WO2015105301A1 - 다운링크 데이터 전달 방법 및 위치 갱신 절차 수행 방법 - Google Patents

다운링크 데이터 전달 방법 및 위치 갱신 절차 수행 방법 Download PDF

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WO2015105301A1
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류진숙
김태훈
김현숙
김래영
김태현
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엘지전자 주식회사
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    • Y02D30/00—Reducing energy consumption in communication networks
    • Y02D30/70—Reducing energy consumption in communication networks in wireless communication networks

Definitions

  • the present invention relates to a method of downlink data delivery and a method of performing a location 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 in 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.
  • the EPC may include various components, and in FIG. 1, some of them correspond to a Serving Gateway (S-GW) 52, a PDN Packet Data Network Gateway (GW) 53, and a Mobility Management Entity (MME). 51, a Serving General Packet Radio Service (GPRS) Supporting Node (SGSN), and an enhanced Packet Data Gateway (ePDG).
  • S-GW Serving Gateway
  • 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.
  • the SGSN handles all packet data, such as user's mobility management and authentication to other connecting 3GPP networks (e.g., GPRS networks, UTRAN / GERAN).
  • 3GPP networks e.g., GPRS networks, 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 intra-PLMN or inter-PLMN (eg in the case of Inter-PLMN HO).)
  • S4 Reference point between SGW and SGSN that provides relevant control and mobility support between the GPRS core and SGW's 3GPP anchor functionality. In addition, if direct tunnel is not established, it provIdes the user plane tunneling if it is not established directly. .)
  • S5 Reference point providing user plane tunneling and tunnel management between the SGW and PDN GW. It is used for SGW relocation due to UE mobility, and for connections to PDN GWs where SGWs are not co-located 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. It is the reference point between the PDN GW and the packet data network.
  • Packet data network may be an operator external public or private packet data network or an intra operator packet data network, eg for provision of IMS services.This reference point corresponds to Gi for 3GPP accesses.
  • 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 PDNGW.
  • 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 resources to the gateway, schedule and transmit paging signals, schedule and transmit broadcaster channels (BCHs), and uplink and downlink resources while the RRC connection is active. Function for dynamic allocation, configuration and provision for measurement of the eNodeB 20, radio bearer control, radio admission control, and connection mobility control. Within the EPC, paging can occur, LTE_IDLE state management, user planes can perform encryption, EPS bearer control, NAS signaling encryption and integrity protection.
  • BCHs broadcaster channels
  • 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 the 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 a 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 (RFC) layer located at the top of the third layer is defined only in the control plane, and configures and resets the radio bearer (referred to as RB). 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, and the RRC_IDLE state is not connected. 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 There are several cases in which the UE in RRC_IDLE state needs to establish an RRC connection. For example, when uplink data transmission is necessary due to a user's call attempt, or when a paging signal is received from E-UTRAN, Send a response message.
  • 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
  • an RRC layer, an RLC layer, a MAC layer, and a PHY layer located under the NAS layer are collectively referred to as an access stratum (AS).
  • AS access stratum
  • 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
  • 6A shows a situation in which UTRAN and E-UTRAN are mixed.
  • an eNodeB of an E-UTRAN ie, a fourth generation radio access network
  • a NodeB of the UTRAN ie, a third generation radio access network
  • the illustrated Tracking Area Identity (TAI) list indicates an area where E-UTRAN provides a service as an E-UTRAN location registration unit and includes cells of one or more eNodeBs.
  • TAI Tracking Area Identity
  • routing area indicates an area where the UTRAN provides a service as a UTRAN location registration unit and includes one or more NodeB cells.
  • the illustrated UE 10 is located at the boundary of the E-UTRAN and the UTRAN, and can camp on either.
  • camp on means that the UE 10 accesses a cell after completing a cell selection procedure or a cell reselection procedure.
  • the location registration is performed by the MME 51, while the UE 10 camps on the UTRAN cell.
  • the location registration is performed by the Serving General Packet Radio Service Support Node (SGSN) 41.
  • SGSN Serving General Packet Radio Service Support Node
  • the location registration procedure may be continuously performed, thereby causing waste of network resources.
  • FIG. 6B is a flowchart illustrating a flow of idle mode signaling reduction (ISR) for solving the problem situation illustrated in FIG. 6A.
  • ISR idle mode signaling reduction
  • ISR Interle mode Signaling Reduction
  • the ISR scheme enables the UE 10 to not perform location registration from a later location when the UE 10 has already registered a location by going back and forth between the E-UTRAN and the UTRAN in the idle mode.
  • the UE 10 may contact the MME 51. Send an Attach Request message.
  • the MME 51 sends an update location request message (Update Location Request) to inform the HSS 54 of the attachment of the UE 10.
  • the HSS 54 stores an ID of the MME 51 attached to the UE 10, and the HSS 54 transmits an update location acknowledgment message containing subscriber information. Send back to the MME 51 to respond.
  • the MME 51 sends an Attach Accept message to the UE 10.
  • the UE 10 completes the attachment procedure to the MME 51 of the E-UTRAN cell which is currently camped on, and also registers the location of the UE 10 to the HSS 54.
  • the UE 10 moves to the coverage area of the UTRAN cell by moving in the E-UTRAN cell. At this time, the UE 10 reselects the UTRAN. Therefore, the UE 10 must register its location by performing a Routing Area Update (RAU) procedure on the UTRAN.
  • RAU Routing Area Update
  • the UE 10 sends a RAU Request message to the SGSN 41 to perform location registration with the HSS 54 through the Serving General Packet Radio Service Support Node (SGSN) 41.
  • the SGSN 41 recognizes from the RAU request message that the UE 10 has previously registered location with the MME 51. Accordingly, the SGSN 41 sends a context request message to the MME 51 to obtain a context for the UE 10 from the MME 51 where the UE 10 has registered a location.
  • SGSN Serving General Packet Radio Service Support Node
  • the MME 51 sends a context response message containing the context for the UE 10 to the SGSN 41 in response to the context request message sent by the SGSN 41. At this time, the MME 51 notifies the SGSN 41 that the MME 51 can support the ISR function by including the 'ISR capability' or 'ISR Supported' parameter in the context response message.
  • the context information of the UE 10 included in the context response message typically includes MM (Mobility Management) context information and EPS PDN connection information of the UE.
  • the EPS PDN Connection information includes bearer context information.
  • MME 51 is the context information for the UE (10) to be included in the context response (Context Response) message based on the MM context and EPS bearer context (EPS bearer context) information for the UE (10) that it maintains Set.
  • the SGSN 41 determines whether to activate ISR for the UE 10. In more detail, the SGSN 41 analyzes or confirms the 'ISR capability' or ISR Supported 'parameter of the context response message (Context Response) received from the MME 51 to confirm that the MME 51 supports the ISR function. Can be. In addition, the SGSN 41 also supports the ISR function, so that the SGSN 41 decides to activate the ISR.
  • Context Response Context Response
  • the SGSN 41 decides to activate the ISR function. Accordingly, the SGSN 41 sends a Context Ack message to the MME 51 as a response to the Context Response message sent by the MME 51. At this time, the context confirmation message includes the parameter 'ISR Activated' to inform the MME 51 that the ISR function is activated for the UE 10.
  • the SGSN 41 and the MME 51 store mutual IDs.
  • the MME 51 that receives a context acknowledgment (Context Ack) message including the 'ISR Activated' parameter from the SGSN 41 continues to maintain a context for the UE 10.
  • the SGSN 41 sends an Update Location Request message to the HSS 54 to inform the UE 10 of the location registration.
  • the HSS 54 stores an ID of the SGSN 41 in which the UE 10 performs the RAU, and confirms an update location including the subscriber information of the UE 10 in the SGSN 41. ) Respond by sending a message.
  • the SGSN 41 sends a RAU Accept message to the UE 10.
  • the RAU acceptance includes the 'ISR Activated' parameter to inform the UE 10 that the ISR function is activated.
  • the location of the terminal is registered through the attachment process and the RAU procedure, and the ISR is activated because the MME 51 and the SGSN 41 support the ISR function.
  • the UE 10 moves back from the UTRAN to the E-UTRAN, even if the E-UTRAN cell is reselected, since the ISR is currently active, the UE 10 registers the location with the MME 51. You do not have to do it.
  • the ISR function can reduce waste of network resources by eliminating the repetitive location registration procedure when the UE frequently moves between the E-UTRAN and the UTRAN / GERAN.
  • ISR activation must be updated each time the UE 10 performs the RAU / TAU procedure. That is, if the 'ISR Activated' parameter does not exist in the TAU / RAU accept message received by the UE 10 from the MME 51 and the SGSN 41, the ISR is deactivated.
  • UE 10 and MME 51 and SGSN 41 independently operate periodic TAU / RAU timers (e.g., T3412 for E-UTRAN and T3312 for UTRAN) for E-UTRAN and GERAN / UTRAN. Therefore, the UE 10 is camped in the network, but if the network-related periodic TAU / RAU timer expires, the UE 10 performs periodic TAU or RAU. If camped in LTE, even if the periodic RAU timer (eg T3312) expires, periodic RAU is not performed. In this case, an ISR deactivation timer (eg, T3323) is operated.
  • periodic RAU timer e.g., T3312
  • the UE 10 deactivates the ISR.
  • an ISR deactivation timer eg, T3323 is operated, and if this timer expires, the UE 10 deactivates the ISR.
  • the MME 51 or SGSN 41 If the MME 51 or SGSN 41 does not receive a periodic TAU / RAU request message from the UE 10, the MME 51 or SGSN 41 cannot receive the UE 10 in the network. is considered unreachable). To this end, the MME 51 or SGSN 41 drives a call availability timer (eg, a mobile reachable timer) (usually set to a value of 4 min + T3412 / T3312). If the call availability timer expires, an implicit detach timer is started again. If the implicit detach timer also expires, the UE 10 finally deems unreachable and detaches the UE.
  • a call availability timer eg, a mobile reachable timer
  • 6C shows a paging procedure after the ISR is activated.
  • the S-GW 52 After the ISR is activated, if downlink data to the UE 10 reaches the S-GW 52, the S-GW 52 notifies the MME 51 and the SGSN 41 of the downlink data. (Downlink Data Notification: DDN) will be sent. Accordingly, the MME 51 and the SGSN 41 respectively transmit a paging signal to the UE 10. Accordingly, the UE 10 transmits a service request message to either the MME 51 or the SGSN 41 in response to the paging. Then, when one of the MME 51 and the SGSN 41 receives the service request message from the UE 10, the user plane is set up for receiving downlink data. Then, the S-GW 41 transmits a paging stop message to the other of the MME 51 and the SGSN 41.
  • DDN Downlink Data Notification
  • MTC machine type communication
  • the MTC device in the PSM state cannot receive the downlink data, there is a problem that the MME / SGSN continuously transmits a paging signal in the state in which the ISR is activated as described above.
  • one disclosure of the present specification provides a method for delivering downlink data in a Serving Gateway (S-GW).
  • the method is performed when the downlink data to the wireless device arrives while idle mode signaling reduction (ISR) is activated, and then to a mobility management entity (MME) and a serving general packet radio service (GPRS) supporting node (SGSN).
  • ISR idle mode signaling reduction
  • MME mobility management entity
  • GPRS serving general packet radio service
  • DDN Downlink Data Notification
  • PSM power saving mode
  • the message for notifying the DDN rejection may be a DDN accept message including a cause of rejection or a message different from the DDN accept message.
  • a message indicating the DDN rejection may be received from the MME.
  • the MME does not support the PSM (Power Saving Mode) of the wireless device, but when the SGSN supports the PSM of the wireless device, a message indicating the DDN rejection may be received from the SGSN.
  • PSM Power Saving Mode
  • the serving gateway includes a transceiver; When downlink data to the wireless device arrives with idle mode signaling reduction (ISR) enabled, downlink data to a mobility management entity (MME) and a serving general packet radio service (GPRS) supporting node (SGSN) After transmitting a downlink data notification (DDN) message, the wireless device cannot receive downlink data because it is in a power saving mode (PSM) state, and thus receives a message indicating a DDN rejection from either the MME or SGSN. If so, the controller may control the transceiver to transmit the paging stop request message to any one of the MME and SGSN.
  • ISR idle mode signaling reduction
  • MME mobility management entity
  • GPRS serving general packet radio service
  • SGSN serving general packet radio service supporting node
  • PSM power saving mode
  • the controller may control the transceiver to transmit the paging stop request message to any one of the MME and SGSN.
  • the method includes receiving, from a wireless device, a location update request message including an active time value for a power saving mode (PSM) in a state where idle mode signaling reduction (ISR) is activated; Sending a context request message to a previous network entity of the wireless device upon receipt of the location update request message; Receiving a context response message from the previous network entity.
  • the context request message may include information on whether the network entity supports PSM.
  • the context response message may include information on whether the previous network entity supports PSM.
  • the method includes determining whether to deactivate the ISR based on information on whether the PSM is supported; If it is determined that the ISR is to be deactivated, the method may further include transmitting a location update acceptance message including an indicator indicating the deactivation of the ISR to the wireless device.
  • the location update procedure is a tracking area update (TAU) procedure or a routing area update (RAU) procedure
  • the location update request message is a TAU request message or a RAU request message
  • the location update accept message is a TAU accept message or a RAU accept message.
  • MME mobility management entity
  • the location update request message may be a TAU request message
  • the location update accept message may be a TAU accept message.
  • the network entity is SGSN and the previous network entity is an MME
  • the location update request message may be a RAU request message
  • the location update accept message may be a RAU accept message.
  • the method may further include sending a context confirmation message to the previous network entity that includes an indicator informing the deactivation of the ISR when determining the deactivation of the ISR.
  • the location update accept message may further include an active time value for the PSM determined by the network entity.
  • the network entity includes a transceiver; It may include a controller for controlling the transceiver.
  • the controller receiving a location update request message from the wireless device including an activation time value for a power saving mode (PSM) in a state where idle mode signaling reduction (ISR) is activated; Sending a context request message to a previous network entity of the wireless device upon receipt of the location update request message; Receiving a context response message from the previous network entity.
  • the context request message may include information on whether the network entity supports PSM.
  • the context response message may include information on whether the previous network entity supports PSM.
  • the controller determines whether to deactivate the ISR based on information on whether the PSM is supported;
  • the method may further include transmitting a location update acceptance message including an indicator indicating the deactivation of the ISR to the wireless device.
  • 1 is a structural diagram of an evolved mobile communication network.
  • Figure 2 is an exemplary view showing the architecture of a general E-UTRAN and a general EPC.
  • 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.
  • 6A shows a situation in which UTRAN and E-UTRAN are mixed.
  • FIG. 6B is a flowchart illustrating a flow of idle mode signaling reduction (ISR) for solving the problem situation illustrated in FIG. 6A.
  • ISR idle mode signaling reduction
  • 6C shows a paging procedure after the ISR is activated.
  • FIG. 7A illustrates an example of a service through an MTC device.
  • 7B is a conceptual diagram illustrating a 3GPP service model for supporting MTC.
  • FIG. 8A illustrates a process of negotiating an active timer for a power sampling mode (PSM)
  • FIGS. 8B and 8C are exemplary views illustrating an operation of the power sampling mode (PSM).
  • FIG. 9A is a schematic diagram schematically illustrating a problem when PSM and ISR are simultaneously applied
  • FIG. 9B is an exemplary diagram illustrating a signal flow in a problem situation of FIG. 9A.
  • FIG. 10A is a schematic diagram schematically illustrating a solution according to the first disclosure of the present specification
  • FIG. 10B is a signal flow diagram illustrating the solution according to the first disclosure of the present disclosure in detail.
  • FIG. 11A is a signal flowchart briefly illustrating a TAU procedure to which a solution according to the second disclosure of the present specification is applied
  • FIG. 11B is a signal flowchart detailing the TAU procedure illustrated in FIG. 11A.
  • FIG. 12A is a signal flowchart briefly illustrating a RAU procedure to which a solution according to the second disclosure of the present specification is applied
  • FIG. 12B is a signal flowchart detailing the RAU procedure illustrated in FIG. 12A.
  • 13A and 13B are signal flow diagrams illustrating a solution in accordance with the third disclosure of the present specification.
  • FIG. 14 is a block diagram illustrating an MTC device 100 and an MME 510 and 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 Abbreviation for Universal Mobile Telecommunication System, which means the third generation mobile communication network.
  • UE / MS means User Equipment / Mobile Station, terminal equipment.
  • EPS stands for Evolved Packet System and means a core network supporting a Long Term Evolution (LTE) network.
  • LTE Long Term Evolution
  • UMTS evolved network
  • 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 (connection) between the terminal represented by the IP address and the PDN represented by the APN
  • 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 so that the P-GW can be found.
  • 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 A base station of a UMTS network, which is installed outdoors, and a cell coverage scale corresponds to a macro cell.
  • eNodeB Base station of an evolved packet system (EPS), which is installed outdoors, and a cell coverage scale corresponds to a macro cell.
  • EPS evolved packet system
  • NodeB A term referring to NodeB and eNodeB.
  • MME Mobility Management Entity
  • 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 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) used to configure the UE with parameters associated with NAS Function.
  • MTC Communication between devices without human intervention through Machine Type Communication
  • MTC device UE which performs a specific purpose with communication function through core network, eg vending machine, meter reader, device providing healthcare service, etc.
  • MTC Server A server on the network that manages MTC devices and sends and receives data. It can be outside the core network.
  • MTC Application Actual application using MTC device and MTC Server (remote reading, quantity movement tracking, etc.)
  • MTC Feature Some features are required depending on the function or feature of the network to support MTC applications, that is, the purpose of each application. Examples include MTC monitoring (required for remote meter reading in case of equipment loss) and low mobility (less movement in vending machines).
  • NAS Non-Access-Stratum: Upper stratum of the control plane (control plane) between the UE and the MME. Support mobility management, session management, IP address maintenance between UE and network
  • Machine type communication refers to communication between a machine, which excludes a person, and a device used here is called an MTC device.
  • the service provided through the MTC device is different from the communication service in which a person intervenes and may be applied to various categories of services.
  • FIG. 7A illustrates an example of a service through an MTC device.
  • MTC devices There are several services available through MTC devices. For example, a service for monitoring various information by the MTC device and a service for monitoring various information by an entity in the eNodeB or the core network.
  • a metering service, a road information service, or a user electronic device adjustment service may be provided through an MTC device.
  • the MTC device monitors metering information, road traffic information, and the like and transmits the data to eNodB
  • the eNodeB can transmit the information to the MTC server, through which the MTC user can use the provided service.
  • an MTC device may be attached to a fixed object such as a vending machine or a mobile object such as a vehicle, and an entity in an eNodeB or a core network may monitor a path along which the MTC device is moved.
  • 7B is a conceptual diagram illustrating a 3GPP service model for supporting MTC.
  • the end-to-end application between the MTC device (or MTC terminal) and the MTC application may use the services provided by the 3GPP system and the optional services provided by the MTC server.
  • the 3GPP system may provide transport and communication services (including 3GPP bearer services, IMS and SMS), including various optimizations that facilitate MTC.
  • an MTC device is connected to a 3GPP network (UTRAN, E-UTRAN, GERAN, I-WLAN, etc.) through a Um / Uu / LTE-Uu interface.
  • the architecture of FIG. 7B includes various MTC models (Direct model, Indirect model, Hybrid model).
  • the application server is a server on the network where the MTC application is executed.
  • the MTC application server the above-described technology for implementing various MTC applications may be applied, and a detailed description thereof will be omitted.
  • the MTC application server may access the MTC server through the reference point API, and a detailed description thereof will be omitted.
  • the MTC Application Server may be collocated with the MTC Server.
  • the MTC server (eg, the illustrated SCS server) is a server on a network that manages an MTC terminal, and is connected to a 3GPP network to communicate with nodes of an MTC device and a PLMN.
  • the MTC-Interworking Function manages the interworking between the MTC server and the operator core network and may serve as a proxy for the MTC operation.
  • MTC-IWF MTC-Interworking Function
  • HPLMN home PLMN
  • the MTC-IWF can relay or interpret the signaling protocol on the reference point Tsp to activate certain functions in the PLMN.
  • the MTC-IWF performs the functions of authenticating the MTC server before the MTC server establishes communication with the 3GPP network, authenticating the control plane request from the MTC server, and various functions related to trigger instructions described below. can do.
  • SMS-SC Short Message Service-Service Center
  • IP-SM-GW Internet Protocol Short Message GateWay
  • SME Short Message Entity
  • IP-SM-GW Internet Protocol Short Message GateWay
  • the charging data function (CDF) / charging gateway function (CGF) may perform an operation related to charging.
  • the HLR / HSS may function to store subscriber information (IMSI, etc.), routing information, configuration information, and the like and provide the MTC-IWF.
  • IMSI subscriber information
  • HSS may function to store subscriber information (IMSI, etc.), routing information, configuration information, and the like and provide the MTC-IWF.
  • the MSC / SGSN / MME may perform a control function such as mobility management, authentication, resource allocation, etc. for the UE's network connection.
  • a function of receiving a trigger instruction from the MTC-IWF and processing the message in the form of a message provided to the MTC terminal may be performed.
  • the Gateway GPRS Support Node (GGSN) / Serving-Gateway (S-GW) + Packet Data Network-Gateway (P-GW) may function as a gateway for connecting the core network and the external network.
  • Tsms A reference point used by an entity outside the 3GPP system to communicate with the MTC terminal via SMS. (It is the reference point an entity outsIde the 3GPP system uses to communicate with UEs used for MTC via SMS.)
  • Tsp A reference point used by entities outside the 3GPP system to communicate with the MTC-IWF with respect to control plane signaling. (It is the reference point an entity outsIde the 3GPP system uses to communicate with the MTC-IWF related control plane signalling.)
  • T4 Reference point used by the MTC-IWF to route device triggers to the SMS-SC of the HPLMN.
  • S6m A reference point used by the MTC-IWF to query the terminal's identification information (such as E.164 Mobile Station International Subscriber Directory Number (IMSIS) or IMSI mapped to an external identifier) and collect terminal reachability and configuration information.
  • IMSIS E.164 Mobile Station International Subscriber Directory Number
  • IMSI IMSI mapped to an external identifier
  • T5a One or more reference points of T5a, T5b, and T5c are referred to as T5.
  • the MTC device may operate in a power saving mode (hereinafter, referred to as 'PSM').
  • the MTC device When entering the PSM state, the MTC device deactivates an Access Stratum (AS), so the PSM is similar to a power off state.
  • AS Access Stratum
  • the MTC device may exist as registered in the network, and thus, the MTC device does not need to reattach to the network and does not need to re-establish a PDN connection. As such, the PSM state and the power-off state are differentiated.
  • a mobile originated event such as periodic TAU / RAU or uplink data generation or detachment causes the MTC device to initiate some procedure in the network. Until you do that, you stay in the PSM state.
  • the MTC device Even if the MTC device is in the PSM state, it may leave the PSM at any time when a mobile originating service is required. That is, even in the PSM state, the MTC device may activate the access layer (AS) at any time for the mobile originated service and resume operation of the idle mode.
  • AS access layer
  • the MME may know that the MTC device has entered the PSM state, and therefore paging is impossible.
  • the mobile terminating service cannot be immediately received.
  • a signal after a periodic tracking area update (TAU) or routing area update (RAU) procedure is received for a mobile terminating service. It may respond only during an active time period after a mobile originated event such as a transmission or data transmission.
  • the PSM is only suitable for MTC devices that require infrequent outgoing and mobile terminating services and only for MTC devices that can tolerate a certain latency in communication.
  • the MTC device must request an active time long enough to enable the reception of potential mobile terminated services or data such as SMS.
  • the MTC device If the MTC device wishes to use the PSM, the MTC device must request the value of the active time during every attach and TAU / RAU procedure. If the network supports PSM and the MTC device accepts to use the PSM, it assigns a value of an active time to the MTC device. The network may determine an activation time value to be allocated to the MTC device in consideration of the activation time value requested by the MTC device and the MME / SGSN configuration. If the value of the activation time allocated by the network is not satisfactory, the MTC device may request the value of its desired activation time only during the next TAU / RAU procedure period.
  • PTC-applicable MTC devices request periodic TAU / RAU timer values suitable for latency / responsiveness for mobile terminated services to the network during attach and TAU / RAU procedures. Done. If the network assigns a periodic TAU / RAU timer value to the MTC device but the MTC device is not satisfied, the MTC device only wants its own periodic TAU / RAU during the next TAU / RAU procedure. You can request a timer value.
  • the MTC device must request the network together with the value of the active time and the value of the periodic TAU / RAU timer during every attach and TAU procedure.
  • the network may not randomly assign a value of the active time, even if the MTC device did not request it.
  • FIG. 8A illustrates a process of negotiating an active timer for a power sampling mode (PSM)
  • FIGS. 8B and 8C are exemplary views illustrating an operation of the power sampling mode (PSM).
  • the MTC device 100 attaches the value of the requesting active time (ie, the value of the active timer) and the value of the periodic TAU / RAU timer value (eg, Ext T3412 or Ext T3312).
  • a request message or a TAU request message is included and transmitted to the MME / SGSN 510.
  • the MME / SGSN 100 receives the request message, it checks whether it supports PSM, and if so, the value of the active time (i.e. the value of the active timer) and the periodic TAU / RAU timer value (e.g.
  • Ext The attach accept message or the TAU / RAU accept message including the value of T3412 or Ext T3312) is transmitted to the MTC device 100.
  • the value of the activation time ie, the value of the activation timer
  • the periodic TAU / RAU timer value eg, Ext T3412 or Ext T3312
  • the periodic TAU / RAU timer value eg, Ext T3412 or Ext T3312
  • the MTC device may use a default value for a periodic TAU / RAU timer value (eg, Ext T3412 or Ext T3312).
  • the MME may set it as desired and include it in the acceptance message.
  • the MTC device when the MTC device requests a value of an activation time and the network allocates a value of an activation time, the MTC device is activated according to the assigned activation time. Run the timer. Similarly, when switching from ECM_CONNECTED to ECM_IDLE, the MME drives a mobile reachable timer based on the value of the active time.
  • the MTC device deactivates its access layer (AS) and transitions to a PSM state. Due to the deactivation of the access layer (AS) in the PSM state, the MTC device suspends all procedures in idle mode, but the timer of the NAS layer, such as a periodic TAU / RAU timer (eg, Ext T3412 or Ext T3312). ) Drive.
  • AS access layer
  • RAU timer of the NAS layer
  • the MTC device does not reactivate the access layer (AS) and resumes the idle mode procedure until the periodic TAU / RAU timer (eg, Ext T3412 or Ext T3312) expires to perform the periodic TAU / RAU procedure. I never do that.
  • AS access layer
  • RAU timer eg, Ext T3412 or Ext T3312
  • the MTC device When the periodic TAU / RAU timer (eg, Ext T3412 or Ext T3312) is reached just before expiration, the MTC device reactivates the access layer (AS) and establishes the radio access necessary to establish communication with the EPC.
  • the setup process PLMN selection or cell selection is performed.
  • the MTC device When the periodic TAU / RAU timer (eg, Ext T3412 or Ext T3312) expires, the MTC device performs the TAU / RAU procedure again, and then enters the PSM state again after the activation time expires.
  • the periodic TAU / RAU timer eg, Ext T3412 or Ext T3312
  • FIG. 9A is a schematic diagram schematically illustrating a problem when PSM and ISR are simultaneously applied
  • FIG. 9B is an exemplary diagram illustrating a signal flow in a problem situation of FIG. 9A.
  • the ISR is active and the MTC device 100 is in a PSM state.
  • the MME 510 supports the MTC device 100 in the PSM state, but does not support the SGSN 410.
  • the S-GW 520 when the S-GW 520 receives the downlink data, the S-GW 520 sends a DDN to both the MME 510 and the SGSN 410 because the ISR is active.
  • the MME 510 since the MME 510 recognizes that the MTC device 100 is in the PSM state, the MME 510 transmits a DDN rejection message to the S-GW 520 and does not transmit a paging signal to the MTC device 100.
  • the SGSN 410 since the SGSN 410 does not support the PSM, the SGSN 410 transmits a paging signal to the MTC device 100 through the base station. However, even if the paging signal is transmitted to the MTC device 100, since the MTC device 100 is in the PSM state, it does not receive the paging signal. Accordingly, the SGSN 410 continuously transmits the paging signal repeatedly for a predetermined time or a predetermined number of times.
  • transmitting a paging signal to the MTC device 100 in the PSM state is an unnecessary operation, which causes unnecessary network resource waste.
  • the SGSN 410 supports that the MTC device 100 is in a PSM state, but the MME 510 similarly assumes that the MME 510 does not support the MTC device 100. Does not know that it does not receive a paging signal in the PSM state, it repeatedly transmits the paging signal for a predetermined time or a predetermined number of times.
  • the present disclosure proposes solutions for solving the above-mentioned problem.
  • the MTC device 100 when the MTC device 100 attempts to enter the PSM state while the ISR is activated, the ISR is deactivated, so that the above-described problem does not occur.
  • the S-GW 520 in a situation in which an ISR is activated, and a situation in which the MTC device 100 is in the PSM state, the S-GW 520 is in the PSM state. In this case, the S-GW 520 does not transmit the DDN to the MME 510 and the SGSN 410.
  • FIG. 10A is a schematic diagram schematically illustrating a solution according to the first disclosure of the present specification
  • FIG. 10B is a signal flow diagram illustrating the solution according to the first disclosure of the present disclosure in detail.
  • the MME 510 While the ISR is enabled and the MTC device 100 enters the PSM state, the MME 510 knows that the MTC device 100 is in the PSM state by supporting the PSM, but the SGSN 410 supports the PSM. If it is not assumed that the MTC device 100 is in the PSM state, it will be described with reference to FIGS. 10A and 10B as follows.
  • the P-GW 530 When the P-GW 530 receives downlink data to the MTC device 100, the P-GW 530 transmits the downlink data to the S-GW 520.
  • the S-GW 520 When the S-GW 520 receives the downlink data, the S-GW 520 transmits a DDN to the MME 510 and the SGSN 410.
  • the MME 510 does not perform a paging procedure because it knows that the MTC device 100 is in the PSM state, but the SGSN 410 does not know that the MTC device 100 is in the PSM state.
  • the signal is transmitted to the base station for transmission to the MTC device 100.
  • the MME 510 does not transmit the paging signal to the MTC device 100, but instead transmits a message indicating the DDN rejection to the S-GW 520.
  • the message for notifying the DDN rejection may be a DDN confirmation message including a cause of rejection.
  • the cause of rejection may be, for example, “Unable to page UE” or “Unable to page UE due to Power Saving Mode (PSM)”.
  • the message indicating the DDN rejection may be a DDN rejection message different from the DDN confirmation message.
  • the S-GW 520 When the ISR is activated, when the S-GW 520 receives a message indicating the DDN rejection from either the MME 510 or the SGSN 410, the S-GW 520 transmits a paging stop request to the other. That is, in FIGS. 10A and 10B, when the S-GW 520 receives a message indicating the DDN rejection from the MME 510, the S-GW 520 transmits a paging stop request to the SGSN 410.
  • the SGSN 410 transmits a paging stop request to the base station according to the paging stop request.
  • the MME 510 supports the PSM
  • the SGSN 410 does not support the PSM
  • the above-described solution according to the first disclosure is vice versa (ie, the MME 501). Does not support PSM, but may also be applied to SGSN 410).
  • FIG. 11A is a signal flowchart briefly illustrating a TAU procedure to which a solution according to the second disclosure of the present specification is applied
  • FIG. 11B is a signal flowchart detailing the TAU procedure illustrated in FIG. 11A.
  • FIG. 11A will be described with reference to FIG. 11B.
  • ISR is enabled and MME 510 supports PSM, but SGSN 410 does not support PSM.
  • the MME 510 recognizes whether the PSM is applied according to whether an active time timer (eg, a value of T3324) is included in the received TAU request message, and the MME 510 transmits the SGSN 410 to the SGSN 410. Includes information about PSM function support in the context request message and sends it. When the PSM is supported by the MME 510, the information on the PSM function support included in the context request message may be set to 1, for example.
  • an active time timer eg, a value of T3324
  • the SGSN 410 In response to the context request message, the SGSN 410 includes information on PSM function support in a context response message and transmits the information to the MME 510.
  • information about the PSM function support included in the context response message may be set to 0, for example.
  • the context response message may not include information on PSM function support. In this case, the information on PSM function support is assumed to be the same as when it is set to 0.
  • the MME 510 determines to deactivate the ISR. do. Subsequently, the MME 510 includes an indication indicating “ISR not activated” in a message confirmation message sent to the SGSN 410.
  • the MME 510 transmits a TAU accept message including an indication indicating “ISR not activated” to the MTC device 100. Also included in the TAU Accept message is the value of the active time timer. The value of the active time timer included in the transmitting TAU accept message is a value determined by the MME 510 based on the active time timer included in the received TAU request message.
  • the MME 510 and the SGSN 410 perform a procedure for deactivating the ISR.
  • FIG. 12A is a signal flowchart briefly illustrating a RAU procedure to which a solution according to the second disclosure of the present specification is applied
  • FIG. 12B is a signal flowchart detailing the RAU procedure illustrated in FIG. 12A.
  • FIGS. 12A and 12B show that, unlike the previous FIGS. 11A and 11B, the solution according to the second disclosure of the present specification is applied in the RAU procedure. Since the RAU procedure is similar to the TAU procedure, those skilled in the art will fully understand the contents of FIGS. 12A and 12B through FIGS. 11A and 11B, and thus a detailed description thereof will be omitted.
  • 13A and 13B are signal flow diagrams illustrating a solution in accordance with the third disclosure of the present specification.
  • the S-GW 520 in a situation in which an ISR is activated or deactivated, and a situation in which the MTC device 100 is in a PSM state, the S-GW 520 is configured to perform the MTC device. By allowing the 100 to recognize that it is in the PSM state, the S-GW 520 does not transmit the DDN to the MME 510 and the SGSN 410.
  • the MTC device 100 If the MTC device 100 wants to operate as a PSM, the MTC device 100 transmits a TAU / RAU request message to the MME 510 / SGSN 410. In this case, an active time timer (eg, a value of T3324) for the PSM is included in the TAU / RAU request message.
  • an active time timer eg, a value of T3324
  • the MME 510 / SGSN 410 recognizes whether the PSM is applied according to whether an active time timer (eg, a value of T3324) is included in the received TAU / RAU request message. Then, based on the active time timer (eg, the value of T3324) included in the TAU / RAU request message, the value of the active time timer (eg, the value of T3324) for the MTC device 100 is determined.
  • the MME 510 / SGSN 410 transmits a session creation request (eg, Create Session Request) message to the S-GW 520 including a value of the determined active time timer (eg, a value of T3324). .
  • the value of the determined active time timer may be included in a control message other than the session creation request message and transmitted to the S-GW 520.
  • the S-GW 520 recognizes the PSM application of the MTC device 100 and stores a value of an active time timer (eg, T3324) of the MTC device 100. In addition, the S-GW 520 transmits an indication (eg, “PSM Confirm”) indicating a confirmation of the PSM in a session creation response message (eg, Create Session Response). Alternatively, an indication indicating the acknowledgment to the PSM may be included in another control message and transmitted.
  • an indication eg, “PSM Confirm”
  • a session creation response message eg, Create Session Response
  • an indication indicating the acknowledgment to the PSM may be included in another control message and transmitted.
  • the MME 510 / SGSN 410 includes the determined value of the active time timer (eg, the value of T3324) in the TAU / RAU accept message and transmits the value to the MTC device 100.
  • the active time timer eg, the value of T3324
  • the P-GW 530 transmits the downlink data to the S-GW 520.
  • the MTC device 100 When the S-GW 520 receives the downlink data for the MTC device 100, the MTC device 100 is present based on the active time timer of the stored MTC device 100. Determine if it is in PSM state or active state.
  • the S-GW 520 does not transmit a DDN to the MME 510 / SGSN 410.
  • FIG. 13B a situation is shown in which an ISR is activated between the MTC device 100, the MME 510, and the SGSN 410. Even in this situation, as described with reference to FIG. 13A, if the MTC device 100 is in the PSM state, the S-GW 520 does not transmit a DDN to the MME 510 / SGSN 410. .
  • FIG. 14 is a block diagram illustrating an MTC device 100 and an MME 510 and 510 according to an embodiment of the present invention.
  • the MTC device 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 storage means 101, 511 store the method described above.
  • the controllers 102 and 512 control the storage means 101 and 511 and the transceivers 103 and 513. Specifically, the controllers 102 and 512 execute the methods stored in the storage means 101 and 511, respectively. The controllers 102 and 512 transmit the aforementioned signals through the transceivers 103 and 513.

Abstract

본 명세서의 일 개시는 서빙 게이트웨이(Serving Gateway: S-GW)에서 다운링크 데이터를 전달하는 방법을 제공한다. 상기 방법은 ISR(Idle mode Signaling Reduction)이 활성화되어 있는 상태에서, 무선 기기로의 다운링크 데이터가 도달하는 경우, MME(Mobility Management Entity) 및 SGSN(Serving GPRS(general packet radio service) Supporting Node)로 다운링크 데이터 통지(Downlink Data Notification: DDN) 메시지를 전송하는 단계와; 상기 무선 기기가 PSM(Power Saving Mode) 상태에 있어 다운링크 데이터를 수신할 수 없는 경우, 상기 MME 및 SGSN 중 어느 하나로부터 DDN 거절을 알리는 메시지를 수신하는 단계와; 상기 DDN 거절을 알리는 메시지를 수신하면, 상기 MME 및 SGSN 중 어느 하나로 페이징 중단 요청 메시지를 전송하는 단계를 포함할 수 있다.

Description

다운링크 데이터 전달 방법 및 위치 갱신 절차 수행 방법
본 발명은 다운링크 데이터 전달 방법 및 위치 갱신 절차 수행 방법에 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.
EPC는 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 접속 3GPP 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(Reference point for the control plane protocol between E-UTRAN and MME)
S1-U 핸드오버 동안 eNB 간 경로 스위칭 및 베어러 당 사용자 평면 터널링에 대한 E-UTRAN와 SGW 간의 레퍼런스 포인트(Reference point between E-UTRAN and Serving GW for the per bearer user plane tunnelling and inter eNodeB path switching during handover)
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) (It enables user and bearer information exchange for inter 3GPP access network mobility in Idle and/or active state. This reference point can be used intra-PLMN or inter-PLMN (e.g. in the case of Inter-PLMN HO).)
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(It provIdes related control and mobility support between GPRS Core and the 3GPP Anchor function of Serving GW. In addition, if Direct Tunnel is not established, it provIdes the user plane tunnelling.)
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 재배치를 위해서 사용됨(It provIdes user plane tunnelling and tunnel management between Serving GW and PDN GW. It is used for Serving GW relocation due to UE mobility and if the Serving GW needs to connect to a non-collocated PDN GW for the required PDN connectivity.)
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. 이 레퍼런스 포인트는 3GPP 액세스의 Gi에 해당함(It is the reference point between the PDN GW and the packet data network. Packet data network may be an operator external public or private packet data network or an intra operator packet data network, e.g. for provision of IMS services. This reference point corresponds to Gi for 3GPP accesses.)
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 PDNGW 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 연결이 활성화되어 있는 동안 게이트웨이로의 라우팅, 페이징 신호의 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 시그널링의 암호화 및 무결성 보호 기능을 수행할 수 있다.
도 3는 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 서브프레임내에서 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 다운링크 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, 무선베어러 (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 등의 이유로 상향 데이터 전송이 필요하다거나, 아니면 E-UTRAN으로부터 페이징 신호를 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) 와 GBR(guaranteed bit rate) 또는 AMBR (Aggregated maximum bit rate) 의 QoS 특성을 가진다.
한편, 도 3에서 NAS 계층 아래에 위치하는 RRC 계층, RLC 계층, MAC 계층, PHY 계층을 묶어서 액세스 계층(Access Stratum: AS)이라고 부르기도 한다.
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 6a는 UTRAN과 E-UTRAN이 혼재된 상황을 나타낸다.
도 6a를 참조하여 알 수 있는 바와 같이, UTRAN(즉, 3세대 무선 액세스 네트워크)의 NodeB가 존재하는 지역에 E-UTRAN(즉, 4세대 무선 액세스 네트워크)의 eNodeB가 배치될 수 있다.
도시된 TAI(Tracking Area Identity)리스트는 E-UTRAN 위치 등록 단위로E-UTRAN이 서비스를 제공하는 지역을 가리키며 하나 또는 다수의 eNodeB의 셀(cell)을 포함한다.
그리고, 도시된 RA(Routing Area)는 UTRAN 위치 등록 단위로 UTRAN이 서비스를 제공하는 지역을 가리키며 하나 또는 다수의 NodeB의 셀을 포함한다.
도시된 UE(10)는 E-UTRAN과 UTRAN의 경계에 위치하며, 어느 하나에 캠프 온(camp on)할 수 있다. 여기서 캠프 온이란, UE(10)가 셀 선택(cell selection) 절차 또는 셀 재선택(cell reselection) 절차를 마치고 셀(cell)에 엑세스하는 것을 말한다. 만약, UE(10)가 E-UTRAN 셀(cell)에 캠프 온(camp on) 한 경우, MME(51)로 위치 등록을 수행하게 되고, 반면 UE(10)가 UTRAN 셀에 캠프 온(camp on) 한 경우 SGSN(Serving General packet radio Service Support Node)(41)으로 위치 등록을 수행하게 된다.
그런데, 도시된 바와 같이 UE(10)가 E-UTRAN과 UTRAN의 경계에 위치한 경우, 예기치 않는 셀 재선택 절차를 반복함으로써, 위치 등록 절차가 계속 수행되고, 그로 인해 네트워크 자원의 낭비가 발생할 수 있다.
도 6b는 도 6a에 도시된 문제 상황을 해결하기 위한 ISR(Idle mode Signaling Reduction)의 흐름을 나타낸 흐름도이다.
ISR(Idle mode Signaling Reduction)은 UE(10)가 E-UTRAN과 UTRAN 사이를 왕래하는 경우 위치 등록을 위한 시그널링을 줄여 네트워크 자원의 효율을 높여주는 기법이다. 상기 ISR 기법은 UE(10)가 휴지모드(idle mode)인 경우 E-UTRAN과 UTRAN 사이를 한차례 왕래하여 이미 위치 등록을 한 경우, 이후의 왕래부터는 위치 등록을 수행하지 않을 수 있도록 한다.
구체적으로 설명하면 다음과 같다.
도 6b를 참조하면, UE(10)가 최초 E-UTRAN 셀에 캠프 온 함에 따라, MME(51)를 통해 HSS(54)에 위치등록을 수행하기 위해, UE(10)은 MME(51)에 어태취 요청(Attach Request) 메시지를 보낸다. MME(51)는 HSS(54)로 UE(10)의 어태취(attach)를 알리기 위해 업데이트 위치 요청 메시지 (Update Location Request)를 보낸다.
이때, HSS(54)는 UE(10)가 어태취(attach)한 MME(51)의 ID(Identity)를 저장하며, HSS(54)는 가입자 정보를 담은 업데이트 위치 확인 메시지(Update Location Ack)를 MME(51)에게 보내 응답한다. MME(51)는 UE(10)에게 어태취 수락 메시지(Attach Accept)를 보낸다. 이를 통해 UE(10)는 현재 캠프 온하고 있는 E-UTRAN 셀의 MME(51)에 어태취 절차를 완료하고 또한, HSS(54)에 UE(10)의 위치를 등록하게 된다.
이후, UE(10)가 E-UTRAN 셀에서 이동을 하여 UTRAN 셀의 커버리지 지역으로 이동하였다고 가정한다. 이때, UE(10)은 UTRAN을 재선택(reselect)한다. 그러므로, UE(10)은 UTRAN에 RAU(Routing Area Update) 절차를 수행하여 자신의 위치를 등록 하여야 한다.
따라서, UE(10)은 SGSN(Serving General packet radio Service Support Node)(41)을 통해 HSS(54)에 위치등록을 수행하고자, SGSN(41)으로 RAU 요청(RAU Request) 메시지를 보낸다. SGSN(41)은 RAU 요청 메시지로부터 UE(10)이 이전에 MME(51)에 위치 등록한 것을 인식한다. 따라서, SGSN(41)은 UE(10)가 위치 등록하였던 MME(51)로부터 UE(10)에 대한 컨텍스트 (context)를 얻기 위해, MME(51)에게 컨텍스트 요청(Context Request) 메시지를 보낸다.
MME(51)는 SGSN(41)이 보낸 컨텍스트 요청(Context Request) 메시지 에 대한 응답으로, UE(10)에 대한 컨텍스트(context)를 담은 컨텍스트 응답(Context Response) 메시지를 SGSN(41)에게 보낸다. 이때, MME(51)가 상기 컨텍스트 응답 메시지에 ‘ISR capability’ 또는‘ISR Supported’ 파라미터를 포함시킴으로써, MME(51) 자신이 ISR 기능을 지원할 수 있음을 SGSN(41)에게 알린다. 한편, 컨텍스트 응답(Context Response) 메시지에 포함된 UE(10)에 대한 컨텍스트 정보는 대표적으로 단말의 MM(Mobility Management) 컨텍스트(Context) 정보 및 EPS PDN 연결 (Connections) 정보를 포함한다. 여기서, EPS PDN 연결(Connections) 정보는 베어러 컨텍스트(Bearer Context) 정보를 포함한다. MME(51)는 자신이 유지하고 있는 상기 UE(10)에 대한 MM 컨텍스트 및 EPS 베어러 컨텍스트(bearer context) 정보에 기반하여 상기 컨텍스트 응답(Context Response) 메시지 에 포함시킬 UE(10)에 대한 컨텍스트 정보를 세팅한다.
SGSN(41)은 상기 UE(10)에 대해 ISR을 활성화(activate)할 것인지를 결정한다. 보다 상세히 설명하면, SGSN(41)은 MME(51)로부터 받은 컨텍스트 응답 메시지(Context Response)의 ‘ISR capability’ 또는 ISR Supported’ 파라미터를 분석 내지 확인함으로써, MME(51)가 ISR 기능을 지원함을 확인할 수 있다. 또한, SGSN(41) 역시 ISR 기능을 지원하므로, SGSN(41)은 ISR을 활성화(activate)할 것을 결정한다.
SGSN(41)은 ISR 기능을 활성화를 결정하게 된다. 따라서, SGSN(41)은 MME(51)가 보낸 컨텍스트 응답(Context Response) 메시지에 대한 응답으로서, 컨텍스트 확인(Context Ack) 메시지를 MME(51)에게 보낸다. 이때, 상기 컨텍스트 확인 메시지에는 ‘ISR 활성화 (ISR Activated)’ 파라미터를 포함시킴으로써, 상기 UE(10)에 대해 ISR 기능이 활성화되었음을 MME(51)에게 알리게 된다.
한편, ISR이 활성화(activate)되면, SGSN(41)과 MME(51)는 상호간의 ID(Identity)를 저장한다. 그리고, ‘ISR 활성화 (ISR Activated)’ 파라미터가 포함된 컨텍스트 확인(Context Ack) 메시지를 SGSN(41)으로부터 수신한 MME(51)는, UE(10)에 대한 컨텍스트 (context)를 계속 유지한다.
SGSN(41)은 HSS(54)로 UE(10)의 위치등록을 알리기 위해 업데이트 위치요청(Update Location Request) 메시지를 보낸다. 그리고, HSS(54)는 UE(10)이 RAU를 수행한 SGSN(41)의 ID(Identity)를 저장하며, SGSN(41)에게 UE(10)의 가입자 정보를 담은 업데이트 위치 확인(Update Location Ack) 메시지를 보내 응답한다.
SGSN(41)은 UE(10)에게 RAU 수락(RAU Accept) 메시지를 보낸다. 이때, 상기 RAU 수락에는 ‘ISR 활성화(ISR Activated)’ 파라미터를 포함시킴으로써, UE(10)에게 ISR 기능이 활성화(activate) 되었음을 알린다.
이상, 상기 어태취 절차 및 상기 RAU 절차를 통하여, 단말의 위치를 등록하였고 또한, MME(51) 및 SGSN(41)이 ISR 기능을 지원하기에 ISR이 활성화되었다.
따라서, UE(10)가 다시 UTRAN에서 E-UTRAN로 이동함으로써, E-UTRAN 셀이 재선택(reselect)되더라도, 현재 ISR이 활성화되어 있기 때문에, UE(10)은 MME(51)로 위치 등록을 수행하지 않아도 된다.
즉, ISR이 활성화(activate)된 후에, UE(10)은 SGSN(41)을 통해 등록한 RA(routing area) 및 MME(51)를 통해 등록한 TA(tracking area identity) 리스트를 벗어나지 않는 한, 네트워크로의 위치 등록을 다시 수행할 필요가 없다. 이러한 기능이, 곧 ISR이다. 한편, UE(10)이 SGSN(41)을 통해 등록한 RA(routing area)과 MME(51)를 통해 등록한 TAI(tracking area identity) 리스트를 합쳐 ISR 지역(area)라 한다. 이상과 같이, ISR 기능은 UE가 E-UTRAN과 UTRAN/GERAN 사이를 자주 이동하게 되는 경우 반복적인 위치등록 절차를 없앰으로써 네트워크 자원의 낭비를 줄일 수 있다.
한편, ISR 활성화는 UE(10)가 매번 RAU/TAU 절차를 수행할 때 마다 갱신되어야만 한다. 즉, UE(10)가 MME(51) 및 SGSN(41)으로부터 수신한 TAU/RAU 수락 메시지에 ‘ISR 활성화 (ISR Activated)’ 파라미터가 존재하지 않으면, ISR은 비활성화된다.
UE(10)와 MME(51) 및 SGSN(41)은 E-UTRAN과 GERAN/UTRAN을 위한 주기적 TAU/RAU 타이머(예컨대 E-UTRAN을 위한 T3412 및 UTRAN을 위한 T3312)을 독립적으로 동작한다. 따라서 UE(10)는 해당 네트워크에 캠핑되어 있는데 해당 네트워크 관련 주기적 TAU/RAU 타이머가 만료되면 주기적인 TAU 또는 RAU를 수행하게 된다. 만약 LTE에 캠핑되어 있는데, 주기적인 RAU 타이머(예컨대 T3312)가 만료되더라도, 주기적 RAU는 수행되지 않는다. 이 경우, ISR 비활성화 타이머(예컨대, T3323)을 동작하게 되며, 만약 상기 ISR 비활성화 타이머(예컨대, T3323)가 만료되면, 상기 UE(10)는 ISR을 비활성화하게 된다. 반대의 경우 ISR 비활성화 타이머(예컨대, T3323)을 동작하게 되며, 만약 이 타이머가 만료되면 상기 UE(10)는 ISR을 비활성화하게 된다.
만약 MME(51) 또는 SGSN(41)가 UE(10)로부터 주기적인 TAU/RAU 요청 메시지를 수신하지 못하면, 상기 MME(51) 또는 SGSN(41)는 상기 UE(10)가 네트워크 안에 착신 불가(unreachable) 하다고 간주한다. 이를 위해서, MME(51) 또는 SGSN(41)는 착신가능 여부 타이머(예컨대 mobile reachable timer)를 구동하게 된다(보통, 4 min + T3412/T3312의 값으로 셋팅함). 만약 상기 착신가능 여부 타이머가 만료되면, 다시 묵시적 디태치 타이머(implicit detach timer)가 구동되게 된다. 만약 묵시적 디태치 타이머도 만료하게 되면 최종적으로 상기 UE(10)가 착신 불가(unreachable) 하다고 간주하고 해당 UE를 디태치(detach)시킨다.
도 6c는 ISR이 활성화된 이후의 페이징(Paging) 절차를 나타낸다.
ISR이 활성화(activate)된 이후, UE(10)로의 다운링크 데이터가 S-GW(52)에 도달하면, 상기 S-GW(52)는 MME(51)와 SGSN(41)에게 다운링크 데이터 통지(Downlink Data Notification: DDN)을 모두 전송하게 된다. 따라서, MME(51)와 SGSN(41)는 각각 페이징 신호를 UE(10)에게 전송하게 된다. 이에 따라 UE(10)가 상기 페이징에 대한 응답으로 서비스 요청 메시지를 MME(51)와 SGSN(41) 중 어느 하나로 전송한다. 그러면, MME(51)와 SGSN(41) 중에서 어느 하나가 상기 UE(10)로부터 상기 서비스 요청 메시지를 수신하게 되면, 다운링크 데이터의 수신을 위한 사용자 평면을 셋업한다. 그러면, 상기 S-GW(41)은 MME(51)와 SGSN(41) 중에서 다른 하나에게 페이징 중단(stop paging) 메시지를 전송한다.
한편, 최근에는, 사람이 배제된, 기계와 기계 사이에 이루어지는 통신인 MTC(Machine Type Communication)가 연구되고 있다.
주목할 점은, MTC 기기는 사람의 개입이 거의 없다 보니, 배터리를 오래 사용할 수 있도록 하는 것이 가장 중요하다는 점이다. 이를 위해, MTC 기기는 파워 세이빙 모드(Power Saving Mode: 이하 ‘PSM’이라 함)로 동작할 수 있도록 하는 연구가 진행되고 있다. MTC 기기가 PSM 상태로 진입하면 전원 오프 상태와 유사하게 다운링크 데이터를 수신할 수 없다.
이와 같이 PSM 상태에 있는 MTC 기기는 다운링크 데이터를 수신할 수 없음에도, 앞서 설명한 바와 같이 ISR이 활성화된 상태에서는, MME/SGSN은 페이징 신호를 계속해서 전송하는 문제점이 있다.
따라서, 본 명세서의 일 개시는 전술한 문제점을 해결할 수 있는 방안을 제시하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 명세서의 일 개시는 서빙 게이트웨이(Serving Gateway: S-GW)에서 다운링크 데이터를 전달하는 방법을 제공한다. 상기 방법은 ISR(Idle mode Signaling Reduction)이 활성화되어 있는 상태에서, 무선 기기로의 다운링크 데이터가 도달하는 경우, MME(Mobility Management Entity) 및 SGSN(Serving GPRS(general packet radio service) Supporting Node)로 다운링크 데이터 통지(Downlink Data Notification: DDN) 메시지를 전송하는 단계와; 상기 무선 기기가 PSM(Power Saving Mode) 상태에 있어 다운링크 데이터를 수신할 수 없는 경우, 상기 MME 및 SGSN 중 어느 하나로부터 DDN 거절을 알리는 메시지를 수신하는 단계와; 상기 DDN 거절을 알리는 메시지를 수신하면, 상기 MME 및 SGSN 중 어느 하나로 페이징 중단 요청 메시지를 전송하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 DDN 거절을 알리는 메시지는 거절 원인을 포함하는 DDN 수락 메시지이거나 혹은 상기 DDN 수락 메시지와는 다른 메시지일 수 있다.
상기 MME는 상기 무선 기기의 PSM(Power Saving Mode)을 지원하나, 상기 SGSN은 상기 무선 기기의 PSM을 지원하지 않는 경우, 상기 DDN 거절을 알리는 메시지는 상기 MME로부터 수신될 수 있다.
상기 MME는 상기 무선 기기의 PSM(Power Saving Mode)을 지원하지 않으나, 상기 SGSN은 상기 무선 기기의 PSM을 지원하는 경우, 상기 DDN 거절을 알리는 메시지는 상기 SGSN로부터 수신될 수 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 명세서의 일 개시는 서빙 게이트웨이(Serving Gateway: S-GW)를 제공한다. 상기 서빙 게이트웨이는 송수신부와; ISR(Idle mode Signaling Reduction)이 활성화되어 있는 상태에서, 무선 기기로의 다운링크 데이터가 도달하는 경우, MME(Mobility Management Entity) 및 SGSN(Serving GPRS(general packet radio service) Supporting Node)로 다운링크 데이터 통지(Downlink Data Notification: DDN) 메시지를 전송한 후, 상기 무선 기기가 PSM(Power Saving Mode) 상태에 있어 다운링크 데이터를 수신할 수 없어 상기 MME 및 SGSN 중 어느 하나로부터 DDN 거절을 알리는 메시지를 수신하면, 상기 MME 및 SGSN 중 어느 하나로 페이징 중단 요청 메시지를 전송하도록 상기 송수신부를 제어하는 컨트롤러를 포함할 수 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 명세서의 다른 일 개시는 네트워크 엔티티에서 위치 갱신 절차를 수행하는 방법을 제안한다. 상기 방법은 ISR(Idle mode Signaling Reduction)이 활성화되어 있는 상태에서, PSM(Power Saving Mode)을 위한 활성 시간 값을 포함하는 위치 갱신 요청 메시지를 무선 기기로부터 수신하는 단계와; 상기 위치 갱신 요청 메시지의 수신에 따라 컨텍스트 요청 메시지를 상기 무선 기기의 이전 네트워크 엔티티로 전송하는 단계와; 상기 이전 네트워크 엔티티로부터 켄텍스트 응답 메시지를 수신하는 단계를 포함할 수 있다. 여기서 상기 컨텍스트 요청 메시지는 상기 네트워크 엔티티의 PSM 지원 여부에 대한 정보를 포함할 수 있다. 그리고 상기 컨텍스트 응답 메시지는 상기 이전 네트워크 엔티티의 PSM 지원 여부에 대한 정보를 포함할 수 있다. 따라서 상기 방법은 상기 PSM 지원 여부에 대한 정보에 기초하여, 상기 ISR을 비활성화할지 결정하는 단계와; 상기 ISR을 비활성화기로 결정하는 경우, ISR 비활성화를 알리는 인디케이터를 포함하는 위치 갱신 수락 메시지를 상기 무선 기기로 전송하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 위치 갱신 절차는 TAU(Tracking Area Update) 절차 또는 RAU(Routing Area Update) 절차이고, 상기 위치 갱신 요청 메시지는 TAU 요청 메시지 또는 RAU 요청 메시지이고, 상기 위치 갱신 수락 메시지는 TAU 수락 메시지 또는 RAU 수락 메시지일 수 있다. 여기서, 상기 네트워크 엔티티는 MME(Mobility Management Entity)이고, 상기 이전 네트워크 엔티티는 SGSN인 경우, 상기 위치 갱신 요청 메시지는 TAU 요청 메시지이고, 상기 위치 갱신 수락 메시지는 TAU 수락 메시지일 수 있다. 또는, 상기 네트워크 엔티티는 SGSN이고, 상기 이전 네트워크 엔티티는 MME인 경우, 상기 위치 갱신 요청 메시지는 RAU 요청 메시지이고, 상기 위치 갱신 수락 메시지는 RAU 수락 메시지일 수 있다.
상기 방법은 상기 ISR을 비활성화기로 결정하는 경우, ISR 비활성화를 알리는 인디케이터를 포함하는 컨텍스트 확인 메시지를 상기 이전 네트워크 엔티티로 전송하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 위치 갱신 수락 메시지는 상기 네트워크 엔티티에 의해서 결정된 PSM을 위한 활성 시간 값을 더 포함할 수 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 명세서의 다른 일 개시는 위치 갱신 절차를 수행하는 네트워크 엔티티를 또한 제공한다. 상기 네트워크 엔티티는 송수신부와; 상기 송수신부를 제어하는 컨트롤러를 포함할 수 있다. 상기 컨트롤러는 ISR(Idle mode Signaling Reduction)이 활성화되어 있는 상태에서, PSM(Power Saving Mode)을 위한 활성 시간 값을 포함하는 위치 갱신 요청 메시지를 무선 기기로부터 수신하는 단계와; 상기 위치 갱신 요청 메시지의 수신에 따라 컨텍스트 요청 메시지를 상기 무선 기기의 이전 네트워크 엔티티로 전송하는 단계와; 상기 이전 네트워크 엔티티로부터 켄텍스트 응답 메시지를 수신하는 단계를 수행할 수 있다. 여기서 상기 컨텍스트 요청 메시지는 상기 네트워크 엔티티의 PSM 지원 여부에 대한 정보를 포함할 수 있다. 그리고 상기 컨텍스트 응답 메시지는 상기 이전 네트워크 엔티티의 PSM 지원 여부에 대한 정보를 포함할 수 있다. 따라서 상기 컨트롤러는 상기 PSM 지원 여부에 대한 정보에 기초하여, 상기 ISR을 비활성화할지 결정하는 단계와; 상기 ISR을 비활성화기로 결정하는 경우, ISR 비활성화를 알리는 인디케이터를 포함하는 위치 갱신 수락 메시지를 상기 무선 기기로 전송하는 단계를 더 수행할 수 있다.
본 명세서의 개시에 의하면, 전술한 종래 기술의 문제점이 해결된다.
도 1은 진화된 이동 통신 네트워크의 구조도이다.
도 2는 일반적으로 E-UTRAN과 일반적인 EPC의 아키텍처를 나타낸 예시도이다.
도 3는 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 6a는 UTRAN과 E-UTRAN이 혼재된 상황을 나타낸다.
도 6b는 도 6a에 도시된 문제 상황을 해결하기 위한 ISR(Idle mode Signaling Reduction)의 흐름을 나타낸 흐름도이다.
도 6c는 ISR이 활성화된 이후의 페이징(Paging) 절차를 나타낸다.
도 7a은 MTC 기기를 통한 서비스의 예시를 나타낸다.
도 7b은 MTC 지원을 위한 3GPP 서비스 모델을 도시한 개념도이다.
도 8a는 파워 세이밍 모드(PSM)를 위한 활성 타이머(Active Timer)를 협상하는 과정을 나타내고, 도 8b 및 도 8c는 파워 세이밍 모드(PSM)의 동작을 나타낸 예시도이다.
도 9a는 PSM과 ISR이 동시 적용될 때의 문제점을 개략적으로 나타낸 개략도이고, 도 9b는 도 9a의 문제 상황에서의 신호 흐름을 나타낸 예시도이다.
도 10a는 본 명세서의 제1 개시에 따른 해결책을 간략하게 나타낸 개략도이고, 도 10b는 본 명세서의 제1 개시에 따른 해결책을 상세하게 나타낸 신호 흐름도이다.
도 11a는 본 명세서의 제2 개시에 따른 해결책이 적용되는 TAU 절차를 간략하게 나타낸 신호 흐름도이고, 도 11b는 도 11a에 도시된 TAU 절차를 상세하게 나타낸 신호 흐름도이다.
도 12a는 본 명세서의 제2 개시에 따른 해결책이 적용되는 RAU 절차를 간략하게 나타낸 신호 흐름도이고, 도 12b는 도 12a에 도시된 RAU 절차를 상세하게 나타낸 신호 흐름도이다.
도 13a 및 도 13b는 본 명세서의 제3 개시에 따른 해결책을 나타낸 신호 흐름도이다.
도 14는 본 발명의 실시예에 따른 MTC 기기(100) 및 MME(510)(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.
EPS: Evolved Packet System의 약자로서, LTE(Long Term Evolution) 네트워크를 지원하는 코어 네트워크를 의미한다. UMTS가 진화된 형태의 네트워크
PDN (Public Data Network) : 서비스를 제공하는 서버가 위치한 독립적인망
PDN connection : 단말에서 PDN으로의 연결, 즉, ip 주소로 표현되는 단말과 APN으로 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
MTC : Machine Type Communication으로 사람의 개입 없이 장치간에 일어나는 통신
MTC 기기(device): 핵심 네트워크를 통한 통신기능이 있는 특정 목적을 수행하는 UE, 예) 자판기, 검침기, 헬스케어 서비스를 제공하는 기기 등
MTC 서버: MTC device를 관리하고 데이터를 주고 받는 네트워크 상의 서버. 이는 core network 외부에 있을 수 있다.
MTC 애플리케이션 : MTC device와 MTC Server를 이용한 실제 응용 (원격 검침, 물량 이동 추적 등)
MTC Feature : MTC 애플리케이션을 지원하기 위한 네트워크의 기능이나 특징, 즉, 각 application의 용도에 따라 일부 feature들이 요구된다. 예를 들어 MTC monitoring (장비 분실에 대비한 원격 검침등에 필요), Low mobility(자판기의 경우 이동이 거의 없다.) 등이 있다.
NAS (Non-Access-Stratum) : UE와 MME간의 제어 플레인(control plane)의 상위 stratum. UE와 네트워크간의 이동성 관리(Mobility management)와 세션 관리 (Session management), IP 주소 관리 (IP address maintenance) 등을 지원
<MTC(Machine Type Communication)>
MTC(Machine Type Communication)는 사람이 배제된, 기계와 기계 사이에 이루어지는 통신을 의미하며, 이때 사용되는 기기를 MTC 기기라고 한다. MTC 기기(device)를 통해 제공되는 서비스는 사람이 개입하는 통신 서비스와 차별성을 가지며, 다양한 범주의 서비스에 적용될 수 있다.
도 7a은 MTC 기기를 통한 서비스의 예시를 나타낸다.
MTC 기기를 통한 서비스로는 몇 가지로 구분할 수 있다. 예를 들면, MTC 기기가 각종 정보를 모니터링하는 서비스와, eNodeB 혹은 코어 네트워크 내의 엔티티가 각종 정보를 모니터링하는 서비스를 들 수 있다.
도 7a을 참조하면, 언급한 첫 번째 서비스의 예시로서 MTC 기기(device)를 통해 계량 서비스, 도로 정보 서비스 또는 사용자 전자 장치 조정 서비스 등이 제공될 수 있는 것으로 나타나 있다. 여기서 MTC 기기는 계량 정보, 도로 교통 정보 등을 모니터링하여, eNodB로 전송하면, eNodeB는 이를 MTC 서버로 전송할 수 있고, 이를 통해 MTC 사용자는 제공되는 서비스를 이용할 수 있다.
언급한 두 번째 서비스의 예시로서는 사물에 장착된 MTC 기기의 이동을 모니터링하는 서비스를 생각해볼 수 있다. 보다 구체적으로, 예컨대 자판기와 같은 고정 사물 혹은 차량과 같은 이동 사물에 MTC 기기를 부착하고, eNodeB 혹은 코어 네트워크 내의 엔티티가 상기 MTC 기기가 이동되는 경로를 모니터링할 수 있다
도 7b은 MTC 지원을 위한 3GPP 서비스 모델을 도시한 개념도이다.
MTC 기기(또는 MTC 단말)와 MTC 애플리케이션 간의 단-대-단 애플리케이션은, 3GPP 시스템에 의해서 제공되는 서비스들과 MTC 서버에 의해서 제공되는 선택적인 서비스들을 이용할 수 있다. 3GPP 시스템은, MTC를 용이하게 하는 다양한 최적화를 포함하는 수송 및 통신 서비스들(3GPP 베어러 서비스, IMS 및 SMS 포함)을 제공할 수 있다. 도 7b에서는 MTC 기기가 Um/Uu/LTE-Uu 인터페이스를 통하여 3GPP 네트워크(UTRAN, E-UTRAN, GERAN, I-WLAN 등)으로 연결되는 것을 도시한다. 도 7b의 구조(architecture)는 다양한 MTC 모델 (Direct 모델, Indirect 모델, Hybrid 모델)들을 포함한다.
도 7b에서 도시하는 개체(entity)들에 대하여 설명한다.
도 7b에서 애플리케이션 서버는 MTC 애플리케이션이 실행되는 네트워크 상의 서버이다. MTC 애플리케이션 서버에 대해서는 전술한 다양한 MTC 애플리케이션의 구현을 위한 기술이 적용될 수 있으며, 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다. 또한, 도 7b에서 MTC 애플리케이션 서버는 레퍼런스 포인트 API를 통하여 MTC 서버에 액세스할 수 있으며, 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다. 또는, MTC 애플리케이션 서버는 MTC 서버와 함께 위치될(collocated) 수도 있다.
MTC 서버(예를 들어 도시된 SCS 서버)는 MTC 단말을 관리하는 네트워크 상의 서버이며, 3GPP 네트워크에 연결되어 MTC 기기 및 PLMN의 노드들과 통신할 수 있다.
MTC-IWF(MTC-InterWorking Function)는 MTC 서버와 오퍼레이터 코어 네트워크 간의 상호동작(interworking)을 관장하고, MTC 동작의 프록시 역할을 할 수 있다. MTC 간접 또는 하이브리드 모델을 지원하기 위해서, 하나 이상의 MTC-IWF가 홈 PLMN(HPLMN) 내에 존재할 수 있다. MTC-IWF는 레퍼런스 포인트 Tsp 상의 시그널링 프로토콜을 중계하거나 해석하여 PLMN에 특정 기능을 작동시킬 수 있다. MTC-IWF는, MTC 서버가 3GPP 네트워크와의 통신을 수립하기 전에 MTC 서버를 인증(authenticate)하는 기능, MTC 서버로부터의 제어 플레인 요청을 인증하는 기능, 후술하는 트리거 지시와 관련된 다양한 기능 등을 수행할 수 있다.
SMS-SC(Short Message Service-Service Center)/IP-SM-GW(Internet Protocol Short Message GateWay)는 단문서비스(SMS)의 송수신을 관리할 수 있다. SMS-SC는 SME(Short Message Entity) (단문을 송신 또는 수신하는 개체)와 이동국 간의 단문을 중계하고 저장-및-전달하는 기능을 담당할 수 있다. IP-SM-GW는 IP 기반의 단말과 SMS-SC간의 프로토콜 상호동작을 담당할 수 있다.
CDF(Charging Data Function)/CGF(Charging Gateway Function)는 과금에 관련된 동작을 할 수 있다.
HLR/HSS는 가입자 정보(IMSI 등), 라우팅 정보, 설정 정보 등을 저장하고 MTC-IWF에게 제공하는 기능을 할 수 있다.
MSC/SGSN/MME는 단말의 네트워크 연결을 위한 이동성 관리, 인증, 자원 할당 등의 제어 기능을 수행할 수 있다. 후술하는 트리거링과 관련하여 MTC-IWF로부터 트리거 지시를 수신하여 MTC 단말에게 제공하는 메시지의 형태로 가공하는 기능을 수행할 수 있다.
GGSN(Gateway GPRS Support Node)/S-GW(Serving-Gateway)+P-GW(Packet Data Network-Gateway)는 코어 네트워크와 외부 네트워크의 연결을 담당하는 게이트웨이 기능을 할 수 있다.
다음의 표 2는 도 7b에서의 주요 레퍼런스 포인트를 정리한 것이다.
표 2
레퍼런스 포인트 설명
Tsms 3GPP 시스템 외부의 개체가 SMS를 통하여 MTC 단말과 통신하기 위해 사용하는 레퍼런스 포인트이다. (It is the reference point an entity outsIde the 3GPP system uses to communicate with UEs used for MTC via SMS.)
Tsp 3GPP 시스템 외부의 개체가 제어 플레인 시그널링과 관련하여 MTC-IWF와 통신하기 위해 사용하는 레퍼런스 포인트이다. (It is the reference point an entity outsIde the 3GPP system uses to communicate with the MTC-IWF related control plane signalling.)
T4 HPLMN의 SMS-SC에게 장치 트리거를 라우팅하기 위해 MTC-IWF에 의해서 사용되는 레퍼런스 포인트. (Reference point used by MTC-IWF to route device trigger to the SMS-SC in the HPLMN.)
T5a MTC-IWF와 서빙 SGSN 간의 레퍼런스 포인트. (Reference point used between MTC-IWF and serving SGSN.)
T5b MTC-IWF와 서빙 MME 간의 레퍼런스 포인트. (Reference point used between MTC-IWF and serving MME.)
T5c MTC-IWF와 서빙 MSC 간의 레퍼런스 포인트. (Reference point used between MTC-IWF and serving MSC.)
S6m 단말의 식별정보(E.164 MSISDN(Mobile Station International Subscriber Directory Number) 또는 외부 식별자에 매핑되는 IMSI 등)를 문의하고 단말 도달가능성 및 설정 정보를 수집하기 위해서 MTC-IWF에 의해서 사용되는 레퍼런스 포인트. (Reference point used by MTC-IWF to interrrogate HSS/HLR for E.164 MSISDN or external Identifier mapping to IMSI and gather UE reachability and configuration information.)
상기 T5a, T5b, T5c 중 하나 이상의 레퍼런스 포인트를 T5라고 지칭한다.
한편, 간접 및 하이브리드 모델의 경우에 MTC 서버와의 사용자 플레인 통신, 및 직접 및 하이브리드 모델의 경우에 MTC 애플리케이션 서버와의 통신은, 레퍼런스 포인트 Gi 및 SGi를 통해서 기존의 프로토콜을 사용하여 수행될 수 있다.
<파워 세이빙 모드(PSM)>
한편, MTC 기기의 특성상, 데이터의 착신(Mobile terminating data)를 빈번하지 않게 수신하는 대신, 상향링크 데이터의 발신(Mobile originating data)은 주기적으로 전송할 수 있다. 이러한 특성을 감안하면, 에너지 효율성을 극대화 하기 위해서, MTC 기기는 파워 세이빙 모드(Power Saving Mode: 이하 ‘PSM’이라 함)로 동작할 수 있다.
상기 PSM 상태에 진입하게 되면, 상기 MTC 기기는 액세스 계층(Access Stratum: AS)을 비활성화하는 하기 때문에, 상기 PSM은 전원 오프 상태와 유사하다. 다만, 상기 PSM 상태에서는 MTC 기기가 네트워크에 등록된 상태로 존재할 수 있고, 그로 인해 MTC 기기가 네트워크에 다시 어태치(re-attach)하지 않아도 되며 또한 PDN 연결을 다시 수립(re-establish)하지 않아도 되기 때문에, PSM 상태와 전원 오프 상태는 차별된다.
MTC 기기가 일단 PSM 상태로 진입하게 되면, 예컨대 주기적인 TAU/RAU 또는 상향링크 데이터의 발생 또는 디태치(detach)와 같은 이벤트의 발생(mobile originated event)이 MTC 기기로 하여금 네트워크에 어떤 절차를 시작하도록 하기 전까지, PSM 상태로 머무르게 된다.
MTC 기기가 PSM 상태에 있었더라도, 서비스의 발신(mobile originating service)이 필요한 경우에는 언제든지 PSM을 벗어날 수 있다. 즉 PSM 상태에 있더라도, 상기 MTC 기기는 발신 서비스(mobile originated service)에 대해서는 아무때나 액세스 계층(AS)을 활성화하고, 아이들 모드의 동작을 재개할 수 있다.
다른 한편, 모바일 착신가능 타이머(mobile reachable timer)가 만료하고 상기 MTC 기기의 활성 시간이 만료한 경우, 상기 MME는 상기 MTC 기기가 PSM 상태로 진입하였고, 그로 인해 페이징이 불가능함을 알 수 있다.
반면 MTC 기기가 일단 PSM 상태로 진입한 경우에는 서비스의 착신(mobile terminating service)을 즉각적으로 수신할 수 없다. 다시 말해서, MTC 기기가 PSM 상태로 진입하였다면, 서비스의 착신(mobile terminating service)에 대해서는, 주기적인 트래킹 영역 갱신(Tracking Area Update: TAU) 또는 라우팅 영역 갱신(Routing Area Update: RAU) 절차 이후의 시그널 전송 혹은 데이터 전송과 같은 이벤트의 발생(mobile originated event) 이후의 활성 시간(Active time) 주기 동안에만 응답할 수 있다.
따라서, PSM은 빈번하지 않은 발신 서비스(mobile originating service)와 착신 서비스 mobile terminating service)를 요구하는 MTC 기기에 적합하고 또한 통신에 있어서 일정 지연(latency)을 감내할 수 있는 MTC 기기에만 적합하다.
한편, MTC 기기는 잠재적인 착신 서비스(mobile terminated service) 또는 SMS와 같은 데이터의 수신을 가능하게 할 만큼 충분히 긴 활성 시간을 요청해야 한다.
MTC 기기가 PSM을 사용하길 희망할 경우, 상기 MTC 기기는 매 어태치 및 TAU/RAU 절차 동안에 활성 시간(active time)의 값을 요청해야 한다. 만약 네트워크가 PSM을 지원하고, 상기 MTC 기기가 PSM을 사용하는 것을 수락할 경우, 활성 시간의 값을 상기 MTC 기기에게 할당한다. 상기 네트워크는 상기 MTC 기기가 요청한 활성 시간 값과 MME/SGSN 설정을 고려하여 상기 MTC 기기에게 할당할 활성 시간 값을 결정할 수 있다. 만약, 상기 네트워크가 할당한 활성 시간의 값이 만족스럽지 않은 경우, 상기 MTC 기기는 다음 번 도래하는 TAU/RAU 절차의 주기 동안에만 자신의 원하는 활성 시간의 값을 요청할 수 있다.
또한, PSM을 적용가능한 MTC 기기는 서비스의 착신(mobile terminated services)에 대한 지연(latency)/응답성(responsiveness)에 적합한 주기적인 TAU/RAU 타이머 값을 어태치 및 TAU/RAU 절차 동안에 네트워크에 요청하게 된다. 네트워크가 주기적인 TAU/RAU 타이머 값을 MTC 기기에 할당하였으나, 상기 MTC 기기가 만족하지 목하는 경우, 상기 MTC 기기는 다음 번 도래하는 TAU/RAU 절차의 주기 동안에만 자신의 원하는 주기적인 TAU/RAU 타이머 값을 요청할 수 있다.
결과적으로, PSM을 지원하고 사용하길 희망한다면, MTC 기기는 활성 시간의 값과 주기적인 TAU/RAU 타이머의 값을 매 어태치 및 TAU 절차 동안에 네트워크에 함께 요청해야 한다. 마찬가지로 , 네트워크는 MTC 기기가 요청하지도 않았는데도, 활성 시간의 값을 임의적으로 할당할 수도 없다.
한편, 이하에서는 도면을 참조하여 설명하기로 한다.
도 8a는 파워 세이밍 모드(PSM)를 위한 활성 타이머(Active Timer)를 협상하는 과정을 나타내고, 도 8b 및 도 8c는 파워 세이밍 모드(PSM)의 동작을 나타낸 예시도이다.
도 8a에 도시된 바와 같이, MTC 기기(100)는 요청하는 활성 시간의 값(즉, 활성 타이머의 값)과 주기적인 TAU/RAU 타이머 값(예컨대, Ext T3412 또는 Ext T3312)의 값을 어태치 요청 메시지 혹은 TAU 요청 메시지에 포함하여 MME/SGSN(510)에 전송한다. MME/SGSN(100)이 상기 요청 메시지를 수신하면, PSM을 지원하는 지를 확인하고, 만약 지원한다면, 활성 시간의 값(즉, 활성 타이머의 값)과 주기적인 TAU/RAU 타이머 값(예컨대, Ext T3412 또는 Ext T3312)의 값을 포함한 어태치 수락 메시지 또는 TAU/RAU 수락 메시지를 상기 MTC 기기(100)에게 전송한다. 이때, 상기 수락 메시지에 포함되는 활성 시간의 값(즉, 활성 타이머의 값)과 주기적인 TAU/RAU 타이머 값(예컨대, Ext T3412 또는 Ext T3312)은 상기 MME/SGSN이 원하는 값일 수 있다. 다만, 여기서 주기적인 TAU/RAU 타이머 값(예컨대, Ext T3412 또는 Ext T3312)은 포함되지 않을 수 있다. 이 경우, 상기 MTC 기기는 주기적인 TAU/RAU 타이머 값(예컨대, Ext T3412 또는 Ext T3312)에 대한 기본값을 사용할 수 있다. 혹은, 상기 MTC 기기가 상기 주기적인 TAU/RAU 타이머 값(예컨대, Ext T3412 또는 Ext T3312)의 값을 상기 요청 메시지에 포함시키지 않았더라도, 상기 MME는 자신이 원하는데로 설정하여 상기 수락 메시지에 포함하여 전송할 수 있다.
한편, 도 8b 및 도 8c에 도시된 바와 같이 상기 MTC 기기가 활성 시간의 값을 요청하였고, 상기 네트워크가 활성 시간의 값을 할당한 경우, 상기 MTC 기기는 상기 할당된 활성 시간의 값에 따라 활성 타이머를 구동한다. 마찬가지로, ECM_CONNECTED으로부터 ECM_IDLE로의 전환할 때 MME는 상기 활성 시간의 값에 기초하여 모바일 착신가능 타이머(mobile reachable timer)를 구동한다.
그리고 도 8b 및 도 8c에 도시된 바와 같이 상기 활성 타이머가 만료하면, 상기 MTC 기기는 자신의 액세스 계층(AS)을 비활성화하고, PSM 상태로 전환한다. PSM 상태에서는 액세스 계층(AS)의 비활성화로 인하여, 상기 MTC 기기는 아이들 모드(idle mode)의 모든 절차를 중지하지만, NAS 계층의 타이머, 예컨대 주기적인 TAU/RAU 타이머(예컨대, Ext T3412 또는 Ext T3312)는 구동한다.
상기 MTC 기기는 주기적인 TAU/RAU 타이머(예컨대, Ext T3412 또는 Ext T3312)가 만료함으로써 주기적인 TAU/RAU 절차를 수행하기 전까지 상기 액세스 계층(AS)을 다시 활성화하지 않고 또한 아이들 모드의 절차를 재개하지 않는다.
상기 주기적인 TAU/RAU 타이머(예컨대, Ext T3412 또는 Ext T3312)가 만료하기 직전에 이르면, 상기 MTC 기기는 액세스 계층(AS)을 다시 활성화하고, EPC와의 통신을 설정하기 위해 필요한 무선 액세스(radio access) 설정 과정(PLMN 선택 또는 셀 선택)을 수행하게 된다.
상기 주기적인 TAU/RAU 타이머(예컨대, Ext T3412 또는 Ext T3312)가 만료 하게 되면, 상기 MTC 기기는 다시 TAU/RAU 절차를 수행하고, 이어서 활성 시간 만료 후 다시 PSM 상태로 진입한다.
도 9a는 PSM과 ISR이 동시 적용될 때의 문제점을 개략적으로 나타낸 개략도이고, 도 9b는 도 9a의 문제 상황에서의 신호 흐름을 나타낸 예시도이다.
도 9a를 참조하여 알 수 있는 바와 같이, ISR은 활성화되어 있고, MTC 기기(100)는 PSM 상태에 있는 것이 가정된다. 그리고, 상기 MTC 기기(100)가 PSM 상태에 있는 것을 MME(510)는 지원하지만, SGSN(410)은 지원하지 않는다고 가정한다.
이러한 가정하에서, S-GW(520)가 다운링크 데이터를 수신하면, S-GW(520)는 ISR이 활성화되어 있기 때문에, MME(510) 및 SGSN(410) 모두에게 DDN를 전송한다.
이때, 상기 MME(510)는 MTC 기기(100)이 PSM 상태이라는 것을 인지하고 있기 때문에, S-GW(520)에게 DDN 거절 메시지를 전송하고, MTC 기기(100)에게 페이징 신호를 전송하지 않는다.
반면, 상기 SGSN(410)은 PSM을 지원하지 않기 때문에, 기지국을 통해 MTC 기기(100)에게 페이징 신호를 전송한다. 그러나, MTC 기기(100)에게 페이징 신호를 전송하더라도, 상기 MTC 기기(100)는 상기 PSM 상태에 있기 때문에, 상기 페이징 신호를 수신하지 못한다. 따라서, 상기 SGSN(410)은 상기 페이징 신호를 일정 시간 동안 혹은 일정 횟수 만큼 계속 반복적으로 전송한다.
이와 같이 상기 PSM 상태에 있는 MTC 기기(100)에게 페이징 신호를 전송하는 것은 불필요한 동작이며, 이로 인하여 불필요한 네트워크 자원 낭비 초래가 발생한다.
도 9a 및 9b와 달리, 상기 MTC 기기(100)가 PSM 상태에 있는 것을 SGSN(410)은 지원하지만, MME(510)는 지원하지 않는다고 가정하더라도 마찬가지로, MME(510)는 상기 MTC 기기(100)가 PSM 상태에 있어 페이징 신호를 수신하지 못하는 것을 모르기 때문에, 상기 페이징 신호를 일정 시간 동안 혹은 일정 횟수 만큼 계속 반복적으로 전송한다.
<본 명세서의 개시들>
따라서, 본 명세서의 개시는 전술한 문제점을 해결하기 위한 해결책들을 제안한다.
본 명세서의 제1 개시에 의한 해결책에 따르면, ISR이 활성화된 상황, 그리고 MME(510)와 SGSN(410) 중 어느 하나만 MTC 기기(100)의 PSM을 지원하는 상황에서, 상기 MME(510)와 SGSN(410) 중 어느 하나가 S-GW(520)으로부터 DDN을 수신하게 되면, DDN 거절 메시지를 S-GW(520)로 전송하도록 함으로써, 상기 S-GW(520)로 하여금 상기 MME(510)와 SGSN(410) 중 MTC 기기(100)의 PSM을 지원하지 않는 다른 하나에게 페이징 중단 요청 메시지를 전송하도록 한다.
본 명세서의 제2 개시에 의한 해결책에 따르면, ISR이 활성화된 상황에서 MTC 기기(100)가 PSM 상태로 진입하려 하는 경우 상기 ISR이 비활성화되도록 함으로써, 전술한 문제점이 발생되지 않도록 한다.
본 명세서의 제3 개시에 의한 해결책에 따르면, ISR이 활성화된 상황, 그리고 MTC 기기(100)가 PSM 상태에 있는 상황에서는, S-GW(520)가 상기 MTC 기기(100)는 PSM 상태에 있다는 것을 인지할 수 있도록 함으로써, 상기 S-GW(520)이 DDN을 상기 MME(510)와 SGSN(410)로 전송하지 않도록 한다.
이하, 본 명세서의 개시들에 대해서 구체적으로 설명하기로 한다.
도 10a는 본 명세서의 제1 개시에 따른 해결책을 간략하게 나타낸 개략도이고, 도 10b는 본 명세서의 제1 개시에 따른 해결책을 상세하게 나타낸 신호 흐름도이다.
ISR이 활성화되어 있는 상태이고, MTC 기기(100)는 PSM 상태에 진입하였으나, MME(510)는 PSM을 지원함으로써 MTC 기기(100)가 PSM 상태에 있는 것을 알지만, SGSN(410)는 PSM을 지원하지 않으로써 MTC 기기(100)가 PSM 상태에 있는 것을 모른다고 가정하고, 도 10a 및 도 10b를 함께 참조하여 설명하면 다음과 같다.
1) P-GW(530)이 상기 MTC 기기(100)로의 다운링크 데이터를 수신하면, S-GW(520)으로 전달한다.
2) 상기 S-GW(520)는 상기 다운링크 데이터를 전달받으면, 상기 MME(510) 및 상기 SGSN(410)으로 DDN을 전송한다.
3) 이때, 상기 MME(510)는 MTC 기기(100)가 PSM 상태에 있는 것을 알기 때문에 페이징 절차를 수행하지 않지만, 상기 SGSN(410)는 MTC 기기(100)가 PSM 상태에 있는 것을 모르기 때문에 페이징 신호를 상기 MTC 기기(100)로 전송하기 위해 기지국에게 전송한다.
4) 상기 MME(510) 상기 페이징 신호를 상기 MTC 기기(100)로 전송하지 않고, 대신 DDN 거절을 알리는 메시지를 상기 S-GW(520)으로 전송한다. 상기 DDN 거절을 알리는 메시지는 거절 원인을 포함하는 DDN 확인 메시지일 수 있다. 상기 거절 원인은 예를 들어, “Unable to page UE” 또는 “Unable to page UE due to Power Saving Mode (PSM)”일 수 있다. 대안적으로, 상기 DDN 거절을 알리는 메시지는 DDN 확인 메시지와는 다른 DDN 거절 메시지일 수 있다.
5) 상기 ISR이 활성화 상황에서, S-GW(520)가 MME(510) 및 SGSN(410) 중 어느 하나로부터라도 DDN 거절을 알리는 메시지를 수신하는 경우, 다른 하나에게 페이징 중지 요청을 전송한다. 즉, 도 10a 및 도 10b에서는 S-GW(520)가 MME(510)로부터 DDN 거절을 알리는 메시지를 수신하는 경우, S-GW(520)는 SGSN(410)에게 페이징 중지 요청을 전송한다.
6) 그러면, 상기 SGSN(410)는 상기 페이징 중지 요청에 따라, 기지국에게 페이징 중지 요청을 전송한다.
도 10a 및 도 10b에서는 MME(510)는 PSM을 지원하지만, SGSN(410)는 PSM을 지원하지 않는 것으로 나타내었으나, 전술한 제1 개시에 따른 해결책은 그 반대의 경우 (즉, MME(501)는 PSM을 지원하지 않지만, SGSN(410)는 PSM을 지원하는 경우)에도 적용될 수 있다.
도 11a는 본 명세서의 제2 개시에 따른 해결책이 적용되는 TAU 절차를 간략하게 나타낸 신호 흐름도이고, 도 11b는 도 11a에 도시된 TAU 절차를 상세하게 나타낸 신호 흐름도이다.
앞서 설명한 바와 같이, 본 명세서의 제2 개시에 의한 해결책에 따르면, ISR이 활성화된 상황에서 MTC 기기(100)가 PSM 상태로 진입하기 위해 TAU 절차를 수행하는 경우 상기 ISR이 비활성화되도록 함으로써, 전술한 문제점이 발생되지 않도록 한다. 이하, 도 11b를 참조하면서, 도 11a에 대해 설명하기로 한다.
0) ISR이 활성화되어 있는 상태이고, MME(510)는 PSM을 지원하지만, SGSN(410)는 PSM을 지원하지 않는다.
1) ISR이 활성화된 상황에서, MTC 기기(100)가 PSM으로 동작하기를 원하는 경우, TAU 요청 메시지를 MME(510)로 전송한다. 이때, 상기 TAU 요청 메시지 내에는 PSM을 위한 활성 시간 타이머(예컨대 T3324의 값)이 포함되어 있다.
2) 상기 MME(510)는 수신한 TAU 요청 메시지 내에 활성 시간 타이머(예컨대 T3324의 값)이 포함되어 있느냐에 따라 PSM의 적용 여부를 인지하고, 상기 MME(510)가 SGSN(410)로 전송하는 컨텍스트 요청 메시지 내에 PSM 기능 지원에 대한 정보를 포함시켜 전송한다. 상기 MME(510)에 의해 PSM이 지원되는 경우, 상기 컨텍스트 요청 메시지 내에 포함되는 상기 PSM 기능 지원에 대한 정보는 예컨대 1로 설정될 수 있다.
3) 상기 SGSN(410)은 상기 컨텍스트 요청 메시지에 응답하여, PSM 기능 지원에 대한 정보를 컨텍스트 응답 메시지에 포함시켜 상기 MME(510)로 전송한다. 이때, 상기 SGSN(410)에 의해서는 PSM이 지원되는 않는 경우, 상기 컨텍스트 응답 메시지 내에 포함되는 상기 PSM 기능 지원에 대한 정보는 예컨대 0로 설정될 수 있다. (또는 상기 컨텍스트 응답 메시지 내에 PSM 기능 지원에 대한 정보를 포함하지 않을 수 있는데, 이 경우는 PSM 기능 지원에 대한 정보는 0로 설정되는 경우와 동일하다로 간주한다 .)
4) 상기 MME(510)가 상기 컨텍스트 응답 메시지 내의 상기 PSM 기능 지원에 대한 정보를 확인한 결과, 상기 SGSN(410)에 의해서는 PSM이 지원되는 않는 경우, 상기 MME(510)는 ISR을 비활성화기로 결정한다. 이어서, 상기 MME(510)는 상기 SGSN(410)로 전송하는 켄텍스트 확인 메시지 내에 “ISR 활성화 안됨(ISR not activated)”를 나타내는 인디케이션을 포함시킨다.
5) 이어서, 상기 MME(510)는 “ISR 활성화 안됨(ISR not activated)”를 나타내는 인디케이션 포함하는 TAU 수락 메시지를 상기 MTC 기기(100)로 전송한다. 또한, TAU 수락 메시지 내에는 활성 시간 타이머의 값이 포함된다. 상기 전송하는 TAU 수락 메시지 내에 포함되는 활성 시간 타이머의 값은 상기 수신한 TAU 요청 메시지 내에 포함되어 있었던 활성 시간 타이머에 기초하여 상기 MME(510)에 의해서 결정된 값이다.
6) 이어서, 상기 MME(510)와 상기 SGSN(410)는 ISR을 비활성화하기 위한 절차를 수행한다.
도 12a는 본 명세서의 제2 개시에 따른 해결책이 적용되는 RAU 절차를 간략하게 나타낸 신호 흐름도이고, 도 12b는 도 12a에 도시된 RAU 절차를 상세하게 나타낸 신호 흐름도이다.
도 12a 및 도 12b에서는 앞선 도 11a 및 도 11b와 달리 RAU 절차에서 본 명세서의 제2 개시에 따른 해결책이 적용되는 것을 나타낸다. RAU 절차는 TAU 절차와 유사하므로, 당업자라면 도 11a 및 도 11b을 통해 도 12a 및 도 12b의 내용을 충분히 알 수 있는 바, 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도 13a 및 도 13b는 본 명세서의 제3 개시에 따른 해결책을 나타낸 신호 흐름도이다.
앞서 설명한 바와 같이, 본 명세서의 제3 개시에 의한 해결책에 따르면, ISR이 활성화된 또는 비활성화된 상황, 그리고 MTC 기기(100)가 PSM 상태에 있는 상황에서는, S-GW(520)가 상기 MTC 기기(100)는 PSM 상태에 있다는 것을 인지할 수 있도록 함으로써, 상기 S-GW(520)이 DDN을 상기 MME(510)와 SGSN(410)로 전송하지 않도록 한다.
먼저 도 13a를 참조하여 설명하기로 한다.
1) MTC 기기(100)가 PSM으로 동작하기를 원하는 경우, TAU/RAU 요청 메시지를 MME(510)/SGSN(410)으로 전송한다. 이때, 상기 TAU/RAU 요청 메시지 내에는 PSM을 위한 활성 시간 타이머(예컨대 T3324의 값)이 포함되어 있다.
2) 상기 MME(510)/SGSN(410)는 수신한 TAU/RAU 요청 메시지 내에 활성 시간 타이머(예컨대 T3324의 값)이 포함되어 있느냐에 따라 PSM의 적용 여부를 인지한다. 이어서, 상기 TAU/RAU 요청 메시지 내에 포함된 활성 시간 타이머(예컨대 T3324의 값)에 기초하여, 상기 MTC 기기(100)를 위한 활성 시간 타이머(예컨대 T3324의 값)의 값을 결정한다. 그리고, 상기 MME(510)/SGSN(410)는 상기 결정된 활성 시간 타이머(예컨대 T3324의 값)의 값을 포함하는 세션 생성 요청(예컨대, Create Session Request) 메시지를 S-GW(520)로 전송한다. 대안적으로, 상기 결정된 활성 시간 타이머(예컨대 T3324의 값)의 값은 상기 세션 생성 요청 메시지가 아닌 다른 제어 메시지에 포함되어 S-GW(520)로 전송될 수도 있다.
3) 상기 S-GW(520)는 상기 MTC 기기(100)의 PSM 적용에 대해 인지하고, MTC 기기(100)의 활성 시간 타이머(예컨대 T3324)의 값을 저장한다. 그리고, 상기 S-GW(520)는 세션 생성 응답 메시지(예컨대, Create Session Response) 내에 상기 PSM에 대한 확인을 알리는 인디케이션(예컨대, “PSM Confirm”)을 포함시켜 전송한다. 대안적으로, 상기 PSM에 대한 확인을 알리는 인디케이션은 다른 제어 메시지에 포함되어 전송될 수 있다.
4) 상기 MME(510)/SGSN(410)는 TAU/RAU 수락 메시지에 상기 결정된 활성 시간 타이머(예컨대 T3324의 값)의 값을 포함시켜, 상기 MTC 기기(100)로 전송한다.
5) 한편, 상기 P-GW(530)이 상기 MTC 기기(100)에 대한 다운링크 데이터를 수신하면, 상기 S-GW(520)으로 전달한다.
6) 상기 S-GW(520)은 상기 MTC 기기(100)에 대한 다운링크 데이터를 수신하면, 상기 저장하였던 상기 MTC 기기(100)의 활성 시간 타이머에 기초하여, 상기 MTC 기기(100)가 현재 PSM 상태에 있는지 아니면 활성 상태에 있는지를 판단한다.
만약, 상기 MTC 기기(100)가 PSM 상태에 있다면, 상기 S-GW(520)는 DDN을 상기 MME(510)/SGSN(410)로 전송하지 않는다.
한편, 도 13b를 참조하면, 상기 MTC 기기(100), 상기 MME(510) 그리고 상기 SGSN(410) 간에 ISR이 활성화되어 상황이 나타나 있다. 이러한 상황에서도 도 13a를 참조하여 설명한 바와 같이 동일하게, 상기 MTC 기기(100)가 PSM 상태에 있다면, 상기 S-GW(520)는 DDN을 상기 MME(510)/SGSN(410)로 전송하지 않는다.
지금까지 설명한 내용들은 하드웨어로 구현될 수 있다. 이에 대해서 도 12를 참조하여 설명하기로 한다.
도 14는 본 발명의 실시예에 따른 MTC 기기(100) 및 MME(510)(510)의 구성 블록도이다.
도 14에 도시된 바와 같이 상기 MTC 기기(100)은 저장 수단(101)와 컨트롤러(102)와 송수신부(103)를 포함한다. 그리고 상기 MME(510는 저장 수단(511)와 컨트롤러(512)와 송수신부(513)를 포함한다.
상기 저장 수단들(101, 511)은 전술한 방법을 저장한다.
상기 컨트롤러들(102, 512)은 상기 저장 수단들(101, 511) 및 상기 송수신부들(103, 513)을 제어한다. 구체적으로 상기 컨트롤러들(102, 512)은 상기 저장 수단들(101, 511)에 저장된 상기 방법들을 각기 실행한다. 그리고 상기 컨트롤러들(102, 512)은 상기 송수신부들(103, 513)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 (12)

  1. 서빙 게이트웨이(Serving Gateway: S-GW)에서 다운링크 데이터를 전달하는 방법으로서,
    ISR(Idle mode Signaling Reduction)이 활성화되어 있는 상태에서, 무선 기기로의 다운링크 데이터가 도달하는 경우, MME(Mobility Management Entity) 및 SGSN(Serving GPRS(general packet radio service) Supporting Node)로 다운링크 데이터 통지(Downlink Data Notification: DDN) 메시지를 전송하는 단계와;
    상기 무선 기기가 PSM(Power Saving Mode) 상태에 있어 다운링크 데이터를 수신할 수 없는 경우, 상기 MME 및 SGSN 중 어느 하나로부터 DDN 거절을 알리는 메시지를 수신하는 단계와;
    상기 DDN 거절을 알리는 메시지를 수신하면, 상기 MME 및 SGSN 중 어느 하나로 페이징 중단 요청 메시지를 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 다운링크 데이터 전달 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 DDN 거절을 알리는 메시지는
    거절 원인을 포함하는 DDN 확인 메시지이거나 혹은 상기 DDN 수락 메시지와는 다른 메시지인 것을 특징으로 하는 다운링크 데이터 전달 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 MME는 상기 무선 기기의 PSM(Power Saving Mode)을 지원하나, 상기 SGSN은 상기 무선 기기의 PSM을 지원하지 않는 경우, 상기 DDN 거절을 알리는 메시지는 상기 MME로부터 수신되는 것을 특징으로 하는 다운링크 데이터 전달 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 MME는 상기 무선 기기의 PSM(Power Saving Mode)을 지원하지 않으나, 상기 SGSN은 상기 무선 기기의 PSM을 지원하는 경우, 상기 DDN 거절을 알리는 메시지는 상기 SGSN로부터 수신되는 것을 특징으로 하는 다운링크 데이터 전달 방법.
  5. 네트워크 엔티티에서 위치 갱신 절차를 수행하는 방법으로서,
    ISR(Idle mode Signaling Reduction)이 활성화되어 있는 상태에서, PSM(Power Saving Mode)을 위한 활성 시간 값을 포함하는 위치 갱신 요청 메시지를 무선 기기로부터 수신하는 단계와;
    상기 위치 갱신 요청 메시지의 수신에 따라 컨텍스트 요청 메시지를 상기 무선 기기의 이전 네트워크 엔티티로 전송하는 단계와, 여기서 상기 컨텍스트 요청 메시지는 상기 네트워크 엔티티의 PSM 지원 여부에 대한 정보를 포함하고;
    상기 이전 네트워크 엔티티로부터 켄텍스트 응답 메시지를 수신하는 단계와, 여기서 상기 컨텍스트 응답 메시지는 상기 이전 네트워크 엔티티의 PSM 지원 여부에 대한 정보를 포함하고;
    상기 PSM 지원 여부에 대한 정보에 기초하여, 상기 ISR을 비활성화할지 결정하는 단계와;
    상기 ISR을 비활성화기로 결정하는 경우, ISR 비활성화를 알리는 인디케이터를 포함하는 위치 갱신 수락 메시지를 상기 무선 기기로 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 위치 갱신 절차 수행 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 위치 갱신 절차는 TAU(Tracking Area Update) 절차 또는 RAU(Routing Area Update) 절차이고,
    상기 위치 갱신 요청 메시지는 TAU 요청 메시지 또는 RAU 요청 메시지이고,
    상기 위치 갱신 수락 메시지는 TAU 수락 메시지 또는 RAU 수락 메시지인 것을 특징으로 하는 위치 갱신 절차 수행 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 네트워크 엔티티는 MME(Mobility Management Entity)이고, 상기 이전 네트워크 엔티티는 SGSN인 경우,
    상기 위치 갱신 요청 메시지는 TAU 요청 메시지이고, 상기 위치 갱신 수락 메시지는 TAU 수락 메시지인 것을 특징으로 하는 위치 갱신 절차 수행 방법.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 네트워크 엔티티는 SGSN이고, 상기 이전 네트워크 엔티티는 MME인 경우,
    상기 위치 갱신 요청 메시지는 RAU 요청 메시지이고, 상기 위치 갱신 수락 메시지는 RAU 수락 메시지인 것을 특징으로 하는 위치 갱신 절차 수행 방법.
  9. 제5항에 있어서,
    상기 ISR을 비활성화기로 결정하는 경우, ISR 비활성화를 알리는 인디케이터를 포함하는 컨텍스트 확인 메시지를 상기 이전 네트워크 엔티티로 전송하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 위치 갱신 절차 수행 방법.
  10. 제5항에 있어서, 상기 위치 갱신 수락 메시지는
    상기 네트워크 엔티티에 의해서 결정된 PSM을 위한 활성 시간 값을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 위치 갱신 절차 수행 방법.
  11. 서빙 게이트웨이(Serving Gateway: S-GW)로서,
    송수신부와;
    ISR(Idle mode Signaling Reduction)이 활성화되어 있는 상태에서, 무선 기기로의 다운링크 데이터가 도달하는 경우, MME(Mobility Management Entity) 및 SGSN(Serving GPRS(general packet radio service) Supporting Node)로 다운링크 데이터 통지(Downlink Data Notification: DDN) 메시지를 전송한 후, 상기 무선 기기가 PSM(Power Saving Mode) 상태에 있어 다운링크 데이터를 수신할 수 없어 상기 MME 및 SGSN 중 어느 하나로부터 DDN 거절을 알리는 메시지를 수신하면, 상기 MME 및 SGSN 중 어느 하나로 페이징 중단 요청 메시지를 전송하도록 상기 송수신부를 제어하는 컨트롤러를 포함하는 것을 특징으로 하는 서빙 게이트웨이.
  12. 위치 갱신 절차를 수행하는 네트워크 엔티티로서,
    송수신부와;
    상기 송수신부를 제어하는 컨트롤러로서, 상기 컨트롤러는
    ISR(Idle mode Signaling Reduction)이 활성화되어 있는 상태에서, PSM(Power Saving Mode)을 위한 활성 시간 값을 포함하는 위치 갱신 요청 메시지를 무선 기기로부터 수신하는 단계와;
    상기 위치 갱신 요청 메시지의 수신에 따라 컨텍스트 요청 메시지를 상기 무선 기기의 이전 네트워크 엔티티로 전송하는 단계와, 여기서 상기 컨텍스트 요청 메시지는 상기 네트워크 엔티티의 PSM 지원 여부에 대한 정보를 포함하고;
    상기 이전 네트워크 엔티티로부터 켄텍스트 응답 메시지를 수신하는 단계와, 여기서 상기 컨텍스트 응답 메시지는 상기 이전 네트워크 엔티티의 PSM 지원 여부에 대한 정보를 포함하고;
    상기 PSM 지원 여부에 대한 정보에 기초하여, 상기 ISR을 비활성화할지 결정하는 단계와;
    상기 ISR을 비활성화기로 결정하는 경우, ISR 비활성화를 알리는 인디케이터를 포함하는 위치 갱신 수락 메시지를 상기 무선 기기로 전송하는 단계를 수행하는 것을 특징으로 하는 네트워크 엔티티.
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