KR20200092070A - 무선 통신 시스템에서 등록 관리 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

무선 통신 시스템에서 기지국의 동작 방법이 개시된다. 본 발명에 따른, 기지국의 동작 방법은, 초기 접속을 위한 임의 접속 절차를 수행한 단말로부터 단말 카테고리(category) 정보를 포함하는 등록 요청 메시지를 수신하는 단계, 상기 수신한 등록 요청 메시지를 핵심망으로 전송하는 단계, 상기 단말에 대한 등록 허용 및 PDU 세션 수립 지시 메시지를 포함하는 등록 허용 및 PDU 세션 수립 메시지를 수신하는 단계 및 상기 등록 허용 및 PDU 세션 수립 메시지를 포함하는 RRC 재설정(reconfiguration) 메시지를 상기 단말로 전송하는 단계를 포함한다.

Description

무선 통신 시스템에서 등록 관리 방법 및 장치 {METHOD FOR MANAGING REGISTRATION IN WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM AND APPARATUS FOR THE SAME}

본 발명은 무선 통신 시스템에서 등록 관리 방법 및 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 무선 통신 시스템에서 접속 단말 카테고리 정보에 기초한 시스템 등록 절차 간소화를 위한 등록 관리 방법 및 장치에 관한 것이다.

제4 세대 이동통신보다 최소한 10~100배의 데이터 전송율인 Gbps(Giga bps) 급 지원을 목표로 하는 제5 세대 이동통신은 기존 이동통신 주파수 대역뿐만 아니라 수십 GHz(Giga Herz) 주파수 대역을 포함한다. 제5 세대 이동 통신은 초고속 데이터 전송율 지원을 위한 eMBB (enhanced mobile broadband)뿐만 아니라 사물 인터넷 지원을 위한 mMTC(massive machine type communication)과 고신뢰성 저지연 통신(URLLC: ultra-reliable and low latency communication) 또한 지원하는 것을 목표로 한다.

즉, 제5 세대 이동 통신의 경우 제4 세대 이동 통신에 비해 월등히 향상된 전송 속도 및 높은 커버리지(coverage)에서의 높은 이동성 지원뿐만이 아니라 공장 자동화, 원격 수술, 자율형 자동차 등의 원활한 무선 제어를 위해 필요한 수율, 엄격한 지연 시간 및 고신뢰성을 요구한다. 또한 무수히 많은 수의 단말과 동시에 통신하는 초연결 서비스 지원도 요구된다. 이러한 단말은 eMBB와 비교 시 현저히 낮은 전송 속도와 이동성을 갖고 간헐적으로 통신하므로 낮은 비용으로 오랜 기간 배터리만으로 동작할 것으로 예상된다.

이와 같이 제5 세대 이동 통신은 그 요구하는 통신 서비스 사항 및 통신 서비스 품질이 다양한 여러 유형의 단말을 동시에 지원하도록 설계되어야 한다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 무선 통신 시스템에서 단말 카테고리 정보를 이용하여 PDU 세션 수립을 신속히 수립하기 위한 기지국의 동작 방법을 제공하는 데 있다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 다른 목적은, 무선 통신 시스템에서 단말 카테고리 정보를 이용하여 PDU 세션 수립을 신속히 수립하기 위한 단말의 동작 방법을 제공하는 데 있다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 또 다른 목적은, 무선 통신 시스템에서 단말 카테고리 정보를 이용하여 PDU 세션 수립을 신속히 수립하기 위한 단말을 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신 시스템에서 기지국의 동작 방법은, 초기 접속을 위한 임의 접속 절차를 수행한 단말로부터 단말 카테고리(category) 정보를 포함하는 등록 요청 메시지를 수신하는 단계, 상기 수신한 등록 요청 메시지를 핵심망으로 전송하는 단계, 상기 단말에 대한 등록 허용 및 PDU 세션 수립 지시 메시지를 포함하는 등록 허용 및 PDU 세션 수립 메시지를 수신하는 단계 및 상기 등록 허용 및 PDU 세션 수립 메시지를 포함하는 RRC 재설정(reconfiguration) 메시지를 상기 단말로 전송하는 단계를 포함한다.

본 발명에 의하면, 단말의 무선 통신 시스템 접속 시 단말의 카테고리 및/또는 필요 서비스에 기초하여 등록 절차 및 PDU 세션 수립을 동시에 수립하여 단말에 대한 PDU 세션을 신속히 수립하고 이와 동시에 데이터 서비스를 단말에게 제공할 수 있다.

도 1은 통신 시스템의 제1 실시예를 도시한 개념도이다.
도 2는 통신 시스템을 구성하는 통신 노드의 일 실시예를 도시한 블록도이다.
도 3은 제5 세대 이동 통신의 시스템 구조도를 설명하는 개념도이다.
도 4a는 3GPP 5G NR에서의 단말 등록 절차를 설명하는 순서도이다.
도 4b 및 도 4c는 3GPP 5G NR에서의 단말 등록 절차 시의 구체적인 등록 절차를 설명하는 순서도이다.
도 5a는 3GPP 5G NR에서의 PDU 세션 수립 절차를 설명하는 순서도이다.
도 5b 및 도 5c는 3GPP 5G NR에서의 PDU 세션 수립 절차 시의 구체적인 절차를 설명하는 순서도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 신속 PDU 세션 수립 방법을 설명하는 순서도이다.
도 7a는 5G NR에서의 단말 등록 및 PDU 세션 수립 방법을 설명하는 순서도이다.
도 7b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 단말 등록 및 신속 PDU 세션 수립 방법을 설명하는 순서도이다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.

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

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 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 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명을 설명함에 있어 전체적인 이해를 용이하게 하기 위하여 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.

도 1은 통신 시스템의 제1 실시예를 도시한 개념도이다.

도 1을 참조하면, 통신 시스템(100)은 복수의 통신 노드들(110-1, 110-2, 110-3, 120-1, 120-2, 130-1, 130-2, 130-3, 130-4, 130-5, 130-6)을 포함할 수 있다. 여기서, 통신 시스템은 "통신 네트워크"로 지칭될 수 있다. 복수의 통신 노드들 각각은 적어도 하나의 통신 프로토콜을 지원할 수 있다. 예를 들어, 복수의 통신 노드들 각각은 CDMA(code division multiple access) 기반의 통신 프로토콜, WCDMA(wideband CDMA) 기반의 통신 프로토콜, TDMA(time division multiple access) 기반의 통신 프로토콜, FDMA(frequency division multiple access) 기반의 통신 프로토콜, OFDM(orthogonal frequency division multiplexing) 기반의 통신 프로토콜, OFDMA(orthogonal frequency division multiple access) 기반의 통신 프로토콜, SC(single carrier)-FDMA 기반의 통신 프로토콜, NOMA(non-orthogonal multiple access) 기반의 통신 프로토콜, SDMA(space division multiple access) 기반의 통신 프로토콜 등을 지원할 수 있다. 복수의 통신 노드들 각각은 다음과 같은 구조를 가질 수 있다.

도 2는 통신 시스템을 구성하는 통신 노드의 일 실시예를 도시한 블록도이다.

도 2를 참조하면, 통신 노드(200)는 적어도 하나의 프로세서(210), 메모리(220) 및 네트워크와 연결되어 통신을 수행하는 송수신 장치(230)를 포함할 수 있다. 또한, 통신 노드(200)는 입력 인터페이스 장치(240), 출력 인터페이스 장치(250), 저장 장치(260) 등을 더 포함할 수 있다. 통신 노드(200)에 포함된 각각의 구성 요소들은 버스(bus)(270)에 의해 연결되어 서로 통신을 수행할 수 있다. 다만, 통신 노드(200)에 포함된 각각의 구성요소들은 공통 버스(270)가 아니라, 프로세서(210)를 중심으로 개별 인터페이스 또는 개별 버스를 통하여 연결될 수도 있다. 예를 들어, 프로세서(210)는 메모리(220), 송수신 장치(230), 입력 인터페이스 장치(240), 출력 인터페이스 장치(250) 및 저장 장치(260) 중에서 적어도 하나와 전용 인터페이스를 통하여 연결될 수도 있다.

프로세서(210)는 메모리(220) 및 저장 장치(260) 중에서 적어도 하나에 저장된 프로그램 명령(program command)을 실행할 수 있다. 프로세서(210)는 중앙 처리 장치(central processing unit, CPU), 그래픽 처리 장치(graphics processing unit, GPU), 또는 본 발명의 실시예들에 따른 방법들이 수행되는 전용의 프로세서를 의미할 수 있다. 메모리(220) 및 저장 장치(260) 각각은 휘발성 저장 매체 및 비휘발성 저장 매체 중에서 적어도 하나로 구성될 수 있다. 예를 들어, 메모리(220)는 읽기 전용 메모리(read only memory, ROM) 및 랜덤 액세스 메모리(random access memory, RAM) 중에서 적어도 하나로 구성될 수 있다.

다시 도 1을 참조하면, 통신 시스템(100)은 복수의 기지국들(base stations)(110-1, 110-2, 110-3, 120-1, 120-2), 복수의 단말들(user equipment)(130-1, 130-2, 130-3, 130-4, 130-5, 130-6)을 포함할 수 있다. 제1 기지국(110-1), 제2 기지국(110-2) 및 제3 기지국(110-3) 각각은 매크로 셀(macro cell)을 형성할 수 있다. 제4 기지국(120-1) 및 제5 기지국(120-2) 각각은 스몰 셀(small cell)을 형성할 수 있다. 제1 기지국(110-1)의 커버리지(coverage) 내에 제4 기지국(120-1), 제3 단말(130-3) 및 제4 단말(130-4)이 속할 수 있다. 제2 기지국(110-2)의 커버리지 내에 제2 단말(130-2), 제4 단말(130-4) 및 제5 단말(130-5)이 속할 수 있다. 제3 기지국(110-3)의 커버리지 내에 제5 기지국(120-2), 제4 단말(130-4), 제5 단말(130-5) 및 제6 단말(130-6)이 속할 수 있다. 제4 기지국(120-1)의 커버리지 내에 제1 단말(130-1)이 속할 수 있다. 제5 기지국(120-2)의 커버리지 내에 제6 단말(130-6)이 속할 수 있다.

여기서, 복수의 기지국들(110-1, 110-2, 110-3, 120-1, 120-2) 각각은 노드B(NodeB), 고도화 노드B(evolved NodeB), BTS(base transceiver station), 무선 기지국(radio base station), 무선 트랜시버(radio transceiver), 액세스 포인트(access point), 액세스 노드(node), 노변 장치(road side unit; RSU), DU(digital unit), CDU(cloud digital unit), RRH(radio remote head), RU(radio unit), TP(transmission point), TRP(transmission and reception point), 중계 노드(relay node), gNB 등으로 지칭될 수 있다. 복수의 단말들(130-1, 130-2, 130-3, 130-4, 130-5, 130-6) 각각은 터미널(terminal), 액세스 터미널(access terminal), 모바일 터미널(mobile terminal), 스테이션(station), 가입자 스테이션(subscriber station), 모바일 스테이션(mobile station), 휴대 가입자 스테이션(portable subscriber station), 노드(node), 다바이스(device) 등으로 지칭될 수 있다.

복수의 통신 노드들(110-1, 110-2, 110-3, 120-1, 120-2, 130-1, 130-2, 130-3, 130-4, 130-5, 130-6) 각각은 셀룰러(cellular) 통신(예를 들어, 3GPP(3rd generation partnership project) 표준에서 규정된 LTE(long term evolution), LTE-A(advanced), 5G NR(new radio) 등)을 지원할 수 있다. 복수의 기지국들(110-1, 110-2, 110-3, 120-1, 120-2) 각각은 서로 다른 주파수 대역에서 동작할 수 있고, 또는 동일한 주파수 대역에서 동작할 수 있다. 복수의 기지국들(110-1, 110-2, 110-3, 120-1, 120-2) 각각은 아이디얼 백홀(ideal backhaul) 또는 논(non)-아이디얼 백홀을 통해 서로 연결될 수 있고, 아이디얼 백홀 또는 논-아이디얼 백홀을 통해 서로 정보를 교환할 수 있다. 복수의 기지국들(110-1, 110-2, 110-3, 120-1, 120-2) 각각은 아이디얼 백홀 또는 논-아이디얼 백홀을 통해 코어(core) 네트워크(미도시)와 연결될 수 있다. 복수의 기지국들(110-1, 110-2, 110-3, 120-1, 120-2) 각각은 코어 네트워크로부터 수신한 신호를 해당 단말(130-1, 130-2, 130-3, 130-4, 130-5, 130-6)에 전송할 수 있고, 해당 단말(130-1, 130-2, 130-3, 130-4, 130-5, 130-6)로부터 수신한 신호를 코어 네트워크에 전송할 수 있다.

복수의 기지국들(110-1, 110-2, 110-3, 120-1, 120-2) 각각은 OFDMA 기반의 다운링크(downlink) 전송을 지원할 수 있고, SC-FDMA 기반의 업링크(uplink) 전송을 지원할 수 있다. 또한, 복수의 기지국들(110-1, 110-2, 110-3, 120-1, 120-2) 각각은 MIMO(multiple input multiple output) 전송(예를 들어, SU(single user)-MIMO, MU(multi user)-MIMO, 대규모(massive) MIMO 등), CoMP(coordinated multipoint) 전송, 캐리어 애그리게이션(carrier aggregation) 전송, 비면허 대역(unlicensed band)에서 전송, 단말 간 직접(device to device, D2D) 통신(또는, ProSe(proximity services) 등을 지원할 수 있다. 여기서, 복수의 단말들(130-1, 130-2, 130-3, 130-4, 130-5, 130-6) 각각은 기지국(110-1, 110-2, 110-3, 120-1, 120-2)과 대응하는 동작, 기지국(110-1, 110-2, 110-3, 120-1, 120-2)에 의해 지원되는 동작을 수행할 수 있다.

예를 들어, 제2 기지국(110-2)은 SU-MIMO 방식을 기반으로 신호를 제4 단말(130-4)에 전송할 수 있고, 제4 단말(130-4)은 SU-MIMO 방식에 의해 제2 기지국(110-2)으로부터 신호를 수신할 수 있다. 또는, 제2 기지국(110-2)은 MU-MIMO 방식을 기반으로 신호를 제4 단말(130-4) 및 제5 단말(130-5)에 전송할 수 있고, 제4 단말(130-4) 및 제5 단말(130-5) 각각은 MU-MIMO 방식에 의해 제2 기지국(110-2)으로부터 신호를 수신할 수 있다. 제1 기지국(110-1), 제2 기지국(110-2) 및 제3 기지국(110-3) 각각은 CoMP 방식을 기반으로 신호를 제4 단말(130-4)에 전송할 수 있고, 제4 단말(130-4)은 CoMP 방식에 의해 제1 기지국(110-1), 제2 기지국(110-2) 및 제3 기지국(110-3)으로부터 신호를 수신할 수 있다. 복수의 기지국들(110-1, 110-2, 110-3, 120-1, 120-2) 각각은 자신의 커버리지 내에 속한 단말(130-1, 130-2, 130-3, 130-4, 130-5, 130-6)과 CA 방식을 기반으로 신호를 송수신할 수 있다. 제1 기지국(110-1), 제2 기지국(110-2) 및 제3 기지국(110-3) 각각은 제4 단말(130-4)과 제5 단말(130-5) 간의 D2D 통신을 코디네이션(coordination)할 수 있고, 제4 단말(130-4) 및 제5 단말(130-5) 각각은 제2 기지국(110-2) 및 제3 기지국(110-3) 각각의 코디네이션에 의해 D2D 통신을 수행할 수 있다.

다음으로, 제5 세대 이동 통신에서의 무선 자원 설정 및 관리 기술들이 설명될 것이다. 여기서, 통신 노드들 중에서 제1 통신 노드에서 수행되는 방법(예를 들어, 신호의 전송 또는 수신)이 설명되는 경우에도 이에 대응하는 제2 통신 노드는 제1 통신 노드에서 수행되는 방법과 상응하는 방법(예를 들어, 신호의 수신 또는 전송)을 수행할 수 있다. 즉, 단말의 동작이 설명된 경우에 이에 대응하는 기지국은 단말의 동작과 상응하는 동작을 수행할 수 있다. 반대로, 기지국의 동작이 설명된 경우에 이에 대응하는 단말은 기지국의 동작과 상응하는 동작을 수행할 수 있다.

도 3은 제5 세대 이동 통신의 시스템 구조도를 설명하는 개념도이다.

도 3을 참조하면, 서비스 기반으로 정의되는 제5 세대 이동 통신 시스템 구조(architecture)를 네트워크 기능(NF; network function) 들 간의 상호 동작 및 연결 관계로 나타낼 수 있다. 특히 비로밍(non-roaming)인 경우 제5 세대 이동 통신 시스템 구조를 도 3과 같이 정의하고 있다.

제5 세대 이동 통신 시스템 구조는 네트워크 기능에 해당하는 다양한 구성요소들을 포함할 수 있다(제5 세대 이동 통신의 핵심망은 네트워크 슬라이싱(slicing)을 고려하고, 제어 평면과 데이터 평면을 분리하는 구조로 정의되어 각각의 기능에 따라 네트워크 기능으로 분리 가능함). 각 네트워크 기능은 다음과 같은 기능을 지원할 수 있다.

AUSF(Authentication Server Function)는 단말 인증을 위한 데이터를 저장할 수 있다.

AMF(Access and Mobility Management Function)는 단말 단위의 접속 및 이동성 관리 기능을 제공하며, 단말 하나 당 기본적으로 하나의 AMF에 연결 될 수 있다.

DN(data network)은 운영자 서비스, 인터넷 접속 또는 서드파티(3rd party) 서비스 등을 의 미 한다. DN은 후술할 UPF(user plane function)로 하향링크 PDU(protocol data unit)을 전송하거나, 단말로부터 전송된 PDU를 UPF 로부터 수신 할 수 있다.

PCF(policy control function 는 어플리케이션(application) 서버로부터 패 킷 흐름에 대한 정보를 수신하여, 이동성 관리, 세션(session) 관리 등의 정책을 결정하 는 기능을 제공할 수 있다.

SMF(session management function)는 세션 관리 기능을 제공하며, 단말이 다수개의 세션을 가지는 경우 각 세션 별로 서로 다른 SMF에 의해 관리될 수 있다.

UDM(unified data management)은 단말의 가입 데이터, 정책 데이터 등을 저장 할 수 있다. UDM은 어플리케이션 프론트엔드(front-end) 및 사용자 데이터 저장소(UDR: user data repository)를 포함할 수 있다.

UPF(user plane function)는 DN으로부터 수신한 하향링크 PDU를 (R)AN(radio access network)을 경유하여 단말에게 전달하며, (R)AN을 경유하여 단말로부터 수신한 상향링크 PDU를 DN으로 전달할 수 있다.

AF(application function)는 서비스 제공(일례로, 트래픽 라우팅(routing) 상에서 어플리케이션 영향, 네트워크 능력 노출(network capability exposure) 접근 및 정책 제어를 위한 정책 프레임워크(framework)와의 상호 동작 등의 기능을 지 원)을 위해 3GPP LTE 및 LTE-A의 코어망과 상호 동작할 수 있다.

(R)AN은 제4 세대 이동 통신 시스템의 무선 액세스 기술의 진화된 버전인 진화된 E-UTRA(evolved E-UTRA)와 NR의 gNB와 같은 새로운 무선 액세스 기술을 모두 지원하는 새로운 무선 액세스 망을 총칭한다. gNB은 무선 자원 관리를 위한 기능들(즉, 무선 베어러 제어(radio bearer control), 무선 허락 제어(radio admission control), 연결 이동성 제어(connection mobility control), 상향링크 및/또는 하향링크에서 단말에게 무선 자원의 동적 할당(스케줄링)), IP(internet protocol) 헤더 압축 등의 기능을 지원할 수 있다.

비구조화된 데이터 저장 네트워크 기능(UDSF: unstructured data storage network function), 구조화된 데이터 저장 네트워크 기능(SDSF: structured data storage network function), 네트워크 노출 기능(NEF: network exposure function) 및 NF 저장소 기능(NRF: NF Repository function)와 같은 네트워크 기능(NF)들은 필요에 따라 UDSF, NEF 및 NRF 와 상호 동작을 수행할 수 있다.

NEF는 3GPP LTE 및 LTE-A 네트워크 기능들에 의해 제공되는 서드파티(3rd party), 내부 노출(internal exposure)/ 재노출(re-exposure), 어플리케이션 기능, 에지 컴퓨팅(edge computing)을 위한 서비스들 및 능력들을 안전하게 노출하기 위 한 수단을 제공할 수 있다.

NRF는 서비스 디스커버리(discovery) 기능을 지원할 수 있다. NF 인스턴스 로(instance)부터 NF 디스커버리 요청을 수신하고，발견된 NF 인스턴스의 정보를 NF 인스턴스에게 제공할 수 있다. 또한, 이용 가능한 NF 인스턴스들과 그들이 지원하 는 서비스를 유지할 수 있다.

NSSF(network slice selection function)은 네트워크 슬라이싱을 선택하는 기능을 수행할 수 있다.

SDSF는 어떠한 NEF에의한 구조화된 데이터로서 정보를 저장 및 회수 (retrieval)하는 기능을 지원하기 위한 선택적인 기능이다. UDSF은 어떠한 NF에 의한 비구조적 데이터로서 정보를 저장 및 회수(retrieval) 기능을 지원하기 위한 선택적인 기능이다.

한편 도 3을 참조하면, 소정의 NF에 의해 제공되는(노출되는) 서비스의 세트를 나타내는 서비스 기반 인터페이스가 있다. 이러한 서비스 기반 인터페이스는 제어평면 내에서 사용된다. 구체적으로는 다음과 같다.

Namf는 AMF에 의해 공개된(exhibited) 서비스 기반 인터페이스를 의미하고, Nsmf는 SMF에 의해 공개된 서비스 기반 인터페이스를 의미하고, Nnef는 NEF 에 의해 공개된 서비스 기반 인터페이스를 의미한다. 또한 Npcf는 PCF에 의해 공개된 서비스 기반 인터페이스를 의미한다.

그리고 Nudm은 UDM에 의해 공개된 서비스 기반 인터페이스를 의미하고 Naf는 AF에 의해 공개 서비스 기반 인터페이스를 의미한다. Nnrf는 NRF에 의해 공개된 서비스 기반 인터페이스를 의미하고 Nausf는 AUSF에 의해 공개된 서비스 기반 인터 페이스를 의미한다. 다음으로 제5 세대 이동 통신 중 하나인 3GPP 5G NR에서의 단말 등록(registration) 절차에 대해 설명한다.

도 4a는 3GPP 5G NR에서의 단말 등록 절차를 설명하는 순서도이고 도 4b 및 도 4c는 3GPP 5G NR에서의 단말 등록 절차 시의 구체적인 등록 절차를 설명하는 순서도이다.

도 4a를 참조하면, 5G NR 시스템으로의 접속을 시도하는 단말이 등록 요청(Registration Request) 메시지를 기지국을 통해 핵심망으로 전송하는 과정을 나타낸다.

단말이 5G NR 시스템으로 접속하기 위해서는 5G NR 시스템의 하나의 기지국과의 초기 접속을 위한 임의접속 절차를 수행할 수 있다(S410). 이를 통해 단말은 동기화 수행 및 기본 시스템 정보 수신을 할 수 있다. 초기 접속을 위한 임의 접속 절차를 수행한 단말은 기지국에게 등록 요청 메시지를 전송할 수 있다(S420).

기지국은 전달받은 등록 요청 메시지를 핵심망으로 전송할 수 있다(S430). 이를 전달받은 핵심망은 도 3의 AMF와 같은 다양한 네트워크 기능들과 필요한 정보 교환을 통해 등록 요청을 수행한 단말에 대한 등록 허용 여부 판단 등을 수행할 수 있다(S440). 일례로 기지국은 단말이 요청한 AMF(미도시됨)에게 등록 요청 메시지를 전송하고 필요 시 AMF에서 단말에게 확인 요청(identity request) 메시지를 전송할 수 있다(일례로 SUPI(subscription permanent identifier)가 없는 경우 수행 가능함). 또한 핵심망의 AMF는 AUSF(미도시됨)을 정하여 이후 단말이 인증(authentication) 및 보안(security) 절차 등을 수행할 수 있도록 할 수 있다.

이와 같이 등록 요청한 단말에게 등록을 허용하기로 하면 핵심망은 기지국에게 해당 단말에 대한 등록 허용을 알리고(S450) 이후 기지국은 단말에게 등록 요청 메시지에 대한 응답에 해당하는 등록 허용(Registration Accept 또는 Registration Response) 메시지를 전송할 수 있다(S460). 구체적으로는 핵심망에서는 해당 단말에 대한 UDM(미도시됨)과 PCF(미도시됨)을 정한 후 단말에게 등록 허용(Registration Accept 또는 Registration Response) 메시지를 전송할 수 있다.

이 후 단말은 기지국에게 등록 완료(Registration Complete) 메시지를 전송할 수 있다(S470).

다음으로 3GPP NR에서의 구체적인 단말 등록 절차에 대해 설명한다. 3GPP NR에서의 구체적인 단말 등록 절차를 설명하는 순서도인 도 4b 및 도 4c를 참조하면, 기지국과의 임의 접속 절차를 통해 시스템 초기 접속에 성공한 단말이 이 후 기지국을 통해 시스템으로의 등록을 요청하고 등록을 허용 받는 구체적인 절차를 나타낸다.

표 1은 도 4b 및 도 4c의 3GPP NR에서의 단말의 시스템 등록 절차에 사용되는 제어 메시지를 나타낸다.

IEI	정보요소(Information Element)	유형(Type)/참조(Reference) 3GPP TS 23.501	프리센스 (Presence)	포맷	길이
	확장 프로토콜 디스크리미네이터 (Extended protocol discriminator)	확장 프로토콜 디스크리미네이터 (Extended Protocol discriminator) 9.2	M	V	1
	보안 헤더 유형(Security header type)	보안 헤더 유형 (Security header type) 9.3	M	V	1/2
	스페어 하프 옥텟 (Spare half octet)	Spare half octet(스페어 하프 옥텟) 9.5	M	V	1/2
	등록요청메시지식별 (Registration request message identity)	Message type(메시지 유형) 9.7	M	V	1
	5GS 등록 유형(5GS registration type)	5GS 등록 유형(5GS registration type) 9.10.3.7	M	LV	2
	ngKSI	NAS 키 셋 식별자 (NAS key set identifier) 9.10.3.29	M	V	1/2
	스페어 하프 옥텟(Spare half octet)	스페어 하프 옥텟 (Spare half octet) 9.5	M	V	1/2
	5GS 모바일 식별 (5GS mobile identity)	5GS 모바일 식별 (5GS mobile identity) 9.10.3.4	M	LV	5-TBD
C-	논 커렌트 네이티브 NAS 키 셋 식별자 (Non-current native NAS key set identifier)	NAS 키 셋 식별자 (NAS key set identifier) 9.10.3.29	O	TV	1
10	5GMM 케이퍼빌리티(5GMM capability)	5GMM 케이퍼빌리티 (5GMM capability) 9.10.3.1	O	TLV	3-15
2E	UE 보안 케이퍼빌리티(UE security capability)	UE 보안 케이퍼빌리티 (UE security capability) 9.10.3.49	O	TLV	4-6
2F	요청된 NSSAI(Requested NSSAI)	NSSAI 9.10.3.34	O	TLV	4-74
52	최근방문등록 TAI(Last visited registered TAI)	5GS 트래킹 영역 식별 (5GS tracking area identity) 9.10.3.8	O	TV	7
65	S1 UE 네트워크 케이퍼빌리티(S1 UE network capability)	S1 UE 네트워크 케이퍼빌리티 (S1 UE network capability) 9.10.3.44	O	TLV	4-15
40	상향링크 데이터 상태(Uplink data status)	상향링크 데이터 상태 (Uplink data status) 9.10.2.53	O	TLV	4-34
50	PDU 세션 상태(PDU session status)	PDU 세션 상태 (PDU session status) 9.10.3.40	O	TLV	4-34
B-	MICO 지시(MICO indication)	MICO 지시(MICO indication) 9.10.3.28	O	TV	1
2B	UE 상태(UE status)	UE 상태(UE status) 9.10.3.52	O	TLV	3
2C	부가적인 GUTI(Additional GUTI)	5GS 모바일 식별(5GS mobile identity) 9.10.3.4	O	TLV	TBD
25	허용된 PDU 세션 상태(Allowed PDU session status)	허용된 PDU 세션 상태 (Allowed PDU session status) 9.10.3.11	O	TLV	4-34
60	UE의 사용 셋팅(UE's usage setting)	UE의 사용 셋팅 (UE's usage setting) 9.10.3.51	O	TLV	3
TBD	요청된 DRX 파라미터(Requested DRX parameters)	DRX 파라미터(DRX parameters) 9.10.3.20	O	TBD	TBD
7C	EPS NAS 메시지 컨테이너(EPS NAS message container)	EPS NAS 메시지 컨테이너 (EPS NAS message container) 9.10.3.22	O	TLV-E	TBD
77	페이로드 컨테이너(Payload container)	페이로드 컨테이너 (Payload container) 9.10.3.35	O	TLV-E	4-65538

다음으로 PDU(protocol data unit) 세션(session) 설정(establishment)에 대해 설명한다.

도 5a는 3GPP 5G NR에서의 PDU 세션 수립 절차를 설명하는 순서도이고 도 5b 및 도 5c는 3GPP 5G NR에서의 PDU 세션 수립 절차 시의 구체적인 절차를 설명하는 순서도이다.

도 5a를 참조하면, PDU(protocol data unit) 세션(session)을 요청한 단말이 핵심망의 AMF, SMF 및 UPF를 통해 PDU 세션이 수립(establishment)되는 것을 나타낸다. PDU 세션은 5G NR에서의 사용자 평면(user plane) 연결(connectivity)을 의미한다. PDU 세션은 장치마다 고유한(unique)것으로서, 단말로 하여금 DN과의 사이에 서로 다른 플로우(flow) ID에 의해 식별되는 다수의 QoS를 갖도록 할 수 있다.

종래 3GPP LTE 및 LTE-A에서의 EPS(evolved packet system)에서의 PDN(packet data network) 연결에 대응하는 개념으로 5G NR에서는 PDU(protocol data unit) 세션(session)이 정의되었다. PDU 세션은 IP 유형(type)뿐만이 아니라 이더넷(ethernet) 유형 또는 비구조(unstructured) 유형의 PDU 연결(connectivity) 서비스를 제공하는 단말과 DN(data network)간의 연계(association)를 의미한다. 여기서 PDU 연결 서비스는 단말과 데이터 네트워크 간의 PDU 교환을 제공하는 서비스를 의미한다.

기존의 EPS에서는 하나의 단말에 대해 RAN과 연결된 GW(gateway)는 하나만 존재할 수 있었다(즉 해당 단말에 대한 S-GW(serving gateway)는 하나만 존재함을 의미). 반면에 5G NR에서는 그러한 제약이 존재하지 않는다. 즉 하나의 단말이 두 개 이상의 PDU 세션을 생성할 수 있다(단말이 두 개의 PDU 세션을 생성한 경우, PDU 세션 중 하나는 제1 UPF를 통해 생성될 수 있고, 다른 하나는 제2 UPF를 통해 생성될 수 있음).

EPS에서는 단말이 복수의 PDN 연결을 생성해도 eNB와 S1 인터페이스를 갖는 S-GW가 하나만 존재하나, 5G NR에서는 단말이 다수의 PDU 세션을 생성하는 경우 RAN과 N3 연결 관계(인터페이스라고도 칭할 수 있음)를 갖는 UPF가 복수 개일 수 있다.

5G NR에서의 단말의 PDU 세션 연결 요청 과정에 대해 설명하면 다음과 같다. 먼저 단말이 기지국에게 연결 요청(Connection Request) 메시지를 전송할 수 있다(S610). 이를 수신한 기지국은 AMF/SMF에게 해당 요청을 포워드(forward)할 수 있다(S520).

다음으로 기지국과 같은 무선 접속부 및 SMF 등을 포함한 복수의 네트워크 기능들간에 PDU 세션 설정 절차가 수행될 수 있다(S530). PDU 세션 설정 절차에서의 PDU 세션 관리는 SMF가 담당할 수 있다. SMF는 PDU 세션을 요청한 단말이 요청을 할 수 있는 자격 등을 UDM과 AMF를 통해 확인 받고 PDU 세션 인증(authentication) 및 권한부여(authorization) 절차를 수행할 수 있다. SMF는 PDF를 선택하여 세션에 관한 정책(policy)를 확인하고, UPF에 PDU 세션을 위한 설정을 할 수 있다.

이후 기지국은 단말에게 요청한 PDU 세션에 대한 요청 확인(ACK; acknowledgement)을 전송할 수 있다(S540). 이와 함께 기지국과 단말 사이의 무선 구간에서도 자원 할당 절차가 수행되면 단말은 기지국과의 데이터 통신을 수행할 수 있다.

다음으로 3GPP NR에서의 구체적인 PDU 세션 설정 절차에 대해 설명한다. 3GPP NR에서의 구체적인 PDU 세션 설정 절차를 설명하는 순서도인 도 5b 및 도 5c를 참조하면, 전술한 등록 절차를 수행한 단말이 기지국을 통해 PDU 세션 연결을 요청하고 그에 대한 확인을 받는 구체적인 절차를 나타낸다(비로밍(non-roaming) 및 로컬 브레이크아웃(local breakout) 상태인 로밍(roaming)에서의 절차임).

표 2는 도 5b 및 도 5c의 3GPP NR에서의 단말 요청에 의한 PDU 세션 설정 절차에서 사용되는 제어 메시지를 나타낸다.

IEI	정보요소(Information Element)	유형(Type)/참조(Reference) 3GPP TS 23.501	Presence (프리센스)	포맷	길이
	확장 프로토콜 디스크리미네이터 (Extended protocol discriminator)	확장 프로토콜 디스크리미네이터 (Extended protocol discriminator) 9.2	M	V	1
	PDU 세션 ID (PDU session ID)	PDU 세션 식별(PDU session identity) 9.4	M	V	1
	PTI	절차 트랜잭션 식별 (Procedure transaction identity)9.6	M	V	1
	PDU세션설정 요청메시지 식별(PDU SESSION ESTABLISHMENT REQUEST message identity)	메시지 유형(Message type) 9.7	M	V	1
9-	PDU 세션 유형 (PDU session type)	PDU 세션 유형(PDU session type) 9.10.4.8	O	TV	1
A-	SSC 모드(SSC mode)	SSC 모드(SSC mode) 9.10.4.12	O	TV	1
28	5GSM 케이퍼빌리티(5GSM capability)	5GSM 케이퍼빌리티 (5GSM capability) 9.10.4.1	O	TLV	3-15
55	지원되는 패킷 필터들의 최대수(Maximum number of supported packet filters)	지원되는 패킷 필터들의 최대수 (Maximum number of supported packet filters) 9.10.4.6	O	TV	3
TBD	SM PDU DN 요청 컨테이너(SM PDU DN request container)	SM PDU DN 요청 컨테이너 (SM PDU DN request container) 9.10.4.11	O	TBD	TBD
7B	확장프로토콜 구성 옵션(Extended protocol configuration options)	확장프로토콜 구성 옵션 (Extended protocol configuration options) 9.10.4.4	O	TLV-E	4-65538

한편 전술한 바와 같이 제5 세대 이동 통신에서는 종래 사용자 단말 위주의 통신 서비스 지원뿐만이 아니라 사물 인터넷 장치, 공장 자동화 장치, 자동차와 드론 같은 주행 장치를 위한 URLLC 및 mMTC 통신 서비스를 제공하려 한다. 즉, 통신 시스템에 접속을 하려는 단말의 유형 및 단말에 대한 서비스의 유형이 다양하다.

일례로, 센서(sensor)를 이용한 주변 환경의 센싱(sensing) 정보 전송만을 수행하는 단말인 경우, 이동 통신 시스템에 접속을 하는 경우가 매우 적을 수 있고, 또한 해당 단말의 기능이 일부 기능에 국한되어 있는 관계로 이동 통신 시스템에 접속 후 바로 PDU 세션 설정이 필요 없을 수도 있다.

또한 CCTV 카메라와 연결된 단말인 경우는 이동 통신 시스템 접속 후 바로 PDU 세션 설정을 해야 할 필요도 있다. 해당 단말이 CCTV 영상을 실시간으로 센터 서버에 전송해야 하는 서비스를 이용하려 하면 이동 통신 시스템 접속과 동시에 PDU 세션을 설정하여 즉시 영상 데이터를 전송할 수 있다.

이와 같이 제5 세대 이동 통신 시스템에 접속을 하려는 다양한 유형의 단말에 대한 다양한 서비스 유형을 고려하여 이동 통신 시스템 접속 후의 PDU 세션 설정을 해당 단말의 유형 및 성능이나 이용하고자 하는 서비스를 고려하여 수립할 필요가 있다. 다음으로 본 발명의 일 실시예에 따른 단말 유형 및 서비스 유형을 고려한 단말의 무선 통신 시스템으로의 등록 절차 및 PDU 세션 수립 절차의 동시 수행 방법에 대해 설명한다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 신속 PDU 세션 수립 방법을 설명하는 순서도이다.

도 6을 참조하면, 임의 접속을 완료한 단말이 자신에 대한 카테고리 정보를 포함한 등록 요청 메시지를 기지국을 통해 핵심망으로 전달하면, 핵심망이 신속 PDU 세션 수립(establishment) 절차를 수행하는 것을 나타낸다.

먼저 단말과 기지국 간의 임의 접속 절차가 수행될 수 있다(S610). 이 단계를 통해 단말은 기지국과의 동기화 및 시스템 정보 수신 등을 수행할 수 있다. 다음으로 단말은 기지국에게 등록 요청(Registration Request) 메시지를 전송하여 무선 통신 시스템 네트워크로의 접속을 요청할 수 있다(S620). 이때 등록 요청 메시지는 등록을 요청하는 단말의 카테고리 정보를 포함할 수 있다.

5G NR과 같은 무선 통신 시스템에 접속하여 데이터 통신 서비스를 받고자 하는 단말은 무선 통신 시스템에 다양한 통신 서비스 유형을 요청할 수 있다. 단말의 요청 서비스 유형과 관련하여 무선 통신 시스템에 연결된 각각의 단말마다 하나 이상의 PDU 세션을 가질 수 있다. 각각의 PDU 세션은 하나 이상의 QoS(quality of service) 흐름(flow) 및 데이터 무선 베어러(bearer)를 가질 수 있다. IP 패킷(packet)은 핵심망 내 UDF의 일 부분인 지연이나 데이터 속도와 같은 QoS 요구 사항에 대한 QoS 흐름에 맵핑될 수 있다. 이때 각각의 패킷은 상향링크 QoS 핸들링(handling)을 보조하기 위해 QFI(QoS Flow Identifier)로 마크될 수 있다

그리고 무선 접속망(radio access network)에서 QoS 흐름이 데이터 베어러(bearer)에 맵핑될 수 있다(이때 다수의 QoS 흐름이 동일한 하나의 데이터 무선 베어러에 맵핑될 수 있다). 이를 통해 핵심망은 단말의 서비스 요구 사항을 알 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신 시스템에서의 신속한 PDU 세션 수립을 위한 등록 관리 방법은 단말의 요청 서비스 유형뿐만이 아니라 해당 단말의 카테고리(category) 정보를 이용하여 단말의 등록 요청(Registration Request) 시 PDU 세션 수립도 동시에 수행하여 신속한 PDU 세션 수립을 할 수 있다.

표 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 단말 카테고리 정보를 포함하는 단말의 등록 요청 메시지를 나타낸다.

IEI	정보요소(Information Element)	유형(Type)/참조(Reference)	프리센스 (Presence)	포맷	길이
	보안 헤더 유형 (Security header type)	보안 헤더 유형 (Security header type) 9.3	M	V	1
	스페어 하프 옥텟(Spare half octet)	Spare half octet(스페어 하프 옥텟) 9.5	M	V	1/2
	등록요청메시지식별(Registration request message identity)	Message type(메시지 유형) 9.7	M	V	1/2
	5GS 등록 유형(5GS registration type)	5GS 등록 유형(5GS registration type) 9.10.3.7	M	V	1
	ngKSI	NAS 키 셋 식별자(NAS key set identifier) 9.10.3.29	M	LV	2
	스페어 하프 옥텟(Spare half octet)	스페어 하프 옥텟 (Spare half octet) 9.5	M	V	1/2
	5GS 모바일 식별(5GS mobile identity)	5GS 모바일 식별 (5GS mobile identity) 9.10.3.4	M	V	1/2
	보안 헤더 유형(Security header type)	보안 헤더 유형 (Security header type) 9.3	M	LV	5-TBD
	단말 카테고리 (UE Category)	단말의 사양, 능력 및 수행 가능한 서비스 내용을 표시	M	V	1
	?? (표1의 나머지 내용 적용 가능)	..	??	??	??

표 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 단말 등록 요청 메시지 내 포함되는 단말의 카테고리 정보를 나타낸다.

단말 카테고리(UE Category)	값
eMBB 지원 단말	1
저지연(Low latency) 필요	2
eMTC 지원 단말	3
예비 단말(Reserved UE)	4

기지국은 전달 받은 등록 요청 메시지를 핵심망으로 전송할 수 있다(S630). 이를 전달받은 핵심망은 핵심망 내의 AMF와 같은 다양한 네트워크 기능들과 필요한 정보 교환을 통해 등록 요청을 수행한 단말에 대한 등록 허용 여부 판단 등을 수행할 수 있다(S640). 구체적으로는, 단말의 등록 요청 메시지 내에 포함된 단말 카테고리 정보 및/또는 해당 단말에 대한 제공 서비스에 기초하여 해당 단말에 대한 신속 PDU 세션 수립 필요 여부에 대해 판단할 수 있다.

이에 따라 신속 PDU 세션 수립을 허용하기로 한 경우 핵심망 내부에서는 해당 단말에 대한 PDU 세션 수립을 수행할 수 있다(S640). 또한 단말의 카테고리 정보 및/또는 해당 단말에 대한 제공 서비스에 기초하여 PDU 세션 수립을 위한 절차를 수행하지 않고 등록 요청에 대한 판단만을 하고 등록 허용 메시지를 단말에게 송부할 수 있다.

이와 같이 등록 요청한 단말에게 등록을 허용하기로 하고 이와 동시에 PDU 세션 수립도 동시에 수행하기로 한 핵심망은 기지국에게 등록 요청 메시지에 대한 응답에 해당하는 등록 허용(Registration Accept 또는 Registration Response) 메시지를 전송할 수 있고(S650), 기지국은 단말에게 등록 요청 메시지에 대한 응답에 해당하는 등록 허용(Registration Accept 또는 Registration Response) 메시지를 RRC 재설정(Reconfiguration) 메시지에 포함하여 전송할 수 있다(S660).

등록 허용 메시지를 수신한 단말은 등록 요청 완료 및/또는 PDU 세션 수립 완료 확인 메시지를 포함하는 RRC 재설정 완료(RRC Reconfiguration Complete) 메시지를 기지국에게 전송할 수 있다(S670). 이후 기지국은 필요에 따라 핵심망에게 RRC 재설정 완료 등을 포함하는 제어 정보를 핵심망에게 전송할 수 있다(도면 미도시됨).

도 6의 본 발명의 일 실시예에 따른 신속 PDU 세션 설정 방법은 단말 요청에 의한 PDU 세션 수립에 대한 것이나 기지국 요청에 의한 PDU 세션 수립에 대해서도 단말 요청에 의한 방법을 이용하여 적용할 수 있다. 다음으로 본 발명의 다른 실시예에 따른 신속 PDU 세션 설정 방법을 설명한다.

도 7a는 5G NR에서의 단말 등록 및 PDU 세션 수립 방법을 설명하는 순서도이고, 도 7b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 단말 등록 및 신속 PDU 세션 수립 방법을 설명하는 순서도이다.

도 7a를 참조하면, 5G NR에서 임의 접속을 완료한 단말이 등록 요청 완료 후 PDU 세션 수립 절차를 수행하는 것을 나타낸다.

먼저 기지국과 핵심망 간에 NG 셋업(setup) 절차를 수행할 수 있다. NG 셋업 절차는 기지국과 핵심망의 AMF 사이에서 필요한 어플리케이션 레벨 데이터 교환을 위한 것이다. 구체적으로는 기지국에서 핵심망의 AMF로 NG 셋업 요청(NG_SETUP_REQUEST) 메시지를 전송할 수 있고(S705-1) 그에 대한 응답으로 핵심망의 AMF에서 기지국으로 NG 셋업 응답(NG_SETUP_REQUEST) 메시지를 전송할 수 있다(S705-2).

다음으로 단말이 기지국으로부터 시스템 정보를 수신할 수 있다(S710). 시스템 정보에는 MIB(master information block), SIB(system information block), RMSI(remaining minimum system information) 등을 포함할 수 있다.

시스템 정보를 수신한 단말은 기지국의 RRC(radio resource control) 계층과의 RRC 연결을 위한 RRC 셋업 절차를 수행할 수 있다(이를 통해 양 장치간 RRC 메시지나 제어 평면 상위 메시지인 NAS(non-access stratum) 메시지를 송수신할 수 있다). 구체적으로는 단말이 RRC 셋업 요청(RRC Setup Request)(또는 RRC 연결 셋업 요청) 메시지를 기지국으로 전송할 수 있다(S715-1).

이를 수시한 기지국은 단말에게 RRC 셋업(또는 RRC 연결 셋업) 메시지를 전송할 수 있다(이를 통해 단말이 전용으로 사용할 SRB(signaling radio bearer) 구성 자원이 할당된다)(S715-2).

다음으로 단말은 SRB와 DCCH(dedicated control channel) 등을 이용하여 기지국에게 RRC 셋업 완료(RRC Setup Complete)(RRC Connection Setup) 메시지를 전송할 수 있다(S715-3). RRC 셋업 완료 메시지는 등록 요청(Registration Request) 메시지를 포함할 수 있다.

기지국은 단말로부터 수신한 등록 요청 메시지를 핵심망의 초기 AMF에게 초기 UE(initial UE) 메시지를 전송할 수 있다(S720). 이후 핵심망의 AMF는 AUSF를 정하여 단말, 기지국과 식별(identification), 인증, 권한부여, 보안 절차를 수행하도록 할 수 있다(S725).

이후 핵심망의 AMF는 등록 허용(Registration Accept)에 해당하는 초기 컨텍스트 셋업 요청(Initial Context Setup Request) 메시지를 기지국으로 전송할 수 있다(S730).

다음으로 기지국과 단말 간에 NAS 메시지를 안전하게 송수신하기 위한 NAS 보안(security) 셋업 절차를 수행할 수 있다(S735).

이후 기지국은 UE 컨텍스트(context)의 설정을 확인(confirm)하기 위해 초기 컨텍스트 셋업 응답(Initial Context Setup Response) 메시지를 핵심망(구체적으로는 AMF)에게 전송할 수 있다(S740).

이를 수신한 기지국은 단말이 요청한 등록 요청에 대한 시스템의 등록 허용(Registration Accept) 메시지를 포함하는 하향링크 정보 트랜스퍼(downlink information transfer) 메시지를 전송할 수 있다(S745-1). 이와 같은 절차를 통해 단말의 등록 요청이 허용되면 이후 단말은 단말은 PDU 세션 수립을 요청할 수 있다.

이를 위해 단말은 등록 절차를 통해 획득한 정보를 이용하여 PDU 세션 수립 요청(PDU Session Establishment Request) 메시지를 포함하는 상향링크 정보 트랜스퍼(uplink information transfer / uplink NAS transport라고도 칭할 수 있음)를 기지국으로 전송할 수 있다(S745-2). 기지국은 단말로부터 전달받은 PDU 세션 수립 요청(PDU Session Establishment Request) 메시지를 핵심망으로 전달할 수 있다(S750-1).

전술한 바와 같이 PDU session 수립 요청 메시지를 전달받은 핵심망은 SMF의 관리하에 PDU 세션을 수립할 수 있다. 핵심망에서 PDU 세션 수립이 허용되면 핵심망은 PDU 세션 수립 허용(PDU Session Establishment Accept) 메시지를 포함하는 하향링크 NAS 트랜스포트(transport) 메시지를 기지국으로 전달할 수 있다(S750-2). 이 메시지는 기지국으로 하여금 단말에게 필요한 PDU 세션 자원을 셋업하도록 요청하는 메시지(PDU 세션 자원 셋업 요청 메시지)를 포함할 수 있다.

PDU 세션 수립 허용 메시지를 전달받은 기지국은 PDU 세션 수립 허용 메시지를 RRC 재설정(RRC Reconfiguration) 메시지에 포함해서 단말에게 전송할 수 있다(S755-1).

이를 수신한 단말은 수신 확인 메시지를 포함하는 RRC Reconfiguration Complete 메시지를 기지국에게 전달할 수 있다(S755-2). 기지국은 단말 요청 PDU 세션 자원 셋업 응답(PDU Session Resource Setup Response) 메시지를 핵심망으로 전달하여 PDU 세션 셋업 완료를 알릴 수 있다(S760).

도 7b를 참조하면, 5G NR에서 단말의 카테고리 정보를 이용하여 임의 접속을 완료한 단말에 대해 필요시 단말 등록 및 신속 PDU 세션 설정을 동시에 수행하는 방법을 나타낸다. 먼저 기지국과 핵심망 간에 NG 셋업 절차를 수행할 수 있다. NG 셋업 절차는 기지국과 핵심망의 AMF 사이에서 필요한 어플리케이션 레벨 데이터 교환을 위한 것이다.

구체적으로는 기지국에서 핵심망의 AMF로 NG 셋업 요청(NG_SETUP_REQUEST) 메시지를 전송할 수 있고(S765-1) 그에 대한 응답으로 핵심망의 AMF에서 기지국으로 NG 셋업 응답(NG_SETUP_REQUEST) 메시지를 전송할 수 있다(S765-2).

다음으로 단말이 기지국으로부터 시스템 정보를 수신할 수 있다(S770-1). 시스템 정보에는 MIB(master information block), SIB(system information block), RMSI(remaining minimum system information) 등을 포함할 수 있다.

시스템 정보를 수신한 단말은 기지국의 RRC(radio resource control) 계층과의 RRC 연결을 위한 RRC 셋업 절차를 수행할 수 있다(이를 통해 양 장치간 RRC 메시지나 제어 평면 상위 메시지인 NAS(non-access stratum) 메시지를 송수신할 수 있다). 구체적으로는 단말이 RRC 셋업 요청(RRC Setup Request)(또는 RRC 연결 셋업 요청) 메시지를 기지국으로 전송할 수 있다(S770-2).

이를 수시한 기지국은 단말에게 RRC 셋업(또는 RRC 연결 셋업) 메시지를 전송할 수 있다(이를 통해 단말이 전용으로 사용할 SRB(signaling radio bearer) 구성 자원이 할당될 수 있다)(S770-3).

다음으로 단말은 SRB와 DCCH(dedicated control channel) 등을 이용하여 기지국에게 RRC 셋업 완료(RRC Setup Complete)(RRC Connection Setup) 메시지를 전송할 수 있다(S715-3). RRC 셋업 완료 메시지는 등록 요청(Registration Request) 메시지를 포함할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 신속 PDU 세션 수립을 위한 등록 관리 방법에서는 등록 요청 메시지 내에 단말의 카테고리 정보를 포함할 수 있다.

기지국은 단말로부터 수신한 등록 요청 메시지(RRC 셋업 완료 메시지에 포함될 수 있음)를 핵심망의 초기 AMF에게 초기 UE(initial UE) 메시지를 전송할 수 있다(S770-4). 이후 핵심망의 AMF는 AUSF를 정하여 단말, 기지국과 식별(identification), 인증, 권한부여, 보안 절차를 수행하도록 할 수 있다(S775). 이때 핵심망은 단말의 요청 서비스 유형뿐만이 아니라 등록 요청 메시지에 포함된 해당 단말의 카테고리(category) 정보를 이용하여 단말에 대한 등록 요청 처리 시 PDU 세션 수립도 동시에 수행하여 신속한 PDU 세션 수립을 할 수 있다.

이후 핵심망의 AMF는 등록 허용(Registration Accept)에 해당하는 초기 컨텍스트 셋업 요청(Initial Context Setup Request) 메시지를 기지국으로 전송할 수 있다(S780). 다음으로 기지국과 단말 간에 NAS 메시지를 안전하게 송수신하기 위한 NAS 보안(security) 셋업 절차를 수행할 수 있다(S785).

PDU 세션 수립 허용 메시지를 포함하는 등록 요청에 대한 허용 메시지를 전달받은 기지국은 이들에 대한 정보를 RRC 재설정(RRC Reconfiguration) 메시지에 포함해서 단말에게 전송할 수 있다(S790-1).

이를 수신한 단말은 수신 확인 메시지를 포함하는 RRC 재설정 완료(RRC Reconfiguration Complete) 메시지를 기지국에게 전달할 수 있다(S790-2). 기지국은 단말 요청 PDU 세션 자원 셋업 응답(PDU Session Resource Setup Response) 메시지(초기 컨텍스트 셋업 응답 메시지에 포함될 수 있음)를 핵심망으로 전달하여 PDU 세션 셋업 완료를 알릴 수 있다(S795).

본 발명에 따른 방법들은 다양한 컴퓨터 수단을 통해 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위해 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다.

컴퓨터 판독 가능 매체의 예에는 롬(rom), 램(ram), 플래시 메모리(flash memory) 등과 같이 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러(compiler)에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터(interpreter) 등을 사용해서 컴퓨터에 의해 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상술한 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 적어도 하나의 소프트웨어 모듈로 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.

이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리 범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

Claims (1)

1. 무선 통신 시스템에서 기지국의 동작 방법으로서,
   초기 접속을 위한 임의 접속 절차를 수행한 단말로부터 단말 카테고리(category) 정보를 포함하는 등록 요청 메시지를 수신하는 단계;
   상기 수신한 등록 요청 메시지를 핵심망으로 전송하는 단계;
   상기 단말에 대한 등록 허용 및 PDU 세션 수립 지시 메시지를 포함하는 등록 허용 및 PDU 세션 수립 메시지를 수신하는 단계; 및
   상기 등록 허용 및 PDU 세션 수립 메시지를 포함하는 RRC 재설정(reconfiguration) 메시지를 상기 단말로 전송하는 단계를 포함하는, 기지국의 동작 방법.

Images