KR20220018579A

KR20220018579A - 지정된 페이로드 컨테이너 유형을 사용하는 통신 시스템의 제어 평면을 통한 사용자 데이터 전송

Info

Publication number: KR20220018579A
Application number: KR1020227000532A
Authority: KR
Inventors: 제니퍼 제이-엔. 리우
Original assignee: 노키아 테크놀로지스 오와이
Priority date: 2019-07-29
Filing date: 2020-07-29
Publication date: 2022-02-15
Also published as: WO2021018955A1; ES2964912T3; AU2020322086B2; US20220353739A1; US20210037415A1; EP4005256A1; PL4005256T3; EP4274276A3; CO2022001614A2; TW202105978A; TWI795659B; AU2020322086A1; EP4005256B1; CA3147389A1; AU2023203813A1; JP7423744B2; BR112022001000A2; EP4274276A2; US11419006B2; CL2022000128A1

Abstract

통신 시스템에서 제어 평면을 통한 사용자 데이터 전송을 위한 개선된 기술이 제공된다. 예를 들어, 방법은 제어 평면을 통해 사용자 장비와 통신 시스템의 적어도 하나의 네트워크 엔티티 사이에서 전송될 사용자 데이터의 크기를 결정하는 단계를 포함한다. 방법은 또한 전송될 사용자 데이터의 크기가 적어도 소형 데이터 전송을 위한 임계값 미만이라고 결정하는 것에 응답하여, 제어 평면을 통한 사용자 데이터의 전송을 위해 소형 데이터 컨테이너에서 전송될 사용자 데이터를 포함하는 제어 평면 메시지를 생성하는 단계를 포함한다. 방법은 생성된 제어 평면 메시지를 사용자 장비와 통신 시스템의 적어도 하나의 네트워크 엔티티 사이에서 전송하는 단계를 더 포함한다.

Description

지정된 페이로드 컨테이너 유형을 사용하는 통신 시스템의 제어 평면을 통한 사용자 데이터 전송

본 기술분야는 일반적으로 통신 시스템에 관한 것으로, 보다 구체적으로 한정되는 것은 아니지만 이러한 시스템 내의 제어 평면 통신에 관한 것이다.

이 섹션은 본 발명의 더 나은 이해를 가능하게 하는 데 도움을 줄 수 있는 양태를 소개한다. 따라서, 이 섹션의 설명은 이러한 관점에서 읽어야 하며 종래 기술에 있는 것 또는 종래 기술에 없는 것에 대한 인정으로 이해되지 않아야 한다.

LTE(Long Term Evolution) 기술이라고도 알려진 4세대(4G) 무선 이동 통신 기술은 특히 인간 상호 작용을 위해 높은 데이터 속도로 고용량 모바일 멀티미디어를 제공하도록 설계되었다. 차세대 또는 5세대(5G) 기술은 인간의 상호 작용뿐만 아니라, 소위 사물 인터넷(IoT) 네트워크에서의 머신 유형 통신에도 사용되도록 의도되어 있다.

5G 네트워크는 대형 IoT 서비스(예를 들어, 매우 많은 수의 제한된 용량 디바이스) 및 미션 크리티컬(mission-critical) IoT 서비스(예를 들어, 높은 신뢰성이 필요함)를 가능하게 하도록 의도되어 있지만, 레거시 이동 통신 서비스를 통한 개선은 모바일 디바이스에 대해 개선된 무선 인터넷 액세스를 제공하는 향상된 모바일 브로드밴드(enhanced mobile broadband: eMBB) 서비스의 형태로 지원된다.

예시적인 통신 시스템에서, 이동 단말기(가입자)와 같은 사용자 장비(user equipment)(5G 네트워크에서는 5G UE 또는 보다 광범위하게는 UE)는 무선 인터페이스를 통해 기지국 또는 5G 네트워크에서 gNB라고 지칭되는 액세스 포인트와 통신한다. 액세스 포인트(예를 들어, gNB)는 예시적으로 통신 시스템의 액세스 네트워크의 일부이다. 예를 들어, 5G 네트워크에서, 액세스 네트워크는 5G 시스템이라고 지칭되며, "기술 사양 그룹 서비스 및 시스템 양태; 5G 시스템용 시스템 아키텍처(Technical Specification Group Services and System Aspects; System Architecture for the 5G System)"라고 명명된 5G 기술 사양(TS) 23.501, V16.0.2에 기술되어 있고, 그 개시의 전체 내용이 본 명세서에 참조로 포함된다. 일반적으로, 액세스 포인트(예를 들어, gNB)는 코어 네트워크(CN)에 대한 UE의 액세스를 제공하고, 그 후에 다른 UE 및/또는 패킷 데이터 네트워크(예를 들어, 인터넷)와 같은 데이터 네트워크에 대한 UE의 액세스를 제공한다.

TS 23.501은 대표적인 상태 전송 애플리케이션 프로그래밍 인터페이스(representational state transfer application programming interface: Restful API)를 사용하여 서로 통신하는 네트워크 기능(network function: NF)으로서 서비스를 모델링하는 5G 서비스 기반 아키텍처(Service-Based Architecture: SBA)를 정의하고 있다.

또한, "기술 사양 그룹 서비스 및 시스템 양태; 5G 시스템용 보안 아키텍처 및 절차(Technical Specification Group Services and System Aspects; Security Architecture and Procedures for the 5G System)"라고 명명된 5G 기술 사양(TS) 33.501, V15.4.0은 5G 네트워크와 관련된 보안 관리 세부사항을 추가로 기술하고 있고, 그 개시의 전체 내용이 본 명세서에 참조로 포함된다.

네트워크 성능은 임의의 통신 시스템에서 중요한 고려 사항이다. 예를 들어, 사용자 장비로부터 코어 네트워크에 의해 수신된 제어 평면 메시지의 처리는 네트워크 성능에 상당한 영향을 미칠 수 있다. 그러나, 이러한 통신의 관리는 기존의 5G 접근 방식에서 수가지의 도전 과제를 제시한다.

예시적인 실시형태는 지정된 페이로드 컨테이너 유형을 사용하는 통신 시스템의 제어 평면을 통한 사용자 데이터 전송을 위한 개선된 기술을 제공한다.

예를 들어, 하나의 예시적인 실시형태에서, 방법은 제어 평면을 통해 사용자 장비로부터 통신 시스템의 적어도 하나의 네트워크 엔티티로 전송될 사용자 데이터의 크기를 결정하는 단계를 포함한다. 방법은 또한 전송될 사용자 데이터의 크기가 적어도 소형 데이터 전송을 위한 임계값 미만이라고 결정하는 것에 응답하여, 이하에서 소형 데이터 컨테이너라고 지칭되는, 제어 평면을 통한 소형 사용자 데이터의 전송에 전용되는 페이로드 컨테이너에서 전송될 사용자 데이터를 포함하는 제어 평면 메시지를 생성하는 단계를 포함한다. 방법은 생성된 제어 평면 메시지를 사용자 장비로부터 통신 시스템의 적어도 하나의 네트워크 엔티티로 전송하는 단계를 더 포함한다.

다른 예시적인 실시형태에서, 방법은 제어 평면을 통해 통신 시스템의 적어도 하나의 네트워크 엔티티로부터 사용자 장비로 전송될 사용자 데이터의 크기를 결정하는 단계를 포함한다. 방법은 또한 전송될 사용자 데이터의 크기가 적어도 소형 데이터 전송을 위한 임계값 미만이라고 결정하는 것에 응답하여, 소형 데이터 컨테이너에서 전송될 사용자 데이터를 포함하는 제어 평면 메시지를 생성하는 단계를 포함한다. 방법은 생성된 제어 평면 메시지를 통신 시스템의 적어도 하나의 네트워크 엔티티로부터 사용자 장비로 전송하는 단계를 더 포함한다.

추가의 예시적인 실시형태는 프로세서에 의해 실행될 때 프로세서가 상기 단계를 수행하게 하는 실행 가능한 프로그램 코드가 내부에 구현되는 비일시적 컴퓨터 판독 가능 저장 매체의 형태로 제공된다. 또 다른 예시적인 실시형태는 상기 단계를 수행하도록 구성된 프로세서 및 메모리를 구비한 장치를 포함한다.

본 명세서에서 설명된 실시형태의 이들 및 다른 특징 및 이점은 첨부 도면 및 다음의 상세한 설명으로부터 더욱 명백해질 것이다.

도 1은 하나 이상의 예시적인 실시형태가 구현되는 통신 시스템을 도시한다.
도 2는 하나 이상의 예시적인 실시형태가 구현되는 사용자 장비 및 네트워크 엔티티에 대한 처리 아키텍처를 도시한다.
도 3은 사용자 장비가 제어 평면을 통해 데이터 네트워크로 데이터를 전송하는, 하나 이상의 예시적인 실시형태가 구현되는 통신 시스템의 일부를 도시한다.
도 4는 예시적인 실시형태에 따른, 아이들 모드에서의 사용자 장비를 위한 소형 데이터의 업링크 전송을 도시한다.
도 5는 예시적인 실시형태에 따른, 연결 모드에서의 사용자 장비를 위한 소형 데이터의 업링크 전송을 도시한다.
도 6은 예시적인 실시형태에 따른, 사용자 장비를 위한 소형 데이터의 다운링크 전송을 도시한다.
도 7은 예시적인 실시형태에 따른, 소형 데이터 컨테이너 정보 요소의 구조를 도시한다.
도 8은 예시적인 실시형태에 따른, 소형 데이터 컨테이너 콘텐츠를 도시한다.
도 9는 예시적인 실시형태에 따른, 소형 데이터 컨테이너 정보 요소의 콘텐츠를 도시한다.
도 10은 예시적인 실시형태에 따른, 사용자 데이터 컨테이너 정보 요소의 구조를 도시한다.
도 11은 예시적인 실시형태에 따른, 사용자 데이터 컨테이너 콘텐츠를 도시한다.
도 12는 예시적인 실시형태에 따른, 사용자 데이터 컨테이너 정보 요소의 콘텐츠를 도시한다.
도 13은 예시적인 실시형태에 따른, 소형 데이터 컨테이너에 대한 메시지 및 정보 요소 사용을 도시한다.
도 14는 예시적인 실시형태에 따른, 페이로드 컨테이너 정보 요소의 구조를 도시한다.
도 15는 예시적인 실시형태에 따른, 페이로드 컨테이너 유형 정보 요소의 구조를 도시한다.
도 16은 예시적인 실시형태에 따른, 페이로드 컨테이너 정보 요소의 콘텐츠를 도시한다.
도 17은 예시적인 실시형태에 따른, 제어 평면 데이터 크기 구성을 도시한다.
도 18은 예시적인 실시형태에 따른, 아이들 모드에서의 사용자 장비를 위한 소형 데이터 컨테이너에 대한 데이터 보호를 도시한다.
도 19는 예시적인 실시형태에 따른, 지정된 페이로드 컨테이너 유형을 사용하는 제어 평면 기반 사용자 데이터 전송 방법을 도시한다.

실시형태는 지정된 페이로드 컨테이너 유형을 사용하는 통신 시스템에서 제어 평면을 통한 사용자 데이터 전송을 위한 예시적인 통신 시스템 및 관련 기술과 관련하여 본 명세서에서 설명될 것이다. 그러나, 청구범위의 범위는 개시된 특정 유형의 통신 시스템 및/또는 프로세스에 한정되지 않음을 이해해야 한다. 실시형태는 대안적인 프로세스 및 동작을 사용하여 매우 다양한 다른 유형의 통신 시스템에서 구현될 수 있다. 예를 들어, 3GPP 차세대 시스템(5G)과 같은 3GPP 시스템 요소를 이용하는 무선 셀룰러 시스템의 맥락에서 예시되었지만, 개시된 실시형태는 다양한 다른 유형의 통신 시스템에 간단한 방식으로 적응될 수 있다. 3GPP는 이동 전화 등을 위한 프로토콜을 개발하는 표준 기관인 3세대 파트너십 프로젝트(3rd Generation Partnership Project)의 약자임에 유의해야 한다.

5G 통신 시스템 환경에서 구현되는 예시적인 실시형태에 따르면, 하나 이상의 3GPP 기술 사양(TS) 및 기술 보고서(TR)는 사용자 장비 및 네트워크 엔티티(예를 들어, 네트워크 요소, 네트워크 기능 등) 및/또는 하나 이상의 예시적인 실시형태와 상호 작용하는 동작에 대한 추가 설명, 예를 들어 상기한 3GPP TS 23.501 및 3GPP TS 33.501을 제공한다. 다른 3GPP TS/TR 문서는 당업자가 인식할 수 있는 다른 통상적인 세부사항을 제공한다. 예를 들어, 개시의 전체 내용이 참조로 본 명세서에 포함되는 "기술 사양 그룹 서비스 및 시스템 양태; 진화형 범용 지상파 무선 액세스 네트워크(E-UTRAN) 액세스를 위한 일반 패킷 무선 서비스(GPRS) 증강(Technical Specification Group Services and System Aspects; General Packet Radio Service(GPRS) Enhancements for Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network(E-UTRAN) Access)"이라고 명명된 5G 기술 사양(TS) 23.401, V16.2.0은 셀룰러 IoT(CIoT) 최적화를 위한 일반 원칙을 기재하고 있고, 이 최적화를 이용하여 하나 이상의 예시적인 실시형태가 아래에서 설명될 것이다. 그러나, 예시적인 실시형태가 상기한 5G 관련 3GPP 표준과 관련된 구현에 매우 적합하지만, 대체 실시형태가 반드시 임의의 특정 표준으로 한정되도록 의도된 것은 아니다.

또한, 예시적인 실시형태는, 예를 들어 5G 네트워크와 같은 통신 시스템의 통신 기능을 개념적으로 특성화하는 모델인 개방형 시스템 상호 연결 모델(Open Systems Interconnection model)(OSI 모델)의 맥락에서 본 명세서에 설명될 수 있다. OSI 모델은 전형적으로 부여된 계층이 상위 계층을 서빙하고 하위 계층에 의해 서빙되는 계층 스택으로서 개념화된다. 전형적으로, OSI 모델은 7개의 계층을 포함하고, 스택의 최상위 계층은 애플리케이션 계층(계층 7)이고, 그 다음에는 프레젠테이션 계층(계층 6), 세션 계층(계층 5), 전송 계층(계층 4), 네트워크 계층(계층 3), 데이터 링크 계층(계층 2) 및 물리 계층(계층 1)이 뒤따른다. 당업자는 다양한 계층의 기능 및 상호 연동을 이해할 것이며, 따라서 각 계층의 추가 세부사항은 본 명세서에서 설명되지 않는다. 그러나, 예시적인 실시형태가 OSI 모델을 이용하는 구현에 매우 적합하지만, 대체 실시형태가 반드시 임의의 특정 통신 기능 모델에 한정되지 않음을 이해해야 한다.

예시적인 실시형태는 5G 네트워크용 서비스 기반 아키텍처(SBA)와 관련된 제어 평면 메시지 관리에 관한 것이다. 이러한 예시적인 실시형태를 설명하기 전에, 5G 네트워크의 주요 구성요소에 대한 일반적인 설명이 도 1 및 도 2의 맥락에서 후술될 것이다.

도 1은 예시적인 실시형태가 구현되는 통신 시스템(100)을 나타낸다. 통신 시스템(100)에 나타낸 요소는 시스템 내에서 제공되는 주요 기능, 예를 들어 UE 액세스 기능, 이동성 관리 기능, 인증 기능, 서빙 게이트웨이 기능 등을 나타내도록 의도된 것으로 이해되어야 한다. 이와 같이, 도 1에 나타낸 블록은 이러한 주요 기능을 제공하는 5G 네트워크에서의 특정 요소를 언급한다. 그러나, 표현된 주요 기능의 일부 또는 전부를 구현하기 위해 다른 실시형태에서는 다른 네트워크 요소가 사용될 수 있다. 또한, 5G 네트워크의 모든 기능이 도 1에 도시된 것이 아님을 이해해야 한다. 오히려, 예시적인 실시형태의 설명을 용이하게 하는 기능이 표현되어 있다. 후속 도면들은 일부 추가 요소/기능을 도시할 수 있다.

따라서, 나타낸 바와 같이, 통신 시스템(100)은 무선 인터페이스(103)를 통해 액세스 포인트(gNB)(104)와 통신하는 사용자 장비(UE)(102)를 포함한다. 일부 실시형태에서 UE(102)는 이동국이고, 이러한 이동국은 예로서 이동 전화기, 컴퓨터, 또는 임의의 다른 유형의 통신 디바이스를 포함할 수 있다. 따라서, 본 명세서에서 사용되는 용어 "사용자 장비(user equipment)"는 다양한 다른 유형의 이동국, 가입자국, 또는 보다 일반적으로 랩톱 또는 스마트 폰 또는 다른 셀룰러 디바이스와 같은 다른 장비에 삽입되는 데이터 카드의 조합 등의 예를 포함하는 통신 디바이스를 포함하도록, 광범위하게 해석되는 것으로 의도되어 있다. 하나 이상의 예시적인 실시형태에서, 사용자 장비는 IoT 디바이스를 지칭하고, 보다 구체적으로 위에서 언급되고 본 명세서에 추가로 설명되는 바와 같이 CIoT 최적화를 지원한다. 이러한 실시형태에서, UE가 IoT일 때, 이러한 디바이스의 비한정적인 예는 센서, 모니터, 액추에이터, 로봇 디바이스 및/또는 다른 머신 기반 디바이스를 포함할 수 있다. 이러한 통신 디바이스는 또한 일반적으로 액세스 단말기라고 지칭되는 디바이스를 포함하도록 의도되어 있다.

일 실시형태에서, UE(102)는 범용 집적 회로 카드(Universal Integrated Circuit Card: UICC) 부분 및 이동 장비(Mobile Equipment: ME) 부분으로 이루어진다. UICC는 UE의 사용자 종속 부분이며 적어도 하나의 범용 가입자 식별 모듈(Universal Subscriber Identity Module: USIM) 및 적절한 애플리케이션 소프트웨어를 포함한다. USIM은 액세스 네트워크에 대한 가입자를 식별하고 인증하는 데 사용되는 영구 가입 식별자와 관련 키를 안전하게 저장한다. ME는 UE의 사용자 독립 부분이며 단말 장비(TE) 기능과 다양한 이동 단말(MT) 기능을 포함한다.

일 실시예에서, 영구 가입 식별자는 UE의 IMSI(International Mobile Subscriber Identity)이라는 점에 유의해야 한다. 일 실시형태에서, IMSI는 고정된 15자리 길이이고, 3자리 MCC(Mobile Country Code), 3자리 MNC(Mobile Network Code) 및 9자리 MSIN(Mobile Station Identification Number)으로 이루어진다. 5G 통신 시스템에서, IMSI는 SUPI(Subscription Permanent Identifier)라고 지칭된다. SUPI로서의 IMSI의 경우, MSIN은 가입자 식별을 제공한다. 따라서, 전형적으로 IMSI의 MSIN 부분만이 암호화될 필요가 있다. IMSI의 MNC 및 MCC 부분은 정확한 홈 네트워크로 라우팅하기 위해 서빙 네트워크에 의해 사용되는 라우팅 정보를 제공한다. SUPI의 MSIN은 암호화되는 경우에 SUCI(Subscription Concealed Identifier)라고 지칭된다.

액세스 포인트(104)는 예시적으로 통신 시스템(100)의 액세스 네트워크의 일부이다. 이러한 액세스 네트워크는, 예를 들어 복수의 기지국 및 하나 이상의 관련 무선 네트워크 제어 기능을 갖는 5G 시스템을 포함한다. 일부 실시형태에서 기지국 및 무선 네트워크 제어 기능은 논리적으로 별개의 엔티티이지만, 다른 실시형태에서는, 예를 들어 기지국 라우터 또는 셀룰러 액세스 포인트와 같은 동일한 물리 네트워크 요소로 구현된다.

이 예시적인 실시형태에서 액세스 포인트(104)는 이동성 관리 기능(106)에 동작 가능하게 결합된다. 5G 네트워크에서, 이동성 관리 기능은 액세스 및 이동성 관리 기능(AMF)에 의해 구현된다. 일부 실시형태에서 SEAF(Security Anchor Function)는 또한 UE를 이동성 관리 기능과 연결하는 AMF로 구현된다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 이동성 관리 기능은 다른 네트워크 동작 중에서 (액세스 포인트(104)를 통한) UE와의 액세스 및 이동성(인증/인가 포함)을 관리하거나 달리 이에 참여하는 통신 시스템의 코어 네트워크(CN) 부분의 요소 또는 기능(즉, 엔티티)이다. AMF는 본 명세서에서 보다 일반적으로 액세스 및 이동성 관리 엔티티라고도 지칭될 수 있다.

예시적인 실시형태가 5G 시스템 환경에서 UE와 AMF 사이의 제어 평면 통신의 관점에서 후술될 것이지만, 본 명세서에서 설명된 제어 평면 메시지 관리 기술은 5G 시스템과는 다른 통신 시스템, 단지 예로서 LTE 또는 다른 3GPP 시스템뿐만 아니라, 임의의 적절한 비 3GPP 시스템에 간단한 방식으로 적용될 수 있음이 이해되어야 한다. 단지 예로서, 통신 시스템이 LTE 시스템인 대체 실시형태에서, 이동성 관리 기능은 이동성 관리 엔티티(Mobility Management Entity: MME)에 의해 수행된다.

도 1로 돌아가면, 이 예시적인 실시형태에서 AMF(106)는 홈 가입자 기능(108), 즉 가입자의 홈 네트워크에 상주하는 하나 이상의 기능에 동작 가능하게 결합된다. 나타낸 바와 같이, 이들 기능 중 일부는 UDM(Unified Data Management) 기능뿐만 아니라, AUSF(Authentication Server Function)를 포함한다. AUSF 및 UDM(개별적으로 또는 집합적으로)은 본 명세서에서 보다 일반적으로 인증 엔티티라고도 지칭된다. 또한, 홈 가입자 기능은 NSSF(Network　Slice Selection Function), NEF(Network Exposure Function), NRF(Network Repository Function) 및 PCF(Policy Control Function)를 포함하지만, 이에 한정되지 않는다.

UE(102)와 같은 UE는 전형적으로 홈 가입자 기능(108)의 일부 또는 전부가 상주하는 HPLMN(Home Public Land Mobile Network)이라고 지칭되는 것에 가입되어 있음에 유의해야 한다. UE가 로밍 중인(HPLMN에 있지 않은) 경우에는, 전형적으로 방문 또는 서빙 네트워크라고도 지칭되는 VPLMN(Visited Public Land Mobile Network)에 연결된다. 이동성 관리 기능(106)의 일부 또는 전부는 VPLMN에 상주할 수 있으며, 이 경우에 VPLMN의 기능은 필요에 따라 HPLMN의 기능과 통신한다. 그러나, 비로밍 시나리오에서, 이동성 관리 기능(106) 및 홈 가입자 기능(108)은 동일한 통신 네트워크에 상주할 수 있다.

액세스 포인트(104)는 또한 사용자 평면 기능(User Plane Function: UPF)(112)에 동작 가능하게 결합되는 서빙 게이트웨이 기능, 즉 세션 관리 기능(Session Management Function: SMF)(110)에 동작 가능하게 결합된다. UPF(112)는 패킷 데이터 네트워크, 예를 들어 인터넷(114)에 동작 가능하게 결합된다. 5G 및 다른 통신 네트워크에서 알려진 바와 같이, 사용자 평면(UP) 또는 데이터 평면은 전형적으로 네트워크 사용자 트래픽(사용자 데이터)을 반송하는 한편, 제어 평면(CP)은 전형적으로 제어 신호 트래픽(제어 데이터)을 반송한다. SMF(110)는 UP 가입자 세션에 관한 기능, 예를 들어 PDU 세션의 확립, 수정 및 해제를 지원한다. UPF(112)는 UP 동작, 예를 들어 패킷 라우팅 및 포워딩, 데이터 네트워크(예를 들어, 도 1의 114)에 대한 상호 연결, 정책 시행 및 데이터 버퍼링을 용이하게 하는 기능을 지원한다.

도 1은 네트워크 기능(NF)과 다른 시스템 요소 사이의 모든 통신 링크 및 연결이 도 1에 도시되어 있지 않다는 점에서 단순화된 예시임을 이해해야 한다. 다양한 3GPP TS/TR이 제공되면 당업자는 다양한 링크 및 연결이 명시적으로 나타나 있지 않거나 달리 도 1에 일반화될 수 있음을 이해할 것이다.

특정 네트워크 요소의 추가적인 일반 동작 및 기능은 예시적인 실시형태의 초점이 아니지만 적절한 3GPP 5G 문서에서 찾을 수 있는 경우에 본 명세서에서 상세히 설명되지 않는다. 도 1의 시스템 요소의 특정 배치 구성은 예시일 뿐이며, 다른 실시형태에서는 통신 시스템을 구현하기 위해 추가 또는 대체 요소의 다른 유형 및 배치 구성이 사용될 수 있음을 이해해야 한다. 예를 들어, 다른 실시형태에서, 시스템(100)은 본 명세서에 명시적으로 나타내지 않은 다른 요소/기능을 포함한다. 또한, 도 1의 실시형태에서는 단일 요소/기능만을 나타내었지만, 이는 단지 예시의 단순성과 명료성을 위한 것이다. 부여된 대체 실시형태는 더 많은 수의 이러한 시스템 요소뿐만 아니라, 통상적인 시스템 구현과 일반적으로 관련된 유형의 추가 또는 대체 요소를 포함할 수 있다.

또한, 도 1은 시스템 요소를 단일 기능 블록으로 도시하지만, 5G 네트워크를 구성하는 다양한 서브네트워크는 소위 네트워크 슬라이스로 구획된다는 점에 유의해야 한다. 네트워크 슬라이스(네트워크 파티션)는 공통 물리 인프라스트럭처에서 네트워크 기능 가상화(NFV)를 사용하는 각 대응하는 서비스 유형마다 일련의 네트워크 기능(NF) 세트(즉, 기능 체인)를 포함한다. 네트워크 슬라이스는 부여된 서비스, 예를 들어 eMBB 서비스, 대형 IoT 서비스 및 미션 크리티컬 IoT 서비스에 대해 필요에 따라 인스턴스화된다. 따라서, 네트워크 슬라이스 또는 기능은 해당 네트워크 슬라이스 또는 기능의 인스턴스가 생성될 때에 인스턴스화된다. 일부 실시형태에서, 이것은 하부 물리 인프라스트럭처의 하나 이상의 호스트 디바이스 상에 네트워크 슬라이스 또는 기능을 설치하거나 달리 실행하는 것을 포함한다. UE(102)는 gNB(104)를 통해 이들 서비스 중 하나 이상에 액세스하도록 구성된다. NF는 또한 다른 NF의 서비스에 액세스할 수 있다.

예시적인 실시형태는 특히 CIoT 최적화를 포함하는 통신 시스템의 제어 평면을 통한 사용자 데이터 전송을 위한 개선된 기술을 제공한다. 도 2는 예시적인 실시형태에서의 제어 평면 기반 사용자 데이터 전송 방법에서, 2개의 참여자, 즉 사용자 장비 및 네트워크 기능/요소(예를 들어, AMF)의 처리 아키텍처(200)의 블록도이다. 예시적인 실시형태에 따른 제어 평면 기반 사용자 데이터 전송 방법에는 3개 이상의 참여자가 포함될 수 있음을 이해해야 한다. 이와 같이, 도 2는 직접 및/또는 간접적으로 통신하는 참여자 중 임의의 2개와 관련된 처리 아키텍처를 도시한다. 따라서, 예시적인 실시형태에서, 제어 평면 기반 사용자 데이터 전송 방법의 각 참여자는 도 2에 나타낸 처리 아키텍처로 구성되는 것으로 이해된다.

나타낸 바와 같이, 사용자 장비(202)는 메모리(216) 및 인터페이스 회로(210)에 결합된 프로세서(212)를 포함한다. 사용자 장비(202)의 프로세서(212)는 프로세서에 의해 실행되는 소프트웨어의 형태로 적어도 부분적으로 구현될 수 있는 제어 평면 데이터 전송 처리 모듈(214)을 포함한다. 처리 모듈(214)은 제어 평면 기반 사용자 데이터 전송뿐만 아니라, 후속 도면과 관련하여 그리고 다른 방식으로 본 명세서에서 설명되는 다른 동작을 수행한다. 사용자 장비(202)의 메모리(216)는 제어 평면 기반 사용자 데이터 전송 및 다른 동작 중에 생성되거나 달리 사용되는 데이터를 저장하는 제어 평면 데이터 전송 저장 모듈(218)을 포함한다.

추가로 나타낸 바와 같이, 네트워크 기능/요소(204)는 메모리(226) 및 인터페이스 회로(220)에 결합된 프로세서(222)를 포함한다. 네트워크 기능/요소(204)의 프로세서(222)는 프로세서(222)에 의해 실행되는 소프트웨어의 형태로 적어도 부분적으로 구현될 수 있는 제어 평면 데이터 전송 처리 모듈(224)을 포함한다. 처리 모듈(224)은 제어 평면 기반 사용자 데이터 전송뿐만 아니라, 후속 도면과 관련하여 그리고 다른 방식으로 본 명세서에서 설명되는 다른 동작을 수행한다. 네트워크 기능/요소(204)의 메모리(226)는 제어 평면 기반 사용자 데이터 전송 및 다른 동작 중에 생성되거나 달리 사용되는 데이터를 저장하는 제어 평면 데이터 전송 저장 모듈(228)을 포함한다.

각각의 사용자 장비(202) 및 네트워크 기능/요소(204)의 프로세서(212, 222)는, 예를 들어 마이크로프로세서, ASIC(application-specific integrated circuit), FPGA(field programmable gate array), DSP(digital signal processor) 또는 다른 유형의 처리 디바이스 또는 집적 회로뿐만 아니라, 이러한 요소들의 일부 또는 조합을 포함할 수 있다. 이러한 집적 회로 디바이스뿐만 아니라, 이들의 일부 또는 조합은 본 명세서에서 사용되는 용어 "회로"의 예이다. 하드웨어 및 관련 소프트웨어 또는 펌웨어의 매우 다양한 다른 배치 구성이 예시적인 실시형태를 구현하는 데 사용될 수 있다.

각각의 사용자 장비(202) 및 네트워크 기능/요소(204)의 메모리(216 및 226)는 본 명세서에서 설명된 기능의 적어도 일부를 구현하기 위해 각각의 프로세서(212 및 222)에 의해 실행되는 하나 이상의 소프트웨어 프로그램을 저장하는 데 사용될 수 있다. 예를 들어, 후속 도면과 관련하여 그리고 다른 방식으로 본 명세서에서 설명되는 제어 평면 기반 사용자 데이터 전송 동작 및 다른 기능은 프로세서(212 및 222)에 의해 실행되는 소프트웨어 코드를 사용하여 간단한 방식으로 구현될 수 있다.

따라서, 메모리(216 또는 226) 중 부여된 하나는 본 명세서에서 보다 일반적으로 컴퓨터 프로그램 제품 또는 보다 더 일반적으로 실행 가능한 프로그램 코드가 내부에 구현되는 프로세서 판독 가능 저장 매체라고 지칭되는 것의 예로서 보여질 수 있다. 프로세서 판독 가능 저장 매체의 다른 예는 디스크 또는 다른 유형의 자기 또는 광학 매체를 임의의 조합으로 포함할 수 있다. 예시적인 실시형태는 이러한 컴퓨터 프로그램 제품 또는 다른 프로세서 판독 가능 저장 매체를 포함하는 제조 물품을 포함할 수 있다.

메모리(216 또는 226)는 보다 구체적으로, 예를 들어 정적 RAM(SRAM), 동적 RAM(DRAM) 또는 다른 유형의 휘발성 또는 비휘발성 전자 메모리와 같은 전자 랜덤 액세스 메모리(RAM)를 포함할 수 있다. 후자는, 예를 들어 플래시 메모리, 자기 RAM(MRAM), 위상 변화 RAM(PC-RAM) 또는 강유전체 RAM(FRAM)과 같은 비휘발성 메모리를 포함할 수 있다. 본 명세서에서 사용되는 용어 "메모리"는 광범위하게 해석되는 것으로 의도되어 있으며, 예를 들어 판독 전용 메모리(ROM), 디스크 기반 메모리, 또는 다른 유형의 저장 디바이스뿐만 아니라, 이러한 디바이스의 일부 또는 조합을 추가적으로 또는 대안적으로 포함할 수 있다.

각각의 사용자 장비(202) 및 네트워크 기능/요소(204)의 인터페이스 회로(210 및 220)는 예시적으로 관련 시스템 요소가 본 명세서에서 설명된 방식으로 서로 통신할 수 있게 하는 트랜시버 또는 다른 통신 하드웨어 또는 펌웨어를 포함한다.

도 2로부터, 사용자 장비(202)가 각각의 인터페이스 회로(210 및 220)를 통한 네트워크 기능/요소(204)와의 통신을 위해 구성되고 반대로도 가능하다. 이 통신은 네트워크 기능/요소(204)에 데이터를 전송하는 사용자 장비(202) 및 사용자 장비(202)에 데이터를 전송하는 네트워크 기능/요소(204)를 포함한다. 그러나, 대체 실시형태에서, 다른 네트워크 요소 또는 다른 구성요소가 사용자 장비(202) 및/또는 네트워크 기능/요소(204) 사이 뿐만 아니라 그들에 동작 가능하게 결합될 수 있다. 본 명세서에서 사용된 용어 "데이터"는 메시지, 토큰, 식별자, 키, 표시자, 사용자 데이터, 제어 데이터 등을 포함하지만 이에 한정되지 않는 제어 평면 메시지 관리 참여자들 사이에서 전송될 수 있는 임의의 유형의 정보를 포함하도록 광범위하게 해석되는 것으로 의도되어 있다.

도 2에 나타낸 구성요소의 특정 배치 구성은 예시일 뿐이며, 다른 실시형태에서는 많은 대안적인 구성이 사용된다는 것을 이해해야 한다. 예를 들어, 임의의 부여된 네트워크 요소/기능은 추가 또는 대체 구성요소를 통합하고 다른 통신 프로토콜을 지원하도록 구성될 수 있다.

상기 예시적인 아키텍처가 제공되면, 제어 평면 기반 사용자 데이터 전송 방법의 예시적인 실시형태는 3GPP 네트워크에서의 IoT 연결성의 맥락에서 아래에서 더욱 설명될 것이다.

3GPP는 EC-GSM-IoT(Extended Coverage Global System for Mobile Communications(GSM) IoT), NB-IoT(Narrowband IoT) 및 eMTC(enhanced Machine Type Communication)를 포함한, 3G 및 4G 배치(deployment)에서 IoT 연결을 가능하게 하는 일련의 기술을 정의했다. NB-IoT 및 eMTC 무선 기술은 5G CIoT 배치에 사용될 것이다.

상기한 바와 같이, CIoT 최적화의 일반 원칙은 상기한 TS 23.401(예를 들어, 4.10 조항: C-IoT EPS(Evolved Packet System) 최적화의 도입)에 기술되어 있다. 2개의 유형의 통신 베어러 최적화가 지정된다. 하나의 최적화는 사용자 데이터의 UP(User Plane) 전송에 기초하며, UP CIoT EPS 최적화라고 지칭된다. CP(Control Plane) CIoT EPS 최적화로 알려진 다른 최적화는 사용자 데이터 또는 SMS(Short Message Service) 메시지를 NAS(Non-Access Stratum)에 캡슐화함으로써 이들을 이동성 관리 요소(LTE의 MME 또는 5G의 AMF)를 통해 전송하여, 짧은 데이터 트랜잭션을 처리할 때 제어 평면 메시지의 총 수를 감소시킨다. NAS는 코어 네트워크와 사용자 장비 사이의 UMTS 및 LTE 무선 통신 프로토콜 스택의 기능 계층이다. 이 계층은 통신 세션 확립을 관리하고 사용자 장비가 로밍할 때 사용자 장비와의 지속적인 통신을 유지하는 데 사용된다.

UE가 네트워크에 연결할 때, UE는 선호하는 네트워크 행동 표시에, CP CIoT EPS 최적화가 지원되는지 또는 UP CIoT EPS 최적화가 지원되는지 여부와 같은 UE가 지원할 수 있고 사용하기를 선호하는 네트워크 행동을 포함한다.

CP CIoT EPS 최적화가 지원될 때, CIoT UE는 NAS 시그널링 제어 평면을 통해 소형 데이터 패킷을 송수신할 수 있다. CIoT UE가 통신을 위해 제어 평면을 사용할 때 제어 평면이 항상 바쁘지 않고 상대적으로 낮은 패킷 레이트를 가지므로 일부 이점이 있다.

IoT 디바이스에 대한 핵심 요건은 배터리 수명이다. 광대역 셀룰러 기술을 통해 전력 소비를 현저하게 감소시키기 위해서는 LTE(Long Term Evolution) 카테고리 M1(Cat-M1)과 NB-IoT 양쪽 모두가 필요하다. 배터리 수명은 다양한 저가형 센서 및 계량형 IoT 디바이스에 중요할 수 있다. 예를 들어, NB-IoT에서, 최대 배터리 수명은 극한의 커버리지 조건 하에서도 10년에 달할 것으로 예상된다. 이상적으로, 이러한 IoT 디바이스용 배터리는 비용이 많이 드는 유지 관리를 피하기 위해 디바이스의 전체 예상 수명 사이클 동안 지속되어야 한다.

하나의 예시적인 실시형태에서는, 5G UE(302)가 제어 평면을 통해(예를 들어, 도 3에 파선으로 도시된 바와 같이) 사용자 데이터를 5G 통신 시스템의 N6 인터페이스를 통해 데이터 네트워크(314)(예를 들어, 인터넷과 같은 패킷 데이터 네트워크(PDN))로 전송하는 시나리오를 고려한다. UE(302)는 3GPP 액세스 포인트(304) 및 NG 무선 액세스 네트워크(NG-RAN)(306)를 통해 AMF(308)에 연결하고 N1 인터페이스를 통해 사용자 데이터를 제공한다. AMF(308)는 사용자 데이터를 N11 인터페이스를 통해 SMF(310)에 제공하고, SMF는 사용자 데이터를 N4 인터페이스를 통해 UPF(312)에 제공한다. UPF(312)는 데이터를 N6 인터페이스를 통해 데이터 네트워크(314)에 제공한다. 도 3은 또한 AUSF(318), UDM(320) 및 UDR(User Data Repository)(322)을 포함하는 것으로 가정되는 인증 엔티티(316)와 AMF(308) 사이의 통신 및 인터페이스를 도시한다. SMF(310) 및 UDR(322)은 또한 도시된 바와 같이 PCF(324)와 통신한다.

데이터 패킷 크기는 IoT 디바이스 배터리 수명에 상당한 영향을 미칠 수 있다. 5G CIoT의 경우에는, 제어 평면을 통해 빈번하지 않은 "소형" 데이터의 전송을 지원할 필요가 있다. 아래에서 더욱 상세하게 설명되는 바와 같이, 예를 들어 통신 시스템은 5G CIoT에서 특정 유형의 IoT 디바이스를 사용하여 전송될 것으로 예상되는 전형적인 메시지의 크기에 기초하여, "소형(small)" 데이터 크기를 정의하도록 구성될 수 있다. 사용자 정의 임계값은 본 명세서에서 사용되는 용어 "소형" 데이터에 대한 적절한 크기 범위를 지정하는 데 사용될 수 있다. 제어 평면을 통해 소형 데이터를 전송할 때에는, 전송과 관련된 오버헤드를 최소화하여 IoT 디바이스에 의한 에너지 소비를 줄여 배터리 수명을 절약하는 것이 중요하다.

예시적인 실시형태는 IoT 디바이스에 대한 빈번하지 않은 소형 데이터를 전송하기 위한 효율적인 방법을 제공하여, IoT 디바이스의 배터리 수명을 유리하게 연장한다. 일부 실시형태에서는, NAS(Non-Access Stratum) 시그널링을 통해 빈번하지 않은 소형 데이터의 효율적인 전송이 제공된다. 이렇게 하기 위해, 일부 실시형태는 본 명세서에서 이러한 소형 데이터 전송을 위한 "CIoT 소형 데이터 컨테이너(CIoT small data container)"라고 지칭되는 전용 컨테이너를 정의한다. CIoT 소형 데이터 컨테이너는 특수한 유형의 페이로드 컨테이너 유형으로 취급되며, UE(302) 및 AMF(308)는 CIoT 소형 데이터 컨테이너를 처리하기 위한 절차로 구성된다. 일부 실시형태에서는, 소형 데이터 전송 및 "대형(large)" 데이터 전송 양쪽 모두를 처리하기 위한 로직과 함께, 최대 소형 데이터 크기의 구성을 지원하기 위한 메커니즘이 제공된다. 이러한 맥락에서, "대형" 데이터 전송은 상기 및 본 명세서의 다른 곳에서 설명된 "소형" 데이터에 대한 사용자 정의 임계값을 초과하는 데이터의 전송을 지칭한다. 추가 사용자 정의 임계값이 제어 평면을 통한 "대형" 데이터 전송(더 큰 데이터는 사용자 평면을 통해 전송됨)을 위한 최대 크기를 지정하는 데 사용될 수 있다.

제어 평면을 통해 전송되는 데이터 콘텐츠의 보호 및 암호화(ciphering)를 위한 기술도 제공된다.

도 4는 아이들 모드에서 UE(302)에 대한 소형 데이터의 업링크 전송 절차(400)를 나타낸다. 3GPP 액세스를 통한 아이들 모드에서의 UE(302)는 계류 중인 업링크 사용자 데이터를 가질 수 있고, UE는 제어 평면 CIoT 5GS 최적화를 갖춘 5G 시스템(5GS) 서비스를 사용할 수 있다. 전제 조건으로서, UE(302)는 CIoT 제어 평면 최적화(CP-CIoT)를 위한 AMF(308)에 등록되고(401), NAS 보안 컨텍스트(402)가 확립되고, 암호화 및 무결성 보호 메커니즘(403)이 제공된다고 가정한다. 또한, UE(302)가 아이들 모드(404)에 있고 전송할 업링크 사용자 데이터를 갖는다고 가정한다.

단계 405에서, UE(302)는 제어 평면 서비스 요청 메시지의 제어 평면 서비스 유형을 "모바일 발신 요청(mobile originating request)"에 설정한다. 또한, UE(302)는 페이로드 컨테이너 정보 요소(IE) 유형을 "CIoT 소형 데이터 컨테이너"에 설정한다. UE(302)는 CIoT 소형 데이터 컨테이너 내의 데이터와 함께 PDU(Protocol Data Unit) 세션 식별자(ID) 및 해제 지원 정보를 포맷한다. 일부 실시형태에서, PDU 세션 ID는 4 비트이고, 해제 지원 정보는 2 비트이다. 해제 지원 정보는 UE(302)가 2개의 조건 중 하나를 네트워크에 알리고자 할 때에 포함된다. 제1 조건은, 현재 업링크 데이터 전송에 후속하여 더 이상의 업링크 및 다운링크 데이터 전송(예를 들어, 확인응답, 응답 등)이 예상되지 않는다는 것이다. 다시 말해, 제1 조건은 상위 계층이 현재 업링크 데이터 전송으로 데이터 교환이 완료되었음을 나타낼 때 발생한다. 제2 조건은, 현재 업링크 데이터 전송에 후속하여 단일 다운링크 데이터 전송만이 예상되고 더 이상의 업링크 데이터 전송은 예상되지 않는다는 것이다. 다시 말해, 제2 조건은 상위 계층이 다음 다운링크 데이터 전송으로 데이터 교환이 완료될 것임을 나타낼 때에 발생한다. 다른 실시형태에서는, 상이한 조건 또는 보다 일반적으로 상이한 해제 지원 정보가 이용될 수 있음을 이해해야 한다. 단계 405에서, UE(302)는 또한 페이로드 컨테이너 IE를 CIoT 소형 데이터 컨테이너에 설정한다.

UE(302)는 단계 405에서 전송되는 제어 평면 서비스 요청 메시지에 전술한 바와 같이 포맷된 페이로드 컨테이너 유형 및 페이로드 컨테이너를 포함한다. PDU 세션 동기화 또는 CP로부터 UP로의 전환 표시를 위한(예를 들어, 업링크 데이터 상태를 통한) PDU 세션 상태와 같은 추가 정보가 필요한 경우, 이러한 정보는 별도의 IE로서 단계 405의 제어 평면 서비스 요청 메시지에 포함될 수 있다. 그 후, UE(302)는 (예를 들어, NG-RAN(306)을 통해) AMF(308)에 단계 405의 제어 평면 서비스 요청 메시지를 전송한다. UE(302)는 또한 재전송 타이머(예를 들어, T3517)를 시작하고 "5GMM-SERVICE-REQUEST-INITIATED" 상태로 진입한다.

제어 평면 서비스 유형이 "모바일 발신 요청(mobile originating request)"을 나타내는 단계 405의 제어 평면 서비스 요청 메시지의 수신 시, 그리고 5GMM(5GS Mobility Management) 공통 절차의 완료 후, AMF(308)는 서비스 수락 메시지(409)를 UE(302)에 전송한다. 페이로드 컨테이너 IE가 단계 405의 제어 평면 서비스 요청 메시지에 포함되어 있고, 페이로드 컨테이너 유형 IE가 "CIoT 소형 데이터 컨테이너"에 설정되어 있는 경우 및 페이로드 컨테이너 IE가 무결성 검사를 성공적으로 통과한 경우, AMF(308)는 단계 406에서 PDU 세션 ID 및 해제 지원 정보를 추출한다. AMF(308)는 단계 408에서의 Nsmf_PDUSession_DataTransfer 요청 메시지를 통해 단계 407에서 데이터 콘텐츠를 SMF(310)로 포워딩한다. 이 요청 메시지에는 데이터 및 PDU 세션 ID를 포함한다.

상기한 바와 같이, AMF(308)는 서비스 수락 메시지(409)를 UE(302)에 전송한다. 서비스 수락 메시지(409)는 PDU 세션 상태를 나타내고, UE(302)는 이제 연결 모드(410)에 있다. 이 시점에서, RRC(Radio Resource Control) 연결이 확립된다(411). PDU 세션 상태 IE가 단계 405의 제어 평면 서비스 요청 메시지에 포함되는 경우, 또는 AMF(308)가 PDU 세션 상태 동기화를 수행할 필요가 있는 경우, AMF(308)는 서비스 수락 메시지(409)의 액세스 유형과 관련된 PDU 세션이 AMF(308)에서 활성인지를 나타내기 위해 서비스 수락 메시지(409)에 PDU 세션 상태 IE를 포함한다.

SMF(310)는 단계 412의 구성에 기초하여 UE(302)로부터의 사용자 데이터 전달을 위한 UPF(312)(또는 NEF)를 선택한다. 그 후, SMF(310)는 PFCP_data_forwarding 메시지(413)를 생성하여 UPF(312)에 전송한다. PFCP_data_forwarding 메시지(413)는 PFCP(Packet Forwarding Control Protocol) 메시지이고, 터널 ID, 및 단계 405의 제어 평면 서비스 요청 메시지로부터의 페이로드 컨테이너(예를 들어, 사용자 데이터)를 포함한다.

해제 지원 표시 IE가 단계 405의 제어 평면 서비스 요청 메시지에 포함되는 경우, 및 페이로드 컨테이너 유형 IE가 "CIoT 소형 데이터 컨테이너"에 설정되는 경우, AMF(308)는 해제 지원 표시에 의해 표시되는 조건에 기초하여 단계 414에서 작동할 것이다. 해제 지원 표시가 업링크 데이터 전송에 후속하여 더 이상의 업링크 또는 다운링크 데이터 전송이 예상되지 않음을 나타내는 경우(예를 들어, 전술한 제1 조건), AMF(308)는 RRC 연결(예를 들어, NAS 시그널링 연결)을 해제한다. 해제 지원 표시가 업링크 데이터 전송에 후속하여 단일 다운링크 데이터 전송만이 예상되고 더 이상의 업링크 데이터 전송이 예상되지 않음을 나타내는 경우(예를 들어, 전술한 제2 조건), AMF(308)는 UE(302)로의 다음에 수신된 다운링크 데이터 전송의 후속 전달 시 RRC 연결을 해제한다.

전술한 절차의 성공적인 완료 시, UE(302)는 서비스 요청 시도 카운터를 리셋하고, 타이머 T3517을 정지하고, "5GMM-REGISTERED" 상태로 진입한다. UE(302)는 또한 RRC 연결이 해제되었다는 하위 계층으로부터의 표시를 절차의 성공적인 완료로 취급한다. PDU 세션 상태 정보 요소가 서비스 수락 메시지(409)에 포함되는 경우에는, UE(302)는 3GPP 액세스와 관련된 UE 측에서는 활성이지만 AMF(308)에 의해 비활성이라고 표시되는 모든 PDU 세션의 로컬 해제를 수행한다.

도 5는 연결 모드에서의 UE(302)에 대한 소형 데이터의 업링크 전송 절차(500)를 나타낸다. 3GPP 액세스를 통한 아이들 모드에서의 UE(302)는 계류 중인 업링크 사용자 데이터를 가질 수 있고, UE는 제어 평면 CIoT 5GS 최적화를 갖춘 5GS 서비스를 사용할 수 있다. 도 4와 마찬가지로, UE(302)가 CP-CIoT를 위한 AMF(308)에 등록되고(501), NAS 보안 컨텍스트(502)가 확립되고, 암호화 및 무결성 보호 메커니즘(503)이 제공된다고 가정한다. 또한, UE(302)가 연결 모드(504)에 있고 전송할 업링크 사용자 데이터를 갖는다고 가정한다.

단계 505에서, UE(302)는 업링크 NAS 데이터 전송(UL_NAS_TRANSPORT) 메시지를 생성한다. UE(302)는 페이로드 컨테이너 유형 IE를 "CIoT 소형 데이터 컨테이너"에 설정하고 CIoT 소형 데이터 컨테이너에서 데이터와 함께 PDU 세션 ID 및 해제 지원 정보를 포맷한다. 다시, PDU 세션 ID는 4 비트일 수 있는 한편, 해제 지원 정보는 2 비트일 수 있다. 해제 지원 정보는 도 4와 관련하여 전술한 것과 마찬가지이며, UE(302)가 네트워크에 제1 조건(예를 들어, 현재 업링크 데이터 전송에 후속하여, 더 이상의 업링크 및 다운링크 데이터 전송이 예상되지 않음) 또는 제2 조건(예를 들어, 현재 업링크 데이터 전송에 후속하여 단일 다운링크 데이터 전송만이 예상되고 더 이상의 업링크 데이터 전송은 예상되지 않음)을 알리는 데 사용된다. 다른 실시형태에서는, 상이한 조건 또는 보다 일반적으로 상이한 해제 지원 정보가 이용될 수 있음을 이해해야 한다. UE(302)는 또한 페이로드 컨테이너 IE를 CIoT 소형 데이터 컨테이너에 설정한다.

UE(302)는 단계 505에서 업링크 NAS 데이터 전송 메시지에 전술한 바와 같이 포맷된 페이로드 컨테이너 유형 및 페이로드 컨테이너를 포함한다. PDU 세션 동기화 또는 CP로부터 UP로의 전환 표시를 위한(예를 들어, 업링크 데이터 상태를 통한) PDU 세션 상태와 같은 추가 정보가 필요한 경우, 이러한 정보는 별도의 IE로서 단계 505의 업링크 NAS 데이터 전송 메시지에 포함될 수 있다. 그 후, UE(302)는 단계 505의 업링크 NAS 데이터 전송 메시지를 AMF(308)에 전송한다.

단계 505의 업링크 NAS 데이터 전송 메시지의 수신 시, 페이로드 컨테이너 IE가 포함되어 있고 페이로드 컨테이너 유형 IE가 "CIoT 소형데이터 컨테이너"에 설정되어 있는 경우, 및 페이로드 컨테이너 IE가 무결성 검사를 성공적으로 통과한 경우, AMF(308)는 단계 506에서 PDU 세션 ID 및 해제 지원 정보를 추출한다. AMF(308)는, 예를 들어 도 4와 관련하여 전술한 메시지(408)와 유사한 Nsmf_PDUSession_DataTransfer 요청 메시지(508)를 통해 단계(507)에서 UE와 관련된 SMF(310)으로 데이터를 포워딩한다.

적용 가능한 경우, 단계 509에서 가능한 다운링크 데이터가 UE(302)에 제공된다. AMF(308)는 단계 505의 업링크 NAS 데이터 전송 메시지에 포함되는 해제 지원 정보에 기초하여 단계 510에서 NAS 시그널링 연결 해제(예를 들어, RRC 해제)를 처리한다. 해제 지원 표시가 업링크 데이터 전송에 후속하여 더 이상의 업링크 또는 다운링크 데이터 전송이 예상되지 않음을 나타내는 경우(예를 들어, 전술한 제1 조건), AMF(308)는 RRC 연결(예를 들어, NAS 시그널링 연결)을 해제한다. 해제 지원 표시가 업링크 데이터 전송에 후속하여 단일 다운링크 데이터 전송만이 예상되고 더 이상의 업링크 데이터 전송이 예상되지 않음을 나타내는 경우(예를 들어, 전술한 제2 조건), AMF(308)는 UE(302)로의 다음에 수신된 다운링크 데이터 전송의 후속 전달 시 RRC 연결을 해제한다. 단계 511에서 RRC 연결이 해제되고, 단계 512에서 UE(302)는 아이들 모드로 진입한다.

SMF(310)는 단계 513의 구성에 기초하여 UE(302)로부터의 사용자 데이터 전달을 위한 UPF(312)(또는 NEF)를 선택한다. 그 후, SMF(310)는 PFCP_data_forwarding 메시지(514)를 생성하여 UPF(312)에 전송한다. PFCP_data_forwarding 메시지(514)는 PFCP_data_forwarding 메시지(413)와 관련하여 전술한 것과 마찬가지이다.

도 4 및 도 5는 각각 아이들 및 연결 모드에서 UE(302)에 대한 모바일 발신(mobile-originated) NAS 전송 절차(400 및 500)를 나타낸다. 도 6은 5GMM 메시지에서 제어 평면을 통해(예를 들어, 5G 시스템의 N6 인터페이스를 통해) AMF(308)로부터 UE(302)로 CIoT 사용자 데이터를 제공하는 네트워크 개시되는(network-initiated) UE(302)에 대한 소형 데이터의 다운링크 전송 절차(600)를 나타낸다. 도 4 및 도 5와 마찬가지로, UE(302)가 CP-CIoT를 위한 AMF(308)에 등록되고(601), NAS 보안 컨텍스트(602)가 확립되고, 암호화 및 무결성 보호 메커니즘(603)이 제공된다고 가정한다. 또한, UE(302)는 연결 모드(604)에 있고 AMF(308)는 UE(302)에 전송될 다운링크 사용자 데이터를 갖는다고 가정한다.

AMF(308)와 SMF(310)는 단계 605에서 서로 확립된 연관(association)을 갖고, SMF(310)와 UPF(312)는 단계 606에서 서로 확립된 PFCP 연관을 갖는다. UPF(312)는 단계 607에서 PFCP_data_forwarding 메시지를 SMF(310)에 제공한다. 이 메시지는 UE(302)에 전송될 사용자 데이터를 갖는 터널 ID 및 페이로드 컨테이너를 포함한다. SMF(310)는 단계 608에서 데이터 및 PDU 세션 ID를 포함하는 Nsmf_PDUSession_DataTransfer Notify 메시지를 생성하여 전송한다.

단계 609에서, AMF(308)는 다운링크 NAS 전송 메시지를 생성하여 UE(302)에 전송한다. AMF(308)는 페이로드 컨테이너 유형 IE를 "CIoT 소형 데이터 컨테이너"에 설정하고 CIoT 소형 데이터 컨테이너에서 UE(302)에 대한 다운링크 데이터와 함께 PDU 세션 ID를 포맷한다. 다시, PDU 세션 ID는 4 비트로 포맷될 수 있다. AMF(308)는 다운링크 NAS 데이터 전송 메시지 내에 전술한 바와 같이 포맷된 페이로드 컨테이너 유형 및 페이로드 컨테이너를 포함한다. PDU 세션 동기화 또는 CP로부터 UP로의 전환 표시를 위한(예를 들어, 업링크 데이터 상태를 통한) PDU 세션 상태와 같은 추가 정보가 필요한 경우, 이러한 정보는 별도의 IE로서 다운링크 NAS 데이터 전송 메시지에 포함될 수 있다.

단계 609에서 다운링크 NAS 데이터 전송 메시지의 수신 시, 페이로드 컨테이너 IE가 포함되는 경우, 페이로드 컨테이너 유형 IE가 "CIoT 소형 데이터 컨테이너"에 설정되는 경우, 및 페이로드 컨테이너 IE가 무결성 검사를 성공적으로 통과한 경우, UE(302)는 페이로드 컨테이너 IE로부터 PDU 세션 ID 및 데이터 콘텐츠를 추출하고 데이터 콘텐츠를 상위 계층 애플리케이션으로 포워딩한다.

도 7은 CIoT 소형 데이터 컨테이너 IE의 구조(700)를 나타낸다. CIoT 소형 데이터 컨테이너 IE는 UE(302)와 AMF(308) 사이에서 전송되는 사용자 데이터를 캡슐화하는 데 사용된다. CIoT 소형 데이터 컨테이너 IE는 도 7에 도시된 바와 같이 코딩된다. 일부 실시형태에서, CIoT 소형 데이터 컨테이너는 최소 길이가 3 옥텟(octet)이고 최대 길이가 257 옥텟인 타입 4 정보 요소이다. 옥텟 1은 CIoT 소형 데이터 컨테이너 IE 식별자(IEI)를 포함하고, 옥텟 2는 CIoT 소형 데이터 컨테이너 콘텐츠의 길이를 포함한다. 옥텟 3 내지 n은 CIoT 소형 데이터 컨테이너 콘텐츠를 포함한다. n의 값은 255(예를 들어 257에서 CIoT 소형 데이터 컨테이너 IEI에 사용되는 옥텟 1 및 CIoT 소형 데이터 컨테이너의 길이를 나타내는 데 사용되는 옥텟 2를 뺀 값)의 CIoT 소형 데이터 컨테이너 콘텐츠의 최대 길이에 대응하는 257이다. 도 8과 관련하여 아래에서 더욱 상세히 설명되는 바와 같이, 옥텟 3은 또한 일부 실시형태에서 예약되어 있으므로, 전송될 사용자 데이터는 최대 254 옥텟을 차지할 수 있다.

도 8은 CIoT 소형 데이터 컨테이너 콘텐츠(예를 들어, 구조(700)에서 옥텟 3 내지 n)를 나타낸다. 옥텟 3은 4 비트로 코딩된 PDU 세션 식별 정보와 2 비트로 코딩된 다운링크 데이터 예상(DDX)을 포함한다. 옥텟 3은 또한 2개의 예비 비트를 포함한다. 옥텟 4 내지 n은 데이터 콘텐츠를 포함한다. 도 9는 CIoT 소형 데이터 컨테이너 IE의 콘텐츠(900)를 나타내며, 보다 구체적으로 옥텟 3 내지 n의 정보의 예를 도시한다. 예를 들어, 도 9는 PDU 세션 데이터가 4 비트로 코딩되는 방법과 DDX 데이터가 2 비트로 코딩되는 방법을 도시한다.

CIoT 소형 데이터 컨테이너는 도 9에 언급된 바와 같이 크기가 "소형(small)"인 것으로 가정되거나 255 옥텟의 데이터 콘텐츠로 제한된다. CIoT 사용자 데이터 컨테이너는 65,531 옥텟까지 UE(302)와 AMF(308) 사이에서 전송되는 "대형(large)" 사용자 데이터를 캡슐화하는 데 사용될 수 있다. CIoT 사용자 데이터 컨테이너 IE는 도 10 내지 도 12에 도시된 바와 같이 코딩된다.

도 10은 CIoT 사용자 데이터 컨테이너 IE의 구조(1000)를 나타낸다. 일부 실시형태에서, CIoT 사용자 데이터 컨테이너는 최소 길이가 5 옥텟이고 최대 길이가 65,535 옥텟인 타입 6 정보 요소이다. 옥텟 1은 CIoT 사용자 데이터 컨테이너 IEI를 포함하고, 옥텟 2 및 3은 CIoT 사용자 데이터 컨테이너 콘텐츠의 길이를 포함한다. 옥텟 4 내지 n은 CIoT 사용자 데이터 컨테이너 콘텐츠를 포함한다. 65,531 옥텟이 전송될 사용자 데이터에 사용 가능하며, 이는 3개의 오버헤드 옥텟(예를 들어, CIoT 사용자 데이터 컨테이너 IEI를 포함하는 옥텟 1 및 CIoT 사용자 데이터 컨테이너 콘텐츠의 길이를 포함하는 옥텟 2 및 3)이 부가되기 때문이며, 이하에서 더욱 상세히 설명되는 바와 같이, 일부 실시형태에서는 옥텟 4가 예약된다.

도 11은 CIoT 사용자 데이터 컨테이너 콘텐츠(예를 들어, 구조(1000)에서 옥텟 4 내지 n)를 나타낸다. 옥텟 4는 4 비트로 코딩된 PDU 세션 식별 정보와 2 비트로 코딩된 DDX를 포함한다. 옥텟 4는 또한 2개의 예비 비트를 포함한다. 옥텟 5 내지 n은 데이터 콘텐츠를 포함한다. 도 12는 CIoT 소형 데이터 컨테이너 IE의 콘텐츠(1200)를 나타내며, 보다 구체적으로 옥텟 4 내지 n의 정보의 예를 도시한다. 예를 들어, 도 12는 PDU 세션 데이터가 4 비트로 코딩되는 방법과 DDX 데이터가 2 비트로 코딩되는 방법을 도시한다.

아이들 또는 연결 모드에 있을 때, UE(302)는 전송될 데이터 크기, 구성된 최대 소형 데이터 크기(예를 들어, NAS MO(NAS Management Object)로서 또는 USIM(Universal Subscriber Identity Module) EF(Elementary File)에 구성되는 CP-CIoT_MaxSmallDataSize 파라미터) 및 구성된 최대 데이터 크기(예를 들어, NAS MO로서 또는 USIM EF에 구성되는 CP-CIoT_MaxDataSize)에 기초하여 CIoT 사용자 데이터 컨테이너 또는 CIoT 소형 데이터 컨테이너를 통해 데이터를 전송할 것인지 여부를 결정한다. 연결 모드에 있을 때, AMF(308)는 전송될 데이터 크기, 구성된 최대 소형 데이터 크기 및 구성된 최대 데이터 크기에 기초하여 CIoT 사용자 데이터 컨테이너 또는 CIoT 소형 데이터 컨테이너를 통해 데이터를 UE(302)에 전송할 것인지 여부를 결정한다.

보다 구체적으로, UE(302) 측으로부터, CIoT 사용자 데이터 컨테이너 또는 CIoT 소형 데이터 컨테이너를 사용할 것인지 여부에 대한 결정은 다음과 같은 알고리즘을 사용할 수 있다. 사용자 데이터 크기가 구성된 최대 소형 데이터 크기보다 작은(예를 들어, CP-CIoT_MaxSmallDataSize보다 작은) 경우, UE(302)는 CIoT 소형 데이터 컨테이너를 사용하여 데이터를 전송한다. 사용자 데이터 크기가 구성된 최대 소형 데이터 크기보다 크고(예를 들어, CP-CIoT_MaxSmallDataSize보다 크고) 254 옥텟보다 작은 경우, UE(302)는 CIoT 소형 데이터 컨테이너를 사용하여 데이터를 전송한다. 사용자 데이터 크기가 254 옥텟보다 크지만 구성된 최대 소형 데이터 크기보다 작은(예를 들어, CP-CIoT_MaxDataSize보다 작은) 경우, UE(302)는 CIoT 사용자 데이터 컨테이너를 사용하여 데이터를 전송한다. 사용자 데이터 크기가 구성된 최대 데이터 크기보다 큰(예를 들어, CP-CIoT_MaxDataSize보다 큰) 경우, UE(302)는 CP-CIoT 최적화로부터 UP-CIoT 최적화로 전환하고, NAS 시그널링을 통해 제어 평면 대신에 사용자 평면을 사용하여 데이터를 전송한다.

네트워크 측으로부터(예를 들어, AMF(308)로부터), CIoT 사용자 데이터 컨테이너 또는 CIoT 소형 데이터 컨테이너를 사용할 것인지 여부에 대한 결정은 다음 알고리즘을 사용할 수 있다. 사용자 데이터 크기가 구성된 최대 소형 데이터 크기보다 작은(예를 들어, CP-CIoT_MaxSmallDataSize보다 작은) 경우, AMF(308)는 CIoT 소형 데이터 컨테이너를 사용하여 데이터를 전송한다. 사용자 데이터 크기가 구성된 최대 소형 데이터 크기보다 크고(예를 들어, CP-CIoT_MaxSmallDataSize보다 크고) 254 옥텟보다 작은 경우, AMF(308)는 CIoT 소형 데이터 컨테이너를 사용하여 데이터를 전송한다. 사용자 데이터 크기가 254 옥텟보다 크지만 구성된 최대 소형 데이터 크기보다 작은(예를 들어, CP-CIoT_MaxDataSize보다 작은) 경우, AMF(308)는 CIoT 사용자 데이터 컨테이너를 사용하여 데이터를 전송한다. 사용자 데이터 크기가 구성된 최대 데이터 크기보다 큰(예를 들어, CP-CIoT_MaxDataSize보다 큰) 경우, AMF(308)는 CP-CIoT 최적화로부터 UP-CIoT 최적화로 전환하고, NAS 시그널링을 통해 제어 평면을 사용하는 대신에 사용자 평면을 사용하여 데이터를 전송한다.

도 13은 CIoT 소형 데이터 컨테이너 및 CIoT 사용자 데이터 컨테이너에 대한 메시지 및 IE 사용을 나타낸다. 테이블 1301, 1302 및 1303은 업링크 NAS 전송 메시지(예를 들어, 도 5의 단계 505에서 사용됨), 다운링크 NAS 전송 메시지(예를 들어, 도 6의 단계 609에서 사용됨) 및 제어 평면 서비스 요청 메시지(예를 들어, 도 4의 단계 405에서 사용됨)에 대한 메시지 콘텐츠를 각각 도시한다. 테이블 1301, 1302 및 1303 각각의 페이로드 컨테이너는 테이블 1304에 도시된 페이로드 컨테이너 유형 중 하나(예를 들어, CIoT 소형 데이터 컨테이너 및 CIoT 사용자 데이터 컨테이너 중 하나)이다. 테이블 1305 및 1306은 이러한 페이로드 컨테이너 유형의 구조를 도시한다. 보다 구체적으로, 테이블 1305는 CIoT 소형 데이터 컨테이너의 구조를 도시하고, 테이블 1306은 CIoT 사용자 데이터 컨테이너의 구조를 도시한다.

페이로드 컨테이너 IE는 하나 이상의 페이로드를 전송하는 데 사용된다. 다수의 페이로드가 전송되는 경우, 각 페이로드의 관련 정보도 페이로드와 함께 전송된다. 페이로드 컨테이너 IE는 도 14에 나타낸 바와 같이 코딩된다. 일부 실시형태에서, 도 14의 페이로드 컨테이더 IE(1400)는 최소 길이가 4 옥텟이고 최대 길이가 65,538 옥텟인 타입 6 정보 요소이다. 페이로드 컨테이너 콘텐츠(옥텟 4 내지 옥텟 n)는 65,535 옥텟의 최대 값을 갖는다.

페이로드 컨테이너 유형이 "CIoT 소형 데이터 컨테이너"에 설정되고 제어 평면 서비스 요청 메시지에 포함되는 경우(예를 들어, 도 4의 단계 405에서 사용됨), 페이로드 컨테이너 콘텐츠는 처음 2개의 옥텟이 포함되지 않는다는 점을 제외하고는 CIoT 소형 데이터 컨테이너 IE의 콘텐츠와 동일한 방식으로 코딩된다.

페이로드 컨테이너 유형이 "CIoT 소형 데이터 컨테이너"에 설정되고 업링크 NAS 전송 메시지에 포함되는 경우(예를 들어, 도 5의 단계 505에서 사용됨), 페이로드 컨테이너 콘텐츠는 처음 2개의 옥텟이 포함되지 않는다는 점을 제외하고는 CIoT 소형 데이터 컨테이너 IE의 콘텐츠와 동일한 방식으로 코딩된다.

페이로드 컨테이너 유형이 "CIoT 소형 데이터 컨테이너"에 설정되고 다운링크 NAS 전송 메시지에 포함되는 경우(예를 들어, 도 6의 단계 609에서 사용됨), 페이로드 컨테이너 콘텐츠는 처음 2개의 옥텟이 포함되지 않는다는 점을 제외하고는 CIoT 소형 데이터 컨테이너 IE의 콘텐츠와 동일한 방식으로 코딩된다.

페이로드 컨테이너 유형이 "CIoT 사용자 데이터 컨테이너"에 설정되고 업링크 NAS 전송 메시지에 포함되는 경우(예를 들어, 도 5의 단계 505에서 사용됨), 페이로드 컨테이너 콘텐츠는 처음 3개의 옥텟이 포함되지 않는다는 점을 제외하고는 CIoT 사용자 데이터 컨테이너 IE의 콘텐츠와 동일한 방식으로 코딩된다.

페이로드 컨테이너 유형이 "CIoT 사용자 데이터 컨테이너"에 설정되고 다운링크 NAS 전송 메시지에 포함되는 경우(예를 들어, 도 6의 단계 609에서 사용됨), 페이로드 컨테이너 콘텐츠는 처음 3개의 옥텟이 포함되지 않는다는 점을 제외하고는 CIoT 사용자 데이터 컨테이너 IE의 콘텐츠와 동일한 방식으로 코딩된다.

페이로드 컨테이너 유형이 "CIoT 사용자 데이터 컨테이너"에 설정되고 제어 평면 서비스 요청 메시지에 포함되는 경우(예를 들어, 도 4의 단계 405에서 사용됨), 페이로드 컨테이너 콘텐츠는 처음 3개의 옥텟이 포함되지 않는다는 점을 제외하고는 CIoT 사용자 데이터 컨테이너 IE의 콘텐츠와 동일한 방식으로 코딩된다.

일부 실시형태에서는, "CIoT 소형 데이터 컨테이너" 및 "CIoT 사용자 데이터 컨테이너"에 대해 새로운 페이로드 컨테이너 유형이 정의된다. 페이로드 컨테이너 유형 IE의 목적은 페이로드 컨테이너 IE에 포함된 페이로드의 해당 유형을 나타내기 위한 것이다. 도 15는 페이로드 컨테이너 유형 IE의 구조(1500)를 나타내며, 옥텟 1의 비트 1-4는 페이로드 컨테이너 유형 값을 제공하는 데 사용되고 옥텟 1의 비트 5-8은 페이로드 컨테이너 유형 IE를 제공하는 데 사용된다. 도 16은 페이로드 컨테이너 유형 IE(1500)의 옥텟 1의 비트 1-4에서의 페이로드 컨테이너 유형 값의 코딩(1600)을 나타낸다. 도시한 바와 같이, 단문 메시지 서비스(SMS) 메시지는 비트 4 3 2 1 및 0 0 1 0으로 코딩될 수 있고, CIoT 사용자 데이터 컨테이너는 비트 4 3 2 1 및 1 0 0 0으로 코딩될 수 있으며, CIoT 소형 데이터 컨테이너는 비트 4 3 2 1 및 1 0 0 1로 코딩될 수 있다.

도 17은 제어 평면 데이터 크기 구성(1700)을 나타낸다. 보다 구체적으로, 제어 평면 데이터 크기 구성(1700)은 최대 데이터 크기 파라미터(예를 들어, CP-CIoT_MaxDataSize) 및 최대 소형 데이터 크기 파라미터(예를 들어, CP-CIoT_MaxSmallDataSize)와 함께 NAS MO에 제공된다.

NAS MO의 CP-CIoTMaxDataSize 리프는, 3GPP TS 23.122에 기술된 바와 같이, HPLMN(Home Public Land Mobile Network) 또는 EHPLMN(Equivalent HPLMN)에 있을 때에 NAS 시그널링을 경유하여 제어 평면을 통해 전송될 수 있는 구성된 최대 사용자 데이터 크기를 나타낸다. 이 리프의 발생은 0 또는 1이며, 그 포맷은 int(정수)이고 액세스 유형은 "취득(Get)" 및 "대체(Replace)"이고 값은 0 내지 65,531 범위이다. 프로비저닝되지 않은 경우, 65,531옥텟의 기본 값이 이 리프에 사용된다.

NAS MO의 CP-CIoT_MaxSmallDataSize 리프는 HPLMN 또는 EHPLMN에 있을 때에 NAS 시그널링을 경유하여 제어 평면을 통해 전송될 수 있는 구성된 최대 소형 데이터 크기를 나타낸다. 이 리프의 발생은 0 또는 1이며, 그 포맷은 int이고 액세스 유형은 "취득(Get)" 및 "대체(Replace)"이고 값은 0 내지 254 범위이다. 프로비저닝되지 않은 경우, 254의 기본 값이 이 리프에 사용된다.

구성 파라미터는(예를 들어, 도 17에 나타낸 NAS MO에서) 디바이스 카테고리 및 패턴(예를 들어, 전형적인 데이터 크기 및 전송 빈도 포함), 및 디바이스 물리 계층 전송 블록 크기에 기초하여, 디바이스의 HNO(Home Network Operator)에 의해 설정될 수 있다. eMTC Cat-M1 유형 디바이스는 1000 비트(예를 들어, 125 옥텟)의 다운링크(DL) 전송 블록 크기(TBS) 및 1000 비트(3GPP 릴리스 13에서) 및 3GPP 릴리스 14에서 2984의 업링크(UL) TBS를 갖는다. eMTC Cat-M2 유형 디바이스는 4008 비트의 DL TBS와 1.4MHz의 경우 2984 및 5MHz의 경우 6968의 UL TBS를 갖는다. NB-IoT Cat-NB1 유형 디바이스는 860 비트(예를 들어, 약 110 옥텟)의 DL TBS 및 1000 비트(예를 들어, 약 125 옥텟)의 UL TBS를 갖는다. NB-IoT Cat-NB2 유형 디바이스는 2536 비트의 DL TBS와 2536 비트의 UL TBS를 갖는다. 따라서, CIoT 소형 데이터 컨테이너는 NB-IoT Cat-NB1 유형 디바이스에 충분하며, eMTC Cat-M1 유형 디바이스에도 적합하다. 다른 유형의 디바이스의 경우, 최대 65,531 옥텟의 데이터 전송을 지원할 수 있으므로 CIoT 사용자 데이터 컨테이너가 바람직할 수 있다.

UE(302)가 (예를 들어, 도 4에서와 같이) 아이들 모드에 있을 때에 단계 405의 제어 평면 서비스 요청 메시지에서 전송된 소형 데이터의 보호는 후술하는 바와 같이 달성될 수 있다. UE(302)가 (예를 들어, 도 5 및 6에서와 같이) 연결 모드에 있을 때, 보안 NAS 연결이 이미 확립되어 있고 소형 데이터에 대한 추가 보호는 필요하지 않다.

전체 메시지 오버헤드를 감소시키기 위해, 일부 실시형태에서는 전체 메시지를 암호화하는 대신에 비평문(non-cleartext) IE만이 암호화된다. UE(302)가 페이로드 컨테이너를 포맷한 후, UE(302)는 NAS 메시지 컨테이너 IE에 페이로드 컨테이너 유형 IE, 페이로드 컨테이너 IE 및 다른 비평문 IE를 포함하고, UE(302)의 NAS 보안 컨텍스트로부터 암호화 키를 사용하여 NAS 메시지 컨테이너의 값 부분(value part)을 암호화한다. 이것은 도 18에 나타낸 예시적인 제어 평면 서비스 요청 메시지 콘텐츠(1800)에 도시되어 있다. UE(302)는 단계 405의 제어 평면 서비스 요청 메시지의 보안 헤더 유형을 "무결성 보호됨"으로 설정하고, 평문 IE 및 NAS 메시지 컨테이너 IE를 포함하는 제어 평면 서비스 요청 메시지를 네트워크(예를 들어, AMF(308))에 전송한다.

AMF(308)가 NAS 메시지 컨테이너 IE를 포함하는 무결성 보호된 제어 평면 서비스 요청 메시지를 수신할 때, AMF(308)는 네트워크 측에서 무결성 검사를 수행한다. 무결성 검사가 성공하면, AMF(308)는 NAS 메시지 컨테이너 IE의 값 부분을 해독하고, 페이로드 컨테이너 유형 IE, 페이로드 컨테이너 IE 및 다른 비평문 IE를 추출한다.

제어 평면 서비스 요청 메시지가 네트워크 측에서 무결성 검사에 실패하고 UE(302)가 비긴급 PDU 세션만 확립되어 있는 경우, AMF(308)는 5GMM 원인 #9("UE 식별이 네트워크에 의해 유도될 수 없음")를 갖는 서비스 거절 메시지를 전송하고 5GMM 콘텐츠 및 5G NAS 보안 컨텍스트를 변경하지 않고 유지한다.

도 18에 도시된 바와 같이, 제어 평면 서비스 요청 메시지의 평문 IE는, 확장 프로토콜 판별기; 보안 헤더 유형; 예비의 반 옥텟(half octet); ngKSI(ng Key Set Identifier); 제어 평면 서비스 요청 메시지 식별; 및 제어 평면 서비스 유형을 포함한다. 도 18에 나타낸 나머지 IE는, 페이로드 컨테이너 유형; 페이로드 컨테이너 IE; PDU 세션 ID; PDU 세션 상태; 업링크 상태; 해제 지원 정보 IE 등을 포함하는 비평문 IE이다.

전송될 데이터가 CIoT_MaxSmallDataSize 파라미터를 초과하는 경우, 더 큰 CIoT 사용자 데이터 컨테이너가 사용자 데이터를 버퍼링하는 데 사용된다. 아이들 모드와 연결 모드 양쪽에서 UE(302)에 대한 대형 IoT 데이터를 전송하는 처리 로직은, 페이로드 컨테이너 유형 IE가 "CIoT 사용자 데이터 컨테이너"에 설정되고 페이로드 컨테이너 IE가 CIoT 사용자 데이터 컨테이너의 값 부분에 설정되는 것을 제외하고는 전술한 것과 동일하다. 아이들 모드에서(예를 들어, 도 4에서와 같이) UE(302)를 위한 대형 IoT 데이터를 암호화하기 위한 로직은 소형 IoT 데이터에 대해 전술한 것과 동일할 수 있다.

도 19는 예시적인 실시형태에 따른, 제어 평면 기반 사용자 데이터 전송 방법(1900)을 도시한다. 나타낸 바와 같이, 단계 1902에서, 방법은 사용자 장비(예를 들어, UE(302))와 데이터 네트워크(예를 들어, 데이터 네트워크(314)) 사이에서 전송될 사용자 데이터의 크기를 결정하는 것을 포함한다. 전송될 사용자 데이터의 크기가 적어도 소형 데이터 전송을 위한 임계값 미만이라고 결정하는 것에 응답하여, 단계 1904에서 제어 평면 메시지가 생성된다. 생성된 제어 평면 메시지는 전송될 사용자 데이터를 포함하고, 사용자 장비와, 사용자 장비를 데이터 네트워크에 결합하는 통신 시스템의 적어도 하나의 네트워크 엔티티(예를 들어, AMF(308)) 사이의 제어 평면을 통한 사용자 데이터의 전송을 위해 예약된 지정된 페이로드 컨테이너 유형을 지정한다. 단계 1906에서, 생성된 제어 평면 메시지는 사용자 장비와 통신 시스템의 적어도 하나의 네트워크 엔티티 사이에서 전송된다.

방법(1900)은 IoT 디바이스의 일부일 수 있는 사용자 장비에 의해 수행될 수 있다.

사용자 장비가 아이들 모드에 있는 경우, 생성된 제어 평면 메시지는 사용자 장비 발신 요청을 나타내도록 설정된 제어 평면 서비스 유형을 갖는 제어 평면 서비스 요청 메시지를 포함할 수 있고, 단계 1906은 생성된 제어 평면 메시지를 사용자 장비로부터 통신 시스템의 적어도 하나의 네트워크 엔티티로 전송하는 것을 포함할 수 있다. 방법(1900)은 생성된 제어 평면 메시지에 전송 보호를 적용하는 단계를 더 포함할 수 있으며, 전송 보호는 별도의 NAS 메시지 컨테이너에 지정된 페이로드 컨테이너 유형의 사용자 데이터 콘텐츠를 포함하는 하나 이상의 IE를 제공하는 것, 및 사용자 장비의 NAS 보안 컨텍스트를 이용하여 별도의 NAS 메시지 컨테이너에 암호화를 적용하는 것을 포함한다. 별도의 NAS 메시지 컨테이너에 제공되는 하나 이상의 IE는 페이로드 컨테이너 유형 IE, 페이로드 컨테이너 IE, PDU 세션 식별자 IE, PDU 세션 상태 IE, 업링크 상태 IE 및 해제 지원 표시 IE 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

사용자 장비가 연결 모드에 있는 경우, 생성된 제어 평면 메시지는 업링크 NAS 데이터 전송 메시지를 포함할 수 있고, 단계 1906은 생성된 제어 평면 메시지를 사용자 장비로부터 통신 시스템의 적어도 하나의 네트워크 엔티티로 전송하는 것을 포함할 수 있다. 대안적으로, 사용자 장비가 연결 모드에 있는 경우, 생성된 제어 평면 메시지는 다운링크 NAS 데이터 전송 메시지를 포함하고, 단계 1906은 생성된 제어 평면 메시지를 통신 시스템의 적어도 하나의 네트워크 엔티티로부터 사용자 장비로 전송하는 것을 포함할 수 있다.

단계 1904는 지정된 페이로드 컨테이너 유형과 관련된 페이로드 컨테이너 정보 요소 식별자, 전송될 사용자 데이터의 길이의 표시, PDU 세션 식별자, 통신 시스템의 적어도 하나의 네트워크 엔티티가 적어도 하나의 네트워크 엔티티와 사용자 장비 사이의 사용자 데이터의 전송을 위해 NAS 시그널링 연결(예를 들어, RRC 연결)을 해제해야 할 때를 지정하는 해제 지원 표시, 및 전송될 사용자 데이터를 생성하는 것을 포함할 수 있다. 해제 지원 표시는, 생성된 제어 평면 메시지 내의 사용자 데이터의 업링크 전송에 후속하여 NAS 시그널링 연결이 해제되어야 한다는 표시; 및 생성된 제어 평면 메시지 내의 사용자 데이터의 업링크 전송에 후속하여 그리고 사용자 장비로의 다음 다운링크 전송에 후속하여 NAS 시그널링 연결이 해제되어야 한다는 표시 중 하나를 포함한다.

단계 1904는 전송될 사용자 데이터의 크기가 대형 데이터 전송을 위한 임계값 미만이고 소형 데이터 전송을 위한 임계값을 초과한다고 결정하는 것에 응답하여 제1 포맷의 페이로드 컨테이너 정보 요소를 생성하는 것, 및 전송될 사용자 데이터의 크기가 대형 데이터 전송을 위한 임계값 미만이고 소형 데이터 전송을 위한 임계값 미만이라고 결정하는 것에 응답하여 제2 포맷의 페이로드 컨테이너 정보 요소를 생성하는 것을 포함할 수 있다. 대형 데이터 전송을 위한 임계값 및 소형 데이터 전송을 위한 임계값은 NAS MO에서 정의될 수 있다. 제1 포맷의 페이로드 컨테이너 정보 요소는 지정된 페이로드 컨테이너 유형과 관련된 페이로드 컨테이너 정보 요소 식별자를 포함하는 제1 옥텟, 전송될 사용자 데이터의 길이의 표시를 포함하는 제2 및 제3 옥텟, PDU 세션 식별자 및 해제 지원 표시를 포함하는 제4 옥텟, 및 전송될 사용자 데이터를 포함하는 복수의 추가 옥텟을 포함한다. 제2 포맷의 페이로드 컨테이너 정보 요소는 지정된 페이로드 컨테이너 유형과 관련된 페이로드 컨테이너 정보 요소 식별자를 포함하는 제1 옥텟, 전송될 사용자 데이터의 길이의 표시를 포함하는 제2 옥텟, PDU 세션 식별자 및 해제 지원 표시를 포함하는 제3 옥텟, 및 전송될 사용자 데이터를 포함하는 하나 이상의 추가 옥텟을 포함한다.

사용자 데이터의 크기가 대형 데이터 전송을 위한 임계값 이상이라고 결정하는 것에 응답하여, 페이로드 데이터는 사용자 장비와 통신 시스템의 적어도 하나의 네트워크 엔티티 사이에서 사용자 평면을 통해 전송될 수 있다.

통신 시스템은 5G 통신 시스템을 포함하고, 데이터 네트워크는 PDN을 포함한다. 통신 시스템의 적어도 하나의 네트워크 엔티티는 5G 통신 시스템의 AMF를 포함할 수 있다. 방법(1900)은 AMF에 의해 수행될 수 있다. 전송될 사용자 데이터가 사용자 장비에서 시작되는 경우, AMF는 5G 통신 시스템의 UPF 및 NEF 중 적어도 하나로 포워딩하기 위해 5G 통신 시스템의 SMF로의 데이터 전송 요청을 개시할 수 있다. UPF 또는 NEF로 포워딩되는 데이터 전송 요청은 PFCP 메시지를 포함할 수 있다.

도 1 내지 도 19의 도면과 관련하여 설명된 특정 처리 동작 및 다른 시스템 기능은 단지 예시적인 실시예로서 제시되며, 어떤 방식으로든 본 개시의 범위를 한정하는 것으로 해석되지 않아야 한다. 대체 실시형태는 다른 유형의 처리 동작 및 메시징 프로토콜을 사용할 수 있다. 예를 들어, 단계들의 순서는 다른 실시형태에서 변경될 수 있거나, 특정 단계들은 순차적이 아니라 적어도 부분적으로 서로 동시에 수행될 수 있다. 또한, 하나 이상의 단계가 주기적으로 반복될 수 있거나, 방법의 다수의 인스턴스가 서로 병렬로 수행될 수 있다.

따라서, 본 명세서에서 설명된 다양한 실시형태는 단지 예시적인 실시예로서 제시되며, 청구범위의 범위를 한정하는 것으로 해석되지 않아야 함이 재차 강조되어야 한다. 예를 들어, 대체 실시형태는 예시적인 실시형태의 맥락에서 전술한 것과는 상이한 통신 시스템 구성, 사용자 장비 구성, 기지국 구성, 인증 및 키 동의 프로토콜, 키 쌍 프로비저닝 및 사용 프로세스, 메시징 프로토콜 및 메시지 포맷을 이용할 수 있다. 첨부된 청구범위의 범위 내의 이들 및 많은 다른 대체 실시형태는 당업자에게 쉽게 명백할 것이다.

실시예

이하의 실시예는 추가 실시형태에 관한 것이다.

실시예 1은 장치에 관한 것으로, 상기 장치는,

적어도 하나의 프로세서;

컴퓨터 프로그램 코드를 포함하는 적어도 하나의 메모리를 포함하며;

상기 적어도 하나의 메모리 및 상기 컴퓨터 프로그램 코드는, 상기 적어도 하나의 프로세서에 의해, 상기 장치가 적어도,

사용자 장비로부터 데이터 네트워크로 전송될 사용자 데이터의 크기를 결정하는 것;

전송될 상기 사용자 데이터의 크기가 적어도 제1 크기 임계값 미만이라고 결정하는 것에 응답하여, 전송될 상기 사용자 데이터를 포함하며 제어 평면을 통해 상기 사용자 장비로부터 상기 사용자 장비를 상기 데이터 네트워크에 결합하는 통신 시스템의 적어도 하나의 네트워크 엔티티로 사용자 데이터를 전송하기 위해 예약된 지정된 페이로드 컨테이너 유형을 지정하는 제어 평면 메시지를 생성하는 것; 및

상기 생성된 제어 평면 메시지를 상기 사용자 장비로부터 상기 통신 시스템의 상기 적어도 하나의 네트워크 엔티티로 전송하는 것을 수행하게 하도록 구성된다.

실시예 2는 실시예 1의 장치에 관한 것으로, 상기 장치는 상기 사용자 장비의 일부이다.

실시예 3은 실시예 2의 장치에 관한 것으로, 상기 사용자 장비는 사물 인터넷(IoT) 디바이스의 일부이다.

실시예 4는 실시예 2의 장치에 관한 것으로, 상기 사용자 장비는 아이들 모드에 있고 상기 생성된 제어 평면 메시지는 사용자 장비 발신 요청을 나타내도록 설정된 제어 평면 서비스 유형을 갖는 제어 평면 서비스 요청 메시지를 포함한다.

실시예 5는 실시예 4의 장치에 관한 것으로, 상기 생성된 제어 평면 메시지에 전송 보호를 적용하는 것을 더 포함하고, 상기 전송 보호는 별도의 NAS(Non-Access Stratum)에 상기 지정된 페이로드 컨테이너 유형의 상기 사용자 데이터 콘텐츠를 포함하는 하나 이상의 정보 요소를 제공하는 것, 및 상기 사용자 장비의 NAS 보안 컨텍스트를 이용하여 상기 별도의 NAS 메시지 컨테이너에 암호화를 적용하는 것을 포함한다.

실시예 6은 실시예 5의 장치에 관한 것으로, 상기 별도의 NAS 메시지 컨테이너에 제공된 상기 하나 이상의 정보 요소는 페이로드 컨테이너 유형 정보 요소, 페이로드 컨테이너 정보 요소, 프로토콜 데이터 유닛(PDU) 세션 식별자 정보 요소, PDU 세션 상태 정보 요소, 업링크 상태 정보 요소, 및 해제 지원 표시 정보 요소 중 적어도 하나를 포함한다.

실시예 7은 실시예 2의 장치에 관한 것으로, 상기 사용자 장비는 연결 모드에 있고 상기 생성된 제어 평면 메시지는 업링크 NAS(Non-Access Stratum) 데이터 전송 메시지를 포함한다.

실시예 8은 실시예 1의 장치에 관한 것으로, 상기 제어 평면 메시지를 생성하는 것은 다음을 포함하는 페이로드 컨테이너 유형 정보 요소를 생성하는 것을 포함한다:

상기 지정된 페이로드 컨테이너 유형과 관련된 페이로드 컨테이너 정보 요소 식별자;

전송될 상기 사용자 데이터의 길이의 표시;

프로토콜 데이터 유닛(PDU) 세션 식별자;

상기 통신 시스템의 상기 적어도 하나의 네트워크 엔티티가 상기 적어도 하나의 네트워크 엔티티와 상기 사용자 장비 사이의 상기 사용자 데이터의 전송을 위해 NAS(Non-Access Stratum) 시그널링 연결을 해제해야 할 때를 지정하는 해제 지원 표시; 및

전송될 상기 사용자 데이터.

실시예 9는 실시예 8의 장치에 관한 것으로, 상기 해제 지원 표시는 다음 중 하나를 포함한다:

상기 생성된 제어 평면 메시지 내의 상기 사용자 데이터의 업링크 전송에 후속하여 상기 NAS 시그널링 연결이 해제되어야 한다는 표시; 및

상기 생성된 제어 평면 메시지 내의 상기 사용자 데이터의 업링크 전송에 후속하여 그리고 상기 사용자 장비로의 다음 다운링크 전송에 후속하여 상기 NAS 시그널링 연결이 해제되어야 한다는 표시.

실시예 10은 실시예 1의 장치에 관한 것으로, 상기 제어 평면 메시지를 생성하는 것은,

전송될 상기 사용자 데이터의 크기가 제1 크기 임계값 미만이고 제2 크기 임계값을 초과한다고 결정하는 것에 응답하여 제1 포맷의 페이로드 컨테이너 정보 요소를 생성하는 것; 및

전송될 상기 사용자 데이터의 크기가 제1 크기 임계값 미만이고 제2 크기 임계값 미만이라고 결정하는 것에 응답하여 제2 포맷의 페이로드 컨테이너 정보 요소를 생성하는 것을 포함한다.

실시예 11은 실시예 10의 장치에 관한 것으로, 상기 제1 크기 임계값 및 상기 제2 크기 임계값은 NAS(Non-Access Stratum) 관리 객체(MO)에서 정의된다.

실시예 12는 실시예 10의 장치에 관한 것으로, 상기 제1 포맷의 상기 페이로드 컨테이너 정보 요소는,

상기 지정된 페이로드 컨테이너 유형과 관련된 페이로드 컨테이너 정보 요소 식별자를 포함하는 제1 옥텟;

전송될 상기 사용자 데이터의 길이의 표시를 포함하는 제2 및 제3 옥텟;

프로토콜 데이터 유닛(PDU) 세션 식별자 및 해제 지원 표시를 포함하는 제4 옥텟; 및

전송될 상기 사용자 데이터를 포함하는 복수의 추가 옥텟을 포함한다.

실시예 13은 실시예 10의 장치에 관한 것으로, 상기 제2 포맷의 상기 페이로드 컨테이너 정보 요소는,

전송될 상기 사용자 데이터의 길이의 표시를 포함하는 제2 옥텟;

프로토콜 데이터 유닛(PDU) 세션 식별자 및 해제 지원 표시를 포함하는 제3 옥텟; 및

전송될 상기 사용자 데이터를 포함하는 하나 이상의 추가 옥텟을 포함한다.

실시예 14는 실시예 1의 장치에 관한 것으로, 상기 적어도 하나의 메모리 및 상기 컴퓨터 프로그램 코드는 추가로, 적어도 하나의 프로세서에 의해, 상기 장치가, 상기 사용자 데이터의 크기가 상기 제1 크기 임계값 이상이라고 결정하는 것에 응답하여, 상기 사용자 장비와 상기 통신 시스템의 상기 적어도 하나의 네트워크 엔티티 사이에서 사용자 평면을 통해 상기 페이로드 데이터를 전송하게 하도록 구성된다.

실시예 15는 실시예 1의 장치에 관한 것으로, 상기 통신 시스템은 5G 통신 시스템을 포함하고, 상기 데이터 네트워크는 패킷 데이터 네트워크(Packet Data Network: PDN)를 포함한다.

실시예 16은 실시예 15의 장치에 관한 것으로, 상기 통신 시스템의 상기 적어도 하나의 네트워크 엔티티는 상기 5G 통신 시스템의 액세스 및 이동성 관리 기능(Access and Mobility Management Function: AMF)을 포함한다.

실시예 17은 방법에 관한 것으로, 상기 방법은,

사용자 장비로부터 데이터 네트워크로 전송될 사용자 데이터의 크기를 결정하는 단계;

전송될 상기 사용자 데이터의 크기가 적어도 제1 크기 임계값 미만이라고 결정하는 것에 응답하여, 전송될 상기 사용자 데이터를 포함하며 제어 평면을 통해 상기 사용자 장비로부터 상기 사용자 장비를 상기 데이터 네트워크에 결합하는 통신 시스템의 적어도 하나의 네트워크 엔티티로 사용자 데이터를 전송하기 위해 예약된 지정된 페이로드 컨테이너 유형을 지정하는 제어 평면 메시지를 생성하는 단계; 및

상기 생성된 제어 평면 메시지를 상기 사용자 장비로부터 상기 통신 시스템의 상기 적어도 하나의 네트워크 엔티티로 전송하는 단계를 포함한다.

실시예 18은 실행 가능한 프로그램 코드가 내부에 구현되는 비일시적 컴퓨터 판독 가능 저장매체를 포함하는 제조 물품에 관한 것으로, 상기 실행 가능한 프로그램 코드는, 상기 컴퓨터 판독 가능 저장 매체에 동작 가능하게 결합된 프로세서에 의해 실행될 때, 상기 프로세서가,

상기 생성된 제어 평면 메시지를 상기 사용자 장비로부터 상기 통신 시스템의 상기 적어도 하나의 네트워크 엔티티로 전송하는 단계를 수행하게 한다.

실시예 19는 장치에 관한 것으로, 상기 장치는,

적어도 하나의 프로세서;

데이터 네트워크로부터 사용자 장비로 전송될 사용자 데이터의 크기를 결정하는 것;

전송될 상기 사용자 데이터의 크기가 적어도 제1 크기 임계값 미만이라고 결정하는 것에 응답하여, 전송될 상기 사용자 데이터를 포함하며 제어 평면을 통해 상기 사용자 장비를 상기 데이터 네트워크에 결합하는 통신 시스템의 적어도 하나의 네트워크 엔티티로부터 상기 사용자 장비로 사용자 데이터를 전송하기 위해 예약된 지정된 페이로드 컨테이너 유형을 지정하는 제어 평면 메시지를 생성하는 것; 및

상기 생성된 제어 평면 메시지를 상기 통신 시스템의 상기 적어도 하나의 네트워크 엔티티로부터 상기 사용자 장비로 전송하는 것을 수행하게 하도록 구성된다.

실시예 20은 실시예 19의 장치에 관한 것으로, 상기 사용자 장비는 연결 모드에 있고 상기 생성된 제어 평면 메시지는 다운링크 NAS(Non-Access Stratum) 데이터 전송 메시지를 포함한다.

실시예 21은 실시예 19의 장치에 관한 것으로, 상기 통신 시스템은 5G 통신 시스템을 포함하고, 상기 데이터 네트워크는 패킷 데이터 네트워크(PDN)를 포함한다.

실시예 22는 실시예 21의 장치에 관한 것으로, 상기 통신 시스템의 상기 적어도 하나의 네트워크 엔티티는 상기 5G 통신 시스템의 액세스 및 이동성 관리 기능(AMF)을 포함한다.

실시예 23은 실시예 22의 장치에 관한 것으로, 상기 장치는 5G 통신 시스템의 상기 AMF를 제공한다.

실시예 24는 실시예 23의 장치에 관한 것으로, 상기 적어도 하나의 메모리 및 상기 컴퓨터 프로그램 코드는 추가로, 상기 적어도 하나의 프로세서에 의해, 상기 장치가, 상기 5G 통신 시스템의 사용자 평면 기능(User Plane Function: UPF) 및 네트워크 익스포저 기능(Network Exposure Function: NEF) 중 적어도 하나로 포워딩하기 위해 상기 AMF로부터 세션 관리 기능(Session Management Function: SMF)으로의 데이터 전송 요청을 개시하게 하도록 구성된다.

실시예 25는 실시예 24의 장치에 관한 것으로, 상기 UPF 및 상기 NEF 중 적어도 하나로 포워딩되는 상기 데이터 전송 요청은 패킷 포워딩 제어 프로토콜(Packet Forwarding Control Protocol: PFCP) 메시지를 포함한다.

실시예 26은 방법에 관한 것으로, 상기 방법은,

데이터 네트워크로부터 사용자 장비로 전송될 사용자 데이터의 크기를 결정하는 단계;

전송될 상기 사용자 데이터의 크기가 적어도 제1 크기 임계값 미만이라고 결정하는 것에 응답하여, 전송될 상기 사용자 데이터를 포함하며 제어 평면을 통해 상기 사용자 장비를 상기 데이터 네트워크에 결합하는 통신 시스템의 적어도 하나의 네트워크 엔티티로부터 상기 사용자 장비로 사용자 데이터를 전송하기 위해 예약된 지정된 페이로드 컨테이너 유형을 지정하는 제어 평면 메시지를 생성하는 단계; 및

상기 생성된 제어 평면 메시지를 상기 통신 시스템의 상기 적어도 하나의 네트워크 엔티티로부터 상기 사용자 장비로 전송하는 단계를 포함한다.

실시예 27은 실행 가능한 프로그램 코드가 내부에 구현되는 비일시적 컴퓨터 판독 가능 저장 매체를 포함하는 제조 물품에 관한 것으로, 상기 실행 가능한 프로그램 코드는, 상기 컴퓨터 판독 가능 저장 매체에 동작 가능하게 결합된 프로세서에 의해 실행될 때, 상기 프로세서가,

상기 생성된 제어 평면 메시지를 상기 통신 시스템의 상기 적어도 하나의 네트워크 엔티티로부터 상기 사용자 장비로 전송하는 단계를 수행하게 한다.

Claims

사용자 장비로서,
적어도 하나의 프로세서;
실행 가능한 프로그램 코드를 포함하는 적어도 하나의 메모리를 포함하며;
상기 적어도 하나의 메모리 및 상기 실행 가능한 프로그램 코드는, 상기 적어도 하나의 프로세서에 의해, 상기 사용자 장비가 적어도,
제어 평면을 통해 상기 사용자 장비로부터 통신 시스템의 적어도 하나의 네트워크 엔티티로 전송될 사용자 데이터의 크기를 결정하는 것;
전송될 상기 사용자 데이터의 크기가 적어도 소형 데이터 전송을 위한 임계값 미만이라고 결정하는 것에 응답하여, 상기 제어 평면을 통해 소형 데이터 컨테이너에서 전송될 상기 사용자 데이터를 포함하는 제어 평면 메시지를 생성하는 것; 및
상기 생성된 제어 평면 메시지를 상기 사용자 장비로부터 상기 통신 시스템의 상기 적어도 하나의 네트워크 엔티티로 전송하는 것을 수행하게 하도록 구성되는, 사용자 장비.
제1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 메모리 및 상기 실행 가능한 프로그램 코드는 추가로, 상기 적어도 하나의 프로세서에 의해, 상기 사용자 장비가, 상기 사용자 데이터의 크기가 소형 데이터 전송을 위한 임계값을 초과하고 대형 데이터 전송을 위한 임계값 미만이라고 결정하는 것에 응답하여, 전송될 상기 사용자 데이터를 포함하며 상기 제어 평면을 통한 상기 사용자 장비로부터 통신 시스템의 적어도 하나의 네트워크 엔티티로의 대형 사용자 데이터의 전송에 전용되는 대형 데이터 컨테이너를 지정하는 제어 평면 메시지를 생성하게 하도록 구성되는, 사용자 장비.
제1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 메모리 및 상기 실행 가능한 프로그램 코드는 상기 적어도 하나의 네트워크 엔티티를 통한 데이터 네트워크로의 상기 사용자 데이터의 전송을 위해 상기 생성된 제어 평면 메시지를 상기 사용자 장비로부터 상기 통신 시스템의 상기 적어도 하나의 네트워크 엔티티로 전송하도록 구성되는, 사용자 장비.
제1항에 있어서, 상기 사용자 장비는 사물 인터넷(IoT) 디바이스의 일부인, 사용자 장비.
제1항에 있어서, 상기 사용자 장비는 아이들 모드에 있고 상기 생성된 제어 평면 메시지는 사용자 장비 발신 요청(user equipment-originating request)을 나타내도록 설정된 제어 평면 서비스 유형을 갖는 제어 평면 서비스 요청 메시지를 포함하는, 사용자 장비.
제5항에 있어서, 상기 생성된 제어 평면 메시지의 하나 이상의 비평문(non-cleartext) 정보 요소에 전송 보호를 적용하는 것을 더 포함하고, 상기 전송 보호는 별도의 NAS(Non-Access Stratum) 메시지 컨테이너에 상기 데이터 컨테이너의 상기 사용자 데이터 콘텐츠를 포함하는 하나 이상의 비평문 정보 요소를 제공하는 것, 및 상기 사용자 장비의 NAS 보안 컨텍스트를 이용하여 별도의 NAS 메시지 컨테이너의 값 부분(value part)에 암호화(ciphering)를 적용하는 것을 포함하는, 사용자 장비.
제6항에 있어서, 상기 별도의 NAS 메시지 컨테이너에 제공된 상기 하나 이상의 정보 요소는 페이로드 컨테이너 유형 정보 요소, 페이로드 컨테이너 정보 요소, 프로토콜 데이터 유닛(Protocol Data Unit: PDU) 세션 식별자 정보 요소, PDU 세션 상태 정보 요소, 업링크 상태 정보 요소, 및 해제 지원 표시 정보 요소 중 적어도 하나를 포함하는, 사용자 장비.
제1항에 있어서, 상기 사용자 장비는 연결 모드에 있고 상기 생성된 제어 평면 메시지는 업링크 NAS(Non-Access Stratum) 데이터 전송 메시지를 포함하는, 사용자 장비.
제1항에 있어서, 상기 제어 평면 메시지를 생성하는 것은 페이로드 컨테이너 유형 정보 요소를 생성하는 것을 포함하고, 상기 페이로드 컨테이너 유형 정보 요소는,
상기 소형 데이터 컨테이너와 관련된 페이로드 컨테이너 정보 요소 식별자;
전송될 상기 사용자 데이터의 길이의 표시;
프로토콜 데이터 유닛(PDU) 세션 식별자;
상기 통신 시스템의 상기 적어도 하나의 네트워크 엔티티가 상기 적어도 하나의 네트워크 엔티티와 상기 사용자 장비 사이의 상기 사용자 데이터의 전송을 위해 NAS(Non-Access Stratum) 시그널링 연결을 해제해야 할 때를 지정하는 해제 지원 표시; 및
전송될 상기 사용자 데이터를 포함하는, 사용자 장비.
제9항에 있어서, 상기 해제 지원 표시는,
상기 생성된 제어 평면 메시지 내의 상기 사용자 데이터의 업링크 전송에 후속하여 상기 NAS 시그널링 연결이 해제되어야 한다는 표시; 및
상기 생성된 제어 평면 메시지 내의 상기 사용자 데이터의 업링크 전송에 후속하여 그리고 상기 사용자 장비로의 다음 다운링크 전송에 후속하여 상기 NAS 시그널링 연결이 해제되어야 한다는 표시 중 하나를 포함하는, 사용자 장비.
제2항에 있어서, 상기 제어 평면 메시지를 생성하는 것은,
전송될 상기 사용자 데이터의 크기가 대형 데이터 전송을 위한 임계값 미만이고 소형 데이터 전송을 위한 임계값을 초과한다고 결정하는 것에 응답하여 제1 포맷의 페이로드 컨테이너 정보 요소를 생성하는 것; 및
전송될 상기 사용자 데이터의 크기가 대형 데이터 전송을 위한 임계값 미만이고 소형 데이터 전송을 위한 임계값 미만이라고 결정하는 것에 응답하여 제2 포맷의 페이로드 컨테이너 정보 요소를 생성하는 것을 포함하는, 사용자 장비.
제11항에 있어서, 상기 제1 포맷의 상기 페이로드 컨테이너 정보 요소는 "CIoT 사용자 데이터 컨테이너(CIoT user data container)"이고, 상기 제2 포맷의 상기 페이로드 컨테이너 정보 요소는 "CIoT 소형 데이터 컨테이너(CIoT small data container)" 정보 요소인, 사용자 장비.
제11항에 있어서, 대형 데이터 전송을 위한 임계값 및 소형 데이터 전송을 위한 임계값은 NAS(Non-Access Stratum) 관리 객체(management object: MO)에서 정의되는, 사용자 장비.
제11항에 있어서, 상기 제1 포맷의 상기 페이로드 컨테이너 정보 요소는,
상기 대형 데이터 컨테이너와 관련된 페이로드 컨테이너 정보 요소 식별자를 포함하는 제1 옥텟(octet);
전송될 상기 사용자 데이터의 길이의 표시를 포함하는 제2 및 제3 옥텟;
프로토콜 데이터 유닛(PDU) 세션 식별자 및 해제 지원 표시를 포함하는 제4 옥텟; 및
전송될 상기 사용자 데이터를 포함하는 복수의 추가 옥텟 중 하나 이상을 포함하는, 사용자 장비.
제11항에 있어서, 상기 제2 포맷의 상기 페이로드 컨테이너 정보 요소는,
상기 소형 데이터 컨테이너와 관련된 페이로드 컨테이너 정보 요소 식별자를 포함하는 제1 옥텟;
전송될 상기 사용자 데이터의 길이의 표시를 포함하는 제2 옥텟;
프로토콜 데이터 유닛(PDU) 세션 식별자 및 해제 지원 표시를 포함하는 제3 옥텟; 및
전송될 상기 사용자 데이터를 포함하는 하나 이상의 추가 옥텟을 포함하는, 사용자 장비.
제1항에 있어서, 상기 통신 시스템은 5G 통신 시스템을 포함하고, 상기 데이터 네트워크는 패킷 데이터 네트워크(Packet Data Network: PDN)를 포함하는, 사용자 장비.
제16항에 있어서, 상기 통신 시스템의 상기 적어도 하나의 네트워크 엔티티는 상기 5G 통신 시스템의 액세스 및 이동성 관리 기능(Access and Mobility Management Function: AMF)을 포함하는, 사용자 장비.
제1항에 있어서, 소형 데이터 전송을 위한 상기 임계값은 254 옥텟의 값을 갖도록 구성되는, 사용자 장비.
제1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 메모리 및 상기 실행 가능한 프로그램 코드는 추가로, 상기 적어도 하나의 프로세서에 의해, 상기 사용자 장비가, 전송될 상기 사용자 데이터의 크기가 최대 254 옥텟이라고 결정하는 것에 응답하여, 전송될 상기 사용자 데이터의 크기가 소형 데이터 전송을 위한 상기 임계값 미만인 것으로 결정하도록 구성되는, 사용자 장비.
방법으로서,
제어 평면을 통해 사용자 장비로부터 통신 시스템의 적어도 하나의 네트워크 엔티티로 전송될 사용자 데이터의 크기를 결정하는 단계;
전송될 상기 사용자 데이터의 크기가 적어도 소형 데이터 전송을 위한 임계값 미만이라고 결정하는 것에 응답하여, 상기 제어 평면을 통해 소형 데이터 컨테이너에서 전송될 상기 사용자 데이터를 포함하는 제어 평면 메시지를 생성하는 단계; 및
상기 생성된 제어 평면 메시지를 상기 사용자 장비로부터 상기 통신 시스템의 상기 적어도 하나의 네트워크 엔티티로 전송하는 단계를 포함하는, 방법.
실행 가능한 프로그램 코드가 내부에 구현되는 비일시적 컴퓨터 판독 가능 저장 매체를 포함하는 컴퓨터 프로그램 제품으로서, 상기 실행 가능한 프로그램 코드는, 상기 컴퓨터 판독 가능 저장 매체에 동작 가능하게 결합된 프로세서에 의해 실행될 때, 상기 프로세서가,
제어 평면을 통해 사용자 장비로부터 통신 시스템의 적어도 하나의 네트워크 엔티티로 전송될 사용자 데이터의 크기를 결정하는 단계;
전송될 상기 사용자 데이터의 크기가 적어도 소형 데이터 전송을 위한 임계값 미만이라고 결정하는 것에 응답하여, 상기 제어 평면을 통해 소형 데이터 컨테이너에서 전송될 상기 사용자 데이터를 포함하는 제어 평면 메시지를 생성하는 단계; 및
상기 생성된 제어 평면 메시지를 상기 사용자 장비로부터 상기 통신 시스템의 상기 적어도 하나의 네트워크 엔티티로 전송하는 단계를 수행하게 하는, 컴퓨터 프로그램 제품.