WO2015160215A2 - 라우팅 규칙을 전달하는 방법 - Google Patents

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    • H04W88/00—Devices specially adapted for wireless communication networks, e.g. terminals, base stations or access point devices
    • H04W88/16—Gateway arrangements

Definitions

  • the present disclosure relates to mobile communication.
  • 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. 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 tunneling .
  • S5 Reference point providing user plane tunneling and tunnel management between the SGW and PDN GW.
  • SGW relocation Because of UE mobility and for connections to the PDN GW where the SGW is not co-located for the required PDN connectivity.
  • It provides user plane tunneling and tunnel management between Serving GW and PDN GW. 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.
  • the PDN may be an operator external public or private PDN or, for example, an in-operator PDN for the provision of IMS services.
  • 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.
  • 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 is responsible for routing to the gateway, scheduling and sending paging messages, scheduling and sending 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 layer (hereinafter RRC) layer located at the top of the third layer is defined only in the control plane, and the configuration and resetting of radio bearers (abbreviated as RBs) are performed. It is responsible for the control of logical channels, transport channels and physical channels in relation to configuration and release.
  • RB means a service provided by the second layer for data transmission between the terminal and the E-UTRAN.
  • RRC connection When there is an RRC connection (RRC connection) between the RRC of the terminal and the RRC layer of the wireless network, the terminal is in the RRC connected mode (Connected Mode), otherwise it is in the RRC idle mode (Idle Mode).
  • RRC connection RRC connection
  • the RRC state refers to whether or not the RRC of the UE is in a logical connection with the RRC of the E-UTRAN. If the RRC state is connected, the RRC_CONNECTED state is called, 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 an uplink data transmission is necessary due to a user's call attempt, or when a paging message 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
  • 5a is a flowchart illustrating a random access procedure in 3GPP LTE.
  • the random access procedure is used for the UE 10 to obtain UL synchronization or to allocate UL radio resources to the base station, that is, the eNodeB 20.
  • the UE 10 receives a root index and a physical random access channel (PRACH) configuration index from the eNodeB 20.
  • PRACH physical random access channel
  • Each cell has 64 candidate random access preambles defined by a Zadoff-Chu (ZC) sequence, and the root index is a logical index for the UE to generate 64 candidate random access preambles.
  • ZC Zadoff-Chu
  • the PRACH configuration index indicates a specific subframe and a preamble format capable of transmitting the random access preamble.
  • UE 10 transmits a randomly selected random access preamble to eNodeB 20.
  • the UE 10 selects one of the 64 candidate random access preambles. Then, the corresponding subframe is selected by the PRACH configuration index.
  • UE 10 transmits the selected random access preamble in the selected subframe.
  • the eNodeB 20 Upon receiving the random access preamble, the eNodeB 20 sends a random access response (RAR) to the UE 10.
  • RAR random access response
  • the random access response is detected in two steps. First, the UE 10 detects a PDCCH masked with a random access-RNTI (RA-RNTI). The UE 10 receives a random access response in a medium access control (MAC) protocol data unit (PDU) on the PDSCH indicated by the detected PDCCH.
  • MAC medium access control
  • RRC radio resource control
  • an RRC state is shown depending on whether RRC is connected.
  • the RRC state refers to whether or not an entity of the RRC layer of the UE 10 is in a logical connection with an entity of the RRC layer of the eNodeB 20. If the RRC state is connected, the RRC state is connected. A state that is not connected is called an RRC idle state.
  • the E-UTRAN may determine the existence of the corresponding UE in units of cells, and thus may effectively control the UE 10.
  • the UE 10 in the idle state cannot be understood by the eNodeB 20, and is managed by a core network in units of a tracking area, which is a larger area than a cell.
  • the tracking area is a collection unit of cells. That is, the idle state UE (10) is identified only in the presence of a large area unit, in order to receive the normal mobile communication services such as voice or data, the terminal must transition to the connected state (connected state).
  • the UE 10 When the user first powers up the UE 10, the UE 10 first searches for a suitable cell and then remains in an idle state in that cell. When the UE 10 staying in the idle state needs to establish an RRC connection, the UE 10 establishes an RRC connection with the RRC layer of the eNodeB 20 through an RRC connection procedure and performs an RRC connection state ( connected state).
  • the UE in the idle state needs to establish an RRC connection. For example, a user's call attempt or an uplink data transmission is necessary, or a paging message is received from EUTRAN. In this case, the response message may be transmitted.
  • the RRC connection process is largely a process in which the UE 10 sends an RRC connection request message to the eNodeB 20, and the eNodeB 20 transmits an RRC connection setup message to the UE 10. And a process in which the UE 10 sends an RRC connection setup complete message to the eNodeB 20. This process will be described in more detail with reference to FIG. 4B.
  • the UE 10 When the UE 10 in idle state attempts to establish an RRC connection due to a call attempt, a data transmission attempt, or a response to the paging of the eNodeB 20, the UE 10 first performs an RRC connection. A RRC connection request message is transmitted to the eNodeB 20.
  • the eNB 10 When the RRC connection request message is received from the UE 10, the eNB 10 accepts the RRC connection request of the UE 10 when the radio resources are sufficient, and establishes an RRC connection that is a response message (RRC connection). setup) message is transmitted to the UE 10.
  • RRC connection a response message
  • the UE 10 When the UE 10 receives the RRC connection setup message, the UE 10 transmits an RRC connection setup complete message to the eNodeB 20. When the UE 10 successfully transmits an RRC connection establishment message, the UE 10 establishes an RRC connection with the eNodeB 20 and transitions to the RRC connected mode.
  • 6A and 6B show an architecture for connecting a WLAN to an EPC.
  • FIG. 6A shows an architecture in which a WLAN is connected to a P-GW via an S2a interface.
  • a WLAN access network (particularly, in the case of the S2a interface, is a trusted WLAN access network because it is an interface that connects trusted non-3GPP access with the EPC) is connected to the P-GW via the S2a interface.
  • the structure of the Trusted WLAN Access Network (TWAN) will be referred to the contents described in TS 23.402.
  • FIG. 6B shows an architecture in which a WLAN is connected to a P-GW via an S2b interface.
  • the WLAN access network (in particular, the S2b interface is an untrusted WLAN access network because it is an interface that connects untrusted non-3GPP access with the EPC) is connected to the P-GW via the S2b interface. It is connected to the P-GW via an evolved packet data gateway (ePDG).
  • ePDG evolved packet data gateway
  • WLAN a trusted WLAN and an untrusted WLAN may be referred to as WLANs without distinction.
  • FIG. 7A is an exemplary diagram illustrating an example of IFOM technology.
  • the IFOM provides the same PDN connection through several different accesses at the same time. This IFOM provides a bypass to seamless WLAN.
  • IFOM also provides for passing the IP flow of the same PDN connection from one access to another.
  • FIG. 7B is an exemplary diagram illustrating an example of the MAPCON technology.
  • MAPCON technology is to connect multiple PDN connections, easily IP flows to other APNs through other access systems.
  • This MAPCON technology allows the UE 10 to create a new PDN connection on an access that was not previously used.
  • the UE 10 may create a new PDN connection in an optional one of several previously used accesses.
  • the UE 10 may transfer all or some of all PDN connections that are already connected to another access.
  • the operator In order to divert traffic to non-3GPP access, the operator provides a policy to the terminal, and the terminal may bypass its data to the wireless LAN according to the policy.
  • an access network discovery and selection function (ANDSF) based on 3GPP has been improved to provide a policy related to a wireless LAN.
  • 8A and 8B illustrate a network control entity for access network selection.
  • the ANDSF may be present in the home network of the UE 10 (hereinafter referred to as “HPLMN”). Also, as can be seen with reference to FIG. 8B, the ANDSF may also exist in a visited network of the UE 10 (hereinafter referred to as 'VPLMN'). As such, when located in the home network, it may be referred to as H-ANDSF 61, and may be called as V-ANDSF 62 when located in the visited network.
  • ANDSF 60 collectively refers to H-ANDSF 61 or V-ANDSF 62.
  • the ANDSF may provide information about an inter-system mobility policy, information for access network discovery, and information about inter-system routing, for example, a routing rule.
  • IFOM is performed by the UE's initiative decision and uses DSMIP (Dual Stack Mobile IP), which is a host-based mobility protocol.
  • DSMIP Direct Stack Mobile IP
  • NBIFOM Network Based IP Flow Mobility
  • one disclosure of the present specification provides a method for delivering routing rules in a network entity that is in charge of the control plane.
  • the method includes receiving a network initiated Network Based IP Flow Mobility (NBIFOM) request from a user equipment (UE); Receiving a setting of an existence report area from a server; Determining whether the user equipment (UE) has entered a specific location based on the presence report area setting; Transmitting presence report area information when the user equipment (UE) enters the specific location; Receiving a routing rule from the server; And forwarding the routing rule to the user equipment (UE).
  • NBIFOM Network initiated IP Flow Mobility
  • the specific location may be identified through a cell ID included in an S1-AP message in which a message of a NAS layer from the user equipment (UE) is encapsulated.
  • the message of the NAS layer may correspond to any one of a tracking area update (TAU) request message or a service request message.
  • TAU tracking area update
  • the network-initiated NBIFOM request from the user device may be included in a PDN connection request message or an Attach request message.
  • the setting of the presence report area may be included in the session creation response message and received.
  • the packet data network gateway receives the setting of the presence reporting area from the server; S-GW (Serving Gateway) from the PDN-GW Receiving, by the network entity, the setting of the presence report area from the S-GW.
  • the network entity may be a mobility management entity (MME) and the server may be a PCRF.
  • MME mobility management entity
  • PCRF PCRF
  • the network entity includes a transceiver for receiving a network-initiated Network Based IP Flow Mobility (NBIFOM) request from a user equipment (UE) and receiving a setting of an existence report area from a server; And a controller for determining whether the user equipment (UE) enters a specific location based on the presence report area setting.
  • NBIFOM Network-initiated Network Based IP Flow Mobility
  • the controller transmits the presence report area information through the transceiver and receives the routing rule from the server, and the routing rule is transmitted to the user equipment (UE). Can be delivered to.
  • 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.
  • 5a is a flowchart illustrating a random access procedure in 3GPP LTE.
  • RRC radio resource control
  • 6A and 6B show an architecture for connecting a WLAN to an EPC.
  • FIG. 7A is an exemplary diagram illustrating an example of an IFOM technique
  • FIG. 7B is an exemplary diagram illustrating an example of a MAPCON technique.
  • 8A and 8B illustrate a network control entity for access network selection.
  • 9A and 9B are exemplary views illustrating a processing method in a situation where the UE roams from the home network to the visited network.
  • FIG. 10A illustrates an example in which newly defined RAN rules (RAN support information) are provided to the UE in addition to the ANDSF policy
  • FIG. 10B illustrates when either policy information from the ANDSF and RAN rules (RAN support information) are provided to the UE. An example of selecting is shown.
  • FIG. 11 shows a process of selecting one of a UE initiation mode and a network initiation mode.
  • FIG. 12 is an exemplary diagram illustrating an example of a UE moving to indicate a problem of network initiated NBIFOM mode.
  • FIG. 13 is a signal flow diagram illustrating a procedure for performing NBIFOM according to a network disclosure of the present specification.
  • FIG. 14 is a signal flow diagram illustrating a procedure of performing an NBIFOM according to a network disclosure of the present specification.
  • FIG. 15 illustrates a procedure for performing network initiated NBIFOM based on the presence report area configured in the MME 510 and the location of the UE.
  • 16 is a configuration block diagram of the UE 100 and the MME 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.
  • GSM EDGE Radio Access Network An acronym for GSM EDGE Radio Access Network, and refers to a wireless access section connecting a core network and a terminal by GSM / EDGE.
  • UTRAN Abbreviation for Universal Terrestrial Radio Access Network, and refers to a wireless access section connecting a terminal and a core network of 3G mobile communication.
  • E-UTRAN Abbreviation for Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network, and refers to a 4G mobile communication, that is, a wireless access section connecting a terminal to a LTE core network.
  • UMTS stands for Universal Mobile Telecommunication System and means a core network of 3G mobile communication.
  • 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
  • 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. (Example) internet.mnc012.mcc345.gprs
  • Tunnel Endpoint Identifier End point ID of a tunnel established between nodes in a network, and is set for each section in bearer units of each UE.
  • NodeB 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 the APN.
  • UE Context Context information of UE used to manage UE in the network, ie Context Information composed of UE id, mobility (current location, etc.), session attributes (QoS, priority, etc.)
  • 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
  • RAT Abbreviation for Radio Access Technology, which means GERAN, UTRAN, E-UTRAN and the like.
  • Local Operating Environment Information This is a set of implementation specific parameters which describe the local environment in which the UE is operating.
  • Presence Reporting Area This area is defined for the purpose of reporting the presence of the UE in the 3GPP packet domain due to policy control and / or charging reasons.
  • the presence reporting area consists of a neighboring or non-neighboring tracking area or a set of eNodeBs and / or cells.
  • ANDSF Access Network Discovery and Selection Function: Provides a policy that allows a terminal to discover and select available access on an operator basis as a network entity.
  • ISRP Inter-System Routing Policy
  • IFOM IP Flow Mobility
  • MAPCON Multi Access PDN Connectivity
  • NSWO non-seamless WLAN offload
  • IP Flow Mobility (IFOM) rule This rule prioritizes the access technology / access networks that should be used by the UE when it is able to route traffic that matches a particular IP traffic filter on a particular APN or any APN. It's a list. In addition, this rule may specify for which wireless access the traffic that matches a particular IP traffic filter on a particular APN or any APN is restricted.
  • IOM IP Flow Mobility
  • MAPCON Multi Access PDN Connectivity
  • This rule is a list of prioritized access technologies / access networks that should be used by the UE when it is possible to route PDN connections to a particular APN.
  • this rule may specify to which radio access the PDN connection to a particular APN should be restricted.
  • Non-seamless WLAN offload (NSWO) rule This rule specifies which traffic should be bypassed non-seamlessly to the WLAN or not.
  • ISMP Inter-System Mobility Policy
  • RAN rule Evaluates a RAN rule programmed in the UE with Radio Access Network (RAN) Assistance Parameters received from the network.
  • the RAN rule is also referred to as WLAN interworking supported by the RAN used without ANDSF ISRP / ISMP.
  • the AS (Access Stratum) layer of the UE carries the move-traffic-to-WLAN indication and WLAN identifier together to the upper layer of the UE. In this case, the UE selects the WLAN to move all offloadable PDN connections to the WLAN.
  • the access stratum (AS) layer of the UE delivers a move-traffic-from-WLAN indication to a higher layer of the UE.
  • the UE moves all PDN connections on the WLAN to 3GPP.
  • a detailed description of the RAN rule can be found with reference to 3GPP TS 23.401, TS 23.060, TS 23.402, TS 36.300, TS 36.304, TS 36.331, TS 25.304 and TS 25.331.
  • Multi-access PDN connection A PDN connection in which traffic can be routed through 3GPP access and / or WLAN access. Each IP flow is only routed through one accessor at a time.
  • 9A and 9B are exemplary views illustrating a processing method in a situation where the UE roams from the home network to the visited network.
  • the UE 100 when the UE 100 receives policy information from the H-ANDSF 610 in a home network (HPLMN) and then roams to a visited network (VPLMN), the V-ANDSF Policy information is additionally received from 620.
  • HPLMN home network
  • VPN visited network
  • the policy information includes an inter-system mobility policy (ISMP), an inter-system routing policy (ISRP), an inter-APN routing policy (IARP), and a wireless LAN selection policy.
  • ISMP inter-system mobility policy
  • ISRP inter-system routing policy
  • IARP inter-APN routing policy
  • WLANSP wireless LAN selection policy
  • the UE 100 may apply IFOM by preferentially using any one policy information.
  • FIG. 10A illustrates an example in which newly defined RAN rules (RAN support information) are provided to the UE in addition to the ANDSF policy
  • FIG. 10B illustrates when either policy information from the ANDSF and RAN rules (RAN support information) are provided to the UE. An example of selecting is shown.
  • the UE 100 may receive policy information from the ANDSF 600 as shown in FIG. 10A
  • the RAN may receive radio access network (RAN) support information from the base station 200 of the E-UTRAN (or UTRAN) and receive the RAN. You can also apply rules.
  • RAN radio access network
  • the RAN assistance information may include the following thresholds and parameters.
  • the 3GPP access threshold may be a subset of some UTRA and / or E-UTRA radio parameters such as a low / high RSRP threshold for E-UTRA, a low / high CPICH Ec for UTRA. / No Defines a threshold.
  • WLAN access thresholds are low / high for some WLAN access parameters, eg, low / high Beacon RSSI threshold, low / high UL Define a / DL backhaul data rate threshold and a low / high channel utilization threshold.
  • the UL / DL backhaul data rate is defined in hotspot 2.0.
  • Channel utilization and beacon RSSI are defined in IEEE 802.11.
  • the OPI value provided by the RAN is in bitmap format (i.e., primary bit array) that allows the UE to determine when to move specific traffic (eg, specific IP flow) to WLAN access or 3GPP access.
  • specific traffic eg, specific IP flow
  • WLAN network selection and traffic routing may take precedence over ANDSF rules and RAN rules.
  • IFOM is performed by the UE's initiative decision and uses DSMIP (Dual Stack Mobile IP) which is a host-based mobility protocol.
  • DSMIP Direct Stack Mobile IP
  • NBIFOM Network Based IP Flow Mobility
  • UE-initiated NBIFOM (NBIFOM) initiated by the UE may provide the PGW with the UE's desired mapping between IP flows and access links.
  • the network can only accept or reject the IP flow movement of the UE, and the network cannot initiate the IP flow movement by itself.
  • Network-initiated NBIFOM (NBIFOM) initiated by the network may provide the UE with a desired mapping between the IP flows and access links. In this case, the UE can only accept or reject the IP flow movement by the network, and the UE cannot initiate the IP flow movement by itself.
  • Multiple access PDN connections may be operable in a UE initiated mode or a network initiated mode. Mode selection is performed when a PDN connection is established and remains as long as the PDN connection remains active.
  • Mode selection is performed when a PDN connection is established and remains as long as the PDN connection remains active.
  • FIG. 11 shows a process of selecting one of a UE initiation mode and a network initiation mode.
  • an NBIFOM capable UE requests a PDN connection, selection of an operation mode is started.
  • the UE determines whether it has a valid ISRP obtained from the HPLMN.
  • the UE determines whether it has an ISRP for IFOM rules. If the UE has an ISRP for IFOM rules, the UE requests a UE initiation mode. The network then selects the UE initiation mode. However, if the UE does not have an ISRP for IFOM rules, the UE requests network initiation mode. The network then selects the network initiation mode.
  • the UE determines whether the UE has a valid ISRP. If the UE does not have a valid ISRP, it is decided to use the RAN rules for WLAN selection and traffic routing. Then, when the UE requests a multiple access PDN connection, the UE requests a network initiation mode. The network then selects the network initiation mode.
  • the NBIFOM capable UE roams to the VPLMN included in the list of PLMNs having the preferred WLAN selection rule, it is determined whether the first condition in FIG. 11 has a valid ISRP obtained from the VPLMN rather than the HPLMN.
  • the other steps are the same as above.
  • a UE can coordinate traffic routing within a multi-access PDN connection by applying IFOM rules and / or user-configured routing rules from its ADNSF.
  • the UE may also coordinate traffic routing that is not included in the multi-access PDN connection.
  • the UE may move its selected IP flow from previous access to new access within the PDN connection by sending routing rules to the network.
  • the routing rule sent by the UE can specify a specific IP flow and new access.
  • the network may reject the IP move request from the UE based on the subscriber information.
  • the network may provide a cause value indicating why the request is rejected. This cause value allows the UE to determine if it can request the IP flow move again and, if so, when it can again.
  • the UE In network initiated mode, the UE does not have routing rules that can be used for IP flow movement. This network initiation mode allows the network to coordinate the routing of traffic within multiple access PDN connections. However, if the UE has a valid ANDSF rule for NSWO, IARP and / or MAPCON, the UE can coordinate traffic routing outside of the multiple access PDN connection.
  • Routing rules sent by the network may specify specific IP flows and new access.
  • the UE may reject the IP move request from this network.
  • the UE may provide a cause value indicating why the request is rejected. This cause value allows the network to determine if it can request the IP flow move again and, if so, when it can again.
  • the UE may not request IP flow movement, but may inform the network when an access of a multiple access PDN connection may or may not be used for traffic routing.
  • the UE may send an indication to the network indicating that the WLAN cannot be used for traffic routing.
  • the UE and the network may route one or more of these IP flows back to 3GPP.
  • the UE may send an indication to the network indicating that the WLAN can be used again.
  • the UE may follow its operating environment to determine when to send the indication.
  • the UE may operate as follows.
  • the UE may send an indication to the network indicating that the WLAN cannot be used for traffic routing.
  • the UE can send an indication to the network indicating that the WLAN can be used for traffic routing.
  • traffic routing within the PDN connection may be performed according to the routing rules provided by the network.
  • the NBIFOM initiated by the UE and the NBIFOM initiated by the network have been described.
  • NAS messages are mainly used by the UE to provide a routing rule for IP flow movement to the network, which increases the burden because these NAS messages must pass through many network nodes (MME, S-GW, P-GW). Let's do it.
  • the UE if the UE does not have a valid ISRP rule in relation to mode selection or does not have an IFOM rule even if there is an ISRP rule, the UE requests a network initiated NBIFOM mode.
  • the network-initiated NBIFOM mode there is a disadvantage that IP flow movement cannot be performed based on the location of the UE in the network.
  • FIG. 12 is an exemplary diagram illustrating an example of a UE moving to indicate a problem of network initiated NBIFOM mode.
  • the operator wants to divert the traffic of a particular user to high-performance WLAN in area # 1, and the traffic of general users to distribute traffic of 3GPP network in area # 2, which is a downtown area with high concentration of users.
  • UE-1 will route IP flow # 1 to WLAN in area # 1. Thereafter, UE-1 moves to area # 2 and routes IP flow # 1 to WLAN based on the routing information received from the network.
  • this is an undesirable behavior in a network.
  • UE-2 has not yet received routing information for IP flow # 1 from the network or has received routing information for routing IP flow # 1 to 3GPP. Accordingly, in region # 1, UE-2 routes IP flow # 1 to 3GPP. Thereafter, even if UE-2 moves to area # 2, UE-2 still routes IP flow # 1 to 3GPP. This is also undesirable behavior in the network.
  • the following disclosure proposes a mechanism for efficiently providing IP flow movement between a 3GPP access network and a WLAN access network in a mobile communication system such as a 3GPP Evolved Packet System (EPS).
  • EPS 3GPP Evolved Packet System
  • the IP flow mentioned below may mean traffic, packet, data IP service, application, etc., and may be used interchangeably.
  • I A method for exchanging messages and / or information related to IP flow movement between a UE and a network node.
  • the network node mainly means P-GW, but is not necessarily limited thereto, and may be various network nodes involved in IP flow movement. However, hereinafter, the description will focus on the P-GW. This applies throughout this specification.
  • the UE and the P-GW exchange messages and / or information related to IP flow movement through the WLAN access network.
  • the IP flow movement related messages and / or information may be sent to the 3GPP access network. It can also be exchanged through NAS messages can be newly defined or extended for this purpose.
  • the IP flow movement-related message and / or information means that directly affects the IP flow movement as follows. Accordingly, the UE and the network may exchange capability / support information with each other to perform IP flow movement operation / execution through the 3GPP access network.
  • the UE and the P-GW exchange messages and / or information related to IP flow movement through the WLAN access network, they may go through the following path.
  • the WLAN goes through a UE-TWAN section and a TWAN-P-GW section.
  • the WLAN Control Protocol defined in 3GPP Release 12 may be used to exchange messages and / or information related to IP flow movement in the UE and TWAN intervals.
  • a basic WLCP message may be used or a new WLCP message may be defined and used.
  • a new Information Element IE
  • the EAP-AKA message may be used to exchange messages and / or information related to IP flow movement in the TWAN section with the UE.
  • basic EAP-AKA messages can be reused or extended.
  • a new type of protocol message may be defined and used.
  • GTP or PMIP is used depending on the architecture.
  • basic GTP or PMIP messages can be reused or extended to exchange messages and / or information related to IP flow movement. That is, a basic GTP or PMIP message may be used or a new GTP or PMIP message may be defined and used.
  • a new Information Element may be defined and used, or a new value / type may be defined and extended in an existing IE.
  • the WLAN may go through a UE and an ePDG section and an ePDG and P-GW section.
  • a new type of protocol message that performs session management such as WLAN Control Protocol (WLCP) may be defined and used to exchange messages and / or information related to IP flow movement.
  • WLCP WLAN Control Protocol
  • the IKEv2 message may be used to exchange messages and / or information related to IP flow movement in the ePDG section with the UE.
  • the IKEv2 message can be reused or extended.
  • GTP or PMIP is used depending on the architecture.
  • basic GTP or PMIP messages can be reused or extended to exchange messages and / or information related to IP flow movement. That is, a basic GTP or PMIP message may be used or a new GTP or PMIP message may be defined and used. If a basic GTP or PMIP message is used, a new Information Element (IE) may be defined and used, or a new value / type may be defined and extended in the basic IE.
  • IE Information Element
  • routing rules are associations between routing filters and routing addresses, and the definitions of routing filters and routing addresses are as follows.
  • Routing filter A set of packet flow IP header parameter values / ranges used to identify one or more IP flows for routing.
  • Routing Address A routable address. In DSMIPv6, it is expressed as Care-of-Address (CoA) or HoA.
  • Information indicating / dividing the routing access network type / type may also be used. For example, a value that distinguishes a 3GPP access network and a WLAN access network may be used.
  • the P-GW may store the routing access network type / type when storing routing information (or routing table or routing mapping table or binding cache or routing rule information) for supporting IP flow movement for the UE.
  • routing information or routing table or routing mapping table or binding cache or routing rule information
  • it may be replaced with the gateway address information of the corresponding routing access network, or the routing access network type / type information and the gateway address information of the corresponding routing access network may be stored together.
  • the gateway address information of the routing access network is address information of the S-GW in the case of the 3GPP access network, the address information of the TWAN (or TWAG: Trusted WLAN Access Gateway) in the case of the TWAN, and the untrusted WLAN.
  • ePDG address information is address information of the S-GW in the case of the 3GPP access network, the address information of the TWAN (or TWAG: Trusted WLAN Access Gateway) in the case of the TWAN, and the untrusted WLAN.
  • UE-based IFOM refers to an association between a home address (IP address received by the UE in 3GPP access) and a care-of-address (CoA), which is the IP address received by the UE in WLAN access, and each binding.
  • Binding Identifier (BID) is assigned / specified for. Therefore, an identifier called BID may be assigned / used for each routing rule of routing information (or routing table or routing mapping table or binding cache or routing rule information) to support IP flow movements stored by the UE and the P-GW.
  • An identifier of a name such as RID (Routing Identifier) may be assigned / used.
  • the routing filter information is based on the content described in 3GPP TS 23.261, and may be modified / expanded in a form suitable for the present invention.
  • routing information or routing table or routing mapping table or binding cache or routing rule information.
  • the main operation for performing IP flow movement between the UE and the P-GW may be an operation of adding / changing / removing routing rules by exchanging IP flow movement related messages and / or information with each other. This may be an NBIFOM operation initiated by the UE or an NBIFOM operation initiated by the network.
  • IP flow movement related messages and / or information may be exchanged over the 3GPP access network.
  • the UE may transmit RID and / or FID information to the network to the 3GPP access network.
  • the routing access type as 3GPP access.
  • the UE transmits is transmitting via 3GPP access rather than WLAN access, or that the UE is no longer connected in the WLAN access network (or TWAN or ePDG) to which the UE has connected. And notifying the P-GW to recognize that some or all of the IP flows are moving to 3GPP access.
  • the P-GW may enable the UE to perform IP flow movement between the 3GPP access network and the WLAN access network based on one or more of the following information.
  • the P-GW may collect the information from the eNodeB or may collect from other network nodes.
  • the load / congestion related information of the 3GPP access network may be provided in various forms of information representing the load / congestion.
  • the load / congestion related information may be expressed at a load / congestion level or in a form such as 'congested / overloaded' or 'not congested / not overloaded'.
  • the load / congestion related information transmitted by the eNodeB to the P-GW may be information for a specific UE (per UE concept) or may be information of a per eNodeB concept regardless of the specific UE.
  • the information may be transmitted periodically, if it exceeds a certain load / congestion threshold (i.e., considered to be a congestion / overload situation above the threshold), and may be transmitted if it is crossed over and then dropped (i.e., the congestion / overload situation is resolved).
  • UPCON User Plane Congestion Management
  • the P-GW may collect the information from the TWAN or from another network node.
  • the load / congestion related information of the WLAN access network may be provided in various forms of information representing the load / congestion.
  • the load / congestion related information may be expressed at a load / congestion level or in a form such as 'congested / overloaded' or 'not congested / not overloaded'.
  • the information may be load / congestion related information of the BSS and / or load / congestion related information of the backhaul to which the WLAN AP / TWAN is connected.
  • the load / congestion related information transmitted by the TWAN to the P-GW may be information for a specific UE (per UE concept) or may be information of a per TWAN concept regardless of the specific UE.
  • the P-GW may collect the information from the ePDG or from another network node.
  • the load / congestion related information of the WLAN access network may be provided in various forms of information representing the load / congestion.
  • the load / congestion related information may be expressed at a load / congestion level or in a form such as 'congested / overloaded' or 'not congested / not overloaded'.
  • the information may be load / congestion related information of the BSS and / or backhaul load / congestion related information to which the WLAN AP / ePDG is connected.
  • the load / congestion related information transmitted by the ePDG to the P-GW may be information for a specific UE (per UE concept) or may be information of a per ePDG concept regardless of the specific UE.
  • the load / congestion related information of the WLAN access network may be transmitted periodically, if the threshold for load / congestion is exceeded (ie, considered to be congestion / overload situation over), and then over and over. (I.e., when the congestion / overload situation is resolved).
  • the P-GW / PCRF may request a location report from the MME to obtain the location information of the UE, which is available based on the location information of the UE (eg, TAI, ECGI, Service Area Identification (SAI), etc.) obtained through the P-GW / PCRF. It may be known whether a WLAN access network exists. For example, the P-GW / PCRF has a mapping table / database between ECGI and WLAN access networks and can be used to find out. In addition, the P-GW / PCRF may set an area available by the WLAN access network as a presence reporting area and request an MME for location reporting based on the presence reporting area setting.
  • SAI Service Area Identification
  • the UE when the UE is in or enters the set presence reporting area and when the UE is outside or outside the set presence reporting area, the UE may receive a location report from the MME. This may be used to determine whether the UE can access the WLAN access network at the current location.
  • the P-GW / PCRF may request the location report from the MME only if the UE is in connected mode (or if one or more E-RABs have been established for the PDN connection), thereby actually preventing traffic. Only if there is a location information of the UE may be obtained to determine whether to perform the IP flow movement.
  • the P-GW causes the UE to perform IP flow movement based on the ai information mentioned is that the UE is currently using only the 3GPP access network, and the 3GPP access network currently in use is congested / overloaded. If a situation exists and there is a WLAN available to the UE at its current location (additionally, such a WLAN is not a congestion / overload situation), then the P-GW will establish a WLAN access network that is not a 3GPP access network for the IP flow # 1 of the UE. Can be used.
  • the P-GW causes the UE to perform IP flow movement (or for a UE) based on the above information is that the UE is currently using a 3GPP access network and a WLAN access network and For example, a WLAN access network is being used, and if the WLAN access network in use is congested / overloaded, the P-GW may allow the UE to use a 3GPP access network rather than a WLAN access network for IP flow # 2 of the UE.
  • the UE may perform the following operations.
  • the P-GW When the P-GW provides routing rule information added / modified / removed to the UE to allow the UE to perform IP flow movement between the 3GPP access network and the WLAN access network, the following additional information may be provided.
  • Information that forces or instructs the UE to necessarily perform IP flow movement in accordance with its routing rules For example, the information / value "shall" may be used.
  • the UE decides whether or not to perform IP flow movement according to a corresponding routing rule based on user preferences.
  • Information to say. For example, the information / value "may" may be used.
  • the above-mentioned information may be provided with one value for the routing rule provided, or may be provided with a different value for each of the multiple routing rules provided.
  • each IP flow corresponding to routing filter # 1 and routing filter # 2 is currently routed through the 3GPP access network and a routing rule that causes the P-GW to route them to the WLAN access network.
  • the routing rule for routing filter # 1 shall include information shall, and the routing rule for routing filter # 2 includes may information.
  • Information may be provided (e.g., an identifier such as SSID).
  • SSID a criterion for selecting the available WLAN access network
  • various information may be used including the information of a) to i).
  • the P-GW when the P-GW provides the routing rule information to the UE, it may be delivered through the WLAN access network as described in Section I above. However, it is not necessarily limited thereto and may be delivered through a 3GPP access network. In this case, it is delivered to P-GW-> S-GW-> MME-> UE, and NAS messages are newly defined or extended for this purpose. Alternatively, the P-GW may inform the UE to pull routing rule information (explicitly or implicitly), and the UE having received such notification may obtain routing rule information from the P-GW.
  • Both the message / information that the P-GW tells the UE to take routing rule information and the message for the UE to obtain routing rule information from the P-GW may both be sent over the 3GPP access network, the former being a 3GPP access network.
  • the latter may be sent to the WLAN access network, the former to the WLAN access network, the latter to the 3GPP access network, or both may be sent via the WLAN access network.
  • P-GW is mentioned as the main agent that determines the UE to perform IP flow movement between the 3GPP access network and the WLAN access network (or for the UE), it may be a PCRF.
  • the P-GW receives the decision of the PCRF and transmits the IP flow movement related message and / or information to the UE.
  • the P-GW and the PCRF may exchange various information related to IP flow movement.
  • FIG. 13 is a signal flow diagram illustrating a procedure for performing NBIFOM according to a network disclosure of the present specification.
  • the UE 100 transmits a network initiation Network Based IP Flow Mobility (NBIFOM) request to the MME 510 through the eNodeB 200.
  • NBIFOM Network Based IP Flow Mobility
  • the MME 510 transmits the network-initiated Network Based IP Flow Mobility (NBIFOM) request to the PCRF 550 via the S-GW 520 and the P-GW 530.
  • NBIFOM Network Based IP Flow Mobility
  • the PCRF 550 determines whether to perform location based network initiated NBIFOM according to the request.
  • the PCRF 550 determines to perform the location-based network initiation NBIFOM, the determination result and the presence report area setting are transmitted to the MME 510 via the P-GW 530 and the S-GW 520. To pass.
  • the MME 510 transmits the determination result to the UE 100, and then monitors whether the UE 100 enters or exits the set existence report area.
  • the MME 510 transmits presence report area information to the PCRF 550 via the S-GW 520 and the P-GW 530. To pass).
  • the PCRF 550 determines whether to transfer NBIFOM routing information, and accordingly, transfers the routing information to the MME 510 via the P-GW 530 and the S-GW 520.
  • the MME 510 transmits the routing information to the UE 100.
  • FIG. 14 is a signal flow diagram illustrating a procedure of performing an NBIFOM according to a network disclosure of the present specification.
  • a procedure for performing a network initiated NBIFOM based on the location of the UE 100 by setting a presence reporting area in the MME 510 according to the network initiated NBIFOM herein is shown. . Specifically, it is as follows.
  • the UE 100 transmits a PDN connectivity request message to the MME 510. At this time, the UE 100 requests NBIFOM capability and network-initiated NBIFOM mode to the network. Rather than requesting the NBIFOM function separately, the NBIFOM function may be implicitly expressed by simply requesting the network-initiated NBIFOM mode.
  • the MME 510 transmits a Create Session Request message to the S-GW 520 according to the PDN connection request message.
  • the S-GW 520 transmits a Create Session Request message to the P-GW 530.
  • the P-GW 530 and the PCRF 550 perform an IP-CAN session establishment modification procedure. During this procedure, the P-GW 530 transmits the NBIFOM information received from the UE 110 to the PCRF 550. At this time, the P-GW 530 also transmits NBIFOM function information and its own NBIFOM function information received from the MME 510 and the S-GW 520.
  • PCRF 550 determines to run the network initiated NBIFOM mode for that PDN. This determination may be performed based on information received from the P-GW 530, subscriber information obtained from the HSS, operator policy, and the like. In particular, if the PCRF 550 determines to use location based network initiated NBIFOM mode, it informs the P-GW 530 of this determination. In this case, the PCRF 550 transmits a presence reporting area setting corresponding to the WLAN area required for detouring traffic of the UE 100 to the WLAN.
  • the P-GW 530 transmits a Create Session Response message to the S-GW 520.
  • the P-GW 530 includes information indicating that the network-initiated NBIFOM mode is used and / or information indicating that the NBIFOM is supported / enabled in the session creation response message.
  • the P-GW 530 includes the presence report area related setting, that is, the presence report area Action field, in the session creation response message. (See 3GPP TS 29.274 8.108 Presence Reporting Area Action).
  • the table below shows the presence report area Action field.
  • the S-GW 520 transmits a Create Session Response message to the MME 510.
  • the MME 510 extracts information indicating the NBIFOM decision included in the received session creation response message, and then includes the extracted information in a PDN Connectivity Accept message, and includes the PDN Connectivity Accept message.
  • the bearer setup request message is included in the bearer setup request message and transmitted to the eNodeB 200.
  • the MME 510 starts to perform location reporting on the UE 100 based on the presence report area related setting in the received session creation response message.
  • the MME 510 may configure a TAI (Tracking Area Identifier) list based on the PRA, and apply the TAI list to a TAU accept message in a later TAU procedure.
  • TAI Track Area Identifier
  • the MME 510 causes the UE 100 to perform a TAU when entering and exiting the PRA, so that the MME 510 efficiently acquires location information of the UE 100 required by the PCRF 550. To the PCRF 550.
  • the eNodeB 200 extracts the PDN connection accept message included in the bearer setup request, and includes the extracted PDN connection accept message in an RRC Connection Reconfiguration message to transmit to the UE 100. .
  • the UE 100 extracts a PDN connection accept message in the RRC connection reestablishment message, and extracts information indicating an NBIFOM decision from the extracted PDN connection accept message. Thereafter, the UE 100 transmits an RRC Connection Reconfiguration Complete message to the eNodeB 200.
  • the eNodeB 200 transmits a bearer setup response message to the MME 510.
  • the eNodeB 200 transmits a PDN Connectivity Complete message to the MME 510.
  • the MME 510 Upon receiving both the bearer setup response message and the PDN connection complete message, the MME 510 transmits a bearer modification request message to the S-GW 520. At this time, the information on whether the UE is in or outside the presence report area, that is, the presence report area information is included in the bearer modification request message.
  • the table below shows presence report area information.
  • the S-GW 520 transmits a bearer modification request message to the P-GW 530.
  • the P-GW 530 Upon receiving the bearer modification request message, the P-GW 530 transmits existence report area information included in the bearer modification request message to the PCRF 550.
  • PCRF 550 determines whether it is necessary to send NBIFOM routing information to the UE 100. If the PCRF 550 determines that it is necessary to send NBIFOM routing information to the UE 100, the PCRF 550 transmits the appropriate NBIFOM routing information to the P-GW 530. Such NBIFOM routing information may be delivered within the illustrated procedure or may be delivered through a separate procedure.
  • the determination can be made based on a variety of information. For example, if the UE 100 is reported from the MME 510 as being in the established presence reporting area, and there is a WLAN that is not congested in the WLAN area corresponding to the established presence reporting area, for a specific IP flow NBIFOM routing information including information to route to the WLAN may be sent to the UE. At this time, it may additionally include WLAN information (eg, information such as SSID) to which the UE can connect (or is allowed or recommended to connect).
  • WLAN information eg, information such as SSID
  • the P-GW 530 includes the NBIFOM routing information obtained from the PCRF 550 in a bearer modification response message and transmits the NBIFOM routing information to the S-GW 520.
  • the S-GW 520 transmits a bearer modification response message including the NBIFOM routing information to the S-GW 520. Then, the S-GW 520 delivers the NBIFOM routing information to the UE 100.
  • the UE 100 When the UE 100 receives NBIFOM routing information, if there is an IP flow to be routed to the WLAN, the UE 100 accesses the WLAN and routes the IP flow to the WLAN. Even if there are no IP flows that need to be routed to the WLAN, the WLAN may be connected for later.
  • FIG. 15 illustrates a procedure for performing network initiated NBIFOM based on the presence report area configured in the MME 510 and the location of the UE.
  • the presence report area setting for reporting the location of the UE to the MME 510 is received from the PCRF / P-GW 530 before the procedure illustrated in FIG. 15 is performed.
  • the presence report area setting may be received from the PCRF / P-GW 530 through the procedures 4 to 6 illustrated in FIG. 14.
  • the presence report area setting may be transferred to the MME 510 through another procedure.
  • the UE 100 transmits a NAS layer based service request message to the eNodeB 200.
  • the eNodeB 200 includes the service request message in an S1 message called an initial UE message and transmits it to the MME 510. At this time, the eNodeB 200 transmits the ID (ie TAI) and ECGI of the tracking area where the UE 100 is located to the MME 510.
  • ID ie TAI
  • ECGI ECGI of the tracking area where the UE 100 is located to the MME 510.
  • the table below shows the initial UE message. For more information, see section 9.1.7.1 of 3GPP TS 36.413.
  • the MME 510 transmits an initial context setup request message to the eNodeB 200 in an S1-AP message.
  • the eNodeB 200 establishes a radio bearer with the UE 100.
  • the UE 100 may transmit uplink data.
  • the eNodeB 200 includes an initial context setup complete message in the S1-AP message and transmits it.
  • the MME 510 determines that the UE 100 is outside the set existence report area and then enters based on the TAI and / or ECGI included in the service request message. Then, the MME 510 transmits to the S-GW 520 a bearer modification request message including information indicating that the UE 100 has entered the set existence report area, that is, existence report area information.
  • the S-GW 520 sends a bearer modification request message to the P-GW 530.
  • the P-GW 530 transmits existence report area information included in the bearer modification request message to the PCRF 550.
  • the PCRF 550 determines whether it is necessary to transmit NBIFOM routing information to the UE 100 based on the presence report area information. If it is determined that it needs to be transmitted, the PCRF 550 transmits the NBIFOM routing information to the P-GW 530 to deliver to the UE 100. As such, the operation of transmitting the NBIFOM routing information may be performed separately from the procedure or may be performed in a combined form.
  • the determination may be based on various pieces of information described above.
  • the UE 100 when the UE 100 is a special subscriber and there is a WLAN in the WLAN area corresponding to the established presence reporting area, there is NBIFOM routing information including information for routing a specific IP flow of the UE to the WLAN. May be delivered to the UE.
  • the UE may additionally include WLAN information (eg, information such as SSID) to which the UE may connect (or allow access or recommend connection).
  • the UE 100 Upon receiving the NBIFOM routing information, the UE 100 connects to the WLAN and routes the IP flow to the WLAN when there is an IP flow to be routed to the WLAN. Even if there are no IP flows that need to be routed to the WLAN, the WLAN may be connected for later.
  • the service request procedure is taken as an example, but when all kinds of NAS messages are received from the UE (eg, a TAU request message, a bearer resource modification request message, etc.), the MME 510 may perform the above operation. Meanwhile, the eNodeB 200 may transmit a NAS message sent by the UE 100 to the MME 510 in an S1 message called an initial UE message, or may include an MME 510 in an S1 message called uplink NAS transport. ) Can be sent. The difference between using the two messages is that the eNodeB uses an uplink NAS transport message if there is already an S1-connection with the MME 510 for the UE, otherwise it uses an initial UE message.
  • the table below shows the initial NAS transport message. For more information, see section 9.1.7.3 of 3GPP TS 36.413.
  • the eNB transmits the initial NAS transmission mesh to the MME 510 including the ID (ie TAI) and ECGI of the tracking area where the UE is located.
  • MME 510 UE S1AP ID eNB UE S1AP ID NAS-PDU E-UTRAN CGI TAI GW Transport Layer Address If a gateway exists within the eNodeB, it represents the transport layer address of the GW SIPTO L-GW Transport Layer Address If the SIPTO L-GW exists in the eNodeB, this indicates the SIPTO L-GW transport layer address.
  • LHN ID LHN ID
  • 16 is a block diagram illustrating a configuration of a UE 100 and an MME 510 according to an embodiment of the present invention.
  • the UE 100 includes a storage means 101, a controller 102, and a transceiver 103.
  • the MME 510 includes a storage means 511, a controller 512, and a transceiver 513.
  • the 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 제어 평면을 담당하는 네트워크 엔티티에서 라우팅 규칙을 전달하는 방법을 제공한다. 상기 방법은 사용자 장치(UE)로부터 네트워크 개시 NBIFOM(Network Based IP Flow Mobility) 요청을 수신하는 단계와; 서버로부터 존재 보고 영역의 설정을 수신하는 단계와; 상기 존재 보고 영역 설정에 기초하여 상기 사용자 장치(UE)가 특정 위치에 진입하였는지 판단하는 단계와; 상기 사용자 장치(UE)가 상기 특정 위치에 진입한 경우, 존재 보고 영역 정보를 전달하는 단계와; 상기 서버로부터 라우팅 규칙을 수신하는 단계와; 상기 라우팅 규칙을 상기 사용자 장치(UE)로 전달하는 단계를 포함할 수 있다.

Description

라우팅 규칙을 전달하는 방법
본 명세서는 이동통신에 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 커넥션성을 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 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 메시지의 스케줄링 및 전송, 브로드캐스터 채널(BCH)의 스케줄링 및 전송, 상향링크 및 하향 링크에서의 자원을 UE에게 동적 할당, eNodeB(20)의 측정을 위한 설정 및 제공, 무선 베어러 제어, 무선 허가 제어(radio admission control), 그리고 연결 이동성 제어 등을 위한 기능을 수행할 수 있다. EPC 내에서는 페이징 발생, LTE_IDLE 상태 관리, 사용자 평면이 암호화, EPS 베어러 제어, NAS 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 하향링크 제어정보(downlink control information, DCI)라고 한다. DCI는 PDSCH의 자원 할당(이를 DL 그랜트(downlink grant)라고도 한다), PUSCH의 자원 할당(이를 UL 그랜트(uplink grant)라고도 한다), 임의의 UE 그룹내 개별 UE들에 대한 전송 파워 제어 명령의 집합 및/또는 VoIP(Voice over Internet Protocol)의 활성화를 포함할 수 있다.
제2계층에는 여러 가지 계층이 존재한다. 먼저 매체접속제어 (Medium Access Control; MAC) 계층은 다양한 논리채널 (Logical Channel)을 다양한 전송채널에 매핑시키는 역할을 하며, 또한 여러 논리채널을 하나의 전송채널에 매핑시키는 논리채널 다중화 (Multiplexing)의 역할을 수행한다. MAC 계층은 상위계층인 RLC 계층과는 논리채널 (Logical Channel)로 연결되어 있으며, 논리채널은 크게 전송되는 정보의 종류에 따라 제어평면 (Control Plane)의 정보를 전송하는 제어채널 (Control Channel)과 사용자평면 (User Plane)의 정보를 전송하는 트래픽채널 (Traffic Channel)로 나뉜다.
제2계층의 무선링크제어 (Radio Link Control; RLC) 계층은 상위계층으로부터 수신한 데이터를 분할 (Segmentation) 및 연결 (Concatenation)하여 하위계층이 무선 구간으로 데이터를 전송하기에 적합하도록 데이터 크기를 조절하는 역할을 수행한다. 또한, 각각의 무선베어러 (Radio Bearer; RB)가 요구하는 다양한 QoS를 보장할 수 있도록 하기 위해 TM (Transparent Mode, 투명모드), UM (Un-acknowledged Mode, 무응답모드), 및 AM (Acknowledged Mode, 응답모드)의 세가지 동작 모드를 제공하고 있다. 특히, AM RLC는 신뢰성 있는 데이터 전송을 위해 자동 반복 및 요청 (Automatic Repeat and Request; ARQ) 기능을 통한 재전송 기능을 수행하고 있다.
제2계층의 패킷데이터수렴 (Packet Data Convergence Protocol; PDCP) 계층은 IPv4나 IPv6와 같은 IP 패킷 전송시에 대역폭이 작은 무선 구간에서 효율적으로 전송하기 위하여 상대적으로 크기가 크고 불필요한 제어정보를 담고 있는 IP 패킷 헤더 사이즈를 줄여주는 헤더압축 (Header Compression) 기능을 수행한다. 이는 데이터의 헤더(Header) 부분에서 반드시 필요한 정보만을 전송하도록 하여, 무선 구간의 전송효율을 증가시키는 역할을 한다. 또한, LTE 시스템에서는 PDCP 계층이 보안 (Security) 기능도 수행하는데, 이는 제 3자의 데이터 감청을 방지하는 암호화 (Ciphering)와 제 3자의 데이터 조작을 방지하는 무결성 보호 (Integrity protection)로 구성된다.
제3 계층의 가장 상부에 위치한 무선자원제어(Radio Resource Control; 이하 RRC라 약칭함) 계층은 제어평면에서만 정의되며, 무선 운반자(Radio Bearer; RB라 약칭함)들의 설정(Configuration), 재설정(Re-configuration) 및 해제(Release)와 관련되어 논리 채널, 전송 채널 및 물리 채널들의 제어를 담당한다. 이때, RB는 단말과 E-UTRAN간의 데이터 전달을 위해 제2계층에 의해 제공되는 서비스를 의미한다.
상기 단말의 RRC와 무선망의 RRC계층 사이에 RRC 연결(RRC connection)이 있을 경우, 단말은 RRC연결상태(Connected Mode)에 있게 되고, 그렇지 못할 경우 RRC휴지상태(Idle Mode)에 있게 된다.
이하 단말의 RRC 상태 (RRC state)와 RRC 연결 방법에 대해 설명한다. RRC 상태란 단말의 RRC가 E-UTRAN의 RRC와 논리적 연결(logical connection)이 되어 있는가 아닌가를 말하며, 연결되어 있는 경우는 RRC_CONNECTED 상태(state), 연결되어 있지 않은 경우는 RRC_IDLE 상태라고 부른다. RRC_CONNECTED 상태의 단말은 RRC 연결이 존재하기 때문에 E-UTRAN은 해당 단말의 존재를 셀 단위에서 파악할 수 있으며, 따라서 단말을 효과적으로 제어할 수 있다. 반면에 RRC_IDLE 상태의 단말은 E-UTRAN이 단말의 존재를 파악할 수는 없으며, 셀 보다 더 큰 지역 단위인 TA(Tracking Area) 단위로 핵심망이 관리한다. 즉, RRC_IDLE 상태의 단말은 셀에 비하여 큰 지역 단위로 해당 단말의 존재여부만 파악되며, 음성이나 데이터와 같은 통상의 이동통신 서비스를 받기 위해서는 해당 단말이 RRC_CONNECTED 상태로 천이하여야 한다. 각 TA는 TAI(Tracking area identity)를 통해 구분된다. 단말은 셀에서 방송(broadcasting)되는 정보인 TAC(Tracking area code)를 통해 TAI를 구성할 수 있다.
사용자가 단말의 전원을 맨 처음 켰을 때, 단말은 먼저 적절한 셀을 탐색한 후 해당 셀에서 RRC 연결을 맺고, 핵심망에 단말의 정보를 등록한다. 이 후, 단말은 RRC_IDLE 상태에 머무른다. RRC_IDLE 상태에 머무르는 단말은 필요에 따라서 셀을 (재)선택하고, 시스템 정보(System information)나 페이징 정보를 살펴본다. 이를 셀에 캠프 온(Camp on) 한다고 한다. RRC_IDLE 상태에 머물러 있던 단말은 RRC 연결을 맺을 필요가 있을 때 비로소 RRC 연결 과정 (RRC connection procedure)을 통해 E-UTRAN의 RRC와 RRC 연결을 맺고 RRC_CONNECTED 상태로 천이한다. RRC_IDLE 상태에 있던 단말이 RRC 연결을 맺을 필요가 있는 경우는 여러 가지가 있는데, 예를 들어 사용자의 통화 시도 등의 이유로 상향 데이터 전송이 필요하다거나, 아니면 E-UTRAN으로부터 페이징 메시지를 수신한 경우 이에 대한 응답 메시지 전송 등을 들 수 있다.
상기 RRC 계층 상위에 위치하는 NAS(Non-Access Stratum) 계층은 연결관리(Session Management)와 이동성 관리(Mobility Management)등의 기능을 수행한다.
아래는 도 3에 도시된 NAS 계층에 대하여 상세히 설명한다.
NAS 계층에 속하는 ESM (Evolved Session Management)은 Default Bearer 관리, Dedicated Bearer관리와 같은 기능을 수행하여, 단말이 망으로부터 PS서비스를 이용하기 위한 제어를 담당한다. Default Bearer 자원은 특정 Packet Data Network(PDN)에 최초 접속 할 시에 망에 접속될 때 망으로부터 할당 받는다는 특징을 가진다. 이때, 네트워크는 단말이 데이터 서비스를 사용할 수 있도록 단말이 사용 가능한 IP 주소를 할당하며, 또한 default bearer의 QoS를 할당해준다. LTE에서는 크게 데이터 송수신을 위한 특정 대역폭을 보장해주는 GBR(Guaranteed bit rate) QoS 특성을 가지는 bearer와 대역폭의 보장 없이 Best effort QoS 특성을 가지는 Non-GBR bearer의 두 종류를 지원한다. Default bearer의 경우 Non-GBR bearer를 할당 받는다. Dedicated bearer의 경우에는 GBR또는 Non-GBR의 QoS특성을 가지는 bearer를 할당 받을 수 있다.
네트워크에서 단말에게 할당한 bearer를 EPS(evolved packet service) bearer라고 부르며, EPS bearer를 할당 할 때 네트워크는 하나의 ID를 할당하게 된다. 이를 EPS Bearer ID라고 부른다. 하나의 EPS bearer는 MBR(maximum bit rate) 와 GBR(guaranteed bit rate) 또는 AMBR (Aggregated maximum bit rate) 의 QoS 특성을 가진다.
도 5a는 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 5b는 무선자원제어(RRC) 계층에서의 연결 과정을 나타낸다.
도 5b에 도시된 바와 같이 RRC 연결 여부에 따라 RRC 상태가 나타나 있다. 상기 RRC 상태란 UE(10)의 RRC 계층의 엔티티(entity)가 eNodeB(20)의 RRC 계층의 엔티티와 논리적 연결(logical connection)이 되어 있는가 아닌가를 말하며, 연결되어 있는 경우는 RRC 연결 상태(connected state)라고 하고, 연결되어 있지 않은 상태를 RRC 유휴 상태(idle state)라고 부른다.
상기 연결 상태(Connected state)의 UE(10)은 RRC 연결(connection)이 존재하기 때문에 E-UTRAN은 해당 단말의 존재를 셀 단위에서 파악할 수 있으며, 따라서 UE(10)을 효과적으로 제어할 수 있다. 반면에 유휴 상태(idle state)의 UE(10)은 eNodeB(20)이 파악할 수는 없으며, 셀 보다 더 큰 지역 단위인 트래킹 지역(Tracking Area) 단위로 핵심망(Core Network)이 관리한다. 상기 트래킹 지역(Tracking Area)은 셀들의 집합단위이다. 즉, 유휴 상태(idle state) UE(10)은 큰 지역 단위로 존재여부만 파악되며, 음성이나 데이터와 같은 통상의 이동통신 서비스를 받기 위해서는 단말은 연결 상태(connected state)로 천이해야 한다.
사용자가 UE(10)의 전원을 맨 처음 켰을 때, 상기 UE(10)은 먼저 적절한 셀을 탐색한 후 해당 셀에서 유휴 상태(idle state)에 머무른다. 상기 유휴 상태(idle state)에 머물러 있던 UE(10)은 RRC 연결을 맺을 필요가 있을 때 비로소 RRC 연결 과정 (RRC connection procedure)을 통해 eNodeB(20)의 RRC 계층과 RRC 연결을 맺고 RRC 연결 상태(connected state)로 천이한다.
상기 유휴 상태(Idle state)에 있던 단말이 RRC 연결을 맺을 필요가 있는 경우는 여러 가지가 있는데, 예를 들어 사용자의 통화 시도 또는 상향 데이터 전송 등이 필요하다거나, 아니면 EUTRAN으로부터 페이징 메시지를 수신한 경우 이에 대한 응답 메시지 전송 등을 들 수 있다.
유휴 상태(idle state)의 UE(10)이 상기 eNodeB(20)와 RRC 연결을 맺기 위해서는 상기한 바와 같이 RRC 연결 과정(RRC connection procedure)을 진행해야 한다. RRC 연결 과정은 크게, UE(10)이 eNodeB(20)으로 RRC 연결 요청 (RRC connection request) 메시지 전송하는 과정, eNodeB(20)가 UE(10)로 RRC 연결 설정 (RRC connection setup) 메시지를 전송하는 과정, 그리고 UE(10)이 eNodeB(20)으로 RRC 연결 설정 완료 (RRC connection setup complete) 메시지를 전송하는 과정을 포함한다. 이와 같은 과정에 대해서 도 4b를 참조하여 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.
1) 유휴 상태(Idle state)의 UE(10)은 통화 시도, 데이터 전송 시도, 또는 eNodeB(20)의 페이징에 대한 응답 등의 이유로 RRC 연결을 맺고자 할 경우, 먼저 상기 UE(10)은 RRC 연결 요청(RRC connection request) 메시지를 eNodeB(20)으로 전송한다.
2) 상기 UE(10)로부터 RRC 연결 요청 메시지를 수신하면, 상기 eNB(10) 는 무선 자원이 충분한 경우에는 상기 UE(10)의 RRC 연결 요청을 수락하고, 응답 메시지인 RRC 연결 설정(RRC connection setup) 메시지를 상기 UE(10)로 전송한다.
3) 상기 UE(10)이 상기 RRC 연결 설정 메시지를 수신하면, 상기 eNodeB(20)로 RRC 연결 설정 완료(RRC connection setup complete) 메시지를 전송한다. 상기 UE(10)이 RRC 연결 설정 메시지를 성공적으로 전송하면, 비로소 상기 UE(10)은 eNodeB(20)과 RRC 연결을 맺게 되고 RRC 연결 모드로 천이한다.
한편, 최근에는 데이터의 폭발적인 증가로 인하여 이동통신 사업자의 3GPP 액세스의 혼잡이 가중되고 있다. 이를 완화하기 위한 방안으로는 사용자 단말의 데이터를 비-3GPP 액세스인, 무선랜(WLAN)을 통해 우회(offload)시키려는 움직임이 있다. 이하, 무선랜을 EPC에 연결하기 위한 아키텍처를 설명한다.
도 6a 및 도 6b는 무선랜을 EPC에 연결하는 아키텍처를 나타낸다
도 6a는 WLAN이 S2a 인터페이스를 통해 P-GW에 연결된 아키텍처를 보여준다. 도 6a에서 볼 수 있듯이 WLAN 액세스 네트워크(특히, S2a 인터페이스의 경우 신뢰되는 비-3GPP 액세스를 EPC와 연결하는 인터페이스이므로 신뢰되는 WLAN 액세스 네트워크가 됨)는 S2a 인터페이스를 통해 P-GW와 연결된다. TWAN(Trusted WLAN Access Network)에 대한 구조는 TS 23.402에 기술된 내용을 참고하기로 한다.
도 6b는 WLAN이 S2b 인터페이스를 통해 P-GW에 연결된 아키텍처를 보여준다. 도 6b에서 볼 수 있듯이 WLAN 액세스 네트워크(특히, S2b 인터페이스의 경우 신뢰되지 않는 비-3GPP 액세스를 EPC와 연결하는 인터페이스이므로 신뢰되지 않는 WLAN 액세스 네트워크가 됨)는 S2b 인터페이스를 통해 P-GW와 연결되어 있는 ePDG(Evolved Packet Data Gateway)를 통해 P-GW에 연결된다.
이하에서 신뢰되는 WLAN과 신뢰되지 않는 WLAN은 구분 없이 WLAN으로 지칭될 수 있다.
한편, 전술한 바와 같이 사용자 단말의 데이터를 사업자의 3GPP 액세스를 거치치 않고, 비-3GPP 액세스인 무선랜(WLAN)을 통해 우회(offload)시키려는 움직임에 따라, 다중 무선 액세스(Multiple radio access)를 지원하기 위한 IFOM(IP Flow Mobility and Seamless Offload), MAPCON(Multi Access PDN Connectivity) 등의 기술이 제안된 바 있다. MAPCON 기술은 3GPP 액세스와 Wi-Fi 액세스를 각각의 PDN 커넥션(connection)으로 두고 데이터를 전송하는 것이고, IFOM 기술은 3GPP 액세스와 Wi-Fi 액세스를 하나의 PDN이나 P-GW 에 묶어 데이터를 전송하는 것을 일컫는다.
도 7a는 IFOM 기술의 예를 나타낸 예시도이다.
도 7a을 참조하면, IFOM은 동일한 PDN 커넥션을 동시에 다른 여러 액세스들을 통해 제공하는 것이다. 이러한 IFOM은 끊김없는(Seamless) WLAN으로의 우회를 제공한다.
또한 IFOM은 동일한 하나의 PDN 커넥션의 IP 흐름을 하나의 액세스로부터 다른 액세스로 전달하는 것을 제공한다.
도 7b는 MAPCON 기술의 예를 나타낸 예시도이다.
도 7b를 참조하여 알 수 있는 바와 같이, MAPCON 기술은 여러 PDN 커넥션, 쉽게 IP 흐름(flow)들을 다른 액세스 시스템을 통하여 다른 APN들로 연결시키는 것이다.
이러한 MAPCON 기술에 따라 UE(10)는 이전에 사용되지 않았던 액세스 상에서 새로운 PDN 커넥션을 생성할 수 있다. 또는 UE(10)는 이전에 사용된 여러 액세스들 중에서 선택적인 하나에 새로운 PDN 커넥션을 생성할 수 있다. 또는, UE(10)는 이미 연결되어 있는 모든 PDN 커넥션들 중 전부 또는 일부를 다른 액세스로 이전시킬 수도 있다.
이상과 같이 UE의 트래픽을 무선랜(Wireless LAN)으로 우회시킬 수 있는 기술덕분에, 이동통신 사업자의 3GPP 액세스의 혼잡을 덜 수 있게 되었다.
트래픽을 비-3GPP 액세스로 우회시키기 위해서 사업자는 정책을 단말에게 제공하고, 상기 단말은 상기 정책에 따라 자신의 데이터를 무선랜(Wireless LAN)으로 우회시킬 수 있다.
이와 같은 정책을 단말에게 프로비저닝(provisioning)하기 위해서, 3GPP에 기반한 ANDSF(Access Network Discovery and Selection Function)가 무선랜(Wireless LAN)과 관련된 정책을 제공할 수 있도록 개선되었다.
도 8a 및 도 8b는 액세스 네트워크 선택을 위한 네트워크 제어 엔티티를 나타낸다.
도 8a을 참조하여 알 수 있는 바와 같이, ANDSF는 UE(10)의 홈 네트워크(Home Public Land Mobile Network: 이하 ‘HPLMN’이라 함)에 존재할 수 있다. 또한 도 8b을 참조하여 알 수 있는 바와 같이, ANDSF는 UE(10)의 방문 네트워크(Visited Public Land Mobile Network: 이하 ‘VPLMN’이라 함)에도 존재할 수 있다. 이와 같이 홈 네트워크에 위치할 때, H-ANDSF(61)로 불릴 수 있고, 방문 네트워크에 위치할 때 V-ANDSF(62)로 불릴 수 있다. 이하, ANDSF(60)은 H-ANDSF(61) 또는 V-ANDSF(62)를 통칭한다.
상기 ANDSF는 시스템간(inter-system) 이동 정책에 대한 정보, 액세스 네트워크 탐색을 위한 정보, 그리고 시스템간(inter-system) 라우팅에 관한 정보, 예컨대 Routing Rule를 제공할 수 있다.
전술한, IFOM은 UE의 주도적인 결정에 의해서 수행되며, 호스트(host) 기반의 이동성 프로토콜(mobility protocol)인 DSMIP(Dual Stack Mobile IP)를 사용한다.
한편, 네트워크 기반 프로토콜인 GTP 내지는 PMIP을 사용하는 S2a 및 S2b 인터페이스를 통하여 IFOM을 제공하는 기술을 NBIFOM(Network Based IP Flow Mobility)라고 한다.
그러나, 현재까지는 NBIFOM에 대해서 논의만 되고 있고, 구체적인 기술이 제시되지 않아 구현이 불가능한 문제점이 있다.
더구나, 네트워크가 UE의 트래픽을 적절하게 WLAN으로 우회시키기 위해서는 UE가 현재 어디에 위치하였는지에 대한 정보가 필수적인데, 현재까지는 이에 대한 구체적인 기술이 제시 되지 않은 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 제어 평면을 담당하는 네트워크 엔티티에서 라우팅 규칙을 전달하는 방법을 제공한다. 상기 방법은 사용자 장치(UE)로부터 네트워크 개시 NBIFOM(Network Based IP Flow Mobility) 요청을 수신하는 단계와; 서버로부터 존재 보고 영역의 설정을 수신하는 단계와; 상기 존재 보고 영역 설정에 기초하여 상기 사용자 장치(UE)가 특정 위치에 진입하였는지 판단하는 단계와; 상기 사용자 장치(UE)가 상기 특정 위치에 진입한 경우, 존재 보고 영역 정보를 전달하는 단계와; 상기 서버로부터 라우팅 규칙을 수신하는 단계와; 상기 라우팅 규칙을 상기 사용자 장치(UE)로 전달하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 특정 위치는 상기 사용자 장치(UE)로부터의 NAS 계층의 메시지가 인캡슐레이션되어 있는 S1-AP 메시지 내에 포함된 셀 ID를 통해서 확인 가능할 수 있다. 여기서, 상기 NAS 계층의 메시지는 TAU(Tracking Area Update) 요청 메시지 또는 서비스 요청 메시지 중 어느 하나에 해당할 수 있다.
상기 사용자 장치로부터의 네트워크 개시 NBIFOM 요청은 PDN 연결 요청 메시지 또는 Attach 요청 메시지 내에 포함되어 수신될 수 있다. 상기 존재 보고 영역의 설정은 세션 생성 응답 메시지 내에 포함되어 수신될 수 있다.
상기 존재 보고 영역의 설정을 수신하는 단계는: 상기 서버로부터 PDN-GW((Packet Data Network Gateway)가 상기 존재 보고 영역의 설정을 수신하는 단계와; 상기 PDN-GW로부터 S-GW(Serving Gateway)가 상기 존재 보고 영역의 설정을 수신하는 단계와; 상기 S-GW로부터 상기 네트워크 엔티티가 상기 존재 보고의 영역의 설정을 수신하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 네트워크 엔티티는 MME(Mobility Management Entity)이고 상기 서버는 PCRF일 수 있다.
한편, 전술한 목적을 달성하기 위하여, 본 명세서의 일 개시는 제어 평면을 담당하는 네트워크 엔티티를 또한 제공한다. 상기 네트워크 엔티티는 사용자 장치(UE)로부터 네트워크 개시 NBIFOM(Network Based IP Flow Mobility) 요청을 수신하고, 그리고 서버로부터 존재 보고 영역의 설정을 수신하는 송수신부와; 그리고 상기 존재 보고 영역 설정에 기초하여 상기 사용자 장치(UE)가 특정 위치에 진입하였는지 판단하는 제어부를 포함할 수 있다. 여기서 상기 사용자 장치(UE)가 상기 특정 위치에 진입한 경우, 상기 제어부는 상기 송수신부를 통해 존재 보고 영역 정보를 전달한 뒤, 상기 서버로부터 라우팅 규칙을 수신하면, 상기 라우팅 규칙을 상기 사용자 장치(UE)로 전달할 수 있다.
본 명세서의 개시에 의하면, 종래 기술의 문제점을 해결할 수 있다.
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 5a는 3GPP LTE에서 랜덤 액세스 과정을 나타낸 흐름도이다.
도 5b는 무선자원제어(RRC) 계층에서의 연결 과정을 나타낸다.
도 6a 및 도 6b는 무선랜을 EPC에 연결하는 아키텍처를 나타낸다
도 7a는 IFOM 기술의 예를 나타낸 예시도이고, 도 7b는 MAPCON 기술의 예를 나타낸 예시도이다.
도 8a 및 도 8b는 액세스 네트워크 선택을 위한 네트워크 제어 엔티티를 나타낸다.
도 9a 및 도 9b는 UE가 홈 네트워크에서 방문 네트워크로 로밍한 상황에서의 처리 방안을 나타낸 예시도이다.
도 10a는 ANDSF 정책 외에 새롭게 정의된 RAN 규칙 (RAN 지원 정보)이 UE에게 제공되는 예를 나타내고, 도 10b는 ANDSF로부터의 정책 정보와 RAN 규칙 (RAN 지원 정보)이 UE에게 모두 제공될 때 어느 하나를 선택하는 예를 나타낸다.
도 11은 UE 개시 모드와 네트워크 개시 모드 중 어느 하나를 선택하는 과정을 나타낸다.
도 12은 네트워크 개시 NBIFOM 모드의 문제점을 나타내기 위해 UE가 이동하는 예를 나타낸 예시도이다.
도 13은 본 명세서의 네트워크 개시에 따라 NBIFOM을 수행하는 절차를 나타낸 신호 흐름도이다.
도 14은 본 명세서의 네트워크 개시에 따라 NBIFOM을 수행하는 절차를 예시적으로 나타낸 신호 흐름도이다.
도 15는 MME(510)에 설정된 존재 보고 영역 및 UE의 위치에 기반하여 네트워크 개시 NBIFOM을 수행하기 위한 절차를 나타낸다.
도 16은 본 발명의 실시예에 따른 UE(100) 및 MME(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.
GERAN: GSM EDGE Radio Access Network의 약자로서, GSM/EDGE에 의한 코어 네트워크와 단말을 연결하는 무선 접속 구간을 말한다.
UTRAN: Universal Terrestrial Radio Access Network의 약자로서, 3세대 이동통신의 코어 네트워크와 단말을 연결하는 무선 접속 구간을 말한다.
E-UTRAN: Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network의 약자로서, 4세대 이동통신, 즉 LTE의 코어 네트워크와 단말을 연결하는 무선 접속 구간을 말한다.
UMTS: Universal Mobile Telecommunication System의 약자로서 3세대 이동통신의 코어 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. (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 커넥션(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
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
RAT: Radio Access Technology의 약자로서, GERAN, UTRAN, E-UTRAN 등을 의미한다.
로컬 운영 환경 정보(Local Operating Environment Information): This is a set of implementation specific parameters which describe the local environment in which the UE is operating.
존재 보고 영역(Presence Reporting Area): 정책 제어 및/또는 과금 이유 등으로 인하여 3GPP 패킷 도메인 내에서의 UE의 존재를 보고하기 위한 목적으로 정의되는 영역이다. E-UTRAN의 경우에, 존재 보고 영역은 이웃하는 혹은 이웃하지 않는 트래킹 영역 또는 eNodeB 및/또는 셀들의 집합으로 이루어진다. 존재 보고 영역은 2가지 타입이 존재하는데, 하나는 UE-전용(UE-dedicated) 존재 보고 영역이고, 다른 하나는 핵심 네트워크가 미리 설정한 존재 보고 영역이다.
ANDSF (Access Network Discovery and Selection Function) : 하나의 네트워크 entity로써 사업자 단위로 단말이 사용가능한 access 를 발견하고 선택하도록 하는 Policy를 제공
ISRP(Inter-System Routing Policy): UE가 여러 무선 액세스 인터페이스들 중 어느 것으로 IP 트래픽을 라우팅해야 하는지를 사업자(operator)가 정의한 규칙이다. 이러한, ISRP는 패킷 서비스(또는 IP flow 또는 IP 트래픽 또는 애플리케이션)를 라우팅/조정(steering) 하기 위해 선호되는 (즉, 우선순위가 높은) 또는 제한되는 액세스 네트워크를 정의한 정책으로 다음과 같이 3 종류의 규칙을 포함할 수 있다. 즉, ISRP는 다음과 같이 IFOM(IP Flow Mobility) 규칙, MAPCON(Multi Access PDN Connectivity) 규칙 그리고 NSWO(Non-seamless WLAN offload) 규칙으로 구분될 수 있다.
- IFOM(IP Flow Mobility) 규칙: 이 규칙은 특정 APN 또는 임의 APN 상에서 특정 IP 트래픽 필터와 매칭되는 트래픽을 라우팅할 수 있을 때, UE에 의해서 사용되어야 하는 액세스 테크놀로지/액세스 네트워크들을 우선순위에 따라 정리한 리스트이다. 또한, 이 규칙은 특정 APN 또는 임의 APN 상에서 특정 IP 트래픽 필터와 매칭되는 트래픽이 어느 무선 액세스에 대해서 제한되는지를 지정할 수 있다.
- MAPCON(Multi Access PDN Connectivity) 규칙: 이 규칙은 특정 APN에 대한 PDN 커넥션을 라우팅할 수 있을때, UE에 의해서 사용되어야 하는 액세스 테크놀로지/액세스 네트워크들을 우선순위에 따라 정리한 리스트이다. 또한, 이 규칙은 특정 APN으로의 PDN 커넥션을 어느 무선 액세스에 대해서 제한해야 할지를 지정할 수 있다.
- NSWO(Non-seamless WLAN offload) 규칙: 이 규칙은 어느 트래픽이 non-seamless하게 WLAN으로 우회되어야 할지 우회되지 말아야 할지를 지정한다.
ISMP(Inter-System Mobility Policy): UE에 의해서 수행되는 시스템 간 이동성 결정에 영향을 미치도록 사업자가 정의한 규칙의 집합이다. UE가 단독의 무선 액세스 인터페이스 상에서 IP 트래픽을 라우팅할 수 있을 때, UE는 가장 적합한 액세스 테크놀로지 타입 또는 액세스 네트워크를 주어진 시간에 선택하기 위해서, ISMP를 사용할 수 있다.
RAN 규칙(rule): 네트워크로부터 수신된 RAN(Radio Access Network) 지원 정보(Assistance Parameters)를 가지고 UE에 프로그램되어 있는 RAN 규칙을 평가한다. RAN 규칙은 ANDSF ISRP/ISMP 없이 사용되는 RAN이 지원하는 WLAN 인터워킹으로도 일컬어진다. 트래픽을 WLAN으로 이동시키기 위한 RAN 규칙이 충족되었을 때, UE의 AS(Access Stratum) 계층은 move-traffic-to-WLAN 인디케이션과 WLAN 식별자를 함께 UE의 상위 계층으로 전달한다. 이 경우 UE는 WLAN을 선택하여 모든 offloadable PDN connection을 WLAN으로 이동시킨다. 또는, 트래픽을 3GPP 액세스로 이동시키기 위한 RAN 규칙이 충족되었을 때, UE의 AS(Access Stratum) 계층은 move-traffic-from-WLAN 인디케이션을 UE의 상위 계층으로 전달한다. 이 경우 UE는 WLAN 상의 모든 PDN connection을 3GPP로 이동시킨다. RAN 규칙에 대한 상세한 설명은 3GPP TS 23.401, TS 23.060, TS 23.402, TS 36.300, TS 36.304, TS 36.331, TS 25.304 그리고 TS 25.331를 참조하여 알 수 있다.
다중 액세스(Multi-access) PDN 커넥션 : 트래픽이 3GPP 액세스 및/또는 WLAN 액세스를 통해 라우팅될 수 있는 PDN 커넥션. 각 IP 플로우는 한 순간에 하나의 액세르를 통해서만 라우팅된다.
한편, 이하에서는 도면을 참조하여 설명하기로 한다.
도 9a 및 도 9b는 UE가 홈 네트워크에서 방문 네트워크로 로밍한 상황에서의 처리 방안을 나타낸 예시도이다.
도 9a 및 도 9b를 참조하여 알 수 있는 바와 같이, UE(100)가 홈 네트워크(HPLMN)에서 H-ANDSF(610)으로부터 정책 정보를 수신한 후, 방문 네트워크(VPLMN)으로 로밍하면 V-ANDSF(620)으로부터 정책 정보를 추가적으로 수신하게 된다.
여기서 상기 정책 정보는 시스템 간 이동성 정책(Inter-System Mobility Policy: ISMP), 시스템 간 라우팅 정책(Inter-System Routing Policy: ISRP), APN간 라우팅 정책(Inter APN Routing Policy: IARP), 무선랜 선택 정책(WLAN Selection Policy: WLANSP)을 포함할 수 있다.
이와 같이 UE(100)가 2개의 네트워크 (PLMN)으로부터 정책 정보를 갖게 된 경우, 상기 UE(100)는 어느 하나의 정책 정보를 우선적으로 사용하여, IFOM을 적용할 수 있다.
도 10a는 ANDSF 정책 외에 새롭게 정의된 RAN 규칙 (RAN 지원 정보)이 UE에게 제공되는 예를 나타내고, 도 10b는 ANDSF로부터의 정책 정보와 RAN 규칙 (RAN 지원 정보)이 UE에게 모두 제공될 때 어느 하나를 선택하는 예를 나타낸다.
도 10a에 도시된 바와 같이 UE(100)가 ANDSF(600)로부터 정책 정보를 수신할 수도 있지만, E-UTRAN(또는 UTRAN)의 기지국(200)으로부터 RAN(Radio Access Network) 지원 정보를 수신하여 RAN 규칙을 적용할 수도 있다.
상기 RAN 지원 정보는 다음과 같은 임계값 및 파라미터를 포함할 수 있다.
- 3GPP 액세스 임계값
- WLAN 액세스 임계값
- OPI(Offload Preference Indication) 값
상기 3GPP 액세스 임계값은 일부 UTRA 및/또는 E-UTRA 무선 파라미터, 예컨대 E-UTRA에 대한 하한(low)/상한(high) RSRP 임계값, UTRA에 대한 하한(low)/상한(high) CPICH Ec/No 임계값을 정의한다. WLAN 액세스 임계값은 일부 WLAN 액세스 파라미터에 대한 하한(low)/상한(high), 예컨대, 하한(low)/상한(high) 비콘(Beacon) RSSI 임계값, 하한(low)/상한(high) UL/DL 백홀 데이터 레이트 임계값, 그리고 하한(low)/상한(high) 채널 이용률(utilization) 임계값을 정의한다. 상기 UL/DL 백홀 데이터 레이트는 hotspot 2.0에서 정의된다. 채널 이용률 및 비콘 RSSI는 IEEE 802.11에서 정의된다.
RAN에 의해서 제공되는 OPI 값은 비트맵 형식(즉, 1차 비트 배열)로서 UE가 특정 트래픽(예컨대, 특정 IP flow)를 WLAN 액세스 또는 3GPP 액세스로 언제 이동시킬지를 결정할 수 있도록 한다.
WLAN 네트워크 선택 및 트래픽 라우팅에 대한 사용자 선호도(preferences)는 ANDSF 규칙 및 RAN 규칙 보다 우선될 수 있다.
한편, 도 10b를 참조하여 알 수 있는 바와 같이, UE(100)가 ANDSF로부터의 정책 정보와 RAN 규칙을 모두 갖게 된 경우, 어느 하나를 우선적으로 사용할 수 있다.
앞서 설명한 바와 같이, IFOM은 UE의 주도적인 결정에 의해서 수행되며, host 기반의 mobility protocol인 DSMIP(Dual Stack Mobile IP)를 사용한다.
한편, 네트워크 기반 프로토콜인 GTP 내지는 PMIP을 사용하는 S2a 및 S2b 인터페이스를 통하여 IFOM을 제공하는 기술을 NBIFOM(Network Based IP Flow Mobility)라고 한다. 이러한 NBIFOM은 UE가 3GPP 액세스 및 WLAN 액세스를 지원한다. 이와 같은 NBIFOM은 누가 먼저 트리거 하는지에 따라서 UE가 개시하는 NBIFOM(UE-initiated NBIFOM)과 네트워크가 개시하는 NBIFOM(Network-initiated NBIFOM)으로 구분될 수 있다.
UE가 개시하는 NBIFOM(UE-initiated NBIFOM): IP 플로우들과 액세스 링크들 간에 UE가 희망하는 매핑을 PGW에게 제공할 수 있음. 이 경우 네트워크는 UE의 IP 플로우 이동에 대해서 수락하거나 거절만 할 수 있고, 네트워크가 스스로 IP 플로우 이동을 개시할 수는 없음
네트워크가 개시하는 NBIFOM(Network-initiated NBIFOM): IP 플로우들과 액세스 링크들 간에 네트워크가 희망하는 매핑을 UE에게 제공할 수 있음. 이 경우 UE는 네트워크에 의한 IP 플로우 이동에 대해서 수락하거나 거절만 할 수 있고, UE가 스스로 IP 플로우 이동을 개시할 수는 없음
한편, NBIFOM에 대한 논의 중에 UE-initiated NBIFOM과 Network-initiated NBIFOM이 하나의 PDN 커넥션에 대해 혼용되어 사용될 수 있는지 여부에 대해 논의되었다. 그 결과, 하나의 PDN 커넥션에 대해 하나의 모드만을 사용하는 방안이 제안되었다.
먼저, NBIFOM의 동작 모드에 대해서 설명한다.
다중 액세스 PDN 커넥션은 UE 개시 모드 또는 네트워크 개시 모드 내에서 동작 가능하다. 모드 선택은 PDN 커넥션이 수립될 때 수행되고 PDN 커넥션이 활성화 상태로 있는한은 유지된다. 이하에서는 도 11을 참조하여 동작 모드가 어떻게 선택되는지 그리고 각 모드의 특징이 무엇인지에 대해서 이하 설명한다.
도 11은 UE 개시 모드와 네트워크 개시 모드 중 어느 하나를 선택하는 과정을 나타낸다.
도 11을 참조하면 NBIFOM이 가능한 UE가 PDN 커넥션을 요청 시, 동작 모드의 선택이 개시된다. 상기 UE가 VPLMN으로 로밍하지 않은 상황에서 또는, 선호 WLAN 선택 규칙을 갖는 PLMN들의 리스트 내에 포함되지 않는 VPLMN으로 UE가 로밍한 경우, UE는 HPLMN으로부터 획득한 유효한 ISRP를 가지고 있는지를 판단한다.
만약, UE가 유효한 ISRP를 가지고 있는 경우, WLAN 선택 및 트래픽 라우팅을 위해 ANDSF 규칙을 사용하기로 결정한다. 이어서, UE가 다중 액세스 PDN 커넥션을 요청하는 경우, UE는 IFOM 규칙을 위한 ISRP를 가지고 있는지 판단한다. 만약 UE가 IFOM 규칙을 위한 ISRP를 가지고 있다면, UE는 UE 개시 모드를 요청한다. 그러면, 네트워크가 UE 개시 모드를 선택한다. 그러나, UE가 IFOM 규칙을 위한 ISRP를 가지고 있지 않다면, UE는 네트워크 개시 모드를 요청한다. 그러면 네트워크가 네트워크 개시 모드를 선택한다.
한편, UE가 유효한 ISRP를 가지고 있지 않은 경우, WLAN 선택 및 트래픽 라우팅을 위해 RAN 규칙을 사용하기로 결정한다. 이어서, UE가 다중 액세스 PDN 커넥션을 요청하는 경우, UE는 네트워크 개시 모드를 요청한다. 그러면 네트워크가 네트워크 개시 모드를 선택한다.
NBIFOM이 가능한 UE가 선호 WLAN 선택 규칙을 갖는 PLMN들의 리스트 내에 포함된 VPLMN으로 로밍한 경우라면, 도 11에서 첫번째 조건을 판단 시 HPLMN이 아닌 VPLMN으로부터 획득한 유효한 ISRP를 가지고 있는지를 판단한다. 그 외의 단계는 상기와 동일하다.
한편, UE 개시 NBIFOM 모드에 대해서 상세하게 설명하면 다음과 같다.
UE 개시 모드에서 UE는 자신의 ADNSF로부터의 IFOM 규칙 및/또는 사용자-설정 라우팅 규칙을 적용함으로써, 다중 액세스 PDN 커넥션 내에서 트래픽 라우팅을 조정할 수 있다. 여기서, UE가 NSWO, IARP 및/또는 MAPCON를 위해서 유효한 ANDSF 규칙을 가지고 있는 경우, UE는 다중 액세스 PDN 커넥션에 포함되지 않는 트래픽 라우팅도 조정할 수 있다.
UE는 라우팅 규칙을 네트워크로 전송함으로써, PDN 커넥션 내에서 자신이 선택한 IP 플로우를 이전 액세스에서 새로운 액세스로 이동시킬 수 있다. 상기 UE가 전송하는 라우팅 규칙은 특정 IP 플로우와 새로운 액세스를 지정할 수 있다.
이러한 UE로부터의 IP 이동 요청에 대해서 네트워크는 가입자 정보에 기초해서 거절을 할 수 있다. 네트워크가 UE로부터의 요청을 거절할 때, 네트워크는 상기 요청이 왜 거절되는지를 나타내는 원인 값을 제공할 수 있다. 이러한 원인 값은 UE가 상기 IP 플로우 이동을 다시 요청할 수 있는지, 나아가 할 수 있다면 언제 다시 할 수 있는지를 결정할 수 있도록 한다.
다른 한편, 네트워크 개시 NBIFOM 모드에 대해서 설명하면 다음과 같다.
네트워크 개시 모드에서, UE는 IP 플로우 이동을 위해서 사용될 수 있는 라우팅 규칙을 가지고 있지 않는다. 이 네트워크 개시 모드에서는 네트워크가 다중 액세스 PDN 커넥션 내의 트래픽 라우팅을 조정할 수 있다. 그러나, 만약 UE가 NSWO, IARP 및/또는 MAPCON를 위해서 유효한 ANDSF 규칙을 가지고 있는 경우, UE는 다중 액세스 PDN 커넥션 외부의 트래픽 라우팅을 조정할 수 있다.
네트워크는 라우팅 규칙을 UE로 전송함으로써, PDN 커넥션 내에서 자신이 선택한 IP 플로우를 이전 액세스에서 새로운 액세스로 이동시킬 수 있다. 상기 네트워크가 전송하는 라우팅 규칙은 특정 IP 플로우와 새로운 액세스를 지정할 수 있다.
이러한 네트워크로부터의 IP 이동 요청에 대해서 UE는 거절을 할 수 있다. UE가 네트워크로부터의 요청을 거절할 때, UE는 상기 요청이 왜 거절되는지를 나타내는 원인 값을 제공할 수 있다. 이러한 원인 값은 네트워크가 상기 IP 플로우 이동을 다시 요청할 수 있는지, 나아가 할 수 있다면 언제 다시 할 수 있는지를 결정할 수 있도록 한다.
UE는 IP 플로우 이동을 요청할 순 없지만, 다중 액세스 PDN 커넥션의 액세스가 트래픽 라우팅을 위해서 사용될 수 있을 때 혹은 사용될 수 없을 때 이를 네트워크에 알릴 수 있다.
예를 들면 다음과 같다.
- UE가 WLAN 신호를 잃었을 때 그리고 UE가 상기 WLAN 상으로 활성화한 IP를 가지고 있을 때, 상기 UE는 WLAN이 트래픽 라우팅을 위해 사용될 수 없다는 것을 나타내는 인디케이션을 네트워크로 전송할 수 있다. UE와 네트워크는 이러한 IP 플로우들 중 하나 이상을 3GPP로 다시 라우팅할 수 있다.
- UE가 WLAN 신호를 다시 발견했을 때 상기 UE 내의 기존 라우팅 규칙이 일부 IP 플로우를 WLAN으로 라우팅하기를 요구하고 있다면, 상기 UE는 WLAN이 다시 사용될 수 있음을 나타내는 인디케이션을 네트워크로 전송할 수 있다.
- UE는 상기 인디케이션을 언제 전송할지를 결정하기 위해서 자신의 운영 환경을 따를 수 있다.
한편, UE가 언제 트래픽을 WLAN 또는 3GPP로 라우팅해야 할지를 나타내는RAN 규칙(즉, RAN 지원 정보)를 가지고 있다면, UE는 다음과 같이 동작할 수 있다.
- UE가 가지고 있는 RAN 규칙이 트래픽은 3GPP로 이동되어야 한다고 나타내고 있는 경우, UE는 네트워크에 WLAN이 트래픽 라우팅을 위해서 사용될 수 없다는 것을 나타내는 인디케이션을 전송할 수 있다.
- UE가 가지고 있는 RAN 규칙이 트래픽은 WLAN로 이동되어야 한다고 나타내고 있는 경우, UE는 네트워크에 WLAN이 트래픽 라우팅을 위해서 사용될 수 있다는 것을 나타내는 인디케이션을 전송할 수 있다.
- UE가 가지고 있는 RAN 규칙이 우회 선호도를 제공하지 않는 경우(예컨대 3GPP 또는 WLAN으로의 이동을 나타내지 않는 경우), PDN 커넥션 내의 트래픽 라우팅은 네트워크에 의해 제공된 라우팅 규칙에 따라서 수행될 수 있다.
이상으로 UE가 개시하는 NBIFOM과 네트워크가 개시하는 NBIFOM에 대해서 알아보았다.
그런데, 네트워크가 개시하는 NBIFOM에 대해서 종래 및 현재까지 구체적인 방안이 제시되지 않았다.
또한, 종래에는 IP 플로우 이동을 위한 라우팅 규칙을 UE가 네트워크에 제공하기 위해서 주로 NAS 메시지를 사용하였는데, 이러한 NAS 메시지는 많은 네트워크 노드(MME, S-GW, P-GW)를 거쳐야 하므로 부담을 증가시킨다.
다른 한편, 앞서 설명한 바와 같이, 모드 선택과 관련하여 UE가 유효한 ISRP 규칙을 가지고 있지 않거나 또는 ISRP 규칙이 있더라도 IFOM 규칙을 가지고 있지 않은 경우에는, UE는 네트워크 개시 NBIFOM 모드를 요청한다. 그런데, 네트워크 개시 NBIFOM 모드의 경우 네트워크에서 UE의 위치에 기반하여 IP 플로우 이동을 수행할 수 없는 단점이 있다.
이에 대해서 도 12를 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 12은 네트워크 개시 NBIFOM 모드의 문제점을 나타내기 위해 UE가 이동하는 예를 나타낸 예시도이다.
도 12에서 네트워크가 원하는 WLAN으로의 IP 플로우 라우팅 시나리오가 다음과 같다고 가정하자.
- UE-1이 지역#1에 위치한 경우 IP 플로우#1에 대해서 WLAN으로 라우팅
- UE-1이 지역#2에 위치한 경우 IP 플로우#1에 대해서는 3GPP로 라우팅 (즉, WLAN으로는 라우팅하지 않음)
- UE-2가 지역#1에 위치한 경우 IP 플로우#1에 대해서는 3GPP로 라우팅 (즉, WLAN으로는 라우팅하지 않음)
- UE-2가 지역#2에 위치한 경우 IP 플로우#1에 대해서 WLAN으로 라우팅
이러한 시나리오는 예컨대 사업자가 지역#1에는 특별한 사용자의 트래픽을 고성능 WLAN으로 우회 시키고자 함이고, 사용자가 많이 밀집하는 다운타운 지역에 해당하는 지역#2에서는 3GPP 네트워크의 트래픽 분산을 위해 일반 사용자들의 트래픽을 일반 성능의 WLAN으로 우회시키고자 함이다.
만약 네트워크가 UE-1에게 IP 플로우#1을 WLAN으로 라우팅하라는 라우팅 정보를 전송했다면 UE-1은 지역#1에서 IP 플로우#1을 WLAN으로 라우팅하게 된다. 이후에 UE-1이 지역#2로 이동하여 상기 네트워크로부터 수신한 라우팅 정보에 기반하여 IP 플로우#1을 WLAN으로 라우팅하게 된다. 그러나, 네트워크에서는 원하지 않는 동작이 된다. 또한, UE-2의 경우 아직 네트워크로부터 IP 플로우#1에 대한 라우팅 정보를 수신하지 못하였거나 또는 IP 플로우#1을 3GPP로 라우팅하라는 라우팅 정보를 수신했다고 가정하자. 이에 지역#1에서 UE-2는 IP 플로우#1을 3GPP로 라우팅한다. 이후에 UE-2가 지역#2로 이동하더라도 UE-2는 여전히 IP 플로우#1을 3GPP로 라우팅한다. 이 또한 네트워크에서는 원하지 않는 동작이 된다.
즉, 네트워크에서는 UE의 위치에 기반하여 NBIFOM 동작을 수행하는 것이 불가능한 문제점이 있다.
그러므로, 네트워크 개시 NBIFOM 모드에서도 UE의 위치에 기반하여 효율적으로 NBIFOM 동작을 수행토록 하는 방안이 필요하다.
<본 명세서의 개시>
이하의 개시는 3GPP EPS(Evolved Packet System)와 같은 이동통신 시스템에서 3GPP 액세스 네트워크와 WLAN 액세스 네트워크 간에 IP 플로우 이동을 효율적으로 제공하는 메커니즘을 제안한다. 이하에서 언급되는 IP 플로우는 트래픽, 패킷, 데이터 IP 서비스, 애플리케이션 등을 의미할 수 있으며, 이와 혼용되어 사용된다.
I. IP 플로우 이동 관련한 메시지 및/또는 정보를 UE와 네트워크 노드 간에 교환하는 방안.
IP 플로우 이동 관련한 메시지 및/또는 정보가 UE와 네트워크 노드 간에 교환할 수 있다. 상기 네트워크 노드는 주로 P-GW를 의미하나, 반드시 여기에 국한된 것은 아니며 IP 플로우 이동에 관여하는 다양한 네트워크 노드가 될 수 있다. 다만, 이하에서는 P-GW 위주로 설명한다. 이는 본 명세서 전반에 걸쳐 적용된다.
UE와 P-GW가 IP 플로우 이동 관련한 메시지 및/또는 정보를 WLAN 액세스 네트워크를 통해서 교환한다. 이는 IP 플로우 이동 관련한 메시지 및/또는 정보를 3GPP 액세스 네트워크를 통해서는 교환하지 않고, WLAN 액세스 네트워크를 통해서만 교환하는 것을 의미한다. 단, UE가 WLAN 액세스 네트워크의 사용이 불가능해진 경우(예컨대, WLAN 액세스 네트워크를 사용하다 WLAN의 커버리지를 벗어나서 WLAN신호를 수신하지 못하는 경우 등)는 IP 플로우 이동 관련 메시지 및/또는 정보가 3GPP 액세스 네트워크를 통해서 교환될 수도 있다. 이를 위해 NAS 메시지가 새롭게 정의되거나 확장 사용될 수 있다. 참고로, 상기 IP 플로우 이동 관련 메시지 및/또는 정보는 아래의 동작과 같이 IP 플로우 이동에 직접적으로 영향을 주는 것을 의미한다. 이에 UE와 네트워크가 IP 플로우 이동 동작/수행을 하기 위해 서로 능력/지원 정보를 교환하거나 하는 것은 3GPP 액세스 네트워크를 통해서 교환 가능하다.
- 제1 액세스 상에서의 PDN 커넥션 수립
- PDN 커넥션에 대한 액세스 추가
- PDN 커넥션 내에서의 IP 플로우 이동
- PDN 커넥션에서 액세스 제거
UE와 P-GW가 WLAN 액세스 네트워크를 통해 IP 플로우 이동 관련한 메시지 및/또는 정보를 교환할 때, 다음의 경로를 거칠 수 있다.
1) WLAN이 S2a 인터페이스를 통해 P-GW에 연결되는 아키텍처에서는 (이하, 간단하게는 S2a 시나리오라 지칭), UE와 TWAN 구간 그리고 TWAN과 P-GW 구간을 거친다.
UE와 TWAN 구간에서는 IP 플로우 이동 관련한 메시지 및/또는 정보를 교환하기 위해 3GPP Release 12에서 정의된 WLCP(WLAN Control Protocol)이 사용될 수 있다. 이때, 기본적인 WLCP 메시지가 사용될 수도 있고 새로운 WLCP 메시지가 정의되어 사용될 수도 있다. 기본적인 WLCP 메시지가 사용되는 경우, 새로운 IE(Information Element)가 정의되어 사용될 수도 있고, 기존의 IE에 새로운 값/타입을 정의하여 확장 사용할 수도 있다. 또는, UE와 TWAN 구간에서 IP 플로우 이동 관련한 메시지 및/또는 정보를 교환하기 위해 EAP-AKA 메시지가 사용될 수도 있다. 이때에도 마찬가지로 기본적인 EAP-AKA 메시지를 재사용 또는 확장하여 사용할 수 있다. 또는 새로운 형태의 프로토콜 메시지가 정의되어 사용될 수도 있다.
TWAN과 P-GW 구간에서는 아키텍처에 따라 GTP 또는 PMIP이 사용되는데, 이 때 역시 IP 플로우 이동 관련한 메시지 및/또는 정보를 교환하기 위해 기본적인 GTP 또는 PMIP 메시지를 재사용 또는 확장하여 사용할 수 있다. 즉, 기본적인 GTP 또는 PMIP 메시지가 사용될 수도 있고 새로운 GTP 또는 PMIP 메시지가 정의되어 사용될 수도 있다. 기본적인 GTP 또는 PMIP 메시지가 사용되는 경우, 새로운 IE(Information Element)가 정의되어 사용될 수도 있고, 기존의 IE에 새로운 값/타입을 정의하여 확장 사용할 수도 있다.
2) WLAN이 ePDG를 거쳐 S2b 인터페이스를 통해 P-GW에 연결되는 아키텍처에서는 (이하, 간단하게는 S2b 시나리오라 지칭), UE와 ePDG 구간 그리고 ePDG와 P-GW 구간을 거칠 수 있다.
UE와 ePDG 구간에서는 IP 플로우 이동 관련한 메시지 및/또는 정보를 교환하기 위해 WLCP(WLAN Control Protocol)와 같이 세션 관리를 수행하는 새로운 형태의 프로토콜 메시지를 정의하여 사용할 수 있다. 또는, UE와 ePDG 구간에서 IP 플로우 이동 관련한 메시지 및/또는 정보를 교환하기 위해 IKEv2 메시지가 사용될 수도 있다. 이때, IKEv2 메시지를 재사용 또는 확장하여 사용할 수 있다.
ePDG와 P-GW 구간에서는 아키텍처에 따라 GTP 또는 PMIP이 사용되는데, 이 때 역시 IP 플로우 이동 관련한 메시지 및/또는 정보를 교환하기 위해 기본적인 GTP 또는 PMIP 메시지를 재사용 또는 확장하여 사용할 수 있다. 즉, 기본적인 GTP 또는 PMIP 메시지가 사용될 수도 있고 새로운 GTP 또는 PMIP 메시지가 정의되어 사용될 수도 있다. 기본적인 GTP 또는 PMIP 메시지가 사용되는 경우, 새로운 IE(Information Element)가 정의되어 사용될 수도 있고, 기본적인 IE에 새로운 값/타입을 정의하여 확장 사용할 수도 있다.
한편, IP 플로우 이동 관련한 정보는 대표적으로는 라우팅 규칙을 포함할 수 있다. 3GPP Rel-10에서 규격화한 UE 기반 IFOM에서 라우팅 규칙은 라우팅 필터와 라우팅 주소 간의 연계(association)이며, 라우팅 필터와 라우팅 주소 의 정의는 각각 아래와 같다.
라우팅 필터: 라우팅을 위해 하나 이상의 IP 플로우를 식별하기 위해 사용되는 패킷 플로우 IP 헤더 파라미터 값/범위의 집합이다.
라우팅 주소: 라우팅 가능한 주소이다. DSMIPv6에서, CoA(Care-of-Address) 또는 HoA로 표현된다.
네트워크 기반 IFOM, 즉 NBIFOM에서는 UE 기반 IFOM과 달리 3GPP 액세스 네트워크를 통해 PDN 커넥션을 사용하는 경우와 WLAN을 통해 PDN 커넥션을 사용하는 경우, 이 둘이 동일한 PDN 커넥션을 사용한다면, 동일한 IP 주소 정보가 할당/사용된다. 따라서, 라우팅 규칙 내의 라우팅 주소가 다른 형태의 정보로 대치되어야 할 필요가 있다. 이에 라우팅 액세스 네트워크 종류/타입(또는 라우팅 액세스 타입 또는 액세스 타입 또는 RAT 타입)을 나타내는/구분하는 정보가 사용될 수도 있다. 예를 들어, 3GPP 액세스 네트워크와 WLAN 액세스 네트워크를 구분하는 값이 사용될 수 있다. P-GW는 UE에 대해 IP 플로우 이동을 지원하기 위한 라우팅 정보 (또는 라우팅 테이블 또는 라우팅 매핑 테이블 또는 바인딩 캐쉬 또는 라우팅 규칙 정보)를 저장 시, 라우팅 액세스 네트워크 종류/타입을 저장할 수도 있고, 라우팅 액세스 네트워크 종류/타입 정보 대신에 해당 라우팅 액세스 네트워크의 게이트웨이 주소 정보로 대치하여 저장할 수도 있고, 라우팅 액세스 네트워크 종류/타입 정보와 해당 라우팅 액세스 네트워크의 게이트웨이 주소 정보를 같이 저장할 수도 있다. 여기서 상기 라우팅 액세스 네트워크의 게이트웨이 주소 정보는 3GPP 액세스 네트워크인 경우 S-GW의 주소 정보이며, TWAN인 경우 TWAN(또는 TWAG: Trusted WLAN Access Gateway)의 주소 정보이며, 신뢰되지 않는(untrusted) WLAN인 경우 ePDG의 주소 정보이다.
또한, UE 기반 IFOM에서는 홈 어드레스(3GPP 액세스에서 UE가 받은 IP 주소)와 WLAN 액세스에서 UE가 받은 IP 주소인 CoA(Care-of-Address) 간의 연계를(association)를 바인딩이라 언급하고 있으며 각 바인딩에 대해서는 BID(Binding Identifier)가 할당/지정된다. 그러므로, UE 및 P-GW가 저장하는 IP 플로우 이동을 지원하기 위한 라우팅 정보(또는 라우팅 테이블 또는 라우팅 매핑 테이블 또는 바인딩 캐쉬 또는 라우팅 규칙 정보)의 각 라우팅 규칙에 대해 BID라는 식별자가 할당/사용될 수도 있고, RID(라우팅 Identifier)와 같은 이름의 식별자가 할당/사용될 수도 있다.
라우팅 필터 정보는 3GPP TS 23.261에 기술된 내용에 기반하며, 본 발명을 위해 적절한 형태로 변형/확장되어 사용될 수도 있다.
아래의 표는 라우팅 정보(또는 라우팅 테이블 또는 라우팅 매핑 테이블 또는 바인딩 캐쉬 또는 라우팅 규칙 정보)의 일례를 보여준다.
표 2
라우팅 ID 라우팅 주소 타입 RID 우선순위 플로우 ID FID 우선순위 라우팅 규칙
RID1 3GPP 액세스 x FID1 a IP 플로우에 대한 기술
FID2 b IP 플로우에 대한 기술
RID2 WLAN 액세스 y FID3
UE와 P-GW 간에 IP 플로우 이동을 수행하기 위한 주요 동작은 상호간에 IP 플로우 이동 관련 메시지 및/또는 정보를 교환하여 라우팅 규칙을 추가/변경/제거하는 동작일 수 있다. 이는 UE가 개시하는 NBIFOM 동작일 수도 있고, 네트워크가 개시하는 NBIFOM 동작일 수도 있다.
언급한 바와 같이, UE가 WLAN 액세스 네트워크의 사용이 불가능해진 경우, IP 플로우 이동 관련 메시지 및/또는 정보가 3GPP 액세스 네트워크를 통해서 교환될 수도 있다. 이때 UE는 네트워크로 3GPP 액세스 네트워크로 이동시키고자 하는 RID 및/또는 FID 정보를 네트워크로 전송할 수 있다. 추가적으로는 라우팅 액세스 타입을 3GPP 액세스라고 지정하여. UE가 WLAN 액세스 네트워크의 사용이 불가능해진 경우, UE가 명시적으로 네트워크에 IP 플로우 이동 관련 메시지 및/또는 정보를 전송하는 대신 네트워크에서 암시적인 형태로 일부의 또는 전체의 IP 플로우가 3GPP 액세스로 이동함을 인지할 수도 있다. 예를 들면, UE가 전송하는 IP 플로우가 WLAN 액세스가 아닌 3GPP 액세스를 통해 전송 중임을 인지함으로써, 또는 UE가 접속했던 WLAN 액세스 네트워크 (또는 TWAN 또는 ePDG)에서 UE가 더 이상 접속해 있지 않음을 인지하고 P-GW로 이를 알림으로써, 일부의 또는 전체의 IP 플로우가 3GPP 액세스로 이동함을 인지할 수 있다.
II. 네트워크 개시 NBIFOM 수행 동작.
P-GW는 다음 중 하나 이상의 정보에 기반하여 UE로 하여금 (또는 UE에 대해) 3GPP 액세스 네트워크와 WLAN 액세스 네트워크 간의 IP 플로우 이동을 수행하도록 할 수 있다.
a) 3GPP 액세스 네트워크의 부하/혼잡 관련 정보
P-GW는 상기 정보를 eNodeB로부터 수집할 수도 있고, 다른 네트워크 노드로부터 수집할 수도 있다. 상기 3GPP 액세스 네트워크의 부하/혼잡 관련 정보는 부하/혼잡을 표현하는 다양한 정보 형태로 제공될 수 있다. 예를 들면, 부하/혼잡 관련 정보는 부하/혼잡 수준으로 표현되거나 또는 ‘congested/overloaded’ 내지는 ‘not congested/not overloaded’와 같은 형태 등으로 표현될 수 있다. eNodeB가 P-GW로 전송하는 부하/혼잡 관련 정보는 특정 UE를 위한 정보일 수도 있고(per UE 개념), 특정 UE와 상관없이 per eNodeB 개념의 정보일 수도 있다. 상기 정보는 주기적으로 전송될 수도 있고, 어떠한 부하/혼잡 임계값를 넘으면(즉, 임계값을 넘어서 혼잡/과부하 상황이라고 간주되면), 그리고 넘었다가 떨어지면 (즉, 혼잡/과부하 상황이 해소되면) 전송할 수도 있다. 보다 자세한 사항은 3GPP Rel-13의 UPCON(User Plane Congestion Management)에서 연구 중인 다양한 메커니즘 (3GPP TR 23.705 참고)에 준용할 수 있다.
b) WLAN 액세스 네트워크의 부하/혼잡 관련 정보
S2a 시나리오인 경우 P-GW는 상기 정보를 TWAN으로부터 수집할 수도 있고, 다른 네트워크 노드로부터 수집할 수도 있다. 상기 WLAN 액세스 네트워크의 부하/혼잡 관련 정보는 부하/혼잡을 표현하는 다양한 정보 형태로 제공될 수 있다. 예를 들면, 부하/혼잡 관련 정보는 부하/혼잡 수준으로 표현되거나 또는 ‘congested/overloaded’ 내지는 ‘not congested/not overloaded’와 같은 형태 등으로 표현될 수 있다. 또한 상기 정보는 BSS의 부하/혼잡 관련 정보 및/또는 WLAN AP/TWAN이 연결된 백홀(backhaul)의 부하/혼잡 관련 정보일 수 있다. TWAN이 P-GW로 전송하는 부하/혼잡 관련 정보는 특정 UE를 위한 정보일 수도 있고 (per UE 개념), 특정 UE와 상관없이 per TWAN 개념의 정보일 수도 있다.
S2b 시나리오인 경우 P-GW는 상기 정보를 ePDG로부터 수집할 수도 있고, 다른 네트워크 노드로부터 수집할 수도 있다. 상기 WLAN 액세스 네트워크의 부하/혼잡 관련 정보는 부하/혼잡을 표현하는 다양한 정보 형태로 제공될 수 있다. 예를 들면, 부하/혼잡 관련 정보는 부하/혼잡 수준으로 표현되거나 또는 ‘congested/overloaded’ 내지는 ‘not congested/not overloaded’와 같은 형태 등으로 표현될 수 있다. 또한 상기 정보는 BSS의 부하/혼잡 관련 정보 및/또는 WLAN AP/ePDG가 연결된 백홀(backhaul) 부하/혼잡 관련 정보일 수 있다. ePDG가 P-GW로 전송하는 부하/혼잡 관련 정보는 특정 UE를 위한 정보일 수도 있고 (per UE 개념), 특정 UE와 상관없이 per ePDG 개념의 정보일 수도 있다.
S2a 시나리오 및 S2b 시나리오 모두 상기 WLAN 액세스 네트워크의 부하/혼잡 관련 정보는 주기적으로 전송될 수도 있고, 부하/혼잡에 대한 임계값을 넘으면 (즉, 넘어서 혼잡/과부하 상황이라고 간주되면), 그리고 넘었다가 떨어지면 (즉, 혼잡/과부하 상황이 해소되면) 전송할 수도 있다.
c) PCRF로부터 제공받은 IP 플로우 라우팅 관련 정책 및/또는 정보 (QoS 정보 등) 및/또는 결정사항
d) 사업자 정책 정보
e) 내부 설정(Local configuration) 정보
f) UE의 위치에서 WLAN 액세스 네트워크 접속 가능성 여부(즉, UE의 주변에 가용한 WLAN 액세스 네트워크가 존재하는지 여부)
이 정보는 UE로부터 획득할 수도 있고 다른 네트워크 노드로부터 획득할 수도 있다. P-GW/PCRF는 UE의 위치 정보를 획득하기 위해 MME에게 위치 보고를 요청할 수 있는데 이를 통해 획득한 UE의 위치 정보(예컨대, TAI, ECGI, SAI(Service Area Identification) 등)에 기반하여 가용한 WLAN 액세스 네트워크가 존재하는지 여부를 알 수도 있다. 예를 들어, P-GW/PCRF가 ECGI와 WLAN 액세스 네트워크 간의 매핑 테이블/데이터베이스를 가지고 있어서 이를 활용하여 알 수 있다. 또한, P-GW/PCRF는 WLAN 액세스 네트워크가 가용한 지역(area)을 존재 보고 영역(Presence Reporting Area)으로 설정하여 MME에게 존재 보고 영역(Presence Reporting Area) 설정에 기반한 위치 보고를 요청할 수도 있다. 이 경우 UE가 상기 설정된 존재 보고 영역(Presence Reporting Area) 안에 있거나 안으로 진입(enter)했을 때, 그리고 UE가 상기 설정된 존재 보고 영역 밖에 있거나 밖으로 나갔을 때, MME로부터 위치 보고를 받을 수 있다. 이에 이를 활용하여 UE가 현재 위치에서 WLAN 액세스 네트워크의 접속이 가능한 지 여부를 판단할 수 있다.
또한, P-GW/PCRF는 UE가 연결 모드인 경우에만(또는 PDN 커넥션에 대해서 하나 이상의 E-RAB가 수립된 경우), 상기 위치 보고를 MME에게 요청할 수도 있는데, 이렇게 함으로써 실제로 트래픽(traffic)이 있는 경우에만 UE의 위치 정보를 획득하여 IP 플로우 이동의 수행 여부를 결정할 수도 있겠다.
상기한 위치 보고와 관련한 자세한 동작은 3GPP TS 23.401의 5.9.1 Location Reporting Procedure 절 및 5.9.2 Location Change Reporting Procedure 절에 준용하기로 한다.
g) IP 플로우의 특성 및 제공해야 하는 QoS 정보
h) UE의 3GPP 액세스 네트워크 접속 (attach) 여부
i) UE의 WLAN 액세스 네트워크 접속 여부
언급한 a-i 정보에 기반하여 P-GW가 UE로 하여금(또는 UE에 대해) IP 플로우 이동을 수행하도록 하는 예로는, UE가 현재 3GPP 액세스 네트워크만을 사용하고 있는데 현재 사용 중인 3GPP 액세스 네트워크가 혼잡/과부하 상황이고 UE가 현재 위치에서 사용 가능한 WLAN이 존재하는 경우(추가적으로는 그러한 WLAN이 혼잡/과부하 상황이 아닌 경우), P-GW는 UE의 IP 플로우#1에 대해 3GPP 액세스 네트워크가 아닌 WLAN 액세스 네트워크를 사용하도록 할 수 있다. 전술한 정보에 기반하여 P-GW가 UE로 하여금 (또는 UE에 대해) IP 플로우 이동을 수행하도록 하는 또 다른 예로는, UE가 현재 3GPP 액세스 네트워크 및 WLAN 액세스 네트워크를 사용하고 있으며 IP 플로우#2에 대해서는 WLAN 액세스 네트워크를 사용 중인데, 그 사용 중인 WLAN 액세스 네트워크가 혼잡/과부하 상황인 경우 P-GW는 UE의 IP 플로우#2에 대해 WLAN 액세스 네트워크가 아닌 3GPP 액세스 네트워크를 사용하도록 할 수 있다.
P-GW가 UE로 하여금 IP 플로우 이동을 수행하도록 함으로써 UE는 다음과 같은 동작을 수행할 수 있다.
- PDN 커넥션에 대해 3GPP 액세스의 추가
- PDN 커넥션에 대해 WLAN 액세스의 추가
- PDN 커넥션 내에서 3GPP 액세스로부터 WLAN 액세스로의 IP 플로우 이동
- PDN 커넥션 내에서 WLAN 액세스로부터 3GPP 액세스로의 IP 플로우 이동
- PDN 커넥션에 대해 3GPP 액세스의 제거
- PDN 커넥션에 대해 WLAN 액세스의 제거
P-GW가 UE로 하여금 3GPP 액세스 네트워크와 WLAN 액세스 네트워크 간의 IP 플로우 이동을 수행하도록 UE에게 추가/변경/제거되는 라우팅 규칙 정보를 제공 시, 다음과 같은 추가 정보를 제공할 수도 있다.
? UE로 하여금 해당 라우팅 규칙에 따라 반드시 IP 플로우 이동을 수행하도록 강제 또는 지시하는 정보. 그 예로 "shall"이라는 정보/값이 사용될 수 있다.
? UE로 하여금 내부 운용 환경 정보(Local Operating Environment Information)을 고려하여 IP 플로우 이동이 가능(possible)하고 희망(desirable)하면, 해당 라우팅 규칙에 따라 IP 플로우 이동을 수행하도록 권고(recommend)하는 정보. 그 예로 "should"라는 정보/값이 사용될 수 있다.
? UE로 하여금 내부 운용 환경 정보를 고려하여 IP 플로우 이동이 가능(possible)하고 희망(desirable)하면, 해당 라우팅 규칙에 따라 IP 플로우 이동을 수행할 지 말지를 사용자 선호도(user preferences) 에 기반하여 결정하도록 하는 정보. 그 예로 "may"라는 정보/값이 사용될 수 있다.
언급한 정보는 제공하는 라우팅 규칙에 대해 하나의 값이 제공될 수도 있고, 제공하는 라우팅 규칙이 다수개인 경우 각각에 대해 다른 값이 제공될 수도 있다. 후자의 경우 예를 들면, 라우팅 필터#1 및 라우팅 필터#2에 해당하는 각각의 IP 플로우에 대해 현재 3GPP 액세스 네트워크를 통해 라우팅을 하고 있는데 P-GW가 이들을 WLAN 액세스 네트워크로 라우팅하도록 하는 라우팅 규칙을 UE에게 제공하면서 라우팅 필터#1에 대한 라우팅 규칙에는 shall 정보, 그리고 라우팅 필터#2에 대한 라우팅 규칙에는 may 정보를 포함시켜 제공하는 것이다.
또한, P-GW가 UE로 하여금 3GPP 액세스 네트워크와 WLAN 액세스 네트워크 간의 IP 플로우 이동을 수행하도록 UE에게 추가/변경/제거되는 라우팅 규칙 정보를 제공 시, 접속이 가능한 (또는 가용한) WLAN 액세스 네트워크에 대한 정보 (예, SSID와 같은 식별자 등)를 제공할 수도 있다. 상기 가용한 WLAN 액세스 네트워크을 선별하는 기준으로는 상기한 a) 내지 i)의 정보들을 포함하여 다양한 정보들이 사용될 수 있다.
또한, P-GW가 UE에게 라우팅 규칙 정보를 제공 시, 앞선 I절 기술한 것과 같이 WLAN 액세스 네트워크를 통해 전달될 수 있다. 그러나, 반드시 여기에 국한되는 것은 아니고 3GPP 액세스 네트워크를 통해 전달할 수도 있다. 이 경우 P-GW -> S-GW -> MME -> UE로 전달되며, 이를 위해 NAS 메시지가 새롭게 정의되거나 확장 사용된다. 또는 P-GW가 UE에게 라우팅 규칙 정보를 가져갈 것(pull) 알리고 (명시적 또는 암시적으로), 이와 같은 알림을 받은 UE가 P-GW에게서 라우팅 규칙 정보를 획득해 갈 수도 있다. 상기 P-GW가 UE에게 라우팅 규칙 정보를 가져갈 것을 알리는 메시지/정보와 UE가 P-GW에게서 라우팅 규칙 정보를 획득하기 위한 메시지는 둘 다 3GPP 액세스 네트워크를 통해 전송될 수도 있고, 전자는 3GPP 액세스 네트워크로 후자는 WLAN 액세스 네트워크로 전송될 수도 있고, 전자는 WLAN 액세스 네트워크로, 후자는 3GPP 액세스 네트워크로 전송될 수도 있고, 혹은 둘 다 WLAN 액세스 네트워크를 통해 전송될 수도 있다.
상기에서 UE로 하여금 (또는 UE에 대해) 3GPP 액세스 네트워크와 WLAN 액세스 네트워크 간의 IP 플로우 이동을 수행하도록 결정하는 주요 주체로 P-GW를 언급하였으나, PCRF가 될 수도 있다. 이러한 경우, P-GW는 PCRF의 결정을 받아 UE에게 IP 플로우 이동 관련 메시지 및/또는 정보를 전송하는 역할을 수행하게 된다. 또한, P-GW와 PCRF는 IP 플로우 이동 관련한 다양한 정보들을 서로 교환할 수 있다.
도 13은 본 명세서의 네트워크 개시에 따라 NBIFOM을 수행하는 절차를 나타낸 신호 흐름도이다.
도 13을 참조하면, UE(100)는 네트워크 개시 NBIFOM(Network Based IP Flow Mobility) 요청을 eNodeB(200)를 통해 MME(510)로 전달한다.
상기 MME(510)는 상기 네트워크 개시 NBIFOM(Network Based IP Flow Mobility) 요청을 상기 S-GW(520) 및 P-GW(530)을 거쳐 PCRF(550)로 전달한다.
상기 PCRF(550)은 상기 요청에 따라 위치 기반의 네트워크 개시 NBIFOM을 수행할지를 결정한다.
그리고, 상기 PCRF(550)가 위치 기반의 네트워크 개시 NBIFOM을 수행할 것으로 결정하면, 상기 결정 결과와 존재 보고 영역 설정을 P-GW(530) 및 S-GW(520)를 거쳐 MME(510)으로 전달한다.
그러면, 상기 MME(510)는 상기 결정 결과를 UE(100)로 전달하고, 이후 상기 UE(100)가 상기 설정된 존재 보고 영역 내에 진입하는지 외부로 나가는지를 모니터링한다.
만약, 상기 UE(100)가 상기 설정된 존재 보고 영역 내에 진입하는 것으로 확인되면, 상기 MME(510)는 존재 보고 영역 정보를 상기 S-GW(520) 및 P-GW(530)을 거쳐 PCRF(550)로 전달한다.
상기 PCRF(550)은 NBIFOM 라우팅 정보 전달 여부를 결정하고, 그에 따라 라우팅 정보를 P-GW(530) 및 S-GW(520)를 거쳐 MME(510)으로 전달한다.
그러면, 상기 MME(510)는 상기 라우팅 정보를 상기 UE(100)으로 전달한다.
도 14은 본 명세서의 네트워크 개시에 따라 NBIFOM을 수행하는 절차를 예시적으로 나타낸 신호 흐름도이다.
도 14를 참조하면, 본 명세서의 네트워크 개시 NBIFOM에 따라 MME(510)에 존재 보고 영역(Presence Reporting Area)을 설정함으로써 UE(100)의 위치에 기반하여 네트워크 개시 NBIFOM을 수행하기 위한 절차가 나타나 있다. 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
1) UE(100)는 PDN 연결 요청(PDN connectivity Request) 메시지를 MME(510)로 전송한다. 이때, UE(100)는 네트워크로 NBIFOM 기능(capability) 및 네트워크 개시 (network-initiated) NBIFOM 모드를 요청한다. NBIFOM 기능을 별도로 요청하지 않고, 네트워크 개시 NBIFOM 모드를 요청하는 것 만으로도 NBIFOM 기능이 암시적으로 표현될 수도 있다.
2) MME(510)는 상기 PDN 연결 요청 메시지에 따라 세션 생성 요청(Create Session Request) 메시지를 S-GW(520)으로 전송한다.
3) 그러면, S-GW(520)은 세션 생성 요청(Create Session Request) 메시지를 P-GW(530)으로 전송한다.
4) P-GW(530)과 PCRF(550)은 IP-CAN 세션 수립 수정 절차를 수행한다. 이 절차 동안에, P-GW(530)는 PCRF(550)에게 UE(110)로부터 수신한 NBIFOM 정보를 전송한다. 이때, P-GW(530)은 MME(510) 및 S-GW(520)으로부터 수신한 NBIFOM 기능 정보 및 자신의 NBIFOM 기능 정보도 전송한다.
PCRF(550)는 해당 PDN에 대해 네트워크 개시 NBIFOM 모드를 구동하는 것을 결정한다. 이러한 결정은 P-GW(530)으로부터 수신한 정보와 HSS로부터 획득한 가입자 정보, 사업자 정책 등에 기반하여 수행될 수 있다. 특히, PCRF(550)가 위치 기반의 네트워크 개시 NBIFOM 모드를 사용하는 것을 결정하면, 이 결정을 P-GW(530)에게 알린다. 이때 PCRF(550)는 UE(100)의 트래픽을 WLAN으로의 우회시 필요한 WLAN 영역에 대응하는 존재 보고 영역(Presence Reporting Area) 설정을 함께 전송한다.
5) P-GW(530)은 세션 생성 응답(Create Session Response) 메시지를 S-GW(520)으로 전달한다. 이때, P-GW(530)는 세션 생성 응답 메시지에 네트워크 개시 NBIFOM 모드가 사용됨을 알리는 정보 및/또는 NBIFOM을 지원함/인에이블 되었음을 알리는 정보를 포함시킨다. 또한, P-GW(530)는 세션 생성 응답 메시지 내에 존재 보고 영역 관련 설정, 즉 존재 보고 영역 동작(Action) 필드를 포함시킨다. (3GPP TS 29.274 8.108 Presence Reporting Area Action 참고).
표 3
비트
옥텟 8 7 6 5 4 3 2 1
1 Type = 177
2~3 Length = n
4 Spare Instance
5 Spare Action
6~8 Presence Reporting Area Identifier
9 Number of TAI Number of RAI
10 Spare Number of Macro eNodeB
11 Spare Number of Home eNodeB
12 Spare Number of ECGI
13 Spare Number of SAI
14 Spare Number of CGI
15~k TAIs [1..15]
(k+1)~m Macro eNB IDs [1..63]
(m+1)~p Home eNB IDs [1..63]
(p+1)~q ECGIs [1..63]
(q+1)~r RAIs [1..15]
(r+1)~s SAIs [1..63]
(s+1)~t CGIs [1..63]
u~(n+4) 명시적으로 지정된 경우에만, 이러한 옥텟이 포함됨
아래의 표는 존재 보고 영역 동작(Action) 필드를 나타낸다.
표 4
동작 값 (Decimal)
PRA 내에서 UE의 존재의 변경을 보고 시작함 1
PRA 내에서 UE의 존재의 변경을 보고 중지함 2
<spare> 0, 3-7
6) 한편, S-GW(520)는 세션 생성 응답(Create Session Response) 메시지를 MME(510)에게 전송한다.
7) MME(510)는 상기 수신한 세션 생성 응답 메시지에 포함된 NBIFOM 결정을 알리는 정보를 추출한 후, 상기 추출한 정보를 PDN 연결 수락(예컨대 PDN Connectivity Accept) 메시지 내에 포함시키고, 상기 PDN 연결 수락 메시지를 다시 베어러 셋업 요청(Bearer Setup Request) 메시지에 포함시켜 eNodeB(200)에게 전송한다. 그리고, 상기 MME(510)는 상기 수신한 세션 생성 응답 메시지 내의 존재 보고 영역 관련 설정에 기반하여 상기 UE(100)에 대해 위치 보고를 수행하는 것을 개시한다.
추가적으로 MME(510)는 상기 PRA에 기반하여 TAI(Tracking Area identifier) 리스트를 구성해서 추후 TAU 절차 시에 TAU 수락 메시지에 상기 TAI 리스트를 적용하여 전송할 수도 있다. 이로 인해 상기 MME(510)는 UE(100)로 하여금 PRA에 들어가는 경우와 나오는 경우 TAU를 수행하도록 함으로써 MME(510)는 PCRF(550)가 필요로 하는 UE(100)의 위치 정보를 효율적으로 획득하여 PCRF(550)로 전송할 수 있겠다.
8) 상기 eNodeB(200)는 베어러 셋업 요청에 포함된 상기 PDN 연결 수락 메시지를 추출하고, 상기 추출된 PDN 연결 수락 메시지를 RRC 연결 재설정(RRC Connection Reconfiguration) 메시지에 포함시켜 UE(100)로 전송한다.
9) 상기 UE(100)는 상기 RRC 연결 재설정 메시지 내의 PDN 연결 수락 메시지를 추출하고, 상기 추출된 PDN 연결 수락 메시지로부터 NBIFOM 결정을 알리는 정보를 추출한다. 이후, 상기 UE(100)는 RRC 연결 재설정 완료(RRC Connection Reconfiguration Complete) 메시지를 eNodeB(200)으로 전송한다.
10) 상기 eNodeB(200)는 베어러 셋업 응답 메시지를 MME(510)로 전송한다.
11~12) 상기 UE(100)가 직접 전달(Direct Transfer) 메시지를 eNodeB(200)로 전송하면, 상기 eNodeB(200)는 PDN 연결 완료(PDN Connectivity Complete) 메시지를 MME(510)로 전송한다.
13) 상기 베어러 셋업 응답 메시지 및 상기 PDN 연결 완료 메시지를 모두 수신하면, MME(510)는 베어러 수정 요청(Modify Bearer Request) 메시지를 S-GW(520)에게 전송한다. 이때(100), UE가 존재 보고 영역의 안에 있는지 밖에 있는지에 대한 정보, 즉 존재 보고 영역 정보를 상기 베어러 수정 요청 메시지 내에 포함시킨다. 아래의 표는 존재 보고 영역 정보를 나타낸다.
표 5
1 Type = 178
2~ 3 Length = n
4 Spare Instance
5~ 7 Presence Reporting Area Identifier
8 Spare OPRA IPRA
9 to (n+4) 명시적으로 지정된 경우에만, 이러한 옥텟이 포함됨
13) 상기 S-GW(520)는 베어러 수정 요청 메시지를 P-GW(530)에게 전송한다.
13a) 상기 베어러 수정 요청 메시지를 수신한 P-GW(530)는 상기 베어러 수정 요청 메시지에 포함된 존재 보고 영역 정보를 PCRF(550)에게 전송한다.
그러면, PCRF(550)는 NBIFOM 라우팅 정보를 상기 UE(100)에게 전송할 필요가 있는지 결정한다. 만약 PCRF(550)가 NBIFOM 라우팅 정보를 상기 UE(100)에게 전송할 필요가 있다고 결정되면 PCRF(550)는 적절한 NBIFOM 라우팅 정보를 P-GW(530)으로 전송한다. 이러한 NBIFOM 라우팅 정보는 도시된 절차 내에서 전달될 수도 있고, 별도의 다른 절차를 통해 전달될 수도 있다.
상기 결정은 여러 정보에 기반하여 수행될 수 있다. 예를 들어, UE(100)가 상기 설정된 존재 보고 영역의 안에 있는 것으로 MME(510)로부터 보고되었고, 상기 설정된 존재 보고 영역에 대응하는 WLAN 영역에 혼잡하지 않은 WLAN이 있는 경우, 특정 IP 플로우에 대해 WLAN으로 라우팅하라는 정보를 포함하는 NBIFOM 라우팅 정보를 UE에게 전송할 수 있다. 이때 추가적으로는 UE가 접속할 수 있는 (또는 접속이 허용되는 또는 접속이 권장되는) WLAN 정보(예, SSID 등의 정보)를 포함시킬 수 있다.
13b) 상기 P-GW(530)은 상기 PCRF(550)으로부터 획득한 NBIFOM 라우팅 정보를 베어러 수정 응답(Modify Bearer Response) 메시지 내에 포함시켜, S-GW(520)으로 전달한다.
14) 상기 S-GW(520)은 상기 NBIFOM 라우팅 정보를 포함하는 베어러 수정 응답 메시지를 상기 S-GW(520)으로 전달한다. 그러면, 상기 S-GW(520)은 상기 NBIFOM 라우팅 정보를 상기 UE(100)로 전달한다.
상기 UE(100)가 NBIFOM 라우팅 정보를 수신하면, WLAN으로 라우팅해야 하는 IP 플로우가 있는 경우 WLAN에 접속하여 상기 IP 플로우를 WLAN으로 라우팅한다. WLAN으로 라우팅해야 하는 IP 플로우가 없더라도 나중을 위해 WLAN에 접속할 수도 있다.
도 15는 MME(510)에 설정된 존재 보고 영역 및 UE의 위치에 기반하여 네트워크 개시 NBIFOM을 수행하기 위한 절차를 나타낸다.
도 15에 도시된 절차가 수행되기 이전에 MME(510)에 상기 UE의 위치를 보고 받기 위한 존재 보고 영역 설정이 PCRF/P-GW(530)로부터 수신된 것을 가정한다. 예를 들어, 상기 존재 보고 영역 설정은 도 14에 도시된 4~6 절차를 통해 PCRF/P-GW(530)로부터 수신된 것일 수 있다. 혹은 상기 존재 보고 영역 설정은 다른 절차를 통해 MME(510)에게 전달될 수 있다.
1) UE(100)는 NAS 계층 기반의 서비스 요청 메시지를 eNodeB(200)로 전송한다.
2) 상기 eNodeB(200)는 상기 서비스 요청 메시지를 초기 UE 메시지(INITIAL UE MESSAGE)라는 S1 메시지에 포함시켜, MME(510)에게 전송한다. 이때, eNodeB(200)는 UE(100)가 위치한 트래킹 영역의 ID(즉 TAI)와 ECGI를 포함하여 MME(510)에게 전송한다. 아래의 표는 상기 초기 UE 메시지를 나타내며, 보다 자세한 내용은 3GPP TS 36.413의 9.1.7.1절을 참고한다.
표 6
IE/Group Name 설명
Message Type
eNB UE S1AP ID
NAS-PDU
TAI UE가 전송한 NAS 메시지로부터의 확인된 트래킹 영역을 나타냄
E-UTRAN CGI UE가 전송한 NAS 메시지로부터의 확인된 E-UTRAN CGI를 나타냄
RRC Establishment Cause
S-TMSI
CSG Id
GUMME(510)I
Cell Access Mode
GW Transport Layer Address 게이트웨이가 eNodeB 내에 존재하는 경우, GW의 전송 계층 주소를 나타냄
Relay Node Indicator 릴레이 노드를 지시함
GUMME(510)I Type
Tunnel Information for BBF 광대역 액세스 사업자에 의해서 할당된 Home eNodeB의 로컬 IP 주소를 나타냄
SIPTO L-GW Transport Layer Address SIPTO L-GW가 eNodeB 내에 존재하는 경우, SIPTO L-GW 전송 계층 주소를 나타냄
LHN ID
3) UE(100)와 MME(510) 그리고 HSS(540) 간에 인증/보안 절차가 수행된다.
4) MME(510)는 eNodeB(200)로 초기 컨텍스트 셋업 요청 메시지를 S1-AP 메시지에 포함시켜 전송한다.
5) eNodeB(200)는 UE(100)와 무선 베어러를 수립한다.
6) 그러면, UE(100)는 상향링크 데이터를 전송할 수 있다.
7) 한편, eNodeB(200)는 초기 컨텍스트 셋업 완료 메시지를 S1-AP 메시지에 포함시켜 전송한다.
8) 상기 MME(510)는 상기 서비스 요청 메시지에 포함되어 있던 TAI 및/또는 ECGI에 기반하여, 상기 UE(100)가 상기 설정된 존재 보고 영역의 밖에 있다가 안에 들어온 것을 확인한다. 그러면, MME(510)는 UE(100)가 상기 설정된 존재 보고 영역 의 안에 들어 왔음을 알리는 정보, 즉 존재 보고 영역 정보를 포함한 베어러 수정 요청 메시지를 S-GW(520)에게 전송한다.
9) S-GW(520)는 베어러 수정 요청 메시지를 P-GW(530)에게 전송한다.
10) P-GW(530)는 상기 베어러 수정 요청 메시지에 포함된 존재 보고 영역정보를 PCRF(550)에게 전송한다.
상기 PCRF(550)는 상기 존재 보고 영역 정보에 기초하여 상기 UE(100)에게 NBIFOM 라우팅 정보를 전송할 필요가 있는지 결정한다. 만약 전송할 필요가 있다고 결정되면, PCRF(550)는 NBIFOM 라우팅 정보를 UE(100)에게 전달하고자 P-GW(530)로 전송한다. 이와 같이 NBIFOM 라우팅 정보를 전송하는 동작은 절차와 별도로 수행될 수도 있고, 결합된 형태로 수행될 수도 있다.
상기 결정은 전술한 여러 정보들에 기반할 수 있다. 예를 들어, 상기 UE(100)가 특별한 가입자이고 상기 설정된 존재 보고 영역에 대응하는 WLAN 영역 내에 혼잡 하지 않은 WLAN이 있는 경우, 상기 UE의 특정 IP 플로우를 WLAN으로 라우팅하라는 정보를 포함하는 NBIFOM 라우팅 정보를 UE에게 전달할 수 있다. 이때, 추가적으로는 UE가 접속할 수 있는 (또는 접속이 허용되는 또는 접속이 권장되는) WLAN 정보(예, SSID 등의 정보)를 포함시킬 수 있다
상기 NBIFOM 라우팅 정보를 수신한 UE(100)는 WLAN으로 라우팅해야 하는 IP 플로우가 있는 경우 WLAN에 접속하여 상기 IP 플로우를 WLAN으로 라우팅한다. WLAN으로 라우팅해야 하는 IP 플로우가 없더라도 나중을 위해 WLAN에 접속할 수도 있다.
도 14에서는 서비스 요청 절차를 예로 들었으나 UE로부터 모든 종류의 NAS 메시지를 받는 경우(예, TAU 요청 메시지, 베어러 자원 수정 요청 메시지 등), MME(510)는 상기의 동작을 수행할 수 있다. 한편, eNodeB(200)는 UE(100)가 보낸 NAS 메시지를 초기 UE 메시지 라는 S1 메시지에 담아 MME(510)로 전송할 수도 있고, 상향링크 NAS 전송(UPLINK NAS TRANSPORT)라는 S1 메시지에 담아 MME(510)에게 전송할 수도 있다. 두 메시지를 사용하는 것의 차이는 eNodeB가 상기 UE에 대해 MME(510)와 이미 S1-connection이 있는 경우에는 상향링크 NAS 전송 메시지를 사용하고, 아닌 경우에는 초기 UE 메시지를 사용한다.
아래의 표는 상기 초기 NAS 전송 메시지를 나타내며, 보다 자세한 내용은 3GPP TS 36.413의 9.1.7.3절을 참고한다. 아래 메시지 포맷에서 알 수 있듯이 eNB는 UE가 위치한 트래킹 영역의 ID (즉 TAI)와 ECGI를 포함하여 초기 NAS 전송 메시를 MME(510)에게 전송한다.
표 7
MME(510) UE S1AP ID
eNB UE S1AP ID
NAS-PDU
E-UTRAN CGI
TAI
GW Transport Layer Address 게이트웨이가 eNodeB 내에 존재하는 경우, GW의 전송 계층 주소를 나타냄
SIPTO L-GW Transport Layer Address SIPTO L-GW가 eNodeB 내에 존재하는 경우, SIPTO L-GW 전송 계층 주소를 나타냄
LHN ID
지금까지 설명한 내용들은 하드웨어로 구현될 수 있다. 이에 대해서 도 16를 참조하여 설명하기로 한다.
도 16는 본 발명의 실시예에 따른 UE(100) 및 MME(510)의 구성 블록도이다.
도 16에 도시된 바와 같이 상기 UE(100)은 저장 수단(101)와 컨트롤러(102)와 송수신부(103)를 포함한다. 그리고 상기 MME(510)는 저장 수단(511)와 컨트롤러(512)와 송수신부(513)를 포함한다.
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. 제어 평면을 담당하는 네트워크 엔티티에서 라우팅 규칙을 전달하는 방법으로서,
    사용자 장치(UE)로부터 네트워크 개시 NBIFOM(Network Based IP Flow Mobility) 요청을 수신하는 단계와;
    서버로부터 존재 보고 영역의 설정을 수신하는 단계와;
    상기 존재 보고 영역 설정에 기초하여 상기 사용자 장치(UE)가 특정 위치에 진입하였는지 판단하는 단계와;
    상기 사용자 장치(UE)가 상기 특정 위치에 진입한 경우, 존재 보고 영역 정보를 전달하는 단계와;
    상기 서버로부터 라우팅 규칙을 수신하는 단계와;
    상기 라우팅 규칙을 상기 사용자 장치(UE)로 전달하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 특정 위치는 상기 사용자 장치(UE)로부터의 NAS 계층의 메시지가 인캡슐레이션되어 있는 S1-AP 메시지 내에 포함된 셀 ID를 통해서 확인 가능한 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 NAS 계층의 메시지는 TAU(Tracking Area Update) 요청 메시지 또는 서비스 요청 메시지 중 어느 하나에 해당하는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 사용자 장치로부터의 네트워크 개시 NBIFOM 요청은
    PDN 연결 요청 메시지 또는 Attach 요청 메시지 내에 포함되어 수신되는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 존재 보고 영역의 설정은
    세션 생성 응답 메시지 내에 포함되어 수신되는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제5항에 있어서, 상기 존재 보고 영역의 설정을 수신하는 단계는
    상기 서버로부터 PDN-GW((Packet Data Network Gateway)가 상기 존재 보고 영역의 설정을 수신하는 단계와;
    상기 PDN-GW로부터 S-GW(Serving Gateway)가 상기 존재 보고 영역의 설정을 수신하는 단계와;
    상기 S-GW로부터 상기 네트워크 엔티티가 상기 존재 보고의 영역의 설정을 수신하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 네트워크 엔티티는 MME(Mobility Management Entity)이고 상기 서버는 PCRF인 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 제어 평면을 담당하는 네트워크 엔티티로서,
    사용자 장치(UE)로부터 네트워크 개시 NBIFOM(Network Based IP Flow Mobility) 요청을 수신하고, 그리고 서버로부터 존재 보고 영역의 설정을 수신하는 송수신부와;
    상기 존재 보고 영역 설정에 기초하여 상기 사용자 장치(UE)가 특정 위치에 진입하였는지 판단하는 제어부를 포함하되,
    상기 사용자 장치(UE)가 상기 특정 위치에 진입한 경우, 상기 제어부는 상기 송수신부를 통해 존재 보고 영역 정보를 전달한 뒤, 상기 서버로부터 라우팅 규칙을 수신하면, 상기 라우팅 규칙을 상기 사용자 장치(UE)로 전달하는 것을 특징으로 하는 네트워크 엔티티.
  9. 제8항에 있어서, 상기 특정 위치는 상기 사용자 장치(UE)로부터의 NAS 계층의 메시지가 인캡슐레이션되어 있는 S1-AP 메시지 내에 포함된 셀 ID를 통해서 확인 가능한 것을 특징으로 하는 네트워크 엔티티.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 NAS 계층의 메시지는 TAU(Tracking Area Update) 요청 메시지 또는 서비스 요청 메시지 중 어느 하나에 해당하는 것을 특징으로 하는 네트워크 엔티티.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 사용자 장치로부터의 네트워크 개시 NBIFOM 요청은
    PDN 연결 요청 메시지 또는 Attach 요청 메시지 내에 포함되어 수신되는 것을 특징으로 하는 네트워크 엔티티.
  12. 제8항에 있어서, 상기 존재 보고 영역의 설정은
    세션 생성 응답 메시지 내에 포함되어 수신되는 것을 특징으로 하는 네트워크 엔티티.
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