KR20220106623A - 이동통신 시스템에서 세션 관리 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

본 개시는 LTE와 같은 4G 통신 시스템 이후 보다 높은 데이터 전송률을 지원하기 제공될 5G 또는 pre-5G 통신 시스템에 관련된 것이다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 방법은, 이동통신 시스템의 액세스 및 이동성 관리 기능(AMF) 장치에서 세션 관리를 위한 방법으로, 단말(UE)로부터 기지국을 통해 상기 단말이 지원하는 ATSSS Capabilities 정보를 포함하는 PDU 세션 설정 요청(Session Establishment Request) 메시지를 수신하는 단계; 상기 PDU 세션 설정 요청에 포함된 데이터 네트워크 이름을 이용하여 LADN DNN인지 여부와 가입자 정보의 subscribed DNN list에 해당 DNN이 포함되어 있는지 여부를 식별하는 단계; 상기 subscribed DNN list에 해당 DNN이 포함된 경우 액세스 타입에 기반하여 MA PDU 세션 설정 수립 여부를 결정하는 단계; MA PDU 세션 설정이 가능할 시 세션 관리 기능(SMF) 장치를 선택하는 단계; 및 상기 선택된 SMF 장치로 상기 단말에 대한 MA PDU 세션 생성 요청 메시지를 송신하는 단계;를 포함할 수 있다.

Description

이동통신 시스템에서 세션 관리 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR SESSION MANAGEMENT IN MOBILE COMMUNICATION SYSTEMS}

본 개시는 무선 통신 시스템 또는 이동 통신 시스템에서 세션을 관리하는 방법을 제공하기 위한 장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로 무선 통신 시스템에서 지역 데이터 네트워크 (Local Area Data Network (LADN)) 서비스를 지원하기 위해 액세스 트래픽 스티어링 기능 (Access Traffic Steering, Switching, Splitting (ATSSS))을 제공하기 위한 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) 시스템이라 불리어지고 있다. 3GPP에서 정한 5G 통신 시스템은 New Radio (NR) 시스템이라고 불리고 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 논의되었고, NR 시스템에 적용되었다.

또한 시스템의 네트워크 개선을 위해, 5G 통신 시스템에서는 진화된 소형 셀, 개선된 소형 셀(advanced small cell), 클라우드 무선 액세스 네트워크(cloud radio access network: cloud RAN), 초고밀도 네트워크(ultra-dense network), 기기 간 통신(Device to Device communication: D2D), 무선 백홀(wireless backhaul), 이동 네트워크(moving network), 협력 통신(cooperative communication), CoMP(Coordinated Multi-Points), 및 수신 간섭제거(interference cancellation) 등의 기술 개발이 이루어지고 있다.

이 밖에도, 5G 시스템에서는 진보된 코딩 변조(Advanced Coding Modulation: ACM) 방식인 FQAM(Hybrid 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 5G 통신이 빔 포밍, MIMO, 및 어레이 안테나 등의 기법에 의해 구현되고 있는 것이다. 앞서 설명한 빅데이터 처리 기술로써 클라우드 무선 액세스 네트워크(cloud RAN)가 적용되는 것도 5G 기술과 IoT 기술 융합의 일 예라고 할 수 있을 것이다.

5G 시스템에서 LADN 서비스는 3GPP access를 통해서만 제공되었으며, Non-3GPP access를 통해서는 제공될 수 없었다. 따라서, 3GPP access와 Non-3GPP access를 동시에 사용하여 DN과 UE 간 데이터 트래픽을 분산시켜 전송 부하를 줄이는 기능인 ATSSS 기능은 LADN DNN에는 적용될 수 없다는 문제가 있다.

본 개시는 이동 통신 시스템에서 LADN 서비스 지역 내에 위치한 단말이 5G 코어 네트워크와 PDU 세션을 수립하여 데이터 트래픽을 송수신하는 과정에 있어서, ATSSS 기능을 이용하여 하나 이상의 액세스를 통해 MA (Multi-Access) PDU 세션을 이용할 수 있는 방법 및 장치를 제공한다.

본 개시의 일 실시 예에 따른 이동통신 시스템에서, UE가 LADN DNN에 대해 MA PDU 세션 수립을 요청한 경우, AMF가 UE의 위치 정보, UE의 등록 상태(RM state), 및 가입자 정보를 고려하여 LADN DNN에 대한 MA PDU 세션 수립(establishment)이 가능한지 여부를 결정한다.

또한 본 개시의 일 실시 예에 따른 이동통신 시스템에서, AMF가 LADN DNN에 대한 MA PDU 세션 수립이 가능한 것으로 결정한 경우, SMF는 UE의 위치 정보, UE가 등록된 액세스의 종류, UE의 연결 상태((Connection Management, CM) state), 및 가입자 정보를 고려하여 LADN MA PDU 세션 수립 요청을 수락할지 여부를 결정한다.

본 개시의 일 실시 예에 따른 이동통신 시스템에서, SMF가 LADN MA PDU 세션 수립 요청을 수립하는 것으로 결정한 경우, SMF는 수립하고자 하는 MA PDU 세션이 LADN DNN에 대한 것임을 PCF에게 통지하여, PCF가 ATSSS 관련된 세션 정책을 결정할 수 있도록 한다.

본 개시의 일 실시 예에 따른 이동통신 시스템에서, SMF가 LADN MA PDU 세션 수립 요청을 수립하는 것으로 결정한 경우, SMF는 UE가 등록된 액세스의 종류와 개수에 따라 ATSSS 관련된 세션 정책을 결정하고, 사용자 평면 트래픽 전송을 위한 N4 세션 및 CN 터널을 할당하여, UE가 등록된 액세스 네트워크와 UE에게 이를 통지 한다.

본 개시의 일 실시 예에 따른 이동통신 시스템에서, SMF가 LADN MA PDU 세션 수립 요청을 수락하는 것으로 결정한 경우, UE가 등록된 액세스의 개수에 따라 사용자 평면 트래픽 전송을 위한 N4 세션 및 CN 터널을 할당한다.

본 개시의 일 실시 예에 따른 이동통신 시스템에서, LADN MA PDU 세션이 수립된 이후 UE가 LADN 서비스 지역을 벗어난 경우, SMF는 UE가 연결된 모든 액세스에 대해 LADN MA PDU 세션을 해제(release) 하거나, UE가 연결된 모든 액세스에 대해 사용자 평면 자원을 비활성화(deactivation)한다.

본 개시의 일 실시 예에 따른 이동통신 시스템에서, UE가 3GPP access 및 Non-3GPP access를 통해 코어 네트워크에 등록되어 있거나, 3GPP access를 통해 코어 네트워크에 등록되어 있는 경우, UE 또는 네트워크의 판단에 따라 LADN DNN에 대한 MA PDU 세션을 재수립하거나 LADN DNN에 대한 사용자 평면을 재활성화(re-activation)하는 서비스 요청 (Service Request)을 UE 또는 네트워크가 트리거 할 수 있다. 3GPP access 및 Non-3GPP access 모두를 통해 코어 네트워크에 등록되어 있는 경우, 3GPP access 및 Non-3GPP access 모두에 대한 서비스 요청을 UE 또는 네트워크가 트리거 할 수 있다.

본 개시의 일 실시 예에 따른 이동통신 시스템에서 AMF가 LADN DNN에 대한 MA PDU 세션 수립이 가능하지 않은 것으로 결정한 경우, AMF는 해당 LADN DNN에 대하여 3GPP access를 통해 일반적인 PDU 세션 (LADN PDU 세션)을 수립할지 여부를 결정할 수 있다. AMF가 LADN PDU 세션을 수립하는데 필요한 충분한 정보를 갖고 있는 경우, AMF는 LADN PDU 세션 수립을 위한 절차를 계속하여 진행할 수 있다. AMF가 LADN PDU 세션을 수립할 수 있는 조건을 갖추지 못한 경우, AMF는 LADN 서비스가 MA PDU 세션을 통해 제공될 수 없음을 UE에게 통지 하고, UE는 해당 LADN DNN에 대하여 3GPP access를 통해 일반적인 PDU 세션 수립을 다시 요청할 수 있다.

본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 장치 및 방법에 따르면, 단말의 위치 정보, 단말의 액세스 별 등록 상태 정보, 및 가입자 정보를 기반으로 LADN DNN에 대해 MA PDU 세션을 수립하여, 종래의 LADN 서비스에서는 지원되지 않았던 Non-3GPP access를 통한 데이터 트래픽 전송을 가능하게 함으로써, 이동통신 시스템에서 서비스를 효율적으로 제공할 수 있다.

본 개시에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 개시가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 개시의 실시 예와 관련된 5G 시스템 구조를 도시하는 도면이다.
도 2는 본 개시의 실시 예와 관련된 ATSSS 기능 지원을 위한 5G 시스템 구조를 도시하는 도면이다.
도 3a 내지 도 3c는 본 개시의 실시 예와 관련된 Area Of Interest와 Registration Area의 관계를 도시하는 도면이다.
도 4는 본 개시의 실시 예와 관련된 단말(UE)의 위치를 리포트 하는 방법을 도시하는 도면이다.
도 5a 및 도 5b는 본 개시의 일 실시 예에 따른 단말(UE) 요청에 의한 LADN MA PDU Session을 수립하는 방법을 도시하는 도면이다.
도 6은 본 개시의 일 실시예에 따른 단말의 블록 구성도이다.
도 7은 본 개시의 다양한 실사예에 따른 네트워크 기능(NF) 장치의 블록 구성도이다.
도 8은 본 개시의 일 실시예에 따른 기지국 장치의 블록 구성도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 개시의 바람직한 실시 예들을 상세히 설명한다. 이때, 첨부된 도면들에서 동일한 구성 요소는 가능한 동일한 부호로 나타내고 있음에 유의해야 한다. 또한 이하에 첨부된 본 발명의 도면은 본 발명의 이해를 돕기 위해 제공되는 것으로, 본 발명의 도면에 예시된 형태 또는 배치 등에 본 발명이 제한되지 않음에 유의해야 한다. 또한 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략할 것이다. 하기의 설명에서는 본 발명의 다양한 실시 예들에 따른 동작을 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며, 그 이외 부분의 설명은 본 발명의 요지를 흩트리지 않도록 생략될 것이라는 것을 유의하여야 한다. 또한, 본 개시는, 일부 통신 규격(예: 3GPP(3rd Generation Partnership Project))에서 사용되는 용어들을 이용하여 다양한 실시 예들을 설명하지만, 이는 설명을 위한 예시일 뿐이다. 본 개시의 다양한 실시 예들은, 다른 통신 시스템에서도, 용이하게 변형되어 적용될 수 있다.

도 1은 본 개시의 실시 예와 관련된 5G 시스템 구조를 도시하는 도면이다.

도 1을 참조하면, 5G 시스템 아키텍처는 다양한 구성 요소들(즉, 네트워크 기능(network function, NF))을 포함할 수 있다. 도 1에는 그 중 일부에 해당하는, 인증 서버 기능(authentication server function, AUSF) 장치(160), 액세스 및 이동성 관리 기능((core) access and mobility management function, AMF) 장치(120), 세션 관리 기능(session management function, SMF) 장치(130), 정책 제어 기능(policy control function, PCF) 장치(140), 어플리케이션 기능(application function, AF) 장치(150), 통합된 데이터 관리(unified data management, UDM) 장치(170), 데이터 네트워크(data network, DN)(180), 사용자 평면 기능(user plane function, UPF) 장치(110), (무선) 액세스 네트워크((radio) access network, (R)AN)(30), 단말, 즉, 사용자 장치(user equipment, UE)(10)를 예시하였다. 또한 도 1에서는 네트워크 슬라이스 선택 기능(Network Slice Selection Function, NSSF) 장치(190) 과 네트워크 슬라이스 별 인증 및 권한 검증 기능(Network Slice Specific Authentication and Authorization Function, NSSAAF) 장치(195) 를 예시하고 있다.

도 1에 예시된 각각의 장치들은 하나의 서버 또는 장치로 구현할 수도 있고, 앞서 설명한 바와 같이 네트워크 슬라이스 인스턴스로 구현될 수도 있다. 네트워크 슬라이스 인스턴스로 구현되는 경우 하나의 서버 또는 장치 내에 둘 이상의 동일하거나 서로 다른 네트워크 슬라이스 인스턴스로 구현될 수도 있고, 둘 이상의 서버 또는 장치에 하나의 네트워크 슬라이스 인스턴스가 구현될 수도 있다.

상기한 각 NF들은 다음과 같은 기능을 지원할 수 있다.

AUSF(160)는 UE의 인증을 위한 데이터를 처리하고 저장할 수 있다.

AMF(120)는 UE 단위의 접속 및 이동성 관리를 위한 기능을 제공할 수 있으며, 하나의 UE 당 기본적으로 하나의 AMF에 연결될 수 있다. 구체적으로, AMF(120)는 3GPP 액세스 네트워크들 간의 이동성을 위한 CN 노드 간 시그널링, 무선 액세스 네트워크(radio access network, RAN) CP 인터페이스(즉, N2 인터페이스)의 종단(termination), NAS 시그널링의 종단(N1), NAS 시그널링 보안(NAS 암호화(ciphering) 및 무결성 보호(integrity protection)), AS 보안 제어, 등록 관리(등록 영역(registration area) 관리), 연결 관리, 아이들 모드 UE 접근성(reachability)(페이징 재전송의 제어 및 수행 포함), 이동성 관리 제어(가입 및 정책), 인트라-시스템 이동성 및 인터-시스템 이동성 지원, 네트워크 슬라이싱(network slicing)의 지원, SMF 선택, 합법적 감청(lawful intercept)(AMF 이벤트 및 LI 시스템으로의 인터페이스에 대한), UE와 SMF 간의 세션 관리(session management, SM) 메시지의 전달 제공, SM 메시지 라우팅을 위한 트랜스패런트 프록시(transparent proxy), 액세스 인증(access authentication), 로밍 권한 체크를 포함한 액세스 허가(access authorization), UE와 SMSF (Short Message Service Function) 간의 SMS 메시지의 전달 제공, 보안 앵커 기능(security anchor function, SAF) 및/또는 보안 컨텍스트 관리(security context management, SCM) 등의 기능을 지원할 수 있다. 이러한 AMF(120)의 일부 기능(들) 또는 전체의 기능들은 하나의 AMF로 동작하는 단일 AMF 인스턴스(instance) 내에서 지원될 수 있다.

DN(180)은 예를 들어, 운영자 서비스, 인터넷 접속 또는 서드파티(3rd party) 서비스 등을 의미할 수 있다. DN(180)은 UPF(110)로 하향링크 프로토콜 데이터 유닛(protocol data unit, PDU)을 전송하거나, UE(10)로부터 전송된 PDU를 UPF(110)를 통해 수신할 수 있다.

PCF(140)는 어플리케이션 서버로부터 패킷 흐름에 대한 정보를 수신하여, 이동성 관리, 세션 관리 등의 정책을 결정하는 기능을 제공할 수 있다. 구체적으로, PCF(140)는 네트워크 동작을 통제하기 위한 단일화된 정책 프레임워크 지원, 제어평면 기능(들)(예를 들어, AMF, SMF 등)이 정책 규칙을 시행할 수 있도록 정책 규칙 제공, 사용자 데이터 저장소(user data repository, UDR) 내 정책 결정을 위해 관련된 가입 정보에 액세스하기 위한 프론트 엔드(front end) 구현 등의 기능을 지원할 수 있다.

SMF(130)는 세션 관리 기능을 제공하며, UE가 다수 개의 세션을 가지는 경우 각 세션 별로 서로 다른 SMF에 의해 관리될 수 있다. 구체적으로, SMF(130)는 세션 관리(예를 들어, UPF와 AN 노드 간의 터널(tunnel) 유지를 포함하여 세션 확립, 수정 및 해지), UE IP 주소 할당 및 관리(선택적으로 인증 포함), UP 기능의 선택 및 제어, UPF에서 트래픽을 적절한 목적지로 라우팅하기 위한 트래픽 스티어링(traffic steering) 설정, 정책 제어 기능(policy control functions)를 향한 인터페이스의 종단, 정책 및 QoS(quality of service)의 제어 부분 시행, 합법적 감청(lawful intercept)(SM 이벤트 및 LI 시스템으로의 인터페이스에 대한), NAS 메시지의 SM 부분의 종단, 하향링크 데이터 통지(downlink data notification), AN 특정 SM 정보의 개시자(AMF를 경유하여 N2를 통해 AN에게 전달), 세션의 SSC 모드 결정, 로밍 기능 등의 기능을 지원할 수 있다. 앞에서 설명한 바와 같이 SMF(130)의 일부 기능(들) 또는 전체의 기능들은 하나의 SMF로 동작하는 단일 SMF 인스턴스(instance) 내에서 지원될 수 있다.

UDM(170)은 사용자의 가입 데이터, 정책 데이터 등을 저장할 수 있다. UDM(170)은 2개의 부분, 즉 어플리케이션 프론트 엔드(front end, FE)(미도시) 및 사용자 데이터 저장소(user data repository, UDR)(미도시)를 포함할 수 있다.

FE는 위치 관리, 가입 관리, 자격 증명(credential)의 처리 등을 담당하는 UDM FE와 정책 제어를 담당하는 PCF-FE를 포함할 수 있다. UDR(170)은 UDM-FE에 의해 제공되는 기능들을 위해 요구되는 데이터와 PCF에 의해 요구되는 정책 프로필을 저장할 수 있다. UDR 내 저장되는 데이터는 가입 식별자, 보안 자격 증명(security credential), 액세스 및 이동성 관련 가입 데이터 및 세션 관련 가입 데이터를 포함하는 사용자 가입 데이터와 정책 데이터를 포함할 수 있다. UDM-FE는 UDR에 저장된 가입 정보에 액세스하고, 인증 자격 증명 처리(authentication credential processing), 사용자 식별자 핸들링(user identification handling), 액세스 인증, 등록/이동성 관리, 가입 관리, SMS 관리 등의 기능을 지원할 수 있다.

UPF(110)는 DN(180)으로부터 수신한 하향링크 PDU를 (R)AN(20)을 경유하여 UE(10)에게 전달하며, (R)AN(20)을 경유하여 UE(10)로부터 수신한 상향링크 PDU를 DN(180)으로 전달할 수 있다. 구체적으로, UPF(110)는 인트라(intra)/인터(inter) RAT 이동성을 위한 앵커 포인트, 데이터 네트워크(Data Network)로의 상호연결(interconnect)의 외부 PDU 세션 포인트, 패킷 라우팅 및 포워딩, 패킷 검사(inspection) 및 정책 규칙 시행의 사용자 평면 부분, 합법적 감청(lawful intercept), 트래픽 사용량 보고, 데이터 네트워크로의 트래픽 플로우의 라우팅을 지원하기 위한 상향링크 분류자(classifier), 멀티-홈(multi-homed) PDU 세션을 지원하기 위한 브랜치 포인트(branching point), 사용자 평면을 위한 QoS 핸들링(handling)(예를 들어 패킷 필터링, 게이팅(gating), 상향링크/하향링크 레이트 시행), 상향링크 트래픽 검증 (서비스 데이터 플로우(service data flow, SDF)와 QoS 플로우 간 SDF 매핑), 상향링크 및 하향링크 내 전달 레벨(transport level) 패킷 마킹, 하향링크 패킷 버퍼링 및 하향링크 데이터 통지 트리거링 기능 등을 지원할 수 있다. 이러한 UPF(110)의 일부 기능(들) 또는 전체의 기능들은 하나의 UPF로 동작하는 단일 UFP 인스턴스(instance) 내에서 지원될 수 있다.

AF(150)는 서비스 제공(예를 들어, 트래픽 라우팅 상에서 어플리케이션 영향, 네트워크 능력 노출(network capability exposure)에 대한 접근, 정책 제어를 위한 정책 프레임워크와의 상호동작 등의 기능을 지원)을 위해 3GPP 코어 네트워크와 상호 동작할 수 있다.

(R)AN(20)은 4G 무선 액세스 기술의 진화된 버전인 진화된 E-UTRA(evolved E-UTRA)와 새로운 무선 액세스 기술(new radio, NR)(예를 들어, gNB)을 모두 지원하는 새로운 무선 액세스 네트워크를 총칭할 수 있다.

gNB은 무선 자원 관리를 위한 기능들(즉, 무선 베어러 제어(radio bearer control), 무선 허락 제어(radio admission control), 연결 이동성 제어(connection mobility control), 상향링크/하향링크에서 UE에게 자원의 동적 할당(dynamic allocation of resources)(즉, 스케줄링)), IP(internet protocol) 헤더 압축, 사용자 데이터 스트림의 암호화(encryption) 및 무결성 보호(integrity protection), UE(10)에게 제공된 정보로부터 AMF(120)로의 라우팅이 결정되지 않는 경우, UE(10)의 어태치(attachment) 시 AMF(120)의 선택, UPF(110)(들)로의 사용자 평면 데이터 라우팅, AMF(120)로의 제어 평면 정보 라우팅, 연결 셋업 및 해지, 페이징 메시지의 스케줄링 및 전송(AMF로부터 발생된), 시스템 브로드캐스트 정보의 스케줄링 및 전송(AMF 또는 운영 및 유지(operating and maintenance, O&M)로부터 발생된), 이동성 및 스케줄링을 위한 측정 및 측정 보고 설정, 상향링크에서 전달 레벨 패킷 마킹(transport level packet marking), 세션 관리, 네트워크 슬라이싱(network slicing)의 지원, QoS 흐름 관리 및 데이터 무선 베어러로의 매핑, 비활동 모드(inactive mode)인 UE의 지원, NAS 메시지의 분배 기능, NAS 노드 선택 기능, 무선 액세스 네트워크 공유, 이중 연결성(dual connectivity), NR과 E-UTRA 간의 밀접한 상호동작(tight interworking) 등의 기능을 지원할 수 있다.

UE(10)는 사용자 기기를 의미할 수 있다. 사용자 장치는 단말(terminal), ME(mobile equipment), MS(mobile station) 등의 용어로 언급될 수 있다. 또한, 사용자 장치는 노트북, 휴대폰, PDA(personal digital assistant), 스마트폰, 멀티미디어 기기 등과 같이 휴대 가능한 기기일 수 있고, 또는 개인용 컴퓨터(personal computer, PC), 차량 탑재 장치와 같이 휴대 불가능한 기기일 수도 있다. 이하에서는 사용자 장치(UE) 또는 단말로 지칭하여 설명할 것이다.

도 1에서는 설명의 명확성을 위해, 네트워크 노출 기능(network exposure function, NEF) 장치 및 NF 저장소 기능(NF repository function, NRF) 장치가 도시되지 않았으나, 후술할 도 5에 도시된 모든 NF들은 필요에 따라 NEF 및 NRF와 상호 동작을 수행할 수 있다.

NRF에 대하여 살펴보기로 한다. NRF(도 1에 미도시)는 서비스 디스커버리 기능을 지원할 수 있다. 제1NF 인스턴스로부터 제2NF 디스커버리 요청 수신하는 경우, 제2NF 발견 동작을 수행한 후 발견된 제2NF 인스턴스의 정보를 제1NF 인스턴스에게 제공할 수 있다. 또한, 이용 가능한 NF 인스턴스들과 그들이 지원하는 서비스를 유지할 수 있다.

한편, 도 1에서는 설명의 편의상 UE가 하나의 PDU 세션을 이용하여 하나의 DN에 엑세스하는 경우에 대한 참조 모델을 예시하나, 본 개시는 이에 한정되지 않는다.

UE(10)는 다중의 PDU 세션을 이용하여 2개의(즉, 지역적(local) 그리고 중심되는(central)) 데이터 네트워크에 동시에 액세스할 수 있다. 이때, 서로 다른 PDU 세션을 위해 2개의 SMF들이 선택될 수 있다. 다만, 각 SMF는 PDU 세션 내 지역적인 UPF 및 중심되는 UPF를 모두 제어할 수 있는 능력을 가질 수 있다.

또한, UE(10)는 단일의 PDU 세션 내에서 제공되는 2개의(즉, 지역적인 그리고 중심되는) 데이터 네트워크에 동시에 액세스할 수도 있다.

3GPP 시스템에서는 5G 시스템 내 NF들 간을 연결하는 개념적인 링크를 참조 포인트(reference point)라고 정의한다. 다음은 도 1에서 표현된 5G 시스템 아키텍처에 포함되는 참조 포인트를 예시한다.

- N1: UE와 AMF 간의 참조 포인트

- N2: (R)AN과 AMF 간의 참조 포인트

- N3: (R)AN과 UPF 간의 참조 포인트

- N4: SMF와 UPF 간의 참조 포인트

- N5: PCF와 AF 간의 참조 포인트

- N6: UPF와 데이터 네트워크 간의 참조 포인트

- N7: SMF와 PCF 간의 참조 포인트

- N8: UDM과 AMF 간의 참조 포인트

- N9: 2개의 코어 UPF들 간의 참조 포인트

- N10: UDM과 SMF 간의 참조 포인트

- N11: AMF와 SMF 간의 참조 포인트

- N12: AMF와 AUSF 간의 참조 포인트

- N13: UDM과 인증 서버 기능(authentication server function, AUSF) 간의 참조 포인트

- N14: 2개의 AMF들 간의 참조 포인트

- N15: 비-로밍 시나리오의 경우, PCF와 AMF 간의 참조 포인트, 로밍 시나리오의 경우 방문 네트워크(visited network) 내 PCF와 AMF 간의 참조 포인트

이하의 설명에서 단말은 UE(10)를 의미할 수 있으며, UE 또는 단말의 용어가 혼용되어 사용될 수 있다. 이런 경우 특별히 단말을 부가적으로 정의하지 않는 한 UE(10)로 이해되어야 한다.

단말은 5G 시스템을 통해 데이터 네트워크(예를 들면, 인터넷 서비스를 제공하는 네트워크)에 접속하여 세션을 수립하게 되는데, DNN(Data Network Name) 이라는 식별자를 이용하여 각각의 데이터 네트워크를 구별할 수 있다. DNN은 단말이 네트워크 시스템과 세션을 연결함에 있어서 사용자 평면(user plane)과 관련된 NF, NF간 인터페이스, 사업자 정책 등을 결정하는데 사용될 수 있다. 상기 DNN은 예를 들어 PDU 세션에 대해 SMF와 UPF(들)을 선택하는데 이용될 수 있으며, PDU 세션에 대해 데이터 네트워크와 UPF 간의 인터페이스(예컨대, N6 인터페이스)(들)을 선택하는데 이용될 수 있다. 또한 상기 DNN은 PDU 세션에 적용하기 위한 이동 통신 사업자의 정책(police)을 결정하는데 이용될 수 있다.

5G 시스템에서 LADN 서비스를 지원하는 별도의 DNN이 정의 될 수 있으며, 단말, RAN, 그리고/또는 코어 네트워크는 어느 한 DNN에 대하여 LADN 서비스를 위한 DNN (이하 LADN DNN)인지 여부에 대해서 판단할 수 있다.

한편, 현재까지 5G 시스템의 표준 규약에 따르면, LADN 서비스는 단말이 NG-RAN을 통해 3GPP access로 코어 네트워크에 접근했을 경우에만 가능하다. 이는, 5G 코어 네트워크가 단말이 LADN 서비스 지역 내부에 존재하고 있는지 여부를 판단함에 있어서, NG-RAN이 단말의 위치를 정확히 추적할 수 있기 때문에 가능한 것으로, Non-3GPP access (예를 들어, Wifi)로 코어 네트워크에 접근한 경우에는 LADN DNN에 연결될 수 없다. 5G 시스템에서 등록된 단말의 위치를 추적하는 단위는 Tracking Area (TA)이며, AMF(120)는 단말 등록 절차에서 자신이 액세스 및 이동성 관리할 수 있는 영역인 Registration Area (RA)를 단말에 부여하고, RA는 하나 이상의 TA를 가질 수 있다. 이 때 각각의 TA는 TAI (Tracking Area Identity)로 식별할 수 있으며, 3GPP access는 RA를 구성하는 TA마다 고유의 TAI를 부여하여 식별하지만 Non-3GPP access는 단 하나의 TAI만을 부여하기 때문에, Non-3GPP access network를 통해 접속한 단말에 대해서는 단말 위치를 TA 단위로 추적하는 방법이 지원되지 않는다.

ATSSS 기능은 단말과 5G 코어 네트워크 간에 상술한 3GPP access 그리고/또는 Non-3GPP access를 모두 활용하여, 데이터 트래픽을 하나 이상의 액세스를 통해 전달하는 기능이다. 대표적인 예로, 5G 코어 네트워크가 단말과 데이터 네트워크(DN)(160) 사이의 사용자 평면 자원(user-plane resource)이 충분하지 않거나 네트워크의 자원 관리 용량에 부하가 발생했다고 판단한 경우, 데이터 트래픽을 5G 액세스 또는 Wi-Fi 중 하나의 액세스를 통해서만 전송하는 것이 아닌, 5G 액세스와 Wi-Fi 액세스를 모두 활성화 하여 데이터를 분산하여 전송하는 경우에 해당한다.

본 개시는 UE(10)가 3GPP access로 코어 네트워크에 등록되어 있거나 3GPP access 및 Non-3GPP access를 통해 코어 네트워크에 등록되어 있어서 AMF(120)가 UE(10)가 LADN 서비스 지역 내에 존재하는지 여부를 판단할 수 있는 경우, UE(10)와 LADN 사이에 주고 받는 데이터 트래픽을 3GPP access 뿐만 아니라 Non-3GPP access를 통해서도 전송할 수 있도록 하는 방법들을 제안한다. 본 개시에서 제안하는 방법들의 예로 아래 (a) 내지 (g)의 7가지 방법들을 제안한다. 하지만, 아래의 각 방법들이 함께 운영 가능한 경우 둘 이상의 방법이 함께 사용될 수 있다. 또한 특정한 하나의 방법의 기법 중 일부를 다른 하나의 방법에서 차용할 수 있는 경우 이러한 대체도 가능하다. 따라서 아래의 7가지 방법에 국한되지 않으며, 아래의 방법들을 이용한 다양한 방법들이 사용될 수 있다.

(a) UE(10)의 LADN DNN에 대한 MA PDU 세션 수립 요청에 대해, 해당 LADN DNN에 대해 MA PDU 세션 수립을 허용할지 또는 일반 PDU 세션 수립을 허용할지 여부를 AMF(120)가 판단하는 방법

(b) UE(10)가 사업자와 계약된 가입 정보에 따라, 접속하고자 하는 LADN DNN에 대하여 MA PDU 세션 수립이 가능한지 여부를 판단하여 MA PDU 세션 수립 또는 일반 PDU 세션 수립을 네트워크에 요청하는 방법

(c) UE(10)의 LADN DNN에 대한 MA PDU 세션 수립 요청에 대해, 일반 PDU 세션 수립으로 변환하여 세션을 수립할지 또는 UE(10)에게 거절 통지하고 UE(10)의 결정에 따라 일반 PDU 세션 수립 요청을 개시할지 여부를 AMF(120)가 판단하는 방법

(d) UE(10)가 LADN DNN에 대한 일반 PDU 세션 수립을 요청하면서 네트워크의 판단에 따라 MA PDU 세션 수립으로 변환하여 세션을 수립할 수 있음을 통지한 경우, 네트워크 (예를 들어 AMF(120) 또는 SMF(130))가 해당 LADN DNN에 대하여 MA PDU 세션을 수립할지 또는 일반 PDU 세션을 수립할지 여부를 결정하는 방법

(e) LADN DNN에 대한 MA PDU 세션 수립을 함에 있어서, 네트워크가 ATSSS 관련 세션 관리 정책을 결정하는 방법

(f) LADN DNN에 대한 MA PDU 세션이 수립된 이후에, UE(10)가 LADN 서비스 지역을 벗어난 경우 MA PDU 세션을 해제 또는 사용자 평면 자원을 비활성화 시키는 방법

(g) UE(10)가 3GPP access network 그리고/또는 Non-3GPP access network를 통해 코어 네트워크에 등록되어 있으나, UE(10)가 LADN 서비스 지역 내에 있는 지 여부를 판단할 수 없는 경우, 세션 관리 방법

상기 (a) 내지 (g)의 방법들의 구체적인 설명은 후술하도록 한다.

도 2는 3GPP 5G 시스템에서 ATSSS (Access Traffic Steering, Switching, Splitting) 지원 구조 예시를 나타낸 도면이다.

도 2를 참조하면, UE(10)는 이동통신 네트워크 예컨대 3GPP 액세스(Access)(210) 및 이동통신 네트워크가 아닌 네트워크 예컨대, 비-3GPP 액세스(Non-3GPP Access)(220)에 접속할 수 있다. ATSSS 기능은 steering functionality(스티어링 기능) 및 steering mode(스티어링 모드)로 구성된다. Steering functionality는 송신 장치의 UPF와 수신 장치의 UPF간의 전송 프로토콜(transport protocol)을 결정한다. Steering functionality는 트래픽의 steering, switching, splitting을 어느 전송 계층에서 결정하는가에 따라 결정되며, IP layer보다 상위의 계층에 위치한 MPTCP (Multi Path TCP)(IETF RFC 8684) protocol을 이용할 경우 ‘MPTCP functionality’에 해당하며, IP layer보다 하위의 계층에서 결정되는 경우 ‘ATSSS-LL (ATSSS-Lower Layer) functionality’에 해당한다. MPTCP functionality를 지원하는 UE 및 네트워크는 UPF 내에 별도로 구성된 MPTCP Proxy와 통신할 수 있다. MPTCP functionality는 오직 MPTCP 프로토콜을 지원하는 TCP 트래픽만을 제어할 수 있다. ATSSS-LL functionality를 지원하는 경우, UPF에 별도의 Proxy 구성요소가 포함되지 않으며, 모든 종류의 TCP 트래픽을 제어할 수 있다. Steering mode는 데이터 트래픽을 steering, switching, splitting 하는 방법에 대해 정의 한다.

또한 본 개시에 따른 UPF(110), SMF(130)와 PCF(140)는 이러한 UE(10)의 접속을 위한 별도의 제어 동작을 수행할 수 있다. 이러한 제어 동작에 대해서는 후술되는 도면을 참조하여 더 살펴보기로 한다.

본 개시에 따른 UPF(110)는 도면에 예시한 바와 같이 내부에 3GPP 액세스 포인트(210)로부터의 접속을 허용하기 위한 MPTCP 프록시 기능(proxy functionality)(112)를 포함할 수 있으며, 또한 Non-3GPP 액세스 포인트(220)로부터의 접속을 허용하기 위해 PMF( Performance Measurement Function)(111)를 포함할 수 있다. PMF는 UE와 UPF 사이의 네트워크 환경을 측정하는 기능으로써, 업링크와 다운링크에 필요한 round trip time(RTT), 3GPP access와 Non-3GPP access가 현재 활성화 되어있는지 여부 등을 측정할 수 있다. PMF가 제공하는 정보를 기반으로 코어 네트워크가 지원 가능한 steering functionality와 steering mode를 결정할 수 있으며, 이는 N3 및 N4 연결을 위한 파라미터 결정에 전반적인 영향을 미친다.

도 2에서 설명한 ATSSS 기능을 활용하면 도 1에서와 같이 PDU (Protocol Data Unit 혹은 Packet Data Unit) Session Anchor UPF(User Plane Function)(110)와 UE(User Equipment)(10) 간의 다중 경로를 통한 트래픽 전송이 가능하다. 한편, ATSSS를 사용하기 위해선 UE(10), AMF(120), SMF(130), UPF(110)가 ATSSS를 지원해야 한다.

도 5a 및 도 5b는 ATSSS 기능을 지원하는 UE가 LADN DNN에 대하여 MA PDU 세션의 수립을 요청한 경우에 네트워크의 세션 관리 절차의 일 예를 도시한 도면이다.

먼저 도 5a 및 도 5b는 연속된 신호 흐름도가 될 수 있으며, 편의를 위해 2개의 도면으로 구분한 것이다. 따라서 도 5a의 흐름 이후에 연속하여 및/또는 도 5b의 흐름이 수행될 수 있다.

도 5a를 참조하면, 101단계에서, UE(10)는 AMF(120)에게 PDU Session Establishment Request 메시지를 송신할 수 있다. UE(10)와 LADN 사이에 주고 받는 데이터 트래픽을 3GPP access(210) 뿐만 아니라 Non-3GPP access(220)를 통해서도 전송할 수 있도록 하는 방법들 중 하나로 상술한 (a)에 의하면 ATSSS 기능을 지원하는 UE(10)가 일반 PDU 세션이 아닌 MA PDU 세션을 요청하고자 할 때는, UE(10)가 지원하는 ATSSS Capabilities 정보를 상기 PDU Session Establishment Request 메시지에 포함시킬 수 있다. UE(10)는 PDU Session Establishment Request 메시지를 AMF(120)으로 전달하는 NAS Transport 메시지에 “MA PDU request” 지시자(indication)를 포함시켜 ATSSS Capabilities 정보가 포함됨을 지시할 수 있다.

102단계에서, AMF(120)는 UE(10)가 요청한 MA PDU 세션 수립을 요청한 DNN이 LADN DNN인지 여부와 가입자 정보의 subscribed DNN list에 해당 DNN이 포함되어 있는지 여부를 식별(확인)할 수 있다. 요청한 DNN이 LADN DNN이고, subscribed DNN list에 포함되어 있는 것으로 확인되면, AMF(120)는 UE(10)가 현재 사용한 (즉, PDU Session Establishment Request 메시지를 전송하는데 사용한) 액세스 타입 (3GPP access 또는 Non-3GPP access), UE(10)가 등록되어 있는 액세스 타입 (3GPP access 그리고/또는 Non-3GPP access), 가입자 정보, 네트워크 상태 등을 고려하여 해당 LADN DNN에 대하여 MA PDU 세션(이하 LADN MA PDU 세션)을 수립할지 여부를 결정할 수 있다. MA PDU 세션 의 수립 여부를 결정하는 방법의 예는 다음과 같다.

(1) AMF(120)는 UE(10)가 3GPP access에만 등록 되어 있거나, 3GPP access(210) 및 Non-3GPP access(220) 모두에 등록된 상태인 경우에만 LADN MA PDU 세션의 수립을 허용하도록 할 수 있다. 이 경우는 AMF(120)는 UE(10)가 LADN 서비스 지역 내에 존재하는지 여부를 정확히 판단할 수 있는 경우에 한해서 MA PDU 세션의 수립을 허용한 것에 해당할 수 있다.

(2) AMF(120)는 UE(10)가 등록된 액세스 타입에 관계 없이 LADN DNN에 대해서는 3GPP access를 통한 일반 PDU 세션 수립만 허용하도록 할 수 있다. 이 경우는 AMF(120)는 UE(10)가 LADN 서비스 지역 내에 존재하는지 여부를 정확히 판단할 수 있더라도 MA PDU 세션이 아닌 단일 액세스 PDU 세션 수립만 허용한 것에 해당할 수 있다.

103단계에서, AMF(120)는 102단계에서 내린 (1) 또는 (2)의 결정과 UE(10)가 등록된 액세스 타입에 따라 LADN MA PDU 세션의 수립 절차를 계속 진행하거나(103b), 절차를 중단하고 UE에 거절 통지를 할 수 있다(103a). 102단계에서 (2)의 결정을 내린 경우에 AMF(120)는 반드시 103a 단계를 수행하여야 한다. 103a 단계에서 AMF(120)는 LADN MA PDU 세션 수립 요청을 거절을 위한 메시지를 생성하고, 생성된 메시지 내에 거절의 이유에 ‘MA PDU 세션은 LADN DNN에 허용되지 않음’을 포함할 수 있다. 이러한 거절의 이유를 수신한 UE(10)는 해당 LADN DNN에 대하여 일반 PDU 세션을 다시 요청할 수 있다. 102단계에서 (1)의 결정을 내린 경우에는, AMF(120)는 103b의 단계에서 LADN과 MA PDU 세션을 관리할 수 있는 SMF를 선택할 수 있다.

이하에서는 3GPP access에만 등록 되어 있거나, 3GPP access(210) 및 Non-3GPP access(220) 모두에 등록되어 MA PDU 세션을 설정하는 동작에 대하여 살펴보기로 한다.

104단계에서, AMF(120)는 UE(10)가 LADN 서비스 지역 내에 존재하는지 여부를 식별할 수 있다. AMF(120)는 UE(10)가 LADN 서비스 지역 내에 존재하는 경우 ‘UE presence in LADN service area’ 파라미터의 값을 “IN”, 서비스 지역 내에 존재하지 않는 경우 “OUT”으로 설정할 수 있다. AMF(120)는 105단계의 Nsmf_PDUSession_CreateSMContext Request 메시지에 포함시키고, SMF(130)로 생성된 Nsmf_PDUSession_CreateSMContext Request 메시지를 송신할 수 있다. AMF(120)가 상술한 102단계에서 (1)의 결정을 내린 경우에, AMF(120)는 이 메시지에 “LADN MA PDU Allowed” 지시자를 포함시킬 수 있다.

106단계에서 SMF(130)는 UDM(170)으로부터 가입자 정보(subscription data)를 획득하고, 코어 네트워크가 지원 가능한 ATSSS 기능을 식별할 수 있다. SMF(130)는 105단계에서 전달받은 정보와 UDM(170)으로부터 취득한 정보를 기반으로 LADN MA PDU 세션 수립 요청의 수락을 결정할 수 있다. SMF(130)가 105단계에서 “LADN MA PDU Allowed” 지시자를 전달받은 경우, SMF(130)는 UE(10)가 요청한 DNN이 LADN DNN이기 때문에 MA PDU 세션을 거절해서는 안된다. 다만, 사업자가 정한 더 우선한 정책이 있다면 그 정책을 따를 수 있다.

SMF(130)는 UE presence in LADN service area 값이 “OUT”인 경우, 107단계에서 “out of LADN service area”를 이유로 LADN MA PDU 세션 수립 요청을 거절할 수 있다. UE presence in LADN service area 값이 “IN”이고, “LADN MA PDU Allowed” 지시자를 수신하고, 또한 UE(10)가 3GPP access에 등록된 상태이면, SMF(130)는 LADN MA PDU 세션 수립의 수락을 결정하고 107단계 및 그 이후의 단계를 계속 진행할 수 있다. 반면에, UE(10)가 3GPP access에 등록되지 않은 상태이면, SMF(130)는 LADN MA PDU 세션 수립의 거절을 결정하고 107단계에서 “out of LADN service area”를 이유로 LADN MA PDU 세션 수립 요청을 거절할 수 있다.

108단계에서 UE(10)와 DN(180) 간에 부가적인 2차 인증/승인(Optional Secondary authentication/authorization) 절차를 수행할 수 있다.

동적 PCC 규칙(Dynamic PCC(Policy and Charging control))이 적용되는 경우, SMF(130)는 109a단계에서 적절한 PCF를 선택할 수 있다.

다음으로 도 5b를 참조하면, 109b단계에서 SMF(130)는 109a단계에서 선택한 PCF(140)와 세션 관리 정책 연관 설립(SM Policy Association Establishment) 절차를 수행할 수 있다. SM Policy Association Establishment 절차는 SMF(130)가 PCF(140)로 Npcf_SMPolicyControl_Create 메시지를 송신하는 하는 것으로 개시되는데, 상기 105단계에서 SMF가 “LADN MA PDU Allowed” 지시자를 수신한 경우, 이 메시지에 포함시킬 수 있다. PCF(140)는 해당 LADN DNN과 UE(10) 사이에 up-link 및 down-link resource가 3GPP access(210) 그리고/또는 Non-3GPP access(220)를 사용할 수 있음을 고려하여 PCC 규칙(rule)을 결정할 수 있다.

109b단계는 실제로 SMF(130)와 PCF(140) 간에 수행되는 SM Policy Assoication Establishment의 절차에 해당할 수 있으며, 아래에 SMF(130)와 PCF(140) 간 양방향 화살표와 같이 상호간 메시지를 주고 받는 동작을 포함할 수 있다. 본 개시에서는 이러한 모든 동작에 대한 설명을 간략히 하기 위해 본 개시에 따라 필요한 메시지 및 메시지에 포함된 파라미터들의 일부를 109b단계에 예시하였음에 유의해야 한다.

110단계에서 SMF(130)는 UPF(110)으로 전달할 N4 rule과 UE(10)로 전달할 ATSSS rule을 결정할 수 있다. 상기 105단계에서 SMF(130)가 “LADN MA PDU Allowed” 지시자를 수신한 경우, SMF(130)는 해당 LADN DNN과 UE(10) 사이에 up-link 및 down-link resource가 3GPP access(210) 그리고/또는 Non-3GPP access(220)를 사용할 수 있음을 고려하여 ATSSS rule과 N4 rule을 결정할 수 있다.

111단계에서 SMF(130)는 LADN MA PDU 세션을 관리할 수 있는 UPF(110)를 선택할 수 있다. 이러한 UPF(110)는 도 2에서 설명한 바와 같이 3GPP access(210) 그리고/또는 Non-3GPP access(220)와 연결될 수 있는 UPF가 될 수 있다.

112단계에서, UE presence in LADN service area, LADN MA PDU Allowed indication, 그리고/또는 UE(10)가 등록된 액세스 타입 및 개수 등에 변동이 생긴 경우, SMF(130)는 SM Policy Association Modification 절차를 통해 SM Policy Association을 수정할 수 있다. 112단계의 아래 양방향 화살표는 앞서 109b단계에서 설명한 바와 같이 SMF(130)와 PCF(140) 간 메시지를 주고 받는 동작을 포함할 수 있고, 이때, 본 개시에 따라 필요한 메시지 및 메시지에 포함된 파라미터들의 일부를 112단계에 예시하였음에 유의해야 한다.

113단계에서, SMF(130)와 UPF(110) 사이에 N4 세션을 수립할 수 있다. 상기 105단계에서 SMF(130)가 “LADN MA PDU Allowed” 지시자를 수신한 경우, SMF(130)와 UPF(110)는 2개의 CN Core Network Tunnel (N3 interface의 코어 네트워크 쪽 IP address/port 기타 터널 주소 등)을 할당하여야 한다.

114단계에서, SMF(130)는 Namf_Communication_N1N2Message Transfer 메시지를 AMF(120)로 송신할 수 있다. Namf_Communication_N1N2Message Transfer 메시지에는 “LADN MA PDU session Accepted” 지시자가 포함될 수 있다. “LADN MA PDU session Accepted”지시자는 PDU Session Establishment Accept 메시지에 포함되어 115-116단계를 통해 UE(10)로 전달될 수 있다.

117단계부터는, 이상에서 설명한 116단계까지의 절차 이후의 일반적인 MA PDU 세션 수립 절차를 따를 수 있다. 예를 들어, 105단계에서 UE(10)가 3GPP access(210) 및 Non-3GPP access(220)에 모두 등록되어 있음을 SMF(130)가 통지 받은 경우, SMF(130)는 Non-3GPP access(210)에 대한 사용자 평면 자원을 할당하고 사용자 평면 경로를 수립할 수 있다. 그 과정에서 요청된 DNN이 LADN DNN이고 Non-3GPP access(220)라는 이유로 절차가 중단되어서는 안된다. 다만, 사업자가 정한 더 우선한 정책이 있다면 그 정책을 따를 수 있다. LADN DNN에 대한 세션 수립의 경우, SMF(130)는 AMF(120)로 Namf_EventExposure_Subscribe 서비스를 요청하여, UE(10)의 LADN 서비스 지역 내에 존재하는지 여부(UE presence in LADN service area)에 변경이 발생하면 즉시 AMF(120)로부터 변경의 발생을 보고받을 수 있다. 이에 대응한 동작을 첨부된 도 4를 참조하여 간략히 살펴보기로 한다.

도 4는 본 개시가 적용되는 네트워크에서 AMF가 3GPP 네트워크의 기지국으로 단말의 위치를 보고하도록 제어하는 경우의 신호 흐름도이다.

도 4를 참조하면, AMF(120)는 401단계에서 3GPP 네트워크의 기지국(20)으로 위치 보고 제어(Location Reporting control) 메시지를 전송할 수 있다. 이때, AMF(120)가 3GPP 네트워크의 기지국(20)으로 전송하는 경우는 위의 경우가 될 수 있다. 즉, SMF(130)가 AMF(120)로 Namf_EventExposure_Subscribe 서비스를 요청하여, UE(10)의 LADN 서비스 지역 내에 존재하는지 여부(UE presence in LADN service area)에 변경 발생 시 보고를 요청할 수 있다. 그러면, AMF(120)는 401단계와 같이 이에 기반하여 3GPP 네트워크의 기지국(20)으로 위치 보고 제어(Location Reporting control) 메시지를 전송할 수 있다. 위치 보고 제어 메시지는 특정한 UE의 위치 변경이 발생(또는 인지)하는 경우 이를 즉시 보고할 것을 요청하는 메시지가 될 수 있다.

이에 따라 기지국(20)은 특정한 UE의 위치가 변경되고, 만일 해당 UE가 AMF(120)로부터 위치 보고가 발생한 경우 보고할 것이 지시된 경우, 402단계에서 위치 보고(Location Report) 메시지를 생성하여 AMF(120)로 송신할 수 있다.

한편, AMF(120)는 해당하는 UE의 세션이 만료되거나 또는 다른 특정한 이유에 기반하여 더 이상 UE의 위치 보고가 필요하지 않은 경우 403단계에서 위치 보고를 취소(Cancel Location Reporting) 메시지를 생성하여 기지국(20)으로 전송할 수 있다. 이에 따라 기지국(20)는 위치 보고를 취소(Cancel Location Reporting) 메시지를 수신하면, 해당하는 UE에 대하여 위치 변경이 발생하더라도 즉시 보고하지 않을 수 있다.

다시 도 5b를 참조하면, 117단계와 같은 MA PDU 세션 수립의 요청은 액세스 타입에 관계없이 발생할 수 있으므로, 만약 현재 UE(10)가 3GPP 액세스(210) 및 Non-3GPP 액세스(220) 모두에 등록되어 있고, Non-3GPP access(220)를 통해 LADN MA PDU 세션 수립 요청이 먼저 발생한 경우라면, SMF(130)는 현재 UE(10)가 접속한 액세스가 Non-3GPP access(220)라 하더라도, Namf_EventExposure_Subscribe 서비스를 요청할 수 있다. 이러한 경우 AMF(120)는 앞서 이동통신 시스템의 경우를 예로 설명한 도 4와 동일(3GPP 네트워크를 이용)한 또는 유사한(Non-3GPP 네트워크를 이용하되, 앞서 설명된 도 4의 절차와 유사한) 절차를 이용하여 UE의 위치 정보의 변화를 보고받을 수 있다. LADN 서비스의 경우, UE 위치 정보 변화 보고의 단위를 Area Of Interest로 지정할 수 있고, 이는 LADN 서비스 지역에 해당할 수 있다.

도 3a 내지 도 3c는 본 개시의 이해를 돕기 위해 5G 시스템에서 Area Of Interest와 Registration Area의 관계의 예를 도시한 도면이다.

도 3a를 참조하면, 관심 영역(Area Of Interest, AOI)(310)과 등록 영역(Registration Area, RA)(320)의 관계 중 하나로, AOI(310)의 범위 내에 RA(320)가 포함되는 경우를 예시하였다. 도 3a에서 RA(320)는 빗금 형식으로 AOI(310)과 식별되도록 예시하였다.

또한 도 3b에서는 도 3a와 반대로 RA(320)의 범위 내에 AOI(310)가 포함되는 경우를 예시하였다. 도 3a와 도 3b의 관계에 따라 도면에 예시하지 않았지만, RA(320)의 영역과 AOI(310)의 영역이 일치하는 경우도 발생할 수 있다. 또한 도 3c에서는 AOI(310) 영역의 일부와 RA(320) 영역의 일부만 교집합으로 공통되는 경우도 발생할 수 있다.

CM-CONNECTED 상태에 있는 UE(10)가 Area Of Interest(310) 내에 있거나, RA(320)가 AOI(310) 내에 포함되어 있고 UE(10)가 RA(320) 내에 있으면, AMF(120)는 UE presence of AOI를 “IN”으로 식별(판단, 결정)할 수 있다. CM-CONNTED 상태에 있는 UE(10)가 AOI(310) 밖에 있거나, AOI(310)를 포함하고 있지 않는 RA(320) 내의 어딘가에 존재하고 있으면, AMF(120)는 UE presence of AOI를 “OUT”으로 식별(판단 또는 결정)할 수 있다. 상술한 IN과 OUT의 조건 어디에도 해당하지 않는 경우 AMF(120)는 “UNKNOWN” 상태로 식별(판단 또는 결정)할 수 있다. UNKNOWN 상태가 될 수 있는 대표적인 예는, UE(10)가 CM-IDLE 상태이면서 RM-REGISTERED 상태에서, AOI(310)가 RA(320)에 포함되어 있는데 네트워크는 UE(10)가 RA(320) 내에 있는 것만을 인지하고 있고, RA(320) 내에서 AOI(310) 내부에 있는지 AOI(320) 외부에 있는지 까지는 파악할 수 없는 경우에 해당할 수 있다.

위와 같이 UE(10)의 위치가 UNKNOWN 상태인 경우, 종래의 LADN 서비스는 UE(10)가 Service Request를 트리거 하여 PDU 세션 및 user plane resource를 활성화함으로써 네트워크가 UE(10)의 정확한 위치를 다시 파악할 수 있도록 한다. 이때 네트워크는 UE presence of AOI의 값을 IN 또는 OUT으로 확정할 수 있다. 상기 서술한 도 5a 및 도 5b에서 SMF(130)가 AMF(120)로부터 “LADN MA PDU Allowed” 지시자를 수신하였고, LADN MA PDU 세션 수립 이후에 UE가 UNKNOWN 상태가 된 경우, SMF(130)는 3GPP access(210) 및 Non-3GPP access(220)에 대한 User-Plane connection을 활성화 시키기 위하여 Service Request를 트리거 할 수 있다. 또한 상기 서술한 도 5a 및 도 5b에서 UE가 “LADN MA PDU Accepted” 지시자를 수신하였거나, LADN DNN에 대한 MA PDU 세션에 대해서 “MA PDU Accepted” 지시자를 수신한 경우, 3GPP access(210) 및 Non-3GPP access(220)에 대한 UP connection을 활성화 시키기 위하여 Service Request를 트리거할 수 있다.

한편, UE(10)와 LADN 사이에 주고 받는 데이터 트래픽을 3GPP access(210) 뿐만 아니라 Non-3GPP access(220)를 통해서도 전송할 수 있도록 하는 방법들로 설명한 예시들 중 하나인 (f)의 방법과 같이 LADN MA PDU 세션 수립 이후에, UE(10)가 LADN 서비스 지역을 벗어난 경우, UE(10)는 반드시 LADN MA PDU 세션의 해제 또는 사용자 평면 자원의 비활성화 중 하나의 절차를 트리거 하여야 한다. UE(10)가 3GPP access(210) 및 Non-3GPP access(220) 모두에 등록되어 양쪽 액세스 모두를 통해 세션이 수립된 경우, 종래의 일반적인 MA PDU 세션에 대한 해제/비활성화 절차에서와 같이 두 액세스 중 하나만 해제/비활성화 하는 동작은 허용되지 않으며, 반드시 양쪽 액세스 모두 해제/비활성화 되어야 한다.

다른 한편, UE(10)와 LADN 사이에 주고 받는 데이터 트래픽을 3GPP access(210) 뿐만 아니라 Non-3GPP access(220)를 통해서도 전송할 수 있도록 하는 방법들 중 하나인 (d)의 방법과 같이 ATSSS를 지원하는 UE(10)는 MA PDU 세션 수립을 요청하거나, 일반 PDU 세션 수립을 요청하면서 네트워크 판단에 따라 MA PDU 세션 수립으로 변화하여 세션을 수립할 수 있음을 통지 (MA PDU Network-Upgrade Allowed indication)할 수 있다. UE(10)가 네트워크에 LADN DNN에 대한 일반 PDU 세션 수립을 요청하면서, MA PDU 세션 변환 허용을 통지한 경우, AMF(120)는 앞서 설명한 도 5a의 105단계에서 (2)의 결정을 한 경우, SMF(130)에게 “MA PDU Network-Upgrade Allowed” 지시자를 전달해서는 안된다.

또 다른 한편, 상기 도 5a의 105단계에서 AMF(120)가 (1) 또는 (2) 중 하나를 결정함에 있어서, AMF(120)는 UE(10)와 LADN 사이에 주고 받는 데이터 트래픽을 3GPP access(210) 뿐만 아니라 Non-3GPP access(220)를 통해서도 전송할 수 있도록 하는 방법들 중 하나인 (c)의 방법을 고려할 수 있다. AMF(120)는 LADN MA PDU 세션의 요청을 PDU 세션으로 변환하여 수립하기로 결정한 경우, 103단계에서 UE(10)에게 거절 통지를 하지 않고 일반 PDU 세션 수립의 절차를 진행할 수 있다. 이 경우, UE(10)는 PDU Session Accepted 메시지에서, ATSSS rule을 찾지 못함을 근거로 네트워크의 결정에 따라 LADN PDU 세션이 수립되었음을 인식할 수 있다. 또는, AMF(120)는 UE(10)에게 거절 통지하고 UE(10)가 해당 LADN DNN에 대해 PDU 세션을 요청할 수 있도록 할 수 있다.

도 6은 본 개시의 일 실시예에 따른 단말의 블록 구성도이다.

도 6을 참조하면, 통신부(610), 단말 제어부(620) 및 저장부(630)을 포함할 수 있다.

통신부(610)는 이동통신 시스템의 무선 신호의 변환을 위한 무선 처리부와 통신 규약에 따른 처리를 위한 적어도 하나의 통신 프로세서(communication processor)를 포함할 수 있다. 또한 이동통신 네트워크가 아닌 다른 무선 통신 네트워크 예를 들어 WiFi 및/또는 Wibro, zigbee 등과 같이 다른 적어도 하나의 무선 통신 네트워크와 통신할 수 있는 무선 처리부를 포함할 수 있다. 무선 처리부는 안테나를 포함할 수 있으며, 수신된 신호를 증폭하기 위한 증폭기, 필터, 다운 컨버터 회로 등을 포함할 수 있다. 또한 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 A/D 변환기를 포함할 수 있다. 또한 무선 처리부는 송신할 디지털 신호를 아날로그 신호로 변환하는 D/A 변환기, 송신 대역으로 변환하기 위한 업 컨버터, 필터 및 전력 증폭기 등을 포함할 수 있다.

단말 제어부(620)는 적어도 하나의 어플리케이션 프로세서(application processor)를 포함할 수 있으며, 사용자의 요청에 의거한 UE의 제어에 필요에 따른 각종 제어를 수행할 수 있다.

저장부(630)는 통신에 필요한 각종 파라미터들을 저장하기 위한 영역과 사용자의 데이터를 저장하기 위한 영역을 포함할 수 있다. 또한 송수신부(610), 단말 제어부(620), 저장부(630) 간에는 버스를 이용하거나 또는 다른 형태의 데이터 입출력 경로를 통해 연결될 수 있다.

도 6에 예시한 구성 외에 사용자와 UE 간의 입출력 인터페이스를 위한 입력부 및 출력부를 더 포함할 수 있다. 입력부는 사용자의 음성 인식, 터치 인식, 지문 인식, 생체 인식, 키 입력의 인식 중 적어도 하나 또는 둘 이상의 방식이 사용될 수 있다. 출력부는 소리, 진동, 시각적인 효과를 낼 수 있는 다양한 형태(예: 디스플레이, 홀로그램, 빔 포르젝트 등)를 이용하여 사용자에게 시각적으로 인지할 수 있는 방식을 제공할 수 있다.

도 7은 본 개시의 다양한 실사예에 따른 네트워크 기능(NF) 장치의 블록 구성도이다.

도 7을 참조하면, 송수신부(710), NF 제어부(720), 저장부(730)를 포함할 수 있다. 송수신부(710)는 다른 NF와 통신을 위한 인터페이스를 제공할 수 있다. 예컨대, NF가 AMF(120)인 경우 SMF(130)과 통신하기 위한 인터페이스를 제공할 수 있다. 다른 예로, NF가 UPF(110)인 경우 RNA(20) 및/또는 AMP(120) 및/또는 DN(180)과 각종 데이터/신호/메시지의 송수신을 위한 인터페이스를 제공할 수 있다.

NF 제어부(720)는 해당하는 NF의 동작을 제어할 수 있다. 예컨대, NF가 AMF(120)인 경우 앞서 설명한 도 5a에 따른 동작 중 AMF(120)의 동작을 위한 제어를 수행할 수 있다. 다른 예로, NF가 SMF(130)인 경우 앞서 설명한 도 5a에 따른 동작 중 SMF(130)의 동작을 위한 제어를 수행할 수 있다.

저장부(730)는 NF의 제어를 위한 정보와 제어 중에 발생된 정보 및 본 개시에 따라 필요한 정보들을 저장할 수 있다.

도 8은 본 개시의 일 실시예에 따른 기지국 장치의 블록 구성도이다.

도 8을 참조하면, 송수신부(810), 기지국 제어부(820), 저장부(830)를 포함할 수 있다. 송수신부(810)는 크게 네트워크 측 인터페이스와 무선 인터페이스로 구분될 수 있다. 네트워크 측 인터페이스는 도 1, 도 2 등에서 설명한 바와 같이 AMF(120) 및 UPF(110)과 데이터/신호/메시지의 송수신을 위한 인터페이스를 제공할 수 있다. 또한 무선 인터페이스는 UE와 3GPP 표준에 따른 무선 인터페이스를 제공하기 위한 구성을 포함할 수 있다.

기지국 제어부(820)는 본 개시에 따라 앞서 설명된 동작을 수행하기 위한 제어를 수행할 수 있다. 그 외에 기지국 제어부(820)는 기지국의 전반적인 동작의 제어를 수행함은 자명하다.

저장부(830)는 기지국의 제어 시에 필요한 데이터 및 제어 중에 발생된 데이터를 저장할 수 있으며, 특히 앞서 설명된 바와 같이 UE의 위치 보고를 위한 제어 메시지가 수신되는 경우 이를 저장하고, 보고하기 위한 리스트를 포함할 수 있다.

한편, 이상에서 설명된 본 명세서와 도면에 개시된 실시 예들은 본 발명의 내용을 쉽게 설명하고, 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것일 뿐이며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 따라서 본 발명의 범위는 여기에 개시된 실시 예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상을 바탕으로 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

10: UE 11: MPTCP functionality
12: ATSSS-LL functionality 20: RAN
110: UPF 111: PMF
112: MPTCP Proxy functionality 120: AMF
130: SMF 140: PCF
150: AF 160: AUSF
170: UDM 180: DN
190: NSSF 195: NSSAAF
210: 3GPP Access 220: Non-3GPP Access
310: Area Of Interest 320: Registration Area
610, 710, 810: 송수신부 620, 720, 820: 제어부
630, 730, 830: 저장부

Claims (2)

1. 이동통신 시스템의 액세스 및 이동성 관리 기능(AMF) 장치에서 세션 관리를 위한 방법에 있어서,
   단말(UE)로부터 기지국을 통해 상기 단말이 지원하는 ATSSS Capabilities 정보를 포함하는 PDU 세션 설정 요청(Session Establishment Request) 메시지를 수신하는 단계;
   상기 PDU 세션 설정 요청에 포함된 데이터 네트워크 이름을 이용하여 LADN DNN인지 여부와 가입자 정보의 subscribed DNN list에 해당 DNN이 포함되어 있는지 여부를 식별하는 단계;
   상기 subscribed DNN list에 해당 DNN이 포함된 경우 액세스 타입에 기반하여 MA PDU 세션 설정 수립 여부를 결정하는 단계;
   MA PDU 세션 설정이 가능할 시 세션 관리 기능(SMF) 장치를 선택하는 단계; 및
   상기 선택된 SMF 장치로 상기 단말에 대한 MA PDU 세션 생성 요청 메시지를 송신하는 단계;를 포함하는, 이동통신 시스템의 AMF 장치에서 세션 관리 방법.
2. 제1항에 있어서,
   MA PDU 세션 설정이 불가능할 시 상기 단말로 MA PDU 세션 거부 메시지를 송신하는 단계;를 더 포함하는, 이동통신 시스템의 AMF 장치에서 세션 관리 방법.

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