KR20240020936A

KR20240020936A - 무선 통신 시스템에서 확정형 네트워킹을 지원하는 방법 및 장치

Info

Publication number: KR20240020936A
Application number: KR1020220099275A
Authority: KR
Inventors: 문상준
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2022-08-09
Filing date: 2022-08-09
Publication date: 2024-02-16
Also published as: WO2024035105A1; US20240056877A1

Abstract

본 개시는 본 개시는 무선 통신 시스템에서 DetNet을 지원하는 방법 및 장치에 대한 것으로서, 본 개시의 실시 예에 따라 무선 통신 시스템에서 확정형 네트워킹(DetNet)을 지원하는 방법은, DetNet 연동을 위한 네트워크 엔터티가, IP(internet protocol) 기반의 DetNet 서버로부터 QoS(quality of service) 관련 종단간(end-to-end) 요구 사항에 대한 정보를 수신하는 과정과, 상기 네트워크 엔터티가, 상기 QoS 관련 종단간 요구 사항에 대한 상기 정보를 근거로, 상기 무선 통신 시스템에서 QoS 관련 링크당(per link) 요구 사항에 대한 정보를 획득하는 과정과, 상기 네트워크 엔터티가, 상기 QoS 관련 링크당 요구 사항을 만족하는 적어도 하나의 PDU 세션을 선택하는 과정을 포함한다.

Description

무선 통신 시스템에서 확정형 네트워킹을 지원하는 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR SUPPORTING DETERMINISTIC NETWORKING IN WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM}

본 개시는 무선 통신 시스템에서 지연 시간 보장 서비스를 제공하기 위한 방법 및 장치에 대한 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 동작 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 동작에서부터 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.

5G 시스템에서 지연시간 보장 서비스를 제공하기 위하여 IP 기반의 광역 지연시간 확정형 네트워킹(DetNet: Deterministic Networking) 기술과 연동하는 경우 DetNet은 종단간(E2E: End-to-End) 요구사항을 제공하지만, 5G 시스템에서는 링크 간의 QoS 보장 기능을 제공하므로 DetNet의 요구 사항을 5G 시스템에서 해당하는 Per-Link 요구사항으로 변환할 필요가 있다.

본 개시는 무선 통신 시스템에서 DetNet을 안정적으로 지원하는 방법 및 장치를 제공한다.

또한 본 개시는 무선 통신 시스템에서 DetNet 연동을 위해 QoS 관련 종단간(E2E) 요구사항을 QoS 관련 Per-Link 요구 사항으로 변환하는 방법 및 장치를 제공한다.

또한 본 개시는 지연시간 보장 서비스를 제공하는 무선 통신 시스템에서 DetNet을 안정적으로 지원하는 방법 및 장치를 제공한다.

본 개시의 실시 예에 따라 무선 통신 시스템에서 확정형 네트워킹(DetNet)을 지원하는 방법은, DetNet 연동을 위한 네트워크 엔터티가, IP(internet protocol) 기반의 DetNet 서버로부터 QoS(quality of service) 관련 종단간(end-to-end) 요구 사항에 대한 정보를 수신하는 과정과, 상기 네트워크 엔터티가, 상기 QoS 관련 종단간 요구 사항에 대한 상기 정보를 근거로, 상기 무선 통신 시스템에서 QoS 관련 링크당(per link) 요구 사항에 대한 정보를 획득하는 과정과, 상기 네트워크 엔터티가, 상기 QoS 관련 링크당 요구 사항을 만족하는 적어도 하나의 PDU 세션을 선택하는 과정을 포함한다.

또한 본 개시의 실시 예에 따라 무선 통신 시스템에서 확정형 네트워킹(DetNet)을 지원하는 네트워크 엔터티는, 송수신기와, 상기 송수신기를 통해, IP(internet protocol) 기반의 DetNet 서버로부터 QoS(quality of service) 관련 종단간(end-to-end) 요구 사항에 대한 정보를 수신하고, 상기 QoS 관련 종단간 요구 사항에 대한 상기 정보를 근거로, 상기 무선 통신 시스템에서 QoS 관련 링크당(per link) 요구 사항에 대한 정보를 획득하며, 상기 QoS 관련 링크당 요구 사항을 만족하는 적어도 하나의 PDU 세션을 선택하도록 구성된 프로세서를 포함한다.

도 1은 본 개시의 실시 예에 따라 5G 시스템이 이더넷(Ethernet) 기반으로 TSN(time sensitive network)과 연동할 때의 정보 흐름을 나타낸 도면,
도 2는 본 개시의 실시 예에 따라 5G 시스템이 IP Network을 기반으로 DetNet과 연동할 때의 정보 흐름을 나타낸 도면,
도 3은 DetNet은 QoS 관련 E2E 요구 사항을 제공하고 5G 시스템은 QoS 관련 Per-Link 요구 사항을 제공하는 경우 DetNet 연동 시 요구되는 사항을 설명하기 위한 도면,
도 4는 본 개시의 실시 예에 따라 5G 시스템의 DetNet AF(혹은 TSCTSF/NEF)가 DetNet의 E2E 요구사항에서 5G 시스템용 Per-Link QoS 요구사항을 도출하는 방법을 나타낸 도면,
도 5는 본 개시의 실시 예에 따라 5G 시스템이 DetNet과 연동할 때 도 4의 방법이 적용된 방법을 네트워크 절차를 나타낸 흐름도, 및
도 6은 본 개시의 일 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 네트워크 엔티티의 구성을 나타내는 도면.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 개시의 동작 원리를 상세히 설명한다. 하기에서 본 개시를 설명하기에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 개시의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 개시에서의 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.

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 개시의 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.

이때, 처리 흐름도 도면들의 각 블록과 흐름도 도면들의 조합들은 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들에 의해 수행될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

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.

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

본 개시에서, “또는 B”“및 B 중 적어도 하나”, “또는 B 중 적어도 하나”, “B 또는 C”“B 및 C 중 적어도 하나” 및 “B, 또는 C 중 적어도 하나”와 같은 문구들 각각은 그 문구들 중 해당하는 문구에 함께 나열된 항목들 중 어느 하나, 또는 그들의 모든 가능한 조합을 포함할 수 있다. “제1”“제2”또는 “첫째” 또는 “둘째”와 같은 용어들은 단순히 해당 구성 요소를 다른 해당 구성 요소와 구분하기 위해 사용될 수 있으며, 해당 구성 요소들을 다른 측면(예: 중요성 또는 순서)에서 한정하지 않는다.

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 개시가 후술되는 용어들에 한정되는 것은 아니며, 동등한 기술적 의미를 가지는 대상을 지칭하는 다른 용어가 사용될 수 있다.

본 개시에서 기지국(base station : BS)은 단말의 자원 할당을 수행하며 단말과 무선 네트워크를 통해 통신을 수행할 수 있는 네트워크 엔터티로서, eNode B, Node B, gNB, RAN(Radio Access Network), AN(Access Network), RAN node, IAB(Integrated Access/Backhaul) node, 무선 접속 유닛, 기지국 제어기, 네트워크 상의 노드, 또는 TRP(transmission reception point) 중 적어도 하나일 수 있다. 단말(user equipment : UE)은 terminal, MS(Mobile Station), 셀룰러폰, 스마트폰, 컴퓨터, 또는 통신기능을 수행할 수 있는 멀티미디어시스템 중 적어도 하나일 수 있다.

이하 설명의 편의를 위하여, 본 개시는 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 개시가 상기 용어 및 명칭들에 의해 한정되는 것은 아니며, 다른 규격에 따르는 무선통신망에도 동일하게 적용될 수 있다. 특히 본 개시는 3GPP 5GS/NR (5세대 이동통신 표준)에 적용할 수 있다.

본 개시에서 네트워크 기술은 ITU(international telecommunication union) 또는 3GPP에 의하여 정의되는 표준 규격(예를 들어, TS 23.501, TS 23.502, TS 23.503 등)을 참조할 수 있으며, 후술할 네트워크 구조에 포함되는 구성 요소들은 물리적인 엔터티(entity)를 의미하거나, 혹은 개별적인 기능(function)을 수행하는 소프트웨어 혹은 소프트웨어와 결합된 하드웨어를 의미할 수 있다.

3GPP 표준에서는 5G 네트워크 시스템 구조(architecture) 및 절차를 표준화하였다. 이동통신 사업자는 5G 네트워크에서 여러가지 서비스를 제공할 수 있다. 각 서비스 제공을 위하여 이동통신 사업자는 서비스 별 서로 다른 서비스 요구 사항(예를 들면, 지연시간, 통신 범위, 데이터 레이트, 대역폭, 신뢰성(reliability) 등)을 만족시켜야 할 필요가 있다. 이를 위해 5G 시스템에서는 네크워크 슬라이싱(혹은 상기 네트워크 슬라이스(network slice)라 칭할 수 있다.)를 지원하며, 서로 다른 네트워크 슬라이스들에 대한 트래픽이 서로 다른 PDU 세션들에 의해 처리될 수 있다. 상기 PDU 세션은 PDU 연결 서비스를 제공하는 데이터 네트워크와 단말 간의 연관(association)을 의미할 수 있다. 상기 네트워크 슬라이스는 광대역 통신 서비스, massive IoT, V2X 등과 같은 미션 크리티걸(mission critical) 서비스 등과 같은 서로 다른 특성을 갖는 다양한 서비스들을 지원하기 위한 네트워크 기능(NF)들의 집합으로 네트워크를 논리적으로 구성하고, 서로 다른 네트워크 슬라이스들을 분리하는 기술로 이해될 수 있다. 따라서 어떤 네트워크 슬라이스에 통신 장애가 발행하더라도 다른 네트워크 슬라이스의 통신은 영향을 받지 않으므로 안정적인 통신 서비스 제공이 가능하다. 이를 위해 이동통신 사업자는 네트워크 슬라이스(network slice)를 구성하고, 네트워크 슬라이스 별로 또는 네트워크 슬라이스의 셋트(set) 별로 특정 서비스에 적합한 네트워크 자원을 할당할 수 있다. 네트워크 자원이라 함은 NF(network function) 또는 NF가 제공하는 논리적 자원 또는 기지국의 무선 자원 할당 등을 의미할 수 있다. 예를 들면, 이동통신 사업자는 모바일 광대역 서비스 제공을 위해서 네트워크 슬라이스 A를 구성하고, 차량 통신 서비스 제공을 위해서 네트워크 슬라이스 B를 구성하고, IoT 서비스 제공을 위해서 네트워크 슬라이스 C를 구성할 수 있다. 즉, 이와 같이 5G 시스템에서는 각 서비스의 특성에 맞게 특화된 네트워크 슬라이스를 통해 단말에게 효율적으로 해당 서비스를 제공할 수 있다.

도면들에서 N1, N2, N3,..., Nxxx 등으로 도시된 참조 부호들은 5G 시스템에서 NF(network function)들 간의 공지된 인터페이스들을 나타낸 것이다. 3GPP에서는 5G 시스템 내 NF들 간을 연결하는 개념적인 링크를 참조 포인트(reference point)(인터페이스)라고 정의한다. 다음은 5G 시스템 구조에 포함되는 참조 포인트를 예시한다.

- N1: 단말(UE)와 AMF(access and mobility management function) 간의 참조 포인트

- N2: 기지국((R)AN)과 AMF 간의 참조 포인트

- N3: 기지국((R)AN)과 UPF(user plane function) 간의 참조 포인트

- N4: SMF(session management function)와 UPF 간의 참조 포인트

- N5: PCF(policy control function)와 AF(application function) 간의 참조 포인트

- N6: UPF와 DN((data network) 간의 참조 포인트

- N7: SMF와 PCF 간의 참조 포인트

- N8: UDM(user data management)과 AMF 간의 참조 포인트

- N9: 2개의 코어 UPF들 간의 참조 포인트

- N10: UDM과 SMF 간의 참조 포인트

- N11: AMF와 SMF 간의 참조 포인트

5G 시스템은 5GC(5G core network), 기지국 및 단말을 포함할 수 있다. 5GC는 단말의 이동성(mobility)을 관리하는 AMF, 세션을 관리하는 SMF, 데이터 네트워크(DN)과 연결되어 데이터 전달 역할을 수행하는 UPF, 5G 시스템에서 발생하는 이벤트 및 지원하는 능력(capability)를 외부로 전달 또는 수신하는 NEF(network exposure function), 네트워크 사업자의 정책 제어 기능을 제공하는 PCF, 가입자 데이터 및 정책 제어 데이터 등 데이터 관리 기능을 제공하는 UDM를 포함할 수 있으며, 어플리케이션 서비스를 제공하는 AF는 상기 5GC와 통신할 수 있다. 상기 AMF는 단말의 접근(access)와 이동성(mobility)을 관리하는 위한 네트워크 엔터티이다. AMF는 단말의 등록(Registration), 연결(Connection), 연결성(Reachability), 이동성(Mobility) 관리, 접근 확인, 인증, 이동성 이벤트 생성 등과 같은 네트워크 기능을 수행할 수 있다. 상기 SMF는 단말의 PDU 세션에 대한 관리 기능을 수행할 수 있다. 일 예로, SMF는 세션의 수립, 수정, 해제, UPF와 기지국 간의 터널 유지를 통한 세션 관리 기능, 단말의 IP(internet protocol) 주소 할당과 관리 기능, 사용자 평면(user plane) 선택 및 제어 등과 같은 네트워크 기능을 수행할 수 있다. 상기 UPF는 단말이 송신한 데이터를 외부 네트워크인 DN으로 전달하거나 DN으로부터 유입된 데이터를 단말에게 전달하는 데이터 처리 기능을 수행할 수 있다. 또한 상기 UPF는 무선 접속 기술(radio access technology : RAT) 간 앵커(Anchor) 역할 수행, PDU 세션과 AF와의 연결 제공, 패킷 라우팅 및 포워딩, 패킷 검사(inspection), 사용자 평면 정책 적용, 트래픽 사용 보고서 작성, 버퍼링 등과 같은 네트워크 기능을 수행할 수 있다. 상기 PCF는 5G 시스템에서 서비스를 제공하기 위한 사업자 정책 정보를 관리하고, 상기 UDM은 3GPP 보안을 위한 인증 정보의 생성, 단말을 지원하는 NF의 목록 관리, 가입 정보(subscription information) 관리 등의 기능을 수행할 수 있다. UDR(Unified Data Repository)은 UDM이 관리하는 가입 정보, 노출을 위한 구조화된 데이터, NEF 또는 서비스와 연관된 응용 데이터들의 저장 및 제공 기능을 수행할 수 있다. 한편 단말은 단말 등록 절차(예를 들면, UE registration procedure)에서, 요청하고자 하는 네트워크 슬라이스들에 대한 식별 정보(Requested S-NSSAIs(single-network slice selection assistance information))를 AMF에게 전송하고, AMF는 상기 Requested S-NSSAIs 및 가입자 정보 등을 고려하여 단말이 사용할 수 있는 네트워크 슬라이스에 대한 정보(Allowed NSSAI)를 단말에게 제공할 수 있다. 단말은 허용된 네트워크 슬라이스(Allowed NSSAI(s))을 통해 특정 데이터 네트워크(DN)로의 데이터 송수신을 위해, 허용된 네트워크 슬라이스들 중 선택된 네트워크 슬라이스에 대한 DNN(Data Network Name)으로 PDU 세션 생성을 요청하고, 생성된 PDU 세션을 통해 데이터를 송수신할 수 있다. 하기 도 1 내지 도 5의 실시 예들에서 NEF, UDM(145), UPF(140), PCF(135), SMF(130), AMF(125), (R)AN(120) 등의 네트워크 엔터트들의 기본적인 기능은 상기한 해당 네트워크 엔터티들의 설명과 같다.

도 1은 본 개시의 실시 예에 따라 5G 시스템이 이더넷(Ethernet) 기반으로 TSN(time sensitive network)과 연동할 때의 정보 흐름을 나타낸 것이다.

도 1을 참조하면, 5G 시스템의 외부 네트워크에서 TSN 노드(들)(160)과 연결된 CNC(Centralized Network Configuration) 서버(155)(혹은 AF)가 5G 시스템의 TSN AF(150)(혹은 TSCTSF/NEF)에게 TSN 연동(interworking)을 위한 TSN의 QoS(quality of service) 관련 요구사항을 전달하고, TSN AF(150)는 CNC 서버(155)로부터 전달된 상기 QoS 관련 요구사항에 맞추어 단말(110) 쪽의 TSN 변환기(DS-TT: Device Side TSN Translator)(111)와 네트워크 쪽의 TSN 변환기(NW-TT: Network Side TSN Translator)(141)에 필요한 정보를 설정할 수 있다. 또, 반대로 TSN AF(150)는 5G 시스템의 정보를 DS-TT(111) 및 NW-TT(141)에서 취합하여, CNC 서버(155)에 전달할 수 있다. 예를 들어 5G 시스템이 단말(110)에게 시간 동기(Time Synchronization)을 제공할 때, 5G 시스템에서 TSN AF(150)는 CNC 서버(155)가 제공한 정보를 근거로 NW-TT(141) 및 DS-TT(111)를 설정하여 외부 네트워크에서 제공된 Sync 메시지를 5G 시스템의 내부 시각을 기준으로 변환하여 전달하고, 5G 시스템에서 다시 외부 네트워크로 Sync 메시지가 전달될 때 다시 외부 TSN 노드의 외부 시각을 기준으로 Sync 메시지를 변환할 수 있다. 도 1의 예에서 DS-TT(111)에서 변환된 Sync 메시지는 단말(110)과 예를 들어 WI-FI 등을 통해 터더링 연결된 장치(TSN node)에게 전달될 수 있다. 도 1의 예에서 TSN 연동을 위해 CNC 서버(155) 대신에 외부 네트워크에서 TSN 노드(들)(160)과 연결된 AF를 이용할 경우 5G 시스템은 TSN AF(150) 대신에 TSCTSF(Time Senstive Communications and Time Synchronization Function)(혹은 NEF)을 이용하여 TSN 노드(들)(160)과 연결된 AF로부터 요구 사항을 전달 받고, TSCTSF가 이 요구사항에 맞추어 DS-TT(111) 및 NW-TT(141)를 설정할 수 있다. 또, 반대로 TSCTSF가 5G 시스템의 정보를 DS-TT(111) 및 NW-TT(141)에서 취합하여, TSN 노드(들)(160)과 연결된 AF에 전달할 수 있다. 또한 상기 AF가 5G 시스템 내부에 속하는지 여부에 따라서 내부에 속하지 않는 경우 TSCTSF에 병행하여 NEF가 필요할 수도 있다. 상기한 도 1의 예는 hop-by-hop으로 정보를 전달하는 이더넷 기반으로 TSN의 요구사항을 5G 시스템에 전달하는 TSN 연동을 수행하는 경우의 동작과 그 동작에 참여하는 NF들을 예시한 것이다. 예를 들어 CNC 서버(155)(혹은 AF)로부터의 요구 사항을 전달 받은 TSN AF(150)(혹은 TSCTSF/NEF)가 5G 시스템이 Time Synchorninization Source가 되도록 설정한 경우, NW-TT(141)에서 Sync 메시지를 Timestamp filed에 현재의 시각을 기록하고, correction filed는 0인 상태로 작성하여 DS-TT(111)로 전송한다. DS-TT(111)는 5G 시스템 내에서 머무른 시간인 Residence Time 을 Correction Filed에 추가하여, 다음의 TSN 노드(105)에 전송할 수 있다.

도 2는 본 개시의 실시 예에 따라 5G 시스템이 IP Network을 기반으로 DetNet과 연동할 때의 정보 흐름을 나타낸 것이다. 상기 DetNet은 명시적 경로 설정 및 자원 예약을 통해 데이터 플로우의 무손실 전달 및 종단간(end to end : E2E) (초)저지연을 보장하는 지연 시간 확정형 네트워킹 기술이다. 도 1에서 hop-by-hop으로 정보를 처리하는 이더넷 기반의 TSN 연동과 비교하면, 도 2의 예는 E2E 간에 DetNet 연동을 처리할 수 있다. 또한 도 2의 예는 TSN 기술이 가진 공간적 한계를 극복하기 위해 IP 기반의 광역 DetNet 기술을 5G 시스템과 연동할 수 있다.

도 1의 예에서 설명한 5G 시스템과 TSN과 연동시의 CNC 서버(155)의 동작과 유사하게 도 2의 예는 5G 시스템과 IP Network가 연동할 때 DetNet Controller(255)가 5G 시스템의 DetNet AF(250)(혹은 TSCTSF/NEF)에게 DetNet 연동을 위한 QoS 관련 요구 사항을 전달하고, DetNet AF(250)(혹은 TSCTSF/NEF)는 상기 QoS 관련 요구 사항에 맞추어 단말(110) 쪽의 DetNet 변환기(DS-DT: Device Side DetNet Translator)(211)와 네트워크 쪽의 DetNet 변환기(NW-DT: Network Side DetNet Translator)(241)에 필요한 정보를 설정할 수 있다. 상기 DetNet Controller(255)는 5G 시스템과 연결된 외부 네트워크의 서버(일 예로 DetNet 서버)로 구현될 수 있다. 또한, 반대로 DetNet AF(250)(혹은 TSCTSF/NEF)는 5G 시스템의 정보를 DS-DT(211) 및 NW-DT(241)에서 취합하여, DetNet Controller(255)에게 전달할 수 있다. 예를 들어 5G 시스템이 단말(110)에게 시간 동기(Time Synchronization)을 제공할 때, 5G 시스템에서 DetNet AF(250)(혹은 TSCTSF/NEF)는 DetNet Controller(255)가 제공한 QoS 관련 요구 사항에 대한 정보를 근거로 NW-DT(241) 및 DS-DT(211)를 설정하여 외부 네트워크에서 제공된 Sync 메시지를 5G 시스템의 내부 시각을 기준으로 변환하여 전달하고, 5G 시스템에서 다시 외부 네트워크로 Sync 메시지가 전달될 때 다시 외부 DetNet 노드(260)의 외부 시각을 기준으로 Sync 메시지를 변환할 수 있다. 도 2의 예에서 DS-DT(211)에서 변환된 Sync 메시지는 단말(110)과 예를 들어 WI-FI 등을 통해 터더링 연결된 장치(DetNet node)에게 전달될 수 있다.

도 3은 DetNet은 QoS 관련 E2E 요구 사항을 제공하고 5G 시스템은 QoS 관련 Per-Link 요구 사항을 제공하는 경우 DetNet 연동 시 요구되는 사항을 설명하기 위한 것이다.

도 1의 예에서 TSN의 CNC 서버(155)는 Ethernet을 기반으로 하므로 QoS 관련 Per-Link 요구사항을 도출하여 5G 시스템에 제공할 수 있다. 그러나, 도 2의 예에서 DetNet의 DetNet Controller(255)는 QoS 관련 E2E 요구사항을 제공할 수 있다. 이에 비해 5G 시스템은 Per-Link QoS를 제공한다. TSN과 연동할 때는 CNC 서버(155)가 제공하는 정보도 Per-Link 요구 사항을 갖고 있고 5G 시스템도 Per-Link QoS를 제공하므로 정보의 연동이 용이하다. 그러나 DetNet Controller(255)가 제공하는 정보는 5G 시스템에 E2E DetNet 요구 사항(320)을 제공하므로 5G 시스템의 Per-Link QoS(310)와 바로 연동할 수 없다. DetNet의 E2E 요구사항을 기반으로 5G 시스템용 Per-Link QoS 요구사항을 도출하기 위한 방안이 요구된다.

도 4는 본 개시의 실시 예에 따라 5G 시스템의 DetNet AF(혹은 TSCTSF/NEF)가 DetNet의 E2E 요구사항에서 5G 시스템용 Per-Link QoS 요구사항을 도출하는 방법을 나타낸 것이다.

도 4를 참조하면, 예를 들어 DetNet Controller(255)가 QoS 관련 E2E 요구 사항(Requirements)(410)(예를 들어 Delay, BW, Source/Destination IP 정보 등)을 5G 시스템에 제공하면, 5G 시스템의 DetNet AF(250)(혹은 TSCTSF/NEF)는 E2E 요구 사항(Requirements)(410)을 근거로 5G 시스템에서 QoS 관련 Per-Link 요구사항(420)(예를 들어 Maximum Delay, Minimum Data Rate, UE IP, PDU Session ID, DNN/S-NSSAI 등)을 도출할 수 있다. 구체적인 방법은 아래 1) 내지 3)의 방법과 같다.

1) DetNet Controller(250)(혹은 TSCTSF/NEF)는 QoS 관련 E2E 요구 사항을(Src IP, Dst IP, E2E Req (e.g. Delay, BW) 등) 5G 시스템에 전달한다. 상기 QoS 관련 E2E 요구 사항에 포함되는 파라미터들의 의미는 다음 A-1), B-1)과 같다.

A-1). Src IP, Dst IP: 종단간 Flow의 발신 노드(source node)의 IP 주소 및 포트 정보와 수신 노드(destination node)의 IP 주소 및 포트 정보

B-1) 종단간(E2E) 보장해야할 최대 지연시간(Delay), 종단간 보장해야할 최소 대역폭(BW: Bandwidth)

2) 5G 시스템의 DetNet AF(250)(혹은 TSCTSF/NEF)가 QoS 관련 E2E 요구 사항을 5G 시스템용 QoS 관련 Per-Link 요구사항(예를 들어 UE IP, DNN/S-NSSAI, PDU Session ID, Maximum Delay, Minimum Data Rate 등)으로 변환한다. 상기 QoS 관련 Per-Link 요구 사항에 포함되는 파라미터들의 의미는 다음 A-2) 내지 C-2)와 같다.

A-2) UE IP(s), DNN(s)/S-NSSAI(s) 도출: 상기 Src IP 및 상기 Dst IP 정보와 Routing 정보를 기반으로 해당 경로를 제공할 수 있을 것으로 도출한 단말 주소(UE IP) 및 Data Network 이름(DNN)과 네트워크 슬라이스 정보 S-NSSAI(s)를 발견/확인함

B-2) PDU Session ID(s) 도출: UE IP를 사용하여 DNN/S-NSSAI에 연결된 PDU Session(s)를 발견/확인함

C-2) PDU Session 선택: PDU Session별로 제공할 수 있는 Maximum Delay, Minimum Data Rate를 상기 QoS 관련 E2E 요구사항과 비교하여 다음 C-2-1) 내지 C-2-3)의 기준으로 최적의 PDU Session을 선택함.

C-2-1) PDB(packet delay budget)(s) of PDU Session ID(s) < E2E Req. (delay)를 만족하는 최소의 PDB(s)를 제공, PDB는 PDU 세션 마다 E2E 요구 사항(즉 PDB가 E2E Req. (delay) 보다 작은)을 만족하는 최대 지연을 의미하며, 다수의 PDU 세션들이 존재하는 경우 다수의 PDB들 중 최소의 지연을 갖는 PDB가 선택될 수 있다.

C-2-2) Minimum Data Rate(s) of PDU Session ID(s) > E2E Req. (BW)를 만족하는 최대의 GBR (Guaranteed Bit Rate)를 제공

C-2-3) 상기 C-2-1)과 상기 C-2-2)의 결과가 다를 경우, 상기 C-2-1)의 요구 사항을 우선하여 결정함

3) PDU Session ID로 명시된 PDU Session에 대한 QoS 설정 및 수정 : 선택된 PDU Session ID에 대하여 상기 2) 단계에서 설정된 Maximum Delay 및 Minimum Data Rate를 보장하도록 CN(Core Network), RAN 및 UE를 설정한다.

도 5는 본 개시의 실시 예에 따라 5G 시스템이 DetNet과 연동할 때 도 4의 방법이 적용된 방법을 네트워크 절차를 나타낸 것이다.

도 5의 500 단계에서 단말(UE)(110)는 5G 시스템에서 Regsitration 절차를 수행한다. 이때, 해당 단말(110)이 네트워크로 송신하는 등록 요청 메시지는 DetNet의 요청에 따라 단말(110)이 동작할 수 있는지를 나타내는 단말(110)의 Capability 정보를 포함할 수 있다. 또, 단말(110)의 가입자 정보에 DetNet의 요청에 따른 저지연 서비스를 제공할 수 있는지를 나타내는 정보가 포함될 수 있다.

500a 단계에서 단말(110)은 5G 시스템에서 PDU 세션 수립(Session Establish) 절차를 수행한다. 이때, 해당 단말(110)이 네트워크로 송신하는 PDU 세션 수립 요청 메시지는 DetNet의 요청에 따라 단말(110)이 동작할 수 있는지를 나타내는 단말(110)의 Capability 정보를 포함할 수 있다. 또한, 단말(110)의 가입자 정보에 DetNet의 요청에 따른 저지연 서비스를 제공할 수 있는지의 정보가 포함될 수 있다. 일 예로 상기 단말(110)의 Capability 정보는 상기 등록 요청 메시지와 상기 PDU 세션 수립 요청 메시지 중 적어도 하나에 포함될 수 있다.

501 단계에서 DetNet Controller(255)(혹은 외부 AF)가 5G 시스템의 DetNet AF(250)(혹은 TSCTSF/NEF)에게 QoS 관련 종단간(E2E) 요구사항을 전달한다. 상기 QoS 관련 E2E 요구사항에 대한 정보는, 종단간 플로우(flow)를 나타내는 정보로 source IP와 Port 및 destination IP와 Port 정보를 포함할 수 있다. 또한, 상기 E2E 요구사항에 대한 정보는 종단간 보장해야할 최대 지연시간(Delay)와 종단간 보장해야할 최소 대역폭 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

502 단계에서 5G 시스템의 DetNet AF(250)(혹은 TSCTSF/NEF)는 상기 E2E 요구사항에 대한 정보를 근거로 5G 시스템에서 QoS 관련 Per-Link 요구사항에 대한 정보를 도출/획득/생성할 수 있다. 구체적으로 DetNet AF(250)(혹은 TSCTSF/NEF)는 상기 E2E 요구사항에 대한 정보에서 Source IP/Port 및 Destination IP/Port 정보와 Routing 정보를 기반으로, 해당 경로를 제공할 수 있을 것으로 판단되는 UE IP(s) 및 DNN(s)/S-NSSAI(s) 중 적어도 하나를 포함하는 상기 QoS 관련 Per-Link 요구사항에 대한 정보를 도출할 수 있다. 또한, DetNet AF(250)(혹은 TSCTSF/NEF)는 UDM/UDR(145)에 상기 QoS 관련 Per-Link 요구사항의 조건을 만족하는 PDU Session을 통보 (Notification)하도록 가입(Sbuscribe)할 수 있다.

503 단계에서 DetNet AF(250)(혹은 TSCTSF/NEF)는 상기 UE IP(s) 및 DNN(s)/S-NSSAI(s) 정보에 부합되는 PDU Session ID (s)를 도출할 수 있다. 또한, PCF(135)는 상기 QoS 관련 Per-Link 요구사항의 조건을 만족하는 PDU Session이 생성될 경우 통보(Notification)하도록 UDM/UDR(145)에 가입 (Sbuscribe)할 수 있다.

504 단계에서 DetNet AF(250)(혹은 TSCTSF/NEF)는 상기 503 단계에서 상기 QoS 관련 Per-Link 요구사항의 조건을 만족하는 후보(들)로 선택된 PDU Session(들) 중에서 PDU Session별로 제공할 수 있는 Maximum Delay, Minimum Data Rate를 상기 QoS 관련 E2E 요구사항과 비교하여 최적의 적어도 하나의 PDU Session을 선택할 수 있다. 예를 들어 DetNet AF(250)(혹은 TSCTSF/NEF)는 우선 PDU Session별로 제공할 수 있는 PDB가 E2E 지연시간 요청사항(delay)보다 작은 PDU Session들 중에서 최소의 DPB를 제공하는 PDU Session을 선택할 수 있다. 또한, DetNet AF(250)(혹은 TSCTSF/NEF)는 PDU Session별로 제공하는 Minimum Data Rate 중에서 E2E 대역폭 요구 사항보다 크다는 조건을 만족하는 최대의 GBR를 제공하는 PDU Sesison을 선택할 수 있다. 상기 지연시간 (Delay) 조건과 Bandwidth (BW) 조건이 동시에 만족될 수도 있고, 다른 PDU Session이 선택되는 경우 상기 상기 지연시간 (Delay) 조건과 Bandwidth (BW) 조건 중 어느 한쪽을 우선할 수 있다. 예를 들어 지연시간 조건을 우선하여 선택할 수도 있다.

505 단계에서 DetNet AF(250)(혹은 TSCTSF/NEF)는 PCF(505)에게 상기 QoS Per-Link 요구사항과 관련된 정책(Policy) 설정을 요청한다. 이때, 상기 정책(Policy) 설정 요청에는 UE 정보 및 QoS 요구사항 (Max Delay, Min Data Rate), PDU Session ID 중 적어도 하나가 포함될 수 있다. 또한 DetNet AF(250)(혹은 TSCTSF/NEF)는 UE IP 정보를 근거로 5G 시스템 내부에서 사용하는 UE의 ID 정보인 SUPI(Subscription Public Identifier) 혹은 SUCI (Subscription Concealed Identifier)를 도출하여 상기 UE 정보로 사용할 수 있다.

505a 단계에서 PCF(135)는 SMF(130)에게 QoS와 관련된 Policy 정보 업데이트를 요청한다. 이때, 상기 Policy 정보 업데이트를 요청에는 UE 정보 및 QoS 요구사항(Max Delay, Min Data Rate), PDU Session ID 중 적어도 하나가 포함될 수 있다.

505b 단계에서 SMF(130)는 AMF(125)를 통해 UE(110)에게 PDU Session Modify 요청을 전달한다. 이때, 상기 PDU Session Modify 요청은 UE 정보 및 QoS 요구사항(Max Delay, Min Data Rate), PDU Session ID 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 이 PDU Session Modify 요청을 통해 RAN(gNB)(120)의 QoS 파라미터를 업데이트할 수도 있다.

505c 단계에서 SMF(130)는 UPF(140)에게 N4 Session Update 요청을 통하여 CN(core network)의 User Plane QoS를 설정할 수 있다. 이때, 상기 N4 Session Update 요청은 UE 정보 및 QoS 요구사항 (Max Delay, Min Data Rate), PDU Session ID 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

이하 506 단계 내지 507c 단계의 동작들은 상기 500a 단계 내지 505 단계에서 후보 PDU 세션들 중 상기 QoS 관련 링크당 요구 사항을 만족하는 PDU 세션이 없을 경우, 새로운 PDU 세션을 찾을 경우에 수행될 수 있다. 따라서 이하 506 단계 내지 507c 단계의 동작들은 선택적으로 수행될 수 있다.

506 단계에서 단말(110)은 5G 시스템에서 새로운 PDU 세션에 대한 PDU Session Establish 절차를 수행할 수 있다. 이때, 해당 단말(110)이 네트워크로 송신하는 PDU 세션 수립 요청 메시지는 해당 단말(110)이 DetNet의 요청에 따라 동작할 수 있는지를 나타내는 Capability 정보를 포함할 수 있다. 또한, 단말(110)의 가입자 정보에 DetNet의 요청에 따른 저지연 서비스를 제공할 수 있는지의 정보가 포함될 수 있다.

506a 단계에서 UDM/UDR(145)은 상기 502 단계에서 가입한 조건에 맞추어 DetNet AF(250)(혹은 TSCTSF/NEF)에 새로운 PDU Session이 설정되었음을 통보할 수 있다.

506b 단계에서 DetNet AF(250)(혹은 TSCTSF/NEF)는 PCF(135)에게 QoS 요구사항 관련 Policy 설정을 요청한다. 이때 상기 Policy 설정 요청은 UE 정보 및 QoS 요구사항 (Max Delay, Min Data Rate), PDU Session ID 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. DetNet AF(250)(혹은 TSCTSF/NEF)는 UE IP 정보를 근거로 5G 시스템 내부에서 사용하는 UE의 ID 정보인 SUPI 혹은 SUCI를 도출하여 상기 UE 정보로 사용할 수 있다.

506c 단계에서 UDM/UDR(145)은 상기 503 단계에서 가입한 조건에 맞추어 PCF(135)에게 Policy 업데이트를 요청할 수 있다. 이때, 상기 Policy 업데이트 요청은 UE 정보 및 QoS 요구사항 (Max Delay, Min Data Rate), PDU Session ID 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

507a 단계에서 PCF(135)는 SMF(130)에게 QoS와 관련된 Policy 정보 업데이트를 요청한다. 이때, 상기 Policy 정보 업데이트 요청은 UE 정보 및 QoS 요구사항(Max Delay, Min Data Rate), PDU Session ID 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

507b 단계에서 SMF(130)는 AMF(125)를 통해 단말(110)에게 PDU Session Modify 요청을 전달한다. 이때, 상기 PDU Session Modify 요청은 UE 정보 및 QoS 요구사항 (Max Delay, Min Data Rate), PDU Session ID 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 이 PDU Session Modify 요청을 통해 RAN(gNB)(120)의 QoS 파라미터를 업데이트할 수도 있다.

507c 단계에서 SMF(130)는 UPF(140)에게 N4 Session Update 요청을 통하여 CN의 User Plane QoS를 설정할 수 있다. 이때, 상기 N4 Session Update 요청은 UE 정보 및 QoS 요구사항 (Max Delay, Min Data Rate), PDU Session ID 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

508 단계에서 DetNet AF(250)(혹은 TSCTSF/NEF)는 DetNet Controller(255)(혹은 외부 AF)에게 상기 501 단계의 요청에 대한 Response 혹은 상기 506 단계 및 506a 단계 이후로 진행된 결과에 대한 Notification을 전달한다. 이때, 상기 Response 또는 Notification은 E2E 요구사항(Delay, BW, Source/Destination Info) 및 UE IP, QoS 요구사항 (Max Delay, Min Data Rate) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

상기한 실시 예들에서 DetNet AF(250)(혹은 TSCTSF/NEF)과 DetNet Controller(255)(혹은 외부 AF)는 구별된 네트워크 엔터티들로 존재할 수 있으며, 하나의 네트워크 엔터티에 포함될 수도 있다.

상기한 본 개시의 실시 예들에 의하면, 5G 시스템에서 지연시간 보장 서비스를 제공하기 위하여 IP 기반의 광역 지연시간 확정형 네트워킹(DetNet) 기술과 연동할 때, DetNet이 제공한 QoS 관련 종단간(E2E) 요구사항을 5G 시스템으로 제공하고, 5G 시스템에서 QoS 관련 종단간(E2E) 요구사항을 QoS 관련 Per-Link 요구 사항으로 변환하여 5G 시스템에서 필요한 기능을 제공할 수 있다.

도 6은 본 개시의 일 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 네트워크 엔티티의 구성을 나타내는 도면이다. 도 6의 네트워크 엔터티는 도 1 내지 도 6의 실시 예에서 기술된 DetNet controller, DetNet AF, AF, TSCTSF, NEF, UDM, PCF, SMF, AMF, UPF, (R)AN, UE, DetNet Node 등의 네트워크 엔티티 중 하나일 수 있다.

도 6의 네트워크 엔티티는 프로세서(600), 송수신기(605), 메모리(610)를 포함할 수 있다. 도 1 내지 도 5의 실시 예들에서 전술한 네트워크 엔티티의 통신 방법에 따라 상기 네트워크 엔티티의 프로세서(600), 송수신기(605), 메모리(610)가 동작할 수 있다. 다만, 네트워크 엔티티의 구성 요소가 전술한 예에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 네트워크 엔티티는 전술한 구성 요소들 보다 더 많은 구성 요소를 포함하거나 더 적은 구성 요소를 포함할 수도 있다. 뿐만 아니라 프로세서(600), 송수신기(605), 메모리(610)가 하나의 칩(chip) 형태로 구현될 수도 있다.

송수신기(605)는 네트워크 엔티티의 수신기와 네트워크 엔티티의 송신기를 통칭한 것으로 단말 또는 다른 네트워크 엔티티와 신호를 송수신할 수 있다. 이때, 송수신하는 신호는 제어 정보와 데이터 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 이를 위해, 송수신기(605)는 유선 혹은 무선 송수신부를 포함할 수 있으며, 신호를 송수신하기 위한 다양한 구성을 포함할 수 있다. 또한, 송수신기(605)는 정해진 통신 인터페이스을 통해 신호를 수신하여 프로세서(600)로 출력하고, 프로세서(600)로부터 출력된 신호를 전송할 수 있다. 또한, 송수신기(605)는 통신 신호를 수신하여 프로세서(600)로 출력하고, 프로세서(600)로부터 출력된 신호를 네트워크를 통해 단말 또는 다른 네트워크 엔티티로 전송할 수 있다. 메모리(610)는 도 1 내지 도 5의 실시 예들 중 적어도 하나에 따른 네트워크 엔티티의 동작에 필요한 프로그램 및 데이터를 저장할 수 있다. 또한, 메모리(610)는 네트워크 엔티티에서 획득되는 신호에 포함된 제어 정보 또는 데이터를 저장할 수 있다. 메모리(1005)는 롬(ROM), 램(RAM), 하드디스크, CD-ROM 및 DVD 등과 같은 저장 매체 또는 저장 매체들의 조합으로 구성될 수 있다. 또한 프로세서(1001)는 도 1 내지 도 5의 실시 예들 중 적어도 하나에 따라 네트워크 엔티티가 동작할 수 있도록 일련의 과정을 제어할 수 있다. 예를 들어 상기 프로세서(600)는 무선 통신 시스템에서 확정형 네트워킹(DetNet) 연동을 위해, 상기 송수신기(605)를 통해 IP 기반의 DetNet 서버(즉 DetNet Controller(255)(혹은 외부 AF))로부터 QoS 관련 종단간(end-to-end) 요구 사항에 대한 정보를 수신하고, 상기 QoS 관련 종단간 요구 사항에 대한 상기 정보를 근거로, 상기 무선 통신 시스템에서 QoS 관련 링크당(per link) 요구 사항에 대한 정보를 획득하고, 상기 QoS 관련 링크당 요구 사항을 만족하는 적어도 하나의 PDU 세션을 선택할 수 있다. 프로세서(600)는 적어도 하나 이상의 프로세서를 포함할 수 있다.

본 개시의 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 개시의 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 개시의 실시 예를 수행하는 장치에 접속할 수 있다. 또한, 통신 네트워크상의 별도의 저장장치가 본 개시의 실시 예를 수행하는 장치에 접속할 수도 있다.

상술한 본 개시의 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 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 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 아니 되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

Claims

무선 통신 시스템에서 확정형 네트워킹(DetNet)을 지원하는 방법에 있어서,
DetNet 연동을 위한 네트워크 엔터티가, IP(internet protocol) 기반의 DetNet 서버로부터 QoS(quality of service) 관련 종단간(end-to-end) 요구 사항에 대한 정보를 수신하는 과정;
상기 네트워크 엔터티가, 상기 QoS 관련 종단간 요구 사항에 대한 상기 정보를 근거로, 상기 무선 통신 시스템에서 QoS 관련 링크당(per link) 요구 사항에 대한 정보를 획득하는 과정; 및
상기 네트워크 엔터티가, 상기 QoS 관련 링크당 요구 사항을 만족하는 적어도 하나의 PDU 세션을 선택하는 과정을 포함하는 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 획득하는 과정은, 상기 네트워크 엔터티가 상기 QoS 관련 종단간 요구 사항을 상기 QoS 관련 링크당 요구 사항으로 변환하는 과정을 포함하는 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 QoS 관련 종단간 요구 사항에 대한 상기 정보는, 종단간 플로우(flow)를 나타내는 소스(source) IP와 포트 정보, 목적지(destination) IP와 포트 정보, 종단간 보장이 요구되는 최대 지연시간 정보, 종단간 보장이 요구되는 최소 대역폭 정보 중 적어도 하나를 포함하는 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 QoS 관련 링크당 요구 사항에 대한 상기 정보는,
단말 IP 정보, DNN(data network name), S-NSSAI(single-network slice selection assistance information), PDU 세션 ID, PDU 세션 별 최대 지연, PDU 세션 별 최소 전송률 중 적어도 하나를 포함하는 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 선택된 적어도 하나의 PDU 세션의 각 PDB(packet delay budget)는 상기 QoS 관련 종단간 요구 사항에서 최대 지연을 만족하며,
다수의 후보 PDU 세션들이 존재하는 경우, 다수의 PDB들 중 최소 지연을 갖는 PDB가 선택되는 방법.
제 5 항에 있어서,
상기 선택된 적어도 하나의 PDU 세션의 각 최소 전송률은 상기 QoS 관련 종단간 요구 사항에서 종단간 최소 대역폭을 만족하는 최대 GBR(Guaranteed Bit Rate)을 제공하는 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 PDU 세션은, 상기 QoS 관련 링크당 요구 사항을 만족하는 PDU 세션 별 최대 지연과 PDU 세션 별 최소 전송률 중 적어도 하나를 근거로 선택되는 방법.
제 1 항에 있어서,
후보 PDU 세션들 중 상기 QoS 관련 링크당 요구 사항을 만족하는 PDU 세션이 없을 경우, 상기 네트워크 엔터티가, 상기 QoS 관련 링크당 요구 사항을 만족하는 새로운 PDU 세션을 찾는 과정을 더 포함하는 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 네트워크 엔터티가 상기 QoS 관련 링크당 요구 사항 중 PDU 세션 별 최대 지연과 PDU 세션 별 최소 전송률 중 적어도 하나를 포함하는 정책 업데이트 요청을 PCF(policy control function)에게 송신하는 과정을 더 포함하는 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 네트워크 엔터티가 상기 QoS 관련 링크당 요구 사항을 근거로, 단말의 DetNet 변환기와 네트워크의 DetNet 변환기를 설정하는 과정을 더 포함하는 방법.
무선 통신 시스템에서 확정형 네트워킹(DetNet)을 지원하는 네트워크 엔터티에 있어서,
송수신기; 및
상기 송수신기를 통해, IP(internet protocol) 기반의 DetNet 서버로부터 QoS(quality of service) 관련 종단간(end-to-end) 요구 사항에 대한 정보를 수신하고,
상기 QoS 관련 종단간 요구 사항에 대한 상기 정보를 근거로, 상기 무선 통신 시스템에서 QoS 관련 링크당(per link) 요구 사항에 대한 정보를 획득하며,
상기 QoS 관련 링크당 요구 사항을 만족하는 적어도 하나의 PDU 세션을 선택하도록 구성된 프로세서를 포함하는 네트워크 엔터티.
제 11 항에 있어서,
상기 프로세서는, 상기 QoS 관련 종단간 요구 사항을 상기 QoS 관련 링크당 요구 사항으로 변환하도록 구성된 네트워크 엔터티.
제 11 항에 있어서,
상기 QoS 관련 종단간 요구 사항에 대한 상기 정보는, 종단간 플로우(flow)를 나타내는 소스(source) IP와 포트 정보, 목적지(destination) IP와 포트 정보, 종단간 보장이 요구되는 최대 지연시간 정보, 종단간 보장이 요구되는 최소 대역폭 정보 중 적어도 하나를 포함하는 네트워크 엔터티.
제 11 항에 있어서,
상기 QoS 관련 링크당 요구 사항에 대한 상기 정보는,
단말 IP 정보, DNN(data network name), S-NSSAI(single-network slice selection assistance information), PDU 세션 ID, PDU 세션 별 최대 지연, PDU 세션 별 최소 전송률 중 적어도 하나를 포함하는 네트워크 엔터티.
제 11 항에 있어서,
상기 선택된 적어도 하나의 PDU 세션의 각 PDB(packet delay budget)는 상기 QoS 관련 종단간 요구 사항에서 최대 지연을 만족하며,
상기 프로세서는, 다수의 후보 PDU 세션들이 존재하는 경우, 다수의 PDB들 중 최소 지연을 갖는 PDB를 선택하도록 구성된 네트워크 엔터티.
제 15 항에 있어서,
상기 선택된 적어도 하나의 PDU 세션의 각 최소 전송률은 상기 QoS 관련 종단간 요구 사항에서 종단간 최소 대역폭을 만족하는 최대 GBR(Guaranteed Bit Rate)을 제공하는 네트워크 엔터티.
제 11 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 PDU 세션은, 상기 QoS 관련 링크당 요구 사항을 만족하는 PDU 세션 별 최대 지연과 PDU 세션 별 최소 전송률 중 적어도 하나를 근거로 선택되는 네트워크 엔터티.
제 11 항에 있어서,
상기 프로세서는, 후보 PDU 세션들 중 상기 QoS 관련 링크당 요구 사항을 만족하는 PDU 세션이 없을 경우, 상기 QoS 관련 링크당 요구 사항을 만족하는 새로운 PDU 세션을 찾도록 더 구성된 네트워크 엔터티.
제 11 항에 있어서,
상기 프로세서는, 상기 송수신기를 통해 상기 QoS 관련 링크당 요구 사항 중 PDU 세션 별 최대 지연과 PDU 세션 별 최소 전송률 중 적어도 하나를 포함하는 정책 업데이트 요청을 PCF(policy control function)에게 송신하도록 더 구성된 네트워크 엔터티.
제 11 항에 있어서,
상기 프로세서는, 상기 QoS 관련 링크당 요구 사항을 근거로, 단말의 DetNet 변환기와 네트워크의 DetNet 변환기를 설정하도록 더 구성된 네트워크 엔터티.