KR102195242B1 - 5g 네트워크 환경에서 m2m 통신을 수행하는 단말의 상태 관리 방법, 이를 수행하기 위한 기록 매체 및 장치 - Google Patents

5g 네트워크 환경에서 m2m 통신을 수행하는 단말의 상태 관리 방법, 이를 수행하기 위한 기록 매체 및 장치 Download PDF

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Abstract

5G 네트워크 환경에서 M2M 통신을 수행하는 단말의 상태 관리 방법, 이를 수행하기 위한 기록 매체 및 장치가 개시된다.
상태 관리 방법은 네트워크에 접속한 단말의 트래픽 송수신 발생 여부에 따라 단말의 RRC 상태를 RRC 연결 비활성화(개별)(RRC connected inactive)(I) 상태 또는 RRC 연결 비활성화 그룹(RRC connected inactive)(G) 상태로 천이하고, 상기 단말의 RRC 상태에 따라 상기 단말의 위치를 갱신하거나 상기 단말이 속한 그룹의 대표 단말의 위치를 갱신하여 상기 단말의 이동성을 관리하는 단계를 포함한다.

Description

5G 네트워크 환경에서 M2M 통신을 수행하는 단말의 상태 관리 방법, 이를 수행하기 위한 기록 매체 및 장치{METHOD OF STATE MANAGEMENT FOR M2M COMMUNICATION IN 5G NETWORK, RECORDING MEDIUM AND APPARATUS FOR PERFORMING THE METHOD}
본 발명은 5G 네트워크 환경에서 M2M 통신을 수행하는 단말의 상태 관리 방법, 이를 수행하기 위한 기록 매체 및 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 5G 네트워크 환경에서 M2M 통신을 수행하는 단말의 RRC(Radio Resource Control) 상태를 관리하는 방법, 이를 수행하기 위한 기록 매체 및 장치에 관한 것이다.
최근 5G 네트워크 환경에서는 RRC 상태에 기존의 RRC 유휴(idle) 상태 및 RRC 연결(connected) 상태 이외에 RRC 연결 비활성화(connected inactive) 상태가 새롭게 정의되었다.
RRC 연결 비활성화 상태에서는 핵심 네트워크가 어느 RAN(Radio Access Network)에 단말이 등록되어 있는지를 관리하면 되고, RAN이 기존의 셀 단위가 아닌 RTA(RAN tracking area) 단위로 단말의 위치를 관리한다. RTA 단위는 기존의 RRC 유휴 상태의 관리 단위인 TA(Tracking area) 보다는 크기가 작고, 셀 보다는 크기가 큰 단위로 정의될 수 있다.
이러한 5G 네트워크 환경에서는 RRC 연결 비활성화 상태를 포함하여 RTA 단위로 단말의 위치를 관리함으로써, 단말로의 착신 트래픽 도착 시 RRC 유휴 상태 보다 적은 신호 부하를 발생시킨다. 또한 5G 네트워크 환경에서는 빈번한 트래픽 송수신이 발생하는데, RRC 연결 비활성화 상태는 RRC 유휴 상태와 달리 단말의 상황정보의 대부분을 단말 및 RAN 에서 관리하여 RRC 연결 상태로의 천이가 매우 짧아진다는 장점이 있다.
한편 5G 네트워크에서는 사람 간 통신(H2H: Human to Human) 뿐 아니라 기계 간 통신(M2M: Machine to Machine)도 중요한 사용 예(use cases)로 고려되고 있다.
M2M 통신은 주로 센서와 같은 기계에서 측정된 값을 원격에 위치한 서버로 전송하는 기능을 수행하거나, 기계 간 직접 통신을 수행하기도 한다. 또한 응용 서비스에 따라 기계가 고정되어 이동성이 거의 없거나 이동성을 갖는 특성을 가질 수 있다. 이러한 M2M 통신을 수행하는 단말은 주로 배터리로 동작하며, 배터리의 충전이나 교체가 용이하지 않은 상황으로 인해 전력 절약이 매우 중요한 문제로 인식되고 있다. 또한, 여러 단말들이 동시에 통신을 시도하는 경우, 무선 접속이 충돌하게 되므로, 효과적인 무선 접속도 중요하게 여겨진다.
M2M 통신은 단말이 서버에 임의로 접속하여 통신을 수행하는 push 방식 및 네트워크에서 페이징을 수행하고 단말이 이에 응답하여 통신을 수행하는 pull 방식으로 나뉠 수 있다. 이 중 단말의 전력 절약 및 무선 접속 충돌 감소 측면에서 단말의 접속 제어가 가능한 pull 방식이 보다 효과적인 방식으로 고려되고 있다. 특히, 각각의 단말을 별도로 페이징하는 대신 유사한 특성을 가지는 단말을 그룹으로 구성하고, 한 번의 그룹 페이징을 통해 그룹에 속한 모든 단말에게 페이징을 수행하는 그룹 페이징이 신호 부하를 줄일 수 있는 방안으로 제안되었다. 그룹 페이징을 위해서는 각 단말은 자신의 통신 특성에 따라 그룹에 가입하는 절차를 수행하고, 이후 단말의 이동성 관리는 그룹 이동성 관리에 의해 총체적으로 이루어져도 무방하다.
이처럼 M2M 통신에서는 그룹에 속한 단말의 경우, 이동성 관리가 그룹 별로 이루어지는 경우 위치 등록과 관련한 신호 부하를 줄일 수 있을 것으로 기대된다. 그러나, 종래의 RRC 유휴 상태, RRC 연결 상태 및 RRC 연결 비활성화 상태로 나뉘는 RRC 상태 모델은 이러한 M2M 통신의 그룹 페이징 특성을 반영하지 못하고 있어 그룹 이동성 관리로부터의 신호 부하 감소의 효과를 기대하기 어렵다.
본 발명의 일측면은 단말의 RRC 상태를 개별적으로 동작하는 단말 및 그룹으로 동작하는 단말로 나누어 설정하고, 단말의 RRC 상태에 따라 단말의 이동성 관리를 개별 또는 그룹 단위로 수행하는 5G 네트워크 환경에서 M2M 통신을 수행하는 단말의 상태 관리 방법, 이를 수행하기 위한 기록 매체 및 장치를 제공한다.
본 발명의 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 상태 관리 방법은 5G 네트워크 환경에서 M2M(Machine-to-Machine) 통신을 수행하는 단말의 RRC(Radio Resource Control) 상태를 관리하는 상태 관리 장치에서의 상태 관리 방법에 있어서, 단말이 네트워크에 접속되는 경우, 상기 단말의 RRC 상태를 RRC 연결(RRC connected) 상태로 천이하되, 상기 단말의 그룹 가입 요청 여부에 따라 상기 단말의 RRC 상태를 RRC 연결(개별)(RRC connected)(I: individual) 상태 또는 RRC 연결(그룹)(RRC connected)(G: group) 상태로 나누어 천이하는 단계, 상기 단말의 트래픽 송수신 발생 여부에 따라 상기 단말의 RRC 상태를 RRC 연결 비활성화(개별)(RRC connected inactive)(I) 상태 또는 RRC 연결 비활성화 그룹(RRC connected inactive)(G) 상태로 천이하는 단계 및 상기 단말의 RRC 상태에 따라 상기 단말의 위치를 갱신하거나 상기 단말이 속한 그룹의 대표 단말의 위치를 갱신하여 상기 단말의 이동성을 관리하는 단계를 포함한다.
한편, 단말이 네트워크에 접속되는 경우, 상기 단말의 RRC 상태를 RRC 연결(RRC connected) 상태로 천이하되, 상기 단말의 그룹 가입 요청 여부에 따라 상기 단말의 RRC 상태를 RRC 연결(개별)(RRC connected)(I: individual) 상태 또는 RRC 연결(그룹)(RRC connected)(G: group) 상태로 나누어 천이하는 단계는, 상기 단말로부터 그룹 가입 요청을 받은 경우, 상기 단말의 RRC 상태를 RRC 연결(그룹)(RRC connected)(G) 상태로 천이하는 단계 및 상기 단말로부터 그룹 탈퇴 요청을 받은 경우, 상기 단말의 RRC 상태를 RRC 연결(개인)(RRC connected)(I) 상태로 천이하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 단말의 트래픽 송수신 발생 여부에 따라 상기 단말의 RRC 상태를 RRC 연결 비활성화(개별)(RRC connected inactive)(I) 상태 또는 RRC 연결 비활성화 그룹(RRC connected inactive)(G) 상태로 천이하는 단계는, 상기 단말의 RRC 상태가 RRC 연결(그룹)(RRC connected)(G) 상태 또는 RRC 연결(개별)(RRC connected)(I) 상태로 천이되는 경우, 비활성 타이머가 동작하는 동안 상기 단말의 트래픽 송수신이 발생하는지를 확인하는 단계, 상기 비활성 타이머가 동작하는 동안 상기 단말의 트래픽 송수신이 발생한 경우, 상기 단말의 RRC 상태를 RRC 연결 비활성화(개별)(RRC connected inactive)(I) 상태 또는 RRC 연결 그룹(RRC connected inactive)(G) 상태로 유지하는 단계 및 상기 비활성 타이머가 동작하는 동안 상기 단말의 트래픽 송수신이 발생하지 않은 경우, 상기 단말의 RRC 상태를 RRC 연결 비활성화(개별)(RRC connected inactive)(I) 상태 또는 RRC 연결 그룹(RRC connected inactive)(G) 상태에 따라 RRC 연결 비활성화(개별)(RRC connected inactive)(I) 상태 또는 RRC 연결 비활성화 그룹(RRC connected inactive)(G) 상태로 천이하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, RRC 연결(개별)(RRC connected)(I) 상태 또는 RRC 연결(그룹)(RRC connected)(G) 상태로 천이된 단말로부터 단말 ID 및 그룹 ID를 포함하는 그룹 가입 요청을 받는 단계 및 RRC 연결(개별)(RRC connected)(I) 상태 또는 RRC 연결(그룹)(RRC connected)(G) 상태로 천이된 단말로부터 그룹 가입 요청을 받는 경우, 해당 그룹의 대표 단말을 선출하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, RRC 연결(개별)(RRC connected)(I) 상태 또는 RRC 연결(그룹)(RRC connected)(G) 상태로 천이된 단말로부터 그룹 가입 요청을 받는 경우, 해당 그룹의 대표 단말을 선출하는 단계는, 그룹에 속한 복수의 단말 중 그룹 가입 요청 순서가 가장 빠른 단말을 대표 단말로 선출하거나, 배터리 잔량이 가장 많은 단말을 대표 단말로 선출하거나, 임의로 대표 단말을 선출하는 단계일 수 있다.
또한, 상기 단말의 RRC 상태에 따라 상기 단말의 위치를 갱신하거나 상기 단말이 속한 그룹의 대표 단말의 위치를 갱신하여 상기 단말의 이동성을 관리하는 단계는, 상기 단말의 RRC 상태가 RRC 연결 비활성화(개별)(RRC connected inactive)(I) 상태로 천이된 경우, 상기 단말의 페이징 신호 응답에 따라 RTA(RAN Tracking Area) 단위로 상기 단말의 위치 정보를 생성하여 저장하는 단계 및 상기 단말의 RRC 상태가 RRC 연결 비활성화 그룹(RRC connected inactive)(G) 상태로 천이된 경우, 상기 단말이 속한 그룹의 대표 단말의 페이징 신호 응답에 따라 RTA단위로 상기 대표 단말의 위치 정보를 생성하여 저장하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 단말의 RRC 상태에 따라 상기 단말의 위치를 갱신하거나 상기 단말이 속한 그룹의 대표 단말의 위치를 갱신하여 상기 단말의 이동성을 관리하는 단계는, 상기 단말의 상태가 RRC 연결 비활성화(개별)(RRC connected inactive)(I) 상태인 경우, 상기 단말의 위치 정보에 해당하는 RTA에 속한 모든 기지국에 페이징 신호를 전송하여 상기 단말로부터 페이징 신호 응답을 수신하는 단계, 상기 단말의 페이징 신호 응답에 따라 상기 단말의 위치 정보를 갱신하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 단말의 RRC 상태에 따라 상기 단말의 위치를 갱신하거나 상기 단말이 속한 그룹의 대표 단말의 위치를 갱신하여 상기 단말의 이동성을 관리하는 단계는, 상기 단말의 상태가 RRC 연결 비활성화(그룹)(RRC connected inactive)(G) 상태인 경우, 상기 대표 단말을 확인하는 단계, 상기 대표 단말의 위치 정보에 해당하는 RTA에 속한 모든 기지국에 페이징 신호를 전송하여 상기 대표 단말로부터 페이징 신호 응답을 수신하는 단계 및 상기 단말의 페이징 신호 응답에 따라 상기 단말의 위치 정보를 갱신하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 5G 네트워크 환경에서 M2M 통신을 수행하는 단말의 상태 관리 방법을 수행하기 위한, 컴퓨터 프로그램이 기록된 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체일 수 있다.
또한 본 발명의 상태 관리 장치는 5G 네트워크 환경에서 M2M(Machine-to-Machine) 통신을 수행하는 단말의 RRC(Radio Resource Control) 상태를 관리하는 상태 관리 장치에 있어서, 단말이 네트워크에 접속되는 경우, 상기 단말의 RRC 상태를 RRC 연결(RRC connected) 상태로 천이하되, 상기 단말의 그룹 가입 요청 여부에 따라 상기 단말의 RRC 상태를 RRC 연결(개별)(RRC connected)(I: individual) 상태 또는 RRC 연결(그룹)(RRC connected)(G: group) 상태로 나누어 천이하는 제1 상태 천이부, 상기 단말의 트래픽 송수신 발생 여부에 따라 상기 단말의 RRC 상태를 RRC 연결 비활성화(개별)(RRC connected inactive)(I) 상태 또는 RRC 연결 비활성화 그룹(RRC connected inactive)(G) 상태로 천이하는 제2 상태 천이부 및 상기 단말의 RRC 상태에 따라 상기 단말의 위치를 갱신하거나 상기 단말이 속한 그룹의 대표 단말의 위치를 갱신하여 상기 단말의 이동성을 관리하는 이동성 관리부를 포함한다.
본 발명에 따르면 단말의 이동성 관리를 그룹 단위로 수행하여 대표 단말에 한하여 위치 정보를 저장 및 갱신함으로써, 그룹에 속하는 모든 단말에 대한 위치 정보를 관리하는 종래의 방식에 비해 우수한 성능을 가지며, 신호 부하 감소, 단말의 전력 전략 등의 효과를 도모할 수 있다.
도 1은 종래의 5G 네트워크 환경에서의 RRC 상태 모델을 보여주는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 상태 관리 장치에서 설정한 RRC 상태 모델을 보여주는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 5G 네트워크 환경에서 M2M 통신을 수행하는 단말의 상태 관리 장치의 제어 블록도이다.
도 4는 도 3에 도시된 제1 상태 천이부의 세부 블록도이다.
도 5는 도 3에 도시된 제2 상태 천이부의 세부 블록도이다.
도 6은 도 3에 도시된 이동성 관리부의 세부 블록도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 다른 5G 네트워크 환경에서 M2M 통신을 수행하는 단말의 상태 관리 방법의 흐름도이다.
도 8은 도 7에 도시된 단말 이동성 관리 단계의 세부 흐름도이다.
후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시예는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시예와 관련하여 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시예로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 개시된 실시예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는, 적절하게 설명된다면, 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭한다.
이하, 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 보다 상세하게 설명하기로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 5G 네트워크 환경에서 M2M(Machine to Machine) 통신을 수행하는 단말의 상태 관리 장치(이하, 상태 관리 장치)는 단말의 RRC(Radio Resource Control) 상태를 관리할 수 있다.
본 실시예에서 M2M 통신은 pull 방식을 채택한 것을 예로 들어 설명한다. Pull 방식은 네트워크에서 페이징을 수행하고 단말이 이에 응답하여 통신을 수행하는 방식으로, 단말의 접속 제어가 가능하여 단말의 전력 절약 및 무선 접속 충돌 감소를 위해 push 방식에 비해 효과적인 방식으로 고려되고 있다. 특히 M2M 통신에서 각각의 단말을 별도로 페이징하는 대신 유사한 특성을 가지는 단말을 그룹으로 구성하고, 한 번의 그룹 페이징을 통해 그룹에 속한 모든 단말에게 페이징을 수행하는 그룹 페이징 방식이 적용될 수 있다. 그룹 페이징 방식에서는 단말의 이동성 관리가 개별 단말들에 의하여 관리될 필요가 없고, 그룹 이동성 관리에 의해 총체적으로 관리되므로 위치 등록과 관련된 신호 부하도 줄일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 상태 관리 장치는 이러한 M2M 통신에 적합한 새로운 RRC 상태 모델을 설정하고, M2M 통신을 수행하는 단말의 RRC 상태를 관리할 수 있다. 이와 관련하여 도 1 및 도 2를 참조하여 설명한다.
도 1은 종래의 5G 네트워크 환경에서의 RRC 상태 모델을 보여주는 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 상태 관리 장치에서 설정한 RRC 상태 모델을 보여주는 도면이다.
도 1을 참조하면, 종래의 5G 네트워크 환경에서의 RRC 상태 모델은 유휴(Disconnected/IDLE) 상태, RRC 연결(RRC connected) 상태 및 RRC 연결 비활성화(RRC connected inactive) 상태로 나눌 수 있다.
5G 네트워크 환경에서의 RRC 상태 모델은 트래픽의 송수신을 수행하지 않는 유휴(Disconnected/IDLE) 상태 및 트래픽을 송수신하기 위해 천이되는 RRC 연결(RRC connected) 상태 이외에 RRC 연결 비활성화(RRC connected inactive) 상태를 더 포함할 수 있다. RRC 연결 비활성화(RRC connected inactive) 상태는 핵심 네트워크에서 어느 RAN(Radio Access Network)에 단말이 등록되어 있는지를 관리하면 되고, 유휴(Disconnected/IDLE) 상태의 단말 관리 단위인 TA(Tracking Area) 보다 작고, RRC 연결 비활성화(RRC connected inactive) 상태의 단말 관리 단위인 셀 보다 큰 RTA(RAN tracking area) 단위로 단말을 관리하므로, 빈번한 트래픽 송수신이 발생하는 5G 네트워크 환경을 효과적으로 구축할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 상태 관리 장치는 도 1과 같은 5G 네트워크 환경에서의 RRC 상태 모델에서 RRC 연결(RRC connected) 상태 및 RRC 연결 비활성화(RRC connected inactive) 상태를 개별 및 그룹으로 나눌 수 있다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 상태 관리 장치는 RRC 상태를 유휴(Disconnected/IDLE) 상태, RRC 연결(개별)(RRC connected)(I: individual) 상태, RRC 연결(그룹)(RRC connected)(G: group) 상태, RRC 연결 비활성화(개별)(RRC connected inactive)(I) 상태 및 RRC 연결 비활성화(그룹)(RRC connected inactive)(G) 상태로 나눌 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 상태 관리 장치는 도 2와 같이 정의된 RRC 상태 모델에 기반하여 단말의 RRC 상태를 천이할 수 있다.
예를 들면, 본 발명의 일 실시예에 따른 상태 관리 장치는 단말의 전원이 켜지는 경우, 단말의 RRC 상태를 유휴(Disconnected/IDLE) 상태로 천이할 수 있다.
단말이 attach 동작을 수행하여 네트워크에 접속하는 경우, 본 발명의 일 실시예에 따른 상태 관리 장치는 단말의 RRC 상태를 RRC 연결(개별)(RRC connected)(I) 상태로 천이할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 상태 관리 장치는 비활성 타이머가 동작하는 동안 단말의 트래픽 송수신이 발생하는 경우, 단말의 RRC 상태를 RRC 연결(개별)(RRC connected)(I) 상태로 유지하고, 비활성 타이머가 동작하는 동안 단말의 트래픽 송수신이 발생하지 않는 경우, 단말의 RRC 상태를 RRC 연결 비활성화(개별)(RRC connected inactive)(I) 상태로 천이할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 상태 관리 장치는 RRC 연결(개별)(RRC connected)(I) 상태의 단말로부터 그룹 가입 요청을 받는 경우, 해당 단말의 RRC 상태를 RRC 연결(그룹)(RRC connected)(G) 상태로 천이할 수 있으며, 비활성 타이머가 동작하는 동안 단말의 트래픽 송수신이 발생하지 않는 경우, 단말의 RRC 상태를 RRC 연결 비활성화(그룹)(RRC connected inactive)(G) 상태로 천이할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 상태 관리 장치는 RRC 연결(그룹)(RRC connected)(G) 상태의 단말로부터 그룹 탈퇴 요청을 받는 경우, 해당 단말의 RRC 상태를 RRC 연결(개별)(RRC connected)(I) 상태로 천이할 수 있으며, 비활성 타이머가 동작하는 동안 단말의 트래픽 송수신이 발생하지 않는 경우, 단말의 RRC 상태를 RRC 연결 비활성화(그룹)(RRC connected inactive)(G) 상태로 천이할 수 있다.
한편 단말의 그룹 가입 또는 탈퇴 요청 메시지의 처리는 RRC 연결(RRC connected) 상태에서 가능하다. 예컨대 RRC 연결 비활성화(개별)(RRC connected inactive)(I) 상태의 단말이 그룹 가입을 요청하는 경우, 본 발명의 일 실시예에 따른 상태 관리 장치는 해당 단말의 RRC 상태를 RRC 연결(개별)(RRC connected)(I) 상태로 천이하고, 이후 RRC 연결(그룹)(RRC connected)(G) 상태로 천이할 수 있으며, 비활성 타이머가 동작하는 동안 단말의 트래픽 송수신 발생 여부에 따라 RRC 연결(그룹)(RRC connected)(G) 상태를 유지하거나 RRC 연결 비활성화(그룹)(RRC connected inactive)(G) 상태로 천이할 수 있다.
이와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 상태 관리 장치는 단말의 RRC 상태를 개별적으로 동작하는 단말 및 그룹으로 동작하는 단말로 나누어 설정하고, 단말의 RRC 상태에 따라 단말의 이동성 관리를 개별 또는 그룹 단위로 수행할 수 있다. 이에 따라 본 발명의 일 실시예에 따른 상태 관리 장치는 단말의 전력 절약, 위치 등록 및 페이징으로 인한 신호 부하 감소의 효과를 달성할 수 있다.
이하에서는 도 3 이하를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 상태 관리 장치에 대하여 구체적으로 설명한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 5G 네트워크 환경에서 M2M 통신을 수행하는 단말의 상태 관리 장치의 제어 블록도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 상태 관리 장치(1000)는 제1 상태 천이부(10), 제2 상태 천이부(30) 및 이동성 관리부(50)를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 상태 관리 장치(1000)는 도 3에 도시된 구성요소보다 많은 구성요소에 의해 구현될 수 있고, 그보다 적은 구성요소에 의해 구현될 수도 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 상태 관리 장치(1000)는 기지국, 여러 기지국을 관할하는 스위치 및 제어를 담당하는 SDN(Software Defined Networks) 제어기로 구성되는 5G 네트워크 환경에서 SDN 제어기의 일 구성으로 포함되어 단말의 상태 관리를 수행할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 상태 관리 장치(1000)는 도 2에 도시된 바와 같이 본 실시예에서 새롭게 정의된 RRC 상태 모델에 기반하여 단말의 상태 관리를 수행할 수 있다.
이하 도 3에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 상태 관리 장치(1000)의 각 구성요소에 대해 구체적으로 설명한다.
제1 상태 천이부(10)는 5G 네트워크 환경에서 M2M 통신을 수행하는 단말의 동작에 따라 단말의 상태를 유휴(Disconnected/IDLE) 상태 또는 RRC 연결(RRC connected) 상태로 천이할 수 있으며, 단말로부터의 그룹 가입 또는 탈퇴 요청을 처리할 수 있다. 이와 관련하여 구체적인 설명은 도 4를 참조하여 후술한다.
제2 상태 천이부(30)는 5G 네트워크 환경에서 M2M 통신을 수행하는 단말의 동작에 따라 단말의 상태를 RRC 연결 비활성화(RRC connected inactive) 상태로 천이할 수 있다. 이와 관련하여 구체적인 설명은 도 5를 참조하여 후술한다.
이동성 관리부(50)는 5G 네트워크 환경에서 M2M 통신을 수행하는 단말의 위치를 관리할 수 있다. 즉 이동성 관리부(50)는 단말과 RAN 사이에 연결이 존재하는지를 관리할 수 있다.
이동성 관리부(50)는 유휴(Disconnected/IDLE) 상태의 단말은 TA 또는 TAL(Tracking Area List) 단위로 위치를 관리하고, RRC 연결(RRC connected) 상태의 단말은 셀 단위로 위치를 관리하며, RRC 연결 비활성화(RRC connected inactive) 상태의 단말은 RTA 단위로 위치를 관리할 수 있다.
특히 이동성 관리부(50)는 RRC 연결 비활성화(RRC connected inactive) 상태의 단말의 경우, RRC 연결 비활성화(개별)(RRC connected inactive)(I) 상태 또는 RRC 연결 비활성화(그룹)(RRC connected inactive)(G) 상태에 따라 개별적 또는 그룹별로 단말의 위치를 관리할 수 있다. 이와 관련하여 구체적인 설명은 도 6을 참조하여 후술한다.
도 4는 도 3에 도시된 제1 상태 천이부의 세부 블록도이다.
도 4를 참조하면, 제1 상태 천이부(10)는 유휴(IDLE) 상태 천이부(11), RRC 연결(RRC connected) 상태 천이부(13) 및 그룹 관리부(15)를 포함할 수 있다.
유휴(IDLE) 상태 천이부(11)는 단말의 전원이 턴온 되는 경우, 단말의 상태를 유휴(Disconnected/IDLE) 상태로 천이할 수 있다.
유휴(Disconnected/IDLE) 상태의 단말은 트래픽을 송수신하지 않으며, 이러한 단말의 능력, 인증 관련 상황 정보들은 관리되지 않고 삭제될 수 있다.
RRC 연결(RRC connected) 상태 천이부(13)는 유휴(Disconnected/IDLE) 상태의 단말이 네트워크에 접속하는 경우, 단말의 상태를 RRC 연결(RRC connected) 상태로 천이하되, 단말의 그룹 가입 여부에 따라 RRC 연결(개별)(RRC connected)(I) 상태 또는 RRC 연결(그룹)(RRC connected)(G) 상태로 천이할 수 있다.
구체적으로는 유휴(Disconnected/IDLE) 상태의 단말은 attach 동작을 수행하여 네트워크에 접속할 수 있다.
RRC 연결(RRC connected) 상태 천이부(13)는 단말이 네트워크에 접속하는 경우, 단말의 ID와 그룹의 ID를 매칭하여 저장한 그룹 관리 테이블을 이용하여 단말이 그룹에 가입되어 있는 상태인지를 확인할 수 있다. 그룹 관리 테이블은 후술하는 그룹 관리부(15)에 의해 구축될 수 있다.
RRC 연결(RRC connected) 상태 천이부(13)는 단말이 그룹에 가입된 상태인 경우, 단말의 RRC 상태를 RRC 연결(그룹)(RRC connected)(G) 상태로 천이할 수 있다.
RRC 연결(RRC connected) 상태 천이부(13)는 단말이 그룹에 가입되지 않은 상태인 경우, 단말의 RRC 상태를 RRC 연결(개별)(RRC connected)(I) 상태로 천이할 수 있다.
그룹 관리부(15)는 단말로부터의 그룹 가입 또는 그룹 탈퇴 요청을 처리할 수 있다. 이때 단말은 RRC 연결(개별)(RRC connected)(I) 상태 또는 RRC 연결(그룹)(RRC connected)(G) 상태인 경우에 한하여 그룹 가입 또는 그룹 탈퇴 요청 메시지를 전달할 수 있을 것이다. 예컨대, 단말이 RRC 연결 비활성화(개별)(RRC connected inactive)(I) 상태 또는 RRC 연결 비활성화(그룹)(RRC connected inactive)(G) 상태에서 그룹 가입 또는 그룹 탈퇴를 요청하는 경우, 그룹 관리부(15)는 단말의 RRC 상태를 RRC 연결(개별)(RRC connected)(I) 상태 또는 RRC 연결(그룹)(RRC connected)(G) 상태로 천이한 뒤 단말로부터 그룹 가입 또는 그룹 탈퇴 요청 메시지를 수신할 수 있다.
단말은 기지국 및 스위치를 통해 그룹 관리부(15)로 그룹 가입 또는 그룹 탈퇴 요청 메시지를 전달할 수 있으며, 그룹 관리부(15)로부터 그룹 가입 또는 그룹 탈퇴 승인 메시지를 수신할 수 있다. 그룹 가입 또는 그룹 탈퇴 요청 메시지에는 단말의 ID 및 그룹 ID 가 포함될 수 있다. 예컨대, 단말은 다른 단말과 동일한 이동 수단에 같이 탑승하여 이동하도록 구성되는 경우, 다른 단말과의 동일한 그룹 가입을 요청할 수 있을 것이다.
그룹 관리부(15)는 단말로부터 그룹 가입 요청 메시지를 수신하는 경우, 그룹 가입 요청 메시지에 포함되는 단말 ID 및 그룹 ID를 매칭하여 저장하는 방식으로 그룹 관리 테이블을 구축할 수 있다.
그룹 관리부(15)는 단말로부터 그룹 가입 탈퇴 메시지를 수신하는 경우, 그룹 가입 탈퇴 요청 메시지에 포함되는 단말 ID를 확인하고, 그룹 관리 테이블에서 해당 단말 ID에 매칭되어 저장된 그룹 ID를 삭제함으로써 그룹 가입 탈퇴 요청을 처리할 수 있다.
그룹 관리부(15)는 그룹 별로 대표 단말을 선출하여 그룹 별 대표 단말 테이블을 구축할 수 있다. 예를 들면, 그룹 관리부(15)는 단말로부터 그룹 가입 요청을 받는 경우, 해당 그룹의 대표 단말을 선출할 수 있다. 아래 표 1은 그룹 관리부(15)에서 구축한 그룹 별 대표 단말 테이블의 일 예이다.
Figure 112019066040549-pat00001
그룹 관리부(15)는 그룹에 속한 복수의 단말 중 어느 하나의 단말을 대표 단말로 선출할 수 있다.
예를 들면, 그룹 관리부(15)는 그룹에 속한 복수의 단말 중 그룹 가입 요청 순서가 가장 빠른 단말을 대표 단말로 선출할 수 있다.
또는, 그룹 관리부(15)는 그룹에 속한 복수의 단말 중 배터리 잔량이 가장 많은 단말을 대표 단말로 선출할 수 있다.
또는, 그룹 관리부(15)는 그룹에 속한 복수의 단말 중 임의로 대표 단말을 선출할 수도 있다.
도 5는 도 3에 도시된 제2 상태 천이부의 세부 블록도이다.
도 5를 참조하면, 제2 상태 천이부(30)는 트래픽 송수신 확인부(31) 및 RRC 연결 비활성화(RRC connected inactive) 상태 천이부(33)를 포함할 수 있다.
트래픽 송수신 확인부(31)는 단말의 트래픽 송수신 발생 여부를 확인할 수 있다.
트래픽 송수신 확인부(31)는 단말이 RRC 연결(개별)(RRC connected)(I) 상태 또는 RRC 연결(그룹)(RRC connected)(G) 상태로 천이되는 경우, 비활성 타이머를 동작시킬 수 있다.
트래픽 송수신 확인부(31)는 비활성 타이머가 동작하는 동안 단말에서 트래픽 송수신이 발생하는지를 확인할 수 있다.
RRC 연결 비활성화(RRC connected inactive) 상태 천이부(33)는 비활성 타이머가 동작하는 동안 단말에서의 트래픽 송수신이 발생하지 않은 경우, 단말의 RRC 상태를 RRC 연결 비활성화(개별)(RRC connected inactive)(I) 상태 또는 RRC 연결 비활성화(그룹)(RRC connected inactive)(G) 상태로 천이할 수 있다.
구체적으로는, RRC 연결 비활성화(RRC connected inactive) 상태 천이부(33)는 RRC 연결(개별)(RRC connected)(I) 상태의 단말에서 비활성 타이머가 동작하는 동안 트래픽 송수신이 발생하지 않은 경우, 해당 단말의 RRC 상태를 RRC 연결 비활성화(개별)(RRC connected inactive)(I) 상태로 천이할 수 있다.
RRC 연결 비활성화(RRC connected inactive) 상태 천이부(33)는 RRC 연결(그룹)(RRC connected)(G) 상태의 단말에서 비활성 타이머가 동작하는 동안 트래픽 송수신이 발생하지 않은 경우, 해당 단말의 RRC 상태를 RRC 연결 비활성화(그룹)(RRC connected inactive)(G) 상태로 천이할 수 있다.
한편 RRC 연결(개별)(RRC connected)(I) 상태 또는 RRC 연결(그룹)(RRC connected)(G) 상태의 단말에서 비활성 타이머가 동작하는 동안 트래픽 송수신이 발생하는 경우, 현 천이 상태가 유지될 것이다.
도 6은 도 3에 도시된 이동성 관리부의 세부 블록도이다.
도 6을 참조하면, 이동성 관리부(50)는 위치 정보 생성부(51), 개별 이동성 관리부(53) 및 그룹 이동성 관리부(55)를 포함할 수 있다.
위치 정보 생성부(51)는 단말의 위치 정보를 생성하여 관리할 수 있다.
위치 정보 생성부(51)는 유휴(Disconnected/IDLE) 상태의 단말의 경우, 종래의 방식과 같이 TA 또는 TAL 단위로 단말의 위치 정보를 관리할 수 있다.
위치 정보 생성부(51)는 RRC 연결(개별)(RRC connected)(I) 상태 또는 RRC 연결(그룹)(RRC connected)(G) 상태의 단말의 경우, 종래의 방식과 같이 셀 단위로 단말의 위치 정보를 관리할 수 있다.
위치 정보 생성부(51)는 RRC 연결 비활성화(개별)(RRC connected inactive)(I) 상태의 단말의 경우, 종래의 방식과 같이 단말의 페이징 신호 응답에 따라 RTA 단위로 단말의 위치 정보를 관리할 수 있다. 다만, 위치 정보 생성부(51)는 RRC 연결 비활성화(그룹)(RRC connected inactive)(G) 상태의 단말의 경우, 종래의 방식과 같이 단말의 페이징 신호 응답에 따라 RTA 단위로 단말의 위치 정보를 관리하되, 그룹에 속하는 모든 단말의 위치 정보를 관리하지 않고 대표 단말의 위치 정보만을 관리할 수 있다.
구체적으로는, 위치 정보 생성부(51)는 단말의 RRC 상태가 RRC 연결 비활성화(개별)(RRC connected inactive)(I) 상태로 천이된 경우, 단말의 페이징 신호 응답에 따라 단말의 위치 정보를 생성하여 이동성 관리 테이블에 저장할 수 있다. 예컨대 위치 정보 생성부(51)는 단말이 위치하고 있는 RTA에 속한 모든 기지국에 페이징 신호를 전송하여 단말로부터 페이징 신호 응답을 수신할 수 있다.
위치 정보 생성부(51)는 단말의 RRC 상태가 RRC 연결 비활성화(그룹)(RRC connected inactive)(G) 상태로 천이된 경우, 단말이 속한 그룹을 확인하고, 그 그룹의 대표 단말을 확인할 수 있다. 예컨대, 위치 정보 생성부(51)는 그룹 관리 테이블 및 그룹 별 대표 단말 테이블을 이용하여 단말이 속한 그룹의 대표 단말을 확인할 수 있다. 위치 정보 생성부(51)는 RRC 연결 비활성화(그룹)(RRC connected inactive)(G) 상태로 천이된 단말이 그룹의 대표 단말인 경우에 한하여 해당 단말의 위치 정보를 생성하여 이동성 관리 테이블에 저장하고, 그렇지 않은 경우 해당 단말의 위치 정보를 별도로 생성하지 않는다.
아래 표 2는 이동성 관리 테이블의 일 예이다.
Figure 112019066040549-pat00002
표 2를 참조하여 예를 들어 설명하면, 단말 M1의 경우 RRC 연결 비활성화(그룹)(RRC connected inactive)(G) 상태이고, 속한 그룹의 ID는 G1이며, 대표 단말에 해당하지 않는다. 따라서 위치 정보 생성부(51)는 이러한 단말 M1의 위치 정보는 별도로 관리하지 않는다.
단말 M3의 경우 RRC 연결 비활성화(개별)(RRC connected inactive)(I) 상태이다. 따라서 위치 정보 생성부(51)는 이러한 단말 M3의 페이징 신호 응답에 따라 위치 정보(RTA1)를 생성하여 저장할 수 있다.
단말 M4의 경우 RRC 연결 비활성화(그룹)(RRC connected inactive)(G) 상태이고, 속한 그룹의 ID는 G1이며, 대표 단말에 해당한다. 따라서 위치 정보 생성부(51)는 이러한 단말 M4의 페이징 신호 응답에 따라 위치 정보(RTA2)를 생성하여 저장할 수 있다.
개별 이동성 관리부(53)는 단말의 위치 정보를 개별적으로 관리할 수 있다.
구체적으로는, 개별 이동성 관리부(53)는 이동성 관리 테이블에 저장된 RRC 연결 비활성화(개별)(RRC connected inactive)(I) 상태의 단말의 위치 정보를 갱신할 수 있다.
개별 이동성 관리부(53)는 단말의 RRC 상태가 RRC 연결 비활성화(개별)(RRC connected inactive)(I) 상태로 천이된 경우, 이동성 관리 테이블을 참조하여 단말의 위치 정보에 해당하는 RTA에 속한 모든 기지국에 페이징 신호를 전송할 수 있다. 그리고 개별 이동성 관리부(53)는 단말로부터 페이징 신호 응답을 수신하여 이동성 관리 테이블에 저장된 해당 단말의 위치 정보를 갱신할 수 있다.
그룹 이동성 관리부(55)는 단말의 위치 정보를 그룹 별로 관리할 수 있다.
구체적으로는, 그룹 이동성 관리부(55)는 이동성 관리 테이블에 저장된 RRC 연결 비활성화(그룹)(RRC connected inactive)(G) 상태의 단말 중 대표 단말로 선출된 단말의 위치 정보를 갱신할 수 있다.
그룹 이동성 관리부(55)는 단말의 RRC 상태가 RRC 연결 비활성화(그룹)(RRC connected inactive)(G) 상태로 천이된 경우, 이동성 관리 테이블을 참조하여 해당 단말이 대표 단말에 해당하는지를 확인할 수 있다.
그룹 이동성 관리부(55)는 RRC 연결 비활성화(그룹)(RRC connected inactive)(G) 상태의 단말이 해당 그룹의 대표 단말로 확인되는 경우, 이동성 관리 테이블을 참조하여 단말의 위치 정보에 해당하는 RTA에 속한 모든 기지국에 페이징 신호를 전송할 수 있다. 그리고 그룹 이동성 관리부(55)는 단말로부터 페이징 신호 응답을 수신하여 이동성 관리 테이블에 저장된 해당 단말의 위치 정보를 갱신할 수 있다.
그룹 이동성 관리부(55)는 RRC 연결 비활성화(그룹)(RRC connected inactive)(G) 상태의 단말이 해당 그룹의 대표 단말이 아닌 것으로 확인되는 경우, 그룹 별 대표 단말 테이블을 참조하여 해당 그룹의 대표 단말을 확인할 수 있다. 그룹 이동성 관리부(55)는 이동성 관리 테이블을 참조하여 대표 단말의 위치 정보에 해당하는 RTA에 속한 모든 기지국에 페이징 신호를 전송할 수 있다. 그리고 그룹 이동성 관리부(55)는 대표 단말로부터 페이징 신호 응답을 수신하여 이동성 관리 테이블에 저장된 해당 단말의 위치 정보를 갱신할 수 있다.
이와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 상태 관리 장치(1000)는 단말의 RRC 상태를 개별적으로 동작하는 단말 및 그룹으로 동작하는 단말로 나누어 설정하고, 단말의 RRC 상태에 따라 단말의 이동성 관리를 개별 또는 그룹 단위로 수행할 수 있다. 여기서 단말의 이동성 관리를 그룹 단위로 수행하는 것은, 단말이 그룹에 속한 경우 해당 그룹의 대표 단말의 위치 정보만을 관리하고, 대표 단말이 아닌 단말의 위치 정보는 별도로 관리하지 않는 것을 의미한다.
Figure 112019066040549-pat00003
수학식 1은 단말이 그룹에 속하더라도 이동성 관리를 개별 단위로 수행하는 경우 발생하는 총 신호 부하를 나타낸다. 즉, 그룹에 속한 모든 단말의 위치 갱신이 개별적으로 이루어지는 경우를 나타낸다.
수학식 1에서 N(Ms)는 그룹에 속한 단말의 개수, N(Lu)는 RTA 단위의 위치 갱신 횟수, C(Lu)는 RTA 단위의 위치 갱신 시 발생하는 신호 부하, N(Pg)는 페이징 횟수 및 C(Pg)는 페이징 시 발생하는 신호 부하를 의미한다.
Figure 112019066040549-pat00004
Figure 112019066040549-pat00005
수학식 2는 그룹의 대표 단말의 위치 정보만을 관리하는 경우 발생하는 총 신호 부하를 나타낸다. 즉, 단말이 그룹에 속한 경우, 해당 그룹의 대표 단말의 위치 정보만을 관리하고, 대표 단말이 아닌 단말의 위치 정보는 별도로 관리하지 않는 상태를 나타낸다.
수학식 2에서 N(Ms)는 그룹에 속한 단말의 개수, N(Gj)는 개별 단말이 단위 시간 동안 수행하는 그룹 가입의 횟수, C(Gj)는 한 번의 그룹 가입 시 발생하는 신호 부하, N(G1)은 그룹 탈퇴의 횟수, C(Gl)은 한 번의 그룹 탈퇴 시 발생하는 신호 부하, N(Lu)는 RTA의 위치 갱신 횟수, C(Lu)는 RTA 단위의 위치 갱신 시 발생하는 신호 부하, N(Pg)는 페이징 횟수 및 C(Pg)는 페이징 시 발생하는 신호 부하를 의미한다.
본 실시예에서 그룹에 속한 N(Ms) 개의 단말은 평균적으로 N(Gj) 및 N(Gl) 번의 그룹 등록 및 탈퇴를 수행하는 반면, 위치 등록은 대표 단말에 의해서만 발생하게 된다. 이러한 본 실시예에 따른 방식이 모든 단말에서 개별적인 위치 등록이 발생하는 방식보다 더 적은 신호부하를 가지기 위해서는 TL(I)>TL(G)의 조건을 만족하여야 하며 이는 아래 수학식 3과 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112019066040549-pat00006
수학식 3에서 그룹 등록, 그룹 탈퇴, 위치 등록, 페이징에 의해 발생하는 신호부하(C(Gj), C(Gl), C(Lu) 및 C(Pg))가 동일하다고 가정하면, 수학식 3은 아래 수학식 4와 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112019066040549-pat00007
통상적으로 그룹에 대한 가입 및 탈퇴가 발생하는 빈도에 비해 위치 등록이 발생하는 빈도가 훨씬 더 크다고 볼 수 있으므로, 수학식 4의 조건을 만족한다 할 수 있다.
이에 따라 본 발명의 일 실시예에 따른 상태 관리 장치(1000)는 단말의 이동성 관리를 그룹 단위로 수행하여 대표 단말에 한하여 위치 정보를 저장 및 갱신함으로써, 그룹에 속하는 모든 단말에 대한 위치 정보를 관리하는 종래의 방식에 비해 우수한 성능을 가지며, 신호 부하 감소, 단말의 전력 전략 등의 효과를 도모할 수 있다.
이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 5G 네트워크 환경에서 M2M 통신을 수행하는 단말의 상태 관리 방법에 대해 설명한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 5G 네트워크 환경에서 M2M 통신을 수행하는 단말의 상태 관리 방법은 도 3에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 상태 관리 장치(1000)와 실질적으로 동일한 구성 하에서 진행될 수 있다. 따라서 도 3의 장치(1000)와 동일한 구성요소는 동일한 도면부호를 부여하고 반복되는 설명은 생략한다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 다른 5G 네트워크 환경에서 M2M 통신을 수행하는 단말의 상태 관리 방법의 흐름도이다.
도 7을 참조하면, 제1 상태 천이부(10)는 단말 전원이 턴온 되는 경우(S100), 단말을 유휴(Disconnected/IDLE) 상태로 천이할 수 있다(S150).
제1 상태 천이부(10)는 단말이 네트워크에 접속하는 경우(S200), 단말이 그룹에 속한 단말인지를 확인할 수 있다(S250).
제1 상태 천이부(10)는 단말로부터의 그룹 가입 또는 그룹 탈퇴 요청을 처리할 수 있다. 제1 상태 천이부(10)는 단말로부터 그룹 가입 요청 메시지를 수신하는 경우, 그룹 가입 요청 메시지에 포함되는 단말 ID 및 그룹 ID를 매칭하여 저장하는 방식으로 그룹 관리 테이블을 구축할 수 있다. 아울러 제1 상태 천이부(10)는 그룹 별로 대표 단말을 선출하여 그룹 별 대표 단말 테이블을 구축할 수 있다. 제1 상태 천이부(10)는 그룹 가입 탈퇴 메시지를 수신하는 경우, 그룹 가입 탈퇴 요청 메시지에 포함되는 단말 ID를 확인하고, 그룹 관리 테이블에서 해당 단말 ID에 매칭되어 저장된 그룹 ID를 삭제함으로써 그룹 가입 탈퇴 요청을 처리할 수 있다. 아울러 제1 상태 천이부(10)는 그룹 별로 대표 단말을 선출하여 그룹 별 대표 단말 테이블을 구축할 수 있다.
제1 상태 천이부(10)는 그룹 관리 테이블을 참조하여 단말의 그룹 가입 여부를 확인할 수 있다.
제1 상태 천이부(10)는 단말이 그룹에 속한 단말인 경우(S250), 단말의 상태를 RRC 연결(개별)(RRC connected)(I) 상태로 천이하고(S300), 단말이 그룹에 속하지 않은 단말인 경우(S250), 단말의 상태를 RRC 연결(그룹)(RRC connected)(G) 상태로 천이할 수 있다(S350).
제2 상태 천이부(30)는 단말이 RRC 연결(개별)(RRC connected)(I) 상태로 천이되는 경우, 트래픽 송수신이 발생하는지를 확인할 수 있다(S400).
제2 상태 천이부(30)는 비활성 타이머가 동작하는 동안 단말에서 트래픽 송수신이 발생하지 않는 경우(S400), 단말의 RRC 상태를 RRC 연결 비활성화(개별)(RRC connected inactive)(I) 상태로 천이하고(S500), 비활성 타이머가 동작하는 동안 단말에서 트래픽 송수신이 발생하는 경우(S400), 단말의 RRC 상태를 RRC 연결(개별)(RRC connected)(I) 상태로 유지할 수 있다(S300).
제2 상태 천이부(30)는 단말이 RRC 연결(그룹)(RRC connected)(G) 상태로 천이되는 경우, 트래픽 송수신이 발생하는지를 확인할 수 있다(S450).
제2 상태 천이부(30)는 비활성 타이머가 동작하는 동안 단말에서 트래픽 송수신이 발생하지 않는 경우(S450), 단말의 RRC 상태를 RRC 연결 비활성화(그룹)(RRC connected inactive)(G) 상태로 천이하고(S550), 비활성 타이머가 동작하는 동안 단말에서 트래픽 송수신이 발생하는 경우(S450), 단말의 RRC 상태를 RRC 연결(그룹)(RRC connected)(G) 상태로 유지할 수 있다(S350).
이동성 관리부(50)는 RRC 연결 비활성화(개별)(RRC connected inactive)(I) 상태 또는 RRC 연결 비활성화(그룹)(RRC connected inactive)(G) 상태로 천이된 단말의 이동성을 관리할 수 있다(S600). 이와 관련하여 도 8을 참조하여 구체적으로 설명한다.
도 8은 도 7에 도시된 단말 이동성 관리 단계의 세부 흐름도이다.
도 8을 참조하면, 이동성 관리부(50)는 단말이 RRC 연결 비활성화(개별)(RRC connected inactive)(I) 상태로 천이된 경우(S610), 단말의 페이징 신호 응답에 따라 단말의 위치 정보를 관리할 수 있다(S620).
이동성 관리부(50)는 단말의 RRC 상태가 RRC 연결 비활성화(개별)(RRC connected inactive)(I) 상태로 천이된 경우, 이동성 관리 테이블을 참조하여 단말의 위치 정보에 해당하는 RTA에 속한 모든 기지국에 페이징 신호를 전송할 수 있다. 그리고 이동성 관리부(50)는 단말로부터 페이징 신호 응답을 수신하여 이동성 관리 테이블에 저장된 해당 단말의 위치 정보를 갱신할 수 있다.
이동성 관리부(50)는 단말이 RRC 연결 비활성화(개별)(RRC connected inactive)(I) 상태가 아닌 RRC 연결 비활성화(그룹)(RRC connected inactive)(G) 상태로 천이된 경우(S610), 단말이 속한 그룹의 대표 단말을 확인하고(S630), 대표 단말의 페이징 신호 응답에 따라 대표 단말의 위치 정보를 관리할 수 있다(S640).
이동성 관리부(50)는 단말의 RRC 상태가 RRC 연결 비활성화(그룹)(RRC connected inactive)(G) 상태로 천이된 경우, 이동성 관리 테이블을 참조하여 해당 단말이 대표 단말에 해당하는지를 확인할 수 있다.
이동성 관리부(50)는 RRC 연결 비활성화(그룹)(RRC connected inactive)(G) 상태의 단말이 해당 그룹의 대표 단말로 확인되는 경우, 이동성 관리 테이블을 참조하여 단말의 위치 정보에 해당하는 RTA에 속한 모든 기지국에 페이징 신호를 전송할 수 있다. 그리고 이동성 관리부(50)는 단말로부터 페이징 신호 응답을 수신하여 이동성 관리 테이블에 저장된 해당 단말의 위치 정보를 갱신할 수 있다.
이동성 관리부(50)는 RRC 연결 비활성화(그룹)(RRC connected inactive)(G) 상태의 단말이 해당 그룹의 대표 단말이 아닌 것으로 확인되는 경우, 그룹 별 대표 단말 테이블을 참조하여 해당 그룹의 대표 단말을 확인할 수 있다. 이동성 관리부(50)는 이동성 관리 테이블을 참조하여 대표 단말의 위치 정보에 해당하는 RTA에 속한 모든 기지국에 페이징 신호를 전송할 수 있다. 그리고 이동성 관리부(50)는 대표 단말로부터 페이징 신호 응답을 수신하여 이동성 관리 테이블에 저장된 해당 단말의 위치 정보를 갱신할 수 있다.
이와 같은, 본 발명의 5G 네트워크 환경에서 M2M 통신을 수행하는 단말의 상태 관리 방법은 어플리케이션으로 구현되거나 다양한 컴퓨터 구성요소를 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령어의 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체는 프로그램 명령어, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다.
상기 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 기록되는 프로그램 명령어는 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거니와 컴퓨터 소프트웨어 분야의 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다.
컴퓨터 판독 가능한 기록 매체의 예에는, 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체, CD-ROM, DVD 와 같은 광기록 매체, 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 ROM, RAM, 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령어를 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다.
프로그램 명령어의 예에는, 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드도 포함된다. 상기 하드웨어 장치는 본 발명에 따른 처리를 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
이상에서는 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
1000: 5G 네트워크 환경에서 M2M 통신을 수행하는 단말의 상태 관리 장치
10: 제1 상태 천이부
30: 제2 상태 천이부
50: 이동성 관리부

Claims (10)

  1. 5G 네트워크 환경에서 M2M(Machine-to-Machine) 통신을 수행하는 단말의 RRC(Radio Resource Control) 상태를 관리하는 상태 관리 장치에서의 상태 관리 방법에 있어서,
    단말이 네트워크에 접속되는 경우, 상기 단말의 RRC 상태를 RRC 연결(RRC connected) 상태로 천이하되, 상기 단말의 그룹 가입 요청 여부에 따라 상기 단말의 RRC 상태를 RRC 연결(개별)(RRC connected)(I: individual) 상태 또는 RRC 연결(그룹)(RRC connected)(G: group) 상태로 나누어 천이하는 단계;
    상기 단말의 트래픽 송수신 발생 여부에 따라 상기 단말의 RRC 상태를 RRC 연결 비활성화(개별)(RRC connected inactive)(I) 상태 또는 RRC 연결 비활성화 그룹(RRC connected inactive)(G) 상태로 천이하는 단계; 및
    상기 단말의 RRC 상태에 따라 상기 단말의 위치를 갱신하거나 상기 단말이 속한 그룹의 대표 단말의 위치를 갱신하여 상기 단말의 이동성을 관리하는 단계를 포함하고,
    단말이 네트워크에 접속되는 경우, 상기 단말의 RRC 상태를 RRC 연결(RRC connected) 상태로 천이하되, 상기 단말의 그룹 가입 요청 여부에 따라 상기 단말의 RRC 상태를 RRC 연결(개별)(RRC connected)(I: individual) 상태 또는 RRC 연결(그룹)(RRC connected)(G: group) 상태로 나누어 천이하는 단계는,
    상기 단말로부터 그룹 가입 요청을 받은 경우, 상기 단말의 RRC 상태를 RRC 연결(그룹)(RRC connected)(G) 상태로 천이하는 단계; 및
    상기 단말로부터 그룹 탈퇴 요청을 받은 경우, 상기 단말의 RRC 상태를 RRC 연결(개별)(RRC connected)(I) 상태로 천이하는 단계를 포함하는 5G 네트워크 환경에서 M2M 통신을 수행하는 단말의 상태 관리 방법.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 단말의 트래픽 송수신 발생 여부에 따라 상기 단말의 RRC 상태를 RRC 연결 비활성화(개별)(RRC connected inactive)(I) 상태 또는 RRC 연결 비활성화 그룹(RRC connected inactive)(G) 상태로 천이하는 단계는,
    상기 단말의 RRC 상태가 RRC 연결(그룹)(RRC connected)(G) 상태 또는 RRC 연결(개별)(RRC connected)(I) 상태로 천이되는 경우, 비활성 타이머가 동작하는 동안 상기 단말의 트래픽 송수신이 발생하는지를 확인하는 단계;
    상기 비활성 타이머가 동작하는 동안 상기 단말의 트래픽 송수신이 발생한 경우, 상기 단말의 RRC 상태를 RRC 연결 비활성화(개별)(RRC connected inactive)(I) 상태 또는 RRC 연결 그룹(RRC connected inactive)(G) 상태로 유지하는 단계; 및
    상기 비활성 타이머가 동작하는 동안 상기 단말의 트래픽 송수신이 발생하지 않은 경우, 상기 단말의 RRC 상태를 RRC 연결 비활성화(개별)(RRC connected inactive)(I) 상태 또는 RRC 연결 그룹(RRC connected inactive)(G) 상태에 따라 RRC 연결 비활성화(개별)(RRC connected inactive)(I) 상태 또는 RRC 연결 비활성화 그룹(RRC connected inactive)(G) 상태로 천이하는 단계를 포함하는 5G 네트워크 환경에서 M2M 통신을 수행하는 단말의 상태 관리 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    RRC 연결(개별)(RRC connected)(I) 상태 또는 RRC 연결(그룹)(RRC connected)(G) 상태로 천이된 단말로부터 단말 ID 및 그룹 ID를 포함하는 그룹 가입 요청을 받는 단계; 및
    RRC 연결(개별)(RRC connected)(I) 상태 또는 RRC 연결(그룹)(RRC connected)(G) 상태로 천이된 단말로부터 그룹 가입 요청을 받는 경우, 해당 그룹의 대표 단말을 선출하는 단계를 더 포함하는 5G 네트워크 환경에서 M2M 통신을 수행하는 단말의 상태 관리 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    RRC 연결(개별)(RRC connected)(I) 상태 또는 RRC 연결(그룹)(RRC connected)(G) 상태로 천이된 단말로부터 그룹 가입 요청을 받는 경우, 해당 그룹의 대표 단말을 선출하는 단계는,
    그룹에 속한 복수의 단말 중 그룹 가입 요청 순서가 가장 빠른 단말을 대표 단말로 선출하거나, 배터리 잔량이 가장 많은 단말을 대표 단말로 선출하거나, 임의로 대표 단말을 선출하는 단계인 5G 네트워크 환경에서 M2M 통신을 수행하는 단말의 상태 관리 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 단말의 RRC 상태에 따라 상기 단말의 위치를 갱신하거나 상기 단말이 속한 그룹의 대표 단말의 위치를 갱신하여 상기 단말의 이동성을 관리하는 단계는,
    상기 단말의 RRC 상태가 RRC 연결 비활성화(개별)(RRC connected inactive)(I) 상태로 천이된 경우, 상기 단말의 페이징 신호 응답에 따라 RTA(RAN Tracking Area) 단위로 상기 단말의 위치 정보를 생성하여 저장하는 단계; 및
    상기 단말의 RRC 상태가 RRC 연결 비활성화 그룹(RRC connected inactive)(G) 상태로 천이된 경우, 상기 단말이 속한 그룹의 대표 단말의 페이징 신호 응답에 따라 RTA단위로 상기 대표 단말의 위치 정보를 생성하여 저장하는 단계를 포함하는 5G 네트워크 환경에서 M2M 통신을 수행하는 단말의 상태 관리 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 단말의 RRC 상태에 따라 상기 단말의 위치를 갱신하거나 상기 단말이 속한 그룹의 대표 단말의 위치를 갱신하여 상기 단말의 이동성을 관리하는 단계는,
    상기 단말의 상태가 RRC 연결 비활성화(개별)(RRC connected inactive)(I) 상태인 경우, 상기 단말의 위치 정보에 해당하는 RTA에 속한 모든 기지국에 페이징 신호를 전송하여 상기 단말로부터 페이징 신호 응답을 수신하는 단계; 및
    상기 단말의 페이징 신호 응답에 따라 상기 단말의 위치 정보를 갱신하는 단계를 포함하는 5G 네트워크 환경에서 M2M 통신을 수행하는 단말의 상태 관리 방법.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 단말의 RRC 상태에 따라 상기 단말의 위치를 갱신하거나 상기 단말이 속한 그룹의 대표 단말의 위치를 갱신하여 상기 단말의 이동성을 관리하는 단계는,
    상기 단말의 상태가 RRC 연결 비활성화(그룹)(RRC connected inactive)(G) 상태인 경우, 상기 대표 단말을 확인하는 단계;
    상기 대표 단말의 위치 정보에 해당하는 RTA에 속한 모든 기지국에 페이징 신호를 전송하여 상기 대표 단말로부터 페이징 신호 응답을 수신하는 단계; 및
    상기 단말의 페이징 신호 응답에 따라 상기 단말의 위치 정보를 갱신하는 단계를 포함하는 5G 네트워크 환경에서 M2M 통신을 수행하는 단말의 상태 관리 방법.
  9. 제1항에 따른 5G 네트워크 환경에서 M2M 통신을 수행하는 단말의 상태 관리 방법을 수행하기 위한, 컴퓨터 프로그램이 기록된 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체.
  10. 5G 네트워크 환경에서 M2M(Machine-to-Machine) 통신을 수행하는 단말의 RRC(Radio Resource Control) 상태를 관리하는 상태 관리 장치에 있어서,
    단말이 네트워크에 접속되는 경우, 상기 단말의 RRC 상태를 RRC 연결(RRC connected) 상태로 천이하되, 상기 단말의 그룹 가입 요청 여부에 따라 상기 단말의 RRC 상태를 RRC 연결(개별)(RRC connected)(I: individual) 상태 또는 RRC 연결(그룹)(RRC connected)(G: group) 상태로 나누어 천이하는 제1 상태 천이부;
    상기 단말의 트래픽 송수신 발생 여부에 따라 상기 단말의 RRC 상태를 RRC 연결 비활성화(개별)(RRC connected inactive)(I) 상태 또는 RRC 연결 비활성화 그룹(RRC connected inactive)(G) 상태로 천이하는 제2 상태 천이부; 및
    상기 단말의 RRC 상태에 따라 상기 단말의 위치를 갱신하거나 상기 단말이 속한 그룹의 대표 단말의 위치를 갱신하여 상기 단말의 이동성을 관리하는 이동성 관리부를 포함하고,
    상기 제1 상태 천이부는,
    상기 단말로부터 그룹 가입 요청을 받은 경우, 상기 단말의 RRC 상태를 RRC 연결(그룹)(RRC connected)(G) 상태로 천이하고,
    상기 단말로부터 그룹 탈퇴 요청을 받은 경우, 상기 단말의 RRC 상태를 RRC 연결(개별)(RRC connected)(I) 상태로 천이하는 5G 네트워크 환경에서 M2M 통신을 수행하는 단말의 상태 관리 장치.
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