KR20210134410A

KR20210134410A - 네트워크 장애를 대처하기 위한 방안

Info

Publication number: KR20210134410A
Application number: KR1020217033673A
Authority: KR
Inventors: 김현숙; 김래영; 박상민; 윤명준; 천성덕
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2019-04-02
Filing date: 2019-09-25
Publication date: 2021-11-09
Also published as: US11856423B2; US20220182854A1; EP3930359A1; WO2020204283A1; CN113853810A; CN113853810B; EP3930359A4; KR102661459B1

Abstract

본 명세서의 일 개시는 제2 PLMN(Public Land Mobile Network) 내에서 이동성(mobility)을 관리하는 네트워크 노드에서의 방법을 제공한다. 상기 방법에 따르면, 단말로부터 접속 요청 메시지가 상기 제2 PLMN 내의 기지국을 통해 수신될 수 있다. 또한, 상기 단말의 접속 요청에 대한 응답 메시지가 전송될 수 있다. 상기 단말은 제3 PLMN에 가입한 단말인 것에 기초하여, 상기 기지국은 제1 PLMN의 기지국을 대신하여, 상기 제1 PLMN에 대한 정보를 포함하는 시스템 정보를 전송한 것에 기초하여, 상기 응답 메시지는 상기 단말의 접속 요청에 대한 거절을 나타내는 정보를 포함할 수 있다.

Description

네트워크 장애를 대처하기 위한 방안

본 명세서는 이동통신에 관한 것이다.

3GPP(3^rd Generation Partnership Project) SA(Service and System Aspects) WG2(working group 2)을 중심으로 진행된 SAE(System Architecture Evolution)는 3GPP TSG(Technical Specification Group) RAN(radio access network)의 LTE 작업과 병행하여 네트워크의 구조를 결정하고 이 기종 망간의 이동성을 지원하는 것을 목적으로 하는 망 기술에 관한 연구이며, 최근 3GPP의 중요한 표준화 이슈들 중 하나이다. 이는 3GPP 시스템을 IP(internet protocol) 기반으로 하여 다양한 무선 접속 기술들을 지원하는 시스템으로 발전 시키기 위한 작업으로, 보다 향상된 데이터 전송 능력으로 전송 지연을 최소화 하는, 최적화된 패킷 기반 시스템을 목표로 작업이 진행되어 왔다.

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

도 1은 진화된 이동 통신 네트워크의 구조도이다.

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

S-GW(52)는 무선 접속 네트워크(RAN)와 코어 네트워크 사이의 경계점으로서 동작하고, eNodeB(22)와 PDN GW(53) 사이의 데이터 경로를 유지하는 기능을 하는 요소이다. 또한, 단말(또는 User Equipment: UE)이 eNodeB(22)에 의해서 서빙(serving)되는 영역에 걸쳐 이동하는 경우, S-GW(52)는 로컬 이동성 앵커 포인트(anchor point)의 역할을 한다. 즉, E-UTRAN (3GPP 릴리즈-8 이후에서 정의되는 Evolved-UMTS(Universal Mobile Telecommunications System) Terrestrial Radio Access Network) 내에서의 이동성을 위해서 S-GW(52)를 통해서 패킷들이 라우팅될 수 있다. 또한, S-GW(52)는 다른 3GPP 네트워크(3GPP 릴리즈-8 전에 정의되는 RAN, 예를 들어, UTRAN 또는 GERAN(GSM(Global System for Mobile Communication)/EDGE(Enhanced Data rates for Global Evolution) Radio Access Network)와의 이동성을 위한 앵커 포인트로서 기능할 수도 있다.

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

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

MME(51)는, UE의 네트워크 연결에 대한 액세스, 네트워크 자원의 할당, 트래킹(tracking), 페이징(paging), 로밍(roaming) 및 핸드오버 등을 지원하기 위한 시그널링 및 제어 기능들을 수행하는 요소이다. MME(51)는 가입자 및 세션 관리에 관련된 제어 평면(control plane) 기능들을 제어한다. MME(51)는 수많은 eNodeB(22)들을 관리하고, 다른 2G/3G 네트워크에 대한 핸드오버를 위한 종래의 게이트웨이의 선택을 위한 시그널링을 수행한다. 또한, MME(51)는 보안 과정(Security Procedures), 단말-대-네트워크 세션 핸들링(Terminal-to-network Session Handling), 유휴 단말 위치결정 관리(Idle Terminal Location Management) 등의 기능을 수행한다.

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

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

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

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

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

도 1에 도시된 레퍼런스 포인트 중에서 S2a 및 S2b는 비-3GPP 인터페이스에 해당한다. S2a는 신뢰되는 비-3GPP 액세스 및 PDN GW 간의 관련 제어 및 이동성 지원을 사용자 평면에 제공하는 레퍼런스 포인트이다. S2b는 ePDG 및 PDNGW 간의 관련 제어 및 이동성 지원을 사용자 평면에 제공하는 레퍼런스 포인트이다.

도 2는 일반적으로 E-UTRAN과 일반적인 EPC의 주요 노드의 기능을 나타낸 예시도이다.

도시된 바와 같이, eNodeB(20)는 RRC 연결이 활성화되어 있는 동안 게이트웨이로의 라우팅, 페이징 메시지의 스케줄링 및 전송, 브로드캐스트 채널(BCH)의 스케줄링 및 전송, 상향링크 및 하향 링크에서의 자원을 UE에게 동적 할당, eNodeB(20)의 측정을 위한 설정 및 제공, 무선 베어러 제어, 무선 허가 제어(radio admission control), 그리고 연결 이동성 제어 등을 위한 기능을 수행할 수 있다. EPC 내에서는 페이징 발생, LTE_IDLE 상태 관리, 사용자 평면이 암호화, EPS 베어러 제어, NAS 시그널링의 암호화 및 무결성 보호 기능을 수행할 수 있다.

도 3는 UE과 eNodeB 사이의 제어 평면에서의 무선 인터페이스 프로토콜(Radio Interface Protocol)의 구조를 나타낸 예시도이고, 도 4는 단말과 기지국 사이에 사용자 평면에서의 무선 인터페이스 프로토콜(Radio Interface Protocol)의 구조를 나타낸 다른 예시도이다.

상기 무선인터페이스 프로토콜은 3GPP 무선접속망 규격을 기반으로 한다. 상기 무선 인터페이스 프로토콜은 수평적으로 물리계층(Physical Layer), 데이터링크계층(Data Link Layer) 및 네트워크계층(Network Layer)으로 이루어지며, 수직적으로는 데이터정보 전송을 위한 사용자평면(User Plane)과 제어신호(Signaling)전달을 위한 제어평면(Control Plane)으로 구분된다.

상기 프로토콜 계층들은 통신시스템에서 널리 알려진 개방형 시스템간 상호접속(Open System Interconnection; OSI) 기준모델의 하위 3개 계층을 바탕으로 L1 (제1계층), L2 (제2계층), L3(제3계층)로 구분될 수 있다.

이하에서, 상기 도 3에 도시된 제어 평면의 무선프로토콜과 도 4에 도시된 사용자 평면에서의 무선 프로토콜의 각 계층을 설명한다.

제1 계층인 물리계층은 물리채널(Physical Channel)을 이용하여 정보전송서비스(Information Transfer Service)를 제공한다. 상기 물리계층은 상위에 있는 매체접속제어(Medium Access Control) 계층과는 전송 채널(Transport Channel)을 통해 연결되어 있으며, 상기 전송 채널을 통해 매체접속제어계층과 물리계층 사이의 데이터가 전달된다. 그리고, 서로 다른 물리계층 사이, 즉 송신측과 수신측의 물리계층 사이는 물리채널을 통해 데이터가 전달된다.

물리채널(Physical Channel)은 시간축 상에 있는 여러 개의 서브프레임과 주파수축상에 있는 여러 개의 서브 캐리어(Sub-carrier)로 구성된다. 여기서, 하나의 서브프레임(Sub-frame)은 시간 축 상에 복수의 심볼 (Symbol)들과 복수의 서브 캐리어들로 구성된다. 하나의 서브프레임은 복수의 자원블록(Resource Block)들로 구성되며, 하나의 자원블록은 복수의 심볼(Symbol)들과 복수의 서브캐리어들로 구성된다. 데이터가 전송되는 단위시간인 TTI(Transmission Time Interval)는 1개의 서브프레임에 해당하는 1ms이다.

상기 송신측과 수신측의 물리계층에 존재하는 물리 채널들은 3GPP LTE에 따르면, 데이터 채널인 PDSCH(Physical Downlink Shared Channel)와 PUSCH(Physical Uplink Shared Channel) 및 제어채널인 PDCCH(Physical Downlink Control Channel), PCFICH(Physical Control Format Indicator Channel), PHICH(Physical Hybrid-ARQ Indicator Channel) 및 PUCCH(Physical Uplink Control Channel)로 나눌 수 있다.

서브프레임의 첫번째 OFDM 심벌에서 전송되는 PCFICH는 서브프레임내에서 제어채널들의 전송에 사용되는 OFDM 심벌의 수(즉, 제어영역의 크기)에 관한 CFI(control format indicator)를 나른다. 무선기기는 먼저 PCFICH 상으로 CFI를 수신한 후, PDCCH를 모니터링한다.

PDCCH와 달리, PCFICH는 블라인드 디코딩을 사용하지 않고, 서브프레임의 고정된 PCFICH 자원을 통해 전송된다.

PHICH는 UL HARQ(hybrid automatic repeat request)를 위한 ACK(positive-acknowledgement)/NACK(negative-acknowledgement) 신호를 나른다. 무선기기에 의해 전송되는 PUSCH 상의 UL(uplink) 데이터에 대한 ACK/NACK 신호는 PHICH 상으로 전송된다.

PBCH(Physical Broadcast Channel)은 무선 프레임의 첫번째 서브프레임의 두번째 슬롯의 앞선 4개의 OFDM 심벌에서 전송된다. PBCH는 무선기기가 기지국과 통신하는데 필수적인 시스템 정보를 나르며, PBCH를 통해 전송되는 시스템 정보를 MIB(master information block)라 한다. 이와 비교하여, PDCCH에 의해 지시되는 PDSCH 상으로 전송되는 시스템 정보를 SIB(system information block)라 한다.

PDCCH는 DL-SCH(downlink-shared channel)의 자원 할당 및 전송 포맷, UL-SCH(uplink shared channel)의 자원 할당 정보, PCH 상의 페이징 정보, DL-SCH 상의 시스템 정보, PDSCH 상으로 전송되는 랜덤 액세스 응답과 같은 상위 계층 제어 메시지의 자원 할당, 임의의 UE 그룹 내 개별 UE들에 대한 전송 파워 제어 명령의 집합 및 VoIP(voice over internet protocol)의 활성화 등을 나를 수 있다. 복수의 PDCCH가 제어 영역 내에서 전송될 수 있으며, 단말은 복수의 PDCCH를 모니터링 할 수 있다. PDCCH는 하나 또는 몇몇 연속적인 CCE(control channel elements)의 집합(aggregation) 상으로 전송된다. CCE는 무선채널의 상태에 따른 부호화율을 PDCCH에게 제공하기 위해 사용되는 논리적 할당 단위이다. CCE는 복수의 자원 요소 그룹(resource element group)에 대응된다. CCE의 수와 CCE들에 의해 제공되는 부호화율의 연관 관계에 따라 PDCCH의 포맷 및 가능한 PDCCH의 비트수가 결정된다.

PDCCH를 통해 전송되는 제어정보를 하향링크 제어정보(downlink control information, DCI)라고 한다. DCI는 PDSCH의 자원 할당(이를 DL 그랜트(downlink grant)라고도 한다), PUSCH의 자원 할당(이를 UL 그랜트(uplink grant)라고도 한다), 임의의 UE 그룹내 개별 UE들에 대한 전송 파워 제어 명령의 집합 및/또는 VoIP(Voice over Internet Protocol)의 활성화를 포함할 수 있다.

제2계층에는 여러 가지 계층이 존재한다. 먼저 매체접속제어 (Medium Access Control; MAC) 계층은 다양한 논리채널 (Logical Channel)을 다양한 전송채널에 매핑시키는 역할을 하며, 또한 여러 논리채널을 하나의 전송채널에 매핑시키는 논리채널 다중화 (Multiplexing)의 역할을 수행한다. MAC 계층은 상위계층인 RLC 계층과는 논리채널 (Logical Channel)로 연결되어 있으며, 논리채널은 크게 전송되는 정보의 종류에 따라 제어평면 (Control Plane)의 정보를 전송하는 제어채널 (Control Channel)과 사용자평면 (User Plane)의 정보를 전송하는 트래픽채널 (Traffic Channel)로 나뉜다.

제2계층의 무선링크제어 (Radio Link Control; RLC) 계층은 상위계층으로부터 수신한 데이터를 분할 (Segmentation) 및 연결 (Concatenation)하여 하위계층이 무선 구간으로 데이터를 전송하기에 적합하도록 데이터 크기를 조절하는 역할을 수행한다. 또한, 각각의 무선베어러 (Radio Bearer; RB)가 요구하는 다양한 QoS를 보장할 수 있도록 하기 위해 TM (Transparent Mode, 투명모드), UM (Un-acknowledged Mode, 무응답모드), 및 AM (Acknowledged Mode, 응답모드)의 세가지 동작 모드를 제공하고 있다. 특히, AM RLC는 신뢰성 있는 데이터 전송을 위해 자동 반복 및 요청 (Automatic Repeat and Request; ARQ) 기능을 통한 재전송 기능을 수행하고 있다.

제2계층의 패킷데이터수렴 (Packet Data Convergence Protocol; PDCP) 계층은 IPv4나 IPv6와 같은 IP 패킷 전송시에 대역폭이 작은 무선 구간에서 효율적으로 전송하기 위하여 상대적으로 크기가 크고 불필요한 제어정보를 담고 있는 IP 패킷 헤더 사이즈를 줄여주는 헤더압축 (Header Compression) 기능을 수행한다. 이는 데이터의 헤더(Header) 부분에서 반드시 필요한 정보만을 전송하도록 하여, 무선 구간의 전송효율을 증가시키는 역할을 한다. 또한, LTE 시스템에서는 PDCP 계층이 보안 (Security) 기능도 수행하는데, 이는 제 3자의 데이터 감청을 방지하는 암호화 (Ciphering)와 제 3자의 데이터 조작을 방지하는 무결성 보호 (Integrity protection)로 구성된다.

제3 계층의 가장 상부에 위치한 무선자원제어(Radio Resource Control; 이하 RRC라 약칭함) 계층은 제어평면에서만 정의되며, 무선 운반자(Radio Bearer; RB라 약칭함)들의 설정(Configuration), 재설정(Re-configuration) 및 해제(Release)와 관련되어 논리 채널, 전송 채널 및 물리 채널들의 제어를 담당한다. 이때, RB는 단말과 E-UTRAN간의 데이터 전달을 위해 제2계층에 의해 제공되는 서비스를 의미한다.

상기 단말의 RRC와 무선망의 RRC계층 사이에 RRC 연결(RRC connection)이 있을 경우, 단말은 RRC연결상태(Connected Mode)에 있게 되고, 그렇지 못할 경우 RRC휴지상태(Idle Mode)에 있게 된다.

이하 단말의 RRC 상태 (RRC state)와 RRC 연결 방법에 대해 설명한다. RRC 상태란 단말의 RRC가 E-UTRAN의 RRC와 논리적 연결(logical connection)이 되어 있는가 아닌가를 말하며, 연결되어 있는 경우는 RRC_CONNECTED 상태(state), 연결되어 있지 않은 경우는 RRC_IDLE 상태라고 부른다. RRC_CONNECTED 상태의 단말은 RRC 연결이 존재하기 때문에 E-UTRAN은 해당 단말의 존재를 셀 단위에서 파악할 수 있으며, 따라서 단말을 효과적으로 제어할 수 있다. 반면에 RRC_IDLE 상태의 단말은 E-UTRAN이 단말의 존재를 파악할 수는 없으며, 셀 보다 더 큰 지역 단위인 TA(Tracking Area) 단위로 핵심망이 관리한다. 즉, RRC_IDLE 상태의 단말은 셀에 비하여 큰 지역 단위로 해당 단말의 존재여부만 파악되며, 음성이나 데이터와 같은 통상의 이동통신 서비스를 받기 위해서는 해당 단말이 RRC_CONNECTED 상태로 천이하여야 한다. 각 TA는 TAI(Tracking area identity)를 통해 구분된다. 단말은 셀에서 방송(broadcasting)되는 정보인 TAC(Tracking area code)를 통해 TAI를 구성할 수 있다.

사용자가 단말의 전원을 맨 처음 켰을 때, 단말은 먼저 적절한 셀을 탐색한 후 해당 셀에서 RRC 연결을 맺고, 핵심망에 단말의 정보를 등록한다. 이 후, 단말은 RRC_IDLE 상태에 머무른다. RRC_IDLE 상태에 머무르는 단말은 필요에 따라서 셀을 (재)선택하고, 시스템 정보(System information)나 페이징 정보를 살펴본다. 이를 셀에 캠프 온(Camp on) 한다고 한다. RRC_IDLE 상태에 머물러 있던 단말은 RRC 연결을 맺을 필요가 있을 때 비로소 RRC 연결 과정 (RRC connection procedure)을 통해 E-UTRAN의 RRC와 RRC 연결을 맺고 RRC_CONNECTED 상태로 천이한다. RRC_IDLE 상태에 있던 단말이 RRC 연결을 맺을 필요가 있는 경우는 여러 가지가 있는데, 예를 들어 사용자의 통화 시도 등의 이유로 상향 데이터 전송이 필요하다거나, 아니면 E-UTRAN으로부터 페이징 메시지를 수신한 경우 이에 대한 응답 메시지 전송 등을 들 수 있다.

상기 RRC 계층 상위에 위치하는 NAS(Non-Access Stratum) 계층은 연결관리(Session Management)와 이동성 관리(Mobility Management)등의 기능을 수행한다.

아래는 도 3에 도시된 NAS 계층에 대하여 상세히 설명한다.

NAS 계층에 속하는 ESM(Evolved Session Management)은 기본 베어러(Default Bearer) 관리, 전용 베어러(Dedicated Bearer)관리와 같은 기능을 수행하여, 단말이 망으로부터 PS서비스를 이용하기 위한 제어를 담당한다. 기본 베어러 자원은 특정 PDN(Packet Data Network)에 최초 접속 할 시에 망에 접속될 때 망으로부터 할당 받는다는 특징을 가진다. 이때, 네트워크는 단말이 데이터 서비스를 사용할 수 있도록 단말이 사용 가능한 IP 주소를 할당하며, 또한 기본 베어러의 QoS(Quality of Service)를 할당해준다. LTE에서는 크게 데이터 송수신을 위한 특정 대역폭을 보장해주는 GBR(Guaranteed bit rate) QoS 특성을 가지는 베어러와 대역폭의 보장 없이 Best effort QoS 특성을 가지는 비-GBR-베어러(Non-GBR bearer)의 두 종류를 지원한다. 기본 베어러의 경우 비-GBR-베어러 를 할당 받는다. 전용 베어러의 경우에는 GBR또는 비-GBR의 QoS특성을 가지는 베어러를 할당 받을 수 있다.

네트워크에서 단말에게 할당한 베어러를 EPS(evolved packet service) bearer라고 부르며, EPS 베어러를 할당 할 때 네트워크는 하나의 ID를 할당하게 된다. 이를 EPS 베어러 ID라고 부른다. 하나의 EPS 베어러는 MBR(maximum bit rate) 와 GBR(guaranteed bit rate) 또는 AMBR (Aggregated maximum bit rate) 의 QoS 특성을 가진다.

도 5a는 3GPP LTE에서 랜덤 액세스 과정을 나타낸 흐름도이다.

랜덤 액세스 과정은 UE(10)가 기지국, 즉 eNodeB(20)과 UL 동기를 얻거나 UL 무선자원을 할당받기 위해 사용된다.

UE(10)는 루트 인덱스(root index)와 PRACH(physical random access channel) 설정 인덱스(configuration index)를 eNodeB(20)로부터 수신한다. 각 셀마다 ZC(Zadoff-Chu) 시퀀스에 의해 정의되는 64개의 후보(candidate) 랜덤 액세스 프리앰블이 있으며, 루트 인덱스는 단말이 64개의 후보 랜덤 액세스 프리앰블을 생성하기 위한 논리적 인덱스이다.

랜덤 액세스 프리앰블의 전송은 각 셀마다 특정 시간 및 주파수 자원에 한정된다. PRACH 설정 인덱스는 랜덤 액세스 프리앰블의 전송이 가능한 특정 서브프레임과 프리앰블 포맷을 지시한다.

UE(10)은 임의로 선택된 랜덤 액세스 프리앰블을 eNodeB(20)로 전송한다. UE(10)은 64개의 후보 랜덤 액세스 프리앰블 중 하나를 선택한다. 그리고, PRACH 설정 인덱스에 의해 해당되는 서브프레임을 선택한다. UE(10)은 은 선택된 랜덤 액세스 프리앰블을 선택된 서브프레임에서 전송한다.

상기 랜덤 액세스 프리앰블을 수신한 eNodeB(20)은 랜덤 액세스 응답(random access response, RAR)을 UE(10)로 보낸다. 랜덤 액세스 응답은 2단계로 검출된다. 먼저 UE(10)은 RA-RNTI(random access-RNTI)로 마스킹된 PDCCH를 검출한다. UE(10)은 검출된 PDCCH에 의해 지시되는 PDSCH 상으로 MAC(Medium Access Control) PDU(Protocol Data Unit) 내의 랜덤 액세스 응답을 수신한다.

도 5b는 무선자원제어(RRC) 계층에서의 연결 과정을 나타낸다.

도 5b에 도시된 바와 같이 RRC 연결 여부에 따라 RRC 상태가 나타나 있다. 상기 RRC 상태란 UE(10)의 RRC 계층의 엔티티(entity)가 eNodeB(20)의 RRC 계층의 엔티티와 논리적 연결(logical connection)이 되어 있는가 아닌가를 말하며, 연결되어 있는 경우는 RRC 연결 상태(connected state)라고 하고, 연결되어 있지 않은 상태를 RRC 유휴 상태(idle state)라고 부른다.

상기 연결 상태(Connected state)의 UE(10)은 RRC 연결(connection)이 존재하기 때문에 E-UTRAN은 해당 단말의 존재를 셀 단위에서 파악할 수 있으며, 따라서 UE(10)을 효과적으로 제어할 수 있다. 반면에 유휴 상태(idle state)의 UE(10)은 eNodeB(20)이 파악할 수는 없으며, 셀 보다 더 큰 지역 단위인 트래킹 지역(Tracking Area) 단위로 핵심망(Core Network)이 관리한다. 상기 트래킹 지역(Tracking Area)은 셀들의 집합단위이다. 즉, 유휴 상태(idle state) UE(10)은 큰 지역 단위로 존재여부만 파악되며, 음성이나 데이터와 같은 통상의 이동통신 서비스를 받기 위해서는 단말은 연결 상태(connected state)로 천이해야 한다.

사용자가 UE(10)의 전원을 맨 처음 켰을 때, 상기 UE(10)은 먼저 적절한 셀을 탐색한 후 해당 셀에서 유휴 상태(idle state)에 머무른다. 상기 유휴 상태(idle state)에 머물러 있던 UE(10)은 RRC 연결을 맺을 필요가 있을 때 비로소 RRC 연결 과정 (RRC connection procedure)을 통해 eNodeB(20)의 RRC 계층과 RRC 연결을 맺고 RRC 연결 상태(connected state)로 천이한다.

상기 유휴 상태(Idle state)에 있던 단말이 RRC 연결을 맺을 필요가 있는 경우는 여러 가지가 있는데, 예를 들어 사용자의 통화 시도 또는 상향 데이터 전송 등이 필요하다거나, 아니면 EUTRAN으로부터 페이징 메시지를 수신한 경우 이에 대한 응답 메시지 전송 등을 들 수 있다.

유휴 상태(idle state)의 UE(10)이 상기 eNodeB(20)와 RRC 연결을 맺기 위해서는 상기한 바와 같이 RRC 연결 과정(RRC connection procedure)을 진행해야 한다. RRC 연결 과정은 크게, UE(10)이 eNodeB(20)으로 RRC 연결 요청 (RRC connection request) 메시지 전송하는 과정, eNodeB(20)가 UE(10)로 RRC 연결 설정 (RRC connection setup) 메시지를 전송하는 과정, 그리고 UE(10)이 eNodeB(20)으로 RRC 연결 설정 완료 (RRC connection setup complete) 메시지를 전송하는 과정을 포함한다. 이와 같은 과정에 대해서 도 4b를 참조하여 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.

1) 유휴 상태(Idle state)의 UE(10)은 통화 시도, 데이터 전송 시도, 또는 eNodeB(20)의 페이징에 대한 응답 등의 이유로 RRC 연결을 맺고자 할 경우, 먼저 상기 UE(10)은 RRC 연결 요청(RRC connection request) 메시지를 eNodeB(20)으로 전송한다.

2) 상기 UE(10)로부터 RRC 연결 요청 메시지를 수신하면, 상기 eNB(10) 는 무선 자원이 충분한 경우에는 상기 UE(10)의 RRC 연결 요청을 수락하고, 응답 메시지인 RRC 연결 설정(RRC connection setup) 메시지를 상기 UE(10)로 전송한다.

3) 상기 UE(10)이 상기 RRC 연결 설정 메시지를 수신하면, 상기 eNodeB(20)로 RRC 연결 설정 완료(RRC connection setup complete) 메시지를 전송한다. 상기 UE(10)이 RRC 연결 설정 메시지를 성공적으로 전송하면, 비로소 상기 UE(10)은 eNodeB(20)과 RRC 연결을 맺게 되고 RRC 연결 모드로 천이한다.

<네트워크 장애>

한편, 제1 사업자에 의한 제1 PLMN(Public Land Mobile Network)의 기지국에 장애가 발생하여, 해당 기지국을 통해 더 이상 이동 통신 서비스를 제공할 수 없는 상황이 발생할 수 있다.

간단한 장애는 단 시간 내에 복구될 수 있지만, 화재, 침수 등에 의해 고장이 발생한 경우 수시간 혹은 수일 동안 복구되지 않을 수 있다. 이러한 경우, 단순한 통신은 사용자가 불편을 감수하면 되지만, 중요 통신(예컨대, 응급 전화(119 통화 또는 911 통화) 혹은 기업 VPN 통신)의 중단은 큰 문제를 야기할 수 있다.

따라서, 제1 사업자에 의한 제1 PLMN에서 장애가 발생한 경우 다른 제2 사업자가 제1 사업자를 대신하여 제1 사업자의 가입자를 위해서 서비스를 제공할 수 있어야 한다.

그러나 현재까지는 이를 위한 기술 방안이 제시되지 않은 문제점이 있다.

따라서, 본 명세서의 일 개시는 전술한 문제점을 해결할 수 있는 방안을 제시하는 것을 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 명세서의 일 개시는 제2 PLMN(Public Land Mobile Network) 내에서 이동성(mobility)을 관리하는 네트워크 노드에서의 방법을 제공한다. 상기 방법에 따르면, 단말로부터 접속 요청 메시지가 상기 제2 PLMN 내의 기지국을 통해 수신될 수 있다. 또한, 상기 단말의 접속 요청에 대한 응답 메시지가 전송될 수 있다. 상기 단말은 제3 PLMN에 가입한 단말인 것에 기초하여, 상기 기지국은 제1 PLMN의 기지국을 대신하여, 상기 제1 PLMN에 대한 정보를 포함하는 시스템 정보를 전송한 것에 기초하여, 상기 응답 메시지는 상기 단말의 접속 요청에 대한 거절을 나타내는 정보를 포함할 수 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 명세서의 일 개시는 제2 PLMN(Public Land Mobile Network) 내에서 이동성(mobility)을 관리하는 네트워크 노드를 또한 제공한다. 상기 네트워크 노드는 송수신부와; 상기 송수신부를 제어하는 프로세서를 포함할 수 있다. 상기 프로세서는 상기 송수신부를 통하여 단말로부터 접속 요청 메시지를 상기 제2 PLMN 내의 기지국을 통해 수신한 후, 상기 단말의 접속 요청에 대한 응답 메시지를 전송할 수 있다. 상기 단말은 제3 PLMN에 가입한 단말인 것에 기초하여, 상기 기지국은 제1 PLMN의 기지국을 대신하여, 상기 제1 PLMN에 대한 정보를 포함하는 시스템 정보를 전송한 것에 기초하여, 상기 응답 메시지는 상기 단말의 접속 요청에 대한 거절을 나타내는 정보를 포함할 수 있다.

본 명세서의 개시에 의하면, 종래 기술의 문제점을 해결할 수 있다.

도 1은 진화된 이동 통신 네트워크의 구조도이다.
도 2는 일반적으로 E-UTRAN과 일반적인 EPC의 아키텍처를 나타낸 예시도이다.
도 3는 UE과 eNodeB 사이의 제어 평면에서의 무선 인터페이스 프로토콜(Radio Interface Protocol)의 구조를 나타낸 예시도이다.
도 4는 단말과 기지국 사이에 사용자 평면에서의 무선 인터페이스 프로토콜(Radio Interface Protocol)의 구조를 나타낸 다른 예시도이다.
도 5a는 3GPP LTE에서 랜덤 액세스 과정을 나타낸 흐름도이다.
도 5b는 무선자원제어(RRC) 계층에서의 연결 과정을 나타낸다.
도 6은 EPC와 IMS(IP Multimedia Subsystem) 간의 연결을 나타낸다.
도 7은 voice over LTE (VoLTE)의 로밍 방식을 나타낸 예시도이다.
도 8은 UE가 방문 네트워크에 로밍한 상황에서 HR(Home Routed) 방식으로 IMS 등록을 수행하는 과정을 나타낸 예시적 신호 흐름도이다.
도 9는 차세대 이동통신 네트워크의 구조도이다.
도 10은 차세대 이동통신의 예상 구조를 노드 관점에서 나타낸 예시도이다.
도 11은 2개의 데이터 네트워크에 대한 동시 액세스를 지원하기 위한 아키텍처를 나타낸 예시도이다.
도 12는 UE과 gNB 사이의 무선 인터페이스 프로토콜(Radio Interface Protocol)의 구조를 나타낸 다른 예시도이다.
도 13a 및 도 13b는 본 명세서의 개시가 EPS에 적용되는 실시예를 나타낸다.
도 14a 및 도 14b는 본 명세서의 개시가 5GS에 적용되는 실시예를 나타낸다.
도 15는 일 실시 예에 따른 무선 통신 시스템을 나타낸다.
도 16은 일 실시 예에 따른 네트워크 노드의 블록 구성도를 예시한다.
도 17은 일 실시예에 따른 단말의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 18은 5G 사용 시나리오의 예를 나타낸다.
도 19는 일 실시 예에 따른 AI 시스템(1)을 나타낸다.

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

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

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

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

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

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

용어의 정의

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

GERAN: GSM EDGE Radio Access Network의 약자로서, GSM/EDGE에 의한 코어 네트워크와 단말을 연결하는 무선 접속 구간을 말한다.

UTRAN: Universal Terrestrial Radio Access Network의 약자로서, 3세대 이동통신의 코어 네트워크와 단말을 연결하는 무선 접속 구간을 말한다.

E-UTRAN: Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network의 약자로서, 4세대 이동통신, 즉 LTE의 코어 네트워크와 단말을 연결하는 무선 접속 구간을 말한다.

UMTS: Universal Mobile Telecommunication System의 약자로서 3세대 이동통신의 코어 네트워크를 의미한다.

UE/MS : User Equipment/Mobile Station, 단말 장치를 의미 함.

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

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

PDN connection: 단말에서 PDN으로의 연결, 즉, ip 주소로 표현되는 단말과 APN으로 표현되는 PDN과의 연관(연결)

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

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

PCRF(Policy and Charging Rule Function) : 서비스 flow 별로 차별화된 QoS 및 과금 정책을 동적(dynamic) 으로 적용하기 위한 정책 결정(Policy decision)을 수행하는 EPS망의 노드

APN (Access Point Name): 네트워크에서 관리하는 접속 포인트의 이름으로서 UE에게 제공된다. 즉, PDN을 지칭하거나 구분하는 문자열. 요청한 서비스나 망(PDN)에 접속하기 위해서는 해당 P-GW를 거치게 되는데, 이 P-GW를 찾을 수 있도록 망 내에서 미리 정의한 이름(문자열) (예) internet.mnc012.mcc345.gprs

TEID(Tunnel Endpoint Identifier) : 네트워크 내 노드들 간에 설정된 터널의 End point ID, 각 UE의 bearer 단위로 구간별로 설정된다.

NodeB: UMTS 네트워크의 기지국으로 옥외에 설치되며, 셀 커버리지 규모는 매크로 셀에 해당한다.

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

(e)NodeB: NodeB와 eNodeB를 지칭하는 용어이다.

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

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

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

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

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

RAT: Radio Access Technology의 약자로서, GERAN, UTRAN, E-UTRAN 등을 의미한다.

한편, 이하에서 제시하는 실시예는 단독으로 구현될 수 도 있지만, 여러 실시예의 조합으로 구현될 수 있다.

도 6은 EPC와 IMS(IP Multimedia Subsystem) 간의 연결을 나타낸다.

도 6을 참조하면, EPC 내에는 MME(510), S-GW(520), IMS와 연결되는 P-GW(530a), 인터넷과 연결되는 P-GW(530b), 상기 P-GW(530b)와 연결되는 PCRF(Policy and Charging Rule Function)(580), 상기 PCRF(580)와 연결되는 TDF(traffic detection function)(590)가 나타나 있다.

상기 TDF(590)는 애플리케이션의 검출을 수행하고 그리고 상기 검출된 애플리케이션과 상기 애플리케이션의 서비스 데이터 플로우에 대한 서술(description) 정보를 PCRF(580)로 보고한다. 상기 TDF(590)는 요청(solicited) 애플리케이션 보고 및/또는 비요청(unsolicited) 애플리케이션 보고를 지원한다.

IMS는 유선 단말(Wired Terminal)뿐만 아니라 무선 단말(Wireless Terminal)에까지도 IP(Internet Protocol)를 근간으로 한 패킷 교환(PS: Packet Switching)을 가능하게 하는 네트워크 기술로서, 유/무선 단말 모두를 IP(All-IP)를 통하여 연결하기 위하여 제안되었다.

이러한, IMS를 기반으로 한 네트워크는 제어 시그널링, 등록(Registration), 세션을 위한 절차를 처리하기 위한 CSCF(호 세션 제어 기능: Call Session Control Function) 와 IBCF(Interconnection Border Control Functions)(620)를 포함한다. 상기 CSCF는 P-CSCF(Proxy-CSCF)(61), S-CSCF(Serving-CSCF)(630)를 포함할 수 있다. 또한, 상기 CSCF는 I-CSCF(Interrogating-CSCF)를 포함할 수 있다. 상기 P-CSCF(610)는 IMS 기반의 네트워크 내에서 사용자 장비(UE: user equipment)를 위한 첫 번째 접속 지점으로 동작한다. 그리고, 상기 S-CSCF(630)는 상기 IMS 네트워크 내에서 세션을 처리한다. 즉, 상기 S-SCSF(630)는 시그널링을 라우팅하는 역할을 담당하는 엔티티(Entity)로서, IMS 네트워크에서 세션을 라우팅한다. 그리고, 상기 I-CSCF는 IMS 네트워크 내에서 다른 엔티티와의 접속 지점으로서 동작한다.

위와 같은 IMS 하에서 IP 기반의 세션은 SIP(session initiation protocol; 세션 개시 프로토콜)에 의해 제어된다. 상기 SIP는 세션(Session)을 제어하기 위한 프로토콜로서, 상기 SIP는 통신하고자 하는 단말들이 서로를 식별하여 그 위치를 찾고, 그들 상호 간에 멀티미디어 서비스 세션을 생성하거나, 생성된 세션을 삭제 변경하기 위한 절차를 명시한 시그널링 프로토콜을 말한다. 이러한 SIP는 각 사용자들을 구분하기 위해 이메일 주소와 비슷한 SIP URI(Uniform Resource Identifier)를 사용함으로써 IP(Internet Protocol) 주소에 종속되지 않고 서비스를 제공할 수 있도록 한다. 이러한 SIP 메세지는 제어 메세지이나, EPC사용자 평면을 통해 UE와 IMS 망 사이에 전송된다.

도 6을 참조하면, EPC의 제1 P-GW(530a)는 IMS의 P-CSCF(610)와 연결되고, P-CSCF(610)은 IBCF(620)와 연결되어 있고, 상기 IBCF(620)는 S-CSCF(630)와 연결되어 있다.

또한, EPC의 제2 P-GW(530b)는 인터넷 서비스 사업자의 네트워크와 연결되어 있다.

도 7은 voice over LTE (VoLTE)의 로밍 방식을 나타낸 예시도이다.

도 7을 참조하여 알 수 있는 바와 같이, VoLTE의 로밍 방식에는 Home Routed (HR) 방식과 local breakout (LBO) 방식이 존재한다.

LBO 방식에 따르면, UE로부터 전송된 IMS 시그널링은 V-PLMN(Visited Public Land Mobile Network) 내의 있는 S-GW/P-GW/P-CSCF를 거쳐서 H-PLMN(Home PLMN) 내에 있는 S-CSCF로 전달된다.

HR 방식에서는 V-PLMN 내에 있는 S-GW를 거쳐 H-PLMN 내의 P-GW/P-CSCF를 경유한 다음, S-CSCF로 전달된다.

도 8은 UE가 방문 네트워크에 로밍한 상황에서 HR(Home Routed) 방식으로 IMS 등록을 수행하는 과정을 나타낸 예시적 신호 흐름도이다.

도 8을 참조하여 알 수 있는 바와 같이, UE(100)는 방문 네트워크에 로밍한 상태이다.

먼저, 상기 방문 네트워크에 위치한 UE(100)는 상기 방문 네트워크 내의 S-GW(520b)를 거쳐, 홈 네트워크 내의 P-GW와 IMS PDN을 생성한다. 여기서, 상기 IMS PDN은 IMS 서비스를 위한 PDN, Well-known IMS APN의 PDN, Voice over LTE 서비스를 위한 PDN 등일 수 있다.

1) 다음으로, 상기 UE(100)는 IMS 등록을 수행하기 위해 SIP 기반의 REGISTER 메시지를 방문 네트워크 내의 S-GW(520b)로 전송하면, 상기 방문 네트워크 내의 S-GW(520b)는 상기 메시지를 홈 네트워크 내의 P-CSCF(610a)로 전달한다.

2) 상기 P-CSCF(610a)는 상기 메시지를 I-CSCF(640a)로 전달한다.

3)~4) 상기 I-CSCF(640a)는 상기 홈 네트워크 내의 HSS(540a)로부터 사용자 정보를 획득한다.

5) 다음으로, 상기 I-CSCF(640a)는 상기 SIP 기반의 REGISTER 메시지를 S-CSCF(630a)로 전송한다.

6)~7) 상기 S-CSCF(630a)는 상기 HSS로부터 사용자 정보를 획득한다.

8) 이어서, 상기 S-CSCF(630a)는 상기 UE의 등록을 위해 서비스 제어를 수행한다.

9)~11) 상기 UE의 등록이 성공적이면, 상기 S-CSCF(630a)는 200 OK 메시지를 전송한다.

<차세대 이동통신 시스템 구조>

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

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

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

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

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

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

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

도 9는 차세대 이동통신 네트워크의 구조도이다.

5GC(5G Core)는 다양한 구성요소들을 포함할 수 있으며, 도 9에서는 그 중에서 일부에 해당하는 AMF(Access and Mobility Management Function)(410)와 SMF(Session Management Function)(420)와 PCF(Policy Control Function)(430), UPF(User Plane Function)(440), AF(Application Function)(450), UDM(Unified Data Management)(460), N3IWF(Non-3GPP InterWorking Function)(490)를 포함한다.

UE(100)는 NG-RAN(Next Generation Radio Access Network)를 통해 UPF(450)를 거쳐 데이터 네트워크으로 연결된다.

UE(100)는 신뢰되지 않는 비-3GPP 액세스, 예컨대, WLAN(Wireless Local Area Network)를 통해서도 데이터 서비스를 제공받을 수 있다. 상기 비-3GPP 액세스를 코어 네트워크에 접속시키기 위하여, N3IWF(490)가 배치될 수 있다.

도 10은 차세대 이동통신의 예상 구조를 노드 관점에서 나타낸 예시도이다.

도 10을 참조하여 알 수 있는 바와 같이, UE는 차세대 RAN(Radio Access Network)를 통해 데이터 네트워크(DN)와 연결된다.

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

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

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

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

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

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

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

도 10에서는 UE가 2개의 데이터 네트워크에 다중 PDU(Protocol Data Unit) 세션을 이용하여 동시에 접속할 수 있다.

도 11은 2개의 데이터 네트워크에 대한 동시 액세스를 지원하기 위한 아키텍처를 나타낸 예시도이다.

도 11에서는 UE가 하나의 PDU 세션을 사용하여 2개의 데이터 네트워크에 동시 액세스하기 위한 아키텍처가 나타나 있다.

도 12는 UE과 gNB 사이의 무선 인터페이스 프로토콜(Radio Interface Protocol)의 구조를 나타낸 다른 예시도이다.

상기 무선인터페이스 프로토콜은 3GPP 무선접속망 규격을 기반으로 한다. 상기 무선 인터페이스 프로토콜은 수평적으로 물리계층(Physical 계층), 데이터링크계층(Data Link 계층) 및 네트워크계층(Network 계층)으로 이루어지며, 수직적으로는 데이터정보 전송을 위한 사용자평면(User Plane)과 제어신호(Signaling)전달을 위한 제어평면(Control Plane)으로 구분된다.

상기 프로토콜 계층들은 통신시스템에서 널리 알려진 개방형 시스템간 상호접속(Open System Interconnection; OSI) 기준모델의 하위 3개 계층을 바탕으로 L1(제1계층), L2(제2계층), L3(제3계층)로 구분될 수 있다.

한편, 도 12에서 NAS 계층 아래에 위치하는 RRC 계층, RLC 계층, MAC 계층, PHY 계층을 묶어서 액세스 계층(Access Stratum: AS)이라고 부르기도 한다.

<본 명세서의 개시가 해결하고자 하는 문제점>

본 명세서에서는 제1 사업자에 의한 제1 PLMN의 기지국에 장애가 발생하여, 해당 기지국을 통해 더 이상 이동 통신 서비스를 제공할 수 없는 상황에 대해서 기술한다. 해당 기지국의 물리적인 복구가 이루어질 때까지 일시적으로(예를 들어 수시간 혹은 수일 등) 제2 사업자에 의한 제2 PLMN의 기지국이 해당 장애 지역에서 상기 제1사업자를 대신하여 서비스를 제공하기 위해 SIB 메시지에 타사(즉, 제1 사업자)에 의한 제1 PLMN에 대한 정보를 포함하여 브로드캐스팅 하는 경우를 가정한다.

이 경우, 상기 브로드캐스팅 된 정보를 받은 타사 가입 단말은 마치 HPLMN에 접속하는 것과 같은 방식으로 네트워크에 접속하는 반면, 네트워크 입장에서는 로밍 단말을 서비스하고 있는 것과 같은 형상이 이루어 진다. 즉, 네트워크 관점에서, 제1 사업자의 제1 PLMN에서 발생한 장애를 대처하기 위하여, 제2 사업자의 제2 PLMN(예컨대 VPLMN)의 네트워크 노드는 제1 PLMN(예컨대, HPLMN)의 네트워크 노드로의 연결을 수행할 수 있고 그로 인하여 HR(Home Routed) 방식의 로밍과 같은 경로가 이용될 수 있다. 이로 인하여 다음과 같은 문제점이 발생할 수 있다.

먼저, 제3 사업자의 제3 PLMN에 가입된 단말이 제1 사업자의 제1 PLMN에 로밍하였다고 가정하자. 상기 단말을 인바운드 로밍(inbound roaming) 단말이라고 한다. 한편 상기 제1 사업자의 제1 PLMN에서 장애가 발생하였다고 가정하자. 이때, 제2 사업자의 제2 PLMN은 상기 제1 사업자의 제1 PLMN의 장애에 대처해주고자, 제1 PLMN에 대한 정보를 포함한 SIB(system information block) 메시지를 전송한다. 상기 인바운드 로밍(inbound roaming) 단말이 상기 제2 PLMN의 기지국으로부터 상기 SIB메세지를 수신한 경우, 상기 인바운드 로밍 단말은 제1 PLMN의 기지국에 접속했다고 인지한다. 이 경우 사업자들 간에 로밍 협약 여부에 따라 네트워크에서의 다양한 관리 방안이 발생할 수 있으나, 상기 인바운드 로밍 단말은 제1 PLMN이 아닌 제2 PLMN으로 로밍됨을 인지하지 못할 수 있다. 즉, 상기 인바운드 로밍 단말은 제2 PLMN에서의 과금 정책 혹은 로밍 제약 사항을 이해하지 못하고, 네트워크로 여러 가지 요청을 보낼 수 있다.

따라서, 네트워크의 적절한 동작이 수행되지 않는 다면, 시그널링 낭비 등 네트워크 자원의 활용성 및 사용자의 서비스 경험 등이 낮아질 수 있다.

<본 명세서의 개시>

본 명세서의 개시는 아래 구성의 하나 이상의 조합으로 구현될 수 있다. 아래 실시예의 경우 각각의 개별 구성을 보이기 위한 실시예를 보이고 있으나, 하나 이상의 조합이 함께 구성된 실시예를 구현할 수 도 있다.

이하에서는 EPS을 기반한 실시예가 설명되나, 본 명세서에 의해서 개시되는 내용은 5GS에서 구현되는 실시예에도 적용가능하다.

본 명세서에서는 단말의 특별한 로밍 상황 모드를 정의한다. (즉, 일반적인 로밍 상황이 아닌, 전술한 바와 같이 장애 상황을 극복하기 위해 동작하는 로밍 상황). 본 명세서에서의 설명을 용이하게 하기 위해, 일반적인 로밍을 N-로밍으로, 상기 장애 상황을 극복하기 위해 동작하는 로밍을 S-로밍이라 지칭하고자 한다.

상기 문제점에서 기술하였듯이 단말은 S-로밍(즉, 장애 상황을 극복하기 위해 동작하는 로밍) 상황을 이해하지 못한다면, 로밍되지 않은 상황으로 인식하고 동작한다. 아래 기술하는 방법들을 통해 단말이 S-로밍 상황을 인지한다면 단말은 사업자가 미리 설정해 놓은 S-로밍 모드로 동작한다. 사업자의 설정은 사전 설정(pre-configuration)될 수도 있고 혹은 OMA(pen Mobile Alliance)-DM(Device Management) 방식 혹은 정책을 전달하는 방식을 통해 단말에 전달될 수도 있다. 상기 사업자의 설정은 필요에 따라 갱신될 수도 있다.

예를 들어 사업자는 S-로밍 상황에서, 인바운드 로밍 단말의 음성(Voice) 및 SMS에 대한 요청을 허용하되, 데이터 서비스의 요청은 제한하도록 설정할 수 있다. 또한, 사업자는 인바운드 로밍 단말의 특정 애플리케이션(application)에 의한 임의 액세스의 우선 순위를 일반적인 상황과는 다르게 설정할 수 있다. 혹은 시그널 부하를 조절하기 위한 목적으로, 사업자는 단말의 P-TAU(periodic tracking area update)의 주기를 바꾸거나, 주기적으로 수행하던 단말의 동작 중 필수적이지 않은 요청은 미루게 설정 할 수도 있다.

I. 장애 상황에서 인바운드 로밍(inbound roam) 단말을 지원하기 위한 방안

I-1. 네트워크의 동작

인바운드 로밍 단말(즉, 제3 PLMN의 가입자)은 제1 PLMN의 기지국을 경유하여, 제1 PLMN의 네트워크로 접속 요청 메시지를 보낸 것으로 인식한다. (일반적으로 로밍 협약에 따라 제1 PLMN의 로밍이 우선되도록 설정되어 있었기 때문에 제1 PLMN에 대한 정보를 수신하고, 우선적으로 제1 PLMN에 접속을 시도할 수 있음) 그러나 실제로는 제1 PLMN에 대한 정보를 일시적으로 대신하여 전송하고 있는 제 2 PLMN의 기지국을 경유하여 제2 PLMN의 네트워크로 상기 인바운드 로밍 단말의 접속 요청 메시지가 전달된 상태이다.

1-1-A. 인바운드 로밍 단말의 접속 요청을 거절하여, 다른 PLMN으로 접속할 수 있도록 유도하는 방안

제1 PLMN의 사업자, 제2 PLMN의 사업자, 제3 PLMN의 사업자 사이에 로밍 협약에 따라, 상기 인바운드 로밍 단말로부터 접속 요청을 수신한 네트워크 노드는 NAS 메시지 내의 원인(cause) 필드 등을 이용하여, 상기 단말의 접속을 거절할 수 있다. 이때, 상기 NAS 메시지 내의 원인 필드 혹은 다른 필드는 S-로밍(즉, 장애 상황을 극복하기 위해 동작하는 로밍)이 수행 가능한 상황임을 명시적으로 혹은 함축적으로 나타낼 수 있다.

단말이 다른 PLMN을 선택하기 위한 동작을 수행할 때, 상기 네트워크 노드는 제2 PLMN 혹은 특정 PLMN을 우선 선호할 수 있도록 부가적인 정보를 전달할 수 있다.

추가적으로 다른 지역/일정 시간 후에는, 상기 단말이 다시 제1 PLMN을 선택할 수 있도록, 상기 정보는 임시(temporary) 정보일 수 있다. 즉, 상기 네트워크 노드는 상기 정보가 임시 정보임을 명시할 수 있다. 즉, 단말 입장에서 다른 PLMN을 선택하더라도, 지역/시간 정보가 변경되게 되면, 다시 이전의 PLMN 선택의 우선 순위를 따를 수 있도록 하기 위함이다.

I-1-B. 단말의 접속 요청을 수용하기 위한 방안

(1) 제2 PLMN의 사업자와 제3 PLMN의 사업자 사이의 로밍 협약이 맺어진 경우

제2 PLMN의 네트워크 노드는 제1 PLMN의 사업자, 제2 PLMN의 사업자, 제3 PLMN의 사업자 간의 로밍 협약에 따라, 제1 PLMN 네트워크 노드로의 HR(home routed) 로밍 방식의 경로를 생성하지 않을 수 있다. 대신에, 제2 PLMN의 네트워크 노드는 직접 서비스를 제공하기 위한 동작을 수행한다.

또한, 제2 PLMN의 네트워크 노드는 최적의 서비스 수행을 위하여, 네트워크 노드의 재배정(reallocation) 및 기지국 변경 등을 위한 동작을 수행할 수도 있다.

상기 제2 PLMN의 네트워크 노드는 단말에게 제2 PLMN에 접속되었음을 알린다. 이때, 제2 PLMN의 네트워크 노드는 제1 PLMN의 장애 상황에 대한 정보 혹은 S-로밍 상황 발생 가능성 등에 대한 정보를 상기 단말에 제공할 수 있다. 상기 정보는 추후 상기 단말이 PLMN을 선택 혹은 재선택할 때 활용될 수 있다. 추가적으로 다른 지역/일정 시간 후에는, 상기 단말이 다시 제1 PLMN을 선택할 수 있도록, 상기 정보는 임시 정보로 설정될 수 있다. 즉, 제2 PLMN의 네트워크 노드는 상기 정보가 임시 정보라고 상기 단말에게 알릴 수 있다.

로밍 협약에 따라서는 제2 PLMN에서 제공되는 서비스가 제1 PLMN에서 제공되는 서비스에 비해서는 제한적일 수 있으며, 이러한 정보가 단말에게 제공될 수 있다. 상기 정보는 NAS 메시지를 통해 상기 단말에게 전달되거나, 혹은 성공적인 접속 이후 SMS/MMS 및 특정 응용 서비스의 서버 접속 후, 팝업 창 등을 통해 전달 될 수 있다.

(2) 제2 PLMN과 제3 PLMN 사이의 로밍 협약이 없는 경우(그러나 제1 PLMN이 장애 발생 시 대처를 위해, 제1 PLMN과 제3 PLMN은 장애 대처 방안(제2 PLMN을 이용)에 대한 협약을 맺은 경우)

제1 PLMN의 사업자, 제2 PLMN의 사업자, 제3 PLMN의 사업자 간의 로밍 협약에 따라, 제2 PLMN의 네트워크 노드는 제1 PLMN 네트워크 노드로의 HR 방식의 경로를 생성하여, 인바운드 로밍 단말에게 서비스를 제공하기 위한 동작을 수행할 수 있다.

추가적으로 로밍 협약이 없는 가입자 인증을 위해, 제2 PLMN 네트워크 노드는 제1 PLMN 네트워크 노드를 경유하여 인증을 수행할 수 있다. 혹은 로밍 서비스 협약은 없더라도 이러한 특수 장애 사항에서 상호 가입자 정보 DB에 접속할 수 있는 사업자 협약을 미리 맺어둘 수 있다.

네트워크의 과금 데이터 생성 시, 단순히 제1 PLMN을 통한 서비스 제공이 아니므로, 제2 PLMN을 통한 서비스에 대한 과금 정보가 명시적으로 수집되어, 제3 PLMN으로 통보될 수 있다.

네트워크에서 PLMN별 제공하는 서비스에 대한 정책을 다르게 수행할 수 있다.

I-2. 단말의 동작

단말은 네트워크 노드로부터 수신한 정보에 기반하여 S-로밍 상황을 인지한다.

단말은 (필요한 경우) PLMN 선택을 다시 수행한다.

단말은 로밍 PLMN 선택의 우선 순위를 관리함에 있어, 일반적인 우선 순위 관리와 더불어, 네트워크 노드로부터 수신한 S-로밍에 관한 PLMN 및 네트워크 노드에 의한 임시 거절에 대해 관리를 수행한다.

상기 단말은 미리 설정된 사업자 정책에 따라 S-로밍 모드로 전환하거나 S-로밍 모드의 정책을 적용시키는 동작을 수행 한다.

도 13a 및 도 13b는 본 명세서의 개시가 EPS에 적용되는 실시예를 나타낸다.

도 13a 및 도 13b에서는 제1 PLMN과 제3 PLMN 사이에 로밍 협약이 맺어져 있고, 제3 PLMN의 가입자는 제1 PLMN에 접속하여 로밍 서비스를 제공받을 수 있다고 가정한다.

또한, 도 13a 및 도 13b에서는 제1 PLMN에서 통신 재난 발생으로 통신 서비스가 불가능한 상황이 발생하였고, 제2 PLMN의 기지국은 사전에 설정되어 있는 정책 및 사업자 명령(예컨대, OAM 기반 명령)에 따라 일시적으로 제1 PLMN의 정보를 상기 제1 PLMN을 대신하여 전송한다고 가정한다.

1) 단말은 제2 PLMN의 기지국이 전송하는 제1 PLMN의 정보를 받고, 접속을 시도하기 위하여 어태치 요청(attach request) 메시지를 전송한다. 단말은 제1 PLMN로의 접속으로 생각하지만, 실제로는 제2 PLMN의 기지국을 경유하여, 제2 PLMN의 MME로 어태치 요청(attach request) 메시지를 전송한다.

2) 제2 PLMN의 MME는 재난 로밍 여부를 평가한다. 제2 PLMN의 MME는 접속 단말의 가입자 정보 확인을 위해, 상기 단말의 HPLMN인 제3 PLMN의 HSS와의 인터렉션(interaction)을 수행하며, 설정되어 있는 혹은 사전에 설정되어 있는 사업자 정책 및 로밍 정책 등을 확인한다. 필요시, PCRF 등 사업자 정책을 확인하기 위해 다른 네트워크 노드와의 인터렉션이 수행될 수 있다.

이 과정을 통해, 접속 요청 단말의 재난 로밍 서비스 제공을 위한 접속을 수락할지 여부 및 제공할 수 있는 재난 로밍 서비스의 범위(예컨대, 기본적인 음성 호 및 특정 서비스 등) 등을 결정한다.

케이스 A: 제휴 정책이 재난 미 발생 사업자를 통해 서비스를 제공받을 수 있는 것을 허용하는 경우

제1 PLMN와 제3 PLMN 사이의 로밍 협약은 기본적인 로밍 서비스 외에 통신 재난 발생시, 타 사업자 망(예컨대, 제2 PLMN)의 일부 네트워크 노드를 경유하여, 음성 호 등 일부 서비스 혹은 전체 서비스를 제공받을 수 있도록 하는 것을 포함할 수 있다.

3A) 상기 제2 PLMN의 MME는 제1 PLMN의 가입자가 접속을 요청한 경우와 마찬가지로 제3 PLMN의 가입자인 상기 단말의 접속 요청(즉, 어태치 요청)을 처리하고, 서비스 제공을 위해 PDN 연결을 설정하기 위한 절차를 수행한다.

즉, 상기 제2 PLMN의 MME는 로밍 서비스 제공 기술에 기반하여, 단말을 위해 PDN 연결을 수립하기 위해 APN 및 사업자 정책에 따라, LBO 혹은 HR 절차를 수행한다.

3A-1) LBO(Local Breakout) 방식으로 로밍 서비스를 제공하는 경우, 제2 PLMN의 MME는 로컬 PLMN인 제1 PLMN의 P-GW와 create session request/response 메세지를 주고받는다.

3A-2) HR (Home Routed) 방식으로 로밍 서비스를 제공하는 경우, 제2 PLMN의 MME는 상기 단말의 HPLMN인 제3 PLMN의 P-GW와 create session request/response 메세지를 주고 받는다.

4A) PDN 연결을 성공적으로 수립한 후에, 제2 PLMN의 MME는 단말에게 어태치 수락 메시지를 전송한다. 이때, 재난 로밍에 대한 정보가 직접적 혹은 함축적으로 포함될 수 있다.

참고로 상기 정보를 기반으로, 상기 단말은 재난 로밍에 대한 정보를 사용자에게 표시(예컨대, 디스플레이부 상에 인디케이션)할 수 있다.

5A) 상기 설정된 PDN 연결을 통해 IMS 시그널링이 IMS 망(예컨대, P-CSCF)으로 전송되며, 상기 단말에게 음성 서비스가 제공될 수 있다.

5A-1) LBO (Local Breakout) 방식으로 로밍 서비스를 제공하는 경우: 제2 PLMN의 S-GW, Local PLMN인 제1 PLMN의 P-GW를 거쳐 제1 PLMN의 IMS 망으로 IMS 시그널링이 전송된다.

5A-2) HR (Home Routed) 방식으로 로밍 서비스를 제공하는 경우 제2 PLMN의 S-GW, Home PLMN인 제3 PLMN의 P-GW를 거쳐 제3 PLMN의 IMS 망으로 IMS 시그널링이 전송된다.

Case B: 제휴 정책이 재난 미 발생 사업자를 통해 서비스를 제공받는 것을 허용하지 않는 경우, 신 재난 발생을 대처하기 위한 로밍 서비스를 제공하지 않을 수 있다.

3B) 상기 과정 2의 재난 로밍 평가에서, 로밍 협약 확인 후, 재난 로밍을 수락하지 않는 것으로 결정되었다. 제2 PLMN의 MME는 단말에게 어태치 거절 메시지를 전송한다. 이때, 재난 로밍에 대한 정보가 직접적 혹은 함축적으로 포함될 수 있다.

4B) 접속 거절 메시지를 받은 단말은 해당 메시지의 거절 사유를 평가한 후, PLMN의 재선택(re-selection)을 수행한다. 상기 단말은 과정 3에서 수신한 재난 로밍 정보에 기반하여, PLMN의 우선 순위를 관리한다. 예를 들어 재난 로밍이 발생한 PLMN의 경우 일시적으로/특정 시간 동안 우선 순위가 낮아지는 등의 제어가 포함된다.

5B) 단말은 새로 선택된 PLMN으로 어태치 요청 메시지를 전송한다. 본 실시예에서는 새로 선택된 PLMN이 제2 PLMN임을 가정하고 기술한다.

6B) 상기 제2 PLMN의 MME는 PDN 연결을 수립하기 위한 절차를 수행한다.

7B) PDN 연결이 성공적으로 수립된 후에, 제2 PLMN의 MME는 단말에게 어태치 수락 메시지를 전송한다.

8B) 상기 수립된 PDN 연결을 통해 IMS 시그널링이 IMS 망(예컨대 P-CSCF)으로 전송되며 음성 서비스가 제공될 수 있다. 본 실시예의 경우, 제2 PLMN의 S-GW, P-GW를 거쳐 제2 PLMN의 IMS 망으로 IMS 시그널링이 전송된다.

도 14a 및 도 14b는 본 명세서의 개시가 5GS에 적용되는 실시예를 나타낸다.

도 14a 및 도 14b에서는 제1 PLMN과 제3 PLMN 사이에 로밍 협약이 맺어져 있고, 제3 PLMN의 가입자는 제1 PLMN에 접속하여 로밍 서비스를 제공받을 수 있다고 가정한다.

또한, 도 14a 및 도 14b에서는 제1 PLMN에서 통신 재난 발생으로 통신 서비스가 불가능한 상황이 발생하였고, 제2 PLMN의 기지국은 사전에 설정되어 있는 정책 및 사업자 명령(예컨대, OAM 기반 명령)에 따라 일시적으로 제1 PLMN의 정보를 상기 제1 PLMN을 대신하여 전송한다고 가정한다.

1) 단말은 제2 PLMN의 기지국이 전송하는 제1 PLMN의 정보를 받고, 접속을 시도하기 위하여 등록 요청(registration request) 메시지를 전송한다. 단말은 제1 PLMN로의 접속으로 생각하지만, 실제로는 제2 PLMN의 기지국을 경유하여, 제2 PLMN의 AMF로 등록 요청(registration request) 메시지를 전송한다.

2) 제2 PLMN의 AMF는 재난 로밍 여부를 평가한다. 제2 PLMN의 AMF는 접속 단말의 가입자 정보 확인을 위해, 상기 단말의 HPLMN인 제3 PLMN의 UDM와의 인터렉션(interaction)을 수행하며, 설정되어 있는 혹은 사전에 설정되어 있는 사업자 정책 및 로밍 정책 등을 확인한다. 필요시, PCF 등 사업자 정책을 확인하기 위해 다른 네트워크 노드와의 인터렉션이 수행될 수 있다.

3A) 상기 제2 PLMN의 AMF는 제1 PLMN의 가입자가 접속을 요청한 경우와 마찬가지로 제3 PLMN의 가입자인 상기 단말의 등록 요청 메시지를 처리하고, 등록 수락 메시지를 전송한다. 이때, 재난 로밍에 대한 정보가 직접적 혹은 함축적으로 포함될 수 있다.

4A) 단말은 PDU 세션 수립 요청 메시지를 AMF를 경유하여, SMF로 전송한다. 로밍 서비스 제공 기술에 기반하여, 단말이 요청하는 PDU 세션 수립을 위한 DNN 및 사업자 정책에 따라, LBO 혹은 HR 절차를 수행한다.

여기서, 도 13a 및 도 13b의 예와 다른 점은 SMF가 재난 로밍 평가를 수행될 수도 있다는 점이다. 즉, SMF는 특정 세션에 대해서만 서비스를 허가할 수 있으므로, 이 단계에서 서비스의 범위가 결정될 수 있다.

4A-1) LBO (Local Breakout) 방식으로 로밍 서비스를 제공하는 경우, 제2 PLMN의 AMF는 제2 PLMN의 SMF와 통신을 하며, 제2 PLMN의 SMF는 Local PLMN인 제1 PLMN의 SMF와 통신을 하기 위한 메시지를 주고받는다. 이 경우, 제2 PLMN의 SMF는 I-SMF(intermediate SMF)의 역할을 수행한다. 혹은 재난 로밍을 위한 deployment option에 따라, 제2 PLMN의 AMF는 Local PLMN인 제1 PLMN의 SMF 직접 통신을 하기 위한 메시지를 주고 받는다.

4A-2) HR (Home Routed) 방식으로 로밍 서비스를 제공하는 경우, 제2 PLMN의 AMF는 제2 PLMN의 SMF와 통신을 하며, 제1 PLMN의 SMF는 상기 단말의 HPLMN인 제3 PLMN의 SMF와 통신을 하기 위한 메시지를 주고 받는다. 이 경우, 제2 PLMN의 SMF는 V-SMF(visited SMF)의 역할을 수행한다. 혹은 재난 로밍을 위한 deployment option에 따라, 제2 PLMN의 AMF는 상기 단말의 HPLMN인 제3 PLMN의 SMF와 직접 통신을 하기 위한 메시지를 주고 받는다.

5A) 상기 수립된 PDU 세션을 통해 IMS 시그널링이 IMS 망(예컨대 P-CSCF)으로 전송되며, 음성 서비스가 제공될 수 있다.

5A-1) LBO (Local Breakout) 방식으로 로밍 서비스를 제공하는 경우, 제2 PLMN의 UPF, 로컬 PLMN인 제1 PLMN의 UPF를 거쳐 제1 PLMN의 IMS 망으로 IMS 시그널링이 전송된다.

5A-2) HR (Home Routed) 방식으로 로밍 서비스를 제공하는 경우, 제2 PLMN의 UPF, Home PLMN인 제3 PLMN의 UPF 를 거쳐 제3 PLMN의 IMS 망으로 IMS 시그널링이 전송된다.

3B) 상기 과정 2의 재난 로밍 평가에서, 로밍 협약 확인 후, 재난 로밍을 수락하지 않는 것으로 결정되었다. 제2 PLMN의 AMF는 단말에게 등록 거절 메시지를 전송한다. 이때, 재난 로밍에 대한 정보가 직접적 혹은 함축적으로 포함될 수 있다.

4B) 등록 거절 메시지를 받은 단말은 해당 메시지의 거절 사유를 평가한 후, PLMN의 재선택(re-selection)을 수행한다. 상기 단말은 과정 3에서 수신한 재난 로밍 정보에 기반하여, PLMN의 우선 순위를 관리한다. 예를 들어 재난 로밍이 발생한 PLMN의 경우 일시적으로/특정 시간 동안 우선 순위가 낮아지는 등의 제어가 포함된다.

5B) 단말은 새로 선택된 PLMN으로 등록 요청 메시지를 전송한다. 본 실시예에서는 새로 선택된 PLMN이 제2 PLMN임을 가정하고 기술한다.

6B) 등록이 성공적으로 수행된 후, 단말은 PDU 세션을 설정하기 위한 절차를 수행한다.

7B) 상기 수립된 PDU 세션을 통해 IMS 시그널링이 IMS 망(예컨대, P-CSCF)으로 전송되며 음성 서비스가 제공될 수 있다. 본 실시예의 경우, 제2 PLMN의 UDF를 거쳐 제2 PLMN의 IMS 망으로 IMS 시그널링이 전송된다.

지금까지 설명한 내용들은 하드웨어로 구현될 수 있다.

<본 명세서의 개시가 적용될 수 있는 장치 일반>

전술한 바와 같은 본 명세서의 개시 중 일부에 대해서 요약하면 다음과 같다.

본 명세서의 일 개시에 의하면 제2 PLMN(Public Land Mobile Network) 내에서 이동성(mobility)을 관리하는 네트워크 노드에서의 방법이 제공된다. 상기 방법에 따르면, 단말로부터 접속 요청 메시지가 상기 제2 PLMN 내의 기지국을 통해 수신될 수 있다. 또한, 상기 단말의 접속 요청에 대한 응답 메시지가 전송될 수 있다. 상기 단말은 제3 PLMN에 가입한 단말인 것에 기초하여, 상기 기지국은 제1 PLMN의 기지국을 대신하여, 상기 제1 PLMN에 대한 정보를 포함하는 시스템 정보를 전송한 것에 기초하여, 상기 응답 메시지는 상기 단말의 접속 요청에 대한 거절을 나타내는 정보를 포함할 수 있다.

상기 응답 메시지는 상기 제1 PLMN에서 발생한 장애로 인하여, 제2 PLMN으로 로밍된 것임을 나타내는 정보를 더 포함할 수 있다.

상기 정보에 의해서 지시되는 거절은 상기 단말의 접속 요청이 거절된 뒤로부터 일정 시간 이후에는 상기 단말이 상기 제1 PLMN을 다시 선택할 수 있도록, 임시적인 거절을 나타낼 수 있다.

상기 접속 요청 메시지는 상기 제1 PLMN의 장애로 인하여 상기 제1 PLMN 대신에 상기 제2 PLMN의 기지국을 통해 상기 제2 PLMN의 네트워크 노드로 수신될 수 있다.

상기 방법에 의하면, 상기 단말로부터 접속 요청 메시지를 수신한 후, 상기 단말의 접속 요청을 수락할지 혹은 거절할지 결정될 수 있다. 상기 단말의 접속 요청을 수락하기로 결정한 경우, 서비스의 범위가 추가로 결정될 수 있다.

상기 단말의 접속 요청을 수락할지 혹은 거절할지 결정하는 것은, 상기 단말이 제3 PLMN에 가입한 단말인지 여부와 그리고 상기 기지국은 제1 PLMN의 기지국을 대신하여 상기 제1 PLMN에 대한 정보를 포함하는 시스템 정보를 전송한 것인지 여부에 기초하여 수행될 수 있다.

상기 결정을 위하여, 상기 단말이 가입한 상기 제3 PLMN 내의 정보 서버로부터 정보가 획득될 수 있다.

상기 네트워크 노드는 MME(Mobility Management Entity)이고, 상기 접속 요청 메시지는 어태치 메시지일 수 있다.

또는, 상기 네트워크 노드는 AMF(Access and Mobility Management Function)이고, 상기 접속 요청 메시지는 등록 요청 메시지일 수 있다.

이하, 위와 같은 본 명세서의 개시가 적용될 수 있는 장치에 대하여 설명한다.

도 15는 일 실시 예에 따른 무선 통신 시스템을 나타낸다.

도 15를 참조하면, 무선 통신 시스템은 제 1 장치(100a)와 제 2 장치(100b)를 포함할 수 있다.

상기 제 1 장치(100a)는 기지국, 네트워크 노드, 전송 단말, 수신 단말, 무선 장치, 무선 통신 장치, 차량, 자율주행 기능을 탑재한 차량, 커넥티드카(Connected Car), 드론(Unmanned Aerial Vehicle, UAV), AI(Artificial Intelligence) 모듈, 로봇, AR(Augmented Reality) 장치, VR(Virtual Reality) 장치, MR(Mixed Reality) 장치, 홀로그램 장치, 공공 안전 장치, MTC 장치, IoT 장치, 의료 장치, 핀테크 장치(또는 금융 장치), 보안 장치, 기후/환경 장치, 5G 서비스와 관련된 장치 또는 그 이외 4차 산업 혁명 분야와 관련된 장치일 수 있다.

상기 제 2 장치(100b)는 기지국, 네트워크 노드, 전송 단말, 수신 단말, 무선 장치, 무선 통신 장치, 차량, 자율주행 기능을 탑재한 차량, 커넥티드카(Connected Car), 드론(Unmanned Aerial Vehicle, UAV), AI(Artificial Intelligence) 모듈, 로봇, AR(Augmented Reality) 장치, VR(Virtual Reality) 장치, MR(Mixed Reality) 장치, 홀로그램 장치, 공공 안전 장치, MTC 장치, IoT 장치, 의료 장치, 핀테크 장치(또는 금융 장치), 보안 장치, 기후/환경 장치, 5G 서비스와 관련된 장치 또는 그 이외 4차 산업 혁명 분야와 관련된 장치일 수 있다.

예를 들어, 단말은 휴대폰, 스마트 폰(smart phone), 노트북 컴퓨터(laptop computer), 디지털 방송용 단말기, PDA(personal digital assistants), PMP(portable multimedia player), 네비게이션, 슬레이트 PC(slate PC), 태블릿 PC(tablet PC), 울트라북(ultrabook), 웨어러블 디바이스(wearable device, 예를 들어, 워치형 단말기 (smartwatch), 글래스형 단말기 (smart glass), HMD(head mounted display)) 등을 포함할 수 있다. 예를 들어, HMD는 머리에 착용하는 형태의 디스플레이 장치일 수 있다. 예를 들어, HMD는 VR, AR 또는 MR을 구현하기 위해 사용될 수 있다.

예를 들어, 드론은 사람이 타지 않고 무선 컨트롤 신호에 의해 비행하는 비행체일 수 있다. 예를 들어, VR 장치는 가상 세계의 객체 또는 배경 등을 구현하는 장치를 포함할 수 있다. 예를 들어, AR 장치는 현실 세계의 객체 또는 배경 등에 가상 세계의 객체 또는 배경을 연결하여 구현하는 장치를 포함할 수 있다. 예를 들어, MR 장치는 현실 세계의 객체 또는 배경 등에 가상 세계의 객체 또는 배경을 융합하여 구현하는 장치를 포함할 수 있다. 예를 들어, 홀로그램 장치는 홀로그래피라는 두 개의 레이저 광이 만나서 발생하는 빛의 간섭현상을 활용하여, 입체 정보를 기록 및 재생하여 360도 입체 영상을 구현하는 장치를 포함할 수 있다. 예를 들어, 공공 안전 장치는 영상 중계 장치 또는 사용자의 인체에 착용 가능한 영상 장치 등을 포함할 수 있다. 예를 들어, MTC 장치 및 IoT 장치는 사람의 직접적인 개입이나 또는 조작이 필요하지 않는 장치일 수 있다. 예를 들어, MTC 장치 및 IoT 장치는 스마트 미터, 벤딩 머신, 온도계, 스마트 전구, 도어락 또는 각종 센서 등을 포함할 수 있다. 예를 들어, 의료 장치는 질병을 진단, 치료, 경감, 처치 또는 예방할 목적으로 사용되는 장치일 수 있다. 예를 들어, 의료 장치는 상해 또는 장애를 진단, 치료, 경감 또는 보정할 목적으로 사용되는 장치일 수 있다. 예를 들어, 의료 장치는 구조 또는 기능을 검사, 대체 또는 변형할 목적으로 사용되는 장치일 수 있다. 예를 들어, 의료 장치는 임신을 조절할 목적으로 사용되는 장치일 수 있다. 예를 들어, 의료 장치는 진료용 장치, 수술용 장치, (체외) 진단용 장치, 보청기 또는 시술용 장치 등을 포함할 수 있다. 예를 들어, 보안 장치는 발생할 우려가 있는 위험을 방지하고, 안전을 유지하기 위하여 설치한 장치일 수 있다. 예를 들어, 보안 장치는 카메라, CCTV, 녹화기(recorder) 또는 블랙박스 등일 수 있다. 예를 들어, 핀테크 장치는 모바일 결제 등 금융 서비스를 제공할 수 있는 장치일 수 있다. 예를 들어, 핀테크 장치는 결제 장치 또는 POS(Point of Sales) 등을 포함할 수 있다. 예를 들어, 기후/환경 장치는 기후/환경을 모니터링 또는 예측하는 장치를 포함할 수 있다.

상기 제 1 장치(100a)는 프로세서(1020a)와 같은 적어도 하나 이상의 프로세서와, 메모리(1010a)와 같은 적어도 하나 이상의 메모리와, 송수신기(1031a)과 같은 적어도 하나 이상의 송수신기를 포함할 수 있다. 상기 프로세서(1020a)는 전술한 기능, 절차, 및/또는 방법들을 수행할 수 있다. 상기 프로세서(1020a)는 하나 이상의 프로토콜을 수행할 수 있다. 예를 들어, 상기 프로세서(1020a)는 무선 인터페이스 프로토콜의 하나 이상의 계층들을 수행할 수 있다. 상기 메모리(1010a)는 상기 프로세서(1020a)와 연결되고, 다양한 형태의 정보 및/또는 명령을 저장할 수 있다. 상기 송수신기(1031a)는 상기 프로세서(1020a)와 연결되고, 무선 시그널을 송수신하도록 제어될 수 있다.

상기 제 2 장치(100b)는 프로세서(1020b)와 같은 적어도 하나의 프로세서와, 메모리(1010b)와 같은 적어도 하나 이상의 메모리 장치와, 송수신기(1031b)와 같은 적어도 하나의 송수신기를 포함할 수 있다. 상기 프로세서(1020b)는 전술한 기능, 절차, 및/또는 방법들을 수행할 수 있다. 상기 프로세서(1020b)는 하나 이상의 프로토콜을 구현할 수 있다. 예를 들어, 상기 프로세서(1020b)는 무선 인터페이스 프로토콜의 하나 이상의 계층들을 구현할 수 있다. 상기 메모리(1010b)는 상기 프로세서(1020b)와 연결되고, 다양한 형태의 정보 및/또는 명령을 저장할 수 있다. 상기 송수신기(1031b)는 상기 프로세서(1020b)와 연결되고, 무선 시그널을 송수신하도록 제어될 수 있다.

상기 메모리(1010a) 및/또는 상기 메모리(1010b)는, 상기 프로세서(1020a) 및/또는 상기 프로세서(1020b)의 내부 또는 외부에서 각기 연결될 수도 있고, 유선 또는 무선 연결과 같이 다양한 기술을 통해 다른 프로세서에 연결될 수도 있다.

상기 제 1 장치(100a) 및/또는 상기 제 2 장치(100b)는 하나 이상의 안테나를 가질 수 있다. 예를 들어, 안테나(1036a) 및/또는 안테나(1036b)는 무선 신호를 송수신하도록 구성될 수 있다.

도 16은 일 실시 예에 따른 네트워크 노드의 블록 구성도를 예시한다.

특히, 도 16에서는 기지국이 중앙 유닛(CU: central unit)과 분산 유닛(DU: distributed unit)으로 분할되는 경우, 앞서 도 15의 네트워크 노드를 보다 상세하게 예시하는 도면이다.

도 16을 참조하면, 기지국(W20, W30)은 코어 네트워크(W10)와 연결되어 있을 수 있고, 기지국(W30)은 이웃 기지국(W20)과 연결되어 있을 수 있다. 예를 들어, 기지국(W20, W30)과 코어 네트워크(W10) 사이의 인터페이스를 NG라고 칭할 수 있고, 기지국(W30) 이웃 기지국(W20) 사이의 인터페이스를 Xn이라고 칭할 수 있다.

기지국(W30)은 CU(W32) 및 DU(W34, W36)로 분할될 수 있다. 즉, 기지국(W30)은 계층적으로 분리되어 운용될 수 있다. CU(W32)는 하나 이상의 DU(W34, W36)와 연결되어 있을 수 있으며, 예를 들어, 상기 CU(W32)와 DU(W34, W36) 사이의 인터페이스를 F1이라고 칭할 수 있다. CU(W32)는 기지국의 상위 계층(upper layers)의 기능을 수행할 수 있고, DU(W34, W36)는 기지국의 하위 계층(lower layers)의 기능을 수행할 수 있다. 예를 들어, CU(W32)는 기지국(예를 들어, gNB)의 RRC(radio resource control), SDAP(service data adaptation protocol) 및 PDCP(packet data convergence protocol) 계층을 호스팅하는 로지컬 노드(logical node)일 수 있고, DU(W34, W36)는 기지국의 RLC(radio link control), MAC(media access control) 및 PHY(physical) 계층을 호스팅하는 로지컬 노드일 수 있다. 대안적으로, CU(W32)는 기지국(예를 들어, en-gNB)의 RRC 및 PDCP 계층을 호스팅하는 로지컬 노드일 수 있다.

DU(W34, W36)의 동작은 부분적으로 CU(W32)에 의해 제어될 수 있다. 하나의 DU(W34, W36)는 하나 이상의 셀을 지원할 수 있다. 하나의 셀은 오직 하나의 DU(W34, W36)에 의해서만 지원될 수 있다. 하나의 DU(W34, W36)는 하나의 CU(W32)에 연결될 수 있고, 적절한 구현에 의하여 하나의 DU(W34, W36)는 복수의 CU에 연결될 수도 있다.

도 17은 일 실시예에 따른 단말의 구성을 나타낸 블록도이다.

특히, 도 17에서는 앞서 도 15의 단말을 보다 상세히 예시하는 도면이다.

단말은 메모리(1010), 프로세서(1020), 송수신부(1031), 전력 관리 모듈(1091), 배터리(1092), 디스플레이(1041), 입력부(1053), 스피커(1042) 및 마이크(1052), SIM(subscriber identification module) 카드, 하나 이상의 안테나를 포함한다.

프로세서(1020)는 본 명세서에서 설명된 제안된 기능, 절차 및/ 또는 방법을 구현하도록 구성될 수 있다. 무선 인터페이스 프로토콜의 계층들은 프로세서(1020)에서 구현될 수 있다. 프로세서(1020)는 ASIC(application-specific integrated circuit), 다른 칩셋, 논리 회로 및/또는 데이터 처리 장치를 포함할 수 있다. 프로세서(1020)는 AP(application processor)일 수 있다. 프로세서(1020)는 DSP(digital signal processor), CPU(central processing unit), GPU(graphics processing unit), 모뎀(Modem; modulator and demodulator) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 프로세서(1020)의 예는 Qualcomm®에 의해 제조된 SNAPDRAGONTM 시리즈 프로세서, Samsung®에 의해 제조된 EXYNOSTM 시리즈 프로세서, Apple®에 의해 제조된 A 시리즈 프로세서, MediaTek®에 의해 제조된 HELIOTM 시리즈 프로세서, INTEL®에 의해 제조된 ATOMTM 시리즈 프로세서 또는 대응하는 차세대 프로세서일 수 있다.

전력 관리 모듈(1091)은 프로세서(1020) 및/또는 송수신부(1031)에 대한 전력을 관리한다. 배터리(1092)는 전력 관리 모듈(1091)에 전력을 공급한다. 디스플레이(1041)는 프로세서(1020)에 의해 처리된 결과를 출력한다. 입력부(1053)는 프로세서(1020)에 의해 사용될 입력을 수신한다. 입력부(1053)는 디스플레이(1041) 상에 표시될 수 있다. SIM 카드는 휴대 전화 및 컴퓨터와 같은 휴대 전화 장치에서 가입자를 식별하고 인증하는 데에 사용되는 IMSI(international mobile subscriber identity) 및 그와 관련된 키를 안전하게 저장하기 위하여 사용되는 집적 회로이다. 많은 SIM 카드에 연락처 정보를 저장할 수도 있다.

메모리(1010)는 프로세서(1020)와 동작 가능하게 결합되고, 프로세서(610)를 동작시키기 위한 다양한 정보를 저장한다. 메모리(1010)는 ROM(read-only memory), RAM(random access memory), 플래시 메모리, 메모리 카드, 저장 매체 및/또는 다른 저장 장치를 포함할 수 있다. 실시예가 소프트웨어로 구현되는 경우, 본 명세서에서 설명된 기술들은 본 명세서에서 설명된 기능을 수행하는 모듈(예컨대, 절차, 기능 등)로 구현될 수 있다. 모듈은 메모리(1010)에 저장될 수 있고 프로세서(1020)에 의해 실행될 수 있다. 메모리(1010)는 프로세서(1020) 내부에 구현될 수 있다. 또는, 메모리(1010)는 프로세서(1020) 외부에 구현될 수 있으며, 기술 분야에서 공지된 다양한 수단을 통해 프로세서(1020)에 통신 가능하게 연결될 수 있다.

송수신부(1031)는 프로세서(1020)와 동작 가능하게 결합되고, 무선 신호를 송신 및/또는 수신한다. 송수신부(1031)는 전송기와 수신기를 포함한다. 송수신부(1031)는 무선 주파수 신호를 처리하기 위한 기저 대역 회로를 포함할 수 있다. 송수신부는 무선 신호를 송신 및/또는 수신하도록 하나 이상의 안테나을 제어한다. 프로세서(1020)는 통신을 개시하기 위하여 예를 들어, 음성 통신 데이터를 구성하는 무선 신호를 전송하도록 명령 정보를 송수신부(1031)에 전달한다. 안테나는 무선 신호를 송신 및 수신하는 기능을 한다. 무선 신호를 수신할 때, 송수신부(1031)은 프로세서(1020)에 의해 처리하기 위하여 신호를 전달하고 기저 대역으로 신호를 변환할 수 있다. 처리된 신호는 스피커(1042)를 통해 출력되는 가청 또는 가독 정보로 변환될 수 있다.

스피커(1042)는 프로세서(1020)에 의해 처리된 소리 관련 결과를 출력한다. 마이크(1052)는 프로세서(1020)에 의해 사용될 소리 관련 입력을 수신한다.

사용자는 예를 들어, 입력부(1053)의 버튼을 누르거나(혹은 터치하거나) 또는 마이크(1052)를 이용한 음성 구동(voice activation)에 의해 전화 번호 등과 같은 명령 정보를 입력한다. 프로세서(1020)는 이러한 명령 정보를 수신하고, 전화 번호로 전화를 거는 등 적절한 기능을 수행하도록 처리한다. 구동 상의 데이터(operational data)는 심카드 또는 메모리(1010)로부터 추출할 수 있다. 또한, 프로세서(1020)는 사용자가 인지하고 또한 편의를 위해 명령 정보 또는 구동 정보를 디스플레이(1041) 상에 디스플레이할 수 있다.

<본 명세서의 개시가 적용될 수 있는 시나리오>

이하에서는, 전술한 개시들이 적용될 수 있는 시나리오에 대해서 설명하기로 한다.

본 명세서에서 저지연의 특성을 가지는 URLLC를 위한 항시-온(always-on) PDU 세션은 아래의 5G 시나리오 중에서 인공 지능, 로봇, 자율 주행, 확장 현실 등을 위해서 사용될 수 있다.

도 18은 5G 사용 시나리오의 예를 나타낸다.

도 18에 도시된 5G 사용 시나리오는 단지 예시적인 것이며, 본 명세서에서제시되는 기술적 특징은 도 18에 도시되지 않은 다른 5G 사용 시나리오에도 적용될 수 있다.

도 18을 참조하면, 5G의 세 가지 주요 요구 사항 영역은 (1) 향상된 모바일 광대역(eMBB; enhanced mobile broadb그리고) 영역, (2) 거대 MTC(mMTC; massive machine type communication) 영역 및 (3) 고신뢰/초저지연 통신(URLLC; ultra-reliable 그리고 low latency communications) 영역을 포함한다. 일부 사용 예는 최적화를 위해 다수의 영역을 요구할 수 있고, 다른 사용 예는 단지 하나의 핵심 성능 지표(KPI; key performance indicator)에만 포커싱 할 수 있다. 5G는 이러한 다양한 사용 예들을 유연하고 신뢰할 수 있는 방법으로 지원하는 것이다.

eMBB는 데이터 속도, 지연, 사용자 밀도, 모바일 광대역 접속의 용량 및 커버리지의 전반적인 향상에 중점을 둔다. eMBB는 10Gbps 정도의 처리량을 목표로 한다. eMBB는 기본적인 모바일 인터넷 접속을 훨씬 능가하게 하며, 풍부한 양방향 작업, 클라우드 또는 증강 현실에서 미디어 및 엔터테인먼트 애플리케이션을 커버한다. 데이터는 5G의 핵심 동력 중 하나이며, 5G 시대에서 처음으로 전용 음성 서비스를 볼 수 없을 수 있다. 5G에서, 음성은 단순히 통신 시스템에 의해 제공되는 데이터 연결을 사용하여 애플리케이션 프로그램으로서 처리될 것으로 기대된다. 증가된 트래픽 양의 주요 원인은 콘텐츠 크기의 증가 및 높은 데이터 전송률을 요구하는 애플리케이션 수의 증가이다. 스트리밍 서비스(오디오 및 비디오), 대화형 비디오 및 모바일 인터넷 연결은 더 많은 장치가 인터넷에 연결될수록 더 널리 사용될 것이다. 이러한 많은 애플리케이션은 사용자에게 실시간 정보 및 알림을 푸쉬하기 위해 항상 켜져 있는 연결성을 필요로 한다. 클라우드 스토리지 및 애플리케이션은 모바일 통신 플랫폼에서 급속히 증가하고 있으며, 이것은 업무 및 엔터테인먼트 모두에 적용될 수 있다. 클라우드 스토리지는 상향링크 데이터 전송률의 성장을 견인하는 특별한 사용 예이다. 5G는 또한 클라우드 상의 원격 업무에도 사용되며, 촉각 인터페이스가 사용될 때 우수한 사용자 경험을 유지하도록 훨씬 더 낮은 단-대-단(end-to-end) 지연을 요구한다. 엔터테인먼트에서 예를 들면, 클라우드 게임 및 비디오 스트리밍은 모바일 광대역 능력의 향상을 요구하는 또 다른 핵심 요소이다. 엔터테인먼트는 기차, 차 및 비행기와 같은 높은 이동성 환경을 포함하여 어떤 곳에서든지 스마트폰 및 태블릿에서 필수적이다. 또 다른 사용 예는 엔터테인먼트를 위한 증강 현실 및 정보 검색이다. 여기서, 증강 현실은 매우 낮은 지연과 순간적인 데이터 양을 필요로 한다.

mMTC는 배터리에 의해 구동되는 다량의 저비용 장치 간의 통신을 가능하게 하기 위하여 설계되며, 스마트 계량, 물류, 현장 및 신체 센서와 같은 애플리케이션을 지원하기 위한 것이다. mMTC는 10년 정도의 배터리 및/또는 1km2 당 백만 개 정도의 장치를 목표로 한다. mMTC는 모든 분야에서 임베디드 센서를 원활하게 연결할 수 있게 하여 센서 네트워크를 구성할 수 있으며, 가장 많이 예상되는 5G 사용 예 중 하나이다. 잠재적으로 2020년까지 IoT 장치들은 204억 개에 이를 것으로 예측된다. 산업 IoT를 활용한 스마트 네트워크는 5G가 스마트 도시, 자산 추적(asset tracking), 스마트 유틸리티, 농업 및 보안 인프라를 가능하게 하는 주요 역할을 수행하는 영역 중 하나이다.

URLLC는 장치 및 기계가 매우 신뢰성 있고 매우 낮은 지연 및 높은 가용성으로 통신할 수 있도록 함으로써 자율주행 차량간 통신 및 제어, 산업 제어, 공장 자동화, 원격 수술과 헬스케어와 같은 미션 크리티컬 어플리케이션, 스마트 그리드 및 공공 안전 애플리케이션에 이상적이다. URLLC는 1ms의 정도의 지연을 목표로 한다. URLLC는 주요 인프라의 원격 제어 및 자율 주행 차량과 같은 고신뢰/초저지연 링크를 통해 산업을 변화시킬 새로운 서비스를 포함한다. 신뢰성과 지연의 수준은 스마트 그리드 제어, 산업 자동화, 로봇 공학, 드론 제어 및 조정에 필수적이다.

다음으로, 도 18의 삼각형 안에 포함된 다수의 사용 예에 대해 보다 구체적으로 살펴본다.

5G는 초당 수백 메가 비트에서 초당 기가 비트로 평가되는 스트림을 제공하는 수단으로 FTTH(fiber-to-the-home) 및 케이블 기반 광대역(또는 DOCSIS)을 보완할 수 있다. 이러한 빠른 속도는 가상 현실(VR; virtual reality)과 증강 현실(AR; augmented reality) 뿐 아니라 4K 이상(6K, 8K 및 그 이상)의 해상도로 TV를 전달하는 데에 요구될 수 있다. VR 및 AR 애플리케이션은 거의 몰입형(immersive) 스포츠 경기를 포함한다. 특정 애플리케이션은 특별한 네트워크 설정이 요구될 수 있다. 예를 들어, VR 게임의 경우, 게임 회사가 지연을 최소화하기 위해 코어 서버를 네트워크 오퍼레이터의 에지 네트워크 서버와 통합해야 할 수 있다.

자동차(Automotive)는 차량에 대한 이동 통신을 위한 많은 사용 예와 함께 5G에 있어 중요한 새로운 동력이 될 것으로 예상된다. 예를 들어, 승객을 위한 엔터테인먼트는 높은 용량과 높은 모바일 광대역을 동시에 요구한다. 그 이유는 미래의 사용자는 그들의 위치 및 속도와 관계 없이 고품질의 연결을 계속해서 기대하기 때문이다. 자동차 분야의 다른 사용 예는 증강 현실 대시보드이다. 운전자는 증강 현실 대비보드를 통해 앞면 창을 통해 보고 있는 것 위에 어둠 속에서 물체를 식별할 수 있다. 증강 현실 대시보드는 물체의 거리와 움직임에 대해 운전자에게 알려줄 정보를 겹쳐서 디스플레이 한다. 미래에, 무선 모듈은 차량 간의 통신, 차량과 지원하는 인프라구조 사이에서 정보 교환 및 자동차와 다른 연결된 장치(예를 들어, 보행자에 의해 수반되는 장치) 사이에서 정보 교환을 가능하게 한다. 안전 시스템은 운전자가 보다 안전한 운전을 할 수 있도록 행동의 대체 코스를 안내하여 사고의 위험을 낮출 수 있게 한다. 다음 단계는 원격 조종 차량 또는 자율 주행 차량이 될 것이다. 이는 서로 다른 자율 주행 차량 사이 및/또는 자동차와 인프라 사이에서 매우 신뢰성이 있고 매우 빠른 통신을 요구한다. 미래에, 자율 주행 차량이 모든 운전 활동을 수행하고, 운전자는 차량 자체가 식별할 수 없는 교통 이상에만 집중하도록 할 것이다. 자율 주행 차량의 기술적 요구 사항은 트래픽 안전을 사람이 달성할 수 없을 정도의 수준까지 증가하도록 초 저 지연과 초고속 신뢰성을 요구한다.

스마트 사회로서 언급되는 스마트 도시와 스마트 홈은 스마트 네트워크의 일례로 고밀도 무선 센서 네트워크로 임베디드 될 것이다. 지능형 센서의 분산 네트워크는 도시 또는 집의 비용 및 에너지 효율적인 유지에 대한 조건을 식별할 것이다. 유사한 설정이 각 가정을 위해 수행될 수 있다. 온도 센서, 창 및 난방 컨트롤러, 도난 경보기 및 가전 제품은 모두 무선으로 연결된다. 이러한 센서 중 많은 것들이 전형적으로 낮은 데이터 전송 속도, 저전력 및 저비용을 요구한다. 하지만, 예를 들어, 실시간 HD 비디오는 감시를 위해 특정 타입의 장치에서 요구될 수 있다.

열 또는 가스를 포함한 에너지의 소비 및 분배는 고도로 분산화되고 있어, 분산 센서 네트워크의 자동화된 제어가 요구된다. 스마트 그리드는 정보를 수집하고 이에 따라 행동하도록 디지털 정보 및 통신 기술을 사용하여 이런 센서를 상호 연결한다. 이 정보는 공급 업체와 소비자의 행동을 포함할 수 있으므로, 스마트 그리드가 효율성, 신뢰성, 경제성, 생산의 지속 가능성 및 자동화된 방식으로 전기와 같은 연료의 분배를 개선하도록 할 수 있다. 스마트 그리드는 지연이 적은 다른 센서 네트워크로 볼 수도 있다.

건강 부문은 이동 통신의 혜택을 누릴 수 있는 많은 애플리케이션을 보유하고 있다. 통신 시스템은 멀리 떨어진 곳에서 임상 진료를 제공하는 원격 진료를 지원할 수 있다. 이는 거리에 대한 장벽을 줄이는 데에 도움을 주고, 거리가 먼 농촌에서 지속적으로 이용하지 못하는 의료 서비스로의 접근을 개선시킬 수 있다. 이는 또한 중요한 진료 및 응급 상황에서 생명을 구하기 위해 사용된다. 이동 통신 기반의 무선 센서 네트워크는 심박수 및 혈압과 같은 파라미터에 대한 원격 모니터링 및 센서를 제공할 수 있다.

무선 및 모바일 통신은 산업 애플리케이션 분야에서 점차 중요해지고 있다. 배선은 설치 및 유지 비용이 높다. 따라서, 케이블을 재구성할 수 있는 무선 링크로의 교체 가능성은 많은 산업 분야에서 매력적인 기회이다. 그러나, 이를 달성하는 것은 무선 연결이 케이블과 비슷한 지연, 신뢰성 및 용량으로 동작하는 것과, 그 관리가 단순화될 것을 요구한다. 낮은 지연과 매우 낮은 오류 확률은 5G로 연결될 필요가 있는 새로운 요구 사항이다.

물류 및 화물 추적은 위치 기반 정보 시스템을 사용하여 어디에서든지 인벤토리(inventory) 및 패키지의 추적을 가능하게 하는 이동 통신에 대한 중요한 사용 예이다. 물류 및 화물 추적의 사용 예는 전형적으로 낮은 데이터 속도를 요구하지만 넓은 범위와 신뢰성 있는 위치 정보가 필요하다.

<인공 지능(AI: Artificial Intelligence)>

인공 지능은 인공적인 지능 또는 이를 만들 수 있는 방법론을 연구하는 분야를 의미하며, 머신 러닝(기계 학습, Machine Learning)은 인공 지능 분야에서 다루는 다양한 문제를 정의하고 그것을 해결하는 방법론을 연구하는 분야를 의미한다. 머신 러닝은 어떠한 작업에 대하여 꾸준한 경험을 통해 그 작업에 대한 성능을 높이는 알고리즘으로 정의하기도 한다.

인공 신경망(ANN: Artificial Neural Network)은 머신 러닝에서 사용되는 모델로써, 시냅스의 결합으로 네트워크를 형성한 인공 뉴런(노드)들로 구성되는, 문제 해결 능력을 가지는 모델 전반을 의미할 수 있다. 인공 신경망은 다른 레이어의 뉴런들 사이의 연결 패턴, 모델 파라미터를 갱신하는 학습 과정, 출력값을 생성하는 활성화 함수(Activation Function)에 의해 정의될 수 있다.

인공 신경망은 입력층(Input Layer), 출력층(Output Layer), 그리고 선택적으로 하나 이상의 은닉층(Hidden Layer)를 포함할 수 있다. 각 층은 하나 이상의 뉴런을 포함하고, 인공 신경망은 뉴런과 뉴런을 연결하는 시냅스를 포함할 수 있다. 인공 신경망에서 각 뉴런은 시냅스를 통해 입력되는 입력 신호들, 가중치, 편향에 대한 활성 함수의 함숫값을 출력할 수 있다.

모델 파라미터는 학습을 통해 결정되는 파라미터를 의미하며, 시냅스 연결의 가중치와 뉴런의 편향 등이 포함된다. 그리고, 하이퍼파라미터는 머신 러닝 알고리즘에서 학습 전에 설정되어야 하는 파라미터를 의미하며, 학습률(Learning Rate), 반복 횟수, 미니 배치 크기, 초기화 함수 등이 포함된다.

인공 신경망의 학습의 목적은 손실 함수를 최소화하는 모델 파라미터를 결정하는 것으로 볼 수 있다. 손실 함수는 인공 신경망의 학습 과정에서 최적의 모델 파라미터를 결정하기 위한 지표로 이용될 수 있다.

머신 러닝은 학습 방식에 따라 지도 학습(Supervised Learning), 비지도 학습(Unsupervised Learning), 강화 학습(Reinforcement Learning)으로 분류할 수 있다.

지도 학습은 학습 데이터에 대한 레이블(label)이 주어진 상태에서 인공 신경망을 학습시키는 방법을 의미하며, 레이블이란 학습 데이터가 인공 신경망에 입력되는 경우 인공 신경망이 추론해 내야 하는 정답(또는 결과 값)을 의미할 수 있다. 비지도 학습은 학습 데이터에 대한 레이블이 주어지지 않는 상태에서 인공 신경망을 학습시키는 방법을 의미할 수 있다. 강화 학습은 어떤 환경 안에서 정의된 에이전트가 각 상태에서 누적 보상을 최대화하는 행동 혹은 행동 순서를 선택하도록 학습시키는 학습 방법을 의미할 수 있다.

인공 신경망 중에서 복수의 은닉층을 포함하는 심층 신경망(DNN: Deep Neural Network)으로 구현되는 머신 러닝을 딥 러닝(심층 학습, Deep Learning)이라 부르기도 하며, 딥 러닝은 머신 러닝의 일부이다. 이하에서, 머신 러닝은 딥 러닝을 포함하는 의미로 사용된다.

<로봇(Robot)>

로봇은 스스로 보유한 능력에 의해 주어진 일을 자동으로 처리하거나 작동하는 기계를 의미할 수 있다. 특히, 환경을 인식하고 스스로 판단하여 동작을 수행하는 기능을 갖는 로봇을 지능형 로봇이라 칭할 수 있다.

로봇은 사용 목적이나 분야에 따라 산업용, 의료용, 가정용, 군사용 등으로 분류할 수 있다.

로봇은 액츄에이터 또는 모터를 포함하는 구동부를 구비하여 로봇 관절을 움직이는 등의 다양한 물리적 동작을 수행할 수 있다. 또한, 이동 가능한 로봇은 구동부에 휠, 브레이크, 프로펠러 등이 포함되어, 구동부를 통해 지상에서 주행하거나 공중에서 비행할 수 있다.

<자율 주행(Self-Driving, Autonomous-Driving)>

자율 주행은 스스로 주행하는 기술을 의미하며, 자율 주행 차량은 사용자의 조작 없이 또는 사용자의 최소한의 조작으로 주행하는 차량(Vehicle)을 의미한다.

예컨대, 자율 주행에는 주행중인 차선을 유지하는 기술, 어댑티브 크루즈 컨트롤과 같이 속도를 자동으로 조절하는 기술, 정해진 경로를 따라 자동으로 주행하는 기술, 목적지가 설정되면 자동으로 경로를 설정하여 주행하는 기술 등이 모두 포함될 수 있다.

차량은 내연 기관만을 구비하는 차량, 내연 기관과 전기 모터를 함께 구비하는 하이브리드 차량, 그리고 전기 모터만을 구비하는 전기 차량을 모두 포괄하며, 자동차뿐만 아니라 기차, 오토바이 등을 포함할 수 있다.

이때, 자율 주행 차량은 자율 주행 기능을 가진 로봇으로 볼 수 있다.

<확장 현실(XR: eXtended Reality)>

확장 현실은 가상 현실(VR: Virtual Reality), 증강 현실(AR: Augmented Reality), 혼합 현실(MR: Mixed Reality)을 총칭한다. VR 기술은 현실 세계의 객체나 배경 등을 CG 영상으로만 제공하고, AR 기술은 실제 사물 영상 위에 가상으로 만들어진 CG 영상을 함께 제공하며, MR 기술은 현실 세계에 가상 객체들을 섞고 결합시켜서 제공하는 컴퓨터 그래픽 기술이다.

MR 기술은 현실 객체와 가상 객체를 함께 보여준다는 점에서 AR 기술과 유사하다. 그러나, AR 기술에서는 가상 객체가 현실 객체를 보완하는 형태로 사용되는 반면, MR 기술에서는 가상 객체와 현실 객체가 동등한 성격으로 사용된다는 점에서 차이점이 있다.

XR 기술은 HMD(Head-Mount Display), HUD(Head-Up Display), 휴대폰, 태블릿 PC, 랩탑, 데스크탑, TV, 디지털 사이니지 등에 적용될 수 있고, XR 기술이 적용된 장치를 XR 장치(XR Device)라 칭할 수 있다.

도 19는 일 실시 예에 따른 AI 시스템(1)을 나타낸다.

도 19를 참조하면, AI 시스템(1)은 AI 서버(200), 로봇(100a), 자율 주행 차량(100b), XR 장치(100c), 스마트폰(100d) 또는 가전(100e) 중에서 적어도 하나 이상이 클라우드 네트워크(10)와 연결된다. 여기서, AI 기술이 적용된 로봇(100a), 자율 주행 차량(100b), XR 장치(100c), 스마트폰(100d) 또는 가전(100e) 등을 AI 장치(100a 내지 100e)라 칭할 수 있다.

클라우드 네트워크(10)는 클라우드 컴퓨팅 인프라의 일부를 구성하거나 클라우드 컴퓨팅 인프라 안에 존재하는 네트워크를 의미할 수 있다. 여기서, 클라우드 네트워크(10)는 3G 네트워크, 4G 또는 LTE(Long Term Evolution) 네트워크 또는 5G 네트워크 등을 이용하여 구성될 수 있다.

즉, AI 시스템(1)을 구성하는 각 장치들(100a 내지 100e, 200)은 클라우드 네트워크(10)를 통해 서로 연결될 수 있다. 특히, 각 장치들(100a 내지 100e, 200)은 기지국을 통해서 서로 통신할 수도 있지만, 기지국을 통하지 않고 직접 서로 통신할 수도 있다.

AI 서버(200)는 AI 프로세싱을 수행하는 서버와 빅 데이터에 대한 연산을 수행하는 서버를 포함할 수 있다.

AI 서버(200)는 AI 시스템(1)을 구성하는 AI 장치들인 로봇(100a), 자율 주행 차량(100b), XR 장치(100c), 스마트폰(100d) 또는 가전(100e) 중에서 적어도 하나 이상과 클라우드 네트워크(10)을 통하여 연결되고, 연결된 AI 장치들(100a 내지 100e)의 AI 프로세싱을 적어도 일부를 도울 수 있다.

이때, AI 서버(200)는 AI 장치(100a 내지 100e)를 대신하여 머신 러닝 알고리즘에 따라 인공 신경망을 학습시킬 수 있고, 학습 모델을 직접 저장하거나 AI 장치(100a 내지 100e)에 전송할 수 있다.

이때, AI 서버(200)는 AI 장치(100a 내지 100e)로부터 입력 데이터를 수신하고, 학습 모델을 이용하여 수신한 입력 데이터에 대하여 결과 값을 추론하고, 추론한 결과 값에 기초한 응답이나 제어 명령을 생성하여 AI 장치(100a 내지 100e)로 전송할 수 있다.

또는, AI 장치(100a 내지 100e)는 직접 학습 모델을 이용하여 입력 데이터에 대하여 결과 값을 추론하고, 추론한 결과 값에 기초한 응답이나 제어 명령을 생성할 수도 있다.

이하에서는, 상술한 기술이 적용되는 AI 장치(100a 내지 100e)의 다양한 실시 예들을 설명한다.

<AI+로봇>

로봇(100a)은 AI 기술이 적용되어, 안내 로봇, 운반 로봇, 청소 로봇, 웨어러블 로봇, 엔터테인먼트 로봇, 펫 로봇, 무인 비행 로봇 등으로 구현될 수 있다.

로봇(100a)은 동작을 제어하기 위한 로봇 제어 모듈을 포함할 수 있고, 로봇 제어 모듈은 소프트웨어 모듈 또는 이를 하드웨어로 구현한 칩을 의미할 수 있다.

로봇(100a)은 다양한 종류의 센서들로부터 획득한 센서 정보를 이용하여 로봇(100a)의 상태 정보를 획득하거나, 주변 환경 및 객체를 검출(인식)하거나, 맵 데이터를 생성하거나, 이동 경로 및 주행 계획을 결정하거나, 사용자 상호작용에 대한 응답을 결정하거나, 동작을 결정할 수 있다.

여기서, 로봇(100a)은 이동 경로 및 주행 계획을 결정하기 위하여, 라이다, 레이더, 카메라 중에서 적어도 하나 이상의 센서에서 획득한 센서 정보를 이용할 수 있다.

로봇(100a)은 적어도 하나 이상의 인공 신경망으로 구성된 학습 모델을 이용하여 상기한 동작들을 수행할 수 있다. 예컨대, 로봇(100a)은 학습 모델을 이용하여 주변 환경 및 객체를 인식할 수 있고, 인식된 주변 환경 정보 또는 객체 정보를 이용하여 동작을 결정할 수 있다. 여기서, 학습 모델은 로봇(100a)에서 직접 학습되거나, AI 서버(200) 등의 외부 장치에서 학습된 것일 수 있다.

이때, 로봇(100a)은 직접 학습 모델을 이용하여 결과를 생성하여 동작을 수행할 수도 있지만, AI 서버(200) 등의 외부 장치에 센서 정보를 전송하고 그에 따라 생성된 결과를 수신하여 동작을 수행할 수도 있다.

로봇(100a)은 맵 데이터, 센서 정보로부터 검출한 객체 정보 또는 외부 장치로부터 획득한 객체 정보 중에서 적어도 하나 이상을 이용하여 이동 경로와 주행 계획을 결정하고, 구동부를 제어하여 결정된 이동 경로와 주행 계획에 따라 로봇(100a)을 주행시킬 수 있다.

맵 데이터에는 로봇(100a)이 이동하는 공간에 배치된 다양한 객체들에 대한 객체 식별 정보가 포함될 수 있다. 예컨대, 맵 데이터에는 벽, 문 등의 고정 객체들과 화분, 책상 등의 이동 가능한 객체들에 대한 객체 식별 정보가 포함될 수 있다. 그리고, 객체 식별 정보에는 명칭, 종류, 거리, 위치 등이 포함될 수 있다.

또한, 로봇(100a)은 사용자의 제어/상호작용에 기초하여 구동부를 제어함으로써, 동작을 수행하거나 주행할 수 있다. 이때, 로봇(100a)은 사용자의 동작이나 음성 발화에 따른 상호작용의 의도 정보를 획득하고, 획득한 의도 정보에 기초하여 응답을 결정하여 동작을 수행할 수 있다.

<AI+자율주행>

자율 주행 차량(100b)은 AI 기술이 적용되어, 이동형 로봇, 차량, 무인 비행체 등으로 구현될 수 있다.

자율 주행 차량(100b)은 자율 주행 기능을 제어하기 위한 자율 주행 제어 모듈을 포함할 수 있고, 자율 주행 제어 모듈은 소프트웨어 모듈 또는 이를 하드웨어로 구현한 칩을 의미할 수 있다. 자율 주행 제어 모듈은 자율 주행 차량(100b)의 구성으로써 내부에 포함될 수도 있지만, 자율 주행 차량(100b)의 외부에 별도의 하드웨어로 구성되어 연결될 수도 있다.

자율 주행 차량(100b)은 다양한 종류의 센서들로부터 획득한 센서 정보를 이용하여 자율 주행 차량(100b)의 상태 정보를 획득하거나, 주변 환경 및 객체를 검출(인식)하거나, 맵 데이터를 생성하거나, 이동 경로 및 주행 계획을 결정하거나, 동작을 결정할 수 있다.

여기서, 자율 주행 차량(100b)은 이동 경로 및 주행 계획을 결정하기 위하여, 로봇(100a)과 마찬가지로, 라이다, 레이더, 카메라 중에서 적어도 하나 이상의 센서에서 획득한 센서 정보를 이용할 수 있다.

특히, 자율 주행 차량(100b)은 시야가 가려지는 영역이나 일정 거리 이상의 영역에 대한 환경이나 객체는 외부 장치들로부터 센서 정보를 수신하여 인식하거나, 외부 장치들로부터 직접 인식된 정보를 수신할 수 있다.

자율 주행 차량(100b)은 적어도 하나 이상의 인공 신경망으로 구성된 학습 모델을 이용하여 상기한 동작들을 수행할 수 있다. 예컨대, 자율 주행 차량(100b)은 학습 모델을 이용하여 주변 환경 및 객체를 인식할 수 있고, 인식된 주변 환경 정보 또는 객체 정보를 이용하여 주행 동선을 결정할 수 있다. 여기서, 학습 모델은 자율 주행 차량(100b)에서 직접 학습되거나, AI 서버(200) 등의 외부 장치에서 학습된 것일 수 있다.

이때, 자율 주행 차량(100b)은 직접 학습 모델을 이용하여 결과를 생성하여 동작을 수행할 수도 있지만, AI 서버(200) 등의 외부 장치에 센서 정보를 전송하고 그에 따라 생성된 결과를 수신하여 동작을 수행할 수도 있다.

자율 주행 차량(100b)은 맵 데이터, 센서 정보로부터 검출한 객체 정보 또는 외부 장치로부터 획득한 객체 정보 중에서 적어도 하나 이상을 이용하여 이동 경로와 주행 계획을 결정하고, 구동부를 제어하여 결정된 이동 경로와 주행 계획에 따라 자율 주행 차량(100b)을 주행시킬 수 있다.

맵 데이터에는 자율 주행 차량(100b)이 주행하는 공간(예컨대, 도로)에 배치된 다양한 객체들에 대한 객체 식별 정보가 포함될 수 있다. 예컨대, 맵 데이터에는 가로등, 바위, 건물 등의 고정 객체들과 차량, 보행자 등의 이동 가능한 객체들에 대한 객체 식별 정보가 포함될 수 있다. 그리고, 객체 식별 정보에는 명칭, 종류, 거리, 위치 등이 포함될 수 있다.

또한, 자율 주행 차량(100b)은 사용자의 제어/상호작용에 기초하여 구동부를 제어함으로써, 동작을 수행하거나 주행할 수 있다. 이때, 자율 주행 차량(100b)은 사용자의 동작이나 음성 발화에 따른 상호작용의 의도 정보를 획득하고, 획득한 의도 정보에 기초하여 응답을 결정하여 동작을 수행할 수 있다.

<AI+XR>

XR 장치(100c)는 AI 기술이 적용되어, HMD(Head-Mount Display), 차량에 구비된 HUD(Head-Up Display), 텔레비전, 휴대폰, 스마트 폰, 컴퓨터, 웨어러블 디바이스, 가전 기기, 디지털 사이니지, 차량, 고정형 로봇이나 이동형 로봇 등으로 구현될 수 있다.

XR 장치(100c)는 다양한 센서들을 통해 또는 외부 장치로부터 획득한 3차원 포인트 클라우드 데이터 또는 이미지 데이터를 분석하여 3차원 포인트들에 대한 위치 데이터 및 속성 데이터를 생성함으로써 주변 공간 또는 현실 객체에 대한 정보를 획득하고, 출력할 XR 객체를 렌더링하여 출력할 수 있다. 예컨대, XR 장치(100c)는 인식된 물체에 대한 추가 정보를 포함하는 XR 객체를 해당 인식된 물체에 대응시켜 출력할 수 있다.

XR 장치(100c)는 적어도 하나 이상의 인공 신경망으로 구성된 학습 모델을 이용하여 상기한 동작들을 수행할 수 있다. 예컨대, XR 장치(100c)는 학습 모델을 이용하여 3차원 포인트 클라우드 데이터 또는 이미지 데이터에서 현실 객체를 인식할 수 있고, 인식한 현실 객체에 상응하는 정보를 제공할 수 있다. 여기서, 학습 모델은 XR 장치(100c)에서 직접 학습되거나, AI 서버(200) 등의 외부 장치에서 학습된 것일 수 있다.

이때, XR 장치(100c)는 직접 학습 모델을 이용하여 결과를 생성하여 동작을 수행할 수도 있지만, AI 서버(200) 등의 외부 장치에 센서 정보를 전송하고 그에 따라 생성된 결과를 수신하여 동작을 수행할 수도 있다.

<AI+로봇+자율주행>

로봇(100a)은 AI 기술 및 자율 주행 기술이 적용되어, 안내 로봇, 운반 로봇, 청소 로봇, 웨어러블 로봇, 엔터테인먼트 로봇, 펫 로봇, 무인 비행 로봇 등으로 구현될 수 있다.

AI 기술과 자율 주행 기술이 적용된 로봇(100a)은 자율 주행 기능을 가진 로봇 자체나, 자율 주행 차량(100b)과 상호작용하는 로봇(100a) 등을 의미할 수 있다.

자율 주행 기능을 가진 로봇(100a)은 사용자의 제어 없이도 주어진 동선에 따라 스스로 움직이거나, 동선을 스스로 결정하여 움직이는 장치들을 통칭할 수 있다.

자율 주행 기능을 가진 로봇(100a) 및 자율 주행 차량(100b)은 이동 경로 또는 주행 계획 중 하나 이상을 결정하기 위해 공통적인 센싱 방법을 사용할 수 있다. 예를 들어, 자율 주행 기능을 가진 로봇(100a) 및 자율 주행 차량(100b)은 라이다, 레이더, 카메라를 통해 센싱된 정보를 이용하여, 이동 경로 또는 주행 계획 중 하나 이상을 결정할 수 있다.

자율 주행 차량(100b)과 상호작용하는 로봇(100a)은 자율 주행 차량(100b)과 별개로 존재하면서, 자율 주행 차량(100b)의 내부 또는 외부에서 자율 주행 기능에 연계되거나, 자율 주행 차량(100b)에 탑승한 사용자와 연계된 동작을 수행할 수 있다.

이때, 자율 주행 차량(100b)과 상호작용하는 로봇(100a)은 자율 주행 차량(100b)을 대신하여 센서 정보를 획득하여 자율 주행 차량(100b)에 제공하거나, 센서 정보를 획득하고 주변 환경 정보 또는 객체 정보를 생성하여 자율 주행 차량(100b)에 제공함으로써, 자율 주행 차량(100b)의 자율 주행 기능을 제어하거나 보조할 수 있다.

또는, 자율 주행 차량(100b)과 상호작용하는 로봇(100a)은 자율 주행 차량(100b)에 탑승한 사용자를 모니터링하거나 사용자와의 상호작용을 통해 자율 주행 차량(100b)의 기능을 제어할 수 있다. 예컨대, 로봇(100a)은 운전자가 졸음 상태인 경우로 판단되는 경우, 자율 주행 차량(100b)의 자율 주행 기능을 활성화하거나 자율 주행 차량(100b)의 구동부의 제어를 보조할 수 있다. 여기서, 로봇(100a)이 제어하는 자율 주행 차량(100b)의 기능에는 단순히 자율 주행 기능뿐만 아니라, 자율 주행 차량(100b)의 내부에 구비된 네비게이션 시스템이나 오디오 시스템에서 제공하는 기능도 포함될 수 있다.

또는, 자율 주행 차량(100b)과 상호작용하는 로봇(100a)은 자율 주행 차량(100b)의 외부에서 자율 주행 차량(100b)에 정보를 제공하거나 기능을 보조할 수 있다. 예컨대, 로봇(100a)은 스마트 신호등과 같이 자율 주행 차량(100b)에 신호 정보 등을 포함하는 교통 정보를 제공할 수도 있고, 전기 차량의 자동 전기 충전기와 같이 자율 주행 차량(100b)과 상호작용하여 충전구에 전기 충전기를 자동으로 연결할 수도 있다.

<AI+로봇+XR>

로봇(100a)은 AI 기술 및 XR 기술이 적용되어, 안내 로봇, 운반 로봇, 청소 로봇, 웨어러블 로봇, 엔터테인먼트 로봇, 펫 로봇, 무인 비행 로봇, 드론 등으로 구현될 수 있다.

XR 기술이 적용된 로봇(100a)은 XR 영상 내에서의 제어/상호작용의 대상이 되는 로봇을 의미할 수 있다. 이 경우, 로봇(100a)은 XR 장치(100c)와 구분되며 서로 연동될 수 있다.

XR 영상 내에서의 제어/상호작용의 대상이 되는 로봇(100a)은 카메라를 포함하는 센서들로부터 센서 정보를 획득하면, 로봇(100a) 또는 XR 장치(100c)는 센서 정보에 기초한 XR 영상을 생성하고, XR 장치(100c)는 생성된 XR 영상을 출력할 수 있다. 그리고, 이러한 로봇(100a)은 XR 장치(100c)를 통해 입력되는 제어 신호 또는 사용자의 상호작용에 기초하여 동작할 수 있다.

예컨대, 사용자는 XR 장치(100c) 등의 외부 장치를 통해 원격으로 연동된 로봇(100a)의 시점에 상응하는 XR 영상을 확인할 수 있고, 상호작용을 통하여 로봇(100a)의 자율 주행 경로를 조정하거나, 동작 또는 주행을 제어하거나, 주변 객체의 정보를 확인할 수 있다.

<AI+자율주행+XR>

자율 주행 차량(100b)은 AI 기술 및 XR 기술이 적용되어, 이동형 로봇, 차량, 무인 비행체 등으로 구현될 수 있다.

XR 기술이 적용된 자율 주행 차량(100b)은 XR 영상을 제공하는 수단을 구비한 자율 주행 차량이나, XR 영상 내에서의 제어/상호작용의 대상이 되는 자율 주행 차량 등을 의미할 수 있다. 특히, XR 영상 내에서의 제어/상호작용의 대상이 되는 자율 주행 차량(100b)은 XR 장치(100c)와 구분되며 서로 연동될 수 있다.

XR 영상을 제공하는 수단을 구비한 자율 주행 차량(100b)은 카메라를 포함하는 센서들로부터 센서 정보를 획득하고, 획득한 센서 정보에 기초하여 생성된 XR 영상을 출력할 수 있다. 예컨대, 자율 주행 차량(100b)은 HUD를 구비하여 XR 영상을 출력함으로써, 탑승자에게 현실 객체 또는 화면 속의 객체에 대응되는 XR 객체를 제공할 수 있다.

이때, XR 객체가 HUD에 출력되는 경우에는 XR 객체의 적어도 일부가 탑승자의 시선이 향하는 실제 객체에 오버랩되도록 출력될 수 있다. 반면, XR 객체가 자율 주행 차량(100b)의 내부에 구비되는 디스플레이에 출력되는 경우에는 XR 객체의 적어도 일부가 화면 속의 객체에 오버랩되도록 출력될 수 있다. 예컨대, 자율 주행 차량(100b)은 차로, 타 차량, 신호등, 교통 표지판, 이륜차, 보행자, 건물 등과 같은 객체와 대응되는 XR 객체들을 출력할 수 있다.

XR 영상 내에서의 제어/상호작용의 대상이 되는 자율 주행 차량(100b)은 카메라를 포함하는 센서들로부터 센서 정보를 획득하면, 자율 주행 차량(100b) 또는 XR 장치(100c)는 센서 정보에 기초한 XR 영상을 생성하고, XR 장치(100c)는 생성된 XR 영상을 출력할 수 있다. 그리고, 이러한 자율 주행 차량(100b)은 XR 장치(100c) 등의 외부 장치를 통해 입력되는 제어 신호 또는 사용자의 상호작용에 기초하여 동작할 수 있다.

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

Claims

제2 PLMN(Public Land Mobile Network) 내에서 이동성(mobility)을 관리하는 네트워크 노드에서의 방법으로서,
단말로부터 접속 요청 메시지를 상기 제2 PLMN 내의 기지국을 통해 수신하는 단계와,
상기 단말의 접속 요청에 대한 응답 메시지를 전송하는 단계를 포함하고,
상기 단말은 제3 PLMN에 가입한 단말인 것에 기초하여, 상기 기지국은 제1 PLMN의 기지국을 대신하여, 상기 제1 PLMN에 대한 정보를 포함하는 시스템 정보를 전송한 것에 기초하여, 상기 응답 메시지는 상기 단말의 접속 요청에 대한 거절을 나타내는 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항에 있어서, 상기 응답 메시지는
상기 제1 PLMN에서 발생한 장애로 인하여, 제2 PLMN으로 로밍된 것임을 나타내는 정보를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항에 있어서, 상기 정보에 의해서 지시되는 거절은
상기 단말의 접속 요청이 거절된 뒤로부터 일정 시간 이후에는 상기 단말이 상기 제1 PLMN을 다시 선택할 수 있도록, 임시적인 거절을 나타내는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항에 있어서, 상기 접속 요청 메시지는
상기 제1 PLMN의 장애로 인하여 상기 제1 PLMN 대신에 상기 제2 PLMN의 기지국을 통해 상기 제2 PLMN의 네트워크 노드로 수신되는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항에 있어서,
상기 단말로부터 접속 요청 메시지를 수신한 후, 상기 단말의 접속 요청을 수락할지 혹은 거절할지 결정하는 단계와;
상기 단말의 접속 요청을 수락하기로 결정한 경우, 서비스의 범위를 결정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제4항에 있어서, 상기 단말의 접속 요청을 수락할지 혹은 거절할지 결정하는 단계는,
상기 단말이 제3 PLMN에 가입한 단말인지 여부와 그리고 상기 기지국은 제1 PLMN의 기지국을 대신하여 상기 제1 PLMN에 대한 정보를 포함하는 시스템 정보를 전송한 것인지 여부에 기초하여 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.
제5항에 있어서, 상기 결정을 위하여
상기 단말이 가입한 상기 제3 PLMN 내의 정보 서버로부터 정보를 획득하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항에 있어서,
상기 네트워크 노드는 MME(Mobility Management Entity)이고, 상기 접속 요청 메시지는 어태치 메시지인 것을 특징으로 하는 방법.
제1항에 있어서,
상기 네트워크 노드는 AMF(Access and Mobility Management Function)이고, 상기 접속 요청 메시지는 등록 요청 메시지인 것을 특징으로 하는 방법.
제2 PLMN(Public Land Mobile Network) 내에서 이동성(mobility)을 관리하는 네트워크 노드로서,
송수신부와;
상기 송수신부를 제어하는 프로세서를 포함하고,
상기 프로세서는 상기 송수신부를 통하여 단말로부터 접속 요청 메시지를 상기 제2 PLMN 내의 기지국을 통해 수신한 후, 상기 단말의 접속 요청에 대한 응답 메시지를 전송하고,
상기 단말은 제3 PLMN에 가입한 단말인 것에 기초하여, 상기 기지국은 제1 PLMN의 기지국을 대신하여, 상기 제1 PLMN에 대한 정보를 포함하는 시스템 정보를 전송한 것에 기초하여, 상기 응답 메시지는 상기 단말의 접속 요청에 대한 거절을 나타내는 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 네트워크 노드.
제10항에 있어서, 상기 응답 메시지는
상기 제1 PLMN에서 발생한 장애로 인하여, 제2 PLMN으로 로밍된 것임을 나타내는 정보를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 네트워크 노드.
제10항에 있어서, 상기 정보에 의해서 지시되는 거절은
상기 단말의 접속 요청이 거절된 뒤로부터 일정 시간 이후에는 상기 단말이 상기 제1 PLMN을 다시 선택할 수 있도록, 임시적인 거절을 나타내는 것을 특징으로 하는 네트워크 노드.
제0항에 있어서, 상기 접속 요청 메시지는
상기 제1 PLMN의 장애로 인하여 상기 제1 PLMN 대신에 상기 제2 PLMN의 기지국을 통해 상기 제2 PLMN의 네트워크 노드로 수신되는 것을 특징으로 하는 네트워크 노드.
제10항에 있어서, 상기 프로세서는
상기 단말로부터 접속 요청 메시지를 수신한 후, 상기 단말의 접속 요청을 수락할지 혹은 거절할지 결정하고;
상기 단말의 접속 요청을 수락하기로 결정한 경우, 서비스의 범위를 결정하는 것을 특징으로 하는 네트워크 노드.
제14항에 있어서, 상기 프로세서는
상기 단말이 제3 PLMN에 가입한 단말인지 여부와 그리고 상기 기지국은 제1 PLMN의 기지국을 대신하여 상기 제1 PLMN에 대한 정보를 포함하는 시스템 정보를 전송한 것인지 여부에 기초하여, 상기 단말의 접속 요청을 수락할지 혹은 거절할지를 결정하는 것을 특징으로 하는 네트워크 노드.
제10항에 있어서,
상기 네트워크 노드는 MME(Mobility Management Entity)이고, 상기 접속 요청 메시지는 어태치 메시지인 것을 특징으로 하는 네트워크 노드.
제10항에 있어서,
상기 네트워크 노드는 AMF(Access and Mobility Management Function)이고, 상기 접속 요청 메시지는 등록 요청 메시지인 것을 특징으로 하는 네트워크 노드.