WO2013089524A1 - 무선 통신 시스템에서 페이징 메시지 송수신 방법 및 이를 위한 장치 - Google Patents

무선 통신 시스템에서 페이징 메시지 송수신 방법 및 이를 위한 장치 Download PDF

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WO2013089524A1
WO2013089524A1 PCT/KR2012/010990 KR2012010990W WO2013089524A1 WO 2013089524 A1 WO2013089524 A1 WO 2013089524A1 KR 2012010990 W KR2012010990 W KR 2012010990W WO 2013089524 A1 WO2013089524 A1 WO 2013089524A1
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paging
terminal
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임재원
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엘지전자 주식회사
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    • H04W68/00—User notification, e.g. alerting and paging, for incoming communication, change of service or the like
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    • H04W88/00—Devices specially adapted for wireless communication networks, e.g. terminals, base stations or access point devices
    • H04W88/02—Terminal devices
    • H04W88/06—Terminal devices adapted for operation in multiple networks or having at least two operational modes, e.g. multi-mode terminals

Definitions

  • the present invention relates to a wireless communication system, and more particularly, to a method for transmitting and receiving a paging message (paging message) in a wireless communication system supporting a radio access network (Radio Access Network) and an apparatus supporting the same.
  • a paging message paging message
  • Radio Access Network Radio Access Network
  • IEEE 802.11a and b are described in 2.4. Using unlicensed band at GHz or 5 GHz, IEEE 802.11b provides a transmission rate of 11 Mbps and IEEE 802.11a provides a transmission rate of 54 Mbps.
  • IEEE 802.11g applies orthogonal frequency-division multiplexing (OFDM) at 2.4 GHz to provide a transmission rate of 54 Mbps.
  • IEEE 802.11n applies multiple input multiple output-OFDM (MIMO-OFDM) to provide a transmission rate of 300 Mbps for four spatial streams. IEEE 802.11n supports channel bandwidths up to 40 MHz, in this case providing a transmission rate of 600 Mbps.
  • An object of the present invention is to propose a method and apparatus for smoothly transmitting a paging message to a terminal in a wireless communication system, preferably in a wireless communication system supporting a multiple radio access network.
  • Another object of the present invention is to provide a method and apparatus for transmitting a paging message of a cellular network to a terminal through a WLAN when the terminal switches from a cellular to a WLAN.
  • An aspect of the present invention is a method for transmitting a paging message in a wireless communication system supporting a multiple radio access network, wherein a terminal connected to a base station of a cellular network is a wireless local area network (WLAN)
  • WLAN wireless local area network
  • AP access point
  • transmitting a paging redirection response message indicating whether to approve the change to the terminal through the WLAN AP and transmitting a paging message to the terminal through the WLAN AP.
  • Another aspect of the present invention is a device for transmitting a paging message (paging message) in a wireless communication system supporting a radio access network (Radio Access Network), a transmission and reception module for transmitting and receiving wired / wireless signals and a base station of a cellular network
  • the paging redirection request (paging redirection request) message requesting a change in the transmission path of the paging message of the cellular network from the terminal
  • a processor that receives through the WLAN AP, transmits a paging redirection response message indicating whether to approve the redirection of the paging message to the terminal through the WLAN AP, and transmits the paging message to the terminal through the WLAN AP It includes.
  • the paging path change request message includes paging interval request information determined using the transmission period of the paging message set in the cellular network.
  • the paging path change response message includes paging interval information of the paging message determined based on the paging interval request information.
  • the method further includes periodically receiving, from the terminal, a UE association state report message including an identifier of the WLAN AP via the WLAN AP.
  • the identifier of the WLAN AP includes an Internet Protocol (IP) address of the WLAN AP or a Medium Access Control (MAC) address of the WLAN AP.
  • IP Internet Protocol
  • MAC Medium Access Control
  • a paging message may be smoothly transmitted to a terminal in a wireless communication system, preferably a wireless communication system supporting multiple radio access networks.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a configuration of a WLAN system.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating another example of a configuration of a WLAN system.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating still another example of a configuration of a WLAN system.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating a procedure for a terminal to access an AP in a WLAN system.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating a network structure to which the present invention can be applied.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating a paging message transmission and reception process through a WLAN according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating a paging message transmission and reception procedure through a WLAN according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 illustrates a block diagram of an apparatus of a wireless communication system according to an embodiment of the present invention.
  • the base station has a meaning as a terminal node of the network that directly communicates with the terminal.
  • the specific operation described as performed by the base station in this document may be performed by an upper node of the base station in some cases. That is, it is obvious that various operations performed for communication with a terminal in a network composed of a plurality of network nodes including a base station may be performed by the base station or other network nodes other than the base station.
  • a 'base station (BS)' may be replaced by terms such as a fixed station, a Node B, an eNode B (eNB), an access point (AP), and the like.
  • the repeater may be replaced by terms such as relay node (RN) and relay station (RS).
  • the term 'terminal' may include a user equipment (UE), a mobile station (MS), a mobile subscriber station (MSS), a subscriber station (SS), an advanced mobile station (AMS), a wireless terminal (WT), and a machine (MTC). It can be replaced with terms such as -Type Communication (M2M) device, Machine-to-Machine (M2M) device, Device-to-Device (D2D) device.
  • M2M -Type Communication
  • M2M Machine-to-Machine
  • D2D Device-to-Device
  • Embodiments of the present invention may be supported by standard documents disclosed in at least one of the wireless access systems IEEE 802 system, 3GPP system, 3GPP LTE and LTE-Advanced (LTE-A) system and 3GPP2 system. That is, steps or parts which are not described to clearly reveal the technical spirit of the present invention among the embodiments of the present invention may be supported by the above documents. In addition, all terms disclosed in the present document can be described by the above standard document.
  • 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
  • CDMA may be implemented with a radio technology such as Universal Terrestrial Radio Access (UTRA) or CDMA2000.
  • TDMA may be implemented with wireless technologies such as Global System for Mobile communications (GSM) / General Packet Radio Service (GPRS) / Enhanced Data Rates for GSM Evolution (EDGE).
  • GSM Global System for Mobile communications
  • GPRS General Packet Radio Service
  • EDGE Enhanced Data Rates for GSM Evolution
  • OFDMA may be implemented in a wireless technology such as IEEE 802.11 (Wi-Fi), IEEE 802.16 (WiMAX), IEEE 802-20, Evolved UTRA (E-UTRA).
  • UTRA is part of the Universal Mobile Telecommunications System (UMTS).
  • 3rd Generation Partnership Project (3GPP) long term evolution (LTE) is part of an Evolved UMTS (E-UMTS) using E-UTRA, and employs OFDMA in downlink and SC-FDMA in uplink.
  • LTE-A Advanced is the evolution of 3GPP LTE.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a configuration of a WLAN system.
  • a WLAN system includes one or more basic service sets (BSSs).
  • BSS is a collection of stations that can successfully synchronize and communicate with each other.
  • 1 illustrates two BSSs and two STAs connected to each BSS. The oval in FIG. 1 indicates the coverage area of the BSS, which is called a basic service area (BSA). If the STA moves beyond the BSA, the STA can no longer communicate directly with other STAs present in the BSA.
  • BSA basic service area
  • IBBS Independent BSS
  • Ifrastructure BSS Infrastructure BSS
  • IBBS is the most basic type of WLAN system
  • FIG. 1 shows IBBS.
  • IBBS direct communication between STAs is possible, and such a type of operation between STAs is called an ad hoc network.
  • the STA In order to access the BSS, the STA must perform a procedure for synchronizing with the base station. In addition, in order to access all the services of the infrastructure BSS, the STA must be associated with a base station. This linkage procedure is performed dynamically and involves the use of the Distribution System Service (DSS).
  • DSS Distribution System Service
  • FIG. 2 is a diagram illustrating another example of a configuration of a WLAN system.
  • the direct distance that can be supported between the STA and the STA may be physically limited. Depending on the network, this distance may be sufficient but may not be sufficient and may require extended coverage. Accordingly, the BSS may be configured as an element in an extended form of a network composed of a plurality of BSSs. As such, the architectural element used to interconnect the BSSs is referred to as a distribution system (DS).
  • DS distribution system
  • the DS is a mechanism for connecting a plurality of APs.
  • the DS is not necessarily a network, and there is no limitation on the form if it can provide a predetermined distribution service.
  • the DS may be a wireless network such as a mesh network or a physical structure that connects APs to each other.
  • a distribution system medium (DSM) and a wireless medium (WM) may be logically divided.
  • Each logical medium serves a different purpose by different elements of the architecture.
  • the mobility of the device is supported by the DS providing the logical services needed to manage seamless integration of multiple BSSs and address mapping to destinations.
  • An access point is an entity that supports an associated STA to access a distribution system through a WM. Data is moved between the BSS and the DS through the AP.
  • APs are entities having addresses. However, the addresses used by the AP for the communication through the WM and the communication through the DSM need not be the same.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating still another example of a configuration of a WLAN system.
  • a DS and a BSS may be used to form a wireless network having any size and complexity, and this network type is called an extended service set (ESS) network.
  • An ESS means a plurality of BSSs connected through a DS and does not include a DS. Since the ESS network has the same Logical Link Control (LLC) layer as the IBSS network, an STA belonging to an ESS can move from one BSS to another BSS within the same ESS transparently to the LLC. .
  • LLC Logical Link Control
  • BSSs may be partially overlapped to form physically continuous coverage.
  • the BSSs since the logical distance between the BSSs is not limited, the BSSs may not be physically connected.
  • BSSs may not be physically combined to avoid unnecessary duplication.
  • the IBBS or ESS network may exist in the same physical space as one (or more) ESS networks.
  • the above-described STA is a logical entity that includes a medium access control (MAC) and a physical layer interface to a wireless medium, and includes an AP STA and a non-AP STA. do.
  • the portable terminal operated by the user among the STAs is a non-AP STA, and when referred to simply as an STA, it may also refer to a non-AP STA.
  • a non-AP STA is a terminal, a wireless transmit / receive unit (WTRU), a user equipment (UE), a mobile station (MS), a mobile terminal, or a mobile subscriber. It may also be called another name such as a mobile subscriber unit.
  • the AP is an entity that provides an associated station (STA) coupled to it to access a distribution system (DS) through a wireless medium.
  • STA station
  • DS distribution system
  • the AP may also be called a centralized controller, a base station (BS), a Node-B, a base transceiver system (BTS), a femto BS, or a site controller.
  • BS base station
  • BTS base transceiver system
  • femto BS femto BS
  • FIG. 4 is a diagram illustrating a procedure for a terminal to access an AP in a WLAN system.
  • the AP periodically generates and transmits a beacon frame in a broadcast format.
  • the terminal receiving the beacon frame detects the presence of the access point.
  • the beacon frame may be configured to include a header, a frame body, and a frame check sequence (FCS), and include a timestamp, beacon interval, and capability. , Service set identifier (SSID) and supported rates (Supported rates).
  • SSID Service set identifier
  • Supported rates supported rates
  • the service set identifier is an identifier used to distinguish a plurality of different basic service sets in the WLAN system, and may also be referred to as a basic service set identifier (BSSID).
  • the terminal receives the beacon frame and checks the existence of a plurality of APs accessible through the received beacon frames. This is called passive scanning.
  • the terminal selects a specific AP from a plurality of APs and transmits a probe request frame to the selected AP.
  • the terminal may store information of previously accessed APs as a profile.
  • the terminal may store information about previously accessed APs as a profile, and then select an AP in a profile later without receiving a beacon frame and transmit a probe request frame to the selected access point. This is called active scanning.
  • the probe request frame may be configured to include a header, a frame body, a frame check sequence (FCS), and may include information such as a service set identifier (SSID) and supported rates.
  • FCS frame check sequence
  • SSID service set identifier
  • the service set identifier is an identifier used to distinguish the basic service set, and any terminal that does not know the unique service set identifier of the specific basic service set may not access the basic service set. That is, the terminal sends a service set identifier to a probe request frame to access a specific basic service set, that is, an AP.
  • the AP Upon receiving the probe request frame, the AP transmits a probe response frame to the terminal in response to the probe request frame.
  • the probe response frame may be configured to include a header, a frame body, and a frame check sequence (FCS), and include a timestamp, beacon interval, capability, and service set. Information such as an identifier (SSID), supported rates, and the like may be included. This series of processes is called a search process.
  • the UE and the AP After the discovery process, the UE and the AP perform an authentication process. Specifically, after receiving the probe response frame from the AP, the terminal transmits an Authentication Request frame to the AP to request authentication. Thereafter, the AP transmits an authentication response frame to the terminal, thereby making authentication between the AP and the terminal.
  • the authentication request frame and / or authentication response frame may be configured to include a header, a frame body, a frame check sequence (FCS), an authentication algorithm number, an authentication processing sequence number ( Information such as an authentication transaction sequence number and a status code may be included.
  • the terminal and the AP After the authentication process, the terminal and the AP performs an association process. Specifically, after authenticating between the AP and the terminal, the terminal transmits an association request frame to the AP.
  • the association request frame may be configured to include a header, a frame body, a frame check sequence (FCS), and includes a capability, a listening interval, a service set identifier (SSID), and a support. It may include information such as supported rates.
  • the AP is connected to the terminal by transmitting an association response frame to the terminal in response to the association request frame.
  • the association response frame may be configured to include a header, a frame body, and a frame inspection sequence (FCS), and include a capability, a status code, and an association ID (AID). Information, such as supported rates.
  • the association identifier (AID) refers to a specific identifier assigned to each terminal by the AP to distinguish the plurality of terminals after association with the AP.
  • Minimizing power consumption due to the cellular communication method when the communication terminal capable of communicating with both the cellular mobile communication method and the WLAN communication method attempts to switch the communication to the WLAN communication method while communicating with the base station using the cellular communication method.
  • the terminal switches to an idle state / mode.
  • the terminal operating in the cellular idle state must periodically search for a cellular channel in order to receive a paging message transmitted from a mobility management entity (MME) of a core network (CN). Unnecessary power consumption may occur.
  • MME mobility management entity
  • CN core network
  • the present invention proposes a method for transmitting information for cellular paging through a WLAN to which a terminal is connected in order to reduce power consumption due to a search of a cellular channel in order for a terminal in a WLAN connection to receive a paging message. do.
  • the terminal is a terminal having both a RAT (RAT Radio Access Technology) function capable of communicating in a cellular mobile communication method and a RAT function capable of communicating in a WLAN communication method.
  • RAT Radio Access Technology
  • the WLAN AP is a WLAN AP that is registered by a specific mobile communication operator and is controllable by a mobile communication core network to which a base station or a base station is connected, and the base station and the WLAN AP are specific networks. Assume that it is connected in a state that can communicate through.
  • FIG. 5 the structure of the network to which the present invention can be applied is illustrated and described, but is not limited thereto.
  • the present invention may be applied to a wireless communication system supporting heterogeneous (multiple) wireless access networks.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating a network structure to which the present invention can be applied.
  • the 3GPP which enacts the technical specifications of 3G mobile communication systems, has developed LTE / SAE in an effort to optimize and improve the performance of 3GPP technologies from the end of 2004 in order to respond to various forums and new technologies related to 4G mobile communication. Started research on Long Term Evolution / System Architecture Evolution technology.
  • SAE which was conducted around 3GPP SA WG2, is a study on network technology aimed at determining network structure and supporting mobility between heterogeneous networks in parallel with LTE work of 3GPP TSG RAN.
  • This work is to develop 3GPP system into a system supporting various wireless access technologies based on IP (Internet Protocol), and work is aimed at optimized packet-based system that minimizes transmission delay with improved data transmission capability. Has been.
  • the SAE high-level reference model defined by 3GPP SA WG2 includes non-roaming cases and roaming cases in various scenarios. For details, see 3GPP standard documents TS 23.401 and TS 23.402. See for more information.
  • the network structure diagram of FIG. 5 briefly reconfigures this, and shows a schematic structure of an EPS (Evolved Packet System) including an Evolved Packet Core (EPC).
  • EPS Evolved Packet System
  • EPC Evolved Packet Core
  • SAE System Architecture Evolution
  • SAE is a research project to determine network structure supporting mobility between various kinds of networks.
  • SAE aims to provide an optimized packet-based system, for example, supporting various radio access technologies on an IP basis and providing improved data transfer capability.
  • the EPC is a core network of an IP mobile communication system for a 3GPP LTE system and may support packet-based real-time and non-real-time services.
  • a conventional mobile communication system i.e., a second generation or third generation mobile communication system
  • the core network is divided into two distinct sub-domains of circuit-switched (CS) for voice and packet-switched (PS) for data.
  • CS circuit-switched
  • PS packet-switched
  • the function has been implemented.
  • the sub-domains of CS and PS have been unified into one IP domain.
  • EPC IP Multimedia Subsystem
  • the EPC may include various components, and in FIG. 5, some of them correspond to a Serving Gateway (SGW), a PDN Packet Data Network Gateway (GW), a Mobility Management Entity (MME), and a Serving General Packet Radio Service (GPRS). Radio Service (Supporting Node), ePDG (enhanced Packet Data Gateway).
  • SGW Serving Gateway
  • GW PDN Packet Data Network Gateway
  • MME Mobility Management Entity
  • GPRS General Packet Radio Service
  • Radio Service Serving Node
  • ePDG enhanced Packet Data Gateway
  • the SGW is an element that operates as a boundary point between a radio access network (RAN) and a core network and maintains a data path between an eNodeB and a PDN GW.
  • RAN radio access network
  • PDN GW Packet Data Network
  • the SGW serves as a local mobility anchor point. That is, packets may be routed through the SGW for mobility in the E-UTRAN (Universal Mobile Telecommunications System (Evolved-UMTS) Terrestrial Radio Access Network) defined after 3GPP Release-8.
  • E-UTRAN Universal Mobile Telecommunications System (Evolved-UMTS) Terrestrial Radio Access Network
  • SGW also provides mobility with other 3GPP networks (RANs defined before 3GPP Release-8, such as UTRAN or GERAN (Global System for Mobile Communication (GSM) / Enhanced Data Rates for Global Evolution (EDGE) Radio Access Network). It can also function as an anchor point.
  • RANs defined before 3GPP Release-8 such as UTRAN or GERAN (Global System for Mobile Communication (GSM) / Enhanced Data Rates for Global Evolution (EDGE) Radio Access Network). It can also function as an anchor point.
  • GSM Global System for Mobile Communication
  • EDGE Enhanced Data Rates for Global Evolution
  • the PDN GW corresponds to the termination point of the data interface towards the packet data network.
  • the PDN GW may support policy enforcement features, packet filtering, charging support, and the like.
  • mobility management between 3GPP networks and non-3GPP networks for example, untrusted networks such as Interworking Wireless Local Area Networks (I-WLANs), code division multiple access (CDMA) networks, or trusted networks such as WiMax) Can serve as an anchor point for.
  • untrusted networks such as Interworking Wireless Local Area Networks (I-WLANs), code division multiple access (CDMA) networks, or trusted networks such as WiMax
  • I-WLANs Interworking Wireless Local Area Networks
  • CDMA code division multiple access
  • WiMax trusted networks
  • the example of the network structure of FIG. 5 shows that the SGW and the PDN GW are configured as separate gateways, two gateways may be implemented according to a single gateway configuration option.
  • the MME is an element that performs signaling and control functions for supporting access to a network connection, allocation of network resources, tracking, paging, roaming, handover, and the like.
  • the MME controls control plane functions related to subscriber and session management.
  • the MME manages a number of eNodeBs and performs signaling for the selection of a conventional gateway for handover to other 2G / 3G networks.
  • the MME also performs functions such as security procedures, terminal-to-network session handling, and idle terminal location management.
  • SGSN handles all packet data, such as user's mobility management and authentication to other 3GPP networks (eg GPRS networks).
  • 3GPP networks eg GPRS networks.
  • the ePDG serves as a security node for untrusted non-3GPP networks (eg, I-WLAN, WiFi hotspots, etc.).
  • untrusted non-3GPP networks eg, I-WLAN, WiFi hotspots, etc.
  • a terminal having IP capability includes an IP service network provided by an operator (ie, an operator) via various elements in the EPC, based on 3GPP access as well as non-3GPP access.
  • an operator ie, an operator
  • 3GPP access based on 3GPP access as well as non-3GPP access.
  • IMS IMS
  • S2a and S2b correspond to non-3GPP interfaces.
  • S2a is a reference point that provides the user plane with relevant control and mobility support between trusted non-3GPP access and PDNGW.
  • S2b is a reference point that provides the user plane with relevant control and mobility support between the ePDG and the P-GW.
  • S2c is a reference point between the UE and the P-GW.
  • GTP GPRS Tunneling Protocol
  • IETF protocols such as PMIPv6 (Proxy Mobile IPv6) and DSMIPv6 (Dual Stack Mobile IPv6) were introduced in draft versions prior to IETF's Request for Comments (RFC), and are currently important protocols for non-3GPP interworking in the SAE specification.
  • GTP protocol is used for 3GPP Inter-Radio Access Technology (RAT) handover
  • IETF-based protocols are used on S2 interfaces for non-3GPP interworking.
  • the reference point S5 that provides user plane tunneling and tunnel management between the SGW and the P-GW and the reference point S8 (not shown) used when roaming are GTP.
  • IETF-based protocols can be supported.
  • a WLAN transmits a paging message of the cellular network to the terminal, and periodically connects to the WLAN AP located in the coverage of the base station through the WLAN network so as to inform the cellular network that the terminal is currently within the coverage of the base station.
  • An embodiment of a method for informing a cellular network of the presence of a packet is described.
  • the MME is described as a subject for transmitting a paging message of a cellular network, but this is merely an example and other network nodes in a wireless communication system supporting multiple radio access networks may perform the same operation.
  • the network node for transmitting the paging message may be implemented as a server or a device.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating a paging message transmission and reception process through a WLAN according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 6A illustrates a process of receiving a paging message when a UE connected to a cellular network operates in an idle state.
  • the terminal may perform a communication by switching the network access method from the cellular to the WLAN through the corresponding WLAN AP.
  • the access process of each terminal to the WLAN AP may follow the existing WLAN access process as shown in FIG.
  • Idle state / refers to a state that the power of the terminal is switched on (switched on), RRC (Radio Resource Control) connection is not established.
  • the RRC layer is a sublayer of the air interface layer 3 (Layer 3) that exists in the control plane, provides an information transmission service to a non-access stratum (NAS), air interface layer 1, Controls the setting of 2 (Layer 1, 2).
  • the terminal operating in the idle state needs to periodically switch to a state capable of receiving the cellular network adapter in order to receive a paging message from the cellular network, thereby generating additional power consumption in addition to the power consumption for WLAN communication. That is, even though the actual data is not transmitted or received through the cellular network, in order to receive the paging message, the cellular channel needs to be switched to a state capable of receiving additional power consumption.
  • 6B illustrates a process in which a terminal operating in an idle state in a cellular communication scheme receives a paging message through a WLAN and periodically reports its current state to the cellular network.
  • the terminal may perform a communication by switching the network access method from the cellular to the WLAN through the corresponding WLAN AP.
  • the access process of each terminal to the WLAN AP may follow the existing WLAN access process as shown in FIG.
  • the UE After accessing the WLAN network, the UE which has switched the cellular network to the idle state transmits a paging redirection request message to the MME of the cellular core network through the access WLAN AP, thereby paging the UE. Request to forward the message over the WLAN network.
  • the MME then transmits a paging message for the terminal to the terminal through the WLAN network at a predetermined paging interval period.
  • a DRX (Discontinuous Reception) value which is an interval at which the terminal searches for and receives a signal in the cellular network, may be increased to be larger than the existing interval. The reason why the terminal needs to receive the signal of the cellular base station even at a long interval even though it does not receive the paging message is to identify the base station where the current terminal is located and to be able to access the cellular network without delay if necessary.
  • MME cellular network
  • FIG. 7 is a diagram illustrating a paging message transmission and reception procedure through a WLAN according to an embodiment of the present invention.
  • a terminal accesses a base station in a cellular communication method and performs communication (S701)
  • the terminal switches a network access method from cellular to WLAN through the corresponding WLAN AP to communicate. It may be performed (S703).
  • the discovery method of the WLAN AP may be performed by searching for and receiving a beacon frame periodically transmitted by the WLAN AP.
  • the beacon frame may include information such as time stamp, beacon interval, AP capability, Service Set Identifier (SSID) and supported rates as described above. Can be.
  • the service set identifier is an identifier used to distinguish a plurality of different basic service sets in the WLAN system, and may also be referred to as a basic service set identifier (BSSID).
  • the terminal which accesses the WLAN AP and switches the network access scheme to the WLAN, switches an operation mode according to the cellular communication scheme to an idle state / mode (S705).
  • the terminal As the operation mode of the terminal is switched, the terminal periodically listens to the cellular channel (switches to a state capable of receiving a cellular network adapter) in order to receive a paging message, thereby receiving a cellular message transmitted from the MME. Received via the network, that is, the base station (S707).
  • a method such as general downlink data transmission may be used to transmit a paging message, and the UE may use Ll / L2 control signaling (for example, a physical downlink control channel (PDCCH)) to find a downlink scheduling assignment corresponding to the terminal.
  • Ll / L2 control signaling for example, a physical downlink control channel (PDCCH)
  • the terminal Observes and detects an identifier used for paging (e.g., Paging Radio Network Temporary Identifier (P-RNTI)), the terminal transmits a downlink data channel (e.g., a PDSCH (Physical Downlink Shared Channel) Receive a paging message.
  • P-RNTI Paging Radio Network Temporary Identifier
  • the UE After connecting to the WLAN network according to step S705, the UE which has switched the cellular network connection to the idle state requests the MME of the cellular core network to change the paging path through the connected WLAN AP to request the paging message to be transmitted through the WLAN network. (paging redirection request) message is transmitted (S709).
  • the paging redirection request message may include information such as an address, a paging interval, and a terminal identifier of a WLAN AP to which the terminal is connected.
  • an IP (Internet Protocol) address or a 48-bit MAC address of the WLAN AP may be used as the WLAN AP address.
  • the MAC address means a 48-bit address assigned to each communication device (WLAN network adapter) mounted on the device, and the address is a globally unique address.
  • the paging interval (paging interval) means a period value that the paging message is delivered when the terminal receives the paging message through the WLAN network.
  • the paging interval in the cellular network may be set differently for each terminal through a parameter included in the system information of the cellular network, and the paging interval in the WLAN may be set in the cellular network configured before the terminal accesses the WLAN. It can be determined relatively according to the paging interval of.
  • the terminal identifier refers to identification information for recognizing the terminal in the cellular network. For example, an international mobile subscriber identifier (IMSI) used in the cellular network may be used.
  • IMSI international mobile subscriber identifier
  • the MME that receives the paging redirection request message from the terminal sends a paging redirection response message to the terminal through the WLAN AP to which the terminal accesses to inform the terminal whether to approve the paging redirection request. It transmits to (S711). That is, by using the address of the WLAN AP included in the paging path change request message transmitted by the terminal, the MME may transmit a paging path change response message to the terminal through the corresponding WLAN AP.
  • the paging redirection response message may include information such as a terminal identifier and a paging interval.
  • the paging interval parameter included in the paging path change response message refers to the period information for the MME transmits the paging message through the WLAN network, and the MME finally determined in consideration of the paging interval parameter requested by the terminal in the paging path change response message. Indicates a value.
  • the paging interval in the cellular network may be set differently for each terminal through a parameter included in the system information of the cellular network, and the paging interval in the WLAN may be set before the terminal accesses the WLAN. It may be relatively determined according to the paging interval in the cellular network.
  • the terminal receives a subsequent paging message through the cellular network in step S707.
  • the MME transmits a paging path change response message to the terminal rejecting the paging path change request from the terminal
  • the terminal receives a subsequent paging message through the cellular network in step S707.
  • the MME After transmitting the paging path change response message to the terminal to approve the paging path change, the MME transmits the paging message for the terminal to the terminal through the WLAN network, that is, the WLAN AP at a predetermined paging interval (S713). That is, the terminal periodically listens to the WLAN channel according to the paging interval to receive the paging message, and receives the paging message transmitted from the MME through the WLAN network.
  • the UE periodically transmits a UE association state report message to the MME through the WLAN network, that is, the WLAN AP, in order to inform that the UE accesses and operates the WLAN AP located in the specific base station coverage (S715).
  • the UE association state report message may include a terminal identifier and a WLAN AP address.
  • the IMSI International Mobile Subscriber Identifier
  • the IMSI International Mobile Subscriber Identifier
  • an IP Internet Protocol
  • a 48-bit MAC address of the WLAN AP may be used as an example of the WLAN AP address.
  • the terminal transmits a paging redirection request message to the MME through the reconnected WLAN AP.
  • the paging message of the cellular network may be received through the reconnected WLAN AP. That is, the path of the paging message may be changed to the WLAN AP reconnected from step S709.
  • the terminal may transmit a UE association state report message to the MME through the reconnected WLAN AP to receive the paging message of the cellular network through the reconnected WLAN AP. That is, the path of the paging message may be changed to the WLAN AP reconnected through the step S715 is performed periodically.
  • information eg, paging interval
  • set through a paging redirection request message and / or paging redirection response may be equally used in the WLAN AP before moving.
  • FIG. 8 illustrates a block diagram of an apparatus of a wireless communication system according to an embodiment of the present invention.
  • a wireless communication system includes a network node 80 and a plurality of terminals 90 located in a wireless communication system.
  • the network node 80 may correspond to an MME, a base station, or a WLAN AP.
  • the network node 80 includes a processor 81, a memory 82, and a transmission module 83.
  • Processor 81 implements the proposed functions, processes, and / or methods. Layers of the wired / wireless interface protocol may be implemented by the processor 81.
  • the memory 82 is connected to the processor 81 and stores various information for driving the processor 81.
  • the transmit / receive module 83 is connected to the processor 81 and transmits and / or receives a wired / wireless signal.
  • the terminal 90 includes a processor 91, a memory 92, and a transmission / reception module 93.
  • the processor 91 implements the proposed functions, processes and / or methods. Layers of the air interface protocol may be implemented by the processor 91.
  • the memory 92 is connected to the processor 91 and stores various information for driving the processor 91.
  • the transmit / receive module 93 is connected to the processor 91 to transmit and / or receive a wired / wireless signal.
  • the memories 82 and 92 may be inside or outside the processors 81 and 91, and may be connected to the processors 81 and 91 by various well-known means.
  • the network node 80 and / or the terminal 90 may have a single antenna or multiple antennas.
  • each component or feature is to be considered optional unless stated otherwise.
  • Each component or feature may be embodied in a form that is not combined with other components or features. It is also possible to combine some of the components and / or features to form an embodiment of the invention.
  • the order of the operations described in the embodiments of the present invention may be changed. Some components or features of one embodiment may be included in another embodiment or may be replaced with corresponding components or features of another embodiment. It is obvious that the claims may be combined to form an embodiment by combining claims that do not have an explicit citation relationship in the claims or as new claims by post-application correction.
  • Embodiments according to the present invention may be implemented by various means, for example, hardware, firmware, software, or a combination thereof.
  • an embodiment of the present invention may include one or more application specific integrated circuits (ASICs), digital signal processors (DSPs), digital signal processing devices (DSPDs), programmable logic devices (PLDs), FPGAs ( field programmable gate arrays), processors, controllers, microcontrollers, microprocessors, and the like.
  • ASICs application specific integrated circuits
  • DSPs digital signal processors
  • DSPDs digital signal processing devices
  • PLDs programmable logic devices
  • FPGAs field programmable gate arrays
  • processors controllers, microcontrollers, microprocessors, and the like.
  • an embodiment of the present invention may be implemented in the form of a module, procedure, function, etc. that performs the functions or operations described above.
  • the software code may be stored in memory and driven by the processor.
  • the memory may be located inside or outside the processor, and may exchange data with the processor by various known means.
  • the data transmission / reception scheme has been described with reference to the example applied to the 3GPP LTE system and the IEEE 802.11 system, but it is possible to apply to various wireless access systems in addition to the 3GPP LTE system and the IEEE 802.11 system.

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Abstract

본 발명에서는 다중 무선 접속 네트워크(Radio Access Network)를 지원하는 무선 통신 시스템에서 페이징 메시지(paging message) 송수신 방법 및 이를 위한 장치가 개시된다. 구체적으로, 셀룰러 네트워크의 기지국에 접속된 단말이 WLAN(Wireless Local Area Network) AP(Access Point)로 접속을 전환한 경우, 단말로부터 셀룰러 네트워크의 페이징 메시지의 전송 경로의 변경을 요청하는 페이징 경로 변경 요청(paging redirection request) 메시지를 WLAN AP를 통해 수신하는 단계, 페이징 메시지의 경로 변경의 승인 여부를 지시하는 페이징 경로 변경 응답(paging redirection response) 메시지를 WLAN AP를 통해 단말에 전송하는 단계 및 페이징 메시지를 WLAN AP를 통해 단말에 전송하는 단계를 포함한다.

Description

무선 통신 시스템에서 페이징 메시지 송수신 방법 및 이를 위한 장치
본 발명은 무선 통신 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게 다중 무선 접속 네트워크(Radio Access Network)를 지원하는 무선 통신 시스템에서 페이징 메시지(paging message)를 송수신하는 방법 및 이를 지원하는 장치에 관한 것이다
무선랜(Wireless Local Area Network) 기술에 대한 표준은 IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.11 표준으로서 개발되고 있다. IEEE 802.11a 및 b는 2.4. GHz 또는 5 GHz에서 비면허 대역(unlicensed band)을 이용하고, IEEE 802.11b는 11 Mbps의 전송 속도를 제공하고, IEEE 802.11a는 54 Mbps의 전송 속도를 제공한다. IEEE 802.11g는 2.4 GHz에서 직교 주파수 분할 다중화(OFDM: Orthogonal frequency-division multiplexing)를 적용하여, 54 Mbps의 전송 속도를 제공한다. IEEE 802.11n은 다중입출력 OFDM(MIMO-OFDM: multiple input multiple output-OFDM)을 적용하여, 4 개의 공간적인 스트림(spatial stream)에 대해서 300 Mbps의 전송 속도를 제공한다. IEEE 802.11n에서는 채널 대역폭(channel bandwidth)을 40 MHz까지 지원하며, 이 경우에는 600 Mbps의 전송 속도를 제공한다.
본 발명의 목적은 무선 통신 시스템, 바람직하게 다중 무선 접속 네트워크(Radio Access Network)를 지원하는 무선 통신 시스템에서 단말에 원활하게 페이징 메시지를 전송하기 위한 방법 및 이를 위한 장치를 제안한다.
또한, 본 발명의 목적은 단말이 네트워크 접속 방식을 셀룰러에서 WLAN으로 전환 시 셀룰러 네트워크의 페이징 메시지를 WLAN을 통해 단말에 전송하기 위한 방법 및 이를 위한 장치를 제안한다.
본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 양상은, 다중 무선 접속 네트워크(Radio Access Network)를 지원하는 무선 통신 시스템에서 페이징 메시지(paging message) 전송 방법에 있어서, 셀룰러 네트워크의 기지국에 접속된 단말이 WLAN(Wireless Local Area Network) AP(Access Point)로 접속을 전환한 경우, 단말로부터 셀룰러 네트워크의 페이징 메시지의 전송 경로의 변경을 요청하는 페이징 경로 변경 요청(paging redirection request) 메시지를 WLAN AP를 통해 수신하는 단계, 페이징 메시지의 경로 변경의 승인 여부를 지시하는 페이징 경로 변경 응답(paging redirection response) 메시지를 WLAN AP를 통해 단말에 전송하는 단계 및 페이징 메시지를 WLAN AP를 통해 단말에 전송하는 단계를 포함한다.
본 발명의 다른 양상은, 다중 무선 접속 네트워크(Radio Access Network)를 지원하는 무선 통신 시스템에서 페이징 메시지(paging message) 전송하는 장치에 있어서, 유/무선 신호를 송수신하기 위한 송수신모듈 및 셀룰러 네트워크의 기지국에 접속된 단말이 WLAN(Wireless Local Area Network) AP(Access Point)로 접속을 전환한 경우, 단말로부터 셀룰러 네트워크의 페이징 메시지의 전송 경로의 변경을 요청하는 페이징 경로 변경 요청(paging redirection request) 메시지를 WLAN AP를 통해 수신하고, 페이징 메시지의 경로 변경의 승인 여부를 지시하는 페이징 경로 변경 응답(paging redirection response) 메시지를 WLAN AP를 통해 단말에 전송하며, 페이징 메시지를 WLAN AP를 통해 단말에 전송하는 프로세서를 포함한다.
바람직하게, 대안적으로 혹은 추가적으로, 페이징 경로 변경 요청 메시지는 셀룰러 네트워크에서 설정된 페이징 메시지의 전송 주기를 이용하여 결정된 페이징 간격(paging interval) 요청 정보를 포함한다.
바람직하게, 대안적으로 혹은 추가적으로, 페이징 경로 변경 응답 메시지는 페이징 간격 요청 정보를 기초로 결정된 페이징 메시지의 페이징 간격(paging interval) 정보를 포함한다.
바람직하게, 대안적으로 혹은 추가적으로, 단말로부터 WLAN AP의 식별자를 포함하는 단말 연계 상태 보고(UE association state report) 메시지를 WLAN AP를 통해 주기적으로 수신하는 단계를 더 포함한다.
바람직하게, 대안적으로 혹은 추가적으로, WLAN AP의 식별자는 WLAN AP의 IP(Internet Protocol) 주소 또는 WLAN AP의 MAC(Medium Access Control) 주소를 포함한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 무선 통신 시스템, 바람직하게는 다중 무선 접속 네트워크(Radio Access Network)를 지원하는 무선 통신 시스템에서 단말에 원활하게 페이징 메시지를 전송할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 셀룰러 네트워크의 페이징 메시지를 WLAN을 통해 단말에 전송함으로써, 단말의 불필요한 전력 소모를 방지할 수 있다.
본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과로 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 특징을 설명한다.
도 1은 WLAN 시스템의 구성의 일례를 나타낸 도면이다.
도 2는 WLAN 시스템의 구성의 다른 예를 나타낸 도면이다.
도 3은 WLAN 시스템의 구성의 또 다른 예를 나타낸 도면이다.
도 4는 WLAN 시스템에서 단말이 AP에 접속하기 위한 절차를 예시하는 도면이다.
도 5는 본 발명이 적용될 수 있는 네트워크 구조도를 예시하는 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 WLAN을 통한 페이징 메시지 송수신 과정을 예시하는 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 WLAN을 통한 페이징 메시지 송수신 절차를 예시하는 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신 시스템의 장치의 블록 구성도를 예시한다.
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.
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.
본 명세서에서 본 발명의 실시예들을 기지국과 단말 간의 데이터 송신 및 수신의 관계를 중심으로 설명한다. 여기서, 기지국은 단말과 직접적으로 통신을 수행하는 네트워크의 종단 노드(terminal node)로서의 의미를 갖는다. 본 문서에서 기지국에 의해 수행되는 것으로 설명된 특정 동작은 경우에 따라서는 기지국의 상위 노드(upper node)에 의해 수행될 수도 있다. 즉, 기지국을 포함하는 다수의 네트워크 노드들(network nodes)로 이루어지는 네트워크에서 단말과의 통신을 위해 수행되는 다양한 동작들은 기지국 또는 기지국 이외의 다른 네트워크 노드들에 의해 수행될 수 있음은 자명하다. '기지국(BS: Base Station)'은 고정국(fixed station), Node B, eNode B(eNB), 액세스 포인트(AP: Access Point) 등의 용어에 의해 대체될 수 있다. 중계기는 Relay Node(RN), Relay Station(RS) 등의 용어에 의해 대체될 수 있다. 또한, '단말(Terminal)'은 UE(User Equipment), MS(Mobile Station), MSS(Mobile Subscriber Station), SS(Subscriber Station), AMS(Advanced Mobile Station), WT(Wireless terminal), MTC(Machine-Type Communication) 장치, M2M(Machine-to-Machine) 장치, D2D 장치(Device-to-Device) 장치 등의 용어로 대체될 수 있다.
이하의 설명에서 사용되는 특정 용어들은 본 발명의 이해를 돕기 위해서 제공된 것이며, 이러한 특정 용어의 사용은 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다른 형태로 변경될 수 있다.
본 발명의 실시예들은 무선 접속 시스템들인 IEEE 802 시스템, 3GPP 시스템, 3GPP LTE 및 LTE-A(LTE-Advanced)시스템 및 3GPP2 시스템 중 적어도 하나에 개시된 표준 문서들에 의해 뒷받침될 수 있다. 즉, 본 발명의 실시예들 중 본 발명의 기술적 사상을 명확히 드러내기 위해 설명하지 않은 단계들 또는 부분들은 상기 문서들에 의해 뒷받침될 수 있다. 또한, 본 문서에서 개시하고 있는 모든 용어들은 상기 표준 문서에 의해 설명될 수 있다.
이하의 기술은 CDMA(code division multiple access), FDMA(frequency division multiple access), TDMA(time division multiple access), OFDMA(orthogonal frequency division multiple access), SC-FDMA(single carrier frequency division multiple access) 등과 같은 다양한 무선 접속 시스템에 이용될 수 있다. CDMA는 UTRA(Universal Terrestrial Radio Access)나 CDMA2000과 같은 무선 기술(radio technology)로 구현될 수 있다. TDMA는 GSM(Global System for Mobile communications)/GPRS(General Packet Radio Service)/EDGE(Enhanced Data Rates for GSM Evolution)와 같은 무선 기술로 구현될 수 있다. OFDMA는 IEEE 802.11 (Wi-Fi), IEEE 802.16 (WiMAX), IEEE 802-20, E-UTRA(Evolved UTRA) 등과 같은 무선 기술로 구현될 수 있다. UTRA는 UMTS(Universal Mobile Telecommunications System)의 일부이다. 3GPP(3rd Generation Partnership Project) LTE(long term evolution)은 E-UTRA를 사용하는 E-UMTS(Evolved UMTS)의 일부로써, 하향링크에서 OFDMA를 채용하고 상향링크에서 SC-FDMA를 채용한다. LTE-A(Advanced)는 3GPP LTE의 진화이다.
1. 본 발명이 적용될 수 있는 무선랜(WLAN: Wireless Local Area Network) 시스템 일반
도 1은 WLAN 시스템의 구성의 일례를 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, WLAN 시스템은 하나 이상의 기본 서비스 세트(BSS: Basic Service Set)를 포함한다. BSS는 성공적으로 동기화를 이루어서 서로 통신할 수 있는 스테이션(STA)의 집합이다. 도 1에서는 2개의 BSS와 각 BSS에 접속한 2개의 STA를 예시한다. 도 1에서 타원형의 표시는 BSS의 커버리지 영역을 나타내며, 이는 기본 서비스 영역(BSA: Basic Service Area)이라 불린다. STA가 BSA를 넘어서 이동하는 경우, STA는 BSA에 존재하는 다른 STA와 더 이상 직접적인 통신을 할 수 없다.
BSS는 독립 BSS(IBBS: Independent BSS)와 인프라스트럭처 BSS(Infrastructure BSS)로 구분된다. IBBS는 WLAN 시스템의 가장 기본적인 타입으로, 도 1에서는 IBBS를 나타낸다. IBBS에서는 STA들 간 직접적인 통신이 가능하며, 이와 같은 STA 간 동작의 타입은 애드 훅 네트워크(ad hoc network)라고 불린다.
STA가 BSS에 접속하기 위해서는 기지국과 동기를 맞추는 절차를 수행해야 한다. 또한, 인프라스트럭처 BSS의 모든 서비스에 접근하기 위해, STA는 기지국과 연계(association)되어야 한다. 이러한 연계 절차는 동적으로 수행되며, 분배 시스템 서비스(DSS: Distribution System Service)의 사용을 포함한다.
도 2는 WLAN 시스템의 구성의 다른 예를 나타낸 도면이다.
STA와 STA 간 지원될 수 있는 직접적인 거리는 물리적으로 제한될 수 있다. 네트워크에 따라 이러한 거리는 충분할 수도 있으나, 충분하지 않아 커버리지의 확장이 요구될 수 있다. 이에, BSS는 복수의 BSS들로 구성되는 네트워크의 확장된 형태에서의 일 요소로 구성될 수 있다. 이와 같이, BSS들을 상호 연결시키기 위해 사용되는 아키텍처 요소를 분배 시스템(DS: Distribution System)이라 칭한다.
DS는 복수의 AP들을 연결하는 메커니즘(mechanism)으로서, 반드시 네트워크일 필요는 없으며, 소정의 분배 서비스를 제공할 수 있다면 그 형태에 대해서는 아무런 제한이 없다. 예컨대, DS는 메쉬(mesh) 네트워크와 같은 무선 네트워크일 수도 있고, AP들을 서로 연결시켜 주는 물리적인 구조물일 수도 있다.
WLAN 시스템에서는 분배 시스템 매체(DSM: Distibution System Medium)와 무선 매체(WM: Wireless Medium)가 논리적으로 구분될 수 있다. 각 논리적 매체는 아키텍처의 서로 다른 요소에 의하여 서로 다른 목적으로 사용된다. DS가 복수의 BSS들의 심리스(seamless)한 통합과 목적지에의 주소 매핑을 관리하기 위하여 필요한 논리적 서비스를 제공함으로써 장치의 이동성이 지원된다.
액세스 포인트(AP: Access Point)는 연계된 STA가 WM을 통해 분배 시스템에 접근할 수 있도록 지원하는 개체이다. 이러한 AP를 통하여 BSS와 DS 간에 데이터가 이동된다. 여기서, 모든 AP는 STA가 될 수 있으므로 AP 또한 주소를 가지는 개체이다. 다만, WM을 통한 통신과 DSM을 통해 통신을 위해 AP에 의해 사용되는 주소는 서로 동일할 필요는 없다.
도 3은 WLAN 시스템의 구성의 또 다른 예를 나타낸 도면이다.
DS와 BSS를 이용하여 임의의 크기와 복잡도를 가지는 무선 네트워크를 형성할 수 있으며, 이러한 네트워크 타입을 확장 서비스 세트(ESS: Extended Service Set) 네트워크라고 칭한다. ESS는 DS를 통하여 연결된 복수의 BSS들을 의미하며, DS를 포함하지 않는다. ESS 네트워크는 IBSS 네트워크와 동일한 논리적 링크 제어(LLC: Logical Link Control) 계층을 가지므로, ESS에 속한 STA는 LLC에 트랜스페런트(transparent)하게 동일한 ESS 내에서 하나의 BSS에서 다른 BSS로 이동할 수 있다.
물리적으로 연속적인 커버리지를 형성하기 위해 BSS들은 부분적으로 오버랩(overlap)될 수 있다. 그리고, BSS들 간의 논리적인 거리는 제한이 없으므로 BSS들은 물리적으로 연결되어 있지 않을 수 있다. 또한, 불필요한 중복을 피하기 위해 BSS들은 물리적으로 결합되지 않을 수 있다. 또한, 애드 훅 네트워크가 ESS 네트워크를 가지는 위치에서 동작하는 경우 또는 물리적으로 오버랩되는 WLAN 시스템 네트워크가 서로 다른 구조로 설정된 경우 또는 동일한 위치에서 복수의 서로 다른 접속 또는 보안 정책이 필요한 경우를 위해 하나(또는 그 이상) IBBS 또는 ESS 네트워크는 하나(또는 그 이상)의 ESS 네트워크로서 물리적으로 동일한 공간에 존재할 수 있다.
상술한 STA는 매체 접속 제어(MAC: Medium Access Control)와 무선 매체에 대한 물리층(Physical Layer) 인터페이스를 포함하는 논리 개체로서, AP STA(AP Station)과 비AP STA(Non-AP Station)을 포함한다. STA 중에서 사용자가 조작하는 휴대용 단말은 Non-AP STA로써, 단순히 STA이라고 할 때는 Non-AP STA을 가리키기도 한다. Non-AP STA은 단말(terminal), 무선 송수신 유닛(WTRU: Wireless Transmit/Receive Unit), 사용자 장비(UE: User Equipment), 이동국(MS: Mobile Station), 휴대용 단말(Mobile Terminal), 또는 이동 가입자 유닛(Mobile Subscriber Unit) 등의 다른 명칭으로도 불릴 수 있다. 그리고, AP는 자신에게 결합된 STA(Associated Station)에게 무선 매체를 통해 분배 시스템(DS: Distribution System)으로의 접속을 제공하는 개체이다. AP는 집중 제어기, 기지국(BS: Base Station), Node-B, BTS(Base Transceiver System), 펨토 BS(Femto BS) 또는 사이트 제어기 등으로 불릴 수도 있다.
도 4는 WLAN 시스템에서 단말이 AP에 접속하기 위한 절차를 예시하는 도면이다.
도 4를 참조하면, AP는 주기적으로 브로드 캐스트(Broadcast) 형식의 비콘(Beacon) 프레임을 생성시켜 전송한다. 비콘 프레임을 수신한 단말은 액세스 포인트의 존재를 감지하게 된다. 비콘 프레임은 헤더(header), 프레임 바디(frame body), 프레임 검사 시퀀스(FCS: Frame Check Sequence)를 포함하도록 구성될 수 있으며, 타임 스탬프(Timestamp), 비콘 간격(Beacon interval), 기능(Capability), 서비스 세트 식별자(SSID: Service Set Identifier) 및 지지 전송율(Supported rates) 등의 정보를 포함할 수 있다. 서비스 세트 식별자는 WLAN 시스템에서 복수의 서로 다른 기본 서비스 세트를 구분하기 위하여 사용하는 식별자이며, 기본 서비스 세트 식별자(BSSID)로도 지칭할 수 있다.
단말은 비콘 프레임을 수신하고, 수신한 비콘 프레임들을 통해 접속 가능한 복수의 AP의 존재를 확인하게 된다. 이를 수동 검색(passive scanning)이라고 한다. 단말은 복수의 AP 중에서 특정의 AP를 선택하고, 선택한 AP로 프로브 요청(Probe Request) 프레임을 전송한다.
한편, 단말은 기존에 접속하였던 AP들의 정보를 프로파일(profile)로 저장할 수 있다. 단말은 기존에 접속하였던 AP들의 정보를 프로파일(profile)로 저장한 뒤, 비콘 프레임의 수신 없이 차후 프로파일에서 AP를 선택하고 선택한 액세스 포인트로 프로브 요청 프레임을 전송할 수 있다. 이를 능동 검색(active scanning)이라고 한다.
프로브 요청 프레임은 헤더(header), 프레임 바디(frame body), 프레임 검사 시퀀스(FCS)를 포함하도록 구성될 수 있으며, 서비스 세트 식별자(SSID) 및 지지 전송율(Supported rates) 등의 정보를 포함할 수 있다. 상술한 바와 같이, 서비스 세트 식별자는 기본 서비스 세트를 구분하기 위하여 사용하는 식별자로, 특정 기본 서비스 세트의 고유한 서비스 세트 식별자를 알지 못하는 어떠한 단말도 해당 기본 서비스 세트에 접속할 수 없게 된다. 즉, 단말은 특정 기본 서비스 세트, 즉 AP에 접속하기 위해서는 프로브 요청 프레임에 서비스 세트 식별자를 실어 보내게 된다.
프로브 요청 프레임을 수신한 AP는 프로브 요청 프레임에 대한 응답으로 프로브 응답(Probe Response) 프레임을 단말로 전송한다. 프로브 응답 프레임은 헤더(header), 프레임 바디(frame body), 프레임 검사 시퀀스(FCS)를 포함하도록 구성될 수 있으며, 타임 스탬프(Timestamp), 비콘 간격(Beacon interval), 기능(capability), 서비스 세트 식별자(SSID), 지지 전송율(Supported rates) 등의 정보를 포함할 수 있다. 이와 같은 일련의 과정을 탐색(Search) 과정이라고 한다.
탐색 과정을 거친 후, 단말과 AP는 인증(Authentication) 과정을 수행한다. 구체적으로, 단말은 AP로부터 프로브 응답 프레임을 수신한 후에, 인증을 요청하기 위하여 인증 요청(Authentication Request) 프레임을 AP로 전송한다. 이후 AP가 인증 응답(Authentication Response) 프레임을 단말에게 전송함으로써, AP와 단말 간에 인증을 맺게 된다. 인증 요청 프레임 및/또는 인증 응답 프레임은 헤더(header), 프레임 바디(frame body), 프레임 검사 시퀀스(FCS)를 포함하도록 구성될 수 있으며, 인증 알고리즘 번호(Authentication algorithm number), 인증 처리 시퀀스 번호(Authentication transaction sequence number) 및 상태 코드(Status Code) 등의 정보를 포함할 수 있다.
인증 과정을 거친 후, 단말과 AP는 연계(Association) 과정을 수행한다. 구체적으로, AP와 단말 간에 인증을 맺은 후에, 단말은 연계 요청(Association Request) 프레임을 AP에 전송한다. 연계 요청 프레임은 헤더(header), 프레임 바디(frame body), 프레임 검사 시퀀스(FCS)를 포함하도록 구성될 수 있으며, 기능(Capability), 청취 간격(Listen interval), 서비스 세트 식별자(SSID) 및 지지 전송율(supported rates) 등의 정보를 포함할 수 있다.
AP는 연계 요청 프레임에 대한 응답으로 연계 응답(Association Response) 프레임을 단말로 전송함으로써, 단말과 연결이 된다. 연계 응답 프레임은 헤더(header), 프레임 바디(frame body), 프레임 검사 시퀀스(FCS)를 포함하도록 구성될 수 있으며, 기능(Capability), 상태 코드(Status Code), 연계 식별자(AID: Association ID), 지지 전송율(supported rates) 등의 정보를 포함할 수 있다. 여기서, 연계 식별자(AID)는 단말이 AP와의 연계 이후에 AP가 복수의 단말을 구별하기 위하여 각 단말에 부여한 특정 식별자를 의미한다.
2. 페이징 메시지(paging message) 송수신 방법
셀룰러(cellular) 이동 통신 방식과 WLAN 통신 방식 모두로 통신 가능한 통신 단말이 셀룰러 통신 방식으로 기지국과 통신을 수행하는 중에 WLAN 통신 방식으로 통신을 전환하려 할 때, 셀룰러 통신 방식으로 인한 전력 소모를 최소화 하기 위해서 단말은 유휴 상태/모드(idle state/mode)로 전환하여 동작한다. 셀룰러 유휴 상태로 동작하는 단말은 주기적으로 이동통신 핵심망(CN: core network)의 MME(Mobility Management Entity)로부터 전송되는 페이징 메시지(paging message)를 수신하기 위해 주기적으로 셀룰러 채널을 검색해야 하며, 이에 따른 불필요한 전력 소모가 발생될 수 있다.
본 발명에서는 WLAN에 접속된 상태에 있는 단말이 페이징 메시지를 수신하기 위하여 셀룰러 채널의 검색에 따른 전력 소모를 감소시키기 위하여, 단말이 접속된 WLAN을 통해 셀룰러 페이징을 위한 정보를 전달하는 방법에 대하여 제안한다.
이하, 본 명세서에서 단말은 셀룰러 이동 통신 방식으로 통신할 수 있는 RAT(RAT Radio Access Technology) 기능과 WLAN 통신 방식으로 통신할 수 있는 RAT 기능을 모두 가지는 단말임을 가정한다.
또한, 본 발명에 따른 WLAN AP는 특정 이동 통신 운영자에 의해 위치가 등록되어 있고, 기지국 또는 기지국이 접속되어 있는 이동 통신 핵심망(core network)에 의하여 제어 가능한 WLAN AP이며, 기지국과 WLAN AP는 특정 네트워크를 통해 통신 가능한 상태로 연결되어 있는 것을 가정한다. 아래 도 5에서는 본 발명이 적용될 수 있는 네트워크의 구조를 예시하여 설명하지만, 이에 한정되는 것은 아니며, 이종의(다중) 무선 접속 네트워크를 지원하는 무선 통신 시스템이라면 본 발명이 적용될 수 있다.
도 5는 본 발명이 적용될 수 있는 네트워크 구조도를 예시하는 도면이다.
3세대 이동 통신 시스템의 기술 규격을 제정하는 3GPP에서는 4세대 이동 통신과 관련된 여러 포럼들 및 새로운 기술에 대응하기 위하여, 2004년 말경부터 3GPP 기술들의 성능을 최적화 시키고 향상시키려는 노력의 일환으로 LTE/SAE (Long Term Evolution/System Architecture Evolution) 기술에 대한 연구를 시작하였다.
3GPP SA WG2을 중심으로 진행된 SAE는 3GPP TSG RAN의 LTE 작업과 병행하여 네트워크의 구조를 결정하고 이기종 망간의 이동성을 지원하는 것을 목적으로 하는 망 기술에 관한 연구이며, 최근 3GPP의 중요한 표준화 이슈들 중 하나이다. 이는 3GPP 시스템을 IP(Internet Protocol) 기반으로 하여 다양한 무선 접속 기술들을 지원하는 시스템으로 발전 시키기 위한 작업으로, 보다 향상된 데이터 전송 능력으로 전송 지연을 최소화 하는, 최적화된 패킷 기반 시스템을 목표로 작업이 진행되어 왔다.
3GPP SA WG2에서 정의한 SAE 상위 수준 참조 모델(reference model)은 비로밍 케이스(non-roaming case) 및 다양한 시나리오의 로밍 케이스(roaming case)를 포함하고 있으며, 상세 내용은 3GPP 표준 문서 TS 23.401과 TS 23.402에서 참조할 수 있다. 도 5의 네트워크 구조도는 이를 간략하게 재구성 한 것으로, EPC(Evolved Packet Core)를 포함하는 EPS(Evolved Packet System)의 개략적인 구조를 나타낸다.
EPC는 3GPP 기술들의 성능을 향상하기 위한 SAE(System Architecture Evolution)의 핵심적인 요소이다. SAE는 다양한 종류의 네트워크 간의 이동성을 지원하는 네트워크 구조를 결정하는 연구 과제에 해당한다. SAE는, 예를 들어, IP 기반으로 다양한 무선 접속 기술들을 지원하고 보다 향상된 데이터 전송 능력을 제공하는 등의 최적화된 패킷-기반 시스템을 제공하는 것을 목표로 한다.
구체적으로, EPC는 3GPP LTE 시스템을 위한 IP 이동 통신 시스템의 코어 네트워크(Core Network)이며, 패킷-기반 실시간 및 비실시간 서비스를 지원할 수 있다. 기존의 이동 통신 시스템(즉, 2 세대 또는 3 세대 이동 통신 시스템)에서는 음성을 위한 CS(Circuit-Switched) 및 데이터를 위한 PS(Packet-Switched)의 2 개의 구별되는 서브-도메인을 통해서 코어 네트워크의 기능이 구현되었다. 그러나, 3 세대 이동 통신 시스템의 진화인 3GPP LTE 시스템에서는, CS 및 PS의 서브-도메인들이 하나의 IP 도메인으로 단일화되었다. 즉, 3GPP LTE 시스템에서는, IP 능력(capability)을 가지는 단말과 단말 간의 연결이, IP 기반의 기지국(예를 들어, eNodeB(evolved Node B)), EPC, 애플리케이션 도메인(예를 들어, IMS(IP Multimedia Subsystem))을 통하여 구성될 수 있다. 즉, EPC는 단-대-단(end-to-end) IP 서비스 구현에 필수적인 구조이다.
EPC는 다양한 구성요소들을 포함할 수 있으며, 도 5에서는 그 중에서 일부에 해당하는, SGW(Serving Gateway), PDN GW(Packet Data Network Gateway), MME(Mobility Management Entity), SGSN(Serving GPRS(General Packet Radio Service) Supporting Node), ePDG(enhanced Packet Data Gateway)를 예시한다.
SGW는 무선 접속 네트워크(RAN: Radio Access Network)와 코어 네트워크 사이의 경계점으로서 동작하고, eNodeB와 PDN GW 사이의 데이터 경로를 유지하는 기능을 하는 요소이다. 또한, 단말이 eNodeB에 의해서 서빙(serving)되는 영역에 걸쳐 이동하는 경우, SGW는 로컬 이동성 앵커 포인트(anchor point)의 역할을 한다. 즉, E-UTRAN (3GPP 릴리즈-8(release-8) 이후에서 정의되는 Evolved-UMTS(Universal Mobile Telecommunications System) Terrestrial Radio Access Network) 내에서의 이동성을 위해서 SGW를 통해서 패킷들이 라우팅될 수 있다. 또한, SGW는 다른 3GPP 네트워크(3GPP 릴리즈-8 전에 정의되는 RAN, 예를 들어, UTRAN 또는 GERAN(GSM(Global System for Mobile Communication)/EDGE(Enhanced Data rates for Global Evolution) Radio Access Network)와의 이동성을 위한 앵커 포인트로서 기능할 수도 있다.
PDN GW(또는 P-GW)는 패킷 데이터 네트워크를 향한 데이터 인터페이스의 종료점(termination point)에 해당한다. PDN GW는 정책 집행 특징(policy enforcement features), 패킷 필터링(packet filtering), 과금 지원(charging support) 등을 지원할 수 있다. 또한, 3GPP 네트워크와 non-3GPP 네트워크 (예를 들어, I-WLAN(Interworking Wireless Local Area Network)과 같은 신뢰되지 않는 네트워크, CDMA(Code Division Multiple Access) 네트워크나 WiMax와 같은 신뢰되는 네트워크)와의 이동성 관리를 위한 앵커 포인트 역할을 할 수 있다.
도 5의 네트워크 구조의 예시에서는 SGW와 PDN GW가 별도의 게이트웨이로 구성되는 것을 나타내지만, 두 개의 게이트웨이가 단일 게이트웨이 구성 옵션(Single Gateway Configuration Option)에 따라 구현될 수도 있다.
MME는, 단말의 네트워크 연결에 대한 액세스, 네트워크 자원의 할당, 트래킹(tracking), 페이징(paging), 로밍(roaming) 및 핸드오버 등을 지원하기 위한 시그널링 및 제어 기능들을 수행하는 요소이다. MME는 가입자 및 세션 관리에 관련된 제어 평면(control plane) 기능들을 제어한다. MME는 수많은 eNodeB들을 관리하고, 다른 2G/3G 네트워크에 대한 핸드오버를 위한 종래의 게이트웨이의 선택을 위한 시그널링을 수행한다. 또한, MME는 보안 과정(Security Procedures), 단말-대-네트워크 세션 핸들링(Terminal-to-network Session Handling), 유휴 단말 위치결정 관리(Idle Terminal Location Management) 등의 기능을 수행한다.
SGSN은 다른 3GPP 네트워크(예를 들어, GPRS 네트워크)에 대한 사용자의 이동성 관리 및 인증(authentication)과 같은 모든 패킷 데이터를 핸들링한다.
ePDG는 신뢰되지 않는 non-3GPP 네트워크(예를 들어, I-WLAN, WiFi 핫스팟(hotspot) 등)에 대한 보안 노드로서의 역할을 한다.
도 5를 참조하여 설명한 바와 같이, IP 능력을 가지는 단말은, 3GPP 액세스는 물론 non-3GPP 액세스 기반으로도 EPC 내의 다양한 요소들을 경유하여 사업자(즉, 오퍼레이터(operator))가 제공하는 IP 서비스 네트워크(예를 들어, IMS)에 액세스할 수 있다.
또한, 도 5에서는 다양한 레퍼런스 포인트들(예를 들어, S1-U, S1-MME 등)을 도시한다. 3GPP 시스템에서는 E-UTRAN 및 EPC의 상이한 기능 개체(functional entity)들에 존재하는 2 개의 기능을 연결하는 개념적인 링크를 레퍼런스 포인트(reference point)라고 정의한다. 도 5에 도시된 레퍼런스 포인트 중에서 S2a 및 S2b는 non-3GPP 인터페이스에 해당한다. S2a는 신뢰되는 non-3GPP 액세스 및 PDNGW 간의 관련 제어 및 이동성 지원을 사용자 평면에 제공하는 레퍼런스 포인트이다. S2b는 ePDG 및 P-GW 간의 관련 제어 및 이동성 지원을 사용자 평면에 제공하는 레퍼런스 포인트이다. S2c는 단말(UE)와 P-GW 간의 레퍼런스 포인트이다.
전술한 바와 같이, non-3GPP 연동(interworking)을 지원하면서 기존 3GPP에서 전통적으로 사용해오던 GTP(GPRS Tunneling Protocol) 프로토콜 외에도, IETF(Internet Engineering Task Force)의 여러 프로토콜들의 도입이 이루어졌다. 특히, PMIPv6(Proxy Mobile IPv6)와 DSMIPv6(Dual Stack Mobile IPv6) 등의 IETF 프로토콜들은 IETF의 RFC(Request for Comments) 이전의 드래프트 버전 상태에서 도입되었으며, 현재 SAE 규격에서 non-3GPP 연동의 중요한 프로토콜로 사용된다. 기본적으로 3GPP RAT-간 (Inter-Radio Access Technology) 핸드오버(handover)를 위해서는 GTP 프로토콜이 사용되며, non-3GPP 연동을 위한 S2 인터페이스들 위에서는 IETF-기반 프로토콜들이 사용된다. 특히, SGW와 P-GW 사이에서 사용자 평면 터널링(User Plane tunneling) 및 터널 관리(tunnel management)를 제공하는 레퍼런스 포인트인 S5와, 로밍(roaming)시 사용되는 레퍼런스 포인트인 S8(미도시)는 GTP와 IETF-기반 프로토콜을 모두 지원할 수 있다.
이하, WLAN을 사용하여 셀룰러 네트워크의 페이징 메시지를 단말에 전송하며, 단말이 현재 기지국의 커버리지 내에 위치하고 있음을 셀룰러 네트워크에 알리기 위하여 주기적으로 WLAN 네트워크를 통해 자신이 기지국의 커버리지 내에 위치한 WLAN AP에 접속하고 있음을 셀룰러 네트워크에 알리기 위한 방법에 대한 실시예를 설명한다. 이하, 설명의 편의를 위해 셀룰러 네트워크의 페이징 메시지를 전송하는 주체로 MME를 설명하지만 이는 하나의 예시에 불과하며 다중 무선 접속 네트워크를 지원하는 무선 통신 시스템 내 다른 네트워크 노드가 동일한 동작을 수행할 수도 있다. 또한, 페이징 메시지를 전송하는 네트워크 노드는 서버 혹은 장치로 구현될 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 WLAN을 통한 페이징 메시지 송수신 과정을 예시하는 도면이다.
도 6의 (a)는 셀룰러 네트워크에 접속된 단말이 유휴 상태(idle state)로 동작할 때 페이징 메시지를 수신하는 과정을 도식화한 것이다.
단말이 셀룰러 통신 방식으로 기지국에 접속하여 통신을 수행하는 중에, 인접한 WLAN AP가 검색된다면, 해당 WLAN AP를 통해 네트워크 접속 방식을 셀룰러에서 WLAN으로 전환하여 통신을 수행할 수 있다. 이때, 각 단말의 WLAN AP으로의 접속 과정은 도 4와 같이 기존의 WLAN 접속 과정을 따를 수 있다.
WLAN으로 네트워크 접속 방식을 전환한 경우, 단말의 셀룰러 통신에 대한 단말의 동작 모드는 유휴 상태/모드(idle state/mode)로 전환되고, 단말은 주기적으로 셀룰러 네트워크를 통해서 페이징 메시지(paging message)를 수신하게 된다. 유휴 상태/(idle state)는 단말의 전원은 켜져 있으나(switched on), RRC(Radio Resource Control) 연결이 설정되지 않은 상태를 의미한다. 여기서, RRC 계층은 제어 평면(control plane)에 존재하는 무선 인터페이스 계층 3(Layer 3)의 서브계층(sublayer)이며, 정보 전송 서비스를 NAS(non-access stratum)에 제공하고, 무선 인터페이스 계층 1, 2 (Layer 1, 2)의 설정을 제어한다.
이처럼 유휴 상태로 동작하는 단말은 셀룰러 네트워크로부터 페이징 메시지를 수신하기 위하여 주기적으로 셀룰러 네트워크 어댑터를 수신할 수 있는 상태로 전환하여야 하기 때문에 WLAN 통신에 소요되는 전력 소모 이외에도 추가적인 전력 소모가 발생하게 된다. 즉, 셀룰러 네트워크를 통해 실질적인 데이터를 송수신하지 않음에도 불구하고 페이징 메시지를 수신하기 위하여 셀룰러 채널을 수신할 수 있는 상태로 전환해야 하므로 추가적인 전력 소모가 발생된다.
도 6의 (b)는 셀룰러 통신 방식에서 유휴 상태로 동작하는 단말이 WLAN을 통해 페이징 메시지를 수신하며, 셀룰러 네트워크에 자신의 현재 상태를 주기적으로 보고하는 과정을 도식화한 것이다.
1) 단말이 셀룰러 통신 방식으로 기지국에 접속하여 통신을 수행하는 중에, 인접한 WLAN AP가 검색된다면, 해당 WLAN AP를 통해 네트워크 접속 방식을 셀룰러에서 WLAN으로 전환하여 통신을 수행할 수 있다. 이때, 각 단말의 WLAN AP으로의 접속 과정은 도 4와 같이 기존의 WLAN 접속 과정을 따를 수 있다.
2) WLAN 네트워크에 접속한 후, 셀룰러 네트워크의 접속을 유휴 상태로 전환한 단말은 접속한 WLAN AP를 통해 셀룰러 핵심망의 MME에게 페이징 경로 변경 요청(paging redirection request) 메시지를 전송하여 해당 단말에 대한 페이징 메시지를 WLAN 네트워크를 통해 전달해 줄 것을 요청한다.
3, 4) MME는 이후 해당 단말에 대한 페이징 메시지를 정해진 페이징 간격(paging interval) 주기로 WLAN 네트워크를 통해 단말에 전송한다. 여기서, 단말의 전력 소모를 최소화하기 위하여 단말이 셀룰러 네트워크에서 신호를 찾고 수신하는 간격인 DRX(Discontinuous Reception) 값을 기존 간격보다 크게 늘릴 수 있다. 페이징 메시지를 수신하지 않음에도 단말이 셀룰러 기지국의 신호를 긴 간격으로라도 수신할 필요가 있는 이유는 현재 단말이 위치한 기지국을 확인하고 셀룰러 네트워크에 재접속이 필요시 지연없이 접속할 수 있게 하기 위해서이다.
5) WLAN 네트워크에 접속하여 통신하면서 셀룰러 네트워크의 페이징 메시지를 WLAN 네트워크를 통해 주기적으로 수신하는 단말은 단말 연계 상태 보고(UE association state report) 메시지를 MME에게 WLAN 네트워크를 통해 주기적으로 전송하여 자신이 특정 기지국 커버리지 내에 위치한 WLAN AP에 접속하여 동작하고 있음을 알린다. WLAN 네트워크는 셀룰러 네트워크와 독립적으로 운영되기 때문에 셀룰러 네트워크(예를 들어, MME)에서 단말이 현재 특정 기지국 커버리지 내에서 동작하고 있음을 알 수 없기 때문에, 단말은 자신이 특정 기지국의 커버리지 내에 위치한 WLAN AP에 접속하여 통신 중인 것을 주기적으로 MME에게 알릴 필요가 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 WLAN을 통한 페이징 메시지 송수신 절차를 예시하는 도면이다.
도 7을 참조하면, 단말이 셀룰러 통신 방식으로 기지국에 접속하여 통신을 수행하는 중에(S701), 인접한 WLAN AP가 검색되면, 단말은 해당 WLAN AP를 통해 네트워크 접속 방식을 셀룰러에서 WLAN으로 전환하여 통신을 수행할 수 있다(S703). 여기서, 단말이 WLAN AP의 검색 방법은 WLAN AP가 주기적으로 전송하는 비콘 프레임(beacon frame)을 검색하고 수신함으로써 수행될 수 있다.
비콘 프레임은 상술한 바와 같이 타임 스탬프(time stamp), 비콘 간격(beacon interval), AP 기능(capability), 서비스 세트 식별자(SSID: Service Set Identifier) 및 지지 전송율(supported rates) 등의 정보를 포함할 수 있다. 서비스 세트 식별자는 WLAN 시스템에서 복수의 서로 다른 기본 서비스 세트를 구분하기 위하여 사용하는 식별자이며, 기본 서비스 세트 식별자(BSSID)로도 지칭할 수 있다.
WLAN AP에 접속하여 WLAN으로 네트워크 접속 방식을 전환한 단말은 셀룰러 통신 방식에 따른 동작 모드를 유휴 상태/모드(idle state/mode)로 전환한다(S705).
단말의 동작 모드가 전환됨에 따라, 단말은 페이징 메시지(paging message)를 수신하기 위하여 셀룰러 채널을 주기적으로 청취(셀룰러 네트워크 어댑터를 수신할 수 있는 상태로 전환)하여, MME로부터 전송되는 페이징 메시지를 셀룰러 네트워크 즉, 기지국을 통해서 수신한다(S707). 여기서, 페이징 메시지 전송을 위해 일반적인 하향링크 데이터 전송과 같은 방식이 사용될 수 있으며, 단말은 자신에게 해당되는 하향링크 스케줄링 할당을 찾기 위해 Ll/L2 제어 시그널링(예를 들어, PDCCH(Physical Downlink Control Channel)을 관찰하고, 페이징에 사용되는 식별자(예를 들어, P-RNTI(Paging Radio Network Temporary Identifier))을 검출하면，단말은 하향링크 데이터 채널(예를 들어, PDSCH(Physical Downlink Shared Channel)을 통해 전송되는 페이징 메시지를 수신할 수 있다.
S705 단계에 따라 WLAN 네트워크에 접속한 후 셀룰러 네트워크의 접속을 유휴 상태로 전환한 단말은 페이징 메시지를 WLAN 네트워크를 통해 전달해 줄 것을 요청하기 위하여 접속한 WLAN AP를 통해 셀룰러 핵심망의 MME에게 페이징 경로 변경 요청(paging redirection request) 메시지를 전송한다(S709).
페이징 경로 변경 요청(paging redirection request) 메시지는 단말이 접속한 WLAN AP의 주소, 페이징 간격(paging interval), 단말 식별자 등의 정보를 포함할 수 있다. 여기서, WLAN AP 주소로 WLAN AP의 IP(Internet Protocol) 주소 또는 48 bit 크기의 MAC 주소가 사용될 수 있다. MAC 주소는 각 통신 장치(장치에 탑재된 WLAN 네트워크 어댑터(WLAN network adaptor))에 부여된 48 bit 길이의 주소를 의미하며, 해당 주소는 전세계적으로 고유한(globally unique) 주소이다. 그리고, 페이징 간격(paging interval)은 단말이 WLAN 네트워크를 통해 페이징 메시지를 수신할 때 페이징 메시지가 전달되는 주기 값을 의미한다. 여기서, 셀룰러 네트워크에서의 페이징 간격은 셀룰러 네트워크의 시스템 정보(System Information)에 포함된 파라미터를 통해 단말마다 상이하게 설정될 수 있으며, WLAN에서의 페이징 간격은 단말이 WLAN에 접속하기 전에 설정된 셀룰러 네트워크에서의 페이징 간격에 따라 상대적으로 정해질 수 있다. 그리고, 단말 식별자는 셀룰러 네트워크에서 단말을 인식할 수 있는 식별 정보를 의미하며, 그 일례로, 셀룰러 네트워크에서 사용되는 IMSI(International Mobile Subscriber Identifier)가 사용될 수 있다.
단말로부터 페이징 경로 변경 요청(paging redirection request) 메시지를 수신한 MME는 페이징 경로 변경 요청에 대한 승인 여부를 단말에 알리기 위하여 페이징 경로 변경 응답(paging redirection response) 메시지를 단말이 접속한 WLAN AP를 통해 단말에게 전송한다(S711). 즉, 단말이 전송한 페이징 경로 변경 요청 메시지에 포함된 WLAN AP의 주소를 이용하여 MME는 페이징 경로 변경 응답 메시지를 해당 WLAN AP를 통해 단말에 전송할 수 있다.
페이징 경로 변경 응답(paging redirection response) 메시지는 단말 식별자와 페이징 간격(paging interval) 등의 정보를 포함할 수 있다. 여기서, 페이징 경로 변경 응답 메시지에 포함된 페이징 간격 파라미터는 MME가 WLAN 네트워크를 통해 페이징 메시지를 전송하는 주기 정보를 의미하며, 단말이 페이징 경로 변경 응답 메시지에서 요청한 페이징 간격 파라미터를 고려하여 MME가 최종 결정한 값을 나타낸다. 상술한 바와 같이, 셀룰러 네트워크에서의 페이징 간격은 셀룰러 네트워크의 시스템 정보(System Information)에 포함된 파라미터를 통해 단말마다 상이하게 설정될 수 있으며, WLAN에서의 페이징 간격은 단말이 WLAN에 접속하기 전에 설정된 셀룰러 네트워크에서의 페이징 간격에 따라 상대적으로 정해질 수 있다.
여기서, MME가 단말의 페이징 경로 변경 요청에 대하여 거절하는 페이징 경로 변경 응답 메시지를 단말에 전송한 경우, 단말은 S707 단계와 같이 셀룰러 네트워크를 통해 이후의 페이징 메시지를 수신한다. 이하, 설명의 편의를 위해 MME가 단말의 페이징 경로 변경 요청에 대하여 승인한 경우를 가정하여 설명한다.
페이징 경로 변경을 승인하는 페이징 경로 변경 응답 메시지를 단말에 전송한 MME는 이후 해당 단말에 대한 페이징 메시지를 정해진 페이징 간격을 주기로 WLAN 네트워크, 즉 WLAN AP를 통해 단말에 전송한다(S713). 즉, 단말은 페이징 메시지를 수신하기 위하여 페이징 간격에 따라 WLAN 채널을 주기적으로 청취하여, MME로부터 전송되는 페이징 메시지를 WLAN 네트워크를 통해 수신한다.
단말은 자신이 특정 기지국 커버리지 내에 위치한 WLAN AP에 접속하여 동작하고 있음을 알리기 위하여 단말 연계 상태 보고(UE association state report) 메시지를 MME에게 WLAN 네트워크, 즉 WLAN AP를 통해 주기적으로 전송한다(S715).
단말 연계 상태 보고(UE association state report) 메시지는 단말 식별자와 WLAN AP 주소가 포함될 수 있다. 여기서, 단말 식별자의 일례로 셀룰러 네트워크에서 사용되는 IMSI(International Mobile Subscriber Identifier)가 사용될 수 있으며, WLAN AP 주소의 일례로 WLAN AP의 IP(Internet Protocol) 주소 또는 48 bit 크기의 MAC 주소가 사용될 수 있다.
한편, 단말의 이동성으로 인하여 현재 접속된 WLAN AP에서 동일한 기지국 커버리지 내 위치한 WLAN AP로 단말이 재접속하는 경우, 단말은 재접속한 WLAN AP를 통해 MME에 페이징 경로 변경 요청(paging redirection request) 메시지를 전송하여 셀룰러 네트워크의 페이징 메시지를 재접속한 WLAN AP를 통해 수신할 수 있다. 즉, S709 단계부터 반복되어 재접속한 WLAN AP로 페이징 메시지의 경로가 변경될 수 있다. 또한, 단말은 재접속한 WLAN AP를 통해 MME에 단말 연계 상태 보고(UE association state report) 메시지를 전송하여 셀룰러 네트워크의 페이징 메시지를 재접속한 WLAN AP를 통해 수신할 수도 있다. 즉, 주기적으로 수행되는 S715 단계를 통해 재접속한 WLAN AP로 페이징 메시지의 경로가 변경될 수도 있다. 이 경우, 이동 전 WLAN AP에서 페이징 경로 변경 요청(paging redirection request) 메시지 및/또는 페이징 경로 변경 응답(paging redirection response)를 통해 설정된 정보(예를 들어, 페이징 간격)가 동일하게 이용될 수 있다.
3. 본 발명이 적용될 수 있는 장치 일반
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신 시스템의 장치의 블록 구성도를 예시한다.
도 8을 참조하면, 무선 통신 시스템은 네트워크 노드(80)와 무선 통신 시스템 내에 위치한 다수의 단말(90)을 포함한다. 여기서, 네트워크 노드(80)는 앞서 설명한 실시예에서 MME, 기지국 혹은 WLAN AP가 해당될 수 있다.
네트워크 노드(80)는 프로세서(processor, 81), 메모리(memory, 82) 및 송수신 모듈(tranceiving module, 83)을 포함한다. 프로세서(81)는 제안된 기능, 과정 및/또는 방법을 구현한다. 유/무선 인터페이스 프로토콜의 계층들은 프로세서(81)에 의해 구현될 수 있다. 메모리(82)는 프로세서(81)와 연결되어, 프로세서(81)를 구동하기 위한 다양한 정보를 저장한다. 송수신 모듈(83)은 프로세서(81)와 연결되어, 유/무선 신호를 송신 및/또는 수신한다.
단말(90)은 프로세서(91), 메모리(92) 및 송수신 모듈(93)을 포함한다. 프로세서(91)는 제안된 기능, 과정 및/또는 방법을 구현한다. 무선 인터페이스 프로토콜의 계층들은 프로세서(91)에 의해 구현될 수 있다. 메모리(92)는 프로세서(91)와 연결되어, 프로세서(91)를 구동하기 위한 다양한 정보를 저장한다. 송수신 모듈(93)은 프로세서(91)와 연결되어, 유/무선 신호를 송신 및/또는 수신한다.
메모리(82, 92)는 프로세서(81, 91) 내부 또는 외부에 있을 수 있고, 잘 알려진 다양한 수단으로 프로세서(81, 91)와 연결될 수 있다. 또한, 네트워크 노드(80) 및/또는 단말(90)은 한 개의 안테나(single antenna) 또는 다중 안테나(multiple antenna)를 가질 수 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 발명에 따른 실시예는 다양한 수단, 예를 들어, 하드웨어, 펌웨어(firmware), 소프트웨어 또는 그것들의 결합 등에 의해 구현될 수 있다. 하드웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 일 실시예는 하나 또는 그 이상의 ASICs(application specific integrated circuits), DSPs(digital signal processors), DSPDs(digital signal processing devices), PLDs(programmable logic devices), FPGAs(field programmable gate arrays), 프로세서, 콘트롤러, 마이크로 콘트롤러, 마이크로 프로세서 등에 의해 구현될 수 있다.
펌웨어나 소프트웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 일 실시예는 이상에서 설명된 기능 또는 동작들을 수행하는 모듈, 절차, 함수 등의 형태로 구현될 수 있다. 소프트웨어 코드는 메모리에 저장되어 프로세서에 의해 구동될 수 있다. 상기 메모리는 상기 프로세서 내부 또는 외부에 위치하여, 이미 공지된 다양한 수단에 의해 상기 프로세서와 데이터를 주고 받을 수 있다.
본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다. 따라서, 상술한 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니 되고 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.
본 발명의 무선 접속 시스템에서 데이터 송수신 방안은 3GPP LTE 시스템 및 IEEE 802.11 시스템에 적용되는 예를 중심으로 설명하였으나, 3GPP LTE 시스템 및 IEEE 802.11 시스템 이외에도 다양한 무선 접속 시스템에 적용하는 것이 가능하다.

Claims (10)

  1. 다중 무선 접속 네트워크(Radio Access Network)를 지원하는 무선 통신 시스템에서 페이징 메시지(paging message) 전송 방법에 있어서,
    셀룰러 네트워크의 기지국에 접속된 단말이 WLAN(Wireless Local Area Network) AP(Access Point)로 접속을 전환한 경우, 상기 단말로부터 상기 셀룰러 네트워크의 페이징 메시지의 전송 경로의 변경을 요청하는 페이징 경로 변경 요청(paging redirection request) 메시지를 상기 WLAN AP를 통해 수신하는 단계;
    상기 페이징 메시지의 경로 변경의 승인 여부를 지시하는 페이징 경로 변경 응답(paging redirection response) 메시지를 상기 WLAN AP를 통해 상기 단말에 전송하는 단계; 및
    상기 페이징 메시지를 상기 WLAN AP를 통해 상기 단말에 전송하는 단계를 포함하는, 페이징 메시지 전송 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 페이징 경로 변경 요청 메시지는 상기 셀룰러 네트워크에서 설정된 상기 페이징 메시지의 전송 주기를 이용하여 결정된 상기 페이징 간격(paging interval) 요청 정보를 포함하는, 페이징 메시지 전송 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 페이징 경로 변경 응답 메시지는 상기 페이징 간격 요청 정보를 기초로 결정된 상기 페이징 메시지의 페이징 간격(paging interval) 정보를 포함하는, 페이징 메시지 전송 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 단말로부터 상기 WLAN AP의 식별자를 포함하는 단말 연계 상태 보고(UE association state report) 메시지를 상기 WLAN AP를 통해 주기적으로 수신하는 단계를 더 포함하는, 페이징 메시지 전송 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 WLAN AP의 식별자는 상기 WLAN AP의 IP(Internet Protocol) 주소 또는 상기 WLAN AP의 MAC(Medium Access Control) 주소를 포함하는, 페이징 메시지 전송 방법.
  6. 다중 무선 접속 네트워크(Radio Access Network)를 지원하는 무선 통신 시스템에서 페이징 메시지(paging message) 전송하는 장치에 있어서,
    유/무선 신호를 송수신하기 위한 송수신모듈; 및
    셀룰러 네트워크의 기지국에 접속된 단말이 WLAN(Wireless Local Area Network) AP(Access Point)로 접속을 전환한 경우, 상기 단말로부터 상기 셀룰러 네트워크의 페이징 메시지의 전송 경로의 변경을 요청하는 페이징 경로 변경 요청(paging redirection request) 메시지를 상기 WLAN AP를 통해 수신하고, 상기 페이징 메시지의 경로 변경의 승인 여부를 지시하는 페이징 경로 변경 응답(paging redirection response) 메시지를 상기 WLAN AP를 통해 상기 단말에 전송하며, 상기 페이징 메시지를 상기 WLAN AP를 통해 상기 단말에 전송하는 프로세서를 포함하는, 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 페이징 경로 변경 요청 메시지는 상기 셀룰러 네트워크에서 설정된 상기 페이징 메시지의 전송 주기를 이용하여 결정된 상기 페이징 간격(paging interval) 요청 정보를 포함하는, 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 페이징 경로 변경 응답 메시지는 상기 페이징 간격 요청 정보를 기초로 결정된 상기 페이징 메시지의 페이징 간격(paging interval) 정보를 포함하는, 장치.
  9. 제6항에 있어서, 상기 프로세서는,
    상기 단말로부터 상기 WLAN AP의 식별자를 포함하는 단말 연계 상태 보고(UE association state report) 메시지를 상기 WLAN AP를 통해 주기적으로 수신하는, 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 WLAN AP의 식별자는 상기 WLAN AP의 IP(Internet Protocol) 주소 또는 상기 WLAN AP의 MAC(Medium Access Control) 주소를 포함하는, 장치.
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