WO2014069918A1 - 무선 통신 시스템에서 기지국간 반송파 집적을 통한 데이터 전송 방법 및 장치 - Google Patents

무선 통신 시스템에서 기지국간 반송파 집적을 통한 데이터 전송 방법 및 장치 Download PDF

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WO2014069918A1
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enb
base station
carrier aggregation
request message
scell
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백영교
조성연
원성환
임한나
정상수
배범식
구트만에릭
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삼성전자 주식회사
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    • H04W36/0069—Transmission or use of information for re-establishing the radio link in case of dual connectivity, e.g. decoupled uplink/downlink

Definitions

  • the present invention relates to a wireless communication system, and more specifically, to a user terminal (UE) in a wireless communication system, a current base station through inter-eNB carrier aggregation (Inter eNB Carrier Aggregation).
  • UE user terminal
  • Inter eNB Carrier Aggregation A data transmission method and apparatus for using not only a cell but also an adjacent base station cell.
  • the present invention also relates to a method and apparatus for transmitting / receiving data of specific PDN connections through a cell or a pico cell of a neighboring base station in order to provide a communication service under better conditions.
  • mobile communication systems have been developed to provide voice services while guaranteeing user activity.
  • mobile communication systems are gradually expanding to not only voice but also data services, and now they have developed to the extent that they can provide high-speed data services.
  • a shortage of resources and users demand faster services, and thus, a more advanced mobile communication system is required.
  • a terminal accesses a network through a single base station (which can be used with the eNB in the future) and transmits and receives data.
  • a single base station which can be used with the eNB in the future
  • the bandwidth at the base station is not sufficient, there is a possibility that the user may not receive the desired quality of service.
  • PDN connections transmit and receive data intactly at the base station, but more smoothly through a method of distributing data transmission to transmit and receive data for a specific PDN connection through another adjacent base station. There is a need to provide services.
  • the present invention has been made to solve the above problems, when one base station is difficult to provide a sufficient data transmission rate for each PDN connection to transmit and receive data generated in some PDN connection through the adjacent base station It is an object of the present invention to provide a method and apparatus for providing a quality service.
  • a data transmission method through carrier aggregation between base stations relates to a method of moving a bearer corresponding to a PDN connection serviced by an arbitrary eNB to an adjacent cell.
  • the MME checks whether the UE and the eNB support inter-eNB CA (carrier aggregation) to inform the eNB whether the inter-eNB CA can perform, and the MME is a PDN connection
  • inter-eNB CA carrier aggregation
  • the process of determining whether or not the mobile PDN connection during inter-eNB CA and the separate marking so that the eNB can distinguish the PDN connection from the information on the bearer, and the eNB (Pcell ) Recognizes the need for an inter-eNB CA and transmits information on the bearer corresponding to the PDN connection to be transferred to the neighbor eNB (Scell) to the neighbor eNB (Scell) and forwards this to the S-GW through the MME. And transmitting data on the PDN connection transferred to the Scell through an eNB (Scell) rather than an eNB (Pcell).
  • another method proposed by the present invention includes a process in which the Pcell or the Scell recognizes difficulty in maintaining the inter-eNB CA while applying the inter-eNB CA, and a process of moving the bearer serviced by the Scell back to the Pcell.
  • another method proposed by the present invention includes a method for transmitting an encryption key to be used for data transmission and reception in a Scell through a Pcell, the encryption key exchange method, and a method for generating an encryption key.
  • FIG. 1 is a block diagram illustrating a data transmission path for each PDN connection in an EPS network according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a signal flow diagram illustrating a process of setting up and activating an inter-eNB CA.
  • FIG. 3 is a signal flowchart schematically illustrating a process of canceling inter-eNB CA configuration.
  • FIG. 4 is a signal flowchart schematically illustrating a process of updating an AS key in a scheme of simultaneously updating an AS key of an eNB (Pcell) and an eNB (Scell).
  • Pcell eNB
  • Scell eNB
  • FIG. 5 is a signal flowchart schematically illustrating a process of updating an AS key in a scheme of individually updating an AS key of an eNB (Scell).
  • An embodiment of the present invention to be described below proposes a method and apparatus for moving bearers corresponding to some PDN connections served by one eNB to a neighbor eNB (Scell) in a wireless communication system.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a connection structure between nodes of a wireless communication system and a process of providing a data transmission service between nodes according to an embodiment of the present invention.
  • an arbitrary terminal 110 simultaneously uses voice over LTE and a large data transmission service.
  • a user when it is difficult to provide a user with a certain quality or more to the user only in the eNB A (120), in the embodiment of the present invention to provide a large capacity transmission service through the neighboring eNB B (130), and transmits the voice over LTE-related data To use eNB A.
  • eNB A maintaining an RRC connection with the UE is called a Pcell (Primary Cell), and an eNB B capable of knowing control information through the Pcell without making an RRC connection is Scell. It is called (Secondary Cell).
  • FIG. 2 is a flowchart illustrating a data transmission / reception process through carrier aggregation according to an embodiment of the present invention.
  • the terminal 210 connects to an eNB (Pcell) 2220 and establishes an RRC connection.
  • eNB Pcell
  • step S210 the MME 240 checks (confirms) whether the terminal supports the inter-eNB CA and the eNB (Pcell) 220 and the eNB (Scell) 230 before or during an access procedure of the terminal. Instructs the eNB (Pcell) 220 whether the inter-eNB CA is capable of performing through an S1-AP message.
  • the MME 240 determines whether the PDN connection is movable during inter-eNB CA, and the eNB (Pcell) 220 classifies the PDN connection from information on the bearer.
  • the terminal context is stored including an indicator for each bearer so that it can be done.
  • the indicator for the bearer may include information on whether to move to the Scell when performing inter-eNB CA or eNB (Pcell) 220 to distinguish the bearer for each PDN connection.
  • step S215 Before the inter-eNB CA is performed, when two PDN connections exist as in step S215, it can be confirmed that data transmission and reception are performed through the eNB (Pcell) 220.
  • the eNB (Pcell) 220 may know from the UE context that bearers for PDN connection 1 remain in the Pcell and the bearers for PDN Connection 2 are configured to move to the Scell when performing inter-eNB CA. have.
  • the CA request message includes an ID (ie, radio bearer ID) of a bearer transferred to an Scell, QoS information (QoS of bearers) for each bearer, an id of a terminal (eg, S-TMSI), and a serving to be used by the Scell Address of the Serving GW and Uplink Serving GW TEIDs (Uplink Serving GW TEIDs), an indication of whether data is forwarded (i.e. data forwarding required), forwarding related information Packet Data Convergence Protocol (PDCP) status ( UE security capability that informs status, security algorithm, and the like, and K_eNB * generated for use in an eNB (Scell).
  • ID ie, radio bearer ID
  • QoS information QoS of bearers
  • an id of a terminal eg, S-TMSI
  • Uplink Serving GW TEIDs Uplink Serving GW TEIDs
  • an indication of whether data is forwarded i.e. data forwarding required
  • the newly generated K_eNB * is not only an eNB (Scell) 230 but also an eNB ( Pcell) may also be used as K_eNB.
  • the eNB (Scell) 230 transmits a CA response message as in step S225 to inform the preparation of the inter-eNB CA.
  • the CA response message includes TEID information (eNB_Scell DL TEIDs) to be used by the serving gateway to send downlink data to the eNB, ID of the UE (eg, S-TMSI) and TEIDs to be used for data forwarding. (TEIDs for data-forwarding) and the like.
  • the eNB (Pcell) 220 receiving the CA response message performs an RRC reconfiguration process as in step S230, and at this time, the eNB (Pcell) 220 sends an eNB (Scell) (Scell) to the UE through sCellToAddModList. Inform that the inter-eNB CA to 230 is configured to be performed.
  • an RRC reconfiguration request message is an eNB (Scell) 230 when an AS key of an eNB (Pcell) 220 and an eNB (Scell) 230 uses the same value.
  • the #of inter-eNB CA activations value can be included.
  • the terminal receiving the #of inter-eNB CA activations is referred to for generating the same K_eNB * as the K_eNB * to be used by the eNB (Pcell) 220 and the eNB (Pcell) 220. A method of generating K_eNB * will be described in detail later.
  • the AS key of the eNB (Pcell) 220 and the eNB (Scell) 230 are used differently, to prevent the situation that the AS key of the eNB (Scell) 230 overlaps with the AS key previously generated.
  • #of inter-eNB CA activations or #of KeNB_Scell refresh may be included.
  • the terminal generates K_eNB * with reference to the information. The method of generating K_eNB * used by the eNB (Sc 230) ell will be described in detail later.
  • the eNB (Pcell) 220 that receives the RRC reconfiguration complete message during the RRC reconfiguration process may perform data forwarding to the eNB (Scell) in step S235.
  • the eNB 220 transmits a path switch request message to the MME 240 in step S240.
  • the path switch request message includes an inter-eNB CA flag indicating that it is an inter-eNB CA, an address of an eNB (Scell), and TEID information to be used when the serving gateway (downlink) is downlinked. (eNB_Scell DL TEIDs) and ids (Radio bearer IDs) of bearers transferred to the Scell.
  • the MME 240 receives the Path Switch Request message, the MME 240 sends a bearer modify request message to a serving GW / PDN GW 250 as shown in step S245. Modify the path to bearers,
  • the MME 240 calculates a UE AMBR (UE-AMBR_Scell) for the Scell as in step S250, and after receiving a bearer modify response message (modify bearer response) in step S255, as shown in step S260.
  • a path switch request acknowledgment message including a UE-AMBR_Scell is transmitted to the eNB (Pcell) 220.
  • the eNB (Pcell) 220 or the eNB (Scell) 230 activates the inter-eNB CA through the Activation MAC CE (control element) as in step S275. Accordingly, the PDN connection 2 transmits and receives data with the terminal through the eNB (Scell) 230 in step S280.
  • the eNB (Pcell) 220 or the eNB (Scell) 230 transmits an inactive MAC CE (deactivation MAC CE) to deactivate the inter-eNB CA. Can be.
  • FIG. 3 is a flowchart illustrating a process of canceling inter-eNB CA configuration according to an embodiment of the present invention.
  • the method of canceling the inter-eNB CA setting described below includes a method of notifying the eNB (Scell) 230 of the eNB (Pcell) 220 after canceling the inter-eNB CA setting and a method of canceling without notifying the eNB. It can be divided into.
  • step S305 of FIG. 3 it is assumed that the PDN connection 1 transmits and receives data through the eNB (Pcell) 220, and the PDN connection 2 transmits and receives data through the eNB (Scell) 230.
  • step S310 when the eNB (Pcell) 220 determines that the inter-eNB CA is no longer necessary, the eNB (Pcell) 220 performs a process of clearing the inter-eNB CA configuration.
  • the eNB (Pcell) 220 describes a method of canceling after notifying the eNB (Pcell) 220 of inter-eNB CA setting termination.
  • the eNB (Pcell) 220 transmits a CA cancel command message to the eNB 230, as in step S315, and the CA cancel command message is ID of the UE (eg, S-TMSI), an indicator indicating whether data forwarding is required (that is, data forwarding required), and a TEID (TEID for data forwarding) for data forwarding and a PDN for canceling inter-eNB CA It may include radio bearer ids (selected bearer IDs) corresponding to the connection.
  • the eNB 230 Upon receiving the CA cancel command message, the eNB 230 transmits a CA cancel response message to the eNB 220, as shown in step S320.
  • Scell) 230 also transmits PDCP status information for data forwarding.
  • step S325 the eNB (Scell) 230 performs data forwarding to the eNB (Pcell) 220 and performs a path switch process.
  • the steps S315 to S325 are omitted and the eNB (Pcell) 220 is omitted.
  • This path switch process may be performed to block the path to the eNB (Scell) 230.
  • the path switch process may be initiated by transmitting a path switch request message to the MME 240 by the eNB 220 as in step S330.
  • the path switch request message includes an inter-eNB CA flag indicating an inter-eNB CA and a radio bearer that an eNB (Scell) 230 requests and the eNB (Pcell) 220 revokes the CA. It may also include selected radio bearer IDs (IDs).
  • the MME 240 Upon receiving the path switch request message, the MME 240 sends a modify bearer request message to a serving GW / PDN GW as shown in step S335. Transmit and modify a data transmission path to the eNB (Scell) 230.
  • the MME 240 delivers the UE-AMBR_Scell to the eNB_Pcell through a path switch request ACK message.
  • the UE-AMBR_Scell is delivered to the eNB_Scell through a CA cancel response ack message as in step S355, and the context of the UE is cleared in the eNB_Scell in step S360.
  • the eNB (Pcell) 220 calculates the UE-AMBR_Pcell from the UE-AMBR_Scell received through step S365, and the eNB (Pcell) 220 or eNB (Scell) 230 performs an inactive MAC CE (step S370). Deactivate MAC CE) to deactivate the Inter-eNB CA.
  • enB (Pcell) 220 informs the UE of the update status of the inter-eNB CA configuration through an RRC reconfiguration process as in step S375.
  • both the PDN connection 1 and the PDN connection 2 transmit and receive data through the eNB (Pcell) 220.
  • the eNB (Pcell) 220 In the case where the inter-eNB CA is executed as described in FIG. 2, the eNB (Pcell) 220 generates K_eNB * for an AS security key to be used by the eNB (Scell) 230. Transfer to eNB (Scell) 230 through a request (CA request) message.
  • CA request request
  • the eNB (Scell) 230 sets K_eNB * received from the eNB (Pcell) 220 to K_eNB used by the eNB (Scell) 230 and encrypts K_eNB_int, K_eNB_enc, etc. from the K_eNB. ) And AS keys for integrity protection are used to communicate with the terminal.
  • the eNB (Pcell) 220 or the eNB (Scell) 230 needs to update the AS key (for example, K_eNB refresh, K_eNB rekeying, etc.), according to the procedure shown in FIG. 4, the AS key ( AS Key).
  • the AS key for example, K_eNB refresh, K_eNB rekeying, etc.
  • FIG. 4 is a flowchart illustrating an AS key update process according to an embodiment of the present invention.
  • the eNB 230 transmits a K_eNB refresh request message to the eNB (S405). Pcell) 220 to transmit.
  • the eNB (Pcell) 220 transmits an RRC reconfiguration request message to the UE as in step S410 to perform a key refresh process.
  • step S415 since the eNB (Pcell) 220 already knows that a key refresh of the eNB (Scell) 230 is required through step S405, the subsequent step S415 may be omitted. have.
  • eNB (Scell) 230 sends a K_eNB refresh request message or receives a K_eNB refresh notification message as in step S415, the eNB (Scell) 230 steps S420 and Likewise, data forwarding is temporarily stopped for key refresh.
  • step S405 is omitted, and the eNB (Pcell) 220 performs key refresh or key rekeying with the UE.
  • an RRC reconfiguration request message is transmitted as in step S410.
  • the eNB (Pcell) 220 transmits a K_eNB update notification message in step S415 to inform the eNB (Scell) 230 that the AS key update is being performed.
  • the eNB 230 (Scell) 230 temporarily stops data forwarding for key refresh in step S420.
  • the RRC reconfiguration request (RRC reconfiguration request) message may include a next hop chaining counter (NCC), and the number of times the UE activates the inter-eNB CA in the currently used K_enB situation for use in generating K_eNB * (# of inter-eNB CA activations).
  • NCC next hop chaining counter
  • K_eNB_Scell refresh flag may be included to indicate a case in which the newly generated K_eNB * is used only by the eNB 230.
  • the K_eNB * may not include the K_eNB_Scell refresh flag.
  • the eNB (Pcell) 220 When the eNB (Pcell) 220 generates a new AS key, it generates a new K_eNB * to be used in the eNB (Scell) 230 based on the AS key, and updates the new K_eNB * to K_eNB in step S430. It transmits to an eNB (Scell) 230 through an update response message. At this time, the new K_eNB * received by the eNB (Scell) 230 is used as the K_eNB.
  • the time point at which the new K_eNB starts to be applied is the eNB (Scell) 230 after the time point of receiving the K_eNB update request message, and the UE and the eNB (Scell) 230 use the new K_eNB. You can do that.
  • the new K_eNB may be used from the time of RRC reconfiguration complete (S435).
  • the eNB (Scell) 230 sends a MAC CE to the UE so that the eNB (Scell) 230 and the UE use the new K_eNB after the time of transmission and reception. You can also do that. (B440)
  • the AS key in the eNB (Scell) 230 is not received from the eNB (Pcell) 220 as a method for updating the AS security key.
  • the present invention proposes an AS key operation method and apparatus that can be used when updating an eNB (Scell) 230 itself.
  • the AS key update for the eNB (Scell) 230 due to the case where the AS key in the eNB (Pcell) 220 is changed performs the AS key update in the same manner as shown in FIG. 4. You may.
  • the eNB (Pcell) 220 When the Inter-eNB CA is executed as described in FIG. 2, the eNB (Pcell) 220 generates K_eNB * for the AS security key to be used by the eNB (Scell) 230 and requests the CA. It delivers to the eNB (Scell) 230 through a (CA request) message.
  • the eNB (Scell) 230 that has received K_eNB * from the eNB (Pcell) 220 sets the K_eNB * to K_eNB to be used in the eNB (Scell) 230, and K_eNB_int, K_eNB_enc, etc. from the K_eNB.
  • AS keys for encryption and integrity protection are generated and used for communication with the terminal.
  • the AS key is updated according to the procedure shown in FIG. 5.
  • FIG. 5 is a flowchart illustrating an AS key update process according to another embodiment of the present invention.
  • step S510 the data forwarding is paused in step S510.
  • the eNB (Scell) 230 generates a new K_eNB * according to the existing K_eNB * generation method of Table 1 below, and uses the generated new K_eNB * as K_eNB.
  • the eNB (Pcell) 220 receiving the K_eNB refresh indication message transmits an RRC reconfiguration request message as in step S515 to inform the UE of information about a new AS key. do.
  • the RRC reconfiguration request message may include a next hop chaining counter and a K_eNB_Scell refresh flag, and the number of times of activating an inter-eNB CA in a current K_enB situation for use in generating K_eNB * ( # of K_eNB_Scell refresh) may be included.
  • the eNB (Pcell) 220 When the eNB (Pcell) 220 receives the RRC reconfiguration complete message in step S520, the eNB (Pcell) 220 sends a K_eNB update acknowledgment message to the eNB (Scell) 230 in step S525 and transmits the K_eNB update acknowledgment message to the UE. Notify that the Skey 230 of the AS key update has been notified.
  • the eNB (Scell) 230 receives the K_eNB update acknowledgment message, it starts using the new K_eNB.
  • the time point at which the new K_eNB starts to be applied may be such that the eNB (Scell) 230 may use the new K_eNB from the time of receiving the K_eNB update acknowledgment message, and in case of the UE, the RRC reset in step S520. (reconfiguration)
  • the new K_eNB may be used from a message transmission time (S530).
  • the eNB (Scell) 230 sends a MAC CE to the UE so that the eNB (Scell) 230 and the UE use the new K_eNB after the time of transmission and reception. You can also do that. (S535)
  • Table 1 below shows a method of generating a new K_eNB *, which is used when the eNB (Pcell) 220 generates a new K_eNB * and delivers it to the eNB (Scell) 230.
  • the AS key generation method of Table 1 may be used even when the eNB (Scell) 230 itself generates the AS key without passing through the eNB (Pcell) 220.
  • the new K_eNB * values generated through Table 1 are the eNB (Pcell) 220 and the eNB (Scell) 230. Is used).
  • the value of K_eNB * does not follow Table 1, and sets the K_eNB value currently used by the eNB (Pcell) 220 to K_enB *.
  • the generated new K_eNB * value is used only by the eNB (Scell) 230.
  • K_eNB * HMAC-SHA-256
  • Table 1 shows a method 1 for generating K_eNB * in which the eNB (Pcell) 220 generates a new AS key and delivers it to the eNB (Scell) 230.
  • Table 2 below shows another method of generating a new K_eNB *, which is used when the eNB (Pcell) 220 generates a new K_eNB * and delivers it to the eNB (Scell) 230.
  • a new K_eNB * is generated considering the number of #of inter-eNB CA activations or #of KeNB_Scell refresh times in order to avoid a situation where K_eNB * is the same as a previously generated value.
  • the AS key generation method of Table 2 may be used even when generating the AS key by the eNB (Scell) 230 itself, rather than through the eNB (Pcell) 220.
  • the new K_eNB * values generated through Table 2 are the eNB (Pcell) 220 and the eNB (Scell) 230. Is used).
  • the generated new K_eNB * value is used only by the eNB (Scell) 230.
  • Table 2 below is a method used when different AS keys are used in the eNB (Pcell) 220 and the eNB (Scell) 230, and the new K_eNB * using the K_eNB used in the eNB (Pcell) 220.
  • K_eNB * HMAC-SHA-256 (K_eNB, s)
  • -P1 EARFCN-DL (target physical cell downlink frequency)
  • -L1 length of EARFCN-DL (ie 0x00 0x02)
  • -P2 NHKD-Scell (Number of horizontal key deriviation wrt the K_eNB in Scell)
  • -L2 length of NHKD-Scell (ie 0x
  • Table 2 above shows K_eNB * generation method 2 (#of inter-eNB CA activations or #of KeNB_Scell refresh consideration) that eNB (Pcell) 220 generates a new AS key and delivers it to eNB (Scell) 230. Shows.
  • an eNB Pcell
  • an eNB Scell
  • a UE may be configured as a transceiver for transmitting and receiving signals, and a controller for performing a function according to the embodiment of the present invention.
  • the eNB may be configured to include a transceiver for transmitting and receiving a signal, and a controller.
  • the controller may transmit and receive data with the terminal through at least two PDN (Packet Data Network) connections.
  • the controller may transmit a carrier aggregation request message to a second base station to integrate carriers when determining carrier aggregation between base stations, and receive a carrier aggregation response message from the second base station in response to the carrier aggregation request message transmission.
  • PDN Packet Data Network
  • the control unit performs an RRC resetting process with the terminal to inform the terminal that the carrier aggregation is determined to be performed between the base stations, and transmits a path switching request message to a mobility management entity so that data for at least one PDN connection of the PDN connections is stored. 2 may be controlled to modify the data transmission and reception path to be transmitted and received through the base station.
  • control unit of each of the eNB (Scell) and the terminal may be configured to perform the function described in the above-described embodiment of the present invention.

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Abstract

본 발명은 무선 통신 시스템에서 사용자 단말기에게 Inter eNB CA를 통해서 현재의 기지국 셀뿐 만아니라 인접 기지국 셀을 통해서 데이터 전송을 하기 위한 방법 및 장치에 관한 것으로, 본 발명의 무선 통신 시스템에서 반송파 집적을 통한 데이터 전송 방법은 제1 기지국이 적어도 2 이상의 PDN 커넥션을 통해 단말과 데이터를 송수신하는 단계, 상기 제1 기지국이 기지국간 반송파 집적 수행 결정 시, 상기 제1 기지국이 반송파를 집적할 제2 기지국에 반송파 집적 요청 메시지를 전송하는 단계, 상기 제1 기지국이 상기 반송파 집적 요청 메시지 전송에 대응하여, 상기 제2 기지국으로부터 반송파 집적 응답 메시지를 수신하는 단계, 상기 제1 기지국이 단말과 RRC 재설정 과정을 수행하여, 상기 단말에게 기지국간 반송파 집적 수행이 결정되었음을 알리는 단계, 및 상기 제1 기지국이 이동성 관리 엔티티에게 경로 전환 요청 메시지를 전송하여 상기 PDN 커넥션 중 적어도 하나의 PDN 커넥션에 대한 데이터가 상기 제2 기지국을 통해 송수신되도록 데이터 송수신 경로를 수정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

무선 통신 시스템에서 기지국간 반송파 집적을 통한 데이터 전송 방법 및 장치
본 발명은 무선 통신 시스템에 관한 것으로, 보다 구체적으로 무선 통신 시스템에서 사용자 단말기(UE: User Equipment, 이하 ‘UE’라 칭하기로 한다)에게 기지국 간 반송파 집적 (Inter eNB Carrier Aggregation)을 통해서 현재의 기지국 셀 뿐만 아니라 인접 기지국 셀을 이용하기 위한 데이터 전송 방법 및 장치에 관한 것이다. 또한 본 발명은 더 나은 조건에서의 통신서비스가 이뤄지도록 하기 위해서 특정 PDN 커넥션(connection)들의 데이터를 인접 기지국의 셀 혹은 피코(Pico)셀을 통해서 송수신하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
일반적으로 이동 통신 시스템은 사용자의 활동성을 보장하면서 음성 서비스를 제공하기 위해 개발되었다. 그러나 이동통신 시스템은 점차로 음성 뿐 아니라 데이터 서비스까지 영역을 확장하고 있으며, 현재에는 고속의 데이터 서비스를 제공할 수 있는 정도까지 발전하였다. 그러나 현재 서비스가 제공되고 있는 이동 통신 시스템에서는 자원의 부족 현상 및 사용자들이 보다 고속의 서비스를 요구하므로, 보다 발전된 이동 통신 시스템이 요구되고 있다.
한편, 무선 통신 시스템에서 단말은 단일 기지국(앞으로 eNB와 혼용하여 쓰일 수 있음)을 통해서 네트워크에 접속하여 데이터를 송수신한다. 그러나 상기 기지국에서의 대역폭(Bandwidth)이 충분하지 않은 이유로, 사용자가 원하는 품질의 서비스를 받지 못하게 될 가능성이 있다.
이에 따라, 일부 PDN(Packet Data Network) 커넥션은 상기 기지국에서 원래대로 데이터 송수신을 하지만, 특정 PDN 커넥션에 대한 데이터는 인접 다른 기지국을 통해 송수신하도록 데이터의 전송을 분산하는 방법 등을 통해서 좀 더 원활한 통신 서비스를 제공해야 할 필요성이 대두된다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 하나의 기지국에서 해당 충분한 데이터 전송속도를 제공하기가 힘든 경우 인접 기지국을 통해서 일부 PDN 커넥션에서 발생하는 데이터를 송수신하도록 하여 각 PDN 커넥션에 대해 양질의 서비스를 제공할 수 있도록 하는 방법 및 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 무선 통신 시스템에서 기지국간 반송파 집적을 통한 데이터 전송 방법은 임의의 eNB에서 서비스하던 PDN 커넥션에 해당하는 베어러를 인접셀로 이동시키는 방법에 관한 것이다. 이를 위해, 초기 접속과정에서 MME가 단말과 eNB가 inter-eNB CA(carrier aggregation)을 지원하는지 여부를 체크해서 inter-eNB CA이 수행이 가능한지 여부를 eNB에게 알려주는 과정과, 상기 MME는 PDN 커넥션을 생성할 때, inter-eNB CA시 이동이 가능한 PDN 커넥션인지를 여부를 판단하고 상기 eNB가 베어러에 대한 정보로부터 해당 PDN 커넥션을 구분해 낼 수 있도록 별도의 마킹을 하는 과정과, 상기 eNB(Pcell)가 inter-eNB CA가 필요함을 인식하고 인접 eNB(Scell)로 옮기고자하는 PDN 커넥션에 해당하는 베어러에 대한 정보들을 인접 eNB(Scell)에 전달하고 이 사실을 MME를 통해서 S-GW에 전달해서 상기 Scell로 옮기는 PDN 커넥션에 대한 데이터를 eNB(Pcell)이 아닌 eNB(Scell)을 통해서 전송하도록 하는 과정을 포함한다.
또한 본 발명에서 제안하는 다른 방법은, inter-eNB CA적용하는 중에 Pcell 혹은 Scell이 inter-eNB CA의 지속이 어려움을 인지하는 과정과 Scell에서 서비스하는 베어러를 다시 Pcell로 옮기는 과정을 포함한다.
또한 본 발명에서 제안하는 다른 방법은, Scell에서의 데이터 송수신시 사용할 암호키를 Pcell을 통해서 전달하는 방법과 상기 암호키 교환방법 및 암호키 생성방법을 포함한다.
본 발명은 무선 통신 시스템에서 기지국에서의 대역폭(Bandwidth)이 충분하지 않아서 원하는 품질의 서비스를 받지 못하게 될 경우, 특정 PDN 커넥션에 대한 데이터를 인접 다른 기지국(Scell)을 통해서 송수신함을 통해서 좀더 원활한 통신이 이뤄질 수 있도록 할 수 있다.
도 1은 본 발명 실시 예에 따른 EPS 망에서 PDN 커넥션별 의 데이터 전송 경로를 나타내는 블록도이다.
도 2는 inter-eNB CA를 설정하고 활성화하는 과정을 도시한 신호 흐름도이다.
도 3은 inter-eNB CA설정을 해지하는 과정을 개략적으로 도시한 신호 흐름도이다.
도 4는 eNB(Pcell)과 eNB(Scell)의 AS key를 동시에 업데이트 하는 방안에서 AS key를 업데이트 하는 과정을 개략적으로 도시한 신호 흐름도이다.
도 5는 eNB(Scell)의 AS key를 개별적으로 업데이트 하는 방안에서 AS key를 업데이트하는 과정을 개략적으로 도시한 신호 흐름도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예들을 상세히 설명한다. 이 때, 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략할 것이다.
이하에서 기술될 본 발명의 실시예에서는 무선 통신 시스템에서 한 eNB에서 서비스하던 일부 PDN 커넥션에 해당하는 베어러들을 인접 eNB(Scell)로 이동시키는 방법 및 장치를 제안한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 무선 통신 시스템의 노드들 간의 연결 구조 및 각 노드들 간 데이터 전송 서비스를 제공하는 과정을 도시하는 도면이다.
도 1을 참조하면, 임의의 단말(110)에서 Voice over LTE와 대용량 데이터 전송 서비스를 동시에 이용한다고 가정하도록 한다. 이 경우, eNB A(120)에서만으로 사용자에게 일정 품질 이상의 서비스를 제공하기 어려울 경우, 본 발명의 실시예에서는 인접 eNB B(130)를 통해서 대용량 전송서비스를 제공하도록 하고, Voice over LTE관련 데이터 전송은 eNB A를 이용하도록 한다.
이와 같은 방법에 따르면, 기지국에서 담당하는 데이터를 인접 기지국으로 분산시켜 좀 더 원활한 데이터 전송이 일어나도록 할 수 있다.
이하에서 기술되는 본 발명의 실시예에서는 단말과 RRC 커넥션(RRC connection)을 유지하는 eNB A를 Pcell(Primary Cell)이라고 칭하고, RRC 커넥션은 만들지 않고 Pcell을 통해서 제어정보를 알 수 있는 eNB B를 Scell(Secondary Cell)로 칭하도록 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 반송파 집적을 통한 데이터 송수신 과정을 도시하는 순서도이다.
도 2의 S205 단계 에서 도시된 바와 같이 단말(210)은 eNB(Pcell)(2220)에 접속해서 RRC 커넥션을 맺고 있다.
S210 단계에서, MME(240)는 단말의 접속 과정 또는 그 이전에 eNB(Pcell)(220) 및 eNB(Scell)(230)과 상기 단말이 inter-eNB CA를 지원하는지 여부를 체크(확인)하고, eNB(Pcell)(220)에게 inter-eNB CA이 수행이 가능한지 여부를 S1-AP 메시지를 통해 지시(indication)해 준다.
또한, 상기 MME(240)는 PDN 커넥션을 생성할 때, inter-eNB CA시 이동이 가능한 PDN 커넥션인지를 여부를 판단하고 상기 eNB(Pcell)(220)이 베어러에 대한 정보로부터 해당 PDN 커넥션을 구분해 낼 수 있도록 각 베어러에 대한 지시자(indication)를 포함하여 단말 컨텍스트(context)를 저장한다. 상기 베어러에 대한 지시자는 inter-eNB CA수행 시 Scell로 옮겨갈지 여부 또는 eNB(Pcell)(220)이 각 PDN 커넥션 별로 베어러를 구분할 수 있도록 하는 정보를 포함할 수 있다.
inter-eNB CA가 수행되기 전에는 S215 단계와 같이 두 개의 PDN 커넥션이 존재하는 경우, 모두 eNB(Pcell)(220)을 통해서 데이터 송수신이 이루어지는 것을 확인할 수 있다.
그리고, inter-eNB CA 수행 시 PDN 커넥션 1에 대한 베어러들은 Pcell에 남아있고, PDN 커넥션 2에 대한 베어러들은 Scell로 옮겨가도록 설정되어 있다는 사실을 eNB(Pcell)(220)은 단말 컨텍스트를 통해 알 수 있다.
그리고 이후, 상기 eNB(Pcell)(220)이 inter-eNB CA를 수행하기로 결정한 경우, 상기 eNB(Pcell)(220)은 S220 단계와 같이 CA 요청(CA request) 메시지를 eNB(Scell)(230)에 전송한다. 상기 CA 요청 메시지는, Scell로 옮겨지는 베어러의 ID(즉, Radio Bearer ID), 각 베어러에 대한 QoS 정보(QoS of bearers), 단말의 id( 예를들어, S-TMSI), Scell이 이용할 서빙 게이트웨이(Serving GW)의 어드레스(address) 및 업링크 서빙 게이트웨이 TEIDs(Uplink Serving GW TEIDs), 데이터 포워딩 여부를 알려주는 indication(즉, data forwarding required), 포워딩 관련 정보 PDCP(Packet Data Convergence Protocol) 상태(status), 보안 알고리즘(security algorithm) 등을 알려주는 단말 보안 수용 능력(UE security capability)과 eNB(Scell)에서 사용하기 위해 생성한 K_eNB* 등을 포함할 수 있다.
이 때, eNB(Pcell)(220)과 eNB(Scell)(230)의 AS 키(key)를 동일하게 사용하는 경우에는, 상기 새로 생성한 K_eNB*는 eNB(Scell)(230)뿐만 아니라 eNB(Pcell)(220)에서도 K_eNB로서 사용될 수 있다.
상기, K_eNB*를 생성하는 방법에 대한 구체적인 과정은 이후에서 구체적으로 설명하도록 한다.
상기 CA 요청 메시지를 수신한 eNB(Scell)(230)은 S225 단계와 같이 CA 응답(response) 메시지를 전송하여 inter-eNB CA에 대한 준비를 알린다. 상기 CA 응답 메시지는, 서빙 게이트웨이가 다운링크 데이터(downlink data) 를 eNB에 보낼 때 사용할 TEID정보(eNB_Scell DL TEIDs), 단말의 id(예를들어, S-TMSI) 와 데이터 포워딩 시 사용하게 될 TEIDs(TEIDs for data-forwarding) 등을 포함할 수 있다.
상기 CA 응답 메시지를 수신한 eNB(Pcell)(220)은 S230 단계와 같이 RRC 재설정(RRC reconfiguration) 과정을 수행하고, 이 때 eNB(Pcell)(220)는 sCellToAddModList를 통해서 단말에게 eNB(Scell)(230)로의 inter-eNB CA가 수행되도록 설정(configuration) 되었음을 알린다.
상기 RRC 재설정(RRC reconfiguration) 과정에서 RRC 재설정 요청 메시지(RRC reconfiguration request) 는 eNB(Pcell)(220)과 eNB(Scell)(230)의 AS key가 같은 값을 사용하는 경우 eNB(Scell)(230)의 AS key가 이전에 생성했던 AS key와 겹치는 상황을 방지하기 위해, #of inter-eNB CA activations 값이 포함될 수 있다. 상기 #of inter-eNB CA activations를 수신한 단말은 eNB(Pcell)(220)과 eNB(Pcell)(220)이 사용하게 될 K_eNB*와 동일한 K_eNB*를 생성하는 데 참고한다. K_eNB*를 생성하는 방법은 이후에서 구체적으로 기술하도록 한다.
한편, eNB(Pcell)(220)과 eNB(Scell)(230)의 AS key가 다르게 사용되는 경우에, eNB(Scell)(230)의 AS key가 이전에 생성했던 AS key와 겹치는 상황을 방지하기 위해, eNB(Scell)(230)의 AS key관리 방법에 따라서, #of inter-eNB CA activations 또는 #of KeNB_Scell refresh 가 포함될 수 있다. 단말은 상기 정보를 참고해서 K_eNB*를 생성한다. eNB(Sc(230)ell)에서 사용하는 K_eNB*를 생성하는 방법은 이후에서 구체적으로 기술하도록 한다.
상기 RRC 재설정(RRC reconfiguration) 과정에서 RRC 재설정 완료 메시지(RRC reconfiguration complete)를 수신한 eNB(Pcell)(220)은 S235 단계와 같이 eNB(Scell)로 데이터 포워딩을 할 수 있다.
그리고 eNB(Pcell)(220)은 S240 단계와 같이 MME(240) 에게 경로 전환 요청(Path Switch Request) 메시지를 전송한다. 상기 경로 전환 요청(Path Switch Request) 메시지는, inter-eNB CA임을 나타내는 inter-eNB CA flag, eNB(Scell)의 어드레스(address), 서빙 게이트웨이(serving GW)가 다운링크(downlink) 시 사용할 TEID정보(eNB_Scell DL TEIDs)와 Scell로 옮겨지는 베어러의 id(Radio bearer IDs)를 포함할 수 있다.
상기 경로 전환 요청(Path Switch Request) 메시지를 수신한 MME(240)는 S245 단계와 같이 베어러 수정 요청(modify bearer request)메시지를 서빙 게이트웨이/PDN 게이트웨이(serving GW/PDN GW)(250)에 보내서 해당 베어러들에 대한 경로를 수정하도록 한다,
또한, MME(240)는 S250 단계와 같이 Scell에 대한 UE AMBR( UE-AMBR_Scell)을 계산하고, S255 단계에서 베어러 수정 응답 메시지(modify bearer response) 를 수신한 후에 S260 단계와 같이 Scell에 대한 UE AMBR(UE-AMBR_Scell)을 포함하는 경로 스위치 요청 확인(Path Switch Request Ack) 메시지를 eNB(Pcell)(220)에게 전송한다.
eNB(Pcell)(220)은 S265 단계와 같이 CA 응답 확인(CA response Ack) 메시지를 통해서 Scell에 대한 UE AMBR(UE-AMBR_Scell)을 eNB(Scell)(230)에 전달하게 된다. 한편, eNB(Pcell)(220)은 S270 단계와 같이 eNB(Scell)(230)로 옮길 베어러들 인식하고 PCell에 대한 UE AMBR(UE-AMBR_Pcell)을 계산한다. 예를 들어 UE-AMBR_Pcell = UE-AMBR - UE-AMBR_Scell로 계산되어질 수 있다.
이와 같이 inter-eNB CA를 위한 설정이 마무리가 되면, eNB(Pcell)(220)혹은 eNB(Scell)(230)은 S275 단계와 같이 Activation MAC CE(control element)을 통해서 inter-eNB CA를 활성화 시키게 되고, 이에 따라 S280 단계와 같이 PDN 커넥션 2는 eNB(Scell)(230)을 통해서 단말과 데이터를 송수신한다.
한편, inter-eNB CA를 비활성화 시키고자 하는 경우에는 S285 단계과 같이 eNB(Pcell)(220)혹은 eNB(Scell)(230)가 비활성 MAC CE(deactivation MAC CE)를 전송하여 inter-eNB CA를 비활성화 시킬 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따라 inter-eNB CA 설정을 해지하는 과정을 도시하는 순서도이다. 이하에서 기술되는 inter-eNB CA 설정을 해지하는 방법은, eNB(Pcell)(220)이 inter-eNB CA 설정 해지를 eNB(Scell)(230)에게 알린 후 해지하는 방법과, 알리지 않고 해지하는 방법으로 구분될 수 있다.
우선, 도 3의 S305 단계에서와 같이 PDN 커넥션 1은 eNB(Pcell)(220)을 통해서 데이터를 송수신하며, PDN 커넥션 2는 eNB(Scell)(230)을 통해서 데이터를 송수신 하고 있다고 가정하도록 한다.
그리고 S310 단계에서와 같이 eNB(Pcell)(220)이 더 이상 inter-eNB CA가 불필요하다고 판단되는 경우 inter-eNB CA설정을 지우는 과정을 수행하게 된다.
우선, eNB(Pcell)(220)이 inter-eNB CA 설정 해지를 eNB(Pcell)(220)에게 알린 후 해지하는 방법을 기술한다.
이를 위해, 상기 eNB(Pcell)(220)은 S315 단계에서와 같이 CA 취소 커맨드(CA cancel command) 메시지를 eNB(Scell)(230)로 송신하게 되고, 상기 CA 취소 커맨드(CA cancel command) 메시지는, 단말의 id(예를들어, S-TMSI), 데이터 포워딩 여부를 알려주는 지시자(즉, data forwarding required) 및 data forwarding을 위한 TEID(TEID for data forwarding) 과 inter-eNB CA를 해지하고자 하는 PDN 커넥션 에 해당하는 radio bearer ids(selected bearer IDs)를 포함할 수 있다.
상기 CA 취소 커맨드(CA cancel command) 메시지를 수신한 eNB(Scell)(230)은 S320 단계와 같이 CA 최소 응답 메시지(CA cancel response)를 eNB(Pcell)(220)에 전송하며, 이때, eNB(Scell)(230)은 데이터 포워딩을 위해서 PDCP 상태 정보를 함께 전송한다.
이어서 S325 단계과 같이 eNB(Scell)(230)은 eNB(Pcell)(220)로 데이터 포워딩을 하고 경로 전환(Path Switch) 과정을 수행하게 된다.
반면에, eNB(Pcell)(220)이 eNB(Scell)(230)에게 알리지 않고 inter-eNB CA설정을 지우는 과정을 시작하는 경우에는, S315 단계 내지 S325 단계를 생략하고 eNB(Pcell)(220)이 경로 전환(Path Switch) 과정을 수행해서 eNB(Scell)(230)로의 경로를 차단하도록 할 수도 있다.
경로 전환(Path Switch) 과정은 S330 단계와 같이 eNB(Pcell)(220)이 MME(240)에게 경로 전환 요청(Path Switch Request) 메시지를 전송하여개시될 수 있다. 상기 경로 전환 요청(Path Switch Request) 메시지는, inter-eNB CA를 나타내는 inter-eNB CA flag와 eNB(Scell)(230)이 요청해서 eNB(Pcell)(220)이 CA를 해지하기로 한 radio bearer IDs(selected radio bearer IDs)를 포함할 수도 있다.
상기 경로 전환 요청(Path Switch Request) 메시지를 수신한 MME(240)는, S335 단계에서 도시되는 바와 같이, 베어러 수정 요청(modify bearer request) 메시지를 서빙 게이트웨이/PDN 게이트웨이(serving GW/PDN GW)에 전송하여 eNB(Scell)(230)로의 데이터 전송 경로(Path)를 수정하도록 한다.
또한, S340 단계와 같이 eNB(Scell)(230)에 대한 UE-AMBR(UE-AMBR_Scell)을 계산해서, 서빙 게이트웨이(serving GW)로부터 S345 단계와 같이 베어러 수정 응답(modify bearer response) 메시지를 수신하면, 상기 MME(240)는 S350 단계와 같이 상기 UE-AMBR_Scell을 경로 전환 요청 확인(path switch request ACK) 메시지를 통해서 eNB_Pcell에 전달한다. 그리고 상기 UE-AMBR_Scell은 S355 단계와 같이 CA 취소 응답 확인(CA cancel response ack) 메시지를 통해 eNB_Scell에 전달되고, S360 단계에서 eNB_Scell에서 해당 단말의 컨텍스트를 지우게 된다.
상기 eNB(Pcell)(220)은 S365 단계를 통해 수신한 UE-AMBR_Scell로부터 UE-AMBR_Pcell을 계산하고, eNB(Pcell)(220) 혹은 eNB(Scell)(230)은 S370 단계와 같이 비활성 MAC CE(Deactivate MAC CE)를 전송하여 Inter-eNB CA을 비활성화 시킨다.
또한, enB(Pcell)(220)은 S375 단계와 같이 RRC 재설정(RRC reconfiguration) 과정을 통해서 inter-eNB CA설정에 대한 업데이트상황을 단말에게 알린다.
따라서, PDN 커넥션 2에 해당하는 라디오 베어러 IDs(radio bearer IDs)가 inter-eNB CA가 해지된 경우에 S380 단계와 같이 PDN 커넥션 1과 PDN 커넥션 2는 모두 eNB(Pcell)(220)을 통해서 데이터 송수신을 하게된다.
본 문서에서 PDN 커넥션 별로 베어러를 처리하도록 하는 방안은 물론 동일한 방법으로 PDN 커넥션 별 뿐만 아니라 개개의 베어러별로 처리하는 경우에도 적용될 수 있음을 명시하는 바이다.
본 발명의 다른 실시예로서, inter-eNB CA가 적용될 때, AS 보안 키(security key)를 운영하기 위한 방법 및 장치에 대해 기술하도록 한다.
inter-eNB CA가 도2에서 기술된 바와 같이 실행되는 경우에, eNB(Pcell)(220)은 eNB(Scell)(230)에서 사용할 AS 보안 키(AS security Key)를 위해서 K_eNB*를 생성하여 CA 요청(CA request) 메시지를 통해 eNB(Scell)(230)에 전달한다.
그러면, eNB(Scell)(230)은 eNB(Pcell)(220)로부터 전달 받은 K_eNB*를 상기eNB(Scell)(230) 에서 사용하는 K_eNB로 설정하고, 상기 K_eNB로부터 K_eNB_int, K_eNB_enc등의 암호화(encryption) 및 무결성 보호(integrity protection)용 AS 키(AS Key)들을 생성해서 단말과의 통신 시 사용한다.
이후 eNB(Pcell)(220)혹은 eNB(Scell)(230)이 AS key를 업데이트 해야 하는 경우(예를 들어, K_eNB refresh, K_eNB rekeying 등 )에는 도 4에 도시하는 절차에 따라, 상기 AS 키(AS Key)를 업데이트한다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 AS 키 업데이트 과정을 도시하는 순서도이다.
도 4에서 도시한 바와 같이 eNB(Scell)(230)에서 K_eNB 리프레쉬(K_eNB refresh)가 필요한 경우에, S405 단계에서와 같이 eNB(Scell)(230)은 K_eNB 리프레쉬 요청(refresh request) 메시지를 eNB(Pcell)(220)에 송신하게 된다.
이 때, eNB(Pcell)(220)은 S410 단계에서와 같이RRC 재설정 요청(RRC reconfiguration request) 메시지를 단말에게 전송하여 키 리프레쉬(key refresh) 과정을 수행한다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 이미 S405 단계를 통해서 eNB(Pcell) (220)은 eNB(Scell)(230)의 키 리프레쉬(key refresh)가 필요한 상황임을 알기 때문에 이후의 S415 단계를 생략할 수도 있다.
따라서, eNB(Scell)(230)가 K_eNB 리프레쉬 요청(refresh request) 메시지를 보낸 후 또는 S415 단계와 같이 K_eNB 리프레쉬 통지(refresh notification) 메시지를 받은 경우, 상기 eNB(Scell)(230)에서는 S420 단계와 같이 키 리프레쉬(Key refresh)를 위해서 데이터 포워딩(Data forwarding)을 일시적으로 정지한다.
반면에, eNB(Pcell)(220)에서 K_eNB 리프레쉬(refresh) 또는 혹은 K_eNB rekeying이 필요한 상황이 발생하게 되면, S405 단계가 생략되고, eNB(Pcell)(220)은 단말과 key refresh혹은 key rekeying하고 단말에게 알리기 위해서 S410 단계와 같이 RRC 재설정 요청 메시지(RRC reconfiguration request)를 전송한다.
또한, 상기 eNB(Pcell)(220)은 eNB(Scell)(230)에 AS key 업데이트가 수행되고 있음을 알려주기 위해서, S415 단계와 같이 K_eNB 업데이트 통지(update notification) 메시지를 전송한다. 상기 K_eNB 업데이트 통지(update notification) 메시지를 수신한 eNB(Scell)(230)는 S420 단계와 같이 키 리프레쉬(Key refresh)를 위해서 데이터 포워딩(Data forwarding)을 일시적으로 정지한다.
상기 RRC 재설정 요청(RRC reconfiguration request) 메시지는 NCC(Next hop chaining counter)를 포함할 수 있고, 단말이 K_eNB*를 생성하는데 사용하기 위해서 현재 사용중인 K_enB상황에서 inter-eNB CA를 활성화한 횟수( # of inter-eNB CA activations)가 포함 될 수 있다. 또한, 새로 생성된 K_eNB*를 eNB(Scell)(230)에서만 사용하는 경우를 나타내기 위해 K_eNB_Scell 리프레쉬 플래그(refresh flag)가 포함될 수 있다.
한편, 새로 생성된 K_eNB*가 eNB(Pcell)(220)과 eNB(Scell)(230) 모두에서 사용하는 경우에는 상기 K_eNB_Scell 리프레쉬 플래그(refresh flag)를 포함하지 않아도 된다.
상기 eNB(Pcell)(220)은 새로운 AS key를 생성하게 되면, 상기 AS key를 기반으로 eNB(Scell)(230)에서 사용할 새로운 K_eNB*를 생성하고, S430 단계와 같이 상기 새로운 K_eNB*를 K_eNB 업데이트 응답(update response) 메시지를 통해 eNB(Scell) (230)로 전달한다. 이 때, eNB(Scell)(230)이 수신한 새로운 K_eNB*를 K_eNB로 사용하게된다.
상기 새로운 K_eNB를 적용하기 시작하는 시점은 eNB(Scell)(230)의 경우 상기 K_eNB 업데이트 요청(update request) 메시지를 수신한 시점 이후부터, 단말과 eNB(Scell)(230)이 상기 새로운 K_eNB를 사용하도록 할 수 있다.
또한, eNB(Pcell)(220)의 경우는 RRC 재설정 완료(RRC reconfiguration complete) 시점부터 상기 새로운 K_eNB를 사용하도록 할 수 있다.( S435)
또한, 새로운 K_eNB를 적용하기 시작하는 시점을 알리기 위한 또 다른 방법으로 eNB(Scell)(230)에서 단말에게 MAC CE를 보내서 송수신 시점 이후부터 eNB(Scell)(230)과 단말이 상기 새로운 K_eNB를 사용하도록 할 수도 있다. (ㄴ440)
또 다른 실시예로서, inter-eNB CA가 적용될 때, AS 보안 키(AS security key)를 업데이트 하기 위한 방안으로서 eNB(Scell)(230)에서의 AS Key를 eNB(Pcell)(220)으로부터 수신하지 않고, eNB(Scell)(230) 자체적으로 업데이트 하는 경우에 사용할 수 있는 AS Key 운용 방법 및 장치를 제안한다.
본 방법이 사용되더라도, eNB(Pcell)(220)에서의 AS key가 변경되는 경우로 인한 eNB(Scell)(230)에 대한 AS key 업데이트는 도 4에서 도시한 바와 동일한 방법으로 AS key 업데이트를 수행할 수도 있다.
Inter-eNB CA가 도 2에서 기술한 바와 같이 실행되는 경우, eNB(Pcell)(220)은 eNB(Scell)(230)에서 사용할 AS 보안 키(AS security Key)를 위해서 K_eNB*를 생성하여 CA 요청(CA request) 메시지를 통해 eNB(Scell)(230)에 전달한다. 상기 eNB(Pcell)(220)로부터 K_eNB*를 전달받은 eNB(Scell)(230)은, 상기 K_eNB*를 상기eNB(Scell)(230) 에서 사용하는 K_eNB로 설정하고, 상기 K_eNB로부터 K_eNB_int, K_eNB_enc등의 암호화(encryption) 및 무결성 보호(integrity protection) 용 AS 키(AS Key)들을 생성해서 단말과의 통신 시 사용한다.
이후, eNB(Scell)이 AS key를 업데이트 해야 하는 경우(예를 들어, K_eNB refresh 등 )에는 도 5에 도시하는 절차를 따라서 AS Key를 업데이트한다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 AS Key 업데이트 과정을 도시하는 순서도이다.
도 5에서 도시한 바와 같이 eNB(Scell)(230)에서 K_eNB 리프레쉬(refresh)가 필요한 경우에, S505 단계와 같이 eNB(Scell)(230)은 K_eNB 리프레쉬 지시(refresh indication) 메시지를 eNB(Pcell)(220)에 송신하고, S510 단계와 같이 데이터 포워딩을 일시 중지한다.
그리고 eNB(Scell)(230)은 하기의 표 1의 기존의 K_eNB* 생성방법에 따라서 새로운 K_eNB*를 생성한 후 상기 생성된 새로운 K_eNB*를 K_eNB로 사용한다.
한편, 상기 K_eNB 리프레쉬 지시(refresh indication) 메시지를 수신한 상기 eNB(Pcell)(220)은 새로운 AS key에 대한 정보를 단말에게 알려주기 위해, S515 단계와 같이 RRC 재설정 요청(reconfiguration request) 메시지를 전송한다.
상기 RRC 재설정 요청(reconfiguration request) 메시지는 Next hop chaining counter, K_eNB_Scell refresh flag을 포함할 수 있고, K_eNB*를 생성하는데 사용하기 위해서 현재 사용중인 K_enB상황에서 inter-eNB CA를 활성화(activation)한 횟수( # of K_eNB_Scell refresh)가 포함 될 수 있다.
eNB(Pcell)(220)은 S520 단계와 같이 RRC 재설정 완료(reconfiguration complete) 메시지를 수신하면, S525 단계와 같이 eNB(Scell)(230)에 K_eNB 업데이트 확인(update acknowledgement) 메시지를 보내서 단말에게 eNB(Scell)(230)의 AS 키 업데이트(key update)를 알렸음을 통보한다. 상기 eNB(Scell)(230)이 상기 K_eNB 업데이트 확인(update acknowledgement) 메시지를 수신하면 새로운 K_eNB를 사용하기 시작한다.
상기 새로운 K_eNB를 적용하기 시작하는 시점은 eNB(Scell)(230)의 경우 상기 K_eNB 업데이트 확인(update acknowledgement) 메시지 수신시점부터 상기 새로운 K_eNB를 사용하도록 할 수 있고, 단말의 경우는 S520 단계의 RRC 재설정(reconfiguration) 메시지 전송 시점부터 상기 새로운 K_eNB를 사용하도록 할 수 있다.(S530)
또한, 새로운 K_eNB를 적용하기 시작하는 시점을 알리기 위한 또 다른 방법으로 eNB(Scell)(230)에서 단말에게 MAC CE를 보내서 송수신 시점 이후부터 eNB(Scell)(230)과 단말이 상기 새로운 K_eNB를 사용하도록 할 수도 있다. (S535)
하기의 표 1은 eNB(Pcell)(220)이 새로운 K_eNB*를 생성해서 eNB(Scell)(230)에 전달할 때 사용하는, 새로운 K_eNB*의 생성방법을 나타낸다.
표1의 방법을 적용하는 경우, K_eNB*가 이전에 생성됐던 값과 동일한 상황을 피하기 위하여 #of inter-eNB CA activations 또는 #of KeNB_Scell refresh 횟수만큼 표 1의 K_eNB* 생성 과정을 반복하여 새로운 K_eNB*을 생성한다.
표1의 AS key 생성방법은 eNB(Pcell)(220)을 통하지 않고, eNB(Scell)(230)자체적으로 AS key를 생성하는 경우에도 사용될 수 있다.
eNB(Pcell)(220)과 eNB(Scell)(230)이 같은 AS Key를 사용하는 경우에는, 표 1을 통해서 생성된 새로운 K_eNB*값이 eNB(Pcell)(220)과 eNB(Scell)(230) 에서 사용된다. (단, 도2와 같이 inter-eNB CA를 설정하고 활성화 시킬 때, 과정 6 에서 RRC 재설정과정을 통해서 단말과 eNB(Pcell)(220)이 서로 AS key 리프레쉬(refresh)를 하지 않도록 하는 경우에는 , K_eNB*의 값은 표1을 따르지 않고, eNB(Pcell)(220)에서 현재 사용하고 있는 K_eNB값을 K_enB*로 설정한다.)
반면에, eNB(Pcell)(220)과 eNB(Scell)(230)이 다른 AS Key를 사용하는 경우에는 생성된 새로운 K_eNB*값은 eNB(Scell)(230)에서만 사용된다.
표 1
Pcell이 K_eNB*를 생성해서 Scell로 보낼 때의 K_eNB* 생성방법: 다음의 Key 생성과정을 #inter-CA activations 또는 #_K_eNB Scell refresh 만큼 반복해서 New K_eNB* 생성K_eNB*=HMAC-SHA-256(K_eNB, s),S=FC ll P0 ll L0 ll P1 ll L1, where -FC=0x13 -P0=PCI(target physical cell id) -L0=length of PCI(i.e. 0x00 0x02) -P1=EARFCN-DL(target physical cell downlink frequency) -L1-length of EARFCN-DL(i.e. 0x00 0x02)
상기 표 1은 eNB(Pcell)(220)이 새로운 AS key를 생성해서 eNB(Scell)(230)에 전달하는 K_eNB*의 생성 방법1을 도시한다.
하기의 표 2는 eNB(Pcell)(220)이 새로운 K_eNB*를 생성해서 eNB(Scell)(230)에 전달할 때 사용하는, 새로운 K_eNB*의 생성하는 또 다른 방법을 나타낸다.
표 2의 방법을 적용하는 경우, K_eNB*가 이전에 생성됐던 값과 동일한 상황을 피하기 위하여 #of inter-eNB CA activations 또는 #of KeNB_Scell refresh 횟수를 고려하여 새로운 K_eNB*를 생성해낸다. 표2의 AS key 생성방법은 eNB(Pcell)(220)을 통하지 않고, eNB(Scell)(230) 자체적으로 AS key를 생성하는 경우에도 사용될 수 있다.
eNB(Pcell)(220)과 eNB(Scell)(230)이 같은 AS Key를 사용하는 경우에는, 표2을 통해서 생성된 새로운 K_eNB*값이 eNB(Pcell)(220)과 eNB(Scell)(230) 에서 사용된다. 반면에, eNB(Pcell)(220)과 eNB(Scell)(230)이 다른 AS Key를 사용하는 경우에는 생성된 새로운 K_eNB*값은 eNB(Scell)(230)에서만 사용된다.
하기의 표 2은 eNB(Pcell)(220)과 eNB(Scell)(230)에서 다른 AS key을 사용할 때 사용되는 방법으로서, eNB(Pcell)(220)에서 사용하는 K_eNB를 사용해서, 새로운 K_eNB*를 생성해서 eNB(Scell)(230)에 전달할 때, K_eNB*가 이전에 생성됐던 값과 동일한 상황을 피하기 위하여 #of inter-eNB CA activations 또는 #of KeNB_Scell refresh를 고려하는 상기 새로운 K_eNB*의 생성방법을 나타낸다.
표 2
eNB(Pcell)이 K_eNB*를 생성해서 Scell로 보낼 때의 K_eNB* 생성방법(# of inter-CA activations 또는 # of KeNB_Scell refresh 고려)K_eNB*=HMAC-SHA-256(K_eNB, s),S=FC ll P0 ll L0 ll P1 ll L1 ll P2 ll L2, where -FC=안쓰는 FC 할당(14, 1C~1F) -P0=PCI(target physical cell id) -L0=length of PCI(i.e. 0x00 0x02) -P1=EARFCN-DL(target physical cell downlink frequency) -L1=length of EARFCN-DL(i.e. 0x00 0x02) -P2=NHKD-Scell(Number of horizontal key deriviation w.r.t the K_eNB in Scell) -L2=length of NHKD-Scell(i.e. 0x00 0x01)
상기의 표 2는 eNB(Pcell) (220)이 새로운 AS key를 생성해서 eNB(Scell)(230)에 전달하는 K_eNB* 의 생성방법 2(#of inter-eNB CA activations 또는 #of KeNB_Scell refresh고려)를 도시한다.
본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시예들은 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 본 발명의 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것일 뿐이며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.
예를 들어, eNB(Pcell), eNB(Scell), 단말은 각각 신호를 송수신하는 송수신부와, 상기한 본 발명의 실시예에 따른 기능을 수행하기 위한 제어부로 구성될 수 있다.
예를 들어, eNB(Pcell)는 신호를 송수신하는 송수신부와, 제어부를 포함하여 구성될 수 있다. 이 경우, 제어부는 적어도 2 이상의 PDN(Packet Data Network) 커넥션을 통해 단말과 데이터를 송수신할 수 있다. 그리고 제어부는 기지국간 반송파 집적 수행 결정 시 반송파를 집적할 제2 기지국에 반송파 집적 요청 메시지를 전송하며, 상기 반송파 집적 요청 메시지 전송에 대응하여 상기 제2 기지국으로부터 반송파 집적 응답 메시지를 수신할 수 있다. 그리고 제어부는 단말과 RRC 재설정 과정을 수행하여 상기 단말에게 기지국간 반송파 집적 수행이 결정되었음을 알리며, 이동성 관리 엔티티에게 경로 전환 요청 메시지를 전송하여 상기 PDN 커넥션 중 적어도 하나의 PDN 커넥션에 대한 데이터가 상기 제2 기지국을 통해 송수신되도록 데이터 송수신 경로를 수정하도록 제어할 수 있다.
이와 마찬가지로, 상기한 eNB(Scell), 단말 각각의 제어부는 상기한 본 발명의 실시예에서 기술한 기능을 수행하도록 구성될 수 있다.

Claims (12)

  1. 무선 통신 시스템에서 반송파 집적을 통한 데이터 전송 방법에 있어서,
    제1 기지국이 적어도 2 이상의 PDN(Packet Data Network) 커넥션을 통해 단말과 데이터를 송수신하는 단계;
    상기 제1 기지국이 기지국간 반송파 집적 수행 결정 시, 상기 제1 기지국이 반송파를 집적할 제2 기지국에 반송파 집적 요청 메시지를 전송하는 단계;
    상기 제1 기지국이 상기 반송파 집적 요청 메시지 전송에 대응하여, 상기 제2 기지국으로부터 반송파 집적 응답 메시지를 수신하는 단계;
    상기 제1 기지국이 단말과 RRC 재설정 과정을 수행하여, 상기 단말에게 기지국간 반송파 집적 수행이 결정되었음을 알리는 단계; 및
    상기 제1 기지국이 이동성 관리 엔티티에게 경로 전환 요청 메시지를 전송하여 상기 PDN 커넥션 중 적어도 하나의 PDN 커넥션에 대한 데이터가 상기 제2 기지국을 통해 송수신되도록 데이터 송수신 경로를 수정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 전송 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 기지국이 반송파 집적 취소 커맨드 메시지를 상기 제2 기지국에 전송하여, 상기 기지국간 반송파 집적을 해지하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 전송 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 반송파 집적 요청 메시지는,
    상기 제2 기지국으로 옮겨지는 베어러의 ID, 각 베어러에 대한 QoS(QoS of bearers) 정보, 단말의 식별자, 상기 제2 기지국이 이용할 서빙 게이트웨이(Serving GW)의 어드레스(address), 업링크 서빙 게이트웨이 식별자, 데이터 포워딩 여부를 지시하는 지시, 포워딩 관련 정보 PDCP(Packet Data Convergence Protocol) 상태, 보안 알고리즘(security algorithm)을 알려주는 단말 보안 수용 능력, 상기 제2 기지국에서 사용하기 위해 생성한 키 정보 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 전송 방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 경로 전환 요청 메시지는,
    셀 간 반송파 집적 임을 지시하는 플래그, 상기 제2 기지국의 어드레스 정보, 서빙 게이트웨이가 다운링크 시 사용할 정보, 또는 상기 제2 기지국으로 옮겨지는 베어러의 식별자 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 전송 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제2 기지국으로부터 키 리프레쉬 요청 메시지를 수신하는 단계;
    상기 키 리프레쉬 요청에 따라 사용 중인 키를 리프레쉬하기 위해 신규 키 정보를 생성하는 단계; 및
    상기 생성된 신규 키 정보를 상기 제2 기지국으로 전송하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 전송 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 키 리프렛쉬 요청 메시지 수신 후, 데이터 포워딩을 중지하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 전송방법.
  7. 무선 통신 시스템에서 반송파 집적을 통한 데이터 전송을 수행하는 제1 기지국에 있어서,
    신호를 송수신하는 송수신부; 및
    적어도 2 이상의 PDN(Packet Data Network) 커넥션을 통해 단말과 데이터를 송수신하고, 기지국간 반송파 집적 수행 결정 시 반송파를 집적할 제2 기지국에 반송파 집적 요청 메시지를 전송하며, 상기 반송파 집적 요청 메시지 전송에 대응하여 상기 제2 기지국으로부터 반송파 집적 응답 메시지를 수신하고, 단말과 RRC 재설정 과정을 수행하여 상기 단말에게 기지국간 반송파 집적 수행이 결정되었음을 알리며, 이동성 관리 엔티티에게 경로 전환 요청 메시지를 전송하여 상기 PDN 커넥션 중 적어도 하나의 PDN 커넥션에 대한 데이터가 상기 제2 기지국을 통해 송수신되도록 데이터 송수신 경로를 수정하도록 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 제1 기지국.
  8. 제7항에 있어서, 상기 제어부는,
    반송파 집적 취소 커맨드 메시지를 상기 제2 기지국에 전송하여, 상기 기지국간 반송파 집적을 해지하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 제1 기지국.
  9. 제7항에 있어서, 상기 반송파 집적 요청 메시지는,
    상기 제2 기지국으로 옮겨지는 베어러의 ID, 각 베어러에 대한 QoS(QoS of bearers) 정보, 단말의 식별자, 상기 제2 기지국이 이용할 서빙 게이트웨이(Serving GW)의 어드레스(address), 업링크 서빙 게이트웨이 식별자, 데이터 포워딩 여부를 지시하는 지시, 포워딩 관련 정보 PDCP(Packet Data Convergence Protocol) 상태, 보안 알고리즘(security algorithm)을 알려주는 단말 보안 수용 능력, 상기 제2 기지국에서 사용하기 위해 생성한 키 정보 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 제1 기지국.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 경로 전환 요청 메시지는,
    셀 간 반송파 집적 임을 지시하는 플래그, 상기 제2 기지국의 어드레스 정보, 서빙 게이트웨이가 다운링크 시 사용할 정보, 또는 상기 제2 기지국으로 옮겨지는 베어러의 식별자 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 제1 기지국.
  11. 제7항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 제2 기지국으로부터 키 리프레쉬 요청 메시지를 수신하고, 상기 키 리프레쉬 요청에 따라 사용 중인 키를 리프레쉬하기 위해 신규 키 정보를 생성하며, 상기 생성된 신규 키 정보를 상기 제2 기지국으로 전송하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 제1 기지국.
  12. 제7항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 키 리프렛쉬 요청 메시지 수신 후, 데이터 포워딩을 중지하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 제1 기지국.
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