KR20100110417A

KR20100110417A - Method and apparatus for supporting local breakout service at wireless communication network comprising femto cell

Info

Publication number: KR20100110417A
Application number: KR1020090028736A
Authority: KR
Inventors: 임채권; 배범식; 배은희; 최성호
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2009-04-03
Filing date: 2009-04-03
Publication date: 2010-10-13
Also published as: WO2010114334A3; WO2010114334A2; KR101553297B1

Abstract

PURPOSE: A method and a device for supporting a LBO service resource in a wireless communication network including a femto cell are provided to transmit data directly to a data network without going through a core network in a terminal, thereby effectively providing data transmission environment to the terminal. CONSTITUTION: A terminal(170) transmits an initial terminal message to a MME(Mobility Management Entity)(120). The terminal transmits a PDN(Packet Data Network) connection request message to the MME. The MME transmits the PDn connection request message to a f-SFW(femto-Serving Gateway)(260). The femto serving gateway transmits uplink information about a femto PDN gateway(220) to a femto cell base station by going through the MME. A LBO(Local Breakout) downlink bearer of the femto cell base station and the femto PDN gateway are formed.

Description

TECHNICAL AND APPARATUS FOR SUPPORTING LOCAL BREAKOUT SERVICE AT WIRELESS COMMUNICATION NETWORK COMPRISING FEMTO CELL}

본 발명은 펨토 셀을 포함하는 무선 통신 네트워크에서의 로컬 브레이크아웃 서비스 지원 방법 및 장치에 관한 것이다. 보다 구체적으로 본 발명은 단말기가 펨토 셀 기지국에 접속된 경우, 데이터를 코어 네트워크를 경유하지 않고 직접 데이터 네트워크에 전송하는 로컬 브레이크아웃 서비스를 지원하기 위한 방법 및 그 장치에 관한 것이다. The present invention relates to a method and apparatus for supporting a local breakout service in a wireless communication network including a femto cell. More specifically, the present invention relates to a method and apparatus for supporting a local breakout service for transmitting data directly to a data network without passing through a core network when the terminal is connected to a femto cell base station.

펨토 셀(Femto Cell)은 가정이나 사무실 등 옥내에 설치된 브로드 밴드 망을 통해 이동통신 코어 네트워크에 접속하는 초소형 이동통신 기지국이다. 펨토 셀은 실내 커버리지를 확대하고 통화 품질을 향상시키며 다양한 유무선 융합 서비스를 효율적으로 제공할 수 있는 다양한 장점을 가진다. Femto Cell (Femto Cell) is a small mobile communication base station connected to the mobile communication core network through a broadband network installed indoors, such as home or office. Femtocells have various advantages to expand indoor coverage, improve call quality, and efficiently provide a variety of wired and wireless convergence services.

3GPP LTE(Long Term Evolution)에서는 eNB(evolved NodeB) 및 home eNB(home evolved NodeB, HeNB)라는 기지국을 정의한 바 있다. 이중 eNB는 일반적인 매크로 셀(macro cell)을 관장하는 매크로 기지국이며, home eNB는 펨토 셀을 관장하는 펨 토 기지국이다. 3GPP LTE (Long Term Evolution) has defined a base station called an evolved NodeB (eNB) and a home evolved NodeB (HeNB). The dual eNB is a macro base station that manages a typical macro cell, and the home eNB is a femto base station that manages a femto cell.

즉, 3GPP에서는 기존 매크로 기지국과 별도로 특정 사용자만 접속 할 수 있는 펨토 셀이 설치되는 환경을 고려하고 있다. 이때, 펨토 셀은 사용자 혹은 사업자에 의해서 커버리지 증대, 용량(capacity) 증대 혹은 기타 차별화된 서비스의 제공 등을 목적으로 설치될 수 있다. 펨토 셀의 서비스 커버리지는 최소 수 미터에서 최대 매크로 서비스 커버리지 정도까지 고려될 수 있다. In other words, 3GPP considers an environment in which a femto cell that can be accessed only by a specific user is installed separately from the existing macro base station. In this case, the femto cell may be installed by the user or the operator for the purpose of increasing coverage, increasing capacity, or providing other differentiated services. The service coverage of femtocells can be considered from a few meters up to the maximum macro service coverage.

그런데, 종래에는 펨토 셀이 데이터 네트워크로 직접 연결이 가능함에도 불구하고, 펨토 셀에 접속한 단말기는 펨토 셀 기지국, 서빙 게이트웨이, PDN(Packet Data Network) 게이트웨이 등을 경유하는 전송 경로를 이용하여 데이터 네트워크에 접속해야 한다는 문제점이 존재하였다. However, although a femto cell can be directly connected to a data network in the related art, a terminal connected to a femto cell uses a data path through a femto cell base station, a serving gateway, a packet data network (PDN) gateway, or the like. There has been a problem that requires access to.

따라서, 펨토 셀에 접속한 단말기가 사업자 네트워크를 경유하지 않고 데이터를 직접 데이터 네트워크에 전송하는 로컬 브레이크 아웃 서비스에 대한 필요성이 대두된다. Accordingly, there is a need for a local breakout service in which a terminal connected to a femto cell transmits data directly to a data network without passing through an operator network.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 펨토 셀에 접속한 단말기에게 로컬 브레이크 아웃 서비스를 제공하여, 단말기에게 효율적인 데이터 전송 환경을 제공하는 무선 통신 네트워크 구조 및 이를 위한 방법을 제공하는데 그 목적이 있다. The present invention has been made to solve the above problems, and provides a wireless communication network structure and method for providing an efficient data transmission environment to a terminal by providing a local breakout service to a terminal connected to a femtocell. The purpose is.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 로컬 브레이크아웃(LBO, Local Breakout) 서비스 지원 방법은 펨토 셀 기지국에 접속한 단말기가 라디오 베어러를 활성화시키기 위한 초기 단말 메시지를 펨토 셀 기지국 게이트웨이를 경유하여 코어 네트워크의 이동성 관리 엔티티로 전송하는 제1 단계, 상기 단말기가 상기 코어 네트워크와 이종인 LBO 네트워크와 연결된 펨토 PDN 게이트웨이와 LBO 베어러를 형성하기 위한 PDN 연결 요청 메시지를 상기 이동성 관리 엔티티로 전송하는 제2 단계, 상기 이동성 관리 엔티티가 상기 PDN 연결 요청 메시지를 수신하여 상기 펨토 셀 기지국 게이트웨이와 동일한 LBO 펨토 셀 기지국 게이트웨이에 위치하는 펨토 서빙 게이트웨이로 전달하는 제3 단계, 상기 펨토 서빙 게이트웨이가 이동성 관리 엔티티로부터 PDN 연결 요청 메시지를 수신한 후, 상기 펨토 셀 기지국과 동일한 LBO 펨토 셀 기지국에 위치하는 상기 펨토 PDN 게이트웨이의 주소를 획득하는 제 4단계, 상기 펨토 서빙 게이트웨이가 상기 펨토 PDN 게이트웨이에 대한 업링크 정보를 획득하고, 상기 이동성 관리 엔티티를 경유하여 상기 펨토 셀 기지 국으로 전달하여 LBO 업링크 베어러를 형성하는 제5 단계 및 상기 펨토 서빙 게이트웨이가 상기 이동성 관리 엔티티를 경유하여 상기 펨토 셀 기지국으로부터 전송되는 상기 펨토 서빙 게이트웨이에 대한 다운링크 정보를 획득하고, 상기 펨토 PDN 게이트웨이로 전달하여 상기 펨토 셀 기지국과 상기 펨토 PDN 게이트웨이의 LBO 다운링크 베어러를 형성하는 제 6단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. In order to solve the above problems, the local breakout (LBO) service supporting method of the present invention provides an initial terminal message for activating a radio bearer by a terminal connected to a femtocell base station via a femtocell base station gateway. A first step of transmitting to a mobility management entity of a network, a second step of the terminal transmitting a PDN connection request message for forming a femto PDN gateway and an LBO bearer connected to an LBO network heterogeneous with the core network to the mobility management entity; Step 3, the mobility management entity receiving the PDN connection request message and delivering the PDN connection request message to a femto serving gateway located at the same LBO femto cell base station gateway as the femto cell base station gateway; and the femto serving gateway requests a PDN connection from the mobility management entity.After receiving the message, acquiring an address of the femto PDN gateway located in the same LBO femto cell base station as the femto cell base station, the femto serving gateway obtains uplink information for the femto PDN gateway, Delivering to the femto cell base station via the mobility management entity to form an LBO uplink bearer; and the femto serving gateway to the femto serving gateway transmitted from the femto cell base station via the mobility management entity. And acquiring downlink information for the downlink information and transmitting the downlink information to the femto PDN gateway to form an LBO downlink bearer of the femtocell base station and the femto PDN gateway.

또한, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 LBO 펨토 셀 기지국은 코어 네트워크와 이종인 LBO 네트워크에 연결되며, 펨토 서빙 게이트웨이로부터 디폴트 베어러 요청 메시지 수신 시 업링크 정보를 상기 펨토 서빙 게이트웨이로 전송하고, 이동성 관리 엔티티를 경유하여 펨토 셀 기지국으로부터 전송되는 다운링크 정보를 수신하여 LBO 다운링크 베어러를 형성하는 펨토 PDN 게이트웨이; 및 상기 이동성 관리 엔티티를 통하여 상기 펨토 PDN 게이트웨이로부터 전송되는 업링크 정보를 수신하여 LBO 업링크 베어러를 형성하고, 상기 다운링크 정보를 상기 이동성 관리 엔티티를 통하여 상기 펨토 PDN 게이트웨이로 전송하는 펨토 셀 기지국을 포함하는 것을 특징으로 한다. In addition, the LBO femto cell base station of the present invention for solving the above problems is connected to the LBO network heterogeneous to the core network, and transmits uplink information to the femto serving gateway when receiving the default bearer request message from the femto serving gateway, A femto PDN gateway receiving downlink information transmitted from the femtocell base station via the mobility management entity to form an LBO downlink bearer; And a femto cell base station receiving uplink information transmitted from the femto PDN gateway through the mobility management entity to form an LBO uplink bearer, and transmitting the downlink information to the femto PDN gateway through the mobility management entity. It is characterized by including.

그리고 본 발명의 LBO 펨토 셀 기지국 게이트웨이는 펨토 셀 기지국의 주소를 파악하고, 상기 펨토 셀 기지국과 이동성 관리 엔티티를 연결하는 펨토 셀 기지국 게이트웨이 및 상기 펨토 셀 기지국 게이트웨이로부터 상기 펨토 셀 기지국의 주소를 획득하여 코어 네트워크와 이종인 LBO 네트워크에 연결된 펨토 PDN 게이트웨이의 주소를 파악하고, 상기 펨토 PDN 게이트웨이에 대한 업링크 정보를 획득하여 상기 펨토 셀 기지국으로 전달하고, 상기 펨토 셀 기지국의 펨토 서빙 게이트웨 이에 대한 다운링크 정보를 획득하여 상기 펨토 PDN 게이트웨이로 전달하여 LBO 베어러를 형성하도록 제어하는 펨토 서빙 게이트웨이를 포함하는 것을 특징으로 한다. The LBO femto cell base station gateway of the present invention obtains the address of the femto cell base station, obtains an address of the femto cell base station from the femto cell base station gateway and the femto cell base station gateway connecting the femto cell base station and the mobility management entity. Determining the address of the femto PDN gateway connected to the core network and heterogeneous LBO network, obtains uplink information about the femto PDN gateway and delivers it to the femto cell base station, the downlink to the femto serving base station of the femto cell base station And a femto serving gateway configured to acquire and transmit information to the femto PDN gateway to form an LBO bearer.

본 발명에 따르면, 펨토 셀에 접속한 단말기는 데이터를 코어 네트워크를 경유하지 않고 직접 데이터 네트워크에 전송하므로 단말기에게 효율적인 데이터 전송 환경을 제공할 수 있다. 또한 본 발명에 따르면 종래 매크로 서비스를 제공하던 성 관리 엔티티에 변경을 가할 필요 없이, 단말기에게 로컬 브레이크아웃 서비스를 제공할 수 있다. According to the present invention, the terminal connected to the femto cell transmits data directly to the data network without passing through the core network, thereby providing an efficient data transmission environment for the terminal. In addition, according to the present invention, it is possible to provide a local breakout service to the terminal without having to change the sex management entity that provided the conventional macro service.

본 발명의 실시예의 용어는 기본적으로 3GPP LTE(Long Term Evolution) 시스템 규격에 따르기로 하지만 반드시 이에 한정되어 해석될 필요는 없다. The terminology of the embodiment of the present invention basically conforms to the 3GPP Long Term Evolution (LTE) system standard, but is not necessarily limited thereto.

그리고 본 발명에서는 큰 혼동이 없는 경우 셀 또는 기지국은 동일한 의미로 사용될 수 있다. 이에 따라, 매크로 셀 또는 매크로 셀 기지국은 서로 동일한 의미로 사용될 수 있고, 마찬가지로 펨토 셀 또는 펨토 셀 기지국 역시 서로 동일한 의미로 사용될 수 있다. In the present invention, if there is no great confusion, a cell or a base station may be used with the same meaning. Accordingly, the macro cell or macro cell base station may be used in the same sense, and likewise the femto cell or femto cell base station may be used in the same sense.

또한 본 발명에서 기술되는 로컬 브레이크 아웃(Local Break Out, 이하 'LBO') 서비스는 단말기의 데이터가 코어 네트워크를 통하지 않고, 직접 데이터 네트워크(또는 LBO 네트워크)로 전달되는 서비스를 의미한다. In addition, the local break out (LBO) service described in the present invention refers to a service in which data of a terminal is directly transmitted to a data network (or LBO network) without passing through a core network.

그리고 본 발명의 LBO 네트워크는 코어 네트워크와 이종인 모든 네트워크를 의미하며, 인터넷 또는 홈 서비스를 제공하는 서비스 네트워크 등이 그 예일 수 있다. In addition, the LBO network of the present invention refers to all networks heterogeneous from the core network, and an example thereof may be a service network that provides the Internet or a home service.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예들을 상세히 설명한다. 이 때, 첨부된 도면에서 동일한 구성 요소는 가능한 동일한 부호로 나타내고 있음에 유의해야 한다. 또한 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략할 것이다. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Note that, in the drawings, the same components are denoted by the same reference symbols as possible. Further, the detailed description of well-known functions and constructions that may obscure the gist of the present invention will be omitted.

우선, 본 발명의 실시예에 따른 무선 통신 네트워크의 구조에 대해 설명하도록 한다. 본 발명의 실시예에 따른 무선 통신 네트워크는 셀룰러 시스템을 기반으로 하며, 상기 셀룰러 시스템 중 매크로 셀 기지국 및 펨토 셀 기지국들이 공존하는 무선 통신 네트워크에 대해서 설명한다. First, the structure of a wireless communication network according to an embodiment of the present invention will be described. A wireless communication network according to an embodiment of the present invention is based on a cellular system, and a wireless communication network in which macro cell base stations and femto cell base stations coexist among the cellular systems will be described.

도 1은 매크로 셀 기지국 및 펨토 셀 기지국이 공존하는 무선 통신 네트워크의 구조를 도시하는 도면이다. 도 1에 따른 무선 통신 네트워크는 매크로 셀 기지국(110), 이동성 관리 엔티티(120), 서빙 게이트웨이(130), PDN 게이트웨이(140), 펨토 셀 기지국(150), 펨토 셀 기지국 게이트웨이(160), 단말기(170)를 포함할 수 있다. 1 is a diagram illustrating a structure of a wireless communication network in which a macro cell base station and a femto cell base station coexist. The wireless communication network according to FIG. 1 includes a macro cell base station 110, a mobility management entity 120, a serving gateway 130, a PDN gateway 140, a femto cell base station 150, a femto cell base station gateway 160, and a terminal. And may include 170.

매크로 셀 기지국(Macro eNB)(110)은 매크로 셀을 관장하는 기지국이다. 여기서 매크로 셀은 일반적인 셀룰라(Celluar) 시스템의 셀을 의미하고, 매크로 셀 기지국(110)은 상기 매크로 셀을 관리, 제어하는 기지국이지만 본 발명에서는 편의를 위해 동일한 의미로 사용될 수 있다. Macro cell base station (Macro eNB) 110 is a base station that manages the macro cell. Here, the macro cell refers to a cell of a general cellular system, and the macro cell base station 110 is a base station for managing and controlling the macro cell, but may be used in the same sense for convenience in the present invention.

매크로 셀 기지국(110)은 단말기(170)와 무선 채널을 통해 연결되며, 무선 자원을 제어한다. 예를 들어, 매크로 셀 기지국(110)은 매크로 셀 내 필요한 제어 정보를 시스템 정보로 생성하여 방송(Broadcasting)하거나, 또는 데이터나 제어 정보를 단말기(170)와 송수신하기 위하여 무선 자원을 할당할 수 있다. 뿐만 아니라, 상기 매크로 셀 기지국(110)은 단말기(170)로부터 현재 셀과 인접 셀들의 채널 측정 결과 정보를 취합하여 핸드 오버를 결정하고, 핸드 오버를 명령할 수 있다. 이를 위한 매크로 셀 기지국(110)은 무선 자원 관리와 관련된 라디오 자원 프로토콜(Radio Resource Protocol) 등의 제어 프로토콜을 구비한다. The macro cell base station 110 is connected to the terminal 170 through a radio channel and controls radio resources. For example, the macro cell base station 110 may generate and broadcast necessary control information in the macro cell as system information, or allocate radio resources to transmit and receive data or control information with the terminal 170. . In addition, the macro cell base station 110 may collect the channel measurement result information of the current cell and the neighbor cells from the terminal 170 to determine the handover and command the handover. The macro cell base station 110 for this purpose includes a control protocol such as a radio resource protocol related to radio resource management.

이동성 관리 엔티티(Mobility Management Entity, 'MME')(120)는 유휴 모드(idle)의 단말기를 관리하고, PDN (Packet Data Network) 게이트웨이 및 서빙 게이트웨이를 선정한다. 이와 더불어 이동성 관리 엔티티는 로밍(Roaming) 및 인증(Authentication) 관련 기능을 수행한다. 그리고 상기 이동성 관리 엔티티(120)는 단말기(170)에서 발생하는 베어러 시그널을 처리한다. The mobility management entity (MME) 120 manages an idle terminal and selects a packet data network (PDN) gateway and a serving gateway. In addition, the mobility management entity performs roaming and authentication related functions. The mobility management entity 120 processes the bearer signal generated by the terminal 170.

서빙 게이트웨이(Serving Gateway)(130)는 기지국 사이의 핸드 오버 시, 또는 3GPP 무선망 사이 이동 시 이동성 앵커 역할을 수행한다. The serving gateway 130 serves as a mobility anchor when handovers between base stations or when moving between 3GPP radio networks.

PDN 게이트웨이(Packet Data Network Gateway)(140)는 단말기(170)의 IP 주소를 할당하고, 코어 망의 패킷 데이터 관련 기능을 수행하며, 3GPP 무선망과 non-3GPP 무선망 사이 이동 시 이동성 앵커 역할을 수행한다. 또한 상기 PDN 게이트웨이는 가입자에게 제공한 베어러 대역을 결정하고, 패킷 데이터에 대한 포워딩(Forwarding) 및 라우팅(Routing) 기능을 담당한다. The PDN gateway 140 assigns an IP address of the terminal 170, performs packet data related functions of the core network, and serves as a mobility anchor when moving between the 3GPP wireless network and the non-3GPP wireless network. To perform. In addition, the PDN gateway determines the bearer band provided to the subscriber, and is in charge of forwarding and routing functions for packet data.

펨토 셀 기지국(Home eNB, HeNB)(150)은 무선망 제어기를 통하여 이동성 관 리 엔티티(120)와 같은 코어 네트워크에 연결되어 단말기(170)에게 이동통신 서비스를 제공한다. 여기서 펨토 셀은 CSG 셀(Closed Subscriber Group Cell)로 통용되기도 하는데, CSG 셀이란 그 셀에 액세스할 수 있도록 미리 등록된 특정 그룹(즉 CSG)에 속한 단말기들만 액세스 할 수 있는 셀을 지칭한다. 이와 같은 CSG 셀은 일반적으로 개인의 가정과 같이 협소한 지역에 설치되는 홈 셀이나, 기업 또는 특정 조직을 위해 넓은 지역에 설치되는 기업/지역 네트워크 셀일 수 있다. 본 발명의 실시예에 따른 펨토 셀 기지국(150)은 자신에게 등록한 단말기에게만 이동통신 서비스를 제공하며, 자신이 서비스를 제공하는 특정 그룹의 식별 정보, 즉 CSG ID를 SIB(System Information Block)에 포함시켜 방송한다.The femto cell base station (Home eNB, HeNB) 150 is connected to a core network such as the mobility management entity 120 through a radio network controller to provide a mobile communication service to the terminal 170. Here, the femto cell is also commonly used as a closed subscriber group cell (CSG cell), and the CSG cell refers to a cell accessible only to terminals belonging to a specific group (ie, CSG) registered in advance to access the cell. Such a CSG cell may generally be a home cell installed in a narrow area such as an individual's home, or an enterprise / regional network cell installed in a large area for an enterprise or a specific organization. The femtocell base station 150 according to an embodiment of the present invention provides a mobile communication service only to a terminal registered with the mobile station, and includes identification information of a specific group that provides the service, that is, a CSG ID in a system information block (SIB). Broadcast it.

펨토 셀 기지국 게이트웨이(HeNB GW)(160)는 이동성 관리 엔티티(120)와 펨토 셀 기지국(150)을 연결하는 역할을 수행한다.The femto cell base station gateway (HeNB GW) 160 serves to connect the mobility management entity 120 and the femto cell base station 150.

단말기(170)는 매크로 셀 기지국(110) 또는 펨토 셀 기지국(150)을 통하여 코어 네트워크에 접속할 수 있다.The terminal 170 may access the core network through the macro cell base station 110 or the femto cell base station 150.

단말기(170)는 매크로 셀 기지국(110)에 접속한 경우, 매크로 셀 기지국(110), 서빙 게이트웨이(130), PDN 게이트웨이(140)를 경유하는 데이터 전송 경로(180)를 이용하여 데이터 네트워크(LBO 네트워크)에 접속한다. When the terminal 170 is connected to the macro cell base station 110, the data network (LBO) using the data transmission path 180 via the macro cell base station 110, the serving gateway 130, and the PDN gateway 140. Network).

반면, 단말기(170)가 펨토 셀 기지국(150)에 접속한 경우, 펨토 셀 기지국(150), 서빙 게이트웨이(130), PDN 게이트웨이(140)를 경유하는 데이터 전송 경로(185)를 이용하여 데이터 네트워크(LBO 네트워크)에 접속한다. 그러나 이 경우에는 펨토 셀 기지국(150)에서 데이터 네트워크(LBO 네트워크)로 직접 연결이 가 능(190)함에도 불구하고, 서빙 게이트웨이(130) 등을 경유하는 데이터 전송 경로를 사용하여 우회하여야 한다는 문제점이 존재하였다. 따라서, 본 발명에서는 펨토 셀 기지국(150)에 접속한 단말기에게 로컬 브레이크 아웃 서비스를 제공하여 효율적인 데이터 전송 환경을 제공하고자 한다. On the other hand, when the terminal 170 is connected to the femto cell base station 150, the data network using the data transmission path 185 via the femto cell base station 150, serving gateway 130, PDN gateway 140 Connect to (LBO Network). However, in this case, although the direct connection from the femto cell base station 150 to the data network (LBO network) is possible (190), there is a problem that the data transmission path via the serving gateway 130 must be bypassed. Existed. Accordingly, the present invention is to provide an efficient data transmission environment by providing a local breakout service to the terminal connected to the femtocell base station 150.

본 발명에서는 종래 매크로 서비스를 제공하던 이동성 관리 엔티티(120)에 변경을 가하지 않으며 펨토 셀 기지국에 접속한 단말기(170)에게 로컬 브레이크아웃 서비스를 제공하는 펨토 셀 기지국(150)과 펨토 셀 기지국 게이트웨이(160)의 구조를 제시하고 이에 따른 제반 동작을 기술한다. 또한 본 발명에서는 큰 혼동이 없는 경우, 기지국과 셀을 서로 병행하여 사용하도록 한다. According to the present invention, a femto cell base station 150 and a femto cell base station gateway which provide a local breakout service to a terminal 170 accessing a femto cell base station without changing the mobility management entity 120 that provided a conventional macro service ( The structure of 160 is described and overall operation thereof is described. In addition, in the present invention, when there is no great confusion, the base station and the cell are used in parallel with each other.

도 2는 본 발명의 실시예에 따라 LBO 서비스를 가능케 하는 펨토 셀 기지국과 펨토 셀 기지국 게이트웨이의 구조를 도시하는 도면이다. 이하에서는 본 발명의 실시예에 따라 LBO 서비스를 제공하는 펨토 셀 기지국을 LBO 펨토 셀 기지국(210)이라 칭하고, LBO 서비스를 제공하는 펨토 셀 기지국 게이트웨이를 LBO 펨토 셀 기지국 게이트웨이(240)라 칭한다. 이 경우, 도 2에서 도시되는 바와 같이, LBO 펨토 셀 기지국(210)은 그 기능상 펨토 PDN 게이트웨이(f-PGW)(220)와 펨토 셀 기지국(230)으로 분류할 수 있다. 또한 LBO 펨토 셀 기지국 게이트웨이(240)는 기능상 펨토 셀 기지국 게이트웨이(250)와 펨토 서빙 게이트웨이(f-SGW)(260)로 분류할 수 있다. 여기서 상기 펨토 PDN 게이트웨이(220)와 펨토 서빙 게이트웨이(260)는 펨토 셀에 포함된 PDN 게이트웨이 또는 펨토 셀 기지국 게이트웨이에 포함된 서빙 게이트웨이라는 것을 의미한다.2 is a diagram illustrating a structure of a femto cell base station and a femto cell base station gateway for enabling LBO service according to an embodiment of the present invention. Hereinafter, a femto cell base station providing an LBO service according to an embodiment of the present invention is referred to as an LBO femto cell base station 210, and a femto cell base station gateway providing an LBO service is referred to as an LBO femto cell base station gateway 240. In this case, as shown in FIG. 2, the LBO femto cell base station 210 may be classified into a femto PDN gateway (f-PGW) 220 and a femto cell base station 230 due to its function. In addition, the LBO femto cell base station gateway 240 may be classified into a femto cell base station gateway 250 and a femto serving gateway (f-SGW) 260. Here, the femto PDN gateway 220 and the femto serving gateway 260 means that the PDN gateway included in the femto cell or the serving gateway included in the femto cell base station gateway.

도 2에서 도시되는 바와 같이, LBO 펨토 셀 기지국은 LBO 펨토 셀 기지국 게이트웨이(250)를 통해 이동성 관리 엔티티(120)와 연결된다. 또한 펨토 셀 기지국 게이트웨이(250)와 펨토 서빙 게이트웨이(260)는 그 기능상 LBO 펨토 셀 기지국 게이트웨이(240)에 함께 설치되어, 상호 내부 통신이 가능한 것을 특징으로 한다. As shown in FIG. 2, the LBO femto cell base station is connected to the mobility management entity 120 through the LBO femto cell base station gateway 250. In addition, the femtocell base station gateway 250 and the femto serving gateway 260 is installed in the LBO femtocell base station gateway 240 for its function, it characterized in that the internal communication with each other.

이 경우, 코어 네트워크의 이동성 관리 엔티티(120)와 PDN 게이트웨이(140)는 LBO 펨토 셀 기지국 게이트웨이(240)에 설치된 펨토 서빙 게이트웨이(260)를 코어 네트워크 내의 타 서빙 게이트웨이(130)와 동일하게 인식한다. In this case, the mobility management entity 120 and the PDN gateway 140 of the core network recognize the femto serving gateway 260 installed in the LBO femto cell base station gateway 240 in the same manner as other serving gateways 130 in the core network. .

본 발명에서는 코어 네트워크의 이동성 관리 엔티티(120)에 변경을 가하지 않고 LBO 서비스를 제공한다. 이를 위해, 본 발명의 실시예에서는 펨토 서빙 게이트웨이(260)가, 펨토 셀 기지국(230)과 펨토 PDN 게이트웨이(220)가 직접 통신할 수 있도록 업링크 및 다운링크 정보를 설정한다. The present invention provides the LBO service without making any changes to the mobility management entity 120 of the core network. To this end, in the embodiment of the present invention, the femto serving gateway 260 sets uplink and downlink information so that the femto cell base station 230 and the femto PDN gateway 220 can communicate directly.

보다 구체적으로 설명하면, 펨토 서빙 게이트웨이(260)는 본래 펨토 서빙 게이트웨이(260)가 펨토 PDN 게이트웨이(220)로 데이터를 전송하기 위해 설정되는 업링크 정보를 이동성 관리 엔티티(120)를 통하여 펨토 셀 기지국(230)으로 전달한다. 그러면 펨토 셀 기지국(230)과 펨토 PDN 게이트웨이(220) 사이에 직접 업링크 통신이 가능한 라디오 베어러가 형성된다. More specifically, femto serving gateway 260 is a femto cell base station via the mobility management entity 120 through the uplink information that is originally configured for the femto serving gateway 260 to transmit data to the femto PDN gateway 220 Forward to 230. Then, a radio bearer capable of direct uplink communication is formed between the femto cell base station 230 and the femto PDN gateway 220.

이와 동시에, 펨토 서빙 게이트웨이(260)는 본래 펨토 서빙 게이트웨이(260)가 펨토 셀 기지국(230)으로 데이터를 전송하기 위해 설정되는 다운링크 정보를 이동성 관리 엔티티(120)를 통하여 펨토 셀 기지국(230)으로부터 수신하고, 이를 펨토 PDN 게이트웨이(220)로 전달한다. 그러면 펨토 셀 기지국(230)과 펨토 PDN 게이 트웨이(220) 사이에 직접 다운링크 통신이 가능한 라디오 베어라가 형성된다. At the same time, the femto serving gateway 260 transmits downlink information, which is originally configured for the femto serving gateway 260 to transmit data to the femto cell base station 230, through the mobility management entity 120 through the femto cell base station 230. Receive from and forward it to the femto PDN gateway 220. Then, a radio bearer capable of direct downlink communication is formed between the femto cell base station 230 and the femto PDN gateway 220.

그러면 이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 LBO 서비스 제공 방법에 대하여 기술하도록 한다. Next will be described in the LBO service providing method according to an embodiment of the present invention.

도 3은 단말기(170)가 LBO 펨토 셀 기지국(210)을 통해 LBO 서비스를 요청하고 LBO 서비스를 제공받는 과정을 도시하는 순서도이다. 3 is a flowchart illustrating a process in which a terminal 170 requests an LBO service through an LBO femto cell base station 210 and receives an LBO service.

도 3을 참조하면, 단말기(170)는 S307 단계에서 펨토 셀 기지국(230)과 RRC 연결을 맺는다. 그리고 단말기(170) S308 단계에서, 펨토 셀 기지국(230)을 통하여 이동성 관리 엔티티(120)에 초기 단말 메시지(INITIAL UE MESSAGE)를 전달한다. 이때, 펨토 셀 기지국 게이트웨이(250)는 펨토 셀 기지국(230)과 이동성 관리 엔티티(120)간 메시지를 전달하면서 단말기(170)의 임시 신원 정보인 S-TMSI(SAE Temporary Mobile Subscriber Identity) 및 펨토 셀 기지국(230)의 정보(예를 들어, 펨토 셀 기지국의 IP 주소 등)를 파악한다. 그러면, 이동성 관리 엔티티(120)는 S309 단계에서 단말기(170)가 사용하는 모든 베어러(Bearer)를 활성화 시킨다. Referring to FIG. 3, the terminal 170 establishes an RRC connection with the femto cell base station 230 in step S307. In operation S308, the terminal 170 transmits an initial terminal message (INITIAL UE MESSAGE) to the mobility management entity 120 through the femto cell base station 230. In this case, the femtocell base station gateway 250 transmits a message between the femtocell base station 230 and the mobility management entity 120, and the SAE Temporary Mobile Subscriber Identity (S-TMSI) and the femtocell, which are temporary identity information of the terminal 170, are transmitted. Information of the base station 230 (for example, the IP address of the femtocell base station, etc.) is determined. Then, the mobility management entity 120 activates all bearers used by the terminal 170 in step S309.

그 후, 단말기(170)는 S310 단계에서, LBO 서비스를 활성화시키기 위한 PDN 연결 요청 메시지(PDN Connectivity Request)를 이동성 관리 엔티티(120)로 전송한다. 이 경우, 단말기(170)는 접속 요청 네트워크를 의미하는 APN(Access Point Name) 값에 자신의 S-TMSI 또는 TMSI 값을 포함시켜 전송하며, 본 발명의 실시예에서는 'APN = LocalPDN.S-TMSI' 로 가정한다. Thereafter, the terminal 170 transmits a PDN Connectivity Request message to the mobility management entity 120 to activate the LBO service in step S310. In this case, the terminal 170 transmits its own S-TMSI or TMSI value to the APN value indicating the access request network, and in the embodiment of the present invention, 'APN = LocalPDN.S-TMSI'. Assume '

그리고 이동성 관리 엔티티(120)는 S310-1 단계에서 DNS(Domain Name Server) 등과 연동하여 DNS Query를 이용하여 펨토 PDN 게이트웨이(220)의 IP 주소 를 획득한다. 이 경우, DNS 서버는 'LocalPDN.xxx.' 형태인 APN에 대한 응답으로 미리 설정된 'x.x.x.x' 라는 특정 IP 주소 또는 임의의 주소 'x.x.x.x'를 이동성 관리 엔티티(120)에 전달한다. 그러면 이동성 관리 엔티티(120)는 S311 단계에서, 디폴트 베어러 요청 메시지(Create Default Bearer Request)를 통해 신규 베어러를 생성할 펨토 PDN 게이트웨이의 IP 주소, APN, 신규 생성될 베어러 ID를 펨토 서빙 게이트웨이(260)에 전달한다. In addition, the mobility management entity 120 acquires the IP address of the femto PDN gateway 220 using a DNS query in conjunction with a domain name server (DNS) in step S310-1. In this case, the DNS server is 'LocalPDN.xxx.' In response to the APN in the form, the predetermined IP address 'x.x.x.x' or arbitrary address 'x.x.x.x' is transmitted to the mobility management entity 120. The mobility management entity 120 then checks the femto serving gateway 260 for the IP address, APN, and newly created bearer ID of the femto PDN gateway to create a new bearer through in a default bearer request message (S311). To pass on.

여기서, 이동성 관리 엔티티(120)가 펨토 서빙 게이트웨이(260)에게 전달하는 펨토 PDN 게이트웨이의 IP 주소는 더미(Dummy) 값을 가질 수 있다. 이는 이동성 관리 엔티티(120)가 모든 PDN 게이트웨이와 모든 펨토 PDN 게이트웨이의 IP 주소를 알 수는 없기 때문이다. 따라서 펨토 서빙 게이트웨이(260)는 펨토 PDN 게이트웨이(220)의 IP 주소를 획득하기 위한 다른 절차를 수행할 필요가 있다. Here, the IP address of the femto PDN gateway that the mobility management entity 120 delivers to the femto serving gateway 260 may have a dummy value. This is because the mobility management entity 120 does not know the IP addresses of all PDN gateways and all femto PDN gateways. Accordingly, the femto serving gateway 260 needs to perform another procedure for obtaining the IP address of the femto PDN gateway 220.

이를 위해, 펨토 서빙 게이트웨이(260)는 이동성 관리 엔티티(120)로부터 PDN 연결 요청 메시지를 수신하면, S312A 단계에서 내부 시그널링을 통해 펨토 셀 기지국 게이트웨이(250)에게 S-TMSI와 관련된 펨토 셀 기지국(230)의 IP 주소를 문의하여 S312B 단계에서 이를 획득한다. 이 경우, 상기 펨토 셀 기지국 게이트웨이(250)는 S308 단계에서, 이미 펨토 셀 기지극(230)의 IP 주소를 획득한 바 있으므로 이를 펨토 서빙 게이트웨이(260)에게 바로 알려주는 것이 가능하다. 또한, 본 발명의 실시예에서는 펨토 셀 기지국(230)과 펨토 PDN 게이트웨이(220)는 동일한 LBO 펨토 셀 기지국(210)에 설치되는 것을 가정하므로, S312B 단계에서 획득한 펨토 셀 기지국(230)의 IP 주소는 펨토 PDN 게이트웨이(220)의 주소라 가정할 수 있 다. To this end, when the femto serving gateway 260 receives the PDN connection request message from the mobility management entity 120, the femto cell base station 230 associated with the S-TMSI to the femto cell base station gateway 250 via internal signaling in step S312A. ) To obtain the IP address in step S312B. In this case, the femtocell base station gateway 250 has already obtained the IP address of the femto cell base electrode 230 in step S308, so it is possible to inform the femto serving gateway 260 immediately. In addition, in the embodiment of the present invention, since the femto cell base station 230 and the femto PDN gateway 220 are assumed to be installed in the same LBO femto cell base station 210, the IP of the femto cell base station 230 obtained in step S312B. The address may be assumed to be an address of the femto PDN gateway 220.

만약, S310-1 단계에서, DNS가 LBO 펨토 셀 기지국(210)의 펨토 PDN 게이트웨이(220)의 IP 주소를 획득할 수 있다면, 상기의 S312A 단계 및 S312B 단계는 수행되지 않을 수도 있다.If, in step S310-1, DNS can obtain the IP address of the femto PDN gateway 220 of the LBO femto cell base station 210, step S312A and step S312B may not be performed.

펨토 PDN 게이트웨이(220)의 IP 주소를 획득한 펨토 서빙 게이트웨이(260)는 상기 획득한 IP 주소를 이용하여 상기 펨토 PDN 게이트웨이와 직접 시그널링이 가능하다. 펨토 서빙 게이트웨이(260)는 상기 확득한 펨토 PDN 게이트웨이(220)의 IP 주소를 이용하여 S313 단계 이하에서, 펨토 PDN 게이트웨이(220)와 펨토 셀 기지국(230)이 직접 통신할 수 있도록 업링크 및 다운링크 정보를 설정한다. The femto serving gateway 260 having obtained the IP address of the femto PDN gateway 220 can directly signal with the femto PDN gateway using the obtained IP address. The femto serving gateway 260 uses the obtained femto PDN gateway 220 IP address up to and down to allow the femto PDN gateway 220 and the femto cell base station 230 to directly communicate in step S313 and below. Set link information.

이에 따라, 펨토 서빙 게이트웨이(260)는 S313 단계에서, 상기 획득한 펨토 PDN 게이트웨이의 IP 주소를 이용하여 디폴트 베어러 요청 메시지(Default Bearer Request)를 통해, 펨토 PDN 게이트웨이(220)로 APN, 신규 생성될 베어러의 ID, PDN 게이트웨이(140)에서 펨토 서빙 게이트웨이(260)로 전송되는 데이터를 위해 펨토 서빙 게이트웨이(260)에서 할당한 다운링크 정보를 전달한다. 이 경우 상기 다운링크 정보는 다운링크 IP 주소와 GTP TEID(GPRS Tunnel Protocol Tunnel End-point ID)를 포함할 수 있다. Accordingly, the femto serving gateway 260 is newly generated APN to the femto PDN gateway 220 through a default bearer request message using the obtained IP address of the femto PDN gateway in step S313. The bearer ID transmits downlink information allocated by the femto serving gateway 260 for data transmitted from the PDN gateway 140 to the femto serving gateway 260. In this case, the downlink information may include a downlink IP address and a GTP TEID (GPRS Tunnel Protocol Tunnel End-point ID).

그러면 펨토 PDN 게이트웨이(220)는 S314 단계에서 디폴트 베어러 응답 메시지(Create Default Bearer Response)를 통해, 펨토 서빙 게이트웨이(260)에서 펨토 PDN 게이트웨이(220)로 전송되는 데이터를 위해 펨토 PDN 게이트웨이(220)에서 설정한 업링크 정보를 펨토 서빙 게이트웨이(260)로 전달한다. 여기서 상기 업링크 정보는 업링크 IP 주소와 GTP TEID를 포함할 수 있다. Then, the femto PDN gateway 220 at the femto PDN gateway 220 for data transmitted from the femto serving gateway 260 to the femto PDN gateway 220 through a Create Default Bearer Response in step S314. The set uplink information is transmitted to the femto serving gateway 260. Here, the uplink information may include an uplink IP address and a GTP TEID.

그러면 펨토 서빙 게이트웨이(260)는 펨토 PDN 게이트웨이(220)에서 설정한 업링크 정보를 펨토 서빙 게이트웨이(260)의 업링크 정보로 설정한다. 그리고 펨토 서빙 게이크웨이(260)는 S315 단계에서 상기 업링크 정보를 상기 생성된 베어러의 ID와 함께 이동성 관리 엔티티(120)로 전달한다. 그러면 이동성 관리 엔티티(120)는 S316 단계에서 베어러 설정 요청 메시지(Bearer Setup Request)를 통해 상기 생성된 베어러의 ID와, 상기 업링크 정보를 펨토 셀 기지국(230)에 전달한다. 이로써, 펨토 셀 기지국(230)과 펨토 PDN 게이트웨이(220) 사이에는 LBO 업링크 베어러가 형성된다. 그러면, 상기 LBO 업링크 베어러가 설정됨으로 인하여, 펨토 셀 기지국(230)은 단말기(170)로부터 수신하는 데이터를 펨토 PDN 게이트웨이(220)로 전달할 수 있다. The femto serving gateway 260 then sets uplink information set by the femto PDN gateway 220 as uplink information of the femto serving gateway 260. The femto serving gateway 260 transmits the uplink information to the mobility management entity 120 together with the generated bearer ID in step S315. The mobility management entity 120 then transmits the generated bearer ID and the uplink information to the femto cell base station 230 through a bearer setup request message in step S316. As a result, an LBO uplink bearer is formed between the femto cell base station 230 and the femto PDN gateway 220. Then, since the LBO uplink bearer is configured, the femto cell base station 230 may transmit data received from the terminal 170 to the femto PDN gateway 220.

그리고 펨토 셀 기지국(230)은 S317 단계에서, 단말기(170)와의 라디오 베어러(Radio Bearer)를 설정한다. 그리고 펨토 셀 기지국(230)은 S318 단계에서, 베어러 설정 응답 메시지(Bearer Setup Response)를 통해, 펨토 서빙 게이트웨이(260)에서 펨토 셀 기지국(230)으로 전송되는 데이터를 위해 펨토 셀 기지국(230)이 설정한 다운링크 정보를 상기 베어러 ID와 함께 이동성 관리 엔티티(120)로 전달한다. 여기서 상기 다운링크 정보는 다운링크 IP 주소와 GTP TEID를 포함할 수 있다. In operation S317, the femto cell base station 230 establishes a radio bearer with the terminal 170. In operation S318, the femto cell base station 230 transmits the femto cell base station 230 for data transmitted from the femto serving gateway 260 to the femto cell base station 230 through a bearer setup response message. The set downlink information is transmitted to the mobility management entity 120 together with the bearer ID. Here, the downlink information may include a downlink IP address and a GTP TEID.

이동성 관리 엔티티(120)는 S319 단계에서, 상기 베어러 ID와 펨토 셀 기지국(230)으로의 다운링크 정보를 펨토 서빙 게이트웨이(260)에 전달한다. 그러면 펨토 서빙 게이트웨이(260)는 S320 단계에서, 상기 수신한 다운링크 정보를 펨토 서 빙 게이트웨이(260)의 다운링크 정보로 설정하고, 업데이트 베어러 요청 메시지(Update Bearer Request)를 상기 베어러 ID와 함께 펨토 PDN 게이트웨이(220)로 전달한다. 이와 같은 과정으로 인하여, 펨토 셀 기지국(230)과 펨토 PDN 게이트웨이(220) 사이에는 LBO 다운링크 베어러가 형성된다. 그러면, 상기 LBO 다운링크 베어러가 형성됨으로 인하여, 펨토 PDN 게이트웨이(220)는 데이터 네트워크에서 단말기(170)로 전송될 데이터 수신 시, 펨토 셀 기지국(230)으로 직접 전송할 수 있게 된다. The mobility management entity 120 transmits the bearer ID and downlink information to the femto cell base station 230 to the femto serving gateway 260 in step S319. The femto serving gateway 260 then sets the received downlink information as the downlink information of the femto serving gateway 260 in step S320, and sets an update bearer request message together with the bearer ID. Forward to PDN gateway 220. Due to this process, an LBO downlink bearer is formed between the femto cell base station 230 and the femto PDN gateway 220. Then, since the LBO downlink bearer is formed, the femto PDN gateway 220 can be transmitted directly to the femto cell base station 230 when receiving data to be transmitted to the terminal 170 in the data network.

이후, S321 및 S322 단계를 통해 상기 베어러 정보가 갱신되었음이 펨토 서빙 게이트웨이(260)와 이동성 관리 엔티티(120)로 전달되고, 단말기(170)는 펨토 PDN 게이트웨이(220)를 통해 LBO 네트워크와 데이터 통신을 직접 수행할 수 있다.Thereafter, the bearer information is updated to the femto serving gateway 260 and the mobility management entity 120 through steps S321 and S322, and the terminal 170 communicates with the LBO network through the femto PDN gateway 220. Can be done directly.

도 3에 기반한 본 발명의 실시예는 펨토 서빙 게이트웨이(260)의 업링크 정보를 펨토 셀 기지국(230)의 펨토 PDN 게이트웨이(220)에 대한 업링크 정보로 설정하여 펨토 셀 기지국(230)에 전달하는 S316 단계와, 펨토 서빙 게이트웨이(260)의 다운링크 정보를 펨토 PDN 게이트웨이(260)의 펨토 셀 기지국(230)에 대한 다운링크 정보로 설정하여 펨토 PDN 게이트웨이(22)에 전달하는 S320 단계를 포함한다. 이에 따라 본 발명의 펨토 셀 기지국(230)은 펨토 PDN 게이트웨이(230)로 업링크 데이터를 전송하고, 펨토 PDN 게이트웨이(230)는 펨토 셀 기지국(230)으로 다운링크 데이터를 직접 전송할 수 있게 된다. The embodiment of the present invention based on FIG. 3 sets uplink information of the femto serving gateway 260 as uplink information of the femto PDN gateway 220 of the femto cell base station 230 and delivers the uplink information to the femto cell base station 230. And step S320 to set downlink information of the femto serving gateway 260 as downlink information of the femtocell base station 230 of the femto PDN gateway 260 and deliver the downlink information to the femto PDN gateway 22. do. Accordingly, the femto cell base station 230 of the present invention transmits uplink data to the femto PDN gateway 230, and the femto PDN gateway 230 can directly transmit downlink data to the femto cell base station 230.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, S315 단계의 펨토 PDN 게이트웨이 업링크 IP 주소와, S320 단계의 펨토 셀 기지국(230) 다운링크 IP 주소는 실제 IP 주소가 아니라, LBO 서비스를 위해 미리 정의된 다른 IP 주소가 사용될 수도 있다. According to another embodiment of the present invention, the femto PDN gateway uplink IP address of step S315 and the femto cell base station 230 downlink IP address of step S320 are not actual IP addresses, but other predefined IPs for LBO services. Addresses may be used.

도 4a 및 도 4b는 본 발명의 실시예에 따른 펨토 서빙 게이트웨이(260)의 동작을 구체적으로 도시하는 순서도이다. 4A and 4B are flowcharts specifically illustrating the operation of the femto serving gateway 260 according to an embodiment of the present invention.

우선, 도 4a는 펨토 서빙 게이트웨이(260)가 이동성 관리 엔티티(120)로부터 디폴트 베어러 요청 메시지(Create Default Bearer Request)를 수신한 이후의 동작을 도시하는 순서도이다. First, FIG. 4A is a flowchart illustrating operation after the femto serving gateway 260 receives a Create Default Bearer Request message from the mobility management entity 120.

우선, 펨토 서빙 게이트웨이(260)는 S405 단계에서 이동성 관리 엔티티(120)로부터 디폴트 베어러 요청 메시지(Create Default Bearer Request)를 수신한다. 그리고 펨토 서빙 게이트웨이(260)는 S410 단계에서, 이동성 관리 엔티티(120)로부터 전달받은 펨토 PDN 게이트웨이(220)의 IP 주소가 자신에게 등록되었는지 여부를 확인한다. First, the femto serving gateway 260 receives a Create Default Bearer Request message from the mobility management entity 120 in step S405. In operation S410, the femto serving gateway 260 checks whether an IP address of the femto PDN gateway 220 received from the mobility management entity 120 is registered with itself.

만약, 펨토 PDN 게이트웨이(220)의 IP 주소가 자신에게 등록되지 않은 경우라면, 펨토 서빙 게이트웨이(260)는 S415 단계에서 디폴트 베어러 요청 메시지에 포함된 APN이 'LocalPDN.S-TMSI'로 설정되어있는지 여부를 확인한다. 상기 APN이 'LocalPDN.S-TMSI'로 설정된 경우라면, 펨토 PDN 게이트웨이(220)는 S420 단계로 진행하여, 내부 시그널링을 통해 펨토 셀 기지국 게이트웨이(250)로부터 단말기(170)가 접속한 펨토 셀 기지국(230)의 IP 주소를 획득한다. 그리고 펨토 서빙 게이트웨이(260)는 S425 단계에서 펨토 PDN 게이트웨이(220)의 IP 주소를 상기 획득한 펨토 셀 기지국(230)의 IP 주소로 설정한다. 이와 동시에, 펨토 서빙 게이트웨이(260)는 펨토 PDN 게이트웨이(220)와의 베어러를 설정한다. If the IP address of the femto PDN gateway 220 is not registered to it, the femto serving gateway 260 determines whether the APN included in the default bearer request message is set to 'LocalPDN.S-TMSI' in step S415. Check whether or not. If the APN is set to 'LocalPDN.S-TMSI', the femto PDN gateway 220 proceeds to step S420 and the femto cell base station to which the terminal 170 is connected from the femto cell base station gateway 250 through internal signaling. Obtain an IP address of 230. The femto serving gateway 260 sets the IP address of the femto PDN gateway 220 as the IP address of the obtained femto cell base station 230 in step S425. At the same time, femto serving gateway 260 establishes a bearer with femto PDN gateway 220.

이 경우, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 펨토 서빙 게이트웨이(260)는 단말기(170)가 등록한 펨토 셀 기지국(230)의 IP 주소를 이용하여 펨토 PDN 게이트웨이(220)의 IP 주소를 획득할 수도 있다. In this case, according to another embodiment of the present invention, the femto serving gateway 260 may obtain the IP address of the femto PDN gateway 220 by using the IP address of the femto cell base station 230 registered by the terminal 170. have.

그리고 펨토 서빙 게이트웨이(260)는 S430 단계에서, 펨토 셀 기지국(230)에서 펨토 서빙 게이트웨이(260)로의 데이터 전송을 위한 업링크 정보를 펨토 PDN 게이트웨이의 업링크 IP 주소와 GTP TEID로 설정하여 이동성 관리 엔티티(!20)로 전달한다. The femto serving gateway 260 sets uplink information for data transmission from the femto cell base station 230 to the femto serving gateway 260 as an uplink IP address and a GTP TEID of the femto PDN gateway in step S430. Pass it to entity (! 20).

한편, S410 단계에서 펨토 PDN 게이트웨이(220)의 주소가 이미 펨토 서빙 게이트웨이(260)에 등록이 되어있거나 또는 S415 단계에서 APN의 값이 'LocalPDN.S-TMSI'의 형태가 아닐 수 있다. 이 경우, 펨토 서빙 게이트웨이(260)는 S435 단계로 진행하여 이동성 관리 엔티티(120)가 전달해준 펨토 PDN 게이트웨이(220)의 IP 주소를 이용하여 펨토 PDN 게이트웨이(220)와 베어러를 설정한다. 그리고 펨토 서빙 게이트웨이(260)는 S440 단계에서, 펨토 서빙 게이트웨이(260)의 업링크 정보를 이동성 관리 엔티티로 전달한다. On the other hand, the address of the femto PDN gateway 220 is already registered in the femto serving gateway 260 in step S410 or the APN value may not be in the form of 'LocalPDN.S-TMSI' in step S415. In this case, the femto serving gateway 260 proceeds to step S435 to establish a bearer with the femto PDN gateway 220 using the IP address of the femto PDN gateway 220 delivered by the mobility management entity 120. In operation S440, the femto serving gateway 260 delivers uplink information of the femto serving gateway 260 to the mobility management entity.

도 4b는 펨토 서빙 게이트웨이(260)가 이동성 관리 엔티티(120)로부터 업데이트 베어러 요청 메시지(Update Bearer Request)를 수신한 이후의 동작을 도시하는 순서도이다. 4B is a flow diagram illustrating operation after femto serving gateway 260 receives an Update Bearer Request message from mobility management entity 120.

우선, 펨토 서빙 게이트웨이(260)는 S455 단계에서 이동성 관리 엔티티(120)로부터 업데이트 베어러 요청 메시지(Update Bearer Request)를 수신한다. 그리고 펨토 서빙 게이트웨이(260)는 S460 단계에서, 요청받은 베어러가 LBO 서비스를 위 한 것인지 여부를 판단한다. 만약, 상기 요청받은 베어러가 LBO 서비스를 위한 것인 경우라면, 펨토 서빙 게이트웨이(260)는 S465 단계로 진행하여 상기 수신한 업데이트 베어러 요청 메시지에 펨토 셀 기지국(230)에 대한 다운링크 정보가 포함되어 있는지 여부를 판단한다. 상기 다운링크 정보가 포함된 경우라면, 펨토 서빙 게이트웨이(260)는 S470 단계로 진행하여, 펨토 서빙 게이트웨이(260)의 다운링크 정보를 펨토 셀 기지국(230)의 다운링크 IP 주소와 GTP TEID로 설정한다. 이와 동시에 펨토 서빙 게이트웨이(260)는 펨토 PDN 게이트웨이(220)와 베어러 업데이트를 수행한다. First, the femto serving gateway 260 receives an update bearer request message from the mobility management entity 120 in step S455. The femto serving gateway 260 determines whether the requested bearer is for LBO service in step S460. If the requested bearer is for an LBO service, the femto serving gateway 260 proceeds to step S465 and includes downlink information for the femto cell base station 230 in the received update bearer request message. Determine whether there is. If the downlink information is included, the femto serving gateway 260 proceeds to step S470, the downlink information of the femto serving gateway 260 is set to the downlink IP address and GTP TEID of the femto cell base station 230 do. At the same time, the femto serving gateway 260 performs bearer update with the femto PDN gateway 220.

한편, S460 단계에서, 업데이트 요청을 받은 베어러가 LBO 서비스에 대한 베어러가 아니거나 또는 업데이트 베어러 요청 메시지에 기지국의 다운링크 정보가 포함되지 않은 경우, 펨토 서빙 게이트웨이(260)는 S475 단계로 진행하여 S455 단계에서 요청받은 대로 펨토 PDN 게이트웨이(220)와 베어러 업데이트를 수행한다. On the other hand, in step S460, if the bearer receiving the update request is not a bearer for the LBO service or the update bearer request message does not include the downlink information of the base station, the femto serving gateway 260 proceeds to step S475 to S455 The bearer update is performed with the femto PDN gateway 220 as requested in the step.

도 5는 LBO 네트워트에서 유휴 모드(Idle Mode)의 단말기에게 전송될 데이터가 발생한 경우, 이를 단말기(170)에게 전송하는 과정을 도시하는 순서도이다.FIG. 5 is a flowchart illustrating a process of transmitting data to the terminal 170 when data to be transmitted to the terminal in the idle mode is generated in the LBO network.

도 5에서 도시되는 바와 같이, LBO 네트워크에서 유휴 모드(Idle)의 단말기에게 전송될 데이터가 발생하면, 이는 펨토 PDN 게이트웨이(220)를 통해 수신된다. 그러면, 펨토 PDN 게이트웨이(220)는 S507 단계에서 본 발명의 실시예에 따라, 다운링크 데이터 통지 메시지(Downlink DATA Notification)를 펨토 서빙 게이트웨이(260)로 전송한다. 종래의 다운링크 데이터 통지는 서빙 게이트웨이가 이동성 관리 엔티티로 전송하는 메시지이지만, 본 발명에서는 펨토 PDN 게이트웨이(220)가 펨토 서빙 게이트웨이(260)로 전송하도록 구성하였다. As shown in FIG. 5, when data to be transmitted to an idle mode (Idle) terminal is generated in the LBO network, it is received through the femto PDN gateway 220. Then, the femto PDN gateway 220 transmits a downlink data notification message to the femto serving gateway 260 in step S507. The conventional downlink data notification is a message sent by the serving gateway to the mobility management entity, but in the present invention, the femto PDN gateway 220 is configured to transmit to the femto serving gateway 260.

상기 다운링크 통지 메시지를 수신한 펨토 서빙 게이트웨이(260)는 S508 단계에서 이를 이동성 관리 엔티티(120)로 전송한다. 그러면 이동성 관리 엔티티(120)는 S509 단계에서 단말기(170)에 대한 페이징(Paging)을 수행하고, 단말기(170)는 S510 단계에서 NAS 서비스 요청 메시지(NAS Service Request)로 응답한다. Upon receiving the downlink notification message, the femto serving gateway 260 transmits it to the mobility management entity 120 in step S508. Then, the mobility management entity 120 performs paging for the terminal 170 in step S509, and the terminal 170 responds with a NAS service request message in step S510.

그러면, 이동성 관리 엔티티(120)는 S511 단계에서, 초기 컨텍스트 설정 요청 메시지(INITIAL CONTEXT SETUP REQUEST)를 통해 신규 베어러 ID와, 상기 도 3의 S315 단계에서 수신한 펨토 서빙 기지국(260)으로의 업링크 정보 등을 펨토 셀 기지국(230)으로 전달한다. 그러면 펨토 셀 기지국(230)은 S512 단계에서, 단말기(170)와의 라디오 베어러를 설정한다. 그리고 펨토 셀 기지국(230)은 S513 단계에서, 초기 컨텍스트 설정 응답 메시지(INITIAL CONTEXT SETUP REQUEST)를 통해, 펨토 서빙 게이트웨이(260)에서 펨토 셀 기지국(230)으로 전송되는 데이터를 위해 펨토 셀 기지국(230)이 설정한 다운링크 정보를 이동성 관리 엔티티(120)로 전송한다. 여기서 상기 초기 컨텍스트 설정 응답 메시지는 다운링크 IP 주소, GTP TEID, 베어러 ID 등의 정보를 포함한다. Then, the mobility management entity 120 in step S511, the new bearer ID through the initial context setup request message (INITIAL CONTEXT SETUP REQUEST), and the uplink to the femto serving base station 260 received in step S315 of FIG. Information and the like are transmitted to the femto cell base station 230. Then, the femto cell base station 230 establishes a radio bearer with the terminal 170 in step S512. In operation S513, the femtocell base station 230 transmits the femtocell base station 230 for data transmitted from the femto serving gateway 260 to the femtocell base station 230 through an initial context setup response message. Transmits downlink information set by the mobile station to the mobility management entity 120. Here, the initial context setup response message includes information such as a downlink IP address, a GTP TEID, and a bearer ID.

그러면 이동성 관리 엔티티(120)는 S514 단계에서, 업데이트 베어러 요청 메시지를 통해 베어러 ID, 펨토 셀 기지국으로의 다운링크 정보를 펨토 서빙 게이트웨이(260)로 전달한다. 그러면, 펨토 서빙 게이트웨이(260)는 상기 전달받은 펨토 셀 기지국(230)으로의 다운링크 정보를 자신의 다운링크 정보로 설정하고, 상기 베 어러 ID와 함께 펨토 PDN 게이트웨이(220)로 전달한다. The mobility management entity 120 then delivers the bearer ID and downlink information to the femtocell base station via the update bearer request message to the femto serving gateway 260 in step S514. Then, the femto serving gateway 260 sets the downlink information to the received femto cell base station 230 as its downlink information, and transmits the downlink information to the femto PDN gateway 220 together with the bearer ID.

이 후, S516 단계 및 S517 단계를 통해 베어러 정보가 업데이트 되었음이 펨토 서빙 게이트웨이(260)와 이동성 관리 엔티티(120)로 전달된다. 그러면 단말기(170)는 펨토 PDN 게이트웨이(220)를 통해 LBO 네트워크와 직접 데이터 통신을 수행할 수 있다. Thereafter, the bearer information is updated to the femto serving gateway 260 and the mobility management entity 120 through steps S516 and S517. The terminal 170 may then perform direct data communication with the LBO network through the femto PDN gateway 220.

한편, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 펨토 PDN 게이트웨이(220)는 S507 단계에서 다운링크 데이터 통지 메시지 대신, 직접 데이터 패킷을 펨토 서빙 게이트웨이(260)로 전달할 수도 있다. 이 경우, 상기 데이터 패킷의 전송에 대한 후속 절차로 S508 과정이 수행되어, S509 단계 내지 S517 단계가 동일하게 수행될 수 있다. 이에 대한 구체적인 절차는 이미 설명한 바 있으므로, 자세한 설명은 생략하기로 한다. 이 경우, 펨토 서빙 게이트웨이(260)는 펨토 PDN 게이트웨이(220)로부터 수신한 데이터 패킷을 S514 과정 이후 펨토 셀 기지국(230)으로 전송할 수 있다. Meanwhile, according to another embodiment of the present invention, the femto PDN gateway 220 may directly transmit the data packet to the femto serving gateway 260 instead of the downlink data notification message in step S507. In this case, the process S508 is performed as a subsequent procedure for the transmission of the data packet, so that steps S509 to S517 may be performed in the same manner. Since the detailed procedure has already been described, a detailed description thereof will be omitted. In this case, the femto serving gateway 260 may transmit the data packet received from the femto PDN gateway 220 to the femto cell base station 230 after the S514 process.

본 명세서와 도면에 개시 된 본 발명의 실시예들은 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 본 발명의 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것일 뿐이며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.The embodiments of the present invention disclosed in the present specification and drawings are merely illustrative of specific embodiments of the present invention and are not intended to limit the scope of the present invention in order to facilitate understanding of the present invention. It will be apparent to those skilled in the art that other modifications based on the technical idea of the present invention can be carried out in addition to the embodiments disclosed herein.

도 1은 매크로 셀 기지국 및 펨토 셀 기지국이 공존하는 무선 통신 네트워크의 구조를 도시하는 도면.1 is a diagram illustrating a structure of a wireless communication network in which a macro cell base station and a femto cell base station coexist.

도 2는 본 발명의 실시예에 따라 펨토 셀 기지국의 LBO 서비스를 가능케 하는 펨토 셀 기지국과 펨토 셀 기지국 게이트웨이의 구조를 도시하는 도면.2 is a diagram illustrating the structure of a femto cell base station and a femto cell base station gateway to enable LBO service of a femto cell base station according to an embodiment of the present invention.

도 3은 단말기(170)가 LBO 펨토 셀 기지국(210)을 통해 LBO 서비스를 요청하고 LBO 서비스를 제공받는 과정을 도시하는 순서도.3 is a flowchart illustrating a process in which a terminal 170 requests an LBO service through an LBO femto cell base station 210 and receives an LBO service.

도 4a는 펨토 서빙 게이트웨이(260)가 이동성 관리 엔티티(120)로부터 디폴트 베어러 요청 메시지(Create Default Bearer Request)를 수신한 이후의 동작을 도시하는 순서도.FIG. 4A is a flow diagram illustrating operation after femto serving gateway 260 receives a Create Default Bearer Request message from mobility management entity 120.

도 4b는 펨토 서빙 게이트웨이(260)가 이동성 관리 엔티티(120)로부터 업데이트 베어러 요청 메시지(Update Bearer Request)를 수신한 이후의 동작을 도시하는 순서도.FIG. 4B is a flow chart illustrating operation after femto serving gateway 260 receives an Update Bearer Request message from mobility management entity 120.

도 5는 LBO 네트워트에서 유휴 모드(Idle Mode)의 단말기에게 전송될 데이터가 발생한 경우, 이를 단말기(170)에게 전송하는 과정을 도시하는 순서도.FIG. 5 is a flowchart illustrating a process of transmitting data to a terminal 170 when data to be transmitted to an idle mode terminal occurs in an LBO network.

Claims

A method for supporting local breakout (LBO) service in a wireless communication network including a femto cell,

Transmitting, by a terminal connected to the femto cell base station, an initial terminal message for activating a radio bearer to a mobility management entity of the core network via the femto cell base station gateway;

A second step of the terminal transmitting a PDN connection request message for forming a femto PDN gateway and an LBO bearer connected to an LBO network heterogeneous with the core network to the mobility management entity;

Receiving, by the mobility management entity, the PDN connection request message and forwarding it to a femto serving gateway located at the same LBO femto cell base station gateway as the femto cell base station gateway;

After the femto serving gateway receives the PDN connection request message from the mobility management entity, acquiring an address of the femto PDN gateway located at the same LBO femto cell base station as the femto cell base station;

A fifth step of the femto serving gateway obtaining uplink information for the femto PDN gateway and delivering to the femto cell base station via the mobility management entity to form an LBO uplink bearer; And

The femto serving gateway obtains downlink information for the femto serving gateway transmitted from the femto cell base station via the mobility management entity, and transmits the downlink information to the femto PDN gateway to transmit the femto cell base station and the femto PDN gateway. And a sixth step of forming an LBO downlink bearer.

The method of claim 1, wherein the first step is

And the femto cell base station gateway obtains an IP address of the femto cell base station.

The method of claim 2, wherein the fourth step,

And receiving the IP address of the femto cell base station from the femto cell base station gateway and obtaining the address of the femto PDN gateway.

The method of claim 3, wherein the fifth step,

Transmitting, by the femto serving gateway, a default bearer request message to the femto PDN gateway using the obtained address of the femto PDN gateway;

Transmitting, by the femto PDN gateway, receiving the default bearer request message, the uplink information to the femto serving gateway; And

And transmitting, by the femto serving gateway, the received uplink information to the femto cell base station through the mobility management entity.

The method of claim 4, wherein the sixth step is

Sending, by the femto cell base station, the downlink information to the femto serving gateway through the mobility management entity; And

The femto serving gateway further comprises the step of transmitting the received downlink information to the femto PDN gateway.

The method of claim 3, wherein the uplink information,

A method for supporting a local breakout service, comprising an uplink IP address and a GTP TEID (GPRS Tunnel Protocol Tunnel End-point ID).

The method of claim 3, wherein the downlink information,

Method for supporting local breakout service, including downlink IP address and GTP TEID.

The method of claim 1,

Transmitting, by the femto PDN gateway, a downlink data notification message to the mobility management entity through the femto serving gateway when data transmitted from the LBO network to the terminal occurs after entering the idle mode of the terminal;

Paging the terminal by the mobility management entity and reconnecting the LBO bearer.

An LBO femto cell base station supporting local breakout (LBO) service in a wireless communication network,

It is connected to a heterogeneous LBO network with a core network, and transmits uplink information to the femto serving gateway upon receiving a default bearer request message from a femto serving gateway, and receives downlink information transmitted from a femto cell base station via a mobility management entity. A femto PDN gateway forming an LBO downlink bearer; And

A femtocell base station receiving an uplink information transmitted from the femto PDN gateway through the mobility management entity to form an LBO uplink bearer, and transmitting the downlink information to the femto PDN gateway through the mobility management entity; An LBO femto cell base station, characterized in that.

An LBO femtocell base station gateway supporting local breakout (LBO) services in a wireless communication network,

A femto cell base station gateway for determining an address of a femto cell base station and connecting the femto cell base station and a mobility management entity; And

Acquire the address of the femtocell base station from the femtocell base station gateway to determine the address of the femto PDN gateway connected to the LBO network heterogeneous to the core network, obtain the uplink information for the femto PDN gateway and deliver it to the femtocell base station And a femto serving gateway configured to acquire downlink information on the femto serving gateway of the femto cell base station and transmit the downlink information to the femto PDN gateway to form an LBO bearer.