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KR20070080991A - 무선통신 시스템에서 무선 액세스 네트워크와 사용자단게이트웨이와의 데이터 터널 형성 방법 및 그 시스템 - Google Patents

무선통신 시스템에서 무선 액세스 네트워크와 사용자단게이트웨이와의 데이터 터널 형성 방법 및 그 시스템 Download PDF

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KR20070080991A
KR20070080991A KR1020060012614A KR20060012614A KR20070080991A KR 20070080991 A KR20070080991 A KR 20070080991A KR 1020060012614 A KR1020060012614 A KR 1020060012614A KR 20060012614 A KR20060012614 A KR 20060012614A KR 20070080991 A KR20070080991 A KR 20070080991A
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KR
South Korea
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ran
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Withdrawn
Application number
KR1020060012614A
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English (en)
Inventor
배은희
최성호
송오석
임한나
Original Assignee
삼성전자주식회사
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.)
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Publication date
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Abstract

본 발명은 무선통신 시스템에서, 사용자 데이터를 처리하는 네트워크 개체와 데이터 전송에 필요한 시그널링 메시지를 처리하는 네트워크 개체를 분리하고, 시그널링을 담당하는 네트워크 개체를 이용하여, 데이터 전송을 담당하는 네트워크 개체와 무선 액세스 네트워크(RAN)간의 데이터 터널을 형성하는 방법 및 그 시스템에 관한 것이다. 사용자 데이터를 처리하는 사용자단 게이트웨이와 구분되어, 데이터 전송에 필요한 시그널링 메시지를 처리하는 제어단 게이트웨이는, 사용자 단말로의 패킷 데이터 전송을 요청하기 위한, 상기 사용자단 게이트웨이의 베어러 정보를 포함하는 페이징 요청 메시지를 수신하고, 상기 페이징 요청 메시지에서 상기 베어러 정보를 제거한 후, 상기 베어러 정보가 제거된 상기 페이지 요청 메시지를 연결 가능한 전체 무선 액세스 네트워크(RAN)들에게 방송하며, 상기 RAN들 중 상기 사용자 단말과 접속 가능한 하나의 RAN을 통해 상기 사용자 단말로부터 상기 페이징 요청 메시지에 대응하는 서비스 요청 메시지를 수신하면, 상기 서비스 요청 메시지에 응답하여 상기 RAN과의 사이에 무선 액세스 베어러(RAN)를 설정하고, 상기 RAN으로부터 상기 RAN의 베어러 정보를 획득하고, 상기 RAN의 베어러 정보를 포함하는 PDP 컨텍스트 갱신 요청 메시지를 상기 사용자단 게에게 전송한 후, 상기 PDP 컨텍스트 갱신 요청 메시지에 응답하여 상기 사용자단 게이트웨이와 상기 RAN 사이에 상기 사용자 단말을 위한 데이터 터널을 형성하였음을 나타내는 PDP 컨텍스트 갱신 응답 메시지를 수신한다.
USER PLANE GATEWAY, CONTROL PLANE GATEWAY, DATA TUNNEL

Description

무선통신 시스템에서 무선 액세스 네트워크와 사용자단 게이트웨이와의 데이터 터널 형성 방법 및 그 시스템{METHOD FOR ESTABLISHING DATA TUNNEL BETWEEN RAN AND USER PLANE GATEWAY IN WIRELESS TELECOMMUNICATIONS SYSTEM AND THEREFOR SYSTEM}
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 무선 액세스 네트워크(RAN)와 사용자단 게이트웨이 간에 데이터 터널을 형성하기 위한 시그널링 흐름도.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 제어단 게이트웨이(CP-GW)의 동작을 나타낸 흐름도.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 사용자단 게이트웨이(UP-GW)의 동작을 나타낸 흐름도.
본 발명은 무선통신 시스템에 관한 것으로서, 특히 사용자 데이터를 처리하는 네트워크 개체와 데이터 전송에 필요한 시그널링 메시지를 처리하는 네트워크 개체를 분리하고, 시그널링을 담당하는 네트워크 개체를 이용하여, 데이터 전송을 담당하는 네트워크 개체와 무선 액세스 네트워크(Radio Access Network: RAN)간의 데이터 터널을 형성하는 방법 및 그 시스템에 관한 것이다.
제3 세대 무선통신 시스템은, 음성 서비스를 기반으로 하는 전형적인 제2세대 무선통신 시스템으로부터 발전한 것으로서, 음성 서비스뿐만 아니라 비교적 고속의 패킷 데이터 서비스를 지원 가능하며, 패킷 교환 네트워크와의 접속이 가능하다. 제3 세대 무선통신 시스템을 비롯한 전형적인 대부분의 통신 시스템에서는 시그널링 메시지를 처리하기 위한 제어 프로토콜들과 사용자 데이터를 처리하기 위한 사용자 프로토콜을 하나의 네트워크 개체에 구비하는 구조를 가진다.
구체적인 예로서, 유럽식 이동통신 시스템인 GSM(Global System for Mobile Communications)과 GPRS(General Packet Radio Services)을 기반으로 하고 광대역(Wideband) 부호분할 다중접속(Code Division Multiple Access: 이하 CDMA라 칭함)을 사용하는 비동기 방식의 제3 세대 이동통신 시스템인 UMTS(Universal Mobile Telecommunication Service) 시스템은, 사용자 단말(User Equipment: UE)과 무선으로 접속할 수 있는 무선 액세스 네트워크(Radio Access Network: RAN)와 코어 네트워크(Core Network: CN) 노드인 SGSN(Serving GPRS Support Node) 간의 데이터 터널과, SGSN과 GGSN(Gateway GPRS Support Node) 간의 데이터 터널이라는 2개의 터널들을 이용하여 UE에게 데이터를 전송한다.
이러한 구조를 가지는 기존의 제3 세대 시스템에서 SGSN은 사용자 데이터의 변환 혹은 처리를 전혀 수행하지 않음에도 불구하고, 불필요하게 단순하게 RAN과 GGSN 중간에서 User Data를 포워딩하는 역할을 수행하기 위하여 RAN, GGSN과의 사 이에 양방향으로 별도의 터널들을 각각 형성해야 한다. 이처럼 SGSN이 관리하는 모든 UE들에 대한 데이터 포워딩을 위해서 각 UE별로 RAN, GGSN으로의 2개의 터널들을 관리하는 것은 SGSN에게 불필요한 오버헤드가 된다.
따라서 상기한 바와 같이 동작되는 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 창안된 본 발명은, 무선통신 시스템에서 사용자 데이터를 처리하는 네트워크 개체와 데이터 전송에 필요한 시그널링 메시지를 처리하는 네트워크 개체를 분리하는 방법 및 시스템을 제공한다.
본 발명은, 시그널링을 담당하는 네트워크 개체를 이용하여, 데이터 전송을 담당하는 네트워크 개체와 무선 액세스 네트워크(Radio Access Network: RAN)간의 데이터 터널을 형성하는 방법 및 그 시스템을 제공한다.
본 발명의 바람직한 실시예는, 무선통신 시스템에서 무선 액세스 네트워크와 사용자단 게이트웨이와의 데이터 터널 형성 방법에 있어서,
사용자 데이터를 처리하는 사용자단 게이트웨이와 구분되어, 데이터 전송에 필요한 시그널링 메시지를 처리하는 제어단 게이트웨이에서, 사용자 단말로의 패킷 데이터 전송을 요청하기 위한, 상기 사용자단 게이트웨이의 베어러 정보를 포함하는 페이징 요청 메시지를 수신하는 과정과,
상기 페이징 요청 메시지에서 상기 베어러 정보를 제거한 후, 상기 베어러 정보가 제거된 상기 페이지 요청 메시지를 연결 가능한 전체 무선 액세스 네트워크 (RAN)들에게 방송하는 과정과,
상기 RAN들 중 상기 사용자 단말과 접속 가능한 하나의 RAN을 통해 상기 사용자 단말로부터 상기 페이징 요청 메시지에 대응하는 서비스 요청 메시지를 수신하는 과정과,
상기 서비스 요청 메시지에 응답하여 상기 RAN과의 사이에 무선 액세스 베어러(RAN)를 설정하고, 상기 RAN으로부터 상기 RAN의 베어러 정보를 획득하는 과정과,
상기 RAN의 베어러 정보를 포함하는 PDP 컨텍스트 갱신 요청 메시지를 상기 사용자단 게에게 전송하는 과정과,
상기 PDP 컨텍스트 갱신 요청 메시지에 응답하여 상기 사용자단 게이트웨이와 상기 RAN 사이에 상기 사용자 단말을 위한 데이터 터널을 형성하였음을 나타내는 PDP 컨텍스트 갱신 응답 메시지를 수신하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 실시예는, 무선통신 시스템에서 무선 액세스 네트워크와 사용자단 게이트웨이와의 데이터 터널 형성 방법에 있어서,
데이터 전송에 필요한 시그널링 메시지를 처리하는 제어단 게이트웨이와 구분되어, 사용자 데이터를 처리하는 사용자단 게이트웨이에서, 사용자 단말로의 패킷 데이터를 수신하는 과정과,
상기 사용자단 게이트웨이의 베어러 정보를 포함하는 페이징 요청 메시지를 상기 제어단 게이트웨이로 전송하는 과정과,
상기 페이징 요청 메시지에 응답하여 상기 제어단 게이트웨이로부터, 상기 사용자 단말과 접속할 수 있는 무선 액세스 네트워크(RAN)의 베어러 정보를 포함하는 PDP 컨텍스트 갱신 요청 메시지를 수신하는 과정과,
상기 RAN의 베어러 정보를 이용하여 상기 RAN과의 사이에 데이터 터널을 형성하고, 상기 PDP 컨텍스트 갱신 요청 메시지에 대응하는 PDP 컨텍스트 갱신 응답 메시지를 상기 제어단 게이트웨이로 전송하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 동작 원리를 상세히 설명한다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
후술되는 본 발명의 주요한 요지는 무선통신 시스템에서 사용자 데이터를 처리하는 네트워크 개체와 데이터 전송에 필요한 시그널링 메시지를 처리하는 네트워크 개체를 분리하는 것으로서, 시그널링을 담당하는 네트워크 개체를 이용하여, 데이터 전송을 담당하는 네트워크 개체와 무선 액세스 네트워크(Radio Access Network: RAN)간의 데이터 터널을 형성한다.
이하 본 발명을 구체적으로 설명하는데 있어, 비동기식 WCDMA(Wideband Code Division Multiple Access) 시스템의 관련된 용어 및 시스템 구조를 이용할 것이다. 하지만, 본 발명의 주요한 요지는 유사한 기술적 배경 및 채널형태를 가지는 여타의 이동통신시스템에도 본 발명의 범위를 크게 벗어나지 아니하는 범위에서 약간의 변형으로 적용 가능하며, 이는 본 발명의 분야에서 숙련된 기술적 지식을 가진 자의 판단으로 가능할 것이다.
본 명세서에서, 시그널링 메시지를 처리하는 네트워크 개체를 제어단 게이트웨이(Control Plane Gateway: CP-GW)라 칭할 것이며, 사용자 데이터를 처리하는 네트워크 개체를 사용자단 게이트웨이(User Plane Gateway: UP-GW)라 칭할 것이다. WCDMA의 예를 들면, SGSN는 시그널링만을 처리하기 위한 제어단의 프로토콜들을 처리하는 제어단 게이트웨이가 되고, GGSN은 실제 사용자 데이터의 처리를 담당하는 사용자단의 프로토콜들을 처리하는 사용자단 게이트웨이가 될 수 있다.
하기에서는 단말과 무선으로 연결될 수 있는 무선 엑세스 네트워크(RAN)와 사용자단 게이트웨이(UP-GW) 간에 데이터 터널을 형성하기 위한 구체적인 동작들을 설명한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 무선 액세스 네트워크(RAN)와 사용자단 게이트웨이 간에 데이터 터널을 형성하기 위한 시그널링 흐름도이다.
도 1을 참조하면, 109단계에서 유휴(IDLE) 상태에 있는 UE(101)로 전달하기 위한 패킷 데이터가 패킷 교환 네트워크로부터 UP-GW(107)에게 전달되면, 111단계 에서 UP-GW(109)는 IDLE 상태에 있는 UE(101)를 ACTIVE 상태로 되돌리기 위해서 CP-GW(105)를 통해서 페이징 요청(PAGING REQUEST 메시지) 메시지를 전송한다. 상기 PAGING REQUEST 메시지 메시지는 UE(101)과 UP-GW(109)간의 데이터 터널을 형성하기 위해 필요한 UP-CP에 대한 베어러 정보 등을 포함한다. 상기 베어러 정보에는 UP-GW(107)의 주소(즉 GGSN IP) 및 해당 데이터 터널에 대한 식별 정보(즉 TEID(Tunnel Endpoint identifier)) 등이 포함된다. 상기 PAGING REQUEST 메시지는 제어단 게이트웨이와 사용자단 게이트웨이간의 프로토콜을 기반으로 하므로, 그 형태와 구성은 상기 프로토콜을 기반으로 정해질 것이다.
UP-GW(107)로부터의 PAGING REQUEST 메시지 메시지를 수신한 CP-GW(105)는, 113단계에서 UP-GW(107)의 베어러 정보를 저장한다. 이와 같이 상기 UP-GW(107)의 베어러 정보는 CP-GW(105)에서 RAN들로 방송(Broadcasting)한 PAGING REQUEST 메시지 메시지에 대한 응답이 특정 RAN으로부터 전달될 때까지, CP-GW(105)에 저장된다. 이와 같이 UP-GW(107)의 베어러 정보를 PAGING REQUEST 메시지 과정에서 RAN들로 전달하지 않는 것은, IDLE 상태의 UE(101)가 현재 어느 RAN에 속해 있는지 CP-GW(105)에서 알지 못하기 때문이다. 즉 PAGING REQUEST 메시지 과정에서 UP-GW(107)의 베어러 정보를 전체 RAN들에게 전달하지 않음으로써, 베어러 정보를 전용(dedicate)으로 UE(101)에게 전달하지 못하고 전체 RAN들에게 전달함으로써 발생하는 불필요한 시그널링을 방지한다.
상기 UP-GW(107)의 베어러 정보를 저장한 이후, 115단계에서 CP-GW(105)는 UP-GW(107)에 대한 베어러 정보를 포함하지 않는 PAGING REQUEST 메시지 메시지를 전체 RAN들에게 방송한다. 117단계에서 RAN들은 자신이 관리하고 있는 모든 UE들에게 상기 PAGING REQUEST 메시지 메시지를 포워딩한다. 상기 PAGING REQUEST 메시지 메시지를 수신한 UE들 중에 상기 PAGING REQUEST 메시지 메시지가 자신에게 전달된 메시지임을 확인한 UE(101)는, 119단계에서 CP-GW(105)와의 시그널링 접속을 회복시키기 위한 서비스 요청(SERVICE REQUEST) 메시지를 CP-GW(105)에게 전달한다.
CP-GW(105)는 UE(101)로부터 상기 SERVICE REQUEST 메시지를 수신함으로써 UE(101)의 위치를 확인하고, 123단계에서 UE(101)가 접속해 있는 해당 RAN(103)으로 RAB(Radio Access Bearer) SETUP REQUEST 메시지를 전송한다. 상기 RAB SETUP REQUEST 메시지는 CP-GW(105)가 UP-GW(107)로부터의 PAGING REQUEST 메시지 메시지를 통해서 수신한 UP-GW(107)의 베어러 정보와 함께 상기 패킷 데이터를 위한 서비스 품질(Quality of Service: QoS) 관련 정보 등을 포함한다. 즉, 상기 RAQ SETUP REQUEST 메시지를 통해서, RAN(103)에게 UP-GW(107)로의 터널 설정을 위한 베어러 정보가 전달된다.
CP-GW(105)로부터 RAB SETUP REQUEST 메시지를 수신한 이후, 125단계에서 RAN(103)은 RAN(103)과 UE(101)간의 무선 접속을 설정하기 위해 RB SETUP REQUEST 메시지를 UE(101)에게 전달하고, 이에 대한 응답으로 127단계에서 UE(101)는 RB SETUP COMPLETE 메시지를 RAN(103)에게 전달한다. 단말(101)과 RAN(103)간 무선 접속의 설정을 완료한 이후, 129단계에서 RAN(103)은, 터널의 설정을 위해 자신의 주소 정보(즉 RNC IP) 및 터널 식별 정보(TEID) 등을 포함하는 베어러 정보를 RAB RESPONSE 메시지를 통해서 CP-GW(105)에게 전달한다.
상기 RAB RESPONSE 메시지를 수신한 이후, 131단계에서 CP-GW(105)는 PDP(Packet Data Protocol)) 컨텍스트 갱신 요청(UPDATE PDP CONTEXT REQUEST) 메시지를 통해서, RAN(103)으로부터 수신한 베어러 정보를 UP-GW(107)에게 전달한다. UP-GW(107)는 상기 UPDATE PDP CONTEXT REQUEST 메시지를 통해서 RAN(103)과의 터널 형성을 위한 베어러 정보를 수신함으로써, RAN(103)과 UP-GW(107) 간의 상호간의 정보 교환을 완료하고, 133단계에서 사용자 데이터 전송을 위한 터널을 형성한다. 이와 함께 135단계에서 UP-GW(107)은 UE(101)의 PDP 컨텍스트에 대한 업데이트가 완료되었음을 UPDATE PDP CONTEXT RESPONSE 메시지를 통해서 CP-GW(105)에게 알린다.
상기 과정을 통해서, RAN(103)과 UP-GW(107)간에 사용자 데이터 전송을 위한 터널 형성이 완료되며, 이때 CP-GW(105)는 RAN(103)과 UP-GW(107)간 터널 형성을 위한 제어 시그널링을 전달하기 위한 용도로만 사용되고 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에서 CP-GW는 RAN과 UP-GW 사이에서 제어 시그널링을 전송, 처리, 생성 등의 처리를 담당하는 네트워크 개체로써, 단말로 전달되는 사용자 데이터를 처리하지 않는다. 이러한 CP-GW는 제3세대 시스템에서는 SGSN으로 구현될 수 있으며, 제3세대 시스템을 기반으로 하는 확장된 시스템에서는 이동성 관리 개체(Mobility Management Entity: MME) 등의 제어 개체로 구현될 수 있다. 즉, CP-GW는 단말에 대해 제어 시그널링을 처리하는 네트워크 개체와 사용자 데이터의 전송을 담당하는 네트워크 개체가 기능적으로 혹은 물리적으로 분리되는 네트워크 구조에서. 제어 시그널링의 처리를 전적으로 담당하는 네트워크 개체를 칭한 다. 본 명세서에서는 CP-GW의 기능들 중에서 UP-GW와 RAN간에 터널 형성을 지원하기 위한 시그널링을 처리하기 위해 필요한 기능들만을 설명한다. 그러나 CP-GW는 이러한 기능들 외에도 다른 종류의 제어 시그널링을 처리 가능할 것임은 물론이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 제어단 게이트웨이(CP-GW)의 동작을 나타낸 흐름도이다.
도 2를 참조하면, 201에서 CP-GW는 임의의 메시지를 수신하기 위해서 대기 중이다. 203단계에서 CP-GW에게 UP-GW로부터 PAGING REQUEST 메시지 메시지가 도달되면, CP-GW는 페이징을 요청하는 단말에게 패킷 데이터가 전달되었음을 인식한다. 205단계에서 CP-GW는 UP-GW로부터 전달된 PAGING REQUEST 메시지 메시지에 포함된, UP-GW에 대한 베어러 정보를 RAN에게 포워딩하지 않고, 자체적으로 저장한다. 이는 CP-GW가, 현재 IDLE 상태에 있는 단말이 액세스 가능한 RAN을 파악하지 못하고 있기 때문에, UP-GW의 베어러 정보가 CP-GW에 속해 있는 모든 RAN들에게 포워딩되는 불필요한 시그널링 오버헤드를 막기 위함이다.
UP-GW의 베어러 정보를 저장한 이후 207단계에서 CP-GW는 UP-GW의 베어러 정보를 제외한 PAGING REQUEST 메시지를 생성하여, 자신과 연결된 모든 RAN들에게 상기 생성한 PAGING REQUEST 메시지 메시지를 방송한다. CP-GW로부터 RAN들로 전달된 PAGING REQUEST 메시지는 단말과 연결된 RAN을 통해서 UE에게 전달되고, PAGING REQUEST 메시지를 수신한 UE는 CP-GW에게 데이터 수신을 위한 접속 설정을 요청하기 위하여 SERVICE REQUEST 메시지를 상기 RAN을 통해 전송하게 된다.
209단계에서 CP-GW는 UE로부터 전송된 상기 SERVICE REQUEST 메시지를 수신 함으로써 UE의 현재 위치(즉 UE가 현재 액세스 가능한 RAN의 주소)를 파악하고, 211단계에서 현재 UE와의 접속을 유지하고 있는 RAN에게 RAB 설정을 요청하는 RAB SETUP REQUEST 메시지를 전송한다. 상기 RAB SETUP REQUEST 메시지에는 UP-GW와의 터널 설정을 위해서 필요한 UP-GW에 대한 베어러 정보들이 포함된다. RAN은 상기 RAB SETUP REQUEST 메시지를 수신한 후 UP-GW에 대한 베어러 정보를 저장하고, UE와의 무선 접속을 설정한 후, CP-GW에게 RAB SETUP RESPONSE 메시지를 전송하게 된다.
213단계에서 CP-GW는 RAN으로부터 전송된 상기 RAB SETUP RESPONSE 메시지를 수신한다. 상기 RAB SETUP RESPONSE 메시지에는 UP-GW와의 터널 형성을 위해서 필요한 RAN의 베어러 정보가 포함되어 있다. 215단계에서 CP-GW는 상기 RAN의 베어러 정보를 UPDATE PDP CONTEXT REQUEST 메시지를 통해서 UP-GW에게 전송한다. UP-GW에서는 상기 UPDATE PDP CONTEXT REQUEST 메시지에 응답하여, UE에 관련된 PDP 컨텍스트의 갱신 및 RAN과의 터널 형성을 완료한 후, CP-GW에게 UPDATE PDP CONTEXT RESPONSE 메시지를 전송한다. 217단계에서 CP-GW는 UP-GW에서 전송한 상기 UPDATE PDP CONTEXT RESPONSE 메시지를 수신하고, RAN과 UP-GW 사이의 터널 형성을 위한 중계자로써의 제어 메시지 처리를 완료한다.
본 발명의 바람직한 실시예에서 UP-GW는 RAN과의 터널을 통해서 단말에 대한 데이터를 전송하는 역할을 담당하는 네트워크 개체이다. 이러한 UP-GW는 제3세대 시스템에서는 GGSN으로 구현될 수 있으며, 확장된 시스템에서는 사용자단 개체(User Plane Entity: UPE) 등과 같이 사용자 데이터의 전송을 담당하는 모든 네트 워크 개체들 중 하나로 구현될 수 있다. 본 명세서에서는 UP-GW의 기능들 중에서 UP-GW와 RAN간에 터널을 형성하기 위해서 CP-GW와의 시그널링을 처리하고 RAN의 베어러 정보를 획득하며, RAN과의 터널을 형성하는 기능들만을 설명한다. 그러나 UP-GW가 이러한 기능들 외에도 다른 종류의 기능을 수행할 수 있음은 물론이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 사용자단 게이트웨이(UP-GW)의 동작을 나타낸 흐름도이다.
도 3을 참조하면, 301단계에서 UP-GW는 단말들에 대한 사용자 데이터의 수신을 위해서 대기하고 있다. 단말들에 대한 사용자 데이터의 수신을 대기하고 있던 도중, 303단계에서 UP-GW는 특정 단말에 대한 사용자 데이터를 수신하고, 305단계에서 상기 단말의 현재 상태를 파악한다. 만약 상기 단말이 IDLE 상태가 아닌 활성(ACTIVE) 상태라면, 상기 단말이 접속하고 있는 RAN과의 사이에 기 형성되어 있는 데이터 터널을 통해 상기 사용자 데이터를 전송한다. 반면 단말이 IDLE 상태라면, UP-GW는 상기 단말에 대한 서비스를 제공하고 있는 RAN에 대한 정보를 가지고 있지 않으며, 상기 RAN과의 데이터 전송을 위해 필요한 데이터 터널도 형성되어 있지 않은 상태이므로, 307단계로 진행한다.
상기 307단계에서 UP-GW는 상기 단말에 대한 터널 형성을 위해 필요한 자신의 베어러 정보를 포함하는 PAGING REQUEST 메시지를 CP-GW에게 전송한다. 상기 PAGING REQUEST 메시지 메시지는, CP-GW를 통해서 RAN에게 UP-GW의 베어러 정보를 전송하는 목적 외에도, 상기 단말의 현재 위치를 파악하기 위한 (UP-GW의 베어러 정보를 포함하고 있지 않은) PAGING REQUEST 메시지를 CP-GW에 의해서 단말의 라우 팅 지역에 포함된 모든 RAN들에게 브로드캐스트하도록 트리거링하는 기능을 가진다. CP-GW는 상기 PAGING REQUEST 메시지에 응답하여 상기 UE를 현재 서비스하고 있는 RAN를 파악하고, 상기 RAN에 대한 베어러 정보를 획득한 후, 상기 베어러 정보를 이용하여 상기 UE에 대한 PDP 컨텍스트를 업데이트하고, 상기 UE를 서비스하고 있는 RAN의 베어러 정보를 UP-GW에게 전달하기 위하여 UP-GW에게 UPDATE PDP CONTEXT REQUEST 메시지를 전송한다.
309단계에서 UP-GW는 CP-GW로부터 전송된 상기 UPDATE PDP CONTEXT REQUEST 메시지를 수신하고, 311단계에서 상기 UPDATE PDP CONTEXT REQUEST 메시지에 포함된 RANDML 베어러 정보 등을 이용하여 UE의 PDP 컨텍스트를 갱신하고 RAN과 UE의 데이터 전송을 위해서 필요한 터널을 형성한다. UE에 대한 PDP 컨텍스트 갱신과 RAN과의 터널 형성을 완료한 이후, 313단계에서 UP-GW는 CP-GW로 UPDATE PDP CONTEXT RESPONSE 메시지를 전송함으로써, CP-GW를 통해서 RAN과의 터널 형성을 수행하는 과정을 완료한다.
한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되지 않으며, 후술되는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
이상에서 상세히 설명한 바와 같이 동작하는 본 발명에 있어서, 개시되는 발 명 중 대표적인 것에 의하여 얻어지는 효과를 간단히 설명하면 다음과 같다.
본 발명은, 코어 네트워크에서 제어 시그널링을 담당하는 제어단 게이트웨이와 사용자 데이터의 전송을 담당하는 사용자단 게이트웨이를 구분하고, 무선 액세스 네트워크와 사용자단 게이트웨이 사이에 직접적인 데이터 베어러, 즉 데이터 터널을 형성함으로써, 데이터 터널을 형성하기 위한 불필요한 시그널링 오버헤드를 감소시키면서 단말과 패킷 교환 네트워크 사이의 경로를 간소화할 수 있는 효과가 있다.

Claims (2)

  1. 무선통신 시스템에서 무선 액세스 네트워크와 사용자단 게이트웨이와의 데이터 터널 형성 방법에 있어서,
    사용자 데이터를 처리하는 사용자단 게이트웨이와 구분되어, 데이터 전송에 필요한 시그널링 메시지를 처리하는 제어단 게이트웨이에서, 사용자 단말로의 패킷 데이터 전송을 요청하기 위한, 상기 사용자단 게이트웨이의 베어러 정보를 포함하는 페이징 요청 메시지를 수신하는 과정과,
    상기 페이징 요청 메시지에서 상기 베어러 정보를 제거한 후, 상기 베어러 정보가 제거된 상기 페이지 요청 메시지를 연결 가능한 전체 무선 액세스 네트워크(RAN)들에게 방송하는 과정과,
    상기 RAN들 중 상기 사용자 단말과 접속 가능한 하나의 RAN을 통해 상기 사용자 단말로부터 상기 페이징 요청 메시지에 대응하는 서비스 요청 메시지를 수신하는 과정과,
    상기 서비스 요청 메시지에 응답하여 상기 RAN과의 사이에 무선 액세스 베어러(RAN)를 설정하고, 상기 RAN으로부터 상기 RAN의 베어러 정보를 획득하는 과정과,
    상기 RAN의 베어러 정보를 포함하는 PDP 컨텍스트 갱신 요청 메시지를 상기 사용자단 게에게 전송하는 과정과,
    상기 PDP 컨텍스트 갱신 요청 메시지에 응답하여 상기 사용자단 게이트웨이 와 상기 RAN 사이에 상기 사용자 단말을 위한 데이터 터널을 형성하였음을 나타내는 PDP 컨텍스트 갱신 응답 메시지를 수신하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 터널 형성 방법.
  2. 무선통신 시스템에서 무선 액세스 네트워크와 사용자단 게이트웨이와의 데이터 터널 형성 방법에 있어서,
    데이터 전송에 필요한 시그널링 메시지를 처리하는 제어단 게이트웨이와 구분되어, 사용자 데이터를 처리하는 사용자단 게이트웨이에서, 사용자 단말로의 패킷 데이터를 수신하는 과정과,
    상기 사용자단 게이트웨이의 베어러 정보를 포함하는 페이징 요청 메시지를 상기 제어단 게이트웨이로 전송하는 과정과,
    상기 페이징 요청 메시지에 응답하여 상기 제어단 게이트웨이로부터, 상기 사용자 단말과 접속할 수 있는 무선 액세스 네트워크(RAN)의 베어러 정보를 포함하는 PDP 컨텍스트 갱신 요청 메시지를 수신하는 과정과,
    상기 RAN의 베어러 정보를 이용하여 상기 RAN과의 사이에 데이터 터널을 형성하고, 상기 PDP 컨텍스트 갱신 요청 메시지에 대응하는 PDP 컨텍스트 갱신 응답 메시지를 상기 제어단 게이트웨이로 전송하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 터널 형성 방법.
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