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WO2014051260A1 - Mtc 모니터링 방법 - Google Patents

Mtc 모니터링 방법 Download PDF

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Publication number
WO2014051260A1
WO2014051260A1 PCT/KR2013/007541 KR2013007541W WO2014051260A1 WO 2014051260 A1 WO2014051260 A1 WO 2014051260A1 KR 2013007541 W KR2013007541 W KR 2013007541W WO 2014051260 A1 WO2014051260 A1 WO 2014051260A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
mtc
request message
event
network
information
Prior art date
Application number
PCT/KR2013/007541
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
김래영
김현숙
김재현
김태현
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 US14/430,502 priority Critical patent/US9628941B2/en
Publication of WO2014051260A1 publication Critical patent/WO2014051260A1/ko

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • 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]
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W24/00—Supervisory, monitoring or testing arrangements
    • H04W24/10—Scheduling measurement reports ; Arrangements for measurement reports
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W76/00—Connection management
    • H04W76/10—Connection setup
    • H04W76/18—Management of setup rejection or failure
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W84/00—Network topologies
    • H04W84/02—Hierarchically pre-organised networks, e.g. paging networks, cellular networks, WLAN [Wireless Local Area Network] or WLL [Wireless Local Loop]
    • H04W84/04—Large scale networks; Deep hierarchical networks
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W84/00—Network topologies
    • H04W84/02—Hierarchically pre-organised networks, e.g. paging networks, cellular networks, WLAN [Wireless Local Area Network] or WLL [Wireless Local Loop]
    • H04W84/04—Large scale networks; Deep hierarchical networks
    • H04W84/042—Public Land Mobile systems, e.g. cellular systems

Definitions

  • the present invention relates to an MTC monitoring method.
  • the 3GPP which enacts the technical specifications of the mobile communication system, has been trying to optimize and improve the performance of 3GPP technologies since late 2004 in order to respond to various forums and new technologies related to 4G mobile communication. Started research on Term Evolution / System Architecture Evolution technology.
  • 3GPP SAE centered on 3GPP SA WG2
  • 3GPP SA WG2 is a study on network technology aimed at determining network structure and supporting mobility between heterogeneous networks in parallel with LTE work of 3GPP TSG RAN.
  • Recent important standardization issues of 3GPP Is one of. This is a work to develop a 3GPP system into a system supporting various radio access technologies based on IP, and has been aimed at an optimized packet-based system that minimizes transmission delay with improved data transmission capability.
  • the SAE high-level reference model defined by 3GPP SA WG2 includes non-roaming cases and roaming cases in various scenarios. For details, see 3GPP standard documents TS 23.401 and TS 23.402. See for more information.
  • the network structure diagram of FIG. 1 is a simple reconfiguration.
  • 1 is a structural diagram of an evolved mobile communication network.
  • the Evolved Packet Core may include various components, and in FIG. 1, a part of the Evolved Packet Core (EPC) may include a Serving Gateway (S-GW) 52, a PDN Packet Data Network Gateway (GW), and mobility management (MME). Entity (53), Serving General Packet Radio Service (GPRS) Supporting Node (SGSN), and Enhanced Packet Data Gateway (ePDG).
  • S-GW Serving Gateway
  • GW Packet Data Network Gateway
  • MME mobility management
  • Entity 53
  • GPRS General Packet Radio Service
  • SGSN Serving General Packet Radio Service
  • ePDG Enhanced Packet Data Gateway
  • the S-GW 52 acts as a boundary point between the radio access network (RAN) and the core network, and is an element that functions to maintain a data path between the eNodeB 22 and the PDN GW 53.
  • the S-GW 52 serves as a local mobility anchor point. That is, packets may be routed through the S-GW 52 for mobility in the E-UTRAN (Universal Mobile Telecommunications System (Evolved-UMTS) Terrestrial Radio Access Network defined in 3GPP Release-8 or later).
  • E-UTRAN Universal Mobile Telecommunications System (Evolved-UMTS) Terrestrial Radio Access Network defined in 3GPP Release-8 or later.
  • the S-GW 52 may be connected to other 3GPP networks (RANs defined before 3GPP Release-8, for example, UTRAN or GERAN (GSM (Global System for Mobile Communication) / EDGE (Enhanced Data rates for Global Evolution) Radio Access). It can also serve as an anchor point for mobility with a network).
  • 3GPP networks RANs defined before 3GPP Release-8, for example, UTRAN or GERAN (GSM (Global System for Mobile Communication) / EDGE (Enhanced Data rates for Global Evolution) Radio Access). It can also serve as an anchor point for mobility with a network).
  • PDN GW (or P-GW) 53 corresponds to the termination point of the data interface towards the packet data network.
  • the PDN GW 53 may support policy enforcement features, packet filtering, charging support, and the like.
  • mobility management between 3GPP networks and non-3GPP networks for example, untrusted networks such as Interworking Wireless Local Area Networks (I-WLANs), code-division multiple access (CDMA) networks, or trusted networks such as WiMax) Can serve as an anchor point for.
  • untrusted networks such as Interworking Wireless Local Area Networks (I-WLANs), code-division multiple access (CDMA) networks, or trusted networks such as WiMax
  • I-WLANs Interworking Wireless Local Area Networks
  • CDMA code-division multiple access
  • WiMax trusted networks
  • FIG. 1 shows that the S-GW 52 and the PDN GW 53 are configured as separate gateways, two gateways may be implemented according to a single gateway configuration option. have.
  • the MME 51 is an element that performs signaling and control functions to support access to the network connection of the UE, allocation of network resources, tracking, paging, roaming and handover, and the like. .
  • the MME 51 controls control plane functions related to subscriber and session management.
  • the MME 51 manages a number of eNodeBs 22 and performs signaling for the selection of a conventional gateway for handover to other 2G / 3G networks.
  • the MME 51 performs security procedures, terminal-to-network session handling, idle terminal location management, and the like.
  • SGSN handles all packet data, such as user's mobility management and authentication to other 3GPP networks (eg GPRS networks).
  • 3GPP networks eg GPRS networks.
  • the ePDG acts as a secure node for untrusted non-3GPP networks (eg, I-WLAN, WiFi hotspots, etc.).
  • untrusted non-3GPP networks eg, I-WLAN, WiFi hotspots, etc.
  • a terminal having IP capability is provided by an operator (ie, an operator) via various elements in the EPC, based on 3GPP access as well as non-3GPP access.
  • an IP service network eg, IMS
  • FIG. 1 illustrates various reference points (eg, S1-U, S1-MME, etc.).
  • a conceptual link defining two functions existing in different functional entities of E-UTRAN and EPC is defined as a reference point.
  • Table 1 below summarizes the reference points shown in FIG. 1.
  • This reference point can be used within PLMN-to-PLMN-to-for example (for PLMN-to-PLMN handover). (It enables user and bearer information exchange for inter 3GPP access network mobility in Idle and / or active state.
  • This reference point can be used intra-PLMN or inter-PLMN (eg in the case of Inter-PLMN HO).)
  • pro Tunnel is not established, it provIdes the user plane tunneling if it is not established directly in the tunnel.It provIdes related control and mobility support between GPRS Core and the 3GPP Anchor function of Serving GW.
  • Direct Tunnel is not established, it provIdes the user plane tunnelling .
  • S5 Reference point providing user plane tunneling and tunnel management between the SGW and PDN GW.
  • the PDN may be an operator external public or private PDN or, for example, an in-operator PDN for the provision of IMS services.
  • Packet data network may be an operator external public or private packet data network or an intra operator packet data network, eg for provision of IMS services.This reference point corresponds to Gi for 3GPP accesses.
  • S2a and S2b correspond to non-3GPP interfaces.
  • S2a is a reference point that provides the user plane with associated control and mobility support between trusted non-3GPP access and PDN GW.
  • S2b is a reference point that provides the user plane with relevant control and mobility support between the ePDG and PDN GW.
  • Figure 2 is an exemplary view showing the architecture of a general E-UTRAN and a general EPC.
  • the eNodeB 20 is responsible for routing to the gateway, scheduling and sending paging messages, scheduling and sending broadcaster channels (BCHs), and uplink and downlink resources while the RRC connection is active. Function for dynamic allocation, configuration and provision for measurement of the eNodeB 20, radio bearer control, radio admission control, and connection mobility control. Within EPC, paging can occur, LTE_IDLE state management, user plane can perform encryption, SAE bearer control, NAS signaling encryption and integrity protection.
  • BCHs broadcaster channels
  • FIG. 3 is an exemplary diagram illustrating a structure of a radio interface protocol in a control plane between a UE and an eNodeB
  • FIG. 4 is a structure of a radio interface protocol in a user plane between a terminal and a base station. Another example is shown.
  • the radio interface protocol is based on the 3GPP radio access network standard.
  • the air interface protocol is composed of a physical layer, a data link layer, and a network layer horizontally, and a user plane and control for data information transmission vertically. It is divided into a control plane for signal transmission.
  • the protocol layers are based on the lower three layers of the Open System Interconnection (OSI) reference model, which is well known in communication systems, and includes L1 (first layer), L2 (second layer), and L3 (third layer). ) Can be separated.
  • OSI Open System Interconnection
  • the physical layer which is the first layer, provides an information transfer service using a physical channel.
  • the physical layer is connected to a medium access control layer on the upper side through a transport channel, and data between the medium access control layer and the physical layer is transmitted through the transport channel.
  • data is transferred between different physical layers, that is, between physical layers of a transmitting side and a receiving side through a physical channel.
  • the physical channel is composed of several subframes on the time axis and several sub-carriers on the frequency axis.
  • one subframe includes a plurality of symbols and a plurality of subcarriers on a time axis.
  • One subframe consists of a plurality of resource blocks, and one resource block consists of a plurality of symbols and a plurality of subcarriers.
  • the transmission time interval (TTI) which is a unit time for transmitting data, is 1 ms corresponding to one subframe.
  • the physical channels existing in the physical layer of the transmitting side and the receiving side are physical downlink shared channel (PDSCH), physical uplink shared channel (PUSCH) and physical downlink control channel (PDCCH), which are control channels, It may be divided into a Physical Control Format Indicator Channel (PCFICH), a Physical Hybrid-ARQ Indicator Channel (PHICH), and a Physical Uplink Control Channel (PUCCH).
  • PCFICH Physical Control Format Indicator Channel
  • PHICH Physical Hybrid-ARQ Indicator Channel
  • PUCCH Physical Uplink Control Channel
  • the PCFICH transmitted in the first OFDM symbol of a subframe carries a control format indicator (CFI) regarding the number of OFDM symbols (that is, the size of the control region) used for transmission of control channels in the subframe.
  • CFI control format indicator
  • the wireless device first receives the CFI on the PCFICH and then monitors the PDCCH.
  • the PCFICH does not use blind decoding and is transmitted on a fixed PCFICH resource of a subframe.
  • the PHICH carries a positive-acknowledgement (ACK) / negative-acknowledgement (NACK) signal for a UL hybrid automatic repeat request (HARQ).
  • ACK positive-acknowledgement
  • NACK negative-acknowledgement
  • HARQ UL hybrid automatic repeat request
  • the Physical Broadcast Channel (PBCH) is transmitted in the preceding four OFDM symbols of the second slot of the first subframe of the radio frame.
  • the PBCH carries system information necessary for the wireless device to communicate with the base station, and the system information transmitted through the PBCH is called a master information block (MIB).
  • MIB master information block
  • SIB system information block
  • the PDCCH includes resource allocation and transmission format of downlink-shared channel (DL-SCH), resource allocation information of uplink shared channel (UL-SCH), paging information on PCH, system information on DL-SCH, and random access transmitted on PDSCH. Resource allocation of higher layer control messages such as responses, sets of transmit power control commands for individual UEs in any UE group, activation of voice over internet protocol (VoIP), and the like.
  • a plurality of PDCCHs may be transmitted in the control region, and the terminal may monitor the plurality of PDCCHs.
  • the PDCCH is transmitted on an aggregation of one or several consecutive control channel elements (CCEs).
  • CCEs control channel elements
  • CCE is a logical allocation unit used to provide a PDCCH with a coding rate according to a state of a radio channel.
  • the CCE corresponds to a plurality of resource element groups.
  • the format of the PDCCH and the number of bits of the PDCCH are determined according to the correlation between the number of CCEs and the coding rate provided by the CCEs.
  • DCI downlink control information
  • PDSCH also called DL grant
  • PUSCH resource allocation also called UL grant
  • VoIP Voice over Internet Protocol
  • the Medium Access Control (MAC) layer is responsible for mapping various logical channels to various transport channels, and also for multiplexing logical channel multiplexing to map multiple logical channels to one transport channel. Play a role.
  • the MAC layer is connected to the RLC layer, which is the upper layer, by a logical channel.
  • the logical channel includes a control channel for transmitting information of a control plane according to the type of information to be transmitted. It is divided into a traffic channel that transmits user plane information.
  • the Radio Link Control (RLC) layer of the second layer adjusts the data size so that the lower layer is suitable for transmitting data to the radio section by segmenting and concatenating data received from the upper layer. It plays a role.
  • RLC Radio Link Control
  • TM Transparent Mode
  • UM Un-acknowledged Mode
  • AM Acknowledged Mode, Response mode
  • the AM RLC performs a retransmission function through an automatic repeat and request (ARQ) function for reliable data transmission.
  • ARQ automatic repeat and request
  • the Packet Data Convergence Protocol (PDCP) layer of the second layer is an IP containing relatively large and unnecessary control information for efficient transmission in a wireless bandwidth where bandwidth is small when transmitting an IP packet such as IPv4 or IPv6. Performs Header Compression which reduces the packet header size. This transmits only the necessary information in the header portion of the data, thereby increasing the transmission efficiency of the radio section.
  • the PDCP layer also performs a security function, which is composed of encryption (Ciphering) to prevent third-party data interception and integrity protection (Integrity protection) to prevent third-party data manipulation.
  • the radio resource control layer (hereinafter RRC) layer located at the top of the third layer is defined only in the control plane, and the configuration and resetting of radio bearers (abbreviated as RBs) are performed. It is responsible for the control of logical channels, transport channels and physical channels in relation to configuration and release.
  • RB means a service provided by the second layer for data transmission between the terminal and the E-UTRAN.
  • RRC connection When there is an RRC connection (RRC connection) between the RRC of the terminal and the RRC layer of the wireless network, the terminal is in the RRC connected mode (Connected Mode), otherwise it is in the RRC idle mode (Idle Mode).
  • RRC connection RRC connection
  • the RRC state refers to whether or not the RRC of the UE is in a logical connection with the RRC of the E-UTRAN. If the RRC state is connected, the RRC_CONNECTED state is called. Since the UE in the RRC_CONNECTED state has an RRC connection, the E-UTRAN can grasp the existence of the UE in units of cells, and thus can effectively control the UE. On the other hand, the UE in the RRC_IDLE state cannot identify the existence of the UE by the E-UTRAN, and the core network manages the unit in a larger tracking area (TA) unit than the cell.
  • TA tracking area
  • each TA is identified by a tracking area identity (TAI).
  • TAI tracking area identity
  • the terminal may configure a TAI through a tracking area code (TAC), which is information broadcast in a cell.
  • TAC tracking area code
  • the terminal When the user first turns on the power of the terminal, the terminal first searches for an appropriate cell, then establishes an RRC connection in the cell, and registers the terminal's information in the core network. Thereafter, the terminal stays in the RRC_IDLE state. The terminal staying in the RRC_IDLE state (re) selects a cell as needed and looks at system information or paging information. This is called camping on the cell.
  • the UE staying in the RRC_IDLE state makes an RRC connection with the RRC of the E-UTRAN through an RRC connection procedure and transitions to the RRC_CONNECTED state.
  • RRC_CONNECTED state There are several cases in which a UE in RRC_IDLE state needs to establish an RRC connection. For example, a user's call attempt, a data transmission attempt, etc. are required or a paging message is received from E-UTRAN. Reply message transmission, and the like.
  • a non-access stratum (NAS) layer located above the RRC layer performs functions such as session management and mobility management.
  • NAS non-access stratum
  • ESM evolved Session Management
  • the NAS layer performs functions such as default bearer management and dedicated bearer management, and is responsible for controlling the terminal to use the PS service from the network.
  • the default bearer resource is characterized in that it is allocated from the network when it is connected to the network when it first accesses a specific Packet Data Network (PDN).
  • PDN Packet Data Network
  • the network allocates an IP address usable by the terminal so that the terminal can use the data service, and also allocates QoS of the default bearer.
  • LTE supports two types of bearer having a guaranteed bit rate (GBR) QoS characteristic that guarantees a specific bandwidth for data transmission and reception, and a non-GBR bearer having a best effort QoS characteristic without guaranteeing bandwidth.
  • GBR guaranteed bit rate
  • Non-GBR bearer is assigned.
  • the bearer allocated to the terminal in the network is called an evolved packet service (EPS) bearer, and when the EPS bearer is allocated, the network allocates one ID. This is called EPS Bearer ID.
  • EPS bearer ID One EPS bearer has a QoS characteristic of a maximum bit rate (MBR) or / and a guaranteed bit rate (GBR).
  • 5 is a flowchart illustrating a random access procedure in 3GPP LTE.
  • the random access procedure is used for the UE 10 to obtain UL synchronization or to allocate UL radio resources to the base station, that is, the eNodeB 20.
  • the UE 10 receives a root index and a physical random access channel (PRACH) configuration index from the eNodeB 20.
  • PRACH physical random access channel
  • Each cell has 64 candidate random access preambles defined by a Zadoff-Chu (ZC) sequence, and the root index is a logical index for the UE to generate 64 candidate random access preambles.
  • ZC Zadoff-Chu
  • the PRACH configuration index indicates a specific subframe and a preamble format capable of transmitting the random access preamble.
  • UE 10 transmits a randomly selected random access preamble to eNodeB 20.
  • the UE 10 selects one of the 64 candidate random access preambles. Then, the corresponding subframe is selected by the PRACH configuration index.
  • UE 10 transmits the selected random access preamble in the selected subframe.
  • the eNodeB 20 Upon receiving the random access preamble, the eNodeB 20 sends a random access response (RAR) to the UE 10.
  • RAR random access response
  • the random access response is detected in two steps. First, the UE 10 detects a PDCCH masked with a random access-RNTI (RA-RNTI). The UE 10 receives a random access response in a medium access control (MAC) protocol data unit (PDU) on the PDSCH indicated by the detected PDCCH.
  • MAC medium access control
  • RRC 6 shows a connection process in a radio resource control (RRC) layer.
  • RRC radio resource control
  • the RRC state is shown depending on whether the RRC is connected.
  • the RRC state refers to whether or not an entity of the RRC layer of the UE 10 is in a logical connection with an entity of the RRC layer of the eNodeB 20. If the RRC state is connected, the RRC state is connected. A state that is not connected is called an RRC idle state.
  • the E-UTRAN may determine the existence of the corresponding UE in units of cells, and thus may effectively control the UE 10.
  • the UE 10 in the idle state cannot be understood by the eNodeB 20, and is managed by a core network in units of a tracking area, which is a larger area than a cell.
  • the tracking area is a collection unit of cells. That is, the idle state UE (10) is identified only in the presence of a large area unit, in order to receive the normal mobile communication services such as voice or data, the terminal must transition to the connected state (connected state).
  • the UE 10 When the user first powers up the UE 10, the UE 10 first searches for a suitable cell and then remains in an idle state in that cell. When the UE 10 staying in the idle state needs to establish an RRC connection, the UE 10 establishes an RRC connection with the RRC layer of the eNodeB 20 through an RRC connection procedure and performs an RRC connection state ( connected state).
  • the UE in the idle state needs to establish an RRC connection. For example, a user's call attempt or an uplink data transmission is necessary, or a paging message is received from EUTRAN. In this case, the response message may be transmitted.
  • the RRC connection process is largely a process in which the UE 10 sends an RRC connection request message to the eNodeB 20, and the eNodeB 20 transmits an RRC connection setup message to the UE 10. And a process in which the UE 10 sends an RRC connection setup complete message to the eNodeB 20. This process will be described in more detail with reference to FIG. 6 as follows.
  • the UE 10 When the UE 10 in idle state attempts to establish an RRC connection due to a call attempt, a data transmission attempt, or a response to the paging of the eNodeB 20, the UE 10 first performs an RRC connection. A RRC connection request message is transmitted to the eNodeB 20.
  • the eNB 10 When the RRC connection request message is received from the UE 10, the eNB 10 accepts the RRC connection request of the UE 10 when the radio resources are sufficient, and establishes an RRC connection, which is a response message (RRC connection). setup) message is transmitted to the UE 10.
  • RRC connection a response message
  • the UE 10 When the UE 10 receives the RRC connection setup message, the UE 10 transmits an RRC connection setup complete message to the eNodeB 20. When the UE 10 successfully transmits an RRC connection establishment message, the UE 10 establishes an RRC connection with the eNodeB 20 and transitions to an RRC connected state.
  • FIG. 7 is a conceptual diagram illustrating a 3GPP service model for supporting MTC.
  • Machine type communication (MTC) devices may be used in the mobile communication system.
  • MTC Machine type communication
  • MTC refers to communication between a machine and a machine or between a machine and a server without a human being.
  • a device used is called an MTC device and a server used is called an MTC server.
  • the service provided through the MTC device is different from the communication service in which a person intervenes and may be applied to various categories of services.
  • the aforementioned Machine Type Communication (MTC) device is a communication device that is made between a machine and a machine or between a machine and a server, and there is no significant difference from a UE in which a person intervenes except that a person is excluded. That is, the MTC device may correspond to a UE without humans.
  • some problems may occur when a method of transmitting / receiving a message (eg, a paging message transmitting / receiving method) of a UE in which a person intervenes in a manner of being excluded from a person is applied to the MTC device.
  • GSM / UMTS / EPS of 3GPP standard for MTC support communication is defined as a PS network, but the present specification describes a method applicable to a CS network.
  • the end-to-end application between the terminal (or MTC terminal) used for the MTC and the MTC application may use the services provided by the 3GPP system and the optional services provided by the MTC server.
  • the 3GPP system may provide transport and communication services (including 3GPP bearer services, IMS and SMS), including various optimizations that facilitate MTC.
  • a terminal used for MTC is connected to a 3GPP network (UTRAN, E-UTRAN, GERAN, I-WLAN, etc.) through a Um / Uu / LTE-Uu interface.
  • the architecture of FIG. 7 includes various MTC models (Direct Model, Indirect Model, HybrId Model).
  • the application server is a server on a network on which an MTC application is executed.
  • the MTC application server the above-described technology for implementing various MTC applications may be applied, and a detailed description thereof will be omitted.
  • the MTC application server may access the MTC server through a reference point API, and a detailed description thereof will be omitted.
  • the MTC Application Server may be collocated with the MTC Server.
  • An MTC server (for example, a service capability server (SCS) illustrated) is a server on a network managing an MTC terminal, and is connected to a 3GPP network to communicate with nodes of a terminal and a PLMN used for MTC.
  • SCS service capability server
  • the MTC-Interworking Function manages the interworking between the MTC server and the operator core network and may serve as a proxy for the MTC operation.
  • MTC-IWF MTC-Interworking Function
  • HPLMN home PLMN
  • the MTC-IWF can relay or interpret the signaling protocol on the reference point Tsp to activate certain functions in the PLMN.
  • the MTC-IWF can perform functions such as authenticating the MTC server before establishing communication with the 3GPP network, authenticating control plane requests from the MTC server, and various functions related to trigger indications. have.
  • SMS-SC Short Message Service-Service Center
  • IP-SM-GW Internet Protocol Short Message GateWay
  • SME Short Message Entity
  • IP-SM-GW Internet Protocol Short Message GateWay
  • the charging data function (CDF) / charging gateway function (CGF) may perform an operation related to charging.
  • the HLR / HSS may function to store subscriber information (IMSI, etc.), routing information, configuration information, and the like and provide the MTC-IWF.
  • IMSI subscriber information
  • HSS may function to store subscriber information (IMSI, etc.), routing information, configuration information, and the like and provide the MTC-IWF.
  • the MSC / SGSN / MME may perform a control function such as mobility management, authentication, resource allocation, etc. for the UE's network connection.
  • a function of receiving a trigger instruction from the MTC-IWF and processing the message in the form of a message provided to the MTC terminal may be performed.
  • the Gateway GPRS Support Node (GGSN) / Serving-Gateway (S-GW) + Packet Data Network-Gateway (P-GW) may function as a gateway for connecting the core network and the external network.
  • Tsms A reference point used by an entity outside the 3GPP system to communicate with the MTC terminal via SMS. (It is the reference point an entity outsIde the 3GPP system uses to communicate with UEs used for MTC via SMS.)
  • Tsp A reference point used by entities outside the 3GPP system to communicate with the MTC-IWF with respect to control plane signaling. (It is the reference point an entity outsIde the 3GPP system uses to communicate with the MTC-IWF related control plane signalling.)
  • T4 Reference point used by the MTC-IWF to route device triggers to the SMS-SC of the HPLMN.
  • S6m A reference point used by the MTC-IWF to query the terminal's identification information (such as E.164 Mobile Station International Subscriber Directory Number (IMSIS) or IMSI mapped to an external identifier) and collect terminal reachability and configuration information.
  • IMSIS E.164 Mobile Station International Subscriber Directory Number
  • IMSI IMSI mapped to an external identifier
  • T5a One or more reference points of T5a, T5b, and T5c are referred to as T5.
  • FIG. 8 illustrates an example of a service through an MTC device.
  • MTC devices There are several services available through MTC devices. For example, a service in which the MTC device collects various kinds of information.
  • a metering service, a road information service, or a user electronic device adjustment service may be provided through an MTC device.
  • the MTC device collects metering information, road traffic information, and the like, transmits the information to the eNodeB
  • the eNodeB can transmit the information to the MTC server, through which the MTC user can use the provided service.
  • the 3GPP service model / system for MTC support can provide monitoring functions / services for the management of MTC devices.
  • the 3GPP system may detect an event as follows and notify the MTC server of the detected event to allow the MTC user to easily manage the MTC device.
  • the MTC device performs an operation that does not fit the activated MTC feature (s)
  • the MTC device loses connectivity to the network.
  • the maximum time between when the connection is lost and when the connection is detected can be configured on a per-subscriber basis.
  • MTC devices can be monitored as above, no specific procedures and solutions have been presented. In particular, there was no way for the MTC device to monitor various events and transmit them to the network.
  • the MTC monitoring method includes detecting an MTC monitoring related event while a machine type communication (MTC) device operating at a first priority is driving a delay time timer; If the detected event requires reporting, the method may include transmitting a request message including a report on the detected event to a network node even if the delay time timer is running.
  • the request message may include an indicator indicating that the event is detected.
  • the request message may correspond to any one of an attach request message, a tracking area update (TAU) request message, a routing area update (RAU) request message, and an RRC connection request message.
  • TAU tracking area update
  • RAU routing area update
  • RRC connection request message RRC connection request message
  • the driving delay time timer may include any one or more of a mobility management (MM) backoff timer, a session management (SM) backoff timer, and an extended wait timer.
  • MM mobility management
  • SM session management
  • the transmitting of the request message may include changing from the first priority to a second priority.
  • the first priority may be low priority
  • the second priority may be normal priority or override low priority or higher priority.
  • the report may include the type of event detected, the time at which the event was detected, service function server (SCS) and / or application information related to the detected event, MTC application information related to the detected event; And one or more of additional information related to the detected event.
  • SCS service function server
  • the MTC device when the MTC device is out of the allowable position or enters the restricted position, it may be determined that the event has been detected.
  • the location may be a cell unit, a location area unit, a tracking area unit, a routing area unit, a PLMN unit, an area unit configured with actual longitude / latitude, and a serving node capable of registering a location or not.
  • the unit may be expressed as either (e) NodeB unit that can be camped on or not.
  • the request message may be transmitted without information on the first priority.
  • the network node may be a mobility management entity (MME) or a serving GPRS support node (SGSN).
  • MME mobility management entity
  • SGSN serving GPRS support node
  • the present disclosure also provides an MTC monitoring method in a network node.
  • a request message may be received from a machine type communication (MTC) device.
  • the MTC device may be operating at a first priority and drive a delay time timer.
  • the request message may include an indicator indicating that the event is due to event detection.
  • the network node may determine whether to accept the request message based on the indicator. In this case, when it is determined that the request message is accepted, the network node may transmit the request message to the MTC monitoring related server.
  • a method for performing MTC related monitoring by an MTC device and correctly reporting the result to a network is provided.
  • the MTC device may correctly transmit a monitoring result report.
  • 1 is a structural diagram of an evolved mobile communication network.
  • Figure 2 is an exemplary view showing the architecture of a general E-UTRAN and a general EPC.
  • FIG. 3 is an exemplary diagram illustrating a structure of a radio interface protocol in a control plane between a UE and an eNodeB.
  • FIG. 4 is another exemplary diagram illustrating a structure of a radio interface protocol in a user plane between a terminal and a base station.
  • 5 is a flowchart illustrating a random access procedure in 3GPP LTE.
  • RRC 6 shows a connection process in a radio resource control (RRC) layer.
  • RRC radio resource control
  • FIG. 7 is a conceptual diagram illustrating a 3GPP service model for supporting MTC.
  • FIG. 8 illustrates an example of a service through an MTC device.
  • FIG. 9 is a signal flowchart illustrating a process in which a network node performs MTC related monitoring.
  • FIG. 11 illustrates a procedure of rejecting an MM operation or an SM operation of an MTC device when network congestion or overload occurs.
  • FIG. 13 is a signal flowchart illustrating a process of performing monitoring by an MTC device according to an embodiment presented herein.
  • FIG. 14 is an exemplary diagram illustrating an interface and a protocol shown in FIG. 13.
  • 15 is a flowchart illustrating a method of transmitting an MTC monitoring result when the MTC device cannot transmit a message to a network due to network congestion or overload.
  • 16 is a block diagram illustrating an MTC device 100 and an MME / SGSN 510 according to an embodiment of the present invention.
  • the present invention is described based on the Universal Mobile Telecommunication System (UMTS) and the Evolved Packet Core (EPC), the present invention is not limited to such a communication system, but also to all communication systems and methods to which the technical spirit of the present invention can be applied. Can be applied.
  • UMTS Universal Mobile Telecommunication System
  • EPC Evolved Packet Core
  • first and second may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.
  • first component may be referred to as the second component, and similarly, the second component may also be referred to as the first component.
  • a user equipment UE
  • the illustrated UE may be referred to in terms of terminal, mobile equipment (ME), and the like.
  • the UE may be a portable device such as a laptop, a mobile phone, a PDA, a smart phone, a multimedia device, or a non-portable device such as a PC or a vehicle-mounted device.
  • UMTS stands for Universal Mobile Telecommunication System and means 3rd generation mobile communication network.
  • UE / MS means User Equipment / Mobile Station, terminal equipment.
  • EPS An abbreviation for Evolved Packet System, which means a core network supporting a Long Term Evolution (LTE) network.
  • LTE Long Term Evolution
  • UMTS evolved network
  • PDN Public Data Network
  • Independent network where the server that provides the service is located
  • PDN connection Connection from the terminal to the PDN, that is, association between the terminal represented by an IP address and the PDN expressed as an APN (access point name) (connection)
  • PDN-GW Packet Data Network Gateway
  • Network node of EPS network that performs UE IP address allocation, Packet screening & filtering, Charging data collection
  • Serving GW Network node of EPS network performing Mobility anchor, Packet routing, Idle mode packet buffering, Triggering MME to page UE
  • PCRF Policy and Charging Rule Function
  • APN Access Point Name: A name of an access point managed in a network, which is provided to a UE. That is, a string that refers to or distinguishes a PDN. In order to connect to the requested service or network (PDN), the P-GW goes through the name. A predefined name (string) in the network to find this P-GW (example) internet.mnc012.mcc345.gprs
  • Tunnel Endpoint Identifier End point ID of a tunnel established between nodes in a network, and is set for each section in bearer units of each UE.
  • NodeB Base station of the UMTS network, which is installed outdoors, and the cell coverage size corresponds to a macro cell.
  • eNodeB Base station of EPS (Evolved Packet System) is installed outdoors, the cell coverage size corresponds to a macro cell.
  • EPS Evolved Packet System
  • NodeB A term referring to NodeB and eNodeB.
  • MME Abbreviation for Mobility Management Entity, which controls each entity in EPS to provide session and mobility for the UE.
  • a session is a channel for data transmission.
  • the unit may be a PDN, a bearer, or an IP flow unit.
  • the difference in each unit can be divided into the entire target network unit (APN or PDN unit), the QoS classification unit (Bearer unit), and the destination IP address unit as defined in 3GPP.
  • PDN connection (connection) A connection from the terminal to the PDN, that is, the association (connection) between the terminal represented by the IP address and the PDN represented by the APN.
  • UE Context Context information of UE used to manage UE in the network, ie Context Information composed of UE id, mobility (current location, etc.), session attributes (QoS, priority, etc.)
  • OMA DM Open Mobile Alliance Device Management
  • OMA DM Open Mobile Alliance Device Management
  • OAM Operaation Administration and Maintenance
  • OAM is a group of network management functions that provides network fault indication, performance information, and data and diagnostic functions.
  • NAS configuration MO (Management Object): A MO (Management Object) used to configure the UE with parameters associated with NAS Function.
  • MTC Machine Type Communication that communicates between devices or between server and server without human intervention
  • MTC device UE that performs a specific purpose with a communication function through a core network, eg vending machine, meter reader, weather sensor, etc.
  • the MTC device may be called an MTC terminal, an MTC device, an MTC machine, an MTC UE, a UE used for MTC, or a UE configured for MTC.
  • MTC Server A server on the network that manages MTC devices and sends and receives data. It can be outside the core network.
  • MTC Application Actual application using MTC device and MTC Server (remote reading, quantity movement tracking, etc.)
  • MTC Feature Some features are required depending on the function or feature of the network to support MTC applications, that is, the purpose of each application. Examples include MTC monitoring (needed for remote meter reading in case of loss of equipment), low mobility (less movement in vending machines), and small data transmission (MTC device only sends and receives a small amount of data).
  • MTC User A user who uses the services provided by the MTC Server.
  • NAS Non-Access-Stratum: Upper stratum of the control plane (control plane) between the UE and the MME. Support mobility management, session management, IP address maintenance between UE and network
  • MM (Mobility Management) operation / procedure An operation or procedure for mobility control / management / control of a UE.
  • the MM operation / procedure may be interpreted as including one or more of the MM operation / procedure in the CS network, the GMM operation / procedure in the GPRS network, and the EMM operation / procedure in the EPS network.
  • the UE and the network nodes (MME, SGSN, MSC) send and receive MM messages to perform MM operation / procedure.
  • SM (Session Management) operation / procedure An operation or procedure for controlling / managing / processing / handling a user plane and / or bearer context / PDP context of a UE.
  • SM operation / procedure may be interpreted as including one or more of SM operation / procedure in GPRS network and ESM operation / procedure in EPS network.
  • the UE and the network nodes (MME, SGSN) exchange SM messages to perform SM operations / procedures.
  • Low priority terminal UE configured for NAS signaling low priority (ie, UE configured for NAS signaling low priority).
  • UE configured for NAS signaling low priority ie, UE configured for NAS signaling low priority.
  • Dual priority terminal A UE set to dual priority, which is configured to NAS signaling low priority and at the same time the UE configured to override the NAS signaling low priority indicator (ie UE which provides dual priority support is configured for NAS signaling low priority and also configured to override the NAS signaling low priority indicator).
  • UE which provides dual priority support is configured for NAS signaling low priority and also configured to override the NAS signaling low priority indicator.
  • FIG. 9 is a signal flowchart illustrating a process in which a network node performs MTC related monitoring.
  • MTC related monitoring may be requested to be performed by a network node.
  • MTC monitoring includes activating the monitoring of specific events, detecting the events, and reporting to the verified user, such as an application, on the detected events.
  • the network node may instruct a particular action, such as a special action such as access restriction, allocating allocated resources, or the like.
  • a service capability server (SCS) 620 transmits a monitoring action request message to the MTC-IWF 610.
  • the monitoring activity request may include event related data (called event monitoring data) to be monitored.
  • the event monitoring data may include an action type field for setting, activating, inactivating or triggering report delivery for a specific monitoring event.
  • the event monitoring data may further include a monitoring event ID and related parameters, a monitoring event priority, a monitoring destination node, and the like.
  • the MTC-IWF 610 is a device for performing the MTC Interworking Function (interworking function), is connected to the MME 510 and the T5b interface as shown in Figure 7, the service function server (SCS) 620 is connected to the Tsp interface.
  • interworking function MTC Interworking Function
  • SCS service function server
  • the MTC-IWF 610 authenticates whether the SCS 620 is authorized to make the request, and whether the request of the SCS 620 exceeds a predetermined allocation criterion. Check. If the check indicates that the request of the SCS 620 is inappropriate, the MTC-IWF 610 transmits a monitoring activity response to the SCS 620 including a reason value indicating why the request failed. However, if the check indicates that the request of the SCS 620 is appropriate, the MTC-IWF 610 transmits a monitoring activity response to the SCS 620 including a value indicating that the request is successful.
  • the MTC-IWF 610 checks a monitoring configuration detail, for example, a monitoring event ID, for a home subscriber server (hereinafter referred to as a 'HSS') 540. Send a subscriber information request message).
  • a monitoring event ID for a home subscriber server (hereinafter referred to as a 'HSS') 540.
  • Send a subscriber information request message may be stored as the subscriber information in the HSS / HLR 540.
  • the HSS / HLR 540 verifies the monitoring event information and authenticates whether the MTC-IWF attempting to establish a network node for the monitoring is appropriate.
  • the HSS / HLR 540 transfers subscriber information including the monitoring event related information to the MTC-IWF 610.
  • the MTC-IWF 610 determines a network node to perform the monitoring based on the information received from the SCS 620 and the HSS / HLR 540.
  • the MTC-IWF 610 transmits a request including monitoring event data to the MME / SGSN 510.
  • the MME / SGSN 510 Upon receiving the request including the monitoring event data, the MME / SGSN 510 is configured to monitor the event.
  • the set event may be monitored by the MME / SGSN 510 but may be monitored by (e) NodeB 200 and / or P-GW 530 depending on the situation.
  • the event report may be transmitted to the MTC-IWF 610.
  • the MTC-IWF 610 checks whether it is recorded in subscriber information about who will receive the report.
  • the inquiry request of the SCS 620 or the application server is transmitted to the HSS / HLR 540.
  • a report on the MTC event is transmitted to the SCS 620 or the application server which has been checked.
  • an interface between the S-GW 520 and the PDN-GW 530 or an interface between the PDN-GW 530 and an IP (Internet Protocol) service network of a mobile communication operator may be overloaded or congested. Even in the case of congestion, downlink data to the MTC device 100 or uplink data from the MTC device 100 may fail to be transmitted correctly.
  • IP Internet Protocol
  • nodes When congestion occurs in a network in a 3GPP MTC network, nodes (MME, SGSN) of a core network perform NAS level congestion control to avoid or control signaling congestion and APN congestion.
  • Such NAS level congestion control is composed of APN based congestion control and general NAS level mobility management control.
  • the APN based congestion control refers to EMM, GMM and (E) SM signaling congestion control associated with UE / MS and a specific APN (APN associated with congestion state), and APN based session management congestion. control) and APN based Mobility Management congestion control.
  • the general NAS level mobility management control is congested and overloaded by nodes (MME, SGSN) in the core network rejecting Mobility Management signaling requests requested by UE / MS in general network congestion or overload situations. It means to avoid.
  • the MTC device 100 transmits a delay time timer (back-off timer) value to the MTC device 100 in a reject message.
  • the MTC device 100 does not request EMM / GMM / (E) SM signaling from the network until the delay timer (back-off timer) expires.
  • Such a delay timer is a Mobility Management (MM) back-off timer for controlling EMM / GMM signaling (eg Attach, TAU / RAU request, etc.) and (E) It can be divided into Session Management (SM) back-off timer for controlling SM signaling (eg PDN connectivity, Bearer Resource Allocation, Bearer Modification, PDP Context Activation, PDP Context Modification request, etc.).
  • MM back-off timer operates per terminal (i.e. device) and the SM back-off timer operates per APN and each terminal (i.e. device) independently.
  • (e) NodeB may also perform congestion control.
  • the UE / MS may receive a reject response from (e) NodeB together with an extended wait timer when performing an RRC / RR (C) connection establishment procedure.
  • the UE / MS cannot initiate the EMM / GMM procedure until the extended wait timer received from the (e) NodeB expires (thus, the RRC / RR (C) connection establishment procedure cannot be started).
  • the extended wait timer described above is used by the UE / MS in consideration of the MM back-off timer.
  • the MM back-off timer is a mobility management-related back-off timer used to control when congestion occurs in the network.
  • the MTC device 100 is a timer that prevents attach, location information update (TAU, RAU), and service request procedure.
  • TAU location information update
  • RAU location information update
  • MPS multimedia priority service
  • the MTC device 100 may be able to request even if the timer operates.
  • the UE / MS may be provided with an MM back-off timer value from a core network network node (e.g. MME, SGSN, etc.) or may be delivered from a lower layer (Access Stratum). It may also be set randomly within the range of 15 to 30 minutes by the UE / MS.
  • a core network network node e.g. MME, SGSN, etc.
  • a lower layer Access Stratum
  • a session management back-off timer is a session management-related back-off timer used to control when congestion occurs in a network. While the MTC device 100 is in operation, the MTC device 100 is a timer for preventing the establishment or change of an associated APN based session. However, similarly, in the case of an emergency bearer service and a multimedia priority service (MPS), the terminal (device) may be able to request even if the timer is operating.
  • MPS multimedia priority service
  • the UE / MS receives this SM back-off timer value from core network network nodes (e.g. MME, SGSN, etc.) and is randomly set within a maximum of 72 hours. It may also be set randomly within the range of 15 to 30 minutes by the UE / MS.
  • core network network nodes e.g. MME, SGSN, etc.
  • MM / SM back-off timer value when the MM / SM back-off timer value is provided from the network, the network operator sets the corresponding back-off timer value. In MM / SM back-off timer value of several hours is set.
  • NAS level congestion control and MM / SM backoff timers refer to standard documents 3GPP TS 23.401, TS 23.060, TS 24.301, TS 24.008, TS 36.331, TS 25.331.
  • FIG. 11 illustrates a procedure of rejecting an MM operation or an SM operation of an MTC device when network congestion or overload occurs.
  • the MTC device 100 attaches to the (e) NodeB 200 and attaches and tracks the TAU.
  • the node in the network for example, the MME / SGSN 510, attaches the attach request according to the situation of the network, such as an operator policy. Reject message for TAU request, RAU request, service request.
  • the MME / SGSN 510 transmits a rejection message, and includes a delay time timer (backoff timer) in the rejection message to transmit the rejection message.
  • the MTC device 100 does not retry the connection until the period expires. You can do that.
  • nodes in the network when a network is congested or overloaded, nodes in the network, for example, the MME / SGSN 510 may be delayed according to network conditions such as an operator policy.
  • the time timer (backoff timer) may be delivered to the MTC device 100 through (e) NodeB 200.
  • the delay time timer (backoff timer) may be included in the transmission of a message (eg, Deactivate EPS Bearer Context Request, Deactivate PDP Context Request) transmitted by the MME / SGSN 510 to the MTC device 100.
  • the rejection message is a TAU rejection message
  • information that may be included is shown in Table 3 below.
  • the eNodeB 200 may also perform congestion control.
  • the eNodeB 200 may perform congestion control by operating as shown in FIG. 12.
  • an RRC connection request message is sent to the eNodeB ( 200).
  • the RRC connection reject message may include a delay time timer, for example, an extended wait timer.
  • the delay timer such as an extended wait timer, is a wait time in seconds for a delay tolerant access request.
  • the extended wait timer can be specified up to 1800 seconds (ie, 30 minutes).
  • the MTC device 100 is configured to operate at a low priority. However, the MTC device 100 performs an RRC / RR (C) connection establishment procedure in a network congestion situation.
  • C RRC / RR
  • E A reject response may be received from the NodeB along with a delay time timer, such as an extended wait timer.
  • the MTC device 100 configured to operate at a low priority may perform a network (MME or MME) with a delay time timer (MM backoff timer or SM backoff timer) when performing EMM and ESM / GMM and SM procedures. Or a rejection response from SGSN).
  • the UE may not perform the EMM and ESM procedures or the GMM and SM procedures until the delay time timer (MM backoff timer or SM backoff timer) or the extended waiting timer expires. Since the terminal cannot transmit the NAS message to the network, if the terminal is in the idle state, it may result in failing to initiate the RRC / RR (C) connection establishment procedure.
  • the delay time timer MM backoff timer or SM backoff timer
  • FIG. 9 illustrates that the network node performs MTC related monitoring
  • the MTC device 100 may perform MTC monitoring to report the result.
  • the MTC device 100 is set to operate at a low priority as described above, and is driving the delay timer, for example, an extended waiting timer or the delay timer (back off timer).
  • the delay timer for example, an extended waiting timer or the delay timer (back off timer).
  • the results cannot be reported. That is, a delay occurs until the network detects an abnormality sign generated in the MTC device 100, and thus, it is difficult to appropriately perform appropriate measures.
  • FIG. 13 is a signal flowchart illustrating a process of performing monitoring by an MTC device according to an embodiment presented herein.
  • FIG. FIG. 14 is an exemplary diagram illustrating an interface and a protocol shown in FIG. 13.
  • messages transmitted and received between the MTC device 100 and (e) NodeB 200 are messages based on a Radio Resource Control (RRC) protocol.
  • the messages transmitted and received between the (e) NodeB 200 and the MME / SGSN 510 are messages based on S1 Application Protocol (S1-AP).
  • the messages transmitted and received between the MTC device 100 and the MME / SGSN 510 are messages based on a non-access stratum (NAS) protocol.
  • the messages by the NAS protocol are transmitted by encapsulating the messages by the RRC protocol and the S1-AP message, respectively.
  • the MTC monitoring scheme proposed by the present invention may be implemented by a combination of one or more operations as follows.
  • the MTC device 100 may inform the network node of at least one of capability information related to MTC monitoring and information on whether MTC monitoring is enabled. Accordingly, when there is at least one of an RRC connection request, an attach request, a TAU request, and an RAU request by the MTC device 100, the network node may allow the request without rejecting it. At this time, even if the aforementioned delay time timer (eg, a backoff timer or an extended wait timer) is in operation, the MTC device 100 may transmit the connection request, and the network node may allow this. Can be.
  • a delay time timer eg, a backoff timer or an extended wait timer
  • the network node may transmit MTC monitoring event related information to the MTC device 100 so that the MTC device 100 performs monitoring based on the MTC monitoring event related information.
  • the MTC device 100 requests one or more of an RRC connection request, attach request, TAU request, and RAU request to transmit a report according to the monitoring result, (e) NodeB 200 or MME / SGSN ( 510 allows the request without denying it.
  • the MTC device 100 may transmit the connection request, and the network node may allow this.
  • the MTC device 100 may include at least one of capability information indicating whether the MTC device 100 can perform MTC monitoring and activation information on whether the MTC monitoring is enabled or disabled.
  • the (e) may be transmitted to one or more of the MME / SGSN 510, the HSS / HLR 540, the MTC-IWF 610, and a service function server 620 through the NodeB 200.
  • the capability information may include one or more of the items in the table below.
  • the capability information is not limited to the items in the table below. That is, in addition to the items in the table below, the MTC device may implicitly transmit various capability information.
  • Table 5 The ability to detect monitoring events-The ability to report to the network upon detection of monitoring events-The ability to perform actions according to the detection of monitoring events-Information on the types and types of events that can be detected-The event detection Information about the types and types of actions you can follow
  • the activation information delivered from the MTC device 100 may include an activated item. Alternatively, the activation information delivered from the MTC device 100 may include only information on the deactivated item. Alternatively, the activation information delivered from the MTC device 100 may include both an activated item and information on the deactivated item.
  • the MTC device 100 may transmit the capability information and the activation information by using existing mobility management procedures (eg, attach procedure, RAU procedure, or TAU procedure), session management procedure.
  • existing mobility management procedures eg, attach procedure, RAU procedure, or TAU procedure
  • session management procedures eg, PDN connection procedure, bearer resource allocation procedure, PDP context activation procedure, etc.
  • various handover procedures may be used, or other existing network interaction procedures may be used.
  • a message procedure newly defined for the present invention may be used.
  • the MTC / SGSN 510, the HSS / HLR 540, the MTC-IWF 610 and the service function server mentioned in the object to which the capability information and activity information is transmitted from the MTC device 100 may be an MSC, P-GW, GGSN, PCRF, AAA server, ANDSF (Access Network Discovery and Selection Function) server, MTC server, server for MTC monitoring, and the like.
  • MSC Mobility Management Entity
  • P-GW Packet Control Function
  • GGSN Serving Mobility Management Function
  • the MME / SGSN 510, the MTC-IWF 610, the service function server 620 and various network nodes May obtain the capability information and activity information from the HSS / HLR 540. That is, it can be obtained from a database such as subscriber information. Alternatively, some information may be obtained from the MTC device, and some information may be obtained from a database in the network.
  • the MTC-IWF 610 determines the MTC device 100 as a subject to perform the monitoring, based on the information received from the SCS 620 and the HSS / HLR 540.
  • the MTC-IWF 610 transmits a monitoring request to the MTC device 100 through the MME / SGSN 510.
  • the monitoring request may include monitoring event data.
  • the monitoring event data related information may include one or more of the items in the table below. However, the present invention is not limited thereto, and may include various items, and may also include various information provided by the conventional network to the MTC device 100.
  • the MTC device 100 In relation to the MTC Feature, in addition to the MTC Feature that can be used (applied), when the MTC feature is used (applied) and / or when an MTC feature that is not available (applied) is used (applied), the MTC device 100 It may be determined that an event has been detected.
  • the MTC device 100 may determine that a monitoring event is detected.
  • the MTC device 100 may determine that an event has been detected.
  • the MTC device 100 may determine that an event has been detected.
  • the MTC device 100 when the MTC device 100 is out of the allowable position or enters the restricted position with respect to the allowable position and / or the restricted position of the MTC device, the MTC device 100 detects an event. Can be judged.
  • the location information can be operated in various granularities.
  • the location information may include a cell unit, a location area unit, a tracking area unit, a routing area unit, a PLMN unit, an area unit composed of actual longitude / latitude, and a location registration. It may be implemented in a possible or impossible serving node unit, a camp on or not (e) NodeB unit.
  • the MME 510 when the MME 510 transmits an attach accept message in response to an attach request received from the MTC device 100, the MME 510 is allowed to the MTC device 100.
  • a list containing tracking areas can be created and transmitted.
  • information eg, application ID
  • SCS service function server
  • the operation or task performing item in the above table may further include detailed information.
  • the item may include information about an operation or task that the MTC device needs to perform internally, information about time to perform an operation or task, information about time allowed to perform an operation or task (for example, information such as a timer), and the like. It may include one or more.
  • the item may include an operation or task that cannot be performed in the future (for example, a handover request, a bearer resource allocation request procedure, etc.), an operation or task for deleting main information in the MTC device, and an event related information detected by the MTC. It may include information about an action or a task provided to an application of the device.
  • Information on the operation or task may be configured for each event to be detected or for each group event.
  • the operation performed with the network may further include detailed information.
  • the item may further include information about time information to perform an operation with the network, time information (eg, information such as a timer) allowed to perform an operation with the network, in addition to operation information to be performed with the network. can do.
  • the operation with the network may mean, for example, a PDN disconnect procedure, a PDP context deactivation procedure, a detach procedure, or the like.
  • the item may further include detailed information.
  • the network reporting item may include information about network nodes and / or servers to be reported, the mechanism used for reporting (e.g., what NAS message to use if using NAS message, whether to report in SMS format, etc.).
  • Whether to report in the form of priority alarm or emergency call, etc., or additional guidance regarding the mechanism e.g., when sending a message for reporting in the case of an MTC device operating at low priority
  • information included in a report message e.g., time information to be reported, and time information allowed for reporting (e.g., information such as timers).
  • the indicator indicates that the report message of Table 7 above is due to event detection, if the report message is a NAS message and a NAS signaling connection must be established in order to transmit the NAS message to the network, the indicator is not only a NAS message. It may also be included in the RRC message (eg, RRC connection request message).
  • the information included in the report message is not limited to those listed in the table, and useful information may be included when reporting to the network and / or the MTC server and / or the MTC user.
  • a new information element may be defined and included, a new value may be defined and included in an existing information element, or a value of a similar purpose may be used among the values used in the existing information element. .
  • time information for performing the report time information for performing an operation or task, and time information for performing an operation with a network may be configured in various forms.
  • the time information may be set as soon as the event is detected, within a predetermined time (for example, within 5 minutes, etc.) and when the MTC device can perform the event.
  • the time information may also include information indicating whether to force the performance, recommend it, or leave it to the MTC device.
  • time information (that is, time information to perform a report, time information allowed for reporting, time information to perform an operation or task, time information allowed to perform an operation or task, perform an operation with a network
  • time information to be performed and time information allowed to perform an operation with the network may be provided, respectively, or may be provided in a comprehensive form.
  • the monitoring event related information of Table 6 is pre-configured to the MTC device 100 in response to receiving capability information and / or activation information from the MTC device 100 in step 0) shown in FIG. May be passed on.
  • the network node that transmits the monitoring event related information to the MTC device 100 may be stored and transmitted by the MTC device 100, or may be transmitted after being acquired from other network node (s). Or some may store and some may obtain from other node (s) and then forward. This acquisition may be performed in association with the MTC device 100 in the process of delivering the capability information and / or activity information in step 0) shown in FIG. For example, when the MME / SGSN 510 receiving the attach request from the MTC device 100 performs an update location procedure with the HSS / HLR 540, the subscriber associated with the MTC device 100 The information may be obtained from the HSS / HLR 540 together or separately.
  • the attach request message may include at least one of capability information related to MTC monitoring of the MTC device 100 and activity related information of MTC monitoring, and information related to monitoring event for the MTC device from the HSS / HLR 540.
  • the MMS / SGSN 510 may include the monitoring event related information in an attach accept message transmitted to the MTC device 100.
  • the network node may update / change the interaction with the MTC device.
  • the MTC device may set and / or obtain and / or store and / or update the monitoring event related information in various methods and forms.
  • the MTC device may already have some information, and some may obtain it from the network.
  • the MTC device 100 Upon receiving the request including the monitoring event data, the MTC device 100 is set to monitor the event.
  • 15 is a flowchart illustrating a method of transmitting an MTC monitoring result when the MTC device cannot transmit a message to a network due to network congestion or overload.
  • the MTC monitoring method proposed by the present invention may be composed of a combination of one or more of the following steps.
  • the MTC device 100 is configured to support two priorities (dual priorities) or multiple priorities (ie, dual priority terminals or multi priority terminals), and operates at a low priority.
  • the MTC device 100 supports only low priority (ie, is low priority terminal) and therefore operates only at low priority.
  • the MTC device 100 operates at a low priority so that a delay time timer such as an MM backoff timer, an SM backoff timer, and an extended wait timer may be used. Receiving one or more of the following, the timer is running.
  • the MTC device 100 monitors and detects and collects the event, in order to transmit a report on the collected event data, the MTC device 100 has a normal priority (or override low). priority or higher priority than low priority). Alternatively, even if the MTC device 100 is set to only a low priority, the MTC device 100 may ignore the low priority and transmit a report on the collected event data to the network. In addition, when one or more of a delay time timer, for example, the MM backoff timer, the SM backoff timer, and the extended wait timer is driven, the MTC device 100 stops driving the corresponding timer. , Can be ignored.
  • a delay time timer for example, the MM backoff timer, the SM backoff timer, and the extended wait timer
  • the MTC device 100 may be set to ignore the priority.
  • the above setting may be performed by the network node.
  • the above configuration may be a setting (for example, configured to override the NAS signaling low priority indicator for MTC monitoring) to operate / change to a normal terminal for reporting a monitoring event to a low priority terminal, or a monitoring event to a dual priority terminal. It may be a setting (eg, configured to override the NAS signaling low priority indicator for MTC monitoring) to operate / change to a normal terminal for reporting.
  • the MTC device 100 when the MTC device 100 is set to the low priority (ie, a low priority terminal) or a dual priority terminal that should operate at a low priority, the MTC device 100 reports the report. In order to transmit, one or more of the following operations may be additionally performed.
  • the MTC device 100 When two priorities are supported (i.e., dual priority terminals), according to the general operation of changing from low priority to normal priority, the MTC device 100 operates by changing the priority. That is, as can be seen by referring to the 3GPP TS 24.008 and TS 24.301 documents, the upper layer (e.g., application layer) should be changed to a NAS layer from low priority to normal priority (or override low priority or higher priority than low) or You can instruct / request to operate at normal priority (or override low priority or higher priority than low priority).
  • the upper layer e.g., application layer
  • the MTC related application or the application layer or the AS layer of the terminal is a NAS layer from low priority to normal priority (or override low priority or You can instruct / request to change to a higher priority than a low priority, to operate at a normal priority (or override low priority or a higher priority than a low priority), or to ignore the low priority.
  • the MTC related application or the application layer or the AS layer of the terminal is a NAS layer from low priority to normal priority (or override low priority or You can instruct / request to change to a higher priority than a low priority, to operate at a normal priority (or override low priority or a higher priority than a low priority), or to ignore the low priority.
  • change from low priority to normal priority (or override low priority or higher priority than lower priority) than normal priority (or override low priority or low priority). You can decide to operate with a high priority or to ignore a low priority.
  • the MTC device 100 is driving a Mobility Management (MM) backoff timer (or T3346), the MM backoff timer being driven to send an MM message including the report message to the network. May be interrupted or ignored.
  • MM Mobility Management
  • SM backoff timer (or T3396)
  • T3396 session management backoff timer
  • the MTC device 100 transmits a report message regarding the collected event to the network, for example, the MME / SGSN 510 and the MTC-IWF 610 through the (e) NodeB 200. Can transmit
  • the low priority indicator included in the NAS message is set to "low priority for NAS signaling" (or MS is configured for NAS signaling). low priority).
  • the low priority indicator included in the NAS message may be set to "not set low priority for NAS signaling" (or MS is not configured for NAS signaling low priority). That is, the NAS message may not include the matter regarding low priority.
  • the MTC device 100 when the MTC device 100 includes the report message in an RRC message and transmits the report message, or when the NAS message includes a report message and needs to transmit an RRC connection request message to transmit a NAS message, the RRC message. May or may not (or may not) include low access priority information (or delayTolerantAccess-related information).
  • the MTC device 100 may inform the user not to perform the EAB application when the RRC connection request is made from the NAS layer to the RRC layer (or information for performing the EAB application). Not included).
  • EAB extended access barring
  • the concept of the above additional operations can be extended to Access class barring. For example, even when an access class barring is applied to the MTC device 100, when the report message should be transmitted, the report message can be transmitted without being applied by the ACB.
  • messages such as MM messages, SM messages, NAS messages, RRC messages that are encapsulated and / or associated with the report message (eg, attach request message, TAU request message, RAU request message, RRC connection)
  • the header of a request message, handover request message, or service request message (such as a Service Request or Extended Service Request) explicitly indicates an indicator or information indicating that the message is related to the detection of an event and for the purpose of reporting it. Or implicitly.
  • the message in which the report message is encapsulated may be a dedicated message for the report.
  • the MTC device may transmit the report message even in various cases where transmission to the network is blocked (location not allowed, not allowed access time, roaming not allowed).
  • the MME / SGSN 510 notifies the report message even if a delay time timer, for example, the MM backoff timer, an SM backoff timer, an extended wait timer, is running for the MTC device 100.
  • a delay time timer for example, the MM backoff timer, an SM backoff timer, an extended wait timer.
  • the MME / SGSN 510 considers an indicator or information indicating that the reporting purpose is included in the message. That is, based on the indicator or information, the MME / SGSN 510 determines to accept the message upon recognizing that the message is transmitted to report an event detected by the MTC device 100.
  • the MME / SGSN 510 determines whether to accept the message. In this case, the MME / SGSN 510 may recognize that the message is transmitted to report an event detected by the MTC device 100 based on the indicator or information, and may decide to accept the message. .
  • the MTC device 100 is operating at a low priority or if a delay time timer (eg, the MM backoff timer, SM backoff timer, extended wait timer) is running for the MTC device 100.
  • a delay time timer eg, the MM backoff timer, SM backoff timer, extended wait timer
  • the MME / SGSN 510 receives the report message, the MME / SGSN 510 receives capability information and / or enable / disable information of the MTC device 100 and / or the MME / SGSN 510.
  • the MME / SGSN 510 determines whether to accept the message based on the set MTC monitoring related information.
  • the MME / SGSN 510 reads the received message to check whether the MTC device 100 includes an event report when the MTC device 100 has MTC monitoring related capability and is activated. If the check result is included, it is decided to accept the message.
  • the MME / SGSN 510 is configured to perform MTC monitoring on the MTC device 100
  • the MME / SGSN 510 reads the received message to check whether the MME / SGSN 510 contains an event report. If the check result is included, it is decided to accept the message.
  • the event report included in the message may be in the form of a typical NAS message (MM message or SM message) from the MTC device 100's point of view, but based on the MTC monitoring event information in which the MME / SGSN 510 is set. As a result, it may be determined that an event has been detected.
  • MM message or SM message MTC monitoring event information
  • the MME / SGSN 510 forwards the report message to the MTC-IWF 610, and the MTC-IWF 610 checks whether there is relevant information in the report message about who will receive the report. do. If the information received from the MME / SGSN 510 does not include the information, the inquiry request of the SCS 620 or the application server is transmitted to the HSS / HLR 540. Upon receiving the inquiry result from the HSS / HLR 540, a report on the MTC event is transmitted to the SCS 620 or the application server which has been checked.
  • the MME / SGSN 510 recognizes that the message received from the MTC device is for reporting the detected monitoring event related information, and then reports the MTC event to the SCS 620 or the application server and / or the reported In response to a monitoring event, an appropriate action may be performed on the MTC device. Examples of appropriate measures for the MTC device include various operations such as reducing a resource allocated to the UE, rejecting a handover, detaching the UE, and the like.
  • the MTC device operates at a low priority, thereby receiving at least one of a delay time timer such as an MM backoff timer, an SM backoff timer, and an extended wait timer. It was described as running. However, even if the MTC device does not operate at low priority, the MME / SGSN can provide a delay time timer (eg MM backoff timer, SM backoff timer) to the MTC device for congestion control.
  • the MTC monitoring method proposed in the present invention can also be applied to an MTC device, an MTC device that operates normally or an MTC device that does not operate at a low priority, using FIG. 15.
  • 16 is a block diagram illustrating an MTC device 100 and an MME / SGSN 510 according to an embodiment of the present invention.
  • the MTC device 100 includes a storage means 101, a controller 102, and a transceiver 103.
  • the MME / SGSN 510 includes a storage means 511, a controller 512, and a transceiver 513.
  • the storage means 101, 511 store the method shown in FIGS. 9 to 15.
  • the controllers 102 and 512 control the storage means 101 and 511 and the transceivers 103 and 513. Specifically, the controllers 102 and 512 execute the methods stored in the storage means 101 and 511, respectively. The controllers 102 and 512 transmit the aforementioned signals through the transceivers 103 and 513.

Landscapes

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Abstract

본 명세서는 MTC 모니터링 방법을 제공한다. 상기 MTC 모니터링 방법은 제1 우선 순위로 동작중인 MTC(Machine Type Communication) 기기가 지연 시간 타이머를 구동 중에, MTC 모니터링 관련 이벤트를 검출하는 단계와; 상기 검출된 이벤트가 보고를 필요로 하는 경우, 상기 지연 시간 타이머가 구동 중이더라도, 상기 검출된 이벤트에 대한 보고를 포함하는 요청 메시지를 네트워크 노드로 전송하는 단계를 포함할 수 있다. 여기서, 상기 요청 메시지는 상기 이벤트 검출에 의한 것임을 나타내는 인디케이터를 포함할 수 있다.

Description

MTC 모니터링 방법
본 발명은 MTC 모니터링 방법에 관한 것이다.
이동통신 시스템의 기술 규격을 제정하는 3GPP에서는 4세대 이동통신과 관련된 여러 포럼들 및 새로운 기술에 대응하기 위하여, 2004년 말경부터 3GPP 기술들의 성능을 최적화 시키고 향상시키려는 노력의 일환으로 LTE/SAE (Long Term Evolution/System Architecture Evolution) 기술에 대한 연구를 시작하였다.
3GPP SA WG2을 중심으로 진행된 SAE는 3GPP TSG RAN의 LTE 작업과 병행하여 네트워크의 구조를 결정하고 이 기종 망간의 이동성을 지원하는 것을 목적으로 하는 망 기술에 관한 연구이며, 최근 3GPP의 중요한 표준화 이슈들 중 하나이다. 이는 3GPP 시스템을 IP 기반으로 하여 다양한 무선 접속 기술들을 지원하는 시스템으로 발전 시키기 위한 작업으로, 보다 향상된 데이터 전송 능력으로 전송 지연을 최소화 하는, 최적화된 패킷 기반 시스템을 목표로 작업이 진행되어 왔다.
3GPP SA WG2에서 정의한 SAE 상위 수준 참조 모델(reference model)은 비로밍 케이스(non-roaming case) 및 다양한 시나리오의 로밍 케이스(roaming case)를 포함하고 있으며, 상세 내용은 3GPP 표준문서 TS 23.401과 TS 23.402에서 참조할 수 있다. 도 1의 네트워크 구조도는 이를 간략하게 재구성 한 것이다.
도 1은 진화된 이동 통신 네트워크의 구조도이다.
EPC(Evolved Packet Core)는 다양한 구성요소들을 포함할 수 있으며, 도 1에서는 그 중에서 일부에 해당하는, S-GW(Serving Gateway)(52), PDN GW(Packet Data Network Gateway), MME(Mobility Management Entity) (53), SGSN(Serving GPRS(General Packet Radio Service) Supporting Node), ePDG(enhanced Packet Data Gateway)를 도시한다.
S-GW(52)는 무선 접속 네트워크(RAN)와 코어 네트워크 사이의 경계점으로서 동작하고, eNodeB(22)와 PDN GW(53) 사이의 데이터 경로를 유지하는 기능을 하는 요소이다. 또한, 단말(또는 User Equipment : UE)이 eNodeB(22)에 의해서 서빙(serving)되는 영역에 걸쳐 이동하는 경우, S-GW(52)는 로컬 이동성 앵커 포인트(anchor point)의 역할을 한다. 즉, E-UTRAN (3GPP 릴리즈-8 이후에서 정의되는 Evolved-UMTS(Universal Mobile Telecommunications System) Terrestrial Radio Access Network) 내에서의 이동성을 위해서 S-GW(52)를 통해서 패킷들이 라우팅될 수 있다. 또한, S-GW(52)는 다른 3GPP 네트워크(3GPP 릴리즈-8 전에 정의되는 RAN, 예를 들어, UTRAN 또는 GERAN(GSM(Global System for Mobile Communication)/EDGE(Enhanced Data rates for Global Evolution) Radio Access Network)와의 이동성을 위한 앵커 포인트로서 기능할 수도 있다.
PDN GW(또는 P-GW) (53)는 패킷 데이터 네트워크를 향한 데이터 인터페이스의 종료점(termination point)에 해당한다. PDN GW(53)는 정책 집행 특징(policy enforcement features), 패킷 필터링(packet filtering), 과금 지원(charging support) 등을 지원할 수 있다. 또한, 3GPP 네트워크와 비-3GPP 네트워크 (예를 들어, I-WLAN(Interworking Wireless Local Area Network)과 같은 신뢰되지 않는 네트워크, CDMA(Code Division Multiple Access) 네트워크나 WiMax와 같은 신뢰되는 네트워크)와의 이동성 관리를 위한 앵커 포인트 역할을 할 수 있다.
도 1의 네트워크 구조의 예시에서는 S-GW(52)와 PDN GW(53)가 별도의 게이트웨이로 구성되는 것을 나타내지만, 두 개의 게이트웨이가 단일 게이트웨이 구성 옵션(Single Gateway Configuration Option)에 따라 구현될 수도 있다.
MME(51)는, UE의 네트워크 연결에 대한 액세스, 네트워크 자원의 할당, 트래킹(tracking), 페이징(paging), 로밍(roaming) 및 핸드오버 등을 지원하기 위한 시그널링 및 제어 기능들을 수행하는 요소이다. MME(51)는 가입자 및 세션 관리에 관련된 제어 평면(control plane) 기능들을 제어한다. MME(51)는 수많은 eNodeB(22)들을 관리하고, 다른 2G/3G 네트워크에 대한 핸드오버를 위한 종래의 게이트웨이의 선택을 위한 시그널링을 수행한다. 또한, MME(51)는 보안 과정(Security Procedures), 단말-대-네트워크 세션 핸들링(Terminal-to-network Session Handling), 유휴 단말 위치결정 관리(Idle Terminal Location Management) 등의 기능을 수행한다.
SGSN은 다른 3GPP 네트워크(예를 들어, GPRS 네트워크)에 대한 사용자의 이동성 관리 및 인증(authentication)과 같은 모든 패킷 데이터를 핸들링한다.
ePDG는 신뢰되지 않는 비-3GPP 네트워크(예를 들어, I-WLAN, WiFi 핫스팟(hotspot) 등)에 대한 보안 노드로서의 역할을 한다.
도 1을 참조하여 설명한 바와 같이, IP 능력을 가지는 단말(또는 UE)은, 3GPP 액세스는 물론 비-3GPP 액세스 기반으로도 EPC 내의 다양한 요소들을 경유하여 사업자(즉, 오퍼레이터(operator))가 제공하는 IP 서비스 네트워크(예를 들어, IMS)에 액세스할 수 있다.
또한, 도 1에서는 다양한 레퍼런스 포인트들(예를 들어, S1-U, S1-MME 등)을 도시한다. 3GPP 시스템에서는 E-UTRAN 및 EPC의 상이한 기능 개체(functional entity)들에 존재하는 2 개의 기능을 연결하는 개념적인 링크를 레퍼런스 포인트(reference point)라고 정의한다. 다음의 표 1은 도 1에 도시된 레퍼런스 포인트를 정리한 것이다. 표 1의 예시들 외에도 네트워크 구조에 따라 다양한 레퍼런스 포인트들이 존재할 수 있다.
표 1
레퍼런스 포인트 설명
S1-MME E-UTRAN와 MME 간의 제어 평면 프로토콜에 대한 레퍼런스 포인트(Reference point for the control plane protocol between E-UTRAN and MME)
S1-U 핸드오버 동안 eNB 간 경로 스위칭 및 베어러 당 사용자 평면 터널링에 대한 E-UTRAN와 SGW 간의 레퍼런스 포인트(Reference point between E-UTRAN and Serving GW for the per bearer user plane tunnelling and inter eNodeB path switching during handover)
S3 유휴(Idle) 및/또는 활성화 상태에서 3GPP 액세스 네트워크 간 이동성에 대한 사용자 및 베어러 정보 교환을 제공하는 MME와 SGSN 간의 레퍼런스 포인트. 이 레퍼런스 포인트는 PLMN-내 또는 PLMN-간(예를 들어, PLMN-간 핸드오버의 경우)에 사용될 수 있음) (It enables user and bearer information exchange for inter 3GPP access network mobility in Idle and/or active state. This reference point can be used intra-PLMN or inter-PLMN (e.g. in the case of Inter-PLMN HO).)
S4 GPRS 코어와 SGW의 3GPP 앵커 기능 간의 관련 제어 및 이동성 지원을 제공하는 SGW와 SGSN 간의 레퍼런스 포인트. 또한, 직접 터널이 수립되지 않으면, 사용자 평면 터널링을 제공함(It provIdes related control and mobility support between GPRS Core and the 3GPP Anchor function of Serving GW. In addition, if Direct Tunnel is not established, it provIdes the user plane tunnelling.)
S5 SGW와 PDN GW 간의 사용자 평면 터널링 및 터널 관리를 제공하는 레퍼런스 포인트. UE 이동성으로 인해, 그리고 요구되는 PDN 연결성을 위해서 SGW가 함께 위치하지 않은 PDN GW로의 연결이 필요한 경우, SGW 재배치를 위해서 사용됨(It provides user plane tunnelling and tunnel management between Serving GW and PDN GW. It is used for Serving GW relocation due to UE mobility and if the Serving GW needs to connect to a non-collocated PDN GW for the required PDN connectivity.)
S11 MME와 SGW 간의 레퍼런스 포인트
SGi PDN GW와 PDN 간의 레퍼런스 포인트. PDN은, 오퍼레이터 외부 공용 또는 사설 PDN이거나 예를 들어, IMS 서비스의 제공을 위한 오퍼레이터-내 PDN일 수 있음. 이 레퍼런스 포인트는 3GPP 액세스의 Gi에 해당함(It is the reference point between the PDN GW and the packet data network. Packet data network may be an operator external public or private packet data network or an intra operator packet data network, e.g. for provision of IMS services. This reference point corresponds to Gi for 3GPP accesses.)
도 1에 도시된 레퍼런스 포인트 중에서 S2a 및 S2b는 비-3GPP 인터페이스에 해당한다. S2a는 신뢰되는 비-3GPP 액세스 및 PDN GW 간의 관련 제어 및 이동성 지원을 사용자 평면에 제공하는 레퍼런스 포인트이다. S2b는 ePDG 및 PDN GW 간의 관련 제어 및 이동성 지원을 사용자 평면에 제공하는 레퍼런스 포인트이다.
도 2는 일반적으로 E-UTRAN과 일반적인 EPC의 아키텍처를 나타낸 예시도이다.
도시된 바와 같이, eNodeB(20)는 RRC 연결이 활성화되어 있는 동안 게이트웨이로의 라우팅, 페이징 메시지의 스케줄링 및 전송, 브로드캐스터 채널(BCH)의 스케줄링 및 전송, 상향링크 및 하향 링크에서의 자원을 UE에게 동적 할당, eNodeB(20)의 측정을 위한 설정 및 제공, 무선 베어러 제어, 무선 허가 제어(radio admission control), 그리고 연결 이동성 제어 등을 위한 기능을 수행할 수 있다. EPC 내에서는 페이징 발생, LTE_IDLE 상태 관리, 사용자 평면이 암호화, SAE 베어저 제어, NAS 시그널링의 암호화 및 무결성 보호 기능을 수행할 수 있다.
도 3은 UE과 eNodeB 사이의 제어 평면에서의 무선 인터페이스 프로토콜(Radio Interface Protocol)의 구조를 나타낸 예시도이고, 도 4는 단말과 기지국 사이에 사용자 평면에서의 무선 인터페이스 프로토콜(Radio Interface Protocol)의 구조를 나타낸 다른 예시도이다.
상기 무선인터페이스 프로토콜은 3GPP 무선접속망 규격을 기반으로 한다. 상기 무선 인터페이스 프로토콜은 수평적으로 물리계층(Physical Layer), 데이터링크계층(Data Link Layer) 및 네트워크계층(Network Layer)으로 이루어지며, 수직적으로는 데이터정보 전송을 위한 사용자평면(User Plane)과 제어신호(Signaling)전달을 위한 제어평면(Control Plane)으로 구분된다.
상기 프로토콜 계층들은 통신시스템에서 널리 알려진 개방형 시스템간 상호접속(Open System Interconnection; OSI) 기준모델의 하위 3개 계층을 바탕으로 L1 (제1계층), L2 (제2계층), L3(제3계층)로 구분될 수 있다.
이하에서, 상기 도 3에 도시된 제어 평면의 무선프로토콜과 도 4에 도시된 사용자 평면에서의 무선 프로토콜의 각 계층을 설명한다.
제1 계층인 물리계층은 물리채널(Physical Channel)을 이용하여 정보전송서비스(Information Transfer Service)를 제공한다. 상기 물리계층은 상위에 있는 매체접속제어(Medium Access Control) 계층과는 전송 채널(Transport Channel)을 통해 연결되어 있으며, 상기 전송 채널을 통해 매체접속제어계층과 물리계층 사이의 데이터가 전달된다. 그리고, 서로 다른 물리계층 사이, 즉 송신측과 수신측의 물리계층 사이는 물리채널을 통해 데이터가 전달된다.
물리채널(Physical Channel)은 시간축 상에 있는 여러 개의 서브프레임과 주파수축상에 있는 여러 개의 서브 캐리어(Sub-carrier)로 구성된다. 여기서, 하나의 서브프레임(Sub-frame)은 시간 축 상에 복수의 심볼 (Symbol)들과 복수의 서브 캐리어들로 구성된다. 하나의 서브프레임은 복수의 자원블록(Resource Block)들로 구성되며, 하나의 자원블록은 복수의 심볼(Symbol)들과 복수의 서브캐리어들로 구성된다. 데이터가 전송되는 단위시간인 TTI(Transmission Time Interval)는 1개의 서브프레임에 해당하는 1ms이다.
상기 송신측과 수신측의 물리계층에 존재하는 물리 채널들은 3GPP LTE에 따르면, 데이터 채널인 PDSCH(Physical Downlink Shared Channel)와 PUSCH(Physical Uplink Shared Channel) 및 제어채널인 PDCCH(Physical Downlink Control Channel), PCFICH(Physical Control Format Indicator Channel), PHICH(Physical Hybrid-ARQ Indicator Channel) 및 PUCCH(Physical Uplink Control Channel)로 나눌 수 있다.
서브프레임의 첫번째 OFDM 심벌에서 전송되는 PCFICH는 서브프레임내에서 제어채널들의 전송에 사용되는 OFDM 심벌의 수(즉, 제어영역의 크기)에 관한 CFI(control format indicator)를 나른다. 무선기기는 먼저 PCFICH 상으로 CFI를 수신한 후, PDCCH를 모니터링한다.
PDCCH와 달리, PCFICH는 블라인드 디코딩을 사용하지 않고, 서브프레임의 고정된 PCFICH 자원을 통해 전송된다.
PHICH는 UL HARQ(hybrid automatic repeat request)를 위한 ACK(positive-acknowledgement)/NACK(negative-acknowledgement) 신호를 나른다. 무선기기에 의해 전송되는 PUSCH 상의 UL(uplink) 데이터에 대한 ACK/NACK 신호는 PHICH 상으로 전송된다.
PBCH(Physical Broadcast Channel)은 무선 프레임의 첫번째 서브프레임의 두번째 슬롯의 앞선 4개의 OFDM 심벌에서 전송된다. PBCH는 무선기기가 기지국과 통신하는데 필수적인 시스템 정보를 나르며, PBCH를 통해 전송되는 시스템 정보를 MIB(master information block)라 한다. 이와 비교하여, PDCCH에 의해 지시되는 PDSCH 상으로 전송되는 시스템 정보를 SIB(system information block)라 한다.
PDCCH는 DL-SCH(downlink-shared channel)의 자원 할당 및 전송 포맷, UL-SCH(uplink shared channel)의 자원 할당 정보, PCH 상의 페이징 정보, DL-SCH 상의 시스템 정보, PDSCH 상으로 전송되는 랜덤 액세스 응답과 같은 상위 계층 제어 메시지의 자원 할당, 임의의 UE 그룹 내 개별 UE들에 대한 전송 파워 제어 명령의 집합 및 VoIP(voice over internet protocol)의 활성화 등을 나를 수 있다. 복수의 PDCCH가 제어 영역 내에서 전송될 수 있으며, 단말은 복수의 PDCCH를 모니터링 할 수 있다. PDCCH는 하나 또는 몇몇 연속적인 CCE(control channel elements)의 집합(aggregation) 상으로 전송된다. CCE는 무선채널의 상태에 따른 부호화율을 PDCCH에게 제공하기 위해 사용되는 논리적 할당 단위이다. CCE는 복수의 자원 요소 그룹(resource element group)에 대응된다. CCE의 수와 CCE들에 의해 제공되는 부호화율의 연관 관계에 따라 PDCCH의 포맷 및 가능한 PDCCH의 비트수가 결정된다.
PDCCH를 통해 전송되는 제어정보를 하향링크 제어정보(downlink control information, DCI)라고 한다. DCI는 PDSCH의 자원 할당(이를 DL 그랜트(downlink grant)라고도 한다), PUSCH의 자원 할당(이를 UL 그랜트(uplink grant)라고도 한다), 임의의 UE 그룹내 개별 UE들에 대한 전송 파워 제어 명령의 집합 및/또는 VoIP(Voice over Internet Protocol)의 활성화를 포함할 수 있다.
제2계층에는 여러 가지 계층이 존재한다. 먼저 매체접속제어 (Medium Access Control; MAC) 계층은 다양한 논리채널 (Logical Channel)을 다양한 전송채널에 매핑시키는 역할을 하며, 또한 여러 논리채널을 하나의 전송채널에 매핑시키는 논리채널 다중화 (Multiplexing)의 역할을 수행한다. MAC 계층은 상위계층인 RLC 계층과는 논리채널 (Logical Channel)로 연결되어 있으며, 논리채널은 크게 전송되는 정보의 종류에 따라 제어평면 (Control Plane)의 정보를 전송하는 제어채널 (Control Channel)과 사용자평면 (User Plane)의 정보를 전송하는 트래픽채널 (Traffic Channel)로 나뉜다.
제2계층의 무선링크제어 (Radio Link Control; RLC) 계층은 상위계층으로부터 수신한 데이터를 분할 (Segmentation) 및 연결 (Concatenation)하여 하위계층이 무선 구간으로 데이터를 전송하기에 적합하도록 데이터 크기를 조절하는 역할을 수행한다. 또한, 각각의 무선베어러 (Radio Bearer; RB)가 요구하는 다양한 QoS를 보장할 수 있도록 하기 위해 TM (Transparent Mode, 투명모드), UM (Un-acknowledged Mode, 무응답모드), 및 AM (Acknowledged Mode, 응답모드)의 세가지 동작 모드를 제공하고 있다. 특히, AM RLC는 신뢰성 있는 데이터 전송을 위해 자동 반복 및 요청 (Automatic Repeat and Request; ARQ) 기능을 통한 재전송 기능을 수행하고 있다.
제2계층의 패킷데이터수렴 (Packet Data Convergence Protocol; PDCP) 계층은 IPv4나 IPv6와 같은 IP 패킷 전송시에 대역폭이 작은 무선 구간에서 효율적으로 전송하기 위하여 상대적으로 크기가 크고 불필요한 제어정보를 담고 있는 IP 패킷 헤더 사이즈를 줄여주는 헤더압축 (Header Compression) 기능을 수행한다. 이는 데이터의 헤더(Header) 부분에서 반드시 필요한 정보만을 전송하도록 하여, 무선 구간의 전송효율을 증가시키는 역할을 한다. 또한, LTE 시스템에서는 PDCP 계층이 보안 (Security) 기능도 수행하는데, 이는 제 3자의 데이터 감청을 방지하는 암호화 (Ciphering)와 제 3자의 데이터 조작을 방지하는 무결성 보호 (Integrity protection)로 구성된다.
제3 계층의 가장 상부에 위치한 무선자원제어(Radio Resource Control; 이하 RRC라 약칭함) 계층은 제어평면에서만 정의되며, 무선 운반자(Radio Bearer; RB라 약칭함)들의 설정(Configuration), 재설정(Re-configuration) 및 해제(Release)와 관련되어 논리 채널, 전송 채널 및 물리 채널들의 제어를 담당한다. 이때, RB는 단말과 E-UTRAN간의 데이터 전달을 위해 제2계층에 의해 제공되는 서비스를 의미한다.
상기 단말의 RRC와 무선망의 RRC계층 사이에 RRC 연결(RRC connection)이 있을 경우, 단말은 RRC연결상태(Connected Mode)에 있게 되고, 그렇지 못할 경우 RRC휴지상태(Idle Mode)에 있게 된다.
이하 단말의 RRC 상태 (RRC state)와 RRC 연결 방법에 대해 설명한다. RRC 상태란 단말의 RRC가 E-UTRAN의 RRC와 논리적 연결(logical connection)이 되어 있는가 아닌가를 말하며, 연결되어 있는 경우는 RRC_CONNECTED 상태(state), 연결되어 있지 않은 경우는 RRC_IDLE 상태라고 부른다. RRC_CONNECTED 상태의 단말은 RRC 연결이 존재하기 때문에 E-UTRAN은 해당 단말의 존재를 셀 단위에서 파악할 수 있으며, 따라서 단말을 효과적으로 제어할 수 있다. 반면에 RRC_IDLE 상태의 단말은 E-UTRAN이 단말의 존재를 파악할 수는 없으며, 셀 보다 더 큰 지역 단위인 TA(Tracking Area) 단위로 핵심망이 관리한다. 즉, RRC_IDLE 상태의 단말은 셀에 비하여 큰 지역 단위로 해당 단말의 존재여부만 파악되며, 음성이나 데이터와 같은 통상의 이동통신 서비스를 받기 위해서는 해당 단말이 RRC_CONNECTED 상태로 천이하여야 한다. 각 TA는 TAI(Tracking area identity)를 통해 구분된다. 단말은 셀에서 방송(broadcasting)되는 정보인 TAC(Tracking area code)를 통해 TAI를 구성할 수 있다.
사용자가 단말의 전원을 맨 처음 켰을 때, 단말은 먼저 적절한 셀을 탐색한 후 해당 셀에서 RRC 연결을 맺고, 핵심망에 단말의 정보를 등록한다. 이 후, 단말은 RRC_IDLE 상태에 머무른다. RRC_IDLE 상태에 머무르는 단말은 필요에 따라서 셀을 (재)선택하고, 시스템 정보(System information)나 페이징 정보를 살펴본다. 이를 셀에 캠프 온(Camp on) 한다고 한다. RRC_IDLE 상태에 머물러 있던 단말은 RRC 연결을 맺을 필요가 있을 때 비로소 RRC 연결 과정 (RRC connection procedure)을 통해 E-UTRAN의 RRC와 RRC 연결을 맺고 RRC_CONNECTED 상태로 천이한다. RRC_IDLE 상태에 있던 단말이 RRC 연결을 맺을 필요가 있는 경우는 여러 가지가 있는데, 예를 들어 사용자의 통화 시도, 데이터 전송 시도 등이 필요하다거나, 아니면 E-UTRAN으로부터 페이징 메시지를 수신한 경우 이에 대한 응답 메시지 전송 등을 들 수 있다.
상기 RRC 계층 상위에 위치하는 NAS(Non-Access Stratum) 계층은 연결관리(Session Management)와 이동성 관리(Mobility Management)등의 기능을 수행한다.
아래는 도 3에 도시된 NAS 계층에 대하여 상세히 설명한다.
NAS 계층에 속하는 eSM (evolved Session Management)은 Default Bearer 관리, Dedicated Bearer관리와 같은 기능을 수행하여, 단말이 망으로부터 PS서비스를 이용하기 위한 제어를 담당한다. Default Bearer 자원은 특정 Packet Data Network(PDN)에 최초 접속 할 시에 망에 접속될 때 망으로부터 할당 받는다는 특징을 가진다. 이때, 네트워크는 단말이 데이터 서비스를 사용할 수 있도록 단말이 사용 가능한 IP 주소를 할당하며, 또한 default bearer의 QoS를 할당해준다. LTE에서는 크게 데이터 송수신을 위한 특정 대역폭을 보장해주는 GBR(Guaranteed bit rate) QoS 특성을 가지는 bearer와 대역폭의 보장 없이 Best effort QoS 특성을 가지는 Non-GBR bearer의 두 종류를 지원한다. Default bearer의 경우 Non-GBR bearer를 할당 받는다. Dedicated bearer의 경우에는 GBR또는 Non-GBR의 QoS특성을 가지는 bearer를 할당 받을 수 있다.
네트워크에서 단말에게 할당한 bearer를 EPS(evolved packet service) bearer라고 부르며, EPS bearer를 할당 할 때 네트워크는 하나의 ID를 할당하게 된다. 이를 EPS Bearer ID라고 부른다. 하나의 EPS bearer는 MBR(maximum bit rate) 또는/그리고 GBR(guaranteed bit rate)의 QoS 특성을 가진다.
도 5는 3GPP LTE에서 랜덤 액세스 과정을 나타낸 흐름도이다.
랜덤 액세스 과정은 UE(10)가 기지국, 즉 eNodeB(20)과 UL 동기를 얻거나 UL 무선자원을 할당받기 위해 사용된다.
UE(10)는 루트 인덱스(root index)와 PRACH(physical random access channel) 설정 인덱스(configuration index)를 eNodeB(20)로부터 수신한다. 각 셀마다 ZC(Zadoff-Chu) 시퀀스에 의해 정의되는 64개의 후보(candidate) 랜덤 액세스 프리앰블이 있으며, 루트 인덱스는 단말이 64개의 후보 랜덤 액세스 프리앰블을 생성하기 위한 논리적 인덱스이다.
랜덤 액세스 프리앰블의 전송은 각 셀마다 특정 시간 및 주파수 자원에 한정된다. PRACH 설정 인덱스는 랜덤 액세스 프리앰블의 전송이 가능한 특정 서브프레임과 프리앰블 포맷을 지시한다.
UE(10)은 임의로 선택된 랜덤 액세스 프리앰블을 eNodeB(20)로 전송한다. UE(10)은 64개의 후보 랜덤 액세스 프리앰블 중 하나를 선택한다. 그리고, PRACH 설정 인덱스에 의해 해당되는 서브프레임을 선택한다. UE(10)은 은 선택된 랜덤 액세스 프리앰블을 선택된 서브프레임에서 전송한다.
상기 랜덤 액세스 프리앰블을 수신한 eNodeB(20)은 랜덤 액세스 응답(random access response, RAR)을 UE(10)로 보낸다. 랜덤 액세스 응답은 2단계로 검출된다. 먼저 UE(10)은 RA-RNTI(random access-RNTI)로 마스킹된 PDCCH를 검출한다. UE(10)은 검출된 PDCCH에 의해 지시되는 PDSCH 상으로 MAC(Medium Access Control) PDU(Protocol Data Unit) 내의 랜덤 액세스 응답을 수신한다.
도 6은 무선자원제어(RRC) 계층에서의 연결 과정을 나타낸다.
도 6에 도시된 바와 같이 RRC 연결 여부에 따라 RRC 상태가 나타나 있다. 상기 RRC 상태란 UE(10)의 RRC 계층의 엔티티(entity)가 eNodeB(20)의 RRC 계층의 엔티티와 논리적 연결(logical connection)이 되어 있는가 아닌가를 말하며, 연결되어 있는 경우는 RRC 연결 상태(connected state)라고 하고, 연결되어 있지 않은 상태를 RRC 유휴 상태(idle state)라고 부른다.
상기 연결 상태(Connected state)의 UE(10)은 RRC 연결(connection)이 존재하기 때문에 E-UTRAN은 해당 단말의 존재를 셀 단위에서 파악할 수 있으며, 따라서 UE(10)을 효과적으로 제어할 수 있다. 반면에 유휴 상태(idle state)의 UE(10)은 eNodeB(20)이 파악할 수는 없으며, 셀 보다 더 큰 지역 단위인 트래킹 지역(Tracking Area) 단위로 핵심망(Core Network)이 관리한다. 상기 트래킹 지역(Tracking Area)은 셀들의 집합단위이다. 즉, 유휴 상태(idle state) UE(10)은 큰 지역 단위로 존재여부만 파악되며, 음성이나 데이터와 같은 통상의 이동통신 서비스를 받기 위해서는 단말은 연결 상태(connected state)로 천이해야 한다.
사용자가 UE(10)의 전원을 맨 처음 켰을 때, 상기 UE(10)은 먼저 적절한 셀을 탐색한 후 해당 셀에서 유휴 상태(idle state)에 머무른다. 상기 유휴 상태(idle state)에 머물러 있던 UE(10)은 RRC 연결을 맺을 필요가 있을 때 비로소 RRC 연결 과정 (RRC connection procedure)을 통해 eNodeB(20)의 RRC 계층과 RRC 연결을 맺고 RRC 연결 상태(connected state)로 천이한다.
상기 유휴 상태(Idle state)에 있던 단말이 RRC 연결을 맺을 필요가 있는 경우는 여러 가지가 있는데, 예를 들어 사용자의 통화 시도 또는 상향 데이터 전송 등이 필요하다거나, 아니면 EUTRAN으로부터 페이징 메시지를 수신한 경우 이에 대한 응답 메시지 전송 등을 들 수 있다.
유휴 상태(idle state)의 UE(10)이 상기 eNodeB(20)와 RRC 연결을 맺기 위해서는 상기한 바와 같이 RRC 연결 과정(RRC connection procedure)을 진행해야 한다. RRC 연결 과정은 크게, UE(10)이 eNodeB(20)으로 RRC 연결 요청 (RRC connection request) 메시지 전송하는 과정, eNodeB(20)가 UE(10)로 RRC 연결 설정 (RRC connection setup) 메시지를 전송하는 과정, 그리고 UE(10)이 eNodeB(20)으로 RRC 연결 설정 완료 (RRC connection setup complete) 메시지를 전송하는 과정을 포함한다. 이와 같은 과정에 대해서 도 6를 참조하여 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.
1) 유휴 상태(Idle state)의 UE(10)은 통화 시도, 데이터 전송 시도, 또는 eNodeB(20)의 페이징에 대한 응답 등의 이유로 RRC 연결을 맺고자 할 경우, 먼저 상기 UE(10)은 RRC 연결 요청 (RRC connection request) 메시지를 eNodeB(20)으로 전송한다.
2) 상기 UE(10)로부터 RRC 연결 요청 메시지를 수신하면, 상기 eNB(10) 는 무선 자원이 충분한 경우에는 상기 UE(10)의 RRC 연결 요청을 수락하고, 응답 메시지인 RRC 연결 설정 (RRC connection setup) 메시지를 상기 UE(10)로 전송한다.
3) 상기 UE(10)이 상기 RRC 연결 설정 메시지를 수신하면, 상기 eNodeB(20)로 RRC 연결 설정 완료 (RRC connection setup complete) 메시지를 전송한다. 상기 UE(10)이 RRC 연결 설정 메시지를 성공적으로 전송하면, 비로소 상기 UE(10)은 eNodeB(20)과 RRC 연결을 맺게 되고 RRC connected state로 천이한다.
도 7은 MTC 지원을 위한 3GPP 서비스 모델을 도시한 개념도이다.
이동통신시스템 내에는 MTC(Machine Type Communication) 기기(device)가 사용될 수 있다. MTC(Machine Type Communication)는 사람이 배제된, 기계와 기계 사이 또는 기계와 서버 사이에 이루어지는 통신을 의미하며, 이때 사용되는 기기를 MTC 기기라고 하며 사용되는 서버는 MTC 서버라고 한다. MTC 기기(device)를 통해 제공되는 서비스는 사람이 개입하는 통신 서비스와 차별성을 가지며, 다양한 범주의 서비스에 적용될 수 있다.
앞서 언급한 MTC(Machine Type Communication) 기기(device)는 기계와 기계 사이 또는 기계와 서버 사이에 이루어지는 통신 기기로서, 사람이 배제된다는 점을 제외하면, 사람이 개입하는 UE와 큰 차이는 없다. 즉, MTC 기기(device)는 사람이 배제된 UE에 대응될 수 있다. 다만, 사람이 배제된다는 측면에서 사람이 개입하는 UE의 메시지 송수신 방법(예를들어, 페이징 메시지 송수신방법) 등을 MTC 기기에 일괄 적용하면 일부 문제가 발생할 수 있다.
MTC 지원을 위해 3GPP 표준의 GSM/UMTS/EPS에서는 PS 망을 통해 통신하는 것으로 정의되어 있으나, 본 명세서는 CS 망에 대해서도 적용 가능한 방법을 기술한다.
MTC를 위해서 사용되는 단말(또는 MTC 단말)와 MTC 애플리케이션 간의 단-대-단 애플리케이션은, 3GPP 시스템에 의해서 제공되는 서비스들과 MTC 서버에 의해서 제공되는 선택적인 서비스들을 이용할 수 있다. 3GPP 시스템은, MTC를 용이하게 하는 다양한 최적화를 포함하는 수송 및 통신 서비스들(3GPP 베어러 서비스, IMS 및 SMS 포함)을 제공할 수 있다. 도 7에서는 MTC를 위해 사용되는 단말이 Um/Uu/LTE-Uu 인터페이스를 통하여 3GPP 네트워크(UTRAN, E-UTRAN, GERAN, I-WLAN 등)으로 연결되는 것을 도시한다. 도 7의 구조(architecture)는 다양한 MTC 모델 (Direct 모델, Indirect 모델, HybrId 모델)들을 포함한다.
도 7에서 도시하는 개체(entity)들에 대하여 설명한다.
도 7에서 애플리케이션 서버는 MTC 애플리케이션이 실행되는 네트워크 상의 서버이다. MTC 애플리케이션 서버에 대해서는 전술한 다양한 MTC 애플리케이션의 구현을 위한 기술이 적용될 수 있으며, 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다. 또한, 도 7에서 MTC 애플리케이션 서버는 레퍼런스 포인트 API를 통하여 MTC 서버에 액세스할 수 있으며, 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다. 또는, MTC 애플리케이션 서버는 MTC 서버와 함께 위치될(collocated) 수도 있다.
MTC 서버(예를 들어 도시된 SCS(Services Capability Server))는 MTC 단말을 관리하는 네트워크 상의 서버이며, 3GPP 네트워크에 연결되어 MTC를 위하여 사용되는 단말 및 PLMN의 노드들과 통신할 수 있다.
MTC-IWF(MTC-InterWorking Function)는 MTC 서버와 오퍼레이터 코어 네트워크 간의 상호동작(interworking)을 관장하고, MTC 동작의 프록시 역할을 할 수 있다. MTC 간접 또는 하이브리드 모델을 지원하기 위해서, 하나 이상의 MTC-IWF가 홈 PLMN(HPLMN) 내에 존재할 수 있다. MTC-IWF는 레퍼런스 포인트 Tsp 상의 시그널링 프로토콜을 중계하거나 해석하여 PLMN에 특정 기능을 작동시킬 수 있다. MTC-IWF는, MTC 서버가 3GPP 네트워크와의 통신을 수립하기 전에 MTC 서버를 인증(authenticate)하는 기능, MTC 서버로부터의 제어 플레인 요청을 인증하는 기능, 트리거 지시와 관련된 다양한 기능 등을 수행할 수 있다.
SMS-SC(Short Message Service-Service Center)/IP-SM-GW(Internet Protocol Short Message GateWay)는 단문서비스(SMS)의 송수신을 관리할 수 있다. SMS-SC는 SME(Short Message Entity) (단문을 송신 또는 수신하는 개체)와 이동국 간의 단문을 중계하고 저장-및-전달하는 기능을 담당할 수 있다. IP-SM-GW는 IP 기반의 단말과 SMS-SC간의 프로토콜 상호동작을 담당할 수 있다.
CDF(Charging Data Function)/CGF(Charging Gateway Function)는 과금에 관련된 동작을 할 수 있다.
HLR/HSS는 가입자 정보(IMSI 등), 라우팅 정보, 설정 정보 등을 저장하고 MTC-IWF에게 제공하는 기능을 할 수 있다.
MSC/SGSN/MME는 단말의 네트워크 연결을 위한 이동성 관리, 인증, 자원 할당 등의 제어 기능을 수행할 수 있다. 트리거링과 관련하여 MTC-IWF로부터 트리거 지시를 수신하여 MTC 단말에게 제공하는 메시지의 형태로 가공하는 기능을 수행할 수도 있다.
GGSN(Gateway GPRS Support Node)/S-GW(Serving-Gateway)+P-GW(Packet Data Network-Gateway)는 코어 네트워크와 외부 네트워크의 연결을 담당하는 게이트웨이 기능을 할 수 있다.
다음의 표 2는 도 7에서의 주요 레퍼런스 포인트를 정리한 것이다.
표 2
레퍼런스 포인트 설명
Tsms 3GPP 시스템 외부의 개체가 SMS를 통하여 MTC 단말과 통신하기 위해 사용하는 레퍼런스 포인트이다. (It is the reference point an entity outsIde the 3GPP system uses to communicate with UEs used for MTC via SMS.)
Tsp 3GPP 시스템 외부의 개체가 제어 플레인 시그널링과 관련하여 MTC-IWF와 통신하기 위해 사용하는 레퍼런스 포인트이다. (It is the reference point an entity outsIde the 3GPP system uses to communicate with the MTC-IWF related control plane signalling.)
T4 HPLMN의 SMS-SC에게 장치 트리거를 라우팅하기 위해 MTC-IWF에 의해서 사용되는 레퍼런스 포인트. (Reference point used by MTC-IWF to route device trigger to the SMS-SC in the HPLMN.)
T5a MTC-IWF와 서빙 SGSN 간의 레퍼런스 포인트. (Reference point used between MTC-IWF and serving SGSN.)
T5b MTC-IWF와 서빙 MME 간의 레퍼런스 포인트. (Reference point used between MTC-IWF and serving MME.)
T5c MTC-IWF와 서빙 MSC 간의 레퍼런스 포인트. (Reference point used between MTC-IWF and serving MSC.)
S6m 단말의 식별정보(E.164 MSISDN(Mobile Station International Subscriber Directory Number) 또는 외부 식별자에 매핑되는 IMSI 등)를 문의하고 단말 도달가능성 및 설정 정보를 수집하기 위해서 MTC-IWF에 의해서 사용되는 레퍼런스 포인트. (Reference point used by MTC-IWF to interrrogate HSS/HLR for E.164 MSISDN or external Identifier mapping to IMSI and gather UE reachability and configuration information.)
상기 T5a, T5b, T5c 중 하나 이상의 레퍼런스 포인트를 T5라고 지칭한다.
한편, 간접 및 하이브리드 모델의 경우에 MTC 서버와의 사용자 플레인 통신, 및 직접 및 하이브리드 모델의 경우에 MTC 애플리케이션 서버와의 통신은, 레퍼런스 포인트 Gi 및 SGi를 통해서 기존의 프로토콜을 사용하여 수행될 수 있다.
도 7에서 설명한 내용과 관련된 구체적인 사항은 3GPP TS 23.682 문서를 참조함으로써 본 문서에 병합될 수 있다(incorporated by reference).
도 8은 MTC 기기를 통한 서비스의 예시를 나타낸다.
MTC 기기를 통한 서비스로는 몇 가지로 구분할 수 있다. 예를 들면, MTC 기기가 각종 정보를 수집하는 서비스를 들 수 있다.
도 8을 참조하면, 상기한 서비스의 예시로서 MTC 기기(device)를 통해 계량 서비스, 도로 정보 서비스 또는 사용자 전자 장치 조정 서비스 등이 제공될 수 있는 것으로 나타나 있다. 여기서 MTC 기기는 계량 정보, 도로 교통 정보 등을 수집하여, eNodeB로 전송하면, eNodeB는 이를 MTC 서버로 전송할 수 있고, 이를 통해 MTC 사용자는 제공되는 서비스를 이용할 수 있다.
MTC 지원을 위한 3GPP 서비스 모델/시스템은 MTC 기기의 관리를 위해 모니터링 기능/서비스를 제공할 수 있다. 예컨대, 3GPP 시스템은 다음과 같은 이벤트를 감지(detect)하여, 감지된 이벤트를 MTC 서버로 알림으로써 MTC 사용자로 하여금 MTC 기기에 대한 관리가 용이토록 할 수 있다.
- MTC 기기가 활성화된 MTC feature(s)에 맞지 않는 동작 수행
- MTC 기기와 UICC 간의 association의 변경
- MTC 기기가 네트워크로의 연결(connectivity)을 상실(loss)함. 실제로 연결을 상실한 시점과 연결 상실을 감지한 시점 간의 최대 시간은 가입자 단위로 설정(configure) 가능함.
- 통신 실패(communication failure) 이벤트 및 그 이유
- 위치(location) 변경 (MTC 기기의 geographical position 그리고/또는 point of attachment in the network)
위와 같이 MTC 기기를 모니터링할 수 있으나, 현재까지 구체적인 절차 및 솔루션이 제시되지 않았다. 특히, MTC 기기가 각종 이벤트를 모니터링하여 네트워크로 전송하기 위한 방안이 없었다.
따라서, 본 명세서의 일 개시는 전술한 문제점을 해결할 수 있는 방안을 제시하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 명세서는 MTC 모니터링 방법을 제공한다. 상기 MTC 모니터링 방법은 제1 우선 순위로 동작중인 MTC(Machine Type Communication) 기기가 지연 시간 타이머를 구동 중에, MTC 모니터링 관련 이벤트를 검출하는 단계와; 상기 검출된 이벤트가 보고를 필요로 하는 경우, 상기 지연 시간 타이머가 구동 중이더라도, 상기 검출된 이벤트에 대한 보고를 포함하는 요청 메시지를 네트워크 노드로 전송하는 단계를 포함할 수 있다. 여기서, 상기 요청 메시지는 상기 이벤트 검출에 의한 것임을 나타내는 인디케이터를 포함할 수 있다.
상기 요청 메시지는 어태치 요청 메시지, TAU(Tracking Area Update) 요청 메시지, RAU(Routing Area Update) 요청 메시지, RRC 연결 요청 메시지 중 어느 하나에 해당할 수 있다.
상기 구동중인 지연 시간 타이머는 MM(Mobility Management) 백오프 타이머, SM(Session Management) 백오프 타이머, 연장 대기 타이머(extended wait timer) 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.
상기 요청 메시지를 전송하는 단계는 상기 제1 우선순위에서 제2 우선 순위로 변경하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 제1 우선 순위는 low priority이고, 제2 우선 순위는 normal priority 또는 override low priority 또는 low priority 보다 높은 우선 순위일 수 있다.
상기 보고는 검출한 이벤트의 종류, 이벤트를 검출한 시간, 검출한 이벤트와 관련한 서비스 기능 서버(SCS) 및/또는 애플리케이션 정보, 검출한 이벤트와 관련한 MTC 애플리케이션 정보; 그리고 검출한 이벤트와 관련한 추가 정보 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
상기 이벤트 검출 단계에서는 상기 MTC 기기가 허용 위치를 벗어난 경우, 혹은 제한된 위치 내로 들어간 경우, 상기 이벤트가 검출되었다고 결정할 수 있다.
상기 위치는 셀 단위, 위치 영역(location area) 단위, 트래킹 영역(tracking area) 단위, 라우팅 영역(routing area) 단위, PLMN 단위, 실제 경도/위도로 구성된 영역 단위, 위치 등록이 가능한 또는 불가능한 서빙 노드 단위, 캠프 온이 가능한 또는 불가능한 (e)NodeB 단위 중 어느 하나로 표현될 수 있다.
상기 요청 메시지는 상기 제1 우선 순위에 대한 정보 없이 전송될 수 있다.
상기 네트워크 노드는 MME(Mobility Management Entity) 또는 SGSN(Serving GPRS Support Node)일 수 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 명세서는 네트워크 노드에서의 MTC 모니터링 방법을 또한 제공한다. 상기 네트워크 노드에서의 MTC 모니터링 방법에 의하면, MTC(Machine Type Communication) 기기로부터 요청 메시지가 수신될 수 있다. 여기서, 상기 MTC 기기는 제1 우선 순위로 동작 중이며, 그리고 지연 시간 타이머를 구동 중일 수 있다. 상기 요청 메시지는 이벤트 검출에 의한 것임을 나타내는 인디케이터를 포함할 수 있다. 상기 네트워크 노드에서의 MTC 모니터링 방법에 의하면, 상기 네트워크 노드는 상기 인디케이터에 기초하여 상기 요청 메시지를 수락할지 결정할 수 있다. 이때, 상기 요청 메시지를 수락하는 것으로 결정되는 경우, 상기 네트워크 노드는 상기 요청 메시지를 MTC 모니터링 관련 서버로 전달할 수 있다.
본 명세서의 개시에 의하면, MTC 기기에 의하여 MTC 관련 모니터링을 수행하고 네트워크로 그 결과를 올바르게 보고할 수 있는 방안이 제시된다. 또한, 본 명세서의 개시에 의하면, 지연 시간 타이머, 예컨대 MM 백오프 타이머, SM 백오프 타이머, 연장 대기 타이머가 구동중이더라도, 상기 MTC 기기가 모니터링 결과 보고를 올바르게 전송할 수 있다.
도 1은 진화된 이동 통신 네트워크의 구조도이다.
도 2는 일반적으로 E-UTRAN과 일반적인 EPC의 아키텍처를 나타낸 예시도이다.
도 3는 UE과 eNodeB 사이의 제어 평면에서의 무선 인터페이스 프로토콜(Radio Interface Protocol)의 구조를 나타낸 예시도이다.
도 4는 단말과 기지국 사이에 사용자 평면에서의 무선 인터페이스 프로토콜(Radio Interface Protocol)의 구조를 나타낸 다른 예시도이다.
도 5는 3GPP LTE에서 랜덤 액세스 과정을 나타낸 흐름도이다.
도 6은 무선자원제어(RRC) 계층에서의 연결 과정을 나타낸다.
도 7은 MTC 지원을 위한 3GPP 서비스 모델을 도시한 개념도이다.
도 8은 MTC 기기를 통한 서비스의 예시를 나타낸다.
도 9는 네트워크 노드가 MTC 관련 모니터링을 수행하는 과정을 나타낸 신호 흐름도이다.
도 10은 네트워크 과부하 상태를 나타낸다.
도 11은 네트워크 혼잡(congestion)이나 과부하(overload)시 MTC 기기의 MM 동작 또는 SM 동작을 거절하는 절차를 나타낸다.
도 12는 RRC 연결이 거절되는 예시를 나타낸다.
도 13은 본 명세서에서 제시되는 일 실시예에 따라 MTC 기기가 모니터링을 수행하는 과정을 나타낸 신호 흐름도이다.
도 14는 도 13에 도시된 인터페이스와 프로토콜을 나타낸 예시도이다.
도 15는 네트워크 혼잡 또는 과부하에 따라 MTC 기기가 네트워크에 메시지를 전송할 수 없을 때, MTC 모니터링 결과를 전송하는 방안을 나타낸 흐름도이다.
도 16은 본 발명의 실시예에 따른 MTC 기기(100) 및 MME/SGSN(510)의 구성 블록도이다.
본 발명은 UMTS(Universal Mobile Telecommunication System) 및 EPC(Evolved Packet Core)를 기준으로 설명되나, 본 발명은 이러한 통신 시스템에만 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 기술적 사상이 적용될 수 있는 모든 통신 시스템 및 방법에도 적용될 수 있다.
본 명세서에서 사용되는 기술적 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아님을 유의해야 한다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 기술적 용어는 본 명세서에서 특별히 다른 의미로 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 의미로 해석되어야 하며, 과도하게 포괄적인 의미로 해석되거나, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 기술적인 용어가 본 발명의 사상을 정확하게 표현하지 못하는 잘못된 기술적 용어일 때에는, 당업자가 올바르게 이해할 수 있는 기술적 용어로 대체되어 이해되어야 할 것이다. 또한, 본 발명에서 사용되는 일반적인 용어는 사전에 정의되어 있는 바에 따라, 또는 전후 문맥상에 따라 해석되어야 하며, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다.
또한, 본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "구성된다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 여러 구성 요소들, 또는 여러 단계들을 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들은 포함되지 않을 수도 있고, 또는 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다.
또한, 본 명세서에서 사용되는 제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성 요소는 제2 구성 요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성 요소도 제1 구성 요소로 명명될 수 있다.
어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성 요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성 요소가 존재할 수도 있다. 반면에, 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성 요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 발명의 사상을 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일뿐, 첨부된 도면에 의해 본 발명의 사상이 제한되는 것으로 해석되어서는 아니됨을 유의해야 한다. 본 발명의 사상은 첨부된 도면외에 모든 변경, 균등물 내지 대체물에 까지도 확장되는 것으로 해석되어야 한다.
첨부된 도면에서는 예시적으로 UE(User Equipment)가 도시되어 있으나, 도시된 상기 UE는 단말(Terminal), ME(Mobile Equipment), 등의 용어로 언급될 수 도 있다. 또한, 상기 UE는 노트북, 휴대폰, PDA, 스마트 폰(Smart Phone), 멀티미디어 기기등과 같이 휴대 가능한 기기일 수 있거나, PC, 차량 탑재 장치와 같이 휴대 불가능한 기기일 수 있다.
용어의 정의
이하 도면을 참조하여 설명하기 앞서, 본 발명의 이해를 돕고자, 본 명세서에서 사용되는 용어를 간략하게 정의하기로 한다.
UMTS : Universal Mobile Telecommunication System의 약자로서 3세대 이동통신 네트워크를 의미한다.
UE/MS : User Equipment/Mobile Station, 단말 장치를 의미 함.
EPS : Evolved Packet System의 약자로서, LTE(Long Term Evolution) 네트워크를 지원하는 코어 네트워크를 의미한다. UMTS가 진화된 형태의 네트워크
PDN (Public Data Network) : 서비스를 제공하는 서버가 위치한 독립적인망
PDN connection : 단말에서 PDN으로의 연결, 즉, IP 주소로 표현되는 단말과 APN(Access Point Name)으로 표현되는 PDN과의 연관(연결)
PDN-GW (Packet Data Network Gateway) : UE IP address allocation, Packet screening & filtering, Charging data collection 기능을 수행하는 EPS망의 네트워크 노드
Serving GW(Serving Gateway) : 이동성 담당(Mobility anchor), 패킷 라우팅(Packet routing), 유휴 모드 패킷 버퍼링(Idle mode packet buffering), Triggering MME to page UE 기능을 수행하는 EPS망의 네트워크 노드
PCRF(Policy and Charging Rule Function) : 서비스 flow 별로 차별화된 QoS 및 과금 정책을 동적(dynamic) 으로 적용하기 위한 정책 결정(Policy decision)을 수행하는 EPS망의 노드
APN (Access Point Name) : 네트워크에서 관리하는 접속 포인트의 이름으로서 UE에게 제공된다. 즉, PDN을 지칭하거나 구분하는 문자열. 요청한 서비스나 망(PDN)에 접속하기 위해서는 해당 P-GW를 거치게 되는데, 이 P-GW를 찾을 수 있도록 망 내에서 미리 정의한 이름(문자열) (예) internet.mnc012.mcc345.gprs
TEID(Tunnel Endpoint Identifier) : 네트워크 내 노드들 간에 설정된 터널의 End point ID, 각 UE의 bearer 단위로 구간별로 설정된다.
NodeB : UMTS 네트워크의 기지국으로 옥외에 설치되며, 셀 커버리지 규모는 매크로 셀에 해당한다.
eNodeB : EPS(Evolved Packet System) 의 기지국으로 옥외에 설치되며, 셀 커버리지 규모는 매크로 셀에 해당한다.
(e)NodeB : NodeB와 eNodeB를 지칭하는 용어이다.
MME : Mobility Management Entity의 약자로서, UE에 대한 세션과 이동성을 제공하기 위해 EPS 내에서 각 엔티티를 제어하는 역할을 한다.
세션(Session) : 세션은 데이터 전송을 위한 통로로써 그 단위는 PDN, Bearer, IP flow 단위 등이 될 수 있다. 각 단위의 차이는 3GPP에서 정의한 것처럼 대상 네트워크 전체 단위(APN 또는 PDN 단위), 그 내에서 QoS로 구분하는 단위(Bearer 단위), 목적지 IP 주소 단위로 구분할 수 있다.
PDN 연결(connection) : 단말에서 PDN으로의 연결, 즉, ip 주소로 표현되는 단말과 APN으로 표현되는 PDN과의 연관(연결)을 나타낸다. 이는 세션이 형성될 수 있도록 코어 네트워크 내의 엔티티간 연결(단말-PDN GW)을 의미한다.
UE Context : 네크워크에서 UE를 관리하기 위해 사용되는 UE의 상황 정보, 즉, UE id, 이동성(현재 위치 등), 세션의 속성(QoS, 우선순위 등)으로 구성된 상황 정보
OMA DM (Open Mobile Alliance Device Management) : 핸드폰, PDA, 휴대용 컴퓨터 등과 같은 모바일 디바이스들 관리를 위해 디자인 된 프로토콜로써, 디바이스 설정(configuration), 펌웨어 업그레이드(firmware upgrade), 에러 보고 (Error Report)등의 기능을 수행함
OAM (Operation Administration and Maintenance) : OAM이란 네트워크 결함 표시, 성능정보, 그리고 데이터와 진단 기능을 제공하는 네트워크 관리 기능군을 말함
NAS configuration MO (Management Object) : NAS 기능 (Functionality)와 연관된 파라미터들(parameters)을 UE에게 설정(configuration)하는 데 사용하는 MO (Management object)를 말함
MTC : Machine Type Communication으로 사람의 개입 없이 장치간 또는 장치와 서버간에 일어나는 통신
MTC 기기(device) : 핵심 네트워크를 통한 통신기능이 있는 특정 목적을 수행하는 UE, 예) 자판기, 검침기, 기상센서 등. MTC 기기는 MTC 단말, MTC 장치, MTC 기계, MTC UE, UE used for MTC, UE configured for MTC 등으로 불릴 수도 있다.
MTC 서버 : MTC device를 관리하고 데이터를 주고 받는 네트워크 상의 서버. 이는 core network 외부에 있을 수 있다.
MTC 애플리케이션 : MTC device와 MTC Server를 이용한 실제 응용 (원격 검침, 물량 이동 추적 등)
MTC Feature : MTC 애플리케이션을 지원하기 위한 네트워크의 기능이나 특징, 즉, 각 application의 용도에 따라 일부 feature들이 요구된다. 예를 들어 MTC monitoring (장비 분실 등에 대비한 원격 검침 등에 필요), Low mobility (자판기의 경우 이동이 거의 없다.), Small data transmission (MTC 기기가 소량의 데이터만을 송/수신) 등이 있다.
MTC User : MTC 서버에 의해 제공되는 서비스를 사용하는 user.
NAS (Non-Access-Stratum) : UE와 MME간의 제어 플레인(control plane)의 상위 stratum. UE와 네트워크간의 이동성 관리(Mobility management)와 세션 관리 (Session management), IP 주소 관리 (IP address maintenance) 등을 지원
MM (Mobility Management) 동작/절차 : UE의 이동성 (mobility) 제어/관리/control을 위한 동작 또는 절차. MM 동작/절차는 CS 망에서의 MM 동작/절차, GPRS 망에서의 GMM 동작/절차, EPS 망에서의 EMM 동작/절차 중 하나 이상을 포함하는 것으로 해석될 수 있다. UE와 네트워크 노드(MME, SGSN, MSC)는 MM 동작/절차를 수행하기 위해 MM 메시지를 주고 받는다.
SM (Session Management) 동작/절차 : UE의 user plane 및/또는 bearer context/PDP context를 제어/관리/처리/handling 하기 위한 동작 또는 절차. SM 동작/절차는 GPRS 망에서의 SM 동작/절차, EPS 망에서의 ESM 동작/절차 중 하나 이상을 포함하는 것으로 해석될 수 있다. UE와 네트워크 노드(MME, SGSN)는 SM 동작/절차를 수행하기 위해 SM 메시지를 주고 받는다.
Low priority 단말 : NAS signalling low priority로 설정된 UE (즉, UE configured for NAS signalling low priority). 자세한 사항은 표준문서 3GPP TS 24.301 및 TS 24.008을 참고할 수 있다.
Dual priority 단말 : dual priority로 설정된 UE로, 이는 NAS signalling low priority로 설정됨과 동시에 상기 NAS signalling low priority indicator를 override 할 수 있게 설정된 UE (즉, UE which provides dual priority support is configured for NAS signalling low priority and also configured to override the NAS signalling low priority indicator). 자세한 사항은 표준문서 3GPP TS 24.301 및 TS 24.008을 참고할 수 있다.
이하, 도면을 참조하여 본 명세서의 개시에 대해서 설명하기로 한다.
도 9는 네트워크 노드가 MTC 관련 모니터링을 수행하는 과정을 나타낸 신호 흐름도이다.
도 9를 참조하여 알 수 있는 바와 같이, MTC 관련 모니터링이 네트워크 노드에 의해서 수행되도록 요청될 수 있다. 이러한 MTC 모니터링은 특정 이벤트의 모니터링을 활성화하고, 이벤트를 검출하고, 검출된 이벤트에 대하여 검증된 사용자, 예컨대 애플리케이션에게 보고하는 것을 포함한다. 이벤트가 검출되면, 네트워크 노드는 특정 행위, 예컨대 액세스 제한, 할당된 자원 축소 등의 특별한 동작을 지시할 수 있다.
1) 구체적으로 도 9을 참조하면, 모니터링을 시작하기 위해 서비스 기능 서버(Services Capability Sever: SCS)(620)이 모니터링 활동 요청(Monitoring Action Request) 메시지를 MTC-IWF(610)으로 전송한다. 상기 모니터링 활동 요청은 모니터링될 이벤트 관련 데이터(이벤트 모니터링 데이터라고 함)를 포함할 수 있다. 상기 이벤트 모니터링 데이터는 특정 모니터링 이벤트에 대한 보고 전달을 설정, 활성, 비활성 또는 트리거하는 Action Type 필드를 포함할 수 있다. 또한, 상기 이벤트 모니터링 데이터는 모니터링 이벤트 아이디 및 관련 파라미터, 모니터링 이벤트 우선순위, 모니터링 목적지 노드 등을 더 포함할 수 있다. 여기서, 상기 MTC-IWF(610)은 MTC 인터워킹 기능(Interworking Function)을 수행하는 장치로서, 도 7에 도시된 바와 같이 MME(510)과 T5b 인터페이스로 연결되어 있고, 상기 서비스 기능 서버(SCS)(620)과는 Tsp 인터페이스로 연결되어 있다.
2~3) 상기 MTC-IWF(610)는 상기 요청을 수신하면, 상기 SCS(620)가 상기 요청을 할 권한이 있는지 인증하고, 상기 SCS(620)의 요청이 미리 정해진 할당 기준을 넘는 것 아닌지를 확인한다. 만약 상기 확인 결과 상기 SCS(620)의 요청이 부적합하다면, 상기 MTC-IWF(610)는 상기 요청이 실패된 이유를 나타내는 이유 값을 포함하는 모니터링 활동 응답을 SCS(620)으로 전송한다. 그러나, 상기 확인 결과 상기 SCS(620)의 요청이 적합하다면, 상기 MTC-IWF(610)는 상기 요청이 성공임을 나타내는 값을 포함하는 모니터링 활동 응답을 SCS(620)으로 전송한다.
4) 이어서, 상기 MTC-IWF(610)는 모니터링 설정에 대한 세부 사항(Monitoring configuration detail), 예컨대 모니터링 이벤트 ID를 확인하기 위해서, 홈 가입자 서버(Home Subscription Server : 이하 ‘HSS’라 함)(540)으로 가입자 정보 요청 메시지를 전송한다. 여기서 상기 HSS/HLR(540)내에 상기 모니터링 이벤트가 상기 가입자 정보로서 저장되어 있을 수 있다.
5) 상기 HSS/HLR(540)는 상기 모니터링 이벤트 정보를 검증하고, 상기 모니터링을 위한 네트워크 노드를 설정하려고 시도하는 MTC-IWF가 적합한지 인증한다. 그리고, 상기 HSS/HLR(540)은 상기 모니터링 이벤트 관련 정보를 포함하는 가입자 정보를 상기 MTC-IWF(610)으로 전달한다.
6~7) 상기 MTC-IWF(610)은 상기 SCS(620) 및 상기 HSS/HLR(540)으로부터 수신한 정보에 기초해서, 상기 모니터링을 수행할 네트워크 노드를 결정한다. 상기 모니터링을 수행할 네트워크 노드가 MME/SGSN(510)로 결정되면, 상기 MTC-IWF(610)는 상기 MME/SGSN(510)으로 모니터링 이벤트 데이터를 포함하는 요청을 전송한다.
8) 상기 모니터링 이벤트 데이터를 포함하는 요청을 수신하면, 상기 MME/SGSN(510)은 이벤트를 모니터링하도록 설정한다.
한편, 상기 설정된 이벤트는 MME/SGSN(510)에 의해서 모니터링될 수도 있지만, 상황에 따라 (e)NodeB(200) 그리고/또는 P-GW(530)에 의해서 모니터링될 수도 있다.
9~10) 만약, 상기 이벤트를 상기 MME/SGSN(510)이 모니터링하여 검출 및 수집한 경우, 상기 수집된 이벤트 데이터에 대한 보고를 상기 MTC-IWF(610)으로 전송할 수 있다.
11-13) 상기 MTC-IWF(610)는 누가 상기 보고를 받을 것인지에 대해 가입자 정보에 기록되어 있는지 확인한다.
만약, 상기 MME/SGSN(510)로부터 수신한 보고에 상기 정보가 포함되어 있지 않으면, 상기 HSS/HLR(540)으로 SCS(620) 또는 애플리케이션 서버의 조회 요청을 전송한다. 상기 HSS/HLR(540)로부터 조회 결과를 수신하면, 상기 조회 확인된 SCS(620) 또는 애플리케이션 서버로 MTC 이벤트에 대한 보고를 전송한다.
지금까지는 네트워크 노드가 MTC 관련 모니터링을 수행하는 방안에 대해서 설명하였다.
한편, 이하에서는 네트워크의 혼잡 또는 과부하 상태에 대한 예시와, 그에 대한 해결 방안에 대해서 설명하기로 한다.
도 10은 네트워크 과부하 상태를 나타낸다.
도 10에 도시된 바와 같이, 상기 eNodeB(200)와 상기 S-GW(520)간의 인터페이스에 트래픽이 과부하(overload) 또는 혼잡(congestion)한 경우, 상기 MTC 기기(100)로의 다운링크 데이터 혹은 상기 MTC 기기(100)로부터의 업링크 데이터는 올바르게 전송되지 못하고 실패하게 된다.
혹은 상기 S-GW(520)와 상기 PDN-GW(530) 간의 인터페이스, 혹은 상기 PDN-GW(530)와 이동통신 사업자의 IP(Internet Protocol) 서비스 네트워크 사이의 인터페이스가 과부하(overload) 또는 혼잡(congestion)할 경우에도, 상기 MTC 기기(100)로의 다운링크 데이터 혹은 상기 MTC 기기(100)로부터의 업링크 데이터는 올바르게 전송되지 못하고 실패하게 된다.
위와 같은 과부하(overload) 또는 혼잡(congestion)을 포함하여 네트워크에 과부하/혼잡이 발생하였을 때, 제어하는 방안에 대해서 이하 설명하기로 한다.
혼잡 제어
3GPP MTC 망에서 네트워크에서 혼잡(congestion)이 발생했을 때 핵심 네트워크의 노드(MME, SGSN)는 NAS level congestion control을 수행하여 signaling congestion 및 APN congestion을 회피하거나 제어하게 된다.
이러한 NAS level congestion control 은 APN 기반의 혼잡 제어 (APN based congestion control)와 일반 NAS level 이동 관리 제어 (General NAS level mobility management control)로 구성된다.
상기 APN 기반의 혼잡 제어는 UE/MS 그리고 특정 APN(혼잡 상태와 연관된 APN)와 관련된 EMM, GMM과 (E)SM signaling 혼잡 제어를 의미하며, APN 기반의 세션 관리 혼잡 제어(APN based Session Management congestion control)와 APN 기반의 이동 관리 혼잡 제어(APN based Mobility Management congestion control)를 포함한다.
반면, 상기 일반 NAS level 이동 관리 제어는 일반적인 네트워크 혼잡(congestion)이나, 과부하(overload)상황에서 UE/MS가 요청하는 Mobility Management signalling 요청을 핵심 네트워크 내의 노드(MME, SGSN)가 거절하여 혼잡 및 과부하를 회피하는 것을 의미한다.
일반적으로 핵심 네트워크가 NAS level congestion control를 수행하는 경우, MTC 기기(100)에게 지연 시간 타이머(백오프 타이머) (back-off timer) 값을 MTC 기기(100)에게 reject message에 실어 전송하게 되는데, MTC 기기(100)는 지연 시간 타이머(백오프 타이머)(back-off timer)가 만료(expire) 되기 전까지 네트워크에 EMM/GMM/(E)SM signaling 을 요청하지 않게 된다.
이러한 지연 시간 타이머(백오프 타이머)(back-off timer)은 EMM/GMM signaling(e.g. Attach, TAU/RAU 요청 등) 제어를 위한 Mobility Management (MM) 백오프(back-off) 타이머와 (E)SM signaling(e.g. PDN connectivity, Bearer Resource Allocation, Bearer Modification, PDP Context Activation, PDP Context Modification 요청 등) 제어를 위한 Session Management (SM) 백오프(back-off) 타이머로 나눌 수 있다. MM 백오프(back-off) 타이머는 단말(즉 기기) 마다 그리고 SM back-off timer는 APN 마다 그리고 단말(즉 기기) 각각 독립적으로 동작한다.
또한, (e)NodeB도 혼잡 제어를 수행할 수 있다. RAN 또는 핵심 망 혼잡 상황에서 UE/MS는 RRC/RR(C) connection establishment procedure 수행 시 extended wait timer와 함께 (e)NodeB로부터 reject 응답을 받을 수 있다. 이러한 경우 UE/MS는 (e)NodeB로부터 수신한 extended wait timer가 expire 될 때까지 EMM/GMM procedure를 개시하지 못한다 (따라서, RRC/RR(C) connection establishment procedure를 개시하지 못하게 된다). 상기한 extended wait timer는 UE/MS가 MM 백오프(back-off) 타이머로 간주하여 사용한다.
정리하면, MM (Mobility Management) 백오프(back-off) 타이머는 네트워크에 혼잡(congestion)이 발생한 경우, 이를 제어하기 위해 사용하는 Mobility Management 관련 백오프(back-off) 타이머로써, 타이머가 동작하고 있는 동안 MTC 기기(100)는 attach, 위치정보 갱신(TAU, RAU), 서비스 요청 절차(Service request procedure)를 할 수 없도록 하는 타이머이다. 단, emergency bearer service, MPS(Multimedia Priority Service) 인 경우에는 예외로 타이머가 동작하고 있더라도 MTC 기기(100)가 요청 가능할 수 있다.
전술한 바와 같이 UE/MS는 MM 백오프(back-off) 타이머 값을 핵심 망 네트워크 노드(e.g. MME, SGSN 등)로부터 제공받거나, 하위 계층(lower layer; Access Stratum)으로부터 전달받을 수 있다. 또한, UE/MS에 의해 15분에서 30분 사이의 범위 내에서 랜덤하게 설정되어질 수도 있다.
한편, SM(Session Management) 백오프(back-off) 타이머는 네트워크에 혼잡(congestion)이 발생한 경우, 이를 제어하기 위해 사용하는 세션 관리(Session Management) 관련 백오프(back-off) 타이머로써, 타이머가 동작하고 있는 동안 MTC 기기(100)는 관련된(associated) APN 기반의 세션을 설정 또는 변경할 수 없도록 하는 타이머이다. 단, 마찬가지로 emergency bearer service, MPS (Multimedia Priority Service) 인 경우에는 예외로 타이머가 동작하고 있더라도 단말(기기)가 요청 가능할 수 있다.
UE/MS는 이러한 SM 백오프(back-off) 타이머 값을 핵심 망 네트워크 노드 (e.g. MME, SGSN 등)로부터 제공받으며, 최대 72시간 이내에서 랜덤하게 설정되어진다. 또한, UE/MS에 의해 15분에서 30분 사이의 범위 내에서 랜덤하게 설정되어질 수도 있다.
한편 전술한 바와 같이 네트워크로부터 MM/SM 백오프(back-off) 타이머 값이 제공되는 경우 네트워크 운용자가 해당 백오프(back-off) 타이머값을 설정하게 되며, 네트워크 상황 및 Policy에 따라 보통 수십 분에서 수시간의 MM/SM 백오프(back-off) 타이머값이 각각 설정 되어진다. NAS level congestion control 및 MM/SM 백오프 타이머와 관련한 자세한 사항은 표준문서 3GPP TS 23.401, TS 23.060, TS 24.301, TS 24.008, TS 36.331, TS 25.331를 참고할 수 있다.
도 11은 네트워크 혼잡(congestion)이나 과부하(overload)시 MTC 기기의 MM 동작 또는 SM 동작을 거절하는 절차를 나타낸다.
도 11(a)를 참조하여 알 수 있는 바와 같이, 네트워크 혼잡(congestion)이나 과부하(overload)시에 MTC 기기(100)가 (e)NodeB(200)를 통해 어태치(Attach), TAU(Tracking Area Update) 절차, RAU(Routing Area Update) 또는 서비스 요청 절차를 수행하면, 상기 네트워크 내의 노드, 예컨대 MME/SGSN(510)은 사업자 정책(operator policy) 등과 같이 네트워크의 상황에 따라, 상기 어태치 요청, TAU 요청, RAU 요청, 서비스 요청에 대한 거절(Reject) 메시지를 전송한다.
그리고, 상기 MME/SGSN(510)는 거절 메시지를 전송하면서, 상기 거절 메시지 내에 지연 시간 타이머(백오프 타이머)을 포함시켜 전송하여 그 기간이 만료되기 전까지 MTC 기기(100)는 접속을 재시도 하지 않도록 할 수 있다.
또는, 도 11(b)와 같이, 네트워크 혼잡(congestion)이나 과부하(overload)시에 상기 네트워크 내의 노드, 예컨대 MME/SGSN(510)은 사업자 정책(operator policy) 등과 같이 네트워크의 상황에 따라, 지연 시간 타이머(백오프 타이머)를 MTC 기기(100)에게 (e)NodeB(200)를 통해 전달할 수 있다. 상기의 지연 시간 타이머(백오프 타이머)는 MME/SGSN(510)이 MTC 기기(100)에게 전송하는 메시지 (예컨대, Deactivate EPS Bearer Context 요청, Deactivate PDP context 요청)를 전송 시 포함시킬 수도 있다.
한편, 상기 거절 메시지가 TAU 거절 메시지일 경우, 포함될 수 있는 정보는 다음의 표 3과 같다.
표 3
정보 설명
프로토콜 구분자(discriminator) 프로토콜을 구분하는 구분자
보안 헤더 타입 보안을 위해 사용되는 헤더의 타입
TAU 거절 메시지 ID 메시지의 식별자
EMM 원인 거절의 원인을 나타냄
T3346 값 지연 시간 타이머(MM 백오프 타이머)
한편, 상기 메시지가 Deactivate EPS Bearer Context 요청 메시지일 경우, 포함될 수 있는 정보는 다음의 표 4와 같다.
표 4
정보 설명
프로토콜 구분자(discriminator) 프로토콜을 구분하는 구분자
EPS 베어러 ID EPS 베어러의 식별자
Procedure transaction ID Procedure transaction 식별자
Deactivate EPS bearer context request message ID 메시지의 식별자
ESM 원인 거절의 원인을 나타냄
Protocol configuration options 프로토콜 관련 정보
T3396 값 지연 시간 타이머(SM 백오프 타이머)
한편, eNodeB(200)도 혼잡 제어를 수행할 수 있다. 예를 들어, RRC 연결 요청에 대해서 eNodeB(200)는 도 12과 같이 동작함으로써, 혼잡 제어를 수행할 수 있다.
도 12는 RRC 연결이 거절되는 예시를 나타낸다.
도 12를 참조하여 알 수 있는 바와 같이, 유휴 상태(Idle state)의 MTC 기기(100)은 데이터 전송을 시도하기 위해 RRC 연결을 맺고자 할 경우, RRC 연결 요청 (RRC connection request) 메시지를 eNodeB(200)으로 전송한다.
이때, 만약 상기 eNodeB(200)가 과부하 상태인 경우, 상기 eNodeB(200)는 RRC 연결 거절(RRC Connection Reject) 메시지를 상기 MTC 기기(100)로 전송한다. 상기 RRC 연결 거절 메시지는 지연 시간 타이머, 예컨대 연장 대기 타이머(extended wait timer)를 포함할 수 있다. 상기 지연 시간 타이머, 예컨대 연장 대기 타이머(extended wait timer)는 지연 허용 접속(Delay Tolerant access) 요청을 위한 초 단위의 대기 시간이다. 상기 연장 대기 타이머는 최대 1800 초 (즉, 30 분)으로 지정될 수 있다.
이상에서 살펴본 바와 같이, MTC 기기(100)의 경우 낮은 우선순위(low priority)로 동작하도록 설정되는 경우가 많은데 그러한 MTC 기기(100)의 경우 네트워크 혼잡 상황에서 RRC/RR(C) 연결 수립 절차를 수행시 지연 시간 타이머, 예컨대 연장 대기 타이머(extended wait timer)와 함께 (e)NodeB로부터 거절(reject) 응답을 받을 수 있다. 또한, 상기 낮은 우선순위(low priority)로 동작하도록 설정된 MTC 기기(100)는 EMM 및 ESM / GMM 및 SM 절차 수행 시 지연 시간 타이머(MM 백오프 타이머 또는 SM 백오프 타이머)와 함께 네트워크 (MME 또는 SGSN)으로부터 거절 응답을 받을 수도 있다. 이러한 경우 단말은 상기 지연 시간 타이머(MM 백오프 타이머 또는 SM 백오프 타이머) 또는 연장 대기 타이머가 만료될 때까지 EMM 및 ESM 절차 또는 GMM 및 SM 절차를 수행하지 못할 수 있다. 단말이 네트워크로 NAS 메시지를 전송할 수 없으므로 단말이 idle 상태인 경우 RRC/RR(C) connection establishment procedure 를 개시하지 못하는 결과를 낳을 수 있다.
한편, 도 9에서는 네트워크 노드가 MTC 관련 모니터링을 수행하는 것으로 도시하였으나, MTC 기기(100)가 MTC 모니터링을 수행하여 그 결과를 보고하도록 할 수도 있다. 그러나 만약 상기 MTC 기기(100)가 전술한 바와 같이 낮은 우선순위(low priority)로 동작하도록 설정되어 있고, 상기 지연 시간 타이머, 예컨대 연장 대기 타이머 또는 상기 지연 시간 타이머(백오프 타이머)를 구동중인 경우, 상기 결과를 보고할 수 없는 문제점이 있다. 즉, 상기 MTC 기기(100)에서 발생한 이상 징후를 네트워크가 알아내는데 까지 지연이 생기며, 이에 따른 적절한 조치를 적절하게 수행하는 것이 어려운 문제가 발생한다.
따라서, 이하에서는 MTC 기기(100)가 MTC 관련 모니터링을 수행하고 네트워크로 그 결과를 올바르게 보고할 수 있도록 하는 방안에 대해서 설명하기로 한다.
도 13은 본 명세서에서 제시되는 일 실시예에 따라 MTC 기기가 모니터링을 수행하는 과정을 나타낸 신호 흐름도이다. 도 14는 도 13에 도시된 인터페이스와 프로토콜을 나타낸 예시도이다.
도 13을 참조하기 앞서, 도 14에 도시된 바와 같이 상기 MTC 기기(100)와 (e)NodeB(200) 간에 송수신되는 메시지들은 RRC(Radio Resource Control) 프로토콜에 기반한 메시지이다. 상기 (e)NodeB(200)와 상기 MME/SGSN(510) 간에 송수신되는 메시지들은 S1-AP(S1 Application Protocol)에 기반한 메시지이다. 그리고 상기 MTC 기기(100)와 상기 MME/SGSN(510) 간에 송수신되는 메시지들은 NAS(Non-Access stratum) 프로토콜에 의한 메시지이다. 상기 NAS 프로토콜에 의한 메시지들은 상기 RRC 프로토콜에 의한 메시지와 상기 S1-AP 메시지로 각기 캡슐화되어 전송된다.
도 13에 도시된 대부분의 단계들은 도 9에 도시된 단계들과 유사하므로, 중복하여 설명하지 않고, 차별되는 단계에 대해서만 설명하기로 한다. 도 9에 도시된 단계들과 차별되는 단계에 대해서 먼저 간략하게 언급하면 다음과 같다.
본 발명에서 제안하는 MTC 모니터링의 방안은 아래와 같은 하나 이상의 동작의 조합으로 구현될 수 있다.
첫 번째로, 상기 MTC 기기(100)는 MTC 모니터링과 관련된 능력(capability) 정보 및 MTC 모니터링의 활성(enable) 여부에 대한 정보 중 하나 이상을 네트워크 노드로 알릴 수 있다. 이에 따라, 상기 네트워크 노드는 상기 MTC 기기(100)에 의한 RRC 연결 요청, 어태치 요청, TAU 요청 및 RAU 요청 중 하나 이상이 있으면, 상기 요청을 거절하지 않고, 허용할 수 있다. 이때, 전술한 지연 시간 타이머(예컨대, 백오프 타이머 또는 연장 대기 타이머(extended wait timer))가 동작중이더라도, 상기 MTC 기기(100)는 상기 연결 요청을 전송할 수 있고, 상기 네트워크 노드도 이를 허용할 수 있다.
두 번째로, 네트워크 노드는 상기 MTC 기기(100)로 MTC 모니터링 이벤트 관련 정보를 전송함으로써, 상기 MTC 기기(100)가 상기 MTC 모니터링 이벤트 관련 정보에 기초하여, 모니터링을 수행하도록 할 수 있다, 또한, 상기 MTC 기기(100)가 상기 모니터링 결과에 따른 보고를 전송하기 위해, RRC 연결 요청, 어태치 요청, TAU 요청 및 RAU 요청 중 하나 이상을 요청하면, (e)NodeB(200) 또는 MME/SGSN(510)는 상기 요청을 거절하지 않고 허용하도록 한다. 이때, 전술한 지연 시간 타이머(백오프 타이머 또는 연장 대기 타이머)가 동작중이더라도, 상기 MTC 기기(100)는 상기 연결 요청을 전송할 수 있고, 상기 네트워크 노드도 이를 허용할 수 있다.
이하 도면을 참조하여 각 단계를 설명하기로 한다. 본 발명에서 제안하는 MTC 모니터링 방법을 위해 이하 단계 중 일부만 요구될 수도 있고, 단계들의 조합이 여러 phase로 나뉘어 수행될 수도 있다.
0) 상기 MTC 기기(100)는 자신이 MTC 모니터링을 수행할 수 있는지를 나타내는 능력(capability) 정보와 상기 MTC 모니터링이 활성화(enable)되어 있는지 혹은 비활성화(disable)되어 있는지에 대한 활성 정보 중 하나 이상을 상기 (e)NodeB(200)을 통하여, 상기 MME/SGSN(510), 상기 HSS/HLR(540), 상기 MTC-IWF(610) 및 서비스 기능 서버(620) 중 하나 이상으로 전송할 수 있다.
상기 능력 정보는 아래 표의 항목들 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 그러나, 상기 능력 정보는 아래의 표에 있는 항목에만 국한되지 않는다. 즉, 아래의 표의 항목 외에도 상기 MTC 기기가 함축적으로 여러 능력 정보를 전달할 수도 있다.
표 5
- 모니터링 이벤트 검출 능력- 모니터링 이벤트 검출시 네트워크에 보고할 수 있는 능력- 모니터링 이벤트 검출시 그에 따른 동작(action)을 수행할 수 있는 능력- 검출 가능한 이벤트의 종류 및 유형에 대한 정보- 이벤트 검출시 그에 따라 수행할 수 있는 동작의 종류 및 유형에 대한 정보
위의 표에 나타난 항목들 중 하나 이상을 활성화(enable)되거나 비활성화(disable)될 수 있다. 상기 MTC 기기(100)로부터 전달되는 활성 정보는 활성화된 항목을 포함할 수 있다. 대안적으로 MTC 기기(100)로부터 전달되는 활성 정보는 비활성화된 항목에 대한 정보만을 포함할 수도 있다. 혹은 MTC 기기(100)로부터 전달되는 활성 정보는 활성화된 항목과, 비활성화된 항목에 대한 정보를 모두 포함할 수 있다.
한편, 상기 MTC 기기(100)가 상기 능력 정보 및 활성 정보를 전달하는 방법으로는 기존의 이동 관리 절차(mobility management procedures)(예컨대, 어태치 절차, RAU 절차, 또는 TAU 절차 등), 세션 관리 절차(session management procedures)(예컨대 PDN 연결 절차, 베어러 리소스 할당 절차, PDP 컨텍스트 활성 절차 등), 각종 핸드오버 절차를 이용할 수도 있고, 그 외의 기존의 네트워크와의 인터렉션 절차를 이용할 수도 있다. 또는 본 발명을 위해 새롭게 정의한 메시지 절차를 이용할 수도 있다.
한편, 상기 MTC 기기(100)로부터 상기 능력 정보 및 활성 정보가 전달되는 대상은 언급한 상기 MME/SGSN(510), 상기 HSS/HLR(540), 상기 MTC-IWF(610) 및 서비스 기능 서버(620) 외에도, MSC, P-GW, GGSN, PCRF, AAA 서버, ANDSF(Access Network Discovery and Selection Function) 서버, MTC 서버, MTC monitoring을 위한 서버 등이 될 수 있다. 상기한 다양한 네트워크 노드들의 범주는 본 발명 전반에 걸쳐 네트워크 또는 네트워크 노드로 표현되는 모든 경우에 적용 가능하다.
다른 한편, 상기 능력 정보 및 활성 정보가 상기 HSS/HLR(540)에 저장되어 있는 경우, 상기 MME/SGSN(510), 상기 MTC-IWF(610), 상기 서비스 기능 서버(620) 및 다양한 네트워크 노드는 상기 HSS/HLR(540)로부터 상기 능력 정보 및 활성 정보를 획득할 수도 있다. 즉, 가입자 정보와 같은 데이터베이스로부터 획득할 수 있다. 또는 일부의 정보는 MTC 기기로부터 일부의 정보는 네트워크 내의 데이터 베이스로부터 획득할 수도 있다.
1~5) 이 단계들은 도 9의 단계 1~5 단계에 대한 설명을 따르기로 하고, 재차 설명하지 않기로 한다.
6~7) 상기 MTC-IWF(610)은 상기 SCS(620) 및 상기 HSS/HLR(540)으로부터 수신한 정보에 기초해서, 상기 모니터링을 수행할 주체로서, MTC 기기(100)을 결정한다. 그리고, 상기 MTC-IWF(610)는 상기 MME/SGSN(510)를 통하여 상기 MTC 기기(100)로 모니터링 요청을 전송한다. 상기 모니터링 요청은 모니터링 이벤트 데이터를 포함할 수 있다.
상기 모니터링 이벤트 데이터 관련 정보는 아래 표의 항목들 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 그러나, 여기에 국한되지 않고 다양한 항목을 포함할 수 있으며, 또한 종래의 네트워크가 MTC 기기(100)에게 제공하는 다양한 정보가 포함될 수 있다.
표 6
검출해야 하는 모니터링 이벤트 관련 정보 및 이벤트의 검출 판단 기준정보- 사용(적용) 가능한 MTC Feature 및/또는 사용(적용) 불가능한 MTC Feature(s)- MTC 기기와 UICC 간의 어소시에이션(association)- 연결 유실(loss of connectivity)- 통신 실패 이벤트 및 원인 - MTC 기기의 허용 위치 및/또는 제한 위치(지리적 위치(geographical position) 및/또는 네트워크 접속/어태치의 위치(point of attachment in the network))
이벤트 검출시 수행해야 하는 동작 또는 작업에 대한 정보- 네트워크에 보고(report) 수행- 동작 또는 태스크 수행- 상기의 네트워크로의 보고 외에 추가적으로 네트워크와의 동작 수행
위 표에서, 검출해야 하는 모니터링 이벤트 관련 정보 및 이벤트의 검출 판단 기준정보의 항목 들에 대해서 상세하게 설명하면 다음과 같다.
상기 MTC Feature와 관련하여, 사용(적용) 가능한 MTC Feature외에, MTC feature가 사용(적용)된 경우 그리고/또는 사용(적용) 불가능한 MTC feature가 사용(적용)된 경우에, MTC 기기(100)는 이벤트가 검출되었다고 판단할 수 있다.
또한, 위의 표에서 MTC 기기와 UICC 간의 어소시에이션(association)과 관련하여, 상기 MTC 기기와 UICC 간의 어소시에이션(association)이 변경되면, MTC 기기(100)는 모니터링이벤트가 검출되었다고 판단할 수 있다.
또한, 위의 표에서 연결 유실(loss of connectivity)과 관련하여, 네트워크로의 연결이 손실된 경우, 상기 MTC 기기(100)는 이벤트가 검출되었다고 판단할 수 있다.
또한, 위의 표에서 통신 실패 이벤트 및 원인(예컨대, 연결 에러 코드)와 관련하여, 네트워크와의 통신 실패가 발생한 경우 상기 MTC 기기(100)는 이벤트가 검출되었다고 판단할 수 있다.
또한, 위의 표에서 MTC 기기의 허용 위치 및/또는 제한 위치와 관련하여, 상기 MTC 기기(100)가 허용 위치를 벗어난 경우, 혹은 제한된 위치 내로 들어간 경우, 상기 MTC 기기(100)는 이벤트가 검출되었다고 판단할 수 있다. 여기서, 상기 위치 정보는 다양한 세부 단계(granularity)로 운영 가능하다. 예를 들어, 상기 위치 정보는 셀 단위, 위치 영역(location area) 단위, 트래킹 영역(tracking area) 단위, 라우팅 영역(routing area) 단위, PLMN 단위, 실제 경도/위도로 구성된 영역 단위, 위치 등록이 가능한 또는 불가능한 서빙 노드 단위, 캠프 온이 가능한 또는 불가능한 (e)NodeB 단위 등으로 구현될 수 있다. 예를 들면, MME(510)는 상기 MTC 기기(100)로부터 수신한 어태치 요청(Attach Request)에 대한 응답으로 어태치 수락(Attach Accept) 메시지를 전송할 때, 상기 MTC 기기(100)에게 허용되는 트래킹 영역(tracking area)들을 포함하는 리스트로 만들어서 전송할 수 있다. 혹은 대안적으로, 상기 MME(510)은 상기 어태치 수락(Attach Accept) 메시지에 포함시켜 보내는 TAI 리스트(TAI list 1이라 칭함)와는 별도로, 상기 MTC 기기(100)에게 허용되는 트래킹 영역(tracking area)들에 대한 TAI list (TAI list 2라 칭함)를 생성하여 어태치 수락 메시지에 포함시킬 수도 있다.
한편, 상기 검출해야 하는 모니터링 이벤트 관련 정보 및 이벤트의 검출 판단 기준정보에서, 검출해야 하는 이벤트 별로 혹은 그룹단위로 연관된 MTC 애플리케이션에 대한 정보(예컨대, 애플리케이션 ID) 및/또는 연관된 서비스 기능 서버(SCS)에 대한 정보 및/또는 연관된 애플리케이션 서버 정보 등이 더 포함될 수 있다.
다른 한편, 위 표에서 동작 또는 태스크 수행 항목은 상기 항목은 추가적으로 상세 정보를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 항목은 MTC 기기가 내부적으로 수행해야 하는 동작 또는 태스크의 정보, 동작 또는 태스크를 수행해야 하는 시간 정보, 동작 또는 태스크의 수행에 허용되는 시간 정보 (예, timer 같은 정보) 등 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 또 다른 예를 들어 상기 항목은 앞으로 수행할 수 없는 동작 또는 태스크 (예, 핸드오버 요청, 베어러 리소스 할당 요청 절차 등), MTC 기기내의 주요 정보를 삭제하는 동작 또는 태스크, 검출한 이벤트 관련 정보를 MTC 기기의 애플리케이션으로 제공하는 동작 또는태스크에 대한 정보를 포함할 수 있다.
상기 동작 또는 작업에 대한 정보는 검출해야 하는 이벤트 별로 혹은 그룹단위의 이벤트 별로 구성될 수 있다.
위 표에서 상기 네트워크로의 보고 외에 추가적으로 네트워크와의 동작 수행 항목은 추가적으로 상세 정보를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 항목은 네트워크와 수행해야 하는 동작 정보 외에, 네트워크와의 동작을 수행해야 하는 시간 정보, 네트워크와의 동작 수행에 허용되는 시간 정보 (예, timer 같은 정보) 등에 대한 정보를 더 포함할 수 있다. 여기서, 네트워크와의 동작이라 함은 예를 들면, PDN 연결해제(disconnect) 절차, PDP 컨텍스트 비활성화(context deactivation) 절차, 디태치(detach) 절차 등을 의미할 수 있다.
다른 한편, 위 표에서 네트워크 보고 수행 항목과 관련하여, 상기 항목은 추가적으로 상세 정보를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 네트워크 보고 수행 항목은 보고해야 하는 네트워크 노드 및/또는 서버에 대한 정보, 보고시 사용하는 메커니즘(가령, NAS 메시지를 사용한다면 어떤 NAS 메시지를 사용할 지, SMS 형태로 보고할 지, 우선순위 알람 형태로 보고할 지, 응급 요청(emergency call) 형태로 보고할 지 등), 상기 메커니즘 관련한 추가적인 지침(예컨대, low priority로 동작하는 MTC 기기인 경우 보고를 위한 메시지 전송 시 노멀(normal) 기기 (또는 일반 단말/기기)로 변경할지, 노멀 기기로 동작할지, 혹은 low priority를 무시할지 등), 보고 메시지 포함되는 정보, 보고를 수행해야 하는 시간 정보, 보고에 허용되는 시간 정보 (예, timer 같은 정보) 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
상기 보고 메시지에 포함되는 정보로는 아래의 표에 나타난 항목 중 하나 이상이 사용될 수 있다.
표 7
- 검출한 모니터링 이벤트의 종류- 이벤트를 검출한 시간- 검출한 이벤트와 관련한 서비스 기능 서버(SCS) 및/또는 애플리케이션 정보- 검출한 이벤트와 관련한 MTC 애플리케이션 정보(애플리케이션 식별자)- 검출한 이벤트와 관련한 추가적인 다양한 정보- 보고 메시지가 이벤트 검출에 의한 것을 알리는 인디케이터
위 표 7의 보고 메시지가 이벤트 검출에 의한 것을 알리는 인디케이터의 경우, 만약 상기 보고 메시지가 NAS 메시지이고, 상기 NAS 메시지를 네트워크로 전송하기 위해 NAS 시그널링 연결이 설정되어야 한다면, 상기 인디케이터는 NAS 메시지 뿐만 아니라 상기 RRC 메시지(예컨대, RRC 연결 요청 메시지)에도 포함될 수도 있다.
상기 보고 메시지에 포함되는 정보는 표에 나열된 것에만 국한되는 것은 아니고 네트워크 및/또는 MTC 서버 및/또는 MTC 사용자 에게 보고 시, 유용한 정보는 모두 포함될 수 있다. 또한, 종래 메시지에 포함될 경우, 새로운 정보 엘리먼트를 정의하여 포함시킬 수도 있고 기존의 정보 엘리먼트에 새로운 값을 정의하여 포함시킬 수도 있고, 기존의 정보 엘리먼트에서 사용하던 값 중에서 유사한 용도의 값을 사용할 수도 있다.
한편 위에서 언급한 상기 보고를 수행해야 하는 시간 정보, 동작 또는 태스크를 수행해야 하는 시간 정보, 네트워크와의 동작을 수행해야 하는 시간 정보는 다양한 형태로 구성 가능하다. 예를 들면, 상기 시간 정보는 이벤트를 검출하자 마자, 검출한 후 일정 시간 내에(가령, 5분 이내에 등), MTC 기기가 수행이 가능한 때에 등으로 설정할 수 있다. 또한, 상기 시간 정보는 수행을 강제하는지(shall), 권하는지(should), MTC 기기의 결정에 맡기는지(may)를 나타내는 정보를 포함할 수도 있다.
한편, 상기 시간 정보들(즉, 보고를 수행해야 하는 시간 정보, 보고에 허용되는 시간 정보, 동작 또는 태스크를 수행해야 하는 시간 정보, 동작 또는 태스크 수행에 허용되는 시간 정보, 네트워크와의 동작을 수행해야 하는 시간 정보, 네트워크와의 동작 수행에 허용되는 시간 정보)는 각각 제공될 수도 있고, 종합적인 형태로 제공될 수도 있다.
다른 한편, 표 6의 모니터링 이벤트 관련 정보는 도 13에 도시된 단계 0)에서, 상기 MTC 기기(100)로부터 능력 정보 및/또는 활성 정보를 수신하는 것에 응답하여, 상기 MTC 기기(100)로 사전에 전달될 수도 있다.
상기 MTC 기기(100)에게 상기 모니터링 이벤트 관련 정보를 전송하는 네트워크 노드는 이를 자신이 저장하고 있다가 전송하는 것일 수도 있고, 다른 네트워크 노드(들)로부터 획득한 후 전송하는 것일 수도 있다. 또는 일부는 자신이 저장하고 있고 일부는 다른 노드(들)로부터 획득한 후, 전달할 수도 있다. 이러한 획득은 도 13에 도시된 단계 0)에서, 상기 MTC 기기(100)가 능력 정보 및/또는 활성 정보를 전달하는 과정의 일환으로 연관되어 수행될 수 있다. 예를 들어, MTC 기기(100)으로부터 어태치 요청을 수신한 MME/SGSN(510)가 HSS/HLR(540)로 위치 갱신(Update Location) 절차를 수행 시, 상기 MTC 기기(100)와 관련된 가입자 정보와 함께 또는 별도로 HSS/HLR(540)으로부터 획득될 수 있다. 상기 어태치 요청 메시지는 MTC 기기(100)의 MTC 모니터링과 관련된 능력 정보 및 MTC 모니터링의 활성 관련 정보 중 하나 이상을 포함할 수 있으며, HSS/HLR(540)로부터 상기 MTC 기기에 대한 모니터링 이벤트 관련 정보를 획득한 MMS/SGSN(510)은 MTC 기기(100)에게 전송하는 어태치 수락(Attach Accept) 메시지에 상기 모니터링 이벤트 관련 정보를 포함시킬 수 있다.
한편, 상기 네트워크 노드는 상기 MTC 기기(100)에 전달한 상기 모니터링 이벤트 관련 정보를 갱신할 필요가 있는 경우, MTC 기기와의 인터랙션을 통해 갱신/변경할 수 있다.
상기한 방법 외에도 MTC 기기는 다양한 방법 및 형태로 상기 모니터링 이벤트 관련 정보를 설정 및/또는 획득 및/또는 저장 및/또는 갱신할 수 있다. 또한, MTC 기기는 일부의 정보는 자신이 이미 가지고 있고, 일부는 네트워크로부터 획득할 수도 있다.
이제 다시 도 13으로 돌아가 설명하면 다음과 같다.
8) 상기 모니터링 이벤트 데이터를 포함하는 요청을 수신하면, 상기 MTC 기기(100)은 이벤트를 모니터링하도록 설정한다.
도 15는 네트워크 혼잡 또는 과부하에 따라 MTC 기기가 네트워크에 메시지를 전송할 수 없을 때, MTC 모니터링 결과를 전송하는 방안을 나타낸 흐름도이다.
도 15를 참조하여 각 단계를 설명하면 다음과 같다. MTC 기기(100)는 상기 도 13과 관련하여 설명한 바와 같이 표 6과 같은 모니터링 이벤트 관련 정보를 이미 획득한 상태라고 가정한다.
본 발명에서 제안하는 MTC 모니터링 방법은 이하 단계들 중 하나 이상의 조합으로 구성될 수 있다.
1~4) 상기 MTC 기기(100)는 2개의 우선순위(dual priorities) 혹은 다중 우선순위를 지원하도록 설정되어 있고 (즉, dual priority 단말 혹은 multi priority 단말이고), low priority로 동작한다. 또는 상기 MTC 기기(100)는 low priority만 지원하고 (즉, low priority 단말이고) 그에 따라 low priority로만 동작한다. 이때, 도 11 및 도 12에 도시된 바와 같이, 상기 MTC 기기(100)는 low priority로 동작함으로 인해 지연 시간 타이머, 예컨대 MM 백오프 타이머, SM 백오프 타이머, 및 연장 대기 타이머(extended wait timer)중 하나 이상을 수신하여, 해당 타이머를 구동중이다.
5~7) 이때, 상기 MTC기기(100)가 상기 이벤트를 모니터링하여 검출 및 수집한 경우, 상기 수집된 이벤트 데이터에 대한 보고를 전송하기 위해서, 상기 MTC 기기(100)는 normal priority(또는 override low priority 또는 low priority 보다 높은 priority)로 동작/변경할 수 있다. 또는, 상기 MTC 기기(100)가 low priority로만 설정되어 있더라도, 상기 low priority를 무시하고 상기 수집된 이벤트 데이터에 대한 보고를 네트워크로 전송할 수 있다. 또한, 상기 MTC 기기(100)는 지연 시간 타이머, 예컨대 상기 MM 백오프 타이머, SM 백오프 타이머, 및 연장 대기 타이머(extended wait timer)중 하나 이상이 구동되어 있는 경우, 해당 타이머의 구동을 중단하거나, 무시할 수 있다.
이와 같이 상기 보고를 전송하기 위해, low priority에서 normal priority(또는 override low priority 또는 low priority 보다 높은 priority)로 변경하거나, normal priority(또는 override low priority 또는 low priority 보다 높은 priority)로 동작하거나, 혹은 low priority를 무시하도록, 상기 MTC 기기(100)를 설정할 수 있다. 상기의 설정은 네트워크 노드가 수행할 수도 있다. 예컨대, 상기의 설정은 low priority 단말에 모니터링 이벤트 보고를 위해 normal 단말로 동작/변경하도록 하는 설정 (가령, configured to override the NAS signalling low priority indicator for MTC monitoring)일 수도 있고, dual priority 단말에 모니터링 이벤트 보고를 위해 normal 단말로 동작/변경하도록 하는 설정 (가령, configured to override the NAS signalling low priority indicator for MTC monitoring)일 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 MTC 기기(100)가 상기 low priority로 설정되어 있는 경우 (즉, low priority 단말인 경우) 또는 low priority로 동작해야 하는 dual priority 단말인 경우, 상기 MTC 기기(100)는 상기 보고를 전송하기 위해서 아래의 동작들 중 하나 이상을 추가적으로 더 수행할 수 있다.
2개 우선순위가 지원될 때 (즉, dual priority 단말이), low priority에서normal priority로 변경하는 일반적인 동작을 따라, 상기 MTC 기기(100)는 우선 순위를 변경하여 동작한다. 즉, 3GPP TS 24.008 및 TS 24.301 문서를 참고하여 알 수 있는 바와 같이, 상위 계층(예컨대 애플리케이션 계층)은 NAS 계층으로 low priority에서 normal priority(또는 override low priority 또는 low priority 보다 높은 priority)으로 변경하라고 또는 normal priority(또는 override low priority 또는 low priority 보다 높은 priority)로 동작하라고 지시/요청할 수 있다. 이러한 사항을 본 발명에 대해 적용하면, 상기 MTC 기기(100)가 모니터링 관련 이벤트를 검출하면, MTC 관련 애플리케이션 또는 애플리케이션 계층 또는 단말의 AS 계층은 NAS 계층으로 low priority에서 normal priority(또는 override low priority 또는 low priority 보다 높은 priority)으로 변경하라고, normal priority(또는 override low priority 또는 low priority 보다 높은 priority)로 동작하라고, 또는 low priority를 무시하라고 지시/요청할 수 있다. 또는 상기 MTC 기기(100)의 NAS 계층에서 모니터링 관련 이벤트를 검출하면, low priority에서 normal priority(또는 override low priority 또는 low priority 보다 높은 priority)으로 변경할 것을, normal priority(또는 override low priority 또는 low priority 보다 높은 priority)로 동작할 것을, 또는 low priority를 무시할 것을 결정할 수 있다.
상기 MTC 기기(100)가 이동 관리(Mobility Management: MM) 백오프 타이머(또는 T3346)를 구동하는 중이더라도, 상기 보고 메시지를 포함하는 MM 메시지를 네트워크로 전송하기 위해, 상기 구동중인 MM 백오프 타이머는 중단될 수도 있고, 혹은 무시될 수도 있다.
상기 MTC 기기(100)가 세션 관리(Session Management: SM) 백오프 타이머(또는 T3396)를 구동하는 중이더라도, 상기 보고 메시지를 포함하는 SM 메시지 또는 SM 메시지를 내포한 MM 메시지를 네트워크로 전송하기 위해서, 상기 구동중인 SM 백오프 타이머는 중단될 수도 있고, 혹은 무시될 수도 있다.
8) 위와 같은 동작들이 완료되면, 상기 MTC 기기(100)는 수집된 이벤트에 관한 보고 메시지를 (e)NodeB(200)를 통해 네트워크, 예컨대 MME/SGSN(510), MTC-IWF(610)로 전송할 수 있다.
이때, 상기 MTC 기기(100)가 상기 보고 메시지를 NAS 메시지에 포함시켜 전송하는 경우, NAS 메시지에 포함시키는 low priority 인디케이터를 "NAS 시그널링을 위해 low priority로 설정됨" (또는 MS is configured for NAS signalling low priority)로 설정할 수도 있다. 혹은 NAS 메시지에 포함시키는 low priority 인디케이터를 "NAS 시그널링을 위해 low priority로 설정되지 않음" (또는 MS is not configured for NAS signalling low priority)로 설정할 수도 있다. 즉, 상기 NAS 메시지는 low priority에 관한 사항이 포함되지 않을 수 있다.
또는, 상기 MTC 기기(100)가 상기 보고 메시지를 RRC 메시지에 포함시켜 전송하는 경우 또는 상기 NAS 메시지에 보고 메시지가 포함되는데 NAS 메시지를 전송하기 위해 RRC 연결 요청 메시지를 전송해야 하는 경우, 상기 RRC 메시지는 low access priority 정보 (또는 delayTolerantAccess 관련 정보)를 포함시킬 수도 있고 (또는 설정할 수도 있고), 포함시키지 않을 수도 있다 (또는 설정하지 않을 수도 있다).
또는, 상기 MTC 기기(100)가 EAB(Extended Access Barring)를 적용받는 경우, NAS 계층에서 RRC 계층으로 RRC 연결 요청 시 EAB 적용을 수행하지 말 것을 알려줄 수 있다(또는 EAB 적용을 수행하도록 하는 정보를 포함하지 않음).
위와 같은 추가적인 동작들의 개념은 Access class barring 등에도 확장 적용될 수 있다. 가령, 상기 MTC 기기(100)에 access class barring가 적용되는 경우더라도, 상기 보고 메시지를 전송해야 할 때에는 상기 ACB의 적용을 받지 않고 전송할 수 있다.
한편, 상기 보고 메시지가 인캡슐레이션되는 그리고/또는 상기 보고 메시지와 연관된 MM 메시지, SM 메시지, NAS 메시지, RRC 메시지와 같은 메시지(예컨대, 어태치 요청 메시지, TAU 요청 메시지, RAU 요청 메시지, RRC 연결 요청 메시지, 핸드오버 요청 메시지, 서비스 요청을 위한 메시지 (Service Request 또는 Extended Service Request) 등)의 헤더에는 상기 메시지가 이벤트의 검출과 관련되어 있고 이를 보고하기 위한 목적임을 알리는 인디케이터 또는 정보를 명시적으로 또는 함축적으로 포함시킬 수도 있다. 또는, 상기 보고 메시지가 인캡슐레이션되는 메시지는 상기 보고를 위한 전용의 메시지일 수 있다. 위와 같은 메커니즘들을 통해, 네트워크로의 전송이 차단되는 다양한 경우(허용되지 않는 위치, 허용되는 액세스 시간이 아님, 로밍이 허용안 됨)에도 상기 MTC 기기는 상기 보고 메시지를 전송할 수 있다.
한편, 다시 도 15을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
9) 상기 MME/SGSN(510)는 상기 MTC 기기(100)에 대해 지연 시간 타이머, 예컨대 상기 MM 백오프 타이머, SM 백오프 타이머, 연장 대기 타이머(extended wait timer)가 구동중임에도, 상기 보고 메시지를 수신하는 경우, 상기 메시지를 수락할지 여부를 결정한다.
상기 결정을 위해, 상기 MME/SGSN (510)은 상기 메시지에 포함된 보고 목적임을 알리는 인디케이터 또는 정보를 고려한다. 즉, 상기 MME/SGSN (510)는 상기 인디케이터 또는 정보에 기반하여, 상기 메시지가 상기 MTC 기기(100)가 검출한 이벤트를 보고하기 위해서 전송된 것임을 인식하면, 상기 메시지를 수락하는 것으로 결정한다.
한편, 상기 MTC 기기(100)가 low priority로 동작중임에도 또는 상기 MTC 기기(100)에 대해 지연 시간 타이머(예컨대 상기 MM 백오프 타이머, SM 백오프 타이머, 연장 대기 타이머)가 구동중임에도, 상기 MME/SGSN (510)가 상기 보고 메시지를 수신한 경우, 상기 MME/SGSN(510)는 상기 메시지를 수락할지 여부를 결정한다. 이때, 상기 MME/SGSN(510)는 상기 인디케이터 또는 정보에 기반하여, 상기 메시지가 상기 MTC 기기(100)가 검출한 이벤트를 보고하기 위해서 전송된 것임을 인식하고, 상기 메시지를 수락하는 것으로 결정할 수 있다.
대안적으로, 상기 MTC 기기(100)가 low priority로 동작중임에도 또는 상기 MTC 기기(100)에 대해 지연 시간 타이머(예컨대 상기 MM 백오프 타이머, SM 백오프 타이머, 연장 대기 타이머)가 구동중임에도, 상기 MME/SGSN(510)가 상기 보고 메시지를 수신한 경우, 상기 MTC 기기(100)의 능력(capabilities) 정보 및/또는 활성(enable/disable) 정보 및/또는 상기 MME/SGSN(510)에 설정되어 있는 MTC 모니터링 관련 정보에 기초하여 상기 MME/SGSN(510)는 상기 메시지를 수락할지 여부를 결정한다. 예를 들어, 상기 MME/SGSN (510)은 상기 MTC 기기(100)가 MTC 모니터링 관련 능력이 있고, 활성화되어 있는 경우, 상기 수신한 메시지를 판독하여, 이벤트 보고를 담고 있는지 확인한다. 상기 확인 결과 포함하고 있으면, 상기 메시지를 수락하는 것으로 결정한다. 또는, 상기 MME/SGSN(510)이 상기 MTC 기기(100)에 대해 MTC 모니터링을 수행하도록 설정이 되어 있는 경우, 상기 수신한 메시지를 판독하여, 이벤트 보고를 담고 있는지 확인한다. 상기 확인 결과 포함하고 있으면, 상기 메시지를 수락하는 것으로 결정한다. 상기의 메시지에 포함된 이벤트 보고는 MTC 기기(100)의 입장에서는 통상적인 NAS 메시지 (MM 메시지 또는 SM 메시지)의 형태일 수 있으나, MME/SGSN(510)이 설정되어 있는 MTC 모니터링 이벤트 정보에 기반하여 분석 결과 이벤트가 검출되었다고 판단할 수도 있다.
10-13) 상기 MME/SGSN (510)는 상기 보고 메시지를 상기 MTC-IWF(610)로 전달하고, 상기 MTC-IWF(610)는 누가 상기 보고를 받을 것인지에 대해 보고 메시지에 관련 정보가 있는지 확인한다. 만약, 상기 MME/SGSN (510)로부터 수신한 보고에 상기 정보가 포함되어 있지 않으면, 상기 HSS/HLR(540)으로 SCS(620) 또는 애플리케이션 서버의 조회 요청을 전송한다. 상기 HSS/HLR(540)로부터 조회 결과를 수신하면, 상기 조회 확인된 SCS(620) 또는 애플리케이션 서버로 MTC 이벤트에 대한 보고를 전송한다. 상기 MME/SGSN(510)은 MTC 기기로부터 수신한 메시지가 검출한 모니터링 이벤트 관련 정보를 보고하기 위함임을 인식한 후, SCS(620) 또는 애플리케이션 서버로 MTC 이벤트를 보고하는 동작 및/또는 상기 보고된 모니터링 이벤트 관련하여 상기 MTC 기기에 대한 적절한 조치를 수행할 수도 있다. 상기 MTC 기기에 대한 적절한 조치의 예로는, UE에게 할당된 리소스를 축소(reduce) 하기, 핸드오버(handover)를 거절, UE를 디태치(detach) 시키기 등의 다양한 동작이 있다.
상기의 단계 1 내지 4에서는 MTC 기기가 low priority로 동작함으로 인해 지연 시간 타이머, 예컨대 MM 백오프 타이머, SM 백오프 타이머, 및 연장 대기 타이머(extended wait timer)중 하나 이상을 수신하여, 해당 타이머를 구동중인 것으로 설명하였다. 그러나, MTC 기기가 low priority로 동작하지 않더라도 MME/SGSN은 혼잡제어를 위해 MTC 기기에게 지연 시간 타이머 (예컨대 MM 백오프 타이머, SM 백오프 타이머)를 제공할 수 있는 바, low priority와 상관없이 동작하는 MTC 기기 또는 normal하게 동작하는 MTC 기기 또는 low priority로 동작하지 않는 MTC 기기에 대해서도 도 15를 사용하여 본 발명에서 제안하는 MTC 모니터링 방법을 적용할 수 있다.
지금까지 설명한 내용들은 하드웨어로 구현될 수 있다. 이에 대해서 도 16를 참조하여 설명하기로 한다.
도 16은 본 발명의 실시예에 따른 MTC 기기(100) 및 MME/SGSN(510)의 구성 블록도이다.
도 16에 도시된 바와 같이 상기 MTC 기기(100)은 저장 수단(101)와 컨트롤러(102)와 송수신부(103)를 포함한다. 그리고 상기 MME/SGSN(510)는 저장 수단(511)와 컨트롤러(512)와 송수신부(513)를 포함한다.
상기 저장 수단들(101, 511)은 도 9 내지 도 15에 도시된 방법을 저장한다.
상기 컨트롤러들(102, 512)은 상기 저장 수단들(101, 511) 및 상기 송수신부들(103, 513)을 제어한다. 구체적으로 상기 컨트롤러들(102, 512)은 상기 저장 수단들(101, 511)에 저장된 상기 방법들을 각기 실행한다. 그리고 상기 컨트롤러들(102, 512)은 상기 송수신부들(103, 513)을 통해 상기 전술한 신호들을 전송한다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명하였으나, 본 발명의 범위는 이와 같은 특정 실시예에만 한정되는 것은 아니므로, 본 발명은 본 발명의 사상 및 특허청구범위에 기재된 범주 내에서 다양한 형태로 수정, 변경, 또는 개선될 수 있다.

Claims (15)

  1. 제1 우선 순위로 동작중인 MTC(Machine Type Communication) 기기가 지연 시간 타이머를 구동 중에, MTC 모니터링 관련 이벤트를 검출하는 단계와;
    상기 검출된 이벤트가 보고를 필요로 하는 경우, 상기 지연 시간 타이머가 구동 중이더라도, 상기 검출된 이벤트에 대한 보고를 포함하는 요청 메시지를 네트워크 노드로 전송하는 단계를 포함하고,
    여기서, 상기 요청 메시지는 상기 이벤트 검출에 의한 것임을 나타내는 인디케이터를 포함하는 것을 특징으로 하는 MTC 모니터링 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 요청 메시지는 어태치 요청 메시지, TAU(Tracking Area Update) 요청 메시지, RAU(Routing Area Update) 요청 메시지, RRC 연결 요청 메시지 중 어느 하나에 해당하는 것을 특징으로 하는 MTC 모니터링 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 구동중인 지연 시간 타이머는
    MM(Mobility Management) 백오프 타이머, SM(Session Management) 백오프 타이머, 연장 대기 타이머(extended wait timer) 중 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 MTC 모니터링 방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 요청 메시지를 전송하는 단계는
    상기 제1 우선순위에서 제2 우선 순위로 변경하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 MTC 모니터링 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제1 우선 순위는 low priority이고, 제2 우선 순위는 normal priority 또는 override low priority 또는 low priority 보다 높은 priority인 것을 특징으로 하는 MTC 모니터링 방법.
  6. 제1항에 있어서, 상기 보고는
    검출한 이벤트의 종류,
    이벤트를 검출한 시간,
    검출한 이벤트와 관련한 서비스 기능 서버(SCS) 및/또는 애플리케이션 정보
    검출한 이벤트와 관련한 MTC 애플리케이션 정보; 그리고
    검출한 이벤트와 관련한 추가 정보;
    중 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 MTC 모니터링 방법.
  7. 제1항에 있어서, 상기 이벤트 검출 단계에서는
    상기 MTC 기기가 허용 위치를 벗어난 경우, 혹은 제한된 위치 내로 들어간 경우, 상기 이벤트가 검출되었다고 결정하는 것을 특징으로 하는 MTC 모니터링 방법.
  8. 제7항에 있어서, 상기 위치는
    셀 단위, 위치 영역(location area) 단위, 트래킹 영역(tracking area) 단위, 라우팅 영역(routing area) 단위, PLMN 단위, 실제 경도/위도로 구성된 영역 단위, 위치 등록이 (불)가능한 서빙 노드 단위, 캠프 온이 (불)가능한 (e)NodeB 단위 중 어느 하나로 표현되는 것을 특징으로 하는 MTC 모니터링 방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 요청 메시지는 상기 제1 우선 순위에 대한 정보 없이 전송되는 것을 특징으로 하는 MTC 모니터링 방법.
  10. 제1항에 있어서, 상기 네트워크 노드는
    MME(Mobility Management Entity) 또는 SGSN(Serving GPRS Support Node)인 것을 특징으로 하는 MTC 모니터링 방법.
  11. MTC(Machine Type Communication) 기기로부터 요청 메시지를 수신하는 단계와, 여기서, 상기 MTC 기기는 제1 우선 순위로 동작 중이며, 그리고 지연 시간 타이머를 구동 중이고, 여기서 상기 요청 메시지는 이벤트 검출에 의한 것임을 나타내는 인디케이터를 포함하고;
    상기 인디케이터에 기초하여 상기 요청 메시지를 수락할지 결정하는 단계와;
    상기 요청 메시지를 수락하는 경우, 상기 요청 메시지를 MTC 모니터링 관련 서버로 전달하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 MTC 모니터링 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 요청 메시지는 어태치 요청 메시지, TAU(Tracking Area Update) 요청 메시지, RAU(Routing Area Update) 요청 메시지 중 어느 하나에 해당하는 것을 특징으로 하는 MTC 모니터링 방법.
  13. 제11항에 있어서, 상기 구동중인 지연 시간 타이머는
    MM(Mobility Management) 백오프 타이머, SM(Session Management) 백오프 타이머, 연장 대기 타이머(extended wait timer) 중 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 MTC 모니터링 방법.
  14. 제11항에 있어서, 상기 네트워크 노드는
    MME(Mobility Management Entity) 또는 SGSN(Serving GPRS Support Node)인 것을 특징으로 하는 MTC 모니터링 방법.
  15. 제11항에 있어서, 상기 MTC 모니터링 관련 서버는
    MTC-IWF, 서비스 기능 서버(Service Capability Sever), 또는 애플리케이션 서버인 것을 특징으로 하는 단말.
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