KR20230049485A

KR20230049485A - 무선 단말간의 시각 동기화를 제공하는 방법 및 장치

Info

Publication number: KR20230049485A
Application number: KR1020210132713A
Authority: KR
Inventors: 문상준
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2021-10-06
Filing date: 2021-10-06
Publication date: 2023-04-13
Also published as: WO2023058991A1; US20230103717A1

Abstract

5th generation core (5GC)가 무선 단말간의 시각 동기화를 제공하는 방법은 복수의 단말로부터 시간 동기 정확도 (time synchronization accuracy) 요구 사항 (requirement) 및 Holdover Time 요구 사항을 획득하는 단계, Global navigation satellite system (GNSS)를 이용할 수 없는 곳의 위치 정보를 식별하는 단계, 상기 위치 정보에 매칭되는 단말의 상기 시간 동기 정확도 요구 사항 및 상기 Holdover Time 요구 사항에 기초하여, 동기화 정확도를 결정하는 단계, 및 상기 결정된 동기화 정확도에 기초하여, 상기 위치 정보에 매칭되는 단말에 5th generation system (5GS) synchronization을 사용할 수 있다는 지시를 포함하는 메시지를 전달하는 단계를 포함할 수 있다.

Description

무선 단말간의 시각 동기화를 제공하는 방법 및 장치 {Method and apparatus for providing time synchronization between wireless user equipments}

본 개시는 무선 통신망에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 3GPP 5GS (5G System)으로 무선 단말간 시각 동기화 (Time Synchronization)를 제공하는 방법에 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.

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 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 기술이 5G 통신 기술이 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.

본 개시의 일 실시예는 Global navigation satellite system (GNSS) 등의 다른 방법을 이용한 무선 단말간의 시각 동기화 방법이 일정 시간 동안 사용할 수 없는 경우, 5GS를 이용한 시각 동기화 방법으로 대체하여 안정적인 단말간 시각 동기화를 제공하는 Timing Resliency를 지원하는 방법을 제공할 수 있다.

본 개시의 일 실시예에 따르면, 복수의 단말로부터 시간 동기 정확도 (time synchronization accuracy) 요구 사항 (requirement) 및 Holdover Time 요구 사항을 획득하는 단계, Global navigation satellite system (GNSS)를 이용할 수 없는 곳의 위치 정보를 식별하는 단계, 상기 위치 정보에 매칭되는 단말의 상기 시간 동기 정확도 요구 사항 및 상기 Holdover Time 요구 사항에 기초하여, 동기화 정확도를 결정하는 단계, 및 상기 결정된 동기화 정확도에 기초하여, 상기 위치 정보에 매칭되는 단말에 5th generation system (5GS) synchronization을 사용할 수 있다는 지시를 포함하는 메시지를 전달하는 단계를 포함하는 5th generation core (5GC)가 무선 단말간의 시각 동기화를 제공하는 방법이 제공될 수 있다.

본 개시의 일 실시예에 따르면, 5GS가 제공하는 Indicaction을 이용하여 단말은 5GS가 제공하는 Sync로 GNSS를 대체할 수 있는지 판단할 수 있게 된다. 또한, 단말의 Time Sync Accuarcy 및 Holdover Time 요구 사항에 맞춰 5GS가 Sync 제공 방법을 조절하여 GNSS를 대체할 수 있도록 보장할 수 있다.

도 1은 본 개시의 일 실시예에 따라, 5GS가 단말에 Time Synchronization을 제공하는 Time Resiliency System을 나타낸 것이다.
도 2는 본 개시의 일 실시예에 따라, 5GS가 단말에 Time Synchornization을 제공하는 것을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 개시의 일 실시예에 따라, 5GC가 단말에 SM NAS로 Synchornization Indication을 전달하는 경우를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 개시의 일 실시예에 따른, 5GC가 단말에 AM NAS로 Synchornization Indication을 전달하는 경우를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 개시의 일 실시예에 따라, 5GC가 단말에 AS로 Synchornization Indication을 전달하는 경우를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 개시의 일 실시예에 따라, 5GC가 AF에 알리고, AF가 단말에 SM NAS로 Synchornization Indication을 전달하는 경우를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 개시의 일 실시예에 따라, 5GC가 AF에 알리고, AF가 단말에 AM NAS로 Synchornization Indication을 전달하는 경우를 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 개시의 일 실시예에 따른, 5GC가 AF에 알리고, AF가 단말에 AS로 Synchornization Indication을 전달하는 경우를 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 본 개시의 일 실시예에 따라, 5GC가 AF에 알리고, AF가 단말에 User Plane을 통해 Synchornization Indication을 전달하는 경우를 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 본 개시의 예시적인 실시예에 따른 단말을 설명하기 위한 도면이다.
도 11는 본 개시의 예시적인 실시예에 따른 네트워크 엔티티를 설명하기 위한 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.

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 5GS 및 NR 규격에서 정의하고 있는 용어 및 명칭들을 사용한다. 하지만, 본 발명이 상기 용어 및 명칭들에 의해 한정되는 것은 아니며, 다른 규격에 따르는 무선통신망에도 동일하게 적용될 수 있다. 특히 본 발명은 3GPP 5GS/NR (5세대 이동통신 표준)에 적용할 수 있다.

무선 통신망이 스마트 그리드 (Smart Grid) 등의 Application 용도로 활용될 경우, 단말 간 정확한 Time Sync가 필요하다. 이러한 경우, 단말 간의 Time Synchornization (Sync)는 위성 신호를 이용한 GNSS 등을 통해 구현될 수 있다. 그러나, 잠시라도 GNSS를 사용할 수 없게 되는 경우, 단말 간의 정확한 Time Sync를 유지하지 못하여 문제가 발생할 수 있다.

또한, 3GPP 망 (5GS) 이 Synchronization Source가 되어 NW-TT나 DS-TT가 (g)PTP 메시지를 생성하여 외부 유선 및 무선 노드에 전달할 때, 3GPP 망 (5GS) 내부에도 (g)PTP 메시지를 전달할지 여부를 결정해야할 필요가 있다.

도 1a는 본 개시의 일 실시예에 따라, 5GS가 단말에 Time Synchronization을 제공하는 Time Resiliency System을 설명하기 위한 도면이다.

도 1a에 도시된 바와 같이, 5GS는 Air 신호로 Sync를 단말에게 제공할 수 있다. Smart Grid 등은 단말간 시각 동기가 필수적이지만, GNSS를 통한 시각 동기화를 수행 중 여러 원인으로 인해 단말간 시각 동기가 수행되지 않을 수 있다. 본 개시의 일 실시예에 따르면, 이러한 경우에도 5GS를 이용한 시각 동기화를 계속 활용하여 단말간의 시각 동기가 유지될 수 있다.

단말이 요구하는 시각 동기화 정확도는 GNSS가 제공하는 시각 동기 정확도로 충분히 만족하지만, 5GS 시각 동기화 방법이 제공하는 동기화 신호를 기준으로 변경하면 일정 시간 이내로만 요구하는 정확도를 유지할 수 있다. 이때, 5GS 시각 동기화 방법이 제공하는 동기화 신호를 기준으로 변경하여 단말이 요구하는 시각 동기화 정확도가 유지되는 시간을 Holdover Time이라 한다.

5GS 시각 동기화 방법으로 변경한 후에도 단말의 응용 별로 Holdover Time에 대한 요구사항이 있을 수 있다. 따라서, Time Resiliency System은 단말이 요구하는 Holdover Time의 요구사항을 만족시킬 수 있어야 한다.

도 1b는 본 개시의 일 실시예에 따라, 5GS가 단말에 Time Synchronization을 제공하는 Time Resiliency System을 설명하기 위한 도면이다.

도 1b에 도시된 바와 같이, 5GS는 GNSS를 사용할 수 없는 경우에도 단말에 Time Sync 정보를 제공해 줄 수 있어야 한다. 따라서, 5GS는 GNSS 외에 유선 망을 통한 시각 동기 정보 등 다른 Clock Source를 가질 필요가 있다.

도 2는 본 개시의 일 실시예에 따라, 5GS가 단말에 Time Synchornization을 제공하는 것을 설명하기 위한 도면이다. 보다 구체적으로, 도 2는 5GS를 이용하여 Time Resiliency System을 제공할 때, 5GC가 단말에 5GS Sync를 사용할 수 있다는 Indication을 보내는 방법을 설명하기 위한 도면이다.

5GC는 GNSS를 이용할지 5GS Sync를 이용할지 판단할 수 있다. 본 개시의 일 실시예에서, 5GC는 지역별 분산된 기지국 등에서 수집한 정보를 기반으로 특정 지역에서 GNSS를 이용할 수 있는지 판단할 수 있다. 본 개시의 다른 일 실시예에서, 단말은 GNSS를 이용할 수 있는지 또는 5GS Sync를 이용할 수 있는지 5GC 또는 application function (AF)에 통보할 수 있다. 단말이 AF에 통보한 경우, AF는 다시 5GC에 이 정보를 통보할 수 있다.

5GC는 단말에 5GS가 GNSS를 대신할 수 있는 Sync를 제공할 수 있다고 알릴 수 있다. 본 개시의 일 실시예에서, 5GC는 Session Management (SM) NAS (Non Access Stratum)를 이용하여 단말에 5GS가 GNSS를 대신할 수 있는 Sync를 제공할 수 있다고 알릴 수 있다. 본 개시의 다른 일 실시에서, 5GC는 Access Management (AM) NAS를 이용하여 단말에 5GS가 GNSS를 대신할 수 있는 Sync를 제공할 수 있다고 알릴 수 있다. 본 개시의 또 다른 일 실시예에서, 5GC는 AS (Access Stratum)을 이용하여 단말에 5GS가 GNSS를 대신할 수 있는 Sync를 제공할 수 있다고 알릴 수 있다. 본 개시의 또 다른 일 실시예에서, AF가 관여하는 경우, AF는 단말에 5GS가 GNSS를 대신할 수 있는 Sync를 제공할 수 있다고 직접 알릴 수 있다.

단말은 5GC에 Time Sync Accuracy 및 Holdover Time의 요구 사항 (requirement)을 알릴 수 있다. 본 개시의 일 실시에에서, 5GC는 단말 요구 사항을 별도의 NF (Network Function)가 담당하여 관리하도록 할 수 있다. 본 개시의 다른 일 실시예에서, 5GC는 단말 요구 사항을 AF에 전달할 수 있다.

5GC는 현재 5GS가 제공하는 Sync Accuracy 수준과 단말이 제공하는 Sync Accuracy 및 Holdover Time 요구 사항을 비교할 수 있다. 5GC는 비교된 결과를 통해 5GS의 Sync 제공 방법의 On/Off를 결정하거나 Sync Accuracy 수준을 조절 (Increase/Decrease 등)할 수 있다. 본 개시의 일 실시에서, 5GC는 비교된 결과 및 GNSS를 이용할 수 있는지에 대한 정보를 통해 5GS의 Sync 제공 방법의 On/Off를 결정하거나 Sync Accuracy 수준을 조절 (Increase/Decrease 등)할 수 있다.

본 개시의 일 실시예에서, 5GS가 제공하는 Sync Accuracy 수준은 Time Sync Error Budget 형태로 표현될 수 있다. 즉, Time Sync Error Budget이 크다는 것은 Sync Accuracy가 낮다는 것을 의미하고, Time Sync Error Budget이 작다는 것은 Sync Accuracy가 높다는 것을 의미할 수 있다.

도 3은 본 개시의 일 실시예에 따라, 5GC가 단말에 SM NAS로 Synchornization Indication을 전달하는 경우를 설명하기 위한 도면이다.

0 단계에서, 단말은 5GS에 Regsitration 하는 과정을 통해 Time Sync Accuracy 및 Holdover Time 요구 사항을 5GC에 전달할 수 있다. 요구 사항을 수신한 5GC는 단말이 5GS Sync를 받을 수 있는지 등을 포함하는 Subscription 정보를 확인할 수 있다. Subscription 정보가 확인된 경우, 5GC는 해당 내용을 UDM 등에 추가로 저장할 수도 있다.

1 단계에서, 5GC는 GNSS를 이용할 수 있는지 여부를 판단할 수 있다. 5GC는 GNSS를 이용할 수 있는지 여부의 변화가 발생한 곳의 위치 정보 (예를 들어, 위치 좌표 및 범위 등)를 식별할 수 있다. 5GC가 식별하는 경우이므로, 위치 정보는 Cell ID 등을 기준으로 표현될 수 있다. GNSS를 이용할 수 있는지 여부는 5GC에 별도의 5GS Sync NF (Network Function)를 통해 수 판단될 수 있다.

2 단계에서, 5GS Sync NF는 위치 정보 기반으로 매칭되는 단말을 발견할 경우 통보해 달라는 요청 (즉, subcription)을 Access and Mobility Management Function (AMF)에 보낼 수 있다.

3 단계에서, AMF는 위치 정보 기준으로 매칭되는 단말들을 5GS Sync NF에 통보할 수 있다. 이때, AMF는 단말의 요구 Time Sync Accuracy와 Holdover Time을 포함하여 통보할 수 있다.

3a 단계에서, 5GS Sync NF는 단말의 요구 Time Sync Accuracy와 Holdover Time 및 현재 5GS가 제공하는 Time Sync Accuracy에 기초하여, 단말의 요구사항을 만족할 수 있는 Sync Accuracy 수준 또는 Time Error Budget을 계산할 수 있다. 5GS Sync NF가 여러 단말들을 관리하고 있는 경우, 5GS Sync NF는 최대의 Holdover Time 요구사항를 갖는 경우를 기준으로 5GS가 제공하는 Sync Accuracy 수준 혹은 Time Error Budget을 결정할 수 있다.

3b 단계에서, 5GS Sync NF는 단말의 Holdover Time 정보의 변경이 있을 경우 통보해 달라는 요청 (즉, subscription)을 UDM/UDR에 전달할 수 있다.

4a, 5a, 및 6a 단계에서, 5GS가 제공하는 Sync Accuracy 수준 혹은 Time Error Budget이 변경된 경우, 5GS Sync NF는 5GS가 제공하는 Sync Accuracy 수준 혹은 Time Error Budget 을 User Data Repository (UDR), Policy Control Function (PCF), 및 AMF를 거쳐 RAN Node에 전달할 수 있다. 이러한 경우, RAN Node는 5GC (또는 5GS Sync NF)에서 전달된 Sync Error Budget 정보를 바탕으로 SIB System Information Block 주기를 조절 (예를 들어, 증가/감소)할 수 있다. 또한, RAN Node는 각 단말과의 Timing Advance 값을 측정하기 위해 이용되는 기지국과 단말 간의 지연시간 측정 주기를 조절하여 단말의 Holdover Time 요구 사항을 만족할 수 있다.

4, 5, 6, 7 단계에서, 5GS Sync NF는 해당하는 UE에게 GNSS 또는 5GS Sync를 사용할 수 있다는 Indication을 포함하는 메시지를 전달할 수 있다. 또한, 메시지는 Holdover Time에 대한 정보를 포함할 수 있다. 이러한 경우, Holdover Time은 중간의 PCF, SMF, AMF, 및 gNB 을 통하여 Timer로 관리될 수 있다. 즉, Holdover Time 이상으로 GNSS 대신 5GS Sync를 이용할 경우, 해당 Indication이 Invalid로 중간의 PCF, SMF, AMF, 및 gNB에서 자동 처리될 수 있다. 본 개시의 일 실시예에서, 이 과정은 5GS가 Sync Source가 되어 IEEE 802.1AS 및 IEEE 1588 등의 Sync 메시지를 활용하기 위한 Port Management Information Container의 전달과 동시에 진행될 수 있다.

단말로 Holdover Time이 전달된 경우, 단말은 Holdover Time이 단말의 요구 사항을 만족하는지 확인할 수 있다. Holdover Time이 만족하는 경우 (단말의 요구 사항 이상인 경우), 단말은 5GS가 제공하는 Sync Accuracy 수준이 단말이 제공하는 Sync Accuracy 이상이라고 확인할 수 있다. 단말은 전달된 Holdover Time을 기초로 Timer를 설정할 수 있다. 즉, GNSS 대신 5GS Sync를 이용하는 최대 시간을 전달된 Holdover Time으로 설정할 수 있다.

6 단계 이후, 단말이 Idle Mode에 있었던 경우, 단말의 paging 과정을 수행하여 이를 확인한 단말이 RAN Node에 Service Rquest를 보내어 단말이 Connected Mode로 변경된 후, 7 단계가 진행될 수 있다.

도 4는 본 개시의 일 실시예에 따른, 5GC가 단말에 AM NAS로 Synchornization Indication을 전달하는 경우를 설명하기 위한 도면이다.

4, 5, 6 단계에서, 5GS Sync NF는 해당하는 UE에게 GNSS 또는 5GS Sync를 사용할 수 있다는 Indication을 포함하는 메시지를 전달할 수 있다. 또한, 메시지는 Holdover Time에 대한 정보를 포함할 수 있다. 이러한 경우, Holdover Time은 중간의 UDR, PCF, AMF, 및 gNB 을 통하여 Timer로 관리될 수 있다. 즉, Holdover Time 이상으로 GNSS 대신 5GS Sync를 이용할 경우, 해당 Indication이 Invalid로 중간의 UDR, PCF, AMF, 및 gNB에서 자동 처리될 수 있다.

5 단계 이후, 단말이 Idle Mode에 있었던 경우, 단말에 대한 paging 과정을 수행하여 이를 확인한 단말이 RAN Node에 Service Request를 보내어 단말이 Connected Mode로 변경된 후 6 단계가 진행될 수 있다.

도 5는 본 개시의 일 실시예에 따라, 5GC가 단말에 AS로 Synchornization Indication을 전달하는 경우를 설명하기 위한 도면이다.

4a, 5a, 및 6a 단계에서, 5GS가 제공하는 Sync Accuracy 수준 혹은 Time Error Budget이 변경된 경우, 5GS Sync NF는 5GS가 제공하는 Sync Accuracy 수준 혹은 Time Error Budget 을 User Data Repository (UDR) 및 Policy Control Function (PCF) 및 AMF를 거쳐 RAN Node에 전달할 수 있다. 이러한 경우, RAN Node는 5GC (또는 5GS Sync NF)에서 전달된 Sync Error Budget 정보를 바탕으로 SIB System Information Block 주기를 조절 (예를 들어, 증가/감소)할 수 있다. 또한, RAN Node는 각 단말과의 Timing Advance 값을 측정하기 위해 이용되는 기지국과 단말 간의 지연시간 측정 주기를 조절하여 단말의 Holdover Time 요구 사항을 만족할 수 있다.

7 단계에서 gNB는 SIB 및 RRC에 Holdover Time이나 5GS Sync를 사용할 수 있다는 Indication을 포함시킬 수 있다. 이를 통해서 단말은 GNSS 또는 5GS Sync를 사용할 수 있다는 Indication을 받을 수 있고, Holdover Time에 대한 정보도 받알 수 있다.

도 6은 본 개시의 일 실시예에 따라, 5GC가 AF에 알리고, AF가 단말에 SM NAS로 Synchornization Indication을 전달하는 경우를 설명하기 위한 도면이다.

1 단계에서, AF는 GNSS를 이용할 수 있는지 여부를 판단할 수 있다. AF는 NEF를 통하여 GNSS를 이용할 수 있는지 여부의 변화가 발생한 곳의 위치 정보 (예를 들어, 위치 좌표 및 범위 등)를 식별할 수 있다. 본 개시의 일 실시예에서, NEF는 직접 AF에서 받은 위치 정보를 5GS 내부 기준의 위치 정보로 변환하여 GNSS를 이용할 수 있는지 여부의 변화가 발생한 곳의 위치 정보를 식별할 수 있다. 본 개시의 다른 일 실시에에서, 위치 정보를 담당하는 별도의 5GS Sync NF (Network Function)는 AF에서 받은 위치 정보를 5GS 내부 기준의 위치 정보로 변환하여 GNSS를 이용할 수 있는지 여부의 변화가 발생한 곳의 위치 정보를 식별할 수 있다. 이때, NEF는 5GS Sync NF에 AF에서 받은 위치 정보를 전달할 수 있다. 5GS 내부 기준의 위치 정보는 Cell ID 등을 기준으로 표현될 수 있다.

4 단계에서, 5GS Sync NF / NEF는 AMF로부터 통보 받은 위치 정보 기준으로 매칭되는 단말들을 AF에 보고할 수 있다. 이때, 5GS Sync NF / NEF는 Holdover Time 요구 사항을 포함하여 보고할 수 있다.

4a 단계에서, AF는 Holdover Time 요구 사항이 AF가 5GS에 요청한 Sync Accuracy와 비교하여 지원 가능한지 확인할 수 있다. 필요하면 5단계에서 Sync Accyracy를 높여서 5GS에 Sync를 요청한다.

5 단계에서, AF는 5GS에 GNSS / 5GS Sync Indication을 UE에게 주도록 요청할 수 있다. AF가 5GS에 에 GNSS / 5GS Sync Indication을 UE에게 주도록 요청할 때, AF는 요청에 위치 정보를 포함시켜 GNSS / 5GS Sync Indication을 수신할 단말을 명시할 수 있다.

5a 단계에서, 5GS Sync NF / NEF는 위치 정보 기반으로 매칭되는 단말을 발견할 경우 통보해 달라는 요청 (즉, subcription)을 Access and Mobility Management Function (AMF)에 보낼 수 있다. 이때의 위치 정보는 Cell ID 등을 기준으로 표현될 수 있다.

5b 단계에서, AMF는 위치 정보 기준으로 매칭되는 단말들을 5GS Sync NF / NEF에 통보할 수 있다. 이때, AMF는 단말의 요구 Time Sync Accuracy와 Holdover Time을 포함하여 통보할 수 있다.

5c 단계에서, 5GS Sync NF / NEF는 단말의 요구 Time Sync Accuracy와 Holdover Time 및 현재 5GS가 제공하는 Time Sync Accuracy에 기초하여, 단말의 요구 사항을 만족할 수 있는 Sync Accuracy 수준 또는 Time Error Budget을 계산할 수 있다. 5GS Sync NF / NEF가 여러 단말들에 대하여 관리하고 있을 경우, 5GS Sync NF / NEF는 최대의 Holdover Time 요구사항를 갖는 경우를 기준으로 5GS가 제공하는 Sync Accuracy 수준 혹은 Time Error Budget을 결정할 수 있다.

5d 단계에서, 5GS Sync NF / NEF는 단말의 Holdover Time 정보의 변경이 있을 경우 통보해 달라는 요청 (즉, subscription)을 UDM/UDR에 전달할 수 있다.

6a, 6b, 및 6c 단계에서, 5GS가 제공하는 Sync Accuracy 수준 혹은 Time Error Budget이 변경된 경우, 5GS Sync NF / NEF는 5GS가 제공하는 Sync Accuracy 수준 혹은 Time Error Budget 을 User Data Repository (UDR), PCF, 및 AMF를 거쳐 RAN Node에 전달할 수 있다. 이러한 경우, RAN Node는 5GC에서 전달된 Sync Error Budget 정보를 바탕으로 SIB System Information Block 주기를 조절 (예를 들어, 증가/감소)할 수 있다. 또한, RAN Node는 각 단말과의 Timing Advance 값을 측정하기 위해 이용되는 기지국과 단말간의 지연시간 측정 주기를 조절하여 단말의 Holdover Time 요구 사항을 만족할 수 있다.

6, 7, 8, 9 단계에서, 5GS Sync NF / NEF는 해당하는 UE에게 GNSS 혹은 5GS Sync를 사용할 수 있다는 Indication을 포함하는 메시지를 전달할 수 있다. 또한, 메시지는 Holdover Time을 포함할 수 있다. 이러한 경우, Holdover Time은 중간의 PCF, SMF, AMF, gNB 가 Timer로 관리될 수 있다. 즉, Holdover Time 이상으로 GNSS 대신 5GS Sync를 이용할 경우 해당 Indication이 Invalid로 중간의 PCF, SMF, AMF, gNB에서 자동 처리될 수 있다. 본 개시의 일 실시예에서, 이 과정은 5GS가 Sync Source가 되어 IEEE 802.1AS 및 IEEE 1588 등의 Sync 메시지를 활용하기 위한 Port Management Information Container의 전달과 동시에 진행될 수도 있다.

단말로 Holdover Time이 전달된 경우, 단말은 Holdover Time이 단말의 요구 사항을 만족하는지 확인할 수 있다. Holdover Time이 만족하는 경우 (단말의 요구 사항 이상인 경우) 단말은 5GS가 제공하는 Sync Accuracy 수준이 단말이 제공하는 Sync Accuracy 이상이라고 확인할 수 있다. 단말은 전달된 Holdover Time을 기초로 Timer를 설정할 수 있다. 즉, GNSS 대신 5GS Sync를 이용하는 최대 시간을 전달된 Holdover Time으로 설정할 수 있다.

8 단계 이후, 단말이 Idle Mode에 있었던 경우, 단말의 paging 과정을 수행하여 이를 확인한 단말이 RAN Node에 Service Request를 보내어 단말이 Connected Mode로 변경된 후, 9 단계가 진행될 수 있다.

도 7은 본 개시의 일 실시예에 따라, 5GC가 AF에 알리고, AF가 단말에 AM NAS로 Synchornization Indication을 전달하는 경우를 설명하기 위한 도면이다.

1 단계에서, AF는 GNSS를 이용할 수 있는지 여부를 판단할 수 있다. AF는 NEF를 통하여 GNSS를 이용할 수 있는지 여부의 변화가 발생한 곳의 위치 정보 (예를 들어, 위치 좌표 및 범위 등)를 식별할 수 있다. 본 개시의 일 실시예에서, NEF는 직접 AF에서 받은 위치 정보를 5GS 내부 기준의 위치 정보로 변환하여 GNSS를 이용할 수 있는지 여부의 변화가 발생한 곳의 위치 정보를 식별할 수 있다. 본 개시의 다른 일 실시예에서, 위치 정보를 담당하는 별도의 5GS Sync NF (Network Function)는 AF에서 받은 위치 정보를 5GS 내부 기준의 위치 정보로 변환하여 GNSS를 이용할 수 있는지 여부의 변화가 발생한 곳의 위치 정보를 식별할 수 있다. 이때, NEF는 5GS Sync NF에 AF에서 받은 위치 정보를 전달할 수 있다. 5GS 내부 기준의 위치 정보는 Cell ID 등을 기준으로 표현될 수 있다.

6a, 6b, 및 6c 단계에서, 5GS가 제공하는 Sync Accuracy 수준 혹은 Time Error Budget이 변경된 경우, 5GS Sync NF / NEF는 5GS가 제공하는 Sync Accuracy 수준 혹은 Time Error Budget 을 User Data Repository (UDR) 및 PCF 및 AMF를 거쳐 RAN Node에 전달할 수 있다. 이러한 경우, RAN Node는 5GC에서 전달된 Sync Error Budget 정보를 바탕으로 SIB System Information Block 주기를 조절 (예를 들어, 증가/감소)할 수 있다. 또한, RAN Node는 각 단말과의 Timing Advance 값을 측정하기 위해 이용되는 기지국과 단말간의 지연시간 측정 주기를 조절하여 단말의 Holdover Time 요구 사항을 만족할 수 있다.

6, 7, 8 단계에서, 5GS Sync NF / NEF는 해당하는 UE에게 GNSS 혹은 5GS Sync를 사용할 수 있다는 Indication을 포함하는 메시지를 전달할 수 있다. 또한, 메시지는 Holdover Time을 포함할 수 있다. 이러한 경우, Holdover Time은 중간의 UDR, PCF, AMF, gNB 가 Timer로 관리될 수 있다. 즉, Holdover Time 이상으로 GNSS 대신 5GS Sync를 이용할 경우 해당 Indication이 Invalid로 중간의 UDR, PCF, AMF, gNB에서 자동 처리될 수 있다.

7 단계 이후, 단말이 Idle Mode에 있었던 경우, 단말의 paging 과정을 수행하여 이를 확인한 단말이 RAN Node에 Service Request를 보내어 단말이 Connected Mode로 변경된 후, 8 단계가 진행될 수 있다.

도 8은 본 개시의 일 실시예에 따른, 5GC가 AF에 알리고, AF가 단말에 AS로 Synchornization Indication을 전달 경우를 설명하기 위한 도면이다.

6, 7, 8 단계에서, 5GS Sync NF / NEF는 해당하는 UE에게 GNSS 혹은 5GS Sync를 사용할 수 있다는 Indication을 포함하는 메시지를 전달할 수 있다. 또한, 메시지는 Holdover Time을 포함할 수 있다. 이러한 경우, Holdover Time은 중간의 PCF, SMF, AMF, gNB 가 Timer로 관리될 수 있다. 즉, Holdover Time 이상으로 GNSS 대신 5GS Sync를 이용할 경우 해당 Indication이 Invalid로 중간의 PCF, SMF, AMF, gNB에서 자동 처리될 수 있다.

9 단계에서, gNB는 SIB 및 RRC에 Holdover Time이나 5GS Sync를 사용할 수 있다는 Indication을 포함시킬 수 있다. 이를 통해서 단말은 GNSS 또는 5GS Sync를 사용할 수 있다.

도 9는 본 개시의 일 실시예에 따라, 5GC가 AF에 알리고, AF가 단말에 User Plane을 통해 Synchornization Indication을 전달하는 경우를 설명하기 위한 도면이다.

1 단계에서, AF는 GNSS를 이용할 수 있는지 여부를 판단할 수 있다. AF는 NEF를 통하여 GNSS를 이용할 수 있는지 여부의 변화가 발생한 곳의 위치 정보 (예를 들어, 위치 좌표 및 범위 등)를 식별할 수 있다. 본 개시의 일 실시에에서, NEF는 직접 AF에서 받은 위치 정보를 5GS 내부 기준의 위치 정보로 변환하여 GNSS를 이용할 수 있는지 여부의 변화가 발생한 곳의 위치 정보를 식별할 수 있다. 본 개시의 다른 일 실시에에서, 위치 정보를 담당하는 별도의 5GS Sync NF (Network Function)는 AF에서 받은 위치 정보를 5GS 내부 기준의 위치 정보로 변환하여 GNSS를 이용할 수 있는지 여부의 변화가 발생한 곳의 위치 정보를 식별할 수 있다. 이때, AF는 5GS Sync NF에 AF에서 받은 위치 정보를 전달할 수 있다. 5GS 내부 기준의 위치 정보는 Cell ID 등을 기준으로 표현될 수 있다.

6a, 6b, 및 6c 단계에서, 5GS가 제공하는 Sync Accuracy 수준 혹은 Time Error Budget이 변경된 경우, 5GS Sync NF / NEF는 5GS가 제공하는 Sync Accuracy 수준 혹은 Time Error Budget 을 PCF 및 AMF를 거쳐 RAN Node에 전달할 수 있다. 이러한 경우, RAN Node는 5GC에서 전달된 Sync Error Budget 정보를 바탕으로 SIB System Information Block 주기를 조절 (예를 들어, 증가/감소)할 수 있다. 또한, RAN Node는 각 단말과의 Timing Advance 값을 측정하기 위해 이용되는 기지국과 단말간의 지연시간 측정 주기를 조절하여 단말의 Holdover Time 요구 사항을 만족할 수 있다.

7 단계에서, 5GS Sync NF / NEF는 AF에 AMF로부터 통보 받은 위치 정보 기준으로 매칭되는 단말들을 AF에 보고할 수 있다. 본 개시의 일 실시예에서, 5GS Sync NF / NEF는 Holdover Time 요구 사항을 포함하여 보고할 수 있다. 이때, 5GS Sync NF / NEF는 단계 6a, 6b, 및 6c를 통해 업데이트된 5GS 의 Accuracy에 의해 변경된 Holdver Time을 포함하여 보고할 수 있다.

AF는 Holdover Time 요구 사항이 AF가 5GS에 요청한 Sync Accuracy와 비교하여 지원 가능한지 확인할 수 있다. 5, 6a, 6b, 및 6c 단계를 통해 Holdover Time을 업데이트하였으므로, AF는 Holdover Time 요구 사항이 AF가 5GS에 요청한 Sync Accuracy와 비교하여 지원 가능하다고 확인할 수 있다. 본 개시의 일 실시예에서, 5, 6a, 6b, 및 6c 단계를 통해 Holdover Time을 업데이트하였음에도 Holdover Time 요구 사항이 AF가 5GS에 요청한 Sync Accuracy와 비교하여 지원 가능하지 않은 경우, AF는 Holdover Time을 업데이트할 수 있다.

8 단계에서, AF는 UE에게 GNSS 혹은 5GS Sync를 사용할 수 있다는 Indication을 포함하는 메시지를 전달할 수 있다. 또한, 메시지는 Holdover Time을 포함할 수 있다.

도 10은 본 개시의 예시적인 실시예에 따른 단말을 설명하기 위한 도면이다.

단말(1000)는 프로세서(1010), 통신부(1020) 및 메모리(1030)을 포함할 수 있다. 그러나 도시된 구성 요소 모두는 필수적인 것이 아니므로, 단말(1000)는 도시된 것보다 많거나 적은 구성 요소로 구현될 수 있다. 또한, 프로세서(1010), 통신부(1020) 및 메모리(1030)는 경우에 따라 단일 칩으로 구현될 수 있다.

프로세서(1010)는 개시된 기능, 프로세스 및/또는 방법을 제어하는 하나 이상의 프로세서 또는 다른 처리 장치를 포함 할 수 있다. 단말(1000)의 동작은 프로세서(1010)에 의해 구현 될 수 있다.

통신부(1020)는 전송 된 신호를 상향 변환 및 증폭하기 위한 RF 송신기와, 수신 된 신호의 주파수를 하향 변환하기 위한 RF 수신기를 포함 할 수 있다. 그러나, 다른 실시 예에 따르면, 통신부(1020)는 도시된 것보다 많거나 적은 컴포넌트로 구현 될 수 있다.

통신부(1020)는 프로세서(1010)에 연결되어 신호를 전송 및/또는 수신 할 수 있다. 신호는 제어 정보 및 데이터를 포함 할 수 있다. 또한, 통신부(1020)는 무선 채널을 통해 신호를 수신하여 프로세서(1010)로 출력 할 수 있다. 통신부(1020)는 무선 채널을 통해 프로세서(1010)에서 출력 된 신호를 전송할 수 있다.

메모리(1030)는 단말(1000)에 의해 획득 된 신호에 포함 된 제어 정보 또는 데이터를 저장할 수 있다. 메모리(1030)는 프로세서(1010)에 연결될 수 있고 개시된 기능, 프로세스 및/또는 방법에 대한 적어도 하나의 명령 또는 프로토콜 또는 파라미터를 저장할 수 있다. 메모리(1030)는 ROM (read-only memory) 및/또는 RAM (random access memory) 및/또는 하드 디스크 및/또는 CD-ROM 및/또는 DVD 및/또는 다른 저장 장치를 포함 할 수 있다.

도 11는 본 개시의 예시적인 실시예에 따른 네트워크 엔티티를 설명하기 위한 도면이다.

네트워크 엔티티(1100)는 프로세서(1110), 통신부(1120) 및 메모리(1130)을 포함할 수 있다. 그러나 도시된 구성 요소 모두는 필수적인 것이 아니므로, 네트워크 엔티티(1100)는 도시된 것보다 많거나 적은 구성 요소로 구현될 수 있다. 또한, 프로세서(1110), 통신부(1120) 및 메모리(1130)는 경우에 따라 단일 칩으로 구현될 수 있다.

프로세서(1110)는 개시된 기능, 프로세스 및/또는 방법을 제어하는 하나 이상의 프로세서 또는 다른 처리 장치를 포함 할 수 있다. 네트워크 엔티티(1100)의 동작은 프로세서(1110)에 의해 구현 될 수 있다.

통신부(1120)는 전송 된 신호를 상향 변환 및 증폭하기 위한 RF 송신기와, 수신 된 신호의 주파수를 하향 변환하기 위한 RF 수신기를 포함 할 수 있다. 그러나, 다른 실시 예에 따르면, 통신부(1120)는 도시된 것보다 많거나 적은 컴포넌트로 구현 될 수 있다.

통신부(1120)는 프로세서(1110)에 연결되어 신호를 전송 및/또는 수신 할 수 있다. 신호는 제어 정보 및 데이터를 포함 할 수 있다. 또한, 통신부(1120)는 무선 채널을 통해 신호를 수신하여 프로세서(1110)로 출력 할 수 있다. 통신부(1120)는 무선 채널을 통해 프로세서(1110)에서 출력 된 신호를 전송할 수 있다.

메모리(1130)는 네트워크 엔티티(1100)에 의해 획득 된 신호에 포함 된 제어 정보 또는 데이터를 저장할 수 있다. 메모리(1130)는 프로세서(1110)에 연결될 수 있고 개시된 기능, 프로세스 및/또는 방법에 대한 적어도 하나의 명령 또는 프로토콜 또는 파라미터를 저장할 수 있다. 메모리(1130)는 ROM (read-only memory) 및/또는 RAM (random access memory) 및/또는 하드 디스크 및/또는 CD-ROM 및/또는 DVD 및/또는 다른 저장 장치를 포함 할 수 있다.

본 발명의 청구항 또는 명세서에 기재된 실시 예들에 따른 방법들은 하드웨어, 소프트웨어, 또는 하드웨어와 소프트웨어의 조합의 형태로 구현될(implemented) 수 있다.

소프트웨어로 구현하는 경우, 하나 이상의 프로그램(소프트웨어 모듈)을 저장하는 컴퓨터 판독 가능 저장 매체가 제공될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 저장 매체에 저장되는 하나 이상의 프로그램은, 전자 장치(device) 내의 하나 이상의 프로세서에 의해 실행 가능하도록 구성된다(configured for execution). 하나 이상의 프로그램은, 전자 장치로 하여금 본 발명의 청구항 또는 명세서에 기재된 실시 예들에 따른 방법들을 실행하게 하는 명령어(instructions)를 포함한다.

이러한 프로그램(소프트웨어 모듈, 소프트웨어)은 랜덤 액세스 메모리 (random access memory), 플래시(flash) 메모리를 포함하는 불휘발성(non-volatile) 메모리, 롬(ROM: Read Only Memory), 전기적 삭제가능 프로그램가능 롬(EEPROM: Electrically Erasable Programmable Read Only Memory), 자기 디스크 저장 장치(magnetic disc storage device), 컴팩트 디스크 롬(CD-ROM: Compact Disc-ROM), 디지털 다목적 디스크(DVDs: Digital Versatile Discs) 또는 다른 형태의 광학 저장 장치, 마그네틱 카세트(magnetic cassette)에 저장될 수 있다. 또는, 이들의 일부 또는 전부의 조합으로 구성된 메모리에 저장될 수 있다. 또한, 각각의 구성 메모리는 다수 개 포함될 수도 있다.

또한, 상기 프로그램은 인터넷(Internet), 인트라넷(Intranet), LAN(Local Area Network), WLAN(Wide LAN), 또는 SAN(Storage Area Network)과 같은 통신 네트워크, 또는 이들의 조합으로 구성된 통신 네트워크를 통하여 접근(access)할 수 있는 부착 가능한(attachable) 저장 장치(storage device)에 저장될 수 있다. 이러한 저장 장치는 외부 포트를 통하여 본 발명의 실시 예를 수행하는 장치에 접속할 수 있다. 또한, 통신 네트워크상의 별도의 저장장치가 본 발명의 실시 예를 수행하는 장치에 접속할 수도 있다.

상술한 본 발명의 구체적인 실시 예들에서, 발명에 포함되는 구성 요소는 제시된 구체적인 실시 예에 따라 단수 또는 복수로 표현되었다. 그러나, 단수 또는 복수의 표현은 설명의 편의를 위해 제시한 상황에 적합하게 선택된 것으로서, 본 발명이 단수 또는 복수의 구성 요소에 제한되는 것은 아니며, 복수로 표현된 구성 요소라하더라도 단수로 구성되거나, 단수로 표현된 구성 요소라 하더라도 복수로 구성될 수 있다.

한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니 되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

Claims

5th generation core (5GC)가 무선 단말간의 시각 동기화를 제공하는 방법에 있어서,
복수의 단말로부터 시간 동기 정확도 (time synchronization accuracy) 요구 사항 (requirement) 및 Holdover Time 요구 사항을 획득하는 단계;
Global navigation satellite system (GNSS)를 이용할 수 없는 곳의 위치 정보를 식별하는 단계;
상기 위치 정보에 매칭되는 단말의 상기 시간 동기 정확도 요구 사항 및 상기 Holdover Time 요구 사항에 기초하여, 동기화 정확도를 결정하는 단계; 및
상기 결정된 동기화 정확도에 기초하여, 상기 위치 정보에 매칭되는 단말에 5th generation system (5GS) synchronization을 사용할 수 있다는 지시를 포함하는 메시지를 전달하는 단계;를 포함하는 방법.