KR102371810B1 - 다중 무선 접속 기술(Multi-Radio Access Technology)을 지원하는 무선 접속 시스템에서 단말이 데이터를 송수신하기 위한 방법 및 장치. - Google Patents

다중 무선 접속 기술(Multi-Radio Access Technology)을 지원하는 무선 접속 시스템에서 단말이 데이터를 송수신하기 위한 방법 및 장치. Download PDF

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Abstract

일 실시 예에 따르면, 다중 무선접속기술(Radio Access Technolog지원하는 무선 접속시스템에서, 단말의 데이터를 전송하는 방법에 있어서, 동시 등록(Dual-Registration) 기반으로 4G 네트워크 및5G 네트워크간 인터워킹(interworking) 적용하는 단계; 통신 환경에 기초하여, 4G 네트워크 및5G 네트워크를 선택하는 단계; 및 상기 선택된 네트워크를 통하여 데이터를 전송하는 단계; 를 포함하는, 데이터 전송 방법을 개시한다.

Description

다중 무선 접속 기술(Multi-Radio Access Technology)을 지원하는 무선 접속 시스템에서 단말이 데이터를 송수신하기 위한 방법 및 장치.{Method and apparatus for transreceiving data in radio access system supporting multiple radio access technology}
본 발명의 다양한 실시 예들은 다중 무선 접속 기술(Multi-Radio Access Technology)을 지원하는 무선 접속 시스템에서 데이터를 송수신하는 단말 및 방법에 대한 것이다.
본 발명의 다양한 실시 예들은 다중 무선 접속 기술(Multi-Radio Access Technology)을 지원하는 무선 접속 시스템에서 단말의 트래픽 경로를 제어하기 위한 장치 및 방법에 대한 것이다.
G (4th-Generation) 통신 시스템 상용화 이후 증가 추세에 있는 무선 데이터 트래픽 수요를 충족시키기 위해, 개선된 5G (5th-Generation) 통신 시스템 또는 pre-5G 통신 시스템을 개발하기 위한 노력이 이루어지고 있다. 이러한 이유로, 5G 통신 시스템 또는 pre-5G 통신 시스템은 4G 네트워크 이후 (beyond 4G network) 통신 시스템 또는 LTE 시스템 이후 (post LTE)의 시스템이라 불리고 있다.
높은 데이터 전송률을 달성하기 위해, 5G 통신 시스템은 초고주파 (mmWave) 대역 (예를 들어, 60기가 (60GHz) 대역과 같은)에서의 구현이 고려되고 있다. 초고주파 대역에서 전파의 경로 손실 완화 및 전파의 전달 거리를 증가시키기 위해, 5G 통신 시스템에서는 빔포밍 (beamforming), 거대 배열 다중 입출력 (massive MIMO), 전차원 다중입출력 (full dimensional MIMO,FD-MIMO), 어레이 안테나 (array antenna), 아날로그 빔형성 (analog beam-forming), 및 대규모 안테나 (large scale antenna) 기술들이 논의되고 있다.
또한 시스템의 네트워크 개선을 위해, 5G 통신 시스템에서는 진화된 소형 셀, 개선된 소형 셀 (advanced small cell), 클라우드 무선 액세스 네트워크 (cloud radio access network, cloud RAN), 초고밀도 네트워크 (ultra-dense network), 기기 간 통신 (device to device communication, D2D), 무선 백홀 (wireless backhaul), 이동 네트워크 (moving network), 협력 통신 (cooperative communication), CoMP (coordinated multi-points), 및 수신 간섭제거 (interference cancellation) 등의 기술 개발이 이루어지고 있다.
이 밖에도, 5G 시스템에서는 진보된 코딩 변조 (advanced coding modulation,ACM) 방식인 FQAM (hybrid FSK and QAM modulation) 및 SWSC (sliding window superposition coding)과, 진보된 접속 기술인 FBMC (filter bank multi carrier), NOMA (non-orthogonal multiple access), 및 SCMA (sparse code multiple access) 등이 개발되고 있다.
5G 네트워크 기술은 4G LTE 이동 통신 기술의 후속 기술로서, 유선을 비롯하여 다양한 방법으로 접속되는 네트워크의 모든 대상들 (기술, 도메인, 계층, 장비/기기, 사용자 인터랙션 등) 이 고도로 융합된 단대단 (end-to-end, E2E) 시스템을 지향하고 있다. 이를 위해 ITU-R, ITU-T, NGMN, 3GPP 등의 표준화 그룹을 중심으로 고성능, 저지연, 고가용성 등의 특성을 가지는 무선 및 유선 네트워크 기술의 구현을 위해 전혀 새로운 Clean slate 형태의 시스템 및 네트워크 구조를 설계 중이다.
한편, 이종의 통신 망들이 융합되어 운용되는 Multi-RAT(Radio Access Technology)이 연구되고 있다. 예를 들어, Multi-RAT 단말은 셀룰러 망과 무선랜을 모두 지원하고 있다. 이러한, MultiRAT 단말은 다수의 RAT들 중 어느 하나에 선택적으로 접속 할 수 있을 뿐, 동시에 접속 할 수는 없었다. 즉, 현재 단말에 Multi-RAT capability가 있더라도, 단말은 서로 다른 RAT들을 통해 동시에 데이터를 송수신할 수는 없었다. 종래의 Multi-RAT 기술에 따르면, 서로 다른 RAT들은 상호 독립적으로 운용되기 때문에, 전체 시스템이 유기적으로 운용되는데 한계가 있어왔다.
본 발명의 다양한 실시 예에 따르면, 다중 무선 접속 기술(Multi-Radio Access Technology)을 지원하는 무선 접속 시스템에서 데이터를 송수신하는 단말 및 방법을 제공할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시 예에 따르면, 다중 무선 접속 기술(Multi-Radio Access Technology)을 지원하는 무선 접속 시스템에서 단말의 트래픽 경로를 제어하기 위한 장치 및 방법을 제공할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시 예에 따르면, 다중 무선 접속 기술(Multi-Radio Access Technology)을 지원하는 무선 접속 시스템에서 4G 네트워크 및 5G 네트워크의 동시 등록(dual Registration)을 지원하는 장치 및 방법을 제공할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시 예에 따르면, 다중 무선 접속 기술(Multi-Radio Access Technology)을 지원하는 무선 접속 시스템에서 4G 네트워크 및 5G 네트워크 간의 인터워킹(interworking)을 지원하는 장치 및 방법을 제공할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시 예에 따르면, 다중 무선 접속 기술(Multi-Radio Access Technology)을 지원하는 무선 접속 시스템에서 동시 등록(Dual-Registration) 기반으로 4G 네트워크 및5G 네트워크간 인터워킹 (interworking) 을 지원하는 장치 및 방법을 제공할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시 예에 따르면, 다중 무선 접속 기술(Multi-Radio Access Technology)을 지원하는 무선 접속 시스템에서 동시 등록(Dual-Registration) 기반으로 4G 네트워크 및5G 네트워크간 인터워킹(interworking) 적용 시, 단말이 사용하는 서비스 종류에 따라 네트워크가 4G 시스템과 5G 시스템을 선택하여 단말에 사용할 시스템을 지정하고 제어할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시 예에 따르면, 다중 무선 접속 기술(Multi-Radio Access Technology)을 지원하는 무선 접속 시스템에서 동시 등록(Dual-Registration) 기반으로 4G 네트워크 및5G 네트워크간 인터워킹(interworking) 적용 시, 단말에서 요청 혹은 사용하는 서비스 종류에 따라 4G 네트워크 및5G 네트워크간 데이터 전송 경로를 제어하기 위한 장치 및 방법을 제공할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시 예에 따르면, 다중 무선 접속 기술(Multi-Radio Access Technology)을 지원하는 무선 접속 시스템에서 데이터를 송수신하는 단말 및 방법을 제공할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시 예에 따르면, 다중 무선 접속 기술(Multi-Radio Access Technology)을 지원하는 무선 접속 시스템에서 단말의 트래픽 경로를 제어하기 위한 장치 및 방법을 제공할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시 예에 따르면, 다중 무선 접속 기술(Multi-Radio Access Technology)을 지원하는 무선 접속 시스템에서 4G 네트워크 및 5G 네트워크의 동시 등록(dual Registration)을 지원하는 장치 및 방법을 제공할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시 예에 따르면, 다중 무선 접속 기술(Multi-Radio Access Technology)을 지원하는 무선 접속 시스템에서 4G 네트워크 및 5G 네트워크 간의 인터워킹(interworking)을 지원하는 장치 및 방법을 제공할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시 예에 따르면, 다중 무선 접속 기술(Multi-Radio Access Technology)을 지원하는 무선 접속 시스템에서 동시 등록(Dual-Registration) 기반으로 4G 네트워크 및5G 네트워크간 인터워킹 (interworking) 을 지원하는 장치 및 방법을 제공할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시 예에 따르면, 다중 무선 접속 기술(Multi-Radio Access Technology)을 지원하는 무선 접속 시스템에서 동시 등록(Dual-Registration) 기반으로 4G 네트워크 및5G 네트워크간 인터워킹(interworking) 적용 시, 단말이 사용하는 서비스 종류에 따라 네트워크가 4G 시스템과 5G 시스템을 선택하여 단말에 사용할 시스템을 지정하고 제어할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시 예에 따르면, 다중 무선 접속 기술(Multi-Radio Access Technology)을 지원하는 무선 접속 시스템에서 동시 등록(Dual-Registration) 기반으로 4G 네트워크 및5G 네트워크간 인터워킹(interworking) 적용 시, 단말에서 요청 혹은 사용하는 서비스 종류에 따라 4G 네트워크 및5G 네트워크간 데이터 전송 경로를 제어하기 위한 장치 및 방법을 제공할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시 예들은 단말이 5세대 (5G) 및 4세대 (4G) 이동통신 시스템을 사용하는 단말에 대해 서비스별로 데이터 전송 경로를 지정하고 제어하기 위한 장치 및 동작 방법에 관한 것이다.
본 발명의 다양한 실시 예에 따른 다중 무선접속기술(Radio Access Technolog지원하는 무선 접속시스템에서, 단말의 데이터를 전송하는 방법에 있어서, 동시 등록(Dual-Registration) 기반으로 4G 네트워크 및5G 네트워크간 인터워킹(interworking) 적용하는 단계; 통신 환경에 기초하여, 4G 네트워크 및5G 네트워크를 선택하는 단계; 및 상기 선택된 네트워크를 통하여 데이터를 전송하는 단계; 를 포함하는, 데이터 전송 방법을 제공한다.
본 발명의 다양한 실시 예에 따르면, 다중 무선 접속 기술(Multi-Radio Access Technology)을 지원하는 무선 접속 시스템에서 4G 네트워크 및5G 네트워크간 인터워킹(interworking) 적용 시, 네트워크 상황에 따라 단말이 사용할 수 있는 네트워크가 효율적으로 선택될 수 있다.
본 발명의 다양한 실시 예에 따르면, 다중 무선 접속 기술(Multi-Radio Access Technology)을 지원하는 무선 접속 시스템에서 4G 네트워크 및5G 네트워크간 인터워킹(interworking) 적용 시, 단말이 요청하거나 현재 사용하고 있는 서비스 종류에 따라 단말이 사용할 수 있는 네트워크가 효율적으로 선택될 수 있다.
본 발명의 다양한 실시 예에 따르면, 다중 무선 접속 기술(Multi-Radio Access Technology)을 지원하는 무선 접속 시스템에서 4G 네트워크 및5G 네트워크가 동시에 사용 시, 서비스별로 차별화하여 네트워크가 사용되도록 제어할 수 있다,
본 발명의 다양한 실시 예에 따르면, 다중 무선 접속 기술(Multi-Radio Access Technology)을 지원하는 무선 접속 시스템에서 4G 네트워크 및5G 네트워크간 인터워킹(interworking) 적용 시, 통신 사업자의 정책에 따라 단말이 사용할 수 있는 네트워크가 효율적으로 선택될 수 있다.
본 발명의 다양한 실시 예에 따르면, 신규 장비의 간단한 네트워크 기능(network fuction, NF)추가를 통하여 5G 기지국 및 4G 기지국 구현 변경 없이 단말의 데이터 전송 경로가 변경될 수 있다.
본 발명의 다양한 실시 예에 따르면, 5G 및 4G 기지국 기능 변경 없이, 5G 네트워크 및 4G 네트워크에서 서로 다른 서비스 품질 (q0uality of service, QoS) 및 전송 경로 단위가 지원될 수 있다.
본 발명의 다양한 실시 예에 따르면, 4G 네트워크 및 5G 네트워크를 동시 사용함에 있어, 서비스별로 차별화하여 네트워크를 사용하도록 제어하는 것이 가능하다.
도1 은 다양한 실시 예의 적용을 위한 단일 등록(single-registration) 기반의 4G 네트워크 및5G 네트워크간 인터워킹(interworking)을 지원하는 이동통신망 구조를 도시한 도면이다.
도2 는 다양한 실시 예의 적용을 위한 동시 등록(double-registration) 기반의 4G 네트워크 및5G 네트워크간 인터워킹(interworking)을 지원하는 이동통신망 구조를 도시한 도면이다.
도 3은 다양한 실시 예에 따라 동시 등록(double-registration) 기반의 4G 네트워크 및5G 네트워크간 인터워킹(interworking)의 동작의 일 예를 도시한 도면이다.
도 4 내지 도5는 단말이 4G 네트워크에 초기 접속된 상태에서 서비스 영역을 이탈하여 5G 네트워크 영역으로 이동하는 경우에 대한 동작의 일 예를 도시한 도면이다.
도 6은 다양한 실시 예에 따른 네트워크에서 PDU 세션 설립과 관련된 구조를 나타낸 도면이다.
도 7은 다양한 실시 예에 따라 네트워크에서 수행되는 동작의 일 예를 도시한 도면이다.
도 8은 다양한 실시 예에 따른 네트워크 제어 세션 조정과 관련된 절차를 도시한 도면이다.
도 9는 다양한 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 4G에서 5G 로의 핸드 오버 시 등록(Registration procedure)과 관련된 절차를 도시한 도면이다.
도 10은 다양한 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 4G에서 5G 로의 핸드 오버 시 PDU (Protocol Data Unit,PDU) 세션 설정과 관련된 절차를 도시한 도면이다.
도11은 다양한 실시 예에 따라 무선 통신 시스템에서 수행되는 데이터 송신 절차를 도시한 도면이다.
도 12는 다양한 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 4G에서 5G 로의 핸드 오버와 관련된 콜 플로우를 도시한 도면이다.
도 13은 다양한 실시 예에 따라 무선 통신 시스템에서 수행되는 데이터 송신 절차를 도시한 도면이다.
도 14는 동적 PGW / SMF 할당(Dynamic PGW/SMF Allocation)과 관련된 개념도이다.
도 15는 수동 PGW / SMF 구성(Manual PGW/SMF Configuration)과 관련된 개념도이다.
도 16은 다양한 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 4G 시스템으로의 폴백(fallback)과 관련된 절차를 도시한 도면이다.
도 17은 다양한 실시 예에 따른 단말의 블록 구성을 도시한 도면이다.
도 18은 다양한 실시 예에 따른 기지국의 블록 구성을 도시한 도면이다.
본 발명은 다양한 변형을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하, 다양한 실시 예들은 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
현재 5G 통신 규격에 대한 표준화가 활발히 진행 중이며, 2020년 전후로 5G 서비스가 개시될 것으로 전망되고 있다. 5G 서비스 제공을 위한 신규 5G 네트워크는 도입 초기부터 한동안은 기존 구축된 4G 네트워크와 공존하며 이동통신 단말에 서비스를 제공할 것으로 전망되며, 특히 5G 도입 초기의 제한된 서비스 커버리지로 인한 서비스 단절 문제의 해결을 위해 4G 네트워크와 연동하여 끊김 없이 서비스를 제공하는 기능이 필수적으로 고려되어야 한다. 또한, 5G 통신 대역으로 고려되고 있는 초고주파 대역(mmW Frequency Band)의 경우는 광대역 고속 서비스에 적합한 반면, 셀반경이 작고 경로 손실 (Path Loss)에 취약하여 이에 따른 단말 이동성 관리에도 제약이 발생할 것으로 예상되어, 4G 네트워크를 활용하여 이를 보완하기 위한 4G-5G interworking 기술에 대한 요구가 대두 되고 있다.
단말이 5G 서비스 영역(coverage)을 벗어나 4G 서비스만 가능한 영역으로 이동하거나 4G 서비스 영역으로부터 5G 서비스가 가능한 영역으로 이동하여, 사용할 네트워크를 변경하고자 할 경우에 단말에 끊김 없는 서비스를 제공하기 위한 단말 및 4G 네트워크 및 5G 네트워크의 전반적인 동작 및 절차를 4G 네트워크 및5G 네트워크간 인터워킹(interworking) 이라 하며, 단일 등록 (single registration)기반의 인터워킹(interworking) 방식과 동시 등록 (Dual Registration) 기반의 인터워킹(interworking) 방식이 있다.
도1 은 다양한 실시 예의 적용을 위한 단일 등록(single-registration) 기반의 4G 네트워크 및5G 네트워크간 인터워킹(interworking)을 지원하는 이동통신망 구조를 도시한 도면이다.
도 1에 기반하여 설명하면, 단일 등록 (Single Registration) 기반의 인터워킹(interworking) 방식은, 단말이 어느 한 순간에는 4G 혹인 5G 중 하나의 네트워크에만 접속되어 통신하는 방식으로 단말이 4G, 5G 네트워크의 서비스 영역을 이동하는 경우 단말의 상태 정보가 현재 접속된 네트워크로부터 이동할 네트워크로 전달되어 끊김 없는 서비스를 가능하게 하는 방식이다. 이 방식은 4G-5G 네트워크간 interworking 동작을 위한 새로운 interface를 필요로 한다.
도2 는 다양한 실시 예의 적용을 위한 동시 등록(double-registration) 기반의 4G 네트워크 및5G 네트워크간 인터워킹(interworking)을 지원하는 이동통신망 구조를 도시한 도면이다.
본 발명의 다양한 실시 예에 따르면 4G 네트워크 및 5G 네트워크가 공존하는 환경에서 4G 및 5G 동시 접속 가능한 단말에 대해 4G 및 5G 네트워크를 통해 통신 서비스를 제공할 수 있다.
도 2에서 도시한 바와 같이 단말은 4G 및 5G 각각에 별도로 접속하며 4G 및 5G 네트워크에 동시에 접속하는 기능을 지원할 수 있다.
예를 들면, 4G 네트워크는 MME, SGW, eNB 등으로 구성되며, PGW-C, PGW-U, HSS 등은 5G 네트워크와 공통 기능으로 구성될 수 있다.
예를 들면, 5G 네트워크는 AMF, NR 기지국 등으로 구성되며, SMF, UPF, UDM 등은 4G 네트워크와 공통 기능으로 구성될 수 있다.
예를 들면, PGW-C와 SMF, PGW-U와 UPF, HSS와 UDM은 각각 하나의 공통 기능으로 구현되며 4G 및 5G 네트워크 동작에 공통으로 사용될 수 있다.
본 발명의 다양한 실시 예에 따른 동시 등록 (dual registration) 기반의 인터워킹(interworking) 방식은, 단말이 4G 및 5G 네트워크 모두와 접속된 상태를 유지하고 단말이 4G, 5G 네트워크의 서비스 영역을 이동하는 경우에는 데이터 전달 경로를 재설정할 수 있다. 이에 따라, 단말은 끊김 없는 통신 서비스를 사용할 수 있다.
또한, 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 동시 등록 (dual registration) 기반의 인터워킹(interworking) 방식은 4G-5G 네트워크간 새로운 인터페이스(interface) 구현이 필요 없을 수 있다.
본 발명의 다양한 실시 예에 따른 무선 통신 시스템은 동시 등록 (dual registration) 기반의 인터워킹(interworking) 방식 적용 시, 발생 가능한 패킷 손실을 방지하기 위한 4G기지국과 5G기지국간 데이터 동기화(Data Synchronization) 방안을 제공할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 동시 등록 (dual registration) 기반의 인터워킹(interworking) 방식 적용 시, 단말은 4G 혹은 5G 네트워크와 각각 초기 접속 과정을 별도로 수행할 수 있다. 예를 들면, 초기 접속 과정은 네트워크 별로 순차적으로 혹은 동시에 진행될 수 있다.
(PPT파일에 있던 내용)
도 3은 다양한 실시 예에 따라 동시 등록(double-registration) 기반의 4G 네트워크 및5G 네트워크간 인터워킹(interworking)의 동작의 일 예를 도시한 도면이다.
도 3에서 도시한 바와 같이, 무선 통신 시스템의 아키텍쳐는 단말, 제어 평면(control plane) 및 데이터 평면(data plane)을 포함할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시 예에 따른 단말은 4G 네트워크 및 5G 네트워크가 공존하는 환경에서 4G 및 5G 동시 접속 가능하다. 예를 들면, 단말은 4G 및 5G 네트워크 모두와 접속된 상태를 유지하고 단말이 4G, 5G 네트워크의 서비스 영역을 이동하는 경우에는 데이터 전달 경로를 재설정하도록 하여 단말이 끊김 없는 통신 서비스를 사용할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시 예에 따른 제어 평면에서 4G 및 5G 이중 등록이 될 수 있고, 4G 및 5G에 대한 UE 컨텍스트가 분리될 수 있다.
본 발명의 다양한 실시 예에 따른 데이터 평면은 통합 4G / 5G 기능을 포함할 수 있다.
예를 들면, UDM / HSS, SMF / PGW-C, UPF / PGW-U 을 포함할 수 있다.
또한, 데이터 평면은 일반적인 IP 앵커 (SMF / PGW-C, UPF / PGW-U)를 포함할 수 있고, IP 앵커 정보를 저장하는 UDM / HSS, HO 등록 중 UDM / HSS로부터 IP 앵커 정보를 검색하는 MME 또는 AMF를 포함할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 동시 등록 (dual registration) 기반의 인터워킹(interworking) 방식 적용 시, 단말은 4G 혹은 5G 네트워크와 각각 초기 접속 과정을 별도로 수행할 수 있다. 예를 들면, 초기 접속 과정은 네트워크 별로 순차적으로 혹은 동시에 진행될 수 있다.
예를 들면, 단말이 4G 네트워크에 초기 접속된 상태에서 서비스 영역을 이탈하여 5G 네트워크 영역으로 이동하는 경우, 단말은 5G 네트워크와 초기 접속 (이전에 접속 과정을 수행하지 않은 경우) 이나 PDN Connectivity Request (이전에 접속 과정을 수행한 경우) 절차를 수행할 수 있다.
도 4 내지 도5는 단말이 4G 네트워크에 초기 접속된 상태에서 서비스 영역을 이탈하여 5G 네트워크 영역으로 이동하는 경우에 대한 동작의 일 예를 도시한 도면이다.
도 4는 다양한 실시 예에 따라 단말이 4G 네트워크와 초기 접속 과정을 수행하는 동작의 일 예를 도시한 도면이다.
동작 400에서 단말의 전원이 켜지면, 단말은 EPS와 초기 연결을 수행할 수 있다.
동작 410에서 단말은 Attach REQ 메시지를 통하여 4G / 5G NAS 지원(4G/5G NAS Support), 이중 등록 지원(Dual registration support)과 관련된 정보를 전송할 수 있다.
동작 420에서 '4G / 5G NAS Support'가 수신되면 MME는 단말을 위한 인터워킹(interworking) GW (SMF / PGW-C) 를 선택할 수 있다. 또한, 동작 420에서 단말을 위한 디폴트 베어러를 위하여 베어러 설정 절차가 수행될 수 있다.
동작 430에서 MME는 Notify 절차를 수행하여 SMF / PGW-C 의 어드레스(address) 또는 HSS / UDM의 관련 APN 정보를 저장할 수 있다.
도 5 는 다양한 실시 예에 따른 단말이 4G 네트워크에서 5G 네트워크로 핸드오버하는 동작의 일 예를 도시한 도면이다.
동작 500에서 단말은 5G 로 등록 할 타이밍을 결정할 수 있다.
예를 들면, 단말은 NR 탐지, Neighbor Discovery, 임계 값 등을 이용하여 5G 로 등록 할 타이밍을 결정할 수 있다.
동작 510에서 단말은‘5G GUTI mapped from 4G’,‘4G/5G NAS Support’, ‘Dual registration support’를 AMF로 전송할 수 있다.
동작 520에서 AMF는 UDM / HSS와 위치 업데이트(이중 부착 표시(dual attach indication)포함함)를 수행할 수 있다. 또한, 동작 520에서 AMF는 APN / DNN을위한 IP 앵커 (SMF)를 검색할 수 있다.
도면에 도시하지는 않았지만 UDM / HSS는 '이중 부착 표시'수신 시, MME에게 취소 위치 메시지(a cancel location message)를 보내지 않을 수 있다.
또한, 도면에 도시하지는 않았지만 AMF는 IP 앵커 (SMF) 주소를 저장할 수 있다.
도 6은 다양한 실시 예에 따른 네트워크에서 PDU 세션 설립과 관련된 구조를 나타낸 도면이다.
도 7은 다양한 실시 예에 따라 네트워크에서 수행되는 동작의 일 예를 도시한 도면이다.
본 발명의 다양한 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 동시 등록 (dual registration) 기반의 인터워킹(interworking) 방식 적용 시, 단말은 4G 혹은 5G 네트워크와 각각 초기 접속 과정을 별도로 수행할 수 있다. 예를 들면, 초기 접속 과정은 네트워크 별로 순차적으로 혹은 동시에 진행될 수 있다.
도 7은 단말이 5G 네트워크 서비스 영역으로부터 4G 네트워크 영역으로 이동하는 경우의 동시 등록 (dual registration) 기반의 인터워킹(interworking) 의 동작을 개략적으로 설명하는 도면이다. 단말이 4G 네트워크 서비스 영역에서 5G 네트워크 영역으로 이동하는 경우도 유사한 동작이 수행되며 설명 편의 상 생략한다.
예를 들면, 단말이 5G 네트워크에 초기 접속된 상태에서 서비스 영역을 이탈하여 4G 네트워크 영역으로 이동하는 경우, 단말은 4G 네트워크와 초기 접속 (이전에 접속 과정을 수행하지 않은 경우) 이나 PDN Connectivity Request (이전에 접속 과정을 수행한 경우) 절차를 수행할 수 있다.
예를 들면, 단말의 접속 혹은 PDN 연결 설정 과정에서 4G 네트워크의 MME (Mobility Management Entity)는 단말이 사용할 데이터 전송 경로 설정을 위하여 HSS+UDM으로부터 5G 네트워크에서 사용했던 PGW-C+SMF의 주소를 획득할 수 있고, 이를 활용하여 PGW-C+SMF와 단말이 사용할 Default Bearer를 설정하는 과정을 진행할 수 있다.
이러한 과정을 통해, 단말이 4G 네트워크와 5G 네트워크를 이동하더라도 동일한 PGW-C+SMF와 데이터 경로를 설정할 수 있으며 단말의 IP 주소를 동일한 값으로 유지할 수 있다. 단말 접속 과정에서, 단말의 Default Bearer가 설정되면 PGW-C+SMF는 데이터 전송 경로를 이전의 5G 기지국으로 전달되던 경로로부터 새로운 4G기지국으로 전달되는 경로로 전환할 수 있다.
도 7에 도시된 바와 같이, 단말이 4G 및 5G 네트워크에 동시 접속된 상황에서 임의의 네트워크를 통해 사용자 서비스를 위해 네트워크로 새로운 세션 혹은 기존 세션의 변경을 요청하는 과정에서, PGW-C+SMF가 사용자 요청한 서비스(트래픽)의 종류를 판단하는 과정, 판단된 트래픽 종류에 대해 네트워크에 설정된 기준을 적용하는 과정, 선택된 시스템을 사용하여 데이터 전송 경로를 설절하고 이를 단말로 통보하는 과정, 단말이 수신된 정보를 바탕으로 지정된 데이터 전송 경로를 통해 트래픽을 전송하는 과정 등으로 구성될 수 있다.
동작 700에서 단말은 SMF / PGW-C에 대한 새로운 PDN 연결 설정을 요청하거나 기존 EPS 베어러의 수정 또는 변경을 요청할 수 있다.
동작 710에서 SMF / PGW-C는 동작 700에서의 PDN 연결 설정 요청 또는 EPS 베어러 수정 요청에 대하여 타겟 시스템(target system)을 결정하고 선택할 수 있다.
동작 720에서 SMF는 해당 PDU 세션을 생성하고 NG2 설정 절차를 시작할 수 있다.
동작 730에서 SMF는 트래픽 조정을 위해 선택된 타겟 시스템을 포함하는 PDN 연결 응답 / EPS 베어러 수정 응답을 보낼 수 있다.
동작 740 에서 단말은 수신된 타겟 시스템에 대한 세션 정보에 기초하여 데이터 전송 경로를 내부적으로 스위칭할 수 있다.
동작 750에서 단말은 선택된 데이터 전송 경로를 통해 데이터 패킷을 전송할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시 예에 따른 무선 통신 시스템은 동시 등록 (dual registration) 기반의 인터워킹(interworking) 방식 적용 시, 핸드오버 신호 절차를 사용하지 않고 패킷 손실 없이 단말의 4G-5G 네트워크간 이동성(mobility)을 지원하기 위한 데이터 동기화 방안을 제공할 수 있다. 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 단말은 4G 네트워크와 5G 네트워크 사이를 이동하는 경우에 데이터 손실 없이 끊김 없는 서비스 제공이 가능할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시 예에 따른 무선 통신 시스템의 새로운 기능의 동작을 위하여 다음의 새로운 메시지 및 파라미터를 정의할 수 있다.
다양한 실시 예에 따른 PDN Connectivity Confirm 메시지 (RAN TEID)는 단말이 지정된 데이터 전송 경로로 변경하였음을 SMF로 통지하기 위한 메시지를 포함하는 것으로, AMF에서 단말의 확인 메시지 수신 후, SMF로 해당 메시지 전송할 수 있다.
다양한 실시 예에 따른 RAN TEID는 UPF로부터 기지국이 데이터를 수신하기 위한 Tunnel Endpoint 정보를 포함하는 것으로, UPF가 4G 혹은 5G 기지국으로 전달하는 사용자 데이터 패킷의 헤더에 사용될 수 있다.
다양한 실시 예에 따른 PDN Connectivity Confirm Ack 메시지는 SMF에서 AMF로 전송하는 확인 메시지를 포함할 수 있다.
다양한 실시 예에 따른 Selected system info는 단말이 생성 요청한 세션에 대해 네트워크에서 결정된 데이터 전송 경로 정보 포함할 수 있다.
다양한 실시 예에 따른 단말은 Selected system info을 이용하여 4G 혹은 5G 시스템 중 사용할 시스템을 지정할 수 있다.
다양한 실시 예에 따른 Selected system info은 UPF/PGW-U가 4G 혹은 5G 기지국 중 어느 경로로 데이터 경로를 설정하여야 하는지 지정하는데 이용될 수 있다. 예를 들면, Create Session Response (Selected system info) 또는 Data Path Setup Request (Selected system info) 를 포함할 수 있다.
도 8은 다양한 실시 예에 따른 네트워크 제어 세션 조정과 관련된 절차를 도시한 도면이다.
예를 들면, 단말은 PDU 세션 설정 요청을 SMF에 전송할 수 있고, SMF는 사용할 데이터 경로 (4G 또는 5G)를 결정할 수 있다.
또한, SMF는 PDU 세션 설정 응답에서 선택된 데이터 경로에 대한 표시(indication)를 포함하고 그것을 UE로 전송할 수 있다.
예를 들면, 표시에 대해서는 성공 코드를 송신하지만, 다른 시스템 (목표 시스템 QoS 파라미터를 피기 백하는)을 사용하도록 트리거하는 옵션 1, 성공 코드 전송 및 다른 시스템으로의 핸드 오버 트리거하는 옵션 2, 오류 코드를 전송하고 UE가 다른 시스템으로 재전송 / 핸드 오버하도록 하는 옵션 3 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다.
예를 들면, 단말은 데이터 경로를 선택된 시스템으로 전환할 수 있다.
도 9는 다양한 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 4G에서 5G 로의 핸드 오버 시 등록(Registration procedure)과 관련된 절차를 도시한 도면이다.
예를 들면, 단말은 5G 시스템으로 등록 할 타이밍을 결정할 수 있고, 단말은 등록 요청 REQ 메시지에서 '4G / 5G NAS 지원, 이중 등록 지원'기능과 함께 4G에서 매핑 된 5G GUTI(5G GUTI mapped from 4G)를 AMF에 전송할 수 있다.
예를 들면, AMF는 UDM / HSS를 사용하여 위치 업데이트 ('이중 부착 표시'포함)를 수행할 수 있고, APN / DNN (소스 시스템에 의해 저장되는 EPS)의 IP 앵커 (SMF) 주소를 검색할 수 있다.
예를 들면, UDM / HSS는 'Dual Attach Indication'을 수신하면 MME에 취소 위치 메시지를 전송하지 않을 수 있다. 예를 들면, 비 -3GPP의 경우, 'Handover Indication'을 수신 할 때 HSS에 의해 위치 취소가 전송될 수 있다.
예를 들면, AMF는 IP 앵커 (SMF) 주소를 저장할 수 있다.
도 10은 다양한 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 4G에서 5G 로의 핸드 오버 시 PDU (Protocol Data Unit,PDU) 세션 설정과 관련된 절차를 도시한 도면이다.
예를 들면, 단말은 등록 유형이 '기존 PDU 세션'인 PDU 세션 설정 요청을 전송할 수 있고, AMF는 PDU 세션 설정 요청을 SMF에 전달할 수 있다.
또한, AMF는 새로운 PDU 세션이 추가 될 때마다 SMF 주소를 UDM / HSS에 새로운 PDU 세션의 연관된 DNN과 함께 저장할 수 있다.
도11은 다양한 실시 예에 따라 무선 통신 시스템에서 수행되는 데이터 송신 절차를 도시한 도면이다.
도11은 무선 통신 시스템에서 단말의 세션 생성 및 변경 요청에 대응하여 데이터 경로를 설정하는 절차를 도시한 도면으로, 단말이 4G 네트워크를 통해 세션을 요청하고 네트워크에서 해당 요청에 대해 5G 네트워크로 경로를 설정하는 동작의 일 예의 절차를 나타내는 도면이다.
동작 1101에서 단말은 4G 네트워크 및 5G 네트워크가 공존하는 환경에서 4G 네트워크 및 5G 네트워크에 동시 접속할 수 있다.
동작 1103에서 단말은 4G 네트워크 (4G RAN 및 4G Core Network)로 사용자 서비스를 위한 새로운 세션 설정을 요청하는 메시지를 MME에 송신할 수 있다.
예를 들면, 단말은 사용자 서비스에 대한 정보를 명시하기 위해 해당 서빗에 대해 지정된 DNN/APN 정보를 포함하여 네트워크로 전달할 수 있다.
또한, 단말은 4G 네트워크 (4G RAN 및 4G Core Network)로 사용자 서비스를 위한 기존 설정된 세션의 변경을 요청하는 메시지를 송신할 수 있다. 예를 들면, 단말은 PDN Connection modification Request 메시지를 MME에 송신할 수 있다.
동작 1105에서 MME는 단말의 세션 생성/변경 요청을 4G 네트워크의 Serving GW로 전달할 수 있다.
동작 1107에서 Serving GW는 단말의 세션 생성/변경 요청을 SMF+PGW-C로 전달할 수 있다.
동작 1109에서 SMF+PGW-C는, 네트워크에 설정된 사업자 정책, 4G 및 5G 네트워크의 부하 상황, 단말 가입자 클래스, 선호하는 시스템, 서비스별 설정된 기준 시스템 정보 등을 기반으로 단말이 요청한 서비스에 대한 데이터 전송 경로(4G 혹은 5G 시스템)를 선택할 수 있다. 도 11에 따른 실시 예에서는 데이터 전송 경로로 5G시스템을 선택한 경우를 설명한다.
동작 1111에서 SMF+PGW-C는 해당 세션에 대해 사용이 결정된 시스템으로 데이터 경로를 설정하기 위해, 결정된 데이터 경로에 대한 정보를 포함하여 Data Path Setup request 메시지를 UPF로 송신할 수 있다.
동작 1113에서 UPF는 UPF에서 데이터 경로 설정이 되었음을 확인하는 메시지를 SMF+PGW-C로 전달할 수 있다.
동작 1115에서 SMF+PGW-C는 결정된 데이터 전송 경로에 해당하는 4G 혹은 5G 시스템 정보 내용을 selected system info 파라미터에 포함한 응답 메시지를 Serving GW로 전달할 수 있다.
동작 1117에서 Serving GW는 SMF로부터 수신된 메시지를 MME로 전달할 수 있다.
동작 1119에서 MME는 SMF+PGW-C에서 수신한 selected system info 파라미터를 포함한 PDN Connectivity Accept 메시지를 4G RAN으로 전달할 수 있다.
동작 1121에서 4G RAN은 MME로부터 수신한 PDN Connectivity Accept 메시지를 RRC Direct Transfer 메시지에 포함하여 단말로 전달할 수 있다.
동작 1123에서 해당 과정은, 기존 PDN세션을 변경하는 경우에 단말이 RAN 정보에 응답하기 위해 포함되는 절차로써 도 11에 따른 실시 예의 경우, 5G 시스템으로 경로가 변경되므로 생략될 수 있다.
동작 1125에서 해당 과정은, 기존 PDN세션을 변경하는 경우에 4G RAN이 MME로 경로 정보 갱신이 필요함을 요청하기 위해 포함되는 절차로 도 11에 따른 실시 예의 경우, 5G 시스템으로 경로가 변경되므로 생략될 수 있다.
동작 1127에서 단말은, RRC Direct Transfer 메시지에 포함된 PDN Connectivity Accept 메시지로부터 단말이 요청한 세션에 대해 결정된 데이터 경로 정보를 해석할 수 있고, 이로부터 해당 서비스의 트래픽에 대한 단말 내부의 경로 설정을 업데이트 할 수 있다. 단말은 RRC Direct Transfer로 PDN Connectivity Complete 메시지를 4G RAN 송신할 수 있다.
동작 1129에서 5G RAN은 단말로부터 수신한 PDN Connectivity Complete 메시지를 MME로 전달할 수 있다.
동작 1131에서 MME는 단말로부터 수신한 PDN Connectivity Complete 메시지로부터 해당 세션에 대한 데이터 경로 설정이 성공적으로 완료되었음을 확인하고, Serving GW로 Modify Bearer Request 메시지를 전달할 수 있다. 구현에 따라, 동작 1107에서 Serving GW에서의 세션 설정이 생략되도록 하는 경우, 본 과정은 생략될 수 있다.
동작 1133에서 Serving GW는 해당 세션에 대해 미리 설정된 내용이 있을 경우, 이를 삭제하고 MME 로 응답 메시지를 송신할 수 있다.
동작 1135에서 구현 옵션에 따라서는, 단말이 동작 1127 에서 PDN Connectivity Complete 메시지를 네트워크로 전달한 후에, 해당 세션에 대해 5G 네트워크를 통해 별도의 세션 설정 절차를 수행하도록 지정하는 것이 가능할 수 있다.
동작 1137에서 단말은 경로 설정 과정이 완료된 상기 세션에 대해 해당 서비스의 데이터 패킷들을 지정된 데이터 경로를 통해 전송할 수 있다.
도 12는 다양한 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 4G에서 5G 로의 핸드 오버와 관련된 콜 플로우를 도시한 도면이다.
예를 들면, 단말은 5G 시스템으로 등록 할 타이밍을 결정할 수 있다.
예를 들면, 단말은 첫 번째 등록인 경우, Attach REQ 메시지를 통하여 '이중 등록 지원(Dual registration support)'기능과 함께‘GUTI mapped from 5G '을 MME로 전송할 수 있다.
예를 들면, MME는 'Dual Attach Indication'을 수신하고, APN / DNN (5GS로 설정)에 대한 IP 앵커 (SMF)의 주소를 검색하면, 단말의 위치를 UDM / HSS에 등록할 수 있다.
예를 들면, UDM / HSS는 위치 취소 메시지를 AMF로 전송하지 않을 수 있다.
예를 들면, MME는 새로운 PDN 연결이 추가 될 때마다 IP 앵커의 주소를 UDM / HSS에 새로운 PDN 연결의 APN과 함께 저장할 수 있다.
도 13은 다양한 실시 예에 따라 무선 통신 시스템에서 수행되는 데이터 송신 절차를 도시한 도면이다.
도 13은 무선 통신 시스템에서 단말의 세션 생성 및 변경 요청에 대응하여 데이터 경로를 설정하는 절차를 도시한 도면으로, 단말이 5G 네트워크를 통해 세션을 요청하고 네트워크에서 해당 요청에 대해 4G 네트워크로 경로를 설정하는 동작의 일 예의 절차를 나타내는 도면이다.
동작 1301에서 단말은 4G 네트워크 및 5G 네트워크가 공존하는 환경에서 4G 네트워크 및 5G 네트워크에 동시 접속할 수 있다.
동작 1303에서 단말이 5G 네트워크 (5G RAN 및 5G Core Network)로 사용자 서비스를 위한 새로운 세션 설정을 요청하는 메시지를 AMF에 송신할 수 있다.
예를 들면, 단말은 사용자 서비스에 대한 정보를 명시하기 위해 해당 서빗에 대해 지정된 DNN/APN 정보를 포함하여 네트워크로 전달할 수 있다.
또한, 단말은 5G 네트워크 (5G RAN 및 5G Core Network)로 사용자 서비스를 위한 기존 설정된 세션의 변경을 요청하는 메시지를 송신할 수 있다. 예를 들면, 단말은 PDN Session modification Request 메시지를 MME에 송신할 수 있다.
동작 1305에서 AMF는 단말의 세션 생성/변경 요청을 SMF+PGW-C로 전달할 수 있다.
동작 1307에서 SMF+PGW-C는, 네트워크에 설정된 사업자 정책, 4G 및 5G 네트워크의 부하 상황, 단말 가입자 클래스, 선호하는 시스템, 서비스별 설정된 기준 시스템 정보 등을 기반으로 단말이 요청한 서비스에 대한 데이터 전송 경로(4G 혹은 5G 시스템)를 선택할 수 있다. 도 13에 따른 실시 예에서는 데이터 전송 경로로 4G시스템을 선택한 경우를 설명한다.
동작 1309에서 SMF는 결정된 데이터 전송 경로에 해당하는 4G 혹은 5G 시스템 정보 내용을 selected system info 파라미터에 포함하여 응답 메시지를 AMF로 전달할 수 있다.
동작 1311에서 SMF는 해당 세션에 대해 사용이 결정된 시스템으로 데이터 경로를 설정하기 위해, 결정된 데이터 경로에 대한 정보를 포함하여 Data Path Setup request 메시지를 UPF로 송신한다.
동작 1313 에서 UPF는 SMF로 UPF에서 데이터 경로 설정이 되었음을 확인하는 메시지를 전달할 수 있다.
동작 1315에서 AMF는 SMF에서 수신한 selected system info 파라미터를 포함한 PDU Session Establishment Accept 메시지를 5G RAN으로 전달할 수 있다.
동작 1317에서 5G RAN은 AMF로부터 수신한 PDU Session Establishment Accept 메시지를 RRC Direct Transfer 메시지에 포함하여 단말로 전달한다.
동작 1319에서 단말은, RRC Direct Transfer 메시지에 포함된 PDU Session Establishment Accept 메시지로부터 단말이 요청한 세션에 대해 결정된 데이터 경로 정보를 해석하고, 이로부터 해당 서비스의 트래픽에 대한 단말 내부의 경로 설정을 업데이트 할 수 있다. 예를 들면, 단말은 RRC Direct Transfer로 PDU Session Establishment Complete 메시지를 송신할 수 있다.
동작 1321에서 5G RAN은 단말로부터 수신한 PDU Session Establishment Complete 메시지를 AMF로 전달할 수 있다.
동작 1323에서 AMF는 단말로부터 수신한 PDU Session Establishment Complete 메시지를 PDU Session Establishment Confirm 메시지에 포함하여 SMF로 전달할 수 있다.
동작1325에서 SMF는 AMF로부터 PDU Session Establishment Confirm 메시지 수신 후, 경로 설정이 성공적으로 진행되었음을 확인할 수 있다.
또한, SMF는 MME를 통해 4G RAN과의 데이터 경로 업데이트 절차를 수행할 수 있다. 이 과정은, 구현에 따라서는 동작 1311 동작 이후에 바로 진행될 수 있다.
동작 1327에서 해당 과정은, 구현 옵션에 따라서는 단말이 동작 1319 동작 과정에서 PDU Session Establishment Complete 메시지를 네트워크로 전달한 후에, 해당 세션에 대해 4G 네트워크를 통해 별도의 세션 설정 절차를 수행하도록 지정할 수 있다.
동작 1329에서 단말은 경로 설정 과정이 완료된 상기 세션에 대해 해당 서비스의 데이터 페킷들을 지정된 데이터 경로를 통해 전송할 수 있다.
도 14 내지 도 15는 4G-5G IWK 용 레거시 네트워크 요구 사항에 대한 개념도이다.
도 14는 동적 PGW / SMF 할당(Dynamic PGW/SMF Allocation)과 관련된 개념도이다.
도 14에서 도시한 바와 같이 3GPP Rel. 15를 지원하기 위하여 단말 및 MME는 SW 업그레이드될 수 있다.
예를 들면, 단말 및 MME는 3GPP Rel. 15에서 수정 된 NAS 메시지를 지원할 수 있고, "이중 부착 표시"가 수신되면 HSS SW가 위치 메시지를 MME로 전송하지 않도록 업그레이드될 수 있다. 이 경우, S-GW 및 eNB는 변경되지 않을 수 있다.
도 15는 수동 PGW / SMF 구성(Manual PGW/SMF Configuration)과 관련된 개념도이다.
도 15에서 도시한 실시 예에 따르면, 동적 PGW / SMF 할당은 불가능하고, 레거시 네트워크의 변경 없을 수 있다.
예를 들면, 단말은 3GPP Rel.15에서 수정 된 NAS 메시지를 지원하지 않거나 MME는 Rel.15에 추가 된 새로운 매개 변수를 무시할 수 있다.
또한, 5G UE 프로파일에서 HSS / UDM은 PGW / UPF 선택을 위해 MME / SMF에 제공되는 4G-5G 인터 워킹(interworking)을 허용하는 APN의 기본 PGW / SMF 주소를 포함할 수 있다.
도 16은 다양한 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 4G 시스템으로의 폴백(fallback)과 관련된 절차를 도시한 도면이다.
예를 들면, 5G 무선 연결이 끊어 지거나 불안정한 경우 4G 시스템으로의 빠른 폴백을 위해 4G 연결 대기가 될 수 있다.
예를 들면, 4G 연결은 트래픽이 없는 경우 비활성 타이머를 이용하여 수십 초 동안 유지될 수 있다.
예를 들면, 4G 연결을 대기 상태로 유지하기 위해 기지국(eNB)는 단말(UE)이 5G에 연결되어있는 동안 비활성 타이머를 더 길게 연장 할 수 있다. 그렇지 않으면 UPF는 주기적으로 더미 패킷을 전송하여 비활성 타이머를 갱신 할 수 있다.
도 16에서 도시한 바에 따르면, 동작 1609에서 동작 1617 간의 폴백 타임은 약 25ms 에서 35ms가 될 수 있다.
도 17은 다양한 실시 예에 따른 단말의 블록 구성을 도시한 도면이다.
도 17에서 도시한 바와 같이, 단말은 송수신부 및 적어도 하나 이상의 프로세서를 포함할 수 있다.
상기 프로세서는 CPU(central processing unit; 중앙 처리 장치)이거나, 혹은 메모리에 저장된 명령어를 처리하는 반도체 장치일 수 있다.
상기 프로세서는 단말의 모든 동작을 제어하는 제어기(controller)일 수 있다. 상기 제어기는 메모리에서 저장된 프로그램 코드를 읽어내어 실행함으로써 단말이 작동하는 동작들을 실행할 수 있다.
단말은 사용자 입력 장치와, 데이터 통신 버스와, 사용자 출력 장치 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다. 진술한 각각의 구성 요소는 데이터 통신 버스를 통해 데이터 통신을 할 수 있다.
단말은 네트워크에 연결된 네트워크 인터페이스를 더 포함할 수 있다.
메모리는 다양한 형태의 휘발성 혹은 비휘발성 저장매체를 포함할 수 있다. 예컨대, 메모리는 ROM및 RAM을 포함할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시 예에 따른 동시 등록(double registration) 기반의 4G 네트워크 및5G 네트워크간 인터워킹(interworking)을 지원하는 무선 통신 시스템에서, 단말은 4G 및 5G 시스템을 동시 사용함에 있어 서비스 및 트래픽 종류에 따라 네트워크에서 단말이 사용할 시스템을 결정할 수 있고, 데이터 전달을 위한 네트워크 전송 경로를 설정할 수 있다.
이에 따라, 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 이동통신 사업자는 5G 도입 시에도 손실 없이 4G 및 5G 네트워크를 효율적으로 활용할 수 있다.
또한, SMF 및 UPF 등 신규 장비의 간단한 기능 추가를 통해 5G 및 4G 기지국 구현 변경 없이 단말이 요청하는 서비스 요구사항 및 사업자 정책 등을 반영하여 사용자가 원하는 서비스 수준을 만족하는 동시에 탄력적으로 네트워크 자원을 할당하고 관리할 수 있다. 그리고 5G 및 4G 기지국 기능 변경 없이, 5G 및 4G 네트워크에서 서로 다른 QoS 및 전송 경로 단위 지원이 가능할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시 예에 따른 다중 무선 접속 기술(Multi-Radio Access Technology)을 지원하는 무선 접속 시스템은, 4G 네트워크 및5G 네트워크간 인터워킹(interworking) 적용 시, 단말이 요청한 서비스 종류 및 사업자 정책, 네트워크 상황에 따라 4G 및 5G 시스템을 효율적으로 선택하여 단말이 사용하도록 하고, 5G 및 4G 기지국 구현 변경 없이 단말의 데이터 전송 경로를 변경할 수 있다.
또한, 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 무선 통신 시스템은 단말에서 요청 혹은 사용하는 서비스 종류에 따라 4G 네트워크 및5G 네트워크간 데이터 전송 경로를 제어하기 위한 장치 및 방법을 제공할 수 있다.
본 발명에 따른 다양한 실시 예에 따른 방법은 컴퓨터에서 실행 가능한 방법으로 구현될 수 있다.
한편, 상술한 본 발명에 따른 다양한 실시 예에 따라 무선 접속 시스템에서 동시 등록(Dual-Registration) 기반으로 4G 네트워크 및5G 네트워크간 인터워킹(interworking) 적용 하는 방법은 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현되는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체로는 UE(1000)에 의하여 해독될 수 있는 데이터가 저장된 모든 종류의 기록 매체를 포함한다. 예를 들어, ROM(Read Only Memory), RAM(Random Access Memory), 자기 테이프, 자기 디스크, 플래시 메모리, 광 데이터 저장 장치 등이 있을 수 있다. 또한, 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체는 컴퓨터 통신망으로 연결된 단말에 분산되어, 분산 방식으로 읽을 수 있는 코드로서 저장되고 실행될 수 있다.
도 18은 다양한 실시 예에 따른 기지국의 블록 구성을 도시한 도면이다.
도18에서 도시한 바와 같이, 기지국은 송수신부 및 적어도 하나 이상의 프로세서를 포함할 수 있다.
상기 프로세서는 CPU(central processing unit; 중앙 처리 장치)이거나, 혹은 메모리에 저장된 명령어를 처리하는 반도체 장치일 수 있다.
상기 프로세서는 단말의 모든 동작을 제어하는 제어기(controller)일 수 있다. 상기 제어기는 메모리에서 저장된 프로그램 코드를 읽어내어 실행함으로써 기지국이 작동하는 동작들을 실행할 수 있다.
다양한 실시 예에 따른 장치는 프로세서, 프로그램 데이터를 저장하고 실행하는 메모리, 디스크 드라이브와 같은 영구 메모리(permanent storage), 터치 패널, 키(key), 버튼 등과 같은 사용자 인터페이스 장치 등을 포함할 수 있다.
소프트웨어 모듈 또는 알고리즘으로 구현되는 방법들은 상기 프로세서상에서 실행 가능한 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드들 또는 프로그램 명령들로서 컴퓨터가 읽을 수 있는 저장 매체 상에 저장될 수 있다. 여기서 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체로 마그네틱 저장 매체(예컨대, ROM(read-only memory), RAM(random-access memory), 플로피 디스크, 하드 디스크 등) 및 광학적 판독 매체(예컨대, 시디롬(CD-ROM), 디브이디(DVD: Digital Versatile Disc)) 등이 있다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 저장 매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템들에 분산되어, 분산 방식으로 컴퓨터가 판독 가능한 코드가 저장되고 실행될 수 있다. 매체는 컴퓨터에 의해 판독가능하며, 프로세서에서 실행될 수 있다.
본 발명에서 인용하는 공개 문헌, 특허 출원, 특허 등을 포함하는 모든 문헌들은 각 인용 문헌이 개별적으로 및 구체적으로 병합하여 나타내는 것 또는 에서 전체적으로 병합하여 나타낸 것과 동일하게 에 병합될 수 있다.
본 발명의 이해를 위하여, 도면에 도시된 바람직한 실시 예들에서 참조 부호를 기재하였으며, 본 발명의 실시 예들을 설명하기 위하여 특정 용어들을 사용하였으나, 특정 용어에 의해 이 한정되는 것은 아니며, 본 발명은 당업자에 있어서 통상적으로 생각할 수 있는 모든 구성 요소들을 포함할 수 있다.
본 발명은 기능적인 블록 구성들 및 다양한 처리 단계들로 나타내어질 수 있다. 이러한 기능 블록들은 특정 기능들을 실행하는 다양한 개수의 하드웨어 또는/및 소프트웨어 구성들로 구현될 수 있다. 예를 들어, 본 발명은 하나 이상의 마이크로프로세서들의 제어 또는 다른 제어 장치들에 의해서 다양한 기능들을 실행할 수 있는, 메모리, 프로세싱, 로직(logic), 룩 업 테이블(look-up table) 등과 같은 직접 회로 구성들을 채용할 수 있다. 에의 구성 요소들이 소프트웨어 프로그래밍 또는 소프트웨어 요소들로 실행될 수 있는 것과 유사하게, 은 데이터 구조, 프로세스들, 루틴들 또는 다른 프로그래밍 구성들의 조합으로 구현되는 다양한 알고리즘을 포함하여, C, C++, 자바(Java), 어셈블러(assembler) 등과 같은 프로그래밍 또는 스크립팅 언어로 구현될 수 있다. 기능적인 측면들은 하나 이상의 프로세서들에서 실행되는 알고리즘으로 구현될 수 있다. 또한, 본 발명은 전자적인 환경 설정, 신호 처리, 및/또는 데이터 처리 등을 위하여 종래 기술을 채용할 수 있다. “매커니즘”, “요소”, “수단”, “구성”과 같은 용어는 넓게 사용될 수 있으며, 기계적이고 물리적인 구성들로서 한정되는 것은 아니다. 상기 용어는 프로세서 등과 연계하여 소프트웨어의 일련의 처리들(routines)의 의미를 포함할 수 있다.
본 발명에서 설명하는 특정 실행들은 일 실시 예들로서, 어떠한 방법으로도 의 범위를 한정하는 것은 아니다. 명세서의 간결함을 위하여, 종래 전자적인 구성들, 제어 시스템들, 소프트웨어, 상기 시스템들의 다른 기능적인 측면들의 기재는 생략될 수 있다. 또한, 도면에 도시된 구성 요소들 간의 선들의 연결 또는 연결 부재들은 기능적인 연결 및/또는 물리적 또는 회로적 연결들을 예시적으로 나타낸 것으로서, 실제 장치에서는 대체 가능하거나 추가의 다양한 기능적인 연결, 물리적인 연결, 또는 회로 연결들로서 나타내어질 수 있다. 또한, “필수적인”, “중요하게” 등과 같이 구체적인 언급이 없다면 의 적용을 위하여 반드시 필요한 구성 요소가 아닐 수 있다.
본 발명의 명세서(특히 특허청구범위에서)에서 “상기”의 용어 및 이와 유사한 지시 용어의 사용은 단수 및 복수 모두에 해당하는 것일 수 있다. 또한, 본 발명에서 범위(range)를 기재한 경우 상기 범위에 속하는 개별적인 값을 적용한 발명을 포함하는 것으로서(이에 반하는 기재가 없다면), 발명의 상세한 설명에 상기 범위를 구성하는 각 개별적인 값을 기재한 것과 같다. 마지막으로, 본 발명에 따른 방법을 구성하는 단계들에 대하여 명백하게 순서를 기재하거나 반하는 기재가 없다면, 상기 단계들은 적당한 순서로 행해질 수 있다. 반드시 상기 단계들의 기재 순서에 따라 이 한정되는 것은 아니다. 본 발명에서 모든 예들 또는 예시적인 용어(예들 들어, 등등)의 사용은 단순히 을 상세히 설명하기 위한 것으로서 특허청구범위에 의해 한정되지 않는 이상 상기 예들 또는 예시적인 용어로 인해 의 범위가 한정되는 것은 아니다. 또한, 당업자는 다양한 수정, 조합 및 변경이 부가된 특허청구범위 또는 그 균등물의 범주 내에서 설계 조건 및 팩터에 따라 구성될 수 있음을 알 수 있다.

Claims (20)

  1. 4G (4th-Generation) 통신 시스템 및 5G (5th-Generation) 통신 시스템에 이중 접속하는 단말의 통신을 지원하는 장치의 동작 방법에 있어서,
    단말의 트래픽의 전송을 위한 세션 생성 요청 메시지를 상기 단말로부터 수신하는 단계;
    서비스 별로 설정된 시스템 정보에 기반하여 상기 4G 통신 시스템 및 상기 5G 통신 시스템 중에서 상기 트래픽에 대한 데이터 경로(path)를 생성할 타겟 통신 시스템을 결정하는 단계;
    상기 타겟 통신 시스템에 상기 데이터 경로를 설정하는 단계; 및
    상기 데이터 경로에 상응하는 세션 생성 응답 메시지를 전송하는 단계를 포함하고,
    상기 세션 생성 응답 메시지는 상기 서비스 별로 설정된 시스템 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 단말의 통신을 지원하는 상기 장치는 상기 5G 통신 시스템의 SMF(session management function), 상기 4G 통신 시스템의 PGW-C(PDN gateway-control), 또는 SMG/PGW-C 통합 기능 중 하나인 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 세션 생성 요청 메시지는 상기 4G 통신 시스템의 MME(mobility management entity) 및 상기 5G 통신 시스템의 AMF(access and mobility management function) 중에서 어느 하나를 통하여 상기 단말로부터 수신됨을 특징으로 하는 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 타겟 통신 시스템은, 상기 트래픽의 종류에 기반하여, 상기 4G 통신 시스템 및 상기 5G 통신 시스템 중에서 어느 하나로 결정됨을 특징으로 하는 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 타겟 통신 시스템은, 상기 4G 통신 시스템 및 상기 5G 통신 시스템에 설정된 사업자 정책(operator policy), 부하(load) 상황, 또는 단말 가입자 클래스 중 어느 하나를 기반으로 결정됨을 특징으로 하는 방법.
  6. 제1항에 있어서, 상기 타겟 통신 시스템에 상기 데이터 경로를 설정하는 단계는,
    상기 타겟 통신 시스템의 UPF(user plane function) 또는 PGW-U(GDN gateway-user)로 데이터 경로 설정 요청 메시지를 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 세션 생성 응답 메시지는 상기 4G 통신 시스템의 MME 또는 상기 5G 통신 시스템의 AMF 중 어느 하나로 전송되고,
    상기 세션 생성 응답 메시지는 상기 타겟 통신 시스템에 대한 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 4G (4th-Generation) 통신 시스템 및 5G (5th-Generation) 통신 시스템에 이중 접속하는 단말의 통신을 지원하는 장치에 있어서,
    송수신부; 및
    상기 송수신부와 연결되는 제어부를 포함하고,
    상기 제어부는,
    단말의 트래픽의 전송을 위한 세션 생성 요청 메시지를 상기 단말로부터 수신하도록 제어하고,
    서비스 별로 설정된 시스템 정보에 기반하여 상기 4G 통신 시스템 및 상기 5G 통신 시스템 중에서 상기 트래픽에 대한 데이터 경로(path)를 생성할 타겟 통신 시스템을 결정하고,
    상기 타겟 통신 시스템에 상기 데이터 경로를 설정하고,
    상기 데이터 경로에 상응하는 세션 생성 응답 메시지를 전송하도록 제어하고,
    상기 세션 생성 응답 메시지는 상기 서비스 별로 설정된 시스템 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 단말의 통신을 지원하는 상기 장치는 상기 5G 통신 시스템의 SMF(session management function), 상기 4G 통신 시스템의 PGW-C(PDN gateway-control), 또는 SMG/PGW-C 통합 기능 중 하나인 것을 특징으로 하는 장치.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 세션 생성 요청 메시지는 상기 4G 통신 시스템의 MME(mobility management entity) 또는 상기 5G 통신 시스템의 AMF(access and mobility management function) 중 어느 하나를 통하여 상기 단말로부터 수신되는 것을 특징으로 하는 장치.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 타겟 통신 시스템은, 상기 트래픽의 종류에 기반하여, 상기 4G 통신 시스템 및 상기 5G 통신 시스템 중에서 어느 하나로 결정되는 것을 특징으로 하는 장치.
  12. 제8항에 있어서,
    상기 타겟 통신 시스템은, 상기 4G 통신 시스템 및 상기 5G 통신 시스템에 설정된 사업자 정책(operator policy), 부하(load) 상황, 또는 단말 가입자 클래스 중 어느 하나를 기반으로 결정되는 것을 특징으로 하는 장치.
  13. 제8항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 타겟 통신 시스템의 UPF(user plane function) 또는 PGW-U(GDN gateway-user)로 데이터 경로 설정 요청 메시지를 전송하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 장치.
  14. 제8항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 세션 생성 응답 메시지는 상기 4G 통신 시스템의 MME 또는 상기 5G 통신 시스템의 AMF 중 어느 하나로 전송되고,
    상기 세션 생성 응답 메시지는 상기 타겟 통신 시스템에 대한 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  15. 4G (4th-Generation) 통신 시스템 및 5G (5th-Generation) 통신 시스템에 이중 접속하는 단말의 동작 방법에 있어서,
    상기 단말의 트래픽의 전송을 위한 세션 생성 요청 메시지를 네트워크 엔티티로 전송하는 단계;
    상기 트래픽에 대해 설정된 데이터 경로(path)에 상응하는 세션 생성 응답 메시지를 상기 네트워크 엔티티로부터 수신하는 단계; 및
    서비스 별로 설정된 시스템 정보에 기반하여 상기 4G 통신 시스템 및 상기 5G 통신 시스템 중에서 타겟 통신 시스템이 결정되면, 상기 타겟 통신 시스템에 설정된 데이터 경로를 통해 상기 트래픽을 수신하는 단계를 포함하고,
    상기 세션 생성 응답 메시지는 상기 서비스 별로 설정된 시스템 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  16. 제15항에 있어서, 상기 네트워크 엔티티는,
    상기 5G 통신 시스템의 SMF(session management function), 상기 4G 통신 시스템의 PGW-C(PDN gateway-control), 또는 SMG/PGW-C 통합 기능 중 하나인 것을 특징으로 하는 방법.
  17. 제15항에 있어서,
    상기 타겟 통신 시스템은, 상기 4G 통신 시스템 및 상기 5G 통신 시스템에 설정된 사업자 정책(operator policy), 부하(load) 상황, 또는 단말 가입자 클래스 중 어느 하나를 기반으로 결정되는 것을 특징으로 하는 방법.
  18. 4G (4th-Generation) 통신 시스템 및 5G (5th-Generation) 통신 시스템에 이중 접속하는 단말에 있어서,
    송수신부; 및
    상기 송수신부와 연결되는 제어부를 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 단말의 트래픽의 전송을 위한 세션 생성 요청 메시지를 네트워크 엔티티로 전송하도록 제어하고,
    상기 트래픽에 대해 설정된 데이터 경로(path)에 상응하는 세션 생성 응답 메시지를 상기 네트워크 엔티티로부터 수신하도록 제어하고,
    서비스 별로 설정된 시스템 정보에 기반하여 상기 4G 통신 시스템 및 상기 5G 통신 시스템 중에서 타겟 통신 시스템이 결정되면, 상기 타겟 통신 시스템에 설정된 데이터 경로를 통해 상기 트래픽을 수신하도록 제어하고,
    상기 세션 생성 응답 메시지는 상기 서비스 별로 설정된 시스템 정보를 포함하 것을 특징으로 하는 단말.
  19. 제18항에 있어서, 상기 네트워크 엔티티는,
    상기 5G 통신 시스템의 SMF(session management function), 상기 4G 통신 시스템의 PGW-C(PDN gateway-control), 또는 SMG/PGW-C 통합 기능 중 하나인 것을 특징으로 하는 단말.
  20. 제18항에 있어서,
    상기 타겟 통신 시스템은, 상기 4G 통신 시스템 및 상기 5G 통신 시스템에 설정된 사업자 정책(operator policy), 부하(load) 상황, 또는 단말 가입자 클래스 중 어느 하나를 기반으로 결정되는 것을 특징으로 하는 단말.
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