을 가정한다. 본 발명에서는 eNB와의 무선 인터페이스가 있는 AP를 eAP라고도 칭하도록 한다. 즉, eAP는 802.11 MAC/PHY뿐만 아니라, eNB와의 통신을 위한 LTE 프로토콜 스택 혹은 WiMAX 프로토콜 스택도 지원하여야 하고, eNB와는 단말과같은 역할을 하며 eNB와 통신을 할 수 있음을 의미한다.
본 발명에서는 AP 정보 관리 주체에 따라 AP 정보 업데이트 방법을 세가지 경우의 시나리오로 나누어 기술한다 (Case 1: AP 정보 관리 주체가 eNB인 경우, Case 2. AP 정보 관리 주체가 MME인 경우, 그리고 Case 3. AP 정보 관리 주체가 새로운 네트워크 엔터티 (예를 들어, 새로운 인터워킹 서버 또는 ANDSF((Access Network Discovery ＆ Selection Function)))인 경우).
WiFi와 셀룰러 네트워크를 통해 동시에 데이터를 송수신할 수 있는 단말이 존재하는 환경에서, 듀얼 모드(dual mode) 단말이 좀 더 효율적으로 WiFi-셀룰러 융합 망을 사용하도록 하기 위해 WiFi AP 와 셀룰러 네트워크 기지국(예를 들어, eNB 또는 ABS) 사이에 무선 링크 (혹은 무선 인터페이스)가 존재하도록 함을 제안한다. 이와 같이 AP와 eNB가 무선 인터페이스를 가지는 환경에서 해당 무선 인터페이스를 이용하여 새로운 eAP가 등록된 경우, eNB/MME/new network entity가 듀얼 모드 단말에게 또는 주변 네트워크 엔터티(eNB/MME/IWE(Interworking Entity))에게 새로운 eAP 정보를 업데이트하는 방법에 대해 제안한다.
도 7a는 AP 정보 관리 주체가 eNB인 경우 (case 1)의 eAP의 프로토콜 구성을 나타낸 도면이고, 도 7b는 AP 정보 관리 주체가 MME인 경우 (case 2)의 eAP의 프로토콜 구성을 나타낸 도면이다.
도 7a에 도시한 바와 같이 eNB가 AP정보를 관리하는 주체가 되는 경우, eAP는 eNB와만 통신을 하며, PHY, MAC, RLC, PDCP, RRC layer로 control path만을 가지고 있는 경우이다. 경우에 따라, control path 뿐만 아니라, data path까지 연결될 수도 있다.
도 7b에 도시한 바와 같이 AP 관리 서버가 MME에 있는 경우, eAP는 MME로 직접 자신의 정보를 전송할 수 있어야 하고, 이를 위해 eAP의 LTE part 프로토콜 스택은 NAS(Non-Access Stratum) layer까지 있음을 제안한다. eAP가 MME와 직접 통신을 할 수 있으며, PHY, MAC, RLC, PDCP, RRC layer 뿐만 아니라 NAS layer까지 포함하고 있는 경우 NAS control message 전송을 위해 eNB와 eAP는 control/data path까지 연결되어 있어야 한다.
도 8a 및 도 8b는 AP 정보 관리 주체가 새로운 네트워킹 엔터티 (case 3)의 eAP의 프로토콜 구성을 나타낸 도면이다.
도 8a 및 도 8b를 참조하면, AP 관리 서버가 인터워킹을 위한 새로운 인터워킹 엔터티 (즉, new interworking entity, 예를 들어 ANDSF와 같은 서버)에 있는 경우, eAP는 새로운 인터워킹 엔터티로 직접 자신의 정보를 전송할 수 있어야 하고, 이를 위해 eAP의 LTE part 프로토콜 스택은 새로운 네트워크 엔터티와 통신할 수 있는 새로운 프로토콜 레이어를 요구할 수 있고, 새로운 프로토콜 레이어(new protocol layer)까지 있을 수 있다. eAP가 새로운 인터워킹 엔터티(IWE)와 직접 통신을 할 수 있으며, PHY, MAC, RLC, PDCP, RRC layer 뿐만 아니라 new protocol layer까지 포함하고 있는 경우, eAP는 eNB와 control 뿐만 아니라 data path까지 연결되어 있다. 특히 도 8b의 경우, eNB 역시 IWE와의 통신을 위해 새로운 인터페이스 (e.g., IWP 레이어)가 필요할 수 있다.
실시예 1: AP 정보 관리 주체가 eNB인 경우
도 9는 AP 정보 관리 주체가 eNB인 경우의 eAP 정보 전송 프로시저를 설명하기 위한 예시적 도면이다.
eAP 초기 연결 설정 프로시저(eAP initial connection establishment 프로시저)
eAP 초기 연결 설정 프로시저의 트리거 조건으로서, 1) eAP가 파워 온(power on) 한 경우, 2) eAP가 새로운 cellular coverage로 이동한 경우, 3) 셀룰러 시스템 내에 있는 UE(들)에게 셀룰러-WiFi 융합 시나리오를 적용할 필요가 있다고 판단한 경우가 있다.
eAP가 셀 검색(Cell search)를 위해, Primary Synch Signal (P-SS) 및 Secondary Synch Signal (S-SS)를 수신하여 eNB의 물리 셀 식별자(Physical Cell ID) 획득할 수 있다(S910). eNB의 인터워킹 지원(interworking support) 여부를 확인하는 방법으로서, eAP가 eNB로부터 수신한 SIB (System Information Block) 또는 물리 방송 채널(PBCH) 내의 MIB (Master Information Block)의 정보(예를 들어, 1 비트 크기로 인터워킹 지원 여부를 지시해줌)로부터 인터워킹 지원 여부를 확인할 수 있다(S920). 또는, eNB는 WiFi-cellular 인터워킹 제어 정보를 위한 새로운 타입의 SIB (즉, SIB-n)(본 발명에서 새롭게 제안하는 시스템정보블록 타입 SIB-n은 n이 16이상의 정수일 수 있다)가 새롭게 정의될 수도 있고, 만약 새로운 SIB-n이 정의되는 경우, eAP가 eNB로부터 SIB-1 수신을 통해 SIB-n의 스케줄링 존재 유무로 eNB가 인터워킹을 지원하는지 여부를 파악할 수도 있다. 셀 검색을 통해 eAP는 무선랜과 셀룰러 망 사이의 인터워킹(interworking)을 지원하는 셀룰러 기지국의 물리 셀 식별자 (physical cell ID)를 식별할 수 있다.
eNB와 connection establishment 수행 (without NAS message)
eAP는 기존 LTE UE와 달리 NAS ATTACH REQUEST없이 RRC 연결 설정을 요청하는 메시지 (RRCConnectionReqeust)를 전송할 수 있다(S930). "establishmentCause" 파라미터를 "eAP originating Access" 와 같이 eAP의 연결설정임을 나타내는 파라미터로 정의할 수 있다. 또는, UE-Identity가 eAP(e.g., reserved ID할당)임을 나타내는 ID를 eNB로 전송한다. eAP는 eNB와 랜덤 엑세스 절차(RACH)를 수행하고(S940), eNB로부터 RRC 연결 설정 메시지(예를 들어, RRCConnectionSetup 메시지)를 수신할 수 있다(S950). connection establishment 단계에서 기존 UE가 수행하던 NAS관련 파라미터는 생략되거나 의미없는 값으로 설정될 수 있다. RRC 연결 설정 완료 후에 eAP는 eNB에게 RRC 연결 설정 완료를 알리는 메시지 (RRCConnectionSetupComplete message)를 전송할 수 있다(S960).
eAP는 eNB로부터 CRS(Cell-specific Reference Signal)를 수신하여 eNB의 참조신호세기를 측정할 수 있다(S970). 또한, eAP는 GPS 또는 3GPP TS 36.355 표준 규격에 따라 LPP(LTE Positioning Protocol) 프로시저를 통해 eAP의 위치를 측정할 수 있다(S980).
eAP 정보 등록 프로시저
네트워크(E-UTRAN)에서 eAPInformationRequest 메시지를 전송함으로써 프로시저를 개시할 수 있다. eNB는 eAP에게 eAP 정보를 요청하는 메시지(예를 들어, eAPInformationRequest 메시지)를 전송할 수 있다(S990). eAPInformationRequest 메시지 수신에 대한 응답으로 eAP는 eNB와 설정된 연결을 통해 자신의 정보를 eAP 정보 응답 메시지(예를 들어, eAPInformationResponse 메시지)를 통해 eNB에게 전송할 수 있다(S995). eAP는 eNB에게 자신의 정보 및 eNB 관련 측정 정보를 eAPInformationResponse 메시지에 포함하여 전송할 수 있다.
eAPInformationResponse 메시지는 eAP의 3GPP 네트워크에서의 자신의 ID (혹은 UE-ID), eAP의 중심 주파수 채널 번호 (하나 이상인 경우, 하나 이상의 채널 번호 전송), eAP의 대역폭, eAP의 WLAN 셀 ID (e.g., BSSID, SSID), eAP의 위치 정보(GPS 좌표정보 또는 LPP를 통해 측정된 위치 정보), eAP의 load status 정보, 주변 AP와의 interference 정보, 주변 AP의 scan result 정보, eNB의 UL 타이밍 동기 정보, eNB의 timing advance 측정값, eNB의 참조 신호 세기 측정값 중 적어도 하나 이상을 포함하여 전송될 수 있다. eAPInformationResponse 메시지를 수신한 eNB는 해당 정보를 자신의 서버에 DB화하여 저장하고, 해당 eAP는 자신의 커버리지에 속한 무선랜 영역으로 간주하고, 해당 정보를 이용하여 WiFi-Cellular 인터워킹을 지원하는 단말과 관련된 프로시저를 수행할 수 있다.
상기 도 9에 도시한 것과 다르게, eAPInformationRequest 메시지 전송에 따른 요청 없이 eAP는 eAPInformationResponse 메시지를 unsolicited 방식으로 전송할 수도 있다.
도 10은 AP 정보 관리 주체가 eNB인 경우의 AP 정보를 업데이트하는 프로시저를 설명하기 위한 예시적 도면이다.
도 10의 프로시저는 도 9에서 설명한 바와 같이 AP 정보를 등록한 이후에 AP 정보를 업데이트할 필요한 경우가 있는 경우에 수행된다. eAP는 eAP 정보 (예를 들어, 위치 정보, load status, 주변 AP와의 간섭 정보 등) 중 하나가 변경된 경우 또는 eAP가 속한 eNB의 정보가 변경된 경우(예를 들어, eAP의 이동으로 인한 eNB의 변경 또는 eNB로부터 수신한 eNB 정보의 변경된 경우 (예를 들어, 신호 세기, 상향링크 타이밍 동기 정보, 타이밍 어드밴스(timing advance) 값 등의 변경)), eAP 정보 업데이트가 트리거링될 수 있다. eAP 정보 업데이트가 트리거링되면, eAP는 eNB와 설정된 연결을 통해 자신의 업데이트 정보를 eNB에게 전송할 수 있다(S1010). 즉, eAP는 자신의 정보가 수정되거나 eNB 관련 측정 정보가 변경된 경우, 업데이트 정보를 포함하는 메시지(예를 들어, eAPInformationUpdate 메시지)를 eNB에게 전송할 수 있다(S1010). E-UTRAN 입장에서는 eAP로부터 eAPInformationUpdate 메시지를 수신함으로써 eAP 업데이트 정보 프로시저가 개시되게 된다.
상기 eAPInformationUpdate 메시지에는 eAP의 3GPP UE-ID, eAP의 중심 주파수 채널 번호 (하나 이상인 경우, 하나 이상의 채널 번호 전송), eAP의 대역폭, eAP의 WLAN 셀 ID (e.g., BSSID, SSID), eAP의 위치 정보(GPS 좌표정보 또는 LPP를 통해 측정된 위치 정보), eAP의 load status 정보, 주변 AP와의 interference 정보, 주변 AP의 scan result 정보, eNB의 UL 타이밍 동기 정보, eNB의 timing advance 측정값, eNB의 참조 신호 세기 측정값 등 정보에서 수정되거나 변경된 정보를 포함하여 전송될 수 있다. 여기서, 기지국의 정보와 관련하여 수치적으로 변경(예를 들어, 간섭 값, 참조신호 측정 값 등)된 것으로 판단하는 기준은 미리 정의된 임계치 이상으로 변경된 것으로 볼 수 있다.
이후, eNB는 수신한 수정된 정보를 DB에 업데이트하고 저장한다(S1020). 그리고, eNB는 업데이트 정보가 잘 저장되었음을 알리는 메시지 (예를 들어, eAPInformationUpdateACK 메시지)를 eAP에게 전송한다(S1030).
eAP 정보가 업데이트 된 경우, eNB는 정보가 업데이트된 eAP와 통신 중인 UE에게 변경된 혹은 업데이트된 eAP 정보를 전송해 줄 필요가 있다고 판단되면, eNB는 해당 UE에게 이를 알려줄 수 있다. 이때, 방법 1로서, eNB는 Broadcast 방식으로 업데이트된 eAP 정보를 해당 UE에게 전송해 줄 수 있다(S1040). eNB는 dual mode UE를 위해 eAP 관련 정보를 주기적으로 방송할 필요가 있다. neighbor eAP 정보 전송을 위한 RRC 메시지로서 일 예로서 SIB-n (여기서 n은 16 이상의 정수일 수 있음) 메시지를 예로 들 수 있다. 방법 2로서, Unicast 방식으로 업데이트된 eAP 정보를 전송할 수 있다(S645). eNB는 dual mode UE를 위해 eAP 관련 정보를 eAP와 연결이 필요한 단말에게만 유니캐스트 메시지로 전송할 수 있다. neighbor eAP 정보 전송을 위한 RRC 메시지를 정의할 수 있으며, 일 예로서 neighboreAPInformation 메시지가 있다. neighboreAPInformation 메시지 전송에 대한 응답으로 UE는 eNB에게 neighboreAPInformation 메시지를 잘 확인하였으면 알리는 확인 메시지(예를 들어, neighboreAPInformationAck 메시지)를 전송할 수 있다(S1050).
업데이트된 eAP 정보로 인해 UE가 서빙 eAP를 스캐닝할 필요가 있다고 판단된 경우, eNB는
eAP 스캐닝을 지시하는 (혹은 요청하는) 메시지(일 예로서, eAPScanningReq 메시지)를 전송할 수 있다. 이 스캐닝 요청 메시지를 전송할 때, eNB는 cause 필드에 "eAP Information Update" 를 지시(indication)하는 정보와 서빙 eAP 정보를 포함하여 전송할 수 있다(S1060).
eAPScanningReq 메시지를 수신하게 된 UE는 eAP 스캐닝을 수행한다(S1070). 그리고, 스캐닝 결과를 리포트하는 메시지(예를 들어, eAPScanningReport 메시지)를 eNB에게 전송할 수 있다(S1080).
실시예 2 AP 정보 관리 주체가 MME인 경우
도 11은 AP 정보 관리 주체가 MME인 경우의 eAP 정보 전송 프로시저를 설명하기 위한 예시적 도면이다.
eAP 초기 연결 설정 프로시저(eAP initial connection establishment 프로시저)
eAP 초기 연결 설정 프로시저의 트리거 조건으로서, 1) eAP가 파워 온(power on) 한 경우, 2) eAP가 새로운 cellular coverage로 이동한 경우, 3) 셀룰러 시스템 내에 있는 UE(들)에게 셀룰러-WiFi 융합 시나리오를 적용할 필요가 있다고 판단한 경우가 있다.
eAP가 셀 검색(Cell search)를 위해, Primary Synch Signal (P-SS) 및 Secondary Synch Signal (S-SS)를 수신하여 eNB의 Physical Cell ID 획득할 수 있다(S1110). eNB의 인터워킹 지원(interworking support) 여부를 확인하는 방법으로서, eAP가 eNB로부터 SIB (System Information Block) 또는 물리 방송 채널(PBCH) 내의 MIB (Master Information Block)의 정보(예를 들어, 1 비트 크기로 인터워킹 지원 여부로 지시해줌)로부터 인터워킹 지원 여부를 확인할 수 있다(S1120). 또는, eNB는 WiFi-cellular 인터워킹 제어 정보를 위한 SIB-n이 새롭게 정의될 수도 있고, 만약 새로운 SIB-n이 정의되는 경우, eAP가 eNB로부터 SIB-1 수신을 통해 SIB-n의 스케줄링 존재 유무로 eNB가 인터워킹을 지원하는지 여부를 파악할 수도 있다. 셀 검색을 통해 eAP는 무선랜과 셀룰러 망 사이의 인터워킹(interworking)을 지원하는 셀룰러 기지국의 물리 셀 식별자(physical cell ID)를 식별할 수 있다.
MME/eNB와 연결 설정(connection establishment) 수행 (Attach 또는 Service 요청에 의한 connection establishment)
eAP는 기존 LTE UE와 마찬가지로 NAS ATTACH REQUEST를 통해 RRCConnectionReqeust 메시지를 eNB에게 전송한다(S1130). Establishment of the NAS signalling connection과 관련하여, EPS attach type은 eAP로 attach 함을 의미하는 새로운 타입으로 정의하고, establishmentCause를 "eAP originating Access" 와 같이 eAP의 연결설정임을 나타내는 파라미터로 정의할 수 있다. 또는, ue-Identity가 eAP(e.g., reserved ID할당)임을 나타내는 ID를 전송할 수 있다.
eAP는 eNB와 랜덤 엑세스 절차(RACH)를 수행하고(S1140), eNB로부터 RRC 연결 설정 메시지(예를 들어, RRCConnectionSetup 메시지)를 수신할 수 있다(S1150). RRC 연결 설정 완료 후에 eAP는 eNB에게 RRC 연결 설정 완료를 알리는 메시지(RRCConnectionSetupComplete message)를 전송할 수 있다(S1160).
eAP는 eNB로부터 CRS(Cell-specific Reference Signal)를 수신하여 eNB의 참조신호세기를 측정할 수 있다(S1170). 또한, eAP는 GPS 또는 3GPP TS 36.355 표준 규격에 따라 LPP(LTE Positioning Protocol) 프로시저를 통해 eAP의 위치를 측정할 수 있다(S1180).
eAP 정보 등록 프로시저
eAP는 MME와 설정된 연결을 통해 자신의 정보를 NAS 메시지를 통해 MME에게 전송할 수 있다. MME는 eAP에게 eAP 정보를 요청하는 메시지(일 예로서, eAPInformationRequest 메시지)를 전송할 수 있다(S1190). MME는 Attach 단계에서 해당 단말이 eAP임을 알고, 추가적인 정보를 수신할 필요가 있다고 판단한 경우, 해당 메시지를 eAP에게 전송할 수 있다.
eAPInformationRequest 메시지 수신에 대한 응답으로서 eAP는 MME에게 자신의 정보 및 eNB 관련 측정 정보를 포함하는 메시지(예를 들어, eAPInformationResponse 메시지)를 전송할 수 있다(S1195). 도 11에 도시한 것과 다르게, eAP는 unsolicited 방식으로 MME에게 eAPInformationResponse 메시지를 전송할 수도 있다. eAPInformationResponse 메시지는 eAP의 3GPP 네트워크에서의 자신의 ID (혹은 UE-ID), eAP의 중심 주파수 채널 번호 (하나 이상인 경우, 하나 이상의 채널 번호 전송), eAP의 대역폭, eAP의 WLAN 셀 ID (e.g., BSSID, SSID), eAP의 위치 정보(GPS 좌표정보 또는 LPP를 통해 측정된 위치 정보), eAP의 load status 정보, 주변 AP와의 interference 정보, 주변 AP의 scan result 정보, eNB의 UL 타이밍 동기 정보, eNB의 timing advance 측정값, eNB의 참조 신호 세기 측정값 중 적어도 하나 이상을 포함하여 전송될 수 있다.
eAPInformationResponse 메시지를 수신한 MME는 해당 정보를 자신의 서버에 DB화하여 저장하고, 해당 eAP가 자신의 커버리지에 속한 무선랜 영역으로 간주하고, 해당 정보를 이용하여 WiFi-Cellular 인터워킹을 지원하는 단말과 관련된 프로시저를 수행할 수 있다.
도 12는 AP 정보 관리 주체가 MME인 경우의 AP 정보를 업데이트하는 프로시저를 설명하기 위한 예시적 도면이다.
도 12의 프로시저는 도 11에서 설명한 바와 같이 AP 정보를 등록한 이후에 AP 정보를 업데이트할 필요한 경우가 있는 경우에 수행될 수 있다. eAP는 eAP 정보(예를 들어, 위치 정보, load status, 주변 AP와의 간섭 정보 등) 중 하나가 변경된 경우 또는 eAP가 속한 eNB의 정보가 변경된 경우(예를 들어, eAP의 이동으로 인한 eNB의 변경 또는 eNB로부터 수신한 eNB 정보의 변경된 경우 (예를 들어, 신호 세기, 상향링크 타이밍 동기 정보, 타이밍 어드밴스(timing advance) 값 등의 변경)), eAP 정보 업데이트가 트리거링될 수 있다. eAP 정보 업데이트가 트리거링되면, eAP는 MME와 설정된 연결을 통해 자신의 업데이트 정보를 MME에게 전송할 수 있다(S1210). 즉, eAP는 자신의 정보가 수정되거나 eNB 관련 측정 정보가 변경된 경우, 업데이트 정보를 포함하는 메시지(예를 들어, eAPInformationUpdate NAS 메시지)를 MME에게 전송할 수 있다(S1210). E-UTRAN 입장에서는 eAP로부터 eAPInformationUpdate NAS 메시지를 수신함으로써 eAP 업데이트 정보 프로시저가 개시되게 된다.
상기 eAPInformationUpdate NAS 메시지에는 eAP의 3GPP UE-ID, eAP의 중심 주파수 채널 번호 (하나 이상인 경우, 하나 이상의 채널 번호 전송), eAP의 대역폭, eAP의 WLAN 셀 ID (e.g., BSSID, SSID), eAP의 위치 정보(GPS 좌표정보 또는 LPP를 통해 측정된 위치 정보), eAP의 load status 정보, 주변 AP와의 interference 정보, 주변 AP의 scan result 정보, eNB의 UL 타이밍 동기 정보, eNB의 timing advance 측정값, eNB의 참조 신호 세기 측정값 등 정보에서 수정되거나 변경된 정보를 포함하여 전송될 수 있다.
이후, MME는 수신한 수정된 정보를 DB에 업데이트하고 저장한다(S1220). 그리고, MME는 업데이트 정보가 잘 저장되었음을 알리는 메시지 (예를 들어, eAPInformationUpdateACK NAS 메시지)를 eAP에게 전송한다(S1230).
eAP 정보가 업데이트 된 경우, MME는 정보가 업데이트된 eAP와 통신 중인 UE에게 변경된 혹은 업데이트된 eAP 정보를 전송해 줄 필요가 있다고 판단되면, MME는 해당 UE에게 이를 하기 방법을 통해 알려줄 수 있다.
방법 1로서, MME는 S1 인터페이스를 통해 해당 eAP가 속한 eNB에게 업데이트된 eAP 정보를 eAPInformationUpdate 메시지에 포함시켜 전송해 줄 수 있다(S1240). MME가 전송한 eAPInformationUpdate 메시지는 eAP가 전송한 상기 eAPInformationUpdate NAS 메시지에 포함된 정보를 포함할 수 있다. MME로부터 eAPInformationUpate 메시지를 수신한 eNB는 MME에게 수신확인 메시지(예를 들어, eAPInformationUpdateACK 메시지)를 전송해 줄 수 있다(S1250).
eAP 정보가 업데이트 된 경우, eNB는 정보가 업데이트된 eAP와 통신 중인 UE에게 변경된 혹은 업데이트된 eAP 정보를 전송해 줄 필요가 있다고 판단되면, eNB는 해당 UE에게 이를 알려줄 수 있다. 이때, 방법 1로서, eNB는 Broadcast 방식으로 업데이트된 eAP 정보를 해당 UE에게 전송해 줄 수 있다(S1260). eNB는 dual mode UE를 위해 eAP 관련 정보를 주기적으로 방송할 필요가 있다. neighbor eAP 정보 전송을 위한 RRC 메시지로서 일 예로서 SIB-n 메시지를 예로 들 수 있다. 방법 2로서, Unicast 방식으로 업데이트된 eAP 정보를 전송할 수 있다(S1270). eNB는 dual mode UE를 위해 eAP 관련 정보를 eAP와 연결이 필요한 단말에게만 유니캐스트 메시지로 전송할 수 있다. neighbor eAP 정보 전송을 위한 RRC 메시지를 정의할 수 있으며, 일 예로서 neighboreAPInformation 메시지가 있다. neighboreAPInformation 메시지 전송에 대한 응답으로 UE는 eNB에게 neighboreAPInformation 메시지를 잘 확인하였으면 알리는 확인 메시지(예를 들어, neighboreAPInformationAck 메시지)를 전송할 수 있다(S1280).
업데이트된 eAP 정보로 인해 UE가 서빙 eAP를 스캐닝할 필요가 있다고 판단된 경우, eNB는
eAP 스캐닝을 지시하는 (혹은 요청하는) 메시지(일 예로서, eAPScanningReq 메시지)를 전송할 수 있다. 이 스캐닝 요청 메시지를 전송할 때, eNB는 cause 필드에 "eAP Information Update" 를 지시(indication)하는 정보와 서빙 eAP 정보를 포함하여 전송할 수 있다(S1285).
eAPScanningReq 메시지를 수신하게 된 UE는 eAP 스캐닝을 수행한다(S1290). 그리고, 스캐닝 결과를 리포트하는 메시지(예를 들어, eAPScanningReport 메시지)를 eNB에게 전송할 수 있다(S1295).
도 13은 AP 정보 관리 주체가 MME인 경우의 AP 정보를 업데이트하는 프로시저를 설명하기 위한 다른 예시적 도면이다.
도 12에서는 eAP 정보가 업데이트 된 경우, MME는 정보가 업데이트된 eAP와 통신 중인 UE에게 변경된 혹은 업데이트된 eAP 정보를 전송해 줄 필요가 있다고 판단되면, MME는 해당 UE에게 이를 알려주기 위해 eNB에게 S1 인터페이스를 통해 eAPInformationUpdate 메시지를 전송해 주었다. 도 13에서는 이와는 다르게, RRC 메시지를 통한 업데이트 방법에 대해 설명한다.
eAP는 eAP 정보 (예를 들어, 위치 정보, load status, 주변 AP와의 간섭 정보 등) 중 하나가 변경된 경우 또는 eAP가 속한 eNB의 정보가 변경된 경우(예를 들어, eAP의 이동으로 인한 eNB의 변경 또는 eNB로부터 수신한 eNB 정보의 변경된 경우 (예를 들어, 신호 세기, 상향링크 타이밍 동기 정보, 타이밍 어드밴스(timing advance) 값 등의 변경)), eAP 정보 업데이트가 트리거링될 수 있다. eAP 정보 업데이트가 트리거링되면, eAP NAS 레이어는 eAP RRC 레이어로 자신의 업데이트 정보를 eAPInformation Update(NAS) 메시지를 통해 전송할 수 있다(S1310). eAP RRC layer가 NAS layer로부터 eAPInformationUpdate message를 수신하는 경우, 해당 메시지에 eAPInformationUpdate RRC control message를 생성하여 eNB에게 전송할 수 있다(S1320). 정보는 NAS 메시지와 동일한 정보를 포함한다.
eAPInformationUpdate RRC control message를 수신한 eNB는 해당 정보는 자신의 eAP 정보 관리를 위해 사용하고, NAS 메시지(eAPInformationUpdate(NAS))는 MME로 전달한다(S1330). 뿐만 아니라 eAPInformationUpdate RRC control message에 대한 응답으로 eNB는 eAP RRC 레이어로 eAPInformationUpdateACK RRC control message를 eAP에게 전송할 수 있다(S1340). eAPInformationUpdate(NAS) 메시지 수신에 대한 응답으로서, MME는 eAP NAS 레이어로 확인 메시지(예를 들어, eAPInformationUpdateACK(NAS) 메시지)를 전송해 줄 수 있다(S1350). 도 13에서 S1360 이하의 내용은 도 12의 S1260 이하의 프로시저와 동일하므로 내용은 생락하고 도 12의 내용을 참조하도록 한다.
실시예 3: AP 정보 관리 주체가 새로운 네트워크 엔터티(예를 들어, interworking entity (IWE) 또는 ANDSF)인 경우
도 14는 AP 정보 관리 주체가 새로운 네트워크 엔터티(이하, IWE라고 칭한다)인 경우의 eAP 정보 전송 프로시저를 설명하기 위한 예시적 도면이다.
eAP 초기 연결 설정 프로시저(eAP initial connection establishment 프로시저)
eAP 초기 연결 설정 프로시저의 트리거 조건으로서, 1) eAP가 파워 온(power on) 한 경우, 2) eAP가 새로운 cellular coverage로 이동한 경우, 3) 셀룰러 시스템 내에 있는 UE(들)에게 셀룰러-WiFi 융합 시나리오를 적용할 필요가 있다고 판단한 경우가 있다.
eAP가 셀 검색(Cell search)를 위해, Primary Synch Signal (P-SS) 및 Secondary Synch Signal (S-SS)를 수신하여 eNB의 Physical Cell ID 획득할 수 있다(S1410). eNB의 인터워킹 지원(interworking support) 여부를 확인하는 방법으로서, eAP가 eNB로부터 SIB (System Information Block) 또는 물리 방송 채널(PBCH) 내의 MIB (Master Information Block)의 정보(예를 들어, 1 비트 크기로 인터워킹 지원 여부로 지시해줌)로부터 인터워킹 지원 여부를 확인할 수 있다(S1420). 또는, eNB는 WiFi-cellular 인터워킹 제어 정보를 위한 SIB-n이 새롭게 정의될 수도 있고, 만약 새로운 SIB-n이 정의되는 경우, eAP가 eNB로부터 SIB-1 수신을 통해 SIB-n의 스케줄링 존재 유무로 eNB가 인터워킹을 지원하는지 여부를 파악할 수도 있다. 셀 검색을 통해 eAP는 무선랜과 셀룰러 망 사이의 인터워킹(interworking)을 지원하는 셀룰러 기지국의 물리 셀 식별자(physical cell ID)를 식별할 수 있다.
MME/eNB와 연결 설정(connection establishment) 수행 (Attach 또는 Service 요청에 의한 connection establishment)
eAP는 기존 LTE UE와 마찬가지로 NAS ATTACH REQUEST를 통해 RRCConnectionReqeust 메시지를 eNB에게 전송한다(S1430). Establishment of the NAS signalling connection과 관련하여, EPS attach type은 eAP로 attach 함을 의미하는 새로운 타입으로 정의하고, establishmentCause를 "eAP originating Access" 와 같이 eAP의 연결설정임을 나타내는 파라미터로 정의할 수 있다. 또는, ue-Identity가 eAP(e.g., reserved ID할당)임을 나타내는 ID를 전송할 수 있다.
eAP는 eNB와 랜덤 엑세스 절차(RACH)를 수행하고(S1440), eNB로부터 RRC 연결 설정 메시지(예를 들어, RRCConnectionSetup 메시지)를 수신할 수 있다(S1450). RRC 연결 설정 완료 후에 eAP는 eNB에게 RRC 연결 설정 완료를 알리는 메시지(RRCConnectionSetupComplete message)를 전송할 수 있다(S1460).
eAP는 eNB로부터 CRS(Cell-specific Reference Signal)를 수신하여 eNB의 참조신호세기를 측정할 수 있다(S1470). 또한, eAP는 GPS 또는 3GPP TS 36.355 표준 규격에 따라 LPP(LTE Positioning Protocol) 프로시저를 통해 eAP의 위치를 측정할 수 있다(S1480).
eAP 정보 등록 프로시저
eAP의 RRC/MAC/PHY layer는 interworking 관련된 정보를 interworking protocol layer로 전송하여야 한다. eAP는 eNB와 설정된 연결을 통해 자신의 정보를 IWE에게 전송할 수 있다(upper layer message로 전송됨)(S1490). eAP는 IWE에게 자신의 정보 및 eNB 관련 측정 정보를 포함하는 메시지(예를 들어, eAPInformationResgister 메시지) 전송할 수 있다(S1490). eAPInformationResgister 메시지는 eAP의 3GPP 네트워크에서의 자신의 ID (혹은 UE-ID), eAP의 중심 주파수 채널 번호 (하나 이상인 경우, 하나 이상의 채널 번호 전송), eAP의 대역폭, eAP의 WLAN 셀 ID (e.g., BSSID, SSID), eAP의 위치 정보(GPS 좌표정보 또는 LPP를 통해 측정된 위치 정보), eAP의 load status 정보, 주변 AP와의 interference 정보, 주변 AP의 scan result 정보, eNB의 UL 타이밍 동기 정보, eNB의 timing advance 측정값, eNB의 참조 신호 세기 측정값 중 적어도 하나 이상을 포함하여 전송될 수 있다. eAPInformationResgister 메시지를 수신한 IWE는 해당 정보를 자신의 서버에 DB화하여 저장하고, eAP에게 정보를 성공적으로 저장했음을 알리는 확인 메시지(예를 들어, eAPInformationACK 메시지)를 전송해 줄 수 있다(S1495).
도 15는 AP 정보 관리 주체가 IWE인 경우에, eNB/MME 및 IWE 간에 프로시저를 설명하기 위한 예시적 도면이다.
eAP 초기 연결 설정 프로시저(eAP initial connection establishment 프로시저)
eAP와 eNB/MME 간의 연결 설정(connection establishment)을 통해 eNB는 eAP임을 인식할 수 있다(S1510). 이후 IWE는 eAP의 정보를 등록한다(S1120). IWE는 AP 정보 서버에 eAP의 3GPP 네트워크에서의 자신의 ID (혹은 UE-ID), eAP의 중심 주파수 채널 번호 (하나 이상인 경우, 하나 이상의 채널 번호 전송), eAP의 대역폭, eAP의 WLAN 셀 ID (e.g., BSSID, SSID), eAP의 위치 정보(GPS 좌표정보 또는 LPP를 통해 측정된 위치 정보), eAP의 load status 정보, 주변 AP와의 interference 정보, 주변 AP의 scan result 정보, eNB의 UL 타이밍 동기 정보, eNB의 timing advance 측정값, eNB의 참조 신호 세기 측정값 중 적어도 하나 이상을 저장한다.
IWE는 새롭게 등록된 eAP는 eAP가 전송한 eNB 정보를 기반으로 해당 eNB에 속한 WLAN 영역으로 간주하고, 해당 정보를 interworking을 수행하는 eNB 또는 MME에게 upper layer 메시지를 이용하여 전송할 수 있다. 이 경우, IWE와 eAP/MME사이에 설정되는 인터워킹 프로토콜(IW protocol)이 eNB/MME에서도 support되어야 한다. 이하 방법1, 방법2 및 방법3을 통하여 설명한다.
방법 1: eAP/MME는 새로운 eAP가 등록됨을 인식한 경우에 IWE에 해당 정보를 요청하는 메시지(예를 들어, eAPInformationRequest 메시지)를 전송할 수 있다(S1530). eAP-IWE 사이에서 사용된 것과 동일한 프로토콜을 사용하여, eNB/MME는 IWE에게 자신의 커버리지 내에 있는 eAP 정보를 요청할 수도 있다. eAPInformationRequest 메시지에는 요청하는 eNB/MME의 정보가 포함될 수 있다. eAPInformationRequest 메시지에 대한 응답으로서 IWE는 새로운 eAP에 대한 정보를 포함하는 메시지(예를 들어, eAPInformationResponse 메시지)를 eAP/MME로 전송해 줄 수 있다(S1540). eAPInformationResponse 메시지에는 eAPInformationregister 메시지에 전송되었던 정보가 동일하게 또는 일부 전송될 수 있다.
방법 2: 특정 eNB/MME 영역에 새로운 eAP가 업데이트된 경우, eAP-IWE 사이에서 사용된 것과 동일한 프로토콜을 사용하여 IWE는 해당 eNB 또는 MME에게 새로운 정보가 업데이트되었음을 알리는 메시지(예를 들어, eAPUpdateIndication 메시지)를 전송할 수 있다(S1550). eNB 또는 MME는 IWE에게 업데이트된 eAP 정보를 요청하는 메시지(예를 들어, eAPUpdateInformationRequest 메시지)를 전송한다(S1155). eAPUpdateInformationRequest 메시지 수신한 IWE는 해당 eAP의 업데이트된 정보를 포함하는 메시지(예를 들어, eAPupdateInformationResponse 메시지)를 전송할 수 있다(S1560).
방법 3: 특정 eNB/MME 영역에 새로운 eAP가 업데이트된 경우, eAP-IWE 사이에서 사용된 것과 동일한 프로토콜을 사용하여 IWE는 해당 eNB 또는 MME에게 업데이트된 정보를 포함한 메시지를 전송할 수 있다. IWE 의 서버에 새로운 eAP 정보가 업데이트된 경우, 해당 eAP가 속한 eNB/MME에게 업데이트된 eAP 정보를 eAPUpdateInformation를 통해 전송할 수 있고(S1570), eAPUpdateInformation를 수신한 eNB/MME는 성공적인 수신을 알리기 위한 eAPupdateInformationACK 메시지를 전송할 수 있다(S1575). 상기 설명한 방법 1 내지 3 중 어느 한 방법이 선택적으로 수행될 수 있다.
도 16은 AP 정보 관리 주체가 IWE인 경우의 AP 정보를 업데이트하는 프로시저를 설명하기 위한 예시적 도면이다.
도 16의 프로시저는 도 15에서 설명한 바와 같이 AP 정보를 등록한 이후에 AP 정보를 업데이트할 필요한 경우가 있는 경우에 수행될 수 있다. eAP는 eAP 정보(예를 들어, 위치 정보, load status, 주변 AP와의 간섭 정보 등) 중 하나가 변경된 경우 또는 eAP가 속한 eNB의 정보가 변경된 경우(예를 들어, eAP의 이동으로 인한 eNB의 변경 또는 eNB로부터 수신한 eNB 정보의 변경된 경우 (예를 들어, 신호 세기, 상향링크 타이밍 동기 정보, 타이밍 어드밴스(timing advance) 값 등의 변경)), eAP 정보 업데이트가 트리거링될 수 있다. eAP 정보 업데이트가 트리거링되면, eAP는 MME와 설정된 연결을 통해 자신의 업데이트 정보를 MME에게 전송할 수 있다(S1610). 즉, eAP는 자신의 정보가 수정되거나 eNB 관련 측정 정보가 변경된 경우, 업데이트 정보를 포함하는 메시지(예를 들어, eAPInformationUpdate 메시지)를 MME에게 전송할 수 있다(S1610).
상기 eAPInformationUpdate 메시지에는 eAP의 3GPP UE-ID, eAP의 중심 주파수 채널 번호 (하나 이상인 경우, 하나 이상의 채널 번호 전송), eAP의 대역폭, eAP의 WLAN 셀 ID (e.g., BSSID, SSID), eAP의 위치 정보(GPS 좌표정보 또는 LPP를 통해 측정된 위치 정보), eAP의 load status 정보, 주변 AP와의 interference 정보, 주변 AP의 scan result 정보, eNB의 UL 타이밍 동기 정보, eNB의 timing advance 측정값, eNB의 참조 신호 세기 측정값 등 정보에서 수정되거나 변경된 정보를 포함하여 전송될 수 있다.
이후, IWE는 수신한 수정된 정보를 DB에 업데이트하고 저장한다(S1620). 그리고, IWE는 업데이트 정보가 잘 저장되었음을 알리는 메시지 (예를 들어, eAPInformationUpdateACK 메시지)를 eAP에게 전송한다(S1630).
eAP 정보가 업데이트 된 경우, IWE는 정보가 업데이트된 eAP 속한 eNB에게 변경된 혹은 업데이트된 eAP 정보를 전송해 줄 필요가 있다고 판단되면, IWE는 변경된 혹은 업데이트된 eAP 정보를 해당 eNB/MME에게 메시지(예를 들어, eAPInformationUpdate(new))를 통해 알려줄 수 있다(S1640). eAPInformationUpdate(new) 메시지를 수신한 eNB/MME는 이를 확인해주는 메시지(예를 들어, eAPInformationUpdateACK(new))를 IWE에게 전송할 수 있다(S1650).
eAP 정보가 업데이트 된 경우, eNB/MME는 정보가 업데이트된 eAP와 통신 중인 UE에게 변경된 혹은 업데이트된 eAP 정보를 전송해 줄 필요가 있다고 판단되면, eNB/MME는 해당 UE에게 이를 하기 방법을 통해 알려줄 수 있다.
이때, 방법 1로서, eNB는 Broadcast 방식으로 업데이트된 eAP 정보를 해당 UE에게 전송해 줄 수 있다(S1660). eNB는 dual mode UE를 위해 eAP 관련 정보를 주기적으로 방송할 필요가 있다. neighbor eAP 정보 전송을 위한 RRC 메시지로서 일 예로서 SIB-n 메시지를 예로 들 수 있다. 방법 2로서, Unicast 방식으로 업데이트된 eAP 정보를 전송할 수 있다(S1670). eNB/MME는 dual mode UE를 위해 eAP 관련 정보를 eAP와 연결이 필요한 단말에게만 유니캐스트 메시지로 전송할 수 있다. neighbor eAP 정보 전송을 위한 RRC 메시지를 정의할 수 있으며, 일 예로서 neighboreAPInformation 메시지가 있다. neighboreAPInformation 메시지 전송에 대한 응답으로 UE는 eNB/MME에게 neighboreAPInformation 메시지를 잘 확인하였으면 알리는 확인 메시지(예를 들어, neighboreAPInformationAck 메시지)를 전송할 수 있다(S1675).
업데이트된 eAP 정보로 인해 UE가 서빙 eAP를 스캐닝할 필요가 있다고 판단된 경우, eNB/MME는 eAP 스캐닝을 지시하는 (혹은 요청하는) 메시지(일 예로서, eAPScanningReq 메시지)를 전송할 수 있다. 이 스캐닝 요청 메시지를 전송할 때, eNB는 cause 필드에 "eAP Information Update" 를 지시(indication)하는 정보와 서빙 eAP 정보를 포함하여 전송할 수 있다(S1680).
eAPScanningReq 메시지를 수신하게 된 UE는 eAP 스캐닝을 수행한다(S1685). 그리고, 스캐닝 결과를 리포트하는 메시지(예를 들어, eAPScanningReport 메시지)를 eNB/MME에게 전송할 수 있다(S1690).
도 17은 AP 정보 관리 주체가 IWE인 경우의 AP 정보를 업데이트하는 프로시저를 설명하기 위한 다른 예시적 도면이다.
도 16에서는 eAP 정보가 업데이트 된 경우, IWE는 정보가 업데이트된 eAP와 통신 중인 UE에게 변경된 혹은 업데이트된 eAP 정보를 전송해 줄 필요가 있다고 판단되면, IWE는 해당 UE에게 이를 알려주기 위해 eNB에게 S1 인터페이스를 통해 eAPInformationUpdate 메시지를 전송해 주었다. 도 13에서는 이와는 다르게, RRC 메시지를 통한 업데이트 방법에 대해 설명한다.
eAP는 eAP 정보 (예를 들어, 위치 정보, load status, 주변 AP와의 간섭 정보 등) 중 하나가 변경된 경우 또는 eAP가 속한 eNB의 정보가 변경된 경우(예를 들어, eAP의 이동으로 인한 eNB의 변경 또는 eNB로부터 수신한 eNB 정보의 변경된 경우 (예를 들어, 신호 세기, 상향링크 타이밍 동기 정보, 타이밍 어드밴스(timing advance) 값 등의 변경)), eAP 정보 업데이트가 트리거링될 수 있다. eAP 정보 업데이트가 트리거링되면, eAP IWP 레이어는 eAP RRC/NAS 레이어로 자신의 업데이트 정보를 eAPInformation Update(IWP) 메시지를 통해 전송할 수 있다(S1710). eAP RRC/NAS는 해당 메시지에 eAPInformationUpdate NAS/RRC 메시지를 생성하여 eNB/MME에게 전송할 수 있다(S1720). 정보는 IWP 메시지와 동일한 정보를 포함한다.
eAPInformationUpdate NAS/RRC 메시지를 수신한 eNB/MME는 해당 정보는 자신의 eAP 정보 관리를 위해 사용하고, IWP 메시지(eAPInformationUpdate(IWP))는 MME로 전달한다(S1730). 뿐만 아니라 eAPInformationUpdate RRC/NAS 메시지 에 대한 응답으로 eNB/MME는 eAP RRC/NAS 레이어로 eAPInformationUpdateACK RRC/NAS 메시지를 전송할 수 있다(S1740). eAPInformationUpdate(IWP) 메시지 수신에 대한 응답으로서, IWE는 eAP IWP 레이어로 확인 메시지(예를 들어, eAPInformationUpdateACK(IWP) 메시지)를 전송해 줄 수 있다(S1750). 도 17에서 S1760 이하의 내용은 도 16의 S1660 이하의 프로시저와 동일하므로 내용은 생락하고 도 16의 내용을 참조하도록 한다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에서 제안하는 셀룰러 네트워크가 AP의 정보를 관리하는 경우, AP 정보 관리 주체, eNB 또는 UE가 AP 정보를 효율적으로 업데이트하는 방법에 의하여, 광대역 무선 통신 시스템에서 셀룰러 망의 control을 통해 단말이 WLAN을 효율적으로 사용하게 되는 장점이 있다.
이상에서 설명된 실시예들은 본 발명의 구성요소들과 특징들이 소정 형태로 결합된 것들이다. 각 구성요소 또는 특징은 별도의 명시적 언급이 없는 한 선택적인 것으로 고려되어야 한다. 각 구성요소 또는 특징은 다른 구성요소나 특징과 결합되지 않은 형태로 실시될 수 있다. 또한, 일부 구성요소들 및/또는 특징들을 결합하여 본 발명의 실시예를 구성하는 것도 가능하다. 본 발명의 실시예들에서 설명되는 동작들의 순서는 변경될 수 있다. 어느 실시예의 일부 구성이나 특징은 다른 실시예에 포함될 수 있고, 또는 다른 실시예의 대응하는 구성 또는 특징과 교체될 수 있다. 특허청구범위에서 명시적인 인용 관계가 있지 않은 청구항들을 결합하여 실시예를 구성하거나 출원 후의 보정에 의해 새로운 청구항으로 포함시킬 수 있음은 자명하다.
본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.

Claims (17)

  1. 복수의 통신 시스템을 지원하는 융합 망에서 제 1 통신 시스템의 기지국이 기지국 정보를 업데이트하는 방법에 있어서,
    제 2 통신 시스템의 기지국으로부터 상기 제 2 통신 기지국과 관련된 정보가 변경되거나 또는 상기 제 1 통신 시스템의 기지국과 관련된 정보가 변경된 경우에 변경된 정보를 포함하는 제 1 메시지를 상기 제 2 통신 시스템의 기지국으로부터 수신하는 단계; 및
    상기 제 1 메시지에 기초하여 변경된 정보를 업데이트하는 단계를 포함하는, 기지국 정보 업데이트 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제 2 통신 시스템의 기지국과 관련된 정보가 변경된 경우에, 상기 제 1 메시지는 상기 제 2 통신 시스템의 기지국의 식별자, 중심 주파수 채널 번호, 대역폭, 셀 ID, 위치 정보, 부하 상태(load status) 정보, 상기 제 2 통신 시스템의 기지국과 주변 AP(Access Point)와의 간섭 정보 및 주변 AP의 스캐닝 결과 정보 중 변경된 적어도 하나의 정보를 포함하는, 기지국 정보 업데이트 방법.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1 통신 시스템의 기지국과 관련된 정보가 변경된 경우에, 상기 제 1 메시지는 상기 1 통신 시스템의 기지국의 상향링크 타이밍 동기 정보, 타이밍 어드밴스(timing advance) 측정값 및 참조신호 세기 측정값 중 변경된 적어도 하나의 정보를 포함하는, 기지국 정보 업데이트 방법.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1 통신 시스템의 기지국과 관련된 정보가 변경된 경우에 상기 제 1 통신 시스템의 기지국이 다른 기지국으로 변경된 경우를 포함하며,
    상기 제 1 메시지는 상기 제 1 통신 시스템의 다른 기지국의 정보를 포함하는, 기지국 정보 업데이트 방법.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 업데이트된 정보를 단말로 전송하는 단계를 더 포함하는, 기지국 정보 업데이트 방법.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 업데이트된 정보에 따라 단말이 상기 제 2 통신 시스템의 기지국에 대한 스캐닝이 필요하다고 판단되는 경우 상기 단말에게 스캐닝 요청 메시지를 전송하는 단계를 더 포함하는, 기지국 정보 업데이트 방법.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 스캐닝 요청 메시지는 상기 스캐닝 요청의 이유 및 스캐닝할 상기 제 2 통신 시스템의 기지국에 대한 정보를 포함하는, 기지국 정보 업데이트 방법.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 스캐닝 요청 메시지에 포함된 상기 스캐닝 요청의 이유는 상기 제 2 통신 시스템의 기지국의 정보가 업데이트로 인한 것임을 지시하는, 기지국 정보 업데이트 방법.
  9. 제 6항에 있어서,
    상기 단말로부터 상기 제 2 통신 시스템의 기지국에 대한 스캐닝 결과 리포트를 수신하는 단계를 더 포함하는, 기지국 정보 업데이트 방법.
  10. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1 통신 시스템은 셀룰러 통신 시스템이고 상기 제 2 통신 시스템은 무선랜 시스템인, 기지국 정보 업데이트 방법.
  11. 복수의 통신 시스템을 지원하는 융합 망에서 단말이 기지국 정보를 업데이트하는 방법에 있어서,
    제 1 통신 시스템의 기지국으로부터 상기 제 2 통신 기지국과 관련된 정보가 변경된 경우에 변경된 상기 제 2 통신 기지국과 관련된 정보를 포함하는 제 1 메시지를 수신하는 단계; 및
    상기 제 1 메시지에 기초하여 상기 변경된 상기 제 2 통신 기지국과 관련된 정보를 업데이트하는 단계를 포함하는, 단말이 기지국 정보를 업데이트하는 방법.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 제 1 메시지는 상기 제 2 통신 시스템의 기지국의 식별자, 중심 주파수 채널 번호, 대역폭, 셀 ID, 위치 정보, 부하 상태(load status) 정보, 상기 제 2 통신 시스템의 기지국과 주변 AP(Access Point)와의 간섭 정보 및 주변 AP의 스캐닝 결과 정보 중 변경된 적어도 하나의 정보를 포함하는, 단말이 기지국 정보를 업데이트하는 방법.
  13. 제 11항에 있어서,
    상기 제 1 통신 시스템의 기지국으로부터 상기 제 2 통신 시스템의 기지국에 대한 스캐닝을 요청하는 스캐닝 요청 메시지를 수신하는 단계를 더 포함하는, 단말이 기지국 정보를 업데이트하는 방법.
  14. 제 13항에 있어서,
    상기 스캐닝 요청 메시지에 기초하여 상기 제 2 통신 시스템의 기지국에 대한 스캐닝을 수행하는 단계; 및
    상기 스캐닝 결과를 상기 제 1 통신 시스템의 기지국으로 전송하는 단계를 더 포함하는, 단말이 기지국 정보를 업데이트하는 방법.
  15. 제 11항에 있어서,
    상기 제 1 통신 시스템은 셀룰러 통신 시스템이고 상기 제 2 통신 시스템은 무선랜 시스템인, 단말이 기지국 정보를 업데이트하는 방법.
  16. 복수의 통신 시스템을 지원하는 융합 망에서 기지국 정보를 업데이트하는 제 1 통신 시스템의 기지국에 있어서,
    제 2 통신 시스템의 기지국으로부터 상기 제 2 통신 기지국과 관련된 정보가 변경되거나 또는 상기 제 1 통신 시스템의 기지국과 관련된 정보가 변경된 경우에 변경된 정보를 포함하는 제 1 메시지를 상기 제 2 통신 시스템의 기지국으로부터 수신하도록 구성된 수신기; 및
    상기 제 1 메시지에 기초하여 변경된 정보를 업데이트하도록 구성된 프로세서를 포함하되,
    상기 제 1 통신 시스템은 셀룰러 통신 시스템이고 상기 제 2 통신 시스템은 무선랜 시스템인 것을 특징으로 하는, 제 1 통신 시스템의 기지국.
  17. 복수의 통신 시스템을 지원하는 융합 망에서 기지국 정보를 업데이트하는 단말에 있어서,
    제 1 통신 시스템의 기지국으로부터 상기 제 2 통신 기지국과 관련된 정보가 변경된 경우에 변경된 상기 제 2 통신 기지국과 관련된 정보를 포함하는 제 1 메시지를 수신하도록 구성된 수신기; 및
    상기 제 1 메시지에 기초하여 상기 변경된 상기 제 2 통신 기지국과 관련된 정보를 업데이트하도록 구성된 프로세서를 포함하되,
    상기 제 1 통신 시스템은 셀룰러 통신 시스템이고 상기 제 2 통신 시스템은 무선랜 시스템인 것을 특징으로 하는, 단말.
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