KR20190021438A

KR20190021438A - 세션을 관리하는 방법 및 smf 노드

Info

Publication number: KR20190021438A
Application number: KR1020197002614A
Authority: KR
Inventors: 김현숙; 류진숙; 박상민; 윤명준
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2017-03-20
Filing date: 2017-12-04
Publication date: 2019-03-05
Also published as: AU2017405271A1; RU2730396C1; EP3599785B1; US20200367115A1; AU2017405271B2; EP4117335A1; KR102047884B1; JP2019535194A; CN108966691A; EP3599785A4; US11382005B2; EP3599785A1; JP6821799B2; CN108966691B; US10798618B2; WO2018174373A1; US20190200264A1

Abstract

본 명세서의 일 개시는 SMF(session management function) 노드가 세션을 관리하는 방법을 제공한다. 상기 방법은 사용자 장치(UE)를 위한 PDU(Packet Data Unit) 세션을 생성하는 단계와; 상기 UE에 대한 정보를 AMF(access and mobility management function) 노드로부터 수신하는 단계와; UPF(user plane function)로 하여금 상기 UE의 PDU(Packet Data Unit) 세션에 대한 하향링크 데이터를 폐기하라는 통보를 위한 인디케이션을 전송할지 여부를 상기 UE의 정보에 기초하여 결정하는 단계를 포함할 수 있다. 여기서 상기 결정은 상기 PDU 세션이 상기 UE에게 제공되는 제1 서비스에 대한 것인지 여부를 고려하여 수행될 수 있다.

Description

세션을 관리하는 방법 및 SMF 노드

본 발명은 차세대 이동 통신에 관한 것이다.

이동통신 시스템의 기술 규격을 제정하는 3GPP에서는 4세대 이동통신과 관련된 여러 포럼들 및 새로운 기술에 대응하기 위하여, 2004년 말경부터 3GPP 기술들의 성능을 최적화 시키고 향상시키려는 노력의 일환으로 LTE/SAE (Long Term Evolution/System Architecture Evolution) 기술에 대한 연구를 시작하였다.

3GPP SA WG2을 중심으로 진행된 SAE는 3GPP TSG RAN의 LTE 작업과 병행하여 네트워크의 구조를 결정하고 이 기종 망간의 이동성을 지원하는 것을 목적으로 하는 망 기술에 관한 연구이며, 최근 3GPP의 중요한 표준화 이슈들 중 하나이다. 이는 3GPP 시스템을 IP 기반으로 하여 다양한 무선 접속 기술들을 지원하는 시스템으로 발전 시키기 위한 작업으로, 보다 향상된 데이터 전송 능력으로 전송 지연을 최소화 하는, 최적화된 패킷 기반 시스템을 목표로 작업이 진행되어 왔다.

3GPP SA WG2에서 정의한 EPS (Evolved Packet System) 상위 수준 참조 모델(reference model)은 비로밍 케이스(non-roaming case) 및 다양한 시나리오의 로밍 케이스(roaming case)를 포함하고 있으며, 상세 내용은 3GPP 표준문서 TS 23.401과 TS 23.402에서 참조할 수 있다. 도 1의 네트워크 구조도는 이를 간략하게 재구성 한 것이다.

도 1은 진화된 이동 통신 네트워크의 구조도이다.

EPC는 다양한 구성요소들을 포함할 수 있으며, 도 1에서는 그 중에서 일부에 해당하는, S-GW(Serving Gateway)(52), PDN GW(Packet Data Network Gateway)(53), MME(Mobility Management Entity) (51), SGSN(Serving GPRS(General Packet Radio Service) Supporting Node), ePDG(enhanced Packet Data Gateway)를 도시한다.

S-GW(52)는 무선 접속 네트워크(RAN)와 코어 네트워크 사이의 경계점으로서 동작하고, eNodeB(20)와 PDN GW(53) 사이의 데이터 경로를 유지하는 기능을 하는 요소이다. 또한, UE(또는 User Equipment : UE)이 eNodeB(20)에 의해서 서빙(serving)되는 영역에 걸쳐 이동하는 경우, S-GW(52)는 로컬 이동성 앵커 포인트(anchor point)의 역할을 한다. 즉, E-UTRAN (3GPP 릴리즈-8 이후에서 정의되는 Evolved-UMTS(Universal Mobile Telecommunications System) Terrestrial Radio Access Network) 내에서의 이동성을 위해서 S-GW(52)를 통해서 패킷들이 라우팅될 수 있다. 또한, S-GW(52)는 다른 3GPP 네트워크(3GPP 릴리즈-8 전에 정의되는 RAN, 예를 들어, UTRAN 또는 GERAN(GSM(Global System for Mobile Communication)/EDGE(Enhanced Data rates for Global Evolution) Radio Access Network)와의 이동성을 위한 앵커 포인트로서 기능할 수도 있다.

PDN GW(또는 P-GW) (53)는 패킷 데이터 네트워크를 향한 데이터 인터페이스의 종료점(termination point)에 해당한다. PDN GW(53)는 정책 집행 특징(policy enforcement features), 패킷 필터링(packet filtering), 과금 지원(charging support) 등을 지원할 수 있다. 또한, 3GPP 네트워크와 비-3GPP 네트워크 (예를 들어, I-WLAN(Interworking Wireless Local Area Network)과 같은 신뢰되지 않는 네트워크, CDMA(Code Division Multiple Access) 네트워크나 WiMax와 같은 신뢰되는 네트워크)와의 이동성 관리를 위한 앵커 포인트 역할을 할 수 있다.

도 1의 네트워크 구조의 예시에서는 S-GW(52)와 PDN GW(53)가 별도의 게이트웨이로 구성되는 것을 나타내지만, 두 개의 게이트웨이가 단일 게이트웨이 구성 옵션(Single Gateway Configuration Option)에 따라 구현될 수도 있다.

MME(51)는, UE의 네트워크 연결에 대한 액세스, 네트워크 자원의 할당, 트래킹(tracking), 페이징(paging), 로밍(roaming) 및 핸드오버 등을 지원하기 위한 시그널링 및 제어 기능들을 수행하는 요소이다. MME(51)는 가입자 및 세션 관리에 관련된 제어 평면(control plane) 기능들을 제어한다. MME(51)는 수많은 eNodeB(20)들을 관리하고, 다른 2G/3G 네트워크에 대한 핸드오버를 위한 종래의 게이트웨이의 선택을 위한 시그널링을 수행한다. 또한, MME(51)는 보안 과정(Security Procedures), UE-대-네트워크 세션 핸들링(Terminal-to-network Session Handling), 유휴 UE 위치결정 관리(Idle Terminal Location Management) 등의 기능을 수행한다.

SGSN은 다른 접속 3GPP 네트워크(예를 들어, GPRS 네트워크, UTRAN/GERAN)에 대한 사용자의 이동성 관리 및 인증(authentication)과 같은 모든 패킷 데이터를 핸들링한다.

ePDG는 신뢰되지 않는 비-3GPP 네트워크(예를 들어, I-WLAN, WiFi 핫스팟(hotspot) 등)에 대한 보안 노드로서의 역할을 한다.

도 1을 참조하여 설명한 바와 같이, IP 능력을 가지는 UE(또는 UE)은, 3GPP 액세스는 물론 비-3GPP 액세스 기반으로도 EPC 내의 다양한 요소들을 경유하여 사업자(즉, 오퍼레이터(operator))가 제공하는 IP 서비스 네트워크(예를 들어, IMS)에 액세스할 수 있다.

또한, 도 1에서는 다양한 레퍼런스 포인트들(예를 들어, S1-U, S1-MME 등)을 도시한다. 3GPP 시스템에서는 E-UTRAN 및 EPC의 상이한 기능 개체(functional entity)들에 존재하는 2 개의 기능을 연결하는 개념적인 링크를 레퍼런스 포인트(reference point)라고 정의한다. 다음의 표 1은 도 1에 도시된 레퍼런스 포인트를 정리한 것이다. 표 1의 예시들 외에도 네트워크 구조에 따라 다양한 레퍼런스 포인트들이 존재할 수 있다.

레퍼런스 포인트	설명
S1-MME	E-UTRAN와 MME 간의 제어 평면 프로토콜에 대한 레퍼런스 포인트
S1-U	핸드오버 동안 eNB 간 경로 스위칭 및 베어러 당 사용자 평면 터널링에 대한 E-UTRAN와 SGW 간의 레퍼런스 포인트
S3	유휴(Idle) 및/또는 활성화 상태에서 3GPP 액세스 네트워크 간 이동성에 대한 사용자 및 베어러 정보 교환을 제공하는 MME와 SGSN 간의 레퍼런스 포인트. 이 레퍼런스 포인트는 PLMN-내 또는 PLMN-간(예를 들어, PLMN-간 핸드오버의 경우)에 사용될 수 있음)
S4	GPRS 코어와 SGW의 3GPP 앵커 기능 간의 관련 제어 및 이동성 지원을 제공하는 SGW와 SGSN 간의 레퍼런스 포인트. 또한, 직접 터널이 수립되지 않으면, 사용자 평면 터널링을 제공함
S5	SGW와 PDN GW 간의 사용자 평면 터널링 및 터널 관리를 제공하는 레퍼런스 포인트. UE 이동성으로 인해, 그리고 요구되는 PDN 커넥션성을 위해서 SGW가 함께 위치하지 않은 PDN GW로의 연결이 필요한 경우, SGW 재배치를 위해서 사용됨
S11	MME와 SGW 간의 레퍼런스 포인트
SGi	PDN GW와 PDN 간의 레퍼런스 포인트. PDN은, 오퍼레이터 외부 공용 또는 사설 PDN이거나 예를 들어, IMS 서비스의 제공을 위한 오퍼레이터-내 PDN일 수 있음. 이 레퍼런스 포인트는 3GPP 액세스의 Gi에 해당함

<차세대 이동통신 네트워크>

4세대 이동통신을 위한 LTE(long term evolution)/LTE-Advanced(LTE-A)의 성공에 힘입어, 차세대, 즉 5세대(소위 5G) 이동통신에 대한 관심도 높아지고 있고, 연구도 속속 진행되고 있다.

국제전기통신연합(ITU)이 정의하는 5세대 이동통신은 최대 20Gbps의 데이터 전송 속도와 어디에서든 최소 100Mbps 이상의 체감 전송 속도를 제공하는 것을 말한다. 정식 명칭은 ‘IMT-2020’이며 세계적으로 2020년에 상용화하는 것을 목표로 하고 있다.

ITU에서는 3대 사용 시나리오, 예컨대 eMBB(enhanced Mobile BroadBand) mMTC(massive Machine Type Communication) 및 URLLC(Ultra Reliable and Low Latency Communications)를 제시하고 있다.

먼저, URLLC는 높은 신뢰성과 낮은 지연시간을 요구하는 사용 시나리에 관한 것이다. 예를 들면 자동주행, 공장자동화, 증강현실과 같은 서비스는 높은 신뢰성과 낮은 지연시간(예컨대, 1ms 이하의 지연시간)을 요구한다. 현재 4G (LTE) 의 지연시간은 통계적으로 21-43ms (best 10%), 33-75ms (median) 이다. 이는 1ms 이하의 지연시간을 요구하는 서비스를 지원하기에 부족하다.

다음으로, eMBB 사용 시나리오는 이동 초광대역을 요구하는 사용 시나리오에 관한 것이다.

이러한 초광대역의 고속 서비스는 기존 LTE/LTE-A를 위해 설계되었던 코어 네트워크에 의해서는 수용되기 어려워 보인다.

따라서, 소위 5세대 이동통신에서는 코어 네트워크의 재 설계가 절실히 요구된다.

도 2는 차세대 이동통신의 예상 구조를 노드 관점에서 나타낸 예시도이다.

도 2을 참조하여 알 수 있는 바와 같이, UE는 차세대 RAN(Radio Access Network)를 통해 데이터 네트워크(DN)와 연결된다.

도시된 제어 평면 기능(Control Plane Function; CPF) 노드는 4세대 이동통신의 MME(Mobility Management Entity)의 기능 전부 또는 일부, S-GW(Serving Gateway) 및 P-GW(PDN Gateway)의 제어 평면 기능의 전부 또는 일부를 수행한다. 상기 CPF 노드는 AMF(Access and Mobility Management Function)와 SMF(Session Management Function)을 포함한다.

도시된 사용자 평면 기능(User Plane Function; UPF) 노드는 사용자의 데이터가 송수신되는 게이트웨이의 일종이다. 상기 UPF 노드는 4세대 이동통신의 S-GW 및 P-GW의 사용자 평면 기능의 전부 또는 일부를 수행할 수 있다.

도시된 PCF(Policy Control Function)는 사업자의 정책을 제어하는 노드이다.

도시된 애플리케이션 기능(Application Function: AF)은 UE에게 여러 서비스를 제공하기 위한 서버이다.

도시된 통합 데이터 저장 관리(Unified Data Management: UDM)은 4세대 이동통신의 HSS(Home subscriber Server)와 같이, 가입자 정보를 관리하는 서버의 일종이다. 상기 UDM은 상기 가입자 정보를 통합 데이터 저장소(Unified Data Repository: UDR)에 저장하고 관리한다.

도시된 인증 서버 기능(Authentication Server Function: AUSF)는 UE를 인증 및 관리한다.

도시된 네트워크 슬라이스 선택 기능(Network Slice Selection Function: NSSF)는 후술하는 바와 같은 네트워크 슬라이싱을 위한 노드이다.

한편, UE가 방문 네트워크, 예컨대 V-PLMN에 로밍한 상황에서 UE로부터의 시그널링 요청을 처리하는 방식에는 2가지가 존재한다. 첫 번째 방식인 LBO(local break out) 방식은 UE로부터의 시그널링 요청을 방문 네트워크에서 처리한다. 두 번째 방식인 HR(Home Routing) 방식에 따르면, 방문 네트워크는 UE로부터의 시그널링 요청을 UE의 홈 네트워크로 전달한다.

도 3a는 로밍시 LBO(local breakout) 방식이 적용되는 아키텍처를 나타낸 예시도이고, 도 3b는 로밍시 HR(home routed) 방식이 적용되는 아키텍처를 나타낸 예시도이다.

도 3a에 도시된 바와 같이, LBO 방식이 적용되는 아키텍처에서는 VPLMN 내의 PCF가 VPLMN 내에서의 서비스를 위한 PCC 규칙을 생성하기 위해서, AF와 인터렉션을 수행한다. 상기 VPLMN 내의 PCF는 HPLMN 사업자와의 로밍 협약에 따라 내부에 설정된 정책을 기반으로 PCC 규칙을 생성한다.

<네트워크 슬라이스(Network Slice)>

이하, 차세대 이동통신에서 도입될 네트워크의 슬라이싱을 설명한다.

차세대 이동통신은 하나의 네트워크를 통해 다양한 서비스를 제공하기 위하여, 네트워크의 슬라이싱에 대한 개념을 소개하고 있다. 여기서, 네트워크의 슬라싱은 특정 서비스를 제공할 때 필요한 기능을 가진 네트워크 노드들의 조합이다. 슬라이스 인스턴스를 구성하는 네트워크 노드는 하드웨어적으로 독립된 노드이거나, 또는 논리적으로 독립된 노드일 수 있다.

각 슬라이스 인스턴스는 네트워크 전체를 구성하는데 필요한 모든 노드들의 조합으로 구성될 수 있다. 이 경우, 하나의 슬라이스 인스턴스는 UE에게 단독으로 서비스를 제공할 수 있다.

이와 다르게, 슬라이스 인스턴스는 네트워크를 구성하는 노드 중 일부 노드들의 조합으로 구성될 수도 있다. 이 경우, 슬라이스 인스턴스는 UE에게 단독으로 서비스를 제공하지 않고, 기존의 다른 네트워크 노드들과 연계하여 UE에게 서비스를 제공할 수 있다. 또한, 복수 개의 슬라이스 인스턴스가 서로 연계하여 UE에게 서비스를 제공할 수도 있다.

슬라이스 인스턴스는 코어 네트워크(CN) 노드 및 RAN을 포함한 전체 네트워크 노드가 분리될 수 있는 점에서 전용 코어 네트워크와 차이가 있다. 또한, 슬라이스 인스턴스는 단순히 네트워크 노드가 논리적으로 분리될 수 있다는 점에서 전용 코어 네트워크와 차이가 있다.

도 3a은 네트워크 슬라이싱의 개념을 구현하기 위한 아키텍처의 예를 나타낸 예시도이다.

도 3a를 참고하여 알 수 있는 바와 같이, 코어 네트워크(CN)는 여러 슬라이스 인스턴스들로 나뉠 수 있다. 각 슬라이스 인스턴스는 CP 기능 노드와 UP 기능 노드 중 하나 이상을 포함할 수 있다.

각 UE는 RAN을 통하여 자신의 서비스에 맞는 네트워크 슬라이스 인스턴스를 사용할 수 있다.

도 3a에 도시된 바와 달리, 각 슬라이스 인스턴스는 다른 슬라이스 인스턴스와 CP 기능 노드와 UP 기능 노드 중 하나 이상을 공유할 수도 있다. 이에 대해서 도 4을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 3b는 네트워크 슬라이싱의 개념을 구현하기 위한 아키텍처의 다른 예를 나타낸 예시도이다.

도 3b을 참조하면, 복수의 UP 기능 노드들이 클러스터링되고, 마찬가지로 복수의 CP 기능 노드들도 클러스트링된다.

그리고, 도 3b을 참조하면, 코어 네트워크 내의 슬라이스 인스턴스#1(혹은 인스턴스#1이라고 함)은 UP 기능 노드의 제1 클러스터를 포함한다. 그리고, 상기 슬라이스 인스턴스#1은 CP 기능 노드의 클러스터를 슬라이스#2(혹은 인스턴스#2라고 함)와 공유한다. 상기 슬라이스 인스턴스#2는 UP 기능 노드의 제2 클러스터를 포함한다.

도시된 NSSF는 UE의 서비스를 수용할 수 있는 슬라이스(혹은 인스턴스)를 선택한다.

도시된 UE는 상기 NSSF에 의해서 선택된 슬라이스 인스턴스#1을 통해 서비스#1을 이용할 수 있고, 아울러 상기 N에 의해서 선택된 슬라이스 인스턴스#2을 통해 서비스#2을 이용할 수 있다.

<기존 4세대 이동통신 시스템과의 인터워킹>

UE가 차세대 RAN(Radio Access Network)의 커버리지를 벗어나더라도, UE는 4세대(4G) 이동통신 시스템을 통해서라도 서비스를 받을 수 있어야 한다. 이를 인터워킹이라고 한다. 이하, 인터워킹에 대해서 자세히 설명하기로 한다.

도 4a는 UE가 로밍하지 않은 경우의 인터워킹을 위한 아키텍처를 나타내고, 도 4b는 UE가 로밍한 경우의 인터워킹을 위한 아키텍처를 나타낸다.

도 4a를 참조하면, UE가 로밍하지 않은 경우에, 기존 4세대 LTE를 위한 E-UTRAN과 EPC와 5세대 이동통신 네트워크는 서로 인터워킹될 수 있다. 도 4a에서 기존 EPC를 위한 PGW(Packet data network Gateway)는 사용자 평면만을 담당하는 PGW-U와 제어 평면을 담당하는 PGW-C로 나뉜다. 그리고, PGW-U는 5세대 코어 네트워크의 UPF 노드에 병합되고, PGW-C는 5세대 코어 네트워크의 SMF 노드에 병합된다. 그리고 기존 EPC를 위한 PCRF(Policy and Charging Rules Function)은 5세대 코어 네트워크의 PCF에 병합될 수 있다. 그리고 기존 EPC를 위한 HSS는 5세대 코어 네트워크의 UDM에 병합될 수 있다. UE는 E-UTRAN을 통해서 코어 네트워크에 접속할 수도 있지만, UE는 5G RAN(radio access network)과 AMF를 통해 코어 네트워크에 접속할 수도 있다.

도 4a와 도 4b를 상호 비교하여 참조하면, UE가 VPLMN(Visited Public Land Mobile Network)으로 로밍한 경우, 상기 UE의 데이터는 HPLMN(Home PLMN)을 경유하여 전달된다.

한편 도 4a 및 도 4b에 도시된 N26 인터페이스는 EPC와 NG 코어 간에 인터워킹을 원활하게 하기 위해, MME와 AMF 간에 연결되는 인터페이스이다. 이러한 N26 인터페이스는 사업자에 따라 선택적으로 지원될 수 있다. 즉, EPC와의 인터워킹을 위해서 네트워크 사업자는 N26 인터페이스를 제공할 수도 있고 혹은 N26 인터페이스를 제공하지 않을 수도 있다.

<LADN(local area data network)>

한편, 차세대(즉, 5세대) 이동통신에서는 지역 서비스(혹은 지리적 영역 별 특화 서비스)를 제공하는 것을 고려하고 있다. 이러한 지역 서비스를 차세대 이동통신에서는 LADN으로 호칭하는 것을 고려하고 있다.

도 6은 LADN 서비스의 예를 나타낸다.

도 6을 참조하여 알 수 있는 바와 같이, UE가 미리 정해진 서비스 영역에 위치하는 경우, UE는 LADN 서비스를 제공 받을 수 있다. 이를 위해, UE는 상기 미리 정해진 서비스 영역에 진입하면, LADN을 위한 PDU(Packet Data Unit) 세션을 생성할 수 있다.

그러나, 현재까지 상기 LADN을 위한 PDU 세션을 어떻게 관리할지에 대해서는 구체적인 방안이 제시되지 않았다.

따라서, 본 명세서의 개시는 LADN에서 PDU 세션의 효율적인 관리를 위한 방안을 제시하는 것을 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 명세서의 일 개시는 SMF(session management function) 노드가 세션을 관리하는 방법을 제공한다. 상기 방법은 사용자 장치(UE)를 위한 PDU(Packet Data Unit) 세션을 생성하는 단계와; 사용자 장치(UE)에 대한 정보를 AMF(access and mobility management function) 노드로부터 수신하는 단계와; UPF(user plane function)로 하여금 상기 UE의 PDU(Packet Data Unit) 세션에 대한 하향링크 데이터를 폐기하라는 통보를 위한 인디케이션을 전송할지 여부를 상기 UE의 정보에 기초하여 결정하는 단계를 포함할 수 있다. 여기서 상기 결정은 상기 PDU 세션이 상기 UE에게 제공되는 제1 서비스에 대한 것인지 여부에 기초하여 수행될 수 있다.

상기 PDU 세션이 상기 제1 서비스에 대한 것인 경우, 상기 정보에 기초하여 상기 UPF로 하여금 상기 하향링크 데이터를 폐기하라는 통지를 위한 인디케이션이 전송될 수 있다.

상기 방법은 상기 PDU 세션이 상기 제1 서비스에 대한 것인 경우, 상기 정보에 기초하여, 상기 UE의 PDU 세션을 해제하지 않고, 비활성화시킴으로써, 상기 PDU 세션의 컨텍스트를 유지시키는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 UPF 노드가 상기 인디케이션을 수신한 경우, 상기 UPF는 상기 UE의 PDU 세션에 대한 하향링크 데이터의 버퍼링을 중단할 수 있다.

상기 방법은 데이터의 전송을 위한 서비스 요청 메시지를 상기 UE로부터 수신하는 단계와; 그리고 상기 PDU 세션이 상기 제1 서비스에 대한 것인 경우, 상기 정보에 기초하여 거절 메시지를 상기 UE로 전송하는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 명세서의 일 개시는 세션을 관리하는 SMF(session management function) 노드를 제공한다. 상기 SMF 노드는 사용자 장치(UE)에 대한 정보를 AMF(access and mobility management function) 노드로부터 수신하는 송수신부와; 그리고 상기 UE를 위한 PDU(Packet Data Unit) 세션을 생성하고, UPF(user plane function)로 하여금 상기 UE의 PDU 세션에 대한 하향링크 데이터를 폐기하라는 통보를 위한 인디케이션을 전송할지 여부를 상기 UE의 정보에 기초하여 결정하는 프로세서를 포함할 수 있다. 여기서, 상기 결정은 상기 PDU 세션이 상기 UE에게 제공되는 제1 서비스에 대한 것인지 여부에 기초하여 수행될 수 있다.

본 명세서의 개시에 의하면 기존 문제점이 해결되게 된다.

도 1은 진화된 이동 통신 네트워크의 구조도이다.
도 2는 차세대 이동통신의 예상 구조를 노드 관점에서 나타낸 예시도이다.
도 3a는 로밍시 LBO(local breakout) 방식이 적용되는 아키텍처를 나타낸 예시도이다.
도 3b는 로밍시 HR(home routed) 방식이 적용되는 아키텍처를 나타낸 예시도이다.
도 4a은 네트워크 슬라이싱의 개념을 구현하기 위한 아키텍처의 예를 나타낸 예시도이다.
도 4b는 네트워크 슬라이싱의 개념을 구현하기 위한 아키텍처의 다른 예를 나타낸 예시도이다.
도 5a는 UE가 로밍하지 않은 경우의 인터워킹을 위한 아키텍처를 나타내고, 도 5b는 UE가 로밍한 경우의 인터워킹을 위한 아키텍처를 나타낸다.
도 6은 LADN 서비스의 예를 나타낸다.
도 7은 등록 절차 및 PDU 세션 수립 절차를 나타낸다.
도 8은 UE가 LADN 서비스 영역을 이동하는 예를 나타낸다.
도 9는 본 명세서의 제4 개시에 따른 방안을 나타낸 흐름도이다.
도 10은 본 명세서의 제4 개시에 따라 PDU 세션이 비활성화되고, 버퍼링도 오프(off)시키는 예를 나타낸 흐름도이다.
도 11은 본 명세서의 제4 개시에 따라 PDU 세션이 비활성화되더라도, 버퍼링은 온(on)시켜두되, DDN은 전송하지 않는 예를 나타낸 흐름도이다.
도 12는 본 명세서의 제4 개시에 따라 PDU 세션이 비활성화되더라도, 버퍼링은 온(on)시켜두되, DDN은 전송하는 예를 나타낸 흐름도이다.
도 13은 본 발명의 실시예에 따른 UE 및 네트워크 노드의 구성 블록도이다.

본 명세서에서 사용되는 기술적 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아님을 유의해야 한다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 기술적 용어는 본 명세서에서 특별히 다른 의미로 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 의미로 해석되어야 하며, 과도하게 포괄적인 의미로 해석되거나, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 기술적인 용어가 본 발명의 사상을 정확하게 표현하지 못하는 잘못된 기술적 용어일 때에는, 당업자가 올바르게 이해할 수 있는 기술적 용어로 대체되어 이해되어야 할 것이다. 또한, 본 발명에서 사용되는 일반적인 용어는 사전에 정의되어 있는 바에 따라, 또는 전후 문맥상에 따라 해석되어야 하며, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다.

또한, 본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, 구성된다 또는 가지다 등의 용어는 명세서 상에 기재된 여러 구성 요소들, 또는 여러 단계들을 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들은 포함되지 않을 수도 있고, 또는 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다.

또한, 본 명세서에서 사용되는 제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성 요소는 제2 구성 요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성 요소도 제1 구성 요소로 명명될 수 있다.

어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 연결되어 있다거나 접속되어 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성 요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성 요소가 존재할 수도 있다. 반면에, 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 직접 연결되어 있다거나 직접 접속되어 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성 요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 발명의 사상을 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일뿐, 첨부된 도면에 의해 본 발명의 사상이 제한되는 것으로 해석되어서는 아니됨을 유의해야 한다. 본 발명의 사상은 첨부된 도면외에 모든 변경, 균등물 내지 대체물에 까지도 확장되는 것으로 해석되어야 한다.

첨부된 도면에서는 예시적으로 UE(User Equipment)가 도시되어 있으나, 도시된 상기 UE는 UE(100)(Terminal), ME(Mobile Equipment), 등의 용어로 언급될 수 도 있다. 또한, 상기 UE는 노트북, 휴대폰, PDA, 스마트 폰(Smart Phone), 멀티미디어 기기등과 같이 휴대 가능한 기기일 수 있거나, PC, 차량 탑재 장치와 같이 휴대 불가능한 기기일 수 있다.

<용어의 정의>

이하 도면을 참조하여 설명하기 앞서, 본 발명의 이해를 돕고자, 본 명세서에서 사용되는 용어를 간략하게 정의하기로 한다.

UE/MS : User Equipment/Mobile Station, UE(100) 장치를 의미 함.

EPS: Evolved Packet System의 약자로서, LTE(Long Term Evolution) 네트워크를 지원하는 코어 네트워크를 의미한다. UMTS가 진화된 형태의 네트워크

PDN(Public Data Network) : 서비스를 제공하는 서버가 위치한 독립적인망

PDN-GW(Packet Data Network Gateway) : UE IP address allocation, Packet screening & filtering, Charging data collection 기능을 수행하는 EPS망의 네트워크 노드

Serving GW(Serving Gateway) : 이동성 담당(Mobility anchor), 패킷 라우팅(Packet routing), 유휴 모드 패킷 버퍼링(Idle 모드 packet buffering), Triggering MME to page UE 기능을 수행하는 EPS망의 네트워크 노드

eNodeB: EPS(Evolved Packet System) 의 기지국으로 옥외에 설치되며, 셀 커버리지 규모는 매크로 셀에 해당한다.

MME: Mobility Management Entity의 약자로서, UE에 대한 세션과 이동성을 제공하기 위해 EPS 내에서 각 엔티티를 제어하는 역할을 한다.

세션(Session): 세션은 데이터 전송을 위한 통로로써 그 단위는 PDN, Bearer, IP flow 단위 등이 될 수 있다. 각 단위의 차이는 3GPP에서 정의한 것처럼 대상 네트워크 전체 단위(APN 또는 PDN 단위), 그 내에서 QoS로 구분하는 단위(Bearer 단위), 목적지 IP 주소 단위로 구분할 수 있다.

APN: Access Point Name의 약자로서, 네트워크에서 관리하는 접속 포인트의 이름으로서 UE에게 제공된다. 즉, PDN을 지칭하거나 구분하는 문자열이다. 요청한 서비스나 망(PDN)에 접속하기 위해서는 해당 P-GW를 거치게 되는데, 이 P-GW를 찾을 수 있도록 망 내에서 미리 정의한 이름(문자열)이다. 예를 들어, APN은 internet.mnc012.mcc345.gprs와 같은 형태가 될 수 있다.

PDN 연결(connection) : UE에서 PDN으로의 연결, 즉, ip 주소로 표현되는 UE와 APN으로 표현되는 PDN과의 연관(연결)을 나타낸다. 이는 세션이 형성될 수 있도록 코어 네트워크 내의 엔티티간 연결(UE(100)-PDN GW)을 의미한다.

UE Context : 네크워크에서 UE를 관리하기 위해 사용되는 UE의 상황 정보, 즉, UE id, 이동성(현재 위치 등), 세션의 속성(QoS, 우선순위 등)으로 구성된 상황 정보

NAS(Non-Access-Stratum) : UE와 MME간의 제어 플레인(control plane)의 상위 stratum. UE와 네트워크간의 이동성 관리(Mobility management)와 세션 관리(Session management), IP 주소 관리(IP address maintenance) 등을 지원

PLMN: 공중 육상 통신 망(Public Land Mobile Network)의 약어로서, 사업자의 네트워크 식별번호를 의미한다. UE의 로밍 상황에서 PLMN은 Home PLMN(HPLMN)과 Visited PLMN(VPLMN)으로 구분된다.

<LADN(local area data network)>

차세대(즉, 5세대) 이동통신에서는 지역 서비스(혹은 지리적 영역 별 특화 서비스)를 제공하는 것을 고려하고 있다. 이러한 지역 서비스를 차세대 이동통신에서는 LADN으로 호칭하는 것을 고려하고 있다.

도 7은 등록 절차 및 PDU 세션 수립 절차를 나타낸다.

1) 도 7을 참조하면, UE는 등록 요청(Registration Request) 메시지를 NG RAN의 기지국으로 전송한다, 만약 상기 UE가 이전에 수립한 PDU 세션이 있다면, 상기 UE는 상기 등록 요청 메시지 내에 상기 이전에 수립된 PDU 세션에 대한 정보를 포함시킬 수 있다.

2) 그러면, 상기 NG RAN의 기지국은 AMF를 선택한다.

3) 그리고, 상기 NG RAN의 기지국은 상기 선택된 AMF로 상기 등록 요청 메시지를 전송한다.

4) 상기 AMF는 UDM으로부터 상기 UE의 가입자 정보를 획득한다. 그리고 PCF로부터 정책 정보를 획득한다.

5) 그리고, 상기 AMF는 UE의 상태 정보(즉, 이제 UE가 신호를 수신할 수 있는 상태임을 나타내는 정보)를 SMF로 전송한다.

6) 상기 AMF는 등록 수락(Registration Accept) 메시지를 상기 UE로 전송한다. 이때, 만약 이전에 수립된 PDU 세션이 있다면, 상기 등록 수락 메시지는 상기 PDN 세션에 대한 정보를 포함할 수 있다. 그리고, 만약 상기 UE가 LADN 서비스에 가입되어 있다면, 상기 AMF는 상기 등록 수락 메시지 내에 LADN 정보를 포함할 수 있다. 상기 LADN 정보는 LADN 식별 정보와, 미리 등록된 지리적 영역 내에서 유효한 LADN 서비스에 대한 정보를 포함할 수 있다. 또한, 상기 LADN 정보는 상기 미리 등록된 지리적 영역에 대한 정보를 포함할 수 있다.

7) 한편, 상기 UE가 이전에 수립한 PDU 세션이 없다면, 상기 UE는 PDU 세션 수립 요청 메시지를 상기 NG RAN을 거쳐 AMF로 전송한다.

8) 상기 AMF는 상기 UE를 위한 SMF를 선택한다.

9) 그리고, 상기 AMF는 상기 SMF로 PDU 세션 수립 요청을 전송한다.

9a) PCF로부터 세션 설정에 관한 정책 정보를 획득한다.

10~12) 상기 SMF로부터 PDU 세션 수립 응답 메시지가 수신되면, 상기 AMF는 상기 NG RAN의 기지국에게 PDU 세션 수립 요청을 전송한다. 그에 따라, 상기 상기 NG RAN의 기지국은 무선 자원을 설정한다.

13) 상기 NG RAN의 기지국은 PDU 세션 수립 응답 메시지를 상기 UE로 전송한다.

한편, 도시되지는 않았으나, 상기 UE가 이전에 수립한 PDU 세션이 있다면, 상기 UE는 상기 7 과정에서 PDU 세션 수립 요청 메시지 대신에, 서비스 요청 메시지를 전송할 수 있다.

<LADN 서비스에 대해서 고려해볼 수 있는 문제점>

도 8은 UE가 LADN 서비스 영역을 이동하는 예를 나타낸다.

도 8을 참조하여 알 수 있는 바와 같이, UE는 LADN 서비스 영역#1에서부터 LADN 서비스 영역#2를 거쳐, LADN 서비스 영역#3으로 이동할 수 있다.

상기 이동이 UE가 유휴 상태일 때 수행된다면, 위치 갱신 절차(예컨대, TAU(tracking area update) 절차)가 수행될 수 있다. 이때, 차세대 코어 네트워크는 상기 UE에게 이용가능한 데이터 네트워크의 정보(즉, LADN 정보)를 TAU 리스트와 함께 전송할 수 있다.

그런데, 상기 UE는 LADN 서비스 영역#2을 단순히 거쳐 지나가는 것에 불과하므로, 상기 LADN 서비스 영역#2에서 상기 UE에게 LADN 정보를 전송하는 것은 비효율적일 수 있다. 즉, 중간 경유 지역에서 LADN 정보를 전송하는 것은 네트워크 시그널링/자원의 낭비를 초래한다. 또한, UE 입장에서도 불필요한 정보를 받고 처리하는 부담을 가질 수 있다.

한편, 허가 받은 지역 내에서 생성되는 PDU 세션이 사업자의 정책/가입정보에 따라 의무적으로 사용되어야 하는 경우(예를 들어, 특징 지역에서 사용자가 광고를 수신하도록 가입되어 있는 경우), 해당 PDU 세션은 네트워크에 의해서도 생성/관리될 수 있어야 한다. 그러나, 기존에는 UE에 의해서만 세션이 생성될 수 밖에 없었다.

또한, LADN 서비스를 위한 PDU 세션은 허가받은 특정 지역(혹은 미리 정해진 지역) 내에서 생성되고, 상기 특정 지역을 벗어나면 상기 PDU 세션은 해제되는 것이 일반적이다. 그러나, 상기 UE가 상기 허가받은 특정 지역과 비허가 지역을 반복적으로 이동한다면, 상기 세션의 생성/해제를 위한 시그널링이 불필요하게 낭비되는 문제점이 있다.

<본 명세서의 개시>

따라서, 본 명세서의 개시는 전술한 문제점을 해결하기 위해, LADN에서 PDU 세션의 효율적인 관리를 위한 방안을 제시하는 것을 목적으로 한다.

본 명세서에서 제시되는 발명들은 아래 제안들의 하나 이상의 조합으로 함께 구현될 수 있다.

이하, 설명되는 LADN 정보/정책 정보 내에는 이용가능한 DNN(Data Network Name)과 허가받은 지리적 영역에 대한 정보가 포함되는 것을 가정한다.

I. 제1 개시: UE가 LADN에 대한 자신의 선호도/사용 여부 설정 정보를 네트워크로 알리는 방안

UE는 미리 설정되어 있는 특정 지역에서 등록 요청 메시지(초기 접속(attach)시의 등록 요청 메시지 뿐만 아니라 이동에 따른 위치 갱신 요청 메시지 혹은 주기적인 위치 갱신 요청 메시지 포함)에 LADN 사용에 대한 선호도/이용여부 설정에 대한 인디케이션를 포함하여 네트워크로 전송할 수 있다. 상기 네트워크 노드는 상기 UE로부터 수신한 인디케이션에 기반하여, LADN 정보를 UE에게 전달할지 여부를 결정할 수 있다. 상기 결정을 함에 있어서, 상기 네트워크 노드는 상기 UE의 가입자 정보 혹은 사업자 정책에 따라, 상기 UE로부터 수신한 인디케이션를 고려하거나 고려하지 않을 수 있다.

위 방안에 대한 구체적인 적용 예를 설명하면 다음과 같다.

특정 경기장 혹은 공연장이 위치한 지역에 사업자가 LADN을 설정해 놓았다고 가정하자. UE는 상기 LADN을 위한 특정 애플리케이션을 통해 경기 혹은 공연과 관련된 정보를 받아 볼 수 있다. 상기 특정 애플리케이션을 사용하는 UE는 해당 지역에서 등록 요청 메시지를 전송하면서, 상기 LADN 서비스에 대한 선호도 또는 사용 여부 설정에 대한 인디케이션을 포함시킬 수 있다. 그러면, 상기 등록 요청 메시지에 포함된 인디케이션가 상기 UE가 상기 LADN 서비스를 제공받길 원하는 것을 나타내는 경우 혹은 상기 UE가 상기 LADN 정보를 수신하기를 원하는 것을 나타내는 경우, 네트워크 노드는 등록 수락 메시지 내에 LADN 정보를 포함시켜 전송한다.

한편, UE가 상기 특정 애플리케이션을 실행한 경우 그리고 상기 UE가 해당 LADN 정보를 이전에 획득하지 못한 경우, UE는 상기 LADN 정보를 획득하기 위해, 상기 인디케이션을 포함하는 등록 요청 메시지를 전송할 수 있다.

II. 제2 개시: UE가 LADN을 위한 PDU 세션을 생성하도록 네트워크가 강제하는 방안

사업자의 특정 정책에 따라 UE가 위치 등록을 수행하는 경우 혹은 특정 가입자 정보를 가진 UE가 위치 등록을 수행하는 경우, 네트워크는 LADN을 위한 PDU 세션의 생성을 강제하기 인디케이션을 전송할 수 있다. 만약, 상기 UE가 허가 받은 지역에서 위치 등록 메시지(예컨대 TAU 요청 메시지)를 전송하는 경우, 상기 네트워크 노드는 PDU 세션을 반드시 생성 해야 한다는 인디케이션과 LADN 정보를 포함하는 위치 등록 응답 메시지(예컨대, TAU 수락 메시지)를 전달한다. 그러면, 상기 UE는 상기 인디케이션에 기초하여, 상기 LADN을 위한 PDU 세션 수립을 수행한다. 한편, 상기 네트워크 노드는 상기 인디케이션을 전송한 후, 대응 타이머를 구동할 수 있다. 그리고, 상기 네트워크 노드는 상기 타이머가 만료하기 전까지, 상기 UE로부터 PDU 세션 수립 요청 메시지를 수신하는지 여부를 확인할 수 있다. 만약 상기 타이머가 만료하기 전까지 상기 UE로부터 PDU 수립 요청 메시지를 수신하지 못하면, 상기 네트워크 노드는 사업자 정책에 따라 UE의 특정 혹은 모든 서비스를 차단하거나 혹은 과금 정책에 적용하는 등(예를 들어, 할인 요금의 철회 등)의 제어를 수행할 수 있다. 한편, 상기 PDU 세션이 생성 완료되면, 상기 네트워크 노드는 PDU 세션 생성 완료에 대한 정보를 애플리케이션 서버로 전달할 수 있다.

또 다른 방안으로 애플리케이션 서버는 UE의 위치 이동을 검출한 후, 상기UE가 상기 허가받은 지역(즉 특정 지역)에 진입한 경우, 상기 PDU 세션의 생성이 반드시 필요하다는 인디케이션을 상기 UE에게 전달할 수 있다. 예를 들어, 상기 인디케이션은 페이징 신호에 포함되어 전달될 수 있다.

위 방안에 대한 구체적인 적용 예를 설명하면 다음과 같다.

사업자가 지정해 놓은 특정 지역에서 UE가 광고를 수신하는 조건으로 가입되어 있는 경우, 상기 UE가 상기 특정 지역에 진입하면 네트워크 노드는 LADN을 위한 PDU 세션의 생성을 강제하기 인디케이션을 전송할 수 있다.

III. 제3 개시: UE가 허가 받은 지역과 비허가 지역을 반복적으로 이동하는 경우 - LADN 정보 교환/갱신

LADN을 위한 PDU 세션을 사용하던 UE가 허가 지역과 비허가 지역을 짧은 시간 내에 빈번히 이동하는 상황을 가정하자. 이와 같은 상황에서는 UE가 네트워크로부터 반복적으로 LADN 정보를 수신하는 것은 비효율적일 수 있다. 이러한 문제를 해결하고자, 본 명세서의 제3 개시는 앞선 제1 개시의 변형예로서, UE가 LADN 정보를 수신할 필요가 없음을 나타내는 인디케이션 혹은 이미 LADN 정보를 가지고 있으므로 추가적으로 수신할 필요가 없음을 나타내는 인디케이션을 네트워크 노드로 전송할 수 있도록 한다.

추가적으로, 제3 개시는 LADN 관련 정보/정책을 버전 단위로 관리하는 방안을 제안한다. 즉, 짧은 시간이라도 LADN 정보가 변경될 수 있으므로, 네트워크노드는 상기 LADN 정보와 그리고 해당 버전 정보(혹은 타임 스탬프 와 같은 정보)를 UE에게 전달한다. 상기 UE는 일정 시간 내에 동일한 허가 지역으로 반복적으로 진입하는 경우, 위치 등록/갱신 요청 메시지 내에 상기 버전 정보를 포함시켜 상기 네트워크 노드로 전송할 수 있다. 그러면, 상기 네트워크 노드는 최신의 LADN 정보에 대한 버전 정보와 상기 UE로부터 획득한 버전 정보의 일치/불일치에 따라, 상기 UE에게 새로운 LADN 정보를 전달할지 여부를 결정 할 수 있다.

한편, 전술한 내용은 UE가 해당 지역에 반복적으로 진입하는 경우 뿐만 아니라, 주기적 위치 등록/갱신 요청 절차에 대해서도 적용될 수 있다. 예를 들어, 주기적 위치 등록/갱신 요청 절차를 수행할 때 마다 네트워크 노드로부터 동일한 LADN 정보를 받는 것은 비효율적일 수 있다. 따라서, UE가 동일한 허가 지역 내에서 주기적 위치 등록/갱신 요청 절차를 수행하는 경우, 상기 UE는 상기 버전 정보를 상기 네트워크 노드로 전송할 수 있다. 그러면, 상기 네트워크 노드는 최신의 LADN 정보에 대한 버전 정보와 상기 UE로부터 획득한 버전 정보의 일치/불일치에 따라, 상기 UE에게 새로운 LADN 정보를 전달할지 여부를 결정 할 수 있다.

IV. 제4 개시: UE가 허가 지역과 비허가 지역을 반복적으로 이동하는 경우 -네트워크의 PDU 세션 제어/관리

상기 LADN을 위한 PDU 세션은 허가 지역 내에서만 사용될 수 있으므로, 상기 UE가 허가 지역을 벗어나 비허가 지역에 진입하면, 상기 LADN을 위한 PDU 세션은 해제(release)하는 것이 일반적일 수 있다. 그러나, LADN을 위한 PDU 세션을 사용하던 UE가 허가 지역과 비허가 지역을 짧은 시간 내에 빈번히 이동하는 상황에서는 PDU 세션의 해제 및 수립이 반복될 수 있다. 따라서, 위와 같은 상황에서는 LADN 세션을 해제(release)했다가 다시 수립하는 것은 비효율적일 수 있다.

따라서, 본 명세서의 제 4개시는 네트워크가 UE의 위치 이동을 감지하고, 상기 UE가 비허가 지역으로 이동하는 경우, 상기 PDU 세션을 해제 시키지 않고, 상기 PDU 세션을 일정 시간 동안 보류(suspend)시켜 놓을 수 있다(즉, 상기 PDU 세션의 컨텍스트 혹은 상기 PDU 세션의 UP(user plane) 커넥션을 비활성화한 체로 유지시킬 수 있다). 그리고, 상기 UE가 일정 시간안에 다시 허가 지역에 진입하는 경우, 상기 네트워크 노드는 상기 PDU 세션을 재개(resume)하는 절차(즉, 상기 PDU 세션의 컨텍스트를 활성화하는 절차 혹은 상기 PDU 세션의 UP 커넥션을 활성화하는 절차)를 수행할 수 있다. 즉, 제4 개시는 PDU 세션을 해제하는 종래기술과 달리 일시중지/비활성화하는 방안을 제시한다. 또한, 제4 개시는 일시중지/비활성화된 PDU 세션을 재개/활성화하는 방안을 제시한다.

도 9는 본 명세서의 제4 개시에 따른 방안을 나타낸 흐름도이다.

1) 특정 허가 지역 진입한 UE는 LADN을 위한 PDU 세션을 생성한다. 이때, 본 명세서의 개시에 따르면, AMF는 UE의 위치 이동을 감지할 수 있기 때문에, 위치 이동에 따라 세션 관리가 적절히 수행될 수 있도록 하기 위해 혹은 SMF로 통지하기 위해 LADN을 위한 PDU 세션에 대한 마킹을 컨텍스트에 기록/갱신한다. 만약, 상기 PDU 세션에 대한 마킹이 상기 컨텍스트에 기록되지 않더라도, 상기 SMF는 특정 UE의 위치 이동을 상기 AMF로부터 보고 받을 수 있도록 설정해 놓을 수 있고, 그에 따라 세션 관리를 수행할 수는 있다.

2) 상기 UE가 위치 이동함에 따라 위치 갱신 등록 절차(예컨대 TAU 절차)를 수행한다. 구체적으로 상기 UE는 위치 갱신 등록 요청 메시지(예컨대, TAU 요청 메시지)내에 위치 정보(예컨대 TAI, Cell ID 등)를 포함시켜 전송할 수 있다.

3) 상기 AMF는 상기 UE로부터 받은 위치 정보와 그리고 미리 설정되어 있는 혹은 PCF로부터 받은 LADN 서비스 영역에 대한 정보를 기반으로, 상기 UE가 PDU 세션을 계속 사용할 수 있는지 여부를 판단한다.

만약, 상기 UE의 이동으로 인하여 AMF가 변경되는 경우, 새로운 AMF는 이전 AMF로부터 컨텍스트를 획득하는 절차를 수행할 수 있다. 이때, 이전 AMF는 상기 UE가 위치 이동하였음을 알아낼 수 있다. 그리고 상기 이전 AMF는 상기 UE에게 전달되어야 하는 LADN 관련 정보(예를 들어 LADN 타이머의 값 등)을 컨텍스트에 포함시켜 상기 새로운 AMF로 전달할 수 있다.

4) 만약 UE가 상기 LADN 서비스 영역을 벗어났다고 판단되는 경우, LADN 을위한 PDU 세션을 일시 정지(즉, 상기 PDU 세션의 UP 커넥션을 비활성화)시키기 위한 절차가 수행된다. 추가로, 상기 PDU 세션의 비활성화와 관련된 LADN 타이머를 가 구동된다. 상기 타이머는 네트워크 노드 및 상기 UE에 의해서 구동될 수 있다. 상기 UE는 자신이 상기 LADN 서비스 영역을 벗어났음을 인지하게 되면, 상기 타이머를 스스로 동작시킬 수도 있고 혹은 상기 네트워크 노드로부터 상기 타이머의 값을 전달받아 구동할 수도 있다.

상기 PDU 세션을 통한 데이터의 송수신이 완료되지 않고 네트워크 어딘가에서 전송되고 있는 중이더라도, 상기 UE가 상기 LADN 서비스 영역을 벗어난 경우에는 상기 PDU 세션은 일시 정지(즉, 상기 PDU 세션의 UP 커넥션을 비활성화)될 수 있다. 따라서, 제4 개시는 상기 PDU 세션이 일시 정지되면(즉, 상기 PDU 세션의 UP 커넥션을 비활성화되면), 네트워크 노드 내에서의 데이터 버퍼링을 중단하도록 하는 것을 제안한다. 또는, 버퍼링되어 있는 데이터를 드롭(drop)시키는 것을 제안한다.

즉, AMF가 UE의 위치 이동을 인지한 후, LADN을 위한 PDN 세션의 일시 정지(혹은 비활성화)를 결정하면

i) AMF는 SMF에게 LADN을 위한 PDN 세션의 비활성화 정보를 전달한다. 그리고, 상기 AMF는 상기 LADN과 관련된 타이머의 값을 전달할 수 있다. 그러면, SMF는 버퍼링과 관련된 지시를 UPF에게 전달할 수 있다. 이때, 상기 SMF는 상기 타이머 값을 UPF에게 함께 전달할 수도 있다. 혹은 상기 SMF는 상기 타이머 값에 보호 시간을 가감함으로써, 버퍼링 시간을 산출하고, 상기 산출된 버퍼링 시간을 상기 UPF에게 전달할 수 있다. 혹은 상기 UPF는 지시를 수신하면, 미리 설정되어 있는 값을 기준으로 버퍼링 시간 값을 결정 할 수 있다.

ii) AMF는 SMF에게 LADN을 위한 PDN 세션의 비활성화 정보를 전달한다. 그리고, 상기 AMF는 타이머 값을 상기 SMF에게 전달한다. 상기 SMF는 상기 타이머 값에 기반하여, UPF에게 버퍼링을 하지 말 것을 지시(즉, 버퍼링중인 데이터의 drop 혹은 추가로 받는 데이터가 있다면 drop을 지시)할 수 있다. 이때, 상기 SMF는 상기 타이머 값을 UPF에게 함께 전달할 수도 있다. 혹은 상기 SMF는 상기 타이머 값에 보호 시간을 가감함으로써, 버퍼링하지 않는 시간을 산출하고, 상기 산출된 시간을 상기 UPF에게 전달할 수 있다. 혹은 상기 UPF는 지시를 수신하면, 미리 설정되어 있는 값을 기준으로 버퍼링하지 않는 시간 값을 결정 할 수 있다.

5) 상기 UE와 네트워크 노드는 상기 타이머가 만료하기 전까지, 상기 PDU 세션의 일시 정지/비활성화를 유지된다. 즉, UE 및 네트워크 노드 중 어느 하나에 의해 데이터 송수신이 개시를 위한 절차가 시작된다 하더라도, 적절한 원인 정보와 함께 거절 메시지가 전송될 수 있다. 만약 상기 타이머가 만료될 때까지, 상기 UE가 유효한 허가 지역(즉, LADN 서비스 영역)으로 복귀하지 않은 경우, 해당 PDU 세션을 해제시키기 위한 절차가 진행된다. 그러나 타이머가 만료하기전, UE가 유효한 허가 지역(즉, LADN 서비스 영역)으로 복귀한 경우, 해당 PDU 세션을 재개 혹은 활성화하기 위한 절차가 수행된다.

6) PDU 세션이 재개 혹은 활성화되는 시기는 다음과 같다. i) 지연(delay/latency) 시간이 중요한 경우 혹은 정책에 따라 버퍼링중인 데이터 있는 경우, 상기 UE가 유효한 허가 지역(즉, LADN 서비스 영역)로 복귀하자 마자 바로 PDU 세션이 재개 혹은 활성화될 수 있다. ii) UE가 유효한 허가 지역(즉, LADN 서비스 영역)로 복귀하더라도, 데이터의 송수신이 필요한 시점/발생한 시점에 PDU 세션이 재개 혹은 활성화될 수 있다. 한편, 위 두가지 방안 중 어느 방안이 사용되던지 간에, 상기 UE가 유효한 허가 지역(즉, LADN 서비스 영역)로 복귀한 경우에는, 바로 상기 타이머는 중단된다. 이는 상기 UE가 유효한 허가 지역(즉, LADN 서비스 영역)으로 복귀하더라도, PDU 세션의 비활성화를 유지한 상황에서, 상기 타이머가 만료됨으로써, 해당 PDU 세션이 해제 되는 것을 방지하기 위함이다. 즉, 상기 UE가 유효한 허가 지역(즉, LADN 서비스 영역)으로 복귀한 경우에는 상기 PDU세션은 유지 되어야 하기 때문이고, 또한 유효한 허가 지역(즉, LADN 서비스 영역) 내에서는 상기 PDU 세션의 관리가 상기 타이머에 의해 좌우되지 않도록 하기 위함이다.

도 10은 본 명세서의 제4 개시에 따라 PDU 세션이 비활성화되고, 버퍼링도 오프(off)시키는 예를 나타낸 흐름도이다.

1) 도 10을 참조하면, UE는 초기 등록 절차를 수행하여, 차세대(5G) 네트워크 시스템에 접속한다.

2) 위 1과정과 동시에 혹은 별도로 상기 UE는 PDU 세션 수립 절차를 수행한다. 상기 PDU 세션 수립 절차를 위 1 과정과 함께 수행하기 위해서는, 상기 UE가 사용할 모든 PLMN이 LAND 서비스 영역 내에 포함되어 있으며, 사전에 UE에게 해당 정보가 설정되어 있어야 한다. 대안적으로, 상기 PDU 세션 수립 절차는 도 7을 참조하여 이미 설명했던 바와 같이, 상기 1 과정과 별도로 수행될 수도 있다. 즉, 상기 UE는 AMF로부터 LADN 정보를 포함하는 등록 수락 메시지를 수신하면, 상기 LADN 정보에 따라 상기 PDU 세션 수립 절차를 수행할 수 있다.

3) 상기 UE가 이동하여 위치 갱신 등록 절차를 수행하거나, 혹은 주기적 위치 갱신 등록 절차를 수행하면, 상기 AMF는 UE의 위치 정보를 수집할 수 있다.

4) 상기 AMF는 상기 UE의 위치 정보(예를 들어, LADN 서비스 영역 내에 진입했는지 혹은 벗어났는지 등에 대한 정보)를 필요에 따라 상기 SMF에게 전달한다. 이와 같이 상기 AMF가 상기 UE의 위치 정보를 보고하도록, 상기 SMF는 사전에 상기 AMF에게 등록을 해둘 수 있다.

5) 만약 UE가 허가 지역, 즉 LADN 서비스 영역을 벗어났음을 검출하게 된다면, 상기 SMF는 LADN울 위한 PDU 세션을 어떻게 관리할지를 결정한다. 도 10의 예시에서는 해당 PDU 세션(PDN 세션의 UP 커넥션)가 비활성화되는 것으로 결정되는 예를 나타낸다. 이러한 결정은 UE의 위치 정보 뿐만 아니라, 사업자의 정책/설정 등을 고려하여 수행될 수 있다. 이와 같이, PDU 세션이 비활성화되기로 결정되면, UPF에서의 버퍼링을 on/off 시킬지 여부도 함께 결정된다. 상기 버퍼링에 대한 결정은 해당 PDU 세션(PDN 세션의 UP 커넥션)이 비활성화되는 것으로 결정될 때마다 병행해서 수행될 수 있다. 또는, 상기 버퍼링에 대한 결정은 한번 수행된 후, 상기 결정의 결과가 설정 정보 내에 기록될 수 있다.

상기 버퍼링에 대한 결정은 기본적으로 사업자/네트워크의 정책/설정 정보를 기준이 수행되지만, 아래와 같은 요소들이 추가적으로 고려 될 수 있다.

- 지연 민감도(Delay sensitive): 지연 민감도가 높은 데이터, 즉 지연 없이 곧바로 전달되어야 하는 데이터인 경우, 버퍼링의 의미가 없다. 그러므로, 상기 결정을 위해서 해당 LADN 서비스가 지연 민감도가 높은 데이터를 위한 것인지 여부가 고려될 수 있다. 상기 지연 민감도가 높은지 여부는 PDU 세션 컨텍스트 내에 있는 플로우(flow)의 5QI를 검사함으로써 확인할 수 있다. 예를 들어, LADN을 위한 PDU 세션이 실시간(real time) 게임, 라이브 스트리밍을 지시하는 5QI 2,3,6,7 등의 플로우를 위해 사용된다면, 상기 SMF는 상기 UPF에서의 버퍼링을 off시키는 것으로 결정한다. 이 외에도 standard 5QI 값이 아닌, 사업자가 정의하여 사용하는 특정 5QI 번호를 가졌으며, 그 번호에 대해 버퍼링을 off를 하도록 설정되어 있다면, SMF는 이를 기반으로 상기 UPF에서의 버퍼링을 off시키는 것으로 결정할 수 있다.

5QI value & QFI	자원 타입	우선 순위레벨	Packet Delay Budget	패킷 에러 율	서비스 예시
1	GBR	20	100 ms	10^-2	음성 통화
2		40	150 ms	10^-3	영상 통화
3		30	50 ms	10^-3	실시간 게임, V2X 메시지
4		50	300 ms	10^-5	비디오
65		7	75 ms	10^-2	중요한 PTT(Push To Talk)
66		20	100 ms	10^-2	중요도 낮은 PTT
75		25	50 ms	10^-5	V2X 메시지
5	Non-GBR	10	100 ms	10^-5	IMS 시그널링
6		60	300 ms	10^-6	비디오 버퍼링 및 스트리밍
7		70	100 ms	10^-3	음성, 비디오,
8		80	300 ms	10^-6	비디오 버퍼링 및 스트리밍
9		90	300 ms	10^-6	비디오 버퍼링 및 스트리밍
69		5	60 ms	10^-6	지연 민감도가 높은 중요 시그널링
70		55	200 ms	10^-6	중요도 높은 데이터
79		65	50 ms	10^-2	V2X 메시지

6) 상기 SMF는 PDU 세션을 비활성화 시키기 위해 UPF로 (즉, PDU 세션의 UP 커넥션, 즉 UP 자원의 해제를 지시한다. 이때, 상기 SMF는 상기 5 과정에서 결정된 바에 따라 버퍼링의 off를 함께 지시할 수 있다. 즉, 상기 SMF는 버퍼링중인 데이터의 drop을 지시할 수 있다. 추가적으로 버퍼링의 on/off를 전체 PDU 세션에 대해서 결정하는 것이 아니라, 플로우 단위로 결정한다면, 상기 SMF는 플로우 id/5QI 정보도 UPF로 함께 전달할 수 있다.

7) 상기 UPF는 상기 SMF로부터의 지시에 따라 UP 커넥션을 해제, 즉 UP 자원을 해제한다. 그리고, 버퍼링의 on/off 지시에 따라 버퍼링 설정을 갱신한다. 즉, 상기 UPF는 상기 버퍼링의 off 지시를 수신하면, 버퍼링중인 데이터를 drop한다.

8) 상기 UPF는 SMF로 응답 메시지를 전송한다.

9) 한편, 상기 UE를 위한 하향링크 데이터가 UPF에 도착하면, 상기 UPF는 상기 UE의 PDU 세션/플로우에 대한 버퍼링 설정이 off로 되어 있는지 여부를 확인한다. 만약, 상기 버퍼링이 off로 설정되어 있는 경우, 상기 UPF는 해당 하향링크 데이터를 버퍼링하지 않고 폐기한다. 따라서, 상기 UPF는 DDN(downlink data notification)을 상기 SMF로 전송하지 않을 수 있다. 이때, 상기 UPF는 네트워크의 설정 따라 하향링크 데이터가 폐기되었다는 이벤트를 기록 저장할 수 있다.

도 11은 본 명세서의 제4 개시에 따라 PDU 세션이 비활성화되더라도, 버퍼링은 온(on)시켜두되, DDN은 전송하지 않는 예를 나타낸 흐름도이다.

1-10) 이 과정들은 도 10의 과정 1~10과 유사하다, 다만, 도 11에서는 PDU 세션이 비활성화되더라도, 도 10과 달리 상기 SMF가 UPF의 버퍼링을 온(on)시키는 것으로 결정하고 해당 지시를 상기 UPF로 전달한 것으로 가정한다. 과정 10에서는 상기 SMF로부터 버퍼링의 on이 지시되었으므로, 하향링크 데이터를 버퍼링한다.

다만, 상기 UPF는 상기 하향링크를 버퍼링하더라도, DDN은 상기 SMF로 보내지 않을 수 있다.

11) 상기 UE가 이동하여, 상기 허가 지역, 즉 LADN 서비스 영역으로 다시 진입하면, 상기 AMF가 이를 알아낸다.

12) 상기 AMF는 상기 SMF로 상기 UE의 위치 정보를 전달한다.

13) 상기 SMF는 상기 UPF 내에 버퍼중인 데이터가 있는지를 확인 요청한다. 추가적으로, 상기 SMF는 향후의 하향링크 데이터는 버퍼링 뿐만 아니라, DDN도 전송하라고 상기 UPF에게 요청할 수 있다.

14) 만약 버퍼링중인 데이터가 있었다면, 상기 UPF는 DDN 메시지를 상기 SMF로 전송한다. 그러면, 상기 SMF는 상기 AMF가 UE에게 페이징 신호를 전송하도록 한다.

도 12는 본 명세서의 제4 개시에 따라 PDU 세션이 비활성화되더라도, 버퍼링은 온(on)시켜두되, DDN은 전송하는 예를 나타낸 흐름도이다.

11) 도 11에서는 상기 UPF는 상기 하향링크를 버퍼링하고, DDN을 상기 SMF로 전송하는 예를 나타낸다. 상기 SMF는 상기 DDN을 수신하면, 상기 UE의 PDN 세션을 확인한다. 이때, 상기 SMF는 상기 UE의 PDU 세션이 LADN을 위한 것이며, 현재 비활성화 상태임을 인지 할 수 있다. 이때, 상기 SMF가 해당 UE에 대한 페이징절차를 바로 수행할 수도 있고 수행하지 않을 수도 있다. 이와 같이 페이징 절차의 수행 여부는 네트워크 설정에 따라 결정될 수 있다. 만약, UE의 위치 갱신 영역과 LADN 서비스 영역 사이에는 종속 관계가 없는 경우라면, 네트워크는 해당 UE에 대한 페이징 절차를 수행 할 수도 있다. 아래 과정 12는 상기 네트워크가 상기 UE에 대한 페이징 절차를 바로 수행하지는 않기로 결정한 경우의 절차이다. 이와 같이 상기 SMF가 상기 UE에 대한 페이징 절차를 바로 수행하지 않기로 결정하였다면, 상기 SMF는 하향링크 데이터가 존재함을 기록/저장해 둔다.

12) 상기 UE가 이동하여, 상기 허가 지역, 즉 LADN 서비스 영역으로 다시 진입하면, 상기 AMF가 이를 알아낸다.

13) 상기 AMF는 상기 SMF로 상기 UE의 위치 정보를 전달한다.

14) 상기 SMF는 과정 11에서 수신한 DDN을 기반으로, 하향링크 데이터가 버퍼링중임을 확인한다. 그러면, 상기 SMF는 상기 UE가 LADN 서비스 영역에 진입하였으므로, PDN 세션을 활성화하기 위한 절차를 수행한다. 그리고, 상기 SMF는 상기 UE에게 페이징 신호를 전송한다.

지금까지 설명한 내용들은 하드웨어로 구현될 수 있다. 이에 대해서 도면을 참조하여 설명하기로 한다.

도 13은 본 발명의 실시예에 따른 UE 및 네트워크 노드의 구성 블록도이다.

도 13에 도시된 바와 같이 상기 UE (100)는 저장 수단(101)와 컨트롤러(102)와 송수신부(103)를 포함한다. 그리고 상기 네트워크 노드는 액세스 네트워크(AN), 라디오 액세스 네트워크(RAN), AMF, CP 기능 노드, SMF일 수 있다. 상기 네트워크 노드는 저장 수단(511)와 컨트롤러(512)와 송수신부(513)를 포함한다.

상기 저장 수단들은 전술한 방법을 저장한다.

상기 컨트롤러들은 상기 저장 수단들 및 상기 송수신부들을 제어한다. 구체적으로 상기 컨트롤러들은 상기 저장 수단들에 저장된 상기 방법들을 각기 실행한다. 그리고 상기 컨트롤러들은 상기 송수신부들을 통해 상기 전술한 신호들을 전송한다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명하였으나, 본 발명의 범위는 이와 같은 특정 실시예에만 한정되는 것은 아니므로, 본 발명은 본 발명의 사상 및 특허청구범위에 기재된 범주 내에서 다양한 형태로 수정, 변경, 또는 개선될 수 있다.

Claims

SMF(session management function) 노드가 세션을 관리하는 방법으로서,
사용자 장치(UE)를 위한 PDU(Packet Data Unit) 세션을 생성하는 단계와;
상기 UE에 대한 정보를 AMF(access and mobility management function) 노드로부터 수신하는 단계와;
UPF(user plane function)로 하여금 상기 UE의 PDU(Packet Data Unit) 세션에 대한 하향링크 데이터를 폐기하라는 통보를 위한 인디케이션을 전송할지 여부를 상기 UE의 정보에 기초하여 결정하는 단계를 포함하고,
상기 결정은 상기 PDU 세션이 상기 UE에게 제공되는 제1 서비스에 대한 것인지 여부에 기초하여 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항에 있어서,
상기 PDU 세션이 상기 제1 서비스에 대한 것인 경우, 상기 정보에 기초하여 상기 UPF로 하여금 상기 하향링크 데이터를 폐기하라는 통지를 위한 인디케이션이 전송되는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 PDU 세션이 상기 제1 서비스에 대한 것인 경우, 상기 정보에 기초하여, 상기 UE의 PDU 세션을 해제하지 않고, 비활성화시킴으로써, 상기 PDU 세션의 컨텍스트가 유지시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 UPF 노드가 상기 인디케이션을 수신한 경우, 상기 UPF는 상기 UE의 PDU 세션에 대한 하향링크 데이터의 버퍼링을 중단하는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
데이터의 전송을 위한 서비스 요청 메시지를 상기 UE로부터 수신하는 단계와;
상기 PDU 세션이 상기 제1 서비스에 대한 것인 경우, 상기 정보에 기초하여 거절 메시지를 상기 UE로 전송하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
세션을 관리하는 SMF(session management function) 노드로서,
사용자 장치(UE)에 대한 정보를 AMF(access and mobility management function) 노드로부터 수신하는 송수신부와; 그리고
상기 UE를 위한 PDU(Packet Data Unit) 세션을 생성하고, UPF(user plane function)로 하여금 상기 UE의 PDU 세션에 대한 하향링크 데이터를 폐기하라는 통보를 위한 인디케이션을 전송할지 여부를 상기 UE의 정보에 기초하여 결정하는 프로세서를 포함하고,
상기 결정은 상기 PDU 세션이 상기 UE에게 제공되는 제1 서비스에 대한 것인지 여부에 기초하여 수행되는 것을 특징으로 하는 SMF 노드.
제6항에 있어서,
상기 PDU 세션이 상기 제1 서비스에 대한 것인 경우, 상기 정보에 기초하여 상기 UPF로 하여금 상기 하향링크 데이터를 폐기하라는 통지를 위한 인디케이션이 전송되는 것을 특징으로 하는 SMF 노드.
제6항 또는 제7항에 있어서, 상기 PDU 세션이 상기 제1 서비스에 대한 것인 경우, 상기 정보에 기초하여, 상기 UE의 PDU 세션은 해제되지 않고, 비활성화됨으로써, 상기 PDU 세션의 컨텍스트가 유지되는 것을 특징으로 하는 SMF 노드.
제6항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 UPF 노드가 상기 인디케이션을 수신한 경우, 상기 UPF는 상기 UE의 PDU 세션에 대한 하향링크 데이터의 버퍼링을 중단하는 것을 특징으로 하는 SMF 노드.
제6항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 송수신부를 통해 데이터의 전송을 위한 서비스 요청 메시지를 상기 UE로부터 수신하였으나, 상기 PDU 세션이 상기 제1 서비스에 대한 것인 경우,
상기 프로세서는 상기 정보에 기초하여 거절 메시지를 상기 UE로 전송하도록 상기 송수신부를 제어하는 것을 특징으로 하는 SMF 노드.