WO2018009030A1 - 단말의 이동성을 기반으로 트래킹 영역을 변경하는 방법 및 장치 - Google Patents

단말의 이동성을 기반으로 트래킹 영역을 변경하는 방법 및 장치 Download PDF

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WO2018009030A1
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terminal
tracking area
mobility
amf
base station
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변대욱
쑤지안
김석중
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엘지전자 주식회사
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    • H04W92/045—Interfaces between hierarchically different network devices between access point and backbone network device

Definitions

  • the present invention relates to a wireless communication system, and more particularly, to a method and apparatus for supporting the AMF (Access and Mobility Function) to change the tracking area according to the mobility of the terminal.
  • AMF Access and Mobility Function
  • a 5G communication system or a pre-5G communication system is called a system after a 4G network (beyond 4G network) or after a long term evolution (LTE) system (post LTE).
  • the terminal When the terminal in the idle mode moves out of the tracking area, the terminal transmits a tracking area update (TAU) request message to the base station, and the base station transmits a mobility management object (Mobility).
  • the management entity sends a tracking area update request message to the MME, and the MME updates the tracking area of the terminal.
  • the S-GW Serving Gateway
  • P-GW Packet GateWay
  • the S-GW requests the MME to transmit a paging message.
  • the MME requests all base stations in the tracking area of the terminal to transmit a paging message. Base stations that are requested to transmit a paging message may wirelessly transmit a paging message to find a corresponding terminal.
  • the number of cells in the tracking area is fixed.
  • the number of cells in the tracking area may need to be changed according to the mobility of the terminal. For example, for a fast moving terminal, the number of cells in the tracking area needs to be increased to quickly find the terminal.
  • the number of cells in the tracking area needs to be reduced to reduce signaling for paging. Therefore, in order to efficiently track the terminal, a method of changing the tracking area according to the mobility of the terminal needs to be proposed.
  • a method for selectively changing a tracking area set by an access and mobility function (AMF) in a wireless communication system includes receiving a plurality of tracking area sets from a base station; Receiving information about a mobility of a terminal from the base station; And selecting one set of tracking areas corresponding to the received information about the mobility of the terminal.
  • AMF access and mobility function
  • the plurality of tracking area sets may be set by the base station based on the mobility of the terminal.
  • the information about the mobility of the terminal may be a speed of the terminal.
  • the tracking area set may be set as a small tracking area for a terminal having low mobility and a large tracking area for a terminal having high mobility. If the terminal is a terminal having low mobility, a tracking area set set to a small tracking area may be selected. If the terminal is a terminal having high mobility, a tracking area set set to a large tracking area may be selected.
  • the plurality of tracking area sets may be received from the base station when setting up an interface between the base station and the AMF.
  • Information about the mobility of the terminal may be received from the base station when the UE-associated connection between the base station and the AMF is established. Information about the mobility of the terminal may be received from the base station when the context of the terminal is released. Information about the mobility of the terminal may be received from the base station when the handover through the AMF is performed.
  • the method may further include receiving information about the changed mobility of the terminal from the base station.
  • the method may further include changing the selected tracking area set to any one tracking area set corresponding to the changed mobility of the terminal.
  • the method may further include resetting a tracking area set based on the received plurality of tracking area sets. Any one tracking area set corresponding to the received information about the mobility of the terminal may be selected from among the tracking area sets reset by the AMF.
  • a method of selectively changing a tracking area set by a base station in a wireless communication system includes establishing a plurality of tracking area sets; Determining the mobility of the terminal; Selecting one tracking area set corresponding to the determined mobility of the terminal; And transmitting the selected tracking area set to an access and mobility function (AMF).
  • AMF access and mobility function
  • the size of the tracking area may be selectively changed according to the mobility of the terminal.
  • FIG. 1 shows a structure of an LTE system.
  • FIG. 2 shows an air interface protocol of an LTE system for a control plane.
  • FIG 3 shows an air interface protocol of an LTE system for a user plane.
  • FIG. 5 illustrates a procedure of determining a tracking area set by the AMF according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 illustrates an example of a plurality of tracking area sets configured based on a mobility level of a terminal according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 illustrates a procedure of determining the tracking area set by the AMF according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 illustrates an example of a plurality of tracking area sets set based on a mobility level of a terminal according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 illustrates a procedure of determining a tracking area set by a base station according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a block diagram illustrating a method for selectively changing a tracking area set by an AMF according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a block diagram of a wireless communication system in which an embodiment of the present invention is implemented.
  • CDMA code division multiple access
  • FDMA frequency division multiple access
  • TDMA time division multiple access
  • OFDMA orthogonal frequency division multiple access
  • SC-FDMA single carrier frequency division multiple access
  • CDMA may be implemented with a radio technology such as universal terrestrial radio access (UTRA) or CDMA2000.
  • TDMA may be implemented with wireless technologies such as global system for mobile communications (GSM) / general packet radio service (GPRS) / enhanced data rates for GSM evolution (EDGE).
  • GSM global system for mobile communications
  • GPRS general packet radio service
  • EDGE enhanced data rates for GSM evolution
  • OFDMA may be implemented by wireless technologies such as Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) 802.11 (Wi-Fi), IEEE 802.16 (WiMAX), IEEE 802-20, evolved UTRA (E-UTRA), and the like.
  • IEEE 802.16m is an evolution of IEEE 802.16e and provides backward compatibility with systems based on IEEE 802.16e.
  • UTRA is part of a universal mobile telecommunications system (UMTS).
  • 3rd generation partnership project (3GPP) long term evolution (LTE) is part of evolved UMTS (E-UMTS) using evolved-UMTS terrestrial radio access (E-UTRA), which employs OFDMA in downlink and SC in uplink -FDMA is adopted.
  • LTE-A (advanced) is the evolution of 3GPP LTE.
  • 5G communication system is the evolution of LTE-A.
  • FIG. 1 shows a structure of an LTE system.
  • Communication networks are widely deployed to provide various communication services such as IMS and Voice over internet protocol (VoIP) over packet data.
  • VoIP Voice over internet protocol
  • an LTE system structure includes one or more UEs 10, an evolved-UMTS terrestrial radio access network (E-UTRAN), and an evolved packet core (EPC).
  • the terminal 10 is a communication device moved by a user.
  • the terminal 10 may be fixed or mobile and may be called by other terms such as a mobile station (MS), a user terminal (UT), a subscriber station (SS), and a wireless device.
  • MS mobile station
  • UT user terminal
  • SS subscriber station
  • wireless device a wireless device.
  • the E-UTRAN may include one or more evolved node-eB (eNB) 20, and a plurality of terminals may exist in one cell.
  • the eNB 20 provides an end point of a control plane and a user plane to the terminal.
  • the eNB 20 generally refers to a fixed station communicating with the terminal 10, and may be referred to in other terms such as a base station (BS), a base transceiver system (BTS), an access point, and the like.
  • BS base station
  • BTS base transceiver system
  • One eNB 20 may be arranged per cell. There may be one or more cells within the coverage of the eNB 20.
  • One cell may be configured to have one of bandwidths such as 1.25, 2.5, 5, 10, and 20 MHz to provide downlink (DL) or uplink (UL) transmission service to various terminals. In this case, different cells may be configured to provide different bandwidths.
  • DL means communication from the eNB 20 to the terminal 10
  • UL means communication from the terminal 10 to the eNB 20.
  • the transmitter may be part of the eNB 20 and the receiver may be part of the terminal 10.
  • the transmitter may be part of the terminal 10 and the receiver may be part of the eNB 20.
  • the EPC may include a mobility management entity (MME) that serves as a control plane, and a system architecture evolution (SAE) gateway (S-GW) that serves as a user plane.
  • MME mobility management entity
  • SAE system architecture evolution gateway
  • S-GW gateway
  • the MME / S-GW 30 may be located at the end of the network and is connected to an external network.
  • the MME has information about the access information of the terminal or the capability of the terminal, and this information may be mainly used for mobility management of the terminal.
  • S-GW is a gateway having an E-UTRAN as an endpoint.
  • the MME / S-GW 30 provides the terminal 10 with the endpoint of the session and the mobility management function.
  • the EPC may further include a packet data network (PDN) -gateway (GW).
  • PDN-GW is a gateway with PDN as an endpoint.
  • the MME includes non-access stratum (NAS) signaling to the eNB 20, NAS signaling security, access stratum (AS) security control, inter CN (node network) signaling for mobility between 3GPP access networks, idle mode terminal reachability ( Control and execution of paging retransmission), tracking area list management (for terminals in idle mode and active mode), P-GW and S-GW selection, MME selection for handover with MME change, 2G or 3G 3GPP access Bearer management, including roaming, authentication, and dedicated bearer settings, SGSN (serving GPRS support node) for handover to the network, public warning system (ETWS) and commercial mobile alarm system (PWS) It provides various functions such as CMAS) and message transmission support.
  • NAS non-access stratum
  • AS access stratum
  • inter CN node network
  • MME selection for handover with MME change
  • 2G or 3G 3GPP access Bearer management including roaming, authentication, and dedicated bearer settings
  • SGSN serving GPRS support no
  • S-GW hosts can be based on per-user packet filtering (eg, through deep packet inspection), legal blocking, terminal IP (Internet protocol) address assignment, transport level packing marking in DL, UL / DL service level charging, gating and It provides various functions of class enforcement, DL class enforcement based on APN-AMBR.
  • MME / S-GW 30 is simply represented as a "gateway", which may include both MME and S-GW.
  • An interface for user traffic transmission or control traffic transmission may be used.
  • the terminal 10 and the eNB 20 may be connected by the Uu interface.
  • the eNBs 20 may be interconnected by an X2 interface. Neighboring eNBs 20 may have a mesh network structure by the X2 interface.
  • the eNBs 20 may be connected with the EPC by the S1 interface.
  • the eNBs 20 may be connected to the EPC by the S1-MME interface and may be connected to the S-GW by the S1-U interface.
  • the S1 interface supports a many-to-many-relation between eNB 20 and MME / S-GW 30.
  • the eNB 20 may select for the gateway 30, routing to the gateway 30 during radio resource control (RRC) activation, scheduling and transmission of paging messages, scheduling channel information (BCH), and the like.
  • RRC radio resource control
  • BCH scheduling channel information
  • the gateway 30 may perform paging initiation, LTE idle state management, user plane encryption, SAE bearer control, and encryption and integrity protection functions of NAS signaling in the EPC.
  • FIG. 2 shows an air interface protocol of an LTE system for a control plane.
  • 3 shows an air interface protocol of an LTE system for a user plane.
  • the layer of the air interface protocol between the UE and the E-UTRAN is based on the lower three layers of the open system interconnection (OSI) model, which is well known in communication systems, and includes L1 (first layer), L2 (second layer), and L3 (third layer). Hierarchical).
  • the air interface protocol between the UE and the E-UTRAN may be horizontally divided into a physical layer, a data link layer, and a network layer, and vertically a protocol stack for transmitting control signals.
  • Layers of the radio interface protocol may exist in pairs in the UE and the E-UTRAN, which may be responsible for data transmission of the Uu interface.
  • the physical layer belongs to L1.
  • the physical layer provides an information transmission service to a higher layer through a physical channel.
  • the physical layer is connected to a higher layer of a media access control (MAC) layer through a transport channel.
  • Physical channels are mapped to transport channels.
  • Data may be transmitted between the MAC layer and the physical layer through a transport channel.
  • Data between different physical layers, that is, between the physical layer of the transmitter and the physical layer of the receiver may be transmitted using radio resources through a physical channel.
  • the physical layer may be modulated using an orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) scheme, and utilizes time and frequency as radio resources.
  • OFDM orthogonal frequency division multiplexing
  • the physical layer uses several physical control channels.
  • a physical downlink control channel (PDCCH) reports resource allocation of a paging channel (PCH) and a downlink shared channel (DL-SCH), and hybrid automatic repeat request (HARQ) information related to the DL-SCH to the UE.
  • the PDCCH may carry an uplink grant to report to the UE regarding resource allocation of uplink transmission.
  • the physical control format indicator channel (PCFICH) informs the UE of the number of OFDM symbols used for the PDCCH and is transmitted every subframe.
  • a physical hybrid ARQ indicator channel (PHICH) carries a HARQ ACK (non-acknowledgement) / NACK (non-acknowledgement) signal for UL-SCH transmission.
  • a physical uplink control channel (PUCCH) carries UL control information such as HARQ ACK / NACK, a scheduling request, and a CQI for downlink transmission.
  • the physical uplink shared channel (PUSCH) carries an uplink shared channel (UL-SCH).
  • the physical channel includes a plurality of subframes in the time domain and a plurality of subcarriers in the frequency domain.
  • One subframe consists of a plurality of symbols in the time domain.
  • One subframe consists of a plurality of resource blocks (RBs).
  • One resource block is composed of a plurality of symbols and a plurality of subcarriers.
  • each subframe may use specific subcarriers of specific symbols of the corresponding subframe for the PDCCH.
  • the first symbol of the subframe may be used for the PDCCH.
  • the PDCCH may carry dynamically allocated resources, such as a physical resource block (PRB) and modulation and coding schemes (MCS).
  • a transmission time interval (TTI) which is a unit time at which data is transmitted, may be equal to the length of one subframe.
  • One subframe may have a length of 1 ms.
  • a DL transport channel for transmitting data from a network to a UE includes a broadcast channel (BCH) for transmitting system information, a paging channel (PCH) for transmitting a paging message, and a DL-SCH for transmitting user traffic or control signals. And the like.
  • BCH broadcast channel
  • PCH paging channel
  • DL-SCH supports dynamic link adaptation and dynamic / semi-static resource allocation by varying HARQ, modulation, coding and transmit power.
  • the DL-SCH may enable the use of broadcast and beamforming throughout the cell.
  • System information carries one or more system information blocks. All system information blocks can be transmitted in the same period. Traffic or control signals of a multimedia broadcast / multicast service (MBMS) are transmitted through a multicast channel (MCH).
  • MCH multicast channel
  • the UL transport channel for transmitting data from the terminal to the network includes a random access channel (RAC) for transmitting an initial control message, a UL-SCH for transmitting user traffic or a control signal, and the like.
  • the UL-SCH can support dynamic link adaptation due to HARQ and transmit power and potential changes in modulation and coding.
  • the UL-SCH may enable the use of beamforming.
  • RACH is generally used for initial connection to a cell.
  • the MAC layer belonging to L2 provides a service to a radio link control (RLC) layer, which is a higher layer, through a logical channel.
  • RLC radio link control
  • the MAC layer provides a mapping function from a plurality of logical channels to a plurality of transport channels.
  • the MAC layer also provides a logical channel multiplexing function by mapping from multiple logical channels to a single transport channel.
  • the MAC sublayer provides data transfer services on logical channels.
  • the logical channel may be divided into a control channel for information transmission in the control plane and a traffic channel for information transmission in the user plane according to the type of information to be transmitted. That is, a set of logical channel types is defined for other data transfer services provided by the MAC layer.
  • the logical channel is located above the transport channel and mapped to the transport channel.
  • the control channel is used only for conveying information in the control plane.
  • the control channel provided by the MAC layer includes a broadcast control channel (BCCH), a paging control channel (PCCH), a common control channel (CCCH), a multicast control channel (MCCH), and a dedicated control channel (DCCH).
  • BCCH is a downlink channel for broadcasting system control information.
  • PCCH is a downlink channel used for transmitting paging information and paging a terminal whose cell-level location is not known to the network.
  • CCCH is used by the terminal when there is no RRC connection with the network.
  • MCCH is a one-to-many downlink channel used to transmit MBMS control information from the network to the terminal.
  • DCCH is a one-to-one bidirectional channel used by the terminal for transmitting dedicated control information between the terminal and the network in an RRC connection state.
  • the traffic channel is used only for conveying information in the user plane.
  • the traffic channel provided by the MAC layer includes a dedicated traffic channel (DTCH) and a multicast traffic channel (MTCH).
  • DTCH is used for transmission of user information of one UE in a one-to-one channel and may exist in both uplink and downlink.
  • MTCH is a one-to-many downlink channel for transmitting traffic data from the network to the terminal.
  • the uplink connection between the logical channel and the transport channel includes a DCCH that can be mapped to the UL-SCH, a DTCH that can be mapped to the UL-SCH, and a CCCH that can be mapped to the UL-SCH.
  • the downlink connection between the logical channel and the transport channel is a BCCH that can be mapped to a BCH or DL-SCH, a PCCH that can be mapped to a PCH, a DCCH that can be mapped to a DL-SCH, a DTCH that can be mapped to a DL-SCH, MCCH that can be mapped to MCH and MTCH that can be mapped to MCH.
  • the RLC layer belongs to L2.
  • the function of the RLC layer includes adjusting the size of the data by segmentation / concatenation of the data received from the upper layer in the radio section such that the lower layer is suitable for transmitting data.
  • the RLC layer is divided into three modes: transparent mode (TM), unacknowledged mode (UM) and acknowledged mode (AM). Provides three modes of operation.
  • TM transparent mode
  • UM unacknowledged mode
  • AM acknowledged mode
  • AM RLC provides retransmission through automatic repeat request (ARQ) for reliable data transmission.
  • ARQ automatic repeat request
  • the function of the RLC layer may be implemented as a functional block inside the MAC layer, in which case the RLC layer may not exist.
  • the packet data convergence protocol (PDCP) layer belongs to L2.
  • the PDCP layer introduces an IP packet, such as IPv4 or IPv6, over a relatively low bandwidth air interface to provide header compression that reduces unnecessary control information so that the transmitted data is transmitted efficiently. Header compression improves transmission efficiency in the wireless section by transmitting only the information necessary for the header of the data.
  • the PDCP layer provides security. Security functions include encryption to prevent third party inspection and integrity protection to prevent third party data manipulation.
  • the radio resource control (RRC) layer belongs to L3.
  • the RRC layer at the bottom of L3 is defined only in the control plane.
  • the RRC layer serves to control radio resources between the terminal and the network.
  • the UE and the network exchange RRC messages through the RRC layer.
  • the RRC layer is responsible for the control of logical channels, transport channels and physical channels in connection with the configuration, re-configuration and release of RBs.
  • RB is a logical path provided by L1 and L2 for data transmission between the terminal and the network. That is, RB means a service provided by L2 for data transmission between the UE and the E-UTRAN. Setting up an RB means defining the characteristics of the radio protocol layer and channel to provide a particular service, and determining each specific parameter and method of operation.
  • RBs may be classified into two types: signaling RBs (SRBs) and data RBs (DRBs).
  • SRBs signaling RBs
  • DRBs data RBs
  • the non-access stratum (NAS) layer located above the RRC layer performs functions such as session management and mobility management.
  • the RLC and MAC layers may perform functions such as scheduling, ARQ and HARQ.
  • the RRC layer (ended at the eNB at the network side) may perform functions such as broadcast, paging, RRC connection management, RB control, mobility function, and UE measurement report / control.
  • the NAS control protocol (terminated at the gateway's MME at the network side) may perform functions such as SAE bearer management, authentication, LTE_IDLE mobility handling, paging initiation at LTE_IDLE, and security control for signaling between the terminal and the gateway.
  • the RLC and MAC layer may perform the same function as the function in the control plane.
  • the PDCP layer may perform user plane functions such as header compression, integrity protection and encryption.
  • the RRC state indicates whether the RRC layer of the UE is logically connected with the RRC layer of the E-UTRAN.
  • the RRC state may be divided into two types, such as an RRC connected state (RRC_CONNECTED) and an RRC idle state (RRC_IDLE).
  • RRC_CONNECTED RRC connected state
  • RRC_IDLE RRC idle state
  • the E-UTRAN cannot grasp the terminal of the RRC_IDLE, and manages the terminal in units of a tracking area in which a core network (CN) is larger than a cell. That is, the terminal of the RRC_IDLE is only identified as a unit of a larger area, and in order to receive a normal mobile communication service such as voice or data communication, the terminal must transition to RRC_CONNECTED.
  • CN core network
  • the terminal may receive a broadcast of system information and paging information.
  • the terminal may be assigned an identification (ID) that uniquely designates the terminal in the tracking area, and perform public land mobile network (PLMN) selection and cell reselection.
  • ID an identification
  • PLMN public land mobile network
  • the UE may have an E-UTRAN RRC connection and an RRC context in the E-UTRAN to transmit data to the eNB and / or receive data from the eNB.
  • the terminal may report channel quality information and feedback information to the eNB.
  • the E-UTRAN may know the cell to which the UE belongs. Therefore, the network may transmit data to the terminal and / or receive data from the terminal, and the network may inter-RAT with a GSM EDGE radio access network (GERAN) through mobility of the terminal (handover and network assisted cell change (NACC)). radio access technology (cell change indication), and the network may perform cell measurement for a neighboring cell.
  • GSM EDGE radio access network GERAN
  • NACC network assisted cell change
  • the UE designates a paging DRX cycle.
  • the UE monitors a paging signal at a specific paging occasion for each UE specific paging DRX cycle.
  • Paging opportunity is the time interval during which the paging signal is transmitted.
  • the terminal has its own paging opportunity.
  • the paging message is sent across all cells belonging to the same tracking area. If the terminal moves from one tracking area to another tracking area, the terminal sends a tracking area update (TAU) message to the network to update the location.
  • TAU tracking area update
  • the terminal When the user first turns on the power of the terminal, the terminal first searches for an appropriate cell and then stays in RRC_IDLE in that cell. When it is necessary to establish an RRC connection, the terminal staying in the RRC_IDLE may make an RRC connection with the RRC of the E-UTRAN through the RRC connection procedure and may transition to the RRC_CONNECTED. The UE staying in RRC_IDLE needs to establish an RRC connection with the E-UTRAN when uplink data transmission is necessary due to a user's call attempt or when a paging message is received from the E-UTRAN and a response message is required. Can be.
  • EMM-REGISTERED EPS Mobility Management-REGISTERED
  • EMM-DEREGISTERED EMM-DEREGISTERED
  • the initial terminal is in the EMM-DEREGISTERED state, and the terminal performs a process of registering with the corresponding network through an initial attach procedure to access the network. If the attach procedure is successfully performed, the UE and the MME are in the EMM-REGISTERED state.
  • an EPS Connection Management (ECM) -IDLE state In order to manage a signaling connection between the UE and the EPC, two states are defined, an EPS Connection Management (ECM) -IDLE state and an ECM-CONNECTED state, and these two states are applied to the UE and the MME.
  • ECM EPS Connection Management
  • ECM-IDLE state When the UE in the ECM-IDLE state establishes an RRC connection with the E-UTRAN, the UE is in the ECM-CONNECTED state.
  • the MME in the ECM-IDLE state becomes the ECM-CONNECTED state when it establishes an S1 connection with the E-UTRAN.
  • the E-UTRAN does not have the context information of the terminal.
  • the UE in the ECM-IDLE state performs a terminal-based mobility related procedure such as cell selection or cell reselection without receiving a command from the network.
  • a terminal-based mobility related procedure such as cell selection or cell reselection without receiving a command from the network.
  • the terminal when the terminal is in the ECM-CONNECTED state, the mobility of the terminal is managed by the command of the network.
  • the terminal In the ECM-IDLE state, if the position of the terminal is different from the position known by the network, the terminal informs the network of the corresponding position of the terminal through a tracking area update procedure.
  • EPC Evolved Packet Core
  • MME mobility management entity
  • S-GW serving gateway
  • P-GW packet data network gateway
  • 5G core network or NextGen core network
  • functions, reference points, protocols, etc. are defined for each network function (NF). That is, 5G core network does not define functions, reference points, protocols, etc. for each entity.
  • the 5G system structure includes one or more UEs 10, a Next Generation-Radio Access Network (NG-RAN), and a Next Generation Core (NGC).
  • NG-RAN Next Generation-Radio Access Network
  • NNC Next Generation Core
  • the NG-RAN may include one or more gNBs 40, and a plurality of terminals may exist in one cell.
  • the gNB 40 provides the terminal with the control plane and the end point of the user plane.
  • the gNB 40 generally refers to a fixed station communicating with the terminal 10 and may be referred to as other terms such as a base station (BS), a base transceiver system (BTS), an access point, and the like.
  • BS base station
  • BTS base transceiver system
  • One gNB 40 may be arranged per cell. There may be one or more cells within coverage of the gNB 40.
  • the NGC may include an Access and Mobility Function (AMF) and a Session Management Function (SMF) that are responsible for the functions of the control plane.
  • AMF Access and Mobility Function
  • SMF Session Management Function
  • the AMF may be responsible for the mobility management function
  • the SMF may be responsible for the session management function.
  • the NGC may include a user plane function (UPF) that is responsible for the function of the user plane.
  • UPF user plane function
  • Terminal 10 and gNB 40 may be connected by an NG3 interface.
  • the gNBs 40 may be interconnected by Xn interface.
  • Neighboring gNBs 40 may have a mesh network structure with an Xn interface.
  • the gNBs 40 may be connected to the NGC by the NG interface.
  • the gNBs 40 may be connected to the AMF by the NG-C interface and may be connected to the UPF by the NG-U interface.
  • the NG interface supports a many-to-many-relation between gNB 40 and MME / UPF 50.
  • the gNB host may determine functions for radio resource management, IP header compression and encryption of user data stream, and routing to AMF from information provided by the terminal. Selection of an AMF at UE attachment when no routing to an AMF can be determined from the information provided by the UE, Routing of User Plane data to one or more UPFs towards UPF (s)), Scheduling and transmission of paging messages (originated from the AMF), transmission and scheduling of system broadcast information (derived from AMF or O & M) Scheduling and transmission of system broadcast information (originated from the AMF or O & M), or setting up and measuring measurement reports for scheduling and mobility (Me It can perform functions such as asurement and measurement reporting configuration for mobility and scheduling.
  • Access and Mobility Function (AMF) hosts can be used for NAS signaling termination, NAS signaling security, AS Security control, and inter CN node signaling for mobility between 3GPP access networks.
  • node signaling for mobility between 3GPP access networks IDLE mode UE reachability (including control and execution of paging retransmission), UE in ACTIVE mode and IDLE mode Tracking Area list management (for UE in idle and active mode), AMF selection for handovers with AMF change, Access Authentication, Or perform key functions such as access authorization including check of roaming rights.
  • a user plane function (UPF) host is an anchor point for Intra- / Inter-RAT mobility (when applicable), an external PDU session point for the interconnection to the data network (if applicable).
  • (External PDU session point of interconnect to Data Network) Packet routing & forwarding, Packet inspection and User plane part of Policy rule enforcement, Traffic usage reporting ( Traffic usage reporting, Uplink classifier to support routing traffic flows to a data network, Branching point to support multi- homed PDU session, QoS handling for the user plane, e.g.
  • packet filtering gating, QoS handling for user plane, eg packet filtering, gating, UL / DL rate enforcement, uplink traffic verification (SDF to QoS flow mapping), transport level packet marking in downlink and uplink It can perform main functions such as packet marking in the uplink and downlink, or downlink packet buffering and downlink data notification triggering.
  • QoS handling for user plane eg packet filtering, gating, UL / DL rate enforcement, uplink traffic verification (SDF to QoS flow mapping), transport level packet marking in downlink and uplink
  • SDF to QoS flow mapping uplink traffic verification
  • transport level packet marking in downlink and uplink It can perform main functions such as packet marking in the uplink and downlink, or downlink packet buffering and downlink data notification triggering.
  • the Session Management Function (SMF) host is responsible for session management, UE IP address allocation and management, selection and control of UP functions, and traffic to the appropriate destinations.
  • Configure traffic steering at UPF to route traffic to proper destination, control part of policy enforcement and QoS, or downlink data notification Can perform key functions such as
  • the number of cells in the tracking area is fixed in consideration of the signaling and processing load for transmitting paging on the MME.
  • the number of cells in the tracking area may need to be changed according to the mobility of the terminal. For example, for a fast moving terminal, the number of cells in the tracking area needs to be increased to quickly find the terminal.
  • the number of cells in the tracking area needs to be reduced to reduce signaling for paging. Therefore, in order to efficiently track the terminal, a method of changing the tracking area according to the mobility of the terminal needs to be proposed.
  • FIG. 5 illustrates a procedure of determining a tracking area set by the AMF according to an embodiment of the present invention.
  • the base station may provide a plurality of tracking area sets to the AMF. All AMFs belonging to the same operator can support multiple sets of tracking areas.
  • the plurality of tracking area sets may also be referred to as a list of tracking areas.
  • the plurality of tracking area sets may be provided to the AMF to allow the AMF to determine the size of the tracking area for the terminal.
  • the size of the tracking area may be the number of base stations in the tracking area or the number of cells in the tracking area.
  • the plurality of tracking area sets may be established by the base station based on the mobility level of the terminal.
  • the plurality of tracking area sets may be provided to the AMF when an interface between the base station and the AMF is set up.
  • Each tracking area set included in the plurality of tracking area sets may have a different tracking area size according to the mobility level of the terminal.
  • a plurality of tracking area sets will be described in detail with reference to FIG. 6.
  • FIG. 6 illustrates an example of a plurality of tracking area sets configured based on a mobility level of a terminal according to an embodiment of the present invention.
  • the base station may set a plurality of tracking area sets based on the mobility level of the terminal.
  • the plurality of tracking area sets may include a first tracking area set, a second tracking area set, and a third tracking area set. It is merely an example that the plurality of tracking area sets consist of three tracking areas, and in the present invention, the plurality of tracking area sets may include two or more tracking area sets. Each of the first tracking area set to the third tracking area set may have different tracking areas according to the mobility level of the terminal.
  • the base station may set a first tracking area set for a terminal having low mobility.
  • the first tracking area set may be set in one cell unit to efficiently track a terminal having low mobility.
  • the first tracking area set may include TA (Tracking Area) 1 to TA7.
  • the first tracking area set may have the tracking area of the smallest size.
  • the base station may set a second tracking area set for a terminal having intermediate mobility.
  • the second tracking area set may be set in units of a plurality of cells in order to efficiently track a terminal having intermediate mobility.
  • the second tracking area set may include TA1 and TA2.
  • the second tracking area set may have a tracking area of a medium size.
  • the base station may set a third tracking area set for a terminal having high mobility.
  • the third tracking area set may be set in units of base stations in order to efficiently track a terminal having high mobility.
  • the third tracking area set may include TA1.
  • the base station may provide the AMF with the first tracking area set, the second tracking area set, and the third tracking area set set based on the mobility level of the terminal.
  • the first tracking area set, the second tracking area set, and the third tracking area set provided to the AMF may be used by the AMF to determine the size of the tracking area for the terminal.
  • the base station may provide the AMF with information about the mobility level of the terminal.
  • the information about the mobility level of the terminal may be speed information of the terminal.
  • the information about the mobility level of the terminal may be an index generated based on the speed of the terminal. If the index for the terminal speed is predefined between the AMF and the base station, the base station may inform the AMF of the mobility level of the terminal by providing a specific index to the AMF.
  • Information on the mobility level of the terminal may be provided to the AMF upon establishment of a UE associated connection between the base station and the AMF.
  • Information about the mobility level of the terminal may be provided to the AMF upon release of the UE context.
  • Information on the mobility level of the terminal may be provided to the AMF at handover between base stations.
  • Information about the mobility level of the terminal may be provided to the AMF at the time of handover through the AMF.
  • Information about the mobility level of the terminal may be provided to the AMF in a new procedure related to the terminal between the AMF and the base station.
  • the AMF may determine a set of related tracking area for the terminal. For example, when the AMF receives information about the first terminal having low mobility from the base station, the AMF may determine the tracking area for the first terminal as the first tracking area set of FIG. 6 (a). For example, when the AMF receives information about the second terminal having intermediate mobility from the base station, the AMF may determine the tracking area for the second terminal as the second tracking area set of FIG. 6 (b). For example, when the AMF receives information about the third terminal having high mobility from the base station, the AMF may determine the tracking area for the third terminal as the third tracking area set of FIG. 6 (c).
  • the AMF may support a plurality of tracking area sets, and the AMF may selectively change the size of the tracking area according to the mobility level of the terminal. Therefore, compared with the conventional technology in which the size of the tracking area is fixed, the AMF can selectively apply the size of the tracking area for each terminal and can efficiently track the terminal.
  • FIG. 7 illustrates a procedure of determining the tracking area set by the AMF according to an embodiment of the present invention.
  • the AMF may receive a plurality of tracking area sets from a plurality of base stations.
  • the plurality of base stations are the first base station to the third base station.
  • the plurality of tracking area sets may be provided to the AMF to allow the AMF to determine the size of the tracking area for the terminal.
  • the size of the tracking area may be the number of base stations in the tracking area or the number of cells in the tracking area.
  • the plurality of tracking area sets may be respectively constructed by the first base station to the third base station based on the mobility level of the terminal.
  • the plurality of tracking area sets may be provided to the AMF when an interface between the base station and the AMF is set up.
  • Each tracking area set included in the plurality of tracking area sets may have a different tracking area size according to the mobility level of the terminal.
  • FIG. 8 illustrates an example of a plurality of tracking area sets set based on a mobility level of a terminal according to an embodiment of the present invention.
  • the first to third base stations may set a plurality of tracking area sets based on the mobility level of the terminal.
  • the plurality of tracking area sets may have different tracking area sizes according to the mobility level of the terminal.
  • the first to third base stations may set a tracking area in units of cells for a terminal having low mobility.
  • the first base station to the third base station may provide to the AMF that three tracking areas may be set in the base station for the terminal having low mobility.
  • the first to third base stations may set a tracking area in units of base stations for a terminal having intermediate mobility.
  • the first to third base stations may provide to the AMF that one tracking area may be set in the base station for the terminal having intermediate mobility.
  • the first to third base stations may set a tracking area in units of base stations for a terminal having high mobility.
  • the first base station to the third base station may provide to the AMF that one tracking area may be set in the base station for the terminal having high mobility. That is, in the embodiment of FIG. 8, the first base station to the third base station may provide the AMF that one tracking area may be set in the base station for the terminal having intermediate mobility and the terminal having high mobility.
  • the AMF may reset the tracking area set by using the plurality of tracking area sets received from the plurality of base stations.
  • the AMF may set a tracking area set including nine tracking areas (for example, TA1 to TA9) for a terminal having low mobility.
  • the AMF may set a tracking area set consisting of three tracking areas (for example, TA1 to TA3) for a terminal having intermediate mobility.
  • the AMF may set a tracking area set consisting of one tracking area (for example, TA1) for a terminal having high mobility. That is, although the first base station to the third base station provided the AMF with the same tracking area set for the terminal having the intermediate and high mobility in step S710, the AMF in step S720 based on the mobility of the terminal based on the mobility of the terminal The branch may have a different tracking area set for the terminal and the terminal with high mobility.
  • the AMF may set a tracking area set consisting of three tracking areas for a terminal having intermediate mobility, and set a tracking area set consisting of one tracking area for a terminal having high mobility.
  • the first base station may provide the AMF with information about the mobility level of the first terminal belonging to the first base station. It is assumed that the first terminal is a terminal having high mobility.
  • the third base station may provide the AMF with information about the mobility level of the third terminal belonging to the third base station. It is assumed that the third terminal is a terminal having intermediate mobility.
  • the information about the mobility level of the terminal may be speed information of the terminal.
  • the information about the mobility level of the terminal may be an index generated based on the speed of the terminal.
  • Information on the mobility level of the terminal may be provided to the AMF upon establishment of a UE associated connection between the base station and the AMF.
  • Information about the mobility level of the terminal may be provided to the AMF upon release of the UE context.
  • Information on the mobility level of the terminal may be provided to the AMF at handover between base stations.
  • Information about the mobility level of the terminal may be provided to the AMF at the time of handover through the AMF.
  • Information about the mobility level of the terminal may be provided to the AMF in a new procedure related to the terminal between the AMF and the base station.
  • the AMF may determine the tracking area set for the terminal among the plurality of tracking area sets reset in step S720. For example, the AMF may determine the tracking area for the first terminal as the tracking area set of FIG. 8 (c). For example, the AMF may determine the tracking area for the third terminal as the tracking area set of FIG. 8 (b).
  • the AMF may reset the plurality of new tracking area sets based on the plurality of tracking area sets received from the plurality of base stations. Furthermore, according to the mobility level of the terminal, the AMF may selectively change the tracking area set for the terminal among the reset plurality of tracking area sets. Therefore, compared with the prior art in which the size of the tracking area is fixed, the AMF can efficiently track the terminal.
  • FIG. 9 illustrates a procedure of determining a tracking area set by a base station according to an embodiment of the present invention.
  • the base station may set a plurality of tracking area sets.
  • the plurality of tracking area sets may be established by the base station based on the mobility level of the terminal.
  • Each tracking area set included in the plurality of tracking area sets may have different sizes of tracking areas according to the mobility level of the terminal.
  • the size of the tracking area may be the number of cells in the tracking area.
  • the plurality of tracking area sets may be configured as a first tracking area set, a second tracking area set, and a third tracking area set as shown in FIG. 6.
  • the base station may determine the mobility level of the terminal.
  • the mobility level of the terminal may be the speed of the terminal.
  • the base station may select a tracking area set corresponding to the determined mobility level of the terminal. For example, if the determined mobility level of the terminal corresponds to low mobility, the base station may select the first tracking area set of FIG. 6 (a). For example, if the determined mobility level of the terminal corresponds to intermediate mobility, the base station may select the second tracking area set of FIG. 6 (b). For example, if the determined mobility level of the terminal corresponds to high mobility, the base station may select the third tracking region set of FIG. 6 (c).
  • the base station may provide the selected tracking area set to the AMF.
  • the selected tracking area set may be provided to the AMF upon establishment of a UE associated connection between the base station and the AMF.
  • the selected tracking area set may be provided to the AMF upon release of the UE context.
  • the selected tracking area set may be provided to the AMF upon handover between base stations.
  • the selected tracking area set may be provided to the AMF upon handover through the AMF.
  • the selected tracking area set may be provided to the AMF in a new procedure related to the terminal between the AMF and the base station.
  • the AMF may support a plurality of tracking area sets, and the base station may selectively change the size of the tracking area according to the mobility level of the terminal. Therefore, compared with the prior art in which the size of the tracking area is fixed, the AMF can efficiently track the terminal.
  • FIG. 10 is a block diagram illustrating a method for selectively changing a tracking area set by an AMF according to an embodiment of the present invention.
  • the AMF may receive a plurality of tracking area sets from a base station.
  • the plurality of tracking area sets may be set by the base station based on the mobility of the terminal.
  • the information about the mobility of the terminal may be a speed of the terminal.
  • the tracking area set may be set as a small tracking area for a terminal having low mobility and a large tracking area for a terminal having high mobility.
  • the plurality of tracking area sets may be received from the base station when setting up an interface between the base station and the AMF.
  • the AMF may receive information about the mobility of the terminal from the base station.
  • Information about the mobility of the terminal may be received from the base station when the UE-associated connection between the base station and the AMF is established.
  • Information about the mobility of the terminal may be received from the base station when the context of the terminal is released.
  • Information about the mobility of the terminal may be received from the base station when the handover through the AMF is performed.
  • the AMF may select one set of tracking areas corresponding to the received information about the mobility of the terminal. If the terminal is a terminal having low mobility, a tracking area set set to a small tracking area may be selected. If the terminal is a terminal having high mobility, a tracking area set set to a large tracking area may be selected.
  • the AMF may receive information about the changed mobility of the terminal from the base station. Then, the AMF may change the selected tracking area set to any one tracking area set corresponding to the changed mobility of the terminal.
  • the AMF may reset the tracking area set based on the received plurality of tracking area sets.
  • any one tracking area set corresponding to the received information about the mobility of the terminal may be selected from among the tracking area set reset by the AMF.
  • FIG. 11 is a block diagram of a wireless communication system in which an embodiment of the present invention is implemented.
  • the terminal 1100 includes a processor 1101, a memory 1102, and a transceiver 1103.
  • the memory 1102 is connected to the processor 1101 and stores various information for driving the processor 1101.
  • the transceiver 1103 is connected to the processor 1101 and transmits and / or receives a radio signal.
  • the processor 1101 implements the proposed functions, processes and / or methods. In the above-described embodiment, the operation of the terminal may be implemented by the processor 1101.
  • the base station 1110 includes a processor 1111, a memory 1112, and a transceiver 1113.
  • the memory 1112 is connected to the processor 1111 and stores various information for driving the processor 1111.
  • the transceiver 1113 is connected to the processor 1111 to transmit and / or receive a radio signal.
  • Processor 1111 implements the proposed functions, processes, and / or methods. In the above-described embodiment, the operation of the base station may be implemented by the processor 1111.
  • the MME / AMF 1120 includes a processor 1121, a memory 1122, and a transceiver 1123.
  • the memory 1122 is connected to the processor 1121 and stores various information for driving the processor 1121.
  • the transceiver 1123 is connected to the processor 1121 and transmits and / or receives a radio signal.
  • Processor 1121 implements the proposed functions, processes, and / or methods. In the above-described embodiment, the operation of the MME / AMF may be implemented by the processor 1121.
  • the processor may include application-specific integrated circuits (ASICs), other chipsets, logic circuits, and / or data processing devices.
  • the memory may include read-only memory (ROM), random access memory (RAM), flash memory, memory card, storage medium and / or other storage device.
  • the transceiver may include baseband circuitry for processing wireless signals.
  • the above technique may be implemented as a module (process, function, etc.) for performing the above-described function.
  • the module may be stored in memory and executed by a processor.
  • the memory may be internal or external to the processor and may be coupled to the processor by various well known means.

Abstract

무선 통신 시스템에서 AMF(Access and Mobility Function)가 트래킹 영역 집합(tracking area set)을 선택적으로 변경하는 방법 및 이를 지원하는 장치가 제공된다. 상기 방법은, 복수의 트래킹 영역 집합을 기지국으로부터 수신하는 단계; 단말의 이동성에 대한 정보를 상기 기지국으로부터 수신하는 단계; 및 상기 수신된 단말의 이동성에 대한 정보에 대응하는 어느 하나의 트래킹 영역 집합을 선택하는 단계;를 포함할 수 있다.

Description

단말의 이동성을 기반으로 트래킹 영역을 변경하는 방법 및 장치
본 발명은 무선 통신 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 AMF(Access and Mobility Function)가 단말의 이동성에 따라 트래킹 영역을 변경하는 방법 및 이를 지원하는 장치에 관한 것이다.
4G(4th-Generation) 통신 시스템 상용화 이후 증가 추세에 있는 무선 데이터 트래픽 수요를 충족시키기 위해, 개선된 5G(5th-Generation) 통신 시스템 또는 pre-5G 통신 시스템을 개발하기 위한 노력이 이루어지고 있다. 이러한 이유로, 5G 통신 시스템 또는 pre-5G 통신 시스템은 4G 네트워크 이후 (beyond 4G network) 통신 시스템 또는 LTE(long term evolution) 시스템 이후(post LTE) 이후의 시스템이라 불리고 있다.
아이들 모드(Idle Mode)의 단말이 이동하여 트래킹 영역(Tracking Area)을 벗어나는 경우, 단말은 기지국에게 트래킹 영역 업데이트 요청(Tracking Area Update(TAU) Request) 메시지를 전송하고, 기지국은 이동성 관리 객체(Mobility Management Entity, MME)에게 트래킹 영역 업데이트 요청 메시지를 전달하며, MME는 단말의 트래킹 영역을 갱신한다. 이에 따라, 아이들 모드의 단말에게 전송할 데이터 패킷이 인터넷으로부터 P-GW(Packet GateWay)를 거쳐 S-GW(Serving Gateway)에 도달할 경우, S-GW는 MME에게 페이징(Paging) 메시지의 전송을 요청하고, MME는 해당 단말의 트래킹 영역 내의 모든 기지국들에게 페이징 메시지를 전송하도록 요청한다. 페이징 메시지를 전송하도록 요청 받은 기지국들은 무선으로 페이징 메시지를 전송하여, 해당 단말을 찾을 수 있다.
한편, 종래 LTE에서, 트래킹 영역 내의 셀의 개수는 고정된다. 하지만, 트래킹 영역 내의 셀의 개수는 단말의 이동성에 따라 변경될 필요가 있을 수 있다. 예를 들어, 빠른 속도로 이동하는 단말의 경우, 트래킹 영역 내의 셀의 개수는 단말을 신속하게 찾기 위해 증가되어야 할 필요가 있다. 반면, 느린 속도로 이동하는 단말의 경우, 트래킹 영역 내의 셀의 개수는 페이징을 위한 시그널링을 감소시키기 위해 감소되어야 할 필요가 있다. 따라서, 단말을 효율적으로 트래킹하기 위해 단말의 이동성에 따라 트래킹 영역을 변경하는 방법이 제안될 필요가 있다.
일 실시 예에 있어서, 무선 통신 시스템에서 AMF(Access and Mobility Function)가 트래킹 영역 집합(tracking area set)을 선택적으로 변경하는 방법이 제공된다. 상기 방법은, 복수의 트래킹 영역 집합을 기지국으로부터 수신하는 단계; 단말의 이동성에 대한 정보를 상기 기지국으로부터 수신하는 단계; 및 상기 수신된 단말의 이동성에 대한 정보에 대응하는 어느 하나의 트래킹 영역 집합을 선택하는 단계;를 포함할 수 있다.
상기 복수의 트래킹 영역 집합은 단말의 이동성을 기반으로 상기 기지국에 의해 설정될 수 있다. 상기 단말의 이동성에 대한 정보는 상기 단말의 속력(speed)일 수 있다.
상기 트래킹 영역 집합은 낮은 이동성을 가지는 단말에 대하여 작은 트래킹 영역으로 설정되고, 높은 이동성을 가지는 단말에 대하여 큰 트래킹 영역으로 설정될 수 있다. 상기 단말이 낮은 이동성을 가지는 단말이면, 작은 트래킹 영역으로 설정된 트래킹 영역 집합이 선택될 수 있다. 상기 단말이 높은 이동성을 가지는 단말이면, 큰 트래킹 영역으로 설정된 트래킹 영역 집합이 선택될 수 있다.
상기 복수의 트래킹 영역 집합은 상기 기지국과 상기 AMF 사이의 인터페이스를 셋업할 때 상기 기지국으로부터 수신될 수 있다.
상기 단말의 이동성에 대한 정보는 상기 기지국과 상기 AMF 사이의 상기 단말과 관련된 연결(the UE-associated connection)이 확립될 때 상기 기지국으로부터 수신될 수 있다. 상기 단말의 이동성에 대한 정보는 상기 단말의 컨텍스트가 해제될 때 상기 기지국으로부터 수신될 수 있다. 상기 단말의 이동성에 대한 정보는 상기 AMF를 통한 핸드오버가 수행될 때 상기 기지국으로부터 수신될 수 있다.
상기 방법은, 상기 단말의 변경된 이동성에 대한 정보를 상기 기지국으로부터 수신하는 단계;를 더 포함할 수 있다. 상기 방법은, 상기 선택된 트래킹 영역 집합을 상기 변경된 단말의 이동성에 대응하는 어느 하나의 트래킹 영역 집합으로 변경하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
상기 방법은, 상기 수신된 복수의 트래킹 영역 집합을 기반으로 트래킹 영역 집합을 재설정하는 단계;를 더 포함할 수 있다. 상기 수신된 단말의 이동성에 대한 정보에 대응하는 어느 하나의 트래킹 영역 집합은 상기 AMF에 의해 재설정된 트래킹 영역 집합 중에서 선택될 수 있다.
다른 실시 예에 있어서, 무선 통신 시스템에서 기지국이 트래킹 영역 집합(tracking area set)을 선택적으로 변경하는 방법이 제공된다. 상기 방법은, 복수의 트래킹 영역 집합을 설정하는 단계; 단말의 이동성을 결정하는 단계; 상기 결정된 단말의 이동성에 대응하는 어느 하나의 트래킹 영역 집합을 선택하는 단계; 및 상기 선택된 트래킹 영역 집합을 AMF(Access and Mobility Function)에게 전송하는 단계;를 포함할 수 있다.
트래킹 영역의 사이즈가 단말의 이동성에 따라 선택적으로 변경될 수 있다.
도 1은 LTE 시스템의 구조를 나타낸다.
도 2는 제어 평면에 대한 LTE 시스템의 무선 인터페이스 프로토콜을 나타낸다.
도 3은 사용자 평면에 대한 LTE 시스템의 무선 인터페이스 프로토콜을 나타낸다.
도 4는 5G 시스템의 구조를 나타낸다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따라, AMF가 트래킹 영역 집합을 결정하는 절차를 나타낸다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따라, 단말의 이동성 레벨을 기반으로 설정된 복수의 트래킹 영역 집합의 일 예를 나타낸다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따라, AMF가 트래킹 영역 집합을 결정하는 절차를 나타낸다.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따라, 단말의 이동성 레벨을 기반으로 설정된 복수의 트래킹 영역 집합의 일 예를 나타낸다.
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따라, 기지국이 트래킹 영역 집합을 결정하는 절차를 나타낸다.
도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따라, AMF가 트래킹 영역 집합을 선택적으로 변경하는 방법을 나타내는 블록도이다.
도 11은 본 발명의 실시 예가 구현되는 무선 통신 시스템의 블록도이다.
이하의 기술은 CDMA(code division multiple access), FDMA(frequency division multiple access), TDMA(time division multiple access), OFDMA(orthogonal frequency division multiple access), SC-FDMA(single carrier frequency division multiple access) 등과 같은 다양한 무선 통신 시스템에 사용될 수 있다. CDMA는 UTRA(universal terrestrial radio access)나 CDMA2000과 같은 무선 기술로 구현될 수 있다. TDMA는 GSM(global system for mobile communications)/GPRS(general packet radio service)/EDGE(enhanced data rates for GSM evolution)와 같은 무선 기술로 구현될 수 있다. OFDMA는 IEEE(institute of electrical and electronics engineers) 802.11(Wi-Fi), IEEE 802.16(WiMAX), IEEE 802-20, E-UTRA(evolved UTRA) 등과 같은 무선 기술로 구현될 수 있다. IEEE 802.16m은 IEEE 802.16e의 진화로, IEEE 802.16e에 기반한 시스템과의 하위 호환성(backward compatibility)를 제공한다. UTRA는 UMTS(universal mobile telecommunications system)의 일부이다. 3GPP(3rd generation partnership project) LTE(long term evolution)은 E-UTRA(evolved-UMTS terrestrial radio access)를 사용하는 E-UMTS(evolved UMTS)의 일부로써, 하향링크에서 OFDMA를 채용하고 상향링크에서 SC-FDMA를 채용한다. LTE-A(advanced)는 3GPP LTE의 진화이다. 5G 통신 시스템은 LTE-A의 진화이다.
설명을 명확하게 하기 위해, LTE-A를 위주로 기술하지만 본 발명의 기술적 사상이 이에 제한되는 것은 아니다.
도 1은 LTE 시스템의 구조를 나타낸다. 통신 네트워크는 IMS 및 패킷 데이터를 통한 인터넷 전화(Voice over internet protocol: VoIP)와 같은 다양한 통신 서비스들을 제공하기 위하여 넓게 설치된다.
도 1을 참조하면, LTE 시스템 구조는 하나 이상의 단말(UE; 10), E-UTRAN(evolved-UMTS terrestrial radio access network) 및 EPC(evolved packet core)를 포함한다. 단말(10)은 사용자에 의해 움직이는 통신 장치이다. 단말(10)은 고정되거나 이동성을 가질 수 있으며, MS(mobile station), UT(user terminal), SS(subscriber station), 무선기기(wireless device) 등 다른 용어로 불릴 수 있다.
E-UTRAN은 하나 이상의 eNB(evolved node-B; 20)를 포함할 수 있고, 하나의 셀에 복수의 단말이 존재할 수 있다. eNB(20)는 제어 평면(control plane)과 사용자 평면(user plane)의 끝 지점을 단말에게 제공한다. eNB(20)는 일반적으로 단말(10)과 통신하는 고정된 지점(fixed station)을 말하며, BS(base station), BTS(base transceiver system), 액세스 포인트(access point) 등 다른 용어로 불릴 수 있다. 하나의 eNB(20)는 셀마다 배치될 수 있다. eNB(20)의 커버리지 내에 하나 이상의 셀이 존재할 수 있다. 하나의 셀은 1.25, 2.5, 5, 10 및 20 MHz 등의 대역폭 중 하나를 가지도록 설정되어 여러 단말에게 하향링크(DL; downlink) 또는 상향링크(UL; uplink) 전송 서비스를 제공할 수 있다. 이때 서로 다른 셀은 서로 다른 대역폭을 제공하도록 설정될 수 있다.
이하에서, DL은 eNB(20)에서 단말(10)로의 통신을 의미하며, UL은 단말(10)에서 eNB(20)으로의 통신을 의미한다. DL에서 송신기는 eNB(20)의 일부이고, 수신기는 단말(10)의 일부일 수 있다. UL에서 송신기는 단말(10)의 일부이고, 수신기는 eNB(20)의 일부일 수 있다.
EPC는 제어 평면의 기능을 담당하는 MME(mobility management entity), 사용자 평면의 기능을 담당하는 S-GW(system architecture evolution (SAE) gateway)를 포함할 수 있다. MME/S-GW(30)은 네트워크의 끝에 위치할 수 있으며, 외부 네트워크와 연결된다. MME는 단말의 접속 정보나 단말의 능력에 관한 정보를 가지며, 이러한 정보는 주로 단말의 이동성 관리에 사용될 수 있다. S-GW는 E-UTRAN을 종단점으로 갖는 게이트웨이이다. MME/S-GW(30)은 세션의 종단점과 이동성 관리 기능을 단말(10)에 제공한다. EPC는 PDN(packet data network)-GW(gateway)를 더 포함할 수 있다. PDN-GW는 PDN을 종단점으로 갖는 게이트웨이이다.
MME는 eNB(20)로의 NAS(non-access stratum) 시그널링, NAS 시그널링 보안, AS(access stratum) 보안 제어, 3GPP 액세스 네트워크 간의 이동성을 위한 inter CN(core network) 노드 시그널링, 아이들 모드 단말 도달 가능성(페이징 재전송의 제어 및 실행 포함), 트래킹 영역 리스트 관리(아이들 모드 및 활성화 모드인 단말을 위해), P-GW 및 S-GW 선택, MME 변경과 함께 핸드오버를 위한 MME 선택, 2G 또는 3G 3GPP 액세스 네트워크로의 핸드오버를 위한 SGSN(serving GPRS support node) 선택, 로밍, 인증, 전용 베이러 설정을 포함한 베어러 관리 기능, PWS(public warning system: 지진/쓰나미 경보 시스템(ETWS) 및 상용 모바일 경보 시스템(CMAS) 포함) 메시지 전송 지원 등의 다양한 기능을 제공한다. S-GW 호스트는 사용자 별 기반 패킷 필터링(예를 들면, 심층 패킷 검사를 통해), 합법적 차단, 단말 IP(internet protocol) 주소 할당, DL에서 전송 레벨 패킹 마킹, UL/DL 서비스 레벨 과금, 게이팅 및 등급 강제, APN-AMBR에 기반한 DL 등급 강제의 갖가지 기능을 제공한다. 명확성을 위해 MME/S-GW(30)은 "게이트웨이"로 단순히 표현하며, 이는 MME 및 S-GW를 모두 포함할 수 있다.
사용자 트래픽 전송 또는 제어 트래픽 전송을 위한 인터페이스가 사용될 수 있다. 단말(10) 및 eNB(20)은 Uu 인터페이스에 의해 연결될 수 있다. eNB(20)들은 X2 인터페이스에 의해 상호간 연결될 수 있다. 이웃한 eNB(20)들은 X2 인터페이스에 의한 망형 네트워크 구조를 가질 수 있다. eNB(20)들은 S1 인터페이스에 의해 EPC와 연결될 수 있다. eNB(20)들은 S1-MME 인터페이스에 의해 EPC와 연결될 수 있으며, S1-U 인터페이스에 의해 S-GW와 연결될 수 있다. S1 인터페이스는 eNB(20)와 MME/S-GW(30) 간에 다수-대-다수 관계(many-to-many-relation)를 지원한다.
eNB(20)은 게이트웨이(30)에 대한 선택, RRC(radio resource control) 활성(activation) 동안 게이트웨이(30)로의 라우팅(routing), 페이징 메시지의 스케줄링 및 전송, BCH(broadcast channel) 정보의 스케줄링 및 전송, UL 및 DL에서 단말(10)들로의 자원의 동적 할당, eNB 측정의 설정(configuration) 및 제공(provisioning), 무선 베어러 제어, RAC(radio admission control) 및 LTE 활성 상태에서 연결 이동성 제어 기능을 수행할 수 있다. 상기 언급처럼 게이트웨이(30)는 EPC에서 페이징 개시, LTE 아이들 상태 관리, 사용자 평면의 암호화, SAE 베어러 제어 및 NAS 시그널링의 암호화와 무결성 보호 기능을 수행할 수 있다.
도 2는 제어 평면에 대한 LTE 시스템의 무선 인터페이스 프로토콜을 나타낸다. 도 3은 사용자 평면에 대한 LTE 시스템의 무선 인터페이스 프로토콜을 나타낸다.
단말과 E-UTRAN 간의 무선 인터페이스 프로토콜의 계층은 통신 시스템에서 널리 알려진 OSI(open system interconnection) 모델의 하위 3개 계층을 바탕으로 L1(제1 계층), L2(제2 계층) 및 L3(제3 계층)으로 구분된다. 단말과 E-UTRAN 간의 무선 인터페이스 프로토콜은 수평적으로 물리 계층, 데이터 링크 계층(data link layer) 및 네트워크 계층(network layer)으로 구분될 수 있고, 수직적으로는 제어 신호 전송을 위한 프로토콜 스택(protocol stack)인 제어 평면(control plane)과 데이터 정보 전송을 위한 프로토콜 스택인 사용자 평면(user plane)으로 구분될 수 있다. 무선 인터페이스 프로토콜의 계층은 단말과 E-UTRAN에서 쌍(pair)으로 존재할 수 있고, 이는 Uu 인터페이스의 데이터 전송을 담당할 수 있다.
물리 계층(PHY; physical layer)은 L1에 속한다. 물리 계층은 물리 채널을 통해 상위 계층에 정보 전송 서비스를 제공한다. 물리 계층은 상위 계층인 MAC(media access control) 계층과 전송 채널(transport channel)을 통해 연결된다. 물리 채널은 전송 채널에 맵핑 된다. 전송 채널을 통해 MAC 계층과 물리 계층 사이로 데이터가 전송될 수 있다. 서로 다른 물리 계층 사이, 즉 송신기의 물리 계층과 수신기의 물리 계층 간에 데이터는 물리 채널을 통해 무선 자원을 이용하여 전송될 수 있다. 물리 계층은 OFDM(orthogonal frequency division multiplexing) 방식을 이용하여 변조될 수 있고, 시간과 주파수를 무선 자원으로 활용한다.
물리 계층은 몇몇의 물리 제어 채널(physical control channel)을 사용한다. PDCCH(physical downlink control channel)은 PCH(paging channel) 및 DL-SCH(downlink shared channel)의 자원 할당, DL-SCH와 관련되는 HARQ(hybrid automatic repeat request) 정보에 대하여 단말에 보고한다. PDCCH는 상향링크 전송의 자원 할당에 관하여 단말에 보고하기 위해 상향링크 그랜트를 나를 수 있다. PCFICH(physical control format indicator channel)은 PDCCH를 위해 사용되는 OFDM 심벌의 개수를 단말에 알려주며, 모든 서브프레임마다 전송된다. PHICH(physical hybrid ARQ indicator channel)은 UL-SCH 전송에 대한 HARQ ACK(acknowledgement)/NACK(non-acknowledgement) 신호를 나른다. PUCCH(physical uplink control channel)은 하향링크 전송을 위한 HARQ ACK/NACK, 스케줄링 요청 및 CQI와 같은 UL 제어 정보를 나른다. PUSCH(physical uplink shared channel)은 UL-SCH(uplink shared channel)를 나른다.
물리 채널은 시간 영역에서 복수의 서브프레임(subframe)들과 주파수 영역에서 복수의 부반송파(subcarrier)들로 구성된다. 하나의 서브프레임은 시간 영역에서 복수의 심벌들로 구성된다. 하나의 서브프레임은 복수의 자원 블록(RB; resource block)들로 구성된다. 하나의 자원 블록은 복수의 심벌들과 복수의 부반송파들로 구성된다. 또한, 각 서브프레임은 PDCCH를 위하여 해당 서브프레임의 특정 심벌들의 특정 부반송파들을 이용할 수 있다. 예를 들어, 서브프레임의 첫 번째 심벌이 PDCCH를 위하여 사용될 수 있다. PDCCH는 PRB(physical resource block) 및 MCS(modulation and coding schemes)와 같이 동적으로 할당된 자원을 나를 수 있다. 데이터가 전송되는 단위 시간인 TTI(transmission time interval)는 1개의 서브프레임의 길이와 동일할 수 있다. 서브프레임 하나의 길이는 1ms일 수 있다.
전송채널은 채널이 공유되는지 아닌지에 따라 공통 전송 채널 및 전용 전송 채널로 분류된다. 네트워크에서 단말로 데이터를 전송하는 DL 전송 채널(DL transport channel)은 시스템 정보를 전송하는 BCH(broadcast channel), 페이징 메시지를 전송하는 PCH(paging channel), 사용자 트래픽 또는 제어 신호를 전송하는 DL-SCH 등을 포함한다. DL-SCH는 HARQ, 변조, 코딩 및 전송 전력의 변화에 의한 동적 링크 적응 및 동적/반정적 자원 할당을 지원한다. 또한, DL-SCH는 셀 전체에 브로드캐스트 및 빔포밍의 사용을 가능하게 할 수 있다. 시스템 정보는 하나 이상의 시스템 정보 블록들을 나른다. 모든 시스템 정보 블록들은 같은 주기로 전송될 수 있다. MBMS(multimedia broadcast/multicast service)의 트래픽 또는 제어 신호는 MCH(multicast channel)를 통해 전송된다.
단말에서 네트워크로 데이터를 전송하는 UL 전송 채널은 초기 제어 메시지(initial control message)를 전송하는 RACH(random access channel), 사용자 트래픽 또는 제어 신호를 전송하는 UL-SCH 등을 포함한다. UL-SCH는 HARQ 및 전송 전력 및 잠재적인 변조 및 코딩의 변화에 의한 동적 링크 적응을 지원할 수 있다. 또한, UL-SCH는 빔포밍의 사용을 가능하게 할 수 있다. RACH는 일반적으로 셀로의 초기 접속에 사용된다.
L2에 속하는 MAC 계층은 논리 채널(logical channel)을 통해 상위 계층인 RLC(radio link control) 계층에게 서비스를 제공한다. MAC 계층은 복수의 논리 채널에서 복수의 전송 채널로의 맵핑 기능을 제공한다. 또한, MAC 계층은 복수의 논리 채널에서 단수의 전송 채널로의 맵핑에 의한 논리 채널 다중화 기능을 제공한다. MAC 부 계층은 논리 채널상의 데이터 전송 서비스를 제공한다.
논리 채널은 전송되는 정보의 종류에 따라, 제어 평면의 정보 전달을 위한 제어 채널과 사용자 평면의 정보 전달을 위한 트래픽 채널로 나눌 수 있다. 즉, 논리 채널 타입의 집합은 MAC 계층에 의해 제공되는 다른 데이터 전송 서비스를 위해 정의된다. 논리채널은 전송 채널의 상위에 위치하고 전송채널에 맵핑 된다.
제어 채널은 제어 평면의 정보 전달만을 위해 사용된다. MAC 계층에 의하여 제공되는 제어 채널은 BCCH(broadcast control channel), PCCH(paging control channel), CCCH(common control channel), MCCH(multicast control channel) 및 DCCH(dedicated control channel)을 포함한다. BCCH는 시스템 제어 정보를 방송하기 위한 하향링크 채널이다. PCCH는 페이징 정보의 전송 및 셀 단위의 위치가 네트워크에 알려지지 않은 단말을 페이징 하기 위해 사용되는 하향링크 채널이다. CCCH는 네트워크와 RRC 연결을 갖지 않을 때 단말에 의해 사용된다. MCCH는 네트워크로부터 단말에게 MBMS 제어 정보를 전송하는데 사용되는 일대다 하향링크 채널이다. DCCH는 RRC 연결 상태에서 단말과 네트워크간에 전용 제어 정보 전송을 위해 단말에 의해 사용되는 일대일 양방향 채널이다.
트래픽 채널은 사용자 평면의 정보 전달만을 위해 사용된다. MAC 계층에 의하여 제공되는 트래픽 채널은 DTCH(dedicated traffic channel) 및 MTCH(multicast traffic channel)을 포함한다. DTCH는 일대일 채널로 하나의 단말의 사용자 정보의 전송을 위해 사용되며, 상향링크 및 하향링크 모두에 존재할 수 있다. MTCH는 네트워크로부터 단말에게 트래픽 데이터를 전송하기 위한 일대다 하향링크 채널이다.
논리 채널과 전송 채널간의 상향링크 연결은 UL-SCH에 맵핑 될 수 있는 DCCH, UL-SCH에 맵핑 될 수 있는 DTCH 및 UL-SCH에 맵핑 될 수 있는 CCCH를 포함한다. 논리 채널과 전송 채널간의 하향링크 연결은 BCH 또는 DL-SCH에 맵핑 될 수 있는 BCCH, PCH에 맵핑 될 수 있는 PCCH, DL-SCH에 맵핑 될 수 있는 DCCH, DL-SCH에 맵핑 될 수 있는 DTCH, MCH에 맵핑 될 수 있는 MCCH 및 MCH에 맵핑 될 수 있는 MTCH를 포함한다.
RLC 계층은 L2에 속한다. RLC 계층의 기능은 하위 계층이 데이터를 전송하기에 적합하도록 무선 섹션에서 상위 계층으로부터 수신된 데이터의 분할/연접에 의한 데이터의 크기 조정을 포함한다. 무선 베어러(RB; radio bearer)가 요구하는 다양한 QoS를 보장하기 위해, RLC 계층은 투명 모드(TM; transparent mode), 비 확인 모드(UM; unacknowledged mode) 및 확인 모드(AM; acknowledged mode)의 세 가지의 동작 모드를 제공한다. AM RLC는 신뢰성 있는 데이터 전송을 위해 ARQ(automatic repeat request)를 통해 재전송 기능을 제공한다. 한편, RLC 계층의 기능은 MAC 계층 내부의 기능 블록으로 구현될 수 있으며, 이때 RLC 계층은 존재하지 않을 수도 있다.
PDCP(packet data convergence protocol) 계층은 L2에 속한다. PDCP 계층은 상대적으로 대역폭이 작은 무선 인터페이스 상에서 IPv4 또는 IPv6와 같은 IP 패킷을 도입하여 전송되는 데이터가 효율적으로 전송되도록 불필요한 제어 정보를 줄이는 헤더 압축 기능을 제공한다. 헤더 압축은 데이터의 헤더에 필요한 정보만을 전송함으로써 무선 섹션에서 전송 효율을 높인다. 게다가, PDCP 계층은 보안 기능을 제공한다. 보안기능은 제3자의 검사를 방지하는 암호화 및 제3자의 데이터 조작을 방지하는 무결성 보호를 포함한다.
RRC(radio resource control) 계층은 L3에 속한다. L3의 가장 하단 부분에 위치하는 RRC 계층은 오직 제어 평면에서만 정의된다. RRC 계층은 단말과 네트워크 간의 무선 자원을 제어하는 역할을 수행한다. 이를 위해 단말과 네트워크는 RRC 계층을 통해 RRC 메시지를 교환한다. RRC 계층은 RB들의 구성(configuration), 재구성(re-configuration) 및 해제(release)와 관련되어 논리 채널, 전송 채널 및 물리 채널들의 제어를 담당한다. RB는 단말과 네트워크 간의 데이터 전달을 위해 L1 및 L2에 의해 제공되는 논리적 경로이다. 즉, RB는 단말과 E-UTRAN 간의 데이터 전송을 위해 L2에 의해 제공되는 서비스를 의미한다. RB가 설정된다는 것은 특정 서비스를 제공하기 위해 무선 프로토콜 계층 및 채널의 특성을 규정하고, 각각의 구체적인 파라미터 및 동작 방법을 결정함을 의미한다. RB는 SRB(signaling RB)와 DRB(data RB) 두 가지로 구분될 수 있다. SRB는 제어 평면에서 RRC 메시지를 전송하는 통로로 사용되며, DRB는 사용자 평면에서 사용자 데이터를 전송하는 통로로 사용된다.
RRC 계층 상위에 위치하는 NAS(Non-Access Stratum) 계층은 연결관리(Session Management)와 이동성 관리(Mobility Management) 등의 기능을 수행한다.
도 2를 참조하면, RLC 및 MAC 계층(네트워크 측에서 eNB에서 종료)은 스케줄링, ARQ 및 HARQ와 같은 기능을 수행할 수 있다. RRC 계층(네트워크 측에서 eNB에서 종료)은 방송, 페이징, RRC 연결 관리, RB 제어, 이동성 기능 및 단말 측정 보고/제어와 같은 기능을 수행할 수 있다. NAS 제어 프로토콜(네트워크 측에서 게이트웨이의 MME에서 종료)은 SAE 베어러 관리, 인증, LTE_IDLE 이동성 핸들링, LTE_IDLE에서 페이징 개시 및 단말과 게이트웨이 간의 시그널링을 위한 보안 제어와 같은 기능을 수행할 수 있다.
도 3을 참조하면, RLC 및 MAC 계층(네트워크 측에서 eNB에서 종료)은 제어 평면에서의 기능과 동일한 기능을 수행할 수 있다. PDCP 계층(네트워크 측에서 eNB에서 종료)은 헤더 압축, 무결성 보호 및 암호화와 같은 사용자 평면 기능을 수행할 수 있다.
이하, 단말의 RRC 상태(RRC state) 및 RRC 연결 방법에 대하여 설명한다.
RRC 상태는 단말의 RRC 계층이 E-UTRAN의 RRC 계층과 논리적으로 연결되어 있는지 여부를 지시한다. RRC 상태는 RRC 연결 상태(RRC_CONNECTED) 및 RRC 아이들 상태(RRC_IDLE)와 같이 두 가지로 나누어질 수 있다. 단말의 RRC 계층과 E-UTRAN의 RRC 계층 간의 RRC 연결이 설정되어 있을 때, 단말은 RRC 연결 상태에 있게 되며, 그렇지 않은 경우 단말은 RRC 아이들 상태에 있게 된다. RRC_CONNECTED의 단말은 E-UTRAN과 RRC 연결이 설정되어 있으므로, E-UTRAN은 RRC_CONNECTED의 단말의 존재를 파악할 수 있고, 단말을 효과적으로 제어할 수 있다. 한편, E-UTRAN은 RRC_IDLE의 단말을 파악할 수 없으며, 핵심 망(CN; core network)이 셀보다 더 큰 영역인 트래킹 영역(tracking area) 단위로 단말을 관리한다. 즉, RRC_IDLE의 단말은 더 큰 영역의 단위로 존재만 파악되며, 음성 또는 데이터 통신과 같은 통상의 이동 통신 서비스를 받기 위해서 단말은 RRC_CONNECTED로 천이해야 한다.
RRC_IDLE 상태에서, 단말이 NAS에 의해 설정된 DRX(discontinuous reception)를 지정하는 동안에, 단말은 시스템 정보 및 페이징 정보의 방송을 수신할 수 있다. 그리고, 단말은 트래킹 영역에서 단말을 고유하게 지정하는 ID(identification)를 할당 받고, PLMN(public land mobile network) 선택 및 셀 재선택을 수행할 수 있다. 또한 RRC_IDLE 상태에서, 어떠한 RRC context도 eNB에 저장되지 않는다.
RRC_CONNECTED 상태에서, 단말은 E-UTRAN에서 E-UTRAN RRC 연결 및 RRC context를 가져, eNB로 데이터를 전송 및/또는 eNB로부터 데이터를 수신하는 것이 가능하다. 또한, 단말은 eNB로 채널 품질 정보 및 피드백 정보를 보고할 수 있다. RRC_CONNECTED 상태에서, E-UTRAN은 단말이 속한 셀을 알 수 있다. 그러므로 네트워크는 단말에게 데이터를 전송 및/또는 단말로부터 데이터를 수신할 수 있고, 네트워크는 단말의 이동성(핸드오버 및 NACC(network assisted cell change)를 통한 GERAN(GSM EDGE radio access network)으로 inter-RAT(radio access technology) 셀 변경 지시)을 제어할 수 있으며, 네트워크는 이웃 셀을 위해 셀 측정을 수행할 수 있다.
RRC_IDLE 상태에서 단말은 페이징 DRX 주기를 지정한다. 구체적으로 단말은 단말 특정 페이징 DRX 주기 마다의 특정 페이징 기회(paging occasion)에 페이징 신호를 모니터링 한다. 페이징 기회는 페이징 신호가 전송되는 동안의 시간 간격이다. 단말은 자신만의 페이징 기회를 가지고 있다.
페이징 메시지는 동일한 트래킹 영역에 속하는 모든 셀에 걸쳐 전송된다. 만약 단말이 하나의 트래킹 영역에서 다른 하나의 트래킹 영역으로 이동하면, 단말은 위치를 업데이트하기 위해 TAU(tracking area update) 메시지를 네트워크에 전송한다.
사용자가 단말의 전원을 최초로 켰을 때, 단말은 먼저 적절한 셀을 탐색한 후 해당 셀에서 RRC_IDLE에 머무른다. RRC 연결을 맺을 필요가 있을 때, RRC_IDLE에 머무르던 단말은 RRC 연결 절차를 통해 E-UTRAN의 RRC와 RRC 연결을 맺고 RRC_CONNECTED로 천이할 수 있다. RRC_IDLE에 머무르던 단말은 사용자의 통화 시도 등의 이유로 상향링크 데이터 전송이 필요할 때, 또는 E-UTRAN으로부터 페이징 메시지를 수신하고 이에 대한 응답 메시지 전송이 필요할 때 등에 E-UTRAN과 RRC 연결을 맺을 필요가 있을 수 있다.
NAS 계층에서 단말의 이동성을 관리하기 위하여 EMM-REGISTERED(EPS Mobility Management-REGISTERED) 및 EMM-DEREGISTERED 두 가지 상태가 정의되어 있으며, 이 두 상태는 단말과 MME에게 적용된다. 초기 단말은 EMM-DEREGISTERED 상태이며, 이 단말이 네트워크에 접속하기 위해서 초기 연결(Initial Attach) 절차를 통해서 해당 네트워크에 등록하는 과정을 수행한다. 상기 연결(Attach) 절차가 성공적으로 수행되면 단말 및 MME는 EMM-REGISTERED 상태가 된다.
단말과 EPC간 시그널링 연결(signaling connection)을 관리하기 위하여 ECM(EPS Connection Management)-IDLE 상태 및 ECM-CONNECTED 상태 두 가지 상태가 정의되어 있으며, 이 두 상태는 단말 및 MME에게 적용된다. ECM-IDLE 상태의 단말이 E-UTRAN과 RRC 연결을 맺으면 해당 단말은 ECM-CONNECTED 상태가 된다. ECM-IDLE 상태에 있는 MME는 E-UTRAN과 S1 연결(S1 connection)을 맺으면 ECM-CONNECTED 상태가 된다. 단말이 ECM-IDLE 상태에 있을 때에는 E-UTRAN은 단말의 context 정보를 가지고 있지 않다. 따라서 ECM-IDLE 상태의 단말은 네트워크의 명령을 받을 필요 없이 셀 선택(cell selection) 또는 셀 재선택(reselection)과 같은 단말 기반의 이동성 관련 절차를 수행한다. 반면 단말이 ECM-CONNECTED 상태에 있을 때에는 단말의 이동성은 네트워크의 명령에 의해서 관리된다. ECM-IDLE 상태에서 단말의 위치가 네트워크가 알고 있는 위치와 달라질 경우 단말은 트래킹 영역 갱신(Tracking Area Update) 절차를 통해 네트워크에 단말의 해당 위치를 알린다.
이하, 5G 네트워크 구조에 대하여 설명한다.
도 4는 5G 시스템의 구조를 나타낸다.
기존 EPS(Evolved Packet System)의 코어 네트워크 구조인 EPC(Evolved Packet Core)의 경우, MME(Mobility Management Entity), S-GW(Serving Gateway), P-GW(Packet Data Network Gateway) 등 엔티티(entity) 별로 기능, 참조점(reference point), 프로토콜 등이 정의되어 있다.
반면, 5G 코어 네트워크(또는, NextGen 코어 네트워크)의 경우, 네트워크 기능(NF; Network Function) 별로 기능, 참조점, 프로토콜 등이 정의되어 있다. 즉, 5G 코어 네트워크는 엔티티 별로 기능, 참조점, 프로토콜 등이 정의되지 않는다.
도 4를 참조하면, 5G 시스템 구조는 하나 이상의 단말(UE; 10), NG-RAN(Next Generation-Radio Access Network) 및 NGC(Next Generation Core)를 포함한다.
NG-RAN은 하나 이상의 gNB(40)를 포함할 수 있고, 하나의 셀에 복수의 단말이 존재할 수 있다. gNB(40)는 제어 평면(control plane)과 사용자 평면(user plane)의 끝 지점을 단말에게 제공한다. gNB(40)는 일반적으로 단말(10)과 통신하는 고정된 지점(fixed station)을 말하며, BS(base station), BTS(base transceiver system), 액세스 포인트(access point) 등 다른 용어로 불릴 수 있다. 하나의 gNB(40)는 셀마다 배치될 수 있다. gNB(40)의 커버리지 내에 하나 이상의 셀이 존재할 수 있다.
NGC는 제어 평면의 기능을 담당하는 AMF(Access and Mobility Function) 및 SMF(Session Management Function)를 포함할 수 있다. AMF는 이동성 관리 기능을 담당할 수 있고, SMF는 세션 관리 기능을 담당할 수 있다. NGC는 사용자 평면의 기능을 담당하는 UPF(User Plane Function)를 포함할 수 있다.
사용자 트래픽 전송 또는 제어 트래픽 전송을 위한 인터페이스가 사용될 수 있다. 단말(10) 및 gNB(40)은 NG3 인터페이스에 의해 연결될 수 있다. gNB(40)들은 Xn 인터페이스에 의해 상호간 연결될 수 있다. 이웃한 gNB(40)들은 Xn 인터페이스에 의한 망형 네트워크 구조를 가질 수 있다. gNB(40)들은 NG 인터페이스에 의해 NGC와 연결될 수 있다. gNB(40)들은 NG-C 인터페이스에 의해 AMF와 연결될 수 있으며, NG-U 인터페이스에 의해 UPF와 연결될 수 있다. NG 인터페이스는 gNB(40)와 MME/UPF(50) 간에 다수-대-다수 관계(many-to-many-relation)를 지원한다.
gNB 호스트는 무선 자원 관리에 대한 기능 (Functions for Radio Resource Management), IP 헤더 압축 및 사용자 데이터 스트림의 암호화 (IP header compression and encryption of user data stream), AMF로의 라우팅이 단말에 의해 제공된 정보로부터 결정될 수 없을 때 단말 부착에서 AMF의 선택 (Selection of an AMF at UE attachment when no routing to an AMF can be determined from the information provided by the UE), 하나 이상의 UPF를 향한 사용자 평면 데이터의 라우팅 (Routing of User Plane data towards UPF(s)), (AMF로부터 유래된) 페이징 메시지의 전송 및 스케줄링 (Scheduling and transmission of paging messages (originated from the AMF)), (AMF 또는 O&M으로부터 유래된) 시스템 방송 정보의 전송 및 스케줄링 (Scheduling and transmission of system broadcast information (originated from the AMF or O&M)), 또는 스케줄링 및 이동성에 대한 측정 보고 설정 및 측정 (Measurement and measurement reporting configuration for mobility and scheduling)과 같은 기능을 수행할 수 있다.
AMF(Access and Mobility Function) 호스트는 NAS 시그널링 종료 (NAS signalling termination), NAS 시그널링 보안 (NAS signalling security), AS 보안 제어 (AS Security control), 3GPP 액세스 네트워크 간의 이동성을 위한 인터 CN 노드 시그널링 (Inter CN node signalling for mobility between 3GPP access networks), (페이징 재전송의 실행 및 제어를 포함하는) IDLE 모드 단말 도달 가능성 (Idle mode UE Reachability (including control and execution of paging retransmission)), ACTIVE 모드 및 IDLE 모드에 있는 단말에 대한 트래킹 영역 리스트 관리 (Tracking Area list management (for UE in idle and active mode)), AMF 변경을 수반하는 핸드오버에 대한 AMF 선택 (AMF selection for handovers with AMF change), 액세스 인증 (Access Authentication), 또는 로밍 권한의 확인을 포함하는 액세스 승인 (Access Authorization including check of roaming rights)과 같은 주요 기능을 수행할 수 있다.
UPF(User Plane Function) 호스트는 (적용 가능한 경우) 인트라/인터-RAT 이동성을 위한 앵커 포인트 (Anchor point for Intra-/Inter-RAT mobility (when applicable)), 데이터 네트워크로 상호 연결의 외부 PDU 세션 포인트 (External PDU session point of interconnect to Data Network), 패킷 라우팅 및 포워딩 (Packet routing & forwarding), 패킷 검사 및 정책 규칙 적용의 사용자 평면 파트 (Packet inspection and User plane part of Policy rule enforcement), 트래픽 사용 보고 (Traffic usage reporting), 데이터 네트워크로 트래픽 흐름을 라우팅하는 것을 지원하는 업 링크 분류자 (Uplink classifier to support routing traffic flows to a data network), 멀티 홈 PDU 세션을 지원하는 브랜칭 포인트(Branching point to support multi-homed PDU session), 사용자 평면에 대한 QoS 핸들링, 예를 들어, 패킷 필터링, 게이팅, UL/DL 요금 집행 (QoS handling for user plane, e.g. packet filtering, gating, UL/DL rate enforcement), 상향링크 트래픽 확인 (SDF에서 QoS 흐름 매핑으로) (Uplink Traffic verification (SDF to QoS flow mapping)), 하향링크 및 상향링크에서의 전송 레벨 패킷 마킹 (Transport level packet marking in the uplink and downlink), 또는 하향링크 패킷 버퍼링 및 하향링크 데이터 통지 트리거링 (Downlink packet buffering and downlink data notification triggering)과 같은 주요 기능을 수행할 수 있다.
SMF(Session Management Function) 호스트는 세션 관리 (Session Management), UE IP 주소 할당 및 관리 (UE IP address allocation and management), UP 기능의 선택 및 제어 (Selection and control of UP function), 트래픽을 적절한 대상으로 라우트하기 위해 UPF에서 트래픽 조정을 구성 (Configures traffic steering at UPF to route traffic to proper destination), QoS 및 정책 집행의 일부를 제어 (Control part of policy enforcement and QoS), 또는 하향링크 데이터 통지 (Downlink Data Notification)와 같은 주요 기능을 수행할 수 있다.
한편, 종래 LTE에서, 트래킹 영역 내의 셀의 개수는 MME 상에서 페이징을 전송하기 위한 시그널링 및 프로세싱 부하를 고려하여 고정된다. 하지만, 트래킹 영역 내의 셀의 개수는 단말의 이동성에 따라 변경될 필요가 있을 수 있다. 예를 들어, 빠른 속도로 이동하는 단말의 경우, 트래킹 영역 내의 셀의 개수는 단말을 신속하게 찾기 위해 증가되어야 할 필요가 있다. 반면, 느린 속도로 이동하는 단말의 경우, 트래킹 영역 내의 셀의 개수는 페이징을 위한 시그널링을 감소시키기 위해 감소되어야 할 필요가 있다. 따라서, 단말을 효율적으로 트래킹하기 위해 단말의 이동성에 따라 트래킹 영역을 변경하는 방법이 제안될 필요가 있다. 이하, 본 발명의 일 실시 예에 따라, AMF(Access and Mobility Function)가 트래킹 영역 집합(tracking area set)을 선택적으로 변경하는 방법 및 이를 지원하는 장치에 대하여 구체적으로 설명한다. 설명의 편의를 위해 5G(또는, New RAT)를 중심으로 설명하지만, 본 발명의 기술적 사상이 이에 제한되는 것은 아니다. 본 명세서에서, 코어 네트워크 인스턴스에 대한 공통 제어 평면 기능(Common CP-Functions for Core Network Instance)은 AMF와 동일한 개념일 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따라, AMF가 트래킹 영역 집합을 결정하는 절차를 나타낸다.
도 5를 참조하면, 단계 S510에서, 기지국은 복수의 트래킹 영역 집합을 AMF에게 제공할 수 있다. 동일한 오퍼레이터에 속하는 모든 AMF는 복수의 트래킹 영역 집합을 지원할 수 있다. 본 명세서에서, 복수의 트래킹 영역 집합은 트래킹 영역의 리스트라고도 칭할 수 있다. 상기 복수의 트래킹 영역 집합은 상기 AMF가 단말에 대한 트래킹 영역의 사이즈를 결정하도록 하기 위해 AMF에게 제공될 수 있다. 상기 트래킹 영역의 사이즈는 트래킹 영역 내의 기지국의 개수 또는 트래킹 영역 내의 셀의 개수일 수 있다.
상기 복수의 트래킹 영역 집합은 단말의 이동성 레벨을 기반으로 기지국에 의해 구축될 수 있다. 상기 복수의 트래킹 영역 집합은 상기 기지국과 상기 AMF 사이의 인터페이스가 셋업될 때 상기 AMF에게 제공될 수 있다. 상기 복수의 트래킹 영역 집합에 포함된 각 트래킹 영역 집합은 단말의 이동성 레벨에 따라 서로 다른 트래킹 영역 사이즈를 가질 수 있다. 이하, 도 6을 참조하여, 복수의 트래킹 영역 집합에 대하여 구체적으로 설명한다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따라, 단말의 이동성 레벨을 기반으로 설정된 복수의 트래킹 영역 집합의 일 예를 나타낸다.
도 6을 참조하면, 기지국은 단말의 이동성 레벨을 기반으로 복수의 트래킹 영역 집합을 설정할 수 있다. 예를 들어, 복수의 트래킹 영역 집합은 제 1 트래킹 영역 집합, 제 2 트래킹 영역 집합 및 제 3 트래킹 영역 집합을 포함할 수 있다. 복수의 트래킹 영역 집합이 3 개의 트래킹 영역으로 구성되는 것은 일 예에 불과하며, 본 발명에서 복수의 트래킹 영역 집합은 두 개 이상의 트래킹 영역 집합을 포함할 수 있다. 제 1 트래킹 영역 집합 내지 제 3 트래킹 영역 집합은 단말의 이동성 레벨에 따라 각각 서로 다른 사이즈의 트래킹 영역을 가질 수 있다.
도 6(a)를 참조하면, 기지국은 낮은 이동성을 가지는 단말에 대하여 제 1 트래킹 영역 집합을 설정할 수 있다. 예를 들어, 제 1 트래킹 영역 집합은 낮은 이동성을 가지는 단말을 효율적으로 트래킹하기 위해 하나의 셀 단위로 설정될 수 있다. 예를 들어, 제 1 트래킹 영역 집합은 TA(Tracking Area)1 내지 TA7을 포함할 수 있다. 도 6의 실시 예에서, 제 1 트래킹 영역 집합은 가장 작은 사이즈의 트래킹 영역을 가질 수 있다.
도 6(b)를 참조하면, 기지국은 중간 이동성을 가지는 단말에 대하여 제 2 트래킹 영역 집합을 설정할 수 있다. 예를 들어, 제 2 트래킹 영역 집합은 중간 이동성을 가지는 단말을 효율적으로 트래킹하기 위해 복수의 셀 단위로 설정될 수 있다. 예를 들어, 제 2 트래킹 영역 집합은 TA1 및 TA2를 포함할 수 있다. 도 6의 실시 예에서, 제 2 트래킹 영역 집합은 중간 사이즈의 트래킹 영역을 가질 수 있다.
도 6(c)를 참조하면, 기지국은 높은 이동성을 가지는 단말에 대하여 제 3 트래킹 영역 집합을 설정할 수 있다. 예를 들어, 제 3 트래킹 영역 집합은 높은 이동성을 가지는 단말을 효율적으로 트래킹하기 위해 기지국 단위로 설정될 수 있다. 예를 들어, 제 3 트래킹 영역 집합은 TA1을 포함할 수 있다.
도 6의 실시 예에 따르면, 단계 S510에서, 기지국은 단말의 이동성 레벨을 기반으로 설정된 제 1 트래킹 영역 집합, 제 2 트래킹 영역 집합 및 제 3 트래킹 영역 집합을 AMF에게 제공할 수 있다. AMF에게 제공된 제 1 트래킹 영역 집합, 제 2 트래킹 영역 집합 및 제 3 트래킹 영역 집합은 상기 AMF가 단말에 대한 트래킹 영역의 사이즈를 결정하는데 사용될 수 있다.
다시 도 5를 참조하면, 단계 S520에서, 기지국은 단말의 이동성 레벨에 대한 정보를 AMF에게 제공할 수 있다. 예를 들어, 상기 단말의 이동성 레벨에 대한 정보는 단말의 속력 정보일 수 있다. 예를 들어, 상기 단말의 이동성 레벨에 대한 정보는 단말의 속력을 기반으로 생성된 인덱스일 수 있다. AMF와 기지국 사이에 단말 속력에 대한 인덱스가 미리 정의되면, 기지국은 특정 인덱스를 AMF에게 제공함으로써 단말의 이동성 레벨을 AMF에게 알릴 수 있다.
상기 단말의 이동성 레벨에 대한 정보는 기지국과 AMF 사이의 단말 관련 연결(UE associated connection)의 확립(establishment) 시에 AMF에게 제공될 수 있다. 상기 단말의 이동성 레벨에 대한 정보는 UE 컨텍스트(context)의 해제 시에 AMF에게 제공될 수 있다. 상기 단말의 이동성 레벨에 대한 정보는 기지국 사이의 핸드오버 시에 AMF에게 제공될 수 있다. 상기 단말의 이동성 레벨에 대한 정보는 AMF를 통한 핸드오버 시에 AMF에게 제공될 수 있다. 상기 단말의 이동성 레벨에 대한 정보는 AMF와 기지국 사이의 상기 단말과 관련된 새로운 절차에서 AMF에게 제공될 수 있다.
단계 S530에서, AMF가 기지국으로부터 단말의 이동성 레벨에 대한 정보를 수신하면, AMF는 단말에 대한 관련 트래킹 영역 집합을 결정할 수 있다. 예를 들어, AMF가 낮은 이동성을 가지는 제 1 단말에 대한 정보를 기지국으로부터 수신하면, AMF는 제 1 단말에 대한 트래킹 영역을 도 6(a)의 제 1 트래킹 영역 집합으로 결정할 수 있다. 예를 들어, AMF가 중간 이동성을 가지는 제 2 단말에 대한 정보를 기지국으로부터 수신하면, AMF는 제 2 단말에 대한 트래킹 영역을 도 6(b)의 제 2 트래킹 영역 집합으로 결정할 수 있다. 예를 들어, AMF가 높은 이동성을 가지는 제 3 단말에 대한 정보를 기지국으로부터 수신하면, AMF는 제 3 단말에 대한 트래킹 영역을 도 6(c)의 제 3 트래킹 영역 집합으로 결정할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, AMF는 복수의 트래킹 영역 집합을 지원할 수 있고, AMF는 단말의 이동성 레벨에 따라 트래킹 영역의 크기를 선택적으로 변경할 수 있다. 따라서, 트래킹 영역의 사이즈가 고정된 종래 기술과 비교하여, AMF는 단말 별로 트래킹 영역의 사이즈를 선택적으로 적용할 수 있고, 단말을 효율적으로 트래킹할 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따라, AMF가 트래킹 영역 집합을 결정하는 절차를 나타낸다.
도 7을 참조하면, 단계 S710에서, AMF는 복수의 트래킹 영역 집합을 복수의 기지국으로부터 수신할 수 있다. 도 7의 실시 예에서, 복수의 기지국은 제 1 기지국 내지 제 3 기지국인 것으로 가정한다. 상기 복수의 트래킹 영역 집합은 상기 AMF가 단말에 대한 트래킹 영역의 사이즈를 결정하도록 하기 위해 AMF에게 제공될 수 있다. 상기 트래킹 영역의 사이즈는 트래킹 영역 내의 기지국의 개수 또는 트래킹 영역 내의 셀의 개수일 수 있다.
상기 복수의 트래킹 영역 집합은 단말의 이동성 레벨을 기반으로 제 1 기지국 내지 제 3 기지국에 의해 각각 구축될 수 있다. 상기 복수의 트래킹 영역 집합은 상기 기지국과 상기 AMF 사이의 인터페이스가 셋업될 때 상기 AMF에게 제공될 수 있다. 상기 복수의 트래킹 영역 집합에 포함된 각 트래킹 영역 집합은 단말의 이동성 레벨에 따라 서로 다른 트래킹 영역 사이즈를 가질 수 있다. 이하, 도 8을 참조하여, 복수의 트래킹 영역 집합에 대하여 구체적으로 설명한다.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따라, 단말의 이동성 레벨을 기반으로 설정된 복수의 트래킹 영역 집합의 일 예를 나타낸다.
도 8을 참조하면, 제 1 기지국 내지 제 3 기지국은 단말의 이동성 레벨을 기반으로 복수의 트래킹 영역 집합을 설정할 수 있다. 복수의 트래킹 영역 집합은 단말의 이동성 레벨에 따라 서로 다른 트래킹 영역 사이즈를 가질 수 있다.
도 8(a)를 참조하면, 제 1 기지국 내지 제 3 기지국은 낮은 이동성을 가지는 단말에 대하여 셀 단위로 트래킹 영역을 설정할 수 있다. 제 1 기지국 내지 제 3 기지국은 낮은 이동성을 가지는 단말에 대하여 기지국 내에 3 개의 트래킹 영역이 설정될 수 있음을 AMF에게 제공할 수 있다.
도 8(b)를 참조하면, 제 1 기지국 내지 제 3 기지국은 중간 이동성을 가지는 단말에 대하여 기지국 단위로 트래킹 영역을 설정할 수 있다. 제 1 기지국 내지 제 3 기지국은 중간 이동성을 가지는 단말에 대하여 기지국 내에 1 개의 트래킹 영역이 설정될 수 있음을 AMF에게 제공할 수 있다.
도 8(c)를 참조하면, 제 1 기지국 내지 제 3 기지국은 높은 이동성을 가지는 단말에 대하여 기지국 단위로 트래킹 영역을 설정할 수 있다. 제 1 기지국 내지 제 3 기지국은 높은 이동성을 가지는 단말에 대하여 기지국 내에 1 개의 트래킹 영역이 설정될 수 있음을 AMF에게 제공할 수 있다. 즉, 도 8의 실시 예에서, 제 1 기지국 내지 제 3 기지국은 중간 이동성을 가지는 단말 및 높은 이동성을 가지는 단말에 대하여 기지국 내에 1 개의 트래킹 영역이 설정될 수 있음을 AMF에게 제공할 수 있다.
다시 도 7을 참조하면, 단계 S720에서, AMF는 복수의 기지국으로부터 수신된 복수의 트래킹 영역 집합을 이용하여 트래킹 영역 집합을 재설정 할 수 있다.
다시 도 8을 참조하면, AMF는 낮은 이동성을 가지는 단말에 대하여 9 개의 트래킹 영역(예를 들어, TA1 내지 TA9)으로 구성된 트래킹 영역 집합을 설정할 수 있다. AMF는 중간 이동성을 가지는 단말에 대하여 3 개의 트래킹 영역(예를 들어, TA1 내지 TA3)으로 구성된 트래킹 영역 집합을 설정할 수 있다. AMF는 높은 이동성을 가지는 단말에 대하여 1 개의 트래킹 영역(예를 들어, TA1)으로 구성된 트래킹 영역 집합을 설정할 수 있다. 즉, 제 1 기지국 내지 제 3 기지국은 단계 S710에서 중간 및 높은 이동성을 가지는 단말에 대한 트래킹 영역 집합을 AMF에게 동일하게 제공하였음에도 불구하고, AMF는 단계 S720에서 단말의 이동성 레벨을 기반으로 중간 이동성을 가지는 단말 및 높은 이동성을 가지는 단말에 대한 트래킹 영역 집합을 다르게 설정할 수 있다. 다시 말해, AMF는 단계 S720에서 중간 이동성을 가지는 단말에 대하여 3 개의 트래킹 영역으로 구성된 트래킹 영역 집합을 설정할 수 있고, 높은 이동성을 가지는 단말에 대하여 1 개의 트래킹 영역으로 구성된 트래킹 영역 집합을 설정할 수 있다.
다시 도 7을 참조하면, 단계 S730에서, 제 1 기지국은 상기 제 1 기지국에 속하는 제 1 단말의 이동성 레벨에 대한 정보를 AMF에게 제공할 수 있다. 상기 제 1 단말은 높은 이동성을 가지는 단말이라고 가정한다. 또한, 단계 S735에서, 제 3 기지국은 상기 제 3 기지국에 속하는 제 3 단말의 이동성 레벨에 대한 정보를 AMF에게 제공할 수 있다. 상기 제 3 단말은 중간 이동성을 가지는 단말이라고 가정한다. 예를 들어, 상기 단말의 이동성 레벨에 대한 정보는 단말의 속력 정보일 수 있다. 예를 들어, 상기 단말의 이동성 레벨에 대한 정보는 단말의 속력을 기반으로 생성된 인덱스일 수 있다.
상기 단말의 이동성 레벨에 대한 정보는 기지국과 AMF 사이의 단말 관련 연결(UE associated connection)의 확립(establishment) 시에 AMF에게 제공될 수 있다. 상기 단말의 이동성 레벨에 대한 정보는 UE 컨텍스트(context)의 해제 시에 AMF에게 제공될 수 있다. 상기 단말의 이동성 레벨에 대한 정보는 기지국 사이의 핸드오버 시에 AMF에게 제공될 수 있다. 상기 단말의 이동성 레벨에 대한 정보는 AMF를 통한 핸드오버 시에 AMF에게 제공될 수 있다. 상기 단말의 이동성 레벨에 대한 정보는 AMF와 기지국 사이의 상기 단말과 관련된 새로운 절차에서 AMF에게 제공될 수 있다.
단계 S740에서, AMF가 기지국으로부터 단말의 이동성 레벨에 대한 정보를 수신하면, AMF는 단계 S720에서 재설정된 복수의 트래킹 영역 집합 중에서 단말에 대한 트래킹 영역 집합을 결정할 수 있다. 예를 들어, AMF는 제 1 단말에 대한 트래킹 영역을 도 8(c)의 트래킹 영역 집합으로 결정할 수 있다. 예를 들어, AMF는 제 3 단말에 대한 트래킹 영역을 도 8(b)의 트래킹 영역 집합으로 결정할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, AMF는 복수의 기지국으로부터 수신된 복수의 트래킹 영역 집합을 기반으로 복수의 새로운 트래킹 영역 집합을 재설정할 수 있다. 나아가, 단말의 이동성 레벨에 따라, AMF는 상기 재설정된 복수의 트래킹 영역 집합 중에서 상기 단말에 대하여 트래킹 영역 집합을 선택적으로 변경할 수 있다. 따라서, 트래킹 영역의 사이즈가 고정된 종래 기술과 비교하여, AMF는 단말을 효율적으로 트래킹할 수 있다.
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따라, 기지국이 트래킹 영역 집합을 결정하는 절차를 나타낸다.
도 9를 참조하면, 단계 S910에서, 기지국은 복수의 트래킹 영역 집합을 설정할 수 있다. 상기 복수의 트래킹 영역 집합은 단말의 이동성 레벨을 기반으로 기지국에 의해 구축될 수 있다. 상기 복수의 트래킹 영역 집합에 포함된 각 트래킹 영역 집합은 단말의 이동성 레벨에 따라 서로 다른 트래킹 영역의 사이즈를 가질 수 있다. 상기 트래킹 영역의 사이즈는 트래킹 영역 내의 셀의 개수일 수 있다. 예를 들어, 복수의 트래킹 영역 집합은 도 6과 같이 제 1 트래킹 영역 집합, 제 2 트래킹 영역 집합 및 제 3 트래킹 영역 집합으로 구성될 수 있다.
단계 S920에서, 기지국은 단말의 이동성 레벨을 결정할 수 있다. 예를 들어, 상기 단말의 이동성 레벨은 단말의 속력일 수 있다.
단계 S930에서, 기지국은 결정된 단말의 이동성 레벨에 대응하는 트래킹 영역 집합을 선택할 수 있다. 예를 들어, 상기 결정된 단말의 이동성 레벨이 낮은 이동성에 해당하면, 기지국은 도 6(a)의 제 1 트래킹 영역 집합을 선택할 수 있다. 예를 들어, 상기 결정된 단말의 이동성 레벨이 중간 이동성에 해당하면, 기지국은 도 6(b)의 제 2 트래킹 영역 집합을 선택할 수 있다. 예를 들어, 상기 결정된 단말의 이동성 레벨이 높은 이동성에 해당하면, 기지국은 도 6(c)의 제 3 트래킹 영역 집합을 선택할 수 있다.
단계 S940에서, 기지국은 선택된 트래킹 영역 집합을 AMF에게 제공할 수 있다. 상기 선택된 트래킹 영역 집합은 기지국과 AMF 사이의 단말 관련 연결(UE associated connection)의 확립(establishment) 시에 AMF에게 제공될 수 있다. 상기 선택된 트래킹 영역 집합은 UE 컨텍스트(context)의 해제 시에 AMF에게 제공될 수 있다. 상기 선택된 트래킹 영역 집합은 기지국 사이의 핸드오버 시에 AMF에게 제공될 수 있다. 상기 선택된 트래킹 영역 집합은 AMF를 통한 핸드오버 시에 AMF에게 제공될 수 있다. 상기 선택된 트래킹 영역 집합은 AMF와 기지국 사이의 상기 단말과 관련된 새로운 절차에서 AMF에게 제공될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, AMF는 복수의 트래킹 영역 집합을 지원할 수 있고, 기지국은 단말의 이동성 레벨에 따라 트래킹 영역의 크기를 선택적으로 변경할 수 있다. 따라서, 트래킹 영역의 사이즈가 고정된 종래 기술과 비교하여, AMF는 단말을 효율적으로 트래킹할 수 있다.
도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따라, AMF가 트래킹 영역 집합을 선택적으로 변경하는 방법을 나타내는 블록도이다.
도 10을 참조하면, 단계 S1010에서, AMF는 복수의 트래킹 영역 집합을 기지국으로부터 수신할 수 있다. 상기 복수의 트래킹 영역 집합은 단말의 이동성을 기반으로 상기 기지국에 의해 설정될 수 있다. 상기 단말의 이동성에 대한 정보는 상기 단말의 속력(speed)일 수 있다. 상기 트래킹 영역 집합은 낮은 이동성을 가지는 단말에 대하여 작은 트래킹 영역으로 설정되고, 높은 이동성을 가지는 단말에 대하여 큰 트래킹 영역으로 설정될 수 있다. 상기 복수의 트래킹 영역 집합은 상기 기지국과 상기 AMF 사이의 인터페이스를 셋업할 때 상기 기지국으로부터 수신될 수 있다.
단계 S1020에서, AMF는 단말의 이동성에 대한 정보를 상기 기지국으로부터 수신할 수 있다. 상기 단말의 이동성에 대한 정보는 상기 기지국과 상기 AMF 사이의 상기 단말과 관련된 연결(the UE-associated connection)이 확립될 때 상기 기지국으로부터 수신될 수 있다. 상기 단말의 이동성에 대한 정보는 상기 단말의 컨텍스트가 해제될 때 상기 기지국으로부터 수신될 수 있다. 상기 단말의 이동성에 대한 정보는 상기 AMF를 통한 핸드오버가 수행될 때 상기 기지국으로부터 수신될 수 있다.
단계 S1030에서, AMF는 상기 수신된 단말의 이동성에 대한 정보에 대응하는 어느 하나의 트래킹 영역 집합을 선택할 수 있다. 상기 단말이 낮은 이동성을 가지는 단말이면, 작은 트래킹 영역으로 설정된 트래킹 영역 집합이 선택될 수 있다. 상기 단말이 높은 이동성을 가지는 단말이면, 큰 트래킹 영역으로 설정된 트래킹 영역 집합이 선택될 수 있다.
부가적으로, AMF는 상기 단말의 변경된 이동성에 대한 정보를 상기 기지국으로부터 수신할 수 있다. 그러면, AMF는 상기 선택된 트래킹 영역 집합을 상기 변경된 단말의 이동성에 대응하는 어느 하나의 트래킹 영역 집합으로 변경할 수 있다.
부가적으로, AMF는 상기 수신된 복수의 트래킹 영역 집합을 기반으로 트래킹 영역 집합을 재설정할 수 있다. 이 경우, 상기 수신된 단말의 이동성에 대한 정보에 대응하는 어느 하나의 트래킹 영역 집합은 상기 AMF에 의해 재설정된 트래킹 영역 집합 중에서 선택될 수 있다.
도 11은 본 발명의 실시 예가 구현되는 무선 통신 시스템의 블록도이다.
단말(1100)은 프로세서(processor, 1101), 메모리(memory, 1102) 및 송수신기(transceiver, 1103)를 포함한다. 메모리(1102)는 프로세서(1101)와 연결되어, 프로세서(1101)를 구동하기 위한 다양한 정보를 저장한다. 송수신기(1103)는 프로세서(1101)와 연결되어, 무선 신호를 송신 및/또는 수신한다. 프로세서(1101)는 제안된 기능, 과정 및/또는 방법을 구현한다. 전술한 실시 예에서 단말의 동작은 프로세서(1101)에 의해 구현될 수 있다.
기지국(1110)은 프로세서(1111), 메모리(1112) 및 송수신기(1113)를 포함한다. 메모리(1112)는 프로세서(1111)와 연결되어, 프로세서(1111)를 구동하기 위한 다양한 정보를 저장한다. 송수신기(1113)는 프로세서(1111)와 연결되어, 무선 신호를 송신 및/또는 수신한다. 프로세서(1111)는 제안된 기능, 과정 및/또는 방법을 구현한다. 전술한 실시 예에서 기지국의 동작은 프로세서(1111)에 의해 구현될 수 있다.
MME/AMF(1120)는 프로세서(1121), 메모리(1122) 및 송수신기(1123)를 포함한다. 메모리(1122)는 프로세서(1121)와 연결되어, 프로세서(1121)를 구동하기 위한 다양한 정보를 저장한다. 송수신기(1123)는 프로세서(1121)와 연결되어, 무선 신호를 송신 및/또는 수신한다. 프로세서(1121)는 제안된 기능, 과정 및/또는 방법을 구현한다. 전술한 실시 예에서 MME/AMF의 동작은 프로세서(1121)에 의해 구현될 수 있다.
프로세서는 ASIC(application-specific integrated circuit), 다른 칩셋, 논리 회로 및/또는 데이터 처리 장치를 포함할 수 있다. 메모리는 ROM(read-only memory), RAM(random access memory), 플래시 메모리, 메모리 카드, 저장 매체 및/또는 다른 저장 장치를 포함할 수 있다. 송수신기는 무선 신호를 처리하기 위한 베이스밴드 회로를 포함할 수 있다. 실시 예가 소프트웨어로 구현될 때, 상술한 기법은 상술한 기능을 수행하는 모듈(과정, 기능 등)로 구현될 수 있다. 모듈은 메모리에 저장되고, 프로세서에 의해 실행될 수 있다. 메모리는 프로세서 내부 또는 외부에 있을 수 있고, 잘 알려진 다양한 수단으로 프로세서와 연결될 수 있다.
상술한 일례들에 기초하여 본 명세서에 따른 다양한 기법들이 도면과 도면 부호를 통해 설명되었다. 설명의 편의를 위해, 각 기법들은 특정한 순서에 따라 다수의 단계나 블록들을 설명하였으나, 이러한 단계나 블록의 구체적 순서는 청구항에 기재된 발명을 제한하는 것이 아니며, 각 단계나 블록은 다른 순서로 구현되거나, 또 다른 단계나 블록들과 동시에 수행되는 것이 가능하다. 또한, 통상의 기술자라면 간 단계나 블록이 한정적으로 기술된 것이나 아니며, 발명의 보호 범위에 영향을 주지 않는 범위 내에서 적어도 하나의 다른 단계들이 추가되거나 삭제되는 것이 가능하다는 것을 알 수 있을 것이다.
상술한 실시 예는 다양한 일례를 포함한다. 통상의 기술자라면 발명의 모든 가능한 일례의 조합이 설명될 수 없다는 점을 알 것이고, 또한 본 명세서의 기술로부터 다양한 조합이 파생될 수 있다는 점을 알 것이다. 따라서 발명의 보호범위는, 이하 청구항에 기재된 범위를 벗어나지 않는 범위 내에서, 상세한 설명에 기재된 다양한 일례를 조합하여 판단해야 할 것이다.

Claims (15)

  1. 무선 통신 시스템에서 AMF(Access and Mobility Function)가 트래킹 영역 집합(tracking area set)을 선택적으로 변경하는 방법에 있어서,
    복수의 트래킹 영역 집합을 기지국으로부터 수신하는 단계;
    단말의 이동성에 대한 정보를 상기 기지국으로부터 수신하는 단계; 및
    상기 수신된 단말의 이동성에 대한 정보에 대응하는 어느 하나의 트래킹 영역 집합을 선택하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 트래킹 영역 집합은 단말의 이동성을 기반으로 상기 기지국에 의해 설정되는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 단말의 이동성에 대한 정보는 상기 단말의 속력(speed)인 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 트래킹 영역 집합은 낮은 이동성을 가지는 단말에 대하여 작은 트래킹 영역으로 설정되고, 높은 이동성을 가지는 단말에 대하여 큰 트래킹 영역으로 설정되는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 단말이 낮은 이동성을 가지는 단말이면, 작은 트래킹 영역으로 설정된 트래킹 영역 집합이 선택되는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 단말이 높은 이동성을 가지는 단말이면, 큰 트래킹 영역으로 설정된 트래킹 영역 집합이 선택되는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 트래킹 영역 집합은 상기 기지국과 상기 AMF 사이의 인터페이스를 셋업할 때 상기 기지국으로부터 수신되는 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 단말의 이동성에 대한 정보는 상기 기지국과 상기 AMF 사이의 상기 단말과 관련된 연결(the UE-associated connection)이 확립될 때 상기 기지국으로부터 수신되는 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 단말의 이동성에 대한 정보는 상기 단말의 컨텍스트가 해제될 때 상기 기지국으로부터 수신되는 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 단말의 이동성에 대한 정보는 상기 AMF를 통한 핸드오버가 수행될 때 상기 기지국으로부터 수신되는 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 단말의 변경된 이동성에 대한 정보를 상기 기지국으로부터 수신하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 선택된 트래킹 영역 집합을 상기 변경된 단말의 이동성에 대응하는 어느 하나의 트래킹 영역 집합으로 변경하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 수신된 복수의 트래킹 영역 집합을 기반으로 트래킹 영역 집합을 재설정하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 수신된 단말의 이동성에 대한 정보에 대응하는 어느 하나의 트래킹 영역 집합은 상기 AMF에 의해 재설정된 트래킹 영역 집합 중에서 선택되는 것을 특징으로 하는 방법.
  15. 무선 통신 시스템에서 기지국이 트래킹 영역 집합(tracking area set)을 선택적으로 변경하는 방법에 있어서,
    복수의 트래킹 영역 집합을 설정하는 단계;
    단말의 이동성을 결정하는 단계;
    상기 결정된 단말의 이동성에 대응하는 어느 하나의 트래킹 영역 집합을 선택하는 단계; 및
    상기 선택된 트래킹 영역 집합을 AMF(Access and Mobility Function)에게 전송하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
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