KR20210034531A

KR20210034531A - 무선 통신 시스템에서 네트워크 슬라이스의 관리 및 접속 제어 방법 및 장치

Info

Publication number: KR20210034531A
Application number: KR1020200120712A
Authority: KR
Inventors: 정상수; 이호연
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2019-09-20
Filing date: 2020-09-18
Publication date: 2021-03-30
Also published as: EP4009708A4; EP4009708A1; WO2021054781A1; US20220345996A1

Abstract

본 개시는 무선 통신 시스템에서 접속 제어 방법 및 장치에 관한 것으로, 특히 무선 통신 시스템에서 네트워크 슬라이스의 관리 및 접속 제어 방법 및 장치에 관한 것이다.
본 개시의 일실시예에 따른 방법은, 무선 통신 시스템의 제1네트워크 기능(NF #1) 장치에서 네트워크 슬라이스를 관리하기 위한 방법으로, 네트워크 슬라이스(Network(NW) Slice)에 포함되는 적어도 하나의 제2네트워크 기능(NF #2) 장치로부터 네트워크 슬라이스 선택 보조 정보 유효성 갱신(NSSAI Availability Update) 메시지를 수신하는 단계; 상기 NSSAI Availability Update 메시지에 포함된 정보를 저장하는 단계; 상기 상기 NSSAI Availability Update 메시지에 대한 응답 메시지를 상기 NF #2로 전송하는 단계; 및 상기 NF #2로 상태 또는 설정 변경 시 변경된 정보를 요청하는 메시지를 상기 NF #2로 전송하는 단계;를 포함하며,
상기 NSSAI Availability Update 메시지는 상기 NW slice의 용량 파라미터를 포함 포함할 수 있다.

Description

무선 통신 시스템에서 네트워크 슬라이스의 관리 및 접속 제어 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR MANAGING AND CONTROLLING ACCESS OF A NETWORK SLICE IN A WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM}

본 개시는 무선 통신 시스템에서 접속 제어 방법 및 장치에 관한 것으로, 특히 무선 통신 시스템에서 네트워크 슬라이스의 관리 및 접속 제어 방법 및 장치에 관한 것이다.

4G(4th generation) 통신 시스템 상용화 이후 증가 추세에 있는 무선 데이터 트래픽 수요를 충족시키기 위해, 개선된 5G(5th 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 가상화된(virtualized) 네트워크 기능(network function, NF)으로 진화하게 되었으며, 가상화된 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 NF들이 소프트웨어 형태로 구현되더라도 기본적으로 물리적인 구성 예를 들어 소정의 장비 상에서 구동되어야 하므로, 물리적인 구성을 배제하는 것이 아님에 유의해야 한다. 또한 NF들을 단순한 물리적인 구성 즉, 하드웨어만으로 구현할 수도 있다. 따라서 각 NF들은 물리적 구성 요소를 갖기 때문에 ‘NF 장치’로 칭할 수도 있다.

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

다양한 무선 통신 네트워크의 형태에서 네트워크 슬라이싱 기법이 도입되었으나, 실질적으로 네트워크 슬라이싱 기법을 이용하여 네트워크 자원을 할당하기 위한 구체적인 방안은 제공되어 있지 않다.

본 개시에서는 무선 통신 시스템에서 네트워크 슬라이스를 관리하고, 네트워크 슬라이스에 접속하기 위한 방법 및 장치를 제공한다.

본 개시에서는 무선 통신 시스템에서 네트워크 슬라이스를 선택하기 위한 방법 및 장치를 제공한다.

본 개시에서는 무선 통신 시스템에서 네트워크 슬라이스의 접속 및 선택을 위한 절차를 제공한다.

본 개시의 일실시예에 따른 방법은, 무선 통신 시스템의 제1네트워크 기능(NF #1) 장치에서 네트워크 슬라이스를 관리하기 위한 방법으로, 네트워크 슬라이스(Network(NW) Slice)에 포함되는 적어도 하나의 제2네트워크 기능(NF #2) 장치로부터 네트워크 슬라이스 선택 보조 정보 유효성 갱신(NSSAI Availability Update) 메시지를 수신하는 단계; 상기 NSSAI Availability Update 메시지에 포함된 정보를 저장하는 단계; 상기 상기 NSSAI Availability Update 메시지에 대한 응답 메시지를 상기 NF #2로 전송하는 단계; 및 상기 NF #2로 상태 또는 설정 변경 시 변경된 정보를 요청하는 메시지를 상기 NF #2로 전송하는 단계;를 포함하며,

상기 NSSAI Availability Update 메시지는 상기 NW slice의 용량 파라미터를 포함 포함할 수 있다.

본 개시의 일실시예에 따른 장치는, 무선 통신 시스템에서 네트워크 슬라이스를 관리하기 위한 제1네트워크 기능(NF #1) 장치로, 상기 무선 통신 시스템 내의 다른 네트워크 기능 장치들과 통신하기 위한 네트워크 인터페이스; 상기 네트워크 슬라이스 정보를 저장하기 위한 메모리; 및 적어도 하나의 프로세서를 포함하며,

상기 적어도 하나의 프로세서는,

상기 네트워크 인터페이스를 통해 상기 네트워크 슬라이스(Network(NW) Slice)에 포함되는 적어도 하나의 제2네트워크 기능(NF #2) 장치로부터 네트워크 슬라이스 선택 보조 정보 유효성 갱신(NSSAI Availability Update) 메시지를 수신하고, 상기 NSSAI Availability Update 메시지에 포함된 정보를 상기 메모리에 저장하고, 상기 NSSAI Availability Update 메시지에 대한 응답 메시지를 상기 네트워크 인터페이스를 통해 상기 NF #2로 전송하고, 및 상기 NF #2로 상태 또는 설정 변경 시 변경된 정보를 요청하는 메시지를 상기 네트워크 인터페이스를 통해 상기 NF #2로 전송하며,

상기 NSSAI Availability Update 메시지는 상기 NW slice의 용량 파라미터를 포함할 수 있다.

본 개시에 따르면, 무선 통신 시스템에서 네트워크 슬라이스에 접속할 수 있으며, 네트워크 슬라이스를 선택할 수 있고, 이를 통해 원활한 네트워크 슬라이스의 관리가 이루어질 수 있다.

도 1은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템을 도시한다.
도 2는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템 구성을 도시한다.
도 3는 본 개시의 다양한 실시 예에 따라, 네트워크 슬라이스 별 접속 제어를 수행하기 위한 동작의 신호 흐름도이다.
도 4a 내지 도 4e는 본 개시의 다양한 실시예에 따라 NF(300)가 전달하는 메시지에 포함되는 정보를 예시한 도면이다.
도 5는 본 개시의 일 실시 예에 따른 단말의 등록 관리, 이동성 관리, 세션 관리 과정 중 네트워크 슬라이스의 용량을 고려한 제어 동작 시 신호 흐름도이다.
도 6은 본 개시의 일 실시예에 따라 단말의 접속 제어를 수행하는 동작 시 신호 흐름도이다.
도 7은 본 개시의 실시예에 따라 세션 생성 절차 중 네트워크 슬라이스 상태에 따른 신호 흐름도이다.
도 8은 본 개시에 따른 NF의 내부 기능 블록 구성도이다.

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, 네트워크 객체(network entity) 또는 네트워크 기능(network function, NF)들을 지칭하는 용어, 메시지들을 지칭하는 용어, 네트워크 객체들 간 인터페이스를 지칭하는 용어, 다양한 식별 정보들을 지칭하는 용어 등은 설명의 편의를 위해 예시된 것이다. 따라서, 본 개시에서 후술되는 용어들에 한정되는 것은 아니며, 동등한 기술적 의미를 가지는 대상을 지칭하는 다른 용어가 사용될 수 있다.

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

이하에서는 설명의 편의를 위하여, 접속 제어 및 상태 관리를 위해 정보를 교환하는 대상들을 총칭하여 NF로 설명할 것이다. NF는 예를 들어, 액세스 및 이동성 관리 기능(Access and Mobility Management Function, 이하 AMF라 함) 장치, 세션 관리 기능(Session Management Function, 이하 SMF라 함) 장치, 네트워크 슬라이스 선택 기능(Network slice selection function, NSSF) 장치 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 하지만, 본 개시의 실시 예들은 실제로 NF가 인스턴스(Instance, 각각 AMF Instance, SMF Instance, NSSF Instance 등)로 구현되는 경우에도 동일하게 적용될 수 있다.

본 개시에서 Instance는 특정한 NF가 소프트웨어의 코드 형태로 존재하며, 물리적인 컴퓨팅 시스템 예를 들어, 코어 네트워크 상에 존재하는 특정한 컴퓨팅 시스템에서 NF의 기능을 수행하기 위해 컴퓨팅 시스템으로부터 물리적 또는/및 논리적인 자원을 할당받아서 실행 가능한 상태를 의미할 수 있다. 따라서 AMF Instance, SMF Instance, NSSF Instance는 각각 코어 네트워크 상에 존재하는 특정한 컴퓨팅 시스템으로부터 AMF, SMF, NSSF 동작을 위해 물리적 또는/및 논리적 자원을 할당 받아 사용할 수 있는 것을 의미할 수 있다. 결과적으로, 물리적인 AMF 장치, SMF 장치, NSSF 장치가 존재하는 경우와 네트워크 상에 존재하는 특정한 컴퓨팅 시스템으로부터 AMF 동작, SMF 동작, NSSF 동작을 위해 물리적 또는/및 논리적 자원을 할당받아 사용하는 AMF Instance, SMF Instance, NSSF Instance는 각각 AMF 장치, SMF 장치, NSSF 장치와 동일한 동작을 수행할 수 있다. 따라서 본 발명의 실시 예에서 NF(AMF, SMF, UPF, NSSF, NRF, SCP 등) 장치로 기술된 사항은 NF instance로 대체되거나 반대로 NF instance로 기술된 사항이 NF 장치로 대체되어 적용될 수 있다. 마찬가지로 본 발명의 실시 예에서 NW slice로 기술된 사항은 NW slice instance로 대체되거나 반대로 NW slice instance로 기술된 사항이 NW slice로 대체되어 적용될 수 있다.

도 1은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템을 도시한다.

도 1을 참조하면, 무선 통신 시스템에서 무선 채널을 이용하는 노드(node)들의 일부로서, 기지국(radio access node, RAN)(110), 단말(user equipment, UE)(120)을 예시하였다. 도 1은 하나의 기지국(110)과 하나의 단말(120)만을 도시하였으나, 기지국(110)과 동일 또는 유사한 다른 기지국이 더 포함될 수 있다. 또한 도 1에서는 하나의 기지국(110) 내에 하나의 단말(120)만이 통신하는 경우만을 예시하였다. 하지만, 실제로 하나의 기지국(110) 내에 복수의 단말들이 통신할 수 있음은 자명하다.

기지국(110)은 단말(120)로 무선 접속을 제공하는 네트워크 인프라스트럭쳐(infrastructure)이다. 기지국(110)은 신호를 송신할 수 있는 거리에 기초하여 일정한 지리적 영역으로 정의되는 커버리지(coverage)를 가진다(도 1에 미도시). 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)' ‘액세스 네트워크(access network, AN) 또는 이와 동등한 기술적 의미를 가지는 다른 용어로 지칭될 수 있다.

단말(120)은 사용자에 의해 사용되는 장치로서, 기지국(110)과 무선 채널을 통해 통신을 수행한다. 경우에 따라, 단말(120)은 사용자의 관여 없이 운영될 수 있다. 예컨대, 단말(120)은 기계 타입 통신(machine type communication, MTC)을 수행하는 장치로서, 사용자에 의해 휴대되지 아니할 수 있다. 도 1에 예시된 단말(120)은 적어도 하나의 사용자 휴대 장치를 포함할 수 있으며, 적어도 하나의 MTC를 포함할 수 있다. 도 1의 단말(120)은 ‘단말(terminal)’, '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.

AMF 장치(131)는 단말(120)에 대한 무선 네트워크 접속(Access) 및 이동성을 관리(Mobility Management)하는 네트워크 엔티티가 될 수 있다. SMF 장치(132)는 단말(120)로 패킷 데이터를 제공하기 위한 패킷 데이터 네트워크(Packet Data Network)의 연결을 관리하는 네트워크 엔티티가 될 수 있다. 단말(120)과 SMF(132) 간의 연결은 프로토콜 데이터 유닛(Protocol Data Unit, PDU) 세션(Session)이 될 수 있다.

사용자 평면 기능(User Plane Function, 이하 UPF라 함) 장치(133)는 단말(120)이 송수신하는 패킷을 전달하는 게이트웨이 또는 게이트웨이 역할을 수행하는 네트워크 엔티티가 될 수 있다. UPF(133)는 인터넷으로 연결되는 데이터 네트워크(data network, DN)(140)와 연결되어, 단말(120)과 DN(140) 간의 데이터 송수신을 위한 경로를 제공할 수 있다. 따라서 UPF(133)는 단말(120)이 전송하는 패킷 중 인터넷으로 전달되어야 하는 데이터를 인터넷 데이터 네트워크로 라우팅할 수 있다.

네트워크 슬라이스 선택 기능(Network slice selection function, NSSF) 장치(134)는 본 개시에서 설명하는 네트워크 선택 동작 예를 들어 네트워크 슬라이스를 선택하는 동작을 수행하는 네트워크 엔티티가 될 수 있다. NSSF 장치(134)의 동작에 대하여는 후술되는 도면에서 보다 상세히 설명한다.

인증 서버 기능(Authentication Server Function, AUSF) 장치(151)는 가입자 인증 처리를 위한 서비스를 제공하는 장비(네트워크 엔티티)가 될 수 있다.

네트워크 노출 기능(Network Exposure Function, NEF) 장치(152)는 5G 네트워크에서 단말(120)을 관리하는 정보에 접근이 가능하며, 해당 단말의 이동성 관리(Mobility Management) 이벤트에 대한 구독, 해당 단말의 세션 관리(Session Management) 이벤트에 대한 구독, 세션 관련 정보에 대한 요청, 해당 단말의 과금 정보 설정, 해당 단말에 대한 PDU 세션 정책(session Policy) 변경 요청, 해당 단말에 대한 작은 데이터를 전송할 수 있는 네트워크 엔티티가 될 수 있다.

네트워크 저장 기능(Network Repository Function, NRF) 장치(153)는 NF들의 상태 정보를 저장하며, 다른 NF들이 접속 가능한 NF를 찾기 위한 요청을 처리하는 기능을 갖는 NF(네트워크 엔티티)이 될 수 있다.

정책 및 과금 기능(Policy and Charging Function, 이하 PCF라 함) 장치(154)는 단말(120)에 대한 이동통신사업자의 서비스 정책, 과금 정책, 그리고 PDU session에 대한 정책을 적용하는 네트워크 엔티티가 될 수 있다.

통합된 데이터 관리(Unified Data Management, 이하 UDM이라 함) 장치(155)는 가입자 또는/및 단말(120)에 대한 정보를 저장하고 있는 네트워크 엔티티가 될 수 있다.

어플리케이션 기능(Application Function, AF) 장치(156)는 이동통신 네트워크와 연동하여 사용자들에게 각종 서비스를 제공하는 기능을 갖는 NF(네트워크 엔티티)이 될 수 있다. 따라서 AF 장치(156)는 각 서비스마다 존재할 수 있다.

서비스 통신 프록시(Service Communication Proxy, SCP) 장치(157)는 NF 간의 통신을 위한 NF 검색(Discovery), NF 간 메시지 전달 등의 기능을 제공하는 NF(네트워크 엔티티)이다. SCP(157)는 사업자 선택에 따라 NRF(153)와 통합된 형태로 동작할 수 있으며, 이 경우 SCP(157)는 NRF(153)의 기능을 포함하거나, 반대로 NRF(153)가 SCP(157)의 기능으로 포함할 수 있다.

이상에서 설명한 AMF 장치(131), SMF 장치(132), UPF 장치(133), NSSF 장치(134), AUSF 장치(151), NEF 장치(152), NRF 장치(153), PCF 장치(154), UDM 장치(155), AF 장치(156), SCP 장치(157)는 적어도 하나 또는 둘 이상의 장치 또는/및 시스템에서 구동되는 소프트웨어이거나 또는 펌웨어 형태인 instance로 구현될 수 있다. 또한 상기한 장치들(131, 132, 133, 134, 151, 152, 153, 154, 155, 156, 157)은 필요한 경우 하드웨어 형태로 구현할 수도 있다. 이하의 설명에서는 설명의 편의를 위해 “장치”라는 용어를 삭제한 형태로 설명하기로 한다. 예를 들어 AMF 장치(131)는 AMF(131)로 설명하고, SMF 장치(132)는 SMF(132)와 같은 형태로 설명하기로 한다.

한편, 도 1에서 각 네트워크 엔티티, 단말(120) 및 RAN(110) 간의 연결된 라인 사이에 기호들은 각 엔티티의 인터페이스일 수 있다. 예를 들어, 단말(120)과 AMF(131) 간은 N1 인터페이스를 사용하며, RAN(110)과 AMF(131) 사이에는 N2 인터페이스를 사용하고, RAN(110)과 UPF(133) 사이에는 N3 인터페이스를 사용하는 것을 의미할 수 있다. 동일하게 SMF(132)와 UPF(133) 간은 N4 인터페이스를 사용하고, UPF(133)들 간 또는 내부에서는 N9 인터페이스를 사용하며, UPF(133)과 DN(140) 간은 N6 인터페이스를 사용할 수 있다. 또한 AUSF(151)는 Nausf 인터페이스를 이용하며, NSSF(134)는 Nnssf 인터페이스를 사용할 수 있다.

도 2는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템 구성을 도시한다.

도 2를 참조하면, 이동통신 시스템(5G, 4G 등 사업자 네트워크)은 무선기지국 예를 들어, 무선 액세스 네트워크(Radio access network, RAN)(110)와 하나 이상의 코어 네트워크 슬라이스로 구성될 수 있다. 도 2의 예시에서는 N개의 코어 네트워크 슬라이스들(211, 212, …, 21N)을 예시하였다. RNA(110)은 적어도 하나의 코어 네트워크 슬라이스를 통해 단말(예: 도 1의 단말(120)과 DN(Data network)(140) 간에 데이터의 송/수신을 수행할 수 있다. 또한 사업자 네트워크 구성에 따라, 코어 네트워크는 슬라이스 형태로 구성되거나, 슬라이스 없이 구성되는 것이 가능하며, 둘 간 공존도 가능하다. 하나의 코어 네트워크 슬라이스는 기본적으로 하나 이상의 코어 네트워크의 NF들이 포함될 수 있다. 하나의 코어 네트워크에 대응하는 하나의 NF는 AMF(131), SMF(132), UPF(133)를 포함하는 것이 일반적이다. 다른 실시예에 따르면, NF는 AMF(131), SMF(132), UPF(133) 중 적어도 하나의 구성 요소 없이 구성할 수 있다. 또 다른 실시예에 따르면, NF는 AMF(131), SMF(132), UPF(133) 외에 다른 네트워크 기능 장치가 포함될 수 있다. 또 다른 실시예에 따르면, NF는 AMF(131), SMF(132), UPF(133) 중 적어도 하나의 구성 요소가 없고, 상기한 장치들 외에 적어도 하나의 다른 장치를 포함할 수도 있다.

본 개시의 실시 예에서, 각각의 네트워크 슬라이스들(211, 212, …, 21N)은 각각의 특성에 맞는 서비스를 제공할 수 있으며, 각각의 네트워크 슬라이스들(211, 212, …, 21N)마다 동시에 제공할 수 있는 용량은 서로 다를 수 있다. 네트워크 슬라이스들(211, 212, …, 21N)의 용량은 예를 들어, 최대 단말(가입자)의 수, 세션 수가 될 수 있다. 각각의 네트워크 슬라이스들(211, 212, …, 21N)은 자신의 용량에 따라 네트워크에 접속을 제어할 수 있다.

도 2에서는 제1네트워크 슬라이스(Core NW Slice #1)(211)의 경우 10,000개의 단말들이 접속할 수 있고, 30,000개의 세션들을 수용할 수 있는 경우를 예시하였다. 제2네트워크 슬라이스(Core NW Slice #2)(212)는 50,000개의 단말들이 접속할 수 있고, 100,000개의 세션들을 수용할 수 있는 경우를 예시하였다. 또한 N번째 네트워크 슬라이스(Core NW Slice #N)(21N)은 1,000개의 단말들이 접속할 수 있고, 5,000개의 세션들을 수용할 수 있는 경우를 예시하였다.

도 2에 예시한 바와 같이 각각의 네트워크 슬라이스들(211, 212, …, 21N)의 용량은 이동통신 사업자의 설정에 따라 슬라이스 별로 서로 다르게 설정될 수 있다. 만약 특정한 하나의 슬라이스가 별도의 서비스 제공자에게 임대되거나 판매되는 경우, 서비스 수준의 규약(SLA: service level agreement)에 따라 슬라이스 별로 용량을 서로 다르게 설정될 수 있다.

본 개시의 다양한 실시 예들에 따르면, 하나의 네트워크 슬라이스의 용량은 다음 파라미터들 중 적어도 하나로 표현될 수 있다.

1. 네트워크 슬라이스에 동시 접속 가능한 최대 가입자, 단말, 또는 사용자의 수

2. 네트워크 슬라이스에서 동시 지원 가능한 최대 세션(PDU Session)의 수

3. 네트워크 슬라이스에서 동시 지원 가능한 최대 IP Flow의 수

4. 네트워크 슬라이스에서 동시 지원 가능한 최대 QoS Flow의 수

5. 네트워크 슬라이스에서 동시 지원 가능한 최대 보장된 비트율(Guaranteed Bit Rate, GBR) Flow의 수

본 개시의 다양한 실시 예들에 따르면, 하나의 네트워크 슬라이스의 용량은 도 2에 예시한 바와 같이 위에서 언급한 파라미터 1의 단말의 수와 파라미터 2의 최대 세션의 수로 설정할 수 있다. 다른 실시예에 따르면, 하나의 네트워크 슬라이스의 용량은 1-5의 파라미터들 중 적어도 하나 또는 둘 이상의 파라미터들을 이용하여 설정할 수 있다.

한편, 세션 및 Flow와 관계된 파라미터 예컨데, 위의 예시들 중 2, 3, 4, 5의 경우, 슬라이스 별 값으로 표현되거나(예를 들어, 네트워크 슬라이스 당 10,000 세션 지원), 또는 접속한 하나의 단말 당 특정한 값으로 표현(예를 들어, 네트워크 슬라이스에 접속한 하나의 단말마다 동시에 4개까지의 세션을 지원)될 수 있다.

본 개시의 다양한 실시 예에 따르면, 이와 같이 네트워크 슬라이스 별 용량 제어를 통해, 사업자의 이동통신 네트워크를 과부하로부터 보호하고, 네트워크의 자원을 효과적으로 사용하며, 이동통신 사업자와 네트워크 슬라이스 사용자 간의 정확한 과금을 수행할 수 있도록 할 수 있다.

도 3는 본 개시의 다양한 실시 예에 따라, 네트워크 슬라이스 별 접속 제어를 수행하기 위한 동작의 신호 흐름도이다.

도 3을 참조하여 설명하기에 앞서 NF(300)는 도 2에서 설명한 내용에 따른 구성을 가질 수 있다. 예를 들어, NF(300)는 AMF(131), SMF(132), UPF(133)를 포함할 수 있다. 다른 실시예에 따르면, NF(300)는 AMF(131), SMF(132), UPF(133) 중 적어도 하나의 구성 요소로 구성할 수 있다. 또 다른 실시예에 따르면, NF(300)는 AMF(131), SMF(132), UPF(133) 외에 다른 네트워크 기능 장치가 추가로 포함될 수 있다. 또 다른 실시예에 따르면, NF(300)는 AMF(131), SMF(132), UPF(133) 중 적어도 하나의 구성 요소와 상기한 장치들 외에 적어도 하나의 다른 장치를 포함할 수도 있다. 본 개시의 또 다른 실시예에 따르면, 도 3의 NF(300)에서 수행하는 동작을 제어하기 위한 별도의 기능 장치를 추가로 구비할 수도 있다.

도 3을 참조하면, 310동작에서 특정한 하나의 네트워크 슬라이스에 속한 NF(300)는 NSSF(Network slice selection function)(134)로 자신의 네트워크 슬라이스 관련 정보를 알리기 위한 서비스를 호출할 수 있다. 310동작에서 NF(300)가 사용하는 서비스는 “Nnssf_NSSAIAvailability_Update” 메시지를 사용할 수 있다. Nnssf_NSSAIAvailability_Update 메시지는 네트워크 슬라이스 선택 보조 정보(Network Slice Selection Assistance Information, NSSAI) 유효성 갱신 메시지가 될 수 있다.

이하에서 설명되는 본 개시의 실시 예에서는 NSSF(134)를 이용하여 설명이 이루어질 것이다. 다른 실시예에 따르면, NSSF(134)를 사용하지 않고, 네트워크 슬라이스의 정보를 저장하고, 네트워크 슬라이스의 선택을 돕는 기능을 갖는 다른 특정한 네트워크 장치를 이용하여 구현할 수도 있다. NF(300)가 NSSF(134)로 전달하는 지원되는 NSSAI 유효성 데이터 메시지인 SupportedNssaiAvailabilityData 메시지에는 NF(300)의 위치(tracking area indicator, TAI), NF(300)가 속한 네트워크 슬라이스의 식별자(S-NSSAI) 리스트가 포함될 수 있다. 또한 만약 네트워크 슬라이스 인스턴스(Slice Instance)를 이용할 경우, NF(또는 NF instance)가 속한 슬라이스 인스턴스 식별자가 포함될 수 있다. 이를 좀 더 설명하면, NF, NF instance, NW Slice instance는 모두 별도의 개념이 될 수 있다. 예를 들어, 앞서 설명한 바와 같이 NF instance는 코어 네트워크의 특정한 시스템에서 물리적 또는/및 논리적 자원을 할당받아 NF의 기능을 수행할 수 있도록 하는 것이므로, NF와 동일한 동작을 수행할 수 있다. 하지만, 동일한 NF에 대하여 NF와 NF instance가 존재할 수 있다. 예컨대, SMF가 복수 개 존재하는 경우를 예로 설명하기로 한다. 가령, SMF가 2개인 경우 하나는 물리적인 장비로 구현될 수 있고, 나머지 하나는 NF instance로 구현할 수도 있다. 이는 SMF가 셋 이상인 경우에도 동일하게 적용할 수 있다. 반대로 SMF가 2개 이상인 경우 모든 SMF가 물리적인 장비로만 구현되거나 또는 모든 SMF가 SMF instance로 구현될 수도 있다.

이러한 관점에서 볼 때, NW Slice instance 또한 물리적인 NF들과 결합된 형태로 NW Slice instance를 구현할 수도 있고, 모든 NF들이 코어 네트워크의 특정한 시스템에서 물리적 또는/및 논리적 자원을 할당받은 NF들로 구현될 수도 있다.

이때 네트워크 슬라이스 별 용량 제어를 위해, 네트워크 슬라이스 식별자(NW slice ID)마다 용량 파라미터가 포함될 수 있다. 용량 파라미터는, 앞서 설명한 파라미터 1-5들 중 하나 이상일 수 있다.

본 개시의 다양한 실시예에 따르면, NF(300)가 전달하는 메시지에 포함되는 정보는 다양한 형태를 포함할 수 있다. 이하에서 본 개시에 따라 NF(300)가 전달하는 메시지의 형태에 대하여 도 4a 내지 도 4e를 참조하여 살펴보기로 한다.

도 4a 내지 도 4e는 본 개시의 다양한 실시예에 따라 NF(300)가 전달하는 메시지에 포함되는 정보를 예시한 도면이다.

도 4a는 본 개시의 하나의 실시예에 따라 SupportedNssaiAvailabilityData 메시지의 구성을 예시한 도면이다. 도 4a를 참조하면, 속성 이름(attribute name) 필드들에는 ‘tai’, ‘NF Type’, ‘supportedSnssaiList’ 및 ‘supportedSnassiCapacity’를 포함할 수 있다. 도 4a에 예시한 속성 이름 필드들은 본 개시의 일실시예에 따른 필드들이므로, 그 외에 추가적인 필드들을 더 포함할 수도 있다.

속성 필드들 중 ‘tai’는 트래핑 영역의 식별자를 포함하는 요소이고, 속성 이름 필드들 중 ‘NF Type’는 소비자(consumer) NF의 유형을 포함하는 요소이며, 속성 이름 필드들 중 ‘supportedSnssaiList’는 NF(300)가 지원하는 S-NSSAI의 리스트를 포함할 수 있으며 TAI가 포함된 경우에 이 정보는 TA에 대하여 유효하고, 속성 이름 필드들 중 ‘supportedSnassiCapacity’는 대응하는 각 싱글 네트워크 슬라이스 선택 보조 정보(Single Network Slice Selection Assistance Information, S-NSSAI)의 능력을 포함하는 요소가 될 수 있다.

도 4b는 본 개시의 일실시예에 따라 도 4a와 같은 구성의 메시지 내에 ‘supportedSnassiCapacity’속성에 대응하는 SliceCapacity의 구성을 예시한 도면이다.

도 4b를 참조하면, SliceCapacity의 속성 이름 필드들은 ‘maxUEs’, ‘maxSessions’, ‘maxIPFlows’, ‘maxQoSFlows’및 ‘maxGBRFlows’중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

도 4b의 속성 이름 필드들 중 ‘maxUEs’는 해당하는 네트워크 슬라이스에서 지원하는 최대 단말의 수 정보를 나타내고, 도 4b의 속성 이름 필드들 중 ‘maxSessions’는 해당하는 네트워크 슬라이스에서 지원하는 최대 세션의 수 정보를 나타내며, 도 4b의 속성 이름 필드들 중 ‘maxIPFlows’는 해당하는 네트워크 슬라이스에서 지원하는 최대 IP flow의 수를 나타내고, 도 4b의 속성 이름 필드들 중 ‘maxQoSFlows’는 해당하는 네트워크 슬라이스에서 지원하는 최대 QoS flow의 수를 나타내고, 도 4b의 속성 이름 필드들 중 ‘maxGBRFlows’는 해당하는 네트워크 슬라이스에서 지원할 수 있는 최대 GBR flow의 수를 나타낼 수 있다.

이상에서 살핀 도 4b의 속성 이름 필드들은 앞서 도 2에서 설명한 네트워크 슬라이스의 용량에 대응한 정보가 될 수 있다.

도 4c는 본 개시의 다른 실시예에 따라 SupportedNssaiAvailabilityData 메시지의 구성을 예시한 도면이다. 도 4c를 참조하면, 속성 이름 필드들에는 ‘Tai’, ‘NF Type’ 및 ‘supportedSnssaiList’를 포함할 수 있다. 도 4c에 예시한 속성 이름 필드들은 본 개시의 일실시예에 따른 필드들이므로, 그 외에 추가적인 필드들을 더 포함할 수도 있다.

도 4c에서 ‘Tai’, ‘NF Type’의 속성 필드들은 앞서 설명한 도 4a에서의 속성 필드들과 동일한 정보가 될 수 있다. 다만, 도 4c에서 ‘supportedSnssaiList’의 필드는 NF(300)가 지원하는 네트워크 슬라이스 정보를 포함할 수 있고, TAI가 포함된 경우에 이 정보는 TA에 대하여 유효한 경우일 수 있다. 도 4c와 같이 SupportedNssaiAvailabilityData 메시지를 구성하는 경우 ‘supportedSnssaiList’를 구성하는 각 어레이 별 속성은 도 4d와 구성될 수 있다.

도 4d는 본 개시의 일실시예에 따라 도 4a와 같은 구성의 메시지 내에 ‘supportedSnassiCapacity’속성에 대응하는 SliceCapacity의 구성을 예시한 도면이다.

도 4d를 참조하면, SliceCapacity의 속성 이름 필드들은 ‘supportedSlice’ 및 ‘supportedSliceCapacity’ 중 적어도 하나의 필드를 포함할 수 있다. 도 4d의 ‘supportedSlice’ 필드는 tracking area의 식별자를 포함할 수 있고, 도 4d의 ‘supportedSliceCapacity’ 필드는 해당하는 네트워크 슬라이스의 용량을 나타낼 수 있으며, 하나 또는 복수의 파라미티터들을 포함할 수 있다.

도 4e는 본 개시의 일실시예에 따라 도 4d의 ‘supportedSliceCapacity’ 속성 이름 필드에 대응하는 SliceCapacity의 구성을 예시한 도면이다.

도 4e를 참조하면, SliceCapacity의 속성 필드들은 ‘maxUEs’, ‘maxSessions’, ‘maxIPFlows’, ‘maxQoSFlows’및 ‘maxGBRFlows’중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

도 4e의 속성 이름 필드들 중 ‘maxUEs’는 해당하는 네트워크 슬라이스에서 지원하는 최대 단말의 수 정보를 나타내고, 도 4e의 속성 필드들 중 ‘maxSessions’는 해당하는 네트워크 슬라이스에서 지원하는 최대 세션의 수 정보를 나타내며, 도 4e의 속성 필드들 중 ‘maxIPFlows’는 해당하는 네트워크 슬라이스에서 지원하는 최대 IP flow의 수를 나타내고, 도 4e의 속성 필드들 중 ‘maxQoSFlows’는 해당하는 네트워크 슬라이스에서 지원하는 최대 QoS flow의 수를 나타내고, 도 4e의 속성 필드들 중 ‘maxGBRFlows’는 해당하는 네트워크 슬라이스에서 지원할 수 있는 최대 GBR flow의 수를 나타낼 수 있다.

이상에서 살핀 도 4e의 속성 필드들은 앞서 도 2에서 설명한 네트워크 슬라이스의 용량에 대응한 파라미터 정보가 될 수 있다.

다시 도 3을 참조하면, 이상에서 설명한 바와 같이 NF(300)는 310단계에서 자신의 네트워크 슬라이스 관련 정보를 알리기 위한 서비스 호출을 위해 “Nnssf_NSSAIAvailability_Update” 메시지를 이용하여 NSSF(134)로 전송할 수 있다.

그러면, 320동작에서 NSSF(134)는 NF(300)로부터 수신한 정보를 저장하고, 서비스 요청에 대한 응답으로, NSSAI Availability Update response 메시지를 Nnssf_NSSAIAvailability_Update 메시지를 송신한 NF(300)로 전송할 수 있다. 또한 NSSF(134)는 이후 NF(300)로부터 특정 네트워크 슬라이스에 대한 정보 제공 또는 네트워크 슬라이스 선택 요청을 받으면, 저장된 정보를 이용하여 응답할 수 있다.

330동작에서, NSSF(134)는 NF(300)로부터 상태 또는 설정이 변경된 경우, 또는 현재의 상태/설정 정보를 주기적으로 알려달라는 요청을 해당하는 NF(300)로 전송할 수 있다. 이 요청은 NF status change에 대한 subscribe 메시지 또는 특정 event에 대한 reporting에 대한 요청 메시지로 구현될 수 있다. 이때 요청 메시지에는 대상이 될 해당하는 네트워크 슬라이스에 대한 정보(식별자), 수신하고자 하는 상태/설정 정보가 포함될 수 있다. 수신하고자 하는 상태 정보에는 다음과 같은 파라미터가 포함될 수 있다. 만약 특정 조건이 충족된 경우에 한해 응답을 받을 경우, 조건(특정 값에 대한 threshold 등)이 포함될 수 있다. 만약 주기적 정보 보고를 요청할 경우, 요청 메시지에는 응답에 대한 주기가 포함될 수 있다.

NSSF(134)가 수신하고자 하는 상태 정보는 아래의 값을 포함할 수 있다.

(1) 앞서 설명한 네트워크 슬라이스 별 용량에 대한 파라미터(최대 값)

(2) 네트워크 슬라이스 별 현재 상태

(3) 네트워크 슬라이스 별 현재 용량

네트워크 슬라이스 별 현재 상태는 아래의 정보들을 포함할 수 있다.

■ 네트워크 슬라이스에 접속 중인 가입자, 단말, 또는 사용자의 수

■ 네트워크 슬라이스에 등록된 가입자, 단말, 또는 사용자의 수

■ 네트워크 슬라이스에서 지원하고 있는 세션(PDU Session)의 수

■ 네트워크 슬라이스에서 지원하고 있는 IP Flow의 수

■ 네트워크 슬라이스에서 지원하고 있는 QoS Flow의 수

■ 네트워크 슬라이스에서 지원하고 있는 GBR Flow의 수

네트워크 슬라이스 별 현재 사용량은 아래의 정보들을 포함할 수 있다.

■ 네트워크 슬라이스에 접속 중인 가입자, 단말, 또는 사용자의 수 / 네트워크 슬라이스에서 지원 할 수 있는 최대 가입자, 단말 또는 사용자의 수 * 100

■ 네트워크 슬라이스에서 지원하고 있는 세션(PDU Session)의 수 / 네트워크 슬라이스에서 지원 할 수 있는 최대 세션 수 * 100

■ 네트워크 슬라이스에서 지원하고 있는 IP Flow의 수 / 네트워크 슬라이스에서 지원 할 수 있는 최대 IP flow의 수 * 100

■ 네트워크 슬라이스에서 지원하고 있는 QoS Flow의 수 / 네트워크 슬라이스에서 지원 할 수 있는 최대 QoS Flow의 수 * 100

■ 네트워크 슬라이스에서 지원하고 있는 GBR Flow의 수 / 네트워크 슬라이스에서 지원 할 수 있는 최대 GBR flow의 수 * 100

위와 같이 네트워크 슬라이스 별 현재 사용량은 현재 사용량을 지원할 수 있는 최대 사용량으로 나눈 값에 100을 곱한 형태이브로, 퍼센트(%) 정보가 될 수 있다.

340동작에서 NF(300)는 NSSF(134)의 요청에 따라 NF(300)의 네트워크 슬라이스 정보를 리포팅(NF status change notification) 메시지를 생성하여 전달할 수 있다. 만약 리포팅에 대한 조건이 설정된 경우, NF(300)는 조건이 충족된 경우에 한해 리포팅 메시지를 생성하여 NSSF(134)로 전송할 수 있다. 이에 따라 NSSF(134)는 리포팅 메시지를 수신할 수 있다. 또한 NSSF(134)는 수신된 리포팅 메시지에 기반하여 기 저장된 데이터를 갱신할 수 있다.

한편 본 개시의 실시 예에서 네트워크 슬라이스 선택 결과 특정한 네트워크 슬라이스 인스턴스가 선택되고, 응답 메시지에 네트워크 슬라이스 인스턴스 (Network Slice Instance, NSI) ID가 포함된 경우, 이후 네트워크 슬라이스에 속한 NF 선택은 NSI ID를 이용하여 이루어질 수 있다. 기본적인 동작 원칙은 아래와 같다.

(1) NF(300)는 자신이 속한 네트워크 슬라이스의 정보를 소정의 메시지 예를 들어, Nnssf_NSSAIAvailability 서비스(메시지)를 통해 NSSF(134)에 알릴 수 있다. 이때, NF(300)가 복수의 장치 예를 들어, AMF(131), SMF(132), UPF(133)로 구성되는 경우 각각의 NF 장치들이 Nnssf_NSSAIAvailability 서비스(메시지)를 통해 자신이 속한 네트워크 슬라이스의 정보를 NSSF(134)에 알릴 수 있다.

(2) NF(300)는 자신의 정보 및 네트워크 슬라이스 정보를 NF 등록(Registration) 서비스(메시지)를 통해 NRF(153)에 등록할 수 있다. 이때, NF(300)가 복수의 장치 예를 들어, AMF(131), SMF(132), UPF(133)로 구성되는 경우 각각의 장치들이 NF 등록(Registration) 서비스(메시지)를 이용하여 자신이 속한 네트워크 슬라이스의 정보를 NRF(153)에 등록할 수 있다.

(3) NF(300)는 네트워크 슬라이스 선택 또는 네트워크 슬라이스에 속한 NF의 선택이 필요한 경우, 네트워크 슬라이스 선택 요청 메시지를 NSSF(134)로 전송할 수 있다. 이 때 NSSF(134)는 앞서 수신한 정보를 이용해 네트워크 슬라이스에 대응되는 네트워크 슬라이스 인스턴스를 선택하고, 네트워크 슬라이스 인스턴스 식별자를 이용하여 응답할 수 있다.

(4) NF(300)는 NRF(153)로 NF 선택, Discovery를 위한 요청 메시지를 전송할 수 있다. 이 요청에는 NSSF(134)로부터 수신한 네트워크 슬라이스 인스턴스 식별자 및 선택/Discovery의 대상이 될 NF Type 또는 NF Service가 명시될 수 있다.

(5) NRF(153)는 앞서 수신한 정보를 이용해 네트워크 슬라이스 인스턴스에 속한 NF를 선택할 수 있다. 이 때 본 개시의 실시 예에 따라 NF(300)로부터 수신한 네트워크 슬라이스 별 최대 용량 및 현재 부하 상태를 고려하여 선택을 수행할 수 있다.

(6) NRF(153)는 선택된 NF(300)에 대한 정보를 포함한 메시지를 선택을 요청한 NF(300)로 전송할 수 있다. 만약 선택에 실패한 경우, 선택 실패의 사유 및 현재 NF의 정보를 포함한 정보를 응답 메시지에 포함시켜 전달할 수 있다.

(7) NF(300)는 NRF(153)로부터 수신된 정보를 이용하여, 서비스를 제공할 NF를 최종 선택하고 나머지 동작을 수행한다. 예를 들어, 제1NF가 NRF(153)으로부터 수신된 정보를 이용하여 다른 제2의 NF를 선택할 수 있다. 이러한 동작의 예는 후술되는 흐름도에서 더 상세히 설명될 것이다.

도 5는 본 개시의 일 실시 예에 따른 단말의 등록 관리, 이동성 관리, 세션 관리 과정 중 네트워크 슬라이스의 용량을 고려한 제어 동작 시 신호 흐름도이다.

도 5에서는 AMF(131), SMF(132), UPF(133)가 네트워크 슬라이스에 포함되어 동작하는 전체 절차를 나타내고 있으나, 네트워크 슬라이스 구성, 설정에 따라 일부 NF에 대해서만 적용되거나, NF 별 동작 순서가 변경될 수 있다. 다만, 도 5에서는 전체적인 관점에서의 동작을 설명하기 위한 신호 흐름이라는 점에 유의해야 한다.

이하의 설명에서 NF(300)는 AMF(131), SMF(132), UPF(133)를 포함하는 형태로 설명하며, NF(300)은 AMF(131), SMF(132), UPF(133)을 총칭하는 의미가 될 수 있다. 또한 NF(300)은 하나의 네트워크 슬라이스에 해당할 수 있다. 예를 들어 NF(300)에 포함된 AMF(131), SMF(132), UPF(133)들은 동일한 하나의 네트워크 슬라이스에서 동작하기 위한 장치 및/또는 소프트웨어 및/또는 펌웨어로 구현할 수 있다. 또한 NF(300)에 포함된 AMF(131), SMF(132), UPF(133)들은 AMF 장치, SMF 장치 및 UPF 장치에서 해당 네트워크 슬라이스에 할당된 일부 기능일 수 있다.

510 동작에서 NF(300) 예를 들어, AMF(131), SMF(132), UPF(133)는 NSSF(Network slice selection function)(134)로 자신의 네트워크 슬라이스 관련 정보를 알리기 위한 서비스를 호출할 수 있다. 도 5의 예시에서, NF(300)가 사용하는 서비스는 Nnssf_NSSAIAvailability_Update 메시지일 수 있다. 본 개시의 실시 예에서는 NSSF(134)를 이용하여 설명이 이루어지지만, 본 개시의 다양한 실시 예에 따르면, 네트워크 슬라이스의 정보를 저장하고, 네트워크 슬라이스의 선택을 돕는 기능을 갖는 다른 특정한 네트워크 엔티티에서 수행할 수도 있다.

510a 동작을 예로 살펴보면, 만약 NF(300)가 AMF(131)인 경우 NF 유형을 AMF로 설정(NF type = AMF)하고, AMF(131)가 NSSF(134)로 전달하는 정보(SupportedNssaiAvailabilityData) 메시지에는 AMF(131)의 위치(TAI), AMF(131)가 속한 네트워크 슬라이스의 식별자(S-NSSAI) 리스트가 포함될 수 있다. 이 때 네트워크 슬라이스 별 용량 제어를 위해, 네트워크 슬라이스 식별자 별 용량 파라미터가 포함될 수 있다. 용량 파라미터는, 앞서 설명한 도 3 및 도 4a 내지 도 4e의 실시 예에서 설명한 파라미터 중 하나 이상일 수 있다. 예컨대, AMF(131)는 네트워크 슬라이스에서 제공 가능한 최대 단말(가입자 또는 사용자)의 수를 포함할 수 있다.

510b 동작을 예로 살펴보면, 만약 NF(300)가 SMF(132)인 경우 NF 유형을 SMF로 설정(NF Type = SMF)하고, SMF(132)가 NSSF(134)로 전달하는 정보(SupportedNssaiAvailabilityData) 메시지에는 SMF(132)의 위치(TAI 또는 Service Area ID), SMF(132)가 속한 네트워크 슬라이스의 식별자(S-NSSAI) 리스트가 포함될 수 있다. 이 때 네트워크 슬라이스 별 용량 제어를 위해, 네트워크 슬라이스 식별자 별 용량 파라미터가 포함될 수 있다. 용량 파라미터는, 앞서 설명한 도 3 및 도 4a 내지 도 4e의 실시 예에서 설명한 파라미터 중 하나 이상일 수 있다. 예컨대, SMF(132)에 대해서는 네트워크 슬라이스에서 제공 가능한 최대 세션 수, 최대 Flow(IP Flow, QoS Flow, GBR Flow)의 수를 포함할 수 있다.

510c 동작을 예로 살펴보면, 만약 NF(300)가 UPF(133)인 경우 NF 유형을 UPF로 설정(NF Type = UPF)하고, UPF(133)가 NSSF(134)로 전달하는 정보(SupportedNssaiAvailabilityData) 메시지에는 UPF(133)의 위치(TAI 또는 Service Area ID), UPF(133)가 속한 네트워크 슬라이스의 식별자(S-NSSAI) 리스트가 포함될 수 있다. 이 때 네트워크 슬라이스 별 용량 제어를 위해, 네트워크 슬라이스 식별자 별 용량 파라미터가 포함될 수 있다. 용량 파라미터는, 앞서 설명한 도 3 및 도 4a 내지 도 4e의 실시 예에서 설명한 파라미터 중 하나 이상일 수 있다. 예컨대, UPF(133)에 대해서는 네트워크 슬라이스에서 제공 가능한 최대 Data Rate를 포함할 수 있다.

520 동작에서 NSSF(134)는 NF(300)로부터 수신한 정보를 저장하고, 서비스 요청에 대한 응답 메시지를 요청한 NF(300)로 전송할 수 있다. 이후 NF(300)로부터 특정 네트워크 Slice에 대한 정보 제공 또는 네트워크 슬라이스 선택 요청을 받으면, 저장된 정보를 이용하여 응답할 수 있다.

일실시예에 따르면, NF(300)가 UPF(133)인 경우 NSSF(134)는 UPF(133)로부터 510c 동작에서 수신된 정보를 저장하고, 520a 동작에서 UPF(133)로 응답 메시지를 전송할 수 있다. 다른 실시예에 따르면, NF(300)가 SMF(132)인 경우 NSSF(134)는 SMF(133)로부터 510b 동작에서 수신된 정보를 저장하고, 520b 동작에서 SMF(132)로 응답 메시지를 전송할 수 있다. 또 다른 실시예에 따르면, NF(300)가 AMF(131)인 경우 NSSF(134)는 AMF(131)로부터 510a 동작에서 수신된 정보를 저장하고, 520c 동작에서 AMF(131)로 응답 메시지를 전송할 수 있다.

530 동작에서, NSSF(134)는 NF(300)로부터 상태 또는 설정이 변경된 경우, 또는 현재의 상태/설정 정보를 주기적으로 알려달라는 요청을 NF(300)로 전송할 수 있다. 이 요청은 NF status change에 대한 subscibe 메시지 또는 특정 event에 대한 reporting에 대한 요청 메시지로 구현될 수 있다. 이때 NF status change에 대한 subscibe 메시지 또는 요청 메시지에는 대상이 될 네트워크 슬라이스에 대한 정보(식별자), 수신하고자 하는 상태/설정 정보가 포함될 수 있다. 수신하고자 하는 상태 정보에는 다음과 같은 파라미터가 포함될 수 있다.

만약 특정 조건이 충족된 경우에 한해 응답을 받을 경우, 조건(특정 값에 대한 threshold 등)이 포함될 수 있다. 만약 주기적 정보 보고를 요청할 경우, 요청 메시지에는 응답에 대한 주기가 포함될 수 있다.

만약 NF(300)가 AMF(131)인 경우, NSSF(134)는 530a 동작에서 AMF(131)의 상태 정보 중 특정 네트워크 슬라이스 관련하여 현재 등록된 단말 수, 접속 중인 단말 수에 대한 리포팅을 요청할 수 있다. 만약 NF(300)가 SMF(132)인 경우, NSSF(134)는 530b 동작에서 SMF(132)의 상태 정보 중 특정 네트워크 슬라이스 관련하여 현재 생성된(Established) 세션의 수, 활성화(Activated)된 세션 수에 대한 리포팅을 요청할 수 있다. 또한 NF(300)가 SMF(132)인 경우, NSSF(134)는 부가적으로 특정 데이터 네트워크 이름(Data Network Name, DNN)이나 데이터 네트워크 액세스 식별자(Data Network Access Identifier, DNAI) 별 정보를 요청할 수 있다. 만약 NF(300)가 UPF(133)인 경우, NSSF(134)는 530c 동작에서 UPF(133)의 상태 정보 중 특정 네트워크 슬라이스 관련하여 현재의 Data Rate에 대한 리포팅을 요청할 수 있으며, 특정 DNN이나 DNAI 별 정보를 요청할 수 있다.

한편 상기 실시 예는, 네트워크 슬라이스에 대한 정보를 저장하고, 네트워크 슬라이스 선택 시 정보를 제공하는 NSSF(134) 대신, NF 별로 정보를 저장하고, NF 선택 시 정보를 제공하는 NRF(153)(또는 SCP: service communication proxy(157))를 이용하는 방법으로도 변경할 수도 있다. 예를 들어, NFR(153)는 기본적으로 NF 정보를 저장할 수 있으며, 또한 NF 정보는 해당하는 NF가 속한 네트워크 슬라이스 정보를 포함할 수 있다. 이에 따라 NRF(153)가 NF 별로 정보를 저장한 상태에서 특정한 NF로 선택할 정보를 제공하는 경우 저장된 NF 정보에 해당 NF가 속한 네트워크 슬라이스 정보를 함께 제공할 수 있다. 위와 동일한 방법으로 SCP(157)가 NRF(153)의 동작을 수행할 수도 있다.

만약 NRF(153)을 이용하는 경우, 각 NF(AMF, SMF, 또는 UPF)가 자신의 정보 및 연관된 네트워크 슬라이스 정보를 NRF(153)로 전달할 시 NF service registration 동작에서 이루어질 수 있다. 이 때, 각 NF가 전달하는 NF 프로파일(Profile)에는 기본적인 NF의 정보뿐만 아니라, 510 동작에서 설명된 네트워크 슬라이스 정보가 포함될 수 있다. 동일하게 NRF(153)는 NF(300)에 대해 네트워크 슬라이스의 현재 상태 정보에 대한 보고(reporting)를 해당하는 NF로 요청하여 수신할 수 있다. 이 때 530 동작과 마찬가지로 상태 변경 보고에 대한 Subscribe 또는, NRF(153)와 NF 사이의 상태 체크 기능(heartbeat)을 이용할 수 있다. 또한, 이때 요청하는 정보, 응답 받는 정보는 530 동작에서 설명한 파라미터가 포함될 수 있다.

도 6은 본 개시의 일 실시예에 따라 단말의 접속 제어를 수행하는 동작 시 신호 흐름도이다.

도 6의 신호 흐름도는 NSSF(134)가 본 개시에 따른 주체가 되는 경우를 예로서 도시한 흐름도이다. 하지만, 앞서 도 5에서 설명한 바와 같이 NSSF(134) 대신 NRF(153) 또는 SCP(157)로 대체할 수 있다.

610 동작에서 단말(120)은 자신이 접속하고자 하는 네트워크 슬라이스를 선택하여 RAN(110)으로 연결 요청(RRC Connection (NSSAI)) 메시지를 전송할 수 있다. 도 6에서 NG-RAN으로 예시한 것은 기지국의 한 예로서 예시된 것일 뿐 이에 국한되지 않음에 유의해야 한다. 즉, 앞선 도 1에서 설명한 다양한 형태의 기지국들 중 어떠한 기지국이라도 무방하다.

612 동작에서 기지국(NG-RAN)(110)은 단말(120)이 명시한 네트워크 슬라이스 식별자를 이용해 제1AMF(131a)를 선택하고, 단말이 전송한 연결 요청 메시지 예컨대, N1(NAS) 메시지(본 개시의 실시 예에서 설명한 등록(Registration) 요청 메시지)에 기반하여 등록 요청을 포함하는 초기 단말 메시지(Initial UE message ? Registration Req(Requested NSSAI)를 제1AMF(131a)로 전달할 수 있다. 만약 단말이 610 동작에서 네트워크 슬라이스 식별자를 명시하지 않거나, 단말(120)이 명시한 네트워크 슬라이스 정보로 제1AMF(131a)를 선택할 수 없을 경우, 기지국(110)은 AMF 선택 규칙에 따라 하나의 AMF를 선택할 수 있다. 이처럼 기지국(110)은 단말(120)이 명시한 네트워크 슬라이스 정보에 기반하여 제1AMF(131a)를 선택하거나 또는 AMF 선택 규칙에 따라 제1AMF(131a)를 선택하는 경우 초기 단말 메시지(Initial UE message ? Registration Req(Requested NSSAI)를 제1AMF(131a)로 전달할 수 있다.

614 동작에서 제1AMF(131a)는 기지국(110)을 통해 단말(120)이 전송한 등록(Registration) 요청 메시지를 처리하기 위한 동작을 수행할 수 있다. 만약 단말(120)에 대해 새로운 네트워크 슬라이스를 선택해야 하거나, 또는 네트워크 슬라이스를 변경해야 하는 경우, 또는 네트워크 슬라이스에 속한 새로운 AMF를 선택해야 하는 경우 NSSF(134)로 네트워크 슬라이스 선택 요청(NSSelection Req) 메시지를 전송할 수 있다. 네트워크 슬라이스 선택 요청(NSSelection Req) 메시지는 NSSF(134)가 제공하는 Nnssf_NSSelection Service의 GET Operation을 통해 수행될 수 있다.

반면에 제1AMF(131a)는 새로운 네트워크 슬라이스를 선택할 필요가 없거나 네트워크 슬라이스를 변경할 필요가 없거나 또는 네트워크 슬라이스에 속한 새로운 AMF를 선택할 필요가 없는 경우라면, 612 동작 이후에 설명되는 동작들은 수행하지 않을 수 있다.

614 동작에서 네트워크 슬라이스 선택 요청(NSSelection Req) 메시지를 전송할 시 제1AMF(131a)는 단말(120)이 요청한 네트워크 슬라이스 식별자들(Requested NSSAI), 가입정보에 포함된 네트워크 슬라이스 식별자들(subscribed NSSAI)을 포함할 수 있다. 또한 네트워크 슬라이스 선택 요청(NSSelection Req) 메시지 전송 시 제1AMF(131a)는 선택의 대상이 네트워크 슬라이스에 포함된 모든 NF임을 알리거나, 또는 선택의 대상이 될 네트워크 슬라이스 내의 특정 NF Type을 지정할 수 있다.

616 동작에서 NSSF(134)는 제1AMF(131a)의 요청에 따라 네트워크 슬라이스를 선택하기 위한 동작을 수행할 수 있다. 이때 앞서 설명한 도 2 내지 도 5의 실시 예를 통해 수신하거나 저장한 슬라이스 별 정보(슬라이스 별 최대 용량, 현재 부하(사용량))를 고려할 수 있다. 만약 제1AMF(131a)의 요청이 전체 네트워크 슬라이스인 경우, 네트워크 슬라이스의 전체 상태를 고려하여, 네트워크 슬라이스 선택 및 네트워크 슬라이스에 포함된 후보 NF들을 선택할 수 있다. 예를 들어, 만약 네트워크 슬라이스에 AMF(131), SMF(132), UPF(133)가 포함된 경우, 이들을 모두 후보 NF에 포함할 수 있다. 만약 제1AMF(131a)의 요청이 네트워크 슬라이스에 속한 특정 NF를 지정한 경우, 해당 NF Type을 갖는 후보 NF들을 선택할 수 있다. 만약 네트워크 슬라이스가 Instance로 구성될 경우, 하나의 네트워크 슬라이스 Instance를 선택할 수 있다. 만약 선택의 대상이 될 NF 또는 Instance가 여러 개인 경우, 수신된 최대 용량, 현재 부하 상태를 고려해 부하가 분산되도록 선택할 수 있다.

618 동작에서 NSSF(134)는 제1AMF(131a)로부터의 네트워크 슬라이스 선택 요청(NSSelection Req) 메시지에 대한 응답으로, 네트워크 슬라이스 선택 응답(NSSelection Resp) 메시지에 네트워크 슬라이스 정보를 포함하여 제1AMF(131a)로 전달할 수 있다. 이 때 네트워크 슬라이스 선택 응답은 Nnssf_NSSelection Service의 형태로 구현할 수 있으며, 앞서 선택된 네트워크 슬라이스 정보를 포함한 인증된 네트워크 슬라이스 정보(AuthorizedNetworkSliceInfo)를 포함할 수 있다. 예컨대, AuthorizedNetworkSliceInfo에는 만약 제1AMF(131a)의 요청이 전체 네트워크 슬라이스인 경우, 네트워크 슬라이스의 전체 상태를 고려하여, 네트워크 슬라이스 선택 및 네트워크 슬라이스에 포함된 후보 NF들을 포함할 수 있다. 만약 네트워크 슬라이스에 AMF(131-제1AMF(131a)와 제2AMF(131b)를 총칭함), SMF(132), UPF(133)가 포함된 경우, 이들의 후보 정보를 포함할 수 있다. 만약 제1AMF(131a)의 요청이 네트워크 슬라이스에 속한 특정 NF를 지정한 경우, 해당 NF Type을 갖는 후보 NF들을 포함할 수 있다. 만약 네트워크 슬라이스가 Instance로 구성될 경우, 하나의 슬라이스 Instance를 포함할 수 있다. 네트워크 슬라이스가 포함된 정보는 선택된 후보 또는 선택된 Instance를 식별할 수 있는 이름 또는 식별자의 형태로 구성될 수 있다. 만약 요청을 처리할 수 있는 네트워크 슬라이스 선택 또는 NF의 선택에 실패한 경우 예를 들어, 해당하는 네트워크 슬라이스에서 허용할 수 있는 용량이 초과된 경우 NSSF(134)는 이에 대응하는 실패 결과, 사유를 네트워크 슬라이스 선택 응답 메시지에 포함하여 전송할 수 있다. 이를 통해 NSSF(134)는 제1AMF(131a)로 NF의 선택에 실패한 이유를 알릴 수 있다.

620 동작에서 상기 618 동작을 통해 네트워크 슬라이스 선택 응답 메시지를 수신한 제1AMF(131a)는 수신된 정보를 이용해 새로운 AMF의 선택이 필요한지를 식별할 수 있다. 만약 새로운 AMF의 선택이 필요하며, 새로운 AMF 선택을 위한 추가 정보가 필요한 경우, NRF(153)(또는 SCP(157))를 통해 AMF 선택 과정이 수행될 수 있다(도 6에 미도시). 이 때 AMF 선택은 앞서 618 동작에서 수신된 네트워크 슬라이스 정보 및 후보 AMF를 고려할 수 있다.

622 동작에서 만약 AMF가 변경되어야 할 경우, 제1AMF(131a)는 선택된 AMF 예를 들어, 도 6의 새로운 제2AMF(131b)로 단말(120)에 대한 등록 처리를 Reroute하기 위한 Reroute 요청 메시지(Reroute NAS message)를 기지국(NG-RAN)(110)으로 전송할 수 있다. 제1AMF(131a)가 기지국(NG-RAN)(110)으로 전송하는 Reroute 요청 메시지(Reroute NAS message)에는 단말(120)로부터 수신한 N1(NAS) 메시지, 선택된 새로운 제2AMF(131b)의 식별자, 618 동작에서 NSSF(134)로부터 수신한 네트워크 슬라이스 정보를 포함할 수 있다. 만약 reroute 이후 AMF 변경이 불필요한 경우, 네트워크 슬라이스 정보 중 AMF 정보는 빼고 전송할 수 있다.

624동작에서 기지국(110)은 제1AMF(131a)로부터 수신한 Reroute 요청 메시지(Reroute NAS message)에 기반하여 선택된 제2AMF(131b)로 초기 단말 메시지(initial UE message)를 송신할 수 있다. 이때, 초기 단말 메시지는 다른 이름으로 명명될 수 있으며, 610동작에서 단말(110)이 기지국(110)으로 전송한 메시지와 제1AMF(131a)로부터 획득한 NAS message 및 네트워크 슬라이스 정보를 포함할 수 있다.

이후 626동작에서 제1AMF(131a)와 새로운 제2AMF(131b) 간에 단말(120)에 대한 등록 절차를 수행할 수 있다. 여기서 등록 절차는 기지국(110)을 통해 전달된 정보 외에 부가적으로 필요한 정보가 있는 경우에 수행될 수 있다.

도 7은 본 개시의 실시예에 따라 세션 생성 절차 중 네트워크 슬라이스 상태에 따른 신호 흐름도이다.

도 7을 참조하면, 710동작에서 단말(110), AMF(131) 및 NF 들간의 등록(Registration) 절차 중 특정한 네트워크 슬라이스가 선택될 수 있다.

712 동작에서 단말(110)은 PDU 세션 생성(Establishment)이 필요한 경우, PDU 세션 생성 요청(PDU session establishment request) 메시지를 AMF(131)로 전송할 수 있다. PDU 세션 생성 메시지에는 PDU 세션 생성의 대상이 될 정보 예컨대, DNN, 슬라이스 식별자가 포함될 수 있다.

714 동작에서 AMF(131)는 단말(110)이 요청한 세션의 생성 중 네트워크 슬라이스 선택 또는 네트워크 슬라이스에 속한 특정한 NF(SMF/UPF)의 선택이 필요한 경우, 네트워크 슬라이스 선택 요청(NSSelection Req) 메시지를 NSSF(134)로 전송할 수 있다. 네트워크 슬라이스 선택 요청 메시지는 NSSF(134)가 제공하는 Nnssf_NSSelection Service의 GET Operation을 이용할 수 있다. 이 네트워크 슬라이스 선택 요청 메시지의 전송 시 AMF(131)는 단말(110)이 요청한 네트워크 슬라이스 식별자들, 가입정보에 포함된 네트워크 슬라이스 식별자들을 포함할 수 있다. 또한 네트워크 슬라이스 선택 요청 메시지의 전송 시 AMF(131)는 선택의 대상이 세션 수립 중 네트워크 슬라이스에 포함된 모든 NF임을 알리거나, 또는 선택의 대상이 될 네트워크 슬라이스 내의 특정 NF Type(SMF and/or UPF)을 지정할 수 있다. 또한 AMF(131)는 세션 수립 중 DNN 또는 DNAI를 이용하여 세션에 대한 정보를 추가로 전달할 수 있다.

716동작에서 NSSF(134)는 AMF(131)의 요청에 따라 네트워크 슬라이스를 선택하기 위한 동작을 수행할 수 있다. 이 때 앞서 설명한 실시 예를 통해 수신하거나 저장한 네트워크 슬라이스 별 정보(슬라이스 별 최대 용량, 현재 부하(사용량))를 고려할 수 있다. 만약 AMF(131)의 요청이 전체 네트워크 슬라이스인 경우, 네트워크 슬라이스의 전체 상태를 고려하여, 네트워크 슬라이스 선택 및 네트워크 슬라이스에 포함된 후보 NF들을 선택할 수 있다. 만약 네트워크 슬라이스에 SMF(132), UPF(133)가 포함된 경우, 이들을 포함할 수 있다. 만약 AMF(131)의 요청이 네트워크 슬라이스에 속한 특정 NF를 지정한 경우, 해당 NF Type을 갖는 후보 NF들을 선택할 수 있다. 만약 네트워크 슬라이스가 Instance로 구성될 경우, 하나의 슬라이스 Instance를 선택한다. 만약 선택의 대상이 될 NF 또는 Instance가 여러 개인 경우, 수신된 최대 용량, 현재 부하 상태를 고려해 부하가 분산되도록 선택할 수 있다. 만약 DNN 또는 DNAI가 명시된 경우, 슬라이스 및 슬라이스에 속한 NF 선택 시 지원 여부를 고려한다.

718 동작에서 NSSF(134)는 네트워크 슬라이스 선택 요청 메시지에 대응한 응답으로 네트워크 슬라이스 선택 응답(NSSelection Resp) 메시지를 생성하여, AMF(131)로 전송할 수 있다. 네트워크 슬라이스 선택 응답 메시지에는 선택된 네트워크 슬라이스 정보를 포함할 수 있다. 이 때 네트워크 슬라이스 선택 응답 메시지는 Nnssf_NSSelection Service를 이용할 수 있으며, 보다 구체적으로 앞서 선택된 슬라이스 정보를 포함하는 인증된 네트워크 슬라이스 정보(AuthorizedNetworkSliceInfo)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 인증된 네트워크 슬라이스 정보(AuthorizedNetworkSliceInfo)에는 만약 AMF(131)의 요청이 전체 네트워크 슬라이스인 경우, 네트워크 슬라이스의 전체 상태를 고려하여, 네트워크 슬라이스 선택 및 네트워크 슬라이스에 포함된 후보 NF들을 포함할 수 있다. 만약 네트워크 슬라이스에 세션과 관련한 SMF(132), UPF(133)가 포함된 경우, 이들을 포함할 수 있다. 만약 AMF(131)의 요청이 네트워크 슬라이스에 속한 특정 NF를 지정한 경우, 해당 NF Type을 갖는 후보 NF들을 포함할 수 있다. 만약 네트워크 슬라이스가 Instance로 구성될 경우, 하나의 슬라이스 Instance를 포함한다. 포함된 정보는 선택된 후보 또는 선택된 Instance를 식별할 수 있는 이름 또는 식별자의 형태로 구성될 수 있다. 만약 요청을 처리할 수 있는 네트워크 슬라이스 선택 또는 NF 선택을 실패한 경우 예를 들어, 네트워크 슬라이스의 용량 초과인 경우 NSSF(134)는 네트워크 슬라이스 선택의 실패 실패 결과, 사유를 알릴 수 있다.

720 동작에서 AMF(131)는 수신된 네트워크 슬라이스 선택 응답 메시지에 포함된 정보를 이용해 SMF의 선택이 필요한지를 식별할 수 있다. 만약 SMF의 선택이 필요하며, SMF 선택을 위한 추가 정보가 필요한 경우, NRF(153)(또는 SCP(157))를 통한 SMF 선택 과정이 수행될 수 있다(도 7에 미도시). 이 때 SMF 선택은 앞서 718 동작에서 수신된 네트워크 슬라이스 정보 및 후보 SMF를 고려할 수 있다.

722동작에서 AMF(131)는 선택된 SMF(132)를 통해 단말(110)에 대한 나머지 세션 생성 절차를 수행할 수 있다. 만약 718 동작에서 네트워크 슬라이스 정보를 수신하였으며, 네트워크 슬라이스 정보에 SMF 또는 UPF 선택을 위한 정보가 포함될 경우, AMF(131)는 이를 SMF(132) 또는/및 UPF(133)로 전달할 수 있다.

이하에서 설명되는 본 개시에서는 단말이 네트워크(5GS)에 등록(Registration)하는 과정 또는 PDU session 생성 과정에서 사용될 슬라이스(S-NSSAI)를 선택하는 대한 조건 및 미사용 슬라이스에 대한 등록 해제와 관련된 절차 및 정보를 포함한다.본 개시에서 사업자 네트워크 내의 한 NF는 단말로 네트워크 슬라이스 선택 시 사용할 정책(Policy) 또는 설정(UE Configuration)을 전송한다. 상기 NF는 UDM(가입 정보를 기반) 또는 PCF(정책 기반) 또는 그 외의 슬라이스 제어를 위한 정보를 저장하고 있는 NF일 수 있으며, 단말과의 통신 과정 중 단말 별 슬라이스의 상태를 관리하는 또 다른 NF(예, AMF 또는 SMF)로 일차적으로 정보를 전달한 후, NAS 계층 메시지로 변환되어 단말로 전달될 수 있다. 슬라이스 선택 시 사용할 정책/설정은 다음 정보를 포함할 수 있다.

- 슬라이스 ID: S-NSSAI

- 슬라이스 사용 형태: 초기 접속 시(Registration) 요청하고, 허용된 경우 지속적으로 사용하는 슬라이스 형태(본 개시에서는 이후 Type 1이라 칭한다) 또는, 필요한 경우에만 요청하고 사용이 종료되거나 일정시간 이상 미사용일 경우 해제되는 슬라이스 형태(이후 Type 2라 칭함)

- 슬라이스 지속 타이머: Type 2 슬라이스에 대해 미사용 및 해제 필요 여부를 판단하기 위한 타이머

또한 본 개시를 사용함에 있어, 단말과 네트워크(5GS)가 관리하는 각 슬라이스의 상태는 아래 중 하나 일 수 있다.

- 요청된(Requested) 상태: 특정 단말이 특정 슬라이스의 사용 허가를 네트워크(5GS)로 요청한 상태

- 허용된(Allowed) 상태: 특정 단말에 대하여 특정 슬라이스의 사용이 네트워크(5GS) 의해 허가된 상태

- 활성화된(Active) 상태: 허용된 슬라이스에 대해, 실제로 상기 허용된 슬라이스를 단말이 사용하고 있는 상태. 활성화된 상태는 사용중(in-use) 상태로 표현될 수 있다.

- 비활성화된(inactive) 상태: 허용된 슬라이스에 대해, 상기 단말이 현재 허용된 슬라이스를 사용하고 있지 않고 있는 상태

상기 슬라이스별 상태는 단말 및 단말의 상태를 관리하는 네트워크 내부의 하나 이상의 NF에 의해 동시에 관리되어야 하며, 예를 들어 해당 NF는 AMF일 수 있다.

만약 단말이 허용된 슬라이스에 대해 적어도 하나 이상의 PDU session을 생성한 경우, 해당 슬라이스는 활성화 상태로 간주될 수 있다. 만약 단말이 허용된 슬라이스에 대해 PDU session을 생성하지 않은 경우 또는 모든 PDU session이 해제(release)된 경우, 해당 슬라이스는 비활성 상태로 간주될 수 있다.

단말 또는 네트워크는 만약 활성화된 슬라이스에 대해 설정된 Timer 예를 들어 앞서 설명한 슬라이스 지속 타이머에 설정된 시간 동안 PDU session이 생성(수립)되지 않은 경우, 해당 슬라이스를 비활성 상태로 변경할 수 있다. 상기 Timer는 네트워크가 NAS 메시지를 통해 단말로 전달하여 사용하도록 설정할 수 있다. 단말은 특정 슬라이스의 상태를 활성에서 비활성으로 변경하기 위한 요청을 네트워크(5GS)로 명시적으로 보낼 수 있다. 네트워크(5GS)는 특정 슬라이스의 상태를 비활성에서 활성으로 변경하기 위한 명령을 단말로 명시적으로 보낼 수 있다.

단말 또는 네트워크(5GS)는 비활성된 슬라이스에 대해 설정된 Timer 동안 활성 슬라이스로 변경되지 않는 경우, 해당 슬라이스를 허용된 슬라이스에서 제외할 수 있다. 상기 Timer는 네트워크(5GS)가 NAS 메시지를 통해 단말로 전달하여 사용하도록 설정할 수 있다. 단말은 특정 슬라이스의 상태가 허용에서 빠졌음을 알리기 위한 메시지를 네트워크(5GS)로 명시적으로 보낼 수 있다. 네트워크(5GS)는 특정 슬라이스를 허용된 슬라이스에서 제외하기 위한 명령을 단말로 명시적으로 보낼 수 있다.

만약 네트워크(5GS)에서 해당 슬라이스를 쿼터 제한(동시 접속 단말 수, 동시 생성 세션 수, 슬라이스 별 최대 전송 속도 등)을 적용하는 경우, 상기 슬라이스의 세부 상태를 고려할 수 있다. 이러한 쿼터 제한을 적용하는 경우를 예시하면 아래와 같다.

- 만약 네트워크 슬라이스의 쿼터 제한을 허용된 슬라이스를 기준으로 할 경우, 해당 슬라이스의 사용을 허용한 단말의 수를 기준으로 쿼터 제한을 적용한다.

- 만약 네트워크 슬라이스의 쿼터 제한을 활성화된 슬라이스를 기준으로 할 경우, 해당 활성화된 슬라이스 즉, 사용 중인 슬라이스의 단말의 수를 기준으로 쿼터 제한을 적용한다.

본 개시에서 상기에 기재된 타이머의 값은, 사용자, 서비스 특성에 따라 차등적으로 적용될 수 있으며, 이는 가입정보(Subscription) 또는 정책(policy)에 일부에 포함될 수 있다. 가입정보에 포함된 경우, 해당 정보는 UDM에서 슬라이스를 제어하는 NF로 전달되어 사용되며, 정책에 포함된 경우, 해당 정보는 PCF에서 슬라이스를 제어하는 NF로 전달될 수 있다. 예를 들어, 서비스 품질이 중요하거나 우선순위/등급이 높은 가입자에 대해서는 Timer의 값을 길게 설정함으로써, 해당하는 슬라이스를 허용/활성 상태로 오랫동안 유지할 수 있다. 본 개시에서 슬라이스를 제어하는 NF는 상기 정책이나 가입 정보 등에 따라 단말로 전달되는 파라미터를 결정하고, 단말에 대한 슬라이스 상태(허용, 요청, 활성화, 비활성화 등)를 관리하는 NF이며, 5G 시스템에서 해당 NF는 AMF 또는 SMF 일 수 있다.

도 8은 본 개시에 따른 NF의 내부 기능 블록 구성도이다.

도 8을 설명하기에 앞서, NF(300)는 앞서 설명한 바와 같이 AMF(131), SMF(132), UPF(133)을 포함할 수 있다. 그 외에 NF(300)는 NSSF(134), NFR(153), SCP(157), PCF(154), UDM(155) 등의 다른 네트워크 엔티티 또는 네트워크 instance를 포함할 수 있다. 또 다른 예로, NF(300)는 이상에서 언급되지 않은 별도의 네트워크 엔티티 또는 instance가 될 수도 있다.

도 8을 참조하면, 네트워크 인터페이스(810)는 코어 네트워크의 다른 네트워크 엔티티 및/또는 instance와 통신을 수행할 수 있다. 예컨대, NF(300)가 AMF(131)인 경우 SMF(132), UPF(133), NSSF(134), NFR(153), PCF(154), UDM(155) 또는/및 SCP(157)와 통신을 수행할 수 있다. 다른 예로, NF(300)가 SMF(132)인 경우 경우 AMF(131), UPF(133), NSSF(134), NFR(153), PCF(154), UDM(155) 또는/및 SCP(157)와 통신을 수행할 수 있다. 또 다른 경우 NF(300)가 NSSF(134)인 경우 경우 AMF(131), UPF(133), SMF(132), NFR(153), PCF(154), UDM(155 또는/및 SCP(157)와 통신을 수행할 수 있다. 이와 유사한 동일하게, NF(300)가 특정한 하나의 네트워크 엔티티인 경우 코어 네트워크의 다른 엔티티와 통신할 수 있다.

제어부(811)는 NF의 동작을 수행하기 위한 적어도 하나의 프로세서 또는/및 프로세서에서 구동되는 프로그램으로 구현될 수 있다. 예컨대, NF(300)가 AMF(131)인 경우 제어부(811)는 이상에서 상술한 AMF(131)의 동작을 수행할 수 있다. 다른 예로 NF(300)가 NSSF(134)인 경우 상술한 NSSF(134)의 동작을 수행할 수 있다. 그 외의 다른 네트워크 엔티티인 경우에도 동일하게 이상에서 설명된 동작에 필요한 제어를 수행할 수 있다.

메모리(812)는 제어부(811)에서 필요한 프로그램 및 각종 제어 정보를 저장할 수 있으며, 그 외에 본 개시에서 설명된 각 정보들을 저장할 수 있다. 예를 들어, NF(300)가 AMF(131)인 경우 메모리(812)는 이상에서 상술한 AMF(131)에서 수신하거나 또는 외부 엔티티로부터 수신된 정보를 저장할 수 있다. 다른 예로 NF(300)가 NSSF(134)인 경우 상술한 NSSF(134)에서 필요한 제어 정보 또는/및 수신된 정보를 저장할 수 있다. 그 외의 다른 네트워크 엔티티인 경우에도 동일하게 이상에서 설명된 동작에 필요한 정보를 저장할 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.

110: 기지국((R)AN) 120: 단말(UE)
131: AMF 132: SMF
133: UPF 134: NSSF
140: DN 151: AUSF
152: NEF 153: NRF
154: PCF 155: UDM
156: AF 300: NF
211, 212, 21N: (코어) 네트워크 슬라이스
157: SCP

Claims

무선 통신 시스템의 제1네트워크 기능(NF #1) 장치에서 네트워크 슬라이스를 관리하기 위한 방법에 있어서,
네트워크 슬라이스(Network(NW) Slice)에 포함되는 적어도 하나의 제2네트워크 기능(NF #2) 장치로부터 네트워크 슬라이스 선택 보조 정보 유효성 갱신(NSSAI Availability Update) 메시지를 수신하는 단계;
상기 NSSAI Availability Update 메시지에 포함된 정보를 저장하는 단계;
상기 상기 NSSAI Availability Update 메시지에 대한 응답 메시지를 상기 NF #2로 전송하는 단계; 및
상기 NF #2로 상태 또는 설정 변경 시 변경된 정보를 요청하는 메시지를 상기 NF #2로 전송하는 단계;를 포함하며,
상기 NSSAI Availability Update 메시지는 상기 NW slice의 용량 파라미터를 포함하고, 네트워크 슬라이스 관리 방법.
제1항에 있어서, 상기 NSSAI Availability Update 메시지는,
상기 NF #2의 유형, 상기 NF #2 장치의 위치(tracking area indicator, TAI), 상기 NF #2가 속한 네트워크 슬라이스의 식별자(S-NSSAI) 리스트, 상기 NF #2가 속한 상기 S-NSSAI의 능력 정보 중 적어도 하나를 포함하는, 네트워크 슬라이스 관리 방법.
제2항에 있어서, 상기 S-NSSAI의 능력 정보에 포함된 상기 NW slice의 용량 파라미터는,
상기 NW Slice에서 지원할 수 있는 최대 단말의 수, 상기 NW Slice에서 지원할 수 있는 최대 세션의 수, 상기 NW Slice에서 지원할 수 있는 최대 인터넷 프로토콜(internet protocol, IP) 플로우(flow)의 수, 상기 NW Slice에서 지원할 수 있는 최대 서비스 품질(Quality of Service, QoS) flow의 수, 상기 NW Slice에서 지원할 수 있는 최대 보장된 비트율(Guaranteed Bit Rate, GBR) flow의 수 중 적어도 하나를 포함하는, 네트워크 슬라이스 관리 방법.
제1항에 있어서, 상기 변경된 정보를 요청하는 메시지는,
상기 NF #2에 대한 상태 변경(status change)에 대한 서브스크라이브(subscribe) 메시지 또는 특정 이벤트(event)에 대한 리포팅(reporting) 요청 메시지인, 네트워크 슬라이스 관리 방법.
제4항에 있어서, 상기 상태 변경은,
상기 NW Slice 용량에 대한 파라미터, 상기 NW Slice의 현태 상태, 상기 NW Slice의 현재 용량 중 적어도 하나를 포함하는, 네트워크 슬라이스 관리 방법.
제5항에 있어서, 상기 NW Slice의 현태 상태는,
상기 NW Slice에 접속 중인 가입자(또는 단말 또는 사용자)의 수, 상기 NW Slice에 등록된 가입자(또는 단말 또는 사용자)의 수, 상기 NW Slice에서 지원하고 있는 세션(PDU Session)의 수, 상기 NW Slice에서 지원하고 있는 IP Flow의 수, 상기 NW Slice에서 지원하고 있는 QoS Flow의 수, 상기 NW Slice에서 지원하고 있는 GBR Flow의 수 중 적어도 하나를 포함하는, 네트워크 슬라이스 관리 방법.
제5항에 있어서, 상기 NW Slice의 현재 용량은,
상기 NW Slice에 접속 중인 가입자(또는 단말 또는 사용자의 수) 대비 상기 NW Slice에서 지원할 수 있는 최대 가입자(또는 단말 또는 사용자)에 대한 비율, 상기 NW Slice에서 지원하고 있는 세션(PDU Session)의 수 대비 상기 NW Slice에서 지원할 수 있는 최대 세션 수의 비율, 상기 NW Slice에서 지원하고 있는 IP Flow의 수 대비 상기 NW Slice에서 지원 할 수 있는 최대 IP flow의 수의 비율, 상기 NW Slice에서 지원하고 있는 QoS Flow의 수 대비 상기 NW Slice에서 지원할 수 있는 최대 QoS Flow의 수의 비율, 상기 NW Slice에서 지원하고 있는 GBR Flow의 수 대비 상기 NW Slice에서 지원할 수 있는 최대 GBR flow의 수의 비율 중 적어도 하나를 포함하는, 네트워크 슬라이스 관리 방법.
제1항에 있어서,
상기 NF #2로부터 상기 변경된 정보를 요청하는 메시지에 응답한 상기 NW slice 정보 리포팅(NF status change notification) 메시지가 수신될 시 상기 저장된 상기 NSSAI Availability Update 메시지에 포함된 정보를 갱신하는 단계;를 더 포함하는, 네트워크 슬라이스 관리 방법.
무선 통신 시스템에서 네트워크 슬라이스를 관리하기 위한 제1네트워크 기능(NF #1) 장치에서 있어서,
상기 무선 통신 시스템 내의 다른 네트워크 기능 장치들과 통신하기 위한 네트워크 인터페이스;
상기 네트워크 슬라이스 정보를 저장하기 위한 메모리; 및
적어도 하나의 프로세서를 포함하며, 상기 적어도 하나의 프로세서는,
상기 네트워크 인터페이스를 통해 상기 네트워크 슬라이스(Network(NW) Slice)에 포함되는 적어도 하나의 제2네트워크 기능(NF #2) 장치로부터 네트워크 슬라이스 선택 보조 정보 유효성 갱신(NSSAI Availability Update) 메시지를 수신하고,
상기 NSSAI Availability Update 메시지에 포함된 정보를 상기 메모리에 저장하고,
상기 NSSAI Availability Update 메시지에 대한 응답 메시지를 상기 네트워크 인터페이스를 통해 상기 NF #2로 전송하고, 및
상기 NF #2로 상태 또는 설정 변경 시 변경된 정보를 요청하는 메시지를 상기 네트워크 인터페이스를 통해 상기 NF #2로 전송하며,
상기 NSSAI Availability Update 메시지는 상기 NW slice의 용량 파라미터를 포함하고, 네트워크 슬라이스 관리를 위한 NF 장치.
제9항에 있어서, 상기 NSSAI Availability Update 메시지는,
상기 NF #2의 유형, 상기 NF #2 장치의 위치(tracking area indicator, TAI), 상기 NF #2가 속한 네트워크 슬라이스의 식별자(S-NSSAI) 리스트, 상기 NF #2가 속한 상기 S-NSSAI의 능력 정보 중 적어도 하나를 포함하는, 네트워크 슬라이스 관리를 위한 NF 장치.
제10항에 있어서, 상기 S-NSSAI의 능력 정보에 포함된 상기 NW slice의 용량 파라미터는,
상기 NW Slice에서 지원할 수 있는 최대 단말의 수, 상기 NW Slice에서 지원할 수 있는 최대 세션의 수, 상기 NW Slice에서 지원할 수 있는 최대 인터넷 프로토콜(internet protocol, IP) 플로우(flow)의 수, 상기 NW Slice에서 지원할 수 있는 최대 서비스 품질(Quality of Service, QoS) flow의 수, 상기 NW Slice에서 지원할 수 있는 최대 보장된 비트율(Guaranteed Bit Rate, GBR) flow의 수 중 적어도 하나를 포함하는, 네트워크 슬라이스 관리를 위한 NF 장치.
제9항에 있어서, 상기 변경된 정보를 요청하는 메시지는,
상기 NF #2에 대한 상태 변경(status change)에 대한 서브스크라이브(subscribe) 메시지 또는 특정 이벤트(event)에 대한 리포팅(reporting) 요청 메시지인, 네트워크 슬라이스 관리를 위한 NF 장치.
제12항에 있어서, 상기 상태 변경은,
상기 NW Slice 용량에 대한 파라미터, 상기 NW Slice의 현태 상태, 상기 NW Slice의 현재 용량 중 적어도 하나를 포함하는, 네트워크 슬라이스 관리를 위한 NF 장치.
제13항에 있어서, 상기 NW Slice의 현태 상태는,
상기 NW Slice에 접속 중인 가입자(또는 단말 또는 사용자)의 수, 상기 NW Slice에 등록된 가입자(또는 단말 또는 사용자)의 수, 상기 NW Slice에서 지원하고 있는 세션(PDU Session)의 수, 상기 NW Slice에서 지원하고 있는 IP Flow의 수, 상기 NW Slice에서 지원하고 있는 QoS Flow의 수, 상기 NW Slice에서 지원하고 있는 GBR Flow의 수 중 적어도 하나를 포함하고,
상기 NW Slice의 현재 용량은,
상기 NW Slice에 접속 중인 가입자(또는 단말 또는 사용자의 수) 대비 상기 NW Slice에서 지원할 수 있는 최대 가입자(또는 단말 또는 사용자)에 대한 비율, 상기 NW Slice에서 지원하고 있는 세션(PDU Session)의 수 대비 상기 NW Slice에서 지원할 수 있는 최대 세션 수의 비율, 상기 NW Slice에서 지원하고 있는 IP Flow의 수 대비 상기 NW Slice에서 지원 할 수 있는 최대 IP flow의 수의 비율, 상기 NW Slice에서 지원하고 있는 QoS Flow의 수 대비 상기 NW Slice에서 지원할 수 있는 최대 QoS Flow의 수의 비율, 상기 NW Slice에서 지원하고 있는 GBR Flow의 수 대비 상기 NW Slice에서 지원할 수 있는 최대 GBR flow의 수의 비율 중 적어도 하나를 포함하는, 네트워크 슬라이스 관리를 위한 NF 장치.
제9항에 있어서, 상기 적어도 하나의 프로세서는,
상기 네트워크 인터페이스를 통해 상기 NF #2로부터 상기 변경된 정보를 요청하는 메시지에 응답한 상기 NW slice 정보 리포팅(NF status change notification) 메시지가 수신될 시 상기 메모리에 저장된 상기 NSSAI Availability Update 메시지에 포함된 정보를 갱신하는, 네트워크 슬라이스 관리를 위한 NF 장치.