KR20230139764A

KR20230139764A - 무선 통신 시스템에서 연합 학습 지원 방법 및 장치

Info

Publication number: KR20230139764A
Application number: KR1020220151409A
Authority: KR
Inventors: 서동은; 박중신; 김혜성
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2022-03-28
Filing date: 2022-11-14
Publication date: 2023-10-05

Abstract

본 개시는 보다 높은 데이터 전송률을 지원하기 위한 5G 또는 6G 통신 시스템에 관련된 것이다. 본 발명에서는 본 개시는 무선 통신 시스템에서 연합 학습 지원 방법 및 장치를 제안한다.

Description

무선 통신 시스템에서 연합 학습 지원 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR SUPPORTING FEDERATED LEARNING IN WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM}

본 개시는 무선 통신 시스템에서 연합 학습 지원 방법 및 장치에 관한 것이다.

5G 이동통신 기술은 빠른 전송 속도와 새로운 서비스가 가능하도록 넓은 주파수 대역을 정의하고 있으며, 3.5 기가헤르츠(3.5GHz) 등 6GHz 이하 주파수(‘Sub 6GHz’) 대역은 물론 28GHz와 39GHz 등 밀리미터파(㎜Wave)로 불리는 초고주파 대역(‘Above 6GHz’)에서도 구현이 가능하다. 또한, 5G 통신 이후(Beyond 5G)의 시스템이라 불리어지는 6G 이동통신 기술의 경우, 5G 이동통신 기술 대비 50배 빨라진 전송 속도와 10분의 1로 줄어든 초저(Ultra Low) 지연시간을 달성하기 위해 테라헤르츠(Terahertz) 대역(예를 들어, 95GHz에서 3 테라헤르츠(3THz) 대역과 같은)에서의 구현이 고려되고 있다.

5G 이동통신 기술의 초기에는, 초광대역 서비스(enhanced Mobile BroadBand, eMBB), 고신뢰/초저지연 통신(Ultra-Reliable Low-Latency Communications, URLLC), 대규모 기계식 통신 (massive Machine-Type Communications, mMTC)에 대한 서비스 지원과 성능 요구사항 만족을 목표로, 초고주파 대역에서의 전파의 경로손실 완화 및 전파의 전달 거리를 증가시키기 위한 빔포밍(Beamforming) 및 거대 배열 다중 입출력(Massive MIMO), 초고주파수 자원의 효율적 활용을 위한 다양한 뉴머롤로지 지원(복수 개의 서브캐리어 간격 운용 등)와 슬롯 포맷에 대한 동적 운영, 다중 빔 전송 및 광대역을 지원하기 위한 초기 접속 기술, BWP(Band-Width Part)의 정의 및 운영, 대용량 데이터 전송을 위한 LDPC(Low Density Parity Check) 부호와 제어 정보의 신뢰성 높은 전송을 위한 폴라 코드(Polar Code)와 같은 새로운 채널 코딩 방법, L2 선-처리(L2 pre-processing), 특정 서비스에 특화된 전용 네트워크를 제공하는 네트워크 슬라이싱(Network Slicing) 등에 대한 표준화가 진행되었다.

현재, 5G 이동통신 기술이 지원하고자 했던 서비스들을 고려하여 초기의 5G 이동통신 기술 개선(improvement) 및 성능 향상(enhancement)을 위한 논의가 진행 중에 있으며, 차량이 전송하는 자신의 위치 및 상태 정보에 기반하여 자율주행 차량의 주행 판단을 돕고 사용자의 편의를 증대하기 위한 V2X(Vehicle-to-Everything), 비면허 대역에서 각종 규제 상 요구사항들에 부합하는 시스템 동작을 목적으로 하는 NR-U(New Radio Unlicensed), NR 단말 저전력 소모 기술(UE Power Saving), 지상 망과의 통신이 불가능한 지역에서 커버리지 확보를 위한 단말-위성 직접 통신인 비 지상 네트워크(Non-Terrestrial Network, NTN), 위치 측위(Positioning) 등의 기술에 대한 물리계층 표준화가 진행 중이다.

뿐만 아니라, 타 산업과의 연계 및 융합을 통한 새로운 서비스 지원을 위한 지능형 공장 (Industrial Internet of Things, IIoT), 무선 백홀 링크와 액세스 링크를 통합 지원하여 네트워크 서비스 지역 확장을 위한 노드를 제공하는 IAB(Integrated Access and Backhaul), 조건부 핸드오버(Conditional Handover) 및 DAPS(Dual Active Protocol Stack) 핸드오버를 포함하는 이동성 향상 기술(Mobility Enhancement), 랜덤액세스 절차를 간소화하는 2 단계 랜덤액세스(2-step RACH for NR) 등의 기술에 대한 무선 인터페이스 아키텍쳐/프로토콜 분야의 표준화 역시 진행 중에 있으며, 네트워크 기능 가상화(Network Functions Virtualization, NFV) 및 소프트웨어 정의 네트워킹(Software-Defined Networking, SDN) 기술의 접목을 위한 5G 베이스라인 아키텍쳐(예를 들어, Service based Architecture, Service based Interface), 단말의 위치에 기반하여 서비스를 제공받는 모바일 엣지 컴퓨팅(Mobile Edge Computing, MEC) 등에 대한 시스템 아키텍쳐/서비스 분야의 표준화도 진행 중이다.

이와 같은 5G 이동통신 시스템이 상용화되면, 폭발적인 증가 추세에 있는 커넥티드 기기들이 통신 네트워크에 연결될 것이며, 이에 따라 5G 이동통신 시스템의 기능 및 성능 강화와 커넥티드 기기들의 통합 운용이 필요할 것으로 예상된다. 이를 위해, 증강현실(Augmented Reality, AR), 가상현실(Virtual Reality, VR), 혼합 현실(Mixed Reality, MR) 등을 효율적으로 지원하기 위한 확장 현실(eXtended Reality, XR), 인공지능(Artificial Intelligence, AI) 및 머신러닝(Machine Learning, ML)을 활용한 5G 성능 개선 및 복잡도 감소, AI 서비스 지원, 메타버스 서비스 지원, 드론 통신 등에 대한 새로운 연구가 진행될 예정이다.

또한, 이러한 5G 이동통신 시스템의 발전은 6G 이동통신 기술의 테라헤르츠 대역에서의 커버리지 보장을 위한 신규 파형(Waveform), 전차원 다중입출력(Full Dimensional MIMO, FD-MIMO), 어레이 안테나(Array Antenna), 대규모 안테나(Large Scale Antenna)와 같은 다중 안테나 전송 기술, 테라헤르츠 대역 신호의 커버리지를 개선하기 위해 메타물질(Metamaterial) 기반 렌즈 및 안테나, OAM(Orbital Angular Momentum)을 이용한 고차원 공간 다중화 기술, RIS(Reconfigurable Intelligent Surface) 기술 뿐만 아니라, 6G 이동통신 기술의 주파수 효율 향상 및 시스템 네트워크 개선을 위한 전이중화(Full Duplex) 기술, 위성(Satellite), AI(Artificial Intelligence)를 설계 단계에서부터 활용하고 종단간(End-to-End) AI 지원 기능을 내재화하여 시스템 최적화를 실현하는 AI 기반 통신 기술, 단말 연산 능력의 한계를 넘어서는 복잡도의 서비스를 초고성능 통신과 컴퓨팅 자원을 활용하여 실현하는 차세대 분산 컴퓨팅 기술 등의 개발에 기반이 될 수 있을 것이다.

이동통신 단말 어플리케이션 서비스 사업자는 서비스에 머신러닝 모델을 활용할 수 있다. 한편, 머신러닝 모델의 학습을 위해 어플리케이션 서비스 사업자는 Federated Learning(FL)(즉, 연합 학습)을 활용할 수 있다. 즉, 각 단말에서 동작하는 어플리케이션은 수집한 local data로 local model을 학습시키고, 그 결과물인 local update(즉, gradient)만을 서버로 전송하고, 서버는 어플리케이션들로부터 local update를 취합하여 global model을 학습시키고 이를 다시 어플리케이션으로 배포한다. 한편, FL에 참여하는 각 어플리케이션은 해당 어플리케이션을 구동하는 단말의 네트워크 상황에 따라 학습속도(즉, 서버로 학습 결과물을 전송하는 속도)가 다를 수 있고, FL의 전체 학습속도는 가장 느린 학습속도를 가진 멤버(즉, 애플리케이션 또는 단말)에 의해 결정된다. 따라서, 효율적인 학습을 위해서는 동일한 네트워크 자원을 할당받을 수 있는 단말들이 FL에 참여하는 것이 중요하다.

5G 이동통신 사업자는 Application Function(AF)를 통해 연합 학습을 수행하는 어플리케이션 서비스 사업자에게 FL 트래픽 전송을 위해 동일한 QoS를 할당 받을 수 있는 단말들의 정보를 제공할 수 있다.

본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

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 발명은 이동 통신 시스템 내 연합 학습(federated learning)을 지원하기 위한 방법을 제안한다. 구체적으로, 이동통신 시스템은 외부의 third party 서버(Application Function, AF)로부터 연합학습에 참여 가능한 단말들의 식별자 정보와 QoS(Quality of Service) 요구사항을 제공받고, 이동통신 시스템은 요구사항을 기반으로 네트워크 자원 할당이 가능한 단말들의 선택 및 자네트워크 자원(즉, QoS Flow)을 할당을 수행하고, 그 결과를 AF에게 전송한다.

본 발명의 일 실시 예는 5G 시스템에서 AF가 NEF를 통해 PCF에게 동일한 QoS를 가진 QoS Flow 생성을 다수의 단말에 대해 요청하고, PCF가 동일한 QoS를 가진 QoS Flow를 가능한 단말들에 대해 생성한 뒤, 해당 단말들 및 QoS 정보를 다시 AF에게 전달한다. 외부의 어플리케이션 서비스 제공자는 AF를 통해 5G 시스템으로부터 요청 QoS를 만족하는 단말들의 정보를 수신할 수 있고 단말들에 대해 요청 QoS를 만족하는 네트워크 자원 할당을 받을 수 있다.

본 발명에서 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 발명의 일 실시 예에 따른 AF가 NEF를 통해 PCF에게 요구사항을 기반으로 QoS Flow 할당 및 단말 선택을 요청하는 절차를 나타낸다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 AF가 NEF를 통해 PCF에게 QoS 요구사항 및 FL group 내 단말 리스트 업데이트를 요청하는 절차를 나타낸다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 AF가 UDM에게 FL 서비스를 위한 파라미터를 생성/업데이트/삭제하는 절차를 나타낸다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 PCF가 PDU 세션 생성 또는 수정 절차에서 UDM을 통해 PDU 세션에 해당하는 단말이 FL group에 속한 사실을 파악하고, UDM으로부터 수신한 QoS 요구사항 (즉, requirement)에 따라 QoS 파라미터를 결정하는 것을 나타낸다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 단말의 구성을 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 네트워크 엔티티의 구성을 나타낸 도면이다.

이하 첨부된 도를 참조하여 본 발명의 동작 원리를 상세히 설명한다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들이다. 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있으므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용에 따라 정해져야 한다.

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 개시의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 개시는 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 개시의 개시가 완전하도록 하고, 본 개시가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 개시의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 개시는 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 개시 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 저장 매체에 저장되는 것도 가능하므로, 그 컴퓨터 이용가능 또는 컴퓨터 판독 가능 저장 매체에 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 실시예에서 사용되는 '~부'라는 용어는 소프트웨어 또는 FPGA 또는 ASIC과 같은 하드웨어 구성요소를 의미하며, '~부'는 어떤 역할들을 수행한다. 그렇지만 '~부'는 소프트웨어 또는 하드웨어에 한정되는 의미는 아니다. '~부'는 어드레싱할 수 있는 저장매체에 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.

이하의 설명에서 사용되는 특정 용어들은 본 개시의 이해를 돕기 위해서 제공된 것이며, 이러한 특정 용어의 사용은 본 개시의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다른 형태로 변경될 수 있다.

본 개시에서 사용되는 망 객체(network entity)들을 지칭하는 용어, 메시지들을 지칭하는 용어, 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 편의를 위하여, 본 발명은 5G 시스템 규격에서 정의하는 용어와 명칭들을 사용하지만 상기 용어 및 명칭들에 의해 한정되는 것은 아니며, 다른 규격에 따르는 시스템에도 동일하게 적용될 수 있다.

본 발명은 이동 통신 시스템 내 연합 학습 (federated learning)을 지원하기 위한 방법을 제안한다. 본 발명에서 이동통신 시스템은 외부의 third party 서버(Application Function, AF)로부터 연합학습에 참여 가능한 단말들의 식별자 정보와 QoS (Quality of Service) 요구사항을 제공받고, 이동통신 시스템은 요구사항을 기반으로 네트워크 자원 할당이 가능한 단말들의 선택 및 자네트워크 자원 (즉, QoS Flow)을 할당을 수행하고, 그 결과를 AF에게 전송한다.

5G 이동통신 네트워크는 5G UE(user equipment, 단말(terminal)), 5G RAN(radio access network, 기지국, base station, gNB(5g nodeB), eNB(evolved nodeB 등), 그리고 5G 코어망으로 구성된다. 5G 코어망은 UE의 이동성 관리 기능을 제공하는 AMF(access and mobility management function), 세션 관리 기능을 제공하는 SMF(session management function), 데이터 전달 역할을 수행하는 UPF(user plane function), 정책 제어 기능을 제공하는 PCF(policy control function), 가입자 데이터 및 정책 제어 데이터 등 데이터 관리 기능을 제공하는 UDM(unified data management), UDM 등 다양한 네트워크 기능(network function)들의 데이터를 저장 하는 UDR(unified data repository) 등의 네트워크 기능(network function)들로 구성된다.

3GPP 시스템에서는 5G 시스템 내 NF들 간을 연결하는 개념적인 링크를 참조 포인트(reference point)라고 정의한다. 다음은 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 DN 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(authentication server function) 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

5G 시스템에서 네트워크 슬라이싱 기술(network slicing)은 하나의 물리 네트워크에서 가상화 된, 독립적인, 여러 논리 망들을 가능케 하는 기술 및 구조를 나타낸다. 망 사업자는 서비스/애플리케이션의 특화된 요구사항을 만족하기 위해, 네트워크 슬라이스(network slice)라는 가상의 end-to-end 네트워크를 구성하여 서비스를 제공한다. 이 때, 네트워크 슬라이스는 S-NSSAI(single-network slice selection assistance information)라는 식별자로 구분된다. 네트워크는 단말 등록 절차(예를 들면, UE registration procedure)에서 단말에게 허용된 슬라이스 집합(예를 들면 allowed NSSAI(s))을 전송하고, 단말은 이들 중 하나의 S-NSSAI(즉, 네트워크 슬라이스)를 통해 생성된 PDU(protocol data unit) 세션(session)을 통해 애플리케이션 데이터를 송 수신한다.

이동통신 시스템은 외부의 third party 서버(application function, AF)로부터 연합학습에 참여 가능한 단말들의 식별자 정보와 QoS(quality of service) 요구사항을 제공받고, 이동통신 시스템은 요구사항을 기반으로 네트워크 자원 할당이 가능한 단말들의 선택 및 자네트워크 자원(즉, QoS Flow)을 할당을 수행하고, 그 결과를 AF에게 전송한다. 본 발명의 설명에서 사용되는 용어들 중, aggregated QoS는 same QoS, identical QoS, group QoS와 동일한 의미로 사용 및 해석될 수 있다. 예를 들어, aggregated QoS request indicator와 same QoS request indicator, aggregated QoS information과 same QoS information, 그리고 aggregated QoS notification indicator와 same QoS notification indicator은 각각 동일한 의미로 해석 및 사용될 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 AF가 NEF(network exposure function)를 통해 PCF에게 요구사항을 기반으로 QoS Flow 할당 및 단말 선택을 요청하는 절차를 나타낸다.

도 1을 참고하면, 단계 1에서 AF는 NEF에게 요청 메시지를 전송할 수 있다. 상기 AF가 NEF에게 전송하는 요청 메시지에 다음의 정보를 포함할 수 있다:

aggregated QoS request indicator, a list of UE addresses, requirement, [alternative requirements], FL group id, S-NSSAI, DNN 등

AF가 aggregated QoS request indicator를 포함한 경우, requirement에는 QoS reference(즉, 미리 정의된 여러 individual QoS parameter들 중 하나를 나타내는 식별자) 또는 individual QoS parameter가 포함될 수 있다. AF는 네트워크가 상황에 맞게 선택할 수 있도록 alternative requirement에 다음의 정보를 포함할 수 있다:

(QoS reference 또는 individual QoS parameter, 최소 선택 UE 수) 쌍들로 구성된 집합 등

실시 예에 따라, 상기 요청 메시지는 Nnef_AFsessionWithQoS Create request 메시지일 수 있다.

단계 2에서, NEF는 단계 1에서 AF로부터 요청 메시지를 수신하면, NEF의 요청 메시지에 대한 authorization을 수행한다. 이 때, NEF는 AF 요청 메시지 내 list of UE addresses에 해당하는 단말의 숫자 또는 alternative requirement에 포함된 단말의 숫자가 미리 정의된 숫자보다 클 경우, 단계 3 및 단계 4를 생략하고 단계 5에서 AF에게 전송하는 메시지에 요청 거절을 나타내는 지시자와 단말 숫자 초과로 인한 거절임을 나타내는 Cause값, 허용 가능한 단말 수를 포함할 수 있다.

단계 3에서 NEF는 단계 1에서 AF로부터 수신한 정보의 일부 또는 전부를 unified data repository(UDR)에 저장할 수 있다. NEF는 BSF(binding support function)를 통해 AF로부터 수신한 a list of UE addresses에 대한 PCF들을 PCF discovery를 수행할 수 있다. NEF는 BSF에게 전송하는 PCF discovery 요청 메시지에 a list of UE addresses 또는 a list of UE addresses에 해당하는 UE들의 식별자 또는 FL group id를 전송하고, 해당 메시지를 수신한 BSF는 PCF 및 해당 PCF가 담당하는 UE addresses 그리고/또는 UE들의 식별자 정보를 NEF에게 전송할 수 있다. BSF는 FL group id, PCF id, a list of addresses of UEs for each PCF를 저장할 수 있다.

NEF는 다수의 PCF가 발견된 경우, a list of addresses of UEs for each PCF에 대한 별도의 식별자(sub FL group id)를 생성하고, 이를 FL group id와 연관된 데이터로 UDR에 저장할 수 있다.

NEF는 다수의 PCF가 발견된 경우, 각 PCF에게 요청 메시지를 전송하며, 이 때 해당 요청 메시지에는 단계 1에서 AF로부터 수신한 a list of UE addresses 중 해당 PCF가 담당하는 UE들에 대한 주소만 포함된다. NEF는 PCF에게 전송하는 메시지에 UE 별로 UE address에 해당하는 UE id를 포함시킬 수 있다.

NEF는 위의 정보에 추가로 단계 1에서 AF로부터 수신한 메시지에 포함된 정보들을 PCF로 전달할 수 있다.

NEF는 단계 1에서 AF로부터 수신한 메시지에 a list of UE addresses 및 FL group id만 존재할 경우, PCF에게 메시지를 전송하지 않고, 단계 5에서 AF에게 FL group이 생성되었다는 응답 메시지를 전송할 수 있다.

실시 예에 따라, 상기 NEF가 PCF에게 전송하는 메시지는 Npcf_PolicyAuthorization_Create request 메시지일 수 있다.

단계 4에서 PCF는 단계 3에서 수신한 메시지에 aggregated QoS request indicator가 포함된 경우, 해당 메시지에 포함된 a list of UE addresses에 해당하는 모든 UE들에 대해 단계 3에서 수신한 메시지의 requirement에 해당하는 QoS가 허용되는지 확인할 수 있다. QoS 제공이 허용된 모든 UE들에 대해 PCF는 requirement에 해당하는 QoS 관련 파라미터를 정하고, 해당 QoS 관련 파라미터에 해당하는 QoS Flow 생성을 SMF(session management function)에게 요청할 수 있다. 단계 3에서 수신한 메시지에 alternative requirement가 포함되어 있는 경우, PCF는 네트워크 상황에 따라 동적으로 alternative requirement를 만족하는 QoS 관련 파라미터 및 UE들을 선택할 수 있다. PCF는 새로운 QoS parameter 또는 UE들이 선택되면, 이를 NEF를 통해 AF에게 알릴 수 있다.

PCF는 다음의 정보를 NEF에게 전송하는 응답 메시지에 포함시킬 수 있다: QoS가 허용된 a list of UE addresses 또는 a list of UE id에 해당하는 UE 별 요청된 QoS 허용 여부, 허용된 QoS 정보(즉, selected aggregated QoS information), 허용된 UE 수, 거절된 UE 수 등

실시 예에 따라, 상기 PCF가 NEF에게 전송하는 응답 메시지는 Npcf_PolicyAuthorization_Create response 메시지일 수 있다.

단계 5에서 NEF는 PCF로부터 수신한 정보를 AF에게 전달할 수 있다. 여러 PCF로부터의 응답을 수신한 경우, NEF는 단계 3에서 식별한 a list of addresses of UEs for each PCF 및 해당하는 식별자 정보를 해당하는 AF에게 전송하는 메시지에 포함할 수 있다. AF는 이를 기반으로 PCF 별 선택된 UE들에 대한 정보 및 선택된 QoS 정보 (selected aggregated QoS information)을 식별할 수 있다.

실시 예에 따라, 상기 NEF가 AF에게 전송하는 응답 메시지는 Nnef_AFsessionWithQoS Create response 메시지일 수 있다.

단계 6에서 AF는 NEF에게 FL group id 및 event id를 포함하는 구독 요청 메시지를 전송하여, FL group id에 해당하는 PCF들에게 event id로 식별되는 특정 event들에 대해 event 발생 시 알림 요청을 수행할 수 있다.

단계 7에서 PCF는 해당 event 발생 시, Notify 메시지에 PCF group id를 포함하여 NEF를 통해 AF에게 전송할 수 있다.

도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 AF가 NEF를 통해 PCF에게 QoS 요구사항 및 FL group 내 단말 리스트 업데이트를 요청하는 절차를 나타낸다.

도 2를 참고하면, 단계 1a에서 AF는 requirement 또는 a list of UE addresses가 업데이트 되었을 시, NEF에게 전송하는 요청 메시지를 전송할 수 있다. AF가 NEF에게 전송하는 요청 메시지에는 다음의 정보를 포함할 수 있다:

실시 예에 따라, 상기 요청 메시지는 Nnef_AFsessionWithQoS update request 메시지일 수 있다.

단계 1b에서 AF는 FL group id에 대해 다른 PCF가 selected aggregated QoS information을 업데이트 한 경우(alternative requirement로 인해 새로운 QoS가 선택된 경우), NEF를 통해 해당하는 PCF들에게 QoS 업데이트를 요청할 수 있다. 해당 요청 메시지에는 다음의 정보가 포함된다:

selected aggregated QoS notification indicator, requirement, a list of UE addresses, FL group id, sub FL group id 등

실시 예에 따라, 상기 메시지는 Nnef notification request 메시지일 수 있다.

단계 2에서 NEF는 AF로부터 단계 1에서 요청 메시지를 수신하면, NEF의 요청 메시지에 대한 Authorization을 수행한다. 이 때, NEF는 AF 요청 메시지 내 list of UE addresses에 해당하는 단말의 숫자 또는 alternative requirement에 포함된 단말의 숫자가 미리 정의된 숫자보다 클 경우, 단계 3 및 단계 4를 생략하고 단계 5에서 AF에게 전송하는 메시지에 요청 거절을 나타내는 지시자와 단말 숫자 초과로 인한 거절임을 나타내는 Cause값, 허용 가능한 단말 수를 포함할 수 있다.

단계 3에서 NEF는 단계 1에서 AF로부터 수신한 정보의 일부 또는 전부를 UDR에 저장할 수 있다. NEF는 BSF(Binding Support Function)를 통해 AF로부터 수신한 a list of UE addresses에 대한 PCF들을 PCF discovery를 수행할 수 있다. NEF는 BSF에게 전송하는 PCF discovery 요청 메시지에 a list of UE addresses 또는 a list of UE addresses에 해당하는 UE들의 식별자 또는 FL group id를 전송하고, 해당 메시지를 수신한 BSF는 PCF 및 해당 PCF가 담당하는 UE addresses 그리고/또는 UE들의 식별자 정보를 NEF에게 전송할 수 있다. NEF는 다수의 PCF가 발견된 경우, 각 PCF에게 요청 메시지를 전송하며, 이 때 해당 요청 메시지에는 단계 1에서 AF로부터 수신한 a list of UE addresses 중 해당 PCF가 담당하는 UE들에 대한 주소만 포함된다. NEF는 PCF에게 전송하는 메시지에 UE 별로 UE address에 해당하는 UE id를 포함시킬 수 있다.

실시 예에 따라, 상기 NEF가 PCF에게 전송하는 메시지는 Npcf_PolicyAuthorization_Update request 메시지일 수 있다.

단계 4에서 PCF는 단계 3에서 수신한 메시지에 aggregated QoS request indicator가 포함된 경우, 해당 메시지에 포함된 a list of UE addresses에 해당하는 모든 UE들에 대해 단계 3에서 수신한 메시지의 requirement에 해당하는 QoS가 허용되는지 확인할 수 있다. QoS 제공이 허용된 모든 UE들에 대해 PCF는 requirement에 해당하는 QoS 관련 파라미터를 정하고, 해당 QoS 관련 파라미터에 해당하는 QoS Flow 생성을 SMF (Session Management Function)에게 요청할 수 있다. 단계 3에서 수신한 메시지에 alternative requirement가 포함되어 있는 경우, PCF는 alternative requirement를 만족하는 QoS 관련 파라미터 및 UE들을 선택할 수 있다.

PCF는 다음의 정보를 NEF에게 전송하는 응답 메시지에 포함시킬 수 있다: QoS가 허용된 a list of UE addresses 또는 a list of UE id에 해당하는 UE 별 요청된 QoS 허용 여부, 허용된 QoS 정보, 허용된 UE 수, 거절된 UE 수 등

실시 예에 따라, 상기 NEF가 PCF에게 전송하는 메시지는 Npcf_PolicyAuthorization_Update response 메시지일 수 있다.

단계 5. NEF는 PCF로부터 수신한 정보를 AF에게 전달할 수 있다.

실시 예에 따라, NEF가 AF에게 전송하는 메시지는 Nnef_AFsessionWithQoS update/create response 메시지일 수 있다.

도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 AF가 UDM에게 FL 서비스를 위한 파라미터를 생성/업데이트/삭제하는 절차를 나타낸다.

도 3을 참고하면, 실시 예에 따라서, 단계 0에서 NF(network function)는 UDM에게 구독 요청 메시지를 전송할 수 있다. 이때, NF가 전송하는 메시지는 Nudm_SDM_subscribe request 메시지일 수 있다.

단계 1에서 AF는 NEF에게 FL 서비스 관련 다음의 파라미터를 전송하여 파라미터 생성/업데이트/삭제를 요청할 수 있다:

aggregated QoS request indicator, a list of UE addresses or UE ids, requirement, [alternative requirements], FL group id, S-NSSAI, DNN, [selected aggregated QoS information] 등.

실시 예에 따라, 상기 AF가 NEF에게 전송하는 메시지는 Nnef_ParameterProvision_ Create/Update/Delete request 메시지일 수 있다.

단계 2에서 NEF는 AF 요청에 대해 authorization을 수행 후, UDM에게 AF로부터 수신한 메시지에 포함된 정보들을 전달할 수 있다.

실시 예에 따라, UDM에게 전송되는 메시지는 Nudm_ParameterProvision_ Create/Update/Delete request 메시지일 수 있고, 이 메시지에 상기 AF로부터 수신한 메시지 또는 AF로부터 수신한 메시지에 포함된 정보가 포함될 수 있다.

단계 3에서 UDM은 단계 2에서 수신한 정보의 변경 요청을 검증하기 위해 UDR에서 subscription 정보를 수신할 수 있다. 이 때, UDM은 UE id를 기반으로 subscription 정보를 UDR로부터 수신할 수 있다.

단계 4에서 UDM은 단계 3에서 검증이 성공하면, 다음을 Data key로 하여 UDR에 AF로부터 수신한 정보를 저장할 수 있다:

FL group id, sub FL group id 등

단계 5에서 UDM은 요청 결과를 NEF에게 전달할 수 있다. 실시 예에 따라, UDM이 NEF에게 전송하는 메시지는 Nudm_ParameterProvision_ Create/Update/Delete response 메시지일 수 있다.

단계 6에서 NEF는 단계 5로부터 수신한 결과를 AF에게 전달할 수 있다. 실시 예에 따라, 상기 NEF가 AF에게 전송하는 메시지는 Nnef_ParameterProvision_ Create/Update/Delete response 메시지일 수 있고, 이 메시지에는 결과 값이 포함될 수 있다.

단계 7에서 UDM은 단계 4에서 변경된 정보에 해당하는 NF(예를 들어, PCF 등)가 존재할 시, 해당 NF들에게 업데이트된 정보를 알릴 수 있다. 예를 들어, FL group id에 포함된 UE들의 정보가 변경된 경우, 이를 PCF에게 알리거나, FL group id에 해당하는 QoS 요구사항이 변경된 경우, 이를 PCF에게 알릴 수 있다.

실시 예에 따라, UDM이 NF에게 전송하는 메시지는 Nudm_SDM_subscribe response 메시지일 수 있다.

도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 PCF가 PDU 세션 생성 또는 수정 절차에서 UDM을 통해 PDU 세션에 해당하는 단말이 FL group에 속한 사실을 파악하고, UDM으로부터 수신한 QoS 요구사항(즉, requirement)에 따라 QoS 파라미터를 결정하는 것을 나타낸다.

도 4를 참고하면, 단계 0에서 PCF는 PDU 세션 생성 절차 또는 수정 절차 중에 있을 수 있다.

단계 1에서, PDU 세션 생성 또는 수정 절차에서 PCF는 UDM에게 단말의 가입자 정보를 요청할 수 있다. 이 때, 요청 메시지에는 다음의 정보가 포함될 수 있다:

UE id, PDU session id, FL group id 등

FL group id는 PCF가 이미 UDM으로부터 FL group id를 수신한 이후, PDU 세션 수정 절차에서 포함될 수 있다.

실시 예에 따라, PCF가 UDM에게 전송하는 메시지는 Nudm_SDM_Get 메시지일 수 있다.

단계 2에서 UDM은 PCF로부터 수신한 정보를 기반으로 UDR으로부터 해당 UE 또는 PDU 세션에 대한 정보를 수신할 수 있다. 해당 UE 또는 해당 PDU 세션을 가진 UE가 FL group에 속한 UE라는 사실을 파악하면, UDM은 PCF에게 전송하는 응답 메시지에 다음의 정보를 포함할 수 있다:

aggregated QoS request indicator, a list of UE addresses or UE ids, requirement, [alternative requirements], FL group id, S-NSSAI, DNN, [selected aggregated QoS information] 등

PCF는 수신한 메시지에 aggregated QoS request indicator가 포함된 경우, 해당 메시지에 포함된 a list of UE addresses에 해당하는 모든 UE들에 대해 단계 수신한 메시지의 requirement에 해당하는 QoS가 허용되는지 확인할 수 있다. QoS 제공이 허용된 모든 UE들에 대해 PCF는 requirement에 해당하는 QoS 관련 파라미터를 정하고, 해당 QoS 관련 파라미터에 해당하는 QoS Flow 생성을 SMF에게 요청할 수 있다. 수신한 메시지에 alternative requirement가 포함되어 있는 경우, PCF는 alternative requirement를 만족하는 QoS 관련 파라미터 및 UE들을 선택할 수 있다. PCF는 결정한 QoS parameter 정보 및 선택된 UE 정보를 UDM에게 알릴 수 있다.

실시 예에 따라, PCF가 UDM으로부터 수신하는 메시지는 Nudm_SDM_Get response 메시지일 수 있다.

단계 3에서 PCF는 UDM으로부터 수신한 메시지에 FL group id가 포함된 경우, 다음 정보를 포함하여 UDM에게 구독 요청을 수행할 수 있다:

UE id, FL group id, PDU session id 등

실시 예에 따라, PCF가 UDM에게 전송하는 메시지는 Nudm_SDM_subscribe 메시지일 수 있다.

단계 4에서 UDM은 FL group id에 대한 데이터가 변경되었다는 것을 파악하면, 구독중인 PCF(들)에게 이를 알릴 수 있다. 실시 예에 따라, UDM이 PCF에게 전송하는 메시지는 Nudm_SDM_Notify 메시지일 수 있다.

도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 단말의 구성을 나타낸 도면이다.

도 5를 참고하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 단말은 송수신부(520) 및 단말의 전반적인 동작을 제어하는 제어부(510)를 포함할 수 있다. 그리고, 상기 송수신부(520)는 송신부(525) 및 수신부(523)를 포함할 수 있다.

송수신부(520)는 다른 네트워크 엔티티들과 신호를 송수신할 수 있다.

제어부(510)는 상술한 실시 예들 중 어느 하나의 동작을 수행하도록 단말을 제어할 수 있다. 한편, 상기 제어부(510) 및 송수신부(520)는 반드시 별도의 모듈들로 구현되어야 하는 것은 아니고, 단일 칩과 같은 형태로 하나의 구성부로 구현될 수 있음은 물론이다. 그리고, 상기 제어부(510) 및 송수신부(520)는 전기적으로 연결될 수 있다. 그리고, 예를 들면 제어부(510)는 회로(circuit), 어플리케이션 특정(application-specific) 회로, 또는 적어도 하나의 프로세서(processor)일 수 있다. 또한, 단말의 동작들은 해당 프로그램 코드를 저장한 메모리 장치를 단말 내의 임의의 구성부에 구비함으로써 실현될 수 있다.

도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 네트워크 엔티티의 구성을 나타낸 도면이다.

도 6을 참고하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 네트워크 엔티티는 송수신부(620) 및 네트워크 엔티티의 전반적인 동작을 제어하는 제어부(610)를 포함할 수 있다. 그리고, 상기 송수신부(620)는 송신부(625) 및 수신부(623)를 포함할 수 있다.

송수신부(620)는 다른 네트워크 엔티티와 신호를 송수신할 수 있다.

제어부(610)는 상술한 실시 예들 중 어느 하나의 동작을 수행하도록 네트워크 엔티티를 제어할 수 있다. 한편, 상기 제어부(610) 및 송수신부(620)는 반드시 별도의 모듈들로 구현되어야 하는 것은 아니고, 단일 칩과 같은 형태로 하나의 구성부로 구현될 수 있음은 물론이다. 그리고, 상기 제어부(610) 및 송수신부(620)는 전기적으로 연결될 수 있다. 그리고, 예를 들면 제어부(610)는 회로(circuit), 어플리케이션 특정(application-specific) 회로, 또는 적어도 하나의 프로세서(processor)일 수 있다. 또한, 네트워크 엔티티의 동작들은 해당 프로그램 코드를 저장한 메모리 장치를 네트워크 엔티티내의 임의의 구성부에 구비함으로써 실현될 수 있다.

상기 네트워크 엔티티는 기지국, SMF, UPF, PCF, AF, NEF, UDM, UDR, NF, AUSF 등 중 어느 하나를 의미하는 것일 수 있다.

상기 도 1 내지 도 6이 예시하는 구성도, 제어/데이터 신호 송신 방법의 예시도, 동작 절차 예시도, 구성도들은 본 개시의 권리범위를 한정하기 위한 의도가 없음을 유의하여야 한다. 즉, 상기 도 1 내지 도 6에 기재된 모든 구성부, 엔티티, 또는 동작의 단계가 개시의 실시를 위한 필수 구성 요소인 것으로 해석되어서는 안되며, 일부 구성 요소 만을 포함하여도 개시의 본질을 해치지 않는 범위 내에서 구현될 수 있다.

앞서 설명한 네트워크 엔티티나 단말의 동작들은 해당 프로그램 코드를 저장한 메모리 장치를 네트워크 엔티티 또는 단말 장치 내의 임의의 구성부에 구비함으로써 실현될 수 있다. 즉, 네트워크 엔티티 또는 단말 장치의 제어부는 메모리 장치 내에 저장된 프로그램 코드를 프로세서 혹은 CPU(Central Processing Unit)에 의해 읽어내어 실행함으로써 앞서 설명한 동작들을 실행할 수 있다.

본 명세서에서 설명되는 네트워크 엔티티, 기지국 또는 단말 장치의 다양한 구성부들과, 모듈(module)등은 하드웨어(hardware) 회로, 일 예로 상보성 금속 산화막 반도체(complementary metal oxide semiconductor) 기반 논리 회로와, 펌웨어(firmware)와, 소프트웨어(software) 및/혹은 하드웨어와 펌웨어 및/혹은 머신 판독 가능 매체에 삽입된 소프트웨어의 조합과 같은 하드웨어 회로를 사용하여 동작될 수도 있다. 일 예로, 다양한 전기 구조 및 방법들은 트랜지스터(transistor)들과, 논리 게이트(logic gate)들과, 주문형 반도체와 같은 전기 회로들을 사용하여 실시될 수 있다.

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

Claims

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.