KR101654066B1 - 무선 통신 시스템의 사용자 선호 기반 접속 망 결정 방법 - Google Patents

Abstract

선호 RAT(Radio Access Technology)에 기반한 단말(User Equipment, UE)의 망교환 폴백(Circuit Switched Fallback, CSFB) 후 복귀 방법이 제시된다. 단말은 상기 단말의 선호 무선접속기술(RAT) 정보를 포함하는 Extended Service Request를 eNB(evolved-Node B)를 통하여 MME(Mobility Management Entity)로 송신하고, CS 서비스의 이용 종료 후, 단말의 접속망은 선호 RAT 정보에 따라서 제어될 수 있다.

Description

무선 통신 시스템의 사용자 선호 기반 접속 망 결정 방법{METHOD FOR DETERMINING ACCESS NETWORK BASED ON USER PREFERENCE IN WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM}

본 발명은 무선 통신 시스템에 대한 것으로서, 보다 상세하게는 단말(User Equipment, UE)의 망교환 폴백(Circuit Switched Fallback, CS Fallback, CSFB) 및 복귀(Return back)에 대한 것이다.

3GPP 이볼브드 패킷 시스템(Evolved Packet System)에서의 망교환 폴백(CSFB)이란, 롱 텀 에볼루션(Long Term Evolution, LTE) E-UTRAN(Evolved UMTS Terrestrial Radio Access Network) 셀(cell) 영역 내에서 서비스 중인 단말(UE)이 CS(Circuit Switched) 영역의 네트워크 자원, 즉 이동 교환국(Mobile Switching Center, MSC) 또는 MSC 서버를 이용하여 CS(Circuit Switched) 서비스(예를 들면, 음성 서비스는 물론 영상 서비스, 단문메시지서비스(Short Message Service, SMS), 위치 서비스(LoCation Services, LCS), 비구조부가서비스데이터(Unstructured Supplementary Service Data, USSD))를 제공하는 기술이다.

망교환폴백 기능은 EPS 네트워크를 통해서 CS 서비스 제공이 불가능한 경우에 이용한다. 참고로 EPS는 모든IP네트워크(All IP Network, AIPN) 형태의 네트워크로 음성이나 SMS와 같은 서비스 제공을 위해서는 IP멀티미디어부시스템(IP Multimedia Subsystem, IMS) 네트워크와의 연동이 필요하다. 따라서, EPS 네트워크에서 IMS 서비스를 지원하지 않거나 IMS 기능을 사용할 수 없는 경우에는 망교환 폴백(CSFB) 기능을 이용해야 한다. 망교환 폴백(CSFB) 기능은 네트워크는 물론 단말에서도 제공되어야 한다.

EPS 네트워크에서는 망교환 폴백(CSFB) 기능을 위해 이동성 관리 기능을 제공하는 MME(Mobility Management Entity) 와 MSC 서버 간에 SGs 인터페이스를 정의하고 있다. SGs 인터페이스는 망교환 폴백(CSFB) 기능을 위한 이동성 관리 (Mobility Management) 메시지는 물론, 발/착신 SMS 메시지 송/수신 기능을 제공한다. 구체적으로, 망교환 폴백(CSFB) 기능을 위한 Combined EPS/IMSI Attach 과정, Combined TA/LA(Tracking Area/Location Area) Update 과정, Detach 과정 등의 이동성 관리 과정, 망교환 폴백(CSFB) 서비스를 위한 MSC 서버에서 MME로의 페이징(Paging) 과정, 그리고, UE로부터 또는 UE에게 발/착신되는 SMS 메시지를 전달하는 과정 등이 SGs 인터페이스를 통해서 이루어 진다.

그러나, 이러한 망교환 폴백(CSFB)에 의한 접속 망 변경 후, UE가 E-UTRAN 망으로 복귀하기 위한 구체적인 기준이 제시되고 있지 않다. 종래의 기술에 따른 망교환 폴백(CSFB) 이후의 접속 망 변경은 현재의 무선 상황에 기초하여 변경될 수 있다. 따라서 사용자가 망교환 폴백(CSFB) 이전의 접속 망(예를 들어, E-UTRAN 망)으로 신속하게 복귀를 하고 싶은 경우라도 현재의 접속 망의 무선 환경이 좋은 경우라면, 해당 접속 망에서 데이터 서비스가 지원되지 않더라도, UE는 현재의 접속 망에 머무를 수 밖에 없으며, 사용자의 의사와는 관계 없이 데이터 서비스 이용을 제한 받게 된다.

본 발명의 기술적 과제는 망교환 폴백(CSFB)에 의한 접속 망 변경 후 보다 기존 E-UTRAN 망으로의 복귀를 원하는 UE의 접속 망을 신속하게 변경하는 방법을 제공하는 데에 있다.

또 다른 본 발명의 기술적 과제는, 망교환 폴백(CSFB)에 의한 접속망 변경 시에 사용자의 선택에 따라서 E-UTRAN 망으로의 복귀를 제공할 수 있는 방법을 제공하는 데에 있다.

본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 상기 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상술한 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 이동성 관리 엔티티(Mobility Management Entity, MME)에 의하여 수행되는 무선접속기술(Radio Access Technology, RAT) 설정 방법은, 단말의 망교환 폴백(Circuit Switched Fallback, CSFB)에 따른 선호 무선접속기술(Preferred RAT) 정보를 포함하는 확장 서비스 요청(Extended Service Request)을 수신하는 단계; 및 상기 선호 무선접속기술 정보에 기초하여 상기 단말의 망교환 폴백(CSFB)에 따른 무선접속기술을 설정하는 단계를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이동 교환국(Mobile Switching Center, MSC)에 의하여 수행되는 무선접속기술(Radio Access Technology, RAT) 설정 방법은, 이동성 관리 엔티티(Mobility Management Entity, MME)로부터 서비스 요청 메시지를 수신하는 단계를 포함하고, 상기 서비스 요청 메시지는 단말의 망교환 폴백(Circuit Switched Fallback, CSFB)에 따른 선호 무선접속기술(Preferred RAT) 정보를 포함하는 확장 서비스 요청(Extended Service Request)에 의하여 트리거링되고, 망교환 폴백을 위한 제1 지시자 및 상기 단말의 망교환 폴백에 따른 무선접속기술 정보를 위한 제2 지시자를 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따르면, UE는 네트워크에게 망교환 폴백(CSFB) 이후 E-UTRAN 망으로의 신속한 복귀를 요청하여 사용자에게 CS 서비스 이용을 통해 일시적으로 중단될 수 있는 고속 데이터 서비스를 빠른 시간 내에 복구할 수 있도록 한다.

또한 본 발명의 실시예들은 선호(Preferred) LTE PLMN을 지정함으로써 사용자의 과금 정책 및/또는 서비스 품질에 대한 요구사항을 충실히 반영하는 서비스를 제공할 수 있다.

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 발명에 관한 이해를 돕기 위해 상세한 설명의 일부로 포함되는, 첨부도면은 본 발명에 대한 실시예를 제공하고, 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 사상을 설명한다.
도 1은 EPC(Evolved Packet Core)를 포함하는 EPS(Evolved Packet System)의 개략적인 구조를 나타내는 도면이다.
도 2는 망교환 폴백(CSFB) 및 E-UTRAN으로의 Return back의 구조를 도시한다.
도 3은 Combined EPS/IMSI Attach 과정의 흐름도이다.
도 4a 및 4b는 PS 핸드오버 방식의 망교환 폴백(CSFB) 과정의 흐름도이다.
도 5a 및 5b는 PS 핸드오버를 이용하지 않는 망교환 폴백(CSFB) 과정의 흐름도이다.
도 6a 및 6b는 본 개시물의 일 실시예에 따른 망교환 폴백(CSFB) 과정의 흐름도이다.
도 7a 및 7b는 본 개시물의 또 다른 실시예에 따른 망교환 폴백(CSFB) 과정의 흐름도이다.

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 수도 있다. 또한, 일부 구성요소들 및/또는 특징들을 결합하여 본 발명의 실시예를 구성할 수도 있다. 본 발명의 실시예들에서 설명되는 동작들의 순서는 변경될 수도 있다. 어느 실시예의 일부 구성이나 특징은 다른 실시예에 포함될 수도 있고, 또는 다른 실시예의 대응하는 구성 또는 특징과 교체될 수도 있다.

본 명세서에서 기지국은 단말과 직접적으로 통신을 수행하는 네트워크 종단 노드(terminal node)로서의 의미를 갖는다. 본 명세서에서 기지국에 의해 수행되는 것으로 설명된 특정 동작은 경우에 따라서는 기지국의 상위 노드(upper node)에 의해 수행될 수도 있다. 즉, 기지국을 포함하는 다수의 네트워크 노드들(network nodes)로 이루어지는 네트워크에서 단말과의 통신을 위해 수행되는 다양한 동작들은 기지국 또는 기지국 이외의 다른 네트워크 노드들에 의해 수행될 수 있음은 자명하다.

본 명세서에서 ‘기지국(BS: Base Station)’은 고정국(fixed station), Node B, eNode B(eNB), 액세스 포인트(AP: Access Point) 등의 용어에 의해 대체될 수 있다. 중계기는 Relay Node(RN), Relay Station(RS) 등의 용어에 의해 대체될 수 있다. 또한, ‘단말(Terminal)’은 UE(User Equipment), MS(Mobile Station), MSS(Mobile Subscriber Station), SS(Subscriber Station) 등의 용어로 대체될 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.

본 발명의 실시예들은 무선 접속 시스템들인 IEEE 802 시스템, 3GPP 시스템, 3GPP LTE 및 LTE-A(LTE-Advanced) 시스템 및 3GPP2 시스템 중 적어도 하나에 개시된 표준 문서들에 의해 뒷받침될 수 있다. 즉, 본 발명의 실시예들 중 본 발명의 기술적 사상을 명확히 드러내기 위해 설명하지 않은 단계들 또는 부분들은 상기 문서들에 의해 뒷받침될 수 있다. 또한, 본 문서에서 개시하고 있는 모든 용어들은 상기 표준 문서에 의해 설명될 수 있다. 예를 들어, 본 문서의 실시예들은 3GPP TS 23.272와 같은 표준 문서들에 의하여 설명될 수도 있다.

또한, 본 발명의 실시예들은 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) 등과 같은 다양한 무선 접속 시스템에 사용될 수 있다. CDMA는 UTRA(Universal Terrestrial Radio Access)나 CDMA2000과 같은 무선 기술(radio technology)로 구현될 수 있다. TDMA는 GSM(Global System for Mobile communications)/GPRS(General Packet Radio Service)/EDGE(Enhanced Data Rates for GSM Evolution)와 같은 무선 기술로 구현될 수 있다. OFDMA는 IEEE 802.11 (Wi-Fi), IEEE 802.16 (WiMAX), IEEE 802.20, E-Utra(Evolved UTRA) 등과 같은 무선 기술로 구현될 수 있다. UTRA는 UMTS(Universal Mobile Telecommunications System)의 일부이다. 3GPP(3rd Generation Partnership Project) LTE(Long Term Evolution)는 E-UTRA를 사용하는 E-UMTS(Evolved UMTS)의 일부로써, 하향 링크에서 OFDMA를 채용하고 상향링크에서 SC-FDMA를 채용한다. LTE-A(Advanced)는 3GPP LTE의 진화이다. WiMAX는 IEEE 802.16e 규격(WirelessMAN-OFDMA Reference System) 및 발전된 IEEE 802.16m 규격(WirelessMAN-OFDMA Advanced system)에 의하여 설명될 수 있다. 명확성을 위하여 이하에서는 3GPP LTE 및 3GPP LTE-A 시스템을 위주로 설명하지만 본 발명의 기술적 사상이 이에 제한되는 것은 아니다.

또한, 이하의 설명에서 사용되는 특정(特定) 용어들은 본 발명의 이해를 돕기 위해 제공된 것이며, 이러한 특정 용어의 사용은 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다른 형태로 변경될 수 있다.

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 기반의 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: LTE의 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.

- RAN(Radio Access Network): 3GPP 네트워크에서 NodeB, eNodeB 및 이들을 제어하는 RNC(Radio Network Controller)를 포함하는 단위. UE와 코어 네트워크 사이에 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.

- RANAP(RAN Application Part): RAN과 코어 네트워크의 제어를 담당하는 노드(MME(Mobility Management Entity)/SGSN(Serving GPRS(General Packet Radio Service) Supporting Node)/MSC(Mobiles Switching Center)) 사이의 인터페이스.

- PLMN(Public Land Mobile Network): 개인들에게 이동통신 서비스를 제공할 목적으로 구성된 네트워크. 오퍼레이터 별로 구분되어 구성될 수 있다.

- NAS(Non-Access Stratum): UMTS 프로토콜 스택에서 UE와 코어 네트워크간의 시그널링, 트래픽 메시지를 주고 받기 위한 기능적인 계층. UE의 이동성을 지원하고, UE와 PDN GW(Packet Data Network Gateway) 간의 IP 연결을 수립(establish) 및 유지(maintain)하는 세션 관리 절차(procedure)를 지원하는 것을 주된 기능으로 한다.

- HNB(Home NodeB): UTRAN(UMTS Terrestrial Radio Access Network) 커버리지를 제공하는 CPE(Customer Premises Equipment). 보다 구체적인 사항은 표준문서 3GPP TS 25.467을 참조할 수 있다.

- HeNB(Home eNodeB): E-UTRAN(Evolved-UTRAN) 커버리지를 제공하는 CPE(Customer Premises Equipment). 보다 구체적인 사항은 표준문서 3GPP TS 36.300을 참조할 수 있다.

- CSG(Closed Subscriber Group): H(e)NB의 CSG의 구성원으로서 PLMN(Public Land Mobile Network) 내의 하나 이상의 CSG 셀에 액세스하는 것이 허용되는 가입자 그룹.

- CSG ID: CSG 셀 또는 CSG 셀 그룹에 연관된 PLMN 범위 내에서 CSG를 식별하는 고유의 식별자. 보다 구체적인 사항은 표준문서 3GPP TS 23.003을 참조할 수 있다.

- LIPA(Local IP Access): IP 기능을 가진(IP capable) UE가 H(e)NB를 경유하여 동일한 주거(residential)/기업(enterprise) IP 네트워크 내의 다른 IP 기능을 가진 개체에 대한 액세스. LIPA 트래픽은 이동 사업자(operator) 네트워크를 지나지 않는다. 3GPP 릴리즈-10 시스템에서는, H(e)NB를 경유하여 로컬 네트워크(즉, 고객(customer)의 집 또는 회사 구내에 위치한 네트워크) 상의 자원에 대한 액세스를 제공한다.

- MRA(Managed Remote Access): 홈 기반 네트워크(home based network) 외부에서 CSG 사용자가 홈 네트워크에 연결되어 있는 IP 기능을 가진 개체에 대한 액세스. 예를 들어, MRA를 이용하면 로컬 네트워크의 외부에 위치한 사용자가, 해당 로컬 네트워크로부터 사용자 데이터를 서비스받을 수 있다.

- SIPTO(Selected IP Traffic Offload): 3GPP 릴리즈-10 시스템에서는 사업자가 EPC 네트워크에서 UE에 물리적으로 가까이 존재하는 PGW(Packet data network GateWay)를 선택함으로써 사용자의 트래픽을 넘기는 것을 지원한다.

- SIPTO@LN(SIPTO at Local Network): 3GPP 릴리즈-10의 SIPTO의 발전된 기술로서, 사업자가 사용자 트래픽을 고객 구내에 위치하는 로컬 네트워크를 통하여 넘기는 것을 의미한다. SIPTO@LN은, 로컬 네트워크 자체의 자원에 대한 액세스를 제공하는 LIPA와는 달리, 로컬 네트워크를 경유하여 외부 네트워크(예를 들어, 인터넷)에 대한 액세스를 제공한다는 점에서 구별된다. 이는, 로컬 네트워크가 궁극적으로는 원하는 외부 네트워크로의 연결을 가진다는 가정하에 동작하는 것이다.

- PDN(Packet Data Network) 연결: 하나의 IP 주소(하나의 IPv4 주소 및/또는 하나의 IPv6 프리픽스)로 표현되는 UE와 APN(Access Point Name)으로 표현되는 PDN 간의 논리적인 연결.

- LIPA PDN 연결: H(e)NB에 연결된 UE에 대한 LIPA를 위한 PDN 연결.

- LIPA-Permission: APN이 LIPA를 통하여 액세스될 수 있는지 여부를 나타내며, 다음 3 가지의 값이 정의되어 있음:

- LIPA-Prohibited: 해당 APN이 LIPA를 통하여 액세스되는 것이 금지됨. 즉, 사용자 평면(user plane) 데이터는 EPC만을 경유하여 액세스할 수 있음.

- LIPA-Only: 해당 APN이 LIPA를 통해서만 액세스될 수 있음.

- LIPA-Conditional: 해당 APN이 비-LIPA 방식으로 (즉, EPC를 경유해서) 액세스될 수도 있고 LIPA를 통해서도 액세스될 수 있음.

- IMS(IP Multimedia Subsystem): 멀티미디어 서비스를 IP 기반으로 제공하는 시스템

- 애플리케이션 서버(AS: Application Server): 다양한 멀티미디어 서비스를 제공하는 서버

- 멀티미디어 세션 지속성(Multi-Media Session Continuity): 진행중인 세션에 대해 지속성을 유지하면서 단말의 이동성(terminal mobility)이나 단말간 이동성(mobility between UEs)을 지원하는 것

- SCC AS(Service Centralization and Continuity Application Server): 멀티미디어 세션 지속성을 지원하는 애플리케이션 서버. 보다 구체적인 사항은 표준문서 3GPP TS 23.292 및 3GPP TS 23.237을 참조할 수 있다.

- CSFB(Circuit Switched FallBack): E-UTRAN access에 있는 단말을 UTRAN/GERAN CS domain access로 폴백하게 함으로써 voice 및 다른 CS-domain 서비스를 제공하는 기술. 보다 구체적인 사항은 표준문서 3GPP TS 23.272를 참조할 수 있다.

이하에서는 위와 같이 정의된 용어를 바탕으로 설명한다.

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 능력을 제공하는 등의 최적화된 패킷-기반 시스템을 제공하는 것을 목표로 한다.

구체적으로, EPC는 3GPP LTE 시스템을 위한 IP 이동 통신 시스템의 코어 네트워크(Core Network)이며, 패킷-기반 실시간 및 비실시간 서비스를 지원할 수 있다. 기존의 이동 통신 시스템(즉, 2 세대 또는 3 세대 이동 통신 시스템)에서는 음성을 위한 CS(Circuit-Switched) 및 데이터를 위한 PS(Packet-Switched)의 2 개의 구별되는 서브-도메인을 통해서 코어 네트워크의 기능이 구현되었다. 그러나, 3 세대 이동 통신 시스템의 진화인 3GPP LTE 시스템에서는, CS 및 PS의 서브-도메인들이 하나의 IP 도메인으로 단일화되었다. 즉, 3GPP LTE 시스템에서는, IP 능력(capability)을 가지는 단말과 단말 간의 연결이, IP 기반의 기지국(예를 들어, eNodeB(evolved Node B)), EPC, 애플리케이션 도메인(예를 들어, IMS(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 능력을 가지는 단말은, 3GPP 액세스는 물론 비-3GPP 액세스 기반으로도 EPC 내의 다양한 요소들을 경유하여 사업자(즉, 오퍼레이터(operator))가 제공하는 IP 서비스 네트워크(예를 들어, IMS)에 액세스할 수 있다.

또한, 도 1에서는 다양한 레퍼런스 포인트들(예를 들어, S1-U, S1-MME 등)을 도시한다. 3GPP 시스템에서는 E-UTRAN 및 EPC의 상이한 기능 개체(functional entity)들에 존재하는 2 개의 기능을 연결하는 개념적인 링크를 레퍼런스 포인트(reference point)라고 정의한다. 다음의 표 1은 도 1에 도시된 레퍼런스 포인트를 정리한 것이다. 표 1의 예시들 외에도 네트워크 구조에 따라 다양한 레퍼런스 포인트들이 존재할 수 있다.

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 망교환 폴백(CSFB) 및 E-UTRAN으로의 Return back의 구조를 도시한다.

도 2에 도시된 구성들 및 레퍼런스 포인트들 중 도 1과 중복되는 구성들 및 레퍼런스 포인트들에 대한 설명은 도 1과 관련하여 상술한 바와 같다. SGs 레퍼런스 포인트는 MME와 MSC/VLR(Visitor Location Register) 사이의 인터페이스로서, SGsAP(SGs Application Protocol)를 사용한다. 또한, SGsAP는 SGs 상에서 망교환 폴백(CSFB) 기능을 지원한다. 또한, S11은 MME와 S-GW 사이의 레퍼런스 포인트이다. 또한, Iu-cs는 UTRAN과 MSC/VLR 사이의 인터페이스이고, A는 GERAN과 MSC/VLR 사이의 인터페이스이고, Iu-ps는 UTRAN과 SGSN 사이의 인터페이스이며, Gb는 GERAN과 SGSN 사이의 인터페이스이다.

도 2에 도시된 바와 같이, Combined EPS/IMSI Attach 과정이 MME와 MSC 간의 SGs 인터페이스를 통하여 수행될 수 있다. 망교환 폴백(CSFB)이 적용되기 위한 전제 조건은, UE와 네트워크가 망교환 폴백(CSFB)을 지원하기 위한 MME와 MCS 간의 SGs 인터페이스를 생성 및 망교환 폴백(CSFB) 지원 여부를 확인하는 것이다.

망교환 폴백(CSFB)의 전제 조건이 만족되고, 망교환 폴백(CSFB) 절차가 수행되면 E-UTRAN 상의 UE는 GERAN/UTRAN으로 접속 망이 변경될 수 있다. 또한, 후술하는 절차에 따라서, UE는 LTE 지원 망(E-UTRAN)으로 복귀(Return back)할 수 있다.

도 3에는, Combined EPS/IMSI Attach 과정이 성공적으로 수행되었을 경우의 절차가 도시되어 있다. Combined EPS/IMSI Attach 과정은 EPS 네트워크를 통하여 CS 도메인의 MSC/VLR로 Attach를 수행하는 절차이다. 이 과정을 통하여 UE가 E-UTRAN의 영역에 위치하더라도 SGs 인터페이스를 통해 CS 도메인이 UE의 이동성을 관리할 수 있다.

먼저, UE는 MME로 EPS Attach type이 “Combined EPS/IMSI Attach”로 설정된 ATTACH REQUEST를 전송한다(S301). MME는 ATTACH REQUEST의 Attach type이 “Combined EPS/IMSI Attach”로 설정된 경우, MME는 UE의 정보를 HSS, S-GW 등에 등록하며, PDN-GW와의 세션을 생성한다(S302). 또한, MME는 CS 도메인 서비스가 가능한 RAT(Radio Access Technologies)으로의 신속한 mobility가 가능하도록 EPS 망의 TA(Tracking Area)와 커버리지(coverage)가 겹치는 LA(Location Area)를 할당하며, 할당된 LA를 기반으로 VLR number를 도출한다(S303). MME는 도출된 VLR number에 해당하는 VLR로 MME name, LAI(Location Area Identity) 정보 등을 포함한 LOCATION UPDATE REQUEST를 전송한다(S304). VLR은 LOCATION UPDATE REQUEST 내에 포함된 MME name을 저장하여 MME와의 SGs 인터페이스를 생성한다(S305). VLR은 MME로부터 수신한 단말 정보의 유효성을 검사한 후 Location Updating 과정을 수행하여 CS 도메인에 UE의 정보를 등록한다(S306). VLR은 LOCATION UPDATE REQUEST에 대한 응답으로서 VLR TMSI(Temporary Mobile Subscriber Identity)를 포함하는 LOCATION UPDATE ACCEPT 메시지를 MME로 전송한다(S307).

MME와 UE 간의 ATTACH ACCEPT 및 ATTACH COMPLETE 메시지 송/수신(S308)을 통하여 UE에 의하여 요청된 ATTACH 과정이 종료된다. 상술한 ATTACH 과정에서, 단계 S303 내지 단계 S307 사이에서 네트워크 엔티티(entity) 간에 망교환 폴백(CSFB)을 지원할 수 없는 경우에는, MME는 ATTACH ACCEPT 메시지 내의 “Additional Update Result”를 통하여 UE에게 망교환 폴백(CSFB)이 선호되지 않는다는 것을 통보한다. 따라서, UE는 접속 망에서의 망교환 폴백(CSFB) 기능이 지원 가능한지를 판단할 수 있다.

Combined EPS/IMSI Attach를 수행한 단말이 E-UTRAN 망에서의 CS 서비스가 가능한 경우, CS 서비스의 방향성에 따라 UE 혹은 MSC가 망교환 폴백(CSFB)을 요청할 수 있다. 망교환 폴백(CSFB)을 위한 접속 망 변경 방식은 무선 상황에 따라서 네트워크가 결정하며, PS 핸드오버가 지원가능한 경우와 PS 핸드오버가 지원되지 않는 경우(리디렉션과 함께 릴리즈(release), 셀 변경 명령(타겟 RAT이 GERAN))으로 구분될 수 있다.

접속 망 변경 과정을 통하여, E-UTRAN 망에 접속 중이던 UE는 접속 망을 CS 서비스가 가능한 GERAN/UTRAN 망으로 변경할 수 있다. 이 경우, 제공하려는 CS 서비스의 타입이 음성 서비스인 경우라면, GERAN/UTRAN 망에서 CS call setup 과정을 거쳐 CS 서비스가 제공되고, 이후 Call Clearing 과정을 통하여 GERAN/UTRAN에서의 CS 서비스가 종료될 수 있다.

도 4a 및 4b는 음성 서비스를 제공하기 위하여 시작된 망교환 폴백(CSFB)이 PS 핸드오버의 형태로 수행되는 과정을 도시한다.

먼저, 도 4a를 참조하여, Combined EPS/IMSI Attach 과정(S401)을 통해, UE는 접속 망에서의 망교환 폴백(CSFB)의 지원 가능 여부를 확인할 수 있으며, MSC는 E-UTRAN에서 사용한 PLMN ID 정보를 저장할 수 있다. Combined EPS/IMSI Attach 과정(S401) 후에 MO(Mobile Originating) Call이 개시된다. 유저가 요청한 음성 서비스를 지원하기 위해 UE는 Voice over PS 의 지원 여부를 판단하고, Voice over PS가 불가능 한 경우 MO 망교환 폴백(CSFB)을 위한 Extended Service Request 를 MME로 전송한다(S402). 이때 NAS signaling connection이 생성되어 있지 않은 경우에는 UE는 eNB와 연계하여 NAS signaling connection을 생성한다. Extended Service Request 내에는 망교환 폴백(CSFB)의 요청 목적을 알리기 위해 ‘service type’ 필드가 포함된다. 이 경우, service type은 MO 망교환 폴백(CSFB)로 설정될 수도 있다.

망교환 폴백(CSFB) 종료 후 네트워크에서 last used LTE PLMN으로 복귀하도록 설정된 경우, MME는 단계 S401을 통해 생성된 SGs Interface를 통해 MSC로 SGsAP-SERVICE-REQUEST를 전송하여 이후에 보이스 콜 셋업(voice call setup) 과정에서 전송될 CM(Connection Management) Service Request가 망교환 폴백(CSFB)을 통한 CS MO call임을 알려줄 수 있다(S403).

MME는 eNB에게 S1 인터페이스를 통해 S1-AP UE Context Modification Request 를 전송하며 메시지 내에 CS Fallback Indicator, CS Domain의 PLMN Id가 포함된 LAI(단계 S401에서 생성)를 포함시켜, 망교환 폴백(CSFB)을 위해 GERAN/UTRAN으로의 RAT change가 필요함을 알릴 수 있다(S404). 또한, eNB는 MME에게 단계 S404에 대한 응답으로 S1-AP UE Context Modification Response를 전송할 수 있다(S405).

eNB는 GERAN/UTRAN으로의 접속 망 변경을 위해 Inter RAT 핸드오버가 필요하다고 판단되는 경우(Measurement Report를 통해), MME에게 Handover Required 메시지를 전송할 수 있으며 이때의 타겟 셀은 단계 S404에서 수신한 LAI 내의 PLMN 정보를 참조하여 CS 서비스가 가능한 PLMN 내의 셀로 설정한다. 또한 eNB는 해당 핸드오버 과정이 망교환 폴백(CSFB)을 위한 것임을 나타내기 위해 HO from E-UTRAN Command 내에 CS Fallback Indicator를 포함시킬 수 있다. 위와 같은 핸드오버 과정을 통하여 단말은 GERAN/UTRAN 내의 타겟 셀로 이동한다.

타겟 셀의 LA가 기 등록되지 않은 새로운 LA인 경우, 일반적인 IRAT mobility 과정과 마찬가지로 NMO(Network Modes of Operation)에 따른 업데이트 과정이 수행될 수 있다. 로케이션 업데이트 요청이 UE로부터 MSC로 전송될 수 있다(S407-1). 또한, UE는 LAU 과정 내에서 전송되는 로케이션 업데이트 요청 메시지 내의 ‘Additional update parameter’ 필드 내에 CSMO flag를 표시하여 MSC로 하여금 해당 업데이트가 망교환 폴백(CSFB)에 의한 것임을 알릴 수 있다. 그러나, 망교환 폴백(CSFB)에 의한 IRAT mobility의 경우, 다음의 단계들이 수행될 수 있다. 먼저, NMO1의 경우, 망교환 폴백(CSFB) 수행의 속도를 향상을 위해 Combined RA/LA 과정 대신 LAU (Location Area Update) 시작 이후 RAU(Routing Area Update)가 수행될 수 있다 (S407-a). 또한, NMO2 또는 NMO3의 경우, UE는 LAU (Location Area Update) 시작 이후 RAU(Routing Area Update) 를 수행할 수 있다(S407-b).

망교환 폴백(CSFB) 종료 후 last used PLMN으로 복귀하도록 네트워크 내에서 설정된 경우, MSC는 UE로 전송하는 Location Updating Accept 내의 Equivalent PLMN List에 MSC에서 관리하는 last used PLMN in E-UTRAN 을 포함시켜 UE로 전송할 수 있다(S407-2).

도 4b를 참조하여, UE는 MSC에게 CS call setup을 위한 연결 생성을 위해 CM Service Request를 전송할 수 있다. 또한, UE는 ‘Additional update parameter’ 필드 내에 CSMO flag 를 표시하여 MSC로 하여금 MM connection request가 망교환 폴백(CSFB)에 의한 것임을 나타낼 수 있다 (S408).

음성 서비스의 제공을 위한 CS call 확립 과정(S409)이 수행되며, PS 핸드오버(S410)가 수행된 후, 스피치(speech)(S411) 등의 음성 서비스가 제공될 수 있다. 또한, 음성 서비스의 종료 후 CS Call Clearing 과정이 수행된다(S412).

망교환 폴백(CSFB)을 통한 음성 서비스에 의해 RR(Radio Resource) Connection이 생성된 경우, MSC는 RR connection이 릴리즈(release)될 때에 GERAN/UTRAN의 에게 해당 RR connection은 망교환 폴백(CSFB)에 의해 생성된 것임을 알려줄 수 있다. 또한, 망교환 폴백(CSFB) 종료 후 last used PLMN으로 복귀하도록 네트워크 내에서 설정된 경우, MSC는 RR connection이 릴리즈 될 때에 MSC에서 관리하고 있던 last used PLMN in E-UTRAN도 알려줄 수 있다. UE는 망교환 폴백(CSFB)이 아니라 기존의 이동성(mobility) 기법(예를 들어, Release Redirection/cell reselection/ Handover/Cell Change Order)을 사용하여 GERAN/UTRAN으로부터 E-UTRAN으로 복귀될 수 있다(S413).

도 5a 및 5b는 PS 핸드오버를 통하지 않은 망교환 폴백(CSFB) 과정의 흐름도이다.

도 5a를 참조하여, Combined EPS/IMSI Attach 과정(S501)을 통해, UE는 접속 망에서의 망교환 폴백(CSFB)의 지원 가능 여부를 확인할 수 있으며, MSC는 E-UTRAN에서 사용한 PLMN ID 정보를 저장할 수 있다. 인커밍 콜(incoming call)에 의한 음성 서비스의 수신 요청이 있을 때, MSC는 Combined EPS/IMSI Attach 또는 combined TA/RA update 과정을 통해 위치 업데이트 정보를 제공받은 MME로 paging request를 전송할 수 있다(S502). MME가 망교환 폴백(CSFB)을 지원할 수 없는 경우에는, MME는 CS paging reject를 MSC로 전송하여 해당 음성 서비스가 수신될 수 없음을 알려줄 수 있다.

MME와 UE간에 NAS signaling connection이 존재하는 경우, CS paging (service) MME는 UE로 CS paging Notification 을 전송(S503)함으로써, MT(Mobile Terminated) Call 이 있음을 알릴 수 있다. NAS signaling connection이 존재하지 않는 경우는 UE는 paging의 형태로 MT call 수신을 요청 받으며, UE는 해당 MT call을 수신할 지 거부할지를 판단할 수 있다.

MME는 MSC로부터 paging request 수신 후 MME와 단말 사이에 NAS signaling connection이 존재 혹은 생성되었음을 SGsAP-SERVICE-REQUEST를 MSC로 전송함으로써 알릴 수 있다(S504).

UE는 해당 MT call의 수신 여부 및 망교환 폴백(CSFB)의 필요성을 판단한 후 Extended Service Request를 MME로 전송할 수 있다(S505). Extended Service Request 내에는 해당 MT call의 수신 여부를 알리는 CSFB response 값 (예를 들어, Accept/Reject)과 해당 MT call의 수신 시 MT call을 위한 망교환 폴백(CSFB)이 필요함을 알리는 값이 설정되어 전달되며, CSFB response 값이 Accept로 설정된 경우에만 후술하는 과정들(단계 S506 내지 단계 S514)이 진행된다.

MME는 eNB에게 S1 인터페이스를 통해 S1-AP UE Context Modification Request 메시지를 전송할 수 있다(S506). S1-AP UE Context Modification Request 메시지 내에 CS Fallback Indicator, CS Domain의 PLMN Id가 포함된 LAI(Combined EPS/IMSI Attach procedure에서 생성)를 포함시킴으로써, MME는 망교환 폴백(CSFB)을 위해 GERAN/UTRAN으로의 RAT change가 필요함을 알릴 수 있다. 또한, eNB는 MME에게 단계 S506에 대한 응답으로 S1-AP UE Context Modification Response를 전송할 수 있다(S507).

UE 또는 E-UTRAN에서 inter-RAT PS 핸드오버를 지원하지 않는 경우 eNB는 망교환 폴백(CSFB)을 위한 mobility 방안으로 GERAN 또는 UTRAN으로의 리디렉션과 함께 RRC connection release를 수행할 수 있다(S508). eNB는 UE로 전송하는 RRC Connection Release 내에 PLMN ID for CS domain 정보를 포함하여 UE가 CS domain에 대한 PLMN을 선택하는데 용이하도록 한다.

타겟 셀의 LA가 기 등록되지 않은 새로운 LA인 경우, 일반적인 IRAT mobility 과정과 마찬가지로 NMO(Network Modes of Operation)에 따른 업데이트 과정이 수행될 수 있다. 로케이션 업데이트 요청이 UE로부터 MSC로 전송될 수 있다(S509-1). 또한, UE는 LAU 과정 내에서 전송되는 LAU Request 메시지 내의 ‘Additional update parameter’ 필드 내에 CSMO flag 를 표시하여 MSC로 하여금 해당 update가 망교환 폴백(CSFB)에 의한 것임을 알릴 수 있다. 또한, 망교환 폴백(CSFB)에 의한 IRAT mobility 의 경우, 다음의 단계들이 수행될 수 있다. 먼저, NMO1의 경우, 망교환 폴백(CSFB) 수행의 속도를 향상을 위해 Combined RA/LA 과정 대신 LAU (Location Area Update) 시작 이후 RAU(Routing Area Update)가 수행될 수 있다 (S509-a). 또한, NMO2 또는 NMO3의 경우, UE는 LAU (Location Area Update) 시작 이후 RAU(Routing Area Update) 를 수행할 수 있다(S509-b).

망교환 폴백(CSFB) 종료 후 last used PLMN으로 복귀하도록 네트워크 내에서 설정된 경우, MSC는 UE로 전송하는 Location Updating Accept 내의 Equivalent PLMN List에 MSC에서 관리하는 last used PLMN in E-UTRAN 을 포함시켜 UE로 전송할 수 있다(S509-2).

한편, 타겟 RAT에서의 업데이트 과정이 필요하지 않은 경우에는, UE는 단계 S507을 수행하는 대신 MSC로 수신한 Paging에 대한 응답을 전송할 수도 있다.

음성 서비스의 제공을 위한 CS call 셋업 과정(S510)이 MSC에 의하여 수행될 수 있다. 도 5b를 참조하여, CS call이 확립(S511)된 후, CS call 스피치(speech)(S512) 등의 음성 서비스가 제공될 수 있다. 또한, 음성 서비스의 종료 후 CS Call Clearing 과정이 수행된다(S513).

망교환 폴백(CSFB) 종료 후 last used PLMN으로 복귀하도록 네트워크 내에서 설정된 경우, MSC는 RR connection이 릴리즈 될 때에 시에 MSC에서 관리하고 있던 last used PLMN in E-UTRAN도 알려줄 수 있다. UE는 망교환 폴백(CSFB)이 아니라 기존의 이동성(mobility) 기법(예를 들어, Release Redirection/cell reselection/ Handover/Cell Change Order)을 사용하여 GERAN/UTRAN으로부터 E-UTRAN으로 복귀될 수 있다(S514).

도 4a 내지 5b를 참조하여 종래의 망교환 폴백(CSFB) 및 Return back에 대하여 설명하였다. 한편, 상술한 망교환 폴백(CSFB)에 의하여 E-UTRAN 망에서 데이터를 이용하다가 CS 서비스를 이용하기 위하여 일시적으로 GERAN/UTRAN 망으로 접속 망이 변경된 사용자는 가능한 한 빨리 다시 E-UTRAN 망으로 접속하여 E-UTRAN 망의 고속 데이터 서비스를 이용하기를 원할 수도 있다. 그러나, 상술한 망교환 폴백(CSFB)의 및 Return back의 방법에서는, UE를 강제적으로 다시 E-UTRAN으로 복귀시키지 않는다. 다만, 망 사업자의 운용 정책에 따라서 E-UTRAN 망으로 복귀할 수 있을 때 사용자의 편의를 위하여 가장 최근에 E-UTRAN에서 서비스를 받았던 PLMN(last used LTE PLMN)으로 복귀할 수 있도록 네트워크 엔티티(Network entity) 간의 추가적인 정보를 제공하는 방법이 제시되고 있을 뿐이다. 따라서, E-UTRAN 망으로의 신속한 Return back을 원하는 사용자의 요구를 만족시킬 수 있도록, E-UTRAN 망으로의 Return back 정책에 대한 구체적인 대안의 제시가 요구된다.

예를 들어, 망교환 폴백(CSFB)이 수행되는 경우, UE가 전송하는 Extended Service Request를 통하여 UE가 복귀를 원하는 접속 망(예를 들어, E-UTRAN 망)의 정보를 전달하고, 네트워크는 관련 정보를 참조하여 CS 서비스의 종료 이후의 접속 망 변경을 결정할 수도 있다. 따라서, UE가 전송하는 Extended Service Request 내에 복귀를 원하는 접속 망에 대한 추가 정보를 포함시킴으로써, 네트워크의 운용 정책에 UE의 요구사항이 반영되도록 할 수 있다.

UE가 변경하고자 하는 접속 망, 특히, 접속망 내의 PLMN ID, 주파수나 특정 셀 목록의 정보를 알고 있다면, 네트워크는 UE가 목적하는 접속 망에 대하여 inter-RAT measurement 과정을 수행하여 해당 망으로 UE의 접속 망을 신속히 변경할 수 있다. 따라서, 신속한 UE의 접속 망 변경을 위하여는, 네트워크에서 상술한 UE가 목적하는 접속 망에 대한 정보가 요구된다.

종래의 EXTENDED SERVICE REQUEST 메시지의 구조는 표 2와 같다.

표 2의 정보 요소들 중, Service type과 CSFB response 필드는 망교환 폴백(CSFB)과 연관된 정보 요소들이다.

먼저, Service type은 Extended service request를 전송함으로써 트리거링하려는 망교환 폴백(CSFB) 서비스 타입을 나타낸다. Service type의 각 비트의 값을 표 3과 같이 설정함으로써 망교환 폴백(CSFB)의 방향성과 망교환 폴백(CSFB)을 통해 제공하려는 call type(MO 또는 MT)을 나타낼 수 있다.

또한, CSFB response 필드는 MT(mobile Terminated) 망교환 폴백(CSFB)의 경우에 사용되는 필드로서, 인커밍 콜에 대한 수신 여부(Accept 또는 Reject)를 네트워크로 전달할 수 있다 .UE가 인커밍 콜을 허용하는 경우에만 MT 망교환 폴백(CSFB) 과정이 시작될 수 있다.

표 2와 관련하여 상술한 바와 같이, 현재의 Extended service request 메시지 내에는 망교환 폴백(CSFB) 후 UE의 Return back을 위해 요구되는 정보가 포함되어 있지 않다. 따라서, 보다 신속한 UE의 Return back을 위하여 하기의 표 4와 같은 추가적인 정보를 포함하는 Extended service request를 제안코자 한다.

표 4에 기재된 바와 같이, “Preferred RAT after CSFB” 정보 요소가 Extended Service Request에 추가될 수 있다. 표 4에 기재된 정보 요소 “Preferred RAT after CSFB”의 이름 및 정보 요소 식별자(Information Element Identity, IEI)는 예시적인 것으로서, 추가되는 정보 요소는 상이한 이름 및 식별자를 가질 수도 있다. 또한, “Preferred RAT after CSFB”는 망교환 폴백(CSFB) 및 CS call 서비스를 종료한 이후 단말이 복귀하고 싶은 접속 망 정보를 네트워크에 제공하여 가능한 신속하게 사용자가 원하는 접속 망으로 복귀할 수 있도록 하는 데에 그 목적이 있다.

본 명세서의 일 실시예에 따른 “Preferred RAT after CSFB” 정보 요소의 데이터 구조는 표 5에 기재된 바와 같다. 예를 들어, “Preferred RAT after CSFB”는 4바이트 (4 octets)의 구조를 가지고, Preferred RAT 및 PLMN ID에 대한 정보를 포함할 수 있다. 예를 들어, MCC(Mobile Country Code) 정보 및 MNC(Mobile Network Code) 정보로 구성된 PLMN ID가 “Preferred RAT after CSFB” 내에 포함될 수도 있다.

표 6에는 Preferred RAT 값에 대한 설정이 기재되어 있다. 표 6에 기재된 바와 같이, Preferred RAT 값은 2bit로 구성될 수 있으며, Preferred RAT 값에 따라서 네트워크의 망교환 폴백(CSFB) 이후의 동작이 결정될 수 있다. 표 6의 Preferred RAT 값의 길이 및 설정들은 예시적인 것으로서, 통상의 기술자는 이로부터 예측 가능한 다양한 변경이 조합될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

“Preferred RAT after CSFB”는 부가적(optional) 정보 요소일 수도 있다. “Preferred RAT after CSFB”가 포함되지 않은 Extended Service Request를 수신한 네트워크 엔티티(entity)는 네트워크 사업자의 정책에 따라 망교환 폴백(CSFB)을 통한 CS 서비스 종료 이후의 동작을 수행할 수 있다. 그러나, “Preferred RAT after CSFB”가 포함된 Extended Service Request를 수신한 네트워크는 “Preferred RAT after CSFB” 내의 정보에 기초하여 네트워크의 동작을 수행하여야 한다.

도 6a 및 6b는 본 개시물의 일 실시예에 따른 망교환 폴백(CSFB) 과정의 흐름도이다.

도 6a 및 6b의 망교환 폴백(CSFB) 과정은 도 4a 및 4b의 망교환 폴백(CSFB) 과정에 대응되는 것인바, 이하에서는 중복된 설명은 생략한다. 도 6a를 참조하여, UE는 MME로 Extended Service Reqeuest를 전송할 수 있다(S602). 이 경우, Extended Service Request 내에는 “Preferred RAT after CSFB” 정보 요소가 포함될 수 있으며, 본 실시예의 경우, “Preferred RAT after CSFB”가 선호 LTE로의 복귀로 설정될 수 있다(표 6의 Note 2 참조).

또한, MME는 SGsAP-SERVICE-REQUEST를 통하여 CS MO indicator 및 UE가 CS 서비스 종료 후 E-UTRAN 망으로 복귀가 필요함을 알릴 수 있다(S603). 또한, UE로부터 수신한 Preferred LTE ID가 존재하는 경우, MME는 이를 MSC에 전송할 수 있다.

LAU 과정(S607) 수행 시, MSC에 “Preferred LTE PLMN” 값이 존재하는 경우, MSC는 이 값을 Equivalent PLMN 리스트에 포함시키며, 이 값을 Location updating Accept를 통하여 UE에 전달(S607-2)할 수 있다.

도 6b를 참조하여, UE 설정에 의하여 E-UTRAN 망으로의 복귀가 필요한 경우, MSC는 GERAN/UTRAN에서 E-UTRAN 망으로의 접속 망의 변경의 필요함을 BSS/RNS(Base station System/Radio Network System)에 알리고, UE로부터 수신된 “Preferred LTE PLMN” 값이 존재하면 이 역시 함께 전달할 수 있다(S613). GERAN/UTRAN의 BSS/RNS은 Measurement Report Solicitation을 위하여 Measurement information 내에 E-UTRAN Measurement Parameters 내의 정보를 설정하여 UE에 전달할 수 있다. 이 때에, preferred LTE PLMN 값이 있으면 BSS/RNS은 preferred LTE PLMN 값과 관련된 타겟 주파수, 타겟 셀 목록 등의 정보를 UE로 전달할 수 있다. BSS/RNS은 UE로부터 수신한 Measurement Report에 기초하여 PS 핸드오버 또는 리디렉션, 셀 변경 명령(Cell change order) 중 가장 적절한 방법을 선택하여 E-UTRAN으로의 접속 망 변경을 수행할 수 있다.

도 7a 및 7b는 본 개시물의 또 다른 실시예에 따른 망교환 폴백(CSFB) 과정의 흐름도이다.

도 7a 및 7b의 망교환 폴백(CSFB) 과정은 도 5의 망교환 폴백(CSFB) 과정에 대응하는바, 이하에서는 중복된 설명은 생략한다.

도 7a를 참조하여, UE는 MME로 Extended Service Request 내의 “Preferred RAT after CSFB” 정보 요소를 통하여 망교환 폴백(CSFB) 이후의 접속 망이 데이터 서비스가 가능한 모든 망임을 알릴 수 있다(S704).

또한, MME는 SGsAP-SERVICE-REQUEST를 통하여 CS MO indicator 및 UE가 CS 서비스 종료 후 E-UTRAN 망으로 복귀가 필요함을 알릴 수 있다(S705). 또한, UE로부터 수신한 Preferred LTE ID가 존재하는 경우, MME는 이를 MSC에 전송할 수 있다. 도 5의 종래의 PS 핸드오버 없는 CF Fallback과 달리, 본 실시예서 MME는 UE로부터 Extended Service Request를 수신한 후에 MSC로 SGsAP-SERVICE-REQUEST를 전송할 수 있다. UE로부터 수신된 Extended Service Request 내에 “Preferred RAT after CSFB” 정보 요소가 포함된 경우, MME가 이를 MSC로 전달해야 하기 때문이다.

도 7b를 참조하여, UE의 접속 망이 망교환 폴백(CSFB)에 의하여 GERAN/UTRAN으로 변경된 후, BSS/RNS은 해당 셀에서의 데이터 서비스 지원 여부를 알 수 있다. 또한, 해당 셀의 데이터 서비스 지원 여부를 시스템 정보(CN Domain System Information)를 통하여 전달할 수 있다. CS 서비스 종료(S713) 후, MSC는 망교환 폴백(CSFB)을 위하여 UE로부터 수신한 Preferred RAT after CSFB 내의 “Preferred RAT” 정보를 BSS/RNS로 전달할 수 있다. 수신된 “Preferred RAT” 값이 PS 데이터 서비스가 가능한 임의의 RAT에 대응하는 경우, BSS/RNS는 E-UTRAN으로의 접속 망 변경을 위한 특별한 동작을 수행하지 않는다. 따라서, UE는 캠핑-온(camping-on)된 망에 머무르며, BSS/RNS는 필요에 따라서 Measurement 과정을 수행하여 UE 주변 셀에 관련된 정보를 수집하고, 수집된 결과에 기초하여 UE의 접속 망 변경을 수행할 수도 있다.

본 개시물의 실시예들에 따른 UE는 네트워크에게 망교환 폴백(CSFB) 이후 E-UTRAN 망으로의 신속한 복귀를 요청하여 사용자에게 CS 서비스 이용을 통해 일시적으로 중단될 수 있는 고속 데이터 서비스를 신속하게 재개할 수 있도록 하여 사용자가 데이터 품질 서비스 저하를 최대한 빠른 시간 내에 복구할 수 있도록 한다.

또한 Preferred LTE PLMN을 지정함으로써 로밍을 통해 E-UTRAN망에서의 데이터 서비스를 이용하여 높은 과금이 책정되는 사용자를 홈 네트워크 사업자의 서비스를 받도록 복귀시키거나 혹은 반대로 높은 과금이 책정되더라도 고성능의 데이터 서비스를 받고 싶은 사용자를 연계된 다른 네트워크 사업자의 서비스를 이용할 수 있도록 하여 사용자의 요구사항을 충실히 반영하는 서비스를 제공할 수 있다.

사용자가 E-UTRAN 망을 통한 고속 데이터 서비스가 필요하지 않고, 망교환 폴백(CSFB)을 통하여 변경된 접속 망을 통해 일정 수준의 데이터 서비스가 제공된다면 UE를 E-UTRAN망으로 복귀시키지 않아도 되며, 사용자는 낮은 과금을 선택할 수 있으며, 네트워크 사업자는 E-UTRAN망으로의 접속 부하를 낮출 수 있다.

이상에서 설명된 실시예들은 본 발명의 구성요소들과 특징들이 소정 형태로 결합된 것들이다. 각 구성요소 또는 특징은 별도의 명시적 언급이 없는 한 선택적인 것으로 고려되어야 한다. 각 구성요소 또는 특징은 다른 구성요소나 특징과 결합되지 않은 형태로 실시될 수 있다. 또한, 일부 구성요소들 및/또는 특징들을 결합하여 본 발명의 실시예를 구성하는 것도 가능하다. 본 발명의 실시예들에서 설명되는 동작들의 순서는 변경될 수 있다. 어느 실시예의 일부 구성이나 특징은 다른 실시예에 포함될 수 있고, 또는 다른 실시예의 대응하는 구성 또는 특징과 교체될 수 있다. 특허청구범위에서 명시적인 인용 관계가 있지 않은 청구항들을 결합하여 실시예를 구성하거나 출원 후의 보정에 의해 새로운 청구항으로 포함시킬 수 있음은 자명하다.

본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 통상의 기술자에게 자명하다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.

Claims (12)

1. 무선 통신 시스템 상에서, 이동성 관리 엔티티(Mobility Management Entity, MME)에 의하여 수행되는 무선접속기술(Radio Access Technology, RAT) 설정 방법으로서,
   단말의 망교환 폴백(Circuit Switched Fallback, CSFB)에 따른 선호 무선접속기술(Preferred RAT) 정보를 포함하는 확장 서비스 요청(Extended Service Request)을 수신하는 단계; 및
   상기 선호 무선접속기술 정보에 기초하여 상기 단말의 망교환 폴백(CSFB)에 따른 무선접속기술을 설정하는 단계를 포함하는, 무선접속기술 설정 방법.
2. 제 1 항에 있어서,
   이동 교환국(Mobile Switching Center, MSC)으로 상기 확장 서비스 요청에 따른 서비스 요청 메시지를 송신하는 단계를 더 포함하며,
   상기 서비스 요청 메시지는 망교환 폴백을 위한 제1 지시자 및 상기 단말의 망교환 폴백에 따른 무선접속기술 정보를 위한 제2 지시자를 포함하는, 무선접속기술 설정 방법.
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 제2 지시자가 LTE PLMN(Long Term Evolution Public Land Mobile Network)을 지시하는 경우,
   상기 제2 지시자의 송신은 상기 이동 교환국(MSC)에 의한 상기 단말의 E-UTRAN 접속을 위한 메시지의 기지국시스템(Base Station System, BSS)으로의 송신을 트리거링(triggering)하는, 무선접속기술 설정 방법.
4. 제 2 항에 있어서,
   상기 선호 무선접속기술 정보가 선호 LTE PLMN ID(preferred Long Term Evolution Public Land Mobile Network Identity)를 포함하는 경우,
   상기 서비스 요청 메시지는 상기 선호 LTE PLMN ID를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 무선접속기술 설정 방법.
5. 제 4 항에 있어서,
   상기 선호 LTE PLMN ID의 송신은 상기 이동 교환국(MSC)으로 하여금 상기 단말로 송신되는 등가 PLMN 목록(equivalent PLMN list) 내에 상기 선호 LTE PLMN ID를 포함시키도록 하는, 무선접속기술 설정 방법.
6. 제 2 항에 있어서,
   상기 서비스 요청 메시지는, SGsAP-SERVICE-REQUEST인 것을 특징으로 하는, 무선접속기술 설정 방법.
7. 무선 통신 시스템 상에서, 이동 교환국(Mobile Switching Center, MSC)에 의하여 수행되는 무선접속기술(Radio Access Technology, RAT) 설정 방법으로서,
   이동성 관리 엔티티(Mobility Management Entity, MME)로부터 서비스 요청 메시지를 수신하는 단계를 포함하고,
   상기 서비스 요청 메시지는 단말의 망교환 폴백(Circuit Switched Fallback, CSFB)에 따른 선호 무선접속기술(Preferred RAT) 정보를 포함하는 확장 서비스 요청(Extended Service Request)에 의하여 트리거링되고, 망교환 폴백을 위한 제1 지시자 및 상기 단말의 망교환 폴백에 따른 무선접속기술 정보를 위한 제2 지시자를 포함하는, 무선접속기술 설정 방법.
8. 제 7 항에 있어서,
   상기 제2 지시자가 LTE PLMN(Long Term Evolution Public Land Mobile Network)을 지시하는 경우,
   상기 단말의 E-UTRAN 접속을 트리거링하기 위한 메시지를 기지국시스템(Base Station System, BSS)으로 송신하는 단계를 더 포함하는, 무선접속기술 설정 방법.
9. 제 7 항에 있어서,
   상기 선호 무선접속기술 정보가 선호 LTE PLMN ID(preferred LTE PLMN Identity)를 포함하는 경우,
   상기 서비스 요청 메시지는 상기 선호 LTE PLMN ID를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 무선접속기술 설정 방법.
10. 제 9 항에 있어서,
    상기 선호 LTE PLMN ID를 포함하는 등가 PLMN 목록(equivalent PLMN list)을 상기 단말로 전송하는 단계를 더 포함하는, 무선접속기술 설정 방법.
11. 제 10 항에 있어서,
    상기 단말의 상기 선호 LTE PLMN ID를 갖는 LTE PLMN으로의 접속을 트리거링하기 위한 메시지를 기지국시스템(BSS)으로 송신하는 단계를 더 포함하는, 무선접속기술 설정 방법.
12. 제 7 항에 있어서,
    상기 제2 지시자가 PS 데이터 서비스(Packet Switched Data Service)가 이용가능한 무선접속기술(RAT)을 지시하는 경우,
    상기 단말의 무선접속기술(RAT) 재설정을 트리거링하기 위한 메시지를 기지국시스템(Base Station System, BSS)으로 송신하는 단계를 더 포함하는, 무선접속기술 설정 방법.

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