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WO2017095020A1 - 무선 통신 시스템에서 ue id를 전송하는 방법 및 장치 - Google Patents

무선 통신 시스템에서 ue id를 전송하는 방법 및 장치 Download PDF

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Publication number
WO2017095020A1
WO2017095020A1 PCT/KR2016/012039 KR2016012039W WO2017095020A1 WO 2017095020 A1 WO2017095020 A1 WO 2017095020A1 KR 2016012039 W KR2016012039 W KR 2016012039W WO 2017095020 A1 WO2017095020 A1 WO 2017095020A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
mme
data
terminal
base station
uplink data
Prior art date
Application number
PCT/KR2016/012039
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
변대욱
쑤지안
Original Assignee
엘지전자 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 엘지전자 주식회사 filed Critical 엘지전자 주식회사
Priority to EP16870916.0A priority Critical patent/EP3386265B1/en
Priority to CN201680076855.XA priority patent/CN108476534B/zh
Priority to KR1020187015592A priority patent/KR102060602B1/ko
Priority to US15/781,098 priority patent/US10595195B2/en
Priority to JP2018529007A priority patent/JP6522859B2/ja
Publication of WO2017095020A1 publication Critical patent/WO2017095020A1/ko
Priority to US16/790,440 priority patent/US10945123B2/en

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    • H04W8/00—Network data management
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    • H04W8/24—Transfer of terminal data
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W76/00—Connection management
    • H04W76/10—Connection setup
    • H04W76/11—Allocation or use of connection identifiers
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    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W4/00—Services specially adapted for wireless communication networks; Facilities therefor
    • H04W4/70—Services for machine-to-machine communication [M2M] or machine type communication [MTC]
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    • H04W76/00—Connection management
    • H04W76/10—Connection setup
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    • H04W8/02—Processing of mobility data, e.g. registration information at HLR [Home Location Register] or VLR [Visitor Location Register]; Transfer of mobility data, e.g. between HLR, VLR or external networks
    • H04W8/08—Mobility data transfer
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    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W92/00—Interfaces specially adapted for wireless communication networks
    • H04W92/04—Interfaces between hierarchically different network devices
    • H04W92/12—Interfaces between hierarchically different network devices between access points and access point controllers

Definitions

  • the present invention relates to a wireless communication system, and more particularly, to a method for transmitting a UE ID and a device supporting the same in a wireless communication system.
  • M2M / IoT which connects everything around us through a network, can easily acquire and deliver necessary information anytime, anywhere, and enables various services to be provided and used. It is highlighted.
  • M2M originated from sensor and RFID networks mainly targeting local areas, but various wired / wireless networks can be used as the purpose and characteristics of applications gradually increase.
  • the mobile communication network has been developed in consideration of the wide range of service areas including mobility of objects, islands and mountains as well as the ocean, ease of operation and maintenance of the network, security for reliable data transmission, and guarantee of service quality.
  • MTC Machine Type Communications
  • a machine is an entity that does not require human intervention or intervention
  • MTC is defined as a form of data communication in which one or more of these machines are included.
  • a machine a form of a smart meter or vending machine equipped with a mobile communication module is mentioned, but recently, a smart phone that automatically connects to a network and performs communication without user intervention or intervention according to the user's location or situation.
  • a gateway-type MTC device connected to an IEEE 802.15 WPAN-based micro sensor or RFID is also considered.
  • the Internet of Things is the future infrastructure and service of future information and communication where all things are connected to the Internet and communicate directly with each other.
  • the reason why the Internet of Things is needed is to improve the quality of life and productivity based on a hyper-connected society, but ultimately it is important because it forms the central nervous system for the nation's own infrastructure, and furthermore, for civilization and the earth.
  • the Internet of Things is the beginning of a notable big profit model yet, but the future market size of IoT, a new paradigm for the 21st century, is expected to grow more than 10 times compared to the existing cellular telecommunications market.
  • the IoT is largely divided into cellular mobile communication based IoT (CIoT) and non-cellular based IoT.
  • CioT The main use case for CioT is a device that sends and receives small data packets. Thus, the system may be required to send and receive small data packets efficiently.
  • the current MME does not perform Initial Context Setup in "Mobile Originated Data Transport in Control Plane CIoT EPS optimization with P-GW connectivity". Therefore, the base station may not recognize the UE ID assigned by the MME to identify the terminal. If the S1AP Uplink NAS Transport message is transmitted without the UE ID, the MME receiving the NAS Transport message may not know which terminal the NAS Transport message was sent to. Therefore, the MME receiving the NAS Transport message cannot determine where the uplink data included in the NAS Transport message should be delivered. Therefore, improved S1 signaling needs to be proposed for the UE ID to be recognized.
  • a method for receiving a user equipment identity (UE ID) by a base station in a wireless communication system includes transmitting uplink data and release assistance information (Release Assistance Information) transmitted by the terminal to a mobility management entity (MME), and receiving the UE ID from the MME, wherein the release assistance information is the It may indicate whether transmission of downlink data according to transmission of uplink data is expected.
  • UE ID user equipment identity
  • MME mobility management entity
  • the UE ID may be received from the MME.
  • the uplink data and the release assistance information may be included in a NAS PDU.
  • the NAS PDU may be included in an Initial UE Message message.
  • the UE ID may be received from the MME.
  • the UE ID may be included in a connection establishment indication message.
  • the UE ID may be received from the MME.
  • the base station may further include transmitting an Uplink NAS Transport Message including a NAS PDU to the MME based on the received UE ID.
  • the terminal may be in an ECM (EPS Connection Management) -IDLE state.
  • ECM EPS Connection Management
  • a method of transmitting a user equipment identity (UE ID) by a mobility management entity (MME) in a wireless communication system may include receiving uplink data and release assistance information transmitted by a terminal from a base station and transmitting the UE ID to the base station, wherein the release assistance information is transmitted from the uplink data. It may indicate whether the transmission of downlink data according to the expected.
  • UE ID user equipment identity
  • MME mobility management entity
  • the UE ID may be transmitted to the base station.
  • the UE ID may be transmitted to the base station.
  • the UE ID may be transmitted to the base station.
  • a base station for receiving a user equipment identity (UE ID) in a wireless communication system.
  • the base station includes a memory; Transceiver; And a processor connecting the memory and the transceiver, wherein the processor controls the transceiver to transmit uplink data and release assistance information transmitted by the terminal to a mobility management entity (MME).
  • MME mobility management entity
  • the transceiver may be configured to receive the UE ID from the MME, and the release assistance information may indicate whether transmission of downlink data according to transmission of the uplink data is expected.
  • UE ID may be provided.
  • FIG. 1 shows a structure of an LTE system.
  • FIG. 2 shows an air interface protocol of an LTE system for a control plane.
  • FIG 3 shows an air interface protocol of an LTE system for a user plane.
  • FIG. 5 shows a procedure in which MO data is transmitted in NAS signaling.
  • FIG. 6 illustrates a MO data transmission procedure using NAS signaling according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 illustrates a MO data transmission procedure using NAS signaling according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a block diagram illustrating a method of receiving a UE ID by a base station according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a block diagram illustrating a method for transmitting an UE ID by an MME according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a block diagram of a wireless communication system in which an embodiment of the present invention is implemented.
  • 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
  • CDMA may be implemented with a radio technology such as universal terrestrial radio access (UTRA) or CDMA2000.
  • TDMA may be implemented with wireless technologies such as global system for mobile communications (GSM) / general packet radio service (GPRS) / enhanced data rates for GSM evolution (EDGE).
  • GSM global system for mobile communications
  • GPRS general packet radio service
  • EDGE enhanced data rates for GSM evolution
  • OFDMA may be implemented by wireless technologies such as Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) 802.11 (Wi-Fi), IEEE 802.16 (WiMAX), IEEE 802-20, evolved UTRA (E-UTRA), and the like.
  • IEEE 802.16m is an evolution of IEEE 802.16e and provides backward compatibility with systems based on IEEE 802.16e.
  • UTRA is part of a universal mobile telecommunications system (UMTS).
  • 3rd generation partnership project (3GPP) long term evolution (LTE) is part of evolved UMTS (E-UMTS) using evolved-UMTS terrestrial radio access (E-UTRA), which employs OFDMA in downlink and SC in uplink -FDMA is adopted.
  • LTE-A (advanced) is the evolution of 3GPP LTE.
  • FIG. 1 shows a structure of an LTE system.
  • Communication networks are widely deployed to provide various communication services such as IMS and Voice over internet protocol (VoIP) over packet data.
  • VoIP Voice over internet protocol
  • an LTE system structure includes one or more UEs 10, an evolved-UMTS terrestrial radio access network (E-UTRAN), and an evolved packet core (EPC).
  • the terminal 10 is a communication device moved by a user.
  • the terminal 10 may be fixed or mobile and may be called by other terms such as a mobile station (MS), a user terminal (UT), a subscriber station (SS), and a wireless device.
  • MS mobile station
  • UT user terminal
  • SS subscriber station
  • wireless device a wireless device.
  • the E-UTRAN may include one or more evolved node-eB (eNB) 20, and a plurality of terminals may exist in one cell.
  • the eNB 20 provides an end point of a control plane and a user plane to the terminal.
  • the eNB 20 generally refers to a fixed station communicating with the terminal 10, and may be referred to in other terms such as a base station (BS), a base transceiver system (BTS), an access point, and the like.
  • BS base station
  • BTS base transceiver system
  • One eNB 20 may be arranged per cell. There may be one or more cells within the coverage of the eNB 20.
  • One cell may be configured to have one of bandwidths such as 1.25, 2.5, 5, 10, and 20 MHz to provide downlink (DL) or uplink (UL) transmission service to various terminals. In this case, different cells may be configured to provide different bandwidths.
  • DL means communication from the eNB 20 to the terminal 10
  • UL means communication from the terminal 10 to the eNB 20.
  • the transmitter may be part of the eNB 20 and the receiver may be part of the terminal 10.
  • the transmitter may be part of the terminal 10 and the receiver may be part of the eNB 20.
  • the EPC may include a mobility management entity (MME) that serves as a control plane, and a system architecture evolution (SAE) gateway (S-GW) that serves as a user plane.
  • MME mobility management entity
  • SAE system architecture evolution gateway
  • S-GW gateway
  • the MME / S-GW 30 may be located at the end of the network and is connected to an external network.
  • the MME has information about the access information of the terminal or the capability of the terminal, and this information may be mainly used for mobility management of the terminal.
  • S-GW is a gateway having an E-UTRAN as an endpoint.
  • the MME / S-GW 30 provides the terminal 10 with the endpoint of the session and the mobility management function.
  • the EPC may further include a packet data network (PDN) -gateway (GW).
  • PDN-GW is a gateway with PDN as an endpoint.
  • the MME includes non-access stratum (NAS) signaling to the eNB 20, NAS signaling security, access stratum (AS) security control, inter CN (node network) signaling for mobility between 3GPP access networks, idle mode terminal reachability ( Control and execution of paging retransmission), tracking area list management (for terminals in idle mode and active mode), P-GW and S-GW selection, MME selection for handover with MME change, 2G or 3G 3GPP access Bearer management, including roaming, authentication, and dedicated bearer settings, SGSN (serving GPRS support node) for handover to the network, public warning system (ETWS) and commercial mobile alarm system (PWS) It provides various functions such as CMAS) and message transmission support.
  • NAS non-access stratum
  • AS access stratum
  • inter CN node network
  • MME selection for handover with MME change
  • 2G or 3G 3GPP access Bearer management including roaming, authentication, and dedicated bearer settings
  • SGSN serving GPRS support no
  • S-GW hosts can be based on per-user packet filtering (eg, through deep packet inspection), legal blocking, terminal IP (Internet protocol) address assignment, transport level packing marking in DL, UL / DL service level charging, gating and It provides various functions of class enforcement, DL class enforcement based on APN-AMBR.
  • MME / S-GW 30 is simply represented as a "gateway", which may include both MME and S-GW.
  • An interface for user traffic transmission or control traffic transmission may be used.
  • the terminal 10 and the eNB 20 may be connected by the Uu interface.
  • the eNBs 20 may be interconnected by an X2 interface. Neighboring eNBs 20 may have a mesh network structure by the X2 interface.
  • the eNBs 20 may be connected with the EPC by the S1 interface.
  • the eNBs 20 may be connected to the EPC by the S1-MME interface and may be connected to the S-GW by the S1-U interface.
  • the S1 interface supports a many-to-many-relation between eNB 20 and MME / S-GW 30.
  • the eNB 20 may select for the gateway 30, routing to the gateway 30 during radio resource control (RRC) activation, scheduling and transmission of paging messages, scheduling channel information (BCH), and the like.
  • RRC radio resource control
  • BCH scheduling channel information
  • the gateway 30 may perform paging initiation, LTE idle state management, user plane encryption, SAE bearer control, and encryption and integrity protection functions of NAS signaling in the EPC.
  • FIG. 2 shows an air interface protocol of an LTE system for a control plane.
  • 3 shows an air interface protocol of an LTE system for a user plane.
  • the layer of the air interface protocol between the UE and the E-UTRAN is based on the lower three layers of the open system interconnection (OSI) model, which is well known in communication systems, and includes L1 (first layer), L2 (second layer), and L3 (third layer). Hierarchical).
  • the air interface protocol between the UE and the E-UTRAN may be horizontally divided into a physical layer, a data link layer, and a network layer, and vertically a protocol stack for transmitting control signals.
  • Layers of the radio interface protocol may exist in pairs in the UE and the E-UTRAN, which may be responsible for data transmission of the Uu interface.
  • the physical layer belongs to L1.
  • the physical layer provides an information transmission service to a higher layer through a physical channel.
  • the physical layer is connected to a higher layer of a media access control (MAC) layer through a transport channel.
  • Physical channels are mapped to transport channels.
  • Data may be transmitted between the MAC layer and the physical layer through a transport channel.
  • Data between different physical layers, that is, between the physical layer of the transmitter and the physical layer of the receiver may be transmitted using radio resources through a physical channel.
  • the physical layer may be modulated using an orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) scheme, and utilizes time and frequency as radio resources.
  • OFDM orthogonal frequency division multiplexing
  • the physical layer uses several physical control channels.
  • a physical downlink control channel (PDCCH) reports resource allocation of a paging channel (PCH) and a downlink shared channel (DL-SCH), and hybrid automatic repeat request (HARQ) information related to the DL-SCH to the UE.
  • the PDCCH may carry an uplink grant to report to the UE regarding resource allocation of uplink transmission.
  • the physical control format indicator channel (PCFICH) informs the UE of the number of OFDM symbols used for the PDCCH and is transmitted every subframe.
  • a physical hybrid ARQ indicator channel (PHICH) carries a HARQ ACK (non-acknowledgement) / NACK (non-acknowledgement) signal for UL-SCH transmission.
  • a physical uplink control channel (PUCCH) carries UL control information such as HARQ ACK / NACK, a scheduling request, and a CQI for downlink transmission.
  • the physical uplink shared channel (PUSCH) carries an uplink shared channel (UL-SCH).
  • the physical channel includes a plurality of subframes in the time domain and a plurality of subcarriers in the frequency domain.
  • One subframe consists of a plurality of symbols in the time domain.
  • One subframe consists of a plurality of resource blocks (RBs).
  • One resource block is composed of a plurality of symbols and a plurality of subcarriers.
  • each subframe may use specific subcarriers of specific symbols of the corresponding subframe for the PDCCH.
  • the first symbol of the subframe may be used for the PDCCH.
  • the PDCCH may carry dynamically allocated resources, such as a physical resource block (PRB) and modulation and coding schemes (MCS).
  • a transmission time interval (TTI) which is a unit time at which data is transmitted, may be equal to the length of one subframe.
  • One subframe may have a length of 1 ms.
  • a DL transport channel for transmitting data from a network to a UE includes a broadcast channel (BCH) for transmitting system information, a paging channel (PCH) for transmitting a paging message, and a DL-SCH for transmitting user traffic or control signals. And the like.
  • BCH broadcast channel
  • PCH paging channel
  • DL-SCH supports dynamic link adaptation and dynamic / semi-static resource allocation by varying HARQ, modulation, coding and transmit power.
  • the DL-SCH may enable the use of broadcast and beamforming throughout the cell.
  • System information carries one or more system information blocks. All system information blocks can be transmitted in the same period. Traffic or control signals of a multimedia broadcast / multicast service (MBMS) are transmitted through a multicast channel (MCH).
  • MCH multicast channel
  • the UL transport channel for transmitting data from the terminal to the network includes a random access channel (RAC) for transmitting an initial control message, a UL-SCH for transmitting user traffic or a control signal, and the like.
  • the UL-SCH can support dynamic link adaptation due to HARQ and transmit power and potential changes in modulation and coding.
  • the UL-SCH may enable the use of beamforming.
  • RACH is generally used for initial connection to a cell.
  • the MAC layer belonging to L2 provides a service to a radio link control (RLC) layer, which is a higher layer, through a logical channel.
  • RLC radio link control
  • the MAC layer provides a mapping function from a plurality of logical channels to a plurality of transport channels.
  • the MAC layer also provides a logical channel multiplexing function by mapping from multiple logical channels to a single transport channel.
  • the MAC sublayer provides data transfer services on logical channels.
  • the logical channel may be divided into a control channel for information transmission in the control plane and a traffic channel for information transmission in the user plane according to the type of information to be transmitted. That is, a set of logical channel types is defined for other data transfer services provided by the MAC layer.
  • the logical channel is located above the transport channel and mapped to the transport channel.
  • the control channel is used only for conveying information in the control plane.
  • the control channel provided by the MAC layer includes a broadcast control channel (BCCH), a paging control channel (PCCH), a common control channel (CCCH), a multicast control channel (MCCH), and a dedicated control channel (DCCH).
  • BCCH is a downlink channel for broadcasting system control information.
  • PCCH is a downlink channel used for transmitting paging information and paging a terminal whose cell-level location is not known to the network.
  • CCCH is used by the terminal when there is no RRC connection with the network.
  • MCCH is a one-to-many downlink channel used to transmit MBMS control information from the network to the terminal.
  • DCCH is a one-to-one bidirectional channel used by the terminal for transmitting dedicated control information between the terminal and the network in an RRC connection state.
  • the traffic channel is used only for conveying information in the user plane.
  • the traffic channel provided by the MAC layer includes a dedicated traffic channel (DTCH) and a multicast traffic channel (MTCH).
  • DTCH is used for transmission of user information of one UE in a one-to-one channel and may exist in both uplink and downlink.
  • MTCH is a one-to-many downlink channel for transmitting traffic data from the network to the terminal.
  • the uplink connection between the logical channel and the transport channel includes a DCCH that can be mapped to the UL-SCH, a DTCH that can be mapped to the UL-SCH, and a CCCH that can be mapped to the UL-SCH.
  • the downlink connection between the logical channel and the transport channel is a BCCH that can be mapped to a BCH or DL-SCH, a PCCH that can be mapped to a PCH, a DCCH that can be mapped to a DL-SCH, a DTCH that can be mapped to a DL-SCH, MCCH that can be mapped to MCH and MTCH that can be mapped to MCH.
  • the RLC layer belongs to L2.
  • the function of the RLC layer includes adjusting the size of the data by segmentation / concatenation of the data received from the upper layer in the radio section such that the lower layer is suitable for transmitting data.
  • the RLC layer is divided into three modes: transparent mode (TM), unacknowledged mode (UM) and acknowledged mode (AM). Provides three modes of operation.
  • TM transparent mode
  • UM unacknowledged mode
  • AM acknowledged mode
  • AM RLC provides retransmission through automatic repeat request (ARQ) for reliable data transmission.
  • ARQ automatic repeat request
  • the function of the RLC layer may be implemented as a functional block inside the MAC layer, in which case the RLC layer may not exist.
  • the packet data convergence protocol (PDCP) layer belongs to L2.
  • the PDCP layer introduces an IP packet, such as IPv4 or IPv6, over a relatively low bandwidth air interface to provide header compression that reduces unnecessary control information so that the transmitted data is transmitted efficiently. Header compression improves transmission efficiency in the wireless section by transmitting only the information necessary for the header of the data.
  • the PDCP layer provides security. Security functions include encryption to prevent third party inspection and integrity protection to prevent third party data manipulation.
  • the radio resource control (RRC) layer belongs to L3.
  • the RRC layer at the bottom of L3 is defined only in the control plane.
  • the RRC layer serves to control radio resources between the terminal and the network.
  • the UE and the network exchange RRC messages through the RRC layer.
  • the RRC layer is responsible for the control of logical channels, transport channels and physical channels in connection with the configuration, re-configuration and release of RBs.
  • RB is a logical path provided by L1 and L2 for data transmission between the terminal and the network. That is, RB means a service provided by L2 for data transmission between the UE and the E-UTRAN. Setting up an RB means defining the characteristics of the radio protocol layer and channel to provide a particular service, and determining each specific parameter and method of operation.
  • RBs may be classified into two types: signaling RBs (SRBs) and data RBs (DRBs).
  • SRBs signaling RBs
  • DRBs data RBs
  • the non-access stratum (NAS) layer located above the RRC layer performs functions such as session management and mobility management.
  • the RLC and MAC layers may perform functions such as scheduling, ARQ and HARQ.
  • the RRC layer (ended at the eNB at the network side) may perform functions such as broadcast, paging, RRC connection management, RB control, mobility function, and UE measurement report / control.
  • the NAS control protocol (terminated at the gateway's MME at the network side) may perform functions such as SAE bearer management, authentication, LTE_IDLE mobility handling, paging initiation at LTE_IDLE, and security control for signaling between the terminal and the gateway.
  • the RLC and MAC layer may perform the same function as the function in the control plane.
  • the PDCP layer may perform user plane functions such as header compression, integrity protection and encryption.
  • the RRC state indicates whether the RRC layer of the UE is logically connected with the RRC layer of the E-UTRAN.
  • the RRC state may be divided into two types, such as an RRC connected state (RRC_CONNECTED) and an RRC idle state (RRC_IDLE).
  • RRC_CONNECTED RRC connected state
  • RRC_IDLE RRC idle state
  • the E-UTRAN cannot grasp the terminal of the RRC_IDLE, and manages the terminal in units of a tracking area in which a core network (CN) is larger than a cell. That is, the terminal of the RRC_IDLE is only identified as a unit of a larger area, and in order to receive a normal mobile communication service such as voice or data communication, the terminal must transition to RRC_CONNECTED.
  • CN core network
  • the terminal may receive a broadcast of system information and paging information.
  • the terminal may be assigned an identification (ID) that uniquely designates the terminal in the tracking area, and perform public land mobile network (PLMN) selection and cell reselection.
  • ID an identification
  • PLMN public land mobile network
  • the UE may have an E-UTRAN RRC connection and an RRC context in the E-UTRAN to transmit data to the eNB and / or receive data from the eNB.
  • the terminal may report channel quality information and feedback information to the eNB.
  • the E-UTRAN may know the cell to which the UE belongs. Therefore, the network may transmit data to the terminal and / or receive data from the terminal, and the network may inter-RAT with a GSM EDGE radio access network (GERAN) through mobility of the terminal (handover and network assisted cell change (NACC)). radio access technology (cell change indication), and the network may perform cell measurement for a neighboring cell.
  • GSM EDGE radio access network GERAN
  • NACC network assisted cell change
  • the UE designates a paging DRX cycle.
  • the UE monitors a paging signal at a specific paging occasion for each UE specific paging DRX cycle.
  • Paging opportunity is the time interval during which the paging signal is transmitted.
  • the terminal has its own paging opportunity.
  • the paging message is sent across all cells belonging to the same tracking area. If the terminal moves from one tracking area to another tracking area, the terminal sends a tracking area update (TAU) message to the network to update the location.
  • TAU tracking area update
  • the terminal When the user first turns on the power of the terminal, the terminal first searches for an appropriate cell and then stays in RRC_IDLE in that cell. When it is necessary to establish an RRC connection, the terminal staying in the RRC_IDLE may make an RRC connection with the RRC of the E-UTRAN through the RRC connection procedure and may transition to the RRC_CONNECTED. The UE staying in RRC_IDLE needs to establish an RRC connection with the E-UTRAN when uplink data transmission is necessary due to a user's call attempt or when a paging message is received from the E-UTRAN and a response message is required. Can be.
  • EMM-REGISTERED EPS Mobility Management-REGISTERED
  • EMM-DEREGISTERED EMM-DEREGISTERED
  • the initial terminal is in the EMM-DEREGISTERED state, and the terminal performs a process of registering with the corresponding network through an initial attach procedure to access the network. If the attach procedure is successfully performed, the UE and the MME are in the EMM-REGISTERED state.
  • an EPS Connection Management (ECM) -IDLE state In order to manage a signaling connection between the UE and the EPC, two states are defined, an EPS Connection Management (ECM) -IDLE state and an ECM-CONNECTED state, and these two states are applied to the UE and the MME.
  • ECM EPS Connection Management
  • ECM-IDLE state When the UE in the ECM-IDLE state establishes an RRC connection with the E-UTRAN, the UE is in the ECM-CONNECTED state.
  • the MME in the ECM-IDLE state becomes the ECM-CONNECTED state when it establishes an S1 connection with the E-UTRAN.
  • the E-UTRAN does not have the context information of the terminal.
  • the UE in the ECM-IDLE state performs a terminal-based mobility related procedure such as cell selection or cell reselection without receiving a command from the network.
  • a terminal-based mobility related procedure such as cell selection or cell reselection without receiving a command from the network.
  • the terminal when the terminal is in the ECM-CONNECTED state, the mobility of the terminal is managed by the command of the network.
  • the terminal In the ECM-IDLE state, if the position of the terminal is different from the position known by the network, the terminal informs the network of the corresponding position of the terminal through a tracking area update procedure.
  • the initial context setup procedure is for setting up all necessary UE context information.
  • the UE context information includes an E-RAB context, a security key, a handover restriction list, and a UE radio capability.
  • UE Radio Capability and / or UE Security Capability may include information of a comprehensive terminal.
  • the UE radio capability information may be transmitted when the MME has such information, the UE radio capability information may not be transmitted when the MME initially does not know the UE.
  • the MME may transmit an initial context setup request message to the base station.
  • the initial context setup request message may be defined as shown in Table 1.
  • the base station may transmit an initial context setup response message to the MME and perform an initial context setup procedure in response.
  • the initial context setup response message may be defined as shown in Table 2.
  • MTC machine type communication
  • the MTC refers to the exchange of information through the base station 420 or the exchange of information through the base station between the MTC terminal 410 and the MTC server 430 between the MTC terminal 410 that does not involve human interaction.
  • the services offered through MTC are different from those in existing human-involved communications, and there are various categories of services such as tracking, metering, payment, medical services, and remote control. exist. More specifically, services provided through the MTC may include meter reading, level measurement, utilization of surveillance cameras, inventory reporting of vending machines, and the like.
  • a low cost / low specification terminal focused on data communication that provides such a service is referred to as an MTC terminal or a low complexity type UE for convenience.
  • the base station may determine whether the terminal is an MTC terminal based on the capability of the terminal.
  • an MTC terminal, a low complexity type terminal, a low cost UE, and a UE Category 0 terminal may be used in the same concept, and a general terminal refers to a terminal other than the terminals listed above. Can be used.
  • the MTC server 430 is an entity that communicates with the MTC terminal 410.
  • the MTC server 430 executes an MTC application and provides an MTC specific service to the MTC device.
  • the MTC terminal 410 is a wireless device that provides MTC communication and may be fixed or mobile.
  • MTC terminal since the amount of transmission data is small and uplink / downlink data transmission and reception occur occasionally, it is effective to lower the unit cost and reduce battery consumption in accordance with such a low data rate. Since the MTC terminal is characterized by low mobility, the channel environment is hardly changed.
  • MTC terminal does not require a high performance function and the amount of use data is not large.
  • UE Category is a general value used in 3GPP, which indicates how much data a terminal can process in a communication modem. Table 3 shows 3GPP UE Category.
  • UE Category 0 terminals can handle only 1 Mbps, so it can be easily made without much effort and cost when producing a modem. Only one antenna can be used. In addition, since it can transmit or receive only during a specific time without transmitting and receiving at the same time, FDD can operate like TDD. In addition, unlike conventional TDD, sufficient switching time of 1ms can be given between the transmission and reception switching periods, which can significantly reduce the overall cost in terms of hardware components, especially modem and RF.
  • the MTC terminal may be installed in a coverage-limited place such as a basement as well as a building and a factory. For example, about 20% of MTC terminals supporting MTC services such as smart metering may be installed in a poor 'deep indoor' environment such as a basement. Therefore, for successful MTC data transmission, the coverage of the MTC terminal should be improved by about 20 dB compared to the coverage of the conventional general terminal. In consideration of such a situation, various coverage enhancement techniques, such as a repetitive transmission method for an MTC terminal for each channel / signal, are currently discussed.
  • CIoT Celluar Internet of Things
  • the Internet of Things is the future infrastructure and service of future information and communication where all things are connected to the Internet and communicate directly with each other.
  • the reason why the Internet of Things is needed is to improve the quality of life and productivity based on a hyper-connected society, but ultimately it is important because it forms the central nervous system for the nation's own infrastructure, and furthermore, for civilization and the earth.
  • the IoT can be classified into a cellular mobile communication IoT and a non-cellular IoT.
  • CIoT means cellular internet based IoT.
  • MTC traffic generated in the form of intermittent and sporadic short length packets must be efficiently delivered.
  • large-scale random access for IoT services needs to reduce the cost and power consumption of devices, increase coverage, and improve the efficiency and efficiency of random access.
  • the main use case of CIoT is a device for transmitting and receiving small data packets.
  • the system may be required to send and receive small data packets efficiently.
  • the battery consumption of the terminal should be small.
  • the amount of signaling required in the network and over the air should be reduced.
  • MO Originating Data Transport is as follows.
  • FIG. 5 shows a procedure in which MO data is transmitted in NAS signaling.
  • the terminal may be in an ECM-IDLE state.
  • the terminal may establish an RRC connection and transmit a NAS message with data to the base station.
  • the NAS message may be relayed to the MME by the base station.
  • an S1-AP Initial UE Message message may be used.
  • the MME may check the integrity of the NAS message PDU and decrypt the included data.
  • the MME may send a Modify Bearer Request to the S-GW.
  • the S-GW may send a modification bearer request to the P-GW.
  • the P-GW may send a Modify Bearer Response to the S-GW.
  • the S-GW may send a modified bearer response to the MME.
  • the MME may transmit uplink data to the P-GW.
  • the P-GW may transmit the downlink data to the MME.
  • the UE may still transmit uplink data through a NAS message accompanying the S1AP uplink message. This means that if the terminal has a plurality of data to be transmitted, the plurality of data can be delivered to the MME by the S1AP Uplink NAS Transport message except for the first data.
  • the first data may be transmitted through an Initial UE Message message in step S502.
  • the UE may not transmit the uplink data through the NAS message accompanying the S1AP uplink message.
  • This problem is caused by the MME's initial context setup procedure in "Mobile Originated Data Transport in Control Plane CIoT EPS optimization with P-GW connectivity.” Occurs when a procedure) is not performed.
  • a problem that may occur when the terminal has a plurality of data to be transmitted will be described in detail.
  • the terminal includes Release Assistance Information without acknowledgement for uplink data, and the indicator indicates that the uplink data is not the last data in the NAS message. Assume that it is instructed.
  • the release assistance information without the ACK for the uplink data may be information indicating that an ACK for the uplink data is not expected.
  • the MME may know that downlink data does not exist as an ACK for the received uplink data.
  • the MME may know that additional data will be transmitted by the terminal. Therefore, while the MME receives the uplink data from the terminal, the MME does not transmit the S1 message to the base station. However, due to the operation of the MME, the base station may not recognize the UE ID assigned by the MME to identify the terminal.
  • the base station may not recognize the UE ID assigned by the MME to identify the terminal. If the S1AP Uplink NAS Transport message is transmitted without the UE ID, the MME receiving the NAS Transport message may not know which terminal the NAS Transport message was sent to. Therefore, the MME receiving the NAS Transport message cannot determine where the uplink data included in the NAS Transport message should be delivered. The same problem may occur in the case where the UE includes Release Assistance Information with acknowledgment with ACK for uplink data.
  • the UE includes Release Assistance Information with acknowledgment with ACK for uplink data.
  • the release assistance information with the ACK for the uplink data may be information indicating that an ACK for the uplink data is expected.
  • the terminal Before the terminal receives the downlink data as an ACK, the terminal may transmit another uplink data or retransmit the previously transmitted uplink data.
  • the MME since downlink data has not yet been received from the S-GW as an ACK, the MME does not transmit the S1 message to the base station. However, due to the operation of the MME, the base station may not recognize the UE ID assigned by the MME to identify the terminal.
  • enhanced S1 signaling may be required.
  • an enhanced S1 signaling will be described in detail according to an embodiment of the present invention.
  • MME sends UE ID to base station
  • the base station may not know the UE ID assigned by the MME.
  • the MME needs to send a UE ID to the base station.
  • the UE ID may be an MME UE S1AP ID.
  • the MME may transmit a UE ID to the base station. For example, when the MME knows that the received uplink data does not expect an ACK and knows that the received uplink data is not the last, the MME may transmit a UE ID to the base station. For example, if the MME knows that downlink data is expected based on Release Assistance Information, the MME may transmit a UE ID to the base station. That is, when the release assistance information indicates that transmission of downlink data according to transmission of uplink data is expected, the MME may transmit a UE ID to the base station.
  • the release assistance information may be included in a NAS PDU.
  • the NAS PDU may be included in an Initial UE Message message.
  • the Initial UE Message message may be transmitted by the base station to the MME.
  • the MME may transmit a UE ID to the base station. That is, although the release assistance information indicates that downlink data transmission is expected according to transmission of uplink data, if the MME does not receive downlink data from the P-GW, the MME may transmit a UE ID to the base station. have.
  • the UE ID may be included in a connection establishment indication message.
  • the connection establishment indication message may be transmitted to the base station by the MME in a connection establishment indication procedure.
  • the purpose of the connection establishment indication procedure is to allow the MME to complete establishment of UE-related logical S1 connection.
  • the connection establishment indication procedure uses terminal related signaling.
  • the MME may allocate a unique MME UE S1AP ID to be used for the terminal and include the allocated MME UE S1AP ID in the connection establishment indication message.
  • the connection establishment indication message can be defined as shown in Table 4.
  • the connection establishment instruction procedure receives the INITIAL UE MESSAGE message and then sends the information to the base station so that the MME completes the establishment of the terminal related logical S1 connection. Makes it possible to provide.
  • the UE Establishment Indication procedure enables the MME to provide information to the eNB to complete the establishment of the UE-associated logical S1-connection after receiving INITIAL UE MESSAGE message, if the MME has no NAS PDU to send in DL in case of Control Plane CIoT EPS Optimization). If the UE Radio Capability is not included, the base station is triggered to request the UE Radio Capability to the terminal, the base station may provide the UE Radio Capability to the MME in the UE CAPABILITY INFO INDICATION message.
  • FIG. 6 illustrates a MO data transmission procedure using NAS signaling according to an embodiment of the present invention.
  • the terminal in step S600, the terminal may be in an ECM_IDLE state.
  • the terminal may establish an RRC connection.
  • the terminal may transmit uplink data encrypted and integrity protected in the NAS message as part of this.
  • the terminal may indicate the release assistance information in the NAS message.
  • the release assistance information may indicate whether downlink data transmission subsequent to the uplink data transmission according to transmission of uplink data is expected.
  • the release assistance information may indicate whether transmission of downlink data is expected in response to uplink data.
  • the release assistance information may indicate whether an ACK according to uplink data is expected.
  • the NAS message may be relayed to the MME by the base station using an Initial UE Message message.
  • the MME may check the integrity of the NAS message PDU and decrypt the included data.
  • the MME may transmit the UE ID assigned by the MME to the base station.
  • the UE ID may be an MME UE S1AP ID.
  • the UE ID may be included in a connection establishment indication message. Alternatively, the UE ID may be included in a UE ID Indication message. Alternatively, the UE ID may be included in an existing message. If the MME knows that the received uplink data does not expect an ACK, the MME may transmit a UE ID to the base station. If the MME knows that the received uplink data does not expect an ACK, and knows that the received uplink data is not the last, the MME may transmit a UE ID to the base station.
  • the MME may transmit a UE ID to the base station. That is, when the release assistance information indicates that transmission of downlink data according to transmission of uplink data is expected, the MME may transmit a UE ID to the base station. If the release assistance information indicates that transmission of downlink data according to transmission of uplink data is expected, and the MME does not have a NAS PDU to be transmitted in downlink, the MME may transmit a UE ID to the base station. That is, although the release assistance information indicates that downlink data transmission is expected according to transmission of uplink data, if the MME does not receive downlink data from the P-GW, the MME may transmit a UE ID to the base station. have.
  • the MME may modify the S-GW and bearer to transmit the uplink data.
  • the MME may transmit uplink data to the S-GW.
  • step S607 if the UE informs that the uplink data received by the MME does not expect an ACK, and informs that the received uplink data is not the last, the UE transmits an UL information transfer message. Next, the uplink data may be transmitted to the base station in the NAS message.
  • the UE If the UE informs the MME that downlink data is expected based on the release assistance information, the UE retransmits the previously received uplink data in the NAS message using an uplink information transfer message to the base station, or another uplink having an ACK.
  • Link data can be transmitted.
  • the uplink information transfer message may be transmitted before the terminal receives the downlink data as an ACK.
  • the base station may transmit an Uplink NAS Transport message to the MME based on the UE ID received from the MME.
  • the Uplink NAS Transport message may include a NAS message received in step S607.
  • step S609 the MME may check the integrity of the NAS message PDU and decrypt the included data.
  • the MME may transmit uplink data to the S-GW.
  • step S611 if downlink data is expected based on the release assistance information, the downlink data may arrive at the S-GW, and the S-GW may transmit the arrived downlink data to the MME.
  • the release assistance information may be indicated by the terminal in step S601.
  • Base station sends UE ID to MME
  • the base station cannot know the UE ID assigned by the MME.
  • the base station may provide a NAS PDU with data (NAS PDU) and a UE ID to the MME through the S1AP message.
  • the base station may receive a NAS message from the terminal through an uplink information transfer message.
  • FIG. 7 illustrates a MO data transmission procedure using NAS signaling according to an embodiment of the present invention.
  • step S700 the terminal may be in an ECM_IDLE state.
  • the terminal may establish the RRC connection.
  • the terminal may transmit uplink data encrypted and integrity protected in the NAS message as part of this.
  • the terminal may indicate the release assistance information in the NAS message.
  • the release assistance information may indicate whether downlink data transmission subsequent to the uplink data transmission according to transmission of uplink data is expected.
  • the release assistance information may indicate whether transmission of downlink data is expected in response to uplink data.
  • the release assistance information may indicate whether an ACK according to uplink data is expected.
  • the NAS message may be relayed to the MME by the base station using an Initial UE Message message.
  • the MME may check the integrity of the NAS message PDU and decrypt the included data.
  • the MME may modify the S-GW and the bearer to transmit the uplink data.
  • step S705 the MME may transmit uplink data to the S-GW.
  • the terminal may transmit the next uplink data in the NAS message to the base station using the uplink information transfer message.
  • the terminal may retransmit the uplink data previously received in the NAS message or other uplink data using the uplink information transfer message to the base station.
  • the uplink information transfer message may be transmitted before the terminal receives the downlink data as an ACK.
  • the base station may send a NAS PDU Transport message to the MME.
  • the NAS PDU Transport message may include a NAS message and a UE ID received in step S706.
  • the UE ID may be S-TMSI or C-RNTI.
  • the base station may transmit an existing message to the MME.
  • the existing message may include a NAS message and a UE ID received in step S706.
  • the UE ID may be S-TMSI or C-RNTI.
  • the MME may identify whether the terminal transmitting the uplink data through the NAS message is the same terminal as the terminal previously transmitting the uplink data. have.
  • the MME can also check the integrity of the NAS message PDU and decrypt the data contained therein.
  • the MME may transmit uplink data to the S-GW.
  • step S710 if downlink data is expected based on release assistance information, the downlink data may arrive at the S-GW, and the S-GW may transmit the arrived downlink data to the MME.
  • the release assistance information may be indicated by the terminal in step S701.
  • FIG. 8 is a block diagram illustrating a method of receiving a UE ID by a base station according to an embodiment of the present invention.
  • the base station may transmit uplink data and release assistance information transmitted by the terminal to a mobility management entity (MME).
  • MME mobility management entity
  • the release assistance information may indicate whether transmission of downlink data according to transmission of the uplink data is expected.
  • the base station may receive the UE ID from the MME.
  • the UE ID may be received from the MME.
  • the uplink data and the release assistance information may be included in a NAS PDU.
  • the NAS PDU may be included in an Initial UE Message message.
  • the UE ID may be received from the MME.
  • the UE ID may be included in a connection establishment indication message.
  • the UE ID may be received from the MME.
  • the base station may transmit an Uplink NAS Transport Message including a NAS PDU to the MME based on the received UE ID.
  • the terminal may be in an ECM (EPS Connection Management) -IDLE state.
  • ECM EPS Connection Management
  • FIG. 9 is a block diagram illustrating a method for transmitting an UE ID by an MME according to an embodiment of the present invention.
  • the MME may receive uplink data and data release assistance information transmitted by a terminal from a base station.
  • the release assistance information may indicate whether transmission of downlink data according to transmission of the uplink data is expected.
  • the MME may transmit the UE ID to the base station.
  • the UE ID may be transmitted to the base station. If the MME does not receive data from the serving gateway (S-GW), the UE ID may be transmitted to the base station.
  • S-GW serving gateway
  • the UE ID may be transmitted to the base station.
  • FIG. 10 is a block diagram of a wireless communication system in which an embodiment of the present invention is implemented.
  • the terminal 1000 includes a processor 1001, a memory 1002, and a transceiver 1003.
  • the memory 1002 is connected to the processor 1001 and stores various information for driving the processor 1001.
  • the transceiver 1003 is connected to the processor 1001 to transmit and / or receive a radio signal.
  • Processor 1001 implements the proposed functions, processes and / or methods. In the above-described embodiment, the operation of the terminal may be implemented by the processor 1001.
  • Base station 1010 includes a processor 1011, a memory 1012, and a transceiver 1013.
  • the memory 1012 is connected to the processor 1011 and stores various information for driving the processor 1011.
  • the transceiver 1013 is connected to the processor 1011 to transmit and / or receive a radio signal.
  • the processor 1011 implements the proposed functions, processes and / or methods. In the above-described embodiment, the operation of the base station may be implemented by the processor 1011.
  • the MME 1020 includes a processor 1021, a memory 1022, and a transceiver 1023.
  • the memory 1022 is connected to the processor 1021 and stores various information for driving the processor 1021.
  • the transceiver 1023 is coupled to the processor 1021 to transmit and / or receive wireless signals.
  • Processor 1021 implements the proposed functions, processes, and / or methods. In the above-described embodiment, the operation of the MME may be implemented by the processor 1021.
  • the processor may include application-specific integrated circuits (ASICs), other chipsets, logic circuits, and / or data processing devices.
  • the memory may include read-only memory (ROM), random access memory (RAM), flash memory, memory card, storage medium and / or other storage device.
  • the transceiver may include baseband circuitry for processing wireless signals.
  • the above-described technique may be implemented as a module (process, function, etc.) for performing the above-described function.
  • the module may be stored in memory and executed by a processor.
  • the memory may be internal or external to the processor and may be coupled to the processor by various well known means.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Databases & Information Systems (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)

Abstract

무선 통신 시스템에서 기지국이 UE ID(User Equipment Identity)를 수신하는 방법 및 이를 지원하는 장치가 제공된다. 상기 기지국은 단말에 의해 전송된 상향링크 데이터 및 해제 보조 정보(Release Assistance Information)를 MME(Mobility Management Entity)로 전송하고, 상기 UE ID를 상기 MME로부터 수신하는 것을 포함하되, 상기 해제 보조 정보는 상기 상향링크 데이터의 전송에 따른 하향링크 데이터의 전송이 기대되는지 여부를 지시할 수 있다.

Description

무선 통신 시스템에서 UE ID를 전송하는 방법 및 장치
본 발명은 무선 통신 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 무선 통신 시스템에서 UE ID를 전송하는 방법 및 이를 지원하는 장치에 관한 것이다.
최근 들어 우리 주변의 모든 사물들을 네트워크를 통해 연결함으로써, 언제, 어디서나 필요한 정보를 쉽게 획득하고 전달할 수 있으며, 이를 기반으로 다양한 서비스 제공과 이용을 가능하게 하는 M2M/IoT가 차세대 통신 시장을 위한 주요 이슈로 부각되고 있다.
초기의 M2M은 주로 국소 지역을 대상으로 하는 sensor 및 RFID 네트워크에서 출발했으나, 점차 응용의 목적 및 특성이 다양해짐에 따라 각종 유/무선 네트 워크가 사용될 수 있다. 근래에는 사물의 이동성, 도서 및 산간뿐만 아니라 해양 등을 포함하는 광범위한 서비스 지역, 네트워크의 운영 및 유지보수의 용이성, 신뢰도 높은 데이터 전송을 위한 보안, 그리고 서비스 품질 보장 등을 고려하여 이동통신 네트워크를 기반으로 하는 M2M에 대한 관심이 고조되고 있다. 이를 반영하듯, 3GPP에서도 2005년 M2M을 위한 타당성 연구를 시작으로, 2008년부터 "Machine Type Communications(MTC)"라는 이름으로 본격적인 표준화 작업을 진행하고 있다.
3GPP 관점에서 Machine이란, 사람의 직접적인 조작이나 개입을 필요로 하지 않는 개체를 의미하며, MTC는 이러한 Machine이 하나 또는 그 이상이 포함된 데이터 통신의 한 형태로 정의된다. Machine의 전형적인 예로는 이동통신 모듈이 탑재된 smart meter, vending machine 등의 형태가 언급되었으나, 최근에는 사용자의 위치 또는 상황에 따라 사용자의 조작이나 개입 없이도 자동으로 네트워크에 접속 하여 통신을 수행하는 스마트 폰의 등장으로 MTC 기능을 가진 휴대 단말도 Machine의 한 형태로 고려되고 있다. 또한 IEEE 802.15 WPAN 기반의 초소형 sensor 나 RFID 등과 연결된 gateway 형태의 MTC device도 고려되고 있다.
사물 인터넷(Internet of Things: IoT)이란 모든 사물들이 인터넷에 연결되어 상호 간에 직접 통신하는, 향후 정보통신의 미래 인프라 및 서비스이다. 사물 인터넷이 필요한 이유는 초연결 사회를 기반으로 한 삶의 질 향상과 생산성 향상에 있으나, 궁극적으로는 국가 자체의 인프라, 더 나아가서는 인류와 지구를 위한 중추 신경계를 이루기 때문에 무엇보다 중요하다. 사물 인터넷은 아직까지 주목할만한 큰 수익 모델이 없는 시작 단계이나, 21세기 새로운 패러다임인 IoT의 향후 시장규모는 기존 셀룰러 이동통신 시장의 10배 이상이 되며, 급격히 성장해 갈 것으로 예측되고 있다. 사물 인터넷은 크게 셀룰러 이동통신 기반의 IoT(CIoT)와 비 셀룰러 기반의 IoT로 구분된다.
CioT의 주요 사용 케이스는 스몰 데이터 패킷을 송수신하는 장치이다. 따라서, 시스템은 스몰 데이터 패킷을 효율적으로 송수신하도록 요구될 수 있다. 다만, 현재 MME는 "P-GW와 연결을 가지는 제어 평면 CIoT EPS 최적화에서 MO 데이터 전송(Mobile Originated Data Transport in Control Plane CIoT EPS optimisation with P-GW connectivity)"에서 Initial Context Setup을 수행하지 않는다. 따라서, 기지국은 단말을 식별하기 위해 MME에 의해 할당된 UE ID를 인식하지 못할 수 있다. 만약 S1AP Uplink NAS Transport 메시지가 UE ID 없이 전송되면, 상기 NAS Transport 메시지를 수신한 MME는 상기 NAS Transport 메시지가 어떤 단말에 의해 전송되었는지 알 수 없다. 따라서, 상기 NAS Transport 메시지를 수신한 MME는 상기 NAS Transport 메시지에 포함된 상향링크 데이터가 어디로 전달되어야 하는지 결정할 수 없다. 그러므로, UE ID가 인식되기 위한 향상된 S1 시그널링이 제안될 필요가 있다.
일 실시 예에 있어서, 무선 통신 시스템에서 기지국이 UE ID(User Equipment Identity)를 수신하는 방법이 제공된다. 상기 기지국은 단말에 의해 전송된 상향링크 데이터 및 해제 보조 정보(Release Assistance Information)를 MME(Mobility Management Entity)로 전송하고, 상기 UE ID를 상기 MME로부터 수신하는 것을 포함하되, 상기 해제 보조 정보는 상기 상향링크 데이터의 전송에 따른 하향링크 데이터의 전송이 기대되는지 여부를 지시할 수 있다.
상기 해제 보조 정보가 상기 상향링크 데이터의 전송에 따른 상기 하향링크 데이터의 전송이 기대됨을 지시하면, 상기 UE ID는 상기 MME로부터 수신될 수 있다. 상기 상향링크 데이터 및 상기 해제 보조 정보는 NAS PDU에 포함될 수 있다. 상기 NAS PDU는 Initial UE Message 메시지에 포함될 수 있다.
상기 MME가 서빙 게이트웨이(S-GW)로부터 데이터를 수신하지 않으면, 상기 UE ID는 상기 MME로부터 수신될 수 있다.
상기 UE ID는 연결 확립 지시 메시지(Connection Establishment Indication Message)에 포함될 수 있다.
상기 상향링크 데이터가 승인(Acknowledgement)을 기대하지 않고, 상기 상향링크 데이터가 마지막 데이터가 아니면, 상기 UE ID는 상기 MME로부터 수신될 수 있다.
상기 기지국은 상기 수신된 UE ID를 기반으로 NAS PDU를 포함하는 Uplink NAS Transport Message를 상기 MME로 전송하는 것을 더 포함할 수 있다.
상기 단말은 ECM(EPS Connection Management)-IDLE 상태일 수 있다.
다른 실시 예에 있어서, 무선 통신 시스템에서 MME(Mobility Management Entity)가 UE ID(User Equipment Identity)를 전송하는 방법이 제공된다. 상기 MME는 단말에 의해 전송된 상향링크 데이터 및 해제 보조 정보(Release Assistance Information)를 기지국으로부터 수신하고, 상기 UE ID를 상기 기지국으로 전송하는 것을 포함하되, 상기 해제 보조 정보는 상기 상향링크 데이터의 전송에 따른 하향링크 데이터의 전송이 기대되는지 여부를 지시할 수 있다.
상기 해제 보조 정보가 상기 상향링크 데이터의 전송에 따른 상기 하향링크 데이터의 전송이 기대됨을 지시하면, 상기 UE ID는 상기 기지국으로 전송될 수 있다.
상기 MME가 서빙 게이트웨이(S-GW)로부터 데이터를 수신하지 않으면, 상기 UE ID는 상기 기지국으로 전송될 수 있다.
상기 상향링크 데이터가 승인(Acknowledgement)을 기대하지 않고, 상기 상향링크 데이터가 마지막 데이터가 아니면, 상기 UE ID는 상기 기지국으로 전송될 수 있다.
다른 실시 예에 있어서, 무선 통신 시스템에서 UE ID(User Equipment Identity)를 수신하는 기지국이 제공된다. 상기 기지국은 메모리; 송수신기; 및 상기 메모리와 상기 송수신기를 연결하는 프로세서를 포함하되, 상기 프로세서는 상기 송수신기가 단말에 의해 전송된 상향링크 데이터 및 데이터 해제 보조 정보(Release Assistance Information)를 MME(Mobility Management Entity)로 전송하도록 제어하고, 상기 송수신기가 상기 UE ID를 상기 MME로부터 수신하도록 제어하되, 상기 해제 보조 정보는 상기 상향링크 데이터의 전송에 따른 하향링크 데이터의 전송이 기대되는지 여부를 지시할 수 있다.
UE ID가 제공될 수 있다.
도 1은 LTE 시스템의 구조를 나타낸다.
도 2는 제어 평면에 대한 LTE 시스템의 무선 인터페이스 프로토콜을 나타낸다.
도 3은 사용자 평면에 대한 LTE 시스템의 무선 인터페이스 프로토콜을 나타낸다.
도 4는 MTC 통신의 일 예를 나타낸다.
도 5는 MO 데이터가 NAS 시그널링에서 전송되는 절차를 나타낸다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따라, NAS 시그널링을 이용한 MO 데이터 전송 절차를 나타낸다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따라, NAS 시그널링을 이용한 MO 데이터 전송 절차를 나타낸다.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따라, 기지국이 UE ID를 수신하는 방법을 나타내는 블록도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따라, MME가 UE ID를 전송하는 방법을 나타내는 블록도이다.
도 10은 본 발명의 실시 예가 구현되는 무선 통신 시스템의 블록도이다.
이하의 기술은 CDMA(code division multiple access), FDMA(frequency division multiple access), TDMA(time division multiple access), OFDMA(orthogonal frequency division multiple access), SC-FDMA(single carrier frequency division multiple access) 등과 같은 다양한 무선 통신 시스템에 사용될 수 있다. CDMA는 UTRA(universal terrestrial radio access)나 CDMA2000과 같은 무선 기술로 구현될 수 있다. TDMA는 GSM(global system for mobile communications)/GPRS(general packet radio service)/EDGE(enhanced data rates for GSM evolution)와 같은 무선 기술로 구현될 수 있다. OFDMA는 IEEE(institute of electrical and electronics engineers) 802.11(Wi-Fi), IEEE 802.16(WiMAX), IEEE 802-20, E-UTRA(evolved UTRA) 등과 같은 무선 기술로 구현될 수 있다. IEEE 802.16m은 IEEE 802.16e의 진화로, IEEE 802.16e에 기반한 시스템과의 하위 호환성(backward compatibility)를 제공한다. UTRA는 UMTS(universal mobile telecommunications system)의 일부이다. 3GPP(3rd generation partnership project) LTE(long term evolution)은 E-UTRA(evolved-UMTS terrestrial radio access)를 사용하는 E-UMTS(evolved UMTS)의 일부로써, 하향링크에서 OFDMA를 채용하고 상향링크에서 SC-FDMA를 채용한다. LTE-A(advanced)는 3GPP LTE의 진화이다.
설명을 명확하게 하기 위해, LTE-A를 위주로 기술하지만 본 발명의 기술적 사상이 이에 제한되는 것은 아니다.
도 1은 LTE 시스템의 구조를 나타낸다. 통신 네트워크는 IMS 및 패킷 데이터를 통한 인터넷 전화(Voice over internet protocol: VoIP)와 같은 다양한 통신 서비스들을 제공하기 위하여 넓게 설치된다.
도 1을 참조하면, LTE 시스템 구조는 하나 이상의 단말(UE; 10), E-UTRAN(evolved-UMTS terrestrial radio access network) 및 EPC(evolved packet core)를 포함한다. 단말(10)은 사용자에 의해 움직이는 통신 장치이다. 단말(10)은 고정되거나 이동성을 가질 수 있으며, MS(mobile station), UT(user terminal), SS(subscriber station), 무선기기(wireless device) 등 다른 용어로 불릴 수 있다.
E-UTRAN은 하나 이상의 eNB(evolved node-B; 20)를 포함할 수 있고, 하나의 셀에 복수의 단말이 존재할 수 있다. eNB(20)는 제어 평면(control plane)과 사용자 평면(user plane)의 끝 지점을 단말에게 제공한다. eNB(20)는 일반적으로 단말(10)과 통신하는 고정된 지점(fixed station)을 말하며, BS(base station), BTS(base transceiver system), 액세스 포인트(access point) 등 다른 용어로 불릴 수 있다. 하나의 eNB(20)는 셀마다 배치될 수 있다. eNB(20)의 커버리지 내에 하나 이상의 셀이 존재할 수 있다. 하나의 셀은 1.25, 2.5, 5, 10 및 20 MHz 등의 대역폭 중 하나를 가지도록 설정되어 여러 단말에게 하향링크(DL; downlink) 또는 상향링크(UL; uplink) 전송 서비스를 제공할 수 있다. 이때 서로 다른 셀은 서로 다른 대역폭을 제공하도록 설정될 수 있다.
이하에서, DL은 eNB(20)에서 단말(10)로의 통신을 의미하며, UL은 단말(10)에서 eNB(20)으로의 통신을 의미한다. DL에서 송신기는 eNB(20)의 일부이고, 수신기는 단말(10)의 일부일 수 있다. UL에서 송신기는 단말(10)의 일부이고, 수신기는 eNB(20)의 일부일 수 있다.
EPC는 제어 평면의 기능을 담당하는 MME(mobility management entity), 사용자 평면의 기능을 담당하는 S-GW(system architecture evolution (SAE) gateway)를 포함할 수 있다. MME/S-GW(30)은 네트워크의 끝에 위치할 수 있으며, 외부 네트워크와 연결된다. MME는 단말의 접속 정보나 단말의 능력에 관한 정보를 가지며, 이러한 정보는 주로 단말의 이동성 관리에 사용될 수 있다. S-GW는 E-UTRAN을 종단점으로 갖는 게이트웨이이다. MME/S-GW(30)은 세션의 종단점과 이동성 관리 기능을 단말(10)에 제공한다. EPC는 PDN(packet data network)-GW(gateway)를 더 포함할 수 있다. PDN-GW는 PDN을 종단점으로 갖는 게이트웨이이다.
MME는 eNB(20)로의 NAS(non-access stratum) 시그널링, NAS 시그널링 보안, AS(access stratum) 보안 제어, 3GPP 액세스 네트워크 간의 이동성을 위한 inter CN(core network) 노드 시그널링, 아이들 모드 단말 도달 가능성(페이징 재전송의 제어 및 실행 포함), 트래킹 영역 리스트 관리(아이들 모드 및 활성화 모드인 단말을 위해), P-GW 및 S-GW 선택, MME 변경과 함께 핸드오버를 위한 MME 선택, 2G 또는 3G 3GPP 액세스 네트워크로의 핸드오버를 위한 SGSN(serving GPRS support node) 선택, 로밍, 인증, 전용 베이러 설정을 포함한 베어러 관리 기능, PWS(public warning system: 지진/쓰나미 경보 시스템(ETWS) 및 상용 모바일 경보 시스템(CMAS) 포함) 메시지 전송 지원 등의 다양한 기능을 제공한다. S-GW 호스트는 사용자 별 기반 패킷 필터링(예를 들면, 심층 패킷 검사를 통해), 합법적 차단, 단말 IP(internet protocol) 주소 할당, DL에서 전송 레벨 패킹 마킹, UL/DL 서비스 레벨 과금, 게이팅 및 등급 강제, APN-AMBR에 기반한 DL 등급 강제의 갖가지 기능을 제공한다. 명확성을 위해 MME/S-GW(30)은 "게이트웨이"로 단순히 표현하며, 이는 MME 및 S-GW를 모두 포함할 수 있다.
사용자 트래픽 전송 또는 제어 트래픽 전송을 위한 인터페이스가 사용될 수 있다. 단말(10) 및 eNB(20)은 Uu 인터페이스에 의해 연결될 수 있다. eNB(20)들은 X2 인터페이스에 의해 상호간 연결될 수 있다. 이웃한 eNB(20)들은 X2 인터페이스에 의한 망형 네트워크 구조를 가질 수 있다. eNB(20)들은 S1 인터페이스에 의해 EPC와 연결될 수 있다. eNB(20)들은 S1-MME 인터페이스에 의해 EPC와 연결될 수 있으며, S1-U 인터페이스에 의해 S-GW와 연결될 수 있다. S1 인터페이스는 eNB(20)와 MME/S-GW(30) 간에 다수-대-다수 관계(many-to-many-relation)를 지원한다.
eNB(20)은 게이트웨이(30)에 대한 선택, RRC(radio resource control) 활성(activation) 동안 게이트웨이(30)로의 라우팅(routing), 페이징 메시지의 스케줄링 및 전송, BCH(broadcast channel) 정보의 스케줄링 및 전송, UL 및 DL에서 단말(10)들로의 자원의 동적 할당, eNB 측정의 설정(configuration) 및 제공(provisioning), 무선 베어러 제어, RAC(radio admission control) 및 LTE 활성 상태에서 연결 이동성 제어 기능을 수행할 수 있다. 상기 언급처럼 게이트웨이(30)는 EPC에서 페이징 개시, LTE 아이들 상태 관리, 사용자 평면의 암호화, SAE 베어러 제어 및 NAS 시그널링의 암호화와 무결성 보호 기능을 수행할 수 있다.
도 2는 제어 평면에 대한 LTE 시스템의 무선 인터페이스 프로토콜을 나타낸다. 도 3은 사용자 평면에 대한 LTE 시스템의 무선 인터페이스 프로토콜을 나타낸다.
단말과 E-UTRAN 간의 무선 인터페이스 프로토콜의 계층은 통신 시스템에서 널리 알려진 OSI(open system interconnection) 모델의 하위 3개 계층을 바탕으로 L1(제1 계층), L2(제2 계층) 및 L3(제3 계층)으로 구분된다. 단말과 E-UTRAN 간의 무선 인터페이스 프로토콜은 수평적으로 물리 계층, 데이터 링크 계층(data link layer) 및 네트워크 계층(network layer)으로 구분될 수 있고, 수직적으로는 제어 신호 전송을 위한 프로토콜 스택(protocol stack)인 제어 평면(control plane)과 데이터 정보 전송을 위한 프로토콜 스택인 사용자 평면(user plane)으로 구분될 수 있다. 무선 인터페이스 프로토콜의 계층은 단말과 E-UTRAN에서 쌍(pair)으로 존재할 수 있고, 이는 Uu 인터페이스의 데이터 전송을 담당할 수 있다.
물리 계층(PHY; physical layer)은 L1에 속한다. 물리 계층은 물리 채널을 통해 상위 계층에 정보 전송 서비스를 제공한다. 물리 계층은 상위 계층인 MAC(media access control) 계층과 전송 채널(transport channel)을 통해 연결된다. 물리 채널은 전송 채널에 맵핑 된다. 전송 채널을 통해 MAC 계층과 물리 계층 사이로 데이터가 전송될 수 있다. 서로 다른 물리 계층 사이, 즉 송신기의 물리 계층과 수신기의 물리 계층 간에 데이터는 물리 채널을 통해 무선 자원을 이용하여 전송될 수 있다. 물리 계층은 OFDM(orthogonal frequency division multiplexing) 방식을 이용하여 변조될 수 있고, 시간과 주파수를 무선 자원으로 활용한다.
물리 계층은 몇몇의 물리 제어 채널(physical control channel)을 사용한다. PDCCH(physical downlink control channel)은 PCH(paging channel) 및 DL-SCH(downlink shared channel)의 자원 할당, DL-SCH와 관련되는 HARQ(hybrid automatic repeat request) 정보에 대하여 단말에 보고한다. PDCCH는 상향링크 전송의 자원 할당에 관하여 단말에 보고하기 위해 상향링크 그랜트를 나를 수 있다. PCFICH(physical control format indicator channel)은 PDCCH를 위해 사용되는 OFDM 심벌의 개수를 단말에 알려주며, 모든 서브프레임마다 전송된다. PHICH(physical hybrid ARQ indicator channel)은 UL-SCH 전송에 대한 HARQ ACK(acknowledgement)/NACK(non-acknowledgement) 신호를 나른다. PUCCH(physical uplink control channel)은 하향링크 전송을 위한 HARQ ACK/NACK, 스케줄링 요청 및 CQI와 같은 UL 제어 정보를 나른다. PUSCH(physical uplink shared channel)은 UL-SCH(uplink shared channel)를 나른다.
물리 채널은 시간 영역에서 복수의 서브프레임(subframe)들과 주파수 영역에서 복수의 부반송파(subcarrier)들로 구성된다. 하나의 서브프레임은 시간 영역에서 복수의 심벌들로 구성된다. 하나의 서브프레임은 복수의 자원 블록(RB; resource block)들로 구성된다. 하나의 자원 블록은 복수의 심벌들과 복수의 부반송파들로 구성된다. 또한, 각 서브프레임은 PDCCH를 위하여 해당 서브프레임의 특정 심벌들의 특정 부반송파들을 이용할 수 있다. 예를 들어, 서브프레임의 첫 번째 심벌이 PDCCH를 위하여 사용될 수 있다. PDCCH는 PRB(physical resource block) 및 MCS(modulation and coding schemes)와 같이 동적으로 할당된 자원을 나를 수 있다. 데이터가 전송되는 단위 시간인 TTI(transmission time interval)는 1개의 서브프레임의 길이와 동일할 수 있다. 서브프레임 하나의 길이는 1ms일 수 있다.
전송채널은 채널이 공유되는지 아닌지에 따라 공통 전송 채널 및 전용 전송 채널로 분류된다. 네트워크에서 단말로 데이터를 전송하는 DL 전송 채널(DL transport channel)은 시스템 정보를 전송하는 BCH(broadcast channel), 페이징 메시지를 전송하는 PCH(paging channel), 사용자 트래픽 또는 제어 신호를 전송하는 DL-SCH 등을 포함한다. DL-SCH는 HARQ, 변조, 코딩 및 전송 전력의 변화에 의한 동적 링크 적응 및 동적/반정적 자원 할당을 지원한다. 또한, DL-SCH는 셀 전체에 브로드캐스트 및 빔포밍의 사용을 가능하게 할 수 있다. 시스템 정보는 하나 이상의 시스템 정보 블록들을 나른다. 모든 시스템 정보 블록들은 같은 주기로 전송될 수 있다. MBMS(multimedia broadcast/multicast service)의 트래픽 또는 제어 신호는 MCH(multicast channel)를 통해 전송된다.
단말에서 네트워크로 데이터를 전송하는 UL 전송 채널은 초기 제어 메시지(initial control message)를 전송하는 RACH(random access channel), 사용자 트래픽 또는 제어 신호를 전송하는 UL-SCH 등을 포함한다. UL-SCH는 HARQ 및 전송 전력 및 잠재적인 변조 및 코딩의 변화에 의한 동적 링크 적응을 지원할 수 있다. 또한, UL-SCH는 빔포밍의 사용을 가능하게 할 수 있다. RACH는 일반적으로 셀로의 초기 접속에 사용된다.
L2에 속하는 MAC 계층은 논리 채널(logical channel)을 통해 상위 계층인 RLC(radio link control) 계층에게 서비스를 제공한다. MAC 계층은 복수의 논리 채널에서 복수의 전송 채널로의 맵핑 기능을 제공한다. 또한, MAC 계층은 복수의 논리 채널에서 단수의 전송 채널로의 맵핑에 의한 논리 채널 다중화 기능을 제공한다. MAC 부 계층은 논리 채널상의 데이터 전송 서비스를 제공한다.
논리 채널은 전송되는 정보의 종류에 따라, 제어 평면의 정보 전달을 위한 제어 채널과 사용자 평면의 정보 전달을 위한 트래픽 채널로 나눌 수 있다. 즉, 논리 채널 타입의 집합은 MAC 계층에 의해 제공되는 다른 데이터 전송 서비스를 위해 정의된다. 논리채널은 전송 채널의 상위에 위치하고 전송채널에 맵핑 된다.
제어 채널은 제어 평면의 정보 전달만을 위해 사용된다. MAC 계층에 의하여 제공되는 제어 채널은 BCCH(broadcast control channel), PCCH(paging control channel), CCCH(common control channel), MCCH(multicast control channel) 및 DCCH(dedicated control channel)을 포함한다. BCCH는 시스템 제어 정보를 방송하기 위한 하향링크 채널이다. PCCH는 페이징 정보의 전송 및 셀 단위의 위치가 네트워크에 알려지지 않은 단말을 페이징 하기 위해 사용되는 하향링크 채널이다. CCCH는 네트워크와 RRC 연결을 갖지 않을 때 단말에 의해 사용된다. MCCH는 네트워크로부터 단말에게 MBMS 제어 정보를 전송하는데 사용되는 일대다 하향링크 채널이다. DCCH는 RRC 연결 상태에서 단말과 네트워크간에 전용 제어 정보 전송을 위해 단말에 의해 사용되는 일대일 양방향 채널이다.
트래픽 채널은 사용자 평면의 정보 전달만을 위해 사용된다. MAC 계층에 의하여 제공되는 트래픽 채널은 DTCH(dedicated traffic channel) 및 MTCH(multicast traffic channel)을 포함한다. DTCH는 일대일 채널로 하나의 단말의 사용자 정보의 전송을 위해 사용되며, 상향링크 및 하향링크 모두에 존재할 수 있다. MTCH는 네트워크로부터 단말에게 트래픽 데이터를 전송하기 위한 일대다 하향링크 채널이다.
논리 채널과 전송 채널간의 상향링크 연결은 UL-SCH에 맵핑 될 수 있는 DCCH, UL-SCH에 맵핑 될 수 있는 DTCH 및 UL-SCH에 맵핑 될 수 있는 CCCH를 포함한다. 논리 채널과 전송 채널간의 하향링크 연결은 BCH 또는 DL-SCH에 맵핑 될 수 있는 BCCH, PCH에 맵핑 될 수 있는 PCCH, DL-SCH에 맵핑 될 수 있는 DCCH, DL-SCH에 맵핑 될 수 있는 DTCH, MCH에 맵핑 될 수 있는 MCCH 및 MCH에 맵핑 될 수 있는 MTCH를 포함한다.
RLC 계층은 L2에 속한다. RLC 계층의 기능은 하위 계층이 데이터를 전송하기에 적합하도록 무선 섹션에서 상위 계층으로부터 수신된 데이터의 분할/연접에 의한 데이터의 크기 조정을 포함한다. 무선 베어러(RB; radio bearer)가 요구하는 다양한 QoS를 보장하기 위해, RLC 계층은 투명 모드(TM; transparent mode), 비 확인 모드(UM; unacknowledged mode) 및 확인 모드(AM; acknowledged mode)의 세 가지의 동작 모드를 제공한다. AM RLC는 신뢰성 있는 데이터 전송을 위해 ARQ(automatic repeat request)를 통해 재전송 기능을 제공한다. 한편, RLC 계층의 기능은 MAC 계층 내부의 기능 블록으로 구현될 수 있으며, 이때 RLC 계층은 존재하지 않을 수도 있다.
PDCP(packet data convergence protocol) 계층은 L2에 속한다. PDCP 계층은 상대적으로 대역폭이 작은 무선 인터페이스 상에서 IPv4 또는 IPv6와 같은 IP 패킷을 도입하여 전송되는 데이터가 효율적으로 전송되도록 불필요한 제어 정보를 줄이는 헤더 압축 기능을 제공한다. 헤더 압축은 데이터의 헤더에 필요한 정보만을 전송함으로써 무선 섹션에서 전송 효율을 높인다. 게다가, PDCP 계층은 보안 기능을 제공한다. 보안기능은 제3자의 검사를 방지하는 암호화 및 제3자의 데이터 조작을 방지하는 무결성 보호를 포함한다.
RRC(radio resource control) 계층은 L3에 속한다. L3의 가장 하단 부분에 위치하는 RRC 계층은 오직 제어 평면에서만 정의된다. RRC 계층은 단말과 네트워크 간의 무선 자원을 제어하는 역할을 수행한다. 이를 위해 단말과 네트워크는 RRC 계층을 통해 RRC 메시지를 교환한다. RRC 계층은 RB들의 구성(configuration), 재구성(re-configuration) 및 해제(release)와 관련되어 논리 채널, 전송 채널 및 물리 채널들의 제어를 담당한다. RB는 단말과 네트워크 간의 데이터 전달을 위해 L1 및 L2에 의해 제공되는 논리적 경로이다. 즉, RB는 단말과 E-UTRAN 간의 데이터 전송을 위해 L2에 의해 제공되는 서비스를 의미한다. RB가 설정된다는 것은 특정 서비스를 제공하기 위해 무선 프로토콜 계층 및 채널의 특성을 규정하고, 각각의 구체적인 파라미터 및 동작 방법을 결정함을 의미한다. RB는 SRB(signaling RB)와 DRB(data RB) 두 가지로 구분될 수 있다. SRB는 제어 평면에서 RRC 메시지를 전송하는 통로로 사용되며, DRB는 사용자 평면에서 사용자 데이터를 전송하는 통로로 사용된다.
RRC 계층 상위에 위치하는 NAS(Non-Access Stratum) 계층은 연결관리(Session Management)와 이동성 관리(Mobility Management) 등의 기능을 수행한다.
도 2를 참조하면, RLC 및 MAC 계층(네트워크 측에서 eNB에서 종료)은 스케줄링, ARQ 및 HARQ와 같은 기능을 수행할 수 있다. RRC 계층(네트워크 측에서 eNB에서 종료)은 방송, 페이징, RRC 연결 관리, RB 제어, 이동성 기능 및 단말 측정 보고/제어와 같은 기능을 수행할 수 있다. NAS 제어 프로토콜(네트워크 측에서 게이트웨이의 MME에서 종료)은 SAE 베어러 관리, 인증, LTE_IDLE 이동성 핸들링, LTE_IDLE에서 페이징 개시 및 단말과 게이트웨이 간의 시그널링을 위한 보안 제어와 같은 기능을 수행할 수 있다.
도 3을 참조하면, RLC 및 MAC 계층(네트워크 측에서 eNB에서 종료)은 제어 평면에서의 기능과 동일한 기능을 수행할 수 있다. PDCP 계층(네트워크 측에서 eNB에서 종료)은 헤더 압축, 무결성 보호 및 암호화와 같은 사용자 평면 기능을 수행할 수 있다.
이하 단말의 RRC 상태(RRC state)와 RRC 연결 방법에 대해 상술한다.
RRC 상태는 단말의 RRC 계층이 E-UTRAN의 RRC 계층과 논리적으로 연결되어 있는지 여부를 지시한다. RRC 상태는 RRC 연결 상태(RRC_CONNECTED) 및 RRC 아이들 상태(RRC_IDLE)와 같이 두 가지로 나누어질 수 있다. 단말의 RRC 계층과 E-UTRAN의 RRC 계층 간의 RRC 연결이 설정되어 있을 때, 단말은 RRC 연결 상태에 있게 되며, 그렇지 않은 경우 단말은 RRC 아이들 상태에 있게 된다. RRC_CONNECTED의 단말은 E-UTRAN과 RRC 연결이 설정되어 있으므로, E-UTRAN은 RRC_CONNECTED의 단말의 존재를 파악할 수 있고, 단말을 효과적으로 제어할 수 있다. 한편, E-UTRAN은 RRC_IDLE의 단말을 파악할 수 없으며, 핵심 망(CN; core network)이 셀보다 더 큰 영역인 트래킹 영역(tracking area) 단위로 단말을 관리한다. 즉, RRC_IDLE의 단말은 더 큰 영역의 단위로 존재만 파악되며, 음성 또는 데이터 통신과 같은 통상의 이동 통신 서비스를 받기 위해서 단말은 RRC_CONNECTED로 천이해야 한다.
RRC_IDLE 상태에서, 단말이 NAS에 의해 설정된 DRX(discontinuous reception)를 지정하는 동안에, 단말은 시스템 정보 및 페이징 정보의 방송을 수신할 수 있다. 그리고, 단말은 트래킹 영역에서 단말을 고유하게 지정하는 ID(identification)를 할당 받고, PLMN(public land mobile network) 선택 및 셀 재선택을 수행할 수 있다. 또한 RRC_IDLE 상태에서, 어떠한 RRC context도 eNB에 저장되지 않는다.
RRC_CONNECTED 상태에서, 단말은 E-UTRAN에서 E-UTRAN RRC 연결 및 RRC context를 가져, eNB로 데이터를 전송 및/또는 eNB로부터 데이터를 수신하는 것이 가능하다. 또한, 단말은 eNB로 채널 품질 정보 및 피드백 정보를 보고할 수 있다. RRC_CONNECTED 상태에서, E-UTRAN은 단말이 속한 셀을 알 수 있다. 그러므로 네트워크는 단말에게 데이터를 전송 및/또는 단말로부터 데이터를 수신할 수 있고, 네트워크는 단말의 이동성(핸드오버 및 NACC(network assisted cell change)를 통한 GERAN(GSM EDGE radio access network)으로 inter-RAT(radio access technology) 셀 변경 지시)을 제어할 수 있으며, 네트워크는 이웃 셀을 위해 셀 측정을 수행할 수 있다.
RRC_IDLE 상태에서 단말은 페이징 DRX 주기를 지정한다. 구체적으로 단말은 단말 특정 페이징 DRX 주기 마다의 특정 페이징 기회(paging occasion)에 페이징 신호를 모니터링 한다. 페이징 기회는 페이징 신호가 전송되는 동안의 시간 간격이다. 단말은 자신만의 페이징 기회를 가지고 있다.
페이징 메시지는 동일한 트래킹 영역에 속하는 모든 셀에 걸쳐 전송된다. 만약 단말이 하나의 트래킹 영역에서 다른 하나의 트래킹 영역으로 이동하면, 단말은 위치를 업데이트하기 위해 TAU(tracking area update) 메시지를 네트워크에 전송한다.
사용자가 단말의 전원을 최초로 켰을 때, 단말은 먼저 적절한 셀을 탐색한 후 해당 셀에서 RRC_IDLE에 머무른다. RRC 연결을 맺을 필요가 있을 때, RRC_IDLE에 머무르던 단말은 RRC 연결 절차를 통해 E-UTRAN의 RRC와 RRC 연결을 맺고 RRC_CONNECTED로 천이할 수 있다. RRC_IDLE에 머무르던 단말은 사용자의 통화 시도 등의 이유로 상향링크 데이터 전송이 필요할 때, 또는 E-UTRAN으로부터 페이징 메시지를 수신하고 이에 대한 응답 메시지 전송이 필요할 때 등에 E-UTRAN과 RRC 연결을 맺을 필요가 있을 수 있다.
NAS 계층에서 단말의 이동성을 관리하기 위하여 EMM-REGISTERED(EPS Mobility Management-REGISTERED) 및 EMM-DEREGISTERED 두 가지 상태가 정의되어 있으며, 이 두 상태는 단말과 MME에게 적용된다. 초기 단말은 EMM-DEREGISTERED 상태이며, 이 단말이 네트워크에 접속하기 위해서 초기 연결(Initial Attach) 절차를 통해서 해당 네트워크에 등록하는 과정을 수행한다. 상기 연결(Attach) 절차가 성공적으로 수행되면 단말 및 MME는 EMM-REGISTERED 상태가 된다.
단말과 EPC간 시그널링 연결(signaling connection)을 관리하기 위하여 ECM(EPS Connection Management)-IDLE 상태 및 ECM-CONNECTED 상태 두 가지 상태가 정의되어 있으며, 이 두 상태는 단말 및 MME에게 적용된다. ECM-IDLE 상태의 단말이 E-UTRAN과 RRC 연결을 맺으면 해당 단말은 ECM-CONNECTED 상태가 된다. ECM-IDLE 상태에 있는 MME는 E-UTRAN과 S1 연결(S1 connection)을 맺으면 ECM-CONNECTED 상태가 된다. 단말이 ECM-IDLE 상태에 있을 때에는 E-UTRAN은 단말의 context 정보를 가지고 있지 않다. 따라서 ECM-IDLE 상태의 단말은 네트워크의 명령을 받을 필요 없이 셀 선택(cell selection) 또는 셀 재선택(reselection)과 같은 단말 기반의 이동성 관련 절차를 수행한다. 반면 단말이 ECM-CONNECTED 상태에 있을 때에는 단말의 이동성은 네트워크의 명령에 의해서 관리된다. ECM-IDLE 상태에서 단말의 위치가 네트워크가 알고 있는 위치와 달라질 경우 단말은 트래킹 영역 갱신(Tracking Area Update) 절차를 통해 네트워크에 단말의 해당 위치를 알린다.
이하, 초기 컨텍스트 설정 절차(Initial Context Setup Procedure)에 대하여 설명한다.
상기 초기 컨텍스트 설정 절차는 필요한 전체 UE 컨텍스트 정보를 설정하기 위한 것으로, UE 컨텍스트 정보는 E-RAB 컨텍스트(context), 보안 키(Security Key), 핸드오버 제한 리스트(Handover Restriction List), UE 무선 능력(UE Radio Capability) 및/또는 UE 보안 능력(UE Security Capability) 등을 포함할 수 있다. 즉, 상기 컨텍스트 정보(또는, UE 컨텍스트 정보)는 종합적인 단말의 정보를 포함할 수 있다.
이때, 상기 UE 무선 능력 정보는 MME가 이와 같은 정보를 가지고 있는 경우 전송할 수 있으므로, 초기에 MME가 UE를 알지 못하는 경우에는 UE 무선 능력 정보가 전송될 수 없다.
상기 초기 컨텍스트 설정을 위해서, MME는 기지국에게 초기 컨텍스트 설정 요청 메시지(Initial Context Setup Request Message)를 전송할 수 있다. 상기 초기 컨텍스트 설정 요청 메시지는 표 1과 같이 정의될 수 있다.
표 1
IE/Group Name Presence Criticality Assigned Criticality
Message Type M YES reject
MME UE S1AP ID M YES reject
eNB UE S1AP ID M YES reject
UE Aggregate Maximum Bit Rate M YES reject
E-RAB to Be Setup List YES reject
>E-RAB to Be Setup Item IEs EACH reject
>>E-RAB ID M -
>>E-RAB Level QoS Parameters M -
>>Transport Layer Address M -
>>GTP-TEID M -
>>NAS-PDU O -
>>Correlation ID O YES ignore
>>SIPTO Correlation ID O YES ignore
UE Security Capabilities M YES reject
Security Key M YES reject
Trace Activation O YES ignore
Handover Restriction List O YES ignore
UE Radio Capability O YES ignore
Subscriber Profile ID for RAT/Frequency priority O YES ignore
CS Fallback Indicator O YES reject
SRVCC Operation Possible O YES ignore
CSG Membership Status O YES ignore
Registered LAI O YES ignore
GUMMEI O YES ignore
MME UE S1AP ID 2 O YES ignore
Management Based MDT Allowed O YES ignore
Management Based MDT PLMN List O YES ignore
Additional CS Fallback Indicator C-ifCSFBhighpriority YES ignore
Masked IMEISV O YES ignore
Expected UE Behaviour O YES ignore
ProSe Authorized O YES ignore
상기 초기 컨텍스트 설정 요청 메시지를 수신한 기지국은 이에 대한 응답으로 초기 컨텍스트 설정 응답 메시지(Initial Context Setup Response message)를 상기 MME에게 전송하고, 초기 컨텍스트 설정 절차를 수행할 수 있다. 상기 초기 컨텍스트 설정 응답 메시지는 표 2와 같이 정의될 수 있다.
표 2
IE/Group Name Presence Criticality Assigned Criticality
Message Type M YES reject
MME UE S1AP ID M YES ignore
eNB UE S1AP ID M YES ignore
E-RAB Setup List YES ignore
>E-RAB Setup Item IEs EACH ignore
>>E-RAB ID M -
>>Transport Layer Address M -
>>GTP-TEID M -
E-RAB Failed to Setup List O YES ignore
Criticality Diagnostics O YES ignore
이하, MTC(Machine Type Communication)에 대하여 설명한다.
도 4는 MTC 통신의 일 예를 나타낸다.
MTC는 인간 상호작용(human interaction)을 수반하지 않은 MTC 단말(410)들 간에 기지국(420)을 통한 정보 교환 또는 MTC 단말(410)과 MTC 서버(430) 간에 기지국을 통한 정보 교환을 말한다. MTC를 통해 제공되는 서비스는 기존의 사람이 개입하는 통신에서의 서비스와는 차별성을 가지며, 추적(Tracking), 계량(Metering), 지불(Payment), 의료 분야 서비스, 원격 조정 등 다양한 범주의 서비스가 존재한다. 보다 구체적으로, MTC를 통해 제공되는 서비스는 계량기 검침, 수위측정, 감시 카메라의 활용, 자판기의 재고보고 등이 있을 수 있다. 이러한 서비스를 제공하는 데이터 통신 위주의 저가/저사양 단말을 편의상 MTC 단말 또는 낮은 복잡도를 갖는 타입의 단말(low complexity type UE)이라고 지칭한다. 기지국은 단말의 능력을 기반으로 단말이 MTC 단말인지 결정할 수 있다. 본 명세서에서 MTC 단말, 낮은 복잡도를 갖는 타입의 단말, 저가의 단말(low cost UE) 및 UE Category 0 단말 등은 동일한 개념으로 사용될 수 있으며, 일반 단말은 상기 열거된 단말이 아닌 단말을 지칭하는 것으로 사용될 수 있다.
MTC 서버(430)는 MTC 단말(410)과 통신하는 개체(entity)이다. MTC 서버(430)는 MTC 애플리케이션을 실행하고, MTC 기기에게 MTC 특정 서비스를 제공한다. MTC 단말(410)은 MTC 통신을 제공하는 무선 기기로, 고정되거나 이동성을 가질 수 있다.
MTC 단말의 경우 전송 데이터 량이 적고 상향링크/하향링크 데이터 송수신이 가끔씩 발생하기 때문에 이러한 낮은 데이터 전송률에 맞춰서 단말기의 단가를 낮추고 배터리 소모를 줄이는 것이 효율적이다. MTC 단말의 경우 이동성이 적은 것을 특징으로 하므로 채널 환경이 거의 변하지 않는 특성을 지니고 있다.
MTC 단말은 고성능의 기능이 요구되지 않고 사용 데이터 양도 대체로 많지 않다. 저 비용의 MTC 단말을 제작할 수 있게 하기 위해서 UE Category 0이라는 개념을 도입하였다. UE Category라는 것은 단말이 얼마나 많은 데이터를 통신 모뎀에서 처리할 수 있는지를 나타내는, 3GPP에서 사용하는 일반적인 수치이다. 표 3은 3GPP UE Category를 나타낸다.
표 3
UE Category DL 속도 UL 속도 UE Category DL 속도 UL 속도
0 1 Mbps 1 Mbps 7 300 Mbps 100 Mbps
1 10 Mbps 5 Mbps 8 3 Gbps 1.5 Gbps
2 50 Mbps 25 Mbps 9 450 Mbps 50 Mbps
3 100 Mbps 50 Mbps 10 450 Mbps 100 Mbps
4 150 Mbps 50 Mbps 11 600 Mbps 50 Mbps
5 300 Mbps 75 Mbps 12 600 Mbps 100 Mbps
6 300 Mbps 50 Mbps 13 400 Mbps 50 Mbps
UE Category 0 단말은 1Mbps만 처리하도록 해서 모뎀을 제작할 때 많은 노력과 비용을 들이지 않고도 쉽게 만들 수 있고, 안테나를 1개만 사용할 수 있다. 또한, 송신과 수신을 동시에 하지 않고 특정 시간 동안만 송신하거나 수신할 수 있어서 FDD에서도 TDD처럼 동작할 수 있다. 부가적으로 기존의 TDD와 달리 송신과 수신이 바뀌는 구간에 1ms 정도의 충분한 Switching 시간을 줄 수 있어서, 전반적으로 하드웨어 부품, 특히 모뎀과 RF 관점에서 획기적으로 비용을 절감할 수 있다.
한편, MTC 단말은 빌딩, 공장뿐만 아니라 지하실(basement) 등과 같이 커버리지 제한적인(coverage-limited) 장소에 설치될 수 있다. 예를 들어, 스마트 미터링(Smart metering)과 같은 MTC 서비스를 지원하는 MTC 단말 중 20% 정도는 지하실과 같이 열악한 'Deep indoor' 환경에 설치될 수 있다. 따라서, 성공적인 MTC 데이터 전송을 위해, MTC 단말의 커버리지는 종래 일반 단말의 커버리지와 비교하여 20dB 정도 향상되어야 한다. 이러한 상황을 고려하여 각 채널/신호 별로 MTC 단말을 위한 반복 전송 방법 등과 같은 다양한 커버리지 확장(coverage enhancement) 기법들이 현재 논의되고 있다.
이하, CIoT(Celluar Internet of Things)에 대하여 설명한다.
사물 인터넷(Internet of Things: IoT)이란 모든 사물들이 인터넷에 연결되어 상호 간에 직접 통신하는, 향후 정보통신의 미래 인프라 및 서비스이다. 사물 인터넷이 필요한 이유는 초연결 사회를 기반으로 한 삶의 질 향상과 생산성 향상에 있으나, 궁극적으로는 국가 자체의 인프라, 더 나아가서는 인류와 지구를 위한 중추 신경계를 이루기 때문에 무엇보다 중요하다. 사물 인터넷은 크게 셀룰러 이동통신 기반의 IoT와 비 셀룰러 기반의 IoT로 구분될 수 있다.
CIoT는 셀룰러 이동통신 기반의 사물 인터넷을 의미한다. 셀룰러 기반의 IoT 서비스를 효과적으로 지원하기 위해서는 간헐적이고 산발적으로 짧은 길이의 패킷 형태로 발생하는 MTC 트래픽을 효율적으로 전달할 수 있어야 한다. 또한, 실시간 제약을 가지는 응용 서비스의 경우에 별도의 채널 할당 절차를 거치지 않고(grant-free 형태) 데이터 패킷을 즉시 전송함으로써 지연 요구사항을 만족시킬 수 있어야 한다. 나아가, IoT 서비스를 위한 대규모 랜덤 접속을 위해서는 디바이스의 비용 및 전력 소모를 줄이고, 커버리지를 증대시키며, 랜덤 접속의 용량 및 절차의 효율성을 향상 시켜야 한다.
CIoT의 주요 사용 케이스(use case)는 스몰 데이터 패킷을 송수신하는 장치이다. 따라서, 시스템은 스몰 데이터 패킷을 효율적으로 송수신하도록 요구될 수 있다. 예를 들어, 스몰 데이터 패킷을 송수신함에 있어서, 단말의 배터리 소모는 적어야 한다. 예를 들어, 스몰 데이터 패킷을 송수신함에 있어서, 네트워크 및 무선(over the air)에서 요구되는 시그널링의 양은 감소되어야 한다. 현재 CIoT 제어 평면의 경우, MO 데이터 전송(Mobile Originating Data Transport)은 아래와 같다.
도 5는 MO 데이터가 NAS 시그널링에서 전송되는 절차를 나타낸다.
도 5를 참조하면, 단계 S500에서, 단말은 ECM-IDLE 상태일 수 있다. 단계 S501에서, 단말은 RRC 연결을 확립하고, 데이터를 포함하는 NAS 메시지(NAS Message with data)를 기지국으로 전송할 수 있다. 단계 S502에서, 상기 NAS 메시지는 기지국에 의해 MME로 중계될 수 있다. 이 때, S1-AP Initial UE Message 메시지가 사용될 수 있다. 단계 S503에서, MME는 NAS 메시지 PDU의 무결성(integrity)을 검사하고, 포함된 데이터를 해독(decrypt)할 수 있다. 단계 S504에서, MME는 수정 베어러 요청(Modify Bearer Request)를 S-GW에게 전송할 수 있다. 단계 S505에서, S-GW는 수정 베어러 요청을 P-GW에게 전송할 수 있다. 단계 S506에서, P-GW는 수정 베어러 응답(Modify Bearer Response)을 S-GW에게 전송할 수 있다. 단계 S507에서, S-GW는 수정 베어러 응답을 MME에게 전송할 수 있다. 단계 S508에서, MME는 상향링크 데이터를 P-GW에게 전송할 수 있다. 단계 S509에서, 하향링크 데이터가 P-GW로 도착하면, P-GW는 하향링크 데이터를 MME로 전송할 수 있다. 도 5에 개시되어 있지 않지만, RRC 연결이 활성화된 동안에, 단말은 여전히 S1AP 상향링크 메시지에 수반되는 NAS 메시지를 통해 상향링크 데이터를 전송할 수 있다. 이는, 만약 단말이 전송할 복수의 데이터를 가지면, 상기 복수의 데이터는 첫 번째 데이터를 제외하고 S1AP Uplink NAS Transport 메시지에 의해 MME에게 전달될 수 있음을 의미한다. 상기 첫 번째 데이터는 단계 S502에서 Initial UE Message 메시지를 통해 전송될 수 있다.
다만, 도 5에서 설명된 MO 데이터 전송 절차에 따르면, RRC 연결이 활성화된 동안에, 단말은 S1AP 상향링크 메시지에 수반되는 NAS 메시지를 통해 상향링크 데이터를 전송하지 못할 수 있다. 이러한 문제는, MME가 "P-GW와 연결을 가지는 제어 평면 CIoT EPS 최적화에서 MO 데이터 전송(Mobile Originated Data Transport in Control Plane CIoT EPS optimisation with P-GW connectivity)"에서 초기 컨텍스트 설정 절차(Initial Context Setup Procedure)가 수행되지 않음에 따라 발생한다. 이하, 단말이 전송할 복수의 데이터를 가지는 경우 발생할 수 있는 문제점에 대하여 구체적으로 설명한다.
예를 들어, 상기 도 5의 절차에서, 단말이 상향링크 데이터에 대한 ACK이 없는 해제 보조 정보(Release Assistance Information without acknowledgement)를 포함하고, 지시자는 상기 상향링크 데이터가 NAS 메시지에서 마지막 데이터가 아님을 지시한다고 가정한다. 상기 상향링크 데이터에 대한 ACK이 없는 해제 보조 정보는 상향링크 데이터에 대한 ACK이 기대되지 않음을 지시하는 정보일 수 있다. 이 경우, MME는 수신된 상향링크 데이터에 대한 ACK으로써 하향링크 데이터가 존재하지 않음을 알 수 있다. 그리고, MME는 추가적인 데이터가 단말에 의해 전송될 것임을 알 수 있다. 따라서, MME가 상향링크 데이터를 단말로부터 수신하는 동안, 상기 MME는 S1 메시지를 기지국으로 전송하지 않는다. 하지만, 이러한 MME의 동작 때문에, 기지국은 단말을 식별하기 위해 MME에 의해 할당된 UE ID를 인식하지 못할 수 있다. 즉, 초기 컨텍스트 설정 절차가 수행되지 않기 때문에, 기지국은 단말을 식별하기 위해 MME에 의해 할당된 UE ID를 인식하지 못할 수 있다. 만약 S1AP Uplink NAS Transport 메시지가 UE ID 없이 전송되면, 상기 NAS Transport 메시지를 수신한 MME는 상기 NAS Transport 메시지가 어떤 단말에 의해 전송되었는지 알 수 없다. 따라서, 상기 NAS Transport 메시지를 수신한 MME는 상기 NAS Transport 메시지에 포함된 상향링크 데이터가 어디로 전달되어야 하는지 결정할 수 없다. 상기와 같은 문제는 단말이 상향링크 데이터에 대한 ACK이 있는 해제 보조 정보(Release Assistance Information with acknowledgement)를 포함하는 경우에도 동일하게 발생할 수 있다.
예를 들어, 상기 도 5의 절차에서, 단말이 상향링크 데이터에 대한 ACK이 있는 해제 보조 정보(Release Assistance Information with acknowledgement)를 포함한다고 가정한다. 상기 상향링크 데이터에 대한 ACK이 있는 해제 보조 정보는 상향링크 데이터에 대한 ACK이 기대됨을 지시하는 정보일 수 있다. 단말이 ACK으로써 하향링크 데이터를 수신하기 전에, 상기 단말은 다른 상향링크 데이터를 전송하거나 이전에 전송된 상향링크 데이터를 재전송할 수 있다. 이 경우, ACK으로써 하향링크 데이터가 S-GW로부터 아직 수신되지 않았기 때문에, MME는 S1 메시지를 기지국으로 전송하지 않는다. 하지만, 이러한 MME의 동작 때문에, 기지국은 단말을 식별하기 위해 MME에 의해 할당된 UE ID를 인식하지 못할 수 있다.
기지국이 MME에 의해 할당된 UE ID를 인식하지 못함에 따라 발생할 수 있는 문제를 해결하기 위해, 향상된 S1 시그널링이 필요할 수 있다. 이하, 본 발명의 일 실시 예에 따라, 향상된 S1 시그널링에 대하여 구체적으로 설명한다.
1. MME가 UE ID를 기지국에게 전송
초기 컨텍스트 설정 절차가 수행되지 않는 경우, 기지국은 MME에 의해 할당된 UE ID를 알 수 없다. 따라서, MME는 UE ID를 기지국에게 전송할 필요가 있다. 예를 들어, 상기 UE ID는 MME UE S1AP ID일 수 있다.
예를 들어, MME가 수신된 상향링크 데이터가 ACK을 기대하지 않음을 알면, MME는 UE ID를 기지국에게 전송할 수 있다. 예를 들어, MME가 수신된 상향링크 데이터가 ACK을 기대하지 않음을 알고, 상기 수신된 상향링크 데이터가 마지막이 아님을 알면, MME는 UE ID를 기지국에게 전송할 수 있다. 예를 들어, MME가 해제 보조 정보(Release Assistance Information)를 기반으로 하향링크 데이터가 기대됨을 알면, MME는 UE ID를 기지국에게 전송할 수 있다. 즉, 상기 해제 보조 정보가 상향링크 데이터의 전송에 따른 하향링크 데이터의 전송이 기대됨을 지시하면, MME는 UE ID를 기지국에게 전송할 수 있다. 상기 해제 보조 정보는 NAS PDU에 포함될 수 있다. 상기 NAS PDU는 Initial UE Message 메시지에 포함될 수 있다. 상기 Initial UE Message 메시지는 기지국에 의해 MME로 전송될 수 있다. 예를 들어, 상기 해제 보조 정보가 상향링크 데이터의 전송에 따른 하향링크 데이터의 전송이 기대됨을 지시하고, MME가 하향링크로 전송할 NAS PDU를 가지지 않으면, MME는 UE ID를 기지국에게 전송할 수 있다. 즉, 상기 해제 보조 정보가 상향링크 데이터의 전송에 따른 하향링크 데이터의 전송이 기대됨을 지시함에도 불구하고, MME가 하향링크 데이터를 P-GW로부터 수신하지 않으면, MME는 UE ID를 기지국에게 전송할 수 있다.
상기 UE ID는 연결 확립 지시(Connection Establishment Indication) 메시지에 포함될 수 있다. 상기 연결 확립 지시 메시지는 연결 확립 지시 절차에서 MME에 의해 기지국으로 전송될 수 있다. 상기 연결 확립 지시 절차의 목적은 MME가 단말 관련 로지컬 S1 연결(UE-associated logical S1-connection)의 확립을 완료하도록 하기 위함이다. 상기 연결 확립 지시 절차는 단말 관련 시그널링을 사용한다. 상기 MME는 단말을 위해 사용될 유니크(unique) MME UE S1AP ID를 할당하고, 상기 할당된 MME UE S1AP ID를 상기 연결 확립 지시 메시지에 포함할 수 있다. 상기 연결 확립 지시 메시지는 표 4와 같이 정의될 수 있다.
표 4
IE/Group Name Presence Criticality Assigned Criticality
Message Type M YES Reject
MME UE S1AP ID M YES Ignore
eNB UE S1AP ID M YES Ignore
UE Radio Capability O YES Ignore
Control Plane CIoT EPS Optimization의 경우, 만약 MME가 DL에서 전송할 NAS PDU를 가지지 않으면, 상기 연결 확립 지시 절차는 INITIAL UE MESSAGE 메시지를 수신한 후 단말 관련 로지컬 S1 연결의 확립을 완료하도록 MME가 기지국에게 정보를 제공하는 것을 가능하게 한다. UE Radio Capability가 상기 연결 확립 지시 절차에서 MME로부터 기지국에게 제공될 수 있다(The Connection Establishment Indication procedure enables the MME to provide information to the eNB to complete the establishment of the UE-associated logical S1-connection after receiving INITIAL UE MESSAGE message, if the MME has no NAS PDU to send in DL in case of Control Plane CIoT EPS Optimization). 만약 UE Radio Capability가 포함되지 않으면, 기지국은 단말에게 UE Radio Capability를 요청하도록 트리거되고, 기지국은 UE CAPABILITY INFO INDICATION 메시지에서 MME에게 상기 UE Radio Capability를 제공할 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따라, NAS 시그널링을 이용한 MO 데이터 전송 절차를 나타낸다.
도 6을 참조하면, 단계 S600에서, 단말은 ECM_IDLE 상태일 수 있다.
단계 S601에서, 단말은 RRC 연결을 확립할 수 있다. 그리고, 단말은 이것의 일부로써 암호화 및 무결성 보호된 상향링크 데이터(Uplink Data encrypted and integrity protected)를 NAS 메시지에서 전송할 수 있다. 또한, 단말은 해제 보조 정보를 NAS 메시지에서 지시할 수 있다. 상기 해제 보조 정보는 상향링크 데이터의 전송에 따른 상기 하향링크 데이터의 전송(downlink data transmission subsequent to the uplink data transmission)이 기대되는지 여부를 지시할 수 있다. 예를 들어, 상기 해제 보조 정보는 상향링크 데이터에 대한 응답으로 하향링크 데이터의 전송이 기대되는지 여부를 지시할 수 있다. 예를 들어, 상기 해제 보조 정보는 상향링크 데이터에 따른 ACK이 기대되는지 여부를 지시할 수 있다.
단계 S602에서, 상기 NAS 메시지는 Initial UE Message 메시지를 사용하여 기지국에 의해 MME로 중계될 수 있다.
단계 S603에서, 상기 MME는 NAS 메시지 PDU의 무결성을 검사하고, 포함된 데이터를 해독할 수 있다.
단계 S604에서, MME는 상기 MME에 의해 할당된 UE ID를 기지국으로 전송할 수 있다. 상기 UE ID는 MME UE S1AP ID일 수 있다. 상기 UE ID는 연결 확립 지시(Connection Establishment Indication) 메시지에 포함될 수 있다. 또는, 상기 UE ID는 UE ID Indication 메시지에 포함될 수 있다. 또는, 상기 UE ID는 기존 메시지에 포함될 수 있다. 만약 MME가 수신된 상향링크 데이터가 ACK을 기대하지 않음을 알면, MME는 UE ID를 기지국에게 전송할 수 있다. 만약 MME가 수신된 상향링크 데이터가 ACK을 기대하지 않음을 알고, 상기 수신된 상향링크 데이터가 마지막이 아님을 알면, MME는 UE ID를 기지국에게 전송할 수 있다. 만약 MME가 해제 보조 정보를 기반으로 하향링크 데이터가 기대됨을 알면, MME는 UE ID를 기지국에게 전송할 수 있다. 즉, 상기 해제 보조 정보가 상향링크 데이터의 전송에 따른 하향링크 데이터의 전송이 기대됨을 지시하면, MME는 UE ID를 기지국에게 전송할 수 있다. 만약 상기 해제 보조 정보가 상향링크 데이터의 전송에 따른 하향링크 데이터의 전송이 기대됨을 지시하고, MME가 하향링크로 전송할 NAS PDU를 가지지 않으면, MME는 UE ID를 기지국에게 전송할 수 있다. 즉, 상기 해제 보조 정보가 상향링크 데이터의 전송에 따른 하향링크 데이터의 전송이 기대됨을 지시함에도 불구하고, MME가 하향링크 데이터를 P-GW로부터 수신하지 않으면, MME는 UE ID를 기지국에게 전송할 수 있다.
단계 S605에서, MME는 상향링크 데이터를 전송하기 위해 S-GW와 베어러를 수정할 수 있다.
단계 S606에서, MME는 상향링크 데이터를 S-GW에게 전송할 수 있다.
단계 S607에서, 만약 단말이 MME에 의해 수신된 상향링크 데이터가 ACK을 기대하지 않음을 알리고, 상기 수신된 상향링크 데이터가 마지막이 아님을 알리면, 단말은 상향링크 정보 전달 메시지(UL Information Transfer Message)를 이용하여 NAS 메시지에 다음 상향링크 데이터를 기지국으로 전송할 수 있다.
만약 단말이 MME에게 해제 보조 정보를 기반으로 하향링크 데이터가 기대됨을 알리면, 단말은 기지국으로 상향링크 정보 전달 메시지를 이용하여 NAS 메시지에서 이전에 수신된 상향링크 데이터를 재전송하거나, ACK을 가지는 다른 상향링크 데이터를 전송할 수 있다. 상기 상향링크 정보 전달 메시지는 단말이 ACK으로써 하향링크 데이터를 수신하기 전에 전송될 수 있다.
단계 S608에서, 기지국은 MME로부터 수신된 UE ID를 기반으로 Uplink NAS Transport 메시지를 MME에게 전송할 수 있다. 상기 Uplink NAS Transport 메시지는 단계 S607에서 수신된 NAS 메시지를 포함할 수 있다.
단계 S609에서, 상기 MME는 NAS 메시지 PDU의 무결성을 검사하고, 포함된 데이터를 해독할 수 있다.
단계 S610에서, 상기 MME는 상향링크 데이터를 S-GW에게 전송할 수 있다.
단계 S611에서, 해제 보조 정보를 기반으로 하향링크 데이터가 기대되면, 상기 하향링크 데이터는 S-GW로 도착할 수 있고, S-GW는 상기 도착된 하향링크 데이터를 MME로 전송할 수 있다. 상기 해제 보조 정보는 상기 단계 S601에서 단말에 의해 지시될 수 있다.
2. 기지국이 UE ID를 MME에게 전송
Initial Context Setup 절차가 수행되지 않는 경우, 기지국은 MME에 의해 할당된 UE ID를 알 수 없다. 기지국이 S1AP 메시지를 MME로부터 수신할 수 없을 때, 기지국은 S1AP 메시지를 통해 데이터를 가지는 NAS PDU(NAS PDU with data) 및 UE ID를 MME에게 제공할 수 있다. 기지국이 Initial UE Message 메시지를 전송한 이후, 기지국은 상향링크 정보 전달 메시지를 통해 단말로부터 NAS 메시지를 수신할 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따라, NAS 시그널링을 이용한 MO 데이터 전송 절차를 나타낸다.
도 7을 참조하면, 단계 S700에서, 단말은 ECM_IDLE 상태일 수 있다.
단계 S701에서, 단말은 RRC 연결을 확립할 수 있다. 그리고, 단말은 이것의 일부로써 암호화 및 무결성 보호된 상향링크 데이터(Uplink Data encrypted and integrity protected)를 NAS 메시지에서 전송할 수 있다. 또한, 단말은 해제 보조 정보를 NAS 메시지에서 지시할 수 있다. 상기 해제 보조 정보는 상향링크 데이터의 전송에 따른 상기 하향링크 데이터의 전송(downlink data transmission subsequent to the uplink data transmission)이 기대되는지 여부를 지시할 수 있다. 예를 들어, 상기 해제 보조 정보는 상향링크 데이터에 대한 응답으로 하향링크 데이터의 전송이 기대되는지 여부를 지시할 수 있다. 예를 들어, 상기 해제 보조 정보는 상향링크 데이터에 따른 ACK이 기대되는지 여부를 지시할 수 있다.
단계 S702에서, 상기 NAS 메시지는 Initial UE Message 메시지를 사용하여 기지국에 의해 MME로 중계될 수 있다.
단계 S703에서, 상기 MME는 NAS 메시지 PDU의 무결성을 검사하고, 포함된 데이터를 해독할 수 있다.
단계 S704에서, MME는 상향링크 데이터를 전송하기 위해 S-GW와 베어러를 수정할 수 있다.
단계 S705에서, MME는 상향링크 데이터를 S-GW에게 전송할 수 있다.
단계 S706에서, 단말은 상향링크 정보 전달 메시지를 이용하여 NAS 메시지에 다음 상향링크 데이터를 기지국으로 전송할 수 있다. 또한, 단말은 기지국으로 상향링크 정보 전달 메시지를 이용하여 NAS 메시지에서 이전에 수신된 상향링크 데이터를 재전송하거나, 다른 상향링크 데이터를 전송할 수 있다. 상기 상향링크 정보 전달 메시지는 단말이 ACK으로써 하향링크 데이터를 수신하기 전에 전송될 수 있다.
단계 S707에서, 기지국은 NAS PDU Transport 메시지를 MME에게 전송할 수 있다. 상기 NAS PDU Transport 메시지는 단계 S706에서 수신된 NAS 메시지 및 UE ID를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 UE ID는 S-TMSI 또는 C-RNTI일 수 있다. 또는, 기지국은 기존 메시지를 MME에게 전송할 수 있다. 상기 기존 메시지는 단계 S706에서 수신된 NAS 메시지 및 UE ID를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 UE ID는 S-TMSI 또는 C-RNTI일 수 있다.
단계 S708에서, 기지국으로부터 수신된 메시지에 포함된 UE ID를 기반으로, MME는 NAS 메시지를 통해 상향링크 데이터를 전송하는 단말이 이전에 상향링크 데이터를 전송하는 단말과 동일한 단말인지 여부를 식별할 수 있다. 또한, MME는 NAS 메시지 PDU의 무결성을 검사하고, 포함된 데이터를 해독할 수 있다.
단계 S709에서, MME는 상향링크 데이터를 S-GW에게 전송할 수 있다.
단계 S710에서, 해제 보조 정보를 기반으로 하향링크 데이터가 기대되면, 상기 하향링크 데이터는 S-GW로 도착할 수 있고, S-GW는 상기 도착된 하향링크 데이터를 MME로 전송할 수 있다. 상기 해제 보조 정보는 상기 단계 S701에서 단말에 의해 지시될 수 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따라, 기지국이 UE ID를 수신하는 방법을 나타내는 블록도이다.
도 8을 참조하면, 단계 S810에서, 상기 기지국은 단말에 의해 전송된 상향링크 데이터 및 해제 보조 정보(Release Assistance Information)를 MME(Mobility Management Entity)로 전송할 수 있다. 상기 해제 보조 정보는 상기 상향링크 데이터의 전송에 따른 하향링크 데이터의 전송이 기대되는지 여부를 지시할 수 있다.
단계 S820에서, 상기 기지국은 상기 UE ID를 상기 MME로부터 수신할 수 있다.
상기 해제 보조 정보가 상기 상향링크 데이터의 전송에 따른 상기 하향링크 데이터의 전송이 기대됨을 지시하면, 상기 UE ID는 상기 MME로부터 수신될 수 있다. 상기 상향링크 데이터 및 상기 해제 보조 정보는 NAS PDU에 포함될 수 있다. 상기 NAS PDU는 Initial UE Message 메시지에 포함될 수 있다.
상기 MME가 서빙 게이트웨이(S-GW)로부터 데이터를 수신하지 않으면, 상기 UE ID는 상기 MME로부터 수신될 수 있다.
상기 UE ID는 연결 확립 지시 메시지(Connection Establishment Indication Message)에 포함될 수 있다.
상기 상향링크 데이터가 승인(Acknowledgement)을 기대하지 않고, 상기 상향링크 데이터가 마지막 데이터가 아니면, 상기 UE ID는 상기 MME로부터 수신될 수 있다.
상기 기지국은 상기 수신된 UE ID를 기반으로 NAS PDU를 포함하는 Uplink NAS Transport Message를 상기 MME로 전송할 수 있다.
상기 단말은 ECM(EPS Connection Management)-IDLE 상태일 수 있다.
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따라, MME가 UE ID를 전송하는 방법을 나타내는 블록도이다.
도 9를 참조하면, 단계 S910에서, 상기 MME는 단말에 의해 전송된 상향링크 데이터 및 데이터 해제 보조 정보(Release Assistance Information)를 기지국으로부터 수신할 수 있다. 상기 해제 보조 정보는 상기 상향링크 데이터의 전송에 따른 하향링크 데이터의 전송이 기대되는지 여부를 지시할 수 있다.
단계 S920에서, 상기 MME는 상기 UE ID를 상기 기지국으로 전송할 수 있다.
상기 해제 보조 정보가 상기 상향링크 데이터의 전송에 따른 상기 하향링크 데이터의 전송이 기대됨을 지시하면, 상기 UE ID는 상기 기지국으로 전송될 수 있다. 상기 MME가 서빙 게이트웨이(S-GW)로부터 데이터를 수신하지 않으면, 상기 UE ID는 상기 기지국으로 전송될 수 있다.
상기 상향링크 데이터가 승인(Acknowledgement)을 기대하지 않고, 상기 상향링크 데이터가 마지막 데이터가 아니면, 상기 UE ID는 상기 기지국으로 전송될 수 있다.
도 10은 본 발명의 실시 예가 구현되는 무선 통신 시스템의 블록도이다.
단말(1000)은 프로세서(processor, 1001), 메모리(memory, 1002) 및 송수신기(transceiver, 1003)를 포함한다. 메모리(1002)는 프로세서(1001)와 연결되어, 프로세서(1001)를 구동하기 위한 다양한 정보를 저장한다. 송수신기(1003)는 프로세서(1001)와 연결되어, 무선 신호를 송신 및/또는 수신한다. 프로세서(1001)는 제안된 기능, 과정 및/또는 방법을 구현한다. 전술한 실시 예에서 단말의 동작은 프로세서(1001)에 의해 구현될 수 있다.
기지국(1010)은 프로세서(1011), 메모리(1012) 및 송수신기(1013)를 포함한다. 메모리(1012)는 프로세서(1011)와 연결되어, 프로세서(1011)를 구동하기 위한 다양한 정보를 저장한다. 송수신기(1013)는 프로세서(1011)와 연결되어, 무선 신호를 송신 및/또는 수신한다. 프로세서(1011)는 제안된 기능, 과정 및/또는 방법을 구현한다. 전술한 실시 예에서 기지국의 동작은 프로세서(1011)에 의해 구현될 수 있다.
MME(1020)는 프로세서(1021), 메모리(1022) 및 송수신기(1023)를 포함한다. 메모리(1022)는 프로세서(1021)와 연결되어, 프로세서(1021)를 구동하기 위한 다양한 정보를 저장한다. 송수신기(1023)는 프로세서(1021)와 연결되어, 무선 신호를 송신 및/또는 수신한다. 프로세서(1021)는 제안된 기능, 과정 및/또는 방법을 구현한다. 전술한 실시 예에서 MME의 동작은 프로세서(1021)에 의해 구현될 수 있다.
프로세서는 ASIC(application-specific integrated circuit), 다른 칩셋, 논리 회로 및/또는 데이터 처리 장치를 포함할 수 있다. 메모리는 ROM(read-only memory), RAM(random access memory), 플래시 메모리, 메모리 카드, 저장 매체 및/또는 다른 저장 장치를 포함할 수 있다. 송수신기는 무선 신호를 처리하기 위한 베이스밴드 회로를 포함할 수 있다. 실시 예가 소프트웨어로 구현될 때, 상술한 기법은 상술한 기능을 수행하는 모듈(과정, 기능 등)로 구현될 수 있다. 모듈은 메모리에 저장되고, 프로세서에 의해 실행될 수 있다. 메모리는 프로세서 내부 또는 외부에 있을 수 있고, 잘 알려진 다양한 수단으로 프로세서와 연결될 수 있다.
상술한 일례들에 기초하여 본 명세서에 따른 다양한 기법들이 도면과 도면 부호를 통해 설명되었다. 설명의 편의를 위해, 각 기법들은 특정한 순서에 따라 다수의 단계나 블록들을 설명하였으나, 이러한 단계나 블록의 구체적 순서는 청구항에 기재된 발명을 제한하는 것이 아니며, 각 단계나 블록은 다른 순서로 구현되거나, 또 다른 단계나 블록들과 동시에 수행되는 것이 가능하다. 또한, 통상의 기술자라면 간 단계나 블록이 한정적으로 기술된 것이나 아니며, 발명의 보호 범위에 영향을 주지 않는 범위 내에서 적어도 하나의 다른 단계들이 추가되거나 삭제되는 것이 가능하다는 것을 알 수 있을 것이다.
상술한 실시 예는 다양한 일례를 포함한다. 통상의 기술자라면 발명의 모든 가능한 일례의 조합이 설명될 수 없다는 점을 알 것이고, 또한 본 명세서의 기술로부터 다양한 조합이 파생될 수 있다는 점을 알 것이다. 따라서 발명의 보호범위는, 이하 청구항에 기재된 범위를 벗어나지 않는 범위 내에서, 상세한 설명에 기재된 다양한 일례를 조합하여 판단해야 할 것이다.

Claims (15)

  1. 무선 통신 시스템에서 기지국이 UE ID(User Equipment Identity)를 수신하는 방법에 있어서,
    단말에 의해 전송된 상향링크 데이터 및 해제 보조 정보(Release Assistance Information)를 MME(Mobility Management Entity)로 전송하고,
    상기 UE ID를 상기 MME로부터 수신하는 것을 포함하되,
    상기 해제 보조 정보는 상기 상향링크 데이터의 전송에 따른 하향링크 데이터의 전송이 기대되는지 여부를 지시하는 것을 특징으로 하는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 해제 보조 정보가 상기 상향링크 데이터의 전송에 따른 상기 하향링크 데이터의 전송이 기대됨을 지시하면, 상기 UE ID는 상기 MME로부터 수신되는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 상향링크 데이터 및 상기 해제 보조 정보는 NAS PDU에 포함되는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 NAS PDU는 Initial UE Message 메시지에 포함되는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 MME가 서빙 게이트웨이(S-GW)로부터 데이터를 수신하지 않으면, 상기 UE ID는 상기 MME로부터 수신되는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 UE ID는 연결 확립 지시 메시지(Connection Establishment Indication Message)에 포함되는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 상향링크 데이터가 승인(Acknowledgement)을 기대하지 않고, 상기 상향링크 데이터가 마지막 데이터가 아니면, 상기 UE ID는 상기 MME로부터 수신되는 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 기지국은 상기 수신된 UE ID를 기반으로 NAS PDU를 포함하는 Uplink NAS Transport Message를 상기 MME로 전송하는 것을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 단말은 ECM(EPS Connection Management)-IDLE 상태인 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 무선 통신 시스템에서 MME(Mobility Management Entity)가 UE ID(User Equipment Identity)를 전송하는 방법에 있어서,
    단말에 의해 전송된 상향링크 데이터 및 해제 보조 정보(Release Assistance Information)를 기지국으로부터 수신하고,
    상기 UE ID를 상기 기지국으로 전송하는 것을 포함하되,
    상기 해제 보조 정보는 상기 상향링크 데이터의 전송에 따른 하향링크 데이터의 전송이 기대되는지 여부를 지시하는 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 해제 보조 정보가 상기 상향링크 데이터의 전송에 따른 상기 하향링크 데이터의 전송이 기대됨을 지시하면, 상기 UE ID는 상기 기지국으로 전송되는 것을 특징으로 하는 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 MME가 서빙 게이트웨이(S-GW)로부터 데이터를 수신하지 않으면, 상기 UE ID는 상기 기지국으로 전송되는 것을 특징으로 하는 방법.
  13. 제 10 항에 있어서,
    상기 상향링크 데이터가 승인(Acknowledgement)을 기대하지 않고, 상기 상향링크 데이터가 마지막 데이터가 아니면, 상기 UE ID는 상기 기지국으로 전송되는 것을 특징으로 하는 방법.
  14. 무선 통신 시스템에서 UE ID(User Equipment Identity)를 수신하는 기지국에 있어서,
    메모리; 송수신기; 및 상기 메모리와 상기 송수신기를 연결하는 프로세서를 포함하되, 상기 프로세서는
    상기 송수신기가 단말에 의해 전송된 상향링크 데이터 및 데이터 해제 보조 정보(Release Assistance Information)를 MME(Mobility Management Entity)로 전송하도록 제어하고,
    상기 송수신기가 상기 UE ID를 상기 MME로부터 수신하도록 제어하되,
    상기 해제 보조 정보는 상기 상향링크 데이터의 전송에 따른 하향링크 데이터의 전송이 기대되는지 여부를 지시하는 것을 특징으로 하는 기지국.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 해제 보조 정보가 상기 상향링크 데이터의 전송에 따른 상기 하향링크 데이터의 전송이 기대됨을 지시하면, 상기 UE ID는 상기 MME로부터 수신되는 것을 특징으로 하는 기지국.
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