KR20220025568A - 네트워크장치 및 그 장치에서 수행되는 단말 위치정보 전달 방법 - Google Patents

네트워크장치 및 그 장치에서 수행되는 단말 위치정보 전달 방법 Download PDF

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KR20220025568A
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Abstract

본 발명은, 제어 평면(Control Plane) 및 사용자 평면(User Plane) 간 정보 제공을 기반으로, UPF에서 세션 트래픽 처리 시 보다 세분화된 구분 처리를 가능하게 하는 기술 실현을 위한 네트워크장치 및 그 장치에서 수행되는 단말 위치정보 전달 방법 및 이용 방법을 제안하고 있다.

Description

네트워크장치 및 그 장치에서 수행되는 단말 위치정보 전달 방법{NETWORK APPARATUS, METHOD FOR TRANSMITTING TERMINAL LOCATION INFORMATION PERFORMED BY THE APPARATUS}
본 발명은, 제어 평면(Control Plane) 및 사용자 평면(User Plane) 간 정보를 제공하는 기술에 관한 것으로, 보다 구체적으로 UPF에서 세션 트래픽 처리 시 보다 세분화된 구분 처리를 가능하게 하는 정보의 전달/이용을 실현하는 기술에 관한 것이다.
5G 통신시스템은, 한정된 무선자원을 기반으로 최대한 많은 수의 단말을 수용하면서, eMBB(enhanced mobile broadband, 향상된 모바일 광대역)/mMTC(massive machine type communications, 대규모 기계형 통신)/URLLC(ultra-reliable and low latency communications, 고도의 신뢰도와 낮은 지연 시간 통신)의 시나리오를 지원하고 있다.
특히, 5G에서는, 단말, 기지국(액세스), 코어 및 서버를 End to End로 지원하기 위한 네트워크 구조를 정의하고 있으며, 기존 LTE(4G)에서 단일 노드(예: S-GW, P-GW 등)가 복합적으로 수행하던 제어 시그널링 및 데이터 송수신의 기능을 분리하여, 제어 시그널링 기능의 영역(Control Plane) 및 데이터 송수신 기능의 영역(User Plane)을 구분한 네트워크 구조를 정의하고 있다.
이때, 5G에서 Control Plane의 제어노드는, 단말의 무선구간 액세스를 제어하는 AMF(Access and Mobility Management Function), 단말 정보와 단말 별 가입서비스정보, 과금 등의 정책을 관리/제어하는 PCF(Policy Control Function), 단말 별로 데이터 서비스 이용을 위한 세션을 관리/제어하는 SMF(Session Management Function), 외부 망과의 정보 공유 기능을 담당하는 NEF(Network Exposure Function), 사용자의 가입자 DB 및 인증을 관리/제어하는 UDM/AUSF(Unified Data Management / AUthentication Function), NF 저장소 기능을 관리/제어하는 NRF(NF Repository Function), 가입자의 과금을 처리하는 CHF(CHarging Function) 등으로 정의할 수 있다.
그리고, 5G에서 User Plane의 데이터노드는, SMF의 제어(연동)를 토대로 단말과의 세션을 통해 단말 및 외부 서비스망(예: 인터넷) 상의 서버 간 데이터를 송수신하는 UPF(User Plane Function)로 정의할 수 있다.
한편, 최근 들어, B2B향 / Smart Factory 가 활성화 되면서, gNB (CU)와 UPF가 점차 독립향으로 구축되고 있으며, 이로 인해 단독으로 구축되는 단일 UPF에서 고객(단말)의 세션 데이터 처리 시 보다 세분화하여 구분/처리할 수 있는 요구 사항이 예상된다.
헌데, 현재 표준에 따르면, SMF가 UPF로 제공해주는 세션에 대한 정보가 매우 한정적이기 때문에, 단독으로 구축되는 독립향의 UPF에서 트래픽을 세분화하여 구분하는데 이용할 정보가 없으므로 세션 트래픽 처리 시 트래픽을 세분화하여 구분/처리하는 것이 불가능하다.
이에, 본 발명에서는, 독립향의 UPF 구축 환경을 감안하여, UPF에서 세션 트래픽 처리 시 보다 세분화된 구분 처리를 가능하게 하는 제어 평면(Control Plane) 및 사용자 평면(User Plane) 간 정보 제공 기술을 실현하고자 한다.
본 발명은 상기한 사정을 감안하여 창출된 것으로서, 본 발명에서 도달하고자 하는 목적은, 제어 평면(Control Plane) 및 사용자 평면(User Plane) 간 정보 제공을 기반으로, UPF에서 세션 트래픽 처리 시 보다 세분화된 구분 처리를 가능하게 하는 네트워크장치 및 그 장치에서 수행되는 단말 위치정보 전달 방법 및 이용 방법을 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제 1 관점에 따른 네트워크장치는, 특정 단말에 대한 위치정보를 확인하는 확인부; 및 상기 특정 단말의 세션에 관여하는 사용자 평면(User Plane)의 네트워크노드로 상기 특정 단말의 위치정보를 제공하여, 상기 네트워크노드에서 상기 세션의 트래픽 처리 시 상기 위치정보가 이용될 수 있게 하는 정보제공부를 포함한다.
구체적으로, 상기 위치정보는, 상기 특정 단말의 접속 위치에 대한 지역정보로서 TAI(Tracking Area Identity), NCGI(NR CGI(Cell Global Identifier)), ECGI(E-UTRAN CGI), GPS 기반 위치, 접속 시간정보 중 적어도 하나를 포함하며, 상기 특정 단말의 접속 주파수에 대한 무선정보로서 UE RC(UE Radio Capability), Frequency 정보, band 정보, 네트워크 슬라이스(NW Slice) 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
구체적으로, 상기 정보제공부는, 상기 특정 단말의 세션에 대한 규칙을 상기 네트워크노드로 전달하는 세션 메시지 내에 상기 위치정보를 포함시켜, 상기 특정 단말의 위치정보를 제공할 수 있다.
구체적으로, 상기 네트워크장치는 제어 평면(Control Plane)에서 상기 네트워크노드와의 직접 시그널링을 지원하는 인터페이스를 갖는 네트워크노드이며, 상기 정보제공부는, 상기 인터페이스의 시그널링 상태를 고려하여, 상기 특정 단말의 위치정보를 특정 조건에 따라 선택적으로 제공할 수 있다.
구체적으로, 상기 확인부는, 제어 평면(Control Plane)의 타 네트워크노드로부터의 조건 및 단말의 상태 중 적어도 하나를 근거로, 기 설정된 정보제공 조건이 만족되는 특정 단말에 대해서 상기 위치정보를 확인할 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제 2 관점에 따른 네트워크장치는, 제어 평면(Control Plane)의 네트워크노드로부터 제공되는 특정 단말의 위치정보를 확인하는 확인부; 및 상기 특정 단말의 세션에 대한 트래픽 처리 시, 상기 위치정보를 이용하여 트래픽 제어를 수행하는 제어부를 포함한다.
구체적으로, 상기 위치정보는, 상기 특정 단말의 접속 주파수에 대한 무선정보 및 상기 특정 단말의 접속 위치에 대한 지역정보를 포함하며, 상기 제어부는, 상기 특정 단말의 세션에 대한 트래픽 처리 시, 상기 무선정보 및 상기 지역정보 중 적어도 하나를 기반으로 상기 트래픽의 패킷 처리와 관련하여 자원 할당 스케줄링, 처리 제어, QoS 제어, 과금 제어 중 적어도 하나를 수행할 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제 3 관점에 따른 제어 평면(Control Plane)의 네트워크장치에서 수행되는 단말 위치정보 전달 방법은, 특정 단말에 대한 위치정보를 확인하는 확인단계; 및 상기 특정 단말의 세션에 관여하는 사용자 평면(User Plane)의 네트워크노드로 상기 특정 단말의 위치정보를 제공하여, 상기 네트워크노드에서 상기 세션의 트래픽 처리 시 상기 위치정보가 이용될 수 있게 하는 정보제공단계를 포함한다.
구체적으로, 상기 정보제공단계는, 상기 특정 단말의 세션에 대한 규칙을 상기 네트워크노드로 전달하는 세션 메시지 내에 상기 위치정보를 포함시켜, 상기 특정 단말의 위치정보를 제공할 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제 4 관점에 따른 사용자 평면(User Plane)의 네트워크장치에서 수행되는 단말 위치정보 이용 방법은, 제어 평면(Control Plane)의 네트워크노드로부터 제공되는 특정 단말의 위치정보를 확인하는 확인단계; 및 상기 특정 단말의 세션에 대한 트래픽 처리 시, 상기 위치정보를 이용하여 트래픽 제어를 수행하는 제어단계를 포함한다.
구체적으로, 상기 위치정보는, 상기 특정 단말의 접속 주파수에 대한 무선정보 및 상기 특정 단말의 접속 위치에 대한 지역정보를 포함하며, 상기 제어단계는, 상기 특정 단말의 세션에 대한 트래픽 처리 시, 상기 무선정보 및 상기 지역정보 중 적어도 하나를 기반으로 상기 트래픽의 패킷 처리와 관련하여 자원 할당 스케줄링, 처리 제어, QoS 제어, 과금 제어 중 적어도 하나를 수행할 수 있다.
본 발명의 네트워크장치 및 그 장치에서 수행되는 단말 위치정보 전달 방법 및 이용 방법에 따르면, 제어 평면(Control Plane) 및 사용자 평면(User Plane) 간 정보 제공을 기반으로, UPF에서 세션 트래픽 처리 시 보다 세분화된 구분 처리를 가능하게 하는 차별화된 기술을 실현하는 효과를 도출한다.
도 1은 5G 시스템의 구조를 보여주는 예시도이다.
도 2는 본 발명에 의해 User Plane에서 세션 트래픽 처리 시 트래픽을 세분화하여 구분/처리할 수 있는 시나리오를 보여주는 예시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 네트워크장치의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 네트워크장치의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 5는 본 발명에서 정의되는 위치정보가 제공(전달)되는 구성을 보여주는 예시도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따라 위치정보를 피기백 형태로 제공하기 위한 포맷을 보여주는 예시도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 네트워크장치에서 수행되는 단말 위치정보 전달 방법 및 이용 방법을 흐름도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명한다.
본 발명은, 제어 평면(Control Plane) 및 사용자 평면(User Plane) 간 정보를 제공하는 기술, 구체적으로는 UPF에서 세션 트래픽 처리 시 보다 세분화된 구분 처리를 가능하게 하는 정보의 전달/이용을 실현하는 기술에 관한 것이다.
도 1은 5G 시스템의 구조를 보여주는 예시도이다.
도 1에서 알 수 있듯이, 5G 통신시스템은, 한정된 무선자원을 기반으로 최대한 많은 수의 단말을 수용하면서, eMBB(enhanced mobile broadband, 향상된 모바일 광대역)/mMTC(massive machine type communications, 대규모 기계형 통신)/URLLC(ultra-reliable and low latency communications, 고도의 신뢰도와 낮은 지연 시간 통신)의 시나리오를 지원하고 있다.
특히, 5G에서는, 단말, 기지국(액세스), 코어 및 서버를 End to End로 지원하기 위한 네트워크 구조를 정의하고 있으며, 기존 LTE(4G)에서 단일 노드(예: S-GW, P-GW 등)가 복합적으로 수행하던 제어 시그널링 및 데이터 송수신의 기능을 분리하여, 제어 시그널링 기능의 영역(Control Plane) 및 데이터 송수신 기능의 영역(User Plane)을 구분한 네트워크 구조를 정의하고 있다.
이때, 5G에서 Control Plane의 제어노드는, 단말의 무선구간 액세스를 제어하는 AMF(Access and Mobility Management Function), 단말 정보와 단말 별 가입서비스정보, 과금 등의 정책을 관리/제어하는 PCF(Policy Control Function), 단말 별로 데이터 서비스 이용을 위한 세션을 관리/제어하는 SMF(Session Management Function), 외부 망과의 정보 공유 기능을 담당하는 NEF(Network Exposure Function) 등으로 정의할 수 있다.
그리고, 5G에서 User Plane의 데이터노드는, SMF의 제어(연동)를 토대로 단말과의 세션을 통해 단말 및 외부 서비스망(예: 인터넷) 상의 서버 간 데이터를 송수신하는 UPF(User Plane Function)로 정의할 수 있다.
한편, 최근 들어, B2B향 / Smart Factory 가 활성화 되면서, gNB (CU)와 UPF가 점차 독립향으로 구축되고 있으며, 이로 인해 단독으로 구축되는 단일 UPF에서 고객(단말)의 세션 데이터 처리 시 보다 세분화하여 구분/처리할 수 있는 요구 사항(예: 세부 지역/빌딩/층/중요도가 높은 고객/중요도가 낮은 고객 등)이 예상된다.
현재 표준에 따르면, 제어 평면(예: AMF/SMF 등)은 슬라이스(Slice), 단말(사용자)의 위치 및 기지국 정보에 따라 신규 UPF를 선택하거나, 선택된 UPF에 5G QI(QFI: QoS Flow Identity)를 맵핑하여 UPF에 PDU 세션(Session)을 수립하고 있다.
이처럼, SMF가 UPF로 제공해주는 세션에 대한 정보는 세션에 맵핑한 QFI로 매우 한정적이기 때문에, 단독으로 구축되는 독립향의 UPF에서 트래픽을 세분화하여 구분하는데 이용할 정보가 없으므로 세션 트래픽 처리 시 트래픽을 세분화하여 구분/처리하는 것이 불가능하다.
기존(현재)에는, gNB(CU)와 UPF가 단독으로 구축되는 독립향으로 진화하는데, SMF가 UPF로 제공해주는 세션에 대한 정보가 매우 한정적이기 때문에 UPF는 단말(사용자)의 위치정보(예: 지역/무선)를 갖거나 알 수 없고, 이를 이용하여 트래픽을 세분화하여 구분하고 이들을 다르게 처리할 수 있는 방법도 없다.
이에, 본 발명에서는, 독립향의 UPF 구축 환경을 감안하여, UPF에서 세션 트래픽 처리 시 보다 세분화된 구분 처리를 가능하게 하는 제어 평면(Control Plane) 및 사용자 평면(User Plane) 간 정보 제공 기술을 실현하고자 한다.
도 2는, 본 발명에 의해 User Plane 에서 세션 트래픽 처리 시 트래픽을 세분화하여 구분/처리할 수 있는 시나리오 일 예를 보여주고 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에서 실현할 수 있는 기술, 즉 새로운 형태의 단말 위치정보 제공 시나리오(전달/이용)는, 제어 평면의 NF(예: SMF)가 단말(사용자)의 위치정보(예: 지역/무선)를 사용자 평면의 NF 즉 UPF로 전달하면, UPF가 세션 트래픽 처리 시 단말 지역/무선에 따라 트래픽을 세분화하여 구분/처리하는 것에 핵심이 있다 할 것이다.
특히, 본 발명의 경우, SMF는 UPF와의 통신을 통해 PDU 세션을 생성/수정 시, 해당 PDU 세션의 단말 상태 및 제어 평면의 타 NF로부터의 조건에 따라, 해당 단말의 위치정보를 직접 N4 I/F(또는 Nupf SBI)에 포함해서 전달하는 점이 매우 큰 특징이라 할 수 있다.
이에 따라, B2B향/독립향의 UPF는, 매우 효율적으로 단말(사용자)의 세부 지역/무선 상태에 따라 데이터(세션 트래픽)에 대한 스케줄링 / 처리 / QoS / 과금 등을 세분화하여 구분/처리/제어할 수 있다.
한편, 기지국(gNB)은, CU-CP(Central Unit Control Plane)과, CU-UP (Central Unit User Plane)으로 나뉠 수 있고, CU-CP는 SMF와도 통합될 수 있고, CU-UP는 UPF와 통합될 수 있다.
이렇게 되면, 본 발명의 경우, CU-CP는 제어 평면의 NF로서 전술의 SMF와 대응되며 CU-UP는 사용자 평면의 NF로서 전술의 UPF에 대응된다. 참고로, CU-CP는 CU-UP와 E1 I/F를 통해 단말 세션을 처리한다.
이에, 본 발명의 경우, CU-CP는 단말 PDU 세션 처리 시, 해당 PDU 세션의 단말 상태 및 제어 평면의 타 NF로부터의 조건에 따라, 해당 단말의 위치정보를 직접 E1 I/F에 포함해서 전달할 수 있을 것이다.
본 발명의 경우, ‘CU-CP + SMF’ 통합과 ‘CU-UP + UPF’ 통합된 상태를 가정하면, 단말의 위치정보 전달을 위해, E1, N4 또는 Service-Based I/F를 사용할 수도 있다.
아울러, 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명은, NSA/LTE EPC 기능도 수용할 수 있는 SMF 및 UPF를 고려하므로, SMF는 S/PGW-C(Serving Gateway/Packet Data Network Gateway Control)의 기능과, UPF는 S/PGW-U(Serving Gateway/Packet Data Network Gateway User)의 기능을 같이 수용할 수 있다.
이하에서는, 도 3 및 도 4를 참조하여, 본 발명의 단말 위치정보 제공 시나리오(전달/이용)를 실현하는 네트워크장치의 구성에 대해 구체적으로 설명하겠다.
먼저, 도 3을 참조하여, 본 발명의 단말 위치정보 제공 시나리오(전달/이용)를 실현하는 제어 평면(Control Plane)의 네트워크장치에 대해 설명하겠다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 네트워크장치(100)는, 확인부(110), 정보제공부(120)을 포함할 수 있다.
이러한 네트워크장치(100)는, 제어 평면(Control Plane)의 네트워크장치(또는 네트워크노드, 또는 제어노드) 즉 AMF, PCF, SMF, NEF 등 중 하나일 수 있다.
물론, 전술한 도 2의 참조 설명에서 언급한 바 있듯이, 본 발명에서 제어 평면(Control Plane) 관점의 네트워크장치(100)는, 기지국(gNB)의 CU-CP일 수 있고, CU-CP + SMF일 수도 있고, S/PGW-C일 수도 있고, CU-CP + SMF + S/PGW-C 일수도 있다.
다만, 도 3 및 이하 설명에서는, 설명의 편의 상 SMF를 일 예로서 언급하여 설명하도록 한다.
5G의 SMF에 대해 간단히 설명하면, 단말 별로 데이터 서비스 이용을 위한 세션을 관리/제어하는 역할을 담당한다.
SMF는, 단말에 대한 PDU 세션 생성_Create 이벤트가 발생하거나 PDU 세션 수정_Modify 이벤트, 또는 PDU 세션 삭제_Delete 이벤트가 발생하면, PDU 세션 정보 및 서비스 요구사항 등을 포함하는 규칙(Rule)을 단말의 PDU 세션에 관여하는 적어도 하나의 UPF로 제공하여, UPF가 규칙(Rule)에 따라 단말의 PDU 세션 트래픽을 처리할 수 있게 한다.
이러한 본 발명의 네트워크장치(100, SMF)는, 본 발명의 단말 위치정보 제공 시나리오(전달/이용)를 실현하기 위한 구성으로서, 확인부(110), 정보제공부(120)을 포함할 수 있다.
확인부(110)는, 특정 단말에 대한 위치정보를 확인하는 역할을 담당할 수 있다.
여기서, 확인하는 위치정보는, 특정 단말의 접속 위치에 대한 지역정보로서 TAI(Tracking Area Identity), NCGI(NR CGI(Cell Global Identifier)), ECGI(E-UTRAN CGI), GPS 기반 위치, 접속 시간정보 중 적어도 하나를 포함하며, 특정 단말의 접속 주파수에 대한 무선정보로서 UE RC(UE Radio Capability), Frequency 정보, band 정보, 네트워크 슬라이스(NW Slice, (SST/SD)) 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
즉, 위치정보에 포함되는 지역정보는, 특정 단말의 접속 위치에 대한 TAI(Tracking Area Identity)를 포함하고, RAT Type (Radio Access Type)에 따라 NCGI(NR CGI), ECGI(E-UTRAN CGI) 중 하나를 포함하며, 더 나아가 GPS 기반 위치, 접속 시간정보를 포함할 수도 있다.
그리고, 위치정보에 포함되는 무선정보는, UE RC(UE Radio Capability), 특정 단말의 접속 주파수에 대한 Frequency / band 정보, 네트워크 슬라이스(NW Slice) 정보를 포함할 수 있다.
즉, 위치정보는, 다음과 같이 정의할 수 있는 지역정보+무선정보로 구성될 수 있다.
지역정보: TAI, ECGI, NCGI, GPS, Time
무선정보: UE Radio Capability, Frequency/Band 정보, NW Slice 정보
구체적으로, 본 발명의 네트워크장치(100, SMF)는, 제어 평면(Control Plane)의 타 네트워크노드 즉 타 NF(예: AMF, NRF, PCF, CHF, UDM, AUSF, AF) 등으로부터 단말(사용자)의 PDU 세션에 대한 정보를 입수할 수 있다.
이에, 본 발명의 네트워크장치(100)는, SMF에 구현되어, 단말(사용자)의 PDU 세션에 대한 Anchor 역할로서 본 발명의 핵심인 위치정보를 비롯하여 5G QI(QFI) 등 제어정보를 가지며, 보유한 정보를 이용하여 단말(사용자)의 PDU 세션에 대한 정보를 조합할 수 있다.
보다 구체적으로는, 단말(이하, 단말(1)로 언급) 및 기지국(예: 10,20,30??) 간에는 다양한 RRC Activity가 있으며, 이런 다양한 RRC Activity에 따른 CM(Connection Management) 상태 변화 시 제어 평면(Control Plane)의 타 NF(예: AMF, NRF, PCF, CHF, UDM, AUSF, AF) 로부터 SMF로 PDU 세션에 대한 상태 처리가 전달된다.
이때, 전달되는 상태 처리에는, 해당 단말(1)이 접속한 접속 위치 즉 기지국 정보 예컨대, TAI(Tracking Area Identity), NCGI(NR CGI), ECGI(E-UTRAN CGI) 등이 포함된다.
아울러, 물리적인 단말(1)의 위치 이동이나 CM 상태 변화가 없는 경우라도, 주기적인 Signaling을 통해, SMF에는 단말(1)의 가장 최근 접속 위치 즉 기지국 정보 예컨대, NCGI, ECGI, TAI 등을 전달/갱신될 수 있다.
이에, 본 발명의 네트워크장치(100, SMF)는, 자신이 관리/제어하는 각 PDU 세션의 단말에 대해 최신의 접속 위치에 대한 지역정보로서 NCGI, ECGI, TAI 등을 입수하여 보유할 수 있다.
한편, 5G의 AMF는 기존 기지국(예: 10,20,30??)을 통해 전달받은 UE Radio Capability 정보를 PDU 세션 생성 시나 Update 필요 시 SMF로 전달하고 있다.
이때, 전달되는 UE Radio Capability 정보에는, 해당 단말(1)의 접속 주파수에 대한 정보 예컨대, Frequency / band 등이 포함된다.
단말의 접속 주파수에 대하여 Frequency / band를 설명하자면, 다음 표 1과 같이 표현할 수 있다.
표 1에서 알 수 있듯이, 예컨대 nr78 이라는 band는 3.5Ghz 무선주파수로, UL(3.3Ghz ~ 3.8Ghz) 와 DL(3.3Ghz ~ 3.8Ghz), 총 500Mhz Bandwidth를 사용하며, TDD duplex mode로 동작한다.
Figure pat00001
이에, 본 발명의 네트워크장치(100, SMF)는, 자신이 관리/제어하는 각 PDU 세션의 단말에 대해 최신의 접속 주파수에 대한 무선정보로서 Frequency / band 등을 입수하여 보유할 수 있다.
이로써, 본 발명의 네트워크장치(100, SMF) 특히 확인부(110)는, 전술과 같이 입수하여 최신으로 갱신/보유할 수 있는 단말 별/PDU 세션 별 기지국 정보(예: NCGI, ECGI, TAI 등) 및 UE Radio Capability 정보(예: Frequency / band 등)를 근거로, 특정 단말에 대한 위치정보(지역정보/무선정보)를 확인할 수 있다.
물론, 본 발명에서 정의하고 있는 위치정보에는, 전술의 지역정보(NCGI, ECGI, TAI 등)와 무선정보(Frequency / band 등) 외에도, TAC가 포함될 수 있고, 네트워크 슬라이스(NW Slice(SST/SD))도 포함될 수 있고, 단말(UE)에 대한 GPS 기반 위치(latitude, longitude) 단말(UE)에 대한 SUPI, PEI, IMSI 및 전화번호 등도 포함될 수 있다.
정보제공부(120)는, 상기 특정 단말의 세션에 관여하는 사용자 평면(User Plane)의 네트워크노드로 상기 특정 단말의 위치정보를 제공하여, 상기 네트워크노드에서 상기 세션의 트래픽 처리 시 상기 위치정보가 이용될 수 있게 하는 역할을 담당할 수 있다.
즉, 정보제공부(120)는, 전술의 확인부(110)에서 확인한 특정 단말(이하, 단말(1)로 언급)의 위치정보를 단말(1)의 PDU 세션에 관여하는 하나 또는 그 이상의 UPF로 제공(전달)하는 역할을 한다.
이하에서는, 단말의 위치정보를 전달(제공)하는 방식에 대한 구체적인 실시예를 설명하겠다.
일 실시예에 따르면, 정보제공부(120)는, 특정 단말 즉 전술에서 일 예로서 언급한 단말(1)의 PDU 세션에 대한 규칙(Rule)을 단말(1)의 PDU 세션에 관여하는 하나 또는 그 이상의 UPF로 전달하는 세션 메시지 내에, 확인부(110)에서 확인한 단말(1)의 위치정보(지역정보/무선정보)를 포함시켜, 단말(1)의 위치정보(지역정보/무선정보)를 제공(전달)할 수 있다.
여기서 세션 메시지 즉 PDU 세션 메시지는, PDU Session Establish(또는 Creation)/Modification/Deletion 메시지 등을 포함할 수 있다.
즉, 정보제공부(120)는, N4 I/F(또는 Nupf SBI) 기반의 PDU 세션 메시지 전송 시 이 PDU 세션 메시지 내에 단말(1)의 위치정보(지역정보/무선정보)를 포함시켜 전송하는 방식으로, 단말(1)의 위치정보(지역정보/무선정보)를 단말(1)의 PDU 세션에 관여하는 UPF로 제공(전달)할 수 있다.
아울러, 이 PDU 세션 메시지 내에는, 단말(1)의 PDU 세션에 대한 규칙(Rule), 즉 PDR(Packet Detection Rule (예: IP 주소 기반으로 매칭)), FAR(Forward Action Rule (예: Forward 할지 결정)), QER(QoS Enforcement Rule (예: Gating / Rating 수행)), URR(Usage Reporting Rule (예: Quota / 사용량 수행))이 들어 있다.
도 5는 본 발명에서 정의되는 위치정보(지역정보/무선정보)가 제공(전달)되는 구성을 보여주고 있다.
도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명에서는, 단말(1)에 대한 PDU 세션 생성/수정/삭제 시 관련 규칙(Rule) 예컨대 PDR, QER, FAR, URR을 관련 UPF로 전송하면서, 규칙(Rule)과 함께 위치정보(지역정보/무선정보, 도 5에서는 NCGI,ECGI,Freq/Band, GPS, Time,?? )를 제공(전달)하고 있다.
아울러, 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명에서는, 하나의 단말(1)에 대한 PDU 세션이 다수인 경우, 각 PDU 세션(예: PDU Session ID) 별로 규칙(Rule)과 함께 위치정보 위치정보(지역정보/무선정보, 도 5에서는 NCGI,ECGI,Freq/Band, GPS, Time,?? )를 제공(전달)할 수 있다.
이처럼, 본 발명의 네트워크장치(100, SMF)는, 단말(1)에 대한 PDU 세션 생성/수정/삭제 시 관련 규칙(Rule)을 관련 UPF로 전송하는 PDU 세션 메시지를 활용하여, 단말(1)의 위치정보(지역정보/무선정보)를 관련 UPF로 제공(전달)함으로써, 위치정보 전달을 위한 추가적인 시그널링을 유발하지 않을 수 있다.
더 나아가, 정보제공부(120)는, SMF 및 UPF 간 직접 시그널링을 지원하는 인터페이스 즉 N4 I/F(또는 Nupf SBI)의 시그널링에서 정보를 전달하는 특정 IE(Information Element) 포맷을 활용하는 피기백(piggyback) 형태로 특정 단말 예컨대 단말(1)의 위치정보(지역정보/무선정보)를 제공(전달)할 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따라 위치정보를 피기백 형태로 제공하기 위한 포맷을 보여주는 예시도이다.
SMF 및 UPF 간 N4 I/F의 시그널링 예컨대 PFCP(Packet Forwarding Control Protocol) signaling에는, UE ID, UE IP Address를 전달하는 IE 포맷이 정의되어 있다.
본 발명에서는, 이처럼 표준에서 정의하고 있는 UE ID IE 또는 UE IP Address IE 포맷을 활용하여, UE ID IE 또는 UE IP Address IE의 각 필드에 위치정보(지역정보/무선정보)를 넣는 형태 즉 피기백(piggyback) 형태로 단말(1)의 위치정보(지역정보/무선정보)를 관련 UPF로 제공(전달)할 수 있다.
도 6에서는, 일 예로서 PDU Session Establish(또는 Creation)의 PDU 세션 메시지(또는 PFCP Session Creation Message) 내 UE ID IE 또는 UE IP Address IE 포맷을 활용하여, 위치정보(지역정보/무선정보)를 구성/전달하는 경우를 보여주고 있다.
이렇게 되면, 본 발명의 네트워크장치(100, SMF)는, 단말(1)에 대한 PDU 세션 생성/수정/삭제 시 단말(1)의 위치정보(지역정보/무선정보)를 관련 UPF로 제공(전달)함에 있어, 위치정보 전달을 위한 추가적인 시그널링을 유발하지 않을 뿐 아니라, 기존 PFCP (N4 I/F) signaling을 그대로 활용하여 매우 효과적으로 위치정보(지역정보/무선정보) 전달을 실현할 수 있다.
더 나아가, 정보제공부(120)는, SMF 및 UPF 간 직접 시그널링을 지원하는 인터페이스 예컨대 N4 I/F(또는 Nupf SBI)의 시그널링 상태를 고려하여, 특정 단말 예컨대 단말(1)의 위치정보(지역정보/무선정보)를 특정 조건에 따라 선택적으로 제공(전달)할 수 있다.
여기서, 시그널링 상태는, 해당 인터페이스(예: N4 I/F(또는 Nupf SBI)의 로드(Load, Overload status), 성능(throughput, latency 및 TPS)을 포함할 수 있다.
아울러, 특정 조건은, 본 발명의 네트워크장치(100, SMF)에서의 개별 지역정보/무선정보가 기 설정된 다수 개 이상 변경되는 경우, 또는 단말의 위치정보 내 지역정보(예: NCGI, ECGI, TAI 등)가 적어도 1개 또는 N개가 변경되는 경우로 설정될 수 있다.
예를 들면, 단말(1)의 위치정보 내 지역정보(예: NCGI, ECGI, TAI 등)는 적어도 1개 또는 N개가 변경될 수 있고, 또는 다수의 개별 지역정보 및/또는 무선정보가 반복적으로 변경/업데이트될 수 있다.
이에, 본 발명의 네트워크장치(100, SMF)는, N4 I/F(또는 Nupf SBI)의 시그널링 상태 및 지역정보/무선정보 변경/업데이트 상황을 고려하여, 단말(1)의 위치정보 내 지역정보(예: NCGI, ECGI, TAI 등)가 적어도 1개 또는 N개가 변경, 또는 다수의 지역정보 및/또는 무선정보가 반복적으로 변경될 시 이런 정보들을 취합하여, 시그널링 상태가 양호한 시점(예: 로드/성능이 조건을 만족할 때) 피기백(piggyback) 형태로 1개의 N4 세션에 포함해서 UPF로 전달할 수 있다.
한편, 본 발명의 단말 위치정보 제공 시나리오(전달/이용)에서는, 단말의 위치정보를 UPF로 제공(전달)하는 동작을, 정해진 정보제공 조건이 만족되는 특정한 단말에 대해서만 수행할 수 있다.
예를 들면, 본 발명의 네트워크장치(100, SMF) 특히 확인부(110)는, 제어 평면(Control Plane)의 타 네트워크노드 즉 타 NF(예: AMF, NRF, UDM, PCF, NEF, NSSF 등)로부터의 조건 및 단말의 상태 중 적어도 하나를 근거로, 기 설정된 정보제공 조건이 만족되는 특정 단말에 대해서 전술의 위치정보(지역정보/무선정보)를 확인할 수 있다.
이에, 네트워크장치(100, SMF) 특히 정보제공부(120)는, 확인부(110)에서 정보제공 조건이 만족되는 특정 단말에 대해서만 확인한 위치정보(지역정보/무선정보)를 전술과 같은 방식으로 N4 I/F(또는 Nupf SBI)를 통해 관련 UPF로 제공(전달)함으로써, 본 발명의 단말 위치정보 제공 시나리오(전달/이용)를 조건부로 동작시킬 수 있다.
이하에서는, 본 발명의 단말 위치정보 제공 시나리오(전달/이용)를 조건부로 동작시키는 실시예를 설명하겠다.
일 실시예를 설명하면, 본 발명의 네트워크장치(100, SMF) 특히 확인부(110)는, 타 NF(예: UDM)로부터의 가입자 프로파일 기반 조건을 근거로, 특정 가입자(사용자)를 정보제공 조건이 만족되는 특정 단말로 인지하여 위치정보(지역정보/무선정보)를 확인할 수 있다.
이 밖에도, 확인부(110)는, 타 NF(예: PCF)로부터의 조건을 근거로, 특정 가입자(사용자) QoS 제어 시 특정 단말로 인지하거나, 타 NF(예: CHF)로부터의 조건을 근거로 특정 가입자(사용자)의 과금 시 특정 단말로 인지하거나, 타 NF(예: NEF)로부터의 조건을 근거로 3rd party 외부 노출 시 특정 단말로 인지하여, 위치정보(지역정보/무선정보)를 확인할 수도 있다.
본 발명에서는, 전술한 타 NF로부터의 조건 및 이를 근거로 하는 특정 단말 인지 방식 외에도, 타 NF와의 연동을 통해 다양한 조건을 설정 및 이에 따라 위치정보(지역정보/무선정보)를 확인할 대상인 특정 단말을 Triggering 인지함으로써, 발명의 단말 위치정보 제공 시나리오(전달/이용)를 조건부로 동작시키는 다양한 시나리오 구현이 가능할 것이다.
즉, Triggering 인지 조건에 대한 구체적인 예로는, 단말기의 위치(location) 정보, 특정 지역 진입/이탈(entry/exit) 정보, 단말기 핸드오버 등 특정 제어 이벤트의 발생이거나, 단말기의 QoS 상태(RSRP, RSRQ, Radio Resource Block), 단말기의 서비스 성능(예: 스루풋(throughput), 지연(latency), 지터(jitter))가 특정 임계치(Threshold) 이상이나 이하 일 때, 또는 다중의 복합적인 condition을 만족할 때, Triggering 인지될 수 있다.
또 다른 실시예를 설명하면, 본 발명의 네트워크장치(100, SMF) 특히 확인부(110)는, 단말들의 상태를 근거로, 특정한 상태가 발생(이하, Procedure / Event)한 단말을 정보제공 조건이 만족되는 특정 단말로 인지하여 위치정보(지역정보/무선정보)를 확인할 수 있다.
이러한 특정 상태 즉 Procedure / Event는, Initial Registration, User In/Activity, Service Request, Xn Handover, Periodic Registration Update, N2 Handover, Deregistration 등이 있을 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 네트워크장치(100)에 따르면, 제어 평면의 NF(예: SMF)가 단말(사용자)의 위치정보(예: 지역/무선)를 사용자 평면의 NF 즉 UPF로 전달할 수 있게 된다.
한편, 전술한 본 발명에 따르면, 본 발명의 네트워크장치(100)가 CU-CP인 경우라면, 제어 평면의 CU-CP는 사용자 평면의 NF 즉 CU-UP로 E1 I/F를 통해 이에 맞는 IE 포맷 기반의 피기백 형태를 활용하여 단말(사용자)의 위치정보(예: 지역/무선)를 전달할 것이다.
아울러, 도 3에서 본 발명의 네트워크장치(100)가 S/PGW-C인 경우라면, 제어 평면의 S/PGW-C는 사용자 평면의 NF 즉 S/PGW-U로 Sx I/F를 통해 이에 맞는 IE 포맷 기반의 피기백 형태를 활용하여 단말(사용자)의 위치정보(예: 지역/무선)를 전달할 것이다.
다음, 도 4를 참조하여, 본 발명의 단말 위치정보 제공 시나리오(전달/이용)를 실현하는 사용자 평면(User Plane)의 네트워크장치에 대해 설명하겠다.
도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 네트워크장치(200)는, 확인부(210), 제어부(220)을 포함할 수 있다.
전술한 도 2의 참조 설명에서 언급한 바 있듯이, 본 발명에서 사용자 평면(User Plane) 관점의 네트워크장치(100)는, 사용자 평면(User Plane)의 네트워크장치(또는 네트워크노드, 또는 데이터노드) 즉 UPF일 수 있다.
물론, 전술한 도 2의 참조 설명에서 언급한 바 있듯이, 본 발명에서 제어 평면(Control Plane) 관점의 네트워크장치(200)는, 기지국(gNB)의 CU-UP일 수 있고, CU-UP + UPF 일 수도 있고, S/PGW-U일 수도 있고, CU-UP + UPF + S/PGW-U 일수도 있다.
다만, 도 4 및 이하 설명에서는, 설명의 편의 상 UPF를 일 예로서 언급하여 설명하도록 한다.
5G의 UPF에 대해 간단히 설명하면, SMF(100)의 제어(연동)를 토대로, 단말의 PDU 세션을 제어하며 단말의 PDU 세션을 통해 단말 및 노드(예: 인터넷 서버, Edge 서버 등) 간 데이터를 송수신하는 역할을 담당한다.
즉, UPF는, SMF(100)로부터 PDU 세션 정보 및 서비스 요구사항 등을 포함하는 규칙(Rule, PDR/QER/FAR/URR)을 전달받아, 이 규칙(Rule)에 따라 단말의 PDU 세션 트래픽을 처리한다.
특히, 본 발명의 단말 위치정보 제공 시나리오(전달/이용)에 따르면, UPF는 SMF로부터 PDU 세션에 대한 규칙(예: PDR/QER/FAR/URR) 외에도 단말의 위치정보(지역정보/무선정보)를 함께 전달받을 수 있기 때문에, 매우 효율적으로 단말(사용자)의 세부 지역/무선 상태에 따라 데이터(세션 트래픽)에 대한 스케줄링 / 처리 / QoS / 과금 등을 세분화하여 구분/처리/제어할 수 있다.
이러한 본 발명의 네트워크장치(200, UPF)는, 본 발명의 단말 위치정보 제공 시나리오(전달/이용)를 실현하기 위한 구성으로서, 확인부(210), 제어부(220)을 포함할 수 있다.
확인부(210)는, 제어 평면(Control Plane)의 네트워크노드로부터 제공되는 특정 단말의 위치정보를 확인하는 역할을 담당할 수 있다.
여기서, 본 발명의 네트워크장치(200, UPF)는, 제어 평면(Control Plane)의 다양한 NF 예컨대 SMF, AMF, PCF, CHF, UDM, AF 등으로부터 특정 단말의 위치정보를 제공받을 수 있다. 다만, 이하의 설명에서는, 편의 상 SMF로부터 특정 단말의 위치정보를 제공받아 수신/확인하는 경우로 설명하겠다.
즉, 확인부(210)는, SMF로부터 제공되는 특정 단말(이하, 단말(1)로 언급) 의 위치정보를 수신/확인할 수 있다.
한편, 전술에서 구체적으로 설명한 것처럼, 위치정보는, 특정 단말의 접속 위치에 대한 지역정보로서 NCGI, ECGI, TAI 등을 포함하며, 특정 단말의 접속 주파수에 대한 무선정보로서 Frequency 정보, band 정보 등을 포함할 수 있다.
아울러, 전술에서 도 5 및 도 6을 참조하여 구체적으로 설명한 것처럼, 본 발명의 네트워크장치(200, UPF)는, SMF로부터 단말(1)에 대한 PDU 세션 생성/수정/삭제 시 관련 규칙(Rule)을 수신하는 PDU 세션 메시지를 통해, 단말(1)의 위치정보(지역정보/무선정보)도 함께 제공(전달)받을 수 있고, 기존 PFCP (N4 I/F) signaling의 IE 포맷을 피기백 형태로 활용하는 방식으로 단말(1)의 위치정보(지역정보/무선정보)를 제공(전달)받을 수 있다.
제어부(220)는, 특정 단말 예컨대 단말(1)의 PDU 세션에 대한 트래픽 처리 시, 확인부(210)에서 확인한 위치정보(지역정보/무선정보)를 이용하여 트래픽 제어를 수행하는 역할을 담당한다.
즉, 제어부(220)는, 특정 단말 예컨대 단말(1)의 PDU 세션에 대한 트래픽 처리 시, 단말(1)의 위치정보 내 무선정보(예: Frequency 정보, band 정보 등) 및 지역정보(예: NCGI, ECGI, TAI 등) 중 적어도 하나를 기반으로 트래픽의 패킷 처리와 관련하여 자원 할당 스케줄링, 처리 제어, QoS 제어, 과금 제어 중 적어도 하나를 수행할 수 있다.
보다 구체적으로, 본 발명의 네트워크장치(200, UPF)에서 위치정보(지역정보/무선정보)를 이용하여 트래픽 제어를 수행하는 실시예를 설명하면 다음과 같다.
일 실시예에 따르면, 제어부(220)는, 단말(1)의 위치정보 내 무선정보(예: Frequency 정보, band 정보 등)를 기반으로, 단말(1)의 PDU 세션 데이터 처리 시 자원 할당 스케줄링을 수행할 수 있다.
예를 들면, 도 1에 도시된 기지국(10,20,30,??) 별로 서비스 주파수가 다를 수 있고(예: 28Ghz, 3.5Ghz 및 1.8Gh(LTE),??), 본 발명의 네트워크장치(200, UPF)는 주파수 별로 패킷 처리에 할당할 자원 할당 스케줄링을 구분하여 처리할 수 있다.
이에, 제어부(220)는, 단말(1)의 위치정보 내 무선정보(예: Frequency 정보, band 정보 등)를 기반으로, 단말(1)의 PDU 세션에 대한 트래픽 처리 시 명확한 자원 할당(Resource Allocation)을 보장(Guarantee)할 수 있다.
예를 들어, 제어부(220)는, 본 발명의 네트워크장치(200, UPF)로 인입되는 기지국 -> UPF의 N3 Uplink에 대해 단말(1)의 위치정보 내 무선정보와 같이 맵핑하여 확보된 Resource(CPU / Memory / Disk)에서 자원을 할당할 수 있고, 이때 QFI 필드 (N3 내 포함되는 GTPu header) 도 같이 사용할 수 있다.
한편, 제어부(220)는, 본 발명의 네트워크장치(200, UPF)로 인입되는 인터넷 -> UPF의 N6 downlink에 대해서도 단말(1)의 위치정보 내 무선정보와 맵핑하여 확보된 Resource(CPU / Memory / Disk)에서 자원을 할당할 수 있고, 이때 DSCP 필드 (IP 패킷 내 포함되는 필드) 도 같이 사용할 수 있다.
물론, 제어부(220)는, 단말(1)의 위치정보 내 지역정보(예: NCGI, ECGI, TAI 등)를 기반으로, 전술과 같은 방식에 따라 단말(1)의 PDU 세션에 대한 트래픽 처리 시 명확한 자원 할당(Resource Allocation)을 보장(Guarantee)할 수도 있다.
물론, 제어부(220)는, 단말(1)의 위치정보 내 지역정보(예: NCGI, ECGI, TAI 등) 및 무선정보(예: Frequency 정보, band 정보 등) 조합을 기반으로, 전술과 같은 방식에 따라 단말(1)의 PDU 세션에 대한 트래픽 처리 시 명확한 자원 할당(Resource Allocation)을 보장(Guarantee)할 수도 있다.
또 다른 실시예에 따르면, 제어부(220)는, 단말(1)의 지역정보(예: NCGI, ECGI, TAI 등)를 기반으로, 단말(1)의 PDU 세션 데이터 처리 시 처리 제어를 수행할 수도 있다.
예를 들면, 제어부(220)는, 단말(1)의 지역정보(예: NCGI, ECGI, TAI 등)를 기반으로, 단말(1)의 PDU 세션에 대한 트래픽(패킷)을 인터넷 서버 대신 Edge 서버로 전송하거나 또는 반대로 Edge 서버 대신 인터넷 서버로 전송하기 위해, 목적지의 IP주소 변경(NAT/ Firewall)을 결정하는 방식으로, Forwarding, Steering, Routing 처리 제어를 수행할 수 있다.
물론, 제어부(220)는, 단말(1)의 위치정보 내 지역정보(예: NCGI, ECGI, TAI 등) 및 무선정보(예: Frequency 정보, band 정보 등) 조합, 또는 무선정보(예: Frequency 정보, band 정보 등)를 기반으로, 전술과 같은 방식에 따라 단말(1)의 PDU 세션에 대한 트래픽 처리 시 Forwarding, Steering, Routing 처리 제어를 수행할 수도 있다.
또 다른 실시예에 따르면, 제어부(220)는, 단말(1)의 지역정보(예: NCGI, ECGI, TAI 등)를 기반으로, 단말(1)의 PDU 세션 데이터 처리 시 QoS 제어, 과금 제어 등도 수행할 수 있다.
예를 들면, 제어부(220)는, 단말(1)의 지역정보(예: NCGI, ECGI, TAI 등)를 기반으로, 단말(1)의 PDU 세션에 대한 트래픽에 적용하는 QoS 변경을 결정하는 방식으로 QoS 제어를 수행할 수 있다.
또는, 제어부(220)는, 단말(1)의 지역정보(예: NCGI, ECGI, TAI 등)를 기반으로, 단말(1)의 PDU 세션에 대한 트래픽에 적용하는 과금 방식을 변경하거나 전술의 Forwarding, Steering, Routing 처리 제어에 해당하는 트래픽에 분리 과금을 적용하는 등의 방식으로 과금 제어를 수행할 수 있다.
물론, 제어부(220)는, 전술의 QoS 제어, 과금 제어 수행 시에도, 단말(1)의 위치정보 내 지역정보(예: NCGI, ECGI, TAI 등) 및 무선정보(예: Frequency 정보, band 정보 등) 조합, 또는 무선정보(예: Frequency 정보, band 정보 등)를 기반으로 수행할 수 있을 것이다.
한편, 본 발명의 네트워크장치(200, UPF)는, 전술의 자원 할당 스케줄링/처리 제어/QoS 제어/과금 제어 수행 시 결정한 제어 관련 사항(예: IP주소 변경, QoS 변경, 과금 변경 등)을, 필요 시 제어 평면(Control Plane)의 관련 NF(예: SMF 등)로 전달하여 전술의 자원 할당 스케줄링/처리 제어/QoS 제어/과금 제어가 제어 평면(Control Plane)에 의해 반영되도록 할 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 네트워크장치(100, 200)에 따르면, 사용자 평면의 NF(예: UPF, CU-UP, S/PGW-U, CU-UP + UPF, CU-UP + UPF + S/PGW-U)가 단말(사용자)의 위치정보(예: 지역/무선)를 제어 평면(Control Plane)으로부터 확보/이용하여, 단말 지역/무선에 따라 트래픽을 세분화하여 구분/처리할 수 있게 된다.
이상, 본 발명에 따르면, 제어 평면(Control Plane) 및 사용자 평면(User Plane) 간 정보 제공을 기반으로, UPF에서 세션 트래픽 처리 시 보다 세분화된 구분 처리를 가능하게 하는 차별화된 기술을 실현하는 효과를 도출한다.
이하에서는, 도 7을 참조하여, 본 발명의 단말 위치정보 제공 시나리오(전달/이용)를 실현하는 방법을 구체적으로 설명하겠다.
설명에 앞서, 도 7에서는 본 발명에 따른 네트워크장치(NF)로서, 제어 평면(Control Plane)의 SMF, 사용자 평면(User Plane)의 UPF를 언급하는 실시예로서 설명하겠다.
설명의 편의 상, 도 7에서는 제어 평면(Control Plane)의 NF(예: SMF)에서 수행되는 단말 위치정보 전달 방법을 실선으로 도시하였으며, 사용자 평면(User Plane) 의 NF(예: UPF)에서 수행되는 단말 위치정보 이용 방법을 점선으로 도시하였다.
이에, 본 발명의 단말 위치정보 전달 방법에 따르면, 네트워크장치(100, SMF)는, 제어 평면(Control Plane)의 타 NF(예: AMF, NRF, PCF, CHF, UDM, AUSF, AF) 등으로부터 단말(사용자)의 PDU 세션에 대한 정보를 입수할 수 있다(S10).
네트워크장치(100, SMF)는, 단말(이하, 단말(1)로 언급) 및 기지국(예: 10,20,30??) 간 다양한 RRC Activity에 따른 CM(Connection Management) 상태 변화 시 제어 평면(Control Plane)의 타 NF(예: AMF, NRF, PCF, CHF, UDM, AUSF, AF) 로부터 SMF로 PDU 세션에 대한 상태 처리를 전달 받는다.
이때, 전달되는 상태 처리에는, 해당 단말(1)이 접속한 접속 위치 즉 기지국 정보 예컨대, NCGI(NR CGI(Cell Global Identifier)), ECGI(E-UTRAN CGI), TAI(Tracking Area Identity) 등이 포함된다.
아울러, 물리적인 단말(1)의 위치 이동이나 CM 상태 변화가 없는 경우라도, 주기적인 Signaling을 통해, SMF에는 단말(1)의 가장 최근 접속 위치 즉 기지국 정보 예컨대, NCGI, ECGI, TAI 등을 전달/갱신될 수 있다.
이에, 본 발명의 네트워크장치(100, SMF)는, 자신이 관리/제어하는 각 PDU 세션의 단말에 대해 최신의 접속 위치에 대한 지역정보로서 NCGI, ECGI, TAI 등을 입수하여 보유할 수 있다(S10).
한편, 5G의 AMF는 기존 기지국(예: 10,20,30??)을 통해 전달받은 UE Radio Capability 정보를 PDU 세션 생성 시나 Update 필요 시 SMF로 전달할 수 있다.
이때, 전달되는 UE Radio Capability 정보에는, 해당 단말(1)의 접속 주파수에 대한 정보 예컨대, Frequency / band 등이 포함된다.
이에, 본 발명의 네트워크장치(100, SMF)는, 자신이 관리/제어하는 각 PDU 세션의 단말에 대해 최신의 접속 주파수에 대한 무선정보로서 Frequency / band 등을 입수하여 보유할 수 있다(S10).
한편, 본 발명의 단말 위치정보 전달 방법에 따르면, 네트워크장치(100, SMF)는, 타 NF(예: UDM, PCF, NEF, NRF, NSSF 등)로부터의 조건 및 단말의 상태 중 적어도 하나를 근거로, 기 설정된 정보제공 조건이 만족되는 특정 단말에 대해서 전술의 위치정보(지역정보/무선정보)를 확인할 수 있다(S20).
즉 본 발명의 네트워크장치(100, SMF)는, 기 설정된 정보제공 조건이 만족되는 특정 단말/특정 PDU 세션에 대해서만 조건부로 위치정보(지역정보/무선정보)를 확인할 수 있다.
그리고, 본 발명의 단말 위치정보 전달 방법에 따르면, 네트워크장치(100, SMF)는, S20단계에서 확인한 특정 단말(이하, 단말(1)로 언급)의 위치정보를 단말(1)의 PDU 세션에 관여하는 하나 또는 그 이상의 관련 UPF로 제공(전달)한다(S30).
구체적으로, 본 발명의 네트워크장치(100, SMF)는, 특정 단말 즉 전술에서 일 예로서 언급한 단말(1)의 PDU 세션에 대한 규칙(Rule)을 단말(1)의 PDU 세션에 관여하는 하나 또는 그 이상의 UPF로 전달하는 세션 메시지 내에, 단말(1)의 위치정보(지역정보/무선정보)를 포함시켜, 단말(1)의 위치정보(지역정보/무선정보)를 제공(전달)할 수 있다(S30).
여기서 세션 메시지 즉 PDU 세션 메시지는, PDU Session Establish(또는 Creation)/Modification/Deletion 메시지 등을 포함할 수 있다.
아울러, 이 PDU 세션 메시지 내에는, 단말(1)의 PDU 세션에 대한 규칙(Rule), 즉 PDR(Packet Detection Rule (예: IP 주소 기반으로 매칭)), FAR(Forward Action Rule (예: Forward 할지 결정)), QER(QoS Enforcement Rule (예: Gating / Rating 수행)), URR(Usage Reporting Rule (예: Quota / 사용량 수행))이 들어 있다.
더 나아가, 본 발명의 네트워크장치(100, SMF)는, SMF 및 UPF 간 직접 시그널링을 지원하는 인터페이스 즉 N4 I/F(또는 Nupf SBI)의 시그널링에서 정보를 전달하는 특정 IE(예: UE ID IE 또는 UE IP Address IE) 포맷을 활용하는 피기백(piggyback) 형태로 특정 단말 예컨대 단말(1)의 위치정보(지역정보/무선정보)를 제공(전달)할 수 있다(S30).
더 나아가, 본 발명의 네트워크장치(예: AMF/SMF)는 단말(1)의 위치정보 내 지역정보(예: NCGI, ECGI, TAI 등)가 적어도 1개 또는 N개가 변경, 또는 다수의 지역정보 및/또는 무선정보가 반복적으로 변경될 시, 이런 정보들을 취합해서 UPF로 piggyback 형태로 1개의 N4 세션에 포함해서 보낼 수 있다
이상, 본 발명의 네트워크장치(100, SMF)는, 단말(1)에 대한 PDU 세션 생성/수정/삭제 시 단말(1)의 위치정보(지역정보/무선정보)를 관련 UPF로 제공(전달)함에 있어, 위치정보 전달을 위한 추가적인 시그널링을 유발하지 않을 뿐 아니라, 기존 PFCP (N4 I/F) signaling을 그대로 활용하여 매우 효과적으로 위치정보(지역정보/무선정보) 전달을 실현할 수 있다.
한편, 본 발명의 단말 위치정보 이용 방법에 따르면, 네트워크장치(200, UPF)는, 제어 평면(Control Plane)의 NF 예컨대 SMF로부터 제공되는 특정 단말(이하, 단말(1)로 언급) 의 위치정보를 수신/확인할 수 있다(S40).
전술의 설명 및 도 5, 도 6을 참조하면, 본 발명의 네트워크장치(200, UPF)는, SMF로부터 단말(1)에 대한 PDU 세션 생성/수정/삭제 시 관련 규칙(Rule)을 수신하는 PDU 세션 메시지를 통해, 단말(1)의 위치정보(지역정보/무선정보)도 함께 제공(전달)받을 수 있고, 기존 PFCP (N4 I/F) signaling의 IE 포맷을 피기백 형태로 활용하는 방식으로 단말(1)의 위치정보(지역정보/무선정보)를 제공(전달)받아 확인할 수 있다.
본 발명의 네트워크장치(200, UPF)는, SMF로부터 PDU 세션 메시지를 PDU 세션 정보 및 서비스 요구사항 등을 포함하는 규칙(Rule, PDR/QER/FAR/URR)을 전달받아, 이 규칙(Rule)에 따라 단말(1)의 PDU 세션 트래픽을 처리한다(S50).
이때, 본 발명의 단말 위치정보 이용 방법에 따르면, 네트워크장치(200, UPF)는, 단말(1)의 PDU 세션에 대한 트래픽 처리 시, 단말(1)의 위치정보 내 무선정보(예: Frequency 정보, band 정보 등) 및 지역정보(예: NCGI, ECGI, TAI 등) 중 적어도 하나를 기반으로 트래픽의 패킷 처리와 관련하여 자원 할당 스케줄링, 처리 제어, QoS 제어, 과금 제어 중 적어도 하나를 수행할 수 있다(S50).
일 실시예에 따르면, 네트워크장치(200, UPF)는, 단말(1)의 위치정보 내 무선정보(예: Frequency 정보, band 정보 등)를 기반으로, 단말(1)의 PDU 세션 데이터 처리 시 자원 할당 스케줄링을 수행할 수 있다.
또 다른 실시예에 따르면, 네트워크장치(200, UPF)는, 단말(1)의 위치정보 내 지역정보(예: NCGI, ECGI, TAI 등)를 기반으로, 단말(1)의 PDU 세션 데이터 처리 시 처리 제어(예: 우선순위), QoS 제어, 과금 제어 등도 수행할 수 있다.
한편, 본 발명의 단말 위치정보 이용 방법에 따르면, 네트워크장치(200, UPF)는, 전술한 S50단계의 자원 할당 스케줄링/처리 제어/QoS 제어/과금 제어 수행 시 결정한 제어 관련 사항(예: IP주소 변경, QoS 변경, 과금 변경 등)을, 필요 시 제어 평면(Control Plane)의 관련 NF(예: SMF 등)로 전달하여 전술의 자원 할당 스케줄링/처리 제어/QoS 제어/과금 제어가 제어 평면(Control Plane)에 의해 반영되도록 할 수 있다(S60).
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에서는, 제어 평면의 NF(예: SMF)가 단말(사용자)의 위치정보(예: 지역/무선)를 사용자 평면의 NF 즉 UPF로 전달하면, UPF가 세션 트래픽 처리 시 단말 지역/무선에 따라 트래픽을 세분화하여 구분/처리하는 것에 핵심이 있다.
특히, 본 발명의 경우, SMF는 UPF와의 통신을 통해 PDU 세션을 생성/수정 시, 해당 PDU 세션의 단말 상태 및 제어 평면의 타 NF로부터의 조건에 따라, 해당 단말의 위치정보를 직접 N4 I/F(또는 Nupf SBI)에 포함해서 전달하는 점이 매우 큰 특징이라 할 수 있다.
이에 따라, B2B향/독립항의 UPF는, 매우 효율적으로 단말(사용자)의 세부 지역/무선 상태에 따라 데이터(세션 트래픽)에 대한 스케줄링 / 처리 / QoS / 과금 등을 세분화하여 구분/처리/제어할 수 있다.
이상, 본 발명에 따르면, 제어 평면(Control Plane) 및 사용자 평면(User Plane) 간 정보 제공을 기반으로, UPF에서 세션 트래픽 처리 시 보다 세분화된 구분 처리를 가능하게 하는 차별화된 기술을 실현하는 효과를 도출한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 단말 위치정보 전달 방법 및 이용 방법은, 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
지금까지 본 발명을 바람직한 실시 예를 참조하여 상세히 설명하였지만, 본 발명이 상기한 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 또는 수정이 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 사상이 미친다 할 것이다.
본 발명에 따른 네트워크장치 및 그 장치에서 수행되는 단말 위치정보 전달 방법 및 이용 방법에 따르면, 독립향의 UPF에서 세션 트래픽 처리 시 보다 세분화된 구분 처리를 가능하게 하는 차별화된 기술을 실현하는 점에서, 기존 기술의 한계를 뛰어 넘음에 따라 관련 기술에 대한 이용만이 아닌 적용되는 장치의 시판 또는 영업의 가능성이 충분할 뿐만 아니라 현실적으로 명백하게 실시할 수 있는 정도이므로 산업상 이용가능성이 있는 발명이다.
100 : 네트워크장치(SMF)
110 : 확인부 120 : 정보제공부
200 : 네트워크장치(UPF)
210 : 확인부 220 : 제어부

Claims (11)

  1. 특정 단말에 대한 위치정보를 확인하는 확인부; 및
    상기 특정 단말의 세션에 관여하는 사용자 평면(User Plane)의 네트워크노드로 상기 특정 단말의 위치정보를 제공하여, 상기 네트워크노드에서 상기 세션의 트래픽 처리 시 상기 위치정보가 이용될 수 있게 하는 정보제공부를 포함하는 것을 특징으로 하는 네트워크장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 위치정보는,
    상기 특정 단말의 접속 위치에 대한 지역정보로서 TAI(Tracking Area Identity), NCGI(NR CGI(Cell Global Identifier)), ECGI(E-UTRAN CGI), GPS 기반 위치, 접속 시간정보 중 적어도 하나를 포함하며,
    상기 특정 단말의 접속 주파수에 대한 무선정보로서 UE RC(UE Radio Capability), Frequency 정보, band 정보, 네트워크 슬라이스(NW Slice) 정보 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 네트워크장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 정보제공부는,
    상기 특정 단말의 세션에 대한 규칙을 상기 네트워크노드로 전달하는 세션 메시지 내에 상기 위치정보를 포함시켜, 상기 특정 단말의 위치정보를 제공하는 것을 특징으로 하는 네트워크장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 네트워크장치는 제어 평면(Control Plane)에서 상기 네트워크노드와의 직접 시그널링을 지원하는 인터페이스를 갖는 네트워크노드이며,
    상기 정보제공부는,
    상기 인터페이스의 시그널링 상태를 고려하여, 상기 특정 단말의 위치정보를 특정 조건에 따라 선택적으로 제공하는 것을 특징으로 하는 네트워크장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 확인부는,
    제어 평면(Control Plane)의 타 네트워크노드로부터의 조건 및 단말의 상태 중 적어도 하나를 근거로, 기 설정된 정보제공 조건이 만족되는 특정 단말에 대해서 상기 위치정보를 확인하는 것을 특징으로 하는 네트워크장치.
  6. 네트워크장치에 있어서,
    제어 평면(Control Plane)의 네트워크노드로부터 제공되는 특정 단말의 위치정보를 확인하는 확인부; 및
    상기 특정 단말의 세션에 대한 트래픽 처리 시, 상기 위치정보를 이용하여 트래픽 제어를 수행하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 네트워크장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 위치정보는, 상기 특정 단말의 접속 주파수에 대한 무선정보 및 상기 특정 단말의 접속 위치에 대한 지역정보를 포함하며,
    상기 제어부는,
    상기 특정 단말의 세션에 대한 트래픽 처리 시, 상기 무선정보 및 상기 지역정보 중 적어도 하나를 기반으로 상기 트래픽의 패킷 처리와 관련하여 자원 할당 스케줄링, 처리 제어, QoS 제어, 과금 제어 중 적어도 하나를 수행하는 것을 특징으로 하는 네트워크장치.
  8. 제어 평면(Control Plane)의 네트워크장치에서 수행되는 단말 위치정보 전달 방법에 있어서,
    특정 단말에 대한 위치정보를 확인하는 확인단계; 및
    상기 특정 단말의 세션에 관여하는 사용자 평면(User Plane)의 네트워크노드로 상기 특정 단말의 위치정보를 제공하여, 상기 네트워크노드에서 상기 세션의 트래픽 처리 시 상기 위치정보가 이용될 수 있게 하는 정보제공단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 단말 위치정보 전달 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 정보제공단계는,
    상기 특정 단말의 세션에 대한 규칙을 상기 네트워크노드로 전달하는 세션 메시지 내에 상기 위치정보를 포함시켜, 상기 특정 단말의 위치정보를 제공하는 것을 특징으로 하는 단말 위치정보 전달 방법.
  10. 사용자 평면(User Plane)의 네트워크장치에서 수행되는 단말 위치정보 이용 방법에 있어서,
    제어 평면(Control Plane)의 네트워크노드로부터 제공되는 특정 단말의 위치정보를 확인하는 확인단계; 및
    상기 특정 단말의 세션에 대한 트래픽 처리 시, 상기 위치정보를 이용하여 트래픽 제어를 수행하는 제어단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 단말 위치정보 이용 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 위치정보는, 상기 특정 단말의 접속 주파수에 대한 무선정보 및 상기 특정 단말의 접속 위치에 대한 지역정보를 포함하며,
    상기 제어단계는,
    상기 특정 단말의 세션에 대한 트래픽 처리 시, 상기 무선정보 및 상기 지역정보 중 적어도 하나를 기반으로 상기 트래픽의 패킷 처리와 관련하여 자원 할당 스케줄링, 처리 제어, QoS 제어, 과금 제어 중 적어도 하나를 수행하는 것을 특징으로 하는 단말 위치정보 이용 방법.
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