WO2014058244A1 - 페이징 처리 방법 및 다운링크 데이터 전달 방법 - Google Patents

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WO2014058244A1
WO2014058244A1 PCT/KR2013/009063 KR2013009063W WO2014058244A1 WO 2014058244 A1 WO2014058244 A1 WO 2014058244A1 KR 2013009063 W KR2013009063 W KR 2013009063W WO 2014058244 A1 WO2014058244 A1 WO 2014058244A1
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paging
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downlink data
message
terminal
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김현숙
김재현
김래영
김태현
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엘지전자 주식회사
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    • H04W8/02—Processing of mobility data, e.g. registration information at HLR [Home Location Register] or VLR [Visitor Location Register]; Transfer of mobility data, e.g. between HLR, VLR or external networks
    • H04W8/08—Mobility data transfer
    • H—ELECTRICITY
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    • H04W60/00—Affiliation to network, e.g. registration; Terminating affiliation with the network, e.g. de-registration
    • H04W60/04—Affiliation to network, e.g. registration; Terminating affiliation with the network, e.g. de-registration using triggered events
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    • H04W36/0011—Control or signalling for completing the hand-off for data sessions of end-to-end connection
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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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    • H04W72/00—Local resource management
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    • H04W72/23—Control channels or signalling for resource management in the downlink direction of a wireless link, i.e. towards a terminal
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    • H04W76/00—Connection management
    • H04W76/10—Connection setup
    • H04W76/11—Allocation or use of connection identifiers
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    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W88/00—Devices specially adapted for wireless communication networks, e.g. terminals, base stations or access point devices
    • H04W88/08—Access point devices

Definitions

  • the present invention relates to a paging procedure and a tracking area update procedure.
  • the 3GPP which enacts the technical specifications of the mobile communication system, has been trying to optimize and improve the performance of 3GPP technologies since late 2004 in order to respond to various forums and new technologies related to 4G mobile communication. Started research on Term Evolution / System Architecture Evolution technology.
  • 3GPP SAE centered on 3GPP SA WG2
  • 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.
  • Recent important standardization issues of 3GPP Is one of. This is a work to develop a 3GPP system into a system supporting various radio access technologies based on IP, and has been aimed at an optimized packet-based system that minimizes transmission delay with improved data transmission capability.
  • the Evolved Packet System (EPS) high-level reference model defined by 3GPP SA WG2 includes non-roaming cases and roaming cases for various scenarios. See TS 23.401 and TS 23.402.
  • the network structure diagram of FIG. 1 is a simple reconfiguration.
  • 1 is a structural diagram of an evolved mobile communication network.
  • An Evolved Packet Core may include various components, and in FIG. 1, some of them correspond to a Serving Gateway (S-GW) 52, a Packet Data Network Gateway (PW GW) 53, and an MME. (Mobility Management Entity) 51, Serving General Packet Radio Service (GPRS) Supporting Node (SGSN), and Enhanced Packet Data Gateway (ePDG) are shown.
  • S-GW Serving Gateway
  • PW GW Packet Data Network Gateway
  • MME Mobility Management Entity
  • GPRS General Packet Radio Service
  • SGSN Serving General Packet Radio Service
  • ePDG Enhanced Packet Data Gateway
  • the S-GW 52 acts as a boundary point between the radio access network (RAN) and the core network, and is an element that functions to maintain a data path between the eNodeB 22 and the PDN GW 53.
  • the S-GW 52 serves as a local mobility anchor point. That is, packets may be routed through the S-GW 52 for mobility in the E-UTRAN (Universal Mobile Telecommunications System (Evolved-UMTS) Terrestrial Radio Access Network defined in 3GPP Release-8 or later).
  • E-UTRAN Universal Mobile Telecommunications System (Evolved-UMTS) Terrestrial Radio Access Network defined in 3GPP Release-8 or later.
  • the S-GW 52 may be connected to other 3GPP networks (RANs defined before 3GPP Release-8, for example, UTRAN or GERAN (GSM (Global System for Mobile Communication) / EDGE (Enhanced Data rates for Global Evolution) Radio Access). It can also serve as an anchor point for mobility with a network).
  • 3GPP networks RANs defined before 3GPP Release-8, for example, UTRAN or GERAN (GSM (Global System for Mobile Communication) / EDGE (Enhanced Data rates for Global Evolution) Radio Access). It can also serve as an anchor point for mobility with a network).
  • PDN GW (or P-GW) 53 corresponds to the termination point of the data interface towards the packet data network.
  • the PDN GW 53 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
  • FIG. 1 shows that the S-GW 52 and the PDN GW 53 are configured as separate gateways, two gateways may be implemented according to a single gateway configuration option. have.
  • the MME 51 is an element that performs signaling and control functions to support access to the network connection of the UE, allocation of network resources, tracking, paging, roaming and handover, and the like. .
  • the MME 51 controls control plane functions related to subscriber and session management.
  • the MME 51 manages a number of eNodeBs 22 and performs signaling for the selection of a conventional gateway for handover to other 2G / 3G networks.
  • the MME 51 performs security procedures, terminal-to-network session handling, idle terminal location management, and the like.
  • SGSN handles all packet data such as user's mobility management and authentication for other 3GPP access networks (eg GPRS network, UTRAN / GERAN).
  • 3GPP access networks eg GPRS network, UTRAN / GERAN.
  • the ePDG acts as a secure 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 is provided by an operator (ie, an operator) via various elements in the EPC, based on 3GPP access as well as non-3GPP access.
  • an IP service network eg, IMS
  • FIG. 1 illustrates various reference points (eg, S1-U, S1-MME, etc.).
  • a conceptual link defining two functions existing in different functional entities of E-UTRAN and EPC is defined as a reference point.
  • Table 1 below summarizes the reference points shown in FIG. 1.
  • This reference point can be used in PLMN-to-PLMN-to-for example (for PLMN-to-PLMN handover))
  • S5 Reference point providing user plane tunneling and tunnel management between the SGW and PDN GW. Used for SGW reselection (or relocation) due to UE mobility and when a connection to the PDN GW where the SGW is not located is required for the required PDN connectivity.
  • the PDN may be an operator external public or private PDN or, for example, an in-operator PDN for the provision of IMS services.
  • S2a and S2b correspond to non-3GPP interfaces.
  • S2a is a reference point that provides the user plane with associated control and mobility support between trusted non-3GPP access and PDN GW.
  • S2b is a reference point that provides the user plane with relevant control and mobility support between the ePDG and PDN GW.
  • Figure 2 is an exemplary view showing the functions of the main nodes of the E-UTRAN and the general EPC in general.
  • the eNodeB 20 may route to a gateway, schedule and transmit paging messages, schedule and transmit a broadcaster channel (BCH), uplink and downlink while an RRC (Radio Resource Control) connection is active.
  • BCH broadcaster channel
  • RRC Radio Resource Control
  • paging occurrence, LTE_IDLE state management user plane can perform encryption, EPS bearer control, encryption and integrity protection of non-access stratum (NAS) signaling.
  • NAS non-access stratum
  • FIG. 3 is an exemplary diagram illustrating a structure of a radio interface protocol in a control plane between a UE and an eNodeB
  • FIG. 4 is a structure of a radio interface protocol in a user plane between a terminal and a base station. Another example is shown.
  • the radio interface protocol is based on the 3GPP radio access network standard.
  • the air interface protocol is composed of a physical layer, a data link layer, and a network layer horizontally, and a user plane and control for data information transmission vertically. It is divided into a control plane for signal transmission.
  • the protocol layers are based on the lower three layers of the Open System Interconnection (OSI) reference model, which is well known in communication systems, and includes L1 (first layer), L2 (second layer), and L3 (third layer). ) Can be separated.
  • OSI Open System Interconnection
  • the physical layer which is the first layer, provides an information transfer service using a physical channel.
  • the physical layer is connected to a medium access control layer on the upper side through a transport channel, and data between the medium access control layer and the physical layer is transmitted through the transport channel.
  • data is transferred between different physical layers, that is, between physical layers of a transmitting side and a receiving side through a physical channel.
  • the physical channel is composed of several subframes on the time axis and several sub-carriers on the frequency axis.
  • one subframe includes a plurality of symbols and a plurality of subcarriers on a time axis.
  • One subframe consists of a plurality of resource blocks, and one resource block consists of a plurality of symbols and a plurality of subcarriers.
  • the transmission time interval (TTI) which is a unit time for transmitting data, is 1 ms corresponding to one subframe.
  • the physical channels existing in the physical layer of the transmitting side and the receiving side are physical downlink shared channel (PDSCH), physical uplink shared channel (PUSCH) and physical downlink control channel (PDCCH), which are control channels, It may be divided into a Physical Control Format Indicator Channel (PCFICH), a Physical Hybrid-ARQ Indicator Channel (PHICH), and a Physical Uplink Control Channel (PUCCH).
  • PCFICH Physical Control Format Indicator Channel
  • PHICH Physical Hybrid-ARQ Indicator Channel
  • PUCCH Physical Uplink Control Channel
  • the PCFICH transmitted in the first OFDM symbol of the subframe carries a control format indicator (CFI) regarding the number of OFDM symbols (that is, the size of the control region) used for transmission of control channels in the subframe.
  • CFI control format indicator
  • the wireless device first receives the CFI on the PCFICH and then monitors the PDCCH.
  • the PCFICH does not use blind decoding and is transmitted on a fixed PCFICH resource of a subframe.
  • the PHICH carries a positive-acknowledgement (ACK) / negative-acknowledgement (NACK) signal for a UL hybrid automatic repeat request (HARQ).
  • ACK positive-acknowledgement
  • NACK negative-acknowledgement
  • HARQ UL hybrid automatic repeat request
  • the Physical Broadcast Channel (PBCH) is transmitted in the preceding four OFDM symbols of the second slot of the first subframe of the radio frame.
  • the PBCH carries system information necessary for the wireless device to communicate with the base station, and the system information transmitted through the PBCH is called a master information block (MIB).
  • MIB master information block
  • SIB system information block
  • the PDCCH includes resource allocation and transmission format of downlink-shared channel (DL-SCH), resource allocation information of uplink shared channel (UL-SCH), paging information on PCH, system information on DL-SCH, and random access transmitted on PDSCH. Resource allocation of higher layer control messages such as responses, sets of transmit power control commands for individual UEs in any UE group, activation of voice over internet protocol (VoIP), and the like.
  • a plurality of PDCCHs may be transmitted in the control region, and the terminal may monitor the plurality of PDCCHs.
  • the PDCCH is transmitted on an aggregation of one or several consecutive control channel elements (CCEs).
  • CCEs control channel elements
  • CCE is a logical allocation unit used to provide a PDCCH with a coding rate according to a state of a radio channel.
  • the CCE corresponds to a plurality of resource element groups.
  • the format of the PDCCH and the number of bits of the PDCCH are determined according to the correlation between the number of CCEs and the coding rate provided by the CCEs.
  • DCI downlink control information
  • PDSCH also called DL grant
  • PUSCH resource allocation also called UL grant
  • VoIP Voice over Internet Protocol
  • the Medium Access Control (MAC) layer is responsible for mapping various logical channels to various transport channels, and also for multiplexing logical channel multiplexing to map multiple logical channels to one transport channel. Play a role.
  • the MAC layer is connected to the RLC layer, which is the upper layer, by a logical channel.
  • the logical channel includes a control channel for transmitting information of a control plane according to the type of information to be transmitted. It is divided into a traffic channel that transmits user plane information.
  • the Radio Link Control (RLC) layer of the second layer adjusts the data size so that the lower layer is suitable for transmitting data to the radio section by segmenting and concatenating data received from the upper layer. It plays a role.
  • RLC Radio Link Control
  • TM Transparent Mode
  • UM Un-acknowledged Mode
  • AM Acknowledged Mode, Response mode
  • the AM RLC performs a retransmission function through an automatic repeat and request (ARQ) function for reliable data transmission.
  • ARQ automatic repeat and request
  • the Packet Data Convergence Protocol (PDCP) layer of the second layer is an IP containing relatively large and unnecessary control information for efficient transmission in a wireless bandwidth where bandwidth is small when transmitting an IP packet such as IPv4 or IPv6. Performs Header Compression which reduces the packet header size. This transmits only the necessary information in the header portion of the data, thereby increasing the transmission efficiency of the radio section.
  • the PDCP layer also performs a security function, which is composed of encryption (Ciphering) to prevent third-party data interception and integrity protection (Integrity protection) to prevent third-party data manipulation.
  • the radio resource control layer (hereinafter RRC) layer located at the top of the third layer is defined only in the control plane, and the configuration and resetting of radio bearers (abbreviated as RBs) are performed. It is responsible for the control of logical channels, transport channels and physical channels in relation to configuration and release.
  • RB means a service provided by the second layer for data transmission between the terminal and the E-UTRAN.
  • RRC connection When there is an RRC connection (RRC connection) between the RRC of the terminal and the RRC layer of the wireless network, the terminal is in the RRC connected mode (Connected Mode), otherwise it is in the RRC idle mode (Idle Mode).
  • RRC connection RRC connection
  • the RRC state refers to whether or not the RRC of the UE is in a logical connection with the RRC of the E-UTRAN. If the RRC state is connected, the RRC_CONNECTED state is called. Since the UE in the RRC_CONNECTED state has an RRC connection, the E-UTRAN can grasp the existence of the UE in units of cells, and thus can effectively control the UE. On the other hand, the UE in the RRC_IDLE state cannot identify the existence of the UE by the E-UTRAN, and the core network manages the unit in a larger tracking area (TA) unit than the cell.
  • TA tracking area
  • each TA is identified by a tracking area identity (TAI).
  • TAI tracking area identity
  • the terminal may configure a TAI through a tracking area code (TAC), which is information broadcast in a cell.
  • TAC tracking area code
  • the terminal When the user first turns on the power of the terminal, the terminal first searches for an appropriate cell, then establishes an RRC connection in the cell, and registers the terminal's information in the core network. Thereafter, the terminal stays in the RRC_IDLE state. The terminal staying in the RRC_IDLE state (re) selects a cell as needed and looks at system information or paging information. This is called camping on the cell.
  • the UE staying in the RRC_IDLE state makes an RRC connection with the RRC of the E-UTRAN through an RRC connection procedure and transitions to the RRC_CONNECTED state.
  • RRC_CONNECTED state There are several cases in which a UE in RRC_IDLE state needs to establish an RRC connection. For example, a user's call attempt, a data transmission attempt, etc. are required or a paging message is received from E-UTRAN. Reply message transmission, and the like.
  • a non-access stratum (NAS) layer located above the RRC layer performs functions such as session management and mobility management.
  • NAS non-access stratum
  • ESM Evolved Session Management
  • the default bearer resource is characterized in that it is allocated from the network when it is connected to the network when it first accesses a specific Packet Data Network (PDN).
  • PDN Packet Data Network
  • the network allocates an IP address usable by the terminal so that the terminal can use the data service, and also allocates QoS of the default bearer.
  • LTE supports two types of bearer having a guaranteed bit rate (GBR) QoS characteristic that guarantees a specific bandwidth for data transmission and reception, and a non-GBR bearer having a best effort QoS characteristic without guaranteeing bandwidth.
  • GBR guaranteed bit rate
  • Non-GBR bearer is assigned.
  • the bearer allocated to the terminal in the network is called an evolved packet service (EPS) bearer, and when the EPS bearer is allocated, the network allocates one ID. This is called EPS Bearer ID.
  • EPS bearer ID This is called EPS Bearer ID.
  • MLR maximum bit rate
  • GRR guaranteed bit rate
  • AMBR aggregated maximum bit rate
  • 5 is a flowchart illustrating a random access procedure in 3GPP LTE.
  • the random access procedure is used for the UE 10 to obtain UL synchronization or to allocate UL radio resources to the base station, that is, the eNodeB 20.
  • the UE 10 receives a root index and a physical random access channel (PRACH) configuration index from the eNodeB 20.
  • PRACH physical random access channel
  • Each cell has 64 candidate random access preambles defined by a Zadoff-Chu (ZC) sequence, and the root index is a logical index for the UE to generate 64 candidate random access preambles.
  • ZC Zadoff-Chu
  • the PRACH configuration index indicates a specific subframe and a preamble format capable of transmitting the random access preamble.
  • UE 10 transmits a randomly selected random access preamble to eNodeB 20.
  • the UE 10 selects one of the 64 candidate random access preambles. Then, the corresponding subframe is selected by the PRACH configuration index.
  • UE 10 transmits the selected random access preamble in the selected subframe.
  • the eNodeB 20 Upon receiving the random access preamble, the eNodeB 20 sends a random access response (RAR) to the UE 10.
  • RAR random access response
  • the random access response is detected in two steps. First, the UE 10 detects a PDCCH masked with a random access-RNTI (RA-RNTI). The UE 10 receives a random access response in a medium access control (MAC) protocol data unit (PDU) on the PDSCH indicated by the detected PDCCH.
  • MAC medium access control
  • RRC 6 shows a connection process in a radio resource control (RRC) layer.
  • RRC radio resource control
  • the RRC state is shown depending on whether the RRC is connected.
  • the RRC state refers to whether or not an entity of the RRC layer of the UE 10 is in a logical connection with an entity of the RRC layer of the eNodeB 20. If the RRC state is connected, the RRC state is connected. A state that is not connected is called an RRC idle state.
  • the E-UTRAN may determine the existence of the corresponding UE in units of cells, and thus may effectively control the UE 10.
  • the UE 10 in the idle state cannot be understood by the eNodeB 20, and is managed by a core network in units of a tracking area, which is a larger area than a cell.
  • the tracking area is a collection unit of cells. That is, the idle state UE (10) is identified only in the presence of a large area unit, in order to receive the normal mobile communication services such as voice or data, the terminal must transition to the connected state (connected state).
  • the UE 10 When the user first powers up the UE 10, the UE 10 first searches for a suitable cell and then remains in an idle state in that cell. When the UE 10 staying in the idle state needs to establish an RRC connection, the UE 10 establishes an RRC connection with the RRC layer of the eNodeB 20 through an RRC connection procedure and performs an RRC connection state ( connected state).
  • the UE in the idle state needs to establish an RRC connection. For example, a user's call attempt or an uplink data transmission is necessary, or a paging message is received from EUTRAN. In this case, the response message may be transmitted.
  • the RRC connection process is largely a process in which the UE 10 sends an RRC connection request message to the eNodeB 20, and the eNodeB 20 transmits an RRC connection setup message to the UE 10. And a process in which the UE 10 sends an RRC connection setup complete message to the eNodeB 20. This process will be described in more detail with reference to FIG. 6 as follows.
  • the UE 10 When the UE 10 in idle state attempts to establish an RRC connection due to a call attempt, a data transmission attempt, or a response to the paging of the eNodeB 20, the UE 10 first performs an RRC connection. A RRC connection request message is transmitted to the eNodeB 20.
  • the eNB 10 When the RRC connection request message is received from the UE 10, the eNB 10 accepts the RRC connection request of the UE 10 when the radio resources are sufficient, and establishes an RRC connection, which is a response message (RRC connection). setup) message is transmitted to the UE 10.
  • RRC connection a response message
  • the UE 10 When the UE 10 receives the RRC connection setup message, the UE 10 transmits an RRC connection setup complete message to the eNodeB 20. When the UE 10 successfully transmits an RRC connection establishment message, the UE 10 establishes an RRC connection with the eNodeB 20 and transitions to an RRC connected state.
  • FIG. 7 illustrates an example in which the terminal moves geographically
  • FIG. 8 illustrates a problem that may occur in the example illustrated in FIG. 7.
  • the first eNodeB 20a is connected to the first MME 51a
  • the second eNodeB 20b is connected to the second MME 51b.
  • the first MME 51a may be seen. Since there is data to be transmitted to the UE transmits a paging signal to the first eNodeB (20a).
  • the terminal 10 since the terminal 10 is in the coverage of the first eNodeB 20a in the RRC idle state and moves into the coverage of the second eNodeB 20b, the second MME 52b through the second eNodeB 20b. Send a tracking area update (TAU) request.
  • TAU tracking area update
  • the first eNodeB 20a does not receive a response to the paging signal from the terminal 10.
  • the paging signal is a call.
  • the terminal 10 since the terminal 10 does not receive paging for the incoming call, the terminal 10 does not generate a ring tone or vibration, and thus the user cannot receive any notification.
  • the originating side experiences the inconvenience that the outgoing call fails without particular circumstances.
  • the present disclosure provides a method for processing paging in a server for managing mobility in a mobile communication network.
  • the method includes receiving a notification from a network node about downlink data to be delivered to a terminal; Transmitting a paging signal for the terminal to one or more base stations; Receiving a context request for the terminal from another server; Recognizing that the paging will fail if a context request to the terminal is received before receiving a response to the paging; According to the recognition, forwarding a context response to the other server; And transmitting a processing request message for the downlink data to the network node.
  • the paging process may be performed.
  • the paging processing may not retransmit the paging signal even if the value of the paging related timer expires.
  • the processing for the paging may be not informing the network node of the paging failure even if the paging fails.
  • the context response sent according to the recognition includes information about the paging; Information for causing the other server to perform the paging or information necessary for bearer setup of a user plane; It may include one or more of the information requesting not to perform reselection or relocation of the network node.
  • the information on the paging may include information indicating that a notification for the downlink data has been received; Information indicating that paging for the terminal is being performed;
  • the other server may include one or more of information indicating that a bearer setup of a user plane is required.
  • Information for causing the other server to perform the paging or information necessary for bearer setup of the user plane may include information included in the notification message for the downlink data.
  • the processing request message for the downlink data may include a request to maintain buffering for downlink data; And one or more of a request to re-send downlink data notification to the other server.
  • a server for managing mobility in a mobile communication network.
  • the server includes a transceiver for receiving a notification of downlink data to be transmitted to a terminal from a network node and transmitting a paging signal for the terminal to one or more base stations; Before receiving a response to the paging through the transceiver, if a context request for the terminal is received from another server, it is recognized that the paging will fail, and accordingly transmits the context response to the other server through the transceiver. And a controller for transmitting a processing request message for the downlink data to the network node.
  • the source MME 510a since the source MME 510a knows before the S-GW by the TAU procedure that the location of the terminal has been changed, it can first recognize that paging will fail. More specifically, the source MME may know that the location of the terminal has been changed through the context exchange of the TAU procedure, but because the S-GW may know this in a subsequent bearer modification process, the source MME 510a may The first thing to notice is that paging will fail. Thus, the procedure performed by the source MME 510a in accordance with one embodiment of the present invention is efficient.
  • the target MME may select the most appropriate one among several methods. For example, the S-GW may best send downlink notifications, but the target MME may directly trigger / perform paging, request back to the S-GW, or set up a UE or eNB user plane bearer setup. You can choose the most appropriate option for your request.
  • 1 is a structural diagram of an evolved mobile communication network.
  • Figure 2 is an exemplary view showing the functions of the main nodes of the E-UTRAN and the general EPC in general.
  • FIG. 3 is an exemplary diagram illustrating a structure of a radio interface protocol in a control plane between a UE and an eNodeB.
  • FIG. 4 is another exemplary diagram illustrating a structure of a radio interface protocol in a user plane between a terminal and a base station.
  • 5 is a flowchart illustrating a random access procedure in 3GPP LTE.
  • RRC 6 shows a connection process in a radio resource control (RRC) layer.
  • RRC radio resource control
  • FIG. 8 illustrates a problem that may occur in the example illustrated in FIG. 7.
  • TAU 9 is an exemplary diagram illustrating a tracking area update (TAU) procedure.
  • TAU 10 is an exemplary view illustrating a tracking area update (TAU) procedure presented herein.
  • TAU tracking area update
  • FIG. 11 is an exemplary view illustrating a tracking area update (TAU) procedure according to a first embodiment of the present invention.
  • TAU tracking area update
  • TAU 12 is an exemplary view illustrating a tracking area update (TAU) procedure according to a second embodiment of the present invention.
  • TAU tracking area update
  • FIG. 13 is an exemplary view illustrating a tracking area update (TAU) procedure according to a third embodiment of the present invention.
  • TAU tracking area update
  • TAU 14 is an exemplary view illustrating a tracking area update (TAU) procedure according to a fourth embodiment of the present invention.
  • TAU tracking area update
  • TAU 15 is an exemplary view illustrating a tracking area update (TAU) procedure according to a fifth embodiment of the present invention.
  • TAU 16 is an exemplary diagram illustrating a tracking area update (TAU) procedure according to a sixth embodiment of the present invention.
  • FIG. 17 is a diagram illustrating a tracking area update (TAU) procedure according to a seventh embodiment of the present invention.
  • TAU tracking area update
  • 18 is an exemplary diagram illustrating an interface and a protocol between a UE, an eNodeB, and an MME.
  • FIG. 19 is a block diagram illustrating an MTC device 100 and an MME / SGSN 510 according to an embodiment of the present invention.
  • the present invention is described based on the Universal Mobile Telecommunication System (UMTS) and the Evolved Packet Core (EPC), the present invention is not limited to such a communication system, but also to all communication systems and methods to which the technical spirit of the present invention can be applied. Can be applied.
  • UMTS Universal Mobile Telecommunication System
  • EPC Evolved Packet Core
  • first and second may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.
  • first component may be referred to as the second component, and similarly, the second component may also be referred to as the first component.
  • a user equipment UE
  • the illustrated UE may be referred to in terms of terminal, mobile equipment (ME), and the like.
  • the UE may be a portable device such as a laptop, a mobile phone, a PDA, a smart phone, a multimedia device, or a non-portable device such as a PC or a vehicle-mounted device.
  • UMTS stands for Universal Mobile Telecommunication System and means 3rd generation mobile communication network.
  • UE / MS means User Equipment / Mobile Station, terminal equipment.
  • EPC Abbreviation for Evolved Packet Core, and means a core network supporting a Long Term Evolution (LTE) network.
  • LTE Long Term Evolution
  • EPS An abbreviation for Evolved Packet System, which means a mobile communication system including a terminal, an access network including LTE, and an EPC.
  • PDN Public Data Network
  • Independent network where the server that provides the service is located
  • PDN connection Connection from the terminal to the PDN, that is, association between the terminal represented by an IP address and the PDN expressed as an APN (access point name) (connection)
  • PDN-GW Packet Data Network Gateway
  • Network node of EPS network that performs UE IP address allocation, Packet screening & filtering, Charging data collection
  • Serving GW Network node of EPS network performing Mobility anchor, Packet routing, Idle mode packet buffering, Triggering MME to page UE
  • PCRF Policy and Charging Rule Function
  • APN Access Point Name: A name of an access point managed in a network, which is provided to a UE. That is, a string that refers to or distinguishes a PDN. In order to connect to the requested service or network (PDN), the P-GW goes through the name. A predefined name (string) in the network to find this P-GW (example) internet.mnc012.mcc345.gprs
  • Tunnel Endpoint Identifier End point ID of a tunnel established between nodes in a network, and is set for each section in bearer units of each UE.
  • NodeB Base station of the UMTS network, which is installed outdoors, and the cell coverage size corresponds to a macro cell.
  • eNodeB Base station of EPS (Evolved Packet System) is installed outdoors, the cell coverage size corresponds to a macro cell.
  • EPS Evolved Packet System
  • NodeB A term referring to NodeB and eNodeB.
  • MME Abbreviation for Mobility Management Entity, which controls each entity in EPS to provide session and mobility for the UE.
  • a session is a channel for data transmission.
  • the unit may be a PDN, a bearer, or an IP flow unit.
  • the difference in each unit can be divided into the entire target network unit (APN or PDN unit), the QoS classification unit (Bearer unit), and the destination IP address unit as defined in 3GPP.
  • PDN connection (connection) A connection from the terminal to the PDN, that is, the association (connection) between the terminal represented by the IP address and the PDN represented by the APN.
  • UE Context Context information of UE used to manage UE in the network, ie Context Information composed of UE id, mobility (current location, etc.), session attributes (QoS, priority, etc.)
  • OMA DM Open Mobile Alliance Device Management
  • OMA DM Open Mobile Alliance Device Management
  • OAM Operaation Administration and Maintenance
  • OAM is a group of network management functions that provides network fault indication, performance information, and data and diagnostic functions.
  • NAS configuration MO Management Object: A MO (Management Object) that is used to configure the UE with parameters associated with NAS Functionality.
  • TAU 9 is an exemplary diagram illustrating a tracking area update (TAU) procedure.
  • TAU tracking area update
  • the UE 100 transmits a TAU request message to the target eNodeB 200b.
  • the target eNodeB 200b determines the responsible MME. At this time, for example, assume that the target MME 510b is determined as an appropriate responsible MME according to the determination. The target eNodeB 200b delivers the TAU request message to the target MME 510b. At this time, it is assumed that the S-GW 520 is not changed.
  • the target MME 510b transmits a context request (eg, Context Request) message of the UE to the source MME 510a, and receives a context response (eg, Context Response) message accordingly.
  • a context request eg, Context Request
  • a context response eg, Context Response
  • the UE 100 performs an authentication / security procedure with the target MME 510b, and the target MME 510b performs a security procedure with the HSS 590.
  • the target MME 510b transmits a context acknowledgment message to the source MME 510a for acquiring the context.
  • the target MME 510b does not change the S-GW 520 due to the TAU, so that the target MME 510b receives a bearer modification request message (for example, a Modify Bearer Request) message instead of a session creation request (eg, Create Session Request) message. Transmit to the S-GW (520).
  • a bearer modification request message for example, a Modify Bearer Request
  • a session creation request eg, Create Session Request
  • the S-GW 520 transmits a bearer modification request message to the PDN-GW 530 as necessary.
  • the PDN-GW 530 performs an IP-CAN session modification procedure as necessary.
  • the PDN-GW 530 transmits a bearer modification response (eg, Modify Bearer Response) message to the S-GW 520.
  • a bearer modification response eg, Modify Bearer Response
  • the S-GW 520 sends a bearer modification response message to the target MME 510b.
  • the target MME 510b transmits a location update request (eg, Update Location Request) message to the HSS 590.
  • a location update request eg, Update Location Request
  • the HSS 590 transmits a location cancellation (eg, Cancel Location) message to the source MME 510a, and the source MME 510a sends a location cancellation confirmation (eg, Cancel Location Ack) message. Transmit to the HSS 590.
  • a location cancellation eg, Cancel Location
  • a location cancellation confirmation eg, Cancel Location Ack
  • the HSS 590 transmits a location update confirmation (eg, Update Location Ack) message to the target MME 510b.
  • a location update confirmation eg, Update Location Ack
  • the target MME 510b transmits a TAU accept message (eg, a TAU accept) message to the UE 100 through the target eNodeB 200b, and the UE 100 completes the TAU as necessary. (Eg, TAU Complete) message is sent to the target MME 510b.
  • a TAU accept message eg, a TAU accept
  • TAU Complete message is sent to the target MME 510b.
  • Tables 2 to 9 below show messages used in each process.
  • the TAU request message may include one or more information shown in Table 2.
  • the EPC Update type information element shown in Table 2 above may include the following bits.
  • the aforementioned context request message may include information elements as shown in Table 4 below.
  • the context response message may include information elements as shown in Table 5 below.
  • MME / SGSN UE EPS PDN Connections It is included when there is at least one PDN connection for the UE.
  • SGW node name Indicates an identifier that was previously used to identify the S-GW by the source MME. Trace information Can be included if session tracking is enabled. Subscribed RFSP Index It may be included during the inter-MME mobility procedure.
  • UE Time Zone Included by the source MME. MME node name If both the previous source MME and the associated S-GW support ISR, it is sent by the previous source MME.
  • the information on the PDN connection in the context response message may include information elements as shown in Table 6 below.
  • APN Restriction represents a constraint on a combination of APN types for an APN associated with an EPS bearer context.
  • the target MME or SGSN can determine the maximum APN constraint using the APN constraint.
  • Linked EPS Bearer ID Represents a default bearer of a PDN connection.
  • PGW node name It may be included if the source MME has the full name of the PDN-GW (eg FQDN). Bearer contexts Multiple information of this type may be included.
  • Charging characteristics It may be included if charging information is provided to the MME by the HSS. Change Reporting Action It may be included whenever it becomes available in the source MME.
  • Bearer context information included in the PDN connection information in the context response may include information as shown in Table 7 below.
  • PGW S5 / S8 IP Address and TEID for user plane It may be included for GTP-based S5 / S8.
  • Bearer Level QoS BSS Container The MME may include the packet flow ID, radio priority, SAPI, and PS handover XID parameters in the message related to the TAU / RAU / handover procedure.
  • Transaction Identifier If the UE supports A / Gb and / or Iu mode, it may be transmitted on S3 / S10 / S16.
  • the TAU accept message may include information as shown in Table 8 below.
  • TAU accept message identifier Identifier of the message TAU Results Indicates the result of the update, such as success or failure Value T3412 Timer value for periodic TAU Value T3402 Timer started on TAU failure T3412 extended value Extended value of T3412 to make the periodic TAU longer
  • the T3412 value is a value for allowing the UE 100 to perform periodic TAU.
  • the T3412 extension value may be set in the MME or may be stored as subscriber information in the HSS 540.
  • the source MME 510a has data to transmit to the UE 10 and thus provides a paging signal. May transmit to the source eNodeB 200a. However, since the UE 100 has moved into the coverage of the target eNodeB 200b, it does not receive a paging signal from the source eNodeB 200a.
  • the source MME 510a retransmits the paging signal when the paging related time value, for example, does not receive a response from the source eNodeB 200a until the T3413 timer expires.
  • the paging related time value for example, the T3413 timer may be a timer for retransmission of the paging signal.
  • the paging signal is retransmitted for a predetermined number of times, and the caller is faced with the condition that only the call connection sound is continuously heard.
  • the source MME 510a notifies the S-GW of the paging failure.
  • the calling party suffers from the inconvenience that the outgoing call fails without special circumstances, and the user of the UE 100 does not receive the paging for the incoming call, and thus does not generate a ringtone or vibration, thereby the user Suffers the inconvenience of not receiving any notification.
  • the target MME 510b After the target MME 510b receives the context response from the source MME 510a during the TAU procedure, i) checks whether there is a particular indication presented herein.
  • the specific indication indicates that the source MME 510b has activity to perform paging for the UE or received a downlink data notification message for the UE from the S-GW. Indicates.
  • the specific indication is included in the TAU accept message and transmitted to the corresponding UE 100.
  • the specific indication may be included in the TAU accept message to inform the UE that there is downlink data or that there is an action to be performed when receiving a paging message.
  • the target MME 510b separately performs an operation for setting a bearer of a user plane. For example, an initial context setup message may be transmitted to the target eNodeB 200b, or a process for activating a user plane bearer of a wireless section for downlink data transmission may be performed.
  • the target MME 510b When the target MME 510b receives a context response from the source MME 510a during the TAU procedure, i) checks whether there is a specific indication presented herein.
  • the specific indication may indicate that the source MME 510a has activity to transmit a paging signal to the corresponding UE or may have received a downlink data notification for the corresponding UE from the S-GW.
  • the target MME 510b may transmit a message for stopping paging to the source MME 510a.
  • the target MME 510b may separately inform the S-GW that the UE has been moved, thereby notifying that the previous downlink data notification should be canceled. This information prevents the S-GW from waiting for a response to a paging previously sent. More aggressively, it may send a message to the source MME 510a to request to stop paging.
  • the target MME 510b determines whether the UE to which the paging signal is to be sent has moved and accordingly whether the TAU procedure proceeds. For example, during the context exchange process between the target MME 510b and the source MME 510a, it is determined whether the position of the UE to which the paging signal is transmitted has moved and whether the TAU procedure is in progress, and accordingly the source MME 510a May request to stop paging.
  • the target MME 510b recognizes the contents recognized in step 1) by the target MME 510b and the S-GW 520. Can be announced. In this process, the target MME 510b may request to stop paging to the S-GW 520. Alternatively, upon receiving the recognized content, the S-GW 520 may recognize that the paging procedure is no longer needed and perform a subsequent procedure for canceling / stopping the paging procedure.
  • the target MME 510b may add and transmit information for starting a task to be performed when the corresponding UE 100 receives a paging signal in the future. This is to allow the UE to prepare in advance before receiving the paging signal, thereby reducing the delay time until receiving the paging signal so that the user plane bearer setup can be started immediately.
  • the UE 100 Upon receiving the TAU accept, the UE 100 immediately performs user plane bearer setup. Alternatively, user plane bearer setup initiated by the network from the network is performed immediately.
  • TAU 10 is an exemplary view illustrating a tracking area update (TAU) procedure presented herein.
  • TAU tracking area update
  • the S-GW 520 When the S-GW 520 receives downlink data to be delivered to the UE 100, the S-GW 520 stores the downlink data in a buffer and identifies which MME is in charge of the UE 100. .
  • the S-GW 520 sends a downlink data notification to the source MME 510a.
  • the downlink data notification may include ARP, EPS bearer ID, and the like.
  • the source MME 510a sends a downlink data notification confirmation message to the S-GW 520.
  • the source MME 510a transmits all eNodeBs (source eNodeB 200a) belonging to a tracking area in which the UE 100 is registered to transmit a paging signal to the UE 100. Pass the paging signal).
  • the source MME 510a may use the EPS bearer ID included in the downlink data notification message received from the S-GW 520 to apply and control a policy regarding paging. That is, the EPS bearer context information stored in the MME can be confirmed by the EPS bearer ID.
  • the UE 100 in the idle state moves out of coverage of the source eNodeB 200a and moves into coverage of the target eNodeB 200b. Therefore, the paging signal cannot be received.
  • the UE 100 transmits a TAU request message to the target MME 500b through the target eNodeB 200b, and the target MME 510b sends a context request message to the source MME 510a. Send it.
  • the source MME 510a transmits a context response message to the target MME 510b.
  • the source MME 510a may inform the target MME 510b that the paging signal has been transmitted to the UE 100.
  • This information may be direct information, or may be conveyed in the form of various implicit information and may be recognized by the target MME 510b.
  • the target MME 510b may further recognize a problem situation based on information collected from other network nodes and the eNodeB.
  • the target MME 510b transmits a context confirmation message to the source MME 510a.
  • the source MME 510a may include information for canceling or stopping existing paging.
  • the target MME 510b transmits a bearer modification request message to the S-GW 520.
  • the content recognized by the target MME 510b may be notified to the S-GW 520.
  • this process may include information to cancel or stop paging to the S-GW (520). That is, the S-GW 520 acquiring the recognized information may perform a subsequent procedure for canceling or stopping the previous paging, recognizing that the previous paging procedure is no longer needed.
  • the S-GW 520 transmits a bearer modification response message to the target MME 510b.
  • the S-GW 520 may include information for instructing to perform a procedure that may advance the timing of user plane bearer setup. This information may be information that may be affected when the target MME 510b generates a message to transmit to the UE 100, and may be transmitted together if additional information to be used for user plane bearer setup is needed. Alternatively, the information included in the downlink data notification may be additionally included.
  • the target MME 510b transmits a location update request message to the HSS 590.
  • the HSS 590 transmits a location cancellation message to the source MME 510a and receives a location cancellation confirmation message. At this time, some of the information mentioned may be stored in the HSS (590).
  • the target MME 510b transmits a TAU accept message to the UE 100.
  • the UE 100 is a UE that has been the target of previous paging, and an indication for instructing the user plane bearer setup to be performed immediately, such as a service request procedure should be performed in response to paging, is included in the TAU accept message. It may include.
  • the indication may be in a form similar to “active flag”.
  • the active flag is included in the TAU request message as shown in Table 2, and may be included in the TAU accept message by utilizing the embodiment of the present invention.
  • the target MME 510b may first initiate an operation for user plane bearer setup. For example, when an active flag is included in the TAU request message, a user plane bearer setup procedure may be directly performed while the TAU accept message is transmitted. By applying this, the target MME 510b may be improved to immediately perform a user plane bearer setup procedure while transmitting the TAU accept message by including the active flag.
  • the UE may transmit a TAU completion message to the target MME 510a as needed.
  • the UE 100 may perform a service request procedure as if it received a paging signal. For example, when the TAU accept message includes the active flag, a service request procedure may be performed as if a paging signal was received. Or other procedures required for user plane bearer setup (procedures for radio bearer setup between the terminal and the eNodeB) may be accompanied.
  • FIG. 11 is an exemplary view illustrating a tracking area update (TAU) procedure according to a first embodiment of the present invention.
  • TAU tracking area update
  • the first embodiment shown in FIG. 11 represents a scheme that may be performed by the source MME 510a.
  • the target MME 510b transmits a context request message to the source MME 510a to obtain EPS bearer context information of the UE.
  • the source MME 510a when the source MME 510a receives the context request in the state of transmitting the paging signal after receiving the downlink data notification message, the source MME 510a recognizes that the paging may fail.
  • the source MME 510a includes one of the following information in the context response message sent to the target MME 510b and transmits it.
  • the information may be direct information or may be conveyed in various implicit forms so that the target MME 510b may recognize it.
  • the source MME 510a may send information necessary for the target MME 510b to directly perform paging or information needed for user plane bearer setup. Can be.
  • the source MME 510a receives a paging request from the MSC. Considering this situation, the source MME 510a receives the call for the current paging to the target MME 510b. Information on whether a call is a CS (circuit switching) call or a PS (packing switching) call is also sent. Other information from the MSC can be sent together. iv) The source MME 510a requests the target MME 510b not to perform S-GW reselection (or relocation).
  • the S-GW is changed due to load balancing during the TAU process, if the location is moved to a new MME during paging of the UE with downlink data, if the S-GW is also changed together, Since the incoming call has a high probability of failure, it is to prevent possible S-GW change.
  • the source MME 510a does not retransmit the paging signal even if the paging timer, for example, does not receive a response from the UE until the T3423 timer expires. Also, the source MME 510a does not send a message about paging failure (see TS 29.274, Downlink Data Notification Failure Indication) to the S-GW 520. According to the related art, the source MME 510a may perform a paging retransmission policy, and when the S-GW 520 receives a message about a paging failure, it deletes the downlink data buffered for the UE. This is to prevent this.
  • the source MME 510a may send a downlink data handling request message to the S-GW 520 including one or more of the following information.
  • This 8) process can be performed in parallel with other processes regardless of the order shown.
  • the target MME 510b transmits a context confirmation message to the source MME 510a. Thereafter, the target MME 510b may include information about paging processing such as information for canceling or stopping existing paging to the source MME 510a in the context confirmation message. After receiving this message, the source MME 510a may transmit a downlink data processing request message to the S-GW 520 as in step 8).
  • TAU 12 is an exemplary view illustrating a tracking area update (TAU) procedure according to a second embodiment of the present invention.
  • TAU tracking area update
  • the second embodiment shown in FIG. 12 represents a scheme that may be performed by the target MME 510b. That is, according to the second embodiment shown in FIG. 12, the target MME 510b may immediately transmit a paging signal.
  • the target MME 510b receiving the context response as in step 7) of FIG. 11 has a problem situation (the source MME 510a was transmitting a paging signal to the UE or downlink data for the UE). Is detected), the target MME 510b immediately performs paging.
  • a method for performing the paging may be a number of ways as follows.
  • the target MME 510b directly creates a TAI list for the UE 100 and transmits a paging signal to all the eNodeBs included in the list. Create, include in a TAU accept message and send it to the terminal, and could send a paging signal to all the eNodeBs included in the list.
  • the second embodiment of the present invention upon receiving the context response message, There is a difference in that the paging process is accelerated by recognizing the problem situation and immediately performing paging.
  • the target MME 510b may recognize which eNdoeB received the message from the TAU request message, that is, whether the corresponding UE is in coverage of which eNodeB. Therefore, instead of sending a paging signal to all the eNodeBs included in the TAI list, the paging signal can be transmitted only to the corresponding eNodeB.
  • the target MME 510b may determine more accurate location information of the terminal, such as a cell ID of the corresponding terminal, from the TAU request message. Therefore, instead of sending a paging signal to all eNodeBs included in the TAI list, the paging signal transmitted to the corresponding eNodeB may be sent with a specific indication or cell ID information so that the paging signal is transmitted only to the corresponding cell.
  • the UE 100 may perform an RRC connection setup procedure or transmit a service request message.
  • FIG. 13 is an exemplary view illustrating a tracking area update (TAU) procedure according to a third embodiment of the present invention.
  • TAU tracking area update
  • the third embodiment shown in FIG. 13 may be performed by the target MME 510b, and the target MME 510b may request the downlink data notification from the S-GW 520.
  • the target MME 510b receiving the context response as in step 7) of FIG. 11 has a problem situation (the source MME 510a was transmitting a paging signal to the UE or there is downlink data for the UE). ) Can be recognized.
  • the target MME 510b transmits a bearer modification request message to the S-GW 520.
  • the target MME 510b since the target MME 510b recognizes a problem situation as described above, the target MME 510b includes information informing the problem situation in the bearer modification request message, or provides information requesting to send downlink data notification again. Include it.
  • the S-GW 520 may retransmit the downlink data notification message to the target MME 510b.
  • the S-GW 520 performs a cleanup operation and a subsequent procedure (eg, an internal procedure for canceling or stopping a previous paging) for the downlink data notification message sent to the source MME 510a or the source MME ( 510a) may transmit a message regarding paging cancellation or interruption).
  • the target MME 510b receiving the downlink data notification message from the S-GW 520 may perform a procedure for paging, but may perform paging optimization or specific information according to a combination of other embodiments of the present invention.
  • a TAU accept message or a message for user plane bearer setup may be generated and transmitted.
  • the S-GW transmits a bearer modification request response message to the target MME 510b.
  • the bearer modification request response message may include information indicating to advance the time of user plane bearer setup. This information may be information that may affect when the target MME 510b generates a message to be transmitted to the UE 100, and may be transmitted together if additional information to be used for user plane bearer setup is needed. Alternatively, the information included in the downlink data notification may be additionally included.
  • the target MME 510b may register a new location of the terminal with the HSS 590. At this time, some of the above-mentioned contents of the present invention may be stored in the HSS.
  • TAU 14 is an exemplary view illustrating a tracking area update (TAU) procedure according to a fourth embodiment of the present invention.
  • TAU tracking area update
  • the fourth embodiment shown in FIG. 14 may be performed by the target MME 510b.
  • the target MME 510b may transmit an indication to transmit a service request to the UE.
  • the target MME 510b receiving the context response as in step 7) of FIG. 11 has a problem situation (the source MME 510a was transmitting a paging signal to the UE or there is downlink data for the UE). ) Can be recognized.
  • the target MME 510a may send the UE 100 an indication including one of the following information to the UE in parallel or independently with various combinations of the embodiments of the present specification.
  • the indication is shown in the form of a new NAS (Non Access Stratum) message, it may be transmitted in a TAU accept message.
  • Table 11 -User plane bearer setup must be performed immediately, such as service request in response to paging-Service request (for receiving general PS data) should be sent in paging response, or extended service request (CSFB) (Circuit switch-fallback for MT calls)-call type information indicating whether user plane bearer setup procedure is required for CS call or user plane bearer setup procedure is required for PS call
  • CSFB Circuit switch-fallback for MT calls
  • the above process can be performed in parallel with the TAU procedure.
  • the UE 100 may prepare a subsequent procedure based on the information shown in Table 11.
  • the subsequent procedure can thus be very fast.
  • the target MME 510b transmits a TAU accept message.
  • the TAU accept message may include an indication of step 9b as described above.
  • the indication included in the TAU accept message may be, for example, an Active flag as described above.
  • the active flag is included in the TAU request message as shown in Table 2, and according to an embodiment of the present invention, it may be included in the TAU accept message. While the target MME 510b includes the active flag in the TAU accept message and transmits it, the UE can directly perform a user plane bearer setup procedure.
  • TAU 15 is an exemplary view illustrating a tracking area update (TAU) procedure according to a fifth embodiment of the present invention.
  • the fifth embodiment shown in FIG. 15 may be performed by the target MME 510b, and the target MME 510b may request a target plane bearer setup from the target eNodeB 200b.
  • the target MME 510b receiving the context response as in step 7) of FIG. 11 has a problem situation (the source MME 510a was transmitting a paging signal to the UE or there is downlink data for the UE). ) Can be recognized. Then, the target MME 510b sends an initial context setup request to the target eNodeB 200b to perform user plane bearer setup. In this case, as shown in FIG. 12, when the target MME 510b recognizes the target MME 510b, the target MME 510b may immediately perform paging.
  • the target eNodeB 200b configures a radio section for a user plane bearer through a process for RRC connection setup. That is, the target eNodeB 200b may transmit an upper layer signal to the UE 100 to trigger an RRC connection setup. Alternatively, the target eNodeB 200b transmits an RRC connection reconfiguration message to the UE 100 and receives an RRC reconfiguration complete message from the UE 100, thereby establishing an RRC connection configuration. Can be done. Alternatively, the target eNodeB 200b transmits an RRC-based Radio Bearer Setup message to the UE 100 and completes an RRC-based Radio Bearer Setup Complete from the UE 100. By receiving the message, RRC connection establishment can be performed.
  • the target MME 510b when the target MME 510b performs the paging procedure immediately after the recognition, when the target eNodeB 200b receives the paging signal, the target MME 510b delivers the paging signal to the UE 100, thereby establishing an RRC connection. Can be triggered. Then, the UE 100 transmits an RRC Connection Request message to the target eNodeB 200b, and the target eNodeB 200b sends an RRC Connection Setup message back to the UE 100. After transmitting, the UE 100 transmits an RRC Connection Setup Complete message to the target eNodeB 200b to perform RRC connection setup.
  • the UE 100 may perform an RRC connection setup procedure.
  • the target eNodeB 200b transmits an initial context setup response message to the target MME 510b.
  • TAU 16 is an exemplary diagram illustrating a tracking area update (TAU) procedure according to a sixth embodiment of the present invention.
  • the sixth embodiment shown in FIG. 16 illustrates a scheme that may be performed by the UE 100.
  • the target MME 510b that has received the context response as in step 7) of FIG. 11 has a problem situation (the source MME 510a is transmitting a paging signal to the UE or there is downlink data for the UE). ) Can be recognized. Then, the target MME 510b transmits a TAU accept message to the UE 100.
  • the TAU accept message may include information as shown in Table 11.
  • the information of Table 11 may not be included in the TAU accept message and transmitted, but may be included in a separate new NAS message and transmitted.
  • the advantage of using the new NAS message is that since the UE 100 receives the information more quickly, the UE 100 can start the user plane bearer setup relatively quickly.
  • the advantage of the method of including the information shown in Table 11 in the TAU accept message does not change the procedure of the prior art.
  • the UE 100 When the UE 100 receives the information indicating the user plane bearer setup request, the UE 100 transmits a service request message to the target eNodeB 100b.
  • the UE 100 does not receive information requesting user plane bearer setup from the network during the TAU process or as a result of the TAU process. That is, in the prior art, the UE 100 does not attempt a service request, but FIG. 16.
  • the service request message is a NAS based message.
  • the target eNodeB 100b receives the service request message, the service request message is included in an initial UE message (ie, an initial UE message) and transmitted to the target MME 510b.
  • the target MME 510b transmits an initial context setup request message to the target eNodeB 200b to perform user plane bearer setup.
  • the target eNodeB 200b and the UE 100 configure a radio section for user plane bearer setup through a process for establishing an RRC connection.
  • the target eNodeB 200b transmits an RRC-based Radio Bearer Setup message to the UE 100 and completes an RRC-based Radio Bearer Setup Complete from the UE 100.
  • Receive the message the UE 100 transmits an RRC Connection Request message to the target eNodeB 200b, and the target eNodeB 200b transmits an RRC Connection Setup message to the UE 100 again.
  • the UE 100 performs an RRC connection setup by transmitting an RRC connection setup complete message to the target eNodeB 200b.
  • downlink data buffered in the S-GW 520 may be delivered to the UE 100 via the target eNodeB 200b.
  • FIG. 17 is a diagram illustrating a tracking area update (TAU) procedure according to a seventh embodiment of the present invention.
  • TAU tracking area update
  • the seventh embodiment shown in FIG. 17 represents a scheme that may be performed by the S-GW 520.
  • the source MME 510a does not retransmit the paging signal even if the paging timer, for example, does not receive a response from the corresponding UE until the T3423 timer expires. Also, the source MME 510a does not send a message about the paging failure to the S-GW 520. According to the related art, the source MME 510a may perform a paging retransmission policy, and when the S-GW 520 receives a message about a paging failure, it deletes the downlink data buffered for the UE. This is to prevent this.
  • the source MME 510a is requesting to maintain buffering for the downlink data to the S-GW 520, and requesting to resend the downlink data notification after recognizing the target MME 510b.
  • a downlink data handling request message including one or more may be transmitted.
  • This 8) process can be performed in parallel with other processes regardless of the order shown.
  • the S-GW 520 then maintains buffering for the downlink data and resends the downlink data notification to the target MME 510b. If the S-GW 520 receives the request from the target MME 510b, the downlink data stored in the buffer is discarded even if the S-GW 520 is notified of the failure of the paging from the source MME 510b. You can keep it without discarding it.
  • the target MME 510b receiving the context response as in step 7) of FIG. 11 has a problem situation (the source MME 510a was transmitting a paging signal to the UE or there is downlink data for the UE). ) Can be recognized. Then, the target MME 510b transmits a bearer modification request message to the S-GW 520.
  • the bearer modification request message may include information indicating the problem situation or information requesting to retransmit downlink data notification.
  • the S-GW 520 may retransmit the downlink data notification message to the target MME 510b.
  • the S-GW 520 performs a cleanup operation and a subsequent procedure (eg, an internal procedure for canceling or stopping a previous paging) for the downlink data notification message sent to the source MME 510a or the source MME ( 510a) may transmit a message regarding paging cancellation or interruption).
  • the target MME 510b receiving the downlink data notification message from the S-GW 520 may perform a procedure for paging, but may perform paging optimization or specific information according to a combination of other embodiments of the present invention.
  • a TAU accept message or a message for user plane bearer setup may be generated and transmitted.
  • the target MME 510b sends a downlink data notification acknowledgment message.
  • the S-GW 520 transmits a bearer modification response message to the target MME 510b.
  • the bearer modification response message may include information for instructing to perform a procedure that may advance the timing of user plane bearer setup. This information may be information that may affect when the target MME 510a makes a message to be transmitted to the UE 100, and may be transmitted together if additional information to be used for user plan bearer setup is needed. Alternatively, the information included in the downlink data notification may be additionally included.
  • the changed information or the added information may be added as a new parameter / field / information, or may extend an existing parameter / field / information or a combination of several parameters / fields / information, or You can also define and use a message that did not exist.
  • 18 is an exemplary diagram illustrating an interface and a protocol between a UE, an eNodeB, and an MME.
  • messages transmitted and received between the UE 100 and the eNodeB 200 are messages based on a Radio Resource Control (RRC) protocol.
  • the messages transmitted and received between the eNodeB 200 and the MME 510 are messages based on S1-AP (S1 Application Protocol).
  • the messages transmitted and received between the UE 100 and the MME 510 are messages based on a non-access stratum (NAS) protocol.
  • the messages by the NAS protocol are transmitted by encapsulating the messages by the RRC protocol and the S1-AP message, respectively.
  • FIG. 19 is a block diagram illustrating an MTC device 100 and an MME / SGSN 510 according to an embodiment of the present invention.
  • the UE 100 includes a storage means 101, a controller 102, and a transceiver 103.
  • the MME 510 includes a storage means 511, a controller 512, and a transceiver 513.
  • the S-GW 520 includes a storage means 521, a controller 522, and a transceiver 523.
  • the storage means 101, 511, 521 store the method shown in FIGS. 9 to 18.
  • the controllers 102, 512, and 522 control the storage means 101, 511, and 521 and the transceivers 103, 513, and 523. Specifically, the controllers 102, 512, 522 execute the methods stored in the storage means 101, 511, 521, respectively. The controllers 102, 512, and 522 transmit the aforementioned signals through the transceivers 103, 513, and 523.

Abstract

본 명세서는 이동통신 네트워크 내의 이동성을 관리하는 서버에서 페이징을 처리하는 방법을 제공한다. 상기 방법은 단말로 전달해야 할 다운링크 데이터에 대한 통지를 네트워크 노드로부터 수신하는 단계와; 상기 단말에 대한 페이징(paging) 신호를 하나 이상의 기지국으로 전송하는 단계와; 다른 서버로부터 상기 단말에 대한 컨텍스트 요청을 수신하는 단계와; 상기 페이징에 대한 응답을 수신하기 전에, 상기 단말에 대한 컨텍스트 요청이 수신되면, 상기 페이징이 실패될 것으로 인식하는 단계와; 상기 인식에 따라, 컨텍스트 응답을 상기 다른 서버로 전달하는 단계와; 상기 다운링크 데이터에 대한 처리 요청 메시지를 상기 네트워크 노드로 전송하는 단계를 포함할 수 있다.

Description

페이징 처리 방법 및 다운링크 데이터 전달 방법
본 발명은 페이징 절차 및 트래킹 영역 갱신(Tracking Area Update) 절차에 관한 것이다.
이동통신 시스템의 기술 규격을 제정하는 3GPP에서는 4세대 이동통신과 관련된 여러 포럼들 및 새로운 기술에 대응하기 위하여, 2004년 말경부터 3GPP 기술들의 성능을 최적화 시키고 향상시키려는 노력의 일환으로 LTE/SAE (Long Term Evolution/System Architecture Evolution) 기술에 대한 연구를 시작하였다.
3GPP SA WG2을 중심으로 진행된 SAE는 3GPP TSG RAN의 LTE 작업과 병행하여 네트워크의 구조를 결정하고 이 기종 망간의 이동성을 지원하는 것을 목적으로 하는 망 기술에 관한 연구이며, 최근 3GPP의 중요한 표준화 이슈들 중 하나이다. 이는 3GPP 시스템을 IP 기반으로 하여 다양한 무선 접속 기술들을 지원하는 시스템으로 발전 시키기 위한 작업으로, 보다 향상된 데이터 전송 능력으로 전송 지연을 최소화 하는, 최적화된 패킷 기반 시스템을 목표로 작업이 진행되어 왔다.
3GPP SA WG2에서 정의한 EPS (Evolved Packet System) 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 표준문서 TS 23.401과 TS 23.402에서 참조할 수 있다. 도 1의 네트워크 구조도는 이를 간략하게 재구성 한 것이다.
도 1은 진화된 이동 통신 네트워크의 구조도이다.
EPC(Evolved Packet Core)는 다양한 구성요소들을 포함할 수 있으며, 도 1에서는 그 중에서 일부에 해당하는, S-GW(Serving Gateway)(52), PDN GW(Packet Data Network Gateway) (53), MME(Mobility Management Entity) (51), SGSN(Serving GPRS(General Packet Radio Service) Supporting Node), ePDG(enhanced Packet Data Gateway)를 도시한다.
S-GW(52)는 무선 접속 네트워크(RAN)와 코어 네트워크 사이의 경계점으로서 동작하고, eNodeB(22)와 PDN GW(53) 사이의 데이터 경로를 유지하는 기능을 하는 요소이다. 또한, 단말(또는 User Equipment : UE)이 eNodeB(22)에 의해서 서빙(serving)되는 영역에 걸쳐 이동하는 경우, S-GW(52)는 로컬 이동성 앵커 포인트(anchor point)의 역할을 한다. 즉, E-UTRAN (3GPP 릴리즈-8 이후에서 정의되는 Evolved-UMTS(Universal Mobile Telecommunications System) Terrestrial Radio Access Network) 내에서의 이동성을 위해서 S-GW(52)를 통해서 패킷들이 라우팅될 수 있다. 또한, S-GW(52)는 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) (53)는 패킷 데이터 네트워크를 향한 데이터 인터페이스의 종료점(termination point)에 해당한다. PDN GW(53)는 정책 집행 특징(policy enforcement features), 패킷 필터링(packet filtering), 과금 지원(charging support) 등을 지원할 수 있다. 또한, 3GPP 네트워크와 비-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 1의 네트워크 구조의 예시에서는 S-GW(52)와 PDN GW(53)가 별도의 게이트웨이로 구성되는 것을 나타내지만, 두 개의 게이트웨이가 단일 게이트웨이 구성 옵션(Single Gateway Configuration Option)에 따라 구현될 수도 있다.
MME(51)는, UE의 네트워크 연결에 대한 액세스, 네트워크 자원의 할당, 트래킹(tracking), 페이징(paging), 로밍(roaming) 및 핸드오버 등을 지원하기 위한 시그널링 및 제어 기능들을 수행하는 요소이다. MME(51)는 가입자 및 세션 관리에 관련된 제어 평면(control plane) 기능들을 제어한다. MME(51)는 수많은 eNodeB(22)들을 관리하고, 다른 2G/3G 네트워크에 대한 핸드오버를 위한 종래의 게이트웨이의 선택을 위한 시그널링을 수행한다. 또한, MME(51)는 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 접속 네트워크(예를 들어, GPRS 네트워크, UTRAN/GERAN)에 대한 사용자의 이동성 관리 및 인증(authentication)과 같은 모든 패킷 데이터를 핸들링한다.
ePDG는 신뢰되지 않는 비-3GPP 네트워크(예를 들어, I-WLAN, WiFi 핫스팟(hotspot) 등)에 대한 보안 노드로서의 역할을 한다.
도 1을 참조하여 설명한 바와 같이, IP 능력을 가지는 단말(또는 UE)은, 3GPP 액세스는 물론 비-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 1에서는 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. 다음의 표 1은 도 1에 도시된 레퍼런스 포인트를 정리한 것이다. 표 1의 예시들 외에도 네트워크 구조에 따라 다양한 레퍼런스 포인트들이 존재할 수 있다.
표 1
레퍼런스 포인트 설명
S1-MME E-UTRAN와 MME 간의 제어 평면 프로토콜에 대한 레퍼런스 포인트
S1-U 핸드오버 동안 eNB 간 경로 스위칭 및 베어러 당 사용자 평면 터널링에 대한 E-UTRAN와 SGW 간의 레퍼런스 포인트
S3 유휴(Idle) 및/또는 활성화 상태에서 3GPP 액세스 네트워크 간 이동성에 대한 사용자 및 베어러 정보 교환을 제공하는 MME와 SGSN 간의 레퍼런스 포인트. 이 레퍼런스 포인트는 PLMN-내 또는 PLMN-간(예를 들어, PLMN-간 핸드오버의 경우)에 사용될 수 있음)
S4 GPRS 코어와 SGW의 3GPP 앵커 기능 간의 관련 제어 및 이동성 지원을 제공하는 SGW와 SGSN 간의 레퍼런스 포인트. 또한, 직접 터널이 수립되지 않으면, 사용자 평면 터널링을 제공함
S5 SGW와 PDN GW 간의 사용자 평면 터널링 및 터널 관리를 제공하는 레퍼런스 포인트. UE 이동성으로 인해, 그리고 요구되는 PDN 연결성을 위해서 SGW가 함께 위치하지 않은 PDN GW로의 연결이 필요한 경우, SGW 재선택(또는 재배치)(relocation)를 위해서 사용됨
S11 MME와 SGW 간의 레퍼런스 포인트
SGi PDN GW와 PDN 간의 레퍼런스 포인트. PDN은, 오퍼레이터 외부 공용 또는 사설 PDN이거나 예를 들어, IMS 서비스의 제공을 위한 오퍼레이터-내 PDN일 수 있음.
도 1에 도시된 레퍼런스 포인트 중에서 S2a 및 S2b는 비-3GPP 인터페이스에 해당한다. S2a는 신뢰되는 비-3GPP 액세스 및 PDN GW 간의 관련 제어 및 이동성 지원을 사용자 평면에 제공하는 레퍼런스 포인트이다. S2b는 ePDG 및 PDN GW 간의 관련 제어 및 이동성 지원을 사용자 평면에 제공하는 레퍼런스 포인트이다.
도 2는 일반적으로 E-UTRAN과 일반적인 EPC의 주요 노드의 기능을 나타낸 예시도이다.
도시된 바와 같이, eNodeB(20)는 RRC(Radio Resource Control) 연결이 활성화되어 있는 동안 게이트웨이로의 라우팅, 페이징 메시지의 스케줄링 및 전송, 브로드캐스터 채널(BCH)의 스케줄링 및 전송, 상향링크 및 하향 링크에서의 자원을 UE에게 동적 할당, eNodeB(20)의 측정을 위한 설정 및 제공, 무선 베어러 제어, 무선 허가 제어(radio admission control), 그리고 연결 이동성 제어 등을 위한 기능을 수행할 수 있다. EPC 내에서는 페이징 발생, LTE_IDLE 상태 관리, 사용자 평면이 암호화, EPS 베어러 제어, NAS(Non Access Stratum) 시그널링의 암호화 및 무결성 보호 기능을 수행할 수 있다.
도 3은 UE과 eNodeB 사이의 제어 평면에서의 무선 인터페이스 프로토콜(Radio Interface Protocol)의 구조를 나타낸 예시도이고, 도 4는 단말과 기지국 사이에 사용자 평면에서의 무선 인터페이스 프로토콜(Radio Interface Protocol)의 구조를 나타낸 다른 예시도이다.
상기 무선인터페이스 프로토콜은 3GPP 무선접속망 규격을 기반으로 한다. 상기 무선 인터페이스 프로토콜은 수평적으로 물리계층(Physical Layer), 데이터링크계층(Data Link Layer) 및 네트워크계층(Network Layer)으로 이루어지며, 수직적으로는 데이터정보 전송을 위한 사용자평면(User Plane)과 제어신호(Signaling)전달을 위한 제어평면(Control Plane)으로 구분된다.
상기 프로토콜 계층들은 통신시스템에서 널리 알려진 개방형 시스템간 상호접속(Open System Interconnection; OSI) 기준모델의 하위 3개 계층을 바탕으로 L1 (제1계층), L2 (제2계층), L3(제3계층)로 구분될 수 있다.
이하에서, 상기 도 3에 도시된 제어 평면의 무선프로토콜과 도 4에 도시된 사용자 평면에서의 무선 프로토콜의 각 계층을 설명한다.
제1 계층인 물리계층은 물리채널(Physical Channel)을 이용하여 정보전송서비스(Information Transfer Service)를 제공한다. 상기 물리계층은 상위에 있는 매체접속제어(Medium Access Control) 계층과는 전송 채널(Transport Channel)을 통해 연결되어 있으며, 상기 전송 채널을 통해 매체접속제어계층과 물리계층 사이의 데이터가 전달된다. 그리고, 서로 다른 물리계층 사이, 즉 송신측과 수신측의 물리계층 사이는 물리채널을 통해 데이터가 전달된다.
물리채널(Physical Channel)은 시간축 상에 있는 여러 개의 서브프레임과 주파수축상에 있는 여러 개의 서브 캐리어(Sub-carrier)로 구성된다. 여기서, 하나의 서브프레임(Sub-frame)은 시간 축 상에 복수의 심볼 (Symbol)들과 복수의 서브 캐리어들로 구성된다. 하나의 서브프레임은 복수의 자원블록(Resource Block)들로 구성되며, 하나의 자원블록은 복수의 심볼(Symbol)들과 복수의 서브캐리어들로 구성된다. 데이터가 전송되는 단위시간인 TTI(Transmission Time Interval)는 1개의 서브프레임에 해당하는 1ms이다.
상기 송신측과 수신측의 물리계층에 존재하는 물리 채널들은 3GPP LTE에 따르면, 데이터 채널인 PDSCH(Physical Downlink Shared Channel)와 PUSCH(Physical Uplink Shared Channel) 및 제어채널인 PDCCH(Physical Downlink Control Channel), PCFICH(Physical Control Format Indicator Channel), PHICH(Physical Hybrid-ARQ Indicator Channel) 및 PUCCH(Physical Uplink Control Channel)로 나눌 수 있다.
서브프레임의 첫번째 OFDM 심벌에서 전송되는 PCFICH는 서브프레임 내에서 제어채널들의 전송에 사용되는 OFDM 심벌의 수(즉, 제어영역의 크기)에 관한 CFI(control format indicator)를 나른다. 무선기기는 먼저 PCFICH 상으로 CFI를 수신한 후, PDCCH를 모니터링한다.
PDCCH와 달리, PCFICH는 블라인드 디코딩을 사용하지 않고, 서브프레임의 고정된 PCFICH 자원을 통해 전송된다.
PHICH는 UL HARQ(hybrid automatic repeat request)를 위한 ACK(positive-acknowledgement)/NACK(negative-acknowledgement) 신호를 나른다. 무선기기에 의해 전송되는 PUSCH 상의 UL(uplink) 데이터에 대한 ACK/NACK 신호는 PHICH 상으로 전송된다.
PBCH(Physical Broadcast Channel)은 무선 프레임의 첫번째 서브프레임의 두번째 슬롯의 앞선 4개의 OFDM 심벌에서 전송된다. PBCH는 무선기기가 기지국과 통신하는데 필수적인 시스템 정보를 나르며, PBCH를 통해 전송되는 시스템 정보를 MIB(master information block)라 한다. 이와 비교하여, PDCCH에 의해 지시되는 PDSCH 상으로 전송되는 시스템 정보를 SIB(system information block)라 한다.
PDCCH는 DL-SCH(downlink-shared channel)의 자원 할당 및 전송 포맷, UL-SCH(uplink shared channel)의 자원 할당 정보, PCH 상의 페이징 정보, DL-SCH 상의 시스템 정보, PDSCH 상으로 전송되는 랜덤 액세스 응답과 같은 상위 계층 제어 메시지의 자원 할당, 임의의 UE 그룹 내 개별 UE들에 대한 전송 파워 제어 명령의 집합 및 VoIP(voice over internet protocol)의 활성화 등을 나를 수 있다. 복수의 PDCCH가 제어 영역 내에서 전송될 수 있으며, 단말은 복수의 PDCCH를 모니터링 할 수 있다. PDCCH는 하나 또는 몇몇 연속적인 CCE(control channel elements)의 집합(aggregation) 상으로 전송된다. CCE는 무선채널의 상태에 따른 부호화율을 PDCCH에게 제공하기 위해 사용되는 논리적 할당 단위이다. CCE는 복수의 자원 요소 그룹(resource element group)에 대응된다. CCE의 수와 CCE들에 의해 제공되는 부호화율의 연관 관계에 따라 PDCCH의 포맷 및 가능한 PDCCH의 비트수가 결정된다.
PDCCH를 통해 전송되는 제어정보를 하향링크 제어정보(downlink control information, DCI)라고 한다. DCI는 PDSCH의 자원 할당(이를 DL 그랜트(downlink grant)라고도 한다), PUSCH의 자원 할당(이를 UL 그랜트(uplink grant)라고도 한다), 임의의 UE 그룹내 개별 UE들에 대한 전송 파워 제어 명령의 집합 및/또는 VoIP(Voice over Internet Protocol)의 활성화를 포함할 수 있다.
제2계층에는 여러 가지 계층이 존재한다. 먼저 매체접속제어 (Medium Access Control; MAC) 계층은 다양한 논리채널 (Logical Channel)을 다양한 전송채널에 매핑시키는 역할을 하며, 또한 여러 논리채널을 하나의 전송채널에 매핑시키는 논리채널 다중화 (Multiplexing)의 역할을 수행한다. MAC 계층은 상위계층인 RLC 계층과는 논리채널 (Logical Channel)로 연결되어 있으며, 논리채널은 크게 전송되는 정보의 종류에 따라 제어평면 (Control Plane)의 정보를 전송하는 제어채널 (Control Channel)과 사용자평면 (User Plane)의 정보를 전송하는 트래픽채널 (Traffic Channel)로 나뉜다.
제2계층의 무선링크제어 (Radio Link Control; RLC) 계층은 상위계층으로부터 수신한 데이터를 분할 (Segmentation) 및 연결 (Concatenation)하여 하위계층이 무선 구간으로 데이터를 전송하기에 적합하도록 데이터 크기를 조절하는 역할을 수행한다. 또한, 각각의 무선베어러 (Radio Bearer; RB)가 요구하는 다양한 QoS를 보장할 수 있도록 하기 위해 TM (Transparent Mode, 투명모드), UM (Un-acknowledged Mode, 무응답모드), 및 AM (Acknowledged Mode, 응답모드)의 세가지 동작 모드를 제공하고 있다. 특히, AM RLC는 신뢰성 있는 데이터 전송을 위해 자동 반복 및 요청 (Automatic Repeat and Request; ARQ) 기능을 통한 재전송 기능을 수행하고 있다.
제2계층의 패킷데이터수렴 (Packet Data Convergence Protocol; PDCP) 계층은 IPv4나 IPv6와 같은 IP 패킷 전송시에 대역폭이 작은 무선 구간에서 효율적으로 전송하기 위하여 상대적으로 크기가 크고 불필요한 제어정보를 담고 있는 IP 패킷 헤더 사이즈를 줄여주는 헤더압축 (Header Compression) 기능을 수행한다. 이는 데이터의 헤더(Header) 부분에서 반드시 필요한 정보만을 전송하도록 하여, 무선 구간의 전송효율을 증가시키는 역할을 한다. 또한, LTE 시스템에서는 PDCP 계층이 보안 (Security) 기능도 수행하는데, 이는 제 3자의 데이터 감청을 방지하는 암호화 (Ciphering)와 제 3자의 데이터 조작을 방지하는 무결성 보호 (Integrity protection)로 구성된다.
제3 계층의 가장 상부에 위치한 무선자원제어(Radio Resource Control; 이하 RRC라 약칭함) 계층은 제어평면에서만 정의되며, 무선 운반자(Radio Bearer; RB라 약칭함)들의 설정(Configuration), 재설정(Re-configuration) 및 해제(Release)와 관련되어 논리 채널, 전송 채널 및 물리 채널들의 제어를 담당한다. 이때, RB는 단말과 E-UTRAN간의 데이터 전달을 위해 제2계층에 의해 제공되는 서비스를 의미한다.
상기 단말의 RRC와 무선망의 RRC계층 사이에 RRC 연결(RRC connection)이 있을 경우, 단말은 RRC연결상태(Connected Mode)에 있게 되고, 그렇지 못할 경우 RRC휴지상태(Idle Mode)에 있게 된다.
이하 단말의 RRC 상태 (RRC state)와 RRC 연결 방법에 대해 설명한다. RRC 상태란 단말의 RRC가 E-UTRAN의 RRC와 논리적 연결(logical connection)이 되어 있는가 아닌가를 말하며, 연결되어 있는 경우는 RRC_CONNECTED 상태(state), 연결되어 있지 않은 경우는 RRC_IDLE 상태라고 부른다. RRC_CONNECTED 상태의 단말은 RRC 연결이 존재하기 때문에 E-UTRAN은 해당 단말의 존재를 셀 단위에서 파악할 수 있으며, 따라서 단말을 효과적으로 제어할 수 있다. 반면에 RRC_IDLE 상태의 단말은 E-UTRAN이 단말의 존재를 파악할 수는 없으며, 셀 보다 더 큰 지역 단위인 TA(Tracking Area) 단위로 핵심망이 관리한다. 즉, RRC_IDLE 상태의 단말은 셀에 비하여 큰 지역 단위로 해당 단말의 존재여부만 파악되며, 음성이나 데이터와 같은 통상의 이동통신 서비스를 받기 위해서는 해당 단말이 RRC_CONNECTED 상태로 천이하여야 한다. 각 TA는 TAI(Tracking area identity)를 통해 구분된다. 단말은 셀에서 방송(broadcasting)되는 정보인 TAC(Tracking area code)를 통해 TAI를 구성할 수 있다.
사용자가 단말의 전원을 맨 처음 켰을 때, 단말은 먼저 적절한 셀을 탐색한 후 해당 셀에서 RRC 연결을 맺고, 핵심망에 단말의 정보를 등록한다. 이 후, 단말은 RRC_IDLE 상태에 머무른다. RRC_IDLE 상태에 머무르는 단말은 필요에 따라서 셀을 (재)선택하고, 시스템 정보(System information)나 페이징 정보를 살펴본다. 이를 셀에 캠프 온(Camp on) 한다고 한다. RRC_IDLE 상태에 머물러 있던 단말은 RRC 연결을 맺을 필요가 있을 때 비로소 RRC 연결 과정 (RRC connection procedure)을 통해 E-UTRAN의 RRC와 RRC 연결을 맺고 RRC_CONNECTED 상태로 천이한다. RRC_IDLE 상태에 있던 단말이 RRC 연결을 맺을 필요가 있는 경우는 여러 가지가 있는데, 예를 들어 사용자의 통화 시도, 데이터 전송 시도 등이 필요하다거나, 아니면 E-UTRAN으로부터 페이징 메시지를 수신한 경우 이에 대한 응답 메시지 전송 등을 들 수 있다.
상기 RRC 계층 상위에 위치하는 NAS(Non-Access Stratum) 계층은 연결관리(Session Management)와 이동성 관리(Mobility Management)등의 기능을 수행한다.
아래는 도 3에 도시된 NAS 계층에 대하여 상세히 설명한다.
NAS 계층에 속하는 ESM (Evolved Session Management)은 Default Bearer 관리, Dedicated Bearer관리와 같은 기능을 수행하여, 단말이 망으로부터 PS서비스를 이용하기 위한 제어를 담당한다. Default Bearer 자원은 특정 Packet Data Network(PDN)에 최초 접속 할 시에 망에 접속될 때 망으로부터 할당 받는다는 특징을 가진다. 이때, 네트워크는 단말이 데이터 서비스를 사용할 수 있도록 단말이 사용 가능한 IP 주소를 할당하며, 또한 default bearer의 QoS를 할당해준다. LTE에서는 크게 데이터 송수신을 위한 특정 대역폭을 보장해주는 GBR(Guaranteed bit rate) QoS 특성을 가지는 bearer와 대역폭의 보장 없이 Best effort QoS 특성을 가지는 Non-GBR bearer의 두 종류를 지원한다. Default bearer의 경우 Non-GBR bearer를 할당 받는다. Dedicated bearer의 경우에는 GBR또는 Non-GBR의 QoS특성을 가지는 bearer를 할당 받을 수 있다.
네트워크에서 단말에게 할당한 bearer를 EPS(evolved packet service) bearer라고 부르며, EPS bearer를 할당 할 때 네트워크는 하나의 ID를 할당하게 된다. 이를 EPS Bearer ID라고 부른다. 하나의 EPS bearer는 MBR(maximum bit rate) 그리고 GBR(guaranteed bit rate) 또는 AMBR (Aggregated maximum bit rate) 의 QoS 특성을 가진다.
도 5는 3GPP LTE에서 랜덤 액세스 과정을 나타낸 흐름도이다.
랜덤 액세스 과정은 UE(10)가 기지국, 즉 eNodeB(20)과 UL 동기를 얻거나 UL 무선자원을 할당받기 위해 사용된다.
UE(10)는 루트 인덱스(root index)와 PRACH(physical random access channel) 설정 인덱스(configuration index)를 eNodeB(20)로부터 수신한다. 각 셀마다 ZC(Zadoff-Chu) 시퀀스에 의해 정의되는 64개의 후보(candidate) 랜덤 액세스 프리앰블이 있으며, 루트 인덱스는 단말이 64개의 후보 랜덤 액세스 프리앰블을 생성하기 위한 논리적 인덱스이다.
랜덤 액세스 프리앰블의 전송은 각 셀마다 특정 시간 및 주파수 자원에 한정된다. PRACH 설정 인덱스는 랜덤 액세스 프리앰블의 전송이 가능한 특정 서브프레임과 프리앰블 포맷을 지시한다.
UE(10)은 임의로 선택된 랜덤 액세스 프리앰블을 eNodeB(20)로 전송한다. UE(10)은 64개의 후보 랜덤 액세스 프리앰블 중 하나를 선택한다. 그리고, PRACH 설정 인덱스에 의해 해당되는 서브프레임을 선택한다. UE(10)은 은 선택된 랜덤 액세스 프리앰블을 선택된 서브프레임에서 전송한다.
상기 랜덤 액세스 프리앰블을 수신한 eNodeB(20)은 랜덤 액세스 응답(random access response, RAR)을 UE(10)로 보낸다. 랜덤 액세스 응답은 2단계로 검출된다. 먼저 UE(10)은 RA-RNTI(random access-RNTI)로 마스킹된 PDCCH를 검출한다. UE(10)은 검출된 PDCCH에 의해 지시되는 PDSCH 상으로 MAC(Medium Access Control) PDU(Protocol Data Unit) 내의 랜덤 액세스 응답을 수신한다.
도 6은 무선자원제어(RRC) 계층에서의 연결 과정을 나타낸다.
도 6에 도시된 바와 같이 RRC 연결 여부에 따라 RRC 상태가 나타나 있다. 상기 RRC 상태란 UE(10)의 RRC 계층의 엔티티(entity)가 eNodeB(20)의 RRC 계층의 엔티티와 논리적 연결(logical connection)이 되어 있는가 아닌가를 말하며, 연결되어 있는 경우는 RRC 연결 상태(connected state)라고 하고, 연결되어 있지 않은 상태를 RRC 유휴 상태(idle state)라고 부른다.
상기 연결 상태(Connected state)의 UE(10)은 RRC 연결(connection)이 존재하기 때문에 E-UTRAN은 해당 단말의 존재를 셀 단위에서 파악할 수 있으며, 따라서 UE(10)을 효과적으로 제어할 수 있다. 반면에 유휴 상태(idle state)의 UE(10)은 eNodeB(20)이 파악할 수는 없으며, 셀 보다 더 큰 지역 단위인 트래킹 지역(Tracking Area) 단위로 핵심망(Core Network)이 관리한다. 상기 트래킹 지역(Tracking Area)은 셀들의 집합단위이다. 즉, 유휴 상태(idle state) UE(10)은 큰 지역 단위로 존재여부만 파악되며, 음성이나 데이터와 같은 통상의 이동통신 서비스를 받기 위해서는 단말은 연결 상태(connected state)로 천이해야 한다.
사용자가 UE(10)의 전원을 맨 처음 켰을 때, 상기 UE(10)은 먼저 적절한 셀을 탐색한 후 해당 셀에서 유휴 상태(idle state)에 머무른다. 상기 유휴 상태(idle state)에 머물러 있던 UE(10)은 RRC 연결을 맺을 필요가 있을 때 비로소 RRC 연결 과정 (RRC connection procedure)을 통해 eNodeB(20)의 RRC 계층과 RRC 연결을 맺고 RRC 연결 상태(connected state)로 천이한다.
상기 유휴 상태(Idle state)에 있던 단말이 RRC 연결을 맺을 필요가 있는 경우는 여러 가지가 있는데, 예를 들어 사용자의 통화 시도 또는 상향 데이터 전송 등이 필요하다거나, 아니면 EUTRAN으로부터 페이징 메시지를 수신한 경우 이에 대한 응답 메시지 전송 등을 들 수 있다.
유휴 상태(idle state)의 UE(10)이 상기 eNodeB(20)와 RRC 연결을 맺기 위해서는 상기한 바와 같이 RRC 연결 과정(RRC connection procedure)을 진행해야 한다. RRC 연결 과정은 크게, UE(10)이 eNodeB(20)으로 RRC 연결 요청 (RRC connection request) 메시지 전송하는 과정, eNodeB(20)가 UE(10)로 RRC 연결 설정 (RRC connection setup) 메시지를 전송하는 과정, 그리고 UE(10)이 eNodeB(20)으로 RRC 연결 설정 완료 (RRC connection setup complete) 메시지를 전송하는 과정을 포함한다. 이와 같은 과정에 대해서 도 6를 참조하여 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.
1) 유휴 상태(Idle state)의 UE(10)은 통화 시도, 데이터 전송 시도, 또는 eNodeB(20)의 페이징에 대한 응답 등의 이유로 RRC 연결을 맺고자 할 경우, 먼저 상기 UE(10)은 RRC 연결 요청 (RRC connection request) 메시지를 eNodeB(20)으로 전송한다.
2) 상기 UE(10)로부터 RRC 연결 요청 메시지를 수신하면, 상기 eNB(10) 는 무선 자원이 충분한 경우에는 상기 UE(10)의 RRC 연결 요청을 수락하고, 응답 메시지인 RRC 연결 설정 (RRC connection setup) 메시지를 상기 UE(10)로 전송한다.
3) 상기 UE(10)이 상기 RRC 연결 설정 메시지를 수신하면, 상기 eNodeB(20)로 RRC 연결 설정 완료 (RRC connection setup complete) 메시지를 전송한다. 상기 UE(10)이 RRC 연결 설정 메시지를 성공적으로 전송하면, 비로소 상기 UE(10)은 eNodeB(20)과 RRC 연결을 맺게 되고 RRC 연결 상태로 천이한다.
도 7은 단말이 지리적으로 이동하는 예를 나타내고, 도 8은 도 7에 도시된 예시에서 발생 가능한 문제점을 나타낸다.
도 7을 참조하여 알 수 있는 바와 같이, 제1 eNodeB(20a)는 제1 MME(51a)에 연결되어 있고, 제2 eNodeB(20b)는 제2 MME(51b)에 연결되어 있다.
단말(10)은 RRC 유휴 상태에 있으며 제1 eNodeB(20a)의 커버리지 내에 있다가 제2 eNodeB(20b)의 커버리지 내로 이동하는 도중에, 도 8을 참조하여 알 수 있는 바와 같이 제1 MME(51a)는 상기 UE로 전송할 데이터가 있어서 페이징(paging) 신호를 상기 제1 eNodeB(20a)로 전송한다.
그런데, 상기 단말(10)은 RRC 유휴 상태에서 제1 eNodeB(20a)의 커버리지 내에 있다가 제2 eNodeB(20b)의 커버리지 내로 이동하는 것이므로, 상기 제2 eNodeB(20b)를 통해 제2 MME(52b)로 TAU(Tracking Area Update) 요청을 전송한다.
한편, 상기 제1 eNodeB(20a)는 상기 단말(10)로부터 상기 페이징 신호에 대한 응답을 수신하지 못한다. 만약 상기 페이징 신호가 호(call)일 경우를 고려해보자. 이 경우 상기 단말(10)은 호 착신에 대한 페이징을 수신하지 못하였으므로, 벨소리 혹은 진동을 발생시키지 않게 되고, 그로 인해 사용자는 아무런 통지를 받을 수 없다. 또한, 발신측에서는 특별한 사정 없이,발신 호가 실패하는 불편함을 겪게 된다.
따라서, 본 명세서의 일 개시는 전술한 문제점을 해결할 수 있는 방안을 제시하는 것을 목적으로 한다.
전술한 목적을 달성하기 위하여, 본 명세서는 이동통신 네트워크 내의 이동성을 관리하는 서버에서 페이징을 처리하는 방법을 제공한다.
상기 방법은 단말로 전달해야 할 다운링크 데이터에 대한 통지를 네트워크 노드로부터 수신하는 단계와; 상기 단말에 대한 페이징(paging) 신호를 하나 이상의 기지국으로 전송하는 단계와; 다른 서버로부터 상기 단말에 대한 컨텍스트 요청을 수신하는 단계와; 상기 페이징에 대한 응답을 수신하기 전에, 상기 단말에 대한 컨텍스트 요청이 수신되면, 상기 페이징이 실패될 것으로 인식하는 단계와; 상기 인식에 따라, 컨텍스트 응답을 상기 다른 서버로 전달하는 단계와; 상기 다운링크 데이터에 대한 처리 요청 메시지를 상기 네트워크 노드로 전송하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 페이징에 대한 응답을 수신하기 전에, 상기 단말에 대한 컨텍스트 요청이 수신되면, 상기 페이징에 대한 처리를 수행할 수 있다.
상기 페이징에 대한 처리는 상기 페이징 관련 타이머의 값이 만료하더라도 상기 페이징 신호를 재전송하지 않을 수 있다.
상기 페이징에 대한 처리는, 페이징이 실패되더라도 상기 페이징의 실패를 상기 네트워크 노드로 알리지 않는 것일 수 있다.
상기 인식에 따라 전송되는 컨텍스트 응답은 상기 페이징에 대한 정보; 상기 다른 서버가 상기 페이징을 수행하도록 하기 위한 정보 혹은 사용자 평면의 베어러 셋업을 위해 필요한 정보; 상기 네트워크 노드의 재선택 또는 재배치를 수행하지 말 것을 요청하는 정보 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
상기 페이징에 대한 정보는 상기 다운링크 데이터에 대한 통지를 수신했음을 알리는 정보; 상기 단말에 대한 페이징이 수행되고 있음을 알리는 정보; 상기 다른 서버에서 사용자 평면의 베어러 셋업이 필요함을 알리는 정보 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
상기 다른 서버가 상기 페이징을 수행하도록 하기 위한 정보 혹은 사용자 평면의 베어러 셋업을 위해 필요한 정보는 상기 다운링크 데이터에 대한 통지 메시지에 포함되어 있던 정보를 포함할 수 있다.
상기 다운링크 데이터에 대한 처리 요청 메시지는 다운링크 데이터에 대한 버퍼링을 유지하라는 요청; 상기 다른 서버로 다운링크 데이터 통지를 재 전송하라는 요청 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
한편, 전술한 목적을 달성하기 위하여, 이동통신 네트워크 내의 이동성을 관리하는 서버를 또한 제공한다. 상기 서버는 단말로 전달해야 할 다운링크 데이터에 대한 통지를 네트워크 노드로부터 수신하고, 상기 단말에 대한 페이징(paging) 신호를 하나 이상의 기지국으로 전송하는 송수신부와; 상기 송수신부를 통해 상기 페이징에 대한 응답을 수신하기 전에, 다른 서버로부터 상기 단말에 대한 컨텍스트 요청이 수신되면, 상기 페이징이 실패될 것으로 인식하고, 그에 따라 상기 송수신부를 통해 컨텍스트 응답을 상기 다른 서버로 전달하고, 상기 다운링크 데이터에 대한 처리 요청 메시지를 상기 네트워크 노드로 전송하는 제어부를 포함할 수 있다.
본 명세서의 개시에 의하면, 호 착신 지연 시간 단축 및 호 착신 성공률 증가로 사용자의 서비스 품질을 향상 시킬 수 있고, 아울러 페이징 취소 네트워크 자원 낭비를 방지할 수 있다.
특히, 본 명세서에서 기술된 바와 같이, 소스 MME(510a)는 단말의 위치가 변경되었다는 것을 TAU 절차에 의해 S-GW 보다 먼저 알 수 있기 때문에, 페이징이 실패될 것을 가장 먼저 인지할 수 있다. 보다 구체적으로, 소스 MME는 TAU 절차의 컨텍스트 교환을 통해 단말의 위치가 변경되었다는 것을 알 수 있으나, S-GW 는 이를 후속 절차인 베어러 수정 과정에서 알 수 있기 때문에, 결과적으로 소스 MME(510a)는 페이징이 실패될 것을 가장 먼저 인지할 수 있다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에 따라 소스 MME(510a)에 의해 수행되는 절차가 효율적인 것이다.
한편, 본 발명의 실시예들에 따르면 타겟 MME는 여러 방안들 중 가장 적절한 방안을 선택할 수 있다. 예를 들어, S-GW는 다운링크 통지를 전송하는 것이 최선의 방안이겠지만, 타겟 MME는 직접적으로 페이징을 트리거링/수행하거나, S-GW로 재요청을 한다거나, 단말 혹은 eNB에게 사용자 평면 베어러 셋업을 직접 요청하는 것 중 가장 적절한 방안을 선택할 수 있다.
도 1은 진화된 이동 통신 네트워크의 구조도이다.
도 2는 일반적으로 E-UTRAN과 일반적인 EPC의 주요 노드의 기능을 나타낸 예시도이다.
도 3은 UE과 eNodeB 사이의 제어 평면에서의 무선 인터페이스 프로토콜(Radio Interface Protocol)의 구조를 나타낸 예시도이다.
도 4는 단말과 기지국 사이에 사용자 평면에서의 무선 인터페이스 프로토콜(Radio Interface Protocol)의 구조를 나타낸 다른 예시도이다.
도 5는 3GPP LTE에서 랜덤 액세스 과정을 나타낸 흐름도이다.
도 6은 무선자원제어(RRC) 계층에서의 연결 과정을 나타낸다.
도 7은 단말이 지리적으로 이동하는 예를 나타낸다.
도 8은 도 7에 도시된 예시에서 발생가능한 문제점을 나타낸다.
도 9는 TAU(Tracking Area Update) 절차를 나타낸 예시도이다.
도 10은 본 명세서에서 제시되는 TAU(Tracking Area Update) 절차를 나타낸 예시도이다.
도 11은 본 발명의 제1 실시예에 따른 TAU(Tracking Area Update) 절차를 나타낸 예시도이다.
도 12은 본 발명의 제2 실시예에 따른 TAU(Tracking Area Update) 절차를 나타낸 예시도이다.
도 13은 본 발명의 제3 실시예에 따른 TAU(Tracking Area Update) 절차를 나타낸 예시도이다.
도 14는 본 발명의 제4 실시예에 따른 TAU(Tracking Area Update) 절차를 나타낸 예시도이다.
도 15는 본 발명의 제5 실시예에 따른 TAU(Tracking Area Update) 절차를 나타낸 예시도이다.
도 16은 본 발명의 제6 실시예에 따른 TAU(Tracking Area Update) 절차를 나타낸 예시도이다.
도 17은 본 발명의 제7 실시예에 따른 TAU(Tracking Area Update) 절차를 나타낸 예시도이다.
도 18는 UE, eNodeB, MME 간의 인터페이스와 프로토콜을 나타낸 예시도이다.
도 19은 본 발명의 실시예에 따른 MTC 기기(100) 및 MME/SGSN(510)의 구성 블록도이다.
본 발명은 UMTS(Universal Mobile Telecommunication System) 및 EPC(Evolved Packet Core)를 기준으로 설명되나, 본 발명은 이러한 통신 시스템에만 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 기술적 사상이 적용될 수 있는 모든 통신 시스템 및 방법에도 적용될 수 있다.
본 명세서에서 사용되는 기술적 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아님을 유의해야 한다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 기술적 용어는 본 명세서에서 특별히 다른 의미로 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 의미로 해석되어야 하며, 과도하게 포괄적인 의미로 해석되거나, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 기술적인 용어가 본 발명의 사상을 정확하게 표현하지 못하는 잘못된 기술적 용어일 때에는, 당업자가 올바르게 이해할 수 있는 기술적 용어로 대체되어 이해되어야 할 것이다. 또한, 본 발명에서 사용되는 일반적인 용어는 사전에 정의되어 있는 바에 따라, 또는 전후 문맥상에 따라 해석되어야 하며, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다.
또한, 본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "구성된다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 여러 구성 요소들, 또는 여러 단계들을 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들은 포함되지 않을 수도 있고, 또는 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다.
또한, 본 명세서에서 사용되는 제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성 요소는 제2 구성 요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성 요소도 제1 구성 요소로 명명될 수 있다.
어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성 요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성 요소가 존재할 수도 있다. 반면에, 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성 요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 발명의 사상을 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일뿐, 첨부된 도면에 의해 본 발명의 사상이 제한되는 것으로 해석되어서는 아니됨을 유의해야 한다. 본 발명의 사상은 첨부된 도면외에 모든 변경, 균등물 내지 대체물에 까지도 확장되는 것으로 해석되어야 한다.
첨부된 도면에서는 예시적으로 UE(User Equipment)가 도시되어 있으나, 도시된 상기 UE는 단말(Terminal), ME(Mobile Equipment), 등의 용어로 언급될 수 도 있다. 또한, 상기 UE는 노트북, 휴대폰, PDA, 스마트 폰(Smart Phone), 멀티미디어 기기등과 같이 휴대 가능한 기기일 수 있거나, PC, 차량 탑재 장치와 같이 휴대 불가능한 기기일 수 있다.
용어의 정의
이하 도면을 참조하여 설명하기 앞서, 본 발명의 이해를 돕고자, 본 명세서에서 사용되는 용어를 간략하게 정의하기로 한다.
UMTS : Universal Mobile Telecommunication System의 약자로서 3세대 이동통신 네트워크를 의미한다.
UE/MS : User Equipment/Mobile Station, 단말 장치를 의미 함.
EPC : Evolved Packet Core의 약자로서, LTE(Long Term Evolution) 네트워크를 지원하는 코어 네트워크를 의미한다. UMTS가 진화된 형태의 네트워크
EPS : Evolved Packet System의 약자로서, 단말, LTE를 포함하는 접속망, 그리고 EPC를 포함하는 이동통신 시스템을 의미한다.
PDN (Public Data Network) : 서비스를 제공하는 서버가 위치한 독립적인망
PDN connection : 단말에서 PDN으로의 연결, 즉, IP 주소로 표현되는 단말과 APN(Access Point Name)으로 표현되는 PDN과의 연관(연결)
PDN-GW (Packet Data Network Gateway) : UE IP address allocation, Packet screening & filtering, Charging data collection 기능을 수행하는 EPS망의 네트워크 노드
Serving GW(Serving Gateway) : 이동성 담당(Mobility anchor), 패킷 라우팅(Packet routing), 유휴 모드 패킷 버퍼링(Idle mode packet buffering), Triggering MME to page UE 기능을 수행하는 EPS망의 네트워크 노드
PCRF(Policy and Charging Rule Function) : 서비스 flow 별로 차별화된 QoS 및 과금 정책을 동적(dynamic) 으로 적용하기 위한 정책 결정(Policy decision)을 수행하는 EPS망의 노드
APN (Access Point Name) : 네트워크에서 관리하는 접속 포인트의 이름으로서 UE에게 제공된다. 즉, PDN을 지칭하거나 구분하는 문자열. 요청한 서비스나 망(PDN)에 접속하기 위해서는 해당 P-GW를 거치게 되는데, 이 P-GW를 찾을 수 있도록 망 내에서 미리 정의한 이름(문자열) (예) internet.mnc012.mcc345.gprs
TEID(Tunnel Endpoint Identifier) : 네트워크 내 노드들 간에 설정된 터널의 End point ID, 각 UE의 bearer 단위로 구간별로 설정된다.
NodeB : UMTS 네트워크의 기지국으로 옥외에 설치되며, 셀 커버리지 규모는 매크로 셀에 해당한다.
eNodeB : EPS(Evolved Packet System) 의 기지국으로 옥외에 설치되며, 셀 커버리지 규모는 매크로 셀에 해당한다.
(e)NodeB : NodeB와 eNodeB를 지칭하는 용어이다.
MME : Mobility Management Entity의 약자로서, UE에 대한 세션과 이동성을 제공하기 위해 EPS 내에서 각 엔티티를 제어하는 역할을 한다.
세션(Session) : 세션은 데이터 전송을 위한 통로로써 그 단위는 PDN, Bearer, IP flow 단위 등이 될 수 있다. 각 단위의 차이는 3GPP에서 정의한 것처럼 대상 네트워크 전체 단위(APN 또는 PDN 단위), 그 내에서 QoS로 구분하는 단위(Bearer 단위), 목적지 IP 주소 단위로 구분할 수 있다.
PDN 연결(connection) : 단말에서 PDN으로의 연결, 즉, IP 주소로 표현되는 단말과 APN으로 표현되는 PDN과의 연관(연결)을 나타낸다. 이는 세션이 형성될 수 있도록 코어 네트워크 내의 엔티티간 연결(단말-PDN GW)을 의미한다.
UE Context : 네크워크에서 UE를 관리하기 위해 사용되는 UE의 상황 정보, 즉, UE id, 이동성(현재 위치 등), 세션의 속성(QoS, 우선순위 등)으로 구성된 상황 정보
OMA DM (Open Mobile Alliance Device Management) : 핸드폰, PDA, 휴대용 컴퓨터 등과 같은 모바일 디바이스들 관리를 위해 디자인 된 프로토콜로써, 디바이스 설정(configuration), 펌웨어 업그레이드(firmware upgrade), 에러 보고 (Error Report)등의 기능을 수행함
OAM (Operation Administration and Maintenance) : OAM이란 네트워크 결함 표시, 성능정보, 그리고 데이터와 진단 기능을 제공하는 네트워크 관리 기능군을 말함
NAS configuration MO (Management Object) : NAS 기능 (Functionality)와 연관된 파라미터들(parameters)을 UE에게 설정(configuration)하는 데 사용하는 MO (Management object)를 말함
이하, 도면을 참조하여 본 명세서의 개시에 대해서 설명하기로 한다.
도 9는 TAU(Tracking Area Update) 절차를 나타낸 예시도이다.
1) IDLE 모드시 상기 UE(100)가 타겟 eNodeB(200b)의 커버리지 내로 이동한다. 이에 따라, TAU(Tracking Area Update) 절차가 개시되는 것으로 결정된다.
2) 그러면, 상기 UE(100)는 TAU 요청 메시지를 상기 타겟 eNodeB(200b)로 전송한다.
3) 그러면, 상기 타겟 eNodeB(200b)은 담당 MME를 결정한다. 이때, 예시적으로 상기 결정에 따라 적절한 담당 MME로서 타겟 MME(510b)가 결정되었다고 가정하자. 상기 타겟 eNodeB(200b)는 상기 타겟 MME(510b)로 상기 TAU 요청 메시지를 전달한다. 이때, S-GW(520)은 변경되지 않는 것으로 가정한다.
4~5) 그러면 상기 타겟 MME(510b)는 소스 MME(510a)로 UE의 컨텍스트 요청(예컨대 Context Request) 메시지를 전송하고, 그에 따라 컨텍스트 응답(예컨대 Context Response) 메시지를 수신한다. 이는, 상기 소스 MME(510a)로부터 PDN 연결 관련 정보, EPS 베어러 관련 정보를 얻어오기 위한 과정이다.
6) 상기 UE(100)는 상기 타겟 MME(510b)와 인증/보안 절차를 수행하고, 상기 타겟 MME(510b)는 HSS(590)과 보안 절차를 수행한단.
7) 한편, 상기 타겟 MME(510b)는 상기 컨텍스트의 획득에 대해서 컨텍스트 확인(예컨대 Context Acknowledge) 메시지를 상기 소스 MME(510a)로 전송한다.
8) 이어서, 상기 타겟 MME(510b)는 TAU로 인하여 S-GW(520)가 바뀌지는 않았으므로 세션 생성 요청(예컨대, Create Session Request) 메시지 가 아닌, 베어러 수정 요청(예컨대 Modify Bearer Request) 메시지를 상기 S-GW(520)로 전송한다.
9~11) 그러면, 상기 S-GW(520)는 필요에 따라 PDN-GW(530)으로 베어러 수정 요청 메시지를 전송한다. 상기 PDN-GW(530)는 필요에 따라 IP-CAN 세션 수정 절차를 수행한다. 상기 PDN-GW(530)는 베어러 수정 응답(예컨대, Modify Bearer Response) 메시지를 상기 S-GW(520)으로 전송한다.
12) 그러면, 상기 S-GW(520)는 베어러 수정 응답 메시지를 상기 타겟 MME(510b)로 전송한다.
13) 그러면, 상기 타겟 MME(510b)는 상기 HSS(590)으로 위치 갱신 요청(예컨대, Update Location Request) 메시지를 전송한다.
14~15) 그러면, 상기 HSS(590)은 소스 MME(510a)로 위치 취소(예컨대, Cancel Location) 메시지를 전송하고, 상기 소스 MME(510a)는 위치 취소 확인(예컨대, Cancel Location Ack) 메시지를 상기 HSS(590)으로 전송한다.
16) 그러면, 상기 HSS(590)은 위치 갱신 확인(예컨대, Update Location Ack) 메시지를 상기 타겟 MME(510b)로 전송한다.
17~18) 그러면, 상기 타겟 MME(510b)는 TAU 수락(예컨대 TAU accept) 메시지를 상기 타겟 eNodeB(200b)를 통해 상기 UE(100)로 전송하고, 상기 UE(100)는 필요에 따라 TAU 완료(예컨대, TAU Complete) 메시지를 상기 타겟 MME(510b)로 전송한다.
이하 아래의 표 2 내지 표 9는 각 과정에서 사용되는 메시지를 나타낸다.
먼저, TAU 요청 메시지는 표 2에 나타난 하나 이상의 정보를 포함할 수 있다.
표 2
Protocol discriminatorSecurity header typeTracking area update request message identityEPS update typeNAS key set identifierOld GUTI Non-current native NAS key set identifierGPRS ciphering key sequence numberOld P-TMSI signatureAdditional GUTINonceUEUE network capabilityLast visited registered TAIDRX parameterUE radio capability information update neededEPS bearer context statusMS network capabilityOld location area identificationTMSI statusMobile station classmark 2Mobile station classmark 3Supported CodecsAdditional update typeVoice domain preference and UE's usage settingOld GUTI typeDevice propertiesMS network feature support TMSI based NRI container
위 표 2에 나타난 EPC Update type 정보 엘리먼트는 아래와 같은 비트를 포함할 수 있다.
표 3
EPC Update Type Value000: TAU를 나타냄001: TAU/LA(Location Area)의 복합 갱신을 나타냄010: IMSI 어태치와 더불어, TAU/LA(Location Area)의 복합 갱신을 나타냄011: 주기적인 갱신을 나타냄100: 미사용(만약 사용되는 경우, TAU로 해석됨)101: 미사용(만약 사용되는 경우, TAU로 해석됨)
"Active" flag (octet 1, bit 4)0: 베어러 생성이 요청안 됨1: 베어러 생성이 요청됨
한편, 전술한 컨텍스트 요청 메시지는 아래의 표 4와 같은 정보 엘리먼트를 포함할 수 있다.
표 4
정보 엘리먼트 조건/설명
IMSI UE가 성공적으로 인증된 경우, 포함되어야 함
GUTI 새로운 타겟 MME가 S10 인터페이스 상에서 포함시켜야 함
만약 UTRAN/GERN에서 E-UTRAN/으로의 SRVCC 절차가 이용가능한 경우 포함될 수 있음.
Complete TAU request message 만약 이전 소스 MME가 무결정 확인을 위해서 필요로 하는 경우 새로운 타겟 MME가 포함시킬 수 있음
RAT Type 어떠한 무선 액세스 테크놀로지(Radio Access Technology)가 사용되는지를 나타냄
Target PLMN ID 이용가능한 경우 이전 소스 MME가 미사용되었던 인증 벡터가 배포될지를 결정하는데 이용될 수 있도록 포함될 수 있음
MME node name 만약 새로운 타겟 MME 및 관련 S-GW가 모두 SR을 지원하는 경우 새로운 타겟 MME에 의해서 전달됨
한편, 컨텍스트 응답 메시지는 아래의 표 5와 같은 정보 엘리먼트를 포함할 수 있다.
표 5
정보 엘리먼트 조건/설명
IMSI UE가 UICC가 없더라도 긴급 상황인 경우를 제외하고 IMSI는 반드시 포함된다.
MME/SGSN UE EPS PDN Connections UE를 위해 적어도 하나의 PDN 연결이 존재하는 경우 포함된다.
SGW node name 이전 소스 MME에 의해서 S-GW를 식별하기 위해 사용되었던 식별자를 나타낸다.
Trace Information 세션 추적이 활성화된 경우 포함될 수 있다.
Subscribed RFSP Index MME 간 이동성 절차 동안에 포함될 수 있다.
UE Time Zone 소스 MME에 의해서 포함된다.
MME node name 이전 소스 MME와 관련 S-GW가 모두 ISR을 지원하는 경우 이전 소스MME에 의해서 전송된다.
상기 컨텍스트 응답 메시지 내의 PDN 연결에 대한 정보는 아래의 표 6과 같은 정보 엘리먼트를 포함할 수 있다.
표 6
APN Restriction EPS 베어러 컨텍스트와 관련된 APN에 대한 APN 타입들의 조합에 대한 제약을 나타낸다. 타겟 MME 또는 SGSN이 APN 제약을 이용하여 최대 APN 제약을 결정할 수 있다.
Linked EPS Bearer ID PDN 연결의 기본 베어러를 나타낸다.
PGW node name 소스 MME가 PDN-GW의 전체 이름(예컨대 FQDN)을 가지고 있는 경우 포함될 수 있다.
Bearer Contexts 이러한 타입의 여러 개의 정보들이 포함될 수 있다.
Charging characteristics 과금 정보가 HSS에 의해서 MME로 제공될 경우 포함될 수 있다.
Change Reporting Action 소스 MME에서 이용가능하게 될 때 마다 포함될 수 있다.
상기 컨텍스트 응답 내의 PDN 연결 정보에 포함되는 베어러 컨텍스트(Bearer Contexts) 정보는 아래의 표 7과 같은 정보를 포함할 수 있다.
표 7
정보 엘리먼트 조건/ 설명
PGW S5/S8 IP Address and TEID for user plane GTP 기반 S5/S8에 대해서 포함될 수 있다.
Bearer Level QoS
BSS Container MME는 패킷 플로우 ID, 라디오 우선선위, SAPI, PS 핸드오버 XID 파라미터를 TAU/RAU/핸드오버 절차와 관련된 메시지에 포함시킬 수 있다.
Transaction Identifier UE가 A/Gb 및/또는 Iu 모드를 지원하는 경우 S3/S10/S16 상에서 전송될 수 있다.
상기 TAU 수락 메시지는 아래의 표 8과 같은 정보를 포함할 수 있다.
표 8
정보 설명
TAU 수락 메시지 식별자 메시지의 식별자
TAU 결과 갱신의 결과를 나타냄, 예컨대 성공 또는 실패
T3412 값 주기적인 TAU를 위한 타이머의 값
T3402 값 TAU 실패시 시작되는 타이머
T3412 연장(extended) 값 주기적인 TAU를 보다 길게 하기 위해 T3412의 값을 연장한 값
위 표 8에서 T3412 값은 상기 UE(100)가 주기적인 TAU를 수행하도록 하기 위한 값이다. 그런데 이러한 주기적인 TAU에 의한 네트워크의 부하를 감소시키기 위해, 보다 긴 주기로 TAU를 수행할 수 있도록 하기 위한 T3412 연장 값이 존재한다. 상기 T3412 연장 값은 MME 내에 설정되어 있을 수도 있고, 상기 HSS(540)에 가입자 정보로 저장되어 있을 수도 있다.
19) 한편, 위와 같이 UE(100)가 TAU 절차를 수행하는 중에, 앞서 배경 기술 부분에서 설명한 바와 같이, 소스 MME(510a)가 상기 UE(10)로 전송할 데이터가 있어서 페이징(paging) 신호를 상기 소스 eNodeB(200a)로 전송할 수 있다. 그런데, 상기 UE(100)는 상기 타겟 eNodeB(200b)의 커버리지 내로 이동하였으므로, 상기 소스 eNodeB(200a)로부터의 페이징 신호를 수신하지 못한다.
상기 소스 MME(510a)는 페이징 관련 시간 값, 예컨대 T3413 타이머가 만료하기 전까지 상기 페이징 신호에 대한 응답을 상기 소스 eNodeB(200a)로부터 수신하지 못하는 경우, 상기 페이징 신호를 재전송한다. 상기 페이징 관련 시간 값, 예컨대 T3413 타이머는 상기 페이징 신호의 재전송을 위한 타이머일 수 있다.
결과적으로 상기 페이징 신호는 일정 횟수 동안 재전송되고, 발신자는 호 연결음만 계속 청취하게 되는 상태에 직면하게 된다.
이후, 상기 일정 횟수가 도달하게 되면, 상기 소스 MME(510a)는 S-GW로 페이징 실패를 알린다. 결과적으로, 발신측에서는 특별한 사정 없이,발신 호가 실패하는 불편함을 겪게 되고, 상기 UE(100)의 사용자는 호 착신에 대한 페이징을 수신하지 못하였으므로, 벨소리 혹은 진동을 발생시키지 않게 되고, 그로 인해 사용자는 아무런 통지를 받을 수 없는 불편함을 겪게 된다.
따라서, 이하에서는 이러한 불편함을 해결할 수 있는 방안들에 대해서 설명하기로 한다. 도면을 참조하여 방안들에 대해 설명하기 앞서 간략하게 설명하면 다음의 2가지로 나뉠 수 있다.
(1) 호 착신 지연 시간 단축으로 사용자의 서비스 품질을 향상 시키는 방안
타겟 MME(510b)는 TAU 절차 중 소스 MME(510a)로부터 컨텍스트 응답을 수신한 후, i) 본 명세서에서 제시되는 특정 인디케이션(indication)이 있는지 확인한다. 상기 특정 인디케이션은 소스 MME(510b)가 해당 UE에 대한 페이징을 수행하기 위한 활동(activity)이 있음을 나타내거나 혹은 S-GW로부터 해당 UE에 대한 다운링크 데이터 통지(downlink data notification) 메시지를 받았음을 나타낸다. 이어서, ii) 상기 특정 인디케이션을 TAU 수락(accept) 메시지에 포함시켜 해당 UE(100)에게 전송한다. 상기 특정 인디케이션은 상기 UE에게 다운링크 데이터가 있음을 알리거나 혹은 페이징 메시지를 수신할 때 수행해야 하는 동작이 있음을 알리기 위해서 상기 TAU 수락 메시지에 포함될 수 있다. iii) 상기 타겟 MME(510b)는 별도로 사용자 평면의 베어러를 설정하기 위한 동작을 수행한다. 예를 들어, 타겟 eNodeB(200b)에게 초기 컨텍스트 셋업 메시지를 전송하거나, 다운링크 데이터 전송을 위해 무선 구간의 사용자 평면 베어러를 활성하기 위한 과정을 수행할 수 있다.
(2) 페이징 반복으로 인한 네트워크 자원 낭비를 막는 방안
상기 타겟 MME(510b)는 TAU 절차 중 소스 MME(510a)로부터 컨텍스트 응답을 수신하면, i) 본 명세서에서 제시되는 특정 인디케이션이 있는지 확인한다. 상기 특정 인디케이션은 소스 MME(510a)가 해당 UE에게 페이징 신호를 전송하기 위한 활동이 있음을 나타내거나 혹은 S-GW로부터 해당 UE에 대한 다운링크 데이터 통지를 받았음을 나타낼 수 있다. ii) 이어서, 상기 타겟 MME(510b)는 소스 MME(510a)에게 페이징 중단을 위한 메시지를 전송할 수 있다. iii) 또한, 상기 타겟 MME(510b)는 별도로 상기 S-GW에게 해당 UE가 이동되었다는 정보를 보냄으로써, 이전 다운링크 데이터 통지가 취소되어야 함을 알릴 수 있다. 이 정보를 통해 S-GW가 이전에 보낸 페이징에 대한 응답을 기다리지 않도록 한다. 더 적극적으로는 소스 MME(510a)에게 페이징 중단을 요청하기 위한 메시지를 보낼 수도 있다.
위에서 설명한 2가지 방안을 행위 측면에서 정리하면 다음과 같다.
1) 타겟 MME(510b)가 페이징 신호가 전송될 UE가 이동되었는지 그리고 그에 따라 TAU 절차가 진행되는지를 판단한다. 예를 들어, 타겟 MME(510b)와 소스 MME(510a)사이의 컨텍스트 교환 과정 중에서 페이징 신호가 전송될 UE의 위치가 이동되었는지 그리고 상기 TAU 절차가 진행중인지를 판단하고, 그에 따라 상기 소스 MME(510a)로 페이징 중단을 요청할 수 있다.
2) 타겟 MME(510b)와 S-GW(520) 사이에 베어러 수정(modify bearer)을 위한 메시지 교환 중에서, 상기 1) 과정에서 인지한 내용을 상기 타겟 MME(510b)가 상기 S-GW(520)로 알릴 수 있다. 이 과정에서 타겟 MME(510b)는 상기 S-GW(520)로페이징 중단을 요청할 수도 있다. 또는, 상기 인지한 내용을 전달받게 되면, 상기 S-GW(520)는 더 이상 페이징 절차가 필요 없음을 인지하고, 상기 페이징 절차를 취소/중단하기 위한 후속 절차를 수행할 수 있다.
3) 상기 타겟 MME(510b)는 UE에게 TAU 수락 메시지를 전송할 때, 해당 UE(100)가 향후 페이징 신호를 수신하게 될 때, 수행해야 할 작업을 시작하도록 하기 위한 정보를 추가하여 전송할 수 있다. 이는, 해당 UE가 페이징 신호를 받기 전에 미리 준비하도록 함으로써, 상기 페이징 신호를 받기까지의 지연 시간을 단축시켜 바로 사용자 평면 베어러 셋업 시작할 수 있도록 하기 위함이다.
4) 상기 TAU 수락을 수신하게 되면, 상기 UE(100)는 사용자 평면 베어러 셋업을 바로 수행한다. 혹은, 네트워크로부터 네트워크에 의해 개시되는 사용자 평면 베어러 셋업이 바로 수행된다.
이하에서는 도면을 참조하여 구체적으로 설명하기로 한다.
도 10은 본 명세서에서 제시되는 TAU(Tracking Area Update) 절차를 나타낸 예시도이다.
도시된 대부분의 과정은 도 9에 도시된 과정들과 유사하다. 이하 차별되는 과정을 위주로 설명하고, 유사한 과정에 대한 설명은 중복하여 설명하지 않기로 한다.
도 10에 도시된 절차에 따르면, 사용자 평면 베어러 셋업의 시기를 앞당기고자, 사용자 평면 베어러 셋업을 트리거하는 조건을 추가하는 것을 제안한다.
1) 상기 S-GW(520)은 UE(100)로 전달해야 할 다운링크 데이터를 수신하면, 상기 다운링크 데이터를 버퍼 내에 저장하고, 어떤 MME가 상기 UE(100)를 담당하고 있는지를 확인한다.
2) 상기 S-GW(520)는 소스 MME(510a)으로 다운링크 데이터 통지를 전송한다. 상기 다운링크 데이터 통지는 ARP, EPS 베어러 ID 등을 포함할 수 있다.
3) 상기 소스 MME(510a)는 다운링크 데이터 통지 확인 메시지를 상기 S-GW(520)로 전송한다.
4) 이어서, 상기 소스 MME(510a)는 페이징 신호를 상기 UE(100)로 전달하기 위해 상기 UE(100)가 등록되어 있는 트래킹 영역(tracking area)에 속해있는 모든 eNodeB(소스 eNodeB(200a)를 포함)로 페이징 신호를 전달한다. 이때, 상기 소스 MME(510a)는 페이징에 관한 정책을 적용하고 제어 하기 위해, 상기 S-GW(520)로부터 받은 다운링크 데이터 통지 메시지에 포함되어 있는 EPS 베어러 ID를 사용할 수 있다. 즉, EPS 베어러 ID에 의해 상기 MME내에 저장되어 있는 EPS 베어러 컨텍스트 정보를 확인할 수 있다.
그러나, 이때 유휴 상태에 있는 UE(100)는 상기 소스 eNodeB(200a)의 커버러지를 벗어나 상기 타겟 eNodeB(200b)의 커버리지 내로 이동한다. 따라서, 상기 페이징 신호를 수신할 수 없다.
5~6) 그에 따라, 상기 UE(100)는 TAU 요청 메시지를 상기 타겟 eNodeB(200b)를 통해 타겟 MME(500b)로 전송하고, 상기 타겟 MME(510b)는 소스 MME(510a)로 컨텍스트 요청 메시지를 전송한다.
7) 소스 MME(510a)는 타겟 MME(510b)로 컨텍스트 응답 메시지를 전송한다. 이 과정에서 소스 MME(510a)는 해당 UE(100)에 대해 페이징 신호가 전송되었음을 타겟 MME(510b)로 알릴 수 있다. 이 정보는 직접적인 정보일 수도 있으며, 혹은 함축적인 여러 가지 정보의 형태로 전달되어 타겟 MME(510b)가 인지 할 수도 있다. 혹은 타겟 MME(510b)는 추가로 다른 네트워크 노드 및 eNodeB로부터 수집한 정보들을 기반으로 문제가 되는 상황을 인지 할 수 있다.
8) 앞서 설명한 바와 같이 인증/보안 절차가 수행된다.
9) 상기 타겟 MME(510b)는 소스 MME(510a)로 컨텍스트 확인 메시지를 전송한다. 이 과정에서 소스 MME(510a)에게 기존 페이징을 취소 또는 중단하라는 정보를 포함시킬 수도 있다.
10) 상기 타겟 MME(510b)는 S-GW(520)로 베어러 수정 요청 메시지를 전송한다. 이 과정에서 타겟 MME(510b)에서 인지한 내용을 S-GW(520)로 알릴 수 있다. 추가로 이 과정에서 S-GW(520)로 페이징을 취소 또는 중단 하라는 정보를 포함 시킬 수 도 있다. 즉, 인지한 정보를 획득한 S-GW(520)는 더 이상 이전의 paging 절차가 필요 없음을 인지, 이전 페이징을 취소 또는 중단 하기 위한 후속 절차를 수행할 수 있다.
11) S-GW(520)는 타겟 MME(510b)로 베어러 수정 응답 메시지를 전송한다. 이 과정에서 S-GW(520)는 사용자 평면 베어러 셋업의 시기를 앞당길 수 있는 절차 수행을 지시할 수 있는 정보를 포함시킬 수 있다. 이 정보는 타겟 MME(510b)가 UE(100)에게 전송할 메시지를 만들 때 영향을 끼칠 수 있는 정보가 될 수 있으며, 사용자 평면 베어러 셋업에 사용될 추가 정보가 필요하다면, 함께 전송할 수 있다. 혹은 다운링크 데이터 통지에 포함되는 정보가 추가로 포함될 수 도 있다.
12) 한편, 앞서 설명한 바와 같이 타겟 MME(510b)는 위치 갱신 요청 메시지를 HSS(590)으로 전송한다.
13-14) 또한, 앞서 설명한 바와 같이 상기 HSS(590)은 소스 MME(510a)으로 위치 취소 메시지를 전달하고, 위치 취소 확인 메시지를 수신한다. 이때, 언급한 정보들 중 일부가 상기 HSS(590)에 저장될 수 있다.
15) 상기 타겟 MME(510b)는 UE(100)로 TAU 수락 메시지를 전송한다. 이 과정에서 상기 UE(100)가 이전 페이징의 대상이 되었던 UE이며, 페이징의 응답으로 서비스 요청 절차를 수행해야 하는 것과 같이 사용자 평면 베어러 셋업을 바로 수행하도록 지시하기 위한 인디케이션이 상기 TAU 수락 메시지에 포함할 수 있다. 예컨대, 상기 인디케이션은 “active flag”와 유사한 형태 일 수 있다. 상기 active flag는 표 2에 나타난 바와 같이 TAU 요청 메시지에 포함되던 것인데, 본 발명의 실시예에 활용하여 이를 상기 TAU 수락 메시지에 포함시킬 수 있다.
한편, 타겟 MME(510b)가 사용자 평면 베어러 셋업을 위한 동작을 먼저 개시할 수도 있다. 예를 들어, 종래에 상기 TAU 요청 메시지에 active flag가 포함되어 있던 경우, 사용자 평면 베어러 셋업 절차가 상기 TAU 수락 메시지가 전송되면서 바로 수행될 수 있었다. 이를 응용하여, 상기 타겟 MME(510b)가 TAU 수락 메시지에 상기 active flag를 포함시켜 전송하면서, 사용자 평면 베어러 셋업 절차를 바로 수행하도록 개선할 수 있다.
16) 상기 UE는 필요에 따라 TAU 완료 메시지를 상기 타겟 MME(510a)로 전송할 수 있다.
17) 한편, 상기 UE(100)는 상기 TAU 수락 메시지를 수신하면, 페이징 신호를 수신한 것과 같이, 서비스 요청 절차를 수행할 수 있다. 예를 들어, 상기 TAU 수락 메시지에 상기 active flag가 포함된 경우, 페이징 신호를 수신한 것과 같이, 서비스 요청 절차를 수행할 수 있다. 혹은 그 외 다른 사용자 평면 베어러 셋업에 필요한 과정(단말과 eNodeB사이의 무선 베어러 셋업을 위한 절차)들이 함께 수반될 수 있다.
도 11은 본 발명의 제1 실시예에 따른 TAU(Tracking Area Update) 절차를 나타낸 예시도이다.
도 11에 도시된 제1 실시예는 소스 MME(510a)에 의해 수행될 수 있는 방안을 나타낸다.
도시된 대부분의 과정은 도 9 및 도 10에 도시된 과정들과 유사하다. 이하 차별되는 과정을 위주로 설명하고, 유사한 과정에 대한 설명은 중복하여 설명하지 않기로 한다.
1~5) 도 10의 각 과정과 동일하다.
6~7) 상기 타겟 MME(510b)는 상기 소스 MME(510a)로 해당 UE의 EPS 베어러 컨텍스트정보를 얻기 위해 컨텍스트 요청 메시지를 전송한다.
7) 상기 소스 MME(510a)는 전술한 바와 같이 다운링크 데이터 통지 메시지를 받은 후 페이징 신호를 전송한 상태에서 상기 컨텍스트 요청을 수신하게 되면, 상기 페이징이 실패될 수 있음을 인지하게 된다.
따라서 소스 MME(510a)는 타겟 MME(510b)로 보내는 컨텍스트 응답 메시지에 아래의 정보들 중 하나를 포함시켜 전송한다.
표 9
i) 단순히 페이징에 대한 문제 발생을 알리기 위한 인디케이션- 해당 UE에 대한 다운링크 데이터 통지를 받았음- 해당 UE에 대한 페이징이 수행되고 있었음- 타겟 MME(510b)에서 페이징 혹은 사용자 평면 베어러 셋업 이 필요함이 정보는 직접적인 정보일 수도 있으며, 혹은 함축적인 여러 가지 정보의 형태로 전달되어 타겟 MME(510b)가 인지 할 수도 있다.
ii) 타겟 MME(510b)의 적극적인 행위를 트리거링 하기 위해 필요한 정보추가적으로 소스 MME(510a)는 타겟 MME(510b)가 페이징을 직접 수행하기 위해 필요한 정보 혹은 사용자 평면 베어러 셋업 을 위해 필요한 정보 등을 함께 보낼 수 있다. (예컨대, 다운링크 데이터 통지에 포함되어 있던 정보들)
iii) CSFB MT 호(call) 시나리오인 경우, 소스 MME(510a)는 MSC로부터 페이징 요청을 받게 되는데, 이 상황을 고려한다면, 소스 MME(510a)는 타겟 MME(510b)에게 현재 페이징을 위한 호(call)의 타입이 CS(circuit switching) 호(call)인지, PS(Packing switching) 호(call)인지에 관한 정보를 함께 보낸다. 그 외 MSC로부터 받은 정보를 함께 보낼 수 있다.
iv) 소스 MME(510a)는 타겟 MME(510b)에게 S-GW 재선택(또는 재배치)(relocation)을 수행하지 말 것을 요청한다. TAU 과정 중 로드 밸런싱(load balancing) 등의 이유로 S-GW가 변경되는 경우가 있는데, 이와 같이 다운링크 데이터가 있는 UE의 페이징 중 새로운 MME로 위치가 이동된 경우, S-GW도 함께 변경된다면, 착신 호가 실패 확률이 높아지게 되므로, 가능한 S-GW의 변경을 막기 위함이다.
8) 그러면, 상기 소스 MME(510a)는 이후 페이징 타이머, 예컨대 T3423 타이머가 만료 될 때까지 해당 UE로부터 응답을 받지 못하더라도 ① 페이징 신호를 재전송하지 않는다. 또한, ② 상기 소스 MME(510a)는 페이징 실패에 대한 메시지 (TS 29.274 참고, Downlink Data Notification Failure Indication)를 S-GW(520)로 보내지 않는다. 종래기술에 의하면, 소스 MME(510a)에서는 페이징 재전송 정책을 수행할 수 있으며, S-GW(520)가 페이징 실패에 대한 메시지를 수신하는 경우 상기 UE를 위해 버퍼링하고 있던 다운링크 데이터를 삭제하게 되는데, 이를 방지하기 위함이다.
보다 적극적인 방법으로는 소스 MME(510a)는 S-GW(520)로 아래 정보들 중 하나 이상을 포함한 다운링크 데이터 처리 요청(Downlink data handling request) 메시지를 전송할 수 있다.
표 10
- 다운링크 데이터에 대한 버퍼링을 유지하라는 요청 - 타겟 MME(510b)를 인지한 후, 다운링크 데이터 통지를 재 전송하라는 요청
이러한 상기 8) 과정은 도시된 순서에 구애받지 않고 다른 과정과 병렬적으로 수행될 수 있다.
9) 도 10에 도시된 과정과 유사하다.
10) 상기 타겟 MME(510b)는 소스 MME(510a)로 컨텍스트 확인 메시지를 전송한다. 이ㄸ, 상기 타겟 MME(510b)는 상기 컨텍스트 확인 메시지 내에 상기 소스 MME(510a)에게 기존 페이징을 취소 또는 중단 하라는 정보 등과 같이 페이징 처리에 대한 정보를 포함시킬 수도 있다. 이 메시지를 받은 후, 상기 소스 MME(510a)는 위의 8) 과정과 같이 상기 S-GW(520)으로 다운링크 데이터 처리 요청 메시지를 전송할 수 있다.
11~17) 도 10의 과정과 유사하다.
도 12은 본 발명의 제2 실시예에 따른 TAU(Tracking Area Update) 절차를 나타낸 예시도이다.
도 12에 도시된 제2 실시예는 타겟 MME(510b)에 의해 수행될 수 있는 방안을 나타낸다. 즉, 도 12에 도시된 제2 실시예에 따르면, 타겟 MME(510b)는 바로 페이징 신호를 전송할 수 있다.
도시된 대부분의 과정은 도 9 내지 도 11에 도시된 과정들과 유사하다. 이하 차별되는 과정을 위주로 설명하고, 유사한 과정에 대한 설명은 중복하여 설명하지 않기로 한다.
1~8) 도 11에 도시된 각 과정과 유사하다.
9a~9b) 도 11의 7) 과정과 같이 컨텍스트 응답을 수신한 타겟 MME(510b)는 문제 상황(상기 소스 MME(510a)가 해당 UE로 페이징 신호를 전송 중이였음 혹은 해당 UE에 대한 다운링크 데이터가 있음)을 인지하게 되면, 상기 타겟 MME(510b)는 페이징을 바로 수행한다.
이때, 페이징을 수행하기 위한 방안으로는 아래와 같이 여러 방안이 있을 수 있다.
첫 번째 방안으로서, 타겟 MME(510b)가 해당 UE(100)를 위한 TAI 리스트를 바로 만들고 상기 리스트에 포함되어 있는 모든 eNodeB로 페이징 신호를 전송한다 물론, 종래 기술에서도 MME는 TAU 과정 중 TAI 리스트를 만들고, TAU 수락 메시지에 포함시켜 단말에게 전송해 주며, 상기 리스트에 포함되어 있는 모든 eNodeB로 페이징 신호를 보낼 수 있었다, 다만, 본 발명의 제2 실시예에 따르면, 컨텍스트 응답 메시지를 수신하면, 바로 문제 상황을 인지하여 곧 바로 페이징을 수행함으로써, 페이징의 시기를 앞당기는 점에서 차별점이 있다.
두 번째 방안으로서, 상기 타겟 MME(510b)는 상기 TAU 요청 메시지로부터 어떤 eNdoeB를 경유하여 메시지를 받았는지, 즉, 해당 단말이 어떤 eNodeB의 커버리지 내에 있는지를 인지 할 수 있다. 따라서 TAI 리스트에 포함되어 있는 모든 eNodeB로 페이징 신호를 보내는 것이 아니라, 해당 eNodeB로만 페이징 신호를 전송할 수 있다.
세 번째 방안으로서, 타겟 MME(510b)는 상기 TAU 요청 메시지로부터 해당 단말의 셀 ID 등 단말의 보다 정확한 위치 정보를 파악할 수 있다. 따라서 TAI 리스트에 포함되어 있는 모든 eNodeB로 페이징 신호를 보내는 것이 아니라 해당 셀로만 페이징 신호가 전달 되도록, 해당 eNodeB에 보내는 페이징 신호에 특정 인디케이션 또는 셀 ID 정보를 담아 보낼 수 있다.
한편, 상기 UE(100)가 상기 페이징 신호를 수신하면, 도 15 및 도 16에 나타난 바와 같이, RRC 연결 설정 절차를 수행하거나 혹은 서비스 요청 메시지를 전송할 수 있다.
위의 9a~9b) 절차는 도시된 다른 과정과 병행하여 이루어질 수 있다.
10~17) 도 11의 과정과 유사하다.
도 13은 본 발명의 제3 실시예에 따른 TAU(Tracking Area Update) 절차를 나타낸 예시도이다.
도 13에 도시된 제3 실시예는 타겟 MME(510b)에 의해 수행될 수 있는 방안으로서, 타겟 MME(510b)는 S-GW(520)에게 다운링크 데이터 통지를 요청할 수 있다.
도시된 대부분의 과정은 도 9 내지 도 12에 도시된 과정들과 유사하다. 이하 차별되는 과정을 위주로 설명하고, 유사한 과정에 대한 설명은 중복하여 설명하지 않기로 한다.
1~8) 도 11 내지 도 13에 도시된 각 과정과 유사하다.
9a) 도 11의 7) 과정과 같이 컨텍스트 응답을 수신한 타겟 MME(510b)는 문제 상황(상기 소스 MME(510a)가 해당 UE로 페이징 신호를 전송 중이였음 혹은 해당 UE에 대한 다운링크 데이터가 있음)을 인지할 수 있다.
10) 도 12의 과정과 유사하다.
11) 상기 타겟 MME(510b)는 S-GW(520)으로 베어러 수정 요청 메시지를 전송한다. 이때, 상기 타겟 MME(510b)는 앞서 설명한 바와 같이 문제 상황을 인지하였으므로, 상기 베어러 수정 요청 메시지 내에 상기 문제 상황을 알리는 정보를 포함시키거나, 다운링크 데이터 통지를 다시 전송 해 줄 것을 요청하는 정보를 포함시킨다.
그러면, 상기 S-GW(520)는 다운링크 데이터 통지 메시지를 타겟 MME(510b)로 재 전송할 수 있다. 또한, 상기 S-GW(520)는 상기 소스 MME(510a)로 보낸 다운링크 데이터 통지 메시지에 대한 정리 작업 및 후속 절차(예컨대 이전 페이징을 취소 또는 중단 하기 위한 내부절차를 수행하거나 혹은 상기 소스 MME(510a)로 페이징 취소 또는 중단에 관한 메시지를 전송)을 수행할 수 있다.
상기 S-GW(520)로부터 다운링크 데이터 통지 메시지를 받은 타겟 MME(510b)는 페이징을 위한 절차를 수행할 수도 있으나, 본 발명의 다른 실시예들의 조합에 따라 페이징 최적화를 수행하거나, 특정 정보를 포함한 TAU 수락 메시지, 혹은 사용자 평면 베어러 셋업을 위한 메시지 등을 생성하여 전송할 수 있다.
12) 상기 S-GW는 타겟 MME(510b)로 베어러 수정 요청 응답 메시지를 전송한다. 이때, 상기 베어러 수정 요청 응답 메시지는 사용자 평면 베어러 셋업의 시기를 앞당기도록 지시하는 정보를 포함할 수 있다. 이 정보는 상기 타겟 MME(510b)가 상기 UE(100)에게 전송할 메시지를 만들 때 영향을 끼칠 수 있는 정보가 될 수 있으며, 사용자 평면 베어러 셋업에 사용될 추가 정보가 필요하다면, 함께 전송할 수 있다. 혹은 다운링크 데이터 통지에 포함되는 정보가 추가로 포함될 수 도 있다.
13) 상기 타겟 MME(510b)는 단말의 새로운 위치를 상기 HSS(590)에 등록할 수 있다. 이때, 상기 언급한 본 발명의 내용들 중 일부가 HSS에 저장될 수 있다.
13~17) 도 11의 과정과 유사하다.
도 14는 본 발명의 제4 실시예에 따른 TAU(Tracking Area Update) 절차를 나타낸 예시도이다.
도 14에 도시된 제4 실시예는 타겟 MME(510b)에 의해 수행될 수 있는 방안으로서, 타겟 MME(510b)는 UE에게 서비스 요청을 전송하라는 인디케이션을 전송할 수 있다.
도시된 대부분의 과정은 도 9 내지 도 13에 도시된 과정들과 유사하다. 이하 차별되는 과정을 위주로 설명하고, 유사한 과정에 대한 설명은 중복하여 설명하지 않기로 한다.
1~8) 도 11 내지 도 13에 도시된 각 과정과 유사하다.
9a) 도 11의 7) 과정과 같이 컨텍스트 응답을 수신한 타겟 MME(510b)는 문제 상황(상기 소스 MME(510a)가 해당 UE로 페이징 신호를 전송 중이였음 혹은 해당 UE에 대한 다운링크 데이터가 있음)을 인지할 수 있다.
9b) 그러면, 상기 타겟 MME(510a)는 본 명세서의 실시예들의 여러 조합과 병행하여, 혹은 독립적으로 단말에 아래의 정보 중 하나를 포함한 인디케이션을 상기 UE(100) 보낼 수 있다. 도면에서는 상기 인디케이션이 새로운 NAS(Non Access Stratum) 메시지의 형태로 도시되었으나, TAU 수락 메시지에 포함되어 전송될 수도 있다.
표 11
- 페이징의 응답으로 서비스 요청을 수행해야 하는 것과 같이 사용자 평면 베어러 셋업을 바로 수행해야 함- 페이징 응답시 서비스 요청(일반적인 PS 데이터 수신을 위함)를 전송해야 할지, 확장된(Extended) 서비스 요청(CSFB(Circuit Switch-Fallback) MT 호을 위함)를 전송 해야 할지에 관한 정보- CS 호을 위한 사용자 평면 베어러 셋업 절차가 필요한지, PS 호를 위한 사용자 평면 베어러 셋업 절차가 필요한지를 나타내는 호 타입 정보
위의 과정은 TAU 절차와 병렬적으로 수행될 수 있다.
그러면, 상기 UE(100)는 표 11에 나타난 정보에 기초하여, 후속 절차를 준비할 수 있다. 따라서 후속 절차가 매우 빨라질 수 있다.
10~15) 도 11의 과정과 유사하다.
16) 상기 타겟 MME(510b)는 TAU 수락 메시지를 전송한다.
상기 TAU 수락 메시지는 전술한 바와 같이 9b 과정의 인디케이션이 포함될 수 있다. 상기 TAU 수락 메시지에 포함되는 인디케이션은 앞서 설명한 바와 같이 예컨대 Active flag일 수 있다.
상기 active flag는 표 2에 나타난 바와 같이 TAU 요청 메시지에 포함되던 것인데, 본 발명의 일 실시예에 따름녀 이를 상기 TAU 수락 메시지에 포함시킬 수 있다. 상기 타겟 MME(510b)가 TAU 수락 메시지에 상기 active flag를 포함시켜 전송하면서, 상기 UE는 사용자 평면 베어러 셋업 절차를 바로 수행할 수 있다.
도 15는 본 발명의 제5 실시예에 따른 TAU(Tracking Area Update) 절차를 나타낸 예시도이다.
도 15에 도시된 제5 실시예는 타겟 MME(510b)에 의해 수행될 수 있는 방안으로서, 타겟 MME(510b)는 타겟 eNodeB(200b)에게 사용자 평면 베어러 셋업을 요청할 수 수 있다.
1~10) 도 11 내지 도 14에 도시된 각 과정과 유사하다.
10a) 도 11의 7) 과정과 같이 컨텍스트 응답을 수신한 타겟 MME(510b)는 문제 상황(상기 소스 MME(510a)가 해당 UE로 페이징 신호를 전송 중이였음 혹은 해당 UE에 대한 다운링크 데이터가 있음)을 인지할 수 있다. 그러면, 상기 타겟 MME(510b)는 사용자 평면 베어러 셋업을 수행하기 위해 상기 타겟 eNodeB(200b)로 초기 컨텍스트 설정 요청(initial context setup request)를 보낸다. 이때, 도 12와 같이 상기 타겟 MME(510b)는 상기 인지를 하게 되면, 상기 타겟 MME(510b)는 페이징을 바로 수행할 수도 있다.
10b) 상기 타겟 eNodeB(200b)는 RRC 연결 설정(RRC connection setup)을 위한 과정을 거쳐 사용자 평면 베어러를 위한 무선 구간을 설정한다. 즉, 상기 타겟 eNodeB(200b)는 상위 계층 시그널을 UE(100)로 전송함으로써, RRC 연결 설정이 트리거되도록 할 수 있다. 또는 상기 타겟 eNodeB(200b)는 RRC 연결 재구성(RRC connection reconfiguration) 메시지를 상기 UE(100)로 전송하고, 상기 UE(100)로부터 RRC 재구성 완료(RRC reconfiguration complete)메시지를 수신함으로써, RRC 연결 설정을 수행할 수 있다. 또는, 상기 타겟 eNodeB(200b)는 RRC 기반의 라디오 베어러 셋업(Radio Bearer Setup) 메시지를 상기 UE(100)로 전송하고, 상기 UE(100)로부터 RRC 기반의 라디오 베어러 셋업 완료(Radio Bearer Setup Complete)메시지를 수신함으로써, RRC 연결 설정을 수행할 수 있다. 또는, 도 12와 같이 상기 타겟 MME(510b)가 상기 인지후 바로 페이징 절차를 수행하여, 상기 타겟 eNodeB(200b)가 상기 페이징 신호를 수신하면, 이를 UE(100)로 전달함으로써, RRC 연결 설정이 트리거(trigger)되도록 할 수 있다. 그러면, 상기 UE(100)는 RRC 연결 요청(Connection Request) 메시지를 상기 타겟 eNodeB(200b)로 전송하고, 상기 타겟 eNodeB(200b)는 RRC 연결 셋업(Connection Setup) 메시지를 다시 상기 UE(100)로 전송하고, 상기 UE(100)는 다시 RRC 연결 셋업 완료(Connection Setup Complete) 메시지를 상기 타겟 eNodeB(200b)로 전송함으로써, RRC 연결 설정을 수행한다.
상기 UE(100)는 상기 타겟 eNodeB(200b)로부터 상위 계층 시그널을 수신하거나 혹은 페이징 신호를 수신하게 되면, RRC 연결 설정 절차를 수행할 수 있다.
10c) 이어서, 상기 타겟 eNodeB(200b)는 초기 컨텍스트 설정 응답 메시지를 타겟 MME(510b)로 전송한다.
11~17) 도 11 내지 도 14의 각 과정과 유사하다.
도 16은 본 발명의 제6 실시예에 따른 TAU(Tracking Area Update) 절차를 나타낸 예시도이다.
도 16에 도시된 제6 실시예는 UE(100)에 의해 수행될 수 있는 방안을 나타낸다.
1~15) 도 11 내지 도 15에 도시된 각 과정과 유사하다.
16) 도 11의 7) 과정과 같이 컨텍스트 응답을 수신한 타겟 MME(510b)는 문제 상황(상기 소스 MME(510a)가 해당 UE로 페이징 신호를 전송 중이였음 혹은 해당 UE에 대한 다운링크 데이터가 있음)을 인지할 수 있다. 그러면, 상기 타겟 MME(510b)는 상기 UE(100)에게 TAU 수락 메시지를 전송한다.
상기 TAU 수락 메시지는 표 11과 같은 정보를 포함할 수 있다. 대안적으로, 상기 표 11의 정보는 상기 TAU 수락 메시지에 포함되어 전송되지 않고, 별도의 새로운 NAS 메시지 내에 포함되어 전송될 수도 있다. 상기 새로운 NAS 메시지를 사용했을 때의 이점으로는 상기 UE(100)가 해당 정보를 받게 되는 시점이 좀 더 빠르게 때문에, 상기 UE(100)가 사용자 평면 베어러 셋업을 상대적으로 빨리 시작할 수 있다. 상기 TAU 수락 메시지에 표 11과 같은 정보를 담아 보내는 방법의 이점은 종래기술의 절차를 변경시키지 않는다.
17) 도 11 내지 도 15에 도시된 과정과 유사하다.
18) 상기 UE(100)는 상기 사용자 평면 베어러 셋업 요청을 지시하는 정보를 받으면, 서비스 요청 메시지를 상기 타겟 eNodeB(100b)로 전송한다. 종래기술에서는 UE(100)은 TAU 과정 중 혹은 TAU 과정의 결과로 네트워크로부터 사용자 평면 베어러 셋업을 요청하는 정보를 받지 않는다, 즉, 종래 기술에서는 UE(100)는 서비스 요청을 시도하지 않으나, 도 16에 도시된 실시예에 따르면 가능하게 된다. 상기 서비스 요청 메시지는 NAS 기반의 메시지이다. 상기 서비스 요청 메시지를 상기 타겟 eNodeB(100b)가 수신하면, 초기 UE 메시지(즉, Initial UE Message)에 포함시켜 상기 타겟 MME(510b)로 전송한다.
19) 도 11 내지 도 15에 도시된 과정과 유사하다
20) 상기 타겟 MME(510b)는 사용자 평면 베어러 셋업을 수행하기 위해 상기 타겟 eNodeB(200b)로 초기 컨텍스트 설정 요청 메시지를 전송한다.
21) 상기 타겟 eNodeB(200b)와 상기 UE(100)는 RRC 연결 설정을 위한 과정을 거쳐 사용자 평면 베어러 셋업을 위한 무선 구간을 설정한다. 이를 위해, 상기 타겟 eNodeB(200b)는 RRC 기반의 라디오 베어러 셋업(Radio Bearer Setup) 메시지를 상기 UE(100)로 전송하고, 상기 UE(100)로부터 RRC 기반의 라디오 베어러 셋업 완료(Radio Bearer Setup Complete) 메시지를 수신한다. 또는 상기 UE(100)는 RRC 연결 요청(Connection Request) 메시지를 상기 타겟 eNodeB(200b)로 전송하고, 상기 타겟 eNodeB(200b)는 RRC 연결 셋업(Connection Setup) 메시지를 다시 상기 UE(100)로 전송하고, 상기 UE(100)는 다시 RRC 연결 셋업 완료(Connection Setup Complete) 메시지를 상기 타겟 eNodeB(200b)로 전송함으로써, RRC 연결 설정을 수행한다.
22~24) 도 11 내지 도 15에 도시된 과정과 유사하다.
그러면, 상기 S-GW(520)에서 버퍼링 되고 있던 다운링크 데이터가 상기 타겟 eNodeB(200b)를 경유하여, 상기 UE(100)로 전달될 수 있다.
도 17은 본 발명의 제7 실시예에 따른 TAU(Tracking Area Update) 절차를 나타낸 예시도이다.
도 17에 도시된 제7 실시예는 S-GW(520)에 의해 수행될 수 있는 방안을 나타낸다.
1~7) 도 11 내지 도 15에 도시된 각 과정과 유사하다.
8) 상기 소스 MME(510a)는 이후 페이징 타이머, 예컨대 T3423 타이머가 만료 될 때까지 해당 UE로부터 응답을 받지 못하더라도 ① 페이징 신호를 재전송하지 않는다. 또한, ② 상기 소스 MME(510a)는 페이징 실패에 대한 메시지를 S-GW(520)로 보내지 않는다. 종래기술에 의하면, 소스 MME(510a)에서는 페이징 재전송 정책을 수행할 수 있으며, S-GW(520)가 페이징 실패에 대한 메시지를 수신하는 경우 상기 UE를 위해 버퍼링하고 있던 다운링크 데이터를 삭제하게 되는데, 이를 방지하기 위함이다.
보다 적극적인 방법으로는 소스 MME(510a)는 S-GW(520)로 다운링크 데이터에 대한 버퍼링을 유지하라는 요청, 그리고 타겟 MME(510b)를 인지한 후, 다운링크 데이터 통지를 재 전송하라는 요청 중 하나 이상을 포함한 다운링크 데이터 처리 요청(Downlink data handling request) 메시지를 전송할 수 있다.
이러한 상기 8) 과정은 도시된 순서에 구애받지 않고 다른 과정과 병렬적으로 수행될 수 있다.
그러면, 상기 S-GW(520)은 상기 다운링크 데이터에 대한 버퍼링을 유지하고, 상기 다운링크 데이터 통지를 상기 타겟 MME(510b)로 재 전송한다. 만약 상기 S-GW(520)이 상기 타겟 MME(510b)로부터 상기 요청을 수신하면,상기 소스 MME(510b)로부터 상기 페이징에 대한 실패를 통지 받더라도, 상기 버퍼에 저정된 상기 다운링크 데이터를 폐기(discard)하지 않고, 유지할 수 있다.
9) 도 10에 도시된 과정과 유사하다.
11) 도 11의 7) 과정과 같이 컨텍스트 응답을 수신한 타겟 MME(510b)는 문제 상황(상기 소스 MME(510a)가 해당 UE로 페이징 신호를 전송 중이였음 혹은 해당 UE에 대한 다운링크 데이터가 있음)을 인지할 수 있다. 그러면, 상기 타겟 MME(510b)는 상기 타겟 MME(510b)는 S-GW(520)로 베어러 수정 요청 메시지를 전송한다. 상기 베어러 수정 요청 메시지는 상기 문제 상황을 알리는 정보 혹은 다운링크 데이터 통지를 다시 전송 해 줄 것을 요청하는 정보를 포함할 수 있다.
11a) 그러면, 상기 S-GW(520)는 다운링크 데이터 통지 메시지를 타겟 MME(510b)로 재 전송할 수 있다. 또한, 상기 S-GW(520)는 상기 소스 MME(510a)로 보낸 다운링크 데이터 통지 메시지에 대한 정리 작업 및 후속 절차(예컨대 이전 페이징을 취소 또는 중단 하기 위한 내부절차를 수행하거나 혹은 상기 소스 MME(510a)로 페이징 취소 또는 중단에 관한 메시지를 전송)을 수행할 수 있다.
상기 S-GW(520)로부터 다운링크 데이터 통지 메시지를 받은 타겟 MME(510b)는 페이징을 위한 절차를 수행할 수도 있으나, 본 발명의 다른 실시예들의 조합에 따라 페이징 최적화를 수행하거나, 특정 정보를 포함한 TAU 수락 메시지, 혹은 사용자 평면 베어러 셋업을 위한 메시지 등을 생성하여 전송할 수 있다.
11b) 상기 타겟 MME(510b)는 다운링크 데이터 통지 확인 메시지를 전송한단.
12) 상기 S-GW(520)는 타겟 MME(510b)로 베어러 수정 응답 메시지를 전송한다. 상기 베어러 수정 응답 메시지는 사용자 평면 베어러 셋업의 시기를 앞당길 수 있는 절차 수행을 지시할 수 있는 정보를 포함시킬 수 있다. 이 정보는 타겟 MME(510a)가 UE(100)에게 전송할 메시지를 만들 때 영향을 끼칠 수 있는 정보가 될 수 있으며, user plan bearer setup에 사용될 추가 정보가 필요하다면, 함께 전송할 수 있다. 혹은 다운링크 데이터 통지에 포함되는 정보가 추가로 포함될 수 도 있다.
13~17) 도 11 내지 도 16에 도시된 각 과정과 유사하다.
이상에서의 실시예들은 담당 S-GW가 바뀌지 않는 E-UTRAN TAU 절차 기준으로 설명하고 있으나, 종래 기술의 여러 TAU 절차가 수행되는 상황으로 확장 가능하며, RAU/LAU등 다른 액세스 네트워크/코어 네트워크로까지 확장 가능하다.
또한 변경되는 정보들 혹은 추가되는 정보들은 새로운 파라미터/필드/정보로 추가되거나, 혹은 기존의 파라미터/필드/정보를 확장하거나 혹은 여러 파라미터/필드/정보의 조합으로 이루어 질 수 있으며, 혹은 종래 기술에 존재하지 않던 메시지를 정의하여 사용할 수도 있다.
한편, 전술한 실시예들은 조합될 수 있다. 본 명세서를 이해한 당업자라면 전술한 실시예들을 용이하게 조합할 수 있으므로, 본 명세서는 모든 조합에 대해서 설명하지 않기로 한다. 그러나, 이러한 조합이 설명되지 않았더라도, 본 명세서에서 제외하는 것은 아님을 유의해야 한다.
도 18는 UE, eNodeB, MME 간의 인터페이스와 프로토콜을 나타낸 예시도이다.
도 18에 도시된 바와 같이 상기 UE(100)와 eNodeB(200) 간에 송수신되는 메시지들은 RRC(Radio Resource Control) 프로토콜에 기반한 메시지이다. 상기 eNodeB(200)와 상기 MME(510) 간에 송수신되는 메시지들은 S1-AP(S1 Application Protocol)에 기반한 메시지이다. 그리고 상기 UE(100)와 상기 MME(510) 간에 송수신되는 메시지들은 NAS(Non-Access stratum) 프로토콜에 의한 메시지이다. 상기 NAS 프로토콜에 의한 메시지들은 상기 RRC 프로토콜에 의한 메시지와 상기 S1-AP 메시지로 각기 캡슐화되어 전송된다.
지금까지 설명한 내용들은 하드웨어로 구현될 수 있다. 이에 대해서 도 18를 참조하여 설명하기로 한다.
도 19은 본 발명의 실시예에 따른 MTC 기기(100) 및 MME/SGSN(510)의 구성 블록도이다.
도 19에 도시된 바와 같이 상기 UE(100)은 저장 수단(101)와 컨트롤러(102)와 송수신부(103)를 포함한다. 그리고 상기 MME(510)는 저장 수단(511)와 컨트롤러(512)와 송수신부(513)를 포함한다. 마찬가지로, 상기 S-GW(520)는 저장 수단(521)와 컨트롤러(522)와 송수신부(523)를 포함한다.
상기 저장 수단들(101, 511, 521)은 도 9 내지 도 18에 도시된 방법을 저장한다.
상기 컨트롤러들(102, 512, 522)은 상기 저장 수단들(101, 511, 521) 및 상기 송수신부들(103, 513, 523)을 제어한다. 구체적으로 상기 컨트롤러들(102, 512, 522)은 상기 저장 수단들(101, 511, 521)에 저장된 상기 방법들을 각기 실행한다. 그리고 상기 컨트롤러들(102, 512, 522)은 상기 송수신부들(103, 513, 523)을 통해 상기 전술한 신호들을 전송한다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명하였으나, 본 발명의 범위는 이와 같은 특정 실시예에만 한정되는 것은 아니므로, 본 발명은 본 발명의 사상 및 특허청구범위에 기재된 범주 내에서 다양한 형태로 수정, 변경, 또는 개선될 수 있다.

Claims (15)

  1. 이동통신 네트워크 내의 이동성을 관리하는 서버에서 페이징을 처리하는 방법으로서,
    단말로 전달해야 할 다운링크 데이터에 대한 통지를 네트워크 노드로부터 수신하는 단계와;
    상기 단말에 대한 페이징(paging) 신호를 하나 이상의 기지국으로 전송하는 단계와;
    다른 서버로부터 상기 단말에 대한 컨텍스트 요청을 수신하는 단계와;
    상기 페이징에 대한 응답을 수신하기 전에, 상기 단말에 대한 컨텍스트 요청이 수신되면, 상기 페이징이 실패될 것으로 인식하는 단계와;
    상기 인식에 따라, 컨텍스트 응답을 상기 다른 서버로 전달하는 단계와;
    상기 다운링크 데이터에 대한 처리 요청 메시지를 상기 네트워크 노드로 전송하는 단계를를 포함하는 것을 특징으로 하는 페이징 처리 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 페이징에 대한 응답을 수신하기 전에, 상기 단말에 대한 컨텍스트 요청이 수신되면, 상기 페이징에 대한 처리를 수행하는 것을 특징으로 하는 페이징 처리 방법.
  3. 제2항에 있어서, 상기 페이징에 대한 처리는
    상기 페이징 관련 타이머의 값이 만료하더라도 상기 페이징 신호를 재전송하지 않는 것을 특징으로 하는 페이징 처리 방법.
  4. 제2항에 있어서, 상기 페이징에 대한 처리는
    페이징이 실패되더라도 상기 페이징의 실패를 상기 네트워크 노드로 알리지 않는 것을 특징으로 하는 페이징 처리 방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 인식에 따라 전송되는 컨텍스트 응답은
    상기 페이징에 대한 정보;
    상기 다른 서버가 상기 페이징을 수행하도록 하기 위한 정보 혹은 사용자 평면의 베어러 셋업을 위해 필요한 정보;
    상기 네트워크 노드의 재선택 또는 재배치를 수행하지 말 것을 요청하는 정보 중 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 페이징 처리 방법.
  6. 제5항에 있어서, 상기 페이징에 대한 정보는
    상기 다운링크 데이터에 대한 통지를 수신했음을 알리는 정보;
    상기 단말에 대한 페이징이 수행되고 있음을 알리는 정보;
    상기 다른 서버에서 사용자 평면의 베어러 셋업이 필요함을 알리는 정보 중 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 페이징 처리 방법.
  7. 제5항에 있어서, 상기 다른 서버가 상기 페이징을 수행하도록 하기 위한 정보 혹은 사용자 평면의 베어러 셋업을 위해 필요한 정보는
    상기 다운링크 데이터에 대한 통지 메시지에 포함되어 있던 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 페이징 처리 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 다운링크 데이터에 대한 처리 요청 메시지는
    다운링크 데이터에 대한 버퍼링을 유지하라는 요청;
    상기 다른 서버로 다운링크 데이터 통지를 재 전송하라는 요청 중 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 페이징 처리 방법.
  9. 이동통신 네트워크 내의 이동성을 관리하는 서버로서,
    단말로 전달해야 할 다운링크 데이터에 대한 통지를 네트워크 노드로부터 수신하고, 상기 단말에 대한 페이징(paging) 신호를 하나 이상의 기지국으로 전송하는 송수신부와;
    상기 송수신부를 통해 상기 페이징에 대한 응답을 수신하기 전에, 다른 서버로부터 상기 단말에 대한 컨텍스트 요청이 수신되면, 상기 페이징이 실패될 것으로 인식하고, 그에 따라 상기 송수신부를 통해 컨텍스트 응답을 상기 다른 서버로 전달하고, 상기 다운링크 데이터에 대한 처리 요청 메시지를 상기 네트워크 노드로 전송하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 이동성 관리 서버.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 페이징에 대한 응답을 수신하기 전에, 상기 단말에 대한 컨텍스트 요청이 수신되면, 상기 페이징에 대한 처리를 수행하는 것을 특징으로 하는 이동성 관리 서버.
  11. 제10항에 있어서, 상기 페이징에 대한 처리는
    상기 페이징 관련 타이머의 값이 만료하더라도 상기 페이징 신호를 재전송하지 않는 것을 특징으로 하는 이동성 관리 서버.
  12. 제10항에 있어서, 상기 페이징에 대한 처리는
    페이징이 실패되더라도 상기 페이징의 실패를 상기 네트워크 노드로 알리지 않는 것을 특징으로 하는 이동성 관리 서버.
  13. 제9항에 있어서, 상기 인식에 따라 전송되는 컨텍스트 응답은
    상기 페이징에 대한 정보;
    상기 다른 서버가 상기 페이징을 수행하도록 하기 위한 정보 혹은 사용자 평면의 베어러 셋업을 위해 필요한 정보;
    상기 네트워크 노드의 재선택 또는 재배치를 수행하지 말 것을 요청하는 정보 중 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 이동성 관리 서버.
  14. 제13항에 있어서, 상기 페이징에 대한 정보는
    상기 다운링크 데이터에 대한 통지를 수신했음을 알리는 정보;
    상기 단말에 대한 페이징이 수행되고 있음을 알리는 정보;
    상기 다른 서버에서 사용자 평면의 베어러 셋업이 필요함을 알리는 정보 중 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 이동성 관리 서버.
  15. 제9항에 있어서,
    상기 다운링크 데이터에 대한 처리 요청 메시지는
    다운링크 데이터에 대한 버퍼링을 유지하라는 요청;
    상기 다른 서버로 다운링크 데이터 통지를 재 전송하라는 요청 중 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 이동성 관리 서버.
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