KR20200083423A - 무선 통신 시스템에서 서비스를 제어하기 위한 방법 - Google Patents

무선 통신 시스템에서 서비스를 제어하기 위한 방법 Download PDF

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Abstract

실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 신호를 송수신 하는 단말에서의 방법은 타 단말과 데이터 송수신을 위해 Gateway Mobile Switching Center(GMSC)로 Circuit Switched voice network(CS) 서비스 요청을 전송하는 단계; 및 상기 GSMC로부터 상기 서비스 요청에 대한 호 거절 응답을 수신하는 단계를 포함하며, 상기 호 거절 응답은 상기 타 단말의 코어 네트워크 중 하나의 엔티티에서 전송하는 것을 특징으로 한다. 실시 예에 따르면, PS 서비스만 사용하는 수신 단말기에 발신 단말기가 CS서비스를 요청하는 경우에도 망의 부하를 높이지 않은 상태에서 서비스 제공이 가능하다.

Description

무선 통신 시스템에서 서비스를 제어하기 위한 방법 {METHOD FOR CONTROLLING SERVICE IN WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM}
실시 예는 무선통신 시스템에서 네트워크 망의 부하를 높이지 않으면서 통신 서비스를 제어하는 방법 및 장치에 관한 발명이다.
도 1은 LTE 이동 통신 시스템의 구조를 도시하는 도면이다.
상기 도 1을 참조하면, 도시한 바와 같이 LTE 이동 통신 시스템의 무선 액세스 네트워크는 차세대 기지국(Evolved Node B, EUTRAN, 이하 ENB 또는 Node B라 한다)(105) 과 MME(Mobility Management Entity)(110) 및 S-GW(Serving Gateway)(115)로 구성된다. 사용자 단말(User Equipment, 이하 UE 또는 단말이라 칭한다)(100)은 ENB(110) 및 S-GW(115), 그리고 P-GW(PDN - Gateway)(120)를 통해 외부 네트워크에 접속할 수 있다.
AF(Application Function)(130)은 사용자와 application 수준에서 application과 관련된 정보를 교환하는 장치이다.
PCRF(125)는 사용자의 QoS와 관련된 policy를 제어하는 장치이며, policy에 해당하는 PCC(Policy and Charging Control) rule은 P-GW(120)에 전달되어 적용된다.
ENB(105)는 RAN(Radio Access Network) 노드로써 UTRAN 시스템의 RNC 그리고 GERAN 시스템의 BSC에 대응된다. ENB(105)는 UE(100)와 무선 채널로 연결되며 기존 RNC/BSC와 유사한 역할을 수행한다.
LTE에서는 인터넷 프로토콜을 통한 VoIP(Voice over IP)와 같은 실시간 서비스를 비롯한 모든 사용자 트래픽이 공용 채널(shared channel)을 통해 서비스 되므로, UE(100)들의 상황 정보를 취합해서 스케줄링을 하는 장치가 필요하며 이를 ENB(105)가 담당한다.
S-GW(115)는 데이터 베어러를 제공하는 장치이며, MME(110)의 제어에 따라서 데이터 베어러를 생성하거나 제거한다.
MME(110)는 각 종 제어 기능을 담당하는 장치로 하나의 MME(110)는 다수의 기지국 들과 연결될 수 있다.
PCRF(Policy Charging and Rules Function)(125)은 트레픽에 대한 QoS 및 과금을 총괄적으로 제어하는 엔터티이다.
이와 같은 무선 통신 시스템에서 서비스를 제공 할 때 네트워크 망의 부하를 높이지 않으면서 서비스를 제공할 수 있는 방법 및 장치가 요구된다.
본 발명의 실시 예는 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로, PS(Packet Switched data network)에만 가입한 사용자에게 CS(Circuit Switched voice network)서비스 요청이 제공 될 때, 망의 부하를 높이지 않으면서 사용자에게 서비스 제한을 알릴 수 있는 방법 및 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 다른 실시 예는 일반호를 사용하고 있는 사용자의 단말에서 응급호 발신이 필요한 경우 망의 부하를 주지 않고, 요구되는 조건 안에 응급호를 발신할 수 있도록 하는 방법 및 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시 예는 네트워크 망이 혼잡 상황에 있을 때 혼잡의 정도를 높이지 않으면서 서비스를 조절할 수 있는 방법 및 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 신호를 송수신 하는 단말에서의 방법은 타 단말과 데이터 송수신을 위해 Gateway Mobile Switching Center(GMSC)로 Circuit Switched voice network(CS) 서비스 요청을 전송하는 단계; 및 상기 GSMC로부터 상기 서비스 요청에 대한 호 거절 응답을 수신하는 단계를 포함하며, 상기 호 거절 응답은 상기 타 단말의 코어 네트워크 중 하나의 엔티티에서 전송하는 것을 특징으로 한다.
다른 실시 예에 따르는 무선 통신시스템의 단말에서 혼잡제어 방법은 기지국으로 Non-Access-Stratum(NAS) 요청을 전송하는 단계; 상기 요청에 대응하여 코어네트워크로부터 혼잡으로 인한 NAS 거절을 수신하는 단계; 및 상기 단말과 상기 기지국 사이의 Radio Resource Control(RRC) 연결이 해제되어야 함을 지시하는 지시자를 포함하는 RRC 연결 설정(connection setup)신호를 상기 기지국에 전송하는 단계를 포함한다.
다른 실시 예에 따르는 무선 통신 시스템에서 단말은 타 단말과 데이터 송수신을 위해 Gateway Mobile Switching Center(GMSC)로 Circuit Switched voice network(CS) 서비스 요청을 전송하는 송수신부; 및 상기 상기 GSMC로부터 상기 서비스 요청에 대한 호 거절 응답을 수신하도록 상기 송수신부를 제어하는 제어부를 포함하며, 상기 호 거절 응답은 상기 타 단말의 코어 네트워크 중 하나의 엔티티에서 전송하는 것을 특징으로 한다.
또 다른 실시 예에 따르는 혼잡제어를 수행하는 단말은 기지국으로 Non-Access-Stratum(NAS) 요청을 전송하고, 상기 요청에 대응하여 코어네트워크로부터 혼잡으로 인한 NAS 거절을 수신하는 송수신부; 및 상기 송수신부를 제어하여 상기 단말과 상기 기지국 사이의 Radio Resource Control(RRC) 연결이 해제되어야 함을 지시하는 지시자를 포함하는 RRC 연결 설정(connection setup)신호를 상기 기지국에 전송하는 제어부를 포함한다.
실시 예에 따르면, PS 서비스만 사용하는 수신 단말기에 발신 단말기가 CS서비스를 요청하는 경우에도 망의 부하를 높이지 않은 상태에서 서비스 제공이 가능하다.
다른 실시 예에 따르면, 사용자 단말이 일반호를 사용하고 있는 도중 응급호를 제공해야 하는 경우에도 응급호의 요구 조건에 맞는 서비스를 제공할 수 있는 효과가 있다.
또 다른 실시 예에 따르면, 망의 혼잡 상황에서 혼잡을 해결 할 때 망의 부하를 줄일 수 있는 방향으로 서비스 제공하는 것이 가능하다.
도 1은 LTE 이동 통신 시스템의 구조를 도시하는 도면이다.
도 2은 제1실시 예에 따른 신호 송수신 과정을 나타낸 도면이다.도 3은 제1실시 예에 따른 다른 신호 송수신 과정을 나타낸 도면이다.
도 4은 제1실시 예에 따른 또 다른 신호 송수신 과정을 나타낸 도면이다.
도 5는 제2실시 예에 따른 신호 송수신 과정을 나타내는 도면이다.
도 6는 제2실시 예에 따른 다른 신호 송수신 과정을 나타내는 도면이다.
도 7은 제2실시 예에 따른 다른 신호 송수신 과정을 나타내는 도면이다.
도 8은 제2실시 예에 따른 또 다른 신호 송수신 과정을 나타내는 도면이다.
도 9는 제3실시 예에 따른 신호 송수신 과정을 나타내는 도면이다.
도 10는 제3실시 예에 따른 다른 신호 송수신 과정을 나타내는 도면이다.
도 11는 제3실시 예에 따른 다른 신호 송수신 과정을 나타내는 도면이다.
도 12는 제3실시 예에 따른 또 다른 신호 송수신 과정을 나타내는 도면이다.
하기에서 본 발명의 실시 예들을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.
마찬가지 이유로 첨부 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 개략적으로 도시되었다. 또한, 각 구성요소의 크기는 실제 크기를 전적으로 반영하는 것이 아니다. 각 도면에서 동일한 또는 대응하는 구성요소에는 동일한 참조 번호를 부여하였다.
또한 본 발명의 실시 예들을 구체적으로 설명함에 있어서, 기본적인 3GPP(Third Generation Partnership Project) LTE 시스템을 주된 대상으로 할 것이지만, 본 발명의 실시 예들은 유사한 기술적 배경 및 시스템 형태를 가지는 여타의 통신/컴퓨터 시스템에도 본 발명의 범위를 크게 벗어나지 아니하는 범위에서 적용 가능하며, 이는 본 발명의 기술 분야에서 숙련된 기술적 지식을 가진 자의 판단으로 가능할 것이다. 예를 들면, LTE 시스템을 대상으로 한 본 기술은 유사한 시스템 구조를 갖는 UTRAN/GERAN 시스템에서도 적용될 수 있다. 이 경우 ENB(RAN 노드)는 RNC/BSC로 대치될 수 있으며, MME는 SGSN에 대치될 수 있으며, S-GW는 생략되거나 SGSN에 포함되고, P-GW는 GGSN에 대응될 수 있다. 또한 LTE 시스템의 bearer개념은 UTRAN/GERAN 시스템의 PDP context에 대응될 수 있다. 또한 실시 예 전반에서 각 통신 엔티티는 다른 엔티티와 신호를 송수신 할 수 있는 송수신부 및 상기 송수신부를 제어하며 상기 송수신부를 통해 송수신되는 신호를 기반으로 연산을 할 수 있는 제어부를 포함할 수 있다. 또한 실시 예에서 단말은 사용자에게 시각적인 신호를 줄 수 있는 표시부를 포함할 수 있다.
<제1실시 예>
지금까지 일반적으로 무선 통신 서비스를 받는 사용자들은 음성 통화를 위한 CS(Circuit Switched voice network) 서비스와 데이터 통신을 위한 PS(Packet Switched data network) 서비스에 대한 가입을 동시에 하는 것이 일반적이었다.
실시 예에서 PS 서비스에 대해서만 가입된 사용자가정될 수 있다. 실시 예에서 PS 서비스에 대해서만 가입된 사용자들도 SMS서비스는 받을 수 있으나 별도의 조치 없이 CS서비스를 제공받을 수 없다. 즉, 실시 예에서 음성 통화 등의 CS 서비스 없이 PS 데이터 서비스와 SMS 서비스를 받는 사용자가(이러한 사용자를 차후 PS only with SMS 사용자라 칭함)가 가정될 수 있다.
만약 사용자 단말이 PS only with SMS 사용자를 위해 네트워크에 등록된 경우, 사업자 네트워크는 데이터 서비스와 SMS 송수신 서비스를 사용자에게 제공할 수 있다. 그런데 이러한 사용자에 대해 모바일 단말(mobile terminating) CS 서비스(예. 음성 통화)요청이 발생하는 경우가 생길 수 있다. 예를 들면 수신자의 전화번호를 고려하지 않은 무작위 광고/홍보 전화, 구 음성 통화 가입자에게 할당되었다가 회수되어 PS only with SMS 가입자에게 할당된 전화번호에 대해 구 음성 통화 가입자로 잘못 인지하여 전화를 거는 경우가 있을 수 있다.
이처럼 PS only with SMS 사용자에게 mobile terminating CS 서비스(음성 통화)가 발생하면 네트워크는 가입자의 위치 확인 및 paging 등과 같은 시그널링 과정을 거쳐야 하며, 어차피 가입자가 CS 서비스(음성 통화 서비스)를 사용할 수 없기 때문에 무의미한 과정으로 사업자 망의 부하만 증가시키는 요인이 된다.
실시 예에서는 상기와 같은 문제를 해결하기 위해 다음의 과정을 제안한다. 실시 예의 사업자 망에서 수신자가 현재 PS only with SMS로서 네트워크에 등록되어 있고, 이 수신자에게 mobile terminating CS 서비스 발생했음을 인지한 경우에, 사용자 단말이 CS 서비스에 대해 detach 되어있다고 판단하는 것(즉, 음성 통화를 거부하는 것 또는 CS서비스를 지원하지 않는 것)으로 해결할 수 있다. 보다 구체적으로 다음과 같은 방안들을 이용할 수 있다.
도 2는 제1실시 예에 따른 HLR(Home Location Register)를 판단 주체로 한 신호 송수신 과정을 나타낸 도면이다.
단계 210에서 UE1(201)은 MME(202), MSC(203) 및 HLR(204) 중 하나 이상에 PS only with SMS 단말로 등록 될 수 있다. 실시 예에서 사용자 단말(User Equipment, UE)(201)은 PS only with SMS를 사용하는 단말로, PS 데이터 서비스와 SMS만 사용 가능하다. 실시 예 전반에서 PS only with SMS 는 CS 서비스를 받지 못하는 단말도 적용될 수 있다.
단계 215에서 상대편 사용자의 단말(UE2)(206)은 UE1(201)이 PS only with SMS 가입자임을 모르고 음성 통화 발신할 수 있다. 실시 예에서 음성 통화로 예시되지만 이에 한정되지 않고 CS를 통한 서비스를 포함할 수 있다.
단계 220에서 UE2(206)은 UE1(201)을 수신단말로 하여 음성 통화 발신을 하기 위한 요청을 GMSC(Gateway Mobile Switching Center)(205)에 전달할 수 있다.
단계 225에서 상기 음성 통화 요청이 GMSC(205)에 도착하면, GMSC(205)는 가입자가 위치한 MSC/VLR을 찾기 위해 HLR(204)에게 Send Routing Information Request(SRI)메시지를 전달한다. 상기 메시지에는 현재 발생한 서비스가 음성 통화(또는 SMS외의 CS 서비스 인지)인지 SMS인지를 나타내기 위한 service indicator가 포함될 수 있다.
단계 230에서 HLR(204)은 사용자 단말의 등록 정보(또는 가입 정보)에 따라 만약 UE1(201)으로 향하는 서비스가 SMS인지 여부와 상기 UE1(201)의 가입 정보를 판단한다. 만약 상기 서비스가 SMS이면 UE1(201)이 등록된 MSC(203)로 서비스 요청을 전달할 수 있다.
만약 서비스가 그 외의 것(CS 서비스나 음성 통화)일 경우, HLR(204)는 사용자 단말(201)이 해당 서비스에 대해 detach가 된 것과 같이 처리할 수 있다.
단계 235에서 이 때, HLR(204)은 SRI에 대한 응답으로 해당 호가 거부되었음을 알리는 메시지를 GSMC(205)에 전달할 수 있다. 상기 호 거부 메시지에는 사용자 단말이 PS only with SMS 의 형태로만 등록되었음을 알리기 위한 정보를 포함될 수 있다. 실시 예에 따라 상기 단계 235의 과정은 Send Routing Information Response 메시지를 사용하거나, 새로운 형태의 메시지를 사용해서 수행될 수 있다.
단계 240에서 GMSC(205)는 negative 응답을 받은 경우 paging retry를 하지 않아야 하므로 paging timer를 종료할 수 있다.
단계 245에서 GSMC(205)는 음성 통화(SMS외의 CS 서비스)에 대한 시도가 실패했음을 발신자의 네트워크에 알린다. 발신자의 네트워크는 이를 인지한 경우 발신자 단말(206)에게 수신자가 PS only with SMS의 형태로 등록되어 있어서 다른 CS 서비스(음성통화)가 불가능하며, SMS는 사용 가능함을 알릴 수 있다. 이러한 과정은 GMSC(205)가 발신자 단말(206)에게 통해 직접 전달하거나, 발신자 네트워크의 MSC에게, 그리고 MSC가 RNC(BSC)를 통해 발신자 단말(206)에게 상기 정보를 전달함으로써 이루어질 수 있으며, 이를 수신한 발신자 단말(206)은 이를 저장하거나 사용자에게 공지할 수 있다. 사용자에 대한 상기 공지는 음성의 형태로 안내 문구를 전달하는 것이나, 사용자 단말의 화면을 통해 알려주는 것 등이 포함될 수 있다.
도 3은 제1실시 예에 따른 다른 신호 송수신 과정을 나타낸 도면이다.
도 3을 참조하면 단계 310에서 UE1(301)은 MME(302), MSC(303) 및 HLR(304) 중 하나 이상에 PS only with SMS 단말로 등록 될 수 있다. 실시 예에서 사용자 단말(UE1)(301)은 PS only with SMS를 사용하는 단말로, PS 데이터 서비스와 SMS만 중 하나 이상을 제공할 수 있다.
단계 315에서 상대편 사용자의 단말(306)은 UE1(301)이 PS only with SMS 가입자임을 모르고 음성 통화 발신할 수 있다.
단계 320에서 UE2(306)의 음성 통화 요청이 GMSC(305)에 도착하면, 단계 325에서 GMSC(305)는 UE1(301)이 위치한 MSC(303)를 찾아 IAM 메시지를 전달할 수 있다. 상기 IAM 메시지는 현재 발생한 서비스가 음성 통화(SMS이외의 CS 서비스)인지 SMS인지를 나타내기 위한 service indicator가 포함할 수 있다.
단계 330에서 MSC(303)는 만약 UE1(301)으로 향하는 서비스가 SMS이면 UE1(301)이 등록된 MME(302)에게 paging request를 보내며, 만약 서비스가 그 외의 CS 서비스(예. 음성 통화)이면 단계 335에서 UE1(301)의 사용자가 PS only with SMS로 등록 되었음을 GMSC(305)에게 알리는 메시지를 전달할 수 있다. 상기 메시지는 호 거절(Call reject)메시지일 수 있으며, 상기 호 거절 메시지는 거절 원인을 포함할 수 있다. 또한 실시 예의 단계 335에서 MSC(303)는 RCH 메시지를 사용하거나, 새로운 형태의 메시지를 통해 UE1(301)의 사용자가 PS only with SMS로 등록 되었음을 알릴 수 있다.
응답을 수신한 후의 GMSC(305)의 동작은 도 2의 단계 240과 단계 245와 동일한 동작을 각각 단계 340 및 단계 345에서 수행할 수 있다.
도 4은 제1실시 예에 따른 또 다른 신호 송수신 과정을 나타낸 도면이다.
단계 410에서 UE1(401)은 MME(402), MSC(403) 및 HLR(404) 중 하나 이상에 PS only with SMS 단말로 등록 될 수 있다. 실시 예에서 사용자 단말(UE1)(401)은 PS only with SMS를 사용하는 단말이다.
단계 415에서 그런데, 상대편 사용자의 단말(406)은 UE1(401)이 PS only with SMS 가입자임을 모르고 음성 통화 발신할 수 있다.
단계 420에서 음성 통화 요청이 GMSC(405)에 도착하면, GMSC(405)는 UE1(401)이 위치한 MSC(403)를 찾아 IAM 메시지를 전달할 수 있다. 상기 IAM 메시지는 현재 발생한 서비스가 음성 통화(SMS이외의 CS 서비스)인지 SMS인지를 나타내기 위한 service indicator가 포함할 수 있다
단계 430에서 MSC(403)는 MME(402)에게 paging request 메시지를 전달한다. 상기 paging request 메시지는 SGs_Paging_Req 메시지를 통해 전달 될 수 있으며, 상기 SGs_Paging_Req 메시지는 상기 페이징이 어떤 서비스를 제공하기 위한 페이징인지 나타내는 지시자를 포함할 수 있다.
단계 435에서 MME(402)는 만약 UE1(401)으로 향하는 서비스가 SMS이면 서비스를 진행할 수 있다.
만약 서비스가 그 외의 CS 서비스(예. 음성 통화)이면 단계 440에서 UE 1(401)의 사용자가 PS only with SMS의 형태로 등록되어 있음을 MSC(403)에 알리는 메시지를 전달할 수 있다. 상기 메시지는 Paging reject일 수 있으며, 상기 메시지는 페이징 거절의 이유를 나타내는 지시자를 포함할 수 있다. 또한 실시 예에서 MME(402)는 SGs paging reject 메시지를 사용하거나, 새로운 형태의 메시지를 사용할 수도 있다.
단계 445에서 MSC(403)는 페이징 거절 등의 negative 응답을 받은 경우 paging retry를 하지 않아야 하므로 paging timer를 종료할 수 있다.
단계 450에서 MSC(403)은 음성 통화를 하기 위한 호가 거절되었음을 GMSC(405)에 알릴 수 있다. 실시 예에서 음성 통화 시도가 실패했음을 발신자의 네트워크에 알리는 형태로는 호 거절 메시지와 함께 거절된 원인을 포함하는 메시지를 통해 GMSC(405)에 알릴 수 있다.
이후 발신자 네트워크의 단계 455및 단계 466의 동작은 상기 도 2의 단계 240 및 단계 245와 동일하게 진행될 수 있다.
<제2실시 예>
한편, 단말이 응급 서비스(emergency service)를 받고자 할 때는 일반 베어러(normal bearer)가 아닌 응급 베어러(emergency bearer)가 생성되어야 한다. 보통의 경우 일반적인 normal bearer은 emergency bearer로 전환되어 사용될 수 없다. 만약 사용자가 emergency service를 요청 한 경우, 실시 예에 따라 사업자 네트워크는 local regulation(정부의 규제 등)에서 정한 시간 한도 내에 emergency call을 setup(설정)해 주어야만 한다.
그런데 사용자 단말이 동시에 activation 할 수 있는 최대 bearer의 개수는 구현에 따라 제한될 수 있다. 단말들은 일반적으로 최대 1, 3, 또는 5개까지 bearer를 동시에 activation할 수 있다. 만약 단말이 시스템에 attach(등록)하여 사용 중인 normal bearer의 수가 최대 bearer의 수에 이른 경우에 응급 호(emergency call)를 수행하는 경우나, 아니면 emergency service에 필요한 최대 bearer의 수가 다수일 경우 emergency service를 위한 bearer들을 전부 생성하면 단말이 지원할 수 있는 최대 bearer의 수를 초과하게 될 수 있다(예를 들면 최대 지원 bearer수는 3개, active normal bearer의 수는 2개, 필요 Emergency bearer의 수는 2개인 경우). 이 경우엔 emergency service 제공을 위해서는 normal bearer를 정리하여 emergency bearer를 생성해 주어야 할 필요성이 있다.
단말은 자신이 사용할 수 있는 bearer 최대 개수, 현재 활성화(active)된 normal bearer의 수, 그리고 emergency call(service)에 필요한 bearer의 수를 고려해 normal bearer 정리를 수행한 후 emergency bearer를 설정(setup)하거나, 아니면 emergency bearer setup을 요청하면서 normal bearer 정리를 동시에 요청할 수도 있다.
즉, 사용자 단말은 emergency service이 필요하면, normal bearer에 대한 비활성(deactivation)을 네트워크에 요청하거나, 내부적인 비활성(locally deactivation)한 후 베어러 컨텍스트(bearer context)의 상태를 TAU 과정을 통해 코어 망에 알릴 수 있다. 한편 코어망(예. MME)가 단말의 최대 지원 bearer 수를 알고 있는 경우엔 단말이 emergency bearer 생성을 요청한 경우 알아서 normal bearer를 정리해 줄 수도 있다. 보다 구체적으로 다음과 같은 해결 방안을 사용할 수 있다.
도 5는 제2실시 예에 따른 신호 송수신 과정을 나타내는 도면이다.
보다 구체적으로 도 5는 본 발명의 한 실시예에 따라 attach 과정을 통해 emergency service를 제공하는 방법을 나타낸다.
도 5를 참조하면 실시 예 2에서 단말(501)이 MME(502), SGW(503), PGW(504) 및 HSS(505)가 포함된 네트워크와 신호를 송수신 할 수 있다. 실시 예에 따라 단말(501)은 기지국을 통해 상기 네트워크와 신호를 송수신 할 수 있다.
단계 510에서 단말(501)은 사용자가 긴급 서비스를 사용하기를 원하는 것을 감지할 수 있다.
단계 515에서 단말(501)은 현재 사용되는 베어러 수를 감지할 수 있다. 상기 현재 사용되는 베어러는 실시 예에 따라 일반 베어러 숫자일 수 있다. 단말(501)은 상기 감지한 베어러 수와 상기 긴급 서비스에 사용될 베어러 및 단말(501)이 동시에 지원할 수 있는 베어러 수를 기반으로 현재 사용되는 베어러 중 일부 또는 전부의 베어러가 비활성화 되어야 하는지 판단할 수 있다. 또한 실시 예에 따라 단말(501)은 자신이 동시에 active 할 수 있는 베어러의 개수가 현재 응급 호를 위해 필요한 베어러의 개수를 충족 시키지 못한다고 판단할 수 있다.
상기 판단 결과 단말(501)이 현재 사용하는 베어러를 비활성화 할 필요가 없는 경우 단말은 응급 서비스를 위한 호를 형성(establishment)하기 위해 MME(502)와 신호를 송수신 할 수 있다.
단계 515에서 일부 또는 전부의 사용중인 일반 베어러가 비활성화 될 필요가 있을 경우, 단말(501)은 l local detach를 수행할 수 있다. 상기 local detach는 단말(501)의 판단에 의해 단말(501)이 주도적으로 수행할 수 있다.
단계 525에서 단말(501)은 MME(502)에 응급 서비스(emergency service)에 대한 re-attach 과정을 수행할 수 있다. 실시 예에 따라 상기 과정은 Attach request를 전송하면서 이루어 질 수 있고, 상기 Attach request는 호 또는 서비스의 종류를 포함할 수 있다.
단계 530 및 단계 535에서 단말(501)로부터 상기 attach request를 수신한 코어망은 상기 attach request를 기반으로, emergency attach임을 판단하고, 인증/허가 및 베어러 컨텍스트 셋업을 통해, 기존 형성된 normal bearer는 삭제(cleanup)하고 emergency bearer 생성해 준다.
이 결과 단계 540에서 UE(501)와 코어망 사이에 IMS 호가 설정될 수 있다.
도 6는 제2실시 예에 따른 다른 신호 송수신 과정을 나타내는 도면이다.
보다 구체적으로 도 6은 본 발명의 한 실시예에 따라 사용자 단말이 명시적으로 normal bearer의 삭제를 요청하는 방법을 나타낸다.
도 6을 참조하면, 실시 예에서 단말(601)이 MME(602), SGW(603) 및 PGW(604) 가 포함된 네트워크와 신호를 송수신 할 수 있다. 실시 예에 따라 단말(601)은 기지국을 통해 상기 네트워크와 신호를 송수신 할 수 있다.
단계 610에서 단말(601)은 사용자가 긴급 서비스를 사용하기를 원하는 것을 감지할 수 있다.
단계 615에서 단말(601)은 현재 사용되는 베어러 수를 감지할 수 있다. 상기 현재 사용되는 베어러는 실시 예에 따라 일반 베어러 숫자일 수 있다. 단말(601)은 상기 감지한 베어러 수와 상기 긴급 서비스에 사용될 베어러 및 단말(601)이 동시에 지원할 수 있는 베어러 수를 기반으로 현재 사용되는 베어러 중 일부 또는 전부의 베어러가 비활성화 되어야 하는지 판단할 수 있다. 또한 실시 예에 따라 단말(601)은 자신이 동시에 active 할 수 있는 베어러의 개수가 현재 응급 호를 위해 필요한 베어러의 개수를 충족 시키지 못한다고 판단할 수 있다.
상기 판단 결과 단말(601)이 현재 사용하는 베어러를 비활성화 할 필요가 없는 경우 단말은 응급 서비스를 위한 호를 형성(establishment)하기 위해 MME(602)와 신호를 송수신 할 수 있다.
상기 판단 결과 단말(604)은 동시에 활성화(activate) 할 수 있는 베어러(bearer)의 개수로 인해 응급호를 위한 베어러 개수를 충족 못시킨다고 판단한 경우에 단계 620에서 normal bearer 또는 normal PDN connection 삭제를 코어 망에 요청한다. 실시 예에서 상기 요청은 Request bearer resource modification 또는 PDN disconnection request를 통해 MME(602)로 전달될 수 있다.
단계 625에서 상기 요청들을 수신한 MME(602)는 베어러 자원 명령 또는 세션 삭제 요청을 통해 SGW(603)에 상기 요청들을 전달할 수 있다.
단계 630에서 상기 요청들을 수신한 SGW(603)는 베어러 자원 명령 또는 세션 삭제 요청을 통해 PGW(605)에 상기 요청들을 전달할 수 있다.
단계 635 내지 단계 645에서 상기 요청에 대한 응답을 PGW(604)에서 SGW(603), SGW(603)에서 MME(602), MME(602)에서 단말(601)로 전달할 수 있다.
단계 650에서 이전 단계의 결과로 단말(601)은 detach될 수 있다.
단계 650에서 단말(601)은 MME(602)로 Attach Request또는 PDN 연결 요청을 전송할 수 있다. 상기 요청 전송 시 타입정보에 응급 여부를 표시할 수 있다. 또한 실시 예에 따라서 emergency PDN connectivity request를 전송하며, 만약 모든 bearer가 삭제된 경우에는 단말은 detach가 되므로 대신 emergency attach request를 전송할 수 있다.
단계 660에서 긴급 attach 및 PDN 연결 설정 중 하나 이상이 수행될 수 있고, 단계 650에서 IMC 호가 설정될 수 있다.
한편, 본 발명의 또 다른 한 실시예에 따르면, 사용자 단말(601)은 emergency service를 위해 기존 bearer들을 locally deactivate 시킨 후 TAU 과정을 통해 이를 코어 망에 알릴 수도 있다. 보다 구체적으로, 사용자가 emergency service를 UE(601)에 요청하면, UE(601)는 emergency service를 위해 기존 bearer의 일부 또는 전체가 deactivate 되야 한다고 판단될 경우, deactivate 될 bearer들을 선택한 후 이들을 제외한 나머지 active EPS bearer들의 정보만 TAU request 메시지의 EPS bearer context status에 active bit를 세팅해서 코어 네트워크로보낼 수 있다. 또 다른 실시 예에 따르면 UE(601)는 deactivate 될 bearer는 inactive로 표시하고, 남길 bearer는 active로 세팅해서 코워 네트워크로 보낼 수도 있다. 이 때 UE(601)는 EPS update type을 통해 현재 보내는 TAU가 emergency service에 대한 요청을 코어 네트워크에 알릴 수 있다. 또 다른 실시예에서 단말(601)은 Additional update type을 통해 현재 보내는 TAU가 emergency service에 대한 요청임을 코어네트워크에 알릴 수 있다. 또 다른 실시 예에 따르면 단말(601)은 별도의 emergency indicator를 통해 현재 보내는 TAU가 emergency service에 대한 요청임을 코어 네트워크에 알릴 수 있다. 단말(601)은 또한 이어지는 emergency service를 위해 S1/S5 setup이 진행되어야 함을 코어 네트워크에 알리기 위해 active flag도 setting할 수 있다.
MME(602)는 위 과정을 통해 UE(601)가 emergency 서비스를 위해 bearer context를 바꿨음을 인지할 수 있다. MME(602)는 자신이 저장하고 있는 EPS bearer context status와 단말이 TAU request에 넣은 EPS bearer context status를 비교해서 deactivate해야 할 EPS bearer가 있으면 bearer cleanup을 수행할 수 있다.
MME(602)는 UE(601)가 emergency 서비스를 위해 TAU를 보낸 경우는 UE(601)가 이어지는 emergency service 요청(PDN connectivity request)을 빨리 보낼 수 있도록 TAU accept를 bearer cleanup이 완료되기 전에 상기 emergency service 요청을 보낼 수 있다.
단말(601)은 TAU accept를 받으면 자신이 요청한 bearer context status의 수정이 완료되었음을 알게 되고, 이어지는 Emergency service를 위한 procedure를 수행한다.
만약 emergency service를 위한 bearer 정리가 필요한 상황이 idle mode에서 발생한 경우에는 실시 예에서, 다음의 방법을 적용할 수 있다.
사용자 단말(601)은 emergency service를 위해 기존 bearer의 일부 또는 전체가 deactivate 되야 한다고 판단될 경우, deactivate 될 bearer들을 선택한 후 이들을 제외한 나머지 active EPS bearer들의 정보만 TAU request 메시지의 EPS bearer context status에 active bit를 세팅해서 넣어서 코어네트워크로 보낸다. 또는 UE(601)는 deactivate 될 bearer는 inactive로 표시하고, 남길 bearer는 active로 세팅해 코어 네트워크로 보낼 수도 있다. Idle mode이므로 TAU request를 보내기 위해서 단말(601)은 eNB와 RRC connection을 맺어야 한다. UE(601)는 RRC connection setup request를 보내면서 establishment cause를 emergency로 setting할 수 있다.
eNB는 UE(601)로부터 받은 RRC 메시지에 들어있는 TAU request 메시지를 S1-AP의 Initial UE 메시지를 통해 전달하는데, 만약 RRC establishment cause가 emergency이면 이를 TAU request message와 함께 전달할 수 있다.
MME(602)는 TAU request를 받았는데 RRC establishment cause가 emergency이면 UE(601)가 emergency service를 위해 TAU request를 보냈음을 알 수 있다. 이후 동작은 앞선 과정 동일하게 진행될 수 있다.
앞선 상기 두 실시 예에서는 사용자 단말(601)이 locally deactive한 bearer 정보를 TAU 메시지를 사용해 네트워크에 알리는 것을 설명하였으나, 위 과정은 2G/3G망에서 RAU(Routing Area Update) 메시지를 통해 동일하게 적용될 수 있다. 또는 사용자 단말(601)은 네트워크에 보내는 ESR(Extended Service Request) 메시지에 상기 TAU 메시지에 넣었던 bearer status를 삽입해 대신 전송할 수도 있다.
상기 실시 예에 따른 방법들은, 기존 시스템의 큰 변경 없이 적용될 수 있다는 장점이 있으나, 응급 상황에서 가급적 emergency service를 사용자에게 빨리 적용할 수 있는 개선안도 필요할 수 있다.
도 7은 제2실시 예에 따른 다른 신호 송수신 과정을 나타내는 도면이다.
보다 구체적으로 도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따라 기존 bearer에 대한 정리와 새로운 emergency bearer의 생성이 동시에 진행될 수 있도록 하는 신호 송수신 방법에 대해 개시하고 있다.
도 7을 참조하면 실시 예에서는 단말(701)이 eNB(702), MME(703), SGW(704) 및 PGW(705) 가 포함된 네트워크와 신호를 송수신 할 수 있다.
단계 710에서 단말(701)은 사용자가 긴급 서비스를 사용하기를 원하는 것을 감지할 수 있다.
단계 715에서 단말(701)은 현재 사용되는 베어러 수를 감지할 수 있다. 상기 현재 사용되는 베어러는 실시 예에 따라 일반 베어러 숫자일 수 있다. 단말(701)은 상기 감지한 베어러 수와 상기 긴급 서비스에 사용될 베어러 및 단말(701)이 동시에 지원할 수 있는 베어러 수를 기반으로 현재 사용되는 베어러 중 일부 또는 전부의 베어러가 비활성화 되어야 하는지 판단할 수 있다. 또한 실시 예에 따라 단말(701)은 자신이 동시에 active 할 수 있는 베어러의 개수가 현재 응급 호를 위해 필요한 베어러의 개수를 충족 시키지 못한다고 판단할 수 있다.
상기 판단 결과 단말(701)이 현재 사용하는 베어러를 비활성화 할 필요가 없는 경우 단말은 응급 서비스를 위한 호를 형성(establishment)하기 위해 MME(702)와 신호를 송수신 할 수 있다.
상기 판단 결과 사용자가 emergency call 요청했을 때, UE(701)는 emergency service를 위해 기존 bearer의 일부 또는 전체가 deactivate 되야 한다고 판단될 경우, 단계 720에서 단말(701)은 deactivate 될 bearer들을 선택한 후 이들을 제외한 나머지 active EPS bearer들의 정보만 PDN connectivity request 메시지의 EPS bearer context status에 active bit를 세팅해 넣어서 MME(703)에보낼 수 있다. 또 다른 실시 예에서 UE(701)는 deactivate 될 bearer는 inactive로 표시하고, 남길 bearer는 active로 세팅해서 MME(703)으로 보낼 수도 있다. 단말(701)이 삭제할 bearer를 선택하는 기준은 ARP에 따라, QCI에 따라 또는 default/dedicated bearer 여부에 따라(dedicate bearer를 삭제), 및 일정 시간 activity가 없는 beaer인지 중 하나에 따라 결정될 수 있다.
단계 720에서 MME(703)는 위 과정을 통해 UE(701)가 emergency 서비스를 위해 bearer context를 바꿨음을 인지할 수 있다. MME(703)는 자신이 저장하고 있는 EPS bearer context status와 단말이 PDP connectivity request에 넣은 EPS bearer context status를 비교해서 deactivate해야할 EPS bearer가 있으면 bearer cleanup을 수행할 수 있다. 또한 단계 715에서 수신한 정보를 기반으로 bearer cleanup을 수행할 수도 있다. 이와 함께에 MME(703)는 emergency service를 위한 PDN connection을 생성하는 과정을 수행할 수 있다.
단계 725에서 MME(703)은 세션 생성 요청을 SGW(704)에 전송할 수 있다. 상기 세션 생성 요청은 제거 되어야 할 베어러 ID를 포함할 수 있다.
단계 730에서 SGW(704)는 PGW(705)에 단계 725에서 수신한 신호를 기반으로 세션 생성 요청을 전달할 수 있다.
단계 735 내지 단계 745에서 각 노드는 응답 메시지를 전달할 수 있고 단계 750에서 eNB(702)는 단말(701)에 RRC connection Reconfiguration을 전달할 수 있다. 상기 RRC connection Reconfiguration은 DBR 리스트를 포함할 수 있다.
단계 755에서 단말과 코어 네트워크 사이에 IMS 호 설정이 될 수 있다.
도 8은 제2실시 예에 따른 다른 신호 송수신 과정을 나타내는 도면이다.
보다 구체적으로 도 8에서 사용자 단말(801)은 emergency service에 대한 bearer 설정을 요청하면서, 기존 normal bearer들의 정리를 네트워크에서 해주기를 요청할 수도 있다.
도 8을 참조하면 실시 예에서는 단말(801)이 eNB(802), MME(803), SGW(804) 및 PGW(805) 가 포함된 네트워크와 신호를 송수신 할 수 있다.
단계 810 및 단계 815는 도 7의 단계 710 및 단계 715와 동일하게 진행될 수 있다.
*단계 820에서 사용자가 emergency call 요청하면, 단말(801)은 자신이 동시에 activate 할 수 있는 bearer의 개수로 인해 emergency call을 위한 bearer 개수를 충족 못 시킨다고 판단한 경우 Emergency PDN connectivity request에 단순히 기존 bearer 들에 대한 정리를 요청함을 알리는 식별자를 포함할 수 있다. 또한 상기 요청에는 단말(801)이 동시에 지원할 수 있는 베어러 정보를 포함시킬 수 있다.
단계 825에서 만약 단말(801)이 동시에 activate할 수 있는 최대 bearer의 개수가 코어망에 이미 알려진 경우라고 하면 MME(803)가 단말이 emergency service를 요청한 경우 자의적으로 bearer 처리를 해 줄 수 있다. 또는 만약 사용자 단말(801)이 bearer 정리를 요청했는데, 사용자 단말(801)에서 지원하는 bearer 수에 대한 정보를 망이 가지고 있지 않다면, MME(803)단순이 모든 normal bearer를 삭제하는 것도 가능하다.
실시 예에서 MME(803)는 사용자 가입 정보에 따라 단말(801)이 동시에 지원할수 있는 최대 Bearer를 알 수 있다. 이 경우엔 단말(801)의 context table에 ISMI에 따른 최대 지원 bearer 수의 mapping이 있거나, 아니면 IMEISV를 기준으로 단말(801) 기종에 따라 최대 사용할 수 있는 bearer의 수를 알 수도 있다. 이 경우엔 MME(803) 내부에 IEMISV에 따른 사용자 단말 기종, 그리고 이 기종에서 사용할 수 있는 최대 bearer의 수에 대한 mapping이 설정되어 있어야 한다.
사업자는 MME(803)에게 이러한 정보를 알리기 위해서 HSS의 단말 정보를 갱신하거나, 아니면 O&M 등의 configuration 방식을 사용하여 MME(803)에게 단말(801)의 IMEISV에 따른 기종, 그리고 이에 따른 최대 bearer의 수를 설정할 수 있다.
단말(801)이 emergency PDN connectivity request를 전송하면 MME(803)는 단말(801)에 대한 정보에 따라 최대 bearer 지원 개수에 의해 normal bearer의 전체 또는 일부가 삭제되어야 한다고 판단할 수 있다. 만약 일부 bearer만 삭제하는 경우 삭제할 bearer를 선택하는 기준은 ARP에 따라, 또는 QCI에 따라 또는 default/dedicated bearer 여부에 따라(dedicate bearer를 삭제), 또는 일정 시간 activity가 없는 beaer인지에 따라 결정될 수 있다.
단계 830 및 단계 835에서 코어 망은 active되어있는 해당 normal bearer들을 삭제(S-GW(804)와 P-GW(805)까지 bearer cleanup)하고 emergency bearer/session을 생성한다. 여기서 기존 bearer 삭제와 새로운 emergency bearer 생성은 동시에 발생할 수도 있고 병렬적으로 따로 진행될 수도 있다. 동시에 진행되는 경우는 emergency bearer 생성을 위한 create session request 메시지에 삭제할 bearer들의 list를 나타내거나 normal bearer 전체 삭제표시하기 위한 cleanup indicator를 삽입할 수 있다.
MME(803)는 삭제된 bearer의 정보와 새로 생긴 bearer의 정보(bearer id, bearer QoS, S5 TEID 등)을 eNB(802)에게 알림. eNB(802)는 이에 따라 UE(801)사이의 data radio bearer를 갱신한다.
코어 망은 emergency PDN connectivity request에 삭제할 bearer id들이 포함된 경우 active되어있는 해당 normal bearer들을 삭제(S-GW(804)와 P-GW(805)까지 bearer cleanup)하고 emergency bearer/session을 생성할 수 있다.
여기서 기존 bearer 삭제와 새로운 emergency bearer 생성은 동시에 발생할 수도 있고 병렬적으로 따로 진행될 수도 있다. 동시에 진행되는 경우는 emergency bearer 생성을 위해 전달되는 create session request 메시지에 삭제할 bearer들의 list 또는 normal bearer 전체 삭제를 위한 cleanup indicator를 삽입할 수 있다.
MME(803)는 삭제된 bearer의 정보와 새로 생긴 bearer의 정보(bearer id, bearer QoS, S5 TEID 등)을 eNB(802)에게 알릴 수 있다. eNB(802)는 이에 따라 UE(801)사이의 data radio bearer를 갱신하고, 최종적으로 이는 사용자 단말(801)에게 알려진다.
한편, 본 발명의 또 따른 한 실시예에 따라, EMM과정과 ESM 과정을 병합하는 방법도 제안한다. 즉, TAU/RAU request 메시지와 ESR 메시지에 ESM message container를 포함하여 전송하는 것이다. 여기서 ESM message container에는 단말(801)이 생성하여 보내는 ESM request 메시지가(예, PDN connectivity request)가 포함될 수 있다.
보다 구체적으로, emergency service가 initiation 된 경우 사용자 단말(801)은 locally deactivate한 bearer들의 정보를 TAU/RAU request 또는 ESR 메시지를 통해 앞선 실시예에 따라 전송하면서, 동시에 ESM message container에 PDN connectivity request를 포함해서 함께 전송한다. 즉, 단말(801)은 자신이 locally deactivation 시킨 bearer들의 정보 또는 deactivation 된 후 남아있는 bearer들의 정보를 TAU request/RAU request/ESR 메시지의 EPS bearer context status IE에 포함하고, ESM message container에 emergency service를 위한 PDN connectivity request를 포함시켜서 TAU/RAU request 또는 ESR 메시지를 MME(803)에게 전송한다. MME(803)는 앞선 실시예에 따라 단말의 bearer에 대한 cleanup을 수행함과 동시에 ESM message container에 들어있는 PDN connectivity request 메시지를 이용해 PDN connection 생성 요청도 처리할 수 있다. 전술한 실시 예 2에 따른 응급호 제공 방법에서 각 신호들이 포함하는 정보들은 서로 바꾸어서 사용될 수 있다.
<실시 예 3>
한편, 만약 코어 네트워크 노드(예, MME, SGSN)이 많은 시그널링 처리로 인해 혼잡에 빠진 경우, 코어 네트워크 노드는 자신에게 서비스를 받고 있던 사용자 단말들이 다른 코어 네트워크 노드에게 서비스 받도록 우회하도록 유도할 수 있다.
이 과정은 기지국 노드가 사용자 단말을 위한 코어 네트워크 노드를 새롭게 선택하는 과정과, 사용자 단말의 정보를 코어 네트워크 노드에 등록 하는 과정을 통해 이루어 진다. 그런데 만약 기지국 노드가 사용자 단말을 위한 코어 네트워크의 선택 과정 중에 상기 혼잡에 빠진 기존 코어 네트워크 노드를 다시 고른다면, 혼잡 상황이 개선되기 힘들다. 한편, 기지국이 새로운 코어 네트워크 노드를 선택하여 사용자 단말에 대한 코어 네트워크 노드가 변경된 경우, 새로운 코어 네트워크 노드는 사용자 단말에 대한 정보를 등록해야 하는데, 이 과정 중에 기존 코어 네트워크 노드에 저장되어 있는 사용자 단말의 정보를 얻으려고 요청한다면, 이를 처리하기 위해 혼잡에 빠진 기존 코어 네트워크 노드의 상태가 악화될 수 있다.
실시 예에서 먼저 (혼잡 상태인) 기존 코어 네트워크 노드는 사용자 단말에게 혼잡으로 인해 서비스 제공이 힘듬을 NAS 계층의 정보를 통해 알린다. 이를 수신한 사용자 단말은 코어 네트워크에 대한 등록(registration) 재설정 과정에서, 하위 계층(AS layer)에 기존 코어 네트워크 노드를 찾을 수 있는 정보 (예를 들면, S-TMSI, GUTI, GUMMEI, 또는 P-TMSI)를 제공하지 않는다. 기존 코어 네트워크 노드에 대한 정보가 없으면, 단말의 AS 계층은 기지국과 RRC 연결을 생성할 때 해당 정보를 제공할 수 없으며, 이는 기지국이 사용자 단말에 대한 새로운 코어 네트워크 노드를 선택하도록 유발한다. 사용자 단말의 NAS 요청 메시지 (예, attach request)는 기지국을 통해 새로 선택된 코어 네트워크 노드로 전달된다. 이 때, 사용자 단말은 새로운 코어 네트워크 노드가 사용자 단말에 대한 정보(context)를 기존 코어 네트워크 노드로부터 가져와 혼잡이 가중되는 것을 막기 위해, 새로운 코어 네트워크 노드가 사용자 단말의 정보(context)를 HSS와 직접 통신하는 과정을 통해 설정하도록 유발하는 정보(또는 식별자)를 새로운 코어 네트워크 노드에게 전달할 수 있다.
도 9는 제3실시 예에 따른 신호 송수신 과정을 나타내는 도면이다.
도 9를 참조하면 단말(901) 이 RAN(902)을 통해 MME/SGSN(903, 904)과 신호를 송수신 할 수 있다. 또한 MME/SGSN(903, 904)의 혼잡에 따라 기존에 접속하고 있던 Old MME/SGSN(903)과 새로 접속할 New MME/SGSN(904)으로 구별될 수 있다. 그러나 실시 예에서 MME/SGSN이 변경되는 것은 혼잡의 원인이 아닌 경우에도 적용될 수 있음을 밝힌다.
단계 910에서 old MME/SGSN(903)에 혼잡 상황이 발생할 수 있다. 상기 혼잡상황은 트레픽의 증가 및 일부 장치들의 부작동 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
그림에서 보듯이, 혼잡 상태인 코어 네트워크 노드(이하 기존 코어 네트워크 노드라 칭함)는 단계 915에서 사용자 단말(901)로부터 NAS 요청 메시지(예, TAU request 또는 attach request)가 발생하면, 단계 920에서 혼잡으로 인해 요청이 거절되었음을 알리거나, 또는 로드 상태로 단말(901)의 재등록이 필요하다는 정보와 함께 사용자 단말(901)에게 NAS 응답 또는 거절 메시지(예, TAU reject 또는 attach reject)를 전달한다. 이때 이 NAS 메시지를 담아 기지국(902)에 전달되는 S1-AP 메시지(Downlink NAS Transport)에는 추가적으로 사용자 단말과 기지국(902) 사이의 RRC 연결이, NAS 메시지 전달 이후 삭제되어야 함을 요청하는 정보(예, immediate release required indicator)가 포함될 수 있다.
단계 925에서 기지국(902)은 코어 네트워크 노드로부터 수신한 메시지를 RRC 메시지(DLInformationTransfer)에 담아 사용자 단말(901)에게 전달할 수 있다. 상기 RRC 메시지에는 혼잡 지시자 및 타이머 정보를 포함할 수 있다.
특히 상기와 같이 RRC 연결을 즉시 삭제함을 요청 받은 경우 단계 930에서 메시지가 전달되면 RRC 연결을 해제한다. 이와 같이 RRC연결을 해제하는 것은, 기지국(902)이 사용자 단말(901)을 위한 코어 네트워크 노드를 재선택 하는 동작이 RRC 연결을 생성하는 과정 중에 수행되기 때문에, 사용자 단말(901)이 NAS 요청을 수행할 때 기존 RRC 연결을 재활용하면 기존 코어 네트워크 노드가 다시 사용될 수 있기 때문이다.
이와 유사한 효과를 얻는 또 다른 방법으로, 코어 네트워크 노드는 상용자 단말(901)에게 전달하는 상기 NAS 응답/거절 메시지 또는 기지국(902)이 사용자 단말(901)에게 전달하는 RRC 메시지(DLInformationTransfer)에 timer 값을 설정할 수 있다. 이 timer는 기지국(902)이 기존의 RRC 연결을 해제하는데 필요한 일종의 보호 구간이다. 즉, 사용자 단말(901)은, 코어 네트워크 노드 또는 RRC 메시지를 통해 timer 값을 수신하면, 해당 timer가 지난 후에 NAS 요청을 시도할 수 있다.
단계 935에서 사용자 단말(901)의 NAS 계층은 이후 NAS 요청(Attach request)을 시도할 때, 하위 계층에게 기존 코어 네트워크를 찾을 수 있는 정보 (예, S-TMSI, GUTI, GUMMEI, P-TMSI 등)을 전달하지 않는다.
단계 940에서 RRC connection request/setup이 진행되고, 단계 945에서 사용자 단말(901)의 AS 계층에서 RRC 연결을 생성하는 과정 중에 기존 코어 네트워크를 찾을 수 있는 정보(예, MME 라우팅 정보)를 기지국(902)에 전달하지 않을 수 있다.
단계 945에서 기지국(902)은 RRC connection setup complete 메시지를 수신하고, 단계 950에서 RAN(902)는 기존 코어 네트워크(Core Network, CN)를 찾을 수 있는 정보가 없으므로 새로운 코어 네트워크 노드를 선택하고, 단계 955에서 포함되어 있는 NAS 요청 메시지를 새로운 코어 네트워크 노드에게 전달한다.
사용자 단말(901)에 대한 NAS 요청 메시지를 수신한 새로운 코어 네트워크 노드는 사용자 단말(901)의 정보(context)를 얻기 위한 과정을 수행해야 한다. 이 때, 새로운 코어 네트워크 노드는 사용자 단말(901)이 NAS 요청 메시지에 삽입한 식별자 (GUTI, 또는 old GUTI)를 이용하여 필요한 경우 기존 코어 네트워크 노드에게 사용자 단말(901)의 정보(context)를 요청할 수 있다. 그런데, 만약 혼잡한 기존 코어 네트워크 노드에 이러한 요청이 몰릴 경우 혼잡이 가중될 수 있다. 이를 해결하기 위해, 기존 코어 네트워크 노드는 새로운 코어 네트워크 노드에게 1) 혼잡이 발생되면 이를 별도의 overload indication과 같은 코어 네트워크간 메시지 교환을 통해 알리거나, 또는 2) 새로운 코어 네트워크 노드가 context 요청을 위해 identification request를 보내면, 이에 대한 응답/거절을 통해 혼잡 상황을 알릴 수 있다. 이를 수신한 새로운 코어 네트워크 노드는 기존 코어 네트워크 노드가 혼잡함을 인지하고 이를 저장해 추후 활용할 수 있으며, 단계 960에서 코어 네트워크는 사용자 단말(901)의 IMSI를 얻기 위한 identity request/response 과정을 수행한다. 사용자 단말(901)로부터 IMSI를 수신하면, 이를 활용해 단말의 context를 설정하고, 나머지 등록 과정을 수행한다 (단계 965).
도 10는 제3실시 예에 따른 다른 신호 송수신 과정을 나타내는 도면이다.
도 10을 참조하면 단말(1001) 이 RAN(1002)을 통해 MME/SGSN(1003, 1004)과 신호를 송수신 할 수 있다. 또한 MME/SGSN(1003, 1004)의 혼잡에 따라 기존에 접속하고 있던 Old MME/SGSN(1003)과 새로 접속할 New MME/SGSN(1004)으로 구별될 수 있다. 그러나 실시 예에서 MME/SGSN이 변경되는 것은 혼잡의 원인이 아닌 경우에도 적용될 수 있음을 밝힌다.
단계 1010 내지 단계 1040의 경우 도 9의 단계 910 내지 단계 940과 각각 대응된다.
단계 1045에서 사용자 단말(1001)의 NAS 계층에서 NAS 요청(attach request)를 생성할 때, 단말(1001)은 새로운 코어 네트워크 노드에게 현재 발생한 NAS 요청이 기존 코어 네트워크 노드의 혼잡 또는 코어 네트워크 변경 선호로 인해 발생한 것이라는 것을 직접 알리는 정보를 포함시켜 전송할 수 있다. 단계 1050에서 기지국(1002)은 새로운 CN 노드를 선택하고 New MME/SGSN(1004)로 Initial UE message를 전송할 수 있으며, 상기 Initial UE message는 CN overload로 인한 re-attach임을 알리는 지시자를 포함할 수 있다. 사용자 단말(1001)에 대한 NAS 요청 메시지를 수신한 새로운 코어 네트워크 노드는 사용자 단말(1001)의 정보(context)를 얻기 위한 과정을 수행해야 하는데(단계 1060), 상기 NAS 요청의 발생 원인에 대한 정보(즉, 기존 코어 네트워크 노드의 혼잡으로 또는 코어 네트워크 변경 요청에 의해)가 포함된 경우에는 기존 코어 네트워크 노드의 혼잡을 인지하고 이를 저장해 추후 활용할 수 있으며, 만약 필요하다면 사용자 단말(1001)의 IMSI를 얻기 위한 identity request/response 과정을 수행한다. 사용자 단말(1001)로부터 IMSI를 수신하면, 이를 활용해 단말(1001)의 context를 설정하고, 나머지 등록 과정을 수행한다.(단계 1065)
도 11는 제3실시 예에 따른 다른 신호 송수신 과정을 나타내는 도면이다.
도 11을 참조하면 단말(1101) 이 RAN(1102)을 통해 MME/SGSN(1103, 1104)과 신호를 송수신 할 수 있다. 또한 MME/SGSN(1103, 1104)의 혼잡에 따라 기존에 접속하고 있던 Old MME/SGSN(1103)과 새로 접속할 New MME/SGSN(1104)으로 구별될 수 있다. 그러나 실시 예에서 MME/SGSN이 변경되는 것은 혼잡의 원인이 아닌 경우에도 적용될 수 있음을 밝힌다.
단계 1110 내지 단계 1150의 경우 도 9의 단계 910 내지 950와 각각 대응될 수 있다.
실시 예에서 사용자 단말(1101)의 NAS 계층에서 NAS 요청(attach request)를 생성할 때, 현재 발생한 NAS 요청이 기존 코어 네트워크 노드의 혼잡 또는 코어 네트워크 변경 선호로 인해 발생한 경우 GUTI, old GUTI 대신 IMSI를 단말 식별자로 포함해 전달하는 것이다. 이는 새로운 코어 네트워크 노드가 기존 코어 네트워크 노드에 사용자 단말의 정보(context)를 요청하지 않도록 하며, IMSI를 기반으로 단말(1101)의 context를 설정하고, 나머지 등록 과정을 수행할 수 있도록 한다.
단계 1155에서 기지국(1102)는 Initial UE message에 NAS request와 단말(1101)의 IMSI를 포함시켜 전송할 수 있다. 이후 나머지 등록 과정을 수행한다.(단계 1165)
도 12는 실시 예에 따른 또 다른 신호 송수신 과정을 나타내는 도면이다.
도 12을 참조하면 단말(1201) 이 RAN(1202)을 통해 MME/SGSN(1203, 1204)과 신호를 송수신 할 수 있다. 또한 MME/SGSN(1203, 1204)의 혼잡에 따라 기존에 접속하고 있던 Old MME/SGSN(1203)과 새로 접속할 New MME/SGSN(1204)으로 구별될 수 있다. 그러나 실시 예에서 MME/SGSN이 변경되는 것은 혼잡의 원인이 아닌 경우에도 적용될 수 있음을 밝힌다.
상기 도 9 내지 도 11에 기술된 실시 예는 사용자 단말(1201)이 코어 네트워크 노드에게 명시적으로 NAS 요청을 보낸 경우에 대한 것인데, 도 12에 기술되는 실시 예는 사용자 단말(1201)이 명시적으로 NAS 요청을 보내지 않은 경우에도 적용될 수 있다. 즉, 예를 들면 코어 네트워크 노드가 혼잡하다고 판단하면, 기지국(1202)을 통해 코어 네트워크 노드 재설정이 필요함을 사용자 단말(1201)에게 알리고, 이후 도 9 내지 도 11의 동작과 유사한 과정을 통해 새로운 코어 네트워크 노드를 통해 등록되도록 하는 것이다. 단계 1210에서 단말(1201), 기지국(1202) 및 old MME/SGSN(1203)이 연결 모드(connected mode)로 동작하고 있다.
단계 1215에서 old MME/SGSN(1203)이 코어 네트워크 노드가 혼잡하다고 판단하면, 단계 1120에서 코어 네트어크 노드는 기지국(1202)에 사용자 단말(1201)에 대해 load balancing을 위해 연결의 해제가 필요함을 알리는 정보를 포함한 명령 메시지를 전달한다.
단계 1225에서 이를 수신한 기지국(1202)은 사용자 단말(1202)의 RRC 연결을 해제하는 명령을 전달하면서, load balancing을 위해 코어 네트워크 변경이 필요함을 알린다. 이처럼 RRC 연결이 해제된 이후의 동작은 도 9 내지 11에서 RRC 연결 해제 이후의 것이 그대로 적용될 수 있으므로 자세한 설명은 생략한다.
본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구의 범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구의 범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
한편, 본 명세서와 도면에는 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 개시하였으며, 비록 특정 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 발명의 이해를 돕기 위한 일반적인 의미에서 사용된 것이지, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시 예 외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.

Claims (20)

  1. 이동통신 시스템의 단말의 통신 방법에 있어서,
    상기 단말과 연관된 베어러를 식별하는 단계;
    상기 단말과 연관된 상기 베어러가 응급 베어러의 요청을 위하여 비활성화될 필요가 있는지 판단하는 단계;
    상기 베어러가 비활성화될 필요가 있는 경우, 상기 베어러를 내부적으로(locally) 비활성화하는 단계;
    상기 베어러가 내부적으로 비활성화된 경우, 상기 베어러의 상태에 관한 정보를 포함하는 제1 메시지를 이동성 관리 엔티티에게 전송하는 단계; 및
    상기 베어러가 비활성화될 필요가 있고 상기 베어러가 내부적으로 비활성화되지 않은 경우, 상기 베어러의 비활성화를 요청하기 위하여 상기 베어러의 식별 정보를 포함하는 제2 메시지를 상기 이동성 관리 엔티티에게 전송하는 단계를 포함하는 방법.
  2. 제1 항에 있어서, 상기 제1 메시지는 트래킹 영역 업데이트 요청 메시지를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 단말이 응급 베어러 서비스를 위하여 패킷 데이터 네트워크에게 연결을 요청하는 것을 지시하는 요청 타입 요소를 포함하는 attach 요청 메시지를 상기 이동성 관리 엔티티에게 전송하는 단계; 및
    상기 응급 베어러 서비스를 위한 상기 응급 베어러를 상기 이동성 관리 엔티티와 수립하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제1 항에 있어서, 상기 베어러의 상태에 관한 정보는 상기 결정의 결과에 기반하여 비활성화로 설정되는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제1 항에 있어서, 상기 제2 메시지는 resource modification request 메시지 PDN(packet data network) disconnect request 메시지를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 이동통신 시스템의 이동성 관리 엔티티(MME: mobility management entity)의 통신 방법에 있어서,
    단말과 연관된 베어러를 식별하는 단계;
    상기 베어러가 응급 베어러의 활성화를 위하여 상기 단말에서 내부적으로(locally) 비활성되된 경우, 상기 베어러의 상태에 관한 정보를 포함하는 제1 메시지를 상기 단말로부터 수신하는 단계;
    상기 정보에 기반하여 상기 응급 베러어의 활성화를 위하여 상기 단말과 연관된 상기 베어러가 비활성화될 필요가 있는 것을 식별하는 단계; 및
    상기 응급 베어러의 활성화를 위하여 상기 베어러가 비활성화될 필요가 있는 경우, 상기 베어러를 비활성화하는 단계를 포함하는 방법.
  7. 제6 항에 있어서, 상기 제1 메시지는 트래킹 영역 업데이트 요청 메시지를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 제6 항에 있어서,
    상기 단말이 응급 베어러 서비스를 위하여 패킷 데이터 네트워크에게 연결을 요청하는 것을 지시하는 요청 타입 요소를 포함하는 attach 요청 메시지를 상기 단말로부터 수신하는 단계; 및
    상기 응급 베어러 서비스를 위한 상기 응급 베어러를 상기 단말과 수립하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 제6 항에 있어서, 상기 베어러의 상태에 관한 정보는 상기 결정의 결과에 기반하여 비활성화로 설정되는 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 제6 항에 있어서,
    상기 베어러가 비활성화될 필요가 있는 경우, 상기 베어러의 비활성화를 요청하는 제2 메시지를 상기 단말로부터 수신하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 이동통신 시스템의 단말에 있어서,
    송수신부; 및
    상기 송수신부와 연결되어 있고, 상기 단말과 연관된 베어러를 식별하고, 상기 단말과 연관된 상기 베어러가 응급 베어러의 요청을 위하여 비활성화될 필요가 있는지 판단하고, 상기 베어러가 비활성화될 필요가 있는 경우, 상기 베어러를 내부적으로(locally) 비활성화하고, 상기 베어러가 내부적으로 비활성화된 경우, 상기 베어러의 상태에 관한 정보를 포함하는 제1 메시지를 이동성 관리 엔티티에게 전송하고, 상기 베어러가 비활성화될 필요가 있고 상기 베어러가 내부적으로 비활성화되지 않은 경우, 상기 베어러의 비활성화를 요청하기 위하여 상기 베어러의 식별 정보를 포함하는 제2 메시지를 상기 이동성 관리 엔티티에게 전송하는 제어부를 포함하는 단말.
  12. 제11 항에 있어서, 상기 제1 메시지는 트래킹 영역 업데이트 요청 메시지를 포함하는 것을 특징으로 하는 단말.
  13. 제11 항에 있어서, 상기 제어부는, 상기 단말이 응급 베어러 서비스를 위하여 패킷 데이터 네트워크에게 연결을 요청하는 것을 지시하는 요청 타입 요소를 포함하는 attach 요청 메시지를 상기 이동성 관리 엔티티에게 전송하고, 상기 응급 베어러 서비스를 위한 상기 응급 베어러를 상기 이동성 관리 엔티티와 수립하는 것을 특징으로 하는 단말.
  14. 제11 항에 있어서, 상기 베어러의 상태에 관한 정보는 상기 결정의 결과에 기반하여 비활성화로 설정되는 것을 특징으로 하는 단말.
  15. 제11 항에 있어서, 상기 제2 메시지는 resource modification request 메시지 PDN(packet data network) disconnect request 메시지를 포함하는 것을 특징으로 하는 단말.
  16. 이동통신 시스템의 이동성 관리 엔티티(MME: mobility management entity)에 있어서,
    송수신부; 및
    상기 송수신부와 연결되어 있고, 단말과 연관된 베어러를 식별하고, 상기 베어러가 응급 베어러의 활성화를 위하여 상기 단말에서 내부적으로(locally) 비활성되된 경우, 상기 베어러의 상태에 관한 정보를 포함하는 제1 메시지를 상기 단말로부터 수신하고, 상기 정보에 기반하여 상기 응급 베러어의 활성화를 위하여 상기 단말과 연관된 상기 베어러가 비활성화될 필요가 있는 것을 식별하고, 상기 응급 베어러의 활성화를 위하여 상기 베어러가 비활성화될 필요가 있는 경우, 상기 베어러를 비활성화하는 제어부를 포함하는 MME.
  17. 제16 항에 있어서, 상기 제1 메시지는 트래킹 영역 업데이트 요청 메시지를 포함하는 것을 특징으로 하는 MME.
  18. 제16 항에 있어서, 상기 제어부는, 상기 단말이 응급 베어러 서비스를 위하여 패킷 데이터 네트워크에게 연결을 요청하는 것을 지시하는 요청 타입 요소를 포함하는 attach 요청 메시지를 상기 단말로부터 수신하고, 상기 응급 베어러 서비스를 위한 상기 응급 베어러를 상기 단말과 수립하는 것을 특징으로 하는 MME.
  19. 제16 항에 있어서, 상기 베어러의 상태에 관한 정보는 상기 결정의 결과에 기반하여 비활성화로 설정되는 것을 특징으로 하는 MME.
  20. 제16 항에 있어서, 상기 제어부는, 상기 베어러가 비활성화될 필요가 있는 경우, 상기 베어러의 비활성화를 요청하는 제2 메시지를 상기 단말로부터 수신하는 것을 특징으로 하는 MME.
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