WO2015170862A1 - Csipto에 기인하여 복수의 pdn 커넥션을 수립하는 방법 - Google Patents

Csipto에 기인하여 복수의 pdn 커넥션을 수립하는 방법 Download PDF

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WO2015170862A1
WO2015170862A1 PCT/KR2015/004485 KR2015004485W WO2015170862A1 WO 2015170862 A1 WO2015170862 A1 WO 2015170862A1 KR 2015004485 W KR2015004485 W KR 2015004485W WO 2015170862 A1 WO2015170862 A1 WO 2015170862A1
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optimal
pdn
connection
mme
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PCT/KR2015/004485
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김래영
류진숙
김현숙
김재현
김태훈
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엘지전자 주식회사
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    • H04W8/00—Network data management
    • H04W8/02—Processing of mobility data, e.g. registration information at HLR [Home Location Register] or VLR [Visitor Location Register]; Transfer of mobility data, e.g. between HLR, VLR or external networks
    • H04W8/08—Mobility data transfer
    • H04W8/082—Mobility data transfer for traffic bypassing of mobility servers, e.g. location registers, home PLMNs or home agents

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.
  • femto base stations such as Home (e) NodeB (30) have been proposed in the approach of increasing cell capacity using such small cells.
  • the Home (e) Node (30) has been started to focus on the RAN WG3 of the 3GPP Home (e) NodeB, and has recently been studied in earnest in the SA WG.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating a relationship between (e) NodeB and Home (e) NodeB.
  • the (e) NodeB 20 illustrated in FIG. 6 corresponds to a macro base station, and the Home (e) NodeB 30 illustrated in FIG. 2 may be a femto base station. In the present specification, it will be described based on the terminology of 3GPP, and (e) NodeB is used when referring to NodeB or eNodeB together. Also, Home (e) NodeB is used to refer to Home NodeB and Home eNodeB together.
  • the interface shown by the dotted line is for transmitting control signals between (e) NodeB 20 and Home (e) NodeB 30 and the MME 51.
  • the interface shown in solid lines is for the transmission of data in the user plane.
  • FIG. 7A illustrates a PDN connection and traffic transmission and reception situation according to the prior art
  • FIG. 7B illustrates a problem according to the prior art.
  • S-GW # 2 is selected for the PDN connection.
  • the serviceable area eg, the service area of the S-GW
  • the S-GW capable of serving the location of the UE is selected. Because. However, in the case of the P-GW, it is selected based on the APN information, not the location of the UE. Even though the UE moves from the location shown in FIG. 7A to the location shown in FIG.
  • one disclosure of the present disclosure provides a method for establishing a plurality of packet data network (PDN) connections due to Co-ordinated Selected IP Traffic Offload (CSIPTO) in a user device.
  • the method includes receiving an indication for reassignment of a gateway due to CSIPTO from a network entity in charge of the control plane; Determining whether to maintain an existing first PDN connection based on the indication; Based on the indication, establishing a new second PDN connection; In the case of maintaining the previously established first PDN connection, the method may include marking one or more of the first PDN connection and the second PDN connection.
  • the performing of the marking comprises: marking the first PDN connection as a sub-optimal PDN connection; And marking the second PDN connection as an optimal PDN connection.
  • the method may further include determining whether to transmit data due to the service to the first PDN connection or the second PDN connection according to the type of service being performed.
  • the method may further include not transmitting a deactivation / disconnection request message for the first PDN connection to the network entity.
  • the network entity may mark the first PDN connection as a sub-optimal PDN connection.
  • the indication may be received during the handover process or after the handover process.
  • the network entity may be a mobility management entity (MME), and the gateway may be a PDN gateway (P-GW).
  • MME mobility management entity
  • P-GW PDN gateway
  • one disclosure of the present specification provides a user device for establishing a plurality of Packet Data Network (PDN) connections due to Co-ordinated Selected IP Traffic Offload (CSIPTO).
  • the user device includes a transceiver for receiving an indication of reassignment of a gateway due to CSIPTO from a network entity in charge of a control plane;
  • the processor may include a processor configured to determine whether to maintain a previously established first PDN connection based on the indication, and establish a new second PDN connection based on the indication.
  • the processor may perform marking on one or more of the first PDN connection and the second PDN connection.
  • 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
  • FIG. 6 is a diagram illustrating a relationship between (e) NodeB and Home (e) NodeB.
  • FIG. 7A illustrates a PDN connection and traffic transmission / reception situation according to the prior art.
  • FIG. 7B shows a problem according to the prior art under the scenario shown in FIG. 7A.
  • FIG. 8 illustrates the concept of SIPTO (Selected IP Traffic Offload) under the scenario shown in FIG. 7A.
  • FIG. 9 is an exemplary diagram illustrating one scenario of CSIPTO under discussion in 3GPP Release 13.
  • FIG. 10 is a signal flow diagram illustrating operation in accordance with some disclosures herein under the scenario shown in FIG. 9.
  • FIG 11 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 access at a time.
  • FIG. 8 illustrates the concept of SIPTO (Selected IP Traffic Offload) under the scenario shown in FIG. 7A.
  • the P-GW selected when the PDN connection is initially created is used, resulting in inefficient traffic transmission paths and network operation problems.
  • a more optimal P-GW that is, P-GW # 2
  • P-GW # 2 is selected to select a PDN connection from P-GW # 1 to P-GW # 2.
  • SIPTO Select IP Traffic
  • P-GW # 2 is selected to service the location of the UE due to the movement of the UE.
  • traffic is transmitted and received through the S-GW # 2 and the P-GW # 2.
  • SIPTO was first standardized, which means that seamless bypass is not supported, and the user has experienced a temporary interruption in service. Specifically, it is as follows. First, when a UE moves to another base station, as a result of the movement, the target MME is more appropriate for the current location of the UE (eg, closer to the P-GW or topology that is geographically closer to the UE's location). The P-GW may be reselected or relocated, and the P-GW may be redirected to the reselected (or relocated) P-GW.
  • the MME determines reselection (or reassignment) of the P-GW, the MME performs a PDN disconnection procedure instructing the UE of "reactivation requested" for the PDN connection to be redirected. If it is determined to relocate all PDN connections to the UE, the MME performs a detach procedure instructing the UE to "explicit detach with reattach required".
  • the service may be temporarily suspended due to the IP address change of the UE due to reselection (or reassignment).
  • UE In order to solve this service interruption problem, in 3GPP Release 11, i) UE is in idle mode, or ii) UE performs a tracking area update (TAU) procedure that does not create a bearer in the user plane.
  • TAU tracking area update
  • the MME can release the PDN connection to perform P-GW reselection (or reassignment) due to the SIPTO. Accordingly, even if the UE moves in the connected mode state, the MME does not perform reselection (or reassignment) to the other P-GW even though another P-GW is more appropriate for the UE's current location. Will not.
  • 3GPP Release 13 there is a method of providing reselection (or relocation) to a more appropriate P-GW for the UE's current location while minimizing service disruption even when the UE is in connected mode. I'm researching.
  • CSIPTO Co-ordinated Selected IP Traffic Offload
  • FIG. 9 is an exemplary diagram illustrating one scenario of CSIPTO under discussion in 3GPP Release 13.
  • the MME may optimize the backhaul transmission on the EPC network.
  • the user of the UE 100 performs a long-lived service, for example, a conference call, in which service continuity is most important using the first PDN connection.
  • a long-lived service for example, a conference call
  • the UE 100 moves from cluster #A to cluster #B. Then, the MME transfers the first PDN connection for the long-term service of the UE 100 via S-GW # 2.
  • the IP address of the UE 100 should be maintained, so that the MME is the P-GW # closest to the current location of the UE. Do not reselect (or reassign) 2 and keep P-GW # 1.
  • the MME causes the new second PDN connection to go through P-GW # 2.
  • the MME does not create a new second PDN connection, but uses P-GW # 1 through the first PDN connection.
  • the reason for not generating a second PDN connection via P-GW # 2 for the new long-term service is to prevent multiple PDN connections according to mobility of the UE from being distributed to multiple P-GWs.
  • the first PDN connection via the P-GW # 1 is released only when the long service is terminated or when it is no longer possible to maintain the first PDN connection.
  • the UE 100 attaches a first PDN connection through a path changed according to the movement, that is, S-GW # 2 and P-GW # 1. It may be referred to as a sub-optimal PDN connection, and a second PDN connection newly created to go through S-GW # 2 and P-GW # 2 may be referred to as an optimal PDN connection.
  • the definition of optimal and sub-optimal may be based on various conditions such as geography, topology, load balancing.
  • 3GPP Release 13 only an example scenario of CSIPTO has been presented, and no specific scheme for implementing CSIPTO is presented.
  • the UE moves, it generates a second PDN connection via the second P-GW (P-GW # 2) while maintaining the first PDN connection via the first P-GW (P-GW # 1). If thereafter the UE moves again and the first P-GW (P-GW # 1) via the first PDN connection becomes more appropriate at the UE's current location, 3GPP Release 13 to date is the first There is no mention of a method for handling a PDN connection and the second PDN connection.
  • one disclosure of the present specification is to propose an efficient CSIPTO mechanism.
  • the disclosures propose a mechanism for efficiently providing Co-ordinated Selected IP Traffic Offload (CSIPTO) in a mobile communication system such as 3GPP EPS (Evolved Packet System).
  • 3GPP EPS Evolved Packet System
  • a sub-optimal PDN connection may be referred to herein as an old PDN connection or an existing PDN connection or a first PDN connection or an original PDN connection, or an original PDN connection. It can be interpreted in the same sense.
  • an optimal PDN connection may be referred to as a new PDN connection or a newly established PDN connection or a second PDN connection, which may be interpreted in the same sense.
  • traffic, service, IP service, service flow, IP flow, packet, IP packet, data, and application are used interchangeably.
  • long-lived service is used interchangeably with a service requiring IP address preservation or a service requiring service continuity
  • a short-lived service does not require IP address preservation. It is used interchangeably with services that do not require services or services that do not require service continuity.
  • examples of short-lived services include text services and web browsing. Examples of long-lived services include long-term telephone conversations, video calls, and large file transfers. .
  • the CSIPTO mechanism proposed in this specification consists of a combination of one or more of the following operations.
  • the MME instructs / requests a UE to establish a second PDN connection (ie, an optimal PDN connection)
  • the MME may include i) while the UE is performing X2-based handover, or ii) after the UE has finished / terminated performing X2-based handover, or iii) while the UE is performing S1-based handover, or iv) after the UE finishes / shuts down performing the S1-based handover, v) or reselection or relocation of the P-GW used / routed by the UE's PDN connection when the UE is in connected mode. ) May be instructed or requested to establish a second PDN connection (ie, an optimal PDN connection) to the UE.
  • a second PDN connection ie, an optimal PDN connection
  • the X2-based handover includes both the case where the S-GW is reselected (or reassigned) and the case where it is not.
  • the S1-based handover also includes the case where the S-GW is reselected (or reassigned). Include all cases.
  • the determination of the establishment of the second PDN connection is to provide a service to the UE through a P-GW that is more appropriate (near to) the current location of the UE as the UE moves. This is because the P-GW is recognized / determined more than the P-GW to which the existing PDN connection is connected / in use.
  • the determination may include the current location information of the UE (that is, the ECGI of the UE and / or the TAI of the UE and / or the ID of the eNodeB serving the UE and / or the ID / address / of the S-GW serving the UE).
  • UE Location information and in addition to the current location information of the UE, various information (e.g., subscriber information (e.g., whether the subscriber can use or allow the CSIPTO), an APN associated with an existing PDN Whether this CSIPTO is available or allowed, whether the APN associated with the second PDN connection to be established (i.e., the optimal PDN connection) can use the CSIPTO or is allowed, etc.), the UE's mobility information, operator policy, MME Local configuration information, load / overload / congestion information of P-GWs (other P-GWs including / without existing PDN connections), P-GW (existing PDNs) Connection / connection of other P-GWs, including P-GW) Identifier / ID / address / location information, may be based on the responsible (serving) S-GW identifier / ID / address / location information of the UE, and so on).
  • the MME may obtain the above information from another network node, for example, an eNode
  • the MME performs a handover procedure. After a predetermined time has elapsed after the end of, the above instruction / request may be made to the UE. This means that if the P-GW that the UE determined to be optimal is not the optimal P-GW due to the relocation of the UE and the original P-GW is again optimized, it is necessary to establish a new PDN connection. Because there is no.
  • a conventional NAS message may be used or a new NAS message may be defined and used to instruct / request the UE to establish a second PDN connection (ie, an optimal PDN connection).
  • a new Information Element IE
  • a new value / type may be defined and extended in an existing IE.
  • the MME sends a separate request to the UE for the above purpose.
  • the NAS message may be transmitted.
  • the indication / request information may be included in a TAU Accept message transmitted to the UE in a TAU procedure occurring during the handover.
  • the MME may properly generate a TAI list provided to the UE in the TAU procedure to allow the UE to always perform the TAU procedure when performing the X2-based handover and / or the S1-based handover.
  • the MME may explicitly or implicitly include one or more of the following information when instructing / requesting establishment of a second PDN connection (ie, an optimal PDN connection) to the UE.
  • a second PDN connection ie, an optimal PDN connection
  • the message itself transmitted to the UE may mean the indication / request.
  • the following information may be provided in combination with each other.
  • An APN to establish a second PDN connection ie, an optimal PDN connection
  • Time information waiting to initiate establishment of a second PDN connection i.e., optimal PDN connection
  • time information waiting to initiate establishment of a second PDN connection i.e., optimal PDN connection
  • time value for a second PDN connection i.e., optimal PDN connection
  • APN of an existing PDN connection i.e., a PDN connection that is a first PDN connection (i.e., a sub-optimal PDN connection): this is the APN to establish the second PDN connection (i.e., the optimal PDN connection) and its value. May only be offered in other cases.
  • a first PDN connection i.e., a sub-optimal PDN connection
  • the APN is an existing PDN connection
  • the APN to establish the second PDN connection that is, the optimal PDN connection
  • a first PDN connection i.e. sub-optimal PDN connection
  • the instruction / request to deactivate / disconnect the first PDN connection i.e. sub-optimal PDN connection.
  • the MME does not provide a new APN to establish a second PDN connection (ie, an optimal PDN connection), and creates a second PDN connection (ie, an optimal PDN connection) as an APN for an existing PDN connection.
  • the MME may give the UE a new APN for the second PDN connection (ie, the optimal PDN connection) for instructing / requesting establishment of the second PDN connection (ie, the optimal PDN connection).
  • the APN of an existing PDN connection is internet.lte.operator.com and provides the UE with internet_optimal.lte.operator.com as the APN value for the second PDN connection (ie, the optimal PDN connection).
  • the MME instructs / requests a UE to establish a second PDN connection (i.e., an optimal PDN connection)
  • the MME attaches to a PDN connection that becomes an existing PDN connection, i.e., a first PDN connection (i.e., a sub-optimal PDN connection).
  • An APN value may be provided to the UE that replaces the corresponding APN.
  • the APN value for an existing PDN connection is internet.lte.operator.com
  • Internet.lte.operator.com is used as the APN value for the newly established second PDN connection (i.e., the optimal PDN connection).
  • internet_suboptimal.lte.operator.com may be provided to the UE as an APN value.
  • the UE modifies and stores the APN value as the changed value in the context of the existing PDN connection.
  • a P-GW that is more appropriate than the P-GW that the PDN connection goes through is determined by the MME. Therefore, it has been described about instructing / requesting establishment of a second PDN connection (ie, an optimal PDN connection). For example, in FIG. 9, when the UE 100 has a PDN connection passing through S-GW # 1 and P-GW # 1 in cluster # A, the UE 100 moves to cluster # B, thereby S-GW of the PDN connection.
  • the UE When the UE receives an indication / request for establishing a second PDN connection from the MME, the UE performs one or more of the following.
  • the order of the following operations does not indicate the order of performing the operations, and the order of performing the operations may be configured in an appropriate form. In this case, the following operations may be performed in parallel or sequentially with each other.
  • the UE initiates a procedure for establishing a PDN connection using a corresponding APN (that is, an APN to establish a second PDN connection).
  • the procedure may be based on the 5.10.2 UE requested PDN connectivity section of 3GPP TS 23.401, and the existing procedure may be used as is or modified / extended for the present invention.
  • the MME encapsulates in an Activate Default EPS Bearer Context Request message, a NAS message sent to the UE in step 7 shown in the 5.10.2 UE requested PDN connectivity section. (Traffic flow template) for a default bearer may be provided.
  • the TFT is information on a service flow that does not require IP address preservation (unchanged), in order to inform the UE to use a newly established second PDN connection (ie, an optimal PDN connection) for the service.
  • the TFT may be generated based on information held by the MME, or may be provided from another network node (eg, P-GW).
  • P-GW the MME informs the P-GW that the PDN is a second PDN connection (ie, an optimal PDN connection) during the PDN connection establishment procedure (or information indicating that the PDN connection is established according to the SIPTO / CSIPTO). May be provided.
  • the UE receives the time information waiting to start the establishment of the second PDN connection (ie, the optimal PDN connection) from the MME as described in section I above, it initiates the PDN connection establishment procedure after the provided waiting time. In addition, even if the time information is not provided, the UE may start a PDN connection establishment procedure after waiting for a predetermined time based on the configuration information, if any.
  • the UE may additionally mark the second PDN connection (ie, optimal PDN connection) with one or more of the following information.
  • the marking may mean storing or setting / setting the following information in a database / context related to a PDN connection stored / managed by the UE.
  • the marking may mean that the UE manages / traces / knows information. The interpretation of this marking applies throughout the present invention,
  • APN of the first PDN connection ie, sub-optimal PDN connection
  • the corresponding PDN connection eg, sub-optimal PDN connection
  • the first PDN connection ie, sub-optimal
  • this APN if the APN of the corresponding APN (i.e., the PDN connection that is the first PDN connection (i.e., the sub-optimal PDN connection) is provided, and the second PDN connection (if not provided) That is, it is checked whether there is a service (eg, a service requiring IP address preservation) using the first PDN connection (that is, the sub-optimal PDN connection) of the APN to establish an optimal PDN connection.
  • a service eg, a service requiring IP address preservation
  • the first PDN connection ie, a sub-optimal PDN connection
  • the first PDN connection ie, a sub-optimal PDN connection.
  • the MME gave the UE a new APN for the second PDN connection (ie, optimal PDN connection) when instructing / requesting to establish a second PDN connection (ie, optimal PDN connection) as described in section I above.
  • the UE deactivates / disconnects the first PDN connection (ie, sub-optimal PDN connection) while subtracting the APN value of the second PDN connection (ie, optimal PDN connection) from the first PDN connection (ie, sub-optimal PDN connection). May be modified to the APN value corresponding to the connection).
  • the APN of an existing PDN connection is internet.lte.operator.com and the APN value provided for the second PDN connection (i.e., the optimal PDN connection) is internet_optimal.lte.operator.com
  • the first PDN connection may be modified to internet.lte.operator.com while deactivating / disconnecting the sub-optimal PDN connection. Additionally, such a change may be informed to the MME during the procedure where the UE deactivates / disconnects the first PDN connection (ie, the sub-optimal PDN connection).
  • the first PDN connection ie, a sub-optimal PDN connection
  • the first PDN connection ie, a sub-optimal PDN connection
  • the UE may mark one or more of the following information for the first PDN connection (ie, sub-optimal PDN connection).
  • This APN if the APN of the corresponding APN (that is, the PDN connection that is the first PDN connection (ie, the sub-optimal PDN connection) described in Section I) is provided; Services that used a first PDN connection (ie, a sub-optimal PDN connection) of a second PDN connection (that is, an APN to establish an optimal PDN connection) described in the section (ie, a service that does not require IP address retention). Use a second PDN connection (ie, an optimal PDN connection).
  • the UE may store a context separate from the context stored for the first PDN connection (ie, the sub-optimal PDN connection) for the newly established second PDN connection (ie, the optimal PDN connection). That is, in the UE context below, information about each of the first PDN connection (ie, sub-optimal PDN connection) and the second PDN connection (ie, optimal PDN connection) may be stored as follows.
  • IMSI Abbreviation for International Mobile Subscriber Identity, a permanent identifier for a subscriber.
  • EMM State Abbreviation for mobility management state, which is divided into EMM-REGISTERED and EMM-DEREGISTERED.
  • GUTI Globally Unique Temporary Identity.
  • ME Identity Identifier e.g., IMEI / IMEISV
  • ME Identity Identifier software version number of the mobile equipment Tracking Area List Current tracking area list last visited TAI
  • Selected NAS Algorithm Selected NAS Security Algorithm Selected AS Algorithm Selected AS Security Algorithm Temporary Identity used in Next update (TIN) Used by the UE to internally store a temporary ID to be used in the attach request message and the RAU / TAU request message UE Specific DRX Parameters Preferred E-UTRAN DRX Cycle Length For each active PDN connection APN in Use APN currently in use.
  • This APN includes an APN network identifier and a basic APN operator identifier.
  • APN-AMBR Maximum aggregated uplink and downlink MBR to be shared among all non-GBR bearers established for this APN Assigned PDN Type PDN type (IPv4, IPv6, or IPv4v6) assigned by the network.
  • IP Address (es) IPv4 address and / or IPv6 prefix Default bearer Represents a primary bearer identified by an EPS bearer identifier within a PDN connection.
  • EPS Bearer ID The EPS bearer identifier identifies an EPS bearer for one UE accessing via the E-UTRAN.
  • TI Means a transaction identifier.
  • the UE marks information indicating that the PDN connection is sub-optimal for the first PDN connection (i.e., sub-optimal PDN connection), then the context for the PDN connection For example, the following information may be added.
  • the MME determines that the first PDN connection (sub-optimal PDN connection) is optimal again. Operation.
  • the point in time at which the MME determines that the first PDN connection (sub-optimal PDN connection) is again optimal may be the case of i) to v) described in section I above, and the determination as described in section I above. Likewise, it may be based on the current location information and various information of the UE.
  • the first PDN connection i.e., the sub-optimal PDN connection
  • the MME stores the context for the newly established second PDN connection (ie, optimal PDN connection) for the first PDN connection (ie, sub-optimal PDN connection) as described in section II. You can save it separately from the context you are doing.
  • the database / context that is stored / managed for the second PDN connection (ie, the optimal PDN connection) and / or the first PDN connection (ie, the sub-optimal PDN connection) may be associated with the CSIPTO as described in Section II above.
  • Various information can be marked / stored. This allows the MME to recognize that there is both a first PDN connection (ie, a sub-optimal PDN connection) and a second PDN connection (ie, an optimal PDN connection) for the current UE.
  • the MME determines that the first PDN connection (ie, sub-optimal PDN connection) becomes the best PDN connection again, the MME deactivates / disconnects the currently existing second PDN connection (ie, the previous optimal PDN connection). Initiate the procedure. For example, if PDN connection # 1 is a sub-optimal PDN connection and PDN connection # 2 is an optimal PDN connection, and the MME determines that PDN connection # 1 is again optimal, the MME disables / disconnects PDN connection # 2. Initiate the procedure. This procedure may be based on the 5.10.3 UE or MME requested PDN disconnection clause of 3GPP TS 23.401, and the existing procedure may be used as it is or modified / extended for the present invention.
  • this procedure disables / disconnects a previous optimal PDN connection in the Deactivate EPS Bearer Context Request message, a NAS message sent to the UE in step 7 described in section 5.10.3 UE or MME requested PDN disconnection.
  • Information indicating to be described below and / or information indicating that the sub-optimal PDN connection is the optimal PDN connection may be included.
  • the MME may initiate a procedure for disabling / disconnecting a previous optimal PDN connection immediately after determining that the sub-optimal PDN connection is an optimal PDN connection, or deactivating / You may also initiate a disconnection procedure.
  • UE 100 receives a second PDN connection (i.e., an optimal PDN connection) via S-GW # 2 and P-GW # 2 and a first PDN connection (i.e., S-GW # 2 and P-GW # 1) With a sub-optimal PDN connection), when moving back to cluster #A, the MME determines that P-GW # 1 is more appropriate than P-GW # 2 and disables / disconnects the second PDN connection. To do.
  • the UE that receives the deactivation / connection release request / instruction for the second PDN connection performs one or more of the following operations.
  • the order of the following operations does not indicate the order of performing the operations, and the order of performing the operations may be configured in an appropriate form. In this case, the following operations may be performed in parallel or sequentially with each other.
  • the UE correlates with the SIPTO / CSIPTO that the first PDN connection (ie, sub-optimal PDN connection) corresponding to the second PDN connection (ie, optimal PDN connection) that has been requested / instructed to be deleted is the best PDN connection (or SIPTO / CSIPTO). Determine or determine (determine / decide) that there is no PDN connection or that it is a regular PDN connection. Or the UE knows to keep (or does not need to delete) the first PDN connection (ie, sub-optimal PDN connection) corresponding to the second PDN connection (ie, optimal PDN connection) that is requested / instructed to delete. Or decide. Additionally, if the UE has marked / stored the information of 1 to 6 described in Section 2) of section II above for the first PDN connection (i.e., sub-optimal PDN connection), the UE deletes / resets the above marking. .
  • the UE deletes the PDN connection that the MME requests / instructs to deactivate / disconnect. That is, release all resources corresponding to this PDN connection.
  • the UE uses the first PDN connection that is optimally modified for the service that the MME used the second PDN connection that requested / instructed deactivation / connection.
  • the UE when the traffic using the first PDN connection changed from the sub-optimal PDN connection to the optimum PDN connection (or PDN connection or normal PDN connection not related to SIPTO / CSIPTO) ends or there is no more, the UE is configured to perform the first operation. 2 You can keep a PDN connection without deleting it.
  • the MME instructs / requests a UE to re-establish (or reactivate) an optimal PDN connection.
  • a second PDN connection ie, an optimal PDN connection
  • an S-GW # 2 and P-GW # through which the UE 100 passes through S-GW # 2 and P-GW # 2.
  • the MME determines that P-GW # 3 is more appropriate than P-GW # 2, so that the optimal PDN connection Can be reestablished.
  • the time point at which the MME decides to reestablish the optimal PDN connection may be the case of i) to v) described in section I. Such determination is based on the current location information and various information of the UE as described in section I. Can be based. This means that a P-GW other than the currently connected / used P-GW is determined / recognized as a more appropriate P-GW based on the UE's current location information and various information. The MME determines / recognizes the need for re-establishing an optimal PDN connection.
  • the MME determines re-establishment of the optimal PDN connection as described above, the MME initiates a procedure for re-establishing the optimal PDN connection. That is, the MME initiates a procedure for instructing / requesting a UE to re-establish (or reactivate) an optimal PDN connection.
  • This procedure may be based on the 5.10.3 UE or MME requested PDN disconnection clause of 3GPP TS 23.401, and the existing procedure may be used as it is or modified / extended for the present invention. Or a new procedure / message may be defined.
  • the MME sends an "Reactivation requested" to an Information Element (IE) called ESM cause. Transmit with the meaning of the cause. Or / in addition to defining a new IE or defining a new value for the ESM cause, it may include information indicating that this procedure is intended to re-establish an optimal PDN connection.
  • the UE deactivates / disconnects the optimum PDN connection, and then performs an operation of reestablishing or reactivating.
  • the procedure for reestablishing the optimal PDN connection may be based on the 5.10.2 UE requested PDN connectivity section of 3GPP TS 23.401, and the conventional procedure may be used as is or modified / extended for the present invention.
  • the MME may initiate the procedure immediately after determining that re-establishment of an optimal PDN connection is necessary, or may initiate the procedure after a certain time has elapsed.
  • the UE when the MME instructs / requests the establishment of an optimal PDN connection, the UE describes the procedure for initiating a PDN connection. However, the MME may also initiate a procedure for establishing a PDN connection.
  • the UE and the MME have described the various information related to the SIPTO / CSIPTO as a PDN connection unit when storing / marking the information in a database / context, it may be stored / marked in a bearer unit. Alternatively, some information may be stored / marked on a PDN connection basis and some information on a bearer basis. For example, instead of storing / marking information indicating a sub-optimal PDN connection for the first PDN connection, information indicating that belonging to the sub-optimal PDN connection may be stored / marked for each bearer belonging to the PDN connection. .
  • FIG. 10 is a signal flow diagram illustrating operation in accordance with some disclosures herein under the scenario shown in FIG. 9.
  • the handover procedure shown in FIG. 10 exemplarily illustrates an S1-based handover procedure.
  • the UE 100 transmits a PDN Connectivity Request message to the MME 510 through the first base station 201 in a state of being located in Cluster #A shown in FIG. 9.
  • the MME 510 transmits a PDN Connectivity Accept message to the UE.
  • the UE 100 transmits and receives data of a long-lived service requiring IP address preservation through the first PDN connection.
  • the first base station 201 transmits a Handover required message including the ID of the second base station to the MME 510.
  • a P-GW suitable for the UE 100 for example, a P-GW in close proximity to the second base station 202.
  • P-GW # 2 532 is determined.
  • the MME 510 transmits a handover request message to the second base station 202.
  • the second base station 202 transmits a Handover Request Ack message to the MME 510.
  • the MME 510 transmits a handover command message to the UE 100 through the first base station 201.
  • the handover command message may include an indication indicating re-selection (or reassignment) of the P-GW or an indication indicating that establishment of a second PDN connection, that is, an optimal PDN connection, is required due to CSIPTO.
  • the UE 100 transmits a Handover Confirm message to the MME 510 through the second base station 202.
  • the UE 100 determines whether to maintain a first PDN connection, that is, a sub-optimal PDN connection. If it is determined to maintain the first PDN connection (sub-optimal PDN connection), the UE 100 does not perform the deactivation / disconnection procedure of the first PDN connection.
  • the UE 100 transmits a PDN connection request message to the MME 510 to establish a second PDN connection (ie, an optimal PDN connection).
  • the UE 100 and the MME 510 mark that the first PDN connection is a sub-optimal PDN connection, and mark that the second PDN connection is an optimal PDN connection.
  • this marking is shown after step 16 for convenience, but the marking may be performed immediately after determining whether each PDN connection is sub-optimal or optimal.
  • the MME and / or S-GW may or may not be changed due to handover of the UE.
  • the UE 100 may include a CSIPTO function (or an IP packet filter function) to perform the above-described operation.
  • CSIPTO function or an IP packet filter function
  • CSIPTO function unit or IP packet filter function unit
  • the CSIPTO function of the UE may determine whether to use a second PDN connection (ie, an optimal PDN connection) and a first PDN connection (ie, a sub-optimal PDN connection) for a newly generated IP flow.
  • a second PDN connection ie, an optimal PDN connection
  • a first PDN connection ie, a sub-optimal PDN connection
  • the UE currently has both a second PDN connection (i.e., an optimal PDN connection) and a corresponding (associated) first PDN connection (i.e., sub-optimal PDN connection), and an APN associated with the PDN connections (the two above).
  • a second PDN connection i.e., an optimal PDN connection
  • a corresponding (associated) first PDN connection i.e., sub-optimal PDN connection
  • an APN associated with the PDN connections the two above.
  • the CSIPTO function of the UE determines whether the characteristic of the IP flow is an IP flow requiring IP address preservation (unchanged). do. If the IP flow requires IP address retention, the CSIPTO function of the UE decides to use a first PDN connection (ie, a sub-optimal PDN connection) for the IP flow, and the IP flow is an IP address. If no preservation is required, then a decision is made to use a second PDN connection (ie, an optimal PDN connection) for the IP flow.
  • the CSIPTO function may include various types of information of the IP flow (eg, application type / ID, service type, destination IP address, source port number, destination port number, protocol type, QoS information, and destination domain name). Etc.) can be used.
  • the CSIPTO function may directly set / change the source IP address of the IP header using an IP address corresponding to the corresponding PDN, and notify the IP stack in the UE so that the IP stack The corresponding IP address may also be set / changed from the source IP address of the IP header.
  • the CSIPTO function of the UE may determine whether to remove the first PDN connection (ie, the sub-optimal PDN connection).
  • the UE currently has both a second PDN connection (i.e. optimal PDN connection) and a corresponding (associated) first PDN connection (i.e. sub-optimal PDN connection) and for a period of time the first PDN connection (i.e. sub- If it is recognized that the optimal PDN connection is not used, the CSIPTO function of the UE informs the NAS layer so that the NAS layer removes the PDN. At this time, the CSIPTO function of the UE may provide the NAS layer with information about the PDN connection to be removed (eg, APN, PDN ID, IP address corresponding to the PDN connection, etc.). The NAS layer receiving this initiates a procedure of deactivating / disconnecting a first PDN connection (ie, a sub-optimal PDN connection) according to the method described in 2) of II.
  • a second PDN connection i.e. optimal PDN connection
  • a corresponding (associated) first PDN connection i.e. sub-optimal PDN connection
  • the present invention can be equally applied even when the access network is UTRAN or GERAN.
  • the role of the MME can be regarded as being performed by SGSN.
  • FIG 11 is a configuration block diagram of the UE 100 and the MME 510 according to an embodiment of the present invention.
  • the UE 100 includes a storage means 101, a controller / processor 102, and a transceiver 103.
  • the MME 510 includes a storage means 511, a controller / processor 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.

Landscapes

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Abstract

본 명세서의 일 개시는 사용자 장치에서 CSIPTO(Co-ordinated Selected IP Traffic Offload)에 기인하여 복수의 PDN(Packet Data Network) 커넥션을 수립하는 방법을 제공한다. 상기 방법은 제어 평면을 담당하는 네트워크 엔티티로부터 CSIPTO에 기인한 게이트웨이의 재배정에 대한 인디케이션을 수신하는 단계와; 상기 인디케이션에 기초하여 기존에 수립된 제1 PDN 커넥션을 유지할지를 결정하는 단계와; 상기 인디케이션에 기초하여, 새로운 제2 PDN 커넥션을 수립하는 단계와; 상기 기존에 수립된 제1 PDN 커넥션을 유지하는 경우, 상기 제1 PDN 커넥션 및 제2 PDN 커넥션 중 하나 이상에 대한 마킹을 수행하는 단계를 포함할 수 있다.

Description

CSIPTO에 기인하여 복수의 PDN 커넥션을 수립하는 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.
3세대 또는 4세대 이동 통신 시스템에서 멀티미디어 컨텐츠, 스트리밍 등 고용량 서비스와 양방향 서비스를 지원하기 위해 셀 용량을 늘리는 시도는 계속되고 있다.
즉, 통신의 발달과 멀티미디어 기술의 보급과 더불어 다양한 대용량 전송기술이 요구됨에 따라 무선 용량을 증대시키기 위한 방법으로 보다 많은 주파수 자원을 할당하는 방법이 있지만, 한정된 주파수 자원을 다수의 사용자에게 보다 많은 주파수 자원을 할당하는 것은 한계가 있다.
셀 용량을 늘리기 위해서 높은 주파수 대역을 사용하고 셀 반경을 줄이는 접근이 있어왔다. 피코 셀(pico cell)등 셀 반경이 작은 셀을 적용하면 기존 셀룰라 시스템에서 쓰던 주파수 보다 높은 대역을 사용할 수 있게 되어, 더 많은 정보를 전달하는 것이 가능한 장점이 있다. 그러나 같은 면적에 더 많은 기지국을 설치해야 하므로 비용이 많이 들게 되는 단점 있다.
이와 같이 작은 셀을 사용하여 셀 용량을 올리는 접근 중에 최근에는 Home (e)NodeB(30)와 같은 펨토 기지국이 제안되었다.
상기 Home (e)Node(30)는 3GPP Home (e)NodeB의 RAN WG3를 중심으로 연구되기 시작하였으며, 최근 SA WG에서도 본격적으로 연구되고 있다.
도 6은 (e)NodeB와 Home (e)NodeB의 관계를 나타낸 도면이다.
도 6에 도시된 (e)NodeB(20)는 매크로 기지국에 해당하며, 도 2에 도시된 Home (e)NodeB(30)가 펨토 기지국이 될 수 있다. 본 명세서에서는 3GPP의 용어를 기반으로 설명하고자 하며, (e)NodeB는 NodeB 혹은 eNodeB를 함께 언급할 때 사용한다. 또한, Home (e)NodeB는 Home NodeB와 Home eNodeB를 함께 언급할 때 사용한다.
점선으로 도시된 인터페이스는 (e)NodeB(20)와 Home (e)NodeB(30)와 상기 MME(51) 간의 제어 신호 전송을 위한 것이다. 그리고, 실선으로 도시된 인터페이스는 사용자 평면의 데이터의 전송을 위한 것이다.
도 7a는 종래 기술에 따른 PDN 커넥션과 트래픽 송수신 상황을 나타내며, 도 7b는 종래 기술에 따른 문제점을 나타낸다.
도 7a에 도시된 바와 같이, UE의 PDN 커넥션이 S-GW#1과 P-GW#1을 통해 생성되면, 트래픽은 S-GW#1과 P-GW#1을 거쳐 송수신된다. 도 7b에 도시된 바와 같이 UE가 이동하게 되면 상기 PDN 커넥션을 위해 S-GW#2가 선택된다. 이는 S-GW의 경우 서비스 할 수 있는 지역 (예컨대, S-GW의 서비스 영역)이 정해져 있는 바, 이러한 망의 토폴로지(topology)에 기반하여 UE의 위치를 서비스할 수 있는 S-GW가 선택되기 때문이다. 그러나, P-GW의 경우 UE의 위치가 아닌 APN 정보에 기반하여 선택되는 바, UE가 도 7a에서 도시된 위치에서 도 7b에서 도시된 위치로 이동하였다 하더라도 재선택되지 않는다. 이에 P-GW#1에 비해 상대적으로 가까운 위치에 P-GW#2가 존재하는데도 불구하고 UE의 트래픽은 S-GW#2와 P-GW#1을 통해서 송수신된다. 이는 트래픽 전송 경로 및 망운용 측면에서 비효율성을 가져온다.
따라서, 본 명세서의 일 개시는 전술한 문제점을 해결할 수 있는 방안을 제시하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 명세서의 일 개시는 사용자 장치에서 CSIPTO(Co-ordinated Selected IP Traffic Offload)에 기인하여 복수의 PDN(Packet Data Network) 커넥션을 수립하는 방법을 제공한다. 상기 방법은 제어 평면을 담당하는 네트워크 엔티티로부터 CSIPTO에 기인한 게이트웨이의 재배정에 대한 인디케이션을 수신하는 단계와; 상기 인디케이션에 기초하여 기존에 수립된 제1 PDN 커넥션을 유지할지를 결정하는 단계와; 상기 인디케이션에 기초하여, 새로운 제2 PDN 커넥션을 수립하는 단계와; 상기 기존에 수립된 제1 PDN 커넥션을 유지하는 경우, 상기 제1 PDN 커넥션 및 제2 PDN 커넥션 중 하나 이상에 대한 마킹을 수행하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 마킹을 수행하는 단계는: 상기 제1 PDN 커넥션을 부-최적 PDN 커넥션으로 마킹하는 단계와; 상기 제2 PDN 커넥션을 최적 PDN 커넥션으로 마킹하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 방법은 수행 중인 서비스의 타입에 따라 상기 서비스에 기인한 데이터를 상기 제1 PDN 커넥션 및 상기 제2 PDN 커넥션 중 어느 것으로 전송할지 결정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 방법은 상기 기존에 수립된 제1 PDN 커넥션을 유지하지 않는 것으로 결정되는 경우, 상기 제1 PDN 커넥션에 대한 비활성화/연결 해제 요청 메시지를 상기 네트워크 엔티티로 전송하는 단계와; 또는 상기 기존에 수립된 제1 PDN 커넥션을 유지하는 것으로 결정되는 경우, 상기 제1 PDN 커넥션에 대한 비활성화/연결 해제 요청 메시지를 상기 네트워크 엔티티로 전송하는 하지 않는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 제1 PDN 커넥션에 대한 비활성화/연결 해제 요청 메시지가 전송되지 않는 경우, 상기 네트워크 엔티티는 상기 제1 PDN 커넥션을 부-최적(sub-optimal) PDN 커넥션이라고 마킹할 수 있다.
상기 인디케이션은 핸드오버 과정 중에 수신되거나 핸드오버 과정 이후에 수신될 수 있다.
상기 네트워크 엔티티는 MME(Mobility Management Entity)이고, 상기 게이트웨이는 PDN 게이트웨이(P-GW)일 수 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 명세서의 일 개시는 CSIPTO(Co-ordinated Selected IP Traffic Offload)에 기인하여 복수의 PDN(Packet Data Network) 커넥션을 수립하는 사용자 장치를 제공한다. 상기 사용자 장치는 제어 평면을 담당하는 네트워크 엔티티로부터 CSIPTO에 기인한 게이트웨이의 재배정에 대한 인디케이션을 수신하는 송수신부와; 상기 인디케이션에 기초하여 기존에 수립된 제1 PDN 커넥션을 유지할지를 결정하고, 상기 인디케이션에 기초하여 새로운 제2 PDN 커넥션을 수립하는 프로세서를 포함할 수 있다. 상기 기존에 수립된 제1 PDN 커넥션을 유지하는 경우, 상기 프로세서는 상기 제1 PDN 커넥션 및 제2 PDN 커넥션 중 하나 이상에 대한 마킹을 수행할 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 6은 (e)NodeB와 Home (e)NodeB의 관계를 나타낸 도면이다.
도 7a는 종래 기술에 따른 PDN 커넥션과 트래픽 송수신 상황을 나타낸다.
도 7b는 도 7a에 도시된 시나리오 하에서 종래 기술에 따른 문제점을 나타낸다.
도 8은 도 7a에 도시된 시나리오 하에서 SIPTO(Selected IP Traffic Offload)의 개념을 나타낸다.
도 9는 3GPP 릴리즈 13에서 논의중인 CSIPTO의 일 시나리오를 나타낸 예시도이다.
도 10은 도 9에 도시된 시나리오 하에서 본 명세서의 일부 개시들에 따른 동작을 나타낸 신호 흐름도이다.
도 11은 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 커넥션: 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 커넥션을 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 커넥션을 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 액세스를 통해서만 라우팅된다.
한편, 이하에서는 도면을 참조하여 설명하기로 한다.
도 8은 도 7a에 도시된 시나리오 하에서 SIPTO(Selected IP Traffic Offload)의 개념을 나타낸다.
앞서 설명한 바와 같이, UE의 이동에도 불구하고 최초에 PDN 커넥션 생성 시 선택된 P-GW가 사용되는 바, 비효율적인 트래픽 전송 경로 및 망 운용 문제가 발생하고 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여, P-GW를 최적화하는 다양한 방안들이 제시된 바가 있다. 예를 들어, 도 8에서 도시된 바와 같이 UE가 이동함에 따라 더 최적의 P-GW, 즉 P-GW#2가 존재하면 이를 선택하여 PDN 커넥션을 P-GW#1에서 P-GW#2를 통해 연결되도록 하는 것이다. 즉, 선택된 트래픽 (예, 인터넷 트래픽) 을 UE의 위치 (UE's point of attachment to the access network)에서 가까운 네트워크 노드로 라우팅하고자 P-GW의 재선택 혹은 재배정(relocation)을 수행하는 SIPTO(Selected IP Traffic Offload) 기술이 제시된 바 있다. 이에 도 7a에서는 트래픽이 S-GW#1과 P-GW#1을 통해 송수신되었으나 도 8에서는 UE의 이동으로 인해 UE의 위치를 서비스할 수 있는 S-GW#2가 선택되고 더불어 UE의 위치에서 가까운 P-GW#2가 선택됨으로써 트래픽은 S-GW#2와 P-GW#2를 통해 송수신되게 된다.
전술한, 상기 SIPTO 기술은 3GPP 릴리즈에 따라 점차 개선되었다.
먼저, 3GPP 릴리즈 10에서는 SIPTO가 처음으로 규격화되었는데, 이에 의하면 끊김없는(seamless) 우회가 지원되지 않아, 사용자는 서비스의 일시적 중단을 경험하였다. 구체적으로 설명하면 다음과 같다. 먼저, UE가 다른 기지국으로 이동을 하게 되면, 그 이동의 결과로서 타겟 MME는 UE의 현재 위치에 대해 더 적절한 P-GW(예컨대, UE의 위치와 지리적으로 더 가까운 P-GW 혹은 토폴로지 상에서 더 가까운 P-GW)을 재선택 혹은 재배정(relocation)하고, 상기 재선택(혹은 재배정)된 P-GW로 UE의 PDN 커넥션을 리다이렉트(redirect) 하는 것을 결정할 수 있다. 이와 같이 MME가 P-GW의 재선택(혹은 재배정)을 결정하면, MME는 리다이렉트(redirect) 하고자 하는 PDN 커넥션에 대해 UE에게 "reactivation requested"을 지시하는 PDN 커넥션 해제(disconnection) 절차를 수행한다. 만약, UE에 대한 모든 PDN 커넥션을 재배정(relocate)하는 것을 결정했다면, MME는 UE에게 "explicit detach with reattach required"을 지시하는 디태치(detach) 절차를 수행한다.
그런데, P-GW의 재선택(또는 재배정) 과정이 수행 중에 UE가 실행중인 애플리케이션이 있는 경우라면(즉, UE가 원래 P-GW를 경유하여 송수신할 트래픽이 있는 경우라면), P-GW의 재선택(또는 재배정)에 따른 UE의 IP 주소 변경으로 인해 서비스가 일시적으로 중단될 수 있다.
이러한 서비스 중단 문제를 해결하고자, 3GPP 릴리즈 11에서는 i) UE가 유휴 모드(idle mode)에 있거나, 또는 ii) UE가 사용자 평면(user plane)의 베어러을 생성하지 않는 TAU(Tracking Area Update) procedure를 수행하는 동안에만, MME가 SIPTO로 인한 P-GW 재선택(또는 재배정)을 수행하기 위해 PDN 커넥션 해제할 수 있도록 하였다. 이에 따라, UE가 연결 모드(connected mode) 상태에서 이동하더라도, MME는 다른 P-GW가 UE의 현재 위치에 대해 더 적절함에도 불구하고 상기 다른 P-GW로의 재선택(또는 재할당)을 수행하지 않게 된다.
다른 한편, 3GPP 릴리즈 13에서는 UE가 연결 모드(connected mode) 상태에 있더라도 서비스 중단(service disruption)을 최소화하면서 UE의 현재 위치에 대해 더 적절한 P-GW로의 재선택(또는 재배치)를 제공하는 방안을 연구하고 있다.
3GPP 릴리즈 13에서 이러한 방안을 CSIPTO(Co-ordinated Selected IP Traffic Offload)라고 일컫는다. CSIPTO는 MME가 UE와의 협업을 통해 P-GW의 재선택(또는 재할당)을 수행하는 것을 의미한다.
도 9는 3GPP 릴리즈 13에서 논의중인 CSIPTO의 일 시나리오를 나타낸 예시도이다.
도 9를 참조하면, 클러스터#A 내에 위치하는 UE(100)가 특정 APN(Access Point Name)을 이용하여 PDN 커넥션을 요청하는 경우, MME는 EPC 네트워크 상에서의 백홀 전송을 최적화하기 위해 UE(100)의 현재 위치와 지리적으로 가장 근접하게 위치한 P-GW#1을 경유하는 제1 PDN 커넥션을 수립한다.
이후, UE(100)의 사용자는 상기 제1 PDN 커넥션을 이용하여 서비스 연속성(service continuity)이 가장 중요한 장시성 서비스(long-lived service), 예컨대 전화 회담(conference call)를 수행한다.
이후, UE(100)가 클러스터#A에서 클러스터#B로 이동한다. 그러면, MME는 상기 UE(100)의 장시성 서비스를 위한 제1 PDN 커넥션을 S-GW#2를 경유하도록 이전시킨다. 여기서, UE(100)의 장시성 서비스를 위한 제1 PDN 커넥션은 연속성을 요구하므로, UE(100)의 IP 주소는 유지되어야 하는 까닭에, 상기 MME는 상기 UE의 현재 위치와 가장 가까운 P-GW#2를 재선택(또는 재할당)하지 않고, P-GW#1을 그대로 유지시킨다.
한편, 상기 UE(100)가 장시성 서비스를 위한 제1 PDN 커넥션을 S-GW#2 및 P-GW#1를 통해 진행중인 상태에서, UE가 다른 단시성 서비스(short-lived service)를 위한 새로운 제2 PDN 커넥션을 요청하면, MME는 상기 새로운 제2 PDN 커넥션이 P-GW#2를 경유하도록 한다. 다만, 상기 UE(100)가 새로운 장시성 서비스를 요청하는 경우, 상기 MME는 새로운 제2 PDN 커넥션을 생성하지 않고, 상기 제1 PDN 커넥션을 통한 P-GW#1을 이용하도록 한다. 이와 같이 새로운 장시성 서비스에 대해, P-GW#2를 경유하는 제2 PDN 커넥션을 생성하지 않는 이유는, UE의 이동 가능성에 따른 여러 PDN 커넥션들이 여러 P-GW들로 분산되지 않도록 하기 위함이다.
일단 상기 P-GW#2를 경유하는 상기 새로운 제2 PDN 커넥션이 수립되면, 상기 장시간의 서비스를 제외한 다른 단시성의 서비스는 상기 P-GW2를 경유하는 상기 새로운 제2 PDN 커넥션을 통해 송수신된다.
상기 P-GW#1을 경유하는 상기 제1 PDN 커넥션은 상기 장시간의 서비스가 종료되거나 또는 상기 제1 PDN 커넥션을 더 이상 유지하는 것이 불가능할때야 비로서, 해제된다.
한편, 도 9에서 UE(100)가 클러스터#A에서 클러스터#B로 이동한 경우, 상기 이동에 따라 변경된 경로, 즉 S-GW#2 및 P-GW#1을 거치는 제1 PDN 커넥션을 부-최적(sub-optimal) PDN 커넥션이라고 일컬을 수 있고, S-GW#2 및 P-GW#2을 거치도록 새로 생성된 제2 PDN 커넥션을 최적(optimal) PDN 커넥션으로 일컬을 수 있다.
최적(optimal) 및 부-최적(sub-optimal)의 정의는 지리적(geography), 토폴로지(topology), 로드 밸런싱(load balancing)과 같은 다양한 조건에 기반할 수 있다.
그러나, 3GPP 릴리즈 13에 따르면, CSIPTO의 예시적인 시나리오만이 제시되었을 뿐이면, CSIPTO를 구현하기 위한 구체적인 방안이 제시되고 있지 않다. 또한, UE의 이동에 따라 제1 P-GW(P-GW#1)를 경유하는 제1 PDN 커넥션을 유지하면서 제2 P-GW(P-GW#2)를 경유하는 제2 PDN 커넥션을 생성했는데, 그 이후 UE가 다시 이동하여 제1 PDN 커넥션이 경유하는 제1 P-GW(P-GW#1)가 UE의 현재 위치에서 더 적절한 하게 되는 경우, 현재까지의 3GPP 릴리즈 13는 상기 제1 PDN 커넥션 및 상기 제2 PDN 커넥션을 처리하는 방안에 대한 언급이 없다.
<본 명세서의 개시>
이에 본 명세서의 일 개시들은 효율적인 CSIPTO 메커니즘을 제안하고자 한다. 구체적으로, 본 명세서의 개시들은 3GPP EPS(Evolved Packet System)와 같은 이동통신 시스템에서 CSIPTO(Co-ordinated Selected IP Traffic Offload)를 효율적으로 제공하는 메커니즘을 제안한다.
본 명세서에서 부-최적(sub-optimal) PDN 커넥션을 이전(old) PDN 커넥션 또는 기존(existing) PDN 커넥션 또는 제1 PDN 커넥션 또는 최초 PDN 커넥션, 또는 원(original) PDN 커넥션으로 지칭할 수 있으며 이들은 동일한 의미로 해석될 수 있다. 그리고, 최적(optimal) PDN 커넥션을 신규(new) PDN 커넥션 또는 새롭게 수립된(newly established) PDN 커넥션 또는 제2 PDN 커넥션으로 지칭할 수 있으며 이들은 동일한 의미로 해석될 수 있다.
본 명세서에서 트래픽, 서비스, IP 서비스, 서비스 플로우, IP 플로우, 패킷, IP 패킷, 데이터, 애플리케이션은 서로 혼용되어 사용된다. 또한, 장시성 서비스(long-lived service)는 IP 주소 보존(preservation)을 요구하는 서비스 또는 서비스 연속성을 요구하는 서비스와 혼용되어 사용되며, 단시성 서비스(short-lived service)는 IP 주소 보존을 요구하지 않는 서비스 또는 서비스 연속성을 요구하지 않는 서비스와 혼용되어 사용된다. 참고로, 단시성 서비스의 예로는 문자 서비스, 웹브라우징 등을 들 수 있으며, 장시성 서비스의 예로는 장시간의 전화 회담, 화상 통화(video call), 대용량 파일 전송(large file transfer) 등을 들 수 있다.
본 명세서에서 제안하는 CSIPTO 메커니즘은 다음 중 하나 이상의 동작의 조합으로 구성된다.
I. MME가 UE에게 제2 PDN 커넥션(즉, 최적 PDN 커넥션)의 수립(establish)을 지시/요청
MME는 i) UE가 X2-기반 핸드오버를 수행하는 도중에, 또는 ii) UE가 X2-기반 핸드오버 수행을 마친/종료한 후에, 또는 iii) UE가 S1-기반 핸드오버를 수행하는 도중에, 또는 iv) UE가 S1-기반 핸드오버 수행을 마친/종료한 후에, v) 또는 UE가 연결 모드(connected mode) 상태인데 UE의 PDN 커넥션이 사용하는/라우팅되는 P-GW의 재선택 또는 재배정(relocation)을 결정한 경우(예를 들어, P-GW의 로드 밸런싱 차원에서 등), UE에게 제2 PDN 커넥션(즉, 최적 PDN 커넥션)의 수립(establish)을 지시하거나 요청할 수 있다.
상기한 X2-기반 핸드오버는 S-GW가 재선택(또는 재배정)되는 경우와 그렇지 않은 경우를 모두 포함하며, S1-기반 핸드오버 역시 S-GW가 재선택(또는 재배정) 되는 경우와 그렇지 않은 경우를 모두 포함한다.
상기 제2 PDN 커넥션(즉, 최적 PDN 커넥션)의 수립을 결정하는 것은 UE의 이동에 따라 UE의 현재 위치에 더 적절한(근접한) P-GW를 통해 UE에게 서비스를 제공해주기 위함이다. 이는 기존의 PDN 커넥션이 연결된/사용 중인 P-GW 보다 더 적절한 P-GW가 인지/결정되었기 때문이라고 할 수 있다. 상기 결정은 UE의 현재 위치 정보(이는 UE의 ECGI 및/또는 UE의 TAI 및/또는 UE를 담당(serving) 하는 eNodeB의 ID 및/또는 UE를 담당(serving) 하는 S-GW의 ID/주소/위치 정보에 기반)에 기반할 수 있으며, 상기한 UE의 현재 위치 정보 외에도 다양한 정보 (예, 가입자 정보 (예, 가입자가 CSIPTO를 사용할 수 있는지 또는 허용(allow)되는지 여부, 기존의 PDN에 연관된 APN이 CSIPTO를 사용할 수 있는지 또는 허용되는지 여부, 새로 수립할 제2 PDN 커넥션(즉, 최적 PDN 커넥션)에 연관된 APN이 CSIPTO를 사용할 수 있는지 또는 허용되는지 여부 등), UE의 이동성 정보, 사업자 정책, MME의 로컬 설정(local configuration) 정보, P-GW들(기존의 PDN 커넥션이 연결된/거치는 P-GW를 포함하여 그 외의 P-GW들)의 부하/과부하/혼잡 정보, P-GW(기존의 PDN 커넥션이 연결된/거치는 P-GW를 포함하여 그 외의 P-GW들)들의 식별자/ID/주소/위치 정보, UE를 담당(serving) 하는 S-GW의 식별자/ID/주소/위치 정보 등)에 기반할 수 있다. MME는 상기의 정보들을 자신이 가지고 있거나 다른 네트워크 노드, 예컨대, eNodeB, S-GW, P-GW, 이전에 UE를 담당(serving) 하던 MME 등으로부터 획득할 수도 있다.
상기 ii) 및 iv)에서 기술한 바와 같이 핸드오버 수행을 마친/종료한 후에 UE에게 제2 PDN 커넥션(즉, 최적 PDN 커넥션)의 수립(establish)을 지시/요청하는 경우, MME는 핸드오버 절차의 종료 후 일정한 시간이 경과한 후 상기의 지시/요청을 UE에게 할 수도 있다. 이는 UE가 최적(optimal)이라고 결정하였었던 P-GW가 상기 UE의 재이동으로 인해 최적 P-GW가 아니게 되고 아울러 원래의 P-GW가 다시 최적으로 된 경우, 굳이 새롭게 PDN 커넥션을 수립할 필요가 없기 때문이다.
상기 UE에게 제2 PDN 커넥션(즉, 최적 PDN 커넥션)의 수립(establish)을 지시/요청하기 위해 종래의 NAS 메시지가 사용될 수도 있고 새로운 NAS 메시지가 정의되어 사용될 수도 있다. 종래의 NAS 메시지가 사용되는 경우, 새로운 IE(Information Element)가 정의되어 사용될 수도 있고, 기존의 IE에 새로운 값/type을 정의하여 확장 사용할 수도 있다.
상기 i) 및 iii)에서 기술한 바와 같이 핸드오버 수행 중에 UE에게 제2 PDN 커넥션(즉, 최적 PDN 커넥션)의 수립(establish)을 지시/요청하는 경우, MME는 상기의 목적을 위해 UE에게 별도의 NAS 메시지를 전송할 수도 있으나 이와는 달리 상기 핸드오버 수행 중에 일어나는 TAU 절차에서 UE에게 전송하는 TAU 수락(Accept) 메시지에 상기 지시/요청 정보를 포함시킬 수도 있다. 이를 위해 MME는 TAU 절차시 UE에게 제공하는 TAI 리스트를 적절히 생성함으로써 UE로 하여금 X2-기반 핸드오버 및/또는 S1-기반 핸드오버 수행 시 항상 TAU 절차를 수행하게끔 할 수도 있다.
MME가 UE에게 제2 PDN 커넥션(즉, 최적 PDN 커넥션)의 수립(establish)을 지시/요청 시 다음 중 하나 이상의 정보를 명시적으로 또는 암시적으로 포함할 수 있다. 예컨대, 암시적으로 포함하는 경우 UE에게 전송하는 메시지 자체가 상기의 지시/요청을 의미할 수도 있다. 또한, 아래의 정보는 서로 조합된 형태로 제공될 수도 있다.
- 제2 PDN 커넥션(즉, 최적 PDN 커넥션)을 수립할 APN
- SIPTO 또는 CSIPTO 지시자
- 제2 PDN 커넥션(즉, 최적 PDN 커넥션) 수립이 필요함을 지시/요청
- 제2 PDN 커넥션(즉, 최적 PDN 커넥션) 수립을 개시하기 위해 대기하는 시간 정보 (즉, 상기 지시/요청을 받은 시점에서 얼마 후에 제2 PDN 커넥션(즉, 최적 PDN 커넥션) 수립을 개시해야 하는지에 대한 시간값)
- 제2 PDN 커넥션(즉, 최적 PDN 커넥션)은 IP 주소의 보존(미변동)을 요구하지 않는 서비스를 라우팅할 때 사용할 것을 지시/요청
- 기존의 PDN 커넥션 (즉, 제1 PDN 커넥션(즉, 부-최적 PDN 커넥션)이 되는 PDN 커넥션)의 APN: 이는 상기 제2 PDN 커넥션(즉, 최적 PDN 커넥션)을 수립할 APN과 그 값이 다른 경우에만 제공될 수도 있음.
- 제1 PDN 커넥션(즉, 부-최적 PDN 커넥션) (이는 상기 APN에 대응하는 기존의 PDN 커넥션)이 더 이상 필요 없으면 비활성화/연결 해제 하라는 지시/요청: 여기서 상기 APN은 만약 기존의 PDN 커넥션 (즉, 제1 PDN 커넥션(즉, 부-최적 PDN 커넥션)이 되는 PDN 커넥션)의 APN이 제공되는 경우 이를 지칭하고, 제공되지 않는 경우 제2 PDN 커넥션(즉, 최적 PDN 커넥션)을 수립할 APN을 지칭함. 이는 아래 2개 항목들에도 동일하게 적용됨.
- 제1 PDN 커넥션(즉, 부-최적 PDN 커넥션) (이는 상기 APN에 대응하는 기존의 PDN 커넥션)이 필요하면 계속 유지하라는 지시/요청
- 제1 PDN 커넥션(즉, 부-최적 PDN 커넥션) (이는 상기 APN에 대응하는 기존의 PDN 커넥션)을 사용하는 서비스(IP 주소의 보존(미변동)을 요구하는 서비스) 가 존재하지 않으면/종료되면, 상기 제1 PDN 커넥션(즉, 부-최적 PDN 커넥션)을 비활성화/연결 해제하라는 지시/요청
참고로, 본 명세서에서는 제2 PDN 커넥션(즉, 최적 PDN 커넥션) 수립을 위해 MME가 새로운 APN을 제공하지 않고 기존에 있던 PDN 커넥션을 위한 APN으로 제2 PDN 커넥션(즉, 최적 PDN 커넥션)을 만들도록 한다. 그러나, 이와는 달리 MME가 UE로 하여금 제2 PDN 커넥션(즉, 최적 PDN 커넥션)의 수립을 지시/요청 시 이를 위해 제2 PDN 커넥션(즉, 최적 PDN 커넥션)을 위한 새로운 APN을 줄 수도 있다. 이러한 예로는, 기존 PDN 커넥션의 APN은 internet.lte.operator.com이고 제2 PDN 커넥션(즉, 최적 PDN 커넥션)을 위한 APN 값으로 internet_optimal.lte.operator.com을 UE에게 제공. 또 다르게는 MME가 UE로 하여금 제2 PDN 커넥션(즉, 최적 PDN 커넥션)의 수립을 지시/요청 시 기존의 PDN 커넥션, 즉 제1 PDN 커넥션(즉, 부-최적 PDN 커넥션)이 되는 PDN 커넥션에 대응하는 APN을 대체하는 APN 값을 UE에게 제공할 수도 있다. 그 예로는 기존의 PDN 커넥션을 위한 APN 값이 internet.lte.operator.com이라면, 새로 수립하는 제2 PDN 커넥션(즉, 최적 PDN 커넥션)에 대해서는 APN 값으로 internet.lte.operator.com을, 제1 PDN 커넥션(즉, 부-최적 PDN 커넥션)이 되는 기존의 PDN 커넥션에 대해서는 internet_suboptimal.lte.operator.com을 APN 값으로 UE에게 제공할 수 있다. 이로 인해 UE는 기존의 PDN 커넥션에 대한 컨텍스트에서 APN 값을 변경된 값으로 수정하여 저장한다.
지금까지는, UE가 특정 서비스 타입 또는 특정 APN 또는 특정 PDN에 대해 하나의 PDN 커넥션 만을 가지고 있는 상황에서 이동하는 경우에, MME에 의해 상기 PDN 커넥션이 거치는 P-GW 보다 더 적절한 P-GW가 결정되고, 그에 따라 제2 PDN 커넥션(즉, 최적 PDN 커넥션)의 수립을 지시/요청하는 것에 대해서 설명하였다. 예를 들어, 도 9에서 UE(100)가 클러스터#A에서 S-GW#1 및 P-GW#1을 거치는 PDN 커넥션을 가지고 있는 상황에서 클러스터#B로 이동함에 따라 상기 PDN 커넥션의 S-GW가 핸드오버 절차에 의해 S-GW#1에서 S-GW#2로 재선택(또는 재배정)되고, MME는 P-GW#1 보다 P-GW#2가 더 적절하다고 판단하여 UE에게 제2 PDN 커넥션(즉, 최적 PDN 커넥션)의 수립을 지시/요청할 수 있다.
II. MME로부터 제2 PDN 커넥션(최적 PDN 커넥션)의 수립(establish)을 지시/요청 받은 UE의 동작
UE가 제2 PDN 커넥션의 수립에 대한 지시/요청을 MME로부터 수신하면, UE는 다음 중 하나 이상의 동작을 수행한다. 다음의 동작들의 나열 순서가 동작의 수행 순서를 가리키는 것은 아니며, 동작의 수행 순서는 적절한 형태로 구성될 수 있다. 이때, 아래의 동작들은 서로 병렬적으로 또는 순차적으로 수행될 수도 있다.
1) UE는 해당 APN(즉, 제2 PDN 커넥션을 수립할 APN)을 이용해 PDN 커넥션을 수립하는 절차를 개시한다. 상기 절차는 3GPP TS 23.401의 5.10.2 UE requested PDN connectivity 절에 기반할 수 있으며, 기존 절차가 그대로 사용되거나 또는 본 발명을 위해 수정/확장될 수 있다. 수정/확장의 예를 들면, MME가 5.10.2 UE requested PDN connectivity 절에 나타난 단계 7에서 UE에게 전송하는 NAS 메시지인 PDN 연결 수락(Connectivity Accept) 메시지(Activate Default EPS Bearer Context Request 메시지 내에 인캡슐레이션됨)에 기본 베어러(default bearer)에 대한 TFT(Traffic Flow Template)를 제공할 수도 있다. 상기 TFT는 IP 주소 보존(미변동)이 요구되지 않는 서비스 플로우에 대한 정보로서, UE로 하여금 새롭게 수립한 제2 PDN 커넥션(즉, 최적 PDN 커넥션)을 상기 서비스를 위해 사용하도록 알려주기 위함이다. 상기의 TFT는 MME가 가지고 있는 정보에 기반하여 생성할 수도 있고, 다른 네트워크 노드 (예, P-GW)로부터 제공받을 수도 있다. P-GW로부터 제공받기 위해 MME는 상기 PDN 커넥션 수립 절차 중에 P-GW에게 상기 PDN이 제2 PDN 커넥션(즉, 최적 PDN 커넥션)임을 알리는 정보 (또는 SIPTO/CSIPTO에 따른 PDN 커넥션 수립임을 알리는 정보)를 제공할 수도 있다.
만약, UE가 앞선 I절에서 설명한 바와 같이 MME로부터 제2 PDN 커넥션(즉, 최적 PDN 커넥션) 수립을 개시하기 위해 대기하는 시간 정보를 받은 경우, 제공된 대기 시간 후에 PDN 커넥션 수립 절차를 개시한다. 또한, 상기 시간 정보를 제공받지 못한 경우라도 UE는 자신의 설정 정보가 있다면 이에 기반하여 일정 시간을 대기한 후 PDN 커넥션 수립 절차를 개시할 수도 있다.
상기 제2 PDN 커넥션(즉, 최적 PDN 커넥션)이 수립되면 UE는 추가적으로 이 제2 PDN 커넥션(즉, 최적 PDN 커넥션)에 대해 다음 중 하나 이상의 정보로 마킹할 수도 있다. 상기 마킹의 의미는 UE가 저장/관리하고 있는 PDN 커넥션과 관련한 database/context에서 아래와 같은 정보를 저장하거나 설정/셋팅함을 의미할 수 있다. 또는 상기 마킹의 의미는 UE가 정보를 관리/추적(trace)/인지하고 있음을 의미할 수도 있다. 이러한 마킹의 해석에 대한 내용은 본 발명 전반에 걸쳐 적용된다,
- 해당 PDN 커넥션이 최적(optimal) 임을 나타내는 정보
- 해당 PDN 커넥션이 SIPTO/CSIPTO와 관련 있음을 나타내는 정보
- 해당 PDN 커넥션에 대응하는 제1 PDN 커넥션(즉, 부-최적 PDN 커넥션) 정보 (예컨대, 제1 PDN 커넥션(즉, 부-최적 PDN 커넥션)의 APN, 제1 PDN 커넥션(즉, 부-최적 PDN 커넥션)의 기본 베어러 ID 등)
2) 해당 APN(즉, 기존의 PDN 커넥션(즉, 제1 PDN 커넥션(즉, 부-최적 PDN 커넥션)이 되는 PDN 커넥션)의 APN이 제공된 경우 이 APN이며 제공되지 않은 경우는 제2 PDN 커넥션(즉, 최적 PDN 커넥션)을 수립할 APN임)의 제1 PDN 커넥션(즉, 부-최적 PDN 커넥션)을 사용하는 서비스(예컨대, IP 주소 보존이 요구되는 서비스)가 존재하는지 체크한다.
만약, 제1 PDN 커넥션(즉, 부-최적 PDN 커넥션)을 사용하는 서비스(예컨대, IP 주소 보존이 요구되는 서비스)가 존재하지 않는 경우, 상기 제1 PDN 커넥션(즉, 부-최적 PDN 커넥션)을 비활성화/연결해제하는 절차를 개시한다. 이 절차는 TS 23.401의 5.10.3 UE or MME requested PDN disconnection 절에 기반할 수 있으며, 기존의 절차가 그대로 사용되거나 또는 본 발명을 위해 수정/확장될 수 있다. 수정/확장의 예를 들면, 5.10.3 UE or MME requested PDN disconnection 절에 설명된 단계 1에서 UE가 MME에게 전송하는 NAS 메시지인 PDN Disconnection Request 메시지에 이 절차가 제1 PDN 커넥션(즉, 부-최적 PDN 커넥션)을 비활성화/연결해제 하기 위함을 알리는 정보 등을 포함시킬 수 있다.
만약, MME가 상기 I절에서 설명한 바와 같이 UE로 하여금 제2 PDN 커넥션(즉, 최적 PDN 커넥션) 수립을 지시/요청 시 제2 PDN 커넥션(즉, 최적 PDN 커넥션)을 위한 새로운 APN을 주었다면, 선택적으로는 UE는 제1 PDN 커넥션(즉, 부-최적 PDN 커넥션)을 비활성화/연결 해제하면서 제2 PDN 커넥션(즉, 최적 PDN 커넥션)의 APN 값을 제1 PDN 커넥션(즉, 부-최적 PDN 커넥션)에 대응하는 APN 값으로 수정할 수도 있다. 예로는, 기존 PDN 커넥션의 APN은 internet.lte.operator.com이고 제2 PDN 커넥션(즉, 최적 PDN 커넥션)을 위해 제공 받은 APN 값이 internet_optimal.lte.operator.com인 경우, 제1 PDN 커넥션(즉, 부-최적 PDN 커넥션)을 비활성화/연결해제 하면서 제2 PDN 커넥션(즉, 최적 PDN 커넥션)의 APN 값을 internet.lte.operator.com으로 수정할 수 있다. 추가적으로는 이러한 변경을 UE가 제1 PDN 커넥션(즉, 부-최적 PDN 커넥션)을 비활성화/연결해제 하는 절차 시 MME에게 알릴 수도 있다.
한편, 제1 PDN 커넥션(즉, 부-최적 PDN 커넥션)을 사용하는 서비스(예컨대, IP 주소 보존이 요구되는 서비스)가 존재하는 경우 상기 제1 PDN 커넥션(즉, 부-최적 PDN 커넥션)을 계속 유지한다. 추가적으로, 상기 UE는 상기 제1 PDN 커넥션(즉, 부-최적 PDN 커넥션)에 대해 다음 중 하나 이상의 정보로 마킹할 수도 있다.
① 해당 PDN 커넥션이 부-최적(sub-optimal) 임을 나타내는 정보
② 해당 PDN 커넥션을 사용하는 서비스(즉, IP 주소 보존을 요구하는 서비스)가 존재하지 않으면/종료되면 이 PDN 커넥션을 비활성화/연결 해제해야 함을 나타내는 정보
③ 해당 PDN 커넥션이 불필요해지면 이 PDN 커넥션을 비활성화/연결 해제해야 함을 나타내는 정보
④ 해당 PDN 커넥션이 필요한 동안 이 PDN 커넥션을 계속 유지해야 함을 나타내는 정보
⑤ 해당 PDN 커넥션이 SIPTO/CSIPTO와 관련 있음을 나타내는 정보
⑥ 해당 PDN 커넥션에 대응하는 제2 PDN 커넥션(즉, 최적 PDN 커넥션) 정보 (예컨대, 제2 PDN 커넥션(즉, 최적 PDN 커넥션)의 APN, 제2 PDN 커넥션(즉, 최적 PDN 커넥션)의 기본 베어러 ID 등)
3) 해당 APN (이는 I절에서 기술한 기존의 PDN 커넥션 (즉, 제1 PDN 커넥션(즉, 부-최적 PDN 커넥션)이 되는 PDN 커넥션)의 APN이 제공된 경우 이 APN이며 제공되지 않은 경우는 I절에서 기술한 제2 PDN 커넥션(즉, 최적 PDN 커넥션)을 수립할 APN임)의 제1 PDN 커넥션(즉, 부-최적 PDN 커넥션)을 사용하던 서비스(즉, IP 주소 보존을 요구하지 않는 서비스)에 대해 제2 PDN 커넥션(즉, 최적 PDN 커넥션)을 사용한다.
UE는 새롭게 수립한 제2 PDN 커넥션(즉, 최적 PDN 커넥션)에 대해 제1 PDN 커넥션(즉, 부-최적 PDN 커넥션)을 위해 저장하고 있는 컨텍스트와는 별도의 컨텍스트를 저장할 수 있다. 즉, 아래의 UE 컨텍스트에서 제1 PDN 커넥션(즉, 부-최적 PDN 커넥션) 및 제2 PDN 커넥션(즉, 최적 PDN 커넥션) 각각에 대해 아래와 같이 정보들을 저장할 수 있다.
표 2
필드 설명
IMSI 국제적 이동 가입자 식별자(International Mobile Subscriber Identity)의 약자로서, 가입자의 영구 식별자이다.
EMM State 이동성 관리 상태(Mobility management state)의 약자로서, EMM-REGISTERED와 EMM-DEREGISTERED로 구별된다.
GUTI 국제적 고유 임시 식별자(Globally Unique Temporary Identity.
ME Identity 이동 장치(Mobile Equipment)의 식별자(예컨대, IMEI/IMEISV) 소프트웨어 버전 번호
Tracking Area List 현재 트래킹 영역 리스트
last visited TAI UE가 등록된 네트워크에서 TA 리스트 내에 포함된 TAI로서, UE가 마지막 방문한 트래킹 영역을 식별한다.
Selected NAS Algorithm 선택된 NAS 보안 알고리즘
Selected AS Algorithm 선택된 AS 보안 알고리즘
Temporary Identity used in Next update (TIN) 어태치 요청 메시지 및 RAU/TAU 요청 메시지 내에서 사용해야할 임시 ID를 UE가 내부적으로 저장하기 위해서 사용됨
UE Specific DRX Parameters 선호되는 E-UTRAN DRX 사이클 길이
활성화된 각 PDN 커넥션을 위함
APN in Use 현재 사용중인 APN. 이 APN은 APN 네트워크 식별자 및 기본 APN 오퍼레이터 식별자를 포함한다.
APN-AMBR 이 APN을 위해서 수립된 모든 Non-GBR 베어러들 간에 공유되도록, 최대로 집성된 업링크 및 다운링크 MBR
Assigned PDN Type 네트워크에 의해서 할당된 PDN 타입 (IPv4, IPv6, 또는 IPv4v6).
IP Address(es) IPv4 주소 및/또는 IPv6 프리픽스
Default Bearer PDN 커넥션 내에서 EPS 베어러 식별자에 의해서 식별되는 기본 베어러를 나타냄
PDN 커넥션 내에서 각 EPS 베어러를 위함
EPS Bearer ID EPS 베어러 식별자는 E-UTRAN을 통해 액세스하는 하나의 UE를 위한 EPS 베어러를 식별한다.
TI 트랜잭션 식별자(Transaction Identifier)를 의미한다.
EPS bearer QoS GBR 베어러를 위한 GBR 및 MBR
TFT 트래픽 플로우 템플릿(Traffic Flow Template)
상기 2)에서 기술한 바와 같이 만약 UE가 제1 PDN 커넥션(즉, 부-최적 PDN 커넥션)에 대해 이 PDN 커넥션이 부-최적(sub-optimal) 임을 나타내는 정보를 마킹한다면, PDN 커넥션에 대한 컨텍스트에 일례로 다음과 같은 정보가 추가될 수 있다.
표 3
Suboptimal due to CSIPTO 이 PDN 커넥션 CSIPTO로 인한 부-최적임을 나타냄
III. 제1 PDN 커넥션(부-최적 PDN 커넥션)과 제2 PDN 커넥션(최적 PDN 커넥션)이 동시에 존재하는 상황에서, MME가 제1 PDN 커넥션(부-최적 PDN 커넥션)이 다시 최적이라고 결정하는 경우에 MME의 동작.
MME가 제1 PDN 커넥션(부-최적 PDN 커넥션)이 다시 최적이라고 결정하는 시점은 앞선 I절에서 기술한 i) 내지 v)의 경우일 수 있으며, 상기와 같은 결정은 앞선 I절에서 기술한 바와 같이 UE의 현재 위치 정보 및 다양한 정보에 기반할 수 있다. 제1 PDN 커넥션(즉, 부-최적 PDN 커넥션)이 다시 최적 PDN 커넥션이 된다는 것은 제2 PDN 커넥션이 경유되는 제2 P-GW 보다 제1 PDN 커넥션이 경유되는 제1 P-GW가 UE의 현재 위치 정보 및 다양한 정보에 기반하여 더 적절한 P-GW로 결정/인지됨을 의미한다.
그리고, MME 역시 UE와 마찬가지로 상기 앞선 II절에서 기술한 바와 같이 새롭게 수립한 제2 PDN 커넥션(즉, 최적 PDN 커넥션)에 대한 컨텍스트를 제1 PDN 커넥션(즉, 부-최적 PDN 커넥션)을 위해 저장하고 있는 컨텍스트와는 별도로 저장할 수 있다. 또한, 제2 PDN 커넥션(즉, 최적 PDN 커넥션) 및/또는 제1 PDN 커넥션(즉, 부-최적 PDN 커넥션)에 대해 저장/관리하는 데이터베이스/컨텍스트에 앞선 II절에서 기술한 바와 같이 CSIPTO와 연관된 다양한 정보들을 마킹/저장해 둘 수 있다. 이로 인해 MME는 현재 UE에 대해 제1 PDN 커넥션(즉, 부-최적 PDN 커넥션)과 제2 PDN 커넥션(즉, 최적 PDN 커넥션)이 모두 존재함을 인지할 수 있다.
상기와 같이 MME가 제1 PDN 커넥션(즉, 부-최적 PDN 커넥션)이 다시 최적 PDN 커넥션이 됨을 결정한 경우, MME는 현재 존재하는 제2 PDN 커넥션(즉, 이전 최적 PDN 커넥션)을 비활성화/연결해제 하는 절차를 개시한다. 예를 들어, PDN 커넥션#1이 부-최적 PDN 커넥션이고 PDN 커넥션#2가 최적 PDN 커넥션인 상황에서 MME가 PDN 커넥션#1이 다시 최적이라고 결정한 경우, MME는 PDN 커넥션#2를 비활성화/연결해제 하는 절차를 개시한다. 이 절차는 3GPP TS 23.401의 5.10.3 UE or MME requested PDN disconnection 절에 기반할 수 있으며, 기존의 절차가 그대로 사용되거나 또는 본 발명을 위해 수정/확장될 수 있다. 수정/확장의 예를 들면, 5.10.3 UE or MME requested PDN disconnection 절에 설명된 단계 7에서 UE에게 전송하는 NAS 메시지인 Deactivate EPS Bearer Context Request 메시지에 이 절차가 이전 최적 PDN 커넥션을 비활성화/연결해제 하기 위함을 알리는 정보 및/또는 부-최적 PDN 커넥션이 최적 PDN 커넥션이 됨을 알리는 정보 등을 포함시킬 수 있다.
MME는 부-최적 PDN 커넥션이 최적 PDN 커넥션이 됨을 결정한 후 즉시 이전 최적 PDN 커넥션을 비활성화/연결해제 하는 절차를 개시할 수도 있고, 또는 일정한 시간이 경과한 후 현재 존재하는 이전 최적 PDN 커넥션을 비활성화/연결해제 하는 절차를 개시할 수도 있다.
설명한 내용을 도 9에 도시된 시나리오 적용하면 다음과 같다. UE(100)가 S-GW#2 및 P-GW#2를 거치는 제2 PDN 커넥션(즉, 최적 PDN 커넥션) 및 S-GW#2 및 P-GW#1을 거치는 제1 PDN 커넥션(즉, 부-최적 PDN 커넥션)를 가지고 있는 상황에서, 다시 클러스터#A로 이동함에 따라, MME가 P-GW#2 보다 P-GW#1이 더 적절하다고 판단하여 제2 PDN 커넥션의 비활성화/연결해제를 수행하는 것이다.
IV. MME로부터 제2 PDN 커넥션(최적 PDN 커넥션)에 대한 비활성화/연결 해제를 요청/지시 받은 UE의 동작.
상기 제2 PDN 커넥션에 대한 비활성화/연결 해제 요청/지시를 받은 UE는 다음 중 하나 이상의 동작을 수행한다. 다음의 동작들의 나열 순서가 동작의 수행 순서를 가리키는 것은 아니며, 동작의 수행 순서는 적절한 형태로 구성될 수 있다. 이 때, 아래의 동작들은 서로 병렬적으로 또는 순차적으로 수행될 수도 있다.
1) UE는 삭제를 요청/지시 받은 제2 PDN 커넥션(즉, 최적 PDN 커넥션)에 대응하는 제1 PDN 커넥션(즉, 부-최적 PDN 커넥션)이 최적 PDN 커넥션이 됨을(또는 SIPTO/CSIPTO와 상관없는 PDN 커넥션이 됨을 또는 일반 PDN 커넥션이 됨을) 인지 또는 결정(determine/decide)한다. 또는 UE는 삭제를 요청/지시 받은 제2 PDN 커넥션(즉, 최적 PDN 커넥션)에 대응하는 제1 PDN 커넥션(즉, 부-최적 PDN 커넥션)을 계속 유지해야 함을(또는 삭제하지 않아도 됨을) 인지 또는 결정한다. 추가적으로 만약 UE가 상기 제1 PDN 커넥션(즉, 부-최적 PDN 커넥션)에 대해 상기 II절의 2)에서 기술한 ① 내지 ⑥ 의 정보를 마킹/저장해 두었다면, UE는 상기의 마킹을 삭제/리셋한다.
2) UE는 MME가 비활성화/연결 해제를 요청/지시한 PDN 커넥션을 삭제한다. 즉, 이 PDN 커넥션에 해당하는 모든 resource를 release 한다.
3) UE는 MME가 비활성화/연결 해제를 요청/지시한 제2 PDN 커넥션을 사용하던 서비스에 대해 최적으로 변경된 제1 PDN 커넥션을 사용한다.
한편, 상기 부-최적 PDN 커넥션에서 최적 PDN 커넥션(또는 SIPTO/CSIPTO와 상관없는 PDN 커넥션 또는 일반 PDN 커넥션)으로 변경된 제1 PDN 커넥션을 사용하는 트래픽이 종료하면 또는 더 이상 없게 되면, UE는 상기 제2 PDN 커넥션을 삭제하지 않고 계속 유지할 수 있다.
V. MME가 UE에게 최적 PDN 커넥션의 재수립(re-establish)(또는 재활성화)을 지시/요청.
도 9에 도시된 시나리오를 참고하면, UE(100)가 S-GW#2 및 P-GW#2를 거치는 제2 PDN 커넥션(즉, 최적 PDN 커넥션) 및 S-GW#2 및 P-GW#1을 거치는 제1 PDN 커넥션(즉, 부-최적 PDN 커넥션)를 가지고 있는 상황에서 클러스터#C로 이동하면, MME는 P-GW#2 보다 P-GW#3가 더 적절하다고 판단하여 최적 PDN 커넥션의 재수립을 개시할 수 있다.
MME가 최적 PDN 커넥션의 재수립을 결정하는 시점은 I절에서 기술한 i) 내지 v)의 경우일 수 있으며, 상기와 같은 결정은 I절에서 기술한 바와 같이 UE의 현재 위치 정보 및 다양한 정보에 기반할 수 있다. 이는, 현재 연결된/사용 중인 P-GW가 아닌 다른 P-GW가 UE의 현재 위치 정보 및 다양한 정보에 기반하여 더 적절한 P-GW로 결정/인지됨을 의미한다. 이에 MME가 최적 PDN 커넥션의 재수립(re-establish)이 필요함을 결정/인지한다.
상기와 같이 MME가 최적 PDN 커넥션의 재수립(re-establish)을 결정한 경우, MME는 최적 PDN 커넥션을 재수립(re-establish)하는 절차를 개시한다. 즉, MME가 UE에게 최적 PDN 커넥션의 재수립(re-establish) (또는 reactivate)을 지시/요청하기 위한 절차를 개시한다. 이 절차는 3GPP TS 23.401의 5.10.3 UE or MME requested PDN disconnection 절에 기반할 수 있으며, 기존의 절차가 그대로 사용되거나 또는 본 발명을 위해 수정/확장될 수 있다. 또는 새로운 절차/메시지가 정의될 수도 있다. 예를 들어, 5.10.3 UE or MME requested PDN disconnection 절에 설명된 단계 7에서 UE에게 전송하는 NAS 메시지인 Deactivate EPS Bearer Context Request 메시지에 MME는 ESM cause라는 IE(Information Element)에 "Reactivation requested"을 의미하는 원인 값을 포함시켜 전송한다. 혹은/추가적으로 새로운 IE를 정의하거나 상기 ESM 원인에 새로운 값을 정의함으로써 이 절차가 최적 PDN 커넥션을 재수립(re-establish)하기 위함을 알리는 정보 등을 포함시킬 수도 있다. MME로부터 상기 요청/지시를 받은 UE는 최적 PDN 커넥션을 비활성화/연결해제 한 후, 재수립(establish) 하는 동작 또는 재활성화(reactivate) 하는 동작을 수행한다. 상기 최적 PDN 커넥션을 재수립하기 위한 절차는 3GPP TS 23.401의 5.10.2 UE requested PDN connectivity 절에 기반할 수 있으며, 종래의 절차가 그대로 사용되거나 또는 본 발명을 위해 수정/확장될 수 있다.
MME는 최적 PDN 커넥션의 재수립(re-establish)이 필요함을 결정한 후 즉시 절차를 개시할 수도 있고, 또는 일정한 시간이 경과한 후 절차를 개시할 수 도 있다.
지금까지는, MME가 최적 PDN 커넥션의 수립을 UE에게 지시/요청하면, UE가 PDN 커넥션 수립을 위한 절차를 개시하는 것으로 기술하였으나, 이와는 달리 MME가 직접 PDN 커넥션 수립을 위한 절차를 개시할 수도 있다.
또한, 지금까지는 UE 및 MME가 SIPTO/CSIPTO와 관련한 다양한 정보들을 데이터베이스/컨텍스트 내에 저장/마킹 시 PDN 커넥션 단위로 하는 것으로 기술하였으나, 이와 달리 베어러 단위로 저장/마킹될 수도 있다. 또는 어떤 정보는 PDN 커넥션 단위로 그리고 어떤 정보는 베어러 단위로 저장/마킹할 수도 있다. 예를 들어, 제1 PDN 커넥션에 대해 부-최적 PDN 커넥션 임을 나타내는 정보를 저장/마킹하는 대신 이 PDN 커넥션에 속한 베어러 각각에 대해 부-최적 PDN 커넥션에 속함을 나타내는 정보를 저장/마킹할 수도 있다.
도 10은 도 9에 도시된 시나리오 하에서 본 명세서의 일부 개시들에 따른 동작을 나타낸 신호 흐름도이다.
도 10에 도시된 핸드오버 절차는 예시적으로 S1-기반 핸드오버 절차를 나타낸다.
1) UE(100)가 도 9에 도시된 클러스터#A에 위치한 상태에서 제1 기지국(201)을 통해 MME(510)으로 PDN 연결 요청(PDN Connectivity Request) 메시지를 전송한다.
2~3) 그에 따라 제1 PDN 커넥션을 수립되면, 상기 MME(510)는 PDN 커넥션 수락(PDN Connectivity Accept) 메시지를 상기 UE로 전송한다.
4) 상기 UE(100)는 상기 제1 PDN 커넥션을 통해 IP 주소 보존(preservation)이 요구되는 장시성 서비스(long-lived service)의 데이터를 송수신한다.
5) 이후, 상기 UE(100)가 도 9에 도시된 클러스터#A에서 클러스터#B로 이동하는 경우, 핸드오버가 결정된다.
6) 그러면, 상기 제1 기지국(201)은 제2 기지국의 ID를 포함하는 핸드오버 요구(Handover required) 메시지를 MME(510)로 전송한다.
7) 상기 MME(510)는 상기 제2 기지국(202)를 통해 CSIPTO를 해야 하는 것으로 결정하는 경우, 상기 UE(100)에게 적절한 P-GW, 예컨대 상기 제2 기지국(202)과 근접한 P-GW로서, P-GW#2(532)를 결정한다.
8) 상기 MME(510)는 핸드오버 요청 메시지를 제2 기지국(202)로 전송한다.
9) 상기 제2 기지국(202)는 상기 MME(510)로 핸드오버 요청 확인(Handover Request Ack) 메시지를 전송한다.
10) 상기 MME(510)는 상기 제1 기지국(201)을 통해 UE(100)로 핸드오버 명령 메시지를 전송한다. 상기 핸드오버 명령 메시지는 P-GW의 재선택(또는 재배정)을 알리는 인디케이션 혹은 CSIPTO로 인해 제2 PDN 커넥션, 즉 최적 PDN 커넥션의 수립이 필요함을 알리는 인디케이션을 포함할 수 있다.
11~12) 상기 UE(100)는 상기 제2 기지국(202)를 통해 상기 MME(510)로 핸드오버 컨펌(Handover Confirm) 메시지를 전송한다.
13) 상기 UE(100)는 제1 PDN 커넥션, 즉 부-최적 PDN 커넥션을 유지해야 하는지 결정한다. 상기 제1 PDN 커넥션(부-최적 PDN 커넥션)을 유지하기로 결정한 경우, 상기 UE(100)는 제1 PDN 커넥션의 비활성화/연결 해제 절차를 수행하지 않는다.
14) 이어서, 상기 UE(100)는 제2 PDN 커넥션(즉, 최적 PDN 커넥션)을 수립하기 위해, PDN 연결 요청 메시지를 상기 MME(510)로 전송한다.
15~16) 그러면, CSIPTO에 의한 제2 PDN 커넥션이 P-GW#2(532)로 수립되고, 상기 MME(510)는 PDN 커넥션 수락 메시지를 상기 UE(100)로 전송한다.
한편, 상기 UE(100)와 상기 MME(510)는 상기 제1 PDN 커넥션이 부-최적 PDN 커넥션임을 마킹하고, 상기 제2 PDN 커넥션이 최적 PDN 커넥션임을 마킹한다. 도 10에서는 편의상 이러한 마킹을 단계 16 이후에 도시하였으나, 상기의 마킹은 각 PDN 커넥션이 부-최적인지 또는 최적인지 결정되면 바로 수행될 수도 있다.
도 10에서 도시한 절차에서 UE의 핸드오버로 인해 MME 및/또는 S-GW가 재선택되어 변경될 수도 있고 아닐 수도 있다.
다른 한편, 상기 UE(100)는 전술한 동작을 수행하기 위해 CSIPTO 기능부 (또는 IP 패킷 필터 기능부)를 포함할 수 있다.
이러한 CSIPTO 기능부(또는 IP 패킷 필터 기능부)의 동작에 대해서 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
1) 상기 UE의 CSIPTO 기능부는 새로 발생한 IP 플로우에 대해 제2 PDN 커넥션(즉, 최적 PDN 커넥션)과 제1 PDN 커넥션(즉, 부-최적 PDN 커넥션) 중 어떤 것을 사용할 지 결정할 수 있다.
UE가 현재 제2 PDN 커넥션(즉, 최적 PDN 커넥션)과 그에 대응하는 (연관된) 제1 PDN 커넥션(즉, 부-최적 PDN 커넥션)을 모두 가지고 있고, 상기 PDN 커넥션들과 관련있는 APN (상기 두 PDN 커넥션이 동일 APN을 사용할 수도 있고 다른 APN을 사용할 수도 있음)에 대응하는 IP 플로우가 발생한 경우, UE의 CSIPTO 기능부는 상기 IP 플로우의 특성이 IP 주소 보존(미변동)을 요구하는 IP 플로우인지 판단한다. 만약 상기 IP 플로우가 IP 주소 보존을 요구하는 경우, 상기 UE의 CSIPTO 기능부는 상기 IP 플로우를 위해 제1 PDN 커넥션(즉, 부-최적 PDN 커넥션)을 사용하는 것으로 결정하고, 상기 IP 플로우가 IP 주소 보존을 요구하지 않는 경우에는 상기 IP 플로우를 위해 제2 PDN 커넥션(즉, 최적 PDN 커넥션)을 사용하는 것으로 결정한다.
상기 IP 플로우의 특성을 구분하기 위해 CSIPTO 기능부는 IP 플로우의 다양한 정보 (예, 애플리케이션의 종류/ID, 서비스 종류, 목적지 IP 주소, 출발지 포트번호, 목적지 포트 번호, 프로토콜 타입, QoS 정보, 목적지 도메인 네임 등)를 사용할 수 있다.
상기와 같이 사용할 PDN 커넥션을 결정하게 되면 CSIPTO 기능부는 해당 PDN에 대응하는 IP 주소를 이용하여 직접 IP 헤더의 출발지 IP 주소를 설정/변경할 수도 있고, UE 내의 IP 스택에 이를 알림으로써, 상기 IP 스택이 대응하는 IP 주소를 IP 헤더의 출발지 IP 주소를 설정/변경할 수도 있다.
2) 상기 UE의 CSIPTO 기능부는 제1 PDN 커넥션(즉, 부-최적 PDN 커넥션)의 제거 여부를 결정할 수 있다.
UE가 현재 제2 PDN 커넥션(즉, 최적 PDN 커넥션)과 그에 대응하는 (연관된) 제1 PDN 커넥션(즉, 부-최적 PDN 커넥션)을 모두 가지고 있는데 일정 시간 동안 제1 PDN 커넥션(즉, 부-최적 PDN 커넥션)이 사용되지 않음을 인지한 경우 UE의 CSIPTO 기능부는 이를 NAS 계층에게 알려서 NAS 계층이 해당 PDN을 제거하도록 한다. 이 때 UE의 CSIPTO 기능부는 NAS 계층에게 제거해야 하는 PDN 커넥션에 대한 정보 (예, APN, PDN ID, PDN 커넥션에 대응하는 IP 주소 등)를 제공할 수 있다. 이를 수신한 NAS layer는 상기 II의 2)에서 기술한 방법에 따라 제1 PDN 커넥션(즉, 부-최적 PDN 커넥션)을 비활성화/연결 해제하는 절차를 개시한다.
지금까지는 E-UTRAN 위주로 설명하였으나, 액세스 네트워크가 UTRAN 또는 GERAN 인 경우에도 본 발명이 동일하게 적용될 수 있다. 이 경우, MME의 역할을 SGSN이 수행하는 것으로 간주할 수 있다.
지금까지 설명한 내용들은 하드웨어로 구현될 수 있다. 이에 대해서 도 11을 참조하여 설명하기로 한다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 UE(100) 및 MME(510)의 구성 블록도이다.
도 11에 도시된 바와 같이 상기 UE(100)은 저장 수단(101)와 컨트롤러/프로세서(102)와 송수신부(103)를 포함한다. 그리고 상기 MME(510)는 저장 수단(511)와 컨트롤러/프로세서(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 (14)

  1. 사용자 장치에서 CSIPTO(Co-ordinated Selected IP Traffic Offload)에 기인하여 복수의 PDN(Packet Data Network) 커넥션을 수립하는 방법으로서,
    제어 평면을 담당하는 네트워크 엔티티로부터 CSIPTO에 기인한 게이트웨이의 재배정에 대한 인디케이션을 수신하는 단계와;
    상기 인디케이션에 기초하여 기존에 수립된 제1 PDN 커넥션을 유지할지를 결정하는 단계와;
    상기 인디케이션에 기초하여, 새로운 제2 PDN 커넥션을 수립하는 단계와;
    상기 기존에 수립된 제1 PDN 커넥션을 유지하는 경우, 상기 제1 PDN 커넥션 및 제2 PDN 커넥션 중 하나 이상에 대한 마킹을 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 마킹을 수행하는 단계는
    상기 제1 PDN 커넥션을 부-최적 PDN 커넥션으로 마킹하는 단계와;
    상기 제2 PDN 커넥션을 최적 PDN 커넥션으로 마킹하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    수행 중인 서비스의 타입에 따라 상기 서비스에 기인한 데이터를 상기 제1 PDN 커넥션 및 상기 제2 PDN 커넥션 중 어느 것으로 전송할지 결정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 기존에 수립된 제1 PDN 커넥션을 유지하지 않는 것으로 결정되는 경우, 상기 제1 PDN 커넥션에 대한 비활성화/연결 해제 요청 메시지를 상기 네트워크 엔티티로 전송하는 단계와; 또는
    상기 기존에 수립된 제1 PDN 커넥션을 유지하는 것으로 결정되는 경우, 상기 제1 PDN 커넥션에 대한 비활성화/연결 해제 요청 메시지를 상기 네트워크 엔티티로 전송하는 하지 않는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제1 PDN 커넥션에 대한 비활성화/연결 해제 요청 메시지가 전송되지 않는 경우, 상기 네트워크 엔티티는 상기 제1 PDN 커넥션을 부-최적(sub-optimal) PDN 커넥션이라고 마킹하는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 인디케이션은 핸드오버 과정 중에 수신되거나 핸드오버 과정 이후에 수신되는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 네트워크 엔티티는 MME(Mobility Management Entity)이고, 상기 게이트웨이는 PDN 게이트웨이(P-GW)인 것을 특징으로 하는 방법.
  8. CSIPTO(Co-ordinated Selected IP Traffic Offload)에 기인하여 복수의 PDN(Packet Data Network) 커넥션을 수립하는 사용자 장치로서,
    제어 평면을 담당하는 네트워크 엔티티로부터 CSIPTO에 기인한 게이트웨이의 재배정에 대한 인디케이션을 수신하는 송수신부와; 그리고
    상기 인디케이션에 기초하여 기존에 수립된 제1 PDN 커넥션을 유지할지를 결정하고, 상기 인디케이션에 기초하여 새로운 제2 PDN 커넥션을 수립하는 프로세서를 포함하고,
    상기 기존에 수립된 제1 PDN 커넥션을 유지하는 경우, 상기 프로세서는 상기 제1 PDN 커넥션 및 제2 PDN 커넥션 중 하나 이상에 대한 마킹을 수행할 수 있는 것을 특징으로 하는 사용자 장치.
  9. 제8항에 있어서, 상기 프로세서는
    상기 제1 PDN 커넥션을 부-최적 PDN 커넥션으로 마킹하고 상기 제2 PDN 커넥션을 최적 PDN 커넥션으로 마킹하는 것을 특징으로 사용자 장치.
  10. 제8항에 있어서, 상기 프로세서는
    수행 중인 서비스의 타입에 따라 상기 서비스에 기인한 데이터를 상기 제1 PDN 커넥션 및 상기 제2 PDN 커넥션 중 어느 것으로 전송할지 결정하는 것을 특징으로 하는 사용자 장치.
  11. 제8항에 있어서, 상기 프로세서는
    상기 기존에 수립된 제1 PDN 커넥션을 유지하지 않는 것으로 결정되는 경우, 상기 제1 PDN 커넥션에 대한 비활성화/연결 해제 요청 메시지를 상기 네트워크 엔티티로 전송하고, 또는
    상기 기존에 수립된 제1 PDN 커넥션을 유지하는 것으로 결정되는 경우, 상기 제1 PDN 커넥션에 대한 비활성화/연결 해제 요청 메시지를 상기 네트워크 엔티티로 전송하는 하지 않는 것을 특징으로 하는 사용자 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제1 PDN 커넥션에 대한 비활성화/연결 해제 요청 메시지가 전송되지 않는 경우, 상기 네트워크 엔티티는 상기 제1 PDN 커넥션을 부-최적(sub-optimal) PDN 커넥션이라고 마킹하는 것을 특징으로 하는 사용자 장치.
  13. 제8항에 있어서,
    상기 인디케이션은 핸드오버 과정 중에 수신되거나 핸드오버 과정 이후에 수신되는 것을 특징으로 하는 사용자 장치.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 네트워크 엔티티는 MME(Mobility Management Entity)이고, 상기 게이트웨이는 PDN 게이트웨이(P-GW)인 것을 특징으로 하는 사용자 장치.
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