KR20200038037A - 차량 통신 서비스를 위한 피어간 직접 통신 링크를 사용하는 트래픽의 QoS를 제어하는 장치 및 방법 - Google Patents

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.

Description

차량 통신 서비스를 위한 피어간 직접 통신 링크를 사용하는 트래픽의 QoS를 제어하는 장치 및 방법 {APPARATUS AND METHOD FOR CONTROLLING QoS OF DATA TRAFFIC OVER DIRECT RADIO LINK IN V2X COMMUNICATION SYSTEM}

본 발명은 이동통신 시스템에서 차량 통신 서비스를 제공함에 있어, 피어간 직접 통신 링크를 사용하여 트래픽을 전송하는 경우에 트래픽의 QoS를 지정하고 제어하기 위한 장치 및 동작 방법에 관한 것이다.

4G 통신 시스템 상용화 이후 증가 추세에 있는 무선 데이터 트래픽 수요를 충족시키기 위해, 개선된 5G 통신 시스템 또는 pre-5G 통신 시스템을 개발하기 위한 노력이 이루어지고 있다. 이러한 이유로, 5G 통신 시스템 또는 pre-5G 통신 시스템은 4G 네트워크 이후 (Beyond 4G Network) 통신 시스템 또는 LTE 시스템 이후 (Post LTE) 이후의 시스템이라 불리어지고 있다. 높은 데이터 전송률을 달성하기 위해, 5G 통신 시스템은 초고주파(mmWave) 대역 (예를 들어, 60기가(60GHz) 대역과 같은)에서의 구현이 고려되고 있다. 초고주파 대역에서의 전파의 경로손실 완화 및 전파의 전달 거리를 증가시키기 위해, 5G 통신 시스템에서는 빔포밍(beamforming), 거대 배열 다중 입출력(massive MIMO), 전차원 다중입출력(Full Dimensional MIMO: FD-MIMO), 어레이 안테나(array antenna), 아날로그 빔형성(analog beam-forming), 및 대규모 안테나 (large scale antenna) 기술들이 논의되고 있다. 또한 시스템의 네트워크 개선을 위해, 5G 통신 시스템에서는 진화된 소형 셀, 개선된 소형 셀 (advanced small cell), 클라우드 무선 액세스 네트워크 (cloud radio access network: cloud RAN), 초고밀도 네트워크 (ultra-dense network), 기기 간 통신 (Device to Device communication: D2D), 무선 백홀 (wireless backhaul), 이동 네트워크 (moving network), 협력 통신 (cooperative communication), CoMP (Coordinated Multi-Points), 및 수신 간섭제거 (interference cancellation) 등의 기술 개발이 이루어지고 있다. 이 밖에도, 5G 시스템에서는 진보된 코딩 변조(Advanced Coding Modulation: ACM) 방식인 FQAM (Hybrid FSK and QAM Modulation) 및 SWSC (Sliding Window Superposition Coding)과, 진보된 접속 기술인 FBMC(Filter Bank Multi Carrier), NOMA(non orthogonal multiple access), 및SCMA(sparse code multiple access) 등이 개발되고 있다.

한편, 인터넷은 인간이 정보를 생성하고 소비하는 인간 중심의 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.

기존의 차량 통신 시스템에서는 피어간 직접 통신 링크를 사용하는 차량 통신 서비스의 경우, 기지국의 유무와는 상관없이, 수신처를 지정하지 않는 방송 (broadcast) 메시지 형태로만 트래픽 전송이 가능하여, 각 서비스간 제공 품질 (QoS)을 차별화하는 것이 불가능 하였고 이로 인하여 제공 가능한 응용 서비스의 종류 및 범위가 제한되었다. 한편, 차량 통신 서비스의 종류가 다양해지고 목적에 따라 요구하는 서비스 품질 기준 또한 다양해짐에 따라 피어간 직접 통신 링크를 사용하는 차량 통신 서비스에 대해 서비스 품질을 차별화하여 제공하기 위한 방법이 필요하다.

본 발명의 실시 예는 피어간 직접 통신 링크를 사용하는 차량 통신 서비스의 트래픽에 대해 서비스 품질을 제어하기 위한 장치 및 방법을 제안한다. 제안 방안 적용을 통해, 피어간 직접 통신 링크를 사용하는 각 서비스의 필요한 요구사항에 맞추어 무선 자원을 제어하고 서비스간에 차별화된 전송 품질을 제공하는 것이 가능하다.

본 발명의 일 실시 예에 따른, 무선 통신 시스템에서 피어간 직접 링크를 설정하는 과정에서 단말 및 기지국간 제어 메시지 전송을 통해 네트워크에서 피어간 직접 링크의 설정을 승인하고 직접 링크를 통해 전송하는 트래픽에 적용할 QoS 파라미터를 설정하는 단계를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따른, 무선 통신 시스템에서 피어간 직접 링크를 설정하는 과정에서 단말 및 기지국간 제어 메시지 전송을 통해 각 차량 통신 서비스별로 세션 혹은 QoS 플로우를 구별하여 할당하는 단계를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따른, 무선 통신 시스템에서 피어간 직접 링크를 설정하는 과정에서 단말 및 기지국간 제어 메시지 전송을 통해 단말의 초기 등록 과정에서 승인된 차량 통신 서비스에 대해 단말이 해당 서비스 및 통신 피어 (다른 차량, 단말, 혹은 기지국)와의 통신에 사용할 무선 자원 및 QoS 플로우를 할당하는 단계를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따른, 무선 통신 시스템에서 피어간 직접 링크를 설정하는 과정에서 단말 및 기지국간 제어 메시지 전송을 통해 단말의 초기 등록 과정에서 승인된 차량 통신 서비스에 대해 상기 단말의 차량 통신 서비스에 사용할 무선 자원 및 QoS 플로우를 할당하는 단계를 포함할 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따르면, 차량 통신 서비스를 위하여 피어간 직접 링크를 설정하는 과정에서 단말(차량)과 기지국간 제어 메시지 전송을 통해 피어간 직접 링크에 사용할 QoS 플로우 및 파라미터를 설정하도록 하여 피어간 직접 링크를 통해 전달되는 차량 통신 서비스의 트래픽에 대한 서비스 품질을 제어할 수 있다.

또한, 각 세부 방법에 따라 차량 통신 서비스에 제공되는 품질을 서비스별 세션, 서비스별 QoS 플로우, 송수신 피어, 혹은 각 단말별로 제어하는 것이 가능하게 된다.

도 1은 발명에서 제안하는 차량 서비스별 세션 및 QoS 플로우를 제어하는 시스템 및 동작 모델을 나타낸 도면이다.
도 2는 발명에서 제안하는 차량 서비스의 송수신 단말(피어) 쌍에 대하여 QoS 플로우를 할당하고 서비스 품질을 제어하는 시스템 및 동작 모델을 나타낸 도면이다.
도 3은 발명에서 제안하는 각 단말 별로 각 차량 통신 서비스에 대하여 QoS 플로우를 할당하고 서비스 품질을 제어하는 시스템 및 동작 모델을 나타낸 도면이다.
도 4은 차량 서비스별 세션 및 QoS 플로우를 제어하기 위한 제어 신호 절차를 나타낸 도면이다.
도 5는 차량 서비스의 송수신 단말(피어) 쌍에 대하여 QoS 플로우를 할당하고 서비스 품질을 제어하기 위한 제어 신호 절차를 나타낸 도면이다.
도 6은 각 단말 별로 각 차량 통신 서비스에 대하여 QoS 플로우를 할당하고 서비스 품질을 제어하기 위한 제어 신호 절차를 나타낸 도면이다.
도 7은 발명에서 제안하는 단말의 구성을 나타낸 도면이다.
도 8은 발명에서 제안하는 기지국의 구성을 나타낸 도면이다.
도 9는 발명에서 제안하는 AMF(access and mobility management function)의 구성을 나타낸 도면이다.
도 10은 발명에서 제안하는 SMF(session management function)의 구성을 나타낸 도면이다.

하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 설명하기로 한다.

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.

이때, 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.

본 발명의 제안하는 기구 및 방법은, 차량 통신 서비스를 위하여 피어간 직접 링크를 설정하는 과정에서 단말(차량)과 기지국간 제어 메시지 전송을 통해 피어간 직접 링크 통신에 사용할 QoS 플로우 및 파라미터, 무선 자원을 설정하도록 하여 피어간 직접 링크를 통해 전달되는 차량 통신 서비스의 트래픽에 대하여 각 서비스별로 서비스 품질을 차별화하여 제공할 수 있도록 한다.

보다 구체적으로는, 단말간 경쟁 방식으로 피어간 직접 링크를 통해 차량 통신 서비스를 위한 사용자 트래픽을 방송 (broadcast) 형태로 전달하는 기존 방식에 비해 제안 방식은 피어간 사용자 트래틱 전달을 위하여 피어간 직접 링크를 사용하려는 송신 단말 (차량, 휴대폰, 기지국, 혹은 기타 형태의 단말 등), 수신 단말, 기지국 및 코어 네트워크가 QoS 플로우 설정 절차를 통해 차량 통신 서비스가 요구하는 QoS 품질에 맞추어 QoS 파라미터 및 전송 자원을 설정할 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서 제안하는 피어간 직접 링크를 사용하는 피어간 통신에 사용할 QoS 플로우를 설정하는 과정은, 도 1과 같이 차량 통신 서비스에 대한 QoS 플로우 설정을 개시하는 단말 1 로부터 기지국 및 네트워크로 QoS 설정을 위한 제어 메시지를 송신 하여 서비스별로 PDU 세션 및 QoS 플로우를 설정하는 각 단계로 구성될 수 있다. 발명에서 제안하는 피어간 통신에 사용할 QoS 플로우를 설정하는 과정은, 도 2와 같이 차량 통신 서비스에 대한 QoS 플로우 설정을 개시하는 단말 1과 상기 차량 통신 서비스의 피어인 단말 2로 구성된 송수신 쌍에 대하여 상기 단말 1이 기지국 (구현 방식에 따라서는, 코어 네트워크를 포함 가능)에 상기 피어간 직접 링크에 적용할 QoS 플로우 할당 및 자원 할당을 요청하고 할당된 QoS 플로우 및 QoS 파라미터 정보를 단말 2에 피어간 직접 링크 설정 요청 메시지를 통해 전달하는 방식으로 구성할 수 있다. 발명에서 제안하는 피어간 통신에 사용할 QoS 플로우를 설정하는 과정은, 도 3과 같이 피어간 직접 링크를 사용하는 차량 통신 서비스에 대한 QoS 플로우 설정을 개시하는 단말 1이, 상기 차량 통신 서비스의 사용자 데이터를 피어인 단말 2로 전달하기 위한 QoS 플로우 및 자원 할당을 기지국 (코어 네트워크 포함 가능)과 완료하는 과정, 피어인 단말 2로 피어간 직접 링크를 통한 QoS 플로우 설정 요청하는 과정, 상기 요청 수신 후 단말 2가 상기 단말 1로 차량 통신 서비스의 사용자 데이터를 전달하기 위한 QoS 플로우 및 자원 할당을 기지국과 완료하는 과정 (기 설정된 QoS 플로우가 있는 경우는 생략 가능. 상세 사항은 하기 제어 신호 절차 설명 부분 참조)으로 구성할 수도 있다.

도 1의, 차량 통신 서비스별로 PDU 세션 및 QoS 플로우를 할당하는 방식은, 도 4와 같은 제어 신호 절차를 통해 수행될 수 있다.

도 4를 참조하여 발명의 제안 방안의 동작을 설명하면, 차량 통신 서비스를 위하여 피어간 직접 링크 (PC5 Interface) 를 통해 단말 2 (Multicast 인 경우에는, 복수의 단말로 구성되는 Multicast Group으로 대체; 이하 단말 2와 Unicast 통신하는 경우를 예로 하여 설명함)와 통신하고자 하는 단말 1은 통신 대상인 단말 2와 피어간 직접 연결 (PC5 Unicast/Multicast Connection)을 요청하는 신호 메시지를 전송하는 과정을 수행하기에 앞서, 단계 1 및 단계 2를 통해 기지국 (NG-RAN)을 거쳐 코어 네트워크 (Core Network)로 피어간 직접 통신에 사용할 PDU 세션 및 QoS 플로우 할당을 요청하는 PDU Session Establishment Request (상기 차량 통신 서비스를 위한 PDU Session이 기설정되어 QoS 플로우만 추가하고자 하는 경우에는, PDU Session Modification Request 메시지로 대체 가능하나, 하기 설명은 설명의 편의 상 새로 PDU Session 및 QoS 플로우를 생성하는 경우를 고려하여 설명을 진행한다) 메시지를 전송한다. 이 때, 단말은 코어로 전송되는 PDU Session Establishment Request 메시지에 해당 PDU Session이 피어간 직접 링크를 위한 세션임을 명시하는 파라미터인 PC5 Indicator (PC5 5QI 변수의 값이 피어간 직접 링크 용도로 지정된 값을 사용하는 경우는 PC5 Indicator를 생략 가능), 직접 링크를 사용하는 QoS 플로우의 서비스 품질 요구 수준을 대표하는 PC5 5QI, 차량 통신 서비스 식별자 (V2X App ID) 등을 포함하여 전송한다. 또한, 생성할 QoS 플로우의 데이터 트래픽을 지정하기 위한 패킷 필터 정보에는 피어간 직접 연결 구성 시 사용할 단말 1 및 단말 2의 식별자 정보를 포함하여 전달한다 (구현 방법에 따라서는, V2X App ID를 패킷 필터에 포함하는 등의 변형도 가능하다). 코어 네트워크의 세션 관리 기능을 담당하는 SMF는 단계 2를 통해 단말의 PDU Session 및 QoS 플로우 생성 요청을 수신하는 경우, PC5 Indicator 혹은 PC5 5QI를 참조하여 해당 요청이 피어간 직접 연결에 사용할 QoS 플로우 생성 요청임을 판단하고 SMF에 저장된 상기 단말의 차량 통신 서비스에 대한 가입자 정보, 가입자 정책, SMF 로컬 정책 정보 등을 기반으로 하여 피어간 직접 연결을 위한 PDU Session 및 QoS 플로우 생성 요청에 대한 수락 여부를 결정한다. 상기 PDU Session 생성 요청을 수락하는 경우, 단계 3에서 SMF는 가입자 정보를 저장하는 UDM으로 PDU Session 식별자와 함께 해당 PDU Session이 피어간 직접 링크를 사용하는 세션임을 나타내는 정보 (예시는 PC5 Indicator를 사용하여 설명하였으나, Access Type 등 같은 용도의 다른 파라미터로 대체 가능) 를 전달하여 가입자 정보가 갱신되도록 한다. 단계 4를 통해, SMF는 AMF로 단말이 요청한 PDU Session의 수락 여부를 전달하며, 단계 5를 수행하여 정책관리 기능을 담당하는 PCF가 상기 단말 1의 피어간 직접 연결에 대한 세션 정책을 갱신하는데 활용할 수 있도록 생성된 PDU Session 정보를 PCF로 전달한다. 이 때, PCF로 전달되는 SM Policy Association Establishment 요청 메시지에는 해당 PDU Session이 피어간 직접 연결을 사용하는 세션임을 나타내는 정보(예시의 경우, PC5 Indicator를 사용하였으나 PC5 QFI 혹은 PC5 5QI가 피어간 직접 연결 용도로 한정되어 사용되는 경우는 PC5 QFI 혹은 PC5 5QI로 대체되어 생략 가능)를 포함하는 것을 특징으로 한다. 단계 6에서 단계 8을 통해, SMF로부터 단말 1로 상기 PDU Session 생성 요청에 대한 승인 결과가 전달되며, 단계 8에서 단말 1과 기지국은 생성된 QoS 플로우가 사용할 무선 자원을 설정하는 과정 (RRC Reconfiguration)을 수행한다. 단계 9에서, 기지국은 코어 네트워크로 단말과 기지국 간에, 피어간 직접 연결에 사용할 무선 자원 설정이 성공적으로 완료되었음을 알린다. 단계 10에서, 상기 단말 1은 단말 2와 피어간 직접 연결을 설정하기 위하여 PC5 Unicast Connection Setup Request 메시지에 네트워크로부터 승인 받은 QoS 플로우 정보 및 QoS 파라미터 정보를 단말 2로 전달하고, 이를 수신한 단말 2는 필요한 경우 단말 1과의 피어간 직접 연결에 사용할 QoS 플로우를 설정하는 과정을 네트워크와 진행하고 QoS 플로우가 할당되면 PC5 Unicast Connection Response 메시지를 사용하여 피어간 직접 연결 과정을 완료되었음을 단말 1로 응답한다. 단계 11과 단계 12 과정은, 단계 8과 단계 9를 통해 단말로부터 수신된 QoS플로우를 위한 자원할당이 성공적으로 완료되었음을 SMF로 전달하기 위한 과정이다.

도 2의, 피어간 직접 링크를 통해 통신하는 단말 1과 단말 2로 구성된 송수신 쌍에 대하여 QoS 플로우 할당 및 자원 할당하는 방식은, 도 5와 같은 제어 신호 절차를 통해 수행될 수 있다.

도 5를 참조하여 발명의 제안 방안의 동작을 설명하면, 단계 0에서 단말과 기지국은 네트워크와 초기 등록 절차를 수행하는 과정에서 차량 통신 서비스 사용에 대한 승인 결과를 네트워크로부터 전달 받으며, 승인 내용에는 단말이 사용할 수 있는 차량 통신 서비스의 종류와 각 서비스당 할당된 QoS 플로우 식별자 (PC5 QFI), QoS 파라미터 (PC5 5QI, Packet Filter 등)가 포함된다. 이 경우, 단계 1로부터 단계 8의 과정은 생략 가능하며, 단계 9를 통해 단말은 기지국으로 차량 통신 서비스가 사용할 QoS플로우에 대해 무선 자원의 할당을 요청하는 RRC Connection Request 메시지를 전송한다. 이 때, RRC Connection Request 메시지는 해당 요청이 피어간 직접 링크에 대한 자원할당 요청임을 명시하는 파라미터인 PC5 Indicator (PC5 5QI 변수의 값이 피어간 직접 링크 용도로 지정된 값을 사용하는 경우는 PC5 Indicator를 생략 가능), 직접 링크를 사용하는 QoS 플로우의 서비스 품질 요구 수준을 지정하는 PC5 5QI (구현 방법에 따라서는 각 QoS 파라미터를 직접 명시할 수 있음), 생성할 QoS 플로우의 데이터 트래픽을 지정하기 위한 패킷 필터 정보를 포함한다. 단계 10의 과정을 통해, 기지국은 단말의 초기 접속 과정에서 수신한 차량 통신 서비스에 포함된 상기 단말 1의 QoS플로우 및 파라미터 정보를 바탕으로 상기 단말 1의 상기 요청에 대한 수락 여부를 결정하고 그 결과를 RRC Connection Setup 메시지에 포함하여 상기 단말 1로 전달한다. 단계 12는 생략 가능하며, 단계 13에서 상기 단말 1은 기지국으로부터 승인된 피어간 직접 연결에 사용할 QoS 플로우 정보 (QoS 식별자 (PC5 QFI), QoS 파라미터 (PC5 5QI))를 포함한 피어간 직접 연결 요청 메시지를 단말 2로 전송하여 단말 2가 단말 1과의 통신에 사용할 무선 자원이 단말 1에 의하여 할당 되었음을 단말 2로 알린다. 즉, 기지국이 단말 1의 자원 할당 요청에 대해 Forward link (일반적인 경우의 Uplink에 해당)와 Reverse link (일반적인 경우의 Downlink에 해당) 자원을 스케줄링하면, 단말 1은 Forward link에 대해 스케쥴링된 피어간 직접 링크의 무선 자원을 사용하여 단말 2로 패킷을 전송하고 단말 2는 Reverse link에 대해 스케쥴링된 피어간 직접 링크의 무선 자원을 사용하여 단말 1로 패킷을 전송한다. 이 때, Reverse link의 자원 할당은 단말 1의 식별자를 사용하여 지정되거나 단말 2의 식별자를 사용하여 지정할 수 있으며 이는 발명에서 제안하는 단말 1이 기지국으로부터 승인 받은 무선 자원을 통해 단말 2가 단말 1로 패킷을 전달하도록 하는 발명의 본질과는 무관하며 구현에 따라 선택 가능하다.

도 3의, 피어간 직접 링크를 사용하는 차량 통신 서비스에 대한 QoS 플로우를 피어간 통신에 참여하는 단말 1, 단말 2 각각에 대하여 별도 할당 및 관리 하는 방식은 도 6과 같은 제어 신호 절차를 통해 수행될 수 있다.

도 6를 참조하여 발명의 제안 방안의 동작을 설명하면, 단계 0에서 단말과 기지국은 네트워크와 초기 등록 절차를 수행하는 과정에서 차량 통신 서비스 사용에 대한 승인 결과를 네트워크로부터 전달 받으며, 승인 내용에는 단말이 사용할 수 있는 차량 통신 서비스의 종류와 각 서비스당 할당된 QoS 플로우 식별자 (PC5 QFI), QoS 파라미터 (PC5 5QI, Packet Filter 등)가 포함된다. 이 경우, 단계 1로부터 단계 8의 과정은 생략 가능하며, 단계 9를 통해 단말은 기지국으로 차량 통신 서비스가 사용할 QoS플로우에 대해 무선 자원의 할당을 요청하는 RRC Connection Request 메시지를 전송한다. 이 때, RRC Connection Request 메시지는 해당 요청이 피어간 직접 링크에 대한 자원할당 요청임을 명시하는 파라미터인 PC5 Indicator (PC5 5QI 변수의 값이 피어간 직접 링크 용도로 지정된 값을 사용하는 경우는 PC5 Indicator를 생략 가능), 직접 링크를 사용하는 QoS 플로우의 서비스 품질 요구 수준을 지정하는 PC5 5QI (구현 방법에 따라서는 각 QoS 파라미터를 직접 명시할 수 있음) 정보를 포함한다. 단계 10의 과정을 통해, 기지국은 단말의 초기 접속 과정에서 수신한 차량 통신 서비스에 포함된 상기 단말 1의 QoS플로우 및 파라미터 정보를 바탕으로 상기 단말 1의 상기 요청에 대한 수락 여부를 결정하고 그 결과를 RRC Connection Setup 메시지에 포함하여 상기 단말 1로 전달한다. 단계 12는 생략 가능하며, 단계 13에서 상기 단말 1은 기지국으로부터 승인된 피어간 직접 연결에 사용할 QoS 플로우 정보 (QoS 식별자) 를 포함한 피어간 직접 연결 요청 메시지를 단말 2로 전송한다. 상기 요청 메시지를 수신한 단말 2는 피어간 직접 연결에 사용할 무선 자원의 할당을 요청하기 위한 단계 9~ 단계 11의 과정을 기지국과 수행한다 (단말 2가 임의의 단말과의 피어간 직접 연결을 사용한 통신을 위하여 기지국으로부터 피어간 직접 연결에 사용할 무선 자원을 이미 할당 받은 경우는 생략). 자원 할 당 과정을 완료한 후, 단말 2는 단말 1에 피어간 직접 연결 요청에 대한 수락 여부를 전달함으로써 피어간 직접 연결 과정을 마무리 한다.

도 7은 발명에서 제안하는 단말의 구성을 나타낸 도면이다.

일실시예에 따르면, 단말은 송수신부(710), 제어부(720) 및 저장부(730)를 포함할 수 있다. 본 발명에서 제어부(720)는, 회로 또는 어플리케이션 특정 통합 회로 또는 적어도 하나의 프로세서라고 정의될 수 있다.

송수신부(710)는 다른 네트워크 엔티티와 신호를 송수신할 수 있다. 제어부(720)는 본 발명에서 제안하는 실시예에 따른 단말의 전반적인 동작을 제어할 수 있다. 예를 들어, 제어부(720)는 상기에서 기술한 순서도에 따른 동작을 수행하도록 신호 흐름을 제어할 수 있다.

일실시예에 따르면 상기 제어부(720)는 기지국으로 전송하는 PDU Session Establishment Request 메시지에 해당 PDU session이 피어간 직접 링크를 위한 세션임을 명시하는 파라미터인 PC5 Indicator, 직접 링크를 사용하는 QoS 플로우의 서비스 품질 요구 수준을 대표하는 PC5 5QI, 차량 통신 서비스 식별자 등을 포함시켜 상기 송수신부(710)를 통해 전송할 수 있다.

일실시예에 따르면 상기 제어부(720)는 타단말과 피어간 직접 연결을 설정하기 위해 PC5 Unicast Connection Setup Request 메시지에 네트워크로부터 승인 받은 QoS 플로우 정보 및 QoS 파라미터 정보를 포함시켜 상기 송수신부(710)를 통해 타단말로 전송할 수 있다. 일실시예에 따르면, 타단말은 필요한 경우 상기 PC5 Unicast Connection Setup Request 메시지를 전송한 단말과의 피어간 직접 연결에 사용할 QoS 플로우를 설정하는 과정을 네트워크와 진행하고, QoS 플로우가 할당되면 PC5 Unicast Connection Response 메시지를 이용해 피어간 직접 연결 과정이 완료되었음을 상기 PC5 Unicast Connection Setup Request 메시지를 전송한 단말에게 전송할 수 있다.

저장부(730)는 상기 송수신부(710)를 통해 송수신되는 정보 및 제어부 (720)를 통해 생성되는 정보 중 적어도 하나를 저장할 수 있다.

도 8은 발명에서 제안하는 기지국의 구성을 나타낸 도면이다.

일실시예에 따르면, 기지국은 송수신부(810), 제어부(820) 및 저장부(830)를 포함할 수 있다. 본 발명에서 제어부(820)는, 회로 또는 어플리케이션 특정 통합 회로 또는 적어도 하나의 프로세서라고 정의될 수 있다.

송수신부(810)는 다른 네트워크 엔티티와 신호를 송수신할 수 있다. 제어부(820)는 본 발명에서 제안하는 실시예에 따른 단말의 전반적인 동작을 제어할 수 있다. 예를 들어, 제어부(820)는 상기에서 기술한 순서도에 따른 동작을 수행하도록 신호 흐름을 제어할 수 있다.

일실시예에 따르면 상기 제어부(820)는 상기 송수신부(810)를 통해 AMF로 단말과 기지국 간에 피어간 직접 연결에 사용한 무선 자원 설정이 성공적으로 완료되었음을 알릴 수 있다.

저장부(830)는 상기 송수신부(810)를 통해 송수신되는 정보 및 제어부 (820)를 통해 생성되는 정보 중 적어도 하나를 저장할 수 있다.

도 9는 발명에서 제안하는 AMF(access and mobility management function)의 구성을 나타낸 도면이다.

일실시예에 따르면, AMF는 송수신부(910), 제어부(920) 및 저장부(930)를 포함할 수 있다. 본 발명에서 제어부(920)는, 회로 또는 어플리케이션 특정 통합 회로 또는 적어도 하나의 프로세서라고 정의될 수 있다.

송수신부(910)는 다른 네트워크 엔티티와 신호를 송수신할 수 있다. 제어부(920)는 본 발명에서 제안하는 실시예에 따른 단말의 전반적인 동작을 제어할 수 있다. 예를 들어, 제어부(920)는 상기에서 기술한 순서도에 따른 동작을 수행하도록 신호 흐름을 제어할 수 있다.

일실시예에 따르면 상기 제어부(920)는 상기 송수신부(910)를 통해 SMF로 PDU session이 피어간 직접 링크를 위한 세션임을 명시하는 파라미터인 PC5 Indicator, 직접 링크를 사용하는 QoS 플로우의 서비스 품질 요구 수준을 대표하는 PC5 5QI, 차량 통신 서비스 식별자 등을 전송할 수 있다.

저장부(930)는 상기 송수신부(910)를 통해 송수신되는 정보 및 제어부 (920)를 통해 생성되는 정보 중 적어도 하나를 저장할 수 있다.

도 10은 발명에서 제안하는 SMF(session management function)의 구성을 나타낸 도면이다.

일실시예에 따르면, SMF는 송수신부(1010), 제어부(1020) 및 저장부(1030)를 포함할 수 있다. 본 발명에서 제어부(1020)는, 회로 또는 어플리케이션 특정 통합 회로 또는 적어도 하나의 프로세서라고 정의될 수 있다.

송수신부(1010)는 다른 네트워크 엔티티와 신호를 송수신할 수 있다. 제어부(1020)는 본 발명에서 제안하는 실시예에 따른 단말의 전반적인 동작을 제어할 수 있다. 예를 들어, 제어부(1020)는 상기에서 기술한 순서도에 따른 동작을 수행하도록 신호 흐름을 제어할 수 있다.

일실시예에 따르면 상기 제어부(1020)는 상기 송수신부(1010)를 통해 AMF로부터 PDU session이 피어간 직접 링크를 위한 세션임을 명시하는 파라미터인 PC5 Indicator, 직접 링크를 사용하는 QoS 플로우의 서비스 품질 요구 수준을 대표하는 PC5 5QI, 차량 통신 서비스 식별자 등을 수신할 수 있다.

저장부(1030)는 상기 송수신부(1010)를 통해 송수신되는 정보 및 제어부 (920)를 통해 생성되는 정보 중 적어도 하나를 저장할 수 있다.

한편, 본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시예들은 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 본 발명의 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것일 뿐이며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 즉 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명의 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다. 또한 상기 각각의 실시 예는 필요에 따라 서로 조합되어 운용할 수 있다. 예컨대, 본 발명의 실시예의 일부분들이 서로 조합되어 기지국과 단말이 운용될 수 있다.

또한, 본 명세서와 도면에는 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 개시하였으며, 비록 특정 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 발명의 이해를 돕기 위한 일반적인 의미에서 사용된 것이지, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시 예 외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.

Claims (1)

1. 무선 통신 시스템에서 제어 신호 처리 방법에 있어서,
   기지국으로부터 전송되는 제1 제어 신호를 수신하는 단계;
   상기 수신된 제1 제어 신호를 처리하는 단계; 및
   상기 처리에 기반하여 생성된 제2 제어 신호를 상기 기지국으로 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 제어 신호 처리 방법.

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