KR20230155817A - 무선 통신 시스템에서 동적 백홀 네트워크 딜레이 기반 세션 관리를 위한 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

본 개시는 보다 높은 데이터 전송률을 지원하기 위한 5G 또는 6G 통신 시스템에 관련된 것이다. 본 개시의 SMF 엔티티의 방법은 PCF 엔티티로, 동적 위성 백홀 딜레이 제어 요청 지시자를 포함하는 세션 관리 정책 생성 요청 메시지를 전송하는 단계; 및 상기 PCF 엔티티로부터, PCC 규칙 정보 및 상기 SMF와 관련된 정책 제어 요청 개시 조건 정보를 포함하는 세션 관리 정책 생성 응답 메시지를 수신하는 단계를 포함할 수 있다.

Description

무선 통신 시스템에서 동적 백홀 네트워크 딜레이 기반 세션 관리를 위한 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR DYNAMIC BACKHAUL NETWORK DELAY BASED SESSION MANAGEMENT IN WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM}

본 발명은 무선 통신 시스템에서 동적 백홀 네트워크 딜레이 기반 세션 관리를 위한 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.

본 개시의 다양한 실시예들은, 무선 통신 시스템에서 동적 백홀 네트워크 딜레이 기반 세션 관리를 위한 방법 및 장치를 제공한다.

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

본 개시의 일 양상에 따른, SMF (session management function) 엔티티의 방법은 AMF (access and mobility management function) 엔티티로부터, 위성 백홀 카테고리 정보(satellite backhaul category) 및 동적 위성 백홀 딜레이 제어 요청 지시자(dynamic satellite backhaul delay control request) 를 포함하는 PDU 세션 수립 요청 메시지(Nsmf_PDUSession_CreateSMContext Request)를 수신하는 단계; PCF (policy control function) 엔티티로, 상기 위성 백홀 카테고리 정보 및 상기 동적 위성 백홀 딜레이 제어 요청 지시자를 포함하는 세션 관리 정책 생성 요청 메시지(Npcf_SMPolicyControl_Create Request)를 전송하는 단계; 및 상기 PCF 엔티티로부터, PCC (policy control and charging) 규칙 정보 및 상기 SMF와 관련된 정책 제어 요청 개시 조건 정보(Policy Control Request Trigger)를 포함하는 세션 관리 정책 생성 응답 메시지(Npcf_SMPolicyControl_Create Response)를 수신하는 단계를 포함할 수 있다.

실시예로서, 상기 PCC 규칙 정보는, 동적 위성 백홀 딜레이 제어를 위한 QoS (quality of service) 모니터링 정보를 포함하며, 상기 QoS 모니터링 정보는: 측정할 적어도 하나의 QoS 파라미터를 지시하는 정보, 보고 주기를 지시하는 정보, 상기 측정할 적어도 하나의 QoS 파라미터와 연관된 스레스홀드 값을 지시하는 정보, 보고 대상을 지시하는 정보, 및 직접 이벤트 통지 여부를 지시하는 정보, 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

실시예로서, 상기 PCC 규칙 정보는, 상기 동적 위성 백홀 딜레이에 대한 QoS 파라미터 세트 및 대체 QoS 파라미터 세트 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다.

실시예로서, 상기 SMF와 관련된 정책 제어 요청 개시 조건 정보는: UPF (user plane function) 엔티티에서 네트워크 딜레이가 동적으로 변할 수 있는 위성 백홀 네트워크를 통해 충족시킬 수 있는 QoS 파라미터를 SMF가 인지한 경우에 대한 제1 정책 제어 요청 개시 조건, 및 상기 동적 위성 백홀 딜레이 제어를 위한 QoS 모니터링에 대한 제2 정책 제어 요청 개시 조건, 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

실시예로서, 상기 방법은: 사용자 평면과 연관된 백홀 네트워크의 딜레이에 기초하여, UPF를 선택하는 단계를 더 포함할 수 있다.

실시예로서, 상기 방법은: 상기 PCF 엔티티로, 사용자 평면과 연관된 백홀 네트워크의 딜레이의 측정 값을 포함하는 세션 관리 정책 수정 요청 메시지를 전송하는 단계; 및 상기 PCF 엔티티로부터, 상기 PCC 규칙 정보 및 상기 정책 제어 요청 개시 조건 정보를 포함하는 세션 관리 정책 수정 응답 메시지를 수신하는 단계를 포함할 수 있다.

실시예로서, 상기 방법은: 상기 AMF 엔티티로, 상기 QoS 모니터링 정보에 기초하여 생성된, QoS 모니터링 지시자 정보, QoS 모니터링 보고 주기 정보, 중 QoS 모니터링 스레스홀드 정보 적어도 하나를 전송하는 단계를 더 포함할 수 있다.

실시예로서, 상기 방법은: 상기 UPF 엔티티로, 상기 QoS 모니터링 정보에 기초하여 생성된 QoS 모니터링 정책 정보를 전송하는 단계를 더 포함하며, 상기 QoS 모니터링 정책 정보는 상기 UPF 엔티티가 N3 구간의 네트워크 딜레이를 측정하기 위해 사용될 수 있다.

도 1은 본 개시의 실시예와 관련된 5G 시스템 구조를 도시하는 도면이다.
도 2는 본 개시의 일 실시예에 따른, 하나의 RAN과 하나의 5G 코어네트워크 사이에 하나 또는 그 이상의 백홀 네트워크 연결이 가능한 경우의 5G 시스템 구조를 나타낸 도면이다.
도 3는 본 개시의 일 실시예에 따른, 동적 백홀 네트워크 딜레이를 기반으로 정책 제어 및 과금 규칙을 관리하는 방법을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 개시의 일 실시예에 따른, 동적 백홀 네트워크 딜레이를 기반으로 정책 제어 및 과금 규칙을 관리하는 방법을 나타낸 도면이다.
도 5a 및 도 5b는 본 개시의 일 실시예에 따른, 동적 백홀 네트워크 딜레이를 기반으로 세션 관리를 하는 방법을 나타낸 도면이다.
도 6은 본 개시의 일 실시예에 따른 단말의 구조를 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 기지국의 구조를 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 네트워크 기능(network function) 엔티티의 구조를 도시한 도면이다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 동작 원리를 상세히 설명한다.

실시예를 설명함에 있어서 본 개시가 속하는 기술 분야에 익히 알려져 있고 본 개시와 직접적으로 관련이 없는 기술 내용에 대해서는 설명을 생략한다. 이는 불필요한 설명을 생략함으로써 본 개시의 요지를 흐리지 않고 더욱 명확히 전달하기 위함이다.

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 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 개시는 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 개시가 완전하도록 하고, 본 개시가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 개시는 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

이 때, 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 실시예에서 사용되는 '~부'라는 용어는 소프트웨어 또는 FPGA또는 ASIC과 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.

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 개시는 3GPP LTE(3rd Generation Partnership Project Long Term Evolution) 규격 및 3GPP 5G 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.

한편, 위성통신 기술의 고도화로 인해 제한적으로만 도입되었던 위성통신 기술을 이동통신망에 통합하기 위한 노력이 진행되고 있다. 특히, 기존 광섬유 기반 유선 링크로 연결된 백홀 구간(RAN(radio access network)과 코어 네트워크 사이의 구간)에 위성 링크를 도입하는 연구가 진행되고 있다.

3GPP(3rd generation partnership project)에서는 5G(5th generation) 통신 시스템에서 이동통신과 5G 기술을 통합하는 다양한 시나리오에 대해 표준화 중에 있다. 특히, RAN(radio access network)과 코어 네트워크를 연결하는 백홀 구간에 위성 연결을 도입하는 방안에 대해 표준화 중에 있다. 위성 연결은 유선 링크를 구성하는 비용 (매립형 광섬유 케이블 설치 등)을 절감할 수 있는 등 다양한 장점이 있다. 한편, 백홀 구간에 위성 기술을 적용 시, 네트워크 상황이 가변적이거나 높은 지연시간 등의 현상이 발생할 수 있고, 5G 시스템에서 QoS(quality of service)를 만족하기 위한 추가적인 메커니즘이 필요할 수 있다.

백홀 구간에 위성 기술을 적용하는 경우, 지상에 설치된 RAN 그리고 또는 코어네트워크를 통해 제어 신호 및 사용자 데이터를 전송함에 있어서 지상 백홀 네트워크를 이용하는 것 대비 높은 지연시간이 발생할 수 있다. 이러한 높은 지연시간으로 인하여 세션 관리를 위한 NF(Network Function) 선택, 정책 및 과금 관리를 위한 QoS profile 선택 등을 포함한 세션 관리 방법에 관련한 변경이 필요할 수 있다.

따라서, 위성을 포함한 비지상(non-terrestrial) 백홀 네트워크가 사용되었거나 기타의 백홀 네트워크의 특성(characteristics)으로 인하여 백홀 구간에 높은 지연시간이 발생할 수 있는 경우, 나아가 백홀 구간의 지연 시간이 동적으로 변하는 경우, 서비스의 QoS 요구사항을 만족하는 정책 제어 및 과금 규칙을 결정할 수 있도록 하는 기술이 필요할 수 있다.

본 개시의 다양한 실시예들은, 무선 통신 시스템에서 동적 백홀 네트워크 딜레이 기반 세션 관리를 위한 방법 및 장치를 제공할 수 있다.

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

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 개시의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. 이때, 첨부된 도면들에서 동일한 구성 요소는 가능한 동일한 부호로 나타내고 있음에 유의해야 한다. 또한 이하에 첨부된 본 개시의 도면은 본 발명의 이해를 돕기 위해 제공되는 것으로, 본 개시의 도면에 예시된 형태 또는 배치 등에 본 발명이 제한되지 않음에 유의해야 한다.

도 1은 본 개시의 실시예와 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(110), 액세스 및 이동성 관리 기능((core) access and mobility management function, AMF) 장치(103), 세션 관리 기능(session management function, SMF) 장치(104), 정책 제어 기능(policy control function, PCF) 장치(107), 어플리케이션 기능(application function, AF) 장치(108), 통합된 데이터 관리(unified data management, UDM) 장치(106), 데이터 네트워크(data network, DN)(112), 사용자 평면 기능(user plane function, UPF) 장치(105), (무선) 액세스 네트워크((radio) access network, (R)AN)(102), 단말, 즉, 사용자 장치(user equipment, UE)(101)를 예시하였다. 또한 도 1에서는 네트워크 슬라이스 선택 기능(Network Slice Selection Function, NSSF) 장치(109) 과 네트워크 슬라이스 별 인증 및 권한 검증 기능(Network Slice Specific Authentication and Authorization Function, NSSAAF) 장치(111) 가 예시적으로 도시되고 있다.

도 1에 예시된 각각의 장치들은 하나의 서버 또는 장치로 구현될 수도 있고, 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.

각 NF들은 다음과 같은 기능을 지원할 수 있다.

AUSF(110)는 UE의 인증을 위한 데이터를 처리하고 저장할 수 있다.

AMF(103)는 UE 단위의 접속 및 이동성 관리를 위한 기능을 제공할 수 있으며, 하나의 UE 당 기본적으로 하나의 AMF에 연결될 수 있다. 구체적으로, AMF(103)는 3GPP 액세스 네트워크들 간의 이동성을 위한 CN(core network) 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(103)의 일부 기능(들) 또는 전체의 기능들은 하나의 AMF로 동작하는 단일 AMF 인스턴스(instance) 내에서 지원될 수 있다.

DN(112)은 예를 들어, 운영자 서비스, 인터넷 접속 또는 서드파티(3rd party) 서비스 등을 의미할 수 있다. DN(112)은 UPF(105)로 하향링크 프로토콜 데이터 유닛(protocol data unit, PDU)을 전송하거나, UE(101)로부터 전송된 PDU를 UPF(105)를 통해 수신할 수 있다.

PCF(107)는 어플리케이션 서버로부터 패킷 흐름에 대한 정보를 수신하여, 이동성 관리, 세션 관리 등의 정책을 결정하는 기능을 제공할 수 있다. 구체적으로, PCF(107)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(104)는 세션 관리 기능을 제공하며, UE가 다수 개의 세션을 가지는 경우 각 세션 별로 서로 다른 SMF에 의해 관리될 수 있다. 구체적으로, SMF(104)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(104)의 일부 기능(들) 또는 전체의 기능들은 하나의 SMF로 동작하는 단일 SMF 인스턴스(instance) 내에서 지원될 수 있다.

UDM(106)은 사용자의 가입 데이터, 정책 데이터 등을 저장할 수 있다. UDM(106)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. UDR은 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(105)는 DN(112)으로부터 수신한 하향링크 PDU를 (R)AN(102)을 경유하여 UE(101)에게 전달하며, (R)AN(102)을 경유하여 UE(101)로부터 수신한 상향링크 PDU를 DN(112)으로 전달할 수 있다. 구체적으로, UPF(105)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(105)의 일부 기능(들) 또는 전체의 기능들은 하나의 UPF로 동작하는 단일 UPF 인스턴스(instance) 내에서 지원될 수 있다.

AF(108)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(102)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(101)에게 제공된 정보로부터 AMF(103)로의 라우팅이 결정되지 않는 경우, UE(101)의 어태치(attachment) 시 AMF(103)의 선택, UPF(105)(들)로의 사용자 평면 데이터 라우팅, AMF(103)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(101)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 2 내지 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. 제1 NF 인스턴스로부터 제2 NF 디스커버리 요청을 수신하는 경우, 제2 NF 발견 동작을 수행한 후 발견된 제2 NF 인스턴스의 정보를 제1 NF 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(101)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(101)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(101)를 의미할 수 있으며, UE 또는 단말의 용어가 혼용되어 사용될 수 있다. 이런 경우 특별히 단말을 부가적으로 정의하지 않는 한 UE(101)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(policy)을 결정하는데 이용될 수 있다.

도 2는 본 개시의 일 실시예에 따른, 하나의 RAN과 하나의 5G 코어네트워크 사이에 하나 또는 그 이상의 백홀 네트워크 연결이 가능한 경우의 5G 시스템 구조를 나타낸 도면이다.

하나의 RAN과 하나의 코어 네트워크 사이에는 적어도 하나의(at least one) 제어 평면 백홀 네트워크 및/또는 적어도 하나의 사용자 평면 백홀 네트워크가 연결될 수 있다. 제어 평면 백홀 네트워크는 RAN과 AMF 사이를 연결하며, N2 인터페이스를 사용할 수 있다 (예: 도 2의 (A), (B), (C)). 사용자 평면 백홀 네트워크는 RAN과 UPF 사이를 연결하며, N3 인터페이스를 사용할 수 있다 (예: 도 2의 (D), (E)). 백홀 네트워크의 종류에는 지상 백홀 네트워크 (예: 도 2의 (C), (E)), 비지상 백홀 네트워크 (위성, 드론 등을 이용한)(예: 도 2의 (A), (B), (D))가 포함될 수 있다. 위성 백홀 네트워크는 하나 이상의 위성이 연결될 수 있다 (예: 도 2의 (B), (D)).

예를 들면, 도 2의 (A)에 예시된 것처럼, 제1 위성 백홀 네트워크(Satelite Backhaul#1)가 제어 평면 백홀 네트워크로서 RAN과 AMF 사이에 연결될 수 있고, 제1 위성 백홀 네트워크는 하나의 위성(Satelite#1)과 연결될 수 있다. 도 2의 (B) 및 (D)에 예시된 것처럼, 제2 위성 백홀 네트워크(Satelite Backhaul#2)가 제어 평면 백홀 네트워크 및 사용자 평면 백홀 네트워크로서 RAN과 AMF 사이 및 RAN과 제1 UPF(UPF#1) 사이에 각각 연결될 수 있고, 제2 위성 백홀 네트워크는 두 개의 위성(Satelite#2 및 Satelite#3)과 연결될 수 있다. 도 2의 (C) 및 (E)에 예시된 것처럼, 지상 백홀 네트워크가 제어 평면 백홀 네트워크 및 사용자 평면 백홀 네트워크로서 RAN과 AMF 사이 및 RAN과 제2 UPF(UPF#2) 사이에 각각 연결될 수 있다.

백홀 네트워크에서 발생하는 네트워크 딜레이는 PCF가 SM Policy를 결정할 때 고려될 수 있다. 예를 들어, PCF는 UE에게 제공되는 서비스에 적합한 QoS 파라미터를 구성함에 있어서, 패킷 딜레이 예산(Packet Delay Budget, PDB) 값을 포함할 수 있다. PDB는 UE와 N6인터페이스 종단 UPF 사이에 허용될 수 있는 패킷 딜레이의 상한값에 해당한다. 따라서, RAN과 UPF 사이의 구간에 위성 네트워크가 사용되는 경우에는 지상 네트워크를 사용하는 경우보다 긴 PDB 값이 포함된 SM Policy가 결정되어야 할 수 있다.

백홀 네트워크에서 발생하는 네트워크 딜레이는 동적으로 변화할 수 있으며, 이러한 동적 백홀 네트워크 딜레이는 PCF가 SM Policy를 결정할 때 고려될 수 있다. 예를 들어, RAN과 UPF를 연결하는 백홀 네트워크가 하나 이상의 위성으로 연결되는 네트워크인 경우(도 2의 D)에서, 위성이 이동 위성 액세스(moving satellite access)를 제공하는 경우, UE의 위치 및/또는 이동 위성의 위치에 따라 백홀 네트워크 딜레이가 달라질 수 있다. 특히 이동 위성군 (moving satellite constellation) 네트워크의 경우, 위성군을 구성하는 위성들이 일정한 주기와 궤도를 따라 이동하게 되고, UE의 위치에 따라 패킷이 라우팅 되는 이동 위성군 내의 경로는 가변적이다. 하나의 예로, UE는 특정 시각에는 1개의 위성만을 통과하여 UPF와 패킷을 송수신할 수 있고, 다른 시각에는 2개의 위성을 통과하여 UPF와 패킷을 송수신하게 될 수 있으며, 각각의 백홀 네트워크 딜레이는 통과한 위성의 개수에 따라 달라지게 될 것이다.

백홀 네트워크 딜레이가 동적으로 변할 수 있는 통신 시스템에서, PCF는 백홀 네트워크 딜레이 값에 적응적으로 SM Policy를 결정할 수 있으며, 이를 위해서 SMF는 RAN 및/또는 UPF에게 RAN과 UPF 사이의 uplink 및/또는 downlink 패킷 딜레이를 측정하여 보고할 것을 요청할 수 있다. SMF는 RAN 및/또는 UPF로부터 보고받은 측정값을 PCF에게 보고하여, PCF가 새로운 SM Policy(새로운 PDB 값을 포함할 수 있다)를 결정하여야 하는지 판단할 수 있다. 이 때, PCF는 AF와 통신하여 보고받은 백홀 네트워크 딜레이가 사용자 서비스 요구사항을 만족하는지 여부를 확인할 수 있다. PCF는 새로운 SM Policy를 결정하게 되면, SMF에게 새로운 SM Policy를 제공할 수 있다.

도 3는 본 개시의 일 실시예에 따른, 동적 백홀 네트워크 딜레이를 기반으로 정책 제어 및 과금 규칙을 관리하는 방법을 나타낸 도면이다.

PCF는 위성 백홀 네트워크 딜레이 값을 모니터링하여 적응적으로 PCC rule을 결정할 수 있다. 이를 위해서, PCF는 SMF에게 위성 백홀 네트워크의 딜레이 값을 모니터링하는 규칙을 기술한 PCC Rule Information을 제공할 수 있다. SMF는 이를 각각 RAN 및/또는 UPF에게 제공할 수 있다. RAN과 UPF는 QoS SMF가 지시한 정보에 기반하여 위성 백홀 네트워크 구간의 네트워크 딜레이를 측정할 수 있다.

도 3을 참조하면, PCF는 SMF에게 동적 위성 백홀 제어(동적 위성 백홀 딜레이 제어)를 위한 QoS 모니터링 정보(QoS Monitoring for dynamic satellite backhaul control)을 제공하여, SMF가 위성 백홀 네트워크 딜레이를 모니터링하는 방법을 지시할 수 있다.

상기 QoS 모니터링 정보는 아래의 파라미터들 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

- QoS parameter(s) to be measured: 측정할 QoS 파라미터를 지시할 수 있다. UL packet delay, DL packet delay, or round trip packet delay가 포함될 수 있다.

- Reporting frequency: 보고 주기를 지시할 수 있다. 특정 이벤트가 발생한 경우에는 해당 이벤트의 정의, 주기적인 경우에는 주기 값 등이 사용될 수 있다. 상기 측정할 QoS 파라미터가 하기 threshold value보다 같거나 큰 경우, 또는 상기 측정할 QoS 파라미터가 하기 threshold value보다 같거나 작은 경우 등을 이벤트의 정의로 할 수 있다.

- Threshold Value(s): 상기 측정할 QoS 파라미터의 일정 값을 지시할 수 있다.

- Target of reporting: 보고의 대상 NF를 지시할 수 있다. 예를 들어, PCF, AF, NEF, 또는 기타 PCF가 정한 NF가 포함될 수 있다.

Indication of direct event notification: UPF가 SMF를 통하지 않고 직접 Target of reporting 대상에게 보고하도록 지시할 수 있다.

SMF는 PCF로부터 QoS Monitoring for dynamic satellite backhaul control 정보를 수신하면, PDU Session Establishment/Modification 절차에서 RAN에게 QoS Monitoring Indication, QoS Monitoring reporting frequency, 및/또는 QoS Monitoring Threshold value를 제공할 수 있다.

- QoS Monitoring Indication: RAN이 RAN과 UPF 사이의 QoS 파라미터 값을 측정할 것을 지시할 수 있다. SMF는 PCF가 제공한 QoS parameter(s) to be measured의 일부 또는 전부에 해당하는 QoS 파라미터들에 대하여 패킷 딜레이를 측정하도록 지시할 수 있다.

- QoS Monitoring reporting frequency: RAN이 QoS 파라미터를 측정하여 SMF에게 보고하는 주기를 지시할 수 있다. SMF는 PCF가 제공한 Reporting frequency 조건을 만족할 수 있는 값을 판단하여 보고 주기를 결정할 수 있다. 예를 들어, PCF가 제공한 Reporting frequency가 특정한 이벤트일 경우라도, SMF는 해당 이벤트를 SMF가 인지하기에 충분한 시간 값을 결정하여 RAN에게 지시할 수 있다. 또 다른 예로, SMF는 PCF가 제공한 Reporting frequency가 일정한 주기일 경우, PCF가 제공한 주기 시간 값과 같거나 다른 값을 결정하여 RAN에게 지시할 수 있다.

- QoS Monitoring Threshold value: RAN이 측정할 QoS 파라미터 값의 일정한 값을 지시할 수 있다. SMF는 PCF가 제공한 Reporting frequency 및/또는 Threshold Value 조건을 만족할 수 있는 값을 판단하여 QoS Monitoring Threshold value를 결정할 수 있다. 예를 들어, SMF는 PCF가 제공한 Threshold Value 값과 같거나 다른 값을 결정하여 RAN에게 지시할 수 있다.

SMF는 PCF로부터 QoS Monitoring for dynamic satellite backhaul control 정보를 수신하면, PDU Session Establishment/Modification 절차에서 UPF에게 QoS Monitoring Policy를 제공할 수 있다. QoS Monitoring Policy에는 QoS parameter(s) to be measured, Reporting frequency, Threshold Value(s), Target of reporting, 및/또는 Indication of direct event notification이 포함될 수 있으며, 각각의 값은 PCF로부터 제공받은 값을 기반으로 SMF가 판단하여 결정할 수 있다. 예를 들어, SMF는 PCF로부터 Target of reporting 값으로 NWDAF와, Indication of direct event notification을 수신한 경우, 이를 동일하게 UPF에게 제공하여 UPF가 측정한 값을 NWDAF에게 직접 보고하도록 지시할 수 있다. PCF가 AF의 요청 또는 PCF의 자체적인 판단으로, 위성 백홀 네트워크의 동적 변화 패턴을 NWDAF를 통해 분석하여 PCC Rule 결정에 참고하고자 하는 경우 이와 같은 예가 실시될 수 있을 것이다.

도 4는 본 개시의 일 실시예에 따른, 동적 백홀 네트워크 딜레이를 기반으로 정책 제어 및 과금 규칙을 관리하는 방법을 나타낸 도면이다.

정책 제어 및 과금 규칙 (PCC Rule)에는 SMF와 관련된 정책 제어 요청 개시 조건(Policy Control Request Trigger (PCRT) relevant for SMF)이 포함될 수 있다. PCF는 SM Policy Association Establishment/Modification 절차에서, SMF에게 SMF와 관련된 PCRT를 제공할 수 있다. (예컨대, PCF는 SMF에게 Npcf_SMPolicyControl_Create response, Npcf_SMPolicyControl_Update response 메시지를 통해, 상기 PCRT를 송신할 수 있다.)

SMF가 PCF로부터 SMF와 관련된 PCRT를 수신한 경우, SMF는 PCRT가 설명하는 보고 조건을 만족하는 이벤트가 발생하면 PCRT의 설명에 따라 PCF와 통신하여 SM Policy Association의 업데이트를 요청할 수 있다. (이를 위해, 예컨대, SMF는 PCF에게 Npcf_SMPolicyControl_Update request 메시지를 송신할 수 있다)

PCF는 SMF로부터 PCRT가 설명하는 보고 조건을 만족하는 이벤트가 발생하였고, PCRT의 설명에서 요청한 정보를 수신하면, 이전에 SMF에게 제공하였던 SM Policy를 업데이트 하여야 하는지 여부를 판단할 수 있다. 이 때, PCF는 AF와 통신하여 SM Policy 결정에 필요한 정보를 송수신할 수 있다. PCF는 SM Policy를 업데이트 하여야 하는 것으로 판단하여, 업데이트 된 SM Policy를 SMF에게 제공할 수 있다. (이를 위해, 예컨대, PCF는 SMF에게 Npcf_SmPolicyControl_Update response 메시지를 송신할 수 있다). 한편, 업데이트에는 수정 및/또는 삭제가 포함될 수 있다.

PCF는 AF로부터 특정 이벤트의 발생 및 관련 정보를 알려줄 것을 요청 받은 경우, (이를 위해, 예컨대, AF는 PCF에게 Npcf_EventExposure_Subscibe 메시지를 통해 이벤트의 정의를 송신할 수 있다) AF에게 알릴 수 있다 (이를 위해, 예컨대, PCF는 AF에게 Npcf_EventExposure_Notify 메시지를 송신할 수 있다). AF는 PCF에게, 상술한 동적 위성 백홀 제어(동적 위성 백홀 딜레이 제어)를 위한 QoS 모니터링 정보(QoS Monitoring for dynamic satellite backhaul control)를 AF로 전달해 줄 것을 요청할 수 있다.

- 도 4를 참조하면, PCF는 SMF에게 SMF와 관련된 PCRT들을 제공하여 동적으로 변하는 위성 백홀 네트워크 딜레이를 모니터링하여 보고하도록 지시할 수 있다.QoS selected by SMF for dynamic satellite backhaul: UPF에서 네트워크 딜레이가 동적으로 변할 수 있는 위성 백홀 네트워크를 통해 충족시킬 수 있는 QoS 파라미터를 SMF가 인지한 경우, (1) 충족하는 QoS 파라미터를 포함하는 QoS Flow 식별자 및/또는 (2) 측정한 QoS 파라미터 값을 PCF에게 보고하도록 지시할 수 있다. 예를 들어, SMF는 PDU Session Establishment/Modification 절차에서 PCF로부터 동적 위성 백홀 네트워크 딜레이를 고려하여 하나 이상의 QoS rule과 하나 이상의 대체 QoS rule을 수신하였고, SMF가 연결될 수 있는 하나 이상의 후보 UPF들에게 백홀 네트워크 딜레이를 측정하도록 요청한 후 그 측정값을 기반으로 UPF를 선택한 경우, 선택된 UPF에서 충족할 수 있는 QoS rule이 하나 이상 존재하는 경우 QoS selected by SMF for dynamic satellite backhaul PCRT 조건을 만족한 것으로 인지하여, 해당 QoS rule들을 PCF에게 보고할 수 있다. PCF는 충족한 QoS rule이 하나 이상인 경우, 하나를 결정하여 SMF에게 통지할 수 있다. 또는, SMF는 충족한 QoS rule이 하나 이상인 경우, 하나를 결정하여 PCF에게 통지할 수 있다. 또는, SMF는 충족한 QoS rule이 없는 경우, 충족한 QoS rule이 없음을 PCF에게 통지할 수 있다.

- QoS Monitoring for dynamic satellite backhaul control: UPF 및/또는 RAN에서 측정한 동적 백홀 네트워크 딜레이 값이 있는 경우, PCF에게 관련 QoS 파라미터 값을 보고하도록 지시할 수 있다. 예를 들어, PCF가 PCC rule에 상기 도 3에서 설명한 예와 같은 QoS Monitoring for dynamic satellite backhaul control PCC Rule Information을 제공한 경우, PCF가 요청한 QoS 파라미터 측정 결과를 보고하도록 지시할 수 있다.

본 개시에서, QoS selected by SMF for dynamic satellite backhaul은 UPF에서 네트워크 딜레이가 동적으로 변할 수 있는 위성 백홀 네트워크를 통해 충족시킬 수 있는 QoS 파라미터를 SMF가 인지한 경우에 대한 정책 제어 요청 개시 조건 또는 제1 정책 제어 요청 개시 조건 등으로 지칭되고, QoS Monitoring for dynamic satellite backhaul 은 동적 위성 백홀 딜레이 제어를 위한 QoS 모니터링에 대한 정책 제어 요청 개시 조건 또는 제2 정책 제어 요청 개시 조건 등으로 지칭될 수 있다.

도 5 a 및 도 5b는 본 개시의 일 실시예에 따른, 동적 백홀 네트워크 딜레이를 기반으로 세션 관리를 하는 방법을 나타낸 도면이다.

단계 1: UE는 RAN을 통해 AMF에게 PDU Session Establishment Request 메시지를 송신할 수 있다.

단계 2: AMF는 RAN과 코어네트워크 사이에 존재하는 백홀 네트워크의 종류와 관련하여 (1) 내지 (5) 중 적어도 하나를 판단할 수 있다.

(1) 현재 RAN과 코어 네트워크 사이에 한 종류의 백홀 네트워크가 존재하는지, 또는 하나 이상의 종류의 백홀 네트워크가 존재하는지 여부 (예를 들어, 현재 RAN과 코어 네트워크 사이에 지상 백홀 네트워크만 존재하는 경우, 또는 GEO (geostationary or geosynchronous earth orbit) (또는 MEO (medium earth orbit), LEO (low earth orbit) 등) 위성 백홀 네트워크만 존재하는 경우, 또는 GEO 위성 백홀, LEO 위성 백홀, 지상 백홀 네트워크가 존재하는 경우 등을 포함한다.)

(2) 제어 평면과 사용자 평면에 동일한 백홀 네트워크만 사용될 수 있는 지 여부

(3) 제어 평면과 사용자 평면에 서로 다른 종류의 백홀 네트워크가 사용될 수 있는지 여부

(4) 제어 평면에 사용된 (또는 사용될 수 있는) 백홀 네트워크의 종류

(5) 사용자 평면에 사용된 (또는 사용될 수 있는) 백홀 네트워크의 종류

AMF는 상기 백홀 네트워크의 종류와 관련된 판단을 함에 있어서 (A) 내지 (E) 중 적어도 하나의 정보를 이용할 수 있다.

(A) RAN으로부터 수신한 Global RAN Node ID

(B) RAN으로부터 수신한 UE의 위치 정보 (Tracking Area(TA) ID, Cell ID, PLMN ID, country 등이 포함될 수 있다)

(C) RAN으로부터 수신한 백홀 네트워크 종류에 대한 정보

(D) 망 운영 유지 관리 정보 (Operations, Administration and Management or Operations, Administration and Maintenance (OA&M or OAM))

(E) AMF 설정 정보 등

AMF는 세션 관리를 위한 SMF를 선택할 수 있다. AMF는 SMF에게 PDU Session의 수립을 요청하는 메시지(Nsmf_PDUSession_CreateSMContext Request) 를 송신할 수 있다. AMF가 제어 평면에 사용된 백홀 네트워크의 종류가 위성 백홀 네트워크인 것으로 판단한 경우, AMF는 SMF에게 위성 백홀 카테고리(satellite backhaul category)를 제공할 수 있다. 위성 백홀 카테고리의 값에는 위성의 종류에 따라, NR(GEO), NR(MEO), NR(LEO), NR(OTHERSAT) 등이 포함될 수 있다. 예를 들어, AMF는 UE의 Registration 절차에서 RAN으로부터 N2 인터페이스를 통해 수신한 Global RAN Node ID를 이용하여, RAN이 위성 백홀 네트워크를 사용하고 있음을 판단한 경우, 위성 백홀 카테고리의 값에 RAN이 사용하고 있는 위성 백홀 네트워크의 종류를 기입할 수 있다.

AMF는 제어 평면 및/또는 사용자 평면에 사용된 (또는 사용될 수 있는) 백홀 네트워크의 종류가 네트워크 딜레이 값이 동적으로 변화할 수 있는 종류의 백홀 네트워크인지 여부를 판단할 수 있다. 이 때의 백홀 네트워크는 지상(terrestrial) 또는 위성, 드론 등의 비지상(non-terrestrial) 백홀 네트워크를 포함할 수 있다. 아래의 설명에서는 네트워크 딜레이 값이 동적으로 변화할 수 있는 위성 백홀 네트워크가 사용된 (또는 사용될 수 있는) 경우를 중심으로 기술한다. 다만, 동적으로 변화할 수 있는 지상 백홀 네트워크가 사용된 경우에도 동일/유사한 방법이 적용될 수 있음은 해당 기술 분야의 통상의 기술자에게 자명하다.)

AMF는 제어 평면 및/또는 사용자 평면에 사용된 (또는 사용될 수 있는) 백홀 네트워크의 종류가 네트워크 딜레이 값이 동적으로 변화할 수 있는 위성 백홀 네트워크인 것으로 판단한 경우, SMF에게 이를 알릴 수 있다. 예를 들어, AMF는 RAN과의 NG Setup 절차에서 RAN과 코어 네트워크 사이에 한 종류 이상의 백홀 네트워크가 존재할 수 있음을 인지할 수 있다. 이 경우, AMF는 UE의 Registration 절차에서 현재 제어 평면에 사용된 백홀 네트워크가 지상 백홀 네트워크인 경우라도, 향후 위성 백홀 네트워크로 변경될 가능성이 있을 것으로 판단하여, 제어 평면 및/또는 사용자 평면에 사용될 수 있는 백홀 네트워크의 종류가 네트워크 딜레이 값이 동적 변화할 수 있는 위성 백홀 네트워크인 것으로 판단하고 이를 SMF에게 알릴 수 있다. 또 다른 예로, AMF는 RAN과의 NG Setup 절차에서 제어 평면과 사용자 평면에 서로 다른 종류의 백홀 네트워크가 사용 될 수 있음을 인지할 수 있다. 이 경우, AMF는 UE의 Registration 절차에서 현재 제어 평면에 사용된 백홀 네트워크가 지상 백홀 네트워크인 경우라도, 사용자 평면에는 위성 백홀 네트워크가 사용될 가능성이 있을 것으로 판단하여, 제어 평면 및/또는 사용자 평면에 사용될 수 있는 백홀 네트워크의 종류가 네트워크 딜레이 값이 동적으로 변화할 수 있는 위성 백홀 네트워크인 것으로 판단하고 이를 SMF에게 알릴 수 있다. 또 다른 예로, AMF는 RAN과의 NG Setup 절차에서 제어 평면과 사용자 평면에 서로 다른 종류의 백홀 네트워크가 사용 될 수 있음을 인지할 수 있다. 이 경우, AMF는 UE의 Registration 절차에서 판단한 현재 제어 평면에 사용된 위성 백홀 네트워크와 다른 종류의 위성 백홀 네트워크가 사용자 평면에 사용될 가능성이 있을 것으로 판단하여 (예를 들어, CP에는 NR(GEO) 위성 백홀이 사용되고, UP에는 NR(LEO) 위성 백홀이 사용될 수 있다), 제어 평면 및/또는 사용자 평면에 사용될 수 있는 백홀 네트워크의 종류가 네트워크 딜레이 값이 동적으로 변화할 수 있는 위성 백홀 네트워크인 것으로 판단하고 이를 SMF에게 알릴 수 있다. 또 다른 예로, AMF는 RAN과의 NG Setup 절차 또는 UE의 Registration 절차에서 RAN과 코어 네트워크 사이에 하나 이상의 위성으로 연결된 위성 백홀 네트워크가 사용될 수 있음을 인지할 수 있다. 이 경우, AMF는 제어 평면 및/또는 사용자 평면에 사용될 수 있는 백홀 네트워크의 종류가 네트워크 딜레이 값이 동적으로 변화할 수 있는 위성 백홀 네트워크인 것으로 판단하고 이를 SMF에게 알릴 수 있다. AMF가 제어 평면 및/또는 사용자 평면에 사용된 (또는 사용될 수 있는) 백홀 네트워크의 종류가 네트워크 딜레이 값이 동적으로 변화할 수 있는 위성 백홀 네트워크인 것으로 판단한 경우, AMF는 SMF에게 위성 백홀 네트워크의 딜레이 값이 동적으로 변화함을 알리고, 동적 위성 백홀 네트워크 딜레이 제어 요청 지시자(dynamic satellite backhaul delay control request)를 제공할 수 있다.

AMF는 제어 평면과 사용자 평면에 서로 다른 종류의 백홀 네트워크가 사용될 수 있다고 판단하였거나, 및/또는 사용자 평면에 네트워크 딜레이 값이 동적으로 변화할 수 있는 위성 백홀 네트워크가 사용될 수 있다고 판단한 경우, 및/또는 사용자 평면의 백홀 네트워크 딜레이 값에 기반하여 UPF가 선택되어야 할 것으로 판단하는 경우, 동적 위성 백홀 네트워크 딜레이 제어 요청 지시자와 함께 RAN ID (Global RAN Node ID)를 SMF에게 전송할 수 있다.

AMF는 제어 평면 및/또는 사용자 평면에 네트워크 딜레이 값이 동적으로 변화할 수 있는 위성 백홀 네트워크가 사용될 수 있다고 판단한 경우, 백홀 딜레이 값의 동적 변화 양상, 패턴, 또는 주기 등을 예측할 수 있는 정보를 SMF에게 전송할 수 있다. 예를 들어, AMF는 제어 평면 및/또는 사용자 평면에 이동 위성군으로 구성된 위성 백홀 네트워크가 사용되었음을 판단한 경우, 위성 사업자가 제공한 정보, 또는 RAN이 제공한 정보, 또는 AMF 내부의 설정에 의하여, 이동 위성군을 백홀 네트워크 딜레이 변화 패턴을 예측할 수 있는 경우 그 정보를 SMF에게 전송할 수 있다. 구체적인 예로, 이동 위성군의 경우 일정한 주기와 궤도로 이동할 수 있으며 특정 시간 간격으로, 위성 간 연결이 멀어지거나 가까워 질 수 있는데, 이 때의 위성군 주기 시간, 또는 위성간 연결이 일시적으로 멀어지거나 가까워지는 특정 시간 등을 SMF에게 전송할 수 있다. AMF는 동적 위성 백홀 네트워크 딜레이 제어 요청 지시자와 함께 백홀 딜레이 값의 동적 변화 양상, 패턴, 또는 주기 등을 예측할 수 있는 정보를 SMF에게 전송할 수 있다. SMF는 이 정보를 기반으로 백홀 네트워크 딜레이 모니터링 규칙 등을 정할 수 있다.실시예로서, 동적 위성 백홀 네트워크 딜레이 제어 요청 지시자(dynamic satellite backhaul delay control request)는 위성 백홀 카테고리(satellite backhaul category)와 함께, PDU Session의 수립을 요청하는 메시지(Nsmf_PDUSession_CreateSMContext Request)에 포함될 수 있다. 상술한 것처럼, 위성 백홀 카테고리(satellite backhaul category)의 값은 위성의 종류에 따라 상이한 값으로 설정될 수 있다.

단계 3: SMF는 PCF에게 세션 관리 정책 생성을 요청할 수 있다. 실시예로서, SMF는 PCF에게 세션 관리 정책 생성을 요청하는 메시지 (Npcf_SMPolicyControl_Create Request)를 전송할 수 있다.

SMF는 AMF로부터 satellite backhaul category, 및/또는 dynamic satellite backhaul delay control request를 수신한 경우 PCF에게 제공할 수 있다. 실시예로서, SMF는 AMF로부터 수신된 satellite backhaul category 및/또는 dynamic satellite backhaul delay control request를 세션 관리 정책 생성을 요청하는 메시지 (Npcf_SMPolicyControl_Create Request)에 포함하여, PCF로 전송할 수 있다.

SMF는 AMF로부터 satellite backhaul category, 및/또는 dynamic satellite backhaul delay control request를 수신하거나 수신하지 않았더라도, 제어 평면 및/또는 사용자 평면에 사용될 수 있는 백홀 네트워크의 종류가 네트워크 딜레이 값이 동적으로 변화할 수 있는 위성 백홀 네트워크인 것으로 판단 한 경우, dynamic satellite backhaul delay control request를 PCF에게 전송할 수 있다. 실시예로서, SMF는 AMF로부터 satellite backhaul category를 수신하지 않았더라도, dynamic satellite backhaul delay control request를 수신한 경우, dynamic satellite backhaul delay control request를 PCF에게 송신할 수 있다. 또 다른 예로, SMF는 AMF로부터 satellite backhaul category를 수신하지 않았더라도, AMF로부터 dynamic satellite backhaul delay control request와 RAN ID (Global RAN Node ID)를 수신한 경우, RAN ID가 지시하는 RAN이 제어 평면과 사용자 평면에 서로 다른 종류의 백홀 네트워크가 사용 될 수 있는 RAN 이거나 제어 평면 및/또는 사용자 평면에 사용될 수 있는 백홀 네트워크의 종류가 하나 이상인 것으로 판단할 수 있는 경우, dynamic satellite backhaul control request를 PCF에게 전송할 수 있다. 또 다른 예로, SMF는 AMF로부터 satellite backhaul category 및 dynamic satellite backhaul delay control request 모두를 수신하지 않더라도, 미리 설정된 방식에 따라 제어 평면 및/또는 사용자 평면에 사용될 수 있는 백홀 네트워크의 종류가 네트워크 딜레이 값이 동적으로 변화할 수 있는 위성 백홀 네트워크인 것으로 판단 한 경우, dynamic satellite backhaul delay control request를 PCF에게 전송할 수 있다.

SMF는 AMF로부터 백홀 딜레이 값의 동적 변화 양상, 패턴, 또는 주기 등을 예측할 수 있는 정보를 수신하거나 수신하지 않았더라도, 위성 사업자가 제공한 정보, 또는 RAN이 제공한 정보, 또는 AMF가 제공한 정보, 또는 SMF 내부의 설정에 의하여, 이동 위성군을 백홀 네트워크 딜레이 변화 패턴을 예측할 수 있는 경우 그 정보를 PCF에게 전송할 수 있다.

단계 4: PCF는 SMF로부터 satellite backhaul category, 및/또는 dynamic satellite backhaul delay control request를 수신한 경우, 동적 위성 백홀 네트워크 딜레이를 고려한 정책 제어 및 과금 규칙(Policy Control and Charging Rule, PCC Rule)을 생성할 수 있다.

PCC Rule에는 QoS 파라미터(들)이 포함될 수 있으며, QoS 파라미터에는 패킷 딜레이 예산(Packet Delay Budget, PDB), 패킷 에러율 (Packet Error Rate, PER) 등이 포함될 수 있다. 예를 들어, PCF가 SMF으로부터 satellite backhaul category와 dynamic satellite backhaul delay control request를 수신한 경우, PCF는 satellite backhaul category가 지시하는 종류의 위성 백홀 네트워크에서 발생할 수 있는 네트워크 딜레이 시간을 고려하여 QoS 파라미터 값들을 결정할 수 있고, 위성 백홀 네트워크 딜레이 시간이 일반적인 상황보다 더 길거나, 더 짧게 발생할 경우 적용할 수 있는 대체 QoS 파라미터 값들(Alternative QoS Parameters)을 추가로 결정할 수 있다. 예를 들어, PCF는 satellite backhaul category 값이 NR(LEO)이고, dynamic satellite backhaul delay control request가 포함된 경우, 사용자에게 제공되는 서비스의 QoS 요구사항을 고려했을 때, NR(LEO) 유형의 위성 N개를 거쳤을 때의 백홀 네트워크 딜레이가 허용될 수 있다고 판단한다면, NR(LEO) 유형의 위성 1개, 2개, 내지는 N개가 관여했을 때 허용될 수 있는 패킷 딜레이 예산 값들을 QoS 파라미터 또는 대체 QoS 파라미터로 제공할 수 있다.

PCF는 SMF로부터 satellite backhaul category, 및/또는 dynamic satellite backhaul delay control request를 수신한 경우, SMF가 PCF에게 동적 위성 백홀 네트워크 딜레이를 고려한 정책 제어 및 과금 규칙의 수정(Modification)의 절차를 개시할 수 있도록 하는 정책 제어 요청 개시 조건(Policy Control Request Trigger)을 생성할 수 있다. SMF는 정책 제어 요청 개시 조건을 만족하는 이벤트가 발생한 것을 인지한 경우, PCF에게 세션 관리 정책 수정을 요청할 수 있다

상기 정책 제어 요청 개시 조건에는 제어 평면 및/또는 사용자 평면에 사용된 백홀 네트워크의 종류에 변경이 발생한 것을 SMF가 인지한 경우가 포함될 수 있다. 이 경우, SMF는 변경 후의 백홀 네트워크의 종류를 PCF에게 제공할 수 있다. 예를 들어, SMF는 AMF로부터 수신한 satellite backhaul category 값이 이전에 수신한 값과 다를 경우, 제어 평면 및/또는 사용자 평면에 사용된 백홀 네트워크의 종류에 변경이 발생한 것으로 인지하고, 변경 후의 값을 PCF에게 제공할 수 있다.

상기 정책 제어 요청 개시 조건에는 UPF에서 네트워크 딜레이가 동적으로 변할 수 있는 위성 백홀 네트워크를 통해 충족시킬 수 있는 QoS 파라미터를 SMF가 인지한 경우가 포함될 수 있다. 이 경우, SMF는 충족시킬 수 있는 QoS 파라미터와 그 값 (및/또는 QoS rule 식별자, 및/또는 PCC rule 식별자)을 PCF에게 제공할 수 있다. 추가적으로, SMF는 UPF에서 측정한 백홀 네트워크 딜레이 값을 함께 PCF에게 제공할 수 있다.

상술한 정책 제어 요청 개시 조건들 중 적어도 하나를 포함하는 정책 제어 요청 개시 정보의 일 예는 도 4에 예시된 것과 같을 수 있다.

상술한 동적 위성 백홀 딜레이에 대한 QoS 파라미터 세트(들)(예컨대, QoS 파라미터 세트 및/또는 대체 QoS 파라미터 세트)를 포함하는 PCC rule 및/또는 정책 제어 개시 조건(들)은 세션 관리 정책 생성을 요청하는 메시지 (Npcf_SMPolicyControl_Create Request)에 대한 응답 메시지 (Npcf_SMPolicyControl_Create Response)에 포함되어, PCF에서 SMF로 전송될 수 있다.

실시예로서, 상기 세션 관리 정책 생성 응답 메시지 (Npcf_SMPolicyControl_Create Response)는 동적 위성 백홀 딜레이 제어를 위한 QoS 모니터링 정보를 더 포함할 수 있다. 동적 위성 백홀 딜레이 제어를 위한 QoS 모니터링 정보를 포함하는 PCC rule 정보의 일 예는 도 3에 예시된 것과 같을 수 있다.

단계 5: SMF는 사용자 평면 백홀 네트워크 딜레이를 고려하여 UPF를 선택할 수 있다. SMF는 예컨대, 단계 2에서 AMF로부터 satellite backhaul category, 및/또는 dynamic satellite backhaul delay control request를 수신한 경우, SMF가 탐색할 수 있는 후보 UPF들에게 GTP-U (GPRS Tunnelling Protocol for User Plane) 경로를 통해 연결될 수 있는 RAN들에 대하여 백홀 네트워크 딜레이를 측정하도록 요청하고, 측정된 값을 기반으로 사용자 평면에 적합한 UPF를 선택할 수 있다. 예를 들어, SMF는 가장 짧은 GTP-U 경로의 네트워크 딜레이 값을 제공한 UPF를 사용자 평면에 적합한 UPF로 선택할 수 있다.

SMF는 AMF가 예컨대, 단계 2에서 RAN ID (예를 들어, Global RAN Node ID)를 추가로 제공한 경우, RAN ID를 후보 UPF들에게 제공하여, 후보 UPF들이 해당 RAN에 대해서만 GTP-U 경로의 네트워크 딜레이를 측정하도록 한정적 요청을 할 수 있다.

상기 GTP-U 경로를 통해 UPF가 백홀 네트워크 딜레이를 측정하는 절차는, UPF가 GTP-U 경로를 통해 연결되는 RAN에게 ECHO Request 메시지를 송신하고, 이를 수신한 RAN이 ECHO Response 메시지를 UPF에게 송신하면, UPF가 ECHO Request 메시지를 송신하고 ECHO Response 메시지를 수신하기까지 소요된 시간을 기반으로 GTP-U 경로의 네트워크 딜레이를 측정할 수 있다. 후보 UPF들은 각각 자신이 측정한 GTP-U 경로의 네트워크 딜레이를 SMF에게 제공할 수 있다.

단계 6: SMF는 PCF에게 세션 관리 정책 수정을 요청할 수 있다. 실시예로서, SMF는 PCF에게 세션 관리 정책 수정을 요청하는 메시지 (Npcf_SMPolicyControl_Update Request)를 전송할 수 있다.

SMF는 UPF로부터 사용자 평면에 사용된 백홀 네트워크의 네트워크 딜레이 측정값 (예컨대, 단계 5에서 선택된 UPF가 제공한 GTP-U 경로의 네트워크 딜레이 측정값)이 충족시킬 수 있는 QoS를 판단할 수 있으며, 단계 4에서 PCF가 제공한 상기 정책 제어 요청 개시 조건(들) 중 UPF에서 네트워크 딜레이가 동적으로 변할 수 있는 위성 백홀 네트워크를 통해 충족시킬 수 있는 QoS 파라미터를 SMF가 인지한 경우에 해당하는 것으로 판단할 수 있다. 이 경우, SMF는 충족시킬 수 있는 QoS 파라미터와 그 값 (및/또는 QoS rule 식별자, 및/또는 PCC rule 식별자)과 사용자 평면에 사용된 백홀 네트워크의 네트워크 딜레이 측정값을 PCF에게 제공할 수 있다. 실시예로서, SMF는 충족시킬 수 있는 QoS 파라미터와 그 값 (및/또는 QoS rule 식별자, 및/또는 PCC rule 식별자) (즉, Selected Qos for dynamic satellite backhaul delay) 및/또는 사용자 평면에 사용된 백홀 네트워크의 네트워크 딜레이 측정값 (즉, measured backhaul delay)을 세션 관리 정책 수정을 요청하는 메시지 (Npcf_SMPolicyControl_Update Request)에 포함하여, PCF로 전송할 수 있다.

단계 7: PCF는 사용자 평면에 사용된 백홀 네트워크의 네트워크 딜레이와 충족 가능한 QoS에 대한 정보를 고려하여, 단계 4에서 제공한 PCC rule(들)을 유지 또는 수정할 수 있으며, PCC rule(들)을 SMF에게 제공할 수 있다.

PCF는 단계 3에서 dynamic satellite backhaul delay control request를 수신한 경우, 동적 위성 백홀 딜레이 제어를 위한 QoS 모니터링 정보가 포함된 PCC Rule Information을 SMF에게 제공할 수 있다. 동적 위성 백홀 딜레이 제어를 위한 QoS 모니터링 정보(QoS Monitoring for dynamic satellite backhaul control)에는, 측정할 QoS 파라미터(들), 보고 주기, 및/또는 threshold value(들)이 포함될 수 있다. 동적 위성 백홀 딜레이 제어를 위한 QoS 모니터링 정보를 포함하는 PCC rule 정보의 일 예는 도 3에 예시된 것과 같을 수 있다.

PCF는 사용자 평면에 사용된 백홀 네트워크의 네트워크 딜레이와 충족 가능한 QoS에 대한 정보를 고려하여, 동적 위성 백홀 딜레이 제어를 위한 QoS 모니터링에 대한 정책 제어 요청 개시 조건을 SMF에게 제공할 수 있다. 상술한 정책 제어 요청 개시 조건을 포함하는 정책 제어 요청 개시 정보의 일 예는 도 4에 예시된 것과 같을 수 있다.

동적 위성 백홀 딜레이 제어를 위한 QoS 모니터링에 대한 정책 제어 요청 개시 조건은, 상기 PCC Rule Information에서 지시하는 보고 조건(QoS 모니터링 정보)과 연관될 수 있다. 예를 들어, 측정할 QoS 파라미터가 round trip packet delay이고, reporting frequency가 when packet delay exceeds the threshold value이고, threshold value가 100ms인 경우를 가정하였을 때, SMF는 UPF 및/또는 RAN으로부터 수신한 QoS 모니터링 결과가 100ms 초과의 round trip packet delay를 포함하고 있는 경우, 동적 위성 백홀 딜레이 제어를 위한 QoS 모니터링에 대한 정책 제어 요청 개시 조건을 만족한 것으로 인지하여, PCF에게 round trip packet delay 값을 제공할 수 있다.

상술한 동적 위성 백홀 딜레이 제어를 위한 QoS 모니터링 정보를 포함하는 PCC rule 정보 및/또는 동적 위성 백홀 딜레이 제어를 위한 QoS 모니터링에 대한 정책 제어 요청 개시 조건은 세션 관리 정책 수정을 요청하는 메시지 (Npcf_SMPolicyControl_Update Request)에 대한 응답 메시지 (Npcf_SMPolicyControl_Update Response)에 포함되어, PCF에서 SMF로 전송될 수 있다. 실시예로서, 응답 메시지 (Npcf_SMPolicyControl_Update Response)는 동적 위성 백홀 딜레이 제어를 위한 QoS 모니터링에 대한 정책 제어 요청 개시 조건과 함께 다른 정책 제어 요청 개시 조건을 더 포함할 수도 있다.

단계 8: SMF는 UPF에게 N4 세션 수립 또는 수정을 요청할 수 있다.

단계 9: SMF는 PCF로부터 동적 위성 백홀 딜레이 제어를 위한 QoS 모니터링 정보(QoS Monitoring for dynamic satellite backhaul control)를 수신하면, PDU Session Establishment/Modification 절차에서 RAN에게 QoS 모니터링 지시자(QoS Monitoring Indication), QoS 모니터링 보고 주기(QoS Monitoring reporting frequency), 및/또는 QoS 모니터링 스레스홀드 값(QoS Monitoring Threshold value)을 제공할 수 있다. 예를 들면, SMF는 단계 7에서 PCF로부터 수신한 동적 위성 백홀 딜레이 제어를 위한 QoS 모니터링 정보를 기반으로, RAN에게 N3 구간 (RAN과 UPF 사이의 사용자 평면 인터페이스 구간)의 네트워크 딜레이를 측정할 수 있도록 QoS 모니터링 지시자(QoS Monitoring indication), QoS 모니터링 보고 주기(QoS Monitoring reporting frequency), 및/또는 QoS 모니터링 스레스홀드 값(QoS Monitoring Threshold Value)을 제공할 수 있다. RAN는 수신한 정보에 기반하여 UPF에 대하여 GTP-U Path 모니터링 (예컨대, 상기 단계 5에서 설명한 방법)을 수행할 수 있다. QoS 모니터링 지시자(QoS Monitoring indication), QoS 모니터링 보고 주기(QoS Monitoring reporting frequency), 및 QoS 모니터링 스레스홀드 값(QoS Monitoring Threshold Value)의 설명은 예컨대, 도 3에서 상술한 QoS 모니터링 지시자(QoS Monitoring indication), QoS 모니터링 보고 주기(QoS Monitoring reporting frequency), 및 QoS 모니터링 스레스홀드 값(QoS Monitoring Threshold Value)의 설명을 참조할 수 있다.

단계 10: AMF는 단계 9에서 수신한 정보를 RAN에게 전달할 수 있다.

단계 11: RAN은 UE에게 SMF로부터 수신한 PDU Session Establishment 요청 수락 및 이와 관련된 정보를 전달할 수 있으며, AN resource setup을 수행할 수 있다.

단계 12: RAN은 단계 9 내지 10을 통해 수신한 SMF의 QoS Monitoring 요청에 대하여, QoS Flow 단위로 수락 또는 거절을 결정할 수 있으며, 수락 또는 거절한 QoS Flow 식별자(들)을 AMF를 통해 SMF에게 통지할 수 있다. 예를 들어, RAN은 RAN 내부 부하가 높은 경우, 동일한 N3 구간 백홀 네트워크를 사용하는 QoS Flow들 중 일부 또는 전부에 대하여 동적 위성 백홀 딜레이 제어를 위한 QoS Monitoring을 수행하는 것을 거절할 수 있다.

단계 13: AMF는 RAN으로부터 수신한 정보를 SMF에게 전달할 수 있다.

단계 14a: SMF는 RAN이 PDU Session 수립을 수락한 QoS Flow(들)을 기반으로, UPF에게 N4 세션 수정 요청 메시지(N4 Session Modification Request)를 송신할 수 있다. 이 때 SMF는 단계 7에서 PCF로부터 수신한 동적 위성 백홀 딜레이 제어를 위한 QoS 모니터링 정보를 기반으로, UPF에게 N3 구간 (RAN과 UPF 사이의 사용자 평면 인터페이스 구간)의 네트워크 딜레이를 측정할 수 있도록 동적 위성 백홀 딜레이 제어를 위한 QoS 모니터링 정책(QoS Monitoring Policy for dynamic satellite backhaul delay control)을 제공할 수 있다. 예를 들면, 도 3에서 상술한 것처럼, SMF는 PCF로부터 동적 위성 백홀 딜레이 제어를 위한 QoS 모니터링 정보(QoS Monitoring for dynamic satellite backhaul control)를 수신하면, PDU Session Establishment/Modification 절차에서 UPF에게 QoS Monitoring Policy를 제공할 수 있다. 이 경우, SMF는 PCF로부터 수신된 동적 위성 백홀 딜레이 제어를 위한 QoS 모니터링 정보에 기초하여, QoS 모니터링 정책을 결정할 수 있다.

QoS Monitoring Policy에는 QoS parameter(s) to be measured, Reporting frequency, Threshold Value(s), Target of reporting, 및/또는 Indication of direct event notification이 포함될 수 있으며, 각각의 값은 PCF로부터 제공받은 값을 기반으로 SMF가 판단하여 결정할 수 있다. 예를 들어, SMF는 PCF로부터 Target of reporting 값으로 NWDAF와, Indication of direct event notification을 수신한 경우, 이를 동일하게 UPF에게 제공하여 UPF가 측정한 값을 NWDAF에게 직접 보고하도록 지시할 수 있다. PCF가 AF의 요청 또는 PCF의 자체적인 판단으로, 위성 백홀 네트워크의 동적 변화 패턴을 NWDAF를 통해 분석하여 PCC Rule 결정에 참고하고자 하는 경우 이와 같은 예가 실시될 수 있을 것이다.

UPF는 수신한 정보에 기반하여 RAN에 대하여 GTP-U Path 모니터링 (상기 단계 5에서 설명한 방법)을 수행할 수 있다.

SMF는 RAN이 동적 위성 백홀 딜레이 제어를 위한 QoS Monitoring 요청에 대하여 수락 또는 거절한 QoS Flow(들)을 기반으로, PDU 세션 수립의 거절을 결정할 수 있다. 예를 들어, 거절한 QoS Flow가 전송되는 N3 구간 백홀 네트워크에 대하여 모니터링할 수 있는 다른 UE, 또는 다른 PDU Session 등이 없어서 대체할 방법이 없는 경우에는, SMF는 PDU 세션 수립 요청의 거절을 결정할 수 있다.

단계 14b: UPF에는 SMF에게 N4 세션 수정 요청 메시지에 대응하는 N4 세션 수정 응답 메시지(N4 Session Modification Response)를 송신할 수 있다.

단계 15: SMF는 AMF에게 단계 13에 대한 응답을 할 수 있다.

단계 16: SMF는 단계 12에서 RAN으로부터 수신한 동적 위성 백홀 딜레이 제어를 위한 QoS Monitoring 요청에 대하여 수락 또는 거절한 QoS Flow(들)을 기반으로, 단계 14a에서 PDU 세션 수립의 거절을 결정한 경우에는, 이를 AMF에게 알릴 수 있다.

도 6은 본 개시의 일 실시예에 따른 단말의 구조를 도시한 도면이다.

도 6을 참고하면, 단말은 송수신부 (610), 제어부 (620), 저장부 (630)을 포함할 수 있다. 본 발명에서 제어부는, 회로 또는 어플리케이션 특정 통합 회로 또는 적어도 하나의 프로세서라고 정의될 수 있다.

송수신부 (610)는 다른 네트워크 엔티티와 신호를 송수신할 수 있다. 송수신부(610)는 예를 들어, 기지국으로부터 시스템 정보를 수신할 수 있으며, 동기 신호 또는 기준 신호를 수신할 수 있다.

제어부 (620)은 본 발명에서 제안하는 실시예에 따른 단말의 전반적인 동작을 제어할 수 있다. 예를 들어, 제어부 (620)는 상기에서 기술한 도 1 내지 5에 따른 동작을 수행하도록 각 블록 간 신호 흐름을 제어할 수 있다. 구체적으로, 제어부(620)는 본 개시의 실시예에 따른 동적 백홀 네트워크 기반 세션 관리를 위한 방법을 지원하기 위해 본 발명에서 제안하는 동작을 제어할 수 있다.

저장부(630)는 상기 송수신부 (610)를 통해 송수신되는 정보 및 제어부 (620)을 통해 생성되는 정보 중 적어도 하나를 저장할 수 있다. 예를 들어, 저장부 (630)는 도 1 내지 5에 따른 동작을 수행하기 위한 정보/데이터/명령 등을 저장할 수 있다.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 기지국의 구조를 도시한 도면이다.

도 7을 참고하면, 기지국은 송수신부 (710), 제어부 (720), 저장부 (730)을 포함할 수 있다. 본 발명에서 제어부는, 회로 또는 어플리케이션 특정 통합 회로 또는 적어도 하나의 프로세서라고 정의될 수 있다.

송수신부 (710)는 다른 네트워크 엔티티와 신호를 송수신할 수 있다. 송수신부(710)는 예를 들어, 단말에 시스템 정보를 전송할 수 있으며, 동기 신호 또는 기준 신호를 전송할 수 있다.

제어부 (720)은 본 발명에서 제안하는 실시예에 따른 기지국의 전반적인 동작을 제어할 수 있다. 예를 들어, 제어부 (720)는 상기에서 기술한 도 1 내지 5에 따른 동작을 수행하도록 각 블록 간 신호 흐름을 제어할 수 있다. 구체적으로, 제어부 (720)는 본 개시의 실시예에 따른 동적 백홀 네트워크 기반 세션 관리를 위한 방법을 지원하기 위해 본 발명에서 제안하는 동작을 제어할 수 있다.

저장부(730)는 상기 송수신부 (710)를 통해 송수신되는 정보 및 제어부 (1020)을 통해 생성되는 정보 중 적어도 하나를 저장할 수 있다. 예를 들어, 저장부 (730)는 도 1 내지 5에 따른 동작을 수행하기 위한 정보/데이터/명령 등을 저장할 수 있다.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 네트워크 기능(network function) 엔티티의 구조를 도시한 도면이다.

도 8의 네트워크 엔티티는 예컨대, 도 1 내지 5의 AMF, UPF, SMF, 또는 PCF 엔티티 중 하나일 수 있다.

도 8을 참고하면, 네트워크 엔티티는 송수신부 (810), 제어부 (820), 저장부 (830)을 포함할 수 있다. 본 발명에서 제어부는, 회로 또는 어플리케이션 특정 통합 회로 또는 적어도 하나의 프로세서라고 정의될 수 있다.

송수신부 (810)는 다른 네트워크 엔티티와 신호를 송수신할 수 있다. 송수신부(810)는 예를 들어, 다른 네트워크 엔티티로/로부터 데이터 및 요청/응답 등을 송수신할 수 있다.

제어부 (820)은 본 발명에서 제안하는 실시예에 따른 기지국의 전반적인 동작을 제어할 수 있다. 예를 들어, 제어부 (820)는 상기에서 기술한 도 1 내지 5에 따른 동작을 수행하도록 각 블록 간 신호 흐름을 제어할 수 있다. 구체적으로, 제어부 (1120)는 본 개시의 실시예에 따른 동적 백홀 네트워크 기반 세션 관리를 위한 방법을 지원하기 위해 본 발명에서 제안하는 동작을 제어할 수 있다.

상술한 본 개시의 구체적인 실시예들에서, 발명에 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 요소라하더라도 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 실시예는 필요에 따라 서로 조합되어 운용할 수 있다. 예컨대, 본 개시의 일 실시예와 다른 일 실시예의 일부분들이 서로 조합되어 기지국과 단말이 운용될 수 있다. 또한 FDD LTE 시스템, TDD LTE 시스템, 5G 혹은 NR 시스템 등 다양한 시스템에서 상기 실시예의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능할 것이다.

Claims (9)

1. SMF (session management function) 엔티티의 방법에 있어서,
   PCF (policy control function) 엔티티로, 동적 위성 백홀 딜레이 제어 요청 지시자를 포함하는 세션 관리 정책 생성 요청 메시지를 전송하는 단계; 및
   상기 PCF 엔티티로부터, PCC (policy control and charging) 규칙 정보 및 상기 SMF와 관련된 정책 제어 요청 개시 조건 정보를 포함하는 세션 관리 정책 생성 응답 메시지를 수신하는 단계를 포함하는, 방법.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 PCC 규칙 정보는, 동적 위성 백홀 딜레이 제어를 위한 QoS (quality of service) 모니터링 정보를 포함하며,
   상기 QoS 모니터링 정보는:
   측정할 적어도 하나의 QoS 파라미터를 지시하는 정보,
   보고 주기를 지시하는 정보,
   상기 측정할 적어도 하나의 QoS 파라미터와 연관된 스레스홀드 값을 지시하는 정보,
   보고 대상을 지시하는 정보, 및
   직접 이벤트 통지 여부를 지시하는 정보,
   중 적어도 하나를 포함하는, 방법.
   
3. 제2항에 있어서,
   상기 PCC 규칙 정보는, 상기 동적 위성 백홀 딜레이에 대한 QoS 파라미터 세트 및 대체 QoS 파라미터 세트 중 적어도 하나를 더 포함하는, 방법.
   
4. 제1항에 있어서,
   상기 SMF와 관련된 정책 제어 요청 개시 조건 정보는:
   UPF (user plane function) 엔티티에서 네트워크 딜레이가 동적으로 변할 수 있는 위성 백홀 네트워크를 통해 충족시킬 수 있는 QoS 파라미터를 SMF가 인지한 경우에 대한 제1 정책 제어 요청 개시 조건, 및
   상기 동적 위성 백홀 딜레이 제어를 위한 QoS 모니터링에 대한 제2 정책 제어 요청 개시 조건,
   중 적어도 하나를 포함하는, 방법.
   
5. 제2항에 있어서, 상기 방법은:
   사용자 평면과 연관된 백홀 네트워크의 딜레이에 기초하여, UPF를 선택하는 단계를 더 포함하는, 방법.
   
6. 제1항에 있어서, 상기 방법은:
   상기 PCF 엔티티로, 사용자 평면과 연관된 백홀 네트워크의 딜레이의 측정 값을 포함하는 세션 관리 정책 수정 요청 메시지를 전송하는 단계; 및
   상기 PCF 엔티티로부터, 상기 PCC 규칙 정보 및 상기 정책 제어 요청 개시 조건 정보를 포함하는 세션 관리 정책 수정 응답 메시지를 수신하는 단계를 포함하는, 방법.
   
7. 제2항에 있어서, 상기 방법은:
   AMF (access and mobility management function) 엔티티로, 상기 QoS 모니터링 정보에 기초하여 생성된, QoS 모니터링 지시자 정보, QoS 모니터링 보고 주기 정보, 중 QoS 모니터링 스레스홀드 정보 적어도 하나를 전송하는 단계를 더 포함하는, 방법.
   
8. 제5항에 있어서, 상기 방법은:
   상기 UPF 엔티티로, 상기 QoS 모니터링 정보에 기초하여 생성된 QoS 모니터링 정책 정보를 전송하는 단계를 더 포함하며,
   상기 QoS 모니터링 정책 정보는 상기 UPF 엔티티가 N3 구간의 네트워크 딜레이를 측정하기 위해 사용되는, 방법.
   
9. 제1항에 있어서, 상기 방법은:
   AMF (access and mobility management function) 엔티티로부터, 위성 백홀 카테고리 정보 및 상기 동적 위성 백홀 딜레이 제어 요청 지시자를 포함하는 PDU 세션 수립 요청 메시지를 수신하는 단계를 더 포함하는, 방법.

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