WO2018066919A1 - 네트워크로의 연결 방법 및 사용자기기 - Google Patents

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WO2018066919A1
WO2018066919A1 PCT/KR2017/010932 KR2017010932W WO2018066919A1 WO 2018066919 A1 WO2018066919 A1 WO 2018066919A1 KR 2017010932 W KR2017010932 W KR 2017010932W WO 2018066919 A1 WO2018066919 A1 WO 2018066919A1
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relay
network
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remote
cell
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PCT/KR2017/010932
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천성덕
김재현
이기동
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엘지전자 주식회사
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    • H04W88/02—Terminal devices
    • H04W88/06—Terminal devices adapted for operation in multiple networks or having at least two operational modes, e.g. multi-mode terminals

Definitions

  • the present invention relates to a wireless communication system, and to a method and apparatus for connecting to a network.
  • 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.
  • a user equipment may perform cell discovery or other UE (relay UE) discovery for connection to a network.
  • the user equipment may be configured to perform relay UE discovery before cell discovery. If the relay UE discovers a connection to the RAT cell supporting the indirect mode, the UE may establish a connection with the network through the relay UE.
  • a method for establishing a connection to a network by a user equipment (UE) in a wireless communication system includes: performing a cell search using the first RAT according to configuration information of the UE among a first radio access technology (RAT) and a second RAT; If a cell search using the first RAT fails, perform a relay UE search according to the configuration information; And initiating a connection to the relay UE upon discovery of the relay UE.
  • RAT radio access technology
  • a user equipment for establishing a connection 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 Performing cell search using the first RAT according to configuration information of the UE among a first radio access technology (RAT) and a second RAT; If a cell search using the first RAT fails, perform a relay UE search according to the configuration information; And upon discovering a relay UE, initiate a connection to the relay UE.
  • RAT radio access technology
  • the first RAT may support indirect connection to the network.
  • the configuration information may include information that an indirect connection has priority over the second RAT.
  • the first RAT may be E-UTRA and the second RAT may be GSM or UTRA.
  • the setting information may be provided to the user equipment.
  • a UE when a UE wants to access a network through another UE, network connection by the UE or the other UE can be efficiently controlled.
  • a communication service may be provided to each UE without interruption of service.
  • 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
  • FIG. 8 illustrates a basic path (ie, a default data path) through which two UEs communicate in EPS.
  • FIG. 10 is a communication path through an eNB between two UEs based on ProSe, and shows a locally-routed data path.
  • 11 illustrates communication via ProSe UE-to-network relay.
  • FIG. 12 illustrates a process in which a remote UE not served by the E-UTRAN performs direct communication through the UE-to-network relay.
  • FIG. 15 illustrates a communication method of a remote UE according to the present invention.
  • 16 and 17 illustrate a connection process with a network by a UE according to the present invention.
  • FIG. 18 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
  • Proximity service (or ProSe service or proximity based service): a service capable of discovery and direct communication between physically close devices or communication via a base station or through a third party device.
  • user plane data is exchanged through a direct data path without passing through a 3GPP core network (eg, EPC).
  • 3GPP core network eg, EPC
  • ProSe communication Means communication through a ProSe communication path between two or more ProSe capable UEs. Unless specifically stated otherwise, ProSe communication means one of ProSe E-UTRA communication, ProSe-assisted WLAN direct communication between two UEs, ProSe group communication, or ProSe broadcast communication.
  • ProSe communication using ProSe E-UTRA communication path ProSe communication using ProSe E-UTRA communication path.
  • ProSe-Secondary WLAN direct communication ProSe communication using a direct communication path.
  • ProSe communication path As a communication path supporting ProSe communication, a ProSe E-UTRA communication path may be established between ProSe-enabled UEs or through a local eNB using E-UTRA. ProSe-Secondary WLAN direct communication path may be established directly between ProSe-enabled UEs using WLAN.
  • EPC path (or infrastructure data path): user plane communication path through EPC.
  • ProSe Discovery A process of identifying / verifying a nearby ProSe-enabled UE using E-UTRA.
  • ProSe group communication Between two or more ProSe-enabled UEs in close proximity, one-to-many ProSe communication using a common communication path.
  • ProSe UE-to-Network Relays ProSe-enabled public safety UEs acting as communication relays between ProSe-enabled networks and ProSe-enabled UEs using E-UTRA. .
  • Remote UE A ProSe-enabled UE that is not serviced by an E-UTRAN and is connected to an EPC network via a ProSe UE-to-network relay, ie communicates by PDN.
  • ProSe UE-to-UE Relay A type of relay in which a ProSe-enabled UE acts as a ProSe communication relay between two other ProSe-enabled UEs.
  • ProSe-enabled network A network supporting ProSe discovery, ProSe communication and / or ProSe-assisted WLAN direct communication.
  • a ProSe-enabled network may be referred to simply as a network.
  • ProSe-enabled UE UE supporting ProSe discovery, ProSe communication and / or ProSe-assisted WLAN direct communication.
  • ProSe-enabled UEs and ProSe-enabled UEs may be referred to as UEs.
  • Model A Involves a UE that announces "I am here". This model defines two roles for ProSe-enabled UEs participating in Prose direct discovery.
  • Announcing UE A UE that declares specific information that may be used by UEs in proximity to which it is permitted to discover.
  • Monitoring UE A UE that monitors information of particular interest in the proximity of declaring UEs.
  • Model B involves one UE asking "who is there” and / or "are you there”.
  • Discoverer UE A UE that sends a request containing specific information about what it wants to discover.
  • the UE that has received the request message may respond with some information related to the request of the discoverer UE.
  • Proximity Satisfying proximity determination criteria defined in discovery and communication, respectively.
  • USD User service description
  • TMGI Temporary Mobile Group Identity
  • 3GPP TS MBSM service area
  • MBMS SAIs MBMS service area identifiers
  • 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 improved data transfer capability.
  • 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 the UE may include an IP-based base station (e.g., evolved Node B), an EPC, an application domain (e.g., IMS (IP) Multimedia Subsystem)).
  • EPC is an essential structure for implementing end-to-end IP service.
  • 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 data received from the upper layer so that the lower layer is suitable for transmitting data to the radio interface. It controls the size of data.
  • RLC Radio Link Control
  • Packet Data Convergence Protocol (PDCP) layer of the second layer is an IP containing relatively large and unnecessary control information for efficient transmission on a low bandwidth wireless interface when transmitting IP packets 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, and the RRC_IDLE state is not connected. 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.
  • 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. That is, 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.
  • TA tracking area identity
  • the UE may configure a TAI through a tracking area code (TAC), which is information broadcast in a cell.
  • 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.
  • ProSe service refers to a service capable of discovery and direct communication between physically adjacent devices, communication through a base station, or communication through a third device.
  • FIG 8 illustrates a basic path (ie, a default data path) through which two UEs communicate in EPS.
  • This basic route goes through the eNB and the core network (eg, EPC) operated by the operator.
  • EPC the core network
  • such a path will be referred to as an infrastructure data path or an EPC path.
  • communication through this periodic data path will be referred to as periodic communications.
  • FIG. 9 shows a direct mode communication path between two UEs based on ProSe. This direct mode communication path does not go through an eNB and a core network (eg, EPC) operated by an operator.
  • FIG. 9 (a) shows a case where UE-1 and UE-2 are camping on different eNBs and transmitting and receiving data through a direct mode communication path.
  • FIG. 9 (b) shows camping on the same eNB.
  • FIG. 2 illustrates a case in which two UEs that are on exchange data via a direct mode communication path.
  • FIG. 10 is a communication path through an eNB between two UEs based on ProSe, and shows a locally-routed data path.
  • the communication path through the eNB does not go through the core network (eg, EPC) operated by the operator.
  • EPC core network
  • the communication path described with reference to FIGS. 9 and 10 is called a data path for a direct data path or a proximity service, a proximity service based data path, or a proximity service communication path.
  • direct data communication will be referred to as direct communication or proximity service communication or proximity service based communication.
  • the remote UE may communicate with an application server (AS) or participate in group communication by being provided with connectivity to the EPC through a UE-to-network relay.
  • AS application server
  • UEs in coverage can use this ProSe UE-to-network relay to communicate using only enough power to reach a nearby relay rather than a remote eNB, resulting in battery savings.
  • a UE capable of operating as a ProSe UE-to-network relay may connect to the network and create a PDN connection to provide relay traffic to the remote UE.
  • the PDN connection supporting UE-to-network relay is used only for supporting relay traffic to the remote UE.
  • the relay UE creates a PDN connection through an initial connection to the E-UTRAN (S1210), and in the case of IPv6, the relay UE obtains an IPv6 prefix through a prefix delegation function. Subsequently, the relay UE performs a discovery process with the UE according to the model A or the model B with the remote UE (S1220). The remote UE selects the relay UE found by the discovery process and establishes a one-to-one direct connection (S1230). If there is no PDN connection according to the relay UE ID or additional PDN connection for relay operation is required, the relay UE initiates a new PDN connection process (S1230).
  • an IPv6 prefix or an IPv4 address is assigned to the remote UE (S1240), and thus an uplink / downlink relay operation is started.
  • an IPv6 prefix is assigned, an IPv6 stateless address auto-configuration consisting of router solicitation signaling from the remote UE to the relay UE and router advertisement signaling from the relay UE to the remote UE. The process is carried out.
  • DHCPv4 discovery signaling (remote UE to relay UE), DHCPv4 offer signaling (relay UE to remote UE), DHCPv4 request signaling (remote UE to relay UE), if the IPv4 address is assigned, DHCPv4
  • An IPv4 address allocation using DHCPv4 process is performed using DHCPv4 configured with ACK signaling (relay UE to remote UE).
  • the relay UE performs a remote UE reporting process informing the MME that the remote UE is connected to it (S1250).
  • the MME informs that the new remote UE is connected by performing a remote UE report notification process for the SGW and the PGW (S1260).
  • the remote UE performs communication via the network and the relay UE (S1270).
  • 3GPP TS 23.303 For details of the above-described process of creating a direct connection, refer to 3GPP TS 23.303.
  • Model A uses a single discovery protocol message (announcement)
  • Model B uses two discovery protocol messages (solicitation and response).
  • 13 and 14 illustrate a public safety direct discovery process.
  • FIG. 13 illustrates the public safety discovery process according to model A
  • FIG. 14 illustrates the public safety discovery process according to model B.
  • the ProSe UE-to-network relay sends a UE-to-network relay discovery declaration message (S1310).
  • the declaring UE sends a group member discovery declaration message (S1310).
  • the UE belongs to one or more discovery groups, the UE sends a number of group member discovery declaration messages (model A).
  • the ProSe UE-to-network relay sends a relay discovery additional information message (S1310).
  • the remote UE sends a UE-to-network relay discovery petition message (S1410) and matches values of relay service codes included in the petition message.
  • ProSe UE-to-network relays respond to the remote UE with a UE-to-network relay disky response message (S1420).
  • the discoverer UE sends a group member discovery petition message (S1410), and the discovered UEs matching the values of parameters included in the petition message based on the discovery group ID are group member discovery responses. Respond to the discoverer UE with a message (S1420).
  • LTE-based 'D2D communication' can be implemented using a PC5 interface.
  • a PC5 interface can be used between the remote UE and the relay UE.
  • 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 may 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.
  • 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 and barring rate of access control is broadcast for each type of access attempt (ie mobile origination data or mobile origination 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.
  • 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 determines that it is appropriate to apply access control for the CSFB, the network may broadcast the information needed to provide access control for the CSFB for each class to UEs in a particular area.
  • CSFB circuit switched fallback
  • 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 the 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
  • EAB is a mechanism that allows the operator (s) to control mobile outgoing access attempts from UEs configured for EAB to avoid 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 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 in which the UE is roaming in the operator-defined PLMN selector list on the SIM / USIM, or in a PLML 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 that allows the operator to allow UEs configured for EAB to access 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 operators 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 equal 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 control mechanisms such as the above-described access control for ACB, CSFB, EAB, ACDC, etc.
  • Service Specific Access Control (SSAC) Service Specific Access Control
  • Emergency Calls Multimedia Priority Service
  • Multimedia Access control mechanisms such as Priority Service, Control of UE Capabilities, Prevention of mobile-originating signaling and / or data traffic, and the like.
  • 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.
  • each service provider intends to provide a user with a communication service of a certain level or higher to several UEs.
  • the amount of radio resources used in the wireless communication varies depending on the width of the communication frequency allocated to each service provider and the number of installed base stations, and the quality of the communication service provided by each service additionally affects many variables such as the number of subscribers. Will receive.
  • a voice call service which is the most basic communication service, for example, a data rate provided by one base station is X mbps and requires a data rate of Y mbps per call per user
  • the maximum amount of simultaneous calls that a base station can support may be calculated as X / Y. Therefore, if there is a current X / Y call in progress in one cell, another user may not be able to make a new call properly.
  • the number of users using the service simultaneously in one cell is K and the maximum speed that can be provided simultaneously in one cell is M, the average M / K per user It can be calculated that the communication service will be provided at the speed of mbps.
  • UE A is a typical user's UE
  • UE B is a special user, for example a police officer's UE
  • the call / internet data generated by UE B is more important than UE A, so UE B may If you start a call at the same time, you must first establish a call to UE B. If data is generated at the same time, it may be desirable to provide UE B with a higher data rate.
  • the cellular communication system tells which UE can connect or which parameters to use when attempting to connect before the UE connects to the network.
  • a remote UE accesses a network through another UE (hereinafter referred to as a relay UE)
  • the network may perform the above (UE-specific access control / management) operation. It can't be done.
  • a smartphone provides a tethering service.
  • the smartphone connects to a cellular system through a communication system such as LTE, performs an IP connection, and performs a hot spot on the smartphone.
  • a communication technology such as WiFi.
  • a network such as an eNB or an EPC cannot control a connection due to the smartwatch.
  • the network can distinguish between the two scenarios. Can't.
  • QoS Quality of Service
  • the functions supported by the remote UE and the relay UE may be different.
  • the remote UE is an MTC UE and is set up with an EAB
  • the relay UE is a smartphone, does not support EAB functionality
  • the cell where the remote UE and the relay UE are located EAB is running inside.
  • the relay UE does not support the EAB function and does not understand the EAB related information, it is unclear whether EAB related congestion control is applied to the remote UE and executed. In other words, if the supported connection control mechanism is different between the remote UE and the relay UE, it may become ambiguous whether the connection control mechanism is applied or not.
  • access control is not performed in the WLAN interface, in which case the remote UE sends data to the relay UE without restriction.
  • the relay UE cannot transmit data to the eNB due to access control by the eNB, data transmitted by the remote UE to the relay UE is unnecessarily transmitted, which causes radio resource waste.
  • the remote UE when the remote UE is provided with a network service such as a PDN connection through a relay UE, the remote UE effectively controls the network access of the remote UE and the relay UE, thereby enabling wireless communication appropriate to each UE.
  • a network service such as a PDN connection through a relay UE
  • the present invention proposes a method for providing a service without interruption of service to each of the remote UE and the relay UE when the UE intends to access the network through another UE serving as a relay.
  • the present invention will be described based on the LTE eNB, but the present invention can be applied even when the target and the source system / cell are different systems / cells.
  • the remote UE may communicate its capability information to the relay UE.
  • access control may be performed as follows.
  • Step 1 The remote UE delivers its capability information in the process of establishing a connection with the relay UE.
  • the remote UE may transmit information about a connection control scheme supported by the remote UE, for example, whether to support EAB.
  • Step 2 The relay UE analyzes the capability information received from the remote UE and checks whether there is a capability that it cannot support.
  • Step 3 if the relay UE has the capability not supported, the relay UE rejects the connection request from the remote UE or the data transfer request.
  • the relay UE when the relay UE supports all the capabilities received from the remote UE, the relay UE accepts the connection request or data transfer request from the remote UE. For example, if the remote UE is informed that EAB is configured or supports EAB capability, but the relay UE does not understand or support EAB, it may reject the request from the remote UE.
  • the remote UE compares its capability information or configuration information with capability information of the relay UE and selects a relay UE that satisfies this. For example, when the remote UE is configured to use the EAB, the remote UE selects a relay UE indicating that it supports the EAB from among the relay UEs that can connect to it and performs the connection. In the connection establishment process, when the remote UE has data to transmit and requests the relay UE to transmit the data, the remote UE may inform the relay UE whether or not the data is subject to EAB application.
  • the relay UE which has been requested to transmit the data, checks information on whether to apply the EAB delivered with the data.
  • the relay UE informs that the EAB is required to be applied to a cell camped on by the UE, when the RUE is requested from the remote UE, the relay UE transmits an RRC connection request to the cell when the access is allowed after applying the EAB related access control information. do.
  • relay capability information may be used as a parameter included in a UE-to-network relay discovery declaration message.
  • the relay capability information includes information such as capability or service supported by the relay UE.
  • the relay capability information may indicate which connection control mechanism the relay UE supports, for example, whether EAB is supported.
  • remote UE capability information may be used as a parameter included in the UE-to-network relay discovery request message (S1410).
  • the remote UE capability information includes information such as bandwidth, frequency, etc. to support.
  • the UE capability information may further include connection control related information set to the remote UE, for example, information related to a connection control mechanism supported by the remote UE, or a connection control mechanism set to be used.
  • the relay capability information may be used as a parameter included in the UE-to-network relay discovery response message S1420a or S1420b.
  • the relay capability information includes information such as capability or service supported by the relay UE.
  • the relay capability information may indicate which connection mechanism the relay UE supports, for example, whether EAB is supported.
  • the remote UE Even if the relay UEs transmit relay UE capability information and the remote UE selects a relay UE that supports the desired function / service, the remote UE communicates with the relay UE and the relay UE does not support the function / service.
  • the remote UE may inform the relay UE of this fact.
  • the remote UE may notify that it wants to disconnect from the relay UE, and may transition to the direct connection mode or establish a connection with another relay UE.
  • the relay UE notified of disconnection from the remote UE may delete the context of the remote UE.
  • the EAB it is set to be used for the remote UE, but may not be used in the cell where the remote UE and the relay UE are camped on. If the cell does not use the EAB function, and there is no EAB in the cell, it is not necessary to check whether or not the relay UE supports the EAB. Therefore, even if the relay UE does not support EAB, if the EAB is not used in the cell where the relay UE stays, the remote UE may access the relay UE and be provided with service. However, when the relay UE does not support the EAB, the relay UE does not even know whether it becomes an EAB in the cell it camped on.
  • the relay UE transmits system information blocks (SIBs) received on the cell to the remote UE as it is, and the remote UE analyzes the SIB received from the relay UE. It is determined whether EAB is applied in the corresponding cell. Even if the relay UE does not support EAB, the SIB received through the relay UE is analyzed, and if the EAB is not applied in the corresponding cell, the remote UE establishes a connection with the relay UE and, if necessary, sends data to the relay UE. Request the transfer.
  • SIBs system information blocks
  • the relay UE and the remote UE must always be prepared for mobility support, that is, the possibility of cell change. And different cells to which the UE moves may or may not be using EAB depending on the circumstances. Accordingly, when a relay UE enters a new cell, the relay UE should inform the remote UE and simultaneously transmit information related to SIB or connection to the remote UE. When the remote UE is connected to a relay UE that does not support EAB, and the relay UE enters a cell to which the EAB is applied, the remote UE should immediately disconnect from the relay UE and search for another relay UE to perform the connection. .
  • a wireless interface between a remote UE and a relay UE may use a WLAN, that is, IEEE 802.11 technology, and the relay UE and the eNB may be provided with a network connection service to the remote UE using LTE technology.
  • WLAN is not a technology defined in 3GPP, and also does not provide a congestion control and access control function for a multi-user environment. If there are a large number of UEs or a lot of traffic in the cell where the relay UE is located, data transfer from the relay UE to the eNB may not be smooth. Even in this case, if the remote UE continuously tries to transmit data, a problem arises in that an access load in the corresponding cell is further increased. In particular, since the frequency of the WiFi band is an unlicensed band and is different from the frequency of the cellular system, it is more difficult to secure interworking between the WiFi band and the cellular band.
  • the eNB informs the relay UE whether to allow a connection using the WLAN or the like between the relay UE and the remote UE, and the relay UE transmits the WLAN or the like to the radio interface according to the information received from the eNB or the network.
  • a connection can be established with the remote UE only when the use of the AMS is allowed, or if there is a data transmission request from the remote UE, data received from the remote UE can be transmitted to the eNB according to the data transmission request.
  • the relay UE informs the remote UE of this.
  • the remote UE uses a D2D mode defined in 3GPP rather than a WLAN, or changes to a direct mode of directly connecting to an eNB in an indirect mode. Or, in this case, the remote UE terminates the connection with the relay UE.
  • the relay UE may initiate a voice call, and the remote UE may initiate a voice call. If the relay UE initiates a voice call, if the relay UE randomly moves to the WCDMA network and the remote UE which does not support the WCDMA function is instructed by the eNB to move the WCDMA network together with the relay UE, the remote UE There is a problem that the communication service is not supported for the UE. On the contrary, if the relay UE cannot move to the WCDMA network because of the remote UE, a problem may occur in that the voice call of the relay UE is not supported.
  • inter-RAT handover of a relay UE from the E-UTRAN to the non-E-UTRAN and the area supporting the remote UE access via relay UE (REAR).
  • intra-LTE handovers between regions that do not support REAR are also possible.
  • Each eNB continuously checks the radio link quality of a UE and the cell to which the UE is connected for the continuity of communication services provided to each UE, and if there is another cell that is better than the cell, reminding the UE. Handover to another cell. However, if the other cell does not support connecting the remote UE to the cell through the relay UE, the eNB to which the relay UE is currently connected should not hand over the relay UE to a cell that does not support the remote UE operation. However, according to the current handover process based on radio quality, the selection of a new cell is unilateral, and as soon as the relay UE moves to the new cell, the relay UE is continuously provided with the service, but the remote UE is interrupted. interruption) is likely to occur. In order to solve this problem, the present invention proposes the following methods.
  • the network is a cell, PLMN, which should not be considered a handover candidate by the UE when the UE provides connectivity to another UE, i.e., a remote UE, when a context for a UE is created in the eNB.
  • Information on the RAT, etc. The information may be included in a handover restriction list. For example, assume that UE A can act as a relay UE, and UE B can act as a remote UE.
  • the UE A establishes an RRC connection with the eNB C
  • information about the UE A is transferred from the core network to the eNB C.
  • the eNB C stores handover restriction list information.
  • the handover restriction list information includes information used when the UE A is in a normal mode, that is, when there is no connected remote UE, and when the UE A has a relay mode, that is, when there is a connected remote UE. Information is included. Accordingly, the eNB determines which information from the information included in the handover restriction list information should be used according to the presence or absence of the remote UE connected to the UE A. Then, according to the information included in the handover restriction list information, a handover is performed by selecting an allowed cell among candidate cells for handover. For example, the handover restriction list information may be included in an initial context setup request message sent by the MME to the eNB.
  • the eNB prohibits PLMN / RAT / location area / routing area (RA) below the 'REAR operation' field. It can be considered that a tracking area (TA) is not considered a handover target for the corresponding UE.
  • the handover restriction list information is used by the eNB to inform the target of the mobility action for the UE, such as handover and cell change order (CCO) or secondary cell group during dual connectivity operation. Defines roaming or access restrictions for subsequent mobility actions that provide information about secondary cell group (SCG) selection.
  • CCO handover and cell change order
  • SCG secondary cell group
  • the target cell supports the remote UE operation, that is, the REAR operation
  • handover to the target cell should be avoided.
  • the relay UE may continuously receive communication service, but provide communication service to the remote UE. This can be difficult.
  • the handover restriction list does not provide information on whether a cell or an eNB belonging to each TA can support the REAR operation. This problem can be solved through information exchange between eNBs managing cells.
  • each eNB may manage neighboring cell list information and check whether each neighboring cell supports REAR operation.
  • Each neighbor in an X2 setup request (see 3GPP TS 36.423), which is a message sent by the eNB to a neighbor eNB to transfer initialization information for a transport network layer (TNL) association. It may include whether the cell supports the REAR operation.
  • TNL transport network layer
  • the following table illustrates a part of an X2 setup request message including per-cell REAR operation support information according to the present invention.
  • the “support REARoperation” information illustrated in Table 3 may be included in other messages, for example, eNB configuration update and the like, and may be updated whenever the situation of each eNB changes.
  • the source eNB may send a handover request to a plurality of neighboring cells. At this time, the source eNB may inform that the corresponding relay UE is in the REAR operation in the handover request message.
  • the following table illustrates a part of a handover request message including information on a REAR operation according to the present invention.
  • the handover request message is sent by the source eNB to the target eNB to request preparation of resources for handover.
  • the target eNB may support the REAR operation of the relay UE and if a different condition is satisfied, the target eNB returns a handover request acknowledgment message. Additionally, through the support REAR operation field in the handover request acknowledgment message, it can be directly informed that the relay UE can continue to use the REAR operation in the target cell. The target eNB may return a handover preparation failure if it cannot support the REAR operation.
  • the following table illustrates a portion of a handover request acknowledgment message that includes information about REAR operation in accordance with the present invention. A handover request acknowledge message is sent for the target eNB to inform the source eNB about the resources prepared at the target.
  • the target eNB may inform the reason with the cause field.
  • the following table illustrates a part of a handover preparation failure message including information on a REAR operation according to the present invention.
  • the handover preparation failure message may be sent to inform the source eNB that the target eNB has failed to prepare for handover.
  • the source eNB should select which eNB among the candidate target eNBs to determine whether the relay UE managed by the source eNB can continuously perform the REAR operation, and handover to the corresponding cell. You can let them know.
  • the relay UE Even if a relay UE and a remote UE are associated, the relay UE is not always in an RRC connected state. For example, to reduce the burden on the eNB, the relay UE may stay in an RRC idle state. In this case, the relay UE should first search for a cell capable of supporting the REAR operation among the candidate cells and select a cell that will actually perform a cell reselection process among cells capable of supporting the REAR operation. To this end, the present invention proposes to inform whether each cell additionally supports REAR operation when the serving cell transmits neighbor cell information.
  • a relay UE in idle mode performs measurements on neighboring cells, and if it does not have a remote UE associated with it, the relay UE is the most among the neighboring cells that meet the S criterion (see 3GPP TS 36.304).
  • the cell reselection process is performed with a cell having a good signal. If there is a remote UE associated with it, the cell reselection process may be performed as the cell having the best signal among the cells supporting the REAR operation by checking the supportRearoperation value in the SIB of each cell satisfying the S criterion.
  • the system information block type 4 (SIB4) including neighbor cell related information for intra-frequency cell reselection may include a supportRearoperation value indicating whether the REAR operation is performed.
  • the relay UE may inevitably move to a cell that does not support the REAR operation.
  • the direct connection of the remote UE to the eNB in an indirect mode through the relay UE is performed. It is desirable to connect as quickly as possible to the mode. Accordingly, in order to support this, when the eNB hands over a relay UE to another cell, it is impossible to handover the relay UE to the other cell while maintaining the indirect mode of the remote UE associated with the relay UE. It is necessary to first hand over the UE to the appropriate cell.
  • the serving eNB may instruct the remote UE to perform measurements and communicate the results to the remote UE in order to make a direct mode connection to the cell with the best radio quality.
  • the remote UE since the remote UE is connected to the serving cell / eNB through the relay UE, the following method may be considered.
  • the serving cell / eNB sends a measurement configuration message to the remote UE, and the remote UE performs measurement according to the measurement configuration message and the result is read. Deliver to serving cell / eNB.
  • the serving cell / eNB selects a handover and / or a target cell for the remote UE and performs a handover.
  • the remote UE receives a handover command or a message related thereto, the remote UE performs a handover and additionally performs a process of releasing a connection with the relay UE in the handover process. Or the remote UE is implicitly considered to have disconnected from the relay UE.
  • the serving cell / eNB then hands over the relay UE to the appropriate target cell / eNB.
  • the relay UE may inevitably move to a cell in which the REAR operation is not supported.
  • the relay UE informs the remote UE that it has moved to a cell in which the REAR operation is not supported.
  • the remote UE releases the connection with the relay UE, changes to the direct mode, and directly registers and connects to the eNB and / or the core network.
  • the relay UE performs a cell reselection process, if the relay UE receives system information in a new cell, and the SIB does not transmit information indicating that the cell supports REAR operation in the cell, the relay UE corresponds to It may be determined that the cell does not support the REAR operation.
  • the relay UE may additionally notify the remote UE that the remote UE is in a cell that does not support the REAR operation.
  • Example 1 and Example 2 the present invention has been described in terms of supporting the REAR operation.
  • the remote / relay UE operation according to the present invention will be described using examples of cases in which services supported by the remote UE and the relay UE are different.
  • the remote UE If the remote UE is powered on to perform an attach or the area (TA / RA, etc.) to which the remote UE is connected is changed, the remote UE is directly or indirectly connected to the network through the relay UE. You will be in the process of registering your location.
  • TAU tracking area update
  • the relay UE and the remote UE can communicate via VoLTE, ie, PS network, in the cell or region where they are currently staying. It is possible to know whether or not the voice call service is supported.
  • VoLTE ie, PS network
  • the remote UE receives information from the network or indirectly from the relay UE that the VoLTE service is not supported in the region, whether the remote UE will use an indirect 3GPP connection through the relay UE according to its preferred operation mode, Or, it is determined whether to use a direct 3GPP connection that directly exchanges signals and information with the eNB, and then operates accordingly.
  • the remote UE is already using the indirect mode, when the TAU process confirms that the VoLTE, i.e., the region that does not support voice service through the PS is entered, the remote UE disconnects from the relay UE.
  • the UE In order to establish a direct connection with the network including the eNB, the UE enters a direct connection mode.
  • the operation may be applied only if the remote UE is also a UE that also performs a voice call, or if the remote UE is designated as a voice centric UE. For example, the following process may be performed.
  • Step 1 The UE checks whether it is set as voice center or data center. That is, the UE checks whether the voice is set to be registered in the network by giving priority to voice or the data is registered to the network according to its subscription information. Then proceed to step 2 or step 3.
  • Step 2 If the UE is set to data center, the UE checks whether it is set to operate as a remote UE, that is, to operate in indirect mode.
  • Step 2a If the UE is configured to use the indirect mode, it checks whether there is an available relay UE, selects a relay UE capable of guaranteeing a certain level or more, and establishes a connection using the indirect mode.
  • Step 2b If the UE is not configured to use the indirect mode, select a cell that can guarantee a certain level or more of quality and use the direct mode.
  • Step 3 If the UE is set to voice center, the UE checks whether CS fallback is set to itself.
  • Step 3a If the UE is not configured to use CS fallback, the remote UE performs connection establishment with the network via a relay UE. If IMS voice is not available in the cell of the network, the remote UE disconnects from the relay UE, stops using the indirect mode, and uses the direct connection mode. If IMS voice is available in the network / cell, the remote UE maintains the use of indirect mode. Thereafter, the relay UE checks the availability of IMS voice in the area where it is located whenever the TA and the like change. The remote UE also checks the availability of the IMS voice based on the information received from the relay UE and the information received from the network, and if the IMS voice becomes unavailable, it transitions to the direct mode.
  • Step 3b If the UE is configured to use CS fallback, the UE uses a direct connection and performs a registration process.
  • CS fallback means that if a UE, like most smartphones, must necessarily support voice calls at all times, it uses CS-based voice calls rather than IP-based voice calls such as VoLTE. do. For example, if an operator deploying the LTE network nationwide wants to handle voice calls as CS-based voice calls in existing WCDMA / GSM rather than VoIP over the LTE network, the operator may instruct the UE to use CS fallback. Can be set.
  • the above description focuses on whether the CS fallback is set, but a similar mechanism may be used for the IMS voice. For example, if CS fallback is not set up for a UE and the UE is voice centric, if the IMS voice is not available as a result of the UE checking through a relay UE or through information exchange with a network, use of indirect mode. After stopping the operation and transitioning to the direct mode, it is possible to change to WCDMA or the like as necessary. When the UE stops using the indirect mode and transitions to the direct mode, the NAS layer stops the indirect mode and transitions to the direct mode to the RRC layer in order to prevent the RRC layer from managing the relay UE unnecessarily through the PC5 interface. You can tell what to do.
  • the remote UE After the remote UE connects to the relay UE, it checks whether a voice call service can be provided in a cell related to the current remote UE during registration with the network, and if the service cannot be provided, the UE connects to a direct call. It is presented how to establish.
  • this method requires connection with a remote UE and a relay UE, which unnecessarily increases connection time, and thus has a limitation of increasing a time for which a voice call cannot be performed.
  • a method in which the relay UE informs the remote UE of the situation of the voice call may be used.
  • the relay UE may transmit information about itself while simultaneously transmitting information on whether IMS voice is available or CS fallback is supported in the cell to which it is currently connected.
  • a relay UE eg, UE-1 of FIG. 13
  • UE-to-network discovery declaration message In or in a network to which it can connect, it may declare to surrounding remote UEs (eg, UE-2, UE-3, UE-4, UE-5 in FIG. 13) whether IMS voice is supported or not. (S1310).
  • the remote UE selects a relay UE, it selects a relay UE indicating that IMS voice is available, or if there is no relay UE indicating that IMS voice is available, the direct mode is released without using or disabling indirect mode. Can be used to connect to a cell.
  • the remote UE receives the information that the CS fallback is set in the current cell based on the information transmitted from the neighboring relay UE, the remote UE immediately stops using the indirect mode and directly accesses the cell. You can transition to Referring to FIG. 14, for UE-to-network relay discovery, a remote UE (eg, UE-1 in FIG.
  • the UE-to-network relay petition message indicates to the UE-to-network relay petition message that it is looking for a relay UE for which IMS voice is available. It may be included (S1410). If the UE-to-network relay petition message indicates to find a relay UE for which IMS voice is available, the relay UE (eg, UE-2, UE-3, UE-4, or UE-5 in FIG. 14) is the IMS voice. Send a UE-to-Network Relay Discovery Response message only if this is available.
  • connection setup delay may not be desirable from a consumer point of view.
  • an emergency call such as 119 or 112
  • the connection setup delay unnecessarily lengthens the voice connection time, adversely affecting the consumer experience. Therefore, in order to prevent this, the UE configured to use both the indirect mode and the direct mode checks whether the CS fallback is set to itself before deciding to use the indirect mode. When set to use CS fallback, the UE may operate to use only direct mode, not using indirect mode.
  • the relay UE may perform the voice call.
  • the relay UE may be a smartphone and the remote UE may be a smartwatch.
  • the relay UE initiates the CS fallback after the voice call is started, the remote UE is disconnected from the Internet until the end of the voice call of the relay UE. Therefore, there is a need for a method that can effectively support the CS fallback of a relay UE while ensuring the quality of the Internet connection to the remote UE.
  • a UE capable of serving as a relay may check whether the CS fallback function is set to itself before starting the relay operation.
  • a UE configured to use CS fallback does not perform an operation as a relay UE.
  • a UE configured to use CS fallback does not support a connection from a remote UE.
  • a UE not configured to use CS fallback may perform the operation as a relay UE if necessary. That is, a UE that is not configured to use CS fallback supports a connection from a remote UE.
  • the UE checks whether it is set to use CS fallback, and if it is set to use CS fallback, it is CS fallback. Notifies the remote UE that it is configured to use.
  • the relay UE may inform the remote UE that it is configured to use CS fallback in a message such as a UE-to-network relay discovery declaration message. Based on this, the remote UE may refer to which relay UE to select when selecting the relay UE. For example, a remote UE using a time critical application may not select a relay UE with CS fallback set up. Additionally, whether the remote UE can use a relay UE with CS fallback can be set in the remote UE.
  • the relay UE may inform the remote UE of the information related to this when the voice call is started to perform CS fallback.
  • the remote UE can avoid interruption of service by selecting another relay UE or transitioning to direct mode.
  • the relay UE starts an operation related to the CS fallback, it notifies the remote UE of this, and also transmits measurement related configuration information or SIB to the remote UE.
  • the remote UE performs measurement based on the measurement related configuration information or SIB.
  • the network minimizes service interruption by quickly moving the remote UE to another cell and transitioning to the direct mode based on the measurement result of the remote UE.
  • the remote UE may immediately disconnect from the relay UE, transition to the direct mode, perform a connection with the network, or select another relay UE.
  • the remote UE may select a cell to which the relay UE was immediately connected.
  • the relay UE may inform the remote UE of information of the cell to which the relay UE is connected.
  • the cell / eNB to which the relay UE is connected may also have a context related to the remote UE. And an identifier associated with the remote UE to the remote UE.
  • the remote UE uses the identifier assigned by the eNB or the like in the indirect mode, and the eNB / In order to reestablish an RRC connection to a cell, it may be included in a message to be transmitted. Based on this, the eNB can recognize that the UE that sent the message was previously a remote UE and can quickly establish a connection. The eNB notifies the MME when a UE changes from indirect mode to direct mode or from direct mode to indirect mode.
  • the relay UE instructs the remote UE to transition to the direct mode, and after the connection with the remote UE is disconnected, the CS fallback Or you can start the voice call setup process.
  • the relay UE uses a timer and if the connection with the remote UE is not disconnected within a predetermined time, the CS fallback operation can be started immediately as the timer expires. .
  • the network connection by the remote UE may also be restricted.
  • the present invention further proposes the following method.
  • FIG. 15 illustrates a communication method of a remote UE according to the present invention.
  • the remote UE When the remote UE has data to transmit to the network, if it is connected to the relay UE in an indirect mode, the remote UE attempts to transfer the data through the relay UE to the network. In this process, the remote UE may check whether the network connection of the relay UE is prohibited before transmitting the data to the relay UE. The relay UE may periodically inform the remote UE whether its network connection is possible.
  • the relay UE may perform a connection control check for transmitting its own data or data of another remote UE, and if it is barring, inform the remote UE connected to the information that it has been blocked. .
  • the remote UE may be informed that the blocking is released.
  • the relay UE fails to establish a connection with the network while performing a connection with the network in order to transmit data of a remote UE connected to the network, or receives a connection rejection message from the network, or disconnects from the network. If barring does not pass, it notifies the remote UE.
  • the remote UE checks whether the connection can be directly performed by switching to the direct mode. do. In this case, the remote UE may do the following to check whether the indirect mode can be changed.
  • the UE If the UE is unable to access the network in indirect mode, it has been set through previous network settings to change to direct mode, and the network has informed the service, data type that the network is allowed to change to direct mode, and the UE is trying to transmit If the data corresponds to this, for example, if the data is an emergency call, an application corresponding to a particular QoS or priority, or a specific IP packet or a filter corresponding to the specific IP packet, then the remote UE You can determine that you can change from indirect mode to direct mode. If it is permitted to change to the direct mode as a result of checking whether the connection mode can be changed, the remote UE disconnects from the relay UE (S1520), switches to the direct mode, and attempts to access the network (S1530). Alternatively, when an emergency call or the like occurs in the UE using the indirect mode, the UE immediately attempts to set up a call by calling the direct mode from the indirect mode (S1530).
  • all UEs are currently intended to camp on at least one cell. This allows the UE to select another PLMN even if the UE cannot find the PLMN to which it subscribes, to make emergency calls or receive disaster texts.
  • the UE accesses the network, if the UE stores the configuration information received from the network in the SIM card and then the power is turned on again after the power is turned off, the UE performs cell discovery according to the configuration information.
  • the UE when the UE is disconnected from the network or powered on, the UE performs cell discovery according to the RATs in the order specified by the configuration information.
  • the SIM card stores in which order which RAT should be used to find the cell.
  • the UE subscribed to the LTE service may be configured to search for an LTE cell, that is, an E-UTRA cell first. If the UE does not find an E-UTRA cell to camp on, the UE may be configured to search for a 3G cell, that is, an UTRA cell.
  • the UE is indiscriminately transmitting a signal in indirect mode; Will affect the operators of
  • the indirect mode prevents the operator from managing the load on the network.
  • the present invention seeks to distribute the load of the network by controlling the use of indirect / direct mode of the UE, and to reduce radio interference that may occur between different networks.
  • the UE searches for the relay UE only when it does not find an appropriate cell to camp on by performing cell search using the RATs supported by the UE. That is, the UE first attempts to establish a Uu interface using the RAT (s) supported by the UE, and then attempts to establish a PC5 interface with the relay UE if the Uu interface fails.
  • the REAR operation it may occur that it is advantageous for the UE to search the remote UE rather than to search for the cell.
  • the operator / network may attempt to indirect mode operation of the IoT UE to save power of the IoT UE.
  • the operator / network may attempt to indirect mode operation of the IoT UE to save power of the IoT UE.
  • a low battery UE such as a smart watch
  • a UE where battery saving is important or a UE located in a place where a cell is hard to find (eg, underground)
  • 16 and 17 illustrate a connection process with a network by a UE according to the present invention.
  • a UE supporting both direct mode and indirect mode may operate as follows according to the present invention.
  • the UE uses the E-UTRA technology to check if there is a cell of the operator to which it subscribes in all the bands it can support. That is, the cell to camp on is searched among the cells supporting the E-UTRA. For example, it is searched whether there is a cell to camp on among LTE cells, that is, E-UTRA cells. When the UE finds an E-UTRA cell to camp on, it camps on the cell. If the cell is informed that it supports indirect mode, use indirect mode if necessary.
  • the UE checks whether it can use indirect mode. If it is available, it searches for the presence of a relay UE in the vicinity. If it discovers a relay UE and informs that the relay UE supports connection to a service provider to which it subscribes, it selects the relay UE and uses an indirect mode.
  • S1630 if the relay UE is not found, when the UE supports another RAT, for example, GSM or UTRA, the UE selects a cell to camp on in the other RAT. For example, a UE supporting UTRA discovers whether there is a cell to camp on among UTRA cells.
  • another RAT for example, GSM or UTRA
  • a UE supporting both the direct mode and the indirect mode may operate as follows.
  • the UE uses the E-UTRA technology to check whether there is a cell of the carrier to which it subscribes in all the bands it can support. That is, the cell to camp on is searched among the cells supporting the E-UTRA. For example, it is searched whether there is a cell to camp on among LTE cells, that is, E-UTRA cells.
  • the UE may subscribe to the subscriber to the other RAT.
  • the UE may subscribe to the subscriber to the other RAT.
  • the UE checks whether it can use the indirect mode. If the UE can use the indirect mode, the UE uses the E-UTRA to search for a relay UE supporting the connection to the provider to which it is subscribed. If the UE finds a relay UE supporting the connection to the subscribed carrier, the UE starts the connection to the relay UE.
  • relay UE discovery may be performed first in preference to cell discovery according to the operator / network configuration. In other words, even if the cell search for the RATs supported by the UE is completed, the establishment of the PC5 interface may be attempted first. According to the present invention, unnecessary waste of power consumed by the UE in cell discovery can be reduced. If the UE will eventually use the PC5 interface, it is possible to reduce power consumption by performing cell discovery through the Uu interface search.
  • the UE does not find the E-UTRA cell corresponding to the carrier to which it is subscribed.
  • the situation can be divided into two. 1] The actual LTE cell is located in the area where the remote is located. Existence 2) Actual LTE cell does not exist in the area where the remote is located.
  • the terminal should find the LTE cell anyway, read the SIB in the cell, and then connect to the relay using the PC5 information indicated by the SIB. Since the SIB and the cell to be transmitted cannot be found, PC5 operation should be done by using the information acquired by himself (for example, stored in sim).
  • the terminal should perform PC5 operation using the stored information indiscriminately, or search the WCDMA / GSM cell first, and if not, perform PC5 operation.
  • the present invention claims to configure which action to do first.
  • the operator may predetermine priorities through settings to the UE in advance.
  • the operator / network is not only the priority between the RATs when setting the priority of objects to be searched when attempting to connect with the network, but also the priority between the RAT (s) and the link type, that is, the interface type. You can also set the rank.
  • the operator may inform the UE that an indirect 3GPP connection to E-UTRA takes precedence over the GSM / WCDMA cell.
  • the UE may first perform relay UE discovery that may support indirect connection before attempting discovery of the GSM / WCDMA cell. If the UE finds a relay UE, WCDMA / GSM cell discovery is omitted.
  • the operator may inform the UE that the GSM / WCDMA cell takes precedence over an indirect 3GPP connection to E-UTRA.
  • the UE may first perform a cell search of GSM / WCDMA and perform a relay UE search that may support indirect connection when the GSM / WCDMA search fails.
  • the operator may set the quality reference value of the relay UE supporting indirect 3GPP connection.
  • the UE when it does not find an appropriate E-UTRA cell, it performs relay UE discovery that can support indirect connection and measures radio quality to the relay UE candidate. If the radio quality value of the relay UE candidate is higher than the reference value informed by the operator, the UE connects to the relay UE candidate, and if the relay UE does not meet the reference value, the UE performs WCDMA / GSM cell search and cell selection. You can try
  • a UE may search for a relay UE for REAR operation without going through a cell search according to a network / operator's setting.
  • Supported RATs may be different for each UE. For example, a UE supporting only E-UTRA may use indirect 3GPP communication when it is out of E-UTRAN coverage. A UE supporting other RAT (s) in addition to E-UTRA may use indirect 3GPP communication if it is out of E-UTRAN coverage. UEs supporting other RAT (s) in addition to E-UTRA may use indirect 3GPP communication when out of E-UTRAN coverage and when no cell can be found to camp on on other RATs.
  • the connection of the remote UE may be the same as the relay UE.
  • the remote UE may also be considered to be in an RRC connected state.
  • the connection of the relay UE is allowed, the connection of the remote UE is also allowed, and if the connection of the relay UE is limited, the connection of the remote UE may be considered to be limited.
  • an unbalanced connection may occur depending on the UE. That is, the UE using the direct mode performs a connection check to transmit data each time, and the connection may be restricted according to the result, whereas the UE using the indirect mode is more dependent on the connection state of the relay UE. You may have a connection opportunity.
  • the relay UE always operates in the RRC connected mode
  • the UE in the indirect mode that is, the remote UE, can always transmit data.
  • the present invention proposes the following methods.
  • the UE wants to operate in the indirect mode, first establish an RRC / NAS connection with the eNB or the network in the current cell, and then operate in the indirect mode only if the network permits. For example, the UE may attempt an indirect connection with the network as follows. If the UE wants to operate in the indirect mode, the UE checks whether the indirect mode is allowed in the cell. The eNB may inform whether the indirect mode is allowed in the corresponding cell through the SIB of the corresponding cell. After receiving the SIB, the UE requests the indirect mode only when the indirect mode is allowed. If the UE decides to use indirect mode and the indirect mode is allowed in the cell, the UE establishes an RRC connection with the eNB to request the use of the indirect mode.
  • the UE may inform that it is trying to connect to use indirect mode. For example, the UE may inform the network / eNB that the UE wants to use indirect mode by using a cause value in an RRC connection request message. Alternatively, the UE may communicate using a NAS message that it wants to use indirect mode. For example, through an attach request or a TAU request message, the UE can inform that it wants to use indirect mode.
  • the cell when a UE is using the indirect mode, if a load occurs due to the other UEs in the cell in which the UE is located, the cell has priority among UEs connected to it in order to manage the load. There is a need to disconnect the UE with a lower rank. In this case, the cell will disconnect the UE in the indirect mode first because most of the IoT devices are connected in the indirect mode, such as a smartwatch. It may fall. As soon as such a UE loses the RRC connection, it may be problematic to request the RRC connection again or to request the indirect mode again. Therefore, to prevent this, the network / eNB may transmit information including how much indirect mode connection is prohibited in the RRC connection rejection message or the RRC connection release message.
  • the "WaitTimeforIndirectMode” field may be included in the RRC connection rejection message or the RRC connection release message.
  • the following table exemplifies a "WaitTimeforIndirectMode" field included in an RRC connection rejection message or an RRC connection release message.
  • “WaitTimeforIndirectMode” may be used to indicate how long the UE should not attempt to use / request indirect mode.
  • the UE When the RRC connection release message is received while using the indirect mode, the UE does not make a new RRC connection request until the corresponding time elapses when WaitTimeforIndirectMode information is included in the RRC connection release message.
  • WiitTimeforIndirectMode may also be included in the RRC connection rejection message, and for the UE that informs the use of the indirect mode by the RRC connection request, the network may directly inform how long the request is prohibited.
  • FIG. 18 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.
  • 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

무선 통신 시스템에서 사용자기기(UE)가 네트워크로의 연결을 위해 셀 탐색을 수행하거나 다른 UE(릴레이 UE) 탐색을 수행할 수 있다. 상기 사용자기기는 릴레이 UE 탐색을 셀 탐색보다 먼저 수행하도록 설정될 수 있다. 간접 모드를 지원하는 RAT 셀로의 연결을 릴레이 UE를 발견하면 상기 UE는 상기 릴레이 UE를 통해 상기 네트워크와의 연결을 수립할 수 있다.

Description

네트워크로의 연결 방법 및 사용자기기
본 발명은 무선 통신 시스템에 관한 것으로서, 네트워크로의 연결을 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.
이동 통신 시스템에서 UE가 다른 UE를 통해 네트워크로 접속하고자 하는 경우, 상기 접속을 효율적으로 제어하기 위한 방안이 요구된다.
또한 UE가 릴레이 역할을 하는 다른 UE를 통해서 네트워크로 접속하려는 경우, 각각의 UE에게 서비스 중단(interruption)없이 통신 서비스를 제공하기 위한 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.
무선 통신 시스템에서 사용자기기(UE)가 네트워크로의 연결을 위해 셀 탐색을 수행하거나 다른 UE(릴레이 UE) 탐색을 수행할 수 있다. 상기 사용자기기는 릴레이 UE 탐색을 셀 탐색보다 먼저 수행하도록 설정될 수 있다. 간접 모드를 지원하는 RAT 셀로의 연결을 릴레이 UE를 발견하면 상기 UE는 상기 릴레이 UE를 통해 상기 네트워크와의 연결을 수립할 수 있다.
본 발명의 일 양상으로, 무선 통신 시스템에서 사용자기기(user equipment, UE)가 네트워크로 연결을 수립하는 방법이 제공된다. 상기 방법은: 제1 무선 접속 기술(radio access technology, RAT)과 제2 RAT 중 상기 UE의 설정 정보에 따라 상기 제1 RAT를 이용한 셀 탐색을 수행; 상기 제1 RAT를 이용한 셀 탐색에 실패하면 상기 설정 정보에 따라 릴레이 UE 탐색을 수행; 및 릴레이 UE를 발견하면 상기 릴레이 UE로 연결을 시작하는 것을 포함한다.
본 발명의 일 양상으로, 무선 통신 시스템에서 네트워크로 연결을 수립하는 사용자기기(user equipment, UE)가 제공된다. 상기 사용자기기는 무선 주파수(radio frequency, RF) 유닛, 및 상기 RF 유닛을 제어하도록 구성된 프로세서를 포함한다. 상기 프로세서는; 제1 무선 접속 기술(radio access technology, RAT)과 제2 RAT 중 상기 UE의 설정 정보에 따라 상기 제1 RAT를 이용한 셀 탐색을 수행; 상기 제1 RAT를 이용한 셀 탐색에 실패하면 상기 설정 정보에 따라 릴레이 UE 탐색을 수행; 및 릴레이 UE를 발견하면 상기 릴레이 UE로 연결을 시작하도록 구성된다.
본 발명의 각 양상에 있어서, 상기 제1 RAT는 상기 네트워크로의 간접 연결을 지원할 수 있다.
본 발명의 각 양상에 있어서, 상기 릴레이 UE 탐색에 실패하면, 상기 제2 RAT를 이용한 셀 탐색을 수행할 수 있다.
본 발명의 각 양상에 있어서, 상기 설정 정보는 간접 연결이 상기 제2 RAT보다 우선한다는 정보를 포함할 수 있다.
본 발명의 각 양상에 있어서, 상기 제1 RAT는 E-UTRA이고, 상기 제2 RAT는 GSM 혹은 UTRA일 수 있다.
본 발명의 각 양상에 있어서, 상기 설정 정보가 상기 사용자기기에게 제공될 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, UE가 다른 UE를 통해 네트워크로 접속하고자 하는 경우, 상기 UE 혹은 상기 다른 UE에 의한 네트워크 접속이 효율적으로 제어될 수 있다.
또한 본 발명은 UE가 릴레이 역할을 하는 다른 UE를 통해서 네트워크로 접속하려는 경우, 각각의 UE에게 서비스 중단(interruption)없이 통신 서비스가 제공될 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 EPS에서 두 UE가 통신하는 기본적인 경로(즉, 디폴트 데이터 경로)를 도시하고 있다.
도 9는 ProSe에 기반한 두 UE 간의 직접 모드 통신 경로(direct mode data path)를 보여준다.
도 10은 ProSe에 기반한 두 UE 간의 eNB를 거치는 통신 경로로서, 국지적-라우트(locally-routed) 데이터 경로를 보여준다.
도 11은 ProSe UE-to-네트워크 릴레이를 통한 통신을 예시한 것이다.
도 12는 E-UTRAN에 의해 서빙되지 않는 리모트 UE가 UE-to-네트워크 릴레이를 통한 직접 통신을 수행하는 과정을 예시한 것이다.
도 13 및 도 14는 공공 안전 직접 디스커버리 과정을 예시한 것이다.
도 15는 본 발명에 따른 리모트 UE의 통신 방법을 예시한 것이다.
도 16 및 도 17은 본 발명에 따른 UE에 의한 네트워크와의 연결 과정을 예시한 것이다.
도 18은 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 아키텍쳐 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.
- 근접 서비스(proximity service)(또는 ProSe 서비스 또는 근접 기반 서비스(proximity based service)): 물리적으로 근접한 장치 사이의 디스커버리 및 상호 직접적인 통신 또는 기지국을 통한 통신 또는 제3의 장치를 통한 통신이 가능한 서비스. 이때, 사용자 평면 데이터(user plane data)는 3GPP 코어 네트워크(예를 들어, EPC)를 거치지 않고 직접 데이터 경로(direct data path)를 통해 교환된다.
- ProSe 통신(communication): 둘 이상의 ProSe 가능한 UE들 사이의 ProSe 통신 경로를 통한 통신을 의미한다. 특별히 달리 언급되지 않는 한, ProSe 통신은 ProSe E-UTRA 통신, 두 UE 사이의 ProSe-보조(Prose-assisted) WLAN 직접(direct) 통신, ProSe 그룹 통신 또는 ProSe 브로드캐스트 통신 중 하나를 의미한다.
- ProSe E-UTRA 통신 : ProSe E-UTRA 통신 경로를 사용한 ProSe 통신.
- ProSe-보조 WLAN 직접 통신: 직접 통신 경로를 사용한 ProSe 통신.
- ProSe 통신 경로 : ProSe 통신을 지원하는 통신 경로로서, ProSe E-UTRA 통신 경로는 E-UTRA를 사용하여 ProSe-가능화된(enabled) UE들 사이에서 또는 로컬 eNB를 통해 수립될 수 있다. ProSe-보조 WLAN 직접 통신 경로는 WLAN을 사용하여 ProSe-가능화된 UE들 사이에서 직접 수립될 수 있다.
- EPC 경로(또는 기간(infrastructure) 데이터 경로): EPC를 통한 사용자 평면 통신 경로.
- ProSe 디스커버리: E-UTRA를 사용하여, 근접한 ProSe-가능화된 UE를 식별/확인하는 과정.
- ProSe 그룹 통신: 근접한 둘 이상의 ProSe-가능화된 UE들 사이에서, 공통 통신 경로를 사용하는 일 대 다 ProSe 통신
- ProSe UE-to-네트워크(UE-to-Network) 릴레이: E-UTRA를 사용하는 ProSe-가능화된 네트워크와 ProSe-가능화된 UE 사이의 통신 릴레이로 동작하는 ProSe-가능화된 공공 안전 UE.
- 리모트 UE(remote UE): E-UTRAN에 의해 서비스되지 않고, ProSe UE-to-네트워크 릴레이를 통해 EPC 네트워크에 연결되는, 즉, PDN으로 통신하는 ProSe-가능화된 UE.
- ProSe UE-to-UE 릴레이: ProSe-가능화된 UE가 2개의 다른 ProSe-가능화된 UE들 간 ProSe 통신 릴레이로서 동작하는 릴레이의 형태.
- ProSe-가능화된 네트워크: ProSe 디스커버리, ProSe 통신 및/또는 ProSe-보조 WLAN 직접 통신을 지원하는 네트워크. 이하에서는 ProSe-가능화된 네트워크를 간단히 네트워크라고 지칭할 수 있다.
- ProSe-가능화된 UE: ProSe 디스커버리, ProSe 통신 및/또는 ProSe-보조 WLAN 직접 통신을 지원하는 UE. 이하에서는 ProSe-가능화된 UE 및 ProSe-가능화된 UE를 UE라 칭할 수 있다.
모델 A: "I am here"라고 선언하는(announce)하나의 UE를 수반한다(involve). 이 모델은 Prose 직접 디스커버리에 참여하는 ProSe-가능화된 UE들을 위한 2가지 역할을 정의한다.
> 선언하는(announcing) UE: 발견하는 것이 허가(permission)되는 근접에 있는 UE들에 의해 사용될 수 있는 특정 정보를 선언하는 UE.
> 모니터링 UE: 선언하는 UE들의 근접(proximity)에서 특정 관심 있는 정보를 모니터링하는 UE.
모델 B: "who is there" 및/또는 "are you there"라고 묻는 하나의 UE를 수반한다. Prose 직접 디스커버리에 참여하는 ProSe-가능화된 UE들을 위한 2가지 역할을 정의한다.
> 발견자(discoverer) UE: 발견하고자 하는 것이 무엇인가에 관한 특정 정보를 담은(contain) 요청을 전송하는 UE.
> 피발견(discoveree) UE: 상기 요청 메시지를 수신한 UE는 상기 발견자 UE의 요청에 관계된 몇몇 정보로 응답할 수 있다.
- 근접(proximity): 디스커버리 및 통신에서 각각 정의되는 근접 판정 기준을 만족하는 것.
- 사용자 서비스 설명(user service description, USD): USD(3GPP TS 26.346 참조)에서, 어플리케이션/서비스 계층은 각 서비스를 위해 TMGI(Temporary Mobile Group Identity), 세션 시작 및 끝 시간, MBSM 서비스 영역(3GPP TS 23.247 내 정의 참조)에 속하는 주파수들 및 MBMS 서비스 영역 식별자들(MBMS SAI들, 3GPP TS 23.300의 섹션 15.3 내 정의 참조)을 제공한다.
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 능력(capability)를 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 능력(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, 사업자(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 인터페이스(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 인터페이스에서 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.
ProSe 서비스는 물리적으로 근접한 장치 사이의 디스커버리 및 상호 직접적인 통신 또는 기지국을 통한 통신 또는 제3의 장치를 통한 통신이 가능한 서비스를 의미한다.
도 8은 EPS에서 두 UE가 통신하는 기본적인 경로(즉, 디폴트 데이터 경로)를 도시하고 있다. 이러한 기본적인 경로는 사업자가 운영하는 eNB 및 코어 네트워크(예, EPC)을 거친다. 본 발명에서는 이러한 경로를 기간 데이터 경로(infrastructure data path) 또는 EPC 경로라고 부르기로 한다. 또한, 이러한 기간 데이터 경로를 통한 통신을 기간 통신이라고 부르기로 한다.
도 9는 ProSe에 기반한 두 UE 간의 직접 모드 통신 경로(direct mode data path)를 보여준다. 이러한 직접 모드 통신 경로는 사업자가 운영하는 eNB 및 코어 네트워크(예, EPC)을 거치지 않는다. 도 9(a)는 UE-1과 UE-2가 각각 다른 eNB에 캠프 온 (camp-on) 하고 있으면서 직접 모드 통신 경로를 통해 데이터를 주고 받는 경우를, 도 9(b)는 동일한 eNB에 캠프 온 하고 있는 두 UE가 직접 모드 통신 경로를 통해 데이터를 주고 받는 경우를 도시하고 있다.
도 10은 ProSe에 기반한 두 UE 간의 eNB를 거치는 통신 경로로서, 국지적-라우트(locally-routed) 데이터 경로를 보여준다. 이러한 eNB를 거치는 통신 경로는 사업자가 운영하는 코어 네트워크(예, EPC)를 거치지 않는다.
본 발명에서 도 9와 도 10에서 설명한 통신 경로를 직접 데이터 경로 또는 근접 서비스를 위한 데이터 경로 또는 근접 서비스 기반 데이터 경로 또는 근접 서비스 통신 경로라고 부른다. 또한, 이러한 직접 데이터 통신을 직접 통신 또는 근접 서비스 통신 또는 근접 서비스 기반 통신이라고 부르기로 한다.
도 11은 ProSe UE-to-네트워크 릴레이를 통한 통신을 예시한 것이다. 리모트 UE가 UE-to-네트워크 릴레이를 통해 EPC로의 연결성을 제공 받음으로써 어플리케이션 서버(application server, AS)와 통신하거나, 그룹 통신에 참여할 수 있다. 이를 통해서, 네트워크 커버리지 밖에 있는(예, E-UTRAN에 의해 서비스되지 않는 UE(예, 도 11의 리모트 UE)는 ProSe UE-네트워크 릴레이를 통해 네트워크로의 연결 서비스를 받을 수 있다. 이와 더불어, 네트워크 커버리지 안에 있는 UE도, 이렇게 ProSe UE-to-네트워크 릴레이를 사용할 경우, 먼 곳에 있는 eNB보다는 가까이에 있는 릴레이에 도달할 정도의 전력만 사용하여 통신할 수 있으므로, 배터리 절약을 이룰 수 있다.
도 12는 E-UTRAN에 의해 서빙되지 않는 리모트 UE가 UE-to-네트워크 릴레이를 통한 직접 통신을 수행하는 과정을 예시한 것이다. ProSe UE-to-네트워크 릴레이로 동작 가능한 UE는 네트워크에 접속하여 리모트 UE에 릴레이 트래픽을 제공하기 위해 PDN 연결을 생성할 수 있다. UE-to-네트워크 릴레이를 지원하는 PDN 연결은 리모트 UE로의 릴레이 트래픽을 지원하기 위한 용도로만 사용된다.
먼저, 릴레이 UE는 E-UTRAN 에 초기 접속을 통해 PDN 연결을 생성하며(S1210), IPv6의 경우 릴레이 UE는 프리픽스 위임 기능(prefix delegation function)을 통해서 IPv6 프리픽스(prefix)를 획득한다. 이어서, 릴레이 UE는 모델 A 또는 모델 B에 따른 UE와의 디스커버리 과정을 리모트 UE와 수행한다(S1220). 리모트 UE는 디스커버리 과정에 의해 발견된 릴레이 UE를 선택하고 일대일(one-to-one) 직접 연결을 수립(establish)한다(S1230). 릴레이 UE ID에 따른 PDN 연결이 없거나 릴레이 동작을 위한 추가적인 PDN 연결이 필요한 경우, 릴레이 UE는 새로운 PDN 연결 과정을 개시한다(S1230).
이어서, IPv6 프리픽스 또는 IPv4 주소가 리모트 UE에 할당되며(S1240), 이에 따라 상향링크/하향링크 릴레이 동작이 시작된다. IPv6 프리픽스가 할당되는 경우, 리모트 UE로부터의 릴레이 UE로의 라우터 요청(router solicitation) 시그널링과 릴레이 UE로부터 리모트 UE로의 라우터 광고(router advertisement) 시그널링으로 구성되는 IPv6 무국적 주소 자동-설정(stateless address auto-configuration) 과정이 수행된다. IPv4 주소가 할당되는 경우, DHCPv4 디스커버리 시그널링(리모트 UE로부터 릴레이 UE에게), DHCPv4 제안(offer) 시그널링(릴레이 UE로부터 리모트 UE에게), DHCPv4 요청(request) 시그널링(리모트 UE로부터 릴레이 UE에게), DHCPv4 ACK 시그널링(릴레이 UE로부터 리모트 UE에게)으로 구성되는 DHCPv4를 이용한 IPv4 주소 할당(IPv4 address allocation using DHCPv4) 과정이 수행된다.
이어서, 릴레이 UE는 리모트 UE가 자신에게 연결되었음을 MME에 알리는 리모트 UE 보고 과정을 수행한다(S1250). MME는 SGW 및 PGW에 대하여 리모트 UE 보고 알림 과정을 수행함으로써 새로운 리모트 UE가 연결되었음을 알린다(S1260). 이어서, 리모트 UE는 네트워크와 릴레이 UE를 통해서 통신을 수행한다(S1270). 상술한 직접 연결의 생성 과정의 구체적인 내용은 3GPP TS 23.303을 참조한다.
모델 A와 모델 B 디스커버리가 모두 지원된다: 모델 A는 단일 디스커버리 프로토콜 메시지 (선언(announcement))을 사용하고, 모델 B는 2개 디스커버리 프로토콜 메시지들 (청원(solicitation) 및 응답(response)). 도 13 및 도 14는 공공 안전 직접 디스커버리 과정을 예시한 것이다. 특히, 도 13은 모델 A에 따른 공공 안전 디스커버리 과정을 예시한 것이고, 도 14는 모델 B에 따른 공공 안전 디스커버리 과정을 예시한 것이다.
릴레이 디스커버리 추가(additional) 정보의 경우, 모델 A만이 사용된다. 도 13을 참조하면, UE-to-네트워크 릴레이 디스커버리의 경우, ProSe UE-to-네트워크 릴레이는 UE-to-네트워크 릴레이 디스커버리 선언 메시지를 보낸다(S1310). 그룹 멤버 디스커버리의 경우, 선언하는(announcing) UE는 그룹 멤버 디스커버리 선언 메시지를 보낸다(S1310). UE가 하나 이상의 디스커버리 그룹에 속하면 상기 UE는 다수의 그룹 멤버 디스커버리 선언 메시지들(모델 A)을 보낸다. 릴레이 디스커버리 추가 정보의 경우, ProSe UE-to-네트워크 릴레이는 릴레이 디스커버리 추가 정보 메시지를 보낸다(S1310).
도 14를 참조하면, UE-to-네트워크 릴레이 디스커버리의 경우, 리모트 UE는 UE-to-네트워크 릴레이 디스커버리 청원 메시지를 보내며(S1410), 상기 청원 메시지 내에 포함된 릴레이 서비스 코드의 값들과 부합(match)하는 ProSe UE-to-네트워크 릴레이들은 UE-to-네트워크 릴레이 디스크버리 응답 메시지로 상기 리모트 UE에 응답한다(S1420). 그룹 멤버 디스커버리의 경우, 발견자 UE는 그룹 멤버 디스커버리 청원 메시지를 보내며(S1410), 디스커버리 그룹 ID를 기초로 상기 청원 메시지 내에 포함된 파라미터들의 값들과 부합(match)하는 피발견 UE들은 그룹 멤버 디스커버리 응답 메시지로 상기 발견자 UE에 응답한다(S1420).
UE와 UE 사이의 통신을 'D2D 통신'이라고 한다. LTE 기반의'D2D 통신'은 PC5 인터페이스를 사용하여 구현될 수 있다. 리모트 UE과 릴레이 UE 사이에는 PC5 인터페이스가 사용될 수 있다.
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 사업자가 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.
* 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 사업자는 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 브로드캐스트된다.
> 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.
* 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. 사업자가 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 있다.
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 사업자 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 사업자(들)이 제어하도록 하는 메커니즘이다. 혼잡 상황(congestion situation)들에서, 사업자는 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. 사업자가 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 사업자-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 사업자가 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 사업자가 유휴 모드의 UE 내 특정(particular), 사업자-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, 사업자-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 사업자들에 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. 사업자가 이러한 카테고리화되지 않은 어플리케이션들에 관해 차별화를 필요로 하는 경우, 상기 사업자는 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.
전술한 ACB, CSFB에 대한 접속 제어, EAB, ACDC 등의 접속 제어 메커너즘들 외에도, 서비스 특정적 접속 제어(Service Specific Access Control, SSAC), 긴급 통화들(Emergency Calls), 멀티미디어 우선순위 서비스(Multimedia Priority Service), UE 능력들의 제어(Control of UE Capabilities), 모바일-발신 시그널링 및/또는 데이터 트래픽의 방지(prevention of mobile-originating signaling and/or data traffic) 등의 접속 제어 메커니즘이 존재한다. 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.
WiFi 같은 무선 통신 방식과는 달리, 통신 사업자가 직접 설치하여 관리하는 셀룰러 네트워크 통신 서비스에서, 각 통신 사업자는 여러 UE에게 어느 기준 이상의 품질의 통신 서비스를 사용자에게 제공하고자 한다. 특히, 무선 통신에서 사용되는 무선 자원의 양은 각 사업자에게 할당된 통신 주파수의 폭, 설치된 기지국의 수에 따라 가변하고, 또한 각 사업자가 제공하는 통신 서비스의 품질은 추가적으로 가입자 수 등의 많은 변수에 영향을 받게 된다. 특히, 통신 서비스에서 가장 기본적이라 할 수 있는 음성 통화 서비스를, 예를 들면, 한 기지국에서 제공하는 데이터 속도가 X mbps이고, 한 사용자당 하나의 통화당 Y mbps의 데이터 속도를 요구한다고 가정하면, 한 기지국에서 지원할 수 있는 최대 동시 통화량은 X/Y로 계산될 수 있다. 따라서, 한 셀에서 현재 X/Y만큼의 통화가 동시 진행 중이라고 한다면, 다른 사용자의 새로운 통화는 제대로 이루어질 수 없다고 할 수 있다. 또 다른 경우, 인터넷 브라우징이나 채팅 서비스를 생각해보면, 한 셀에서 상기 서비스를 동시에 사용하는 사용자의 수가 K 이고, 한 셀에서 동시에 제공할 수 있는 최대 속도가 M이라고 한다면, 각 사용자당 평균 M/K mbps의 속도로 통신 서비스를 제공받을 것이라고 계산할 수 있다. 그런데, 각 사용자의 성격에 따라서 좀 더 우선적인 처리가 필요한 경우가 있다. 예를 들어, 어떤 UE A는 일반적인 사용자의 UE이고, UE B는 특수한 사용자 예를 들어 경찰의 UE라면, UE B가 생성하는 통화/인터넷 데이터는 UE A보다 더 중요하므로, UE A에게 UE B가 동시에 통화를 시작한다면 UE B에 우선 통화를 설정하여야 하고, 만약 동시에 데이터가 발생한다면, UE B에게 좀더 높은 데이터 속도를 제공하는 게 바람직할 것이다. 이런 동작을 지원하기 위해서, 셀룰러 통신 시스템에서는 UE가 네트워크에 접속하기 전에 어떤 UE가 접속할 수 있는지 혹은 어떤 파라미터를 접속 시도 때 사용해야 하는지 알려준다.
그런데, 현재 어떤 UE(이하 리모트 UE)가 다른 UE(이하 릴레이 UE)를 통해서 네트워크에 접속하는 경우, 상기 리모트 UE의 트래픽을 제어하지 못한다면 네트워크는 상기와 같은 (UE별 접속 제어/관리) 동작을 수행할 수 없다. 예를 들어, 스마트폰에서 테더링 서비스를 제공하고 있는 경우를 가정해 보면, 상기 스마트폰은 LTE같은 통신 시스템을 통해서 셀룰러 시스템에 접속하여, IP 연결을 수행하고 있고, 그리고 상기 스마트폰에서 핫 스팟 기능을 이용하여 스마트와치에 테더링 서비스를 제공하는 경우, 상기 스마트와치는 WiFi 같은 통신 기술을 사용하여 상기 스마트폰으로 접속하게 된다. 이 경우, eNB 또는 EPC 같은 네트워크는 상기 스마트와치로 인한 접속을 제어할 수 없다. 이에, 상기 스마트와치에서 중요한 긴급 호(call)가 발생하거나, 혹은 상기 스마트와치가 낮은 우선순위(low priority)의 데이터 예를 들어 "keep alive" 같은 메시지를 생성하더라도, 네트워크는 상기 두 시나리오를 구분할 수 없다. 또한, 다른 스마트폰과 상기 스마트폰 사이에서 생성된 다양한 데이터들 간의 우선순위를 고려해서, 각각의 상황에 맞는 QoS(Quality of Service)를 제공하지 못하는 문제점이 발생한다.
특히, 리모트 UE와 릴레이 UE가 지원하는 기능이 다를 수 있다. 예를 들어, 다음과 같은 상황을 가정하자: 리모트 UE가 MTC UE이고 EAB를 가지고 설정되며, 릴레이 UE가 스마트폰이고 EAB 기능성(functionality)를 지원하지 않으며, 상기 리모트 UE와 상기 릴레이 UE가 위치한 셀 내에서 EAB가 실행중(enforce)이다. 그러나 상기 릴레이 UE는 EAB기능을 지원하지 않아서, EAB관련 정보를 이해하지 못하기 때문에, EAB관련 혼잡 제어가 상기 리모트 UE에게 적용되어 실행되는지 아닌지 불분명하다. 즉, 지원되 접속 제어 메커니즘이 리모트 UE와 릴레이 UE 간에 다를 경우, 상기 접속 제어 메커니즘이 적용되는지 아닌지 모호하게 될 수 있다.
또한, WLAN 인터페이스에서 접속 제어가 수행 되지 않는데, 이 경우, 리모트 UE는 릴레이 UE에게 제한 없이 데이터를 보내게 된다. 이때, 만약 eNB에 의한 접속 제어로 인하여 릴레이 UE가 eNB로 데이터 전송을 할 수 없는 경우, 리모트 UE가 릴레이 UE에게 전송한 데이터는 불필요하게 전달된 것으로 무선 자원 낭비의 원인이 된다.
따라서 본 발명은, 리모트 UE가, 릴레이 UE을 통해서 PDN 연결(connection) 같은 네트워크 서비스를 제공 받는 경우, 상기 리모트 UE 및 릴레이 UE의 네트워크 접속(access)을 효과적으로 제어하여, 각각의 UE에게 적절한 무선 통신 서비스를 제공하기 위한 방법을 제안하고자 한다. 또한 본 발명은 UE가 릴레이 역할을 하는 다른 UE를 통해서 네트워크로 접속하려는 경우, 리모트 UE와 릴레이 UE 각각에게 서비스 중단(interruption)없이 서비스를 제공하는 방법을 제안한다.
이하에서 본 발명은 LTE eNB를 기준으로 설명되나, 타겟 및 소스 시스템/셀이 다른 시스템/셀인 경우에도 본 발명이 적용될 수 있다.
리모트 UE가 자신의 능력(capability) 정보를 릴레이 UE에게 전달할 수 있다. 예를 들어, 다음과 같은 과정으로 접속 제어가 수행될 수 있다.
> 단계 1. 리모트 UE는 릴레이 UE와 연결을 맺는(establish) 과정에서, 자신의 능력정보(capability information)을 전달한다. 이 때, 상기 리모트 UE는 자신이 지원하는 접속 제어 방식에 관한 정보, 예를 들어, EAB의 지원 유부를 전달할 수 있다.
> 단계 2. 상기 릴레이 UE는 상기 리모트 UE로부터 전달받은 능력 정보를 분석하고, 자신이 지원하지 못하는 능력이 있는지 검사한다.
> 단계 3. 상기 단계 2에서, 상기 릴레이 UE가 지원하지 않는 능력이 있는 경우, 상기 릴레이 UE는 상기 리모트 UE로부터의 연결 요청, 또는 데이터 전달 요청을 거부한다. 상기 단계 2에서, 상기 릴레이 UE가 상기 리모트 UE로부터 전달받은 모든 능력을 지원 하는 경우, 상기 릴레이 UE는 상기 리모트 UE로 부터의 연결 요청, 또는 데이터 전달 요청을 수락한다. 예를 들어, 상기 리모트 UE가 EAB 가 설정되었다거나 혹은 EAB 능력을 지원한다고 알렸으나, 상기 릴레이 UE가 EAB를 이해 못하거나 지원하지 않는 경우, 상기 리모트 UE로부터의 요청을 거절할 수 있다.
또 다른 방법으로, 릴레이 UE가 리모트 UE에게 자신의 능력 정보를 전달하는 방법이 고려될 수 있다. 예를 들어, 리모트 UE가 릴레이 UE를 선택하는 과정(도 12의 S1230 참조)에서 상기 리모트 UE는 자신의 능력 정보 또는 설정 정보와 릴레이 UE의 능력 정보를 비교하고 이를 만족하는 릴레이 UE를 선택한다. 예를 들어, 상기 리모트 UE가 EAB를 사용하도록 설정된 경우, 상기 리모트 UE는 주위에 연결 가능한 릴레이 UE들 중에서 EAB를 지원한다고 알리는 릴레이 UE를 선택하여 연결을 수행한다. 그리고 상기 연결 수립 과정에서, 상기 리모트 UE는 자신이 전송할 데이터가 있고, 상기 데이터를 전송해 줄 것을 릴레이 UE에게 요청하는 경우, 상기 데이터가 EAB 적용 대상인지 아닌지의 여부를 릴레이 UE에게 알려줄 수 있다. 상기 데이터의 전송을 요청 받은 릴레이 UE는 상기 데이터와 함께 전달된 EAB 적용 여부에 대한 정보를 확인한다. 상기 릴레이 UE는 자신이 캠프 온한 셀에서 EAB 적용이 필요하다고 알려 올 경우, 상기 리모트 UE으로부터 EAB 적용이 필요하다고 지시 받으면 EAB 관련 접속 제어 정보를 적용한 후에 접속이 허용되면 상기 셀에 RRC 연결 요청을 전송한다.
도 13을 참조하면, 릴레이 능력 정보가 UE-to-네트워크 릴레이 디스커버리 선언 메시지에 포함되는 파라미터로서 사용될 수 있다. 상기 릴레이 능력 정보는 릴레이 UE가 지원하는 능력 또는 서비스 등의 정보를 포함한다. 예를 들어, 상기 릴레이 능력 정보는 릴레이 UE가 어떤 접속 제어 메커니즘을 지원하는지, 예를 들어, EAB 등의 지원 여부를 알려줄 수 있다.
도 14를 참조하면, 리모트 UE 능력 정보가 UE-to-네트워크 릴레이 디스커버리 요청 메시지에(S1410) 포함되는 파라미터로서 사용될 수 있다. 상기 리모트 UE 능력 정보는, 예를 들어, 지원하는 대역폭, 주파수 등의 정보를 포함한다. 상기 UE 능력 정보는 추가적으로 리모트 UE에게 설정된 접속 제어 관련 정보, 예를 들어, 상기 리모트 UE가 지원하는 접속 제어 메커니즘, 혹은 사용하도록 설정된 접속 제어 메커니즘 등에 관련한 정보를 포함할 수 있다. 릴레이 능력 정보가 UE-to-네트워크 릴레이 디스커버리 응답 메시지(S1420a 또는 S1420b)에 포함되는 파라미터로서 사용될 수 있다. 상기 릴레이 능력 정보는 릴레이 UE가 지원하는 능력 또는 서비스 등의 정보를 포함한다. 예를 들어, 릴레이 능력 정보에는 릴레이 UE가 어떤 접속 메커니즘을 지원하는지, 예를 들어, EAB 등의 지원 여부를 알려줄 수 있다.
릴레이 UE들이 릴레이 UE 능력 정보를 전송하고, 리모트 UE가 자신이 원하는 기능/서비스를 지원하는 릴레이 UE를 선택했다고 하더라도, 상기 리모트 UE가 해당 릴레이 UE와 통신하다가 상기 릴레이 UE가 지원하지 않는 기능/서비스를 원하는 경우, 상기 리모트 UE는 상기 릴레이 UE에게 이 사실을 알릴 수 있다. 상기 리모트 UE는 상기 릴레이 UE와의 연결을 끊겠다는 것을 통지하고, 직접 연결 모드로 천이하거나 혹은 다른 릴레이 UE와의 연결을 수립할 수 있다. 상기 리모트 UE로부터 연결 해제를 통지 받은 릴레이 UE는 상기 리모트 UE의 컨텍스트를 삭제할 수 있다.
한편, EAB의 경우, 리모트 UE에게 사용하도록 설정되어 있으나, 상기 리모트 UE 및 릴레이 UE가 캠프 온하고 있는 셀에서는 사용되지 않을 수 있다. 셀에서 EAB 기능을 쓰지 않는다는 것이고, 그 셀에서 EAB가 쓰이지 않는다면 릴레이 UE가 EAB를 지원하는지 아닌지의 여부는 굳이 검사할 필요가 없다. 따라서, 릴레이 UE가 EAB를 지원하지 않더라도, 릴레이 UE가 머무르는 셀에서 EAB가 사용되고 있지 않다면, 상기 리모트 UE는 상기 릴레이 UE에 접속하여 서비스를 제공받아도 될 것이다. 그런데, 릴레이 UE가 EAB를 지원하지 않는 경우, 릴레이 UE는 자신이 캠프 온한 셀에서 EAB가 되는지 여부조차도 모르게 된다. 따라서, 이를 해결 하기 위해서, 릴레이 UE는 자신이 셀 상에서 수신한 시스템 정보 블록(system information block, SIB)들을 수신한 그대로 상기 리모트 UE에 전달하고, 상기 리모트 UE는 상기 릴레이 UE로부터 수신한 SIB를 분석하여, 해당 셀에서 EAB가 적용되는지 아닌지를 판단하다. 릴레이 UE가 EAB를 지원하지 않더라도, 상기 릴레이 UE를 통해 전달받은 SIB를 분석하여, 해당 셀에서 EAB가 적용되지 않고 있다면, 상기 리모트 UE는 상기 릴레이 UE와 연결을 맺고, 필요한 경우 상기 릴레이 UE에게 데이터 전송을 요청한다.
한편, 릴레이 UE와 리모트 UE는 이동성(mobility) 지원, 즉, 셀의 변경 가능성에 항상 대비하여야 한다. 그리고 UE가 이동하는 서로 다른 셀들은 각각의 사정에 따라서 EAB를 사용 중일 수도 있고 아닐 수도 있다. 따라서, 릴레이 UE는 새로운 셀에 진입한 경우, 이를 리모트 UE에게 알리고, 동시에 SIB나 접속에 관련된 정보를 리모트 UE에 전달하여야 한다. 그리고 리모트 UE는, EAB를 지원하지 않는 릴레이 UE에 접속되어 있다가, 상기 릴레이 UE가 EAB가 적용중인 셀로 진입할 경우, 즉시 상기 릴레이 UE와 연결을 끊고, 다른 릴레이 UE를 찾아서 연결을 수행하여야 한다.
그런데, 리모트 UE와 릴레이 UE 사이의 무선 인터페이스는 WLAN, 즉, IEEE 802.11 기술을 이용하고, 릴레이 UE와 eNB는 LTE 기술을 이용하여 리모트 UE에게 네트워크 접속 서비스가 제공될 수도 있다. 그런데, 이 경우, WLAN는 3GPP에서 정의한 기술이 아니고, 또한 다중 사용자 환경에 대해서 일관적인 혼잡 제어(congestion control) 및 접속 제어(access control) 기능을 제공하지 못한다. 만약 릴레이 UE가 위치한 셀에 수많은 UE들이 존재하거나, 트래픽이 많을 경우, 릴레이 UE로부터 eNB로의 데이터 전달이 원활하지 않을 수도 있다. 이 경우에도 리모트 UE가 지속적으로 데이터 전송을 시도한다면, 해당 셀에서의 접속 부하(load)가 더욱 증가하는 문제점이 발생한다. 특히 WiFi 대역의 주파수는 비면허 대역이고 셀룰러 시스템의 주파수와는 다르기 때문에 WiFi 대역과 셀룰러 대역의 연동성을 확보하기가 더욱 어렵다.
이 문제를 해결하기 위해서, eNB는 릴레이 UE와 리모트 UE 사이에서 WLAN 등을 이용한 접속을 허용할지 여부를 릴레이 UE에게 알리고, 상기 릴레이 UE는 eNB 혹은 네트워크로부터 수신한 정보에 따라서 이 무선 인터페이스에 WLAN 등의 사용이 허가가 되었을 때에만 리모트 UE와 연결을 수립하거나, 혹은 리모트 UE로부터 데이터 전송 요청이 있으면 상기 데이터 전송 요청에 따라서 eNB로 상기 리모트 UE로부터 수신한 데이터를 전송할 수 있다.
릴레이 UE가 위치한 셀에서 지시한 정보에 따르면 리모트 UE로부터 릴레이 UE로의 무선 인터페이스에서 WLAN 등의 기술을 사용할 수 없을 경우, 릴레이 UE는 이를 리모트 UE에 알린다. 이 경우, 리모트 UE는 WLAN이 아닌 3GPP에서 정의한 D2D 모드를 사용하거나, 혹은 간접(indirect) 모드에서 eNB로 직접 연결하는 직접(direct) 모도로 변경한다. 또는, 이 경우, 리모트 UE는 릴레이 UE와의 연결을 종료한다.
CSFB가 사용될 경우, 릴레이 UE가 음성 통화(voice call)를 시작할 수도 있고, 리모트 UE가 음성 통화를 시작할 수도 있다. 만약 릴레이 UE가 음성 통화를 시작할 경우 만약 릴레이 UE가 임의로 WCDMA 네트워크로 이동해 버리고, WCDMA 기능이 지원되지 않는 리모트 UE가 eNB로부터 상기 리모트 UE도 릴레이 UE와 함께 WCDMA 네트워크로 이동할 것을 지시 받은 경우, 상기 리모트 UE에게 통신 서비스가 지원되지 않는 문제가 발생한다. 반대로 리모트 UE 때문에 릴레이 UE가 WCDMA 네트워크로 이동할 수 없다면, 릴레이 UE의 음성 통화가 지원되지 않는 문제 또한 발생할 수 있다. 또한 UE의 이동성을 고려하면 다음의 상황도 가능하다: E-UTRAN으로부터 비-E-UTRAN으로 릴레이 UE의 인터-RAT 핸드오버, 그리고 REAR(remote UE access via relay UE)를 지원하는 영역(area) 및 REAR를 지원하지 않는 지역 간 인트라-LTE 핸드오버.
각 eNB는 각 UE에게 제공되는 통신 서비스의 연속성을 위해서, 어떤 UE와 그 UE가 접속된 셀의 무선 링크 품질을 지속적으로 검사하고, 만약 상기 셀보다 더 나은 다른 셀이 있는 경우, 상기 UE를 상기 다른 셀로 핸드오버하게 된다. 그런데, 상기 다른 셀이 리모트 UE가 릴레이 UE를 통해서 해당 셀로 접속하는 것을 지원하지 않는다면, 상기 릴레이 UE가 현재 접속된 eNB은 상기 릴레이 UE를 상기 리모트 UE 동작을 지원하지 않는 셀로 핸드오버시키면 안 된다. 그러나, 무선 품질을 기준으로 하는 현재의 핸드오버 과정에 따르면 새로운 셀의 선택은 일방적으로 이루어지며 릴레이 UE가 새로운 셀로 이동하자 마자 상기 릴레이 UE는 지속적으로 서비스를 제공받게 되나 리모트 UE는 서비스의 중단(interruption)이 발생할 가능성이 크다. 이러한 문제점을 해결하기 위해서 본 발명은 다음과 같은 방법들을 제안한다.
* 예시 1)
네트워크는 어떤 UE에 대한 컨텍스트가 eNB에 만들어질 때, 상기 eNB에게 상기 UE가 다른 UE, 즉 리모트 UE에게 연결성(connectivity)를 제공하는 경우, 상기 UE 가 핸드오버 후보로 고려하지 않아야 하는 셀, PLMN, RAT 등에 대한 정보를 전달한다. 상기 정보는 핸드오버 제한(restriction) 리스트 안에 포함될 수 있다. 예를 들어, UE A가 릴레이 UE로 동작할 수 있고, 그리고 UE B가 리모트 UE로 동작할 수 있다고 가정해 보자. 상기 UE A가 RRC 연결을 eNB C와 수립하 경우, 상기 UE A에 대한 정보가 코어 네트워크로부터 상기 eNB C에 전달된다. 이때 상기 eNB C에는 핸드오버 제한 리스트 정보가 저장된다. 그리고 상기 핸드오버 제한 리스트 정보에는 상기 UE A가 일반 모드로, 즉, 접속된 리모트 UE가 없는 경우에 사용하는 정보와, 상기 UE A가 릴레이 모드, 즉, 접속된 리모트 UE가 있는 경우에 사용하는 정보가 포함된다. 따라서, eNB는 상기 UE A에게 접속된 리모트 UE의 유무에 따라서 상기 핸드오버 제한 리스트 정보에 포함된 정보 중 어떤 정보를 사용해야 할지 결정한다. 그리고 상기 핸드오버 제한 리스트 정보에 포함된 정보에 따라서 핸드오버 대상 후보 셀들 중에서 허용된 셀을 선택하여 핸드오버를 수행한다. 예를 들어, 상기 핸드오버 제한 리스트 정보는 MME가 eNB에게 보내는 초기 컨텍스트 셋업 요청 메시지 내에 포함될 수 있다. 상기 핸드오버 제한 리스트 정보가 'REAR 동작' 필드 아래(under)에 정보를 더 포함하면, eNB는 상기 'REAR 동작' 필드 아래에 금지된 PLMN/RAT/LA(location area)/RA(routing area)/TA(tracking area)가 해당 UE를 위한 핸드오버 타겟으로 고려되지 않는다고 간주할 수 있다.
핸드오버 제한 리스트 정보는 eNB가, 핸드오버 및 CCO(cell change order)와 같은 UE에 대한 이동성 액션(action)의 타겟(target)에 관한 정보 또는 이중 접속(dual connectivity) 동작 동안의 2차 셀 그룹(secondary cell group, SCG) 선택에 대한 정보를 제공하는, 후속 이동성 액션에 대한 로밍 또는 접속 제한을 정의한다. eNB가 핸드오버 제한 리스트 정보 요소(information element, IE)를 수신하면 이전에 수신된 제한 정보를 덮어쓴다. 다음 표는 본 발명에 따른 정보를 포함하는 핸드오버 제한 리스트 IE의 일부를 예시한 것이다.
IE/Group Name Presence Range IE type and reference Semantics description
... ... ... ... ...
REAR operation O
Serving PLMN M 9.2.3.8
Equivalent PLMNs 0..<maxnoofEPLMNs > 서빙 PLMN 이외에 허용되는 PLMN. 이 리스트는 3GPP TS 24.301에서 정의된 "equivalent PLMNs"의 리스트에 해당한다. 이 리스트는 로밍 제한 정보의 일부이다. 로밍 제한은 서빙 PLMN 및 동등 PLMN 이외의 PLMN에 적용된다. 이 정보는 상기 UE가 릴레이로 동작할 경우, 상기 릴레이가 핸드오버되어도 되는 PLMN들의 정보이다.
>PLMN Identity M 9.2.3.8
Fobidden TAs 0..<maxnoofEPLMNsPlu sOne> 인트라 LTE 로밍 제한들. 이 정보는 상기 UE가 릴레이로 동작할 경우, 상기 릴레이가 핸드오버되면 안 되는 TA들에 대한 정보이다.
>PLMN Identity M 9.2.3.8 금지된 트랙킹 영역 코드(TAC)들의 PLMN
>Forbidden TACs 1..<maxnoofForbTACs >
>>TAC M 9.2.3.7 금지된 TAI의 TAC
Forbidden LAs 0..<maxnoo fEPLMNsPlusOne> 인터-3GPP RAT 로밍 제한들. 이 정보는 상기 UE가 릴레이로 동작할 경우, 상기 릴레이 핸드오버되면 안 되는 LA들에 대한 정보이다.
>PLMN Identity M 9.2.3.8
>Forbidden LACs 1..<maxnoofForbLACs >
>>LAC M OCTET STRING (SIZE(2))
Forbidden inter RATs O ENUMERATED(ALL, GERAN, UTRAN, CDMA2000, ..., GERAN and UTRAN, CDMA2000 and UTRAN) 인터-3GPP 및 3GPP2 RAT 접속 제한들. 이 정보는 상기 UE가 릴레이로 동작할 경우, 상기 릴레이가 핸드오버되면 안 되는 RAT들에 대한 정보이다.
그런데, 코어 네트워크로부터 수신한 정보에 따르면 리모트 UE 동작, 즉, REAR 동작을 지원하는 타겟 셀이라고 하더라도, 상기 타겟 셀에 무선 자원 부족 현상이 발생한다면, 상기 타겟 셀로로의 핸드오버는 피해야 한다. 예를 들어, 상기 타겟 셀에서 Uu 인터페이스 자원은 충분하나, PC5 인터페이스 자원이 부족한 경우, 상기 타겟 셀로 핸드오버가 발생하면, 릴레이 UE는 지속적으로 통신 서비스를 제공받을 수 있으나, 리모트 UE에게는 통신 서비스 제공이 어려울 수 있다. 또한 상기 핸드오버 제한 리스트는 TA/RA 단위가 최소단위여서, 각 TA에 속한 셀 또는 eNB이 REAR동작을 지원할 수 있는지에 대한 정보는 제공하지 않는다. 이러한 문제는 셀들을 관리하는 각 eNB들 간 정보 교환을 통해서 해결할 수 있다. 즉, 각 eNB는 이웃(neighboring) 셀 리스트 정보를 관리하고, 각 이웃 셀이 REAR 동작을 지원하는지 확인할 수 있다. 수송 네트워크 계층(transport network layer, TNL) 연관(association)을 위한 초기화(initialization) 정보를 전달(transfer)하기 위해 eNB에 의해 이웃 eNB에게 보내지는 메시지인 X2 셋업 요청(3GPP TS 36.423 참조)에 각 이웃 셀의 REAR 동작 지원 여부가 포함될 수 있다. 다음 표는 본 발명에 따라 셀별 REAR 동작 지원 정보를 포함하는X2 셋업 요청 메시지의 일부를 예시한 것이다.
IE/Group Name Presence Range IE type and reference Semantics description Criticality Assigned Criticality
... ... ... ... ... ... ...
Serving cells 1 .. <maxCellineNB> Complete list of cells served by the eNB YES reject
>Served Cell Information M 9.2.8
>Neighbour Information 0 .. <maxnoofNeighbours>
>>ECGI M ECGI9.2.14 E-UTRAN Cell Global Identifier of the neighbour cell
... ... ... ... ... ... ...
>> Support REARoperation O Boolean Indicate whether the cell support REAR operation or not.
표 3에 예시된 “support REARoperation”정보는 다른 메시지, 예를 들어, eNB 설정 갱신(update) 등에도 포함되어, 각 eNB의 상황이 바뀔 때마다 갱신될 수 있다.
또 다른 방법으로, UE가 핸드오버를 수행할 때마다 소스 eNB는 주변의 복수 개의 셀들에게 핸드오버 요청을 보낼 수 있다. 이 때 상기 소스 eNB는 핸드오버 요청 메시지 내에, 해당 릴레이 UE가 REAR 동작을 진행 중임을 알릴 수도 있다. 다음 표는 본 발명에 따라 REAR 동작에 관한 정보를 포함하는 핸드오버 요청 메시지의 일부를 예시한 것이다. 핸드오버 요청 메시지는 핸드오버를 위한 자원들의 준비를 요청하기 위해 소스 eNB에 의해 타겟 eNB에게 보내진다.
IE/Group Name Presence Range IE type and reference Semantics description Criticality Assigned Criticality
... ... ... ... ... ... ...
Need for REARoperation O Boolean Indicate whether the UE is a relay doing REAR operation
타겟 eNB는 상기 릴레이 UE의 REAR 동작 지원이 가능하고 다른 조건이 만족하면 핸드오버 요청 인정(acknowledge) 메시지로 회신한다. 추가적으로 핸드오버 요청 인정(acknowledge) 메시지에 지원(support) REAR 동작 필드를 통해, 직접적으로 상기 릴레이 UE에 대해 타겟 셀에서도 REAR 동작을 계속 사용할 수 있음을 알릴 수 있다. 타겟 eNB는 자신이 REAR 동작을 지원할 수 없으면 핸드오버 준비(preparation) 실패를 회신할 수 있다. 다음 표는 본 발명에 따라 REAR 동작에 관한 정보를 포함하는 핸드오버 요청 인정(acknowledge) 메시지의 일부를 예시한 것이다. 핸드오버 요청 인정 메시지는 타겟 eNB가 상기 타겟에서 준비된 자원들에 대해 소스 eNB에게 알리기 위해 보내진다.
IE/Group Name Presence Range IE type and reference Semantics description Criticality Assigned Criticality
... ... ... ... ... ... ...
Support REAR operation O Indicate whether the target cell can support REAR operation.
추가적으로, 상기 타겟 eNB가 어떤 이유로 인하여 REAR 동작을 지원할 수 없을 경우, 상기 타겟 eNB는 원인(cause) 필드로 그 이유를 알려 줄 수 있다. 다음 표는 본 발명에 따라 REAR 동작에 관한 정보를 포함하는 핸드오버 준비 실패 메시지의 일부를 예시한 것이다. 핸드오버 준비 실패 메시지는 타겟 eNB가 핸드오버 준비에 실패했음을 소스 eNB에게 알리기 위해 보내질 수 있다.
이러한 과정을 통해서, 소스 eNB는 후보 타겟 eNB들 중에서 어느 eNB를 선택해야, 자신이 관리하고 있던 릴레이 UE가 지속적으로 REAR 동작을 수행할 수 있는지 판별할 수 있고, 해당 셀로 핸드오버할 것을 상기 릴레이 UE에게 알려줄 수 있다.
* 예시 2)
릴레이 UE와 리모트 UE가 연관(associate)되었다고 하더라도, 상기 릴레이 UE가 항상 RRC 연결(connected) 상태에 있는 것은 아니다. 예를 들어, eNB의 부담을 줄이기 위해서, 릴레이 UE는 RRC 유휴(idle) 상태에 머무를 수도 있다. 이 경우, 릴레이 UE는 후보 셀들 중에서, REAR 동작을 지원할 수 있는 셀을 우선적으로 검색하여야 하고 REAR 동작을 지원할 수 있는 셀들 중에서 실제로 셀 재선택 과정을 수행할 셀을 골라야 한다. 이를 위해서, 본 발명은 서빙 셀이 이웃 셀 정보를 전송할 때 추가적으로 각 셀들이 REAR 동작을 지원하는지를 알릴 것을 제안한다. 예를 들어, 유휴 모드에 있는 릴레이 UE는 주변 셀들에 대해서 측정을 수행하고, 자신에게 연관된 리모트 UE가 없을 경우에는 상기 주변 셀들 중에서 S 기준(criterion)(3GPP TS 36.304 참조)을 만족하는 셀들 중에서 가장 신호가 좋은 셀로 셀 재선택 과정을 수행한다. 만약 자신에게 연관된 리모트 UE가 있을 경우에는 S 기준을 만족하는 각 셀의 SIB 내 supportRearoperation 값을 확인하여, REAR 동작을 지원하는 셀들 중에서 가장 신호가 좋은 셀로 셀 재선택 과정을 수행할 수 있다. 예를 들어, 인트라-주파수 셀 재선택을 위한 이웃 셀 관련 정보를 포함하는 시스템 정보 블록 타입 4(SIB4)가 REAR 동작 여부를 나타내는 supportRearoperation 값을 포함할 수 있다.
그런데, 상황에 따라서는, 예를 들어, REAR 동작을 지원하는 후보 셀이 없는 경우에는, 릴레이 UE가 어쩔 수 없이 REAR 동작을 지원하지 않는 셀로 이동해야 할 수 있다. 리모트 UE에의 서비스 단절을 최소화 하기 위해서, 리모트 UE와 연결되어 있는 릴레이 UE가 REAR 동작을 지원하지 않는 셀로 이동하게 될 경우, 상기 리모트 UE를 릴레이 UE를 통한 간접 모드에서 eNB로 직접 연결을 하게 되는 직접 모드로 최대한 빨리 연결하는 것이 바람직하다. 따라서 본 발명은 이를 지원하기 위해서, eNB가 릴레이 UE를 다른 셀로 핸드오버시킬때, 상기 릴레이 UE에 연관된 리모트 UE의 간접 모드를 유지하면서 상기 릴레이 UE를 상기 다른 셀로 핸드오버시키는 것이 불가능할 경우, 상기 리모트 UE를 우선 적절한 셀로 핸드오버시키는 것이 필요하다. 이 과정에서, 서빙 eNB은 상기 리모트 UE에게 가장 무선 품질이 좋은 셀로 직접 모드 연결을 만들어 주기 위해서, 상기 리모트 UE에게 측정을 수행하고, 그 결과를 전달할 것을 지시할 수 있다. 이 경우, 상기 리모트 UE가 상기 릴레이 UE를 통해서 서빙 셀/eNB에 연결되어 있으므로 다음의 방법을 고려할 수 있다. 서빙 셀/eNB와 리모트 UE 간에 RRC메시지를 주고 받을 수 있는 경우, 서빙 셀/eNB는 상기 리모트 UE에게 측정 설정 메시지를 보내고, 상기 측정 설정 메시지에 따라 상기 리모트 UE는 측정을 수행하고 그 결과를 상기 서빙 셀/eNB에 전달한다. 상기 측정 결과를 바탕으로, 상기 서빙 셀/eNB는 상기 리모트 UE에 대한 핸드오버 및/또는 타겟 셀을 선택하여 핸드오버를 실행한다. 상기 리모트 UE는 핸드오버 명령 또는 이와 관련된 메시지를 수신하면 핸드오버를 수행하고, 상기 핸드오버 과정에서 릴레이 UE와 연결을 해제하는 과정을 추가적으로 수행한다. 또는 상기 리모트 UE는 암묵적(implicit)으로 릴레이 UE와 연결이 끊어졌다고 간주한다. 이후, 상기 서빙 셀/eNB는 상기 릴레이 UE를 적절한 타겟 셀/eNB로 핸드오버시킨다.
마찬가지로 릴레이 UE가 유휴 모드일 때에도 릴레이 UE가 어쩔 수 없이 REAR 동작이 지원되지 않는 셀로 이동할 수 있다. 이 경우, 상기 릴레이 UE는 리모트 UE에게 자신이 REAR 동작이 지원되지 않는 셀로 이동했음을 알린다. 이 경우, 상기 리모트 UE는 릴레이 UE와 연결을 해제하고, 직접 모드로 변경하여, 직접 eNB 및/또는 코어 네트워크로 등록 및 연결 과정을 수행한다. 릴레이 UE가 셀 재선택 과정을 수행한 후, 상기 릴레이 UE가 새로운 셀에서 시스템 정보를 수신하고, 해당 셀에서 SIB가 해당 셀이 REAR 동작을 지원한다는 정보를 전송하지 않을 경우, 상기 릴레이 UE는 해당 셀이 REAR 동작을 지원하지 않는다고 판단할 수 있다. 그리고, 상기 릴레이 UE는 자신에게 연관된 리모트 UE가 있을 경우, 연관을 해제하는 과정을 수행하면서, 추가적으로 상기 리모트 UE에게 자신이 REAR 동작을 지원하지 않는 셀에 있음을 알릴 수 있다.
예시 1 및 예시 2는 REAR 동작의 지원 관점에서 본 발명이 설명되었으나, 이하에서는 리모트 UE와 릴레이 UE가 지원하는 서비스가 다른 경우들을 예로 하여 본 발명에 따른 리모트/릴레이 UE 동작을 설명한다.
* 예시 3)
리모트 UE에서 전원이 켜져서 어태치(attach)를 수행하거나, 혹은 상기 리모트 UE가 접속된 영역(TA/RA 등)이 변경될 경우, 상기 리모트 UE는 릴레이 UE를 통해서 직접적으로 또는 간접적으로 네트워크에 자신의 위치를 등록하는 과정을 수행할 것이다. 상기 네트워크가 전송하는 어태치 수락(accept) 또는 트랙킹 영역 갱신(tracking area update, TAU) 수락 메시지를 통해서, 릴레이 UE 및 리모트 UE는 현재 자신이 머무르고 있는 셀 또는 지역에서 VoLTE, 즉, PS 네트워크를 통한 음성 통화 서비스가 지원되는지 아닌지의 여부를 알 수 있다. 상기 리모트 UE가 네트워크로부터 또는 간접적으로 릴레이 UE로부터 해당 지역에서 VoLTE 서비스가 지원되지 않는다는 정보를 수신할 경우, 상기 리모트 UE는 자신의 선호 동작 모드에 따라서, 릴레이 UE를 통한 간접 3GPP 연결을 사용할 것인지, 또는 직접적으로 eNB과 신호 및 정보를 주고 받는 직접 3GPP 연결을 사용할 것인지 결정한 후, 이에 따라서 동작한다. 상기 리모트 UE가 이미 간접 모드를 사용하고 있는 상황에서, VoLTE , 즉, PS를 통한 음성 서비스를 지원하지 않는 지역에 진입한 것을 TAU 과정을 통해 확인한 경우, 상기 리모트 UE는 상기 릴레이 UE와의 연결을 끊고, eNB을 포함한 네트워크와 직접 연결을 수립하는 직접 연결 모드로 천이한다. 바람직하게, 상기 동작은 리모트 UE가 음성 통화도 수행하는 UE이거나, 혹은 상기 리모트 UE가 음성 중심(centric) UE라고 지정된 경우에만 적용될 수도 있다. 예를 들어, 다음과 같은 과정이 수행될 수 있다.
> 단계 1. UE는 자신이 음성 중심으로 설정되어 있는지 혹은 데이터 중심으로 설정되어 있는지 검사한다. 즉, UE는 자신의 가입 정보에 따라서 음성을 우선시하여 네트워크에 등록하도록 설정되어 있는지, 아니면 데이터를 우선시하여 네트워크에 등록하도록 설정되어 있는지 검사한다. 이후 단계 2 또는 단계 3로 진행한다.
> 단계 2. UE가 데이터 중심으로 설정되어 있는 경우, 상기 UE는 자신이 리모트 UE로 동작, 즉, 간접 모드로 동작하도록 설정되어 있는지 검사한다.
>> 단계 2a. 상기 UE가 간접 모드를 사용할 수 있도록 설정되어 있다면, 주변에 가용한 릴레이 UE가 있는지 검사 하고, 일정 수준 이상의 품질을 보장할 수 있는 릴레이 UE를 선택하여 간접 모드를 사용하여 연결을 맺는다.
>> 단계 2b. 상기 UE가 간접 모드를 사용할 수 있도록 설정되어 있지 않다면, 일정 수준 이상의 품질을 보장할 수 있는 셀을 선택하고 직접 모드를 사용한다.
> 단계 3. UE가 음성 중심으로 설정되어 있는 경우, 상기 UE는 자신에게 CS 폴백이 설정되어 있는지 검사한다.
>> 단계 3a. 상기 UE가 CS 폴백을 사용하도록 설정되어 않은 경우, 리모트 UE는 릴레이 UE를 통해서 네트워크와 연결 수립을 수행한다. 해당 네트워크의 셀에서 IMS 음성이 이용가능(available)하지 않으면, 상기 리모트 UE는 릴레이 UE와의 접속을 끊고, 간접 모드의 사용을 중지하며, 직접 연결 모드를 사용한다. 해당 네트워크/셀에서 IMS 음성이 이용가능하면, 상기 리모트 UE는 간접 모드의 사용을 유지한다. 이후, 릴레이 UE는 TA 등이 바뀔 때마다, 위치한 지역에서 IMS 음성의 이용가능성(availability)를 검사한다. 그리고 리모트 UE도 릴레이 UE로부터 수신한 정보 및 네트워크로부터 수신한 정보를 바탕으로 IMS 음성의 이용가능성을 검사하고, IMS 음성이 이용불가능(unavailable)해지면, 직접 모드로 천이한다.
>> 단계 3b. 상기 UE가 CS 폴백을 사용하도록 설정되어 있는 경우, 상기 UE는 직접 연결을 사용하기 위한고 등록 과정을 수행한다.
여기서, CS 폴백을 사용한다는 것은, 대부분의 스마트폰처럼 UE가 필수적으로 항상 음성 통화를 지원해야 하는 경우, VoLTE와 같은 IP 기반 음성 통화를 사용하는 것이 아니라, CS 기반의 음성 통화를 사용한다는 것을 의미한다. 예를 들어, LTE 네트워크를 전국적으로 설치한 사업자가 음성 통화를 LTE 네트워크를 통한 VoIP가 아니라 기존의 WCDMA/GSM의 CS 기반 음성 통화로 처리하고 싶은 경우, 상기 사업자는 UE로 하여금 CS 폴백을 사용하도록 설정할 수 있다.
상기 예에서는 CS 폴백의 설정 여부를 중심으로 설명되었으나, 유사한 메커니즘이 IMS 음성에도 사용될 있다. 예를 들어, UE에게 CS 폴백이 설정되지 않았고, 상기 UE가 음성 중심인 경우, 상기 UE가 릴레이 UE를 통해서 또는 네트워크와의 정보 교환을 통해 확인한 결과, IMS 음성이 이용불가능한 경우, 간접 모드의 사용을 중지하고, 직접 모드로 천이한 후에, 필요에 따라 WCDMA 등으로 변경할 수 있다. UE가 간접 모드의 사용을 중지하고 직접 모드로 천이할 경우, RRC 계층에서 불필요하게 PC5 인터페이스를 통해서 릴레이 UE를 관리하는 것을 막기 위해서, NAS 계층은 RRC 계층에게 간접 모드의 중지 및 직접 모드로의 천이할 것을 지시할 수 있다.
상기 방법에서는, 리모트 UE가 릴레이 UE에 접속한 후, 네트워크와의 등록 과정에서 현재 리모트 UE와 관련된 셀에서 음성 통화 서비스를 제공받을 수 있는지 검사한 후, 제공 받을 수 없는 경우 UE가 직접 통화로 연결을 수립하는 방법을 제시하였다. 그런데, 이 방법은 리모트 UE와 릴레이 UE와 접속을 해야 하여, 불필요하게 연결 시간이 늘어나고, 따라서 음성 통화를 수행하지 못하는 시간을 늘이는 한계가 있다. 이러한 문제점을 회피하기 위하여, 리모트 UE와 릴레이 UE가 연결을 맺기 전에, 릴레이 UE가 리모트 UE에게 음성 통화의 상황을 알려주는 방법이 사용될 수 있다. 예를 들어, 릴레이 UE는 자신에 대한 정보를 전송하면서, 동시에 현재 자신이 접속된 셀에서 IMS 음성이 이용가능한지 혹은 CS 폴백이 지원되는지의 정보를 전송할 수 있다. 예를 들어, 도 13을 참조하면, UE-to-네트워크 릴레이 디스커버리를 위해, 릴레이 UE(예, 도 13의 UE-1)는 UE-to-네트워크 디스커버리 선언 메시지를 통해서는 현재 자신이 접속된 네트워크에서 혹은 자신이 접속할 수 있는 네트워크에서, IMS 음성이 지원되는지의 여부를 주변의 리모트 UE들(예, 도 13의 UE-2, UE-3, UE-4, UE-5)에게 선언할 수 있다(S1310).
리모트 UE는 릴레이 UE를 선택할 때, IMS 음성이 이용가능하다고 알려주는 릴레이 UE를 선택하거나, 혹은 IMS 음성이 이용가능하다고 알려주는 릴레이 UE가 없을 경우, 간접 모드를 해제하거나 사용하지 않고, 직접 모드를 사용하여 셀에 접속할 수 있다. 혹은, 리모트 UE는 주변의 릴레이 UE가 전송한 정보를 바탕으로, CS 폴백이 현재의 셀에서 설정되어 있다는 정보를 수신한 경우, 즉시 간접 모드 사용을 중지하고, 직접적으로 상기 셀에 접속하는 직접 모드로 천이할 수 있다. 도 14를 참조하면, UE-to-네트워크 릴레이 디스커버리를 위해, 리모트 UE(예, 도 14의 UE-1)는 IMS 음성이 이용가능한 릴레이 UE를 찾는다는 지시자를 UE-to-네트워크 릴레이 청원 메시지에 포함시킬 수도 있다(S1410). UE-to-네트워크 릴레이 청원 메시지가 IMS 음성이 이용가능한 릴레이 UE를 찾는다고 지시한 경우, 릴레이 UE(예, 도 14의 UE-2, UE-3, UE-4 또는 UE-5)는 IMS 음성이 이용가능한 경우에만 UE-to-네트워크 릴레이 디스커버리 응답 메시지를 보낸다.
다만, 연결 셋업 딜레이는 소비자 관점에서는 바람직하지 않을 수 있다. 특히, 119, 112와 같은 긴급 통화를 해야 할 경우, 연결 셋업 딜레이는 음성 연결 시간을 불필요하게 늘여서 소비자 경험에 나쁜 영향을 준다. 따라서, 이를 방지 하기 위해서, 간접 모드와 직접 모드를 모두 사용할 수 있도록 설정된 UE은, 간접 모드를 사용하기로 결정하기 전에, 자신에게 CS 폴백이 설정되어 있는지를 검사한다. CS 폴백을 사용하도록 설정된 경우, 상기 UE는 간접 모드를 사용하지 않고, 직접 모드만 사용하도록 동작할 수도 있다.
* 예시 4)
리모트 UE만 음성 통화를 수행하는 것이 아니라, 릴레이 UE도 음성 통화를 수행할 수 있다. 예를 들어, 릴레이 UE는 스마트폰이고, 리모트 UE는 스마트와치일 수도 있다. 이 때, 릴레이 UE가 음성 통화가 시작되어 CS 폴백을 수행하게 되면, 리모트 UE는 상기 릴레이 UE의 음성 통화가 끝날 때까지 인터넷 연결이 끊어지게 된다. 따라서, 릴레이 UE의 CS 폴백을 효과적으로 지원하면서, 리모트 UE에 인터넷 연결의 품질을 보장할 수 있는 방법이 필요하다.
이러한 문제를 해결 하기 위하여, 릴레이 역할을 수행할 수 있는 UE는 릴레이 동작을 시작하기 전에 자신에게 CS 폴백 기능이 설정되어 있는지를 검사할 수 있다. CS 폴백을 사용하도록 설정된 UE는 릴레이 UE로서의 동작을 수행하지 않는다. 즉, CS 폴백을 사용하도록 설정된 UE는 리모트 UE로부터의 연결을 지원하지 않는다. CS 폴백을 사용하도록 설정되지 않은 UE는 필요한 경우 릴레이 UE로서의 동작을 수행할 수 있다. 즉, CS 폴백을 사용하도록 설정되지 않은 UE는 리모트 UE로부터의 연결을 지원한다.
다른 방법으로, UE가 릴레이 UE, 즉, 리모트 UE로부터의 접속을 지원하도록 동작하는 경우, 상기 UE는 자신이 CS 폴백을 사용하도록 설정되었는지 검사하고, CS 폴백을 사용하도록 설정된 경우, 자신이 CS 폴백을 사용하도록 설정되어 있다고 리모트 UE에 알린다. 예를 들어, 릴레이 UE는 UE-to-네트워크 릴레이 디스커버리 선언 메시지 등의 메시지 내에 자신이 CS 폴백을 사용하도록 설정되었음을 리모트 UE에게 알릴 수 있다. 이를 바탕으로, 리모트 UE는 릴레이 UE를 선택할 때 어떤 릴레이 UE를 선택할지 참고할 수 있다. 예를 들어, 시간이 중요한(critical) 어플리케이션을 사용하는 리모트 UE는 CS 폴백이 설정된 릴레이 UE는 선택하지 않을 수도 있다. 추가적으로, 리모트 UE가 CS 폴백이 설정된 릴레이 UE를 이용할 수 있는지 여부가 리모트 UE에 설정될 수 있다.
또 다른 방법으로, 릴레이 UE는 음성 통화가 시작되어 CS 폴백을 수행해야 하는 경우, 이와 관련된 정보를 리모트 UE에게 알릴 수 있다. 릴레이 UE가 CS 폴백을 시작했음을 인지하게 되면, 리모트 UE는 다른 릴레이 UE를 선택하거나, 혹은 직접 모드로 천이함으로써 서비스 중단(interruption)이 발생하는 것을 회피할 수 있다. 릴레이 UE는 자신이 CS 폴백과 관련된 동작을 시작하면, 이를 리모트 UE에게 알리고, 또한 측정(measurement) 관련 설정정보 또는 SIB를 리모트 UE에게 전달한다. 리모트 UE는 상기 측정 관련 설정 정보 또는 SIB를 바탕으로 측정을 수행한다. 네트워크는 상기 리모트 UE의 측정 결과를 바탕으로, 상기 리모트 UE를 재빠르게 다른 셀로 이동시키고 직접 모드로 천이시킴으로써, 서비스 중단을 최소화한다.
혹은, 릴레이 UE가 CS 폴백을 시작했다는 지시를 받으면, 리모트 UE는 즉시 상기 릴레이 UE와의 연결을 끊고, 직접 모드로 천이하여, 네트워크와의 접속을 수행하거나, 혹은 다른 릴레이 UE를 선택할 수 있다. 이 과정에서, 서비스 중단을 최소화 하기 위해서, 상기 리모트 UE는 릴레이 UE가 직전에 연결되어 있던 셀을 선택할 수도 있다. 상기 리모트 UE가 릴레이 UE가 직전에 연결되어 있던 셀을 선택할 수 있도록 하기 위해서, 상기 릴레이 UE는 자신이 연결된 셀의 정보를 상기 리모트 UE에게 알려줄 수 있다. 또한, 추가적으로 리모트 UE의 컨텍스트를 처음부터 다시 생성하면 발생할 수 있는 지연을 줄이기 위해서, 리모트 UE가 간접 모드를 사용하고 있는 경우, 상기 릴레이 UE가 접속되어 있는 셀/eNB는 상기 리모트 UE에 관련된 컨텍스트도 생성하고, 상기 리모트 UE와 관련된 식별자를 상기 리모트 UE에게 전달할 수 있다. 릴레이 UE의 상황에 의해서, 더 이상 릴레이 UE를 사용할 수 없으면 리모트 UE는 직접 모드로 천이하게 되는데, 이 경우, 상기 리모트 UE는 자신이 간접 모드에서 eNB등으로부터 할당 받은 식별자를 이용하여, 상기 eNB/셀에 RRC 연결을 재설정하기 위해서 전송하는 메시지에 포함시켜 전송할 수 있다. 이를 바탕으로, eNB는 상기 메시지를 전송한 UE가 이전에 리모트 UE였음을 파악하고 빠르게 연결을 설정할 수 있다. eNB는 어떤 UE가 간접 모드에서 직접 모드로 바뀌거나, 혹은 직접 모드에서 간접 모드로 바뀌는 경우 이를 MME에게 알린다.
혹은 릴레이 UE는 음성 통화가 시작되어 CS 폴백이 시작되어야 하는 경우, 리모트 UE의 서비스 중단을 최소화 하기 위해서, 리모트 UE에게 직접 모드로 천이할 것을 명령하고, 상기 리모트 UE와의 연결이 끊어진 후에, CS 폴백 또는 음성 통화 셋업 과정을 시작할 수 있다. 이 과정에서, 리모트 UE의 직접 모드 천이를 무한정 기다릴 수는 없으므로, 릴레이 UE는 타이머를 사용하며 일정 시간 내에 상기 리모트 UE와의 연결이 끊어지지 않으면, 타이머가 만료되자마자 즉시 CS 폴백 동작을 시작할 수 있다.
한편, 리모트 UE가 간접 모드로 릴레이 UE에 접속되어 있는 상황에서, 어떠한 이유로 인하여, 상기 릴레이 UE에 의한 네트워크로의 접속이 제한된다면, 상기 리모트 UE에 의한 네트워크 접속도 제한을 받을 수도 있다. 그런데, 예를 들어, 단순 "keep alive" 같은 데이터가 리모트 UE에서 생성된 경우, 상기 "keep alive" 데이터가 빠르게 네트워크로 전달되지 않아도 상관없을 것이나, 헬스케어 모니터링가 같은 어플리케이션에서는 문제가 될 수도 있다. 따라서, 본 발명은 다음 방법을 추가로 제안한다.
도 15는 본 발명에 따른 리모트 UE의 통신 방법을 예시한 것이다.
리모트 UE는 네트워크로 전송할 데이터가 발생한 경우, 자신이 간접 모드로 릴레이 UE에게 연결되어 있으면, 상기 데이터를 릴레이 UE를 통해서 네트워크로 전달하려고 시도한다. 이 과정에서, 리모트 UE는 릴레이 UE에게 상기 데이터를 전송하기 전에, 상기 릴레이 UE의 네트워크 접속이 금지되어 있는지 여부를 검사할 수 있다. 상기 릴레이 UE는 주기적으로 자신의 네트워크 접속 가능 여부를 리모트 UE에게 알릴 수 있다.
또는, 릴레이 UE는 자신의 데이터 전송 또는 다른 리모트 UE의 데이터 전송을 위해서, 접속 제어 확인(check)을 수행하고, 이것이 차단(barring)되었을 경우, 차단되었다는 정보를 자신에게 연결된 리모트 UE에게 알릴 수 있다. 그리고 차단이 해제되었을 경우에는, 차단이 해제되었다고 리모트 UE에게 알릴 수 있다.
또는, 릴레이 UE는 자신에게 연결된 리모트 UE의 데이터를 네트워크에 전달하기 위해서 네트워크와 연결을 수행하는 도중에 상기 네트워크와의 연결 설정이 실패한 경우, 혹은 상기 네트워크로부터 연결 거절 메시지를 수신한 경우, 혹은 접속 차단(barring) 확인을 통과하지 못한 경우, 이를 상기 리모트 UE에게 알린다.
리모트 UE는 네트워크로의 연결이 거부되었거나 혹은 접속 제어로 인하여 네트워크 연결이 불가능하다는 정보를 릴레이 UE로부터 수신한 경우(S1510), 자신이 직접 모드로 변경(switch)하여 접속을 직접 수행할 수 있는지 검사한다. 이 경우, 리모트 UE는 간접 모드 변경 가능 여부를 검사하기 위해 다음을 따를 수 있다. UE가 간접 모드로 네트워크에 접속하는 것이 불가능할 경우에는 직접 모드로 변경하도록 이전 네트워크 설정을 통해서 설정된 경우, 그리고 상기 네트워크가 직접 모드로 변경이 허가된 서비스, 데이터 종류를 알려 왔고, 상기 UE가 전송하려는 데이터가 이에 해당하는 경우, 예를 들어, 상기 데이터가 긴급 통화(emergency call), 특정 QoS 혹은 우선순위에 해당하는 어플리케이션, 또는 특정 IP 패킷 또는 상기 특정 IP 패킷에 해당하는 필터인 경우, 리모트 UE는 간접 모드에서 직접 모드로 변경할 수 있다고 판단할 수 있다. 연결 모드 변경 가능 여부 검사 결과 자신이 직접 모드로 변경하는 것이 허가된 경우, 리모트 UE는 릴레이 UE와의 연결을 끊고(S1520), 직접 모드로 전환하여 네트워크로의 접속을 시도한다(S1530). 또는 간접 모드를 사용하고 있는 UE에서 응급 통화 등이 발생한 경우, 상기 UE는 즉시 간접 모드에서 직접 모드로 전화하여 통화 셋업을 시도한다(S1530).
* 예시 5)
UE가 적절하게 페이징을 수신하거나, 혹은 SIB를 수신하여 적절한 통신 환경을 구축할 수 있도록 하기 위해, 현재 모든 UE는 최소한 하나의 셀에 캠프 온하도록 되어 있다. 이는 UE가 자신이 가입한 PLMN을 찾지 못할 경우, 다른 사업자의 PLMN이라도 선택하게 하여, 응급 통화를 수행하거나, 혹은 재난 문자 등을 수신할 수 있도록 한다. 예를 들어, UE가 네트워크에 접속했을 때 상기 네트워크로부터 수신한 설정 정보를 SIM 카드에 저장한 후 전원이 꺼진 후에 다시 전원이 켜지면, 상기 UE는 상기 설정 정보에 따라 셀 탐색을 수행한다. 종래 기술에 의하면 UE는 네트워크와 연결이 끊기거나 전원이 켜지면 설정 정보가 지정한 순서의 RAT들에 따라 셀 탐색을 수행한다. 즉, UE가 여러 개 RAT들을 지원할 경우, 어떤 순서로 어떤 RAT를 이용하여 셀을 찾아야 할 것인지가 SIM 카드에 저장된다. LTE 서비스에 가입한 UE의 경우 LTE 셀, 즉, E-UTRA 셀을 먼저 탐색하도록 설정되며, 캠프 온할 E-UTRA 셀을 찾지 못하면 3G 셀, 즉, UTRA 셀을 탐색하도록 설정될 수 있다.
그런데, UE가 eNB와 직접 통신을 수행하게 되는 경우, 필연적으로 높은 전송 출력을 사용해야 하므로, 배터리 소모가 늘어나는 문제가 발생한다. 이러한 문제점을 해결하기 위해서, 간접 모드가 도입되는 것이며, 배터리가 작은 UE는 주변 UE의 도움을 받아서 eNB과 통신할 수 있게 된다. 따라서 배터리 절약의 측면에서는 간접 모드를 사용하는 UE은 eNB로부터 SIB를 포함한 모든 정보를 직접 수신하지 않는 것이 바람직하다. 그런데, UE들이 간접 모드를 무분별하게 사용할 경우, 다음과 같은 문제가 발생할 수 있다. 어떤 UE가 두 국가의 국경에 위치할 경우, 그리고 어떤 주파수에 대해서 상기 두 국가가 서로 다른 사업자에게 할당한 경우, 상기 UE가 무분별하게 간접 모드로 신호를 송신할 경우, 상기 UE가 가입되지 않은 국가의 사업자에게 영향을 주게 된다. 한편, 어떤 UE가 LTE를 이용한 통신뿐만 아니라, WCDMA를 이용한 통신도 수행할 수 있는 경우, 그리고 상기 UE가 가입한 사업자가 LTE 네트워크 및 WCDMA 네트워크 둘 다를 가지고 있는 경우, 상기 UE가 LTE를 이용하여 무분별하게 간접 모드를 사용하면 상기 사업자는 네트워크의 부하를 관리할 수가 없게 된다. 예를 들어, 사업자는 상황에 따라서 어떤 트래픽은 LTE로, 어떤 트래픽은 WCDMA로 전송하기를 원할 수 있는데 UE들이 간접 모드를 무분별하게 사용하게 되면 LTE 네트워크의 부하와 WCDMA 네트워크의 부하를 제대로 관리하기 어렵다. 따라서, 본 발명은 UE의 간접/직접 모드 사용을 제어하여 네트워크의 부하를 분산하고, 서로 다른 네트워크 사이에 발생할 수 있는 전파 간섭을 줄이고자 한다.
종래 기술에 의하면 UE가 간접 모드와 직접 모드를 모두 지원하더라도, 상기 UE는 자신이 지원하는 RAT들을 이용한 셀 탐색을 수행하여 캠프 온할 적절한 셀을 찾지 못한 경우에 한해 릴레이 UE를 탐색한다. 즉, UE는 자신이 지원하는 RAT(들)을 이용한 Uu 인터페이스의 수립을 먼저 시도한 후에 Uu 인터페이스에 실패하면 릴레이 UE와의 PC5 인터페이스의 수립을 시도한다. 그러나, REAR 동작이 도입됨에 따라 UE가 셀을 탐색하는 것보다 리모트 UE를 탐색하는 것이 유리한 경우가 발생할 수 있다. 예를 들어, 셀 반경이 큰 지역 내 IoT UE가 있는 경우, 사업자/네트워크는 상기 IoT UE의 전력 절약을 위해 상기 IoT UE가 간접 모드 동작을 시도하도록 시도할 수 있다. 혹은 스마트워치와 같이 배터리 용량이 적은 UE, 혹은 배터리 절약이 중요한 UE, 혹은 셀을 찾기 어려운 장소(예, 지하)에 위치한 UE의 경우에는 Uu 인터페이스 찾는 것보다 PC5 인터페이스를 먼저 찾는 게 유리할 수 있다. 따라서 본 발명은 PC5 인터페이스 탐색을 우선하여 RAT별 셀 탐색, 즉, Uu 인터페이스 탐색보다 먼저 수행하는 것을 허용할 것을 제안한다.
도 16 및 도 17은 본 발명에 따른 UE에 의한 네트워크와의 연결 과정을 예시한 것이다.
도 16을 참조하면, 직접 모드 및 간접 모드를 모두 지원하는 UE는 본 발명에 따라 다음과 같이 동작할 수 있다.
> S1610. UE는 E-UTRA 기술을 사용하여 자신이 지원 가능한 모든 대역들에서 자신이 가입한 사업자의 셀이 존재하는지 검사한다. 즉, E-UTRA를 지원하는 셀들 중에 캠프 온할 셀을 탐색(search)한다. 예를 들어, LTE 셀들, 즉, E-UTRA 셀들 중에서 캠프 온할 셀이 있는지 탐색한다. UE가 캠프 온할 E-UTRA 셀을 발견하면, 해당 셀에 캠프 온한다. 상기 셀이 간접 모드를 지원함을 알린 경우, 필요하면 간접 모드를 사용한다.
> S1620. S1610에서 UE가 셀을 발견하지 못하면, 상기 UE는 자신이 간접 모드를 사용할 수 있는지 검사한다. 만약 사용할 수 있다면, 주변에 릴레이 UE가 있는지 탐색한다. 릴레이 UE를 발견하고 상기 릴레이 UE가 자신이 가입한 사업자로의 연결을 지원함을 알릴 경우, 상기 릴레이 UE를 선택하고 간접 모드를 사용한다.
> S1630. S1620의 결과, 릴레이 UE를 발견하지 못한 경우, UE는 자신이 다른 RAT, 예를 들어, GSM 또는 UTRA를 지원할 경우, 상기 다른 RAT에서 캠프 온할 셀을 선택한다. 예를 들어, UTRA를 지원하는 UE는 UTRA 셀들 중에서 자신이 캠프 온할 셀이 있는지 탐색한다.
혹은, 도 17을 참조하면, 직접 모드 및 간접 모드를 모두 지원하는 UE는 다음과 같이 동작할 수 있다.
> S1710. UE는 E-UTRA 기술을 사용하여 자신이 지원 가능한 모든 대역에서 자신이 가입한 사업자의 셀이 존재하는지 검사한다. 즉, E-UTRA를 지원하는 셀들 중에 캠프 온할 셀을 탐색(search)한다. 예를 들어, LTE 셀들, 즉, E-UTRA 셀들 중에서 캠프 온할 셀이 있는지 탐색한다.
> S1720. E-UTRA 셀들 중에서 자신이 가입한 사업자의 E-UTRA 셀을 발견하지 못한 경우, 상기 UE는 자신이 다른 RAT, 예를 들어, GSM 또는 UTRA를 지원하면, 상기 다른 RAT에서 자신이 가입한 사업자의 셀들 중에서 캠프 온할 셀이 존재하는지 검사한다. 예를 들어, UTRA를 지원하는 UE는 UTRA 셀들 중에서 자신이 캠프 온할 셀이 있는지 탐색한다.
> S1730. S1720의 결과, 다른 RAT에서도 자신이 캠프 온할 셀이 없는 경우, 상기 UE는 자신이 간접 모드를 사용할 수 있는지 검사한다. 자신이 간접 모드를 사용할 수 있는 경우, 상기 UE는 E-UTRA를 이용하여 자신이 가입된 사업자로의 연결을 지원하는 릴레이 UE를 검색한다. 상기 UE는 자신이 가입된 사업자로의 연결을 지원하는 릴레이 UE가 발견한 경우, 상기 릴레이 UE로 연결을 시작한다.
도 16 및 도 17에 예시된 본 발명에 의하면 사업자/네트워크의 설정에 따라 셀 탐색에 우선하여 릴레이 UE 탐색이 먼저 수행될 수 있다. 다시 말해, UE가 지원하는 RAT들에 대한 셀 탐색이 완료되기 전이라고 하더라도 PC5 인터페이스의 수립을 먼저 시도할 수 있다. 본 발명에 의하면 UE가 셀 탐색에 소모하는 불필요한 전력 낭비를 줄일 수 있다. UE가 결국 PC5 인터페이스를 사용하게 될 것이라면 굳이 Uu 인터페이스 검색을 통해서 셀 탐색을 수행함으로서 발생하는 전력 소모를 줄일 수 있기 때문이다.
그런데, 어떤 경우에는, UE가 자신이 가입한 사업자에 해당하는 E-UTRA 셀은 찾지 못한 상황에서 [메모에 대한 설명: 여기서 상황은 2개로 나눌수가 있는데요, 1]리모트가 위치한 지역에 실제 LTE cell이 존재 2) 리모트가 위치한 지역에 실제 LTE cell이 존재 하지 않음. 1)의 경우, 단말은 어쨌든 LTE cell을 찾고, 그 cell에서의 SIB를 읽은 후, 그 SIB가 지시하는 PC5정보를 이용하여, relay에 접속하여야 합니다 2)의 경우에는,단말은 PC5 설정 정보를 전송하는 SIB 및 셀을 찾을 수 없으므로, 사전에 자신이 획득한 정보(예를 들어 sim에 저장된) 를 이용하여 PC5동작을 해야 합니다. 이런 2)와 같은 경우, 단말이 무분별하게 저장된 정보를 이용하여 PC5동작을 해야할지, 아니면 우선 WCDMA/GSM 셀을 검색하고, 그마저 없을 경우, PC5동작을 해야할지가 관심 대상입니다. 그리고 본 발명은 어느 동작을 먼저할지 configure하자는 주장입니다. 주변에 자신이 가입한 사업자에 해당하는 E-UTRA 셀로의 연결을 지원하는 릴레이 UE가 있고 동시에 자신이 가입한 사업자에 해당하는 GSM 셀 또는 UTRA(즉, WCDMA) 셀이 존재할 수 있다. 이 경우, 사전에 사업자가 상기 UE에게 설정을 통해 우선 순위를 정해줄 수 있다. 다시 말해, 본 발명에 의하면 사업자/네트워크는 네트워크와의 연결을 시도할 때 탐색해야 할 대상들의 우선 순위를 설정할 때 RAT들 간의 우선순위 뿐만 아니라 RAT(들)과 링크 타입, 즉, 인터페이스 타입 간의 우선순위도 설정해 줄 수 있다.
예를 들어, 사업자는 UE에게, GSM/WCDMA 셀보다 E-UTRA로의 간접 3GPP 연결(indirect 3GPP connection to E-UTRA)가 우선한다고 알려줄 수 있다. 이 경우, 상기 UE는 적절한 E-UTRA 셀을 찾지 못할 경우, GSM/WCDMA 셀의 탐색을 시도하기 전에 간접 연결을 지원해 줄 수 있는 릴레이 UE 탐색을 먼저 수행할 수 있다. 상기 UE가 릴레이 UE를 발견한 경우, WCDMA/GSM 셀 탐색은 생략된다.
다른 예로, 사업자는 UE에게, GSM/WCDMA 셀이 E-UTRA로의 간접 3GPP 연결보다 우선한다고 알려줄 수 있다. 이 경우, 상기 UE는 적절한 E-UTRA 셀을 찾지 못하면 GSM/WCDMA의 셀 탐색을 먼저 수행하고, GSM/WCDMA 탐색이 실패할 경우 간접 연결을 지원해 줄 수 있는 릴레이 UE 탐색을 수행할 수 있다.
또 다른 예로, 사업자는 간접 3GPP 연결을 지원하는 릴레이 UE의 품질 기준 값을 설정할 수도 있다. 이 경우, UE는 적절한 E-UTRA 셀을 찾지 못할 경우, 간접 연결을 지원할 수 있는 릴레이 UE 탐색을 수행하고, 릴레이 UE 후보로의 무선 품질을 측정한다. 그리고 릴레이 UE 후보의 무선 품질 값이 사업자가 알려준 기준 값보다 높으면 상기 릴레이 UE 후보와의 연결을 수행하고, 상기 기준 값을 만족시키는 릴레이 UE를 찾지 못하면 상기 UE는 WCDMA/GSM 셀 탐색 및 셀 선택을 시도할 수 있다.
본 발명에 의하면 네트워크/사업자의 설정에 따라 UE가 셀 탐색을 거치지 않고 바로 REAR 동작을 위한 릴레이 UE를 탐색할 수 있다.
UE별로 지원하는 RAT이 다를 수가 있다. 예를 들어, E-UTRA만을 지원하는 UE는 E-UTRAN 커버리지를 벗어난 경우 간접 3GPP 통신을 사용할 수 있다. E-UTRA에 더하여 다른 RAT(들)을 지원하는 UE는 E-UTRAN 커버리지를 벗어난 경우 간접 3GPP 통신을 사용할 수 있다. E-UTRA에 더하여 다른 RAT(들)을 지원하는 UE는 E-UTRAN 커버리지를 벗어났을 때 그리고 다른 RAT들 상에서 캠프 온할 어떠한 셀도 찾을 수 없을 때 간접 3GPP 통신을 사용할 수 있다.
한편, 리모트 UE가 릴레이 UE와 연결되는 경우, 리모트 UE의 접속은 릴레이 UE와 같아지도록 할 수 있다. 예를 들어, 릴레이 UE가 이미 RRC 연결 상태라면, 리모트 UE도 RRC 연결 상태라고 간주될 수 있다. 릴레이 UE의 접속이 허용되어 있다면, 리모트 UE의 접속도 허용되어 있고, 릴레이 UE의 접속이 제한되어 있다면, 리모트 UE의 접속도 제한되는 것으로 간주될 수 있다. 이 경우, UE에 따라서 접속의 불균형이 발생할 수도 있다. 즉, 직접 모드를 쓰는 UE는 매번 데이터를 전송하기 위해서 접속 확인(check)를 수행하고, 그 결과에 따라서 접속이 제한될 수 있는 반면 간접 모드를 사용하는 UE는 릴레이 UE의 접속 상태에 따라서 더 많은 접속 기회를 가질 수 있다. 특히 릴레이 UE가 항상 RRC 연결 모드에서 동작한다면, 간접 모드의 UE, 즉, 리모트 UE는 항상 데이터를 전송할 수 있게 된다. 이러한 불균형을 해결하기 위해서 본 발명은 다음 방법들을 제안한다.
UE가 간접 모드로 동작하고 싶은 경우, 우선 현재 위치한 셀에서 eNB 또는 네트워크와 RRC/NAS 연결을 수립하고, 이후 네트워크가 허가한 경우에만 간접 모드로 동작할 수 있다. 예를 들어, UE는 다음과 같이 네트워크와의 간접 연결을 시도할 수 있다. UE는 간접 모드로 동작하고 싶은 경우, 해당 셀에서 간접 모드가 허용되었는지 검사한다. eNB는 해당 셀의 SIB를 통해서 상기 해당 셀에서 간접 모드가 허용되었는지를 알릴 수 있다. 상기 UE는 상기 SIB를 수신한 후, 간접 모드가 허용되었을 경우에만 간접 모드를 요청한다. 상기 UE가 간접 모드를 사용하기로 하고, 해당 셀에서 간접 모드가 허용되었을 경우, 상기 UE는 간접 모드 사용을 요청하기 위해서 eNB와 RRC 연결을 수립한다. 상기 eNB와 RRC 연결을 수립하는 과정에서 상기 UE는 자신이 간접 모드 사용을 하기 위해 접속을 시도하는 것임을 알릴 수 있다. 예를 들어, 상기 UE는 RRC 연결 요청 메시지에 원인(cause) 값을 이용하여 상기 UE가 간접 모드 사용을 원한다는 것을 네트워크/eNB에게 알릴 수 있다. 또는 UE는 자신이 간접 모드를 사용하고 싶다는 것을 NAS 메시지를 사용하여 전달할 수도 있다. 예를 들어, 어태치 요청 또는 TAU 요청 메시지를 통해서, UE는 자신이 간접 모드를 사용하고 싶다고 알릴 수 있다.
그런데, 어떤 UE가 간접 모드를 사용하고 있는 동안, 상기 UE가 위치한 셀에서 다른 UE들로 인하여 부하(load)가 많이 발생하면, 해당 셀은 부하를 관리하기 위해서, 자신에게 접속된 UE들 중에서 우선 순위가 떨어지는 UE와의 연결을 해제할 필요성이 있다. 그리고 이 경우, 해당 셀은 스마트와치처럼 IoT 기기가 대부분 간접 모드로 접속함을 감안하여, 간접 모드의 UE 먼저 접속을 해제시킬 것이다.이렇게 eNB이 연결을 끊기로 한 간접 모드의 UE는 우선 순위가 떨어질 수도 있다. 이런 UE가 RRC 연결이 끊어지자마자 다시, RRC 연결을 연결을 요청하거나, 다시 간접 모드를 요청하는 것은 문제가 될 수 있다. 따라서 이를 방지하기 위해서, 네트워크/eNB는 RRC 연결 거절 메시지, 혹은 RRC 연결 해제 메시지에, 간접 모드 연결이 얼마나 금지되는지를 나타내는 정보를 포함시켜 전달할 수 있다. 예를 들어, RRC 연결 거절 메시지 혹은 RRC 연결 해제 메시지 내에 "WaitTimeforIndirectMode" 필드가 포함될 수 있다. 다음 표는 RRC 연결 거절 메시지 혹은 RRC 연결 해제 메시지 내 포함되는 "WaitTimeforIndirectMode" 필드를 예시한 것이다.
WaitTimeforIndirectMode INTEGER (1..1800) OPTIONAL, -- Need ON
"WaitTimeforIndirectMode"는 UE가 얼마나 오랫동안 간접 모드를 사용/요청하는 것을 시도하지 않아야 하는지를 나타내는 데 사용될 수 있다.
간접 모드를 사용하다가 RRC 연결 해제 메시지를 수신한 UE는 상기 RRC 연결 해제 메시지에 WaitTimeforIndirectMode 정보가 포함된 경우, 해당 시간이 경과할 때까지, 새로운 RRC 연결 요청을 하지 않는다.
"WaitTimeforIndirectMode"는 RRC 연결 거절 메시지에도 포함될 수 있으며, RRC 연결 요청으로 간접 모드 사용을 알린 UE에 대해서, 네트워크는 직접적으로 얼마의 시간 동안 상기 요청을 금지하는지 알릴 수 있다.
도 18은 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 18을 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.
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 (12)

  1. 무선 통신 시스템에서 사용자기기(user equipment, UE)가 네트워크로 연결을 수립함에 있어서,
    제1 무선 접속 기술(radio access technology, RAT)과 제2 RAT 중 상기 UE의 설정 정보에 따라 상기 제1 RAT를 이용한 셀 탐색을 수행;
    상기 제1 RAT를 이용한 셀 탐색에 실패하면 상기 설정 정보에 따라 릴레이 UE 탐색을 수행; 및
    릴레이 UE를 발견하면 상기 릴레이 UE로 연결을 시작하는 것을 포함하는,
    연결 수립 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 RAT는 상기 네트워크로의 간접 연결을 지원하는,
    연결 수립 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 릴레이 UE 탐색에 실패하면, 상기 제2 RAT를 이용한 셀 탐색을 수행하는 것을 포함하는,
    연결 수립 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 설정 정보는 간접 연결이 상기 제2 RAT보다 우선한다는 정보를 포함하는,
    연결 수립 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1 RAT는 E-UTRA이고, 상기 제2 RAT는 GSM 혹은 UTRA인,
    연결 수립 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 설정 정보를 수신하는 것을 더 포함하는,
    연결 수립 방법.
  7. 무선 통신 시스템에서 사용자기기(user equipment, UE)가 네트워크로 연결을 수립함에 있어서,
    무선 주파수(radio frequency, RF) 유닛, 및
    상기 RF 유닛을 제어하도록 구성된 프로세서를 포함하되, 상기 프로세서는;
    제1 무선 접속 기술(radio access technology, RAT)과 제2 RAT 중 상기 UE의 설정 정보에 따라 상기 제1 RAT를 이용한 셀 탐색을 수행;
    상기 제1 RAT를 이용한 셀 탐색에 실패하면 상기 설정 정보에 따라 릴레이 UE 탐색을 수행;
    릴레이 UE를 발견하면 상기 릴레이 UE로 연결을 시작하도록 구성된,
    사용자기기.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제1 RAT는 상기 네트워크로의 간접 연결을 지원하는,
    사용자기기.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 릴레이 UE 탐색에 실패하면, 상기 제2 RAT를 이용한 셀 탐색을 수행하는 것을 포함하는,
    사용자기기.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 설정 정보는 간접 연결이 상기 제2 RAT보다 우선한다는 정보를 포함하는,
    사용자기기.
  11. 제7항에 있어서,
    상기 제1 RAT는 E-UTRA이고, 상기 제2 RAT는 GSM 혹은 UTRA인,
    사용자기기.
  12. 제7항에 있어서,
    상기 설정 정보를 수신하도록 상기 RF 유닛을 제어하도록 구성된,
    사용자기기.
PCT/KR2017/010932 2016-10-05 2017-09-29 네트워크로의 연결 방법 및 사용자기기 WO2018066919A1 (ko)

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US62/409,854 2016-10-18
US201662410816P 2016-10-20 2016-10-20
US62/410,816 2016-10-20
US201662412853P 2016-10-26 2016-10-26
US62/412,853 2016-10-26
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