KR20160045076A

KR20160045076A - Ims 서비스를 위한 페이징 방법 및 장치

Info

Publication number: KR20160045076A
Application number: KR1020167005461A
Authority: KR
Inventors: 김래영; 김태현; 김재현; 이영대; 김현숙
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2013-07-29
Filing date: 2014-07-28
Publication date: 2016-04-26
Also published as: WO2015016546A1; CN105432131A; JP2016527822A; US20160174188A1; EP3030022A1; EP3030022A4

Abstract

본 발명은 무선 통신 시스템에 대한 것으로, 보다 상세하게는 IMS 서비스를 위한 페이징 방법 및 장치에 대한 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 네트워크 노드에서 단말에 대한 IMS(IP(Internet Protocol) Multimedia Subsystem) 서비스를 위한 페이징을 지원하는 방법은, 상기 단말로 향하는 하향링크 데이터를 수신하는 단계; 상기 하향링크 데이터에 대해 차등화된 페이징이 적용되는 것으로 결정하는 경우, 차등화된 페이징이 적용됨을 나타내는 정보를 상기 하향링크 데이터를 포함하는 메시지에 추가하는 단계; 및 상기 차등화된 페이징이 적용됨을 나타내는 정보를 포함하는 상기 메시지를 다른 네트워크 노드로 전송하는 단계를 포함할 수 있다.

Description

IMS 서비스를 위한 페이징 방법 및 장치{PAGING METHOD AND APPARATUS FOR IMS SERVICE}

본 발명은 무선 통신 시스템에 대한 것으로, 보다 상세하게는 IMS 서비스를 위한 페이징 방법 및 장치에 대한 것이다.

IMS(IP(Internet Protocol) Multimedia Subsystem)는 다양한 유/무선 통신 네트워크에서 IP 멀티미디어 서비스를 전달하기 위한 기반 구조(architectural framework)이다. IMS에서는 다양한 네트워크에 적용될 수 있는 SIP(Session Initiation Protocol)와 같은 프로토콜이 사용된다. SIP는 IP를 통한 멀티미디어 서비스 세션을 제어하는 시그널링 프로토콜이며, 유니캐스트 또는 멀티캐스트 세션을 생성, 수정 및 종료하는 데에 사용될 수 있다. 즉, IMS는 사용자가 다양한 유/무선 장치(들)을 통해 멀티미디어 및 음성 데이터에 용이하게 액세스하는 것을 도와준다.

IMS를 통하여 하나 이상의 미디어 플로우(또는 미디어 스트림)를 포함하는 세션(들)이 구성될 수 있다. IMS 세션은 로컬 측(local side)과 원격 측(remote side)이 IMS 네트워크 노드들을 경유하여 논리적으로 연결되는 것으로 표현할 수 있다. 여기서 로컬 측의 단말(User Equipment; UE)의 상대방 단말 또는 서버를 원격단(remote end) 또는 원격 파티(remote party)라 칭할 수 있다. 즉, 원격단은 로컬 측의 단말과 IMS 네트워크를 통하여 미디어 플로우를 주고 받는 개체이다.

본 발명에서는 IMS 서비스, 특히 IMS 기반 음성 호(voice call) 및 음성 호 서비스를 효율적으로 지원하기 위한 페이징 방법 및 장치를 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.

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.

상기의 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 네트워크 노드에서 단말에 대한 IMS(IP(Internet Protocol) Multimedia Subsystem) 서비스를 위한 페이징을 지원하는 방법은, 상기 단말로 향하는 하향링크 데이터를 수신하는 단계; 상기 하향링크 데이터에 대해 차등화된 페이징이 적용되는 것으로 결정하는 경우, 차등화된 페이징이 적용됨을 나타내는 정보를 상기 하향링크 데이터를 포함하는 메시지에 추가하는 단계; 및 상기 차등화된 페이징이 적용됨을 나타내는 정보를 포함하는 상기 메시지를 다른 네트워크 노드로 전송하는 단계를 포함할 수 있다.

상기의 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 단말에 대한 IMS(IP(Internet Protocol) Multimedia Subsystem) 서비스를 위한 페이징을 지원하는 네트워크 노드는, 송수신 모듈; 및 프로세서를 포함할 수 있다. 상기 프로세서는, 상기 단말로 향하는 하향링크 데이터를 상기 송수신 모듈을 이용하여 수신하고; 상기 하향링크 데이터에 대해 차등화된 페이징이 적용되는 것으로 결정하는 경우, 차등화된 페이징이 적용됨을 나타내는 정보를 상기 하향링크 데이터를 포함하는 메시지에 추가하고; 상기 차등화된 페이징이 적용됨을 나타내는 정보를 포함하는 상기 메시지를 상기 송수신 모듈을 이용하여 다른 네트워크 노드로 전송하도록 설정될 수 있다.

상기 본 발명에 따른 실시예들에 있어서 이하의 사항이 적용될 수 있다.

상기 차등화된 페이징이 적용되는 상기 하향링크 데이터는, 음성 미디어를 포함하는 IMS 세션을 생성하기 위한 SIP(Session Initiation Protocol) 시그널링을 위한 베어러를 사용하는 데이터일 수 있다.

상기 차등화된 페이징이 적용됨을 나타내는 정보는, 상기 메시지가 음성 미디어를 포함하는 IMS 세션을 생성하기 위한 제어 메시지임을 나타내는 정보, 상기 하향링크 데이터가 음성 미디어에 관련된 것을 나타내는 정보, 상기 메시지가 음성 미디어를 포함하는 호(call)를 위한 SIP 시그널링임을 나타내는 정보, 상기 메시지가 QCI(QoS(Quality of Service) Class Identifier) 값이 1로 설정된 베어러를 사용하기 위한 SIP 시그널링임을 나타내는 정보, 또는 상기 하향링크 데이터에 대해서 높은 우선순위로 설정된 페이징이 적용됨을 나타내는 정보 중의 하나 이상을 포함할 수 있다.

상기 차등화된 페이징이 적용됨을 나타내는 정보는, 상기 메시지의 GTP-U(GPRS Tunnelling Protocol User Plane) 기본 헤더 또는 GTP-U 확장 헤더에 포함될 수 있다.

상기 결정은 PCRF(Policy and Charging Rules Function)로부터 수신된 정보에 기초할 수 있다.

상기 결정은 상기 네트워크 노드가 수신한 상기 하향링크 데이터에 포함된 명시적인 또는 암시적인 정보에 기초할 수 있다.

상기 차등화된 페이징이 적용됨을 나타내는 정보를 추가하는 단계는, 네트워크 혼잡 정도, 사업자 정책(operator policy), 로컬 정책(local policy), 설정 정보(configuration information), 또는 상기 단말의 로밍 여부 중의 하나 이상에 기초하여 수행될 수 있다.

상기 네트워크 노드는 PDN GW(packet data network gateway)이고, 상기 다른 네트워크 노드는 S-GW(serving gateway)일 수 있다.

상기의 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 네트워크 노드에서 단말에 대한 IMS(IP(Internet Protocol) Multimedia Subsystem) 서비스를 위한 페이징을 지원하는 방법은, 상기 단말로 향하는 하향링크 데이터를 포함하는 메시지를 수신하는 단계; 상기 하향링크 데이터에 대해 차등화된 페이징이 적용되는 것으로 결정하는 경우, 차등화된 페이징이 적용됨을 나타내는 정보를 하향링크 데이터 통지(DDN) 메시지에 추가하는 단계; 및 상기 차등화된 페이징이 적용됨을 나타내는 정보를 포함하는 상기 DDN 메시지를 다른 네트워크 노드로 전송하는 단계를 포함할 수 있다.

상기의 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 단말에 대한 IMS(IP(Internet Protocol) Multimedia Subsystem) 서비스를 위한 페이징을 지원하는 네트워크 노드는, 송수신 모듈; 및 프로세서를 포함할 수 있다. 상기 프로세서는, 상기 단말로 향하는 하향링크 데이터를 포함하는 메시지를 상기 송수신 모듈을 이용하여 수신하고; 상기 하향링크 데이터에 대해 차등화된 페이징이 적용되는 것으로 결정하는 경우, 차등화된 페이징이 적용됨을 나타내는 정보를 하향링크 데이터 통지(DDN) 메시지에 추가하고; 상기 차등화된 페이징이 적용됨을 나타내는 정보를 포함하는 상기 DDN 메시지를 상기 송수신 모듈을 이용하여 다른 네트워크 노드로 전송하도록 설정될 수 있다.

상기 결정은, 상기 하향링크 데이터를 포함하는 메시지에 포함된, 상기 하향링크 데이터에 대해 차등화된 페이징이 적용됨을 나타내는 정보에 기초할 수 있다.

상기 하향링크 데이터에 대해 차등화된 페이징이 적용됨을 나타내는 정보는, 상기 하향링크 데이터를 포함하는 메시지의 GTP-U(GPRS Tunnelling Protocol User Plane) 기본 헤더 또는 GTP-U 확장 헤더에 포함되거나, 또는 상기 하향링크 데이터에 포함된 명시적인 또는 암시적인 정보일 수 있다.

상기 네트워크 노드는 S-GW(serving gateway)이고, 상기 다른 네트워크 노드는 MME(Mobility Management Entity) 또는 SGSN(Serving GPRS(General Packet Radio Service) Supporting Node)일 수 있다.

상기의 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 네트워크 노드에서 단말에 대한 IMS(IP(Internet Protocol) Multimedia Subsystem) 서비스를 위한 페이징을 수행하는 방법은, 하향링크 데이터 통지(DDN) 메시지를 수신하는 단계; 상기 DDN 메시지가 차등화된 페이징이 적용됨을 나타내는 정보를 포함하는 것으로 결정하는 경우, 차등화된 페이징이 적용됨을 나타내는 정보를 페이징 메시지에 추가하는 단계; 및 상기 페이징 메시지를 하나 이상의 기지국으로 전송하는 단계를 포함할 수 있다.

상기의 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 단말에 대한 IMS(IP(Internet Protocol) Multimedia Subsystem) 서비스를 위한 페이징을 수행하는 네트워크 노드는, 송수신 모듈; 및 프로세서를 포함할 수 있다. 상기 프로세서는, 상기 송수신 모듈을 이용하여 하향링크 데이터 통지(DDN) 메시지를 수신하고; 상기 DDN 메시지가 차등화된 페이징이 적용됨을 나타내는 정보를 포함하는 것으로 결정하는 경우, 차등화된 페이징이 적용됨을 나타내는 정보를 페이징 메시지에 추가하고; 상기 송수신 모듈을 이용하여 상기 페이징 메시지를 하나 이상의 기지국으로 전송하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 차등화된 페이징이 적용됨을 나타내는 정보는, 상기 DDN 메시지가 음성 미디어를 위한 페이징 요청임을 나타내는 정보, 상기 DDN 메시지가 QCI(QoS(Quality of Service) Class Identifier) 값이 1로 설정된 베어러를 사용하기 위한 SIP 시그널링임에 대한 페이징 요청임을 나타내는 정보, 또는 상기 DDN 메시지가 높은 우선순위로 페이징되어야 함을 나타내는 정보 중의 하나 이상을 포함할 수 있다.

상기 차등화된 페이징이 적용됨을 나타내는 정보는, 음성 미디어를 포함하는 호(call)을 위한 SIP 시그널링에 대한 페이징 요청임을 알리는 정보, 음성 미디어를 포함하는 IMS 세션을 생성 또는 구성하기 위한 제어 메시지에 대한 페이징 요청임을 나타내는 정보, 음성 미디어를 포함하는 IMS 세션을 생성 또는 구성하기 위한 페이징 요청임을 나타내는 정보, SIP 시그널링에 대한 페이징 요청임을 나타내는 정보, QCI=1 베어러를 사용하기 위한 SIP 시그널링에 대한 페이징 요청임을 알리는 정보, EPS 베어러 ID 또는 E-RAB(E-UTRAN Radio Access Bearer) ID 정보, 또는 높은 우선순위 페이징 요청임을 나타내는 정보 중의 하나 이상을 포함할 수 있다.

상기 차등화된 페이징이 적용됨을 나타내는 정보를 추가하는 단계는, 네트워크 혼잡 정도, 사업자 정책(operator policy), 로컬 정책(local policy), 설정 정보(configuration information), 상기 단말의 로밍 여부, 상기 단말에 관련된 가입자 정보, 상기 단말의 캐퍼빌리티 정보 중의 하나 이상에 기초하여 수행될 수 있다.

상기 DDN 메시지는 S-GW로부터 수신될 수 있다.

상기 네트워크 노드는 MME(Mobility Management Entity) 또는 SGSN(Serving GPRS(General Packet Radio Service) Supporting Node)일 수 있다.

본 발명에 대하여 전술한 일반적인 설명과 후술하는 상세한 설명은 예시적인 것이며, 청구항 기재 발명에 대한 추가적인 설명을 위한 것이다.

본 발명에서는 IMS 서비스, 특히 IMS 기반 음성 호(voice call) 및 음성 호 서비스를 효율적으로 지원하기 위한 페이징 방법 및 장치가 제공될 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 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 7은 IMS 기반 무선 통신 시스템의 구조를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 8은 네트워크 혼잡 상태를 나타내는 도면이다.
도 9는 네트워크 혼잡 상황에서 UE의 RRC 연결 요청이 거절되는 예시를 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 네트워크 혼잡 상황에서 UE의 착신 상황을 예시적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 네트워크 혼잡 상태에서 액세스 클래스에 따른 금지에 따른 동작을 나타낸 예시적인 흐름도이다.
도 12는 도 9의 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 일례에 따른 예시적인 흐름을 나타낸 도면이다.
도 13은 도 10의 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 일례에 따른 예시적인 흐름을 나타낸 도면이다.
도 14는 도 11에서의 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 일례에 따른 예시적인 흐름을 나타낸 도면이다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 페이징 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 16은 본 발명의 일례에 따른 단말 장치 및 네트워크 노드 장치에 대한 바람직한 실시예의 구성을 도시한 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 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. UE는 LTE와 같은 3GPP 스펙트럼(spectrum) 및/또는 WiFi, 공공 안전(Public Safety)용 스펙트럼과 같은 비-3GPP 스펙트럼으로 통신이 가능한 UE이다.

- 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 형성(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 TS 25.467을 참조할 수 있다.

- HeNodeB(Home eNodeB): E-UTRAN(Evolved-UTRAN) 커버리지를 제공하는 CPE(Customer Premises Equipment). 보다 구체적인 사항은 표준문서 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.

- 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.

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

- IMS 등록(Registration): 단말이 자신의 현재 위치와 관련한 정보를 홈 IMS 네트워크(home IMS network)에 알리는 과정.

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

- CSCF(Call Session Control Function): IMS에서 SIP 시그널링 패킷들을 처리하는 서버 또는 프록시 서버. P-CSCF(Proxy-CSCF), S-CSCF(Serving-CSCF) 및 I-CSCF(Interrogating-CSCF)로 구분될 수 있다.

- MMTEL(Multimedia Telephony): IMS로 두 사용자 또는 다수의 사용자 간의 멀티미디어 대화 통신(multimedia conversational communication)을 가능하게 하는 전화통신. 실시간으로 음성(voice/speech), 화상/영상(video), 데이터 중 하나 이상에 대해 양방향 대화 전송(bidirectional conversational transfer)을 제공한다. 자세한 사항은 3GPP 표준 문서 TS 22.173, TS 24.173을 준용하기로 한다.

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 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 PDNGW 간의 관련 제어 및 이동성 지원을 사용자 평면에 제공하는 레퍼런스 포인트이다. S2b는 ePDG 및 PDNGW 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 베어저 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.

제2계층의 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.

제2계층의 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 RRC유휴상태(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 상태(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 상태(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 상태(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 상태(idle state)에 머무른다. 상기 유휴 상태(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 상태(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 상태(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 상태(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.

IMS(IP Multimedia Subsystem)

도 7은 IMS 기반 무선 통신 시스템의 구조를 개략적으로 나타내는 도면이다.

IMS 기반 무선 통신 시스템은 다양한 구성요소들을 포함할 수 있으며, 도 7에서는 그 중의 일부에 해당하는, 단말, 액세스 및 코어 네트워크, MRF(Multimedia Resource Function), P/I-CSCF, S-CSCF, AS, HSS(Home Subscriber Server)를 도시한다.

단말은 E-UTRAN 등과 같은 IP 기반 무선 액세스 네트워크 및 코어 네트워크를 통해서 IMS 관련 노드들 및/또는 다른 단말과 통신을 수행할 수 있다. IP 능력을 가진 단말은 고유의 ID(예를 들어, SIP URI나 Tel URI와 같은 IMPU ID) 및 IP 주소(address)를 가질 수 있다.

MRF는 미디어 조절(예를 들어, 음성 스트림 믹싱) 등과 같은 미디어 관련 기능을 제공하는 서버에 해당하며, MRFC와 MRFP로 구성된다. MRFC는 AS 및 S-CSCF로부터의 정보를 해석하고 MRFP를 제어하는 기능을 수행한다. MRFP는 미디어 스트림을 믹싱, 제공 또는 처리하는 기능을 수행한다.

P-CSCF는 IMS 단말에 대한 컨택트 포인트(contact point)가 되는 SIP 프록시 서버이다. P-CSCF는 네트워크와 단말 간의 메시지의 보안, 미디어 플로우에 대한 자원을 할당하는 기능 등을 수행할 수 있다.

I-CSCF는 상대 네트워크(peered network)로부터의 컨택트 포인트가 되는 SIP 서버이다. I-CSCF는 단말을 위한 S-CSCF를 결정하기 위해서 HSS에게 쿼리(query)를 수행하는 등의 기능을 수행할 수 있다.

S-CSCF는 SIP 등록을 핸들링하고 각각의 단말의 위치 결정, 단말 인증, 콜 프로세싱(예를 들어, 콜 라우팅) 등을 수행하는 서버이다. 예를 들어, 단말이 IMS 네트워크에 등록하고자 하는 경우, 단말이 지원하는 미디어 종류, 코덱 관련 정보, 화면 크기 등의 정보 등을 포함하는 단말의 등록 메시지는 P-CSCF를 거쳐 S-CSCF로 전달될 수 있다. S-CSCF의 동작은 HSS에 저장된 정책(policy)에 따라서 제어될 수 있다.

SCC AS는 IMS 집중화된(centralized) 서비스를 위해 요구되는 기능들을 제공하고 멀티미디어 세션들의 서비스 연속성(continuity)을 위한 홈 네트워크 기반 IMS 애플리케이션 서버이다.

HSS는 설정 저장(configuration storage), 아이덴티티 관리(identity management), 사용자 상태 저장 등의 기능을 수행할 수 있다.

3GPP E-UTRAN(즉, LTE)에서 음성 서비스는 IMS 기반의 PS(Packet Switched) 음성의 형태로 지원되며, 이를 PS 세션 상의 IMS 음성(IMS voice over PS session) 의 형태라고 칭할 수 있다. 이러한 VoLTE(Voice over LTE)와 같은 IMS 서비스(즉, ALL IP 서비스)는 호(call) 발신과 수신을 위한 제어 신호로서 IMS의 SIP(Session initiation protocol) 기반의 신호를 사용한다. 이러한 SIP 기반의 제어 신호들은 IP 코어 네트워크 및 IP 액세스 네트워크 상에서 제어 평면(control plance)이 아닌 사용자 평면(user plane) 상에서 전송된다.

IMS 기반 서비스 연결 방안

UE가 사용자 평면의 데이터 전송을 목적으로 RRC 연결 요청을 하는 경우, 상기 네트워크, 예컨대 기지국(즉, eNodeB)가 혼잡 상태라면, 이를 거절할 수 있다. 반면, UE가 CS(circuit switch) 기반의 호(call)을 요청하기 위한 제어 평면의 신호를 전송할 목적으로 RRC 연결 요청을 하는 경우, 상기 네트워크, 예컨대 기지국(즉, eNodeB)이 혼잡 상태일 지라도, 이를 거절할 수 없다.

그런데, 전술한 바와 같이 VoLTE 등의 IMS 서비스(즉, ALL IP 서비스)는 호(call) 발신과 수신을 위한 제어 신호로서 IMS(IP Multimedia Subsystem)의 SIP(Session initiation protocol) 기반의 신호를 사용하는데, 이러한 SIP 기반의 제어 신호들은 제어 평면이 아닌 사용자 평면 상에서 전송이 된다. 따라서, 상기 UE가 VoLTE와 같은 IMS 서비스(즉, ALL IP 서비스)를 개시하고자, SIP 기반의 제어 신호를 전송하기 위해 RRC 연결 요청을 하는 경우, 상기 네트워크, 예컨대 기지국(즉, eNodeB)가 혼잡 상태라면, 이를 거절할 수 있게 되버린다.

따라서, 네트워크 혼잡 상태에서는 호(call) 마저 끊겨버리는(drop) 문제가 발생한다. 이하에서는, 이러한 문제점을 해결하기 위한 방안에 대해서 설명한다.

도 8은 네트워크 혼잡 상태를 나타내는 도면이다.

도 8에 도시된 바와 같이, eNodeB(200)의 커버리지에는 수 많은 UE들(100a, 100b, 100c, 100d)가 존재하고, 데이터 송수신을 시도한다. 이로 인해, 상기 eNodeB(200)와 상기 S-GW(520)간의 인터페이스에 트래픽이 과부하(overload) 또는 혼잡(congestion)하게 된 경우, 상기 UE(100)로의 다운링크 데이터 혹은 상기 UE(100)로부터의 업링크 데이터는 올바르게 전송되지 못하고 실패하게 된다.

혹은 상기 S-GW(520)와 상기 PDN-GW(530) 간의 인터페이스, 혹은 상기 PDN-GW(530)와 이동통신 사업자의 IP(Internet Protocol) 서비스 네트워크 사이의 인터페이스가 과부하(overload) 또는 혼잡(congestion)할 경우에도, 상기 UE들(100a, 100b, 100c, 100d)로의 다운링크 데이터 혹은 UE들(100a, 100b, 100c, 100d)로부터의 업링크 데이터는 올바르게 전송되지 못하고 실패하게 된다.

상기 eNodeB(200)와 상기 S-GW(520)간의 인터페이스에 과부하 또는 혼잡이 있거나, 상기 S-GW(520)와 상기 PDN-GW(530) 간의 인터페이스에 과부하 또는 혼잡이 있는 경우, 상기 핵심 네트워크의 노드(예컨대 MME)는 NAS 단계에서의 혼잡 제어(NAS level congestion control)을 수행하여 신호 혼잡(signaling congestion) 및 APN 혼잡을 회피하거나 제어하게 된다.

이러한 NAS 단계에서의 혼잡 제어는 APN 기반의 혼잡 제어(APN based congestion control)와 일반 NAS 단계에서 이동 관리 제어(General NAS level mobility management control)로 구성된다.

상기 APN 기반의 혼잡 제어는 UE 그리고 특정 APN(혼잡 상태와 연관된 APN)와 관련된 EMM, GMM과 (E)SM 신호 혼잡 제어를 의미하며, APN 기반의 세션 관리 혼잡 제어(APN based Session Management congestion control)와 APN 기반의 이동 관리 혼잡 제어(APN based Mobility Management congestion control)를 포함한다.

반면, 상기 일반 NAS 단계의 이동 관리 제어는 일반적인 네트워크 혼잡(congestion)이나, 과부하(overload)상황에서 UE/MS가 요청하는 이동 관리신호(Mobility Management signaling) 요청을 핵심 네트워크 내의 노드(MME, SGSN)가 거절하여 혼잡 및 과부하를 회피하는 것을 의미한다.

일반적으로 핵심 네트워크가 NAS 단계의 혼잡 제어를 수행하는 경우, 유휴 모드(idle mode)로 있는 혹은 연결 모드(connected mode)로 있는 UE에게 지연시간 타이머(백오프 타이머)(back-off timer) 값을 NAS 거절 메시지(reject message)에 실어 전송하게 되는데, UE는 지연시간 타이머(백오프 타이머)(back-off timer)가 만료(expire) 되기 전까지 네트워크에 EMM/GMM/(E)SM 신호를 요청하지 않게 된다. 상기 NAS 거절 메시지는 어태치 거절(ATTACH REJECT), TAU(Tracking Area Updating) 거절, RAU (Routing Area Updating) 거절, 서비스 거절, 확장 서비스(EXTENDED SERVICE) 거절, PDN 연결(connectivity) 거절, 베어러 리소스 할당(bearer resource allocation) 거절, 베어러 리소스 수정(bearer resource modification) 거절, EPS 베어러 컨텍스트 비활성화 요청(deactivate EPS bearer context request)에 대한 거절의 메시지 중 하나에 해당한다.

이러한 지연시간 타이머(back-off timer)은 이동 관리(Mobility Management: MM) 지연시간(back-off) 타이머와 세션 관리(Session Management: SM) 지연시간(back-off) 타이머로 나눌 수 있다.

상기 MM 지연시간(back-off) 타이머는 UE 마다 그리고 SM 지연시간(back-off) 타이머는 APN 마다 그리고 UE 마다 각각 독립적으로 동작한다.

간략하게는, 상기 MM 지연시간(back-off) 타이머는 EMM/GMM 신호(예컨대, Attach, TAU/RAU 요청 등) 제어를 위한 것이다. 상기 SM 지연시간(back-off) 타이머는 (E)SM 신호(예컨대, PDN connectivity, Bearer Resource Allocation, Bearer Modification, PDP Context Activation, PDP Context Modification 요청 등) 제어를 위한 것이다.

구체적으로는, MM 지연시간(back-off) 타이머는 네트워크에 혼잡(congestion)이 발생한 경우, 이를 제어하기 위해 사용하는 이동성 관련 지연시간(back-off) 타이머로써, 타이머가 동작하고 있는 동안 UE는 어태치(attach), 위치정보 갱신(TAU, RAU), 서비스 요청 절차(Service request procedure)를 할 수 없도록 하는 타이머이다. 단, 긴급 베어러 서비스(emergency bearer service), MPS(Multimedia Priority Service) 인 경우에는 예외로 타이머가 동작하고 있더라도 UE가 요청 가능할 수 있다.

전술한 바와 같이 UE가 MM 지연시간(back-off) 타이머 값을 핵심 망 네트워크 노드(예컨대 MME, SGSN 등)로부터 제공받거나, 하위 계층(lower layer; Access Stratum)으로부터 전달받을 수 있다. 또한, UE에 의해 15분에서 30분 사이의 범위 내에서 랜덤하게 설정되어질 수도 있다.

상기 SM 지연시간(back-off) 타이머는 네트워크에 혼잡(congestion)이 발생한 경우, 이를 제어하기 위해 사용하는 세션 관리(Session Management) 관련 지연시간(back-off) 타이머로써, 타이머가 동작하고 있는 동안 UE는 관련된(associated) APN 기반의 세션을 설정 또는 변경할 수 없도록 하는 타이머이다. 단, 마찬가지로 긴급 베어러 서비스, MPS(Multimedia Priority Service) 인 경우에는 예외로 타이머가 동작하고 있더라도 UE(100) 가 요청 가능할 수 있다.

UE는 이러한 SM 지연시간(back-off) 타이머 값을 핵심 망 네트워크 노드 (예컨대, MME, SGSN 등)로부터 제공받으며, 최대 72시간 이내에서 랜덤하게 설정되어진다. 또한, UE(100)에 의해 15분에서 30분 사이의 범위 내에서 랜덤하게 설정되어질 수도 있다.

다른 한편, 상기 eNodeB(200)에서 혼잡이 발생한 경우, 상기 eNodeB(200)도 혼잡 제어를 수행할 수 있다. 즉, UE가 사용자 평면의 데이터 전송을 목적으로 RRC 연결 수립(connection establishment)을 요청하는 경우, eNodeB(200)가 혼잡 상태라면, 연장 대기 타이머(extended wait timer)와 함께 거절 응답을 UE로 전송할 수 있다. 이러한 경우 RRC 연결 수립 요청을 상기 연장 대기 타이머(extended wait timer)가 만료하기 전까지 재시도할 수 없다. 반면, UE가 CS(circuit switch) 기반의 호(call) 수신을 위한 제어 평면의 신호를 전송할 목적으로 RRC 연결 요청을 하는 경우, 상기 eNodeB(200)가 혼잡 상태일 지라도, 이를 거절할 수 없다.

그런데, VoLTE(Voice over LTE)와 같은 ALL IP 서비스는 호(call) 발신과 수신을 위한 제어 신호로서 IMS(IP Multimedia Subsystem)의 SIP(Session initiation protocol) 기반의 신호를 사용하는데, 이러한 SIP 기반의 제어 신호들은 제어 평면이 아닌 사용자 평면 상에서 전송이 된다. 따라서, 상기 UE가 VoLTE와 같은 ALL IP 서비스를 개시하고자, SIP 기반의 제어 신호를 전송하기 위해 RRC 연결 요청을 하는 경우, 상기 네트워크, 예컨대 기지국(즉, eNodeB)가 혼잡 상태라면, 이를 거절할 수 있게 되어버린다.

따라서, 네트워크 혼잡 상태에서는 호(call) 마저 끊겨버리는(drop) 문제가 발생한다. 구체적으로는 도 9를 참조하여 설명하기로 한다.

도 9는 도 8에 도시된 eNodeB의 혼잡 상황에서 UE가 RRC 연결 요청이 거절되는 예를 나타낸다.

도 9를 참조하여 알 수 있는 바와 같이, eNodeB(200)가 혼잡한 상태에서, 유휴 상태(Idle state)에 있는 UE1(100a)는 IMS 서비스, 예컨대 VoLTE에 의한 호(call)의 발신을 결정한다. 마찬가지로 유휴 상태에 있는 UE2(200b)는 일반 데이터를 발신하기로 결정한다.

1) UE1(100a)의 상위 계층, 예컨대 NAS 계층은 IMS 서비스, 예컨대 VoLTE에 의한 호(call)의 발신을 위해 수립 원인(establishment cause)필드의 값을 UE에 의해 전송 개시되는 데이터를 의미하는 'MO(Mobile Originating) Data'로 설정하여, 서비스 요청(Service Request) 메시지를 전송한다. 또한, UE2(100b)의 상위 계층, 예컨대 NAS 계층은 일반 데이터의 발신을 위해 수립 원인(establishment cause)필드의 값을 UE에 의해 전송 개시되는 데이터를 의미하는 'MO(Mobile Originating) Data'로 설정하여, 서비스 요청(Service Request) 메시지를 전송한다.

2) VoLTE에 따른 호(call) 발신과 수신을 위한 제어 신호는 IMS의 SIP 기반 제어 신호가 이용되고, 사용자 평면 상에서 전송된다. 따라서, 상기 UE1(100a)의 상위 계층, 예컨대 NAS 계층은 수립 원인(establishment cause)필드의 값을 'MO(Mobile Originating) Data'로 설정하여, RRC 계층으로 전달한다. 그러면, 상기 UE1(100a)의 RRC 계층은 상기 RRC 연결 요청 메시지 내의 수립 원인(establishment cause)필드에 상기'MO(Mobile Originating) Data'를 설정하고, eNodeB(200)로 전송한다.

마찬가지로, UE2(100b)의 상위 계층, 예컨대 NAS 계층은 수립 원인(establishment cause)필드의 값을 'MO(Mobile Originating) Data'로 설정하여, RRC 계층으로 전달한다. 그러면, 상기 UE2(100b)의 RRC 계층은 상기 RRC 연결 요청 메시지 내의 수립 원인(establishment cause)필드에 상기'MO(Mobile Originating) Data'를 설정하여, eNodeB(200)로 전송한다.

3) 그러면, 과부하 상태인 상기 eNodeB(200)가 상기 UE1(100a)로부터의 RRC 연결 요청 메시지와 상기 UE2(100b)로부터의 RRC 연결 요청 메시지를 각기 수신하면, 각각의 수립 원인(establishment cause) 필드를 확인한다.

혼잡 상태에 있는 상기 eNodeB(200)는 상기 UE1(100a) 및 상기 UE2(100b)로부터의 RRC 연결 요청 메시지 내의 수립 원인 필드가 똑같이 MO Data로 설정되어 있으므로, 상기 UE2(100b)로부터의 RRC 연결 요청 뿐만 아니라, 상기 UE1(100a)로부터의 RRC 연결 요청에 대해 모두 RRC 연결 거절 메시지를 전송한다.

따라서, eNodeB(200)의 혼잡 상태에서는 VoLTE에 따른 호(call) 발신마저 끊겨버리는(drop) 문제가 발생한다.

도 10은 도 8에 도시된 eNodeB의 혼잡 상황에서 UE의 착신 상황을 나타낸다.

0) 도 10를 참조하여 알 수 있는 바와 같이, eNodeB(200)가 혼잡한 상태 혹은 일반적인 상태에서, 유휴 상태(Idle state)에 있는 UE1(100a)에게 IMS 서비스, 예컨대 VoLTE에 의한 호(call)의 착신을 위한 페이징 신호를 전송하고, UE2(100b)에게 데이터의 착신을 위한 페이징 신호를 전송한다.

이때, 상기 페이징 신호에는 상기 IMS 서비스, 예컨대 VoLTE에 의한 호(call)의 착신을 위한 것인지 혹은 데이터의 착신을 위한 것인지를 구분하는 정보가 포함되어 있지 않을 수 있다.

한편, 상기 eNodeB(200)는 상기 페이징 신호들이 상기 IMS 서비스, 예컨대 VoLTE에 의한 호(call)의 착신을 위한 것인지 혹은 데이터의 착신을 위한 것인지를 구분할 수 없으므로, 상기 UE1(100a)와 상기 UE2(100b)에게 전송하는페이징 신호를 차등화(differentiation)할 수가 없다. 또한, 혼잡 상황에서는 상기 IMS 서비스, 예컨대 VoLTE에 의한 호(call)의 착신을 위한 페이징 신호가 상기 데이터의 착신을 위한 페이징 신호 보다 늦게 전송될 수 있다.

이에 따라, 상기 UE1(100a)는 UE2(200b) 보다 늦게 서비스 요청(또는 확정 서비스 요청)과 RRC 연결 요청 메시지를 전송하는 상황이 발생될 수 있고, 그로 인해 상기 IMS 서비스, 예컨대 VoLTE에 의한 호(call)의 착신은 지연될 수 있다.

도 11은 네트워크 혼잡 상태에서 액세스 클래스에 따른 금지(Access Class Barring)에 따른 동작을 나타낸 예시적인 흐름도이다.

도 11에 도시된 바와 같이, 네트워크 혹은 eNodeB(200)의 과부하 또는 혼잡 상태에서, eNodeB(200)는 시스템 정보를 통해 ACB(Access Class Barring) 관련 정보를 브로드캐스팅할 수 있다. 상기 시스템 정보는 SIB(System Information Block) 타입 2일 수 있다.

상기 SIB(System Information Block) 타입 2는 아래의 표와 같은 ACB 관련 정보를 포함할 수 있다.

한편, 상기 UE1(100a)은 IMS 서비스, 예컨대 VoLTE에 의한 호(call)의 발신을 결정하고, 상기 ACB의 적용 대상이 되는지 결정한다. 마찬가지로, UE2(100b)는 일반 데이터의 발신을 결정하고, 상기 ACB의 적용 대상이 되는지 결정한다.

일반적으로, UE는 일반적으로 10개 액세스 클래스(예컨대, AC0, AC1, …, AC9) 중의 적어도 하나가 랜덤하게 할당되어 있다. 예외적으로, 긴급 비상 액세스를 위해서는 AC10이 할당된다. 이와 같이 랜덤하게 할당된 액세스 클래스의 값은 상기 UE1(100a) 및 UE2(100b)의 각 USIM에는 저장될 수 있다.

그러면, 상기 UE1(100a)와 상기 UE2(100b)는 상기 저장된 액세스 클래스에 기반하여, 상기 수신한 ACB 관련 정보에 포함되어 있는 barring factor 필드를 이용하여, 액세스 금지가 적용되는지를 확인한다. 이런 Access Barring 체크는 상기 UE1(100a)와 상기 UE2(100b)의 각 AS(Access Stratum) 계층, 즉 RRC 계층에서 수행된다.

만약, 상기 ACB의 적용 대상이 아니라면, 상기 UE1(100a)와 상기 UE2(100b)는 각기 서비스 요청 (혹은 확장 서비스 요청) 메시지와 RRC 연결 요청 메시지를 전송할 수 있다.

그러나, 상기 ACB의 적용 대상이라면, 상기 UE1(100a)와 상기 UE2(100b) 모두는 각기 RRC 연결 요청 메시지를 전송할 수 없다.

정리하여 설명하면, 상기 UE1(100a)에 의한 IMS 서비스, 예컨대 VoLTE에 의한 호(call)의 발신을 위한 RRC 연결 요청과 상기 UE2(100b)에 의한 일반 데이터 발신을 위한 RRC 연결 요청은 구분되지 못하고, 모두 ACB가 적용되어 금지되는 문제점이 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 현재 3GPP 표준에서는 IMS 기반 호 발신을 일반 데이터의 발신과 구분하지 못함으로써, 도 9에 도시된 바와 같이 네트워크 혼잡 상황에서 IMS 기반 호 발신이 실패되게 만들거나 혹은 도 11에 도시된 바와 같이 아예 시도조차 할 수 없게 만드는 문제점이 있다. 또한, 이러한 문제는 네트워크 자원 낭비를 초래 하고, 사용자의 경험 만족도를 저하시킨다.

이하에서는 위와 같은 문제점들을 해결하기 위해서 본 발명에서 제안하는 방안들에 대해서 설명한다.

본 명세서의 일 개시에 의하면, IMS 기반 서비스, 예컨대 VoLTE 서비스의 제어 신호, 예컨대 IMS 기반의 제어 신호 혹은 SIP 기반의 제어 신호는 사용자 평면으로 전송되더라도, 일반 데이터와 차등되도록 처리될 수 있다.

구체적으로, 본 명세서의 일 개시에 따르면, 상기 UE가 IMS 기반 서비스, VoLTE에 의한 호 발신을 하고자 할 경우, 상기 UE의 NAS 계층은 수립 원인 필드를 'MO data' 대신에 다른 것으로 설정하여 RRC 계층으로 전달하고, 상기 UE의 RRC 계층은 이에 따라 RRC 연결 요청 메시지를 전송함으로써, eNodeB(200)의 혼잡 상황에서도 거절되지 않도록 한다.

보다 더 구체적으로, 본 명세서의 일 개시에 따르면, UE가 IMS 기반 호(call) 발신(예컨대, 음성 호 발신 또는 화상 호 발신)를 하고자 하는 경우에, UE의 NAS 계층은 IMS 기반 호(call) 발신을 위한 제어 신호, 예컨대 IMS 기반 제어 신호 혹은 SIP 기반 제어 신호에 대해 RRC 수립 원인(establishment cause)을 'MO Data'대신에 'MO-signaling'혹은 새로운 원인 값(예컨대, IMS 기반 발신 혹은 'MO-IMS MMTEL service')로 설정한다. 또한, UE의 NAS 계층은 상기 설정한 수립 원인(establishment cause)을 AS 계층, 즉 RRC 계층으로 전달하여, 상기 RRC 계층이 상기 NAS 계층이 설정한 수립 원인(establishment cause)을 사용하여, RRC 연결 요청 메시지를 전송할 수 있다. 한편, UE는 IMS 기반 서비스를 의미하는 서비스 타입 (혹은 필드)을 IMS Voice, IMS Video, MMTEL over PS Session, 혹은 새로운 서비스 타입(필드) 값으로 설정한 후, 서비스 요청 혹은 확장 서비스 요청 메시지에 셋팅하여(포함하여) 전송한다. 본 명세서의 일 개시에 따르면, IMS 기반 음성 호 또는 화상 호를 연결하기 위한 제어 신호, IMS 기반 제어 신호 또는 SIP 기반 제어 신호는 일반적인 서비스 요청 메시지가 아닌 새로운 NAS 메시지(예컨대, IMS SERVICE REQUEST)에 포함되어 전송될 수도 있다.

그러면, 혼잡 또는 과부하 상태에 있는 eNodeB(200)는 상기 수신한 RRC 연결 요청 메시지의 RRC 수립 원인 필드에 설정된 MO-signaling 혹은 새로운 원인 값에 기반하여, 일반 데이터를 거절하는 것과는 다르게, 처리할 수 있다. 설사 상기 eNodeB(200)가 혼잡 또는 과부하 상태에 있지 않더라도, 상기 수신한 RRC 연결 요청 메시지의 RRC 수립 원인 필드에 설정된 'MO-signaling 혹은 새로운 원인 값이 설정되어 있다면, 일반 데이터를 처리하는 것보다 높은 우선 순위로 처리를 할 수 있다. (또는 낮은 우선 순위로 처리를 할 수도 있다.)

또한, 본 명세서의 일 개시에 따르면, IMS 기반 서비스, VoLTE에 의한 호 착신의 경우, 네트워크 노드(예컨대, S-GW, P-GW)는 VoLTE에 의한 호 착신을 위한 제어 신호, 예컨대 IMS 제어 신호 혹은 SIP 기반 제어 신호를 일반 데이터의 착신으로부터 구별되도록 MME(510)에게 알려주도록 한다. 이에 따라 MME(510)도 역시 구별가능하게 페이징 신호를 UE에게 전달하고, 그에 따라 상기 UE가 RRC 연결 요청 메시지를 생성할 때, 수립 원인 필드를 'MT-access' 혹은 새로운 원인 값으로 설정할 수 있도록 한다.

그러면, 혼잡 또는 과부하 상태에 있는 eNodeB(200)는 상기 수신한 RRC 연결 요청 메시지의 RRC 수립 원인 필드에 설정된 MT-access 혹은 새로운 원인 값에 기반하여, 거절하지 않고 허락하여 처리할 수 있다.

이하에서는, 상기 RRC 수립 원인 필드에 설정된 'MO-signaling 혹은 새로운 원인 값이 설정되어 있는 경우, eNodeB(200)가 일반 데이터와 달리 처리하는 예를 나타낸다.

- RRC 수립 원인 필드에 'MO-signaling' 혹은 새로운 원인 값이 설정되어 있는 RRC 연결 요청 메시지를, 'MO-Data'로 설정된 RRC 연결 요청 보다 높은 우선순위로 처리

- RRC 수립 원인 필드에 'MO-signaling' 혹은 새로운 원인 값이 설정되어 있는 RRC 연결 요청 메시지를, 'highPriorityAccess'로 RRC 연결 요청 보다 높은 우선순위 혹은 동등한 우선순위로 처리

- RRC 수립 원인 필드에 'MO-signaling' 혹은 새로운 원인 값이 설정되어 있는 RRC 연결 요청 메시지를, 'MT-Access'로 RRC 연결 요청 보다 높은 우선순위 혹은 동등한 우선순위로 처리

- RRC 수립 원인 필드에 (IMS 기반 서비스를 구분하는)'MO-signaling' 혹은 새로운 원인 값이 설정되어 있는 RRC 연결 요청 메시지를, (종래의 일반적인)'MO-signaling'로 RRC 연결 요청 보다 높은 우선순위 혹은 동등한 우선순위로 처리

- RRC 수립 원인 필드에 'MO-signaling' 혹은 새로운 원인 값이 설정되어 있는 RRC 연결 요청 메시지를, 'MO-Data'로 설정된 RRC 연결 요청에 비해 더 낮은 우선순위 혹은 동등한 우선순위로 거절

- RRC 수립 원인 필드에 'MO-signaling' 혹은 새로운 원인 값이 설정되어 있는 RRC 연결 요청 메시지를, 'highPriorityAccess' 로 설정된 RRC 연결 요청에 비해 더 낮은 우선순위 혹은 동등한 우선순위로 거절

- RRC 수립 원인 필드에 'MO-signaling' 혹은 새로운 원인 값이 설정되어 있는 RRC 연결 요청 메시지를, 'MT-Access' 로 설정된 RRC 연결 요청에 비해 더 낮은 우선순위 혹은 동등한 우선순위로 거절

- RRC 수립 원인 필드에 (IMS 기반 서비스를 구분하는)'MO-signaling' 혹은 새로운 원인 값이 설정되어 있는 RRC 연결 요청 메시지를, (종래의 일반적인)'MO-signaling'로 RRC 연결 요청에 비해 더 낮은 우선순위 혹은 동등한 우선순위로 거절

한편, 이러한, IMS 기반 음성 호 및 비디오 호를 일반 데이터와 차등화하는 것은 사업자의 정책(Operator's policy), 네트워크 노드(예컨대, MME/SGSN, eNodeB)의 설정, 가입자 정보, 혹은 UE의 기능(capability)에 따라 변경될 수 있다.

한편, 본 명세서의 일 개시에 따라 추가된 수립 원인 값을 포함하는 테이블을 나타내면 아래와 같다.

이하, 본 명세서에서 제시되는 해결책들에 대해서 도면을 참조하여 설명하기로 한다.

도 12는 도 9의 문제점을 해결하기 위해 본 명세서의 첫 번째 개시에 따른 예시적인 흐름을 나타낸 예시도이다.

도 12를 참조하여 알 수 있는 바와 같이, UE1(100a)는 IMS 서비스, 예컨대 IMS 기반의 호(call)의 발신을 결정하고, UE2(100b)는 데이터의 발신을 결정한다. 상기 IMS 기반의 호는 음성 호, 화상 호 또는 MMTEL에 따른 호일 수 있다.

먼저 도 12를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

1) UE1(100a)의 상위 계층, 예컨대 NAS 계층은 IMS 서비스, 예컨대 IMS 기반의 호(call)의 발신을 위해 수립 원인(establishment cause)필드의 값을 기존의 'MO-Data' 대신에 표 2에 나타난 바와 같은'MO-signaling' 또는 새로운 원인, 예컨대 'MO-IMS service' 또는 'MO-IMS MMTEL service'로 설정한다. 또한, UE1(100a)의 상위 계층, 예컨대 NAS 계층은 시그널링(signaling)을 의미하거나 혹은 IMS에 의한 것임을 의미하는 서비스 타입(필드)를 포함하는 서비스 요청(Service Request) 혹은 확장 서비스 요청(Extended Service Request) 메시지를 전송한다. 즉, 상기 시그널링(signaling)을 의미하거나 혹은 IMS에 의한 것임을 의미하는 상기 서비스 타입(필드)는 IMS Voice, IMS Video, MMTEL over PS Session, 혹은 새로운 서비스 값으로 설정될 수 있다.

또한, UE2(100b)의 상위 계층, 예컨대 NAS 계층은 일반 데이터의 발신을 위해 수립 원인(establishment cause)필드의 값을 UE에 의해 전송 개시되는 데이터를 의미하는 'MO(Mobile Originating) Data'로 설정한다. 또한, UE2(100b)의 상위 계층, 예컨대 NAS 계층은 서비스 요청(Service Request) 혹은 확장 서비스 요청(Extended Service Request) 메시지를 전송한다.

2) 이어서, 상기 UE1(100a)의 상위 계층, 예컨대 NAS 계층은 상기 설정한 수립 원인(establishment cause)필드의 값, 즉 'MO-signaling' 또는 'MO-IMS service' 을 RRC 계층으로 전달한다. 그러면, 상기 UE1(100a)의 RRC 계층은 상기 RRC 연결 요청 메시지 내의 수립 원인(establishment cause)필드를 상기 전달받은 바에 따라 설정하고, eNodeB(200)로 전송한다.

한편, UE2(100b)의 상위 계층, 예컨대 NAS 계층은 상기 설정한 수립 원인(establishment cause)필드의 값, 즉 'MO Data'를 RRC 계층으로 전달한다. 그러면, 상기 UE2(100b)의 RRC 계층은 상기 RRC 연결 요청 메시지 내의 수립 원인(establishment cause)필드에 상기 'MO Data'를 설정하여, eNodeB(200)로 전송한다.

혼잡 상태에 있는 상기 eNodeB(200)는 상기 UE1(100a)로부터의 RRC 연결 요청 메시지 내의 수립 원인 필드가 'MO-signaling' 또는 'MO-IMS service'으로 설정되어 있으므로, 상기 UE1(100a)로부터의 RRC 연결 요청 메시지에 대해서는 거절하지 않고, 상기 UE1(100a)로 RRC 연결 셋업(RRC connection setup) 메시지를 전달한다.

그러나, 상기 eNodeB(200)는 상기 UE2(100b)로부터의 RRC 연결 요청 메시지 내의 수립 원인 필드에는 'MO Data'로 설정되어 있으므로, 상기 UE2(100b)로부터의 RRC 연결 요청에 대해서는 RRC 연결 거절 메시지를 전송한다.

4) 상기 RRC 연결 셋업(RRC connection setup) 메시지를 수신한 상기 UE1(100a)는 RRC 연결 셋업 완료 메시지를 상기 eNodeB(200)로 전달한다.

5~7) 상기 eNodeB(200)는 초기 UE 메시지에 서비스 요청 메시지 혹은 확장서비스 요청 메시지를 포함시켜 MME(510)으로 전달한다. 그러면 상기 MME(510)은 초기 컨텍스트 셋업 요청 메시지를 상기 eNodeB(200)로 전달한다. 그러면, 상기 eNodeB(200)는 상기 UE1(100a)와 라디오 베어러를 수립한다.

8) 마침내, 상기 UE1(100a)는 IMS 서비스, 예컨대 IMS 기반의 호(call)에 의한 사용자 데이터를 전송할 수 있게 된다.

다른 한편, 도 12는 UE1(100a)는 IMS 기반의 호 발신을 시도하고, UE2(200b)는 일반 데이터의 발신을 시도하는 예시를 나타내었으나, 이러한 예시는 하나의 UE가 IMS 기반의 호 발신과 일반 데이터의 발신을 동시에 시도하는 경우에도 적용될 수 있다.

한편, 상기 UE1(100a)가 상기 수립 원인(establishment cause)필드에 상기 IMS 기반의 호 발신 인지 혹은 일반 데이터의 발신인지에 따라 다르게 설정하는 것은 사업자의 정책(Operator's policy)에 따라, 네트워크 노드(예컨대, MME, eNodeB)의 설정에 따라, 가입자 정보에 따라, 혹은 단말의 기능(capability 에 따라서 적용될 수 도 있고, 적용되지 않을 수 도 있다. 또한, 이는 네트워크 노드(예컨대, MME, eNodeB)에 혼잡이나 과부하가 발생한 상황에서만 적용될 수도 있다. 혹은 UE가 기능(capability) 정보 혹은 지원 여부 정보를 어태치(Attach)/TAU(Tracking Area Update)/RAU(Routing Area Update) 등을 통해 네트워크에 알려준 후, 상기 네트워크가 적용 여부를 결정할 수도 있다. 상기 네트워크의 적용 여부는 OMA-DM을 통하여 NAS configuration MO(Management Object, 3GPP TS 24.368)로 제공될 수 있다. 따라서 이러한 설정 방식은 static 혹은 dynamic하게 변경되어 적용 될 수 있다.

다른 한편, 도 12에서는 수립 원인(establishment cause)필드에 'MO-signaling' 또는 'MO-IMS service'가 설정되는 것으로 나타내었다. 그러나, 수립 원인(establishment cause)필드에 'MO-IMS Access', 'MO-IMS MMTEL service' 혹은 새로운 원인을 나타내는 값이 포함될 수도 있다.

도 13는 도 10의 착신 상황에서의 문제점을 해결하기 위해 본 명세서의 첫 번째 개시에 따른 예시적인 흐름을 나타낸 예시도이다.

먼저, PDN GW(530)은 UE1(100a)에 대한 IMS 서비스, 예컨대 VoLTE에 의한 호(call)의 착신을 알리기 위한 다운링크 데이터에 대한 통지를 MME(510)을 통해 eNodeB(200)에게 전송하고, 또한 UE2(100b)에 대한 일반 데이터의 착신을 알리기 위한 다운링크 데이터에 대한 통지를 MME(510)을 통해 eNodeB(200)에게 전송한다.

한편, 상기 PDN GW(530)은 호(call)의 착신을 위한 제어 신호가 IMS 기반의 제어 신호 또는 SIP 기반의 제어 신호인지 혹은 일반 제어 신호인지를 구분하여, 상기 MME(510)에게 알려준다. 마찬가지로, 상기 MME(510)는 호(call)의 착신을 위한 제어 신호가 IMS 기반의 제어 신호 또는 SIP 기반의 제어 신호인지 혹은 일반 제어 신호인지를 구분하여 상기 eNodeB(200)에게 알려준다. 이때, 상기 IMS 기반 제어 신호 또는 SIP 기반 제어 신호임을 구분하는 것은 IMS 세션인지 아닌지를 나타내는 정보에 의해 구분가능할 수 있다. 상기 정보는 기존 제어 메시지에 포함되는 인자(혹은 인디케이터)이거나 새로운 제어 메시지에 포함되는 인자(혹은 인디케이터)일 수 있다. 이러한 상기 인자(혹은 인디케이터)는 상기 PDN GW(530) 또는 S-GW으로부터 MME(510)로 제어 메시지를 통하여 전송되어 지며, 상기 MME(510)은 상기 인자(혹은 인디케이터)를 인지하여, 상기 IMS 기반 제어 신호 또는 SIP 기반 제어 신호를 나타내는 정보를 페이징 신호에 포함하여 eNodeB(200)에게 전송한다. 한편, 상기 페이징 신호에 추가되는 정보에 따라 상기 UE1(100a)는 상기 수립 원인(establishment cause)필드에 'MT-access' 혹은 'MT-IMS Access' 혹은 'MT-signaling' 혹은 'MT-IMS Service' 혹은 새로운 원인을 나타내는 값을 설정할 수 있다.

이에 따라, 혼잡한 상태에 있는 상기 eNodeB(200)는 페이징 신호를 차등화할 수 있다. 예컨대, 상기 eNodeB(200)는 IMS 서비스, 예컨대 VoLTE에 의한 호(call)의 착신을 위한 페이징 신호를 일반 데이터의 착신을 알리기 위한 페이징 신호에 비하여 우선적으로 처리할 수 있다.

그리고, 혼잡한 상태에 있는 상기 eNodeB(200)는, 유휴 상태(Idle state)에 있는 UE1(100a)에게 IMS 서비스, 예컨대 VoLTE에 의한 호(call)의 착신을 위한 페이징 신호를 전송할 때, 상기 정보를 포함시켜서 전송한다. 이때, 상기 eNodeB(200)는 상기 정보, 망의 혼잡상황, 사업자의 정책(operator policy), 단말의 능력 정보 등의 기반하여 상기 페이징 신호를 전송할 수 있다. 일례로, 상기 eNodeB(200)는 망이 혼잡하여 일반적인 페이징 신호를 전송하지 않는 것을 결정하였다 하더라도 상기 정보가 수신되는 경우, UE1(100a)에 대한 페이징 신호는 전송하는 것으로 결정할 수 있다.

그러나, 상기 eNodeB(200)는 단순한 페이징 신호를 UE2(100b)에게 전송한다. 상기 UE2(100b)로의 페이징 신호는 브로드캐스팅 방식으로 전송될 수 있다. 그러나, 상기 UE1(100a)로의 페이징 신호는 브로드캐스팅 방식으로 전송될 수도 있지만, 새로운 전용 채널을 통해 전송될 수도 있다.

이와 같이 IMS 기반의 서비스를 위한 페이징 신호는 차등화하여 UE1(100a)에게 제공될 수 있다. 상기 페이징 신호를 차등화 처리하는 것은 일반적인 데이터의 수신을 알리기 위한 페이징 신호에 비해 IMS 기반의 서비스 연결을 알리기 위한 페이징 신호를 더 높은 우선 순위 (high priority)로 처리하는 것을 의미할 수 있다.

상기 IMS 기반의 서비스를 위한 페이징 신호를 차등화하는 방안은 사업자의 정책(Operator's policy)에 따라, 네트워크 노드(예컨대, MME 또는 eNodeB)의 설정에 따라, 가입자 정보에 따라, 혹은 단말의 기능(capability) 설정에 따라서 적용될 수 도 있고, 적용되지 않을 수도 있다. 또한, 네트워크 노드(예컨대, MME 또는 eNodeB)에 혼잡이나 과부하 등 특정한 상황이 발생한 경우에만 적용될 수도 있다. 만약 UE가 단말의 지원 여부 정보 혹은 기능(capability) 정보를 네트워크 노드에 Attach/TAU/RAU 등을 통해 알려준 후, 상기 네트워크 노드가 상기 방식을 적용할지 여부를 결정할 수 있다. 상기 네트워크의 적용 여부는 OMA-DM을 통하여 NAS configuration MO(Management Object, 3GPP TS 24.368)로 제공될 수 있다 따라서 이러한 설정 방식은 static 혹은 dynamic하게 변경되어 적용 될 수 있다.

이하에서는 UE가 전송하는 어태치 요청 메시지, 디태치(detach) 요청 메시지, TAU 요청 메시지, 서비스 요청 메시지에 포함되는 수립 원인(establishment cause)에 대해서 설명하기로 한다.

NAS 연결 수립을 요청 할 때, UE의 상위 계층, NAS 계층에 의해 사용되는 수립 원인은 아래의 표에 나타난 각 절차에 따라 선택될 수 있다. 상기 NAS 계층은 액세스 제어 목적으로 하위 계층, RRC 계층에게 RRC 수립 원인과 관련된 타입을 지시할 수 있다. 만약, EAB(Extended Access Barring)이 설정되어 있는 경우, UE의 상위 계층은 하위 계층에게 아래의 케이스를 제외한 요청에 대해서는 EAB가 적용된다고 알릴 수 있다.

- UE가 클래스 11-15 중 하나를 이용하여 액세스를 시도하는 경우

- UE가 페이징 신호에 응답하는 경우

- RRC 수립 원인이 긴급 호인 경우

- UE가 EAB를 무시(overriding)하도록 설정된 경우

위 표에 나타나지는 않았으나, 상기 서비스 요청 메시지 혹은 확장 서비스 요청 메시지의 서비스 타입(service type)은 “mobile originating IMS Voice”, “mobile originating IMS Video”, “mobile originating IMS MMTEL over PS Session” 중 어느 하나로 셋팅될 수 있다. 이 경우 각각(개별적으로) 타입은 "originating calls" 으로 설정/매핑될 수 있다. 대안적으로 상기 서비스 요청 메시지 혹은 확장 서비스 요청 메시지의 서비스 타입(service type)은 “mobile originating IMS Voice/Video/MMTEL over PS Session”의 형태로 셋팅될 수 있다.

마찬가지로, 상기 서비스 요청 메시지 혹은 확장 서비스 요청 메시지의 서비스 타입(service type)은 “mobile terminating IMS Voice”, “mobile terminating IMS Video”, “mobile terminating IMS MMTEL over PS Session” 중 어느 하나로 셋팅될 수 있다. 이 경우 각각(개별적으로) 타입은 " terminating calls" 으로 설정/매핑될 수 있다. 대안적으로 상기 서비스 요청 메시지 혹은 확장 서비스 요청 메시지의 서비스 타입(service type)은 “mobile terminating IMS Voice/Video/MMTEL over PS Session”의 형태로 셋팅될 수 있다.

다른 한편, 상기 서비스 요청 메시지 혹은 확장 서비스 요청 메시지에 수립 원인에 MO-signaling, 혹은 MO-IMS service 등과 같은 것으로 세팅하는 방안은, 낮은 우선순위(low priority) 또는 정상 순위(normal priority)를 가지는 UE도 활용할 수 있다.

낮은 우선순위(low priority)로 설정된 UE가 애플리케이션의 요청이나 UE의 기능(capability), 사업자 정책 혹은 네트워크의 요청에 의해서 낮은 우선순위(low priority)가 아닌 정상 순위로 변경되어 상기의 IMS 기반 서비스를 위해 발신을 요청하는 경우에, 낮은 우선순위(low priority)가 아닌 정상 순위로 설정된 IE를 포함하는 확장 서비스 요청 메시지를 네트워크 노드(예컨대. MME)로 전송할 수 있다. 이때, 상기 UE의 NAS 계층은 수립 원인을 'MO-signaling' 또는 새로운 원인 값(예컨대, MO-IMS access 혹은 MO-IMS MMTEL service)로 설정한 확장 서비스 요청 메시지를 전송할 수 있다 된다. 또한, 상기 UE의 RRC 계층은 수립 원인을 'MO-signaling' 또는 새로운 원인 값(예컨대, MO-IMS access 혹은 MO-IMS MMTEL access)로 설정한 RRC 연결 요청 메시지를 전송할 수 있다.

그러면 eNodeB(200)는 상기 수신한 RRC 연결 요청 메시지의 수립 원인에 세팅된 'MO-signaling' 혹은 새로운 cause 값에 기반하여, MO-IMS 서비스(특히, voice call, video call)를 위한 연결을 차등화하여 처리할 수 있다.

도 14는 도 11의 문제점을 해결하기 위해 본 명세서의 두 번째 개시에 따른 예시적인 흐름을 나타낸 예시도이다.

도 14를 참조하여 알 수 있는 바와 같이, 본 명세서의 두 번째 개시에 따르면, IMS 기반의 서비스를 연결하기 위한 IMS 기반 제어 신호를 차등화하기 위해서, eNodeB(200)는 수립 원인(establishment cause)들 중 MO-signaling 또는 새로운 원인(예컨대, MO-IMS service 또는 IMS MMTEL service )에 대한 예외 규칙을 포함하는 액세스 클래스에 따른 금지(ACB) 정보를 포함하는 시스템 정보를 브로드캐스팅할 수 있다.

그러면, IMS 기반의 호 발신을 희망하는 UE1(100a)와 일반 데이터의 발신을 희망하는 UE2(100b)는 상기 예외 규칙이 포함된 상기 액세스 클래스에 따른 금지(ACB) 정보에 기반하여, ACB 적용 여부를 결정할 수 있다.

즉, UE1(100a)는 IMS 기반의 서비스(예컨대, IMS 기반의 음성 호, 화상 호)를 연결하기 위한 IMS 기반 제어 신호(signaling), 혹은 SIP 기반 제어 신호에 대해서 기존에 사용하던 수립 원인인 MO-Data로 ACB 적용 여부를 체크하지 않고, 본 명세서의 개시에 의해 세팅되는 수립 원인, 즉 MO-signaling 또는 새로운 원인(예컨대, MO-IMS service 또는 IMS MMTEL service)에 기초하여 ACB 적용 여부를 체크한다. 상기 수신한 액세스 클래스에 따른 금지(ACB) 정보는 상기 수립 원인(establishment cause)들 중 MO-signaling 또는 새로운 원인(예컨대, MO-IMS service 또는 IMS MMTEL service)에 대한 예외를 포함하고 있으므로, 상기 UE1(100a)은 RRC 연결 요청이 상기 ACB에 적용되지 않는 것으로 결정한다. 따라서, 상기 UE1(100a)은 RRC 연결 요청을 전송할 수 있다.

이렇게 함으로써, IMS 기반의 서비스(예컨대, IMS 기반의 음성 호, 화상 호)를 연결하기 위한 IMS 기반 제어 신호(signaling), 혹은 SIP 기반 제어 신호를 나르기 위한 RRC 요청 메시지는 상기 eNodeB(200)에 의해 거절 되지 않고 정상적으로 처리될 수 있다.

아래의 표는 본 명세서의 두 번째 개시에 따라 수립 원인(establishment cause)들 중 MO-signaling 또는 새로운 원인(예컨대, MO-IMS service 또는 IMS MMTEL service)에 대한 예외 규칙을 포함하는 액세스 클래스에 따른 금지(ACB) 정보를 나타낸다.

이상에서는, 본 명세서의 첫 번째 개시와 두 번째 개시에 대해서 설명하였다. 별도로 설명하지 않더라도, 당업자라면 이러한 개시들이 조합될 수 있음을 자명하게 알 수 있을 것이다.

이하에서는, 본 명세서의 개시들을 다시 한번 요약하여 설명하기로 한다.

UE(100)는 IMS 기반의 서비스(예컨대, IMS 기반의 음성 호, 화상 호)의 연결이 필요한 것으로 판단하면, UE의 NAS 계층은 수립 원인(establishment cause)필드의 값을 기존의'MO-Data' 대신에 표 3에 나타난 바와 같은 'MO-signaling' 또는 새로운 원인(예컨대 'MO-IMS service', 'MO-IMS MMTEL service' 또는 'MO-IMS Access')로 설정한 후, 서비스 요청(Service Request) 혹은 확장 서비스 요청(Extended Service Request) 메시지를 전송한다. 이어서, UE의 NAS 계층은 상기 설정된 수립 원인(establishment cause)을 RRC 계층으로 전달한다. 상기 UE의 RRC 계층은 IMS 기반의 서비스(예컨대, IMS 기반의 음성 호, 화상 호)를 연결하기 위한 IMS 기반 제어 신호(signaling), 혹은 SIP 기반 제어 신호를 나르기 위한 RRC 요청 메시지에 상기 전달받은 수립 원인을 세팅하여 eNodeB(200)로 전송한다.

한편, eNodeB(200)는 IMS 기반의 서비스를 연결하기 위한 제어 신호, 즉 IMS 기반 제어 신호(signaling), 혹은 SIP 기반 제어 신호를 나르기 위한 RRC 요청 메시지에 사용할 수 있는 수립 원인의 값으로서, 표 3에 나타난 바와 같은'MO-signaling'또는 새로운 원인(예컨대 'MO-IMS service', MO-IMS MMTEL service' 또는 'MO-IMS Access')에 대한 정보를 UE(100)에게 전달할 수 있다.

그리고, 상기 eNodeB(200)는 'MO-signaling' 또는 새로운 원인(예컨대'MO-IMS service', 'MO-IMS MMTEL service' 또는 'MO-IMS Access')으로 설정된 수립 원인을 포함하는 서비스 요청 메시지 혹은 확장 서비스 요청(Extended Service Request) 혹은 RRC 연결 요청 메시지를 수신하면, 혼잡 상태 혹은 과부하 상태에서 'MO Data'로 설정된 수립 원인을 포함하는 요청 메시지와 차등화하여 처리할 수 있다.

IMS 서비스를 위한 페이징 방안

유휴 모드(idle mode) 또는 유휴 상태(idle state)에 있는 UE에게 전송되어야 할 하향링크 패킷이 발생하는 경우, 상기 하향링크 패킷은 P-GW로부터 S-GW에게 전달된다. S-GW는 P-GW로부터 하향링크 패킷을 수신하면 MME에게 하향링크 데이터 통지(Downlink Data Notification; DDN) 메시지를 전송한다. 상기 DDN 메시지는 MME가 UE에게 페이징 메시지를 전송하도록 요청하는 메시지라고 할 수 있다. 상기 DDN 메시지를 수신한 MME는 eNB(들)에게 페이징을 요청하는 메시지를 전송하고, 페이징 요청 메시지를 수신한 eNB(들)은 페이징을 수행한다.

이러한 종래의 페이징 방안에서는, IMS 기반의 서비스(예를 들어, 음성 호(voice call), 비디오 호(video call) 등)와 비(non)-IMS 기반의 서비스(즉, 패킷 서비스 등)을 구분하지 않는다.

구체적으로, IMS 기반의 음성 호/비디오 호를 포함하는 세션을 생성 또는 구성하기 위해서는, IMS 시그널링 또는 SIP 시그널링(이하, SIP 시그널링으로 통칭함)이 발신 UE(calling UE 또는 originating UE)와 수신 UE(called UE 또는 terminating UE) 간에 교환된다. 이러한 SIP 시그널링은 제어 평면이 아닌 사용자 평면 상에서 전송된다. 따라서, 일반적인 데이터 서비스(즉, non-IMS 기반 패킷 서비스)와 IMS 기반 서비스가 구분되지 않는다.

따라서, 기존의 무선 통신 시스템에서는 IMS 기반 음성 호/비디오 호를 일반적인 데이터 서비스와 구분하여 서비스를 제공하는 방안 자체가 지원되지 않았다. 이 경우, 네트워크 혼잡(congestion)이 발생하는 경우에 사용자가 민감하게 반응하는 음성 호/비디오 호의 서비스 품질이 저하됨으로써, 사용자 경험을 나쁘게 하는 문제점이 존재한다. 이러한 문제점을 해결하기 위해서, 음성 미디어를 포함하는 IMS 기반 서비스를 다른 서비스와 구분하는 방안이 요구된다.

본 발명에서는 서비스를 수신하는 입장에서 (예를 들어, called party 또는 terminating party의 입장에서, 또는 MT(mobile terminated) call에 대해서), non-IMS 데이터 패킷 서비스와 IMS 기반 서비스(예를 들어, VoLTE)를 구분하는 방안을 제공한다. 구체적으로는, 본 발명에서는 음성 미디어를 포함하는 IMS 서비스(예를 들어, voice call, video call, MMTel(multimedia telephony service) voice, MMTel video, IMS 기반 음성 통화, IMS 기반 영상 통화 등)에 대해서 일반적인 데이터 서비스(예를 들어, non-IMS 서비스)와 구분하여 차등화 서비스를 지원하기 위한 방안에 대해서 제안한다. 보다 구체적으로는, 서비스 수신 입장에서 음성 미디어를 포함하는 IMS 서비스와 비-IMS 서비스를 구분하도록 하기 위한 페이징 방안(또는 음성을 포함하는 서비스와 음성을 포함하지 않는 서비스에 대해서 차등화된 페이징을 적용하는 방안)에 대해서 제안한다.

이하의 설명에서, 트래픽(traffic), 서비스(service), IP 서비스, 플로우(flow), IP 플로우, 서비스 플로우, 패킷, IP 패킷, 데이터, 메시지, 애플리케이션이라는 용어는 명백하게 구분하여 설명하지 않는 한, 하나의 용어가 다른 용어들을 대표하는 것으로 이해되어야 하며, 이들 용어는 서로 혼용되어 사용된다.

도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 페이징 방법을 설명하기 위한 도면이다.

도 15의 예시에서 UE-1은 ECM(EPS Connection Management)-IDLE 상태(또는 유휴 모드, 유휴 상태)에 있다고 가정한다. 도 15의 예시에서 EPS의 네트워크 노드들(예를 들어, P-GW, S-GW, MME 등)을 중심으로 설명하지만, 그 외의 네트워크 노드들의 동작이 추가될 수도 있다.

도 15의 단계 1에서 UE-1으로 향하는 데이터(즉, 하향링크 데이터 또는 MT(Mobile Terminating) 데이터)가 발생하여 이를 PDN GW(즉, P-GW)가 수신하면, P-GW는 하향링크 데이터를 S-GW에게 전송한다.

여기서, P-GW는 다음과 같은 동작을 추가적으로 수행할 수 있다.

i) P-GW는 상기 하향링크 데이터(또는 MT 데이터)가 SIP 시그널링을 위한 EPS 베어러를 사용하는 데이터이고(또는 SIP 시그널링이고), 상기 SIP 시그널링이 음성 미디어를 포함한 IMS 세션을 생성 또는 구성하기 위한 것인지 판단(또는 간주 또는 인지)할 수 있다 (여기서, SIP 시그널링용 EPS 베어러는 IMS 서비스를 위한 PDN에서 QCI(QoS(Quality of Service) Class Identifier)의 값이 5로 설정된 베어러일 수 있고, 상기 음성 미디어는 QCI 값이 1로 설정된 베어러를 사용하는 음성 미디어일 수 있다).

ii) P-GW는 상기 하향링크 데이터(또는 MT 데이터)가 보다 높은 우선순위를 가지는 (또는 보다 높은 수준으로 설정된/차등화된) 페이징이 요구되는 데이터인지 판단(또는 간주 또는 인지)할 수 있다.

상기 i) 또는 ii) 중에서 어느 하나라도 만족하는 경우(즉, 상기 하향링크 데이터가 음성 미디어를 포함한 IMS 세션을 생성하기 위한 SIP 시그널링을 위한 EPS 베어러를 사용하는 데이터인 경우, 및/또는 상기 하향링크 데이터가 높은 우선순위를 가지는/차등화된 페이징이 요구되는 데이터 인 경우)에는, P-GW는 상기 하향링크 데이터의 헤더 부분에 해당 데이터가 음성 미디어를 포함한 IMS 세션을 생성 또는 구성하기 위한 것임을 나타내는 정보를 설정 또는 추가(또는 삽입)할 수 있다.

즉, VoLTE 세션을 맺기 전에 SIP INVITE 등의 SIP 메시지가 이용되는데, SIP는 사용자 평면 상에서 송수신되므로, P-GW는 해당 데이터가 "음성 미디어를 위한 것임을 나타내는(또는 음성 미디어를 포함하는 것임을 나타내는) 정보"를 포함시켜서 다른 노드(예를 들어, S-GW)에게 전달할 수 있고, 이에 따라 상기 정보를 포함한 SIP 메시지를 전달 받은 네트워크 노드(들)은 음성 미디어를 포함한 데이터를 다른 데이터에 비하여 높은 우선순위를 주어/차등화하여 페이징 처리를 수행할 수 있다.

P-GW는 상기 데이터(또는 메시지)가 음성 미디어를 포함한다는 것을, 또 다른 노드(예를 들어, PCRF(Policy and Charging Rules Function))로부터 획득한 정보로부터 확인할 수 있다. 예를 들어, 상기 하향링크 데이터(또는 SIP 시그널링 메시지)가, 음성 미디어를 포함하는 IMS 세션을 생성/구성하기 위한 것이거나, 또는 높은 우선순위를 가진(또는 보다 높은 수준으로 설정된/차등화된) 페이징이 요구되는 것임은, P-GW가 PCRF로부터 획득한 정보에 기초하여 결정될 수 있다. 이를 위하여 PCRF는 P-CSCF와 상호동작(interaction)을 수행할 수 있다.

또는, P-GW는 상기 데이터(또는 메시지)가 음성 미디어를 포함한다는 것을, P-GW가 전달받은 데이터에 포함된 명시적인(explicit) 또는 암시적인(implicit) 정보로부터, 해당 데이터가 음성 미디어를 포함하는 IMS 세션을 생성/구성하기 위한 것이거나, 또는 높은 우선순위를 가진(또는 보다 높은 수준으로 설정된/차등화된) 페이징이 요구되는 것임을 결정/간주/인지할 수도 있다. 예를 들어, P-GW가 수신하는 MT 데이터의 TCP(Transmission Control Protocol) 헤더 또는 UDP(User Datagram Protocol) 헤더의 포트 정보(예를 들어, 소스(source) 포트 및/또는 목적지(destination) 포트)에 상기 데이터가 음성 미디어를 포함한다는 것을 명시적으로 나타내는 정보가 포함되거나, 상기 데이터가 음성 미디어를 포함한다는 것을 암시하는 정보가 포함되어 있을 수도 있다. 이러한 명시적인 또는 암시적인 정보는 P-CSCF에 의해서 제공될 수도 있다.

또한, P-GW가 메시지(또는 데이터)에 포함시키는 상기 "음성 미디어를 위한 것임을 나타내는 정보"는, 명시적인(explicit) 또는 암시적인(implicit) 정보로 구성될 수도 있고, 다양한 형태를 가질 수 있으며, 다양한 의미로서 해석될 수도 있다. 예를 들어, 상기 "음성 미디어를 위한 것임을 나타내는 정보"는, 음성 미디어를 포함하는 호(voice call 또는 video call)을 위한 SIP 시그널링임을 알리는 정보, 음성 미디어를 포함하는 IMS 세션을 생성 또는 구성하기 위한 제어 메시지임을 나타내는 정보, QCI=1 베어러를 사용하기 위한 SIP 시그널링임을 알리는 정보, 높은 우선순위(또는 높은 수준으로 설정된/차등화된) 페이징 요청임을 나타내는 정보 등으로 정의될 수 있다.

상기 "음성 미디어를 위한 것임을 나타내는 정보"는, 하나 이상이 상기 메시지(또는 데이터)에 포함될 수도 있다. P-GW는 상기 "음성 미디어를 위한 것임을 나타내는 정보"를 메시지(또는 데이터)의 헤더에 포함시킬 수 있다. 이를 위하여, 예를 들어, GTP-U(GPRS Tunnelling Protocol User Plane)의 기본 헤더에서 유보된 비트(reserved bit) 또는 스페어 비트(spare bit)가 이용될 수도 있고, 기존의 정보요소(Information Element; IE)에서 새로운 값이 정의 및 사용될 수도 있다. 또는, GTP-U의 확장 헤더(extension header)에 새로운 타입의 확장 헤더가 정의 및 사용되거나, 기존의 확장 헤더가 수정 및 사용될 수도 있다.

또한, P-GW는 상기 하향링크 데이터(또는 MT 데이터)를 구성하는 패킷이 다수개인 경우에는 그 중에서 첫 번째 패킷에만 상기 "음성 미디어를 위한 것임을 나타내는 정보"를 포함시킬 수도 있고, 또는 다수개의 패킷 각각에 상기 정보를 포함시킬 수도 있다.

또한, P-GW는 전술한 바와 같은 동작을 상기 i) 또는 ii)의 조건을 만족하는 경우에 항상 수행할 수도 있다. 이에 추가적으로, 네트워크 혼잡 정도, 사업자 정책(operator policy), 로컬 정책(local policy), 설정 정보(configuration information), UE 로밍 여부 등에 기초하여, 상기 동작을 수행할지 여부가 결정될 수도 있다.

도 15의 단계 2에서, S-GW는 P-GW로부터 하향링크 데이터를 수신하면, UE-1을 서빙하는 MME에게 페이징을 요청하는 메시지, 즉, 하향링크 데이터 통지(DDN) 메시지를 전송할 수 있다. 상기 DDN 메시지는 EPS 베어러 ID 정보, ARP(Allocation and Retention Priority) 정보 등을 포함할 수 있다.

여기서, S-GW는 다음과 같은 동작을 추가적으로 수행할 수 있다.

i) S-GW는 상기 하향링크 데이터(또는 MT 데이터)가 SIP 시그널링을 위한 EPS 베어러를 사용하는 데이터이고(또는 SIP 시그널링이고), 상기 SIP 시그널링이 음성 미디어를 포함한 IMS 세션을 생성 또는 구성하기 위한 것인지 판단(또는 간주 또는 인지)할 수 있다 (여기서, SIP 시그널링용 EPS 베어러는 IMS 서비스를 위한 PDN에서 QCI(QoS(Quality of Service) Class Identifier)의 값이 5로 설정된 베어러일 수 있고, 상기 음성 미티어는 QCI 값이 1로 설정된 베어러를 사용하는 음성 미디어일 수 있다).

ii) S-GW는 상기 하향링크 데이터(또는 MT 데이터)가 보다 높은 우선순위를 가지는 (또는 보다 높은 수준으로 설정된/차등화된) 페이징이 요구되는 데이터인지 판단(또는 간주 또는 인지)할 수 있다.

상기 i) 또는 ii) 중에서 어느 하나라도 만족하는 경우(즉, 상기 하향링크 데이터가 음성 미디어를 포함한 IMS 세션을 생성하기 위한 SIP 시그널링을 위한 EPS 베어러를 사용하는 데이터인 경우, 및/또는 상기 하향링크 데이터가 높은 우선순위를 가지는/차등화된 페이징이 요구되는 데이터 인 경우)에는, S-GW는 상기 DDN 메시지에 해당 데이터가 음성 미디어를 포함한 IMS 세션을 생성 또는 구성하기 위한 페이징 요청임을 나타내는 정보를 설정 또는 추가(또는 삽입)할 수 있다.

상기 단계 1에서 P-GW가 S-GW로 전달하는 데이터(또는 메시지)에 포함된 "음성 미디어를 위한 것임을 나타내는 정보"로부터, S-GW는 상기 데이터(또는 메시지)가 음성 미디어를 포함하는 IMS 세션을 생성/구성하기 위한 것이라거나, 높은 우선순위(또는 보다 높은 수준으로 설정된/차등화된) 페이징이 요구되는 데이터라는 것을 알 수 있다.

S-GW가 DDN 메시지에 포함시키는 상기 "음성 미디어를 위한 페이징 요청임을 나타내는 정보"는, 명시적인(explicit) 또는 암시적인(implicit) 정보로 구성될 수도 있고, 다양한 형태를 가질 수 있으며, 다양한 의미로서 해석될 수도 있다. 예를 들어, 상기 "음성 미디어를 위한 페이징 요청임을 나타내는 정보"는, 음성 미디어를 포함하는 호(voice call 또는 video call)을 위한 SIP 시그널링에 대한 페이징 요청임을 알리는 정보, 음성 미디어를 포함하는 IMS 세션을 생성 또는 구성하기 위한 제어 메시지에 대한 페이징 요청임을 나타내는 정보, QCI=1 베어러를 사용하기 위한 SIP 시그널링에 대한 페이징 요청임을 알리는 정보, 높은 우선순위(또는 높은 수준으로 설정된/차등화된) 페이징 요청임을 나타내는 정보 등으로 정의될 수 있다.

상기 "음성 미디어를 위한 페이징 요청임을 나타내는 정보"는, 하나 이상이 상기 페이징 요청 메시지에 포함될 수도 있다. 상기와 같은 정보를 추가하기 위해 S-GW는 DDN 메시지에서 새로운 IE를 정의하여 사용할 수도 있고, 기존의 IE에 새로운 값을 정의하여 사용할 수도 있다.

또한, S-GW는 전술한 바와 같은 동작을 상기 i) 또는 ii)의 조건을 만족하는 경우에 항상 수행할 수도 있다. 이에 추가적으로, 네트워크 혼잡 정도, 사업자 정책(operator policy), 로컬 정책(local policy), 설정 정보(configuration information), UE 로밍 여부 등에 기초하여, 상기 동작을 수행할지 여부가 결정될 수도 있다.

추가적으로, UE-1에 대해 일반적인 데이터(즉, 비-IMS 기반 패킷), 음성 미디어를 포함하는 IMS 세션의 생성/구성과 무관한 SIP 시그널링, 높은 우선순위(또는 보다 높은 수준으로 설정된/차등화된) 페이징이 요구되지 않는 데이터를, S-GW가 P-GW로부터 수신한 바 있어서 이미 MME로 페이징을 요청하기 위한 DDN 메시지를 전송하고나서 사용자 평면이 형성되기를 기다리는 상태에서, 전술한 바와 같이 "음성 미디어를 위한 것임을 나타내는 정보"를 포함하는 데이터(또는 메시지)를 P-GW로부터 S-GW가 수신한 경우, S-GW는 MME로 새로운 DDN 메시지를 추가로 전송할 수 있다.

전술한 본 발명의 예시에 대한 설명에 있어서, P-GW는 하향링크 데이터에 대해 차등화된 페이징(또는 높은 우선순위의 페이징)이 적용되는 것으로 결정하는 경우에, 차등화된 페이징이 적용됨을 나타내는 정보를 상기 하향링크 데이터를 포함하는 메시지에 추가할 수 있고, S-GW는 상기 메시지에 포함된 상기 차등화된 페이징이 적용됨을 나타내는 정보에 기초하여, 상기 하향링크 데이터에 대해 차등화된 페이징이 적용되는 것으로 결정할 수 있다. 여기서, P-GW는 상기 차등화된 페이징이 적용됨을 나타내는 정보를 상기 하향링크 데이터를 포함하는 메시지의 GTP-U 기본 헤더 또는 GTP-U 확장 헤더에 추가할 수 있다. 또 다른 예시로 P-GW는 차등화된 페이징이 적용됨을 나타내는 정보를 포함하는 하향링크 데이터를 수신하여 (즉, 차등화된 페이징이 적용됨을 나타내는 정보는 다른 네트워크 노드(예를 들어, P-CSCF)에 의해서 상기 하향링크 데이터 자체에 추가되어 있고, P-GW는 이를 수신하여), 이를 S-GW에게 전송할 수도 있다. 이에 따라, S-GW가 하향링크 데이터에 대해 차등화된 페이징이 적용되는 것으로 결정하는 동작이 달라질 수 있으며, 이에 대해서 이하에서 구체적으로 설명한다.

예를 들어, S-GW가 GTP-U 헤더에 포함된 정보에 기초하여 상기 차등화된 페이징이 적용되는지 여부를 결정하는 경우에 대해서 먼저 설명한다.

이 경우, S-GW가 차등화된 페이징이 적용됨을 나타내는 정보를 추출하기 위해 UE로 전송되는 하향링크 데이터 패킷 자체를 검사 또는 분석할 필요가 없다. 즉, S-GW는 P-GW와 S-GW 간에 데이터 전송을 위해 사용하는 GTP-U 헤더만 검사 또는 분석하면 되므로, S-GW 동작이 단순화되는 장점이 있다. 또한, S-GW가 GTP-U 헤더에 대한 검사 또는 분석 수행하는 것은, S-GW가 하향링크 데이터 수신자 정보를 추출하는 등의 목적으로 종래에도 수행하던 동작이므로, S-GW 입장에서 새로운 동작이 정의되는 것이 아니므로 복잡성이 증가하지 않는다. 또한, 사업자가 다르더라도 차등화된 페이징이 적용됨을 나타내는 정보를 위해서 GTP-U 기본 헤더 또는 확장 헤더에서 동일한 형태 및 동일한 값을 정의할 수 있으므로, UE가 로밍 상태에서 P-GW와 S-GW가 서로 다른 사업자에 속하더라도 S-GW는 P-GW가 같은 사업자에 속할 때와 마찬가지로 S-GW는 동일한 동작에 의해서 하향링크 데이터에 대해 차등화된 페이징이 적용되는지 여부를 결정할 수 있다.

반면, P-GW의 입장에서는 하향링크 데이터에 대해서 차등화된 페이징이 적용되는지 여부를 결정하고, 그렇다면 하향링크 데이터를 포함하는 메시지의 GTP-U 헤더에 차등화된 페이징이 적용됨을 나타내는 정보를 추가하는 동작을 수행하여야 하므로, 종래에 비해서 새롭게 정의된 동작을 추가로 수행하여야 하는 부담이 발생한다.

다른 예시로서, S-GW가 하향링크 데이터 자체에 포함된 정보에 기초하여 상기 차등화된 페이징이 적용되는지 여부를 결정하는 경우에 대해서 설명한다.

이 경우, P-GW는 S-GW로 전달되는 메시지의 GTP-U 헤더에 차등화된 페이징이 적용되는지를 나타내는 정보를 추가하는 동작을 수행하지 않아도 되므로, P-GW의 입장에서 추가 동작을 수행하지 않는 면에서 복잡성이 증가하지 않는다.

반면, S-GW는 하향링크 데이터에 대해서 차등화된 페이징이 적용됨을 나타내는 정보를 추출하기 위해서, UE로 전송되는 하향링크 데이터 자체를 검사 또는 분석해야 한다. 또한, 하향링크 데이터에 상기 차등화된 페이징이 적용됨을 나타내는 정보가 포함되어 있는 경우, S-GW는 UE로 상기 하향링크 데이터를 전송하기 전에 상기 차등화된 페이징이 적용됨을 나타내는 정보를 상기 하향링크 데이터로부터 제거하는 동작을 수행해야 한다. 이는 상기 차등화된 페이징이 적용됨을 나타내는 정보가 UE에게 불필요하기도 하고 UE에게 이상 동작을 유발할 수도 있기 때문이다. 또한, 차등화된 페이징이 적용됨을 나타내는 정보를 위해서 사업자마다 서로 다른 형태 및/또는 서로 다른 값을 정의하여 하향링크 데이터에 추가할 수 있으므로, UE가 로밍 상태에서 P-GW와 S-GW가 서로 다른 사업자에 속한 경우에는, S-GW의 입장에서는 자신과 연결된 모든 P-GW에 대해 상기 차등화된 페이징이 적용됨을 나타내는 정보가 어떤 형태 및 어떤 값으로 정의되어 있는지를 미리 알고 있어야 (또는 미리 설정(configure)되어 있어야) 한다. 이는 차등화된 페이징 적용에 대한 확장성에 불리하게 작용할 수도 있다.

도 15의 단계 3에서, MME는 S-GW로 상기 페이징 요청(또는 DDN 메시지)에 대한 응답 메시지, 즉 DDN Ack 메시지를 전송할 수 있다.

도 15의 단계 4에서, S-GW로부터 DDN 메시지를 수신한 MME는 UE가 등록한 TA(들)에 속하는 각각의 eNodeB로 페이징 메시지를 전송할 수 있다.

여기서, MME는 다음과 같은 동작을 추가적으로 수행할 수 있다.

MME가 S-GW로부터 수신한 DDN 메시지에 상기 "음성 미디어를 위한 페이징 요청임을 나타내는 정보"가 포함된 경우(즉, 상기 DDN 메시지가 SIP 시그널링을 위한 EPS 베어러(예를 들어, IMS 서비스를 위한 PDN에서 QCI=5인 베어러)를 사용하는 데이터에 대한 페이징 요청이며 상기 SIP 시그널링이 음성 미디어(예를 들어, QCI=1인 베어러를 사용하는 음성 미디어)를 포함하는 IMS 세션을 생성/구성하기 위한 것인 경우, 또는 상기 DDN 메시지가 높은 우선순위(또는 보다 높은 수준으로 설정된/차등화된) 페이징 요청인 경우), MME는 eNodeB(들)로 전송하는 페이징 메시지에, "높은 우선순위(또는 보다 높은 수준으로 설정된/차등화된) 페이징 요청임을 나타내는 정보"를 포함시킬 수 있다.

MME가 페이징 메시지에 포함시키는 상기 "높은 우선순위 페이징 요청임을 나타내는 정보"는, 명시적인(explicit) 또는 암시적인(implicit) 정보로 구성될 수도 있고, 다양한 형태를 가질 수 있으며, 다양한 의미로서 해석될 수도 있다. 예를 들어, 상기 "높은 우선순위 페이징 요청임을 나타내는 정보"는, 음성 미디어를 포함하는 호(voice call 또는 video call)을 위한 SIP 시그널링에 대한 페이징 요청임을 알리는 정보, 음성 미디어를 포함하는 IMS 세션을 생성 또는 구성하기 위한 제어 메시지에 대한 페이징 요청임을 나타내는 정보, 음성 미디어를 포함하는 IMS 세션을 생성 또는 구성하기 위한 페이징 요청임을 나타내는 정보, SIP 시그널링에 대한 페이징 요청임을 나타내는 정보, QCI=1 베어러를 사용하기 위한 SIP 시그널링에 대한 페이징 요청임을 알리는 정보, EPS 베어러 ID(또는 E-RAB(E-UTRAN Radio Access Bearer) ID) 정보, 차등화된 페이징 요청임을 나타내는 정보 등으로 정의될 수 있다.

상기 "높은 우선순위 페이징 요청임을 나타내는 정보"는, 하나 이상이 상기 페이징 요청 메시지에 포함될 수도 있다. 상기와 같은 정보를 추가하기 위해 MME는 페이징 메시지에서 새로운 IE를 정의하여 사용할 수도 있고, 기존의 IE(예를 들어, 페이징 우선순위 IE(Paging Priority IE))에 새로운 값을 정의하여 사용할 수도 있고, 기존의 IE(예를 들어, 페이징 우선순위 IE)의 기존의 값을 사용할 수도 있다.

또한, MME는 전술한 바와 같은 동작을, 상기 S-GW로부터 수신되는 DDN 메시지에 상기 "음성 미디어를 위한 페이징 요청임을 나타내는 정보"가 포함되어 있는지 여부에 기초하여 수행할 수도 있다. 이와 별도로 또는 추가적으로, 네트워크 혼잡 정도, 사업자 정책(operator policy), 로컬 정책(local policy), 설정 정보(configuration information), UE 로밍 여부, 가입자 정보(예를 들어, 가입자의 등급 등), 단말의 캐퍼빌리티 정보(예를 들어, CSFB(Circuit Switched Fall-Back) 가능한 UE인지 여부) 등에 기초하여, 상기 동작을 수행할지 여부가 결정될 수도 있다.

도 15의 단계 5에서, MME로부터 페이징 메시지를 수신한 eNodeB는 UE-1으로 페이징을 수행할 수 있다.

eNodeB는 MME가 페이징 메시지에 포함시킨 "높은 우선순위(또는 보다 높은 수준으로 설정된/차등화된) 페이징 요청임을 나타내는 정보"에 기초하여 UE로의 페이징을 수행할 수 있다. 이와 별도로 또는 추가적으로, eNodeB는 네트워크 혼잡 정도, 사업자 정책(operator policy), 로컬 정책(local policy), 설정 정보(configuration information), 단말의 캐퍼빌리티 정보 등에 기초하여, UE로의 페이징 동작을 수행할지 여부를 결정할 수도 있다.

예를 들어, eNodeB는 네트워크가 혼잡한 경우에 일반적인 페이징을 수행하지 않을 수도 있지만, 상기 MME로부터 수신한 페이징 메시지에 상기 "높은 우선순위 페이징 요청임을 나타내는 정보"가 포함되어 있는 경우에는 UE-1에 대해서 페이징을 수행할 수 있다.

도 15의 단계 6에서, UE-1이 ECM-IDLE 상태인 경우, E-UTRAN 액세스에서 페이징 지시(indication)을 수신하면, UE-1은 UE에 의해서 트리거되는 서비스 요청 과정(이에 구체적인 사항은 3GPP TS 23.401 문서의 5.3.4.1절을 참고할 수 있음)을 개시(initiate)할 수 있다.

도 15의 단계 7에서, S-GW는 E-UTRAN을 통하여 하향링크 데이터를 UE에게 전송할 수 있다.

전술한 본 발명의 일례에 따르면, 음성 미디어를 포함하는 데이터에 대한 IMS 세션(예를 들어, 음성 호 또는 비디오 호)를 그렇지 않은 데이터와 구분(또는 차등화)하여 서비스하기 위한 페이징 방안에 대해서 주로 설명하였지만, 본 발명의 범위는 이에 제한되는 것은 아니다. 즉, 어떤 하향링크 데이터가 음성 미디어를 포함하는 이유로 다른 하향링크 데이터에 비하여 높은 우선순위의/차등화된 페이징(또는 페이징 요청)을 처리하는 본 발명의 원리는, 다른 이유로 페이징이 높은 우선순위로/차등화되어 처리되어야 하는 IMS 서비스에도 적용될 수 있다.

또한, 본 발명에서 설명하는 원리는 비-IMS 서비스(즉, 일반적인 데이터 서비스)에도 적용될 수 있다.

또한, 본 발명의 예시에서는 S-GW가 MME로 페이징 요청을 보내는 경우를 설명하였지만, S-GW가 SGSN에게 페이징 요청을 보내는 경우에도 본 발명에서 설명한 원리가 적용될 수 있다.

도 15에서 설명하는 예시적인 방법은 설명의 간명함을 위해서 동작의 시리즈로 표현되어 있지만, 이는 단계가 수행되는 순서를 제한하기 위한 것은 아니며, 필요한 경우에는 각각의 단계가 동시에 또는 상이한 순서로 수행될 수도 있다. 또한, 본 발명에서 제안하는 방법을 구현하기 위해서 도 15에서 예시하는 모든 단계가 반드시 필요한 것은 아니다.

도 15에서 예시하는 방법에 있어서, 전술한 본 발명의 다양한 실시예에서 설명한 사항들은 독립적으로 적용되거나 또는 2 이상의 실시예가 동시에 적용되도록 구현될 수 있다.

도 16은 본 발명의 일례에 따른 단말 장치 및 네트워크 노드 장치에 대한 바람직한 실시예의 구성을 도시한 도면이다.

도 16을 참조하여 본 발명에 따른 단말 장치(100)는, 송수신모듈(110), 프로세서(120) 및 메모리(130)를 포함할 수 있다. 송수신모듈(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 16을 참조하여 본 발명에 따른 네트워크 노드 장치(200)는, 송수신모듈(210), 프로세서(220) 및 메모리(230)를 포함할 수 있다. 송수신모듈(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 모듈, 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 실시형태들은 다양한 이동통신 시스템에 적용될 수 있다.

Claims

네트워크 노드에서 단말에 대한 IMS(IP(Internet Protocol) Multimedia Subsystem) 서비스를 위한 페이징을 지원하는 방법에 있어서,
상기 단말로 향하는 하향링크 데이터를 수신하는 단계;
상기 하향링크 데이터에 대해 차등화된 페이징이 적용되는 것으로 결정하는 경우, 차등화된 페이징이 적용됨을 나타내는 정보를 상기 하향링크 데이터를 포함하는 메시지에 추가하는 단계; 및
상기 차등화된 페이징이 적용됨을 나타내는 정보를 포함하는 상기 메시지를 다른 네트워크 노드로 전송하는 단계를 포함하는, 페이징 지원 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 차등화된 페이징이 적용되는 상기 하향링크 데이터는, 음성 미디어를 포함하는 IMS 세션을 생성하기 위한 SIP(Session Initiation Protocol) 시그널링을 위한 베어러를 사용하는 데이터인, 페이징 지원 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 차등화된 페이징이 적용됨을 나타내는 정보는,
상기 메시지가 음성 미디어를 포함하는 IMS 세션을 생성하기 위한 제어 메시지임을 나타내는 정보,
상기 하향링크 데이터가 음성 미디어에 관련된 것을 나타내는 정보,
상기 메시지가 음성 미디어를 포함하는 호(call)를 위한 SIP 시그널링임을 나타내는 정보,
상기 메시지가 QCI(QoS(Quality of Service) Class Identifier) 값이 1로 설정된 베어러를 사용하기 위한 SIP 시그널링임을 나타내는 정보, 또는
상기 하향링크 데이터에 대해서 높은 우선순위로 설정된 페이징이 적용됨을 나타내는 정보
중의 하나 이상을 포함하는, 페이징 지원 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 차등화된 페이징이 적용됨을 나타내는 정보는, 상기 메시지의 GTP-U(GPRS Tunnelling Protocol User Plane) 기본 헤더 또는 GTP-U 확장 헤더에 포함되는, 페이징 지원 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 결정은 PCRF(Policy and Charging Rules Function)로부터 수신된 정보에 기초하는, 페이징 지원 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 결정은 상기 네트워크 노드가 수신한 상기 하향링크 데이터에 포함된 명시적인 또는 암시적인 정보에 기초하는, 페이징 지원 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 차등화된 페이징이 적용됨을 나타내는 정보를 추가하는 단계는, 네트워크 혼잡 정도, 사업자 정책(operator policy), 로컬 정책(local policy), 설정 정보(configuration information), 또는 상기 단말의 로밍 여부 중의 하나 이상에 기초하여 수행되는, 페이징 지원 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 네트워크 노드는 PDN GW(packet data network gateway)이고,
상기 다른 네트워크 노드는 S-GW(serving gateway)인, 페이징 지원 방법.
네트워크 노드에서 단말에 대한 IMS(IP(Internet Protocol) Multimedia Subsystem) 서비스를 위한 페이징을 지원하는 방법에 있어서,
상기 단말로 향하는 하향링크 데이터를 포함하는 메시지를 수신하는 단계;
상기 하향링크 데이터에 대해 차등화된 페이징이 적용되는 것으로 결정하는 경우, 차등화된 페이징이 적용됨을 나타내는 정보를 하향링크 데이터 통지(DDN) 메시지에 추가하는 단계; 및
상기 차등화된 페이징이 적용됨을 나타내는 정보를 포함하는 상기 DDN 메시지를 다른 네트워크 노드로 전송하는 단계를 포함하는, 페이징 지원 방법.
제 9 항에 있어서,
상기 결정은, 상기 하향링크 데이터를 포함하는 메시지에 포함된, 상기 하향링크 데이터에 대해 차등화된 페이징이 적용됨을 나타내는 정보에 기초하는, 페이징 지원 방법.
제 10 항에 있어서,
상기 하향링크 데이터에 대해 차등화된 페이징이 적용됨을 나타내는 정보는,
상기 하향링크 데이터를 포함하는 메시지의 GTP-U(GPRS Tunnelling Protocol User Plane) 기본 헤더 또는 GTP-U 확장 헤더에 포함되거나, 또는
상기 하향링크 데이터에 포함된 명시적인 또는 암시적인 정보인, 페이징 지원 방법.
제 9 항에 있어서,
상기 네트워크 노드는 S-GW(serving gateway)이고,
상기 다른 네트워크 노드는 MME(Mobility Management Entity) 또는 SGSN(Serving GPRS(General Packet Radio Service) Supporting Node)인, 페이징 지원 방법.
네트워크 노드에서 단말에 대한 IMS(IP(Internet Protocol) Multimedia Subsystem) 서비스를 위한 페이징을 수행하는 방법에 있어서,
하향링크 데이터 통지(DDN) 메시지를 수신하는 단계;
상기 DDN 메시지가 차등화된 페이징이 적용됨을 나타내는 정보를 포함하는 것으로 결정하는 경우, 차등화된 페이징이 적용됨을 나타내는 정보를 페이징 메시지에 추가하는 단계; 및
상기 페이징 메시지를 하나 이상의 기지국으로 전송하는 단계를 포함하는, 페이징 수행 방법.
제 13 항에 있어서,
상기 차등화된 페이징이 적용됨을 나타내는 정보는,
상기 DDN 메시지가 음성 미디어를 위한 페이징 요청임을 나타내는 정보,
상기 DDN 메시지가 QCI(QoS(Quality of Service) Class Identifier) 값이 1로 설정된 베어러를 사용하기 위한 SIP 시그널링임에 대한 페이징 요청임을 나타내는 정보, 또는 상기 DDN 메시지가 높은 우선순위로 페이징되어야 함을 나타내는 정보
중의 하나 이상을 포함하는, 페이징 수행 방법.
제 13 항에 있어서,
상기 차등화된 페이징이 적용됨을 나타내는 정보는,
음성 미디어를 포함하는 호(call)을 위한 SIP 시그널링에 대한 페이징 요청임을 알리는 정보,
음성 미디어를 포함하는 IMS 세션을 생성 또는 구성하기 위한 제어 메시지에 대한 페이징 요청임을 나타내는 정보,
음성 미디어를 포함하는 IMS 세션을 생성 또는 구성하기 위한 페이징 요청임을 나타내는 정보,
SIP 시그널링에 대한 페이징 요청임을 나타내는 정보,
QCI=1 베어러를 사용하기 위한 SIP 시그널링에 대한 페이징 요청임을 알리는 정보,
EPS 베어러 ID 또는 E-RAB(E-UTRAN Radio Access Bearer) ID 정보, 또는
높은 우선순위 페이징 요청임을 나타내는 정보
중의 하나 이상을 포함하는, 페이징 수행 방법.
제 13 항에 있어서,
상기 차등화된 페이징이 적용됨을 나타내는 정보를 추가하는 단계는, 네트워크 혼잡 정도, 사업자 정책(operator policy), 로컬 정책(local policy), 설정 정보(configuration information), 상기 단말의 로밍 여부, 상기 단말에 관련된 가입자 정보, 상기 단말의 캐퍼빌리티 정보 중의 하나 이상에 기초하여 수행되는, 페이징 수행 방법.
제 13 항에 있어서,
상기 DDN 메시지는 S-GW로부터 수신되고,
상기 네트워크 노드는 MME(Mobility Management Entity) 또는 SGSN(Serving GPRS(General Packet Radio Service) Supporting Node)인, 페이징 수행 방법.
단말에 대한 IMS(IP(Internet Protocol) Multimedia Subsystem) 서비스를 위한 페이징을 지원하는 네트워크 노드에 있어서,
송수신 모듈; 및
프로세서를 포함하고,
상기 프로세서는, 상기 단말로 향하는 하향링크 데이터를 상기 송수신 모듈을 이용하여 수신하고; 상기 하향링크 데이터에 대해 차등화된 페이징이 적용되는 것으로 결정하는 경우, 차등화된 페이징이 적용됨을 나타내는 정보를 상기 하향링크 데이터를 포함하는 메시지에 추가하고; 상기 차등화된 페이징이 적용됨을 나타내는 정보를 포함하는 상기 메시지를 상기 송수신 모듈을 이용하여 다른 네트워크 노드로 전송하도록 설정되는, 페이징 지원 네트워크 노드.
단말에 대한 IMS(IP(Internet Protocol) Multimedia Subsystem) 서비스를 위한 페이징을 지원하는 네트워크 노드에 있어서,
송수신 모듈; 및
프로세서를 포함하고,
상기 프로세서는, 상기 단말로 향하는 하향링크 데이터를 포함하는 메시지를 상기 송수신 모듈을 이용하여 수신하고; 상기 하향링크 데이터에 대해 차등화된 페이징이 적용되는 것으로 결정하는 경우, 차등화된 페이징이 적용됨을 나타내는 정보를 하향링크 데이터 통지(DDN) 메시지에 추가하고; 상기 차등화된 페이징이 적용됨을 나타내는 정보를 포함하는 상기 DDN 메시지를 상기 송수신 모듈을 이용하여 다른 네트워크 노드로 전송하도록 설정되는, 페이징 지원 네트워크 노드.
단말에 대한 IMS(IP(Internet Protocol) Multimedia Subsystem) 서비스를 위한 페이징을 수행하는 네트워크 노드에 있어서,
송수신 모듈; 및
프로세서를 포함하고,
상기 프로세서는, 상기 송수신 모듈을 이용하여 하향링크 데이터 통지(DDN) 메시지를 수신하고; 상기 DDN 메시지가 차등화된 페이징이 적용됨을 나타내는 정보를 포함하는 것으로 결정하는 경우, 차등화된 페이징이 적용됨을 나타내는 정보를 페이징 메시지에 추가하고; 상기 송수신 모듈을 이용하여 상기 페이징 메시지를 하나 이상의 기지국으로 전송하는 단계를 포함하는, 페이징 수행 네트워크 노드.