WO2018026185A1 - 접속 시도 방법 및 사용자기기와, 접속 제어 방법 및 기지국 - Google Patents

접속 시도 방법 및 사용자기기와, 접속 제어 방법 및 기지국 Download PDF

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WO2018026185A1
WO2018026185A1 PCT/KR2017/008327 KR2017008327W WO2018026185A1 WO 2018026185 A1 WO2018026185 A1 WO 2018026185A1 KR 2017008327 W KR2017008327 W KR 2017008327W WO 2018026185 A1 WO2018026185 A1 WO 2018026185A1
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WO
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connection
network
access
information
control
Prior art date
Application number
PCT/KR2017/008327
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English (en)
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Inventor
천성덕
김재현
이기동
Original Assignee
엘지전자 주식회사
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Publication date
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    • H04W48/00—Access restriction; Network selection; Access point selection
    • H04W48/08—Access restriction or access information delivery, e.g. discovery data delivery
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W16/00—Network planning, e.g. coverage or traffic planning tools; Network deployment, e.g. resource partitioning or cells structures
    • H04W16/02—Resource partitioning among network components, e.g. reuse partitioning
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W48/00—Access restriction; Network selection; Access point selection
    • H04W48/02—Access restriction performed under specific conditions
    • H—ELECTRICITY
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    • H04W48/00—Access restriction; Network selection; Access point selection
    • H04W48/08—Access restriction or access information delivery, e.g. discovery data delivery
    • H04W48/12—Access restriction or access information delivery, e.g. discovery data delivery using downlink control channel
    • H—ELECTRICITY
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    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W48/00—Access restriction; Network selection; Access point selection
    • H04W48/08—Access restriction or access information delivery, e.g. discovery data delivery
    • H04W48/14—Access restriction or access information delivery, e.g. discovery data delivery using user query or user detection

Definitions

  • the present invention relates to a wireless communication system, and more particularly, to a method and apparatus for attempting to connect to a network, and a method and apparatus for controlling the connection.
  • Wireless communication systems are widely deployed to provide various kinds of communication services such as voice and data.
  • a wireless communication system is a multiple access system capable of supporting communication with multiple users by sharing available system resources (bandwidth, transmission power, etc.).
  • multiple access systems include code division multiple access (CDMA) systems, frequency division multiple access (FDMA) systems, time division multiple access (TDMA) systems, orthogonal frequency division multiple access (OFDMA) systems, and single carrier frequency (SC-FDMA).
  • 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
  • MCD division multiple access
  • MCDMA multi-carrier frequency division multiple access
  • MC-FDMA multi-carrier frequency division multiple access
  • M2M smartphone-to-machine communication
  • smart phones and tablet PCs which require high data transmission rates
  • M2M smartphone-to-machine communication
  • carrier aggregation technology, cognitive radio technology, etc. to efficiently use more frequency bands, and increase the data capacity transmitted within a limited frequency Multi-antenna technology, multi-base station cooperation technology, and the like are developing.
  • a node is a fixed point capable of transmitting / receiving a radio signal with a UE having one or more antennas.
  • a communication system having a high density of nodes can provide higher performance communication services to the UE by cooperation between nodes.
  • next generation communication As more communication devices require greater communication capacity, there is a need for improved mobile broadband communications over legacy radio access technology (RAT).
  • massive machine type communication (mMTC) for connecting a plurality of devices and objects to provide various services anytime and anywhere is one of the major issues to be considered in next-generation communication.
  • mMTC massive machine type communication
  • next generation wireless access technologies is being discussed taking into account enhanced mobile broadband communications (eMBB), mMTC, ultra-reliable and low latency communication (URLLC), and the like.
  • a method for a user equipment (UE) in a wireless communication system attempting to connect to a network includes: receiving mapping information for each of a plurality of connection categories; Receiving baring information for the plurality of connection categories; And determining whether to attempt to connect to the network based on the access category to which the data of the UE belongs according to the mapping information and the baring information.
  • a user equipment that attempts to connect to a network in a wireless communication system.
  • the user equipment includes a radio frequency (RF) unit and a processor configured to control the RF unit.
  • the processor further comprises: controlling the RF unit to receive mapping information for each of a plurality of connection categories; Control the RF unit to receive baring information for the plurality of connection categories; And determining whether to attempt an access to the network based on the access category to which the data of the UE belongs according to the mapping information and the baring information.
  • a method for a base station controlling a connection to a network by a user equipment (UE) in a wireless communication system.
  • the method includes: transmitting mapping information for each of a plurality of connection categories; Send baring information for the plurality of connection categories; And receiving a connection request from the user device to the network.
  • a base station for controlling access to the network by a user equipment (UE) in a wireless communication system.
  • the base station includes a radio frequency (RF) unit and a processor configured to control the RF unit.
  • the processor may include: controlling the RF unit to transmit mapping information for each of a plurality of connection categories; Control the RF unit to transmit baring information for the plurality of connection categories; And control the RF unit to receive a connection request from the user equipment to the network.
  • the mapping information may indicate a network slice, an IP address, or a connection cause for each of the plurality of connection categories.
  • the plurality of connection categories may include connection categories for connections that do not meet any mapping criteria.
  • the mapping information may indicate a network slice, an IP address, a connection cause, or a connection class for each of the plurality of connection categories.
  • the access attempt may be performed if access to the access category to which the data belongs is allowed, and if not, the access attempt may not be performed.
  • network connection by UEs can be efficiently controlled.
  • different access opportunities may be provided according to types and services of UEs.
  • a fair access opportunity can be given to UEs with minimal system load.
  • a wireless communication signal can be transmitted / received efficiently. Accordingly, the overall throughput of the wireless communication system can be high.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a schematic structure of an EPS (Evolved Packet System) including an Evolved Packet Core (EPC).
  • EPS Evolved Packet System
  • EPC Evolved Packet Core
  • FIG. 2 is an exemplary view showing the architecture of a general E-UTRAN and EPC.
  • 3 is an exemplary view showing the structure of a radio interface protocol in a control plane.
  • FIG. 4 is an exemplary view showing the structure of a radio interface protocol in a user plane.
  • LTE Long Term Evolution
  • 6 is a flowchart for explaining a random access process.
  • RRC 7 is a diagram illustrating a connection process in a radio resource control (RRC) layer.
  • RRC radio resource control
  • V2X Vehicle to everything
  • next generation 9 illustrates a high level architecture that can be used as a reference model for next generation (NextGen) systems.
  • connection control mechanism 10 shows an example of a connection control mechanism according to the present invention.
  • connection control mechanism 11 shows another example of a connection control mechanism according to the present invention.
  • connection control mechanism 12 shows another example of a connection control mechanism according to the present invention.
  • Figure 13 shows another example of a connection control mechanism according to the present invention.
  • connection control mechanism 14 shows another example of a connection control mechanism according to the present invention.
  • 15 is a diagram illustrating a configuration of a node device applied to the proposal of the present invention.
  • each component or feature may be considered to be optional unless otherwise stated.
  • Each component or feature may be embodied in a form that is not combined with other components or features.
  • some of the components and / or features may be combined to form an embodiment of the present invention.
  • the order of the operations described in the embodiments of the present invention may be changed. Some components or features of one embodiment may be included in another embodiment, or may be replaced with corresponding components or features of another embodiment.
  • Embodiments of the present invention may be supported by standard documents disclosed in at least one of the wireless access systems IEEE 802.xx system, 3GPP system, 3GPP LTE system and 3GPP2 system. That is, obvious steps or parts which are not described among the embodiments of the present invention may be described with reference to the above documents.
  • the present specification provides 3GPP TS 36.211, 3GPP TS 36.213, 3GPP TS 36.321, 3GPP TS 36.322, 3GPP TS 36.323, 3GPP TS 36.331, 3GPP TS 23.203, 3GPP TS 23.401, 3GPP TS 24.301, 3GPP TS 23.228, 3GPP TS 29.228 , 3GPP TS 23.218, 3GPP TS 22.011, 3GPP TS 36.413, 3GPP TS 23.303 may be incorporated by reference.
  • IP Multimedia Subsystem or IP Multimedia Core Network Subsystem An architectural framework for providing standardization for delivering voice or other multimedia services over IP.
  • UMTS Universal Mobile Telecommunications System
  • GSM Global System for Mobile Communication
  • Evolved Packet System A network system including an Evolved Packet Core (EPC), which is a packet switched (PS) core network based on IP (Internet Protocol), and an access network such as LTE / UTRAN.
  • EPC Evolved Packet Core
  • PS packet switched
  • IP Internet Protocol
  • UMTS is an evolutionary network.
  • NodeB base station of GERAN / UTRAN. It is installed outdoors and its coverage is macro cell size.
  • eNodeB / eNB base station of the E-UTRAN. It is installed outdoors and its coverage is macro cell size.
  • UE User Equipment
  • the UE may be referred to in terms of terminal (UE), mobile equipment (ME), mobile station (MS), and the like.
  • the UE may be a portable device such as a laptop, a mobile phone, a personal digital assistant (PDA), a smart phone, a multimedia device, or the like, or may be a non-portable device such as a personal computer (PC) or a vehicle-mounted device.
  • PDA personal digital assistant
  • PC personal computer
  • the term UE or UE may refer to an MTC device.
  • HNB Home NodeB
  • HeNB Home eNodeB: A base station of an EPS network, which is installed indoors and its coverage is micro cell size.
  • Mobility Management Entity A network node of an EPS network that performs mobility management (MM) and session management (SM) functions.
  • Packet Data Network-Gateway (PDN-GW) / PGW / P-GW A network node of an EPS network that performs UE IP address assignment, packet screening and filtering, charging data collection, and the like.
  • SGW Serving Gateway
  • S-GW network node of EPS network performing mobility anchor, packet routing, idle mode packet buffering, triggering MME to page UE, etc. .
  • PCRF Policy and Charging Rule Function
  • -OMA DM Open Mobile Alliance Device Management: A protocol designed for the management of mobile devices such as mobile phones, PDAs, portable computers, etc., and device configuration, firmware upgrade, error report, etc. Performs the function of.
  • OAM Operaation Administration and Maintenance
  • a group of network management functions that provides network fault indication, performance information, and data and diagnostics.
  • Non-Access Stratum Upper stratum of the control plane between the UE and the MME.
  • EMM EPS Mobility Management: A sub-layer of the NAS layer, where the EMM is in the "EMM-Registered” or “EMM-Deregistered” state depending on whether the UE is network attached or detached. There may be.
  • ECM Connection Management (ECM) connection A signaling connection for the exchange of NAS messages, established between the UE and the MME.
  • An ECM connection is a logical connection consisting of an RRC connection between a UE and an eNB and an S1 signaling connection between the eNB and the MME. Once the ECM connection is established / terminated, the RRC and S1 signaling connections are established / terminated as well.
  • the established ECM connection means that the UE has an RRC connection established with the eNB, and the MME means having an S1 signaling connection established with the eNB.
  • the ECM may have an "ECM-Connected" or "ECM-Idle" state.
  • AS Access-Stratum: Contains a protocol stack between the UE and a wireless (or access) network, and is responsible for transmitting data and network control signals.
  • NAS configuration MO Management Object: A MO (Management object) used in the process of setting parameters related to NAS functionalities to the UE.
  • Packet Data Network A network in which a server supporting a specific service (eg, a Multimedia Messaging Service (MMS) server, a Wireless Application Protocol (WAP) server, etc.) is located.
  • a server supporting a specific service eg, a Multimedia Messaging Service (MMS) server, a Wireless Application Protocol (WAP) server, etc.
  • MMS Multimedia Messaging Service
  • WAP Wireless Application Protocol
  • PDN connection A logical connection between the UE and the PDN, represented by one IP address (one IPv4 address and / or one IPv6 prefix).
  • APN Access Point Name: A string indicating or identifying a PDN. In order to access the requested service or network, it goes through a specific P-GW, which means a predefined name (string) in the network so that the P-GW can be found. (For example, internet.mnc012.mcc345.gprs)
  • RAN Radio Access Network: a unit including a NodeB, an eNodeB and a Radio Network Controller (RNC) controlling them in a 3GPP network. It exists between UEs and provides a connection to the core network.
  • RNC Radio Network Controller
  • HLR Home Location Register
  • HSS Home Subscriber Server
  • PLMN Public Land Mobile Network
  • ANDSF Access Network Discovery and Selection Function: Provides a policy that allows a UE to discover and select an available access on an operator basis as a network entity.
  • EPC path (or infrastructure data path): User plane communication path through EPC.
  • E-UTRAN Radio Access Bearer refers to the concatenation of the S1 bearer and the corresponding data radio bearer. If there is an E-RAB, there is a one-to-one mapping between the E-RAB and the EPS bearer of the NAS.
  • GTP GPRS Tunneling Protocol
  • GTP A group of IP-based communications protocols used to carry general packet radio service (GPRS) within GSM, UMTS and LTE networks.
  • GTP and proxy mobile IPv6-based interfaces are specified on various interface points.
  • GTP can be decomposed into several protocols (eg, GTP-C, GTP-U and GTP ').
  • GTP-C is used within a GPRS core network for signaling between Gateway GPRS Support Nodes (GGSN) and Serving GPRS Support Nodes (SGSN).
  • GGSN Gateway GPRS Support Nodes
  • SGSN Serving GPRS Support Nodes
  • GTP-C allows the SGSN to activate a session (eg PDN context activation), deactivate the same session, adjust the quality of service parameters for the user.
  • GTP-U is used to carry user data within the GPRS core network and between the radio access network and the core network.
  • EPS Evolved Packet System
  • EPC Evolved Packet Core
  • SAE System Architecture Evolution
  • SAE is a research project to determine network structure supporting mobility between various kinds of networks.
  • SAE aims to provide an optimized packet-based system, for example, supporting various radio access technologies on an IP basis and providing enhanced data transfer capabilities.
  • the EPC is a core network of an IP mobile communication system for a 3GPP LTE system and may support packet-based real time and non real time services.
  • a conventional mobile communication system i.e., a second generation or third generation mobile communication system
  • the core network is divided into two distinct sub-domains of circuit-switched (CS) for voice and packet-switched (PS) for data.
  • CS circuit-switched
  • PS packet-switched
  • the function has been implemented.
  • the sub-domains of CS and PS have been unified into one IP domain.
  • a connection between a UE having an IP capability and a UE may include an IP-based base station (eg, evolved Node B (eNodeB)), an EPC, an application domain (eg, IMS (eg, IP Multimedia Subsystem)).
  • eNodeB evolved Node B
  • EPC an application domain
  • IMS IP Multimedia Subsystem
  • the EPC may include various components, and in FIG. 1, some of them correspond to a serving gateway (SGW), a packet data network gateway (PDN GW), a mobility management entity (MME), and a serving general packet (SGRS) Radio Service (Supporting Node) and Enhanced Packet Data Gateway (ePDG) are shown.
  • SGW serving gateway
  • PDN GW packet data network gateway
  • MME mobility management entity
  • SGRS serving general packet
  • Radio Service Upporting Node
  • ePDG Enhanced Packet Data Gateway
  • the SGW 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 eNB and the PDN GW.
  • the SGW serves as a local mobility anchor point. That is, packets may be routed through the SGW 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.
  • SGW also provides mobility with other 3GPP networks (RANs defined before 3GPP Release-8, such as UTRAN or GERAN (Global System for Mobile Communication (GSM) / Enhanced Data rates for Global Evolution (EDGE) Radio Access Network). It can also function as an anchor point.
  • RANs defined before 3GPP Release-8 such as UTRAN or GERAN (Global System for Mobile Communication (GSM) / Enhanced Data rates for Global Evolution (EDGE) Radio Access Network). It can also function as an anchor point.
  • GSM Global System for Mobile Communication
  • EDGE Enhanced Data rates for Global Evolution
  • the PDN GW corresponds to the termination point of the data interface towards the packet data network.
  • the PDN GW 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 SGW and the PDN GW are configured as separate gateways, two gateways may be implemented according to a single gateway configuration option.
  • the MME is an element that performs signaling and control functions to support access, network resource allocation, tracking, paging, roaming, handover, etc. to the UE's network connection. .
  • the MME controls control plane functions related to subscriber and session management.
  • the MME manages numerous eNBs and performs signaling for the selection of a conventional gateway for handover to other 2G / 3G networks.
  • the MME also performs functions such as security procedures, terminal-to-network session handling, and idle terminal location management.
  • SGSN handles all packet data, such as user's mobility management and authentication to other 3GPP networks (eg GPRS networks).
  • 3GPP networks eg GPRS networks.
  • 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 UE having IP capability includes an IP provided by an operator (ie, an operator) via various elements in the EPC, based on a 3GPP connection as well as a non-3GPP connection.
  • an operator ie, an operator
  • Connect to a service network eg, IMS.
  • FIG. 1 also shows various reference points (eg, S1-U, S1-MME, etc.).
  • reference points eg, S1-U, S1-MME, etc.
  • Table 1 summarizes the reference points shown in FIG. 1.
  • S1-MME Reference point for the control plane protocol between E-UTRAN and MME.
  • S1-U Reference point between E-UTRAN and Serving GW for the per bearer user plane tunneling and inter eNB path switching during handover.
  • S3 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 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 It provides user plane tunnelling and tunnel management between Serving GW and PDN GW.
  • 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.
  • S2a and S2b correspond to non-3GPP interfaces.
  • S2a is a reference point that provides the user plane with relevant control and mobility support between a trusted non-3GPP connection and a PDN GW.
  • S2b is a reference point that provides the user plane with relevant control and mobility support between the ePDG and the PDN GW.
  • FIG. 2 is an exemplary view showing the architecture of a general E-UTRAN and EPC.
  • the eNB is responsible for routing resources to the gateway, scheduling and sending paging messages, scheduling and sending broadcast channels (BCHs), and uplink and downlink resources while the Radio Resource Control (RRC) connection is active.
  • Functions for dynamic allocation to the UE, configuration and provision for measurement of eNB, radio bearer control, radio admission control, and connection mobility control may be performed.
  • paging can be generated, LTE_IDLE state management, user plane encryption, SAE bearer control, NAS signaling encryption and integrity protection.
  • FIG. 3 is an exemplary diagram illustrating a structure of a radio interface protocol in a control plane between a UE and an eNB
  • FIG. 4 is an exemplary diagram illustrating a structure of a radio interface protocol in a user plane between a UE and an eNB. .
  • the air 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 widely 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 transmitted 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 subcarriers on the frequency axis.
  • one subframe includes a plurality of OFDM 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 OFDM 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 present 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 medium access control (MAC) layer of the second layer serves to map various logical channels to various transport channels, and also logical channels to map several logical channels to one transport channel. Perform the role of multiplexing.
  • the MAC layer is connected to the upper layer RLC layer by a logical channel, and 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 segments and concatenates the data received from the upper layer so that the lower layer is suitable for transmitting data through a radio interface. It controls the size of data.
  • RLC radio link control
  • 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. Header Compression, which reduces the packet header size.
  • 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 abbreviated as RRC) layer located at the top of the third layer is defined only in the control plane, and the configuration and reconfiguration of radio bearers (abbreviated as RB) 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 UE and the E-UTRAN.
  • the UE If an RRC connection is established between the RRC of the UE and the RRC layer of the wireless network, the UE is in an RRC connected mode, otherwise it is in an RRC idle mode. .
  • 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. Since the UE in the RRC_CONNECTED state has an RRC connection, the E-UTRAN can determine the existence of the corresponding UE in units of cells, and thus can effectively control the UE. On the other hand, in the UE of the RRC_IDLE state, the E-UTRAN cannot determine the existence of the UE and is managed by the core network in units of a tracking area (TA) that is larger than a cell.
  • TA tracking area
  • the UE in the RRC_IDLE state is only identified whether the UE exists in a larger area unit than the cell, and the UE should transition to the RRC_CONNECTED state in order to receive a normal mobile communication service such as voice or data.
  • Each TA is identified by a tracking area identity (TAI).
  • the UE may configure a TAI through a tracking area code (TAC), which is information broadcast in a cell.
  • TAI tracking area identity
  • the UE When the user first powers up the UE, the UE first searches for an appropriate cell, then establishes an RRC connection in the cell, and registers information of the UE in the core network. Thereafter, the UE stays in the RRC_IDLE state. The UE 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 needs to establish an RRC connection, the UE establishes an RRC connection with the RRC of the E-UTRAN through the RRC connection procedure and transitions to the RRC_CONNECTED state.
  • a UE in RRC_IDLE needs to establish an RRC connection. For example, a user's call attempt, a data transmission attempt, etc. are required or a paging message is received from E-UTRAN. In this case, the response message may be transmitted.
  • a non-access stratum (NAS) layer located above the RRC layer performs functions such as session management and mobility management.
  • NAS non-access stratum
  • Evolved Session Management belonging to the NAS layer performs functions such as default bearer management and dedicated bearer management, so that the UE is in charge of controlling the PS service from the network.
  • the default bearer resource is characterized in that it is allocated from the network when the network is first connected to a specific Packet Data Network (PDN).
  • PDN Packet Data Network
  • the network allocates an IP address available to the UE so that the UE 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 / reception and a non-GBR bearer having a best effort QoS characteristic without guaranteeing bandwidth.
  • GBR guaranteed bit rate
  • a non-GBR bearer is allocated.
  • the bearer allocated to the UE 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.
  • One EPS bearer has a QoS characteristic of a maximum bit rate (MBR) or / and a guaranteed bit rate (GBR).
  • FIG. 5 illustrates LTE protocol stacks for the user plane and control plane.
  • FIG. 5 (a) illustrates user plane protocol stacks over UE-eNB-SGW-PGW-PDN
  • FIG. 5 (b) illustrates control plane protocol stacks over UE-eNB-MME-SGW-PGW.
  • the GTP-U protocol is used to forward user IP packets over an S1-U / S5 / X2 interface. If a GTP tunnel is established for data forwarding during LTE handover, an End Marker Packet is transferred over the GTP tunnel as the last packet.
  • the S1AP protocol is applied to the S1-MME interface.
  • the S1AP protocol supports functions such as S1 interface management, E-RAB management, NAS signaling delivery and UE context management.
  • the S1AP protocol conveys an initial UE context to the eNB to set up E-RAB (s), and then manages modification or release of the UE context.
  • the GTP-C protocol is applied to the S11 / S5 interfaces.
  • the GTP-C protocol supports the exchange of control information for the creation, modification and termination of GTP tunnel (s).
  • the GTP-C protocol creates data forwarding tunnels in case of LTE handover.
  • protocol stacks and interfaces illustrated in FIGS. 3 and 4 may also apply to the same protocol stacks and interfaces of FIG. 5.
  • 6 is a flowchart illustrating a random access procedure in 3GPP LTE.
  • the random access procedure is performed for the UE to obtain UL synchronization with the base station or to be allocated UL radio resources.
  • the UE receives a root index and a physical random access channel (PRACH) configuration index from the eNB.
  • PRACH physical random access channel
  • Each cell has 64 candidate random access (RA) 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. .
  • RA random access
  • ZC Zadoff-Chu
  • the PRACH configuration index indicates a specific subframe and a preamble format capable of transmitting a random access preamble.
  • the random access process in particular the contention-based random access process, includes three steps.
  • the messages transmitted in the following steps 1, 2, and 3 may also be referred to as msg1, msg2, and msg4, respectively.
  • the UE transmits a randomly selected random access preamble to the eNB.
  • the UE selects one of the 64 candidate random access preambles.
  • the corresponding subframe is selected by the PRACH configuration index.
  • the UE transmits the selected random access preamble in the selected subframe.
  • the eNB that receives the random access preamble sends a random access response (RAR) to the UE.
  • the random access response is detected in two stages. First, the UE detects a PDCCH masked with random access-RNTI (RA-RNTI). The UE receives a random access response in a Medium Access Control (MAC) Protocol Data Unit (PDU) on the PDSCH indicated by the detected PDCCH.
  • the RAR includes timing advance (TA) information indicating timing offset information for UL synchronization, UL resource allocation information (UL grant information), a temporary UE identifier (eg, temporary cell-RNTI, TC-RNTI), and the like. .
  • TA timing advance
  • the UE may perform UL transmission according to resource allocation information (ie, scheduling information) and a TA value in the RAR.
  • HARQ is applied to UL transmission corresponding to the RAR. Therefore, after performing the UL transmission, the UE may receive reception response information (eg, PHICH) corresponding to the UL transmission.
  • RRC 7 shows a connection process in a radio resource control (RRC) layer.
  • RRC radio resource control
  • the RRC state is shown depending on whether the RRC is connected.
  • the RRC state refers to whether or not an entity of the RRC layer of the UE is in a logical connection with the entity of the RRC layer of the eNB, and when connected, is referred to as an RRC connected state.
  • the non-state is called the RRC idle state.
  • the E-UTRAN can grasp the existence of the corresponding UE in units of cells, and thus can effectively control the UE.
  • the idle state of the UE is not known by the eNB
  • the core network is managed by the tracking area (Tracking Area) unit that is larger than the cell unit.
  • the tracking area is a collection unit of cells. That is, the idle state UE is only identified in a large area unit, and in order to receive a normal mobile communication service such as voice or data, the UE must transition to the connected state.
  • the UE When a user first powers up a UE, the UE first searches for a suitable cell and then stays in an idle state in that cell. When the UE staying in the idle state needs to establish an RRC connection, the UE establishes an RRC connection with the RRC layer of the eNB through an RRC connection procedure and transitions to an RRC 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.
  • RRC connection setup complete In order to establish an RRC connection with the eNB, a UE in an idle state must proceed with an RRC connection procedure as described above.
  • the RRC connection process is largely performed by a UE transmitting an RRC connection request message to an eNB, an eNB sending an RRC connection setup message to the UE, and a UE completing the RRC connection setup to the eNB. (RRC connection setup complete) message is sent. This process will be described in more detail with reference to FIG. 7 as follows.
  • the UE When a UE in idle mode attempts to establish an RRC connection due to a call attempt, a data transmission attempt, or a response to an eNB paging, the UE first receives an RRC connection request message. Send to the eNB.
  • the eNB Upon receiving the RRC connection request message from the UE, the eNB accepts the RRC connection request of the UE when the radio resources are sufficient, and sends an RRC connection setup message, which is a response message, to the UE. do.
  • the UE When the UE receives the RRC connection setup message, it transmits an RRC connection setup complete message to the eNB.
  • the UE When the UE successfully transmits an RRC connection establishment message, the UE establishes an RRC connection with the eNB and transitions to the RRC connected mode.
  • V2X Vehicle to everything
  • V2X LTE-based vehicle-to-everything
  • IT information technology
  • V2V vehicle-to-vehicle
  • V2I vehicle-to-infrastructure
  • V2P vehicle-to-pedestrian
  • V2N vehicle-to-network
  • the vehicle continuously broadcasts information about its position, speed, direction, and the like.
  • the surrounding vehicle that receives the broadcasted information recognizes the movement of the vehicles around itself and utilizes it for accident prevention.
  • each vehicle similarly to an individual having a terminal having a form of a smart phone or a smart watch, each vehicle also installs a specific type of UE.
  • the UE installed in the vehicle refers to a device that receives the actual communication service in the communication network.
  • the UE installed in the vehicle may be connected to the eNB in the E-UTRAN to receive the communication service.
  • LTE or EPS system is to provide optimized QoS to data generated by V2X applications to support V2X effectively.
  • V2X applications are established by the European Telecommunications standards Institute (ETSI) Intelligent Transport Systems (ITS) or System Architecture Evolution (SAE).
  • ETSI European Telecommunications standards Institute
  • ITS Intelligent Transport Systems
  • SAE System Architecture Evolution
  • next-generation mobile network systems such as 5G core networks
  • 3GPP has defined service requirements through a study called Services and Markets Technology Enablers (SMARTER).
  • SMARTER Services and Markets Technology Enablers
  • SA2 system architecture is conducting a study on architecture for next generation system based on SMARTER. The following describes the requirements and architecture for the next generation communication system under consideration in 3GPP. The following are some examples of what is considered to be supported by the architecture of NextGen systems. NextGen systems are:
  • Signaling (and delay) required to initiate traffic exchange between the UE and the data network ie signaling overhead and latency when transitioning from a period in which the UE has no data traffic to a period with data traffic. Minimize).
  • FIG. 9 illustrates a high level architecture that can be used as a reference model for next generation (NextGen) systems.
  • NextGen next generation
  • FIG. 9 illustrates NextGen UE, NextGen (R) AN, NextGen core and their reference points.
  • NG2 is Reference point for the control plane between NextGen (R) AN and NextGen cores
  • NG3 is the reference point for the user plane between NextGen (R) AN and NextGen cores
  • NG1 represents the control plane between NextGen UE and NextGen cores
  • NG6 is a reference point between the NextGen core and the data network.
  • the data network may be an operator external public or private data network or an intra-operator data network. This reference point corresponds to the SGi for the 3GPP connection.
  • Network slicing creates networks tailored to allow operators to provide solutions optimized for a variety of market scenarios that require different requirements in the areas of functionality, performance, and isolation, for example. Make it possible.
  • One of the key concepts to achieve the goal of flexibility in NextGen systems is network slicing.
  • Network slicing allows operators to provide dedicated logical networks with customer-specific functionality while maintaining the economies of scale of a common infrastructure.
  • Network slicing allows a service to be abstracted from network resources.
  • Various use cases with different requirements can be fulfilled. For example, there may be other requirements for functionality such as charging, policy control, security, mobility, and the like.
  • the use examples may also differ in terms of performance requirements (eg, lower latency, higher mobility and higher data rate).
  • the UEs can be simultaneously directed to the appropriate network slice in a manner that meets operator or user needs based on subscription, traffic (eg, voice, data) or UE type.
  • a set of end-user services is provided by one network slice of a mobile network operator.
  • Some UEs may simultaneously access more than one network slice for more diverse characteristics, for example MBB and services of critical communications.
  • the operator can choose not to duplicate specific signaling procedures.
  • the network slice consists mainly of 3GPP defined functions but may also include proprietary functions provided by other operators or third parties. For roaming, slices of the same network functions are available to users in VPLMN to ensure a consistent user experience and service support.
  • Network slicing can also be used to provide network settings that enable basic communication (eg, voice, text messages) in case of natural disasters.
  • basic communication eg, voice, text messages
  • Another example of applying this concept is access to a network in markets where basic Internet access (eg, basic broadband speeds, relaxed delay requirements) must provide access to essential services. It may be to provide. Operators often provide similar services to many third parties (eg, enterprises) that require similar network functionality, which must be supported in an efficient manner.
  • 3GPP has standardized a set of traffic congestion mechanisms to control mobile communication connections to networks.
  • One access control mechanism standardized as part of the 3G (UMTS) specification and widely used in LTE, is also referred to as "access class (AC)" control, a control technique that uses priority identifier data stored in the UE.
  • the conventional connection control mechanism will be described in more detail below.
  • the broadcast message indicates the class (s) or categories of subscribers barned from the network connection and is available on the cell on a cell-by-cell basis.
  • the use of these facilities can allow the network operator to prevent overload of the access channel under critical conditions.
  • Connection control is not intended to be used under normal operating conditions.
  • the access control between the CS domain and the PS domain must be differentiated. Details of conventional access control are specified in 3GPP TS 23.122 and 3GPP TS 25.304. Not all RATs need to support access control functionality.
  • connection classes 0 to 9 All UEs are randomly assigned to one of the connection classes 0 to 9, and the assigned connection class value is stored in the SIM / USIM.
  • the UE may also be a member of one or more of five special categories (connection classes 11 to 15), held in SIM / USIM. These are assigned to specific high priority users as follows (the following enumeration does not mean a priority sequence):
  • Connection class 15 PLMN staff
  • Connection class 14 emergency services
  • Connection class 13 Public Utilities (eg water / gas suppliers);
  • Connection class 12 security services
  • Connection class 11 Using PLMN.
  • the access control currently used in the LTE / EPS system is based on an access class barring (ACB) based on the access control method used in UMTS and GSM systems, which are pre-LTE / EPS systems.
  • ACB access class barring
  • new mechanisms based on ACBs such as service specific access control, access control for CSFB, and extended access baring barring, application specific access control, emergency calls, prevention of mobile originating signaling and / or data traffic, etc. It is added as a connection control mechanism used in EPS systems.
  • access control mechanisms used in the existing LTE / EPS system will be described.
  • connection classes are applicable as follows:
  • Connection classes 0-9 Home and Visited PLMNs
  • Connection classes 11 and 15 home PLMN only if no equivalent Home PLMN (EHPLMN) list exists, or any EHPLMN;
  • Connection classes 12, 13, 14 home PLMN and visited PLMNs (VPLMNs) belonging to the same home country.
  • PLMN belonging to the home country is defined as a PLMN having the same mobile country code (MCC) part of the IMSI.
  • MCC mobile country code
  • connection classes can be bared at any time.
  • the radio access network may apply access class baring to different core networks individually. The following are the requirements for enhanced access control on the E-UTRAN.
  • the serving network should be able to broadcast to the UE the average duration and barring rate (eg, percentage value) of the access control commonly applied to connection classes 0-9.
  • the same principle as in UMTS applies to connection classes 11-15.
  • E-UTRAN must be able to support access control based on the access attempt type (ie mobile origination data or mobile origination signaling).
  • the E-UTRAN must be able to form combinations of access control based on the type of connection attempt (eg, mobile origination and mobile terminating, mobile origination, or location registration).
  • the 'mean duration of access control' and the baring rate are broadcast for each type of access attempt (ie mobile origination data or mobile origination signaling).
  • the average duration of access control 'and barring rate are broadcast for each type of access attempt (i.e. mobile outgoing data or mobile outgoing signaling).
  • the UE determines the baring status with the information provided from the serving network, and performs the connection attempt accordingly.
  • the UE draws a uniform random number between 0 and 1 when initiating connection establishment and compares the current barring rate to determine whether access attempts are barned do.
  • the connection attempt is allowed if the uniform random number is less than the current barring rate and the type of connection attempt is indicated as allowed. Otherwise connection attempts are not allowed. If connection attempts are not allowed, additional connection attempts of the same type are blocked for a time period calculated based on the 'average duration of access control' provided by the network and the random number extracted by the UE.
  • the serving network may indicate whether to apply connection class baring for SMS connection attempts over SMS over SGs, SMS over IMS (SMS over IP), and SMS over S102. Should be This indication is valid for connection classes 0-9 and 11-15.
  • the serving network should be able to indicate whether the UE should apply connection class baring for multimedia telephony (MMTel) voice connection attempts. This indication is valid for connection classes 0-9 and 11-15.
  • MMTel multimedia telephony
  • the serving network should be able to indicate whether the UE should apply connection class baring for MMTel video connection attempts. This indication is valid for connection classes 0-9 and 11-15.
  • the serving network must be able to indicate (as specified in the ACB section above) whether the SSAC UE to UE should also apply connection class baring.
  • EPS must provide the ability to assign an average duration of baring rate and access control for MMTel voice and MMTel video respectively:
  • SSAC can be provided by VPLMN according to operator policy without accessing HPLMN.
  • SSAC minimizes degradation of service availability (ie, lack of radio resources) due to mass simultaneous mobile outgoing session requests and wireless connection for non-blocked services Provide a mechanism to maximize the availability of resources.
  • the serving network may broadcast to the UE an average duration of access control, a baring rate for a connection class in range 0-9, and a barring status for a connection class in range 11-15.
  • the UE determines the baring state with the information provided from the serving network, and performs the connection attempt accordingly.
  • the UE extracts a uniform random number between 0 and 1 when initiating connection establishment and compares it with the current barring rate to determine whether the access attempt is blocked. If the uniform random number is less than the current baring rate and the type of connection attempt is indicated as allowed, then the connection attempt is allowed. Otherwise connection attempts are not allowed. If connection attempts are not allowed, additional connection attempts of the same type are blocked for a time period calculated based on the 'average duration of access control' provided by the network and a random number calculated by the UE.
  • Access control for the CSFB provides a mechanism that prohibits the UE from connecting to the E-UTRAN to perform circuit switched fallback (CSFB). This minimizes service availability degradation (i.e. lack of radio resources, congestion of the fallback network) caused by large simultaneous mobile outgoing requests for CSFB and increases the availability of E-UTRAN resources for UEs connecting to other services. Let's do it. If the operator decides that it is appropriate to apply access control for the CSFB, the network can broadcast the information needed to provide access control for the CSFB for each class to UEs in a particular area. The network may separately apply access control for CSFB, enhanced access control on E-UTRAN for SSAC and E-UTRAN.
  • CSFB circuit switched fallback
  • the network may apply access control for mobile originating session requests on CSFB from 1xRTT / E-UTRAN UE.
  • the parameters received by the UE are processed according to the CDMA2000 procedures in 3GPP2 C.S0004-A: "Signaling Link Access Control (LAC) Standard for cdma2000 Spread Spectrum Systems-Addendum 2".
  • LAC Link Access Control
  • Connection control for CSFB applies to connection classes 0-9 and connection classes 11-15. It does not apply to connection class 10.
  • Connection control for CSFB applies to idle mode UEs.
  • Connection control for CSFB applies to all CSFB services.
  • Access control to the CSFB can be provided by the VPLMN according to operator policy without accessing the HPLMN.
  • UE does not send a mobile originating session request for CSFB if the access control for CSFB disallows outgoing session requests for CSFB according to the UE's connection class.
  • the UE bypasses the enhanced access control for the E-UTRAN for that session.
  • the criteria by which the UE determines whether access control for the CSFB allows or disallows outgoing session requests for the CSFB are equivalent to those for enhanced access control for the E-UTRAN as described in the ACB section.
  • connection is not granted to the UE, mobile origination for the CSFB for a period of time to avoid overloading the E-UTRAN due to continuous mobile origination session requests from the same UE. Session request is limited. The duration of the period is determined using the same task used for the ACB.
  • connection class baring for connection classes 0-9 and 11-15 as described in the ACB section.
  • EAB Extended Access Barring
  • the EAB is a mechanism that allows the operator (s) to control mobile outgoing access attempts from UEs configured for EAB to prevent overloading the access network and / or the core network. In congestion situations, the operator may restrict the connection from the UEs configured for EAB while allowing the connection from other UEs. UEs configured for EAB are considered to be more tolerant of access restrictions than other UEs. If the operator determines that it is appropriate to apply the EAB, the network broadcasts the information needed to provide EAB control for UEs in a particular area. The following requirements apply for the EAB:
  • EAB is applicable to all 3GPP radio access technologies.
  • EAB is applicable regardless of whether the UE is in home PLMN or visiting PLMN.
  • the network can broadcast EAB information.
  • EAB information defines whether EAB applies to UEs in one of the following categories: a) UEs configured for EAB, b) PLMN set up for EAB and not in their HPLMNs or equivalent UEs not in the network, c) in a PLML set up for the EAB and not in the PLMN listed as the preferred PLMN of the country the UE is roaming in the operator-defined PLMN selector list on the SIM / USIM and equivalent to their HPLMN UEs not in UEs that are not in the PLMN listed as HPLMN or the PLMN's preferred PLMN roaming in the PLMN.
  • EAB information also includes extended baring information for connection classes 0-9.
  • UE set for EAB uses its assigned connection class (s) when evaluating the EAB information broadcast by the network to determine if its connection to the network is blocked.
  • the UE set up for EAB initiates an emergency call or is a member of a connection class in range 11-15 and that connection class is allowed by the network according to the ACB, then the UE is sent by the network. Ignore all broadcasted EAB information.
  • the UE is subject to connection barring as described in the ACB section.
  • the UE is subject to connection barring as described in the ACB section.
  • the access network may apply EAB separately for different core networks.
  • Overriding EAB is a mechanism by which an operator allows UEs configured for EAB to connect to the network under EAB conditions. The following requirements apply to overriding EAB.
  • UE set to EAB may be configured to have permission to override EAB by HPLMN.
  • a user or application may request the UE to activate PDN connection (s) to which the EAB does not apply.
  • the UE ignores all EAB restriction information broadcast by the network as long as it has an active PDN connection to which the EAB does not apply.
  • ACDC Application specific congestion control for data communication
  • ACDC allows an operator to create new connection attempts from specific, operator-identified applications in the UE in idle mode. Connection control mechanism to allow / prevent. ACDC does not apply to UEs in connected mode. The network may prevent / mitigate overload of the access network and / or the core network. This feature is optional. The following requirements apply:
  • This feature is applicable to the UTRAN PS domain and E-UTRAN.
  • This feature applies only to UEs in idle mode that are not members of one or more of one or more of the connection classes 11 through 15.
  • ACDC does not apply to SMS over IMS (eg SMS over IP) services on MMTel voice, MMTel video and IMS.
  • the home network may configure the UE with at least four and up to sixteen ACDC categories, each associated with specific, operator-identified applications.
  • the serving network may broadcast, in one or more regions of the RAN, control information indicating baring information for each ACDC category and whether the roaming UE is subject to ACDC control.
  • the baring information may be similar to the ACB information, and may include an average duration (eg, baring timer) and a baring rate (eg, a percentage value) of the access control. If the baring timer is running due to previous connection attempts from an application within a given given matched ACDC category (according to the corresponding baring information for higher categories). The UE may only allow connection attempts from applications in higher ACDC categories.
  • the UE may broadcast (according to the corresponding baring information for higher categories). It may only allow connection attempts from applications in ACDC categories higher than the lowest ACDC category cast.
  • the UE may control whether connection attempts to a certain application are allowed based on this broadcast baring information and the setting of the UE's ACDC categories.
  • the serving network can simultaneously indicate ACDC with other forms of access control.
  • the access network may apply ACDC separately to the other core networks.
  • the barring rates are set equally for all participating operators.
  • the home network proceeds as follows:
  • the serving network broadcasts baring information starting with the highest ACDC category and down to the lowest ACDC category.
  • Home networks and serving networks may use different categorizations. The serving network determines if ACDC is applied to roaming UEs.
  • the number of ACDC categories in the UE may not be equal to the number of ACDC categories broadcast by the serving network. This case may occur, for example, when the UE is roaming and the number of categories broadcast by the serving network is different from the home network.
  • the following rules may apply:
  • the UE uses the baring information for the matching ACDC category and sends the baring information for the lowest category broadcasted by the serving network. Use to bar uncategorized applications and ignore baring information for unmatched categories.
  • the matching ACDC category is an ACDC category in which baring information is broadcast by the serving network and has a rank equal to the rank of the ACDC category set in the UE.
  • the mismatched ACDC category is an ACDC category where baring information is broadcast by the serving network but does not have a corresponding ACDC category set in the UE, or an ACDC set in the UE but no corresponding baring information broadcast by the serving network. Category.
  • connection class 10 An additional control bit known as "connection class 10" is also signaled to the UE on the air interface. This indicates whether network connectivity for emergency calls is allowed for UEs with connection classes 0-9 or UEs without IMSI. For UEs with connection classes 11-15, emergency call is not allowed if both " connection class 10 " and the relevant connection class 11-15 are blocked. Otherwise, emergency calls are allowed.
  • the multimedia priority service (see 3GPP TS 22.153) is assigned a unique connection class value (ie one of the special connection classes 11-15).
  • the assigned connection class value for the multimedia priority service is based on regional / national regulatory requirements and operator policy.
  • a list of optional UE capabilities is maintained at the UE, and the UE does not require any services indicated to be disabled.
  • the HPLMN / EHPLMN or VPLMN may interrogate the status of the list and provide a new list.
  • the optional UE capabilities list is not deleted upon switch off and is valid until a new list is provided by the network.
  • the optional UE capabilities list is related to mobile equipment (ME) and not to subscription.
  • the UE must be guaranteed not to be maliciously disabled, accidentally disabled, or continuously disabled, including malicious disablement by the VPLMN, and in all situations (e.g., There must be a mechanism for restoring disabled UEs if the serving network does not support control of UE capabilities.
  • the UE uses the indications given in the list of optional UE capabilities to inform the user of the non-availability of services or functions.
  • customer service number (s) that the network can use by the user to assist in identifying the cause of non-availability of specific services.
  • the standard document should also provide the ability for the network to include an optional text string to be displayed by the UE.
  • the UE capabilities list takes precedence over subscribed services. The services to be included in the list are:
  • connection barring mechanisms described in connection control for ACB, SSAC, CSFB, EAB, ACDC are applied to UEs in idle mode
  • the network is in the connected mode to prevent mobile outgoing signaling and / or data traffic. It can control the behavior of the UEs in the UTRAN.
  • the access control mechanisms currently used in the LTE / EPS system are based on the ACB based on the method used in the UMTS and GSM systems, which are pre-LTE / EPS systems, for SSAC and CSFB.
  • Connection control EAB, ACDC, emergency calls, mobile-originated signaling and / or prevention of data traffic, and the like.
  • These mechanisms are additionally applied to connection control based on a connection class, so that when data to be transmitted in the UE is generated, the UE checks the connection control mechanisms to be performed by the UE. After that, it checks whether it is allowed to connect to the network accordingly, if the connection attempt is allowed, additionally checks the connection class barring, and finally passes the connection class barring check, and actually sends an RRC connection request to the base station. By sending a connection attempt.
  • each UE checks which connection class it belongs to and performs connection based on this. For example, if the connection class is designated as 1 in the SIM of the UE, and the base station / network notifies that only the connection classes 5 and 9 are allowed to be connected, the UE cannot perform the connection to the base station / network. On the other hand, if the base station / network notifies that the access of class 1 is allowed, the UE can perform the connection to the base station / network.
  • the access control mechanism used in GSM / UMTS has a big flaw. This defect occurs when congestion occurs at the base station. Operators will issue SIM cards as a whole so that the connection classes are evenly distributed. For example, if a service provider issued 1 million SIM cards, the number of SIM cards belonging to connection classes 0 through 9 would be uniform to 100,000 each. In this situation, if a base station allows access to only one specific access class at regular time intervals from 0 to 9 in order to eliminate congestion, the system information transmitted by the base station to each UE is continuously updated. To be informed of connection class permission information being updated, it must be updated at least 10 times. This means that a UE performs up to 10 system information update processes in order to actually access a network. This leads to waste of power consumption of the UE and improved complexity of the base station.
  • the LTE system does not control each of access classes 0 through 9, but considers all of the access classes 0 through 9 as the same pool, where probability values (i.e., baring) Rate) and latency (i.e. average duration of access control). That is, unlike GSM / UMTS, which uses only one connection class set in the SIM card of the UE, each UE of the LTE system has a value from 0 to 1 when it wants to access the base station regardless of its connection class. Choose a random value and perform the connection (attempt) if the value is greater than the probability value provided by the network, and if the value is less than the probability value, do not perform the connection (attempt).
  • each UE is free from the burden of system information update management.
  • this method has the problem that the same access control is applied even when discrimination between UEs is required. For example, some operators may want to distinguish between specific users, for example, users who pay a lot of money and users who pay less, by classifying access classes. In other words, the most expensive user is assigned to the access class 0, and the least expensive user is assigned to the access class 9. In this case, the fairest connection control is to provide connection class 0 with more connection opportunities than connection class 9. For example, connection class 0 gives a high probability value.
  • the access control mechanism introduced in LTE / EPS has limited the flexibility of these operators, and thus has a problem in that it cannot provide different QoS to the UE.
  • the present invention proposes methods for providing fair access opportunities to UEs with minimal system load while providing different access opportunities according to types and services of UEs in the next generation mobile communication system.
  • the mobile communication system variably controls the access class / category to which the UE belongs, based on subscription information of the UE, application information and network slice, etc., to each UE.
  • the UE may determine a connection to a system based on the variablely assigned connection class / category.
  • connection control mechanism 10 shows an example of a connection control mechanism according to the present invention.
  • the base station / network when a UE connects with a base station / network to register itself or update its location, the base station / network delivers connection class information to be used by the UE to the UE, and the UE receives a new value. It is proposed to use the access class information in the process of accessing the base station / network until the end. For example, the UE registers itself with a network through an attach process, a tracking area update process, or an equivalent process, wherein the network registers information on a region where the UE is located, a service subscribed to by the UE, By using various information such as network slice information corresponding to the UE, a connection class to be allocated to the UE may be determined, and the UE may be informed of this.
  • the UE After powering on, the UE tries to register itself with the network. To do this, first establish an RRC connection with the RAN.
  • the UE sends an attach request message to the network.
  • the RAN may transmit information about a congestion situation of a region managed by the RAN.
  • the network Upon receiving the attach request from the UE, the network requests HSS or the like for context information such as subscription information for the UE.
  • the CN or the HSS may use or exchange information such as the status of the access class allocated to the region where the UE is located. Alternatively, according to a criterion managed by the network, information on which connection class should be allocated to the UE may be exchanged.
  • the HSS may include information on what connection class value is allocated to UEs having characteristics of the UE in a tracking area where the UE attempts to access the UE.
  • the network may have decided to assign connection classes 1 and 2 to smartphones and connection class 3 to smartwatches. This information is assigned to the CN or managed in the HSS. Based on this information, if the UE is a smartphone, the CN may arbitrarily select one of the access classes 1 and 2, and decide to use the access class of the UE.
  • a connection class may be allocated for each network slice. For example, the network may assign an access class 5 to network slice 1 and an access class 7 to network slice 2. If the network slice to which the UE has subscribed is 1, the network may determine to assign a connection class 1 to the UE.
  • connection class does not have a value of 0 to 15, and the number of connection classes that can be used for each network / operator may be arbitrarily determined.
  • a connection class commonly assigned to all operators may be defined. For example, in the case of a public service UE, all operators may assign a connection class 12 in common.
  • the network determines the connection class to assign to the UE and conveys information about it to the UE (eg, via a connection accept message).
  • the access class 1 is assigned to the UE.
  • the UE stores the assigned connection class value and uses this value for network connection until a new value is assigned.
  • the CN may convey information about allocation information of the connection class to the RAN. For example, the CN may provide the RAN with distribution information about how many UEs there are for each connection class. Based on the distribution information, the RAN may adjust a value of access control information that it transmits to a UE in a system information block (SIB). For example, the CN may send information to the RAN that 100 UEs belonging to access class 1 and 1000 UEs belonging to access class 2 in the region and that access class 1 and access class 2 have the same priority. Can be.
  • SIB system information block
  • the RAN provides an absolute access opportunity since the number of UEs in the access class 2 is 10 times the number of the UEs in the access class 1, for example. Therefore, it can be determined that 10 times more should be provided.
  • the UE checks the latest system connection information to determine whether to perform a network connection for the data transmission. For example, assume that the access control information received in this step is that the access class 1 is blocked and only the access class 2 is allowed.
  • the UE determines that its network connection is blocked according to the received access control information, and does not attempt to access the base station for a certain period.
  • connection class 1 S1009. After a certain reference time passes, the UE again receives access control information from the network. This time, assume that information has been received that allows a connection of connection class 1.
  • the UE confirms that access of its connection class is allowed. If necessary, additional probability checks are performed. Finally, if it is determined that the connection is allowed, the UE attempts to connect to a base station, that is, the RAN.
  • connection control mechanism 11 shows another example of a connection control mechanism according to the present invention.
  • new UEs are expected to use services with more diverse characteristics, and also one UE is expected to be used for several purposes.
  • a smartphone can be used for everyday Internet access and browsing, at night for security purposes, or inside a car for a V2X.
  • security service traffic, general Internet service traffic, and V2X service traffic are different from each other and the stability of the network is also different.
  • each service traffic is expected to be handled by a different network slice. Therefore, one UE is expected to support a plurality of different network slices.
  • the base station / network will also provide different services using different network slices, while at the same time varying the requirements and settings of each network slice.
  • the present invention proposes to allocate a plurality of connection classes to the UE in order to provide the UE with a network connection that satisfies QoS.
  • the network utilizes the service information of the UE to add mapping information indicating which data of which service or data of which network slice is mapped to which connection class value. Based on the mapping information, when the UE attempts to connect to the network / base station, the UE checks which network slice or data has occurred in the application, checks a connection class related thereto, and then network according to the access control information. Control the connection.
  • the UE connects to the network and informs it that it will use an eMBB slice and a V2X slice.
  • the network performs setting for providing an eMBB slice and a V2X slice service to the UE based on the information received in S1101. And additionally, for example, the UE assigns access class 1 to the eMBB slice and assigns access class 2 to the V2X slice.
  • connection class assignments are possible.
  • the network may inform to use connection class 1 for application 1 and use connection class 2 for application 2. Or, depending on the IP address, it may tell you which connection class to use.
  • Data is generated in an application corresponding to the V2X slice of the UE.
  • connection class 1 is allowed to connect, and connection class 2 is not allowed.
  • the UE checks whether data to be transmitted by itself, that is, access of a connection class corresponding to a V2X network slice is allowed. For example, the UE determines that the connection is not allowed according to the access control information received in S1104, and does not perform the connection.
  • connection class 1 is allowed to be connected, and connection class 2 is also allowed.
  • the UE performs access by using probability information corresponding to the access class 2 and uses a V2X slice service.
  • connection class may be classified for each application or based on an IP address.
  • the information about the connection class may be directly received by the UE by connecting to the network or may be known through SIB transmitted from the network.
  • Information about the connection class may include, for example, which network slice corresponds to which connection class, which application, which IP address corresponds to which class, or which service / connection attempt based on other criteria.
  • the network may inform the UE about which network slice or application class each application or service flow should be mapped to.
  • the UE may inform this to the network, and the network may assign the UE a new connection class, or for a V2X slice. You can also recall the previously assigned connection class.
  • connection control mechanism 12 shows another example of a connection control mechanism according to the present invention.
  • the present invention proposes to use a default value when the UE does not have access class information previously allocated from the network. For example, the network transmits different access control values (eg, average duration of the access control, barring rate, etc.) for each connection class from the network to the UE, in which the network corresponds to a connection class corresponding to data to be transmitted by a UE. Information, or the connection class and the access control value that should be used by the UE that does not find the access control value for the access class can be informed.
  • access control values eg, average duration of the access control, barring rate, etc.
  • UE1 without stored connection class information may operate as follows.
  • UE1 is a UE that has never connected to the network and therefore has no stored connection class information.
  • the UE1 receives access control information for each connection class from a base station (ie, a RAN).
  • a base station ie, a RAN
  • the UE1 obtains, from the connection control information, a parameter value designated as a default value, or a parameter value that can be used by any connection class not specified, and uses the parameter value in a connection attempt.
  • UE2 having stored connection class information may operate as follows.
  • UE2 is a UE assigned a connection class value in its home network or previously connected network. However, when the UE2 connects to a network different from the network to which the UE2 has assigned the connection class value, the UE2 does not use the connection class value assigned by the previous network. Alternatively, even when the cell or network to which the currently connected cell or network does not transmit the access control information for the corresponding class, the operation can be performed as follows.
  • the UE2 receives access control information for each connection class from the other network.
  • UE2 performs connection to the other network using a parameter value corresponding to a default value. Then, when a new connection class value is received from the other network, the new connection class value is used for access control.
  • the UE may additionally receive a range of the connection class, that is, information corresponding to an effective range.
  • the range information may indicate whether the corresponding connection class value is valid only in the current network / PLMN, or is always valid, or is valid only in a specific region.
  • the network may inform the UE of which HPLMN the UE subscribes to, which connection class value should be used when connecting to which PLMN.
  • the HPLMN may instruct the UE to use connection class 5 when connecting to HPLMN and to use connection class 100 when connecting to another specific VPLMN.
  • the UE may select a connection class value that can be used by the UE in a specific situation or for each network. If there is no connection class value that can be used by the UE among preset values from the network, the UE may perform the connection using a default value.
  • a UE that does not have a connection class value such as a UE that attempts to connect to a network for the first time after purchasing or subscribing to a service, may use the default connection class.
  • a UE is assigned a plurality of connection class values according to a network slice or an application. Furthermore, the present invention proposes to support not only access control according to access service but also access control according to access purpose, such as conventional MMTel voice or CSFB. To this end, the present invention proposes to allocate one connection class to MMTel voice, CSFB, and so on.
  • the network may designate a terminating call to connection class 10 over the SIB.
  • the UE determines whether to connect using a value corresponding to the access class 10 among access control values received from the base station.
  • the UE may receive information on which connection class corresponds to which connection class from the core network or the like, and which connection attempt corresponds to which connection class through an SIB transmitted from the base station. Information may also be received.
  • the incoming call may be designated as connection class 10.
  • the UE determines whether to connect using a value corresponding to the access class 10 among access control values received from the base station.
  • the UE may know what connection attempt is the connection class 10.
  • the access control value for the probability / delay time (eg, barring rate, average duration of access control) for the incoming call may be transmitted directly in the access control information.
  • the UE determines whether to connect using the value corresponding to the incoming call.
  • the UE may obtain an access control value corresponding to an access attempt that it intends to attempt without using a separate connection class value assigned by the network.
  • the network may bundle the information about the specific criterion, the baring rate, and the average duration information of the access control together for the access attempt that satisfies a certain criterion, and transmit the information to the UE through the SIB.
  • the first method is to transfer a pair of information called (reference information, class information) and a pair of information called (class information, baring rate, average duration information of connection control), respectively.
  • one pair of information (reference information, baring rate, average duration information of access control) may be delivered to the UE at one time.
  • the same treatment should be applicable to the connection, no matter which UE performs for which network.
  • a police officer's UE is subscribed to operator A, and that operator A always provides the police officer's UE with the highest level of access.
  • the network of the other operator should provide the UE of the police officer with the highest class access opportunity. do.
  • the present invention proposes to standardize a common connection class value for the special purpose connection. And among the values not specified for special purpose in the standard document, each operator can assign different connection class to each UE according to their requirements. The following shows an example of defining connection classes in the standard according to the present invention.
  • Access class Crition 0 default One Emergency call 2 Access initiated by paging 3 Access by Public safety (e.g. police, fireman. Etc.) 4 reserved 5 reserved 6 reserved 7 reserved 8 reserved 9-XXX Operator defined value
  • connection classes 1 to 8 are defined in the standard specification, and all operators, networks, and UEs are interpreted in the same manner. For example, in Table 2, connection class 2 is assigned for incoming call related connection control in all networks. Connection classes 4 through 8 are additionally reflected in the standard if necessary.
  • Each provider can use the value after connection class 9 for their purposes.
  • the selection criteria of the UE corresponding to the access class 9 may be different for each operator.
  • the following table illustrates the connection class assignment by the provider.
  • Access class Barring rate 0 20 One 0% 2 5% 3 0% 9 80 10 5 11 10 12 50 13 80 14 30 15 ...
  • the network always allows access in case of an emergency call or a public institution UE, and even more access opportunities than other chat services for KakaoTalk even with the same instant messaging (IM) service. Is given.
  • IM instant messaging
  • the present invention provides a method for performing categorization and control of all connections in one framework, instead of performing each connection check for each UE class, connection purpose, and application. Therefore, according to the present invention, even if a new standard appears in the future, integrated access control is possible through a method of allocating a new connection class using the new standard.
  • the average duration and the baring rate of the access control which are access control parameters, are defined.
  • the conventional baring rate could have a value of 5 ⁇ 95%.
  • the present invention proposes not to limit the range of baring rate to 5 to 95%, but to expand to 0 to 100%. If the baring rate is 100%, the connection class cannot perform the connection. If the baring rate is 0%, it means that the connection is always allowed. By extending the range of the barring rate to 0 to 100% in this manner, it is possible to efficiently improve the transmission of the information of whether the connection class is allowed and the connection baring information, respectively.
  • the barring rate can only display 5 ⁇ 95%, so the network / base station must indicate that the connection itself is blocked in order to indicate 0%. That is, according to the conventional connection control method, both a field indicating whether the connection itself is blocked and a field indicating the baring rate are required to indicate a baring rate of 0%. However, if the baring rate can represent any value from 0 to 100%, the field indicating whether the connection itself is blocked can be omitted.
  • the information on whether or not the connection is allowed includes the connection probability and the like.
  • connection class may be modified in various terms such as connection category or connection priority group instead of the term “connection class”.
  • connection class may be modified in various terms such as connection category or connection priority group instead of the term “connection class”.
  • the present invention provides a criterion for mapping the type of connection to each UE through various combinations of the network load, configuration of each network slice, incoming call, outgoing call, signaling / data, voice call, and the like. And it is characterized in that it is possible to determine whether the network connection attempt accordingly.
  • mapping types of connections different connections can be grouped with the same mapping, which has been described in the term connection class in the previous description.
  • connection class used in 2G GSM, 3G WCDMA, and 4G LTE in order to help the understanding of the present invention.
  • the proposal of the present invention is intended to be applied to a 5G mobile communication system or a later system, and when mapping types of connections, connection classes used in existing 2G / 3G / 4G are also criteria for various mapping or filtering. Since one of the items may be used, the term "connection class" may be used as one of the mapping criteria and the connection category, which is a connection class that refers to a group of mapped connections.
  • connection class is not a fixed value itself stored in a SIM or the like as used in 2G / 3G / 4G, but rather various criteria (e.g., network slice, characteristics of a call, UE's characteristics).
  • the connection category refers to a group of mapped connections by applying a connection class stored in the SIM). Therefore, in the foregoing description of the present invention, the connection class may be replaced with the connection category.
  • ACDC maps ACDC categories according to which each application has an independent ID. Accordingly, the ACDC cannot map data not associated with an application or data without a corresponding application ID to an ACDC category, and thus access control cannot be performed on such data. According to the present invention, various filters may be applied to each connection category, or filters having different properties may be applied to different connection categories. Therefore, according to the present invention, a connection that is not an application or for another purpose may be mapped to a connection category.
  • signaling for communication control eg, NAS signaling, RRC signaling, tracking area update, attach request
  • the present invention can map signaling not associated with an application to a connection category, Access control for such signaling may also be performed.
  • the present invention is different from the ACDC limited to the application in that mapping to the access category may be performed according to service characteristics such as an incoming call and an emergency call.
  • Connection categories may be variously mapped according to criteria, and a connection category identifier may be assigned accordingly.
  • the following is an example of access category mapping information configured by a network. The network or operator can deliver the following information to the UE.
  • Access category Criterion (by classification) Note 0 default That does not meet any other category criteria
  • One Emergency call Connection satisfying emergency call condition 2 Access initiated by paging Connection initiated in response to paging 3 Access by Public safety (e.g. police, fireman.Etc ..) Public safety related access 4 reserved 5 reserved 6
  • Network slice eMBB Connection initiated from eMBB network slice 7
  • V2X UE Connection of UE set up for V2X 11 Voice call Voice call related connection 12
  • IM service (kakao talk) Connection of KakaoTalk application 13
  • IM service line, wechat, etc) Access Line / Wechat Applications
  • IP address * .google.com Access to data with an IP address and domain name google.com 15 ... ...
  • Figure 13 shows another example of a connection control mechanism according to the present invention.
  • the UE When the UE, which has received the mapping information for the connection category, needs to connect to the network, the UE checks which connection category the connection corresponds to by using the connection category mapping information. As a result of the check, the connection category to which the connection is mapped is determined. The UE receives access control information for the access category, performs an access control check, and if the UE passes the access control check, attempts to connect to the actual network. Suspend an access attempt for a period of time. Referring to FIG. 13, the connection control of the present invention using the connection category mapping information will be described below.
  • the UE selects a network to which it will connect and sends an attach request message to the network.
  • the network fetches information about the context of the UE and the policy of the system.
  • the network sends an attach accept message to the UE. Through the attach accept message, the network also transmits information indicating which connection category each connection is mapped to. The UE stores the received connection category mapping information.
  • connection category 10 The UE checks to which connection category the data generated in S1304 is mapped using the previously received connection category mapping information. For example, referring to Table 5, the data is mapped to connection category 10.
  • the UE receives respective access control information through the SIB. Using the access control information, the UE checks access control information corresponding to the access category checked in S1305. For example, if it is determined that the connection category of the data to be transmitted is 10, the UE checks whether the UE may attempt to connect to the network by using connection control information (for example, a barring rate) corresponding to the connection category 10. do.
  • connection control information for example, a barring rate
  • the UE If the UE passes the access control check in S1306, the UE transmits an RRC connection request message to the base station.
  • the network may transmit a connection category and mapping information thereof applied to the entire network to the UE.
  • each UE may not use all of all connection categories, but only some of them may be used.
  • the network may deliver only the connection category information that applies to each UE.
  • different mapping information may be transmitted to a car used by a smartphone user and a police station as shown in Table 6 and Table 7.
  • Table 6 illustrates the information delivered to the smartphone
  • Table 7 illustrates the information delivered to the police car UE.
  • smart phone users are sent to the public safety / V2X / mIoT related connection category information, except for Table 7. have.
  • Access category Criterion Mapping Standard 0 default That does not meet any other category criteria
  • One Emergency call Connection satisfying emergency call condition 2 Access initiated by paging Connection initiated in response to paging 6
  • Network slice eMBB Connection initiated from eMBB network slice 11
  • Voice call Voice call related connection 12
  • IM service (kakao talk) Connection of KakaoTalk application
  • IM service (line, wechat, etc)
  • IP address * .google.com Access to data with an IP address and domain name google.com
  • connection control mechanism 14 shows another example of a connection control mechanism according to the present invention.
  • the network may allow the network (dynamically) to map the mapping for the connection category, ie mapping information.
  • This has the advantage that the network can change the mapping information according to the network situation. For example, some operators may segment or consolidate mapping information assigned to each slice, depending on the number of users per slice and the average price per slice user, or QoS requirements for each slice. have.
  • the network may change mapping information to be used according to a change in the number of subscribers and a change in service requirements, so that the UE can more effectively control the connection for each situation.
  • the connection control of the present invention which includes updating of mapping information, is as follows.
  • the UE selects a network to which it will connect and sends an attach request message to the network.
  • the network fetches information about the context of the UE and the policy of the system.
  • the network sends an attach accept message to the UE. Through the attach accept message, the network also transmits information indicating which connection category each connection is mapped to. The UE stores the received connection category mapping information.
  • the network may decide to update the access category mapping information for various reasons, such as a change in the number of subscribers and a change in network slice configuration.
  • the network delivers the access category mapping information updated in S1404 to the UE.
  • the UE uses the updated mapping information from the next access attempt.
  • the updated mapping information may be as follows. Updates compared to Table 5 are underlined in Table 8.
  • connection categories 2 and 3 show the case where the contents of connection categories 2 and 3 are changed, for example.
  • Paging includes RAN paging started in RAN such as eNB and CN paging starting in MME / AMF.
  • RAN paging started in RAN such as eNB
  • CN paging starting in MME / AMF.
  • the network initially assigns a connection initiated in response to paging in connection category 2, without distinguishing paging.
  • the network may distinguish between RAN paging and CN paging to give different access opportunities.
  • the network may determine the connection probability (UE) of the UE corresponding to the RAN paging.
  • access probability may be set higher than the access probability of the UE corresponding to CN paging.
  • the access class is fixed to the SIM and performs access control, when the access category to be allocated to the UE is changed according to the network policy / situation according to the present invention, the network is connected According to the characteristic of the present invention, there is an advantage in that the adjustment unit of the connection control can be finely adjusted, thereby more efficiently allocating system resources.
  • mapping information for mapping each connection to the UE in the network and the step of transmitting the information to the UE from the network to the UE according to the connection category according to the actual category.
  • One of the information used for the connection control check is a baring factor. Baring factors (also called baring rates) can be used as follows:
  • the UE randomly selects one from a number between 0 and 1.
  • the UE compares the number selected in S1 with the baring rate value sent by the network. If the value selected at S1 is less than the baring rate, the connection is allowed. If the value selected at S1 is greater than the barring rate, the connection is not allowed.
  • the UE determines the baring status with the information provided from the serving network, and thus performs an access attempt.
  • the UE draws a uniform random number between 0 and 1 when initiating connection establishment and compares the current barring rate to determine whether access attempts are barned do.
  • the connection attempt is allowed if the uniform random number is less than the current barring rate and the type of connection attempt is indicated as allowed. Otherwise connection attempts are not allowed. If connection attempts are not allowed, additional connection attempts of the same type are blocked for a time period calculated based on the 'average duration of access control' provided by the network and the random number extracted by the UE.
  • the baring rate or baring factor will actually determine the probability that the UE passes the connection control check.
  • 15 is a diagram illustrating a configuration of a node device applied to the proposal of the present invention.
  • the UE device 100 may include a transceiver 110, a processor 120, and a memory 130.
  • the transceiver 110 may also be referred to as a radio frequency (RF) unit.
  • the transceiver 110 may be configured to transmit various signals, data, and information to an external device, and receive various signals, data, and information to an external device. Alternatively, the transceiver 110 may be implemented by being separated into a transmitter and a receiver.
  • the UE device 100 may be connected to the external device by wire and / or wirelessly.
  • the processor 120 may control the overall operation of the UE device 100 and may be configured to perform a function of the UE device 100 to process and process information to be transmitted and received with an external device.
  • the processor 120 may be configured to perform the UE operation proposed in the present invention.
  • the processor 120 may control the transceiver 110 to transmit data or a message according to the proposal of the present invention.
  • the memory 130 may store the processed information for a predetermined time and may be replaced with a component such as a buffer (not shown).
  • the network node device 200 may include a transceiver 210, a processor 220, and a memory 230.
  • the transceiver 210 may also be referred to as a radio frequency (RF) unit.
  • the transceiver 210 may be configured to transmit various signals, data and information to an external device, and receive various signals, data and information to an external device.
  • the network node device 200 may be connected to an external device by wire and / or wirelessly.
  • the transceiver 210 may be implemented by being separated into a transmitter and a receiver.
  • the processor 220 may control the overall operation of the network node device 200, and may be configured to perform a function of calculating and processing information to be transmitted / received with an external device.
  • the processor 220 may be configured to perform the network node operation proposed in the present invention.
  • the processor 220 may control the transceiver 110 to transmit data or a message to the UE or another network node according to the proposal of the present invention.
  • the memory 230 may store the processed information for a predetermined time and may be replaced with a component such as a buffer (not shown).
  • the specific configuration of the UE device 100 and the network device 200 as described above may be implemented such that the details described in the various embodiments of the present invention described above are applied independently or two or more embodiments are applied at the same time, overlapping The description is omitted for clarity.
  • the transceiver 110 of the UE device 100 may receive mapping information for connection classes or connection categories according to the present invention from a network or a base station.
  • the mapping information may indicate a connection category that varies according to mapping criteria such as a network slice, an IP address, a connection cause, and / or a connection class.
  • the mapping information may include a connection category that does not meet any mapping criteria as a default connection category.
  • the transceiver 110 may receive baring information on the connection classes / categories according to the present invention.
  • the processor 120 of the UE device 100 may determine a connection class / category to which the data belongs, based on the mapping information.
  • the processor 120 randomly selects a probability value for a connection attempt, and if the probability value is lower than a value based on baring information for a connection class / category to which the data belongs, determines that access to a network is allowed. Otherwise, it can be determined to be blocked.
  • the processor 120 may control the transceiver 110 to transmit an access request, for example, an RRC connection request message, to the network or the base station if the access attempt is allowed.
  • the transceiver 110 may receive updated mapping information and / or updated baring information. If mapping information and / or baring information is updated, the processor 120 may then apply the updated mapping information and / or baring information for a new connection attempt.
  • the processor 220 of the network device 200 may generate mapping information for connection classes or connection categories according to the present invention.
  • the mapping information may indicate a connection category that varies according to mapping criteria such as a network slice, an IP address, a connection cause, and / or a connection class.
  • the mapping information may include a connection category that does not meet any mapping criteria as a default connection category.
  • the processor may generate baring information for the connection classes / categories in accordance with the present invention.
  • the transceiver 210 of the network device 200 may transmit the mapping information to UEs in a specific region or to a specific UE.
  • the transceiver 210 may transmit the baring information.
  • the transceiver 210 may receive a connection request message from the UE (s).
  • the processor 220 may update the mapping information and / or the baring information.
  • the processor 220 may control the transceiver 210 to transmit the updated mapping information and / or the baring information.
  • Embodiments of the present invention described above may be implemented through various means.
  • embodiments of the present invention may be implemented by hardware, firmware, software, or a combination thereof.
  • a method according to embodiments of the present invention may include one or more Application Specific Integrated Circuits (ASICs), Digital Signal Processors (DSPs), Digital Signal Processing Devices (DSPDs), and Programmable Logic Devices (PLDs). It may be implemented by field programmable gate arrays (FPGAs), processors, controllers, microcontrollers, microprocessors, and the like.
  • ASICs Application Specific Integrated Circuits
  • DSPs Digital Signal Processors
  • DSPDs Digital Signal Processing Devices
  • PLDs Programmable Logic Devices
  • FPGAs field programmable gate arrays
  • processors controllers, microcontrollers, microprocessors, and the like.
  • the method according to the embodiments of the present invention may be implemented in the form of an apparatus, procedure, or function for performing the above-described functions or operations.
  • the software code may be stored in a memory unit and driven by a processor.
  • the memory unit may be located inside or outside the processor, and may exchange data with the processor by various known means.
  • the above-described communication method can be applied not only to 3GPP systems but also to various wireless communication systems including IEEE 802.16x and 802.11x systems. Furthermore, the proposed method can be applied to mmWave communication system using ultra high frequency band.

Abstract

본 발명의 무선 통신 시스템에서 사용자기기(user equipment, UE)는 복수 접속 카테고리들 각각에 대한 매핑 정보를 수신할 수 있다. 상기 UE는 상기 복수 접속 카테고리들에 대한 바링 정보를 수신할 수 있다. 상기 UE는 상기 UE의 데이터가 상기 매핑 정보에 따라 속하는 접속 카테고리와, 상기 바링 정보를 기반으로, 네트워크로 접속 시도를 수행할 것인지를 결정할 수 있다.

Description

접속 시도 방법 및 사용자기기와, 접속 제어 방법 및 기지국
본 발명은 무선 통신 시스템에 관한 것으로서, 네트워크로의 접속을 시도하는 방법 및 장치와, 상기 접속을 제어하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
무선 통신 시스템이 음성이나 데이터 등과 같은 다양한 종류의 통신 서비스를 제공하기 위해 광범위하게 전개되고 있다. 일반적으로 무선 통신 시스템은 가용한 시스템 자원(대역폭, 전송 파워 등)을 공유하여 다중 사용자와의 통신을 지원할 수 있는 다중 접속(multiple access) 시스템이다. 다중 접속 시스템의 예들로는 CDMA(code division multiple access) 시스템, FDMA(frequency division multiple access) 시스템, TDMA(time division multiple access) 시스템, OFDMA(orthogonal frequency division multiple access) 시스템, SC-FDMA(single carrier frequency division multiple access) 시스템, MC-FDMA(multi carrier frequency division multiple access) 시스템 등이 있다.
기기간(Machine-to-Machine, M2M) 통신과, 높은 데이터 전송량을 요구하는 스마트폰, 태블릿 PC 등의 다양한 장치 및 기술이 출현 및 보급되고 있다. 이에 따라, 셀룰러 네트워크에서 처리될 것이 요구되는 데이터 양이 매우 빠르게 증가하고 있다. 이와 같이 빠르게 증가하는 데이터 처리 요구량을 만족시키기 위해, 더 많은 주파수 대역을 효율적으로 사용하기 위한 반송파 집성(carrier aggregation) 기술, 인지무선(cognitive radio) 기술 등과, 한정된 주파수 내에서 전송되는 데이터 용량을 높이기 위한 다중 안테나 기술, 다중 기지국 협력 기술 등이 발전하고 있다.
한편, 사용자기기(user equipment, UE)가 주변에서 접속(access)할 수 있는 노드(node)의 밀도가 높아지는 방향으로 통신 환경이 진화하고 있다. 노드라 함은 하나 이상의 안테나를 구비하여 UE와 무선 신호를 전송/수신할 수 있는 고정된 지점(point)을 말한다. 높은 밀도의 노드를 구비한 통신 시스템은 노드들 간의 협력에 의해 더 높은 성능의 통신 서비스를 UE에게 제공할 수 있다.
더 많은 통신 장치가 더 큰 통신 용량을 요구함에 따라, 레거시 무선 접속 기술(radio access technology, RAT)에 비해 향상된 모바일 광대역 통신에 대한 필요성이 대두되고 있다. 또한, 복수의 장치 및 객체(object)를 서로 연결하여 언제 어디서나 다양한 서비스를 제공하기 위한 대규모 기계 타입 통신(massive machine type communication, mMTC)는 차세대 통신에서 고려해야 할 주요 쟁점 중 하나이다. 또한, 신뢰도 및 대기 시간에 민감한 서비스/UE를 고려하여 설계될 통신 시스템에 대한 논의가 진행 중이다. 차세대(next generation) 무선 접속 기술의 도입은 향상된 모바일 광대역 통신(eMBB), mMTC, 초 신뢰성 및 저 대기 시간 통신(ultra-reliable and low latency communication, URLLC) 등을 고려하여 논의되고 있다.
새로운 무선 통신 기술의 도입에 따라, 기지국이 소정 자원영역에서 서비스를 제공해야 하는 UE들의 개수가 증가할 뿐만 아니라, 상기 기지국이 서비스를 제공하는 UE들과 전송/수신하는 데이터와 제어정보의 양이 증가하고 있다. 기지국이 UE(들)과의 통신에 이용 가능한 무선 자원의 양은 유한하므로, 기지국이 유한한 무선 자원을 이용하여 데이터 및/또는 제어정보를 UE(들)로부터/에게 효율적으로 수신/전송하기 위한 새로운 방안이 요구된다.
또한 스마트기기의 발달에 따라 적은 양의 데이터를 효율적으로 전송/수신 혹은 낮은 빈도로 발생하는 데이터를 효율적으로 전송/수신하기 위한 새로운 방안이 요구된다.
또한 네트워크 기능의 도입에 따라 UE들에 의한 네트워크로의 접속을 효율적으로 제어하기 위한 방안이 요구된다.
또한 UE들의 종류 및 서비스에 따라 각기 다른 접속 기회를 제공하면서도, 최소한의 시스템 부하를 통해서 UE들에게 공정한 접속 기회를 제공하는 방안이 요구된다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 이하의 발명의 상세한 설명으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 양상으로, 무선 통신 시스템에서 사용자기기(user equipment, UE)가 네트워크로 접속을 시도하는 방법이 제공된다. 상기 방법은: 복수 접속 카테고리들 각각에 대한 매핑 정보를 수신; 상기 복수 접속 카테고리들에 대한 바링 정보를 수신; 및 상기 UE의 데이터가 상기 매핑 정보에 따라 속하는 접속 카테고리와, 상기 바링 정보를 기반으로, 상기 네트워크로 접속 시도를 수행할 것인지를 결정한다.
본 발명의 다른 양상으로, 무선 통신 시스템에서 네트워크로 접속을 시도하는 사용자기기(user equipment, UE)가 제공된다. 상기 사용자기기는 무선 주파수(radio frequency, RF) 유닛, 및 상기 RF 유닛을 제어하도록 구성된 프로세서를 포함한다. 상기 프로세서는: 복수 접속 카테고리들 각각에 대한 매핑 정보를 수신하도록 상기 RF 유닛을 제어; 상기 복수 접속 카테고리들에 대한 바링 정보를 수신하도록 상기 RF 유닛을 제어; 및 상기 UE의 데이터가 상기 매핑 정보에 따라 속하는 접속 카테고리와, 상기 바링 정보를 기반으로, 상기 네트워크로 접속 시도를 수행할 것인지를 결정하도록 구성된다.
본 발명의 또 다른 양상으로, 무선 통신 시스템에서 기지국이 사용자기기(user equipment, UE)에 의한 상기 네트워크로의 접속을 제어하는 방법이 제공된다. 상기 방법은: 복수 접속 카테고리들 각각에 대한 매핑 정보를 전송; 상기 복수 접속 카테고리들에 대한 바링 정보를 전송; 및 상기 사용자기기로부터 상기 네트워크로의 접속 요청을 수신하는 것을 포함한다.
본 발명의 또 다른 양상으로, 무선 통신 시스템에서 사용자기기(user equipment, UE)에 의한 상기 네트워크로의 접속을 제어하는 기지국이 제공된다. 상기 기지국은 무선 주파수(radio frequency, RF) 유닛, 및 상기 RF 유닛을 제어하도록 구성된 프로세서를 포함한다. 상기 프로세서는: 복수 접속 카테고리들 각각에 대한 매핑 정보를 전송하도록 상기 RF 유닛을 제어; 상기 복수 접속 카테고리들에 대한 바링 정보를 전송하도록 상기 RF 유닛을 제어; 및 상기 사용자기기로부터 상기 네트워크로의 접속 요청을 수신하도록 상기 RF 유닛을 제어하도록 구성된다.
본 발명의 각 양상에 있어서, 상기 매핑 정보는 상기 복수 접속 카테고리들 각각에 대한 네트워크 슬라이스, IP 어드레스 또는 접속 원인을 나타낼 수 있다.
본 발명의 각 양상에 있어서, 상기 복수의 접속 카테고리들은 어떠한 매핑 기준에도 부합하지 않는 접속을 위한 접속 카테고리를 포함할 수 있다.
본 발명의 각 양상에 있어서, 상기 매핑 정보는 상기 복수 접속 카테고리들 각각에 대한 네트워크 슬라이스, IP 어드레스, 접속 원인 또는 접속 클래스를 나타낼 수 있다.
본 발명의 각 양상에 있어서, 상기 데이터가 속하는 접속 카테고리에 대한 접속이 허용되면 상기 접속 시도를 수행하고, 허용되지 않으면 상기 접속 시도를 수행하지 않을 수 있다.
상기 과제 해결방법들은 본 발명의 실시예들 중 일부에 불과하며, 본원 발명의 기술적 특징들이 반영된 다양한 실시예들이 당해 기술분야의 통상적인 지식을 가진 자에 의해 이하 상술할 본 발명의 상세한 설명을 기반으로 도출되고 이해될 수 있다.
본 발명에 의하면, UE들에 의한 네트워크 접속이 효율적으로 제어될 수 있다.
본 발명에 의하면, UE들의 종류 및 서비스에 따라 각기 다른 접속 기회를 제공될 수 있다. 아울러, 본 발명에 의하면, 최소한의 시스템 부하를 통해서 UE들에게 공정한 접속 기회가 부여될 수 있다.
본 발명에 의하면, 무선 통신 신호가 효율적으로 전송/수신될 수 있다. 이에 따라, 무선 통신 시스템의 전체 처리량(throughput)이 높아질 수 있다.
본 발명에 따른 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과는 이하의 발명의 상세한 설명으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명에 관한 이해를 돕기 위해 상세한 설명의 일부로 포함되는, 첨부 도면은 본 발명에 대한 실시예를 제공하고, 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 사상을 설명한다.
도 1은 EPC(Evolved Packet Core)를 포함하는 EPS(Evolved Packet System)의 개략적인 구조를 나타내는 도면이다.
도 2는 일반적인 E-UTRAN과 EPC의 아키텍처를 나타낸 예시도이다.
도 3은 제어 평면에서의 무선 인터페이스 프로토콜의 구조를 나타낸 예시도이다.
도 4는 사용자 평면에서의 무선 인터페이스 프로토콜의 구조를 나타낸 예시도이다.
도 5는 사용자 평면 및 제어 평면을 위한 LTE(Long Term Evolution) 프로토콜 스택들을 예시한 것이다.
도 6은 임의 접속(random access) 과정을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 7은 무선 자원 제어(RRC) 계층에서의 연결 과정을 나타내는 도면이다.
도 8은 V2X (Vehicle to everything) 통신 환경을 나타내는 도면이다.
도 9는 차세대(next generation, NextGen) 시스템을 위한 참조(reference) 모델로서 사용될 수 있는 높은(high) 레벨 아키텍처를 예시한 것이다.
도 10은 본 발명에 따른 접속 제어 메커니즘의 일 예를 나타낸 것이다.
도 11은 본 발명에 따른 접속 제어 메커니즘의 다른 예를 나타낸 것이다.
도 12는 본 발명에 따른 접속 제어 메커니즘의 또 다른 예를 나타낸 것이다.
도 13은 본 발명에 따른 접속 제어 메커니즘의 또 다른 예를 나타낸 것이다.
도 14는 본 발명에 따른 접속 제어 메커니즘의 또 다른 예를 나타낸 것이다.
도 15는 본 발명의 제안에 적용되는 노드 장치의 구성을 도시하는 도면이다.
본 발명에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 발명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 발명의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.
이하의 실시 예들은 본 발명의 구성요소들과 특징들을 소정 형태로 결합한 것들이다. 각 구성요소 또는 특징은 별도의 명시적 언급이 없는 한 선택적인 것으로 고려될 수 있다. 각 구성요소 또는 특징은 다른 구성요소나 특징과 결합되지 않은 형태로 실시될 수 있다. 또한, 일부 구성요소들 및/또는 특징들을 결합하여 본 발명의 실시 예를 구성할 수도 있다. 본 발명의 실시 예들에서 설명되는 동작들의 순서는 변경될 수 있다. 어느 실시 예의 일부 구성이나 특징은 다른 실시 예에 포함될 수 있고, 또는 다른 실시 예의 대응하는 구성 또는 특징과 교체될 수 있다.
도면에 대한 설명에서, 본 발명의 요지를 흐릴 수 있는 절차 또는 단계 등은 기술하지 않았으며, 당업자의 수준에서 이해할 수 있을 정도의 절차 또는 단계는 또한 기술하지 아니하였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함(comprising 또는 including)"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "...부", "...기", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다. 또한, "일(a 또는 an)", "하나(one)", "그(the)" 및 유사 관련어는 본 발명을 기술하는 문맥에 있어서(특히, 이하의 청구항의 문맥에서) 본 명세서에 달리 지시되거나 문맥에 의해 분명하게 반박되지 않는 한, 단수 및 복수 모두를 포함하는 의미로 사용될 수 있다.
본 발명의 실시 예들은 무선 접속 시스템들인 IEEE 802.xx 시스템, 3GPP 시스템, 3GPP LTE 시스템 및 3GPP2 시스템 중 적어도 하나에 개시된 표준 문서들에 의해 뒷받침될 수 있다. 즉, 본 발명의 실시 예들 중 설명하지 않은 자명한 단계들 또는 부분들은 상기 문서들을 참조하여 설명될 수 있다.
또한, 본 문서에서 개시하고 있는 모든 용어들은 상기 표준 문서에 의해 설명될 수 있다. 예를 들어, 본 명세서는 3GPP TS 36.211, 3GPP TS 36.213, 3GPP TS 36.321, 3GPP TS 36.322, 3GPP TS 36.323, 3GPP TS 36.331, 3GPP TS 23.203, 3GPP TS 23.401, 3GPP TS 24.301, 3GPP TS 23.228, 3GPP TS 29.228, 3GPP TS 23.218, 3GPP TS 22.011, 3GPP TS 36.413, 3GPP TS 23.303의 표준 문서들 중 하나 이상에 의해 뒷받침될(incorporate by reference) 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 형태를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 첨부된 도면과 함께 이하에 개시될 상세한 설명은 본 발명의 예시적인 실시형태를 설명하고자 하는 것이며, 본 발명이 실시될 수 있는 유일한 실시형태를 나타내고자 하는 것이 아니다.
또한, 본 발명의 실시 예들에서 사용되는 특정 용어들은 본 발명의 이해를 돕기 위해서 제공된 것이며, 이러한 특정 용어의 사용은 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다른 형태로 변경될 수 있다.
먼저, 본 명세서에서 사용되는 용어들은 다음과 같이 정의된다.
- IMS(IP Multimedia Subsystem or IP Multimedia Core Network Subsystem): IP 상으로 음성 또는 다른 멀티미디어 서비스를 배달하기 위한 표준화를 제공하기 위한 구조적(architectural) 프레임워크(framework).
- UMTS(Universal Mobile Telecommunications System): 3GPP에 의해서 개발된, GSM(Global System for Mobile Communication) 기반의 3 세대(Generation) 이동 통신 기술.
- EPS(Evolved Packet System): IP(Internet Protocol) 기반의 PS(packet switched) 코어(core) 네트워크인 EPC(Evolved Packet Core)와 LTE/UTRAN 등의 접속(access) 네트워크로 구성된 네트워크 시스템. UMTS가 진화된 형태의 네트워크이다.
- NodeB: GERAN/UTRAN의 기지국. 옥외에 설치하며 커버리지는 매크로 셀(macro cell) 규모이다.
- eNodeB/eNB: E-UTRAN의 기지국. 옥외에 설치하며 커버리지는 매크로 셀(macro cell) 규모이다.
- UE(User Equipment): 사용자 기기. UE는 UE(terminal), ME(Mobile Equipment), MS(Mobile Station) 등의 용어로 언급될 수도 있다. 또한, UE는 노트북, 휴대폰, PDA(Personal Digital Assistant), 스마트폰, 멀티미디어 기기 등과 같이 휴대 가능한 기기일 수 있고, 또는 PC(Personal Computer), 차량 탑재 장치와 같이 휴대 불가능한 기기일 수도 있다. MTC 관련 내용에서 UE 또는 단말이라는 용어는 MTC 디바이스를 지칭할 수 있다.
- HNB(Home NodeB): UMTS 네트워크의 기지국으로서 옥내에 설치하며 커버리지는 마이크로 셀(micro cell) 규모이다.
- HeNB(Home eNodeB): EPS 네트워크의 기지국으로서 옥내에 설치하며 커버리지는 마이크로 셀 규모이다.
- MME(Mobility Management Entity): 이동성 관리(Mobility Management; MM), 세션 관리(Session Management; SM) 기능을 수행하는 EPS 네트워크의 네트워크 노드.
- PDN-GW(Packet Data Network-Gateway)/PGW/P-GW: UE IP 주소 할당, 패킷 스크리닝(screening) 및 필터링, 과금 데이터 취합(charging data collection) 기능 등을 수행하는 EPS 네트워크의 네트워크 노드.
- SGW(Serving Gateway)/S-GW: 이동성 앵커(mobility anchor), 패킷 라우팅(routing), 휴지(idle) 모드 패킷 버퍼링, MME가 UE를 페이징하도록 트리거링하는 기능 등을 수행하는 EPS 네트워크의 네트워크 노드.
- PCRF (Policy and Charging Rule Function): 서비스 플로우(service flow)별로 차별화된 QoS 및 과금 정책을 동적(dynamic) 으로 적용하기 위한 정책 결정(Policy decision)을 수행하는 EPS 네트워크의 네트워크 노드.
- OMA DM (Open Mobile Alliance Device Management): 핸드폰, PDA, 휴대용 컴퓨터 등과 같은 모바일 디바이스들 관리를 위해 디자인 된 프로토콜로써, 디바이스 설정(configuration), 펌웨어 업그레이드(firmware upgrade), 오류 보고 (Error Report)등의 기능을 수행함.
- OAM (Operation Administration and Maintenance): 네트워크 결함 표시, 성능정보, 그리고 데이터와 진단 기능을 제공하는 네트워크 관리 기능군.
- NAS(Non-Access Stratum): UE와 MME 간의 제어 플레인(control plane)의 상위 단(stratum). LTE/UMTS 프로토콜 스택에서 UE와 코어(core) 네트워크간의 시그널링, 트래픽 메시지를 주고 받기 위한 기능적인 계층으로서, UE의 이동성을 지원하고, UE와 PDN GW 간의 IP 연결을 수립(establish) 및 유지하는 세션 관리 절차 및 IP 주소 관리 등을 지원한다.
- EMM (EPS Mobility Management): NAS 계층의 서브-계층으로서, UE가 네트워크 어태치(attach)되어 있는지 디태치(detach)되어 있는지에 따라 EMM은 "EMM-Registered" 아니면 "EMM-Deregistered" 상태에 있을 수 있다.
- ECM (EMM Connection Management) 연결(connection): UE와 MME가 사이에 수립(establish)된, NAS 메시지의 교환(exchange)을 위한 시그널링 연결(connection). ECM 연결은 UE와 eNB 사이의 RRC 연결과 상기 eNB와 MME 사이의 S1 시그널링 연결로 구성된 논리(logical) 연결이다. ECM 연결이 수립(establish)/종결(terminate)되면, 상기 RRC 및 S1 시그널링 연결은 마찬가지로 수립/종결된다. 수립된 ECM 연결은 UE에게는 eNB와 수립된 RRC 연결을 갖는 것을 의미하며, MME에게는 상기 eNB와 수립된 S1 시그널링 연결을 갖는 것을 의미한다. NAS 시그널링 연결, 즉, ECM 연결이 수립되어 있는지에 따라, ECM은 "ECM-Connected" 아니면 "ECM-Idle" 상태를 가질 수 있다.
- AS (Access-Stratum): UE와 무선(혹은 접속) 네트워크 간의 프로토콜 스택을 포함하며, 데이터 및 네트워크 제어 신호 전송 등을 담당한다.
- NAS 설정(configuration) MO (Management Object): NAS 기능(Functionality)과 연관된 파라미터들(parameters)을 UE에게 설정하는 과정에서 사용되는 MO (Management object).
- PDN(Packet Data Network): 특정 서비스를 지원하는 서버(예를 들어, MMS(Multimedia Messaging Service) 서버, WAP(Wireless Application Protocol) 서버 등)가 위치하고 있는 네트워크.
- PDN 연결: 하나의 IP 주소(하나의 IPv4 주소 및/또는 하나의 IPv6 프리픽스)로 표현되는, UE와 PDN 간의 논리적인 연결.
- APN (Access Point Name): PDN을 지칭하거나 구분하는 문자열. 요청한 서비스나 네트워크에 접속하기 위해서는 특정 P-GW를 거치게 되는데, 이 P-GW를 찾을 수 있도록 네트워크 내에서 미리 정의한 이름(문자열)을 의미한다. (예를 들어, internet.mnc012.mcc345.gprs)
- RAN(Radio Access Network): 3GPP 네트워크에서 NodeB, eNodeB 및 이들을 제어하는 RNC(Radio Network Controller)를 포함하는 단위. UE 간에 존재하며 코어 네트워크로의 연결을 제공한다.
- HLR(Home Location Register)/HSS(Home Subscriber Server): 3GPP 네트워크 내의 가입자 정보를 가지고 있는 데이터베이스. HSS는 설정 저장(configuration storage), 식별자 관리(identity management), 사용자 상태 저장 등의 기능을 수행할 수 있다.
- PLMN(Public Land Mobile Network): 개인들에게 이동통신 서비스를 제공할 목적으로 구성된 네트워크. 사업자별로 구분되어 구성될 수 있다.
- ANDSF(Access Network Discovery and Selection Function): 하나의 네트워크 엔티티(entity)로서 사업자 단위로 UE가 사용 가능한 접속(access)을 발견하고 선택하도록 하는 정책(policy)를 제공.
- EPC 경로(또는 infrastructure data path): EPC를 통한 사용자 평면 통신 경로.
- E-RAB (E-UTRAN Radio Access Bearer): S1 베어러와 해당 데이터 무선 베어러의 연결(concatenation)을 말한다. E-RAB가 존재하면 상기 E-RAB와 NAS의 EPS 베어러 사이에 일대일 매핑이 있다.
- GTP (GPRS Tunneling Protocol): GSM, UMTS 및 LTE 네트워크들 내에서 일반 패킷 무선 서비스(general packet radio service, GPRS)를 나르기 위해 사용되는 IP-기반 통신들 프로토콜들의 그룹. 3GPP 아키텍처 내에는, GTP 및 프록시 모바일 IPv6 기반 인터페이스들이 다양한 인터페이스 포인트 상에 특정(specify)되어 있다. GTP는 몇몇 프로토콜들(예, GTP-C, GTP-U 및 GTP')으로 분해(decompose)될 수 있다. GTP-C는 게이트웨이 GPRS 지원 노드들(GGSN) 및 서빙 GPRS 지원 노드들(SGSN) 간 시그널링을 위해 GPRS 코어(core) 네트워크 내에서 사용된다. GTP-C는 상기 SGSN이 사용자를 위해 세션을 활성화(activate)(예, PDN 컨텍스트 활성화(activation))하는 것, 동일 세션을 비활성화(deactivate)하는 것, 서비스 파라미터들의 품질(quality)를 조정(adjust)하는 것, 또는 다른 SGSN으로부터 막 동작한 가입자(subscriber)를 위한 세션을 갱신하는 것을 허용한다. GTP-U는 상기 GPRS 코어 네트워크 내에서 그리고 무선 접속 네트워크 및 코어 네트워크 간에서 사용자 데이터를 나르기 위해 사용된다. 도 1은 EPC(Evolved Packet Core)를 포함하는 EPS(Evolved Packet System)의 개략적인 구조를 나타내는 도면이다.
EPC는 3GPP 기술들의 성능을 향상하기 위한 SAE(System Architecture Evolution)의 핵심적인 요소이다. SAE는 다양한 종류의 네트워크 간의 이동성을 지원하는 네트워크 구조를 결정하는 연구 과제에 해당한다. SAE는, 예를 들어, IP 기반으로 다양한 무선 접속 기술들을 지원하고 보다 향상된 데이터 전송 캐퍼빌리티를 제공하는 등의 최적화된 패킷-기반 시스템을 제공하는 것을 목표로 한다.
구체적으로, EPC는 3GPP LTE 시스템을 위한 IP 이동 통신 시스템의 코어 네트워크이며, 패킷-기반 실시간 및 비실시간 서비스를 지원할 수 있다. 기존의 이동 통신 시스템(즉, 2 세대 또는 3 세대 이동 통신 시스템)에서는 음성을 위한 CS(Circuit-Switched) 및 데이터를 위한 PS(Packet-Switched)의 2 개의 구별되는 서브-도메인을 통해서 코어 네트워크의 기능이 구현되었다. 그러나, 3 세대 이동 통신 시스템의 진화인 3GPP LTE 시스템에서는, CS 및 PS의 서브-도메인들이 하나의 IP 도메인으로 단일화되었다. 즉, 3GPP LTE 시스템에서는, IP 캐퍼빌리티(capability)를 가지는 UE와 UE 간의 연결이, IP 기반의 기지국(예를 들어, eNodeB(evolved Node B)), EPC, 애플리케이션 도메인(예를 들어, IMS(IP Multimedia Subsystem))을 통하여 구성될 수 있다. 즉, EPC는 단-대-단(end-to-end) IP 서비스 구현에 필수적인 구조이다.
EPC는 다양한 구성요소들을 포함할 수 있으며, 도 1에서는 그 중에서 일부에 해당하는, SGW(Serving Gateway), PDN GW(Packet Data Network Gateway), MME(Mobility Management Entity), SGSN(Serving GPRS(General Packet Radio Service) Supporting Node), ePDG(enhanced Packet Data Gateway)를 도시한다.
SGW(또는 S-GW)는 무선 접속 네트워크(RAN)와 코어 네트워크 사이의 경계점으로서 동작하고, eNB와 PDN GW 사이의 데이터 경로를 유지하는 기능을 하는 요소이다. 또한, UE가 eNB에 의해서 서빙(serving)되는 영역에 걸쳐 이동하는 경우, SGW는 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 SGW를 통해서 패킷들이 라우팅될 수 있다. 또한, SGW는 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)는 패킷 데이터 네트워크를 향한 데이터 인터페이스의 종료점(termination point)에 해당한다. PDN GW는 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 SGW와 PDN GW가 별도의 게이트웨이로 구성되는 것을 나타내지만, 두 개의 게이트웨이가 단일 게이트웨이 구성 옵션(Single Gateway Configuration Option)에 따라 구현될 수도 있다.
MME는, UE의 네트워크 연결에 대한 접속(access), 네트워크 자원의 할당, 트래킹(tracking), 페이징(paging), 로밍(roaming) 및 핸드오버 등을 지원하기 위한 시그널링 및 제어 기능들을 수행하는 요소이다. MME는 가입자 및 세션 관리에 관련된 제어 평면(control plane) 기능들을 제어한다. MME는 수많은 eNB들을 관리하고, 다른 2G/3G 네트워크에 대한 핸드오버를 위한 종래의 게이트웨이의 선택을 위한 시그널링을 수행한다. 또한, MME는 보안 과정(Security Procedures), 단말-대-네트워크 세션 핸들링(Terminal-to-network Session Handling), 휴지 단말 위치결정 관리(Idle Terminal Location Management) 등의 기능을 수행한다.
SGSN은 다른 3GPP 네트워크(예를 들어, GPRS 네트워크)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 능력(capability)를 가지는 UE는, 3GPP 접속은 물론 비-3GPP 접속 기반으로도 EPC 내의 다양한 요소들을 경유하여 사업자(즉, 운영자(operator))가 제공하는 IP 서비스 네트워크(예를 들어, IMS)에 접속할 수 있다.
또한, 도 1은 다양한 참조 포인트(reference point)들(예를 들어, S1-U, S1-MME 등)을 도시한다. 3GPP 시스템에서는 E-UTRAN 및 EPC의 상이한 기능 엔티티(functional entity)들에 존재하는 2 개의 기능을 연결하는 개념적인 링크를 참조 포인트라고 정의한다. 다음의 표 1은 도 1에 도시된 참조 포인트를 정리한 것이다. 표 1의 예시들 외에도 네트워크 구조에 따라 다양한 참조 포인트들이 존재할 수 있다.
Reference Point Description
S1-MME Reference point for the control plane protocol between E-UTRAN and MME.
S1-U Reference point between E-UTRAN and Serving GW for the per bearer user plane tunneling and inter eNB path switching during handover.
S3 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 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 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 Reference point between MME and Serving GW.
SGi It is the reference point between the PDN GW and the packet data network. Packet data network may be an operator external public or private packet data network or an intra operator packet data network, e.g. for provision of IMS services. This reference point corresponds to Gi for 3GPP accesses.)
도 1에 도시된 참조 포인트 중에서 S2a 및 S2b는 비-3GPP 인터페이스에 해당한다. S2a는 신뢰되는 비-3GPP 접속 및 PDN GW 간의 관련 제어 및 이동성 지원을 사용자 평면에 제공하는 참조 포인트다. S2b는 ePDG 및 PDN GW 간의 관련 제어 및 이동성 지원을 사용자 평면에 제공하는 참조 포인트다.
도 2는 일반적인 E-UTRAN과 EPC의 아키텍처를 나타낸 예시도이다.
도시된 바와 같이, eNB는 RRC(Radio Resource Control) 연결이 활성화되어 있는 동안 게이트웨이로의 라우팅, 페이징 메시지의 스케줄링 및 전송, 방송 채널(BCH)의 스케줄링 및 전송, 업링크 및 다운링크에서의 자원을 UE에게 동적 할당, eNB의 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 평면의 암호화, SAE 베어러 제어, NAS 시그널링의 암호화 및 무결성 보호 기능을 수행할 수 있다.
도 3은 UE와 eNB 사이의 제어 평면에서의 무선 인터페이스 프로토콜(Radio Interface Protocol)의 구조를 나타낸 예시도이고, 도 4는 UE와 eNB 사이의 사용자 평면에서의 무선 인터페이스 프로토콜의 구조를 나타낸 예시도이다.
상기 무선 인터페이스 프로토콜은 3GPP 무선 접속 네트워크 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 통신 시스템에서 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 전송측과 수신측의 물리계층 사이는 물리채널을 통해 데이터가 전달된다.
물리채널(Physical Channel)은 시간 축 상에 있는 여러 개의 서브프레임과 주파수축상에 있는 여러 개의 부반송파(subcarrier)로 구성된다. 여기서, 하나의 서브프레임(subframe)은 시간 축 상에 복수의 OFDM 심볼 (symbol)들과 복수의 부반송파들로 구성된다. 하나의 서브프레임은 복수의 자원블록(Resource Block)들로 구성되며, 하나의 자원블록은 복수의 OFDM 심볼(Symbol)들과 복수의 부반송파들로 구성된다. 데이터가 전송되는 단위시간인 TTI(Transmission Time Interval)는 1개의 서브프레임에 해당하는 1ms이다.
상기 전송 측과 수신 측의 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) 등으로 나눌 수 있다.
제2계층에는 여러 가지 계층이 존재한다. 먼저, 제2계층의 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.
제2 계층의 무선링크제어 (Radio Link Control; RLC) 계층은 상위계층으로부터 수신한 데이터를 분할 (Segmentation) 및 연결 (Concatenation)하여 하위계층이 무선 구간(radio interface)으로 데이터를 전송하기에 적합하도록 데이터 크기를 조절하는 역할을 수행한다.
제2 계층의 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 헤더 압축 (Header Compression) 기능을 수행한다. 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 무선 자원 제어(Radio Resource Control; 이하 RRC라 약칭함) 계층은 제어평면에서만 정의되며, 무선 베어러(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 UE와 E-UTRAN간의 데이터 전달을 위해 제2계층에 의해 제공되는 서비스를 의미한다.
UE의 RRC와 무선 네트워크의 RRC 계층 사이에 RRC 연결(RRC connection)이 수립된(established) 경우 UE는 RRC 연결 모드(Connected Mode)에 있게 되고, 그렇지 못할 경우 RRC 휴지 모드(Idle Mode)에 있게 된다.
이하 UE의 RRC 상태 (RRC state)와 RRC 연결 방법에 대해 설명한다. RRC 상태란 UE의 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 UE는 RRC 연결이 존재하기 때문에 E-UTRAN은 해당 UE의 존재를 셀 단위에서 파악할 수 있으며, 따라서 UE를 효과적으로 제어할 수 있다. 반면에 RRC_IDLE 상태의 UE는 E-UTRAN이 UE의 존재를 파악할 수는 없으며, 셀 보다 더 큰 지역 단위인 TA(Tracking Area) 단위로 코어 네트워크가 관리한다. 즉, RRC_IDLE 상태의 UE는 셀에 비하여 큰 지역 단위로 해당 UE의 존재 여부만 파악되며, 음성이나 데이터와 같은 통상의 이동통신 서비스를 받기 위해서는 해당 UE가 RRC_CONNECTED 상태로 천이하여야 한다. 각 TA는 TAI(Tracking area identity)를 통해 구분된다. UE는 셀에서 방송(broadcasting)되는 정보인 TAC(Tracking area code)를 통해 TAI를 구성할 수 있다.
사용자가 UE의 전원을 맨 처음 켰을 때, UE는 먼저 적절한 셀을 탐색한 후 해당 셀에서 RRC 연결을 맺고, 코어 네트워크에 UE의 정보를 등록한다. 이 후, UE는 RRC_IDLE 상태에 머무른다. RRC_IDLE 상태에 머무르는 UE는 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 UE는 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 UE가 RRC 연결을 맺을(establish) 필요가 있는 경우는 여러 가지가 있는데, 예를 들어 사용자의 통화 시도, 데이터 전송 시도 등이 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 디폴트 베어러(default bearer) 관리, 전용 베어러(dedicated bearer) 관리와 같은 기능을 수행하여, UE가 네트워크로부터 PS 서비스를 이용하기 위한 제어를 담당한다. 디폴트 베어러 자원은 특정 Packet Data Network(PDN)에 최초 접속 할 시에 네트워크에 접속될 때 네트워크로부터 할당 받는다는 특징을 가진다. 이때, 네트워크는 UE가 데이터 서비스를 사용할 수 있도록 UE가 사용 가능한 IP 주소를 할당하며, 또한 디폴트 베어러의 QoS를 할당해준다. LTE에서는 크게 데이터 전송/수신을 위한 특정 대역폭을 보장해주는 GBR(Guaranteed bit rate) QoS 특성을 가지는 베어러와 대역폭의 보장 없이 Best effort QoS 특성을 가지는 Non-GBR 베어러의 두 종류를 지원한다. 디폴트 베어러의 경우 Non-GBR 베어러를 할당 받는다. 전용 베어러의 경우에는 GBR 또는 Non-GBR의 QoS 특성을 가지는 베어러를 할당 받을 수 있다.
네트워크에서 UE에게 할당한 베어러를 EPS(evolved packet service) 베어러라고 부르며, EPS 베어러를 할당할 때 네트워크는 하나의 ID를 할당하게 된다. 이를 EPS 베어러 ID라고 부른다. 하나의 EPS 베어러는 MBR(maximum bit rate) 또는/그리고 GBR(guaranteed bit rate)의 QoS 특성을 가진다.
도 5는 사용자 평면 및 제어 평면을 위한 LTE 프로토콜 스택들을 예시한 것이다. 도 5(a)는 사용자 평면 프로토콜 스택들을 UE-eNB-SGW-PGW-PDN에 걸쳐 예시한 것이고, 도 5(b)는 제어 평면 프로토콜 스택들을 UE-eNB-MME-SGW-PGW에 걸쳐 예시한 것이다. 프로토콜 스택들의 키(key) 계층들의 기능(function)들을 간략하게 설명하면 다음과 같다.
도 5(a)를 참조하면, GTP-U 프로토콜은 S1-U/S5/X2 인터페이스 상으로(over) 사용자 IP 패킷들을 포워드하기 위해 사용된다. GTP 터널이 LTE 핸드오버동안 데이터 포워딩을 위해 수립되면 종단 마커 패킷(End Marker Packet)이 마지막 패킷으로서 상기 GTP 터널 상으로 전달(transfer)된다.
도 5(b)를 참조하면, S1AP 프로토콜은 S1-MME 인터페이스에 적용된다. S1AP 프로토콜은 S1 인터페이스 관리, E-RAB 관리, NAS 시그널링 전달 및 UE 컨텍스트 관리와 같은 기능을 지원한다. S1AP 프로토콜은 E-RAB(들)을 셋업하기 위해 초기 UE 컨텍스트를 eNB에게 전달하고, 그 후 상기 UE 컨텍스트의 수정 혹은 해제를 관리한다. S11/S5 인터페이스들에는 GTP-C 프로토콜이 적용된다. GTP-C 프로토콜은 GTP 터널(들)의 생성, 수정(modification) 및 종료(termination)를 위한 제어 정보의 교환(exchange)를 지원한다. GTP-C 프로토콜은 LTE 핸드오버의 경우에 데이터 포워딩 터널들을 생성한다.
도 3 및 도 4에서 예시된 프로토콜 스택들 및 인터페이스들에 대한 설명은 도 5의 동일 프로토콜 스택들 및 인터페이스들에도 그대로 적용될 수 있다.
도 6은 3GPP LTE에서 임의 접속 과정을 나타낸 흐름도이다.
임의 접속 과정은 UE가 기지국과 UL 동기를 얻거나 UL 무선자원을 할당 받기 위해 수행된다.
UE는 루트 인덱스(root index)와 PRACH(physical random access channel) 설정 인덱스(configuration index)를 eNB로부터 수신한다. 각 셀마다 ZC(Zadoff-Chu) 시퀀스에 의해 정의되는 64개의 후보(candidate) 임의 접속(random access, RA) 프리앰블이 있으며, 루트 인덱스는 UE가 64개의 후보 임의 접속 프리앰블을 생성하기 위한 논리적 인덱스이다.
임의 접속 프리앰블의 전송은 각 셀마다 특정 시간 및 주파수 자원에 한정된다. PRACH 설정 인덱스는 임의 접속 프리앰블의 전송이 가능한 특정 서브프레임과 프리앰블 포맷을 지시한다.
임의 접속 과정, 특히, 경쟁-기반 임의 접속 과정은 다음의 3 단계를 포함한다. 다음의 단계 1, 2, 3에서 전송되는 메시지는 각각 msg1, msg2, msg4로 지칭되기도 한다.
> 1. UE는 임의로 선택된 임의접속 프리앰블을 eNB로 전송한다. UE는 64개의 후보 임의 접속 프리앰블 중 하나를 선택한다. 그리고, PRACH 설정 인덱스에 의해 해당되는 서브프레임을 선택한다. UE는 은 선택된 임의 접속 프리앰블을 선택된 서브프레임에서 전송한다.
> 2. 상기 임의 접속 프리앰블을 수신한 eNB는 임의 접속 응답(random access response, RAR)을 UE로 보낸다. 임의 접속 응답은 2단계로 검출된다. 먼저 UE는 RA-RNTI(random access-RNTI)로 마스킹된 PDCCH를 검출한다. UE는 검출된 PDCCH에 의해 지시되는 PDSCH 상으로 MAC(Medium Access Control) PDU(Protocol Data Unit) 내의 임의 접속 응답을 수신한다. RAR은 UL 동기화를 위한 타이밍 오프셋 정보를 나타내는 타이밍 어드밴스(timing advance, TA) 정보, UL 자원 할당 정보(UL 그랜트 정보), 임시 UE 식별자(예, temporary cell-RNTI, TC-RNTI) 등을 포함한다.
> 3. UE는 RAR 내의 자원 할당 정보(즉, 스케줄링 정보) 및 TA 값에 따라 UL 전송을 수행할 수 있다. RAR에 대응하는 UL 전송에는 HARQ가 적용된다. 따라서, UE는 UL 전송을 수행한 후, 상기 UL 전송에 대응하는 수신 응답 정보(예, PHICH)를 수신할 수 있다.
도 7은 무선자원제어(RRC) 계층에서의 연결 과정을 나타낸다.
도 7에 도시된 바와 같이 RRC 연결 여부에 따라 RRC 상태가 나타나 있다. 상기 RRC 상태란 UE의 RRC 계층의 엔티티(entity)가 eNB의 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 휴지 상태(idle state)라고 부른다.
상기 연결 상태(Connected state)의 UE는 RRC 연결(connection)이 존재하기 때문에 E-UTRAN은 해당 UE의 존재를 셀 단위에서 파악할 수 있으며, 따라서 UE를 효과적으로 제어할 수 있다. 반면에 휴지 모드(idle state)의 UE는 eNB가 파악할 수는 없으며, 셀 보다 더 큰 지역 단위인 트래킹 지역(Tracking Area) 단위로 코어 네트워크가 관리한다. 상기 트래킹 지역(Tracking Area)은 셀들의 집합단위이다. 즉, 휴지 모드(idle state) UE는 큰 지역 단위로 존재여부만 파악되며, 음성이나 데이터와 같은 통상의 이동통신 서비스를 받기 위해서는 UE는 연결 상태(connected state)로 천이해야 한다.
사용자가 UE의 전원을 맨 처음 켰을 때, 상기 UE는 먼저 적절한 셀을 탐색한 후 해당 셀에서 휴지 모드(idle state)에 머무른다. 상기 휴지 모드(idle state)에 머물러 있던 UE는 RRC 연결을 맺을 필요가 있을 때 비로소 RRC 연결 과정(RRC connection procedure)을 통해 eNB의 RRC 계층과 RRC 연결을 맺고 RRC 연결 상태(connected state)로 천이한다.
상기 휴지 모드(Idle state)에 있던 UE가 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.
휴지 모드(idle state)의 UE가 상기 eNB와 RRC 연결을 맺기 위해서는 상기한 바와 같이 RRC 연결 과정(RRC connection procedure)을 진행해야 한다. RRC 연결 과정은 크게, UE가 eNB로 RRC 연결 요청 (RRC connection request) 메시지 전송하는 과정, eNB가 UE로 RRC 연결 설정 (RRC connection setup) 메시지를 전송하는 과정, 그리고 UE가 eNB로 RRC 연결 설정 완료 (RRC connection setup complete) 메시지를 전송하는 과정을 포함한다. 이와 같은 과정에 대해서 도 7을 참조하여 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.
> 1. 휴지 모드(Idle state)의 UE는 통화 시도, 데이터 전송 시도, 또는 eNB의 페이징에 대한 응답 등의 이유로 RRC 연결을 맺고자 할 경우, 먼저 상기 UE는 RRC 연결 요청(RRC connection request) 메시지를 eNB로 전송한다.
> 2. 상기 UE로부터 RRC 연결 요청 메시지를 수신하면, 상기 eNB는 무선 자원이 충분한 경우에는 상기 UE의 RRC 연결 요청을 수락하고, 응답 메시지인 RRC 연결 설정(RRC connection setup) 메시지를 상기 UE로 전송한다.
> 3. 상기 UE가 상기 RRC 연결 설정 메시지를 수신하면, 상기 eNB로 RRC 연결 설정 완료(RRC connection setup complete) 메시지를 전송한다.
상기 UE가 RRC 연결 설정 메시지를 성공적으로 전송하면, 비로소 상기 UE는 eNB과 RRC 연결을 맺게 되고 RRC 연결 모드로 천이한다.
도 8은 V2X (Vehicle to everything) 통신 환경을 나타내는 도면이다.
차량은 사고 발생시 인명 피해와 재산상의 피해가 크게 발생한다. 따라서, 차량의 운행시 차량에 탑승한 사람의 안전 뿐만 아니라 보행자의 안전을 확보할 수 있는 기술에 대한 요구가 커지고 있다. 이에, 차량에 특화된 하드웨어와 소프트웨어 기반의 기술이 차량에 접목되고 있다. 3GPP에서 시작된 LTE 기반 V2X(Vehicle-to-everything) 통신 기술도 IT(information technology)가 차량에 접목되는 추세를 반영하고 있다. 일부 차종을 중심으로 연결성 기능(connectivity function)이 적용되고 있으며, 통신 기능의 진화를 통해 차량간(Vehicle-to-Vehicle, V2V) 통신, 차량-인프라간(Vehicle-to-Infrastructure, V2I) 통신, 차량-보행자간 (Vehicle-to-Pedestrian, V2P) 통신, 차량-네트워크간 (Vehicle-to-Network, V2N) 통신을 지원하는 연구가 지속되고 있다.
V2X 통신에 의하면, 차량은 지속적으로 자신의 위치, 속도, 방향 등에 관한 정보를 브로드캐스팅한다. 브로드캐스팅된 정보를 수신한 주변의 차량은 자신 주변의 차량들의 움직임을 인지하여 사고 방지에 활용한다. 즉, 개인이 스마트폰 또는 스마트 시계 등의 형태를 갖는 단말을 소지하는 것과 유사하게, 각 차량도 특정 형태의 UE를 설치하게 된다. 이때, 차량에 설치되는 UE는 통신 네트워크에서 실제 통신 서비스를 제공받는 기기를 말하며, 예를 들어 차량에 설치되는 UE는 E-UTRAN 에서 eNB에 접속되어 통신 서비스를 제공받을 수 있다. 그러나, V2X 통신을 차량에 구현하는 과정에서는 여러 가지 고려되어야 할 사항이 있다. 이는, V2X 기지국 등의 교통안전 기반시설의 설치에 천문학적인 비용이 필요하기 때문이다. 즉, 차량이 움직일 수 있는 모든 도로에서 V2X 통신이 지원되기 위해서는 수십 만개 이상의 V2X 기지국 설치가 요구된다. 또한, 각 네트워크 노드는 안정적인 서버와의 통신을 위해 유선 네트워크를 기본으로 사용하여 인터넷 또는 중앙 제어 서버에 접속하기 때문에, 유선 네트워크 설치 유지 비용도 높다.
LTE 또는 EPS 시스템에서는 V2X를 효과적으로 지원하기 위해서 V2X 어플리케이션에서 생성한 데이터에 최적화된 QoS를 제공하고자 하고 있다. V2X 어플리케이션은 ETSI(European Telecommunications standards Institute) ITS(Intelligent Transport Systems) 또는 SAE(System Architecture Evolution) 등에서 제정된다.
차세대 모바일 네트워크 시스템, 예를 들어, 5G 코어 네트워크에 대한 디자인을 위해 3GPP에서는 SMARTER (Services and Markets Technology Enablers)라는 스터디를 통해 서비스 요구사항을 정의해오고 있다. 또한 시스템 아키텍처 2(system architecture, SA2)는 SMARTER를 바탕으로 차세대 시스템을 위한 스터디(study on architecture for next generation system)를 진행하고 있다. 이하 3GPP에서 고려하고 있는 차세대 통신 시스템에 대한 요구사항 및 아키텍처에 대해 설명한다. 다음은 차세대(이하, NextGen) 시스템의 아키텍처에 의한 지원이 고려되고 있는 사항들의 일부를 예시한 것이다. NextGen 시스템은:
> 새로운 RAT(들), 진화된(evolved) E-UTRA 및 비3GPP 접속 타입들을 지원한다. GERAN 및 UTRAN은 지원되지 않는다.
> 서로 다른 접속 시스템들에 대한 통합(unified) 인증(authentication) 프레임워크를 지원한다.
> 여러 접속 기술들을 통한 UE의 여러 동시 연결들을 지원한다.
> UE가 데이터 트래픽이 있는 기간(period)들에 있을 때뿐만 아니라 데이터 트래픽이 없는 기간들에 있을 때 UE 전력 소모를 줄이기 위한 다른 수단을 지원한다.
> UE와 데이터 네트워크 간의 지연(latency)에 대한 요구사항(requirement)들이 서로 다른 서비스들을 지원한다.
> UE와 데이터 네트워크 간의 트래픽 교환을 시작하기 위해 요구되는 시그널링 (및 딜레이), 즉, UE가 데이터 트래픽을 갖지 않는 기간에서 데이터 트래픽을 갖는 기간으로 전환(transition)할 때 시그널링 오버헤드 및 지연(latency)을 최소화한다.
> 운영자 신뢰 도메인(operator trust domain) 내에서 접속 네트워크 가까이에서 호스팅되는 낮은 지연 요구사항을 가진 (제3자 어플리케이션들을 포함한) 어플리케이션에 대한 접속을 지원한다.
> 시그널링 혼잡을 (회피하는 것을 포함하여) 제어하는 최적화된 메커니즘을 지원한다.
> 데이터 트래픽이 없는 기간들 내 많은 수의 UE들에 대한 효율적인 네트워크 지원을 제공한다.
> 네트워크 공유(sharing)를 지원한다.
> 네트워크 슬라이싱을 지원한다.
> 전체 네트워크 운영(operation)에서 에너지 소비를 최소화한다.
도 9는 차세대(next generation, NextGen) 시스템을 위한 참조(reference) 모델로서 사용될 수 있는 높은(high) 레벨 아키텍처를 예시한 것이다. 특히, 도 9는 NextGen UE, NextGen (R)AN, NextGen 코어 및 그들의 참조 포인트들을 예시한 것이다.
도 9에서, NG2는 NextGen (R)AN과 NextGen 코어 사이의 제어 평면을 위한 참조 포인트이고, NG3는 NextGen (R)AN과 NextGen 코어 사이의 사용자 평면을 위한 참조 포인트이며, NG1은 NextGen UE와 NextGen 코어 사이의 제어 평면을 위한 참조 포인트이고, NG6는 NextGen 코어와 데이터 네트워크 간의 참조 포인트이다. 데이터 네트워크는 운영자 외부(external) 공개(public) 또는 사설(privacy) 데이터 네트워크 또는 운영자-내부(intra-operator) 데이터 네트워크일 수 있다. 이 참조 포인트는 3GPP 접속을 위한 SGi에 대응한다.
이하 NextGen 시스템에서 고려하고 있는 네트워크 슬라이싱에 대해서 설명한다. 네트워크 슬라이싱은 운영자가, 예를 들어, 기능성(functionality), 성능(performance) 및 격리(isolation)의 영역들에서 다양한 요구사항을 요구하는 다양한 시장 시나리오들에 최적화된 솔루션들을 제공하도록 맞춤화된 네트워크들을 생성할 수 있게 한다. NextGen 시스템에서 유연성이라는 목표를 달성하기 위한 핵심 개념 중 하나가 네트워크 슬라이싱이다. 네트워크 슬라이싱은 운영자가 공통 인프라(common infrastructure)의 규모의 경제를 유지하면서 고객 특정적 기능성을 갖춘 전용(dedicated) 논리 네트워크를 제공할 수 있도록 한다. 네트워크 슬라이싱은 서비스가 네트워크 자원들로부터 추상화되는 것을 허용한다. 다양한 요구사항을 가진 다양한 사용 예(use case)들이 충족(fulfill)될 수 있다. 예를 들어 과금(charging), 정책 제어(policy control), 보안(security), 이동성(mobility) 등과 같은 기능성에 대한 다른 요구사항들이 있을 수 있다. 상기 사용 예들은 또한 성능 요구사항들(예를 들어, 더 낮은 지연, 더 높은 이동성 및 더 높은 데이터 레이트) 면에서 다를 수 있다. 또한 서로 다른 슬라이스들을 격리해야 할 필요가 있을 수 있다. UE들은 가입(subscription), 트래픽(예, 음성, 데이터) 또는 UE 타입에 기초하여 운영자 또는 사용자 요구를 충족시키는 방식으로 적절한 네트워크 슬라이스로 동시에 안내(direct)될 수 있다. 일반적으로 최종-사용자(end-user) 서비스들의 집합은 모바일 네트워크 운영자의 한 네트워크 슬라이스에 의해 제공된다. 일부 UE는 보다 다양한 특성, 예를 들어, MBB 및 중요한(critical) 통신의 서비스를 위해 하나보다 많은 네트워크 슬라이스에 동시에 접속할 수 있다. 하나보다 많은 네트워크 슬라이스에 동시에 접속할 할 때 운영자는 특정 시그널링 절차를 중복하지 않도록 선택할 수 있다. 네트워크 슬라이스는 주로 3GPP 정의된 기능(function)들로 구성되지만 다른 운영자 또는 제3자에 의해 제공된 독점(proprietary) 기능들을 포함할 수도 있다. 로밍의 경우 일관된 사용자 경험과 서비스 지원을 보장하기 위해 동일한 네트워크 기능들로 구성된 슬라이스들이 VPLMN 내 사용자에게 이용 가능하다. 네트워크 슬라이스들의 설정 및 독점 기능의 공급(provisioning)은 운영자 간의 협약(agreements)을 기반으로 한다. 네트워크 슬라이싱은 또한 자연 재해의 경우에 기본 통신(예, 음성, 텍스트 메시지)을 가능하게 하는 네트워크 설정을 제공하는 데 사용될 수 있다. 이 개념을 적용한 또 다른 예는 기본 인터넷 접속(예, 기본 브로드밴드 속도(speeds), 완화된(relaxed) 지연 요구사항)으로 필수적(essential) 서비스들에 대한 접속을 제공해야 하는 시장에서 네트워크에 대한 접속을 제공하는 것일 수 있다. 운영자는 유사한 네트워크 기능성들을 필요로 하는 여러 제3자(예, 기업)들에 유사한 서비스를 제공하는 경우가 많으며 이는 효율적인 방식으로 지원되어야 한다.
최근 수년간 스마트폰의 발전과 빠른 시장 침투로 인해 모바일 통신 네트워크에서 엄청난 양의 모바일 데이터 트래픽이 발생했으며 기존의 피어 투 피어 통신에서 애플리케이션들이 서버들과 자율적으로 신호를 교환하는 통신에 이르기까지 통신 트래픽 유형이 크게 변경되었다. 고속, 고용량 이동 통신 시스템에서 트래픽 혼잡 제어는 여러 상황에서 서비스 안정성을 유지하는 데 중요하다. 또한, 대지진과 같은 주요 재해 발생시 모바일 데이터 트래픽은 예기치 않은 수준으로 증가할 수 있으며 네트워크가 오작동을 일으킬 수 있다. 따라서, 이동 통신 시스템은 예상치 못한 높은 트래픽이 발생하기 전에 이를 방지하기 위한 메커니즘이 필요하다. 긴급 통화(emergency call) 및/또는 재난 게시판에 대한 성공적인 통신을 보장하기 위해 교통 혼잡 제어 메커니즘은 중요/우선 순위가 높은 통화 및 긴급 통화를 위한 네트워크 자원이 가능한 많은 사용자들에게 이용 가능하도록 보장하기 위해 중요하지 않은/우선순위가 낮은 통화를 줄여야 한다. 3GPP는 네트워크에 대한 모바일 통신 접속을 제어하기 위해 일련의 트래픽 혼잡(congestion) 메커니즘을 표준화해 왔다. 3G (UMTS) 규격의 일부로 표준화되고 LTE에서 널리 사용되는 하나의 접속 제어 메커니즘은, UE에 저장된 우선 순위 식별자 데이터를 사용하는 제어 기술인, "접속 클래스(access class, AC)" 제어라고도 부른다. 이하 종래의 접속 제어 메커니즘에 대해서 조금 더 구체적으로 설명한다.
특정 환경(certain circumstance)들 하에서는, UE 사용자가 (긴급 통화(emergency call) 시도를 포함한) 접속 시도를 하거나 PLMN의 특정된(specified) 영역에서 페이지에 응답하는 것을 방지하는 것이 바람직할 수 있다. 이러한 상황(situation)은 긴급(emergency)의 상태 동안, 또는 2개 이상의 동일 위치(co-located) PLMN들 중 1개가 고장 난 경우에 발생할 수 있다. 브로드캐스트 메시지는 네트워크 접속으로부터 차단(bar)된 가입자들의 클래스(들) 또는 카테고리들을 나타내고, 셀 단위로 셀 상에서 이용 가능하다. 이러한 기능(facility)들의 사용은 네트워크 운영자가 치명적인(critical) 조건들 하에서 접속 채널의 과부하(overload)를 방지하게 할 수 있다. 접속 제어는 정상적인(normal) 동작(operating) 조건들 하에서는 사용이 의도되지 않는다. CS 도메인과 PS 도메인 간의 접속 제어를 차별화할 수 있어야 한다. 종래의 접속 제어에 대한 세부 사항은 3GPP TS 23.122과 3GPP TS 25.304에 명시되어 있다. 모든 RAT들이 접속 제어 기능성을 지원해야 하는 것은 아니다.
모든 UE는 무작위로 접속 클래스 0에서 9 사이 중의 하나로 할당되고, 이렇게 할당된 접속 클래스 값은 SIM/USIM에 저장된다. 또한 UE는 SIM/USIM에 보유된(held), 5개 특별(special) 카테고리들(접속 클래스 11에서 15) 중 하나 이상의 멤버일 수 있다. 이들은 다음과 같이 특정 높은 우선순위(high priority) 사용자에게 할당된다(다음 열거(enumeration)가 우선순위 시퀀스를 의미하지는 않는다):
> 접속 클래스 15: PLMN 스태프;
> 접속 클래스 14: 긴급 서비스들;
> 접속 클래스 13: 공공 설비(Public Utilities) (예, 물/가스 공급자들);
> 접속 클래스 12: 보안 서비스들;
> 접속 클래스 11: PLMN 사용.
현재 LTE/EPS 시스템에서 사용하고 있는 접속 제어는, LTE/EPS 이전 시스템인 UMTS 및 GSM 시스템에서 사용하고 있던 접속 제어 방법을 근간으로 하는 접속 클래스 바링(access class barring, ACB)을 기본으로 한다. 이후 표준화가 진행됨에 따라 ACB를 기본으로 한 새로운 메커니즘들, 예를 들어, 서비스 특정적 접속 제어(service specific access control), CSFB에 대한 접속 제어(access control for CSFB), 확장된 접속 바링(extended access barring), 어플리케이션 특정적 접속 제어(application specific access control), 긴급 통화들(emergency calls), 모바일 발신 시그널링 및/또는 데이터 트래픽의 방지(prevention of mobile originating signaling and/or data traffic) 등이 현재 LTE/EPS 시스템에서 사용하고 있는 접속 제어 메커니즘으로 추가되었다. 이하 기존 LTE/EPS 시스템에서 사용되고 있는 접속 제어 메커니즘들에 대해 설명한다.
* 접속 클래스 바링(access class barring, ACB)
UE가 에어 인터페이스 상으로 시그널링된 허가된(permitted) 접속 클래스들에 해당하는 적어도 하나의 접속 클래스의 멤버이고 상기 접속 클래스가 서빙 네트워크에 적용 가능한 경우, 접속 시도(attempt)가 허용된다. 또한, 접속 네트워크가 UTRAN인 경우, 어떤 UE들의 접속 클래스에 대해서 접속이 허가되지 않더라도, 서빙 네트워크는 상기 UE들이 페이징에 응답하거나 위치 등록을 수행하는 것은 가능함을 지시(indicate)할 수 있다. 그렇지 않으면 접속 시도가 허용되지 않는다. 또한, 서빙 네트워크는 공통 접속은 허가되더라도, UE들이 위치 등록을 수행하는 것은 제한됨을 지시할 수도 있다. UE가 페이징에 응답하면 정상적인 정의된 절차를 따라야 하며 특정된(specified) 대로 네트워크 명령(command)에 반응(react)해야 한다. 네트워크 운영자는 UE들에게 상기 네트워크로의 접속을 허용할 때 네트워크 부하를 고려할 수 있다. 접속 클래스들은 다음과 같이 적용 가능하다:
> 접속 클래스들 0 ~ 9: 홈 및 방문 PLMN들(Home and Visited PLMNs);
> 접속 클래스들 11 및 15: EHPLMN(equivalent Home PLMN) 리스트가 존재하지 않은 경우에만 홈 PLMN, 아니면 임의의(any) EHPLMN;
> 접속 클래스들 12, 13, 14: 홈 PLMN 및 동일한 본국(home country)에 속하는 방문 PLMN(visited PLMN, VPLMN) 들. 이를 위해 상기 본국에 속하는 PLMN은 IMSI의 MCC(mobile country code) 부분(part)이 동일한 PLMN으로 정의된다.
이들 접속 클래스들은 언제든지 차단(bar)될 수 있다. 동일한 무선 접속 네트워크를 공유하는 다중 코어 네트워크들의 경우, 상기 무선 접속 네트워크는 서로 다른 코어 네트워크들에 대한 접속 클래스 바링을 개별적으로 적용할 수 있다. 다음은 E-UTRAN 상에서의 향상된(enhanced) 접속 제어를 위한 요구사항들이다.
> 서빙 네트워크는 접속 클래스 0-9에 공통으로 적용되는 접속 제어의 평균 듀레이션 및 바링 레이트(예, 백분율 값)을 UE에게 브로드캐스트할 수 있어야 한다. UMTS에서와 같은 원리(principle)가 접속 클래스 11-15에 적용된다.
> E-UTRAN은 접속 시도 타입(즉, 모바일 발신 데이터 또는 모바일 발신 시그널링)에 기반하여 접속 제어를 지원할 수 있어야 한다. E-UTRAN은 접속 시도의 타입( 예, 모바일 발신 및 모바일 착신(terminating), 모바일 발신, 혹은 위치 등록(location registration))에 기반하여 접속 제어의 조합들을 형성(form)할 수 있어야 한다. '접속 제어의 평균 듀레이션(mean duration of access control)' 및 바링 레이트는 접속 시도의 각 타입(즉, 모바일 발신 데이터 또는 모바일 발신 시그널링)을 위해 브로드캐스트된다. 접속 제어의 평균 듀레이션'및 바링 레이트는 각 유형의 액세스 시도 (즉, 모바일 발신 데이터 또는 모바일 발신 시그널링)에 대해 브로드캐스트됩니다.
> UE는 서빙 네트워크로부터 제공된 정보를 가지고 바링 상태(barring status)를 결정하고, 이에 따라 접속 시도를 수행한다. UE는 연결 수립을 개시(initiate)할 때 0과 1 사이의 균일한(uniform) 난수(random number)를 추출(draw)하고, 현재 바링 레이트와 비교하여 접속 시도가 차단(bar)되는지 여부를 결정한다. 상기 균일한 난수가 현재의 바링 레이트보다 작고 접속 시도의 타입이 허용(allow)된 것으로 지시되면 상기 접속 시도가 허용된다. 그렇지 않으면 접속 시도가 허용되지 않는다. 접속 시도가 허용되지 않으면 동일한 타입의 추가 접속 시도들이 네트워크에 의해 제공된 '접속 제어의 평균 듀레이션' 및 UE에 의해 추출된 난수에 기초하여 계산된 시간 기간(time period)동안 차단된다.
> 서빙 네트워크는 SG들 상으로의(over) SMS, IMS 상으로의 SMS (IP 상으로의 SMS), 및 S102 상으로의 SMS에서 SMS 접속 시도에 대해 접속 클래스 바링을 적용할지 여부를 지시할 수 있어야 한다. 이러한 지시(indication)는 접속 클래스들 0-9 및 11-15에 유효하다.
> 서빙 네트워크는 UE가 MMTel(multimedial telephony) 음성 접속 시도들에 대해 접속 클래스 바링을 적용할지 여부를 지시할 수 있어야 한다. 이러한 지시는 접속 클래스들 0-9 및 11-15에 유효하다.
> 서빙 네트워크는 UE가 MMTel 영상(video) 접속 시도들에 대해 접속 클래스 바링을 적용할지 여부를 지시할 수 있어야 한다. 이러한 지시는 접속 클래스들 0-9 및 11-15에 유효하다.
* 서비스 특정적 접속 제어(Service Specific Access Control)
ACB에서 설명된 요구사항들에 추가적으로, 접속 제어는 E-UTRAN에서 다음과 같이 유휴-모드(idle-mode) 및 연결-모드(connected-mode)로부터의 모바일 발신 세션 요청들에 대해 전화(telephony) 서비스들(MMTel)을 위한 독립적인 접속 제어를 적용하기 위해 서비스 특정적 접속 제어(service specific access control, SSAC)라는 기능을 지원할 수 있어야 한다.
> 서빙 네트워크는 SSAC 대상 UE(UE subject to UE)가 접속 클래스 바링도 적용해야 하는지 여부를 (전술한 ACB 부분에서 명시된대로) 지시할 수 있어야 한다.
> EPS는 MMTel 음성 및 MMTel 영상 각각에 대한 바링 레이트 및 접속 제어의 평균 듀레이션을 배정(assign)하는 능력을 제공해야 한다:
>> 접속 클래스들 0-9에 공통적으로 적용되는 바링 레이트(백분율)을 배정한다.
>> 범위 11-15 내 각 접속 클래스에 대해 플래그 바링 상태(차단 /비차단)를 배정한다.
>> SSAC는 접속 클래스 10에는 적용되지 않는다.
>> SSAC는 HPLMN에 접속함 없이 운영자 정책 따라 VPLMN에 의해 제공될 수 있다.
>> SSAC는 대량(mass) 동시(simultaneous) 모바일 발신 세션 요청들로 인한 서비스 가용성(availability) 저하(즉, 무선(radio) 자원 부족)를 최소화하고 비-차단된 서비스들을 위한 무선(wireless) 접속 자원들의 가용성을 극대화하는 메커니즘을 제공한다.
>> 서빙 네트워크는 접속 제어의 평균 듀레이션, 범위 0-9 내 접속 클래스를 위한 바링 레이트, 범위 11-15 내 접속 클래스를 위한 바링 상태(barring status)를 UE에게 브로드캐스트할 수 있다.
>> UE는 서빙 네트워크로부터 제공된 정보로써 바링 상태를 결정하고, 그에 따라 접속 시도를 수행한다. 상기 UE는 연결 수립을 시작할 때 0과 1 사이의 균일한 난수를 추출하고 현재 바링 레이트와 비교하여 접속 시도가 차단되는지 여부를 결정한다. 상기 균일한 난수가 현재의 바링 레이트보다 작고 접속 시도의 타입이 허용된 것으로 지시되면 접속 시도가 허용된다. 그렇지 않으면 접속 시도가 허용되지 않는다. 접속 시도가 허용되지 않으면 동일한 타입의 추가 접속 시도들이 상기 네트워크에 의해 제공된 '접속 제어의 평균 듀레이션' 및 상기 UE에 의해 추축된 난수에 기초하여 계산된 시간 기간동안 차단된다.
* CSFB에 대한 접속 제어(Access Control for CSFB)
CSFB에 대한 접속 제어는 UE가 CSFB(circuit switched fallback)를 수행하기 위해 E-UTRAN에 접속하는 것을 금지(prohibit)하는 메커니즘을 제공한다. 이는 CSFB에 대한 대량 동시 모바일 발신 요청들에 의해 야기되는 서비스 가용성 저하(즉, 무선 자원 부족, 폴백 네트워크의 혼잡)를 최소화하고 다른 서비스들에 접속하는 UE들에 대한 E-UTRAN 자원들의 가용성을 증가시킨다. 운영자가 CSFB에 대한 접속 제어를 적용하는 것이 적절하다고 결정하면, 네트워크는 각 클래스를 위한 CSFB에 대한 접속 제어를 제공하는 데 필요한 정보를 특정 영역의 UE들에게 브로드캐스트할 수 있습니다. 상기 네트워크는 CSFB에 대한 접속 제어, SSAC 및 E-UTRAN에 관한 향상된 접속 제어(enhanced access control on E-UTRAN)를 개별적으로 적용할 수 있다.
다음 요구사항들이 CSFB를 위해 1xRTT에 적용된다: E-UTRAN에서, 네트워크는 1xRTT/E-UTRAN UE로부터의 CSFB 상의 모바일 발신 세션 요청들에 대한 접속 제어를 적용할 수 있다. UE에 의해 수신된 파라미터들은 3GPP2 C.S0004-A: "Signaling Link Access Control (LAC) Standard for cdma2000 Spread Spectrum Systems - Addendum 2" 내 CDMA2000 절차들에 따라 처리된다.
UTRAN 또는 GERAN으로의 CSFB에 대해, CSFB에 대한 접속 제어를 제공하기 위해 브로드캐스트되는 필요한 정보는 ACB 부분에서 명시된 것과 동일하다. 이러한 요구사항들에 더해, 다음이 적용된다:
> CSFB에 대한 접속 제어는 접속 클래스들 0-9 및 접속 클래스들 11-15에 적용된다. 접속 클래스 10에는 적용되지 않는다.
> CSFB에 대한 접속 제어는 유휴 모드 UE에 적용된다.
> CSFB에 대한 접속 제어는 모든 CSFB 서비스들에 적용된다.
> CSFB에 대한 접속 제어는 HPLMN에 접속함 없이 운영자 정책에 따라 VPLMN에 의해 제공될 수 있다.
> UE의 접속 클래스에 따라 CSFB에 대한 접속 제어가 CSFB에 대한 발신 세션 요청들을 비허용(disallow)하면 UE는 CSFB에 대한 모바일 발신 세션 요청을 보내지 않는다.
> CSFB에 대한 접속 제어가 CSFB에 대한 모바일 발신 세션 요청을 위해 의해 적용되면, 상기 UE는 해당 세션에 대한 E-UTRAN에 관한 향상된 접속 제어를 우회(bypass)한다.
> CSFB에 대한 접속 제어가 CSFB에 대한 발신 세션 요청을 허용 혹은 비허용하는지를 UE가 결정하는 기준은 ACB 부분에 설명된대로 E-UTRAN에 관한 향상된 접속 제어에 대한 것들과 동등(equivalent)하다.
> 접속이 UE에 대해 승인(grant)되지 않은 경우, 동일한 UE로부터의 지속적인(continuous) 모바일 발신 세션 요청들로 인한 E-UTRAN의 과부하를 피하기 위해 일정(certain) 기간의 시간 동안 CSFB에 대한 모바일 발신 세션 요청이 제한된다. 상기 기간의 듀레이션은 ACB에 사용되는 것과 동일한 작업을 사용하여 결정된다.
> 네트워크가 CSFB에 대한 접속 제어에 관한 정보를 제공하지 않는 경우, UE는 ACB 부분에 설명된대로 접속 클래스들 0-9 및 11-15에 대한 접속 클래스 바링의 대상이 된다.
* 확장된 접속 바링(Extended Access Barring, EAB)
EAB는 접속 네트워크 및/또는 코어 네트워크의 과부하를 방지하기 위해 EAB용으로 설정된 UE들로부터의 모바일 발신 접속 시도들을 운영자(들)이 제어하도록 하는 메커니즘이다. 혼잡 상황(congestion situation)들에서, 운영자는 다른 UE들로부터의 접속를 허용하면서, EAB용으로 설정된 UE들로부터의 접속을 제한(restrict)할 수 있다. EAB용으로 설정된 UE들은 다른 UE들보다 접속 제한들에 보다 관대(tolerant)하다고 간주된다. 운영자가 EAB를 적용하는 것이 적절하다고 판단하면 네트워크는 특정 영역의 UE들을 위해 EAB 제어를 제공하는 데 필요한 정보를 브로드캐스트한다. 다음 요구사항들이 EAB을 위해 적용된다:
> UE는 HPLMN에 의해 EAB용으로 설정된다.
> EAB는 모든 3GPP 무선 접속 기술들에게 적용 가능하다.
> EAB는 UE가 홈 PLMN 또는 방문 PLMN에 있는 지에 관계없이 적용 가능하다.
> 네트워크가 EAB 정보를 브로드캐스트할 수 있다.
> EAB 정보는 EAB가 다음 카테고리들 중 하나 내 UE들에게 적용되는지를 정의한다: a) EAB용으로 설정된 UE들, b) EAB용으로 설정되고, 그들의 HPLMN들에 있지도 않고 그에 동등한(equivalent) PLMN에 있지도 않은 UE들, c) EAB용으로 설정되고, SIM/USIM 상에 운영자-정의된 PLMN 선택자 리스트에서 UE가 로밍 중인 국가의 가장 선호하는 PLMN으로 리스트된 PLMN 내에 있지도 않고 그들의 HPLMN에 동등한 PLML 내에 있지도 않은, UE들 HPLMN 또는 PLMN에서 로밍 중인 국가의 가장 선호하는 PLMN으로 나열된 PLMN에 있지 않은 UE들.
> EAB 정보는 접속 클래스들 0-9에 대한 확장된 바링 정보도 포함한다.
> EAB용으로 설정된 UE는 네트워크에 대한 자신의 접속이 차단되는지를 결정하기 위해 상기 네트워크에 의해 브로드캐스트되는 상기 EAB 정보를 평가(evaluate)할 때 자신의 할당된 접속 클래스(들)을 사용한다.
> EAB용으로 설정된 UE가 긴급 통화(emergency call)을 개시하거나 범위 11-15 내 접속 클래스의 멤버이면서 ACB에 따라 그 접속 클래스가 네트워크에 의해 허가(permit)되는 경우, 상기 UE는 상기 네트워크에 의해 브로드캐스트된 모든 EAB 정보를 무시한다.
> 상기 네트워크가 EAB 정보를 브로드캐스팅하지 않는 경우, 상기 UE는 ACB 부분에서 설명한대로 접속 바링의 대상이 된다.
> 네트워크에 의해 브로드캐스트되는 EAB 정보가 UE를 차단하지 않는 경우, 상기 UE는 ACB 부분에서 설명한대로 접속 바링의 대상이 된다.
> 동일한 접속 네트워크를 공유하는 다중 코어 네트워크들의 경우, 상기 접속 네트워크는 서로 다른 코어 네트워크들에 대해 개별적으로 EAB를 적용할 수 있다.
EAB를 오버라이딩하는 것은 운영자가 EAB용으로 설정된 UE들이 EAB 조건(condition)들 하에서 네트워크에 접속할 수 있도록 허용하는 메커니즘이다. EAB를 오버라이딩하는 것에 대해 다음 요구사항들이 적용된다.
> EAB로 설정된 UE는 HPLMN에 의해 EAB를 오버라이드할 권한(permission)을 갖도록 설정될 수 있다.
> EAB를 오버라이드할 수 있는 권한을 갖도록 설정된 UE의 경우, 사용자 또는 어플리케이션(예, UE 내 상위 계층들)이 EAB가 적용되지 않는 PDN 연결(들)을 활성화(activate)하도록 상기 UE에게 요청할 수 있다.
> UE는 EAB가 적용되지 않는 활성(active) PDN 연결을 가지고 있는 한 네트워크에 의해 브로드캐스트되는 모든 EAB 제한(restriction) 정보를 무시한다.
* 데이터 통신을 위한 어플리케이션 특정적 혼잡 제어(application specific congestion control for data communication, ACDC)
데이터 통신을 위한 어플리케이션 특정적 혼잡 제어(application specific congestion control for data communication, ACDC)는 운영자가 유휴 모드의 UE 내 특정(particular), 운영자-식별된(operator-identified) 어플리케이션들로부터의 새로운 접속 시도들을 허용/방지하도록 하는 접속 제어 메커니즘이다. ACDC는 연결 모드의 UE들에는 적용되지 않는다. 네트워크는 접속 네트워크 및/또는 코어 네트워크의 과부하를 방지(prevent)/완화(mitigate)할 수 있다. 이 기능(feature)은 선택사항(optional)이다. 다음 요구사항들이 적용된다:
> 이 기능(feature)은 UTRAN PS 도메인과 E-UTRAN에 적용 가능하다.
> 이 기능은 하나 이상의 접속 클래스들 11에서 15 중 하나 또는 그 이상의 멤버가 아닌 유휴 모드의 UE들에만 적용된다.
> ACDC는 MMTel 음성, MMTel 비디오 및 IMS 상에서의 SMS(SMS over IMS)(예, SMS over IP) 서비스들에 적용되지 않는다.
> 홈 네트워크는, 각각이 특정, 운영자-식별된 어플리케이션들과 연관된, 적어도 4 개 및 최대 16 개의 ACDC 카테고리들로써 UE를 설정할 수 있다.
> 서빙 네트워크는, RAN의 하나 이상의 영역에서, 각 ACDC 카테고리별 바링 정보를 나타내는 제어 정보, 그리고 로밍 UE가 ACDC 제어의 대상(subject to)인지를 브로드캐스트할 수 있다. 상기 바링 정보 ACB 정보와 유사할 수 있으며, 접속 제어의 평균 듀레이션(예, 바링 타이머) 및 바링 레이트(예, 백분율 값)을 포함 할 수 있다. 일정(certain) 주어진(given) 일치된(matched) ACDC 카테고리 내의 어플리케이션으로부터의 이전(previous) 접속 시도로 인해 바링 타이머가 구동중인(running) 경우, (더 높은 카테고리들에 대한 해당 바링 정보에 따라) UE는 더 높은 ACDC 카테고리들 내 어플리케이션들로부터의 접속 시도들만을 허용 할 수 있다. 일정 주어진 불일치된(unmatched) ACDC 카테고리 내 어플리케이션 또는 카테고리화되지 않은(uncategorized) 어플리케이션으로부터의 이전 접속 시도로 인해 바링 타이머가 구동중인 경우, UE는 (더 높은 카테고리들에 대한 해당 바링 정보에 따라) 브로드캐스트된 가장 낮은 ACDC 카테고리보다 높은 ACDC 카테고리들 내 어플리케이션들로부터의 접속 시도들만을 허용할 수 있다.
> UE는 이 브로드캐스트된 바링 정보 및 UE의 ACDC 카테고리들의 설정을 기반으로, 일정(certain) 어플리케이션에 대한 접속 시도가 허용되는지 여부를 제어할 수 있다.
> 서빙 네트워크는 다른 형태(form)의 접속 제어와 함께 ACDC를 동시에 지시(indicate)할 수 있다.
>> ACDC 및 ACB 제어들 둘 다가 지시되면, ACDC가 ACB를 오버라이드한다.
>> UE가 EAB 및 ACDC 둘 다를 위해 설정되어 있고 서빙 네트워크가 EAB 정보 및 ACDC 바링 정보를 동시에 브로드캐스트하면:
>>> 상기 UE는 EAB 부분에서 설명된 바와 같이 네트워크로의 접속이 차단되지 않는다고 또는 EAB를 오버라이드하는 부분에서 설명된 바와 같이 EAB 제한을 오버라이드하는 것이 허가(permit)된다고 판단한 경우, 상기 네트워크로의 접속은 ACDB의 대상이 된다.
>>> UE가 EAB 부분에서 설명된 바와 같이 네트워크로의 접속이 차단되고 EAB를 오버라이드하는 부분에서 설명된 바와 같이 상기 EAB 제한을 오버라이드하는 것이 허가되지 않는다고 판단한 경우, 상기 네트워크로의 접속은 차단된다.
> 동일 접속 네트워크를 공유하는 다중 코어 네트워크들의 경우, 상기 접속 네트워크는 상기 다른 코어 네트워크들에 대해 개별적으로 ACDC를 적용할 수 있다. 공유된(shared) RAN에서의 혼잡 완화를 위해, 바링 레이트들은 모든 참여 운영자들에 대해 동일하게 세팅된다.
어플리케이션들의 카테고리들로 UE를 설정할 때, 홈 네트워크는 다음과 같이 진행(proceed)한다:
> 용도(use)가 최소한으로 제한될 것으로 예상(expect)되는 어플리케이션들은 가장 높은 ACDC 카테고리가 배정(assign)된다; 및
> 가장 높은 카테고리의 어플리케이션들보다 용도가 제한될 것으로 예상되는 어플리케이션들은 두 번째로 높은(second-to-highest) ACDC 카테고리가 배정된다; 및
> 용도가 가장 제한될 것으로 예상되는 어플리케이션들은 가장 낮은(lowest) ACDC 카테고리가 배정되거나, 아예 카테고리화(categorize)되지 않는다.
설정된 ACDC 카테고리들을 갖는 UE에 대해, 임의의(any) ACDC 카테고리에도 배정되지 않은 UE 상의 어플리케이션들은 서빙 네트워크에 의해 브로드캐스트된 가장 낮은 ACDC 카테고리의 일부(part)로서 UE에 의해 취급(treat)된다. 운영자가 이러한 카테고리화되지 않은 어플리케이션들에 관해 차별화를 필요로 하는 경우, 상기 운영자는 가장 낮은 ACDC 카테고리에 어플리케이션들을 배정하는 것을 피 한다(avoid). ACDC를 적용할 때, 서빙 네트워크는 가장 높은 ACDC 카테고리부터 시작하여 가장 낮은 ACDC 카테고리까지 바링 정보를 브로드캐스트한다. 홈 네트워크 및 서빙 네트워크는 상이한 카테고리화를 사용할 수 있다. 서빙 네트워크는 ACDC가 로밍 UE들에 적용되는지를 결정한다.
UE 내 ACDC 카테고리들의 개수는 서빙 네트워크에 의해 브로드캐스트된 ACDC 카테고리들의 개수와 같지지 않을 수 있다. 이러한 경우는, 예를 들어, 상기 UE가 로밍 중이고 상기 서빙 네트워크에 의해 브로드캐스된 카테고리들의 개수가 상기 홈 네트워크와 다를 때 발생할 수 있다. 따라서 다음의 규칙들이 적용될 수 있다:
> 서빙 네트워크가 UE의 설정보다 많은 ACDC 카테고리들을 브로드캐스트하면, 상기 UE는 일치하는(matching) ACDC 카테고리에 대해 바링 정보를 사용하며, 상기 서빙 네트워크에 의해 브로드캐스트된 가장 낮은 카테고리에 대한 바링 정보를 사용하여 카테고리화되지 않은(uncategorized) 어플리케이션을 차단(bar)하고, 불일치한(unmatched) 카테고리들에 대한 바링 정보를 무시(ignore)한다.
> 서빙 네트워크가 UE의 설정보다 적은(fewer) ACDC 카테고리들에 대한 정보를 브로드캐스트하면, 상기 UE는 일치하는 ACDC 카테고리를 위한 바링 정보를 사용하고, 상기 서빙 네트워크에 의해 브로드캐스된 가장 낮은 카테고리에 대한 바링 정보를 사용하여 다른 어플리케이션들을 차단한다. 일치하는 ACDC 카테고리는, 바링 정보가 서빙 네트워크에 의해 브로드캐스트되고 상기 UE에 설정된 ACDC 카테고리의 랭크(rank)와 동일한 랭크를 갖는, ACDC 카테고리이다. 불일치한 ACDC 카테고리는, 바링 정보가 상기 서빙 네트워크에 의해 브로드캐스트되지만 상기 UE에 설정된 해당 ACDC 카테고리가 없는 ACDC 카테고리이거나, 아니면 UE에 설정되어 있으나 상기 서빙 네트워크에 의해 브로드캐스트된 해당 바링 정보가 없는 ACDC 카테고리이다.
* 긴급 통화들(Emergency Calls)
"접속 클래스 10"으로 알려진 추가적인 제어 비트가 또한 에어 인터페이스 상에서 UE에게 시그널링된다. 이것은 접속 클래스들 0 ~ 9인 UE들 또는 IMSI가 없는 UE들에 대해 긴급 통화를 위한 네트워크 접속이 허용되는지 여부를 나타낸다. 접속 클래스들 11 ~ 15인 UE들의 경우, "접속 클래스 10" 및 관련(relevant) 접속 클래스 (11 ~ 15) 둘 다가 차단되면, 긴급 통화가 허용되지 않는다. 그렇지 않으면 긴급 통화가 허용된다.
* 멀티미디어 우선순위 서비스(Multimedia Priority Service)
멀티미디어 우선순위 서비스(3GPP TS 22.153 참조)는 고유한(unique) 접속 클래스 값(즉, 특별(special) 접속 클래스들 11 ~ 15 중 하나)를 배정(assign)받는다. 멀티미디어 우선순위 서비스를 위한 상기 배정된 접속 클래스 값은 지역적(regional)/국가적(national) 규제(regulatory) 요구사항 및 운영자 정책을 기반으로 한다.
* UE 능력들의 제어(Control of UE Capabilities)
(예, 추가 요금, 성능 저하 등을 야기(cuase)하는) 오작동(misbehaving) UE의 영향들로부터 사용자를 보호하고, 무선 자원들 및 네트워크 시그널링 및 프로세싱을 포함하여, 네트워크 운영자의 네트워크 용량(capacity)을 보호하기 위해, HPLMN/EHPLMN 및 VPLMN가 어떤 네트워크 제공(provided) 서비스들 또는 기능들을 사용하는 것이 허용되지 않는 지에 대한 지시를 UE에게 제공하는 수단이 필요하다. 선택적 UE 능력들 리스트가 상기 UE에서 유지되고, 상기 UE는 불능화(disable)된다고 지시된 어떠한(any) 서비스들을 요구하지 않는다. 등록시, 상기 HPLMN/EHPLMN 또는 VPLMN은 상기 리스트의 상태(status)를 조사(interrogate)하고 새로운 리스트를 제공할 수 있다. 상기 선택적 UE 능력들 리스트는 스위치 오프시 삭제되지 않으며 네트워크에 의해 새로운 리스트가 제공될 때까지 유효하다. 상기 선택적 UE 능력들 리스트는 모바일 기기(mobile equipment, ME)와 관련이 있고, 가입(subscription)과는 관련이 없다. UE는 VPLMN에 의한 악의적인(malicious) 불능화(disable)를 포함하여, 악의적으로 불능화되거나 우발적으로(accidently) 불능화되거나, 계속 불능화된 채로 있지 않도록 보장되어야 하며, 모든 상황(situation)들에서(예, 서빙 네트워크가 UE 능력들의 제어를 지원하는 않는 경우에) 불능화된 UE들을 복구(restore)하는 메커니즘이 있어야 한다. 상기 UE는 서비스들 또는 기능들의 비-가용성(non-availability)를 사용자에게 알리기 위해 선택적 UE 능력들 리스트에 주어진 지시들을 사용한다. 특정(specific) 서비스들의 비-가용성의 원인(cause)을 확인하는 데 보조(assist)하기 위해, 네트워크가 사용자에 의해 사용될 수 있는 선택적(optional) 고객(customer) 서비스 번호(들)을 제공하기 위한 수단이 있어야 한다. 표준 문서는 또한 네트워크가 UE에 의해 디스플레이될 선택적(optional) 텍스트 스트링을 포함시키도록 하는 능력을 제공해야 한다. 상기 UE 능력들 리스트는 가입된(subscribed) 서비스들보다 우선한다. 상기 리스트에 포함될 서비스들은 다음과 같다:
> 통화 제어 기능들(Call Control functions);
> 부수적 서비스들(Supplementary Services);
> 긴급 통화들 ((U)SIM-없는 경우를 포함하고 지역적 규제 요구사항들의 대상이 되는, 즉, 긴급 통화들은 그들의 지원이 요구되는 지역들 내에서 불능화되지 않는다);
> CS 및 PS를 통한(via), SMS;
> CS 및 PS를 통한, LCS;
> GPRS 기반 서비스들;
> MBMS;
> IMS.
* 모바일-발신 시그널링 및/또는 데이터 트래픽의 방지(prevention of mobile-originating signaling and/or data traffic)
ACB, SSAC, CSFB에 대한 접속 제어, EAB, ACDC에서 설명된 접속 바링 메커니즘들이 유휴 모드의 UE들에게 적용되는 동안, 네트워크는 모바일 발신 시그널링 및/또는 데이터 트래픽을 방지하기 위해 연결 모드에 있는 E-UTRAN 내 UE들의 행동(behavior)을 제어할 수 있다.
전술한 바와 같이, 현재 LTE/EPS 시스템에서 사용하고 있는 접속 제어 메커니즘들은, LTE/EPS 이전 시스템인 UMTS및 GSM 시스템에서 사용하고 있던 방식을 근간으로 하는 ACB를 기본으로 추가된, SSAC, CSFB에 대한 접속 제어, EAB, ACDC, 긴급 통화들, 모바일-발신 시그널링 및/또는 데이터 트래픽의 방지 등을 포함한다. 이들 메커니즘들은 접속 클래스를 기반으로 하는 접속 제어에 부가적으로 적용되는 방식으로, UE에서 전송할 데이터가 발생하면, 상기 UE는 상기 접속 제어 메커니즘들 중에서 자신이 수행해야 할 접속 제어 메커니즘을 검사(check)한 후, 그에 따라 자신이 네트워크에 접속을 시도해도 되는지 검사하고, 접속 시도가 허용되면, 추가적으로 접속 클래스 바링을 검사한 후, 최종적으로 접속 클래스 바링 검사도 통과하면, 실제적으로 기지국으로 RRC 연결 요청을 전송하여, 접속 시도를 수행하게 된다.
GSM/UMTS에서는, SIM 카드에 저장된 접속 클래스 정보를 기반으로, 각 UE가 자신이 어떤 접속 클래스에 속하는 지를 확인하고, 이를 기반으로 접속을 수행하였다. 예를 들어, UE의 SIM에 접속 클래스가 1로 지정되어 있고, 기지국/네트워크가 접속 클래스 5와 9만 접속이 허용되었다고 알리면, 상기 UE는 상기 기지국/네트워크로 접속을 수행할 수 없다. 반면 기지국/네트워크가 접속 클래스 1도 접속이 허용되었다고 알리면, 상기 UE는 상기 기지국/네트워크로 접속을 수행할 수 있다.
그런데, GSM/UMTS에서 사용되던 접속 제어 메커니즘은 큰 결함이 있다. 이러한 결함은 기지국에 혼잡 상항이 발생할 경우에 발생한다. 사업자들은 전체적으로는 접속 클래스들이 균일하게 분포하도록 SIM 카드들을 발행할 것이다. 예를 들어, 어떤 사업자가 SIM 카드를 100만개 발행하였다면, 접속 클래스 0번부터 9번까지에 속한 SIM 카드들이 각각 10만개로 균일할 것이다. 이 상황에서, 어떤 기지국이 혼잡 상황을 해소하기 위해서 0번부터 9번까지 순차적으로 일정 시간 간격으로 특정한 하나의 접속 클래스만 접속을 허용한다면, 상기 기지국이 각 UE에게 전송하는 시스템 정보는 지속적으로 갱신(update)되는 접속 클래스 허용 정보를 알려주기 위해서, 최소한 10번 갱신되어야 한다. 이는 어떤 UE가 네트워크에 실제 접속하기 위해서는 최대 10번의 시스템 정보 갱신 과정을 수행함을 의미한다. 이는 UE의 소모 전력 낭비 및 기지국의 복잡도 향상을 초래한다.
이러한 문제점을 해결하기 위해서, LTE 시스템은 접속 클래스 0번부터 9번까지 각각을 제어하는 것이 아니라, 접속 클래스 0번부터 9번까지 모두 같은 풀(pool)로 간주하고, 여기서 확률 값(즉, 바링 레이트)과 대기시간(즉, 접속 제어의 평균 듀레이션) 값을 적용한다. 즉, UE의 SIM 카드에 설정된 하나의 접속 클래스만을 사용하던 GSM/UMTS와 달리, LTE 시스템의 각 UE는 자신의 접속 클래스와 상관없이 자신이 기지국에 접속하고자 하는 경우, 0부터 1까지의 값들 중 임의의 값을 고르고, 상기 값이 만약 네트워크에 의해 제공된 상기 확률 값보다 크면 접속 (시도)를 수행하고, 만약 상기 값이 상기 확률 값보다 작으면 접속 (시도)를 수행하지 않는다. 이 방법을 통해서, 각 UE는 시스템 정보 갱신 관리의 부담을 덜게 되었다. 그러나, 이 방법은 반대로, UE간의 차별이 필요할 때에도 동일한 접속 제어가 적용되는 문제가 있다. 예를 들어, 어떤 사업자는 접속 클래스 구분을 통해서 특정 사용자, 예를 들어, 요금을 많이 내는 사용자와 요금을 적게 내는 사용자를 구분하고자 할 수도 있다. 즉, 접속 클래스 0에는 가장 요금을 많이 내는 사용자를 할당하고, 접속 클래스 9에는 가장 요금을 적게 내는 사용자를 할당하는 것이다. 이 경우, 가장 공정한 접속 제어는 접속 클래스 0에 접속 클래스 9보다 많은 접속 기회를 제공하는 것이다. 예를 들어, 접속 클래스 0은 높은 확률 값을 주는 것이다. 그러나, LTE/EPS에서 도입된 접속 제어 메커니즘은 이러한 사업자의 유연성(flexibility)를 제한하여, 오히려 UE에게 서로 다른 QoS를 제공하지 못하는 문제점을 가져왔다.
따라서 본 발명은 차세대 이동 통신 시스템에서 UE들의 종류 및 서비스에 따라 각기 다른 접속 기회를 제공하면서도, 최소한의 시스템 부하를 통해서 UE들에게 공정한 접속 기회를 부여하는 방법들을 제안한다. 특히, 본 발명은 이동 통신 시스템이 각 UE에게, 상기 UE의 가입 정보, 사용하는 어플리케이션 정보 및 네트워크 슬라이스 등을 기반으로, 가변적으로 상기 UE가 속한 접속 클래스/카테고리를 제어할 것을 제안한다. 상기 UE는 상기 가변적으로 할당 받은 접속 클래스/카테고리를 바탕으로 시스템으로의 접속을 결정할 수 있다.
도 10은 본 발명에 따른 접속 제어 메커니즘의 일 예를 나타낸 것이다.
본 발명은 UE가 기지국/네트워크에 자신을 등록하거나 자신의 위치를 갱신하기 위해서 접속할 때, 상기 기지국/네트워크가 상기 UE에게 상기 UE가 사용할 접속 클래스 정보를 전달하고, 상기 UE가 신규 값을 제공 받을 때까지 기지국/네트워크로의 접속 과정에서 상기 접속 클래스 정보를 사용할 것을 제안한다. 예를 들어, UE는 어태치 과정, 또는 트랙킹 영역 갱신 과정, 또는 이와 동등한 과정을 통해서, 네트워크에 자신을 등록하게 되는데, 상기 네트워크는 상기 UE가 위치한 지역의 정보, 상기 UE가 가입한 서비스, 상기 UE에 해당하는 네트워크 슬라이스 정보 등의 다양한 정보를 이용하여, 상기 UE에게 할당할 접속 클래스 결정하고, 이를 상기 UE에게 알릴 수 있다.
> S1001. UE는 전원을 켠 후, 네트워크에 자신을 등록하려고 한다. 이를 위해서, 우선 RRC 연결을 RAN과 수립한다.
> S1002. RRC 연결이 수립되면, UE는 어태치 요청 메시지를 네트워크로 전송한다. RAN은 상기 UE로부터 수신한 어태치 요청 메시지를 코어 네트워크(core network, CN)으로 전달하는 과정에서, 자신이 관리하고 있는 지역의 혼잡 상황 등에 대한 정보를 전달할 수 있다.
> S1003. UE로부터 어태치 요청을 수신하면, 네트워크는 상기 UE에 대한 가입 정보 등의 컨텍스트 정보를 HSS 등에 요청한다.
CN 또는 HSS는 상기 UE가 위치한 지역에 할당된 접속 클래스의 현황 등의 정보를 활용하거나 주고 받을 수 있다. 또는 네트워크가 관리하고 있는 기준에 따라서, 상기 UE에 대해서 어떤 접속 클래스를 할당해야 하는지에 대한 정보를 주고 받을 수 있다.
예를 들어, HSS 등에는 상기 UE가 접속을 시도한 트랙킹 영역에서, 상기 UE의 특성을 지닌 UE들에게 어떠한 접속 클래스 값이 할당되었는지 등에 대한 정보가 있을 수 있다. 예를 들어, 네트워크는 스마트폰에는 접속 클래스 1과 2를, 스마트와치에는 접속 클래스 3을 할당하기로 정했을 수 있다. 이러한 정보가 CN에 할당되거나 HSS에서 관리된다. 이러한 정보를 바탕으로, 상기 UE가 스마트폰이라면 상기 CN은 접속 클래스 1과 2 중 임의로 선택하여, 상기 UE의 접속 클래스로 사용하기로 결정할 수 있다.
또는 네트워크 슬라이스별로 접속 클래스가 할당될 수도 있다. 예를 들어, 상기 네트워크는 네트워크 슬라이스 1에는 접속 클래스 5, 네트워크 슬라이스 2에는 접속 클래스 7을 할당할 수도 있다. 만약 상기 UE가 가입한 네트워크 슬라이스가 1이라면, 상기 네트워크는 상기 UE에게 접속 클래스 1을 할당하는 것으로 결정할 수 잇다.
네트워크와 사업자의 관계없이 접속 클래스가 0~15의 값을 가지는 것이 아니라, 각 네트워크/사업자별로 사용할 수 있는 접속 클래스의 개수를 임의로 정해질 수도 있다. 특수한 목적에 해당하는 UE을 구분하기 위해서, 모든 사업자들에게 공통적으로 지정된 접속 클래스가 정의될 수 있다. 예를 들어, 공공(public) 서비스 UE의 경우, 모든 사업자들이 공통적으로 접속 클래스 12를 할당할 수도 있다.
> S1004. S1003에서 설명된 정보를 바탕으로, 네트워크는 상기 UE에게 할당할 접속 클래스를 결정하고 이에 대한 정보를 (예를 들어, 접속 수락 메시지를 통해) 상기 UE에게 전달한다. 이하에서는, 설명의 편의를 위해, 상기 UE에게 접속 클래스 1이 할당되었다고 가정한다. 상기 UE는 이렇게 할당된 접속 클래스 값을 저장하고, 새로운 값을 할당 받을 때까지, 이 값을 이용하여 네트워크 접속에 활용한다
> S1005. CN은 접속 클래스의 할당 정보에 대한 정보를 RAN에 전달할 수도 있다. 예를 들어, CN은 각 접속 클래스별로 어느 정도의 UE가 있는지 등에 대한 분포 정보를 RAN에게 제공할 수 있다. 상기 분포 정보를 바탕으로, RAN은 자신이 UE에게 시스템 정보 블록(system information block, SIB)으로 전송하는 접속 제어 정보의 값을 조정할 수 있다. 예를 들어, CN이 RAN에게 해당 지역에 접속 클래스 1에 해당 하는 UE는 100대, 접속 클래스 2에 해당하는 UE는 1000대라는 점과 접속 클래스 1과 접속 클래스 2가 우선순위가 동일하다는 정보를 전달할 수 있다. 이를 바탕으로, RAN은 접속 클래스 1과 접속 클래스 2에 속한 UE에게 유사한 접속 기회를 제공하기 위해서, 접속 클래스2인 UE 개수가 접속 클래스 1인 UE 개수의 10배이므로 절대적인 접속 기회를, 예를 들어, 10배정도 더 제공하여야 한다고 판단할 수 있다.
> S1006. S1004 후 한참 시간이 지난 후, 상기 UE의 어플리케이션에서 데이터가 생성된다.
> S1007. 상기 UE는 상기 데이터 전송을 위해 네트워크 접속을 수행할지 말지를 결정하기 위해서, 최신의 시스템 접속 정보를 확인한다. 예를 들어, 이번 단계에서 수신된 접속 제어 정보는 접속 클래스 1은 차단되고, 접속 클래스 2만 허용되었다고 가정하자.
> S1008. UE는 상기 수신한 접속 제어 정보에 따라서, 자신의 네트워크 접속이 차단되었다고 판단하고, 일정(certain) 기간 동안 상기 기지국으로 접속을 시도하지 않는다.
> S1009. 일정(certain) 기준의 시간이 지난 후, 상기 UE는 다시 네트워크로부터 접속 제어 정보를 수신한다. 이번에는 접속 클래스 1의 접속을 허용하는 정보가 수신되었다고 가정하자.
> S1010. 상기 UE는 새로운 접속 제어에 따라서, 자신의 접속 클래스의 접속이 허용됨을 확인한다. 필요할 경우, 추가적으로 확률 검사(check)를 수행한다. 최종적으로 접속이 허용된다고 판단하면, 상기 UE는 기지국, 즉, 상기 RAN으로 접속을 시도한다.
도 11은 본 발명에 따른 접속 제어 메커니즘의 다른 예를 나타낸 것이다.
이전의 UE들에 비교하여, 신규 UE들은 보다 다양한 특성을 가진 서비스를 사용할 것으로 보이고, 또한 하나의 UE가 여러 목적으로 사용될 것으로 예상된다. 예를 들어, 어떤 스마트폰이 평상시에는 인터넷 접속 및 브라우징에 쓰이다가, 야간에는 방범용으로 쓰이거나, 혹은 자동차 내부에서는 V2X용으로 사용될 수 있다. 그런데, 방범용 서비스 트래픽과, 일반 인터넷용 서비스 트래픽, 그리고 V2X용 서비스 트래픽은 서로 성질이 다르고, 또한 네트워크의 안정성도 다르다. 따라서, 각각의 서비스 트래픽은 각기 서로 다른 네트워크 슬라이스에 의해서 처리될 것으로 예상된다. 따라서, 하나의 UE는 서로 다른 복수 개의 네트워크 슬라이스를 지원할 것으로 보인다. 또한, 이 경우, 기지국/네트워크는, 각각의 서비스를 서로 다른 네트워크 슬라이스를 써서 제공하면서, 동시에 각각의 네트워크 슬라이스의 요구사항 및 설정을 다르게 할 것이다. 예를 들어, 방범용이나 V2X용 네트워크 슬라이스는, 개인의 안전에 중요한 영향을 미치므로, 네트워크의 자원이 부족한 상황에서도 최대한 상기 서비스를 원하는 UE의 접속을 지원하는 것이 좋다. 이 경우, 상기 네트워크는 상대적으로 일반 인터넷 접속을 하려는 UE의 접속은 최대한 억제하려고 할 것이다. 따라서, 서로 다른 네트워크 슬라이스들이 존재하는 상황에서, UE에게 QoS를 만족하는 네트워크 접속을 제공하기 위해서, 본 발명은 상기 UE에게 복수 개의 접속 클래스를 할당할 것을 제안한다. 본 발명에서, 네트워크는 상기 UE의 서비스 정보를 활용하여, 어떤 서비스의 데이터, 또는 어떤 네트워크 슬라이스의 데이터가 어떤 접속 클래스 값에 매핑되는지를 나타내는 매핑 정보를 추가한다. 상기 매핑 정보를 바탕으로, 상기 UE는 네트워크/기지국에 접속을 시도할 때, 어떤 네트워크 슬라이스에 대한 또는 어플리케이션에서 데이터가 발생했는지 검사하고, 그에 관련된 접속 클래스를 확인한 다음, 해당 접속 제어 정보에 따라서 네트워크 접속을 제어한다.
> S1101. UE는 네트워크에 접속하여, 자신이 eMBB 슬라이스와 V2X 슬라이스를 사용할 것이라고 알린다.
> S1102. 상기 네트워크는 S1101에서 수신된 정보를 바탕으로, 상기 UE에게 eMBB 슬라이스 및 V2X 슬라이스 서비스를 제공하기 위한 설정을 수행한다. 그리고 추가적으로, 예를 들어, 상기 UE에게 eMBB 슬라이스에 대해서는 접속 클래스 1을 할당하고, V2X 슬라이스에 대해서는 접속 클래스 2를 할당한다.
다른 방식의 접속 클래스 할당도 가능하다. 예를 들어, 상기 네트워크는 어플리케이션 1에 대해서는 접속 클래스 1을 사용하고, 어플리케이션 2에 대해서는 접속 클래스 2를 사용하라고 알려줄 수도 있다. 혹은 IP 어드레스에 따라서 사용해야 할 접속 클래스를 알려줄 수도 있다.
> S1103. 상기 UE의 V2X 슬라이스에 해당하는 어플리케이션에서 데이터가 생성된다.
> S1104. 상기 UE는 기지국으로부터 접속 제어 정보를 수신한다. 상기 접속 제어 정보에서는 접속 클래스 1은 접속이 허용되고, 접속 클래스 2는 허용되지 않는다
> S1105. 상기 UE는 S1104에서 수신된 접속 제어 정보를 바탕으로, 자신이 전송하려는 데이터, 즉, V2X 네트워크 슬라이스에 해당하는 접속 클래스의 접속이 허용되는지 검사한다. 예를 들어, 상기 UE는 S1104에서 수신된 접속 제어 정보에 따라 접속이 허용되지 않는다고 판단하고, 접속을 수행하지 않는다.
> S1106. 상기 UE는 기지국으로부터 새로운 접속 제어 정보를 수신한다. 상기 접속 제어 정보에서는 접속 클래스 1은 접속이 허용되고, 접속 클래스 2도 허용된다.
> S1107. 상기 UE는 접속 클래스 2에 해당하는 확률 정보 등을 이용하여 접속을 수행하고, V2X 슬라이스 서비스를 사용한다.
도 10과 도 11에서는 네트워크 슬라이스별로 접속 클래스가 할당되는 것을 예로 하여 본 발명이 설명되었으나, 어플리케이션별로, 또는 IP 어드레스를 기반으로 접속 클래스가 구분되는 것도 가능하다. 접속 클래스에 관한 정보는 UE가 네트워크에 접속하여 직접 수신할 수도 있고, 네트워크에서 전송하는 SIB을 통해서도 알 수도 있다. 상기 접속 클래스에 관한 정보로는, 예를 들어, 어떤 네트워크 슬라이스가 어떤 접속 클래스에 해당하는지, 또는 어떤 어플리케이션, 또는 어떤 IP 어드레스가 어떤 클래스에 해당하는지, 또는 다른 기준들에 의해서 어떤 서비스/접속 시도가 어떤 접속 클래스에 해당하는지 등에 관련된 정보가 있을 수 있다. 예를 들어, 네트워크 슬라이스가 어떤 접속 클래스에 해당하는지에 대한 정보가 SIB을 통해서 UE에게 통지될 수 있다. 혹은 네트워크 슬라이스별로 접속이 허용는지 아닌지에 대한 정보가 SIB을 통해서 UE에게 통지되고, 상기 UE는 이에 따라 동작할 수 있다. 혹은 네트워크는 각 어플리케이션 또는 서비스 플로우가 어떤 네트워크 슬라이스에 매핑되어야 하는지 혹은 어떤 접속 클래스에 매핑되어야 하는지에 대한 정보를 UE에게 알려줄 수도 있다.
도 11에서, 예를 들어, UE가 더 이상 V2X 슬라이스를 사용하지 않는 경우, 상기 UE는 이 사실을 네트워크에 알릴 수 있고, 상기 네트워크는 상기 UE에게 새로운 접속 클래스를 할당하거나, 혹은 V2X 슬라이용으로 이전에 할당한 접속 클래스를 회수할 수도 있다.
도 12는 본 발명에 따른 접속 제어 메커니즘의 또 다른 예를 나타낸 것이다.
UE가 어떤 사업자에 가입한 후 최초로 접속을 수행하거나, 혹은 로밍 과정에서 신규 네트워크에 접속할 때는 할당 받은 접속 클래스 정보가 없으므로, 어태치 등의 네트워크에 대한 등록 작업을 수행할 수 없다. 이 문제를 해결하기 위해서, 본 발명은 UE가 사전에 네트워크로부터 할당 받은 접속 클래스 정보가 없는 경우, 디폴트 값을 사용할 것을 제안한다. 예를 들어, 네트워크에서 UE로 접속 클래스별로 서로 다른 접속 제어 값(예, 접속 제어의 평균 듀레이션, 바링 레이트 등)을 전송하는데, 이 과정에서 상기 네트워크는 어떤 UE가 전송하려는 데이터에 해당하는 접속 클래스 정보, 또는 접속 클래스에 대한 접속 제어 값을 발견하지 못한 UE가 사용하여야 하는 접속 클래스와 접속 제어 값을 알려줄 수 있다.
저장된 접속 클래스 정보가 없는 UE의 동작과 저장된 접속 클래스 정보가 있는 UE의 동작을 예로 하여, 본 발명을 설명한다. 도 12를 참조하면, 저장된 접속 클래스 정보가 없는 UE1은 다음과 같이 동작할 수 있다.
> S1200a. UE1은 네트워크에 접속한 적이 없는 UE이고, 따라서 저장된 접속 클래스 정보가 없다.
> S1201a. 상기 UE1은 기지국(즉, RAN)으로부터 각 접속 클래스에 대한 접속 제어 정보를 수신한다.
> S1202a. 상기 UE1은 상기 접속 제어 정보로부터 디폴트 값으로 지정된 파라미터 값, 또는 지정되지 않은 어느 접속 클래스라도 사용할 수 있는 파라미터 값을 획득하고, 접속 시도에 상기 파라미터 값을 사용한다.
도 12를 참조하면, 저장된 접속 클래스 정보가 있는 UE2는 다음과 같이 동작할 수 있다.
> S1200b. UE2는 자신의 홈 네트워크 또는 이전에 접속한 네트워크에서 접속 클래스 값을 할당 받은 UE이다. 그러나 상기 UE2가 자신에게 상기 접속 클래스 값을 할당한 네트워크와 다른 네트워크에 접속하게 되면, 이전 네트워크에 의해 할당된 상기 접속 클래스 값을 사용하지 않는다. 또는, 상기 할당 받은 접속 클래스에 대해서, 현재 접속한 셀 또는 네트워크가 해당 클래스에 대한 접속 제어 정보를 전송하지 않는 경우에도, 하기와 같이 동작할 수 있다.
> S1201b. UE1과 마찬가지로, 상기 UE2는 상기 다른 네트워크로부터 각 접속 클래스에 대한 접속 제어 정보를 수신한다.
> S1202b. UE1과 마찬가지로, 상기 UE2는 디폴트 값에 해당하는 파라미터 값을 사용하여 상기 다른 네트워크로의 접속을 수행한다. 그리고 이후 상기 다른 네트워크로부터 새로운 접속 클래스 값을 수신하면 상기 새로운 접속 클래스 값을 접속 제어에 사용한다.
또 다른 방법으로, UE는 네트워크로부터 접속 클래스에 해당하는 값을 수신할 때, 해당 접속 클래스의 범위(scope), 즉 유효 범위에 해당하는 정보를 추가적으로 수신할 수 있다. 예를 들어, 상기 범위 정보는 해당 접속 클래스 값이 현재의 네트워크/PLMN에서만 유효한지, 혹은 항상 유효한지, 또는 특정 지역에서만 유효한지 등을 알려줄 수 있다. 예를 들어, 어떤 UE가 자신이 가입한 사업자의 네트워크에 접속해서, '접속 클래스 = 5'라는 정보와 함께 '범위 (scope) = 모든 PLMN'이라는 정보를 수신하고, 상기 UE는 접속 클래스=5의 기준을 만족하는 데이터가 발생하여 접속을 시도하는 경우, 어떤 PLMN에서 접속을 하더라도 상기 접속 클래스를 5로 인식하고 동작할 수 있다. 그런데 만약 상기 UE가 '접속 클래스 = 5'라는 정보와 함께 '범위 (scope) = 오직 홈 PLMN'이라는 정보를 수신한 경우, 상기 UE는 자신이 가입하지 않은 네트워크 혹은 자신의 HPLMN과 다른 네트워크에서 접속을 하는 경우, 접속 클래스=5에 해당하는 트래픽이 발생하여 접속을 시도하더라도, 접속 클래스=5라는 값을 사용할 수 없다.
네트워크는 UE가 가입한 HPLMN에서 상기 UE에게 어떤 PLMN에 접속할 때에는 어떤 접속 클래스 값을 사용해야 하는지의 정보를 알려줄 수 있다. 예를 들어, HPLMN에서 상기 UE에게 HPLMN으로 접속할 때는 접속 클래스 5번을 사용하고, 다른 특정 VPLMN에 접속할 때는 접속 클래스 100을 사용하라고 지시할 수도 있다. 이에 따라 UE는 특정 상황에서 또는 네트워크별로 자신이 사용할 수 있는 접속 클래스 값을 선별할 수 있다. 네트워크로부터 미리 설정된 값들 중에서 상기 UE가 사용할 수 있는 접속 클래스 값이 없는 경우, 상기 UE는 디폴트 값을 사용하여 접속을 수행할 수 있다. 마찬가지로 구입하거나 서비스 가입한 후 최초로 네트워크에 접속을 시도하는 UE처럼 접속 클래스 값이 없는 UE도 디폴트 접속 클래스를 이용할 수 있다.
도 12에서 설명된 본 발명에 의하면 UE는 네트워크 슬라이스 또는 어플리케이션에 따라 복수 개의 접속 클래스 값을 할당 받는다. 나아가, 본 발명은 접속 서비스에 따른 접속 제어뿐만 아니라, 종래의 MMTel 음성 또는 CSFB 등과 같이 접속 목적에 따른 접속 제어도 지원할 것을 제안한다. 이를 위해서, 본 발명은 MMTel 음성, CSFB 등에도 각각 하나의 접속 클래스를 할당할 것을 제안한다.
예를 들어, 네트워크는 SIB를 통해서 착신(terminating) 통화는 접속 클래스 10으로 지정할 수 있다. 이 경우, UE는 상기 UE가 착신 통화로 인한 접속을 수행하는 경우, 기지국으로부터 수신한 접속 제어 값들 중에서 접속 클래스 10에 해당하는 값을 이용하여 접속 여부를 결정한다. UE는 이전의 시그널링 과정에서, 코어 네트워크 등으로부터, 어떤 접속 시도가 어떤 접속 클래스에 해당하는지에 대한 정보를 수신할 수도 있고, 기지국에서 전송하는 SIB 등을 통해서 어떤 접속 시도가 어떤 접속 클래스에 해당하는지에 대한 정보를 수신할 수도 있다.
다른 예로, 표준화 규격을 통해서, 착신 통화는 접속 클래스 10으로 지정될 수도 있다. 이 경우, UE는 상기 UE가 착신 통화로 인한 접속을 수행하는 경우, 기지국으로부터 수신한 접속 제어 값들 중에서 접속 클래스 10에 해당하는 값을 이용하여 접속 여부를 결정한다. 이 경우, 상기 UE는 네트워크로부터 착신 통화가 접속 클래스 10에 해당한다는 정보를 받지 않았지만, 접속 클래스 10에 해당하는 접속 시도가 어떤 것인지 알 수 있다.
또는 접속 제어 정보에서 직접적으로 착신 통화에 대한 확률/지연 시간(예, 바링 레이트, 접속 제어의 평균 듀레이션)에 대한 접속 제어 값이 전송될 수 있다. 이 경우, UE는 착신 통화로 인한 접속을 수행하는 경우, 기지국으로부터 수신한 접속 제어 값들 중에서, 착신 통화에 해당하는 값을 이용하여 접속 여부를 결정한다. 이 경우, 상기 UE는 네트워크에 의해 할당된 별도의 접속 클래스 값을 사용하지 않고도, 자신이 시도하려는 접속 시도에 해당하는 접속 제어 값을 얻을 수 있다. 예를 들어, 네트워크는 어떤 특정 기준을 만족하는 접속 시도에 대해서는 상기 특정 기준에 대한 정보와 바링 레이트 및 접속 제어의 평균 듀레이션 정보를 같이 묶어서 SIB 등을 통해서 UE에게 전달할 수 있다. 즉, (기준 정보, 클래스 정보)라는 정보의 쌍과, (클래스 정보, 바링 레이트, 접속 제어의 평균 듀레이션 정보)라는 정보의 쌍을 각각 전달하는 방법을 첫 번째 방법이라고 하면, 이 방법은 클래스 정보를 생략하기 위해서 한 번에 (기준 정보, 바링 레이트, 접속 제어의 평균 듀레이션 정보)라는 하나의 정보의 쌍을 UE에게 전달할 수 있다.
한편, 특수 목적의 UE들 또는 특수 목적의 접속에 대해서는, 어떤 UE가 어떤 네트워크에 대해 수행하더라도, 상기 접속에 대해서는 동일한 대우(treatment)가 적용될 수 있어야 한다. 예를 들어, 어떤 경찰관의 UE가 사업자 A에 가입되어 있고, 상기 사업자 A는 상기 경찰관의 UE에게 항상 최고 등급의 접속 기회를 제공한다고 가정해 보자. 상기 UE에서 전송할 데이터가 발생할 경우, 상기 경찰관이 원래 가입한 사업자 A 이외에 긴급하게 다른 사업자의 네트워크를 통해서 전송을 수행하더라도, 상기 다른 사업자의 네트워크에서도 상기 경찰관의 UE에게 최고 클래스의 접속 기회를 제공해야 한다. 이를 위해서, 본 발명은 상기 특수 목적의 접속에 대해서는, 공통의 접속 클래스 값을 규격화할 것을 제안한다. 그리고 표준 문서에 특수 목적을 위해 지정되지 않은 값들 중에서 각 사업자는 자신의 요구사항에 맞게 각 UE에게 다른 접속 클래스를 할당할 수 있다. 다음은 본 발명에 따라 접속 클래스들을 표준 규격에 정의하는 일 예를 나타낸 것이다.
Access class Criterion
0 default
1 Emergency Call
2 Access initiated by paging
3 Access by Public safety (e.g. police, fireman. etc.)
4 reserved
5 reserved
6 reserved
7 reserved
8 reserved
9~XXX Operator defined value
표 2를 참조하면, 접속 클래스 1~8까지는 표준 규격에 정해져 있고, 모든 사업자, 네트워크, UE가 동일하게 해석한다. 예를 들어, 표 2에서 접속 클래스 2는 모든 네트워크에서 착신 통화 관련 접속 제어를 위해 할당된다. 접속 클래스 4~8은, 추가적으로 필요한 경우, 표준 규격에 반영된다.
각 사업자들은 접속 클래스 9 이후의 값을 자신들의 목적에 활용할 수 있다. 사업자마다 접속 클래스 9에 해당하는 UE의 선정 기준은 다를 수 있다. 다음 표는 사업자에 의한 접속 클래스 할당을 예시한 것이다.
Access class Criterion
0 default
1 Emergency Call
2 Access initiated by paging
3 Access by Public safety (e.g. police, fireman. Etc..)
4 reserved
5 reserved
6 reserved
7 reserved
8 reserved
9 UE for mIoT
10 V2X UE
11 Voice Call
12 IM service (kakao talk)
13 IM service (line, wechat,etc)
14 IP address= *.google.com
15 ...
표 3을 사용하는 사업자의 네트워크의 어떤 RAN 노드에서 브로드캐스트되는 정보는 예를 들어 다음 표와 같다고 하자.
Access class Barring rate
0 20
1 0%
2 5%
3 0%
9 80
10 5
11 10
12 50
13 80
14 30
15 ...
표 4를 참조하면, 예를 들어, 상기 네트워크에서는 긴급 통화 혹은 공공 기관 UE의 경우 항상 접속을 허용하고, 같은 인스턴트 메시징(instant messaging, IM) 서비스라고 하더라도 카카오 톡에 대해 다른 채팅 서비스보다 많은 접속 기회가 부여된다.
본 발명은 UE 클래스, 접속 목적, 어플리케이션 별로 각각의 접속 검사를 수행하는 것을 벗어나, 하나의 프레임워크에서 모든 접속에 대한 카테고리화 및 제어를 수행하는 방법을 제시하였다. 따라서, 본 발명에 의하면 향후 새로운 기준이 등장하더라도, 상기 새로운 기준을 이용하여 새로운 접속 클래스를 할당하는 방법을 통해 통합형 접속 제어가 가능하다.
종래 접속 제어 과정에서 접속 제어 파라미터인 접속 제어의 평균 듀레이션과 바링 레이트가 정의되어 있었다. 그런데 종래 바링 레이트는 5~95%의 값을 가질 수 있었다. 본 발명은 바링 레이트의 범위를 5~95%로 한정하는 것이 아니라 0~100%까지 확대할 것을 제안한다. 바링 레이트가 100%인 경우에는 해당 접속 클래스는 접속을 수행할 수 없고, 0%일 경우에는 항상 접속을 수행할 수 있게 허용함을 의미한다. 이와 같이 바링 레이트의 범위를 0~100%로 확장함으로써, 접속 클래스가 허용되었는지의 정보와 접속 바링 정보가 각각 전달되는 것을 효율적으로 개선할 수 있다. 즉, 종래에는 바링 레이트가 5~95%만 표시할 수 있으므로, 네트워크/기지국이 0%을 지시하기 위해서는 해당 접속 클래스가 접속 자체가 차단되었다고 알려야 합니다. 즉, 종래의 접속 제어 방법에 의하면 0%의 바링 레이트를 지시하기 위해 접속 자체의 차단 여부를 나타내는 필드와 바링 레이트를 나타내는 필드가 모두 필요하다. 그러나, 바링 레이트가 0~100% 중 임의의 값을 표현할 수 있으면, 접속 자체의 차단 여부를 나타내는 필드는 생략될 수 있다.
본 발명에서, 접속이 허용되었는지 아닌지에 대한 정보는 접속 확률 및 등을 포함한다.
전술한 본 발명은 접속 클래스라는 용어를 사용하여 설명되었으나, 종래 접속 제어 메커니즘에서 사용되던 접속 클래스와의 혼동을 피하기 위해, 접속 클래스라는 용어 대신 접속 카테고리 또는 접속 우선순위 그룹 등 다양한 용어로 변형도 가능하다. 본 발명은 네트워크에서 네트워크의 부하, 각각의 네트워크 슬라이스의 설정, 착신 통화 여부, 발신 통화 여부, 시그널링/데이터 여부, 음성 통화 여부 등의 다양한 조합들을 통해서, 각 UE에게 접속의 종류를 매핑하는 기준을 제시하고, 그에 따라서 네트워크 접속 시도 가능 여부를 판별하게 하는 것을 특징으로 한다. 접속의 종류를 매핑할 때, 서로 다른 접속들이 같은 매핑으로 묶여질 수 있는데, 이를 지금까지의 설명에서는 접속 클래스라는 용어로 설명하였다. 즉, 본 발명의 이해를 돕기 위해서 2G GSM, 3G WCDMA, 4G LTE에서 사용되던 접속 클래스라는 매핑 방법을 사용하여 본 발의 제안들이 설명된 것이다. 그러나 본 발명의 제안은 5G 이동통신 시스템 또는 그 이후의 시스템으로의 적용을 목적으로 하고, 접속의 종류를 매핑할 때, 기존의 2G/3G/4G에서 사용되는 접속 클래스도 여러 매핑 또는 필터링의 기준 항목 중의 하나의 사용될 수 있으므로, 매핑 기준의 하나로 사용될 수 있는 접속 클래스라는 용어와 매핑된 접속들의 그룹을 지칭하는 접속 클래스인 접속 카테고리로 구분되어야 한다. 따라서, 전술한 본 발명의 제안들에서 접속 클래스는 2G/3G/4G에서 사용되던 의미와 같이 SIM 등에 저장된 고정된 값 자체라기보다는, 다양한 기준(예를 들어, 네트워크 슬라이스, 통화의 특성, UE의 SIM에 저장된 접속 클래스 등)을 적용하여 매핑된 접속들의 그룹을 지칭하는 접속 카테고리를 의미한다. 따라서, 본 발명에 관한 전술한 설명에서 접속 클래스는 접속 카테고리로 대체될 수 있다.
참고로, 본 발명은 기존 ADCD와는 다음과 같은 면에서 차이가 있다. ACDC는 어플리케이션 각각이 독립적인 ID를 가지고 그에 맞춰 ACDC 카테고리들을 매핑한다. 따라서 ACDC는 어플리케이션과 관련 없는 데이터 또는 해당 어플리케이션 ID가 없는 데이터는 ACDC 카테고리에 매핑될 수 없고, 따라서 이러한 데이터에 대해서는 접속 제어가 수행될 수 없다. 본 발명은 접속 카테고리 각각에 대해서 다양한 필터를 적용하거나 또는 서로 다른 접속 카테고리들에 대해 서로 다른 성질의 필터를 적용할 수 있다. 따라서 본 발명에 의하면 어플리케이션이 아닌 경우 또는 다른 목적의 접속도 접속 카테고리에 매핑될 수 있다. 예를 들어, 통신 제어를 위한 시그널링(예, NAS 시그널링, RRC 시그널링, 트랙킹 영역 갱신, 어태치 요청)은 어플리케이션과 관련이 없으나, 본 발명은 어플리케이션과 관련 없는 시그널링도 접속 카테고리에 매핑할 수 있으므로, 이러한 시그널링에 대한 접속 제어도 수행할 수 있다. 아울러, 본 발명은 착신 통화, 긴급 통화 등 서비스 특성에 따라 접속 카테고리에 대한 매핑을 수행할 수 있다는 점에서 어플리케이션에만 국한된 ACDC와 차이가 있다.
접속 카테고리는 기준(criterion)에 따라 다양하게 매핑될 수 있고, 그에 따라 접속 카테고리 식별자가 할당될 수 있다. 다음은 어떤 네트워크가 설정한 접속 카테고리 매핑(mapping) 정보를 예시한 것이다. 상기 네트워크 또는 사업자는 다음과 같은 정보를 UE에게 전달 할 수 있다.
Access category Criterion (분류 기준) Note
0 default 즉 다른 어떤 카테고리 기준에도 맞지 않는 접속
1 Emergency Call 긴급 호출 조건을 만족하는 접속
2 Access initiated by paging 페이징에 대한 응답으로 개시된 접속
3 Access by Public safety (e.g. police, fireman. Etc..) 공공 안전에 관련된 접속
4 reserved
5 reserved
6 Network slice = eMBB eMBB 네트워크 슬라이스에서 시작된 접속
7 Network slice = mIoT mIoT 네트워크 슬라이스에서 시작된 접속
8 reserved
9 UE for mIoT mIoT용으로 설정된 UE의 접속
10 V2X UE V2X용으로 설정된 UE의 접속
11 Voice Call 음성 통화와 관련된 접속
12 IM service (kakao talk) 카카오 톡 어플리케이션의 접속
13 IM service (line, wechat,etc) 라인/위챗 어플리케이션의 접속
14 IP address = *.google.com IP 주소, 도메인 이름이 google.com인 데이터의 접속
15 ... ...
도 13은 본 발명에 따른 접속 제어 메커니즘의 또 다른 예를 나타낸 것이다.
접속 카테고리에 대한 매핑 정보를 수신한 UE는 자신이 네트워크로 접속을 수행해야 하는 경우, 상기 접속 카테고리 매핑 정보를 이용하여, 상기 접속이 어떤 접속 카테고리에 해당하는 지 검사한다. 상기 검사 결과, 상기 접속이 매핑된 접속 카테고리를 결정한다. 상기 UE는 상기 접속 카테고리에 대한 접속 제어 정보를 수신하여, 접속 제어 검사(access control check)를 수행하고, 상기 접속 제어 검사를 통과할 경우에는 실제 네트워크로 접속을 시도하고, 통과하지 못할 경우에는 일정 시간 동안 접속 시도(access attempt)를 중지한다. 도 13을 참조하여, 접속 카테고리 매핑 정보를 이용한 본 발명의 접속 제어를 예시하하면 다음과 같다.
> S1301. UE는 자신이 접속할 네트워크를 선택하고, 네트워크로 어태치 요청t 메시지를 전송한다.
> S1302. 상기 네트워크는 상기 UE에 대한 컨텍스트 및 시스템의 정책 등에 대한 정보를 가져온다.
> S1303. 상기 네트워크는 상기 UE에게 어태치 수락 메시지를 전송한다. 상기 어태치 수락 메시지를 통해서 상기 네트워크는 각각의 접속들이 어떤 접속 카테고리에 매핑되는지를 알려주는 정보도 같이 전달한다. 상기 UE는 수신된 접속 카테고리 매핑 정보를 저장한다.
> S1304. 이후 상기 UE의 V2X 어플리케이션에서 데이터가 생성된다.
> S1305. 상기 UE는 이전에 수신한 접속 카테고리 매핑 정보를 이용하여, S1304에서 생성된 데이터가 어떤 접속 카테고리에 매핑되는지 검사한다. 예를 들어, 표 5를 참조하면, 상기 데이터는 접속 카테고리 10에 매핑된다.
> S1306. 상기 UE는 SIB를 통해서 각각의 접속 제어 정보를 수신한다. 상기 접속 제어 정보를 이용하여 상기 UE는 S1305에서 확인한 접속 카테고리에 해당하는 접속 제어 정보를 확인한다. 예를 들어, 전송할 데이터의 접속 카테고리가 10이라고 판별한 경우, 상기 UE는 접속 카테고리 10에 해당하는 접속 제어 정보 (예를 들어, 바링 레이트)를 사용하여, 자신이 네트워크로 접속을 시도해도 되는지 검사한다.
> S1307a. S1306에서 접속 제어 검사를 통과하면, 상기 UE는 기지국으로 RRC 연결 요청 메시지를 전송한다.
> S1307b. S1306에서 접속 제어 검사를 통과하지 못하면, 상기 UE는 일정 기간의 시간 동안 접속 시도를 수행하지 않는다.
도 13의 예시에서 네트워크는 자신의 네트워크에 전체적으로 적용되는 접속 카테고리 및 그에 대한 매핑 정보를 UE에게 전달할 수 있다. 그러나, UE별로 가입한 네트워크 슬라이스, 또는 데이터 특성, 서비스 특성 등에 따라서, 각 UE는 전체 모든 접속 카테고리를 사용할 수 있는 것이 아니라, 그 중 일부만 사용할 수도 있다. 따라서, 시그널링 메시지의 양을 줄이거나, 혹은 UE의 프로세싱 부담을 줄이기 위해서, 네트워크는 각 UE에게 적용되는 접속 카테고리 정보만 전달할 수도 있다. 예를 들어, 표 5를 참조하면, 스마트폰 사용자와 경찰서에서 사용되는 자동차에는 표 6와 표 7과 같이 다른 매핑 정보가 전달될 수 있다. 표 6는 스마트폰에 전달되는 정보를 예시한 것이고, 표 7은 경찰차 UE에게 전달되는 정보를 예시한 것이다. 표 6를 참조하면 스마트폰 사용자에게는 공공안전/V2X/mIoT 관련된 접속 카테고리 정보는 제외하고 전달되고, 표 7을 참조하면 경찰용 자동차에게는 자동차와 관련되거나, 공공안전에 대한 접속 카테고리 정보만 전달될 수 있다.
Access category Criterion (매핑 기준)
0 default 즉 다른 어떤 카테고리 기준에도 맞지 않는 접속
1 Emergency Call 긴급 호출 조건을 만족하는 접속
2 Access initiated by paging 페이징에 대한 응답으로 개시된 접속
6 Network slice = eMBB eMBB 네트워크 슬라이스에서 시작된 접속
11 Voice Call 음성 통화와 관련된 접속
12 IM service (kakao talk) 카카오 톡 어플리케이션의 접속
13 IM service (line, wechat,etc) 라인/위챗 어플리케이션의 접속
14 IP address = *.google.com IP 주소, 도메인 이름이 google.com인 데이터의 접속
Access category Criterion (매핑 기준)
0 default 다른 어떤 카테고리 기준에도 맞지 않는 접속
1 Emergency Call 긴급 통화 조건을 만족하는 접속
3 Access by Public safety (e.g. police, fireman. Etc..) 공공 안정에 관련 접속
10 V2X UE V2X용으로 지정된 UE의 접속
11 Voice Call 음성 통화와 관련된 접속
도 14는 본 발명에 따른 접속 제어 메커니즘의 또 다른 예를 나타낸 것이다.
본 발명에서 네트워크는 접속 카테고리에 대한 매핑, 즉, 매핑 정보를 네트워크가 UE에게 (동적으로) 전달할 수 있다. 이는 네트워크의 상황에 따라서, 네트워크가 매핑 정보를 가변적으로 바꿀 수 있다는 장점이 있다. 예를 들어, 어떤 사업자는 자신의 네트워크에 가입한 슬라이스별 사용자 수 및 각 슬라이스 사용자별 평균 요금, 또는 각 슬라이스별 QoS 요구사항에 따라서, 각각의 슬라이스에 할당하는 매핑 정보를 세분화하거나 혹은 통합할 수 있다. 또는, 네트워크는 가입자 수의 변화, 서비스 요구사항의 변화에 따라서, 사용하는 매핑 정보를 바꾸어서, 보다 효과적으로 UE로 하여금 각 상황별 접속을 제어할 수 있도록 할 수 있다. 도 14를 참조하여, 매핑 정보의 갱신을 포함하는, 본 발명의 접속 제어를 예시하면 다음과 같다.
> S1401. UE는 자신이 접속할 네트워크를 선택하고, 상기 네트워크로 어태치 요청 메시지를 전송한다.
> S1402. 상기 네트워크는 상기 UE에 대한 컨텍스트 및 시스템의 정책 등에 대한 정보를 가져온다.
> S1403. 상기 네트워크는 상기 UE에게 어태치 수락 메시지를 전송한다. 상기 어태치 수락 메시지를 통해서 상기 네트워크는 각각의 접속들이 어떤 접속 카테고리로 매핑되는지를 알려주는 정보도 같이 전달한다. 상기 UE는 수신된 접속 카테고리 매핑 정보를 저장한다.
> S1404. 이후 상기 네트워크는 가입자 수의 변화, 네트워크 슬라이스 설정 변화 등 여러 이유로 인해, 접속 카테고리 매핑 정보를 갱신하기로 결정할 수 있다.
> S1405. 상기 네트워크는 S1404에서 갱신된 접속 카테고리 매핑 정보를 UE에게 전달한다. 상기 UE는 다음 접속 시도부터, 상기 갱신된 매핑 정보를 이용한다.
갱신 이전의 매핑 정보가 표 5와 같다고 가정하면, 예를 들어, 갱신된 매핑 정보는 다음과 같을 수 있다. 표 5에 비해 갱신된 내용은 표 8에서 밑줄로 표시되어 있다.
Access category Criterion (매핑 기준) Note
0 default 즉 다른 어떤 카테고리 기준에도 맞지 않는 접속
1 Emergency Call 긴급 호출 조건을 만족하는 접속
2 Access initiated by CN paging CN에서 시작된 페이징에 대한 응답으로 개시된 접속
3 Access initiated by RAN paging RAN에서 시작된 페이징에 대한 응답으로 개시된 접속
4 reserved
5 reserved
6 Network slice = eMBB eMBB 네트워크 슬라이스에서 시작된 접속
7 Network slice = mIoT mIoT 네트워크 슬라이스에서 시작된 접속
8 reserved
9 UE for mIoT mIoT용으로 설정된 UE의 접속
10 V2X UE V2X용으로 설정된 UE의 접속
11 Voice Call 음성 통화와 관련된 접속
12 IM service (kakao talk) 카카오 톡 어플리케이션의 접속
13 IM service (line, wechat,etc) 라인/위챗 어플리케이션의 접속
14 IP address= *.google.com IP 주소, 도메인 이름이 google.com인 데이터의 접속
15 ... ...
표 8는, 예를 들어, 접속 카테고리 2와 3의 내용이 바뀐 경우를 보여주고 있다. 페이징에는 eNB와 같은 RAN에서 시작한 RAN 페이징과 MME/AMF 등에서 시작하는 CN 페이징이 있다. 현재까지 시중에 출시된 UE는 CN 페이징만 지원한다. 따라서 네트워크는 초창기에는 페이징을 구분하지 않고, 접속 카테고리 2로 페이징에 대한 응답으로 개시된 접속을 할당할 것이다. 그러나 시간이 지난 후에 시중에 RAN 페이징을 지원하는 UE가 늘어날 경우, 상기 네트워크는 RAN 페이징과 CN 페이징을 구분하여, 각기 다른 접속 기회를 줄 수도 있다. 예를 들어, RAN 페이징의 경우, RAN에 각각의 UE의 컨텍스트가 있으므로, RAN 페이징에 해당하는 UE로 하여금 더욱 빨리 네트워크로 접속을 수행하도록 하기 위해서, 네트워크는 RAN 페이징에 해당하는 UE의 접속 확률(access probability)을 CN 페이징에 해당하는 UE의 접속 확률보다 높게 설정할 수 있다. 따라서, 기존 2G/3G/4G처럼 접속 클래스가 SIM에 고정되어 접속 제어를 수행하는 것에 비해서, 본 발명과 같이 UE에게 할당하는 접속 카테고리를 네트워크의 정책/상황에 따라 가변하면, 네트워크는 각각의 접속의 특성에 맞추어, 접속 제어의 조정 단위를 미세 조정할 수 있고, 따라서 시스템 자원을 보다 효율적으로 배분할 수 있는 장점이 있다.
본 발명에서는 네트워크에서 UE에게 각각의 접속을 매핑하는 매핑 정보를 전달하는 단계와 실제 UE가 접속 카테고리에 따라서 접속 제어 검사에 사용하는 정보를 네트워크가 UE에게 전달하는 단계가 구분된다. 상기 접속 제어 검사에 사용하는 정보 중의 하나가 바링 인자이다. 바링 인자(또는 바링 레이트라고도 함)는 다음과 같이 사용될 수 있다:
> S1. UE는 0에서 1 사이의 수 중에 랜덤하게 하나를 선택한다.
> S2. UE는 S1에서 선택한 수와, 네트워크가 전송한 바링 레이트 값을 비교한다. S1에서 고른 값이 바링 레이트보다 작으면 접속이 허용되고 S1에서 고른 값이 바링 레이트보다 크면 접속이 허용되지 않는다.
다시 말해, ACB에 대한 설명에서 설명된 바와 같이, 상기 UE는 서빙 네트워크로부터 제공된 정보를 가지고 바링 상태(barring status)를 결정하고, 이에 따라 접속 시도를 수행한다. UE는 연결 수립을 개시(initiate)할 때 0과 1 사이의 균일한(uniform) 난수(random number)를 추출(draw)하고, 현재 바링 레이트와 비교하여 접속 시도가 차단(bar)되는지 여부를 결정한다. 상기 균일한 난수가 현재의 바링 레이트보다 작고 접속 시도의 타입이 허용(allow)된 것으로 지시되면 상기 접속 시도가 허용된다. 그렇지 않으면 접속 시도가 허용되지 않는다. 접속 시도가 허용되지 않으면 동일한 타입의 추가 접속 시도들이 네트워크에 의해 제공된 '접속 제어의 평균 듀레이션' 및 UE에 의해 추출된 난수에 기초하여 계산된 시간 기간(time period)동안 차단된다.
UE가 0에서 1 사이의 값을 모두 같은 확률로 고른다고 가정하면, 바링 레이트 또는 바링 인자는 실제로 UE가 접속 제어 검사를 통과하는 확률을 결정하게 된다.
도 15는 본 발명의 제안에 적용되는 노드 장치의 구성을 도시하는 도면이다.
제안하는 실시 예에 따른 UE 장치(100)는, 송수신장치(110), 프로세서(120) 및 메모리(130)를 포함할 수 있다. 송수신장치(110)은 무선 주파수(radio frequency, RF) 유닛으로 칭해지기도 한다. 송수신장치(110)은 외부 장치로 각종 신호, 데이터 및 정보를 전송하고, 외부 장치로 각종 신호, 데이터 및 정보를 수신하도록 구성될 수 있다. 또는, 송수신장치(110)는 전송부와 수신부로 분리되어 구현될 수도 있다. UE 장치(100)는 외부 장치와 유선 및/또는 무선으로 연결될 수 있다. 프로세서(120)는 UE 장치(100) 전반의 동작을 제어할 수 있으며, UE 장치(100)가 외부 장치와 송수신할 정보 등을 연산 처리하는 기능을 수행하도록 구성될 수 있다. 또한, 프로세서(120)는 본 발명에서 제안하는 UE 동작을 수행하도록 구성될 수 있다. 프로세서(120)은 본 발명의 제안에 따라 데이터 혹은 메시지를 전송하도록 송수신장치(110)을 제어할 수 있다. 메모리(130)는 연산 처리된 정보 등을 소정시간 동안 저장할 수 있으며, 버퍼(미도시) 등의 구성요소로 대체될 수 있다.
도 15를 참조하면 제안하는 실시 예에 따른 네트워크 노드 장치(200)는, 송수신장치(210), 프로세서(220) 및 메모리(230)를 포함할 수 있다. 송수신장치(210)은 무선 주파수(radio frequency, RF) 유닛으로 칭해지기도 한다. 송수신장치(210)는 외부 장치로 각종 신호, 데이터 및 정보를 전송하고, 외부 장치로 각종 신호, 데이터 및 정보를 수신하도록 구성될 수 있다. 네트워크 노드 장치(200)는 외부 장치와 유선 및/또는 무선으로 연결될 수 있다. 송수신장치(210)는 전송부와 수신부로 분리되어 구현될 수도 있다. 프로세서(220)는 네트워크 노드 장치(200) 전반의 동작을 제어할 수 있으며, 네트워크 노드 장치(200)가 외부 장치와 송수신할 정보 등을 연산 처리하는 기능을 수행하도록 구성될 수 있다. 또한, 프로세서(220)는 본 발명에서 제안하는 네트워크 노드 동작을 수행하도록 구성될 수 있다. 프로세서(220)은 본 발명의 제안에 따라 데이터 혹은 메시지를 UE 혹은 다른 네트워크 노드에 전송하도록 송수신장치(110)을 제어할 수 있다. 메모리(230)는 연산 처리된 정보 등을 소정시간 동안 저장할 수 있으며, 버퍼(미도시) 등의 구성요소로 대체될 수 있다.
또한, 위와 같은 UE 장치(100) 및 네트워크 장치(200)의 구체적인 구성은, 전술한 본 발명의 다양한 실시예에서 설명한 사항들이 독립적으로 적용되거나 또는 2 이상의 실시예가 동시에 적용되도록 구현될 수 있으며, 중복되는 내용은 명확성을 위하여 설명을 생략한다.
UE 장치(100)의 송수신장치(110)는 네트워크 또는 기지국으로부터 본 발명에 따른 접속 클래스들 혹은 접속 카테고리들에 대한 매핑 정보를 수신할 수 있다. 상기 매핑 정보는 네트워크 슬라이스, IP 어드레스, 접속 원인 및/또는 접속 클래스 등 매핑 기준에 따라 달라지는 접속 카테고리를 나타낼 수 있다. 상기 매핑 정보는 어떠한 매핑 기준에 부합하지 않는 접속 카테고리를 디폴트 접속 카테고리로서 포함할 수 있다. 상기 송수신장치(110)는 본 발명에 따른 상기 접속 클래스들/카테고리들에 대한 바링 정보를 수신할 수 있다. 상기 UE 장치(100)에 데이터가 발생하면, 상기 UE 장치(100)의 프로세서(120)는 상기 매핑 정보를 바탕으로 상기 데이터가 속한 접속 클래스/카테고리를 판단할 수 있다. 상기 프로세서(120)는 랜덤하게 접속 시도를 위한 확률 값을 선정하고, 상기 확률 값이 상기 데이터가 속한 접속 클래스/카테고리에 대한 바링 정보에 의한 값보다 낮으면 네트워크로의 접속이 허용된다고 판단하고, 그렇지 않으면 차단된다고 판단할 수 있다. 상기 프로세서(120)는 접속 시도가 허용되면 상기 네트워크 혹은 상기 기지국으로 접속 요청, 예를 들어, RRC 연결 요청 메시지를 전송하도록 상기 송수신장치(110)를 제어할 수 있다. 상기 송수신장치(110)는 갱신된 매핑 정보 및/또는 갱신된 바링 정보를 수신할 수 있다. 매핑 정보 및/또는 바링 정보가 갱신되면, 그 후 새로운 접속 시도에 대해서 상기 프로세서(120)는 상기 갱신된 매핑 정보 및/또는 바링 정보를 적용할 수 있다.
네트워크 장치(200)의 프로세서(220)는 본 발명에 따라 접속 클래스들 혹은 접속 카테고리들에 대한 매핑 정보를 생성할 수 있다. 상기 매핑 정보는 네트워크 슬라이스, IP 어드레스, 접속 원인 및/또는 접속 클래스 등 매핑 기준에 따라 달라지는 접속 카테고리를 나타낼 수 있다. 상기 매핑 정보는 어떠한 매핑 기준에 부합하지 않는 접속 카테고리를 디폴트 접속 카테고리로서 포함할 수 있다. 상기 프로세서는 본 발명에 따라 상기 접속 클래스들/카테고리들에 대한 바링 정보를 생성할 수 있다. 네트워크 장치(200)의 송수신장치(210)는 상기 매핑 정보를 특정 지역의 UE들에게 혹은 특정 UE에게 전송할 수 있다. 상기 송수신장치(210)는 상기 바링 정보를 전송할 수 있다. 상기 송수신 장치(210)는 상기 UE(들)로부터 접속 요청 메시지를 수신할 수 있다. 상기 프로세서(220)는 상기 매핑 정보 및/또는 상기 바링 정보를 갱신할 수 있다. 상기 프로세서(220)는 상기 갱신된 매핑 정보 및/또는 바링 정보를 전송하도록 상기 송수신장치(210)를 제어할 수 있다.
상술한 본 발명의 실시예들은 다양한 수단을 통해 구현될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 실시예들은 하드웨어, 펌웨어(firmware), 소프트웨어 또는 그것들의 결합 등에 의해 구현될 수 있다.
하드웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 실시예들에 따른 방법은 하나 또는 그 이상의 ASICs(Application Specific Integrated Circuits), DSPs(Digital Signal Processors), DSPDs(Digital Signal Processing Devices), PLDs(Programmable Logic Devices), FPGAs(Field Programmable Gate Arrays), 프로세서, 컨트롤러, 마이크로 컨트롤러, 마이크로 프로세서 등에 의해 구현될 수 있다.
펌웨어나 소프트웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 실시예들에 따른 방법은 이상에서 설명된 기능 또는 동작들을 수행하는 장치, 절차 또는 함수 등의 형태로 구현될 수 있다. 소프트웨어 코드는 메모리 유닛에 저장되어 프로세서에 의해 구동될 수 있다. 상기 메모리 유닛은 상기 프로세서 내부 또는 외부에 위치하여, 이미 공지된 다양한 수단에 의해 상기 프로세서와 데이터를 주고 받을 수 있다.
상술한 바와 같이 개시된 본 발명의 바람직한 실시형태에 대한 상세한 설명은 당업자가 본 발명을 구현하고 실시할 수 있도록 제공되었다. 상기에서는 본 발명의 바람직한 실시 형태를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명은 여기에 나타난 실시형태들에 제한되려는 것이 아니라, 여기서 개시된 원리들 및 신규한 특징들과 일치하는 최광의 범위를 부여하려는 것이다.
상술한 바와 같은 통신 방법은 3GPP 시스템뿐 아니라, 그 외에도 IEEE 802.16x, 802.11x 시스템을 포함하는 다양한 무선 통신 시스템에 적용하는 것이 가능하다. 나아가, 제안한 방법은 초고주파 대역을 이용하는 mmWave 통신 시스템에도 적용될 수 있다.

Claims (14)

  1. 무선 통신 시스템에서 사용자기기(user equipment, UE)가 네트워크로 접속을 시도함에 있어서,
    복수 접속 카테고리들 각각에 대한 매핑 정보를 수신;
    상기 복수 접속 카테고리들에 대한 바링 정보를 수신; 및
    상기 UE의 데이터가 상기 매핑 정보에 따라 속하는 접속 카테고리와, 상기 바링 정보를 기반으로, 상기 네트워크로 접속 시도를 수행할 것인지를 결정하는,
    접속 시도 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 매핑 정보는 상기 복수 접속 카테고리들 각각에 대한 네트워크 슬라이스, IP 어드레스 또는 접속 원인을 나타내는,
    접속 시도 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 접속 카테고리들은 어떠한 매핑 기준에도 부합하지 않는 접속을 위한 접속 카테고리를 포함하는,
    접속 시도 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 매핑 정보는 상기 복수 접속 카테고리들 각각에 대한 네트워크 슬라이스, IP 어드레스, 접속 원인 또는 접속 클래스를 나타내는,
    접속 시도 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 데이터가 속하는 접속 카테고리에 대한 접속이 허용되면 상기 접속 시도를 수행하고, 허용되지 않으면 상기 접속 시도를 수행하지 않는,
    접속 시도 방법.
  6. 무선 통신 시스템에서 사용자기기(user equipment, UE)가 네트워크로 접속을 시도함에 있어서,
    무선 주파수(radio frequency, RF) 유닛, 및
    상기 RF 유닛을 제어하도록 구성된 프로세서를 포함하되, 상기 프로세서는:
    복수 접속 카테고리들 각각에 대한 매핑 정보를 수신하도록 상기 RF 유닛을 제어;
    상기 복수 접속 카테고리들에 대한 바링 정보를 수신하도록 상기 RF 유닛을 제어; 및
    상기 UE의 데이터가 상기 매핑 정보에 따라 속하는 접속 카테고리와, 상기 바링 정보를 기반으로, 상기 네트워크로 접속 시도를 수행할 것인지를 결정하도록 구성된,
    사용자기기.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 매핑 정보는 상기 복수 접속 카테고리들 각각에 대한 네트워크 슬라이스, IP 어드레스, 접속 원인 또는 접속 클래스를 나타내는,
    사용자기기.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 복수의 접속 카테고리들은 어떠한 매핑 기준에도 부합하지 않는 접속을 위한 접속 카테고리를 포함하는,
    사용자기기.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 바링 정보는 상기 복수의 카테고리들 각각에 대해 0%에서 100%까지의 값들 중 하나를 나타내는 바링 레이트를 포함하는,
    사용자기기.
  10. 제6항에 있어서,
    상기 프로세서는 상기 데이터가 속하는 접속 카테고리에 대한 접속이 허용되면 상기 접속 시도를 수행하고, 허용되지 않으면 상기 접속 시도를 수행하지 않도록 구성된,
    사용자기기.
  11. 무선 통신 시스템에서 기지국이 사용자기기(user equipment, UE)에 의한 상기 네트워크로의 접속을 제어함에 있어서,
    복수 접속 카테고리들 각각에 대한 매핑 정보를 전송;
    상기 복수 접속 카테고리들에 대한 바링 정보를 전송; 및
    상기 사용자기기로부터 상기 네트워크로의 접속 요청을 수신하는 것을 포함하는,
    접속 제어 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 매핑 정보의 갱신 버전을 전송하는 것을 포함하는,
    접속 제어 방법.
  13. 무선 통신 시스템에서 기지국이 사용자기기(user equipment, UE)에 의한 상기 네트워크로의 접속을 제어함에 있어서,
    무선 주파수(radio frequency, RF) 유닛, 및
    상기 RF 유닛을 제어하도록 구성된 프로세서를 포함하되, 상기 프로세서는:
    복수 접속 카테고리들 각각에 대한 매핑 정보를 전송하도록 상기 RF 유닛을 제어;
    상기 복수 접속 카테고리들에 대한 바링 정보를 전송하도록 상기 RF 유닛을 제어; 및
    상기 사용자기기로부터 상기 네트워크로의 접속 요청을 수신하도록 상기 RF 유닛을 제어하도록 구성된,
    기지국.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 프로세서는 상기 매핑 정보의 갱신 버전을 전송하도록 상기 RF 유닛을 제어하도록 구성된,
    기지국.
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