KR102412288B1 - 제 3자 응용 서버에서 단말의 무선 연결 타입 변경을 확인하는 방법 - Google Patents

제 3자 응용 서버에서 단말의 무선 연결 타입 변경을 확인하는 방법 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 통신 시스템에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 제 3자 응용서버가 5G 시스템과 교섭하여 단말의 상태 정보 변화를 모니터링하도록 요청하고, 이에 대한 결과를 수신하는 방법을 개시한다.

Description

제 3자 응용 서버에서 단말의 무선 연결 타입 변경을 확인하는 방법 {METHOD FOR REPORTING UE ACCESS TYPE CHANGE TO 3rd PARTY APPLICATION SERVER}
본 발명은 통신 시스템에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 제 3자 응용서버가 5G 시스템과 교섭하여 단말의 상태 정보 변화를 모니터링하도록 요청하고, 이에 대한 결과를 수신하는 방법에 대한 것이다.
또한, 본 발명은 통신 시스템에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 제 3자 응용서버가 5G 시스템에 단말의 트래픽 경로를 단말의 위치와 가까운 곳으로 변경하는 것을 요청하고, 이에 따라 5G 시스템이 단말의 위치에 따른 가까운 LOCAL DATA NETWORK으로 단말의 트래픽 경로를 변경하여 보다 짧은 지연 시간 및 광대역 전송 등을 지원하는 기술에 대한 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 연결 망에서, 사물 등 분산된 구성 요소들 간에 정보를 주고 받아 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 사물간의 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.
최근 LTE(Long Term Evolution) 및 LTE-Advanced의 발전에 따라 제 3자 응용서버가 5G 시스템과 교섭하여 단말의 상태 정보 변화를 모니터링하도록 요청하고, 이에 대한 결과를 수신하는 방법 및 장치가 필요하다.
본 발명은 이동통신네트워크에서 제3자 응용서버(3rd party AS)가 5G system에게 단말이 어느 무선 접속 기술(Access Technology Type, 이하 줄여서 Access Type)을 사용하여 5G 시스템에 접속하였는지 알기 위한 방법을 제안한다. Access Type이란, 3GPP에서 정의한 무선 접속 기술인 3gpp access 혹은 3GPP가 아닌 단체에서 정의한 무선 접속 기술인 non3gpp access (대표적으로 802.11인 WiFi)로 나뉜다.
또한, 본 발명은 이동통신네트워크에서 제3자 응용서버(3rd party AS)가 5G 시스템에 단말의 트래픽 경로를 단말의 위치와 가까운 LOCAL DATA NETWORK으로 변경하는 것을 요청하고, 이에 따라 5G 시스템이 단말의 현재 위치를 기반으로 해당 단말의 DATA NETWORK 연결 경로를 LOCAL DATA NETWORK으로 바꿔줄 때, 제 3자 응용서버가 사용자에게 적용하는 우선순위를 5G 시스템에도 적용하기 위한 방법이다. 예를 들어, NETFLIX나 AMAZON의 경우, 더 많은 돈을 지불하고 서비스를 이용하는 우선순위 사용자에 대해서, NETFLIX나 AMAZON에 해당하는 제 3자 응용서버가 우순순위 사용자에 대한 트래픽 변경을 우선 순위 처리해 줄 것을 5G SYSTEM에 요청할 필요가 있다. 따라서 본 발명은 5G SYSTEM이 단말의 트래픽 연결로 인하여 매우 혼잡하거나 LOCAL DATA NETWORK으로 연결되는 GATEWAY가 혼잡할 경우, 해당 우선순위 단말을 먼저 처리하여 LOCAL DATA NETWORK으로 옮겨주거나, 혹은 LOCAL DATA NETWORK을 이용하고 있던 우선순위 낮은 단말을 LOCAL DATA NETWORK에서 빼내고 우선순위 높은 사용자를 LOCAL DATA NETWORK으로 연결해주는 동작을 수행하는 방법에 대한 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 무선 통신 시스템에서 PCF(policy and charging function)의 동작 방법은, AF(application function)에 의해 생성되며 단말의 트래픽 경로 변경을 요청하는 메시지를 수신하는 단계와, 상기 메시지에 포함되는, 상기 AF가 제공하는 서비스에 대한 상기 단말의 우선순위 정보를 확인하는 단계와, 상기 우선순위 정보에 기반하여 상기 단말의 PDU(protocol data unit) 세션(session) 연결을 변경하는 단계를 포함한다.
실시예에 따라, 상기 메시지는, 상기 단말을 식별할 수 있는 단말 ID, 상기 단말이 상기 AF와 통신하면서 사용하는 IP 주소, 및 상기 단말과 관련된 그룹 ID 중에서 적어도 하나를 더 포함할 수 있다.
실시예에 따라, 상기 우선순위 정보에 따라 상기 단말의 UPF(user plane function)가 재배치되기로 결정되면 상기 단말이 로컬 UPF로 연결될 수 있다.
실시예에 따라, 상기 메시지는 NEF(network exposure function)를 통해 상기 AF로부터 상기 PCF로 전송될 수 있다.
상기 PCF의 동작 방법은, 임의의 단말, 상기 PDU 세션의 비활성(inactivity) 시간이 가장 긴 단말, 및 로컬 UPF(user plane function)에서의 미리 결정된 데이터 사용량을 만족하는 단말 중에서 어느 하나를 상기 PDU 세션 연결을 변경할 단말로 선택하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 무선 통신 시스템에서 AF(application function)의 동작 방법은, 상기 AF가 제공하는 서비스에 대한 단말의 우선순위 정보를 생성하는 단계와, 상기 우선순위 정보를 포함하며, 상기 단말의 트래픽 경로 변경을 요청하는 메시지를 전송하는 단계와, 상기 단말의 상기 트래픽 경로 변경에 대한 응답 메시지를 수신하는 단계를 포함한다. 이때, 상기 우선순위 정보에 기반하여 상기 단말의 PDU(protocol data unit) 세션(session) 연결이 변경될 수 있다.
실시예에 따라, 상기 메시지는, 상기 단말을 식별할 수 있는 단말 ID, 상기 단말이 상기 AF와 통신하면서 사용하는 IP 주소, 및 상기 단말과 관련된 그룹 ID 중에서 적어도 하나를 더 포함할 수 있다.
실시예에 따라, 상기 우선순위 정보에 따라 상기 단말의 UPF(user plane function)가 재배치되기로 결정되면 상기 단말이 로컬 UPF로 연결될 수 있다.
실시예에 따라, 상기 메시지는 NEF(network exposure function)를 통해 상기 AF로부터 상기 PCF로 전송될 수 있다.
실시예에 따라, 임의의 단말, 상기 PDU 세션의 비활성(inactivity) 시간이 가장 긴 단말, 및 로컬 UPF(user plane function)에서의 미리 결정된 데이터 사용량을 만족하는 단말 중에서 어느 하나가 상기 PDU 세션 연결을 변경할 단말로 선택될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 무선 통신 시스템에서 PCF(policy and charging function)는, 송수신부, 및 상기 송수신부와 연결되고, AF(application function)에 의해 생성되며 단말의 트래픽 경로 변경을 요청하는 메시지를 수신하도록 제어하고, 상기 메시지에 포함되는, 상기 AF가 제공하는 서비스에 대한 상기 단말의 우선순위 정보를 확인하고, 상기 우선순위 정보에 기반하여 상기 단말의 PDU(protocol data unit) 세션(session) 연결을 변경하는 제어부를 포함한다.
본 발명의 실시예에 따른 무선 통신 시스템에서 AF(application function)는, 송수신부, 및 상기 송수신부와 연결되고, 상기 AF가 제공하는 서비스에 대한 단말의 우선순위 정보를 생성하고, 상기 우선순위 정보를 포함하며, 상기 단말의 트래픽 경로 변경을 요청하는 메시지를 전송하도록 제어하고, 상기 단말의 상기 트래픽 경로 변경에 대한 응답 메시지를 수신하도록 제어하는 제어부를 포함한다. 이때, 상기 우선순위 정보에 기반하여 상기 단말의 PDU(protocol data unit) 세션(session) 연결이 변경될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 결과로, 3rd party AS는 단말이 접속한 Access type에 대한 정보를 알게되면, 자신이 서빙하는 단말에게 제공하는 서비스를 최적화하여 처리할 수 있다. 예를 들어 단말의 WiFi를 통한 5G system 접속이 생겼다면, 해당 연결로 대용량 데이터나 스트리밍 데이터를 보내도록 조절할 수 있다. 이는 단말의 데이터 과금을 절약하면서, 3gpp access의 부하를 덜게되는 장점이 있다. 혹은 단말이 3rd party AS를 통하여 Voice over IP를 쓰고 있다가 3gpp access가 생기면, 3rd party AS는 신뢰성있는 음성 데이터 전송을 위하여 3gpp access로 Voice over IP 데이터를 전송하도록 변경할 수 있다. 이는 사용자의 Voice over IP 서비스 퀄리티를 높일 수 있다.
본 발명의 다른 실시 예에 따르면, 더 많은 돈을 지불하고 서비스를 이용하는 제 3자 서비스의 우선순위 사용자에 대해서, 즉 NETFLIX나 AMAZON 등에 해당하는 이동통신사업자가 아닌 제 3자 응용 서비스 사업자가 관리하는 사용자의 우선순위에 대해서, 제 3자 응용 서버가 5G 시스템에 단말의 트래픽 경로를 LOCAL DATA NETWORK으로 변경할 것을 요청함에 있어서, 5G 시스템이 제 3자 응용 서비스의 사용자 우선순위를 반영하여 단말을 LOCAL DATA NETWORK으로 연결해주는 동작을 수행하게 된다. 이는 우선순위 사용자가 더 나은 서비스를 위하여 더 많은 돈을 내기 때문에, 특정 서비스 퀄리티를 보장해주기 위하여 사용될 수 있다. 예를 들어, 다수의 사용자가 같은 LOCAL DATA NETWORK 혹은 LOCAL DATA NETWORK에 연결되는 LOCAL GATEWAY에 연결을 하고자할 때, 우선순위 사용자에 대한 요청을 먼저 처리하여 더 빠르게 서비스를 제공할 수 있다. 또 다른 예로, LOCAL DATA NETWORK 혹은 LOCAL DATA NETWORK에 연결되는 LOCAL GATEWAY에 사용자가 몰려 포화 상태 혹은 혼잡 상태일 때, 우선순위가 높은 사용자의 연결을 수립하기 위하여 낮은 우선순위 사용자의 LOCAL DATA NETWORK 혹은 LOCAL DATA NETWORK에 연결되는 LOCAL GATEWAY의 연결을 해제할 수 있다. 따라서 우선순위가 높은 사용자는 우선순위가 낮은 사용자보다 더 나은 Quality of Service를 제공받을 수 있으며, 이는 제 3자 응용 서비스 사업자에게 더 비싼 요금을 지불하는 Subscription을 이용자들이 구독하게 하는 요인이 될 수 있다. 또한 제 3자 응용 서비스가 트래픽 경로 변경 요청을 그룹 단위로 하였을 때, 그룹 간의 우선 순위를 적용할 경우도 본 발명의 효과를 기대할 수 있다.
도 1은 네트워크 아키텍쳐로 5G 시스템과 3rd party AS(AF)가 연결되어 어떻게 단말의 정보를 획득할 수 있는지를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따라 3rd party AS가 5G 시스템에 단말의 액세스 타입(Access Type) 변경에 대해서 모니터링 해줄 것을 요청하고, 5G 시스템이 해당 이벤트(Event)를 탐지하면, 그 결과를 3rd party AS에게 알려주는 절차를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따라 제 3자 응용 서버인 AF가 5G 시스템으로 트래픽 경로 변경을 요청하고, 5G 시스템이 단말의 PDU session을 해당 Local data network로 연결하는 절차를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 단말의 구조를 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 네트워크 엔티티의 구조를 도시한 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예들을 상세히 설명한다. 이 때, 첨부된 도면에서 동일한 구성 요소는 가능한 동일한 부호로 나타내고 있음에 유의해야 한다. 또한 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략할 것이다.
본 명세서에서 실시 예를 설명함에 있어서 본 발명이 속하는 기술 분야에 익히 알려져 있고 본 발명과 직접적으로 관련이 없는 기술 내용에 대해서는 설명을 생략한다. 이는 불필요한 설명을 생략함으로써 본 발명의 요지를 흐리지 않고 더욱 명확히 전달하기 위함이다.
마찬가지 이유로 첨부 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 개략적으로 도시되었다. 또한, 각 구성요소의 크기는 실제 크기를 전적으로 반영하는 것이 아니다. 각 도면에서 동일한 또는 대응하는 구성요소에는 동일한 참조 번호를 부여하였다.
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.
이 때, 처리 흐름도 도면들의 각 블록과 흐름도 도면들의 조합들은 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들에 의해 수행될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 범용 컴퓨터, 특수용 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서에 탑재될 수 있으므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서를 통해 수행되는 그 인스트럭션들이 흐름도 블록(들)에서 설명된 기능들을 수행하는 수단을 생성하게 된다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 특정 방식으로 기능을 구현하기 위해 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 지향할 수 있는 컴퓨터 이용 가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장되는 것도 가능하므로, 그 컴퓨터 이용가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장된 인스트럭션들은 흐름도 블록(들)에서 설명된 기능을 수행하는 인스트럭션 수단을 내포하는 제조 품목을 생산하는 것도 가능하다. 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에 탑재되는 것도 가능하므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에서 일련의 동작 단계들이 수행되어 컴퓨터로 실행되는 프로세스를 생성해서 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 수행하는 인스트럭션들은 흐름도 블록(들)에서 설명된 기능들을 실행하기 위한 단계들을 제공하는 것도 가능하다.
또한, 각 블록은 특정된 논리적 기능(들)을 실행하기 위한 하나 이상의 실행 가능한 인스트럭션들을 포함하는 모듈, 세그먼트 또는 코드의 일부를 나타낼 수 있다. 또, 몇 가지 대체 실행 예들에서는 블록들에서 언급된 기능들이 순서를 벗어나서 발생하는 것도 가능함을 주목해야 한다. 예컨대, 잇달아 도시되어 있는 두 개의 블록들은 사실 실질적으로 동시에 수행되는 것도 가능하고 또는 그 블록들이 때때로 해당하는 기능에 따라 역순으로 수행되는 것도 가능하다.
이 때, 본 실시 예에서 사용되는 '~부'라는 용어는 소프트웨어 또는 FPGA또는 ASIC과 같은 하드웨어 구성요소를 의미하며, '~부'는 어떤 역할들을 수행한다. 그렇지만 '~부'는 소프트웨어 또는 하드웨어에 한정되는 의미는 아니다. '~부'는 어드레싱할 수 있는 저장 매체에 있도록 구성될 수도 있고 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 재생시키도록 구성될 수도 있다. 따라서, 일 예로서 '~부'는 소프트웨어 구성요소들, 객체지향 소프트웨어 구성요소들, 클래스 구성요소들 및 태스크 구성요소들과 같은 구성요소들과, 프로세스들, 함수들, 속성들, 프로시저들, 서브루틴들, 프로그램 코드의 세그먼트들, 드라이버들, 펌웨어, 마이크로코드, 회로, 데이터, 데이터베이스, 데이터 구조들, 테이블들, 어레이들, 및 변수들을 포함한다. 구성요소들과 '~부'들 안에서 제공되는 기능은 더 작은 수의 구성요소들 및 '~부'들로 결합되거나 추가적인 구성요소들과 '~부'들로 더 분리될 수 있다. 뿐만 아니라, 구성요소들 및 '~부'들은 디바이스 또는 보안 멀티미디어카드 내의 하나 또는 그 이상의 CPU들을 재생시키도록 구현될 수도 있다.
< 제1실시예 >
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), 및 SCMA(sparse code multiple access) 등이 개발되고 있다.
한편, 3GPP 차세대 통신 시스템에서 제3자 응용서버(3rd party Application Server)와의 통신을 구현하기 위한 아키텍쳐에 대해 지속적인 논의가 이루어지고 있다. 이에 따라, 핵심망(CN: Core Network)의 네트워크 기능들을 외부의 제3자 응용서버에 효율적으로 제공하기 위한 방안 및 이를 개선하기 위한 요구가 증대되는 상황이다. 이를 이용한 기술로, 제 3자 응용 서버는 Monitoring Event라는 API를 이용할 수 있다. Monitoring Event API는 5G system이 제 3자 응용 서버에게 제공하는 API로써, 단말의 위치 변화, 로밍 상태 변화, Reachability, Availability after Downlink data failure 등의 단말 이벤트를 5G system이 탐지하게 되면, 그 결과 혹은 내용을 제 3자 응용 서버에게 전달하는 기능을 한다.
이하 설명의 편의를 위하여, 3GPP(3rd Generation Partnership Project Long Term Evolution) 규격에서 정의하고 있는 용어 및 명칭들이 일부 사용될 수 있다. 하지만, 본 발명이 상기 용어 및 명칭들에 의해 한정되는 것은 아니며, 다른 규격에 따르는 시스템에도 동일하게 적용될 수 있다.
도 1은 네트워크 아키텍쳐로 5G 시스템과 3rd party AS(AF)가 연결되어 어떻게 단말의 정보를 획득할 수 있는지를 나타내는 도면이다.
도 1에 도시된, 본 발명에 등장하는 네트워크 엔티티 또는 네트워크 노드들의 설명은 다음과 같다.
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5G 단말은 3gpp access로 불리는 5G RAN, 즉 3gpp 에서 정의된 무선 접속 망을 통하여 5G 시스템 혹은 5G 핵심망에 접속할 수 있다. 또한 5G 단말은 non3gpp access로 불리는, 즉 3gpp에서 정의되지 않은 무선 접속 망(e.g., IEEE 801.11로 일컬어 지는 WiFi)을 통하여 N3IWF(Non3GPP Interworking Function)라는 장치로 연결될 수 있고, 이 N3IWF는 5G 핵심망 혹은 5G 시스템과 연결되어 non3gpp Access로 접속한 단말을 5G 시스템 혹은 5G 핵심망에 붙일 수 있다. (이하 5G 시스템과 5G 핵심망은 동일) 5G의 핵심망은 다음과 같은 네트워크 기능들로 이루어질 수 있다. AMF(Access and Mobility Management Function)은 단말의 이동성을 관리하는 네트워크 기능이다. SMF(Session Management Function)은 단말에게 제공하는 Packet Data Network 연결을 관리하는 네트워크 기능이다. PCF(Policy and Charging Function)은 단말에 대한 이동통신사업자의 서비스 정책, 과금 정책, 그리고 PDU session에 대한 정책을 적용하는 네트워크 기능이다. NEF(Network Exposure Function)는 5G 네트워크에서 단말을 관리하는 정보에 접근이 가능하여 Mobility management에 대한 설정 변경 및 해당 단말에 특화된 Mobility management context 설정, 해당 단말의 Mobility Management 이벤트에 대한 구독, 해당 단말의 Session Management 에 대한 설정 및 Session Management context 설정, 해당 단말의 Charging 정보 설정, 해당 단말에 대한 PDU session Policy 변경 요청, 해당 단말에 대한 작은 데이터 전송을 할 수 있다. UPF는 User Plane Function의 약자로, 데이터 전송망에서 Gateway로 일컬어지는 장치를 의미하며, 단말이 무선 네트워크를 통해서 보낸 데이터를 외부 데이터 네트워크에 전달하는 역할을 한다. N3IWF는 제어 시그널링은 AMF와 맺고, 데이터 전송을 위하여 N3 interface를 통해서 UPF와 연결을 맺는다. UDR은 User Data Repository의 약자로써, 단말의 사용자에 대한 데이터가 저장된 곧이고, 흔히 3G/4G 시스템의 HSS(Home Subscriber server)라고 일컬어진다. 따라서 단말 사용자의 이동통신시스템 가입 정보 등이 저장되어있는 장치이며, 단말에게 제공하는 여러 5G 기능들의 인증 및 허가를 수행할 수도 있다. AF는 5G system의 장치들과 API를 사용할 수 있도록 허가된 Application Function을 의미하며, AF는 제 3자 응용서버가 될 수 있고, 또는 이동통신사업자가 직접 운영하는 응용서버가 될 수 있다. 본 발명에서 AF라 불리는 장치는 제 3자 응용서버를 의미할 수 있으며, 이동통신사업자가 직접 운영하는 응용서버도 의미할 수 있다. AMF와 SMF, PCF, UDR, NEF, AF 등은 Service based interface로 일컬어지는 구조를 가지며, 이는 각 네트워크 기능들이 API를 제공하고, 이 API 들을 다른 네트워크 기능들이 요청하여 사용하는 방식을 따른다. 예를 들어 AMF가 제공하는 API가 a,b,c가 있다면, SMF와 PCF 또는 NEF 등이 a,b,c라는 API를 요청해서 AMF가 제공하는 기능을 이용할 수 있는 것이다. 즉, 제3자 응용서버는 Mobility management 관련하여 단말의 위치를 획득하고자 한다면, AMF가 제공하는 단말의 location을 확인하여 알려주는 API (예를 들어 Location-reporting API)를 이용하여 AMF로부터 단말의 위치를 획득할 수 있다. 또는 단말이 이용하는 Session에 대해서 Traffic Routing을 변경하고자 요청할 때, 제3자 응용서버는 PCF가 제공하는 Traffic Steering을 지원하는 API(e.g., Traffic steering API)를 이용하여 핵심망이 단말에게 제공하는 PDU session에 대한 routing path를 변경할 수 있다.
본 발명에서 다루는 Access type은 다음과 같이 정의될 수 있다. 5G 단말이 3gpp access로 불리는 5G RAN, 즉 3gpp 에서 정의된 무선 접속 망을 통하여 5G 시스템 혹은 5G 핵심망에 접속한 경우, 이는 access type을 3gpp를 사용하여 접속했다고 할 수 있다. 보다 더 나아가, 본 발명에서 3gpp access는 4G 기술인 E-UTRAN의 개선된 버전(evolved E-UTRAN 혹은 eLTE)과 5G 기술인 NR(New Radio)로 구별될 수 있다. 즉, Access type 중 3gpp access는 eLTE 혹은 NR로 구별될 수 있다. 5G 단말이 non3gpp access로 불리는, 즉 3gpp에서 정의되지 않은 무선 접속 망(예: IEEE 801.11로 일컬어 지는 WiFi)을 통하여 N3IWF(Non3GPP Interworking Function)라는 장치로 접속한 후, IP 연결을 맺고, 이 IP 연결을 통하여 단말 - N3IWF - AMF간 연결이 수립되었다면, 이는 access type을 non3gpp를 사용하여 접속했다고 할 수 있다. Non3gpp access는 주로 WiFi를 의미하지만, IEEE나 다른 표준단체에서 정의된 어떤 무선 접속 네트워크 기술에도 적용될 수 있으며, 단말과 IP로 통신할 수 있는 기술을 포괄한다.
도 는 본 발명의 실시 예에 따라 AF가 Access type 혹은 Access type과 위치 정보에 대한 Event를 Monitoring 해줄 것을 AMF에 요청하고, AMF가 이를 모니터링 한 뒤 Event를 탐지하면 그 결과를 AF에 보내주는 방법을 나타낸 도면이다.
본 발명의 실시 예는 AF가 Access type을 요청할 수 있다는 것, 그리고 그에 대한 응답으로 단말이 eLTE에 붙었는지, NR에 붙었는지, 혹은 둘을 포함한 5G-RAN(즉, 3gpp access)에 붙었는지, 혹은 단말이 non3gpp access를 통해 붙었는지를 AF에게 알려주는 것을 주 내용으로 한다.
도 2의 단계 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따라 AF는 자신이 제공하는 응용 서비스를 이용하고 있는 단말에 대해서 해당 단말이 사용하고 있는 Access type을 파악하고자 할 수 있다. AF는 단말의 Access type만 확인할 수도 있고, 혹은 단말의 위치와 함께 해당 위치에서 단말이 사용하고 있는 Access type을 파악하고자 할 수 있다. 본 발명에서는 상기와 같은 Event - Access type 혹은 단말의 위치와 Access type에 대한 Event - 를 다룬다. 이 밖에도 다른 Event로 단말의 Access type을 파악하고자 하는 경우도 포괄한다. (이하 상기 Event라 함은 Access type 혹은 단말의 위치와 Access type에 대한 Event, 혹은 단말의 다른 상태와 함께 Access type을 파악하고자 하는 다른 Event를 의미한다.)
상기 Event에 대한 Monitoring이 필요하다고 판단한 AF는 본 발명의 실시 예에 따른 Event Subscription 메시지를 구성하여 1a에 따라 NEF 혹은 1b에 따라 UDR에 전송한다. 상기 메시지에는 어떤 Event를 요청하는 지에 대한 정보가 포함되며, AF와 5G system 사이에서 단말을 식별할 수 있는 ID(예: External ID) 혹은 단말 그룹의 ID (예: External Group ID)가 포함될 수 있다. 상기 ID는 UDR(혹은 UDM, 혹은 HSS)에 단말의 가입정보 형태로 5G system 내에서 사용하는 단말의 ID 혹은 그룹 ID와 함께 매핑이 되어있다. 따라서 5G system은 External ID 혹은 External Group ID를 3gpp 시스템 내에서 사용하는 단말 ID인 IMSI(혹은 SUPI: Subscriber Permanent Identifier) 혹은 단말 그룹 ID인 Internal Group Identifier로 매핑하여 확인할 수 있다. 이 외에도 메시지 1a 혹은 1b에는 Event monitoring이 필요한 시간(얼마나 오래 monitoring 할 것인지), 혹은 한번만 수행하는 event monitoring 인지를 나타내는 정보를 포함할 수 있다. 또한 Group에 대한 요청인 경우, 해당 그룹에 대한 Event monitoring 결과를 어느 시간 동안 모아서 하나의 Monitoring 결과 report에 담아 보낼지에 대한 시간 정보가 포함될 수 있다.
AF가 도 2의 1a단계로 NEF를 통해 메시지를 보내는 경우는, AF가 AMF와 직접 연결이 없을 때에 해당된다. AF는 AMF로 API를 요청할 수 있는 권한이 없기 때문에, NEF로 먼저 요청을 하고, NEF가 도 2의 단계 2를 통해서 UDR(혹은 UDM, HSS. 이하 UDR으로 통일) 상기 AF가 Event monitoring을 요청할 수 있는지 허가하는 절차를 수행한다. 도 2의 1a는 AF가 NEF가 제공하는 API를 사용하는 것이고, 도 2의 단계 2는 NEF가 UDR이 제공하는 API를 사용해서 Event 요청을 처리한다. UDR을 통해 상기 AF가 Event monitoring을 요청을 허가 한 후, NEF는 단계 3a을 통해서 AF에게 Event monitoring 요청이 받아들여 졌음을 알린다. 만약 Event monitoring 요청이 실패한 경우, UDR은 NEF에게 실패 응답을 알리고, NEF는 이를 AF에게 알린다. Event monitoring 요청이 실패하는 이유는 AF가 해당 Event를 요청할 수 없거나, 혹은 해당 단말이 가입되지 않은 단말이거나, External ID 혹은 External Group ID에 해당하는 단말을 찾을 수 없거나, 해당 단말이 Fixed wireless 단말이라 하나의 access만 사용하는 단말(3gpp access only 혹은 non-3gpp access only)이기 때문일 수 있다. UDR은 상기와 같은 실패 이유를 NEF로 보내는 응답에 포함하여, NEF는 이를 AF에게 전달한다.
AF가 도 2의 1b단계로 AMF에 Event 구독 요청을 보내는 경우는, AF가 해당 이동통신사와 Trust Releationship을 갖고 있으며, 따라서 직접 UDR의 API를 이용할 수 있는 권한이 있는 경우이다. AF는 UDR에게 UDR이 제공하는 API를 사용하여 Event 구독 요청을 보낸다. 이를 수신한 UDR은 상기 AF의 Event monitoring 요청을 허가하는 동작을 수행한다. UDR은 요청을 허가 한 후, 도 2의 단계 3b를 통해서 AF에게 Event monitoring 요청이 받아들여 졌음을 알린다. Event monitoring 요청에 대한 허가가 실패하는 경우, UDR은 AF에게 실패 응답을 알린다. Event monitoring 요청이 실패하는 이유는 AF가 해당 Event를 요청할 권한이 없거나(not authorized), 혹은 해당 단말이 가입되지 않은 단말이거나, External ID 혹은 External Group ID에 해당하는 단말을 찾을 수 없거나, 해당 단말이 Fixed wireless 단말이라 하나의 access만 사용하는 단말(3gpp access only 혹은 non-3gpp access only)이기 때문일 수 있다. UDR은 상기와 같은 실패 이유를 도 2의 단계 3b로 AF에게 전달할 수 있다.
도 2의 단계 4에따라 UDR은 External ID에 해당하는 단말의 ID인 IMSI 혹은 SUPI, 또는 External Group ID에 해당하는 Internal Group ID를 찾고 이 Group에 속하는 단말의 ID인 IMSI 혹은 SUPI를 판단한다. 그 뒤 해당 단말을 서빙하고 있는 AMF를 찾는다. 이는 단말이 AMF로 registration을 할 때, AMF가 UDR에 자신이 어떤 단말을 서빙하고 있는지 업데이트 하기 때문에, UDR에 저장되어 있다. Event monitoring 요청에 대한 단말과 그 단말의 서빙 AMF를 판단한 UDR은 해당 AMF로 Event를 설정한다. 이는 단말의 가입정보를 업데이트하는 API - Subscription data update - 를 사용할 수 있다. 다시말해서, UDR이 Event 요청을 설정하면, 이는 단말의 가입 정보에 포함이 되고, 이 정보가 AMF에 전달되어 AMF는 Event monitoring을 수행하게 된다. 도 2의 단계 4를 통하여 Event monitoring을 설정받은 AMF는 해당 단말에 대해 요청받은 Event가 발생하는 지 감시를 시작한다. 단계 4의 메시지에는 AF가 요청한 Event monitoring이 필요한 시간(얼마나 오래 monitoring 할 것인지), 혹은 한번만 수행하는 event monitoring 인지를 나타내는 정보를 포함할 수 있다. 또한 Group에 대한 요청인 경우, 해당 그룹에 대한 Event monitoring 결과를 어느 시간 동안 모아서 하나의 Monitoring 결과 report에 담아 보낼지에 대한 시간 정보가 포함될 수 있다.
단말은 non-3gpp access를 통해 5G system 접속을 시도할 수 있다. 단말이 WiFi AP 등에 접속하여 IP 주소를 할당 받고, N3IWF와의 연결 수립을 위하여 N3IWF에 시그널링을 보낼 수 있다. 이 절차는 3GPP에서 정의된 N3IWF 접속 방법을 따른다.
단말이 N3IWF와 non3gpp access (예: WiFi)를 통해서 연결이 되면, N3IWF는 AMF와 N2 연결을 통하여 단말이 보내는 NAS 메시지를 AMF에 전달할 수 있게 된다. 단말은 non3gpp access를 통하여 5G system에 접속하기 위하여, Registration 요청이라는 NAS 메시지를 AMF로 보낸다. N3IWF는 단말이 보낸 NAS 메시지를 AMF에게 전달하기 위하여 N2 메시지를 구성한다. N2는 N3IWF와 AMF 사이의 Interface를 의미하여, 단말이 보낸 NAS 메시지를 N2 메시지에 포함하여 전달할 수 있다. N3IWF는 단말의 NAS 메시지를 AMF에게 전달할 때, 상기 NAS 메시지를 N2 메시지에 포함하고, N2 메시지에 단말의 현재 위치정보 또는 Access type 중 적어도 하나를 알릴 수 있다. 단말의 현재 위치 정보는 Tracking Area ID일 수 있고, 이는 non3gpp access 전용으로 사용되는 Tracking area ID 일 수 있다. 이 정보는 N3IWF가 서빙 지역을 판단하기 위해 사용하는 정보이다. 더 나아가 N3IWF는 단말의 IP주소를 보고 어느 지역에서 송출되는 IP 주소인지 판단하고, 해당 위치에 맞는 Tracking Area ID를 유도할 수 있으며, 다른 방법으로 해당 위치에 대한 Geographical 정보(GPS 정보, Civic address, Postal code, ZIP code 등)를 유도할 수도 있다. N3IWF는 상기와 같이 판단한 단말의 현재 위치 정보를 상기 N2 메시지에 포함할 수 있다.
단말의 NAS 메시지를 수신한 AMF는 단말과 NAS procedure를 완료한다. 예를 들어, 단말이 registration을 요청하였다면, 해당 registration 동작을 완료한다. 본 발명의 실시 예에 따른 도 2의 단계 5에 따라, 단말이 non3gpp access에서 registration을 요청하였고, AMF와 단말이 이 절차를 성공적으로 완료하였다면, AMF는 단말이 non3gpp access로 5G system에 접속하였다고 판단할 수 있다. 따라서 AMF는 non3gpp access로 연결되지 않았던 단말이, 이제 non3gpp access로 연결이 되었으므로, 도 2의 단계 4로 인하여 설정된 Event에 대한 조건이 만족했다고 판단할 수 있다. AMF는 N3IWF가 N2 메시지로 보낸 Access type을 확인하여 이를 이를 판단할 수 있다. 혹은 N3IWF가 보낸 단말의 위치 정보를 보고, 해당 위치 정보가 non3gpp 전용으로 사용되는 Tracking Area ID라면, 단말이 non3gpp access로 접속한 것임을 판단할 수 있다. 또는 단말이 보낸 NAS 메시지에 non3gpp로 접속하였다는 식별자가 있을 경우, 이를 기반으로 단말이 non3gpp로 접속한 것임을 판단할 수 있다. 또는 AMF는 N3IWF가 보낸 N2 메시지에 포함된 단말의 위치 정보와 Access type, 혹은 단말이 보낸 NAS 메시지에 들어있는 Access type을 보고 단말이 어느 위치에서 어느 access type으로 접속했는지 판단할 수 있다.
또 다른 세부 실시 예로, AMF는 non3gpp access를 사용하던 단말이, 3gpp access로 Registration을 수행한 경우, 단말의 3gpp access로 인한 접속이 발생하였다고 판단할 수 있다. 따라서 도 2의 단계 1a 혹은 1b에서 AF가 요청한 event가 단말의 access type 변화라면, non3gpp access로 접속했던 단말이 3gpp access로 5G system에 접속하게 되었을 때, 설정된 Event에 대한 조건이 만족했다고 판단할 수 있다. 즉 AF는 단말의 Access type 변화를 Event로 설정하였고, AMF는 non3gpp와 3gpp 사이의 Access type 변경을 해당 Event 조건으로 판단, 현재 단말이 접속한 Access type을 Event monitoring 결과로 판단할 수 있다.또한 이는 단말이 3gpp access에 추가로 non3gpp access를 통한 연결을 수립하여, 3gpp access와 non3gpp access 모두를 갖추었을 경우도 해당될 수 있다. 이 때 AMF는 access type에 3gpp access와 non3gpp access 모두 연결되었다는 의미로, 3gpp access와 non3gpp access에 대한 식별자를 모두 포함할 수 있다. 마찬가지로, 단말이 두 access를 통해서 연결되어 있다가 하나의 access를 해제한 경우, 즉 3gpp access와 non3gpp access를 둘 다 사용하고 있다가 단말이 non3gpp access를 해제하여 3gpp access만 남게되었음을 AMF가 판단하였다면 (단말과 수행한 Deregistration 절차 혹은 Registration 절차에 따라 판단) non3gpp access가 해제되고 3gpp access만 남았다는 것을 Event로 판단하여, 3gpp access 만을 Access type에 대한 event 결과에 포함할 수 있다. 다른 예로, AMF는 단말의 Access type을 새로 알게될 때 마다 Event 결과로 판단할 수 있다. 즉 Access type의 변경을 event로 판단하는 것이 아닌, 단말의 현재 access type을 판단할 때 마다 Event의 결과로 판단하여 Event notification을 구성할 수 있다. 또한 만약 단말이 두 access를 모두 가지고 있다가 하나의 access만 해제할 경우, 단말이 사용하는 access type이 두개에서 하나로 변경된 것이므로, 이는 단말의 access type에 대한 변경 event에 부합하는 것으로 판단하여, 현재 단말이 가지고 있는 유효한 access type에 대한 정보만 event 결과로 판단, Event notification을 구성할 수 있다.
도 2의 단계 5에 따라 Event를 detection한 AMF는 NEF를 통하여 혹은 직접 AF로 Event 결과를 알린다. (도 2의 단계 6a 혹은 6b) 단계 6a를 통해서 NEF에 보내는 경우는, AF가 5G system의 네트워크 기능들과 직접 연결될 수 없을 경우, 다시 말해 단계 1a에 따라 event monitoring이 요청되었고 UDR이 이를 AMF에 설정할 때 NEF의 주소 혹은 ID를 알려준 경우에 해당한다. 이 메시지에는 Event의 결과로 단말의 변경된 Access type, 혹은 단말의 현재 위치 정보와 변경된 Access type이 포함될 수 있다. 혹은 다른 Event에 대한 결과와 Access type이 포함될 수 있다. 6a를 통해 Event notification을 수신한 NEF는 해당 Event가 어떤 AF가 요청한 Event인지 식별한 후, 해당 AF에게 Event 결과를 알린다. 이 때 도 2의 6a 단계에서 수신한 Access type 혹은 단말의 위치, 혹은 다른 Event 결과를 포함할 수 있다. 도 2의 단계 6b를 통하여 보내는 경우는 AF가 직접 5G system의 네트워크 기능들과 직접 연결될 수 있을 경우, 다시 말해 단계 1b에 따라 Event monitoring 이 요청되었고, UDR이 이를 AMF에 설정할 때 AF의 주소 혹은 ID를 알려준 경우에 해당한다. 이 메시지에는 Event의 결과로 단말의 변경된 Access type 혹은 단말의 현재 위치 정보와 변경된 Access type이 포함될 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따라 AF는 Event 결과를 수신하여 다음과 같은 판단을 내릴 수 있다. 예를 들어 단말이 3gpp access가 있다는 것을 알고 있었는데 non3gpp access로 접속하였다는 accee type을 event 결과로 수신하면, 해당 단말이 3gpp access는 없어지고 non3gpp access로만 접속했다고 판단할 수 있다. 또는 3gpp access는 유지되고 있으나 non3gpp access가 추가되었다고 판단할 수 있다. 이 경우 3gpp access는 기본으로 유지되는 access이고 non3gpp access만 추가적으로 붙었다가 해제되었다가 할 경우에 유효하다. 또는 AF는 단말에 대한 event 결과의 access type에 non3gpp access가 표시되어 왔고, 이전에 단말이 3gpp access가 있다는 것을 5G system으로부터 알림 받지 못했다면, 단말이 non3gpp access만 가지고 있다고 판단할 수 있다. 또 다른 예로 단말이 현재 사용하고 있는 Access type 전부를 Event 결과로 수신할 수 있다. 이 때 AF는 수신한 access type이 3gpp access 와 non3gpp access라면 단말이 두 access 모두 접속해있다고 판단하며, 수신한 access type이 3gpp access면 단말이 3gpp access만 가지고 있다고 판단하고, 수신한 access type이 non3gpp access면 단말이 non3gpp access만 가지고 있다고 판단할 수 있다.
본 발명의 다른 세부 실시 예로, UDR은 단말이 3gpp access 혹은 non3gpp access로 registration이 되었는지의 여부를 아는 경우에 대하여 다음과 같은 동작이 가능하다. UDR은 도 2의 1a 혹은 1b에 따라 Event subscription 요청이 오면, 해당 요청이 단말의 Access type에 대한 Event monitoring이 포함되어 있는지 판단한다. 그 후, 자신이 저장하고 있는 UE의 context를 확인하고, 또는 UE를 현재 서빙하고 있는 AMF를 확인한 뒤 그에 대한 registration context를 확인할 수 있다. 상기 확인 결과 UDR은 Event 요청에 대한 단말이 현재 어떤 access type으로 5G 시스템에 registration 되었는지 판단할 수 있다. 왜냐하면, 단말이 접속한 access type이 registration 절차를 통해서 AMF에게 전달되고, AMF가 이를 UDR에 전달했을 수 있기 때문이다. 따라서 UDR이 저장하고 있는 단말 관련 context에 단말이 현재 registration되어있는 access type이 저장되어 있고, 이를 확인한 UDR은 1a 혹은 1b에 대한 응답을 할 때, 즉 도 2의 단계 2와 3a 혹은 단계 3b를 수행할 때, 해당 응답 메시지에 AF가 요청한 Event에 대한 결과 - 단말이 어느 Access type으로 registration되어있는지 - 를 포함하여 알릴 수 있다. UDR이 단말이 registration한 access type을 관리하는 경우, AF가 1a 혹은 1b를 통해 요청하는 Event 설정은 단계 4를 수행하지 않을 수 있고, 이 경우 상기에서 설명하였듯이 UDR이 자신이 저장한 단말의 Context 기반으로 Event를 monitoring 하고 결과를 알린다. 도 2의 단계 2와 3a 혹은 3b를 통해서 단말의 access type 상태를 알릴 수도 있고, 단계 2와 3a 혹은 3b를 수행한 후 부터는 UDR이 직접 Event notification 메시지를 구성하여 UDR_Event_Notify 와 같은 API를 이용하여 AF에게 단말이 registration 한 Access type을 알릴 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 결과로, 3rd party AS는 단말이 접속한 Access type에 대한 정보를 알게되면, 자신이 서빙하는 단말에게 제공하는 서비스를 최적화하여 처리할 수 있다. 예를 들어 단말의 WiFi를 통한 5G system 접속이 생겼다면, 해당 연결로 대용량 데이터나 스트리밍 데이터를 보내도록 조절할 수 있다. 이는 단말의 데이터 과금을 절약하면서, 3gpp access의 부하를 덜게되는 장점이 있다. 혹은 단말이 3rd party AS를 통하여 Voice over IP를 쓰고 있다가 3gpp access가 생기면, 3rd party AS는 신뢰성있는 음성 데이터 전송을 위하여 3gpp access로 Voice over IP 데이터를 전송하도록 변경할 수 있다. 이는 사용자의 Voice over IP 서비스 퀄리티를 높일 수 있다.
< 제2실시예 >
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), 및 SCMA(sparse code multiple access) 등이 개발되고 있다.
한편, 3GPP 차세대 통신 시스템에서 제3자 응용서버(3rd party Application Server)와의 통신을 구현하기 위한 아키텍쳐에 대해 지속적인 논의가 이루어지고 있다. 이에 따라, 핵심망(CN: Core Network)의 네트워크 기능들을 외부의 제3자 응용서버에 효율적으로 제공하기 위한 방안 및 이를 개선하기 위한 요구가 증대되는 상황이다. 이를 이용한 기술로, 제 3자 응용 서버는 MEC(Mobile Edge Computing)을 적용할 수 있다. MEC는 무선 기지국 혹은 무선 기지국과 가까운 GW를 설치하고, 그 위에 분산 클라우드 컴퓨팅 기술을 적용하여 다양한 서비스와 캐싱 콘텐츠를 이용자 단말에 가까이 전개함으로써 모바일 코어망의 혼잡을 완화하고, 새로운 로컬 서비스를 창출하는 기술이다. MEC는 애플리케이션 개발자나 콘텐트 제공자들에게 모바일 네트워크 에지에서 클라우드 컴퓨팅 능력과 IT서비스 환경을 제공한다. 특히 응용 애플리케이션들에게 초 저지연과 대용량 대역폭 제공, 실시간 네트워크 정보 접근이 가능하도록 하여 준다. 따라서 제 3자 응용 서비스는 MEC를 사용하기 위하여 5G system에 요청할 수 있고, 이는 NEF를 통하여 5G system이 제 3자 응용 서비스로 제공하는 API를 이용할 수 있다. 또는 제 3자 응용 서비스의 응용 서버가 5G system과 계약을 맺고, NEF를 통하지 않고 직접 5G system의 PCF와 통신하여 MEC를 사용하기 위한 요청을 할 수 있다.
이하 설명의 편의를 위하여, 3GPP(3rd Generation Partnership Project Long Term Evolution) 규격에서 정의하고 있는 용어 및 명칭들이 일부 사용될 수 있다. 하지만, 본 발명이 상기 용어 및 명칭들에 의해 한정되는 것은 아니며, 다른 규격에 따르는 시스템에도 동일하게 적용될 수 있다.
본 발명에 등장하는 네트워크 엔티티 또는 네트워크 노드들의 설명은 다음과 같다.
5G의 핵심망은 다음과 같은 네트워크 기능들로 이루어질 수 있다. AMF(Access and Mobility Management Function)은 단말의 이동성을 관리하는 네트워크 기능이다. SMF(Session Management Function)은 단말에게 제공하는 Packet Data Network 연결을 관리하는 네트워크 기능이다. PCF(Policy and Charging Function)은 단말에 대한 이동통신사업자의 서비스 정책, 과금 정책, 그리고 PDU session에 대한 정책을 적용하는 네트워크 기능이다. NEF(Network Exposure Function)는 5G 네트워크에서 단말을 관리하는 정보에 접근이 가능하여 Mobility management에 대한 설정 변경 및 해당 단말에 특화된 Mobility management context 설정, 해당 단말의 Mobility Management 이벤트에 대한 구독, 해당 단말의 Session Management 에 대한 설정 및 Session Management context 설정, 해당 단말의 Charging 정보 설정, 해당 단말에 대한 PDU session Policy 변경 요청, 해당 단말에 대한 작은 데이터 전송을 할 수 있다.
본 발명에서 API(Application Programming Interface)라 함은, 5G 시스템이 3rd party AS에게 제공하는 API를 의미하며, 이 API를 이용하여 핵심망 네트워크 기능들이 제공하는 상기 정보를 이용하거나 획득하거나 설정할 수 있다. 즉, 이하에서의 API는 3GPP 네트워크 핵심망에서 제공하는 Network Capability를 외부망의 응용 서버에서 접근하거나 획득하거나 설정할 수 있도록 만든 Interface를 의미한다.
즉, 제3자 응용서버는 Mobility management 관련하여 단말의 위치를 획득하고자 한다면, 단말의 location을 획득하고자 하는 API (예를 들어 Location-reporting API)를 이용하여 핵심망으로부터 단말의 위치를 획득할 수 있다. 또는 단말이 이용하는 Session에 대해서 Traffic Routing을 변경하고자 요청할 때, 제3자 응용서버는 Traffic Steering을 지원하는 API(e.g., Traffic steering API)를 이용하여 핵심망이 단말에게 제공하는 PDU session에 대한 routing path를 변경할 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따라 제 3자 응용 서버인 AF가 5G 시스템으로 트래픽 경로 변경을 요청하고, 시스템이 단말의 PDU session을 해당 Local data network로 연결하는 절차를 나타낸 도면이다.
본 발명에서 다루는 제 3자 응용 서버 요청에 따른 단말의 트래픽 경로 변경 절차는 도 3과 같다. 본 발명의 실시 예는 상기 절차 수행 시, 제 3자 응용 서비스에 가입한 단말의 우선순위 정보에 따라 제 3자 응용 서버가 5G system에 트래픽 경로 변경을 요청하고, 이를 5G system이 적용하는 방법에 대한 것이다. 본 발명에서 제 3자 응용 서비스 서버를 AF라고 부르며(Application Function), 이는 제 3자 응용 서비스에 국한되지 않으며 5G system 을 이용하는 어떤 종류의 응용 서버를 포함한다.
도 3의 단계 1에 따라 AF는 단말의 Traffic steering (트래픽 경로 변경) 요청을 생성한다. 이 요청을 생성할 때, AF는 5G system에서 단말을 식별할 수 있는 단말 ID(e.g., External ID)를 판단한다. 이 단말 ID를 사용하여 5G system은 5G 망 내에서 어떤 단말을 지칭하는지 판단할 수 있으며, 이는 단말의 가입정보를 기반으로 한다. 혹은 단말의 ID 대신에 현재 단말이 AF와 IP 통신을 하면서 사용하고 있는 단말의 IP 주소를 사용하여 단말을 식별하도록 할 수 있다. 이 경우 단말의 IP 주소 혹은 IP Prefix를 단말의 ID 대신 상기 요청에 포함한다. 또한 AF는 여러 단말에 대한 Traffic Steering을 요청하기 위하여 단말을 그룹짓고 그 그룹을 식별할 수 있는 그룹 ID(e.g., External Group ID)를 사용할 수 있다. 그룹 ID도 5G 시스템에서 해당 그룹 및 그룹에 속하는 단말을 판단할 수 있는 ID 이며, 각 단말의 5G 네트워크 가입 정보를 기반으로 판단할 수 있다. 다시말하여, 5G 시스템의 단말 가입 정보에 External ID 혹은 External Group ID가 있으면, AF가 요청하는 단말 혹은 그룹을 식별할 수 있다. 또한 AF는 해당 단말 혹은 해당 그룹에 대하여, 어떤 지역의 Local Data Network 혹은 Local GW에 접속해야하는 지의 정보를 DNAI(Data Network Access Identifier, Identifier of a user plane access to the DN)들의 리스트로 구성하여 상기 요청에 포함시킬 수 있다. 또한 AF는 Traffic steering을 수행할 시간 조건, Traffic steering이 필요한 유효 시간, 혹은 Traffic steering이 수행되어야 하는 단말의 위치 등을 함께 상기 요청에 포함할 수 있다. 본 발명에 실시 예에 따라, AF는 각 단말 혹은 각 단말의 그룹에 대한 요청에 대하여, 해당 단말 혹은 그룹이 AF가 제공하는 서비스에서 가지는 우선순위를 상기 요청에 포함할 수 있다. 이 우선순위 값은 5G system에서 이해할 수 있는 값이며, 이를 위하여 사전에 이미 5G system과 약속된 값, 혹은 약속된 정보, 혹은 표준화된 정보를 이용할 수 있다. 혹은 PCF와 AF가 교섭하여 가지고 있는 값일 수 있고, 이를 PCF가 5G system 내에서 사용되는 우선순위 값으로 변경하여 이용할 수 있다. 또 다른 예로, AF가 NEF를 통하여 PCF에 Traffic steering을 요청하는 경우, AF는 NEF에 응용 서비스 레벨의 우선순위 값을 전달하면, NEF가 이를 5G system에서 사용할 수 있응 우선순위 값으로 변경하여 PCF에 전달, 처리할 수 있다. 본 발명의 세부 실시 예에 따라, 상기 우선순위는 다음과 같은 형식을 따를 수 있다. 1) 숫자로 나타낸 우선순위 레벨: 이 경우 Priority value를 1 부터 10 혹은 1 부터 100 등 1 부터 N까지의 정수 값으로 나타낸다. 1이 가장 높은 우선순위이거나 1이 가장 낮은 우선순위일 수 있으며, 이는 5G system과 사전에 약속된 규칙을 따르거나, 표준을 따른다. 또다른 방법으로 단말에 대한 Class로 나타낼 수 있다. 따라서 특정 Class에 속하는 단말은 그 class에 대한 값(예 1 부터 3)으로 설정되며, 더 우선순위되는 class와 차순위 Class, 우선순위가 낮은 Class 등으로 구별될 수 있다. 같은 Class 내에서는 가장 높은 우선순위를 가지는 단말이 먼저 처리될 수 있다. 2) ARP(Allocation and Retention Priority) 형식의 우선순위 레벨: 이 경우도 숫자로 나타낼 수 있으며, 상기 와 같이 1부터 N까지 약속된 값 혹은 표준화된 값을 사용할 수 있다. ARP는 그 값 자체로 우선순위의 높낮음을 나타낼 수 있으며, 이에 추가적으로 단말간 비교를 통해서 기존에 수립된 연결을 해제하고 더 높은 ARP 값을 갖는 단말에 대한 요청을 처리하는 동작에 사용될 수 있다. 예를 들어 ARP 1이 가장 높은 우선 순위, ARP 10이 가장 낮은 우선 순위라고 한다면, ARP 10의 사용자와 ARP 1의 사용자 요청이 들어왔을 ‹š, ARP 1의 사용자에 대한 요청을 먼저 처리한다. 또 다른 예로 APR 10의 사용자가 Local Data Network에 연결하여 서비스를 이용하고 있는데, 이 Local GW 혹은 Local Data Network가 혼잡하게 되어 더 이상 사용자를 받을 수 없을 때 ARP 1인 사용자의 요청이 들어왔다면, ARP 10인 사용자의 Local data network 연결을 해제하고 APR 1인 사용자의 Local data network 연결을 수립하는 동작을 할 수 있다. ARP에 따른 Local 연결 해제 및 Macro 연결 수립은 본 발명의 세부 실시 예에서 다룬다.
도 3의 단계 2에서 AF는 상기와 같이 구성한 요청 메시지를 NEF에게 보낸다. 이는 AF가 이동통신사업자의 PCF와 직접적인 연결이 없는 상태에 적용될 수 있다. 즉 AF는 PCF와 직접적인 연결이 없기 때문에, 외부망과 내부망을 이어주는 역할을 하는 NEF를 통해서 단계 1에서 구성한 요청 메시지를 보내는 것이다. NEF는 이를 수신하고, 요청 메시지가 어느 AF로부터 도착하였는지 확인하고, 해당 요청 메시지가 PCF로 보내져야하는 메시지인지 여부를 확인한다. 또한 NEF는 AF가 보낸 요청에 대해서 5G system 내에서 Traffic Steering에 사용되어야 하는 정보로 매핑할 수 있다. 예를 들어 AF가 보낸 요청에 위치 정보가 들어있으면, 해당 위치 정보를 5G system에서 이해할 수 있는 값, 예를 들어 Cell ID 혹은 Tracking Area ID 등으로 매핑할 수 있다. 또한 NEF는 그 AF가 Traffic Steering 요청을 할 수 있는 AF인지 판단할 수 있다. 또는 단말의 ID를 통해서 해당 단말이 특정 AF에 대해서 Traffic Steering 서비스 지원이 가능한 지 가입 정보를 확인할 수 있다. NEF는 가입자 서버와 교섭하여 상기와 같은 허가 절차를 진행할 수 있고, 허가 절차가 실패할 경우 AF로 요청 거절 메시지를 보낼 수 있다. 이는 도면에 표현하지 않았다.
도 3의 단계 3에서는 단계 2로부터 AF의 요청을 수신한 NEF가 PCF로 AF Traffic Steering 요청을 전달하는 방법, 혹은 단계 1의 AF가 요청 메시지 구성을 완료한 후 PCF로 직접 요청을 전달하는 방법을 포함한다. AF는 5G system의 PCF와 직접 연결이 가능하다면, NEF를 거치지 않고 직접 PCF로 상기 단계 1에서 구성한 AF traffic steering 요청을 전달할 수 있다. 단계 3의 메시지를 수신한 PCF는 해당 요청을 받아들일 수 있는 AF인지 확인하고, 혹은 해당 요청을 적용할 수 있는 단말 혹은 단말들의 그룹인지 확인할 수 있다. 혹은 AF가 요청한 값 중, 위치 정보 혹은 우선순위 정보가 PCF가 처리할 수 있는 정보인지 확인할 수 있다. 모든 확인 결과 해당 AF의 요청이 처리 가능한 것으로 확인되면, PCF는 AF로 요청에 대한 응답을 단계 4를 통해 보낸다. 이 응답 메시지는 AF로부터의 요청이 NEF를 통해서 왔다면 NEF로 먼저 전달되고, NEF가 이를 확인하여 AF에게 전달한다. AF로부터의 요청이 NEF를 통하지 않고 직접 왔다면, PCF는 AF 요청에 대한 응답을 직접 AF에게 보낸다.
도 3의 단계 5에서 PCF는 단계 3에서부터 수신한 AF의 요청에 따라, Traffic steering을 수행할 시간 조건, Traffic steering이 필요한 유효 시간, 혹은 Traffic steering이 수행되어야 하는 단말의 위치 등을 저장한다. PCF는 현재 단말이 이용하고 있는 PDU Session에 AF의 요청에 대한 Traffic steering 적용이 필요한지 여부를 판단한다. 이는 상기 AF 요청에 따라 받은 시간 조건, 위치 조건, 유효 시간 등을 기반으로 판단할 수 있다. 이를 위하여 PCF는 단말의 위치에 대해서 SMF에 단말의 위치 변경에 대한 event를 등록하고, SMF는 단말의 위치가 변한 것을 알게 되었을 때 PCF에 Event notification으로 알릴 수 있다. PCF는 단말의 위치나 시간을 기반으로 AF 요청을 적용할지 판단한 후, AF가 요청한 단말 혹은 단말의 그룹에 대해서 해당 단말이 사용하고 있는 PDU session에 적용할 수 있다. 또는 해당 단말이 새로 PDU session을 수립할 때 AF 요청에 따른 조건을 살펴보고, 조건에 맞으면 Traffic Steering rule을 적용할 수 있다. 본 발명의 실시 예에 따라, PCF는 AF의 요청을 적용할 때, AF의 요청에 포함되어 있던 우선순위 값(Priority)를 확인한다. 만약 AF의 요청을 적용할 단말이 여러 개라면, PCF는 우선순위가 가장 높은 단말의 요청부터 처리하기 위하여 단계 6을 수행한다. 우선 순위가 모두 같다면 First-in First-Out에 따라 순서를 정할 수 있다.
도 3의 단계 6에서 PCF는 SMF에게 PDU-CAN session의 변경을 알리며, Traffic Steering에 대한 rule을 전달한다. 이 때 PCF는 AF로부터 요청 받은 우선순위 값을 포함할 수 있다. PCF가 AF로부터 요청 받은 우선 순위를 SMF에게 전달하지 않을 수도 있다. 이 경우, PCF가 우선순위를 판단하여 PDU-CAN session 변경 절차를 수행하게 되며, 이는 이후 단계에서 다시 설명한다.
SMF는 도 3의 단계 6을 통하여 단말이 사용하는 PDU-CAN session에 대한 policy rule을 수신하였으며, 이 rule에는 Traffic Steering rule이 포함되어 있다. SMF가 우선순위 값을 PCF로부터 제공 받았다면, 도 3의 단계 7에 따라 SMF는 Traffic Steering rule에 따라 Local UPF로 단말의 PDU session을 변경할 때, 우선순위가 높은 단말부터 처리할 수 있다. 우선 순위가 같다면, First-in First-out으로 처리하거나, 임의의 단말부터 처리할 수 있다. SMF가 만약 Local UPF의 부하를 판단했다면, SMF는 해당 단말에 대한 Local UPF로의 Traffic Steering을 수행하지 않을 수 있다. Local UPF가 충분히 붐벼서, 더 많은 사용자를 받아들이면 제대로 동작할 수 없기 때문이다. 하지만 본 발명에 실시 예에 따라 SMF가 Traffic steering 요청에 대한 단말의 우선순위를 판단할 수 있다면, SMF는 Local UPF를 사용하고 있는 단말들 중 우선순위가 낮은 단말을 선택하고, 해당 단말의 Local UPF 연결을 해제하고, 우선순위가 상대적으로 높은 단말에 대한 Traffic steering 요청에 따라 해당 단말을 Local UPF로 연결시킬 수 있다. 이 경우 SMF는 우선순위가 낮은 단말, 즉 Local UPF의 연결을 해제할 단말을 Traffic Steering rule에 포함된 단말의 우선순위 값을 기반으로 선택하고, 해당 단말을 다른 UPF로 옮기기 위한 UPF 재배치 절차를 수행한다. 이는 단계 11이며, 3GPP TS 23.502의 UPF 재배치 절차를 따른다. 우선 순위가 낮은 단말을 선택할 때, 세부 실시 예에 따라 SMF는 다음과 같은 판단 기준을 정할 수 있다.
1. 가장 낮은 우선순위 값
2. 현재 처리하는 요청보다 상대적으로 낮은 우선순위 값,
3. 1이나 2에 해당하는 단말 중, PDU session의 inactivity가 가장 긴 단말, 즉 오랫동안 데이터를 보내지 않은 단말,
4. 1이나 2에 해당하는 단말 중, Local UPF로의 PDU session에서 가장 많은 데이터를 사용하였거나, 가장 낮은 데이터를 사용한 단말.
Local UPF에서 다른 UPF로 우선순위가 낮은 단말의 PDU session을 변경한 후, SMF는 우선순위가 높은 단말에 대한 Traffic Steering 요청을 적용한다. 혼잡하던 Local UPF에서 우선순위가 낮은 단말 (하나 혹은 하나 이상의 단말들)의 연결이 다른 UPF로 변경되었으므로, SMF는 우선순위가 높은 단말에 대한 PDU session 연결을 Local UPF로 변경할 수 있다. 이는 단계 11을 따르며, 3GPP TS 23.502의 UPF 재배치 절차를 따른다. 이 때, 다른 UPF는 또 다른 Local UPF일 수 있으며, 혹은 광범위한 지역을 커버하는 Macro UPF일 수 있다. 만약 Local UPF가 여러 개가 있었다면, SMF는 우선순위가 높은 단말에 대한 traffic steering 요청을 가장 가깝거나 혹은 가장 한산한 Local UPF를 골라서 적용할 수 있다.
만약 SMF가 PCF로부터 Traffic Steering rule이 적용되어야할 단말에 대한 우선순위를 제공받지 못했다면, 본 발명의 실시 예에 따라 단계 8을 통하여, SMF는 Local UPF의 부하를 판단한 뒤 PCF로 PDU-Can session 변경 결과를 알릴 때, Local UPF의 혼잡 때문에 성공적으로 수행할 수 없었음을 cause로 알린다. 즉 SMF는 Traffic Steering Failure를 PCF에게 알린다. 이 때 PDU-CAN session을 구별할 수 있는 단말 식별자 혹은 PDU session ID가 포함될 수 있고, Local UPF의 포화상태를 알리는 정보, 예를 들어 DNAI와 Congestion indication이 포함될 수 있고, 혹은 현재 해당 Local UPF를 사용하는 단말들의 session 상태를 포함할 수 있다. 이를 수신한 PCF는 단계 9에 따라, 우선순위 처리를 적용할 사용자 혹은 단말을 판단한다. 즉 Local UPF가 혼잡하기 때문에, 해당 Local UPF를 이용하고 있는 다른 단말 들 중, 우선순위가 가장 낮거나 혹은 현재 Traffic steering rule을 적용하기로 하는 단말보다 우선순위가 낮은 단말들을 추려내고, 그 중 하나 혹은 하나 이상의 단말을 선택한다. 다수의 단말이 선택되었을 경우, 그 단말들 중 임의로 하나의 단말을 선택하거나, PDU session의 inactivity가 가장 긴 단말, 즉 오랫동안 데이터를 보내지 않은 단말, 혹은 Local UPF로의 PDU session에서 가장 많은 데이터를 사용하였거나, 가장 낮은 데이터를 사용한 단말을 선택할 수 있다. 단계 9에 따라 우선순위 처리를 수행할 단말을 선택한 PCF는 SMF에 선택된 단말의 Local UPF 연결을 해제하고 다른 UPF로 트래픽 경로를 바꾸기 위하여 단계 10에 따라 PDU-CAN session 변경 절차를 수행한다. PCF는 단계 10 동작 중, 단계 8에 따라 Traffic Steering이 실패한 우선순위가 높은 단말에 대하여 다시 Traffic steering을 수행하도록 PDU-CAN session 변경 요청을 수행할 수 있다. 이를 수신한 SMF는 우선순위가 낮은 단말의 PDU session 연결을 다른 UPF로 바꾸고, 우선순위가 높은 단말의 PDU session 연결을 Local UPF로 재배치하는 동작을 수행하며, 이는 단계 11을 따른다.
UPF 재배치 절차를 완료한 SMF는 우선순위가 높은 상기 단말에 대한 AF의 Traffic Steering 요청이 성공적으로 수행되었음을 AF에게 알릴 수 있다. 이는 NEF를 통해서 AF로 전달 될 수도 있고, SMF와 AF간 직접적인 연결이 가능할 경우, SMF가 AF에 바로 보낼 수도 있다. 또한 이 Notification에는 우선순위가 낮아서 다른 UPF로 재배치된 단말에 대한 알림이 포함될 수 있으며, 이를 수신한 AF는 해당 단말에 대하여 지속적인 서비스를 제공하기 위하여 재배치된 UPF에 대한 정보(DNAI 혹은 위치)를 활용할 수 있다.
다른 방법으로, 도 3의 단계 8에 따라 SMF의 Traffic steering 실패를 알게된 PCF는 AF에게 이를 알릴 수 있다. 또는 SMF가 AF에게 바로 상기 실패를 전달할 수 있으며, 직접 연결이 불가능 할 경우 NEF를 통해서 AF에게 알릴 수 있다. 이를 수신한 AF는 PCF에게 다른 DNAI 즉 다른 Local UPF로의 접속 정보를 전달하여 해당 DNAI로의 Traffic Steering을 요청할 수 있다. 우선순위가 높았으나 실패한 경우, AF는 다른 우선순위 낮은 단말의 Local UPF 연결을 다른 UPF 연결(혹은 Macro UPF)로 바꾸도록 새로 요청할 수 있다. 따라서 우선순위 낮은 단말이 해당 Local UPF와의 연결을 해제하게 되면, 우선순위 높은 단말의 Local UPF 연결을 수립할 수 있다. 우선 순위가 낮아서 실패한 경우, AF는 해당 단말의 우선순위를 높일 수 있도록, 어플리케이션 내 시그널링을 통하여 사용자가 더 많은 돈을 과금하는 요금제에 가입하게 하거나, 사용자에게 on-demands로 일시적인 우선순위를 가질 수 있도록 과금을 하는 방식을 수행할 수 있다. 만약 이와 같은 방법으로 해당 사용자에 대한 우선순위 정보가 변경되었다면, AF는 높아진 우선순위로 PCF에 Traffic Steering 요청을 보낼 수 있다.
상기 도 3의 단계 3~12에서 단말의 우선순위는 단말이 속한 그룹의 우선순위로 치환되어 해석될 수 있다. 따라서, 단말이 속한 그룹의 우선순위를 기반으로 Traffic Steering 요청의 우선순위 처리가 결정되며, 더 높은 우선순위를 갖는 그룹에 속한 단말이 Local UPF로 연결될 수 있는 우선권을 가진다. 우선순위가 낮은 그룹 내에서 하나의 단말을 고르는 방법은 단말의 Class 값을 활용하거나, PDU session의 inactivity가 가장 긴 단말, 즉 오랫동안 데이터를 보내지 않은 단말, 혹은 Local UPF로의 PDU session에서 가장 많은 데이터를 사용하였거나, 가장 낮은 데이터를 사용한 단말을 고를 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 단말의 구조를 도시한 도면이다.
도 4를 참고하면, 단말은 송수신부(410), 제어부(420), 저장부(430)을 포함할 수 있다. 본 발명에서 제어부는, 회로 또는 어플리케이션 특정 통합 회로 또는 적어도 하나의 프로세서라고 정의될 수 있다.
송수신부(410)는 다른 네트워크 엔티티와 신호를 송수신할 수 있다.
제어부(420)은 본 발명에서 제안하는 실시예들에 따른 단말의 전반적인 동작을 제어할 수 있다. 예를 들어, 제어부(420)는 도 1, 도 2, 도 3에서 기술한 동작을 수행하도록 신호 흐름을 제어할 수 있다. 구체적으로, 제어부(420)는 본 발명의 일 실시예에 따라 제 3자 응용서버가 5G 시스템과 교섭하여 단말의 상태 정보 변화를 모니터링하도록 요청하고, 이에 대한 결과를 수신할 수 있다. 또한, 제어부(420)는 본 발명의 다른 실시예에 따라 제 3자 응용서버가 5G 시스템에 단말의 트래픽 경로를 단말의 위치와 가까운 곳으로 변경하는 것을 요청하고, 이에 따라 5G 시스템이 단말의 위치에 따른 가까운 LOCAL DATA NETWORK으로 단말의 트래픽 경로를 변경하여 보다 짧은 지연 시간 및 광대역 전송 등을 지원할 수 있다.
저장부(430)는 송수신부(410)를 통해 송수신되는 정보 및 제어부 (320)를 통해 생성되는 정보 중 적어도 하나를 저장할 수 있다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 네트워크 엔티티의 구조를 도시한 도면이다. 도 5에서 도시된 네트워크 엔티티는 도 1a, 도 1b, 도 2에서 도시된 네트워크 엔티티들 각각의 구조를 나타낸다. 예를 들어, 도 5의 네트워크 엔티티는 도 2에 도시된 Non 3gpp Access, N3IWF, AMF, UDR, NEF, AF 중에서 어느 하나로 구현될 수 있다. 예를 들어, 도 5의 네트워크 엔티티는 도 3에 도시된 Local UPF, UPF, SMF, PCF, NEF, AF 중에서 어느 하나로 구현될 수 있다.
도 5를 참고하면, 네트워크 엔티티는 송수신부(510), 제어부(520), 저장부(530)를 포함할 수 있다. 본 발명에서 제어부는, 회로 또는 어플리케이션 특정 통합 회로 또는 적어도 하나의 프로세서라고 정의될 수 있다.
송수신부(510)는 단말 또는 다른 네트워크 엔티티와 신호를 송수신할 수 있다.
제어부(520)은 본 발명에서 제안하는 실시예들에 따른 네트워크 엔티티의 전반적인 동작을 제어할 수 있다. 예를 들어, 제어부(520)는 도 1, 도 2, 도 3에서 기술한 동작을 수행하도록 신호 흐름을 제어할 수 있다. 구체적으로, 제어부(520)는 본 발명의 일 실시예에 따라 제 3자 응용서버가 5G 시스템과 교섭하여 단말의 상태 정보 변화를 모니터링하도록 요청하고, 이에 대한 결과를 수신할 수 있다. 또한, 제어부(520)는 본 발명의 다른 실시예에 따라 제 3자 응용서버가 5G 시스템에 단말의 트래픽 경로를 단말의 위치와 가까운 곳으로 변경하는 것을 요청하고, 이에 따라 5G 시스템이 단말의 위치에 따른 가까운 LOCAL DATA NETWORK으로 단말의 트래픽 경로를 변경하여 보다 짧은 지연 시간 및 광대역 전송 등을 지원할 수 있다.
저장부(530)는 송수신부(510)를 통해 송수신되는 정보 및 제어부(520)를 통해 생성되는 정보 중 적어도 하나를 저장할 수 있다.

Claims (16)

  1. 무선 통신 시스템에서 PCF(policy and charging function)의 동작 방법에 있어서,
    제3자 어플리케이션 서버로 동작하는 AF(application function)로부터 단말의 트래픽 경로 변경을 요청하는 제1메시지를 수신하는 단계, 상기 제1메시지는 상기 단말의 식별 정보, 상기 AF가 제공하는 서비스에 대한 상기 단말의 우선순위 정보 및 트래픽 스티어링(traffic steering) 조건을 포함하고;
    상기 제1메시지에 포함된 상기 트래픽 스티어링 조건에 기반하여 트래픽 스티어링이 필요한가를 확인하는 단계; 및
    상기 제1메시지에 기반하여 확인 결과에 따라 트래픽 스티어링 규칙을 포함하는 제2메시지를 SMF(session management function)로 전송하는 단계;를 포함하며,
    상기 트래픽 스티어링 조건은 상기 트래픽 스티어링을 수행하기 위한 시간 조건, 상기 트래픽 스티어링이 수행되어야 하는 유효 시간 또는 상기 트래픽 스티어링이 수행되어야 하는 단말의 위치 중 둘 이상을 포함하는, PCF의 동작 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 단말의 식별 정보는,
    상기 무선 통신 시스템에서 상기 단말을 식별하기 위한 외부 ID, 상기 단말이 상기 AF와 통신하면서 사용하는 IP 주소, 또는 IP 프리픽스(prefix), 및 상기 단말과 관련된 그룹 ID 중에서 적어도 하나를 포함하는, PCF의 동작 방법.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서, 상기 제1메시지는 상기 PCF가 상기 AF에 직접 연결되지 않는 경우, NEF(network exposure function)를 통해 상기 AF로부터 상기 PCF로 전송되는, PCF의 동작 방법.
  5. 삭제
  6. 무선 통신 시스템에서 제3자 어플리케이션 서버로 동작하는 AF(application function)에서 단말로 어플리케이션 서비스를 제공하기 위한 방법에 있어서,
    상기 단말의 식별 정보, 상기 AF가 제공하는 서비스에 대한 상기 단말의 우선순위 정보 및 트래픽 스티어링 조건을 포함하는 제1메시지를 생성하는 단계;
    상기 제1메시지를 상기 무선 통신 시스템 내의 PCF(policy and charging function)로 전송하는 단계;
    상기 PCF로부터 상기 제1메시지에 대응하는 응답 메시지를 수신하는 단계; 및
    SMF(session management function)로부터 상기 단말에 대한 트래픽 스티어링 결과를 포함하는 제2메시지를 수신하는 단계를 포함하고,
    상기 트래픽 스티어링 결과는 상기 제1메시지에 기반하여 상기 단말의 PDU(protocol data unit) 세션(session) 연결이 변경되었는지 여부를 나타내고, 및
    상기 트래픽 스티어링 조건은 상기 트래픽 스티어링을 수행하기 위한 시간 조건, 상기 트래픽 스티어링이 수행되어야 하는 유효 시간 또는 상기 트래픽 스티어링이 수행되어야 하는 단말의 위치 중 둘 이상을 포함하는, AF에서 단말로 어플리케이션 서비스를 제공하기 위한 방법.
  7. 제6항에 있어서, 상기 단말의 식별 정보는,
    상기 무선 통신 시스템에서 상기 단말을 식별하기 위한 외부ID, 상기 AF와 통신하는 상기 단말이 사용하는 IP 주소 또는 IP 프리픽스(prefix), 및 상기 단말과 관련된 그룹 ID 중에서 적어도 하나를 포함하는, AF에서 단말로 어플리케이션 서비스를 제공하기 위한 방법.
  8. 삭제
  9. 제6항에 있어서, 상기 제1메시지는 상기 AF가 상기 PCF에 직접 연결되지 않는 경우, NEF(network exposure function)를 통해 상기 PCF로 전송하는, AF에서 단말로 어플리케이션 서비스를 제공하기 위한 방법.
  10. 삭제
  11. 무선 통신 시스템에서 PCF(policy and charging function)에 있어서,
    송수신부; 및
    상기 송수신부와 연결되는 제어부를 포함하고, 상기 제어부는:
    제3자 어플리케이션 서버로 동작하는 AF(application function)로부터 단말의 트래픽 경로 변경을 요청하는 제1메시지를 수신하도록 제어하고, 상기 제1메시지는 상기 단말의 식별 정보, 상기 AF가 제공하는 서비스에 대한 상기 단말의 우선순위 정보 및 트래픽 스티어링(traffic steering) 조건을 포함하고,
    상기 제1메시지에 포함된 상기 트래픽 스티어링 조건에 기반하여 트래픽 스티어링이 필요한가를 확인하고,
    상기 제1메시지에 기반하여 확인 결과에 따라 트래픽 스티어링 규칙을 포함하는 제2메시지를 SMF(session management function)로 전송하도록 제어하며,
    상기 트래픽 스티어링 조건은 상기 트래픽 스티어링을 수행하기 위한 시간 조건, 상기 트래픽 스티어링이 수행되어야 하는 유효 시간 또는 상기 트래픽 스티어링이 수행되어야 하는 단말의 위치 중 둘 이상을 포함하는, PCF 장치.
  12. 제11항에 있어서, 상기 단말의 식별 정보는,
    상기 무선 통신 시스템에서 상기 단말을 식별하기 위한 외부 ID, 상기 단말이 상기 AF와 통신하면서 사용하는 IP 주소, 또는 IP 프리픽스(prefix), 및 상기 단말과 관련된 그룹 ID 중에서 적어도 하나를 포함하는, PCF 장치.
  13. 제11항에 있어서, 상기 제1메시지는 상기 PCF가 상기 AF에 직접 연결되지 않는 경우, NEF(network exposure function)를 통해 수신되는, PCF 장치.
  14. 무선 통신 시스템에서 제3자 어플리케이션 서버로 동작하는 AF(application function) 장치에 있어서,
    송수신부; 및
    상기 송수신부와 연결되는 제어부를 포함하고, 상기 제어부는:
    단말의 식별 정보, 상기 AF가 제공하는 서비스에 대한 상기 단말의 우선순위 정보 및 트래픽 스티어링 조건을 포함하는 제1메시지를 생성하고,
    상기 제1메시지를 상기 무선 통신 시스템 내의 PCF(policy and charging function)로 전송하도록 제어하고,
    상기 PCF로부터 상기 제1메시지에 대응하는 응답 메시지를 수신하도록 제어하고, 및
    SMF(session management function)로부터 상기 단말에 대한 트래픽 스티어링 결과를 포함하는 제2메시지를 수신하도록 제어하며,
    상기 트래픽 스티어링 결과는 상기 제1메시지에 기반하여 상기 단말의 PDU(protocol data unit) 세션(session) 연결이 변경되었는지 여부를 나타내고,
    상기 트래픽 스티어링 조건은 상기 트래픽 스티어링을 수행하기 위한 시간 조건, 상기 트래픽 스티어링이 수행되어야 하는 유효 시간 또는 상기 트래픽 스티어링이 수행되어야 하는 단말의 위치 중 둘 이상을 포함하는. AF 장치.
  15. 제14항에 있어서, 상기 단말의 식별 정보는,
    상기 무선 통신 시스템에서 상기 단말을 식별하기 위한 외부 ID, 상기 단말이 상기 AF와 통신하면서 사용하는 IP 주소, 또는 IP 프리픽스(prefix), 및 상기 단말과 관련된 그룹 ID 중에서 적어도 하나를 포함하는, AF 장치.
  16. 제14항에 있어서, 상기 제1메시지는,
    상기 AF가 상기 PCF가 직접 연결되지 않는 경우, NEF(network exposure function)를 통해 상기 PCF로 전송하는, AF 장치.


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