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WO2016056815A1 - 무선 통신 시스템에서 nbifom에 관련된 신호 송수신 방법 및 이를 위한 장치 - Google Patents

무선 통신 시스템에서 nbifom에 관련된 신호 송수신 방법 및 이를 위한 장치 Download PDF

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WO2016056815A1
WO2016056815A1 PCT/KR2015/010545 KR2015010545W WO2016056815A1 WO 2016056815 A1 WO2016056815 A1 WO 2016056815A1 KR 2015010545 W KR2015010545 W KR 2015010545W WO 2016056815 A1 WO2016056815 A1 WO 2016056815A1
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WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
network
access
routing rule
nbifom
wlan
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/KR2015/010545
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
김래영
김현숙
류진숙
김재현
김태훈
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
LG Electronics Inc
Original Assignee
LG Electronics Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by LG Electronics Inc filed Critical LG Electronics Inc
Priority to US15/517,032 priority Critical patent/US10084693B2/en
Priority to EP15849303.1A priority patent/EP3206436B1/en
Publication of WO2016056815A1 publication Critical patent/WO2016056815A1/ko
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Ceased legal-status Critical Current

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    • H04W76/10—Connection setup
    • H04W76/15—Setup of multiple wireless link connections
    • H04W76/16—Involving different core network technologies, e.g. a packet-switched [PS] bearer in combination with a circuit-switched [CS] bearer
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    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
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    • H04W88/00—Devices specially adapted for wireless communication networks, e.g. terminals, base stations or access point devices
    • H04W88/02—Terminal devices
    • H04W88/06—Terminal devices adapted for operation in multiple networks or having at least two operational modes, e.g. multi-mode terminals

Definitions

  • the following description relates to a wireless communication system, and more particularly, to a method and apparatus for transmitting and receiving signals related to network based IP flow mobility (NBIFOM).
  • NBIFOM network based IP flow mobility
  • Wireless communication systems are widely deployed to provide various kinds of communication services such as voice and data.
  • a wireless communication system is a multiple access system capable of supporting communication with multiple users by sharing available system resources (bandwidth, transmission power, etc.).
  • multiple access systems include code division multiple access (CDMA) systems, frequency division multiple access (FDMA) systems, time division multiple access (TDMA) systems, orthogonal frequency division multiple access (OFDMA) systems, and single carrier frequency (SC-FDMA).
  • CDMA code division multiple access
  • FDMA frequency division multiple access
  • TDMA time division multiple access
  • OFDMA orthogonal frequency division multiple access
  • SC-FDMA single carrier frequency division multiple access
  • MCD division multiple access
  • MCDMA multi-carrier frequency division multiple access
  • MC-FDMA multi-carrier frequency division multiple access
  • the present invention proposes a mechanism for efficiently providing IP flow mobility between a 3GPP access network and a WLAN access network in a mobile communication system such as a 3GPP EPS (Evolved Packet System).
  • a 3GPP EPS Evolved Packet System
  • the present invention proposes a network-initiated NBIFOM scheme that efficiently handles recovery from loss and loss of 3GPP access or WLAN access of the UE.
  • the terminal in a signal transmission / reception method related to network based IP flow mobility (NBIFOM) of a terminal in a wireless communication system, the terminal may be configured in a network initiated mode in which the terminal does not generate a routing rule. Receiving a routing rule from a network; Sending a rejection to the routing rule to the network; And when the access type included in the routing rule becomes available, transmitting information indicating that the access type included in the routing rule is available to the network.
  • NBIFOM network based IP flow mobility
  • a terminal device for transmitting and receiving signals related to network based IP flow mobility (NBIFOM) in a wireless communication system, Transmitting and receiving device; And a processor, wherein the processor receives a routing rule from a network in a network initiated mode in which the terminal does not generate a routing rule, transmits a rejection of the routing rule to the network, and the routing A terminal device that transmits information to a network that an access type included in a rule is available.
  • NBIFOM network based IP flow mobility
  • the NBIFOM mode associated with the PDN connection may be maintained until the PDN connection is released.
  • the PDN connection may be a multiple access PDN connection generated by the terminal through which traffic may be routed through a plurality of accesses.
  • the routing rule may include an access type to which the IP flow is to be routed.
  • the access type included in the routing rule may be 3GPP access.
  • the access type included in the routing rule may be WLAN access.
  • the rejection to the routing rule may include information about the cause of the rejection.
  • the reason may be one of quality of the access type, coverage related to the access type, and the access type loss.
  • Information that the access type included in the routing rule is available may be transmitted through the same access as the access type included in the routing rule.
  • Information that the access type included in the routing rule is available may be transmitted through the same access as the access type that received the routing rule.
  • the method may further include receiving a routing rule including the available access type from the network.
  • a network-initiated NBIFOM scheme that efficiently handles recovery from loss and loss of 3GPP access or WLAN access of the UE.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a schematic structure of an EPS (Evolved Packet System) including an Evolved Packet Core (EPC).
  • EPS Evolved Packet System
  • EPC Evolved Packet Core
  • FIG. 2 is an exemplary view showing the architecture of a general E-UTRAN and EPC.
  • 3 is an exemplary view showing the structure of a radio interface protocol in a control plane.
  • FIG. 4 is an exemplary view showing the structure of a radio interface protocol in a user plane.
  • 5 is a flowchart illustrating a random access procedure.
  • RRC radio resource control
  • 7 and 8 are examples of a structure in which a WLAN is connected to an EPC.
  • 9 is an exemplary view showing an example of IFOM technology.
  • 10 (a) and 10 (b) show a network control entity for access network selection.
  • FIG. 11 shows a process of selecting one of a UE initiation mode and a network initiation mode.
  • FIG. 14 is a diagram illustrating a configuration of a node device according to an embodiment of the present invention.
  • each component or feature may be considered to be optional unless otherwise stated.
  • Each component or feature may be embodied in a form that is not combined with other components or features.
  • some components and / or features may be combined to form an embodiment of the present invention.
  • the order of the operations described in the embodiments of the present invention may be changed. Some components or features of one embodiment may be included in another embodiment or may be replaced with corresponding components or features of another embodiment.
  • Embodiments of the present invention may be supported by standard documents disclosed in relation to at least one of the Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) 802 series system, 3GPP system, 3GPP LTE and LTE-A system, and 3GPP2 system. 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.
  • IEEE Institute of Electrical and Electronics Engineers
  • UMTS Universal Mobile Telecommunications System
  • GSM Global System for Mobile Communication
  • Evolved Packet System A network system composed of an Evolved Packet Core (EPC), which is a packet switched (PS) core network based on Internet Protocol (IP), and an access network such as LTE / UTRAN.
  • EPC Evolved Packet Core
  • PS packet switched
  • IP Internet Protocol
  • UMTS is an evolutionary network.
  • NodeB base station of GERAN / UTRAN. It is installed outdoors and its coverage is macro cell size.
  • eNodeB base station of E-UTRAN. It is installed outdoors and its coverage is macro cell size.
  • UE User Equipment
  • the UE may be referred to in terms of terminal, mobile equipment (ME), mobile station (MS), and the like.
  • the UE may be a portable device such as a laptop, a mobile phone, a personal digital assistant (PDA), a smart phone, a multimedia device, or the like, or may be a non-portable device such as a personal computer (PC) or a vehicle-mounted device.
  • the term UE or UE may refer to an MTC device.
  • HNB Home NodeB
  • HeNB Home eNodeB: A base station of an EPS network, which is installed indoors and its coverage is micro cell size.
  • Mobility Management Entity A network node of an EPS network that performs mobility management (MM) and session management (SM) functions.
  • Packet Data Network-Gateway (PDN-GW) / PGW A network node of an EPS network that performs UE IP address assignment, packet screening and filtering, charging data collection, and the like.
  • SGW Serving Gateway
  • Non-Access Stratum Upper stratum of the control plane between the UE and the MME.
  • Packet Data Network A network in which a server supporting a specific service (eg, a Multimedia Messaging Service (MMS) server, a Wireless Application Protocol (WAP) server, etc.) is located.
  • a server supporting a specific service eg, a Multimedia Messaging Service (MMS) server, a Wireless Application Protocol (WAP) server, etc.
  • MMS Multimedia Messaging Service
  • WAP Wireless Application Protocol
  • PDN connection A logical connection between the UE and the PDN, represented by one IP address (one IPv4 address and / or one IPv6 prefix).
  • RAN Radio Access Network: a unit including a NodeB, an eNodeB and a Radio Network Controller (RNC) controlling them in a 3GPP network. It exists between UEs and provides a connection to the core network.
  • RNC Radio Network Controller
  • HLR Home Location Register
  • HSS Home Subscriber Server
  • PLMN Public Land Mobile Network
  • Proximity Service (or ProSe Service or Proximity based Service): A service that enables discovery and direct communication between physically close devices or communication through a base station or through a third party device. In this case, user plane data is exchanged through a direct data path without passing through a 3GPP core network (eg, EPC).
  • EPC 3GPP core network
  • ProSe communication Means communication through a ProSe communication path between two or more ProSe capable terminals. Unless specifically stated otherwise, ProSe communication may mean one of ProSe E-UTRA communication, ProSe-assisted WLAN direct communication between two terminals, ProSe group communication, or ProSe broadcast communication.
  • ProSe-assisted WLAN direct communication ProSe communication using a direct communication path
  • ProSe communication path As a communication path supporting ProSe communication, a ProSe E-UTRA communication path may be established between ProSe-enabled UEs or through a local eNB using E-UTRA. ProSe-assisted WLAN direct communication path can be established directly between ProSe-enabled UEs using WLAN.
  • EPC path (or infrastructure data path): user plane communication path through EPC
  • ProSe Discovery A process of identifying / verifying a nearby ProSe-enabled terminal using E-UTRA
  • ProSe Group Communication One-to-many ProSe communication using a common communication path between two or more ProSe-enabled terminals in close proximity.
  • ProSe UE-to-Network Relay ProSe-enabled public safety terminal acting as a communication relay between ProSe-enabled network using E-UTRA and ProSe-enabled public safety terminal
  • ProSe UE-to-UE Relay A ProSe-enabled public safety terminal operating as a ProSe communication relay between two or more ProSe-enabled public safety terminals.
  • -Remote UE In the UE-to-Network Relay operation, a ProSe-enabled public safety terminal that is connected to the EPC network through ProSe UE-to-Network Relay without receiving service by E-UTRAN, that is, provides a PDN connection, and is a UE.
  • a ProSe-enabled public safety terminal In -to-UE Relay operation, a ProSe-enabled public safety terminal that communicates with other ProSe-enabled public safety terminals through a ProSe UE-to-UE Relay.
  • ProSe-enabled Network A network that supports ProSe Discovery, ProSe Communication, and / or ProSe-assisted WLAN direct communication.
  • the ProSe-enabled Network may be referred to simply as a network.
  • ProSe-enabled UE a terminal supporting ProSe discovery, ProSe communication and / or ProSe-assisted WLAN direct communication.
  • the ProSe-enabled UE and the ProSe-enabled Public Safety UE may be called terminals.
  • Proximity Satisfying proximity criteria defined in discovery and communication, respectively.
  • SLP SULP Location Platform
  • SLP An entity that manages Location Service Management and Position Determination.
  • SLP includes a SPL (SUPL Location Center) function and a SPC (SUPL Positioning Center) function.
  • SPL SUPL Location Center
  • SPC SUPL Positioning Center
  • OMA Open Mobile Alliance
  • the application / service layer includes Temporary Mobile Group Identity (TMGI) for each MBMS service, session start and end time, frequencies, MBMS service area identities (MBMS SAIs) information belonging to the MBMS service area. To put in USD to the terminal. See 3GPP TS 23.246 for details.
  • TMGI Temporary Mobile Group Identity
  • MBMS SAIs MBMS service area identities
  • ISR Interle mode Signaling Reduction
  • Mission Critical Push To Talk Group communication service that provides fast setup time, the ability to handle large groups, powerful security, and priority handling.
  • -ANDSF Access Network Discovery and Selection Function: Provides a policy that enables a terminal to discover and select available access as a network entity.
  • ISRP Inter-System Routing Policy
  • IFOM IP Flow Mobility
  • MAPCON Multi Access PDN Connectivity
  • NSWO non-seamless WLAN offload
  • IP Flow Mobility (IFOM) rule This rule prioritizes the access technology / access networks that should be used by the UE when it is able to route traffic that matches a particular IP traffic filter on a particular APN or any APN. It's a list. In addition, this rule may specify for which wireless access the traffic that matches a particular IP traffic filter on a particular APN or any APN is restricted.
  • IOM IP Flow Mobility
  • MAPCON Multi Access PDN Connectivity
  • This rule is a list of prioritized access technologies / access networks that should be used by the UE when it is possible to route PDN connections to a particular APN.
  • this rule may specify to which radio access the PDN connection to a particular APN should be restricted.
  • Non-seamless WLAN offload (NSWO) rule This rule specifies which traffic should be bypassed to the WLAN or not.
  • ISMP Inter-System Mobility Policy: A set of rules defined by an operator to influence intersystem mobility decisions performed by a UE. When the UE can route IP traffic on a single radio access interface, the UE can use ISMP to select the most appropriate access technology type or access network at a given time.
  • RAN rule A rule received from the network, also called Radio Access Network (RAN) support information.
  • the RAN rule is also referred to as WLAN interworking supported by the RAN used without ANDSF ISRP / ISMP.
  • the AS (Access Stratum) layer of the UE carries the move-traffic-to-WLAN indication and WLAN identifier together to the upper layer of the UE.
  • the AS (Access Stratum) layer of the UE delivers the move-traffic-from-WLAN indication and the WLAN identifier together to the upper layer of the UE.
  • TS 23.401 For a detailed description of the RAN rule, refer to 3GPP TS 23.401, TS 23.060, TS 23.402, TS 36.300, TS 36.304, TS 36.331, TS 25.304 and TS 25.331.
  • Local Operating Environment Information This is a set of implementation specific parameters which describe the local environment in which the UE is operating.
  • NBIFOM Network-Based IP Flow Mobility
  • NBIFOM UE-initiated NBIFOM in which UE initiates IP flow mobility
  • NBIFOM Network-initiated NBIFOM
  • Multi-access PDN connection PDN connection through which traffic can be routed via 3GPP access or WLAN access or both accesses. However, each IP flow is only routed through one access at a time.
  • Routing filter A set of IP header parameter values / ranges of a packet flow used to identify an IP flow for routing purposes.
  • Routing access type A type of access (3GPP access or WLAN access) that routes a set of IP flows of a PDN connection.
  • Routing Rule A set of information that enables the association of routing filters with routing access types.
  • EPC Evolved Packet Core
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a schematic structure of an EPS (Evolved Packet System) including an Evolved Packet Core (EPC).
  • EPS Evolved Packet System
  • EPC Evolved Packet Core
  • SAE System Architecture Evolution
  • SAE is a research project to determine network structure supporting mobility between various kinds of networks.
  • SAE aims to provide an optimized packet-based system, for example, supporting various radio access technologies on an IP basis and providing enhanced data transfer capabilities.
  • the EPC is a core network of an IP mobile communication system for a 3GPP LTE system and may support packet-based real-time and non-real-time services.
  • a conventional mobile communication system i.e., a second generation or third generation mobile communication system
  • the core network is divided into two distinct sub-domains of circuit-switched (CS) for voice and packet-switched (PS) for data.
  • CS circuit-switched
  • PS packet-switched
  • the function has been implemented.
  • the sub-domains of CS and PS have been unified into one IP domain.
  • EPC IP Multimedia Subsystem
  • the EPC may include various components, and in FIG. 1, some of them correspond to a serving gateway (SGW), a packet data network gateway (PDN GW), a mobility management entity (MME), and a serving general packet (SGRS) Radio Service (Supporting Node) and Enhanced Packet Data Gateway (ePDG) are shown.
  • SGW serving gateway
  • PDN GW packet data network gateway
  • MME mobility management entity
  • SGRS serving general packet
  • Radio Service Upporting Node
  • ePDG Enhanced Packet Data Gateway
  • the SGW acts as a boundary point between the radio access network (RAN) and the core network, and is an element that functions to maintain a data path between the 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.
  • RANs defined before 3GPP Release-8 such as UTRAN or GERAN (Global System for Mobile Communication (GSM) / Enhanced Data rates for Global Evolution (EDGE) Radio Access Network). It can also function as an anchor point.
  • GSM Global System for Mobile Communication
  • EDGE Enhanced Data rates for Global Evolution
  • the PDN GW corresponds to the termination point of the data interface towards the packet data network.
  • the PDN GW may support policy enforcement features, packet filtering, charging support, and the like.
  • mobility management between 3GPP networks and non-3GPP networks for example, untrusted networks such as Interworking Wireless Local Area Networks (I-WLANs), code-division multiple access (CDMA) networks, or trusted networks such as WiMax) Can serve as an anchor point for.
  • untrusted networks such as Interworking Wireless Local Area Networks (I-WLANs), code-division multiple access (CDMA) networks, or trusted networks such as WiMax
  • I-WLANs Interworking Wireless Local Area Networks
  • CDMA code-division multiple access
  • WiMax trusted networks
  • FIG. 1 shows that the SGW and the PDN GW are configured as separate gateways, two gateways may be implemented according to a single gateway configuration option.
  • the MME is an element that performs signaling and control functions to support access to the network connection of the UE, allocation of network resources, tracking, paging, roaming and handover, and the like.
  • the MME controls 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 is 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. (Eg, 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.
  • This reference point can be used in PLMN-to-PLMN-to-PLMN-to-for example (for PLMN-to-PLMN handover).
  • This reference point can be used intra-PLMN or inter-PLMN (eg in the case of Inter-PLMN HO).)
  • S4 Reference point between SGW and SGSN that provides related control and mobility support between the GPRS core and SGW's 3GPP anchor functionality.It also provides user plane tunneling if no direct tunnel is established.
  • 3GPP Anchor function of Serving GW In addition, if Direct Tunnel is not established, it provides the user plane tunnelling.
  • S5 Reference point providing user plane tunneling and tunnel management between the SGW and the PDN GW. It provides user plane tunneling and tunnel management between Serving GW and PDN GW.
  • the PDN may be an operator external public or private PDN or, for example, an in-operator PDN for the provision of IMS services. It is the reference point between the PDN GW and the packet data network.
  • Packet data network may be an operator external public or private packet data network or an intra operator packet data network, eg for provision of IMS services.This reference point corresponds to Gi for 3GPP accesses.
  • S2a and S2b correspond to non-3GPP interfaces.
  • S2a is a reference point that provides the user plane with associated control and mobility support 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 PDN GW.
  • FIG. 2 is an exemplary view showing the architecture of a general E-UTRAN and EPC.
  • an eNodeB can route to a gateway, schedule and send paging messages, schedule and send broadcaster channels (BCHs), and resources in uplink and downlink while an RRC (Radio Resource Control) connection is active.
  • BCHs broadcaster channels
  • RRC Radio Resource Control
  • paging can occur, LTE_IDLE state management, user plane can perform encryption, SAE bearer control, NAS signaling encryption and integrity protection.
  • FIG. 3 is an exemplary diagram illustrating a structure of a radio interface protocol in a control plane between a terminal and a base station
  • FIG. 4 is an exemplary diagram illustrating a structure of a radio interface protocol in a user plane between a terminal and a base station. .
  • the air interface protocol is based on the 3GPP radio access network standard.
  • the air interface protocol is composed of a physical layer, a data link layer, and a network layer horizontally, and a user plane and control for data information transmission vertically. It is divided into a control plane for signal transmission.
  • the protocol layers are based on the lower three layers of the Open System Interconnection (OSI) reference model, which is widely known in communication systems, and includes L1 (first layer), L2 (second layer), and L3 (third layer). ) Can be separated.
  • OSI Open System Interconnection
  • the physical layer which is the first layer, provides an information transfer service using a physical channel.
  • the physical layer is connected to a medium access control layer on the upper side through a transport channel, and data between the medium access control layer and the physical layer is transmitted through the transport channel.
  • data is transferred between different physical layers, that is, between physical layers of a transmitting side and a receiving side through a physical channel.
  • the physical channel is composed of several subframes on the time axis and several sub-carriers on the frequency axis.
  • one subframe includes a plurality of symbols and a plurality of subcarriers on the time axis.
  • One subframe consists of a plurality of resource blocks, and one resource block consists of a plurality of symbols and a plurality of subcarriers.
  • the transmission time interval (TTI) which is a unit time for transmitting data, is 1 ms corresponding to one subframe.
  • the physical channels existing in the physical layer of the transmitting side and the receiving side are physical downlink shared channel (PDSCH), physical uplink shared channel (PUSCH) and physical downlink control channel (PDCCH), which are control channels, It may be divided into a Physical Control Format Indicator Channel (PCFICH), a Physical Hybrid-ARQ Indicator Channel (PHICH), and a Physical Uplink Control Channel (PUCCH).
  • PCFICH Physical Control Format Indicator Channel
  • PHICH Physical Hybrid-ARQ Indicator Channel
  • PUCCH Physical Uplink Control Channel
  • the medium access control (MAC) layer of the second layer serves to map various logical channels to various transport channels, and also logical channel multiplexing to map several logical channels to one transport channel. (Multiplexing).
  • the MAC layer is connected to the upper layer RLC layer by a logical channel, and the logical channel includes a control channel for transmitting information of a control plane according to the type of information to be transmitted. It is divided into a traffic channel that transmits user plane information.
  • the Radio Link Control (RLC) layer of the second layer adjusts the data size so that the lower layer is suitable for transmitting data to the radio section by segmenting and concatenating data received from the upper layer. It plays a role.
  • RLC Radio Link Control
  • the Packet Data Convergence Protocol (PDCP) layer of the second layer is an IP containing relatively large and unnecessary control information for efficient transmission in a wireless bandwidth where bandwidth is small when transmitting an IP packet such as IPv4 or IPv6. Performs Header Compression which reduces the packet header size.
  • the PDCP layer also performs a security function, which is composed of encryption (Ciphering) to prevent third-party data interception and integrity protection (Integrity protection) to prevent third-party data manipulation.
  • the radio resource control layer (hereinafter RRC) layer located at the top of the third layer is defined only in the control plane, and the configuration and resetting of radio bearers (abbreviated as RBs) are performed. It is responsible for the control of logical channels, transport channels and physical channels in relation to configuration and release.
  • RB means a service provided by the second layer for data transmission between the terminal and the E-UTRAN.
  • RRC connection If there is an RRC connection (RRC connection) between the RRC of the terminal and the RRC layer of the wireless network, the terminal is in the RRC connected mode (Connected Mode), otherwise it is in the RRC idle mode (Idle Mode).
  • RRC connection If there is an RRC connection (RRC connection) between the RRC of the terminal and the RRC layer of the wireless network, the terminal is in the RRC connected mode (Connected Mode), otherwise it is in the RRC idle mode (Idle Mode).
  • the RRC state refers to whether or not the RRC of the UE is in a logical connection with the RRC of the E-UTRAN. If the RRC state is connected, the RRC_CONNECTED state is called, and the RRC_IDLE state is not connected. Since the UE in the RRC_CONNECTED state has an RRC connection, the E-UTRAN can grasp the existence of the UE in units of cells, and thus can effectively control the UE. On the other hand, the UE in the RRC_IDLE state cannot identify the existence of the UE by the E-UTRAN, and the core network manages the unit in a larger tracking area (TA) unit than the cell.
  • TA tracking area
  • each TA is identified by a tracking area identity (TAI).
  • TAI tracking area identity
  • the terminal may configure a TAI through a tracking area code (TAC), which is information broadcast in a cell.
  • TAC tracking area code
  • the terminal When the user first turns on the power of the terminal, the terminal first searches for an appropriate cell, then establishes an RRC connection in the cell, and registers the terminal's information in the core network. Thereafter, the terminal stays in the RRC_IDLE state. The terminal staying in the RRC_IDLE state (re) selects a cell as needed and looks at system information or paging information. This is called camping on the cell.
  • the UE staying in the RRC_IDLE state makes an RRC connection with the RRC of the E-UTRAN through an RRC connection procedure and transitions to the RRC_CONNECTED state.
  • RRC_CONNECTED state There are several cases in which a UE in RRC_IDLE state needs to establish an RRC connection. For example, a user's call attempt, a data transmission attempt, etc. are required or a paging message is received from E-UTRAN. Reply message transmission, and the like.
  • a non-access stratum (NAS) layer located above the RRC layer performs functions such as session management and mobility management.
  • NAS non-access stratum
  • ESM evolved Session Management
  • the NAS layer performs functions such as default bearer management and dedicated bearer management, and is responsible for controlling the terminal to use the PS service from the network.
  • the default bearer resource is characterized in that it is allocated from the network when it is connected to the network when it first accesses a specific Packet Data Network (PDN).
  • PDN Packet Data Network
  • the network allocates an IP address usable by the terminal so that the terminal can use the data service, and also allocates QoS of the default bearer.
  • LTE supports two types of bearer having a guaranteed bit rate (GBR) QoS characteristic that guarantees a specific bandwidth for data transmission and reception, and a non-GBR bearer having a best effort QoS characteristic without guaranteeing bandwidth.
  • GBR guaranteed bit rate
  • Non-GBR bearer is assigned.
  • the bearer allocated to the terminal in the network is called an evolved packet service (EPS) bearer, and when the EPS bearer is allocated, the network allocates one ID. This is called EPS Bearer ID.
  • EPS bearer ID One EPS bearer has a QoS characteristic of a maximum bit rate (MBR) or / and a guaranteed bit rate (GBR).
  • 5 is a flowchart illustrating a random access procedure in 3GPP LTE.
  • the random access procedure is used for the UE to get UL synchronization with the base station or to be allocated UL radio resources.
  • the UE receives a root index and a physical random access channel (PRACH) configuration index from the eNodeB.
  • PRACH physical random access channel
  • Each cell has 64 candidate random access preambles defined by a Zadoff-Chu (ZC) sequence, and the root index is a logical index for the UE to generate 64 candidate random access preambles.
  • ZC Zadoff-Chu
  • the PRACH configuration index indicates a specific subframe and a preamble format capable of transmitting the random access preamble.
  • the UE sends the randomly selected random access preamble to the eNodeB.
  • the UE selects one of the 64 candidate random access preambles.
  • the corresponding subframe is selected by the PRACH configuration index.
  • the UE transmits the selected random access preamble in the selected subframe.
  • the eNodeB Upon receiving the random access preamble, the eNodeB sends a random access response (RAR) to the UE.
  • RAR random access response
  • the random access response is detected in two steps. First, the UE detects a PDCCH masked with random access-RNTI (RA-RNTI). The UE receives a random access response in a medium access control (MAC) protocol data unit (PDU) on the PDSCH indicated by the detected PDCCH.
  • MAC medium access control
  • RRC 6 shows a connection process in a radio resource control (RRC) layer.
  • RRC radio resource control
  • the RRC state is shown depending on whether the RRC is connected.
  • the RRC state refers to whether or not an entity of the RRC layer of the UE is in a logical connection with the entity of the RRC layer of the eNodeB.
  • the RRC state is called an RRC connected state.
  • the non-state is called the RRC idle mode.
  • the E-UTRAN may determine the existence of the corresponding UE in units of cells, and thus may effectively control the UE.
  • the UE in the idle state can not be identified by the eNodeB, the core network (core network) is managed by the tracking area (Tracking Area) unit larger than the cell unit.
  • the tracking area is a collection unit of cells. That is, the idle state (UE) is determined only in the presence of the UE in a large area, and in order to receive a normal mobile communication service such as voice or data, the UE must transition to the connected state (connected state).
  • the UE When a user first powers up a UE, the UE first searches for an appropriate cell and then stays in an idle state in that cell. When the UE staying in the idle state needs to establish an RRC connection, the UE establishes an RRC connection with the RRC layer of the eNodeB through an RRC connection procedure and transitions to an RRC connected state. .
  • the UE in the idle state needs to establish an RRC connection. For example, a user's call attempt or uplink data transmission is required, or a paging message is received from EUTRAN. In this case, the response message may be transmitted.
  • the RRC connection process is largely a process in which a UE sends an RRC connection request message to an eNodeB, an eNodeB sends an RRC connection setup message to the UE, and a UE completes RRC connection setup to the eNodeB. (RRC connection setup complete) message is sent. This process will be described in more detail with reference to FIG. 6 as follows.
  • the eNB When the RRC connection request message is received from the UE, the eNB accepts the RRC connection request of the UE when the radio resources are sufficient, and transmits an RRC connection setup message, which is a response message, to the UE. .
  • the UE When the UE receives the RRC connection setup message, it transmits an RRC connection setup complete message to the eNodeB. When the UE successfully transmits an RRC connection establishment message, the UE establishes an RRC connection with the eNodeB and transitions to the RRC connected mode.
  • FIG. 7 and 8 illustrate an example of a structure in which a WLAN is connected to an EPC.
  • FIG. 7 shows an architecture where a WLAN is connected to a P-GW via an S2a interface (see 3GPP TS 23.402).
  • the WLAN access network is connected to the P-GW via the S2a interface (in particular, the S2a interface is a Trusted WLAN access network because it is an interface that connects trusted non-3GPP access with the EPC).
  • TWAN Trusted WLAN Access Network
  • the WLAN access network is an untrusted WLAN access network (especially, in the case of the S2b interface, which connects untrusted non-3GPP access with the EPC), and the ePDG (evolved) connected to the P-GW through the S2b interface. It is connected to P-GW through Packet Data Gateway.
  • a trusted WLAN and an untrusted WLAN may be referred to as WLANs without distinguishing them.
  • Data of the user terminal may be offloaded to WLAN access without going through 3GPP access.
  • technologies for supporting such multiple radio accesses there are IP Flow Mobility and Seamless Offload (IFOM), Multi Access PDN Connectivity (MAPCON), and the like.
  • IFOM IP Flow Mobility and Seamless Offload
  • MAPCON transmits data with 3GPP access and Wi-Fi access as separate PDN connections
  • IFOM transmits data by binding 3GPP access and Wi-Fi access to a single PDN or P-GW.
  • IFOM 9 is an exemplary view showing an example of IFOM technology.
  • the IFOM may provide the same PDN connection through different accesses at the same time. This IFOM provides seamless transmission and reception by bypassing the WLAN.
  • IFOM can carry the IP flow of the same PDN connection from one access to another. As such, thanks to the technology that can divert the traffic of the UE to a wireless LAN, it can reduce the congestion of cellular access of the mobile operator.
  • an access network discovery and selection function (ANDSF) based on 3GPP may provide a policy related to a wireless LAN.
  • the ANDSF may exist in a home public land mobile network (HPLMN) of a UE.
  • the ANDSF may also exist in a visited public land mobile network (VPLMN) of the UE.
  • H-ANDSF when the ANDSF is located in the home network, it may be called H-ANDSF, and when the ANDSF is located in the visited network, it may be called V-ANDSF.
  • H-ANDSF when the ANDSF is located in the home network, it may be called H-ANDSF, and when the ANDSF is located in the visited network, it may be called V-ANDSF.
  • ANDSF is used as a concept that includes both H-ANDSF and V-ANDSF.
  • the ANDSF can provide routing rules, such as information about inter-system mobility policy (ISMP), information for access network discovery, and information about inter-system routing policy (ISRP). have.
  • ISMP inter-system mobility policy
  • ISRP inter-system routing policy
  • IFOM is performed by the initiative decision of the UE.
  • a terminal capable of simultaneously using the 3GPP access network and the WLAN access network may perform IP flow mobility between the two access networks.
  • IFOM uses DSMIP (Dual Stack Mobile IP), a host-based mobility protocol.
  • IP flow mobility was performed only by initiation of the UE. Since then, it has evolved into NBIFOM (network based IP flow mobility), an IFOM technology based on GTP or PMIP, which is a network-based mobility protocol.
  • NBIFOM network based IP flow mobility
  • IP flow mobility may be performed not only by IP flow mobility by UE initiation but also by initiative and decision-making of the network.
  • the NBIFOM may be classified into NBIFOM (UE Initiated NBIFOM) initiated by the UE and NBIFOM (Network Initiated NBIFOM) initiated by the network, depending on who triggers the determination of IP flow mobility.
  • NBIFOM UE Initiated NBIFOM
  • NBIFOM Network Initiated NBIFOM
  • only one mode is used for one PDN connection.
  • the multiple access PDN connection may operate in the UE initiated mode or the network initiated mode. That is, mode selection is performed when the PDN connection is established and remains in the same mode as long as the PDN connection remains active.
  • FIG. 11 shows a process of selecting one of a UE initiation mode and a network initiation mode.
  • a UE capable of NBIFOM wants to request creation of a multi-access PDN connection, it determines which mode to request the creation of the PDN connection, and the UE supports both ANDSF procedures and RAN-assisted WLAN interworking. Assume that you do. If the UE did not roam to VPLMN or roamed to VPLMN but provisioned to use the WLAN selection rules provided by HPLMN, ANDSF for WLAN selection and traffic routing depending on whether the UE has a valid ISRP rule obtained from HPLMN. It is decided whether to use rules or RAN rules.
  • the UE roams to VPLMN and is provisioned to use the WLAN selection rules provided by VPLMN, whether the UE uses ANDSF rules for WLAN selection and traffic routing depending on whether the UE has a valid ISRP rule obtained from VPLMN. Or it is determined whether to use the RAN rule and the following procedure is the same as shown in FIG.
  • the UE determines whether it has an ISRP for IFOM rules. If the UE has an ISRP for IFOM rules, the UE requests creation of a PDN connection that operates in the UE initiation mode. Or, the network selects a UE initiation mode for the PDN connection. If the UE does not have an ISRP for IFOM rules, the UE requests network start mode. Alternatively, the network may select a network initiation mode for the PDN connection.
  • the UE determines whether the UE has a valid ISRP. If the UE does not have a valid ISRP, it is decided to use the RAN rules for WLAN selection and traffic routing. Subsequently, the UE performs an operation for requesting creation of a multiple access PDN connection. At this time, the UE requests creation of a PDN connection operating in the network start mode. Alternatively, the network may select a network initiation mode for the PDN connection.
  • IP flow may mean traffic, packet, data, IP service, application, or the like, and may be used interchangeably.
  • access may refer to a RAT, an access network, radio access, or the like, and may be used interchangeably.
  • the matters described based on the network entity of either the network or the UE may be regarded as described in the criteria of the other network entity. For example, it is understood that the UE receives a specific message from the MME that the MME sends a specific message to the UE.
  • the UE may receive routing rules from the network.
  • the routing rule may include an access type to which the IP flow is to be routed.
  • the type of access included in the routing rule may be either 3GPP access or WLAN access.
  • a rejection / rejection for the routing rule may be transmitted to the network.
  • the network may provide the UE with the desired mapping, ie routing rules, between the IP flows and access links, in which case the UE It can only accept or reject IP flow movement by the network, and the UE cannot initiate / request IP flow movement by itself. That is, when one mode is selected, the network entity may not generate / provide a routing rule redundantly. In other words, neither the UE nor the network can initiate / request IP flow movement for one PDN connection.
  • the NBIFOM mode related to the PDN connection of the UE is a network initiation mode, and the UE does not generate a routing rule in the network initiation mode.
  • the NBIFOM mode associated with the PDN connection is maintained until the PDN connection is released.
  • the PDN connection may be one of a plurality of PDN connections generated by the terminal.
  • the rejection of the routing rule may include information about the cause of the rejection.
  • the cause may be one of the quality of the access type, the coverage related to the access type, and the access type loss, but embodiments of the present invention are not necessarily limited to the listed reasons.
  • the network may send a routing rule to route a specific IP flow to the 3GPP access to the UE.
  • the UE may have already lost or attempted to lose 3GPP access. Accordingly, the UE transmits (or sends a message not to accept) the NBIFOM request received from the network, that is, a message rejecting a routing rule to route a specific IP flow to 3GPP access.
  • the UE may include information on the reason for rejection.
  • the network may send a routing rule to route the specific IP flow to the WLAN access to the UE.
  • the UE may have already lost or attempted to lose WLAN access.
  • the UE transmits (or sends a message not to accept) to the network an NBIFOM request received from the network, that is, a message rejecting a routing rule for routing a specific IP flow to WLAN access.
  • the UE may include information on the reason for rejection.
  • the information on the reason for rejection includes information indicating that 3GPP access is lost, information indicating that 3GPP access is to be lost, information indicating that 3GPP access is not available, information indicating that IP flow cannot be routed by 3GPP access. Or, information indicating that a routing rule requesting routing to 3GPP access is not valid.
  • Recognizing / determining that a UE loses access can be due to a variety of information. For example, if the signal strength is weak or the packet loss rate is a certain amount or more, the access may be determined to be loss.
  • the specific IP flow may be all IP flows associated with the UE or some IP flow.
  • the routing rule sent from the network to the UE may assume that it can be sent to 3GPP access or WLAN access irrespective of routing the IP flow to any access, ie irrespective of the target access of routing.
  • the network receiving the rejection message (or not accepting) for the NBIFOM request from the UE does not transmit a routing rule to the UE to route a specific IP flow to the rejected access (3GPP or WLAN access). That is, the network pauses an NBIFOM request / operation to route / steering IP flow to the denied access (3GPP or WLAN access) for the UE.
  • the network has been described as receiving a rejection message (or a message not accepting) as a factor of stopping an NBIFOM request for routing an IP flow to WLAN access.
  • the UE has lost or lost WLAN access to the network.
  • the network is aware that the WLAN access of the UE has been lost or removed.
  • the PCRF recognizes that the UE has removed 3GPP access through a procedure such as the 5.3.8.2 UE-initiated Detach procedure clause of 3GPP TS 23.401.
  • this may also be the case when the PCRF recognizes that the UE has removed WLAN access through a procedure such as 16.3 Detach and PDN disconnection in WLAN on S2a of 3GPP TS 23.402.
  • the present invention is not limited thereto, and it can be recognized that WLAN access has been lost or removed through a conventional detach procedure and a PDN disconnection procedure.
  • the PCRF may obtain the above information from other network nodes in various ways.
  • the network resumes the network-initiated NBIFOM operation that stopped when one or more of the following conditions were met. That is, by resuming the NBIFOM request sent to the UE to route the IP flow to the WLAN access, the network can send the NBIFOM request to the UE including routing rules for routing the IP flow to the WLAN access, if necessary. .
  • the network recognizes / determines that the UE has a connection / connection to the WLAN access or creates a connection / connection.
  • the method of recognizing / determining the above may be a UE separately transmitting a message indicating this to the network.
  • the UE may be creating an attach and / or PDN connection via WLAN access.
  • the above may be equally applied to the case where the access which stopped the network-initiated NBIFOM operation is a 3GPP access.
  • PCRF can recognize that UE creates connection / connection with 3GPP access through procedures such as 5.3.2 Initial Attach clause or 5.10.2 UE requested PDN connectivity clause of 3GPP TS 23.401. .
  • the PCRF creates a connection / connection to the UE's WLAN access through a procedure such as the 16.2 Initial Attach section of the 3GPP TS 23.402 or the 16.8 UE Initiated PDN connectivity request procedure in WLAN on S2a for Multi-connection Mode section.
  • a procedure such as the 16.2 Initial Attach section of the 3GPP TS 23.402 or the 16.8 UE Initiated PDN connectivity request procedure in WLAN on S2a for Multi-connection Mode section.
  • the present invention is not limited thereto, and it can be recognized that WLAN access is connected through a conventional attach procedure and a PDN connection establishment procedure.
  • the PCRF may obtain the above information from other network nodes in various ways.
  • the access that stopped the network-initiated NBIFOM operation is a WLAN access
  • this may mean a connection to the P-GW through the WLAN access.
  • a non-seamless WLAN offload (NSWO) in which packets are routed to a backhaul network without being connected to a P-GW through WLAN access, may not be regarded as connected to the WLAN access as described above.
  • the network initiated NBIFOM operation may be resumed.
  • loss of access may be interpreted as unavailable, unusable, not connectable, etc., and recovery from loss of access is available or usable. It can be interpreted as usable, connectable, or the like.
  • FIGS. 12 to 13 illustrate operations between respective network nodes in accordance with an embodiment of the present invention.
  • the descriptions of FIGS. 12 to 13 are not exclusive to the above-described embodiments, and may be implemented together within the range not incompatible.
  • step S1201 the UE creates a multiple access PDN connection in network initiation mode.
  • the UE may be connected to 3GPP access and WLAN access simultaneously. Or it may only be connected to one access.
  • step S1202 a routing rule for requesting routing of IP flow to 3GPP access in the network is transmitted to the UE.
  • step S1203 the UE rejects the routing rule of the network, for example, because of a loss of 3GPP access or because of poor quality (eg, signal strength) of the 3GPP access or a loss of 3GPP coverage or loss of 3GPP access. Send a message to the network.
  • step S1204 the UE detects that the 3GPP link (or 3GPP access) is available (usable).
  • step S1205 the UE transmits a message indicating that 3GPP access is available to the network. In FIG. 3, this is illustrated as being transmitted to the network through 3GPP access. Alternatively, the present invention may be transmitted through WLAN access.
  • a conventional message may be extended or a newly defined message may be used as the message to be used at this time.
  • the P-GW provides the PCRF with information that 3GPP access received from the UE is usable. Based on this, the PCRF updates the PCC rule (or routing rule) and provides it to the P-GW.
  • the P-GW may update the PCC rule (or routing rule) based on the information received from the UE on its own instead of performing an interaction with the PCRF.
  • the P-GW updates the routing rule based on the updated PCC rule and provides it to the UE.
  • FIG. 13 illustrates a situation in which the IP flow is routed to the WLAN.
  • the UE creates a multiple access PDN connection in a network initiation mode.
  • the UE may be connected to 3GPP access and WLAN access simultaneously. However, it may only be connected to one access.
  • the UE provides a routing rule for requesting routing of IP flow to WLAN access in the network.
  • the UE attempts to lose the WLAN access, or the quality of the WLAN access (eg, signal strength, etc.) is poor, or is out of the WLAN coverage, or the WLAN access is lost. Send the rejected message to the network.
  • the UE detects that the WLAN link (or WLAN access) is available.
  • the UE transmits a message indicating that WLAN access is available to the network.
  • this is illustrated as being transmitted to the network via WLAN access.
  • the transmission may be transmitted through 3GPP access.
  • a conventional message may be extended or a newly defined message may be used as the message to be used at this time.
  • the information notifying the network may indicate that the TWAN is available, or may inform that the WLAN access is available and that the TWAN is available.
  • the P-GW provides the PCRF with information indicating that the WLAN access received from the UE is usable. Based on this, the PCRF updates the PCC rule (or routing rule) and provides it to the P-GW.
  • the P-GW may update the PCC rule (or routing rule) based on the information received from the UE instead of performing interaction with the PCRF.
  • the P-GW updates the routing rule based on the updated PCC rule and provides it to the UE.
  • TWAN 12 and 13 illustrate a TWAN as a WLAN.
  • an untrusted WLAN may be applied.
  • the same procedure may be applied by replacing TWAN with ePDG in the drawing.
  • the present invention is not only when the UE informs the network of the access loss related information, but also congestion on 3GPP access or congestion on WLAN access or congestion on core network (this is 3GPP). It may also be applied when congestion related information is informed to the network, such as a core network connected to an access or a core network / TWAN connected to a WLAN access). In addition, when the UE is difficult to route the flow through the multiple access because the battery state (or power state) is low, it can be extended to the case that informed the network about this information.
  • routing rule may be interpreted as routing policy, routing information, IP flow steering information, and the like.
  • network used in the examples mainly means PCRF, but is not necessarily limited thereto and may be various network nodes (eg, P-GW, etc.) involved in IP flow mobility.
  • FIG. 14 is a diagram showing the configuration of a preferred embodiment of a terminal device and a network node device according to an example of the present invention.
  • the terminal device 100 may include a transceiver 110, a processor 120, and a memory 130.
  • the transceiver 110 may be configured to transmit various signals, data and information to an external device, and to receive various signals, data and information to an external device.
  • the terminal device 100 may be connected to an external device by wire and / or wirelessly.
  • the processor 120 may control the overall operation of the terminal device 100, and may be configured to perform a function of the terminal device 100 to process and process information to be transmitted and received with an external device.
  • the processor 120 may be configured to perform a terminal operation proposed in the present invention.
  • the memory 130 may store the processed information for a predetermined time and may be replaced with a component such as a buffer (not shown).
  • the network node device 200 may include a transceiver 210, a processor 220, and a memory 230.
  • the transceiver 210 may be configured to transmit various signals, data, and information to an external device, and receive various signals, data, and information to an external device.
  • the network node device 200 may be connected to an external device by wire and / or wirelessly.
  • the processor 220 may control the overall operation of the network node device 200, and may be configured to perform a function of calculating and processing information to be transmitted / received with an external device.
  • the processor 220 may be configured to perform the network node operation proposed in the present invention.
  • the memory 230 may store the processed information for a predetermined time and may be replaced with a component such as a buffer (not shown).
  • the specific configuration of the terminal device 100 and the network device 200 as described above may be implemented so that the above-described matters described in various embodiments of the present invention can be applied independently or two or more embodiments are applied at the same time, overlapping The description is omitted for clarity.
  • Embodiments of the present invention described above may be implemented through various means.
  • embodiments of the present invention may be implemented by hardware, firmware, software, or a combination thereof.
  • a method according to embodiments of the present invention may include one or more Application Specific Integrated Circuits (ASICs), Digital Signal Processors (DSPs), Digital Signal Processing Devices (DSPDs), and Programmable Logic Devices (PLDs). It may be implemented by field programmable gate arrays (FPGAs), processors, controllers, microcontrollers, microprocessors, and the like.
  • ASICs Application Specific Integrated Circuits
  • DSPs Digital Signal Processors
  • DSPDs Digital Signal Processing Devices
  • PLDs Programmable Logic Devices
  • FPGAs field programmable gate arrays
  • processors controllers, microcontrollers, microprocessors, and the like.
  • the method according to the embodiments of the present invention may be implemented in the form of an apparatus, procedure, or function for performing the functions or operations described above.
  • the software code may be stored in a memory unit and driven by a processor.
  • the memory unit may be located inside or outside the processor, and may exchange data with the processor by various known means.

Landscapes

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

Abstract

본 발명의 일 실시예는, 무선통신시스템에서 단말의 NBIFOM(network based IP flow mobility)에 관련된 신호 송수신 방법에 있어서, 단말이 라우팅 룰을 생성하지 못하는 네트워크 개시 모드(network initiated mode)에서, 단말이 네트워크로부터 라우팅 룰을 수신하는 단계; 상기 라우팅 룰에 대한 거절을 상기 네트워크로 전송하는 단계; 및 상기 라우팅 룰에 포함된 액세스 타입이 사용 가능해진 경우, 상기 라우팅 룰에 포함된 액세스 타입의 사용 가능을 지시하는 정보를 네트워크로 전송하는 단계를 포함하는, NBIFOM에 관련된 신호 송수신 방법이다.

Description

무선 통신 시스템에서 NBIFOM에 관련된 신호 송수신 방법 및 이를 위한 장치
이하의 설명은 무선 통신 시스템에 대한 것으로, 보다 구체적으로는 NBIFOM(network based IP flow mobility)에 관련된 신호 송수신 방법 및 장치에 대한 것이다.
무선 통신 시스템이 음성이나 데이터 등과 같은 다양한 종류의 통신 서비스를 제공하기 위해 광범위하게 전개되고 있다. 일반적으로 무선 통신 시스템은 가용한 시스템 자원(대역폭, 전송 파워 등)을 공유하여 다중 사용자와의 통신을 지원할 수 있는 다중 접속(multiple access) 시스템이다. 다중 접속 시스템의 예들로는 CDMA(code division multiple access) 시스템, FDMA(frequency division multiple access) 시스템, TDMA(time division multiple access) 시스템, OFDMA(orthogonal frequency division multiple access) 시스템, SC-FDMA(single carrier frequency division multiple access) 시스템, MC-FDMA(multi carrier frequency division multiple access) 시스템 등이 있다.
본 발명에서는 3GPP EPS(Evolved Packet System)와 같은 이동통신 시스템에서 3GPP 액세스 네트워크와 WLAN 액세스 네트워크 간에 IP flow mobility를 효율적으로 제공하는 메커니즘을 제안한다. 특히, 본 발명에서는 UE의 3GPP 액세스 또는 WLAN 액세스의 loss 및 loss로부터의 복구를 효율적으로 처리하는 네트워크 개시 NBIFOM 방안을 제안한다.
본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 실시예는, 무선통신시스템에서 단말의 NBIFOM(network based IP flow mobility)에 관련된 신호 송수신 방법에 있어서, 단말이 라우팅 룰을 생성하지 못하는 네트워크 개시 모드(network initiated mode)에서, 단말이 네트워크로부터 라우팅 룰을 수신하는 단계; 상기 라우팅 룰에 대한 거절을 상기 네트워크로 전송하는 단계; 및 상기 라우팅 룰에 포함된 액세스 타입이 사용 가능해진 경우, 상기 라우팅 룰에 포함된 액세스 타입의 사용 가능을 지시하는 정보를 네트워크로 전송하는 단계를 포함하는, NBIFOM에 관련된 신호 송수신 방법이다.
본 발명의 일 실시예는, 무선 통신 시스템에서 NBIFOM(network based IP flow mobility)에 관련된 신호를 송수신하는 단말 장치에 있어서, 송수신 장치; 및 프로세서를 포함하고, 상기 프로세서는, 단말이 라우팅 룰을 생성하지 못하는 네트워크 개시 모드(network initiated mode)에서 네트워크로부터 라우팅 룰을 수신하고, 상기 라우팅 룰에 대한 거절을 상기 네트워크로 전송하며, 상기 라우팅 룰에 포함된 액세스 타입이 사용 가능하다는 정보를 네트워크로 전송하는, 단말 장치이다.
상기 PDN 연결에 관련된 NBIFOM 모드는 상기 PDN 연결이 해제될 때까지 유지될 수 있다.
상기 PDN 연결은 상기 단말이 생성한, 복수의 액세스를 통해 트래픽이 라우팅될 수 있는 다중 액세스 PDN 연결일 수 있다.
상기 라우팅 룰은 IP 플로우가 라우팅되어야 할 액세스 타입을 포함할 수 있다.
상기 라우팅 룰에 포함된 액세스 타입은 3GPP 액세스일 수 있다.
상기 라우팅 룰에 포함된 액세스 타입은 WLAN 액세스일 수 있다.
상기 라우팅 룰에 대한 거절은 거절의 이유(cause)에 대한 정보를 포함할 수 있다.
상기 이유는, 상기 액세스 타입의 품질, 상기 액세스 타입에 관련된 커버리지, 상기 액세스 타입 로스(loss) 중 하나일 수 있다.
상기 라우팅 룰에 포함된 액세스 타입이 사용 가능하다는 정보는 상기 라우팅 룰에 포함된 액세스 타입과 동일한 액세스를 통해 전송되는 것일 수 있다.
상기 라우팅 룰에 포함된 액세스 타입이 사용 가능하다는 정보는 상기 라우팅 룰을 수신한 액세스 타입과 동일한 액세스를 통해 전송되는 것일 수 있다.
상기 사용 가능하다는 정보를 네트워크로 전송한 후에, 네트워크로부터 상기 사용 가능한 액세스 타입을 포함하는 라우팅 룰을 수신하는 것을 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, UE의 3GPP 액세스 또는 WLAN 액세스의 loss 및 loss로부터의 복구를 효율적으로 처리하는 네트워크 개시 NBIFOM 방안을 제안한다.
본 발명에서 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 명세서에 첨부되는 도면은 본 발명에 대한 이해를 제공하기 위한 것으로서 본 발명의 다양한 실시형태들을 나타내고 명세서의 기재와 함께 본 발명의 원리를 설명하기 위한 것이다.
도 1은 EPC(Evolved Packet Core)를 포함하는 EPS(Evolved Packet System)의 개략적인 구조를 나타내는 도면이다.
도 2는 일반적인 E-UTRAN과 EPC의 아키텍처를 나타낸 예시도이다.
도 3은 제어 평면에서의 무선 인터페이스 프로토콜의 구조를 나타낸 예시도이다.
도 4는 사용자 평면에서의 무선 인터페이스 프로토콜의 구조를 나타낸 예시도이다.
도 5는 랜덤 액세스 과정을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 6은 무선자원제어(RRC) 계층에서의 연결 과정을 나타내는 도면이다.
도 7 및 도 8은 무선랜(WLAN)이 EPC에 연결된 구조의 예이다.
도 9는 IFOM 기술의 예를 나타낸 예시도이다.
도 10(a) 및 도 10(b)은 액세스 네트워크 선택을 위한 네트워크 제어 엔티티를 나타낸다.
도 11은 UE 개시 모드와 네트워크 개시 모드 중 어느 하나를 선택하는 과정을 나타낸다.
도 12 내지 도 13은 본 발명의 실시예에 관련하여 각 네트워크 노드들간의 동작의 예시이다.
도 14는 본 발명의 실시예에 따른 노드 장치에 대한 구성을 예시한 도면이다.
이하의 실시예들은 본 발명의 구성요소들과 특징들을 소정 형태로 결합한 것들이다. 각 구성요소 또는 특징은 별도의 명시적 언급이 없는 한 선택적인 것으로 고려될 수 있다. 각 구성요소 또는 특징은 다른 구성요소나 특징과 결합되지 않은 형태로 실시될 수 있다. 또한, 일부 구성요소들 및/또는 특징들을 결합하여 본 발명의 실시예를 구성할 수도 있다. 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.
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.
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. 또한, 본 명세서 전체에서 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용하여 설명한다.
본 발명의 실시예들은 IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802 계열 시스템, 3GPP 시스템, 3GPP LTE 및 LTE-A 시스템 및 3GPP2 시스템 중 적어도 하나에 관련하여 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.
이하의 기술은 다양한 무선 통신 시스템에서 사용될 수 있다. 명확성을 위하여 이하에서는 3GPP LTE 및 3GPP LTE-A 시스템을 위주로 설명하지만 본 발명의 기술적 사상이 이에 제한되는 것은 아니다.
본 문서에서 사용되는 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 PS(packet switched) 코어 네트워크인 EPC(Evolved Packet Core)와 LTE/UTRAN 등의 액세스 네트워크로 구성된 네트워크 시스템. UMTS가 진화된 형태의 네트워크이다.
- NodeB: GERAN/UTRAN의 기지국. 옥외에 설치하며 커버리지는 매크로 셀(macro cell) 규모이다.
- eNodeB: E-UTRAN의 기지국. 옥외에 설치하며 커버리지는 매크로 셀(macro cell) 규모이다.
- UE(User Equipment): 사용자 기기. UE는 단말(terminal), ME(Mobile Equipment), MS(Mobile Station) 등의 용어로 언급될 수도 있다. 또한, UE는 노트북, 휴대폰, PDA(Personal Digital Assistant), 스마트 폰, 멀티미디어 기기 등과 같이 휴대 가능한 기기일 수 있고, 또는 PC(Personal Computer), 차량 탑재 장치와 같이 휴대 불가능한 기기일 수도 있다. MTC 관련 내용에서 UE 또는 단말이라는 용어는 MTC 디바이스를 지칭할 수 있다.
- HNB(Home NodeB): UMTS 네트워크의 기지국으로서 옥내에 설치하며 커버리지는 마이크로 셀(micro cell) 규모이다.
- HeNB(Home eNodeB): EPS 네트워크의 기지국으로서 옥내에 설치하며 커버리지는 마이크로 셀 규모이다.
- MME(Mobility Management Entity): 이동성 관리(Mobility Management; MM), 세션 관리(Session Management; SM) 기능을 수행하는 EPS 네트워크의 네트워크 노드.
- PDN-GW(Packet Data Network-Gateway)/PGW: UE IP 주소 할당, 패킷 스크리닝(screening) 및 필터링, 과금 데이터 취합(charging data collection) 기능 등을 수행하는 EPS 네트워크의 네트워크 노드.
- SGW(Serving Gateway): 이동성 앵커(mobility anchor), 패킷 라우팅(routing), 유휴(idle) 모드 패킷 버퍼링, MME가 UE를 페이징하도록 트리거링하는 기능 등을 수행하는 EPS 네트워크의 네트워크 노드.
- NAS(Non-Access Stratum): UE와 MME간의 제어 플레인(control plane)의 상위 단(stratum). LTE/UMTS 프로토콜 스택에서 UE와 코어 네트워크간의 시그널링, 트래픽 메시지를 주고 받기 위한 기능적인 계층으로서, UE의 이동성을 지원하고, UE와 PDN GW 간의 IP 연결을 수립(establish) 및 유지하는 세션 관리 절차를 지원하는 것을 주된 기능으로 한다.
- PDN(Packet Data Network): 특정 서비스를 지원하는 서버(예를 들어, MMS(Multimedia Messaging Service) 서버, WAP(Wireless Application Protocol) 서버 등)가 위치하고 있는 네트워크.
- PDN 연결: 하나의 IP 주소(하나의 IPv4 주소 및/또는 하나의 IPv6 프리픽스)로 표현되는, UE와 PDN 간의 논리적인 연결.
- RAN(Radio Access Network): 3GPP 네트워크에서 NodeB, eNodeB 및 이들을 제어하는 RNC(Radio Network Controller)를 포함하는 단위. UE 간에 존재하며 코어 네트워크로의 연결을 제공한다.
- HLR(Home Location Register)/HSS(Home Subscriber Server): 3GPP 네트워크 내의 가입자 정보를 가지고 있는 데이터베이스. HSS는 설정 저장(configuration storage), 아이덴티티 관리(identity management), 사용자 상태 저장 등의 기능을 수행할 수 있다.
- PLMN(Public Land Mobile Network): 개인들에게 이동통신 서비스를 제공할 목적으로 구성된 네트워크. 오퍼레이터 별로 구분되어 구성될 수 있다.
- Proximity Service (또는 ProSe Service 또는 Proximity based Service): 물리적으로 근접한 장치 사이의 디스커버리 및 상호 직접적인 커뮤니케이션 또는 기지국을 통한 커뮤니케이션 또는 제 3의 장치를 통한 커뮤니케이션이 가능한 서비스. 이때 사용자 평면 데이터(user plane data)는 3GPP 코어 네트워크(예를 들어, EPC)를 거치지 않고 직접 데이터 경로(direct data path)를 통해 교환된다.
- ProSe 커뮤니케이션: 둘 이상의 ProSe 가능한 단말들 사이의, ProSe 커뮤니케이션 경로를 통한 커뮤니케이션을 의미한다. 특별히 달리 언급되지 않는 한, ProSe 커뮤니케이션은 ProSe E-UTRA 커뮤니케이션, 두 단말 사이의 ProSe-assisted WLAN direct communication, ProSe 그룹 커뮤니케이션 또는 ProSe 브로드캐스트 커뮤니케이션 중 하나를 의미할 수 있다.
- ProSe E-UTRA 커뮤니케이션 : ProSe E-UTRA 커뮤니케이션 경로를 사용한 ProSe 커뮤니케이션
- ProSe-assisted WLAN direct communication: 직접 커뮤니케이션 경로를 사용한 ProSe 커뮤니케이션
- ProSe 커뮤니케이션 경로 : ProSe 커뮤니케이션을 지원하는 커뮤니케이션 경로로써, ProSe E-UTRA 커뮤니케이션 경로는 E-UTRA를 사용하여 ProSe-enabled UE들 사이에서 또는 로컬 eNB를 통해 수립될 수 있다. ProSe-assisted WLAN direct communication path는 WLAN을 사용하여 ProSe-enabled UEs 사이에서 직접 수립될 수 있다.
- EPC 경로 (또는 infrastructure data path): EPC를 통한 사용자 평면 커뮤니케이션 경로
- ProSe 디스커버리: E-UTRA를 사용하여, 근접한 ProSe-enabled 단말을 식별/확인하는 과정
- ProSe Group Communication: 근접한 둘 이상의 ProSe-enabled 단말 사이에서, 공통 커뮤니케이션 경로를 사용하는 일 대 다 ProSe 커뮤니케이션
- ProSe UE-to-Network Relay : E-UTRA를 사용하는 ProSe-enabled 네트워크와 ProSe-enabled 퍼블릭 세이프티 단말 사이의 커뮤니케이션 릴레이로 동작하는 ProSe-enabled 퍼블릭 세이프티 단말
- ProSe UE-to-UE Relay: 둘 이상의 ProSe-enabled 퍼블릭 세이프티 단말 사이에서 ProSe 커뮤니케이션 릴레이로 동작하는 ProSe-enabled 퍼블릭 세이프티 단말
- Remote UE: UE-to-Network Relay 동작에서는 E-UTRAN에 의해 서비스 받지 않고 ProSe UE-to-Network Relay를 통해 EPC 네트워크에 연결되는, 즉 PDN 연결을 제공받는 ProSe-enabled 퍼블릭 세이프티 단말이며, UE-to-UE Relay 동작에서는 ProSe UE-to-UE Relay를 통해 다른 ProSe-enabled 퍼블릭 세이프티 단말과 통신하는 ProSe-enabled 퍼블릭 세이프티 단말.
- ProSe-enabled Network: ProSe 디스커버리, ProSe 커뮤니케이션 및/또는 ProSe-assisted WLAN 직접 통신을 지원하는 네트워크. 이하에서는 ProSe-enabled Network 를 간단히 네트워크라고 지칭할 수 있다.
- ProSe-enabled UE: ProSe 디스커버리, ProSe 커뮤니케이션 및/또는 ProSe-assisted WLAN 직접 통신을 지원하는 단말. 이하에서는 ProSe-enabled UE 및 ProSe-enabled Public Safety UE를 단말이라 칭할 수 있다.
- Proximity: 디스커버리와 커뮤니케이션에서 각각 정의되는 proximity 판정 기준을 만족하는 것
- SLP(SUPL Location Platform): 위치 서비스 관리(Location Service Management)와 포지션 결정(Position Determination)을 관장하는 엔티티. SLP는 SLC(SUPL Location Center) 기능과 SPC(SUPL Positioning Center) 기능을 포함한다. 자세한 사항은 Open Mobile Alliance(OMA) 표준문서 OMA AD SUPL: "Secure User Plane Location Architecture"을 참고하기로 한다.
- USD(User Service Description): 애플리케이션/서비스 레이어는 각 MBMS 서비스를 위한 TMGI(Temporary Mobile Group Identity), 세션의 시작 및 종료 시간, frequencies, MBMS 서비스 지역에 속하는 MBMS service area identities(MBMS SAIs) 정보 등을 USD에 담아 단말에게 전송한다. 자세한 사항은 3GPP TS 23.246 내용을 참고하기로 한다.
- ISR(Idle mode Signalling Reduction): 단말이 E-UTRAN과 UTRAN/GERAN 사이를 자주 이동하게 되는 경우 반복적인 위치 등록 절차에 의한 네트워크 자원의 낭비가 발생한다. 이를 줄이기 위한 방법으로써 단말이 idle mode인 경우 E-UTRAN과 UTRAN/GERAN을 경유하여 각각 MME와 SGSN (이하 이 두 노드를 mobility management node라 칭함)에게 위치 등록 후, 이미 등록한 두 RAT(Radio Access Technology) 사이의 이동 또는 cell reselection을 수행한 경우 별도의 위치 등록을 하지 않게 하는 기술이다. 따라서 해당 단말로의 DL(downlink) data가 도착하는 경우 paging을 E-UTRAN과 UTRAN/GERAN에 동시에 보냄으로써, 단말을 성공적으로 찾아 DL data를 전달할 수 있다. [3GPP TS 23.401 및 3GPP TS 23.060 참조]
- Mission Critical Push To Talk: 빠른 설정 시간, 대규모 그룹을 처리할 수 있는 능력, 강력한 security, priority handling을 제공하는 group communication service.
- ANDSF(Access Network Discovery and Selection Function): 하나의 네트워크 entity로써 사업자 단위로 단말이 사용가능한 access 를 발견하고 선택하도록 하는 Policy를 제공
- ISRP(Inter-System Routing Policy): UE가 여러 무선 액세스 인터페이스들 중 어느 것으로 IP 트래픽을 라우팅해야 하는지를 사업자(operator)가 정의한 규칙이다. 이러한, ISRP는 패킷 서비스(또는 IP flow 또는 IP 트래픽 또는 애플리케이션)를 라우팅/조정(steering) 하기 위해 선호되는 (즉, 우선순위가 높은) 또는 제한되는 액세스 네트워크를 정의한 정책으로 다음과 같이 3 종류의 규칙을 포함할 수 있다. 즉, ISRP는 다음과 같이 IFOM(IP Flow Mobility) 규칙, MAPCON(Multi Access PDN Connectivity) 규칙 그리고 NSWO(Non-seamless WLAN offload) 규칙으로 구분될 수 있다.
- IFOM(IP Flow Mobility) 규칙: 이 규칙은 특정 APN 또는 임의 APN 상에서 특정 IP 트래픽 필터와 매칭되는 트래픽을 라우팅할 수 있을 때, UE에 의해서 사용되어야 하는 액세스 테크놀로지/액세스 네트워크들을 우선순위에 따라 정리한 리스트이다. 또한, 이 규칙은 특정 APN 또는 임의 APN 상에서 특정 IP 트래픽 필터와 매칭되는 트래픽이 어느 무선 액세스에 대해서 제한되는지를 지정할 수 있다.
- MAPCON(Multi Access PDN Connectivity) 규칙: 이 규칙은 특정 APN에 대한 PDN 커넥션을 라우팅할 수 있을때, UE에 의해서 사용되어야 하는 액세스 테크놀로지/액세스 네트워크들을 우선순위에 따라 정리한 리스트이다. 또한, 이 규칙은 특정 APN으로의 PDN 커넥션을 어느 무선 액세스에 대해서 제한해야 할지를 지정할 수 있다.
- NSWO(Non-seamless WLAN offload) 규칙: 이 규칙은 어느 트래픽이 WLAN으로 우회되어야 할지 우회되지 말아야 할지를 지정한다.
- ISMP(Inter-System Mobility Policy): UE에 의해서 수행되는 시스템 간 이동성 결정에 영향을 미치도록 사업자가 정의한 규칙의 집합이다. UE가 단독의 무선 액세스 인터페이스 상에서 IP 트래픽을 라우팅할 수 있을 때, UE는 가장 적합한 액세스 테크놀로지 타입 또는 액세스 네트워크를 주어진 시간에 선택하기 위해서, ISMP를 사용할 수 있다.
- RAN 규칙(RAN rule): 네트워크로부터 수신되는 규칙으로서, RAN(Radio Access Network) 지원 정보로도 불린다. RAN 규칙은 ANDSF ISRP/ISMP 없이 사용되는 RAN이 지원하는 WLAN 인터워킹 으로도 일컬어진다. 트래픽을 WLAN으로 이동시키기 위한 RAN 규칙이 충족되었을 때, UE의 AS(Access Stratum) 계층은 move-traffic-to-WLAN 인디케이션과 WLAN 식별자를 함께 UE의 상위 계층으로 전달한다. 또는, 트래픽을 3GPP 액세스로 이동시키기 위한 RAN 규칙이 충족되었을 때, UE의 AS(Access Stratum) 계층은 move-traffic-from-WLAN 인디케이션과 WLAN 식별자를 함께 UE의 상위 계층으로 전달한다. RAN 규칙에 대한 상세한 설명은 3GPP TS 23.401, TS 23.060, TS 23.402, TS 36.300, TS 36.304, TS 36.331, TS 25.304 그리고 TS 25.331를 참고하기로 한다.
- 로컬 운영 환경 정보(Local Operating Environment Information): This is a set of implementation specific parameters which describe the local environment in which the UE is operating.
- Network-Based IP Flow Mobility(NBIFOM): 네트워크 기반의 이동성 프로토콜 (GTP 또는 PMIP)에 기반한 IP flow mobility
- UE 개시 NBIFOM(UE-initiated NBIFOM): UE가 IP flow mobility를 개시하는 NBIFOM
- 네트워크 개시 NBIFOM(Network-initiated NBIFOM): 네트워크가 IP flow mobility를 개시하는 NBIFOM
- 다중 액세스 PDN 연결(Multi-access PDN connection): 트래픽이 3GPP access 또는 WLAN access 또는 상기 두 access를 통해 라우팅될 수 있는 PDN connection. 단, 각 IP flow는 한번에 하나의 access를 통해서만 라우팅된다.
- 라우팅 필터(Routing filter): 라우팅 목적을 위해 IP flow를 identify하기 위해 사용하는 패킷 플로우의 IP 헤더 파라미터 값들/범위들의 집합
- Routing access type: PDN connection의 IP flow들의 집합을 라우팅하는 access의 종류 (3GPP access 또는 WLAN access)
- Routing Rule (RR): 라우팅 필터와 라우팅 액세스 타입의 연계를 가능하게 하는 정보의 집합
EPC(Evolved Packet Core)
도 1은 EPC(Evolved Packet Core)를 포함하는 EPS(Evolved Packet System)의 개략적인 구조를 나타내는 도면이다.
EPC는 3GPP 기술들의 성능을 향상하기 위한 SAE(System Architecture Evolution)의 핵심적인 요소이다. SAE는 다양한 종류의 네트워크 간의 이동성을 지원하는 네트워크 구조를 결정하는 연구 과제에 해당한다. SAE는, 예를 들어, IP 기반으로 다양한 무선 접속 기술들을 지원하고 보다 향상된 데이터 전송 캐퍼빌리티를 제공하는 등의 최적화된 패킷-기반 시스템을 제공하는 것을 목표로 한다.
구체적으로, EPC는 3GPP LTE 시스템을 위한 IP 이동 통신 시스템의 코어 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 캐퍼빌리티(capability)를 가지는 단말과 단말 간의 연결이, IP 기반의 기지국(예를 들어, eNodeB(evolved Node B)), EPC, 애플리케이션 도메인(예를 들어, IMS(IP Multimedia Subsystem))을 통하여 구성될 수 있다. 즉, EPC는 단-대-단(end-to-end) IP 서비스 구현에 필수적인 구조이다.
EPC는 다양한 구성요소들을 포함할 수 있으며, 도 1에서는 그 중에서 일부에 해당하는, SGW(Serving Gateway), PDN GW(Packet Data Network Gateway), MME(Mobility Management Entity), SGSN(Serving GPRS(General Packet Radio Service) Supporting Node), ePDG(enhanced Packet Data Gateway)를 도시한다.
SGW(또는 S-GW)는 무선 접속 네트워크(RAN)와 코어 네트워크 사이의 경계점으로서 동작하고, 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 GW(또는 P-GW)는 패킷 데이터 네트워크를 향한 데이터 인터페이스의 종료점(termination point)에 해당한다. PDN GW는 정책 집행 특징(policy enforcement features), 패킷 필터링(packet filtering), 과금 지원(charging support) 등을 지원할 수 있다. 또한, 3GPP 네트워크와 비-3GPP 네트워크 (예를 들어, I-WLAN(Interworking Wireless Local Area Network)과 같은 신뢰되지 않는 네트워크, CDMA(Code Division Multiple Access) 네트워크나 WiMax와 같은 신뢰되는 네트워크)와의 이동성 관리를 위한 앵커 포인트 역할을 할 수 있다.
도 1의 네트워크 구조의 예시에서는 SGW와 PDN GW가 별도의 게이트웨이로 구성되는 것을 나타내지만, 두 개의 게이트웨이가 단일 게이트웨이 구성 옵션(Single Gateway Configuration Option)에 따라 구현될 수도 있다.
MME는, UE의 네트워크 연결에 대한 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(control plane) 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 캐퍼빌리티를 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 포인트들이 존재할 수 있다.
표 1
레퍼런스 포인트 설명
S1-MME E-UTRAN와 MME 간의 제어 플레인 프로토콜에 대한 레퍼런스 포인트(Reference point for the control plane protocol between E-UTRAN and MME)
S1-U 핸드오버 동안 eNB 간 경로 스위칭 및 베어러 당 사용자 플레인 터널링에 대한 E-UTRAN와 SGW 간의 레퍼런스 포인트(Reference point between E-UTRAN and Serving GW for the per bearer user plane tunnelling and inter eNodeB path switching during handover)
S3 유휴(idle) 및/또는 활성화 상태에서 3GPP 액세스 네트워크 간 이동성에 대한 사용자 및 베어러 정보 교환을 제공하는 MME와 SGSN 간의 레퍼런스 포인트. 이 레퍼런스 포인트는 PLMN-내 또는 PLMN-간(예를 들어, PLMN-간 핸드오버의 경우)에 사용될 수 있음) (It enables user and bearer information exchange for inter 3GPP access network mobility in idle and/or active state. This reference point can be used intra-PLMN or inter-PLMN (e.g. in the case of Inter-PLMN HO).)
S4 (GPRS 코어와 SGW의 3GPP 앵커 기능 간의 관련 제어 및 이동성 지원을 제공하는 SGW와 SGSN 간의 레퍼런스 포인트. 또한, 직접 터널이 수립되지 않으면, 사용자 플레인 터널링을 제공함(It provides related control and mobility support between GPRS Core and the 3GPP Anchor function of Serving GW. In addition, if Direct Tunnel is not established, it provides the user plane tunnelling.)
S5 SGW와 PDN GW 간의 사용자 플레인 터널링 및 터널 관리를 제공하는 레퍼런스 포인트. 단말 이동성으로 인해, 그리고 요구되는 PDN 연결성을 위해서 SGW가 함께 위치하지 않은 PDN GW로의 연결이 필요한 경우, SGW 재배치를 위해서 사용됨(It provides user plane tunnelling and tunnel management between Serving GW and PDN GW. It is used for Serving GW relocation due to UE mobility and if the Serving GW needs to connect to a non-collocated PDN GW for the required PDN connectivity.)
S11 MME와 SGW 간의 레퍼런스 포인트
SGi PDN GW와 PDN 간의 레퍼런스 포인트. PDN은, 오퍼레이터 외부 공용 또는 사설 PDN이거나 예를 들어, IMS 서비스의 제공을 위한 오퍼레이터-내 PDN일 수 있음. 이 레퍼런스 포인트는 3GPP 액세스의 Gi에 해당함(It is the reference point between the PDN GW and the packet data network. Packet data network may be an operator external public or private packet data network or an intra operator packet data network, e.g. for provision of IMS services. This reference point corresponds to Gi for 3GPP accesses.)
도 1에 도시된 레퍼런스 포인트 중에서 S2a 및 S2b는 비-3GPP 인터페이스에 해당한다. S2a는 신뢰되는 비-3GPP 액세스 및 PDN GW 간의 관련 제어 및 이동성 지원을 사용자 평면에 제공하는 레퍼런스 포인트이다. S2b는 ePDG 및 PDN GW 간의 관련 제어 및 이동성 지원을 사용자 평면에 제공하는 레퍼런스 포인트이다.
도 2는 일반적인 E-UTRAN과 EPC의 아키텍처를 나타낸 예시도이다.
도시된 바와 같이, eNodeB는 RRC(Radio Resource Control) 연결이 활성화되어 있는 동안 게이트웨이로의 라우팅, 페이징 메시지의 스케줄링 및 전송, 브로드캐스터 채널(BCH)의 스케줄링 및 전송, 업링크 및 다운링크에서의 자원을 UE에게 동적 할당, eNodeB의 측정을 위한 설정 및 제공, 무선 베어러 제어, 무선 허가 제어(radio admission control), 그리고 연결 이동성 제어 등을 위한 기능을 수행할 수 있다. EPC 내에서는 페이징 발생, LTE_IDLE 상태 관리, 사용자 평면이 암호화, SAE 베어러 제어, NAS 시그널링의 암호화 및 무결성 보호 기능을 수행할 수 있다.
도 3은 단말과 기지국 사이의 제어 평면에서의 무선 인터페이스 프로토콜(Radio Interface Protocol)의 구조를 나타낸 예시도이고, 도 4는 단말과 기지국 사이의 사용자 평면에서의 무선 인터페이스 프로토콜의 구조를 나타낸 예시도이다.
상기 무선 인터페이스 프로토콜은 3GPP 무선접속망 규격을 기반으로 한다. 상기 무선 인터페이스 프로토콜은 수평적으로 물리계층(Physical Layer), 데이터링크계층(Data Link Layer) 및 네트워크계층(Network Layer)으로 이루어지며, 수직적으로는 데이터정보 전송을 위한 사용자평면(User Plane)과 제어신호(Signaling) 전달을 위한 제어평면(Control Plane)으로 구분된다.
상기 프로토콜 계층들은 통신 시스템에서 널리 알려진 개방형 시스템간 상호접속(Open System Interconnection; OSI) 기준모델의 하위 3개 계층을 바탕으로 L1 (제1계층), L2 (제2계층), L3(제3계층)로 구분될 수 있다.
이하에서, 상기 도 3에 도시된 제어 평면의 무선프로토콜과, 도 4에 도시된 사용자 평면에서의 무선 프로토콜의 각 계층을 설명한다.
제1 계층인 물리계층은 물리채널(Physical Channel)을 이용하여 정보전송서비스(Information Transfer Service)를 제공한다. 상기 물리계층은 상위에 있는 매체접속제어(Medium Access Control) 계층과는 전송 채널(Transport Channel)을 통해 연결되어 있으며, 상기 전송 채널을 통해 매체접속제어계층과 물리계층 사이의 데이터가 전달된다. 그리고, 서로 다른 물리계층 사이, 즉 송신측과 수신측의 물리계층 사이는 물리채널을 통해 데이터가 전달된다.
물리채널(Physical Channel)은 시간축 상에 있는 여러 개의 서브프레임과 주파수축상에 있는 여러 개의 서브 캐리어(Sub-carrier)로 구성된다. 여기서, 하나의 서브프레임(Sub-frame)은 시간 축 상에 복수의 심볼 (Symbol)들과 복수의 서브 캐리어들로 구성된다. 하나의 서브프레임은 복수의 자원블록(Resource Block)들로 구성되며, 하나의 자원블록은 복수의 심볼(Symbol)들과 복수의 서브캐리어들로 구성된다. 데이터가 전송되는 단위시간인 TTI(Transmission Time Interval)는 1개의 서브프레임에 해당하는 1ms이다.
상기 송신측과 수신측의 물리계층에 존재하는 물리 채널들은 3GPP LTE에 따르면, 데이터 채널인 PDSCH(Physical Downlink Shared Channel)와 PUSCH(Physical Uplink Shared Channel) 및 제어채널인 PDCCH(Physical Downlink Control Channel), PCFICH(Physical Control Format Indicator Channel), PHICH(Physical Hybrid-ARQ Indicator Channel) 및 PUCCH(Physical Uplink Control Channel)로 나눌 수 있다.
제2계층에는 여러 가지 계층이 존재한다.
먼저 제2계층의 매체접속제어 (Medium Access Control; MAC) 계층은 다양한 논리채널 (Logical Channel)을 다양한 전송채널에 매핑시키는 역할을 하며, 또한 여러 논리채널을 하나의 전송채널에 매핑시키는 논리채널 다중화 (Multiplexing)의 역할을 수행한다. MAC 계층은 상위계층인 RLC 계층과는 논리채널 (Logical Channel)로 연결되어 있으며, 논리채널은 크게 전송되는 정보의 종류에 따라 제어평면(Control Plane)의 정보를 전송하는 제어채널(Control Channel)과 사용자평면(User Plane)의 정보를 전송하는 트래픽채널(Traffic Channel)로 나뉜다.
제2 계층의 무선링크제어 (Radio Link Control; RLC) 계층은 상위계층으로부터 수신한 데이터를 분할 (Segmentation) 및 연결 (Concatenation)하여 하위계층이 무선 구간으로 데이터를 전송하기에 적합하도록 데이터 크기를 조절하는 역할을 수행한다.
제2 계층의 패킷데이터수렴 (Packet Data Convergence Protocol; PDCP) 계층은 IPv4나 IPv6와 같은 IP 패킷 전송시에 대역폭이 작은 무선 구간에서 효율적으로 전송하기 위하여 상대적으로 크기가 크고 불필요한 제어정보를 담고 있는 IP 패킷 헤더 사이즈를 줄여주는 헤더압축 (Header Compression) 기능을 수행한다. 또한, LTE 시스템에서는 PDCP 계층이 보안 (Security) 기능도 수행하는데, 이는 제 3자의 데이터 감청을 방지하는 암호화 (Ciphering)와 제 3자의 데이터 조작을 방지하는 무결성 보호 (Integrity protection)로 구성된다.
제3 계층의 가장 상부에 위치한 무선자원제어(Radio Resource Control; 이하 RRC라 약칭함) 계층은 제어평면에서만 정의되며, 무선 운반자(Radio Bearer; RB라 약칭함)들의 설정(Configuration), 재설정(Re-configuration) 및 해제(Release)와 관련되어 논리 채널, 전송 채널 및 물리 채널들의 제어를 담당한다. 이때, RB는 단말과 E-UTRAN간의 데이터 전달을 위해 제2계층에 의해 제공되는 서비스를 의미한다.
상기 단말의 RRC와 무선망의 RRC계층 사이에 RRC 연결(RRC connection)이 있을 경우, 단말은 RRC연결상태(Connected Mode)에 있게 되고, 그렇지 못할 경우 RRC유휴 모드(Idle Mode)에 있게 된다.
이하 단말의 RRC 상태 (RRC state)와 RRC 연결 방법에 대해 설명한다. RRC 상태란 단말의 RRC가 E-UTRAN의 RRC와 논리적 연결(logical connection)이 되어 있는가 아닌가를 말하며, 연결되어 있는 경우는 RRC_CONNECTED 상태(state), 연결되어 있지 않은 경우는 RRC_IDLE 상태라고 부른다. RRC_CONNECTED 상태의 단말은 RRC 연결이 존재하기 때문에 E-UTRAN은 해당 단말의 존재를 셀 단위에서 파악할 수 있으며, 따라서 단말을 효과적으로 제어할 수 있다. 반면에 RRC_IDLE 상태의 단말은 E-UTRAN이 단말의 존재를 파악할 수는 없으며, 셀 보다 더 큰 지역 단위인 TA(Tracking Area) 단위로 핵심망이 관리한다. 즉, RRC_IDLE 상태의 단말은 셀에 비하여 큰 지역 단위로 해당 단말의 존재여부만 파악되며, 음성이나 데이터와 같은 통상의 이동통신 서비스를 받기 위해서는 해당 단말이 RRC_CONNECTED 상태로 천이하여야 한다. 각 TA는 TAI(Tracking area identity)를 통해 구분된다. 단말은 셀에서 방송(broadcasting)되는 정보인 TAC(Tracking area code)를 통해 TAI를 구성할 수 있다.
사용자가 단말의 전원을 맨 처음 켰을 때, 단말은 먼저 적절한 셀을 탐색한 후 해당 셀에서 RRC 연결을 맺고, 핵심망에 단말의 정보를 등록한다. 이 후, 단말은 RRC_IDLE 상태에 머무른다. RRC_IDLE 상태에 머무르는 단말은 필요에 따라서 셀을 (재)선택하고, 시스템 정보(System information)나 페이징 정보를 살펴본다. 이를 셀에 캠프 온(Camp on)한다고 한다. RRC_IDLE 상태에 머물러 있던 단말은 RRC 연결을 맺을 필요가 있을 때 비로소 RRC 연결 과정 (RRC connection procedure)을 통해 E-UTRAN의 RRC와 RRC 연결을 맺고 RRC_CONNECTED 상태로 천이한다. RRC_IDLE 상태에 있던 단말이 RRC 연결을 맺을 필요가 있는 경우는 여러 가지가 있는데, 예를 들어 사용자의 통화 시도, 데이터 전송 시도 등이 필요하다거나, 아니면 E-UTRAN으로부터 페이징 메시지를 수신한 경우 이에 대한 응답 메시지 전송 등을 들 수 있다.
상기 RRC 계층 상위에 위치하는 NAS(Non-Access Stratum) 계층은 연결관리(Session Management)와 이동성 관리(Mobility Management)등의 기능을 수행한다.
아래는 도 3에 도시된 NAS 계층에 대하여 상세히 설명한다.
NAS 계층에 속하는 eSM (evolved Session Management)은 Default Bearer 관리, Dedicated Bearer관리와 같은 기능을 수행하여, 단말이 망으로부터 PS서비스를 이용하기 위한 제어를 담당한다. Default Bearer 자원은 특정 Packet Data Network(PDN)에 최초 접속 할 시에 망에 접속될 때 망으로부터 할당 받는다는 특징을 가진다. 이때, 네트워크는 단말이 데이터 서비스를 사용할 수 있도록 단말이 사용 가능한 IP 주소를 할당하며, 또한 default bearer의 QoS를 할당해준다. LTE에서는 크게 데이터 송수신을 위한 특정 대역폭을 보장해주는 GBR(Guaranteed bit rate) QoS 특성을 가지는 bearer와 대역폭의 보장 없이 Best effort QoS 특성을 가지는 Non-GBR bearer의 두 종류를 지원한다. Default bearer의 경우 Non-GBR bearer를 할당 받는다. Dedicated bearer의 경우에는 GBR또는 Non-GBR의 QoS특성을 가지는 bearer를 할당 받을 수 있다.
네트워크에서 단말에게 할당한 bearer를 EPS(evolved packet service) bearer라고 부르며, EPS bearer를 할당 할 때 네트워크는 하나의 ID를 할당하게 된다. 이를 EPS Bearer ID라고 부른다. 하나의 EPS bearer는 MBR(maximum bit rate) 또는/그리고 GBR(guaranteed bit rate)의 QoS 특성을 가진다.
도 5는 3GPP LTE에서 랜덤 액세스 과정을 나타낸 흐름도이다.
랜덤 액세스 과정은 UE가 기지국과 UL 동기를 얻거나 UL 무선자원을 할당받기 위해 사용된다.
UE는 루트 인덱스(root index)와 PRACH(physical random access channel) 설정 인덱스(configuration index)를 eNodeB로부터 수신한다. 각 셀마다 ZC(Zadoff-Chu) 시퀀스에 의해 정의되는 64개의 후보(candidate) 랜덤 액세스 프리앰블이 있으며, 루트 인덱스는 단말이 64개의 후보 랜덤 액세스 프리앰블을 생성하기 위한 논리적 인덱스이다.
랜덤 액세스 프리앰블의 전송은 각 셀마다 특정 시간 및 주파수 자원에 한정된다. PRACH 설정 인덱스는 랜덤 액세스 프리앰블의 전송이 가능한 특정 서브프레임과 프리앰블 포맷을 지시한다.
UE는 임의로 선택된 랜덤 액세스 프리앰블을 eNodeB로 전송한다. UE는 64개의 후보 랜덤 액세스 프리앰블 중 하나를 선택한다. 그리고, PRACH 설정 인덱스에 의해 해당되는 서브프레임을 선택한다. UE는 은 선택된 랜덤 액세스 프리앰블을 선택된 서브프레임에서 전송한다.
상기 랜덤 액세스 프리앰블을 수신한 eNodeB는 랜덤 액세스 응답(random access response, RAR)을 UE로 보낸다. 랜덤 액세스 응답은 2단계로 검출된다. 먼저 UE는 RA-RNTI(random access-RNTI)로 마스킹된 PDCCH를 검출한다. UE는 검출된 PDCCH에 의해 지시되는 PDSCH 상으로 MAC(Medium Access Control) PDU(Protocol Data Unit) 내의 랜덤 액세스 응답을 수신한다.
도 6은 무선자원제어(RRC) 계층에서의 연결 과정을 나타낸다.
도 6에 도시된 바와 같이 RRC 연결 여부에 따라 RRC 상태가 나타나 있다. 상기 RRC 상태란 UE의 RRC 계층의 엔티티(entity)가 eNodeB의 RRC 계층의 엔티티와 논리적 연결(logical connection)이 되어 있는가 아닌가를 말하며, 연결되어 있는 경우는 RRC 연결 상태(connected state)라고 하고, 연결되어 있지 않은 상태를 RRC 유휴 모드(idle state)라고 부른다.
상기 연결 상태(Connected state)의 UE는 RRC 연결(connection)이 존재하기 때문에 E-UTRAN은 해당 단말의 존재를 셀 단위에서 파악할 수 있으며, 따라서 UE를 효과적으로 제어할 수 있다. 반면에 유휴 모드(idle state)의 UE는 eNodeB가 파악할 수는 없으며, 셀 보다 더 큰 지역 단위인 트래킹 지역(Tracking Area) 단위로 핵심망(Core Network)이 관리한다. 상기 트래킹 지역(Tracking Area)은 셀들의 집합단위이다. 즉, 유휴 모드(idle state) UE는 큰 지역 단위로 존재여부만 파악되며, 음성이나 데이터와 같은 통상의 이동통신 서비스를 받기 위해서는 단말은 연결 상태(connected state)로 천이해야 한다.
사용자가 UE의 전원을 맨 처음 켰을 때, 상기 UE는 먼저 적절한 셀을 탐색한 후 해당 셀에서 유휴 모드(idle state)에 머무른다. 상기 유휴 모드(idle state)에 머물러 있던 UE는 RRC 연결을 맺을 필요가 있을 때 비로소 RRC 연결 과정(RRC connection procedure)을 통해 eNodeB의 RRC 계층과 RRC 연결을 맺고 RRC 연결 상태(connected state)로 천이한다.
상기 유휴 모드(Idle state)에 있던 UE가 RRC 연결을 맺을 필요가 있는 경우는 여러 가지가 있는데, 예를 들어 사용자의 통화 시도 또는 상향 데이터 전송 등이 필요하다거나, 아니면 EUTRAN으로부터 페이징 메시지를 수신한 경우 이에 대한 응답 메시지 전송 등을 들 수 있다.
유휴 모드(idle state)의 UE가 상기 eNodeB와 RRC 연결을 맺기 위해서는 상기한 바와 같이 RRC 연결 과정(RRC connection procedure)을 진행해야 한다. RRC 연결 과정은 크게, UE가 eNodeB로 RRC 연결 요청 (RRC connection request) 메시지 전송하는 과정, eNodeB가 UE로 RRC 연결 설정 (RRC connection setup) 메시지를 전송하는 과정, 그리고 UE가 eNodeB로 RRC 연결 설정 완료 (RRC connection setup complete) 메시지를 전송하는 과정을 포함한다. 이와 같은 과정에 대해서 도 6을 참조하여 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.
1) 유휴 모드(Idle state)의 UE는 통화 시도, 데이터 전송 시도, 또는 eNodeB의 페이징에 대한 응답 등의 이유로 RRC 연결을 맺고자 할 경우, 먼저 상기 UE는 RRC 연결 요청(RRC connection request) 메시지를 eNodeB로 전송한다.
2) 상기 UE로부터 RRC 연결 요청 메시지를 수신하면, 상기 eNB는 무선 자원이 충분한 경우에는 상기 UE의 RRC 연결 요청을 수락하고, 응답 메시지인 RRC 연결 설정(RRC connection setup) 메시지를 상기 UE로 전송한다.
3) 상기 UE가 상기 RRC 연결 설정 메시지를 수신하면, 상기 eNodeB로 RRC 연결 설정 완료(RRC connection setup complete) 메시지를 전송한다. 상기 UE가 RRC 연결 설정 메시지를 성공적으로 전송하면, 비로소 상기 UE는 eNodeB과 RRC 연결을 맺게 되고 RRC 연결 모드로 천이한다.
WLAN과 EPC의 연결
도 7 및 도 8은 무선랜(WLAN)이 EPC에 연결된 구조의 예가 도시되어 있다. 구체적으로, 도 7은 WLAN이 S2a 인터페이스를 통해 P-GW에 연결된 아키텍처를 보여준다 (3GPP TS 23.402 참조). 도 7에서 예시된 바와 같이, WLAN 액세스 네트워크는(특히, S2a 인터페이스의 경우 trusted non-3GPP 액세스를 EPC와 연결하는 인터페이스이므로 Trusted WLAN 액세스 네트워크가 됨) S2a 인터페이스를 통해 P-GW와 연결된다. TWAN(Trusted WLAN 액세스 네트워크)에 대한 구조는 TS 23.402에 기술된 내용이 참고된다.
도 8은 WLAN이 S2b 인터페이스를 통해 P-GW에 연결된 아키텍처의 예시이다. (TS 23.402 참조). 도 8에서 볼 수 있듯이 WLAN 액세스 네트워크는 (특히, S2b 인터페이스의 경우 untrusted non-3GPP 액세스를 EPC와 연결하는 인터페이스이므로 untrusted WLAN 액세스 네트워크가 됨) S2b 인터페이스를 통해 P-GW와 연결되어 있는 ePDG(Evolved Packet Data Gateway)를 통해 P-GW에 연결된다. 이하에서 Trusted WLAN과 untrusted WLAN은 구분 없이 WLAN으로 지칭될 수 있다.
WLAN 액세스의 활용
사용자 단말의 데이터는 3GPP 액세스를 거치치 않고, WLAN 액세스로 우회(offload)할 수 있다. 이와 같은 다중 무선 액세스(Multiple radio access)를 지원하는 기술로써, IFOM(IP Flow Mobility and Seamless Offload), MAPCON(Multi Access PDN Connectivity) 등이 있다. MAPCON은 3GPP 액세스와 Wi-Fi 액세스를 각각의 PDN 커넥션(connection)으로 두고 데이터를 전송하는 것이고, IFOM은 3GPP 액세스와 Wi-Fi 액세스를 하나의 PDN이나 P-GW 에 묶어 데이터를 전송하는 것이다.
도 9는 IFOM 기술의 예를 나타낸 예시도이다. 도 9를 참조하면, IFOM은 동일한 PDN 커넥션을 동시에 다른 여러 액세스들을 통해 제공할 수 있다. 이러한 IFOM은 WLAN으로의 우회를 통해 끊김 없는(Seamless) 송수신을 제공한다. 또한 IFOM은 동일한 하나의 PDN 커넥션의 IP 흐름을 하나의 액세스로부터 다른 액세스로 전달할 수 있다. 이와 같이, UE의 트래픽을 무선랜(Wireless LAN)으로 우회시킬 수 있는 기술 덕분에, 이동통신 사업자의 셀룰러 액세스의 혼잡을 덜 수 있다.
트래픽을 WLAN 액세스로 우회시키기 위해서 사업자는 정책을 단말에게 제공하고, 상기 단말은 상기 정책에 따라 자신의 데이터를 무선랜(Wireless LAN)으로 우회시킬 수 있다. 이와 같은 정책을 단말에게 프로비저닝(provisioning)하기 위해서, 3GPP에 기반한 ANDSF(액세스 네트워크 Discovery and Selection Function)가 무선랜(Wireless LAN)과 관련된 정책을 제공할 수 있다.
도 10(a) 및 도 10(b)은 액세스 네트워크 선택을 위한 네트워크 제어 엔티티를 나타낸다. 도 10(a)을 참조하면, ANDSF는 UE의 홈 네트워크(Home Public Land Mobile Network, HPLMN)에 존재할 수 있다. 또한 도 10(b)를 참조하면, ANDSF는 UE의 방문 네트워크(Visited Public Land Mobile Network, VPLMN)에도 존재할 수 있다. 이와 같이 ANDSF가 홈 네트워크에 위치할 때, H-ANDSF로 불릴 수 있고, ANDSF가 방문 네트워크에 위치할 때 V-ANDSF로 불릴 수 있다. ANDSF는 H-ANDSF 또는 V-ANDSF를 모두 포함하는 개념으로 사용된 것이다. ANDSF는 시스템간(inter-system) 이동 정책(ISMP)에 대한 정보, 액세스 네트워크 탐색을 위한 정보, 그리고 시스템간(inter-system) 라우팅 정책(ISRP)에 관한 정보 등, 예컨대 라우팅 룰을 제공할 수 있다.
한편, IFOM은 UE의 주도적인 결정에 의해서 수행된다. 이로 인해 3GPP 액세스 네트워크와 WLAN 액세스 네트워크를 동시에 사용할 수 있는 단말이 상기 두 액세스 네트워크 간에 IP flow mobility를 수행할 수 있다. IFOM은 host 기반의 mobility protocol인 DSMIP(Dual Stack Mobile IP)를 사용한다. IFOM에서는 UE의 개시에 의해서만 IP flow mobility가 수행되었다. 이후, 네트워크 기반의 mobility protocol인 GTP 또는 PMIP에 기반한 IFOM 기술인 NBIFOM(network based IP flow mobility)으로 진화되었다. NBIFOM에서는 UE의 개시에 의한 IP flow mobility 뿐만 아니라 네트워크의 주도적인 결정과 개시에 의해서 IP flow mobility 가 수행될 수 있다. 이와 같이 NBIFOM은 누가 IP flow mobility에 대한 결정을 트리거 하는지에 따라서 UE가 개시하는 NBIFOM(UE 개시 NBIFOM)과 네트워크가 개시하는 NBIFOM(네트워크 개시 NBIFOM)으로 구분될 수 있다. UE 개시 NBIFOM(UE-initiated NBIFOM)과 네트워크 개시 NBIFOM(Network-initiated NBIFOM)에 있어서, 하나의 PDN 커넥션에 대해서는 하나의 모드만 사용된다. 이에 다중 액세스 PDN 커넥션은 UE 개시 모드 또는 네트워크 개시 모드 내에서 동작 가능하다. 즉, 모드 선택은 PDN 커넥션이 수립될 때 수행되고 PDN 커넥션이 활성화 상태로 있는 한은 계속 동일한 모드로 유지된다.
모드 선택과 관련하여, 도 11을 참조하여 보다 상세히 살펴본다. 도 11은 UE 개시 모드와 네트워크 개시 모드 중 어느 하나를 선택하는 과정을 나타낸다. 도 11을 참조하면, NBIFOM이 가능한 UE가 다중 액세스 PDN 커넥션 생성을 요청하고자 할 때, 어떠한 모드로 상기 PDN 커넥션 생성을 요청할 지를 결정하게 되며, 상기 UE는 ANDSF 절차와 RAN-assisted WLAN interworking을 모두 지원하는 것으로 가정한다. UE가 VPLMN으로 로밍하지 않았거나 VPLMN으로 로밍했으나 HPLMN에서 제공한 WLAN 선택 규칙을 사용하는 것으로 provision 되어 있는 경우, UE가 HPLMN으로부터 획득한 유효한 ISRP rule을 가지고 있는지에 따라 WLAN 선택 및 트래픽 라우팅을 위해 ANDSF 규칙을 사용할 지, 아니면 RAN 규칙을 사용할 지가 결정된다. 만약, UE가 VPLMN으로 로밍했으며 VPLMN에서 제공한 WLAN 선택 규칙을 사용하는 것으로 provision 되어 있다면, UE가 VPLMN으로부터 획득한 유효한 ISRP rule을 가지고 있는지에 따라 WLAN 선택 및 트래픽 라우팅을 위해ANDSF 규칙을 사용할 지, 아니면 RAN 규칙을 사용할 지가 결정되며 이후의 절차는 도 11에서 도시한 것과 동일하다.
만약, UE가 유효한 ISRP를 가지고 있는 경우, WLAN 선택 및 트래픽 라우팅을 위해 ANDSF 규칙을 사용하기로 결정한다. 이어서, UE가 다중 액세스 PDN 커넥션 생성을 요청하는 동작을 수행한다. 이 때, UE는 IFOM 규칙을 위한 ISRP를 가지고 있는지 판단한다. 만약 UE가 IFOM 규칙을 위한 ISRP를 가지고 있다면, UE는 UE 개시 모드로 동작하는 PDN 커넥션 생성을 요청한다. 또는, 네트워크가 상기 PDN 커넥션에 대해 UE 개시 모드를 선택한다. 만약, UE가 IFOM 규칙을 위한 ISRP를 가지고 있지 않다면, UE는 네트워크 개시 모드를 요청한다. 또는 네트워크가 상기 PDN 커넥션에 대해 네트워크 개시 모드를 선택할 수 있다.
한편, UE가 유효한 ISRP를 가지고 있지 않은 경우, WLAN 선택 및 트래픽 라우팅을 위해 RAN 규칙을 사용하기로 결정한다. 이어서, UE가 다중 액세스 PDN 커넥션 생성을 요청하는 동작을 수행한다. 이 때, UE는 네트워크 개시 모드로 동작하는 PDN 커넥션 생성을 요청한다. 또는 네트워크가 상기 PDN 커넥션에 대해 네트워크 개시 모드를 선택할 수 있다.
실시예
이하, 상술한 설명을 바탕으로 본 발명의 실시예에 의한 NBIFOM에 관련된 신호 송수신 방법에 대해 설명한다. 이하의 설명에서, IP flow는 traffic, packet, data, IP 서비스, application 등을 의미할 수 있으며, 혼용되어 사용될 수 있다. 또한, 액세스(access)는 RAT, 액세스 네트워크, radio access 등을 의미할 수 있으며, 혼용되어 사용될 수 있다. 이하의 설명에서 네트워크 또는 UE 중 어느 하나의 네트워크 엔티티를 기준으로 설명되는 사항들은 나머지 네트워크 엔티티의 기준에서 설명된 것으로 간주될 수 있다. 예를 들어, UE가 MME로부터 특정 메시지를 수신한다는 것은 MME가 UE로 특정 메시지를 전송하는 것으로 이해된다.
UE는 네트워크로부터 라우팅 룰을 수신할 수 있다. 여기서 라우팅 룰은 IP 플로우가 라우팅되어야 할 액세스 타입을 포함할 수 있다. 라우팅 룰에 포함된 액세스 타입은 3GPP 액세스 또는 WLAN 액세스 중 하나일 수 있다.
만약, 단말이 라우팅 룰에서 지시되는/알려준 액세스 타입으로 액세스를 변경하는 것이 부적절한 경우, 즉 해당 액세스를 이미 loss 하였거나 loss 하려는 경우, 라우팅 룰에 대한 거절(reject/rejection)을 네트워크로 전송할 수 있다.
추후, 라우팅 룰에 포함된 액세스 타입이 사용 가능(usable)해진 경우, 라우팅 룰에 포함된 액세스 타입의 사용 가능을 지시하는 정보를 네트워크로 전송할 수 있다. 이 동작이 없는 경우 NBIFOM이 효율성이 매우 낮아질 수 있다. 보다 상세히 설명하면, 앞서 설명된 NBIFOM 모드 중 특히 네트워크 개시 NBIFOM 모드의 경우, 네트워크는 IP 플로우들과 액세스 링크들 간에 네트워크가 희망하는 매핑, 즉 라우팅 룰을 UE에게 제공할 수 있으며, 이 경우 UE는 네트워크에 의한 IP 플로우 이동에 대해서 수락하거나 거절만 할 수 있고, UE가 스스로 IP 플로우 이동을 개시/요청할 수는 없다. 즉, 하나의 모드가 선택된 경우 네트워크 엔티티는 중복적으로 라우팅 룰을 생성/제공할 수 없다. 즉, 하나의 PDN 커넥션에 대해 UE와 네트워크가 모두 IP 플로우 이동을 개시/요청할 수 없다. 이는, 두 개체가 동일 IP flow에 대해 서로 다른 라우팅 룰을 생성하는 경우, 예를 들어, IP flow 1에 대해 UE는 3GPP 액세스로 라우팅하는 라우팅 룰을 생성하고, 네트워크는 WLAN 액세스로 라우팅하는 라우팅 룰을 생성하면 라우팅 룰이 충돌하는 문제가 발생할 수 있기 때문이다. 이러한 종래 기술에 의한 라우팅 룰 생성의 제약은 UE가 네트워크가 전송한 라우팅 룰을 거절한 후, 라우팅 룰에 포함된 액세스 타입이 사용 가능(usable)해진 경우를 다루지 못한다. 즉, UE는 라우팅 룰에 포함된 액세스 타입이 사용 가능해졌음에도 불구하고, UE는 라우팅 룰을 생성할 수 없기 때문에, 사용 가능해진 액세스를 사용할 수 없는 모순이 있다. 따라서, 라우팅 룰에 포함된 액세스 타입이 사용 가능(usable)해진 경우, 라우팅 룰에 포함된 액세스 타입의 사용 가능을 지시하는 정보를 네트워크로 전송함으로써, 네트워크가 라우팅 룰을 재전송/업데이트 하여 해당 액세스 타입을 사용하도록 할 수 있다.
상기 설명에서, 단말의 PDN 연결에 관련된 NBIFOM 모드는 네트워크 개시 모드임을 전제하며, 네트워크 개시 모드에서 단말은 라우팅 룰을 생성하지 못한다. PDN 연결에 관련된 NBIFOM 모드는 PDN 연결이 해제될 때까지 유지된다. 여기서, PDN 연결은 단말이 생성한 복수의 PDN 연결 중 하나일 수 있다.
또한, 라우팅 룰에 대한 거절은 거절의 이유(cause)에 대한 정보를 포함할 수 있다. 여기서, 이유(cause)는, 액세스 타입의 품질, 액세스 타입에 관련된 커버리지, 액세스 타입 로스(loss) 중 하나일 수 있으나, 본 발명의 실시예가 반드시 열거된 이유에 의해 제한되는 것은 아니다.
이하에서는 네트워크가 네트워크 개시 NBIFOM을 멈추고, 이를 다시 재개하는 측면에서 본 발명의 실시예를 살펴본다.
네트워크는 UE에게 특정 IP flow를 3GPP 액세스로 라우팅하라는 라우팅 룰(routing rule)을 전송할 수 있다. 이를 수신한 시점에 UE는 3GPP 액세스를 이미 loss 하였거나 loss 하려고 할 수 있다. 이에 UE는 상기 네트워크로부터 수신한 NBIFOM 요청, 즉 특정 IP flow를 3GPP 액세스로 라우팅하라는 라우팅 룰을 거절하는 메시지를 네트워크에게 전송한다 (또는 accept 하지 않는다는 메시지를 네트워크에게 전송한다). 이 때 UE는 거절하는 이유에 대한 정보를 포함시킬 수 있다.
또는, 네트워크가 UE에게 특정 IP flow를 WLAN 액세스로 라우팅하라는 라우팅 룰을 전송할 수 있다. 이를 수신한 시점에 UE는 WLAN 액세스를 이미 loss 하였거나 loss 하려고 할 수 있다. UE는 상기 네트워크로부터 수신한 NBIFOM 요청, 즉 특정 IP flow를 WLAN 액세스로 라우팅하라는 라우팅 룰을 거절하는 메시지를 네트워크에게 전송한다 (또는 accept 하지 않는다는 메시지를 네트워크에게 전송한다). 이 때 UE는 거절하는 이유에 대한 정보를 포함시킬 수 있다.
거절하는 이유에 대한 정보는 3GPP 액세스를 loss함을 나타내는 정보, 3GPP 액세스를 loss 하려 함을 나타내는 정보, 3GPP 액세스가 available 하지 않음을 나타내는 정보, 3GPP 액세스로는 IP flow를 라우팅할 수 없음을 나타내는 정보, 3GPP 액세스로의 라우팅을 요청하는 라우팅 룰이 유효하지 않음을 나타내는 정보 중 하나 이상일 수 있다.
UE가 액세스를 loss하는 것을 인지/판단하는 것은 다양한 정보에 기인할 수 있다. 예를 들어, signal 세기가 약하거나 packet loss rate이 일정량 이상인 경우, 액세스가 loss라 결정할 수 있다. 특정 IP flow는 UE와 연관된 모든 IP flow일 수도 있고, 일부의 IP flow일 수도 있다. 상기 네트워크로부터 UE로 전송되는 라우팅 룰은 IP flow를 어떤 액세스로 라우팅하라는 것과 무관하게, 즉 라우팅의 타겟 액세스와 무관하게 3GPP 액세스 또는 WLAN 액세스로 전송될 수 있음을 가정하는 것일 수 있다.
계속해서, UE로부터 NBIFOM 요청에 대한 거절메시지 (또는 accept 하지 않는다는 메시지)를 수신한 네트워크는 상기 거절된 액세스 (3GPP 또는 WLAN 액세스)로 특정 IP flow를 라우팅하라는 라우팅 룰을 UE로 전송하지 않는다. 즉, 네트워크는 상기 UE에 대해 상기 거절된 액세스 (3GPP 또는 WLAN 액세스)로 IP flow를 라우팅/steering 하기 위한 NBIFOM 요청/동작을 멈춘다(pause).
상기에서는 네트워크가 WLAN 액세스로 IP flow를 라우팅하기 위한 NBIFOM 요청을 멈추는 요인으로 거절메시지 (또는 accept 하지 않는다는 메시지)를 수신한 것으로 설명되었으나, 그 외에 i) UE가 네트워크로 WLAN 액세스가 loss 되었음 또는 loss 가 되려 함을 알리기 위한 메시지를 전송, ii) UE가 3GPP 액세스로 IP flow를 라우팅하기 위한 라우팅 룰을 네트워크로 전송, 즉 상기를 요청하는 UE 개시 NBIFOM 메시지를 네트워크로 전송. 이 때 그 이유로 WLAN 액세스가 loss 되었음 또는 loss 가 되려 함을 알리는 정보를 포함, iii) 네트워크가 UE의 WLAN 액세스가 loss 또는 제거되었음을 인지. 상기한 내용은 IP flow를 라우팅할 수 없는 액세스가 WLAN 액세스가 아닌 3GPP 액세스인 경우에도 동일하게 적용될 수 있다. 예를 들어 3GPP 액세스 인 경우, 3GPP TS 23.401의 5.3.8.2 UE-initiated Detach procedure절과 같은 절차를 통해 PCRF가 UE가 3GPP 액세스를 제거하였음을 인지. 또는 WLAN 액세스인 경우, 3GPP TS 23.402의 16.3 Detach and PDN disconnection in WLAN on S2a 절과 같은 절차를 통해 PCRF가 UE가 WLAN 액세스를 제거하였음을 인지하는 경우 등도 그 요인이 될 수 있다. 이러한 요인들은 서로 조합된 형태로 작용할 수도 있다. 또한, 반드시 여기에 국한된 것은 아니고 종래의 detach 절차, PDN disconnection 절차를 통해 WLAN 액세스가 loss 또는 제거되었음을 인지할 수 있다. 또한, 이외에도 PCRF는 다양한 방법으로 다른 네트워크 노드로부터 상기와 같은 정보를 획득할 수도 있다.
네트워크는 다음 중 하나 이상의 조건이 만족하면 멈췄던 네트워크 개시 NBIFOM 동작을 재개한다(resume). 즉 WLAN 액세스로 IP flow를 라우팅하기 위해 UE로 전송하는 NBIFOM 요청을 멈췄던 것을 재개함으로써, 네트워크는 필요 시 WLAN 액세스로 IP flow를 라우팅하기 위한 라우팅 룰을 포함하는 NBIFOM 요청을 UE로 전송할 수 있게 된다.
만약, 네트워크가 UE가 WLAN 액세스로의 연결/connection이 있음을 또는 연결/connection을 생성함을 인지/판단한 경우. 상기를 인지/판단하는 방법은 UE가 이를 알리는 메시지를 별도로 네트워크로 전송하는 것일 수 있다. 또는, UE가 WLAN 액세스를 통해 attach 및/또는 PDN connection을 생성하는 것일 수 있다. 상기한 내용은 네트워크 개시 NBIFOM 동작을 멈추었던 액세스가 3GPP 액세스인 경우에도 동일하게 적용될 수 있다. 예를 들어 3GPP 액세스 인 경우, 3GPP TS 23.401의 5.3.2 Initial Attach 절 또는 5.10.2 UE requested PDN connectivity 절과 같은 절차를 통해 PCRF가 UE가 3GPP 액세스로 연결/connection을 생성함을 인지할 수 있다. 또는 WLAN 액세스인 경우, 3GPP TS 23.402의 16.2 Initial Attach 절 또는 16.8 UE Initiated PDN connectivity request procedure in WLAN on S2a for Multi-connection Mode 절과 같은 절차를 통해 PCRF가 UE의 WLAN 액세스로의 연결/connection을 생성함을 인지하는 것을 예로 들 수 있다. 그러나 여기에 국한된 것은 아니고 종래의 attach 절차, PDN connection establishment 절차를 통해 WLAN 액세스가 연결됨을 인지할 수 있다. 또한, 이외에도 PCRF는 다양한 방법으로 다른 네트워크 노드로부터 상기와 같은 정보를 획득할 수도 있다.
만약 네트워크 개시 NBIFOM 동작을 멈추었던 액세스가 WLAN 액세스 인 경우, WLAN 액세스를 통한 P-GW로의 연결을 의미할 수 있다. 이는 WLAN 액세스를 통해 P-GW로 연결되지 않고 backhaul network으로 패킷이 라우팅되는 형태인 NSWO(Non-Seamless WLAN Offload) 인 경우는 상기와 같이 WLAN 액세스로 연결되었다고 간주하지 않는 것을 의미할 수 있다.
또한, UE가 특정 IP flow를 WLAN 액세스로 라우팅하기 위한 라우팅 룰을 포함하는 NBIFOM 요청, 즉 UE 개시 NBIFOM 요청 메시지를 네트워크로 전송한 경우에도 네트워크 개시 NBIFOM 동작을 재개할 수 있다.
본 발명에서 액세스의 loss는 액세스의 비가용(unavailable), 사용 불가능(unusable), 연결 불가능(not connectable) 등으로 해석될 수 있으며, 액세스의 loss로부터의 복구는 액세스의 가용(available), 사용 가능(usable), 연결 가능(connectable) 등으로 해석될 수 있다.
도 12 내지 도 13에는 본 발명의 실시예에 관련하여 각 네트워크 노드들간의 동작이 예시되어 있다. 도 12 내지 도13의 설명은 앞서 설명된 실시예와 배타적인 것은 아니며, 상반되지 않는 범위 내에서 함께 실시될 수 있다.
도 12는 네트워크 개시 모드에서 IP flow를 3GPP 액세스로 라우팅하라는 라우팅 룰이 전송된 경우이다. 보다 상세히, 단계 S1201에서 UE가 네트워크 개시 모드에서 다중 액세스 PDN 커넥션을 생성한다. UE는 3GPP 액세스와 WLAN 액세스에 동시에 연결되어 있을 수 있다. 또는 둘 중 하나의 access에만 연결되어 있을 수도 있다. 단계 S1202에서 네트워크에서 IP flow를 3GPP 액세스로 라우팅하는 것을 요청하는 라우팅 룰을 UE에게 전송한다. 단계 S1203에서 UE는 3GPP 액세스를 loss하려고 하여, 또는 3GPP 액세스의 품질(예, 신호 세기 등)이 좋지 않아서 또는 3GPP coverage를 벗어나서 또는 3GPP 액세스를 loss하여서등의 이유로, 상기 네트워크의 라우팅 룰을 거절하는 메시지를 네트워크로 전송한다.
단계 S1204에서 UE는 3GPP link (또는 3GPP 액세스)가 사용 가능(usable)해 졌음을 감지한다. 단계 S1205에서 UE는 네트워크로 3GPP 액세스가 사용 가능함을 알리는 메시지를 전송한다. 본 도에서는 이를 3GPP 액세스를 통해 네트워크로 전송하는 것으로 도시하였으나 이와는 달리 WLAN 액세스를 통해서 전송할 수도 있다. 또한, 이때 사용하는 메시지로 종래의 메시지가 확장 사용될 수도 있고 새롭게 정의된 메시지가 사용될 수도 있다.
단계 S1206에서 P-GW는 UE로부터 수신한 3GPP 액세스가 usable하다는 정보를 PCRF에게 제공한다. PCRF는 이에 기반하여 PCC 룰 (또는 라우팅 룰)을 업데이트하여 P-GW에게 제공한다. P-GW는 PCRF와의 상호작용(interaction)을 수행하는 대신 스스로 상기 UE로부터 수신한 정보에 기반하여 PCC 룰 (또는 라우팅 룰)을 업데이트할 수도 있다. 단계 S1207에서 P-GW는 업데이트된 PCC 룰에 기반하여 라우팅 룰을 업데이트한 후, 이를 UE에게 제공한다.
계속해서, 도 13에는 IP flow를 WLAN으로 라우팅하라는 상황이다. 도 13을 참조하면,
단계 S1301에서 UE가 네트워크 개시 모드로 다중 액세스 PDN 커넥션을 생성한다. UE는 3GPP 액세스와 WLAN 액세스에 동시에 연결되어 있을 수 있다. 그러나 둘 중 하나의 access에만 연결되어 있을 수도 있다. 단계 S1302에서 네트워크에서 IP flow를 WLAN 액세스로 라우팅하는 것을 요청하는 라우팅 룰을 UE에게 제공한다. 단계 S1303에서 UE는 WLAN 액세스를 loss하려는 바, 또는 WLAN 액세스의 품질 (예, 신호 세기 등)이 좋지 않은 바, 또는 WLAN coverage를 벗어난 바, 또는 WLAN 액세스를 loss한 바, 상기 네트워크의 라우팅 룰을 거절하는 메시지를 네트워크로 전송한다. 단계 S1304에서 UE는 WLAN link (또는 WLAN 액세스)가 사용 가능(usable)해 졌음을 감지한다. 단계 S1305에서 UE는 네트워크로 WLAN 액세스가 사용 가능함을 알리는 메시지를 전송한다. 본 도에서는 이를 WLAN 액세스를 통해 네트워크로 전송하는 것으로 도시하였으나 이와는 달리 3GPP 액세스를 통해서 전송할 수도 있다. 또한, 이때 사용하는 메시지로 종래의 메시지가 확장 사용될 수도 있고 새롭게 정의된 메시지가 사용될 수도 있다. 또한, 상기 네트워크로 알리는 정보로 WLAN 액세스가 사용 가능함을 알리는 대신 TWAN이 사용 가능함을 알릴 수도 있고, WLAN 액세스가 사용 가능함과 TWAN이 사용 가능함을 같이 알릴 수도 있다. 단계 S1306에서 P-GW는 UE로부터 수신한 WLAN 액세스가 usable하다는 정보를 PCRF에게 제공한다. PCRF는 이에 기반하여 PCC 룰 (또는 라우팅 룰)을 업데이트하여 P-GW에게 제공한다. P-GW는 PCRF와의 interaction을 수행하는 대신 스스로 상기 UE로부터 수신한 정보에 기반하여 PCC 룰 (또는 라우팅 룰)을 업데이트할 수도 있다. 단계 S1307에서 P-GW는 업데이트된 PCC 룰에 기반하여 라우팅 룰을 업데이트한 후, 이를 UE에게 제공한다.
도 12 및 도 13에서는 WLAN으로 TWAN을 도시하였으나 이와 달리 untrusted WLAN을 적용할 수도 있다. 이 경우 도면에서 TWAN을 ePDG로 대체함으로써 동일한 절차가 적용될 수 있다.
상술한 설명에서는 access loss인 경우에 대해서 기술하였으나, 본 발명은 UE가 access loss 관련 정보를 네트워크로 알려준 경우뿐만 아니라, 3GPP 액세스 상의 혼잡(congestion) 또는 WLAN 액세스 상의 혼잡 또는 코어 네트워크 상의 혼잡 (이는 3GPP 액세스로 연결되는 코어 네트워크 또는 WLAN 액세스로 연결되는 코어 네트워크/TWAN과 같이 표현될 수도 있다)과 같이 혼잡 관련 정보를 네트워크로 알려준 경우에도 확장 적용할 수 있다. 또한, UE가 battery 상태 (또는 power 상태)가 low 하여 여러 액세스를 통해 flow를 라우팅 하기 힘든 경우, 이에 대한 정보를 네트워크로 알려준 경우에도 확장 적용할 수 있다.
또한, 라우팅 룰은 routing policy, routing 정보, IP flow steering 정보 등으로 해석될 수 있다. 실시예에서 사용된 용어인, 네트워크는 주로 PCRF를 의미하나, 반드시 여기에 국한된 것은 아니며 IP flow mobility에 관여하는 다양한 네트워크 노드 (예, P-GW 등)가 될 수 있다.
도 14는 본 발명의 일례에 따른 단말 장치 및 네트워크 노드 장치에 대한 바람직한 실시예의 구성을 도시한 도면이다.
도 14를 참조하여 본 발명에 따른 단말 장치(100)는, 송수신장치(110), 프로세서(120) 및 메모리(130)를 포함할 수 있다. 송수신장치(110)은 외부 장치로 각종 신호, 데이터 및 정보를 송신하고, 외부 장치로 각종 신호, 데이터 및 정보를 수신하도록 구성될 수 있다. 단말 장치(100)는 외부 장치와 유선 및/또는 무선으로 연결될 수 있다. 프로세서(120)는 단말 장치(100) 전반의 동작을 제어할 수 있으며, 단말 장치(100)가 외부 장치와 송수신할 정보 등을 연산 처리하는 기능을 수행하도록 구성될 수 있다. 또한, 프로세서(120)는 본 발명에서 제안하는 단말 동작을 수행하도록 구성될 수 있다. 메모리(130)는 연산 처리된 정보 등을 소정시간 동안 저장할 수 있으며, 버퍼(미도시) 등의 구성요소로 대체될 수 있다.
도 14를 참조하면 본 발명에 따른 네트워크 노드 장치(200)는, 송수신장치(210), 프로세서(220) 및 메모리(230)를 포함할 수 있다. 송수신장치(210)은 외부 장치로 각종 신호, 데이터 및 정보를 송신하고, 외부 장치로 각종 신호, 데이터 및 정보를 수신하도록 구성될 수 있다. 네트워크 노드 장치(200)는 외부 장치와 유선 및/또는 무선으로 연결될 수 있다. 프로세서(220)는 네트워크 노드 장치(200) 전반의 동작을 제어할 수 있으며, 네트워크 노드 장치(200)가 외부 장치와 송수신할 정보 등을 연산 처리하는 기능을 수행하도록 구성될 수 있다. 또한, 프로세서(220)는 본 발명에서 제안하는 네트워크 노드 동작을 수행하도록 구성될 수 있다. 메모리(230)는 연산 처리된 정보 등을 소정시간 동안 저장할 수 있으며, 버퍼(미도시) 등의 구성요소로 대체될 수 있다.
또한, 위와 같은 단말 장치(100) 및 네트워크 장치(200)의 구체적인 구성은, 전술한 본 발명의 다양한 실시예에서 설명한 사항들이 독립적으로 적용되거나 또는 2 이상의 실시예가 동시에 적용되도록 구현될 수 있으며, 중복되는 내용은 명확성을 위하여 설명을 생략한다.
상술한 본 발명의 실시예들은 다양한 수단을 통해 구현될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 실시예들은 하드웨어, 펌웨어(firmware), 소프트웨어 또는 그것들의 결합 등에 의해 구현될 수 있다.
하드웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 실시예들에 따른 방법은 하나 또는 그 이상의 ASICs(Application Specific Integrated Circuits), DSPs(Digital Signal Processors), DSPDs(Digital Signal Processing Devices), PLDs(Programmable Logic Devices), FPGAs(Field Programmable Gate Arrays), 프로세서, 컨트롤러, 마이크로 컨트롤러, 마이크로 프로세서 등에 의해 구현될 수 있다.
펌웨어나 소프트웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 실시예들에 따른 방법은 이상에서 설명된 기능 또는 동작들을 수행하는 장치, 절차 또는 함수 등의 형태로 구현될 수 있다. 소프트웨어 코드는 메모리 유닛에 저장되어 프로세서에 의해 구동될 수 있다. 상기 메모리 유닛은 상기 프로세서 내부 또는 외부에 위치하여, 이미 공지된 다양한 수단에 의해 상기 프로세서와 데이터를 주고 받을 수 있다.
상술한 바와 같이 개시된 본 발명의 바람직한 실시형태에 대한 상세한 설명은 당업자가 본 발명을 구현하고 실시할 수 있도록 제공되었다. 상기에서는 본 발명의 바람직한 실시 형태를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명은 여기에 나타난 실시형태들에 제한되려는 것이 아니라, 여기서 개시된 원리들 및 신규한 특징들과 일치하는 최광의 범위를 부여하려는 것이다.
상술한 바와 같은 본 발명의 다양한 실시형태들은 3GPP 시스템을 중심으로 설명하였으나, 다양한 이동통신 시스템에 동일한 방식으로 적용될 수 있다.

Claims (12)

  1. 무선통신시스템에서 단말의 NBIFOM(network based IP flow mobility)에 관련된 신호 송수신 방법에 있어서,
    단말이 라우팅 룰을 생성하지 못하는 네트워크 개시 모드(network initiated mode)에서, 단말이 네트워크로부터 라우팅 룰을 수신하는 단계;
    상기 라우팅 룰에 대한 거절을 상기 네트워크로 전송하는 단계; 및
    상기 라우팅 룰에 포함된 액세스 타입이 사용 가능해진 경우, 상기 라우팅 룰에 포함된 액세스 타입의 사용 가능을 지시하는 정보를 네트워크로 전송하는 단계
    를 포함하는, NBIFOM에 관련된 신호 송수신 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 PDN 연결에 관련된 NBIFOM 모드는 상기 PDN 연결이 해제될 때까지 유지되는, NBIFOM에 관련된 신호 송수신 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 PDN 연결은 상기 단말이 생성한, 복수의 액세스를 통해 트래픽이 라우팅될 수 있는 다중 액세스 PDN 연결인, NBIFOM에 관련된 신호 송수신 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 라우팅 룰은 IP 플로우가 라우팅되어야 할 액세스 타입을 포함하는, NBIFOM에 관련된 신호 송수신 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 라우팅 룰에 포함된 액세스 타입은 3GPP 액세스인, NBIFOM에 관련된 신호 송수신 방법.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 라우팅 룰에 포함된 액세스 타입은 WLAN 액세스인, NBIFOM에 관련된 신호 송수신 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 라우팅 룰에 대한 거절은 거절의 이유(cause)에 대한 정보를 포함하는, NBIFOM에 관련된 신호 송수신 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 이유는, 상기 액세스 타입의 품질, 상기 액세스 타입에 관련된 커버리지, 상기 액세스 타입 로스(loss) 중 하나인, NBIFOM에 관련된 신호 송수신 방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 라우팅 룰에 포함된 액세스 타입이 사용 가능하다는 정보는 상기 라우팅 룰에 포함된 액세스 타입과 동일한 액세스를 통해 전송되는 것인, NBIFOM에 관련된 신호 송수신 방법.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 라우팅 룰에 포함된 액세스 타입이 사용 가능하다는 정보는 상기 라우팅 룰을 수신한 액세스 타입과 동일한 액세스를 통해 전송되는 것인, NBIFOM에 관련된 신호 송수신 방법.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 사용 가능하다는 정보를 네트워크로 전송한 후에, 네트워크로부터 상기 사용 가능한 액세스 타입을 포함하는 라우팅 룰을 수신하는 것을 더 포함하는, NBIFOM에 관련된 신호 송수신 방법.
  12. 무선 통신 시스템에서 NBIFOM(network based IP flow mobility)에 관련된 신호를 송수신하는 단말 장치에 있어서,
    송수신 장치; 및
    프로세서를 포함하고,
    상기 프로세서는, 단말이 라우팅 룰을 생성하지 못하는 네트워크 개시 모드(network initiated mode)에서 네트워크로부터 라우팅 룰을 수신하고, 상기 라우팅 룰에 대한 거절을 상기 네트워크로 전송하며, 상기 라우팅 룰에 포함된 액세스 타입이 사용 가능하다는 정보를 네트워크로 전송하는, 단말 장치.
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