WO2018155908A1 - 무선 통신 시스템에서 릴레이를 통한 데이터 송수신 방법 및 이를 위한 장치 - Google Patents

무선 통신 시스템에서 릴레이를 통한 데이터 송수신 방법 및 이를 위한 장치 Download PDF

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WO2018155908A1 PCT/KR2018/002142 KR2018002142W WO2018155908A1 WO 2018155908 A1 WO2018155908 A1 WO 2018155908A1 KR 2018002142 W KR2018002142 W KR 2018002142W WO 2018155908 A1 WO2018155908 A1 WO 2018155908A1
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김태훈
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Definitions

  • the present invention relates to a wireless communication system, and more particularly, to a method for transmitting and receiving data with a network through a relay user equipment and a device supporting the same by a remote 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 in which a Remote UE transmits and receives data to and from a network via a Relay UE connected through a PC5 (ie, an air interface / reference point between UEs).
  • a PC5 ie, an air interface / reference point between UEs.
  • the present invention proposes a method for the base station to set up a radio data bearer for the relay UE and the remote UE to transmit and receive data with the network via the relay UE.
  • the present invention proposes a method for a Remote UE to recognize whether a radio data bearer is configured for a Remote UE between a Relay UE and a base station.
  • the present invention proposes a method for establishing an additional radio data bearer when the radio data bearer for the remote UE configured between the relay UE and the base station cannot support the traffic of the remote UE.
  • the present invention proposes a method for releasing a radio data bearer for a Remote UE configured between a Relay UE and a base station.
  • the present invention proposes a method for releasing only a radio data bearer for a remote UE established between a relay UE and a base station while maintaining a connection state.
  • a method for a base station to transmit / receive data of a remote user equipment (Remote UE) via a relay UE may include a mobility management entity (MME) Receiving an S1AP (S1 Application Protocol) message for establishing an E-UTRAN Radio Access Bearer (E-RAB) of the remote UE from a management entity; Transmitting a first RRC message for establishing a data radio bearer (DRB) corresponding to the E-RAB to the relay UE; Receiving a first RRC response message from the relay UE in response to the first RRC message; And if the first RRC response message includes a local identifier of the remote UE assigned by the base station, transmitting an S1AP response message to the MME in response to an S1AP message.
  • MME mobility management entity
  • S1AP S1 Application Protocol
  • E-RAB E-UTRAN Radio Access Bearer
  • the local identifier is included in the RRC response message when the relay UE receives a response message from the remote UE, the response message is the relay UE successfully completed the RRC connection between the base station This is a response message to the message indicating that the message has been processed.
  • the present invention also includes receiving a NAS message encapsulated in an RRC message to establish the DRB from the relay UE; And sending the NAS message encapsulated in an S1AP to the MME.
  • the NAS message includes an indicator indicating whether the NAS message is relayed through the Remote UE or the Relay UE.
  • the S1AP message includes at least one of UE context information and bearer context information of the relay UE and the remote UE.
  • the present invention may also include mapping at least one radio data bearer established between the relay UE and the base station to a bearer for the remote UE based on the bearer context information; And assigning the local identifier for identifying the Remote UE.
  • the first RRC message includes mapping information associated with the mapping of the at least one radio data bearer and the local identifier.
  • the present invention may further include establishing an additional DRB for supporting the Remote UE when the DRB established between the Relay UE and the base station cannot support uplink or downlink transmission of the Remote UE. .
  • whether the DRB established between the relay UE and the base station cannot support uplink or downlink transmission of the remote UE may include at least one of authentication of the relay UE and capability of the relay UE. It is determined based on one.
  • the DRB is used to transmit and receive the first data of the remote UE or the second data multiplexed with the first data and data of at least one other UE.
  • the present invention may further include transmitting a second RRC message between the base station and the relay UE to release only a DRB set for the remote UE.
  • the S1AP message includes an indicator indicating that the S1AP message is for the Remote UE.
  • a communication module (communication module) for transmitting and receiving wired / wireless signals; And a processor controlling the communication module, wherein the processor is configured to request setting of a UE context of the remote UE from a mobility management entity (MME) (E-UTRAN Radio Access Bearer (E-RAB)).
  • MME mobility management entity
  • E-RAB E-UTRAN Radio Access Bearer
  • Receive an S1AP (S1 Application Protocol) message and transmit a first RRC message for establishing a data radio bearer (DRB) corresponding to the E-RAB to the relay UE; If a first RRC response message is received from the relay UE in response to a first RRC message, and the first RRC response message includes a local identifier of the remote UE assigned by the base station, the MME sends an S1AP message to the MME. Provides a base station for transmitting an initial context setup response message in response.
  • S1AP S1 Application Protocol
  • the wireless data bearer for transmitting and receiving the user traffic of the Remote UE between the Relay UE and the base station cannot support the user traffic of the Remote UE, by additionally configuring the wireless data bearer, Effectively send and receive user traffic.
  • only the radio data bearer for the Remote UE established between the Relay UE and the base station can be released while maintaining the connection between the Relay UE and the base station.
  • 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 a direct link setup procedure in a wireless communication system to which the present invention can be applied.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating a direct link keepalive procedure in a wireless communication system to which the present invention can be applied.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating a direct link release procedure in a wireless communication system to which the present invention can be applied.
  • FIG. 10 illustrates a direct security mode control procedure in a wireless communication system to which the present invention can be applied.
  • FIG. 11 is a diagram illustrating a terminal trigger service request procedure in a wireless communication system to which the present invention can be applied.
  • FIG. 12 is a diagram illustrating an S1 release procedure in a wireless communication system to which the present invention can be applied.
  • FIG. 13 is a diagram illustrating an initial context setup procedure to which the present invention can be applied.
  • FIG. 14 is a diagram illustrating an initial context setup procedure to which the present invention can be applied.
  • 15 is a diagram illustrating a data transmission method through configuration of a radio data bearer for a remote UE according to one embodiment of the present invention.
  • 16 is a diagram illustrating a data transmission method through configuration of a radio data bearer for a remote UE according to one embodiment of the present invention.
  • 17 is a diagram illustrating a method of releasing a radio data bearer according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 18 is a diagram illustrating a method of releasing a radio data bearer according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 19 illustrates a block diagram of a communication device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 20 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
  • Machine Type Communication Communication performed by a machine without human intervention. It may also be referred to as M2M (Machine to Machine) communication.
  • MTC terminal MTC UE or MTC device or MTC device: a terminal (eg, vending machine, etc.) having a function of communicating via a mobile communication network (for example, communicating with an MTC server via a PLMN) and performing an MTC function; Meter reading, etc.).
  • MTC UE or MTC device or MTC device a terminal having a function of communicating via a mobile communication network (for example, communicating with an MTC server via a PLMN) and performing an MTC function; Meter reading, etc.).
  • MTC server A server on a network that manages an MTC terminal. It may exist inside or outside the mobile communication network. It may have an interface that an MTC user can access. In addition, the MTC server may provide MTC related services to other servers (Services Capability Server (SCS)), or the MTC server may be an MTC application server.
  • SCS Services Capability Server
  • MTC mobile broadband
  • services e.g., remote meter reading, volume movement tracking, weather sensors, etc.
  • (MTC) application server a server on a network where (MTC) applications run
  • MTC feature A function of a network to support an MTC application.
  • MTC monitoring is a feature for preparing for loss of equipment in an MTC application such as a remote meter reading
  • low mobility is a feature for an MTC application for an MTC terminal such as a vending machine.
  • the MTC user uses a service provided by the MTC server.
  • MTC subscriber An entity having a connection relationship with a network operator and providing a service to one or more MTC terminals.
  • MTC group A group of MTC terminals that share at least one MTC feature and belongs to an MTC subscriber.
  • SCS Services Capability Server
  • MTC-IWF MTC InterWorking Function
  • HPLMN Home PLMN
  • SCS provides the capability for use by one or more MTC applications.
  • External Identifier An identifier used by an external entity (e.g., an SCS or application server) of a 3GPP network to point to (or identify) an MTC terminal (or a subscriber to which the MTC terminal belongs). Globally unique.
  • the external identifier is composed of a domain identifier and a local identifier as follows.
  • Domain Identifier An identifier for identifying a domain in a control term of a mobile communication network operator.
  • One provider may use a domain identifier for each service to provide access to different services.
  • Local Identifier An identifier used to infer or obtain an International Mobile Subscriber Identity (IMSI). Local identifiers must be unique within the application domain and are managed by the mobile telecommunications network operator.
  • IMSI International Mobile Subscriber Identity
  • RAN Radio Access Network: a unit including a Node B, a Radio Network Controller (RNC), and an eNodeB controlling the Node B in a 3GPP network. It exists at the terminal end and provides connection to the core network.
  • RNC Radio Network Controller
  • HLR Home Location Register
  • HSS Home Subscriber Server
  • RANAP RAN Application Part: between the RAN and the node in charge of controlling the core network (ie, Mobility Management Entity (MME) / Serving General Packet Radio Service (GPRS) Supporting Node) / MSC (Mobile Switching Center) Interface.
  • MME Mobility Management Entity
  • GPRS General Packet Radio Service
  • MSC Mobile Switching Center
  • PLMN Public Land Mobile Network
  • SEF Service Capability Exposure Function
  • 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 index / identifier (UL preamble index / identifier), an UL grant indicating an uplink radio resource, a Temporary Cell RNTI (TC-RNTI), and a time synchronization value (TC-RNTI).
  • TAC time alignment commands
  • 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 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.
  • the first method if the UE has a valid cell identifier (C-RNTI) allocated in the corresponding cell before the random access procedure, the UE transmits its cell identifier through an uplink transmission signal corresponding to the UL grant. do.
  • the UE may include its own unique identifier (eg, SAE temporary mobile subscriber identity (S-TMSI) or random number). send.
  • S-TMSI temporary mobile subscriber identity
  • the unique identifier is longer than the C-RNTI.
  • 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.
  • Dedicated bearer An EPS bearer associated with uplink packet filter (s) in the UE and downlink packet filter (s) in the P-GW. Here filter (s) only matches a particular packet.
  • Default bearer EPS bearer established with every new PDN connection. The context of the default bearer is maintained for the lifetime of the PDN connection.
  • EMM-NULL EPS Mobility Management
  • EMM-DEREGISTERED state In the EMM-DEREGISTERED state, no EMM context is established and the UE location is unknown to the MME. Thus, the UE is unreachable by the MME. In order to establish the EMM context, the UE must start an attach or combined attach procedure.
  • EMM-REGISTERED state In the EMM-REGISTERED state, an EMM context in the UE is established and a default EPS bearer context is activated. When the UE is in EMM-IDLE mode, the UE location is known to the MME with the accuracy of the list of TAs containing the specific number of the TA. The UE may initiate transmission and reception of user data and signaling information and may respond to paging. In addition, a TAU or combined TAU procedure is performed.
  • EMM-CONNECTED mode When a NAS signaling connection is established between the UE and the network, the UE is in EMM-CONNECTED mode.
  • EMM-CONNECTED may be referred to as the term of the ECM-CONNECTED state.
  • EMM-IDLE mode NAS signaling connection does not exist between the UE and the network (i.e. EMM-IDLE mode without reservation indication) or RRC connection suspend is indicated by the lower layer.
  • EMM-IDLE mode ie, EMM-IDLE mode with a reservation indication.
  • the term EMM-IDLE may also be referred to as the term of the ECM-IDLE state.
  • EMM context If the attach procedure is successfully completed, the EMM context is established in the UE and the MME.
  • Control plane CIoT EPS optimization Signaling optimization to enable efficient transport of user data (IP, non-IP or SMS) via the control plane via MME.
  • IP user data
  • non-IP or SMS control plane via MME.
  • header compression of IP data may be included.
  • User Plane CIoT EPS optimization Signaling optimization that enables efficient delivery of user data (IP or non-IP) through the user plane
  • EPS service (s) service (s) provided by the PS domain.
  • NAS signaling connection Peer-to-peer S1 mode connection between UE and MME.
  • the NAS signaling connection is composed of a concatenation of an RRC connection through the LTE-Uu interface and an S1AP connection through the S1 interface.
  • UEs using EPS services with control plane CIoT EPS optimization UEs attached for EPS services with control plane CIOT EPS optimization accepted by the 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.
  • AS Access Stratum
  • AS Access Stratum
  • an RRC layer, a PDCP layer, an RLC layer, a MAC layer, and a PHY layer may be collectively referred to, or any one of these layers may be referred to as an AS layer.
  • the PDCP layer, the RLC layer, the MAC layer, and the PHY layer may be collectively referred to, or any one of these layers may be referred to as an AS layer.
  • S1 mode A mode applied to a system having a functional separation according to the use of the S1 interface between the radio access network and the core network.
  • S1 mode includes WB-S1 mode and NB-S1 mode.
  • NB-S1 mode A serving radio access network of a UE allows access to network services (via E-UTRA) by narrowband (NB) -Internet of Things (NB). When providing, the UE applies this mode.
  • WB-S1 mode If the system is operating in S1 mode but not in NB-S1 mode, this mode is applied.
  • SA1 is working on service requirements for non-Public Safety UEs to receive network connectivity services through relay UEs.
  • a wearable device As a UE that receives a network connection service through a relay UE, a wearable device is mentioned.
  • FS_REAR Student Item Description
  • SID Study Item Description
  • Relay Remote UE connection via Relay UE
  • F2D2D Improvement of LTE Device to Device, and Relay between UE and Network for Internet of Things (WoT) and Wearables
  • asymmetric uplink / downlink connection i.e., an advanced ProSe UE-to-Network Relay
  • Uu through PC5.
  • PC5 asymmetric uplink / downlink connection
  • 'asymmetric uplink / downlink' means that a remote UE uses a direct link with a relay UE for uplink transmission, and uses a Uu interface from a base station for downlink transmission. It means to use.
  • a symmetric uplink / downlink means that a remote UE uses a direct link with a relay UE for both uplink transmission and downlink transmission.
  • the present invention proposes a small data transmission / reception method of a remote UE through a relay UE.
  • ProSe One-to-one proximity-based services
  • PC5 ie, air interface between UE
  • the UE must be authenticated for one-to-one ProSe direct communication and acquire ProSe direct communication policy parameters based on the service authentication procedure before initiating or participating in any PC5 signaling protocol procedure for one-to-one ProSe direct communication. shall.
  • the UE selects a radio resource for one-to-one ProSe direct communication.
  • the lower layer that the remote UE is not allowed to use radio resources for relay communication Upon receiving the (lower layer) indication, the remote UE stops the ongoing procedure (ie, PC5 signaling protocol procedure and data transmission / reception) in which the relay is involved. And, the remote UE starts a specific timer having a T value. While this timer is running, the remote UE does not initiate any procedure involving the relay.
  • the remote UE may stop a specific timer and resume the procedure in which the relay is involved. Otherwise, after a particular timer expires, the remote UE releases all direct links for communication with the relay (s) locally.
  • a remote UE sends a direct communication request (DIRECT_COMMUNICATION_REQUEST) message to a relay UE to set up a direct link.
  • the DIRECT_COMMUNICATION_REQUEST message contains the parameters required for direct link setup.
  • -IP Address Config IE or Link Local IPv6 Address IE is a parameter required for IP address assignment of the Remote UE.
  • Nonce_1 IE UE Security Capabilities, Most Significant Bit (MSB) of KD-sess ID, KD ID, Signature
  • a direct security mode control procedure is performed to establish a security association with a remote UE. do.
  • the direct link setup procedure is used to establish a secure direct link between two ProSe-enabled UEs.
  • the UE sending the request message is referred to as an "initiating UE” and the other UE is referred to as a "target UE”.
  • the direct link setup is for isolated one-to-one ProSe direct communication (i.e. both UEs are not ProSe UE-to-network relays)
  • KMS Key Management Server
  • FIG. 7 illustrates a direct link setup procedure in a wireless communication system to which the present invention can be applied.
  • the initiating UE must meet the following pre-conditions before initiating this procedure:
  • a request is received from an upper layer for establishing a direct link with a target UE, and there is no link between the initiating UE and the corresponding target UE;
  • a link layer identifier for the initiating UE ie Layer 2 identifier used for unicast communication
  • ie Layer 2 identifier used for unicast communication is available (e.g., preset or self-assigned) being);
  • a link layer identifier for the target UE ie, Layer 2 ID used for unicast communication
  • the initiating UE eg, preset or via ProSe direct discovery. Obtained
  • the initiating UE is authenticated for ProSe direct communication in the serving PLMN, or has a valid certificate for ProSe direct communication when it is not serviced by the E-UTRAN.
  • the initiating UE initiates a direct link setup procedure by generating a direct communication request (DIRECT_COMMUNICATION_REQUEST) message.
  • DIRECT_COMMUNICATION_REQUEST direct communication request
  • the DIRECT_COMMUNICATION_REQUEST message includes the following.
  • the target UE is not a ProSe UE-to-network relay UE, User Info of an initiating UE received from a higher layer;
  • the target UE is a ProSe UE-to-network relay UE and the initiating UE has received a PRUK for this relay from the ProSe Key Management Function (PKMF) and a connection attempt to this relay has not been recognized a PRUK ID. If not rejected for this reason, a ProSe relay user key identifier received from the PKMF;
  • PKMF ProSe Key Management Function
  • the target UE is a ProSe UE-to-network relay UE and the initiating UE has not received a PRUK from PKMF for this relay, IMSI of the initiating UE; or
  • the IMSI of the initiating UE if the target UE is a ProSe UE-to-network relay UE and the initiating UE has received PRUK from PKMF for this relay but the connection attempt to this relay has been rejected because the PRUK ID was not recognized;
  • IP Internet Protocol
  • IE IP Address Config Information Element
  • DHCPv4 Server if the IP version 4 (IPv4) address assignment mechanism is supported by the initiating UE, i.e. acts as a Dynamic Host Configuration Protocol version 4 (DHCPv4) server;
  • IPv6 address assignment mechanism If an IP version 6 (IPv6) address assignment mechanism is supported by the initiating UE, i.e. acts as an IPv6 router, then an "IPv6 Router";
  • DHCPv4 server and IPv6 router if both IPv4 and IPv6 address assignment mechanisms are supported by the initiating UE
  • IP Address Config IE If the IP Address Config IE is set to "address allocation not supported" and the link is set up for isolated one-to-one communication, then it must be based locally on the Internet Engineering Task Force (IETF) Request for Comments (RFC) 4862. locally formed Link Local IPv6 Address IE;
  • Nonce_1 IE set via the direct link to a 128 bit nonce value generated by the initiating UE for the purpose of establishing a session key
  • UE Security Capabilities IE set to indicate a list of algorithms that the initiating UE supports for establishing the security of this direct link
  • a K_D ID IE set to a known ID of a previously established K_D if the initiating UE had an existing K_D with the target UE.
  • the DIRECT_COMMUNICATION_REQUEST message also includes the following parameters:
  • Signature IE set with an Elliptic Curve-Based Certificateless Signatures for Identity-Based Encryption (ECCSI) signature calculated with User Info IE and Nonce_1 IE.
  • ECCSI Elliptic Curve-Based Certificateless Signatures for Identity-Based Encryption
  • the DIRECT_COMMUNICATION_REQUEST message contains a Relay Service Code IE set to the relay service code of the target relay. do.
  • the initiating UE After the DIRECT_COMMUNICATION_REQUEST message is generated, the initiating UE sends this message to the layer 2 identifier (Layer 2 ID) of the initiating UE (for unicast communication) and the layer 2 identifier (Layer 2 ID) of the target UE (unicast communication) for transmission. To the lower layer and start the T4100 timer. The UE does not send a new DIRECT_COMMUNICATION_REQUEST message to the same target UE while the T4100 timer is running.
  • the target UE upon receiving a DIRECT_COMMUNICATION_REQUEST message, selects a pair of Layer 2 IDs (for unicast communication) used in the transport of this message provided by the lower layer. Store and associate a pair of Layer 2 IDs directly with the link context.
  • the target UE checks the User Info IE included in the DIRECT_COMMUNICATION_REQUEST message and determines whether this request can be accepted. In order to confirm whether at least one common IP address configuration option is supported by both the initiating UE and the target UE, the target UE checks the IP Address Config IE. If all of the above checks are successful, in order to establish a security association between the target UE and the initiating UE, the target UE invokes a direct security mode control procedure. After completion of the link authentication procedure and successful establishment of the security association, the target UE sends a direct communication accept (DIRECT_COMMUNICATION_ACCEPT) message to the initiating UE.
  • DIRECT_COMMUNICATION_ACCEPT direct communication accept
  • the target UE includes an IP Address Config IE set to one of the following values:
  • IPv4 address assignment mechanism is supported by the target UE, and the target UE can act as a DHCP server, then " DHCPv4 Server ";
  • IPv6 Router If the IPv6 address assignment mechanism is supported by the target UE and the target UE can operate as an IPv6 router, then " IPv6 Router ";
  • DHCPv4 server and IPv6 router if both IPv4 and IPv6 address assignment mechanisms are supported by the target UE
  • the target UE includes a Link Local IPv6 Address IE set to a locally formed link local IPv6 address.
  • ProSe UE-to-network relay UE supports at least one IP address allocation mechanism.
  • the target UE acts as a ProSe UE-to-network relay UE, and the PDN connection for the relay associated with the ProSe relay UE ID has not yet been established or the ProSe UE-to-network relay UE sends a DIRECT_COMMUNICATION_ACCEPT message to the remote UE.
  • the ProSe UE-to-network relay UE is requested by the UE by sending a PDN CONNECTIVITY REQUEST message including an APN associated with the ProSe Relay UE ID. Initiate a UE requested PDN connectivity procedure.
  • the target UE If the target UE is a ProSe-UE-to-network relay UE, the target UE generates the inactivity timer T4108 with the value provided by the Maximum Inactivity Period IE contained in the DIRECT_COMMUNICATION_REQUEST message, and no more messages are to be sent over the link to be established.
  • T4108 timer starts. If the T4108 timer is started, if any communication activity occurs before the T4108 timer expires, the UE terminates the T4108 timer and resets to the initial value, otherwise, a new in Maximum Inactivity Period IE in a direct communication keepalive (DIRECT_COMMUNICATION_KEEPALIVE) message. The value is provided.
  • DIRECT_COMMUNICATION_KEEPALIVE direct communication keepalive
  • the target UE is a ProSe-UE-to-network relay UE, and the International Mobile Station Equipment Identity (IMEI) or IMEISV of the remote UE (s) that the target UE is serviced by the relay based on a service authorization procedure.
  • IMEI International Mobile Station Equipment Identity
  • the remote UE information request procedure is requested to request the IMEI or IMEISV of the remote UE when a direct link is successfully established. It starts.
  • the initiating UE Upon receiving DIRECT_COMMUNICATION_ACCEPT, the initiating UE stops the T4100 timer. From this point on, the initiating UE uses the established link for all one-to-one communication (including additional PC5 signaling messages) to the target UE.
  • the target UE transmits a direct communication rejection (DIRECT_COMMUNICATION_REJECT) message.
  • the DIRECT_COMMUNICATION_REJECT message contains the PC5 signaling protocol cause value set to one of the following cause values:
  • # 1 direct communication to target UE not allowed
  • the target UE may set the PC5 signaling protocol cause value # 1 "Direct communication to target UE not allowed”. Send the containing DIRECT_COMMUNICATION_REJECT message.
  • the target UE sends a DIRECT_COMMUNICATION_REJECT message containing the PC5 signaling protocol cause value # 2 "Authentication failure".
  • the target UE sends a DIRECT_COMMUNICATION_REJECT message containing the PC5 signaling protocol cause value # 2 "Authentication failure".
  • the target UE In the Layer 2 ID of the received DIRECT_COMMUNICATION_REQUEST message, if the target UE already has an established existing link to the UE that knows to use the Layer 2 ID, or the target UE is currently processing the DIRECT_COMMUNICATION_REQUEST message from the same Layer 2 ID, but is newly If the User Info has a different User Info than the User Info IE included in the received message, the target UE transmits a DIRECT_COMMUNICATION_REJECT message including the PC5 signaling protocol cause value # 3 "Conflict of Layer 2 ID for unicast communication is detected".
  • the target UE sends a DIRECT_COMMUNICATION_REJECT message containing the PC5 signaling protocol cause value # 4 "Lack of resources for proposed link".
  • ProSe UE-to-network relay UE the remote UE wants to use ProSe UE-to-network relay UE for mission critical communication (e.g., Mission Critical Push To Talk (MCPTT)). If the network relay UE does not support IPv6 address assignment as a router, the target UE (ie, ProSe UE-to-network relay UE) requests with a DIRECT_COMMUNICATION_REJECT message containing the PC5 signaling protocol cause value # 5 "IP version mismatch". Refuse.
  • MCPTT Mission Critical Push To Talk
  • the target UE sends a DIRECT_COMMUNICATION_REJECT message containing the PC5 signaling protocol cause value # 6 "Link setup failure due to other errors".
  • the initiating UE Upon receiving the DIRECT_COMMUNICATION_REJECT message, the initiating UE stops the T4100 timer and terminates the direct link setup procedure. If the cause value in the DIRECT_COMMUNICATION_REJECT message is # 1 "Direct communication to target UE not allowed" or # 4 "Lack of resources for proposed link", then the UE attempts to set up a direct link with the same target UE for at least period T. I never do that. And, if the initiating UE is a remote UE requesting link setup to a ProSe UE-to-network relay UE, the initiating UE initiates a relay reselection procedure.
  • the initiating UE terminates the procedure.
  • the target UE In the Layer 2 ID of the received DIRECT_COMMUNICATION_REQUEST message, if the target UE already has an established existing link to the UE that knows to use the Layer 2 ID and the new request contains the same User Info as the known user, the UE Proceed with the request. However, the target UE deletes the existing link context after the new link setup procedure succeeds or after the link keep-alive procedure fails.
  • the target UE When the inactivity timer T4108 expires, and if the target UE is a ProSe UE-to-network relay UE, the target UE is released with cause # 3 "Direct connection is not available any more.” Initiate a direct unlink procedure. Otherwise, the target UE can operate as follows:
  • This message is sent by the UE to another peer UE to establish a direct link.
  • Table 2 illustrates the DIRECT_COMMUNICATION_REQUEST message.
  • information elements indicate names of information elements.
  • 'M' in the presence field indicates IE which is always included in the message as mandatory IE, and 'O' indicates IE which is optional and may or may not be included in the message.
  • 'C' indicates a IE included in the message only when a specific condition is satisfied as a conditional IE.
  • This message is sent by the UE to another peer UE to indicate that the direct link setup request has been accepted.
  • Table 3 illustrates the DIRECT_COMMUNICATION_ACCEPT message.
  • the UE when the IP Address Config IE is set to "address allocation not supported UE", the UE includes a Link Local IPv6 Address IE.
  • This message is sent by the UE to another peer UE to indicate that the direct link setup request has been rejected.
  • Table 4 illustrates the DIRECT_COMMUNICATION_REJECT message.
  • the direct link keepalive procedure is used to maintain a direct link between two ProSe-enabled UEs (ie, check that the link between two UEs is still maintainable). This procedure may be initiated by either UE or both UEs in the established direct link. If the direct link is used for one-to-one communication between the remote UE and the ProSe UE-to-network relay UE, only the remote UE initiates the link keepalive procedure.
  • a UE sending a direct communication DIRECT_COMMUNICATION_KEEPALIVE message is referred to as a "requesting UE” and the other UE is referred to as a "peer UE”.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating a direct link keepalive procedure in a wireless communication system to which the present invention can be applied.
  • the requesting UE manages a keepalive timer T4102 and a keepalive counter for this procedure.
  • keepalive timer T4102 is used to trigger the periodic initiation of the procedure. This timer is started or restarted whenever the UE receives a PC5 signaling message or PC5 user plane data from the peer UE over this link.
  • the keepalive counter is set to an initial value of zero after link establishment.
  • the requesting UE may initiate this procedure if:
  • the requesting UE stops the timer T4102 if it is running and generates the procedure by generating a direct communication DIRECT_COMMUNICATION_KEEPALIVE message with a Keepalive Counter IE containing the value of the keepalive counter for this link. It starts.
  • the initiating UE may include a Maximum Inactivity Period IE to indicate the maximum inactivity period of the requesting UE over this direct link. This IE is included when the remote UE sends a DIRECT_COMMUNICATION_KEEPALIVE message to the ProSe UE-to-network relay UE.
  • the requesting UE forwards this message along with the Layer 2 ID of the requesting UE (for unicast communication) and the peer UE's Layer 2 ID (for unicast communication) to the lower layer for transmission.
  • the peer UE Upon receiving the DIRECT_COMMUNICATION_KEEPALIVE message, the peer UE responds with a DIRECT_COMMUNICATION_KEEPALIVE_ACK message with a Keepalive Counter IE set to the same value received in the DIRECT_COMMUNICATION_KEEPALIVE message.
  • the peer UE stops inactivity timer T4108 (if running) and restarts timer T4108 with the provided value. And if any communication activity occurs within this direct link before timer T4108 expires, the UE stops timer T4108 and resets to the initial value.
  • the requesting UE Upon receiving the DIRECT_COMMUNICATION_KEEPALIVE_ACK message, the requesting UE stops retransmission timer T4101, starts keepalive timer T4102, and increments the keepalive counter for this link.
  • the requesting UE resends the DIRECT_COMMUNICATION_KEEPALIVE message to the last used keepalive counter value and restarts the timer T4101. If no response is received from the peer UE until the maximum number of allowed retransmissions is reached, the requesting UE terminates the link keepalive procedure and instead initiates the direct link release procedure. If the requesting UE is a remote UE, the relay reselection procedure is initiated.
  • the requesting UE terminates this procedure and instead starts the direct link release procedure.
  • the peer UE When the inactivity timer T4108 expires, if the peer UE is a ProSe UE-to-network relay UE, the peer UE will directly release to cause # 3 "Direct connection is not available any more.” Initiate a link release procedure. Otherwise, the peer UE can operate as follows:
  • the direct link release procedure is used to secure a secure direct link between two ProSe-enabled UEs. This link may be released from either UE.
  • the UE sending the DIRECT_COMMUNICATION_RELEASE message is referred to as a "releasing UE” and the other UE is referred to as a "peer UE”.
  • the ProSe-UE-to-network relay UE When the direct link between the remote UE and the ProSe UE-to-network relay UE is released, the ProSe-UE-to-network relay UE performs a Remote UE report procedure.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating a direct link release procedure in a wireless communication system to which the present invention can be applied.
  • the releasing UE initiates the procedure if:
  • the peer UE is non-responsive (eg, unable to complete the direct link keepalive procedure).
  • the releasing UE initiates the direct link release procedure by generating an IRECT_COMMUNICATION_RELEASE message accompanied by a Release Reason IE indicating one of the following cause values:
  • the releasing UE After the DIRECT_COMMUNICATION_RELEA message is generated, the releasing UE forwards this message along with the Layer 2 ID (for unicast communication) of the releasing UE and the Layer 2 ID (for unicast communication) of the peer UE to the lower layer for transmission. . If the cause of release is # 3 "Direct connection is not available any more", the releasing UE releases the direct link locally. Otherwise, the releasing UE starts timer T4103.
  • the peer UE Upon receiving the DIRECT_COMMUNICATION_RELEASE message, the peer UE stops timer T4101, timer T4102 or timer T4103 for this link (if any timer is running). The peer UE then terminates any ongoing PC5 signaling protocol procedure on this link. The peer UE responds with a direct communication release accept (DIRECT_COMMUNICATION_RELEASE_ACCEPT) message. After this message is sent, the peer UE removes the context of this direct link and no longer sends or receives any messages over this link.
  • DIRECT_COMMUNICATION_RELEASE_ACCEPT direct communication release accept
  • the UE does not attempt to establish a direct link with the releasing UE for at least a period of time T. If the initiating UE is a remote UE requesting a link setup to the ProSe UE-to-network relay UE, the relay reselection procedure is initiated.
  • the releasing UE Upon receiving the DIRECT_COMMUNICATION_RELEASE_ACCEPT message, the releasing UE stops timer T4103. From then on, the releasing UE no longer transmits or receives any messages over this link.
  • the releasing UE When the retransmission timer T4103 expires, the releasing UE resends the DIRECT_COMMUNICATION_RELEASE message and restarts the T4103 timer. If no response is received from the peer UE until the maximum number of allowed retransmissions has been reached, the releasing UE releases the direct link locally. From then on, the releasing UE no longer sends or receives any messages over this link.
  • Security association for a direct link between two ProSe-Enabled UEs is established by exchanging message content related to establishing a direct security mode during a direct link setup procedure or a direct link rekeying procedure.
  • the selected security algorithm and key are used to integrity protect and encrypt all PC5 signaling messages exchanged between the UEs. It is also used to encrypt all data plane traffic exchanged between UEs.
  • a UE sending a direct security mode command (DIRECT_SECURITY_MODE_COMMAND) message is referred to as a "commanding UE” and the other UE is referred to as a “peer UE”.
  • command UE direct security mode command
  • peer UE peer UE
  • FIG. 10 illustrates a direct security mode control procedure in a wireless communication system to which the present invention can be applied.
  • the commanding UE may initiate a direct security mode control procedure in response to receiving a direct communication request (DIRECT_COMMUNICATION_REQUEST) message or a direct key exchange request (DIRECT_REKEYING_REQUEST) message.
  • a direct communication request DIRECT_COMMUNICATION_REQUEST
  • DIRECT_REKEYING_REQUEST direct key exchange request
  • a procedure occurs between a remote UE and a ProSe UE-to-network relay UE, and the procedure is triggered by a DIRECT_REKEYING_REQUEST message for the refresh of a K_D-sess rather than K_D
  • the ProSe UE-to-network relay UE or remote UE Act as a commanding UE. Otherwise, if both K_D and K_D-sess are refreshed, the ProSe UE-to-network relay UE operates as a commanding UE.
  • an existing K_D is identified based on the K_D ID included in the DIRECT_COMMUNICATION_REQUEST message or the DIRECT_REKEYING_REQUEST message, or a new K_D is derived or a new K_D is derived if the known K_D is not shared with the peer UE.
  • the commanding UE generates the Most Significant Bit (MSB) of the K_D ID to ensure that the resulting K_D ID is unique within the commanding UE.
  • MSB Most Significant Bit
  • the commanding UE determines the lowest bit of the K_D-sess ID (received in DIRECT_COMMUNICATION_REQUEST or DIRECT_REKEYING_REQUEST that triggers a direct security mode procedure) so that the K_D-sess ID formed by the defect with the MSB of the K_D-sess ID is unique within the commanding UE.
  • LSB Generate Least Significant Bit.
  • the commanding UE then generates a 128 bit Nonce_2 value. Using Nonce_1 received in the K_D, Nonce_2 and DIRECT_COMMUNICATION_REQUEST or DIRECT_REKEYING_REQUEST messages, the commanding UE derives K_D-sess.
  • the UE constructs a direct security mode command (DIRECT_SECURITY_MODE_COMMAND) message with:
  • Nonce_2 IE set to Nonce_2;
  • the least significant bit of the K_D-sess ID IE set to indicate the least significant 8 bits of the K_D-sess ID
  • UE Security Capabilities IE set to UE security capabilities received in a DIRECT_COMMUNICATION_REQUEST message or a DIRECT_REKEYING_REQUEST message;
  • Chosen Algorithms IE set as the algorithm to be used for encryption and integrity protection.
  • a DIRECT_SECURITY_MODE_COMMAND message is used between the remote UE and the ProSe UE-to-network relay UE, and the ProSe UE-to-network relay UE receives the K_D refreshness parameter from the PKMF, the ProSe UE-to-network relay UE will receive the Saronnu K_D. Include the following additional parameter in the DIRECT_SECURITY_MODE_COMMAND message to generate the following:
  • a GPI IE comprising a GPI Push-Info payload, if received from a PKMF;
  • K_D Freshness IE set to the K_D freshness parameter received from PKMF
  • MSB of KD ID IE set to the most significant bit of K_D ID of new K_D.
  • the commanding UE includes the following additional parameters in the DIRECT_SECURITY_MODE_COMMAND message to generate a new K_D:
  • SAKKE Sakai-Kasahara Key Encryption
  • the commanding UE selects the integrity protection and encryption algorithm to be used and optionally includes it in the Chosen algorithms IE in the DIRECT SECURITY MODE COMMAND message.
  • DIRECT SECURITY MODE Includes received UE security capabilities that existed in the DIRECT_COMMUNICATION_REQUEST or DIRECT_REKEYING_REQUEST message that trigger a COMMAND message.
  • the commanding UE sends an unencrypted DIRECT SECURITY MODE COMMAND message, but protects it with a new security context. After sending the DIRECT_SECURITY_MODE_COMMAND message, the commanding UE starts timer T4111.
  • the peer UE upon receiving the DIRECT_SECURITY_MODE_COMMAND message, the peer UE checks whether the security mode command can be accepted. This is done by checking the integrity of the message and checking that the received UE security capability has not been replaced in comparison to the last value sent by the peer UE to the commanding UE in the DIRECT_COMMUNICATION_REQUEST or DIRECT_REKEYING_REQUEST message.
  • the peer UE In order to check the integrity, the peer UE needs to create a security context. If the MSB of K_D ID is included in the DIRECT_SECURITY_MODE_COMMAND message, the peer UE performs one of two actions:
  • the peer UE If performing an isolated one-to-one ProSe direct communication, the peer UE first checks the signature contained in the SIGN IE of the DIRECT SECURITY MODE COMMAND and obtains a new K_D from the Encrypted Payload IE; or
  • the peer UE is a remote UE that has received DIRECT_SECURITY_MODE_COMMAND from the ProSe UE-to-network relay UE, if the GPI IE is included in DIRECT_SECURITY_MODE_COMMAND, the peer UE replaces its PRUK ID and PRUK. Eventually, the UE derives a new K_D.
  • the peer UE uses the existing K_D indicated by the K_D ID included in the DIRECT_COMMUNICATION_REQUEST message or the currently used K_D.
  • Peer UE derives K_D-sess based on K_D-sess ID in the same way as commanding UE. As a result, the peer UE uses the algorithm indicated in the Chosen Algorithms IE.
  • the peer UE sends a Direct Secure Mode Complete (DIRECT_SECURITY_MODE_COMPLETE) message encrypted and integrity protected with a new security context.
  • the DIRECT_SECURITY_MODE_COMPLETE message contains the least significant 16 bits of the K_D ID if the initiating UE included the MSB of the K_D ID in the DIRECT_SECURITY_MODE_COMMAND message.
  • the peer UE protects all signaling messages and user data with a new security context.
  • the commanding UE Upon receiving the DIRECT_SECURITY_MODE_COMPLETE message, the commanding UE stops timer T4111. If the LSB of the K_D ID IE is included in this message, the commanding UE uses the MSB of the previously transmitted K_D ID to form a K_D ID of this and a new K_D. From this point on, the commanding UE protects all signaling messages and user data with a new security context.
  • the peer UE sends a direct security mode rejection (DIRECT_SECURITY_MODE_REJECT) message.
  • the DIRECT_SECURITY_MODE_REJECT message contains a PC5 Signaling Protocol Cause Value IE that indicates one of the following cause values:
  • DIRECT_SECURITY_MODE_COMMAND When processing an authentication vector included in a GPI payload sent by a ProSe UE-to-network relay UE to a remote UE, if the DIRECT_SECURITY_MODE_COMMAND cannot be accepted due to a synchronization error, the peer UE will receive a RAND (Random Challenge) and AUTS ( Authentication Token) parameter is included in the DIRECT_SECURITY_MODE_REJECT message.
  • RAND Random Challenge
  • AUTS Authentication Token
  • the commanding UE Upon receiving the DIRECT_SECURITY_MODE_REJECT message, the commanding UE stops timer T4111. If the PC5 Signaling Protocol Cause Value IE indicates a synchronization error and the message contains RAND and AUTS, the ProSe UE-to-network relay sends a key request message containing RAND and AUTS to refresh the PKMF. ) K_D can be obtained. Otherwise, the UE terminates the ongoing procedure in which the initiation of the direct security mode control procedure was triggered.
  • the commanding UE discards any derived keys with Nonce_1 and PC5 Signaling Protocol Cause Value IE set to # 10 "non-responsive peer during the direct security mode procedure".
  • the commanding UE continues to use the previous key until the corresponding key is no longer valid.
  • the peer UE discards this message.
  • This message is sent by the commanding UE to the peer UE to establish the security of the direct link.
  • Table 5 illustrates the DIRECT_SECURITY_MODE_COMMAND message.
  • This message is sent by the peer UE to the commanding UE to confirm security establishment.
  • Table 6 illustrates the DIRECT_SECURITY_MODE_COMPLETE message.
  • This message is sent by the peer UE to the commanding UE to indicate that security establishment has failed.
  • Table 7 illustrates the DIRECT_SECURITY_MODE_REJECT message.
  • the Discovery Model is divided into Model A and Model B.
  • Model A in the UE-to-Network Relay, when the relay UE becomes an announce UE, the remote UE corresponds to a monitoring UE.
  • the Remote UE in the case of Model B, the Remote UE becomes a Discovery UE (Discoverer UE), and the Relay UE corresponds to a Discovery UE (Discoveree UE).
  • This model defines two roles for ProSe-enabled UE (s) participating in ProSe Direct Discovery.
  • Announcing UE The UE announces specific information that can be used by the neighboring UE that is allowed to discover.
  • Monitoring UE Monitors specific information of a nearby announcing UE of interest.
  • the UE may operate as an "announcing UE" only within the carrier frequency signaled by the serving PLMN, but may operate as a "monitoring UE” within the resources of the serving PLMN and the local PLMN. If inter-PLMN discovery transmission is supported, the carrier frequency may be operated by a PLMN other than the serving PLMN.
  • Model A Open and restricted discovery types are supported by Model A.
  • this model defines two roles for ProSe-enabled UE (s) participating in ProSe Direct Discovery.
  • Discoverer UE The UE sends a request containing specific information about the UE to be discovered.
  • Discoveree UE Upon receiving the request message, the UE may respond with information related to the request of the discoverer.
  • the discoverer UE sends information about other UEs that want to receive a response (for example, it can be information about the ProSe application identifier that corresponds to the group, members of the group can respond). there / are you there "is equivalent.
  • the discoverer UE and the discoveree UE can broadcast within the carrier frequency signaled by the serving PLMN. If inter-PLMN discovery transmission is supported, the carrier frequency may be operated by a PLMN other than the serving PLMN. The discoverer UE and the discoveree UE are allowed to monitor or broadcast within the serving PLMN and authorized local PLMNs.
  • Model B Only limited discovery types are supported by Model B.
  • Public safety discovery is considered limited. monitoring UE / discoverer The UE needs to be authorized (via pre-provisioned parameters) to perform discovery of the appropriate service.
  • the PC5_DISCOVERY message for UE-to-Network Relay Discovery Announcement which will be described later, is used in Model A.
  • the PC5_DISCOVERY message for UE-to-Network Relay discovery solicitation and the PC5_DISCOVERY message for UE-to-Network Relay discovery response are used in Model B.
  • a Status Indicator IE is included.
  • the Status Indicator IE includes a Resource Status Indicator (RSI) parameter.
  • the RSI parameter indicates whether the relay UE can support additional remote UEs.
  • Table 8 illustrates a PC5_DISCOVERY message for UE-to-Network Relay Discovery Announcement.
  • Table 9 illustrates a PC5_DISCOVERY message for UE-to-Network Relay Discovery Solicitation.
  • Table 10 illustrates a PC5_DISCOVERY message for UE-to-Network Relay Discovery Response.
  • Status indicator parameter is used to indicate the status of ProSe UE-to-network relay. This parameter is coded as shown in Table 11 below.
  • the RSI is used to indicate whether the UE has resources available to provide connection service for an additional ProSe-enabled public safety UE.
  • Table 11 illustrates the Status Indicator parameter.
  • ProSe UE Direct communication via -to-network relay
  • ProSe UE-to-Network Relay enabled UEs can attach to the network (if not already connected), connect PDN connections to enable the necessary relay traffic, or connect the Remote UE (s). It may be necessary to connect additional PDN connection (s) to provide relay traffic towards.
  • PDN connection (s) supporting UE-to-Network Relay is used only for Remote ProSe UE (s) relay traffic.
  • FIG. 11 is a diagram illustrating a terminal trigger service request procedure in a wireless communication system to which the present invention can be applied.
  • the UE initiates a UE-triggered Service Request procedure by sending a Service Request message to the MME.
  • the Service Request message is included in the RRC Connection Setup Complete message in the RRC connection and transmitted, and is included in the Initial UE message in the S1 signaling connection.
  • the MME requests and receives information for authentication from the HSS for terminal authentication, and performs mutual authentication with the terminal.
  • the MME transmits an Initial Context Setup Request message to the base station so that the base station eNB can configure the S-GW and the S1 bearer and set up the UE and the DRB.
  • the base station transmits an RRC connection reconfiguration message to the terminal to generate a DRB.
  • all uplink EPS bearer is configured from the terminal to the P-GW.
  • the terminal may transmit uplink traffic to the P-GW.
  • the base station transmits an initial context setup complete message including the 'S1 eNB TEID' to the MME in response to the initial context setup request message.
  • the MME delivers the 'S1 eNB TEID' received from the base station to the S-GW through a Modify Bearer Request message.
  • the generation of the downlink S1 bearer between the base station and the S-GW is completed, so that all the downlink EPS bearers are configured from the P-GW to the UE.
  • the terminal may receive downlink traffic from the P-GW.
  • the S-GW sends a P-Modify Bearer Request (Modify Bearer Request) message. Notify by sending to GW.
  • E-UTRAN Cell Global Identifier (ECGI) or Tracking Area (TAI) E-UTRAN Cell Global Identifier (ECGI) or Tracking Area (TAI)
  • the P-GW may perform a PCRF and IP connectivity access network (IP-CAN) session modification procedure.
  • IP-CAN IP connectivity access network
  • the P-GW If the P-GW receives a Modify Bearer Request message from the S-GW, the P-GW sends a Modified Bearer Response message to the S-GW in response.
  • the S-GW sends a Modify Bearer Response message to the MME in response to the Modify Bearer Request message.
  • a network-triggered service request procedure is generally performed when a downlink data is to be transmitted to a UE in an ECM-IDLE state in a network.
  • FIG. 12 is a diagram illustrating an S1 release procedure in a wireless communication system to which the present invention can be applied.
  • the base station may release the signaling connection of the terminal before or with the request of the MME to release the S1 context (eg, the RRC for CS fallback by the redirection by the base station). For example, initiating a RRC Connection Release).
  • the base station When the base station detects that the signaling connection of the terminal and all radio bearers for the terminal need to be released, the base station transmits an S1 UE context release request (cause) message to the MME. .
  • cause indicates the reason for the release (e.g. O & M Intervention, Unspecified Failure, User Inactivity, Repeated Integrity Check) Failure) or release due to UE generated signaling connection release).
  • step 1 is performed only when an eNB-initiated S1 release procedure is considered.
  • step 1 is not performed and the procedure starts from step 2.
  • the MME sends a Release Access Bearers Request (Abnormal Release of Radio Link Indication) message to the S-GW to request the release of all S1-U bearers for the UE.
  • Send to GW This message is triggered by an S1 Release Request message or another MME event from the base station.
  • the abnormal release indication of the radio link is included when the S1 release procedure is due to abnormal release of the radio link.
  • the S-GW releases all base station related information (address and tunnel end point identifier (TEID)) and responds to the MME with a Release Access Bearers Response (Release Access Bearers Response) message. Other elements of the S-GW context of the terminal are not affected.
  • TEID address and tunnel end point identifier
  • the S-GW maintains the S1-U configuration that the S-GW allocated for the bearer of the UE.
  • the S-GW When the downlink packet arrives for the terminal, the S-GW starts to buffer the received downlink packet for the terminal and initiates a network-triggered service request procedure.
  • the S-GW may be used to make subsequent decisions to trigger PDN charging interruption using an indication of abnormal release of the received radio link.
  • the MME releases S1 by sending an S1 UE Context Release Command (cause) message to the base station.
  • the base station transmits an RRC connection release message to the UE in a confirmation mode (AM).
  • the base station deletes the context of the terminal.
  • the base station confirms the S1 release by returning an S1 UE Context Release Complete (ECGI, TAI) message to the MME.
  • ECGI, TAI S1 UE Context Release Complete
  • the signaling connection between the MME and the base station for the terminal is released. This step is performed immediately after step 4, for example, in order not to be delayed in a situation in which the UE does not respond to the reception of the RRC connection release.
  • the MME deletes base station related information ("eNodeB Address in Use for S1-MME", "MME UE S1 AP ID” and "eNB UE S1AP ID”) from the MME context of the UE. do. However, the MME maintains the remaining information of the MME context of the terminal including S1-U configuration information (address and TEID) of the S-GW. All non-guaranteed bit rate (EPR) EPS bearers that have been established for the UE are reserved in the MME and S-GW.
  • EPR non-guaranteed bit rate
  • the MME preserves the GBR bearer. If the cause of the S1 release is CS fallback triggered, a procedure for bearer handling may be performed. If not (for example, when the radio is disconnected from the terminal, the S1 signaling is disconnected, the base station failed, etc.), the MME is the MME initiated dedicated bearer deactivation procedure for the GBR bearer of the terminal after the S1 release procedure is completed (MME Trigger an Initiated Dedicated Bearer Deactivation procedure.
  • the Home eNB When Local IP Access (LIPA) is enabled for a PDN connection, the Home eNB (HeNB) sends a direct user plane path to the HeNB to the collocated Local Gateway (L-GW). In order to release the plane path), internal signaling is indicated. After the direct user plane path is released, when a downlink packet for the terminal arrives, the L-GW firstly causes the S-GW to initiate a network-triggered service request procedure. Forwards the packet to the S-GW via the S5 tunnel.
  • LIPA Local IP Access
  • FIG. 13 is a diagram illustrating an initial context setup procedure to which the present invention can be applied.
  • the initial context setup procedure is for setting up all necessary UE context information.
  • the UE context information includes an E-RAB context, a security key, a handover restriction list, and a UE radio caper.
  • the UE radio capability information may be transmitted when the MME has such information, it may not be transmitted when the initial MME does not know the UE.
  • the MME may send an Initial Context Setup Request Message to the eNB.
  • the eNB Upon receiving the initial context setup request message, the eNB transmits an initial context setup response message to the MME to perform an initial context setup procedure.
  • the eNB may report to the MME the successful establishment of the security procedure with the UE and the results for all requested E-RABs in the initial context setup response message in the following manner.
  • the cause value should be accurate so that the MME can fully understand the cause of the establishment failure, such as “radio resource not available” or “failure in radio interface procedure”.
  • the eNB may send an initial context setup response message to the MME when some or all DRBs are successfully established.
  • the eNB shall report to the MME the successful establishment of the security procedure with the UE in the initial context setup response message and the results for all requested E-RABs in the following manner.
  • FIG. 14 is a diagram illustrating an initial context setup procedure to which the present invention can be applied.
  • FIG. 14 is a diagram illustrating a case where the initial context setting procedure described with reference to FIG. 13 fails.
  • the MME may transmit an initial context setup request message to the eNB for initial context setup.
  • the eNB considers the initial context setup procedure to have failed and sends an initial context setup failure message to the MME.
  • the eNB may assume that the initial context setup procedure has failed in the following abnormal condition.
  • the eNB When the eNB receives an initial context setup request message from the MME that includes an E-RAB level QoS parameter IE that includes a QCI IE (see 3GPP 23.203) that indicates a GBR bearer and does not include the GBR QoS information IE, the eNB receives the corresponding E- The establishment of the RAB is considered to have failed.
  • the eNB receives an initial context setup request message from the MME that includes several E-RAB ID IEs set to the same value, the eNB considers that the setup of the corresponding E-RABs has failed.
  • Integrity protection algorithms in the UE security functions IE If the delegated support for the integrity algorithm defined in IE and the EIA0 algorithm of all UEs (see 3GPP TS 33.401) does not match the allowed algorithm defined in the configured list, see eNB (3GPP TS 33.401 With the exception of one of the integrity protection algorithms allowed in (), the eNB MUST reject the procedure using an initial context setup failure message.
  • the eNB should reject the procedure using the initial context setup failure message.
  • the eNB When the eNB receives an initial context setup request message that includes both a correlation ID and a SIPTO correlation ID IE for the same E-RAB, the eNB should regard the setup of the corresponding E-RAB as a failure.
  • 15 is a diagram illustrating a data transmission method through configuration of a radio data bearer for a remote UE according to one embodiment of the present invention.
  • the Remote UE performs a procedure (see 3Gpp TS 24.334 v15.1.0) for establishing a PC5 signaling connection.
  • the PC5 signaling connection establishment procedure (signalling connection establishment procedure) may be performed at a time when the remote UE needs UL transmission over LTE-Uu (time triggered by the UE), or may be performed in advance for other reasons.
  • the Remote UE is in EMM-IDLE mode / RRC-IDLE mode.
  • the remote UE transmits a request message for UL transmission to the relay UE through a PC5 link established between the remote UE and the relay UE.
  • the remote UE informs the relay UE through a request message that signaling (RRC message or NAS message) or data to be transmitted on the uplink has occurred.
  • RRC message or NAS message signaling
  • the request message which is a PC5 message transmitted through a PC5 link between the remote UE and the relay UE
  • the PC5 message may include an indicator indicating that the PC5 message is relayed and not transmitted to the relay UE, but is transmitted to the network.
  • the second indicator may be referred to as an associated service request indication.
  • the PC5 message may include an RRC message, and the RRC message may encapsulate a NAS message.
  • the RRC message may include S-TMSI or GUMMEI to deliver NAS messages to the associated MME (MME_2) by the prior art (see 3GPP TS 24.301, v15.1.1).
  • the NAS message included in the PC5 message is the service request message (or extended service request message) for the service request described in FIG. 11, or the service request message (or extended service request message) shown in FIG. 11. It may be a new type of NAS message (eg, associated service request message) that includes the containing IE in the same way.
  • the NAS message may indicate that the remote UE performs transmission over LTE-Uu through the relay UE.
  • a NAS message indicates that the NAS message is a message for the Remote UE.
  • Information may be included as follows.
  • the indicator may be referred to as an associated service request indication.
  • the NAS message may be an attach message for initial access or a TAU message of a tracking area update (TAU) procedure for periodically reporting location information of a UE to a network (MME).
  • TAU tracking area update
  • NAS message is an attach message or a TAU message
  • a separate service request procedure is performed.
  • an associated service request procedure may be performed.
  • the attach message or the TAU message may include an indicator indicating that the NAS message is a message for the Remote UE, and the TAU message may further include an active flag.
  • the remote UE In order to perform the operation in the service request procedure of FIG. 11 including the S-TMSI or GUMMEI in the RRC message, the remote UE must receive the tracking area information of the current cell from the relay UE.
  • the relay UE may transmit the tracking area information of the current cell at all times (for example, whenever the SIB information is changed) or when an event occurs to the remote UE.
  • step 1 when the remote UE transmits an indicator indicating that uplink transmission is required to the relay UE without an RRC message, and receives the tracking area information from the relay UE in response, the tracking area received by the remote UE
  • the Remote UE requests, such as configuring the RRC message based on the information and transmitting the configured RRC message in a separate PC5 message
  • the Relay UE may transmit the tracking area information to the Remote UE.
  • the relay UE If the relay UE accepts the request for delivering the RRC message of the remote UE received in step 0), the relay UE performs a UE triggered service request procedure for establishing its own LTE-Uu connection. .
  • the Relay UE which has successfully performed this, switches its state to EMM-CONNECTED / RRC-CONNECTED mode.
  • Step 1) If the relay UE is in the EMM-CONNECTED / RRC-CONNECTED mode before, step 1) may not be performed.
  • the relay UE If the relay UE does not accept the request of the remote UE, the relay UE transmits a reject message to the relay UE through the PC5 interface between the remote UE and the relay UE.
  • the acceptance reject message includes the cause of rejection of the relay UE.
  • the relay UE determines that an additional DRB needs to be established to support the remote UE (for example, when the DRB of the relay UE is not sufficient to transmit user traffic of the remote UE), a step for establishing an additional DRB is required. 1-A), and the eNB may perform step 1-B).
  • the relay UE determines that the DRB established between the relay UE and the eNB cannot support uplink and downlink transmission of the remote UE, the relay UE establishes an additional DRB.
  • the relay UE does not establish an additional DRB when it determines that the DRB established between the relay UE and the eNB can support uplink and downlink transmission of the remote UE.
  • the relay UE performs the following step (step 2-A) without performing step 1-A) and step 1-B).
  • the relay UE sends an RRC message (eg, DRB addition request message) to request the base station to establish additional DRB for supporting the remote UE in EMM-CONNECTED / RRC-CONNECTED mode. It can transmit to the base station.
  • RRC message eg, DRB addition request message
  • the RRC message may include a cause or indicator indicating a cause for adding a DRB for a DRB add request.
  • the Remote UE transmits the bearer list of the Remote UE and QoS information (QCI value, Guaranteed Bit Rate (GBR) and the Maximum Bit Rate (MBR) values of each bearer to the PC5 message transmitted in step 0). for uplink and downlink).
  • QoS information QCI value, Guaranteed Bit Rate (GBR) and the Maximum Bit Rate (MBR) values of each bearer to the PC5 message transmitted in step 0).
  • the relay UE determines whether the DRB needs to be added based on the bearer list and / or the QoS information.
  • the bearer list and the QoS information may be similar to the bearer list and the QoS information included in the initial context configuration information.
  • the eNB may perform an operation for establishing an additional DRB with the relay UE (see 3GPP TS 36.331, v15.0.1). The operation of establishing the DRB may also be performed by the eNB in step 5) by step 4).
  • the eNB includes the drb-identity to be added to the drb-ToAddModList and includes it in radioResourceConfigDedicated and transmits it to the relay UE (see 3GPP TS 36.331, v15.0.1).
  • the drb-ToAddModList includes information indicating that the DRB to be added is a DRB for supporting the remote UE.
  • the UE receiving this performs an operation (see 3GPP TS 36.331, v15.0.1) to establish an additional DRB.
  • the eNB may check the authorization for the relay UE and the capability of the relay UE (eg, UE-AMBR) and determine whether to accept the request of the relay UE in step A).
  • the relay UE eg, UE-AMBR
  • the eNB may send an accept reject message to the relay UE, and the accept reject message may be referred to as a DRB add reject message. connect.
  • the acceptance rejection message may include a cause of rejection indicating a reason for not establishing an additional DRB, and the reason for not establishing an additional DRB may be as follows.
  • relay UE not authorised The relay UE is not authenticated.
  • UE-AMBR not allowed UE-AMBR is not allowed.
  • Radio resource not enough (congestion) Radio resources are not enough (or congested).
  • Network not supported The network is not supported.
  • the acceptance rejection message may further include a back-off timer (T3xx) value.
  • the relay UE may include the rejection cause in the PC5 message and forward it to the Remote UE.
  • the PC5 message transmitted to the Remote UE may be a DIRECT_COMMUNICATION_RELEASE message.
  • the cause of release of the DIRECT_COMMUNICATION_RELEASE message may be the same as the cause of the rejection or may be 'Direct communication with the peer UE is no longer allowed', indicating that direct communication with the counterpart UE is not allowed.
  • the rejection message may contain a back-off timer (T3xx) value. have.
  • the relay UE may start the back-off timer and request the addition of the DRB again when the back-off timer expires.
  • the remote UE receives the release cause from the relay UE, the remote UE transmits the received release cause to an upper layer (eg, a NAS layer).
  • the back-off timer value can be delivered with the cause of the release.
  • the upper layer receiving the release cause and / or the back-off timer value stops the NAS procedure (request for UL transmission) triggered in step 0) (for example, the procedure started in step 0) is a Service Request procedure. If so, stop T3417 or T3417ext).
  • the upper layer starts the received back-off timer and does not start the NAS procedure until it expires. When the upper layer expires, the upper layer can start the NAS procedure again.
  • the operations A and B) may be performed at any time when the relay UE determines that additional DRB for the remote UE is needed in the EMM-CONNECTED / RRC-CONNECTED mode.
  • the relay UE transmits an RRC message including the NAS message received in step 0) to the eNB.
  • the eNB Upon receiving the RRC message, the eNB delivers the NAS message to the MME corresponding to the S-TMSI or GUMMEI included in the RRC message.
  • the MME which receives this, performs the Authentication / Security procedure.
  • the MME may include the indicator received in step 2-B).
  • the HSS that receives the indicator responds to the MME by checking subscription information whether the corresponding remote UE is authorized to perform transmission and / or reception associated with the relay UE.
  • an identifier e.g. GUTI, IMSI or S-TMSI
  • GUTI e.g. GUTI, IMSI or S-TMSI
  • the MME_2 receiving the response to the authorization from the HSS or confirming the authorization information of the remote UE in the UE context (for example, the subscription information) received from the HSS, informs the eNB of the E-RAB of the Remote UE. S1AP message for establishing an E-UTRAN Radio Access Bearer) is transmitted.
  • the MME_2 establishes the S1 bearer of the remote UE and, if necessary, establishes a new DRB of the relay UE to support the bearer of the remote UE, or maps an existing DRB of the relay UE to the DRB for the remote UE. Send an S1AP message to the eNB.
  • the S1AP message is a message for requesting establishment of an E-RAB for a remote UE and may be referred to as a remote UE context setup message or an initial context setup message.
  • the S1AP message may include a UE context and bearer context information of the UE included in the initial context configuration message described with reference to FIG. 11, and may further include an indicator of the indicator and / or an associated relay UE as described in Step 1) above. .
  • the indicator may indicate that the S1AP message (or initial context setup request message) is a message for the remote UE, or may indicate that the E-RAB established through the S1AP message is a bearer for the remote UE. It may be called a service request indication.
  • MME_2 may acquire the identifier of the associated relay UE through the following method.
  • step 3 Acquired from the HSS in step 3), or included in the UE context (i.e. subscription information) of the remote UE obtained from the HSS,
  • the identifier of the associated Relay UE (GUTI, IMSI, S-TMSI or C-RNTI) is included in the NAS message in step 0) or in the RRC message in step 0) and is passed through step 2-A). If delivered to the eNB, the eNB may deliver to the MME_2 through step 2-B).
  • step 2-A In case of receiving from the relay UE, if the UE transmits its identifier (GUTI, IMSI, S-TMSI or C-RNTI) to the eNB in the RRC message of the remote UE in step 2-A), the identifier becomes step 2-B. Can be delivered to the MME.
  • GUI identifier
  • IMSI IMSI
  • S-TMSI S-TMSI or C-RNTI
  • the eNB that receives the indicator and / or the identifier of the associated relay UE together with the initial context configuration message performs the following operation.
  • the operation of the eNB may be differentiated according to whether the eNB accepts the E-RAB establishment request through an initial context setup message (i.e. accept) and whether the relay UE establishes an additional DRB to support the remote UE.
  • an initial context setup message i.e. accept
  • the relay UE establishes an additional DRB to support the remote UE.
  • step A) is a common operation when the eNB accepts the E-RAB establishment request
  • step B) is the case that the establishment of the additional DRB is not necessary when the step is accepted. Indicates when it is necessary to establish.
  • Step D) indicates the case of not accepting.
  • the eNB may generate a mapping table between the DRB for the remote UE and the DRB established in the relay UE associated with the remote UE, and may generate a local identifier for identifying the remote UE. Can be created (or assigned). In this case, the generated local identifier may be a C-RNTI or a new type of identifier.
  • the eNB determines whether the relay UE can support the DRB for the Remote UE with at least one DRB established in the relay UE based on the bearer information of the remote UE in the initial context setup message received in step 4).
  • steps 6 and subsequent steps are performed without performing step C) or D) below.
  • the eNB determines that additional DRBs need to be established because the eNB cannot fully support the uplink and downlink transmissions of the Remote UE with the established DRB, the eNB performs an operation for establishing the additional DRB (3GPP). See TS 36.331, v15.0.1).
  • the eNB When performing an operation for establishing an additional DRB, the eNB establishes an additional DRB for supporting the Remote UE and performs step 6).
  • the eNB transmits the drb-identity of the added DRB to the Relay UE including the drb-ToAddModList and included in the radioResourceConfigDedicated (see 3GPP TS 36.331, v15.0.1).
  • the drb-ToAddModList includes information indicating that the DRB to be established is a DRB added to support the remote UE.
  • the UE Upon receiving this, the UE performs a DRB add operation (see 3GPP TS 36.331, v15.0.1).
  • the eNB may check the authorization for the relay UE and the capability of the relay UE (eg, UE-AMBR) and determine whether to accept the DRB addition.
  • the relay UE eg, UE-AMBR
  • the eNB If the eNB does not accept the E-RAB establishment request, the eNB transmits the INITIAL CONTEXT SETUP FAILURE message described with reference to FIG. 14 to the MME_2 and does not perform a subsequent process (step 5).
  • the MME_2 receives the INITIAL CONTEXT SETUP FAILURE message, the MME_2 sends a relay deny message (e.g., denial of service message) to the NAS message (e.g., service request message) of the remote UE received in step 2-A). Send to the remote UE.
  • a relay deny message e.g., denial of service message
  • the NAS message e.g., service request message
  • the lower layer (eg, RRC layer) of the Remote UE receiving the rejection message forwards the received message to the higher layer (eg, NAS layer).
  • the higher layer eg, NAS layer
  • the upper layer receiving the rejection message from the lower layer stops the NAS procedure (request for UL transmission) triggered in step 0) (eg step 0), if the procedure started in step 0 is a Service Request procedure, stops T3417 or T3417ext. do).
  • step E) if the eNB determines that it cannot support the remote UE with at least one previously established DRB of the relay UE based on bearer information of the remote UE, and does not allow establishment of an additional DRB, the eNB performs the following operation. Can be done.
  • the eNB may transmit the rejection cause described above in the INITIAL CONTEXT SETUP FAILURE message to the MME_2.
  • relay UE not authorised The relay UE is not authenticated.
  • UE-AMBR not allowed UE-AMBR is not allowed.
  • Radio resource not enough (congestion) Radio resources are not enough (or congested).
  • Network not supported The network is not supported.
  • the accept rejection message may further include a back-off timer (T3xx) value.
  • the rejection cause is included in the response NAS message (for example, NAS rejection message) of the NAS procedure (request for uplink transmission) triggered in step 0). Can transmit to the UE.
  • the remote UE may perform the following operation according to the received cause of rejection.
  • DRB cannot be added permanently (e.g. 'Relay UE not authorized', 'UE-AMBR not allowed', or 'Network not supported') May release the direct link with the relay UE.
  • the remote UE sends a DIRECT_COMMUNICATION_RELEASE message.
  • the cause of release of the DIRECT_COMMUNICATION_RELEASE message may be the same as the cause of rejection or '# 2 Direct communication with the peer UE is no longer allowed' indicating that direct communication with the counterpart UE is not allowed.
  • the back-off timer (T3xx) value may be included in the NAS message.
  • the remote UE may start a back-off timer and again perform a NAS procedure (request for UL transmission) when the back-off timer expires.
  • the eNB performs the following operation without establishing a separate DRB for the remote UE.
  • the eNB transmits the RRC message to the relay UE including the mapping information of the DRB mapped in Step 4) and the local identifier of the allocated remote UE.
  • the relay UE Upon receiving this, the relay UE transmits a PC5 message indicating a successful termination of the associated service request procedure (or establishing an LTE-Uu connection for uplink transmission) to the remote UE.
  • This PC5 message may include an indicator indicating successful termination of the associated service request procedure (or successful establishment of LTE-Uu connection for uplink transmission).
  • the Remote UE receiving the PC5 message or indication sends a response message to the Relay UE.
  • the Remote UE informs the indicator to a higher layer (i.e. NAS layer).
  • NAS layer the NAS layer of the Remote UE recognizes that the triggered NAS procedure is successfully terminated in step 0), and switches to the EMM-CONNECTED / RRC-CONNECTED mode. Thereafter, an operation for uplink transmission is performed.
  • the relay UE receiving the response message from the remote UE transmits an RRC response message including an ID (i.e. local identifier) of the remote UE to the eNB.
  • ID i.e. local identifier
  • the local identifier may be included in the RRC response message when receiving the response message from the remote UE.
  • the eNB Upon receiving the RRC response message of D) of step 6), the eNB transmits an S1AP response message (eg, an initial context setup response message) to the MME_2.
  • an S1AP response message eg, an initial context setup response message
  • the eNB checks the ID (i.e. local identifier) of the Remote UE included in the RRC response message, confirms the MME ID corresponding to the Remote UE, and transmits an S1AP message to the corresponding MME.
  • the operation may check the ID (i.e. local identifier) of the Remote UE or the ID (e.g. C-RNTI) of the Relay UE in the RRC message and may deliver the S1AP response message to the serving MME of the UE.
  • the Remote UE switches to EMM-CONNECTED / RRC-CONNECTED mode and then performs UL transmission. At this time, the remote UE transmits the bearer information of the remote UE to the relay UE including uplink data.
  • the adaptation layer may include a bearer identity.
  • the relay UE receiving the uplink data of the remote UE maps the DRB of the remote UE to its mapped DRB through the configured bearer mapping, and multiplexes the data corresponding to the mapped DRB.
  • the relay UE maps the DRB established in the relay UE to the DRB for the remote UE based on the mapping information received from the eNB, and the data transmitted through the mapped DRB (eg, data of the relay UE). And data from other Remote UEs).
  • the relay UE performs transmission of multiplexed data.
  • the eNB Upon receiving the multiplexed data, the eNB demultiplexes the received data and verifies the configured bearer mapping table to convert to the bearer of the remote UE.
  • the eNB transmits data to the S-GW of the remote UE.
  • the S-GW transmits the transmitted data to the P-GW.
  • the eNB and the S-GW perform the S-GW, P-GW, and modify bearer request procedures of the Remote UE, respectively.
  • the indicator is included in the NAS message and delivered to MME_2 through step 2 to step 2-2.
  • the NAS message is not included due to the size limitation of the NAS message. Instead, an indicator can be included in each interface message.
  • the PC5 message in step 0 the RRC message in step 2-1, and the step 2-2 may include an indicator included in the S1-AP message.
  • the MME rejects the NAS message, the NAS message is delivered to the Remote UE.
  • the Remote UE that receives it operates in accordance with the existing NAS rejection cause.
  • the Remote UE notifies the Relay UE of the failure of the NAS procedure or performs an operation for releasing the PC5 signaling connection with the Relay UE.
  • the Remote UE may transmit an indicator indicating this or a cause of release (for example, network rejection) to the Relay UE.
  • step 2-A when the relay UE transmits a signaling message of the remote UE to the eNB, the relay UE starts timer 3xx to determine whether transmission of the signaling message of the corresponding remote UE is successful.
  • the relay UE may retransmit the corresponding signaling message when there is no response from the eNB until timer 3xx expires. If the relay UE receives a response from the eNB before timer 3xx expires, the relay UE considers success and stops the procedure.
  • the response may be an RRC message of step 6-A) of a successful case or an RRC message of step 5) of a reject case.
  • 16 is a diagram illustrating a data transmission method through configuration of a radio data bearer for a remote UE according to one embodiment of the present invention.
  • FIG. 16 is a diagram exemplarily illustrating a method for configuring an eNB and a DRB by an eNB in a method of transmitting uplink data of a remote UE through the radio bearer configuration described with reference to FIG. 15.
  • the MME_2 transmits an S1AP message for establishing an E-UTRAN Radio Access Bearer (E-RAB) of the remote UE to the eNB (S16010).
  • E-RAB E-UTRAN Radio Access Bearer
  • the MME_2 establishes the S1 bearer of the remote UE and, if necessary, establishes a new DRB of the relay UE to support the bearer of the remote UE, or maps an existing DRB of the relay UE to the DRB for the remote UE. Send an S1AP message to the eNB.
  • the S1AP message is a message for requesting establishment of an E-RAB for a remote UE or setting of a UE context of a remote UE, and may be referred to as a remote UE context configuration message or an initial context configuration message.
  • the S1AP message may include a UE context and bearer context information of the UE included in the initial context configuration message described with reference to FIG. 11, and may further include an indicator of the indicator and / or associated relay UE described with reference to FIG. 15.
  • the indicator included in the S1AP may indicate that the Remote UE performs communication with the network through the Relay UE.
  • the indicator indicates that the S1AP message (or initial context setup request message) is a message for the Remote UE, or that the E-RAB to be established through the S1AP message is a bearer for the Remote UE.
  • MME_2 may obtain the identifier of the associated relay UE through the method described in step 4) of FIG.
  • the eNB may perform a procedure for establishing an E-RAB and a procedure for adding an additional DRB according to whether to accept the E-RAB establishment request and whether to add an additional DRB. have.
  • the eNB transmits a first RRC message for establishing a data radio bearer (DRB) corresponding to the E-RAB to the relay UE (S16020).
  • DRB data radio bearer
  • the first RRC message may include mapping information described in Step 4) of FIG. 15 and local identifier information of the allocated remote UE.
  • the Relay UE transmits a PC5 message to inform the Remote UE that a procedure for establishing an E-RAB and / or a DRB for the Remote UE was successfully performed (S16030).
  • the PC5 message transmitted by the relay UE to the remote UE may be a message indicating that the DRB for the E-RAB and / or the remote UE between the relay UE and the eNB is successfully established and the RRC connection is successfully completed.
  • the PC5 message transmitted from the relay UE to the remote UE may include an indicator indicating that a procedure for establishing an E-RAB and / or a DRB for the remote UE has been successfully performed.
  • the Remote UE can recognize that the E-RAB and / or DRB for the Remote UE has been successfully established by receiving a PC 5 message from the Relay UE on the PC5 link, and can send a response message to the Relay UE in response. There is (S16040).
  • the Remote UE may switch from the EMM-IDLE / RRC-IDLE mode to the EMM-CONNECTED / RRC-CONNECTED mode and perform an operation for uplink transmission.
  • the relay UE Upon receiving the response message from the remote UE, the relay UE transmits a first RRC response message including a local identifier assigned by the eNB to the remote UE (S16050).
  • the relay UE when the relay UE receives the response message in step S14040 from the remote UE, the first RRC response message may include a local identifier and be transmitted from the relay UE to the eNB.
  • the eNB Upon receiving the first RRC response message from the relay UE, the eNB transmits an S1AP response message to the MME_2 as described in Step 7) of FIG. 15 (S16060).
  • 17 is a diagram illustrating a method of releasing a radio data bearer according to an embodiment of the present invention.
  • a relay UE may perform an S1 release procedure for a relay UE in order to release an E-RAB for a remote UE established between the relay UE and the eNB in the EMM-CONNECTED / RRC-CONNECTED mode.
  • the remote UEs linked with the relay UE are also EMM-IDLE / RRC-IDLE.
  • the RRC connection may be released by switching to mode.
  • the relay UE and the serving network eg, eNB, MME_1, S-GW_1, etc.
  • the serving network eg, eNB, MME_1, S-GW_1, etc.
  • the eNB While performing the S1 release procedure, the eNB deletes related information of the allocated Remote UE when setting the UE context.
  • the related information may include at least one of a Remote UE ID (eg, a local identifier), bearer mapping information, a Remote UE bearer context, a Remote UE context, or a Remote UE S1 UE context.
  • the relay UE receiving the connection release message for RRC connection release from the eNB switches to the EMM-IDLE / RRC-IDLE mode and deletes the related information of the stored Remote UE.
  • the related information includes at least one of a Remote UE ID (eg, local identifier) or bearer mapping information.
  • a Remote UE ID eg, local identifier
  • bearer mapping information e.g., bearer mapping information
  • the relay UE may inform the remote UE of the release of the S1 connection and / or the RRC connection by transmitting a PC5 message (S17020).
  • the PC5 message transmitted by the relay UE to inform the remote UE of the release of the S1 connection and / or the RRC connection may be a DIRECT_COMMUNICATION_RELEASE message, and the release cause included in the release reason IE may be 'network connection release (for relay UE)' or ' S1 connection / RRC connection release (for relay UE) '.
  • the relay UE may perform step S17020 while performing a direct link release procedure (see 3GPP TS 24.334 v15.1.0) used to release a secure direct link between two ProSe supported UEs.
  • a direct link release procedure see 3GPP TS 24.334 v15.1.0
  • the PC5 message transmitted in step S17020 may be a new type of PC5 message.
  • the PC5 message transmitted in step S17020 is a PC5 message for notifying 'network disconnection for relay UE' or 's1 connection and / or RRC disconnection for relay UE' or 'network disconnection for relay UE'.
  • the message may be a PC5 message including an indicator indicating 'S1 connection and / or RRC connection release for a relay UE'.
  • the PC5 message of step S17020 may be used.
  • the message transmitted in step S17020 may be a DIRECT_COMMUNICATION_RELEASE message.
  • the message transmitted in step S17020 may be a new type of PC5 message. .
  • the Remote UE receiving the PC5 message from the Relay UE may recognize that the connection between the Relay UE and the network (for example, eNB, etc.) has been released, and the included 'Network Disconnection for Relay UE' or 'Relay UE' may be included. S1 connection and / or RRC connection release for 'inform the upper layer.
  • the network for example, eNB, etc.
  • the indicator may be delivered to a higher layer.
  • the NAS layer transitions to the EMM-IDLE / RRC-IDLE state.
  • FIG. 18 is a diagram illustrating a method of releasing a radio data bearer according to an embodiment of the present invention.
  • a relay UE may perform an S1 release procedure for a relay UE to release an E-RAB for a remote UE established between the relay UE and the eNB while maintaining the EMM-CONNECTED / RRC-CONNECTED mode. .
  • the serving network entities eg, MME_2 and S-GW_2
  • the serving network entities eg, MME_2 and S-GW_2
  • the eNB and the remote UE perform the S1 release procedure described with reference to FIG. 12 (S18010).
  • Step 1) and Step 5) of FIG. 12 may not be performed.
  • the eNB confirms that the remote UE is a remote UE associated with the relay UE, the RRC connection release procedure (see 3GPP TS 23.401 v15.2.0) of the relay UE section is not performed.
  • the eNB When the eNB configures the UE context, the eNB deletes related information of the allocated Remote UE.
  • the related information may include at least one of a Remote UE ID (eg, a local identifier), bearer mapping information, a Remote UE bearer context, a Remote UE context, or a Remote UE S1 UE context.
  • the eNB transmits an RRC message indicating that the S1 release procedure of the remote UE is performed to the relay UE (S18020).
  • the RRC message includes an indicator indicating that the S1 release procedure of the remote UE has been performed and a remote UE ID (eg, a local identifier).
  • a remote UE ID eg, a local identifier
  • the indicator indicating that the S1 release procedure has been performed may indicate 's1 disconnection for the remote UE' or 'disconnect network connection for the remote UE'.
  • the eNB may perform a procedure for releasing the DRB. (See 3GPP TS 36.331 v15.0.1).
  • the eNB transmits a radioResourceConfigDedicated including a drb-ToReleaseList including a drb-identity indicating a DRB to be released to the UE, and the UE releases the DRB.
  • a radioResourceConfigDedicated including a drb-ToReleaseList including a drb-identity indicating a DRB to be released to the UE, and the UE releases the DRB.
  • radioResourceConfigDedicated may replace the RRC message of step S18020.
  • the relay UE receiving the RRC message from the eNB may confirm the ID of the remote UE included in the RRC message and may transmit a PC5 message to the corresponding remote UE to inform that the S1 connection and / or the RRC connection is released (S18030).
  • the relay UE also deletes the related information of the stored remote UE.
  • the related information includes at least one of a Remote UE ID (eg, local identifier) or bearer mapping information.
  • a Remote UE ID eg, local identifier
  • bearer mapping information e.g., bearer mapping information
  • the PC5 message transmitted by the relay UE to inform the remote UE of the release of the S1 connection and / or the RRC connection may be a DIRECT_COMMUNICATION_RELEASE message, and the release cause included in the release reason IE may be 'network connection release (for relay UE)' or ' S1 connection / RRC connection release (for relay UE) '.
  • the relay UE may perform step S18030 while performing a direct link release procedure (see 3GPP TS 24.334 v15.1.0) used to release a secure direct link between two ProSe supported UEs.
  • a direct link release procedure see 3GPP TS 24.334 v15.1.0
  • the PC5 message transmitted in step S18030 may be a new type of PC5 message.
  • the PC5 message transmitted in step S18030 is a PC5 message for notifying 'network disconnection for relay UE' or 's1 connection and / or RRC disconnection for relay UE', or 'network disconnection for relay UE'.
  • the message may be a PC5 message including an indicator indicating 'S1 connection and / or RRC connection release for a relay UE'.
  • the message transmitted in step S18030 may be a DIRECT_COMMUNICATION_RELEASE message.
  • the message transmitted in step S18030 may be transmitted.
  • the message may be a new type of PC5 message.
  • the Remote UE receiving the PC5 message from the Relay UE may recognize that the connection between the Relay UE and the network (for example, eNB, etc.) has been released, and the included 'Network Disconnection for Relay UE' or 'Relay UE' may be included. S1 connection and / or RRC connection release for 'inform the upper layer.
  • the network for example, eNB, etc.
  • the indicator may be delivered to a higher layer.
  • the NAS layer transitions to the EMM-IDLE / RRC-IDLE state.
  • Table 12 is merely an example and is not limited thereto, and each name may have various names.
  • FIG. 19 illustrates a block diagram of a communication device according to an embodiment of the present invention.
  • a wireless communication system includes a network node 1910 and a plurality of terminals (UEs) 1920.
  • UEs terminals
  • the network node 1910 includes a processor 1911, a memory 1912, and a communication module 1913.
  • the processor 1911 implements the functions, processes, and / or methods proposed in FIGS. 1 to 23. Layers of the wired / wireless interface protocol may be implemented by the processor 1911.
  • the memory 1912 is connected to the processor 1911 and stores various information for driving the processor 1911.
  • the communication module 1913 is connected to the processor 1911 to transmit and / or receive wired / wireless signals.
  • a base station an MME, an HSS, an SGW, a PGW, an SCEF, an SCS / AS, or the like may correspond thereto.
  • the communication module 1913 may include a radio frequency unit (RF) for transmitting / receiving a radio signal.
  • RF radio frequency unit
  • the terminal 1920 includes a processor 1921, a memory 1922, and a communication module (or RF unit) 1923.
  • the processor 1921 implements the functions, processes, and / or methods proposed in FIGS. 1 to 23. Layers of the air interface protocol may be implemented by the processor 1921. In particular, the processor may include a NAS layer and an AS layer.
  • the memory 1922 is connected to the processor 1921 to store various information for driving the processor 1921.
  • the communication module 1923 is connected to the processor 1921 to transmit and / or receive a radio signal.
  • the memories 1912 and 1922 may be inside or outside the processors 1911 and 1921 and may be connected to the processors 1911 and 1921 by various well-known means.
  • the network node 1910 if the base station
  • the terminal 1920 may have a single antenna (multiple antenna) or multiple antenna (multiple antenna).
  • FIG. 20 illustrates a block diagram of a communication device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 20 illustrates the terminal of FIG. 19 in more detail.
  • a terminal may include a processor (or a digital signal processor (DSP) 2010), an RF module (or an RF unit) 2035, and a power management module 2005. ), Antenna 2040, battery 2055, display 2015, keypad 2020, memory 2030, SIM card Subscriber Identification Module card) 2025 (this configuration is optional), a speaker 2045, and a microphone 2050.
  • the terminal may also include a single antenna or multiple antennas. Can be.
  • the processor 2010 implements the functions, processes, and / or methods proposed in FIGS. 1 to 23.
  • the layer of the air interface protocol may be implemented by the processor 2010.
  • the memory 2030 is connected to the processor 2010 and stores information related to the operation of the processor 2010.
  • the memory 2030 may be inside or outside the processor 2010 and may be connected to the processor 2010 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 2020 or by voice activation using microphone 2050.
  • the processor 2010 receives the command information, processes the telephone number, and performs a proper function. Operational data may be extracted from the SIM card 2025 or the memory 2030. In addition, the processor 2010 may display the command information or the driving information on the display 2015 for the user to recognize and for convenience.
  • the RF module 2035 is coupled to the processor 2010 to transmit and / or receive RF signals.
  • the processor 2010 delivers command information to the RF module 2035 to, for example, transmit a radio signal constituting voice communication data to initiate communication.
  • the RF module 2035 is composed of a receiver and a transmitter for receiving and transmitting a radio signal.
  • the antenna 2040 functions to transmit and receive radio signals.
  • the RF module 2035 may transmit the signal and convert the signal to baseband for processing by the processor 2010.
  • the processed signal may be converted into audible or readable information output through the speaker 2045.
  • 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.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)

Abstract

무선 통신 시스템에서 기지국이 원격 UE(Remote UE: Remote User Equipment)의 데이터를 릴레이 UE(Relay UE)를 통해 송수신하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다. 본 발명에 의하면, 이동성 관리 엔티티(MME: Mobility Management Entity)로부터 상기 Remote UE의 E-RAB(E-UTRAN Radio Access Bearer)를 확립하기 위한 S1AP(S1 Application Protocol) 메시지를 수신하고, 상기 Relay UE로 상기 E-RAB에 대응되는 데이터 무선 베어러(Data Radio Bearer:DRB)를 확립하기 위한 제 1 RRC 메시지를 전송하며, 상기 제 1 RRC 메시지에 대한 응답으로 상기 Relay UE로부터 제 1 RRC 응답 메시지를 수신하고, 상기 제 1 RRC 응답 메시지가 상기 기지국에 의해 할당된 상기 Remote UE의 로컬 식별자가 포함되면, 상기 MME로 S1AP 메시지에 대한 응답으로 S1AP 응답 메시지를 전송하는 단계를 포함하는 릴레이를 통한 데이터 송수신 방법 및 장치를 제공할 수 있다.

Description

무선 통신 시스템에서 릴레이를 통한 데이터 송수신 방법 및 이를 위한 장치
본 발명은 무선 통신 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게 원격 사용자 장치(Remote User Equipment)가 릴레이 사용자 장치(Relay User Equipment)를 통해 네트워크와 데이터를 송수신하는 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, Remote UE가 PC5(즉, UE 간 무선 인터페이스/참조 포인트)를 통해 연결된 Relay UE를 경유하여 네트워크와 데이터를 송수신하는 방법을 제안한다.
또한, 본 발명에서는 기지국이 Relay UE와 Remote UE를 위한 무선 데이터 베어러를 설정하여 Remote UE가 Relay UE를 통해 네트워크와 데이터를 송수신하기 위한 방법을 제안한다.
또한, 본 발명에서는 Remote UE가 Relay UE와 기지국간에 Remote UE를 위한 무선 데이터 베어러의 설정 여부를 인식하기 위한 방법을 제안한다.
또한, 본 발명에서는 Relay UE와 기지국간에 설정된 Remote UE를 위한 무선 데이터 베어러가 Remote UE의 트래픽을 지원할 수 없는 경우, 추가적인 무선 데이터 베어러를 확립하기 위한 방법을 제안한다.
또한, 본 발명에서는 Relay UE와 기지국간에 설정된 Remote UE를 위한 무선 데이터 베어러를 해제하기 위한 방법을 제안한다.
또한, 본 발명에서는 Relay UE는 연결 상태를 유지한 채 Relay UE와 기지국간에 설정된 Remote UE를 위한 무선 데이터 베어러 만을 해제하기 위한 방법을 제안한다.
본 명세서에서 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.
상술한 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 실시 예에 기지국이 원격 UE(Remote UE: Remote User Equipment)의 데이터를 릴레이 UE(Relay UE)를 통해 송수신하기 위한 방법은 이동성 관리 엔티티(MME: Mobility Management Entity)로부터 상기 Remote UE의 E-RAB(E-UTRAN Radio Access Bearer)를 확립하기 위한 S1AP(S1 Application Protocol) 메시지를 수신하는 단계; 상기 Relay UE에게 상기 E-RAB에 대응되는 데이터 무선 베어러(Data Radio Bearer:DRB)를 확립하기 위한 제 1 RRC 메시지를 전송하는 단계; 상기 제 1 RRC 메시지에 대한 응답으로 상기 Relay UE로부터 제 1 RRC 응답 메시지를 수신하는 단계; 및 상기 제 1 RRC 응답 메시지가 상기 기지국에 의해 할당된 상기 Remote UE의 로컬 식별자가 포함되면, 상기 MME에게 S1AP 메시지에 대한 응답으로 S1AP 응답 메시지를 전송하는 단계를 포함한다.
또한, 본 발명에서, 상기 로컬 식별자는 상기 Relay UE가 상기 Remote UE로부터 응답 메시지를 수신한 경우, 상기 RRC 응답 메시지에 포함되고, 상기 응답 메시지는 상기 Relay UE가 상기 기지국 간의 RRC 연결이 성공적으로 완료되었음을 지시하는 메시지에 대한 응답 메시지이다.
또한, 본 발명은, 상기 Relay UE로부터 상기 DRB를 확립하기 위해 RRC 메시지내에 캡슐화된 NAS 메시지를 수신하는 단계; 및 상기 MME에게 S1AP 내에 캡슐화된 상기 NAS 메시지를 전송하는 단계를 더 포함한다.
또한, 본 발명에서, 상기 NAS 메시지는 상기 NAS 메시지가 상기 Remote UE 상기 Relay UE를 통해 릴레이 되는지 여부를 나타내는 지시자를 포함한다.
또한, 본 발명에서, 상기 S1AP 메시지는 상기 Relay UE 및 상기 Remote UE의 UE 컨텍스트 정보 및 베어러 컨텍스트 정보 중 적어도 하나를 포함한다.
또한, 본 발명은, 상기 베어러 컨텍스트 정보에 기초하여 상기 Relay UE와 상기 기지국 간에 설정된 적어도 하나의 무선 데이터 베어러를 상기 Remote UE를 위한 베어러로 매핑하는 단계; 및 상기 Remote UE를 식별하기 위한 상기 로컬 식별자를 할당하는 단계를 더 포함한다.
또한, 본 발명에서, 상기 제 1 RRC 메시지는 상기 적어도 하나의 무선 데이터 베어러의 매핑과 괸련된 매핑 정보 및 상기 로컬 식별자를 포함한다.
또한, 본 발명은, 상기 Relay UE와 상기 기지국 간에 기 확립된 DRB가 Remote UE의 상향링크 또는 하향링크 전송을 지원할 수 없는 경우, 상기 Remote UE를 지원하기 위한 추가적인 DRB를 확립하는 단계를 더 포함한다.
또한, 본 발명에서, 상기 Relay UE와 상기 기지국 간에 기 확립된 DRB가 Remote UE의 상향링크 또는 하향링크 전송을 지원할 수 없는지 여부는 상기 Relay UE의 인증 여부 또는 상기 Relay UE의 능력(Capability) 중 적어도 하나에 기초하여 결정된다.
또한, 본 발명에서, 상기 DRB는 상기 Remote UE의 제 1 데이터 또는 상기 제 1 데이터와 적어도 하나의 다른 UE의 데이터가 다중화된 제 2 데이터의 송수신에 이용된다.
또한, 본 발명은, 상기 Relay UE에게 상기 기지국과 상기 Relay UE 간에 상기 Remote UE를 위해 설정된 DRB 만을 해제(Release)하기 위한 제 2 RRC 메시지를 전송하는 단계를 더 포함한다.
또한, 본 발명에서, 상기 S1AP 메시지는 상기 S1AP 메시지가 상기 Remote UE를 위한 메시지임을 나타내는 지시자를 포함한다.
또한, 본 발명은, 유/무선 신호를 송수신하기 위한 통신 모듈(communication module); 및 상기 통신 모듈을 제어하는 프로세서를 포함하되, 상기 프로세서는 이동성 관리 엔티티(MME: Mobility Management Entity)로부터 상기 Remote UE의 UE 컨텍스트의 설정을 요청하기 위한(E-RAB(E-UTRAN Radio Access Bearer)를 확립하기 위한) S1AP(S1 Application Protocol) 메시지를 수신하고, 상기 Relay UE에게 상기 E-RAB에 대응되는 데이터 무선 베어러(Data Radio Bearer:DRB)를 확립하기 위한 제 1 RRC 메시지를 전송하며, 상기 제 1 RRC 메시지에 대한 응답으로 상기 Relay UE로부터 제 1 RRC 응답 메시지를 수신하고, 상기 제 1 RRC 응답 메시지가 상기 기지국에 의해 할당된 상기 Remote UE의 로컬 식별자가 포함되면, 상기 MME에게 S1AP 메시지에 대한 응답으로 초기 컨텍스트 설정 응답 메시지를 전송하는 기지국을 제공한다.
본 발명의 실시 예에 따르면, Relay UE와 기지국간에 Remote UE의 사용자 트래픽을 송수신하기 위한 무선 데이터 베어러를 효과적으로 설정할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따르면, Relay UE와 기지국간에 Remote UE의 사용자 트래픽을 송수신하기 위한 무선 데이터 베어러가 Remote UE의 사용자 트래픽을 지원할 수 없는 경우, 추가적으로 무선 데이터 베어러를 설정함으로써, Remote UE의 사용자 트래픽을 효과적으로 송수신할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따르면, Relay UE와 기지국간의 연결은 유지한 채 Relay UE와 기지국간에 설정된 Remote UE를 위한 무선 데이터 베어러만을 해제할 수 있다.
본 명세서에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 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 직접 링크 셋업 절차를 예시한다.
도 8은 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 직접 링크 킵얼라이브 절차를 예시하는 도면이다.
도 9는 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 직접 링크 해제 절차를 예시하는 도면이다.
도 10은 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 직접 보안 모드 제어 절차를 예시한다.
도 11은 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 단말 트리거 서비스 요청 절차를 예시하는 도면이다.
도 12는 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 S1 해제 절차를 예시하는 도면이다.
도 13은 본 발명이 적용될 수 있는 초기 컨텍스트 설정 절차를 예시하는 도면이다.
도 14는 본 발명이 적용될 수 있는 초기 컨텍스트 설정 절차를 예시하는 도면이다.
도 15는 본 발명의 일 실시 예에 따른 Remote UE를 위한 무선 데이터 베어러의 설정을 통한 데이터 전송 방법을 예시하는 도면이다.
도 16은 본 발명의 일 실시 예에 따른 Remote UE를 위한 무선 데이터 베어러의 설정을 통한 데이터 전송 방법을 예시하는 도면이다.
도 17은 본 발명의 일 실시 예에 따른 무선 데이터 베어러의 해제 방법을 예시하는 도면이다.
도 18은 본 발명의 일 실시 예에 따른 무선 데이터 베어러의 해제 방법을 예시하는 도면이다.
도 19는 본 발명의 일 실시예에 따른 통신 장치의 블록 구성도를 예시한다.
도 20은 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.
- MTC(Machine Type Communication): 사람의 개입 없이 머신에 의해 수행되는 통신. M2M(Machine to Machine) 통신이라고 지칭할 수도 있다.
- MTC 단말(MTC UE 또는 MTC device 또는 MTC 장치): 이동 통신 네트워크를 통한 통신(예를 들어, PLMN을 통해 MTC 서버와 통신) 기능을 가지고, MTC 기능을 수행하는 단말(예를 들어, 자판기, 검침기 등).
- MTC 서버(MTC server): MTC 단말을 관리하는 네트워크 상의 서버. 이동 통신 네트워크의 내부 또는 외부에 존재할 수 있다. MTC 사용자가 접근(access)할 수 있는 인터페이스를 가질 수 있다. 또한, MTC 서버는 다른 서버들에게 MTC 관련 서비스를 제공할 수도 있고(SCS(Services Capability Server) 형태), 자신이 MTC 어플리케이션 서버일 수도 있다.
- (MTC) 어플리케이션(application): (MTC가 적용되는) 서비스(예를 들어, 원격 검침, 물량 이동 추적, 기상 관측 센서 등)
- (MTC) 어플리케이션 서버: (MTC) 어플리케이션이 실행되는 네트워크 상의 서버
- MTC 특징(MTC feature): MTC 어플리케이션을 지원하기 위한 네트워크의 기능. 예를 들어, MTC 모니터링(monitoring)은 원격 검침 등의 MTC 어플리케이션에서 장비 분실 등을 대비하기 위한 특징이고, 낮은 이동성(low mobility)은 자판기와 같은 MTC 단말에 대한 MTC 어플리케이션을 위한 특징이다.
- MTC 사용자(MTC User): MTC 사용자는 MTC 서버에 의해 제공되는 서비스를 사용한다.
- MTC 가입자(MTC subscriber): 네트워크 오퍼레이터와 접속 관계를 가지고 있으며, 하나 이상의 MTC 단말에게 서비스를 제공하는 엔티티(entity)이다.
- MTC 그룹(MTC group): 적어도 하나 이상의 MTC 특징을 공유하며, MTC 가입자에 속한 MTC 단말의 그룹을 의미한다.
- 서비스 역량 서버(SCS: Services Capability Server): HPLMN(Home PLMN) 상의 MTC-IWF(MTC InterWorking Function) 및 MTC 단말과 통신하기 위한 엔티티로서, 3GPP 네트워크와 접속되어 있다. SCS는 하나 이상의 MTC 어플리케이션에 의한 사용을 위한 능력(capability)를 제공한다.
- 외부 식별자(External Identifier): 3GPP 네트워크의 외부 엔티티(예를 들어, SCS 또는 어플리케이션 서버)가 MTC 단말(또는 MTC 단말이 속한 가입자)을 가리키기(또는 식별하기) 위해 사용하는 식별자(identifier)로서 전세계적으로 고유(globally unique)하다. 외부 식별자는 다음과 같이 도메인 식별자(Domain Identifier)와 로컬 식별자(Local Identifier)로 구성된다.
- 도메인 식별자(Domain Identifier): 이동 통신 네트워크 사업자의 제어 항에 있는 도메인을 식별하기 위한 식별자. 하나의 사업자는 서로 다른 서비스로의 접속을 제공하기 위해 서비스 별로 도메인 식별자를 사용할 수 있다.
- 로컬 식별자(Local Identifier): IMSI(International Mobile Subscriber Identity)를 유추하거나 획득하는데 사용되는 식별자. 로컬 식별자는 어플리케이션 도메인 내에서는 고유(unique)해야 하며, 이동 통신 네트워크 사업자에 의해 관리된다.
- RAN(Radio Access Network): 3GPP 네트워크에서 Node B 및 이를 제어하는 RNC(Radio Network Controller), eNodeB를 포함하는 단위. 단말 단에 존재하며 코어 네트워크로의 연결을 제공한다.
- HLR(Home Location Register)/HSS(Home Subscriber Server): 3GPP 네트워크 내의 가입자 정보를 가지고 있는 데이터베이스. HSS는 설정 저장(configuration storage), 식별자 관리(identity management), 사용자 상태 저장 등의 기능을 수행할 수 있다.
- RANAP(RAN Application Part): RAN과 코어 네트워크의 제어를 담당하는 노드(즉, MME(Mobility Management Entity)/SGSN(Serving GPRS(General Packet Radio Service) Supporting Node)/MSC(Mobile Switching Center)) 사이의 인터페이스.
- PLMN(Public Land Mobile Network): 개인들에게 이동 통신 서비스를 제공할 목적으로 구성된 네트워크. 오퍼레이터 별로 구분되어 구성될 수 있다.
- SCEF(Service Capability Exposure Function): 3GPP 네트워크 인터페이스에 의해 제공되는 서비스 및 능력(capability)을 안전하게 노출하기 위한 수단을 제공하는 서비스 능력 노출(service capability exposure)을 위한 3GPP 아키텍쳐 내 엔티티.
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 PCTKR2018002142-appb-T000001
Figure PCTKR2018002142-appb-I000001
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(SAE temporary mobile subscriber identity) 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.
이하, 본 명세서에서 사용되는 용어에 대한 설명은 다음과 같다.
- 전용 베어러(Dedicated bearer): UE 내 상향링크 패킷 필터(들)과 P-GW 내 하향링크 패킷 필터(들)과 연관된 EPS 베어러이다. 여기서 필터(들)은 특정 패킷만이 매칭된다.
- 기본 베어러(Default bearer): 매 새로운 PDN 연결로 확립되는 EPS 베어러이다. Default bearer의 컨텍스트는 PDN 연결의 수명시간(lifetime) 동안에 유지된다.
- EMM(EPS Mobility Management)-널(EMM-NULL) 상태: UE 내 EPS 서비스가 비활성된다. 어떠한 EPS 이동성 관리 기능도 수행되지 않는다.
- EMM-비등록(EMM-DEREGISTERED) 상태: EMM-DEREGISTERED 상태에서, EMM 컨텍스트가 확립되지 않고, UE 위치는 MME에게 알려지지 않는다. 따라서, MME에 의해 UE가 접근 가능하지 않다(unreachable). EMM 컨텍스트를 확립하기 위해, UE는 어태치(Attach) 또는 결합된 어태치(combined Attach) 절차를 시작하여야 한다.
- EMM-등록(EMM-REGISTERED) 상태: EMM-REGISTERED 상태에서, UE 내 EMM 컨텍스트가 확립되어 있고, 기본(default) EPS 베어러 컨텍스트가 활성화되어 있다. UE가 EMM-IDLE 모드에 있을 때, UE 위치는 TA의 특정 번호를 포함하는 TA들의 리스트의 정확도로 MME에게 알려진다. UE는 사용자 데이터 및 시그널링 정보의 송수신을 개시할 수 있고, 페이징에 응답할 수 있다. 또한, TAU 또는 결합된 TAU(combined TAU) 절차가 수행된다.
- EMM-연결(EMM-CONNECTED) 모드: UE와 네트워크 간에 NAS 시그널링 연결이 확립될 때, UE는 EMM-CONNECTED 모드이다. EMM-CONNECTED의 용어는 ECM-CONNECTED 상태의 용어로 지칭될 수도 있다.
- EMM-아이들(EMM-IDLE) 모드: UE와 네트워크 간에 NAS 시그널링 연결이 존재하지 않거나(즉, 유보 지시가 없는 EMM-IDLE 모드) 또는 RRC 연결 유보(RRC connection suspend)가 하위 계층에 의해 지시되었을 때(즉, 유보 지시를 수반한 EMM-IDLE 모드), UE는 EMM-IDLE 모드이다. EMM-IDLE의 용어는 ECM-IDLE 상태의 용어로 지칭될 수도 있다.
- EMM 컨텍스트(EMM context): 어태치(Attach) 절차가 성공적으로 완료되면, EMM 컨텍스트는 UE 및 MME 내 확립된다.
- 제어 평면(Control plane) CIoT EPS optimization: MME를 경유하여 제어 평면을 통한 사용자 데이터(IP, non-IP 또는 SMS)의 효율적인 전달(transport)을 가능하게 하는 시그널링 최적화. 선택적으로 IP 데이터의 헤더 압축(header compression)을 포함할 수 있다.
- 사용자 평면(User Plane) CIoT EPS optimization: 사용자 평면을 통한 사용자 데이터(IP 또는 non-IP)의 효율적인 전달을 가능하게 하는 시그널링 최적화
- EPS 서비스(들): PS 도메인에 의해 제공되는 서비스(들).
- NAS 시그널링 연결: UE와 MME 간의 피어-대-피어(peer-to-peer) S1 모드 연결. NAS 시그널링 연결은 LTE-Uu 인터페이스를 경유하는 RRC 연결과 S1 인터페이스를 경유하는 S1AP 연결의 연접(concatenation)으로 구성된다.
- control plane CIoT EPS optimization를 수반하는 EPS 서비스(EPS services with control plane CIoT EPS optimization)를 사용하는 UE: 네트워크에 의해 승락된 control plane CIOT EPS optimization을 수반하는 EPS 서비스를 위해 어태치(attach)된 UE
- 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.
- AS(Access Stratum): E-UTRAN(eNB)과 UE 간 또는 E-UTRAN(eNB)와 MME 간 인터페이스 프로토콜(interface protocol) 상에서 NAS 계층 아래의 프로토콜 계층을 의미한다. 예를 들어, 제어평면 프로토콜 스택에서, RRC 계층, PDCP 계층, RLC 계층, MAC 계층, PHY 계층을 통칭하거나 이중 어느 하나의 계층을 AS 계층으로 지칭할 수 있다. 또는, 사용자 평면 프로토콜 스택에서, PDCP 계층, RLC 계층, MAC 계층, PHY 계층을 통칭하거나 이중 어느 하나의 계층을 AS 계층으로 지칭할 수 있다.
- S1 모드 (S1 mode): 무선 액세스 네트워크와 코어 네트워크 간의 S1 인터페이스의 사용에 따른 기능적인 분리를 가지는 시스템에 적용되는 모드를 의미한다. S1 모드는 WB-S1 모드와 NB-S1 모드를 포함한다.
- NB-S1 모드 (NB-S1 mode): UE의 서빙 무선 액세스 네트워크가 협대역(NB: Narrow Band)-IoT(Internet of Things)에 의한 (E-UTRA를 경유한) 네트워크 서비스로의 액세스를 제공할 때, UE는 이 모드가 적용된다.
- WB-S1 모드 (WB-S1 mode): 시스템이 S1 모드로 동작하지만 NB-S1 모드가 아니면, 이 모드가 적용된다.
3GPP Release 14에서는 비-공공 안전(non-Public Safety) UE에 대해서도 릴레이 UE(relay UE)를 통해 네트워크 연결 서비스를 받도록 하고자 SA1에서 서비스 요구 사항을 작업 중에 있다. 이와 같이 relay UE를 통해 네트워크 연결 서비스를 받는 UE로는 대표적으로 웨어러블(wearable) 기기가 거론되고 있다.
SA2와 RAN WG에서도 릴리즈(Rel: Release)-13 릴레이(Relay)를 향상시키기 위한 스터디 아이템 설명(SID: Study Item Description)인 FS_REAR(릴레이 UE(Relay UE)를 통한 원격 UE(Remote UE) 접속)와 F2D2D(LTE 장치 간 통신(Device to Device)의 향상, 및 사물 인터넷(IoT: Internet of Things)과 웨어러블 장치(Wearables)를 위한 UE와네트워크 간의 릴레이)을 각각 승인하고 이와 관련하여 스터디를 진행하고 있다.
특징적으로, F2D2D 스터디 아이템에서는 낮은 파워(low power), 낮은 전송율(low rate) 및 낮은 복잡도/저비용 장치를 타겟으로하는 논의가 진행되고 있다.
그리고, FS_REAR 스터디 아이템에서는 특징적으로, 비대칭적인(asymmetric) 상향링크/하향링크 연결(즉, 진보된 ProSe UE와 네트워크 간 릴레이(ProSe UE-to-Network Relay)로 PC5를 통해 상향링크 전송 및 Uu를 통한 직접적인 하향링크 전송) 및 대칭적인(symmetric) 상향링크/하향링크 연결을 위한 공통된 솔루션이 가능한지 논의되고 있다.
상술한 바와 같이, 2 가지의 케이스인 비대칭적인(asymmetric) 상향링크/하향링크, 대칭적인(symmetric) 상향링크/하향링크를 고려하고 있다.
여기서, '비대칭적인(asymmetric) 상향링크/하향링크'는 원격 UE(remote UE)가 상향링크 전송을 위해 릴레이 UE(relay UE)와의 직접 링크를 이용하고, 하향링크 전송을 위해 기지국으로부터 Uu 인터페이스를 이용하는 것을 의미한다.
'대칭적인(symmetric) 상향링크/하향링크'는 remote UE가 상향링크 전송과 하향링크 전송 모두 relay UE와의 직접 링크를 이용하는 것을 의미한다.
이하, 본 발명에서는 relay UE를 통한 remote UE의 스몰 데이터(small data) 송수신 방법을 제안한다.
일대일(one-to-one) 근접성 기반 서비스(ProSe: Proximity-based services) 직접 통신 및 PC5 시그널링 절차/메시지
이하, 일대일(one-to-one) ProSe 직접 통신(direct communication)을 위한 2개의 ProSe 가능한(ProSe-enabled) UE 간의 PC5(즉, UE 간의 무선 인터페이스) 시그널링 프로토콜 절차를 살펴본다.
다음과 같은 PC5 시그널링 프로토콜 절차가 정의된다:
- 직접 링크 셋업(direct link setup);
- 직접 링크 킵얼라이브(direct link keepalive);
- 직접 링크 해제(direct link release); 및
- 직접 링크 인증(direct link authentication).
UE는 one-to-one ProSe direct communication을 위해 인증 받아야 하며, one-to-one ProSe direct communication을 위한 어떠한 PC5 시그널링 프로토콜 절차를 개시 또는 참여하기 전에 서비스 인증 절차에 기반하여 ProSe direct communication 정책 파라미터를 획득하여야 한다.
UE는 one-to-one ProSe direct communication을 위한 무선 자원을 선택한다.
원격(remote) UE와 ProSe UE-네트워크 간(UE-to-network) 릴레이(relay) UE 간의 one-to-one communication을 위해, 원격 UE가 릴레이 통신을 위한 무선 자원의 사용이 허용되지 않는다는 하위 계층(lower layer) 지시를 수신하면, remote UE는 relay가 관여된 진행 중인 절차(즉, PC5 시그널링 프로토콜 절차 및 데이터 전송/수신)를 중단한다. 그리고, remote UE는 T 값을 가지는 특정 타이머를 시작한다. 이 타이머가 구동 중인 동안에, remote UE는 relay가 관여하는 어떠한 절차를 개시하지 않는다. remote UE는 릴레이 통신을 위한 무선 자원의 사용이 허용된다는 하위 계층 지시를 수신하면, remote UE는 특정 타이머를 중단하고, 릴레이가 관여된 절차를 재개(resume)할 수 있다. 그렇지 않으면, 특정 타이머가 만료된 후, remote UE는 지역적으로(locally) relay(들)과의 통신을 위한 모든 직접 링크를 해제한다.
1. 직접 링크 셋업 절차(Direct link setup procedure)
이하, 직접 링크를 셋업하기 위한 직접 링크 셋업 절차를 살펴본다. 후술하는 내용에 의하면, 원격 UE(Remote UE)는 직접 링크를 셋업하기 위해 직접 통신 요청(DIRECT_COMMUNICATION_REQUEST) 메시지를 릴레이 UE(Relay UE)에게 전송한다. DIRECT_COMMUNICATION_REQUEST 메시지는 직접 링크 셋업에 필요한 파라미터들을 포함한다.
- IP 주소 설정(IP Address Config) IE나 링크 로컬 IPv6 주소(Link Local IPv6 Address) IE는 Remote UE의 IP 주소 할당을 위해서 필요한 파라미터이다.
- 다음은 직접 링크의 보안된 연결을 확립하고, 인증을 위한 보안 관련 파라미터이다.
Nonce_1 IE, UE 보안 능력(UE Security Capabilities), KD-sess ID의 최상위 비트(MSB: Most Significant Bit), KD ID, 시그니처(Signature)
후술하는 내용에 의하면, DIRECT_COMMUNICATION_REQUEST 메시지를 수신한 Relay UE가 사용자 정보(User Info)와 IP 설정(IP configuration)에 대한 확인이 성공적으로 마치면, Remote UE와의 보안 연계를 맺기 위하여 직접 보안 모드 제어 절차를 수행한다.
1) 일반
직접 링크 셋업 절차는 2개의 ProSe 가능한(ProSe-enabled) UE 간의 안전한 직접 링크를 확립하기 위해 사용된다. 요청 메시지를 전송하는 UE는 "개시 UE(initiating UE)"라고 지칭되고, 다른 UE는 "타겟 UE(target UE)"라고 지칭된다.
직접 링크 셋업이 단독의(isolated) 일대일 ProSe 직접 통신을 위한 것이면(즉, 2개의 UE 모두 ProSe UE-to-network relay가 아닌 경우), UE 모두는 키 관리 서버(KMS: Key Management Server)의 공공 키와 UE의 식별자와 연관된 자격의 세트를 미리 획득할 것이 요구된다.
2) 개시 UE(initiating UE)에 의한 직접 링크 셋업 절차 개시
도 7은 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 직접 링크 셋업 절차를 예시한다.
개시 UE(initiating UE)는 이 절차를 개시하기 전에 다음과 같은 전제-조건(pre-condition)을 만족시켜야 한다:
- 타겟 UE(target UE)와의 직접 링크를 확립하기 위한 상위 계층(upper layer)로부터 요청이 수신되고, initiating UE와 해당 target UE 간의 링크가 존재하지 않는다;
- initiating UE를 위한 링크 계층 식별자(즉, 유니캐스트(unicast) 통신을 위해 사용되는 2 계층 식별자(Layer 2 ID))가 이용 가능하다(예를 들어, 미리 설정되거나 또는 자동 할당(self-assigned)됨);
- target UE를 위한 링크 계층 식별자(즉, 유니캐스트(unicast) 통신을 위해 사용되는 Layer 2 ID)가 initiating UE에게 이용 가능하다(예를 들어, 미리 설정되거나 또는 ProSe 직접 디스커버리(direct discovery)를 통해 획득됨); 그리고
- initiating UE는 서빙 PLMN 내에서 ProSe direct communication를 위해 인증되거나, 또는 E-UTRAN에 의해 서비스되지 않을 때 ProSe direct communication를 위한 유효한 인증을 가진다.
initiating UE는 직접 통신 요청(DIRECT_COMMUNICATION_REQUEST) 메시지를 생성함으로써 직접 링크 셋업 절차를 개시한다.
이때, DIRECT_COMMUNICATION_REQUEST 메시지는 다음을 포함한다.
i) 다음과 같이 셋팅되는 사용자 정보(User Info):
- target UE가 ProSe UE-to-network relay UE가 아니면, 상위 계층으로부터 수신된 initiating UE의 User Info;
- target UE가 ProSe UE-to-network relay UE이고 initiating UE가 ProSe 키 관리 기능(PKMF: ProSe Key Management Function)로부터 이 relay를 위해 PRUK를 수신하였으며 이 relay로의 연결 시도가 PRUK ID가 인식되지 않았음을 이유로 거절되지 않았으면, PKMF로부터 수신된 ProSe 릴레이 사용자 키 식별자(Relay User Key ID);
- target UE가 ProSe UE-to-network relay UE이고 initiating UE가 이 relay를 위해 PKMF로부터 PRUK를 수신하지 않았으면, initiating UE의 IMSI; 또는
- target UE가 ProSe UE-to-network relay UE이고 initiating UE가 이 relay를 위해 PKMF로부터 PRUK를 수신하였지만 이 relay로의 연결 시도가 PRUK ID가 인식되지 않았음을 이유로 거절되었다면, initiating UE의 IMSI;
ii) 다음 중 하나의 값으로 셋팅되는 인터넷 프로토콜(IP: Internet Protocol) 주소 설정(IP Address Config) 정보 요소(IE: Information Element):
- IP 버전 4(IPv4: IP version 4) 주소 할당 메커니즘이 initiating UE에 의해 지원되면, 즉 DHCPv4(Dynamic Host Configuration Protocol version 4) 서버로서 동작하면, "DHCPv4 서버(DHCPv4 Server)";
- IP 버전 6(IPv6: IP version 6) 주소 할당 메커니즘이 initiating UE에 의해 지원되면, 즉 IPv6 라우터로서 동작하면, "IPv6 라우터(IPv6 Router)";
- IPv4 및 IPv6 주소 할당 메커니즘 모두가 initiating UE에 의해 지원되면, "DHCPv4 서버 및 IPv6 라우터"; 또는
- IPv4 및 IPv6 주소 할당 메커니즘 모두 initiating UE에 의해 지원되지 않으면, "주소 할당 지원되지 않음(address allocation not supported);
iii) IP Address Config IE가 "address allocation not supported"로 셋팅되고 링크가 단독의(isolated) 일대일 통신을 위해 셋업되면, IETF(Internet Engineering Task Force) RFC(Request for Comments) 4862에 기반하여 지역적으로(locally) 형성된 링크 지역 IPv6 주소 IE(Link Local IPv6 Address);
iv) 이 직접 링크를 통해 요청 UE(requesting UE)의 최대 비활동 구간(period)를 지시하는 최대 비활동 구간(Maximum Inactivity Period) IE;
v) 이 직접 링크를 통해 세션 키 확립의 목적으로 initiating UE에 의해 생성되는 128 비트 임시값(nonce value)으로 셋팅되는 Nonce_1 IE;
vi) initiating UE가 이 직접 링크의 보안 확립을 위해 지원하는 알고리즘의 리스트를 지시하도록 셋팅된 UE 보안 능력(UE Security Capabilities) IE;
vii) K_D-sess 식별자(ID: Identifier)의 최상위 8 비트로 셋팅되는 K_D-sess ID의 최상위 비트(MSB of K_D-sess ID) IE; 및
viii) 선택적으로, initiating UE가 target UE와 기존의 K_D를 가졌으면, 이전에 확립되었던 K_D의 알려진 ID로 셋팅된 K_D ID IE.
직접 링크 셋업은 단독의(isolated) 일대일 ProSe 직접 통신을 위한 것이면, DIRECT_COMMUNICATION_REQUEST 메시지는 또한 다음의 파라미터를 포함한다:
- User Info IE 및 Nonce_1 IE로 계산된 ECCSI(Elliptic Curve-Based Certificateless Signatures for Identity-Based Encryption) 시그니처로 셋팅된 시그니처(Signature) IE.
그렇지 않고, 링크 셋업이 원격(remote) UE가 ProSe UE-to-network relay로의 ProSe direct communication을 위한 것이면, DIRECT_COMMUNICATION_REQUEST 메시지는 target relay의 릴레이 서비스 코드로 셋팅된 릴레이 서비스 코드(Relay Service Code) IE를 포함한다.
DIRECT_COMMUNICATION_REQUEST 메시지가 생성된 후, initiating UE는 이 메시지를 전송을 위해 initiating UE의 2 계층 식별자(Layer 2 ID)(유니캐스트 통신을 위한) 및 target UE의 2 계층 식별자(Layer 2 ID)(유니캐스트 통신을 위한)와 함께 하위 계층으로 전달하고, T4100 타이머를 시작한다. UE는 T4100 타이머가 구동 중인 동안 동일한 target UE에게 새로운 DIRECT_COMMUNICATION_REQUEST 메시지를 전송하지 않는다.
3) 타겟 UE(target UE)에 의해 수락된 직접 링크 셋업 절차
도 7(a)를 참조하면, DIRECT_COMMUNICATION_REQUEST 메시지를 수신하면, target UE는 하위 계층에 의해 제공된 이 메시지의 전달(transport) 내에서 사용된 Layer 2 ID의 쌍(pair)(유니캐스트 통신을 위한)을 저장하고, Layer 2 ID의 쌍(pair)을 직접 링크 컨텍스트에 연관시킨다.
target UE는 DIRECT_COMMUNICATION_REQUEST 메시지 내 포함된 User Info IE를 체크하고, 이 요청이 수락될 수 있는지 여부를 결정한다. 그리고, 적어도 하나의 공통된 IP 주소 설정 옵션이 initiating UE와 target UE 모두에 의해 지원되는지 여부를 확인하기 위하여, target UE는 IP Address Config IE를 검사한다. 상술한 체크가 모두 성공되면, target UE와 initiating UE 간의 보안 연계를 확립하기 위하여, target UE는 직접 보안 모드 제어 절차(direct security mode control procedure)를 호출한다. 링크 인증 절차의 완료 및 보안 연계의 성공적인 확립 후에, target UE는 직접 통신 수락(DIRECT_COMMUNICATION_ACCEPT) 메시지를 initiating UE에게 전송한다.
target UE는 다음과 같은 값 중 하나로 셋팅된 IP Address Config IE를 포함시킨다:
- IPv4 주소 할당 메커니즘이 target UE에 의해 지원되고, target UE가 DHCP 서버로서 동작할 수 있으면, "DHCPv4 서버(DHCPv4 Server)";
- IPv6 주소 할당 메커니즘이 target UE에 의해 지원되고, target UE가 IPv6 라우터로서 동작할 수 있으면, "IPv6 라우터(IPv6 Router)";
- IPv4 및 IPv6 주소 할당 메커니즘 모두가 target UE에 의해 지원되면, "DHCPv4 서버 및 IPv6 라우터"; 또는
- IPv4 및 IPv6 주소 할당 메커니즘 모두 target UE에 의해 지원되지 않으면, "주소 할당 지원되지 않음(address allocation not supported).
IP Address Config IE가 "address allocation not supported"로 셋팅되고 수신된 DIRECT_COMMUNICATION_REQUEST 메시지가 Link Local IPv6 Address IE를 포함하면, target UE는 지역적으로 형성된 링크 지역 IPv6 주소로 셋팅된 Link Local IPv6 Address IE를 포함시킨다.
ProSe UE-to-network relay UE는 적어도 하나의 IP 주소 할당 메커니즘을 지원한다.
target UE가 ProSe UE-to-network relay UE로서 동작하면, 그리고 ProSe relay UE ID와 연계된 relay를 위한 PDN 연결이 아직 확립되지 않았거나 ProSe UE-to-network relay UE가 DIRECT_COMMUNICATION_ACCEPT 메시지를 remote UE에게 전송할 때, 릴레이를 위해 사용되는 추가적인 PDN 연결이 필요하면, ProSe UE-to-network relay UE는 ProSe Relay UE ID와 연계된 APN을 포함하는 PDN 연결 요청(PDN CONNECTIVITY REQUEST) 메시지를 전송함으로써 UE에 의해 요청된 PDN 연결 절차(UE requested PDN connectivity procedure)를 개시한다.
target UE가 ProSe-UE-to-network relay UE이면, target UE가 DIRECT_COMMUNICATION_REQUEST 메시지 내 포함된 Maximum Inactivity Period IE에 의해 제공된 값으로 비활동성 타이머 T4108을 생성하고, 확립될 링크를 통해 더 이상 전송할 메시지가 없을 때 T4108 타이머를 시작한다. T4108 타이머가 시작된 경우, T4108 타이머가 만료되기 전에 어떠한 통신 활동이 발생되면, UE는 T4108 타이머를 종료하고 초기 값으로 리셋하고, 그렇지 않으면, 직접 통신 킵얼라이브(DIRECT_COMMUNICATION_KEEPALIVE) 메시지 내 Maximum Inactivity Period IE에서 새로운 값이 제공된다.
target UE가 ProSe-UE-to-network relay UE이면, 그리고 target UE가 서비스 인증 절차(service authorisation procedure)에 기반하여 relay에 의해 서비스 받는 remote UE(들)의 IMEI(International Mobile station Equipment Identity) 또는 IMEISV를 보고하도록 서빙 PLMN에 의해 설정되었으면, ProSe UE-to-network relay UE는 성공적으로 직접 링크가 확립될 때 remote UE의 IMEI 또는 IMEISV를 요청하기 위해 원격 UE 정보 요청 절차(remote UE information request procedure)를 개시한다.
4) initiating UE에 의한 직접 링크 셋업 절차 완료
DIRECT_COMMUNICATION_ACCEPT를 수신하면, initiating UE는 T4100 타이머를 중단한다. 이 때부터, initiating UE는 target UE로의 모든 일대일 통신(추가적인 PC5 시그널링 메시지를 포함하여)을 위해 확립된 링크를 사용한다.
5) target UE에 의해 수락되지 않은 직접 링크 셋업 절차
도 7(b)를 참조하면, 직접 링크 셋업 요청이 수락될 수 없으면, target UE는 직접 통신 거절(DIRECT_COMMUNICATION_REJECT) 메시지를 전송한다. DIRECT_COMMUNICATION_REJECT 메시지는 다음과 같은 원인 값 중 하나로 셋팅되는 PC5 시그널링 프로토콜 원인 값을 포함한다:
#1 target UE로의 직접 통신이 허용되지 않음(Direct communication to target UE not allowed);
#2 인증 실패(Authentication failure);
#3 유니캐스트 통신을 위한 Layer 2 ID의 충돌이 감지됨(Conflict of Layer 2 ID for unicast communication is detected);
#4 제안된 링크를 위한 자원의 부족(Lack of resources for proposed link);
#5 IP 버전 비-매칭(IP version mismatch); 또는
#6 다른 이유로 인한 링크 셋업 실패(Link setup failure due to other errors).
target UE가 이 요청을 수락하도록 허용되지 않으면(예를 들어, 운영자 정책 또는 서비스 허가 프로비저닝(provisioning)에 기반하여), target UE는 PC5 시그널링 프로토콜 원인 값 #1 "Direct communication to target UE not allowed"을 포함하는 DIRECT_COMMUNICATION_REJECT 메시지를 전송한다.
DIRECT_COMMUNICATION_REQUEST 내 포함된 시그니처 파라미터의 검증이 target UE에서 실패하면, target UE는 PC5 시그널링 프로토콜 원인 값 #2 "Authentication failure"을 포함하는 DIRECT_COMMUNICATION_REJECT 메시지를 전송한다.
직접 링크 허가 절차 내 문제로 인하여 직접 링크 셋업이 실패하면, target UE는 PC5 시그널링 프로토콜 원인 값 #2 "Authentication failure"을 포함하는 DIRECT_COMMUNICATION_REJECT 메시지를 전송한다.
수신한 DIRECT_COMMUNICATION_REQUEST 메시지의 Layer 2 ID에 있어서, target UE가 이미 Layer 2 ID를 사용하는 것을 알고 있는 UE로의 확립된 기존의 링크를 가지면 또는 target UE가 동일한 Layer 2 ID로부터 DIRECT_COMMUNICATION_REQUEST 메시지를 현재 처리하는 중이지만 새롭게 수신 메시지 내 포함된 User Info IE와 상이한 User Info를 가지면, target UE는 PC5 시그널링 프로토콜 원인 값 #3 "Conflict of Layer 2 ID for unicast communication is detected"을 포함하는 DIRECT_COMMUNICATION_REJECT 메시지를 전송한다.
혼잡 문제 또는 자원 제한을 야기하는 다른 일시적인 하위 계층 문제로 인하여 직접 링크 셋업이 실패되면, target UE는 PC5 시그널링 프로토콜 원인 값 #4 "Lack of resources for proposed link"을 포함하는 DIRECT_COMMUNICATION_REJECT 메시지를 전송한다.
ProSe UE-to-network relay UE의 경우, remote UE가 미션 크리티컬 통신(예를 들어, MCPTT(Mission Critical Push To Talk))에 대하여 ProSe UE-to-network relay UE를 이용하길 원하지만 ProSe UE-to-network relay UE가 IPv6 주소 할당 방식을 라우터로서 지원하지 않으면, target UE(즉, ProSe UE-to-network relay UE)는 PC5 시그널링 프로토콜 원인 값 #5 "IP version mismatch"를 포함하는 DIRECT_COMMUNICATION_REJECT 메시지로 요청을 거절한다.
링크 확립의 실패를 야기하는 다른 이유의 경우, target UE는 PC5 시그널링 프로토콜 원인 값 #6 "Link setup failure due to other errors"를 포함하는 DIRECT_COMMUNICATION_REJECT 메시지를 전송한다.
DIRECT_COMMUNICATION_REJECT 메시지를 수신하면, initiating UE는 T4100 타이머를 중단하고, 직접 링크 셋업 절차를 종료한다. DIRECT_COMMUNICATION_REJECT 메시지 내 원인 값이 #1 "Direct communication to target UE not allowed" 또는 #4 "Lack of resources for proposed link"이면, UE는 적어도 시간 구간(period) T 동안은 동일한 target UE와의 직접 링크 셋업을 시도하지 않는다. 그리고, initiating UE가 ProSe UE-to-network relay UE로의 링크 셋업을 요청하는 remote UE이면, initiating UE는 릴레이 재선택 절차(relay reselection procedure)를 개시한다.
이 절차가 완료되기 전에 더 이상 링크를 확립할 필요가 없어지면, initiating UE는 절차를 종료한다.
수신한 DIRECT_COMMUNICATION_REQUEST 메시지의 Layer 2 ID에 있어서, target UE가 이미 Layer 2 ID를 사용하는 것을 알고 있는 UE로의 확립된 기존의 링크를 가지고 새로운 요청이 알고 있는 사용자와 동일한 User Info를 포함하면, UE는 새로운 요청을 진행한다. 그러나, target UE는 새로운 링크 셋업 절차가 성공한 후 또는 링크 킵-얼라이브 절차가 실패한 이후에 기존의 링크 컨텍스트를 삭제한다.
6) 비정상적인 케이스
비활동성 타이머 T4108이 만료하면, 그리고 target UE가 ProSe UE-to-network relay UE이면, target UE는 해제 원인 #3 "직접 연결이 더 이상 이용 가능하지 않음(Direct connection is not available any more)"으로 직접 링크 해제 절차를 개시한다. 그렇지 않으면, target UE는 다음과 같이 동작할 수 있다:
A) 링크를 체크하기 위해 keepalive 절차를 개시한다; 또는
B) 해제 원인 #3 "Direct connection is not available any more"으로 직접 링크 해제 절차를 개시한다.
7) 직접 링크 셋업 절차 관련 PC5_시그널링 메시지
i) DIRECT_COMMUNICATION_REQUEST
이 메시지는 직접 링크를 확립하기 위하여 UE에 의해 또 다른 peer UE에게 전송된다.
표 2는 DIRECT_COMMUNICATION_REQUEST 메시지를 예시한다.
Figure PCTKR2018002142-appb-T000002
표 2에서 정보 요소는 정보 요소의 명칭을 나타낸다. 존재(Presence) 필드의 'M'은 필수적(mandatory)인 IE로서 항상 메시지에 포함되는 IE를 나타내고, 'O'는 선택적(optional)인 IE로서 메시지에 포함되거나 포함되지 않을 수 있는 IE를 나타내며, 'C'는 조건적인(conditional) IE로서 특정 조건이 만족될 때만 메시지에 포함되는 IE를 나타낸다.
ii) DIRECT_COMMUNICATION_ACCEPT
이 메시지는 해당 직접 링크 셋업 요청이 수락되었음을 지시하기 위하여 UE에 의해 또 다른 peer UE에게 전송된다.
표 3은 DIRECT_COMMUNICATION_ACCEPT 메시지를 예시한다.
Figure PCTKR2018002142-appb-T000003
표 3에서, IP Address Config IE가 "address allocation not supported UE"로 셋팅될 때, UE는 Link Local IPv6 Address IE를 포함시킨다.
iii) DIRECT_COMMUNICATION_REJECT
이 메시지는 해당 직접 링크 셋업 요청이 거절되었음을 지시하기 위하여 UE에 의해 또 다른 peer UE에게 전송된다.
표 4는 DIRECT_COMMUNICATION_REJECT 메시지를 예시한다.
Figure PCTKR2018002142-appb-T000004
2. 직접 링크 킵얼라이브 절차(Direct link keepalive procedure)
1) 일반
직접 링크 keepalive 절차는 2개의 ProSe 가능한(ProSe-enabled) UE 간의 직접 링크를 유지하기 위해 사용된다(즉, 2개의 UE 간의 링크가 여전히 유지 가능한지 체크). 이 절차는 확립된 직접 링크 내의 어느 하나의 UE 또는 둘 모두의 UE에 의해 개시될 수 있다. 직접 링크가 remote UE와 ProSe UE-to-network relay UE 간의 일대일 통신을 위해 사용되면, remote UE만이 링크 keepalive 절차를 개시한다.
이 절차 내에서, 직접 통신 킵얼라이브(DIRECT_COMMUNICATION_KEEPALIVE) 메시지를 전송하는 UE는 "요청 UE(requesting UE)"라고 지칭되고, 다른 UE는 "피어 UE(peer UE)"라고 지칭된다.
2) requesting UE에 의한 직접 링크 keepalive 절차 개시
도 8은 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 직접 링크 킵얼라이브 절차를 예시하는 도면이다.
requesting UE는 이 절차를 위해 keepalive 타이머 T4102 및 keepalive 카운터를 관리한다. keepalive 타이머 T4102는 절차의 주기적인 개시를 트리거하기 위해 사용된다. 이 타이머는 UE가 PC5 시그널링 메시지 또는 PC5 사용자 평면 데이터를 peer UE로부터 이 링크를 통해 수신할 때마다 시작 또는 재시작된다. keepalive 카운터는 링크 확립 후 0의 초기 값으로 셋팅된다.
requesting UE는 다음과 같은 경우 이 절차를 개시할 수 있다:
- 직접 링크의 유지 가능성을 체크하도록 상위 계층으로부터 요청을 수신하는 경우; 또는
- 이 링크를 위한 keepalive 타이머 T4102가 만료되는 경우.
requesting UE는 타이머 T4102가 구동 중이라면 타이머 T4102를 중단하고, 이 링크를 위한 keepalive 카운터의 값을 포함하는 킵얼라이브 카운터(Keepalive Counter) IE를 수반한 직접 통신 킵얼라이브(DIRECT_COMMUNICATION_KEEPALIVE) 메시지를 생성함으로써 절차를 개시한다. 선택적으로, initiating UE는 이 직접 링크를 통한 requesting UE의 최대 비활동성 구간을 지시하기 위하여 최대 비활동성 구간(Maximum Inactivity Period) IE를 포함시킬 수 있다. remote UE가 ProSe UE-to-network relay UE에게 DIRECT_COMMUNICATION_KEEPALIVE 메시지를 전송할 때, 이 IE는 포함된다.
DIRECT_COMMUNICATION_KEEPALIVE 메시지가 생성된 후, requesting UE는 전송을 위해 requesting UE의 Layer 2 ID(유니캐스트 통신을 위한) 및 peer UE의 Layer 2 ID(유니캐스트 통신을 위한)와 함께 이 메시지를 하위 계층에게 전달하고, 재전송 타이머 T4101을 시작한다.
3) peer UE에 의해 수락된 직접 링크 keepalive 절차
DIRECT_COMMUNICATION_KEEPALIVE 메시지를 수신하면, peer UE는 DIRECT_COMMUNICATION_KEEPALIVE 메시지 내에서 수신된 값과 동일한 값으로 셋팅된 킵얼라이브 카운터(Keepalive Counter) IE를 포함하는 직접 통신 킵얼라이브 확인응답(DIRECT_COMMUNICATION_KEEPALIVE_ACK) 메시지로 응답한다.
최대 비활동성 구간(Maximum Inactivity Period) IE가 DIRECT_COMMUNICATION_KEEPALIVE 메시지 내 포함되면, peer UE는 비활동성 타이머 T4108을 중단하고(구동 중인 경우), 제공된 값으로 타이머 T4108을 재시작한다. 그리고, 타이머 T4108이 만료되기 전에 이 직접 링크 내에서 어떠한 통신 활동이 발생되면, UE는 타이머 T4108을 중단하고, 초기 값으로 리셋한다.
4) requesting UE에 의한 직접 링크 keepalive 절차 완료
DIRECT_COMMUNICATION_KEEPALIVE_ACK 메시지를 수신하면, requesting UE는 재전송 타이머 T4101을 중단하고, 킵얼라이브 타이머 T4102를 시작하고, 이 링크에 대한 킵얼라이브 카운터를 증가시킨다.
5) 비정상적인 케이스
재전송 타이머 T4101이 만료되면, requesting UE는 마지막으로 사용된 keepalive 카운터 값으로 DIRECT_COMMUNICATION_KEEPALIVE 메시지를 다시 전송하고, 타이머 T4101을 재시작한다. 허용된 재전송의 최대 횟수에 도달할 때까지 peer UE로부터 응답이 수신되지 않으면, requesting UE는 링크 킵얼라이브 절차를 종료하고, 대신에 직접 링크 해제 절차를 개시한다. 만약, requesting UE가 remote UE이면, 릴레이 재선택 절차를 개시한다.
직접 링크 킵얼라이브 절차가 완료되기 전에 이 직접 링크를 사용할 필요가 더 이상 없다면, requesting UE는 이 절차를 종료하고, 대신에 직접 링크 해제 절차를 시작한다.
비활동성 타이머 T4108이 만료되면, peer UE가 ProSe UE-to-network relay UE이면, peer UE는 해제 원인 #3 "직접 연결이 더 이상 이용 가능하지 않음(Direct connection is not available any more)"으로 직접 링크 해제 절차를 개시한다. 그렇지 않으면, peer UE는 다음과 같이 동작할 수 있다:
A) 링크를 체크하기 위해 킵얼라이브 절차를 개시한다; 또는
B) 해제 원인 #3 "Direct connection is not available any more"으로 직접 링크 해제 절차를 개시한다.
3. 직접 링크 해제 절차(Direct link release procedure)
1) 일반
직접 링크 해제 절차는 2개의 ProSe-enabled UE 간의 안전한 직접 링크를 해제하기 위하여 사용된다. 이 링크는 둘 중의 어느 하나의 UE로부터 해제될 수 있다. 직접 통신 해제(DIRECT_COMMUNICATION_RELEASE) 메시지를 전송하는 UE는 "해제 UE(releasing UE)"라고 지칭되고, 다른 UE는 "피어 UE(peer UE)"라고 지칭된다.
remote UE와 ProSe UE-to-network relay UE 간의 직접 링크가 해제될 때, ProSe-UE-to-network relay UE는 Remote UE 보고 절차(Remote UE report procedure)를 수행한다.
2) releasing UE에 의한 직접 링크 해제 절차 개시
도 9는 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 직접 링크 해제 절차를 예시하는 도면이다.
releasing UE는 다음과 같은 경우에 절차를 개시한다:
- 알려진 Layer 2 ID(유니캐스트 통신을 위한)를 사용하는 peer UE와의 직접 링크를 해제하도록 상위 계층으로부터 요청을 수신하고, 해당 둘 UE 간의 링크가 존재하는 경우; 또는
- peer UE가 응답이 없는 경우(non-responsive)(예를 들어, 직접 링크 keepalive 절차를 완료할 수 없는 경우).
releasing UE는 다음과 같은 원인 값 중 하나를 지시하는 해제 원인(Release Reason) IE를 수반하는 IRECT_COMMUNICATION_RELEASE 메시지를 생성함으로써 직접 링크 해제 절차를 개시한다:
#1 peer UE로의 직접 통신이 더 이상 필요 없음(Direct Communication to peer UE no longer needed);
#2 peer UE와의 직접 통신이 더 이상 허용되지 않음(Direct communication with the peer UE is no longer allowed); 또는
#3 직접 연결이 더 이상 이용 가능하지 않음(Direct connection is not available any more).
DIRECT_COMMUNICATION_RELEA 메시지가 생성된 후, releasing UE는 전송을 위해 이 메시지를 releasing UE의 Layer 2 ID(유니캐스트 통신을 위한) 및 peer UE의 Layer 2 ID(유니캐스트 통신을 위한)와 함께 하위 계층으로 전달한다. 만약 해제 원인이 #3 "Direct connection is not available any more"라면, releasing UE는 직접 링크를 지역적으로(locally) 해제한다. 그렇지 않으면, releasing UE는 타이머 T4103을 시작한다.
3) peer UE에 의해 수락된 직접 링크 해제 절차
DIRECT_COMMUNICATION_RELEASE 메시지를 수신하면, peer UE는 이 링크를 위한 타이머 T4101, 타이머 T4102 또는 타이머 T4103를 중단한다(어떠한 타이머가 구동 중인 경우). 그리고, peer UE는 이 링크 상에서 어떠한 진행 중인 PC5 시그널링 프로토콜 절차를 종료한다. peer UE는 직접 통신 해제 수락(DIRECT_COMMUNICATION_RELEASE_ACCEPT) 메시지로 응답한다. 이 메시지가 전송된 후, peer UE는 이 직접 링크의 컨텍스트를 제거하고, 더 이상 이 링크를 통해 어떠한 메시지도 송신하거나 수신하지 않는다.
DIRECT_COMMUNICATION_RELEASE 메시지 내 원인 값이 "Direct communication with the peer UE is no longer allowed"이면, UE는 적어도 시간 구간(period) T 동안 releasing UE와 직접 링크 셋업을 시도하지 않는다. 그리고 initiating UE가 ProSe UE-to-network relay UE로의 링크 셋업을 요청하는 remote UE라면, 릴레이 재선택 절차를 개시한다.
4) releasing UE에 의한 직접 링크 해제 절차 완료
DIRECT_COMMUNICATION_RELEASE_ACCEPT 메시지를 수신하면, releasing UE는 타이머 T4103을 중단한다. 이 때부터, releasing UE는 더 이상 이 링크를 통해 어떠한 메시지도 송신하거나 수신하지 않는다.
5) 비정상적인 케이스
재전송 타이머 T4103이 만료되면, releasing UE는 DIRECT_COMMUNICATION_RELEASE 메시지를 다시 전송하고, T4103 타이머를 재시작한다. 허용된 재전송의 최대 횟수에 도달할 때까지 peer UE로부터 응답이 수신되지 않으면, releasing UE는 지역적으로(locally) 직접 링크를 해제한다. 이 때부터 releasing UE는 더 이상 이 링크를 통해 어떠한 메시지도 송신하거나 수신하지 않는다.
4. 직접 보안 모드 제어 절차(Direct security mode control procedure)
1) 일반
2개의 ProSe-Enabled UE 간의 직접 링크를 위한 보안 연계는 직접 링크 셋업 절차 또는 직접 링크 키 교체 절차(direct link rekeying procedure) 동안에 직접 보안 모드 확립과 관련된 메시지 콘텐츠를 교환하여 확립된다. 직접 보안 모드 제어 절차가 성공적으로 완료된 후, 선택된 보안 알고리즘 및 키는 UE 간 교환되는 모든 PC5 시그널링 메시지를 무결성 보호 및 암호화하는데 사용된다. 그리도 또한 UE 간에 교환되는 모든 데이터 평면 트래픽을 암호화하는 데 사용된다.
직접 보안 모드 명령(DIRECT_SECURITY_MODE_COMMAND) 메시지를 전송하는 UE는 "명령 UE(commanding UE)"으로 지칭되고, 다른 UE는 "peer UE"로 지칭된다.
2) commanding UE에 의한 직접 보안 모드 제어 절차 개시
도 10은 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 직접 보안 모드 제어 절차를 예시한다.
commanding UE는 직접 통신 요청(DIRECT_COMMUNICATION_REQUEST) 메시지 또는 직접 키 교환 요청(DIRECT_REKEYING_REQUEST) 메시지의 수신에 응답하여 직접 보안 모드 제어 절차를 개시할 수 있다.
절차가 remote UE와 ProSe UE-to-network relay UE 간에 이뤄지고, 절차가 K_D가 아닌 K_D-sess의 복원(refresh)를 위해 DIRECT_REKEYING_REQUEST 메시지에 의해 트리거되면, ProSe UE-to-network relay UE 또는 remote UE는 commanding UE로서 동작할 수 있다. 그렇지 않고 K_D 및 K_D-sess 모두가 복원(refresh)되면, ProSe UE-to-network relay UE가 commanding UE로서 동작한다.
이 절차를 개시하기 위해, DIRECT_COMMUNICATION_REQUEST 메시지 또는 DIRECT_REKEYING_REQUEST 메시지 내 포함된 K_D ID에 기반하여 기존의 K_D를 식별하거나 또는 peer UE와 알려진 K_D를 공유하지 않으면 새로운 K_D를 도출하거나 또는 새로운 K_D의 도출을 원한다. 후자의 경우, commanding UE는 결과로 생성된 K_D ID가 commanding UE 내에서 고유하다는 것을 보장하기 위하여 K_D ID의 최상위 비트(MSB: Most Significant Bit)를 생성한다. 그리고, commanding UE는 K_D-sess ID의 MSB와 결함함으로써 형성된 K_D-sess ID가 commanding UE 내에서 고유하도록 K_D-sess ID(직접 보안 모드 절차를 트리거하는 DIRECT_COMMUNICATION_REQUEST 또는 DIRECT_REKEYING_REQUEST 내에서 수신된)의 최하위 비트(LSB: Least Significant Bit)를 생성한다.
이어, commanding UE는 128 비트 Nonce_2 값을 생성한다. K_D, Nonce_2 및 DIRECT_COMMUNICATION_REQUEST 또는 DIRECT_REKEYING_REQUEST 메시지 내에서 수신된 Nonce_1를 이용하여, commanding UE는 K_D-sess를 도출한다.
그리고, UE는 다음을 가지고 직접 보안 모드 명령(DIRECT_SECURITY_MODE_COMMAND) 메시지를 구성한다:
- Nonce_2로 셋팅된 Nonce_2 IE;
- K_D-sess ID의 최하위 8 비트를 지시하도록 셋팅된 K_D-sess ID IE의 최하위 비트;
- DIRECT_COMMUNICATION_REQUEST 메시지 또는 DIRECT_REKEYING_REQUEST 메시지 내 수신된 UE 보안 능력으로 셋팅된 UE Security Capabilities IE; 및
- 암호화 및 무결성 보호를 위해 사용될 알고리즘으로 셋팅된 선택된 알고리즘(Chosen Algorithms) IE.
DIRECT_SECURITY_MODE_COMMAND 메시지가 remote UE와 ProSe UE-to-network relay UE 간에 사용되고, ProSe UE-to-network relay UE가 PKMF로부터 K_D 복원(freshness) 파라미터를 수신하였으면, ProSe UE-to-network relay UE는 새롱누 K_D를 생성하기 위하여 DIRECT_SECURITY_MODE_COMMAND 메시지 내 다음과 같은 추가적인 파라미터를 포함시킨다:
- PKMF로부터 수신되었으면, GPI(GBA Push-Info) 페이로드를 포함하는 GPI IE;
- PKMF로부터 수신된 K_D 복원(freshness) 파라미터로 셋팅된 K_D Freshness IE; 및
- 새로운 K_D의 K_D ID의 최상위 비트로 셋팅된 K_D ID의 최상위 비트(MSB of KD ID) IE.
DIRECT_SECURITY_MODE_COMMAND 메시지가 단독의(isolated) 일대일 ProSe 직접 통신을 위해 사용되면, commanding UE는 새로운 K_D를 생성하기 위하여 다음과 같은 추가적인 파라미터를 DIRECT_SECURITY_MODE_COMMAND 메시지 내 포함시킨다:
- 상위 계층으로부터 수신된 User Info로 셋팅된 User Info IE;
- 새로운 K_D의 K_D ID의 MSB로 셋팅된 MSB of KD ID IE; and
- User Info IE, Nonce_1 IE 및 SAKKE(Sakai-Kasahara Key Encryption) 페이로드로 셋팅된 암호화된 페이로드(Encrypted Payload) IE로 계산되는 ECCSI 시그니처로 셋팅된 Signature IE.
commanding UE는 사용될 무결성 보호 및 암호화 알고리즘을 선택하고, DIRECT SECURITY MODE COMMAND 메시지 내 Chosen algorithms IE 내에서 선택으로 포함시킨다. DIRECT SECURITY MODE COMMAND 메시지를 트리거하는 DIRECT_COMMUNICATION_REQUEST 또는 DIRECT_REKEYING_REQUEST 메시지 내 존재하였던 수신된 UE 보안 능력을 포함시킨다.
commanding UE는 암호화되지 않은 DIRECT SECURITY MODE COMMAND 메시지를 전송하지만, 새로운 보안 컨텍스트로 해당 메시지를 무결성 보호한다. DIRECT_SECURITY_MODE_COMMAND 메시지를 전송한 후, commanding UE는 타이머 T4111을 시작한다.
3) peer UE에 의해 수락된 직접 보안 모드 제어 절차
도 10(a)를 참조하면, DIRECT_SECURITY_MODE_COMMAND 메시지를 수신하면, peer UE는 보안 모드 명령이 수락될 수 있는지 여부를 체크한다. 이는 메시지의 무결성 체크와 수신된 UE 보안 능력이 DIRECT_COMMUNICATION_REQUEST 또는 DIRECT_REKEYING_REQUEST 메시지 내에서 peer UE가 commanding UE에게 전송하였던 마지막 값과 비교하여 대체되지 않았음을 체크함으로써 수행된다.
무결성 체크를 위하여, peer UE는 보안 컨텍스트를 생성할 필요가 있다. K_D ID의 MSB가 DIRECT_SECURITY_MODE_COMMAND 메시지 내 포함되었으면, peer UE는 다음과 같은 2가지의 동작 중 하나를 수행한다:
- 단독의(isolated) 일대일 ProSe 직접 통신을 수행한다면, peer UE는 먼저 DIRECT SECURITY MODE COMMAND의 SIGN IE 내 포함된 시그니처를 체크하고, Encrypted Payload IE로부터 새로운 K_D를 획득한다; 또는
- peer UE가 ProSe UE-to-network relay UE로부터 DIRECT_SECURITY_MODE_COMMAND를 수신하였던 remote UE이면, GPI IE가 DIRECT_SECURITY_MODE_COMMAND 내 포함되었다면 peer UE는 자신의 PRUK ID 및 PRUK를 대체한다. 결국, UE는 새로운 K_D를 도출한다.
K_D ID의 MSB가 DIRECT_SECURITY_MODE_COMMAND 메시지 내 포함되지 않았으면, peer UE는 DIRECT_COMMUNICATION_REQUEST 메시지 내에 포함된 K_D ID에 의해 지시된 기존의 K_D 또는 현재 사용되는 K_D를 사용한다.
peer UE는 commanding UE와 동일한 방식으로 K_D-sess ID에 기반하여 K_D-sess를 도출한다. 결과적으로, peer UE는 Chosen Algorithms IE 내에서 지시된 알고리즘을 사용한다.
DIRECT_SECURITY_MODE_COMMAND 메시지가 수락될 수 있으면, peer UE는 새로운 보안 컨텍스트로 암호화되고 무결성 보호된 직접 보안 모드 완료(DIRECT_SECURITY_MODE_COMPLETE) 메시지를 전송한다. DIRECT_SECURITY_MODE_COMPLETE 메시지는 initiating UE가 DIRECT_SECURITY_MODE_COMMAND 메시지 내 K_D ID의 MSB을 포함하였다면, K_D ID의 최하위 16 비트를 포함한다.
이 때부터, peer UE는 새로운 보안 컨텍스트로 모든 시그널링 메시지 및 사용자 데이터를 보호한다.
4) commanding UE에 의한 직접 보안 모드 제어 절차 완료
DIRECT_SECURITY_MODE_COMPLETE 메시지를 수신하면, commanding UE는 타이머 T4111을 중단한다. K_D ID IE의 LSB가 이 메시지에 포함되었으면, commanding UE는 이 것과 새로운 K_D의 K_D ID를 형성하기 위해 이전에 전송되었던 K_D ID의 MSB를 사용한다. 이 때부터, commanding UE는 새로운 보안 컨텍스트로 모든 시그널링 메시지 및 사용자 데이터를 보호한다.
5) peer UE에 의해 수락되지 않은 직접 보안 모드 제어 절차
DIRECT_SECURITY_MODE_COMMAND 메시지가 수락될 수 없으면, peer UE는 직접 보안 모드 거절(DIRECT_SECURITY_MODE_REJECT) 메시지를 전송한다. DIRECT_SECURITY_MODE_REJECT 메시지는 다음 중 하나의 원인 값을 지시하는 PC5 시그널링 프로토콜 원인 값(PC5 Signaling Protocol Cause Value) IE를 포함한다:
#7: UE 보안 능력 비매칭(UE security capabilities mismatch);
#8: 특정되지 않은 에러(Unspecified error); 또는
#9: 인증 동기화 에러(Authentication synchronisation error).
ProSe UE-to-network relay UE 에 의해 remote UE로 전송되었던 GPI 페이로드 내 포함된 인증 벡터를 처리할 때, 동기화 에러로 인하여 DIRECT_SECURITY_MODE_COMMAND가 수락될 수 없으면, peer UE는 RAND(random challenge) 및 AUTS(Authentication Token) 파라미터를 DIRECT_SECURITY_MODE_REJECT 메시지 내 포함시킨다.
DIRECT_SECURITY_MODE_REJECT 메시지를 수신하면, commanding UE는 타이머 T4111을 중단한다. PC5 Signaling Protocol Cause Value IE가 동기화 에러를 지시하고 메시지가 RAND 및 AUTS를 포함하였으면, ProSe UE-to-network relay는 RAND 및 AUTS를 포함하는 키 요청(Key Request) 메시지를 전송함으로써 PKMF로부터 새로운(fresh) K_D를 획득할 수 있다. 그렇지 않으면, UE는 직접 보안 모드 제어 절차의 개시가 트리거된 진행 중인 절차를 종료한다.
6) 비정상적인 케이스
타이머 T4111가 만료되면, 그리고
- 직접 보안 모드 제어 절차가 DIRECT_COMMUNICATION_REQUEST 메시지에 의해 트리거되면, commanding UE는 Nonce_1 로 어떠한 도출된 키를 폐기하고, #10 "non-responsive peer during the direct security mode procedure"로 셋팅된 PC5 Signaling Protocol Cause Value IE를 수반하는 DIRECT_COMMUNICATION_REJECT 메시지를 전송한다; 또는
- 직접 보안 모드 제어 절차가 DIRECT_REKEYING_REQUEST 메시지에 의해 트리거되면, commanding UE는 해당 키가 더 이상 유효하지 않을 때까지 이전 키를 계속하여 사용한다.
DIRECT_SECURITY_MODE_COMMAND 메시지가 손상되면(malformed), peer UE는 이 메시지를 폐기한다.
7) 직접 보안 모드 제어 절차 관련 PC5_시그널링 메시지
i) DIRECT_SECURITY_MODE_COMMAND
이 메시지는 직접 링크의 보안을 확립하기 위하여 commanding UE에 의해 peer UE에게 전송된다.
표 5는 DIRECT_SECURITY_MODE_COMMAND 메시지를 예시한다.
Figure PCTKR2018002142-appb-T000005
Figure PCTKR2018002142-appb-I000002
ii) DIRECT_SECURITY_MODE_COMPLETE
이 메시지는 보안 확립을 확인(confirm)하기 위하여 peer UE에 의해 commanding UE에게 전송된다.
표 6은 DIRECT_SECURITY_MODE_COMPLETE 메시지를 예시한다.
Figure PCTKR2018002142-appb-T000006
iii) DIRECT_SECURITY_MODE_REJECT
이 메시지는 보안 확립이 실패하였음을 지시하기 위하여 peer UE에 의해 commanding UE에게 전송된다.
표 7은 DIRECT_SECURITY_MODE_REJECT 메시지를 예시한다.
Figure PCTKR2018002142-appb-T000007
디스커버리 모델(Discovery Models)
이하, D2D(또는 ProSe)에서 정의되어 있는 Discovery Model을 살펴본다. Discovery Model은 Model A와 Model B로 구분된다. UE-to-Network Relay에서는 Model A의 경우, Relay UE가 알림 UE(announcing UE)가 되면, Remote UE가 모니터링 UE(monitoring UE)에 해당한다. UE-to-Network Relay에서는 Model B의 경우, Remote UE가 디스커버리하는 UE(Discoverer UE)가 되고, Relay UE가 디스커버리되는 UE(Discoveree UE)에 해당한다.
1) Model A ("I am here")
이 모델은 ProSe 직접 디스커버리에 참여 중인 ProSe-enabled UE(들)을 위한 2 가지의 역할을 정의한다.
- Announcing UE: UE는 디스커버리가 허용된 근접한 UE에 의해 사용될 수 있는 특정 정보를 알린다.
- Monitoring UE: 관심있는 근접한 announcing UE의 특정 정보를 모니터한다.
이 모델에서, announcing UE는 미리 정의된 디스커버리 간격(interval)에서 디스커버리(discovery) 메시지를 방송하고, 이들 메시지에 관심이 있는 monitoring UE는 해당 메시지를 읽고 처리한다.
Model A 모드에서, UE는 서빙 PLMN에 의해 시그널링된 캐리어 주파수 내에서만 "announcing UE"로서 동작할 수 있으나, 서빙 PLMN 및 로컬(local) PLMN의 자원 내에서 "monitoring UE"로서 동작할 수 있다. PLMN 간(inter-PLMN) 디스커버리 전송이 지원되면, 캐리어 주파수는 서빙 PLMN 이외의 PLMN에 의해 운영될 수 있다.
개방된(open) 그리고 제한된(restricted) 디스커버리 타입이 Model A에 의해 지원된다.
2) Model B ("who is there?" / "are you there?")
제안된 디스커버리 타입이 사용될 때, 이 모델은 ProSe Direct Discovery에 참여 중인 ProSe-enabled UE(들)을 위한 2가지의 역할을 정의한다.
- Discoverer UE: UE는 디스커버리하고자 하는 UE에 대한 특정 정보를 포함하는 요청을 전송한다.
- Discoveree UE: 요청 메시지를 수신한 UE는 discoverer의 요청과 관련된 정보로 응답할 수 있다.
discoverer UE는 응답을 수신하길 원하는 다른 UE에 대한 정보를 전송하기 때문에(예를 들어, 그룹에 해당하는 ProSe 어플리케이션 식별자에 대한 정보일 수 있으며, 그룹의 멤버는 응답할 수 있다.), "who is there/are you there"는 동등하다.
Model B 디스커버리를 사용할 때, discoverer UE 및 discoveree UE는 서빙 PLMN에 의해 시그널링된 캐리어 주파수 내에서 방송할 수 있다. PLMN 간(inter-PLMN) 디스커버리 전송이 지원되면, 캐리어 주파수는 서빙 PLMN 이외의 다른 PLMN에 의해 운영될 수 있다. discoverer UE 및 discoveree UE는 서빙 PLMN 및 허가된 로컬 PLMN 내에서 모니터하거나 방송하도록 허용된다.
제한된 디스커버리 타입만이 Model B에 의해 지원된다.
공공 안전 디스커버리는 제한된다고 간주된다. monitoring UE/discoverer UE는 적절한 서비스의 디스커버리를 수행하기 위해 허가 받을 필요가 있다(미리 프로비저닝된 파라미터를 통해).
UE -to-network relay를 위한 PC5_Discovery 메시지
이하, D2D(또는 ProSe)에서 UE-to-Network relay의 디스커버리를 위해 정의되어 있는 PC5_Discovery 메시지를 살펴본다.
후술하는 UE-to-Network Relay 디스커버리 방송(Discovery Announcement)을 위한 PC5_DISCOVERY 메시지의 경우, Model A에서 사용된다. UE-to-Network Relay 디스커버리 유도(Discovery Solicitation)를 위한 PC5_DISCOVERY 메시지와 UE-to-Network Relay 디스커버리 응답(Discovery Response)을 위한 PC5_DISCOVERY 메시지의 경우, Model B에서 사용된다.
Relay UE가 전송하는 UE-to-Network Relay Discovery Announcement를 위한 PC5_DISCOVERY 메시지와 UE-to-Network Relay Discovery Response을 위한 PC5_DISCOVERY 메시지의 경우, 상태 지시(Status Indicator) IE가 포함된다. Status Indicator IE에는 자원 상태 지시(RSI: Resource Status Indicator) 파라미터가 포함된다. RSI 파라미터는 Relay UE가 추가적인 Remote UE를 지원할 수 있는지 여부를 나타낸다.
표 8은 UE-to-Network Relay Discovery Announcement를 위한 PC5_DISCOVERY 메시지를 예시한다.
Figure PCTKR2018002142-appb-T000008
표 9는 UE-to-Network Relay Discovery Solicitation을 위한 PC5_DISCOVERY 메시지를 예시한다.
Figure PCTKR2018002142-appb-T000009
표 10은 UE-to-Network Relay Discovery Response를 위한 PC5_DISCOVERY 메시지를 예시한다.
Figure PCTKR2018002142-appb-T000010
상태 지시자(Status Indicator) 파라미터는 ProSe UE-to-network relay의 상태를 지시하기 위해 사용된다. 이 파라미터는 아래 표 11과 같이 코딩된다.
RSI는 UE가 추가적인 ProSe-enabled 공공 안전 UE를 위한 연결 서비스를 제공하기 위해 이용 가능한 자원을 가지는지 여부를 지시하기 위해 사용된다.
표 11은 Status Indicator 파라미터를 예시한다.
Figure PCTKR2018002142-appb-T000011
ProSe UE -to-Network Relay를 경유한 직접 통신
이하, ProSe에서 ProSe UE-to-Network Relay를 경유한 직접 통신 관련 동작(3 계층 릴레이)을 살펴본다.
ProSe UE-to-Network Relay가 가능한 UE는 네트워크에 어태치(attach)할 수 있으며(이미 연결되지 않았으면), 필요한 릴레이 트래픽을 가능하게 하는 PDN 연결을 연결할 수 있으며, 또는 Remote UE(들)을 향하여 릴레이 트래픽을 제공하기 위하여 추가적인 PDN 연결(들)을 연결할 필요가 있을 수 있다. UE-to-Network Relay를 지원하는 PDN 연결(들)은 Remote ProSe UE(들) 릴레이 트래픽을 위해서만 사용된다.
도 11은 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 단말 트리거 서비스 요청 절차를 예시하는 도면이다.
1-2. 단말(UE)은 서비스 요청(Service Request) 메시지를 MME에게 전송함으로써 단말 트리거 서비스 요청 절차(UE-triggered Service Request procedure)를 개시한다.
서비스 요청(Service Request) 메시지는 RRC 연결에서 RRC 연결 셋업 완료(RRC Connection Setup Complete) 메시지에 포함되어 전달되고, S1 시그널링 연결에서 초기 UE 메시지(Initial UE message)에 포함되어 전달된다.
3. MME는 단말 인증을 위해 HSS에게 인증을 위한 정보를 요청하여 수신하고, 단말과 상호 인증을 수행한다.
4. MME는 기지국(eNB)이 S-GW와 S1 베어러를 설정하고, 단말과 DRB를 설정할 수 있도록 초기 컨텍스트 셋업 요청(Initial Context Setup Request) 메시지를 기지국에게 전송한다.
5. 기지국은 DRB를 생성하기 위하여 단말에게 RRC 연결 재설정(RRC Connection Reconfiguration) 메시지를 전송한다.
이 절차를 마치면, 기지국과 단말 간 DRB의 생성이 완료되어, 단말로부터 P-GW까지 상향링크 EPS 베어러가 모두 설정된다. 단말은 P-GW로 상향링크 트래픽을 전송할 수 있다.
6. 기지국은 초기 컨텍스트 셋업 요청(Initial Context Setup Request) 메시지에 대한 응답으로 'S1 eNB TEID'를 포함하는 초기 컨텍스트 셋업 완료(Initial Context Setup Complete) 메시지를 MME에게 전송한다.
7. MME는 기지국으로부터 수신한 'S1 eNB TEID'를 수정 베어러 요청(Modify Bearer Request) 메시지를 통해 S-GW에게 전달한다.
이 절차를 마치면, 기지국과 S-GW 간에 하향링크 S1 베어러의 생성이 완료됨으로써 P-GW에서 단말까지 하향링크 EPS 베어러가 모두 설정된다. 단말은 P-GW로부터 하향링크 트래픽을 수신할 수 있다.
8. 단말이 위치한 셀(E-UTRAN 셀 전역 식별자(ECGI: E-UTRAN Cell Global Identifier)) 또는 트래킹 영역(TAI)이 변경된 경우, S-GW는 수정 베어러 요청(Modify Bearer Request) 메시지를 P-GW에게 전송하여 알린다.
9. 필요한 경우, P-GW는 PCRF와 IP-CAN(IP connectivity access network) 세션 수정(modification) 절차를 수행할 수 있다.
10. P-GW는 S-GW로부터 수정 베어러 요청(Modify Bearer Request) 메시지를 수신한 경우, 이에 대한 응답으로 수정 베어러 응답(Modify Bearer Response) 메시지를 S-GW에게 전송한다.
11. S-GW는 수정 베어러 요청(Modify Bearer Request) 메시지에 대한 응답으로 수정 베어러 응답(Modify Bearer Response) 메시지를 MME에게 전송한다.
네트워크 트리거 서비스 요청 절차(Network-triggered Service Request procedure)는 일반적으로 네트워크에서 ECM-IDLE 상태에 있는 단말에게 하향링크 데이터를 전송하고자 할 때 수행된다.
도 12는 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 S1 해제 절차를 예시하는 도면이다.
도 12에서는 기지국 개시(eNB-initiated) 및 MME 개시(MME-initiated) S1 해제 절차를 모두 예시한다.
1a. 특정 케이스에서 기지국은 MME에게 S1 컨텍스트(S1 context)의 해제를 요청하기 전 또는 요청과 함께 단말의 시그널링 연결을 해제할 수 있다(예를 들어, 기지국이 리디렉션에 의해 CS 폴백(fallback)을 위한 RRC 연결 해제(RRC Connection Release)를 개시하는 경우 등).
1b. 기지국이 단말의 시그널링 연결과 해당 단말을 위한 모든 무선 베어러가 해제될 필요가 있음을 검출하면, 기지국은 S1 단말 컨텍스트 해제 요청(S1 UE Context Release Request) (원인(cause)) 메시지를 MME에게 전송한다.
여기서, 원인(cause)는 해제의 이유를 지시한다(예를 들어, O&M 조정(O&M Intervention), 불명확한 실패(Unspecified Failure), 사용자 비활동성(User Inactivity), 반복된 무결성 체크 실패(Repeated Integrity Check Failure) 또는 단말에 의해 생성된 시그널링 연결 해제로 인한 해제(Release due to UE generated signalling connection release)).
여기서, 1 단계는 기지국-개시(eNB-initiated) S1 해제 절차가 고려되는 경우에만 수행된다. MME 개시(MME-initiated) S1 해제 절차가 고려될 때, 1 단계는 수행되지 않고 2 단계부터 절차가 시작된다.
2. MME는 S-GW에게 단말을 위한 모든 S1-U 베어러의 해제를 요청하기 위하여 액세스 베어러 해제 요청(Release Access Bearers Request) (무선 링크 비정상적인 해제 지시(Abnormal Release of Radio Link Indication)) 메시지를 S-GW에게 전송한다. 이 메시지는 기지국으로부터의 S1 해제 요청(S1 Release Request) 메시지 또는 또 다른 MME 이벤트에 의해 트리거된다. 무선 링크의 비정상적인 해제 지시는 S1 해제 절차가 무선 링크의 비정상적인 해제로 인한 경우에 포함된다.
3. S-GW는 모든 기지국 관련 정보(주소(address) 및 터널 종단점 식별자(TEID: Tunnel End Point Identifier))를 해제하고, MME에게 액세스 베어러 해제 응답(Release Access Bearers Response) 메시지로 응답한다. 단말의 S-GW 컨텍스트의 다른 요소들은 영향 받지 않는다.
S-GW는 S-GW가 단말의 베어러를 위해 할당하였던 S1-U 설정을 유지한다.
S-GW는 단말을 위해 하향링크 패킷이 도착하면, 단말을 위해 수신한 하향링크 패킷을 버퍼링하기 시작하고, 네트워크 트리거 서비스 요청 절차(Network-triggered Service Request procedure)를 개시한다.
운영자 정책에 기반하여 S-GW는 수신한 무선 링크의 비정상적인 해제의 지시를 이용하여 PDN 과금 중단을 트리거하기 위한 다음의(subsequent) 결정을 하기 위하여 사용될 수 있다.
4. MME는 S1 단말 컨텍스트 해제 명령(S1 UE Context Release Command) (원인(cause)) 메시지를 기지국에게 전송함으로써 S1을 해제한다.
5. RRC 연결이 아직 해제되지 않았으면, 기지국은 확인 모드(AM)로 RRC 연결 해제(RRC Connection Release) 메시지를 단말에게 전송한다. 단말에 의해 RRC 연결 해제(RRC Connection Release) 메시지가 수신 응답되면, 기지국은 단말의 컨텍스트를 삭제한다.
6. 기지국은 S1 단말 컨텍스트 해제 완료(S1 UE Context Release Complete) (ECGI, TAI) 메시지를 MME에게 회신함으로써 S1 해제를 확인한다. 이와 함께, 해당 단말을 위한 MME와 기지국 간의 시그널링 연결은 해제된다. 이 단계는 예를 들어, 단말이 RRC 연결 해제(RRC Connection Release)의 수신 응답을 하지 않은 상황에서 지연되지 않기 위하여 4 단계 이후에 즉시 수행된다.
MME는 단말의 MME 컨텍스트에서 기지국 관련 정보("S1-MME를 위해 사용된 기지국 주소(eNodeB Address in Use for S1-MME)", "MME UE S1 AP ID" and "eNB UE S1AP ID")를 삭제한다. 그러나, MME는 S-GW의 S1-U 설정 정보(주소(address) 및 TEID)를 포함한 단말의 MME 컨텍스트의 나머지 정보를 유지한다. 해당 단말을 위해 확립되었던 모든 비 보장된 비트율(non-GBR) EPS 베어러는 MME와 S-GW 내에서 보존(preserve)된다.
S1 해제의 원인이 사용자 비활동성(User Inactivity), RAT 간 리디렉션(Inter-RAT Redirection)이면, MME는 GBR 베어러를 보존(preserve)한다. S1 해제의 원인이 CS 폴백 트리거(CS Fallback triggered)이면, 베어러 핸들링을 위한 절차가 수행될 수 있다. 그렇지 않은 경우(예를 들어, 단말과 무선 연결이 끊어진 경우, S1 시그널링 연결이 끊어진 경우, 기지국 실패 등), MME는 S1 해제 절차가 완료된 후 단말의 GBR 베어러를 위한 MME 개시 전용 베어러 비활성화 절차(MME Initiated Dedicated Bearer Deactivation procedure)를 트리거한다.
지역 IP 주소(LIPA: Local IP Access)가 PDN 연결을 위해 활성화되면, 홈 eNB(HeNB: Home eNB)는 공동 지역 게이트웨이(collocated L-GW(Local Gateway))에게 HeNB로의 직접 사용자 평면 경로(direct user plane path)를 해제하기 위하여 내부 시그널링으로 알려준다. 직접 사용자 평면 경로(direct user plane path)가 해제된 후, 단말을 위한 하향링크 패킷이 도착하면, L-GW는 S-GW가 네트워크 트리거 서비스 요청 절차(Network-triggered Service Request procedure)를 개시하도록 최초의 패킷을 S5 터널을 통해 S-GW에게 전달한다.
도 13은 본 발명이 적용될 수 있는 초기 컨텍스트 설정 절차를 예시하는 도면이다.
상기 초기 컨텍스트 설정 절차는 필요한 전체 UE 컨텍스트 정보를 설정하기 위한 것으로, UE 컨텍스트 정보는 E-RAB 컨텍스트(context), 시큐리티 키(Security Key), 핸드오버 제한 리스트(Handover Restriction List), UE 무선 케이퍼빌리티(UE Radio Capability) 및/또는 UE 시큐리티 케이퍼빌리티(UE Security Capability) 등을 포함할 수 있다. 즉, 상기 컨텍스트 정보(또는, UE 컨텍스트 정보)는 UE의 종합적일 정보를 포함할 수 있다.
이때, UE 무선 케이퍼빌리티 정보는 MME가 이와 같은 정보를 가지고 있는 경우 전송할 수 있으므로, 초기 MME가 UE를 알지 못하는 경우에는 전송할 수 없다.
초기 컨텍스트 설정을 위해서 MME는 상기 eNB에게 초기 컨텍스트 설정 요청 메시지(Initial Context Setup Request Message)를 전송할 수 있다.
상기 초기 컨텍스트 설정 요청 메시지를 수신한 상기 eNB는 상기 MME에게 이에 대한 응답으로 초기 컨텍스트 설정응답 메시지(Initial Context Setup Response)를 전송하여 초기 컨텍스트 설정 절차를 수행하게 된다.
이때, eNB는 초기 컨텍스트 설정 응답 메시지에서 MME에게 UE와의 보안 절차의 성공적인 확립과 모든 요청된 E-RAB에 대한 결과를 아래와 같은 방법으로 보고할 수 있다.
- 성공적으로 확립된 E-RAB 목록을 E-RAB 설정 목록 IE에 포함시킴.
- 설정에 실패한 E-RAB 목록을 실패한 E-RAB 설정 목록 IE에 포함시킴.
eNB가 E-RAB의 확립 실패를 보고하는 경우, 원인 값은 “무선 자원을 사용할 수 없음”, 또는 “무선 인터페이스 절차에서 실패” 등과 같이 MME가 확립 실패의 원인을 충분히 알 수 있도록 정확해야 한다.
또한, eNB는 일부 또는 모든 DRB를 성공적으로 확립한 경우에 초기 컨텍스트 설정 응답 메시지를 MME로 전송할 수 있다.
eNB는 MME에게 초기 상황 설정 응답 메시지에서 UE와의 보안 절차의 성공적인 수립과 모든 요청 된 E-RAB에 대한 결과를 다음과 같은 방법으로보고해야한다.
도 14는 본 발명이 적용될 수 있는 초기 컨텍스트 설정 절차를 예시하는 도면이다.
도 14는 도 13에서 살펴본 초기 컨텍스트 설정 절차를 실패한 경우를 예시하는 도면이다.
구체적으로, MME는 도 13에서 살펴본 바와 같이 초기 컨텍스트 설정을 위해서 MME는 상기 eNB에게 초기 컨텍스트 설정 요청 메시지(Initial Context Setup Request Message)를 전송할 수 있다.
하지만, eNB가 S1 UE 컨텍스트를 확립할 수 없거나, GBR 베어러를 확립할 수 없는 경우, eNB는 초기 컨텍스트 설정 절차를 실패한 것으로 간주하고 MME로 초기 컨텍스트 설정 실패 메시지를 전송한다.
이때, eNB는 아래와 같은 비 정상적인 조건인 경우, 초기 컨텍스트 설정 절차가 실패하였다고 가정할 수 있다.
비 정상적인 조건(Abnormal Conditions)
eNB가 GBR 베어러를 나타내는 QCI IE(3GPP 23.203 참조)를 포함하고 GBR QoS 정보 IE를 포함하지 않는 E-RAB 레벨 QoS 파라미터 IE를 포함하는 초기 컨텍스트 설정 요청 메시지를 MME로부터 수신하면, eNB는 해당 E-RAB의 설립이 실패한 것으로 간주한다.
또는, eNB가 동일한 값으로 설정된 몇몇 E-RAB ID IE들을 포함하는 초기 컨텍스트 설정 요구 메시지를 MME로부터 수신하면, eNB는 대응하는 E-RAB들의 설정이 실패한 것으로 간주한다.
UE 보안 기능 IE의 암호화 알고리즘 IE에 정의 된 암호화에 대해 지원되는 알고리즘과 모든 UE (TS 33.401 [15])에서 EEA0의 필수 지원을 허용 된 암호화의 구성된 목록에 정의 된 허용 알고리즘과 일치하지 않는 경우 알고리즘 (3GPP TS 33.401 참조)에서 eNB는 INITIAL CONTEXT SETUP FAILURE 메시지를 사용하여 절차를 거부해야 한다.
UE 보안 기능 IE의 무결성 보호 알고리즘 IE에 정의 된 무결성 알고리즘과 모든 UE (3GPP TS 33.401 참조)의 EIA0 알고리즘에 대한 위임 된 지원이 구성된 목록에 정의 된 허용 알고리즘과 일치하지 않는 경우 eNB (3GPP TS 33.401 참조)에서 허용 된 무결성 보호 알고리즘 중 하나를 제외하고, eNB는 초기 상황 설정 실패 메시지를 사용하여 절차를 거부해야 한다.
CSG 멤버쉽 상태 IE가 초기 컨텍스트 설정 요청 메시지에 포함되지 않고 UE에 의해 액세스 된 셀이 하이브리드 셀 인 경우, eNB는 초기 컨텍스트 설정 실패 메시지를 사용하여 절차를 거부해야한다.
eNB가 동일한 E-RAB에 대한 상관 ID 및 SIPTO 상관 ID IE를 모두 포함하는 초기 컨텍스트 설정 요구 메시지를 수신하면, eNB는 해당 E-RAB의 설정을 실패로 간주해야한다.
도 15는 본 발명의 일 실시 예에 따른 Remote UE를 위한 무선 데이터 베어러의 설정을 통한 데이터 전송 방법을 예시하는 도면이다.
A. Remote UE는 PC5 시그널링 연결(signalling connection)을 확립하기 위한 절차(3Gpp TS 24.334 v15.1.0 참조)를 수행한다. PC5 시그널링 연결 확립 절차(signalling connection establishment procedure)는 remote UE가 UL transmission over LTE-Uu가 필요한 시점(UE에 의해서 triggering된 시점)에 수행되거나, 다른 이유로 미리 수행 될 수 있다.
이 때, Remote UE는 EMM-IDLE mode/RRC-IDLE mode이다.
0. Remote UE는 Remote UE와 Relay UE간에 확립된 PC5 link를 통해서 상향링크 전송을 위한 요청 메시지(request message for UL transmission)를 Relay UE에게 전송한다.
Remote UE는 상향링크로 전송할 signalling(RRC 메시지 또는 NAS 메시지) 또는 data가 발생하였음을 요청 메시지를 통해 Relay UE에게 알린다.
이때, Remote UE와 Relay UE간의 PC5 링크를 통해서 전송되는 PC5 메시지인 요청 메시지는 Relay UE로 Signalling을 전송하기 위한 PC5-S 메시지 또는 Relay UE와 Remote UE간에 데이터를 송수신하기 위한 PC5-U 메시지이거나, 새로운 Type의 PC5 메시지일 수 있다.
상기 PC5 메시지가 PC5-S 메시지 또는 PC5-U 메시지인 경우, 상기 PC5 메시지는 상기 PC5 메시지가 Relay UE로 전송되는 것이 아니라 Relay 되어 네트워크로 전송되는 메시지임을 나타내는 지시자를 포함할 수 있다.
이때, 제 2 지시자는 associated service request indication로 호칭될 수 있다.
상기 PC5 메시지는 RRC 메시지를 포함하고, RRC 메시지는 NAS 메시지를 캡슐화할 수 있다. RRC 메시지는 종래 기술(3GPP TS 24.301, v15.1.1 참조)에 의해서 NAS 메시지를 연관된 MME(MME_2)에게 전달하기 위해서 S-TMSI나 GUMMEI를 포함할 수 있다.
step 0에서 PC5 메시지에 포함된 NAS 메시지는 도 11에서 살펴본 서비스 요청을 위한 서비스 요청 메시지(또는, 확장된 서비스 요청 메시지)이 이거나, 도 11의 서비스 요청 메시지(또는, 확장된 서비스 요청 메시지)가 포함하는 IE를 동일하게 포함하는 새로운 타입의 NAS 메시지(예를 들면, associated service request message)일 수 있다.
NAS 메시지는 remote UE가 relay UE를 통해서 transmission over LTE-Uu를 수행한다는 것을 나타낼 수 있다.
즉, 기존의 서비스 요청 절차에서 사용되는 메시지(예를 들면, 서비스 요청 메시지 또는 확정된 서비스 요청 메시지)가 NAS 메시지로 사용되는 경우, NAS 메시지는 상기 NAS message가 상기 Remote UE를 위한 메시지임을 나타내는 지시자와 같은 정보를 포함할 수 있다.
이때, 지시자는 associated service request indication로 호칭될 수 있다.
또한, NAS 메시지는 초기 접속을 위한 attach 메시지 또는 주기적으로 UE의 위치 정보를 망(MME)에 보고 하기 위한 TAU(Tracking Area Update) 절차의 TAU 메시지일 수 있다.
i. NAS 메시지가 attach 메시지 또는 TAU 메시지인 경우, attach procedure나 TAU procedure 가 수행된 후, 별도의 service request procedure를 수행하거나
ii. attached procedure나 TAU procedure 수행 시, associated service request procedure가 수행될 수 있다.
- 이 경우, attach 메시지나 TAU 메시지는 상기 NAS message가 상기 Remote UE를 위한 메시지임을 나타내는 지시자 포함할 수 있으며, TAU 메시지는 active flag를 더 포함할 수 있다.
D. 앞에서 remote UE가 S-TMSI나 GUMMEI를 RRC 메시지에 포함하는 도 11의 서비스 요청 절차에서의 동작을 수행하기 위해서는 현재 cell의 tracking area 정보를 relay UE로부터 수신해야 한다.
이를 위해, Relay UE는 현재 cell의 tracking area정보를 상시적으로(예를 들면, SIB정보가 변경될 때 마다) 또는 이벤트 발생시 Remote UE에게 전송할 수 있다
예를 들면, step 0이전에 Remote UE가 상향링크 전송이 필요하다는 지시자를 RRC 메시지 없이 Relay UE로 전달한 뒤, 이에 대한 응답으로 Relay UE로부터 tracking area정보를 수신 한 경우, Remote UE가 수신한 tracking area 정보를 기초로 RRC 메시지를 구성하여, 구성된 RRC 메시지를 별도의 PC5 메시지에 포함하여 전송하는 것과 같이 Remote UE의 요청이 있는 경우 Relay UE는 tracking area정보를 Remote UE로 전송할 수 있다.
1. step 0)에서 수신된 remote UE의 RRC 메시지를 전달하는 것에 대한 요청을 Relay UE가 수락하는 경우, Relay UE는 Relay UE자신의 LTE-Uu connection을 확립하기 위한 UE triggered Service Request procedure를 수행한다. 이를 성공적으로 수행한 Relay UE는 EMM-CONNECTED/RRC-CONNECTED mode로 자신의 상태를 전환한다.
Step 1)이전에 Relay UE가 EMM-CONNECTED/RRC-CONNECTED mode인 경우, step 1)은 수행되지 않을 수 있다.
Relay UE가 Remote UE의 요청을 수락하지 않는 경우, Relay UE는 수락 거부 메시지(reject message)를 Remote UE와 Relay UE간의 PC5 interface를 통해 Relay UE로 전송한다.
이 때, 수락 거부 메시지는 Relay UE의 거부 원인을 포함한다.
Relay UE가 Remote UE를 지원하기 위해 추가적인 DRB의 확립이 필요하다고 판단한 경우(예를 들면, Relay UE의 DRB가 Remote UE의 사용자 트래픽을 전송하기에 충분하지 못한 경우), 추가적인 DRB 를 확립하기 위한 step 1-A)를 수행하고, eNB는 step 1-B)를 수행할 수 있다.
다시 말해, Relay UE는 Relay UE와 eNB간에 기 확립된 DRB가 Remote UE의 상향링크 및 하향링크 전송을 지원할 수 없다고 결정하는 경우, 추가적인 DRB를 확립한다.
하지만, Relay UE는 Relay UE와 eNB간에 기 확립된 DRB가 Remote UE의 상향링크 및 하향링크 전송을 지원할 수 있다고 결정하는 경우, 추가적인 DRB를 확립하지 않는다.
추가적인 DRB의 확립이 필요하지 않다고 판단한 경우, relay UE는 step 1-A)와 step 1-B)의 수행하지 않고, 다음 step (step 2-A))를 수행한다.
A. 추가적인 DRB의 확립이 필요한 경우, Relay UE는 EMM-CONNECTED/RRC-CONNECTED mode에서 remote UE를 지원하기 위한 추가적인 DRB 확립을 기지국에게 요청하기 위한 RRC 메시지(예를 들면, DRB addition request message )를 기지국에게 전송할 수 있다.
RRC 메시지는 DRB의 추가 요청을 위해서 DRB를 추가하려는 원인을 나타내는 원인 또는 지시자를 포함할 수 있다.
DRB를 추가하기 위한 절차를 위해서 Remote UE는 step 0)에서 전송되는 PC5 메시지에 Remote UE의 bearer list와 각 bearer의 QoS정보(QCI value, Guaranteed Bit Rate (GBR) and the Maximum Bit Rate (MBR) values for uplink and downlink)를 포함시킬 수 있다. Relay UE는 bearer list 및/ 또는 QoS 정보에 기초하여 DRB의 추가 필요성 여부를 판단한다.
i. Bearer list와 QoS정보는 초기 컨텍스트 설정 정보에 포함된 bearer list및 QoS정보와 유사할 수 있다.
B. Relay UE로부터 RRC 메시지를 수신한 eNB는 relay UE의 DRB 추가 요청을 수락하는 경우, 추가적인 DRB를 확립하기 위한 동작을 Relay UE와 수행할 수 있다(3GPP TS 36.331, v15.0.1 참조) (추가적인 DRB를 확립하는 동작은 step 4)에 의해서 eNB가 step 5)에서도 수행 할 수 있다.).
i. eNB는 추가할 drb-identity를 the drb-ToAddModList에 포함하고 이를 radioResourceConfigDedicated에 포함하여 Relay UE에게 전송한다(3GPP TS 36.331, v15.0.1 참조). 이때, drb-ToAddModList는 추가되는 DRB가 remote UE를 지원하기 위한 DRB임을 나타내는 정보를 포함한다.
ii. 이를 수신한 UE는 추가적인 DRB를 확립하기 위한 동작(3GPP TS 36.331, v15.0.1 참조)을 수행한다.
iii. 상기에서 eNB는 relay UE에 대한 authorisation과 relay UE의 능력(예를 들면, UE-AMBR)을 확인하고 step A)에서 Relay UE의 요청의 수락 여부를 결정할 수 있다.
C. eNB가 step A)에서 Relay UE의 요청에 대해 하나의 추가적인 DRB도 확립할 수 없는 경우, eNB는 Relay UE로 수락 거부 메시지를 전송할 수 있으며, 수락 거부 메시지는 DRB 추가 거부 메시지로 호칭될 수 잇다.
이때, 수락 거부 메시지는 추가적인 DRB를 확립할 수 없는 이유를 나타내는 거부 원인을 포함할 수 있으며, 추가적인 DRB를 확립할 수 없는 이유는 아래와 같을 수 있다.
- ‘Relay UE not authorised’: Relay UE가 인증되지 않음.
- ‘UE-AMBR not allowed’: UE-AMBR이 허용되지 않음.
- ‘radio resource not enough (congestion)’: 무선 자원이 충분하지 않음(또는 혼잡).
- ‘Network not supported’: 네트워크가 지원되지 않음.
reject cause가 ‘radio resource not enough (congestion)’의 경우, 수락 거부 메시지는 back-off timer (T3xx)값을 더 포함할 수 있다.
i. Relay UE가 이 수락 거부 메시지와 거부 원인을 수신하면, 거부 원인을 PC5 메시지에 포함시켜 Remote UE로 전달 할 수 있다.
- 추가적인 DRB를 확립할 수 없는 이유 중 영구적으로 DRB를 추가할 수 없는 경우(예를 들면, ‘Relay UE not authorised’, ‘UE-AMBR not allowed’, 또는 ‘Network not supported’ 등), Relay UE가 Remote UE로 전송하는 PC5 메시지는 DIRECT_COMMUNICATION_RELEASE 메시지일 수 있다.
DIRECT_COMMUNICATION_RELEASE 메시지의 해제 원인은 거부 원인과 동일하거나 상대 UE와의 직접 통신이 허용되지 않음을 나타내는 ‘Direct communication with the peer UE is no longer allowed ‘일 수 있다.
- 추가적인 DRB를 확립할 수 없는 이유 중 임시적으로 DRB를 추가할 수 없는 경우(예를 들면, radio resource not enough (congestion) 등), 수락 거부 메시지는 back-off timer (T3xx)값을 포함할 수 있다.
Relay UE는 back-off timer를 start하고 그 back-off timer가 expire되면 다시 DRB의 추가를 요청할 수 있다. Remote UE는 Relay UE로부터 해제 원인을 수신하면, 수신된 해제 원인을 상위 계층(upper layer(예를 들면, NAS 계층))으로 전달한다. 이 때, back-off timer값이 해제 원인과 함께 전달될 수 있다.
해제 원인 및/또는 back-off timer값을 전달 받은 upper layer는 step 0)에서 triggering된 NAS procedure (request for UL transmission)를 stop한다 (예를 들면, step 0)에서 start한 procedure가 Service Request procedure인 경우, T3417 or T3417ext를 stop한다). upper layer는 전달 받은 back-off timer를 start하고, expired할 때까지 NAS procedure를 시작하지 않고, expired이 되면 다시 NAS procedure를 시작할 수 있다.
D. 상기 A, B)동작은 Relay UE가 EMM-CONNECTED/RRC-CONNECTED mode에서 Remote UE를 위한 추가 DRB가 필요하다가 판단한 경우 상시적으로 수행될 수 있다.
2. Relay UE는 step 0)에서 수신된 NAS 메시지를 포함하는 RRC 메시지를 eNB에게 전송한다. RRC 메시지를 수신한 eNB는 RRC 메시지에 포함된 S-TMSI 또는 GUMMEI에 해당하는 MME로 NAS 메시지를 전달한다.
3. 이를 수신한 MME는 Authentication/Security procedure를 수행한다. 이 때, MME는 step 2-B)에서 수신한 지시자를 포함할 수 있다. 지시자를 수신한 HSS는 해당 remote UE가 Relay UE와 연관된 전송 및/또는 수신의 수행이 인증(authorized)되었는지 가입(subscription)정보를 확인하여 MME에게 응답한다. 이 때, 연관된 Relay UE의 identifier(e.g. GUTI, IMSI or S-TMSI)가 함께 전달될 수 있다.
4. HSS로부터 권한 부여(authorization)에 대한 응답을 전송 받거나 HSS로부터 전송 받은 UE context(예를 들면, 가입 정보)에서 remote UE의 권한 부여 정보를 확인한 MME_2는 eNB에게 상기 Remote UE의 E-RAB(E-UTRAN Radio Access Bearer)를 확립하기 위한 S1AP 메시지를 전송한다.
즉, MME_2는 remote UE의 S1 bearer를 확립하고, 필요한 경우 remote UE의 베어러를 지원하기 위한 relay UE의 새로운 DRB를 확립 하거나, relay UE의 기존에 확립된 DRB를 Remote UE를 위한 DRB로 매핑하기 위한 S1AP 메시지를 eNB로 전송한다.
S1AP 메시지는 Remote UE를 위한 E-RAB의 확립을 요청하기 위한 메시지로써, remote UE 컨텍스트 설정 메시지 또는 초기 컨텍스트 설정 메시지로 호칭될 수 있다.
S1AP 메시지는 도 11에서 살펴본 초기 컨텍스트 설정 메시지에 포함된 UE context와 UE의 bearer context정보를 포함할 수 있으며, 앞의 Step 1)에서 살펴본 지시자 및/또는 연관된 Relay UE의 식별자를 더 포함할 수 있다.
이때, 상기 지시자는 S1AP 메시지(또는 초기 컨텍스트 설정 요청 메시지)가 Remote UE를 위한 메시지임을 나타내거나, S1AP 메시지를 통해서 설립되는 E-RAB이 Remote UE를 위한 베어러임을 나타낼 수 있으며, 앞에서 살펴본 바와 같이 associated service request indication로 호칭될 수 있다.
MME_2는 연관된 Relay UE의 식별자를 아래와 같은 방법을 통해 획득할 수 있다.
A. step 3)에서 HSS로부터 획득하거나, HSS로부터 획득한 remote UE의 UE context(i.e. subscription정보)에 포함되거나,
B. Remote UE나 Relay UE로부터 받을 수 있다.
i. Remote UE로부터 받는 경우, 연관된 Relay UE의 식별자(GUTI, IMSI, S-TMSI or C-RNTI)는 step 0)에서 NAS 메시지에 포함되거나 step 0)의 RRC 메시지에 포함되어 step 2-A)를 통해 eNB에 전달되면, eNB가 step 2-B)를 통해서 MME_2로 전달할 수 있다.
C. Relay UE로부터 받는 경우, step 2-A)에서 remote UE의 RRC 메시지에 자신의 식별자(GUTI, IMSI, S-TMSI or C-RNTI)를 포함하여 eNB로 전송하면, 식별자는 step 2-B)를 통해서 MME로 전달될 수 있다.
5. 초기 컨텍스트 설정 메시지와 함께 지시자 및/또는 연관된 Relay UE의 식별자를 수신한 eNB는 아래와 같은 동작을 수행한다.
eNB가 초기 컨텍스트 설정 메시지를 통한 E-RAB 확립 요청의 수락(i.e. accept) 여부와 relay UE가 remote UE를 지원하기 위해서 추가적인 DRB를 확립하는 지 여부에 따라 eNB의 동작이 아래와 같이 구별될 수 있다.
아래에서 step A)는 eNB가 E-RAB 확립 요청을 수락한 경우의 공통 동작이며, step B)는 수락한 경우에 추가적인 DRB의 확립이 필요 없는 경우, step C)는 수락한 경우에 추가적인 DRB의 확립이 필요한 경우를 나타낸다. Step D)는 수락하지 않은 경우를 나타낸다.
A. eNB가 E-RAB 확립 요청을 수락한 경우, eNB는 remote UE를 위한 DRB와 Remote UE와 연관된 Relay UE에 확립된 DRB간의 mapping table을 생성할 수 있으며, remote UE를 식별하기 위한 로컬 식별자를 생성(또는, 할당)할 수 있다. 이때, 생성된 로컬 식별자는 C-RNTI 또는 새로운 타입의 식별자일 수 있다.
B. eNB는 relay UE가 상기 step4)에서 수신한 초기 컨텍스트 설정 메시지의 remote UE의 bearer정보에 기초하여 relay UE에 확립된 적어도 하나의 DRB로 Remote UE를 위한 DRB를 지원할 수 있는지 여부를 결정한다.
즉, Remote UE와 eNB 간에 확립된 DRB가 Remote UE의 상향링크 및 하향링크 데이터를 전송하기에 충분한지 여부를 결정한다.
만약, 기 확립된 DRB로 Remote UE의 상향링크 및 하향링크 데이터를 충분히 전송할 수 있는 경우, 하기 step C)나 D)를 수행하지 않고, step 6 포함 그 이후의 step들을 수행한다.
C. 하지만, eNB가 기 확립된 DRB로 Remote UE의 상향링크 및 하향링크 전송을 충분히 지원할 수 없어 추가적인 DRB의 확립이 필요하다고 결정하는 경우, eNB는 추가적인 DRB를 확립하기 위한 동작을 수행한다(3GPP TS 36.331, v15.0.1 참조).
추가적인 DRB의 확립을 위한 동작을 수행하는 경우, eNB는 Remote UE를 지원하기 위한 추가적인 DRB를 확립하고 step 6)을 수행한다.
i. eNB는 추가되는 DRB의 drb-identity를 the drb-ToAddModList를 포함하고 이를 radioResourceConfigDedicated에 포함하여 Relay UE에게 전송한다(3GPP TS 36.331, v15.0.1 참조).
이때, drb-ToAddModList는 확립되는 DRB가 remote UE를 지원하기 위해 추가되는 DRB임을 나타내는 정보를 포함한다.
ii. 이를 수신한 UE는 DRB 추가 동작(3GPP TS 36.331, v15.0.1 참조)을 수행한다.
iii. eNB는 relay UE에 대한 권한 부여와 relay UE의 능력 (예를 들면, UE-AMBR)을 확인하고 DRB 추가의 수락 여부를 결정할 수 있다.
D. eNB가 E-RAB 확립 요청을 수락하지 않는 경우, eNB는 도 14에서 살펴본 INITIAL CONTEXT SETUP FAILURE 메시지를 MME_2에게 전송하고 이후 과정(step 5)이후 과정)을 수행하지 않는다.
INITIAL CONTEXT SETUP FAILURE 메시지를 수신한 MME_2는 step 2-A)에서 수신한 remote UE의 NAS 메시지 (예를 들면, 서비스 요청 메시지)에 대한 수락 거부 메시지(예를 들면, 서비스 거부 메시지)를 relay UE를 통해서 remote UE에게 전송한다.
수락 거부 메시지를 수신한 Remote UE의 하위 계층(lower layer(예를 들면, RRC layer)는 수신한 메시지를 상위 계층(예를 들면, NAS layer)로 전달한다.
하위 계층으로부터 수락 거부 메시지를 수신한 upper layer는 step 0)에서 triggering된 NAS procedure (request for UL transmission)를 stop한다 (e.g. step 0)에서 start한 procedure가 Service Request procedure인 경우, T3417 or T3417ext를 stop한다).
i. 상기 E)에서 eNB가 remote UE의 bearer정보에 기초하여 relay UE의 기 확립된 적어도 하나의 DRB로 remote UE를 지원할 수 없다고 판단하고, 추가적인 DRB의 확립도 허용하지 않는 경우, eNB는 아래와 같은 동작을 수행할 수 있다.
- eNB가 초기 컨텍스트 설정 메시지에 대해서 하나도 DRB를 추가할 수 없는 경우, eNB는 앞에서 살펴본 거부 원인을 INITIAL CONTEXT SETUP FAILURE 메시지에 포함시켜 MME_2로 전송할 수 있다.
추가적인 DRB를 확립할 수 없는 거부 원인은 아래와 같을 수 있다.
- ‘Relay UE not authorised’: Relay UE가 인증되지 않음.
- ‘UE-AMBR not allowed’: UE-AMBR이 허용되지 않음.
- ‘radio resource not enough (congestion)’: 무선 자원이 충분하지 않음(또는 혼잡).
- ‘Network not supported’: 네트워크가 지원되지 않음.
거부 원인이 ‘radio resource not enough (congestion)’의 경우, 수락 거부 메시지는 back-off timer (T3xx)값을 더 포함할 수 있다.
? MME_2가 eNB로부터 수락 거부 메시지와 거부 원인을 수신하면, 거부 원인을 step 0)에서 triggering된 NAS 절차(상향링크 전송을 위한 요청)의 응답 NAS 메시지 (예를 들면, NAS 거부 메시지)에 포함시켜 Remote UE에게 전송 할 수 있다. Remote UE는 수신된 거부 원인에 따라서 아래와 같은 동작을 수행할 수 있다.
- 추가적인 DRB를 확립할 수 없는 이유 중 영구적으로 DRB를 추가할 수 없는 경우(예를 들면, ‘Relay UE not authorised’, ‘UE-AMBR not allowed’, 또는 ‘Network not supported’ 등), remote UE는 Relay UE와의 direct link를 해제할 수 있다.
이를 위해, remote UE는 DIRECT_COMMUNICATION_RELEASE 메시지를 전송한다. DIRECT_COMMUNICATION_RELEASE 메시지의 해제 원인은 거부 원인과 동일하거나 상대 UE와의 직접 통신이 허용되지 않음을 나타내는 ‘#2 Direct communication with the peer UE is no longer allowed’일 수 있다.
- 추가적인 DRB를 확립할 수 없는 이유 중 임시적으로 DRB를 추가할 수 없는 경우(예를 들면, radio resource not enough (congestion) 등), back-off timer (T3xx)값이 NAS 메시지에 포함될 수 있다. 이를 수신한 remote UE는 back-off timer를 start하고 그 back-off timer를 expire되면 다시 NAS procedure (request for UL transmission)를 수행할 수 있다.
6. 이후, eNB는 remote UE를 위한 별도의 DRB를 확립하지 않고, 아래와 같은 동작을 수행한다.
A. eNB는 RRC 메시지에 Step 4)에서 매핑한 DRB의 mapping정보와 할당된 remote UE의 로컬 식별자 정보를 포함하여 Relay UE에게 전송한다.
B. 이를 수신한 Relay UE는 Remote UE에게 성공적으로 associated service request procedure의 종료(또는 상향링크 전송을 위한 LTE-Uu connection의 확립)를 알리는 PC5 메시지를 전송한다. 이 PC5 메시지는 associated service request procedure의 성공적인 종료(또는 상향링크 전송을 위한 LTE-Uu connection의 성공적인 확립)를 나타내는 지시자를 포함할 수 있다.
C. 이를 PC5 메시지나 indication을 수신한 Remote UE는 응답 메시지를 Relay UE에게 전송한다.
i. 추가적으로, Remote UE는 지시자를 상위 계층(i.e. NAS layer)로 알려준다. 이를 수신한 Remote UE의 NAS layer는 step 0)에서 triggering된 NAS procedure가 성공적으로 종료 됐음을 인지하고, EMM-CONNECTED/RRC-CONNECTED mode로 전환한다. 이후, 상향링크 전송을 위한 동작을 수행한다.
D. Remote UE로부터 응답 메시지를 받은 Relay UE는 Remote UE의 ID (i.e. local identifier)를 포함하는 RRC 응답 메시지를 eNB에게 전송한다.
이때, 상기 로컬 식별자는 Remote UE로부터 응답 메시지를 수신한 경우, 상기 RRC 응답 메시지에 포함될 수 있다.
7. Step 6)의 D)의 RRC 응답 메시지를 수신한 eNB는 MME_2에게 S1AP 응답 메시지(예를 들면, 초기 컨텍스트 설정 응답 메시지)를 전송한다.
A. eNB는 RRC 응답 메시지에 포함된 Remote UE의 ID(i.e. local identifier)를 확인하여 Remote UE에 해당하는 MME ID를 확인하고, 해당 MME에게 S1AP 메시지를 전송한다. 해당 동작은 RRC 메시지에 Remote UE의 ID(i.e. local identifier)나 Relay UE의 ID(e.g. C-RNTI)를 확인하여 해당 UE의 serving MME로 S1AP 응답 메시지를 전달 할 수 있다.
8. Remote UE는 EMM-CONNECTED/RRC-CONNECTED mode로 전환한 후, UL transmission을 수행한다. 이때, Remote UE는 상향링크 데이터에 remote UE의 bearer 정보를 포함하여 Relay UE로 전송한다.
예를 들면, adaptation layer가 bearer identity를 포함할 수 있다.
9. Remote UE의 상향링크 데이터를 수신한 Relay UE는 설정된 베어러 매핑을 통해 자신의 매핑된 DRB로 Remote UE의 DRB를 mapping하고, 매핑된 DRB에 대응되는 데이터들을 다중화 한다.
예를 들면, Relay UE는 eNB로부터 전송 받은 매핑 정보에 기초하여 Relay UE에 확립된 DRB를 Remote UE를 위한 DRB로 매핑하고, 매핑된 DRB를 통해 전송되는 데이터들(예를 들어, Relay UE의 데이터와 다른 Remote UE의 데이터 등)을 다중화 한다.
10. Relay UE는 다중화된 데이터의 전송을 수행한다.
11. 다중화된 데이터를 수신한 eNB는 수신된 데이터를 역 다중화하고 설정된 베어러 매핑 테이블을 확인하여 remote UE의 베어러로 변환(transition)한다.
12. 이후, eNB는 데이터를 remote UE의 S-GW로 전송한다.
13. S-GW는 전송된 데이터를 P-GW로 전송한다
14~16. eNB와 S-GW는 도 11에서 설명한 바와 같이 각각 Remote UE의 S-GW와 P-GW와 modify bearer request procedure를 수행한다.
앞에서는 지시자가 NAS 메시지에 포함되어 step 0부터 step2-2을 통해서 MME_2로 전달되는 방법으로 기술되었지만, 도 11에서 설명한 service request 메시지가 사용되는 경우, NAS 메시지의 크기 제한으로 인하여 NAS 메시지가 포함되지 않고, 각각 interface의 메시지에 지시자가 포함되어 전달 될 수 있다.
즉, step 0에서는 PC5 메시지, step 2-1에서는 RRC 메시지, step 2-2는 S1-AP 메시지에 지시자가 포함되어 전달 될 수 있다.
앞에서는 Remote UE의 NAS procedure가 성공하는 경우를 살펴보았다. 실패한 경우(Reject case)의 동작은 다음과 같다.
4~6. MME가 NAS 메시지를 거부한 경우 NAS 메시지는 Remote UE에게 전달된다.
7. 이를 수신한 Remote UE는 기존의 NAS 거부 원인에 맞게 동작한다. 또한, Remote UE는 Relay UE에게 NAS procedure의 실패를 알리거나 Relay UE와의 PC5 signalling connection을 해제하기 위한 동작을 수행한다.
이때, Remote UE는 이를 알리는 지시자 또는 해제 원인(예를 들면, 네트워크 거부 등)를 Relay UE에게 전달할 수 있다.
상기에서 step 2-A)에서 relay UE가 remote UE의 signalling 메시지를 eNB에게 전송하는 경우, relay UE는 해당 remote UE의 signalling 메시지의 전송의 성공여부를 판단하기 위해서, timer 3xx를 start한다.
Relay UE는 Timer 3xx가 expire될 때까지 eNB로부터 응답이 없는 경우 해당 signalling 메시지를 재전송할 수 있다. Relay UE가 timer 3xx가 expired되기 전에 eNB로부터 response를 받는 경우, 성공으로 간주하고 해당 procedure를 stop한다.
이 때, response는 successful case의 step 6-A)의 RRC 메시지거나 reject case의 step 5)의 RRC 메시지일 수 있다.
도 16은 본 발명의 일 실시 예에 따른 Remote UE를 위한 무선 데이터 베어러의 설정을 통한 데이터 전송 방법을 예시하는 도면이다.
도 16은 도 15에서 살펴본 무선 베어러 설정을 통해서 Remote UE의 상향링크 데이터를 전송하는 방법에서 eNB가 Relay UE와 DRB를 설정하기 위한 방법을 구체적으로 예시하는 도면이다.
구체적으로, MME_2는 eNB에게 Remote UE의 E-RAB(E-UTRAN Radio Access Bearer)를 확립하기 위한 S1AP 메시지를 전송한다(S16010).
즉, MME_2는 remote UE의 S1 bearer를 확립하고, 필요한 경우 remote UE의 베어러를 지원하기 위한 relay UE의 새로운 DRB를 확립 하거나, relay UE의 기존에 확립된 DRB를 Remote UE를 위한 DRB로 매핑하기 위한 S1AP 메시지를 eNB로 전송한다.
S1AP 메시지는 Remote UE를 위한 E-RAB의 확립을 요청 또는 Remote UE의 UE 컨텍스트의 설정을 요청하기 위한 메시지로써, remote UE 컨텍스트 설정 메시지 또는 초기 컨텍스트 설정 메시지로 호칭될 수 있다.
S1AP 메시지는 도 11에서 살펴본 초기 컨텍스트 설정 메시지에 포함된 UE context와 UE의 bearer context정보를 포함할 수 있으며, 도 15에서 설명한 지시자 및/또는 연관된 Relay UE의 식별자를 더 포함할 수 있다.
S1AP에 포함된 지시자는 Remote UE가 Relay UE를 통해서 네트워크와 통신을 수행한다는 것을 나타낼 수 있다.
다시 말해, 지시자는 S1AP 메시지(또는 초기 컨텍스트 설정 요청 메시지)가 Remote UE를 위한 메시지임을 나타내거나, S1AP 메시지를 통해 확립하고자 하는 E-RAB이 Remote UE를 위한 베어러임을 나타낸다.
이때, MME_2는 연관된 Relay UE의 식별자를 도15의 step 4)에서 설명한 방법을 통해 획득할 수 있다.
eNB는 MME로부터 도 11의 Step 5)에서 살펴본 바와 같이 E-RAB 확립 요청의 수락 여부 및 추가적인 DRB를 추가할지 여부에 따라 E-RAB 확립을 위한 절차 및 추가적인 DRB를 추가하기 위한 절차를 수행할 수 있다.
이후, eNB는 Relay UE에게 E-RAB에 대응되는 데이터 무선 베어러(Data Radio Bearer:DRB)를 확립하기 위한 제 1 RRC 메시지를 전송한다(S16020).
제 1 RRC 메시지는 도 15의 Step 4)에서 설명한 mapping 정보와 할당된 remote UE의 로컬 식별자 정보를 포함할 수 있다.
eNB로부터 제 1 RRC 메시지를 수신한 Relay UE는 Remote UE에게 E-RAB 및/또는 Remote UE를 위한 DRB의 확립을 위한 절차가 성공적으로 수행되었다는 것을 알리기 위해 PC5 메시지를 전송한다(S16030).
즉, Relay UE가 Remote UE로 전송하는 PC5 메시지는 Relay UE와 eNB 간의 E-RAB 및/또는 Remote UE를 위한 DRB가 성공적으로 확립되어 RRC 연결이 성공적으로 완료되었음을 지시하는 메시지일 수 있다.
이때, Relay UE가 Remote UE로 전송하는 PC5 메시지는 E-RAB 및/또는 Remote UE를 위한 DRB의 확립을 위한 절차가 성공적으로 수행되었다는 것을 나타내는 지시자를 포함할 수 있다.
Remote UE는 Relay UE로부터 PC5 링크를 통해 PC 5 메시지를 수신함으로써 Remote UE를 위한 E-RAB 및/또는 DRB가 성공적으로 확립되었다는 것을 인식할 수 있으며, 이에 대한 응답으로 Relay UE에게 응답 메시지를 전송할 수 있다(S16040).
또한, Remote UE는 EMM-IDLE/RRC-IDLE mode에서 EMM-CONNECTED/RRC-CONNECTED mode로 전환하고, 상향링크 전송을 위한 동작을 수행할 수 있다.
Remote UE로부터 응답 메시지를 수신한 Relay UE는 eNB가 Remote UE에게 할당한 로컬 식별자를 포함하는 제 1 RRC 응답 메시지를 eNB로 전송한다(S16050).
이때, 제 1 RRC 응답 메시지는 Relay UE가 Remote UE로부터 단계 S14040에서 응답 메시지를 수신한 경우에 로컬 식별자가 포함되어 Relay UE로부터 eNB로 전송될 수 있다.
Relay UE로부터 제 1 RRC 응답 메시지를 수신한 eNB는 도 15의 Step 7)에서 설명한 바와 같이 MME_2에게 S1AP 응답 메시지를 전송한다(S16060).
도 17은 본 발명의 일 실시 예에 따른 무선 데이터 베어러의 해제 방법을 예시하는 도면이다.
도 17을 참조하면, Relay UE는 EMM-CONNECTED/RRC-CONNECTED mode에서 Relay UE와 eNB간에 확립된 Remote UE를 위한 E-RAB을 해제하기 위해서 Relay UE에 대한 S1 해제 절차를 수행할 수 있다.
구체적으로, Relay UE가 EMM-CONNECTED/RRC-CONNECTED mode에서 EMM-IDLE/RRC-IDLE mode로 전환되어 RRC 연결이 해제되는 경우, Relay UE와 링크된 Remote UE들도 함께 EMM-IDLE/RRC-IDLE mode로 전환되어 RRC 연결이 해제될 수 있다.
즉, Relay UE와 서빙 네트워크(예를 들면, eNB, MME_1, S-GW_1 등)는 도 12에서 살펴본 S1 해제 절차를 수행한다(S17010).
S1 해제 절차를 수행하면서 eNB는 UE context를 설정할 때, 할당되었던 Remote UE의 관련 정보를 함께 삭제한다.
이때, 관련 정보는 Remote UE ID(예를 들면, local identifier), bearer mapping 정보, Remote UE bearer context, Remote UE context, 또는 Remote UE S1 UE context 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
eNB으로부터 RRC 연결 해제를 위한 연결 해제 메시지를 수신한 Relay UE는 EMM-IDLE/RRC-IDLE mode로 전환하고, 저장되었던 Remote UE의 관련 정보를 함께 삭제한다.
이때, 관련 정보는 Remote UE ID(예를 들면, local identifier), 또는 bearer mapping정보 중 적어도 하나를 포함한다.
이후, Relay UE는 Remote UE에게 PC5 메시지를 전송하여 S1 connection 및/또는 RRC connection이 해제되었음을 알릴 수 있다(S17020).
Relay UE가 Remote UE로 S1 connection 및/또는 RRC connection의 해제를 알리기 위해 전송하는 PC5 메시지는 DIRECT_COMMUNICATION_RELEASE 메시지일 수 있으며, release reason IE에 포함되는 release cause는 ‘network connection release (for relay UE)’ 또는 ‘S1 connection/RRC connection release (for relay UE)’일 수 있다.
즉, Relay UE는 두 개의 ProSe 지원 UE간에 a secure direct link를 해제하기 위해서 사용되는 direct link 해제 절차(3GPP TS 24.334 v15.1.0 참조)를 수행하면서 단계 S17020을 수행할 수 있다.
이때, 단계 S17020에서 전송되는 PC5 메시지는 새로운 타입의 PC5 메시지일 수 있다.
즉, 단계 S17020에서 전송되는 PC5 메시지는 ‘Relay UE를 위한 네트워크 연결 해제’ 또는 ‘Relay UE를 위한 S1 연결 및/또는 RRC 연결 해제’를 알리기 위한 PC5 메시지이거나, ‘Relay UE를 위한 네트워크 연결 해제’ 또는 ‘Relay UE를 위한 S1 연결 및/또는 RRC 연결 해제’를 나타내는 지시자를 포함하는 PC5 메시지일 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시 예로 direct link 해제 절차가 수행되지 않는 경우, 상기 단계 S17020의 PC5 메시지가 사용될 수 있다.
다시 말해, direct link 해제 절차가 수행되는 경우, 단계 S17020에서 전송되는 메시지는 DIRECT_COMMUNICATION_RELEASE 메시지일 수 있으며, direct link 해제 절차가 수행되지 않는 경우, 단계 S17020에서 전송되는 메시지는 새로운 타입의 PC5 메시지일 수 있다.
Relay UE로부터 PC5 메시지를 수신한 Remote UE는 Relay UE와 네트워크(예를 들면, eNB 등) 간의 연결이 해제되었다는 것을 인식할 수 있으며, 포함된 ‘Relay UE를 위한 네트워크 연결 해제’ 또는 ‘Relay UE를 위한 S1 연결 및/또는 RRC 연결 해제’를 상위 계층에 알릴 수 있다.
이때, PC5 메시지에 ‘Relay UE를 위한 네트워크 연결 해제’ 또는 ‘Relay UE를 위한 S1 연결 및/또는 RRC 연결 해제’를 나타내는 지시자가 포함된 경우, 지시자를 상위 계층으로 전달할 수 있다.
이후, NAS 계층은 EMM-IDLE/RRC-IDLE상태로 전환한다.
도 18은 본 발명의 일 실시 예에 따른 무선 데이터 베어러의 해제 방법을 예시하는 도면이다.
도 18을 참조하면, Relay UE는 EMM-CONNECTED/RRC-CONNECTED mode를 유지하면서 Relay UE와 eNB간에 확립된 Remote UE를 위한 E-RAB을 해제하기 위해서 Relay UE에 대한 S1 해제 절차를 수행할 수 있다.
구체적으로, eNB와 remote UE의 서빙 네트워크 엔티디(예를 들면, MME_2, S-GW_2)는 도 12에서 살펴본 S1 해제 절차를 수행한다(S18010).
이때, 단계 S18010에서 수행되는 해제 절차에서는 도 12의 Step1) 및 Step 5)가 수행되지 않을 수 있다.
이 때, eNB는 remote UE가 Relay UE에 연관된 remote UE임을 확인하면, Relay UE구간의 RRC 연결 해제 절차(3GPP TS 23.401 v15.2.0 참조)는 수행하지 않는다.
eNB는 UE context를 설정할 때, 할당되었던 Remote UE의 관련 정보를 함께 삭제한다.
이때, 관련 정보는 Remote UE ID(예를 들면, local identifier), bearer mapping 정보, Remote UE bearer context, Remote UE context, 또는 Remote UE S1 UE context 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
이후, eNB는 Relay UE에게 remote UE의 S1 해제 절차가 수행되었음을 알리는 RRC 메시지를 전송한다(S18020).
RRC 메시지는 remote UE의 S1 해제 절차가 수행되었음을 알리는 지시자와 remote UE ID(예를 들면, local identifier)를 포함한다.
이때, S1 해제 절차가 수행되었음을 알리는 지시자는 ‘Remote UE를 위한 S1 연결 해제’ 또는 ‘Remote UE를 위한 네트워크 연결 해제’를 나타낼 수 있다.
또한, eNB는 remote UE를 지원하는 relay UE의 DRB를 해제할 필요가 있는 경우(예를 들어, 해당 DRB가 remote UE를 support하기 위한 전용 DRB인 경우), 해당 DRB를 해제하기 위한 procedure를 수행할 수 있다(3GPP TS 36.331 v15.0.1 참조).
remote UE를 지원하는 relay UE의 DRB를 해제하기 위한 절차를 수행하기 위해서 eNB는 해제하고자 하는 DRB를 나타내는 drb-identity를 포함하는 drb-ToReleaseList를 포함한 radioResourceConfigDedicated을 UE에게 전송하고, UE는 DRB를 해제하기 위한 절차를 수행한다(3GPP TS 36.331 v15.0.1 참조).
이 때, radioResourceConfigDedicated는 단계 S18020의 RRC 메시지를 대체할 수 있다.
eNB로부터 RRC 메시지를 수신한 Relay UE는 RRC 메시지에 포함된 Remote UE의 ID를 확인하고, 해당하는 Remote UE에게 PC5 메시지를 전송하여 S1 connection 및/또는 RRC connection이 해제되었음을 알릴 수 있다(S18030).
또한, Relay UE는 저장되었던 Remote UE의 관련 정보를 함께 삭제한다.
이때, 관련 정보는 Remote UE ID(예를 들면, local identifier), 또는 bearer mapping정보 중 적어도 하나를 포함한다.
Relay UE가 Remote UE로 S1 connection 및/또는 RRC connection의 해제를 알리기 위해 전송하는 PC5 메시지는 DIRECT_COMMUNICATION_RELEASE 메시지일 수 있으며, release reason IE에 포함되는 release cause는 ‘network connection release (for relay UE)’ 또는 ‘S1 connection/RRC connection release (for relay UE)’일 수 있다.
즉, Relay UE는 두 개의 ProSe 지원 UE간에 a secure direct link를 해제하기 위해서 사용되는 direct link 해제 절차(3GPP TS 24.334 v15.1.0 참조)를 수행하면서 단계 S18030을 수행할 수 있다.
이때, 단계 S18030에서 전송되는 PC5 메시지는 새로운 타입의 PC5 메시지일 수 있다.
즉, 단계 S18030에서 전송되는 PC5 메시지는 ‘Relay UE를 위한 네트워크 연결 해제’ 또는 ‘Relay UE를 위한 S1 연결 및/또는 RRC 연결 해제’를 알리기 위한 PC5 메시지이거나, ‘Relay UE를 위한 네트워크 연결 해제’ 또는 ‘Relay UE를 위한 S1 연결 및/또는 RRC 연결 해제’를 나타내는 지시자를 포함하는 PC5 메시지일 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시 예로 도 17에서 설명한 바와 같이 direct link 해제 절차가 수행되는 경우, 단계 S18030에서 전송되는 메시지는 DIRECT_COMMUNICATION_RELEASE 메시지일 수 있으며, direct link 해제 절차가 수행되지 않는 경우, 단계 S18030에서 전송되는 메시지는 새로운 타입의 PC5 메시지일 수 있다.
Relay UE로부터 PC5 메시지를 수신한 Remote UE는 Relay UE와 네트워크(예를 들면, eNB 등) 간의 연결이 해제되었다는 것을 인식할 수 있으며, 포함된 ‘Relay UE를 위한 네트워크 연결 해제’ 또는 ‘Relay UE를 위한 S1 연결 및/또는 RRC 연결 해제’를 상위 계층에 알릴 수 있다.
이때, PC5 메시지에 ‘Relay UE를 위한 네트워크 연결 해제’ 또는 ‘Relay UE를 위한 S1 연결 및/또는 RRC 연결 해제’를 나타내는 지시자가 포함된 경우, 지시자를 상위 계층으로 전달할 수 있다.
이후, NAS 계층은 EMM-IDLE/RRC-IDLE상태로 전환한다.
도 1 내지 도 18에서 설명한 방법에 사용되는 명칭은 아래 표 12와 같이 각각 변경되어 사용될 수 있다.
Figure PCTKR2018002142-appb-T000012
표 12의 용어는 일 예일 뿐이며 이에 한정되지 않고 각 명칭은 다양한 호칭이 사용될 수 있다.
본 발명이 적용될 수 있는 장치 일반
도 19는 본 발명의 일 실시예에 따른 통신 장치의 블록 구성도를 예시한다.
도 19를 참조하면, 무선 통신 시스템은 네트워크 노드(1910)와 다수의 단말(UE)(1920)을 포함한다.
네트워크 노드(1910)는 프로세서(processor, 1911), 메모리(memory, 1912) 및 통신 모듈(communication module, 1913)을 포함한다. 프로세서(1911)는 앞서 도 1 내지 도 23에서 제안된 기능, 과정 및/또는 방법을 구현한다. 유/무선 인터페이스 프로토콜의 계층들은 프로세서(1911)에 의해 구현될 수 있다.
메모리(1912)는 프로세서(1911)와 연결되어, 프로세서(1911)를 구동하기 위한 다양한 정보를 저장한다. 통신 모듈(1913)은 프로세서(1911)와 연결되어, 유/무선 신호를 송신 및/또는 수신한다. 네트워크 노드(1910)의 일례로, 기지국, MME, HSS, SGW, PGW, SCEF, SCS/AS 등이 이에 해당될 수 있다. 특히, 네트워크 노드(1910)가 기지국인 경우, 통신 모듈(1913)은 무선 신호를 송/수신하기 위한 RF부(radio frequency unit)을 포함할 수 있다.
단말(1920)은 프로세서(1921), 메모리(1922) 및 통신 모듈(또는 RF부)(1923)을 포함한다. 프로세서(1921)는 앞서 도 1 내지 도 23에서 제안된 기능, 과정 및/또는 방법을 구현한다. 무선 인터페이스 프로토콜의 계층들은 프로세서(1921)에 의해 구현될 수 있다. 특히, 프로세서는 NAS 계층 및 AS 계층을 포함할 수 있다. 메모리(1922)는 프로세서(1921)와 연결되어, 프로세서(1921)를 구동하기 위한 다양한 정보를 저장한다. 통신 모듈(1923)는 프로세서(1921)와 연결되어, 무선 신호를 송신 및/또는 수신한다.
메모리(1912, 1922)는 프로세서(1911, 1921) 내부 또는 외부에 있을 수 있고, 잘 알려진 다양한 수단으로 프로세서(1911, 1921)와 연결될 수 있다. 또한, 네트워크 노드(1910)(기지국인 경우) 및/또는 단말(1920)은 한 개의 안테나(single antenna) 또는 다중 안테나(multiple antenna)를 가질 수 있다.
도 20은 본 발명의 일 실시예에 따른 통신 장치의 블록 구성도를 예시한다.
특히, 도 20에서는 앞서 도 19의 단말을 보다 상세히 예시하는 도면이다.
도 20를 참조하면, 단말은 프로세서(또는 디지털 신호 프로세서(DSP: digital signal processor)(2010), RF 모듈(RF module)(또는 RF 유닛)(2035), 파워 관리 모듈(power management module)(2005), 안테나(antenna)(2040), 배터리(battery)(2055), 디스플레이(display)(2015), 키패드(keypad)(2020), 메모리(memory)(2030), 심카드(SIM(Subscriber Identification Module) card)(2025)(이 구성은 선택적임), 스피커(speaker)(2045) 및 마이크로폰(microphone)(2050)을 포함하여 구성될 수 있다. 단말은 또한 단일의 안테나 또는 다중의 안테나를 포함할 수 있다.
프로세서(2010)는 앞서 도 1 내지 도 23에서 제안된 기능, 과정 및/또는 방법을 구현한다. 무선 인터페이스 프로토콜의 계층은 프로세서(2010)에 의해 구현될 수 있다.
메모리(2030)는 프로세서(2010)와 연결되고, 프로세서(2010)의 동작과 관련된 정보를 저장한다. 메모리(2030)는 프로세서(2010) 내부 또는 외부에 있을 수 있고, 잘 알려진 다양한 수단으로 프로세서(2010)와 연결될 수 있다.
사용자는 예를 들어, 키패드(2020)의 버튼을 누르거나(혹은 터치하거나) 또는 마이크로폰(2050)를 이용한 음성 구동(voice activation)에 의해 전화 번호 등과 같은 명령 정보를 입력한다. 프로세서(2010)는 이러한 명령 정보를 수신하고, 전화 번호로 전화를 거는 등 적절한 기능을 수행하도록 처리한다. 구동 상의 데이터(operational data)는 심카드(2025) 또는 메모리(2030)로부터 추출할 수 있다. 또한, 프로세서(2010)는 사용자가 인지하고 또한 편의를 위해 명령 정보 또는 구동 정보를 디스플레이(2015) 상에 디스플레이할 수 있다.
RF 모듈(2035)는 프로세서(2010)에 연결되어, RF 신호를 송신 및/또는 수신한다. 프로세서(2010)는 통신을 개시하기 위하여 예를 들어, 음성 통신 데이터를 구성하는 무선 신호를 전송하도록 명령 정보를 RF 모듈(2035)에 전달한다. RF 모듈(2035)은 무선 신호를 수신 및 송신하기 위하여 수신기(receiver) 및 전송기(transmitter)로 구성된다. 안테나(2040)는 무선 신호를 송신 및 수신하는 기능을 한다. 무선 신호를 수신할 때, RF 모듈(2035)은 프로세서(2010)에 의해 처리하기 위하여 신호를 전달하고 기저 대역으로 신호를 변환할 수 있다. 처리된 신호는 스피커(2045)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 시스템, 특히 5G(5 generation) 시스템에 적용하는 것이 가능하다.

Claims (13)

  1. 무선 통신 시스템에서 기지국이 원격 UE(Remote UE: Remote User Equipment)의 데이터를 릴레이 UE(Relay UE)를 통해 송수신하기 위한 방법에 있어서,
    이동성 관리 엔티티(MME: Mobility Management Entity)로부터 상기 Remote UE의 E-RAB(E-UTRAN Radio Access Bearer)를 확립하기 위한 S1AP(S1 Application Protocol) 메시지를 수신하는 단계;
    상기 Relay UE에게 상기 E-RAB에 대응되는 데이터 무선 베어러(Data Radio Bearer:DRB)를 확립하기 위한 제 1 RRC 메시지를 전송하는 단계;
    상기 제 1 RRC 메시지에 대한 응답으로 상기 Relay UE로부터 제 1 RRC 응답 메시지를 수신하는 단계; 및
    상기 제 1 RRC 응답 메시지가 상기 기지국에 의해 할당된 상기 Remote UE의 로컬 식별자가 포함되면, 상기 MME에게 S1AP 메시지에 대한 응답으로 S1AP 응답 메시지를 전송하는 단계를 포함하는 릴레이를 통한 데이터 송수신 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 로컬 식별자는 상기 Relay UE가 상기 Remote UE로부터 응답 메시지를 수신한 경우, 상기 RRC 응답 메시지에 포함되고,
    상기 응답 메시지는 상기 Relay UE와 상기 기지국간에 상기 Remote UE를 위한 상기 DRB의 성공적인 확립 및/또는 RRC 연결의 성공적인 완료를 지시하는 메시지에 대한 응답 메시지인 릴레이를 통한 데이터 송수신 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 Relay UE로부터 상기 DRB를 확립하기 위해 RRC 메시지내에 캡슐화된 NAS 메시지를 수신하는 단계; 및
    상기 MME에게 S1AP 내에 캡슐화된 상기 NAS 메시지를 전송하는 단계를 더 포함하는 릴레이를 통한 데이터 송수신 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 NAS 메시지는 상기 NAS 메시지가 상기 Relay UE를 통해 릴레이 되는지 여부를 나타내는 지시자를 포함하는 릴레이를 통한 데이터 송수신 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 S1AP 메시지는 상기 Relay UE 및 상기 Remote UE의 UE 컨텍스트 정보 및 베어러 컨텍스트 정보 중 적어도 하나를 포함하는 릴레이를 통한 데이터 송수신 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 베어러 컨텍스트 정보에 기초하여 상기 Relay UE와 상기 기지국 간에 설정된 적어도 하나의 무선 데이터 베어러를 상기 Remote UE를 위한 베어러로 매핑하는 단계; 및
    상기 Remote UE를 식별하기 위한 상기 로컬 식별자를 할당하는 단계를 더 포함하는 릴레이를 통한 데이터 송수신 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 제 1 RRC 메시지는 상기 적어도 하나의 무선 데이터 베어러의 매핑과 괸련된 매핑 정보 및 상기 로컬 식별자를 포함하는 릴레이를 통한 데이터 송수신 방법.
  8. 제 5 항에 있어서,
    상기 Relay UE와 상기 기지국 간에 기 확립된 DRB가 Remote UE의 상향링크 및 하향링크 전송을 지원할 수 없는 경우, 상기 Remote UE를 지원하기 위한 추가적인 DRB를 확립하는 단계를 더 포함하는 릴레이를 통한 데이터 송수신 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 Relay UE와 상기 기지국 간에 기 확립된 DRB가 Remote UE의 상향링크 및 하향링크 전송을 지원할 수 없는지 여부는 상기 Relay UE의 인증 여부 또는 상기 Relay UE의 능력(Capability) 중 적어도 하나에 기초하여 결정되는 릴레이를 통한 데이터 송수신 방법.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 DRB는 상기 Remote UE의 제 1 데이터 또는 상기 제 1 데이터와 적어도 하나의 다른 UE의 데이터가 다중화된 제 2 데이터의 송수신에 이용되는 릴레이를 통한 데이터 송수신 방법.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 Relay UE에게 상기 기지국과 상기 Relay UE 간에 상기 Remote UE를 위해 설정된 DRB 만을 해제(Release)하기 위한 제 2 RRC 메시지를 전송하는 단계를 더 포함하는 릴레이를 통한 데이터 송수신 방법.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 S1AP 메시지는 상기 S1AP 메시지가 상기 Remote UE를 위한 메시지임을 나타내는 지시자를 포함하는 릴레이를 통한 데이터 송수신 방법.
  13. 무선 통신 시스템에서 원격 UE(Remote UE: Remote User Equipment)의 데이터를 릴레이 UE(Relay UE)를 통해 송수신하기 위한 기지국에 있어서,
    유/무선 신호를 송수신하기 위한 통신 모듈(communication module); 및
    상기 통신 모듈을 제어하는 프로세서를 포함하되,
    상기 프로세서는 이동성 관리 엔티티(MME: Mobility Management Entity)로부터 상기 Remote UE의 UE 컨텍스트의 설정을 요청하기 위한(E-RAB(E-UTRAN Radio Access Bearer)를 확립하기 위한) S1AP(S1 Application Protocol) 메시지를 수신하고,
    상기 Relay UE에게 상기 E-RAB에 대응되는 데이터 무선 베어러(Data Radio Bearer:DRB)를 확립하기 위한 제 1 RRC 메시지를 전송하며,
    상기 제 1 RRC 메시지에 대한 응답으로 상기 Relay UE로부터 제 1 RRC 응답 메시지를 수신하고,
    상기 제 1 RRC 응답 메시지가 상기 기지국에 의해 할당된 상기 Remote UE의 로컬 식별자가 포함되면, 상기 MME에게 S1AP 메시지에 대한 응답으로 초기 컨텍스트 설정 응답 메시지를 전송하는 기지국.
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