KR102395384B1 - 셀룰러망의 효율적 pdu 세션 활성화 및 비활성화 방안 - Google Patents

셀룰러망의 효율적 pdu 세션 활성화 및 비활성화 방안 Download PDF

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Abstract

본 개시는 4G 시스템 이후 보다 높은 데이터 전송률을 지원하기 위한 5G 통신 시스템을 IoT 기술과 융합하는 통신 기법 및 그 시스템에 관한 것이다. 본 개시는 5G 통신 기술 및 IoT 관련 기술을 기반으로 지능형 서비스 (예를 들어, 스마트 홈, 스마트 빌딩, 스마트 시티, 스마트 카 혹은 커넥티드 카, 헬스 케어, 디지털 교육, 소매업, 보안 및 안전 관련 서비스 등)에 적용될 수 있다. 본 발명은 5G 시스템과 같이 이동성 관리를 위한 AMF와 세션 관리를 위한 SMF가 분리된 네트워크 구조를 가지는 이동통신시스템에서 단말이 복수 개의 세션을 가지고 있을 때 세션의 UP 연결을 효율적으로 운용하는 방안을 제안한다. 이를 위해, 네트워크 엔티티 간 필요한 파라미터를 정의하고, 이를 이용한 네트워크 엔티티의 동작을 설명한다. 본 발명을 통해 UE는 NAS (Non Access Stratum) 시그널링 메시지를 최적화할 수 있고, 저지연 (Low Latency) 으로 데이터 송수신을 수행할 수 있게 된다.

Description

셀룰러망의 효율적 PDU 세션 활성화 및 비활성화 방안 {A METHOD FOR SUPPORTING EFFICIENT PDU SESSION ACTIVATION AND DEACTIVATION IN CELLULAR NETWORKS}
셀룰러 (cellular) 무선통신 시스템에서 PDU 세션의 UP 연결 자원을 효율적으로 관리하는 방법에 관한 것이다.
4G 통신 시스템 상용화 이후 증가 추세에 있는 무선 데이터 트래픽 수요를 충족시키기 위해, 개선된 5G 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) 이후의 시스템이라 불리어지고 있다. 높은 데이터 전송률을 달성하기 위해, 5G 통신 시스템은 초고주파(mmWave) 대역 (예를 들어, 60기가(60GHz) 대역과 같은)에서의 구현이 고려되고 있다. 초고주파 대역에서의 전파의 경로손실 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), 및SCMA(sparse code multiple access) 등이 개발되고 있다.
한편, 인터넷은 인간이 정보를 생성하고 소비하는 인간 중심의 연결망에서, 사물 등 분산된 구성 요소들 간에 정보를 주고받아 처리하는 IoT(Internet of Things, 사물인터넷) 망으로 진화하고 있다. 클라우드 서버 등과의 연결을 통한 빅데이터(Big data) 처리 기술 등이 IoT 기술에 결합된 IoE (Internet of Everything) 기술도 대두되고 있다. IoT를 구현하기 위해서, 센싱 기술, 유무선 통신 및 네트워크 인프라, 서비스 인터페이스 기술, 및 보안 기술과 같은 기술 요소 들이 요구되어, 최근에는 사물 간의 연결을 위한 센서 네트워크(sensor network), 사물 통신(Machine to Machine, M2M), MTC(Machine Type Communication)등의 기술이 연구되고 있다. IoT 환경에서는 연결된 사물들에서 생성된 데이터를 수집, 분석하여 인간의 삶에 새로운 가치를 창출하는 지능형 IT(Internet Technology) 서비스가 제공될 수 있다. IoT는 기존의 IT(information technology)기술과 다양한 산업 간의 융합 및 복합을 통하여 스마트홈, 스마트 빌딩, 스마트 시티, 스마트 카 혹은 커넥티드 카, 스마트 그리드, 헬스 케어, 스마트 가전, 첨단의료서비스 등의 분야에 응용될 수 있다.
이에, 5G 통신 시스템을 IoT 망에 적용하기 위한 다양한 시도들이 이루어지고 있다. 예를 들어, 센서 네트워크(sensor network), 사물 통신(Machine to Machine, M2M), MTC(Machine Type Communication)등의 기술이 5G 통신 기술이 빔 포밍, MIMO, 및 어레이 안테나 등의 기법에 의해 구현되고 있는 것이다. 앞서 설명한 빅데이터 처리 기술로써 클라우드 무선 액세스 네트워크(cloud RAN)가 적용되는 것도 5G 기술과 IoT 기술 융합의 일 예라고 할 수 있을 것이다.
한편, 셀룰러 이동통신 표준을 담당하는 3GPP는 기존 4G LTE 시스템에서 5G 시스템으로의 진화를 꾀하기 위해 새로운 Core Network 구조를 5G Core (5GC) 라는 이름으로 명명하고 표준화를 진행하고 있다.
5GC는 기존 4G를 위한 네트워크 코어인 Evolved Packet Core (EPC) 대비 다음과 같은 차별화된 기능을 지원한다. 첫째, Network Slice 기능의 도입이다. 5G의 요구조건으로, 5GC는 다양한 종류의 단말 타입 및 서비스를 지원해야 한다; e.g., eMBB(enhanced Mobile Broadband), URLLC(Ultra Reliable Low Latency Communications), mMTC(massive Machine Type Communications). 이러한 단말/서비스는 각각 코어 네트워크에 요구하는 요구조건이 다르다. 예를 들면, eMBB 서비스인 경우에는 높은 data rate을 요구하고 URLLC 서비스인 경우에는 높은 안정성과 낮은 지연을 요구 할 것이다. 이러한 다양한 서비스 요구조건을 만족하기 위해 제안된 기술이 Network Slice 방안이다. Network Slice는 하나의 물리적인 네트워크를 가상화 (Virtualization) 하여 여러 개의 논리적인 네트워크를 만드는 방법으로, 각 Network Slice Instance (NSI) 는 서로 다른 특성을 가질 수 있다. 이는 각 NSI 마다 그 특성에 맞는 NF (Network Function) 을 가짐으로써 가능하게 된다. 각 단말마다 요구하는 서비스의 특성에 맞는 NSI를 할당하여 여러 5G 서비스를 효율적으로 지원할 수 있게 된다. 둘째, 이동성 관리 기능과 세션 관리 기능의 분리를 통한 네트워크 가상화 패러다임 지원 수월성을 들 수 있다. 기존 4G LTE에서는 모든 단말이 등록, 인증, 이동성 관리 및 세션 관리 기능을 담당하는 MME (Mobility Management Entity) 라는 단일 코어 장비와의 시그널링 교환을 통해서 망에서 서비스를 제공받을 수 있었다. 하지만, 5G에서는 단말의 수가 폭발적으로 늘어나고 단말의 타입에 따라 지원해야 하는 이동성 및 트래픽/세션 특성이 세분화됨에 따라 MME와 같은 단일 장비에서 모든 기능을 지원하게 되면 필요한 기능별로 엔티티를 추가하는 확장성 (Scalability) 이 떨어질 수밖에 없다. 따라서, 제어 평면을 담당하는 코어 장비의 기능/구현 복잡도와 시그널링 부하 측면에서 확장성 개선을 위해 이동성 관리 기능과 세션 관리 기능을 분리하는 구조를 기반으로 다양한 기능들이 개발되고 있다. 도 1은 5G 시스템을 위한 네트워크 아키텍처를 보여준다. 단말의 이동성 및 망 등록을 관리하는 AMF (Access and Mobility Management Function) 과 End-to-End 세션을 관리하는 SMF (Session Management Function)이 분리되어 있고, 이들은 N11 인터페이스를 통해서 시그널링을 주고받을 수 있다. 셋째, 5G 단말은 Internet과 같이 하나의 DNN (Data Network Name) 과의 데이터 통신을 위해 복수 개의 PDU 세션을 셋업할 수 있다. 따라서, 각 PDU 세션 별로 독립적으로 UE와 CN (Core Network) 간의 UP 연결 (i.e. Data Radio Bearer + N3 Tunnel) 을 만들었다가 없앨 수 있는 기능을 지원한다. 기본적으로는 단말이 CM-IDLE 상태로 가면 모든 PDU 세션의 UP 연결을 해제하게 된다. CM-IDLE 상태의 단말은 MO (Mobile Originated) 또는 MT (Mobile Terminated) 트래픽에 의해 다시 CM-CONNECTED 상태로 돌아갈 때 MO (Mobile Originated) 또는 MT (Mobile Terminated) 트래픽이 속하는 PDU 세션의 UP 연결만을 다시 만들게 된다. CM-CONNCTED 상태에 있는 단말은 아직 UP 연결을 만들지 않은 PDU 세션에 대해 추가로 UP 연결을 만드는 활성화 (Activation) 절차를 수행할 수 있다. 또한, CM-CONNECTED 상태에 있는 단말은 코어망의 네트워크 엔티티 (e.g. AMF 또는 SMF) 에 의해서 활성화된 PDU 세션의 UP 연결을 비활성화 (Deactivation) 하는 절차를 수행해서 트래픽이 발생하는 PDU 세션의 UP 연결만을 유지할 수 있으므로 UP 연결 자원을 절약할 수 있다. 이렇게 독립적으로 PDU 세션의 UP 연결을 활성화함으로써, 단말이 핸드오버할 때 시그널링 및 UP 연결 자원을 추가로 절약할 수 있는 장점이 있다.
본 발명의 목적은 독립적인 (또는 선택적인) PDU 세션의 UP 연결 자원을 관리할 때, 단말과 AMF 간의 NAS 시그널링 연결 여부에 따라 특정 PDU 세션의 UP 연결 자원을 활성화시키는 방법을 제안하고, CM-IDLE 상태의 단말에서 복수 개의 UPF를 포함한 PDU 세션의 N9 터널을 효율적으로 운용하는 방법을 함께 제안하는 것이다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 무선 통신 시스템에서 제어 신호 처리 방법에 있어서, 기지국으로부터 전송되는 제1 제어 신호를 수신하는 단계; 상기 수신된 제1 제어 신호를 처리하는 단계; 및 상기 처리에 기반하여 생성된 제2 제어 신호를 상기 기지국으로 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, UE는 NAS (Non Access Stratum) 시그널링 메시지를 최적화할 수 있고, 저지연 (Low Latency) 으로 데이터 송수신을 수행할 수 있게 된다. 또한, 단말이 CM-IDLE 상태에 있을 때 MT 또는 MO 트래픽 발생 시, 이미 UP 연결을 셋업한 PDU 세션에 대해서 신속한 데이터 전송을 가능하게 하는 효과가 있다.
도 1은 5G 시스템의 네트워크 구조 및 인터페이스를 나타낸 도면이다.
도 2는 단말이 5G 망을 통해 복수 개의 UPF로 구성된 PDU 세션을 포함한 복수 개의 PDU 세션을 셋업한 경우의 네트워크 구조를 나타낸 도면이다.
도 3 은 Home Routed 로밍 서비스를 제공하기 위한 5G 시스템의 네트워크 구조 및 인터페이스를 나타낸 도면이다.
도 4는 Local Breakout 로밍 서비스를 제공하기 위한 5G 시스템의 네트워크 구조 및 인터페이스를 나타낸 도면이다.
도 5는 제 1 실시 예에 따라 단말이 3 개의 PDU 세션을 셋업한 경우의 네트워크 구조를 나타낸 도면이다.
도 6은 제 1 실시 예에 따라 단말의 PDU 세션 별로 AMF에서 관리하는 정보를 나타낸 도면이다.
도 7은 제 2 실시 예에 따라 PDU 세션 별로 NAS 시그널링 연결과의 동기화에 대한 지시자와 관련된 SMF의 동작을 나타낸 도면이다.
도 8은 제 2 실시 예에 따라 PDU 세션 별로 NAS 시그널링 연결과의 동기화에 대한 지시자와 관련된 AMF의 동작을 나타낸 도면이다.
도 9는 제 2 실시 예에 따라 PDU 세션 별로 NAS 시그널링 연결과의 동기화에 대한 지시자와 관련된 UE의 동작을 나타낸 도면이다.
도 10은 제 3 실시 예에 따라 단말과 AMF 간의 NAS 시그널링 연결이 해제될 때 NAS 시그널링 연결과의 동기화 여부에 대한 지시자와 관련된 AMF 동작을 나타낸 도면이다.
도 11은 제 3 실시 예에 따라 단말과 AMF 간의 NAS 시그널링 연결이 셋업될 때 NAS 시그널링 연결과의 동기화 여부에 대한 지시자와 관련된 AMF 동작을 나타낸 도면이다.
도 12는 제 4 실시 예에 따라 NAS 시그널링 연결과의 동기화 여부에 대한 지시자와 관련된 CM-IDLE 상태의 단말 동작을 나타낸 도면이다.
도 13은 제 5 실시 예에 따라 단말이 PDU 세션을 셋업하는 과정에서 복수 개의 UPF가 관여하는 경우 SMF에 의해 수행되는 동작을 나타낸 도면이다.
도 14는 제 5 실시 예에 따라 단말이 CM-IDLE 상태에 있을 때 AMF로부터 단말의 위치 정보에 대한 통보를 받을 경우 SMF의 동작을 나타낸 도면이다.
도 15는 제 5 실시 예에 따라 AMF가 SMF로부터 UE 위치 변경에 대한 통보를 받았을 경우 동작을 나타낸 도면이다.
도 16은 제 6 실시 예에 따라 SMF가 AMF로부터 PDU Session Activation 요청을 받았을 경우 동작을 나타낸 도면이다.
도 17은 제 7 실시 예에 따라 단말에 의한 PDU Session Establishment 절차에서 복수 개의 UPF가 포함된 경우를 나타낸 도면이다.
도 18은 제 8 실시 예에 따라 복수 개의 UPF로 구성된 PDU 세션에 대해서 N9 터널 해제를 위한 동작을 나타낸 도면이다.
도 19는 제 8 실시 예에 따라 복수 개의 UPF로 구성된 PDU 세션에 대해서 N9 터널 변경을 위한 동작을 나타낸 도면이다.
도 20은 제 9 실시 예에 따라 복수 개의 UPF로 구성된 PDU 세션에 대해서 SMF가 N9 터널 해제를 위한 트리거(Trigger) 조건을 받았을 경우 N9 터널 해제를 위한 동작을 나타낸 도면이다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부한 도면과 함께 상세히 설명한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단된 경우 그 상세한 설명은 생략한다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 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.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 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. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
이하 본 발명의 실시예를 첨부한 도면과 함께 상세히 설명한다. 또한 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단된 경우 그 상세한 설명은 생략한다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 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. 이하, 기지국은 단말의 자원할당을 수행하는 주체로서, eNode B, Node B, BS (Base Station), RAN (Radio Access Network), AN (Access Network), 무선 접속 유닛, 기지국 제어기, 또는 네트워크 상의 노드 중 적어도 하나일 수 있다. 단말은 UE (User Equipment), MS (Mobile Station), 셀룰러폰, 스마트폰, 컴퓨터, 또는 통신기능을 수행할 수 있는 멀티미디어시스템을 포함할 수 있다. 본 발명에서 하향링크(Downlink; DL)는 기지국이 단말에게 전송하는 신호의 무선 전송경로이고, 상향링크(Uplink; UL)는 단말이 기국에게 전송하는 신호의 무선 전송경로를 의미한다. 또한, 이하에서 LTE 혹은 LTE-A 시스템을 일례로서 본 발명의 실시예를 설명하지만, 유사한 기술적 배경 또는 채널형태를 갖는 여타의 통신시스템에도 본 발명의 실시예가 적용될 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예는 숙련된 기술적 지식을 가진자의 판단으로써 본 발명의 범위를 크게 벗어나지 아니하는 범위에서 일부 변형을 통해 다른 통신시스템에도 적용될 수 있다.
본 발명의 주요한 요지는 셀룰러 망에서 데이터 전송 경로로 사용되는 PDU 세션의 속성 (Attribute) 을 정의해서, 단말과 AMF 간의 NAS 시그널링 연결 (CM-IDLE 또는 CM-CONNECTED 상태로 정의) 여부에 따라 PDU 세션의 UP 연결 여부를 결정하는 방안을 제공하는 것이다. 또 다른 주요한 요지는 특정 PDU 세션에 복수 개의 UPF가 포함된 경우 CM-IDLE 상태의 단말이 이동하는 경우 UPF 간 N9 터널을 유지 또는 해제할지를 결정하는 방안을 제공하는 것이다.
첫 번째 요지에 대해서 구체적으로, PDU 세션의 속성으로 NAS 시그널링 연결과의 동기화 여부에 대한 지시자 (Indication) 을 도입할 수 있다. 상기 지시자는 PDU Session Establishment 절차에서 SMF에 의해 결정될 수 있다. 상기 Establishment 절차 중에 AMF는 PDU Session ID와 Serving SMF ID의 맵핑 (Association) 을 저장하게 되는데, PDU 세션 별로 상기 NAS 시그널링 연결과의 동기화 여부에 대한 지시자를 함께 저장할 수 있다. 특정 PDU 세션의 상기 지시자가 On (또는 존재) 이면 NAS 시그널링 연결이 셋업될 때 (CM-CONNECTED 상태에 진입), 상기 PDU 세션의 UP 연결을 셋업하는 절차를 수반할 수 있다. 한편, 특정 PDU 세션의 상기 지시자가 Off (또는 존재하지 않음) 이면 NAS 시그널링 연결이 셋업 되더라도 상기 PDU 세션의 UP 연결을 셋업하는 절차를 수반하지 않을 수 있다. 이때에는 상기 PDU 세션을 이용하는 트래픽이 발생하는 경우에 한해서 상기 PDU 세션의 UP 연결을 셋업하도록 한다. 상기 PDU Session Establishment가 완료되어 PDU Session Establishment Accept 메시지가 단말에게 전달될 때 SMF에서 결정된 상기 지시자를 함께 보낼 수 있고 이는 추후 단말에서 Service Request 메시지를 생성할 때 활용될 수 있다.
상기 NAS 시그널링 연결과의 동기화 여부에 대한 지시자는 다음의 방법을 통해 결정될 수 있다. 첫째, UE의 가입 정보 (Subscription Data) 를 관리하는 UDM에 저장되어 있어서 상기 PDU Session Establishment 절차에서 SMF가 UDM으로부터 획득할 수 있다. 둘째, 상기 PDU Session Establishment 절차 중에 혹은 이후에 정책 (Policy) 을 담당하는 PCF로부터 상기 지시자에 대한 정보를 포함한 단말 정책으로 SMF와 UE에 전달될 수 있다. 셋째, UE가 상기 PDU Session Establishment 절차를 위한 PDU Session Establishment Request 메시지를 보낼 때 직접 명시할 수 있다. 이때에는 최종적으로 SMF에서 상기 지시자에 대한 결정을 내리고 AMF와 UE에 결정된 지시자에 대한 정보를 전달할 수 있다.
이후, 단말이 일정시간 이상 데이터 송수신을 하지 않게 되면 NAS 시그널링 연결 해제를 위한 N2 Release 절차가 RAN 또는 AMF에 의해서 수행된다. CM-IDLE 상태에 진입한 단말에 대해서 네트워크 또는 단말에 의해서 Service Request 절차를 수행함으로써 CM-CONNECTED 상태로 천이할 수 있다. 이때 단말은 상기 NAS 시그널링 연결과의 동기화 여부에 대한 지시자가 On된 PDU 세션에 대해서는 PDU Session ID를 포함하지 않은 Service Request 메시지를 NAS 시그널링으로 전송할 수 있다. 상기 Service Request 메시지를 수신한 AMF는 자신이 관리하는 PDU Session ID와 Serving SMF ID의 맵핑과 함께 저장되어 있는 상기 지시자 정보를 기반으로 상기 지시자가 On된 세션에 대해서 PDU Session Activation 절차를 수행할 수 있다. 상기 PDU Session Activation 절차를 위해서 AMF는 상기 PDU 세션을 관리하는 SMF로 세션의 UP 연결을 셋업하기 위한 요청 메시지를 상기 PDU Session ID와 함께 보낼 수 있다.
CM-IDLE 상태에 있는 단말에 대해서 네트워크에 의한 Service Request 절차를 수행할 때에도 비슷하게 동작할 수 있다. 이때 AMF는 단말을 Tracking하기 위한 위치 단위 (e.g. Tracking Area List) 에 속하는 모든 RAN을 통해 Paging을 전송하고 Paging을 수신한 단말은 이에 대한 응답으로 Paging Response를 보내게 된다. AMF는 상기 Paging Response를 받았을 때, 앞서 설명한 것과 마찬가지로 자신이 관리하는 PDU Session ID와 Serving SMF ID의 맵핑과 함께 저장되어 있는 상기 지시자 정보를 기반으로 상기 지시자가 On된 세션에 대해서 PDU Session Activation 절차를 수행할 수 있다.
AMF가 NAS 시그널링 연결과의 동기화 여부에 대한 지시자가 On된 PDU 세션에 대해 상기 PDU Session Activation 절차를 위한 시그널링을 SMF로 전송하기 전에 단말이 세션과 관련된 서비스가 허용되지 않는 Non-Allowed Area에 있다고 판단하면 상기 PDU Session Activation 절차를 수행하지 않을 수 있다.
CM-CONNECTED 상태에 있는 단말에 대해서 일정 시간 이상 데이터 송수신이 발생하지 않게 되면 RAN 또는 AMF는 NAS 시그널링 연결 해제를 위한 N2 Release 절차를 수행할 수 있다. 이때 AMF는 상기 지시자가 On되어 있는 모든 PDU 세션에 대한 UP 연결을 해제하기 위한 목적으로 PDU 세션을 관리하는 모든 SMF에 PDU Session Deactivation 절차를 수행할 수 있다.
이외에, CM-CONNECTED 상태에 있는 단말에 대해서 PDU 세션 별로 독립적인 세션 비활성화 절차를 지원하게 되는 경우를 고려할 수 있다. 세션 별로 UP 연결을 해제하는 비활성화 절차는 RAN, AMF, SMF 또는 Anchor UPF에 의해서 수행될 수 있다. 먼저 AMF에서 비활성화를 Triggering하는 경우에는 AMF에서 관리하는 PDU Session ID의 상기 NAS 시그널링 연결과의 동기화 여부에 대한 지시자가 On인 세션에 대해서는 SMF로 PDU Session Deactivation 요청을 하지 않도록 동작할 수 있다. 다음으로 SMF에서 비활성화를 Triggering하는 경우에는 SMF에서 세션 별로 상기 NAS 시그널링 연결과의 동기화 여부에 대한 지시자를 확인할 수 있기 때문에 직접 PDU Session Deactivation 절차를 수행하지 않을 수 있다. RAN 또는 UPF에서 Triggering하는 경우도 SMF에 의해서 PDU Session Deactivation 절차를 수행하지 않도록 해서 상기 NAS 시그널링 연결과의 동기화 여부에 대한 지시자가 On인 세션에 대한 독립적인 세션 비활성화를 방지할 수 있다.
두 번째 요지에 대해서 구체적으로, 단말의 특정 PDU 세션에 대해서 복수 개의 UPF가 관여하는 경우를 보면, 이때에는 단말과 외부 DN (Data Network) 과의 연결을 담당하는 Anchor UPF 사이의 UP 연결은 UE와 RAN 사이의 DRB, RAN과 N3 터널의 End-point인 UPF 사이의 N3 터널, N3 터널의 End-point인 UPF와 N6 인터페이스의 End-point인 Anchor UPF 사이의 N9 터널로 구성될 수 있다. 도 2는 단말이 2개의 PDU 세션을 셋업한 경우를 나타낸다. PDU 세션 1은 한 개의 UPF (UPF3) 를 통해 세션이 셋업되었기 때문에 세션의 UP 연결이 DRB와 N3 터널로 구성된 반면, PDU 세션 2는 2 개의 UPF (UPF1과 UPF2) 를 통해 세션이 셋업되었기 때문에 세션의 UP 연결이 DRB와 N3 터널 및 N9 터널로 구성된다.
상기 PDU 세션 2와 같이 복수 개의 UPF를 통해 UP 연결이 셋업된 PDU 세션에 대해서, 단말이 CM-CONNECTED 상태에서 CM-IDLE 상태로 천이하거나 또는 독립적인 세션 비활성화 절차를 지원하는 경우, 상기 PDU 세션의 UP 연결만을 해제할 때 해당 세션의 DRB와 N3 터널은 해제하지만 UPF 간의 N9 터널은 없애지 않고 그대로 유지할 수 있다. 이는 추후 발생할 MO/MT 트래픽이 해당 PDU 세션을 통해서 신속하게 송수신될 수 있기 위함이다. 복수 개의 UPF가 포함된 PDU Session Establishment 절차를 수행함에 있어서, SMF는 AMF에 UE Location 변경에 대한 통보 (Notification) 를 받을 수 있도록 요청할 수 있다. 상기 요청은 SMF가 AMF에 통보를 위한 지시자를 전달하거나, AMF가 UE Location Report와 같은 서비스를 제공하는 경우에 해당 서비스를 가입하는 방법 등을 통해서 구현될 수 있다. 상기 UE Location 정보는 셀 (Cell) 또는 기지국 ID 단위뿐 아니라 TA (Tracking Area) 와 같은 단말의 위치 파악을 위해 코어망에서 식별 가능한 지역 단위로도 통보받을 수 있을 것이다. 이렇게 요청을 받은 세션에 대해서 AMF는 UE Location의 변화가 있을 시, SMF에 통보하도록 한다. 상기 UE Location에 대한 통보를 받은 SMF는 N3 터널의 End-point인 UPF의 서비스 영역에 UE Location이 포함되는지 확인하는 절차를 수행하고, 여전히 상기 UPF의 서비스 영역에 포함된다고 판단하면, 상기 UPF와 상기 PDU 세션의 Anchor UPF 간의 N9 터널을 유지하도록 한다. SMF가 UPF의 서비스 영역을 직접 관리하지 않는 경우에는 상기 UPF에게 Query를 해서 서비스 영역에 속하는지를 확인할 수 있다. 만약 상기 UE Location이 상기 UPF의 서비스 영역에 포함되지 않는다고 판단하면, 상기 N9 터널을 해제할 수 있다. 이때, SMF는 UE Location에 최적인 N3 터널의 End-point UPF를 새로 선택해서 상기 Anchor UPF와의 N9 터널을 새로 셋업할 수도 있다.
이외에, 상기 N9 터널에 대한 유지/해제 및 변경과 관련된 관리 방안은 상기 UE Location 정보를 기반으로 수행될 뿐 아니라 다른 조건에 의해서 수행될 수도 있다. 일 예로, PDU 세션은 QoS 요구조건을 포함하는 QoS 프로파일(또는 파라미터)을 5GC로부터 할당받을 수 있는데, 상기 QoS 프로파일이 변경되면 SMF는 상기 N9 터널을 해제하거나 다른 새로운 I-UPF를 셋업하여 N9 터널을 새로 설정할 수 있다. 상기 QoS 프로파일의 변경은 RAN에서 통보를 받거나 UDM 또는 PCF에서 해당 세션의 QoS 프로파일을 변경하는 경우를 포함할 수 있다. 상기 QoS 프로파일은 PDU 세션 별로 per Session Aggregate Maximum Bit Rate (Session-AMBR)과 per UE Aggregate Maximum Bit Rate (UE-AMBR)을 가질 수 있으며, GBR(Guaranteed Bit Rate) QoS Flow의 경우, Guaranteed Flow Bit Rate (GFBR) 및 Maximum Flow Bit Rate (MFBR) 을 포함할 수 있다. 또한, 5GC의 경우 5G QoS Indicator (5QI) 는 Resource Type (GBR or Non-GBR), Priority level, Packet Delay Budget 및 Packet Error Rate을 포함하여 설정할 수 있는데, 이러한 값의 변경을 의미할 수 있다. 상기 QoS 프로파일의 변경은 PDU Session Modification 절차를 통해서 수행될 수 있다.
이외에, 상기 N9 터널에 대한 유지/해제 및 변경과 관련된 관리 방안은 N9 터널을 구성하는 UPF의 동적인 부하(Load) 상태를 입력으로 받아서 수행될 수 있다. 특히, SMF가 자신이 관리하는 UPF들의 부하 상태에 대해 모니터링을 하는 경우, Anchor UPF가 아닌 Intermediate UPF의 부하가 특정 임계치(Threshold)를 넘어서면 상기 Intermediate UPF를 전송 경로로 사용하는 PDU 세션의 N9 터널을 해제하거나 혼잡이 적은 (즉, 부하가 임계치보다 낮은) 새로운 Intermediate UPF로 변경하여 N9 터널을 새로 설정할 수 있다. 상기 UPF의 동적인 부하 상태는 해당 UPF를 지나는 데이터 트래픽의 양 또는 실제 셋업되어 있는 PDU 세션의 개수 및 UPF 간 상대적인 용량(Relative Capacity) 등에 의해서 결정될 수 있다.
이외에, 상기 N9 터널에 대한 유지/해제 및 변경과 관련된 관리 방안은 단말의 특정 세션에서 요구되는 UPF의 Capability 또는 Functionality를 기반으로 수행될 수 있다. 일 예로, 단말의 세션 셋업 시 사용되는 DNN (Data Network Name), APN (Access Point Name), NSSAI (Network Slice Selection Assistance Information), UE Usage Type, SSC (Service and Session Continuity) Mode, Service Type 등의 요구조건을 만족하기 위한 UPF의 functionality/capability는 SMF에 의해서 도출될 수 있을 것이고, 이로부터 상기 SMF는 Intermediate UPF가 상기 Functionality/Capability를 만족하지 못한다고 판단하면 N9 터널을 해제해서 해당 PDU 세션의 Anchor UPF만을 유지하거나, 상기 Functionality/Capability를 만족하는 새로운 Intermediate UPF를 선택해서 N9 터널을 새롭게 셋업할 수 있다.
이외에, 상기 N9 터널에 대한 유지/해제 및 변경과 관련된 관리 방안은 UE 이동성 패턴(Mobility Pattern)을 입력으로 받아서 수행될 수 있다. 일 예로, 5GC의 AMF는 UE의 이동성 패턴을 직접 계산하거나 3rd Party 서버로부터 획득할 수 있을 것이다. 상기 AMF가 UE의 이동성이 특정 임계치를 넘어 크다(e.g., 특정시간 동안 발생한 핸드오버 횟수가 임계치를 넘는 경우)고 판단하면, SMF에게 상기 UE에 대한 이동성 정보를 통보할 수 있다. 그러면, 상기 SMF는 상기 UE의 (UP 연결이 비활성화되어 있는) PDU 세션에 대해서 N9 터널을 해제하여 N9 터널 업데이트를 위한 시그널링 부하를 줄이거나, 더 넓은 서비스 영역을 가지는 새로운 Intermediate UPF를 선택해서 기존 Anchor UPF와 새로운 N9 터널을 셋업하여 N9 터널 업데이트 횟수를 줄이도록 할 수 있다. 상기 UE의 이동성 패턴에 대한 정보는 SMF에서 상기 UE의 특정 PDU 세션을 비활성화하는 경우, Intermediate UPF와 Anchor UPF 간 N9 터널을 유지하거나 해제할지를 결정하는 데 사용할 수 있다. 또한, 상기 PDU 세션이 복수 개의 Anchor UPF를 가지는 경우, 상기 N9 터널은 기지국의 next-hop인 N3 터널의 종단에 있는 Intermediate UPF와 상기 복수 개의 Anchor UPF로 트래픽을 분기하기 위한 Branching Point 또는 Uplink Classifier 역할을 하는 Intermediate UPF 간의 N9 터널을 의미할 수 있다.
복수 개의 UPF를 통해 UP 연결이 셋업된 PDU 세션은 로밍 시나리오에서 고려될 수 있다. 도 3과 같이 Home Routed 로밍의 경우에는 HPLMN (Home PLMN) 의 UPF와 VPLMN (Visisted PLMN) 의 UPF 간에 N9 터널이 존재하는데, 상기 N9 터널은 단말의 NAS 시그널링 연결 상태 및 PDU 세션의 비활성화 상태와 관계없이 항상 유지하도록 한다. 이때에는 HPLMN의 SMF에 의해서 VPLMN 내에서 로컬 오프로딩 (Local Offloading) 이 허용되는 전제하에서 추가적으로 RAN과 UPF 사이에 또다른 UPF를 삽입할 수 있을 것이고, VPLMN 망 내의 UPF 간 N9 터널에 대해서는 본 발명에서 제안한 N9 터널 유지 및 해제 방안을 VPLMN의 AMF와 SMF 간의 시그널링을 통해서 적용할 수 있을 것이다.
또 다른 로밍 시나리오인 Local Breakout 로밍의 경우에는 도 4에서와 같이 VPLMN의 AMF와 SMF 간의 시그널링을 통해서 N9 터널이 존재하는 PDU 세션에 대해서 본 발명에서 제안한 N9 터널 유지 및 해제 방안을 적용할 수 있을 것이다.
이하 구체적인 실시 예를 통해 본 발명의 주요 동작을 설명한다.
<제 1 실시 예>
제 1 실시 예는 단말이 복수 개의 PDU 세션을 셋업한 경우 AMF에서 관리하고 있는 PDU Session ID와 Serving SMF ID 및 NAS 시그널링 연결과의 동기화 여부에 대한 지시자를 포함한 맵핑을 설명하도록 한다. 도 5는 단말이 동일 DN으로 3개의 PDU 세션을 셋업했고, 각 PDU 세션은 서로 다른 UPF를 통해서 UP 연결을 구성하는 모습을 보여준다. 특히, UPF1을 포함한 PDU 세션을 1번, UPF2를 포함한 PDU 세션을 2번, UPF3을 포함한 PDU 세션을 3번이라 칭하면, PDU 세션 1과 2는 SMF1에 의해서 관리되고, PDU 세션 3은 SMF2에 의해서 관리되고 있고, 단말은 AMF에 의해서 망에 등록되어 이동성 관리가 수행되고 있다. 도 6을 보면, 도 5의 시나리오에 대해서 AMF가 관리하고 있는 PDU 세션에 대한 정보를 포함한다. 각 PDU 세션 별로 PDU Session ID, Serving SMF, 현재 UP 연결의 활성화/비활성화 상태를 나타내는 PDU Session Status, 그리고 본 발명에서 제안하는 NAS 시그널링 연결과의 동기화 여부에 대한 지시자를 나타내고 있다. 도 6은 PDU 세션 1번이 NAS 시그널링 연결과 동기화가 수행되고 있는 예시를 보여준다. 따라서, PDU 세션 1번은 NAS 시그널링 연결이 셋업되면 단말이 요청하지 않더라도 AMF에 의해서 SMF로 PDU 세션의 UP 연결을 셋업할 수 있다.
<제 2 실시 예>
제 2 실시 예를 통해 NAS 시그널링 연결과의 동기화 여부에 대한 지시자와 관련된 각 네트워크 엔티티의 동작을 설명하도록 한다. 도 7을 보면, SMF는 PDU 세션 별로 상기 NAS 시그널링 연결과의 동기화 여부에 대한 지시자를 결정할 수 있는데, 이때 동기화하기로 결정하면 AMF와 UE에게 PDU Session을 식별할 수 있는 PDU Session ID와 함께 상기 NAS 시그널링 연결과의 동기화 여부에 대한 지시자를 전달할 수 있다. 또한, SMF는 자신이 관리하는 PDU Session Context에 상기 NAS 시그널링 연결과의 동기화 여부에 대한 지시자를 함께 저장할 수 있다. 도 8은 상기 NAS 시그널링 연결과의 동기화 여부에 대한 지시자와 관련된 AMF의 동작이다. AMF는 상기 NAS 시그널링 연결과의 동기화 여부에 대한 지시자를 PDU Session ID와 함께 수신하면, 자신이 관리하는 PDU Session 관련 Context에 상기 지시자를 함께 저장할 수 있다. 도 9는 상기 NAS 시그널링 연결과의 동기화 여부에 대한 지시자와 관련한 UE 동작을 도시한다. 상기 AMF의 경우와 비슷하게 UE 역시 상기 NAS 시그널링 연결과의 동기화 여부에 대한 지시자를 PDU Session ID와 함께 수신하면, 자신이 관리하는 PDU Session 관련 Context에 상기 지시자를 함께 저장할 수 있다.
<제 3 실시 예>
제 3 실시 예는 단말과 AMF 간의 NAS 시그널링 연결 상태가 변경될 때 상기 상기 NAS 시그널링 연결과의 동기화 여부에 대한 지시자와 관련된 AMF 동작을 도시한다. 도 10을 보면, 상기 NAS 시그널링 연결 상태가 CM-CONNECTED에서 CM-IDLE 상태로 천이되는 경우, AMF는 상기 단말에 대해서 자신이 관리하는 PDU 세션 별로 상기 NAS 시그널링 연결과의 동기화 여부에 대한 지시자를 확인해서 만약 지시자가 존재하는 경우, 상기 PDU 세션을 관리하는 SMF에 PDU Session Deactivation 절차를 수행하도록 요청할 수 있다. 도 11을 보면, 상기 NAS 시그널링 연결 상태가 CM-IDLE에서 CM-CONNECTED 상태로 천이되는 경우, AMF는 상기 단말에 대해서 자신이 관리하는 PDU 세션 별로 상기 NAS 시그널링 연결과의 동기화 여부에 대한 지시자를 확인해서 만약 지시자가 존재하는 경우, 상기 PDU 세션을 관리하는 SMF에 PDU Session Activation 절차를 수행하도록 요청할 수 있다.
<제 4 실시 예>
제 4 실시 예는 상기 NAS 시그널링 연결과의 동기화 여부에 대한 지시자와 관련된 UE의 동작을 설명한다. CM-IDLE 상태에 있는 단말이 CM-CONNECTED 상태로 천이하기 위해서는 Service Request 절차를 수행할 수 있다. 단말은 자신이 이미 셋업한 PDU 세션에 대해서 상기 NAS 시그널링 연결과의 동기화 여부에 대한 지시자에 따라 PDU Session ID를 포함시킬지 결정해서 Service Request 메시지를 생성할 수 있다. 도 12를 보면, 단말은 특정 PDU 세션의 MO 데이터가 발생했을 때, 해당 PDU 세션의 상기 NAS 시그널링 연결과의 동기화 여부에 대한 지시자를 확인해서 만약 지시자가 존재하는 경우, Service Request 메시지에 PDU Session ID를 포함하지 않을 수 있다. 만약 지시자가 존재하지 않는 경우, 단말은 Service Request 메시지에 해당 PDU 세션의 UP 연결이 필요하다고 판단하면 PDU Session ID를 포함할 수 있다. 상기 Service Request 메시지는 NAS 시그널링으로 AMF에 전달될 수 있다.
<제 5 실시 예>
제 5 실시 예에서는 단말이 PDU 세션을 셋업하는 과정에서 복수 개의 UPF가 관여하는 경우 SMF에 의해 수행되는 동작을 설명하도록 한다. SMF는 PDU Session Establishment 과정 중에 PDU 세션의 UP 연결을 위해 복수 개의 UPF가 필요하다고 판단하면 UPF 간에 N9 터널을 설정한다. 도 13을 보면, SMF는 상기 N9 터널을 설정했을 때, PDU Session Establishment 과정 중에 혹은 과정이 완료된 이후에 AMF에 UE 위치 변경에 대한 통보를 받을 수 있도록 요청할 수 있다. 만약 PDU 세션 셋업 과정이 남아있다면 SMF는 나머지 절차를 수행할 수 있다. 이 후, 단말이 CM-IDLE 상태에 들어가면, 단말의 위치 정보는 AMF에 의해서 관리될 수 있다. 도 14는 단말이 CM-IDLE 상태에 있을 때 AMF로부터 단말의 위치 정보에 대한 통보를 받을 경우 SMF의 동작을 도시한다. SMF는 AMF로부터 단말의 위치에 대한 통보를 받게 되면, 단말의 위치가 N3 터널의 End-point인 UPF의 서비스 영역에 포함되는지 비교해서, 만약 포함이 된다면 상기 N9 터널을 유지할 수 있다. 하지만, 상기 N3 터널의 End-point인 UPF의 서비스 영역을 벗어났다고 판단하면, SMF는 상기 N9 터널을 해제할 수 있다. 도 15는 AMF가 SMF로부터 상기 UE 위치 변경에 대한 통보를 받았을 경우 동작을 도시한다. AMF는 상기 UE 위치 변경에 대한 통보를 요청한 SMF에게 추후 해당 세션이 해제되기 전까지 UE의 위치 변경이 발생할 때마다 새로운 UE의 위치에 대한 정보를 포함한 통보 메시지를 전송할 수 있다.
<제 6 실시 예>
제 6 실시 예는 AMF가 단말의 PDU 세션에 대해서 상기 NAS 시그널링 연결과의 동기화 여부에 대한 지시자가 존재하는 경우, SMF에게 PDU Session Activation을 요청하는 상세한 절차를 설명한다. 도 16에 도시된 각 절차는, 하기의 표에 기재된 바에 의하여 설명될 수 있다.
Figure 112017076225105-pat00001
보다 구체적으로, AMF는 상기 지시자가 존재하는 PDU 세션에 대해서 PDU Session ID를 포함해서 해당 PDU 세션을 관리하는 SMF에게 PDU Session의 UP 연결을 셋업하기 위한 PDU Session Activation 시그널링을 생성해서 전달한다 (step 1). SMF는 상기 PDU Session Activation 시그널링을 수신하면, 해당 PDU 세션의 UP 연결을 셋업하기 위한 절차를 수행한다. SMF는 (R)AN으로 Anchor UPF에서 이미 셋업되어 있는 N3 터널 관련 정보와 해당 세션의 QoS 관련 정보 (QoS Profile) 를 포함한 메시지를 AMF를 거쳐서 보낼 수 있다 (step 2-3). 상기 PDU 세션의 UP 연결을 셋업하기 위한 메시지를 수신한 (R)AN은 RRC Connection Reconfiguration을 포함한 동작을 UE와 함께 수행해서 필요한 기지국 자원을 할당할 수 있다 (step 4). (R)AN에서 생성한 N3 터널 관련 정보는 다시 AMF를 거쳐 SMF로 전달될 수 있다 (step 5-6). 그러면, SMF는 해당 세션의 Anchor UPF에게 N3 터널 셋업을 완료하기 위해 (R)AN에서 받은 N3 터널 관련 정보를 포함한 Session Modification 메시지를 전송할 수 있다 (step 7).
<제 7 실시 예>
제 7 실시 예는 단말에 의한 PDU Session Establishment 절차에서 복수 개의 UPF가 포함된 경우를 설명한다. 도 17을 보면, step 1은 UE가 새로운 PDU Session ID를 생성해서 PDU Session Establishment를 시작하기 위해 NAS 시그널링으로 AMF에 전달하는 과정을 포함한다. Step 2에서 수신한 NAS 메시지로부터 PDU Session ID가 새로운 것임을 확인하고, 해당 세션을 관리하기 위한 SMF를 선택한다. Step 3에서는 AMF가 선택된 SMF로 NAS 시그널링 메시지를 포워딩한다. Step 4에서는 세션에 관한 가입 정보를 확인하기 위해 UDM (User Data Management 서버) 로부터 가입 정보를 획득하는 과정을 나타낸다. 본 과정은 수행되지 않을 수도 있다. Step 5에서 SMF는 UPF 선택 (Selection) 을 통해서 복수 개의 UPF를 선택할 수 있다. Step 6과 7은 새롭게 선택된 복수 개의 UPF와의 세션을 셋업하기 위한 과정을 포함한다. Step 8은 SMF가 AMF에게 세션 셋업을 위한 시그널링을 보내는 절차를 도시한다. 이 시그널링은 UE로의 NAS 메시지와 (R)AN으로의 N2 메시지를 포함할 수 있다. NAS 메시지에는 PDU Session Establishment Accept 및 IPv4 세션 타입의 경우 세션을 위한 IP 주소가 포함되고, N2 메시지에는 step 7에서 UPF에 셋업된 N3 터널에 대한 정보 (e.g. Tunneling ID) 가 포함될 수 있다. 또한, step 8에서 SMF는 N9 터널 셋업이 필요하다고 판단하면, AMF에게 UE 위치에 대한 통보를 요청하는 지시자를 포함한 N11 메시지를 전송할 수 있다. 상기 UE 위치 통보에 대한 지시자를 수신한 AMF는 자신이 관리하는 세션에 관한 Context에 이 정보를 저장할 수 있다.
Step 9는 AMF에서 (R)AN으로 N2 메시지와 NAS 메시지 전달을 수행하는데, (R)AN은 수신한 N2 메시지로부터 UPF의 터널을 셋업하는 과정을 포함한다. Step 10에서 (R)AN은 UE와 세션에 대한 DRB 셋업을 수행하고 UE에 NAS 메시지를 전달하는 과정을 포함한다. Step 11을 통해 (R)AN은 자신이 셋업한 N3 터널 정보를 포함해서 step 9에서 수행한 시그널링에 대한 ACK을 AMF로 보내는 과정을 포함한다. Step 12는 AMF에서 (R)AN에서 받은 N3 터널 정보를 SMF로 전달하게 되고, step 13을 통해서 SMF는 N3 터널의 End-point인 UPF1에게 (R)AN에서 생성한 N3 터널 정보를 전달해서 데이터 전송을 위한 N3 터널 셋업이 완료된다. Step 14를 통해서 Anchor UPF는 N9 터널 셋업을 위한 터널 관련 정보를 모두 획득하여 N9 터널 셋업이 완료된다. Step 15를 통해 상기 세션의 모든 UP 연결이 완료되었을 때 AMF에 추가로 시그널링을 보낼 수 있는데, 만약 앞의 단계에서 SMF가 UE 위치에 대한 통보를 요청하지 않았다면 이때 AMF에 상기 통보를 요청할 수 있다. 이후, IPv6 PDU 세션 타입의 경우, SMF가 새로 할당한 IP prefix 정보를 포함한 Router Advertisement 메시지를 생성하여 변경된 Anchor UPF를 거쳐서 UP 시그널링으로 UE에 전달할 수 있다.
<제 8 실시 예>
제 8 실시 예는 CM-IDLE 상태의 단말이 이동한 경우, 복수 개의 UPF로 구성된 PDU 세션에 대해서 N9 터널 해제를 위한 동작을 설명한다. 도 18은 본 실시 예에 관한 절차를 도시한다. Step 1은 AMF가 상기 UE 위치 변경에 대한 통보를 요청받은 SMF에게 N11 메시지로 전달하는 과정을 포함한다. Step 2는 AMF로부터 통보받은 UE 위치를 기반으로 UPF1의 서비스 영역에 속하는지 판단하는 과정을 포함하고, 만약 UPF1의 서비스 영역을 벗어났다고 판단하는 경우 기존에 셋업되어 있는 N9 터널을 해제하는 과정을 포함한다. Step 3과 4를 통해서 SMF는 N9 터널을 해제하기 위한 시그널링을 N3 터널의 End-point인 UPF1과 Anchor UPF인 UPF2와 교환하도록 한다. 이때, Downlink Data Buffering을 위해서 Anchor UPF로는 Session Modification 과정을 수행하고, N3 터널의 End-point인 UPF1과는 Session Release 과정을 수행할 수 있다. 추가로, SMF는 새로운 UE 위치에서 N9 터널 셋업이 필요하다고 판단하면, 상기 새로운 UE 위치에 적합한 UPF를 선택해서 상기 Anchor UPF와 새로운 N9 터널을 셋업하는 절차를 수행할 수 있다. 상기 PDU 세션의 N9 터널을 새로 셋업하지 않은 경우, SMF는 AMF에 UE 위치 변경에 대한 통보를 더 이상 받지 않도록 요청하는 메시지를 포함한 N11 메시지를 보낼 수 있다 (step 5).
도 19는 새로운 UE 위치에 적합한 UPF를 선택해서 상기 Anchor UPF와 새로운 N9 터널을 셋업하는 절차를 포함한다.
<제 9 실시 예>
제 9 실시 예는 상기 UE Location 정보 이외에 다른 조건에 의해서 N9 터널 유지/해제 및 변경을 수행하는 절차를 도시한다. 일 예로, PDU 세션에 할당된 QoS 프로파일의 변경을 포함할 수 있다. 이외에, 상기 N9 터널에 대한 유지/해제 및 변경과 관련된 관리 방안은 N9 터널을 구성하는 UPF의 동적인 부하(Load) 상태를 입력으로 받아서 수행될 수 있다. 이외에, 상기 N9 터널에 대한 유지/해제 및 변경과 관련된 관리 방안은 UPF Functionality/Capability를 입력으로 받아서 수행될 수 있다. 이외에, 상기 N9 터널에 대한 유지/해제 및 변경과 관련된 관리 방안은 UE 이동성 패턴(Mobility Pattern)을 입력으로 받아서 수행될 수 있다.
한편, 본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시예들은 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 본 발명의 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것일 뿐이며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 즉 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명의 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다. 또한, 상기 각각의 실시 예는 필요에 따라 서로 조합되어 운용할 수 있다.

Claims (28)

  1. 무선 통신 시스템에서 세션 관리 기능(session management function, SMF) 방법에 있어서,
    사용자 평면 기능(user plane function, UPF)의 서비스 영역에 기반하여 특정 영역을 결정하는 단계;
    접속 및 이동성 관리 기능(access and mobility management function, AMF)으로, 상기 특정 영역에 대한 단말의 위치에 관한 정보를 요청하는 제1 메시지를 전송하는 단계, 상기 제1 메시지는, 상기 특정 영역에 대한 정보를 포함함;
    상기 AMF로부터, 상기 특정 영역에 대한 상기 단말의 위치에 관한 정보를 포함하는 제2 메시지를 수신하는 단계;
    상기 단말의 위치에 관한 정보에 기반하여, 상기 단말이, 상기 UPF의 상기 서비스 영역의 밖으로 이동하였는지를 확인하는 단계; 및
    상기 단말이 상기 UPF의 상기 서비스 영역의 밖으로 이동하였으면, 상기 UPF를 유지할지 여부를 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 SMF 방법.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 단말이 CM(connection management)-idle 상태로 진입하면, 상기 UPF와 관련된 PDU(Protocol Data Unit) 세션의 사용자 평면(user plane, UP) 연결은 비활성화되는 것을 특징으로 하는 SMF 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 UPF와 관련된 상기 PDU 세션의 UP 연결이 비활성화되면, 데이터 라디오 베어러 및 기지국과 상기 UPF 사이의 터널이 비활성화되는 것을 특징으로 하는 SMF 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 UPF를 유지하지 않기로 결정하면, 상기 UPF와 anchor UPF 사이의 터널을 제거하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 SMF 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    또 다른 UPF와 상기 anchor UPF 사이의 터널을 할당하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 SMF 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 또 다른 UPF는, 상기 단말의 위치에 관한 정보 및 동적 부하(dynamic load) 중 적어도 하나에 기반하여 결정되는 것을 특징으로 하는 SMF 방법.
  8. 무선 통신 시스템에서 접속 및 이동성 관리 기능(access and mobility management function, AMF) 방법에 있어서,
    세션 관리 기능(session management function, SMF)으로부터, 특정 영역에 대한 단말의 위치에 관한 정보를 요청하는 제1 메시지를 수신하는 단계, 상기 특정 영역은 사용자 평면 기능(user plane function, UPF)의 서비스 영역에 기반하여 상기 SMF에 의하여 결정되고, 상기 제1 메시지는 상기 특정 영역에 대한 정보를 포함함;
    상기 제1 메시지에 기반하여, 상기 특정 영역에 대한 상기 단말의 위치를 확인하는 단계; 및
    상기 SMF로, 상기 특정 영역에 대한 상기 단말의 위치에 관한 정보를 포함하는 제2 메시지를 전송하는 단계를 포함하고,
    상기 특정 영역에 대한 상기 단말의 위치에 관한 정보는, 상기 SMF가, 상기 단말이 상기 UPF의 상기 서비스 영역의 밖으로 이동하였는지를 확인하는데 이용되고,
    상기 단말이 상기 UPF의 상기 서비스 영역의 밖으로 이동하였으면, 상기 UPF를 유지할지 여부가 상기 SMF에 의하여 결정되는 것을 특징으로 하는 AMF 방법.
  9. 삭제
  10. 제8항에 있어서,
    상기 단말이 CM(connection management)-idle 상태로 진입하면, 상기 UPF와 관련된 PDU(Protocol Data Unit) 세션의 사용자 평면(user plane, UP) 연결은 비활성화되는 것을 특징으로 하는 AMF 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 UPF와 관련된 상기 PDU 세션의 UP 연결이 비활성화되면, 데이터 라디오 베어러 및 기지국과 상기 UPF 사이의 터널이 비활성화되는 것을 특징으로 하는 AMF 방법.
  12. 제8항에 있어서,
    상기 UPF를 유지하지 않기로 결정되면, 상기 UPF와 anchor UPF 사이의 터널은 제거되는 것을 특징으로 하는 AMF 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    또 다른 UPF와 상기 anchor UPF 사이의 터널이 할당되는 것을 특징으로 하는 AMF 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 또 다른 UPF는, 상기 단말의 위치에 관한 정보 및 동적 부하(dynamic load) 중 적어도 하나에 기반하여 결정되는 것을 특징으로 하는 AMF 방법.
  15. 무선 통신 시스템에서 세션 관리 기능(session management function, SMF)에 있어서,
    송수신부; 및
    사용자 평면 기능(user plane function, UPF)의 서비스 영역에 기반하여 특정 영역을 결정하고; 접속 및 이동성 관리 기능(access and mobility management function, AMF)으로, 상기 특정 영역에 대한 단말의 위치에 관한 정보를 요청하는 제1 메시지를 전송하도록 상기 송수신부를 제어하며, 상기 제1 메시지는, 상기 특정 영역에 대한 정보를 포함함; 상기 AMF로부터, 상기 특정 영역에 대한 상기 단말의 위치에 관한 정보를 포함하는 제2 메시지를 수신하도록 상기 송수신부를 제어하고; 상기 단말의 위치에 관한 정보에 기반하여, 상기 단말이, 상기 UPF의 상기 서비스 영역의 밖으로 이동하였는지를 확인하며; 및 상기 단말이 상기 UPF의 상기 서비스 영역의 밖으로 이동하였으면, 상기 UPF를 유지할지 여부를 결정하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 SMF.
  16. 삭제
  17. 제15항에 있어서,
    상기 단말이 CM(connection management)-idle 상태로 진입하면, 상기 UPF와 관련된 PDU(Protocol Data Unit) 세션의 사용자 평면(user plane, UP) 연결은 비활성화되는 것을 특징으로 하는 SMF.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 UPF와 관련된 상기 PDU 세션의 UP 연결이 비활성화되면, 데이터 라디오 베어러 및 기지국과 상기 UPF 사이의 터널이 비활성화되는 것을 특징으로 하는 SMF.
  19. 제15항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 UPF를 유지하지 않기로 결정하면, 상기 UPF와 anchor UPF 사이의 터널을 제거하는 것을 특징으로 하는 SMF.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 제어부는,
    또 다른 UPF와 상기 anchor UPF 사이의 터널을 할당하는 것을 특징으로 하는 SMF.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 또 다른 UPF는, 상기 단말의 위치에 관한 정보 및 동적 부하(dynamic load) 중 적어도 하나에 기반하여 결정되는 것을 특징으로 하는 SMF.
  22. 무선 통신 시스템에서 접속 및 이동성 관리 기능(access and mobility management function, AMF)에 있어서,
    송수신부; 및
    세션 관리 기능(session management function, SMF)으로부터, 특정 영역에 대한 단말의 위치에 관한 정보를 요청하는 제1 메시지를 수신하도록 상기 송수신부를 제어하고, 상기 특정 영역은 사용자 평면 기능(user plane function, UPF)의 서비스 영역에 기반하여 상기 SMF에 의하여 결정되고, 상기 제1 메시지는 상기 특정 영역에 대한 정보를 포함함; 상기 제1 메시지에 기반하여, 상기 특정 영역에 대한 상기 단말의 위치를 확인하며; 및 상기 SMF로, 상기 특정 영역에 대한 상기 단말의 위치에 관한 정보를 포함하는 제2 메시지를 전송하도록 상기 송수신부를 제어하는 제어부를 포함하고,
    상기 특정 영역에 대한 상기 단말의 위치에 관한 정보는, 상기 SMF가, 상기 단말이 상기 UPF의 상기 서비스 영역의 밖으로 이동하였는지를 확인하는데 이용되고,
    상기 단말이 상기 UPF의 상기 서비스 영역의 밖으로 이동하였으면, 상기 UPF를 유지할지 여부가 상기 SMF에 의하여 결정되는 것을 특징으로 하는 AMF.
  23. 삭제
  24. 제22항에 있어서,
    상기 단말이 CM(connection management)-idle 상태로 진입하면, 상기 UPF와 관련된 PDU(Protocol Data Unit) 세션의 사용자 평면(user plane, UP) 연결은 비활성화되는 것을 특징으로 하는 AMF.
  25. 제24항에 있어서,
    상기 UPF와 관련된 상기 PDU 세션의 UP 연결이 비활성화되면, 데이터 라디오 베어러 및 기지국과 상기 UPF 사이의 터널이 비활성화되는 것을 특징으로 하는 AMF.
  26. 제22항에 있어서,
    상기 UPF를 유지하지 않기로 결정되면, 상기 UPF와 anchor UPF 사이의 터널은 제거되는 것을 특징으로 하는 AMF.
  27. 제26항에 있어서,
    또 다른 UPF와 상기 anchor UPF 사이의 터널이 할당되는 것을 특징으로 하는 AMF.
  28. 제27항에 있어서,
    상기 또 다른 UPF는, 상기 단말의 위치에 관한 정보 및 동적 부하(dynamic load) 중 적어도 하나에 기반하여 결정되는 것을 특징으로 하는 AMF.
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