KR20180022557A

KR20180022557A - 요구 QoS 버짓 관련 명시적 리포팅을 기반한 통신 방법 및 장치

Info

Publication number: KR20180022557A
Application number: KR1020170091503A
Authority: KR
Inventors: 김동명; 신명기; 안병준; 이승익
Original assignee: 한국전자통신연구원
Priority date: 2016-08-23
Filing date: 2017-07-19
Publication date: 2018-03-06

Abstract

요구 QoS 버짓 관련 명시적 리포팅을 기반한 통신 방법 및 장치가 개시된다. 개시된 액세스 네트워크의 통신 방법은 코어 네트워크로부터 액세스 네트워크의 QoS 버짓에 대한 요청을 수신하고, 요청에 응답하여 코어 네트워크로 요구되는 QoS 버짓에 대한 정보를 전송한다. QoS 버짓에 대한 정보는 액세스 네트워크 및 코어 네트워크를 포함한 통신 시스템에서 QoS 처리 규칙을 결정하는 데 이용된다.

Description

요구 QoS 버짓 관련 명시적 리포팅을 기반한 통신 방법 및 장치{COMMUNICATION METHOD AND APPARATUS BASED ON EXPLICIT REPORTING ABOUT REQUIRED QOS BUDGET}

아래의 설명은 액세스 네트워크에서의 요구 QoS 버짓 관련 명시적 리포팅을 기반한 통신 방법 및 장치에 관한 것이다.

기존 통신 네트워크에서 QoS(Quality of Service)는 QCI(QoS Class Identifier)가 흐름의 내제적인 특성 기반으로 PGW(Packet Gateway)-UE 사이의 QoS 파라미터를 가지고 있고, 실제 QoS 파라미터가 송수신되지 않으며, 각 네트워크 엔터티(network entity)에서 QCI의 특성 별 요구되는 동작을 각자 수행한다. 이러한 QoS 개념을 5G 네트워크에 그대로 적용될 경우 여러 제약이 있을 수 있다.

본 발명은 모바일 코어 네트워크에서 QoS 설정 시 액세스 네트워크에서 요청되는 최대 허용 지연 값 요구사항을 고려할 수 있다.

본 발명은 모바일 코어 네트워크에서 네트워크 환경 구성에서 액세스 네트워크에서 요청되는 최대 허용 지연 값 요구사항을 고려할 수 있다.

본 발명은 액세스 네트워크 및 코어 네트워크의 지연 요구사항에 여유를 가질 수 없는 초저지연을 요구하는 서비스에 대해서도 밀접한 인터워킹을 통해 서비스 제공이 가능하다.

본 발명은 다양안 액세스 네트워크 장비에 공통적으로 적용 가능하다.

일실시예에 액세스 네트워크의 통신 방법은 코어 네트워크로부터 상기 액세스 네트워크의 QoS 버짓에 대한 요청을 수신하는 단계; 및 상기 요청에 응답하여, 상기 코어 네트워크로 요구되는 QoS 버짓에 대한 정보를 전송하는 단계를 포함하고, 상기 QoS 버짓에 대한 정보는 상기 액세스 네트워크 및 상기 코어 네트워크를 포함한 통신 시스템에서 QoS 처리 규칙을 결정하는 데 이용된다.

일실시예에 통신 방법에서 상기 QoS 버짓에 대한 정보는 상기 액세스 네트워크 및 상기 코어 네트워크 간 요구되는 QoS 버짓을 명시적으로 나타낼 수 있다.

일실시예에 통신 방법에서 상기 QoS 버짓에 대한 정보는 상기 액세스 네트워크에 대한 지연 버짓에 대한 정보를 포함할 수 있다.

일실시예에 통신 방법에서 상기 코어 네트워크는 상기 QoS 처리 규칙이 결정되는 동안 RAN-트리거 QoS 재협상이 허용됨을 명시적으로 나타낼 수 있다.

일실시예에 통신 방법은 상기 QoS 처리 규칙이 상기 액세스 네트워크에서 승인될 수 없는 경우, 상기 코어 네트워크로 QoS 재협상 요청을 전송하는 단계를 더 포함할 수 있다.

일실시예에 통신 방법에서 상기 QoS 재협상 요청은 상기 액세스 네트워크의 로컬 구성 및 코어 네트워크로부터의 시그널링에 기초하여 결정될 수 있다.

일실시예에 통신 방법에서 상기 코어 네트워크는 상기 액세스 네트워크로부터 수신한 상기 QoS 재협상 요청에 기초하여 상기 QoS 처리 규칙을 업데이트할 수 있다.

일실시예에 통신 방법에서 상기 QoS 버짓에 대한 요청을 수신하는 단계는 상기 QoS 처리 규칙이 결정되기 전에 상기 코어 네트워크로부터 상기 QoS 버짓에 대한 요청을 수신할 수 있다.

일실시예에 따르면, 모바일 코어 네트워크에서 QoS 설정 시 액세스 네트워크에서 요청되는 최대 허용 지연 값 요구사항을 고려할 수 있다.

일실시예에 따르면, 모바일 코어 네트워크에서 네트워크 환경 구성에서 액세스 네트워크에서 요청되는 최대 허용 지연 값 요구사항을 고려할 수 있다.

일실시예에 따르면, 액세스 네트워크 및 코어 네트워크의 지연 요구사항에 여유를 가질 수 없는 초저지연을 요구하는 서비스에 대해서도 밀접한 인터워킹을 통해 서비스 제공이 가능하다.

일실시예에 따르면, 다양안 액세스 네트워크 장비에 공통적으로 적용 가능하다.

도 1은 일실시예에 따른 명시적인 리포팅을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 일실시예에 따른 통신 네트워크의 아키텍처를 나타낸 도면이다.
도 3은 일실시예에 따른 통신 방법을 나타낸 도면이다.

실시예들에 대한 특정한 구조적 또는 기능적 설명들은 단지 예시를 위한 목적으로 개시된 것으로서, 다양한 형태로 변경되어 실시될 수 있다. 따라서, 실시예들은 특정한 개시형태로 한정되는 것이 아니며, 본 명세서의 범위는 기술적 사상에 포함되는 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함한다.

제1 또는 제2 등의 용어를 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 이런 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 해석되어야 한다. 예를 들어, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소는 제1 구성요소로도 명명될 수 있다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설명된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함으로 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하, 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 아래의 특정한 구조적 내지 기능적 설명들은 단지 실시예들을 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 실시예의 범위가 본문에 설명된 내용에 한정되는 것으로 해석되어서는 안된다. 관련 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 또한, 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타내며, 공지된 기능 및 구조는 생략하도록 한다.

도 1은 일실시예에 따른 명시적인 리포팅을 설명하기 위한 도면이다.

본 명세서에서는 모바일 코어 네트워크(mobile core network)에서 QoS 설정 시 액세스 네트워크에서 요청되는 최대 허용 지연 값 요구사항을 고려할 수 있는 통신 방법 및 통신 장치를 제안한다. 액세스 네트워크(access network)에서는 QoS 설정 절차 중 액세스 네트워크에서 요청되는 최대 허용 지연 값 요구사항과 관련된 파라미터를 코어 네트워크에 전달할 수 있다. 비-3GPP 등 연동 시에도 동일한 방식이 적용 가능하도록 하기 위해, 전달되는 최대 허용 지연 값 요구사항과 관련된 파라미터를 숫자로 표현되는 일반적인 값(예컨대, 10 msec 등)으로 할 수 있다. 또한, 상황 변화, 핸드오버 등 상황 변경 시 시그널링 부하 증가 가능성을 구려하여 일부 지정된 서비스에만 적용하도록 설정 가능하도록 할 수 있다.

본 명세서에서는 RAN의 요구 QoS 버짓(required QoS budget)에 대한 명시적 정보(explicit information)를 기반으로 코어 네트워크(core network)에서 QoS 구성(QoS configuration)을 가능하게 하는 새로운 QoS 솔루션을 제안한다. 이 솔루션에서 CN CP(Core Network Control Plane)는 RAN이 일부 유형의 GBR(Guaranteed Bit Rate) 서비스에 대한 QoS 수립 절차(QoS establishment procedure) 또는 QoS 재협상 절차(QoS renegotiation procedure) 동안 요구 QoS 버짓을 전송할 수 있게 할 수 있다. 액세스 의존도(access dependency)을 줄이기 위해, 리포팅된 파라미터는 RAN에 의해 예상되는 QoS 버짓(예컨대, msec 단위의 지연 버짓(delay budget))을 명시적으로 기술하기 위한 일반 (액세스 독립) 메트릭(general (access independent) metrics)이어야 한다.

NextGen은 액세스 기술 유형(type of access technology)(예컨대, 3GPP 및 비-3GPP 액세스), 배포 옵션(deployment option)(예컨대, 다중-홉 릴레이 액세스(multi-hop relay access), 저비용 소형셀(low-cost smallcell), C-RAN 또는 D-RAN 배치(deployments), 비-이상적 프론트홀(non-ideal fronthaul), 혼잡 레벨(congestion level) 등에 관한 다양한 RAN를 수용하는 공통, 액세스 애그나스틱 코어 네트워크(common, access agnostic core network)를 설계하는 것을 목표로 한다. 또한, NextGen 코어 네트워크는 QoS 및 세션 구성(예컨대, QoS 파라미터 선택 또는 효율적인 UP 경로 선택)을 위한 유연성(flexibilities)을 제공하며, 이는 세션 당 또는 플로우마다 서로 다른 레벨의 CN 지연을 야기시킬 수 있다. 이러한 이종성(heterogeneity)으로 인해, RAN 및 CN은 다른 부분에서 강요된 지연(imposed delay)에 대해 암시적으로 가정하는 것이 어렵다.

따라서, 이 솔루션은 CN CP가 QoS 수립 절차 또는 QoS 재협상 절차 동안 RAN의 요구 QoS 버짓에 대한 명시적 정보를 고려하여 QoS 처리를 구성할 수 있게 할 수 있다. 이러한 방안은 RAN과 CN 부분의 강요된 지연이 엔드-투-엔드 QoS 프로비저닝에서 모두 중요한 초저지연 서비스(ultra-low latency service)와 같이 중요하고, 엄격한(stringent) QoS 서비스에 선택적으로 적용될 수 있다.

도 1을 참조하면, 다른 부분에서 QoS 버짓을 가정하는 것이 어려우며, 따라서 명시적인 리포팅이 필요한 이유가 도시되어 있다.

도 2는 일실시예에 따른 통신 네트워크의 아키텍처를 나타낸 도면이다.

본 발명의 목표는 RAN의 요구 QoS 버짓에 대한 명시적 정보에 기초하여 코어 네트워크에서 QoS 구성을 가능하게 하는 것이다. 이 솔루션에서 CN CP는 RAN이 일부 유형의 GBR 서비스에 대한 QoS 수립 절차 또는 QoS 재협상 절차 중에 요구 QoS 버짓을 전송할 수 있게 한다. 액세스 의존도를 감소시키기 위해, 리포팅된 파라미터는 RAN에 의해 예상되는 QoS 버짓(예컨대, msec 단위의 지연 버짓)을 명시적으로 기술하기 위한 일반 (액세스 독립) 메트릭이어야 한다.

본 명세서에서 제안된 발명은 다음 원칙을 기반으로 할 수 있다.

CN CP는 NG2를 통해 RAN의 요구 QoS 버짓에 대한 명시적 정보를 얻을 수 있다. CN CP는 RAN에 의해 전송된 요구 QoS 버짓 정보(required QoS budget information)에 기초하여 CN UP, RAN, UE에서 QoS 처리(QoS treatment)를 구성할 수 있다.

요구 QoS 버짓에 대한 메트릭은 RAN과 UE 간 요구되는 QoS 버짓을 명시적으로 설명하고, 액세스 유형에 독립적인 일반 스칼라 값(general scalar value)(예컨대, msec 단위의 지연 버짓)으로 표현될 수 있다.

RAN의 QoS 버짓 정보는 QoS 수립 절차 또는 RAN-트리거 QoS 재협상 절차 동안 교환될 수 있다.

CN CP는 운영자의 정책(operator's policy)에 따라 선택적으로 RAN의 QoS 버짓 리포팅 및 RAN-트리거 QoS 재협상을 적용할 수 있다. 결정은 서비스 유형(예컨대, 오직 초저지연 서비스만(only ultra-low latency service)), UE 가입 정보(UE subscription information), UE 이동성(UE mobility characteristics) (예컨대, 오직 고정 UEs만(only stationary UEs)), 액세스 기술 유형 등을 고려할 수 있다.

이 솔루션은 엄격한 QoS 요구사항(stringent QoS requirement)과 함께 GBR 플로우에 포커스를 둘 수 있다. 이 솔루션은 QoS의 결정 및 처리에 대한 추가 정보를 제공하여 키이슈 2에 대한 다른 솔루션에 보완적(complimentary)일 수 있다. 이 솔루션은 다양한 유형의 액세스 네트워크에서 지원될 수 있다.

이 솔루션의 지원은 RAN WG의 결정에 의존할 수 있다. 비-3GPP 액세스에 대한 이 솔루션의 지원은 다른 주요 문제 및 비-3GPP 액세스 (예컨대, IEEE 802.11 WGs)를 표준화하는 다른 SDO에 종속될 수 있다.

도 3은 일실시예에 따른 통신 방법을 나타낸 도면이다.

도 3을 참조하면, 일실시예에 따른 요구 QoS 버짓에 대한 RAN의 리포팅에 기반한 QoS 처리를 위한 신호 흐름도가 도시된다.

단계(301)에서, CN CP는 CN CP가 RAN의 QoS 버짓 리포팅 또는 QoS 재협상을 허용하는 서비스 및 UE의 유형과 같은 운영자의 정책으로 사전 구성(preconfigured)될 수 있다. RAN은 RAN의 QoS 버짓 리포팅 또는 QoS 재협상이 허용되는 상태와 같은 로컬 정책(local policy)으로 사전 구성될 수 있다.

단계(303)에서, PDU 세션이 UE에 대해 수립되고, 세션 QoS 구성 절차가 수행될 수 있다.

단계(305)에서, 새로운 어플리케이션 세션이 시작되고, 흐름 QoS 구성 절차가 수행될 수 있다.

단계(307)에서, CN CP는 서빙 RAN에게 요구 QoS 버짓을 QoS 구성 전에 명시적으로 리포팅하도록 요청할 수 있다.

단계(309)에서, RAN은 NG2를 통해 CN CP에 요구 QoS 버짓을 전송할 수 있다.

단계(311)에서, CN CP는 플로우에 대한 QoS 처리 규칙(QoS treatment rules)을 결정할 수 있다. 예를 들어, 서빙 RAN에 의해 전송된 명시적인 QoS 버짓 (예를 들어, 지연 버짓) 정보는 QoS 처리 규칙들을 결정하는 데 사용될 수 있다.

단계(313)에서, CN CP는 CN UP, UE 및 RAN으로 결정된 QoS 처리 규칙(decided QoS treatment rules)을 구성할 수 있다(CN CP configures the decided QoS treatment rules to CN UP, UE, and RAN.). CN CP는 QoS 구성 절차 동안 주어진 플로우에 대해 RAN-트리거 QoS 재협상이 허용됨을 명시적으로 나타낼 수 있다.

단계(315)에서, RAN은 플로우에 대한 허용 제어(admission control)를 수행하며, 구성된 플로우 QoS가 승인될 수 없음을 알 수 있다.

단계(317)에서, RAN은 RAN의 로컬 구성(local configuration) 및 CN CP로부터의 시그널링에 기초하여 QoS 재협상 절차를 트리거할 수 있다. RAN은 CN CP에서 적절한 QoS 구성(proper QoS configuration)을 돕기 위해 명시적인 QoS 버짓 정보를 메시지에 피기백(piggyback)할 수 있다.

단계(319)에서, CN CP는 QoS 재협상 요청을 수락하고 업데이트된 QoS 처리 규칙을 결정할 수 있다. 예를 들어, RAN의 명백한 QoS 버짓 (예를 들어, 지연 버짓) 정보는 QoS 처리 규칙들을 업데이트하는 데 사용될 수 있다.

단계(321)에서, CN CP는 CN UP, UE 및 RAN으로 업데이트된 QoS 처리 규칙(updated QoS treatment rules)을 구성할 수 있다.

도 3에 도시된 각 단계들에는 도 1 내지 도 2를 통하여 전술한 사항들이 그대로 적용되므로, 보다 상세한 설명은 생략한다.

이상에서 설명된 실시예들은 하드웨어 구성요소, 소프트웨어 구성요소, 및/또는 하드웨어 구성요소 및 소프트웨어 구성요소의 조합으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 실시예들에서 설명된 장치, 방법 및 구성요소는, 예를 들어, 프로세서, 콘트롤러, ALU(arithmetic logic unit), 디지털 신호 프로세서(digital signal processor), 마이크로컴퓨터, FPGA(field programmable gate array), PLU(programmable logic unit), 마이크로프로세서, 또는 명령(instruction)을 실행하고 응답할 수 있는 다른 어떠한 장치와 같이, 하나 이상의 범용 컴퓨터 또는 특수 목적 컴퓨터를 이용하여 구현될 수 있다. 처리 장치는 운영 체제(OS) 및 상기 운영 체제 상에서 수행되는 하나 이상의 소프트웨어 애플리케이션을 수행할 수 있다. 또한, 처리 장치는 소프트웨어의 실행에 응답하여, 데이터를 접근, 저장, 조작, 처리 및 생성할 수도 있다. 이해의 편의를 위하여, 처리 장치는 하나가 사용되는 것으로 설명된 경우도 있지만, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는, 처리 장치가 복수 개의 처리 요소(processing element) 및/또는 복수 유형의 처리 요소를 포함할 수 있음을 알 수 있다. 예를 들어, 처리 장치는 복수 개의 프로세서 또는 하나의 프로세서 및 하나의 콘트롤러를 포함할 수 있다. 또한, 병렬 프로세서(parallel processor)와 같은, 다른 처리 구성(processing configuration)도 가능하다.

소프트웨어는 컴퓨터 프로그램(computer program), 코드(code), 명령(instruction), 또는 이들 중 하나 이상의 조합을 포함할 수 있으며, 원하는 대로 동작하도록 처리 장치를 구성하거나 독립적으로 또는 결합적으로(collectively) 처리 장치를 명령할 수 있다. 소프트웨어 및/또는 데이터는, 처리 장치에 의하여 해석되거나 처리 장치에 명령 또는 데이터를 제공하기 위하여, 어떤 유형의 기계, 구성요소(component), 물리적 장치, 가상 장치(virtual equipment), 컴퓨터 저장 매체 또는 장치, 또는 전송되는 신호 파(signal wave)에 영구적으로, 또는 일시적으로 구체화(embody)될 수 있다. 소프트웨어는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템 상에 분산되어서, 분산된 방법으로 저장되거나 실행될 수도 있다. 소프트웨어 및 데이터는 하나 이상의 컴퓨터 판독 가능 기록 매체에 저장될 수 있다.

실시예에 따른 방법은 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 실시예를 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 실시예의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.

실시예들에서 설명된 구성요소들은 하나 이상의 DSP (Digital Signal Processor), 프로세서 (Processor), 컨트롤러 (Controller), ASIC (Application Specific Integrated Circuit), FPGA (Field Programmable Gate Array)와 같은 프로그래머블 논리 소자 (Programmable Logic Element), 다른 전자 기기들 및 이것들의 조합 중 하나 이상을 포함하는 하드웨어 구성 요소들(hardware components)에 의해 구현될 수 있다. 실시예들에서 설명된 기능들(functions) 또는 프로세스들(processes) 중 적어도 일부는 소프트웨어(software)에 의해 구현될 수 있고, 해당 소프트웨어는 기록 매체(recording medium)에 기록될 수 있다. 실시예들에서 설명된 구성요소들, 기능들 및 프로세스들은 하드웨어와 소프트웨어의 조합에 의해 구현될 수 있다.

이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기를 기초로 다양한 기술적 수정 및 변형을 적용할 수 있다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.

Claims

액세스 네트워크의 통신 방법에 있어서,
코어 네트워크로부터 상기 액세스 네트워크의 QoS 버짓에 대한 요청을 수신하는 단계; 및
상기 요청에 응답하여, 상기 코어 네트워크로 요구되는 QoS 버짓에 대한 정보를 전송하는 단계
를 포함하고,
상기 QoS 버짓에 대한 정보는
상기 액세스 네트워크 및 상기 코어 네트워크를 포함한 통신 시스템에서 QoS 처리 규칙을 결정하는 데 이용되는, 통신 방법.