WO2018079947A1 - 무선 통신 시스템에서 ue 이동성을 지원하기 위한 방법 및 이를 위한 장치 - Google Patents

무선 통신 시스템에서 ue 이동성을 지원하기 위한 방법 및 이를 위한 장치 Download PDF

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WO2018079947A1
WO2018079947A1 PCT/KR2017/002170 KR2017002170W WO2018079947A1 WO 2018079947 A1 WO2018079947 A1 WO 2018079947A1 KR 2017002170 W KR2017002170 W KR 2017002170W WO 2018079947 A1 WO2018079947 A1 WO 2018079947A1
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tunneling model
tunneling
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PCT/KR2017/002170
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김동수
류진숙
윤명준
김태훈
김현숙
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엘지전자(주)
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    • H04W36/302—Reselection being triggered by specific parameters by measured or perceived connection quality data due to low signal strength

Definitions

  • the present invention relates to a wireless communication system, and more particularly, to a method for supporting mobility of a user equipment (UE) and a device for supporting the same.
  • UE user equipment
  • Mobile communication systems have been developed to provide voice services while ensuring user activity.
  • the mobile communication system has expanded not only voice but also data service.As a result of the explosive increase in traffic, a shortage of resources and users are demanding higher speed services, a more advanced mobile communication system is required. have.
  • An object of the present invention is to propose a method for supporting mobility (eg, handover, etc.) of a UE in a wireless communication system.
  • an object of the present invention is to propose a method for supporting mobility of a UE in consideration of the tunneling model being used by the UE when the capacity for the tunneling model that can be supported for each access node is different.
  • An aspect of the present invention provides a method for a source access node to support mobility of a user equipment (UE) in a wireless communication system, the measurement report of the capability information for the tunneling model of the neighboring access node (measurement report) Transmitting a measurement configuration instructing the UE to include in the UE, receiving capability information of a tunneling model of the neighboring access node from the UE, and receiving a measurement report from the UE; And determining a target access node for handing over by the UE based on a measurement report.
  • UE user equipment
  • a source access node for supporting mobility of a user equipment (UE) in a wireless communication system, comprising: a communication module for transmitting and receiving a signal and a processor controlling the communication module And the processor sends a measurement configuration instructing the UE to include capability information about a tunneling model of a neighboring access node in a measurement report, and transmits a measurement configuration from the UE to the neighboring access node.
  • Receive a measurement report (capability information) for the capability information (capability) for the tunneling model of may be configured to determine a target access node for the UE to handover based on the measurement report (measurement report).
  • the capability information on the tunneling model of the neighboring access node may include a supportable tunneling model for each neighboring access node, a currently supported tunnel for each neighboring access node, and / or a neighbor for support of the tunneling model being used by the UE. It may include a list of access nodes.
  • the list of neighboring access nodes for support of the tunneling model being used by the UE includes only neighboring access nodes capable of supporting the tunneling model being used by the UE, or neighbor access capable of supporting the tunneling model being used by the UE.
  • a neighboring access node that includes all of the neighboring access nodes that cannot support the tunneling model being used but can support the tunneling model being used by the UE may be given a high priority.
  • SIB system information block
  • an access node having the highest signal strength among the access nodes capable of supporting the tunneling model of the UE based on capability information on the tunneling model of the neighboring access node may be determined as the target access node.
  • the access node with the highest signal strength may be determined as the target access node.
  • An access node having the highest signal strength among the access nodes capable of supporting may be determined as the target access node.
  • information about the priority may be received from a node of a core network, or the priority may be preset in the source access node.
  • the tunneling model may include a tunneling model for each Quality of Service (QoS) class, a tunneling model for each Packet Data Unit (PDU) session, and / or a tunneling model for each node level.
  • QoS Quality of Service
  • PDU Packet Data Unit
  • mobility of UEs between access nodes capable of supporting different tunneling models can be efficiently supported.
  • the tunneling model being used by the UE by inducing the mobility of the UE to the supportable access node by the tunneling model being used by the UE, signaling overhead such as newly establishing a tunnel according to the tunneling model being used by the UE is eliminated. Can be reduced.
  • FIG. 1 is a view briefly illustrating an EPS (Evolved Packet System) to which the present invention can be applied.
  • EPS Evolved Packet System
  • E-UTRAN evolved universal terrestrial radio access network
  • FIG. 3 illustrates the structure of an E-UTRAN and an EPC in a wireless communication system to which the present invention can be applied.
  • FIG. 4 shows a structure of a radio interface protocol between a terminal and an E-UTRAN in a wireless communication system to which the present invention can be applied.
  • FIG. 5 is a diagram exemplarily illustrating a structure of a physical channel in a wireless communication system to which the present invention can be applied.
  • FIG. 6 is a diagram for explaining a contention based random access procedure in a wireless communication system to which the present invention can be applied.
  • FIG. 7 illustrates an X2-based handover procedure without S-GW relocation in a wireless communication system to which the present invention can be applied.
  • FIG. 8 illustrates an X2-based handover procedure involving S-GW relocation in a wireless communication system to which the present invention can be applied.
  • FIG. 9 illustrates a handover (ie, intra-MME / S-GW HO) scenario in which MME and S-GW are not changed in a wireless communication system to which the present invention can be applied.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating a session management function in a wireless communication system to which the present invention is applied.
  • FIG. 11 illustrates a tunnel protocol for each QoS class in a wireless communication system to which the present invention can be applied.
  • FIG. 12 illustrates a node-level tunnel protocol in a wireless communication system to which the present invention can be applied.
  • FIG. 13 illustrates a node-level tunnel protocol for creating a tunnel for each destination in a wireless communication system to which the present invention can be applied.
  • FIG. 14 illustrates a scenario for a fixed wireless terminal and a mobile terminal in a wireless communication system to which the present invention can be applied.
  • FIG. 15 illustrates an attachment of a UE to a network by an AN node-level tunnel in a wireless communication system to which the present invention may be applied.
  • 16 is a diagram illustrating a mobility support method of a UE according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 17 illustrates a block diagram of a communication device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 18 illustrates a block diagram of a communication device according to an embodiment of the present invention.
  • a base station has a meaning as a terminal node of a network that directly communicates with a terminal.
  • the specific operation described as performed by the base station in this document may be performed by an upper node of the base station in some cases. That is, it is obvious that various operations performed for communication with a terminal in a network composed of a plurality of network nodes including a base station may be performed by the base station or other network nodes other than the base station.
  • a 'base station (BS)' may be replaced by terms such as a fixed station, a Node B, an evolved-NodeB (eNB), a base transceiver system (BTS), an access point (AP), and the like. .
  • a 'terminal' may be fixed or mobile, and may include a user equipment (UE), a mobile station (MS), a user terminal (UT), a mobile subscriber station (MSS), a subscriber station (SS), and an AMS ( Advanced Mobile Station (WT), Wireless Terminal (WT), Machine-Type Communication (MTC) Device, Machine-to-Machine (M2M) Device, Device-to-Device (D2D) Device, etc.
  • UE user equipment
  • MS mobile station
  • UT user terminal
  • MSS mobile subscriber station
  • SS subscriber station
  • AMS Advanced Mobile Station
  • WT Wireless Terminal
  • MTC Machine-Type Communication
  • M2M Machine-to-Machine
  • D2D Device-to-Device
  • downlink means communication from a base station to a terminal
  • uplink means communication from a terminal to a base station.
  • a transmitter may be part of a base station, and a receiver may be part of a terminal.
  • a transmitter may be part of a terminal and a receiver may be part of a base station.
  • 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
  • GSM global system for mobile communications
  • GPRS general packet radio service
  • EDGE enhanced data rates for GSM evolution
  • OFDMA may be implemented in a wireless technology such as IEEE 802.11 (Wi-Fi), IEEE 802.16 (WiMAX), IEEE 802-20, evolved UTRA (E-UTRA).
  • UTRA is part of a universal mobile telecommunications system (UMTS).
  • 3rd generation partnership project (3GPP) long term evolution (LTE) is a part of evolved UMTS (E-UMTS) using E-UTRA, and employs OFDMA in downlink and SC-FDMA in uplink.
  • LTE-A (advanced) is the evolution of 3GPP LTE.
  • Embodiments of the present invention may be supported by standard documents disclosed in at least one of the wireless access systems IEEE 802, 3GPP and 3GPP2. That is, steps or parts which are not described to clearly reveal the technical spirit of the present invention among the embodiments of the present invention may be supported by the above documents. In addition, all terms disclosed in the present document can be described by the above standard document.
  • UMTS Universal Mobile Telecommunications System
  • GSM Global System for Mobile Communication
  • Evolved Packet System A network system consisting of an Evolved Packet Core (EPC), which is a packet switched core network based on Internet Protocol (IP), and an access network such as LTE and UTRAN.
  • EPC Evolved Packet Core
  • IP Internet Protocol
  • UMTS is an evolutionary network.
  • NodeB base station of UMTS network. It is installed outdoors and its coverage is macro cell size.
  • eNodeB base station of EPS network. It is installed outdoors and its coverage is macro cell size.
  • a terminal may be referred to in terms of terminal, mobile equipment (ME), mobile station (MS), and the like.
  • the terminal may be a portable device such as a laptop, a mobile phone, a personal digital assistant (PDA), a smartphone, a multimedia device, or the like, or may be a non-portable device such as a personal computer (PC) or a vehicle-mounted device.
  • the term "terminal” or “terminal” in the MTC related content may refer to an MTC terminal.
  • IMS IP Multimedia Subsystem
  • IMSI International Mobile Subscriber Identity
  • PLMN Public Land Mobile Network
  • Non-Access Stratum A functional layer for transmitting and receiving signaling and traffic messages between a terminal and a core network in a UMTS and EPS protocol stack. The main function is to support the mobility of the terminal and to support the session management procedure for establishing and maintaining an IP connection between the terminal and the PDN GW.
  • FIG. 1 is a diagram briefly illustrating an EPS (Evolved Packet System) to which the present invention may be applied.
  • EPS Evolved Packet System
  • the network structure diagram of FIG. 1 briefly reconstructs a structure of an EPS (Evolved Packet System) including an Evolved Packet Core (EPC).
  • EPS Evolved Packet System
  • EPC Evolved Packet Core
  • EPC Evolved Packet Core
  • SAE System Architecture Evolution
  • SAE is a research project to determine network structure supporting mobility between various kinds of networks.
  • SAE aims to provide an optimized packet-based system, for example, supporting various radio access technologies on an IP basis and providing 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.
  • the EPC may include various components, and in FIG. 1, some of them correspond to a Serving Gateway (SGW) (or S-GW), PDN GW (Packet Data Network Gateway) (or PGW or P-GW), A mobility management entity (MME), a Serving General Packet Radio Service (GPRS) Supporting Node (SGSN), and an enhanced Packet Data Gateway (ePDG) are shown.
  • SGW Serving Gateway
  • PDN GW Packet Data Network Gateway
  • MME mobility management entity
  • GPRS General Packet Radio Service
  • SGSN Serving General Packet Radio Service
  • ePDG enhanced Packet Data Gateway
  • the 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 eNodeB 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.
  • 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.
  • untrusted networks such as 3GPP networks and non-3GPP networks (e.g., Interworking Wireless Local Area Networks (I-WLANs), trusted divisions such as Code Division Multiple Access (CDMA) networks or Wimax). It can serve as an anchor point for mobility management with the network.
  • I-WLANs Interworking Wireless Local Area Networks
  • CDMA Code Division Multiple Access
  • 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 for supporting access to a network connection, allocation of network resources, tracking, paging, roaming, handover, and the like.
  • the MME controls the control plane functions related to subscriber and session management.
  • the MME manages a number of eNodeBs 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 terminal having IP capability includes an IP service network provided by an operator (ie, an operator) via various elements in the EPC, based on 3GPP access as well as non-3GPP access.
  • an operator ie, an operator
  • 3GPP access based on 3GPP access as well as non-3GPP access.
  • IMS IMS
  • FIG. 1 illustrates various reference points (eg, S1-U, S1-MME, etc.).
  • a conceptual link defining two functions existing in different functional entities of E-UTRAN and EPC is defined as a reference point.
  • Table 1 below summarizes the reference points shown in FIG. 1.
  • various reference points may exist according to the network structure.
  • S2a and S2b correspond to non-3GPP interfaces.
  • S2a is a reference point that provides the user plane with relevant control and mobility resources between trusted non-3GPP access and 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.
  • E-UTRAN evolved universal terrestrial radio access network
  • the E-UTRAN system is an evolution from the existing UTRAN system and may be, for example, a 3GPP LTE / LTE-A system.
  • Communication networks are widely deployed to provide various communication services, such as voice (eg, Voice over Internet Protocol (VoIP)) over IMS and packet data.
  • voice eg, Voice over Internet Protocol (VoIP)
  • VoIP Voice over Internet Protocol
  • an E-UMTS network includes an E-UTRAN, an EPC, and one or more UEs.
  • the E-UTRAN consists of eNBs providing a control plane and a user plane protocol to the UE, and the eNBs are connected through an X2 interface.
  • X2 user plane interface (X2-U) is defined between eNBs.
  • the X2-U interface provides non guaranteed delivery of user plane packet data units (PDUs).
  • An X2 control plane interface (X2-CP) is defined between two neighboring eNBs.
  • X2-CP performs functions such as context transfer between eNBs, control of user plane tunnel between source eNB and target eNB, delivery of handover related messages, and uplink load management.
  • the eNB is connected to the terminal through a wireless interface and is connected to an evolved packet core (EPC) through the S1 interface.
  • EPC evolved packet core
  • the S1 user plane interface (S1-U) is defined between the eNB and the serving gateway (S-GW).
  • the S1 control plane interface (S1-MME) is defined between the eNB and the mobility management entity (MME).
  • the S1 interface performs an evolved packet system (EPS) bearer service management function, a non-access stratum (NAS) signaling transport function, network sharing, and MME load balancing function.
  • EPS evolved packet system
  • NAS non-access stratum
  • the S1 interface supports a many-to-many-relation between eNB and MME / S-GW.
  • MME provides NAS signaling security, access stratum (AS) security control, inter-CN inter-CN signaling to support mobility between 3GPP access networks, and performing and controlling paging retransmission.
  • EWS Earthquake and Tsunami Warning System
  • CMAS Commercial Mobile Alert System
  • FIG. 3 illustrates the structure of an E-UTRAN and an EPC in a wireless communication system to which the present invention can be applied.
  • an eNB may select a gateway (eg, MME), route to the gateway during radio resource control (RRC) activation, scheduling of a broadcast channel (BCH), and the like. Dynamic resource allocation to the UE in transmission, uplink and downlink, and may perform the function of mobility control connection in the LTE_ACTIVE state.
  • the gateway is responsible for paging initiation, LTE_IDLE state management, ciphering of the user plane, System Architecture Evolution (SAE) bearer control, and NAS signaling encryption. It can perform the functions of ciphering and integrity protection.
  • FIG. 4 shows a structure of a radio interface protocol between a terminal and an E-UTRAN in a wireless communication system to which the present invention can be applied.
  • FIG. 4 (a) shows the radio protocol structure for the control plane and FIG. 4 (b) shows the radio protocol structure for the user plane.
  • the layers of the air interface protocol between the terminal and the E-UTRAN are based on the lower three layers of the open system interconnection (OSI) standard model known in the art of communication systems. It may be divided into a first layer L1, a second layer L2, and a third layer L3.
  • the air interface protocol between the UE and the E-UTRAN consists of a physical layer, a data link layer, and a network layer horizontally, and vertically stacks a protocol stack for transmitting data information. (protocol stack) It is divided into a user plane and a control plane, which is a protocol stack for transmitting control signals.
  • the control plane refers to a path through which control messages used by the terminal and the network to manage a call are transmitted.
  • the user plane refers to a path through which data generated at an application layer, for example, voice data or Internet packet data, is transmitted.
  • an application layer for example, voice data or Internet packet data
  • a physical layer which is a first layer (L1), provides an information transfer service to a higher layer by using a physical channel.
  • the physical layer is connected to a medium access control (MAC) layer located at a higher level through a transport channel, and data is transmitted between the MAC layer and the physical layer through the transport channel.
  • Transport channels are classified according to how and with what characteristics data is transmitted over the air interface.
  • data is transmitted between different physical layers through a physical channel between a physical layer of a transmitter and a physical layer of a receiver.
  • the physical layer is modulated by an orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) scheme and utilizes time and frequency as radio resources.
  • OFDM orthogonal frequency division multiplexing
  • a physical downlink control channel is a resource allocation of a paging channel (PCH) and a downlink shared channel (DL-SCH) and uplink shared channel (UL-SCH) to the UE. : informs hybrid automatic repeat request (HARQ) information associated with an uplink shared channel (HARQ).
  • the PDCCH may carry an UL grant that informs the UE of resource allocation of uplink transmission.
  • the physical control format indicator channel (PCFICH) informs the UE of the number of OFDM symbols used for PDCCHs and is transmitted every subframe.
  • a physical HARQ indicator channel (PHICH) carries a HARQ acknowledgment (ACK) / non-acknowledge (NACK) signal in response to uplink transmission.
  • the physical uplink control channel (PUCCH) carries uplink control information such as HARQ ACK / NACK, downlink request and channel quality indicator (CQI) for downlink transmission.
  • a physical uplink shared channel (PUSCH) carries a UL-SCH.
  • the MAC layer of the second layer provides a service to a radio link control (RLC) layer, which is a higher layer, through a logical channel.
  • RLC radio link control
  • the MAC layer multiplexes / demultiplexes into a transport block provided as a physical channel on a transport channel of a MAC service data unit (SDU) belonging to the logical channel and mapping between the logical channel and the transport channel.
  • SDU MAC service data unit
  • the RLC layer of the second layer supports reliable data transmission. Functions of the RLC layer include concatenation, segmentation, and reassembly of RLC SDUs.
  • the RLC layer In order to guarantee the various quality of service (QoS) required by the radio bearer (RB), the RLC layer has a transparent mode (TM), an unacknowledged mode (UM) and an acknowledgment mode (AM). There are three modes of operation: acknowledge mode.
  • AM RLC provides error correction through an automatic repeat request (ARQ). Meanwhile, when the MAC layer performs an RLC function, the RLC layer may be included as a functional block of the MAC layer.
  • the packet data convergence protocol (PDCP) layer of the second layer (L2) performs user data transmission, header compression, and ciphering functions in the user plane.
  • Header compression is relatively large and large in order to allow efficient transmission of Internet protocol (IP) packets, such as IPv4 (internet protocol version 4) or IPv6 (internet protocol version 6), over a small bandwidth wireless interface. It means the function to reduce the IP packet header size that contains unnecessary control information.
  • IP Internet protocol
  • IPv4 Internet protocol version 4
  • IPv6 Internet protocol version 6
  • a radio resource control (RRC) layer located at the lowest part of the third layer L3 is defined only in the control plane.
  • the RRC layer serves to control radio resources between the terminal and the network.
  • the UE and the network exchange RRC messages with each other through the RRC layer.
  • the RRC layer controls the logical channel, transport channel and physical channel with respect to configuration, re-configuration and release of radio bearers.
  • the radio bearer means a logical path provided by the second layer (L2) for data transmission between the terminal and the network.
  • Establishing a radio bearer means defining characteristics of a radio protocol layer and a channel to provide a specific service, and setting each specific parameter and operation method.
  • the radio bearer may be further divided into two signaling radio bearers (SRBs) and data radio bearers (DRBs).
  • SRB is used as a path for transmitting RRC messages in the control plane
  • DRB is used as a path for transmitting user data in the user plane.
  • a non-access stratum (NAS) layer located above the RRC layer performs functions such as session management and mobility management.
  • NAS non-access stratum
  • One cell constituting the base station is set to one of the bandwidth, such as 1.25, 2.5, 5, 10, 20Mhz to provide a downlink or uplink transmission service to multiple terminals.
  • Different cells may be configured to provide different bandwidths.
  • a downlink transport channel for transmitting data from a network to a terminal includes a broadcast channel (BCH) for transmitting system information, a PCH for transmitting a paging message, and a DL-SCH for transmitting user traffic or control messages.
  • BCH broadcast channel
  • PCH for transmitting a paging message
  • DL-SCH for transmitting user traffic or control messages.
  • Traffic or control messages of the downlink multicast or broadcast service may be transmitted through the DL-SCH or may be transmitted through a separate downlink multicast channel (MCH).
  • an uplink transport channel for transmitting data from a terminal to a network includes a random access channel (RACH) for transmitting an initial control message, and an UL-SCH (uplink shared) for transmitting user traffic or a control message. channel).
  • RACH random access channel
  • UL-SCH uplink shared
  • the logical channel is on top of the transport channel and is mapped to the transport channel.
  • the logical channel may be divided into a control channel for transmitting control region information and a traffic channel for delivering user region information.
  • the control channel includes a broadcast control channel (BCCH), a paging control channel (PCCH), a common control channel (CCCH), a dedicated control channel (DCCH), multicast And a control channel (MCCH: multicast control channel).
  • Traffic channels include a dedicated traffic channel (DTCH) and a multicast traffic channel (MTCH).
  • PCCH is a downlink channel that carries paging information and is used when the network does not know the cell to which the UE belongs.
  • CCCH is used by a UE that does not have an RRC connection with the network.
  • the DCCH is a point-to-point bi-directional channel used by a terminal having an RRC connection for transferring dedicated control information between the UE and the network.
  • DTCH is a point-to-point channel dedicated to one terminal for transmitting user information that may exist in uplink and downlink.
  • MTCH is a point-to-multipoint downlink channel for carrying traffic data from the network to the UE.
  • the DCCH may be mapped to the UL-SCH
  • the DTCH may be mapped to the UL-SCH
  • the CCCH may be mapped to the UL-SCH.
  • the BCCH may be mapped with the BCH or DL-SCH
  • the PCCH may be mapped with the PCH
  • the DCCH may be mapped with the DL-SCH.
  • the DTCH may be mapped with the DL-SCH
  • the MCCH may be mapped with the MCH
  • the MTCH may be mapped with the MCH.
  • FIG. 5 is a diagram exemplarily illustrating a structure of a physical channel in a wireless communication system to which the present invention can be applied.
  • a physical channel transmits signaling and data through a radio resource including one or more subcarriers in a frequency domain and one or more symbols in a time domain.
  • One subframe having a length of 1.0 ms is composed of a plurality of symbols.
  • the specific symbol (s) of the subframe eg, the first symbol of the subframe
  • the PDCCH carries information about dynamically allocated resources (eg, a resource block, a modulation and coding scheme (MCS), etc.).
  • MCS modulation and coding scheme
  • the UE performs an RRC connection re-establishment procedure. Cases are performed.
  • a contention-based random access procedure in which the UE randomly selects and uses one preamble within a specific set And a non-contention based random access procedure using a random access preamble allocated by a base station only to a specific terminal.
  • FIG. 6 is a diagram for explaining a contention based random access procedure in a wireless communication system to which the present invention can be applied.
  • the UE randomly selects one random access preamble (RACH preamble) from a set of random access preambles indicated through system information or a handover command, and A physical RACH (PRACH) resource capable of transmitting a random access preamble is selected and transmitted.
  • RACH preamble random access preamble
  • PRACH physical RACH
  • the base station receiving the random access preamble from the terminal decodes the preamble and obtains an RA-RNTI.
  • the RA-RNTI associated with the PRACH in which the random access preamble is transmitted is determined according to the time-frequency resource of the random access preamble transmitted by the corresponding UE.
  • the base station transmits a random access response addressed to the RA-RNTI obtained through the preamble on the first message to the terminal.
  • the random access response includes a random access preamble identifier (RA preamble index / identifier), an uplink grant (UL grant) indicating an uplink radio resource, a temporary cell identifier (TC-RNTI), and a time synchronization value ( TAC: time alignment commands) may be included.
  • the TAC is information indicating a time synchronization value that the base station sends to the terminal to maintain uplink time alignment.
  • the terminal updates the uplink transmission timing by using the time synchronization value. When the terminal updates the time synchronization, a time alignment timer is started or restarted.
  • the UL grant includes an uplink resource allocation and a transmit power command (TPC) used for transmission of a scheduling message (third message), which will be described later. TPC is used to determine the transmit power for the scheduled PUSCH.
  • TPC transmit power command
  • the base station After the UE transmits the random access preamble, the base station attempts to receive its random access response within the random access response window indicated by the system information or the handover command, and PRACH
  • the PDCCH masked by the RA-RNTI corresponding to the PDCCH is detected, and the PDSCH indicated by the detected PDCCH is received.
  • the random access response information may be transmitted in the form of a MAC packet data unit (MAC PDU), and the MAC PDU may be transmitted through a PDSCH.
  • MAC PDU MAC packet data unit
  • the monitoring stops the random access response.
  • the random access response message is not received until the random access response window ends, or if a valid random access response having the same random access preamble identifier as the random access preamble transmitted to the base station is not received, the random access response is received. Is considered to have failed, and then the UE may perform preamble retransmission.
  • the terminal When the terminal receives a valid random access response to the terminal, it processes each of the information included in the random access response. That is, the terminal applies the TAC, and stores the TC-RNTI. In addition, by using the UL grant, data stored in the buffer of the terminal or newly generated data is transmitted to the base station.
  • an RRC connection request generated in the RRC layer and delivered through the CCCH may be included in the third message and transmitted.
  • the RRC layer is generated in the RRC layer and CCCH.
  • the RRC connection reestablishment request delivered through the RRC connection reestablishment request may be included in the third message and transmitted. It may also include a NAS connection request message.
  • the third message should include the identifier of the terminal.
  • C-RNTI valid cell identifier allocated in the corresponding cell before the random access procedure
  • the UE If the UE transmits data corresponding to the UL grant, it starts a timer for contention resolution (contention resolution timer).
  • the base station When the base station receives the C-RNTI of the terminal through the third message from the terminal, the base station transmits a fourth message to the terminal using the received C-RNTI.
  • the unique identifier ie, S-TMSI or random number
  • the fourth message is transmitted using the TC-RNTI allocated to the terminal in the random access response.
  • the fourth message may include an RRC connection setup message.
  • the terminal After transmitting the data including its identifier through the UL grant included in the random access response, the terminal waits for an instruction of the base station to resolve the collision. That is, it attempts to receive a PDCCH to receive a specific message.
  • the third message transmitted in response to the UL grant is its C-RNTI
  • the identifier is a unique identifier (that is, In the case of S-TMSI or a random number, it attempts to receive the PDCCH using the TC-RNTI included in the random access response.
  • the terminal determines that the random access procedure has been normally performed, and terminates the random access procedure.
  • the terminal determines that the random access procedure has been normally performed, and terminates the random access procedure.
  • the terminal determines that the random access procedure is normally performed, and terminates the random access procedure.
  • the terminal acquires the C-RNTI through the fourth message, and then the terminal and the network transmit and receive a terminal-specific message using the C-RNTI.
  • the random access procedure is terminated by only transmitting the first message and transmitting the second message.
  • the terminal before the terminal transmits the random access preamble to the base station as the first message, the terminal is allocated a random access preamble from the base station, and transmits the allocated random access preamble to the base station as a first message, and sends a random access response from the base station.
  • the random access procedure is terminated by receiving.
  • the handover preparation and execution step is performed as specified in TS 36.300. If an emergency bearer service for the UE is in progress, handover to the target eNB is performed independently of the Handover Restriction List.
  • the MME checks at the execution stage whether the handover is for a restricted area as part of the tracking area update, and if so, the MME releases the non-emergency.
  • the source eNB instructs the target eNB (in the handover restriction list) the PLMN selected as the new serving PLMN.
  • the UE When the UE receives the handover command, the UE removes the EPS bearer that did not receive the corresponding EPS radio bearer in the target cell. As part of the handover execution, downlink and optionally uplink packets are forwarded from the source eNB to the target eNB. When the UE reaches the target eNB, downlink data delivered from the source eNB may be delivered to the target eNB. Uplink data from the UE can be delivered to the PDN GW via the (source) S-GW or optionally from the source eNB to the target eNB. Only the handover completion phase is affected by potential changes in the S-GW, and the handover preparation and execution phases are the same.
  • the MME receives an indication from the eNB that an X2 handover is in progress and a NAS procedure (eg, establish / modify / release a dedicated bearer, control location reporting, send NAS messages, etc.), then the MME sends an S-GW. Except in case of relocation, the same NAS procedure is retried when handover is considered complete or handover fails. If the timer for the NAS procedure expires, the failure is considered to be a failure.
  • a NAS procedure eg, establish / modify / release a dedicated bearer, control location reporting, send NAS messages, etc.
  • X2 handover includes S-GW relocation and the MME sends an indication of downlink NAS transport or downlink generic NAS transport message with an indication from the eNB that an X2 handover is in progress.
  • the MME Upon receiving a denial of NAS message delivery, the MME retransmits the message to the target eNB when the handover is complete, and retransmits it to the source eNB when the handover is considered failed as long as it is still the serving MME.
  • the MME sends an NAS message for the Circuit Switched (CS) Service Notification (CS Service Notification) or UE Context Modification Request message with a CS fallback indicator from the eNB with an indication that an X2 handover is in progress.
  • CS Circuit Switched
  • UE Context Modification Request message with a CS fallback indicator from the eNB with an indication that an X2 handover is in progress.
  • the MME retransmits the corresponding message to the target eNB when the handover is completed or to the source eNB when the handover is considered failed.
  • the MME rejects the EPS bearer request initiated by the PDN GW received since the handover procedure was initiated, and the request was made because the handover is in progress. Include an indication that it was temporarily rejected. The rejection is forwarded by the S-GW to the PDN GW with an indication that the request was temporarily rejected.
  • the PDN GW Upon receiving a denial of the procedure initiated by the EPS bearer (s) PDN GW with an indication that the handover procedure is temporarily denied, the PDN GW starts a locally set guard timer. The PDN GW retries a preset number of times when the guard timer expires, the handover is completed, or the message reception fails.
  • s EPS bearer
  • This procedure is used for the UE to handover from the source eNB to the target eNB using X2 when the MME does not change and the MME determines that the S-GW also does not change.
  • IP Internet Protocol
  • FIG. 7 illustrates an X2-based handover procedure without S-GW relocation in a wireless communication system to which the present invention can be applied.
  • the target eNeB sends a path switch request including a tracking area identity (TAI) + E-UTRAN cell global identity (ECGI) and a list of EPS bearers to be switched to inform that the UE has changed the cell. ) Sends a message to the MME. If the target cell is a closed subscriber group (CSG) cell, the target eNB includes the CSG ID of the target cell in the Path Switch Request message. If the target cell is in hybrid mode, the target eNB includes the CSG ID of the target cell in the Path Switch Request message and the CSG access mode set to "hybrid".
  • CSG closed subscriber group
  • the Path Switch Request message includes a CSG Membership Status information element (CSG Membership Status IE).
  • CSG Membership Status IE CSG Membership Status information element
  • the target eNB In case of SIPTO (Selected IP Traffic. Offload) in a local network having a stand-alone GW structure, the target eNB includes a local home network identifier (Local Home Network ID) of the target cell in a Path Switch Request message.
  • a local home network identifier Local Home Network ID
  • the MME determines that the S-GW can continue to service the UE.
  • the MME requests the S-GW for each PDN connection for each PDN connection that the primary bearer has accepted by the target eNB (Modify Bearer Request) (the eNB address for the downlink user plane for the accepted EPS bearer). (S) and a Tunnel Endpoint Identifier (TEID) and Idle State Signaling Reduction (ISR) message.
  • the PDN GW requests a change of location information
  • the MME also includes a User Location Information IE (IE) in this message if it differs from previously sent information. If the UE Time Zone changes, the MME includes the UE Time Zone IE in this message. If the serving network has changed, the MME includes a new Serving Network IE (IE) in this message.
  • IE User Location Information
  • the MME shall maintain the ISR.
  • the UE is informed about the ISR status in the tracking area update procedure.
  • the S-GW supports the Modify Access Bearers Request procedure, and the S-GW does not need to send signaling to the P-GW, the MME modifies the access bearer modification request per UE to optimize the signaling.
  • Access Bearers Request eNB address (s) and TEID, ISR activation for downlink user plane for the accepted EPS bearer
  • the MME includes the User CSG Information IE in this message if the user CSG information has changed.
  • the MME uses the list of EPS bearers to be switched received in step 1 to determine whether any dedicated EPS bearers in the UE context have not been accepted by the target eNB.
  • the MME releases an unaccepted dedicated bearer by triggering a bearer release procedure. If the S-GW receives a downlink packet for a bearer that has not been accepted, the S-GW drops the downlink packet and does not transmit downlink data notification to the MME.
  • the MME If the primary bearer of the PDN connection is not accepted by the target eNB, and there are multiple active PDN connections, the MME considers all bearers of that PDN connection to fail and triggers the MME request PDN disconnection procedure. Disconnect.
  • the MME performs a six-step operation.
  • LIPA Local IP Access
  • the S-GW receives the User Location Information IE and / or UE Time Zone IE and / or Serving Network IE and / or User CSG Information IE from the MME in step 2, the S-GW sends the associated PDN GW (s) to the associated PDN GW (s). For example, by sending a Modify Bearer Request message (S-GW address and TEID, user location information IE and / or UE time zone IE and / or serving network IE and / or user CSG information IE) per PDN connection. This information is then communicated to the PDN GW (s) for use in billing.
  • S-GW address and TEID user location information IE and / or UE time zone IE and / or serving network IE and / or user CSG information IE
  • the S-GW responds with a Modify Bearer Response message (S-GW address and TEID for uplink traffic) to the MME as a response to the Modify Bearer Request message, or the Modify Access Bearers Request.
  • S-GW address and TEID for uplink traffic respond with a Modify Access Bearers Response message (S-GW address and TEID for uplink traffic).
  • the S-GW When PMIP is used over the S5 / S8 interface, if the S-GW cannot service the MME request in the Modify Access Bearers Request message without S5 / S8 signaling or without the corresponding Gxc signaling, the S-GW shall determine that the MME has modified the S1. It responds to the MME with an indication that it is not restricted to the U bearer, and the MME repeats the request using a Modify Bearer Request message for each PDN connection.
  • the S-GW starts transmitting the downlink packet to the target eNB using the newly received address and TEID.
  • the Modify Bearer Response message is sent to the MME.
  • the S-GW sends one or more "end marker" packets in the previous path immediately after switching the path.
  • the MME confirms a Path Switch Request message with a Path Switch Request Ack message. If the UE aggregate maximum bit rate (AMBR) is changed, for example, if all EPS bearers associated with the same APN are rejected at the target eNB, the MME provides an updated value of the UE AMBR to the target eNB in the Path Switch Request Ack message. do.
  • AMBR UE aggregate maximum bit rate
  • the MME includes a valid CSG membership status in the Path Switch Request Ack message.
  • the MME sends a Path Switch Request Failure message to the target eNB. Send it.
  • the MME performs explicit detach of the UE as described in the detach procedure initiated by the MME.
  • the target eNB informs the source eNB of the handover success and triggers the release of the resource.
  • the UE initiates a tracking area update procedure when one of the predefined conditions is applied. If the IME is activated for the UE when the MME receives the tracking area update request, the MME maintains the ISR by indicating the ISR activation in the Tracking Area Update Accept message.
  • This procedure is used for the UE to handover from the source eNB to the target eNB using X2 when the MME does not change and the MME determines that the S-GW will be relocated.
  • the presence of an IP connection between the source S-GW and the source eNB, between the source S-GW and the target eNB, and between the target S-GW and the target eNB is assumed. If there is no IP connection between the target eNB and the source S-GW, the S1-based handover procedure is used instead.
  • FIG. 8 illustrates an X2-based handover procedure involving S-GW relocation in a wireless communication system to which the present invention can be applied.
  • the target eNB sends a Path Switch Request message including the ECGI of the target cell and the list of EPS bearers to be switched to the MME to inform the UE that the cell has changed.
  • the target cell is a CSG cell
  • the target eNB includes the CSG ID of the target cell in the Path Switch Request message.
  • the target eNB includes the CSG ID of the target cell in the Path Switch Request and the CSG Access Mode set to "hybrid".
  • the Path Switch Request message includes a CSG Membership Status IE.
  • the MME determines the CSG membership based on the CSG ID and the target PLMN id received from the target eNB. If one of the parameters is changed, the MME updates the user CSG information based on the CSG ID and the CSG Access Mode and the CSG membership received from the target eNB.
  • the target eNB includes a local home network identifier of the target cell in a path switch request message.
  • the MME determines that the S-GW has been relocated and selects a new S-GW according to the S-GW selection function.
  • the MME transmits a Create Session Request message for each PDN connection to the target S-GW for each PDN connection that the default bearer was accepted by the target eNB.
  • the Create Session Request message is a bearer context (s) with TEID (s) (for GTP-based S5 / S8) or GRE key (for PMIP-based S5 / S8) in the PDN GW (s) for uplink traffic. ), ENB address (es) and TEID (s) for user plane downlink for accepted EPS bearers, protocol type on S5 / S8, serving network, UE Time Zone.
  • the target S-GW assigns the S-GW address and TEID (s) for uplink traffic on the S1_U reference point (one TEID per bearer).
  • the protocol type on S5 / S8 is provided to the S-GW and is used via the S5 / S8 interface. If the PDN GW requests a change of location information, the MME includes a User Location Information IE in this message if it differs from previously sent information. If the PDN GW has requested the user CSG information of the UE (determined from the UE context), the MME includes the User CSG Information IE in this message if the user CSG information has changed.
  • the MME uses the EPS bearer list to be switched received in step 1 to determine whether any dedicated EPS bearer in the UE context has not been accepted by the target eNB.
  • the MME releases an unaccepted dedicated bearer by triggering a bearer release procedure via the target S-GW. If the S-GW receives a downlink packet for a bearer that has not been accepted, the S-GW drops the downlink packet and does not transmit downlink data notification to the MME.
  • the MME If the primary bearer of the PDN connection is not accepted by the target eNB, and there are multiple active PDN connections, the MME considers all bearers of that PDN connection to fail and the PDN connection requested by the MME via the source S-GW. The PDN is disconnected by triggering the disconnection procedure.
  • the MME performs the operation specified in step 5.
  • the target S-GW assigns an address and TEID (one per bearer) for downlink traffic from the PDN GW.
  • the S-GW assigns DL TEID on S5 / S8 even for bearers that are not accepted.
  • S-GW requests PDN GW (s) to modify Bearer Request per PDN connection (S-GW address (s) for user plane and TEID (s), serving network, PDN charging stop support indication (PDN Charging) Pause Support Indication)) message.
  • PDN Charging PDN charging stop support indication
  • the S-GW also includes a User Location Information IE and / or a UE Time Zone IE and / or a User CSG Information IE if present in step 2.
  • the PDN GW updates its context fields and modifies bearer responses (Charging Id, Mobile Station International ISDN Number, MSI PDN, PDN Charging Pause Enabled Indication, etc.) Send a message to the S-GW.
  • MSISDN is included if the PDN GW is stored in the UE context.
  • the PDN GW starts transmitting downlink packets to the target GW using the newly received address and TEID. These downlink packets will use the new downlink path to the target eNB via the target S-GW.
  • the S-GW assigns a TEID for the failed bearer and informs the MME.
  • the PDN GW sends one or more "end marker" packets on the previous path immediately after switching the path to assist the reordering function at the target eNB.
  • the source S-GW forwards the "end marker” packet to the source eNB.
  • the target S-GW sends a Create Session Response (S-GW address and uplink TEID for the user plane) message to the target MME.
  • the MME starts a timer for use in step 7.
  • the MME confirms the Path Switch Request message with a Path Switch Request Ack (S-GW address and uplink TEID (s) for the user plane) message. If the UE-AMBR is changed, for example, if all EPS bearers associated with the same APN are rejected at the target eNB, the MME provides an updated value of the UE AMBR to the target eNB in a Path Switch Request Ack message. The target eNB starts using the new S-GW address and TEID to carry the next uplink packet.
  • S-GW address and uplink TEID (s) for the user plane If the UE-AMBR is changed, for example, if all EPS bearers associated with the same APN are rejected at the target eNB, the MME provides an updated value of the UE AMBR to the target eNB in a Path Switch Request Ack message.
  • the target eNB starts using the new S-GW address and TEID to carry the next uplink packet.
  • the MME includes a valid CSG membership status in the Path Switch Request Ack message.
  • the MME indicates in the Path Switch Request Ack message which bearer failed to establish, and in the case of a dedicated bearer, bearers to release the core network resources of the failed dedicated EPS bearer. Initiate the release procedure.
  • the target eNB is informed that the bearer has not been established in the core network, it deletes the bearer context.
  • the MME sends a Path Switch Request Failure message to the target eNB. Send to.
  • the MME performs explicit detach of the UE according to the detach procedure initiated by the MME.
  • the target eNB informs the source eNB of the handover success and triggers the release of the resource.
  • the source MME releases the bearer in the source S-GW by sending a Delete Session Request message (cause, operation indication). If the operation indication flag is not set, it instructs the source S-GW that the source S-GW should not start the deletion procedure for the PDN GW. The source S-GW responds with a Delete Session Response message. If ISR was enabled prior to this procedure, by sending a Delete Bearer Request message to the previous CN node, the cause is that the source S-GW must delete the bearer resource on the other previous CN node. Instruct
  • the UE initiates a tracking area update procedure when one of the predefined conditions is applied.
  • Intra-E-UTRAN-access mobility support for the UE of ECM-CONNECTED handles all necessary procedures for:
  • a handover procedure a procedure for performing a final handover (HO) decision on the source network side (control and evaluation of UE and eNB measurements considering UE specific roaming and access restrictions), resource preparation on the target network side, UE Instructions to the new radio resource to the user and finally precede the resource release on the (old) source network side.
  • This procedure involves passing context data between the evolved nodes and updating node relationships on the C-plane and U-plane.
  • Dual Connectivity (DC) specific procedure final decision on specific configuration of SeNB (Secondary eNB) (control and evaluation of UE and network side measurements), preparation of each resource on SeNB's network side, second connection to UE Commands to the new radio resource configuration for the and procedures followed by resource release of the SeNB if applicable.
  • This procedure includes mechanisms for transferring UE and bearer context data between nodes involved and updating node relationships on C-plane and U-plane.
  • the UE measures the attributes of the serving cell and the neighbor cell to enable the following process:
  • the E-UTRAN relies on the UE to search for neighbor cells
  • At least a carrier frequency must be indicated for inter-frequency neighbor cell search and measurement
  • the E-UTRAN signals the reporting criteria for event triggers and periodic reporting
  • a neighbor cell list (NCL) is provided by the serving cell in RRC dedicated signaling to handle the specific case for intra- and inter-frequency neighbor cells.
  • This NCL includes cell specific measurement parameters (eg cell specific offset) for specific neighbor cells;
  • a black list can be provided to prevent the UE from measuring certain neighboring cells
  • the E-UTRAN For a UE measuring the discovery signal (ie, CRS and / or CSI-RS) of serving and neighboring cells, the E-UTRAN indicates the measurement configuration to the UE including the measurement timing configuration of the discovery signals.
  • the discovery signal ie, CRS and / or CSI-RS
  • Non-gap secondary measurement is a measurement in a cell that does not require a transmit / receive gap to perform the measurement.
  • Gap-assisted measurements are measurements in cells that require a transmit / receive gap to be able to make measurements.
  • the gap pattern (as opposed to the individual gaps) is constructed and activated by the RRC.
  • the intra E-UTRAN HO of the UE in RRC_CONNECTED state is a UE-assisted network-controlled HO with HO ready signaling in E-UTRAN:
  • a portion of the HO command originates from the target eNB and is transparently delivered by the source eNB to the UE;
  • the source eNB delivers all necessary information (e.g., E-UTRAN Radio Access Bearer (E-RAB) attribute and RRC context) to the target eNB:
  • E-RAB E-UTRAN Radio Access Bearer
  • the source eNB can provide the best cell list and optionally the cell measurement results in decreasing order of radio quality.
  • the source MeNB (master eNB) provides the target MeNB with a secondary cell group (SCG) configuration (in addition to the master cell group (MCG) configuration).
  • SCG secondary cell group
  • MCG master cell group
  • the source eNB and the UE both maintain some context (eg C-RNTI) to enable the return of the UE in case of HO failure;
  • some context eg C-RNTI
  • the UE accesses the target cell via a contention-free procedure using a dedicated random access channel (RACH) preamble or a RACH following a contention-based procedure if the dedicated RACH preamble is not available:
  • RACH dedicated random access channel
  • the UE uses the dedicated preamble (successfully or failing) until the handover procedure is completed.
  • the UE initiates radio link failure recovery using the appropriate cell
  • ROHC -Robust Header Compression
  • ROHC context may be maintained during handover within the same eNB.
  • the preparation and execution steps of the HO procedure are performed without EPC involvement.
  • the preparation message is exchanged directly between eNBs. Release of resources at the source side during the HO completion phase is triggered by the eNB.
  • a relay node RN
  • a Denor eNB DeNB
  • S1-based handover S1-based handover
  • X2 X2 message between the RN and the target eNB
  • the DeNB explicitly recognizes the UE connected to the RN due to the S1 proxy and X2 proxy functions.
  • FIG. 9 illustrates a handover (ie, intra-MME / S-GW HO) scenario in which MME and S-GW are not changed in a wireless communication system to which the present invention can be applied.
  • the UE context in the source eNB includes information regarding roaming and access restrictions provided at connection establishment or at the last tracking area (TA) update.
  • the source eNB configures the UE measurement procedure according to roaming and access restriction information (eg, available multi-frequency band information).
  • the measurements provided by the source eNB may support the ability to control the connectivity mobility of the UE.
  • a MEASUREMENT REPORT is triggered and sent to the eNB.
  • the source eNB decides to handover the UE based on the MEASUREMENT REPORT and Radio Resource Management (RRM) information.
  • RRM Radio Resource Management
  • the source eNB sends a HANDOVER REQUEST message to the target eNB, which carries the information necessary to prepare the HO on the target side (see UE X2 signaling context at the source eNB, UE S1 EPC signaling context reference, and target cell ID). ), KeNB *, RRC context including C-RNTI of UE at source eNB, AS configuration, E-RAB context of source cell, and physical layer ID of source cell + short MAC-I for possible RLF recovery Code for data Integrity).
  • the UE X2 / UE S1 signaling reference enables the target eNB to address the source eNB and the EPC.
  • the E-RAB context includes the required Radio Network Layer (RNL) and Transport Network Layer (TLN) addressing information and the QoS profile of the E-RAB.
  • Admission Control may be performed by the target eNB depending on the received E-RAB QoS information to increase the likelihood of successful HO, if the resource can be granted by the target eNB.
  • the target eNB configures the necessary resources according to the received E-RAB QoS information and reserves the C-RNTI and optionally the RACH preamble.
  • the AS-configuration used in the target cell can be specified independently (ie, "reconfiguration") or as a delta (ie, "reconfiguration”) compared to the AS-configuration used in the source cell.
  • the target eNB prepares a HO involving L1 / L2 and sends a HANDOVER REQUEST ACKNOWLEDGE to the source eNB.
  • the HANDOVER REQUEST ACKNOWLEDGE message includes a transparent container to be transmitted to the UE as an RRC message to perform handover.
  • the container may include the new C-RNTI, the target eNB security algorithm identifier for the selected security algorithm, and may include a dedicated RACH preamble and possibly other parameters (eg, access parameter, SIB, etc.).
  • the HANDOVER REQUEST ACKNOWLEDGE message may also include RNL / TNL information for the transport tunnel if necessary.
  • Steps 7 to 16 provide a way to prevent data loss during HO.
  • the target eNB generates an RRC message for performing handover, that is, an RRC Connection Reconfiguration message including mobility management information (mobilityControlInformation) to be transmitted to the UE by the source eNB.
  • the source eNB performs the necessary integrity protection and encryption of the message.
  • the UE receives an RRCConnectionReconfiguration message containing the necessary parameters (ie, new C-RNTI, target eNB security algorithm identifier, and optionally dedicated RACH preamble, target eNB SIB, etc.) and is instructed by the source eNB to perform the HO. .
  • the UE does not need to delay the handover execution to convey the HARQ / ARQ response to the source eNB.
  • the source eNB sends a SN STATUS TRANSFER message to the target eNB to convey the uplink PDCP SN receiver status and the downlink PDCP SN transmitter status of the E-RAB to which PDCP state preservation (ie, RLC AM) applies.
  • the uplink PDCP SN receiver state includes at least a PDCP SN of a first missing UL service data unit (UL SDU) and may include a bitmap of out of order reception states of UL SDUs that the UE needs to retransmit in the target cell. Can be.
  • the downlink PDCP SN transmitter status indicates the next PDCP SN to be allocated to new SDUs without the target eNB having a PDCP SN.
  • the source eNB may omit sending this message if none of the UE's E-RABs are treated as PDCP state preservation.
  • the UE after receiving the RRCConnectionReconfiguration message including mobilityControlInformation, performs synchronization with the target eNB, and if a dedicated RACH preamble is indicated in the mobilityControlInformation, then a contention-free procedure is followed or a contention is not specified.
  • the target cell is accessed through the RACH according to the base procedure.
  • the UE derives the target eNB specific key and configures the security algorithm selected to be used in the target cell.
  • the target eNB responds to uplink allocation and timing advance.
  • the UE If the UE successfully accesses the target cell, the UE sends an RRC Connection Reconfiguration Complete message (C-RNTI) to confirm the handover to indicate that the handover procedure for the UE has been completed. If possible, transmit with an uplink Buffer Status Report.
  • C-RNTI RRC Connection Reconfiguration Complete message
  • the target eNB verifies the C-RNTI transmitted in the RRCConnectionReconfigurationComplete message. The target eNB can now begin sending data to the UE.
  • the target eNB sends a PATH SWITCH REQUEST message to the MME to inform that the UE has changed the cell.
  • the MME sends a MODIFY BEARER REQUEST message to the S-GW.
  • the S-GW switches the downlink data path to the target side.
  • the S-GW may send one or more "end marker" packets to the source eNB on the previous path and release the U-plane / TNL resources directed to the source eNB.
  • the S-GW sends a MODIFY BEARER RESPONSE message to the MME.
  • the MME confirms a PATH SWITCH REQUEST message with a PATH SWITCH REQUEST ACKNOWLEDGE message.
  • the target eNB By sending a UE CONTEXT RELEASE message, the target eNB informs the source eNB of the success of the HO and triggers the release of resources by the source eNB. The target eNB sends this message after the PATH SWITCH REQUEST ACKNOWLEDG is received from the MME.
  • the source eNB may release radio and C-plane related resources associated with the UE context. Ongoing data transfer can continue.
  • the UE When an X2 handover including a HeNB (Home eNB) is used and the source HeNB is connected to the HeNB GW, the UE including an explicit GW context release indication to indicate that all resources associated with the UE context can be released by the HeNB.
  • a CONTEXT RELEASE REQUEST message is sent by the source HeNB.
  • a U-plane tunnel may be established between the source eNB and the target eNB during HO preparation. There is one tunnel established for uplink data forwarding and another tunnel for downlink data transmission for each E-RAB to which data transmission is applied. For a UE under an RN performing handover, a forwarding tunnel may be established between the RN and the target eNB via the DeNB.
  • User data may be transferred from the source eNB to the target eNB during HO execution. Delivery is service and deployment dependent and can be done according to implementation.
  • Delivery of downlink user data from the source eNB to the target eNB is performed in order as long as packets are not received at the source eNB from the EPC or the source eNB buffer is empty.
  • the target eNB sends a PATH SWITCH message to the MME to inform that the UE has gained access and the MME sends a MODIFY BEARER REQUEST message to the S-GW, and the U-plane path is sent from the source eNB to the target eNB by the S-GW. Switching.
  • the source eNB continues the delivery of U-plane data as long as packets are received at the source eNB from the S-GW or the source eNB buffer is not empty.
  • RLC-Acknowledged Mode (RLC-AM) bearers For RLC-Acknowledged Mode (RLC-AM) bearers:
  • PDCP sequence numbers are maintained on a bearer basis and the source eNB informs the target eNB about the next DL PDCP SN to allocate to a packet that does not yet have a PDCP sequence number (source eNB or S-). From GW).
  • the Hyper Frame Number is also maintained and the source eNB provides the target eNB with one reference HFN for the UL and one reference HFN for the DL (ie, the HFN and the corresponding SN).
  • a window-based mechanism is needed for replication detection.
  • the occurrence of redundancy over the air interface at the target eNB is minimized by PDCP SN based reporting at the target eNB by the UE.
  • reports are optionally configured on a bearer basis by the eNB, and the UE transmits these reports first when there are resources allocated at the target eNB.
  • the eNB determines for which bearer the report is sent and when the report is sent, and the UE does not wait for the report for the UE to resume uplink transmission.
  • the target eNB retransmits and prioritizes all downlink PDCP SDU (s) delivered by the source eNB, except for PDCP SDU (s) that have been confirmed to be received via the PDCP SN based on the report by the UE ( That is, the target eNB should transmit data with PDCP SN (s) before transmitting data from S1).
  • RLC-Unacknowledged Mode (RLC-UM) bearer applies to RLC-AM bearer. Data loss can occur.
  • PDCP SN and HFN are reset in the target eNB.
  • PDCP SDU (s) are not retransmitted within the target eNB.
  • the target eNB prioritizes all downlink PDCP SDU (s) delivered by the source eNB (ie, the target eNB must transmit data with PDCP SN (s) from X2 before transmitting data from S1). .
  • the UE PDCP entity does not attempt to retransmit any PDCP SDU in the target cell where transmission is completed in the source cell. Instead, the UE PDCP entity starts retransmitting other PDCP SDU (s).
  • Session management is responsible for setting up IP or non-IP traffic connections to the UE as well as user plane management for the connection.
  • PDU packet data unit
  • FIG. 10 is a diagram illustrating a session management function in a wireless communication system to which the present invention is applied.
  • PDU Connectivity Service is provided by a PDU session.
  • NextGen Next Generation systems support connectivity towards other types of data networks (e.g. Internet, IMS, enterprise / personal) and distinguish DNs by some kind of identifier. Needs to be. DNs are identified by DN name.
  • Each PDU session is associated with a PDU session type indicating which PDU type (s) are carried by the PDU session.
  • the PDU session type may be an Internet Protocol (IP) type, Ethernet, or non-IP type.
  • Packet screening ie the ability to check if the UE uses the correct IP address / prefix assigned to the UE;
  • Session management functionality is used to provide PDN connectivity services for different PDU types, including IP, Ethernet, and non-IP types.
  • Specific session management functionality is specific to the PDU type. For example, IP address allocation for IP-based PDU types.
  • IP address allocation for IP-based PDU types.
  • NextGen it is desirable that most of the functionality be common to all other PDU types. The following assumptions apply for the solution:
  • Session management procedures (e.g., for establishing a new PDU session and for modifying / terminating an established PDU session) are common to all PDU types. However, some of the information conveyed by session management signaling may be specific to the PDU (eg, an IP address for an IP based PDU type).
  • the solution does not require PDU specific user plane transport between the access network (AN) and the core network (CN).
  • a PDU session may be identified by one or more assigned IP address (s) / prefix (es) and DN identifier.
  • 10 shows the allocation of the session management function to the UE, AN and CN. 10 does not assume specific groupings for these functions within logical network functions / network entities. It can be assumed to be treated as part of the operation on the overall architecture.
  • 3GPP SA2 as a UP protocol model of next-generation session management, a tunneling scheme for each PDU session / Quality of Service (QoS) class / node level and a software defined networking (SDN) -based approach are proposed.
  • QoS Quality of Service
  • SDN software defined networking
  • the bearer eg, EPS bearer
  • the bearer may include a QoS Class Identifier (QCI) and an Allocation and Retention Priority (ARP) as basic QoS parameters.
  • QCI QoS Class Identifier
  • ARP Allocation and Retention Priority
  • QCI is a scalar that is used as a reference to access node-specific parameters that control bearer level packet forwarding treatment, and the scalar value is pre-configured by the network operator.
  • a scalar may be preset to any one of integer values 1-9.
  • ARP The main purpose of ARP is to determine if a bearer's establishment or modification request can be accepted or rejected if resources are limited.
  • ARP can be used to determine which bearer (s) to drop by the eNB in exceptional resource constraints (eg, handover, etc.).
  • the EPS bearer is classified into a guaranteed bit rate (GBR) type bearer and a non-guaranteed bit rate (non-GBR) type bearer according to the QCI resource type.
  • the default bearer may always be a non-GBR type bearer, and the dedicated bearer may be a GBR type or non-GBR type bearer.
  • GBR bearer has GBR and Maximum Bit Rate (MBR) as QoS parameters in addition to QCI and ARP.
  • MBR means that fixed resources are allocated to each bearer (bandwidth guarantee).
  • MBR MBR: Aggregated MBR
  • AMBR Aggregated MBR
  • the QoS of the EPS bearer is determined as above, the QoS of each bearer is determined for each interface. Since the bearer of each interface provides QoS of the EPS bearer for each interface, the EPS bearer, the RB, and the S1 bearer all have a one-to-one relationship.
  • FIG. 11 illustrates a tunnel protocol for each QoS class in a wireless communication system to which the present invention can be applied.
  • NF Network Function
  • NF Network Function
  • IP Internet Protocol
  • GPRS Tunnelling Protocol-User plane encapsulation
  • Receiving cenpoint may use an external IP header in combination with the encapsulation header field to determine the PDU session and QoS class of the packet.
  • a new tunnel parameter needs to be established for each QoS class.
  • IPv4 IP version 4
  • IP IP, Ethernet, non-IP
  • FIG. 12 illustrates a node-level tunnel protocol in a wireless communication system to which the present invention can be applied.
  • NF pairs there is one tunnel per PDU session between NF pairs (e.g., between the RAN node and the UP function in the CN, or between two UP functions in the CN). All QoS classes of a session share the same external IP header, but the encapsulation header can carry QoS marking.
  • Receiving cenpoint uses an identifier in the encapsulation header to determine which session the tunneled PDU belongs to, and may be used in combination with an external IP header.
  • FIG. 13 illustrates a node-level tunnel protocol for creating a tunnel for each destination in a wireless communication system to which the present invention can be applied.
  • the endpoint needs to use information in the end-user PDU (eg, UE IP address in case of IP type PDU) to identify the session.
  • AN access network
  • DNs data networks
  • PDU session traffic is identified based on the UE IP address. This requires that the UE IP address be unique within one DN to allow clear traffic identification.
  • a unique identifier is required for identifying a session at the UP function and the RAN node, which is generated for each PDU type. This identifier is located in the PDU header like the UE IP address in an IP type PDU.
  • An encapsulation header may or may not be necessary (eg to carry an identifier for QoS purposes).
  • a node / function may signal a tunnel endpoint address in order to deliver traffic to the node / function's correct IP address, for example due to load balancing. There is a need.
  • node-level tunnels apply to stationary UEs. Therefore, the operator can assure the assignment of non-duplicate IP addresses in one DN to UE (s) belonging to the same node-level tunnel through configuration.
  • FIG. 14 illustrates a scenario for a fixed wireless terminal and a mobile terminal in a wireless communication system to which the present invention can be applied.
  • This scenario is a CPE that provides a fixed network comparable bandwidth as an access service to a fixed wireless terminal (eg, an Internet or Things UE, or “last one mile”). (Customer-Premises Equipment) can be applied when connected to the network.
  • a fixed wireless terminal eg, an Internet or Things UE, or “last one mile”.
  • Customer-Premises Equipment can be applied when connected to the network.
  • Such fixed wireless terminals may require little movement or may not be allowed to move (eg, per subscriber).
  • a node-level tunnel may be used that is aggregated between the next generation access node and the UP function.
  • the CP-AU authorizes the UE type (e.g., fixed wireless UE type) and AN node level tunnel. Identifies whether this applies. If so, the CP determines the corresponding tunnel for the PDU session based on information such as DN name, tunnel termination information (eg, UP IP address) or AN node identifier provided by the AN.
  • UE type e.g., fixed wireless UE type
  • AN node level tunnel Identifies whether this applies. If so, the CP determines the corresponding tunnel for the PDU session based on information such as DN name, tunnel termination information (eg, UP IP address) or AN node identifier provided by the AN.
  • the AN node identifies traffic of the UE through tunnel information (eg, an external IP header) and the UE's IP address.
  • FIG. 15 illustrates an attachment of a UE to a network by an AN node-level tunnel in a wireless communication system to which the present invention may be applied.
  • User Data e.g., HSS, Subscriber Repository Function, etc.
  • HSS Home Subscriber System
  • Subscriber Repository Function e.g., Subscriber Repository Function
  • CP-AU is a function (or network entity) in the core network that interacts with User Data (or Subscriber Repository Function) for acquiring the authentication procedure and authentication data of the UE.
  • CP-SM is a function (or network entity) in the core network that is responsible for establishing, maintaining, and terminating on-demand PDU sessions for UEs in the NextGen system architecture.
  • the UE sends an attach request to the AN node.
  • the UE type is included in the signaling (similar to the RRC message) associated with the Attach Request.
  • the AN node recognizes the UE type and sends node-level tunnel selection assistance information (ie, tunnel end IP address and AN node identifier) together with the Attach Request to the CP-AU.
  • node-level tunnel selection assistance information ie, tunnel end IP address and AN node identifier
  • the CP-AU verifies the PDU type and the user subscription data, such as the UE type, to authenticate the UE.
  • the CP-AU sends a Create Session Request message to the CP-SM.
  • the CP-SM selects the UP function based on information such as a DN name and tunnel selection assistance information provided by the AN.
  • CP-SM assigns a UE IP address corresponding to the UP function.
  • the CP-SM asks the AN to set up resources for the session.
  • the CP-SM function sets up the user plane with the UP function. That is, it notifies the assigned UE IP address, and indicates a traffic handling policy for the tunnel and session used for the AN.
  • the CP-SM sends a Create Session Response to the CP-AU. This message contains the UE IP address.
  • the CP-AU sends an attach complete to the UE.
  • a node-level per-tunnel model (ie tunnel protocol) can be applied to services where fixed wireless terminals, such as IoT, are used.
  • the IoT UE may be a special UE that has little or no movement.
  • This node-level tunneling model can be easily used when multiple non-mobile UEs want to receive service from the same data network (DN).
  • DN data network
  • the AN may or may not support all three tunnel models. Accordingly, the following problem may occur.
  • a specific service i.e., a specific DN or APN (APN means PDN Identifier)
  • APN APN means PDN Identifier
  • the source access node cannot know which tunneling model the target access node supports.
  • the UE may not be currently provided with the tunneling service, so a situation in which another tunneling must be newly established may occur.
  • the present invention proposes a method for allowing a source access node to select an optimal target access node for a UE.
  • a UE mobility event eg, handover
  • information required by the source access node when the source access node selects the target access node is generated. Suggest a method of transmitting to the client (for example, through a measurement report).
  • the tunneling model refers to one or more of the above-described QoS class tunneling model, session-specific tunneling model, and node-level tunneling model.
  • 16 is a diagram illustrating a mobility support method of a UE according to an embodiment of the present invention.
  • a source access node eg, a source base station, etc. transmits measurement settings to a UE (S1601).
  • the measurement configuration may be transmitted when the UE starts receiving service from the source access node (eg, when the UE performs an attach procedure through the source access node or establishes a session using a specific tunnel).
  • the measurement configuration may include capability information about a tunneling model of a neighboring access node (for example, 'a tunneling model supported by a neighboring access node' and / or 'a tunnel currently supported by a neighboring access node' and / or ' A list of neighboring access nodes for support of the tunneling model that the UE is using 'may be included in the measurement report of the UE. That is, the measurement configuration may include capability information on the tunneling model of the neighboring access node as information to be included in the measurement report by the UE.
  • Information that the UE should include in the measurement report may be as follows.
  • the source access node may instruct the access report (i.e., the neighboring access node) around the UE to include in the measurement report information on which tunneling model can be supported. That is, the measurement configuration may include a tunneling model that can be supported by an access node (ie, a neighboring access node) around the UE as information to be included in the measurement report.
  • the access report i.e., the neighboring access node
  • the measurement configuration may include a tunneling model that can be supported by an access node (ie, a neighboring access node) around the UE as information to be included in the measurement report.
  • each access node may inform (periodically) of a list of tunneling models that can be supported by the system information block (SIB) (for example, broadcasting).
  • SIB system information block
  • the access node may inform the UE of information about the tunneling model that it can support in the form shown in Table 2 below.
  • Table 2 illustrates information on a tunneling model that an access node can support according to an embodiment of the present invention.
  • SIB may be set to 101 as a value for information on the tunneling model supported by the access node. It may be included in the transmission to the UE.
  • the UE may acquire information required by the source access node (that is, information on a tunneling model supported by the neighboring access node).
  • the source access node may require only support for a specific tunnel model or may request all information on supportable tunnel models.
  • the source access node may instruct the neighboring access node to send information including whether the neighboring access node can support the QoS level (class) tunneling model in the measurement report.
  • the UE may transmit '1' if it is possible to support tunneling for each QoS level (class) for each neighboring access node and '0' if it is not supported in the measurement report to the source access node.
  • the source access node may instruct to report the information on which tunnel is currently supported for each access node around the UE in the measurement report. That is, the measurement setup may include tunnels (and DNs) currently supported by access nodes (i.e., neighboring access nodes) around the UE as information that the UE will include in the measurement report.
  • the measurement setup may include tunnels (and DNs) currently supported by access nodes (i.e., neighboring access nodes) around the UE as information that the UE will include in the measurement report.
  • the UE may obtain information (ie, tunneling model and DN) about the tunnel currently owned (ie, established) by the access node through the SIB from the neighboring access node (ie, the neighboring access node).
  • information ie, tunneling model and DN
  • the access node may inform the UE of information on the tunnel currently supported by the access node in the form shown in Table 3 below.
  • Table 3 illustrates the information on the tunnels supported by the current access node according to an embodiment of the present invention.
  • the access node is currently connected to DN1 through a tunnel per QoS level (class), and also connected to DN2 through a tunnel per session level.
  • the source access node may instruct the UE to include in the measurement report a list of neighboring access nodes for support of the tunneling model being used. That is, the measurement configuration may include a list of neighboring access nodes for supporting the tunneling model that the UE is using as information that the UE will include in the measurement report.
  • the UE may obtain information on a tunneling model that can be supported through the SIB from the neighbor access node. And, the UE may select neighbor access nodes capable of supporting (or not supporting) the tunneling model that it is currently using. The list of the selected neighbor access nodes may be included in the measurement report and transmitted to the source access node.
  • the UE may deliver the above information to the source access node only when it is explicitly received from the source access node to deliver the above information (s).
  • the UE accesses a source access list of a tunneling model supported by the neighboring access node (see Table 2), a tunnel currently supported by the neighboring access node (see Table 3), or a list of neighboring access nodes for support of the tunneling model being used by the UE.
  • a source access list of a tunneling model supported by the neighboring access node see Table 2
  • a tunnel currently supported by the neighboring access node see Table 3
  • a list of neighboring access nodes for support of the tunneling model being used by the UE may be explicitly determined by the source access node.
  • the measurement setting may be interpreted as the same meaning as the measurement control in FIG. 9.
  • the source access node uses dedicated signaling (e.g., an RRC Connection Reconfiguration message or an RRC Connection Resume message) to determine the measurement settings applicable to the UE (e.g., a UE that is RRC_CONNECTED). Can provide.
  • dedicated signaling e.g., an RRC Connection Reconfiguration message or an RRC Connection Resume message
  • the type of information to be reported to the source AN by the UE may be changed by network operator policy or subscription information of the UE.
  • Measurement settings can include the following parameters:
  • Measurement objects Objects for which the UE should perform measurements.
  • the access node may establish a cell specific offset list, a list of 'blacklisted' cells, and a 'whitelisted' cell list. Blacklisted cells are not considered in event evaluation or measurement reporting.
  • the UTRA / GERAN / CDMA2000 / WLAN carrier frequency (or set) may correspond.
  • Reporting configurations list of reporting configurations.
  • Each reporting configuration can include:
  • Reporting criterion the criterion that triggers the UE to send a measurement report. This criterion may apply to periodic reporting or single event reporting.
  • Reporting format a value (eg, may include Reference Signals Received Power (RSRP), Reference Signals Received Quality (RSRQ), Received Signaling Strength Indicator (RSSR), etc.) to be included in the measurement report by the UE;
  • Related information for example, the number of cells to report
  • the report format may include capability information on the tunneling model of the neighboring access node so that the UE includes the measurement report and transmits the measurement report.
  • the capability information on the tunneling model of the neighboring access node may include the above-described 'tunneling model that can be supported by the neighbor access node' and / or 'the tunnel that the neighboring access node is currently supporting'.
  • the UE may include a tunneling model and / or currently supported tunnel information for each neighboring access node in the measurement report and transmit it to the source access node.
  • the report format may include a list of neighboring access nodes for support of the tunneling model that the UE is using to transmit to the UE for inclusion in the measurement report.
  • the UE receives the supportable tunneling model and / or the currently supported tunnel information from each neighboring access node through the SIB, and selects the neighboring access nodes capable of (or not supporting) the tunneling model that the UE is using. can do.
  • the list of the selected neighbor access nodes ie, the list of neighbor access nodes for supporting the tunneling model being used by the UE
  • the list of neighboring access nodes for supporting the tunneling model being used by the UE may include only neighboring access nodes capable of supporting the tunneling model being used by the UE.
  • the list of neighboring access nodes for supporting the tunneling model being used by the UE includes both neighboring access nodes capable of supporting the tunneling model being used by the UE and neighboring access nodes that are unable to support the tunneling model being used by the UE. Whether to support each neighbor access node may be indicated together.
  • the list of neighboring access nodes for supporting the tunneling model being used by the UE includes both a neighboring access node capable of supporting the tunneling model being used by the UE and a neighboring access node which is unable to support the tunneling model being used by the UE.
  • a high priority may be given to neighboring access nodes capable of supporting the tunneling model being used.
  • Measurement identities list of measurement identifier (s).
  • one measurement setting is applied to each measurement identifier and may be linked to one measurement object.
  • one or more measurement objects may be linked to the same report setting, and one or more report settings may also be linked to the same measurement object.
  • the measurement identifier is used as a reference number in the measurement report.
  • Quantity configuration One quantity configuration may be set for each RAT type.
  • the quantity configuration may define the measurement quantity and associated filtering used for the associated reporting of all event evaluations and measurement types.
  • One filter may be set for each measurement quantity.
  • Measurement gaps periods available to the UE to perform measurements (i.e., (uplink, downlink) transmissions are not scheduled)
  • the access node can set one measurement object for a given frequency. That is, two or more measurement objects for the same frequency to which different associated parameters (eg, different offsets and / or blacklists, etc.) are applied may not be set. An access node may set multiple instances of the same event (eg, by setting two reporting settings with different thresholds).
  • the UE may maintain one measurement target list, one report configuration list, and one measurement identifier (s) list.
  • the measurement target list may include measurement target (s) specified by RAT type (also intra-frequency target (s) (eg, object (s) corresponding to serving frequency (s)), inter-frequency Subject (s), inter-RAT subject (s)).
  • the measurement object may be linked to the report setting of the same RAT type. Some reporting settings may not be linked to the measurement object. Similarly, some measurement objects may not be linked to the reporting settings.
  • the UE transmits the measurement report to the source access node (S1602).
  • the UE may perform capability information on the tunneling model of the neighboring access node indicated by the source access node in step S1601 (for example, 'a tunneling model that can be supported by the neighboring access node' and / or 'neighbor access node'). Is currently supporting tunnel 'and / or' a list of neighboring access nodes for support of the tunneling model that the UE is using ') may be included in the measurement report and sent to the source access node.
  • the tunneling model of the neighboring access node indicated by the source access node in step S1601 for example, 'a tunneling model that can be supported by the neighboring access node' and / or 'neighbor access node'. Is currently supporting tunnel 'and / or' a list of neighboring access nodes for support of the tunneling model that the UE is using ') may be included in the measurement report and sent to the source access node.
  • the UE may forward capability information for the tunneling model of the neighboring access node to the source access node by including it in the periodic measurement report.
  • the UE may send a measurement report to the source access node if the signal strength of the source access node (eg RSRP, RSRQ, RSSI, etc.) is less than a predetermined threshold value, In this case, the UE may include capability information of the tunneling model of the neighboring access node in the measurement report.
  • the signal strength of the source access node eg RSRP, RSRQ, RSSI, etc.
  • the signal strength of the source access node eg, RSRP, RSRQ, RSSI, etc.
  • the signal strength of the neighboring access node eg, RSRP, RSRQ, RSSI, etc.
  • the UE can send a measurement report to the source access node, where it can include capability information for the tunneling model of the neighboring access node in the measurement report.
  • the source access node determines a target access node for the UE to handover based on the measurement report (S1603).
  • the source access node may perform one of the following operations based on the measurement report received from the UE (ie, including capability information on the tunneling model of the neighboring access node).
  • the determination of the operation below may be based on the number of sessions and the type of tunnel that the UE currently has (ie, established).
  • the source access node selects the access node having the highest signal strength as the target access node among the access nodes capable of supporting the UE based on the measurement report received from the UE and capability information on the tunneling model of the neighboring access node included therein. Can be.
  • the source access node may select, as a target access node, an access node having the highest signal strength among access nodes capable of supporting tunneling model A and / or access nodes supporting tunnels of tunneling model A.
  • the source access node may determine the target access node based on signal strength as well as other information received through a control plane from a node of the core network (for example, load status information of a neighboring access node). have.
  • the UE also has a session using another tunneling model in addition to the session using tunneling model A (e.g., the UE is connected to DN 1 through the tunnel of the node-level tunneling model, and also the session level tunneling model). Connected to DN 2 via a tunnel of)
  • the source access node may select the target access node as follows based on capability information on the measurement report received from the UE and the tunneling model of the neighboring access node included therein.
  • the source access node supports all the tunneling models currently used by the UE among the access nodes included in the capability information about the tunneling model of the neighboring access node transmitted by the UE, while targeting the access node having the highest signal strength. Can be determined as a node.
  • the source access node may preferentially select an access node supporting a tunneling model having a higher priority among tunneling models currently used by the UE. That is, the neighbor access node having the highest signal strength among the neighboring access nodes supporting the tunneling model having the highest priority may be determined as the target access node.
  • the source access node may receive and know the priority of the tunneling model from the node of the core network through the control plane, or may be preset in the source access node.
  • the source access node may be pre-configured with information about a tunneling model that the neighboring access node can support.
  • the source access node may not instruct the measurement configuration to include capability information on the tunneling model of the neighboring access node in the measurement report of the UE. Also, in step S1602, the UE may not include capability information on the tunneling model of the neighboring access node in the measurement report.
  • the source access node may determine the target access node in consideration of the measurement report of the UE and the tunneling model currently being used by the UE. have.
  • the source access node supports the tunneling model currently being used by the UE among target access node candidates (ie, neighboring access nodes whose signal strength is above a certain threshold) and may determine an access node having the highest signal strength as the target access node.
  • target access node candidates ie, neighboring access nodes whose signal strength is above a certain threshold
  • the UE also has a session using another tunneling model in addition to the session using tunneling model A (e.g., the UE is connected to DN 1 through the tunnel of the node-level tunneling model, and also the session level tunneling model). Connected to DN 2 via a tunnel of)
  • the source access node performs the following operation.
  • the source access node supports all of the tunneling models currently in use by the UE among the target access node candidates (i.e., neighboring access nodes whose signal strength is above a certain threshold) and may determine an access node having the highest signal strength as the target access node. have.
  • the source access node may preferentially select an access node supporting a tunneling model having a higher priority among tunneling models currently used by the UE. That is, the neighboring access node having the highest signal strength among the neighboring access nodes supporting the tunneling model having the highest priority may be determined as the target access node.
  • the source access node may receive and know the priority of the tunneling model from the node of the core network through the control plane, or may be preset in the source access node.
  • the process after the source access node determines the handover of the UE and the UE determines the target access node to be handed over may be performed in the same manner as in step 4 of FIG. 9.
  • FIG. 17 illustrates a block diagram of a communication device according to an embodiment of the present invention.
  • a wireless communication system includes a network node 1710 and a plurality of terminals (UEs) 1720.
  • UEs terminals
  • the network node 1710 includes a processor 1711, a memory 1712, and a communication module 1713.
  • the processor 1711 implements the functions, processes, and / or methods proposed in FIGS. 1 to 16. Layers of the wired / wireless interface protocol may be implemented by the processor 1711.
  • the memory 1712 is connected to the processor 1711 and stores various information for driving the processor 1711.
  • the communication module 1713 is connected to the processor 1711 and transmits and / or receives a wired / wireless signal.
  • an access node, a base station, a CP-AU, a CP-SM, an UP function, a user data, an MME, an HSS, an SGW, a PGW, and the like may correspond thereto.
  • the communication module 1713 may include a radio frequency unit (RF) for transmitting / receiving a radio signal.
  • RF radio frequency unit
  • the terminal 1720 includes a processor 1721, a memory 1722, and a communication module (or RF unit) 1723.
  • the processor 1721 implements the functions, processes, and / or methods proposed in FIGS. 1 to 16. Layers of the air interface protocol may be implemented by the processor 1721.
  • the memory 1722 is connected to the processor 1721 and stores various information for driving the processor 1721.
  • the communication module 1723 is connected with the processor 1721 to transmit and / or receive a radio signal.
  • the memories 1712 and 1722 may be inside or outside the processors 1711 and 1721, and may be connected to the processors 1711 and 1721 by various well-known means.
  • the network node 1710 in the case of a base station
  • the terminal 1720 may have a single antenna or multiple antennas.
  • FIG. 18 illustrates a block diagram of a communication device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 18 illustrates the terminal of FIG. 17 in more detail.
  • a terminal may include a processor (or a digital signal processor (DSP) 1810, an RF module (or RF unit) 1835, and a power management module 1805). ), Antenna 1840, battery 1855, display 1815, keypad 1820, memory 1830, SIM card (SIM (Subscriber Identification Module) card) 1825 (this configuration is optional), a speaker 1845, and a microphone 1850.
  • the terminal may also include a single antenna or multiple antennas. Can be.
  • the processor 1810 implements the functions, processes, and / or methods proposed in FIGS. 1 to 16.
  • the layer of the air interface protocol may be implemented by the processor 1810.
  • the memory 1830 is connected to the processor 1810 and stores information related to the operation of the processor 1810.
  • the memory 1830 may be inside or outside the processor 1810 and may be connected to the processor 1810 by various well-known means.
  • the user enters command information such as a telephone number, for example, by pressing (or touching) a button on keypad 1820 or by voice activation using microphone 1850.
  • the processor 1810 receives the command information, processes the telephone number, and performs a proper function. Operational data may be extracted from the SIM card 1825 or the memory 1830. In addition, the processor 1810 may display command information or driving information on the display 1815 for user recognition and convenience.
  • the RF module 1835 is coupled to the processor 1810 to transmit and / or receive RF signals.
  • the processor 1810 communicates command information to the RF module 1835 to initiate, for example, a radio signal constituting voice communication data.
  • the RF module 1835 is composed of a receiver and a transmitter for receiving and transmitting a radio signal.
  • the antenna 1840 functions to transmit and receive wireless signals. Upon receiving the wireless signal, the RF module 1835 may transmit the signal and convert the signal to baseband for processing by the processor 1810. The processed signal may be converted into audible or readable information output through the speaker 1845.
  • each component or feature is to be considered optional unless stated otherwise.
  • Each component or feature may be embodied in a form that is not combined with other components or features. It is also possible to combine some of the components and / or features to form an embodiment of the 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. It is obvious that the claims may be combined to form an embodiment by combining claims that do not have an explicit citation relationship in the claims or as new claims by post-application correction.
  • Embodiments according to the present invention may be implemented by various means, for example, hardware, firmware, software, or a combination thereof.
  • an embodiment of the present invention may include one or more application specific integrated circuits (ASICs), digital signal processors (DSPs), digital signal processing devices (DSPDs), programmable logic devices (PLDs), FPGAs ( field programmable gate arrays), 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.
  • an embodiment of the present invention may be implemented in the form of a module, procedure, function, etc. that performs the functions or operations described above.
  • the software code may be stored in memory and driven by the processor.
  • the memory may be located inside or outside the processor, and may exchange data with the processor by various known means.

Landscapes

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  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
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  • Computer Security & Cryptography (AREA)
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Abstract

무선 통신 시스템에서 UE 이동성을 지원하기 위한 방법 및 이를 위한 장치가 개시된다. 구체적으로, 무선 통신 시스템에서 소스 액세스 노드가 UE(User Equipment)의 이동성을 지원하기 위한 방법에 있어서, 이웃 액세스 노드의 터널링 모델에 대한 능력(capability) 정보를 측정 보고(measurement report)에 포함시키도록 지시하는 측정 설정(measurement configuration)을 UE에게 전송하는 단계, 상기 UE로부터 상기 이웃 액세스 노드의 터널링 모델에 대한 능력(capability) 정보를 측정 보고(measurement report)를 수신하는 단계 및 상기 측정 보고(measurement report)를 기반으로 상기 UE가 핸드오버하기 위한 타겟 액세스 노드를 결정하는 단계를 포함할 수 있다.

Description

무선 통신 시스템에서 UE 이동성을 지원하기 위한 방법 및 이를 위한 장치
본 발명은 무선 통신 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게 UE(User Equipment)의 이동성(mobility)를 지원하기 위한 방법 및 이를 지원하는 장치에 관한 것이다.
이동 통신 시스템은 사용자의 활동성을 보장하면서 음성 서비스를 제공하기 위해 개발되었다. 그러나 이동통신 시스템은 음성뿐 아니라 데이터 서비스까지 영역을 확장하였으며, 현재에는 폭발적인 트래픽의 증가로 인하여 자원의 부족 현상이 야기되고 사용자들이 보다 고속의 서비스에 대한 요구하므로, 보다 발전된 이동 통신 시스템이 요구되고 있다.
차세대 이동 통신 시스템의 요구 조건은 크게 폭발적인 데이터 트래픽의 수용, 사용자 당 전송률의 획기적인 증가, 대폭 증가된 연결 디바이스 개수의 수용, 매우 낮은 단대단 지연(End-to-End Latency), 고에너지 효율을 지원할 수 있어야 한다. 이를 위하여 이중 연결성(Dual Connectivity), 대규모 다중 입출력(Massive MIMO: Massive Multiple Input Multiple Output), 전이중(In-band Full Duplex), 비직교 다중접속(NOMA: Non-Orthogonal Multiple Access), 초광대역(Super wideband) 지원, 단말 네트워킹(Device Networking) 등 다양한 기술들이 연구되고 있다.
본 발명의 목적은, 무선 통신 시스템에서 UE의 이동성(예를 들어, 핸드오버 등)을 지원하기 위한 방법을 제안한다.
또한, 본 발명의 목적은, 액세스 노드 별로 지원 가능한 터널링 모델에 대한 능력(capability)이 상이할 때, UE가 이용 중인 터널링 모델을 고려하여 UE의 이동성을 지원하기 위한 방법을 제안한다.
본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 양상은, 무선 통신 시스템에서 소스 액세스 노드가 UE(User Equipment)의 이동성을 지원하기 위한 방법에 있어서, 이웃 액세스 노드의 터널링 모델에 대한 능력(capability) 정보를 측정 보고(measurement report)에 포함시키도록 지시하는 측정 설정(measurement configuration)을 UE에게 전송하는 단계, 상기 UE로부터 상기 이웃 액세스 노드의 터널링 모델에 대한 능력(capability) 정보를 측정 보고(measurement report)를 수신하는 단계 및 상기 측정 보고(measurement report)를 기반으로 상기 UE가 핸드오버하기 위한 타겟 액세스 노드를 결정하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 일 양상은, 무선 통신 시스템에서 UE(User Equipment)의 이동성을 지원하기 위한 소스 액세스 노드에 있어서, 신호를 송수신하기 위한 통신 모듈(communication module) 및 상기 통신 모듈을 제어하는 프로세서를 포함하고, 상기 프로세서는 이웃 액세스 노드의 터널링 모델에 대한 능력(capability) 정보를 측정 보고(measurement report)에 포함시키도록 지시하는 측정 설정(measurement configuration)을 UE에게 전송하고, 상기 UE로부터 상기 이웃 액세스 노드의 터널링 모델에 대한 능력(capability) 정보를 측정 보고(measurement report)를 수신하고, 상기 측정 보고(measurement report)를 기반으로 상기 UE가 핸드오버하기 위한 타겟 액세스 노드를 결정하도록 구성될 수 있다.
바람직하게, 상기 이웃 액세스 노드의 터널링 모델에 대한 능력(capability) 정보는 이웃 액세스 노드 별 지원 가능한 터널링 모델, 이웃 액세스 노드 별 현재 지원 중인 터널 및/또는 상기 UE가 이용 중인 터널링 모델의 지원을 위한 이웃 액세스 노드의 리스트를 포함할 수 있다.
바람직하게, 상기 UE가 이용 중인 터널링 모델의 지원을 위한 이웃 액세스 노드의 리스트는 상기 UE가 이용 중인 터널링 모델을 지원 가능한 이웃 액세스 노드만을 포함하거나, 또는 상기 UE가 이용 중인 터널링 모델을 지원 가능한 이웃 액세스 노드와 상기 UE가 이용 중인 터널링 모델을 지원 불가능한 이웃 액세스 노드를 모두 포함하되 각 이웃 액세스 노드 별로 지원 가능 여부가 함께 지시되거나, 또는 상기 UE가 이용 중인 터널링 모델을 지원 가능한 이웃 액세스 노드와 상기 UE가 이용 중인 터널링 모델을 지원 불가능한 이웃 액세스 노드를 모두 포함하되 상기 UE가 이용 중인 터널링 모델을 지원 가능한 이웃 액세스 노드에 높은 우선순위가 매겨질 수 있다.
바람직하게, 상기 이웃 액세스 노드로부터 상기 이웃 액세스 노드가 지원 가능한 터널링 모델에 대한 정보 및/또는 상기 이웃 액세스 노드가 현재 지원 중인 터널에 대한 정보가 시스템 정보 블록(SIB: system information block)으로 브로드캐스팅될 수 있다.
바람직하게, 상기 이웃 액세스 노드의 터널링 모델에 대한 능력(capability) 정보를 기반으로 상기 UE의 터널링 모델을 지원 가능한 액세스 노드 중에서 신호 세기가 가장 높은 액세스 노드가 상기 타겟 액세스 노드로서 결정될 수 있다.
바람직하게, 상기 UE에 대하여 서로 다른 터널링 모델을 이용하는 복수의 세션이 확립된 경우, 상기 이웃 액세스 노드의 터널링 모델에 대한 능력(capability) 정보를 기반으로 상기 UE의 터널링 모델을 모두 지원 가능한 액세스 노드 중에서 신호 세기가 가장 높은 액세스 노드가 상기 타겟 액세스 노드로서 결정될 수 있다.
바람직하게, 상기 UE에 대하여 서로 다른 터널링 모델을 이용하는 복수의 세션이 확립된 경우, 상기 이웃 액세스 노드의 터널링 모델에 대한 능력(capability) 정보를 기반으로 상기 UE의 터널링 모델 중에서 우선 순위가 높은 터널링 모델을 지원 가능한 액세스 노드 중에서 신호 세기가 가장 높은 액세스 노드가 상기 타겟 액세스 노드로서 결정될 수 있다.
바람직하게, 상기 우선 순위에 대한 정보가 코어 네트워크의 노드로부터 수신되거나, 상기 우선 순위가 상기 소스 액세스 노드에 미리 설정될 수 있다.
바람직하게, 상기 터널링 모델은 QoS(Quality of Service) 클래스 별 터널링 모델, 패킷 데이터 유닛(PDU: Packet Data Unit) 세션 별 터널링 모델 및/또는 노드 레벨 별 터널링 모델을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 서로 다른 터널링 모델을 지원 가능한 액세스 노드 간에 UE의 이동성이 효율적으로 지원될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면, UE가 이용 중인 터널링 모델을 지원 가능한 액세스 노드로의 UE의 이동성을 유도함으로써, UE가 이용 중인 터널링 모델에 따른 터널을 새로 확립해야 하는 등의 시그널링 오버헤드를 줄일 수 있다.
본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 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 특징을 설명한다.
도 1은 본 발명이 적용될 수 있는 EPS(Evolved Packet System)을 간략히 예시하는 도면이다.
도 2는 본 발명이 적용될 수 있는 E-UTRAN(evolved universal terrestrial radio access network)의 네트워크 구조의 일 예를 나타낸다.
도 3은 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 E-UTRAN 및 EPC의 구조를 예시한다.
도 4는 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 단말과 E-UTRAN 사이의 무선 인터페이스 프로토콜(radio interface protocol) 구조를 나타낸다.
도 5는 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 물리 채널의 구조를 간략히 예시하는 도면이다.
도 6은 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 경쟁 기반 랜덤 액세스 절차를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 S-GW 재배치(relocation) 없는 X2 기반 핸드오버 절차를 예시한다.
도 8은 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 S-GW 재배치(relocation)를 수반한 X2 기반 핸드오버 절차를 예시한다.
도 9는 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 MME와 S-GW가 변경되지 않은 핸드 오버(즉, 인트라-MME/S-GW HO) 시나리오를 나타낸다.
도 10은 본 발명이 적용될 무선 통신 시스템에서 세션 관리 기능을 예시하는 도면이다.
도 11은 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 QoS 클래스 별 터널 프로토콜을 예시한다.
도 12는 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 노드-레벨 별 터널 프로토콜을 예시한다.
도 13은 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 목적지 별 하나의 터널을 생성하기 위한 노드-레벨 별 터널 프로토콜을 예시한다.
도 14는 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 고정된 무선 단말 및 이동 단말에 대한 시나리오를 예시한다.
도 15는 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 AN 노드-레벨 터널에 의한 UE의 네트워크로의 어태치를 예시한다.
도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 UE의 이동성 지원 방법을 예시하는 도면이다.
도 17은 본 발명의 일 실시예에 따른 통신 장치의 블록 구성도를 예시한다.
도 18은 본 발명의 일 실시예에 따른 통신 장치의 블록 구성도를 예시한다.
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. 이하의 상세한 설명은 본 발명의 완전한 이해를 제공하기 위해서 구체적 세부사항을 포함한다. 그러나, 당업자는 본 발명이 이러한 구체적 세부사항 없이도 실시될 수 있음을 안다.
몇몇 경우, 본 발명의 개념이 모호해지는 것을 피하기 위하여 공지의 구조 및 장치는 생략되거나, 각 구조 및 장치의 핵심기능을 중심으로 한 블록도 형식으로 도시될 수 있다.
본 명세서에서 기지국은 단말과 직접적으로 통신을 수행하는 네트워크의 종단 노드(terminal node)로서의 의미를 갖는다. 본 문서에서 기지국에 의해 수행되는 것으로 설명된 특정 동작은 경우에 따라서는 기지국의 상위 노드(upper node)에 의해 수행될 수도 있다. 즉, 기지국을 포함하는 다수의 네트워크 노드들(network nodes)로 이루어지는 네트워크에서 단말과의 통신을 위해 수행되는 다양한 동작들은 기지국 또는 기지국 이외의 다른 네트워크 노드들에 의해 수행될 수 있음은 자명하다. '기지국(BS: Base Station)'은 고정국(fixed station), Node B, eNB(evolved-NodeB), BTS(base transceiver system), 액세스 포인트(AP: Access Point) 등의 용어에 의해 대체될 수 있다. 또한, '단말(Terminal)'은 고정되거나 이동성을 가질 수 있으며, UE(User Equipment), MS(Mobile Station), UT(user terminal), MSS(Mobile Subscriber Station), SS(Subscriber Station), AMS(Advanced Mobile Station), WT(Wireless terminal), MTC(Machine-Type Communication) 장치, M2M(Machine-to-Machine) 장치, D2D(Device-to-Device) 장치 등의 용어로 대체될 수 있다.
이하에서, 하향링크(DL: downlink)는 기지국에서 단말로의 통신을 의미하며, 상향링크(UL: uplink)는 단말에서 기지국으로의 통신을 의미한다. 하향링크에서 송신기는 기지국의 일부이고, 수신기는 단말의 일부일 수 있다. 상향링크에서 송신기는 단말의 일부이고, 수신기는 기지국의 일부일 수 있다.
이하의 설명에서 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.
이하의 기술은 CDMA(code division multiple access), FDMA(frequency division multiple access), TDMA(time division multiple access), OFDMA(orthogonal frequency division multiple access), SC-FDMA(single carrier frequency division multiple access), NOMA(non-orthogonal multiple access) 등과 같은 다양한 무선 접속 시스템에 이용될 수 있다. CDMA는 UTRA(universal terrestrial radio access)나 CDMA2000과 같은 무선 기술(radio technology)로 구현될 수 있다. TDMA는 GSM(global system for mobile communications)/GPRS(general packet radio service)/EDGE(enhanced data rates for GSM evolution)와 같은 무선 기술로 구현될 수 있다. OFDMA는 IEEE 802.11 (Wi-Fi), IEEE 802.16 (WiMAX), IEEE 802-20, E-UTRA(evolved UTRA) 등과 같은 무선 기술로 구현될 수 있다. UTRA는 UMTS(universal mobile telecommunications system)의 일부이다. 3GPP(3rd generation partnership project) LTE(long term evolution)은 E-UTRA를 사용하는 E-UMTS(evolved UMTS)의 일부로써, 하향링크에서 OFDMA를 채용하고 상향링크에서 SC-FDMA를 채용한다. LTE-A(advanced)는 3GPP LTE의 진화이다.
본 발명의 실시예들은 무선 접속 시스템들인 IEEE 802, 3GPP 및 3GPP2 중 적어도 하나에 개시된 표준 문서들에 의해 뒷받침될 수 있다. 즉, 본 발명의 실시예들 중 본 발명의 기술적 사상을 명확히 드러내기 위해 설명하지 않은 단계들 또는 부분들은 상기 문서들에 의해 뒷받침될 수 있다. 또한, 본 문서에서 개시하고 있는 모든 용어들은 상기 표준 문서에 의해 설명될 수 있다.
설명을 명확하게 하기 위해, 3GPP LTE/LTE-A를 위주로 기술하지만 본 발명의 기술적 특징이 이에 제한되는 것은 아니다.
본 문서에서 사용될 수 있는 용어들은 다음과 같이 정의된다.
- 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 패킷 교환(packet switched) 코어 네트워크인 EPC(Evolved Packet Core)와 LTE, UTRAN 등의 액세스 네트워크로 구성된 네트워크 시스템. UMTS가 진화된 형태의 네트워크이다.
- NodeB: UMTS 네트워크의 기지국. 옥외에 설치하며 커버리지는 매크로 셀(macro cell) 규모이다.
- eNodeB: EPS 네트워크의 기지국. 옥외에 설치하며 커버리지는 매크로 셀(macro cell) 규모이다.
- 단말(User Equipment): 사용자 기기. 단말은 단말(terminal), ME(Mobile Equipment), MS(Mobile Station) 등의 용어로 언급될 수 있다. 또한, 단말은 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 단말 또는 단말이라는 용어는 MTC 단말을 지칭할 수 있다.
- IMS(IP Multimedia Subsystem): 멀티미디어 서비스를 IP 기반으로 제공하는 서브시스템.
- IMSI(International Mobile Subscriber Identity): 이동 통신 네트워크에서 국제적으로 고유하게 할당되는 사용자 식별자.
- PLMN(Public Land Mobile Network): 개인들에게 이동 통신 서비스를 제공할 목적으로 구성된 네트워크. 오퍼레이터 별로 구분되어 구성될 수 있다.
- NAS(Non-Access Stratum): UMTS, EPS 프로토콜 스택에서 단말과 코어 네트워크 간의 시그널링, 트래픽 메시지를 주고 받기 위한 기능적인 계층. 단말의 이동성을 지원하고, 단말과 PDN GW 간의 IP 연결을 수립 및 유지하는 세션 관리 절차를 지원하는 것을 주된 기능으로 한다.
이하, 위와 같이 정의된 용어를 바탕으로 본 발명에 대하여 기술한다.
본 발명이 적용될 수 있는 시스템 일반
도 1은 본 발명이 적용될 수 있는 EPS (Evolved Packet System)을 간략히 예시하는 도면이다.
도 1의 네트워크 구조도는 EPC(Evolved Packet Core)를 포함하는 EPS(Evolved Packet System)의 구조를 이를 간략하게 재구성 한 것이다.
EPC(Evolved Packet Core)는 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 능력을 제공하는 등의 최적화된 패킷-기반 시스템을 제공하는 것을 목표로 한다.
구체적으로, EPC는 3GPP LTE 시스템을 위한 IP 이동 통신 시스템의 코어 네트워크(Core Network)이며, 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)을 가지는 단말과 단말 간의 연결이, IP 기반의 기지국(예를 들어, eNodeB(evolved Node B)), EPC, 애플리케이션 도메인(예를 들어, IMS)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)(또는 S-GW), PDN GW(Packet Data Network Gateway)(또는 PGW 또는 P-GW), MME(Mobility Management Entity), SGSN(Serving GPRS(General Packet Radio Service) Supporting Node), ePDG(enhanced Packet Data Gateway)를 도시한다.
SGW는 무선 접속 네트워크(RAN)와 코어 네트워크 사이의 경계점으로서 동작하고, eNodeB와 PDN GW 사이의 데이터 경로를 유지하는 기능을 하는 요소이다. 또한, 단말이 eNodeB에 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 GW는 패킷 데이터 네트워크를 향한 데이터 인터페이스의 종단점(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(non-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, 단말의 네트워크 연결에 대한 액세스, 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 기능들을 제어한다. MME는 수많은 eNodeB들을 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), 유휴 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 능력을 가지는 단말은, 3GPP 액세스는 물론 비-3GPP 액세스 기반으로도 EPC 내의 다양한 요소들을 경유하여 사업자(즉, 오퍼레이터(operator))가 제공하는 IP 서비스 네트워크(예를 들어, IMS)에 액세스할 수 있다.
또한, 도 1에서는 다양한 레퍼런스 포인트들(예를 들어, S1-U, S1-MME 등)을 도시한다. 3GPP 시스템에서는 E-UTRAN 및 EPC의 상이한 기능 개체(functional entity)들에 존재하는 2 개의 기능을 연결하는 개념적인 링크를 레퍼런스 포인트(reference point)라고 정의한다. 다음의 표 1은 도 1에 도시된 레퍼런스 포인트를 정리한 것이다. 표 1의 예시들 외에도 네트워크 구조에 따라 다양한 레퍼런스 포인트(reference point)들이 존재할 수 있다.
Figure PCTKR2017002170-appb-T000001
도 1에 도시된 레퍼런스 포인트 중에서 S2a 및 S2b는 비-3GPP 인터페이스에 해당한다. S2a는 신뢰되는 비-3GPP 액세스 및 PDN GW 간의 관련 제어 및 이동성 자원을 사용자 플레인에 제공하는 레퍼런스 포인트이다. S2b는 ePDG 및 PDN GW 간의 관련 제어 및 이동성 지원을 사용자 플레인에 제공하는 레퍼런스 포인트이다.
도 2는 본 발명이 적용될 수 있는 E-UTRAN(evolved universal terrestrial radio access network)의 네트워크 구조의 일 예를 나타낸다.
E-UTRAN 시스템은 기존 UTRAN 시스템에서 진화한 시스템으로, 예를 들어, 3GPP LTE/LTE-A 시스템일 수 있다. 통신 네트워크는 IMS 및 패킷 데이터를 통해 음성(voice)(예를 들어, VoIP(Voice over Internet Protocol))과 같은 다양한 통신 서비스를 제공하기 위하여 광범위하게 배치된다.
도 2를 참조하면, E-UMTS 네트워크는 E-UTRAN, EPC 및 하나 이상의 UE를 포함한다. E-UTRAN은 단말에게 제어 평면(control plane)과 사용자 평면(user plane) 프로토콜을 제공하는 eNB들로 구성되고, eNB들은 X2 인터페이스를 통해 연결된다.
X2 사용자 평면 인터페이스(X2-U)는 eNB들 사이에 정의된다. X2-U 인터페이스는 사용자 평면 PDU(packet data unit)의 보장되지 않은 전달(non guaranteed delivery)을 제공한다. X2 제어 평면 인터페이스(X2-CP)는 두 개의 이웃 eNB 사이에 정의된다. X2-CP는 eNB 간의 컨텍스트(context) 전달, 소스 eNB와 타겟 eNB 사이의 사용자 평면 터널의 제어, 핸드오버 관련 메시지의 전달, 상향링크 부하 관리 등의 기능을 수행한다.
eNB은 무선인터페이스를 통해 단말과 연결되고 S1 인터페이스를 통해 EPC(evolved packet core)에 연결된다.
S1 사용자 평면 인터페이스(S1-U)는 eNB와 서빙 게이트웨이(S-GW: serving gateway) 사이에 정의된다. S1 제어 평면 인터페이스(S1-MME)는 eNB와 이동성 관리 개체(MME: mobility management entity) 사이에 정의된다. S1 인터페이스는 EPS(evolved packet system) 베어러 서비스 관리 기능, NAS(non-access stratum) 시그널링 트랜스포트 기능, 네트워크 쉐어링, MME 부하 밸런싱 기능 등을 수행한다. S1 인터페이스는 eNB와 MME/S-GW 간에 다수-대-다수 관계(many-to-many-relation)를 지원한다.
MME는 NAS 시그널링 보안(security), AS(Access Stratum) 보안(security) 제어, 3GPP 액세스 네트워크 간 이동성을 지원하기 위한 CN(Core Network) 노드 간(Inter-CN) 시그널링, (페이징 재전송의 수행 및 제어 포함하여) 아이들(IDLE) 모드 UE 접근성(reachability), (아이들 및 액티브 모드 단말을 위한) 트래킹 영역 식별자(TAI: Tracking Area Identity) 관리, PDN GW 및 SGW 선택, MME가 변경되는 핸드오버를 위한 MME 선택, 2G 또는 3G 3GPP 액세스 네트워크로의 핸드오버를 위한 SGSN 선택, 로밍(roaming), 인증(authentication), 전용 베어러 확립(dedicated bearer establishment)를 포함하는 베어러 관리 기능, 공공 경고 시스템(PWS: Public Warning System)(지진 및 쓰나미 경고 시스템(ETWS: Earthquake and Tsunami Warning System) 및 상용 모바일 경고 시스템(CMAS: Commercial Mobile Alert System) 포함) 메시지 전송의 지원 등의 다양한 기능을 수행할 수 있다.
도 3은 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 E-UTRAN 및 EPC의 구조를 예시한다.
도 3을 참조하면, eNB는 게이트웨이(예를 들어, MME)의 선택, 무선 자원 제어(RRC: radio resource control) 활성(activation) 동안 게이트웨이로의 라우팅, 방송 채널(BCH: broadcast channel)의 스케줄링 및 전송, 상향링크 및 하향링크에서 UE로 동적 자원 할당, 그리고 LTE_ACTIVE 상태에서 이동성 제어 연결의 기능을 수행할 수 있다. 상술한 바와 같이, EPC 내에서 게이트웨이는 페이징 개시(orgination), LTE_IDLE 상태 관리, 사용자 평면(user plane)의 암호화(ciphering), 시스템 구조 진화(SAE: System Architecture Evolution) 베어러 제어, 그리고 NAS 시그널링의 암호화(ciphering) 및 무결성(intergrity) 보호의 기능을 수행할 수 있다.
도 4는 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 단말과 E-UTRAN 사이의 무선 인터페이스 프로토콜(radio interface protocol) 구조를 나타낸다.
도 4(a)는 제어 평면(control plane)에 대한 무선 프로토콜 구조를 나타내고, 도 4(b)는 사용자 평면(user plane)에 대한 무선 프로토콜 구조를 나타낸다.
도 4를 참조하면, 단말과 E-UTRAN 사이의 무선 인터페이스 프로토콜의 계층들은 통신 시스템의 기술분야에 공지된 널리 알려진 개방형 시스템 간 상호접속(OSI: open system interconnection) 표준 모델의 하위 3 계층에 기초하여 제1 계층(L1), 제2 계층 (L2) 및 제3 계층 (L3)으로 분할될 수 있다. 단말과 E-UTRAN 사이의 무선 인터페이스 프로토콜은 수평적으로 물리계층(physical layer), 데이터링크 계층(data link layer) 및 네트워크 계층(network layer)으로 이루어지며, 수직적으로는 데이터 정보 전송을 위한 프로토콜 스택(protocol stack) 사용자 평면(user plane)과 제어신호(signaling) 전달을 위한 프로토콜 스택인 제어 평면(control plane)으로 구분된다.
제어평면은 단말과 네트워크가 호를 관리하기 위해서 이용하는 제어 메시지들이 전송되는 통로를 의미한다. 사용자 평면은 애플리케이션 계층에서 생성된 데이터, 예를 들어, 음성 데이터 또는 인터넷 패킷 데이터 등이 전송되는 통로를 의미한다. 이하, 무선 프로토콜의 제어평면과 사용자평면의 각 계층을 설명한다.
제1 계층(L1)인 물리 계층(PHY: physical layer)은 물리 채널(physical channel)을 사용함으로써 상위 계층으로의 정보 송신 서비스(information transfer service)를 제공한다. 물리 계층은 상위 레벨에 위치한 매체 접속 제어(MAC: medium access control) 계층으로 전송 채널(transport channel)을 통하여 연결되고, 전송 채널을 통하여 MAC 계층과 물리 계층 사이에서 데이터가 전송된다. 전송 채널은 무선 인터페이스를 통해 데이터가 어떻게 어떤 특징으로 전송되는가에 따라 분류된다. 그리고, 서로 다른 물리 계층 사이, 송신단의 물리 계층과 수신단의 물리 계층 간에는 물리 채널(physical channel)을 통해 데이터가 전송된다. 물리 계층은 OFDM(orthogonal frequency division multiplexing) 방식으로 변조되며, 시간과 주파수를 무선 자원으로 활용한다.
물리 계층에서 사용되는 몇몇 물리 제어 채널들이 있다. 물리 하향링크 제어 채널(PDCCH: physical downlink control channel)는 단말에게 페이징 채널(PCH: paging channel)와 하향링크 공유 채널(DL-SCH: downlink shared channel)의 자원 할당 및 상향링크 공유 채널(UL-SCH: uplink shared channel)과 관련된 HARQ(hybrid automatic repeat request) 정보를 알려준다. 또한, PDCCH는 단말에게 상향링크 전송의 자원 할당을 알려주는 상향링크 승인(UL grant)를 나를 수 있다. 물리 제어 포맷 지시자 채널(PCFICH: physical control format indicator channel)는 단말에게 PDCCH들에 사용되는 OFDM 심볼의 수를 알려주고, 매 서브프레임마다 전송된다. 물리 HARQ 지시자 채널(PHICH: physical HARQ indicator channel)는 상향링크 전송의 응답으로 HARQ ACK(acknowledge)/NACK(non-acknowledge) 신호를 나른다. 물리 상향링크 제어 채널(PUCCH: physical uplink control channel)은 하향링크 전송에 대한 HARQ ACK/NACK, 스케줄링 요청 및 채널 품질 지시자(CQI: channel quality indicator) 등과 같은 상향링크 제어 정보를 나른다. 물리 상향링크 공유 채널(PUSCH: physical uplink shared channel)은 UL-SCH을 나른다.
제2 계층(L2)의 MAC 계층은 논리 채널(logical channel)을 통하여 상위 계층인 무선 링크 제어(RLC: radio link control) 계층에게 서비스를 제공한다. 또한, MAC 계층은 논리 채널과 전송 채널 간의 맵핑 및 논리 채널에 속하는 MAC 서비스 데이터 유닛(SDU: service data unit)의 전송 채널 상에 물리 채널로 제공되는 전송 블록(transport block)으로의 다중화/역다중화 기능을 포함한다.
제2 계층(L2)의 RLC 계층은 신뢰성 있는 데이터 전송을 지원한다. RLC 계층의 기능은 RLC SDU의 연결(concatenation), 분할(segmentation) 및 재결합(reassembly)을 포함한다. 무선 베어러(RB: radio bearer)가 요구하는 다양한 QoS(quality of service)를 보장하기 위해, RLC 계층은 투명 모드(TM: transparent mode), 비확인 모드(UM: unacknowledged mode) 및 확인 모드(AM: acknowledge mode)의 세 가지의 동작 모드를 제공한다. AM RLC는 ARQ(automatic repeat request)를 통해 오류 정정을 제공한다. 한편, MAC 계층이 RLC 기능을 수행하는 경우에 RLC 계층은 MAC 계층의 기능 블록으로 포함될 수 있다.
제2 계층(L2)의 패킷 데이터 컨버전스 프로토콜(PDCP: packet data convergence protocol) 계층은 사용자 평면에서 사용자 데이터의 전달, 헤더 압축(header compression) 및 암호화(ciphering) 기능을 수행한다. 헤더 압축 기능은 작은 대역폭을 가지는 무선 인터페이스를 통하여 IPv4(internet protocol version 4) 또는 IPv6(internet protocol version 6)와 같은 인터넷 프로토콜(IP: internet protocol) 패킷을 효율적으로 전송되게 하기 위하여 상대적으로 크기가 크고 불필요한 제어 정보를 담고 있는 IP 패킷 헤더 사이즈를 줄이는 기능을 의미한다. 제어 평면에서의 PDCP 계층의 기능은 제어 평면 데이터의 전달 및 암호화/무결정 보호(integrity protection)을 포함한다.
제3 계층(L3)의 최하위 부분에 위치한 무선 자원 제어(RRC: radio resource control) 계층은 제어 평면에만 정의된다. RRC 계층은 단말과 네트워크 간의 무선 자원을 제어하는 역할을 수행한다. 이를 위해 단말과 네트워크는 RRC 계층을 통해 RRC 메시지를 서로 교환한다. RRC 계층은 무선 베어러들의 설정(configuration), 재설정(re-configuration) 및 해제(release)와 관련하여 논리 채널, 전송 채널 및 물리 채널을 제어한다. 무선 베어러는 단말과 네트워크 사이의 데이터 전송을 위하여 제2 계층(L2)에 의하여 제공되는 논리적인 경로를 의미한다. 무선 베어러가 설정된다는 것은 특정 서비스를 제공하기 위해 무선 프로토콜 계층 및 채널의 특성을 규정하고, 각각의 구체적인 파라미터 및 동작 방법을 설정하는 것을 의미한다. 무선 베어러는 다시 시그널링 무선 베어러(SRB: signaling RB)와 데이터 무선 베어러(DRB: data RB) 두 가지로 나눠 질 수 있다. SRB는 제어 평면에서 RRC 메시지를 전송하는 통로로 사용되며, DRB는 사용자 평면에서 사용자 데이터를 전송하는 통로로 사용된다.
RRC 계층 상위에 위치하는 NAS(non-access stratum) 계층은 세션 관리(session management)와 이동성 관리(mobility management) 등의 기능을 수행한다.
기지국을 구성하는 하나의 셀은 1.25, 2.5, 5, 10, 20Mhz 등의 대역폭 중 하나로 설정되어 여러 단말에게 하향 또는 상향 전송 서비스를 제공한다. 서로 다른 셀은 서로 다른 대역폭을 제공하도록 설정될 수 있다.
네트워크에서 단말로 데이터를 전송하는 하향 전송채널(downlink transport channel)은 시스템 정보를 전송하는 방송 채널(BCH: broadcast channel), 페이징 메시지를 전송하는 PCH, 사용자 트래픽이나 제어메시지를 전송하는 DL-SCH 등이 있다. 하향 멀티캐스트 또는 방송 서비스의 트래픽 또는 제어메시지의 경우 DL-SCH를 통해 전송될 수도 있고, 또는 별도의 하향 멀티캐스트 채널(MCH: multicast channel)을 통해 전송될 수도 있다. 한편, 단말에서 네트워크로 데이터를 전송하는 상향 전송채널(uplink transport channel)로는 초기 제어메시지를 전송하는 랜덤 액세스 채널(RACH: random access channel), 사용자 트래픽이나 제어메시지를 전송하는 UL-SCH(uplink shared channel)가 있다.
논리 채널(logical channel)은 전송 채널의 상위에 있으며, 전송 채널에 맵핑된다. 논리 채널은 제어 영역 정보의 전달을 위한 제어 채널과 사용자 영역 정보의 전달을 위한 트래픽 채널로 구분될 수 있다. 제어 채널로는 방송 제어 채널(BCCH: broadcast control channel), 페이징 제어 채널(PCCH: paging control channel), 공통 제어 채널(CCCH: common control channel), 전용 제어 채널(DCCH: dedicated control channel), 멀티캐스트 제어 채널(MCCH: multicast control channel) 등이 있다. 트래픽 채널로는 전용 트래픽 채널(DTCH: dedicated traffic channel), 멀티캐스트 트래픽 채널(MTCH: multicast traffic channel) 등이 있다. PCCH는 페이징 정보를 전달하는 하향링크 채널이고, 네트워크가 UE가 속한 셀을 모를 때 사용된다. CCCH는 네트워크와의 RRC 연결을 가지지 않는 UE에 의해 사용된다. MCCH 네트워크로부터 UE로의 MBMS(Multimedia Broadcast and Multicast Service) 제어 정보를 전달하기 위하여 사용되는 점-대-다점(point-to-multipoint) 하향링크 채널이다. DCCH는 UE와 네트워크 간에 전용 제어 정보를 전달하는 RRC 연결을 가지는 단말에 의해 사용되는 일-대-일(point-to-point) 양방향(bi-directional) 채널이다. DTCH는 상향링크 및 하향링크에서 존재할 수 있는 사용자 정보를 전달하기 위하여 하나의 단말에 전용되는 일-대-일(point-to-point) 채널이다. MTCH는 네트워크로부터 UE로의 트래픽 데이터를 전달하기 위하여 일-대-다(point-to-multipoint) 하향링크 채널이다.
논리 채널(logical channel)과 전송 채널(transport channel) 간 상향링크 연결의 경우, DCCH는 UL-SCH과 매핑될 수 있고, DTCH는 UL-SCH와 매핑될 수 있으며, CCCH는 UL-SCH와 매핑될 수 있다. 논리 채널(logical channel)과 전송 채널(transport channel) 간 하향링크 연결의 경우, BCCH는 BCH 또는 DL-SCH와 매핑될 수 있고, PCCH는 PCH와 매핑될 수 있으며, DCCH는 DL-SCH와 매핑될 수 있으며, DTCH는 DL-SCH와 매핑될 수 있으며, MCCH는 MCH와 매핑될 수 있으며, MTCH는 MCH와 매핑될 수 있다.
도 5는 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 물리 채널의 구조를 간략히 예시하는 도면이다.
도 5를 참조하면, 물리 채널은 주파수 영역(frequency domain)에서 하나 이상의 서브캐리어와 시간 영역(time domain)에서 하나 이상의 심볼로 구성되는 무선 자원을 통해 시그널링 및 데이터를 전달한다.
1.0ms 길이를 가지는 하나의 서브프레임은 복수의 심볼로 구성된다. 서브프레임의 특정 심볼(들)(예를 들어, 서브프레임의 첫번째 심볼)은 PDCCH를 위해 사용될 수 있다. PDCCH는 동적으로 할당되는 자원에 대한 정보(예를 들어, 자원 블록(Resource Block), 변조 및 코딩 방식(MCS: Modulation and Coding Scheme) 등)를 나른다.
랜덤 액세스 절차(Random Access Procedure)
이하에서는 LTE/LTE-A 시스템에서 제공하는 랜덤 액세스 절차(random access procedure)에 대해 살펴본다.
랜덤 액세스 절차는 단말이 기지국과의 RRC 연결(RRC Connection)이 없어, RRC 아이들 상태에서 초기 접속 (initial access)을 수행하는 경우, RRC 연결 재-확립 절차(RRC connection re-establishment procedure)를 수행하는 경우 등에 수행된다.
LTE/LTE-A 시스템에서는 랜덤 액세스 프리앰블(random access preamble, RACH preamble)을 선택하는 과정에서, 특정한 집합 안에서 단말이 임의로 하나의 프리앰블을 선택하여 사용하는 경쟁 기반 랜덤 액세스 절차(contention based random access procedure)과 기지국이 특정 단말에게만 할당해준 랜덤 액세스 프리앰블을 사용하는 비 경쟁 기반 랜덤 액세스 절차(non-contention based random access procedure)을 모두 제공한다.
도 6은 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 경쟁 기반 랜덤 액세스 절차를 설명하기 위한 도면이다.
(1) 제1 메시지(Msg 1, message 1)
먼저, 단말은 시스템 정보(system information) 또는 핸드오버 명령(handover command)을 통해 지시된 랜덤 액세스 프리앰블의 집합에서 임의로(randomly) 하나의 랜덤 액세스 프리앰블(random access preamble, RACH preamble)을 선택하고, 상기 랜덤 액세스 프리앰블을 전송할 수 있는 PRACH(physical RACH) 자원을 선택하여 전송한다.
단말로부터 랜덤 액세스 프리앰블을 수신한 기지국은 프리앰블을 디코딩하고, RA-RNTI를 획득한다. 랜덤 액세스 프리앰블이 전송된 PRACH와 관련된 RA-RNTI는 해당 단말이 전송한 랜덤 액세스 프리앰블의 시간-주파수 자원에 따라 결정된다.
(2) 제2 메시지(Msg 2, message 2)
기지국은 제1 메시지 상의 프리앰블을 통해서 획득한 RA-RNTI로 지시(address)되는 랜덤 액세스 응답(random access response)을 단말로 전송한다. 랜덤 액세스 응답에는 랜덤 액세스 프리앰블 구분자/식별자(RA preamble index/identifier), 상향링크 무선자원을 알려주는 상향링크 승인(UL grant), 임시 셀 식별자(TC-RNTI: Temporary Cell RNTI) 그리고 시간 동기 값(TAC: time alignment command)들이 포함될 수 있다. TAC는 기지국이 단말에게 상향링크 시간 정렬(time alignment)을 유지하기 위해 보내는 시간 동기 값을 지시하는 정보이다. 단말은 상기 시간 동기 값을 이용하여, 상향링크 전송 타이밍을 갱신한다. 단말이 시간 동기를 갱신하면, 시간 동기 타이머(time alignment timer)를 개시 또는 재시작한다. UL grant는 후술하는 스케줄링 메시지(제3 메시지)의 전송에 사용되는 상향링크 자원 할당 및 TPC(transmit power command)를 포함한다. TPC는 스케줄링된 PUSCH를 위한 전송 파워의 결정에 사용된다.
단말은 랜덤 액세스 프리앰블을 전송 후에, 기지국이 시스템 정보 또는 핸드오버 명령을 통해 지시된 랜덤 액세스 응답 윈도우(random access response window) 내에서 자신의 랜덤 액세스 응답(random access response)의 수신을 시도하며, PRACH에 대응되는 RA-RNTI로 마스킹된 PDCCH를 검출하고, 검출된 PDCCH에 의해 지시되는 PDSCH를 수신하게 된다. 랜덤 액세스 응답 정보는 MAC PDU(MAC packet data unit)의 형식으로 전송될 수 있으며, 상기 MAC PDU는 PDSCH을 통해 전달될 수 있다.
단말은 기지국에 전송하였던 랜덤 액세스 프리앰블과 동일한 랜덤 액세스 프리앰블 구분자/식별자를 가지는 랜덤 액세스 응답을 성공적으로 수신하면, 랜덤 액세스 응답의 모니터링을 중지한다. 반면, 랜덤 액세스 응답 윈도우가 종료될 때까지 랜덤 액세스 응답 메시지를 수신하지 못하거나, 기지국에 전송하였던 랜덤 액세스 프리앰블과 동일한 랜덤 액세스 프리앰블 구분자를 가지는 유효한 랜덤 액세스 응답을 수신하지 못한 경우 랜덤 액세스 응답의 수신은 실패하였다고 간주되고, 이후 단말은 프리앰블 재전송을 수행할 수 있다.
(3) 제3 메시지(Msg 3, message 3)
단말이 자신에게 유효한 랜덤 액세스 응답을 수신한 경우에는, 상기 랜덤 액세스 응답에 포함된 정보들을 각각 처리한다. 즉, 단말은 TAC을 적용시키고, TC-RNTI를 저장한다. 또한, UL grant를 이용하여, 단말의 버퍼에 저장된 데이터 또는 새롭게 생성된 데이터를 기지국으로 전송한다.
단말의 최초 접속의 경우, RRC 계층에서 생성되어 CCCH를 통해 전달된 RRC 연결 요청(RRC Connection Request)이 제3 메시지에 포함되어 전송될 수 있으며, RRC 연결 재확립 절차의 경우 RRC 계층에서 생성되어 CCCH를 통해 전달된 RRC 연결 재확립 요청(RRC Connection Re-establishment Request)이 제3 메시지에 포함되어 전송될 수 있다. 또한, NAS 접속 요청 메시지를 포함할 수도 있다.
제3 메시지는 단말의 식별자가 포함되어야 한다. 단말의 식별자를 포함시키는 방법으로는 두 가지 방법이 존재한다. 첫 번째 방법은 단말이 상기 랜덤 액세스 절차 이전에 이미 해당 셀에서 할당 받은 유효한 셀 식별자(C-RNTI)를 가지고 있었다면, 단말은 상기 UL grant에 대응하는 상향링크 전송 신호를 통해 자신의 셀 식별자를 전송한다. 반면에, 만약 랜덤 액세스 절차 이전에 유효한 셀 식별자를 할당 받지 못하였다면, 단말은 자신의 고유 식별자(예를 들면, S-TMSI 또는 임의 값(random number))를 포함하여 전송한다. 일반적으로 상기의 고유 식별자는 C-RNTI보다 길다.
단말은 상기 UL grant에 대응하는 데이터를 전송하였다면, 충돌 해결을 위한 타이머(contention resolution timer)를 개시한다.
(4) 제4 메시지(Msg 4, message 4)
기지국은 단말로부터 제3 메시지를 통해 해당 단말의 C-RNTI를 수신한 경우 수신한 C-RNTI를 이용하여 단말에게 제4 메시지를 전송한다. 반면, 단말로부터 제3 메시지를 통해 상기 고유 식별자(즉, S-TMSI 또는 임의 값(random number))를 수신한 경우, 랜덤 액세스 응답에서 해당 단말에게 할당한 TC-RNTI를 이용하여 제4 메시지를 단말에게 전송한다. 일례로, 제4 메시지는 RRC 연결 설정 메시지(RRC Connection Setup)가 포함할 수 있다.
단말은 랜덤 액세스 응답에 포함된 UL grant를 통해 자신의 식별자를 포함한 데이터를 전송한 이후, 충돌 해결을 위해 기지국의 지시를 기다린다. 즉, 특정 메시지를 수신하기 위해 PDCCH의 수신을 시도한다. 상기 PDCCH를 수신하는 방법에 있어서도 두 가지 방법이 존재한다. 앞에서 언급한 바와 같이 상기 UL grant에 대응하여 전송된 제3 메시지가 자신의 식별자가 C-RNTI인 경우, 자신의 C-RNTI를 이용하여 PDCCH의 수신을 시도하고, 상기 식별자가 고유 식별자(즉, S-TMSI 또는 임의 값(random number))인 경우에는, 랜덤 액세스 응답에 포함된 TC-RNTI를 이용하여 PDCCH의 수신을 시도한다. 그 후, 전자의 경우, 만약 상기 충돌 해결 타이머가 만료되기 전에 자신의 C-RNTI를 통해 PDCCH를 수신한 경우에, 단말은 정상적으로 랜덤 액세스 절차가 수행되었다고 판단하고, 랜덤 액세스 절차를 종료한다. 후자의 경우에는 상기 충돌 해결 타이머가 만료되기 전에 TC-RNTI를 통해 PDCCH를 수신하였다면, 상기 PDCCH가 지시하는 PDSCH이 전달하는 데이터를 확인한다. 만약 상기 데이터의 내용에 자신의 고유 식별자가 포함되어 있다면, 단말은 정상적으로 랜덤 액세스 절차가 수행되었다고 판단하고, 랜덤 액세스 절차를 종료한다. 제4 메시지를 통해 단말은 C-RNTI를 획득하고, 이후 단말과 네트워크는 C-RNTI를 이용하여 단말 특정 메시지(dedicated message)를 송수신하게 된다.
한편, 비경쟁 기반 임의접속 과정에서의 동작은 도 6에 도시된 경쟁 기반 임의접속 과정과 달리 제1 메시지 전송 및 제2 메시지 전송만으로 임의접속 절차가 종료되게 된다. 다만, 제1 메시지로서 단말이 기지국에 임의접속 프리앰블을 전송하기 전에 단말은 기지국으로부터 임의접속 프리앰블을 할당받게 되며, 이 할당받은 임의접속 프리앰블을 기지국에 제1 메시지로서 전송하고, 기지국으로부터 임의접속 응답을 수신함으로써 임의접속 절차가 종료되게 된다.
X2 기반 핸드오버
이들 절차는 X2 레퍼런스 포인트(reference point)를 이용하여 UE가 소스 eNB로부터 타겟 eNB로 핸드오버하기 위하여 이용된다. 이 절차에서 MME는 변경되지 않는다. S-GW가 변경되지 않는지 또는 재배치되는지에 따라 2 개의 절차가 정의된다. 소스 eNB와 타겟 eNeB 사이의 X2 레퍼런스 포인트 이외에, 이 절차는 MME와 소스 eNB 사이 및 MME와 타겟 eNB 사이의 S1-MME 레퍼런스 포인트의 존재에 의존한다.
핸드오버 준비 및 실행 단계는 TS 36.300에 명시된대로 수행된다. UE에 대한 긴급 베어러 서비스가 진행 중이면, 핸드오버 제한 리스트(Handover Restriction List)와 독립적으로 타겟 eNB로의 핸드오버가 수행된다. MME는 실행 단계에서 트래킹 영역 업데이트의 일부로 핸드오버가 제한된 영역에 대한 것인지 확인하고, 그렇다면 MME는 비-긴급 베어러(non-emergency)를 해제합니다.
서빙 PLMN이 X2 기반 핸드오버 중에 변경되면, 소스 eNB는 새로운 서빙 PLMN으로 선택된 PLMN을 (핸드오버 제한 리스트 내에서) 타겟 eNB에게 지시한다.
UE가 핸드오버 명령을 수신하면, UE는 타겟 셀 내 대응하는 EPS 무선 베어러를 수신하지 못한 EPS 베어러를 제거한다. 핸드오버 실행의 일부로서, 하향링크 및 선택적으로 상향링크 패킷들이 소스 eNB로부터 타겟 eNB로 전달된다. UE가 타겟 eNB에 도달하면, 소스 eNB로부터 전달된 하향링크 데이터가 타겟 eNB에게 전달될 수 있다. UE로부터의 상향링크 데이터는 (소스) S-GW를 경유하여 PDN GW로 전달되거나 또는 선택적으로 소스 eNB로부터 타겟 eNB로 전달 될 수 있다. 핸드오버 완료 단계만이 S-GW의 잠재적인 변경에 의해 영향을 받으며, 핸드오버 준비 및 실행 단계는 동일하다.
MME가 eNB로부터 X2 핸드오버가 진행 중이라는 지시와 함께 NAS 절차(예를 들어, 전용 베어러 확립/수정/해제, 위치 보고 제어, NAS 메시지 전송 등)에 대한 거절을 수신하면, MME는 S-GW 재배치의 경우를 제외하고 핸드오버가 완료되거나 핸드오버가 실패한 것으로 간주 될 때 동일한 NAS 절차를 재시도 한다. NAS 절차에 대한 타이머가 만료되면 오류가 실패로 판단된다.
X2 핸드오버가 S-GW 재배치를 포함하고, MME가 eNB로부터 X2 핸드오버가 진행 중이라는 지시와 함께 하향링크 NAS 전달(Downlink NAS Transport) 또는 하향링크 일반 NAS 전달(Downlink Generic NAS Transport) 메시지에 대한 NAS 메시지 전달의 거절을 수신하면, MME는 핸드오버가 완료 될 때 해당 메시지를 타겟 eNB에게 재송신하고, 여전히 서빙 MME인 한 핸드오버가 실패한 것으로 간주 될 때 소스 eNB에 재전송한다.
MME가 eNB로부터 X2 핸드오버가 진행 중이라는 지시와 함께 CS(Circuit Switched) 서비스 통지(CS Service Notification)를 위한 NAS 메시지 전송 또는 CS 폴백 지시자를 수반한 UE 콘텍스트 수정 요청(UE Context Modification Request) 메시지에 대한 거절을 수신하면, MME는 핸드오버가 완료 될 때 타겟 eNB에게 또는 핸드오버가 실패한 것으로 간주 될 때 소스 eNB에게 대응하는 메시지를 재전송한다.
핸드오버 절차 동안 S- GW가 재배치 될 필요가 있음을 MME가 감지하면, MME는 핸드오버 절차가 시작된 이후에 수신 된 PDN GW에 의해 개시된 EPS 베어러 요청을 거절하고, 핸드오버가 진행 중으로 인하여 요청이 일시적으로 거절되었다는 지시를 포함시킨다. 거절은 요청이 일시적으로 거절되었다는 지시와 함께 S-GW에 의해 PDN GW로 전달된다.
핸드오버 절차가 진행 중으로 인하여 요청이 일시적으로 거부되었다는 지시와 함께 EPS 베어러(들) PDN GW에 의해 개시된 절차에 대한 거절을 수신하면, PDN GW는 지역적으로(locally) 설정된 가드 타이머를 시작한다. PDN GW는 가드 타이머가 만료되거나, 핸드 오버가 완료되었거나, 메시지 수신에 실패한 경우 PDN GW는 사전에 설정된 횟수만큼 재시도한다.
1) S-GW 재배치(relocation) 없는 X2 기반 핸드오버
이 절차는 MME가 변경되지 않고, MME가 S-GW도 변경되지 않는다고 결정할 때, X2를 사용하여 UE가 소스 eNB로부터 타겟 eNB로 핸드오버하기 위하여 사용된다. S-GW와 소스 eNB 사이 및 S-GW와 타겟 eNB 사이의 IP(Internet Protocol) 연결의 존재가 가정된다.
도 7은 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 S-GW 재배치(relocation) 없는 X2 기반 핸드오버 절차를 예시한다.
1. 타겟 eNeB는 UE가 셀을 변경하였음을 알리기 위해 타겟 셀의 TAI(Tracking Area Identity) + ECGI(E-UTRAN Cell Global Identity) 및 스위칭 될 EPS 베어러의 리스트를 포함하는 경로 스위치 요청(Path Switch Request) 메시지를 MME에게 전송한다. 타겟 셀이 CSG(closed subscriber group) 셀인 경우, 타겟 eNB는 Path Switch Request 메시지 내 타겟 셀의 CSG ID를 포함시킨다. 타겟 셀이 하이브리드 모드 인 경우, 타겟 eNB는 Path Switch Request 메시지 내 타겟 셀의 CSG ID와 "하이브리드"로 셋팅된 CSG 접속 모드(CSG Access Mode)를 포함시킨다. 또한, UE에 의해 액세스되는 하이브리드 셀이 소스 셀과 상이한 CSG를 가지거나 소스 셀이 CSG ID를 갖지 않으면, Path Switch Request 메시지는 CSG 멤버쉽 상태 정보 요소(CSG Membership Status IE(information element))를 포함한다. MME는 파라미터 중 하나가 변경된 경우, 타겟 eNB로부터 수신한 CSG ID와 CSG Access Mode 및 CSG 멤버쉽에 기초하여 사용자 CSG 정보를 업데이트한다.
독립형(stand-alone) GW 구조를 갖는 로컬 네트워크에서의 SIPTO(Selected IP Traffic. Offload)의 경우, 타겟 eNB는 Path Switch Request 메시지 내 타겟 셀의 로컬 홈 네트워크 식별자(Local Home Network ID)를 포함시킨다.
MME는 S-GW가 UE를 계속 서비스할 수 있다고 판단한다.
2. MME는 기본 베어러가 타겟 eNB에 의해 수락된 각각의 PDN 연결에 대하여 S-GW에게 각 PDN 연결 별로 베어러 수정 요청(Modify Bearer Request)(수락 된 EPS 베어러에 대한 하향링크 사용자 평면에 대한 eNB 어드레스(들) 및 TEID(Tunnel endpoint identifier), ISR(Idle state Signaling Reduction) 활성화) 메시지를 전송한다. PDN GW가 위치 정보 변경 보고를 요청한 경우, MME는 이전에 보낸 정보와 다른 경우에 이 메시지 내 사용자 위치 정보 IE(User Location Information IE)도 포함시킨다. UE 시간대(Time Zone)가 변경되면, MME는 이 메시지 내 UE 시간대 IE(UE Time Zone IE)를 포함시킨다. 서빙 네트워크가 변경된 경우, MME는 이 메시지 내 새로운 서빙 네트워크 IE(Serving Network IE)를 포함시킨다. 이 절차 전에 ISR이 활성화 된 경우, MME는 ISR을 유지하여야 한다. UE는 트래킹 영역 업데이트 절차에서 ISR 상태에 대해 통지 받는다. S-GW가 액세스 베어러 수정 요청(Modify Access Bearers Request) 절차를 지원하고, S-GW가 P-GW에 시그널링을 전송할 필요가 없는 경우, MME는 시그널링을 최적화하기 위하여 UE 별로 액세스 베어러 수정 요청(Modify Access Bearers Request)(수락된 EPS 베어러에 대한 하향링크 사용자 평면에 대한 eNB 어드레스(들) 및 TEID, ISR 활성화)을 S-GW에게 전송할 수 있다.
PDN GW가 (UE 컨텍스트로부터 결정된) UE의 사용자 CSG 정보를 요청한 경우, MME는 사용자 CSG 정보가 변경되면, 이 메시지에 사용자 CSG 정보 IE를 포함시킨다.
MME는 UE 컨텍스트 내의 임의의 전용 EPS 베어러가 타겟 eNB에 의해 수락되지 않았는지 여부를 판정하기 위하여, 단계 1에서 수신 된 스위치될 EPS 베어러 리스트를 사용한다. MME는 베어러 해제 절차를 트리거함으로써 수락되지 않은 전용 베어러를 해제한다. S-GW가 수락되지 않은 베어러에 대한 하향링크 패킷을 수신하면, S-GW는 하향링크 패킷을 드롭(drop)하고 MME에게 하향링크 데이터 통지(Downlink Data Notification)를 전송하지 않는다.
PDN 연결의 기본 베어러가 타겟 eNB에 의해 수락되지 않고, 활성화 된 PDN 연결이 복수인 경우, MME는 해당 PDN 연결의 모든 베어러를 실패로 간주하고, MME 요청 PDN 단절(disconnection) 절차를 트리거함으로써 해당 PDN 연결을 해제한다.
타겟 eNB가 기본 EPS 베어러를 수락하지 않았거나 또는 해제되지 않은 LIPA(Local IP Access) PDN 연결이 있는 경우, MME는 6 단계의 동작을 수행한다.
3. S-GW가 단계 2에서 MME로부터 사용자 위치 정보 IE 및/또는 UE 시간대 IE 및/또는 서빙 네트워크 IE 및/또는 사용자 CSG 정보 IE를 수신 한 경우, S-GW는 연관된 PDN GW(들)에게 PDN 연결 별로 베어러 수정 요청(Modify Bearer Request) 메시지(S-GW 주소 및 TEID, 사용자 위치 정보 IE 및/또는 UE 시간대 IE 및/또는 서빙 네트워크 IE 및/또는 사용자 CSG 정보 IE) 를 전송함으로써 예를 들어, 과금에 이용될 수 있도록 이 정보를 PDN GW(들)에게 알려준다. S-GW는 Modify Bearer Request 메시지에 대한 응답으로서 MME에게 베어러 수정 응답(Modify Bearer Response) 메시지(상향링크 트래픽에 대한 S-GW 어드레스 및 TEID)를 응답하거나, 액세스 베어러 수정 요청(Modify Access Bearers Request) 메시지에 대한 응답으로 액세스 베어러 수정 응답(Modify Access Bearers Response) 메시지(상향링크 트래픽에 대한 S-GW 어드레스 및 TEID)를 응답한다.
S5/S8 인터페이스를 통해 PMIP가 사용될 때, S-GW가 S5/S8 시그널링없이 또는 해당하는 Gxc 시그널링 없이 Modify Access Bearers Request 메시지 내 MME 요청을 서비스할 수 없으면, S-GW는 MME는 그 수정이 S1-U 베어러에 제한되지 않는다는 것을 지시와 함께 MME에게 응답하며, MME는 PDN 연결 별로 Modify Bearer Request 메시지를 사용하여 요청을 반복한다.
4. S-GW는 새롭게 수신 된 어드레스 및 TEID를 이용하여 타겟 eNB에게 하향링크 패킷을 송신하기 시작한다. Modify Bearer Response 메시지는 MME로 전송된다.
5. 타겟 eNB 내에서 순서 재정렬 기능을 돕기 위해, S-GW는 경로를 스위치한 직후에 이전 경로에서 하나 이상의 "종료 마커(end marker)" 패킷을 전송한다.
6. MME는 경로 스위치 요청 확인(Path Switch Request Ack) 메시지로 경로 스위치 요청(Path Switch Request) 메시지를 확인한다. UE AMBR(Aggregate maximum bit rate)이 변경되면, 예를 들어, 동일한 APN과 관련된 모든 EPS 베어러가 타겟 eNB에서 거부되는 경우, MME는 Path Switch Request Ack 메시지 내 타겟 eNB에게 UE AMBR의 업데이트 된 값을 제공한다.
CSG 멤버쉽 상태가 Path Switch Request 메시지에 포함되면, MME는 Path Switch Request Ack 메시지에 유효한 CSG 멤버쉽 상태를 포함시킨다.
일부 EPS 베어러가 코어 네트워크에서 성공적으로 스위치되지 않은 경우, 실패한 전용 EPS 베어러의 코어 네트워크 자원을 해제하기 위하여 베어러 해제 절차를 개시하는 전용 베어러에 대하여 어떠한 베어러가 확립에 실패하였는지 Path Switch Request Ack 메시지 내에서 지시한다. 타겟 eNB는 베어러가 코어 네트워크에서 확립되지 않았음을 통보 받을 때 해당 베어러 컨텍스트를 삭제한다.
기본 EPS 베어러가 코어 네트워크에서 성공적으로 전환되지 않았거나, 또는 타겟 eNB에 의해 수락되지 않았거나, 또는 LIPA PDN 연결이 해제되지 않은 경우, MME는 타겟 eNB에게 경로 스위치 요청 실패(Path Switch Request Failure) 메시지를 전송한다. MME는 MME에 의해 개시되는 디태치(detach) 절차에 기술된 것처럼 UE의 명시적인 디태치를 수행한다.
7. 해제 자원을 전송함으로써, 타겟 eNB는 핸드오버 성공을 소스 eNB에 알리고 자원의 해제를 트리거한다.
8. UE는 기 정의된 조건 중 하나가 적용될 때, 트래킹 영역 업데이트 절차를 개시한다. MME가 트래킹 영역 업데이트 요청을 수신 할 때 UE에 대해 ISR이 활성화되면, MME는 트래킹 영역 업데이트 승인(Tracking Area Update Accept) 메시지에 ISR 활성화를 표시함으로써 ISR을 유지한다.
2) S-GW 재배치(relocation)를 수반한 X2 기반 핸드오버 절차
이 절차는 MME가 변경되지 않고, MME가 S-GW가 재배치 될 것으로 결정할 때, X2를 사용하여 UE가 소스 eNB로부터 타겟 eNB로 핸드오버하기 위하여 이용된다. 소스 S-GW와 소스 eNB 사이, 소스 S-GW와 타겟 eNB 사이 및 타겟 S-GW와 타겟 eNB 사이의 IP 연결의 존재가 가정된다. 타겟 eNB와 소스 S-GW 사이에 IP 연결이 없는 경우, S1 기반 핸드오버 절차가 대신 이용된다.
도 8은 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 S-GW 재배치(relocation)를 수반한 X2 기반 핸드오버 절차를 예시한다.
1. 타겟 eNB는 UE가 셀이 변경하였음을 알리기 위해 MME에게 타겟 셀의 ECGI 및 스위칭 될 EPS 베어러의 리스트를 포함하는 경로 스위치 요청(Path Switch Request) 메시지를 전송한다. 타겟 셀이 CSG 셀인 경우, 타겟 eNB는 Path Switch Request 메시지 내 타겟 셀의 CSG ID를 포함시킨다. 타겟 셀이 하이브리드 모드인 경우, 타겟 eNB는 Path Switch Request 내 타겟 셀의 CSG ID와 "하이브리드"로 셋팅된 CSG Access Mode를 포함시킨다. 또한, UE에 의해 액세스되는 하이브리드 셀이 소스 셀과 상이한 CSG를 가지거나 소스 셀이 CSG ID를 갖지 않으면, Path Switch Request 메시지는 CSG Membership Status IE를 포함한다. MME는 타겟 eNB로부터 수신 된 CSG ID 및 타겟 PLMN id에 기초하여 CSG 멤버십을 결정한다. MME는 파라미터들 중 하나가 변경되면, 타겟 eNB로부터 수신 된 CSG ID와 CSG Access Mode 및 및 CSG 멤버쉽에 기초하여 사용자 CSG 정보를 업데이트한다.
독립형(stand-alone) GW 구조를 갖는 로컬 네트워크에서의 SIPTO의 경우, 타겟 eNB는 Path Switch Request 메시지 내 타겟 셀의 로컬 홈 네트워크 식별자(Local Home Network ID)를 포함시킨다.
MME는 S-GW가 재배치되었다는 것을 결정하고 S-GW 선택 기능에 따라 새로운 S-GW를 선택한다.
2. MME는 기본 베어러가 타겟 eNB에 의해 수락되었던 각 PDN 연결에 대하여 타겟 S-GW에게 PDN 연결 별로 세션 생성 요청(Create Session Request) 메시지를 전송한다. 여기서, Create Session Request 메시지는 상향링크 트래픽을 위한 PDN GW(들)에서 TEID(들) (GTP 기반 S5/S8의 경우) 또는 GRE 키 (PMIP 기반 S5/S8의 경우)를 수반한 베어러 컨텍스트(들), 수락된 EPS 베어러들을 위한 사용자 평면 하향링크를 위한 eNB 주소(들)과 TEID(들), S5/S8 상에서 프로토콜 타입, 서빙 네트워크, UE Time Zone을 포함한다. 타겟 S-GW는 S1_U 참조 포인트 (베어러 당 하나의 TEID) 상의 상향링크 트래픽에 대한 S-GW 어드레스 및 TEID(들)을 할당한다. S5/S8상의 프로토콜 타입은 S-GW에 제공되며, S5/S8 인터페이스를 통해 사용된다. PDN GW가 위치 정보 변경 보고를 요청한 경우, MME는 이전에 보낸 정보와 다르면, 이 메시지에 User Location Information IE를 포함시킨다. PDN GW가 (UE 컨텍스트로부터 결정된) UE의 사용자 CSG 정보를 요청한 경우, MME는 사용자 CSG 정보가 변경되면, 이 메시지에 사용자 CSG 정보 IE를 포함시킨다.
MME는 UE 컨텍스트 내의 임의의 전용 EPS 베어러가 타겟 eNB에 의해 수용되지 않았는지 여부를 판정하기 위하여 단계 1에서 수신 된 스위칭될 EPS 베어러 리스트를 사용한다. MME는 타겟 S-GW를 경유하여 베어러 해제 절차를 트리거함으로써 수락되지 않은 전용 베어러를 해제한다. S-GW가 수락되지 않은 베어러에 대한 하향링크 패킷을 수신하면, S-GW는 하향링크 패킷을 드롭(drop)하고 MME에 하향링크 데이터 통지(Downlink Data Notification)를 전송하지 않는다.
PDN 연결의 기본 베어러가 타겟 eNB에 의해 수락되지 않고, 활성화 된 PDN 연결이 복수 개인 경우, MME는 해당 PDN 연결의 모든 베어러를 실패로 간주하고 소스 S-GW를 경유하여 MME에 의해 요청된 PDN 연결 단절 절차를 트리거함으로써 해당 PDN 연결을 해제한다.
타겟 eNB에 의해 기본 EPS 베어러가 수락되지 않았거나 해제되지 않은 LIPA PDN 연결이 있는 경우, MME는 5 단계에서 지정된 동작을 수행한다.
3. 타겟 S-GW는 PDN GW로부터의 하향링크 트래픽에 대해 어드레스 및 TEID(베어러 당 하나)를 할당한다. S-GW는 수락되지 않은 베어러에 대해서도 S5/S8 상의 DL TEID를 할당한다. S-GW는 PDN GW (들)에게 PDN 연결 별로 베어러 수정 요청(Modify Bearer Request)(사용자 평면 및 TEID(들)에 대한 S-GW 주소(들), 서빙 네트워크, PDN 과금 중지 지원 지시(PDN Charging Pause Support Indication)) 메시지를 전송한다. S-GW는 또한 단계 2에서 존재한다면, User Location Information IE 및/또는 UE Time Zone IE 및/또는 User CSG Information IE를 포함시킨다. PDN GW는 자신의 컨텍스트 필드를 업데이트하고, 베어러 수정 응답(Modify Bearer Response)(과금 식별자(Charging Id), MSISDN(Mobile Station International ISDN Number), PDN 과금 중지 가능 지시(PDN Charging Pause Enabled Indication) 등) 메시지를 S-GW에게 전송한다. MSISDN은 PDN GW가 UE 컨텍스트에 저장 한 경우 포함된다. PDN GW는 새롭게 수신 된 어드레스 및 TEID를 이용하여 타겟 GW에 하향링크 패킷을 송신하기 시작한다. 이들 하향링크 패킷들은 타겟 S-GW를 경유하여 타겟 eNB로의 새로운 하향링크 경로를 사용할 것이다. S-GW는 실패한 베어러에 대한 TEID를 할당하고 MME에게 알려준다.
S-GW가 재배치되는 경우, PDN GW는 타겟 eNB에서 재정렬 기능을 돕기 위해 경로를 스위칭 한 직후에 이전 경로 상에서 하나 이상의 "종료 마커(end marker)" 패킷을 전송한다. 소스 S-GW는 "종료 마커" 패킷을 소스 eNB에게 전달한다.
4. 타겟 S-GW는 타겟 MME에 세션 생성 응답(Create Session Response)(사용자 평면에 대한 S-GW 어드레스 및 상향링크 TEID) 메시지를 송신한다. MME는 7 단계에서 사용할 타이머를 시작한다.
5. MME는 Path Switch Request Ack (사용자 평면에 대한 S-GW 주소 및 상향링크 TEID(들)) 메시지로 Path Switch Request 메시지를 확인한다. UE-AMBR이 변경되면, 예를 들어, 동일한 APN과 관련된 모든 EPS 베어러가 타겟 eNB에서 거절되면, MME는 Path Switch Request Ack 메시지 내에서 타겟 eNB에게 UE AMBR의 업데이트 된 값을 제공한다. 타겟 eNB는 다음의 상향링크 패킷을 전달하기 위해 새로운 S-GW 어드레스 및 TEID를 사용하기 시작한다.
CSG 멤버쉽 상태가 Path Switch Request 메시지에 포함되면, MME는 Path Switch Request Ack 메시지 내 유효한 CSG 멤버쉽 상태를 포함시킨다.
일부 EPS 베어러가 코어 네트워크에서 성공적으로 스위칭되지 않은 경우, MME는 어떤 베어러가 확립에 실패되었는지 Path Switch Request Ack 메시지 내에서 지시하고, 전용 베어러의 경우 실패한 전용 EPS 베어러의 코어 네트워크 자원을 해제하기 위하여 베어러 해제 절차를 개시한다. 타겟 eNB는 베어러가 코어 네트워크에서 확립되지 않았음을 통보받을 때, 해당 베어러 컨텍스트를 삭제한다.
기본 EPS 베어러가 코어 네트워크에서 성공적으로 스위칭되지 않았거나, 또는 타겟 eNB에 의해 수락되지 않았거나, 또는 LIPA PDN 연결이 해제되지 않은 경우, MME는 경로 전환 요청 실패(Path Switch Request Failure) 메시지를 타겟 eNB에게 전송한다. MME는 MME에 의해 개시된 디태치 절차에 따라 UE의 명시적인 디태치를 수행한다.
6. 해제 리소스를 전송함으로써, 타겟 eNB는 핸드오버 성공을 소스 eNB에 알리고 리소스의 해제를 트리거한다.
7. 단계 4 이후에 타이머가 만료되면, 소스 MME는 세션 삭제 요청(Delete Session Request) 메시지 (원인, 동작 지시)를 전송함으로써 소스 S-GW 내에서 베어러를 해제한다. 동작 지시 플래그가 셋팅되지 않으면, 소스 S-GW가 PDN GW에 대한 삭제 절차를 시작하지 않아야 한다는 것을 소스 S-GW에게 지시한다. 소스 S-GW는 세션 삭제 응답(Delete Session Response) 메시지로 응답한다. 이 절차 이전에 ISR이 활성화 된 경우, 이전 CN 노드에게 베어러 삭제 요청(Delete Bearer Request) 메시지를 전송함으로써, 원인은 소스 S-GW가 다른 이전 CN 노드 상의 베어러 자원을 삭제해야 함을 소스 S-GW에게 지시한다.
8. UE는 기 정의된 조건 중 하나가 적용될 때 트래킹 영역 업데이트 절차를 개시한다.
ECM 연결(ECM-CONNECTED)에서 이동성 관리(Mobility Management)
ECM-CONNECTED의 UE에 대한 인트라-E-UTRAN-액세스 이동성 지원은 다음을 위한 모든 필요한 절차를 제어(handle)한다.
- 핸드오버 절차, 소스 네트워크 측에서 최종적인 핸드오버(HO: handover) 결정을 수행하는 절차(UE 특정 로밍 및 액세스 제한을 고려한 UE 및 eNB 측정의 제어 및 평가), 타겟 네트워크 측의 자원 준비, UE에게 새로운 무선 자원으로의 명령 및 최종적으로 (이전) 소스 네트워크 측 상에서 자원 해제에 선행되는 절차들. 이 절차는 진화된 노드들 간의 컨텍스트 데이터 전달 및 C-plane 및 U-plane 상에서 노드 관계를 업데이트를 포함한다.
- 이중 연결성(DC: Dual Connectivity) 특정 절차, SeNB(Secondary eNB)의 특정 구성(UE 및 네트워크 측 측정의 제어 및 평가)에 대한 최종 결정, SeNB의 네트워크 측에서 각 리소스 준비, UE에게 두 번째 연결에 대한 새로운 무선 자원 구성으로의 명령 및 적용한 경우 SeNB의 자원 해제에 선행되는 절차들. 이 절차는 관여 된 노드 간에 UE 및 베어러 컨텍스트 데이터를 전달하고, C-plane 및 U-plane 상의 노드 관계를 업데이트하는 메커니즘을 포함한다.
E-UTRAN RRC_CONNECTED 상태에서, 네트워크-제어 UE-보조 핸드오버 및 DC 특정 동작이 수행되고 다양한 DRX 사이클이 지원된다.
UE는 다음과 같은 프로세스를 가능하게 하기 위해 서빙 셀 및 이웃 셀의 속성을 측정한다:
- UE가 인접 셀들을 검색하고 셀을 측정 할 수 있도록 이웃 셀들을 지시할 필요는 없다. 즉, E-UTRAN은 이웃 셀들을 검색하기 위해 UE에 의존한다;
- 주파수 간(inter-frequency) 이웃 셀 검색 및 측정을 위해서, 적어도 캐리어 주파수가 지시되어야 한다;
- E-UTRAN은 이벤트 트리거 및 주기적인 보고에 대한 보고 기준을 시그널링한다;
- 인트라- 및 인터-주파수 이웃 셀들에 대한 특정한 경우를 처리하도록 이웃 셀 리스트(NCL: neighbor cell list)는 서빙 셀에 의해 RRC 전용 시그널링으로 제공된다. 이 NCL은 특정 이웃 셀들에 대한 셀 특정 측정 파라미터들 (예를 들어, 셀 특정 오프셋)을 포함한다;
- 블랙 리스트가 UE가 특정 이웃 셀들을 측정하는 것을 방지하기 위해 제공 될 수 있다;
서빙 및 이웃 셀들의 디스커버리 신호(즉, CRS 및/또는 CSI-RS)를 측정하는 UE에 있어서, E-UTRAN은 디스커버리 신호들의 측정 타이밍 구성을 포함하는 측정 구성을 UE에게 지시한다.
관련 측정을 수행하기 위해 UE가 송신/수신 갭을 필요로 하는지 여부에 따라, 측정은 갭-보조(gap assisted) 또는 넌-갭 보조(non-gap assisted)로 분류된다. 넌-갭 보조 측정은 측정을 수행하기 위해 전송/수신 갭을 필요로 하지 않는 셀에서의 측정이다. 갭 보조 측정은 측정을 수행 할 수 있도록 전송/수신 갭을 필요로 하는 셀에서의 측정이다. 갭 패턴(개별 갭과 반대)은 RRC에 의해 구성되고 활성화된다.
1) 핸드오버
RRC_CONNECTED 상태에있는 UE의 인트라 E-UTRAN HO는 E-UTRAN에서 HO 준비 시그널링을 수반하는 UE-보조(assisted) 네트워크 제어(network-controlled) HO이다:
- HO 명령의 일부는 타겟 eNB로부터 발생되며, 소스 eNB에 의해 UE로 트랜스패런트하게 전달된다;
- HO를 준비하기 위해, 소스 eNB는 모든 필요한 정보(예를 들어, E-RAB(E-UTRAN Radio Access Bearer) 속성 및 RRC 컨텍스트)를 타겟 eNB에게 전달한다:
- CA(Carrier Aggregation)가 설정되고 타겟 eNB 내에서 SCell 선택이 가능할 때, 소스 eNB는 무선 품질의 감소하는 순서로 최상의 셀 목록과 선택적으로 셀의 측정 결과를 제공 할 수 있다.
- DC(Dual Connectivity)가 설정되면 소스 MeNB(master eNB)는 타겟 MeNB에게 SCG(secondary cell group) 구성(MCG(master cell group) 구성에 추가하여)을 제공한다.
- 소스 eNB 및 UE는 모두 HO 실패의 경우에 UE의 복귀를 가능하게 하기 위해 일부 컨텍스트 (예를 들어, C-RNTI)를 유지한다;
- UE는 전용 RACH(random access channel) 프리앰블을 사용하는 비경쟁(contention-free) 절차 또는 전용 RACH 프리앰블이 이용 가능하지 않은 경우 경쟁(contention-based) 기반 절차를 따르는 RACH를 통해 타겟 셀에 액세스한다:
- UE는 핸드오버 절차가 완료 될 때까지 (성공적으로 또는 실패하여) 전용 프리앰블을 사용한다.
- 특정 시간 내에 타겟 셀을 향한 RACH 절차가 성공적이지 않으면, UE는 적절한 셀을 사용하여 무선 링크 실패 복구를 개시한다;
- 핸드오버 시 ROHC(Robust Header Compression) 컨텍스트는 전송되지 않는다;
- ROHC 컨텍스트는 동일한 eNB 내에서 핸드오버 시 유지 될 수 있다.
2) 제어 평면(C-plane: control plane) 핸들링
HO 절차의 준비 및 실행 단계는 EPC 관여없이 수행된다. 즉, 준비 메시지는 eNB 간에 직접 교환된다. HO 완료 단계 동안 소스 측에서 자원의 해제는 eNB에 의해 트리거된다. RN(relay node)이 관여된 경우, DeNB(Donor eNB)는 RN과 MME(S1 기반 핸드 오버) 간 적절한 S1 메시지를 릴레이하고, RN과 타겟 eNB(X2 기반 핸드 오버) 간 X2 메시지를 릴레이한다; DeNB는 S1 프록시와 X2 프록시 기능으로 인해 RN에 연결된 UE를 명시적으로 인식한다.
도 9는 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 MME와 S-GW가 변경되지 않은 핸드 오버(즉, 인트라-MME/S-GW HO) 시나리오를 나타낸다.
0. 소스 eNB 내의 UE 컨텍스트는 접속 확립 시 또는 마지막 트래킹 영역(TA: Tracking Area) 업데이트 시 제공된 로밍 및 액세스 제한에 관한 정보를 포함한다.
1. 소스 eNB는 로밍 및 액세스 제한 정보(예를 들어, 이용 가능한 다중 주파수 대역 정보)에 따라 UE 측정 절차를 구성한다. 소스 eNB에 의해 제공되는 측정은 UE의 연결 이동성을 제어하는 기능을 지원할 수 있다.
2. 측정 보고(MEASUREMENT REPORT)가 트리거되고, eNB에게 전송된다.
3. 소스 eNB는 MEASUREMENT REPORT 및 RRM(Radio Resource Management) 정보에 기초하여 UE를 핸드오버하도록 결정한다.
4. 소스 eNB는 타겟 측에서 HO를 준비하기 위해 필요한 정보를 전달하는 타겟 eNB에 HANDOVER REQUEST 메시지를 전송한다(소스 eNB에서의 UE X2 시그널링 컨텍스트 참조, UE S1 EPC 시그널링 컨텍스트 참조, 타겟 셀 ID(identifier), KeNB*, 소스 eNB에서의 UE의 C-RNTI를 포함하는 RRC 컨텍스트, AS 구성, 소스 셀의 E-RAB 컨텍스트 및 소스 셀의 물리 계층 ID + 가능한 RLF 복구를 위한 짧은 MAC-I(Message Authentication Code for data Integrity)). UE X2/UE S1 시그널링 레퍼런스는 타겟 eNB가 소스 eNB 및 EPC를 어드레싱(address)할 수 있게 한다. E-RAB 컨텍스트는 필요한 RNL(Radio Network Layer) 및 TNL(Transport Network Layer) 어드레싱 정보 및 E-RAB의 QoS 프로파일을 포함한다.
5. 수락 제어(Admission Control)는 자원이 타겟 eNB에 의해 승인 될 수 있는 경우, 성공적인 HO의 가능성을 증가시키기 위하여 수신된 E-RAB QoS 정보에 의존하여 타겟 eNB에 의해 수행될 수 있다. 타겟 eNB는 수신 된 E-RAB QoS 정보에 따라 필요한 자원을 구성하고, C-RNTI 및 선택적으로 RACH 프리앰블을 예약한다. 타겟 셀에서 사용되는 AS-구성은 소스 셀에서 사용 된 AS-구성과 비교하여 독립적으로(즉, "확립") 또는 델타로서 특정(즉, "재구성")될 수 있다.
6. 타겟 eNB는 L1/L2를 수반하는 HO를 준비하고, 핸드오버 요청 확인(HANDOVER REQUEST ACKNOWLEDGE)을 소스 eNB로 전송한다. HANDOVER REQUEST ACKNOWLEDGE 메시지는 핸드 오버를 수행하기 위해 RRC 메시지로서 UE에 전송 될 트랜스패런트(transparent) 컨테이너를 포함한다. 컨테이너는 새로운 C-RNTI, 선택된 보안 알고리즘에 대한 타겟 eNB 보안 알고리즘 식별자를 포함하고, 전용 RACH 프리앰블 및 가능하게 다른 파라미터(예를 들어, 액세스 파라미터, SIB 등)를 포함 할 수 있다. HANDOVER REQUEST ACKNOWLEDGE 메시지는 또한 필요한 경우 전달 터널을 위한 RNL/TNL 정보를 포함할 수 있다.
7 내지 16 단계는 HO 동안에 데이터 손실을 방지하기 위한 방안을 제공한다.
7. 타겟 eNB는 핸드 오버를 수행하기 위한 RRC 메시지, 즉 소스 eNB에 의해 UE로 전송 될 이동성 관리 정보(mobilityControlInformation)를 포함하는 RRC 연결 재구성(RRCConnectionReconfiguration) 메시지를 생성한다. 소스 eNB는 메시지의 필수 무결성 보호 및 암호화를 수행한다. UE는 필요한 파라미터(즉, 새로운 C-RNTI, 타겟 eNB 보안 알고리즘 식별자, 및 선택적으로 전용 RACH 프리앰블, 타겟 eNB SIB 등)를 포함하는 RRCConnectionReconfiguration 메시지를 수신하고, HO를 수행하도록 소스 eNB에 의해 명령을 받는다. UE는 소스 eNB에 HARQ/ARQ 응답을 전달하기 위해 핸드 오버 실행을 지연시킬 필요가 없다.
8. 소스 eNB는 PDCP 상태 보존(즉, RLC AM)이 적용되는 E-RAB의 상향링크 PDCP SN 수신기 상태 및 하향링크 PDCP SN 송신기 상태를 전달하기 위해 SN 상태 전달(SN STATUS TRANSFER) 메시지를 타겟 eNB로 전송한다. 상향링크 PDCP SN 수신기 상태는 적어도 제1 누락 UL SDU(service data unit)의 PDCP SN을 포함하고, 상기 UE가 상기 타겟 셀에서 재전송할 필요가 있는 UL SDU들의 순서 외 수신 상태의 비트 맵을 포함 할 수 있다. 하향링크 PDCP SN 송신기 상태는 타겟 eNB가 PDCP SN을 갖지 않고 새로운 SDU들에 할당 할 다음 PDCP SN을 지시한다. 소스 eNB는 UE의 E-RAB 중 어느 것도 PDCP 상태 보존으로 취급되지 않으면 이 메시지의 전송을 생략 할 수 있다.
9. UE는 mobilityControlInformation을 포함하는 RRCConnectionReconfiguration 메시지를 수신 한 후, 타겟 eNB와 동기화를 수행하고, mobilityControlInformation 내 전용 RACH 프리앰블이 지시되었다면 비경쟁(contention-free) 절차에 따르거나 또는 전용 RACH 프리앰블이 지정되지 않으면 경쟁 기반 절차에 따라 RACH를 통해 타겟 셀에 접속한다. UE는 타겟 eNB 특정 키를 도출하고, 타겟 셀에서 사용되도록 선택된 보안 알고리즘을 구성한다.
10. 타겟 eNB는 상향링크 할당 및 타이밍 어드밴스(timing advance)를 응답한다.
11. UE가 타겟 셀에 성공적으로 액세스한 경우, UE는 해당 UE에 대한 핸드오버 절차가 완료되었음을 지시하기 위하여 핸드오버를 컨펌하기 위한 RRC 연결 재구성 완료(RRCConnectionReconfigurationComplete) 메시지(C-RNTI)를 타겟 eNB에게 전송하되 가능하다면, 상향링크 버퍼 상태 보고(Buffer Status Report)와 함께 전송한다. 타겟 eNB는 RRCConnectionReconfigurationComplete 메시지에서 전송 된 C-RNTI를 검증한다. 타겟 eNB는 이제 UE로 데이터를 송신하기 시작할 수 있다.
12. 타겟 eNB는 UE가 셀을 변경하였음을 알리기 위하여 경로 스위치 요청(PATH SWITCH REQUEST) 메시지를 MME에게 전송한다.
13. MME는 베어러 수정 요청(MODIFY BEARER REQUEST) 메시지를 S-GW에게 전송한다.
14. S-GW는 타겟 측으로 하향링크 데이터 경로를 스위치한다. S-GW는 하나 또는 그 이상의 "end marker" 패킷을 이전 경로 상에서 소스 eNB에게 전송하고, 소스 eNB를 향한 U-plane/TNL 자원을 해제할 수 있다.
15. S-GW는 베어러 수정 응답(MODIFY BEARER RESPONSE) 메시지를 MME에게 전송한다.
16. MME는 경로 스위치 요청 확인(PATH SWITCH REQUEST ACKNOWLEDGE) 메시지로 경로 스위치 요청(PATH SWITCH REQUEST) 메시지를 컨펌한다.
17. UE 컨텍스트 해제(UE CONTEXT RELEASE) 메시지를 전송함으로써, 타겟 eNB는 HO의 성공을 소스 eNB에게 알리고, 소스 eNB에 의한 자원의 해제를 트리거한다. 타겟 eNB는 경로 스위치 요청 확인(PATH SWITCH REQUEST ACKNOWLEDG)가 MME로부터 수신된 후에 이 메시지를 전송한다.
18. UE CONTEXT RELEASE를 수신하면, 소스 eNB는 UE 컨텍스트와 연관된 무선 및 C-plane 관련 자원을 해제할 수 있다. 진행 중인 데이터 전달이 계속될 수 있다.
HeNB(Home eNB)를 포함하는 X2 핸드오버가 사용되고 소스 HeNB가 HeNB GW에 연결될 때, UE 컨텍스트와 관련된 모든 자원이 HeNB에 의해 해제될 수 있음을 지시하기 위하여 명시적인 GW 컨텍스트 해제 지시를 포함하는 UE CONTEXT RELEASE REQUEST 메시지가 소스 HeNB에 의해 전송된다.
3) 사용자 평면(U-plane: user plane) 핸들링
ECM-CONNECTED인 UE에 대한 인트라-E-UTRAN-액세스 동성 동작 동안의 U-plane 처리는 HO 동안 데이터 손실을 피하기 위해 다음의 원리를 고려한다:
- HO 준비 중에 소스 eNB와 타겟 eNB 간에 U-plane 터널이 확립될 수 있다. 상향링크 데이터 포워딩을 위해 확립된 하나의 터널과 데이터 전달이 적용되는 각 E-RAB에 대하여 하향링크 데이터 전달을 위한 또 다른 하나의 터널이 존재한다. 핸드 오버를 수행하는 RN 하의 UE의 경우, DeNB를 통해 RN과 타겟 eNB 간에 전달 터널이 확립될 수 있다.
- HO 실행 중에 사용자 데이터는 소스 eNB에서 타겟 eNB로 전달될 수 있다. 전달은 서비스 및 배치 종속적이며 구현 방식에 따라 수행될 수 있다.
소스 eNB로부터 타겟 eNB로의 하향링크 사용자 데이터의 전달은 패킷이 EPC로부터 소스 eNB에서 수신되거나 소스 eNB 버퍼가 비어 있지 않은 한 순서대로 수행된다.
- HO 완료 시:
UE가 액세스를 획득하였고 MME가 MODIFY BEARER REQUEST 메시지를 S-GW에게 전송함을 알리기 위하여 타겟 eNB는 MME에게 PATH SWITCH 메시지를 전송하고, U-plane 경로는 S-GW에 의해 소스 eNB에서 타겟 eNB로 스위칭된다.
소스 eNB는 패킷이 S-GW로부터 소스 eNB에서 수신되거나 소스 eNB 버퍼가 비어 있지 않은 한 U-plane 데이터의 전달을 계속한다.
RLC-AM (RLC-Acknowledged Mode) 베어러의 경우:
- 전체 구성(Full Configuration)을 포함하지 않는 일반 HO 시:
순차적 전달 및 중복 방지를 위해, PDCP SN(sequence number)은 베어러 단위로 유지되고 소스 eNB는 PDCP 시퀀스 번호를 아직 가지지 않은 패킷에 할당 할 다음 DL PDCP SN에 대해 타겟 eNB에 알린다 (소스 eNB 또는 S-GW로부터).
보안 동기화를 위해, HFN(Hyper Frame Number) 또한 유지되고 소스 eNB는 UL에 대한 하나의 참조 HFN 및 DL에 대한 하나의 참조 HFN을 타겟 eNB에게 제공한다(즉, HFN 및 대응되는 SN).
UE 및 타겟 eNB 모두에서, 복제 검출을 위해 윈도우-기반 메커니즘이 필요하다.
타겟 eNB에서 무선 인터페이스를 통한 중복의 발생은 UE에 의한 타겟 eNB에서의 PDCP SN 기반 보고에 의해 최소화된다. 상향링크에서, 보고는 eNB에 의해 베어러(bearer) 기반으로 선택적으로 구성되며, UE는 타겟 eNB에서 할당된 자원이 있을 때 이들 보고를 먼저 전송한다. 하향링크에서, eNB는 어떤 베어러에 대하여 보고가 전송되는지 그리고 언제 보고가 전송되는지 결정하고, UE는 UE가 상향링크 전송을 재개하기 위하여 보고를 기다리지 않는다.
타겟 eNB는 UE에 의한 보고에 기반하여 PDCP SN을 통해 수신이 확인된 PDCP SDU(들)을 제외하고, 소스 eNB에 의해 전달된 모든 하향링크 PDCP SDU(들)을 재전송하고, 우선순위를 매긴다(즉, 타겟 eNB는 S1으로부터 데이터를 전송하기 전에 PDCP SN(들)을 가지는 데이터를 전송하여야 한다).
- 전체 구성(Full Configuration)을 포함하는 HO 시:
RLC-UM(RLC-Unacknowledged Mode) 베어러를 위한 다음과 같은 설명을 RLC-AM 베어러에 적용한다. 데이터 손실이 발생될 수 있다.
RLC-UM 베어러의 경우:
타겟 eNB 내에서 PDCP SN 및 HFN가 리셋된다.
타겟 eNB 내에서 PDCP SDU(들)이 재전송되지 않는다.
타겟 eNB는 소스 eNB에 의해 전달된 모든 하향링크 PDCP SDU(들)에 우선순위를 매긴다(즉, 타겟 eNB는 S1으로부터 데이터를 전송하기 전에 X2로부터 PDCP SN(들)을 가지는 데이터를 전송하여야 한다).
UE PDCP 개체는 소스 셀 내에서 전송이 완료된 타겟 셀 내 어떠한 PDCP SDU에 대한 재전송을 시도하지 않는다. 대신에 UE PDCP 개체는 다른 PDCP SDU(들)을 재전송을 시작한다.
세션 관리(Session Management)
세션 관리(session management)는 연결을 위한 사용자 평면 관리 뿐만 아니라 UE에 대한 IP 또는 넌-IP(non-IP) 트래픽 연결의 셋업을 담당한다.
이하, 세션 관리에 대한 솔루션으로서, 세션 관리와 관련된 패킷 데이터 유닛(PDU: packet data unit) 세션 등록 정보 및 기능에 대하여 살펴본다.
도 10은 본 발명이 적용될 무선 통신 시스템에서 세션 관리 기능을 예시하는 도면이다.
PDU 연결성 서비스(Connectivity Service)는 PDU 세션에 의해 제공된다.
PDU 세션은 특징은 다음과 같다:
- 차세대(NextGen: next generation) 시스템은 다른 타입의 데이터 네트워크(DN: Data Network)(예를 들어, 인터넷, IMS, 기업/개인)를 향한 연결성을 지원하고, 어떠한 종류의 식별자에 의하여 DN을 구별할 필요가 있다. DN은 DN 명칭에 의해 식별된다.
- 각 PDU 세션은 어떠한 PDU 타입(들)이 PDU 세션에 의해 전달되는지 지시하는 PDU 세션 타입과 연관된다. PDU 세션 타입은 IP(Internet Protocol) 타입, 이더넷(Ethernet), 넌-IP(non-IP) 타입일 수 있다.
다음과 같은 기능들이 세션 관리를 위한 솔루션에 일부로 포함된다:
- 패킷 전달(forwarding);
- 패킷 스크리닝(screening), 즉, UE가 UE에게 할당된 정확한 IP 주소/프리픽스(prefix)를 사용하는지 체크하기 위한 능력;
- 세션 제어, 즉, 세션 관리(SM: Session Management) 시그널링 및 PDU 세션 관리를 처리하기 위한 전반적인 기능성;
- 사용자 평면(UP: user plane) 기능을 선택.
세션 관리 기능성은 IP, 이더넷, non-IP 타입을 포함하는 서로 다른 PDU 타입을 위한 PDN 연결성 서비스를 제공하기 위하여 사용된다. 특정 세션 관리 기능성은 PDU 타입에 특정된다. 예를 들어, IP 기반 PDU 타입을 위한 IP 주소 할당. 그러나, 일반적이고 재사용 가능한 NextGen 시스템을 구현하려면 대부분의 기능이 모든 다른 PDU 타입에 공통적인 것이 바람직하다. 다음과 같은 가정이 솔루션을 위해 적용된다:
- 세션 관리 절차(예를 들어, 새로운 PDU 세션을 확립하기 위한 그리고 확립된 PDU 세션을 수정/종료(terminating)하기 위한)는 모든 PDU 타입에 대하여 공통적이다. 그러나, 세션 관리 시스널링에 의해 전달되는 일부 정보는 PDU에 특정될 수 있다(예를 들어, IP 기반 PDU 타입의 경우 IP 주소)
- 솔루션은 접속 네트워크(AN: Access Network) 및 코어 네트워크(CN: Core Network) 간에 PDU 특정 사용자 평면 전달(transport)를 요구하지 않는다.
IP 기반 데이터 네트워크의 경우, 또한 다음과 같은 기능들이 세션 관리를 위한 솔루션의 일부이다:
- UE IP 주소 할당.
IP 기반 데이터 네트워크의 경우, PDU 세션은 하나 또는 그 이상의 할당된 IP 주소(들)/프리픽스(들) 및 DN 식별자에 의해 식별될 수 있다.
도 10에서는 UE, AN 및 CN에게 세션 관리 기능의 할당을 보여준다. 도 10에서는 논리적인 네트워크 기능/네트워크 개체 내에 이들 기능에 대한 특정한 그룹핑을 가정하지 않는다. 이는 전반적인 아키텍쳐 상에서 동작의 일부로서 처리되도록 가정될 수 있다.
UP(user plane) 프로토콜 모델
3GPP SA2에서는 차세대 세션 관리의 UP 프로토콜 모델로서, PDU 세션/QoS(Quality of Service) 클래스/노드 레벨 별 터널링 방식과 SDN(Software defined networking) 기반 접근 방식이 제안되었다.
1) QoS 클래스 별 터널 프로토콜
이 솔루션은 "UP 프로토콜 모델(UP protocol model)을 다룬다(address).
이하, QoS 파라미터에 대하여 살펴본다.
베어러(예를 들어, EPS 베어러)는 기본 QoS 파라미터로 QoS 클래스 식별자(QCI: QoS Class Identifier)와 할당 및/또는 보유 우선 순위(ARP: Allocation and Retention Priority)를 포함할 수 있다.
QCI는 bearer 레벨 패킷 포워딩 처리(treatment)를 제어하는 노드-특정(node-specific) 파라미터들에 접근하기 위한 기준으로 사용되는 스칼라(scalar)로서, 스칼라 값은 네트워크 오퍼레이터에 의하여 미리 설정(pre-configured)되어 있다. 예를 들어, 스칼라는 정수값 1 내지 9 중 어느 하나로 미리 설정될 수 있다.
ARP의 주된 목적은 자원이 제한되는 경우, bearer의 establishment 또는 modification 요청이 받아들여질 수 있는지 또는 거절되어야 하는지 결정하기 위함이다. 또한, ARP는 예외적인 자원 제한(예를 들어, 핸드오버 등) 상황에서, eNB에 의해 어떠한 bearer(s)를 드랍(drop)할 지 결정하는데 사용될 수 있다.
EPS bearer는 QCI 자원 형태에 따라 보장된 비트율(GBR: Guaranteed Bit Rate)형 bearer와 비 보장된 비트율(non-GBR) 형 bearer로 구분된다. Default bearer는 항상 non-GBR 형 bearer이고, dedicated bearer는 GBR형 또는 non-GBR형 bearer일 수 있다.
GBR 형 베어러는 QCI와 ARP 외에 QoS 파라미터로서 GBR과 최대 비트율(MBR: Maximum Bit Rate)를 가진다. MBR은 bearer별로 고정된 자원을 할당(대역폭 보장) 받는 것을 의미한다. 반면, non-GBR형 bearer는 QCI와 ARP 이외에 QoS 파라미터로서 결합된 MBR(AMBR: Aggregated MBR)을 가진다. AMBR은 자원을 bearer 별로 할당 받지 못하는 대신 다른 non-GBR형 bearer들과 같이 사용할 수 있는 최대 대역폭을 할당 받는 것을 의미한다.
위와 같이 EPS bearer의 QoS가 정해지면, 각 인터페이스마다 각각의 bearer의 QoS가 정해진다. 각 인터페이스의 bearer는 EPS bearer의 QoS를 인터페이스 별로 제공하므로, EPS bearer와 RB, S1 bearer 등은 모두 일대일 관계를 가진다.
도 11은 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 QoS 클래스 별 터널 프로토콜을 예시한다.
이 옵션에서는, 네트워크 기능(NF: Network Function) 쌍 간(예를 들어, RAN 노드와 CN 내 UP 기능 간, 또는 CN 내 2개의 UP 기능 간)에 QoS 클래스 및 PDU 세션 별로 하나의 터널이 존재한다. 이 옵션은 각 QoS 클래스(베어러)가 별도의 외부(outer) IP(Internet Protocol) 헤더와 별도의 인캡슐레이션(encapsulation)(즉, GTP-U(GPRS Tunnelling Protocol-User plane)) 헤더를 가질 수 있는 EPC에서의 동작과 유사하다.
이 솔루션은 다음과 같은 추가적인 특징을 가진다:
- 수신단(receiving cenpoint)은 패킷의 PDU 세션과 QoS 클래스를 결정하기 위하여 인캡슐레이션 헤더 필드와 조합하여 외부 IP 헤더를 사용할 수 있다.
- 새로운 터널 파라미터는 각 QoS 클래스에 대하여 확립될 필요가 있다.
- 이동 중에 QoS 클래스 별 터널링 정보의 시그널링(여러 개의 QoS 터널이 동일한 메시지 내 처리될 수 있더라도)
- 중복되는 UE IP 버전 4(IPv4: IP version 4) 주소의 지원
- 서로 다른 PDU 타입(IP, 이더넷(Ethernet), 넌-IP(non-IP)) 지원
- 전송 계층(transport layer) 내에서 서로 다른 기술을 허용하는, 전송 계층(transport layer)로부터 분리(decouple)된 엔드-유저(end-user) 페이로드 "계층(레이어)"
2) PDU 세션 별 터널 프로토콜
이 솔루션은 "UP 프로토콜 모델(UP protocol model)을 다룬다(address).
도 12는 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 노드-레벨 별 터널 프로토콜을 예시한다.
이 옵션에서는, NF 쌍 간(예를 들어, RAN 노드와 CN 내 UP 기능 간, 또는 CN 내 2개의 UP 기능 간)에 PDU 세션 별로 하나의 터널이 존재한다. 세션의 모든 QoS 클래스들은 동일한 외부 IP 헤더를 공유하지만, 인캡슐레이션 헤더는 QoS 마킹을 나를 수 있다.
이 솔루션은 다음과 같은 추가적인 특징을 가진다:
- 수신단(receiving cenpoint)은 터널링된 PDU가 어떤 세션에 속하는지 결정하기 위하여 인캡슐레이션 헤더 내 식별자를 사용하며, 외부 IP 헤더와 조합하여 사용할 수도 있다.
- 이동 중에 모든 QoS 클래스에 대한 공통된 시그널링
- 중복되는 UE IPv4 주소의 지원
- 서로 다른 PDU 타입(IP, Ethernet, non-IP)) 지원
- 전송 계층(transport layer) 내에서 서로 다른 기술을 허용하는, 전송 계층(transport layer)로부터 분리(decouple)된 엔드-유저(end-user) 페이로드 "계층(레이어)"
3) 노드-레벨 별 터널 프로토콜
이 솔루션은 "UP 프로토콜 모델(UP protocol model)을 다룬다(address).
도 13은 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 목적지 별 하나의 터널을 생성하기 위한 노드-레벨 별 터널 프로토콜을 예시한다.
이 옵션에서는, NF 쌍 간(예를 들어, RAN 노드와 CN 내 UP 기능 간, 또는 CN 내 2개의 UP 기능 간)에 모든 트래픽에 대하여 공통된 터널이 존재한다.
이 솔루션은 다음과 같은 추가적인 특징을 가진다:
- 외부 IP 헤더 또는 인캡슐레이션 헤더 내 PDU 세션의 식별자가 존재하지 않는다. 대신에, 종점(endpoint)는 세션을 식별하기 위하여 엔드-유저(end-user) PDU 내 정보(예를 들어, IP 타입 PDU(PDU type IP)의 경우 UE IP 주소)를 이용할 필요가 있다.
- 하나의 접속 네트워크(AN: Access Network)가 다중의 데이터 네트워크(DN: Data Network)에 액세스하는 하나의 UP로 연결된 경우, AN과 UP 기능 간에 노드 및 DN 별 터널이 존재한다.
- IP 타입 PDU(PDU type IP)의 경우, PDU 세션 트래픽은 UE IP 주소에 기반하여 식별된다. 이는 명확한 트래픽 식별을 허용하기 위하여 하나의 DN 내에서 UE IP 주소를 고유할 것을 요구한다.
- Ethernet 타입 PDU(PDU type Ethernet)의 경우, UP 기능 및 RAN 노드에서 세션을 식별하기 위한 고유한 식별자(ID: Identifier)가 요구되고, 이는 PDU 타입 별로 생성된다. 이 식별자는 IP 타입 PDU(PDU type IP)에서 UE IP 주소처럼 PDU 헤더 내 위치한다
- 인캡슐레이션 헤더는 (예를 들어, QoS 목적을 위한 식별자를 나르기 위하여) 필요할 수도 있고 필요하지 않을 수도 있다.
- 노드/기능이 다중의 IP 주소들을 지원하는 경우, 예를 들어, 로드 밸런싱(load balancing)으로 인하여 노드/기능의 정확한 IP 주소에 트래픽을 전달하기 위하여 터널 종단 주소(tunnel endpoint address)를 시그널링할 필요가 있다.
- 전송 계층(transport layer) 내에서 서로 다른 기술을 허용하는, 전송 계층(transport layer)로부터 분리(decouple)된 엔드-유저(end-user) 페이로드 "계층(레이어)"
하나의 AN 노드의 경우, 서로 다른 사용자 평면 게이트웨이(User Plane GW)에 연결되는 다중의 터널이 존재할 수 있다. 노드-레벨 터널은 고정된(stationary) UE에게 적용된다. 그러므로, 운영자는 설정을 통해 동일한 노드-레벨 터널에 속하는 UE(들)에게 하나의 DN 내 중복되지 않은 IP 주소의 할당을 보장할 수 있다.
도 14는 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 고정된 무선 단말 및 이동 단말에 대한 시나리오를 예시한다.
이 시나리오는 고정된 무선 단말(fixed wireless terminal)(예를 들어, IoT(Internet or Things) UE, 또는 "라스트 원 마일(last one mile)"에 대한 액세스 서비스로서 고정 네트워크 비교 가능한 대역폭을 제공하는 CPE(Customer-Premises Equipment) UE)이 네트워크에 연결될 때 적용할 수 있다. 이러한 고정된 무선 단말은 거의 움직임이 필요 없거나 또는 이동이 허용되지 않을 수 있다(예를 들어, 가입자 별로).
고정된 UE 시나리오는 수많은 연결(예를 들어, IoT 케이스) 및 대량의 UP 트래픽(예를 들어, CPE 케이스)을 가진다는 것이 특징이다. 터널을 단순화하기 위하여, 차세대 접속 노드 및 UP 기능 간에 병합된(aggregated) 노드-레벨 터널이 사용될 수 있다.
UE가 네트워크에 어태치(attach)하거나 또는 하나의 DN에게로 PDU 세션을 셋업할 때, CP-AU는 UE 타입(예를 들어, 고정된 무선 UE 타입)에 권한을 부여하고, AN 노드 레벨 터널이 적용되는지 여부를 식별한다. 그렇다면, CP는 DN 명칭, 터널 종단 정보(예를 들어, UP IP 주소) 또는 AN에 의해 제공된 AN 노드 식별자와 같은 정보에 기반하여 PDU 세션을 위한 해당 터널을 결정한다.
동일한 AN 노드-레벨 터널을 사용하는 UE들은 동일한 CP SM에 연결된다. AN 노드는 터널 정보(예를 들어, 외부 IP 헤더) 및 UE의 IP 주소를 통해 UE의 트래픽을 식별한다.
도 15는 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 AN 노드-레벨 터널에 의한 UE의 네트워크로의 어태치를 예시한다.
도 15에서 "사용자 데이터(User Data)"(예를 들어, HSS, 가입 저장소 기능(Subscriber Repository Function) 등)은 허가(authorization)를 위한 세션 관리 및 사용자 가입, 사용자 식별자와 관련된 정보의 데이터 저장소이다. 독립적인(standalone) 네트워크 기능일 수도 있고 또는 일부 네트워크 기능과 함께 배치(collocate)될 수도 있다.
"CP-AU"는 UE의 인증 절차 및 인증 자료를 획득하기 위한 User Data(또는 Subscriber Repository Function)와 상호동작(interact)를 수행하는 코어 네트워크 내 기능(또는 네트워크 개체)이다.
"CP-SM"은 NextGen 시스템 아키텍쳐 내 UE를 위한 온디맨드(on-demand) PDU 세션의 확립, 유지 및 종료를 담당하는 코어 네트워크 내 기능(또는 네트워크 개체)이다.
1. UE는 어태치 요청(Attach Request)을 AN 노드에게 전송한다. UE 타입은 Attach Request과 연관된 시그널링(RRC 메시지와 유사)에 포함된다.
2. AN 노드는 UE 타입을 인지하고, Attach Request과 함께 노드-레벨 터널 선택 보조 정보(즉, 터널 종단 IP 주소 및 AN 노드 식별자)를 포함시켜 CP-AU에게 전송한다.
3. CP-AU는 UE를 인증하기 위하여 UE 타입과 같은 PDU 타입 및 사용자 가입 데이터를 검증(verify)한다.
4. CP-AU는 세션 생성 요청(Create Session Request) 메시지를 CP-SM에 전송한다.
5. CP-SM은 DN 명칭, AN에 의해 제공된 터널 선택 보조 정보와 같은 정보에 기반하여 UP 기능을 선택한다. CP-SM은 UP 기능에 상응하는 UE IP 주소를 할당한다. CP-SM은 세션을 위한 자원을 셋업하기 위하여 AN에게 요청한다.
6. CP-SM 기능은 UP 기능으로 사용자 평면을 셋업한다. 즉, 할당된 UE IP 주소를 통지하고, AN을 위해 사용되는 터널과 세션을 위한 트래픽 처리 정책 을 지시한다.
7. CP-SM은 세션 생성 응답(Create Session Response)을 CP-AU에게 전송한다. 이 메시지는 UE IP 주소를 포함한다.
8. CP-AU는 UE에게 어태치 완료(Attach complete)를 전송한다.
UE 이동성을 위한 터널링 모델 관리 방법
위와 같이 UP 프로토콜 모델에 관한 각각의 특징 및 활용 케이스에 대하여 논의가 진행되고 있다.
예를 들면, 노드-레벨 별 터널링 모델(즉, 터널 프로토콜)은 IoT 와 같은 고정된 무선 단말이 이용되는 서비스에 적용될 수 있다. 이때 IoT UE는 이동이 거의 없거나 이동이 허용되지 않는 특수한 UE일 수 있다. 이러한 노드-레벨 별 터널링 모델은 다수의 이동성이 없는(non-mobile) UE들이 동일한 DN(Data Network)로부터 서비스를 받고자 할 때 용이하게 이용될 수 있다.
앞서 살펴본 바와 같이 3가지 UP 프로토콜 모델들이 차세대 프로토콜 모델로서 제안되었다. 각각의 모델은 활용 케이스와 필요한 파라미터들이 상이하지만, NextGen 시스템에서 현재로서는 모든 터널링 모델이 사용 가능할 것으로 예상되지만, 아직 확정되지 않은 상태이다.
즉, AN(Access Network)은 3가지 터널 모델을 전부 지원할 수도 있고 그렇지 아니할 수도 있다. 이에 따라, 다음과 같은 문제가 발생할 수 있다.
터널링 모델 A를 지원하는 액세스 노드(Access Node)(예를 들어, 기지국, eNB 등)의 커버리지에서 특정 서비스(즉, 특정 DN 또는 APN(APN은 PDN 식별자(즉, PDN Identifier)를 의미하며, PDN을 지칭하거나 구분하기 위한 문자열을 의미함))를 제공 받던 UE가 다른 액세스 노드로 이동하여야 할 때(예를 들어, 핸드오버 등을 이유로), 소스(source) 액세스 노드는 타겟(target) 액세스 노드를 선택해야 한다.
이때, 현재의 기술로서는 source 액세스 노드가 target 액세스 노드가 어떠한 터널링 모델을 지원하는지 알 수가 없다.
이러한 상황에서 source 액세스 노드에 의해 선택된 target 액세스 노드가 터널링 모델 A를 지원하지 않는다면, UE는 현재 터널링 서비스를 제공 받을 수 없으므로, 다른 터널링을 새롭게 확립하여야 하는 상황이 발생할 수 있다.
또한, 두 종류 이상의 터널링 모델(예를 들어, 노드-레벨 별 터널링과 세션-레벨 별 터널링)을 이용하고 있는 UE(즉, 서로 다른 두 개 이상의 DN에 연결)가 다른 액세스 노드를 선택해야 할 때도 앞서 언급한 상황이 발생할 수 있다.
이러한 문제를 해결하기 위하여, 본 발명에서는 source 액세스 노드가 UE에게 최적인 target 액세스 노드를 선택할 수 있도록 하는 방법을 제안한다.
특히, 본 발명에서는 source 액세스 노드가 target 액세스 노드를 선택해야 하는 UE 이동성 이벤트(예를 들어, 핸드오버)가 발생했을 때, source 액세스 노드가 target 액세스 노드를 선택할 때 필요한 정보를 UE가 source 액세스 노드에게 전송(예를 들어, 측정 보고 등을 통해)하는 방법을 제안한다.
본 발명에서는 액세스 노드 별로 지원하는 터널링 모델에 대한 능력(capability)이 다르다고 가정한다(예를 들어, 특정 지역의 액세스 노드는 터널링 모델 A만을 지원하고 그 외의 터널링 모델은 지원하지 않는다).
또한, 이하 본 발명의 설명에 있어서, 터널링 모델은 앞서 설명한 QoS 클래스 별 터널링 모델, 세션 별 터널링 모델, 노드-레벨 별 터널링 모델 중 하나 이상을 지칭한다.
도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 UE의 이동성 지원 방법을 예시하는 도면이다.
도 16을 참조하면, 소스(source) 액세스 노드(예를 들어, 소스 기지국 등)은 UE에게 측정 설정을 전송한다(S1601).
이때, 측정 설정은 UE가 source 액세스 노드로부터 서비스를 받기 시작할 때(예를 들어, UE가 source 액세스 노드를 통해 어태치 절차를 수행하거나 또는 특정 터널을 이용하는 세션을 확립할 때 등) 전송될 수 있다.
이때, 측정 설정은 이웃 액세스 노드의 터널링 모델에 대한 능력(capability) 정보(예를 들어, '이웃 액세스 노드가 지원 가능한 터널링 모델' 및/또는 '이웃 액세스 노드가 현재 지원 중인 터널' 및/또는 'UE가 이용 중인 터널링 모델의 지원을 위한 이웃 액세스 노드의 리스트')를 UE의 측정 보고에 포함시키도록 지시할 수 있다. 즉, 측정 설정은 UE가 측정 보고에 포함시킬 정보로서 이웃 액세스 노드의 터널링 모델에 대한 능력(capability) 정보를 포함할 수 있다.
UE가 측정 보고에 포함해야 하는 정보는 아래와 같을 수 있다.
1) 예를 들어, 소스 액세스 노드는 UE 주변의 액세스 노드(즉, 이웃 액세스 노드) 별로 어떤 터널링 모델을 지원 가능한지에 대한 정보를 측정 보고에 포함하여 보고하도록 지시할 수 있다. 즉, 측정 설정은 UE가 측정 보고에 포함시킬 정보로서 UE 주변의 액세스 노드(즉, 이웃 액세스 노드)가 지원 가능한 터널링 모델을 포함할 수 있다.
이때, 각 액세스 노드는 자신이 지원 가능한 터널링 모델의 리스트를 시스템 정보 블록(SIB: System Information Block)을 통해 (주기적으로) 알릴 수 있다(예를 들어, 브로드캐스팅).
예를 들면, 액세스 노드가 자신이 지원 가능한 터널링 모델에 대한 정보는 아래 표 2와 같은 형태로 UE에게 알릴 수 있다.
표 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 액세스 노드가 지원 가능한 터널링 모델에 대한 정보를 예시한다.
Figure PCTKR2017002170-appb-T000002
표 2를 참조하면, 예를 들어, 액세스 노드가 QoS 레벨(클래스) 별 터널링 모델과 노드-레벨 별 터널링 모델을 지원 가능한 경우, 액세스 노드가 지원하는 터널링 모델에 대한 정보에 대한 값으로서 101을 SIB에 포함하여 UE에 전송할 수 있다.
이를 바탕으로 UE는 source 액세스 노드가 필요로 하는 정보(즉, 이웃 액세스 노드가 지원 가능한 터널링 모델에 대한 정보)를 획득할 수 있다.
이때, source 액세스 노드는 특정 터널 모델에 대하여 지원 가능한지만 요구할 수도 있고, 또는 지원 가능한 터널 모델에 대한 모든 정보를 요구할 수도 있다.
예를 들어, source 액세스 노드는, 이웃 액세스 노드가 QoS 레벨(클래스) 별 터널링 모델을 지원 가능한지 여부에 대한 정보를 측정 보고에 포함하여 전송하도록 지시할 수 있다. 이 경우, UE는 각 이웃 액세스 노드 별로 QoS 레벨(클래스) 별 터널링을 지원 가능한 경우 '1', 지원 가능하지 않는 경우 '0'을 측정 보고에 포함시켜 source 액세스 노드에게 전송할 수 있다.
2) 또 다른 예로, 소스 액세스 노드는 UE 주변의 액세스 노드 별로 현재 어떠한 터널을 지원하고 있는지에 대한 정보를 측정 보고에 포함하여 보고하도록 지시할 수 있다. 즉, 측정 설정은 UE가 측정 보고에 포함시킬 정보로서 UE 주변의 액세스 노드(즉, 이웃 액세스 노드)가 현재 지원하는 터널(및 DN)포함할 수 있다.
이때, UE는 주변 액세스 노드(즉, 이웃 액세스 노드)로부터 SIB를 통해 액세스 노드가 현재 갖고 있는(즉, 확립된) 터널에 대한 정보(즉, 터널링 모델 및 DN)를 획득할 수 있다.
예를 들면, 액세스 노드가 자신이 현재 지원하는 터널에 대한 정보는 아래 표 3과 같은 형태로 UE에게 알릴 수 있다.
표 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 현재 액세스 노드가 지원하는 터널에 대한 정보를 예시한다.
Figure PCTKR2017002170-appb-T000003
표 3을 참조하면, 액세스 노드가 현재 QoS 레벨(클래스) 별 터널을 통해 DN1과 연결되어 있으며, 또한 세션 레벨 별 터널을 통해 DN2와 연결되어 있음을 나타낸다.
3) 또 다른 예로, 소스 액세스 노드는 UE가 이용 중인 터널링 모델의 지원을 위한 이웃 액세스 노드의 리스트를 측정 보고에 포함하여 보고하도록 지시할 수 있다. 즉, 측정 설정은 UE가 측정 보고에 포함시킬 정보로서 UE가 이용 중인 터널링 모델의 지원을 위한 이웃 액세스 노드의 리스트를 포함할 수 있다.
이때, 상술한 바와 같이, UE는 이웃 액세스 노드로부터 SIB를 통해 지원 가능한 터널링 모델에 대한 정보를 획득할 수 있다. 그리고, UE는 자신이 현재 이용 중인 터널링 모델을 지원 가능한 (또는 지원 불가능한) 이웃 액세스 노드들을 선별할 수 있다. 그리고, 선별된 이웃 액세스 노드에 대한 리스트를 측정 보고에 포함시켜 소스 액세스 노드에게 전송할 수 있다.
이때, UE는 source 액세스 노드로부터 위의 정보(들)를 전달하라는 것을 명시적으로 전달받았을 때에만, 위의 정보를 Source 액세스 노드에게 전달할 수 있다.
이때, UE가 이웃 액세스 노드가 지원 가능한 터널링 모델 (표 2 참조) 또는 이웃 액세스 노드가 현재 지원 중인 터널(표 3 참조) 또는 UE가 이용 중인 터널링 모델의 지원을 위한 이웃 액세스 노드의 리스트를 소스 액세스 노드에게 전달할지, 또는 두 개 이상의 정보를 소스 액세스 노드에게 전달할지, 또는 모두 source 액세스 노드에게 전달할지는, source 액세스 노드에 의해 명시적으로 결정될 수 있다.
여기서, 측정 설정은 앞서 도 9에서 측정 제어(Measurement Control)와 동일한 의미로 해석될 수 있다.
source 액세스 노드는 전용 시그널링(예를 들어, RRC 연결 재구성(RRC Connection Reconfiguration) 메시지 또는 RRC 구성 재개(RRC Connection Resume) 메시지)을 이용하여 UE(예를 들어, RRC_CONNECTED인 UE)에게 적용 가능한 측정 설정을 제공할 수 있다.
UE가 source AN에 보고할 정보의 종류는 네트워크 운영자 정책 또는 UE의 가입정보에 의해 변경될 수도 있다.
측정 설정은 다음과 같은 파라미터를 포함할 수 있다:
1) 측정 대상(Measurement objects): UE가 측정을 수행하여야 할 대상.
- 인트라-주파수 측정(서빙 셀(들)의 하향링크 캐리어 주파수에서의 측정) 및 인터-주파수 측정(서빙 셀(들)의 하향링크 주파수(들)과 상이한 주파수에서의 측정)의 경우, 측정 대상은 단일의 캐리어 주파수에 해당될 수 있다. 이 캐리어 주파수와 관련되어, 액세스 노드는 셀 특정 오프셋 리스트, '블랙리스트인(blacklisted)' 셀의 리스트, '화이트리스트인(whitelisted)' 셀 리스트를 설정할 수 있다. blacklisted 셀들은 이벤트 평가 또는 측정 보고에서 고려되지 않는다.
- 인터-RAT 측정(UTRA/GERAN/CDMA2000/WLAN 등의 주파수에서의 측정)의 경우, UTRA/GERAN/CDMA2000/WLAN 캐리어 주파수(또는 세트)가 해당될 수 있다.
2) 보고 설정(Reporting configurations): 보고 설정의 리스트. 각 보고 설정은 다음을 포함할 수 있다:
- 보고 기준(criterion): UE가 측정 보고를 전송하도록 트리거하는 기준. 이 기준은 주기적 보고 또는 단일 이벤트 보고에 적용될 수 있다.
- 보고 포맷: UE가 측정 보고에 포함시킬 값(quantity)(예를 들어, RSRP(Reference Signals Received Power), RSRQ(Reference Signals Received Quality), RSSI(Received Signaling Strength Indicator) 등 포함할 수 있음) 및 관련된 정보(예를 들어, 보고할 셀들의 수)
이때, UE가 측정 보고에 포함시켜 전송하도록, 보고 포맷은 이웃 액세스 노드의 터널링 모델에 대한 능력(capability) 정보를 포함할 수 있다.
여기서, 이웃 액세스 노드의 터널링 모델에 대한 능력(capability) 정보는 앞서 설명한 '이웃 액세스 노드가 지원 가능한 터널링 모델' 및/또는 '이웃 액세스 노드가 현재 지원 중인 터널'을 포함할 수 있다.
이 경우, UE는 측정 보고에 이웃 액세스 노드 별로 지원 가능한 터널링 모델 및/또는 현재 지원 중인 터널 정보를 포함시켜 소스 액세스 노드에게 전송할 수 있다.
또한, UE가 측정 보고에 포함시켜 전송하도록, 보고 포맷은 해당 UE가 이용 중인 터널링 모델의 지원을 위한 이웃 액세스 노드의 리스트를 포함할 수 있다. 이 경우, UE는 SIB를 통해 각 이웃 액세스 노드들로부터 지원 가능한 터널링 모델 및/또는 현재 지원 중인 터널 정보를 수신하고, 해당 UE가 이용 중인 터널링 모델을 지원 가능한 (또는 지원 불가능한) 이웃 액세스 노드들을 선별할 수 있다. 그리고, 선별된 이웃 액세스 노드에 대한 리스트(즉, 해당 UE가 이용 중인 터널링 모델의 지원을 위한 이웃 액세스 노드의 리스트)를 측정 보고에 포함시켜 소스 액세스 노드에게 전송할 수 있다.
이때, 해당 UE가 이용 중인 터널링 모델의 지원을 위한 이웃 액세스 노드의 리스트는 UE가 이용 중인 터널링 모델을 지원 가능한 이웃 액세스 노드만을 포함할 수 있다.
또는, 해당 UE가 이용 중인 터널링 모델의 지원을 위한 이웃 액세스 노드의 리스트는 UE가 이용 중인 터널링 모델을 지원 가능한 이웃 액세스 노드와 UE가 이용 중인 터널링 모델을 지원 불가능한 이웃 액세스 노드를 모두 포함하되, 각 이웃 액세스 노드 별로 지원 가능 여부가 함께 지시될 수 있다.
또는, 해당 UE가 이용 중인 터널링 모델의 지원을 위한 이웃 액세스 노드의 리스트는 UE가 이용 중인 터널링 모델을 지원 가능한 이웃 액세스 노드와 UE가 이용 중인 터널링 모델을 지원 불가능한 이웃 액세스 노드를 모두 포함하되, UE가 이용 중인 터널링 모델을 지원 가능한 이웃 액세스 노드에 높은 우선순위가 매겨질 수 있다.
3) 측정 식별자(Measurement identities)(들): 측정 식별자(들)의 리스트. 이때, 각 측정 식별자는 하나의 보고 설정이 적용되며 하나의 측정 대상에 링크(link)될 수 있다. 다수의 측정 식별자들을 설정함으로써, 하나 이상의 측정 대상이 동일한 보고 설정에 링크될 수 있으며, 또한 하나 이상의 보고 설정이 동일한 측정 대상에 링크될 수도 있다. 측정 식별자는 측정 보고 내 참조 번호로서 사용된다.
4) 값 설정(quantity configurations): 하나의 quantity configuration은 RAT 타입 별로 설정될 수 있다. quantity configuration은 측정 값(measurement quantity) 및 모든 이벤트 평가 및 측정 타입의 관련된 보고를 위해 사용되는 연관된 필터링을 정의할 수 있다. 하나의 필터는 measurement quantity 별로 설정될 수 있다.
5) 측정 갭(Measurement gaps): 측정을 수행하기 위해 UE가 사용할 수 있는 주기(즉, (상향링크, 하향링크) 전송이 스케줄링되지 않음)
액세스 노드는 주어진 주파수에 대하여 하나의 측정 대상을 설정할 수 있다. 즉, 서로 다른 연관된 파라미터들(예를 들어, 서로 다른 오프셋 및/또는 블랙리스트 등)이 적용되는 동일한 주파수에 대한 둘 이상의 측정 대상은 설정될 수 없을 수 있다. 액세스 노드는 동일한 이벤트의 다수의 시점(instance)들을 설정할 수 있다(예를 들어, 서로 다른 임계치를 가지는 2개의 보고 설정이 설정됨으로써).
UE는 하나의 측정 대상 리스트, 하나의 보고 설정 리스트, 하나의 측정 식별자(들) 리스트를 유지할 수 있다. 측정 대상 리스트는 RAT 타입 별로 특정된 측정 대상(들)을 포함할 수 있다(또한 인트라-주파수 대상(들)(예를 들어, 서빙 주파수(들)에 상응하는 대상(들)), 인터-주파수 대상(들), 인터-RAT 대상(들)을 포함할 수 있음). 측정 대상은 동일한 RAT 타입의 보고 설정에 링크될 수 있다. 일부 보고 설정들은 측정 대상에 링크되지 않을 수도 있다. 유사하게, 일부 측정 대상은 보고 설정에 링크되지 않을 수도 있다.
측정 보고가 트리거되면, UE는 소스 액세스 노드에게 측정 보고를 전송한다(S1602).
여기서, UE는 앞서 S1601 단계에서 소스 액세스 노드에 의해 지시된 이웃 액세스 노드의 터널링 모델에 대한 능력(capability) 정보(예를 들어, '이웃 액세스 노드가 지원 가능한 터널링 모델' 및/또는 '이웃 액세스 노드가 현재 지원 중인 터널' 및/또는 'UE가 이용 중인 터널링 모델의 지원을 위한 이웃 액세스 노드의 리스트')를 측정 보고에 포함하여 소스 액세스 노드에게 전송할 수 있다.
이때, 다음 중 하나의 방법을 통해 전달하거나 두 가지 방법 모두 이용할 수도 있다.
주기적은 측정 보고: UE는 이웃 액세스 노드의 터널링 모델에 대한 능력(capability) 정보를 주기적인 측정 보고에 포함시켜 소스 액세스 노드에게 전달할 수 있다.
특정 event가 발생했을 시 측정 보고: UE는 소스 액세스 노드의 신호 세기(예를 들어, RSRP, RSRQ, RSSI 등)가 미리 정해진 특정 임계치 값보다 작을 경우에 소스 액세스 노드에게 측정 보고를 전송할 수 있으며, 이때 UE는 이웃 액세스 노드의 터널링 모델에 대한 능력(capability) 정보를 측정 보고에 포함시킬 수 있다.
또는, 소스 액세스 노드의 신호 세기(예를 들어, RSRP, RSRQ, RSSI 등)가 미리 정해진 임계치보다 낮진 않지만 이웃 액세스 노드의 신호 세기(예를 들어, RSRP, RSRQ, RSSI 등)가 소스 액세스 노드의 신호 세기보다 높을 때, UE는 소스 액세스 노드에게 측정 보고를 전송할 수 있으며, 이때 이웃 액세스 노드의 터널링 모델에 대한 능력(capability) 정보를 측정 보고에 포함시킬 수 있다.
소스 액세스 노드는 측정 보고를 기반으로 UE가 핸드오버하기 위한 타겟 액세스 노드를 결정한다(S1603).
즉, 소스 액세스 노드는 UE로부터 수신한 측정 보고(즉, 이웃 액세스 노드의 터널링 모델에 대한 능력(capability) 정보를 포함하는)를 바탕으로 아래의 동작 중 하나를 수행할 수 있다. 이때, 아래 동작에 대한 결정은 UE가 현재 가지고 있는(즉, 확립된) 세션의 수 및 터널의 종류에 기반할 수 있다.
1) UE가 특정 터널링 모델 A를 이용하는 세션만을 가지는 경우
소스 액세스 노드는 UE로부터 수신한 측정 보고와 이에 포함된 이웃 액세스 노드의 터널링 모델에 대한 능력(capability) 정보를 기반으로 UE를 지원 가능한 액세스 노드 중에서 신호 세기가 가장 높은 액세스 노드를 타겟 액세스 노드로서 선택할 수 있다.
즉, 소스 액세스 노드는 터널링 모델 A를 지원 가능한 액세스 노드 및/또는 터널링 모델 A의 터널을 지원 중인 액세스 노드 중에서 신호 세기가 가장 높은 액세스 노드를 타겟 액세스 노드로서 선택할 수 있다.
이때, 소스 액세스 노드는 신호 세기뿐만 아니라 코어 네트워크의 노드로부터 제어 평면을 통해 수신한 다른 정보(예를 들어, 이웃 액세스 노드의 로드 상태(load status) 정보 등)를 기준으로 타겟 액세스 노드를 결정할 수도 있다.
2) UE가 터널링 모델 A를 이용하는 세션 이외에 다른 터널링 모델을 이용하는 세션도 가지는 경우(예를 들어, UE가 노드-레벨 별 터널링 모델의 터널을 통해 DN 1에 연결되어 있으며, 또한 세션 레벨 별 터널링 모델의 터널을 통해 DN 2에 연결되어 있는 경우)
소스 액세스 노드는 UE로부터 수신한 측정 보고와 이에 포함된 이웃 액세스 노드의 터널링 모델에 대한 능력(capability) 정보를 기반으로 다음과 같이 타겟 액세스 노드를 선택할 수 있다.
a) 소스 액세스 노드는 UE가 전송한 이웃 액세스 노드의 터널링 모델에 대한 능력(capability) 정보에 포함된 액세스 노드 중에서 UE가 현재 이용하는 터널링 모델을 모두 지원하면서, 신호 세기가 가장 높은 액세스 노드를 타겟 액세스 노드로서 결정할 수 있다.
b) UE로부터 수신한 이웃 액세스 노드의 터널링 모델에 대한 능력(capability) 정보에서 UE를 위해 현재 이용하는 터널링 모델을 모두 지원하는 액세스 노드가 존재하지 않으며, 일부의 터널링 모델만을 지원하는 액세스 노드만이 존재하는 경우(예를 들어, 현재 UE는 터널링 모델 A와 B가 필요하지만, 터널링 모델 A와 C, 또는 터널링 모델 B와 C만 지원하는 액세스 노드만이 존재하는 경우)
이 경우, 소스 액세스 노드는 UE가 현재 이용하고 있는 터널링 모델 중에서 우선 순위가 높은 터널링 모델을 지원하는 액세스 노드를 우선적으로 선택할 수 있다. 즉, 우선 순위가 높은 터널링 모델을 지원하는 이웃 액세스 노드 중에서 신호 세기가 가장 높은 이웃 액세스 노드를 타겟 액세스 노드로서 결정할 수 있다.
이때, 소스 액세스 노드는 터널링 모델의 우선순위를 제어 평면을 통해 코어 네트워크의 노드로부터 수신하여 알 수도 있으며, 또는 소스 액세스 노드에 미리 설정되어 있을 수도 있다.
한편, 소스 액세스 노드는 이웃 액세스 노드가 지원 가능한 터널링 모델에 대한 정보가 미리 설정(pre-configuration)되어 있을 수 있다.
이 경우, 앞서 S1601 단계에서 소스 액세스 노드는 측정 설정에 이웃 액세스 노드의 터널링 모델에 대한 능력(capability) 정보를 UE의 측정 보고에 포함하도록 지시하지 않을 수 있다. 또한, S1602 단계에서, UE는 이웃 액세스 노드의 터널링 모델에 대한 능력(capability) 정보를 측정 보고에 포함시키지 않을 수 있다.
이처럼, 이웃 액세스 노드가 지원 가능한 터널링 모델에 대한 정보가 미리 설정(pre-configuration)되어 있는 경우, 소스 액세스 노드는 UE의 측정 보고 및 현재 UE가 이용 중인 터널링 모델을 고려하여 타겟 액세스 노드를 결정할 수 있다.
1) UE가 터널링 모델 A를 이용하는 세션만을 가지는 경우
소스 액세스 노드는 타겟 액세스 노드 후보(즉, 신호 세기가 일정 임계치 이상이 이웃 액세스 노드) 중에서 현재 UE가 이용 중인 터널링 모델을 지원하며 신호 세기가 가장 높은 액세스 노드를 타겟 액세스 노드로 결정할 수 있다.
2) UE가 터널링 모델 A를 이용하는 세션 이외에 다른 터널링 모델을 이용하는 세션도 가지는 경우(예를 들어, UE가 노드-레벨 별 터널링 모델의 터널을 통해 DN 1에 연결되어 있으며, 또한 세션 레벨 별 터널링 모델의 터널을 통해 DN 2에 연결되어 있는 경우)
이 경우, 소스 액세스 노드는 아래와 같은 동작을 수행한다.
a) 소스 액세스 노드는 타겟 액세스 노드 후보(즉, 신호 세기가 일정 임계치 이상이 이웃 액세스 노드) 중에 현재 UE가 이용 중인 터널링 모델을 모두 지원하며 신호 세기가 가장 높은 액세스 노드를 타겟 액세스 노드로 결정할 수 있다.
b) UE가 이용 중인 터널링 모델을 모두 지원하는 이웃 액세스 노드 후보가 존재하지 않으며, 일부의 터널링 모델만을 지원하는 이웃 액세스 노드 후보만이 존재하는 경우(예를 들어, 현재 UE는 터널링 모델 A와 B가 필요하지만, 터널링 모델 A와 C, 또는 터널링 모델 B와 C만 지원하는 액세스 노드만이 존재하는 경우)
이 경우, 소스 액세스 노드는 UE가 현재 이용하고 있는 터널링 모델 중에서 우선 순위가 높은 터널링 모델을 지원하는 액세스 노드를 우선적으로 선택할 수 있다. 즉, 우선 순위가 높은 터널링 모델을 지원하는 이웃 액세스 노드 중에서 신호 세기가 가장 높은 이웃 액세스 노드를 타겟 액세스 노드로서 결정할 수 있다.
이때, 소스 액세스 노드는 터널링 모델의 우선순위를 제어 평면을 통해 코어 네트워크의 노드로부터 수신하여 알 수도 있으며, 또는 소스 액세스 노드에 미리 설정되어 있을 수도 있다.
위와 같이, 소스 액세스 노드가 UE의 핸드오버를 결정하며, 또한 UE가 핸드오버할 타겟 액세스 노드를 결정한 이후의 과정은 앞서 도 9의 4 단계 이후의 과정이 동일하게 수행될 수 있다.
본 발명이 적용될 수 있는 장치 일반
도 17은 본 발명의 일 실시예에 따른 통신 장치의 블록 구성도를 예시한다.
도 17을 참조하면, 무선 통신 시스템은 네트워크 노드(1710)와 다수의 단말(UE)(1720)을 포함한다.
네트워크 노드(1710)는 프로세서(processor, 1711), 메모리(memory, 1712) 및 통신 모듈(communication module, 1713)을 포함한다. 프로세서(1711)는 앞서 도 1 내지 도 16에서 제안된 기능, 과정 및/또는 방법을 구현한다. 유/무선 인터페이스 프로토콜의 계층들은 프로세서(1711)에 의해 구현될 수 있다. 메모리(1712)는 프로세서(1711)와 연결되어, 프로세서(1711)를 구동하기 위한 다양한 정보를 저장한다. 통신 모듈(1713)은 프로세서(1711)와 연결되어, 유/무선 신호를 송신 및/또는 수신한다. 네트워크 노드(1710)의 일례로, 액세스 노드, 기지국, CP-AU, CP-SM, UP Function, User Data, MME, HSS, SGW, PGW 등이 이에 해당될 수 있다. 특히, 네트워크 노드(1710)가 기지국인 경우, 통신 모듈(1713)은 무선 신호를 송/수신하기 위한 RF부(radio frequency unit)을 포함할 수 있다.
단말(1720)은 프로세서(1721), 메모리(1722) 및 통신 모듈(또는 RF부)(1723)을 포함한다. 프로세서(1721)는 앞서 도 1 내지 도 16에서 제안된 기능, 과정 및/또는 방법을 구현한다. 무선 인터페이스 프로토콜의 계층들은 프로세서(1721)에 의해 구현될 수 있다. 메모리(1722)는 프로세서(1721)와 연결되어, 프로세서(1721)를 구동하기 위한 다양한 정보를 저장한다. 통신 모듈(1723)는 프로세서(1721)와 연결되어, 무선 신호를 송신 및/또는 수신한다.
메모리(1712, 1722)는 프로세서(1711, 1721) 내부 또는 외부에 있을 수 있고, 잘 알려진 다양한 수단으로 프로세서(1711, 1721)와 연결될 수 있다. 또한, 네트워크 노드(1710)(기지국인 경우) 및/또는 단말(1720)은 한 개의 안테나(single antenna) 또는 다중 안테나(multiple antenna)를 가질 수 있다.
도 18은 본 발명의 일 실시예에 따른 통신 장치의 블록 구성도를 예시한다.
특히, 도 18에서는 앞서 도 17의 단말을 보다 상세히 예시하는 도면이다.
도 18를 참조하면, 단말은 프로세서(또는 디지털 신호 프로세서(DSP: digital signal processor)(1810), RF 모듈(RF module)(또는 RF 유닛)(1835), 파워 관리 모듈(power management module)(1805), 안테나(antenna)(1840), 배터리(battery)(1855), 디스플레이(display)(1815), 키패드(keypad)(1820), 메모리(memory)(1830), 심카드(SIM(Subscriber Identification Module) card)(1825)(이 구성은 선택적임), 스피커(speaker)(1845) 및 마이크로폰(microphone)(1850)을 포함하여 구성될 수 있다. 단말은 또한 단일의 안테나 또는 다중의 안테나를 포함할 수 있다.
프로세서(1810)는 앞서 도 1 내지 도 16에서 제안된 기능, 과정 및/또는 방법을 구현한다. 무선 인터페이스 프로토콜의 계층은 프로세서(1810)에 의해 구현될 수 있다.
메모리(1830)는 프로세서(1810)와 연결되고, 프로세서(1810)의 동작과 관련된 정보를 저장한다. 메모리(1830)는 프로세서(1810) 내부 또는 외부에 있을 수 있고, 잘 알려진 다양한 수단으로 프로세서(1810)와 연결될 수 있다.
사용자는 예를 들어, 키패드(1820)의 버튼을 누르거나(혹은 터치하거나) 또는 마이크로폰(1850)를 이용한 음성 구동(voice activation)에 의해 전화 번호 등과 같은 명령 정보를 입력한다. 프로세서(1810)는 이러한 명령 정보를 수신하고, 전화 번호로 전화를 거는 등 적절한 기능을 수행하도록 처리한다. 구동 상의 데이터(operational data)는 심카드(1825) 또는 메모리(1830)로부터 추출할 수 있다. 또한, 프로세서(1810)는 사용자가 인지하고 또한 편의를 위해 명령 정보 또는 구동 정보를 디스플레이(1815) 상에 디스플레이할 수 있다.
RF 모듈(1835)는 프로세서(1810)에 연결되어, RF 신호를 송신 및/또는 수신한다. 프로세서(1810)는 통신을 개시하기 위하여 예를 들어, 음성 통신 데이터를 구성하는 무선 신호를 전송하도록 명령 정보를 RF 모듈(1835)에 전달한다. RF 모듈(1835)은 무선 신호를 수신 및 송신하기 위하여 수신기(receiver) 및 전송기(transmitter)로 구성된다. 안테나(1840)는 무선 신호를 송신 및 수신하는 기능을 한다. 무선 신호를 수신할 때, RF 모듈(1835)은 프로세서(1810)에 의해 처리하기 위하여 신호를 전달하고 기저 대역으로 신호를 변환할 수 있다. 처리된 신호는 스피커(1845)를 통해 출력되는 가청 또는 가독 정보로 변환될 수 있다.
이상에서 설명된 실시예들은 본 발명의 구성요소들과 특징들이 소정 형태로 결합된 것들이다. 각 구성요소 또는 특징은 별도의 명시적 언급이 없는 한 선택적인 것으로 고려되어야 한다. 각 구성요소 또는 특징은 다른 구성요소나 특징과 결합되지 않은 형태로 실시될 수 있다. 또한, 일부 구성요소들 및/또는 특징들을 결합하여 본 발명의 실시예를 구성하는 것도 가능하다. 본 발명의 실시예들에서 설명되는 동작들의 순서는 변경될 수 있다. 어느 실시예의 일부 구성이나 특징은 다른 실시예에 포함될 수 있고, 또는 다른 실시예의 대응하는 구성 또는 특징과 교체될 수 있다. 특허청구범위에서 명시적인 인용 관계가 있지 않은 청구항들을 결합하여 실시예를 구성하거나 출원 후의 보정에 의해 새로운 청구항으로 포함시킬 수 있음은 자명하다.
본 발명에 따른 실시예는 다양한 수단, 예를 들어, 하드웨어, 펌웨어(firmware), 소프트웨어 또는 그것들의 결합 등에 의해 구현될 수 있다. 하드웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 일 실시예는 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, 콘트롤러, 마이크로 콘트롤러, 마이크로 프로세서 등에 의해 구현될 수 있다.
펌웨어나 소프트웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 일 실시예는 이상에서 설명된 기능 또는 동작들을 수행하는 모듈, 절차, 함수 등의 형태로 구현될 수 있다. 소프트웨어 코드는 메모리에 저장되어 프로세서에 의해 구동될 수 있다. 상기 메모리는 상기 프로세서 내부 또는 외부에 위치하여, 이미 공지된 다양한 수단에 의해 상기 프로세서와 데이터를 주고 받을 수 있다.
본 발명은 본 발명의 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다. 따라서, 상술한 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니 되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.
본 발명은 3GPP LTE/LTE-A 시스템에 적용되는 예를 중심으로 설명하였으나, 3GPP LTE/LTE-A 시스템 이외에도 다양한 무선 통신 시스템에 적용하는 것이 가능하다.

Claims (10)

  1. 무선 통신 시스템에서 소스 액세스 노드가 UE(User Equipment)의 이동성을 지원하기 위한 방법에 있어서,
    이웃 액세스 노드의 터널링 모델에 대한 능력(capability) 정보를 측정 보고(measurement report)에 포함시키도록 지시하는 측정 설정(measurement configuration)을 UE에게 전송하는 단계;
    상기 UE로부터 상기 이웃 액세스 노드의 터널링 모델에 대한 능력(capability) 정보를 측정 보고(measurement report)를 수신하는 단계; 및
    상기 측정 보고(measurement report)를 기반으로 상기 UE가 핸드오버하기 위한 타겟 액세스 노드를 결정하는 단계를 포함하는 UE 이동성 지원 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 이웃 액세스 노드의 터널링 모델에 대한 능력(capability) 정보는 이웃 액세스 노드 별 지원 가능한 터널링 모델, 이웃 액세스 노드 별 현재 지원 중인 터널 및/또는 상기 UE가 이용 중인 터널링 모델의 지원을 위한 이웃 액세스 노드의 리스트를 포함하는 UE 이동성 지원 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 UE가 이용 중인 터널링 모델의 지원을 위한 이웃 액세스 노드의 리스트는 상기 UE가 이용 중인 터널링 모델을 지원 가능한 이웃 액세스 노드만을 포함하거나, 또는
    상기 UE가 이용 중인 터널링 모델을 지원 가능한 이웃 액세스 노드와 상기 UE가 이용 중인 터널링 모델을 지원 불가능한 이웃 액세스 노드를 모두 포함하되 각 이웃 액세스 노드 별로 지원 가능 여부가 함께 지시되거나, 또는
    상기 UE가 이용 중인 터널링 모델을 지원 가능한 이웃 액세스 노드와 상기 UE가 이용 중인 터널링 모델을 지원 불가능한 이웃 액세스 노드를 모두 포함하되 상기 UE가 이용 중인 터널링 모델을 지원 가능한 이웃 액세스 노드에 높은 우선순위가 매겨지는 UE 이동성 지원 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 이웃 액세스 노드로부터 상기 이웃 액세스 노드가 지원 가능한 터널링 모델에 대한 정보 및/또는 상기 이웃 액세스 노드가 현재 지원 중인 터널에 대한 정보가 시스템 정보 블록(SIB: system information block)으로 브로드캐스팅되는 UE 이동성 지원 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 이웃 액세스 노드의 터널링 모델에 대한 능력(capability) 정보를 기반으로 상기 UE의 터널링 모델을 지원 가능한 액세스 노드 중에서 신호 세기가 가장 높은 액세스 노드가 상기 타겟 액세스 노드로서 결정되는 UE 이동성 지원 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 UE에 대하여 서로 다른 터널링 모델을 이용하는 복수의 세션이 확립된 경우,
    상기 이웃 액세스 노드의 터널링 모델에 대한 능력(capability) 정보를 기반으로 상기 UE의 터널링 모델을 모두 지원 가능한 액세스 노드 중에서 신호 세기가 가장 높은 액세스 노드가 상기 타겟 액세스 노드로서 결정되는 UE 이동성 지원 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 UE에 대하여 서로 다른 터널링 모델을 이용하는 복수의 세션이 확립된 경우,
    상기 이웃 액세스 노드의 터널링 모델에 대한 능력(capability) 정보를 기반으로 상기 UE의 터널링 모델 중에서 우선 순위가 높은 터널링 모델을 지원 가능한 액세스 노드 중에서 신호 세기가 가장 높은 액세스 노드가 상기 타겟 액세스 노드로서 결정되는 UE 이동성 지원 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 우선 순위에 대한 정보가 코어 네트워크의 노드로부터 수신되거나, 상기 우선 순위가 상기 소스 액세스 노드에 미리 설정되는 UE 이동성 지원 방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 터널링 모델은 QoS(Quality of Service) 클래스 별 터널링 모델, 패킷 데이터 유닛(PDU: Packet Data Unit) 세션 별 터널링 모델 및/또는 노드 레벨 별 터널링 모델을 포함하는 UE 이동성 지원 방법.
  10. 무선 통신 시스템에서 UE(User Equipment)의 이동성을 지원하기 위한 소스 액세스 노드에 있어서,
    신호를 송수신하기 위한 통신 모듈(communication module); 및
    상기 통신 모듈을 제어하는 프로세서를 포함하고,
    상기 프로세서는 이웃 액세스 노드의 터널링 모델에 대한 능력(capability) 정보를 측정 보고(measurement report)에 포함시키도록 지시하는 측정 설정(measurement configuration)을 UE에게 전송하고,
    상기 UE로부터 상기 이웃 액세스 노드의 터널링 모델에 대한 능력(capability) 정보를 측정 보고(measurement report)를 수신하고,
    상기 측정 보고(measurement report)를 기반으로 상기 UE가 핸드오버하기 위한 타겟 액세스 노드를 결정하도록 구성되는 액세스 노드.
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