KR102370476B1

KR102370476B1 - 5g 네트워크에서 단말 위치의 관리 방법, 이를 수행하기 위한 기록 매체 및 장치

Info

Publication number: KR102370476B1
Application number: KR1020200142229A
Authority: KR
Inventors: 정윤원
Original assignee: 숭실대학교 산학협력단
Priority date: 2019-10-29
Filing date: 2020-10-29
Publication date: 2022-03-07
Also published as: KR20210052329A

Abstract

5G 네트워크에서 단말 위치의 관리 방법은, SDN 제어기는 단말의 영역 기반 위치 등록 및 시간 기반 위치 등록 시마다, 단말로부터 전달받은 위치 등록 정보 및 단말의 평균 이동 속도 정보를 저장하는 단계; 단말로의 착신 데이터 발생 시 OF 스위치로부터 단말의 위치 정보 요청을 수신한 경우, 저장된 단말의 영역 기반 위치 등록 정보 및 시간 기반 위치 등록 정보를 이용하여 단말의 이동 속도를 예측하는 단계; 가장 최근에 위치 등록을 수행한 셀로부터 단말이 이동 가능한 셀의 영역을 도출하는 단계; 및 도출된 단말이 이동 가능한 셀의 영역과 저장된 위치 영역 또는 추적 영역과 중복되는 영역에 위치한 기지국에 대해서 페이징을 수행하는 단계;를 포함한다. 이에 따라, 위치 등록 및 페이징으로 구성되는 위치 관리 신호 부하를 줄이고, 이를 통해 보다 효율적인 통신을 수행할 수 있다.

Description

5G 네트워크에서 단말 위치의 관리 방법, 이를 수행하기 위한 기록 매체 및 장치{METHOD FOR MANAGING TERMINAL LOCATION IN 5G NETWORK, RECORDING MEDIUM AND DEVICE FOR PERFORMING THE METHOD}

본 발명은 5G 네트워크에서 단말 위치의 관리 방법, 이를 수행하기 위한 기록 매체 및 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 영역 기반 위치 등록 및 시간 기반 위치 등록이 동시에 적용된 H2H 또는 M2M 환경에서 효율적인 페이징을 제공하는 기술에 관한 것이다.

5G에서 정의된 주요 통신 형태인 H2H(human-to-human) 및 M2M(machine-to-machine) 통신에서 단말은 통신을 수행하고 있지 않은 유휴(idle) 상태에서 이동 시 미리 지정된 조건을 만족하는 경우 네트워크에 자신의 위치를 등록하는 위치 등록 과정을 수행한다.

H2H 및 M2M 관련 표준에서 일반적인 위치 등록 방법으로는 통상 여러 개의 셀로 구성된 위치 영역인 RA(registration area) 또는 추적 영역인 TA(tracking area)를 변경할 때마다 단말이 자신의 위치를 등록하는 영역 기반(zone-based) 위치 등록과 일정한 시간이 경과될 때마다 자신의 위치를 등록하는 시간 기반(timer-based) 위치 등록이 주로 정의된다.

이후, 단말로의 착신 패킷 전달을 위한 페이징 시 위치 등록 시에 등록된 위치 정보를 활용하여 다수의 기지국에 페이징을 수행하여 단말로 패킷을 전달하게 된다.

H2H 및 M2M을 위한 위치 등록 시 단말의 위치를 안정적으로 관리하기 위해 통상 두 가지 이상의 위치 등록 방법을 동시에 적용할 수 있으며 일 예로 영역 기반 위치 등록과 시간 기반 위치 등록을 동시에 적용할 수 있다. 이 경우 단말로의 착신 패킷 전달을 위해 단말이 위치한 셀을 찾기 위한 페이징 시 통상 위치 영역 또는 추적 영역에 속한 모든 셀에 페이징을 수행하게 된다.

그러나, 이 경우 신호 부하가 상당하고, H2H 통신에 비해 상대적으로 매우 많은 M2M 통신에서는 페이징에 소요되는 신호 부하가 더욱 문제가 되고 있다.

KR 2003-0006166 A KR 10-0516896 B1 US 8,649,291 B2

이에, 본 발명의 기술적 과제는 이러한 점에서 착안된 것으로 본 발명의 목적은 효율적인 이동성 관리를 위한 5G 네트워크에서 단말 위치의 관리 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 상기 5G 네트워크에서 단말 위치의 관리 방법을 수행하기 위한 컴퓨터 프로그램이 기록된 기록 매체를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 상기 5G 네트워크에서 단말 위치의 관리 방법을 수행하기 위한 장치를 제공하는 것이다.

상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위한 일 실시예에 따른 5G 네트워크에서 단말 위치의 관리 방법은, SDN 제어기는 단말의 영역 기반 위치 등록 및 시간 기반 위치 등록 시마다, 단말로부터 전달받은 위치 등록 정보 및 단말의 평균 이동 속도 정보를 저장하는 단계; 단말로의 착신 데이터 발생 시 OF(Open flow) 스위치로부터 단말의 위치 정보 요청을 수신한 경우, 저장된 단말의 영역 기반 위치 등록 정보 및 시간 기반 위치 등록 정보를 이용하여 단말의 이동 속도를 예측하는 단계; 가장 최근에 위치 등록을 수행한 셀로부터 단말이 이동 가능한 셀의 영역을 도출하는 단계; 및 도출된 단말이 이동 가능한 셀의 영역과 저장된 위치 영역 또는 추적 영역과 중복되는 영역에 위치한 기지국에 대해서 페이징을 수행하는 단계;를 포함한다.

본 발명의 실시예에서, 상기 중복되는 영역에 위치한 기지국에 대해서 페이징을 수행하는 단계는, 단말이 가장 최근에 위치 등록을 수행한 지점으로부터 예측된 이동 속도 및 가장 최근에 위치 등록을 수행한 시점으로부터 경과된 시간 정보를 이용하여 단말이 이동 가능한 셀의 리스트를 도출하는 단계; 및 상기 셀 리스트 정보와 저장된 위치 영역 또는 추적 영역에 위치한 셀의 리스트를 비교하여 동일한 영역에 대해서 페이징을 우선적으로 수행하는 단계;를 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에서, 상기 중복되는 영역에 위치한 기지국에 대해서 페이징을 수행하는 단계는, 단말로부터 일정 시간 동안 응답이 없는 경우, 위치 영역 또는 추적 영역에서 아직 페이징이 수행되지 않은 나머지 영역에 대해 페이징을 수행하는 단계;를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에서, 상기 5G 네트워크에서 단말 위치의 관리 방법은, 다수의 단말들이 있는 경우 그룹 리더를 선택하는 단계; 상기 그룹 리더의 단말로부터 상기 그룹에 속한 단말들의 ID를 수신하는 단계; 및 상기 단말들의 ID 및 상기 단말들이 속한 그룹 ID 정보를 관리하는 단계;를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에서, 상기 그룹 리더를 선택하는 단계는, 그룹에서 배터리가 가장 많이 남아 있는 단말을 선출, 단말의 ID 번호가 가장 낮은 또는 높은 단말을 선출, 랜덤하게 선출 및 그룹의 단말들이 일정 주기마다 돌아가면서 그룹 리더로 선출하는 방법 중 적어도 하나를 이용하여 그룹 리더를 선택할 수 있다.

본 발명의 실시예에서, 상기 그룹에 새로운 단말이 추가된 경우, 상기 그룹 리더로부터 새로운 단말의 ID를 수신하는 단계; 및 상기 단말들의 ID 및 상기 단말들이 속한 그룹 ID 정보를 갱신하는 단계;를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에서, 상기 중복되는 영역에 위치한 기지국에 대해서 페이징을 수행하는 단계는, SDN 제어기는 페이징 요청 도착 시 단말이 속한 그룹 ID를 추출하는 단계; 및 상기 그룹 리더가 등록한 위치 정보를 이용하여 그룹 ID에 해당하는 단말들이 위치한 해당 위치 영역 또는 추적 영역에 페이징을 수행하는 단계;를 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에서, 상기 단말로부터 전달받은 평균 이동 속도 정보를 저장하는 단계는, 전체 네트워크 영역을 다수의 기지국으로 구성된 위치 영역(RA: registration area) 또는 추적 영역(TA: tracking area)으로 분할하는 단계; 단말이 위치 영역 또는 추적 영역을 변경할 때마다 변경된 위치를 네트워크에 알리는 영역 기반 위치 등록을 기지국 및 OF 스위치를 통해 전달받아 갱신하는 단계; 및 단말의 ID, 단말이 속하는 위치 영역 또는 추적 영역, 단말이 속하는 위치 영역 및 추적 영역에 속하는 OF 스위치의 ID 정보를 관리하는 단계;를 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에서, 상기 단말로부터 전달받은 평균 이동 속도 정보를 저장하는 단계는, 위치 갱신 주기인 시간 주기를 정의하여 가장 최근에 수행된 시간 주기 위치 등록 이후 정의된 시간 주기가 경과될 때마다 단말로부터 시간 기반 위치 등록 갱신 신호를 기지국 및 OF 스위치를 통해 전달받아 갱신하는 단계; 및 단말의 ID, 위치 갱신 시간, 위치 갱신 주기 및 단말이 위치 갱신을 수행한 위치 좌표 정보를 관리하는 단계;를 포함할 수 있다.

상기한 본 발명의 다른 목적을 실현하기 위한 일 실시예에 따른 컴퓨터로 판독 가능한 저장 매체에는, 상기 5G 네트워크에서 단말 위치의 관리 방법을 수행하기 위한 컴퓨터 프로그램이 기록되어 있다.

상기한 본 발명의 또 다른 목적을 실현하기 위한 일 실시예에 따른 5G 네트워크에서 단말 위치의 관리 장치는, 단말의 영역 기반 위치 등록 및 시간 기반 위치 등록 시마다, 단말로부터 전달받은 위치 등록 정보 및 단말의 평균 이동 속도 정보를 저장하는 정보 등록부; 단말로의 착신 데이터 발생 시 OF 스위치로부터 단말의 위치 정보 요청을 수신한 경우, 저장된 단말의 영역 기반 위치 등록 정보 및 시간 기반 위치 등록 정보를 이용하여 단말의 이동 속도를 예측하는 속도 예측부; 가장 최근에 위치 등록을 수행한 셀로부터 단말이 이동 가능한 셀의 영역을 도출하는 영역 도출부; 및 도출된 단말이 이동 가능한 셀의 영역과 저장된 위치 영역 또는 추적 영역과 중복되는 영역에 위치한 기지국에 대해서 페이징을 수행하는 페이징부;를 포함한다.

본 발명의 실시예에서, 상기 페이징부는, 단말이 가장 최근에 위치 등록을 수행한 지점으로부터 예측된 이동 속도 및 가장 최근에 위치 등록을 수행한 시점으로부터 경과된 시간 정보를 이용하여 단말이 이동 가능한 셀의 리스트를 도출하는 리스트 도출부; 상기 셀 리스트 정보와 저장된 위치 영역 또는 추적 영역에 위치한 셀의 리스트를 비교하여 동일한 영역에 대해서 페이징을 우선적으로 수행하는 제1 페이징부; 단말로부터 일정 시간 동안 응답이 부재한지 확인하는 카운트부; 및 단말로부터 일정 시간 동안 응답이 없는 경우에는 위치 영역 또는 추적 영역에서 아직 페이징이 수행되지 않은 나머지 영역에 대해 페이징을 수행하는 제2 페이징부;를 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에서, 상기 5G 네트워크에서 단말 위치의 관리 장치는, 다수의 단말들이 있는 경우 그룹 리더를 선택하고, 상기 그룹 리더의 단말로부터 상기 그룹에 속한 단말들의 ID를 수신하여 상기 단말들의 ID 및 상기 단말들이 속한 그룹 ID 정보를 관리하는 리더 선출부;를 더 포함할 수 있다.

이와 같은 5G 네트워크에서 단말 위치의 관리 방법에 따르면, 영역 기반 위치 등록 및 시간 기반 위치 등록이 동시에 적용된 H2H 또는 M2M 환경에서 효율적인 페이징을 제안하여, 위치 관리 신호 부하를 줄이고 이를 통해 보다 효율적인 통신을 수행할 수 있다.

도 1은 본 발명의 단말 위치를 관리하는 5G 네트워크 환경을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 5G 네트워크에서 단말 위치의 관리 장치의 블록도이다.
도 3은 도 2의 페이징부에 대한 상세한 블록도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 5G 네트워크에서 단말 위치의 관리 장치의 블록도이다.
도 5는 본 발명의 단말 위치를 관리하는 5G 네트워크에서 각 주체들 간의 신호전달을 보여주는 타이밍도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 5G 네트워크에서 단말 위치의 관리 방법의 흐름도이다.
도 7은 도 6의 페이징 수행 단계에 대한 상세한 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 실시예에 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.

도 1은 본 발명의 단말 위치를 관리하는 5G 네트워크 환경을 설명하기 위한 도면이다.

본 발명은 5G에서 효율적으로 이동성 관리하는 것이 그 목적이다. 위치 관리는 위치 등록 및 페이징으로 구성되는데 기지국, 스위치 및 SDN 제어기(software-defined network controller)로 구성된 5G에서 H2H(human-to-human) 및 M2M(machine-to-machine) 통신 단말을 위한 효율적인 위치 관리 방법을 제안한다.

본 발명에서는 영역 기반 위치 등록 및 시간 기반 위치 등록이 동시에 적용된 H2H 또는 M2M 환경에서 효율적인 페이징 방법을 제안한다. 본 발명에서 단말(60)은 이동성을 가질 수 있고, 예를 들어, 사용자의 스마트 폰, 태블릿, 모바일 장치, 노트 북 등일 수 있다. 또한, 단말(60)은 디바이스(device), 기구(apparatus), 단말기(terminal), UE(user equipment), MS(mobile station), 무선기기(wireless device), 휴대기기(handheld device) 등 다른 용어로 불릴 수 있다.

본 발명에서는 단말(60)과 통신을 수행하는 기지국(51, 53, 55), 단말의 위치를 관리하는 SDN 제어기(20), 데이터 패킷의 라우팅 및 제어/신호 패킷 라우팅을 수행하는 OF(open flow) 스위치(30)로 구성된 5G 네트워크(1) 환경을 가정한다.

이 때, 통상 하나의 OF 스위치(30) 하부에 다수의 기지국(51, 53, 55)이 연결될 수 있으며, 하나의 SDN 제어기(20) 하부에 다수의 OF 스위치(30)가 연결될 수 있다.

실시예에 따라, SDN 제어기(20)는 네트워크(1) 전체에 하나가 존재하는 집중형 제어 방식, 다수의 SDN 제어기가 존재하는 분산형 제어 방식, 다수의 SDN 제어기가 계층적으로 존재하는 하이브리드(hybrid) 방식으로 구성될 수 있다.

본 발명에서는 설명의 편의를 위해 집중형 제어 방식을 가정하여 설명하고자 한다. 다만, 본 발명은 분산형 제어 방식 및 하이브리드 방식에도 적용될 수 있다.

본 발명에서는 우선 개별적으로 이동하는 H2H 또는 M2M 통신 환경에서 개선된 위치 관리를 설명하고, 이후 그룹으로 이동하는 M2M 통신 환경에서 개선된 위치 관리에 대해 설명한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 5G 네트워크에서 단말 위치의 관리 장치의 블록도이다.

본 발명에 따른 5G 네트워크에서 단말 위치의 관리 장치(10, 이하 장치)는 영역 기반 위치 등록 및 시간 기반 위치 등록이 동시에 적용된 H2H 또는 M2M 환경에서 효율적인 페이징을 제공한다.

도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 장치(10)는 정보 등록부(110), 속도 예측부(130), 영역 도출부(150) 및 페이징부(170)를 포함한다. 상기 장치(10)는 도 1의 SDN 제어기(20)를 구성하거나, SDN 제어기(20)의 일부를 구성할 수 있다.

본 발명의 상기 장치(10)는 5G 네트워크에서 단말 위치를 관리하기 위한 소프트웨어(애플리케이션)가 설치되어 실행될 수 있으며, 상기 정보 등록부(110), 상기 속도 예측부(130), 상기 영역 도출부(150) 및 상기 페이징부(170)의 구성은 상기 장치(10)에서 실행되는 상기 5G 네트워크에서 단말 위치를 관리하기 위한 소프트웨어에 의해 제어될 수 있다.

상기 장치(10)는 별도의 단말이거나 또는 단말의 일부 모듈일 수 있다. 또한, 상기 정보 등록부(110), 상기 속도 예측부(130), 상기 영역 도출부(150) 및 상기 페이징부(170)의 구성은 통합 모듈로 형성되거나, 하나 이상의 모듈로 이루어 질 수 있다. 그러나, 이와 반대로 각 구성은 별도의 모듈로 이루어질 수도 있다. 상기 장치(10)는, 서버(server) 또는 엔진(engine) 형태일 수 있다.

상기 정보 등록부(110)는 단말의 영역 기반 위치 등록 및 시간 기반 위치 등록 시마다, 단말로부터 전달받은 위치 등록 정보 및 단말의 평균 이동 속도 정보를 저장한다.

영역 기반 위치 등록에서는 전체 네트워크 영역을 다수의 기지국으로 구성된 위치 영역(RA: registration area) 또는 추적 영역(TA: tracking area)으로 분할하고, 단말이 이러한 위치 영역 또는 추적 영역을 변경할 때마다 자신의 변경된 위치를 네트워크에 알리는 위치 등록 갱신을 수행한다.

위치 등록 갱신 신호는 기지국에서 수신하여 OF 스위치(30)를 통해 SDN 제어기(20)로 전달되고 저장된다. SDN 제어기(20)에서는 단말의 ID, 단말이 속하는 위치 영역 또는 추적 영역, 단말이 속하는 위치 영역 또는 추적 영역에 속하는 OF 스위치의 ID 정보를 관리할 수 있다.

시간 기반 위치 등록에서는 위치 갱신 주기인 시간 주기를 정의하고 가장 최근에 수행된 시간 주기 위치 등록 이후 정의된 시간 주기가 경과될 때마다 위치 등록을 수행한다. 이러한 시간 기반 위치 등록 갱신 신호도 기지국 및 OF 스위치를 통해 SDN 제어기로 전달되고 저장된다. SDN 제어기에서는 단말의 ID, 위치 갱신 시간, 위치 갱신 주기, 단말이 위치 갱신을 수행한 위치 좌표 정보를 관리할 수 있다.

상기의 영역 기반 및 시간 기반 위치 등록을 통해 SDN 제어기(20)에서는 단말이 위치한 위치 영역 또는 추적 영역 정보 및 가장 최근에 시간 기반 위치 등록이 수행된 시간 및 시간 기반 위치 등록을 위해 정의된 시간 주기 정보를 위치 등록 데이터베이스에 저장할 수 있다.

또한, SDN 제어기(20)에서는 전체 네트워크(1)에서 위치 영역 또는 추적 영역 맵(map)을 관리하여 각 위치 영역 또는 추적 영역에 속하는 기지국 및 셀의 정보도 위치 등록 데이터베이스에 저장할 수 있다.

상기 속도 예측부(130)는 단말로의 착신 데이터 발생 시 OF 스위치로부터 단말의 위치 정보 요청을 수신한 경우, 저장된 단말의 영역 기반 위치 등록 정보 및 시간 기반 위치 등록 정보를 이용하여 단말의 이동 속도를 예측한다.

영역 기반 위치 등록 및 시간 기반 위치 등록을 동시에 적용하는 기존의 방법에서는 단말로 패킷 도착 시 이를 수신한 OF 스위치는 단말이 속한 기지국을 찾기 위해 통상 SDN 제어기로 단말의 위치 영역 또는 추적 영역 정보를 문의하고 SDN 제어기는 자신의 위치 등록 데이터베이스를 검색하여 단말이 등록된 위치 영역 또는 추적 영역을 알아내고 이에 속한 모든 OF 스위치에 페이징 신호를 전달하고 OF 스위치는 자신의 하부에 위치한 모든 기지국에 페이징 신호를 전달한다.

페이징 신호를 수신한 단말은 기지국을 통해 SDN 제어기에 응답하고 SDN 제어기는 단말이 속한 기지국의 라우팅 정보를 이를 요청한 OF 스위치에 전달되고 이 OF 스위치는 이 정보를 이용하여 단말이 속한 기지국으로 적절한 라우팅을 수행하여 패킷을 전달한다.

본 발명에서는 영역 기반 위치 등록 및 시간 기반 위치 등록을 동시에 적용하여 시간 기반 위치 등록 정보를 추가적으로 활용함으로써 단말로 착신 데이터가 도착 시 단말을 찾기 위한 페이징에 소요되는 신호 부하를 줄일 수 있다.

이를 위해 본 발명에서는 기본적으로 단말은 위치 등록 수행 시마다 자신의 평균 이동 속도 정보를 SDN 제어기(20)로 전달한다고 가정한다. 단말(60)로의 착신 데이터 발생 시 이를 수신한 OF 스위치(30)는 단말의 위치 정보를 관리하고 있는 SDN 제어기(20)에 단말의 위치 정보를 요청한다.

OF 스위치(30)로부터 단말의 위치 정보를 요청 받은 SDN 제어기(20)는 영역 기반 위치 등록 정보를 이용하여 단말이 속한 위치 영역 또는 추적 영역에 속한 OF 스위치 정보, 기지국의 정보, 단말이 가장 최근에 시간 기반 위치 등록을 수행한 시간 정보, 평균 이동 속도 정보를 활용하여 도출된 단말의 이동 속도를 예측한다.

상기 영역 도출부(150)는 가장 최근에 위치 등록을 수행한 셀로부터 단말이 이동 가능한 셀의 영역을 도출한다.

상기 영역 도출부(150)는 가장 최근에 위치 등록을 수행한 셀로부터 단말이 이동 가능한 셀의 영역을 도출하고, 이 영역과 SDN 제어기(20)에 등록된 위치 영역 또는 추적 영역과 겹치는 부분에 해당하는 영역에 위치한 기지국에 대해서만 페이징을 수행함으로써 위치 영역 또는 추적 영역 전체에 페이징을 수행하는 방법에 비해 페이징 신호 부하를 줄일 수 있다.

상기 페이징부(170)는 도출된 단말이 이동 가능한 셀의 영역과 저장된 위치 영역 또는 추적 영역과 중복되는 영역에 위치한 기지국에 대해서 페이징을 수행한다.

본 발명에서는 가장 최근에 위치 등록을 수행한 지점으로부터 예측된 이동 속도 및 가장 최근에 위치 등록을 수행한 시점으로부터 경과된 시간 정보를 이용하여 단말이 이동 가능한 셀의 리스트를 도출하고, 이 정보와 등록된 위치 영역 또는 추적 영역에 위치한 셀의 리스트를 비교하여 동일한 영역에 대해서 페이징을 우선적으로 수행한다.

이러한 페이징 수행 시 단말로부터 일정 시간 동안 응답이 없는 경우에는 단말의 속도가 이전의 변화 추세와 달리 급격하게 증가된 것으로 판단하여 위치 영역 또는 추적 영역에서 아직 페이징이 수행되지 않은 나머지 영역에 대해 페이징을 수행하여 단말로부터의 응답을 수신하게 된다. 본 발명은 이러한 2단계 페이징 방법을 통해 단말의 속도 예측이 비교적 정확하게 이루어지는 경우 페이징 신호 부하를 줄일 수 있다.

도 3을 참조하면, 상기 페이징부(170)는 리스트 도출부(171), 제1 페이징부(173), 카운트부(175) 및 제2 페이징부(177)을 포함할 수 있다.

상기 리스트 도출부(171)는 단말이 가장 최근에 위치 등록을 수행한 지점으로부터 예측된 이동 속도 및 가장 최근에 위치 등록을 수행한 시점으로부터 경과된 시간 정보를 이용하여 단말이 이동 가능한 셀의 리스트를 도출한다.

상기 제1 페이징부(173)는 상기 셀 리스트 정보와 저장된 위치 영역 또는 추적 영역에 위치한 셀의 리스트를 비교하여 동일한 영역에 대해서 페이징을 우선적으로 수행한다.

상기 카운트부(175)는 단말로부터 일정 시간 동안 응답이 부재한지 확인하고, 단말로부터 일정 시간 동안 응답이 없는 경우에는 상기 제2 페이징부(177)가 위치 영역 또는 추적 영역에서 아직 페이징이 수행되지 않은 나머지 영역에 대해 페이징을 수행한다.

다른 실시예에서는, 전달 지연 증가 문제를 해결하기 위해 전체 서비스를 시간 지연에 민감한 서비스와 그렇지 않은 서비스로 분류하고 지연 시간에 민감한 서비스의 경우 2 단계 페이징 방법을 통하지 않고 바로 전체 추적영역 또는 위치 영역에 페이징을 수행하도록 할 수 있다. 반면, 시간 지연에 민감하지 않은 서비스의 경우 2단계 페이징 방법을 통해 신호 부하를 감소시킬 수 있다.

또 다른 실시예에서는, 위치 영역 또는 추적 영역은 통상 매우 넓은 영역을 커버하게 되므로 이동 단말이 이동 가능한 셀의 리스트 도출 시 이동 단말의 이전 속도에 기반한 속도 예측을 활용하는 대신 이동 단말의 최대 이동 가능 속도를 가정하고(예를 들어, 도심지에서는 100km/h, 교외에서는 200km/h 등으로 적절히 가정) 이러한 최대 속도로 이동 시 이동 가능한 셀의 리스트를 도출하여 2단계 페이징 방법을 통해 단말의 위치를 찾는 방법을 사용할 수 도 있다. 이를 통해 신호 부하는 다소 증가하지만 이동 단말의 속도 예측을 통한 2단계 페이징 방법에 비해 전달 지연을 평균적으로 줄여줄 수 있다.

단말의 평균 속도는 다양한 방법에 의해 예측될 수 있는데, 기본적으로 매 영역 기반 또는 시간 기반 위치 등록 수행 시마다 가장 최근에 영역 기반 또는 시간 기반 위치 등록을 수행한 시점 이후의 기간 동안 평균 속도를 측정하여 SDN 제어기(20)로 이를 전송한다.

상기 SDN 제어기(20)에서는 이 정보를 이용하여 과거의 정보를 이용하여 미래의 값을 예측 시 일반적으로 사용되는 아래의 수학식 1과 같은 지수 가중 이동 평균인 EWMA(exponentially weighted moving average)를 이용하여 이동 속도를 예측할 수 있다.

[수학식 1]

EV[n+1] = a*EV[n] + (1-a)*V

상기 수학식 1에서 V는 단말이 가장 최근에 위치 등록 수행 시 단말의 평균 속도를 의미하고, EV[n]은 n번째 위치 등록 수행 시까지 EWMA를 통해 도출된 평균 이동 속도를 의미한다.

상기 제안된 페이징 방법을 통한 신호 부하의 감소를 수학적으로 모델링을 하면 다음과 같다. 수학적 분석의 편의를 위해 셀은 동일한 크기의 6각형으로 구성된 것으로 가정하고 단말은 평균

의 값을 가지는 셀 체재 시간(residence time)을 가지는 지수 분포인

를 따르고 평균

의 값을 가지는 위치 영역 또는 추적 영역 체재 시간을 가지는 지수 분포인

을 따르는 것으로 가정한다.

이 때, 평균

의 값을 가지는 셀 체재 시간은 단말의 속도 정보와 셀의 영역 정보를 활용하여 적절히 도출될 수 있다. 단말로의 패킷 도착은 평균

의 값을 가지는 포아송 분포인

를 따른다고 가정한다. 이 때, 영역 기반 위치 등록 시 위치 등록 및 페이징 시 무선 구간에서 소요되는 비용은 아래의 수학식 2와 같이 계산된다.

[수학식 2]

이 때,

은 위치 영역 또는 추적 영역에 속하는 셀의 수를 의미하고,

및

는 한 번의 위치 등록 및 한 번의 페이징 시 발생하는 신호 부하의 가중치를 의미한다.

시간 기반 위치 등록 시 위치 등록 및 페이징 시 무선 구간에서 소요되는 비용은 아래의 수학식 3과 같이 구해질 수 있다.

[수학식 3]

Costtimer =

+

이 때, R의 값은 육각형 셀의 중심점으로부터 꼭지점까지의 거리에 해당하고,

은 n보다 크지 않은 가장 큰 정수를 의미한다. 단말의 셀 체재시간 정보를 이용하는 경우 상기 수학식 3은 아래의 수학식 4와 같이 표현될 수 있다.

[수학식 4]

Costtimer =

+

영역 기반 및 시간 기반 위치 등록이 독립적으로 수행되는 기존 방법에서 영역 기반 및 시간 기반 위치 등록을 사용하는 경우 위치 등록 및 페이징 수행 시 총 비용은 아래의 수학식 5와 같이 계산될 수 있다. 위치 등록은 영역 기반 및 시간 기반에서 발생하는 등록의 합에 해당하고, 반면 페이징은 영역 기반에서 정의된 위치 영역 또는 추적 영역 전체에 수행함으로써 단말의 위치를 성공적으로 찾을 수 있다.

[수학식 5]

반면, 본 발명의 영역 기반 및 시간 기반 위치 등록을 유기적으로 사용하는 경우 위치 등록 및 페이징 수행 시 총 비용은 아래의 수학식 6과 같이 계산된다.

[수학식 6]

이 때,

는 영역 기반 및 시간 기반 위치 등록의 교집합 영역에 해당하는 셀의 수를 의미하고, SDN 제어기(20)에서는 전체 네트워크 구성도를 이용하여 해당 셀 정보를 용이하게 도출할 수 있다.

h는 페이징이 영역 기반 및 시간 기반 위치 영역의 교집합 영역에서 성공할 확률을 의미한다. 따라서, 적절한 속도 예측 등을 통해 h 값이 적절히 큰 값을 가지는 경우 제안 기법은 기존 기법에 비해 더 적은 신호 부하를 가지게 된다.

이동 단말이 이동 가능한 셀의 리스트 도출 시 이동 단말의 최대 이동 가능 속도를 가정하고 이러한 최대 속도로 이동 시 이동 가능한 셀의 리스트를 도출하여 2단계 페이징 방법을 통해 단말의 위치를 찾는 방법에서는 평균적인 전달 지연을 감소시킬 수 있는 장점이 있으며, 수학식 5에서 정의된 기존 방법에 비해 평균적인 전달 지연은 거의 비슷하면서도 페이징 비용을 감소시킬 수 있는 장점이 있다.

전체 서비스를 시간 지연에 민감한 서비스와 그렇지 않은 서비스로 분류하고 지연 시간에 민감한 서비스의 경우 2단계 페이징 방법을 통하지 않고 바로 전체 추적영역 또는 위치 영역에 페이징을 수행하도록 하고 시간 지연에 민감하지 않은 서비스의 경우 2단계 페이징 방법을 통해 신호 부하를 감소시키는 방법에서는 서비스에 따라, 다음의 수학식 7과 같이 총 비용이 계산될 수 있다.

[수학식 7]

상기 수학식 7에서

는 서비스가 전달 지연에 민감한 서비스에 해당할 확률이다. 따라서, 전체 서비스 중 전달 지연에 민감한 서비스의 비율이 낮아질 수로 제안하는 방법의 비용은 감소하게 되는 장점이 있다.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 5G 네트워크에서 단말 위치의 관리 장치의 블록도이다.

상기는 개별적으로 이동하는 H2H 또는 M2M 통신 환경에서 개선된 위치 관리 방법을 설명하였다. 한편, 다수의 M2M 단말로 구성된 M2M 통신의 경우 특성 상 동일한 이동성을 가지고 이동하는 경우가 있을 수 있으며, 이 경우 그룹 리더를 선택하여 그룹 리더가 대표로 위치 갱신을 수행함으로써 위치 등록 비용을 추가적으로 줄여줄 수 있다.

도 4의 5G 네트워크에서 단말 위치의 관리 장치(11)는 리더 선출부(190)의 구성이 추가된 것을 제외하고, 도 2의 장치(10)와 동일하므로 반복되는 구성에 대한 설명은 생략한다.

상기 리더 선출부(190)는 다수의 단말들이 있는 경우 그룹 리더를 선택하고, 상기 그룹 리더의 단말로부터 상기 그룹에 속한 단말들의 ID를 수신하여 상기 단말들의 ID 및 상기 단말들이 속한 그룹 ID 정보를 관리한다.

즉, 동일한 그룹으로 이동하는 M2M 단말의 그룹 형성 시 각 그룹에서는 각 그룹마다 그룹 리더를 선출할 수 있다. 그룹 리더는 다양한 방법을 통해 선출될 수 있다.

예를 들어, 1) 배터리가 가장 많이 남아 있는 단말을 선출, 2) 단말의 ID 번호가 가장 낮은 또는 높은 단말을 선출, 3) 랜덤하게 선출, 4) 그룹의 단말들이 일정 주기마다 돌아가면서 그룹 리더로 선출되는 방법 등을 사용할 수 있다.

그룹 리더는 그룹 형성 시 그룹에 속한 단말의 ID를 주위 단말로부터 수신하고 이를 SDN 제어기에 전송한다. SDN 제어기(20)에서는 그룹 ID, 그룹에 속한 단말의 ID, 위치 영역 또는 추적 영역, 단말이 속하는 위치 영역 또는 추적 영역에 속하는 OF 스위치의 ID 정보를 관리한다.

또한, 페이징 시 활용을 위해 각 단말의 ID와 단말이 속한 그룹 ID 정보도 관리한다. 노드 간 그룹 관련 정보는 D2D(device-to-device) 통신 등을 가정하여 로컬하게 이루어질 수 있으며, 그룹 리더는 주기적으로 그룹 ID를 주위 노드에게 방송하고 각 M2M 단말들은 이러한 정보를 활용하여 그룹에 join, leave를 효과적으로 처리할 수 있도록 한다.

즉, 방송을 통해 수신한 그룹 ID가 자신이 기존에 저장하고 있던 그룹 ID와 다른 경우 M2M 단말은 그룹 리더에게 join 메시지를 보내게 되며, 이를 수신한 그룹 리더는 SDN 제어기(20)에게 새로 그룹에 참가한 단말의 ID를 보내고 이 정보는 SDN 제어기(20)에서 관리된다.

또한, SDN 제어기(20)는 수신된 정보를 이용하여 단말 ID 및 단말이 속한 그룹 ID 정보를 새롭게 갱신한다. 통상 M2M에서는 동일한 이동성 특성을 가지는 노드들이 그룹을 형성하는 경우가 많아 상기와 같은 join, leave는 자주 발생하지 않으며 따라서 join, leave로 인한 추가적인 신호 부하는 그리 크지 않다고 볼 수 있다.

상기의 그룹으로 이동하는 M2M 단말의 경우 위치 영역 또는 추적 영역 변경 시 발생하는 위치 등록 시 그룹 리더가 대표로 한 번의 위치 등록만을 수행함으로써, 각 M2M 단말들이 독립적으로 위치 등록을 동시에 수행하는 방법에 비해 위치 등록이 획기적으로 감소할 수 있는 장점이 있다.

SDN 제어기(20)에서는 페이징 요청 도착 시 단말이 속한 그룹 ID를 추출하고 그룹 리더가 등록한 위치 정보를 이용하여 그룹 ID에 해당하는 단말들이 위치한 해당 위치 영역 또는 추적 영역에 페이징을 수행한다.

위치 영역 또는 추적 영역에 속한 모든 OF 스위치(30)에 페이징 신호를 전달하고, OF 스위치(30)는 자신의 하부에 위치한 모든 기지국에 페이징 신호를 전달한다.

페이징 신호를 수신한 단말은 기지국을 통해 SDN 제어기(20)에 응답하고, SDN 제어기(20)는 단말이 속한 기지국의 라우팅 정보를 이를 요청한 OF 스위치(30)에 전달하고, 이 OF 스위치(30)는 이 정보를 이용하여 단말이 속한 기지국으로 적절한 라우팅을 수행하여 패킷을 전달한다.

상기의 그룹 리더를 통한 효과적인 위치 등록 과정을 통해 동일 그룹에 속한 다수의 M2M 단말이 개별적인 위치 관리를 수행하는 위치 관리 방법에 비해 제안 방법은 더 적은 위치 등록 부하를 가지게 되는 것을 알 수 있다.

또한, 그룹 리더를 통한 효과적인 M2M 위치 등록 방법에서도 그룹 리더가 시간 기반 위치 등록을 추가적으로 수행하는 경우, 1) 이동 단말의 속도를 예측, 2) 최대 속도 정보를 활용, 3) 서비스 지연에 따른 2단계 페이징 방법 등을 통해 페이징 신호 부하도 동일하게 줄여줄 수 있다.

도 5는 본 발명의 단말 위치를 관리하는 5G 네트워크에서 각 주체들 간의 신호전달을 보여주는 타이밍도이다. 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 5G 네트워크에서 단말 위치의 관리 방법의 흐름도이다.

본 실시예에 따른 5G 네트워크에서 단말 위치의 관리 방법은, 도 1의 네트워크(1) 및 도 2의 장치(10)와 실질적으로 동일한 구성에서 진행될 수 있다. 따라서, 도 1의 네트워크(1) 및 도 2의 장치(10)와 동일한 구성요소는 동일한 도면부호를 부여하고, 반복되는 설명은 생략한다.

또한, 본 실시예에 따른 5G 네트워크에서 단말 위치의 관리 방법은 5G 네트워크에서 단말 위치를 관리하기 위한 소프트웨어(애플리케이션)에 의해 실행될 수 있다.

도 5 및 도 6을 참조하면, 본 실시예에 따른 5G 네트워크에서 단말 위치의 관리 방법은, SDN 제어기는 단말의 영역 기반 위치 등록 및 시간 기반 위치 등록 시마다, 단말로부터 전달받은 위치 등록 정보 및 단말의 평균 이동 속도 정보를 저장한다(단계 S10).

상기 단말로부터 전달받은 평균 이동 속도 정보를 저장하는 단계는, 전체 네트워크 영역을 다수의 기지국으로 구성된 위치 영역(RA: registration area) 또는 추적 영역(TA: tracking area)으로 분할한다. 단말이 위치 영역 또는 추적 영역을 변경할 때마다 변경된 위치를 네트워크에 알리는 영역 기반 위치 등록을 기지국 및 OF 스위치를 통해 전달받아 갱신한다. 이를 통해, 단말의 ID, 단말이 속하는 위치 영역 또는 추적 영역, 단말이 속하는 위치 영역 및 추적 영역에 속하는 OF 스위치의 ID 정보를 관리할 수 있다.

상기 단말로부터 전달받은 평균 이동 속도 정보를 저장하는 단계는, 위치 갱신 주기인 시간 주기를 정의하여 가장 최근에 수행된 시간 주기 위치 등록 이후 정의된 시간 주기가 경과될 때마다 단말로부터 시간 기반 위치 등록 갱신 신호를 기지국 및 OF 스위치를 통해 전달받아 갱신한다. 이를 통해, 단말의 ID, 위치 갱신 시간, 위치 갱신 주기 및 단말이 위치 갱신을 수행한 위치 좌표 정보를 관리할 수 있다.

단말로의 착신 데이터 발생 시 OF 스위치로부터 단말의 위치 정보 요청을 수신한 경우, 저장된 단말의 영역 기반 위치 등록 정보 및 시간 기반 위치 등록 정보를 이용하여 단말의 이동 속도를 예측한다(단계 S20).

이를 위해 본 발명에서는 기본적으로 단말은 위치 등록 수행 시마다 자신의 평균 이동 속도 정보를 SDN 제어기(20)로 전달하고, 단말로의 착신 데이터 발생 시 이를 수신한 OF 스위치(30)는 단말의 위치 정보를 관리하고 있는 SDN 제어기(20)에 단말의 위치 정보를 요청한다.

가장 최근에 위치 등록을 수행한 셀로부터 단말이 이동 가능한 셀의 영역을 도출한다(단계 S30).

이후, 이 영역과 SDN 제어기(20)에 등록된 위치 영역 또는 추적 영역과 겹치는 부분에 해당하는 영역에 위치한 기지국에 대해서만 먼저 페이징을 수행함으로써 위치 영역 또는 추적 영역 전체에 페이징을 수행하는 방법에 비해 페이징 신호 부하를 줄일 수 있다.

도출된 단말이 이동 가능한 셀의 영역과 저장된 위치 영역 또는 추적 영역과 중복되는 영역에 위치한 기지국에 대해서 페이징을 수행한다(단계 S40).

도 7을 참조하면, 상기 중복되는 영역에 위치한 기지국에 대해서 페이징을 수행하는 단계는, 단말이 가장 최근에 위치 등록을 수행한 지점으로부터 예측된 이동 속도 및 가장 최근에 위치 등록을 수행한 시점으로부터 경과된 시간 정보를 이용하여 단말이 이동 가능한 셀의 리스트를 도출한다(단계 S41).

상기 셀 리스트 정보와 저장된 위치 영역 또는 추적 영역에 위치한 셀의 리스트를 비교하여 동일한 영역에 대해서 페이징을 우선적으로 수행한다(단계 S42).

만약 단말로부터 일정 시간 동안 응답이 없는 경우(단계 S43), 위치 영역 또는 추적 영역에서 아직 페이징이 수행되지 않은 나머지 영역에 대해 페이징을 수행한다(단계 S44).

상기와 같이 개별적으로 이동하는 H2H 또는 M2M 통신 환경에서 개선된 위치 관리 방법과 달리 다수의 M2M 단말로 구성된 M2M 통신의 경우 특성 상 동일한 동일성을 가지고 이동하는 경우가 있을 수 있으며, 이 경우 그룹 리더를 선택하여 그룹 리더가 대표로 위치 갱신을 수행함으로써 위치 등록 비용을 추가적으로 줄여줄 수 있다.

이 경우, 먼저 다수의 단말들이 있는 경우 그룹 리더를 선택하고, 상기 그룹 리더의 단말로부터 상기 그룹에 속한 단말들의 ID를 수신하여, 상기 단말들의 ID 및 상기 단말들이 속한 그룹 ID 정보를 관리할 수 있다.

상기 그룹 리더는, 그룹에서 배터리가 가장 많이 남아 있는 단말을 선출, 단말의 ID 번호가 가장 낮은 또는 높은 단말을 선출, 랜덤하게 선출 및 그룹의 단말들이 일정 주기마다 돌아가면서 그룹 리더로 선출하는 방법 등을 이용하여 선출할 수 있다.

상기 그룹에 새로운 단말이 추가된 경우, 상기 그룹 리더로부터 새로운 단말의 ID를 수신하고, 상기 단말들의 ID 및 상기 단말들이 속한 그룹 ID 정보를 갱신한다.

이 경우, SDN 제어기(20)는 페이징 요청 도착 시 단말이 속한 그룹 ID를 추출하고, 상기 그룹 리더가 등록한 위치 정보를 이용하여 그룹 ID에 해당하는 단말들이 위치한 해당 위치 영역 또는 추적 영역에 페이징을 수행한다.

따라서, 그룹으로 이동하는 M2M 단말의 경우 위치 영역 또는 추적 영역 변경 시 발생하는 위치 등록 시 그룹 리더가 대표로 한 번의 위치 등록만을 수행함으로써, 각 M2M 단말들이 독립적으로 위치 등록을 동시에 수행하는 방법에 비해 위치 등록이 획기적으로 감소할 수 있다.

이와 같은, 5G 네트워크에서 단말 위치의 관리 방법은 애플리케이션으로 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, DVD와 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 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

본 발명은 최근 상용되고 있는 5G 네트워크에서 영역 기반 위치 등록 및 시간 기반 위치 등록을 이용하여 H2H 또는 M2M 환경에서 효율적인 페이징 방법을 제안한다. 이에 따라, 본 발명은 위치 관리 신호 부하를 줄일 수 있으므로, 효율적인 데이터 전송이 필요한 정보 통신 분야에 유용하게 적용될 수 있다.

1: 5G 네트워크
10: 5G 네트워크에서 단말 위치의 관리 장치
20: SDN 제어기
30: OF 스위치
51, 53, 55: 기지국
60: 단말
110: 정보 등록부
130: 속도 예측부
150: 영역 도출부
170: 페이징부
171: 리스트 도출부
173: 제1 페이징부
175: 카운트부
177: 제2 페이징부
190: 리더 선출부

Claims

SDN 제어기는 단말의 영역 기반 위치 등록 및 시간 기반 위치 등록 시마다, 단말로부터 전달받은 위치 등록 정보 및 단말의 평균 이동 속도 정보를 저장하는 단계;
단말로의 착신 데이터 발생 시 OF(Open flow) 스위치로부터 단말의 위치 정보 요청을 수신한 경우, 저장된 단말의 영역 기반 위치 등록 정보 및 시간 기반 위치 등록 정보를 이용하여 단말의 이동 속도를 예측하는 단계;
가장 최근에 위치 등록을 수행한 셀로부터 단말이 이동 가능한 셀의 영역을 도출하는 단계; 및
도출된 단말이 이동 가능한 셀의 영역과 저장된 위치 영역 또는 추적 영역과 중복되는 영역에 위치한 기지국에 대해서 페이징을 수행하는 단계;를 포함하고,
상기 단말로부터 전달받은 평균 이동 속도 정보를 저장하는 단계는,
전체 네트워크 영역을 다수의 기지국으로 구성된 위치 영역(RA: registration area) 또는 추적 영역(TA: tracking area)으로 분할하는 단계;
단말이 위치 영역 또는 추적 영역을 변경할 때마다 변경된 위치를 네트워크에 알리는 영역 기반 위치 등록을 기지국 및 OF 스위치를 통해 전달받아 갱신하는 단계; 및
단말의 ID, 단말이 속하는 위치 영역 또는 추적 영역, 단말이 속하는 위치 영역 및 추적 영역에 속하는 OF 스위치의 ID 정보를 관리하는 단계;를 포함하는, 5G 네트워크에서 단말 위치의 관리 방법.
제1항에 있어서, 상기 중복되는 영역에 위치한 기지국에 대해서 페이징을 수행하는 단계는,
단말이 가장 최근에 위치 등록을 수행한 지점으로부터 예측된 이동 속도 및 가장 최근에 위치 등록을 수행한 시점으로부터 경과된 시간 정보를 이용하여 단말이 이동 가능한 셀의 리스트를 도출하는 단계; 및
도출된 단말이 이동 가능한 셀의 리스트와 저장된 위치 영역 또는 추적 영역에 위치한 셀의 리스트를 비교하여 동일한 영역에 대해서 페이징을 우선적으로 수행하는 단계;를 포함하는, 5G 네트워크에서 단말 위치의 관리 방법.
제2항에 있어서, 상기 중복되는 영역에 위치한 기지국에 대해서 페이징을 수행하는 단계는,
단말로부터 일정 시간 동안 응답이 없는 경우, 위치 영역 또는 추적 영역에서 아직 페이징이 수행되지 않은 나머지 영역에 대해 페이징을 수행하는 단계;를 더 포함하는, 5G 네트워크에서 단말 위치의 관리 방법.
제1항에 있어서,
다수의 단말들이 있는 경우 그룹 리더를 선택하는 단계;
상기 그룹 리더의 단말로부터 상기 그룹에 속한 단말들의 ID를 수신하는 단계; 및
상기 단말들의 ID 및 상기 단말들이 속한 그룹 ID 정보를 관리하는 단계;를 더 포함하는, 5G 네트워크에서 단말 위치의 관리 방법.
제4항에 있어서, 상기 그룹 리더를 선택하는 단계는,
그룹에서 배터리가 가장 많이 남아 있는 단말을 선출, 단말의 ID 번호가 가장 낮은 또는 높은 단말을 선출, 랜덤하게 선출 및 그룹의 단말들이 일정 주기마다 돌아가면서 그룹 리더로 선출하는 방법 중 적어도 하나를 이용하여 그룹 리더를 선택하는, 5G 네트워크에서 단말 위치의 관리 방법.
제4항에 있어서,
상기 그룹에 새로운 단말이 추가된 경우, 상기 그룹 리더로부터 새로운 단말의 ID를 수신하는 단계; 및
상기 단말들의 ID 및 상기 단말들이 속한 그룹 ID 정보를 갱신하는 단계;를 더 포함하는, 5G 네트워크에서 단말 위치의 관리 방법.
제4항에 있어서, 상기 중복되는 영역에 위치한 기지국에 대해서 페이징을 수행하는 단계는,
SDN 제어기는 페이징 요청 도착 시 단말이 속한 그룹 ID를 추출하는 단계; 및
상기 그룹 리더가 등록한 위치 정보를 이용하여 그룹 ID에 해당하는 단말들이 위치한 해당 위치 영역 또는 추적 영역에 페이징을 수행하는 단계;를 포함하는, 5G 네트워크에서 단말 위치의 관리 방법.
삭제
제1항에 있어서, 상기 단말로부터 전달받은 평균 이동 속도 정보를 저장하는 단계는,
위치 갱신 주기인 시간 주기를 정의하여 가장 최근에 수행된 시간 주기 위치 등록 이후 정의된 시간 주기가 경과될 때마다 단말로부터 시간 기반 위치 등록 갱신 신호를 기지국 및 OF 스위치를 통해 전달받아 갱신하는 단계; 및
단말의 ID, 위치 갱신 시간, 위치 갱신 주기 및 단말이 위치 갱신을 수행한 위치 좌표 정보를 관리하는 단계;를 포함하는, 5G 네트워크에서 단말 위치의 관리 방법.
제1항에 따른 상기 5G 네트워크에서 단말 위치의 관리 방법을 수행하기 위한 컴퓨터 프로그램이 기록된 컴퓨터로 판독 가능한 저장 매체.
단말의 영역 기반 위치 등록 및 시간 기반 위치 등록 시마다, 단말로부터 전달받은 위치 등록 정보 및 단말의 평균 이동 속도 정보를 저장하는 정보 등록부;
단말로의 착신 데이터 발생 시 OF 스위치로부터 단말의 위치 정보 요청을 수신한 경우, 저장된 단말의 영역 기반 위치 등록 정보 및 시간 기반 위치 등록 정보를 이용하여 단말의 이동 속도를 예측하는 속도 예측부;
가장 최근에 위치 등록을 수행한 셀로부터 단말이 이동 가능한 셀의 영역을 도출하는 영역 도출부; 및
도출된 단말이 이동 가능한 셀의 영역과 저장된 위치 영역 또는 추적 영역과 중복되는 영역에 위치한 기지국에 대해서 페이징을 수행하는 페이징부;를 포함하고,
상기 정보 등록부는,
전체 네트워크 영역을 다수의 기지국으로 구성된 위치 영역(RA: registration area) 또는 추적 영역(TA: tracking area)으로 분할하고,
단말이 위치 영역 또는 추적 영역을 변경할 때마다 변경된 위치를 네트워크에 알리는 영역 기반 위치 등록을 기지국 및 OF 스위치를 통해 전달받아 갱신하고,
단말의 ID, 단말이 속하는 위치 영역 또는 추적 영역, 단말이 속하는 위치 영역 및 추적 영역에 속하는 OF 스위치의 ID 정보를 관리하는, 5G 네트워크에서 단말 위치의 관리 장치.
제11항에 있어서, 상기 페이징부는,
단말이 가장 최근에 위치 등록을 수행한 지점으로부터 예측된 이동 속도 및 가장 최근에 위치 등록을 수행한 시점으로부터 경과된 시간 정보를 이용하여 단말이 이동 가능한 셀의 리스트를 도출하는 리스트 도출부;
도출된 단말이 이동 가능한 셀의 리스트와 저장된 위치 영역 또는 추적 영역에 위치한 셀의 리스트를 비교하여 동일한 영역에 대해서 페이징을 우선적으로 수행하는 제1 페이징부;
단말로부터 일정 시간 동안 응답이 부재한지 확인하는 카운트부; 및
단말로부터 일정 시간 동안 응답이 없는 경우에는 위치 영역 또는 추적 영역에서 아직 페이징이 수행되지 않은 나머지 영역에 대해 페이징을 수행하는 제2 페이징부;를 포함하는, 5G 네트워크에서 단말 위치의 관리 장치.
제11항에 있어서,
다수의 단말들이 있는 경우 그룹 리더를 선택하고, 상기 그룹 리더의 단말로부터 상기 그룹에 속한 단말들의 ID를 수신하여 상기 단말들의 ID 및 상기 단말들이 속한 그룹 ID 정보를 관리하는 리더 선출부;를 더 포함하는, 5G 네트워크에서 단말 위치의 관리 장치.