KR102084144B1 - 제어 평면 장치 및 이를 이용한 제어 평면 메시지 처리 방법 - Google Patents

제어 평면 장치 및 이를 이용한 제어 평면 메시지 처리 방법 Download PDF

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Abstract

일 실시예에 따른 제어 평면 장치는 복수 개의 제어 평면(control plane, CP) 메시지를 수신하는 통신부와, 상기 수신된 복수 개의 제어 평면 메시지의 처리 순서를 결정하는 처리 순서 결정부와, 상기 수신된 복수 개의 제어 평면 메시지 각각을 상기 결정된 처리 순서에 따라 처리하는 메시지 처리부를 포함한다.

Description

제어 평면 장치 및 이를 이용한 제어 평면 메시지 처리 방법 {CONTROL PLANE APPARATUS AND METHOD FOR PROCESSING CONTROL PLANE MESSAGE USING THE SAME}
본 발명은 제어 평면 장치 및 이를 이용한 제어 평면 메시지 처리 방법에 관한 것이다.
LTE 시스템에서 통신서비스의 종류 및 전송 요구 속도 등이 다양해짐에 따라, LTE 주파수 증설 및 5G 시스템으로의 진화가 활발하게 진행되고 있다.
이와 같이 빠르게 진화되고 있는 5G 시스템은, 한정된 무선자원을 기반으로 최대한 많은 수의 단말을 수용하면서, eMBB (enhanced mobile broadband, 향상된 모바일 광대역)/mMTC(massive machine type communications, 대규모 기계형 통신)/URLLC(ultra-reliable and low latency communications, 고도의 신뢰도와 낮은 지연 시간 통신)의 시나리오를 지원하고 있다.
5G 시스템에서는, 단말, 기지국(액세스), 코어 및 서버를 End to End로 지원하기 위한 네트워크 구조를 정의하고 있으며, 기존 LTE(4G)에서 단일 노드(예: S-GW, P-GW 등)가 복합적으로 수행하던 제어 시그널링 및 데이터 송수신의 기능을 분리하여, 제어 시그널링 기능의 영역(또는 제어 영역)(Control Plane) 및 데이터 송수신 기능의 영역(또는 사용자 영역)(User Plane)을 구분한 네트워크 구조를 정의하고 있다.
이때, 제어 평면에는 다양한 노드들이 포함된다. 예컨대 단말의 무선구간 액세스를 제어하는 AMF(Access and Mobility Function), 단말 정보와 단말 별 가입서비스정보, 과금 등의 정책을 관리/제어하는 PCF(Policy Control Function), 단말 별로 데이터 서비스 이용을 위한 세션을 관리/제어하는 SMF(Session Management Function), 외부 망과의 정보 공유 기능을 담당하는 NEF(Network Exposure Function) 등을 예로 들 수 있다.
아울러, 사용자 평면에는 UPF와 같은 것들이 포함될 수 있다.
PCT 특허공개공보, 2018-008944호 (2018.01.11. 공개)
5G 시스템에서는 eMBB, mMTC 또는 URLLC 서비스와 같은 다양한 서비스가 제공된다.
본 발명의 해결하고자 하는 과제는, 5G 시스템에서 제공하는 전술한 다양한 서비스, 예컨대 eMBB, mMTC 또는 URLLC 서비스 등이 최대한 지연되지 않으면서 사용자에게 제공되도록 하는 것이다.
다만, 본 발명의 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 것으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 해결하고자 하는 과제는 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
일 실시예에 따른 제어 평면 장치는 복수 개의 제어 평면(control plane, CP) 메시지를 수신하는 통신부와, 상기 수신된 복수 개의 제어 평면 메시지의 처리 순서를 결정하는 처리 순서 결정부와, 상기 수신된 복수 개의 제어 평면 메시지 각각을 상기 결정된 처리 순서에 따라 처리하는 메시지 처리부를 포함한다.
일 실시예에 따른 제어 평면 메시지 처리 방법은 복수 개의 제어 평면(control plane, CP) 메시지를 수신하는 단계와, 상기 수신된 복수 개의 제어 평면 메시지의 처리 순서를 결정하는 단계와, 상기 수신된 복수 개의 제어 평면 메시지 각각을 상기 결정된 처리 순서에 따라 처리하는 단계를 포함하여서 수행된다.
일 실시예에 따르면, SBI, N1, N2 또는 N4 인터페이스를 통해 전달되는 제어 평면 메시지의 처리 순서가 결정될 수 있으며, 제어 평면 메시지는 이렇게 결정된 순서에 따라 처리될 수 있다. 따라서, VIP 요금제에 가입한 고객은 우선적으로, 지연없이 URLLC 서비스 등을 제공받을 수 있다.
또한, CPF에는 제어 평면 메시지의 처리에 이용될 자원이 제어 평면 메시지 별로 지정되어서 미리 확보되어 있으므로, 임의의 제어 평면 메시지가 수신된 경우 이렇게 지정 및 확보되어 있는 자원을 이용한 처리가 가능하다. 따라서, 메시지 처리에 관한 병목 현상이 완화될 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 5G 시스템의 아키텍처를 예시적으로 도시하고 있다.
도 2는 일 실시예에 따른 제어 평면 장치의 구성을 예시적으로 도시하고 있다.
도 3은 제어 평면 메시지에 포함된 항목을 예시적으로 도시하고 있다.
도 4는 다양한 제어 평면 장치 각각의 서비스 명칭, 서비스 동작 및 속성 명칭을 예시적으로 도시하고 있다.
도 5는 도 1에 도시된 제어 평면 장치가 관리하는 맵핑 테이블을 예시적으로 도시하고 있다.
도 6은 도 1에 도시된 제어 평면 장치의 메시지 처리부의 구성을 예시적으로 도시하고 있다.
도 7은 일 실시예에 따른 제어 평면 메시지 처리 방법의 절차를 예시적으로 도시하고 있다
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
본 발명의 실시예들을 설명함에 있어서 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 발명의 실시예에서의 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.
도 1은 일 실시예에 따른 5G 시스템의 아키텍처(10)를 예시적으로 도시하고 있다.
도 1의 아키텍처(10)가 나타내고 있는 5G 시스템 자체에 대해 살펴보기로 한다. 5G 시스템은 4세대 LTE 이동통신 기술로부터 진보된 기술이다. 이러한 5G 시스템은 기존 이동통신망 구조의 개선(Evolution) 혹은 클린-스테이트(Clean-state) 구조를 통해 새로운 무선 액세스 기술(RAT, Radio Access Technology), LTE(Long Tern Evolution)의 확장된 기술이며, eLTE(extended LTE), non-3GPP 액세스 등을 지원한다.
다만, 도 1에 도시된 아키텍처(10)는 예시적인 것에 불과하므로, 본 발명의 사상이 도 1에 도시된 아키텍처(10)에만 한정 적용되는 것으로 해석되는 것은 아니며, 또한 본 발명의 사상이 5G 시스템에만 한정 적용되는 것으로 해석되는 것도 아니다.
아키텍처(10)에는 다양한 구성요소들(즉, 네트워크 기능(NF, network function))이 포함된다. 이하에서는 이들 구성요소들에 대해 살펴보기로 한다.
도 1을 참조하면, 인증 서버 기능(AUSF: Authentication Server Function)(100c), 액세스 및 이동성 관리 기능(AMF: (Core) Access and Mobility Management Function)(100b), 세션 관리 기능(SMF: Session Management Function)(100a), 정책 제어 기능(PCF: Policy Control function)(100g), 어플리케이션 기능(AF: Application Function)(100i), 통합된 데이터 관리(UDM: Unified Data Management)(100h), 데이터 네트워크(DN: Data network), 사용자 평면 기능(UPF: User plane Function)(200), (무선) 액세스 네트워크((R)AN: (Radio) Access Network, 또는 기지국) 및 단말(UE: User Equipment)(300) 등이 도시되어 있다.
이 중, UPF(200)는 5G 시스템에서 사용자 평면(user plane)에 속한 구성요소로서, 본 명세서에서는 사용자 평면 장치(200) 또는 UPF(200)라고 지칭될 수 있으며, 이하에서는 UPF(200)라고 지칭하기로 한다.
아울러, SMF(100a), AMF(100b), AUSF(100c), NSSF(100d), NEF(100e), NRF(100f), PCF(100g), UDM(100h) 및 AF(100i)는 각각 사용자 평면과는 분리된 제어 평면에 속한 구성요소이며, 이하에서 이들은 제어 평면 장치(100) 또는 CPF(Control Plane Function)(100)라고 통칭될 수 있다.
CPF(100) 간은 SBI(service based interface, SBI)에 의해 연결되는데, 도 1에는 점선 박스 내에 있는 연결선은 이러한 SBI를 나타낸다. 또한, CPF(100)와 UPF(200) 간은 N4 인터페이스에 의해 연결되고, CPF(100)와 UE(300) 간은 N1 인터페이스에 의해 연결된다. CPF와 기지국((R)AN) 간은 N2 인터페이스에 의해 연결된다.
일 실시예에 따르면, CPF(100)가 타 CPF(100), 기지국((R)AN), UPF(200) 및 단말(300) 중 적어도 하나로부터 제어 평면 메시지(CPF(100)에서 시그널링하는 메시지) 복수 개를 소정 기간 이내에 수신받으면, CPF(100)는 이렇게 수신받은 복수 개의 제어 평면 메시지의 처리 순서를 소정의 기준에 따라 결정한 뒤, 결정된 처리 순서에 따라 복수 개의 제어 평면 메시지를 순차적으로 처리한다. 예컨대, CPF(100)가 타 CPF(100)로부터 eMBB 서비스에 관한 제어 평면 메시지를 수신받고 수 ns 뒤에 해당 타 CPF(100)로부터 URLLC 서비스에 관한 제어 평면 메시지를 수신받은 경우라도, 처리 순서가 결정되는 방식에 따라 더 늦게 수신받은 URLLC 서비스에 관한 제어 평면 메시지가 먼저 수신받은 eMBB 서비스에 관한 제어 평면 메시지보다 우선적으로 처리될 수 있다. 이러한 처리 순서 결정 방식을 활용함으로써, VIP 요금제에 가입한 고객에게 우선적으로, 따라서 지연없이 URLLC 서비스 등을 제공하는 것이 가능해진다.
또한, CPF(100)에는 제어 평면 메시지의 처리에 이용될 전용 자원이 제어 평면 메시지 별로 지정되어서 미리 확보되어 있으므로, 임의의 제어 평면 메시지가 수신된 경우 이렇게 지정 및 확보되어 있는 전용 자원을 이용한 처리가 가능하다. 따라서, 메시지 처리에 관한 병목 현상이 완화될 수 있다.
여기서, 전술한 일 실시예에 따른 기술적 사상, 즉 제어 평면 메시지의 순차적 처리 또는 전용 자원의 사전 확보에 관한 동작은 고객에 따라 선별적으로 적용될 수 있는데, 해당 동작의 적용을 받는 고객인지를 선별하는 과정은 고객이 사용하는 단말의 IP 주소, 슬라이스 ID, PDU 세션 ID, GPSI(Generic Public Subscription Identifier) 및 SUPI(Subscription Permanent Identifier) 중 적어도 하나가 이용될 수 있다.
이하에서는 CPF(100)에 대해 보다 자세하게 살펴보기로 한다.
도 2는 도 1에 도시된 CPF(100)의 구성을 예시적으로 도시하고 있다. 도 2를 참조하면, CPF(100)는 통신부(110), 저장부(120), 처리 순서 결정부(130) 및 메시지 처리부(140)를 포함한다. 다만, 도 2에 도시된 것은 예시적인 것에 불과하므로, CPF(100)의 구성이 도 2에 도시된 것으로 한정 해석되는 것은 아니다.
먼저, 통신부(110)는 제어 평면 메시지를 송수신하는 구성이며, 유선 또는 무선 통신 모듈로서 구현 가능하다. CPF(100)는 이러한 통신부(110)를 통해 타 CPF(100), 기지국, UPF(200) 및 단말(300) 중 적어도 하나와 제어 평면 메시지를 송수신한다.
저장부(120)는 데이터를 저장하는 구성이며, 메모리 등에 의해 구현 가능하다. 저장부(120)에는 각각의 제어 평면 메시지가 어느 곳에서 처리되어야 하는지를 맵핑시켜둔 테이블이 저장될 수 있는데, 이에 대해서는 뒤에 보다 자세하게 설명하기로 한다.
처리 순서 결정부(130)는 통신부(110)를 통해 수신된 복수 개의 제어 평면 메시지가 소정 기간 이내에 수신된 것인 경우, 이러한 복수 개의 제어 평면 메시지의 처리 순서를 결정한다. 이하에서는 처리 순서를 결정하는 방식에 대해 살펴보기로 한다.
처리 순서 결정부(130)는 제어 평면 메시지의 종류에 따라 처리 순서를 결정할 수 있다. 예컨대 처리 순서 결정부(130)는 제어 평면 메시지가 Subscribe(request)인 경우와 Subscribe(response)인 경우를 구분해서, 각 제어 평면 메시지의 처리 순서를 결정할 수도 있다.
또는 처리 순서 결정부(130)는 제어 평면 메시지에 포함된 메시지 속성 데이터 및 메시지 주소 데이터 중 적어도 하나를 이용하여서 처리 순서를 결정할 수도 있다. 메시지 속성 데이터와 메시지 주소 데이터는 도 3에 도시되어 있다. 도 3을 참조하면, 메시지 속성 데이터는 서비스 명칭(service name), 서비스 명칭에 포함된 서비스 동작(service operation) 및 서비스 동작에 포함된 속성 명칭(attribute name)을 포함한다. 이 중 서비스 명칭과 서비스 동작, 그리고 속성 명칭에 대한 예시는 도 4에 도시되어 있다.
다시 도 3을 참조하면, 메시지 주소 데이터는 TCP 헤더, IP 헤더 및 L2 헤더를 포함하며, 다만 도 3에 도시된 것과는 달리 5-tuple에 따른 정보, 예컨대 소스 IP, 목적지 IP, 소스 포트, 목적지 포트 및 프로토콜을 포함할 수도 있다.
다음으로, 처리 순서 결정부(130)가 메시지 속성 데이터와 메시지 주소 데이터를 이용하여서 처리 순서를 결정하는 방식에 대해 살펴보기로 한다. 처리 순서 결정부(130)에는 메시지 속성 데이터 및 메시지 주소 데이터 각각에 포함된 전술한 각 항목 별로 기준 점수가 부여되어 있는 테이블이 마련되어 있을 수 있다. 이러한 테이블은 CPF(100) 중 NRF(100f)가 생성한 것일 수 있다. 처리 순서 결정부(130)는 통신부(110)를 통해 수신된 복수 개의 제어 평면 메시지 각각에 대해, 이러한 테이블을 이용해서 점수를 산출한다. 이하에서는 점수 산출 방식을 예를 들어 살펴보기로 하되, 점수 산출 방식이 이하의 예에 한정되는 것은 아니다.
제1 예로서, 제1 제어 평면 메시지의 메시지 속성 데이터에 서비스 명칭으로서 Namf_Communication이 포함되어 있고 서비스 동작으로서 RegistrationCompleteNotify가 포함되어 있으며, 전술한 테이블에는 상기 Namf_Communication에 기준 점수가 1점으로 부여되어 있고 상기 RegistrationCompleteNotify에 기준 점수가 3점으로 부여되어 있는 경우, 처리 순서 결정부(130)는 제1 제어 평면 메시지의 점수를 4점으로 산출할 수 있다.
제2 예로서, 제2 제어 평면 메시지의 메시지 주소 데이터에 소스 IP는 A, 목적지 IP는 B, 소스 포트는 C, 목적지 포트는 D 및 프로토콜은 E로서 포함되어 있고, 전술한 테이블에는 소스 IP가 A일 때 점수 3점, 목적지 IP가 B일 때 점수 2점, 소스 포트가 C일 때 점수 3점, 목적지 포트가 D일 때 점수 5점 및 프로토콜이 E일 때 점수 2점으로 부여되어 있는 경우, 처리 순서 결정부(130)는 제2 제어 평면 메시지의 점수를 15점으로 산출할 수 있다.
제3 예로서, 제3 제어 평면 메시지의 점수를 산출하는 경우, 제3 제어 평면 메시지에 포함된 메시지 속성 데이터 및 메시지 주소 데이터 각각에 포함된 항목에 대한 점수를 모두 합산해서 산출할 수도 있다.
처리 순서 결정부(130)는 통신부(110)를 통해 수신된 복수 개의 제어 평면 메시지 각각에 대해 산출된 점수를 이용해서 처리 순서를 결정한다. 점수가 높을수록 처리 순서가 빠를 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니며, 만약 점수가 동일한 제어 평면 메시지들이 존재할 경우 이들 사이에서의 처리 순서는 제어 평면 메시지의 도착 시간을 기준으로 결정되거나 이름의 순서로 결정될 수 있으며 또는 랜덤 방식으로 결정될 수 있다.
다시 도 2를 참조하면, 메시지 처리부(140)는 통신부(110)를 통해 수신된 복수 개의 제어 평면 메시지가 소정의 기간 이내에 수신된 경우, 처리 순서 결정부(130)에 의해 결정된 처리 순서에 따라 처리한다.
예컨대 통신부(110)를 통해 CPF(100)가 타 CPF(100)로부터 eMBB 서비스에 관한 제어 평면 메시지를 수신받고 수 ns 뒤에 해당 타 CPF(100)로부터 URLLC 서비스에 관한 제어 평면 메시지를 수신받은 경우라도, 처리 순서 결정부(130)에 의해 결정된 처리 순서에 따라, 더 늦게 수신받은 URLLC 서비스에 관한 제어 평면 메시지가 먼저 수신받은 eMBB 서비스에 관한 제어 평면 메시지보다 우선적으로 처리될 수 있다.
이러한 처리 순서 결정 방식에 따르면, VIP 요금제에 가입한 고객에게 우선적으로, 따라서 지연없이 URLLC 서비스 등을 제공하는 것이 가능해진다.
한편, 메시지 처리부(140)는 복수 개의 개별 처리 모듈(141 내지 144)을 포함한다. 각각의 개별 처리 모듈(141 내지 144)은 5G 시스템에서 서로 상이한 서비스를 제공하는 모듈이다. 각각의 개별 처리 모듈(141 내지 144)에는 서로 상이한 슬라이스 ID를 처리하도록 Association이부여되어 있을 수 있다. 도 5에는 이러한 개별 처리 모듈(141 내지 144)이 도시되어 있다. 도 5를 참조하면, 개별 처리 모듈의 종류에는 URLLC 처리 모듈(141), eMBB 처리 모듈(142), mMTC 처리 모듈(143) 및 기본(default) 처리 모듈(144)이 있을 수 있으며, 다만 이에 한정되는 것은 아니다.
메시지 처리부(140)는 복수 개의 개별 처리 모듈(141 내지 144) 각각에 CPF(100)의 자원을 미리 할당해 둔다. 할당 시 CPF(100)의 CPU 성능, 메모리 용량, 네트워크의 레이턴시 또는 속도, 중요도(prioritization) 또는 메시지 크기 등이 고려될 수 있으며, 실시예에 따라 CPF(100)가 타 CPF(100), 기지국, UPF(200) 또는 단말(300)로부터 통신부(110)를 통해 수신받은 자원할당 요청도 고려될 수 있다.
이와 같이 자원이 할당된 결과, 복수 개의 개별 처리 모듈(141 내지 144) 각각에는 서로 상이한 용량의 자원이 할당될 수도 있다. 예컨대, 도 5에서 URLLC 처리 모듈(141)에는 80%, eMBB 처리 모듈(142)에는 10%, mMTC 처리 모듈(143)에는 2%, 기본 처리 모듈(144)에는 8%의 비율로 CPF(100)의 자원이 할당될 수 있다.
복수 개의 개별 처리 모듈(141 내지 144) 각각에는 도 5에 도시된 바와 같이 적어도 두 개의 처리 블록이 포함된다. 각각의 개별 처리 모듈(141 내지 144)에 할당된 자원은 각 개별 처리 모듈(141 내지 144)에 포함된 처리 블록 각각에 분할 할당된다. 각 처리 블록은 자신에게 할당된 자원만을 이용해서 제어 평면 메시지를 처리할 수 있다. 즉, 각 처리 블록에서 처리 가능한 제어 평면 메시지의 개수는 제한될 수 있다.
메시지 처리부(140)는 임의의 제어 평면 메시지가 복수 개의 개별 처리 모듈(141 내지 144) 중 어떤 개별 처리 모듈에서 처리되어야 하는지 및 어떤 처리 블록에서 처리되어야 하는지를 미리 지정해둘 수 있다. 예컨대, 메시지 처리부(140)는 제1 제어 평면 메시지가 URLLC 처리 모듈에 속한 2번째 처리 블록에서 처리될 수 있도록 미리 지정할 수 있다.
이 때, 메시지 처리부(140)는 전술한 지정에 있어서 제어 평면 메시지에 포함된 메시지 주소 데이터 및 메시지 속성 데이터 또는 메시지의 속성 중 적어도 하나를 고려할 수 있다. 예컨대, 메시지 처리부(140)는 메시지 주소 데이터에 포함된 소스 IP, 목적지 IP, 소스 포트, 목적지 포트 및 프로토콜이 어떤 값을 갖는지를 고려하여서 지정할 수 있으며, 또는 메시지 속성 데이터에 포함된 서비스 명칭, 서비스 동작 및 속성 명칭이 어떤 값을 갖는지를 고려하여서 지정할 수 있다. 또는 제어 평면 메시지의 종류(request/response) 등을 고려하여서 지정할 수도 있다.
도 6은 메시지 처리부(140)에 수행된 전술한 지정의 결과물을 테이블 형식으로 도시하고 있다. 이러한 지정의 결과물은 저장부(120)에 저장될 수 있다. 도 6에 도시된 테이블 중 일부를 살펴보면, 소스 IP가 212.56.29.8이고 목적지 IP가 75.23.81.77이며 소스 포트는 40311, 목적지 포트는 80 그리고 프로토콜은 6인 제어 평면 메시지는 URLLC 1, 즉 URLLC 처리 모듈의 첫번 째 처리 블록에서 처리되도록 지정되어 있다. 이와 달리, 소스 IP가 22.31.132.54이고 목적지 IP가 59.3.21.2이며 소스 포트는 2202, 목적지 포트는 443 그리고 프로토콜은 6인 제어 평면 메시지는 URLLC 2, 즉 URLLC 처리 모듈의 두번 째 처리 블록에서 처리되도록 지정되어 있다.
통신부(110)를 통해 제어 평면 메시지가 수신되면, 메시지 처리부(140)는 상기 수신된 제어 평면 메시지를 처리할 개별 처리 모듈 및 처리 블록을 저장부(120)에 저장된 결과물로부터 획득한 뒤, 상기 수신된 제어 평면 메시지가 해당 개별 처리 모듈 및 처리 블록에서 처리되도록 제어한다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 일 실시예에 따르면, CPF(100)가 타 CPF(100), 기지국, UPF(200) 및 단말(300) 중 적어도 하나로부터 제어 평면 메시지(CPF(100)에서 시그널링하는 메시지) 복수 개를 소정 기간 이내에 수신받으면, CPF(100)는 이렇게 수신받은 복수 개의 제어 평면 메시지의 처리 순서를 소정의 기준에 따라 결정한 뒤, 결정된 처리 순서에 따라 복수 개의 제어 평면 메시지를 순차적으로 처리한다. 이러한 처리 순서 결정 방식을 활용함으로써, VIP 요금제에 가입한 고객에게 우선적으로, 따라서 지연없이 URLLC 서비스 등을 제공하는 것이 가능해진다.
또한, CPF(100)에는 제어 평면 메시지의 처리에 이용될 자원이 제어 평면 메시지 별로 지정되어서 미리 확보되어 있으므로, 임의의 제어 평면 메시지가 수신된 경우 이렇게 지정 및 확보되어 있는 자원을 이용한 처리가 가능하다. 따라서, 메시지 처리에 관한 병목 현상이 완화될 수 있다.
한편, 전술한 일 실시예에 따른 기술적 사상, 즉 제어 평면 메시지의 순차적 처리 또는 전용 자원의 사전 확보에 관한 동작은 소정의 조건이 트리거링된 경우에 수행될 수 있다. 예컨대, 핸드오버 시그널링, DDN 시그널링 또는 위치 시그널링 등이 있는 경우에 전술한 동작이 수행될 수 있다.
도 7은 일 실시예에 따른 제어 평면 메시지 처리 방법의 절차를 도시하고 있다. 도 7에 도시된 제어 평면 메시지 처리 방법은 도 2에 도시된 제어 평면 장치에 의해 수행될 수 있다.
도 7을 참조하면, 제1 CPF(100A)는 제2 CPF(100B)로부터 자원할당 요청을 수신받는다(S100). 이러한 자원할당 요청에는 제2 CPF(200B)가 향후 제1 CPF(100A)에게 송신할 제어 평면 메시지에 관한 항목, 예컨대 메시지 속성 데이터, 메시지 주소 데이터, 메시지의 종류(request/response) 중 적어도 하나가 포함될 수 있는데, 메시지 속성 데이터, 메시지 주소 데이터 및 메시지의 종류는 전술한 바 있으므로 여기서 설명은 생략하기로 한다.
제1 CPF(100A)는 단계 S100에서 수신받은 자원할당 요청을 기초로 제1 CPF(100A)의 자원을 할당한다(S110). 이하에서 보다 구체적으로 살펴보기로 한다. 제1 CPF(100A)의 메시지 처리부(140)는 복수 개의 개별 처리 모듈(141 내지 144)을 포함한다. 예컨대 개별 처리 모듈의 종류에는 URLLC 처리 모듈(141), eMBB 처리 모듈(142), mMTC 처리 모듈(143) 및 기본(default) 처리 모듈(144)이 있을 수 있으며, 다만 이에 한정되는 것은 아니다.
이러한 메시지 처리부(140)는 단계 S100에서 수신받은 자원할당 요청을 고려하여서 복수 개의 개별 처리 모듈(141 내지 144) 각각에 제1 CPF(100A)의 자원을 할당한다. 할당 시 해당 제1 CPF(100A)가 이전에 제2 CPF(100B) 또는 단말(300)로부터 통신부(110)를 통해 수신받은 자원할당 요청도 함께 고려될 수 있음은 전술한 바와 같다.
자원이 할당된 결과, 복수 개의 개별 처리 모듈(141 내지 144) 각각에는 서로 상이한 용량의 자원이 할당될 수도 있다. 아울러, 복수 개의 개별 처리 모듈(141 내지 144) 각각에 포함된 처리 블록 각각에도 자원이 할당될 수 있다.
한편, 단계 S110에서 메시지 처리부(140)는 임의의 제어 평면 메시지가 복수 개의 개별 처리 모듈(141 내지 144) 중 어떤 개별 처리 모듈에서 처리되어야 하는지 및 어떤 처리 블록에서 처리되어야 하는지를 미리 지정해둘 수 있다. 이 때, 메시지 처리부(140)는 전술한 지정에 있어서 제어 평면 메시지에 포함된 메시지 주소 데이터 및 메시지 속성 데이터 중 적어도 하나를 고려할 수 있다. 이러한 지정의 결과물은 저장부(120)에 저장될 수 있다. 자원 할당 및 지정이 완료되면 제1 CPF(100A)는 제2 CPF(200B)에게 응답(자원 할당 및 지정이 완료되었다는 응답)을 전달한다(S120).
이 후, 제2 CPF(200B)는 제1 CPF(100A)에게 복수 개의 제어 평면 메시지를 송신할 수 있다(S200). 복수 개의 제어 평면 메시지가 제1 CPF(100A)의 통신부(110)에서 소정 기간 이내에 수신된 경우, 제1 CPF(100A)의 처리 순서 결정부(130)는 이러한 복수 개의 제어 평면 메시지의 처리 순서를 결정한다(S210). 처리 순서를 결정하는 방식에 대해서는 이미 설명하였으므로 여기서 설명은 생략하기로 한다.
이 후, 제1 CPF(100A)의 메시지 처리부(140)는 단계 S200에서 수신받은 복수 개의 제어 평면 메시지를 단계 S210에서 결정된 처리 순서에 따라 처리한다(S220). 처리 과정에서 제1 CPF(100A)로부터 다른 CPF, 예컨대 도 7에 도시된 제3 CPF(100C)에게 제어 평면 메시지가 송신될 수 있다(S230).
한편, 도 7에서는 제1 CPF(100A)가 제2 CPF(200B)로부터 수신받은 제어 평면 메시지를 처리하는 예가 설명되었는데, 이와 달리 제1 CPF(100A)가 기지국으로부터 제어 평면 메시지를 수신받아서 처리하는 실시예 또는 단말(300)로부터 수신받은 제어 평면 메시지를 처리하는 실시예 또한 도 7과 같은 방식으로 수행될 수 있음은 자명하다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 일 실시예에 따르면, CPF가 타 CPF, 기지국, UPF 및 단말 중 적어도 하나로부터 제어 평면 메시지 복수 개를 소정 기간 이내에 수신받으면, CPF는 이렇게 수신받은 복수 개의 제어 평면 메시지의 처리 순서를 소정의 기준에 따라 결정한 뒤, 결정된 처리 순서에 따라 복수 개의 제어 평면 메시지를 순차적으로 처리한다. 이러한 처리 순서 결정 방식을 활용함으로써, VIP 요금제에 가입한 고객에게 우선적으로, 따라서 지연없이 URLLC 서비스 등을 제공하는 것이 가능해진다.
또한, CPF(100)에는 제어 평면 메시지의 처리에 이용될 자원이 제어 평면 메시지 별로 지정되어서 미리 확보되어 있으므로, 임의의 제어 평면 메시지가 수신된 경우 이렇게 지정 및 확보되어 있는 자원을 이용한 처리가 가능하다. 따라서, 메시지 처리에 관한 병목 현상이 완화될 수 있다.
한편, 앞서 살펴본 바와 같이 단계 S110과 S210에서는 자원 할당 과정, 처리 모듈이나 블록을 결정하는 과정, 아울러 복수 개의 제어 평면 메시지의 처리 순서를 결정하는 과정 등이 수행된다. 여기서, 이러한 단계 S110과 S210에 의해 수행되는 과정은 일 실시예에 따른 것에 불과한 바, 실시예에 따라 이러한 단계 S110과 S210가 수행되지 않을 수도 있다. 단계 S110과 S210이 수행되지 않을 경우 CPF(100)는 자원을 할당하거나 처리 모듈이나 블록을 결정하거나 복수 개의 제어 평면 메시지의 처리 순서를 결정하도록 설계되어 있는, CPF(100)에 이미 내장되어 있는 기본(default) 알고리즘을 이용할 수도 있다.
한편, 전술한 제어 평면 메시지 처리 방법은, 해당 방법에 포함된 각 단계를 수행하도록 프로그램된 컴퓨터 프로그램을 저장하는 컴퓨터 판독가능한 기록매체의 형태 또는 컴퓨터 판독가능한 기록매체에 저장된, 해당 방법에 포함된 각 단계를 수행하도록 프로그램된 컴퓨터 프로그램의 형태로 실시될 수도 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 품질에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 균등한 범위 내에 있는 모든 기술사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
일 실시예에 따르면, VIP 요금제에 가입한 고객에게 우선적으로, 따라서 지연없이 URLLC 서비스 등을 제공하는 것이 가능해진다. 또한 메시지 처리에 관한 병목 현상이 완화될 수 있다.
100: 제어 평면 장치

Claims (13)

  1. 사용자 평면(user plane, UP)과 분리된 제어 평면(control plane, CP)에 속하는 제어 평면 장치(control plane function, CPF)로서,
    상기 제어 평면 장치가 상기 제어 평면에서 수행할 동작에 관한 정보를 포함하는 제어 평면(control plane, CP) 메시지를 복수 개 수신하는 통신부와,
    상기 수신된 복수 개의 제어 평면 메시지의 처리 순서를 결정하는 처리 순서 결정부와,
    상기 수신된 복수 개의 제어 평면 메시지 각각을 상기 결정된 처리 순서에 따라 처리하는 메시지 처리부를 포함하는
    제어 평면 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 수신된 복수 개의 제어 평면 메시지는,
    타 제어 평면 장치, 기지국, 사용자 평면 장치 및 단말 중 적어도 하나로부터 수신된 것인
    제어 평면 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 처리 순서 결정부는,
    상기 수신된 복수 개의 제어 평면 메시지 각각에 포함된 서비스 명칭(service name), 상기 서비스 명칭에 포함된 서비스 동작(service operation), 상기 서비스 동작에 포함된 속성 명칭(attribute name) 및 상기 수신된 복수 개의 제어 평면 메시지 각각의 종류 중 적어도 하나를 기초로 상기 처리 순서를 결정하는
    제어 평면 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 처리 순서 결정부는,
    상기 수신된 복수 개의 제어 평면 메시지 각각에 포함된 소스 IP, 목적지 IP, 소스 포트, 목적지 포트 및 프로토콜 중 적어도 하나를 기초로 상기 처리 순서를 결정하는
    제어 평면 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 처리 순서 결정부는,
    상기 수신된 복수 개의 제어 평면 메시지 각각에 포함된 항목마다 점수를 부여하고, 상기 부여된 점수를 기초로 상기 처리 순서를 결정하는
    제어 평면 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 메시지 처리부는,
    각각이 서로 상이한 서비스에 관한 제어 평면 메시지를 처리하는 복수 개의 개별 처리 모듈을 포함하고,
    상기 수신된 복수 개의 제어 평면 메시지 각각은,
    상기 결정된 처리 순서에 따라 상기 복수 개의 개별 처리 모듈 중 어느 하나에서 처리되는
    제어 평면 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 복수 개의 개별 처리 모듈 각각에는 서로 상이한 용량의 자원이 분배되어 있는
    제어 평면 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 복수 개의 개별 처리 모듈 각각에 분배되는 자원의 용량은,
    타 제어 평면 장치, 사용자 평면 장치 또는 단말로부터 상기 통신부를 통해 수신된 자원할당 요청을 기초로 결정된 것인
    제어 평면 장치.
  9. 제 6 항에 있어서,
    상기 수신된 복수 개의 제어 평면 메시지 각각을 처리할 개별 처리 모듈은,
    상기 수신된 복수 개의 제어 평면 메시지 각각에 포함된 서비스 명칭(service name), 상기 서비스 명칭에 포함된 서비스 동작(service operation) 및 상기 서비스 동작에 포함된 속성 명칭(attribute name) 중 적어도 하나를 기초로, 상기 복수 개의 개별 처리 모듈 중에서 결정되는
    제어 평면 장치.
  10. 제 6 항에 있어서,
    상기 수신된 복수 개의 제어 평면 메시지 각각을 처리할 개별 처리 모듈은,
    상기 수신된 복수 개의 제어 평면 메시지 각각에 포함된 소스 IP, 목적지 IP, 소스 포트, 목적지 포트 및 프로토콜 중 적어도 하나를 기초로, 상기 복수 개의 개별 처리 모듈 중에서 결정되는
    제어 평면 장치.
  11. 사용자 평면(user plane, UP)과 분리된 제어 평면(control plane, CP)에 속하는 제어 평면 장치가 수행하는 제어 평면 메시지의 처리 방법으로서,
    상기 제어 평면 장치가 상기 제어 평면에서 수행할 동작에 관한 정보를 포함하는 제어 평면(control plane, CP) 메시지를 복수 개 수신하는 단계와,
    상기 수신된 복수 개의 제어 평면 메시지의 처리 순서를 결정하는 단계와,
    상기 수신된 복수 개의 제어 평면 메시지 각각을 상기 결정된 처리 순서에 따라 처리하는 단계를 포함하는
    제어 평면 메시지의 처리 방법.
  12. 제 11 항의 방법의 각 단계를 포함하여 수행하도록 프로그램된 컴퓨터 판독가능한 기록매체에 저장된 컴퓨터 프로그램.
  13. 제 11 항의 방법의 각 단계를 포함하여 수행하도록 프로그램된 컴퓨터 프로그램을 저장하는 컴퓨터 판독가능한 기록매체.
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