KR20220103554A - 무선 통신 시스템에서 단말 이동성을 지원하는 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

본 개시는 4G 시스템 이후 보다 높은 데이터 전송률을 지원하기 위한 5G 통신 시스템을 IoT 기술과 융합하는 통신 기법 및 그 시스템에 관한 것이다. 본 개시는 5G 통신 기술 및 IoT 관련 기술을 기반으로 지능형 서비스 (예를 들어, 스마트 홈, 스마트 빌딩, 스마트 시티, 스마트 카 혹은 커넥티드 카, 헬스 케어, 디지털 교육, 소매업, 보안 및 안전 관련 서비스 등)에 적용될 수 있다. 본 개시는 단말이 4G 및 5G 무선 통신 시스템을 통해 통신하는 환경에서, 단말의 기능변경이 발생하여 접속한 무선 통신 시스템이 변경되는 경우에도 단말의 데이터 세션이 단절되지 않고 유지될 수 있도록 하는 방법을 개시한다.

Description

무선 통신 시스템에서 단말 이동성을 지원하는 방법 및 장치 {METHOD AND APPARATUS FOR SUPPORTING UE MOBILITY IN A WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM}

본 개시는 4G 및 5G 무선 통신 시스템을 활용하여 단말의 이동성을 지원하는 방법 및 장치에 관한 것이다.

4G 통신 시스템 상용화 이후 증가 추세에 있는 무선 데이터 트래픽 수요를 충족시키기 위해, 개선된 5G 통신 시스템 또는 pre-5G 통신 시스템을 개발하기 위한 노력이 이루어지고 있다. 이러한 이유로, 5G 통신 시스템 또는 pre-5G 통신 시스템은 4G 네트워크 이후 (Beyond 4G Network) 통신 시스템 또는 LTE 시스템 이후 (Post LTE) 이후의 시스템이라 불리어지고 있다. 높은 데이터 전송률을 달성하기 위해, 5G 통신 시스템은 초고주파 (mmWave) 대역 (예를 들어, 60기가 (60GHz) 대역과 같은)에서의 구현이 고려되고 있다. 초고주파 대역에서의 전파의 경로손실 완화 및 전파의 전달 거리를 증가시키기 위해, 5G 통신 시스템에서는 빔포밍 (beamforming), 거대 배열 다중 입출력 (massive MIMO), 전차원 다중입출력 (full dimensional MIMO, FD-MIMO), 어레이 안테나 (array antenna), 아날로그 빔형성 (analog beam-forming), 및 대규모 안테나 (large scale antenna) 기술들이 논의되고 있다. 또한 시스템의 네트워크 개선을 위해, 5G 통신 시스템에서는 진화된 소형 셀, 개선된 소형 셀 (advanced small cell), 클라우드 무선 엑세스 네트워크 (cloud radio access network: cloud RAN), 초고밀도 네트워크 (ultra-dense network), 기기 간 통신 (Device to Device communication: D2D), 무선 백홀 (wireless backhaul), 이동 네트워크 (moving network), 협력 통신 (cooperative communication), CoMP (Coordinated Multi-Points), 및 수신 간섭제거 (interference cancellation) 등의 기술 개발이 이루어지고 있다. 이 밖에도, 5G 시스템에서는 진보된 코딩 변조(Advanced Coding Modulation: ACM) 방식인 FQAM (Hybrid FSK and QAM Modulation) 및 SWSC (Sliding Window Superposition Coding)과, 진보된 접속 기술인 FBMC (Filter Bank Multi Carrier), NOMA (non orthogonal multiple access), 및 SCMA (sparse code multiple access) 등이 개발되고 있다.

한편, 인터넷은 인간이 정보를 생성하고 소비하는 인간 중심의 연결 망에서, 사물 등 분산된 구성 요소들 간에 정보를 주고 받아 처리하는 IoT (Internet of Things, 사물인터넷) 망으로 진화하고 있다. 클라우드 서버 등과의 연결을 통한 빅데이터 (Big data) 처리 기술 등이 IoT 기술에 결합된 IoE (Internet of Everything) 기술도 대두되고 있다. IoT를 구현하기 위해서, 센싱 기술, 유무선 통신 및 네트워크 인프라, 서비스 인터페이스 기술, 및 보안 기술과 같은 기술 요소 들이 요구되어, 최근에는 사물간의 연결을 위한 센서 네트워크 (sensor network), 사물 통신 (Machine to Machine, M2M), MTC (Machine Type Communication) 등의 기술이 연구되고 있다. IoT 환경에서는 연결된 사물들에서 생성된 데이터를 수집, 분석하여 인간의 삶에 새로운 가치를 창출하는 지능형 IT (Internet Technology) 서비스가 제공될 수 있다. IoT는 기존의 IT (information technology) 기술과 다양한 산업 간의 융합 및 복합을 통하여 스마트홈, 스마트 빌딩, 스마트 시티, 스마트 카 혹은 커넥티드 카, 스마트 그리드, 헬스 케어, 스마트 가전, 첨단의료서비스 등의 분야에 응용될 수 있다.

이에, 5G 통신 시스템을 IoT 망에 적용하기 위한 다양한 시도들이 이루어지고 있다. 예를 들어, 센서 네트워크 (sensor network), 사물 통신 (Machine to Machine, M2M), MTC (Machine Type Communication) 등의 기술이 5G 통신 기술이 빔 포밍, MIMO, 및 어레이 안테나 등의 기법에 의해 구현되고 있는 것이다. 앞서 설명한 빅데이터 처리 기술로써 클라우드 무선 엑세스 네트워크 (cloud RAN)가 적용되는 것도 5G 기술과 IoT 기술 융합의 일 예라고 할 수 있을 것이다.

상술한 것과 같이 무선 통신 시스템의 발전에 따라 서로 다른 세대의 무선 통신 시스템이 공존하는 환경에서 단말의 이동성을 제공하기 위한 방법의 필요성이 대두하였다.

본 개시는 4G 및 5G 무선 통신 시스템을 활용하여 단말에 끊김없는 서비스를 제공하는 방법을 제안한다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 무선 통신 시스템에서 제어 신호 처리 방법에 있어서, 기지국으로부터 전송되는 제1 제어 신호를 수신하는 단계; 상기 수신된 제1 제어 신호를 처리하는 단계; 및 상기 처리에 기반하여 생성된 제2 제어 신호를 상기 기지국으로 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 개시의 일 실시예에 따르면, 단말이 4G 및 5G 무선 통신 시스템을 통해 통신하는 환경에서, 단말의 기능 변경이 발생하여 단말이 접속한 무선 통신 시스템이 변경되는 경우에도 단말의 데이터 세션이 단절되지 않고 유지될 수 있다.

도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 무선 통신 시스템에서 단말이 네트워크를 이동하며 통신하는 방법을 도시한 도면이다.
도 2는 본 개시의 일 실시예에 따른 무선 통신 시스템에서 단말이 현재 통신 중인 제1 네트워크와의 통신이 중단되어 제2 네트워크를 선택하여 접속하는 방법을 도시한 도면이다.
도 3은 본 개시의 일 실시예에 따라 단말이 제1 네트워크에 접속하여 통신 중에 단말의 기능 변경으로 제2 네트워크로 전환하여 접속하는 과정에서 단말 기능 정보와 세션 정보를 네트워크로 전달하는 절차를 도시한 시퀀스도이다.
도 4는 본 개시의 일 실시예에 따라 단말의 기능 변경으로 인해 제2 네트워크로 이동한 단말이 제2 네트워크에서 새로운 세션을 설정하는 절차를 도시한 시퀀스도이다.
도 5는 본 개시의 일 실시예에 따라 단말이 제2 네트워크로 접속하여 통신 중 제1 네트워크와 통신하기 위한 단말 기능이 회복되는 경우, PGW-C+SMF의 개시에 의해 제2 네트워크와 단말간 세션 정보를 갱신하는 절차를 도시한 시퀀스도이다.
도 6은 본 개시의 일 실시예에 따라 단말이 제2 네트워크로 접속하여 통신 중 제1 네트워크와 통신하기 위한 단말 기능이 회복되는 경우, PCRF+PCF의 개시에 의해 제2 네트워크와 단말간 세션 정보를 갱신하는 절차를 도시한 시퀀스도이다.
도 7은 본 개시의 일 실시예에 따라 단말이 제2 네트워크로 접속하여 통신 중 제1 네트워크와 통신하기 위한 단말 기능이 회복되는 경우, MME의 개시에 의해 제2 네트워크와 단말간 세션 정보를 갱신하는 절차를 도시한 시퀀스도이다.
도 8은 본 개시의 일 실시예에 따라 단말이 제2 네트워크로 접속하여 통신 중 제1 네트워크와 통신하기 위한 단말 기능이 회복되는 경우, MME의 개시에 의해 단말이 세션을 재설정 하는 절차를 도시한 시퀀스도이다.
도 9는 본 개시의 일 실시예에 따른 단말의 구조를 도시한 도면이다.
도 10은 본 개시의 일 실시예에 따른 기지국의 구조를 도시한 도면이다.
도 11는 본 개시의 일 실시예에 따른 네트워크 엔티티들의 구조를 도시한 도면이다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 동작 원리를 상세히 설명한다. 하기에서 본 발명을 설명하기에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

마찬가지 이유로 첨부 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 개략적으로 도시되었다. 또한, 각 구성요소의 크기는 실제 크기를 전적으로 반영하는 것이 아니다. 각 도면에서 동일한 또는 대응하는 구성요소에는 동일한 참조 번호를 부여하였다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

이때, 처리 흐름도 도면들의 각 블록과 흐름도 도면들의 조합들은 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들에 의해 수행될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 범용 컴퓨터, 특수용 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서에 탑재될 수 있으므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서를 통해 수행되는 그 인스트럭션들이 흐름도 블록(들)에서 설명된 기능들을 수행하는 수단을 생성하게 된다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 특정 방식으로 기능을 구현하기 위해 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 지향할 수 있는 컴퓨터 이용 가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장되는 것도 가능하므로, 그 컴퓨터 이용가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장된 인스트럭션들은 흐름도 블록(들)에서 설명된 기능을 수행하는 인스트럭션 수단을 내포하는 제조 품목을 생산하는 것도 가능하다. 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에 탑재되는 것도 가능하므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에서 일련의 동작 단계들이 수행되어 컴퓨터로 실행되는 프로세스를 생성해서 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 수행하는 인스트럭션들은 흐름도 블록(들)에서 설명된 기능들을 실행하기 위한 단계들을 제공하는 것도 가능하다.

또한, 각 블록은 특정된 논리적 기능(들)을 실행하기 위한 하나 이상의 실행 가능한 인스트럭션들을 포함하는 모듈, 세그먼트 또는 코드의 일부를 나타낼 수 있다. 또, 몇 가지 대체 실행 예들에서는 블록들에서 언급된 기능들이 순서를 벗어나서 발생하는 것도 가능함을 주목해야 한다. 예컨대, 잇달아 도시되어 있는 두 개의 블록들은 사실 실질적으로 동시에 수행되는 것도 가능하고 또는 그 블록들이 때때로 해당하는 기능에 따라 역순으로 수행되는 것도 가능하다.

이 때, 본 실시 예에서 사용되는 '~부'라는 용어는 소프트웨어 또는 FPGA(Field Programmable Gate Array) 또는 ASIC(Application Specific Integrated Circuit)과 같은 하드웨어 구성요소를 의미하며, '~부'는 어떤 역할들을 수행한다. 그렇지만 '~부'는 소프트웨어 또는 하드웨어에 한정되는 의미는 아니다. '~부'는 어드레싱할 수 있는 저장 매체에 있도록 구성될 수도 있고 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 재생시키도록 구성될 수도 있다. 따라서, 일 예로서 '~부'는 소프트웨어 구성요소들, 객체지향 소프트웨어 구성요소들, 클래스 구성요소들 및 태스크 구성요소들과 같은 구성요소들과, 프로세스들, 함수들, 속성들, 프로시저들, 서브루틴들, 프로그램 코드의 세그먼트들, 드라이버들, 펌웨어, 마이크로코드, 회로, 데이터, 데이터베이스, 데이터 구조들, 테이블들, 어레이들, 및 변수들을 포함한다. 구성요소들과 '~부'들 안에서 제공되는 기능은 더 작은 수의 구성요소들 및 '~부'들로 결합되거나 추가적인 구성요소들과 '~부'들로 더 분리될 수 있다. 뿐만 아니라, 구성요소들 및 '~부'들은 디바이스 또는 보안 멀티미디어카드 내의 하나 또는 그 이상의 CPU들을 재생시키도록 구현될 수도 있다. 또한 실시예에서 '~부'는 하나 이상의 프로세서를 포함할 수 있다.

하기에서 본 개시를 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 개시의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 이하 첨부된 도면을 참조하여 본 개시의 실시 예를 설명하기로 한다.

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

이하 설명의 편의를 위하여, 본 발명은 현재 존재하는 통신표준 가운데 3GPP (The 3rd Generation Partnership Project) 단체에서 정의하는 가장 최신의 표준인 LTE 및 NR 규격에서 정의하고 있는 용어 및 명칭들을 사용한다. 하지만, 본 발명이 상기 용어 및 명칭들에 의해 한정되는 것은 아니며, 다른 규격에 따르는 시스템에도 동일하게 적용될 수 있다. 특히 본 발명은 3GPP NR (5세대 이동통신 표준)에 적용할 수 있다. 또한, 유사한 기술적 배경 또는 채널형태를 갖는 여타의 통신시스템에도 본 개시의 실시예가 적용될 수 있다. 또한, 본 개시의 실시 예는 숙련된 기술적 지식을 가진 자의 판단으로써 본 개시의 범위를 크게 벗어나지 아니하는 범위에서 일부 변형을 통해 다른 통신시스템에도 적용될 수 있다.

본 개시의 목적은 무선 통신 시스템에서 단말의 기능 변경이 발생할 때 단말이 지원하는 기능에 적합한 네트워크를 통해 끊김없는 통신이 가능하도록 단말의 통신을 통제하기 위한 방법 및 장치에 대하여 정의하는 것이다.

본 개시의 일 실시예에 따를 경우, 단말이 5G 통신 기능을 해제하거나 회복하는 경우에 단말이 사용 중인 세션의 단절없이 각각 4G 혹은 5G 네트워크로 전환하여 통신하도록 제어하는 것이 가능하다.

도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 무선 통신 시스템에서 단말이 네트워크를 이동하며 통신하는 방법을 도시한 도면이다.

도 1을 참조하면, 단말이 4G 또는 5G 네트워크 중 하나를 통해 초기 접속하고 상기 두 네트워크를 이동 (inter-system mobility)하며 통신하는 방법이 도시된다.

단말은 통신을 위하여 단말의 기능에 따라 4G 및 5G 네트워크 중 가용한 네트워크를 선택하여 접속 절차를 진행하며, 이 과정에서 단말의 기능에 대한 정보를 선택된 네트워크로 전송할 수 있다.

단말의 기능 정보를 수신한 네트워크는, 만약 단말의 기능이 4G 및 5G 모두를 지원하는 경우에는, 제어 평면 (control plane)에 있어서 PGW-C (packet data network gateway - control plane) +SMF(session management function)를 단말에게 할당하고, 사용자 평면 (user plane)에 있어서 PGW-U (packet data network gateway - user plane) +UPF (user plane function를 단말에게 할당하여 단말의 통신 세션을 구성할 수 있다. 본 개시에서 PGW-C+SMF 또는 PGW-U+UPF와 같이 '4G 네트워크 엔티티+5G 네트워크 엔티티'로 지칭되는 네트워크 엔티티는 4G 네트워크 (EPC) 및 5G 네트워크 (5GS)간 interworking을 지원하는 엔티티들을 의미할 수 있다.

또는 만약 단말의 기능이 4G 네트워크만을 지원하는 경우, 네트워크는 PGW-C 및 PGW-U를 할당하거나, 또는 만약 단말의 기능이 5G 네트워크만을 지원하는 경우, 네트워크는 SMF 및 UPF를 단말에게 할당하여 단말의 통신 세션을 구성할 수 있다.

도 2는 본 개시의 일 실시예에 따른 무선 통신 시스템에서 단말이 현재 통신 중인 제1 네트워크와의 통신이 중단되어 제2 네트워크를 선택하여 접속하는 방법을 도시한 도면이다.

도 2를 참조하면, 단말이 제1 네트워크 (예를 들어 5G 네트워크)와 통신 중 단말의 기능 변경으로 현재 통신 중인 제1 네트워크와의 통신이 중단되어 제2 네트워크 (예를 들어 4G 네트워크)를 선택하여 접속하는 과정에서 세션을 유지하는 방법이 도시된다. 본 개시에서 제1 네트워크와 제2 네트워크는 일례로 5G 네트워크와 4G 네트워크와 같이 서로 다른 RAT (radio access technology)와 관련된 두 네트워크를 의미할 수 있다.

도시된 예에 따르면, 단말이 5G 네트워크에 접속하여 통신 중에 5G 기능이 일시적으로 사용할 수 없게 되는 경우에 단말이 5G 네트워크와의 통신을 중단하고 4G 네트워크로 전환하여 통신을 재개하는 과정에서 본 개시에서 제안하는 방법이 적용될 수 있다.

단말은 4G 네트워크로의 접속 과정에서 네트워크로 접속을 요청하는 메시지 (예를 들면 Attach Request 또는 TAU Request 메시지)에 단말이 5G 네트워크로부터 이동하였음을 나타내는 지시자와 함께 단말의 5G 기능이 사용할 수 없게 되었음을 나타내는 정보를 포함하여 4G 네트워크로 전송할 수 있다. 네트워크는 단말로부터 수신한 단말 기능 정보로부터 단말의 5G 기능이 사용할 수 없는 상태임을 판단하고 해당 단말의 세션 설정을 위하여, PGW-C 와 PGW-U를 할당하는 대신 4G 및 5G 기능을 모두 지원하는 PGW-C+SMF 및 PGW-U+UPF를 할당할 수 있다.

도 3은 본 개시의 일 실시예에 따라 단말이 제1 네트워크에 접속하여 통신 중에 단말의 기능 변경으로 제2 네트워크로 전환하여 접속하는 과정에서 단말 기능 정보와 세션 정보를 네트워크로 전달하는 절차를 도시한 시퀀스도이다. 이는 설명의 편의를 위한 것으로, 시스템 상에서의 설정 및/또는 정의 등에 따라 하기 설명되는 단계가 반드시 모두 포함되어야 하는 것은 아니며, 일부 단계는 생략될 수도 있다.

본 개시에서는, 제1 네트워크로 5G 네트워크가, 제2 네트워크로 4G 네트워크가 사용된 경우를 예를 들어 설명하지만 본 개시의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다.

단계 301에서 단말은 5G 네트워크에 접속하여 PDU (protocol data unit) 세션을 생성하고 통신을 개시할 수 있다.

단계 302a 내지 단계 302e는, 네트워크에서 단말의 기능을 변경하는 경우에 적용될 수 있는 절차이다.

단계 302a는 통신사업자 등이 단말의 기능을 변경하고자 하는 경우에 HSS (home subscriber server) +UDM(unified data management)에 저장된 가입 정보를 변경하는 것으로 개시될 수 있다. HSS+UDM은 가입 정보가 변경되는 경우에 UE Capability Update 메시지를 통해 단말의 변경된 가입 정보를 AMF (access and mobility management function)로 전달할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 상기 가입 정보는 단말의 5G 기능이 사용하지 못하게 되었음을 나타내는 UE Capability Update 파라미터를 포함할 수 있다. 이러한 사업자에 의한 단말의 가입 정보 변경은, 사업자가 네트워크 설정을 변경하기 위하여 사용자를 다른 네트워크로 이동시키거나 트래픽 혼잡 등으로 인해 선택된 단말에 대해 현재 네트워크를 일시적으로 사용하지 못하도록 하는 경우 등의 시나리오에서 활용될 수 있다.

단계 302b에서, 변경된 가입 정보를 수신한 AMF는 변경된 조건에 따라 단말이 적합한 네트워크로 이동할 수 있도록 하기 위한 제어 메시지 (예를 들어 NG AP Release 메시지)에 단말의 변경된 기능 정보를 포함하여 NG-RAN (또는 5G 기지국, 또는 next generation node B; gNB)으로 전달하고, 단계 302c를 통해 NG-RAN은 AMF로부터 수신한 해당 정보를 RRC Release 메시지를 통해 단말로 전달할 수 있다. 또한, 상기 제어 메시지는 5G 기능이 해지되었을 때 단말이 이동할 네트워크를 지정하는 정보와 5G 기능을 다시 사용할 수 있기까지의 지연시간 정보를 추가로 포함하여 전달될 수 있다. 또는 이러한 정보가 제공되지 않는 경우에는, 단말은 사업자 등에 의해 미리 단말에 저장된 값을 사용하여 해당 동작을 수행할 수도 있다.

단계 302b 및 단계 302c를 통해 AMF 및 NG-RAN은 각각 AMF와 NG-RAN 간의 연결 및 NG-RAN과 단말 간의 연결을 해지하는 동작을 수행할 수 있다.

단계 302d에서, 단말은 단계 302b에서 NG-RAN으로부터 수신한 제어 메시지에 포함된 변경된 기능 정보로부터 5G 기능이 사용할 수 없도록 지시되었음을 확인하고 RRC Release Response 메시지를 NG-RAN으로 전송하여 기능 변경이 성공적으로 반영되었음을 보고할 수 있다. 아울러 단말은 상기 제어 메시지를 전송한 후에 5G 기능을 사용할 수 없도록 설정함으로써 5G 네트워크와의 연결을 해지하게 되며 4G 네트워크를 탐색하는 절차를 개시할 수 있다.

단계 302e를 통해, NG-RAN은 AMF로 단말의 기능 변경이 성공적으로 수행되었음을 보고하는 메시지를 전달할 수 있다.

단계 303은, 사업자가 단말에 설치된 애플리케이션 등을 통해 단말의 기능을 변경하거나 사용자가 단말의 환경 설정 등을 통해 기능을 변경하는 경우 등과 같은 상황에서 적용될 수 있으며, 단말의 운영 체제 등을 통해 단말 모뎀으로 단말 기능의 변경을 요청하는 신호가 전달될 수 있다.

단계 304에서, 단계 303에 따른 기능 변경 요청에 따라 단말의 통신 모뎀의 5G 기능이 해제되는 동작이 수행될 수 있다.

단계 305에서, 5G 기능이 해제된 단말이 통신을 위하여 사용 가능한 네트워크를 탐색할 수 있다. 이때, 만약 단계 302를 통해 네트워크에서 접속할 네트워크가 지정되거나 단말에 미리 저장된 우선 순위의 네트워크가 있는 경우 해당 네트워크를 우선적으로 탐색하는 동작을 수행할 수 있다. 도시된 예는, 단말이 5G 기능이 해제되어 5G 네트워크와의 통신이 단절되는 경우에 4G 네트워크를 탐색하는 경우를 예시하고 있다.

단계 306a에서, 단말은 탐색을 통해 발견한 4G 네트워크로의 초기 접속을 진행하고자 E-UTRAN (또는 4G 기지국, 또는 evolved node B; eNB)과의 무선 링크 설정 과정을 수행할 수 있다.

단계 306b에서, 단말은 4G 네트워크로의 초기 접속을 위하여 Attach Request 혹은 TAU(Tracking Area Update) Request메시지를 전송할 수 있다. 단말은, 상기 메시지에 단말이 5G 네트워크와 통신 중 이동하였음을 나타내는 지시자인 'mobility from 5G' 파라미터와 함께, 단말 기능 정보를 전달하는 UE Capability 파라미터에 단말의 5G 기능이 일시적으로 중단된 상태임을 나타내기 위한 'N1 mode disabled' 정보를 포함할 수 있다.

단계 307에서, MME(mobility management entity)는 단말로부터 수신한 'N1 mode disabled' 정보로부터 단말이 현재 5G 기능이 일시적으로 중단된 상태임을 확인할 수 있다 또한 MME는 단말의 5G 기능이 복구되는 경우를 대비하여 해당 단말에 대한 세션이 PGW-C+SMF 및 PGW-U+UPF를 통해 설정될 수 있도록 하기 위하여 단말의 기능 정보를 저장할 수 있다.

단계 308에서, MME는 5G 네트워크에서 해당 단말이 접속했던 AMF를 확인하고 단말의 세션 정보를 전달하여 줄 것을 요청하는 제어 메시지 (예를 들어 UE Context Request 메시지)를 상기 AMF로 전송할 수 있다. 상기 제어 메시지에는, 단계 306b를 통해 단말로부터 수신한 단말의 식별자 (예를 들면 globally unique temporary identity; GUTI) 정보가 포함될 수 있으며 AMF는 수신한 GUTI 정보를 통해 이전에 접속했던 단말을 식별할 수 있다.

단계 309에서, AMF는 PGW-C+SMF로 해당 단말의 세션 정보를 요청하는 제어 메시지 (예를 들어 PDU Session Context Request 메시지)를 전송할 수 있다.

단계 310에서, PGW-C+SMF는 PGW-U+UPF로 해당 단말의 각 세션에 대해 4G로의 전환 시 사용할 Tunnel Endpoint IE (TEID) 할당을 요청하고, 할당된 TEID 정보를 수신할 수 있다.

단계 311에서, PGW-C+SMF는 단말의 세션 정보 및 PGW-U+UPF로부터 수신한 각 세션에 대한 TEID 정보를 포함한 제어 메시지 (예를 들어 PDU Session Context Response 메시지)를 AMF로 전송할 수 있다. 이 때, 단말의 세션 정보는 5G 각 세션 및 플로우 별로 이에 대응하는 4G 네트워크에서 사용될 Bearer ID 정보를 포함할 수 있다.

단계 312에서, AMF는 PGW-C+SMF로부터 수신한 정보를 MME로 전달할 수 있다.

단계 313에서, MME는 수신한 단말 세션 정보로부터 설정이 필요한 4G 세션의 개수를 결정하고 세션 설정을 위하여 SGW (serving gateway)로 Bearer ID와 이에 대응하는 TEID 정보를 전달할 수 있다. 이 때 사용되는 TEID는 단계 310에서 PGW-U+UPF로부터 할당되어 MME로 전달된 값일 수 있다.

단계 314에서, SGW는 해당 단말을 위한 각 세션 별 전송 경로를 설정하기 위하여 각 Bearer ID 별로 TEID를 할당하고 이를 PGW-C+SMF를 통해 PGW-U+UPF로 전송할 수 있다.

단계 315에서, SGW는 PGW-C+SMF로부터 단말의 데이터 전송 경로가 성공적으로 설정되었다는 응답 메시지를 수신할 수 있다.

단계 316에서, SGW는 MME로 Create Session Response 메시지를 전달하여 단말의 4G 세션이 설정되었음을 보고할 수 있다. 이 때, SGW는 상기 제어 메시지에 E-UTRAN과의 통신을 위한 전송경로를 설정하기 위해 각 Bearer ID별로 할당한 TEID 정보를 포함하여 전송할 수 있다.

단계 317에서, MME는 E-UTRAN과 SGW 사이의 단말의 데이터 전송 경로 설정을 요청하기 위한 제어 메시지 (예를 들어 Initial Context Setup Request 메시지)를 E-UTRAN으로 전송할 수 있다. 상기 제어 메시지는 SGW로부터 수신한 각 Bearer ID 별로 할당된 TEID 정보를 포함할 수 있다.

단계 318에서, E-UTRAN은 RRC Reconfiguration 절차를 통해 각 Bearer ID에 대해 단말과의 무선 링크 설정 (setup)을 수행할 수 있다.

단계 319에서, E-UTRAN은 MME로 단말과의 무선 링크 설정이 성공적으로 완료되었음을 보고하는 제어 메시지 (예를 들어 Update Session Request 메시지)를 전송할 수 있다. 상기 제어 메시지는 E-UTRAN이 각 Bearer ID 별로 할당한 TEID를 포함할 수 있다.

단계 320 및 단계 321에서 MME는 E-UTRAN으로부터 수신한 Bearer ID 별 TEID 정보를 SGW로 전달하고 단계 321에서 SGW로부터 이에 대한 응답 메시지를 수신할 수 있다.

단계 322에서 MME는 SGW에서의 데이터 경로 설정이 성공적으로 완료되었음을 알리기 위한 메시지 (예를 들어 Update Session Response 메시지)를 E-UTRAN으로 전송할 수 있다.

단계 323에서, MME는 E-UTRAN을 통해 단말로 Attach Accept 혹은 TAU Accept 메시지를 전송하여 단말이 요청한 네트워크 접속이 성공적으로 완료되었음을 알릴 수 있다.

단계 324에서, 단말은 MME로부터의 응답 메시지가 성공적으로 수신되었음을 보고하는 Attach Complete 혹은 TAU Complete 메시지를 MME로 전송할 수 있다.

도 4는 본 개시의 일 실시예에 따라 단말의 기능 변경으로 인해 제2 네트워크로 이동한 단말이 제2 네트워크에서 새로운 세션을 설정하는 절차를 도시한 시퀀스도이다. 이는 설명의 편의를 위한 것으로, 시스템 상에서의 설정 및/또는 정의 등에 따라 하기 설명되는 단계가 반드시 모두 포함되어야 하는 것은 아니며, 일부 단계는 생략될 수도 있다.

단계 401에서 단말은 4G 네트워크와의 새로운 세션 설정을 요청하는 메시지 (예를 들면 PDN Connectivity Request) 메시지를 E-UTRAN을 통해 MME로 전달하며, 상기 메시지에는 새로 생성하는 세션이 어떤 데이터 네트워크와의 연결인지를 명시하는 APN (Access Point Name) 정보를 포함할 수 있다.

단계 402에서, MME는 전술한 도 3의 접속과정을 수행하는 과정에서 MME에 저장된 단말 정보로부터 새로운 세션을 요청한 단말이 5G 기능이 일시적으로 정지된 단말임을 확인하고 향후 단말의 5G 기능이 복구되는 경우를 대비하여 해당 단말의 세션 설정 요청을 수용할 수 있는 PGW-C+SMF를 선택(결정)할 수 있다.

단계 403 내지 단계 407의 과정을 통해, MME, SGW, 및 PGW-C+SMF는 단말의 세션 설정을 수행하며 이 과정에서 단말의 세션에 적용할 QoS (quality of service)정책 등을 수신하기 위해 단계 405에서 IP Session Modification 절차를 수행할 수 있다. 이 과정에서, 5G 기능을 지원하는 단말에 대해 세션을 생성하는 경우와는 달리, PGW-C+SMF로부터 MME로 전달되는 제어 메시지 (예를 들면 Create Session Response 메시지)에는 5G QoS 정보는 포함되지 않을 수 있으며 일반적인 4G 단말에 대해 세션을 생성하는 것과 동일한 동작이 수행될 수 있다.

단계 408에서, MME는 E-UTRAN으로 단말에 대한 세션 및 Bearer 설정을 요청하는 제어 메시지 (예를 들면 Bearer Setup Request 메시지)를 전송할 수 있다. 상기 제어 메시지에는, MME로부터 단말로 전달하기 위한 PDN Connectivity Accept 메시지가 포함될 수 있다.

단계 409에서, E-UTRAN은 단말과 각 Bearer에 대해 필요한 무선 링크 설정(setup) 과정을 수행하며, 이 과정에서 MME로부터 수신한 PDN Connectivity Accept 메시지를 단말로 전달할 수 있다.

단계 410에서, E-UTRAN은 MME로 단말과의 무선 링크 설정 과정이 완료 되었음을 보고하는 메시지 (예를 들면 Bearer Setup Response 메시지)를 전달할 수 있다. 상기 메시지에는, E-UTRAN이 각 Bearer ID에 대해 할당한 TEID 정보를 포함할 수 있다.

단계 411 및 단계 412를 통해, 단말은 MME가 전달한 PDN Connectivity Accept 메시지가 성공적으로 수신 되었음을 보고하는 메시지 (예를 들면 PDN Connectivity Complete 메시지)를 E-UTRAN을 통해 MME로 전달할 수 있다.

단계 413 및 단계 414에서, MME는 E-UTRAN으로부터 수신한, 각 Bearer 별 TEID 정보를 SGW로 전달하고 이에 대한 응답 메시지를 수신함으로써 단말에 대한 데이터 전송 경로 설정을 완료할 수 있다.

단계 415에서, 상기 데이터 전송 경로 설정을 완료한 MME는 상기 단말에 대해 새로운 세션이 설정되었음을 HSS+UDM으로 보고할 수 있다.

단계 416에서, MME는 HSS+UDM으로부터 상기 보고에 대한 응답 메시지를 수신할 수 있다.

도 5는 본 개시의 일 실시예에 따라 단말이 제2 네트워크로 접속하여 통신 중 제1 네트워크와 통신하기 위한 단말 기능이 회복되는 경우, PGW-C+SMF의 개시에 의해 제2 네트워크와 단말간 세션 정보를 갱신하는 절차를 도시한 시퀀스도이다. 이는 설명의 편의를 위한 것으로, 시스템 상에서의 설정 및/또는 정의 등에 따라 하기 설명되는 단계가 반드시 모두 포함되어야 하는 것은 아니며, 일부 단계는 생략될 수도 있다.

단계 501에서, 단말은 4G 네트워크에 접속되어 있는 상황에서 기능 변경이 발생하였음을 확인할 수 있다. 예를 들어 5G 기능이 재활성화될 수 있다.

단계 502에서, 단말의 변경된 기능을 네트워크에 보고하기 위하여 TAU Request 메시지를 E-UTRAN을 거쳐 MME로 전달할 수 있다. 또는 일 실시예에 따르면, 상기 TAU Request 메시지를 전송하는 대신에 현재의 접속 상태를 해제하고 초기 접속을 다시 진행할 수 있으며 이 경우에는 Attach Request 메시지에 단말의 기능 정보를 포함하여 전달할 수 있다.

단계 503에서, MME는 단말로부터 수신한 기능 정보로부터 단말의 5G 기능이 활성화된 것을 확인하고 저장된 단말의 가입 정보를 확인하여 단말이 5G 네트워크에 접속 가능한지 여부를 결정할 수 있다. MME는 수신한 갱신된 단말 기능 정보를 저장할 수 있다.

단계 504에서, 단말이 5G 네트워크에 접속 가능한 것으로 확인된 경우에 MME는 SGW로 제어 메시지 (예를 들어 Modify Bearer Request 메시지)를 전달할 수 있다. 상기 제어 메시지에는 단말의 5G 기능이 활성화 되었음을 나타내는 정보 (예를 들어 '5G supported')가 포함될 수 있다.

단계 505에서, SGW는 MME로부터 수신한 정보 (예를 들어 UE ID, Bearer ID, TEID)중 적어도 하나를 PGW-C+SMF로 전달할 수 있다.

단계 506에서, PGW-C+SMF는 필요에 따라 PCRF(policy and charging rules function)+PCF(policy control function)와 IP-CAN Session Modification 절차를 수행하여 해당 단말의 각 세션 혹은 Bearer에 대응되는 5G QoS 파라미터를 결정하는데 필요한 정책 정보를 PCRF+PCF로부터 수신할 수 있다.

단계 507 및 단계 508에서, PGW-C+SMF와 SGW는 각각 SGW, MME로 Bearer Modification이 성공적으로 완료되었음을 알리는 응답 메시지 (예를 들면 Bearer Modification Response 메시지)를 전송할 수 있다.

단계 509 및 단계 510에서, MME는 단말의 갱신된 기능 정보를 HSS+UDM으로 전달하고 HSS+UDM으로부터 이에 대한 응답 메시지를 수신할 수 있다.

단계 511에서, MME는 단말로부터 수신한 TAU Request 메시지 또는 Attach Request 메시지에 대응되는 응답 메시지로서 TAU Accept 메시지 또는 Attach Accept 메시지를 단말로 전송하여 단말이 요청한 기능 정보의 갱신이 성공적으로 완료되었음을 알릴 수 있다.

단계 512에서, 단말은 MME로부터 수신한 TAU Accept 메시지 또는 Attach Accept 메시지에 대응되는 응답 메시지 (예를 들어 TAU complete 메시지 또는 Attach complete 메시지)를 MME로 전송할 수 있다.

단계 513 및 단계 514에서, PGW-C+SMF는 각 Bearer에 대응되는 5G QoS 파라미터를 단말로 전달하기 위하여 Update Bearer Request 메시지를 SGW를 거쳐 MME로 전송할 수 있다. 상기 Update Bearer Request 메시지에는 PCO (Protocol Configuration Option) 정보를 포함하며, 5G QoS 파라미터는 PCO 정보 내에 포함되어 전달될 수 있다. PGW-C+SMF는 단계 505에서 수신한 갱신된 단말 기능 정보로부터 5G QoS 파라미터 전달을 위한 Bearer 변경 절차가 필요한지 여부를 결정할 수 있다.

단계 515에서, MME는 E-UTRAN으로 Session Management Request 메시지를 포함한 Bearer Modify Request 메시지를 전송할 수 있디. 상기 Session Management Request 메시지는 PGW-C+SMF로부터 수신한 5G QoS 파라미터를 포함할 수 있다.

단계 516에서, E-UTRAN은 MME의 요청에 따라 필요한 무선 링크 설정 과정을 단말과 수행할 수 있으며, 이 과정에서 MME로부터 수신한 Session Management Request 메시지를 단말로 전송할 수 있다.

단계 517 및 단계 518에서, 단말과 E-UTRAN은 요청된 Bearer 변경이 성공적으로 완료되었음을 알리는 응답 메시지를 각각 E-UTRAN과 MME로 전달할 수 있다.

단계 519에서, 단말은 Direct Transfer 메시지를 사용하여 Session Management Response 메시지를 E-UTRAN을 거쳐 MME로 전송할 수 있다. 상기 Session Management Response 메시지는, 단말이 단계 516을 통해 5G QoS 파라미터를 수신한 각 Bearer ID에 대해 대응되는 PDU Session ID 정보를 포함할 수 있다.

단계 520에서, E-UTRAN은 단말로부터 수신한 Session Management Response 메시지를 MME로 전달할 수 있다.

단계 521 및 단계 522에서, MME는 단계 520에서 수신한 각 Bearer ID에 대응되는 PDU Session ID 정보를 SGW를 거쳐 PGW-C+SMF로 전송할 수 있다. PGW-C+SMF는 수신한 PDU Session ID와 Bearer ID 매핑 정보를 저장하여, 향후 단말이 5G 네트워크로 이동하는 경우에 4G 네트워크의 각 Bearer에 해당하는 5G 세션을 구성하는 정보로 활용할 수 있다.

도 6은 본 개시의 일 실시예에 따라 단말이 제2 네트워크로 접속하여 통신 중 제1 네트워크와 통신하기 위한 단말 기능이 회복되는 경우, PCRF+PCF의 개시에 의해 제2 네트워크와 단말간 세션 정보를 갱신하는 절차를 도시한 시퀀스도이다. 이는 설명의 편의를 위한 것으로, 시스템 상에서의 설정 및/또는 정의 등에 따라 하기 설명되는 단계가 반드시 모두 포함되어야 하는 것은 아니며, 일부 단계는 생략될 수도 있다.

단계 601에서, 단말은 새로운 세션을 요청하기 위하여 PDN 연결 설정을 요청하는 메시지 (예를 들어 PDN Connectivity Setup Request 메시지)를 MME로 전송할 수 있다. 단말은 상기 메시지에 단말이 5G 네트워크에서 이동해 온 단말임을 지시하는 정보 (예를 들어 'moving from 5G')를 포함할 수 있다.

단계 602에서, MME는 저장된 단말 정보를 확인하여 단말의 세션 설정 요청에 대해 적합한 PGW를 선택할 수 있다. 이 때, MME는 상기 단말에 대해 저장된 단말 정보로부터 상기 단말의 5G 기능이 현재 일시적으로 중단된 것으로 판단할 수 있다. 이로부터 상기 단말의 기능이 회복되어 5G 네트워크로의 이동하는 경우에 대비하여 상기 단말에 대한 세션 설정을 위해 4G-only 단말만을 지원하는 일반적인 PGW를 선택하는 대신 4G 및 5G 기능을 지원할 수 있는 PGW-C+SMF를 선택할 수 있다. 또는 일 실시예에 따르면 단말이 상술한 단계 601에서 'moving from 5G' 지시자를 PDN Connectivity Setup Request 메시지를 통해 전달한 경우, 저장된 단말 기능 정보와 수신한 상기 지시자 정보를 바탕으로 단말의 5G 기능이 일시적으로 중단되었음을 판단하고 PGW-C+SMF를 할당하는 동작이 가능하다.

단계 603에서, MME는 상술한 단계 602에서 선택한 PGW-C+SMF로 상기 단말에 대한 새로운 세션 설정을 요청하는 메시지 (예를 들면 Create Session Request 메시지)를 전송할 수 있다. 또한, 도시하지는 않았으나 MME로부터 PGW-C+SMF로 전달되는 제어 메시지는, SGW를 통해 PGW-C+SMF로 전달될 수 있다. MME는 상기 Create Session Request 메시지에 새로운 세션 설정을 요청하는 단말이 향후 5G 기능을 지원할 수 있는 단말임을 지시하는 정보 (예를 들어 '5G disabled') 가 포함할 수 있다.

단계 604에서, MME로부터 상기 단말에 대한 세션 생성을 요청 받은 PGW-C+SMF는 PGW-U+UPF와 상기 단말에 대한 새로운 세션을 설정하는 과정을 수행할 수 있다. 이 과정에서, PGW-C+SMF는 MME로부터 수신한 '5G disabled' 지시자로부터 단말이 향후 5G 네트워크로 이동할 가능성이 있는 단말임을 판단하고 단말의 5G 네트워크로의 이동 시 세션을 유지하는데 필요한 5G QoS 파라미터 및 네트워크 슬라이스 정보 (single-network slice selection assistance information; S-NSSAI) 등을 세션 생성 과정에서 미리 할당하여 저장할 수 있다. 이러한 5G 파라미터의 할당 과정은, 일 실시예에 따라 현재 단계에서 세션을 생성하는 과정에서 미리 할당되거나 실제 단말의 기능 변경이 보고되어 세션을 업데이트하는 과정에서 할당되는 등 단말의 기능을 확인하여 5G 파라미터를 할당한다는 측면에서 다양한 방법이 적용될 수 있다. PGW-C+SMF에 의해 할당된 5G 파라미터들은 현재 단계에서 MME로 전달되지 않으며 PGW-C+SMF 내부적으로 저장될 수 있다.

단계 605에서, PGW-C+SMF로부터 MME로 단말이 요청한 세션이 성공적으로 생성되었음을 보고하는 응답 메시지가 전달되는 것을 시작으로 MME, E-UTRAN 및 UE간에 4G 네트워크의 PDN Connectivity Setup 절차가 수행될 수 있다. 이 때, 상기 PDN Connectivity Setup을 위한 시그널링 절차에서 5G 네트워크와 관련된 파라미터들은 전달되지 않고 일반적인 4G 네트워크 세션을 생성하기 위한 절차들이 수행될 수 있다.

단계 606에서, 중단되었던 단말의 5G 기능이 복구될 수 있다. 예를 들면 사용자 설정, 통신 사업자의 별도 애플리케이션을 통한 신호, 혹은 단말이 5G 기능이 중단되는 과정에서 수신한 별도의 지연 시간이 경과되는 등에 의해 5G 기능이 복구될 수 있다.

단계 607에서, 단말이 변경된 기능을 네트워크로 보고하기 위한 메시지 (예를 들면 TAU Request 메시지)를 MME로 전송할 수 있다. 상기 메시지에는 변경된 단말의 기능 정보가 포함될 수 있다.

단계 608에서, MME는 단말이 보낸 TAU Request 메시지로부터 단말의 갱신된 기능 정보를 확인하고 단말의 기능 정보를 HSS+UDM으로 전송할 수 있다. HSS+UDM은 MME가 전송한 단말 기능 정보를 저장하고 MME로 응답 메시지를 전송할 수 있다.

단계 609에서, MME는 단말로 TAU Accept 메시지를 전송하여 단말이 송신한 단말 기능 정보가 네트워크에서 성공적으로 수신되었음을 통지할 수 있다.

단계 610에서, 단말은 MME가 응답을 요청한 경우 TAU Complete 메시지를 MME로 전송하여 MME가 전달한 TAU Accept 메시지가 성공적으로 수신되었음을 보고할 수 있다.

단계 611 내지 단계 613은, HSS+UDM이 단계 608에서 갱신된 단말 기능 정보를 수신한 후에 단말의 가입 정보에 따른 가입자 정책 등을 적용하여 단말의 세션 변경을 요구하는 경우에 발생 가능한 신호 절차를 나타낸다.

단계 611에서, HSS+UDM은 단말의 기능 변경을 반영하여 단말에 새로 적용할 가입 정보를 포함하는 Insert Subscriber Data 메시지를 MME로 전송할 수 있다.

단계 612에서, MME가 단계 611에서 HSS+UDM이 전송한 메시지가 성공적으로 수신되었음을 확인하는 응답 메시지를 HSS+UDM으로 전송할 수 있다.

단계 613에서, MME는 HSS+UDM이 전달한 새로운 가입 정보를 적용하여 단말의 세션을 변경하기 위한 메시지 (예를 들어 Modify Bearer Command 메시지)를 PGW-C+SMF로 전송할 수 있다. 상기 메시지는, 단말의 5G 기능이 회복되었음을 지시하는 정보 (예를 들어 '5G enabled')가 포함될 수 있다. 이상의 단계 611에서부터 단계 613까지의 과정은, 단말의 기능 갱신이 발생하였을 때 HSS+UDM에 의해 단말의 세션 변경이 시작되는 경우에 수행되는 절차로서, 다른 네트워크 기능에 의해 단말의 세션 변경이 시작되는 경우에는 생략될 수 있다.

단계 614는, PCRF+PCF에 의해 세션의 변경이 시작되는 경우에 수행될 수 있다. 단계 608에서 갱신된 단말의 기능 정보가 MME에 의해 HSS+UDM으로 전달되면 HSS+UDM은 갱신된 단말의 기능 정보를 저장소(unified data repository; UDR)에 저장할 수 있다. PCRF+PCF는 저장소에 저장된 단말의 기능 정보로부터 5G 네트워크로의 이동에 대비하여 단말의 세션을 변경할 필요가 있음을 판단할 수 있다. PCRF+PCF는 상기 단말의 각 세션에 대해 5G 네트워크로의 이동 시 연속성이 제공되어야 하는 세션 혹은 Bearer 들을 선별하고 이러한 세션 및 Bearer들에 대해 단말과 네트워크간에 5G 파라미터 정보가 갱신될 수 있도록 새로운 QoS 정책 정보를 설정하여 PGW-C+SMF로 전달할 수 있다. 이 때, 전달되는 파라미터는 새로운 QoS 정책 정보가 사용되는 대신 해당하는 각 세션 및 Bearer 별로 단순히 5G 파라미터 업데이트를 지시하는 지시자 형태가 사용될 수도 있다.

단계 615에서, PGW-C+SMF는 단계 613 혹은 단계 614로부터 수신한 제어 메시지로부터 단말과의 5G 파라미터 업데이트가 필요함을 판단하고 단말과 PDN Connectivity Modification 과정을 시작하기 위해 PDN Connectivity Modification Command 메시지를 MME 및 E-UTRAN을 통해 단말로 전송할 수 있다. 상기 메시지에는, 5G 파라미터 업데이트가 요구되는 Bearer의 ID 및 이와 대응되는 5G QoS 파라미터들과 단말에게 5G 파라미터 업데이트가 필요함을 지시하는 정보 (예를 들어 '5G parameter update required') 중 적어도 하나가 포함될 수 있다.

단계 616에서, 단말은 수신한 메시지로부터 각 Bearer ID 들과 이에 대응되는 5G Qos 파라미터들이 포함되어 있음을 확인하고 이로부터 각 Bearer ID에 대해 5G 세션 정보의 갱신이 필요한 것을 판단할 수 있다. 단말은 각 Bearer ID에 대해 단말 내 저장 중인 세션 정보에 수신한 5G QoS 파라미터들을 추가로 저장할 수 있다. 단말은 이 중에서 각 세션의 Default Bearer에 대해서는 5G 네트워크로의 이동을 대비하여 PDU Session ID를 하나 할당하고 Default Bearer ID와 PDU Session ID의 매핑 정보를 저장할 수 있다. 일 실시예에 따라, '5G parameter update required' 지시자가 사용되는 경우는 단말은 지시자를 참고하여 5G 파라미터 갱신 및 PDU Session ID 할당이 필요함을 판단할 수 있고, 상기 지시자가 사용되지 않은 경우에는 이전에 5G QoS 파라미터가 할당 되지 않은 Default Bearer에 대해 5G QoS 파라미터들이 수신된 것을 기반으로 PDU Session ID 할당이 필요함을 판단할 수도 있다. 단말은, 상기 수신한 각 Bearer ID에 대해 수신한 5G QoS 파라미터들을 사용하여 저장된 각 Bearer 정보를 갱신한 후 E-UTRAN 및 MME를 통해 PGW-C+SMF로 PDN Connectivity Modification Request 메시지를 전송할 수 있다. 이를 통해 단말 내 세션 정보가 갱신되었음을 보고하고 대응되는 네트워크 내 세션 정보의 갱신을 요청할 수 있다. 상기 메시지에는 상술한 Default Bearer ID와 PDU Session ID의 매핑 정보가 포함될 수 있다.

단계 617에서, PGW-C+SMF는 단말로 PDN Connectivity Modification Response 메시지를 전송하여 네트워크에서 세션 정보가 갱신 되었음을 통지할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 상기 단계 616에서 단말이 Bearer ID 및 5G QoS 파라미터간의 매핑 정보를 저장하는 대신에 단계 617에서 PDN Connectivity Modification Response 수신한 후에 저장하는 방법도 가능하다.

도 7은 본 개시의 일 실시예에 따라 단말이 제2 네트워크로 접속하여 통신 중 제1 네트워크와 통신하기 위한 단말 기능이 회복되는 경우, MME의 개시에 의해 제2 네트워크와 단말간 세션 정보를 갱신하는 절차를 도시한 시퀀스도이다. 이는 설명의 편의를 위한 것으로, 시스템 상에서의 설정 및/또는 정의 등에 따라 하기 설명되는 단계가 반드시 모두 포함되어야 하는 것은 아니며, 일부 단계는 생략될 수도 있다.

단계 701에서, 단말은 4G 네트워크에 접속되어 있는 상황에서 기능 변경이 발생하였음을 확인할 수 있다. 예를 들어 5G 기능이 재활성화될 수 있다.

단계 702에서, 단말은 기능 변경이 발생하였음을 네트워크에 보고하기 위하여 TAU Request 메시지를 E-UTRAN을 거쳐 MME로 전달할 수 있다..또는 일 실시예에 따르면, 상기 TAU Request 메시지를 전송하는 대신에 현재의 접속 상태를 해제하고 초기 접속을 다시 진행할 수 있으며 이 경우에는 Attach Request 메시지에 단말의 기능 정보를 포함하여 전달할 수 있다. 상기 메시지는 갱신된 단말의 기능 정보를 포함할 수 있다.

단계 703에서, MME는 단말로부터 수신한 기능 정보로부터 단말의 5G 기능이 활성화된 것을 확인하고 저장된 단말의 가입 정보를 확인하여 단말이 5G 네트워크에 접속 가능한지 여부를 결정할 수 있다. MME는 향후 단말의 세션 및 5G 네트워크로의 핸드오버 요청 시에 단말의 5G 네트워크 지원 여부를 판단하기 위하여, 수신한 갱신된 단말 기능 정보를 저장할 수 있다.

단계 704에서, MME는 단말이 5G 네트워크에 접속 가능한 것으로 확인된 경우에, SGW로 제어 메시지 (예를 들어 Modify Bearer Request 메시지)를 전달할 수 있다. 상기 제어 메시지에는 단말의 5G 기능이 활성화 되었음을 나타내는 정보 (예를 들어 '5G supported')가 포함될 수 있다.

단계 705에서, SGW는 MME로부터 수신한 정보를 PGW-C+SMF로 전달할 수 있다.

단계 706에서, PGW-C+SMF는 필요에 따라 PCRF+PCF와 IP-CAN Session Modification 절차를 수행하여 해당 단말의 각 세션 혹은 Bearer에 대응되는 5G QoS 파라미터를 결정하는데 필요한 정책 정보를 PCRF+PCF로부터 수신할 수 있다.

단계 707 및 단계 708에서, PGW-C+SMF와 SGW는 각각 SGW, MME로 Bearer Modification이 성공적으로 완료되었음을 알리는 응답 메시지 (예를 들면 Modify Bearer Response 메시지를) 전송할 수 있다. 단계 707에서, PGW-C+SMF는 PCRF+PCF로부터 수신한 5G QoS에 대한 정책 정보 및 PGW=C+SMF 내부에 저장된 사업자 정책 등을 활용하여 5G 네트워크로의 이동에 대비하여 5G QoS 파라미터 갱신이 필요한 Bearer ID 및 이들에 적용될 5G 파라미터들을 결정할 수 있다. 또한 PGW-C+SMF는 각 Bearer ID에 대해 대응되는 5G QoS 파라미터들을 Modify Bearer Request 메시지 내부의 PCO (Protocol Configuration Option) 필드에 저장하여 SGW로 전송할 수 있다. 단계 708에서 SGW는 수신한 메시지를 MME로 전달할 수 있다.

단계 709 및 단계 710에서, MME는 단말의 갱신된 기능 정보를 HSS+UDM으로 전달하고 HSS+UDM으로부터 이에 대한 응답 메시지를 수신할 수 있다.

단계 711에서, MME는 단말로부터 수신한 TAU Request 메시지 또는 Attach Request 메시지에 대응되는 응답 메시지로서 TAU Accept 메시지 또는 Attach Accept 메시지를 단말로 전송하여 단말이 요청한 기능 정보의 갱신이 성공적으로 완료되었음을 알릴 수 있다. 상기 TAU Accept 메시지 및 Attach Accept 메시지는, 상기 단계 708에서 MME가 SGW로부터 수신한, 각 Bearer ID에 대응되는 5G QoS 파라미터들이 포함된 PCO 정보를 포함할 수 있다.

단계 712에서, 단말은 MME로부터 수신한 TAU Accept 메시지 또는 Attach Accept 메시지에 대응되는 TAU Complete 메시지 또는 Access Complete 메시지를 MME로 전송할 수 있다. 상기 TAU Complete 또는 Access Complete 메시지는, 단계 711에서 수신한 메시지의 PCO 필드에 포함된 5G QoS 파라미터들의 갱신이 요청되는 Bearer들 중에서 각 세션의 Default Bearer들에 대해 단말이 할당한 PDU Session ID 정보들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 단말은, 단계 712에서 5G 파라미터들이 갱신된 각 Default Bearer들에 대해 각각 하나의 PDU Session ID를 할당하고, 5G 네트워크로 이동할 때를 대비하여 {Default Bearer ID, PDU Session ID}간의 매핑 정보를 단말 내부에 저장한 후 상기 메시지에 포함하여 MME로 전달할 수 있다.

단계 713에서, MME는 단말로부터 수신한 각 Default Bearer ID에 대응되는 PDU Session ID 정보를 SGW로 전송할 수 있다.

단계 714에서 SGW는 단계 713에서 수신한 정보를 PGW-C+SMF로 전송할 수 있다. PGW-C+SMF는 수신한 PDU Session ID와 Default Bearer ID 매핑 정보를 저장하여, 향후 단말이 5G 네트워크로 이동하는 경우에 Default Bearer ID로 대표되는 4G 네트워크의 각 PDN Connection에 대응되는 5G PDU Session을 구성하는 정보로 활용할 수 있다.

단계 715 및 단계 716에서, PGW-C+SMF 및 SGW는 각각 SGW 및 MME로 단말에 대한 세션 정보가 성공적으로 갱신되었음을 보고할 수 있다.

도 8은 본 개시의 일 실시예에 따라 단말이 제2 네트워크로 접속하여 통신 중 제1 네트워크와 통신하기 위한 단말 기능이 회복되는 경우, MME의 개시에 의해 단말이 세션을 재설정 하는 절차를 도시한 시퀀스도이다. 이는 설명의 편의를 위한 것으로, 시스템 상에서의 설정 및/또는 정의 등에 따라 하기 설명되는 단계가 반드시 모두 포함되어야 하는 것은 아니며, 일부 단계는 생략될 수도 있다.

단계 801 내지 단계 810의 과정은, 도 5 및 이와 대응하는 설명에서 단계 501 내지 단계 510를 통해 기술한 절차와 유사한 절차가 적용될 수 있다.

단계 811에서, MME는 갱신된 단말 기능이 적용되어 단말의 5G 네트워크로의 이동이 허용되었으므로 네트워크와의 연결을 재설정할 것을 요청하는 지시자 정보를 TAU Accept 메시지에 포함하여 단말로 전송할 수 있다.

단계 812에서, 단말은 MME로 TAU Complete 메시지를 전송하여 MME가 전달한 TAU Accept가 성공적으로 처리되었음을 보고할 수 있다.

단계 813 내지 단계 817은, MME가 단말에게 단말의 모든 세션을 해지하도록 요청하는 절차로서, 일 실시예에 따라 단말이 스스로 세션을 해지하는 대신에 적용될 수 있으며 혹은 단말의 세션 해지가 일정 시간이 지나도 개시되지 않는 경우에 적용될 수 있다. 예를 들어 단계 813 내지 단계 815에서, MME와 단말은 단말과 E-UTRAN간의 RRC Reconfiguration 절차를 통하여 Deactive Bearer Request 메시지 및 Deactive Bearer Response 메시지를 송수신할 수 있다. 단계 816에서 Direct Transfer 메시지를 사용하여 Deactivate EPS Bearer Context Accept 메시지를 E-UTRAN을 거쳐 MME로 전송할 수 있다. 단계 817에서 E-UTRAN은 단말로부터 수신한 Deactivate EPS Bearer Context Accept 메시지를 MME로 전송할 수 있다.

단계 818 에서, 단말은 자체적으로 모든 세션을 해지하거나 혹은 단계 813 내지 단계 817의 절차에 따라 MME의 요청으로 모든 세션을 해지한 후, 세션을 재설정하기 위하여 각 세션 별로 PDN Connectivity Request 메시지를 MME로 전송할 수 있다. 이 때, 5G 기능이 활성화된 상태이므로 5G 네트워크로의 이동에 대비하여 5G QoS 파라미터의 할당을 요청하기 위하여 메시지에 단말이 할당한 PDU Session ID를 포함하여 전송할 수 있다.

이하, 단계 819 내지 단계 833에서, 단말과 네트워크 간에 PDN Connection을 설정하기 위한 절차들이 수행될 수 있다. 예를 들어, 단말은 PDN Connectivity Request 메시지를 E-UTRAN을 통해 MME로 전달하며, MME는 저장된 단말 정보로부터 PGW-C+SMF를 선택할 수 있다. MME, SGW, 및 PGW-C+SMF는 단말의 세션 설정을 수행하며 이 과정에서 IP Session Modification 절차를 수행할 수 있다. MME는 E-UTRAN으로 Bearer Setup Request 메시지를 전송할 수 있다. E-UTRAN은 단말과 각 Bearer에 대해 필요한 무선 링크 설정(setup) 과정을 수행하며, 이 과정에서 MME로부터 수신한 PDN Connectivity Accept 메시지를 단말로 전달할 수 있다. E-UTRAN은 MME로 Bearer Setup Response 메시지를 전달할 수 있다. 상기 메시지에는, E-UTRAN이 각 Bearer ID에 대해 할당한 TEID 정보를 포함할 수 있다. 단말은 PDN Connectivity Complete 메시지를 E-UTRAN을 통해 MME로 전달할 수 있다. 이후 MME는 E-UTRAN으로부터 수신한, 각 Bearer 별 TEID 정보를 SGW로 전달함으로써 단말에 대한 데이터 전송 경로 설정을 완료할 수 있으며, 상기 데이터 전송 경로 설정을 완료한 MME는 상기 단말에 대해 새로운 세션이 설정되었음을 HSS+UDM으로 보고하고 이에 대한 응답 메시지를 수신할 수 있다.

본 개시에서 상술한 실시예들 간에는 각 구성, 정보 또는 단계들이 선택적으로 결합/조합되어 적용될 수 있다.

도 9는 본 개시의 일 실시예에 따른 단말의 구조를 도시한 도면이다.

도 9를 참고하면, 단말은 송수신부 (910), 제어부 (920), 저장부 (930)을 포함할 수 있다. 본 개시에서 제어부는, 회로 또는 어플리케이션 특정 통합 회로 또는 적어도 하나의 프로세서라고 정의될 수 있다.

송수신부 (910)는 기지국 또는 다른 네트워크 엔티티와 신호를 송수신할 수 있다. 송수신부(910)는 예를 들어, 기지국으로부터 시스템 정보를 수신할 수 있으며, 동기 신호 또는 기준 신호를 수신할 수 있다. 또한 다른 네트워크 엔티티와 정보 또는 제어 메시지를 송수신할 수 있다.

제어부 (920)은 본 개시에서 제안하는 실시예에 따른 단말의 전반적인 동작을 제어할 수 있다. 예를 들어, 제어부 (920)는 상기에서 기술한 실시예에 따른 동작을 수행하도록 각 블록 간 신호 흐름을 제어할 수 있다. 구체적으로, 제어부(920)는 본 개시의 실시예에 따른 단말이 4G 및 5G 무선 통신 시스템을 통해 통신하는 환경에서, 단말의 기능변경이 발생하여 접속한 무선 통신 시스템이 변경되는 경우에도 단말의 데이터 세션이 단절되지 않고 유지될 수 있도록 본 개시에서 제안하는 동작을 제어할 수 있다.

저장부(930)는 상기 송수신부 (910)를 통해 송수신되는 정보 및 제어부 (920)을 통해 생성되는 정보 중 적어도 하나를 저장할 수 있다. 예를 들어, 저장부 (930)는 단말의 네트워크와 관련된 기능 정보 등을 저장할 수 있다.

도 10은 본 개시의 일 실시예에 따른 기지국의 구조를 도시한 도면이다.

도 10를 참고하면, 기지국은 송수신부 (1010), 제어부 (1020), 저장부 (1030)을 포함할 수 있다. 본 개시에서 제어부는, 회로 또는 어플리케이션 특정 통합 회로 또는 적어도 하나의 프로세서라고 정의될 수 있다.

송수신부 (1010)는 단말 또는 다른 네트워크 엔티티와 신호를 송수신할 수 있다. 송수신부(1010)는 예를 들어, 단말에 시스템 정보를 전송할 수 있으며, 동기 신호 또는 기준 신호를 전송할 수 있다. 또한 다른 네트워크 엔티티와 정보 또는 제어 메시지를 송수신할 수 있다.

제어부 (1020)은 본 개시에서 제안하는 실시예에 따른 기지국의 전반적인 동작을 제어할 수 있다. 예를 들어, 제어부 (1020)는 상기에서 기술한 실시예에 따른 동작을 수행하도록 각 블록 간 신호 흐름을 제어할 수 있다. 구체적으로, 제어부(1020)는 본 개시의 실시예에 따른 단말이 4G 및 5G 무선 통신 시스템을 통해 통신하는 환경에서, 단말의 기능변경이 발생하여 접속한 무선 통신 시스템이 변경되는 경우에도 단말의 데이터 세션이 단절되지 않고 유지될 수 있도록 본 개시에서 제안하는 동작을 제어할 수 있다.

저장부(1030)는 상기 송수신부 (1010)를 통해 송수신되는 정보 및 제어부 (1020)을 통해 생성되는 정보 중 적어도 하나를 저장할 수 있다. 예를 들어, 저장부 (1030)는 단말의 네트워크와 관련된 기능 정보 등을 저장할 수 있다.

도 11는 본 개시의 일 실시예에 따른 네트워크 엔티티들의 구조를 도시한 도면이다.

도 11를 참고하면, 네트워크 엔티티는 송수신부 (1110), 제어부 (1120), 저장부 (1130)을 포함할 수 있다. 본 개시에서 제어부는, 회로 또는 어플리케이션 특정 통합 회로 또는 적어도 하나의 프로세서라고 정의될 수 있다.

송수신부 (1110)는 단말, 기지국 또는 다른 네트워크 엔티티와 신호를 송수신할 수 있다. 송수신부(1110)는 예를 들어, 다른 네트워크 엔티티와 정보 또는 제어 메시지를 송수신할 수 있다.

제어부 (1120)은 본 개시에서 제안하는 실시예에 따른 단말의 전반적인 동작을 제어할 수 있다. 예를 들어, 제어부 (1120)는 상기에서 기술한 실시예에 따른 동작을 수행하도록 각 블록 간 신호 흐름을 제어할 수 있다. 구체적으로, 제어부(1120)는 본 개시의 실시예에 단말이 4G 및 5G 무선 통신 시스템을 통해 통신하는 환경에서, 단말의 기능변경이 발생하여 접속한 무선 통신 시스템이 변경되는 경우에도 단말의 데이터 세션이 단절되지 않고 유지될 수 있도록 본 개시에서 제안하는 동작을 제어할 수 있다.

저장부(1130)는 상기 송수신부 (1110)를 통해 송수신되는 정보 및 제어부 (1120)을 통해 생성되는 정보 중 적어도 하나를 저장할 수 있다. 예를 들어, 저장부 (1130)는 단말의 네트워크와 관련된 기능 정보 또는 단말의 가입 정보 등을 저장할 수 있다.

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

한편, 본 명세서와 도면에 개시된 본 개시의 실시예들은 본 개시의 기술 내용을 쉽게 설명하고 본 개시의 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것일 뿐이며, 본 개시의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 즉 본 개시의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능하다는 것은 본 개시의 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다. 또한 상기 각각의 실시 예는 필요에 따라 서로 조합되어 운용할 수 있다. 예를 들면, 본 개시의 일 실시예와 다른 일 실시예의 일부분들이 서로 조합되어 기지국과 단말이 운용될 수 있다. 또한, 본 개시의 실시예들은 다른 통신 시스템에서도 적용 가능하며, 실시예의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들 또한 실시 가능할 것이다.

Claims (1)

1. 무선 통신 시스템에서 제어 신호 처리 방법에 있어서,
   기지국으로부터 전송되는 제1 제어 신호를 수신하는 단계;
   상기 수신된 제1 제어 신호를 처리하는 단계; 및
   상기 처리에 기반하여 생성된 제2 제어 신호를 상기 기지국으로 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 제어 신호 처리 방법.

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