KR102428123B1 - 네트워크 장치 및 그 장치에서 수행되는 네트워크 접속 이동 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 사용자 평면(User Plane)에서 최대한 빠른 시점 및 간소화된 방식으로 EPS Fallback을 개시/수행할 수 있도록 하는 새로운 UP 기반의 EPS-FB 제어 기술을 실현하는, 네트워크 장치 및 네트워크 접속 이동 제어방법을 제안하고 있다.

Description

네트워크 장치 및 그 장치에서 수행되는 네트워크 접속 이동 제어방법{NETWORK APPARATUS AND NETWORK ACCESS REDIRECTION CONTROL METHOD PERFORMED IN THE APPARATUS}

본 발명은, 5G에서 LTE로 이동하여 음성 서비스를 이용하는 EPS Fallback 기술에 관한 것이다.

5G 통신시스템에서는, 단말, 기지국(액세스), 코어 및 서버를 End to End로 지원하기 위한 네트워크 구조를 정의하고 있으며, 기존 LTE(4G)에서 단일 노드(예: S-GW, P-GW 등)가 복합적으로 수행하던 제어 시그널링 및 데이터 송수신의 기능을 분리하여, 제어 시그널링 기능의 영역(Control Plane) 및 데이터 송수신 기능의 영역(User Plane)을 구분한 네트워크 구조를 정의하고 있다.

이때, 5G에서 Control Plane의 제어노드는, 단말의 무선구간 액세스를 제어하는 AMF(Access and Mobility Function), 단말 별로 데이터 서비스 이용을 위한 세션을 관리/제어하는 SMF(Session Management Function), 외부 망과의 정보 공유 기능을 담당하는 NEF(Network Exposure Function), 네트워크 내 각 노드들에 대한 정보를 관리/제어하는 기능의 NRF(Network Repository Function) 등으로 정의할 수 있다.

그리고, 5G에서 User Plane의 데이터노드는, SMF의 제어(연동)를 토대로 단말과의 세션을 통해 단말 및 어플리케이션 서버 간 데이터를 송수신하는 UPF(User Plane Function)로 정의할 수 있다.

한편, 5G에서는, 기존 LTE(4G) 대비 고주파수대역을 사용하여 높은 성능(Throughput)을 제공하는 대신, 무선 커버리지가 LTE(4G) 대비 좁은 특징이 있다.

또한, 5G 전국망은 비용 측면뿐만 아니라 설치의 시간이 많이 걸리고 5G 전국망의 중요성도 다소 낮기 때문에, 5G의 네트워크가 전국적으로 설치되기까지는 시간이 소요될 것이고 5G 전국망 이전까지는 기존의 상용화된 LTE 네트워크와 신규 5G의 네트워크를 연동하여 사용할 수 밖에 없다.

특히, 데이터 서비스와 다르게 음성 서비스(예: 통화)의 경우, 서비스의 지속성이 중요하기 때문에, 단말이 5G에서 서비스 이용 중 무선 커버리지를 벗어나게 되면 LTE로 이동하는 방식보다 음성 서비스(예: 통화)를 시작하는 시점부터 LTE로 이동하여 시작하는 방식이 필요하다.

LTE에서 음성 서비스(예: 통화)를 시작하는 방식 중에는, 음성 서비스(예: 통화) 시작 시점에 5G에서 LTE로 이동하는 EPS Fallback 방식이 있다.

이와 같이 EPS Fallback 방식을 사용하는 경우, 단말이 5G에서 LTE로 네트워크 특히 RAT(Radio Access Technology)를 이동/변경해야하기 때문에, RAT 변경 과정으로 인한 음성 서비스(예: 통화)의 Setup 지연이 발생할 수 밖에 없다.

결국, 음성 서비스(예: 통화)의 Setup 지연을 단축하기 위해서는, 최대한 빠른 시점 및 간소화된 방식으로 EPS Fallback을 개시/수행할 수 있도록 하는 기술이 필요하다 할 것이다.

본 발명은 상기한 사정을 감안하여 창출된 것으로서, 본 발명에서 해결하고자 하는 과제는, 최대한 빠른 시점 및 간소화된 방식으로 EPS Fallback을 개시/수행할 수 있도록 함으로써, 음성 서비스(예: 통화)의 Setup 지연을 단축할 수 있는 방안을 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제 1 관점에 따른 사용자 평면(User Plane)의 네트워크 장치는, 단말에 대하여 음성 서비스 개시의 특정 메시지 발생 여부를 감지하는 감지부; 상기 특정 메시지의 발생 감지에 따라, 상기 특정 메시지를 전송한 기지국 및 상기 네트워크 장치 간 데이터 패스(Data Path)를 통해서 상기 단말의 상기 음성 서비스 이용을 위한 네트워크의 접속 이동 개시를 요청하는 접속이동제어부를 포함한다.

구체적으로, 상기 데이터 패스(Data Path)를 통한 접속 이동 개시 요청은, 상기 네트워크의 접속 이동을 수행하도록 정의한 식별자를 포함하는 메시지가 활용될 수 있다.

구체적으로, 상기 특정 메시지는, SIP(Session Initiation Protocol) Invite 메시지일 수 있다.

구체적으로, 상기 감지부는, 사용자 평면(User Plane)으로 수신되는 메시지에 대해, IPv4, IPv6, P-CSCF(Proxy Call State Control Function) 주소, 패킷 사이즈, n-tuple flow 정보, QCI(QoS Class Identifier), QFI(QoS Flow ID), uplink or downlink 방향, IP Fragmentation Field, ESP(Encapsulating Security Payload) SPI(Security Parameter Index), ESP protocol Sequence, 패킷 간격 시간 (Packet Inter-arrival Time), Congestion Control 방식 중 적어도 하나를 기반으로, 상기 특정 메시지를 감지할 수 있다.

구체적으로, 상기 특정 메시지를 전송한 기지국이 상기 데이터 패스(Data Path) 기반의 접속 이동 개시 요청 수신 및 처리가 가능한지 여부를 판단하는 판단부를 더 포함하며; 상기 접속이동제어부는, 상기 판단부에서 불가능으로 판단한 경우, 기지국 및 상기 네트워크 장치 간에 액세스 및 세션을 관리하는 노드(예: AMF 및 SMF + GW-C)를 통한 시그널 패스(Signal Path)를 통해 상기 단말의 상기 음성 서비스 이용을 위한 네트워크의 접속 이동 개시를 요청할 수 있다.

구체적으로, 상기 시그널 패스(Signal Path)를 통한 접속 이동 개시 요청은, 상기 기지국에 수신 시, 상기 네트워크의 접속 이동을 수행하도록 기 정의된 품질이 보장된 데이터 플로우(Guaranteed Flow Bit Rate QoS flow) 생성 요청이 활용될 수 있다.

구체적으로, 상기 감지부는, 단말에 대하여 상기 특정 메시지 발생 감지 시 예외처리 타이머를 설정하고, 상기 예외처리 타이머를 설정한 상기 단말의 서비스 플로우에 대해 상기 예외처리 타이머 만료 이전에 감지되는 특정 메시지를 감지 예외 처리할 수 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제 2 관점에 따른 사용자 평면(User Plane)의 네트워크 장치에서 수행되는 네트워크 접속 이동 제어방법은, 접속된 단말에 대하여 음성 서비스 개시의 특정 메시지 발생 여부를 감지하는 감지단계; 상기 특정 메시지의 발생 감지에 따라, 상기 특정 메시지를 전송한 기지국 및 상기 네트워크 장치 간 데이터 패스(Data Path)를 통해서 상기 단말의 상기 음성 서비스 이용을 위한 네트워크의 접속 이동 개시를 요청하는 접속이동 제어단계를 포함할 수 있다.

구체적으로, 상기 데이터 패스(Data Path)를 통한 접속 이동 개시 요청은, 상기 네트워크의 접속 이동을 수행하도록 정의한 식별자를 포함하는 메시지가 활용될 수 있다.

구체적으로, 상기 특정 메시지는, SIP(Session Initiation Protocol) Invite 메시지일 수 있다.

구체적으로, 상기 특정 메시지를 전송한 기지국이 상기 데이터 패스(Data Path) 기반의 접속 이동 개시 요청 수신 및 처리가 가능한지 여부를 판단하는 판단단계를 더 포함하며; 상기 접속이동 제어단계는, 상기 판단단계에서 불가능으로 판단한 경우, 기지국 및 상기 네트워크 장치 간에 액세스 및 세션을 관리하는 노드(예: AMF 및 SMF + GW-C)를 통한 시그널 패스(Signal Path)를 통해 상기 단말의 상기 음성 서비스 이용을 위한 네트워크의 접속 이동 개시를 요청할 수 있다.

구체적으로, 상기 시그널 패스(Signal Path)를 통한 접속 이동 개시 요청은, 상기 기지국에 수신 시, 상기 네트워크의 접속 이동을 수행하도록 기 정의된 품질이 보장된 데이터 플로우(Guaranteed Flow Bit Rate QoS flow) 생성 요청이 활용될 수 있다.

구체적으로, 상기 감지단계는, 단말에 대하여 상기 특정 메시지 발생 감지 시 예외처리 타이머를 설정하고, 상기 예외처리 타이머를 설정한 상기 단말의 서비스 플로우에 대해 상기 예외처리 타이머 만료 이전에 감지되는 특정 메시지를 감지 예외 처리할 수 있다.

본 발명의 네트워크 장치 및 그 장치에서 수행되는 시그널링 처리방법에 따르면, 최대한 빠른 시점 및 간소화된 방식으로 EPS Fallback을 개시/수행할 수 있는 기법(방안)을 실현함으로써, 음성 서비스(예: 통화)의 Setup 지연을 단축하는 효과를 도출한다.

도 1은 5G 시스템의 구조를 보여주는 예시도이다.
도 2는 본 발명에서 제안하는 EPS-FB 제어에 대한 개념을 간략히 보여주는 예시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 네트워크 장치의 구성을 보여주는 블록도이다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 제안 방안에 의해 EPS-FB 개시를 제어하는 실시예들을 보여주는 흐름도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 네트워크 접속 이동 제어방법을 보여주는 흐름도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명한다.

본 발명은, 5G에서 LTE로 이동하여 음성 서비스를 이용하는 EPS Fallback 기술에 관한 것이다.

도 1은 5G 시스템의 구조를 보여주는 예시도이다.

도 1에서 알 수 있듯이, 5G 통신시스템은, 한정된 무선자원을 기반으로 최대한 많은 수의 단말을 수용하면서, eMBB (enhanced mobile broadband, 향상된 모바일 광대역)/mMTC(massive machine type communications, 대규모 기계형 통신)/URLLC(ultra-reliable and low latency communications, 고도의 신뢰도와 낮은 지연 시간 통신, 저지연 서비스)의 시나리오를 지원하고 있다.

특히, 5G에서는, 단말, 기지국(액세스), 코어 및 서버를 End to End로 지원하기 위한 네트워크 구조를 정의하고 있으며, 기존 LTE(4G)에서 단일 노드(예: S-GW, P-GW 등)가 복합적으로 수행하던 제어 시그널링 및 데이터 송수신의 기능을 분리하여, 제어 시그널링 기능의 영역(Control Plane) 및 데이터 송수신 기능의 영역(User Plane)을 구분한 네트워크 구조를 정의하고 있다.

이때, 5G에서 Control Plane의 제어노드는, 단말의 무선구간 액세스를 제어하는 AMF(Access and Mobility Function), 단말 별로 데이터 서비스 이용을 위한 세션을 관리/제어하는 SMF(Session Management Function), 외부 망과의 정보 공유 기능을 담당하는 NEF(Network Exposure Function), 네트워크 내 각 노드들에 대한 정보를 관리/제어하는 기능의 NRF(Network Repository Function) 등으로 정의할 수 있다.

그리고, 5G에서 User Plane의 데이터노드는, SMF의 제어(연동)를 토대로 단말과의 세션을 통해 단말 및 어플리케이션 서버 간 데이터를 송수신하는 UPF(User Plane Function)로 정의할 수 있다.

그리고, 5G에서 Control Plane의 제어노드 및 User Plane의 데이터노드는 네트워크 장치, 또는 네트워크 노드(Network Function, NF)라 하겠다.

한편, 5G에서는, 기존 LTE(4G) 대비 고주파수대역을 사용하여 높은 성능(Throughput)을 제공하는 대신, 무선 커버리지가 LTE(4G) 대비 좁은 특징이 있다.

또한, 5G 전국망은 비용 측면뿐만 아니라 설치의 시간이 많이 걸리고 5G 전국망의 중요성도 다소 낮기 때문에, 5G의 네트워크가 전국적으로 설치되기까지는 시간이 소요될 것이고 5G 전국망 이전까지는 기존의 상용화된 LTE 네트워크와 신규 5G의 네트워크를 연동하여 사용할 수 밖에 없다.

특히, 데이터 서비스와 다르게 음성 서비스(예: 통화)의 경우, 서비스의 지속성이 중요하기 때문에, 단말이 5G에서 서비스 이용 중 무선 커버리지를 벗어나게 되면 LTE로 이동하는 방식보다 음성 서비스(예: 통화)를 시작하는 시점부터 LTE로 이동하여 시작하는 방식이 필요하다.

LTE에서 음성 서비스(예: 통화)를 시작하는 방식 중에는, 음성 서비스(예: 통화) 시작 시점에 5G(NR RAN)에서 LTE(E-UTRAN)로 이동하는 EPS Fallback 방식이 있다.

이와 같이 EPS Fallback 방식을 사용하는 경우, 단말이 5G에서 LTE로 네트워크 특히 RAT(Radio Access Technology)를 이동/변경해야하기 때문에, RAT 변경 과정으로 인한 음성 서비스(예: 통화)의 Setup 지연이 발생할 수 밖에 없다.

기존 표준에 따른 EPS Fallback의 흐름을 간단히 설명하면, 단말에서 통화 버튼 이후 5G에서 해당 단말에 대한 세션을 생성하는 중 음성 서비스(통화)의 품질 보장을 위한 특정 QoS의 서비스 플로우를 생성하는 시점에 통화인 것을 판단하고, 5G에서 LTE로 이동하는 EPS Fallback을 수행하여 RAT를 변경하도록 한다.

즉, 기존에는 음성 서비스(통화)의 품질 보장을 위한 특정 QoS의 서비스 플로우를 생성하는 시점이 되어서야 EPS Fallback을 수행하기 때문에, 그 수행 시점이 늦다는 한계점을 갖는다.

결국, 음성 서비스(예: 통화)의 Setup 지연을 단축하기 위해서는 최대한 빠른 시점 및 간소화된 방식으로 EPS Fallback을 개시/수행할 수 있도록 하는 기술이 필요하다 할 것이다.

이에, 본 발명에서는, 최대한 빠른 시점 및 간소화된 방식으로 EPS Fallback을 개시/수행할 수 있는 새로운 기법(방안)을 제안하고자 한다.

구체적으로, 본 발명에서 제안하는 기술 방안(이하, 네트워크 접속 이동 제어 방안, 또는 EPS-FB 제어 방안)을 실현하는 네트워크 장치를 제안한다.

먼저 간단히 설명하면, 본 발명의 네트워크 접속 이동 제어 방안(또는, EPS-FB 제어 방안)은, 사용자 평면(User Plane)에서, 음성 서비스(예: 통화)의 개시를 감지함으로써 기존(음성 서비스(통화)의 품질 보장을 위한 특정 QoS의 서비스 플로우 생성 시점) 대비 빠른 시점에 음성 서비스(예: 통화)를 판단해내는 것이다.

그리고, 본 발명의 네트워크 접속 이동 제어 방안(또는, EPS-FB 제어 방안)은, 전술처럼 기존 대비 빠른 시점에 음성 서비스(예: 통화)를 판단해낸 사용자 평면(User Plane)에서 데이터 패스(Data Path) 또는 IMS(IP Multimedia Subsystem)를 거치지 않는 시그널 패스(Signal Path)를 통해 기지국(gNB)에 EPS Fallback 개시를 요청하고, 이에 기지국(gNB)에서 요청에 따가 EPS Fallback을 개시/수행하는 것이다.

도 2는, 전술에서 간단히 설명한 본 발명의 네트워크 접속 이동 제어 방안(또는, EPS-FB 제어 방안)을, 도식화하고 있다.

도 2에서 알 수 있듯이, 본 발명에서는, 사용자 평면(User Plane)에서 User Traffic을 처리하는 네트워크 장치(UPF+GW-U)에서 ① 음성 서비스(예: 통화) 개시의 주요 메시지로서 SIP(Session Initiation Protocol) Invite 메시지를 감지하는 절차, ②감지 후 EPS Fallback 수행을 위해 필요한 요청(Fallback notification)을 RAN(예: 기지국(20))에 제공하는 절차, 그리고 ③ RAN(예: 기지국(20))에서 EPS Fallback을 수행(진행)하는 절차를 특징으로 한다.

이렇듯, 본 발명의 네트워크 접속 이동 제어 방안(또는, EPS-FB 제어 방안)이 갖는 특징은 기존 EPS Fallback 방식과 상이하게 사용자 평면(User Plane) 기반의 EPS-FB 제어를 실현한다는 점이다.

즉, 본 발명에서는, UP(User Plane) 기반으로 EPS-FB 제어를 실현함으로써, 빠른 시점에 EPS Fallback을 개시할 수 있고 별도 Signaling 장비 및 로직에 대한 처리를 생략(skip)하여 간소화할 수 있기 때문에, 매우 빠르게 EPS Fallback을 수행할 수 있으며, 단말(10) Dependency 없는 빠른 EPS Fallback 수행을 가능하게 한다.

더 나아가, 본 발명은 단말(10)이 Idle/Active로 모든 상태에서 적용할 수 있는 것 역시 특징이라 하겠다.

통상적으로 단말(10)이 Idle일 때, 음성 서비스(예: 통화)를 이용하는 경우가 적어졌다. 그 이유는, 단말(10)이 최근 들어 다양한 어플리케이션(이하, App)을 동시에 사용하면서 여러 데이터를 병행으로 사용하므로, 단말(10)에서 음성 서비스(예: 통화)를 위한 별도 App 구동 시 이미 Active 상태가 될 수 있기 때문이다.

따라서, Active 상태일 때에도 단말(10)의 EPS Fallback을 수행하는 것이 더욱 더 중요하며, 본 발명은 단말(10)이 Idle/Active로 모든 상태에서 적용할 수 있다.

이하에서는, 도 3을 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 네트워크 접속 이동 제어 방안(또는, EPS-FB 제어 방안)을 실현하는 네트워크 장치의 구성에 대해 구체적으로 설명하겠다.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 네트워크 장치(100)는, 감지부(110), 접속이동제어부(120)를 포함하는 구성일 수 있다.

더 나아가, 본 발명의 실시예에 따른 네트워크 장치(100)는, 판단부(130)를 더 포함하는 구성일 수 있다.

아울러, 본 발명의 실시예에 따른 네트워크 장치(100)는, 사용자 평면(User Plane)의 NF일 수 있으며, 타 NF(예: SMF+GW-C, UPF+GW-U, DN/AF, RAN 등)과 통신하기 위한 통신부(140)를 더 포함할 수 있다.

이에 통신부(140)는, CP의 NF 즉 제어 노드(예: SMF+GW-C 등) 및 UP의 NF 즉 데이터 노드(예: UPF+GW-U, DN/AF 등)과 통신하도록 정의된 N4, N6, N9 인터페이스, 또는 SBI 인터페이스(Request/Response, Subscribe/Notify)를 지원하며, (R)AN과 통신하도록 정의된 N3 인터페이스를 지원할 수 있다.

이하에서는, 설명의 편의 상, 본 발명의 네트워크 장치(100)가 UPF(UPF+GW-U)인 것으로 설명하도록 하겠다.

이러한 네트워크 장치(100)의 구성 전체 내지는 적어도 일부는 하드웨어 모듈 형태 또는 소프트웨어 모듈 형태로 구현되거나, 하드웨어 모듈과 소프트웨어 모듈이 조합된 형태로도 구현될 수 있다.

여기서, 소프트웨어 모듈이란, 예컨대, 네트워크 장치(100) 내에서 연산을 제어하는 프로세서에 의해 실행되는 명령어로 이해될 수 있으며, 이러한 명령어는 네트워크 장치(100) 내 메모리에 탑재된 형태를 가질 수 있을 것이다.

결국, 본 발명의 일 실시예에 따른 네트워크 장치(100, UPF)는 전술한 구성을 통해, 본 발명에서 제안하는 방안 즉 네트워크 접속 이동 제어 방안(또는, EPS-FB 제어 방안)을 실현하며, 이하에서는 이를 실현하기 위한 네트워크 장치(100) 내 각 구성에 대해 보다 구체적으로 설명하기로 한다.

설명에 앞서, 본 발명의 네트워크 접속 이동 제어 방안(또는, EPS-FB 제어 방안)이 적용되는 단말은, 5G에 SA(Stand Alone) 접속되는 단말로 한정하며 이하 언급되는 단말은 5G SA 단말인 것으로 이해할 수 있다.

감지부(110)는, 단말에 대하여 음성 서비스 개시의 특정 메시지 발생 여부를 감지하는 기능을 담당한다.

여기서, 특정 메시지는, 음성 서비스(예: 통화) 개시의 주요 메시지로서 SIP(Session Initiation Protocol) Invite 메시지일 수 있다.

즉, 감지부(110)는, 자신이 구현된 UPF(UPF+GW-U)로 인입되는 메시지를 모니터링하여, 음성 서비스(예: 통화) 개시의 특정 메시지 즉 SIP Invite 메시지 발생 여부를 감지할 수 있다.

최근 들어, 단말의 음성 서비스(예: 통화)의 메시지인 IMS 트래픽은, 단말 <-> P-CSCF 구간에서 ESP(Encapsulating Security Payload)로 암호화된다.

따라서, 기지국, 코어에서는, 이처럼 ESP로 암호화된 SIP 트래픽에 대한 종류, 상태 또는 어떤 트래픽인지 알 수는 없다.

다만, 통상적으로 음성 서비스(예: 통화)의 개시 메시지인 “SIP Invite 메시지”는, 다음과 같은 '패킷 특징'을 갖는다.

·단말이 목적하는 P-CSCF IP/Port 주소

·SIP Invite의 패킷 사이즈 Fragmentation 여부

·ESP 필드 헤더

·패킷의 전달 방향(uplink)

·베어러 및 세션의 QoS 제어 Index 번호가 “5"(QCI or QFI)

이에, 본 발명에서는, 음성 서비스(예: 통화)의 개시 메시지인 SIP Invite 메시지가 갖는 전술의 특징을 감안하여, UP에서 음성 서비스(예: 통화)의 개시를 빠른 시점에 판단해내고자 한다.

실시예를 설명하면, 감지부(110)는, 사용자 평면(User Plane)으로 수신되는 메시지에 대해, IPv4, IPv6, P-CSCF(Proxy Call State Control Function) 주소, 패킷 사이즈, n-tuple flow 정보, QCI(QoS Class Identifier), QFI(QoS Flow ID), uplink or downlink 방향, IP Fragmentation Field, ESP(Encapsulating Security Payload) SPI(Security Parameter Index), ESP protocol Sequence, 패킷 간격 시간 (Packet Inter-arrival Time), Congestion Control 방식 중 적어도 하나를 기반으로, SIP Invite 메시지를 감지할 수 있다.

즉, 감지부(110)는, 자신이 구현된 UPF(UPF+GW-U)로 수신(인입)되는 메시지를 모니터링하여, SIP Invite 메시지를 감지하도록 특정된 Invite 감지 조건에 부합하는 메시지를 SIP Invite 메시지로서 감지할 수 있는 것이다.

이때, Invite 감지 조건은, 전술의 IPv4, IPv6, P-CSCF(Proxy Call State Control Function) 주소, 패킷 사이즈, n-tuple flow 정보, QCI(QoS Class Identifier), QFI(QoS Flow ID), uplink or downlink 방향, IP Fragmentation Field, ESP(Encapsulating Security Payload) SPI(Security Parameter Index), ESP protocol Sequence, 패킷 간격 시간 (Packet Inter-arrival Time), Congestion Control 방식 중 적어도 하나를 기반으로 특정/정의될 수 있다.

일 예를 들면, Invite 감지 조건을 다음과 같이 특정/정의할 수 있다.

·Invite 감지 조건 : 등록된 P-CSCF 주소(IPv4/IPv6) + Uplink + 설정한 Byte 이상(예, 1400, fragmentation) + IP Next Header : ESP(Encap Security Payload) or UDP

물론, 전술과 같은 Invite 감지 조건은 일 예시일 뿐이며, SIP Invite 메시지를 감지하기 위해 다양한 조건 결합으로 정의될 수 있으며, Invite 감지 조건은 단일 개 일 수도 있고 다수 개일 수도 있다.

이에 감지부(110)는, 자신이 구현된 UPF(UPF+GW-U)로 수신(인입)되는 메시지를 모니터링하여, SIP Invite 메시지를 감지하도록 특정된 Invite 감지 조건에 부합하는 메시지가 있으면 해당 메시지를 SIP Invite 메시지로서 감지할 수 있다.

한편, 앞서 설명하였듯이, 본 발명은 5G SA 단말로 한정하고 있다.

이에, 감지부(110)는, 전술의 Invite 감지 조건 외에도, SIP Invite 메시지를 감지할 때 5G SA 단말과 관련된 SIP Invite 메시지 만을 감지하기 위한 조건으로서 세션에 대한 조건(예: SA PDU Session)을 특정/정의함으로써, 5G SA 단말에만 본 발명의 EPS-FB 제어가 적용되도록 할 수 있다.

더 나아가, 본 발명에서는, 음성 서비스(예: 통화)의 개시 이후 SIP Invite 메시지가 감지됨에 따른 잘못된 또는 중복된 EPS-FB 제어를 예방하고자, SIP Invite 메시지의 감지 예외 처리를 구현한다.

구체적으로, 감지부(110)는, 단말(예: 10)에 대하여 특정 메시지 즉 감지 예외 처리되지 않는 SIP Invite 메시지의 발생 감지 시, 예외처리 타이머를 설정한다.

이때, 예외처리 타이머는, x 시간으로 설정될 수도 있고 x 개의 패킷(예: Uplink) 개수로 설정될 수 있다.

즉, 감지부(110)는, 특정 메시지 즉 감지 예외 처리되지 않는 SIP Invite 메시지의 발생이 감지된 단말(10) 특히 단말(10)의 SIP Invite 메시지의 발생이 감지된 서비스 플로우(예: SA PDU Session) 즉 음성 서비스(예: 통화)의 서비스 플로우(예: SA PDU Session)에 대하여, 예외처리 타이머(예: X 시간, 또는 X개 패킷 개수)를 설정하여 예외처리 타이머를 동작시킬 수 있다.

이후, 감지부(110)는, 예외처리 타이머(예: X 시간, 또는 X개 패킷 개수)를 설정한 단말(10) 특히 단말(10)의 SIP Invite 메시지의 발생이 감지된 서비스 플로우(예: SA PDU Session)에 대해, 설정/동작 중인 예외처리 타이머(예: X 시간, 또는 X개 패킷 개수) 만료 이전에 감지되는 SIP Invite 메시지를 감지 예외 처리할 수 있다.

이렇게 되면, 본 발명에서는, 음성 서비스(예: 통화)의 개시 시점에 최초로 인입되는 SIP Invite 메시지 만을 감지함으로써, 음성 서비스(예: 통화)의 개시 이후 SIP Invite 메시지가 감지됨에 따른 잘못된 또는 중복된 EPS-Fallback 제어를 예방할 수 있다.

접속이동제어부(120)는, 감지부(110)에서 특정 메시지 즉 (예외 처리되지 않는) SIP Invite 메시지가 감지되면, SIP Invite 메시지의 발생 감지에 따라, SIP Invite 메시지를 전송한 기지국(20, gNB) 및 네트워크 장치(100, UPF) 간 데이터 패스(Data Path)를 통해서 단말(10)의 음성 서비스(예: 통화) 이용을 위한 EPS fallback(네트워크의 접속 이동) 개시를 요청한다.

보다 구체적인 실시예를 설명하기 위해, 판단부(130)를 먼저 설명하겠다.

판단부(130)는, 감지부(110)에서 특정 메시지 즉 (예외 처리되지 않는) SIP Invite 메시지가 감지되면, 해당 SIP Invite 메시지를 전송한 기지국(20, gNB)이 데이터 패스(Data Path) 기반의 EPS fallback 개시 요청 수신 및 처리가 가능한지 여부를 판단할 수 있다.

일 예에 따르면, 본 발명의 네트워크 장치(100, UPF)는, 자신과 관여되는 기지국에 대하여 정보를 관리하며, 이러한 관리 정보를 통해 SIP Invite 메시지를 전송한 기지국(20, gNB)의 구현 정보를 확인하여 데이터 패스(Data Path) 기반의 EPS fallback 지원 여부를 확인할 수 있다.

이에, 판단부(130)는, 기지국(20, gNB)이 데이터 패스(Data Path) 기반 EPS fallback을 지원하는 경우, 기지국(20, gNB)이 데이터 패스(Data Path) 기반의 EPS fallback 개시 요청 수신 및 처리가 가능하다고 판단할 수 있다.

더 나아가, 본 발명의 네트워크 장치(100, UPF)는, 기지국(20, gNB)의 데이터 패스(Data Path) 기반 EPS fallback 지원 여부 외에도, UPF - gNB 구간의 성능(RTT, Throughput, Error률, Success률), 시스템 설정, 주변 노드의 상태 등을 고려하여, 기지국(20, gNB)이 데이터 패스(Data Path) 기반의 EPS fallback 개시 요청 수신 및 처리가 가능한지 여부를 판단할 수 있다.

이에, 접속이동제어부(120)는, 판단부(130)에서 가능으로 판단한 경우, 데이터 패스(Data Path)를 우선하여, 금번 SIP Invite 메시지를 전송한 기지국(20, gNB) 및 네트워크 장치(100, UPF) 간 데이터 패스(Data Path)를 통해서 단말(10)의 음성 서비스(예: 통화) 이용을 위한 EPS fallback 개시를 요청할 수 있다.

여기서, 데이터 패스(Data Path)를 통한 접속 이동 개시 요청 즉 EPS fallback 개시 요청은, 네트워크의 접속 이동 즉 EPS fallback을 수행하도록 정의한 식별자를 포함하는 메시지가 활용될 수 있다.

일 예에 따르면, 접속이동제어부(120)는, 다음과 같이 정의할 수 있는 메시지를 활용하여, 데이터 패스(Data Path)를 통해 기지국(20, gNB)으로 EPS fallback 개시를 요청할 수 있다.

·Error indication + Private Extension

·End Marker + Private Extension

·GTP-U + GTP-U Extension Header

즉, 본 발명에서는, 표준에서 기지국(20, gNB)으로 하여금 수신 시 EPS fallback 수행을 직접 또는 간접적으로 유도할 수 있는 패킷(Error indication, End Marker, GTP-U) 및 본 발명에서 EPS fallback을 수행하도록 정의한 식별자(예: EPS-FB 유도 식별자)를 포함할 수 있는 패킷(Extension)을 활용하는 방식으로, 데이터 패스(Data Path)를 통해 기지국(20, gNB)으로 EPS fallback 개시를 요청할 수 있다.

이렇게 되면, 데이터 패스(Data Path)를 통해 EPS fallback 개시 요청을 수신하는 기지국(20, gNB)에서는, 요청 수신에 따라 단말(10)에 대한 접속 해제(AN Release) 절차를 수행하고 단말(10)로 하여금 LET에 접속하는 RRC Change to LTE 절차를 수행하도록 하여 단말(10)의 RAT 변경 과정이 수행될 수 있도록 할 수 있다. 이러한 RAT 변경 과정의 시그널링은 기존과 동일하다 할 수 있다.

이렇듯, 본 발명에서는, SIP Invite 메시지 감지를 통해 UP(User Plane) 기반으로 기존 대비 빠른 시점에 음성 서비스(예: 통화)의 개시를 판단해내고, 판단 즉시 RAN 및 UP 간 Data Path를 통해 기존 대비 간소화된 방식으로 EPS fallback을 개시하도록 제어할 수 있다.

한편, 접속이동제어부(120)는, 판단부(130)에서 불가능으로 판단한 경우, 시그널 패스(Signal Path)를 우선하여, 금번 SIP Invite 메시지를 전송한 기지국(20, gNB) 및 네트워크 장치(100, UPF) 간에 액세스 및 세션을 관리하는 노드를 제외한 타 노드를 거치지 않는 시그널 패스(Signal Path)를 통해 단말(10)의 음성 서비스(예: 통화) 이용을 위한 EPS fallback 개시를 요청할 수 있다.

여기서, 시그널 패스(Signal Path)를 통한 접속 이동 개시 요청 즉 EPS fallback 개시 요청은, 기지국(20, gNB)에 수신 시, 네트워크의 접속 이동 즉 EPS fallback을 수행하도록 기 정의된 품질이 보장된 데이터 플로우(Guaranteed Flow Bit Rate QoS flow) 생성 요청이 활용될 수 있다.

즉, 본 발명에서는, 표준에서 기지국(20, gNB)으로 하여금 수신 시, EPS fallback에 trigger되는 cause로 인식하여 EPS fallback을 수행하도록 하는 특정 시그널을 활용하는 방식으로, 시그널 패스(Signal Path)를 통해 기지국(20, gNB)으로 EPS fallback 개시를 요청할 수 있다.

이와 같이 본 발명에서 활용하고자 하는 특정 시그널의 일 예를 설명하면, 특정 품질(예: 5QI 1)의 데이터 플로우 생성을 요청하는 시그널(예: PDU Session Modify(5QI 1))을 활용할 수 있다.

아울러, 본 발명에서는, 특정 시그널 예컨대 특정 품질(예: 5QI 1)의 데이터 플로우의 생성(예: PDU Session Modify(5QI 1))을 요청할 때, 더미 플로우(dummy flow) 생성 요청의 형태로 요청할 수도 있다.

또한, 기지국(20, gNB) 및 네트워크 장치(100, UPF) 간에 액세스 및 세션을 관리하는 노드란, AMF, SMF를 의미한다.

이에, 일 예에 따르면 접속이동제어부(120)는, 품질이 보장된 데이터 플로우(Guaranteed Flow Bit Rate QoS flow) 생성 요청(예: PDU Session Modify(5QI 1))을 SMF로 전송하고 이에 SMF가 해당 요청(예: PDU Session Modify(5QI 1))을 AMF로 전송하고 이에 AMF가 기지국(20, gNB)으로 전송하도록 하여, UPF->SMF->AMF->gNB(RAN)의 시그널 패스(Signal Path)를 통해 기지국(20, gNB)으로 EPS fallback 개시를 요청할 수 있다.

이렇게 되면, 시그널 패스(Signal Path)를 통해 EPS fallback 개시 요청을 수신하는 기지국(20, gNB)에서는, 요청 수신에 따라 EPS fallback에 trigger되는 cause를 인식하여 거절(Reject) 처리 및 단말(10)에 대한 접속 해제(AN Release) 절차를 수행하고 단말(10)로 하여금 LET에 접속하는 RRC Change to LTE 절차를 수행하도록 하여 단말(10)의 RAT 변경 과정이 수행될 수 있도록 할 수 있다. 이러한 RAT 변경 과정의 시그널링은 기존과 동일하다 할 수 있다.

이렇듯, 본 발명에서는, SIP Invite 메시지 감지를 통해 UP(User Plane) 기반으로 기존 대비 빠른 시점에 음성 서비스(예: 통화)의 개시를 판단해내고, 판단 즉시 RAN 및 UP 간에 IMS를 거치지 않는 Signal Path를 통해 기존 대비 간소화된 방식으로 EPS fallback을 개시하도록 제어할 수도 있다.

한편, 전술에서는, 기지국(20, gNB)이 데이터 패스(Data Path) 기반의 EPS fallback 개시 요청 수신 및 처리가 가능한 경우 데이터 패스(Data Path)를 우선하고, 기지국(20, gNB)이 데이터 패스(Data Path) 기반의 EPS fallback 개시 요청 수신 및 처리가 불가능한 경우 시그널 패스(Signal Path)를 우선하는 실시예로 설명하였으나, 이는 일 실시예일 뿐이다.

본 발명에서는, 다양한 실시예가 가능하며, 예컨대 기지국(20, gNB)이 데이터 패스(Data Path) 기반의 EPS fallback 개시 요청 수신 및 처리가 가능한지 여부를 판단하지 않고, 기 설정된 설정 조건 등에 의해 시그널 패스(Signal Path)를 통해 기지국(20, gNB)으로 EPS fallback 개시를 요청할 수도 있다.

도 4 및 도 5는 본 발명의 제안 방안에 의해 EPS-FB 개시를 제어하는 실시예들을 보여주고 있다.

먼저, 도 4의 경우, 본 발명에서 데이터 패스(Data Path)를 통해 EPS fallback 개시를 요청하는 상황의 일 예를 보여주고 있다.

도 4에서 알 수 있듯이, 본 발명에 따르면, UP의 NF 즉 UPF+GW-U(100)에서는, 인입되는 메시지를 모니터링하여 음성 서비스(예: 통화)의 개시 메시지인 SIP Invite 메시지가 감지되는 시점에, 음성 서비스(예: 통화)의 개시를 판단해낼 수 있다.

그리고, UPF+GW-U(100)에서는, 금번 SIP Invite 메시지를 전송한 기지국(20, gNB)이 데이터 패스(Data Path) 기반의 EPS fallback 개시 요청 수신 및 처리가 가능한지 여부를 판단할 것인데, 도 4의 경우 가능하다고 판단하는 상황을 가정하고 있다.

이에, UPF+GW-U(100)에서는, RAN 및 UP 간 데이터 패스(Data Path)를 통해 기지국(20, gNB)으로 EPS fallback 개시를 요청하며, 도 4에서는 EPS fallback 개시 요청으로서 Error indication + Private Extension을 포함하는 메시지를 전송하고 있다.

이렇게 되면, 데이터 패스(Data Path)를 통해 EPS fallback 개시 요청을 수신하는 기지국(20, gNB)에서는, 요청 수신에 따라 단말(10)에 대한 접속 해제(AN Release) 절차를 수행하고 단말(10)로 하여금 LET에 접속하는 RRC Change to LTE 절차를 수행하도록 하여 단말(10)의 RAT 변경 과정이 수행될 수 있도록 할 수 있다. 이러한 RAT 변경 과정의 시그널링 및 그 이후 절차(예: T4 ~ T7)들의 시그널링은 기존과 동일하다 할 수 있다.

다음 도 5의 경우, 본 발명에서 시그널 패스(Signal Path)를 통해 EPS fallback 개시를 요청하는 상황의 일 예를 보여주고 있다.

도 5에서 알 수 있듯이, 본 발명에 따르면, UP의 NF 즉 UPF+GW-U(100)에서는, 인입되는 메시지를 모니터링하여 음성 서비스(예: 통화)의 개시 메시지인 SIP Invite 메시지가 감지되는 시점에, 음성 서비스(예: 통화)의 개시를 판단해낼 수 있다.

그리고, UPF+GW-U(100)에서는, 금번 SIP Invite 메시지를 전송한 기지국(20, gNB)이 데이터 패스(Data Path) 기반의 EPS fallback 개시 요청 수신 및 처리가 가능한지 여부를 판단할 것인데, 도 5의 경우 불가능하다고 판단하는 상황을 가정하고 있다.

이에, UPF+GW-U(100)에서는, RAN 및 UP 간에 IMS를 거치지 않는 시그널 패스(Signal Path)를 통해 기지국(20, gNB)으로 EPS fallback 개시를 요청하며, 도 5에서는 EPS fallback 개시 요청으로서 품질이 보장된 데이터 플로우(Guaranteed Flow Bit Rate QoS flow) 생성 요청(예: PDU Session Modify(5QI 1))의 시그널을 전송하고 있다.

즉, UPF+GW-U(100)에서는, 품질이 보장된 데이터 플로우(Guaranteed Flow Bit Rate QoS flow) 생성 요청(예: PDU Session Modify(5QI 1))을 SMF+GW-C(200)로 전송하고 이에 SMF+GW-C(200)가 해당 요청(예: PDU Session Modify(5QI 1))을 AMF로 전송하고 이에 AMF가 기지국(20, gNB)으로 전송하도록 하여, UPF+GW-U->SMF+GW-C->AMF->gNB(RAN)의 시그널 패스(Signal Path)를 통해 기지국(20, gNB)으로 EPS fallback 개시를 요청할 수 있다.

이렇게 되면, 시그널 패스(Signal Path)를 통해 EPS fallback 개시 요청을 수신하는 기지국(20, gNB)에서는, 요청 수신에 따라 EPS fallback에 trigger되는 cause를 인식하여 거절(예: PDU Session Modify Reject) 처리 및 단말(10)에 대한 접속 해제(AN Release) 절차를 수행하고 단말(10)로 하여금 LET에 접속하는 RRC Change to LTE 절차를 수행하도록 하여 단말(10)의 RAT 변경 과정이 수행될 수 있도록 할 수 있다. 이러한 RAT 변경 과정의 시그널링 및 그 이후 절차(예: T4 ~ T7)들의 시그널링은 기존과 동일하다 할 수 있다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에서는, 사용자 평면(User Plane)에서 최대한 빠른 시점 및 간소화된 방식으로 EPS Fallback을 개시/수행할 수 있도록 하는 새로운 UP 기반의 EPS-FB 제어를 실현하고 있다.

이로써, 본 발명에서 실현하는 UP 기반의 EPS-FB 제어를 통해, 음성 서비스(예: 통화)의 Setup 지연을 단축하는 효과를 도출할 수 있다.

이하에서는, 도 6을 참조하여, 본 발명에서 제안하는 네트워크 접속 이동 제어방법(또는, EPS-FB 제어방법)을 구체적으로 설명하겠다.

설명의 편의 상, 후술에서는 본 발명에서 제안하는 네트워크 접속 이동 제어방법(또는, EPS-FB 제어방법)이 수행되는 주체로서, 네트워크 장치(100, UPF)를 언급하여 설명하겠다.

본 발명에서 제안하는 네트워크 접속 이동 제어방법(또는, EPS-FB 제어방법)은, 5G SA 망에 접속되는 단말(10)에 대해 적용되어 동작을 시작한다.

이에, 본 발명에서 제안하는 네트워크 접속 이동 제어방법(또는, EPS-FB 제어방법)에 따르면, 네트워크 장치(100, UPF)는, 자신이 구현된 UPF로 인입되는 메시지를 모니터링하여, 단말(10)에 대해 음성 서비스(예: 통화) 개시의 특정 메시지 즉 SIP Invite 메시지 발생 여부를 감지할 수 있다(S10).

예를 들면, Invite 감지 조건을 다음과 같이 특정/정의할 수 있다.

·Invite 감지 조건 : 등록된 P-CSCF 주소(IPv4/IPv6) + Uplink + 설정한 Byte 이상(예, 1400, fragmentation) + IP Next Header : ESP(Encap Security Payload) or UDP

이에 네트워크 장치(100, UPF)는, 자신이 구현된 UPF로 인입되는 메시지를 모니터링하여, SIP Invite 메시지를 감지하도록 특정된 Invite 감지 조건에 부합하는 메시지가 있으면 해당 메시지를 SIP Invite 메시지로서 감지할 수 있다.

한편, 앞서 설명하였듯이, 본 발명은 5G SA 단말로 한정하고 있다.

이에, 네트워크 장치(100, UPF)는, 전술의 Invite 감지 조건 외에도, SIP Invite 메시지를 감지할 때 5G SA 단말과 관련된 SIP Invite 메시지 만을 감지하기 위한 조건으로서 세션에 대한 조건(예: SA PDU Session)을 특정/정의함으로써, 5G SA 단말에만 본 발명의 EPS-FB 제어가 적용되도록 할 수 있다.

본 발명에서 제안하는 네트워크 접속 이동 제어방법(또는, EPS-FB 제어방법)에 따르면, 네트워크 장치(100, UPF)는, 금번 감지한 SIP Invite 메시지가 감지 예외 처리 대상인지 판단한다(S20).

구체적으로, 네트워크 장치(100, UPF)는, SIP Invite 메시지의 발생이 감지된 단말(10) 특히 단말(10)의 SIP Invite 메시지의 발생이 감지된 서비스 플로우(예: SA PDU Session)에 대하여, 예외처리 타이머(예: X 시간, 또는 X개 패킷 개수)가 설정/동작 중이며 만료 이전인지 판단한다(S20).

네트워크 장치(100, UPF)는, 감지 예외 처리되지 않는 SIP Invite 메시지의 발생 감지 시(S20 No), 예외처리 타이머(예: X 시간, 또는 X개 패킷 개수)가 동작 중이지 않거나 만료 이후이면(S20 No), 감지 예외 처리 대상이 아니라고 판단한다.

한편, 네트워크 장치(100, UPF)는, 예외처리 타이머(예: X 시간, 또는 X개 패킷 개수)를 설정한 단말(10) 특히 단말(10)의 SIP Invite 메시지의 발생이 감지된 서비스 플로우(예: SA PDU Session)에 대해, 설정/동작 중인 예외처리 타이머(예: X 시간, 또는 X개 패킷 개수) 만료 이전이면(S20 Yes) SIP Invite 메시지를 감지 예외 처리할 수 있다(S25).

본 발명에서 제안하는 네트워크 접속 이동 제어방법(또는, EPS-FB 제어방법)에 따르면, 네트워크 장치(100, UPF)는, SIP Invite 메시지를 감지 예외 처리하지 않는 경우 단말(10) 특히 단말(10)의 SIP Invite 메시지의 발생이 감지된 서비스 플로우(예: SA PDU Session)에 대하여, 예외처리 타이머(예: X 시간, 또는 X개 패킷 개수)를 설정하여 예외처리 타이머를 동작시키며, 아울러 해당 SIP Invite 메시지를 전송한 기지국(20, gNB)이 데이터 패스(Data Path) 기반의 EPS fallback 개시 요청 수신 및 처리가 가능한지 여부를 판단할 수 있다(S30).

본 발명에서 제안하는 네트워크 접속 이동 제어방법(또는, EPS-FB 제어방법)에 따르면, 네트워크 장치(100, UPF)는, S30단계에서 가능으로 판단한 경우(S30 Yes), 금번 SIP Invite 메시지를 전송한 기지국(20, gNB) 및 네트워크 장치(100, UPF) 간 데이터 패스(Data Path)를 통해서 단말(10)의 음성 서비스(예: 통화) 이용을 위한 EPS fallback 개시를 요청할 수 있다(S40).

일 예에 따르면, 네트워크 장치(100, UPF)는, 다음과 같이 정의할 수 있는 메시지를 활용하여, 데이터 패스(Data Path)를 통해 기지국(20, gNB)으로 EPS fallback 개시를 요청할 수 있다.

·Error indication + Private Extension

·End Marker + Private Extension

·GTP-U + GTP-U Extension Header

이렇게 되면, 데이터 패스(Data Path)를 통해 EPS fallback 개시 요청을 수신하는 기지국(20, gNB)에서는, 요청 수신에 따라 단말(10)에 대한 접속 해제(AN Release) 절차를 수행하고 단말(10)로 하여금 LET에 접속하는 RRC Change to LTE 절차를 수행하도록 하여 단말(10)의 RAT 변경 과정이 수행될 수 있도록 할 수 있다(S60).

이렇듯, 본 발명에서는, SIP Invite 메시지 감지를 통해 UP(User Plane) 기반으로 기존 대비 빠른 시점에 음성 서비스(예: 통화)의 개시를 판단해내고, 판단 즉시 RAN 및 UP 간 Data Path를 통해 기존 대비 간소화된 방식으로 EPS fallback을 개시하도록 제어할 수 있다.

한편, 본 발명에서 제안하는 네트워크 접속 이동 제어방법(또는, EPS-FB 제어방법)에 따르면, 네트워크 장치(100, UPF)는, S30단계에서 불가능으로 판단한 경우(S30 No), 금번 SIP Invite 메시지를 전송한 기지국(20, gNB) 및 네트워크 장치(100, UPF) 간에 액세스 및 세션을 관리하는 노드를 제외한 타 노드를 거치지 않는 시그널 패스(Signal Path)를 통해 단말(10)의 음성 서비스(예: 통화) 이용을 위한 EPS fallback 개시를 요청할 수 있다(S50).

일 예에 따르면, 네트워크 장치(100, UPF)는, 특정 품질(예: 5QI 1)의 데이터 플로우 생성을 요청하는 시그널(예: PDU Session Modify(5QI 1)을 활용하여, 시그널 패스(Signal Path)를 통해 기지국(20, gNB)으로 EPS fallback 개시를 요청할 수 있다.

구체적으로, 네트워크 장치(100, UPF)는, 품질이 보장된 데이터 플로우(Guaranteed Flow Bit Rate QoS flow) 생성 요청(예: PDU Session Modify(5QI 1))을 SMF로 전송하고 이에 SMF가 해당 요청(예: PDU Session Modify(5QI 1))을 AMF로 전송하고 이에 AMF가 기지국(20, gNB)으로 전송하도록 하여, UPF->SMF->AMF->gNB(RAN)의 시그널 패스(Signal Path)를 통해 기지국(20, gNB)으로 EPS fallback 개시를 요청할 수 있다.

이렇게 되면, 시그널 패스(Signal Path)를 통해 EPS fallback 개시 요청을 수신하는 기지국(20, gNB)에서는, 요청 수신에 따라 EPS fallback에 trigger되는 cause를 인식하여 거절(Reject) 처리 및 단말(10)에 대한 접속 해제(AN Release) 절차를 수행하고 단말(10)로 하여금 LET에 접속하는 RRC Change to LTE 절차를 수행하도록 하여 단말(10)의 RAT 변경 과정이 수행될 수 있도록 할 수 있다(S60).

이렇듯, 본 발명에서는, SIP Invite 메시지 감지를 통해 UP(User Plane) 기반으로 기존 대비 빠른 시점에 음성 서비스(예: 통화)의 개시를 판단해내고, 판단 즉시 RAN 및 UP 간에 IMS를 거치지 않는 Signal Path를 통해 기존 대비 간소화된 방식으로 EPS fallback을 개시하도록 제어할 수 있다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에서 제안하는 네트워크 접속 이동 제어방법(또는, EPS-FB 제어방법)은, 사용자 평면(User Plane)에서 최대한 빠른 시점 및 간소화된 방식으로 EPS Fallback을 개시/수행할 수 있도록 하는 새로운 UP 기반의 EPS-FB 제어를 실현함으로써, 음성 서비스(예: 통화)의 Setup 지연을 단축하는 효과를 도출한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 네트워크 접속 이동 제어방법(또는, EPS-FB 제어방법)은, 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.

지금까지 본 발명을 바람직한 실시 예를 참조하여 상세히 설명하였지만, 본 발명이 상기한 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 또는 수정이 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 사상이 미친다 할 것이다.

본 발명에 따른 네트워크 장치 및 네트워크 장치에서 수행되는 시그널링 처리방법에 따르면, 5G SA에서 사용자 평면(User Plane) 기반의 EPS Fallback 제어 기술을 실현한다는 점에서, 기존 기술의 한계를 뛰어 넘음에 따라 관련 기술에 대한 이용만이 아닌 적용되는 장치의 시판 또는 영업의 가능성이 충분할 뿐만 아니라 현실적으로 명백하게 실시할 수 있는 정도이므로 산업상 이용가능성이 있는 발명이다.

100 : 네트워크 장치
110 : 감지부 120 : 접속이동제어부
130 : 판단부 140 : 통신부

Claims (13)

1. 사용자 평면(User Plane)의 네트워크 장치에 있어서,
   단말에 대하여 음성 서비스 개시의 특정 메시지 발생 여부를 상기 사용자 평면에서 감지하는 감지부;
   상기 특정 메시지에 대한 상기 사용자 평면에서의 발생 감지에 따라, 상기 단말의 음성 서비스 이용을 위한 네트워크의 접속 이동 개시를 상기 특정 메시지를 전송한 기지국 및 상기 네트워크 장치 간 데이터 패스(Data Path)를 통해서 상기 기지국으로 직접 요청하는 접속이동제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 네트워크 장치.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 데이터 패스(Data Path)를 통한 접속 이동 개시 요청은,
   상기 네트워크의 접속 이동을 수행하도록 정의한 식별자를 포함하는 메시지가 활용되는 것을 특징으로 하는 네트워크 장치.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 특정 메시지는,
   SIP(Session Initiation Protocol) Invite 메시지인 것을 특징으로 하는 네트워크 장치.
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 감지부는,
   사용자 평면(User Plane)으로 수신되는 메시지에 대해, IPv4, IPv6, P-CSCF(Proxy Call State Control Function) 주소, 패킷 사이즈, n-tuple flow 정보, QCI(QoS Class Identifier), QFI(QoS Flow ID), uplink or downlink 방향, IP Fragmentation Field, ESP(Encapsulating Security Payload) SPI(Security Parameter Index), ESP protocol Sequence, 패킷 간격 시간 (Packet Inter-arrival Time), Congestion Control 방식 중 적어도 하나를 기반으로, 상기 특정 메시지를 감지하는 것을 특징으로 하는 네트워크 장치.
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 특정 메시지를 전송한 기지국이 상기 데이터 패스(Data Path) 기반의 접속 이동 개시 요청 수신 및 처리가 가능한지 여부를 판단하는 판단부를 더 포함하며;
   상기 접속이동제어부는,
   상기 판단부에서 불가능으로 판단한 경우, 기지국 및 상기 네트워크 장치 간에 액세스 및 세션을 관리하는 노드를 통한 시그널 패스(Signal Path)를 통해 상기 단말의 음성 서비스 이용을 위한 네트워크의 접속 이동 개시를 요청하는 것을 특징으로 하는 네트워크 장치.
6. 제 5 항에 있어서,
   상기 시그널 패스(Signal Path)를 통한 접속 이동 개시 요청은,
   상기 기지국에 수신 시, 상기 네트워크의 접속 이동을 수행하도록 기 정의된 품질이 보장된 데이터 플로우(Guaranteed Flow Bit Rate QoS flow) 생성 요청이 활용되는 것을 특징으로 하는 네트워크 장치.
7. 제 1 항에 있어서,
   상기 감지부는,
   단말에 대하여 상기 특정 메시지 발생 감지 시 예외처리 타이머를 설정하고,
   상기 예외처리 타이머를 설정한 상기 단말의 서비스 플로우에 대해 상기 예외처리 타이머의 만료 이전에 감지되는 특정 메시지를 감지 예외 처리하는 것을 특징으로 하는 네트워크 장치.
8. 사용자 평면(User Plane)의 네트워크 장치에서 수행되는 네트워크 접속 이동 제어방법에 있어서,
   접속된 단말에 대하여 음성 서비스 개시의 특정 메시지 발생 여부를 상기 사용자 평면에서 감지하는 감지단계;
   상기 특정 메시지에 대한 상기 사용자 평면에서의 발생 감지에 따라, 상기 단말의 음성 서비스 이용을 위한 네트워크의 접속 이동 개시를 상기 특정 메시지를 전송한 기지국 및 상기 네트워크 장치 간 데이터 패스(Data Path)를 통해서 상기 기지국으로 직접 요청하는 접속이동 제어단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 네트워크 접속 이동 제어방법.
9. 제 8 항에 있어서,
   상기 데이터 패스(Data Path)를 통한 접속 이동 개시 요청은,
   상기 네트워크의 접속 이동을 수행하도록 정의한 식별자를 포함하는 메시지가 활용되는 것을 특징으로 하는 네트워크 접속 이동 제어방법
10. 제 8 항에 있어서,
    상기 특정 메시지는,
    SIP(Session Initiation Protocol) Invite 메시지인 것을 특징으로 하는 네트워크 접속 이동 제어방법
11. 제 8 항에 있어서,
    상기 특정 메시지를 전송한 기지국이 상기 데이터 패스(Data Path) 기반의 접속 이동 개시 요청 수신 및 처리가 가능한지 여부를 판단하는 판단단계를 더 포함하며;
    상기 접속이동 제어단계는,
    상기 판단단계에서 불가능으로 판단한 경우, 기지국 및 상기 네트워크 장치 간에 액세스 및 세션을 관리하는 노드를 통한 시그널 패스(Signal Path)를 통해 상기 단말의 음성 서비스 이용을 위한 네트워크의 접속 이동 개시를 요청하는 것을 특징으로 하는 네트워크 접속 이동 제어방법.
12. 제 11 항에 있어서,
    상기 시그널 패스(Signal Path)를 통한 접속 이동 개시 요청은,
    상기 기지국에 수신 시, 상기 네트워크의 접속 이동을 수행하도록 기 정의된 품질이 보장된 데이터 플로우(Guaranteed Flow Bit Rate QoS flow) 생성 요청이 활용되는 것을 특징으로 하는 네트워크 접속 이동 제어방법.
13. 제 8 항에 있어서,
    상기 감지단계는,
    단말에 대하여 상기 특정 메시지 발생 감지 시 예외처리 타이머를 설정하고,
    상기 예외처리 타이머를 설정한 상기 단말의 서비스 플로우에 대해 상기 예외처리 타이머의 만료 이전에 감지되는 특정 메시지를 감지 예외 처리하는 것을 특징으로 하는 네트워크 접속 이동 제어방법.

Images