KR20200143233A - 무선 통신 시스템에서 다양한 서비스를 지원하기 위한 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

본 개시는 LTE(Long Term Evolution)와 같은 4G(4th generation) 통신 시스템 이후 보다 높은 데이터 전송률을 지원하기 위한 5G(5th generation) 또는 pre-5G 통신 시스템에 관련된 것이다. 본 개시에 따르면, 무선 통신 시스템에서 단말의 동작 방법에 있어서, 제1 네트워크에서 AMF(access and mobility management function)와 통신을 수행하는 과정과, 제2 네트워크에서 AMF에 대한 정보를 포함하는 RRC(radio resource control) 메시지를 송신하는 과정을 포함하는 방법이 제공된다.

Description

무선 통신 시스템에서 다양한 서비스를 지원하기 위한 방법 및 장치 {METHOD AND APPARATUS FOR SUPPORTING VARIOUS SERVICES IN WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM}

본 개시(disclosure)는 일반적으로 무선 통신 시스템에 관한 것으로, 보다 구체적으로 무선 통신 시스템에서 단말의 이동성을 지원함으로써 다양한 서비스를 지원하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.

4G(4^th generation) 통신 시스템 상용화 이후 증가 추세에 있는 무선 데이터 트래픽 수요를 충족시키기 위해, 개선된 5G(5^th generation) 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(Long Term Evolution) 시스템 이후(Post LTE) 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 Frequency Shift Keying and Quadrature Amplitude Modulation) 및 SWSC(Sliding Window Superposition Coding)과, 진보된 접속 기술인 FBMC(Filter Bank Multi Carrier), NOMA(Non Orthogonal Multiple Access), 및 SCMA(Sparse Code Multiple Access) 등이 개발되고 있다.

다양한 IT(information technology) 기술의 발전으로 인해 통신장비(network equipment)들이 가상화(virtualization) 기술을 적용하여 가상화(virtualized) 된 NF(network function)으로 진화하게 되었으며, 가상화 된 NF들은 물리적인 제약을 벗어나 소프트웨어 형태로 구현되어 여러 유형의 클라우드나 데이터 센터(data center, DC)에서 설치/운용될 수 있다. 특히, NF는 서비스 요구사항이나 시스템 용량, 네트워크 부하(load)에 따라 자유롭게 확장 또는 축소(scaling)되거나, 설치(initiation) 또는 종료(termination)될 수 있다.

이러한 다양한 네트워크 구조에서 다양한 서비스를 지원하기 위해 네트워크 슬라이싱(network slicing) 기술이 도입되었다. 네트워크 슬라이싱은 특정 서비스를 지원하기 위한 네트워크 요소(NF)들의 집합으로 네트워크를 논리적으로 구성하고, 이를 다른 슬라이스와 분리하는 기술이다. 하나의 단말은 다양한 서비스를 받을 경우 두개 이상의 슬라이스에 접속할 수 있다.

상술한 바와 같은 논의를 바탕으로, 본 개시(disclosure)는, 무선 통신 시스템에서 무선 통신 시스템에서 단말의 이동성을 지원함으로써 다양한 서비스를 지원하기 위한 방법 및 장치를 제공한다.

상기의 기술적 과제를 달성하기 위한 본 개시의 다양한 실시 예들에 따르면, 무선 통신 시스템에서 단말의 동작 방법이 제공된다. 상기 단말의 동작 방법은, 제1 네트워크에서 AMF(access and mobility management function)와 통신을 수행하는 과정과, 제2 네트워크에서 AMF에 대한 정보를 포함하는 RRC(radio resource control) 메시지를 송신하는 과정을 포함한다.

본 개시의 다양한 실시 예들에 따르면, 무선 통신 시스템에서 단말의 장치가 제공된다. 상기 단말의 장치는, 트랜시버, 및 적어도 하나의 프로세서를 포함하며, 상기 적어도 하나의 프로세서는, 제1 네트워크에서 AMF(access and mobility management function)와 통신을 수행하고, 제2 네트워크에서 AMF에 대한 정보를 포함하는 RRC(radio resource control) 메시지를 송신하도록 구성된다.

본 개시의 다양한 실시 예들에 따르면, 무선 통신 시스템에서 무선 통신 시스템에서 단말의 이동성을 지원함으로써 다양한 서비스를 지원하기 위한 방법 및 장치를 제공할 수 있다.

본 개시에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 개시가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템을 도시한다.
도 2는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 기지국의 구성을 도시한다.
도 3은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 단말의 구성을 도시한다.
도 4는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 통신부의 구성을 도시한다.
도 5는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 단말의 흐름도를 도시한다.
도 6은 도 6은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 SBA 기반의 5G 시스템 구조의 일 예를 도시한다.
도 7은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 네트워크 구조의 일 예를 도시한다.
도 8은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 네트워크 슬라이스, 즉, 전용 네트워크의 개념을 도시한다.
도 9은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 다양한 서비스를 지원하는 과정의 일 예를 도시한다.
도 10은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 다양한 서비스를 지원하는 과정의 일 예를 도시한다.
도 11은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 다양한 서비스를 지원하는 과정의 일 예를 도시한다.
도 12는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 다양한 서비스를 지원하는 과정의 일 예를 도시한다.
도 13은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 다양한 서비스를 지원하는 과정의 일 예를 도시한다.

본 개시에서 사용되는 용어들은 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 다른 실시 예의 범위를 한정하려는 의도가 아닐 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 용어들은 본 개시에 기재된 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가질 수 있다. 본 개시에 사용된 용어들 중 일반적인 사전에 정의된 용어들은, 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 동일 또는 유사한 의미로 해석될 수 있으며, 본 개시에서 명백하게 정의되지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다. 경우에 따라서, 본 개시에서 정의된 용어일지라도 본 개시의 실시 예들을 배제하도록 해석될 수 없다.

이하에서 설명되는 본 개시의 다양한 실시 예들에서는 하드웨어적인 접근 방법을 예시로서 설명한다. 하지만, 본 개시의 다양한 실시 예들에서는 하드웨어와 소프트웨어를 모두 사용하는 기술을 포함하고 있으므로, 본 개시의 다양한 실시 예들이 소프트웨어 기반의 접근 방법을 제외하는 것은 아니다.

이하 본 개시는 무선 통신 시스템에서 다양한 서비스를 지원하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다. 구체적으로, 본 개시는 무선 통신 시스템에서 단말의 이동성을 지원함으로써 다양한 서비스를 지원하기 위한 기술을 설명한다.

이하 설명에서 사용되는 접속 노드(node)를 식별하기 위한 용어, 망 객체(network entity) 또는 NF(network function)들을 지칭하는 용어, 메시지들을 지칭하는 용어, 망 객체들 간 인터페이스를 지칭하는 용어, 다양한 식별 정보들을 지칭하는 용어 등은 설명의 편의를 위해 예시된 것이다. 따라서, 본 발명이 후술되는 용어들에 한정되는 것은 아니며, 동등한 기술적 의미를 가지는 대상을 지칭하는 다른 용어가 사용될 수 있다.

이하 설명의 편의를 위하여, 본 발명은 3GPP LTE(3rd generation partnership project long term evolution) 및 5G 규격에서 정의하고 있는 용어 및 명칭들을 사용한다. 하지만, 본 발명이 상기 용어 및 명칭들에 의해 한정되는 것은 아니며, 다른 규격에 따르는 시스템에도 동일하게 적용될 수 있다.

도 1은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템을 도시한다. 도 1은 무선 통신 시스템에서 무선 채널을 이용하는 노드(node)들의 일부로서, 기지국(110), 단말(120), 단말(130)을 예시한다. 도 1은 하나의 기지국만을 도시하나, 기지국(110)과 동일 또는 유사한 다른 기지국이 더 포함될 수 있다.

기지국(110)은 단말들(120), (130)에게 무선 접속을 제공하는 네트워크 인프라스트럭쳐(infrastructure)이다. 기지국(110)은 신호를 송신할 수 있는 거리에 기초하여 일정한 지리적 영역으로 정의되는 커버리지(coverage)를 가진다. 기지국(110)은 기지국(base station) 외에 '액세스 포인트(access point, AP)', '이노드비(eNodeB, eNB)', '5G 노드(5th generation node)', '무선 포인트(wireless point)', '송수신 포인트(transmission/reception point, TRP)' 또는 이와 동등한 기술적 의미를 가지는 다른 용어로 지칭될 수 있다.

단말(120) 및 단말(130) 각각은 사용자에 의해 사용되는 장치로서, 기지국(110)과 무선 채널을 통해 통신을 수행한다. 경우에 따라, 단말(120) 및 단말(130) 중 적어도 하나는 사용자의 관여 없이 운영될 수 있다. 즉, 단말(120) 및 단말(130) 중 적어도 하나는 기계 타입 통신(machine type communication, MTC)을 수행하는 장치로서, 사용자에 의해 휴대되지 아니할 수 있다. 단말(120) 및 단말(130) 각각은 단말(terminal) 외 '사용자 장비(user equipment, UE)', '이동국(mobile station)', '가입자국(subscriber station)', '원격 단말(remote terminal)', '무선 단말(wireless terminal)', 또는 '사용자 장치(user device)' 또는 이와 동등한 기술적 의미를 가지는 다른 용어로 지칭될 수 있다.

기지국(110), 단말(120), 단말(130)은 밀리미터 파(mmWave) 대역(예: 28GHz, 30GHz, 38GHz, 60GHz)에서 무선 신호를 송신 및 수신할 수 있다. 이때, 채널 이득의 향상을 위해, 기지국(110), 단말(120), 단말(130)은 빔포밍(beamforming)을 수행할 수 있다. 여기서, 빔포밍은 송신 빔포밍 및 수신 빔포밍을 포함할 수 있다. 즉, 기지국(110), 단말(120), 단말(130)은 송신 신호 또는 수신 신호에 방향성(directivity)을 부여할 수 있다. 이를 위해, 기지국(110) 및 단말들(120), (130)은 빔 탐색(beam search) 또는 빔 관리(beam management) 절차를 통해 서빙(serving) 빔들(112), (113), (121), (131)을 선택할 수 있다. 서빙빔들(112), (113), (121), (131)이 선택된 후, 이후 통신은 서빙 빔들(112), (113), (121), (131)을 송신한 자원과 QCL(quasi co-located) 관계에 있는 자원을 통해 수행될 수 있다.

도 2는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 기지국의 구성을 도시한다. 도 2에 예시된 구성은 기지국(110)의 구성으로서 이해될 수 있다. 이하 사용되는 '~부', '~기' 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어, 또는, 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.

도 2를 참고하면, 기지국(110)은 무선통신부(210), 백홀통신부(220), 저장부(230), 제어부(240)를 포함한다.

무선통신부(210)은 무선 채널을 통해 신호를 송수신하기 위한 기능들을 수행한다. 예를 들어, 무선통신부(210)은 시스템의 물리 계층 규격에 따라 기저대역 신호 및 비트열 간 변환 기능을 수행한다. 예를 들어, 데이터 송신 시, 무선통신부(210)은 송신 비트열을 부호화 및 변조함으로써 복소 심벌들을 생성한다. 또한, 데이터 수신 시, 무선통신부(210)은 기저대역 신호를 복조 및 복호화를 통해 수신 비트열을 복원한다. 또한, 무선통신부(210)은 기저대역 신호를 RF(radio frequency) 대역 신호로 상향변환한 후 안테나를 통해 송신하고, 안테나를 통해 수신되는 RF 대역 신호를 기저대역 신호로 하향변환한다.

이를 위해, 무선통신부(210)은 송신 필터, 수신 필터, 증폭기, 믹서(mixer), 오실레이터(oscillator), DAC(digital to analog convertor), ADC(analog to digital convertor) 등을 포함할 수 있다. 또한, 무선통신부(210)은 다수의 송수신 경로(path)들을 포함할 수 있다. 나아가, 무선통신부(210)은 다수의 안테나 요소들(antenna elements)로 구성된 적어도 하나의 안테나 어레이(antenna array)를 포함할 수 있다. 하드웨어의 측면에서, 무선통신부(210)은 디지털 유닛(digital unit) 및 아날로그 유닛(analog unit)으로 구성될 수 있으며, 아날로그 유닛은 동작 전력, 동작 주파수 등에 따라 다수의 서브 유닛(sub-unit)들로 구성될 수 있다.

무선통신부(210)은 상술한 바와 같이 신호를 송신 및 수신한다. 이에 따라, 무선통신부(210)의 전부 또는 일부는 '송신부', '수신부', '송수신부' 또는 '송수신기(트랜시버, transceiver)'로 지칭될 수 있다. 또한, 이하 설명에서, 무선 채널을 통해 수행되는 송신 및 수신은 무선통신부(210)에 의해 상술한 바와 같은 처리가 수행되는 것을 포함하는 의미로 사용된다.

백홀통신부(220)은 네트워크 내 다른 노드들과 통신을 수행하기 위한 인터페이스를 제공한다. 즉, 백홀통신부(220)은 기지국(110)에서 다른 노드, 예를 들어, 다른 접속 노드, 다른 기지국, 상위 노드, 코어망 등으로 송신되는 비트열을 물리적 신호로 변환하고, 다른 노드로부터 수신되는 물리적 신호를 비트열로 변환한다.

저장부(230)은 기지국(110)의 동작을 위한 기본 프로그램, 응용 프로그램, 설정 정보 등의 데이터를 저장한다. 저장부(230)은 휘발성 메모리, 비휘발성 메모리 또는 휘발성 메모리와 비휘발성 메모리의 조합으로 구성될 수 있다. 그리고, 저장부(230)은 제어부(240)의 요청에 따라 저장된 데이터를 제공한다.

제어부(240)은 기지국(110)의 전반적인 동작들을 제어한다. 예를 들어, 제어부(240)은 무선통신부(210)를 통해 또는 백홀통신부(220)을 통해 신호를 송신 및 수신한다. 또한, 제어부(240)은 저장부(230)에 데이터를 기록하고, 읽는다. 그리고, 제어부(240)은 통신 규격에서 요구하는 프로코톨 스택(protocol stack)의 기능들을 수행할 수 있다. 이를 위해, 제어부(240)은 적어도 하나의 프로세서(processor)를 포함할 수 있다.

도 3은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 단말의 구성을 도시한다. 도 3에 예시된 구성은 단말(120)의 구성으로서 이해될 수 있다. 이하 사용되는 '~부', '~기' 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어, 또는, 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.

도 3을 참고하면, 단말(120)은 통신부(310), 저장부(320), 제어부(330)를 포함한다.

통신부(310)은 무선 채널을 통해 신호를 송수신하기 위한 기능들을 수행한다. 예를 들어, 통신부(310)은 시스템의 물리 계층 규격에 따라 기저대역 신호 및 비트열 간 변환 기능을 수행한다. 예를 들어, 데이터 송신 시, 통신부(310)은 송신 비트열을 부호화 및 변조함으로써 복소 심벌들을 생성한다. 또한, 데이터 수신 시, 통신부(310)은 기저대역 신호를 복조 및 복호화를 통해 수신 비트열을 복원한다. 또한, 통신부(310)은 기저대역 신호를 RF 대역 신호로 상향변환한 후 안테나를 통해 송신하고, 안테나를 통해 수신되는 RF 대역 신호를 기저대역 신호로 하향변환한다. 예를 들어, 통신부(310)은 송신 필터, 수신 필터, 증폭기, 믹서, 오실레이터, DAC, ADC 등을 포함할 수 있다.

또한, 통신부(310)은 다수의 송수신 경로(path)들을 포함할 수 있다. 나아가, 통신부(310)은 다수의 안테나 요소들로 구성된 적어도 하나의 안테나 어레이를 포함할 수 있다. 하드웨어의 측면에서, 통신부(310)은 디지털 회로 및 아날로그 회로(예: RFIC(radio frequency integrated circuit))로 구성될 수 있다. 여기서, 디지털 회로 및 아날로그 회로는 하나의 패키지로 구현될 수 있다. 또한, 통신부(310)은 다수의 RF 체인들을 포함할 수 있다. 나아가, 통신부(310)은 빔포밍을 수행할 수 있다.

통신부(310)은 상술한 바와 같이 신호를 송신 및 수신한다. 이에 따라, 통신부(310)의 전부 또는 일부는 '송신부', '수신부, '송수신부' 또는 '송수신기(트랜시버, transceiver)'로 지칭될 수 있다. 또한, 이하 설명에서 무선 채널을 통해 수행되는 송신 및 수신은 통신부(310)에 의해 상술한 바와 같은 처리가 수행되는 것을 포함하는 의미로 사용된다.

저장부(320)은 단말(120)의 동작을 위한 기본 프로그램, 응용 프로그램, 설정 정보 등의 데이터를 저장한다. 저장부(320)은 휘발성 메모리, 비휘발성 메모리 또는 휘발성 메모리와 비휘발성 메모리의 조합으로 구성될 수 있다. 그리고, 저장부(320)은 제어부(330)의 요청에 따라 저장된 데이터를 제공한다.

제어부(330)은 단말(120)의 전반적인 동작들을 제어한다. 예를 들어, 제어부(330)은 통신부(310)를 통해 신호를 송신 및 수신한다. 또한, 제어부(330)은 저장부(320)에 데이터를 기록하고, 읽는다. 그리고, 제어부(330)은 통신 규격에서 요구하는 프로코톨 스택의 기능들을 수행할 수 있다. 이를 위해, 제어부(330)은 적어도 하나의 프로세서 또는 마이크로(micro) 프로세서를 포함하거나, 또는, 프로세서의 일부일 수 있다. 또한, 통신부(310)의 일부 및 제어부(330)은 CP(communication processor)라 지칭될 수 있다.

도 4는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 통신부의 구성을 도시한다. 도 4는 도 2의 무선통신부(210) 또는 도 3의 무선통신부(210)의 상세한 구성에 대한 예를 도시한다. 구체적으로, 도 4는 도 2의 무선통신부(210) 또는 도 3의 통신부(310)의 일부로서, 빔포밍을 수행하기 위한 구성요소들을 예시한다.

도 4를 참고하면, 무선통신부(210) 또는 통신부(310)은 부호화 및 변조부(402), 디지털 빔포밍부(404), 다수의 송신 경로들(406-1 내지 406-N), 아날로그 빔포밍부(408)를 포함한다.

부호화 및 변조부(402)는 채널 인코딩을 수행한다. 채널 인코딩을 위해, LDPC(low density parity check) 코드, 컨볼루션(convoluation) 코드, 폴라(polar) 코드 중 적어도 하나가 사용될 수 있다. 부호화 및 변조부(402)는 성상도 맵핑(contellation mapping)을 수행함으로써 변조 심벌들을 생성한다.

디지털 빔포밍부(404)은 디지털 신호(예: 변조 심벌들)에 대한 빔포밍을 수행한다. 이를 위해, 디지털 빔포밍부(404)은 변조 심벌들에 빔포밍 가중치들을 곱한다. 여기서, 빔포밍 가중치들은 신호의 크기 및 위상을 변경하기 위해 사용되며, '프리코딩 행렬(precoding matrix)', '프리코더(precoder)' 등으로 지칭될 수 있다. 디지털 빔포밍부(404)는 다수의 송신 경로들(406-1 내지 406-N)로 디지털 빔포밍된 변조 심벌들을 출력한다. 이때, MIMO(multiple input multiple output) 전송 기법에 따라, 변조 심벌들은 다중화되거나, 다수의 송신 경로들(406-1 내지 406-N)로 동일한 변조 심벌들이 제공될 수 있다.

다수의 송신 경로들(406-1 내지 406-N)은 디지털 빔포밍된 디지털 신호들을 아날로그 신호로 변환한다. 이를 위해, 다수의 송신 경로들(406-1 내지 406-N) 각각은 IFFT(inverse fast fourier transform) 연산부, CP(cyclic prefix) 삽입부, DAC, 상향 변환부를 포함할 수 있다. CP 삽입부는 OFDM(orthogonal frequency division multiplexing) 방식을 위한 것으로, 다른 물리 계층 방식(예: FBMC(filter bank multi-carrier))이 적용되는 경우 제외될 수 있다. 즉, 다수의 송신 경로들(406-1 내지 406-N)은 디지털 빔포밍을 통해 생성된 다수의 스트림(stream)들에 대하여 독립된 신호처리 프로세스를 제공한다. 단, 구현 방식에 따라, 다수의 송신 경로들(406-1 내지 406-N)의 구성요소들 중 일부는 공용으로 사용될 수 있다.

아날로그 빔포밍부(408)는 아날로그 신호에 대한 빔포밍을 수행한다. 이를 위해, 디지털 빔포밍부(404)은 아날로그 신호들에 빔포밍 가중치들을 곱한다. 여기서, 빔포밍 가중치들은 신호의 크기 및 위상을 변경하기 위해 사용된다.

도 5는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 단말의 흐름도를 도시한다. 도 5은 단말의 동작 방법을 예시한다.

도 5를 참고하면, 501 단계에서, 단말은 제1 네트워크에서 제1 네트워크에서 AMF(access and mobility management function)와 통신을 수행한다. 일 실시 예에 따르면, 단말이 제1 네트워크에서 사용할 네트워크 슬라이스를 고려하여 AMF가 선택된다.

502 단계에서, 단말은 제2 네트워크에서 AMF에 대한 정보를 포함하는 RRC(radio resource control) 메시지를 송신한다. 일 실시 예에 따르면, RRC 메시지는 제2 네트워크에서 TAU(tracking area update) 요청 또는 초기 접속 요청을 포함한다.

본 개시의 다양한 실시 예들에 따르면, AMF로부터 단말에게 허용된 제1 네트워크에서 네트워크 슬라이스의 정보를 수신하는 과정과, 네트워크 슬라이스의 정보를 이용하여 DCN(dedicated core network)의 식별자를 생성하는 과정을 더 포함할 수 있다.

일 실시 예에 따르면, AMF에 대한 정보는 AMF의 식별자 또는 DCN(dedicated core network)의 식별자를 포함하고, DCN의 식별자는 단말이 제1 네트워크로부터 제2 네트워크로 이용할 때 사용하는 네트워크 슬라이스의 정보이다. 일 실시 예에 따르면, AMF에 대한 정보는 MME(mobility management entity)의 식별자 또는 단말의 임시 식별자를 포함한다.

도 6은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 SBA 기반의 5G 시스템 구조의 일 예를 도시한다.

5G의 다양한 서비스를 지원하기 위해 새로운 시스템 구조 및 프로토콜이 필요하게 되었고, 3GPP에서는 서비스 기반 구조(service-based architecture, SBA)라는 신규 기술을 도입하기로 결정하였다. 서비스 기반 구조의 주요한 특성은 상기한 가상화 기술, 클라우드 환경의 도입 및 웹 기반 서비스 확대를 고려하여 3GPP 표준에서 정의한 NF들의 기능(functionalities)를 서비스(service)단위로 나누고, 이 서비스들을 구현함에 있어 HTTP/2 프로토콜을 사용하는 것이다.

도 6을 참고하면, AMF(access and mobility management function)는 단말(UE)에 대한 무선망 접속(access) 및 이동성(mobility)을 관리하는 NF(network function)이다. SMF(session management function)는 단말에 대한 세션(session)을 관리하는 NF이며, 세션 정보에는 QoS(quality of service) 정보, 과금 정보, 패킷 처리에 대한 정보를 포함한다. UPF(user plane function)는 사용자 트래픽(user plane traffic)을 처리하는 NF이며, SMF에 의해 제어를 받는다. 도 1에는 나타나 있지 않지만, 5G 시스템에는 UDSF가 포함될 수 있으며, UDSF(unstructured data storage network function)는 구조화되지 않은(unstructured) 데이터를 저장하는 NF이며 어떠한 유형의 데이터도 NF의 요청에 따라 저장(store)하거나 반출(retrieve)할 수 있다. AMF가 제공하는 기능 및 서비스는 4G 망에서 MME(mobility management entity)의 기능 및 서비스와 유사하며, AMF와 MME의 기능은 서로 통합되거나, 서로 포함되는 형태로 구현되거나 구축될 수 있다.

한편 5G/4G 통신 시스템에서 다양한 서비스를 제공하거나 각 서비스 별 네트워크의 분리(isolation), 관리/운용의 편의를 위해 네트워크는 네트워크 슬라이스 형태로 구축/운용될 수 있다. 하나의 네트워크 슬라이스는 통신 서비스를 제공하기 위해 네트워크를 구성하는 NF/NE들의 집합이다. 5G 기반 네트워크 슬라이스는 AMF, SMF, UPF 및 NG-RAN(next generation radio access network), 그 외 연동 NF/NE를 포함할 수 있으며, 4G 기반 네트워크 슬라이스는 MME(mobility management entity), SGW(serving gateway), PGW(packet data network gateway) 및 E-UTRAN(evolved universal terrestrial radio access network), 그 외 연동 NF/NE(network function/network entity)를 포함할 수 있다.

각 네트워크 슬라이스 별로 어느 수준의 분리를 적용할 지는 서비스 요구사항, 사업자 정책에 따라 달라질 수 있다. 어떤 유형의 서비스의 네트워크 슬라이스는 완전히 분리되어 다른 네트워크 슬라이스와 정보 교환이 완전히 차단될 수 있으며, 또 다른 어떤 유형의 네트워크 슬라이스는 최소한의 정보만 노출하거나, 또 다른 어떤 유형의 네트워크 슬라이스는 모든 정보를 노출하는 것도 가능하다. 네트워크 슬라이스는 특정 서비스에 대해 전용의 네트워크를 할당하는 개념과 상통하므로, 본 발명에서 네트워크 슬라이스와 전용(dedicated) 네트워크는 유사한 의미를 가진다. 또한, 만약 네트워크 슬라이스의 개념을 실현하는 단위를 네트워크 슬라이스 인스턴스(instance)로 설정하는 경우도 본 발명의 요지는 동일하게 적용된다. 즉, 본 발명에서 네트워크 슬라이스는 네트워크 슬라이스 인스턴스로 대치될 경우도 적용될 수 있다.

도 7은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 네트워크 구조의 일 예를 도시한다.

도 7을 참고하면, 5G와 4G 네트워크를 연동해 서비스 연속성(service continuity)을 제공하기 위한 구조의 일 예가 도시된다. 동일한 가입자에 대한 제어를 위해 UDM(unified data management)과 HSS(home subscriber subsystem)는 서로 연동되어 있어야 하며, 또한, 세션 연속성(IP 주소 유지 등) 지원을 위해 SMF/UPF는 PGW의 기능을 지원해야 한다. 또한, AMF와 MME는 N26 인터페이스를 통해 5G-4G 간 단말 이동성 지원을 위한 정보를 교환할 수 있다.

도 8은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 네트워크 슬라이스, 즉, 전용 네트워크의 개념을 도시한다.

도 8을 참고하면, 각 슬라이스 별 보안 수준이 가장 높은 형태로서, 각 슬라이스는 서로 완전히 분리(isolated)된 형태의 구성의 일 예가 도시된다. 즉, 각 슬라이스에서 5G/4G 연동을 지원하는 경우, 슬라이스 내부의 5G와 4G 네트워크는 서로 정보를 교환할 수 있으나, 다른 슬라이스와는 정보를 직접 교환할 수 없다. 이러한 네트워크 구축 형태에서 RAN(NR-RAN, E-UTRAN)은 각 슬라이스 별로 공유될 수 있다.

이러한 네트워크 구성에서 단말은 슬라이스 #1 중 5G 네트워크에 접속하여 서비스를 받다가 4G로 천이될 수 있다. 이 때, 단말에게 통신 서비스를 제공하기 위한 상태 정보(UE context), 보안 정보(security context)는 슬라이스 내부에서만 교환될 수 있다. 그런데 만약 단말이 접속한 기지국이 슬라이스 #1에 속한 EPC(evolved packet core)가 아닌 슬라이스 #2에 속한 EPC를 선택하게 되면, EPC가 단말 정보를 5GC(5G core network)로부터 수신할 수 없으므로, 단말에게 통신 서비스에 대한 연속성을 제공할 수 없으며, 단말은 해당 사업자 네트워크에 대해 등록하지 않은(deregistered) 상태가 된다. 이 경우 일시적으로 사용자에 대한 서비스 제공이 불가능하므로 사용자 체감 서비스 품질이 저하될 수 있다.

도 9은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 다양한 서비스를 지원하는 과정의 일 예를 도시한다.

단계 901은 단말이 5G 네트워크를 통해 서비스를 받기 위해 등록(registration) 과정을 수행하는 것이다. 구체적인 단말, RAN, 코어 네트워크(core network)의 동작은 표준을 따르며, 이 때, 단말이 사용할 네트워크 슬라이스를 고려해 AMF가 선택된다.

등록(registration) 과정 중 단계 902에서 사용자에 대한 가입정보를 담고 있는 서버(UDM/HSS)는, 등록(registration)을 요청한 단말(의 사용자)의 가입정보를 AMF로 전달할 때 단말에 대해 4G 네트워크에서 할당된 서비스/슬라이스 정보(단말 사용 유형, UE usage type)가 있다면 이를 포함해 전달한다.

단계 903에서 AMF는 단말에 대해 수신된 단말 사용 유형을 저장한다. 저장된 단말 사용 유형은 상태 정보(UE context) 중 하나로 다른 AMF로 전달될 수 있다.

단계 904에서 단말은 무선 상태, 서비스 유형, 이동성 등에 따라 4G 네트워크로 천이한다. 단계 905에서 단말은 4G 네트워크에서 서비스를 받기 위한 요청을 E-UTRAN을 통해 EPC(evolved packet core, 4G core)로 전달한다. 이 때, 단말의 동작 모드에 따라 TAU(tracking area update) 요청 또는 초기 접속(initial attach) 요청을 전송한다. 단말의 동작 모드는 단말이 PDU 세션(protocol data unit session, PDU session)이 없는 접속(attach) 상태를 허용하는지 여부에 따라 결정된다. 이 메시지는 단말이 E-UTRAN으로 전송하는 RRC(radio resource control) 메시지에 포함되어 전송된다. 단말이 전송하는 요청 메시지에는 이전에 5G 네트워크에서 단말을 서빙(serving)하던 AMF를 찾을 수 있는 정보를 담고 있다. 이 정보는 매핑(mapping)된 형태의 MME 식별자 또는 단말에게 부여된 임시(temporary) 식별자를 통해 전달될 수 있다.

단계 906에서 E-UTRAN은 단말의 요청(TAU 또는 초기 접속)을 전달하기 위한 MME를 선택한다. 이 때, E-UTRAN은 단계 903에서 수신한 정보를 이용해 MME를 선택한다. 이 때, 단말이 전달한 매핑된 MME 정보는 실제로는 AMF를 지칭하는 정보이므로, AMF와 연동된(즉, 동일 슬라이스에 속하는) MME를 찾는 데 충분하지 못한 정보를 가질 수 있으며, 이 경우 E-UTRAN은 제 3의 MME, 즉, 동일 슬라이스에 속하지 않는 MME를 선택할 수 있다.

단계 907에서 E-UTRAN은 선택된 MME로 단말이 전송한 NAS(non-access stratum) 요청을 전달한다. 이 메시지에는 단말에 대해 기존에 서빙하던 AMF의 식별자(또는 주소)가 포함되어 있다.

단계 908에서 MME는 단말의 요청 메시지에 포함된 AMF의 식별자를 이용해, 단말의 기존 상태 정보(UE context)를 가진 AMF가 자신과 연동이 가능한지, 동일 슬라이스에 속하는지 판단한다. 만약 연동이 가능할 경우, MME는 AMF로 바로 단말에 대한 상태 정보(UE context)를 요청하는 메시지(context request)를 전송한다. 만약 연동이 불가능할 경우, MME는 상태 정보(UE context)를 요청하는 대신 단말에 대한 추가 정보를 수신하기 위한 요청을 UDM/HSS로 전송한다(단계 909).

단계 909은 MME가 AMF로부터 단말에 대한 상태 정보(UE context)를 직접 수신하는 것이 어렵거나, 단말이 전송한 식별자로 자신과 연동된 AMF를 찾을 수 없을 경우에 해당되며, 이 때, MME는 상태 정보(UE context) 요청을 전송하기 전에 단말의 요청을 다른 MME(즉, 다른 슬라이스/전용 네트워크에 속한)로 전송하는 것이 필요한지를 판단하기 위한 추가 정보를 UDM/HSS로 요청한다. 이 때, MME가 사용하는 메시지는 인증 정보 요청(authentication information request, AIR)이며, 이 때, MME는 가입자(단말)에 대한 슬라이스/전용 네트워크 정보(단말 사용 유형)을 명시적으로 요청하는 플래그(flag)를 설정해 전송한다.

단계 910에서 UDM/HSS는 MME에 요청에 따라 응답하며, 인증 정보 답변(authentication information answer, AIA) 메시지에는 MME가 요청에 따라 가입자가 슬라이스/전용 네트워크 정보(단말 사용 유형)가 있을 경우, 이를 포함해 전달한다.

이 과정은 실제로 단말에 대한 인증을 수행하기 보다는 슬라이스/전용 네트워크 구조에 따라 MME를 선택하기 위한 정보를 수신하기 위함이다. 따라서, MME는 인증 정보 요청(AIR) 메시지에 이러한 요청임을 나타내는 지시(indication)를 포함할 수 있으며, 이에 따라, UDM/HSS는 인증 정보 외에 요청된 정보만을 인증 정보 답변(AIA) 메시지에 포함할 수 있다.

단계 911에서 MME는 UDM/HSS로부터 수신한 정보를 이용해, 단말의 요청을 다른 MME(즉, 다른 슬라이스/전용 네트워크)에서 처리하는 것이 필요한지 판단한다. 이 때, MME는 설정 정보에 특정 단말 사용 유형에 매핑된 MME의 주소/식별자를 이용할 수 있다. 이 때, 단말의 요청을 처리할 MME의 정보(MME의 그룹, MME 식별자 등)가 특정된다.

단계 912에서 MME는 단말의 요청을 단계 911에서 선택된 다른 MME(또는 MME 그룹)으로 전달하라는 요청을 E-UTRAN으로 전달한다.

단계 913에서 E-UTRAN은 MME에서 전달한 정보를 이용해 새로운 MME를 선택하며, 이후 동작은 TAU(tracking area update) 또는 초기 접속(initial attach) 과정의 나머지를 수행한다.

도 10은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 다양한 서비스를 지원하는 과정의 일 예를 도시한다.

단계 1001은 단말이 5G 네트워크를 통해 서비스를 받기 위해 등록(registration) 과정을 수행하는 것이다. 구체적인 단말, RAN, 코어 네트워크(core network)의 동작은 표준을 따르며, 이 때, 단말이 사용할 네트워크 슬라이스를 고려해 AMF가 선택된다.

등록(registration) 과정 중 단계 1002에서 사용자에 대한 가입정보를 담고 있는 서버(UDM/HSS)는, 등록(registration)을 요청한 단말(의 사용자)의 가입정보를 AMF로 전달할 때 단말에 대해 4G 네트워크에서 할당된 서비스/슬라이스 정보(단말 사용 유형: UE usage type)가 있다면 이를 포함해 전달한다.

단계 1003에서 AMF는 단말에 대해 수신된 단말 사용 유형을 저장한다. 저장된 단말 사용 유형은 상태 정보(UE context) 중 하나로 다른 AMF로 전달될 수 있다.

단계 1004에서 단말은 무선 상태, 서비스 유형, 이동성 등에 따라 4G 네트워크로 천이한다. 단계 1005에서 단말은 4G 네트워크에서 서비스를 받기 위한 요청을 E-UTRAN을 통해 EPC(evolved packet core, 4G core)로 전달한다. 이 때, 단말의 동작 모드에 따라 TAU(tracking area update) 요청 또는 초기 접속(initial attach) 요청을 전송한다. 이 메시지는 단말이 E-UTRAN으로 전송하는 RRC(radio resource control) 메시지에 포함되어 전송된다. 단말이 전송하는 요청 메시지에는 이전에 5G 네트워크에서 단말을 서빙(serving)하던 AMF를 찾을 수 있는 정보를 담고 있다. 이 정보는 매핑된 형태의 MME 식별자 또는 단말에게 부여된 임시(temporary) 식별자를 통해 전달될 수 있다.

단계 1006에서 E-UTRAN은 단말의 요청(TAU(tracking area update) 또는 초기 접속(initial attach))을 전달하기 위한 MME를 선택한다. 이 때, E-UTRAN은 단계 1003에서 수신한 정보를 이용해 MME를 선택한다. 이 때, 단말이 전달한 매핑된 MME 정보는 실제로는 AMF를 지칭하는 정보이므로, AMF와 연동된(즉, 동일 슬라이스에 속하는) MME를 찾는 데 충분하지 못한 정보를 가질 수 있으며, 이 경우 E-UTRAN은 제 3의 MME, 즉, 동일 슬라이스에 속하지 않는 MME를 선택할 수 있다.

단계 1007에서 E-UTRAN은 선택된 MME로 단말이 전송한 NAS 요청을 전달한다. 이 메시지에는 단말에 대해 기존에 서빙(serving)하던 AMF의 식별자(또는 주소)가 포함되어 있다.

단계 1008에서 MME는 단말의 요청 메시지에 포함된 AMF의 식별자를 이용해, 단말의 기존 상태 정보(UE context)를 가진 AMF가 자신과 연동이 가능한지, 동일 슬라이스에 속하는지 판단한다. 만약 연동이 가능하며, 동일 슬라이스에 속해 정상 처리가 가능할 경우 MME는 AMF로 바로 단말에 대한 상태 정보(UE context)를 요청하는 메시지(context request)를 전송한다. 그렇지 않은 경우 MME는 단말의 요청을 다른 MME(즉, 다른 슬라이스/전용 네트워크에 속한)로 전송하는 것이 필요한지를 판단하기 위한 추가 정보를 AMF로부터 수신해야 한다. 이 때, 사용하는 방법은 MME는 단말에 대한 단말 사용 유형을 수신하기 위한 별도의 메시지 또는 지시(indication)을 AMF로 전달하고, AMF가 이에 대한 응답으로 단말 사용 유형을 알려준다. 또 다른 방법은 MME는 정상 처리와 마찬가지로 상태 정보(UE context) 요청 메시지를 자신의 식별자(또는 주소)를 포함해 전송하면, AMF가 전송을 한 MME가 자신과 연동이 가능하거나 동일 슬라이스에 속하지 않는지를 판단하고, MME의 요청에 따라 전체 상태 정보(UE context)를 전달하는 것이 불가능한 경우 다른 MME로 요청을 전달하기 위한 정보를 전달할 수도 있다. 이 때, AMF는 단말 사용 유형만을 MME에게 알려주고, 요청한 MME가 단말 사용 유형에 대응되는 다른 MME(또는 MME 그룹)을 고르도록(단계 1009) 유도할 수도 있고, 아니면 직접적으로 MME(또는 MME 그룹) 정보를 자신이 선택해 알려줄 수도 있다.

단계 1010에서 MME는 단말의 요청을 단계 1009에서 선택된 다른 MME(또는 MME 그룹)으로 전달하라는 요청을 E-UTRAN으로 전달한다.

단계 1011에서 E-UTRAN은 MME에서 전달한 정보를 이용해 새로운 MME를 선택하며, 이후 동작은 TAU(tracking area update) 또는 초기 접속(initial attach) 과정의 나머지를 수행한다.

도 11은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 다양한 서비스를 지원하는 과정의 일 예를 도시한다.

단계 1101은 단말이 5G 네트워크를 통해 서비스를 받기 위해 등록(registration) 과정을 수행하는 것이다. 구체적인 단말, RAN, 코어 네트워크(core network)의 동작은 표준을 따르며, 이 때, 단말이 사용할 네트워크 슬라이스를 고려해 AMF가 선택된다. 이 과정 중 단말은 AMF로 자신이 4G 네트워크에서 전용 코어 네트워크 식별자(dedicated core network identifier, DCN ID)를 이용해 E-UTRAN으로 특정 슬라이스/전용 네트워크를 요청함을 알릴 수 있는지 능력(capability), 즉, eDECOR(enhancements of dedicated core networks) 지원 여부를 추가적으로 포함할 수 있다.

등록(registration) 과정 중 단계 1102에서 사용자에 대한 가입정보를 담고 있는 서버(UDM/HSS)는, 등록(registration)을 요청한 단말(의 사용자)의 가입정보를 AMF로 전달할 때 단말에 대해 4G 네트워크에서 할당된 서비스/슬라이스 정보(단말 사용 유형)가 있다면 이를 포함해 전달한다.

단계 1103에서 AMF는 단말에 대해 4G 네트워크로 이동 시 사용할 슬라이스/전용 네트워크 정보(dedicated core network identifier, DCN ID)를 결정하며, 이 때, DCN ID를 결정할 때는 5G 네트워크에서 허용된 슬라이스 정보(allowed network slice selection assistance information, allowed NSSAI), 단계 1102에서 가입정보로 수신된 UE-Usage Type, AMF에 설정된 정보를 고려한다. 또한, AMF는 단말에 대한 가입정보에 기초하여 단말의 가입된 DNN(subscribed DNN) 중에 4G 연동(interworking)이 허용된 것이 있는지 여부, 요청을 전송한 단말의 능력(capability)를 고려한다.

단계 1104에서 AMF는 단말로 등록 승락(registration accept) 메시지를 전송하며, 이 메시지에는 단말에 대해 허용된 슬라이스가 있는 경우 허용된 슬라이스 정보(allowed NSSAI) 및 단계 1103에서 결정한 DCN ID가 포함된다. 이 때, DCN ID는 허용된 슬라이스 정보(allowed NSSAI)에 포함된 각 S-NSSAI(single network slice selection assistance information) 별로 매핑된 형태로 구성되거나, S-NSSAI 별이 아닌 단말에 대해 한 개의 대표 값으로 전달될 수 있다.

단계 1105에서 단말은 무선 상태, 서비스 유형, 이동성 등에 따라 4G 네트워크로 천이한다. 단계 1106에서 단말은 4G 네트워크에서 서비스를 받기 위한 요청을 E-UTRAN을 통해 EPC(evolved packet core, 4G core)로 전달한다. 이 때, 단말의 동작 모드에 따라 TAU(tracking area update) 요청 또는 초기 접속(initial attach) 요청을 전송한다. 이 메시지는 단말이 E-UTRAN으로 전송하는 RRC(radio resource control) 메시지에 포함되어 전송된다. 단말이 전송하는 요청 메시지에는 이전에 5G 네트워크에서 단말을 서빙(serving)하던 AMF를 찾을 수 있는가 포함된다. 이 정보는 매핑된 형태의 MME 식별자 또는 단말에게 부여된 임시(temporary) 식별자를 통해 전달될 수 있다. 또한, 단말은 단계 1104에서 수신된 DCN ID를 포함하여 RRC 메시지를 전송한다.

단계 1107에서 E-UTRAN은 단말의 요청(TAU(tracking area update) 또는 초기 접속(initial attach))을 전달하기 위한 MME를 선택한다. 이 때, E-UTRAN은 단계 1105에서 단말이 명시적으로 전송한 DCN ID를 이용하여 MME를 선택한다. E-UTRAN은 만약 DCN ID를 이용해 선택된 MME와 매핑된 MME 식별자(또는 MME 그룹 식별자)로 선택된 MME가 상이할 경우, DCN ID를 이용해 선택된 MME를 우선적으로 사용할 수 있다.

단계 1108에서 E-UTRAN은 선택된 MME로 단말이 전송한 NAS 요청을 전달한다. 이 메시지에는 단말에 대해 기존에 서빙(serving)하던 AMF의 식별자(또는 주소)가 포함되어 있다.

단계 1109에서 MME는 단말의 요청 메시지에 포함된 AMF의 식별자를 이용해 AMF로 상태 정보(UE context) 요청을 전송하고 단계 1110에서 이에 대한 응답으로 상태 정보(UE context)를 수신한다. 단계 1107에서 AMF와 동일한 슬라이스/전용 네트워크에 속하는 MME가 선택될 수 있으므로, 상태 정보(UE context) 요청이 성공적으로 처리될 수 있다.

단계 1111부터는 이를 이용한 TAU(tracking area update) 또는 초기 접속(initial attach)의 나머지 과정이 수행된다. 이 과정 중 MME는 AMF로부터 수신된 정보, UDM/HSS로부터 수신된 정보와 단말이 요청한 DCN ID를 비교하여, 단말의 요청에 대한 검증(verification)을 수행할 수 있다.

도 12는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 다양한 서비스를 지원하는 과정의 일 예를 도시한다.

단계 1201은 단말이 5G 네트워크를 통해 서비스를 받기 위해 등록(registration) 과정을 수행하는 것이다. 구체적인 단말, RAN, 코어 네트워크(core network)의 동작은 표준을 따르며, 이 때, 단말이 사용할 네트워크 슬라이스를 고려해 AMF가 선택된다.

등록(registration) 과정 중 단계 1202에서 사용자에 대한 가입정보를 담고 있는 서버(UDM/HSS)는, 등록(registration)을 요청한 단말(의 사용자)의 가입정보를 AMF로 전달할 때 단말에 대해 4G 네트워크에서 할당된 서비스/슬라이스 정보(단말 사용 유형)가 있다면 이를 포함해 전달한다.

단계 1203에서 AMF는 단말에 대해 4G 네트워크로 이동 시 사용할 슬라이스/전용 네트워크 정보(DCN ID)를 결정하며, 이 때, DCN ID를 결정할 때는 5G 네트워크에서 허용된 슬라이스 정보(allowed NSSAI), 단계 1102에서 가입정보로 수신된 단말 사용 유형(UE-usage type), AMF에 설정된 정보를 고려한다. 또한, AMF는 단말에 대한 가입정보에 기초하여 단말의 가입된 DNN(subscribed DNN) 중에 4G 연동(interworking)이 허용된 것이 있는지 여부, 요청을 전송한 단말의 능력(capability)를 고려한다.

단계 1204에서 AMF는 단말로 등록 승락(registration accept) 메시지를 전송하며, 이 메시지에는 단말에 대해 허용된 슬라이스가 있는 경우 허용된 슬라이스 정보(allowed NSSAI)가 포함된다.

단계 1205에서 단말은 허용된 슬라이스 정보, 자신의 트래픽 상황에 따라 PDU 세션(protocol data unit session)을 생성할 수 있다.

단계 1206에서 단말은 무선 상태, 서비스 유형, 이동성 등에 따라 4G 네트워크로 천이한다. 단계 1207에서 단말은 4G 네트워크에서 서비스를 받기 위한 요청을 E-UTRAN을 통해 EPC(evolved packet core, 4G core)로 전달한다. 이 때, 단말의 동작 모드에 따라 TAU(tracking area update) 요청 또는 초기 접속(initial attach) 요청을 전송한다. 이 메시지는 단말이 E-UTRAN으로 전송하는 RRC(radio resource control) 메시지에 포함되어 전송된다. 단말이 전송하는 요청 메시지에는 이전에 5G 네트워크에서 단말을 서빙(serving)하던 AMF를 찾을 수 있는가 포함된다. 이 정보는 매핑된 형태의 MME 식별자 또는 단말에게 부여된 임시(temporary) 식별자를 통해 전달될 수 있다.

이 과정 중에 단말은 자신의 5G 네트워크에서의 슬라이스 사용 여부에 따라 DCN ID를 직접 생성해 RRC 메시지에 포함해 전송할 수 있다. 본 실시예에서 단말은 명시적으로 DCN ID를 네트워크로부터 수신하지 않은 경우이므로, 단말은 슬라이스 정보를 이용해 매핑된 DCN ID를 생성한다.

단말은 매핑된 DCN ID를 생성할 때, 자신이 사용 중인 슬라이스 정보(S-NSSAI) 중 SST(slice/service type) 부분만을 복사해 생성하거나, 또는 S-NSSAI 중 16 비트(bit)를 복사하여 DCN ID를 생성할 수 있다. 만약 단말이 복수의 슬라이스를 사용하는 경우, 단말이 매핑된 DCN ID를 생성할 때 사용할 S-NSSAI를 선택하는 것은 단말 구현에 따라 달라질 수 있다.

단계 1208에서 E-UTRAN은 단말의 요청(TAU(tracking area update) 또는 초기 접속(initial attach))을 전달하기 위한 MME를 선택한다. 이 때, E-UTRAN은 단계 1207에서 단말이 명시적으로 전송한 DCN ID를 이용하여 MME를 선택한다. E-UTRAN은 만약 DCN ID를 이용해 선택된 MME와 매핑된 MME 식별자(또는 MME 그룹 식별자)로 선택된 MME가 상이할 경우, DCN ID를 이용해 선택된 MME를 우선적으로 사용할 수 있다. 만약 단말이 전송한 DCN ID를 통해 E-UTRAN과 연동된 MME 선택이 불가능한 경우, MME와 매핑된 MME 식별자(또는 MME 그룹 식별자)로 선택된 MME를 우선적으로 사용할 수 있다.

단계 1209에서 E-UTRAN은 선택된 MME로 단말이 전송한 NAS 요청을 전달한다. 이 메시지에는 단말에 대해 기존에 서빙(serving)하던 AMF의 식별자(또는 주소)가 포함되어 있다.

단계 1210에서 MME는 단말의 요청 메시지에 포함된 AMF의 식별자를 이용해 AMF로 상태 정보(UE context) 요청을 전송하고 단계 1211에서 이에 대한 응답으로 상태 정보(UE context)를 수신한다.

단계 1212에서 MME는 AMF로부터 수신된 정보, UDM/HSS로부터 수신된 정보와 단말이 요청한 DCN ID를 비교하여, 단말의 요청에 대한 검증(verification)을 수행할 수 있다.

단계 1213부터는 TAU(tracking area update) 또는 초기 접속(initial attach)의 나머지 과정이 수행된다.

한편, 본 개시의 다양한 실시 예들에 따르면, 5GC(5G core network)가 도입된 망에서, 5G-4G 연동(interworking)을 지원하는 SMF(session management function)와 UPF(user plane function)를 4G 전용 단말에서도 사용할 수 있도록 하는 기술을 제안한다. 일 실시 예에 따라서, SMF는 PGW-C(packet data network gateway control plane)의 기능을 지원하고, UPF는 PGW-U(packet data network gateway user plane)의 기능을 지원한다. 이 경우, 대상이 되는 단말은 4G(LTE/EPS(evolved packet system))를 지원하는 단말(즉, EPC NAS만을 지원하는 단말)인데, 가입 정보는 5GS(5G system)의 접속을 허용하도록 설정되어야 한다. 5GS에 대한 접속 허용은 구체적으로 가입 정보 중 코어 네트워크 유형 제한(core network type restriction)에 5GC가 포함되지 않는 것으로 표현될 수 있다.

단말은 E-UTRAN을 통해 접속 요청(TAU(tracking area update) 또는 초기 접속(initial attach))을 하고, 이를 수신한 MME는 UDM/HSS로부터 단말에 대한 상기 5GS 접속 허용을 포함한 가입정보를 수신한다. 이 때, 그리고 PDN 연결(PDN connection)을 생성/추가하는 과정에서, SMF/UPF를 통한 4G 서비스가 허용된 망 구성에서, MME는 4G 단말에 대한 PGW 선택 과정에서, SMF/UPF를 선택할 수 있다.

이 때, SMF+PGW-C(session management function + packet data network gateway-control)는 5G를 위한 장비이지만, 단말은 4G만을 지원하므로, 단말로 보내는 파라미터에 5G를 위해 신규 추가된 파라미터를 추가하지 말아야 한다. 또한, 5G 단말과 달리 4G 단말은 직접 PDU 세션 식별자(PDU session ID)를 생성할 수 없으나, SMF/UPF의 동작을 위해서는 PDU 세션 식별자(PDU session ID)가 생성되어야 한다. 따라서, SMF/UPF는 4G 단말이 접속한 경우에 한해서 단말 대신 PDU 세션 식별자(PDU session ID)를 생성하고, 이를 UDM(unified data management)/PCF(policy control function) 등과의 연동에 사용한다.

한편, 상기 과정 중 SMF+PGW-C가 단말이 5G를 지원하는 단말인지를 파악하기 위한 방법이 필요하다. 본 발명의 한 실시 예에서, 단말은 SMF-PGW-C로 전송하는 PDN 연결(PDN connection) 생성을 위해 보내는 요청 메시지에 포함된 PCO(protocol control options) 또는 ePCO(extended PCO)를 통해 자신의 5G 지원 여부(즉, 5G NAS 지원 여부)를 전송한다. PCO/ePCO에서 단말이 네트워크로 보내는 방향의 5G 지원 여부는 PCO 중 추가 파라미터 목록(additional parameter list)의 한 IE(information element)로 추가될 수 있다. 이를 구성하기 위해 특정 IE를 담은 컨테이너(container)가 5G 지원 여부임을 나타내는 컨테이너 식별자(container identifier), 길이(length), 5G 지원 여부를 나타내는 정보가 컨테이너(container)의 컨텐츠(contents)로 포함된다.

SMF/PGW-C는 PDN 연결(PDN connection) 생성 과정 중 PCO/ePCO를 통해 단말의 5G 지원 여부를 수신한다. 만약 5G 지원 여부가 명시적으로 포함된 경우, SMF/PGW-C는 단말이 5G를 지원한다고 판단하고, 포함되지 않은 경우는 단말이 5G를 지원하지 않는다고 판단한다.

본 개시의 다른 실시 예에 따르면, 단말은 SMF/PGW-C로 명시적으로 5G 지원 여부를 알리는 것이 아닌, 5G에서 신규로 추가된 파라미터를 단말이 요청 메시지의 PCO 또는 ePCO에 포함한 경우, SMF/PGW-C는 단말이 5G를 지원한다고 판단한다. PDN 연결(PDN connection)을 생성하기 위해 요청된 메시지의 PCO또는 ePCO에 5G에서 신규로 추가된 파라미터 중 PDU 세션 식별자(PDU session ID)가 포함된 경우 SMF/PGW-C는 단말이 5G를 지원한다고 판단하고, 포함되지 않은 경우에는 5G를 지원하지 않는다고 판단하며, PDU 세션 식별자(PDU session ID)를 직접 생성한다.

또는, 단말은 PDN 연결(PDN connection)을 생성하기 위해 요청된 메시지의 PCO또는 ePCO에 5G에서 신규로 추가된 파라미터 중 5GSM 원인 값(5GS session management cause value)를 포함해 5G 지원 여부를 SMF/PGW-C로 알릴 수 있다. 즉, 단말의 요청 중 5GSM 원인 값(5GS session management cause value)이 포함된 경우 SMF/PGW-C는 단말이 5G를 지원한다고 판단하고, 포함되지 않은 경우에는 5G를 지원하지 않는다고 판단한다.

상기 실시 예에서, 단말이 4G만을 지원하는 것으로 판단될 경우, SMF/PGW-C는 단말로 보내는 파라미터에 5G를 위해 신규 추가된 파라미터를 추가하지 말아야 하며, 네트웍에서 단말로 보내는 방향의 PCO/ePCO에 5G 파라미터가 포함되지 않아야 한다. 또한, 5G 단말과 달리 4G 단말은 직접 PDU 세션 식별자(PDU session ID)를 생성할 수 없으나, SMF/UPF의 동작을 위해서는 PDU 세션 식별자(PDU session ID)가 생성되어야 한다. 따라서 SMF/UPF는 4G 단말이 접속한 경우에 한해서 단말 대신 PDU 세션 식별자(PDU session ID)를 생성하고, 이를 UDM/PCF 등과의 연동에 사용한다.

도 13은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 다양한 서비스를 지원하는 과정의 일 예를 도시한다.

도 13의 실시 예는 5G 네트워크에 의하여 수행될 수 있다. 도 13의 실시 예는 5G 네트워크를 구성하는 어떤 네트워크 기능(network function, NF)에 의해서도 수행될 수 있다. 다만, 이하 도 13의 실시 예는 AMF의 동작을 중심으로 설명한다.

단계 1301에서 AMF는 단말로부터 등록 해제 요청(deregistration request) 메시지를 수신할 수 있다. 등록 해제 메시지는 단말의 임시 식별자(예를 들어, 5G-GUTI(globally unique temporary identifier)), 단말의 등록 해제 요청의 형태(switch-off 등), 등록 해제 대상이 될 접속 유형(access type)(예를 들어, 3GPP, Non-3GPP, 또는 둘 다) 등의 정보가 포함될 수 있다.

단계 1302에서 AMF는 현재 요청한 단말에 대해 수립(established) 된 PDU 세션(PDU session)이 있는지 판단할 수 있다. PDU 세션의 수립 여부는 단말이 접속 유형(access type)을 명시한 경우, 해당 접속 유형(access type)에 대해 수립 상태인 PDU 세션이 존재하는지 여부에 기초하여 판단될 수 있다. AMF는 요청한 단말에 대해 수립된 PDU 세션의 활성화(active) 여부를 고려할 수도 있다. PDU 세션이 활성화(active)되었다는 의미는, 해당 단말에 대해 AN(access node)과 UPF 사이에서 사용자 평면 데이터(user plane data)를 송수신할 수 있도록 자원, 터널(tunnel)이 설정된 상태일 수 있다. 만약 수립(established) 또는 활성화(active)된 PDU 세션이 있으면, 사업자(public land mobile network, PLMN)가 제2 RAT 사용량 보고(2^nd(secondary) RAT usage reporting)를 활성화하였는지 여부를 판단할 수 있다. 보다 구체적으로, AMF는 수립 또는 활성화된 PDU 세션 에 대해 제2 RAT 사용량 보고(2^nd RAT usage reporting)가 적용되도록 사업자에 의해 설정된 경우 조건이 충족된다고 판단할 수 있다.

이하의 단계 1303~1305, 또는 단계 1306~1309는 상술한 단계 1302의 판단에 따라서 둘 중 하나만 수행된다. 만약 단말에 대해 두 개 이상의 PDU 세션이 수립된 경우, AMF는 각각의 PDU 세션에 대해 제2 RAT 사용량 보고가 적용되는지 여부에 따라서 단계 1303~1304 또는 단계 1306~1308를 선택적으로 적용할 수 있다.

단계 1303에서 만약 제2 RAT 사용량 보고(2^nd RAT usage reporting)의 적용이 불필요한 경우, AMF는 SMF에게 PDU 세션 해제 요청(PDU session release request)을 위한 메시지를 전송할 수 있다. 이 과정은 만약 단말에 대해 다수의 PDU 세션이 수립된 경우, PDU 세션 별로 수행될 수 있다.

단계 1304에서 AMF는 SMF로부터 PDU 세션 해제 응답(PDU session release response)을 수신할 수 있다. 또한, PDU 세션 해제(PDU session release)를 위한 나머지 동작들(예를 들어, PCF와 정책 종료(policy termination))을 수행할 수 있다.

단계 1305에서 만약 단말로부터 수신하였던 연결 해제 요청(deregistration request)에 대한 응답의 전송이 필요한 경우, AMF는 응답으로서 연결 해제 수락(deregistration accept)의 메시지를 단말에게 전송할 수 있다. 또한, AMF는 기지국과의 N2 시그널링 연결(N2 signaling connection)을 해제(release)하기 위한 동작을 수행할 수 있다.

단계 1306에서 만약 단말에 대해 제2 RAT 사용량 보고(2^nd RAT usage reporting)를 적용해야 할 경우, AMF는 SMF와 PDU 세션 해제(PDU session release)를 수행하기 위한 절차를 바로 수행하지 않을 수 있다. AMF는 필요 시 단말로 등록 해제 수락(deregistration accept) 메시지를 전송할 수 있다.

단계 1307에서 만약 단말에 대해 제2 RAT 사용량 보고(2^nd RAT usage reporting)를 적용해야 할 경우, AMF는 SMF와 PDU 세션 해제(PDU session release)를 수행하기 위한 절차를 바로 수행하지 않을 수 있고, AN(access node)과 시그널링 연결(signaling connection)이 해제(release)될 때까지 대기할 수 있다. 이는 AN과 시그널링 연결(signaling connection)이 해제되는 동작 중 AN으로부터 제2 RAT 사용량 (2^nd RAT usage data) 정보를 수신하고, SMF에게 제2 RAT 사용량 정보를 PDU 세션 해제 요청(PDU session release request)과 함께 전달하기 위함이다. AN과 시그널링 연결(signaling connection)을 해제하는 것은, AMF가 AN에게 N2 UE 컨텍스트 해제 요청(N2 UE context release request)을 전송하고 응답을 수신하거나, AN으로부터 UE 컨텍스트 해제(UE context release)가 발생했음을 알리는 메시지를 수신한 것에 해당한다.

단계 1308에서 AMF는 AN과 시그널링 연결(signaling connection)이 해제된 이후, SMF에게 PDU 세션 해제 요청(PDU session release request) 메시지를 전달한다. 이 과정은 만약 단말에 대해 다수의 PDU 세션이 수립된 경우, 각각의 PDU 세션 별로 수행될 수 있다. 만약 대상이 될 PDU 세션에 대해 제2 RAT 사용량 보고(2^nd RAT usage reporting)가 필요하며, AN으로부터 제2 RAT 사용량 (2^nd RAT usage data) 정보를 수신한 경우, AMF는 PDU 세션 해제 요청 메시지(Nsmf_PDUSession_ReleaseSMContext Request)에 제2 RAT 사용량 (2^nd RAT usage data) 정보를 포함할 수 있다.

단계 1309에서 AMF는 SMF로부터 PDU 세션 해제 응답(PDU session release response)의 메시지를 수신할 수 있다. 또한 PDU 세션 해제(PDU session release)를 위한 나머지 동작들(예를 들어, PCF와 정책 종료(policy termination))을 수행할 수 있다.

한편, 도 13의 실시 예는 AMF가 UE(단말)로부터 등록 해제 요청을 받는 대신, 5G 네트워크가 단말을 등록 해제하는 경우(즉, NW-initiated deregistration)에도 적용될 수 있다. 5G 네트워크가 단말을 등록 해제하는 경우(NW-initiated deregistration)는 AMF가 UDM으로부터 단말의 가입 정보가 삭제되는 경우, 단말을 등록 해제하라는 요청을 받는 경우, AMF 내부의 타이머가 종료될 때까지 단말과 통신이 발생하지 않는 경우, 또는 운영자의 개입에 의해 단말을 등록 해제 시켜야 하는 경우 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 5G 네트워크가 단말을 등록 해제하는 경우(NW-initiated deregistration), 도 13의 실시 예에서 단계 1301은 발생하지 않으며, AMF가 단말을 등록 해제하기로 결정한 이후 단계 1302부터의 동작들이 적용될 수 있다.

본 개시의 청구항 또는 명세서에 기재된 실시 예들에 따른 방법들은 하드웨어, 소프트웨어, 또는 하드웨어와 소프트웨어의 조합의 형태로 구현될(implemented) 수 있다.

소프트웨어로 구현하는 경우, 하나 이상의 프로그램(소프트웨어 모듈)을 저장하는 컴퓨터 판독 가능 저장 매체가 제공될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 저장 매체에 저장되는 하나 이상의 프로그램은, 전자 장치(device) 내의 하나 이상의 프로세서에 의해 실행 가능하도록 구성된다(configured for execution). 하나 이상의 프로그램은, 전자 장치로 하여금 본 개시의 청구항 또는 명세서에 기재된 실시 예들에 따른 방법들을 실행하게 하는 명령어(instructions)를 포함한다.

이러한 프로그램(소프트웨어 모듈, 소프트웨어)은 랜덤 액세스 메모리(random access memory), 플래시(flash) 메모리를 포함하는 불휘발성(non-volatile) 메모리, 롬(read only memory, ROM), 전기적 삭제가능 프로그램가능 롬(electrically erasable programmable read only memory, EEPROM), 자기 디스크 저장 장치(magnetic disc storage device), 컴팩트 디스크 롬(compact disc-ROM, CD-ROM), 디지털 다목적 디스크(digital versatile discs, DVDs) 또는 다른 형태의 광학 저장 장치, 마그네틱 카세트(magnetic cassette)에 저장될 수 있다. 또는, 이들의 일부 또는 전부의 조합으로 구성된 메모리에 저장될 수 있다. 또한, 각각의 구성 메모리는 다수 개 포함될 수도 있다.

또한, 프로그램은 인터넷(Internet), 인트라넷(Intranet), LAN(local area network), WAN(wide area network), 또는 SAN(storage area network)과 같은 통신 네트워크, 또는 이들의 조합으로 구성된 통신 네트워크를 통하여 접근(access)할 수 있는 부착 가능한(attachable) 저장 장치(storage device)에 저장될 수 있다. 이러한 저장 장치는 외부 포트를 통하여 본 개시의 실시 예를 수행하는 장치에 접속할 수 있다. 또한, 통신 네트워크상의 별도의 저장장치가 본 개시의 실시 예를 수행하는 장치에 접속할 수도 있다.

상술한 본 개시의 구체적인 실시 예들에서, 개시에 포함되는 구성 요소는 제시된 구체적인 실시 예에 따라 단수 또는 복수로 표현되었다. 그러나, 단수 또는 복수의 표현은 설명의 편의를 위해 제시한 상황에 적합하게 선택된 것으로서, 본 개시가 단수 또는 복수의 구성 요소에 제한되는 것은 아니며, 복수로 표현된 구성 요소라 하더라도 단수로 구성되거나, 단수로 표현된 구성 요소라 하더라도 복수로 구성될 수 있다.

한편 본 개시의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 개시의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 개시의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니 되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

Claims (10)

1. 무선 통신 시스템에서 단말의 동작 방법에 있어서,
   제1 네트워크에서 AMF(access and mobility management function)와 통신을 수행하는 과정과,
   제2 네트워크에서 상기 AMF에 대한 정보를 포함하는 RRC(radio resource control) 메시지를 송신하는 과정을 포함하는 방법.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 RRC 메시지는 상기 제2 네트워크에서 TAU(tracking area update) 요청 또는 초기 접속 요청을 포함하는 방법.
   
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 AMF에 대한 정보는 상기 AMF의 식별자 또는 DCN(dedicated core network)의 식별자를 포함하고,
   상기 DCN의 식별자는 상기 단말이 상기 제1 네트워크로부터 상기 제2 네트워크로 이용할 때 사용하는 네트워크 슬라이스의 정보인 방법.
   
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 AMF에 대한 정보는 MME(mobility management entity)의 식별자 또는 상기 단말의 임시 식별자를 포함하는 방법.
   
5. 청구항 2에 있어서,
   상기 AMF로부터 상기 단말에게 허용된 상기 제1 네트워크에서 네트워크 슬라이스의 정보를 수신하는 과정과,
   상기 네트워크 슬라이스의 정보를 이용하여 상기 DCN의 식별자를 생성하는 과정을 더 포함하는 방법.
   
6. 무선 통신 시스템에서 단말의 장치에 있어서,
   트랜시버; 및
   적어도 하나의 프로세서를 포함하며,
   상기 적어도 하나의 프로세서는,
   제1 네트워크에서 AMF(access and mobility management function)와 통신을 수행하고,
   제2 네트워크에서 상기 AMF에 대한 정보를 포함하는 RRC(radio resource control) 메시지를 송신하도록 구성된 장치.
   
7. 청구항 6에 있어서,
   상기 RRC 메시지는 상기 제2 네트워크에서 TAU(tracking area update) 요청 또는 초기 접속 요청을 포함하는 장치.
   
8. 청구항 6에 있어서,
   상기 AMF에 대한 정보는 상기 AMF의 식별자 또는 DCN(dedicated core network)의 식별자를 포함하고,
   상기 DCN의 식별자는 상기 단말이 상기 제1 네트워크로부터 상기 제2 네트워크로 이용할 때 사용하는 네트워크 슬라이스의 정보인 장치.
   
9. 청구항 6에 있어서,
   상기 AMF에 대한 정보는 MME(mobility management entity)의 식별자 또는 상기 단말의 임시 식별자를 포함하는 장치.
   
10. 청구항 7에 있어서,
    상기 적어도 하나의 프로세서는,
    상기 AMF로부터 상기 단말에게 허용된 상기 제1 네트워크에서 네트워크 슬라이스의 정보를 수신하고,
    상기 네트워크 슬라이스의 정보를 이용하여 상기 DCN의 식별자를 생성하도록 더 구성된 장치.

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