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KR100378895B1 - 라디오 엑세스 네트워크 구조 및 루팅 영역 업데이트 제어 방법 - Google Patents

라디오 엑세스 네트워크 구조 및 루팅 영역 업데이트 제어 방법 Download PDF

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KR100378895B1
KR100378895B1 KR10-2000-0048896A KR20000048896A KR100378895B1 KR 100378895 B1 KR100378895 B1 KR 100378895B1 KR 20000048896 A KR20000048896 A KR 20000048896A KR 100378895 B1 KR100378895 B1 KR 100378895B1
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KR
South Korea
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mobile
packet transmission
mobile terminal
area update
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파랏수딥쿠말
야미니하테프
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루센트 테크놀러지스 인크
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Abstract

본 발명은 패킷 데이터 무선 네트워크를 위해 스텐바이 상태에서 GSM/GPRS와 UMTS 사이의 인터-시스템 핸드오버(inter-system handover) 동안에 루팅 영역 업데이트를 최적화하기 위한 기술을 제공한다.

Description

라디오 엑세스 네트워크 구조 및 루팅 영역 업데이트 제어 방법{RAU optimisation in standby state}
(발명의 분야)본 발명은 모빌 터미널(mobile terminal)이 하나의 라디오 엑세스 적용 범위 영역에서 다른 영역으로 이동함에 따라 발생되는 루팅 영역 업데이트(RAU)(routing area update)에 관한 것이며, 특히 모빌 터미널이 소위 표준 모드 즉, 데이터가 전송되거나 수신되지 않는 모드에 있을 경우의 그러한 활동에 관한 것이다.
(발명의 배경)2세대(2G) 라디오 적용 범위(radio coverage)로 불리기도 하는 GSM(이동 통신을 위한 글로벌 시스템 ; Global System for Mobile Communications) 라디오 적용 범위는 오늘날 상당히 광대해 졌다. 3세대(3G) 라디오 적용 범위로 불리기도 하는 UMTS(이동 원격 통신을 위한 유니버셜 시스템 ; Universal System for Mobile Telecommunications)의 도입 시기에, UMTS 라디오 적용 범위는 도시 영역에 제한될 것으로 기대되었다. 그러므로, UMTS 라디오 적용 범위는 더욱 광대한 GSM 라디오 적용 범위 영역의 단지 일부분을 커버할 수 있을 것이다. 비록 UMTS 적용 범위 영역 내에 있다해도, UMTS 라디오 적용 범위가 계속될 것이라 기대할 수 없을 것이다. 예를 들어, UMTS를 위해 사용되는 주파수가 GSM을 위한 주파수보다 높은 경우, 건물 내로의 침투는 GSM 만큼 좋지는 않을 것이다. 이것은 모든 UMTS 적용 범위 영역 내의 UMTS 적용 범위없는 작은 포켓(pocket)(내부 빌딩들과 같은 것)들이 되는 결과가 될 것이다. 그러므로, 단지 GMS 라디오 적용 범위 영역만이 이러한 포켓에서 활용 가능하게될 것이다.
듀얼 모드 GSM 및 UMTS 모빌 터미널(모빌 터미널은 UMTS내의 사용자 장비(UE)로 불린다.)은 두 라디오 엑세스 시스템 중 어느 하나를 사용하여 통신할 수 있다. UMTS 라디오 링크를 경유하여 통신하는 듀얼 모드 모빌 터미널이 UMTS 적용 범위를 벗어나 단지 GSM 적용 범위를 갖는 영역으로 간다면, 이것은 GSM 라디오 링크를 경유하여 통신을 계속할 것을 기대할 수 있으나, 결과적으로 서비스의 품질 저하를 수반한다. 유사하게, UMTS 적용 범위를 갖는 영역으로 이동하는 GSM 라디오 적용 범위만을 갖는 영역내의 듀얼 모드 모빌 터미널은 서비스를 향상시키기 위해 UMTS 라디오 링크로 스위칭하는 것을 기대할 수 있다.
그러므로, 듀얼 모드 모빌 터미널이 라디오 엑세스 영역 내의 주위를 이동할 때, 라디오 엑세스의 타입의 변화가, 활용 가능한 라디오 엑세스 시스템이 변화함에 따라, 기대될 수 있다. 모빌 터미널이 라디오 엑세스 영역 사이를 이동할 때, 루팅 영역 업데이트는, 특정 라디오 엑세스 타입과 관련된 루팅 영역내의 모빌의 새로운 포지션의 필요한 지원 네트워크를 알리기 위해 발생한다. 두 라디오 시스템 사이의 변화는 부가적인 신호를 포함하고 두 시스템 사이의 변화 동안 공급 정지로 유도할 수 있다. 부가적인 신호의 충격 및 공급 정지는 네트워크 구조 및 선택한 프로토콜에 의존한다.
패킷(packet) 데이터 통신은 버스트될 수 있고, 모빌 터미널이 데이터를 전송하지 않거나 수신하지 않을 때, 결과적으로 긴 기간이된다. 모빌 터미널이 GSM 네트워크의 패킷 통신 모드일 때, GPRS(General Packet Radio Service) 인터페이스를 경유하여 통신한다. 마지막 패킷을 전송하고 난 후 어떤 타임-아웃 주기에, 모빌 터미널은 스텐바이 상태로 변화할 것이다. UMTS 네트워크에서, 비활성의 어떤 타임 아웃 주기후에, 터미널은 소위 'UTRAN 등록 영역(URA ; UTRAN Registration Area) 연결된' 상태로 먼저 변환된다. URA 연결된 상태에서 모빌 터미널과 UTRAN(Universal Terrestrial Radio Access Network) 사이의 연결은 Iu 링크 상에서 유지된다. 더 긴 주기 후에, 모빌로의 링크를 식별하는 UTRAN의 컨텍스트(context)는 제거될 수 있고, Iu 연결은 폐지된다. Iu 연결이 폐지된 후 모빌 터미널의 상태가 UMTS 표준에서 어떤 명확한 네임을 받지못하는 동안을 여기서는 UMTS 스텐바이 상태로 부른다.
GSM 및 UMTS 스텐바이 상태의 의도된 구현에서, 모빌 터미널은 스텐바이 상태일 때라도, 항상 라디오 엑세스 시스템 적용 범위 영역 사이를 이동함에 따라 루팅 영역 업데이트를 항상 수행한다.
본 발명의 목적은 모빌 터미널이 스텐바이 상태 후에 데이터 통신을 시작할 때 모빌 터미널의 위치가 알려지는 것을 보장하면서, 불필요한 루팅 영역 업데이트를 감소하기 위한 개선된 기술을 제공하는 것이다.
(발명의 요약)본 발명에 따라, 제 1 및 제 2 무선 엑세스 시스템에 의해 지원(support)되는 공통 루팅 영역을 갖는 패킷 무선 엑세스 네트워크 구조가 제공되며, 여기서, 패킷 전송이 발생하지 않는 동안, 모빌 터미널이 공통 루팅 영역의 제 1 및 제 2 무선 엑세스 시스템들 사이를 이동하면, 루팅 영역 업데이트가 발생하지 않는다.
패킷 전송이 개시되면, 모빌이 이전 패킷 전송의 것과 동일한 무선 엑세스 시스템에 연결되어 있다면 루팅 영역 업데이트는 요구되지 않을 것이다.
패킷 전송이 개시되면, 모빌이 이전의 패킷 전송에서와는 다른 무선 엑세스 시스템에 연결되면, 루팅 영역 업데이트가 발생된다. 패킷 전송이 모빌에 의해 개시되면, 패킷 전송 개시는 루팅 영역 업데이트를 포함할 것이다.
패킷 전송이 무선 엑세스 시스템 중 하나에 의해 개시되면, 모빌은 패이징 요청을 수신할 것이다. 모빌은 패이징 요청에 응답하여 루팅 영역 업데이트를 개시할 것이다.
제 1 및 제 2 무선 엑세스 시스템은 GSM 및 UMTS 엑세스 시스템일 것이다.
본 발명에 따라, 제 1 및 제 2 무선 엑세스 시스템에 의해 지원되는 공통 루팅 영역 내의 루팅 영역 업데이트를 제어하는 방법이 제공되고, 여기서, 패킷 전송이 발생하지 않는 동안, 모빌 터미널은 공통 루팅 영역의 제 1 및 제 2 무선 시스템 사이를 이동한다면, 그후 루팅 영역 업데이트가 발생하지 않는다.
패킷 전송이 개시되면, 모빌이 이전 패킷 전송의 것과 동일한 무선 엑세스 시스템에 연결되어 있다면 루팅 영역 업데이트는 발생되지 않을 것이다.
패킷 전송이 개시되면, 모빌이 이전의 패킷 전송에서와는 다른 무선 엑세스 시스템에 연결되면, 루팅 영역 업데이트는 발생된다.
패킷 전송이 모빌에 의해 개시되면, 패킷 전송 개시는 루팅 영역 업데이트를 포함할 것이다.
패킷 전송이 무선 엑세스 시스템 중 하나에 의해 개시되면, 모빌은 패이징 요청을 수신할 것이다. 모빌은 패이징 요청에 응답하여 루팅 영역 업데이트를 개시할 것이다.
제 1 및 제 2 무선 엑세스 시스템은 GSM 및 UMTS 엑세스 시스템일 것이다.
그러므로, 어떤 데이터를 전송하지 않고 2G 환경 및 3G 환경 사이를 앞뒤로 이동하는 모빌 터미널(또는 사용자 장비)은 어떤 신호를 발생하지 않을 것이다. 2G 및 3G 환경 사이를 스위칭하는 이 주파수는 고르지 못한 3G 적용 범위 영역의 에지에 발생하기 쉽다. 이것은 서비스하는 GPRS 지원 노드(SGSN)의 거의 모든 2G 및 3G 구현이 분리되도록 한다. 새로운 엑세스 네트워크로부터 어떤 데이터를 전송하기 전에 수행된 루팅 영역 업데이트(RAU)는 2G로부터 3G로 컨텍스트 변환하는 결과가될 것이고, 또한 프로토콜 스택 및 적절한 상태 머신의 셋업하는 결과가 될 것이다.
본 발명은 첨부된 도면을 참조로 예시적인 방법으로 설명될 것이다.
도 1은 GSM 적용 범위 영역의 UMTS 라디오 적용 범위의 고르지 못한 특성을 도시하는 도면.
도 2는 개별적인 구별된 서비스 GPRS 지원 노드와 구별된 루팅 영역을 갖는 UMTS 및 GSM의 종래의 네트워크 구조를 도시하는 도면.
도 3은 공유된 GPRS 지원 노드와 UMTS 및 GSM 루팅 영역이 공통인 네트워크 구조를 도시하는 도면.
도 4는 부분적으로 공유된 GPRS 지원 노드와 UMTS 및 GSM 루팅 영역이 공통인 네트워크 구조를 도시하는 도면.
도 5는 UMTS 모빌 터미널의 'URA 연결된' 상태의 특별한 실시예에서의 루팅 영역 업데이트 기술에 개선을 한, 도 2의 네트워크 구조의 다른 적용을 도시하는 도면.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
204 : GSM/GPRS BSS 206 : UTRAN
404 : 3G 부분 406 : 2G 부분
도 1은 GSM 영역내의 UMTS에 의해 제공될 것으로 기대되는 적용 범위를 도시한다. 어두운 부분은 단지 GSM(2G) 적용 범위를 갖는 영역을 나타낸다. 어두운 부분이 아닌 영역은 GSM(2G) 및 UMTS(3G) 적용 범위의 영역을 나타낸다. 그러므로, 영역(2)의 모두는 GSM 적용 범위가 적용된다. 영역(2) 내의 작은 영역(4)은 GSM 적용 범위에 부가하여 UMTS 적용 범위가 제공될 것을 의도한다. 그러나 참조 번호 6으로 지정된 포켓은 UMTS 적용 범위 영역(4) 내에 존재하므로, 단지 GSM 적용 범위만이 포켓(6)에 제공된다.
도 1에 도시된 바와 같은 라디오 적용 범위를 지원하기 위한 일반적인 통용되는 종래의 네트워크 구조가 도 2에 도시된다. GSM 라디오 엑세스 영역 및 UMTS 라디오 엑세스 영역은 구별된 루팅 영역을 갖는 독립적인 시스템으로 고려되며, 각각은 다른 서비스 GPRS 지원 노드(SGSN ; Serving GPRS Support Node)에 의해 서비스된다. 그러므로, 각각의 SGSN은 구별된 루팅 영역과 관련된다. SGSN은 패킷 스위치된 통신을 지원하기 위해 개별적인 라디오 시스템을 지원 노드에 제공한다.
도 2를 참조하여, GSM 라디오 엑세스 영역은 RA1으로 지정된 제 1 루팅 영역(200)을 지원하고, UMTS 라디오 엑세스 영역은 RA2로 지정된 제 2 루팅 영역(202)을 지원한다. 제 2 루팅 영역(RA2)은 제 1 루팅 영역(RA1)에 중첩된 것으로 보일 수 있다.
제 1 루팅 영역(RA1)은 GSM/GPRS BSS(204 ; Global System for Mobile communications/General Packet Radio Service Base Station System) 및 SGSN(208)과 관련되고, 2G GSM/GPRS 네트워크를 지원하기 위해 제공되면 2G SGSN으로 라벨될 것이다. 제 2 루팅 영역(RA2)은 UMTS 지상 라디오 엑세스 네트워크(UTRAN)(206) 및 SGSN(210)과 연관되며, 3G UMTS 네트워크를 지원하기 위해 제공되면 3G SGSN으로 라벨될 것이다. 공통 2G/3G 게이트웨이 GPRS 지원 노드(GGSN)(212)가 2G GSM/GPRS 네트워크 및 3G UMTS 네트워크를 지원하기 위해 제공된다.
연결(214)은 제 1 루팅 영역(RA1)의 GSM/GPRS 셀을 지원하는 베이스 스테이션에 GSM/GPRS BSS(204)를 연결한다. GSM/GPRS BSS(204)는 Gb 인터페이스 연결(218)을 경유하여 2G SGSN(208)에 연결되고, 2G SGSN(208)은 연결(222)을 경유하여 2G/3G GGSN(212 ; the second Generation/the third Generation Gateway GPRS Support Node)에 연결된다. UTRAN(206)은 연결(216)을 경유하여 UMTS 코어 네트워크에 연결된다. 연결(216)은 UTRAN(206)을 제 2 루팅 영역(RA2)에서 UMTS 셀들을 지원하는 베이스 스테이션들에 연결한다. UTRAN(206)은 Iu 인터페이스 연결(220)을 경유하여 3G SGSN(210)에 연결되고, 3G SGSN(210)은 연결(224)을 경유하여 2G/3G GGSN(212)에 연결된다. 2G SGSN(208) 및 3G SGSN(210)은 Gn 인터페이스 연결(209)을 경유하여 상호 접속된다. 모빌 터미널이 GSM/GPRS 및 UMTS와 호환이 가능하다면, 이 두 시스템에 의해 커버되는 라디오 엑세스 영역에 있을 때, 이것은 어느 하나의 네트워크에 연결될 것이다. GSM/GPRS 및 UMTS가 지원되는 패킷 전송에 대해, 모빌 터미널은 이것에 의해 지원되는 더 좋은 전송의 이익을 누리기 위해 UMTS 모드에서 양호하게 동작 가능할 것이다.
도 2의 종래의 네트워크 구조에서, 모빌이 2G와 3G 적용 범위 사이를 이동하는 매시간 마다, 루팅 영역 업데이트(RAU)가 모빌 터미널의 상태와 상관없이 즉, 스텐바이 모드이거나 그렇지 않은 경우에 상관없이 요구된다. 이들 RAU는 모빌 터미널의 위치의 개별적인 SGSN을 알리고(즉, 제 1 루팅 영역(RA1)또는 제 2 루팅 영역(RA2)에 있는지를), 또한 데이터 전송을 위해 요구된 SGSN에 프로토콜 스택의 부분을 셋업한다.
HLR(Home Location Register)이 특정 모빌 터미널 의 정확한 SGSN 수를 저장하기 때문에, 모빌 터미널이 2G와 3G 사이를 이동할 때 수행된 RAU는 내부-SGSN RAU이고, 그리하여 홈 위치 레지스터(HLR)가 업데이트되어야한다. 그러므로, HLR은 모빌 터미널이 한 SGSN에서 다른 곳으로 '이동'하는 매시간 마다 업데이트 되어야 한다. 도 2의 네트워크 구조의 HLR의 상호 연결은 명료성 때문에 도시되지 않는다. 이것이 본 발명과 관련되지 않으며 당업자에 의해 이해될 수 있기 때문이다.
PDP 컨텍스트(Packet Data Protocol context)는 통신을 위해 모빌 터미널에 의해 개시된 컨텍스트이다. 사용자가 PDP 컨텍스트 엑티브를 가졌다면, GGSN 및 GPRS 터널링 프로토콜(GTP) 링크는 반드시 셋업되어야 한다. GGSN과 SGSN 사이의 GTP는 모빌 터미널이 PDP 컨텍스트 엑티브로 하나의 SGSN에서 다른곳으로 이동할 때, 업데이트 되어야 한다. 이 둘은 상당한 신호 오버해드를 포함한다. 그러므로, 모빌 터미널로서 발생되는 이들 루팅 영역 업데이트가 스텐바이 모드에 있는 동안 가치있는 자원을 낭비하면서 루팅 영역 사이를 이동하는 것이 명백하다. RAU 업데이트의 회피는 단지 신호 교통을 감소할 수 있을 뿐만 아니라 서비스의 품질(QoS)을 개선할 수 있다.
모빌 터미널이 스텐바이 상태에서 2G와 3G 사이를 이동할 때 마다 RAU를 회피하기 위한 네트워크 구조가 도 3에 도시된다. 도 3에 요소를 식별하기 위한 참조 번호는 도 2의 요소와 대응된다.
도 3의 네트워크 구조는 2G SGSN(208) 및 3G SGSN(210)이 Gb 인터페이스 연결(218)을 경유하여 GSM/GPRS BSS(204)에 연결되고 Iu 인터페이스 연결(220)을 경유하여 UTRAN(218)에 연결된 단일 2G/3G SGSN(300)에 의해 발생되었다는 점에서 도 2와 다르다. 2G/3G SGSN(300)은 2G/3G GGSN(212)에 연결(302)을 경유하여 연결된다.
공유된 2G/3G SGSN(300)의 결과로, 도 2의 루팅 영역(RA1 및 RA2)은 도 3에서 RA3로 지정된 공유된 루팅 영역이 된다. 그러므로 GSM/GPRS BSS(204)는 루팅 영역(RA3)에 대응하는 참조번호 304에 의해 지정된 라디오 엑세스 영역을 지원한다. 유사하게, UTRAN(218)은 동일한 루팅 영역(RA3)에 대응하는 라디오 엑세스 영역(306)을 지원한다.
도 3의 네트워크 구조에서, 2G 및 3G 라디오 엑세스 시스템은 동일한 SGSN에 의해 서비스되고, 결과적으로 동일한 루팅 영역과 관련된다. 이것은 2G와 3G 적용 범위 영역을 횡단할 때, 루팅 영역 업데이트를 수행하는 요구를 피한다. 그러나, 그러한 구조로, SGSN은 상당히 복잡하게 된다. 이것은 2G와 3G 사이를 이동하는 스텐바이 상태의 모빌 터미널이 라디오 엑세스 업데이트를 생성하지 않을 것이기 때문이다. 다시 말해, SGSN은 모빌 터미널의 포지션을 알 수 없으며, 모빌 터미널은 루팅 영역의 2G 또는 3G 중 어느 하나에 위치될 수 있다. 그러므로 네트워크로 부터의 패킷이 모빌 터미널로 전송을 위해 SGSN에 도달할 때, SGSN은 모빌 터미널의 위치를 결정하기 위해 2G 및 3G 라디오 엑세스 시스템의 모빌을 페이징 해야한다. 모빌을 페이징하면서 SGSN은 루팅 영역에서 모빌을 식별하는 페이징 신호를 방송한다. 페이징 신호는 여기서 식별된 모빌에게 코어 네트워크가 모빌로 전송하기 위한 패킷을 가진다는 것을 나타낸다. 모빌이 네트워크에 페이징 응답을 전송하여 패킷을 수신할 준비가 된다면, 모빌이 모빌을 식별하는 페이징 신호를 수신한다.
프로토콜 스택과 SGSN의 2G 및 3G를 위한 이동성 관리 상태 머신은 다르다. 2G 또는 3G 영역 중 어디에서 모빌 터미널의 페이징 응답이 오느냐에 따라, 이동성 관리 상태 머신은 적절한 동작에 적응해야 한다. 적절한 프로토콜 스택은 데이터가 터미널로 전송되기 전에 셋업 되어야 한다. 이 모든 것은 페이징 응답을 기초로 SGSN 내에서 자동적으로 수행되어야 한다. 이것은 이동성 관리를 위한 상태 머신을 복잡하게 한다. 모빌 터미널이 전송할 데이터를 가지면, 상태는 더욱 복잡해진다. SGSN은 스텐바이 상태에서 어떤 시간에도 2G나 3G로부터 데이터를 수신할 준비가 되어 있어야 한다. 이것은 적절한 프로토콜 스택이 데이터를 전송하는 모빌 터미널에 앞서 셋업되지 않고 데이터 패킷이 전송되기 전에 교환된 신호 메시지가 전혀없기 때문에 복잡하다.
본 발명에 따라 도 3의 네트워크 구조에 다른 변경을 가한 것이 도 4에 도시된다. 다시 동일한 참조 번호는 도 2 또는 3에 도시된 요소에 대응하여 도 4의 요소를 지정하기 위해 사용된다.
도 4의 네트워크 구조는 2G/3G SGSN(300)이 부분적으로 분할된 2G/3G SGSN(400)으로 발생된 것을 제외하고 도 3의 구조와 유사하다. 분할된 2G/3G SGSN(400)은 도 3의 결합된 2G/3G SGSN(300)에서 보다 더 큰 2G 및 3G 요소의 구현의 분리를 허용한다. 이것은 SGSN의 2G 및 3G 부분이 크게 분리되도록 하여 SGSN 개발을 간단하게 한다. 도 4에 도시된 바와 같이, 2G/3G SGSN은 2G 기능 부분(406) 및 3G 기능 부분(404)을 포함한다.
본 발명에 따라, 루팅 영역은 여전히 2G 라디오 엑세스 영역과 3G 라디오 엑세스 영역을 걸치는 공통 루팅 영역(RA3)이다.
동일한 루팅 영역 내의 2G와 3G 라디오 엑세스 영역을 이동하는 스텐바이 모드의 동작의 모빌 터미널은 루팅 영역 업데이트를 수행하지 않는다. 그로므로 도 1을 참조하여, 포켓(6) 중 하나로부터 3G 적용 범위 영역(4)으로 이동한 후 2G 적용 범위 영역(2)으로 이동하는 스텐바이 모드의 모빌 터미널은 어떤 루팅 영역 업데이트도 수행하지 않는다.
스텐바이 상태의 모빌 터미널이 데이터를 전송하려 할 때, 두 동작중 하나가 발생된다. 모빌 터미널이 어떤 데이터를 마지막 전송할 때의 상태일 때 동일한 라디오 엑세스 네트워크에 있다면, 새로운 데이터를 전송하기 위해 따라야할 절차는 2G 또는 3G에 의해 그 라디오 엑세스 네트워크에 정의된 바와 정확히 같다. 모빌 터미널이 마지막으로 데이터를 전송하는 네크워크와 다른 엑세스 네트워크에 있다면, 루팅 영역 업데이트는 데이터를 전송하기 전에 수행되어야 한다. 예를 들어, 2G의 스텐바이 상태인 터미널은 3G로 가로지를 때 루팅 영역 업데이트를 수행하지 않지만, 전송할 어떤 데이터를 가졌을 때 3G 라디오 엑세스 영역에 여전히 남아있다면 루팅 영역 업데이트를 수행할 것이다.
모빌 터미널이 2G 또는 3G의 스텐바이 상태에 있는 동안, SGSN이 모빌로 전송 되어야할 데이터를 수신하면, 2G 및 3G 적용 범위를 포함하는 모든 루팅 영역을 페이징 해야 한다. 모빌 터미널이 어떤 데이터를 마지막으로 전송 상태로 동일한 라디오 엑세스 네트워크에 있다면, 따라야할 절차는 정확히 2G또는 3G에 정의된 바와 같고, 일반 페이징 응답이 발생한다. 터미널이 어떤 데이터를 수신하거나 마지막 전송 시간과 페이징 메시지 사이의 2G와 3G 사이로 변화되었다면, 이것은 페이징 응답보다는 루팅 영역 업데이트를 수행한다. 그러면, 네트워크는 이 루팅 영역 업데이트를 페이징 응답으로 받아들인다.
그러므로, 어떤 데이터도 전송하지 않으면서 2G와 3G 환경 사이를 앞뒤로 이동하는 스텐바이 상태의 모빌 터미널은 어떤 신호도 발생하지 않을 것이다. 2G와 3G 환경 사이의 잦은 스위칭은 고르지 않은 3G 적용 범위의 에지에서 발생하기 쉽다.
그러므로, 데이터가 전송되거나 수신되기 위해 사용되는 시간에 필요한 경우만, 루팅 영역 업데이트가 수행된다. 이것은 거의 모든 SGSN의 2G 및 3G 구현이 분리되도록 한다. 다른 엑세스 네트워크에서 어떤 데이터를 전송하기 전에 수행된 RAU는 2G에서 3G 기능 부분(404)으로의 컨텍스트 전송을 모빌 터미널을 위해 행하는 결과가 될 것이고 프로토콜 스택 및 적절한 상태 머신의 셋업이 되는 결과도 될 것이다.
페이징 메시지는 여전히 두 엑세스 네트워크를 경유하여 전송되어야 할 것이지만, 다른 SGSN은 그것을 처리하거나 어떤 상태 머신을 관리하지 않고 페이징 메시지를 투명하게 통과하는 것만이 필요하다.
사용자가 2G 또는 3G 네트워크에 마지막으로 등록되었는지의 여부를 SGSN이 RAI(Routing Area Identity) 및 P-TMSI(Packet-Temporary Mobile Subscriber Identity)로부터 식별하는 것이 가능할 것이다. 일반적으로, RAI는 이 구별을 제공한다. 이경우에, 동일한 RAI가 3G 및 2G를 위해 사용된다면, 2G 및 3G를 위한 P-TMSI 어드레스 공간이 분리되어야 한다. 이것은 운영자 구성 이슈이다.
주기적 루팅 영역 업데이트 타이머가 바닥났을 경우, 모빌 터미널이 "다른" 적용 범위 영역에 있게 된다면, 정규 주기적 루팅 영역 업데이트을 수행해야하고, 이 엑세스 네트워크에 등록될 것으로 고려될 것이다.
위에서, 모빌 터미널이 스텐바이 상태에 있는 경우의 효율을 개선하기 위한 기술이 논의 되었다. 위에서 나타난 바와 같이, GSM/GPRS 모드의 동작의 모빌 터미널에 대해, 모빌 터미널은 활성 통신 상태 또는 스텐바이 상태에 중 하나에 있다.UMTS 모드의 동작의 모빌 터미널에 대해, 모빌 터미널은 부가적으로 URA 연결된 상태로 불리는 '스텐바이 이전' 모드 동작을 갖는다.
이 URA 연결된 상태 동안, 비록 패킷 전송이 발생하지 않지만, 여전히 UTRAN 등록 영역 업데이트는 모빌 터미널이 URA를 이동함에 따라 발생된다. 그러므로, 위에서 논의된 URA 연결된 상태에서의 원칙을 적용하는 이익이 있을 것이므로, 루팅 영역 업데이트는 전송된 데이터가 없는 경우 수행되지 않는다. 비록 위에서 설명된 기술이 부분적으로 URA 연결된 상태에서도 작용하지만, 이것의 일반적인 응용을 방해하는 단점이 아래와 같이 존재한다.
URA 연결된 상태에서, UTRAN의 라디오 네트워크 제어기(RNC)는 루팅 영역의 모빌 터미널과 링크를 유지하고, 3G SGSN은 Iu 인터페이스 연결(220)을 경유하여 UTRAN(206)과 링크를 유지한다. 이 원칙이 위에서 설명한 바와 같이 적용된다면, 모빌 터미널이 다른 라디오 엑세스 영역 사이를 이동함에 따라, URA 연결된 상태에 있다면, 루팅 영역 업데이트를 수행하지 않는다. 모빌 터미널이 전송할 데이터를 가진 경우, 지금 다른 라디오 엑세스 네트워크에 연결되었다면 루팅 영역 업데이트를 수행한다. 그러므로, 모빌 터미널이 데이터를 전송 할 때, 스텐바이 모드의 동작을 위한 위에서 설명된 기술의 원리가 부가적으로 URA 연결된 상태에서도 작용한다.
스텐바이 모드의 원리가 적용되고 모빌 터미널이 URA 연결된 상태에서 루팅 영역 업데이트를 수행하지 않고, 네트워크가 데이터 전송을 개시한다면, 문제가 발생할 수도 있다. 위에서 논의된 바와 같이 URA 연결된 상태에서, 네트워크는 여전히 UTRAN과 루팅 영역 사이에 유지된 링크 때문에 UMTS 라디오 엑세스 시스템에 모빌이 부착되어야 한다고 가정한다. 그러므로, 네트워크가 데이터를 전송하기를 원한다면, 네트워크는 UTRAN으로 부터의 URA만 페이징한다. 모빌이 그것의 마지막 패킷 전송으로 인하여 3G 루팅 영역으로부터 이동되지 않은 경우에는 일반적인 동작이 계속 된다. 그러나 모빌이 이동하면, UTRAN에 의한 페이징이 실패로 될 것이며, GSM/GPRS 라디오 엑세스 시스템에 의해 페이징이 수행되지 않는다. 그러므로, 스텐바이 상태에서 루팅 영역 업데이트를 감소하기 위한 위에서 설명된 기술은 URA 연결된 모드의 동작에서 안전하게 구현될 수 없을 것이다.
그러므로, 다음으로 모빌 터미널 지원 UMTS 동작이 URA 연결된 상태에 있을 때의 루팅 영역 업데이트의 더욱 효율적인 구현을 위한 변경된 기술이 제시된다. 이 기술은 도 3 또는 도 4의 네트워크 기술에 제한되지 않는다. 비록 이것이 이러한 구조에 적용 가능하지만, 각각의 라디오 엑세스 시스템을 위한 SGSN들이 완전히 구별된 도 2의 구조에도 동등히 효과적이다.
도 5에는 URA 연결된 모드의 동작에서 사용하기 위한 기술을 도시하기 위한 도 2에 대응하는 네트워크 구조가 도시된다. 동일한 참조 번호는 동일한 요소를 설명하기 위해 사용된다.
도 5를 참조하여, 루팅 영역(RA2)이 관례적으로 복수의 UTRAN 등록 영역(500)으로 섹션화 되었다. URA 연결된 상태에서 UTRAN은 패킷 전송을 마지막으로 할 때 모빌 터미널이 마지막인 특정 UTRAN 등록 영역을 갖는 모빌 터미널을 위한 컨텍스트를 유지한다. UTRAN은 Iu 인터페이스를 경유하여 3G SGSN(210)에 연결된다.
종래의 시스템에서, URA 연결된 상태에서 네트워크가 모빌 터미널에 데이터를 전송하기를 원한다면, UTRAN의 라디오 네트워크 제어기(RNC)는 3G SGSN에서 UTRAN으로 유지된 연결 때문에 모든 루팅 영역(RA2)을 페이징한다. 루팅 영역(RA1)은 페이징되지 않는다. 모빌 터미널이 URA 연결된 상태의 루팅 영역(RA1)으로 이동하는 경우, 루팅 영역 업데이트가 발생한다.
새로운 기술에 따라, 모빌 터미널이 URA 연결된 상태에 있을 때, 루팅 영역 업데이트가 모빌 터미널이 라디오 엑세스 사이를 이동함에 따라 발생하지 않는다.
모빌 터미널이 데이터를 전송하려고 한다면, 스텐바이 상태에 대해 위에서 설명한 바와 같은 동작에서와 같이 모빌은 모빌 터미널이 그것의 마지막 통신 이래로 새로운 라디오 엑세스 영역에 이동한다면 루팅 영역 업데이트를 수행한다.
네트워크가 모빌 터미널로 데이터를 전송하려 한다면, 통상적으로 그러한 표시는 SGSN에 Iu 인터페이스를 경유하여 모빌 터미널을 위해(UMTS에서 UE로 참조됨)여전히 관련된 UTRAN에 제공된다. 여기에 응답하여, UTRAN은 다음의 두 페이징 신호를 발생한다.
제 1 페이징 신호는 UMTS 라디오 엑세스 네트워크에 의해 지원되는 URA 루팅 영역(RA2)에 발생되는 종래의 라디오 네트워크 템프로리 식별자(RNTI) 페이징 신호이다. 제 2 페이징 신호는 루팅 영역(RA1)의 페이징을 개시하기 위한 페이징 신호이다. 제 2 페이징 신호는 몇몇 형식을 취할 수 있다. 제 2 페이징 신호는 Iu 인터페이스를 가로질러 3G SGSN에 새로운 '페이징 요청' 메시지를 요구한다.
제 1 실시예에서, 루팅 영역은 표준 패킷 템프로리 모빌 가입자 식별자(P-TMSI) 페이징 신호를 사용하여 페이징된다. 이것은 공중 인터페이스 또는 Gb 인터페이스를 통해 정의되어야할 어떤 새로운 메시지를 요구하지 않는다. UTRAN은 3G SGSN(210)에 라인(220) 상의 관련된 Iu 연결을 통해 페이징 요청을 전송하여 제 2 페이징 신호를 생성한다. 3G SGSN(210)은 인터페이스(220) 상의 페이징 요청에 응답하여 P-TMSI 식별자와 함께 페이징 메시지를 생성하고, 이것을 라인(209) 상의 Gn 인터페이스 상으로 2G SGSN(208)로 전송한다. 대안적으로 결합 2G/3G SGSN에 대해 P-TMSI 식별자는 내부적으로 전송된다.
P-TMSI 페이징 신호에 응답하여, 2G SGSN(208)은 GSM/GPRS BSS(204)와 통신하고, 이것은 P-TMSI 페이징 신호를 루팅 영역(RA1)에 전송한다.
제 2 실시예에서, 2G 루팅 영역 및 3G 루팅 영역은 RNTI(Radio Network Temporary Identifier) 식별자를 사용하여 페이징된다. 이것은 GSM/GPRS BSS 및 2G 네트워크 사이의 공중 인터페이스 및 Gb 인터페이스를 통해 정의되어야 할 새로운 메시지를 요구한다. UTRAN은 새로운 타입의 페이징 메시지를 생성하고, 이것은 3G SGSN과 2G SGSN을 경유하여 GSM/GPRS BSS에 전송된다. 그러면, GSM/GPRS BSS는 루팅 영역(RA1)에 새로운 페이징 메시지를 방송한다.
이미 설명한 바와 같이, 모빌 터미널에 의한 루팅 영역 업데이트는 네트워크에 의해 페이징 응답으로 받아들여 진다.
비록 본 발명이 라디오 엑세스 영역이 GSM/GPRS 및 UMTS인 환경을 특별히 참조하여 설명되었지만, 본 발명은 적어도 두 라디오 엑세스 영역이 중첩된 환경에도 폭넓게 적용 가능하다는 것을 알 수 있을 것이다.
본 발명의 기술은 모빌 터미널이 스텐바이 상태 후에 데이터 통신을 시작할 때 모빌 터미널의 위치를 알릴 수 있게하면서, 불필요한 루팅 영역 업데이트를 감소할 수 있다.

Claims (14)

  1. 제 1 및 제 2 무선 엑세스 시스템들(wireless access systems)에 의해 지원(support)되는 공통 루팅 영역(common routing area)을 갖는 패킷 라디오 엑세스 네트워크 구조(packet radio access network architecture)에 있어서,
    모빌 터미널(mobile terminal)이 상기 공통 루팅 영역내의 상기 제 1 및 제 2 무선 엑세스 시스템들 사이를 패킷 전송이 발생하지 않는 동안 이동하면, 루팅 영역 업데이트(routing area update)가 발생하지 않는 패킷 라디오 엑세스 네트워크 구조.
  2. 제 1 항에 있어서,
    패킷 전송이 개시되면, 상기 모빌이 그 이전의 패킷 전송에서와 같은 동일한 무선 엑세스 시스템에 연결되는 경우, 루팅 영역 업데이트가 요구되지 않는 패킷 라디오 엑세스 네트워크 구조.
  3. 제 1 항에 있어서,
    패킷 전송이 개시되면, 상기 모빌이 이전의 패킷 전송에서와 다른 무선 엑세스 시스템에 연결되는 경우, 루팅 영역 업데이트가 발생하는 패킷 라디오 엑세스 네트워크 구조.
  4. 제 3 항에 있어서,
    패킷 전송이 상기 모빌에 의해 개시되면, 상기 패킷 전송 개시는 상기 루팅 영역 업데이트를 포함하는 패킷 라디오 엑세스 네트워크 구조.
  5. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 패킷 전송이 상기 무선 엑세스 시스템들 중 어느 하나에 의해 개시되면, 상기 모빌은 페이징 요청(paging request)을 수신하는 패킷 라디오 엑세스 네트워크 구조.
  6. 제 5 항에 있어서,
    제 3 항에 의존할 때, 상기 페이징 요청에 응답하여 상기 모빌이 루팅 영역 업데이트를 개시하는 패킷 라디오 엑세스 네트워크 구조.
  7. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 무선 엑세스 시스템들은 GSM(Global System for Mobile communications) 및 UMTS(Universal System for Mobile Telecommunications) 엑세스 시스템들인 패킷 라디오 엑세스 네트워크 구조.
  8. 제 1 및 제 2 무선 엑세스 시스템들에 의해 지원되는 공통 루팅 영역 내의 루팅 영역 업데이트들을 제어하기 위한 방법에 있어서,
    모빌 터미널이 상기 공통 루팅 영역내의 상기 제 1 및 제 2 무선 시스템들 사이를 패킷 전송이 발생하지 않는 동안 이동한다면, 루팅 영역 업데이트가 발생하지 않는 루팅 영역 업데이트 제어 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    패킷 전송이 개시되면, 상기 모빌이 그 이전의 패킷 전송에서와 같은 동일한 무선 엑세스 시스템에 연결되는 경우, 루팅 영역 업데이트가 발생하지 않는 루팅 영역 업데이트 제어 방법.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 패킷 전송이 개시되면, 상기 모빌이 이전의 패킷 전송과 다른 무선 엑세스 시스템에 연결되는 경우, 루팅 영역 업데이트가 발생하는 루팅 영역 업데이트 제어 방법.
  11. 청구항 11(은)는 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제 10 항에 있어서,
    패킷 전송이 상기 모빌에 의해 개시되면, 상기 패킷 전송 개시가 상기 루팅 영역 업데이트를 포함하는 루팅 영역 업데이트 제어 방법.
  12. 청구항 12(은)는 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제 8 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 패킷 전송이 상기 무선 엑세스 시스템들 중 어느 하나에 의해 개시되면, 상기 모빌은 페이징 요청을 수신하는 루팅 영역 업데이트 제어 방법.
  13. 청구항 13(은)는 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제 12 항에 있어서,
    제 10 항에 의존하는 경우, 상기 페이징 요청에 응답하여 상기 모빌이 루팅 영역 업데이트를 개시하는 루팅 영역 업데이트 제어 방법.
  14. 청구항 14(은)는 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제 8 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 무선 엑세스 시스템들은 GSM 및 UMTS 엑세스 시스템들인 루팅 영역 업데이트 제어 방법.
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