KR102333106B1

KR102333106B1 - Pdu 세션 수립 방법 및 상기 방법을 수행하는 사용자 단말

Info

Publication number: KR102333106B1
Application number: KR1020210122754A
Authority: KR
Inventors: 이동진
Original assignee: 에스케이텔레콤 주식회사
Priority date: 2019-10-30
Filing date: 2021-09-14
Publication date: 2021-12-01
Also published as: KR20210051395A; KR20210116404A; KR102404220B1; KR20210116405A; KR102304329B1

Abstract

본 발명의 실시예에 따른 기지국에 접속한 사용자 단말에서 수행하는 PDU 세션 수립 방법은, UPF(user plane function) 장치에 포함되어, 각각이 상기 UPF 장치의 기능의 적어도 일부를 수행하는 적어도 하나의 UPF 인스턴스 중에서 상기 사용자 단말이 선택한 UPF 인스턴스에 대한 정보를 AMF(access and mobility function) 장치로 전송하는 단계; 상기 전송에 대한 응답으로, 상기 선택한 UPF 인스턴스와의 PDU 세션(session) 수립에 대한 정보를 수신하는 단계; 및 상기 PDU 세션 수립에 대한 정보에 기초하여, 상기 선택한 UPF 인스턴스와의 PDU 세션을 수립하는 단계를 포함할 수 있다.

Description

PDU 세션 수립 방법 및 상기 방법을 수행하는 사용자 단말 {PDU SESSION ESTABLISHMENT METHOD AND USER TERMINAL PERFORMING METHOD}

본 발명은 PDU 세션 수립 방법 및 상기 방법을 수행하는 사용자 단말에 관한 것이다.

LTE 통신시스템에서 통신서비스의 종류 및 전송 요구 속도 등이 다양해짐에 따라, LTE 주파수 증설 및 5G 통신시스템으로의 진화가 활발하게 진행되고 있다.

이와 같이 빠르게 진화되고 있는 5G 통신시스템은, 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 통신시스템에서는, 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 통신시스템, 특히 차세대 Beyond 5G(이하 'B5G'라고 지칭하기로 함) 기술을 다루는 표준에서는, 네트워크 장치(network function, NF)에 대한 인스턴스(인스턴스) 개념이 등장하고 있다. NF 인스턴스에는 예컨대 SMF 인스턴스(인스턴스,), AMF 인스턴스 또는 UPF 인스턴스 등이 포함될 수 있다.

이에, 예컨대 단말이 어떠한 UPF 인스턴스를 통해서 PDU 세션(session)을 형성할지 여부가 중요한 과제로 떠오르고 있다. 즉, 단말과 PDU 세션을 형성할 UPF 인스턴스에 대한 관리 방안이 필요한 상황이다.

뿐만 아니라, 이러한 단말 관리 방안은 단말의 핸드오버(handover)에도 영향을 끼칠 수 있다. 여기서 핸드오버가 수행되어야할 시점에 단말에 고신뢰-저지연 (Ultra-Reliable and Low Latency Communication, URLLC) 서비스가 제공되고 있는 중이라면, 핸드오버 이후에도 단말에는 핸드오버의 수행 이전과 동일한 품질의 URLLC 서비스가 제공되는 것이 바람직하다. 즉, 핸드오버가 수행된다고 하더라도 단말에는 URLLC 서비스는 끊김없이 제공될 수 있어야 하고, URLLC 서비스가 제공될 때의 성능이나 속도에서 딜레이가 발생하지 않아야 한다.

이에, 본 발명의 해결하고자 하는 과제는, NF 인스턴스를 고려한 단말의 관리 방안을 제시하는 것이다.

뿐만 아니라, 이러한 NF 인스턴스를 전제로, 5G 통신시스템에서 단말이 핸드오버를 하였을 때, 핸드오버의 수행 이전에 단말에 제공되던 것과 동일한 품질의 URLLC 서비스가 핸드오버 이후에도 단말에 제공될 수 있도록 하는 기술을 제공하는 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.

상기 방법은, 상기 사용자 단말의 트리거링(triggering) 또는 상기 사용자 단말과 상기 AMF 장치를 포함하는 네트워크로의 트리거링이 있는 경우, 상기 적어도 한 개의 UPF 인스턴스에 대한 정보를 상기 AMF 장치로부터 수신하는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 적어도 한 개의 UPF 인스턴스에 대한 정보는, 상기 적어도 한 개의 인스턴스 각각에 대한 리소스(resource), 부하량 및 수용 능력(capability) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

상기 사용자 단말이 선택한 UPF 인스턴스에 대한 정보는 서비스 요청(service request)에 포함되고, 상기 선택한 UPF 인스턴스와의 PDU 세션(session) 수립에 대한 정보는 서비스 응답(service response)에 포함될 수 있다.

상기 기지국은 소스 기지국이고, 상기 UPF 인스턴스에 대한 정보를 전송하는 단계는, 상기 소스 기지국에서 소정의 타겟 기지국으로 핸드오버 하고자 하는 사용자 단말에 관한 핸드오버 정보를 전송하는 단계를 포함하고, 상기 방법은, 상기 사용자 단말과 상기 선택한 UPF 인스턴스 간에 수립된 PDU 세션을 통해, 상기 소스 기지국에서 상기 타겟 기지국으로 핸드오버하는 단계를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 기지국에 접속하여 UPF 인스턴스와 PDU 세션을 수립하는 사용자 단말은, AMF(access and mobility function) 장치와 통신을 수행하는 송수신기; 및 UPF(user plane function) 장치에 포함되어, 각각이 상기 UPF 장치의 기능의 적어도 일부를 수행하는 적어도 하나의 UPF 인스턴스 중에서 상기 사용자 단말이 선택한 UPF 인스턴스에 대한 정보를 상기 AMF 장치로 전송하고, 상기 전송에 대한 응답으로, 상기 선택한 UPF 인스턴스와의 PDU 세션(session) 수립에 대한 정보를 수신하고, 상기 PDU 세션 수립에 대한 정보에 기초하여, 상기 선택한 UPF 인스턴스와의 PDU 세션을 수립하는 프로세서를 포함할 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따른 컴퓨터 프로그램을 저장하고 있는 컴퓨터 판독 가능 기록매체는, UPF(user plane function) 장치에 포함되어, 각각이 상기 UPF 장치의 기능의 적어도 일부를 수행하는 적어도 하나의 UPF 인스턴스 중에서 사용자 단말이 선택한 UPF 인스턴스에 대한 정보를 AMF(access and mobility function) 장치로 전송하는 단계; 상기 전송에 대한 응답으로, 상기 선택한 UPF 인스턴스와의 PDU 세션(session) 수립에 대한 정보를 수신하는 단계; 및 상기 PDU 세션 수립에 대한 정보에 기초하여, 상기 선택한 UPF 인스턴스와의 PDU 세션을 수립하는 단계를 포함하는 PDU 세션 수립 방법을 프로세서가 수행하도록 하기 위한 명령어를 포함할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 단말을 직접 UPF 인스턴스를 선택할 수 있다. 따라서, 단말의 사용자 입장에서는 단말이 보다 빠르게 UPF 인스턴스와 PDU 세션을 형성할 수 있게 되므로, 지연 없는 서비스를 제공받을 수 있게 된다.

뿐만 아니라, 이렇게 단말이 직접 UPF 인스턴스를 선택하는 것은 핸드오버 시에도 수행될 수 있는 바, 저지연으로 핸드오버가 수행될 수 있다는 장점이 있다.

도 1은 일 실시예에 따른 5G 통신시스템의 아키텍처를 개념적으로 도시하고 있다.
도 2는 일 실시예에 따라 단말이 UPF 인스턴스를 선택하는 과정을 나타낸 절차도이다.
도 3은 일 실시예에 따른 단말 관리 절차가 적용될 수 있는 예 중 하나인, 단말의 핸드오버에 대한 개념을 도시적으로 도시하고 있는 개념도이다.
도 4는 도 3을 보다 구체적으로 도시하고 있는 개념도이다.
도 5는 소스 기지국에 측정된, 소스 기지국에 단말이 접속해서 사용한 소스 기지국의 자원에 대한 자원 정보를 예시적으로 도시하고 있다.
도 6는 소스 기지국이 AMF에게 전달하는, 핸드오버 지원 요청에 수반된 정보를 예시적으로 도시하고 있다.
도 7은 UPF가 타겟 기지국으로부터 획득한, 타겟 기지국의 자원 현황 정보를 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 통신시스템의 아키텍처(10) 및 이러한 아키텍처(10)를 이용하는 단말(user equipment, UE)(500)에 대해 개념적으로 도시하고 있다.

아키텍처(10)가 나타내고 있는 5G 통신시스템 자체에 대해 살펴보기로 한다. 5G 통신시스템은 4세대 LTE 이동통신 기술로부터 진보된 기술이다. 이러한 5G 통신시스템은 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 통신시스템에만 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, 아키텍처(10)에는 적어도 한 개의 NF(network function,) 세트가 포함된다. 예컨대 아키텍처(10)에는 control plane function(CPF) 세트 또는 user plane function (UPF) 세트가 포함될 수 있다. 아울러, 도 1에 도시된 바와 같이, 적어도 한 개의 NF 세트들은 서로 간에 SBI, 즉 서비스 기반 인터페이스(service based interface)에 의해 연결된다.

각각의 NF 세트에는 다양한 종류의 인스턴스(instance)들이 포함되고, 또한, 이러한 NF 인스턴스들에 대한 정보들이 저장되는 데이터베이스(DB) 등이 적어도 한 개 포함된다. 여기서 'NF 인스턴스'란, NF들 각각의 기능을 수행하도록 고안된, 최소 단위의 NF들을 지칭한다. 예컨대 CPF 세트에는 적어도 한 개의 CPF 인스턴스가 포함될 수 있고, UPF 세트에는 적어도 한 개의 UPF 인스턴스가 포함될 수 있다.

도 2 내지 6에는 전술한 NF 인스턴스들의 연결관계가 예시적으로 도시되어 있다.

먼저, 도 2를 참조하면, NF 인스턴스들은 서로 간에 직접, directly하게 연결될 수 있다.

도 3은 도 2에 도시된 것과 같이 NF 인스턴스들이 연결되었을 때, 이러한 NF 인스턴스들 간에 요청과 응답이 전달되는 것을 개념적으로 도시하고 있는 개념도이다.

도 3을 참조하면, 요청 메시지를 전달하는 NF 인스턴스는 NF consumer라고 지칭되고 이러한 요청 메시지를 전달받는 NF 인스턴스는 NF producer라고 지칭될 수 있다.

도 4는 도 2에 도시된 것과 같이 NF 인스턴스들이 연결되었을 때, 어느 하나의 NF 인스턴스가 다른 NF 인스턴스에게 구독(subscribe)을 요청하면, 이러한 구독을 요청받은 다른 NF 인스턴스가 구독을 요청한 NF 인스턴스에게 통지(notify)를 하는 것을 개념적으로 도시하고 있는 개념도이다. 여기서, 구독이랑 특정 이벤트가 발생 시 이를 통지해달라는 것을 나타낸다.

한편, 도 2 내지 도 4에 도시된 것과는 달리, NF 인스턴스들은 그 사이에 서비스 통신 프록시(service communication proxy, SCP)를 두고 연결되어서 간접적, 즉, indirectly하게 연결될 수도 있다. 이 경우 NF 인스턴스들 각각은 SCP를 통해서 자신과 연결될 NF 인스턴스와 연결될 수 있다. 이 과정에서 SCP는 프록시로서 역할을 하게 된다. 즉, 차세대 망에는 많은 NF 인스턴스들이 존재할 것이며, 많은 NF Consumer / NF Producer 가 존재할 것이다. 이를 효과적으로 해결하기 위해, 차세대 망은 SCP(Service Communication Proxy)를 통해 NF Consumer는 indirectly, 즉, 간접적으로 NF Producer로 요청을 하거나 그로부터 응답을 받을 수 있다. 이를 통해, 차세대 망은 SCP를 통해서 다수의 NF 인스턴스들에 대한 메신저 역할 (Load Balancing, In/Out에 대한 메시지 수정 등)이 제공되도록 할 수 있다. 이에 대해서는 도 5과 6에 도시되어 있다.

도 5를 참조하면, NF 인스턴스들은 SCP를 사이에 두고 연결된다. 어느 하나의 NF 인스턴스가 상대방 NF 인스턴스와 연결되고자 하는 상황에서, 상대방 NF 인스턴스에 대한 정보, 예컨대 주소 등은 SCP에 의해 제공될 수 있다.

도 6에는, NF 인스턴스들이 SCP를 사이에 두고 연결된 상태에서, 이들 NF 인스턴스들 간에 요청과 응답이 전달되는 것이 개념적으로 도시되어 있다.

이러한 NF 인스턴스들에 대한 개념을 토대로 본 발명의 실시예에 대해 살펴보기로 한다.

도 7은 일 실시예에 따른 단말 관리 방법의 절차에 대한 도면이며 예컨대 단말(500)이 UPF 인스턴스를 선택하는 과정을 나타내고 있다. 다만, 도 2는 예시적인 것에 불과하므로, 본 발명의 사상이 도 2에 도시된 것으로 한정 해석되는 것은 아니다.

도 7을 참조하면, 단말(500)은 AMF(400)에게 service request, 즉 서비스를 요청한다(S10). 이 때 이러한 요청에는 적어도 한 개의 UPF 인스턴스 중 어느 하나에 대한 ID, 즉, UPF 인스턴스 ID가 포함될 수 있다. 도 2에서는 UPF 인스턴스1(201)에 대한 ID가 S10의 요청에 포함되는 것으로 도시되어 있다.

그러면, AMF(400)는 S10에서 단말(500)로부터 전달받은 서비스 요청을 처리한다(S11). S11에서 서비스 요청을 처리한다는 것은, S10에서 전달받은 서비스 요청이 UPF 인스턴스1(201)에서 수행되도록 처리한다는 것을 의미한다. 예컨대 AMF(400)는 SMF 인스턴스를 지정하면서 UPF 인스턴스1(201)의 ID를 SMF 인스턴스에게 전달할 수 있다. 그러면, SMF 인스턴스는 UPF 인스턴스1(201)이 단말(500)과 PDU 세션을 형성할 수 있도록 UPF 인스턴스1(201)을 준비시킬 수 있다.

이 후 AMF(400)는 서비스 응답을 단말(500)에게 전달한다(S20). 이 때 S20은 UPF 인스턴스1에 대해서 완료되었음을 단말(500)에게 전달할 수 있다.

그러면 단말(500)은 S21에서의 응답에 기초해서, 자신이 지정한 UPF 인스턴스1(201)과 PDU 세션을 형성하여서, 통신을 수행하게 된다(S21).

한편, 단말(500)이 UPF 인스턴스1(201)과 세션을 형성한 이후(S21), 단말(500)에서의 트리거링(triggering) 상황 또는 네트워크로부터 트리거링을 받는 상황이 발생할 수 있다(S21). 이러한 트리거링의 예로는, 단말(500)이 핸드오버 해야하는 상황이 포함될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니며, 다양한 상황이 포함될 수 있다.

이 경우 단말(500)은 자신이 원하는 NF 인스턴스, 예컨대 UPF 인스턴스2((202)를 직접 선택한 뒤 이러한 UPF 인스턴스2와 세션을 형성할 수 있다.

이 때 단말(500)이 전술한 트리거링에 따라 UPF 인스턴스2(202)와 세션을 형성하기 위한 절차는 S30 내지 S41에 도시되어 있는데, 이러한 S30 내지 S41은 도 2에 도시된 S10 내지 S21과 동일하므로, S10과 S21에 대한 설명을 원용하기로 한다.

즉, 일 실시예에 따르면 단말은 자신이 원하는 NF 인스턴스, 예컨대 UPF 이스턴스를 직접 선택할 수 있다.

한편, 단말(500)이 NF 인스턴스를 선택하기 위해서는, 단말(500) 스스로가 NF 인스턴스에 대한 정보를 알고 있어야 한다. 이에 일 실시예에서는 NEF가 AMF(400)에게 SCP를 통해서 indirectly하게(도 5와 6 참조), 또는 SCP를 통하지 않고 directly하게(도 2와 3 참조) NF 인스턴스에 대한 정보를 제공하고, AMF(400)는 이러한 정보를 단말(500)에게 제공한다. AMF(400)가 단말(500)에게 정보를 제공하는 과정은, 도 7에는 도시되어 있지 않지만, 도 7에서 S22에 따른 트리거링이 발생하는 경우에 수행되거나 또는 기 정해진 주기에 따라 주기적으로 수행될 수도 있다. 여기서, 이러한 정보에는 적어도 한 개의 인스턴스 각각에 대한 리소스(resource), 부하량 또는 수용 능력(capability) 중 적어도 하나가 포함될 수 있다.

단말(500)은 이렇게 AMF(400)로부터 제공받은 정보를 이용해서, 자신이 원하는 NF 인스턴스를 선택할 수 있다.

이 때, 단말(500)이, AMF(400)로부터 제공받은 정보로부터 NF 인스턴스를 선별하는 기준에는 다양한 것들이 있을 수 있는데, 이하에서는 이러한 기준에 대한 예에 대해 설명하기로 한다.

<기준의 예>

- 단말 Mobility Management (MM) 상태 및 Session Management (SM) 상태

- 위치 관련: UE Tracking Area, User Location Information

- 특징 관련: UE N/W Slice ID (SST, SD)

- 고유 식별 관련: IMSI, SUPI, GPSI, MSISDN 등

- UE Radio Capability (RAT Information, 이름 등)

- UE Mode (MICO, NB-IoT, cIoT)

- UE DRX 정보

- UE 의 I/F 정보 (예: Ethernet, WiFi, NFC, Bluetooth, USB, Radio (3G, 4G, 5G) 등

- 특정 단말 세션에 대한 상태 기반 Trigger

- 단말에 대한 특정 지역 Entry / Exit 시 Triggering,

- 가입자가 Handover 시, 특정 제어 Event 시 Triggering,

- 단말의 QoS 상태, 단말의 RAT 정보(주파수, RAT, 기지국 이름 등), 단말의 성능 (Throughput (스룻풋), Latency(지연), Jitter(지연 변동폭, 즉 지터), 가입자의 RAT (무선 품질 시그널) 정보 (예: Radio Resource Block, RB) 기반으로 Triggering 가능

- UPF 인스턴스 Resource (예: CPU, Memory, I/O, Storage 등)

- UPF 인스턴스 Capability (예: PDR, QER, FAR, URR 내 제공가능한 Feature)

- UPF 인스턴스 Priority (예: ID 순선, 자원 (Throughput (스룻풋), Latency(지연), Jitter(지연 변동폭, 즉 지터))

이러한 기준에 기초해서, 단말(500)이 어느 하나의 NF 인스턴스를 선택하는 것에 대해 예를 들어서 살펴보기로 하되, 이하는 예시적인 것에 불과하므로, 본 발명의 사상이 이에 한정되는 것은 아니다.

단말(500)은 AMF(400)로부터 NF 인스턴스들에 대한 정보를 전달받는다. 이러한 정보는 전술한 바와 같이 S22에 따른 트리거링이 있거나 또는 주기적으로 AMF(400)로부터 전달받을 수 있다.

아울러, 이러한 정보 중 예컨대 단말의 위치와 관련된 정보인 UE tracking area에 대한 정보를 선별한 뒤, 선별된 정보와 가장 밀접한 연관성이 있는 NF 인스턴스를 선택할 수 있다. 이를 위해 UE tracking area에는 각 NF 인스턴스들이 단말(500)의 위치에 대해 갖는 상대적인 값들이 포함될 수 있다.

지금까지는 단말(500)이 AMF(400)로부터 전달받은 NF 인스턴스들에 대한 정보에 기초해서 어느 하나의 NF 인스턴스를 선택하는 것에 대해 살펴보았다. 이를 정리하면 다음과 같다.

먼저, AMF(400)는 기지국에 접속한 단말(500)에게, 적어도 한 개의 UPF 인스턴스들에 대한 정보가 전달되도록 제어한다.

또한, 상기 정보가 상기 단말(500)에게 전달된 것에 대응해서, 상기 적어도 한 개의 UPF 인스턴스들 중에서 상기 단말(500)에 의해 선택된 UPF 인스턴스에 대한 정보가 수신된다.

또한, 상기 선택된 UPF 인스턴스와 상기 단말 간에 세션(session)이 형성되도록 제어한다.

이후에는, 단말(500)이 전술한 바와 같이 관리되는 상황을 전제로, 이러한 상황이 활용될 수 있는 실시예에 대해 살펴보기로 한다. 예컨대 이러한 실시예에는 단말(500)이 핸드오버해야 되는 상황이 포함될 수 있는 바, 이는 이하에서 살펴보기로 한다.

도 8은 일 실시예에 따른 단말 관리 절차가 적용될 수 있는 예 중 하나인, 소스 기지국에 접속한 단말이 타겟 기지국으로 핸드오버 하는 것에 대한 개념을 도시적으로 도시하고 있는 개념도이다.

도 8을 참조하면, SMF(100), UPF 세트(200), 소스 기지국(source RAN, S-RAN)(300A), 타겟 기지국(target RAN, T-RAN)(300B) 및 타겟 기지국(300B)에 이미 접속해있는 기존 단말(500B, 500C)이 도시되어 있다. SMF(100), PCF, AMF(400)와 UPF 세트(200)는 SBI에 의해 연결된다. 여기서, SMF(100)는 SMF 세트를 지칭하는 것이고, 이러한 SMF 세트 내에는 적어도 한 개의 SMF 인스턴스가 포함되어 있는 것으로 가정하자.

도 8에 도시된 단말(500A)은 소스 기지국(300A)에 접속해서, 이러한 소스 기지국(300A)의 자원을 사용하면서 URLLC 서비스를 제공받고 있다. URLLC 서비스를 제공받는 중에 단말(500A)은 소스 기지국(300A)에서 타겟 기지국(300B)으로 핸드오버할 수 있다. 핸드오버 이후에도 단말(500A)에는 핸드오버의 수행 이전과 동일한 품질의 URLLC 서비스가 제공될 필요가 있다. 즉, 핸드오버 이후에도 해당 URLLC 서비스는 끊김없이 단말(500A)에게 제공되어야 하고, 해당 URLLC 서비스가 제공될 때의 성능이나 속도면에서 딜레이가 발생하지 않아야 한다.

이를 위해서는 단말(500A)이 소스 기지국(300A)에 접속하여서 사용한 만큼의 자원이, 단말(500A)이 타겟 기지국(300B)으로 핸드오버를 완료한 시점 또는 완료 시점 이전에 이러한 타겟 기지국(300B)에 마련되어야 한다.

이에, 일 실시예에서 SMF(100)는 단말(500A)과 관련된 핸드오버 정보를 AMF(400)로부터 수신받으면, 단말(500A)이 소스 기지국(300A)에 접속하여서 사용한 만큼의 자원에 대한 자원 정보를 획득한 뒤, 단말(500A)이 타겟 기지국(300B)으로 핸드오버를 완료한 시점 또는 완료 시점 이전에 이러한 자원 정보에 상응하는 자원이 타겟 기지국(300B)에 확보(마련)되어 있도록 UPF(200)에게 요청한다. 만약 타겟 기지국(300B)에 이미 접속해있던 기존 단말(500B,C)로 인해 타겟 기지국(300B)에서 자원이 충분하게 확보되기 어려운 상황이라면, SMF(100)는 UPF(200)와 협력하여서 타겟 기지국(300B)에 자원이 확보되도록 조치한다. 조치의 예로서, 타겟 기지국(300B)에 이미 접속해있는 기존 단말(500B,C)에 할당된 자원 일부를 회수 내지 줄이는 방안 또는 기존 단말(500B,C) 일부를 타겟 기지국(300B)이 아닌 다른 기지국으로 핸드오버시켜달라고 요청하는 방안 등이 포함될 수 있다. 추가적인 조치로서는, 예컨대 타겟 기지국(300B)에 새로운 단말이 접속하지 못하도록 제한하는 요청 등이 포함될 수 있다.

즉, 일 실시예에 따르면 소스 기지국에 접속하여서 URLLC 서비스를 제공받는 단말이 타겟 기지국으로 핸드오버할 경우, URLLC 서비스의 제공에 사용된 소스 기지국에서의 자원이 단말의 핸드오버가 완료된 시점 또는 완료 시점 전에 타겟 기지국에 마련될 수 있다. 따라서, 핸드오버 직후에도 URLLC 서비스는 단말에게 끊김없이 제공될 수 있으며 URLLC 서비스가 제공될 때의 성능이나 속도면에서 딜레이가 발생하지 않을 수 있다. 즉, 핸드오버의 수행 이전에 단말에 제공되던 고신뢰-저지연 서비스와 동일한 품질의 고신뢰-저지연 서비스가 핸드오버 이후에도 단말에게 제공될 수 있다.

이하에서는 도 9를 참조하여서, 전술한 핸드오버가 수행될 수 있도록 하는 방법의 절차에 대해 상세하게 살펴보기로 한다.

도 9는 일 실시예에 따른 단말 관리 방법의 절차를 도시하고 있다. 이러한 단말 관리 방법은 AMF(400)와 SMF(100)에 의해 수행된다. 아울러, 도 9에 도시된 것은 예시적인 것에 불과하므로, 본 발명의 사상이 도 9에 도시된 것으로 한정해석되지는 않는다.

도 9를 참조하면, SMF(100), UPF 세트(200), AMF(400), 소스 기지국(source RAN, S-RAN)(300A), 타겟 기지국(target RAN, T-RAN)(300B) 및 단말(500A)이 도시되어 있다. 여기서, UPF 세트(200) 내에는 적어도 한 개의 UPF 인스턴스들이 포함되어 있음을 전제로 설명하기로 한다.

AMF(400)는 소스 기지국(300A)에 접속해있는 복수의 단말들 중에서 URLLC 서비스를 신청한 또는 제공받을 수 있는 단말에 대한 정보를 알고 있으며, 이 정보를 소스 기지국(300A)에 제공한다. 소스 기지국(300A)은 AMF(400)로부터 제공받은 이러한 정보를 기초로, 소스 기지국(300A)에 접속한 단말들 중에서 URLLC 서비스를 제공받을 수 있는 단말(500A)에게 URLLC 서비스를 제공한다.

이 때, UPF(200)와 소스 기지국(300A) 사이에서는 URLLC 서비스와 관련된 패킷이 송수신되는데, 이러한 패킷은 사용자 평면 패킷이다. 따라서 이러한 패킷은 UPF(200)를 거쳐서 송수신된다. 이에, UPF(200)는 이러한 패킷의 송수신에 사용된 소스 기지국(300A)의 자원에 대한 자원 정보를 획득할 수 있다(단계 A).

도 10은 UPF(200)에 의해 획득된, 소스 기지국(300A)에 관한 자원 정보를 예시적으로 도시하고 있다. 도 10을 참조하면, 자원 정보가 소스 기지국(300A)에서 측정된 시각, 그리고 해당 시각에 측정된 자원 정보가 도시되어 있다. 여기서, 도 10에는 스루풋과 레이턴시만이 측정 대상으로 도시되어 있으나 이외에도 대역폭(bandwidth) 또한 측정되어서 소스 기지국(300A)으로부터 UPF(200)에게 제공될 수 있다.

다시 도 9를 참조하면, 소스 기지국(300A)은 단말(500A)과의 접속을 모니터링해서, 단말(500A)에 핸드오버가 필요한지 여부를 판단한다. 만약 핸드오버가 필요하다고 판단되면, 소스 기지국(300A)은 AMF(400)에게 핸드오버 지원 요청을 한다(단계 B). 이러한 단계 B는 도 7에 도시된 트리거링(S22)에 해당될 수 있다.

아울러, 이러한 단계 B는 단말(500A)이 핸드오버를 준비(preparation)하는 경우, 핸드오버를 수행(execution)하는 경우 및 핸드오버가 완료(completion)된 경우 중 어느 하나에서 수행될 수 있다. 아울러, 핸드오버 지원 요청과 함께 다양한 정보가 소스 기지국(300A)으로부터 AMF(400)에게 전달될 수 있는데, 이는 도 11에 도시되어 있다.

도 11을 참조하면, 핸드오버가 필요한 단말(500A)의 ID(또는 slice ID), 단말(500A)의 세션 ID, 단말(500A)의 IP 주소, 타겟 기지국(300B)의 ID, 핸드오버 지원 요청이 소스 기지국(300A)에 의해 이루어진(생성된) 시각(핸드오버 요청 시각), 핸드오버의 예상 소요 시간, UPF 인스턴스의 ID 및 타겟 기지국(300B)에서 확보되어야 할 자원의 종류 중 적어도 하나가 포함되어서 AMF(400)에게 전달될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.

여기서, UPF 인스턴스의 ID는 전술한 바와 같이, 단말(500A)이 AMF(400)로부터 사전에 전달받은 정보에 기초해서 이미 그 전에 선정된 것일 수 있다.

아울러, 도 11에는 확보 대상인 자원의 종류로서 스루풋만이 도시되어 있으나 이외에도 레이턴시 또는 대역폭이 확보 대상인 자원의 종류에 포함될 수 있다.

다시 도 9를 참조하면, AMF(400)는 SMF(100)에게 단말(500A)과 관련된 핸드오버 정보를 SBI를 통해 전달한다(단계 C).

상술한 핸드오버 정보에는 단계 B에서 소스 기지국(300A)이 AMF(400)에게 전달한 전술한 정보 중 적어도 하나가 함께 포함될 수 있으며, 핸드오버 요청이 긴급성을 갖는지에 대한 정보가 포함될 수 있다. 만약, 핸드오버 요청이 긴급성을 갖는다면 SMF(100)는 다른 핸드오버 요청보다 긴급으로 또는 우선적으로 해당 핸드오버 요청을 먼저 처리할 수 있으며, 또한 다른 핸드오버 요청에 앞서서 타겟 기지국(300B)에서 우선적으로 자원이 확보되도록 조치할 수 있다.

다음으로, SMF(100)는 단말(500A)이 URLLC 서비스를 제공받으면서 사용한 소스 기지국(300A)의 자원 정보 및 단말(500A)이 선택한 UPF 인스턴스에 대한 ID를 UPF(200)로부터 획득한다. UPF(200)로부터 SMF(100)가 획득한 자원 정보는 도 10에서 설명된 것과 동일할 수 있다.

아울러, SMF(100)는 UPF(200)에게, '단말(500A)이 사용한 소스 기지국(300A)의 자원 정보에 상응하는 자원이 타겟 기지국(300B)에서 확보되도록 해라, 아울러 이 때는 UPF 인스턴스 ID에 대응되는 UPF 인스턴스가 이러한 확보에 이용되도록 하라'라고 타겟 기지국(300B)에게 요청하고, UPF(200)는 이러한 요청에 맞춰서 수행될 수 있도록 조치하는데, 이러한 과정이 수행되는 방안에는 2가지가 있다.

첫번 째 방안은, SMF(100)가 자원 확보에 관한 전반적인 사항을 판단하고 그에 맞는 조치를 결정하면, UPF(200)는 이러한 조치를 SMF(100)로부터 전달받아서 실행하기만 하면 되는 방안이다. 즉, 이 경우 SMF(100)는 판단을 하고, UPF(200)는 어떠한 판단도 하지 않고 수행기로서 역할하기만 한다.

그에 반해 두번 째 방안은, SMF(100)는 자원 확보하라는 명령을 UPF(200)에게 요청하기만 하면, UPF(200)는 이러한 명령에 따라 소정의 판단을 하고 그에 맞는 조치를 결정해서 실행하는 방안이다. 즉, 이 경우 SMF(100)는 판단은 전혀 하지 않고 명령만 내리며, UPF(200)는 판단과 수행기로서의 역할을 모두 수행한다.

이 중 첫번 째 방안에 대해 먼저 살펴보면, SMF(100)는 UPF(200)에게 타겟 기지국(300B)의 자원 현황 정보를 요청한다(단계 D). 그러면, UPF(200)는 타겟 기지국(300B)과의 사이에서의 인터페이스 등을 모니터링함으로써 타겟 기지국(300B)의 자원 현황 정보를 획득한다 (단계 E). 도 12는 UPF(200)가 타겟 기지국(300B)과의 사이에서 인터페이스를 모니터링함으로써 획득한 타겟 기지국(300B)의 자원 현황 정보를 예시적으로 도시하고 있다. 도 12를 살펴보면, 타겟 기지국(300B)에 접속해있는 단말의 ID, 각 단말의 스루풋과 레이턴시 그리고 각 단말에 URLLC 서비스가 제공되는지 여부에 대한 정보가 자원 현황 정보에 포함될 수 있다.

다시 도 9를 참조하면, UPF(200)는 단계 E에서 획득된 타겟 기지국(300B)의 자원 현황 정보를 SBI를 통해 SMF(100)에게 제공한다(단계 G). 그러면, SMF(100)은 단말(500A)이 사용한 소스 기지국(300A)의 자원 정보와 타겟 기지국(300B)의 자원 현황 정보를 비교한다.

비교 결과, 타겟 기지국(300B)에 충분한 자원이 확보되어 있을 수 있다. 이 경우, SMF(100)는 UPF(200)에게 그러한 상태(자원이 충분히 확보되어 있는 상태)를 유지하라고 SBI를 통해 요청한다(단계 H).

그러면 UPF(200)는 타겟 기지국(300B)이 그러한 상태를 유지하도록, 예컨대 PDR, FAR, QER 등에 관한 동작을 수행한다. 동작의 수행 결과 타겟 기지국(300B)에는 이후부터 새로운 단말의 접속이 제한되거나 또는 접속이 허용된다고 하더라도 속도에 제한이 있을 수 있다.

그러나 비교 결과, 타겟 기지국(300B)에 충분한 자원이 확보되어 있지 않을 수 있다. 이 경우 SMF(100)는 자원 확보를 위해 UPF(200)에게 전달될 조치, 예컨대 PDR, FAR, QER 등의 제어에 관한 조치를 결정한다. 조치의 예로는 타겟 기지국(300B)에 이미 접속해있는 기존 단말(500B,C)에 할당된 자원 일부를 회수 내지 줄이는 방안 또는 기존 단말(500B,C) 일부를 타겟 기지국(300B)이 아닌 다른 기지국으로 핸드오버시켜달라고 요청하는 방안 등이 포함될 수 있다. 여기서, 자원 일부가 회수되거나 다른 기지국으로 핸드오버의 대상이 되는 기존 단말은 URLLC 서비스를 제공받지 않는 단말(비-URLLC 단말, 500C)일 수 있으며, 이 때 기존 단말(500B,C)이 URLLC 서비스를 제공받는 단말인지 아닌지 여부는 도 11에 도시된 정보, 즉 SMF(100)가 UPF(200)로부터 단계 G를 통해 제공받은 정보를 통해 파악 가능하다.

이렇게 결정된 조치는 SMF(100)로부터 UPF(200)에게 전달되며, UPF(200)는 전달받은 조치를 기반으로 소정의 동작을 수행함으로써 타겟 기지국(300B)에서 자원이 확보될 수 있도록 한다.

다음으로, 두번 째 방안에 대해 살펴보면, SMF(100)는 UPF(200)에게 타겟 기지국(300B)의 자원 확보를 SBI를 통해 요청한다(단계 D). 요청하면서 SMF(100)는 UPF(200)에게, 단말(500A)이 URLLC 서비스를 제공받으면서 사용한 소스 기지국(300A)의 자원 정보를 함께 전달한다. 그러면 UPF(200)는 타겟 기지국(300B)과의 사이에서 인터페이스 등을 모니터링함으로써 타겟 기지국(300B)의 자원 현황 정보를 획득하는데(단계 E), 획득된 자원 현황 정보는 도 11에 도시된 것과 같다.

다시 도 9를 참조하면, UPF(200)는 단말(500A)이 사용한 소스 기지국(300A)의 자원 정보와 타겟 기지국(300B)의 자원 현황 정보를 비교한다.

비교 결과, 타겟 기지국(300B)에 충분한 자원이 확보되어 있을 수 있다. 이 경우 UPF(200)는 타겟 기지국(300B)이 그러한 상태(자원이 충분히 확보되어 있는 상태)를 유지하도록, 예컨대 PDR, FAR, QER 등에 관한 동작을 수행한다. 그에 따라 타겟 기지국(300B)에는 이후부터 새로운 단말의 접속이 차단 및 속도에 제한이 있을 수 있다.

그러나 비교 결과, 타겟 기지국(300B)에 충분한 자원이 확보되어 있지 않을 수 있다. 이 경우 UPF(200)는 자원 확보를 위한 소정의 조치(예컨대 PDR, FAR, QER 등의 제어에 관한 조치)를 결정한 뒤 해당 조치를 기반으로 소정의 동작을 수행함으로써 자원이 확보될 수 있도록 한다. 이 때의 조치의 예는 첫번 째 방안과 동일하다.

전술한 2가지 방안을 살펴보면, 단말(500A)이 URLLC 서비스를 제공받으면서 사용한 소스 기지국(300A)의 자원 정보는 타겟 기지국(300B)의 자원 현황 정보와 비교된다. 이 때 비교 대상이 되는 소스 기지국(300A)의 자원 정보는 핸드오버 요청시각(단계 C에서 SMF(100)가 AMF(400)로부터 제공받았음)보다 시간적으로 앞선 소정 기간 동안에 측정된 자원 정보일 수 있으며, 이러한 소정 기간 동안에 측정된 자원 정보의 최대값, 최소값 또는 평균값 중 어느 하나가 타겟 기지국(300B)에 확보되어야 하는 자원의 기준이 될 수 있다.

여기서, 핸드오버 요청시각보다 시간적으로 앞선 소정 기간 동안에 측정된 자원 정보인지 여부는 도 10에 도시된 자원 정보마다의 '측정 시각'을 기준으로 알 수 있다.

아울러, 단계 C에서는 핸드오버의 예상 소요 시간 정보가 SMF(100)에게 전달될 수 있다. UPF(200)는 이러한 핸드오버의 예상 소요 시간 이내에, 타겟 기지국(300B)에서 소정의 자원을 확보하는 과정이 수행될 수 있도록 타겟 기지국(300B)을 제어할 수 있다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 일 실시예에 따르면 소스 기지국에 접속하여서 URLLC 서비스를 제공받는 단말이 타겟 기지국으로 핸드오버할 경우, URLLC 서비스의 제공에 사용된 소스 기지국에서의 자원이 단말의 핸드오버가 완료된 시점 또는 완료 시점 이전에 타겟 기지국에 마련될 수 있다. 따라서, 핸드오버 직후에도 URLLC 서비스는 끊김없이 단말에게 제공될 수 있으며 URLLC 서비스가 제공될 때의 성능이나 속도면에서 딜레이가 발생하지 않을 수 있다. 즉, 핸드오버의 수행 이전에 단말에 제공되던 고신뢰-저지연 서비스와 동일한 품질의 고신뢰-저지연 서비스가 핸드오버 이후에도 제공될 수 있다.

한편, 전술한 단말 관리 방법에 관한 발명은, 이러한 방법에 포함된 각각의 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, 핸드오버의 수행 이전에 단말에 제공되던 고신뢰-저지연 서비스와 동일한 품질의 고신뢰-저지연 서비스가 핸드오버 이후에도 제공될 수 있다.

Claims

기지국에 접속한 사용자 단말에서 수행하는 PDU 세션 수립 방법에 있어서,
UPF(user plane function) 장치에 포함되어, 각각이 상기 UPF 장치의 기능의 적어도 일부를 수행하는 적어도 하나의 UPF 인스턴스 중에서 상기 사용자 단말이 선택한 UPF 인스턴스에 대한 정보를 AMF(access and mobility function) 장치로 전송하는 단계;
상기 전송에 대한 응답으로, 상기 선택한 UPF 인스턴스와의 PDU 세션(session) 수립에 대한 정보를 수신하는 단계; 및
상기 PDU 세션 수립에 대한 정보에 기초하여, 상기 선택한 UPF 인스턴스와의 PDU 세션을 수립하는 단계를 포함하는
PDU 세션 수립 방법.
제1 항에 있어서,
상기 사용자 단말의 트리거링(triggering) 또는 상기 사용자 단말과 상기 AMF 장치를 포함하는 네트워크로의 트리거링이 있는 경우, 상기 적어도 한 개의 UPF 인스턴스에 대한 정보를 상기 AMF 장치로부터 수신하는 단계를 더 포함하는
PDU 세션 수립 방법.
제2 항에 있어서,
상기 적어도 한 개의 UPF 인스턴스에 대한 정보는,
상기 적어도 한 개의 인스턴스 각각에 대한 리소스(resource), 부하량 및 수용 능력(capability) 중 적어도 하나를 포함하는
PDU 세션 수립 방법.
제1 항에 있어서,
상기 사용자 단말이 선택한 UPF 인스턴스에 대한 정보는 서비스 요청(service request)에 포함되고,
상기 선택한 UPF 인스턴스와의 PDU 세션(session) 수립에 대한 정보는 서비스 응답(service response)에 포함되는
PDU 세션 수립 방법.
제1 항에 있어서,
상기 기지국은 소스 기지국이고,
상기 UPF 인스턴스에 대한 정보를 전송하는 단계는,
상기 소스 기지국에서 소정의 타겟 기지국으로 핸드오버 하고자 하는 사용자 단말에 관한 핸드오버 정보를 전송하는 단계를 포함하고,
상기 방법은,
상기 사용자 단말과 상기 선택한 UPF 인스턴스 간에 수립된 PDU 세션을 통해, 상기 소스 기지국에서 상기 타겟 기지국으로 핸드오버하는 단계를 더 포함하는
PDU 세션 수립 방법.
기지국에 접속하여 UPF 인스턴스와 PDU 세션을 수립하는 사용자 단말에 있어서,
AMF(access and mobility function) 장치와 통신을 수행하는 송수신기; 및
UPF(user plane function) 장치에 포함되어, 각각이 상기 UPF 장치의 기능의 적어도 일부를 수행하는 적어도 하나의 UPF 인스턴스 중에서 상기 사용자 단말이 선택한 UPF 인스턴스에 대한 정보를 상기 AMF 장치로 전송하고, 상기 전송에 대한 응답으로, 상기 선택한 UPF 인스턴스와의 PDU 세션(session) 수립에 대한 정보를 수신하고, 상기 PDU 세션 수립에 대한 정보에 기초하여, 상기 선택한 UPF 인스턴스와의 PDU 세션을 수립하는 프로세서를 포함하는
사용자 단말
컴퓨터 판독 가능한 기록매체에 저장되어 있는 컴퓨터 프로그램으로서,
상기 컴퓨터 프로그램은, 프로세서에 의해 실행되면,
UPF(user plane function) 장치에 포함되어, 각각이 상기 UPF 장치의 기능의 적어도 일부를 수행하는 적어도 하나의 UPF 인스턴스 중에서 사용자 단말이 선택한 UPF 인스턴스에 대한 정보를 AMF(access and mobility function) 장치로 전송하는 단계;
상기 전송에 대한 응답으로, 상기 선택한 UPF 인스턴스와의 PDU 세션(session) 수립에 대한 정보를 수신하는 단계; 및
상기 PDU 세션 수립에 대한 정보에 기초하여, 상기 선택한 UPF 인스턴스와의 PDU 세션을 수립하는 단계를 포함하는 PDU 세션 수립 방법을 상기 프로세서가 수행하도록 하기 위한 명령어를 포함하는
컴퓨터 프로그램.