KR102007474B1 - 단말장치 및 단말장치의 데이터 전송경로 스위칭 방법 - Google Patents

단말장치 및 단말장치의 데이터 전송경로 스위칭 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 이기종 네트워크 간 상호 연동 환경에서 단말장치가 각 네트워크의 코어 구성 간 연계 없이도 사용자데이터(User Plane Data)의 전송을 위한 데이터 전송경로의 스위칭(선택) 여부를 직접 판단하여 데이터 전송경로를 스위칭할 수 있는 단말장치 및 단말장치의 데이터 전송경로 스위칭 방법에 관한 것이다.

Description

단말장치 및 단말장치의 데이터 전송경로 스위칭 방법{TERMINAL APPARATUS, AND DATA PATH SWITCHING METHOD THEREOF}
본 발명은, 이기종 네트워크 간 상호 연동을 기반으로 하는 통신서비스 환경에서, 단말장치가 각 네트워크의 코어 구성 간 연계 없이도 데이터 전송경로를 스스로 스위칭(선택)하도록 하는 기술에 관한 것이다.
대용량 데이터/고속 전송을 위한 이동통신망 발전에 따라, 향후 실시간에 가까운 데이터 송수신을 기반으로 하는 초 저지연(URLLC: Ultra Reliable & Low Latency Communication) 서비스를 지향하는 이동통신망 환경, 예컨대 5세대 이동통신망(이하, 5G) 환경으로 발전할 것이다.
5G에서는, 초 저지연 서비스를 제공하기 위해, 매우 짧은 수준(예: 0.5ms)의 데이터 전송(송수신) 지연을 허용하며, 데이터와 비교할 때 상대적으로 긴 수준(예: 10ms)의 제어정보 전송(송수신) 지연을 허용하는 방향으로 논의되고 있다.
한편, 5G로 발전하고 있는 현 시점에 이미 광범위하게 구축되어 사용되고 있는 4G의 시스템들을 활용하여, 비용 효율을 높이면서 5G로 진화/발전하기 위한 연구가 시작되고 있다.
이러한 연구의 결과물 중 하나로는, 서로 다른 이기종의 4G 및 5G 네트워크 간 상호 연동을 기반으로 통신서비스를 이용하는 Non-Standalone 기술이 있다.
Non-Standalone 기술은, 4G(LTE)를 Primary 네트워크로 사용하여 Seamless한 Coverage를 확보하면서, 5G를 Secondary 네트워크로 사용하여 보다 대용량/저지연으로 데이터를 송수신하는 방식으로, 4G 및 5G 네트워크 간 상호 연동을 기반으로 통신서비스를 이용하는 기술이다.
이에, 단말장치는, 네트워크 초기 접속 시, Primary인 4G 네트워크에 접속하고 Secondary인 5G 네트워크에 접속하게 된다.
이때, 단말장치가 Primary인 4G 네트워크에 연결되기 위해 접속하는 4G 기지국을 Master 노드, 단말장치가 Secondary인 5G 네트워크에 연결되기 위해 접속하는 5G 기지국을 Secondary 노드라고 한다.
한편, 단말장치가 서로 다른 2 이상의 기지국(Master/Secondary)에 모두 접속하여 통신서비스를 이용하는 기술을 이중 접속(Dual Connectivity, 이하 DC) 기술이라고 한다.
즉, 단말장치는, 4G를 Primary 네트워크로 사용하고 5G를 Secondary 네트워크로 사용하여 통신서비스를 이용하기 위해, Master 노드로서의 4G 기지국 및 Secondary 노드로서의 5G 기지국에 모두 접속하는 DC 기술을 활용하고 있다.
이러한, 이중 접속 기술은, 비단 Non-Standalone으로 동작하는 단말장치만을 대상으로 하는 것이 아닌, 5G 환경에서 Standalone으로 동작하는 단말장치에 대해서도 적용되어 서로 다른 주파수 대역(예: 3.5GHz, 28GHz)으로 서비스하는 각 네트워크에 대한 이중 접속 또한 지원할 수 있다.
이 경우, 5G 3.5GHz 기지국이 Master 노드가 되고, 5G 28GHz 기지국이 Secondary 노드가 되거나, 반대로 5G 28GHz 기지국이 Master 노드가 되고, 5G 3.5GHz 기지국이 Secondary 노드가 될 수 있을 것이다.
헌데, 이러한 DC 기술에서 단말장치가 Secondary 노드에 추가 접속하는 방식은, 단말장치가 접속하고 있는 Master 노드의 제어 하에서 단말장치 및 Secondary 노드 간 접속 절차가 진행되는 방식이다.
한편, 향후 5G가 점점 더 진화/발전하는 환경을 고려하여, 4G 및 5G 간의 DC 기술, 내지 5G 내 서로 다른 주파수 대역 간의 DC 기술에서는, Master 노드의 개입을 최소화하는 방향으로 논의되고 있으며, 다만 아직 그 구체적인 실현 방안은 제시되고 있지 않은 실정이다.
이에, 본 발명에서는, 단말장치가 사용자데이터(User Plane Data)를 전송하는 데이터 전송경로를 선택함에 있어서, Master 노드의 제어를 최소화하는 취지에 부합하는, 구체적/최적의 실현 방안을 새롭게 제안하고자 한다.
본 발명은 상기한 사정을 감안하여 창출된 것으로서, 본 발명에서 도달하고자 하는 목적은, 이기종 네트워크 간 상호 연동을 기반으로 하는 통신서비스 환경에서, Master 노드의 제어를 최소화하는 취지에 부합하도록 단말장치가 각 네트워크의 코어 구성 간 연계 없이도 데이터 전송경로를 스스로 스위칭(선택)할 수 있도록 구현하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 단말장치는, 제1액세스장치와의 접속을 통해 제1네트워크에 접속하고, 제2액세스장치와의 접속을 통해 상기 제1네트워크와는 다른 제2네트워크에 접속하여 상기 제1네트워크 및 상기 제2네트워크로의 이중 접속 상태를 유지하는 접속부; 상기 제1네트워크의 무선환경정보 및, 상기 제2네트워크의 무선환경정보에 기초하여 사용자데이터가 전송되는 데이터 전송경로에 대한 스위칭 여부를 판단하는 판단부; 및 상기 데이터 전송경로를 스위칭하는 것으로 판단되는 경우, 상기 제1네트워크를 통해 전송되던 상기 사용자데이터가, 상기 제2네트워크를 통해서 전송될 수 있도록 상기 데이터 전송경로를 상기 제1네트워크로부터 상기 제2네트워크로 스위칭하는 스위칭부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
구체적으로, 상기 판단부는, 상기 제2네트워크의 무선환경정보에 따른 상기 제2네트워크에서의 기대전송률(Expected throughput)이, 상기 제1네트워크의 무선환경정보에 따른 상기 제1네트워크에서의 상기 기대전송률보다 높은 경우, 상기 데이터 전송경로를 스위칭하는 것으로 판단할 수 있다.
구체적으로, 상기 제1네트워크에서의 기대전송률, 및 상기 제2네트워크에서의 기대전송률은, 상기 제1네트워크, 및 상기 제2네트워크 별로 무선환경정보에 따른 기대전송률을 매핑한 각각의 매핑테이블로부터 확인될 수 있다.
구체적으로, 상기 판단부는, 기 설정된 주기에 따라 상기 데이터 전송경로의 스위칭할 지 여부를 판단하며, 특정 주기에서의 상기 제1네트워크에서의 기대전송률과 상기 제2네트워크에서의 기대전송률 간의 차이가 임계치 이상인 경우에 상기 데이터 전송경로를 스위칭하는 것으로 판단할 수 있다.
구체적으로, 상기 스위칭부는, 상기 제2네트워크의 활성화를 요청하기 위한 패킷을 상기 제2네트워크로 전송하여 상기 데이터 전송경로를 상기 제1네트워크로부터 상기 제2네트워크로 스위칭할 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 단말장치에서의 데이터 전송경로 스위칭 방법에 있어서, 제1액세스장치와의 접속을 통해 제1네트워크에 접속하고, 제2액세스장치와의 접속을 통해 상기 제1네트워크와는 다른 제2네트워크에 접속하여 상기 제1네트워크 및 상기 제2네트워크로의 이중 접속 상태를 유지하는 접속단계; 상기 제1네트워크의 무선환경정보 및, 상기 제2네트워크의 무선환경정보에 기초하여 사용자데이터가 전송되는 상기 데이터 전송경로에 대한 스위칭 여부를 판단하는 판단단계; 및 상기 데이터 전송경로를 스위칭하는 것으로 판단되는 경우, 상기 제1네트워크를 통해 전송되던 상기 사용자데이터가, 상기 제2네트워크를 통해서 전송될 수 있도록 상기 데이터 전송경로를 상기 제1네트워크로부터 상기 제2네트워크로 스위칭하는 스위칭단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
구체적으로, 상기 판단단계는, 상기 제2네트워크의 무선환경정보에 따른 상기 제2네트워크에서의 기대전송률(Expected throughput)이, 상기 제1네트워크의 무선환경정보에 따른 상기 제1네트워크에서의 상기 기대전송률보다 높은 경우, 상기 데이터 전송경로를 스위칭하는 것으로 판단할 수 있다.
구체적으로, 상기 제1네트워크에서의 기대전송률, 및 상기 제2네트워크에서의 기대전송률은, 상기 제1네트워크, 및 상기 제2네트워크 별로 무선환경정보에 따른 기대전송률을 매핑한 각각의 매핑테이블로부터 확인될 수 있다.
구체적으로, 상기 판단단계는, 기 설정된 주기에 따라 상기 데이터 전송경로의 스위칭할 지 여부를 판단하며, 특정 주기에서의 상기 제1네트워크에서의 기대전송률과 상기 제2네트워크에서의 기대전송률 간의 차이가 임계치 이상인 경우에 상기 데이터 전송경로를 스위칭하는 것으로 판단할 수 있다.
구체적으로, 상기 스위칭단계는, 상기 제2네트워크의 활성화를 요청하기 위한 패킷을 상기 제2네트워크로 전송하여 상기 데이터 전송경로를 상기 제1네트워크로부터 상기 제2네트워크로 스위칭할 수 있다.
이에, 본 발명의 단말장치 및 단말장치의 데이터 전송경로 스위칭 방법에 의하면, 이기종 네트워크 간 상호 연동을 기반으로 하는 통신서비스 환경에서 단말장치가 각 네트워크의 코어 구성 간 연계 없이도 사용자데이터(User Plane Data)의 전송을 위한 데이터 전송경로의 스위칭(선택) 여부를 직접 판단하여 데이터 전송경로를 스위칭하는 구체적인 방식이 제안됨에 따라, 향후 5G 네트워크의 발전 추세를 고려한 최적의 통신 서비스를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 통신 환경을 보여주는 예시도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 단말장치를 설명하기 위한 개략적인 구성도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 통신 환경이 따르고 있는 망 구성의 예시도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 호 처리 절차를 설명하기 위한 예시도.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 단말장치에서의 데이터 전송경로 스위칭 방법을 설명하기 위한 개략적인 순서도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 단말장치가 동작하는 통신 환경을 보여주고 있다.
본 발명의 일 실시예에서는 이기종 네트워크 간 상호 연동을 기반으로 단말장치가 각 네트워크의 기지국(Master/Secondary)에 모두 접속하여 통신서비스를 이용하는 기술을 이중 접속(Dual Connectivity, 이하 DC) 기술을 다루고 있다.
이에, 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명이 적용되는 통신 환경은, 서로 다른 이기종 네트워크 예컨대, 4G 및 5G 각각의 무선구간 액세스장치가 공존하는 통신 환경으로 한정된다.
이하에서는, 도 1에 도시된 기지국(200)을 4G 네트워크의 무선구간 접속을 지원하는 액세스장치인 4G 기지국으로 언급하고, 도 1에 도시된 기지국(10)을 5G 네트워크의 무선구간 접속을 지원하는 액세스장치인 5G 기지국으로 언급하여 설명하겠다.
특히, 5G 기지국은, 5G 환경에서 제공하는 주파수 대역을 기준으로 각각의 네트워크를 구성하는 5G 3.5GHz 기지국(10A)과 5G 28GHz(10B)으로 구분될 수 있으며, 이에 제한되는 것이 아닌, 5G 환경에서 제공하는 주파수 대역에 따라 다양한 주파수 대역 기반의 기지국을 포함할 수 있음은 물론이다.
5G는, 실시간에 가까운 데이터 송수신을 기반으로 하는 초 저지연(URLLC: Ultra Reliable & Low Latency Communication) 서비스를 지향하며, 이를 위해 매우 짧은 수준(예: 0.5ms)의 데이터 전송(송수신) 지연을 허용하며, 데이터와 비교할 때 상대적으로 긴 수준(예: 10ms)의 제어정보 전송(송수신) 지연을 허용하는 방향으로 논의되고 있다.
한편, 5G로 발전하고 있는 현 시점에 이미 광범위하게 구축되어 사용되고 있는 4G의 시스템들을 활용하여, 비용 효율을 높이면서 5G로 진화/발전하기 위한 연구가 시작되고 있다.
이러한 연구의 결과물 중 하나가 바로, 4G 및 5G 네트워크 간 상호 연동을 기반으로 통신서비스를 이용하는 Non-Standalone 기술이다.
이러한 Non-Standalone 기술은, 4G(LTE)를 Primary 네트워크로 사용하여 Seamless한 Coverage를 확보하면서, 5G를 Secondary 네트워크로 사용하여 보다 대용량/저지연으로 데이터를 송수신하는 방식으로, 4G 및 5G 네트워크 간 상호 연동을 기반으로 하는 통신서비스를 이용하는 기술이다.
이와 관련하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 단말장치(100) 또한 Non-Standalone을 기술을 지원하게 되며, Non-Standalone 기술에 따라 네트워크 초기 접속 시, Primary인 4G 네트워크에 접속하고 Secondary인 5G 네트워크에 추가로 접속하게 된다.
이때, 단말장치(100)가 Primary인 4G 네트워크에 연결되기 위해 접속하는 4G 기지국을 Master 노드, 단말장치가 Secondary인 5G 네트워크에 연결되기 위해 접속하는 5G 기지국을 Secondary 노드라고 한다.
이러한 단말장치(100)는 본 발명의 일 실시예에서 다루고 있는 DC 기술의 적용에 따라, 4G를 Primary 네트워크로 사용하고 5G를 Secondary 네트워크로 사용하여 통신서비스를 이용하기 위해, Master 노드로서의 4G 기지국(100) 및 Secondary 노드로서 5G 기지국(10)에 모두 접속할 수 있음은 물론이다.
여기서, 5G 기지국(10)에 모두 접속한다는 것은, 5G 3.5GHz 기지국(10A)과 5G 28GHz 기지국(10B)에 모두 접속할 수 있다는 것을 의미한다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 단말장치(100)는 전술한 Non-Standalone뿐만 아니라 5G 환경에서 Standalone 기술 또한 지원할 수 있으며, 이처럼 Standalone으로 동작하는 경우에는, 5G 환경에서 DC 기술에 따라, Master 노드로서의 5G 3.5GHz 기지국(10A) 및 Secondary 노드로서의 5G 28GHz 기지국(10B)에 접속하거나, 반대로 Master 노드로서의 5G 28GHz 기지국(10B) 및 Secondary 노드로서의 5G 3.5GHz 기지국(10A)에 모두 접속할 수 있다.
현재 DC 기술에서는, 단말장치(100)의 Secondary 노드 추가 접속/해제/접속 전환 등의 처리가 Master 노드의 제어 하에서 진행하도록, 즉 단말장치의 Secondary 노드를 Master 노드가 관리하도록 정의하고 있다.
헌데, 향후 5G가 점점 더 진화/발전하는 환경을 고려해 볼 때, 4G 및 5G 간의 DC 기술, 내지 5G 내 서로 다른 주파수 대역 간의 DC 기술에서는 단말장치(100)의 Secondary 노드 추가 접속/해제/접속 전환 등의 처리에 있어서, MN의 제어를 최소화할 필요가 있다.
이에, 본 발명의 일 실시예서는, DC 기술을 사용함에 있어서, MN의 제어를 최소화하는 취지에 부합할 수 있는 구체적/최적의 실현 방안을 새롭게 제안하고자 한다.
구체적으로, 본 발명의 일 실시예에서는, MN의 제어를 최소화하는 취지에 부합할 수 있도록 단말장치(100)가 스스로 사용자데이터(User Plane Data) 전송을 위한 데이터 전송경로를 스위칭(선택)하는 방안을 제안하고자 하며, 이하에서는 이를 실현하기 위한 단말장치(100)의 구성에 대해 구체적으로 설명하기로 한다.
도 2에는 본 발명의 일 실시예에 따른 단말장치(100)의 개략적인 구성을 보여주고 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 단말장치(100)는 접속부(110), 판단부(120), 및 스위칭부(130)를 포함하는 구성을 가질 수 있다.
이러한, 단말장치(100)의 전체 구성 내지는 적어도 일부는 하드웨어 모듈 형태 또는 소프트웨어 모듈 형태로 구현되거나, 내지는 하드웨어 모듈과 소프트웨어 모듈이 조합된 형태로도 구현될 수 있다.
여기서, 소프트웨어 모듈이란, 예컨대, 단말장치(100) 내에서 연산을 처리하는 프로세서에 의해 실행되는 명령어로 이해될 수 있으며, 이러한 명령어는 단말장치(100) 내 별도의 메모리에 탑재된 형태를 가질 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 단말장치(100)는 전술한 구성 이외에, 타 네트워크장치(예: 기지국)과의 실질적인 통신 기능을 담당하는 RF 모듈인 통신부(140)를 더 포함하는 구성을 가질 수 있다.
여기서, 통신부(140)는 예컨대, 안테나 시스템, RF 송수신기, 하나 이상의 증폭기, 튜너, 하나 이상의 발진기, 디지털 신호 처리기, 코덱(CODEC) 칩셋, 및 메모리 등을 포함하지만 이에 제한되지는 않으며, 이 기능을 수행하는 공지의 회로는 모두 포함할 수 있다.
결국, 본 발명의 일 실시예에 따른 단말장치(100)는 전술한 구성을 기반으로 단말장치(100) 스스로가 사용자데이터(User Plane Data) 전송을 위한 데이터 전송경로를 스스로 스위칭(선택)할 수 있게 되는데, 이하에서는 이를 실현하기 위한 단말장치(100) 내 각 구성에 대해 구체적으로 설명하기로 한다.
접속부(110)는 이중 접속을 처리하는 기능을 수행한다.
보다 구체적으로, 접속부(110)는 Non-Standalone 동작에 따라 제1액세스장치와의 접속을 통해 제1네트워크에 접속하고, 제2액세스장치와의 접속을 통해 상기 제1네트워크와는 다른 제2네트워크에 접속하게 된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 단말장치(100)는 Non-Standalone 동작 시, Master 노드로서 4G 기지국(200)에 초기 접속하고, 추후 Secondary 노드로서의 5G 기지국(10)함을 언급한 바 있다.
이에, 여기서의 제1네트워크는 4G 네트워크를 의미하고 제1액세스장치는 4G 기지국(200)을 의미하며, 제2네트워크는 5G 네트워크를 의미하고, 제2액세스장치는 5G 기지국(10)을 언급하게 됨을 알 수 있다.
이하에서는, 설명의 편의 제1네트워크와 제1액세스장치를 각각의 4G 네트워크와 4G 기지국(100)으로 언급하기로 하며, 제2네트워크와 제2액세스장치는 각각 5G 네트워크와 5G 기지국(10)으로 언급하여 설명하기로 한다.
정리하자면, 접속부(110)는 Non-Standalone 동작에 따라 4G 기지국(200)과의 접속을 통해 4G 네트워크에 초기 접속하고, 5G 기지국(10)과의 접속을 통해서 5G 네트워크에 추가 접속함으로써, 4G 네트워크와 5G 네트워크로의 이중 접속(Dual Connectivity) 상태를 유지할 수 있는 것이다.
여기서, 5G 기지국(10)은 5G 3.5GHz 기지국(10A)과 5G 28GHz 기지국(10B)을 모두 포함하고 있음은 물론이다.
참고로, 이러한 이중 접속 동작을 지원하기 위한 본 발명의 일 실시예에서의 통신 환경은, 도 3에 도시된 바와 같은 망 구성의 일례를 따를 수 있다.
이와 관련하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 단말장치(100)에서는, 4G 네트워크(LTE)와, 5G 네트워크(3.5GHz, 28GHz)를 지원하기 위한 각각의 RF 모듈을 통신부(140) 내 구성으로서 구비함으로써, 위 예시된 망 구성에서 해당하는 RF 모듈을 이용한 4G 기지국(200)과의 접속을 통해 4G 네트워크에 초기 접속하고, 5G 기지국(10)과의 접속을 통해서 5G 네트워크에 추가 접속하는 이중 접속 동작을 처리할 수 있는 것이다.
물론, 본 발명의 일 실시예에서는 단말장치(100)가 5G 환경에서 Standalone으로 동작하는 경우에는, Master 노드로서의 5G 3.5GHz 기지국(10A) 및 Secondary 노드로서의 5G 28GHz 기지국(10B)에 접속하거나, 반대로 Master 노드로서의 5G 28GHz 기지국(10B) 및 Secondary 노드로서의 5G 3.5GHz 기지국(10A)에 접속하는 이중 접속 동작 또한 처리할 수도 있으나, 설명의 편의를 위해서 이하에서는 전술한 바와 같이 4G 기지국(200)과의 접속을 통해 4G 네트워크에 초기 접속하고, 5G 기지국(10)과의 접속을 통해서 5G 네트워크에 추가 접속하는 이중 접속 동작을 예시적으로 설명하기로 한다.
이러한 이중 접속 동작은 도 4에 도시된 바와 같은 호 처리 절차를 통해서 정의될 수 있다.
즉, 도 4에 도시된 바와 같이, 4G 네트워크로의 초기 접속 시, 4G RRC Connection establishment and Attach procedure(1) 절차를 통해, 4G Signaling APN을 생성하고, 이때 단말장치(100)에서는, MT(Mobile Termination) 또는 MO(Mobile Origination) 발생 시, 4G 네트워크를 통한 RRC Connection Setup을 수행함으로써 4G 네트워크로의 접속을 처리하게 된다.
이처럼, 4G 네트워크로의 접속 처리가 완료되는 경우, 단말장치(100)에서의 사용자데이터 전송을 위한 데이터 전송경로는, 4G 네트워크로 설정될 수 있으며, 이후, 5G RRC Connection establishment and Attach procedure(2) 절차를 통해서, 5G Signaling APN을 생성 및 네트워크를 통한 RRC Connection Setup을 수행함으로써, 5G 네트워크로의 추가 접속이 완료될 수 있다.
참고로, 도 4의 구성에서 5G GW는 도 3의 5G 네트워크에서, 사용자 평면 기능을 담당하는 UPF(User Plane Function)과 세션 관리 기능을 담당하는 SMF(Session Management Function) 기능 중 적어도 일부의 기능을 포함한 구성으로 이해될 수 있으며, 5G MME는 도 3에서 이동성 관리 기능을 담당하게 되는 AMF(Access and Mobility Function)의 기능을 포함하는 5G 네트워크의 코어(Core) 구성인 것으로 이해될 수 있다.
판단부(120)는 사용자데이터가 전송되는 데이터 전송경로의 스위칭 여부를 판별한다.
보다 구체적으로, 판단부(120)는 4G 네트워크와 5G 네트워크로의 이중 접속(Dual Connectivity)이 유지되는 상태에서, 4G 네트워크의 무선환경정보와, 5G 네트워크의 무선환경정보를 기초하여 사용자데이터가 전송되는 데이터 전송경로에 대한 스위칭 여부를 판단하게 된다.
여기서, 본 발명의 일 실시예에 따른 무선환경정보는, 이중 접속 상태인 4G 네트워크와 5G 네트워크 각각에 대해서 확인되는 정보로서, 예컨대, 전송세기정보(RSTP), 신호대잡음비(SINR, Signal-to-noise ratio), 다운링크 대역폭 정보(effective DL BW) 등을 포함할 수 있으며, 이에 제한되는 것이 아닌, 이중 접속 상태인 4G 네트워크와 5G 네트워크 각각의 네트워크 상태를 확인할 수 있는 정보는 모두 포함될 수 있다.
이때, 판단부(120)는 4G 네트워크의 무선환경정보에 따른 4G 네트워크에서의 기대전송률(Expected throughput)과, 5G 네트워크의 무선환경정보에 따른 5G 네트워크에서의 기대전송률을 각각 확인하게 되며, 5G 네트워크에서의 기대전송률이 현재 데이터 전송경로인 4G 네트워크에서의 기대전송률보다 높은 경우, 사용자데이터 전송을 위한 데이터 전송경로를 현재의 4G 네트워크에서 5G 네트워크로 스위칭하는 것으로 판단할 수 있다.
이처럼, 본 발명의 일 실시예에 따라 데이터 전송경로를 스위칭하는데 이용되는 4G 네트워크에서의 기대전송률과, 5G 네트워크에서의 기대전송률은, 4G 네트워크와 5G 네트워크 별로 각각의 무선환경정보에 따른 기대전송률을 매핑한 각각의 매핑테이블로부터 확인될 수 있다.
여기서, 매핑테이블 상에서 각 무선환경정보에 매핑되는 기대전송률은, 예컨대, 현재(현재 주기)의 무선환경정보와 과거(이전 주기들)의 무선환경정보를 평균화(Averaging)한 값의 형태로 매핑될 수 있으며, 이때의 무선환경정보에 대한 평균화는 예컨대, 무한임펄스응답(IIR, Infinite Impulse Response) 필터 등을 포함하는 디지털 필터를 이용하는 방식을 통해서 처리될 수 있다.
한편, 판단부(120)는 기 설정된 주기에 따라 데이터 전송경로의 스위칭할 지 여부를 판단하게 되는데, 이때 본 발명의 일 실시예에서는 빈번한 스위칭 동작(PING PONG)을 방지하고자, 일종의 히스테리시스 마진(hysteresis margin)을 적용하여, 특정 주기에서 확인되는 4G 네트워크에서 기대전송률과 5G 네트워크에서 확인되는 기대전송률 간의 차이가 임계치 이상인 경우에만 데이터 전송경로를 스위칭하는 방식을 따르게 된다.
참고로, 이러한 데이터 전송경로에 대한 스위칭 여부 판단은, 앞서 도 4를 참조하여 설명한 호 처리 과정에 있어서 Link Switching to 5G(3) 절차인 것으로 이해될 수 있다.
스위칭부(130)는 데이터 전송경로를 스위칭하는 기능을 수행한다.
보다 구체적으로, 스위칭부(130)는 데이터 전송경로를 스위칭하는 것으로 판단되는 경우, 4G 네트워크를 통해 전송되던 사용자데이터가, 5G 네트워크를 통해서 전송될 수 있도록 데이터 전송경로를 4G 네트워크로부터 5G 네트워크로 스위칭하게 된다.
이때, 스위칭부(130)는 5G 네트워크의 활성화를 요청하기 위한 패킷을 5G 네트워크로 전송함으로써, 데이터 전송경로를 4G 네트워크로부터 5G 네트워크로 스위칭하게 된다.
이러한, 스위칭 과정은, 앞서 도 4를 참조하여 설명한 호 처리를 절차를 통해서 살펴볼 수 있다.
도 4에 도시된 바와 같이, Link Switching to 5G(3) 절차를 통해서 데이터 전송경로를 스위칭하는 것으로 판단되는 경우, 5G Link Activation Request(4)를 절차를 통해서, 5G 네트워크의 활성화를 요청하기 위한 패킷을 5G 네트워크에 위치한 5G GW로 전송하고, 이를 수신한 5G GW는 기존 4G 네트워크로 설정되었던 데이터 전송경로를 5G 네트워크로 스위칭함으로써, 사용자데이터가 5G 네트워크를 통해서 전달될 수 있도록 한다.
여기서, 주목되는 특징은, 데이터 전송경로를 스위칭할 지 여부를 단말장치(100)가 직접 판단한다는 것이며, 더욱이 실질적으로 데이터 전송경로를 스위칭하는 과정에서, 4G 네트워크의 코어 구성에 해당하는 4G MME와 5G 네트워크의 코어 구성에 해당하는 5G MME 간 연계가 필요치 않으므로, DC 기술에 있어서 Master 노드에 해당하는 4G 네트워크의 제어를 최소화할 수 있음을 알 수 있다.
이하에서는 도 5를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 단말장치(100)에서 데이터 전송경로를 스위칭하는 방법을 설명하기로 한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 단말장치(100)에서 데이터 전송경로를 스위칭하는 방법을 설명하기 위한 개략적인 순서도이다.
먼저, 접속부(110)는 Non-Standalone 동작에 따라 4G 기지국(200)과의 접속을 통해 4G 네트워크에 초기 접속하고, 5G 기지국(10)과의 접속을 통해서 5G 네트워크에 추가 접속함으로써, 4G 네트워크와 5G 네트워크로의 이중 접속(Dual Connectivity) 상태를 유지한다(S10-S20).
이러한 이중 접속 동작은 앞서 도 4에 도시된 바와 같은 호 처리 절차를 통해서 정의될 수 있다.
즉, 도 4에 도시된 바와 같이, 4G 네트워크로의 초기 접속 시, 4G RRC Connection establishment and Attach procedure(1) 절차를 통해, 4G Signaling APN을 생성하고, 이때 단말장치(100)에서는, MT(Mobile Termination) 또는 MO(Mobile Origination) 발생 시, 4G 네트워크를 통한 RRC Connection Setup을 수행함으로써 4G 네트워크로의 접속을 처리하게 된다.
이처럼, 4G 네트워크로의 접속 처리가 완료되는 경우, 단말장치(100)에서의 사용자데이터 전송을 위한 데이터 전송경로는, 4G 네트워크로 설정될 수 있으며, 이후, 5G RRC Connection establishment and Attach procedure(2) 절차를 통해서, 5G Signaling APN을 생성 및 네트워크를 통한 RRC Connection Setup을 수행함으로써, 5G 네트워크로의 추가 접속이 완료될 수 있다.
참고로, 도 4의 구성에서 5G GW는 도 3의 5G 네트워크에서, 사용자 평면 기능을 담당하는 UPF(User Plane Function)과 세션 관리 기능을 담당하는 SMF(Session Management Function) 기능 중 적어도 일부의 기능을 포함한 구성으로 이해될 수 있으며, 5G MME는 도 3에서 이동성 관리 기능을 담당하게 되는 AMF(Access and Mobility Function)의 기능을 포함하는 5G 네트워크의 코어(Core) 구성인 것으로 이해될 수 있다.
이어서, 판단부(120)는 4G 네트워크와 5G 네트워크로의 이중 접속(Dual Connectivity)이 유지되는 상태에서, 4G 네트워크의 무선환경정보와, 5G 네트워크의 무선환경정보를 기초하여 사용자데이터가 전송되는 데이터 전송경로에 대한 스위칭 여부를 판단한다(S30-S60).
여기서, 본 발명의 일 실시예에 따른 무선환경정보는, 이중 접속 상태인 4G 네트워크와 5G 네트워크 각각에 대해서 확인되는 정보로서, 예컨대, 전송세기정보(RSTP), 신호대잡음비(SINR, Signal-to-noise ratio), 다운링크 대역폭 정보(effective DL BW) 등을 포함할 수 있으며, 이에 제한되는 것이 아닌, 이중 접속 상태인 4G 네트워크와 5G 네트워크 각각의 네트워크 상태를 확인할 수 있는 정보는 모두 포함될 수 있다.
이때, 판단부(120)는 4G 네트워크의 무선환경정보에 따른 4G 네트워크에서의 기대전송률(Expected throughput)과, 5G 네트워크의 무선환경정보에 따른 5G 네트워크에서의 기대전송률을 각각 확인하게 되며, 5G 네트워크에서의 기대전송률이 현재 데이터 전송경로인 4G 네트워크에서의 기대전송률보다 높은 경우, 사용자데이터 전송을 위한 데이터 전송경로를 현재의 4G 네트워크에서 5G 네트워크로 스위칭하는 것으로 판단할 수 있다.
이처럼, 본 발명의 일 실시예에 따라 데이터 전송경로를 스위칭하는데 이용되는 1네트워크에서의 기대전송률과, 제2네트워크에서의 기대전송률은, 4G 네트워크와 5G 네트워크 별로 각각의 무선환경정보에 따른 기대전송률을 매핑한 각각의 매핑테이블로부터 확인될 수 있다.
여기서, 매핑테이블 상에서 각 무선환경정보에 매핑되는 기대전송률은, 예컨대, 현재의 무선환경정보와 과거의 무선환경정보를 평균화(Averaging)한 값의 형태로 매핑될 수 있으며, 이때의 무선환경정보에 대한 평균화는 예컨대, 무한임펄스응답(IIR, Infinite Impulse Response) 필터 등을 포함하는 디지털 필터를 이용하는 방식을 통해서 처리될 수 있다.
한편, 판단부(120)는 기 설정된 주기에 따라 데이터 전송경로의 스위칭할 지 여부를 판단하게 되는데, 이때 본 발명의 일 실시예에서는 빈번한 스위칭 동작(PING PONG)을 방지하고자, 일종의 히스테리시스 마진(hysteresis margin)을 적용하여, 특정 주기에서 확인되는 4G 네트워크에서 기대전송률과 5G 네트워크에서 확인되는 기대전송률 간의 차이가 임계치 이상인 경우에만 데이터 전송경로를 스위칭하는 방식을 따르게 된다.
참고로, 이러한 데이터 전송경로에 대한 스위칭 여부 판단은, 앞서 도 4를 참조하여 설명한 호 처리 과정에 있어서 Link Switching to 5G(3) 절차인 것으로 이해될 수 있다.
이후, 스위칭부(130)는 데이터 전송경로를 스위칭하는 것으로 판단되는 경우, 4G 네트워크를 통해 전송되던 사용자데이터가, 5G 네트워크를 통해서 전송될 수 있도록 데이터 전송경로를 4G 네트워크로부터 5G 네트워크로 스위칭한다(S70).
이때, 스위칭부(130)는 5G 네트워크의 활성화를 요청하기 위한 패킷을 5G 네트워크로 전송함으로써, 데이터 전송경로를 4G 네트워크로부터 5G 네트워크로 스위칭하게 된다.
이러한, 스위칭 과정은, 앞서 도 4를 참조하여 설명한 호 처리를 절차를 통해서 살펴볼 수 있다.
도 4에 도시된 바와 같이, Link Switching to 5G(3) 절차를 통해서 데이터 전송경로를 스위칭하는 것으로 판단되는 경우, 5G Link Activation Request(4)를 절차를 통해서, 5G 네트워크의 활성화를 요청하기 위한 패킷을 5G 네트워크에 위치한 5G GW로 전송하고, 이를 수신한 5G GW는 기존 4G 네트워크로 설정되었던 데이터 전송경로를 5G 네트워크로 스위칭함으로써, 사용자데이터가 5G 네트워크를 통해서 전달될 수 있도록 한다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 단말장치(100)에서의 데이터 전송경로 스위칭 방법에 따르면, 이중 접속된 4G 네트워크와 5G 네트워크 각각의 무선환경정보에 근거하여 4G 네트워크와 5G 네트워크 각각에서의 기대전송률(Expected throughput)을 확인하는 방식을 통해 사용자데이터 전송을 위한 데이터 전송경로의 스위칭 여부를 직접 판단하며, 실질적으로 데이터 전송경로를 스위칭하는 과정에서, 4G 네트워크의 코어 구성에 해당하는 4G MME와 5G 네트워크의 코어 구성에 해당하는 5G MME 간 연계 없이, 데이터 전송경로를 스위칭할 수 있으므로, DC 기술에 있어서 Master 노드에 해당하는 4G 네트워크의 제어를 최소화할 수 있음을 알 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 데이터 전송경로 스위칭 방법은, 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
지금까지 본 발명을 바람직한 실시 예를 참조하여 상세히 설명하였지만, 본 발명이 상기한 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 또는 수정이 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 사상이 미친다 할 것이다.
본 발명에 따른 단말장치 및 단말장치의 데이터 전송경로 스위칭 방법에 따르면, 이기종 네트워크 간 상호 연동을 기반으로 하는 통신서비스 환경에서 단말장치가 각 네트워크의 코어 구성 간 연계 없이도 데이터 전송경로를 스스로 스위칭할 수 있다는 점에서, 기존 기술의 한계를 뛰어 넘음에 따라 관련 기술에 대한 이용만이 아닌 적용되는 장치의 시판 또는 영업의 가능성이 충분할 뿐만 아니라 현실적으로 명백하게 실시할 수 있는 정도이므로 산업상 이용가능성이 있는 발명이다.
100: 단말장치
110: 접속부 120: 판단부
130: 스위칭부

Claims (10)

  1. 제1액세스장치와의 접속을 통해 제1네트워크에 접속하고, 제2액세스장치와의 접속을 통해 상기 제1네트워크와는 다른 제2네트워크에 접속하여 상기 제1네트워크 및 상기 제2네트워크로의 이중 접속 상태를 유지하는 접속부;
    상기 제1네트워크의 무선환경정보 및, 상기 제2네트워크의 무선환경정보에 기초하여 사용자데이터가 전송되는 데이터 전송경로에 대한 스위칭 여부를 판단하는 판단부; 및
    상기 데이터 전송경로를 스위칭하는 것으로 판단되는 경우 상기 데이터 전송경로를 상기 제1네트워크로부터 상기 제2네트워크로 스위칭하는 스위칭부를 포함하며,
    상기 판단부는,
    상기 제1네트워크의 무선환경정보에 따른 상기 제1네트워크에서의 기대전송률과 상기 제2네트워크의 무선환경정보에 따른 상기 제2네트워크에서의 기대전송률 간의 차이가 임계치 이상인 경우에 상기 데이터 전송경로를 스위칭하며,
    상기 스위칭부는,
    상기 제2네트워크의 활성화를 요청하기 위한 패킷을 상기 제2네트워크로 전송하여 상기 제1네트워크의 코어 구성에 해당하는 장치와 상기 제2네트워크의 코어 구성에 해당하는 장치간 연계없이 상기 데이터 전송경로를 상기 제1네트워크로부터 상기 제2네트워크로 스위칭하는 것을 특징으로 하는 단말장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 판단부는,
    상기 제2네트워크의 무선환경정보에 따른 상기 제2네트워크에서의 기대전송률이, 상기 제1네트워크의 무선환경정보에 따른 상기 제1네트워크에서의 기대전송률보다 높은 경우, 상기 데이터 전송경로를 스위칭하는 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 단말장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제1네트워크에서의 기대전송률, 및 상기 제2네트워크에서의 기대전송률은,
    상기 제1네트워크, 및 상기 제2네트워크 별로 무선환경정보에 따른 기대전송률을 매핑한 각각의 매핑테이블로부터 확인되는 것을 특징으로 하는 단말장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 판단부는,
    기 설정된 주기에 따라 상기 데이터 전송경로의 스위칭할 지 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 단말장치.
  5. 삭제
  6. 단말장치에서의 데이터 전송경로 스위칭 방법에 있어서,
    제1액세스장치와의 접속을 통해 제1네트워크에 접속하고, 제2액세스장치와의 접속을 통해 상기 제1네트워크와는 다른 제2네트워크에 접속하여 상기 제1네트워크 및 상기 제2네트워크로의 이중 접속 상태를 유지하는 접속단계;
    상기 제1네트워크의 무선환경정보 및, 상기 제2네트워크의 무선환경정보에 기초하여 사용자데이터가 전송되는 상기 데이터 전송경로에 대한 스위칭 여부를 판단하는 판단단계; 및
    상기 데이터 전송경로를 스위칭하는 것으로 판단되는 경우, 상기 데이터 전송경로를 상기 제1네트워크로부터 상기 제2네트워크로 스위칭하는 스위칭단계를 포함하며,
    상기 판단단계는,
    상기 제1네트워크의 무선환경정보에 따른 상기 제1네트워크에서의 기대전송률과 상기 제2네트워크의 무선환경정보에 따른 상기 제2네트워크에서의 기대전송률 간의 차이가 임계치 이상인 경우에 상기 데이터 전송경로를 스위칭하며,
    상기 스위칭단계는,
    상기 제2네트워크의 활성화를 요청하기 위한 패킷을 상기 제2네트워크로 전송하여 상기 제1네트워크의 코어 구성에 해당하는 장치와 상기 제2네트워크의 코어 구성에 해당하는 장치간 연계없이 상기 데이터 전송경로를 상기 제1네트워크로부터 상기 제2네트워크로 스위칭하는 것을 특징으로 하는 데이터 전송경로 스위칭 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 판단단계는,
    상기 제2네트워크의 무선환경정보에 따른 상기 제2네트워크에서의 기대전송률이, 상기 제1네트워크의 무선환경정보에 따른 상기 제1네트워크에서의 기대전송률보다 높은 경우, 상기 데이터 전송경로를 스위칭하는 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 데이터 전송경로 스위칭 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 제1네트워크에서의 기대전송률, 및 상기 제2네트워크에서의 기대전송률은,
    상기 제1네트워크, 및 상기 제2네트워크 별로 무선환경정보에 따른 기대전송률을 매핑한 각각의 매핑테이블로부터 확인되는 것을 특징으로 하는 데이터 전송경로 스위칭 방법.
  9. 제 6 항에 있어서,
    상기 판단단계는,
    기 설정된 주기에 따라 상기 데이터 전송경로의 스위칭할 지 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 데이터 전송경로 스위칭 방법.
  10. 삭제
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