WO2016148477A1 - 무선 통신 시스템에서 접속 손실 발생시 데이터를 처리하는 방법 및 이를 위한 장치 - Google Patents
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Definitions
- the following description relates to a wireless communication system, and more particularly, to a method and apparatus for processing data when a connection loss of a terminal occurs.
- Wireless communication systems are widely deployed to provide various kinds of communication services such as voice and data.
- a wireless communication system is a multiple access system capable of supporting communication with multiple users by sharing available system resources (bandwidth, transmission power, etc.).
- multiple access systems include code division multiple access (CDMA) systems, frequency division multiple access (FDMA) systems, time division multiple access (TDMA) systems, orthogonal frequency division multiple access (OFDMA) systems, and single carrier frequency (SC-FDMA).
- CDMA code division multiple access
- FDMA frequency division multiple access
- TDMA time division multiple access
- OFDMA orthogonal frequency division multiple access
- SC-FDMA single carrier frequency division multiple access
- MCD division multiple access
- MCDMA multi-carrier frequency division multiple access
- MC-FDMA multi-carrier frequency division multiple access
- An object of the present invention is to propose a mechanism for efficiently processing data when a connection loss of a terminal occurs in a mobile communication system such as a wireless local area network (WLAN).
- WLAN wireless local area network
- Still another object of the present invention is to stably transmit data to a terminal by minimizing data loss transmitted to the terminal when a terminal loss occurs.
- the second network Receiving information requesting to transmit data of the network to the terminal from the third network entity, receiving data transmitted from the third network entity by the second network entity of the second network to the terminal, and Buffering the data received from the third network entity until the routing rule is updated.
- the data processing method may further include receiving an indicator indicating that the updating of the routing rule is completed from the third network entity, and transmitting the buffering data to the terminal as the indicator is received.
- the data received from the third network entity may be received through the generated tunnel.
- the data received from the third network entity may be data after the portion indicated by the index among the data being buffered by the third network entity.
- the first network is a Wireless Local Area Network (WLAN) network
- the second network is a 3GPP network
- the first network entity is a Trusted WLAN Access Gateway (TWAG) operating in the first network
- the second network entity is An eNB (evolved Node B) operating in the second network network
- the third network entity may be a packet data network GateWay (PGW).
- PGW packet data network GateWay
- the data received from the third network entity may be data that can be handed over to the first network from among all data transmitted by the second network entity to the terminal.
- the first network entity for solving the technical problem includes a transmitter, a receiver, and a processor operating in connection with the transmitter and the receiver, wherein the processor is connected to the first network and the second network network to operate at the same time
- the receiving unit is controlled to receive information from the third network entity requesting to transmit the data of the second network to the terminal, the second network entity of the second network
- the receiver controls the receiving unit to receive the data being transmitted to the terminal from the third network entity, and buffers the data received from the third network entity until the routing rule for the terminal is updated.
- the process of handling the connection loss of the terminal is improved, the data transmitted to the terminal can be efficiently delivered to the terminal.
- the data transmitted to the terminal can be stably delivered to the terminal without loss.
- FIG. 1 is a diagram illustrating a schematic structure of an EPS (Evolved Packet System) including an Evolved Packet Core (EPC).
- EPS Evolved Packet System
- EPC Evolved Packet Core
- FIG. 2 is an exemplary view showing the architecture of a general E-UTRAN and EPC.
- 3 is an exemplary view showing the structure of a radio interface protocol in a control plane.
- FIG. 4 is an exemplary view showing the structure of a radio interface protocol in a user plane.
- 5 is a flowchart illustrating a random access procedure.
- RRC radio resource control
- 7 and 8 are examples of a structure in which a WLAN is connected to an EPC.
- FIG. 9 is an exemplary diagram illustrating an example of IP Flow Mobility (IFOM) technology.
- IFOM IP Flow Mobility
- 10 (a) and 10 (b) show a network control entity for access network selection.
- TWAN trusted wireless access network
- SCM 12 illustrates a protocol stack between a UE and a TWAN operating in a single connection mode (SCM).
- SCM single connection mode
- FIG. 13 illustrates a protocol stack between a UE and a TWAN operating in a multiple connection mode (MCM).
- MCM multiple connection mode
- FIG. 14 illustrates a TWAN initial access procedure of a UE operating in a transparent SCM (TSCM).
- TSCM transparent SCM
- FIG. 15 shows a TWAN initial access procedure of a UE operating in SCM.
- FIG. 16 illustrates a process when a UE operating in MCM has 3GPP access loss.
- FIG. 18 shows an example of a process in which a network node handles a connection loss.
- FIG. 19 shows another example of a process in which a network node handles a connection loss.
- FIG. 20 shows another example of a process in which a network node handles connection loss.
- FIG. 21 illustrates a process in which a PGW (PDN gateway) informs an MME of whether a UE supports an access mode and NBIFOM, and processes a connection loss only under a specific condition.
- PGW PDN gateway
- FIG. 22 is a diagram illustrating an example of a processing process when a 3GPP connection loss is detected.
- FIG. 23 is a diagram illustrating an example of a processing procedure when a WLAN connection loss is detected.
- 24 is a diagram illustrating an example of a data processing method when a 3GPP connection loss is detected.
- FIG. 25 is a diagram illustrating an example of a data processing method when a WLAN connection loss is detected.
- FIG. 26 is a diagram illustrating another example of a data processing method when 3GPP connection loss is detected.
- FIG. 27 is a diagram illustrating a configuration of a node device according to an exemplary embodiment.
- each component or feature may be considered to be optional unless otherwise stated.
- Each component or feature may be embodied in a form that is not combined with other components or features.
- some of the components and / or features may be combined to form an embodiment of the present invention.
- the order of the operations described in the embodiments of the present invention may be changed. Some components or features of one embodiment may be included in another embodiment, or may be replaced with corresponding components or features of another embodiment.
- Embodiments of the present invention may be supported by standard documents disclosed in at least one of the wireless access systems IEEE 802.xx system, 3GPP system, 3GPP LTE system and 3GPP2 system. That is, obvious steps or parts which are not described among the embodiments of the present invention may be described with reference to the above documents.
- embodiments of the present invention are TS 23.161, TS 23.401, TS 23.402, TS 24.301, TS 24.302, TS 29.274, TS 36.300, and TS 36.331 standard documents, which are standard documents of 3GPP system, and P802, which is a standard document of IEEE 802.16 system. And may be supported by one or more of the .16e-2004, P802.16e-2005, P802.16.1, P802.16p, and P802.16.1b standard documents.
- UMTS Universal Mobile Telecommunications System
- GSM Global System for Mobile Communication
- Evolved Packet System A network system composed of an Evolved Packet Core (EPC), which is a packet switched (PS) core network based on Internet Protocol (IP), and an access network such as LTE / UTRAN.
- EPC Evolved Packet Core
- PS packet switched
- IP Internet Protocol
- UMTS is an evolutionary network.
- NodeB base station of GERAN / UTRAN. It is installed outdoors and its coverage is macro cell size.
- eNodeB base station of E-UTRAN. It is installed outdoors and its coverage is macro cell size.
- UE User Equipment
- the UE may be referred to in terms of terminal, mobile equipment (ME), mobile station (MS), and the like.
- the UE may be a portable device such as a laptop, a mobile phone, a personal digital assistant (PDA), a smart phone, a multimedia device, or the like, or may be a non-portable device such as a personal computer (PC) or a vehicle-mounted device.
- the term UE or UE may refer to an MTC device.
- HNB Home NodeB
- HeNB Home eNodeB: A base station of an EPS network, which is installed indoors and its coverage is micro cell size.
- Mobility Management Entity A network node of an EPS network that performs mobility management (MM) and session management (SM) functions.
- Packet Data Network-Gateway (PDN-GW) / PGW / P-GW A network node of an EPS network that performs UE IP address assignment, packet screening and filtering, charging data collection, and the like.
- SGW Serving Gateway
- S-GW network node of EPS network performing mobility anchor, packet routing, idle mode packet buffering, triggering MME to page UE, etc. .
- Non-Access Stratum Upper stratum of the control plane between the UE and the MME.
- Packet Data Network A network in which a server supporting a specific service (eg, a Multimedia Messaging Service (MMS) server, a Wireless Application Protocol (WAP) server, etc.) is located.
- a server supporting a specific service eg, a Multimedia Messaging Service (MMS) server, a Wireless Application Protocol (WAP) server, etc.
- MMS Multimedia Messaging Service
- WAP Wireless Application Protocol
- PDN connection A logical connection between the UE and the PDN, represented by one IP address (one IPv4 address and / or one IPv6 prefix).
- RAN Radio Access Network: a unit including a NodeB, an eNodeB and a Radio Network Controller (RNC) controlling them in a 3GPP network. It exists between UEs and provides a connection to the core network.
- RNC Radio Network Controller
- HLR Home Location Register
- HSS Home Subscriber Server
- PLMN Public Land Mobile Network
- ANDSF Access Network Discovery and Selection Function: Provides a policy that allows a terminal to discover and select available access on an operator basis as a network entity.
- ISRP Inter-System Routing Policy
- IFOM IP Flow Mobility
- MAPCON Multi Access PDN Connectivity
- NSWO non-seamless WLAN offload
- IP Flow Mobility (IFOM) rule This rule specifies the access technology / access networks that should be used by the UE when it is able to route traffic that matches a particular IP traffic filter on a particular APN or an arbitrary APN. A list organized according to priority. In addition, this rule may specify for which wireless access the traffic that matches a particular IP traffic filter on a particular APN or any APN is restricted.
- IOM IP Flow Mobility
- MAPCON Multi Access PDN Connectivity
- This rule is a list of prioritized access technologies / access networks that should be used by the UE when it is possible to route PDN connections to a particular APN.
- this rule may specify to which radio access the PDN connection to a particular APN should be restricted.
- Non-seamless WLAN offload (NSWO) rule This rule specifies which traffic should be bypassed to the WLAN or not.
- ISMP Inter-System Mobility Policy: A set of rules defined by an operator to influence intersystem mobility decisions performed by a UE. When the UE can route IP traffic on a single radio access interface, the UE can use ISMP to select the most appropriate access technology type or access network at a given time.
- RAN rule A rule received from the network, also called Radio Access Network (RAN) support information.
- the RAN rule is also referred to as WLAN interworking supported by the RAN used without ANDSF ISRP / ISMP.
- the AS (Access Stratum) layer of the UE carries the move-traffic-to-WLAN indication and WLAN identifier together to the upper layer of the UE.
- the AS (Access Stratum) layer of the UE delivers the move-traffic-from-WLAN indication and the WLAN identifier together to the upper layer of the UE.
- TS 23.401 For a detailed description of the RAN rule, refer to 3GPP TS 23.401, TS 23.060, TS 23.402, TS 36.300, TS 36.304, TS 36.331, TS 25.304 and TS 25.331.
- Local Operating Environment Information This is a set of implementation specific parameters which describe the local environment in which the UE is operating.
- NBIFOM Network-Based IP Flow Mobility
- NBIFOM UE-initiated NBIFOM in which the UE initiates IP flow mobility.
- NBIFOM Network-initiated NBIFOM
- Multi-access PDN connection PDN connection through which traffic can be routed via 3GPP access or WLAN access or both accesses. However, each IP flow is only routed through one access at a time.
- Routing filter A set of IP header parameter values / ranges of a packet flow used to identify an IP flow for routing purposes.
- Routing access type Type of access (3GPP access or WLAN access) that routes the set of IP flows of the PDN connection.
- Routing Rule A set of information that allows the association of routing filters with routing access types.
- FIG. 1 is a diagram illustrating a schematic structure of an EPS (Evolved Packet System) including an Evolved Packet Core (EPC).
- EPS Evolved Packet System
- EPC Evolved Packet Core
- SAE System Architecture Evolution
- SAE is a research project to determine network structure supporting mobility between various kinds of networks.
- SAE aims to provide an optimized packet-based system, for example, supporting various radio access technologies on an IP basis and providing enhanced data transfer capabilities.
- the EPC is a core network of an IP mobile communication system for a 3GPP LTE system and may support packet-based real-time and non-real-time services.
- a conventional mobile communication system i.e., a second generation or third generation mobile communication system
- the core network is divided into two distinct sub-domains of circuit-switched (CS) for voice and packet-switched (PS) for data.
- CS circuit-switched
- PS packet-switched
- the function has been implemented.
- the sub-domains of CS and PS have been unified into one IP domain.
- EPC IP Multimedia Subsystem
- the EPC may include various components, and in FIG. 1, some of them correspond to a serving gateway (SGW), a packet data network gateway (PDN GW), a mobility management entity (MME), and a serving general packet (SGRS) Radio Service (Supporting Node) and Enhanced Packet Data Gateway (ePDG) are shown.
- SGW serving gateway
- PDN GW packet data network gateway
- MME mobility management entity
- SGRS serving general packet
- Radio Service Upporting Node
- ePDG Enhanced Packet Data Gateway
- the SGW acts as a boundary point between the radio access network (RAN) and the core network, and is an element that functions to maintain a data path between the eNodeB and the PDN GW.
- the SGW serves as a local mobility anchor point. That is, packets may be routed through the SGW for mobility in the E-UTRAN (Universal Mobile Telecommunications System (Evolved-UMTS) Terrestrial Radio Access Network defined in 3GPP Release-8 or later).
- E-UTRAN Universal Mobile Telecommunications System (Evolved-UMTS) Terrestrial Radio Access Network defined in 3GPP Release-8 or later.
- SGW also provides mobility with other 3GPP networks (RANs defined before 3GPP Release-8, such as UTRAN or GERAN (Global System for Mobile Communication (GSM) / Enhanced Data rates for Global Evolution (EDGE) Radio Access Network). It can also function as an anchor point.
- RANs defined before 3GPP Release-8 such as UTRAN or GERAN (Global System for Mobile Communication (GSM) / Enhanced Data rates for Global Evolution (EDGE) Radio Access Network). It can also function as an anchor point.
- GSM Global System for Mobile Communication
- EDGE Enhanced Data rates for Global Evolution
- the PDN GW corresponds to the termination point of the data interface towards the packet data network.
- the PDN GW may support policy enforcement features, packet filtering, charging support, and the like.
- mobility management between 3GPP networks and non-3GPP networks for example, untrusted networks such as Interworking Wireless Local Area Networks (I-WLANs), code-division multiple access (CDMA) networks, or trusted networks such as WiMax) Can serve as an anchor point for.
- untrusted networks such as Interworking Wireless Local Area Networks (I-WLANs), code-division multiple access (CDMA) networks, or trusted networks such as WiMax
- I-WLANs Interworking Wireless Local Area Networks
- CDMA code-division multiple access
- WiMax trusted networks
- FIG. 1 shows that the SGW and the PDN GW are configured as separate gateways, two gateways may be implemented according to a single gateway configuration option.
- the MME is an element that performs signaling and control functions to support access to the network connection of the UE, allocation of network resources, tracking, paging, roaming and handover, and the like.
- the MME controls control plane functions related to subscriber and session management.
- the MME manages a number of eNodeBs and performs signaling for the selection of a conventional gateway for handover to other 2G / 3G networks.
- the MME also performs functions such as security procedures, terminal-to-network session handling, and idle terminal location management.
- SGSN handles all packet data, such as user's mobility management and authentication to other 3GPP networks (eg GPRS networks).
- 3GPP networks eg GPRS networks.
- the ePDG acts as a secure node for untrusted non-3GPP networks (eg, I-WLAN, WiFi hotspots, etc.).
- untrusted non-3GPP networks eg, I-WLAN, WiFi hotspots, etc.
- a terminal having IP capability is provided by an operator (ie, an operator) via various elements in the EPC, based on 3GPP access as well as non-3GPP access.
- Access to an IP service network eg, IMS.
- FIG. 1 also shows various reference points (eg, S1-U, S1-MME, etc.).
- reference points eg, S1-U, S1-MME, etc.
- Table 1 summarizes the reference points shown in FIG. 1.
- This reference point can be used in PLMN-to-PLMN-to-for example (for PLMN-to-PLMN handovers) (It enables user and bearer information exchange for inter 3GPP access network mobility in idle and / or active state This reference point can be used intra-PLMN or inter-PLMN (eg in the case of Inter-PLMN HO).)
- S4 Reference point between SGW and SGSN that provides related control and mobility support between the GPRS core and SGW's 3GPP anchor functionality.It also provides user plane tunneling if no direct tunnel is established.
- the 3GPP Anchor function of Serving GW In addition, if Direct Tunnel is not established, it provides the user plane tunnelling.
- S5 Reference point providing user plane tunneling and tunnel management between the SGW and the PDN GW.
- the PDN may be an operator external public or private PDN or, for example, an in-operator PDN for the provision of IMS services. It is the reference point between the PDN GW and the packet data network.
- Packet data network may be an operator external public or private packet data network or an intra operator packet data network, eg for provision of IMS services.This reference point corresponds to Gi for 3GPP accesses.
- S2a and S2b correspond to non-3GPP interfaces.
- S2a is a reference point that provides the user plane with associated control and mobility support between trusted non-3GPP access and PDN GW.
- S2b is a reference point that provides the user plane with relevant control and mobility support between the ePDG and PDN GW.
- FIG. 2 is an exemplary view showing the architecture of a general E-UTRAN and EPC.
- the eNodeB routes resources to the gateway, scheduling and sending paging messages, scheduling and sending broadcast channels (BCHs), and uplink and downlink resources while the Radio Resource Control (RRC) connection is active.
- Functions such as dynamic allocation to UE, configuration and provision for measurement of eNodeB, radio bearer control, radio admission control, and connection mobility control may be performed.
- paging can be generated, LTE_IDLE state management, user plane encryption, SAE bearer control, NAS signaling encryption and integrity protection.
- FIG. 3 is an exemplary diagram illustrating a structure of a radio interface protocol in a control plane between a terminal and a base station
- FIG. 4 is an exemplary diagram illustrating a structure of a radio interface protocol in a user plane between a terminal and a base station. .
- the air interface protocol is based on the 3GPP radio access network standard.
- the air interface protocol is composed of a physical layer, a data link layer, and a network layer horizontally, and a user plane and control for data information transmission vertically. It is divided into a control plane for signal transmission.
- the protocol layers are based on the lower three layers of the Open System Interconnection (OSI) reference model, which is widely known in communication systems, and includes L1 (first layer), L2 (second layer), and L3 (third layer). ) Can be separated.
- OSI Open System Interconnection
- the physical layer which is the first layer, provides an information transfer service using a physical channel.
- the physical layer is connected to a medium access control layer on the upper side through a transport channel, and data between the medium access control layer and the physical layer is transmitted through the transport channel.
- data is transferred between different physical layers, that is, between physical layers of a transmitting side and a receiving side through a physical channel.
- the physical channel is composed of several subframes on the time axis and several subcarriers on the frequency axis.
- one subframe is composed of a plurality of OFDM symbols and a plurality of subcarriers on the time axis.
- One subframe consists of a plurality of resource blocks, and one resource block consists of a plurality of OFDM symbols and a plurality of subcarriers.
- the transmission time interval (TTI) which is a unit time for transmitting data, is 1 ms corresponding to one subframe.
- the physical channels existing in the physical layer of the transmitting side and the receiving side are physical downlink shared channel (PDSCH), physical uplink shared channel (PUSCH) and physical downlink control channel (PDCCH), which are control channels, It may be divided into a Physical Control Format Indicator Channel (PCFICH), a Physical Hybrid-ARQ Indicator Channel (PHICH), and a Physical Uplink Control Channel (PUCCH).
- PCFICH Physical Control Format Indicator Channel
- PHICH Physical Hybrid-ARQ Indicator Channel
- PUCCH Physical Uplink Control Channel
- the medium access control (MAC) layer of the second layer serves to map various logical channels to various transport channels, and also logical channels to map several logical channels to one transport channel. Perform the role of multiplexing.
- the MAC layer is connected to the upper layer RLC layer by a logical channel, and the logical channel includes a control channel for transmitting information of a control plane according to the type of information to be transmitted. It is divided into a traffic channel that transmits user plane information.
- the Radio Link Control (RLC) layer of the second layer adjusts the data size so that the lower layer is suitable for transmitting data to the radio section by segmenting and concatenating data received from the upper layer. It plays a role.
- RLC Radio Link Control
- the Packet Data Convergence Protocol (PDCP) layer of the second layer is an IP containing relatively large and unnecessary control information for efficient transmission in a wireless bandwidth where bandwidth is small when transmitting an IP packet such as IPv4 or IPv6. Performs Header Compression which reduces the packet header size.
- the PDCP layer also performs a security function, which is composed of encryption (Ciphering) to prevent third-party data interception and integrity protection (Integrity protection) to prevent third-party data manipulation.
- the radio resource control layer (hereinafter abbreviated as RRC) layer located at the top of the third layer is defined only in the control plane, and the configuration and reconfiguration of radio bearers (abbreviated as RB) are performed. It is responsible for the control of logical channels, transport channels and physical channels in relation to configuration and release.
- RB means a service provided by the second layer for data transmission between the terminal and the E-UTRAN.
- the UE If an RRC connection is established between the RRC of the UE and the RRC layer of the wireless network, the UE is in an RRC connected mode, otherwise it is in an RRC idle mode. .
- the RRC state refers to whether or not the RRC of the UE is in a logical connection with the RRC of the E-UTRAN. If the RRC state is connected, the RRC_CONNECTED state is called, and the RRC_IDLE state is not connected. Since the UE in the RRC_CONNECTED state has an RRC connection, the E-UTRAN can grasp the existence of the UE in units of cells, and thus can effectively control the UE. On the other hand, the UE in the RRC_IDLE state cannot identify the existence of the UE by the E-UTRAN, and the core network manages the unit in a larger tracking area (TA) unit than the cell.
- TA tracking area
- each TA is identified by a tracking area identity (TAI).
- TAI tracking area identity
- the terminal may configure a TAI through a tracking area code (TAC), which is information broadcast in a cell.
- TAC tracking area code
- the terminal When the user first turns on the power of the terminal, the terminal first searches for an appropriate cell, then establishes an RRC connection in the cell, and registers the terminal's information in the core network. Thereafter, the terminal stays in the RRC_IDLE state. The terminal staying in the RRC_IDLE state (re) selects a cell as needed and looks at system information or paging information. This is called camping on the cell.
- the UE staying in the RRC_IDLE state makes an RRC connection with the RRC of the E-UTRAN through an RRC connection procedure and transitions to the RRC_CONNECTED state.
- RRC_CONNECTED state There are several cases in which a UE in RRC_IDLE state needs to establish an RRC connection. For example, a user's call attempt, a data transmission attempt, etc. are required or a paging message is received from E-UTRAN. Reply message transmission, and the like.
- a non-access stratum (NAS) layer located above the RRC layer performs functions such as session management and mobility management.
- NAS non-access stratum
- ESM evolved Session Management
- the NAS layer performs functions such as default bearer management and dedicated bearer management, and is responsible for controlling the terminal to use the PS service from the network.
- the default bearer resource is characterized in that it is allocated from the network when it is connected to the network when it first accesses a specific Packet Data Network (PDN).
- PDN Packet Data Network
- the network allocates an IP address usable by the terminal so that the terminal can use the data service, and also allocates QoS of the default bearer.
- LTE supports two types of bearer having a guaranteed bit rate (GBR) QoS characteristic that guarantees a specific bandwidth for data transmission and reception, and a non-GBR bearer having a best effort QoS characteristic without guaranteeing bandwidth.
- GBR guaranteed bit rate
- Non-GBR bearer is assigned.
- the bearer allocated to the terminal in the network is called an evolved packet service (EPS) bearer, and when the EPS bearer is allocated, the network allocates one ID. This is called EPS Bearer ID.
- EPS bearer ID One EPS bearer has a QoS characteristic of a maximum bit rate (MBR) or / and a guaranteed bit rate (GBR).
- 5 is a flowchart illustrating a random access procedure in 3GPP LTE.
- the random access procedure is performed for the UE to obtain UL synchronization with the base station or to be allocated UL radio resources.
- the UE receives a root index and a physical random access channel (PRACH) configuration index from the eNodeB.
- PRACH physical random access channel
- Each cell has 64 candidate random access preambles defined by a Zadoff-Chu (ZC) sequence, and the root index is a logical index for the UE to generate 64 candidate random access preambles.
- ZC Zadoff-Chu
- the PRACH configuration index indicates a specific subframe and a preamble format capable of transmitting the random access preamble.
- the UE sends the randomly selected random access preamble to the eNodeB.
- the UE selects one of the 64 candidate random access preambles.
- the corresponding subframe is selected by the PRACH configuration index.
- the UE transmits the selected random access preamble in the selected subframe.
- the eNodeB Upon receiving the random access preamble, the eNodeB sends a random access response (RAR) to the UE.
- RAR random access response
- the random access response is detected in two steps. First, the UE detects a PDCCH masked with random access-RNTI (RA-RNTI). The UE receives a random access response in a medium access control (MAC) protocol data unit (PDU) on the PDSCH indicated by the detected PDCCH.
- MAC medium access control
- RRC 6 shows a connection process in a radio resource control (RRC) layer.
- RRC radio resource control
- the RRC state is shown depending on whether the RRC is connected.
- the RRC state refers to whether or not an entity of the RRC layer of the UE is in a logical connection with an entity of the RRC layer of the eNodeB.
- the RRC state is referred to as an RRC connected state.
- the non-state is called the RRC idle state.
- the E-UTRAN may determine the existence of the corresponding UE in units of cells, and thus may effectively control the UE.
- the UE in the idle state can not be identified by the eNodeB, the core network (core network) is managed by the tracking area (Tracking Area) unit that is larger than the cell unit.
- the tracking area is a collection unit of cells. That is, the idle state (UE) is determined only in the presence of the UE in a large area, and in order to receive a normal mobile communication service such as voice or data, the UE must transition to the connected state (connected state).
- the UE When a user first powers up a UE, the UE first searches for an appropriate cell and then stays in an idle state in that cell. When the UE staying in the idle state needs to establish an RRC connection, the UE establishes an RRC connection with the RRC layer of the eNodeB through an RRC connection procedure and transitions to an RRC connected state. .
- the UE in the idle state needs to establish an RRC connection. For example, a user's call attempt or uplink data transmission is required, or a paging message is received from EUTRAN. In this case, the response message may be transmitted.
- the RRC connection process is largely a process in which a UE sends an RRC connection request message to an eNodeB, an eNodeB sends an RRC connection setup message to the UE, and a UE completes RRC connection setup to the eNodeB. (RRC connection setup complete) message is sent. This process will be described in more detail with reference to FIG. 6 as follows.
- the eNB When the RRC connection request message is received from the UE, the eNB accepts the RRC connection request of the UE when the radio resources are sufficient, and transmits an RRC connection setup message, which is a response message, to the UE. .
- the UE When the UE receives the RRC connection setup message, it transmits an RRC connection setup complete message to the eNodeB. When the UE successfully transmits an RRC connection establishment message, the UE establishes an RRC connection with the eNodeB and transitions to the RRC connected mode.
- FIG. 7 and 8 illustrate an example of a structure in which a WLAN is connected to an EPC.
- FIG. 7 shows an architecture where a WLAN is connected to a P-GW via an S2a interface (see 3GPP TS 23.402).
- the WLAN access network is connected to the P-GW via the S2a interface (in particular, the S2a interface is a Trusted WLAN access network because it is an interface that connects trusted non-3GPP access with the EPC).
- TWAN Trusted WLAN Access Network
- WLAN 8 is an illustration of an architecture in which a WLAN is connected to a P-GW via an S2b interface.
- the WLAN access network is an untrusted WLAN access network (especially, in the case of the S2b interface, which connects untrusted non-3GPP access with the EPC). It is connected to P-GW through Packet Data Gateway.
- a trusted WLAN and an untrusted WLAN may be referred to as WLAN without distinction.
- Data of the user terminal may be offloaded to WLAN access without going through 3GPP access.
- technologies for supporting such multiple radio accesses there are IP Flow Mobility and Seamless Offload (IFOM), Multi Access PDN Connectivity (MAPCON), and the like.
- IFOM IP Flow Mobility and Seamless Offload
- MAPCON transmits data with 3GPP access and Wi-Fi access as separate PDN connections
- IFOM transmits data by binding 3GPP access and Wi-Fi access to a single PDN or P-GW.
- IFOM 9 is an exemplary view showing an example of IFOM technology.
- the IFOM may provide the same PDN connection through different accesses at the same time. This IFOM provides seamless transmission and reception by bypassing the WLAN.
- IFOM can carry the IP flow of the same PDN connection from one access to another. As such, thanks to the technology that can divert the traffic of the UE to a wireless LAN, it can reduce the congestion of cellular access of the mobile operator.
- an access network discovery and selection function (ANDSF) based on 3GPP may provide a policy related to a wireless LAN.
- the ANDSF may exist in a home public land mobile network (HPLMN) of a UE.
- the ANDSF may also exist in a visited public land mobile network (VPLMN) of the UE.
- H-ANDSF when the ANDSF is located in the home network, it may be called H-ANDSF, and when the ANDSF is located in the visited network, it may be called V-ANDSF.
- H-ANDSF when the ANDSF is located in the home network, it may be called H-ANDSF, and when the ANDSF is located in the visited network, it may be called V-ANDSF.
- ANDSF is used as a concept that includes both H-ANDSF and V-ANDSF.
- the ANDSF can provide routing rules, such as information about inter-system mobility policy (ISMP), information for access network discovery, and information about inter-system routing policy (ISRP). have.
- ISMP inter-system mobility policy
- ISRP inter-system routing policy
- TWAN trusted wireless access network
- TWAG Trusted WLAN Access Gateway
- TWAP Trusted WLAN AAA Proxy
- AAA Authentication Authorization Accounting
- TSCM transparent single connection mode
- SCM single connection mode
- MCM multiple connection mode
- FIG. 12 illustrates a protocol stack between a UE operating in a single connection mode (SCM) and a TWAN
- FIG. 13 illustrates a protocol stack between a UE operating in a multiple connection mode (MCM) and a TWAN.
- the MCM mode may operate only when the WLCP protocol is supported for both the UE and the TWAN. If only one of the UE or the TWAN supports the WLCP protocol, the UE operates in the TSCM or SCM mode.
- FIGS. 14 and 15 illustrate a TWAN initial access procedure of a UE operating with TSCM or SCM.
- 14 illustrates a case of TSCM (Transparent SCM)
- FIG. 15 illustrates a case of SCM.
- the UE operating in the SCM mode initially attaches to the TWAN through an Initial Attach and Authentization & Authorization procedure.
- a PDN connection is generated between the UE and the PGW through steps 12 and 14.
- FIG. 16 omits the signaling procedure for generating a PDN connection between the TWAN and the PGW from FIG. 15, and illustrates only an authentication and authorization procedure.
- 16 and 17 illustrate a process in the case of 3GPP access loss and WLAN access loss, respectively.
- connection loss for the 3GPP network occurs for a UE simultaneously accessing the 3GPP network and the WLAN network
- the UE notifies that the connection loss for the 3GPP network occurs through the connection to the WLAN network (FIG. 16).
- the connection loss is known to the PCRF (Policy and Charging Rule Function) through the PGW, and the PGW and the PCRF no longer transmit data to the 3GPP network in which the connection loss occurs as the connection loss is recognized. If the routing rule permits, the data to the UE is transmitted via a different access network (WLAN) than the 3GPP access network.
- WLAN access network
- the UE when the UE loses the connection to the WLAN network, the UE informs that the WLAN loses the connection through the connection to the 3GPP network (FIG. 17).
- the connection loss is known to the PGW and the PCRF, and the PGW and the PCRF no longer transmit data to the WLAN network in which the connection loss occurs. If routing rules are allowed, data to the UE is sent to the UE via the 3GPP access network.
- the UE informs the TWAN of the connection loss of the 3GPP network through the WLAN network using the WLCP protocol, and the TWAN transmits the connection loss of the 3GPP network to the PGW.
- the WLAN operates as an SCM (or TSCM)
- the WLCP protocol is not supported. Therefore, in the case of a UE operating with SCM, even if a connection loss occurs in the 3GPP network, there is no path to inform the PGW of this problem.
- the connection loss of the 3GPP network occurs, the data already transmitted to the eNB and the TWAN before the PGW confirms the connection loss of the 3GPP network is not delivered to the UE due to the connection loss. Therefore, since there is no method for transmitting data transmitted after the time point of connection loss of the 3GPP network back to the UE, the UE may not receive some data.
- FIG. 22 illustrates an example of a process when a 3GPP connection loss is detected
- FIG. 23 illustrates an example of a process when a WLAN connection loss is detected.
- the UE In order to apply the above-described NBIFOM, the UE must configure a plurality of PDN connections through access to both 3GPP network and WLAN network. Accordingly, the UE maintains a state in which both the connection to the 3GPP network and the connection to the WLAN network are connected. If the UE is out of coverage of a specific network and a connection loss for a 3GPP network (hereinafter referred to as 3GPP connection loss) or a connection loss for a WLAN network (hereinafter referred to as WLAN access loss), such a connection loss should be known to the PGW. According to the embodiment proposed below, the 3GPP connection loss is detected by the eNB, it is known as the PGW.
- 3GPP connection loss is detected by the eNB, it is known as the PGW.
- the eNB configures to perform a measurement report to the UE (S2205).
- the eNB determines whether to handover the UE according to the channel state of the UE using the measurement report received from the UE (S2210). If it is determined that no handover is necessary, the eNB transmits data to the UE (S2215) and receives an acknowledgment (ACKnowledgement) about the data from the UE (S2220).
- ACKnowledgement acknowledgment
- the eNB delivers the data of the UE to another eNB so that data communication between the new eNB and the UE is performed (S2230, S2235).
- the eNB determines whether 3GPP connection loss has occurred in a UE using the above handover procedure. The eNB determines that 3GPP connection loss occurs in the UE in the following two cases.
- the eNB determines that 3GPP connection loss has occurred in the UE. That is, although the eNB determines that the UE's channel condition is not bad and determines that handover to another eNB does not need to be performed, the eNB determines that the 3GPP connection is lost because no signal has been received from the UE for a predetermined time.
- the signal that the eNB expects to be transmitted from the UE may include kinds of signals for connection recovery in addition to the acknowledgment signal.
- the eNB transmits data to the UE without receiving a measurement report from the UE (S2255) (S2260), but does not receive an acknowledgment or any signal for data from the UE (S2265), the eNB receives the UE It is determined that 3GPP connection loss occurred.
- the eNB when the eNB determines the connection loss of the UE, the eNB transmits information indicating the connection loss of the UE to the MME.
- the information indicating the access loss of the UE may be implemented and transmitted in an access loss indication message, or may be transmitted in a form of a specific indicator in another message.
- connection loss of the UE to the TWAN is determined by the TWAG. If no connection loss occurs, the TWAG receives an acknowledgment as it transmits data to the UE (S2305, S2310). Meanwhile, when the TWAG transmits data to the UE without receiving a diassociation / deauthentication message from the UE (S2330) but does not receive a response signal from the UE for a certain period of time (S2340), the TWAG loses WLAN connection loss. I think it occurred.
- the eNB determines the connection loss according to the two methods described above, it is not possible to distinguish the case in which the UE recovers or reconnects the connection to the 3GPP network through another eNB.
- the eNB may determine that 3GPP connection loss occurs even when the UE accesses another eNB by itself due to RLF (Radio Link Failure), which may cause a problem in which the connection loss is known to the PGW through the MME. have.
- RLF Radio Link Failure
- the 3GPP connection loss may be known to the PGW so that the network may recognize the UE as a connection loss. Therefore, hereinafter, a process of processing 3GPP access loss of a UE to be dropped will be described, and an embodiment processed by the MME and an embodiment processed by the SGW will be described.
- the MME drops information about the connection loss without transmitting the information to the PGW even if the 3GPP connection loss is known from the eNB. That is, the MME ignores the information on the connection loss for the case described below and treats the UE as having no connection loss.
- the MME drops information on the connection loss of the UE when the eNB which has transmitted the information indicating the connection loss of the UE is different from the eNB stored in the UE context information of the MME. That is, the MME recognizes that no connection loss occurs in the UE when the UE maintains the connection with the existing MME through another eNB.
- eNB_1 transmits information on connection loss of UE_1 to MME.
- the MME already knows that UE_1 is connected to eNB_2 as context information of UE_1. Therefore, the MME drops the information on the connection loss received from the eNB_1.
- the MME drops information on the UE's connection loss. If it is recognized that the UE is maintaining a connection to another MME through another eNB, it is because the MME may know that no connection loss has occurred to the UE.
- the UE accesses eNB_2 even if the connection with eNB_1 is released.
- eNB_1 and eNB_2 are connected to MME_1 and MME_2, respectively, and MME_2 newly connected with the UE requests context information of the UE held by MME_1.
- the MME that receives the request for the context information drops information on the connection loss of the UE because the MME knows that the UE is connected to the eNB_2 even if it receives the information that the connection loss has occurred from the eNB_1.
- the MME ignores the connection loss for the UE that no longer holds context information.
- a cancellation location update for MME_1 may be performed while a UE is newly connected to MME_2.
- This process may be understood as a process in which UE context information of MME_1 is deleted since the UE will be connected to MME_2.
- the context information of the UE held by MME_1 is already deleted. Therefore, since MME_1 knows that the UE is connected to another MME even when connection loss information about the UE is received from eNB_1, MME_1 drops information about the connection loss of the UE.
- the MME may transmit information on the access loss received from the eNB to the SGW without any judgment.
- the SGW is associated with the identifier of the eNB included in the information about the connection loss. It handles connection loss based on the information about the UE. Specifically, the SGW checks the S1-U interface of the UE and drops information on the connection loss when the S1-U interface of the UE is different from the eNB that has informed the connection loss. The difference between the eNB configured in the S1-U interface and the eNB that informs the connection loss is that the UE is currently connected to an eNB that is different from the eNB that informed the connection loss.
- the SGW checks the S1-U interface of the UE and the eNB that informs the access loss is the same as the eNB on which the S1-U interface is set, the SGW transmits information on the access loss to the PGW.
- the SGW determines the connection loss
- the PGW compares the SGW to which the UE is currently connected with the SGW which reported the connection loss. That is, the PGW drops the information on the connection loss of the UE when the SGW that is notified of the connection loss is different from the SGW that appears in the context information of the UE.
- FIG. 21 illustrates a process of setting a processing method when an MME of a network node detects a connection loss.
- the PGW may configure the MME to notify the connection loss only when the UE accesses the TWAN as an SCM.
- the PGW may check the mode in which the UE accesses the TWAN from the access mode value of the create session request message transmitted by the TWAN. Only when the UE connects to the TWAN via the SCM, the PGW may set to report the connection loss to the MME by using a change reporting action information element (IE) in a bearer update request message (S2110). , S2120).
- IE change reporting action information element
- the MME may detect the access loss only for the UE belonging to a specific group by using subscription information of the UE and report it to the SGW and the PGW (S2130 and S2140). On the contrary, the MME may determine whether to report the connection loss by using only the subscriber information of the UE, ignoring the contents set from the PGW. For example, the MME may report connection loss to gold class users to limit the signaling overhead of the network and provide differentiated services only to specific users.
- the MME may report a connection loss only when a PDN connection supporting NBIFOM is created in the UE in order to reduce signaling overhead. However, since the MME does not know whether the PDN connection of the UE is generated to support NBIFOM, the MME may know whether the PDN connection supports NBIFOM as indicated by the PGW or the UE. If the MME can identify the Protocol Configuration Option (PCO) included in the EPS Session Management (SM) message, the MME may determine whether to support NBIFOM for the PDN connection even if there is no direct notification from the PGW or the UE.
- PCO Protocol Configuration Option
- SM EPS Session Management
- FIG. 21 illustrates only an embodiment in which the MME reports a connection loss, it may be similarly applied to the TWAG.
- the TWAG may also report connection loss only for the UE preset by the PGW.
- the PGW uses the information on the connection loss received from the TWAG to determine whether a final connection loss has occurred, although the PGW may report the connection loss through the other MME / TWAG from the UE within a certain time even if reported for the connection loss from the eNB / TWAG. If received, the connection loss can be dropped.
- data loss transmitted to the UE may occur when a connection loss occurs.
- FIG. 24 is a diagram illustrating an example of a data processing method when a 3GPP connection loss is detected
- FIG. 25 is a diagram illustrating an example of a data processing method when a WLAN connection loss is detected.
- the PGW may determine the 3GPP access loss of the UE. It is recognized (S2460). Subsequently, the eNB reporting the 3GPP access loss transmits a tunnel request for data transfer to the PGW together with information indicating a handover (S2415). The PGW transmits information indicating the handover to the TWAG and the tunnel request (S2420) to generate a tunnel (S2425), and informs that the tunnel has been successfully generated by transmitting a tunnel request acknowledgment to the eNB (S2430).
- the eNB transmits all data being buffered to the PGW to transmit to the UE (S2435).
- the PGW transmits only data that can be handed over to the WLAN by the routing rule preset for the UE from the data received from the eNB to the TWAG (S2440).
- TWAG buffers the received data (S2465) and waits for the routing rule update to finish. The reason why the TWAG does not transmit data directly to the UE is because the routing rules of the UE are not yet updated. If data is transmitted to the UE without waiting for an update of the routing rule, ACK / NACK for the corresponding data is transmitted from the UE through the 3GPP network even if data is successfully transmitted to the UE through the WLAN.
- the PGW and the UE update the routing rule through the WLAN (S2470).
- the PGW transmits a start marker for informing that the update is completed to the TWAG (S2445), and the TWAG starts transmitting data to the UE (S2450).
- 3GPP connection loss as described above may be similarly applied to the WLAN connection loss illustrated in FIG. 25. That is, if a WLAN connection loss is detected and reported to the PGW (S2555, S2505, S2510, S2560), the TWAG transmits information and tunnel request indicating the handover to the PGW (S2515), and the PGW requests the tunnel creation to the eNB. (S2520, S2525). Subsequently, when the PGW notifies the TWAG that the tunnel generation is completed (S2530), the TWAG transmits data to the eNB (S2535 and S2540). The eNB receiving the data buffers the data transmission and waits for the updating of the routing rule to be completed (S2565 and S2570). When the PGW notifies the eNB that the updating of the routing rule is completed (S2545), the eNB starts data transmission to the UE (S2550).
- FIG. 26 is a diagram illustrating another example of a data processing method when 3GPP connection loss is detected.
- the eNB moves to the PGW together with information indicating handover instead of the tunnel request. Transfer (S2615).
- the data index transmitted by the eNB may be a value indicating the location or portion of data that has been transmitted to the UE through the 3GPP network. That is, the eNB may inform the PGW of the portion of the data that has been transmitted to the UE before the 3GPP connection loss occurs, thereby allowing the PGW to transmit the data that was directly buffered to the UE.
- the PGW may determine from where data should be transmitted to the UE from the data index value received from the eNB.
- the PGW instructs the handover to the TWAG (S2620, S2625, and S2630) and transfers the data that was being buffered directly to the TWAG. Is shown (S2635).
- handover may be performed without newly creating a tunnel.
- 3GPP connection loss Although only an embodiment of 3GPP connection loss is illustrated in FIG. 26, the above-described process may be similarly applied to WLAN connection loss.
- the tunnel creation process between the eNB and the PGW or the TWAG and the PGW may be omitted, thereby reducing the resource usage between network nodes.
- FIG. 27 is a diagram illustrating a configuration of a node device according to an exemplary embodiment.
- the terminal device 100 may include a transceiver 110, a processor 120, and a memory 130.
- the transceiver 110 may be configured to transmit various signals, data and information to an external device, and to receive various signals, data and information to an external device. Alternatively, the transceiver 110 may be implemented by being separated into a transmitter and a receiver.
- the terminal device 100 may be connected to an external device by wire and / or wirelessly.
- the processor 120 may control the overall operation of the terminal device 100, and may be configured to perform a function of the terminal device 100 to process and process information to be transmitted and received with an external device.
- the processor 120 may be configured to perform a terminal operation proposed in the present invention.
- the memory 130 may store the processed information for a predetermined time and may be replaced with a component such as a buffer (not shown).
- the network node device 200 may include a transceiver 210, a processor 220, and a memory 230.
- the transceiver 210 may be configured to transmit various signals, data and information to an external device, and to receive various signals, data and information to an external device.
- the network node device 200 may be connected to an external device by wire and / or wirelessly.
- the transceiver 210 may be implemented by being separated into a transmitter and a receiver.
- the processor 220 may control the overall operation of the network node device 200, and may be configured to perform a function of calculating and processing information to be transmitted / received with an external device.
- the processor 220 may be configured to perform the network node operation proposed in the present invention.
- the memory 230 may store the processed information for a predetermined time and may be replaced with a component such as a buffer (not shown).
- the specific configuration of the terminal device 100 and the network device 200 as described above may be implemented so that the above-described matters described in various embodiments of the present invention can be applied independently or two or more embodiments are applied at the same time, overlapping The description is omitted for clarity.
- Embodiments of the present invention described above may be implemented through various means.
- embodiments of the present invention may be implemented by hardware, firmware, software, or a combination thereof.
- a method according to embodiments of the present invention may include one or more Application Specific Integrated Circuits (ASICs), Digital Signal Processors (DSPs), Digital Signal Processing Devices (DSPDs), and Programmable Logic Devices (PLDs). It may be implemented by field programmable gate arrays (FPGAs), processors, controllers, microcontrollers, microprocessors, and the like.
- ASICs Application Specific Integrated Circuits
- DSPs Digital Signal Processors
- DSPDs Digital Signal Processing Devices
- PLDs Programmable Logic Devices
- FPGAs field programmable gate arrays
- processors controllers, microcontrollers, microprocessors, and the like.
- the method according to the embodiments of the present invention may be implemented in the form of an apparatus, procedure, or function for performing the above-described functions or operations.
- the software code may be stored in a memory unit and driven by a processor.
- the memory unit may be located inside or outside the processor, and may exchange data with the processor by various known means.
- connection loss processing method and the data processing method as described above can be applied to various wireless communication systems including not only 3GPP systems but also IEEE 802.16x and 802.11x systems. Furthermore, the proposed method can be applied to mmWave communication system using ultra high frequency band.
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Computer Security & Cryptography (AREA)
- Mobile Radio Communication Systems (AREA)
Abstract
제1 네트워크 망에서 동작하는 제1 네트워크 엔티티가, SCM 또는 TSCM으로 동작하는 단말의 접속 손실이 발생함에 따라 제2 네트워크 망의 데이터를 전달해줄 것을 요청받고, 제2 네트워크 망의 데이터를 제3 네트워크 엔티티로부터 전달받고, 라우팅 룰이 갱신될 때까지 데이터를 버퍼링하는 데이터 처리 방법이 개시된다.
Description
이하의 설명은 무선 통신 시스템에 대한 것으로, 구체적으로는 단말의 접속 손실이 발생하는 경우 데이터를 처리하는 방법 및 장치에 대한 것이다.
무선 통신 시스템이 음성이나 데이터 등과 같은 다양한 종류의 통신 서비스를 제공하기 위해 광범위하게 전개되고 있다. 일반적으로 무선 통신 시스템은 가용한 시스템 자원(대역폭, 전송 파워 등)을 공유하여 다중 사용자와의 통신을 지원할 수 있는 다중 접속(multiple access) 시스템이다. 다중 접속 시스템의 예들로는 CDMA(code division multiple access) 시스템, FDMA(frequency division multiple access) 시스템, TDMA(time division multiple access) 시스템, OFDMA(orthogonal frequency division multiple access) 시스템, SC-FDMA(single carrier frequency division multiple access) 시스템, MC-FDMA(multi carrier frequency division multiple access) 시스템 등이 있다.
본 발명은 WLAN(Wireless Local Area Network) 같은 이동통신 시스템에서 단말의 접속 손실 발생시 데이터를 효율적으로 처리하는 메커니즘을 제안하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 또 다른 목적은 단말의 접속 손실이 발생하는 경우 단말로 전송되던 데이터 손실을 최소화하여 안정적으로 단말에 전달하는 것이다.
본 발명에서 이루고자 하는 기술적 목적들은 이상에서 언급한 사항들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 이하 설명할 본 발명의 실시 예들로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 고려될 수 있다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 제1 네트워크 엔티티의 데이터 처리 방법은, 제1 네트워크 망과 제2 네트워크 망에 동시에 접속하여 동작하는 단말의 제2 네트워크 망에 대한 접속 손실이 발생함에 따라, 제2 네트워크 망의 데이터를 단말로 전달할 것을 요청하는 정보를 제3 네트워크 엔티티로부터 수신하는 단계, 제2 네트워크 망의 제2 네트워크 엔티티가 단말에 전송중이던 데이터를 제3 네트워크 엔티티로부터 전달받는 단계, 및 단말에 대한 라우팅 룰(routing rule)이 갱신될 때까지 제3 네트워크 엔티티로부터 전달받은 데이터를 버퍼링하는 단계를 포함한다.
데이터 처리 방법은, 제3 네트워크 엔티티로부터 라우팅 룰의 갱신이 완료되었음을 알리는 지시자를 수신하는 단계, 및 지시자가 수신됨에 따라 버퍼링 중인 데이터를 단말로 전송하는 단계를 더 포함할 수 있다.
정보가 제2 네트워크 망의 데이터를 전달하기 위한 터널을 생성하는 요청인 경우, 제3 네트워크 엔티티로부터 전달받는 데이터는 생성된 터널을 통해 수신될 수 있다.
제3 네트워크 엔티티가 제2 네트워크 엔티티로부터 단말에 전송중이던 데이터의 인덱스를 수신한 경우, 제3 네트워크 엔티티로부터 전달받는 데이터는 제3 네트워크 엔티티가 버퍼링 중인 데이터 중에서 인덱스가 나타내는 부분 이후의 데이터일 수 있다.
제1 네트워크 망은 WLAN(Wireless Local Area Network) 망이고, 제2 네트워크 망은 3GPP 망이고, 제1 네트워크 엔티티는 제1 네트워크 망에서 동작하는 TWAG(Trusted WLAN Access Gateway)이고, 제2 네트워크 엔티티는 제2 네트워크 망에서 동작하는 eNB(evolved Node B)이고, 제3 네트워크 엔티티는 PGW(Packet data network GateWay)일 수 있다.
제3 네트워크 엔티티로부터 전달받는 데이터는, 제2 네트워크 엔티티가 단말에 전송중이던 전체 데이터 중에서 제1 네트워크 망으로 핸드오버될 수 있는 데이터일 수 있다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 제1 네트워크 엔티티는, 송신부, 수신부, 및 송신부 및 수신부와 연결되어 동작하는 프로세서를 포함하되, 프로세서는, 제1 네트워크 망과 제2 네트워크 망에 동시에 접속하여 동작하는 단말의 제2 네트워크 망에 대한 접속 손실이 발생함에 따라, 제2 네트워크 망의 데이터를 단말로 전달할 것을 요청하는 정보를 제3 네트워크 엔티티로부터 수신하도록 수신부를 제어하고, 제2 네트워크 망의 제2 네트워크 엔티티가 단말에 전송중이던 데이터를 제3 네트워크 엔티티로부터 전달받도록 수신부를 제어하고, 단말에 대한 라우팅 룰(routing rule)이 갱신될 때까지 제3 네트워크 엔티티로부터 전달받은 데이터를 버퍼링한다.
본 발명의 실시 예들에 따르면 다음과 같은 효과를 기대할 수 있다.
첫째로, 단말의 접속 손실을 처리하는 과정이 개선되어, 단말로 전송되던 데이터가 효율적으로 단말에 전달될 수 있다.
둘째로, 단말로 전송되던 데이터를 손실없이 안정적으로 단말에 전달할 수 있게 된다.
본 발명의 실시 예들에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 이하의 본 발명의 실시 예들에 대한 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 도출되고 이해될 수 있다. 즉, 본 발명을 실시함에 따른 의도하지 않은 효과들 역시 본 발명의 실시 예들로부터 당해 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 도출될 수 있다.
이하에 첨부되는 도면들은 본 발명에 관한 이해를 돕기 위한 것으로, 상세한 설명과 함께 본 발명에 대한 실시 예들을 제공한다. 다만, 본 발명의 기술적 특징이 특정 도면에 한정되는 것은 아니며, 각 도면에서 개시하는 특징들은 서로 조합되어 새로운 실시 예로 구성될 수 있다. 각 도면에서의 참조 번호(reference numerals)들은 구조적 구성요소(structural elements)를 의미한다.
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 무선 자원 제어(RRC) 계층에서의 연결 과정을 나타내는 도면이다.
도 7 및 도 8은 무선랜(WLAN)이 EPC에 연결된 구조의 예이다.
도 9는 IFOM(IP Flow Mobility) 기술의 예를 나타낸 예시도이다.
도 10(a) 및 도 10(b)은 액세스 네트워크 선택을 위한 네트워크 제어 엔티티를 나타낸다.
도 11은 TWAN (Trusted Wireless Access Network)의 구조를 도시하는 도면이다.
도 12는 SCM(Single Connection Mode)에서 동작하는 UE와 TWAN 간의 프로토콜 스택(stack)을 도시한다.
도 13은 MCM(Multiple Connection Mode)에서 동작하는 UE와 TWAN 간의 프로토콜 스택(stack)을 도시한다.
도 14는 TSCM(Transparent SCM)에서 동작하는 UE의 TWAN 초기 접속 절차를 도시한다.
도 15는 SCM에서 동작하는 UE의 TWAN 초기 접속 절차를 도시한다.
도 16은 MCM에서 동작하는 UE가 3GPP 접속 손실(access loss)이 발생한 경우의 처리 과정을 도시한다.
도 17은 WLAN 접속 손실이 발생한 경우의 처리 과정을 도시한다.
도 18은 네트워크 노드가 접속 손실을 처리하는 과정의 일 예를 도시한다.
도 19는 네트워크 노드가 접속 손실을 처리하는 과정의 또 다른 예를 도시한다.
도 20은 네트워크 노드가 접속 손실을 처리하는 과정의 또 다른 예를 도시한다.
도 21은 PGW(PDN gateway)가 MME로 UE의 접속 모드와 NBIFOM 지원 여부를 알려주고, 특정 조건에서만 접속 손실을 처리하도록 설정하는 과정을 도시한다.
도 22는 3GPP 접속 손실이 감지된 경우의 처리 과정에 대한 일 예를 도시하는 도면이다.
도 23은 WLAN 접속 손실이 감지된 경우의 처리 과정에 대한 일 예를 도시하는 도면이다.
도 24는 3GPP 접속 손실이 감지된 경우의 데이터 처리 방법의 일 예를 도시하는 도면이다.
도 25는 WLAN 접속 손실이 감지된 경우의 데이터 처리 방법의 일 예를 도시하는 도면이다.
도 26은 3GPP 접속 손실이 감지된 경우의 데이터 처리 방법의 또 다른 예를 도시하는 도면이다.
도 27은 제안하는 실시 예에 따른 노드 장치의 구성을 도시하는 도면이다.
본 발명에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 발명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 발명의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.
이하의 실시 예들은 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 실시 예를 구성할 수도 있다. 본 발명의 실시 예들에서 설명되는 동작들의 순서는 변경될 수 있다. 어느 실시 예의 일부 구성이나 특징은 다른 실시 예에 포함될 수 있고, 또는 다른 실시 예의 대응하는 구성 또는 특징과 교체될 수 있다.
도면에 대한 설명에서, 본 발명의 요지를 흐릴 수 있는 절차 또는 단계 등은 기술하지 않았으며, 당업자의 수준에서 이해할 수 있을 정도의 절차 또는 단계는 또한 기술하지 아니하였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함(comprising 또는 including)"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "...부", "...기", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다. 또한, "일(a 또는 an)", "하나(one)", "그(the)" 및 유사 관련어는 본 발명을 기술하는 문맥에 있어서(특히, 이하의 청구항의 문맥에서) 본 명세서에 달리 지시되거나 문맥에 의해 분명하게 반박되지 않는 한, 단수 및 복수 모두를 포함하는 의미로 사용될 수 있다.
본 발명의 실시 예들은 무선 접속 시스템들인 IEEE 802.xx 시스템, 3GPP 시스템, 3GPP LTE 시스템 및 3GPP2 시스템 중 적어도 하나에 개시된 표준 문서들에 의해 뒷받침될 수 있다. 즉, 본 발명의 실시 예들 중 설명하지 않은 자명한 단계들 또는 부분들은 상기 문서들을 참조하여 설명될 수 있다.
또한, 본 문서에서 개시하고 있는 모든 용어들은 상기 표준 문서에 의해 설명될 수 있다. 특히, 본 발명의 실시 예들은 3GPP 시스템의 표준 문서인 TS 23.161, TS 23.401, TS 23.402, TS 24.301, TS 24.302, TS 29.274, TS 36.300 및 TS 36.331 표준 문서들과, IEEE 802.16 시스템의 표준 문서인 P802.16e-2004, P802.16e-2005, P802.16.1, P802.16p 및 P802.16.1b 표준 문서들 중 하나 이상에 의해 뒷받침될 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 형태를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 첨부된 도면과 함께 이하에 개시될 상세한 설명은 본 발명의 예시적인 실시형태를 설명하고자 하는 것이며, 본 발명이 실시될 수 있는 유일한 실시형태를 나타내고자 하는 것이 아니다.
또한, 본 발명의 실시 예들에서 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.
먼저, 본 명세서에서 사용되는 용어들은 다음과 같이 정의된다.
- UMTS(Universal Mobile Telecommunications System): 3GPP에 의해서 개발된, GSM(Global System for Mobile Communication) 기반의 3 세대(Generation) 이동 통신 기술.
- EPS(Evolved Packet System): IP(Internet Protocol) 기반의 PS(packet switched) 코어 네트워크인 EPC(Evolved Packet Core)와 LTE/UTRAN 등의 액세스 네트워크로 구성된 네트워크 시스템. UMTS가 진화된 형태의 네트워크이다.
- NodeB: GERAN/UTRAN의 기지국. 옥외에 설치하며 커버리지는 매크로 셀(macro cell) 규모이다.
- eNodeB: E-UTRAN의 기지국. 옥외에 설치하며 커버리지는 매크로 셀(macro cell) 규모이다.
- UE(User Equipment): 사용자 기기. UE는 단말(terminal), ME(Mobile Equipment), MS(Mobile Station) 등의 용어로 언급될 수도 있다. 또한, UE는 노트북, 휴대폰, PDA(Personal Digital Assistant), 스마트 폰, 멀티미디어 기기 등과 같이 휴대 가능한 기기일 수 있고, 또는 PC(Personal Computer), 차량 탑재 장치와 같이 휴대 불가능한 기기일 수도 있다. MTC 관련 내용에서 UE 또는 단말이라는 용어는 MTC 디바이스를 지칭할 수 있다.
- HNB(Home NodeB): UMTS 네트워크의 기지국으로서 옥내에 설치하며 커버리지는 마이크로 셀(micro cell) 규모이다.
- HeNB(Home eNodeB): EPS 네트워크의 기지국으로서 옥내에 설치하며 커버리지는 마이크로 셀 규모이다.
- MME(Mobility Management Entity): 이동성 관리(Mobility Management; MM), 세션 관리(Session Management; SM) 기능을 수행하는 EPS 네트워크의 네트워크 노드.
- PDN-GW(Packet Data Network-Gateway)/PGW/P-GW: UE IP 주소 할당, 패킷 스크리닝(screening) 및 필터링, 과금 데이터 취합(charging data collection) 기능 등을 수행하는 EPS 네트워크의 네트워크 노드.
- SGW(Serving Gateway)/S-GW: 이동성 앵커(mobility anchor), 패킷 라우팅(routing), 유휴(idle) 모드 패킷 버퍼링, MME가 UE를 페이징하도록 트리거링하는 기능 등을 수행하는 EPS 네트워크의 네트워크 노드.
- NAS(Non-Access Stratum): UE와 MME간의 제어 플레인(control plane)의 상위 단(stratum). LTE/UMTS 프로토콜 스택에서 UE와 코어 네트워크간의 시그널링, 트래픽 메시지를 주고 받기 위한 기능적인 계층으로서, UE의 이동성을 지원하고, UE와 PDN GW 간의 IP 연결을 수립(establish) 및 유지하는 세션 관리 절차를 지원하는 것을 주된 기능으로 한다.
- PDN(Packet Data Network): 특정 서비스를 지원하는 서버(예를 들어, MMS(Multimedia Messaging Service) 서버, WAP(Wireless Application Protocol) 서버 등)가 위치하고 있는 네트워크.
- PDN 연결: 하나의 IP 주소(하나의 IPv4 주소 및/또는 하나의 IPv6 프리픽스)로 표현되는, UE와 PDN 간의 논리적인 연결.
- RAN(Radio Access Network): 3GPP 네트워크에서 NodeB, eNodeB 및 이들을 제어하는 RNC(Radio Network Controller)를 포함하는 단위. UE 간에 존재하며 코어 네트워크로의 연결을 제공한다.
- HLR(Home Location Register)/HSS(Home Subscriber Server): 3GPP 네트워크 내의 가입자 정보를 가지고 있는 데이터베이스. HSS는 설정 저장(configuration storage), 아이덴티티 관리(identity management), 사용자 상태 저장 등의 기능을 수행할 수 있다.
- PLMN(Public Land Mobile Network): 개인들에게 이동통신 서비스를 제공할 목적으로 구성된 네트워크. 오퍼레이터 별로 구분되어 구성될 수 있다.
- ANDSF(Access Network Discovery and Selection Function): 하나의 네트워크 entity로써 사업자 단위로 단말이 사용가능한 access 를 발견하고 선택하도록 하는 Policy를 제공.
- ISRP(Inter-System Routing Policy): UE가 여러 무선 액세스 인터페이스들 중 어느 것으로 IP 트래픽을 라우팅해야 하는지를 사업자(operator)가 정의한 규칙이다. 이러한, ISRP는 패킷 서비스(또는 IP flow 또는 IP 트래픽 또는 애플리케이션)를 라우팅/조정(steering) 하기 위해 선호되는 (즉, 우선순위가 높은) 또는 제한되는 액세스 네트워크를 정의한 정책으로 다음과 같이 3 종류의 규칙을 포함할 수 있다. 즉, ISRP는 다음과 같이 IFOM(IP Flow Mobility) 규칙, MAPCON(Multi Access PDN Connectivity) 규칙 그리고 NSWO(Non-seamless WLAN offload) 규칙으로 구분될 수 있다.
- IFOM(IP Flow Mobility) 규칙: 이 규칙은 특정 APN(Access Point Name) 또는 임의 APN 상에서 특정 IP 트래픽 필터와 매칭되는 트래픽을 라우팅할 수 있을 때, UE에 의해서 사용되어야 하는 액세스 테크놀로지/액세스 네트워크들을 우선순위에 따라 정리한 리스트이다. 또한, 이 규칙은 특정 APN 또는 임의 APN 상에서 특정 IP 트래픽 필터와 매칭되는 트래픽이 어느 무선 액세스에 대해서 제한되는지를 지정할 수 있다.
- MAPCON(Multi Access PDN Connectivity) 규칙: 이 규칙은 특정 APN에 대한 PDN 커넥션을 라우팅할 수 있을때, UE에 의해서 사용되어야 하는 액세스 테크놀로지/액세스 네트워크들을 우선순위에 따라 정리한 리스트이다. 또한, 이 규칙은 특정 APN으로의 PDN 커넥션을 어느 무선 액세스에 대해서 제한해야 할지를 지정할 수 있다.
- NSWO(Non-seamless WLAN offload) 규칙: 이 규칙은 어느 트래픽이 WLAN으로 우회되어야 할지 우회되지 말아야 할지를 지정한다.
- ISMP(Inter-System Mobility Policy): UE에 의해서 수행되는 시스템 간 이동성 결정에 영향을 미치도록 사업자가 정의한 규칙의 집합이다. UE가 단독의 무선 액세스 인터페이스 상에서 IP 트래픽을 라우팅할 수 있을 때, UE는 가장 적합한 액세스 테크놀로지 타입 또는 액세스 네트워크를 주어진 시간에 선택하기 위해서, ISMP를 사용할 수 있다.
- RAN 규칙(RAN rule): 네트워크로부터 수신되는 규칙으로서, RAN(Radio Access Network) 지원 정보로도 불린다. RAN 규칙은 ANDSF ISRP/ISMP 없이 사용되는 RAN이 지원하는 WLAN 인터워킹 으로도 일컬어진다. 트래픽을 WLAN으로 이동시키기 위한 RAN 규칙이 충족되었을 때, UE의 AS(Access Stratum) 계층은 move-traffic-to-WLAN 인디케이션과 WLAN 식별자를 함께 UE의 상위 계층으로 전달한다. 또는, 트래픽을 3GPP 액세스로 이동시키기 위한 RAN 규칙이 충족되었을 때, UE의 AS(Access Stratum) 계층은 move-traffic-from-WLAN 인디케이션과 WLAN 식별자를 함께 UE의 상위 계층으로 전달한다. RAN 규칙에 대한 상세한 설명은 3GPP TS 23.401, TS 23.060, TS 23.402, TS 36.300, TS 36.304, TS 36.331, TS 25.304 그리고 TS 25.331를 참고하기로 한다.
- 로컬 운영 환경 정보(Local Operating Environment Information): This is a set of implementation specific parameters which describe the local environment in which the UE is operating.
- Network-Based IP Flow Mobility(NBIFOM): 네트워크 기반의 이동성 프로토콜 (GTP 또는 PMIP)에 기반한 IP flow mobility.
- UE 개시 NBIFOM(UE-initiated NBIFOM): UE가 IP flow mobility를 개시하는 NBIFOM.
- 네트워크 개시 NBIFOM(Network-initiated NBIFOM): 네트워크가 IP flow mobility를 개시하는 NBIFOM.
- 다중 액세스 PDN 연결(Multi-access PDN connection): 트래픽이 3GPP access 또는 WLAN access 또는 상기 두 access를 통해 라우팅될 수 있는 PDN connection. 단, 각 IP flow는 한번에 하나의 access를 통해서만 라우팅된다.
- 라우팅 필터(Routing filter): 라우팅 목적을 위해 IP flow를 identify하기 위해 사용하는 패킷 플로우의 IP 헤더 파라미터 값들/범위들의 집합.
- Routing access type: PDN connection의 IP flow들의 집합을 라우팅하는 access의 종류 (3GPP access 또는 WLAN access).
- Routing Rule (RR): 라우팅 필터와 라우팅 액세스 타입의 연계를 가능하게 하는 정보의 집합.
1. EPC (Evolved Packet Core)
도 1은 EPC(Evolved Packet Core)를 포함하는 EPS(Evolved Packet System)의 개략적인 구조를 나타내는 도면이다.
EPC는 3GPP 기술들의 성능을 향상하기 위한 SAE(System Architecture Evolution)의 핵심적인 요소이다. SAE는 다양한 종류의 네트워크 간의 이동성을 지원하는 네트워크 구조를 결정하는 연구 과제에 해당한다. SAE는, 예를 들어, IP 기반으로 다양한 무선 접속 기술들을 지원하고 보다 향상된 데이터 전송 캐퍼빌리티를 제공하는 등의 최적화된 패킷-기반 시스템을 제공하는 것을 목표로 한다.
구체적으로, EPC는 3GPP LTE 시스템을 위한 IP 이동 통신 시스템의 코어 네트워크(Core Network)이며, 패킷-기반 실시간 및 비실시간 서비스를 지원할 수 있다. 기존의 이동 통신 시스템(즉, 2 세대 또는 3 세대 이동 통신 시스템)에서는 음성을 위한 CS(Circuit-Switched) 및 데이터를 위한 PS(Packet-Switched)의 2 개의 구별되는 서브-도메인을 통해서 코어 네트워크의 기능이 구현되었다. 그러나, 3 세대 이동 통신 시스템의 진화인 3GPP LTE 시스템에서는, CS 및 PS의 서브-도메인들이 하나의 IP 도메인으로 단일화되었다. 즉, 3GPP LTE 시스템에서는, IP 캐퍼빌리티(capability)를 가지는 단말과 단말 간의 연결이, IP 기반의 기지국(예를 들어, eNodeB(evolved Node B)), EPC, 애플리케이션 도메인(예를 들어, IMS(IP Multimedia Subsystem))을 통하여 구성될 수 있다. 즉, EPC는 단-대-단(end-to-end) IP 서비스 구현에 필수적인 구조이다.
EPC는 다양한 구성요소들을 포함할 수 있으며, 도 1에서는 그 중에서 일부에 해당하는, SGW(Serving Gateway), PDN GW(Packet Data Network Gateway), MME(Mobility Management Entity), SGSN(Serving GPRS(General Packet Radio Service) Supporting Node), ePDG(enhanced Packet Data Gateway)를 도시한다.
SGW(또는 S-GW)는 무선 접속 네트워크(RAN)와 코어 네트워크 사이의 경계점으로서 동작하고, eNodeB와 PDN GW 사이의 데이터 경로를 유지하는 기능을 하는 요소이다. 또한, 단말이 eNodeB에 의해서 서빙(serving)되는 영역에 걸쳐 이동하는 경우, SGW는 로컬 이동성 앵커 포인트(anchor point)의 역할을 한다. 즉, E-UTRAN (3GPP 릴리즈-8 이후에서 정의되는 Evolved-UMTS(Universal Mobile Telecommunications System) Terrestrial Radio Access Network) 내에서의 이동성을 위해서 SGW를 통해서 패킷들이 라우팅될 수 있다. 또한, SGW는 다른 3GPP 네트워크(3GPP 릴리즈-8 전에 정의되는 RAN, 예를 들어, UTRAN 또는 GERAN(GSM(Global System for Mobile Communication)/EDGE(Enhanced Data rates for Global Evolution) Radio Access Network)와의 이동성을 위한 앵커 포인트로서 기능할 수도 있다.
PDN GW(또는 P-GW)는 패킷 데이터 네트워크를 향한 데이터 인터페이스의 종료점(termination point)에 해당한다. PDN GW는 정책 집행 특징(policy enforcement features), 패킷 필터링(packet filtering), 과금 지원(charging support) 등을 지원할 수 있다. 또한, 3GPP 네트워크와 비-3GPP 네트워크 (예를 들어, I-WLAN(Interworking Wireless Local Area Network)과 같은 신뢰되지 않는 네트워크, CDMA(Code Division Multiple Access) 네트워크나 WiMax와 같은 신뢰되는 네트워크)와의 이동성 관리를 위한 앵커 포인트 역할을 할 수 있다.
도 1의 네트워크 구조의 예시에서는 SGW와 PDN GW가 별도의 게이트웨이로 구성되는 것을 나타내지만, 두 개의 게이트웨이가 단일 게이트웨이 구성 옵션(Single Gateway Configuration Option)에 따라 구현될 수도 있다.
MME는, UE의 네트워크 연결에 대한 액세스, 네트워크 자원의 할당, 트래킹(tracking), 페이징(paging), 로밍(roaming) 및 핸드오버 등을 지원하기 위한 시그널링 및 제어 기능들을 수행하는 요소이다. MME는 가입자 및 세션 관리에 관련된 제어 평면(control plane) 기능들을 제어한다. MME는 수많은 eNodeB들을 관리하고, 다른 2G/3G 네트워크에 대한 핸드오버를 위한 종래의 게이트웨이의 선택을 위한 시그널링을 수행한다. 또한, MME는 보안 과정(Security Procedures), 단말-대-네트워크 세션 핸들링(Terminal-to-network Session Handling), 유휴 단말 위치결정 관리(Idle Terminal Location Management) 등의 기능을 수행한다.
SGSN은 다른 3GPP 네트워크(예를 들어, GPRS 네트워크)에 대한 사용자의 이동성 관리 및 인증(authentication)과 같은 모든 패킷 데이터를 핸들링한다.
ePDG는 신뢰되지 않는 비-3GPP 네트워크(예를 들어, I-WLAN, WiFi 핫스팟(hotspot) 등)에 대한 보안 노드로서의 역할을 한다.
도 1을 참조하여 설명한 바와 같이, IP 캐퍼빌리티(capability)를 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 1은 다양한 레퍼런스 포인트들(예를 들어, S1-U, S1-MME 등)을 도시한다. 3GPP 시스템에서는 E-UTRAN 및 EPC의 상이한 기능 개체(functional entity)들에 존재하는 2 개의 기능을 연결하는 개념적인 링크를 레퍼런스 포인트(reference point)라고 정의한다. 다음의 표 1은 도 1에 도시된 레퍼런스 포인트를 정리한 것이다. 표 1의 예시들 외에도 네트워크 구조에 따라 다양한 레퍼런스 포인트들이 존재할 수 있다.
표 1
레퍼런스 포인트 | 설명 |
S1-MME | E-UTRAN와 MME 간의 제어 플레인 프로토콜에 대한 레퍼런스 포인트(Reference point for the control plane protocol between E-UTRAN and MME) |
S1-U | 핸드오버 동안 eNB 간 경로 스위칭 및 베어러 당 사용자 플레인 터널링에 대한 E-UTRAN와 SGW 간의 레퍼런스 포인트(Reference point between E-UTRAN and Serving GW for the per bearer user plane tunnelling and inter eNodeB path switching during handover) |
S3 | 유휴(idle) 및/또는 활성화 상태에서 3GPP 액세스 네트워크 간 이동성에 대한 사용자 및 베어러 정보 교환을 제공하는 MME와 SGSN 간의 레퍼런스 포인트. 이 레퍼런스 포인트는 PLMN-내 또는 PLMN-간(예를 들어, PLMN-간 핸드오버의 경우)에 사용될 수 있음) (It enables user and bearer information exchange for inter 3GPP access network mobility in idle and/or active state. This reference point can be used intra-PLMN or inter-PLMN (e.g. in the case of Inter-PLMN HO).) |
S4 | (GPRS 코어와 SGW의 3GPP 앵커 기능 간의 관련 제어 및 이동성 지원을 제공하는 SGW와 SGSN 간의 레퍼런스 포인트. 또한, 직접 터널이 수립되지 않으면, 사용자 플레인 터널링을 제공함(It provides related control and mobility support between GPRS Core and the 3GPP Anchor function of Serving GW. In addition, if Direct Tunnel is not established, it provides the user plane tunnelling.) |
S5 | SGW와 PDN GW 간의 사용자 플레인 터널링 및 터널 관리를 제공하는 레퍼런스 포인트. 단말 이동성으로 인해, 그리고 요구되는 PDN 연결성을 위해서 SGW가 함께 위치하지 않은 PDN GW로의 연결이 필요한 경우, SGW 재배치를 위해서 사용됨(It provides user plane tunnelling and tunnel management between Serving GW and PDN GW. It is used for Serving GW relocation due to UE mobility and if the Serving GW needs to connect to a non-collocated PDN GW for the required PDN connectivity.) |
S11 | MME와 SGW 간의 레퍼런스 포인트 |
SGi | PDN GW와 PDN 간의 레퍼런스 포인트. PDN은, 오퍼레이터 외부 공용 또는 사설 PDN이거나 예를 들어, IMS 서비스의 제공을 위한 오퍼레이터-내 PDN일 수 있음. 이 레퍼런스 포인트는 3GPP 액세스의 Gi에 해당함(It is the reference point between the PDN GW and the packet data network. Packet data network may be an operator external public or private packet data network or an intra operator packet data network, e.g. for provision of IMS services. This reference point corresponds to Gi for 3GPP accesses.) |
도 1에 도시된 레퍼런스 포인트 중에서 S2a 및 S2b는 비-3GPP 인터페이스에 해당한다. S2a는 신뢰되는 비-3GPP 액세스 및 PDN GW 간의 관련 제어 및 이동성 지원을 사용자 평면에 제공하는 레퍼런스 포인트이다. S2b는 ePDG 및 PDN GW 간의 관련 제어 및 이동성 지원을 사용자 평면에 제공하는 레퍼런스 포인트이다.
도 2는 일반적인 E-UTRAN과 EPC의 아키텍처를 나타낸 예시도이다.
도시된 바와 같이, eNodeB는 RRC(Radio Resource Control) 연결이 활성화되어 있는 동안 게이트웨이로의 라우팅, 페이징 메시지의 스케줄링 및 전송, 방송 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 평면의 암호화, SAE 베어러 제어, NAS 시그널링의 암호화 및 무결성 보호 기능을 수행할 수 있다.
도 3은 단말과 기지국 사이의 제어 평면에서의 무선 인터페이스 프로토콜(Radio Interface Protocol)의 구조를 나타낸 예시도이고, 도 4는 단말과 기지국 사이의 사용자 평면에서의 무선 인터페이스 프로토콜의 구조를 나타낸 예시도이다.
상기 무선 인터페이스 프로토콜은 3GPP 무선접속망 규격을 기반으로 한다. 상기 무선 인터페이스 프로토콜은 수평적으로 물리계층(Physical Layer), 데이터링크계층(Data Link Layer) 및 네트워크계층(Network Layer)으로 이루어지며, 수직적으로는 데이터정보 전송을 위한 사용자평면(User Plane)과 제어신호(Signaling) 전달을 위한 제어평면(Control Plane)으로 구분된다.
상기 프로토콜 계층들은 통신 시스템에서 널리 알려진 개방형 시스템간 상호접속(Open System Interconnection; OSI) 기준모델의 하위 3개 계층을 바탕으로 L1 (제1계층), L2 (제2계층), L3(제3계층)로 구분될 수 있다.
이하에서, 상기 도 3에 도시된 제어 평면의 무선프로토콜과, 도 4에 도시된 사용자 평면에서의 무선 프로토콜의 각 계층을 설명한다.
제1 계층인 물리계층은 물리채널(Physical Channel)을 이용하여 정보전송서비스(Information Transfer Service)를 제공한다. 상기 물리계층은 상위에 있는 매체접속제어(Medium Access Control) 계층과는 전송 채널(Transport Channel)을 통해 연결되어 있으며, 상기 전송 채널을 통해 매체접속제어계층과 물리계층 사이의 데이터가 전달된다. 그리고, 서로 다른 물리계층 사이, 즉 송신측과 수신측의 물리계층 사이는 물리채널을 통해 데이터가 전달된다.
물리채널(Physical Channel)은 시간축 상에 있는 여러 개의 서브프레임과 주파수축상에 있는 여러 개의 서브캐리어(subcarrier)로 구성된다. 여기서, 하나의 서브프레임(subframe)은 시간 축 상에 복수의 OFDM 심볼 (symbol)들과 복수의 서브캐리어들로 구성된다. 하나의 서브프레임은 복수의 자원블록(Resource Block)들로 구성되며, 하나의 자원블록은 복수의 OFDM 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) 등으로 나눌 수 있다.
제2계층에는 여러 가지 계층이 존재한다. 먼저, 제2계층의 매체접속제어 (Medium Access Control; MAC) 계층은 다양한 논리채널 (Logical Channel)을 다양한 전송채널에 매핑시키는 역할을 하며, 또한 여러 논리채널을 하나의 전송채널에 매핑시키는 논리채널 다중화 (Multiplexing)의 역할을 수행한다. MAC 계층은 상위계층인 RLC 계층과는 논리채널 (Logical Channel)로 연결되어 있으며, 논리채널은 크게 전송되는 정보의 종류에 따라 제어평면(Control Plane)의 정보를 전송하는 제어채널(Control Channel)과 사용자평면(User Plane)의 정보를 전송하는 트래픽채널(Traffic Channel)로 나뉜다.
제2 계층의 무선링크제어 (Radio Link Control; RLC) 계층은 상위계층으로부터 수신한 데이터를 분할 (Segmentation) 및 연결 (Concatenation)하여 하위계층이 무선 구간으로 데이터를 전송하기에 적합하도록 데이터 크기를 조절하는 역할을 수행한다.
제2 계층의 패킷데이터수렴 (Packet Data Convergence Protocol; PDCP) 계층은 IPv4나 IPv6와 같은 IP 패킷 전송시에 대역폭이 작은 무선 구간에서 효율적으로 전송하기 위하여 상대적으로 크기가 크고 불필요한 제어정보를 담고 있는 IP 패킷 헤더 사이즈를 줄여주는 헤더압축 (Header Compression) 기능을 수행한다. 또한, LTE 시스템에서는 PDCP 계층이 보안 (Security) 기능도 수행하는데, 이는 제 3자의 데이터 감청을 방지하는 암호화 (Ciphering)와 제 3자의 데이터 조작을 방지하는 무결성 보호 (Integrity protection)로 구성된다.
제3 계층의 가장 상부에 위치한 무선 자원 제어(Radio Resource Control; 이하 RRC라 약칭함) 계층은 제어평면에서만 정의되며, 무선 베어러(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.
단말의 RRC와 무선망의 RRC계층 사이에 RRC 연결(RRC connection)이 수립된(established) 경우 단말은 RRC연결 모드(Connected Mode)에 있게 되고, 그렇지 못할 경우 RRC 유휴 모드(Idle Mode)에 있게 된다.
이하 단말의 RRC 상태 (RRC state)와 RRC 연결 방법에 대해 설명한다. RRC 상태란 단말의 RRC가 E-UTRAN의 RRC와 논리적 연결(logical connection)이 되어 있는가 아닌가를 말하며, 연결되어 있는 경우는 RRC_CONNECTED 상태(state), 연결되어 있지 않은 경우는 RRC_IDLE 상태라고 부른다. RRC_CONNECTED 상태의 단말은 RRC 연결이 존재하기 때문에 E-UTRAN은 해당 단말의 존재를 셀 단위에서 파악할 수 있으며, 따라서 단말을 효과적으로 제어할 수 있다. 반면에 RRC_IDLE 상태의 단말은 E-UTRAN이 단말의 존재를 파악할 수는 없으며, 셀 보다 더 큰 지역 단위인 TA(Tracking Area) 단위로 핵심망이 관리한다. 즉, RRC_IDLE 상태의 단말은 셀에 비하여 큰 지역 단위로 해당 단말의 존재여부만 파악되며, 음성이나 데이터와 같은 통상의 이동통신 서비스를 받기 위해서는 해당 단말이 RRC_CONNECTED 상태로 천이하여야 한다. 각 TA는 TAI(Tracking area identity)를 통해 구분된다. 단말은 셀에서 방송(broadcasting)되는 정보인 TAC(Tracking area code)를 통해 TAI를 구성할 수 있다.
사용자가 단말의 전원을 맨 처음 켰을 때, 단말은 먼저 적절한 셀을 탐색한 후 해당 셀에서 RRC 연결을 맺고, 핵심망에 단말의 정보를 등록한다. 이 후, 단말은 RRC_IDLE 상태에 머무른다. RRC_IDLE 상태에 머무르는 단말은 필요에 따라서 셀을 (재)선택하고, 시스템 정보(System information)나 페이징 정보를 살펴본다. 이를 셀에 캠프 온(Camp on)한다고 한다. RRC_IDLE 상태에 머물러 있던 단말은 RRC 연결을 맺을 필요가 있을 때 비로소 RRC 연결 과정 (RRC connection procedure)을 통해 E-UTRAN의 RRC와 RRC 연결을 맺고 RRC_CONNECTED 상태로 천이한다. RRC_IDLE 상태에 있던 단말이 RRC 연결을 맺을 필요가 있는 경우는 여러 가지가 있는데, 예를 들어 사용자의 통화 시도, 데이터 전송 시도 등이 필요하다거나, 아니면 E-UTRAN으로부터 페이징 메시지를 수신한 경우 이에 대한 응답 메시지 전송 등을 들 수 있다.
상기 RRC 계층 상위에 위치하는 NAS(Non-Access Stratum) 계층은 연결관리(Session Management)와 이동성 관리(Mobility Management)등의 기능을 수행한다.
아래는 도 3에 도시된 NAS 계층에 대하여 상세히 설명한다.
NAS 계층에 속하는 eSM (evolved Session Management)은 Default Bearer 관리, Dedicated Bearer관리와 같은 기능을 수행하여, 단말이 망으로부터 PS서비스를 이용하기 위한 제어를 담당한다. Default Bearer 자원은 특정 Packet Data Network(PDN)에 최초 접속 할 시에 망에 접속될 때 망으로부터 할당 받는다는 특징을 가진다. 이때, 네트워크는 단말이 데이터 서비스를 사용할 수 있도록 단말이 사용 가능한 IP 주소를 할당하며, 또한 default bearer의 QoS를 할당해준다. LTE에서는 크게 데이터 송수신을 위한 특정 대역폭을 보장해주는 GBR(Guaranteed bit rate) QoS 특성을 가지는 bearer와 대역폭의 보장 없이 Best effort QoS 특성을 가지는 Non-GBR bearer의 두 종류를 지원한다. Default bearer의 경우 Non-GBR bearer를 할당 받는다. Dedicated bearer의 경우에는 GBR또는 Non-GBR의 QoS특성을 가지는 bearer를 할당 받을 수 있다.
네트워크에서 단말에게 할당한 bearer를 EPS(evolved packet service) bearer라고 부르며, EPS bearer를 할당 할 때 네트워크는 하나의 ID를 할당하게 된다. 이를 EPS Bearer ID라고 부른다. 하나의 EPS bearer는 MBR(maximum bit rate) 또는/그리고 GBR(guaranteed bit rate)의 QoS 특성을 가진다.
도 5는 3GPP LTE에서 랜덤 액세스 과정을 나타낸 흐름도이다.
랜덤 액세스 과정은 UE가 기지국과 UL 동기를 얻거나 UL 무선자원을 할당받기 위해 수행된다.
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 모드(idle state)의 UE는 eNodeB가 파악할 수는 없으며, 셀 보다 더 큰 지역 단위인 트래킹 지역(Tracking Area) 단위로 핵심망(Core Network)이 관리한다. 상기 트래킹 지역(Tracking Area)은 셀들의 집합단위이다. 즉, 유휴 모드(idle state) UE는 큰 지역 단위로 존재여부만 파악되며, 음성이나 데이터와 같은 통상의 이동통신 서비스를 받기 위해서는 단말은 연결 상태(connected state)로 천이해야 한다.
사용자가 UE의 전원을 맨 처음 켰을 때, 상기 UE는 먼저 적절한 셀을 탐색한 후 해당 셀에서 유휴 모드(idle state)에 머무른다. 상기 유휴 모드(idle state)에 머물러 있던 UE는 RRC 연결을 맺을 필요가 있을 때 비로소 RRC 연결 과정(RRC connection procedure)을 통해 eNodeB의 RRC 계층과 RRC 연결을 맺고 RRC 연결 상태(connected state)로 천이한다.
상기 유휴 모드(Idle state)에 있던 UE가 RRC 연결을 맺을 필요가 있는 경우는 여러 가지가 있는데, 예를 들어 사용자의 통화 시도 또는 상향 데이터 전송 등이 필요하다거나, 아니면 EUTRAN으로부터 페이징 메시지를 수신한 경우 이에 대한 응답 메시지 전송 등을 들 수 있다.
유휴 모드(idle state)의 UE가 상기 eNodeB와 RRC 연결을 맺기 위해서는 상기한 바와 같이 RRC 연결 과정(RRC connection procedure)을 진행해야 한다. RRC 연결 과정은 크게, UE가 eNodeB로 RRC 연결 요청 (RRC connection request) 메시지 전송하는 과정, eNodeB가 UE로 RRC 연결 설정 (RRC connection setup) 메시지를 전송하는 과정, 그리고 UE가 eNodeB로 RRC 연결 설정 완료 (RRC connection setup complete) 메시지를 전송하는 과정을 포함한다. 이와 같은 과정에 대해서 도 6을 참조하여 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.
1) 유휴 모드(Idle state)의 UE는 통화 시도, 데이터 전송 시도, 또는 eNodeB의 페이징에 대한 응답 등의 이유로 RRC 연결을 맺고자 할 경우, 먼저 상기 UE는 RRC 연결 요청(RRC connection request) 메시지를 eNodeB로 전송한다.
2) 상기 UE로부터 RRC 연결 요청 메시지를 수신하면, 상기 eNB는 무선 자원이 충분한 경우에는 상기 UE의 RRC 연결 요청을 수락하고, 응답 메시지인 RRC 연결 설정(RRC connection setup) 메시지를 상기 UE로 전송한다.
3) 상기 UE가 상기 RRC 연결 설정 메시지를 수신하면, 상기 eNodeB로 RRC 연결 설정 완료(RRC connection setup complete) 메시지를 전송한다. 상기 UE가 RRC 연결 설정 메시지를 성공적으로 전송하면, 비로소 상기 UE는 eNodeB과 RRC 연결을 맺게 되고 RRC 연결 모드로 천이한다.
2. WLAN과 EPC의 연결
도 7 및 도 8은 무선랜(WLAN)이 EPC에 연결된 구조의 예가 도시되어 있다. 구체적으로, 도 7은 WLAN이 S2a 인터페이스를 통해 P-GW에 연결된 아키텍처를 보여준다 (3GPP TS 23.402 참조). 도 7에서 예시된 바와 같이, WLAN 액세스 네트워크는(특히, S2a 인터페이스의 경우 trusted non-3GPP 액세스를 EPC와 연결하는 인터페이스이므로 Trusted WLAN 액세스 네트워크가 됨) S2a 인터페이스를 통해 P-GW와 연결된다. TWAN(Trusted WLAN 액세스 네트워크)에 대한 구조는 TS 23.402에 기술된 내용이 참고된다.
도 8은 WLAN이 S2b 인터페이스를 통해 P-GW에 연결된 아키텍처의 예시이다. (TS 23.402 참조). 도 8에서 볼 수 있듯이 WLAN 액세스 네트워크는 (특히, S2b 인터페이스의 경우 untrusted non-3GPP 액세스를 EPC와 연결하는 인터페이스이므로 untrusted WLAN 액세스 네트워크가 됨) S2b 인터페이스를 통해 P-GW와 연결되어 있는 ePDG(Evolved Packet Data Gateway)를 통해 P-GW에 연결된다. 이하에서 Trusted WLAN과 untrusted WLAN은 구분 없이 WLAN으로 지칭될 수 있다.
2.1 IFOM
사용자 단말의 데이터는 3GPP 액세스를 거치치 않고, WLAN 액세스로 우회(offload)할 수 있다. 이와 같은 다중 무선 액세스(Multiple radio access)를 지원하는 기술로써, IFOM(IP Flow Mobility and Seamless Offload), MAPCON(Multi Access PDN Connectivity) 등이 있다. MAPCON은 3GPP 액세스와 Wi-Fi 액세스를 각각의 PDN 커넥션(connection)으로 두고 데이터를 전송하는 것이고, IFOM은 3GPP 액세스와 Wi-Fi 액세스를 하나의 PDN이나 P-GW 에 묶어 데이터를 전송하는 것이다.
도 9는 IFOM 기술의 예를 나타낸 예시도이다. 도 9를 참조하면, IFOM은 동일한 PDN 커넥션을 동시에 다른 여러 액세스들을 통해 제공할 수 있다. 이러한 IFOM은 WLAN으로의 우회를 통해 끊김 없는(Seamless) 송수신을 제공한다. 또한 IFOM은 동일한 하나의 PDN 커넥션의 IP 흐름을 하나의 액세스로부터 다른 액세스로 전달할 수 있다. 이와 같이, UE의 트래픽을 무선랜(Wireless LAN)으로 우회시킬 수 있는 기술 덕분에, 이동 통신 사업자의 셀룰러 액세스의 혼잡을 덜 수 있다.
트래픽을 WLAN 액세스로 우회시키기 위해서 사업자는 정책을 단말에게 제공하고, 상기 단말은 상기 정책에 따라 자신의 데이터를 무선랜(Wireless LAN)으로 우회시킬 수 있다. 이와 같은 정책을 단말에게 프로비저닝(provisioning)하기 위해서, 3GPP에 기반한 ANDSF(액세스 네트워크 Discovery and Selection Function)가 무선랜(Wireless LAN)과 관련된 정책을 제공할 수 있다.
도 10(a) 및 도 10(b)은 액세스 네트워크 선택을 위한 네트워크 제어 엔티티를 나타낸다. 도 10(a)을 참조하면, ANDSF는 UE의 홈 네트워크(Home Public Land Mobile Network, HPLMN)에 존재할 수 있다. 또한 도 10(b)를 참조하면, ANDSF는 UE의 방문 네트워크(Visited Public Land Mobile Network, VPLMN)에도 존재할 수 있다. 이와 같이 ANDSF가 홈 네트워크에 위치할 때, H-ANDSF로 불릴 수 있고, ANDSF가 방문 네트워크에 위치할 때 V-ANDSF로 불릴 수 있다. ANDSF는 H-ANDSF 또는 V-ANDSF를 모두 포함하는 개념으로 사용된 것이다. ANDSF는 시스템간(inter-system) 이동 정책(ISMP)에 대한 정보, 액세스 네트워크 탐색을 위한 정보, 그리고 시스템간(inter-system) 라우팅 정책(ISRP)에 관한 정보 등, 예컨대 라우팅 룰을 제공할 수 있다.
2.2 TWAN (Trusted Wireless Access Network)
도 11은 TWAN (Trusted Wireless Access Network)의 구조를 도시하는 도면이다. 도 11에 도시된 바와 같이 TWAN은 각 기능을 수행하는 개체들이 서로 분리되어 구현된다. 또한, 분리 구현되는 각 개체들은 서로 다른 인터페이스를 통해 다른 네트워크 노드와 연결된다. 예를 들어, TWAG(Trusted WLAN Access Gateway)은 S2a 인터페이스를 통해 EPC에 연결되며, TWAP(Trusted WLAN AAA Proxy)는 Sta 인터페이스를 통해 AAA(Authentication Authorization Accounting) 서버와 연결된다.
2.3 WLAN 연결 모드
S2a 인터페이스를 통해 WLAN 접속 절차가 수행되는 경우, UE와 네트워크의 캐퍼빌리티(capability)에 따라서 TSCM(Transparent Single Connection Mode), SCM(Single Connection Mode), MCM(Multiple Connection Mode) 중 어느 하나가 선택된다. TSCM과 SCM에서는 종래의 WLAN-AP프로토콜을 그대로 사용하여 동작 가능하지만, 동시에 사용 가능한 PDN 연결은 하나이다. 반면에, MCM 에서는 종래의 WLAN-AP에 WLCP(WLAN Control Protocol)이 추가적으로 지원되어야 하며, UE 또한 마찬가지이다. MCM에서는 동시에 여러 개의 PDCN 연결을 구성할 수 있다는 장점이 있다.
도 12는 SCM(Single Connection Mode)에서 동작하는 UE와 TWAN 간의 프로토콜 스택(stack)을 도시하며, 도 13은 MCM(Multiple Connection Mode)에서 동작하는 UE와 TWAN 간의 프로토콜 스택을 도시한다. 도 13에 도시된 바와 같이, MCM 모드는 도 12와는 달리 WLCP 프로토콜이 UE와 TWAN에 모두 지원되어야만 동작할 수 있다. 만일 UE 또는 TWAN 중 어느 한쪽만 WLCP 프로토콜이 지원되는 경우, TSCM 또는 SCM 모드로 동작하게 된다.
이하에서, 도 14 및 도 15는 TSCM 또는 SCM으로 동작하는 UE의 TWAN 초기 접속 절차를 도시한다. 도 14는 TSCM(Transparent SCM)의 경우를, 도 15는 SCM의 경우를 각각 도시한다.
도 15를 먼저 설명하면, SCM 모드로 동작하는 UE는 인증 및 허가(Initial Attach and Authentization & Authorization) 절차를 통해 TWAN에 초기 접속(initial attach)한다. 도 15에 도시된 일련의 인증 및 허가 절차가 수행되는 과정에서 단계 12 및 단계 14를 통해 UE와 PGW 간의 PDN 연결이 생성된다. 도 16은 도 15로부터 TWAN과 PGW 간의 PDN 연결의 생성을 위한 시그널링 과정을 생략하고, 인증 및 허가 절차만을 도시한다.
반면에, 도 14에 따라 TSCM 모드로 동작하는 UE의 경우, SCM 모드로 동작하는 UE 와는 달리 PDN 연결의 생성을 위한 어떠한 정보도 네트워크로 전송하지 않으며, UE와 PGW 간의 PDN 연결이 생성된다는 점은 동일하다.
2.4 접속 손실(access loss)
도 16 및 도 17은 각각 3GPP 접속 손실(access loss)이 발생한 경우와 WLAN 접속 손실이 발생한 경우의 처리 과정을 도시한다.
3GPP 망과 WLAN 망에 동시에 접속 중인 UE에 대하여 3GPP 망에 대한 접속 손실이 발생한 경우, UE는 WLAN 망으로의 접속을 통해 3GPP 망에 대한 접속 손실이 발생했음을 알린다(도 16). 접속 손실은 PGW 를 통해 PCRF(Policy and Charging Rule Function) 에게 알려지며, PGW 및 PCRF는 접속 손실을 인지함에 따라 더 이상 접속 손실이 발생한 3GPP 망으로 데이터를 전송하지 않는다. 라우팅 룰이 허용하는 경우, UE로의 데이터는 3GPP 접속망이 아닌 다른 접속망(WLAN)을 통해 전송된다.
반대로, UE의 WLAN 망에 대한 접속 손실이 발생한 경우, UE는 3GPP 망으로의 접속을 통해 WLAN 망에 대한 접속 손실이 발생했음을 알린다(도 17). 접속 손실은 도 16의 경우와 마찬가지로 PGW 및 PCRF에 알려지며, PGW 및 PCRF는 접속 손실이 발생한 WLAN 망으로 더 이상 데이터를 전송하지 않는다. 라우팅 룰이 허용되는 경우, UE로의 데이터는 3GPP 접속망을 통해 UE에게 전송된다.
3. 제안하는 실시 예 1
상술한 바와 같이, 3GPP 망의 접속 손실이 발생한 경우 UE는 WLCP 프로토콜을 이용하여 WLAN 망을 통해 TWAN에 3GPP 망의 접속 손실을 알려주며, TWAN은 3GPP 망의 접속 손실을 PGW로 전달한다. 그러나, MCM 과는 달리 WLAN이 SCM(또는 TSCM)으로 동작하는 경우, WLCP 프로토콜이 지원되지 않는다. 따라서, SCM으로 동작하는 UE의 경우 3GPP 망의 접속 손실이 발생하더라도 이를 PGW로 알려줄 수 있는 경로가 없어 문제가 된다.
또한, 3GPP 망의 접속 손실이 발생하는 경우, PGW가 3GPP 망의 접속 손실을 확인하기 전에 eNB 및 TWAN으로 이미 전송한 데이터는 접속 손실로 인해 UE에게 전달되지 못한다. 따라서, 3GPP 망의 접속 손실이 발생한 시점 이후에 전송했던 데이터를 다시 UE로 전송할 수 있는 방법이 없어, UE는 일부 데이터를 수신하지 못하는 문제가 발생한다.
이하에서는, SCM(또는 TSCM)으로 동작하는 UE에 대하여 3GPP 또는 WLAN 망의 접속 손실이 발생한 경우, 접속 손실을 감지하고 처리하는 방법에 대해 제안한다. 도 22는 3GPP 접속 손실이 감지된 경우의 처리 과정에 대한 일 예를, 도 23은 WLAN 접속 손실이 감지된 경우의 처리 과정에 대한 일 예를 각각 도시한다. 먼저 도 22을 통해 3GPP 접속 손실에 대한 실시 예를 설명한다.
상술한 NBIFOM 이 적용되기 위하여, UE는 3GPP 망과 WLAN 망 모두에 대한 접속(access)을 통해 복수의 PDN 연결을 구성해야 한다. 따라서, UE는 3GPP 망에 대한 접속과 WLAN 망에 대한 접속 모두 연결되어 있는 상태를 유지하게 된다. 만약 UE가 특정 망의 커버리지를 벗어나서 3GPP 망에 대한 접속 손실(이하, 3GPP 접속 손실) 또는 WLAN 망에 대한 접속 손실(이하, WLAN 접속 손실)이 발생할 경우, 이러한 접속 손실은 PGW에게 알려져야 한다. 이하에서 제안하는 실시 예에 의하면, eNB에 의해 3GPP 접속 손실이 감지되며, PGW로 알려지게 된다.
먼저, UE가 eNB에 접속(attach) 하면서 RRC 연결 재설정(RRC connection reconfiguration)을 수행하는 과정에서, eNB는 UE에게 측정 보고(measurement report)를 수행하도록 설정한다(S2205). eNB는 UE로부터 수신된 측정 보고를 이용하여(S2210), UE의 채널 상태에 따라 UE의 핸드오버 여부를 결정한다. 핸드오버가 필요하지 않다고 결정되면, eNB는 UE로 데이터를 전송하고(S2215) UE로부터 데이터에 대한 확인응답(ACKnowledgement)을 수신한다(S2220). 측정 보고로부터(S2225) 핸드오버가 필요하다고 결정되면, eNB는 다른 eNB로 UE의 데이터를 전달하여 새로운 eNB와 UE간의 데이터 통신이 수행되도록 한다(S2230, S2235). 이하에서는 상술한 핸드오버 절차를 이용하여 eNB가 UE에서 3GPP 접속 손실이 발생했는지 여부를 판단하는 방법을 제안한다. eNB는 아래의 두가지 경우에 UE에서 3GPP 접속 손실이 발생했다고 판단한다.
첫째로, eNB가 UE로부터 측정 보고를 수신한 뒤(S2240) 핸드오버가 필요 없다고 판단하고 데이터를 전송했으나(S2245), UE로부터 데이터에 대한 확인응답 또는 어떠한 신호도 소정 시간동안 수신하지 못한 경우(S2250), eNB는 UE에 3GPP 접속 손실이 발생했다고 판단한다. 즉, eNB는 UE의 채널 상황이 나쁘지 않다고 판단하여 다른 eNB로의 핸드오버가 수행될 필요 없다고 결정했으나, UE로부터 기결정된 시간동안 어떠한 신호도 수신되지 않았으므로 UE가 3GPP 접속 손실되었다고 결정한다. eNB가 UE로부터 전송되기를 기대하는 신호로는 확인응답 신호 외에도 연결 복구를 위한 종류의 신호들이 포함될 수도 있다.
둘째로, eNB가 UE로부터 측정 보고를 수신하지 못한 상태에서(S2255) UE로 데이터를 전송했으나(S2260), UE로부터 데이터에 대한 확인응답 또는 어떠한 신호도 수신하지 못한 경우(S2265), eNB는 UE에 3GPP 접속 손실이 발생했다고 판단한다.
상술한 두 가지 경우에 따라 eNB가 UE의 접속 손실을 판단하면, eNB는 MME로 UE의 접속 손실을 나타내는 정보를 전송한다. UE의 접속 손실을 나타내는 정보는 접속 손실 지시 메시지(access loss indication message)로 구현되어 전송될 수도 있으며, 다른 메시지에 특정 지시자(indicator) 형태로 포함되어 전송될 수도 있다.
이어서, 도 23에서 WLAN 접속 손실에 대한 실시 예를 설명한다. UE의 TWAN에 대한 접속 손실은 TWAG에서 판단한다. 접속 손실이 발생하지 않은 경우, TWAG은 UE로 데이터를 전송함에 따라 확인 응답을 수신한다(S2305, S2310). 한편, TWAG이 UE로부터 diassociation/deauthentication 메시지가 수신되지 않은 상태에서(S2330) UE로 데이터를 전송했으나(S2335) UE로부터 일정 기간동안 응답 신호를 수신하지 못한 경우(S2340), TWAG은 WLAN 접속 손실이 발생했다고 판단한다.
한편, 도 22의 3GPP 접속 손실과 관련하여, 앞서 설명한 두가지 방법에 따라 eNB가 접속 손실을 결정한다면 UE가 다른 eNB를 통해 3GPP 망으로의 연결을 복구하거나 다시 접속하는 경우를 구별해낼 수 없다. 다시 말해서, eNB는 UE가 RLF(Radio Link Failure)를 이유로 다른 eNB에 스스로 접속한 경우에도 3GPP 접속 손실이 발생했다고 판단할 수 있으며, 이에 따라 MME를 통해 PGW로 접속 손실이 알려지는 문제점이 발생할 수 있다. 이러한 경우, 실제로 UE는 다른 eNB에 접속해있으나 3GPP 접속 손실이 PGW에게 알려져서 네트워크가 UE를 접속 손실로 인지하는 문제가 생길 수 있다. 따라서, 이하에서는 UE의 3GPP 접속 손실을 드랍(drop)되도록 처리하는 과정을 설명하며, MME가 처리하는 실시 예와 SGW가 처리하는 실시 예를 나누어 설명한다.
먼저, 도 18 내지 도 20을 통해 네트워크 노드 중 MME가 접속 손실을 처리하는 과정을 설명한다. MME는 도 18 내지 도 20에서 설명하는 상황이 발생하는 경우, eNB로부터 3GPP 접속 손실이 알려지더라도 접속 손실에 대한 정보를 PGW로 전송하지 않고 드랍(drop)한다. 즉, MME는 후술하는 경우에 대하여 접속 손실에 대한 정보를 무시하고 UE의 접속 손실이 발생하지 않은 것으로 처리한다.
먼저, MME는 UE의 접속 손실을 나타내는 정보를 전송한 eNB가 MME가 가지고 있는 UE 컨텍스트 정보에 저장된 eNB와 다른 경우, UE의 접속 손실에 대한 정보를 드랍한다. 즉, MME는 UE가 다른 eNB를 통해 기존의 MME와의 연결을 유지하는 경우, UE에 접속 손실이 발생하지 않은 것으로 인지한다.
도 18을 예로 들어 설명하면, eNB_1은 UE_1의 접속 손실에 대한 정보를 MME에 전송한다. 그러나, MME는 이미 UE_1의 컨텍스트 정보로써 UE_1이 eNB_2에 연결되어 있다는 것을 알고 있다. 따라서, MME는 eNB_1으로부터 수신된 접속 손실에 대한 정보를 드랍한다.
둘째로, MME는 자신이 보유하고 있는 UE의 컨텍스트 정보를 다른 MME로부터 요청 받는 경우, UE의 접속 손실에 대한 정보를 드랍한다. UE가 다른 eNB를 통해 다른 MME에 접속을 유지하고 있다는 것이 인지되면, MME는 UE에게 접속 손실이 발생하지 않았음을 알 수 있기 때문이다.
도 19를 예로 들어 설명하면, UE는 eNB_1과의 접속이 해제되더라도 eNB_2에 접속한다. eNB_1과 eNB_2가 각각 MME_1, MME_2에 연결되어 있고, UE와 새롭게 연결된 MME_2는 MME_1이 보유하고 있는 UE의 컨텍스트 정보를 요청한다. 컨텍스트 정보의 요청을 수신한 MME는 eNB_1로부터 접속 손실이 발생했다는 정보를 수신하더라도 UE가 eNB_2에 접속해있음을 알기 대문에, UE의 접속 손실에 대한 정보를 드랍한다.
마지막으로, MME가 접속 손실이 발생한 UE에 대한 컨텍스트 정보를 보유하고 있지 않은 경우, UE의 접속 손실에 대한 정보를 드랍한다. 즉, MME는 자신이 더 이상 컨텍스트 정보를 보유하지 않는 UE에 대한 접속 손실은 무시한다.
도 20을 예로 들어 설명하면, UE가 MME_2에 새롭게 연결되는 과정에서 MME_1에 대한 위치 취소 갱신(cancel location update)이 수행될 수 있다. 이러한 과정은, UE가 MME_2와 연결될 것이므로 MME_1이 가진 UE 컨텍스트 정보가 삭제되는 과정으로 이해될 수 있다. UE가 MME_2를 통해서 접속(attach)된 경우, MME_1이 보유하는 UE의 컨텍스트 정보는 이미 삭제된 시점이다. 따라서, MME_1은 eNB_1로부터 UE에 대한 접속 손실 정보가 수신되더라도 UE가 다른 MME에 접속된 사실을 알고 있기 때문에, UE의 접속 손실에 대한 정보를 드랍한다.
이어서, UE의 접속 손실에 대한 정보를 SGW가 처리하는 과정에 대해 설명한다. SGW가 UE의 접속 손실에 대한 정보를 처리하는 경우, 도 18 내지 도 20에서 설명한 내용과는 달리 MME는 eNB로부터 수신되는 접속 손실에 대한 정보를 아무런 판단없이 SGW로 전송할 수 있다.
MME가 접속 손실을 판단한 eNB의 식별자(예를 들어, eNB의 네트워크 ID 및/또는 어드레스(address))와 함께 접속 손실을 SGW로 알리는 경우, SGW는 접속 손실에 대한 정보에 포함된 eNB의 식별자와 UE에 대한 정보를 바탕으로 접속 손실을 처리한다. 구체적으로 설명하면, SGW는 UE의 S1-U 인터페이스를 확인하고 UE의 S1-U 인터페이스가 접속 손실을 알려온 eNB와 다른 경우, 접속 손실에 대한 정보를 드랍한다. S1-U 인터페이스에 설정된 eNB와 접속 손실을 알려온 eNB가 다르다느 것은, UE가 접속 손실을 알려온 eNB와는 다른 eNB에 현재 연결되어 있음을 의미하기 때문이다. 반대로, SGW가 UE의 S1-U 인터페이스를 확인한 결과 접속 손실을 알려온 eNB와 S1-U 인터페이스가 설정된 eNB가 같은 경우, SGW는 PGW로 접속 손실에 대한 정보를 전달한다.
한편, 이와 같이 SGW가 접속 손실을 판단하는 방법에 의하면, UE에 연결된 SGW가 바뀌는 경우에는 접속 손실이 드랍되지 않고 PGW로 전달되게 된다. 따라서, PGW는 SGW로부터 접속 손실에 대한 정보가 수신되는 경우 UE가 현재 연결된 SGW와 접속 손실을 알려온 SGW를 비교한다. 즉, PGW는 UE의 컨텍스트 정보에 나타나는 SGW와 접속 손실을 알려온 SGW가 다른 경우, PGW는 UE의 접속 손실에 대한 정보를 드랍한다.
도 21은 네트워크 노드 중 MME가 접속 손실이 감지된 경우의 처리 방안을 설정하는 과정을 도시한다.
도 18 내지 도 20에 설명한 바와 같이 MME가 접속 손실을 감지한 뒤 PGW로 전송하게 되면, MME가 관리하는 UE의 수가 많은 경우 네트워크에 시그널링 오버헤드가 증가할 수 있다. 이러한 오버헤드를 줄이기 위해 PGW는 UE가 TWAN에 SCM 으로 접속하여 동작중인 경우에만 MME가 접속 손실을 알리도록 설정할 수 있다.
PGW는 TWAN이 전송하는 세션 생성 요청(create session request) 메시지의 접속 모드 값으로부터 UE가 TWAN에 접속한 모드를 확인할 수 있다. UE가 SCM으로 TWAN에 접속하는 경우에만, PGW는 베어러 갱신 요청(update bearer request) 메시지에 있는 변경 보고 액션 IE(change reporting action Information Element)를 이용하여 MME에게 접속 손실을 보고하도록 설정할 수 있다(S2110, S2120).
MME는 접속 손실을 보고할 때, UE의 가입자 정보(subscription information)를 활용하여 특정 그룹에 속하는 UE에 대해서만 접속 손실을 감지하고 SGW 및 PGW에 보고할 수 있다(S2130, S2140). 반면에, 이와는 달리 MME는 PGW로부터 설정된 내용을 무시하고 UE의 가입자 정보만을 활용하여 접속 손실을 보고할지 여부를 결정할 수도 있다. 예를 들어, MME는 gold class 사용자들을 대상으로 접속 손실을 보고함으로써 네트워크의 시그널링 오버헤드를 제한하고, 특정 사용자들에게만 차별화된 서비스를 제공할 수 있다.
또한, MME는 시그널링 오버헤드를 줄이기 위하여 UE에 NBIFOM을 지원하는 PDN 연결이 생성되었을 경우에만 접속 손실을 보고할 수도 있다. 다만, MME는 UE의 PDN 연결이 NBIFOM을 지원하도록 생성된 것인지 알 수 없기 때문에, MME는 PGW 또는 UE로부터 지시되는 바에 따라 PDN 연결이 NBIFOM 을 지원하는지 알 수 있다. 만약 MME가 EPS SM(Session Management) 메시지 내에 포함된 PCO(Protocol Configuration Option)를 확인할 수 있는 경우, PGW 또는 UE로부터의 직접적인 알려짐이 없더라도 MME가 PDN 연결에 대한 NBIFOM 지원 여부를 판단할 수 있다.
도 21에는 MME가 접속 손실을 보고하는 실시 예에 대해서만 도시되었으나, TWAG의 경우에도 유사하게 적용될 수 있다. TWAG도 PGW에 의해 미리 설정된 UE에 대해서만 접속 손실을 보고할 수 있다. PGW는 TWAG로부터 수신된 접속 손실에 대한 정보를 이용하여 최종적인 접속 손실 발생 여부를 결정하는데, PGW는 eNB/TWAG로부터 접속 손실에 대해 보고되더라도 일정 시간 내에 UE로부터 다른 MME/TWAG을 통해 연결 요청이 접수된다면 접속 손실을 드랍할 수 있다.
4. 제안하는 실시 예 2
이하에서는 상술한 접속 손실 처리 과정에 더하여, 접속 손실이 발생한 경우에 UE로 전송되는 데이터를 처리하는 과정에 대해 설명한다. 제안하는 실시 예들을 통해 접속 손실이 발생한 경우에 있어서 UE로 전송되는 데이터 손실을 발생할 수 있게 된다.
도 24는 3GPP 접속 손실이 감지된 경우의 데이터 처리 방법의 일 예를 도시하는 도면이며, 도 25는 WLAN 접속 손실이 감지된 경우의 데이터 처리 방법의 일 예를 도시하는 도면이다.
먼저, 도 24에서 3GPP 접속 손실이 발생한 경우(S2455), 앞서 도 18 내지 도 23에서 제안한 방법을 통해 3GPP 접속 손실에 대한 정보가 PGW에 전송되면(S2405, S2410) PGW는 UE의 3GPP 접속 손실을 인지한다(S2460). 이어서, 3GPP 접속 손실을 보고한 eNB는 핸드오버를 지시(handover indication)하는 정보와 함께 데이터 전달을 위한 터널 요청(tunnel request)을 PGW로 전송한다(S2415). PGW는 TWAG로 핸드오버를 지시하는 정보와 터널 요청을 전달하여(S2420) 터널을 생성하며(S2425), eNB로 터널 요청 확인응답을 전송함으로써 터널이 성공적으로 생성되었음을 알린다(S2430).
이어서, eNB는 자신이 UE에게 전송하기 위해 버퍼링 중인 모든 데이터를 PGW로 전달한다(S2435). PGW는 eNB로부터 수신한 데이터 중에서 UE에 기설정된 라우팅 룰에 의해 WLAN으로 핸드오버가 가능한 데이터만 TWAG으로 전달한다(S2440). TWAG은 전달받은 데이터를 버퍼링하며(S2465) 라우팅 룰 업데이트가 끝나기를 기다린다. TWAG에서 데이터를 UE로 바로 전송하지 않는 이유는, UE의 라우팅 룰이 아직 갱신되지 않기 때문이다. 만약 라우팅 룰의 업데이트를 기다리지 않고 데이터를 UE로 전송한다면, WLAN을 통해서 데이터가 UE로 성공적으로 전송되더라도 UE로부터 해당 데이터에 대한 ACK/NACK이 3GPP 망을 통해 전송된다. 이는, 라우팅 룰이 아직 업데이트 되지 않았기 때문이다. 3GPP 접속 손실이 발생한 경우 ACK/NACK이 정상적으로 전달될 수 없으며, 이는 전송 계층(예를 들어, TCP(Transmission Control Protocol)) 또는 어플리케이션 계층에서의 데이터 전송에 영향을 주어 더 많은 재전송과 지연시간을 초래하게 된다. 따라서, 라우팅 룰의 업데이트를 기다려서 UE로 데이터를 전송해야만 문제 없는 데이터 전송이 이루어질 수 있다.
PGW와 UE는 WLAN을 통해서 라우팅 룰을 업데이트 한다(S2470). 라우팅 룰의 업데이트가 완료되면, PGW는 TWAG로 업데이트가 끝났음을 알리기 위한 스타트 마커(start marker)를 전송하고(S2445), TWAG은 UE로의 데이터 전송을 개시한다(S2450).
이상에서 설명한 바에 따른 3GPP 접속 손실은, 도 25에 도시된 WLAN 접속 손실의 경우에도 유사하게 적용될 수 있다. 즉, WLAN 접속 손실이 감지되고 PGW에 보고되면(S2555, S2505, S2510, S2560), TWAG은 핸드오버를 지시하는 정보와 터널 요청을 PGW로 전송하고(S2515), PGW는 eNB로 터널 생성을 요청한다(S2520, S2525). 이어서, PGW가 TWAG에 터널 생성이 완료되었음을 알리면(S2530) TWAG은 eNB로 데이터를 전달한다(S2535, S2540). 데이터를 전달받은 eNB는 데이터 전송을 버퍼링하며 라우팅 룰의 업데이트가 완료되기를 기다린다(S2565, S2570). 라우팅 룰의 업데이트가 완료되었음을 PGW가 eNB에 알리면(S2545), eNB는 UE로의 데이터 전송을 개시한다(S2550).
도 26은 3GPP 접속 손실이 감지된 경우의 데이터 처리 방법의 또 다른 예를 도시하는 도면이다.
도 26에 도시된 실시 예에 의하면, UE의 3GPP 접속 손실이 발생했음이 PGW에 알려지면(S2650, S2605, S2610, S2655) eNB는 터널 요청 대신 데이터 인덱스를 핸드오버를 지시하는 정보와 함께 PGW로 전달한다(S2615). eNB가 전송하는 데이터 인덱스는 3GPP 망을 통해 UE에게 전송이 완료된 데이터의 위치 또는 부분을 나타내는 값일 수 있다. 즉, eNB는 3GPP 접속 손실이 발생하기 전에 UE로의 전송이 완료된 데이터의 부분을 PGW로 알려줌으로써, PGW가 직접 버퍼링 중이던 데이터를 UE로 전송되게끔 할 수 있다. 다시 말해서, PGW는 eNB로부터 수신되는 데이터 인덱스 값으로부터 UE에게 어느 위치부터 데이터가 전송되어야 할지 결정할 수 있다. 도 26에 도시된 실시 예에서는 터널이 생성되고 eNB로부터의 데이터가 TWAG으로 전달되는 대신에, PGW가 TWAG으로 핸드오버를 지시하고(S2620, S2625, S2630) 직접 버퍼링 중이던 데이터를 TWAG으로 전달하는 과정이 도시된다(S2635). 다시 말해서, 터널이 새롭게 생성되지 않고 핸드오버가 수행될 수도 있다. TWAG이 핸드오버 이후에 라우팅 룰의 업데이트를 기다리고 라우팅 룰의 업데이트가 완료되면 데이터 전송을 개시하는 과정은 앞서 설명한 바와 유사하다(S2660, S2665, S2640, S2645). 도 26에는 3GPP 접속 손실의 실시 예만이 도시되어 있으나, WLAN 접속 손실의 경우에도 상술한 과정이 유사하게 적용될 수 있다. 터널 생성 없이 데이터 인덱스만이 전송되는 경우, eNB와 PGW 또는 TWAG와 PGW 간의 터널 생성 과정이 생략될 수 있어 네트워크 노드들 간의 리소스 사용이 줄어드는 장점이 있다.
5. 장치 구성
도 27은 제안하는 실시 예에 따른 노드 장치의 구성을 도시하는 도면이다.
제안하는 실시 예에 따른 단말 장치(100)는, 송수신장치(110), 프로세서(120) 및 메모리(130)를 포함할 수 있다. 송수신장치(110)은 외부 장치로 각종 신호, 데이터 및 정보를 송신하고, 외부 장치로 각종 신호, 데이터 및 정보를 수신하도록 구성될 수 있다. 또는, 송수신장치(110)는 송신부와 수신부로 분리되어 구현될 수도 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 27을 참조하면 제안하는 실시 예에 따른 네트워크 노드 장치(200)는, 송수신장치(210), 프로세서(220) 및 메모리(230)를 포함할 수 있다. 송수신장치(210)는 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. 송수신장치(210)는 송신부와 수신부로 분리되어 구현될 수도 있다. 프로세서(220)는 네트워크 노드 장치(200) 전반의 동작을 제어할 수 있으며, 네트워크 노드 장치(200)가 외부 장치와 송수신할 정보 등을 연산 처리하는 기능을 수행하도록 구성될 수 있다. 또한, 프로세서(220)는 본 발명에서 제안하는 네트워크 노드 동작을 수행하도록 구성될 수 있다. 메모리(230)는 연산 처리된 정보 등을 소정시간 동안 저장할 수 있으며, 버퍼(미도시) 등의 구성요소로 대체될 수 있다.
또한, 위와 같은 단말 장치(100) 및 네트워크 장치(200)의 구체적인 구성은, 전술한 본 발명의 다양한 실시예에서 설명한 사항들이 독립적으로 적용되거나 또는 2 이상의 실시예가 동시에 적용되도록 구현될 수 있으며, 중복되는 내용은 명확성을 위하여 설명을 생략한다.
상술한 본 발명의 실시예들은 다양한 수단을 통해 구현될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 실시예들은 하드웨어, 펌웨어(firmware), 소프트웨어 또는 그것들의 결합 등에 의해 구현될 수 있다.
하드웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 실시예들에 따른 방법은 하나 또는 그 이상의 ASICs(Application Specific Integrated Circuits), DSPs(Digital Signal Processors), DSPDs(Digital Signal Processing Devices), PLDs(Programmable Logic Devices), FPGAs(Field Programmable Gate Arrays), 프로세서, 컨트롤러, 마이크로 컨트롤러, 마이크로 프로세서 등에 의해 구현될 수 있다.
펌웨어나 소프트웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 실시예들에 따른 방법은 이상에서 설명된 기능 또는 동작들을 수행하는 장치, 절차 또는 함수 등의 형태로 구현될 수 있다. 소프트웨어 코드는 메모리 유닛에 저장되어 프로세서에 의해 구동될 수 있다. 상기 메모리 유닛은 상기 프로세서 내부 또는 외부에 위치하여, 이미 공지된 다양한 수단에 의해 상기 프로세서와 데이터를 주고 받을 수 있다.
상술한 바와 같이 개시된 본 발명의 바람직한 실시형태에 대한 상세한 설명은 당업자가 본 발명을 구현하고 실시할 수 있도록 제공되었다. 상기에서는 본 발명의 바람직한 실시 형태를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명은 여기에 나타난 실시형태들에 제한되려는 것이 아니라, 여기서 개시된 원리들 및 신규한 특징들과 일치하는 최광의 범위를 부여하려는 것이다.
상술한 바와 같은 접속 손실 처리 방법 및 데이터 처리 방법은 3GPP 시스템뿐 아니라, 그 외에도 IEEE 802.16x, 802.11x 시스템을 포함하는 다양한 무선 통신 시스템에 적용하는 것이 가능하다. 나아가, 제안한 방법은 초고주파 대역을 이용하는 mmWave 통신 시스템에도 적용될 수 있다.
Claims (12)
- SCM(Single Connection Mode) 또는 TSCM(Transparent SCM)으로 동작하는 단말의 접속 손실 발생시, 제1 네트워크 망에서 동작하는 제1 네트워크 엔티티가 데이터를 처리하는 방법에 있어서,제1 네트워크 망과 제2 네트워크 망에 동시에 접속하여 동작하는 단말의 상기 제2 네트워크 망에 대한 접속 손실이 발생함에 따라, 상기 제2 네트워크 망의 데이터를 상기 단말로 전달할 것을 요청하는 정보를 제3 네트워크 엔티티로부터 수신하는 단계;상기 제2 네트워크 망의 제2 네트워크 엔티티가 상기 단말에 전송중이던 데이터를 상기 제3 네트워크 엔티티로부터 전달받는 단계; 및상기 단말에 대한 라우팅 룰(routing rule)이 갱신될 때까지 상기 제3 네트워크 엔티티로부터 전달받은 상기 데이터를 버퍼링하는 단계를 포함하는, 데이터 처리 방법.
- 제1항에 있어서,상기 데이터 처리 방법은,상기 제3 네트워크 엔티티로부터 상기 라우팅 룰의 갱신이 완료되었음을 알리는 지시자를 수신하는 단계; 및상기 지시자가 수신됨에 따라 상기 버퍼링 중인 데이터를 상기 단말로 전송하는 단계를 더 포함하는 것인, 데이터 처리 방법.
- 제1항에 있어서,상기 정보가 상기 제2 네트워크 망의 데이터를 전달하기 위한 터널을 생성하는 요청인 경우, 상기 제3 네트워크 엔티티로부터 전달받는 데이터는 생성된 터널을 통해 수신되는 것인, 데이터 처리 방법.
- 제1항에 있어서,상기 제3 네트워크 엔티티가 상기 제2 네트워크 엔티티로부터 상기 단말에 전송이 완료된 데이터의 부분을 나타내는 인덱스를 수신한 경우,상기 제3 네트워크 엔티티로부터 전달받는 데이터는 상기 제3 네트워크 엔티티가 버퍼링 중인 데이터 중에서 상기 인덱스가 나타내는 부분 이후의 데이터인 것인, 데이터 처리 방법.
- 제1항에 있어서,상기 제1 네트워크 망은 WLAN(Wireless Local Area Network) 망이고, 상기 제2 네트워크 망은 3GPP 망이고, 상기 제1 네트워크 엔티티는 상기 제1 네트워크 망에서 동작하는 TWAG(Trusted WLAN Access Gateway)이고, 상기 제2 네트워크 엔티티는 상기 제2 네트워크 망에서 동작하는 eNB(evolved Node B)이고, 상기 제3 네트워크 엔티티는 PGW(Packet data network GateWay)인 것인, 데이터 처리 방법.
- 제1항에 있어서,상기 제3 네트워크 엔티티로부터 전달받는 데이터는, 상기 제2 네트워크 엔티티가 상기 단말에 전송중이던 전체 데이터 중에서 상기 제1 네트워크 망으로 핸드오버될 수 있는 데이터인 것인, 데이터 처리 방법.
- SCM(Single Connection Mode) 또는 TSCM(Transparent SCM)으로 동작하는 단말의 접속 손실 발생시, 제1 네트워크 망에서 동작하고 데이터를 처리하는 제1 네트워크 엔티티에 있어서,송신부;수신부; 및상기 송신부 및 상기 수신부와 연결되어 동작하는 프로세서를 포함하되,상기 프로세서는,제1 네트워크 망과 제2 네트워크 망에 동시에 접속하여 동작하는 단말의 상기 제2 네트워크 망에 대한 접속 손실이 발생함에 따라, 상기 제2 네트워크 망의 데이터를 상기 단말로 전달할 것을 요청하는 정보를 제3 네트워크 엔티티로부터 수신하도록 상기 수신부를 제어하고,상기 제2 네트워크 망의 제2 네트워크 엔티티가 상기 단말에 전송중이던 데이터를 상기 제3 네트워크 엔티티로부터 전달받도록 상기 수신부를 제어하고,상기 단말에 대한 라우팅 룰(routing rule)이 갱신될 때까지 상기 제3 네트워크 엔티티로부터 전달받은 상기 데이터를 버퍼링하는 것인, 제1 네트워크 엔티티.
- 제7항에 있어서,상기 프로세서는,상기 제3 네트워크 엔티티로부터 상기 라우팅 룰의 갱신이 완료되었음을 알리는 지시자를 수신하도록 상기 수신부를 제어하고,상기 지시자가 수신됨에 따라 상기 버퍼링 중인 데이터를 상기 단말로 전송하도록 상기 송신부를 제어하는 것인, 제1 네트워크 엔티티.
- 제7항에 있어서,상기 정보가 상기 제2 네트워크 망의 데이터를 전달하기 위한 터널을 생성하는 요청인 경우, 상기 제3 네트워크 엔티티로부터 전달받는 데이터는 생성된 터널을 통해 수신되는 것인, 제1 네트워크 엔티티.
- 제7항에 있어서,상기 제3 네트워크 엔티티가 상기 제2 네트워크 엔티티로부터 상기 단말에 전송중이던 데이터의 인덱스를 수신한 경우,상기 제3 네트워크 엔티티로부터 전달받는 데이터는 상기 제3 네트워크 엔티티가 버퍼링 중인 데이터 중에서 상기 인덱스가 나타내는 부분 이후의 데이터인 것인, 제1 네트워크 엔티티.
- 제7항에 있어서,상기 제1 네트워크 망은 WLAN(Wireless Local Area Network) 망이고, 상기 제2 네트워크 망은 3GPP 망이고, 상기 제1 네트워크 엔티티는 상기 제1 네트워크 망에서 동작하는 TWAG(Trusted WLAN Access Gateway)이고, 상기 제2 네트워크 엔티티는 상기 제2 네트워크 망에서 동작하는 eNB(evolved Node B)이고, 상기 제3 네트워크 엔티티는 PGW(Packet data network GateWay)인 것인, 제1 네트워크 엔티티.
- 제7항에 있어서,상기 제3 네트워크 엔티티로부터 전달받는 데이터는, 상기 제2 네트워크 엔티티가 상기 단말에 전송중이던 전체 데이터 중에서 상기 제1 네트워크 망으로 핸드오버될 수 있는 데이터인 것인, 제1 네트워크 엔티티.
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