이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 형태를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 첨부된 도면과 함께 이하에 개시될 상세한 설명은 본 발명의 예시적인 실시형태를 설명하고자 하는 것이며, 본 발명이 실시될 수 있는 유일한 실시형태를 나타내고자 하는 것이 아니다. 이하의 상세한 설명은 본 발명의 완전한 이해를 제공하기 위해서 구체적 세부사항을 포함한다. 그러나, 당업자는 본 발명이 이러한 구체적 세부사항 없이도 실시될 수 있음을 안다.
몇몇 경우, 본 발명의 개념이 모호해지는 것을 피하기 위하여 공지의 구조 및 장치는 생략되거나, 각 구조 및 장치의 핵심기능을 중심으로 한 블록도 형식으로 도시될 수 있다.
본 명세서에서 기지국은 단말과 직접적으로 통신을 수행하는 네트워크의 종단 노드(terminal node)로서의 의미를 갖는다. 본 문서에서 기지국에 의해 수행되는 것으로 설명된 특정 동작은 경우에 따라서는 기지국의 상위 노드(upper node)에 의해 수행될 수도 있다. 즉, 기지국을 포함하는 다수의 네트워크 노드들(network nodes)로 이루어지는 네트워크에서 단말과의 통신을 위해 수행되는 다양한 동작들은 기지국 또는 기지국 이외의 다른 네트워크 노드들에 의해 수행될 수 있음은 자명하다. '기지국(BS: Base Station)'은 고정국(fixed station), Node B, eNB(evolved-NodeB), BTS(base transceiver system), 액세스 포인트(AP: Access Point) 등의 용어에 의해 대체될 수 있다. 또한, '단말(Terminal)'은 고정되거나 이동성을 가질 수 있으며, UE(User Equipment), MS(Mobile Station), UT(user terminal), MSS(Mobile Subscriber Station), SS(Subscriber Station), AMS(Advanced Mobile Station), WT(Wireless terminal), MTC(Machine-Type Communication) 장치, M2M(Machine-to-Machine) 장치, D2D(Device-to-Device) 장치 등의 용어로 대체될 수 있다.
이하에서, 하향링크(DL: downlink)는 기지국에서 단말로의 통신을 의미하며, 상향링크(UL: uplink)는 단말에서 기지국으로의 통신을 의미한다. 하향링크에서 송신기는 기지국의 일부이고, 수신기는 단말의 일부일 수 있다. 상향링크에서 송신기는 단말의 일부이고, 수신기는 기지국의 일부일 수 있다.
이하의 설명에서 사용되는 특정 용어들은 본 발명의 이해를 돕기 위해서 제공된 것이며, 이러한 특정 용어의 사용은 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다른 형태로 변경될 수 있다.
이하의 기술은 CDMA(code division multiple access), FDMA(frequency division multiple access), TDMA(time division multiple access), OFDMA(orthogonal frequency division multiple access), SC-FDMA(single carrier frequency division multiple access), NOMA(non-orthogonal multiple access) 등과 같은 다양한 무선 접속 시스템에 이용될 수 있다. CDMA는 UTRA(universal terrestrial radio access)나 CDMA2000과 같은 무선 기술(radio technology)로 구현될 수 있다. TDMA는 GSM(global system for mobile communications)/GPRS(general packet radio service)/EDGE(enhanced data rates for GSM evolution)와 같은 무선 기술로 구현될 수 있다. OFDMA는 IEEE 802.11 (Wi-Fi), IEEE 802.16 (WiMAX), IEEE 802-20, E-UTRA(evolved UTRA) 등과 같은 무선 기술로 구현될 수 있다. UTRA는 UMTS(universal mobile telecommunications system)의 일부이다. 3GPP(3rd generation partnership project) LTE(long term evolution)은 E-UTRA를 사용하는 E-UMTS(evolved UMTS)의 일부로써, 하향링크에서 OFDMA를 채용하고 상향링크에서 SC-FDMA를 채용한다. LTE-A(advanced)는 3GPP LTE의 진화이다.
본 발명의 실시예들은 무선 접속 시스템들인 IEEE 802, 3GPP 및 3GPP2 중 적어도 하나에 개시된 표준 문서들에 의해 뒷받침될 수 있다. 즉, 본 발명의 실시예들 중 본 발명의 기술적 사상을 명확히 드러내기 위해 설명하지 않은 단계들 또는 부분들은 상기 문서들에 의해 뒷받침될 수 있다. 또한, 본 문서에서 개시하고 있는 모든 용어들은 상기 표준 문서에 의해 설명될 수 있다.
설명을 명확하게 하기 위해, 3GPP LTE/LTE-A를 위주로 기술하지만 본 발명의 기술적 특징이 이에 제한되는 것은 아니다.
본 문서에서 사용될 수 있는 용어들은 다음과 같이 정의된다.
- UMTS(Universal Mobile Telecommunications System): 3GPP에 의해서 개발된, GSM(Global System for Mobile Communication) 기반의 3 세대(Generation) 이동 통신 기술
- EPS(Evolved Packet System): IP(Internet Protocol) 기반의 패킷 교환(packet switched) 코어 네트워크인 EPC(Evolved Packet Core)와 LTE, UTRAN 등의 액세스 네트워크로 구성된 네트워크 시스템. UMTS가 진화된 형태의 네트워크이다.
- NodeB: UMTS 네트워크의 기지국. 옥외에 설치하며 커버리지는 매크로 셀(macro cell) 규모이다.
- eNodeB: EPS 네트워크의 기지국. 옥외에 설치하며 커버리지는 매크로 셀(macro cell) 규모이다.
- 단말(User Equipment): 사용자 기기. 단말은 단말(terminal), ME(Mobile Equipment), MS(Mobile Station) 등의 용어로 언급될 수 있다. 또한, 단말은 노트북, 휴대폰, PDA(Personal Digital Assistant), 스마트폰, 멀티미디어 기기 등과 같이 휴대 가능한 기기일 수 있고, 또는 PC(Personal Computer), 차량 탑재 장치와 같이 휴대 불가능한 기기일 수도 있다. MTC 관련 내용에서 단말 또는 단말이라는 용어는 MTC 단말을 지칭할 수 있다.
- IMS(IP Multimedia Subsystem): 멀티미디어 서비스를 IP 기반으로 제공하는 서브시스템.
- IMSI(International Mobile Subscriber Identity): 이동 통신 네트워크에서 국제적으로 고유하게 할당되는 사용자 식별자.
- MTC(Machine Type Communication): 사람의 개입 없이 머신에 의해 수행되는 통신. M2M(Machine to Machine) 통신이라고 지칭할 수도 있다.
- MTC 단말(MTC UE 또는 MTC device 또는 MTC 장치): 이동 통신 네트워크를 통한 통신(예를 들어, PLMN을 통해 MTC 서버와 통신) 기능을 가지고, MTC 기능을 수행하는 단말(예를 들어, 자판기, 검침기 등).
- MTC 서버(MTC server): MTC 단말을 관리하는 네트워크 상의 서버. 이동 통신 네트워크의 내부 또는 외부에 존재할 수 있다. MTC 사용자가 접근(access)할 수 있는 인터페이스를 가질 수 있다. 또한, MTC 서버는 다른 서버들에게 MTC 관련 서비스를 제공할 수도 있고(SCS(Services Capability Server) 형태), 자신이 MTC 어플리케이션 서버일 수도 있다.
- (MTC) 어플리케이션(application): (MTC가 적용되는) 서비스(예를 들어, 원격 검침, 물량 이동 추적, 기상 관측 센서 등)
- (MTC) 어플리케이션 서버: (MTC) 어플리케이션이 실행되는 네트워크 상의 서버
- MTC 특징(MTC feature): MTC 어플리케이션을 지원하기 위한 네트워크의 기능. 예를 들어, MTC 모니터링(monitoring)은 원격 검침 등의 MTC 어플리케이션에서 장비 분실 등을 대비하기 위한 특징이고, 낮은 이동성(low mobility)은 자판기와 같은 MTC 단말에 대한 MTC 어플리케이션을 위한 특징이다.
- MTC 사용자(MTC User): MTC 사용자는 MTC 서버에 의해 제공되는 서비스를 사용한다.
- MTC 가입자(MTC subscriber): 네트워크 오퍼레이터와 접속 관계를 가지고 있으며, 하나 이상의 MTC 단말에게 서비스를 제공하는 엔티티(entity)이다.
- MTC 그룹(MTC group): 적어도 하나 이상의 MTC 특징을 공유하며, MTC 가입자에 속한 MTC 단말의 그룹을 의미한다.
- 서비스 역량 서버(SCS: Services Capability Server): HPLMN(Home PLMN) 상의 MTC-IWF(MTC InterWorking Function) 및 MTC 단말과 통신하기 위한 엔티티로서, 3GPP 네트워크와 접속되어 있다. SCS는 하나 이상의 MTC 어플리케이션에 의한 사용을 위한 능력(capability)를 제공한다.
- 외부 식별자(External Identifier): 3GPP 네트워크의 외부 엔티티(예를 들어, SCS 또는 어플리케이션 서버)가 MTC 단말(또는 MTC 단말이 속한 가입자)을 가리키기(또는 식별하기) 위해 사용하는 식별자(identifier)로서 전세계적으로 고유(globally unique)하다. 외부 식별자는 다음과 같이 도메인 식별자(Domain Identifier)와 로컬 식별자(Local Identifier)로 구성된다.
- 도메인 식별자(Domain Identifier): 이동 통신 네트워크 사업자의 제어 항에 있는 도메인을 식별하기 위한 식별자. 하나의 사업자는 서로 다른 서비스로의 접속을 제공하기 위해 서비스 별로 도메인 식별자를 사용할 수 있다.
- 로컬 식별자(Local Identifier): IMSI(International Mobile Subscriber Identity)를 유추하거나 획득하는데 사용되는 식별자. 로컬 식별자는 어플리케이션 도메인 내에서는 고유(unique)해야 하며, 이동 통신 네트워크 사업자에 의해 관리된다.
- RAN(Radio Access Network): 3GPP 네트워크에서 Node B 및 이를 제어하는 RNC(Radio Network Controller), eNodeB를 포함하는 단위. 단말 단에 존재하며 코어 네트워크로의 연결을 제공한다.
- HLR(Home Location Register)/HSS(Home Subscriber Server): 3GPP 네트워크 내의 가입자 정보를 가지고 있는 데이터베이스. HSS는 설정 저장(configuration storage), 식별자 관리(identity management), 사용자 상태 저장 등의 기능을 수행할 수 있다.
- RANAP(RAN Application Part): RAN과 코어 네트워크의 제어를 담당하는 노드(즉, MME(Mobility Management Entity)/SGSN(Serving GPRS(General Packet Radio Service) Supporting Node)/MSC(Mobile Switching Center)) 사이의 인터페이스.
- PLMN(Public Land Mobile Network): 개인들에게 이동 통신 서비스를 제공할 목적으로 구성된 네트워크. 오퍼레이터 별로 구분되어 구성될 수 있다.
- NAS(Non-Access Stratum): UMTS, EPS 프로토콜 스택에서 단말과 코어 네트워크 간의 시그널링, 트래픽 메시지를 주고 받기 위한 기능적인 계층. 단말의 이동성을 지원하고, 단말과 PDN GW 간의 IP 연결을 수립 및 유지하는 세션 관리 절차를 지원하는 것을 주된 기능으로 한다.
- SCEF(Service Capability Exposure Function): 3GPP 네트워크 인터페이스에 의해 제공되는 서비스 및 능력(capability)을 안전하게 노출하기 위한 수단을 제공하는 서비스 능력 노출(service capability exposure)을 위한 3GPP 아키텍쳐 내 엔티티.
이하, 위와 같이 정의된 용어를 바탕으로 본 발명에 대하여 기술한다.
본 발명이 적용될 수 있는 시스템 일반
도 1은 본 발명이 적용될 수 있는 EPS (Evolved Packet System)을 간략히 예시하는 도면이다.
도 1의 네트워크 구조도는 EPC(Evolved Packet Core)를 포함하는 EPS(Evolved Packet System)의 구조를 이를 간략하게 재구성 한 것이다.
EPC(Evolved Packet Core)는 3GPP 기술들의 성능을 향상하기 위한 SAE(System Architecture Evolution)의 핵심적인 요소이다. SAE는 다양한 종류의 네트워크 간의 이동성을 지원하는 네트워크 구조를 결정하는 연구 과제에 해당한다. SAE는, 예를 들어, IP 기반으로 다양한 무선 접속 기술들을 지원하고 보다 향상된 데이터 전송 능력을 제공하는 등의 최적화된 패킷-기반 시스템을 제공하는 것을 목표로 한다.
구체적으로, EPC는 3GPP LTE 시스템을 위한 IP 이동 통신 시스템의 코어 네트워크(Core Network)이며, 패킷-기반 실시간 및 비실시간 서비스를 지원할 수 있다. 기존의 이동 통신 시스템(즉, 2 세대 또는 3 세대 이동 통신 시스템)에서는 음성을 위한 CS(Circuit-Switched) 및 데이터를 위한 PS(Packet-Switched)의 2 개의 구별되는 서브-도메인을 통해서 코어 네트워크의 기능이 구현되었다. 그러나, 3 세대 이동 통신 시스템의 진화인 3GPP LTE 시스템에서는, CS 및 PS의 서브-도메인들이 하나의 IP 도메인으로 단일화되었다. 즉, 3GPP LTE 시스템에서는, IP 능력(capability)을 가지는 단말과 단말 간의 연결이, IP 기반의 기지국(예를 들어, eNodeB(evolved Node B)), EPC, 애플리케이션 도메인(예를 들어, IMS)을 통하여 구성될 수 있다. 즉, EPC는 단-대-단(end-to-end) IP 서비스 구현에 필수적인 구조이다.
EPC는 다양한 구성요소들을 포함할 수 있으며, 도 1에서는 그 중에서 일부에 해당하는, SGW(Serving Gateway)(또는 S-GW), PDN GW(Packet Data Network Gateway)(또는 PGW 또는 P-GW), MME(Mobility Management Entity), SGSN(Serving GPRS(General Packet Radio Service) Supporting Node), ePDG(enhanced Packet Data Gateway)를 도시한다.
SGW는 무선 접속 네트워크(RAN)와 코어 네트워크 사이의 경계점으로서 동작하고, eNodeB와 PDN GW 사이의 데이터 경로를 유지하는 기능을 하는 요소이다. 또한, 단말이 eNodeB에 의해서 서빙(serving)되는 영역에 걸쳐 이동하는 경우, SGW는 로컬 이동성 앵커 포인트(anchor point)의 역할을 한다. 즉, E-UTRAN (3GPP 릴리즈-8 이후에서 정의되는 Evolved-UMTS(Universal Mobile Telecommunications System) Terrestrial Radio Access Network) 내에서의 이동성을 위해서 SGW를 통해서 패킷들이 라우팅될 수 있다. 또한, SGW는 다른 3GPP 네트워크(3GPP 릴리즈-8 전에 정의되는 RAN, 예를 들어, UTRAN 또는 GERAN(GSM(Global System for Mobile Communication)/EDGE(Enhanced Data rates for Global Evolution) Radio Access Network)와의 이동성을 위한 앵커 포인트로서 기능할 수도 있다.
PDN GW는 패킷 데이터 네트워크를 향한 데이터 인터페이스의 종단점(termination point)에 해당한다. PDN GW는 정책 집행 특징(policy enforcement features), 패킷 필터링(packet filtering), 과금 지원(charging support) 등을 지원할 수 있다. 또한, 3GPP 네트워크와 비-3GPP(non-3GPP) 네트워크 (예를 들어, I-WLAN(Interworking Wireless Local Area Network)과 같은 신뢰되지 않는 네트워크, CDMA(Code Division Multiple Access) 네트워크나 Wimax와 같은 신뢰되는 네트워크)와의 이동성 관리를 위한 앵커 포인트 역할을 할 수 있다.
도 1의 네트워크 구조의 예시에서는 SGW와 PDN GW가 별도의 게이트웨이로 구성되는 것을 나타내지만, 두 개의 게이트웨이가 단일 게이트웨이 구성 옵션(Single Gateway Configuration Option)에 따라 구현될 수도 있다.
MME는, 단말의 네트워크 연결에 대한 액세스, 네트워크 자원의 할당, 트래킹(tracking), 페이징(paging), 로밍(roaming) 및 핸드오버 등을 지원하기 위한 시그널링 및 제어 기능들을 수행하는 요소이다. MME는 가입자 및 세션 관리에 관련된 제어 평면 기능들을 제어한다. MME는 수많은 eNodeB들을 관리하고, 다른 2G/3G 네트워크에 대한 핸드오버를 위한 종래의 게이트웨이의 선택을 위한 시그널링을 수행한다. 또한, MME는 보안 과정(Security Procedures), 단말-대-네트워크 세션 핸들링(Terminal-to-network Session Handling), 유휴 단말 위치결정 관리(Idle Terminal Location Management) 등의 기능을 수행한다.
SGSN은 다른 3GPP 네트워크(예를 들어, GPRS 네트워크)에 대한 사용자의 이동성 관리 및 인증(authentication)과 같은 모든 패킷 데이터를 핸들링한다.
ePDG는 신뢰되지 않는 비-3GPP 네트워크(예를 들어, I-WLAN, WiFi 핫스팟(hotspot) 등)에 대한 보안 노드로서의 역할을 한다.
도 1을 참조하여 설명한 바와 같이, IP 능력을 가지는 단말은, 3GPP 액세스는 물론 비-3GPP 액세스 기반으로도 EPC 내의 다양한 요소들을 경유하여 사업자(즉, 오퍼레이터(operator))가 제공하는 IP 서비스 네트워크(예를 들어, IMS)에 액세스할 수 있다.
또한, 도 1에서는 다양한 레퍼런스 포인트들(예를 들어, S1-U, S1-MME 등)을 도시한다. 3GPP 시스템에서는 E-UTRAN 및 EPC의 상이한 기능 개체(functional entity)들에 존재하는 2 개의 기능을 연결하는 개념적인 링크를 레퍼런스 포인트(reference point)라고 정의한다. 다음의 표 1은 도 1에 도시된 레퍼런스 포인트를 정리한 것이다. 표 1의 예시들 외에도 네트워크 구조에 따라 다양한 레퍼런스 포인트(reference point)들이 존재할 수 있다.
도 1에 도시된 레퍼런스 포인트 중에서 S2a 및 S2b는 비-3GPP 인터페이스에 해당한다. S2a는 신뢰되는 비-3GPP 액세스 및 PDN GW 간의 관련 제어 및 이동성 자원을 사용자 플레인에 제공하는 레퍼런스 포인트이다. S2b는 ePDG 및 PDN GW 간의 관련 제어 및 이동성 지원을 사용자 플레인에 제공하는 레퍼런스 포인트이다.
도 2는 본 발명이 적용될 수 있는 E-UTRAN(evolved universal terrestrial radio access network)의 네트워크 구조의 일 예를 나타낸다.
E-UTRAN 시스템은 기존 UTRAN 시스템에서 진화한 시스템으로, 예를 들어, 3GPP LTE/LTE-A 시스템일 수 있다. 통신 네트워크는 IMS 및 패킷 데이터를 통해 음성(voice)(예를 들어, VoIP(Voice over Internet Protocol))과 같은 다양한 통신 서비스를 제공하기 위하여 광범위하게 배치된다.
도 2를 참조하면, E-UMTS 네트워크는 E-UTRAN, EPC 및 하나 이상의 UE를 포함한다. E-UTRAN은 단말에게 제어 평면(control plane)과 사용자 평면(user plane) 프로토콜을 제공하는 eNB들로 구성되고, eNB들은 X2 인터페이스를 통해 연결된다.
X2 사용자 평면 인터페이스(X2-U)는 eNB들 사이에 정의된다. X2-U 인터페이스는 사용자 평면 PDU(protocol data unit)의 보장되지 않은 전달(non guaranteed delivery)을 제공한다. X2 제어 평면 인터페이스(X2-CP)는 두 개의 이웃 eNB 사이에 정의된다. X2-CP는 eNB 간의 컨텍스트(context) 전달, 소스 eNB와 타겟 eNB 사이의 사용자 평면 터널의 제어, 핸드오버 관련 메시지의 전달, 상향링크 부하 관리 등의 기능을 수행한다.
eNB은 무선인터페이스를 통해 단말과 연결되고 S1 인터페이스를 통해 EPC(evolved packet core)에 연결된다.
S1 사용자 평면 인터페이스(S1-U)는 eNB와 서빙 게이트웨이(S-GW: serving gateway) 사이에 정의된다. S1 제어 평면 인터페이스(S1-MME)는 eNB와 이동성 관리 개체(MME: mobility management entity) 사이에 정의된다. S1 인터페이스는 EPS(evolved packet system) 베어러 서비스 관리 기능, NAS(non-access stratum) 시그널링 트랜스포트 기능, 네트워크 쉐어링, MME 부하 밸런싱 기능 등을 수행한다. S1 인터페이스는 eNB와 MME/S-GW 간에 다수-대-다수 관계(many-to-many-relation)를 지원한다.
MME는 NAS 시그널링 보안(security), AS(Access Stratum) 보안(security) 제어, 3GPP 액세스 네트워크 간 이동성을 지원하기 위한 CN(Core Network) 노드 간(Inter-CN) 시그널링, (페이징 재전송의 수행 및 제어 포함하여) 아이들(IDLE) 모드 UE 접근성(reachability), (아이들 및 액티브 모드 단말을 위한) 트래킹 영역 식별자(TAI: Tracking Area Identity) 관리, PDN GW 및 SGW 선택, MME가 변경되는 핸드오버를 위한 MME 선택, 2G 또는 3G 3GPP 액세스 네트워크로의 핸드오버를 위한 SGSN 선택, 로밍(roaming), 인증(authentication), 전용 베어러 확립(dedicated bearer establishment)를 포함하는 베어러 관리 기능, 공공 경고 시스템(PWS: Public Warning System)(지진 및 쓰나미 경고 시스템(ETWS: Earthquake and Tsunami Warning System) 및 상용 모바일 경고 시스템(CMAS: Commercial Mobile Alert System) 포함) 메시지 전송의 지원 등의 다양한 기능을 수행할 수 있다.
도 3은 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 E-UTRAN 및 EPC의 구조를 예시한다.
도 3을 참조하면, eNB는 게이트웨이(예를 들어, MME)의 선택, 무선 자원 제어(RRC: radio resource control) 활성(activation) 동안 게이트웨이로의 라우팅, 방송 채널(BCH: broadcast channel)의 스케줄링 및 전송, 상향링크 및 하향링크에서 UE로 동적 자원 할당, 그리고 LTE_ACTIVE 상태에서 이동성 제어 연결의 기능을 수행할 수 있다. 상술한 바와 같이, EPC 내에서 게이트웨이는 페이징 개시(orgination), LTE_IDLE 상태 관리, 사용자 평면(user plane)의 암호화(ciphering), 시스템 구조 진화(SAE: System Architecture Evolution) 베어러 제어, 그리고 NAS 시그널링의 암호화(ciphering) 및 무결성(intergrity) 보호의 기능을 수행할 수 있다.
도 4는 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 단말과 E-UTRAN 사이의 무선 인터페이스 프로토콜(radio interface protocol) 구조를 나타낸다.
도 4(a)는 제어 평면(control plane)에 대한 무선 프로토콜 구조를 나타내고, 도 4(b)는 사용자 평면(user plane)에 대한 무선 프로토콜 구조를 나타낸다.
도 4를 참조하면, 단말과 E-UTRAN 사이의 무선 인터페이스 프로토콜의 계층들은 통신 시스템의 기술분야에 공지된 널리 알려진 개방형 시스템 간 상호접속(OSI: open system interconnection) 표준 모델의 하위 3 계층에 기초하여 제1 계층(L1), 제2 계층 (L2) 및 제3 계층 (L3)으로 분할될 수 있다. 단말과 E-UTRAN 사이의 무선 인터페이스 프로토콜은 수평적으로 물리계층(physical layer), 데이터링크 계층(data link layer) 및 네트워크 계층(network layer)으로 이루어지며, 수직적으로는 데이터 정보 전송을 위한 프로토콜 스택(protocol stack) 사용자 평면(user plane)과 제어신호(signaling) 전달을 위한 프로토콜 스택인 제어 평면(control plane)으로 구분된다.
제어평면은 단말과 네트워크가 호를 관리하기 위해서 이용하는 제어 메시지들이 전송되는 통로를 의미한다. 사용자 평면은 애플리케이션 계층에서 생성된 데이터, 예를 들어, 음성 데이터 또는 인터넷 패킷 데이터 등이 전송되는 통로를 의미한다. 이하, 무선 프로토콜의 제어평면과 사용자평면의 각 계층을 설명한다.
제1 계층(L1)인 물리 계층(PHY: physical layer)은 물리 채널(physical channel)을 사용함으로써 상위 계층으로의 정보 송신 서비스(information transfer service)를 제공한다. 물리 계층은 상위 레벨에 위치한 매체 접속 제어(MAC: medium access control) 계층으로 전송 채널(transport channel)을 통하여 연결되고, 전송 채널을 통하여 MAC 계층과 물리 계층 사이에서 데이터가 전송된다. 전송 채널은 무선 인터페이스를 통해 데이터가 어떻게 어떤 특징으로 전송되는가에 따라 분류된다. 그리고, 서로 다른 물리 계층 사이, 송신단의 물리 계층과 수신단의 물리 계층 간에는 물리 채널(physical channel)을 통해 데이터가 전송된다. 물리 계층은 OFDM(orthogonal frequency division multiplexing) 방식으로 변조되며, 시간과 주파수를 무선 자원으로 활용한다.
물리 계층에서 사용되는 몇몇 물리 제어 채널들이 있다. 물리 하향링크 제어 채널(PDCCH: physical downlink control channel)는 단말에게 페이징 채널(PCH: paging channel)와 하향링크 공유 채널(DL-SCH: downlink shared channel)의 자원 할당 및 상향링크 공유 채널(UL-SCH: uplink shared channel)과 관련된 HARQ(hybrid automatic repeat request) 정보를 알려준다. 또한, PDCCH는 단말에게 상향링크 전송의 자원 할당을 알려주는 상향링크 승인(UL grant)를 나를 수 있다. 물리 제어 포맷 지시자 채널(PDFICH: physical control format indicator channel)는 단말에게 PDCCH들에 사용되는 OFDM 심볼의 수를 알려주고, 매 서브프레임마다 전송된다. 물리 HARQ 지시자 채널(PHICH: physical HARQ indicator channel)는 상향링크 전송의 응답으로 HARQ ACK(acknowledge)/NACK(non-acknowledge) 신호를 나른다. 물리 상향링크 제어 채널(PUCCH: physical uplink control channel)은 하향링크 전송에 대한 HARQ ACK/NACK, 스케줄링 요청 및 채널 품질 지시자(CQI: channel quality indicator) 등과 같은 상향링크 제어 정보를 나른다. 물리 상향링크 공유 채널(PUSCH: physical uplink shared channel)은 UL-SCH을 나른다.
제2 계층(L2)의 MAC 계층은 논리 채널(logical channel)을 통하여 상위 계층인 무선 링크 제어(RLC: radio link control) 계층에게 서비스를 제공한다. 또한, MAC 계층은 논리 채널과 전송 채널 간의 맵핑 및 논리 채널에 속하는 MAC 서비스 데이터 유닛(SDU: service data unit)의 전송 채널 상에 물리 채널로 제공되는 전송 블록(transport block)으로의 다중화/역다중화 기능을 포함한다.
제2 계층(L2)의 RLC 계층은 신뢰성 있는 데이터 전송을 지원한다. RLC 계층의 기능은 RLC SDU의 연결(concatenation), 분할(segmentation) 및 재결합(reassembly)을 포함한다. 무선 베어러(RB: radio bearer)가 요구하는 다양한 QoS(quality of service)를 보장하기 위해, RLC 계층은 투명 모드(TM: transparent mode), 비확인 모드(UM: unacknowledged mode) 및 확인 모드(AM: acknowledge mode)의 세 가지의 동작 모드를 제공한다. AM RLC는 ARQ(automatic repeat request)를 통해 오류 정정을 제공한다. 한편, MAC 계층이 RLC 기능을 수행하는 경우에 RLC 계층은 MAC 계층의 기능 블록으로 포함될 수 있다.
제2 계층(L2)의 패킷 데이터 컨버전스 프로토콜(PDCP: packet data convergence protocol) 계층은 사용자 평면에서 사용자 데이터의 전달, 헤더 압축(header compression) 및 암호화(ciphering) 기능을 수행한다. 헤더 압축 기능은 작은 대역폭을 가지는 무선 인터페이스를 통하여 IPv4(internet protocol version 4) 또는 IPv6(internet protocol version 6)와 같은 인터넷 프로토콜(IP: internet protocol) 패킷을 효율적으로 전송되게 하기 위하여 상대적으로 크기가 크고 불필요한 제어 정보를 담고 있는 IP 패킷 헤더 사이즈를 줄이는 기능을 의미한다. 제어 평면에서의 PDCP 계층의 기능은 제어 평면 데이터의 전달 및 암호화/무결정 보호(integrity protection)을 포함한다.
제3 계층(L3)의 최하위 부분에 위치한 무선 자원 제어(RRC: radio resource control) 계층은 제어 평면에만 정의된다. RRC 계층은 단말과 네트워크 간의 무선 자원을 제어하는 역할을 수행한다. 이를 위해 단말과 네트워크는 RRC 계층을 통해 RRC 메시지를 서로 교환한다. RRC 계층은 무선 베어러들의 설정(configuration), 재설정(re-configuration) 및 해제(release)와 관련하여 논리 채널, 전송 채널 및 물리 채널을 제어한다. 무선 베어러는 단말과 네트워크 사이의 데이터 전송을 위하여 제2 계층(L2)에 의하여 제공되는 논리적인 경로를 의미한다. 무선 베어러가 설정된다는 것은 특정 서비스를 제공하기 위해 무선 프로토콜 계층 및 채널의 특성을 규정하고, 각각의 구체적인 파라미터 및 동작 방법을 설정하는 것을 의미한다. 무선 베어러는 다시 시그널링 무선 베어러(SRB: signaling RB)와 데이터 무선 베어러(DRB: data RB) 두 가지로 나눠 질 수 있다. SRB는 제어 평면에서 RRC 메시지를 전송하는 통로로 사용되며, DRB는 사용자 평면에서 사용자 데이터를 전송하는 통로로 사용된다.
RRC 계층 상위에 위치하는 NAS(non-access stratum) 계층은 세션 관리(session management)와 이동성 관리(mobility management) 등의 기능을 수행한다.
기지국을 구성하는 하나의 셀은 1.25, 2.5, 5, 10, 20Mhz 등의 대역폭 중 하나로 설정되어 여러 단말에게 하향 또는 상향 전송 서비스를 제공한다. 서로 다른 셀은 서로 다른 대역폭을 제공하도록 설정될 수 있다.
네트워크에서 단말로 데이터를 전송하는 하향 전송채널(downlink transport channel)은 시스템 정보를 전송하는 방송 채널(BCH: broadcast channel), 페이징 메시지를 전송하는 PCH, 사용자 트래픽이나 제어메시지를 전송하는 DL-SCH 등이 있다. 하향 멀티캐스트 또는 방송 서비스의 트래픽 또는 제어메시지의 경우 DL-SCH를 통해 전송될 수도 있고, 또는 별도의 하향 멀티캐스트 채널(MCH: multicast channel)을 통해 전송될 수도 있다. 한편, 단말에서 네트워크로 데이터를 전송하는 상향 전송채널(uplink transport channel)로는 초기 제어메시지를 전송하는 랜덤 액세스 채널(RACH: random access channel), 사용자 트래픽이나 제어메시지를 전송하는 UL-SCH(uplink shared channel)가 있다.
논리 채널(logical channel)은 전송 채널의 상위에 있으며, 전송 채널에 맵핑된다. 논리 채널은 제어 영역 정보의 전달을 위한 제어 채널과 사용자 영역 정보의 전달을 위한 트래픽 채널로 구분될 수 있다. 제어 채널로는 방송 제어 채널(BCCH: broadcast control channel), 페이징 제어 채널(PCCH: paging control channel), 공통 제어 채널(CCCH: common control channel), 전용 제어 채널(DCCH: dedicated control channel), 멀티캐스트 제어 채널(MCCH: multicast control channel) 등이 있다. 트래픽 채널로는 전용 트래픽 채널(DTCH: dedicated traffic channel), 멀티캐스트 트래픽 채널(MTCH: multicast traffic channel) 등이 있다. PCCH는 페이징 정보를 전달하는 하향링크 채널이고, 네트워크가 UE가 속한 셀을 모를 때 사용된다. CCCH는 네트워크와의 RRC 연결을 가지지 않는 UE에 의해 사용된다. MCCH 네트워크로부터 UE로의 MBMS(Multimedia Broadcast and Multicast Service) 제어 정보를 전달하기 위하여 사용되는 점-대-다점(point-to-multipoint) 하향링크 채널이다. DCCH는 UE와 네트워크 간에 전용 제어 정보를 전달하는 RRC 연결을 가지는 단말에 의해 사용되는 일-대-일(point-to-point) 양방향(bi-directional) 채널이다. DTCH는 상향링크 및 하향링크에서 존재할 수 있는 사용자 정보를 전달하기 위하여 하나의 단말에 전용되는 일-대-일(point-to-point) 채널이다. MTCH는 네트워크로부터 UE로의 트래픽 데이터를 전달하기 위하여 일-대-다(point-to-multipoint) 하향링크 채널이다.
논리 채널(logical channel)과 전송 채널(transport channel) 간 상향링크 연결의 경우, DCCH는 UL-SCH과 매핑될 수 있고, DTCH는 UL-SCH와 매핑될 수 있으며, CCCH는 UL-SCH와 매핑될 수 있다. 논리 채널(logical channel)과 전송 채널(transport channel) 간 하향링크 연결의 경우, BCCH는 BCH 또는 DL-SCH와 매핑될 수 있고, PCCH는 PCH와 매핑될 수 있으며, DCCH는 DL-SCH와 매핑될 수 있으며, DTCH는 DL-SCH와 매핑될 수 있으며, MCCH는 MCH와 매핑될 수 있으며, MTCH는 MCH와 매핑될 수 있다.
도 5는 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 물리 채널의 구조를 간략히 예시하는 도면이다.
도 5를 참조하면, 물리 채널은 주파수 영역(frequency domain)에서 하나 이상의 서브캐리어와 시간 영역(time domain)에서 하나 이상의 심볼로 구성되는 무선 자원을 통해 시그널링 및 데이터를 전달한다.
1.0ms 길이를 가지는 하나의 서브프레임은 복수의 심볼로 구성된다. 서브프레임의 특정 심볼(들)(예를 들어, 서브프레임의 첫번째 심볼)은 PDCCH를 위해 사용될 수 있다. PDCCH는 동적으로 할당되는 자원에 대한 정보(예를 들어, 자원 블록(Resource Block), 변조 및 코딩 방식(MCS: Modulation and Coding Scheme) 등)를 나른다.
차세대 무선 액세스 네트워크(NG-RAN: New Generation Radio Access Network)(또는 RAN) 시스템
차세대 무선 액세스 네트워크에서 사용되는 용어는 다음과 같이 정의될 수 있다.
- EPS(Evolved Packet System): IP(Internet Protocol) 기반의 패킷 교환(packet switched) 코어 네트워크인 EPC(Evolved Packet Core)와 LTE, UTRAN 등의 액세스 네트워크로 구성된 네트워크 시스템. UMTS(Universal Mobile Telecommunications System)가 진화된 형태의 네트워크이다.
- eNodeB: EPS 네트워크의 기지국. 옥외에 설치하며 커버리지는 매크로 셀(macro cell) 규모이다.
- IMSI(International Mobile Subscriber Identity): 이동 통신 네트워크에서 국제적으로 고유하게 할당되는 사용자 식별자.
- PLMN(Public Land Mobile Network): 개인들에게 이동 통신 서비스를 제공할 목적으로 구성된 네트워크. 오퍼레이터 별로 구분되어 구성될 수 있다.
- 5G 시스템(5GS: 5G System): 5G 액세스 네트워크(AN: Access Network), 5G 코어 네트워크 및 사용자 장치(UE: User Equipment)로 구성되는 시스템
- 5G 액세스 네트워크(5G-AN: 5G Access Network)(또는 AN): 5G 코어 네트워크에 연결되는 차세대 무선 액세스 네트워크(NG-RAN: New Generation Radio Access Network) 및/또는 비-3GPP 액세스 네트워크(non-3GPP AN: non-5G Access Network)로 구성되는 액세스 네트워크.
- 차세대 무선 액세스 네트워크(NG-RAN: New Generation Radio Access Network)(또는 RAN): 5GC에 연결된다는 공통의 특징을 가지며, 다음의 옵션 중 하나 이상을 지원하는 무선 액세스 네트워크:
1) 스탠드얼론 새로운 무선(Standalone New Radio).
2) E-UTRA 확장을 지원하는 앵커(anchor)인 새로운 무선(new radio).
3) 스탠드얼론 E-UTRA(예를 들어, eNodeB).
4) 새로운 무선(new radio) 확장을 지원하는 앵커(anchor)
- 5G 코어 네트워크(5GC: 5G Core Network): 5G 액세스 네트워크에 연결되는 코어 네트워크
- 네트워크 기능(NF: Network Function): 네트워크 내 3GPP에서 채택(adopted)되거나 또는 3GPP에서 정의된 처리 기능을 의미하고, 이러한 처리 기능은 정의된 기능적인 동작(functional behavior)과 3GPP에서 정의된 인터페이스를 포함한다.
- NF 서비스(NF service): 서비스-기반 인터페이스를 통해 NF에 의해 노출되고, 다른 인증된 NF(들)에 의해 이용되는(consumed) 기능
- 네트워크 슬라이스(Network Slice): 특정 네트워크 능력(들) 및 네트워크 특징(들)을 제공하는 논리적인 네트워크
- 네트워크 슬라이스 인스턴스(Network Slice instance): 배치되는 네트워크 슬라이스를 형성하는 NF 인스턴스(들) 및 요구되는 자원(들)(예를 들어, 계산, 저장 및 네트워킹 자원)의 세트
- 프로토콜 데이터 유닛(PDU: Protocol Data Unit) 연결 서비스(PDU Connectivity Service): UE와 데이터 네트워크 간의 PDU(들)의 교환을 제공하는 서비스.
- PDU 세션(PDU Session): PDU 연결 서비스를 제공하는 UE와 데이터 네트워크 간의 연계(association). 연계 타입은 인터넷 프로토콜(IP: Internet Protocol), 이더넷(Ethernet) 또는 비구조화(unstructured)될 수 있다.
- NAS(Non-Access Stratum): EPS, 5GS 프로토콜 스택에서 단말과 코어 네트워크 간의 시그널링, 트래픽 메시지를 주고 받기 위한 기능적인 계층. 단말의 이동성을 지원하고, 세션 관리 절차를 지원하는 것을 주된 기능으로 한다.
본 발명이 적용될 수 있는 5G 시스템 아키텍처
5G 시스템은 4세대 LTE 이동통신 기술로부터 진보된 기술로서 기존 이동 통신망 구조의 개선(Evolution) 혹은 클린-스테이트(Clean-state) 구조를 통해 새로운 무선 액세스 기술(RAT: Radio Access Technology), LTE(Long Term Evolution)의 확장된 기술로서 eLTE(extended LTE), non-3GPP(예를 들어, WLAN) 액세스 등을 지원한다.
5G 시스템은 서비스-기반으로 정의되고, 5G 시스템을 위한 아키텍처(architecture) 내 네트워크 기능(NF: Network Function)들 간의 상호동작(interaction)은 다음과 같이 2가지 방식으로 나타낼 수 있다.
- 참조 포인트 표현(representation)(도 6): 2개의 NF들(예를 들어, AMF 및 SMF) 간의 점-대-점 참조 포인트(예를 들어, N11)에 의해 기술되는 NF들 내 NF 서비스들 간의 상호 동작을 나타낸다.
- 서비스-기반 표현(representation)(도 7): 제어 평면(CP: Control Plane) 내 네트워크 기능들(예를 들어, AMF)은 다른 인증된 네트워크 기능들이 자신의 서비스에 액세스하는 것을 허용한다. 이 표현은 필요한 경우 점-대-점(point-to-point) 참조 포인트(reference point)도 포함한다.
도 6은 참조 포인트 표현을 이용한 5G 시스템 아키텍처를 예시한 도면이다.
도 6을 참조하면, 5G 시스템 아키텍처는 다양한 구성 요소들(즉, 네트워크 기능(NF: network function))을 포함할 수 있으며, 본 도면에는 그 중 일부에 해당하는, 인증 서버 기능(AUSF: Authentication Server Function), 액세스 및 이동성 관리 기능(AMF: (Core) Access and Mobility Management Function), 세션 관리 기능(SMF: Session Management Function), 정책 제어 기능(PCF: Policy Control function), 어플리케이션 기능(AF: Application Function), 통합된 데이터 관리(UDM: Unified Data Management), 데이터 네트워크(DN: Data network), 사용자 평면 기능(UPF: User plane Function), (무선) 액세스 네트워크((R)AN: (Radio) Access Network), 사용자 장치(UE: User Equipment)를 예시한다.
각 NF들은 다음과 같은 기능을 지원한다.
- AUSF는 UE의 인증을 위한 데이터를 저장한다.
- AMF는 UE 단위의 접속 및 이동성 관리를 위한 기능을 제공하며, 하나의 UE 당 기본적으로 하나의 AMF에 연결될 수 있다.
구체적으로, AMF는 3GPP 액세스 네트워크들 간의 이동성을 위한 CN 노드 간 시그널링, 무선 액세스 네트워크(RAN: Radio Access Network) 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(SM: session management) 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(SMS(Short Message Service) function) 간의 SMS 메시지의 전달 제공, 보안 앵커 기능(SEA: Security Anchor Function) 및/또는 보안 컨텍스트 관리(SCM: Security Context Management) 등의 기능을 지원한다.
AMF의 일부 또는 전체의 기능들은 하나의 AMF의 단일 인스턴스(instance) 내에서 지원될 수 있다.
- DN은 예를 들어, 운영자 서비스, 인터넷 접속 또는 서드파티(3rd party) 서비스 등을 의미한다. DN은 UPF로 하향링크 프로토콜 데이터 유닛(PDU: Protocol Data Unit)을 전송하거나, UE로부터 전송된 PDU를 UPF로부터 수신한다.
- PCF는 어플리케이션 서버로부터 패킷 흐름에 대한 정보를 수신하여, 이동성 관리, 세션 관리 등의 정책을 결정하는 기능을 제공한다. 구체적으로, PCF는 네트워크 동작을 통제하기 위한 단일화된 정책 프레임워크 지원, CP 기능(들)(예를 들어, AMF, SMF 등)이 정책 규칙을 시행할 수 있도록 정책 규칙 제공, 사용자 데이터 저장소(UDR: User Data Repository) 내 정책 결정을 위해 관련된 가입 정보에 액세스하기 위한 프론트 엔드(Front End) 구현 등의 기능을 지원한다.
- SMF는 세션 관리 기능을 제공하며, UE가 다수 개의 세션을 가지는 경우 각 세션 별로 서로 다른 SMF에 의해 관리될 수 있다.
구체적으로, SMF는 세션 관리(예를 들어, UPF와 AN 노드 간의 터널(tunnel) 유지를 포함하여 세션 확립, 수정 및 해제), 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 QoS의 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 지원한다.
SMF의 일부 또는 전체의 기능들은 하나의 SMF의 단일 인스턴스(instance) 내에서 지원될 수 있다.
- UDM은 사용자의 가입 데이터, 정책 데이터 등을 저장한다. UDM은 2개의 부분, 즉 어플리케이션 프론트 엔드(FE: front end) 및 사용자 데이터 저장소(UDR: User Data Repository)를 포함한다.
FE는 위치 관리, 가입 관리, 자격 증명(credential)의 처리 등을 담당하는 UDM FE와 정책 제어를 담당하는 PCF를 포함한다. UDR은 UDM-FE에 의해 제공되는 기능들을 위해 요구되는 데이터와 PCF에 의해 요구되는 정책 프로필을 저장한다. 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 포함한다. 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 지원한다.
- UPF는 DN으로부터 수신한 하향링크 PDU를 (R)AN을 경유하여 UE에게 전달하며, (R)AN을 경유하여 UE로부터 수신한 상향링크 PDU를 DN으로 전달한다.
구체적으로, UPF는 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(SDF: Service Data Flow)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 등의 기능을 지원한다. UPF의 일부 또는 전체의 기능들은 하나의 UPF의 단일 인스턴스(instance) 내에서 지원될 수 있다.
- AF는 서비스 제공(예를 들어, 트래픽 라우팅 상에서 어플리케이션 영향, 네트워크 능력 노출(Network Capability Exposure) 접근, 정책 제어를 위한 정책 프레임워크와의 상호동작 등의 기능을 지원)을 위해 3GPP 코어 네트워크와 상호 동작한다.
- (R)AN은 4G 무선 액세스 기술의 진화된 버전인 진화된 E-UTRA(evolved E-UTRA)와 새로운 무선 액세스 기술(NR: New Radio)(예를 들어, gNB)을 모두 지원하는 새로운 무선 액세스 네트워크를 총칭한다.
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), UE에게 제공된 정보로부터 AMF로의 라우팅이 결정되지 않는 경우, UE의 접속(attachment) 시 AMF의 선택, UPF(들)로의 사용자 평면 데이터 라우팅, AMF로의 제어 평면 정보 라우팅, 연결 셋업 및 해제, 페이징 메시지의 스케줄링 및 전송(AMF로부터 발생된), 시스템 브로드캐스트 정보의 스케줄링 및 전송(AMF 또는 운영 및 유지(O&M: operating and maintenance)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 지원한다.
- UE는 사용자 기기를 의미한다. 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 PC(Personal Computer), 차량 탑재 장치와 같이 휴대 불가능한 기기일 수도 있다.
본 도면에서는 설명의 명확성을 위해 비구조화된 데이터 저장 네트워크 기능(UDSF: Unstructured Data Storage network function), 구조화된 데이터 저장 네트워크 기능(SDSF: Structured Data Storage network function), 네트워크 노출 기능(NEF: Network Exposure Function) 및 NF 저장소 기능(NRF: NF Repository Function)가 도시되지 않았으나, 본 도면에 도시된 모든 NF들은 필요에 따라 UDSF, NEF 및 NRF와 상호 동작을 수행할 수 있다.
- NEF는 3GPP 네트워크 기능들에 의해 제공되는, 예를 들어, 제3자(3rd party), 내부 노출(internal exposure)/재노출(re-exposure), 어플리케이션 기능, 에지 컴퓨팅(Edge Computing)을 위한 서비스들 및 능력들을 안전하게 노출하기 위한 수단을 제공한다. NEF는 다른 네트워크 기능(들)로부터 (다른 네트워크 기능(들)의 노출된 능력(들)에 기반한) 정보를 수신한다. NEF는 데이터 저장 네트워크 기능으로의 표준화된 인터페이스를 이용하여 구조화된 데이터로서 수신된 정보를 저장할 수 있다. 저장된 정보는 NEF에 의해 다른 네트워크 기능(들) 및 어플리케이션 기능(들)에게 재노출(re-expose)되고, 분석 등과 같은 다른 목적으로 이용될 수 있다.
- NRF는 서비스 디스커버리 기능을 지원한다. NF 인스턴스로부터 NF 디스커버리 요청 수신하고, 발견된 NF 인스턴스의 정보를 NF 인스턴스에게 제공한다. 또한, 이용 가능한 NF 인스턴스들과 그들이 지원하는 서비스를 유지한다.
- SDSF는 어떠한 NEF에 의한 구조화된 데이터로서 정보를 저장 및 회수(retrieval)하는 기능을 지원하기 위한 선택적인 기능이다.
- UDSF은 어떠한 NF에 의한 비구조적 데이터로서 정보를 저장 및 회수(retrieval)하는 기능을 지원하기 위한 선택적인 기능이다.
5G 시스템에서 단말과 무선 전송/수신을 담당하는 노드는 gNB이며 EPS에서의 eNB와 같은 역할을 수행한다. 단말이 3GPP 접속과 비-3GPP 접속에 동시에 연결되어 있는 경우, 단말은 도 6과 같이 하나의 AMF를 통해서 서비스를 받게 된다. 도 6에서는 비-3GPP 접속으로 접속하는 경우와 3GPP 접속으로 접속하는 경우 하나의 동일한 UPF로 연결됨을 도시하였으나, 반드시 그럴 필요는 없으며 서로 다른 복수의 UPF로 연결될 수 있다.
단, 단말이 로밍 시나리오에서 HPLMN에 있는 N3IWK(‘N3IWF(Non-3GPP InterWorking Function)’로도 지칭 가능)를 선택하여 비-3GPP 접속에 연결된 경우에는 3GPP 접속을 관리하는 AMF는 VPLMN에 위치하고 비-3GPP 접속을 관리하는 AMF는 HPLMN에 위치할 수 있다.
비-3GPP 액세스 네트워크는 N3IWK/N3IWF을 통해 5G 코어 네트워크에 연결된다. N3IWK/N3IWF는 N2 및 N3 인터페이스를 통해 5G 코어 네트워크 제어 평면 기능 및 사용자 평면 기능을 각각 인터페이스한다.
본 명세서에서 언급하는 비-3GPP 접속의 대표적인 예로는 WLAN 접속이 있을 수 있다.
한편, 본 도면에서는 설명의 편의상 UE가 하나의 PDU 세션을 이용하여 하나의 DN에 엑세스하는 경우에 대한 참조 모델을 예시하나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다.
UE는 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, UE는 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 본 도면에서 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
- N24: 방문 네트워크(visited network) 내 PCF와 홈 네트워크(home network) 내 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(AUSF: Authentication Server function) 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
- N16: 2개의 SMF들 간의 참조 포인트 (로밍 시나리오의 경우, 방문 네트워크(visited network) 내 SMF와 홈 네트워크(home network) 내 SMF 간의 참조 포인트)
- N17: AMF와 EIR 간의 참조 포인트
- N18: 어떠한 NF와 UDSF 간의 참조 포인트
- N19: NEF와 SDSF 간의 참조 포인트
도 7은 서비스-기반 표현을 이용한 5G 시스템 아키텍처를 예시한 도면이다.
본 도면에서 예시된 서비스-기반 인터페이스는 소정의 NF에 의해 제공되는/노출되는 서비스의 세트를 나타낸다. 서비스-기반 인터페이스는 제어 평면 내에서 사용된다. 다음은 본 도면과 같이 표현된 5G 시스템 아키텍처에 포함되는 서비스-기반 인터페이스를 예시한다.
- Namf: AMF에 의해 공개된(exhibited) 서비스-기반 인터페이스
- Nsmf: SMF에 의해 공개된(exhibited) 서비스-기반 인터페이스
- Nnef: NEF에 의해 공개된(exhibited) 서비스-기반 인터페이스
- Npcf: PCF에 의해 공개된(exhibited) 서비스-기반 인터페이스
- Nudm: UDM에 의해 공개된(exhibited) 서비스-기반 인터페이스
- Naf: AF에 의해 공개된(exhibited) 서비스-기반 인터페이스
- Nnrf: NRF에 의해 공개된(exhibited) 서비스-기반 인터페이스
- Nausf: AUSF에 의해 공개된(exhibited) 서비스-기반 인터페이스
NF 서비스는 NF(즉, NF 서비스 공급자)에 의해 다른 NF(즉, NF 서비스 소비자)에게 서비스-기반 인터페이스를 통해 노출되는 능력의 일종이다. NF는 하나 이상의 NF 서비스(들)을 노출할 수 있다. NF 서비스를 정의하기 위하여 다음과 같은 기준이 적용된다:
- NF 서비스들은 종단 간(end-to-end) 기능을 설명하기 위한 정보 흐름으로부터 도출된다.
- 완전한 종단 간(end-to-end) 메시지 흐름은 NF 서비스 호출(invocation)의 시퀀스에 의해 설명된다.
- NF(들)이 자신들의 서비스를 서비스-기반 인터페이스를 통해 제공하는 2가지의 동작은 다음과 같다:
i) "요청-응답(Request-response)": 제어 평면 NF_B (즉, NF 서비스 공급자)는 또 다른 제어 평면 NF_A (즉, NF 서비스 소비자)로부터 특정 NF 서비스(동작의 수행 및/또는 정보의 제공을 포함)의 제공을 요청 받는다. NF_B는 요청 내에서 NF_A에 의해 제공된 정보에 기반한 NF 서비스 결과를 응답한다.
요청을 충족시키기 위하여, NF_B는 교대로 다른 NF(들)로부터의 NF 서비스를 소비할 수 있다. 요청-응답 메커니즘에서, 통신은 두 개의 NF들(즉, 소비자 및 공급자) 간의 일대일로 수행된다.
ii) "가입-통지(Subscribe-Notify)"
제어 평면 NF_A (즉, NF 서비스 소비자)는 또 다른 제어 평면 NF_B (즉, NF 서비스 공급자)에 의해 제공되는 NF 서비스에 가입한다. 다수의 제어 평면 NF(들)은 동일한 제어 평면 NF 서비스에 가입할 수 있다. NF_B는 이 NF 서비스의 결과를 이 NF 서비스에 가입된 관심있는 NF(들)에게 통지한다. 소비자로부터 가입 요청은 주기적인 업데이트 또는 특정 이벤트(예를 들어, 요청된 정보의 변경, 특정 임계치 도달 등)를 통해 트리거되는 통지를 위한 통지 요청을 포함할 수 있다. 이 메커니즘은 NF(들)(예를 들어, NF_B)이 명시적인 가입 요청없이 암묵적으로 특정 통지에 가입한 경우(예를 들어, 성공적인 등록 절차로 인하여)도 포함한다.
도 8은 본 발명이 적용될 수 있는 NG-RAN 아키텍처를 예시한다.
도 8을 참조하면, 차세대 액세스 네트워크(NG-RAN: New Generation Radio Access Network)는 UE를 향한 사용자 평면 및 제어 평면 프로토콜의 종단을 제공하는, gNB(NR NodeB)(들) 및/또는 eNB(eNodeB)(들)로 구성된다.
gNB(들) 간에, 또한 gNB(들)과 5GC에 연결되는 eNB(들) 간에 Xn 인터페이스를 이용하여 상호 연결된다. gNB(들) 및 eNB(들)은 또한 5GC에 NG 인터페이스를 이용하여 연결되고, 더욱 구체적으로 NG-RAN과 5GC 간의 제어 평면 인터페이스인 NG-C 인터페이스(즉, N2 참조 포인트)를 이용하여 AMF에 연결되고, NG-RAN과 5GC 간의 사용자 평면 인터페이스인 NG-U 인터페이스(즉, N3 참조 포인트)를 이용하여 UPF에 연결된다.
무선 프로토콜 아키텍처
도 9는 본 발명이 적용될 수 있는 무선 프로토콜 스택을 예시한 도면이다. 특히, 도 9(a)는 UE와 gNB 간의 무선 인터페이스 사용자 평면 프로토콜 스택을 예시하고, 도 9(b)는 UE와 gNB 간의 무선 인터페이스 제어 평면 프로토콜 스택을 예시한다.
제어 평면은 UE와 네트워크가 호를 관리하기 위해서 이용하는 제어 메시지들이 전송되는 통로를 의미한다. 사용자 평면은 어플리케이션 계층에서 생성된 데이터, 예를 들어, 음성 데이터 또는 인터넷 패킷 데이터 등이 전송되는 통로를 의미한다.
도 9(a)를 참조하면, 사용자 평면 프로토콜 스택은 제1 계층(Layer 1)(즉, 물리(PHY: physical layer) 계층), 제2 계층(Layer 2)으로 분할될 수 있다.
도 9(b)를 참조하면, 제어 평면 프로토콜 스택은 제1 계층(즉, PHY 계층), 제2 계층, 제3 계층(즉, 무선 자원 제어 무선 자원 제어(RRC: radio resource control) 계층), 넌-액세스 스트라텀(NAS: Non-Access Stratum) 계층으로 분할될 수 있다.
제2 계층은 매체 액세스 제어(MAC: Medium Access Control) 서브계층, 무선 링크 제어(RLC: Radio Link Control) 서브계층, 패킷 데이터 컨버전스 프로토콜(PDC: Packet Data Convergence Protocol) 서브계층, 서비스 데이터 적응 프로토콜(SDAP: Service Data Adaptation Protocol) 서브계층(사용자 평면의 경우)으로 분할된다.
무선 베어러는 2가지 그룹으로 분류된다: 사용자 평면 데이터를 위한 데이터 무선 베어러(DRB: data radio bearer)과 제어 평면 데이터를 위한 시그널링 무선 베어러(SRB: signalling radio bearer)
이하, 무선 프로토콜의 제어 평면과 사용자 평면의 각 계층을 설명한다.
1) 제1 계층인 PHY 계층은 물리 채널(physical channel)을 사용함으로써 상위 계층으로의 정보 송신 서비스(information transfer service)를 제공한다. 물리 계층은 상위 레벨에 위치한 MAC 서브계층으로 전송 채널(transport channel)을 통하여 연결되고, 전송 채널을 통하여 MAC 서브계층과 PHY 계층 사이에서 데이터가 전송된다. 전송 채널은 무선 인터페이스를 통해 데이터가 어떻게 어떤 특징으로 전송되는가에 따라 분류된다. 그리고, 서로 다른 물리 계층 사이, 송신단의 PHY 계층과 수신단의 PHY 계층 간에는 물리 채널(physical channel)을 통해 데이터가 전송된다.
2) MAC 서브계층은 논리 채널(logical channel)과 전송 채널(transport channel) 간의 매핑; 전송 채널을 통해 PHY 계층으로/으로부터 전달되는 전송 블록(TB: transport block)으로/으로부터 하나 또는 상이한 논리 채널에 속한 MAC 서비스 데이터 유닛(SDU: Service Data Unit)의 다중화/역다중화; 스케줄링 정보 보고; HARQ(hybrid automatic repeat request)를 통한 에러 정정; 동적 스케줄링을 이용한 UE들 간의 우선 순위 핸들링; 논리 채널 우선순위를 이용하여 하나의 UE의 논리 채널들 간의 우선 순위 핸들링; 패딩(Padding)을 수행한다.
서로 다른 종류의 데이터는 MAC 서브계층에 의해 제공되는 서비스를 전달한다. 각 논리 채널 타입은 어떠한 타입의 정보가 전달되는지 정의한다.
논리 채널은 2가지의 그룹으로 분류된다: 제어 채널(Control Channel) 및 트래픽 채널(Traffic Channel).
i) 제어 채널은 제어 평면 정보만을 전달하기 위하여 사용되며 다음과 같다.
- 브로드캐스트 제어 채널(BCCH: Broadcast Control Channel): 시스템 제어 정보를 브로드캐스팅하기 위한 하향링크 채널.
- 페이징 제어 채널(PCCH: Paging Control Channel): 페이징 정보 및 시스템 정보 변경 통지를 전달하는 하향링크 채널.
- 공통 제어 채널(CCCH: Common Control Channel): UE와 네트워크 간의 제어 정보를 전송하기 위한 채널. 이 채널은 네트워크와 RRC 연결을 가지지 않는 UE들을 위해 사용된다.
- 전용 제어 채널(DCCH: Dedicated Control Channel): UE와 네트워크 간에 전용 제어 정보를 전송하기 위한 점-대-점(point-to-point) 쌍방향 채널. RRC 연결을 가지는 UE에 의해 사용된다.
ii) 트래픽 채널은 사용자 평면 정보만을 사용하기 위하여 사용된다:
- 전용 트래픽 채널(DTCH: Dedicated Traffic Channel: 사용자 정보를 전달하기 위한, 단일의 UE에게 전용되는, 점-대-점(point-to-point) 채널. DTCH는 상향링크 및 하향링크 모두 존재할 수 있다.
하향링크에서, 논리 채널과 전송 채널 간의 연결은 다음과 같다.
BCCH는 BCH에 매핑될 수 있다. BCCH는 DL-SCH에 매핑될 수 있다. PCCH는 PCH에 매핑될 수 있다. CCCH는 DL-SCH에 매핑될 수 있다. DCCH는 DL-SCH에 매핑될 수 있다. DTCH는 DL-SCH에 매핑될 수 있다.
상향링크에서, 논리 채널과 전송 채널 간의 연결은 다음과 같다. CCCH는 UL-SCH에 매핑될 수 있다. DCCH는 UL- SCH에 매핑될 수 있다. DTCH는 UL-SCH에 매핑될 수 있다.
3) RLC 서브계층은 3가지의 전송 모드를 지원한다: 트랜스패런트 모드(TM: Transparent Mode), 비확인 모드(UM: Unacknowledged Mode), 확인 모드(AM: Acknowledged Mode).
RLC 설정은 논리 채널 별로 적용될 수 있다. SRB의 경우 TM 또는 AM 모드가 이용되고, 반면 DRB의 경우 UM 또는 AM 모드가 이용된다.
RLC 서브계층은 상위 계층 PDU의 전달; PDCP와 독립적인 시퀀스 넘버링; ARQ(automatic repeat request)를 통한 에러 정정; 분할(segmentation) 및 재-분할(re-segmentation); SDU의 재결합(reassembly); RLC SDU 폐기(discard); RLC 재-확립(re-establishment)을 수행한다.
4) 사용자 평면을 위한 PDCP 서브계층은 시퀀스 넘버링(Sequence Numbering); 헤더 압축 및 압축-해제(decompression)(강인한 헤더 압축(RoHC: Robust Header Compression)의 경우만); 사용자 데이터 전달; 재배열(reordering) 및 복사 검출(duplicate detection) (PDCP 보다 상위의 계층으로 전달이 요구되는 경우); PDCP PDU 라우팅 (분할 베어러(split bearer)의 경우); PDCP SDU의 재전송; 암호화(ciphering) 및 해독화(deciphering); PDCP SDU 폐기; RLC AM를 위한 PDCP 재-확립 및 데이터 복구(recovery); PDCP PDU의 복제를 수행한다.
제어 평면을 위한 PDCP 서브계층은 추가적으로 시퀀스 넘버링(Sequence Numbering); 암호화(ciphering), 해독화(deciphering) 및 무결성 보호(integrity protection); 제어 평면 데이터 전달; 복제 검출; PDCP PDU의 복제를 수행한다.
RRC에 의해 무선 베어러를 위한 복제(duplication)이 설정될 때, 복제된 PDCP PDU(들)을 제어하기 위하여 추가적인 RLC 개체 및 추가적인 논리 채널이 무선 베어러에 추가된다. PDCP에서 복제는 동일한 PDCP PDU(들)을 2번 전송하는 것을 포함한다. 한번은 원래의 RLC 개체에게 전달되고, 두 번째는 추가적인 RLC 개체에게 전달된다. 이때, 원래의 PDCP PDU 및 해당 복제본은 동일한 전송 블록(transport block)에 전송되지 않는다. 서로 다른 2개의 논리 채널이 동일한 MAC 개체에 속할 수도 있으며(CA의 경우) 또는 서로 다른 MAC 개체에 속할 수도 있다(DC의 경우). 전자의 경우, 원래의 PDCP PDU와 해당 복제본이 동일한 전송 블록(transport block)에 전송되지 않도록 보장하기 위하여 논리 채널 매핑 제한이 사용된다.
5) SDAP 서브계층은 i) QoS 흐름과 데이터 무선 베어러 간의 매핑, ii) 하향링크 및 상향링크 패킷 내 QoS 흐름 식별자(ID) 마킹을 수행한다.
SDAP의 단일의 프로토콜 개체가 각 개별적인 PDU 세션 별로 설정되나, 예외적으로 이중 연결성(DC: Dual Connectivity)의 경우 2개의 SDAP 개체가 설정될 수 있다.
6) RRC 서브계층은 AS(Access Stratum) 및 NAS(Non-Access Stratum)과 관련된 시스템 정보의 브로드캐스트; 5GC 또는 NG-RAN에 의해 개시된 페이징(paging); UE와 NG-RAN 간의 RRC 연결의 확립, 유지 및 해제(추가적으로, 캐리어 병합(carrier aggregation)의 수정 및 해제를 포함하고, 또한, 추가적으로, E-UTRAN과 NR 간에 또는 NR 내에서의 이중 연결성(Dual Connectivity)의 수정 및 해제를 포함함); 키 관리를 포함한 보안 기능; SRB(들) 및 DRB(들)의 확립, 설정, 유지 및 해제; 핸드오버 및 컨텍스트 전달; UE 셀 선택 및 재해제 및 셀 선택/재선택의 제어; RAT 간 이동성을 포함하는 이동성 기능; QoS 관리 기능, UE 측정 보고 및 보고 제어; 무선 링크 실패의 검출 및 무선 링크 실패로부터 회복; NAS로부터 UE로의 NAS 메시지 전달 및 UE로부터 NAS로의 NAS 메시지 전달을 수행한다.
네트워크
슬라이싱
(Network Slicing)
5G 시스템은 네트워크 자원과 네트워크 기능들을 각 서비스에 따라 독립적인 슬라이스(slice)로 제공하는 네트워크 슬라이싱(Network Slicing) 기술을 도입하였다.
네트워크 슬라이싱이 도입됨에 따라 각 슬라이스 별로 네트워크 기능 및 네트워크 자원의 분리(Isolation), 독립적인 관리(independent management) 등을 제공할 수 있다. 이로 인하여 서비스, 사용자 등에 따라 5G 시스템의 네트워크 기능들을 선택하여 이를 조합함으로써 서비스, 사용자 별로 독립적이고 보다 유연한 서비스를 제공할 수 있다.
네트워크 슬라이스는 액세스 네트워크와 코어 네트워크를 논리적으로 통합한 네트워크를 지칭한다.
네트워크 슬라이스(Network Slice)는 다음 중 하나 이상을 포함할 수 있다:
- 코어 네트워크 제어 평면 및 사용자 평면 기능
- NG-RAN
- 비-3GPP 액세스 네트워크로의 비-3GPP 상호동작 기능(N3IWF: Non-3GPP InterWorking Function)
각 네트워크 슬라이스 별로 지원되는 기능 및 네트워크 기능 최적화가 상이할 수 있다. 다수의 네트워크 슬라이스 인스턴스(instance)가 동일한 기능을 서로 다른 UE의 그룹에게 제공할 수 있다.
하나의 UE는 5G-AN을 경유하여 하나 이상의 네트워크 슬라이스 인스턴스에 동시에 연결될 수 있다. 하나의 UE는 최대 8개의 네트워크 슬라이스에 의해 동시에 서비스 받을 수 있다. UE를 서빙하는 AMF 인스턴스는 UE를 서빙하는 각 네트워크 슬라이스 인스턴스에 속할 수 있다. 즉, 이 AMF 인스턴스는 UE를 서빙하는 네트워크 슬라이스 인스턴스에 공통될 수 있다. UE를 서빙하는 네트워크 슬라이스 인스턴스(들)의 CN 부분은 CN에 의해 선택된다.
하나의 PDU 세션은 PLMN 별로 특정한 하나의 네트워크 슬라이스 인스턴스에만 속한다. 서로 다른 네트워크 슬라이스 인스턴스는 하나의 PDU 세션을 공유하지 않는다.
하나의 PDU 세션은 PLMN 별로 특정 하나의 네트워크 슬라이스 인스턴스에 속한다. 서로 다른 슬라이스가 동일한 DNN를 이용하는 슬라이스-특정 PDU 세션을 가질 수 있지만, 서로 다른 네트워크 슬라이스 인스턴스는 하나의 PDU 세션을 공유하지 않는다.
단일 네트워크 슬라이스 선택 보조 정보(S-NSSAI: Single Network Slice Selection Assistance information)는 네트워크 슬라이스를 식별한다. 각 S-NSSAI는 네트워크가 특정 네트워크 슬라이스 인스턴스를 선택하기 위해 이용되는 보조 정보이다. NSSAI는 S-NSSAI(들)의 집합이다. S-NSSAI는 다음을 포함한다:
- 슬라이스/서비스 타입(SST: Slice/Service type): SST는 기능과 서비스 측면에서 예상되는 네트워크 슬라이스의 동작을 나타낸다.
- 슬라이스 구분자(SD: Slice Differentiator): SD는 지시된 SST를 모두 준수하는 잠재적인 복수의 네트워크 슬라이스 인스턴스들로부터 네트워크 슬라이스 인스턴스를 선택하기 위한 SST(들)를 보완하는 선택적인 정보이다.
1) 초기 접속 시 네트워크 슬라이스 선택
UE는 PLMN 별로 홈 PLMN(HPLMN: Home PLMN)에 의해 설정 NSSAI(Configured NSSAI)를 설정 받을 수 있다. Configured NSSAI는 PLMN-특정되고, HPLMN는 각 Configured NSSAI이 적용되는 PLMN(들)을 지시한다.
UE의 초기 연결 시, RAN은 NSSAI를 이용해서 메시지를 전달할 초기 네트워크 슬라이스를 선택한다. 이를 위해, 등록 절차에서 UE는 네트워크에 요청 NSSAI(Requested NSSAI)를 제공한다. 이때, UE가 네트워크에 Requested NSSAI를 제공할 때, 소정의 PLMN 내 UE는 해당 PLMN의 Configured NSSAI에 속한 S-NSSAI들만을 사용한다.
만약 UE가 RAN에 NSSAI를 제공하지 않거나, 제공된 NSSAI에 따라 적절한 네트워크 슬라이스를 RAN이 선택하지 못할 때, RAN은 디폴트(Default) 네트워크 슬라이스를 선택할 수 있다.
가입 데이터는 UE가 가입된 네트워크 슬라이스(들)의 S-NSSAI(들)을 포함한다. 하나 이상의 S-NSSAI(들)은 기본(default) S-NSSAI로서 마킹될 수 있다. S-NSSAI이 기본으로서 마킹되면, UE가 등록 요청(Registration request) 내에서 네트워크에게 어떠한 S-NSSAI도 전송하지 않더라도, 네트워크는 관련된 네트워크 슬라이스로 UE에게 서비스할 수 있다.
UE가 성공적으로 등록되면, CN은 전체의 허용 NSSAI(Allowed NSSAI)(하나 이상의 S-NSSAI를 포함)를 제공함으로써 (R)AN에게 알려준다. 또한, UE의 등록 절차가 성공적으로 완료될 때, UE는 이 PLMN을 위한 Allowed NSSAI를 AMF로부터 획득할 수 있다.
Allowed NSSAI는 이 PLMN을 위한 Configured NSSAI에 우선한다. UE는 이후 서빙 PLMN 내 네트워크 슬라이스 선택 관련 절차를 위한 네트워크 슬라이스에 해당되는 Allowed NSSAI 내 S-NSSAI(들)만을 사용한다.
각 PLMN에 있어서, UE는 Configured NSSAI 및 Allowed NSSAI(존재하는 경우)를 저장한다. UE가 PLMN를 위한 Allowed NSSAI를 수신할 때, 이 PLMN를 위한 이전에 저장된 Allowed NSSAI를 대체(override)한다.
2) 슬라이스 변경
네트워크는 로컬 정책, UE의 이동성, 가입 정보 변경 등에 따라 이미 선택된 네트워크 슬라이스 인스턴스를 변경할 수 있다. 즉, UE의 네트워크 슬라이스의 세트는 UE가 네트워크에 등록되어 있는 동안 어느 때이든 변경될 수 있다. 또한, UE의 네트워크 슬라이스의 세트의 변경은 네트워크 또는 특정 조건 하의 UE에 의해 개시될 수도 있다.
지역(local) 정책, 가입 정보 변경 및/또는 UE의 이동성을 기반으로, 네트워크는 UE가 등록된 허용되는 네트워크 슬라이스(들)의 세트를 변경할 수 있다. 네트워크는 등록 절차 중에 이러한 변경을 수행할 수 있으며, 또는 등록 절차를 트리거할 수 있는 절차를 이용하여 지원되는 네트워크 슬라이스(들)의 변경을 UE에게 통지할 수 있다.
네트워크 슬라이스 변경 시 네트워크는 새로운 Allowed NSSAI 및 트래킹 영역 리스트(Tracking Area list)를 UE에게 제공할 수 있다. UE는 이동성 관리 절차(Mobility Management Procedure)에 따른 시그널링에 새로운 NSSAI를 포함시켜 전송함으로써 슬라이스 인스턴스의 재선택을 유발한다. 슬라이스 인스턴스의 변경에 따라 이를 지원하는 AMF도 변경될 수 있다.
UE가 네트워크 슬라이스가 더 이상 이용 가능하지 않은 영역으로 진입하면, 코어 네트워크는 PDU 세션 해제 절차를 통해 더 이상 이용 가능하지 않은 네트워크 슬라이스에 상응하는 S-NSSAI에 대한 PDU 세션을 해제한다.
더 이상 이용 가능하지 않은 슬라이스에 상응하는 PDU 세션이 해제될 때, UE는 UE 정책을 이용하여 기존의 트래픽이 다른 슬라이스에 속한 PDU 세션을 통해 라우팅될 수 있는지 여부를 결정한다.
사용되는 S-NSSAI(들)의 세트의 변경을 위해, UE는 등록 절차를 개시한다.
3) SMF 선택
PCF는 네트워크 슬라이스 선택 정책(NSSP: Network Slice Selection Policy)을 UE에게 제공한다. NSSP는 UE를 S-NSSAI과의 연계시키고, 트래픽이 라우팅될 PDU 세션을 결정하기 위하여 UE에 의해 사용된다.
네트워크 슬라이스 선택 정책은 UE의 어플리케이션 별로 제공하고, 이는 UE 어플리케이션별로 S-NSSAI를 매핑할 수 있는 규칙을 포함한다. AMF는 UE가 전달한 SM-NSSAI 및 DNN 정보와 함께 가입자 정보, 로컬 사업자 정책 등을 이용해서 PDU 세션 관리를 위한 SMF을 선택한다.
특정 슬라이스 인스턴스를 위한 PDU 세션이 확립될 때, RAN이 슬라이스 인스턴스의 특정 기능에 액세스할 수 있도록, CN은 이 PDU 세션이 속한 슬라이스 인스턴스에 해당하는 S-NSSAI를 (R)AN에게 제공한다.
세션 관리(Session Management)
5GC는 PDU 연결 서비스(PDU Connectivity Service) 즉, UE와 데이터 네트워크 명칭(DNN: Data Network Name)(또는 액세스 포인트 명칭(APN: Access Point Name))에 의해 식별되는 DN 간에 PDU(들)의 교환을 제공하는 서비스를 지원한다. PDU 연결 서비스는 UE로부터 요청 시 확립되는 PDU 세션을 통해 지원된다.
각 PDU 세션은 단일의 PDU 세션 타입을 지원한다. 즉, PDU 세션의 확립 시 UE에 의해 요청된 단일의 타입의 PDU의 교환을 지원한다. 다음과 같은 PDU 세션 타입이 정의된다. IP 버전 4(IPv4: IP version4), IP 버전 6(IPv6: IP version6), 이더넷(Ethernet), 비구조화(unstructured). 여기서, UE와 DN 간에 교환되는 PDU의 타입은 5G 시스템에서 완전히 트랜스패런트(transparent)하다.
PDU 세션은 UE와 SMF 간에 N1을 통해 교환되는 NAS SM 시그널링을 이용하여 (UE 요청 시) 확립되고, (UE 및 5GC 요청 시) 수정되고, (UE 및 5GC 요청 시) 해제된다. 어플리케이션 서버로부터 요청 시, 5GC는 UE 내 특정 어플리케이션을 트리거할 수 있다. UE는 트리거 메시지를 수신하면 해당 메시지를 식별된 어플리케이션으로 전달하고, 식별된 어플리케이션은 특정 DNN으로 PDU 세션을 확립할 수 있다.
SMF는 UE 요청이 사용자 가입 정보에 따르는지 여부를 체크한다. 이를 위해, SMF는 UDM으로부터 SMF 레벨 가입 데이터(SMF level subscription data)를 획득한다. 이러한 데이터는 DNN 별로 허용된 PDU 세션 타입을 지시할 수 있다:
다수의 액세스를 통해 등록된 UE는 PDU 세션을 확립하기 위한 액세스를 선택한다.
UE는 3GPP와 비-3GPP 액세스 간에 PDU 세션을 이동하기 위해 요청할 수 있다. 3GPP와 비-3GPP 액세스 간에 PDU 세션을 이동하기 위한 결정은 PDU 세션 별로 만들어진다. 즉, UE는 다른 PDU 세션이 비-3GPP 액세스를 이용하는 중에 3GPP 액세스를 이용한 PDU 세션을 가질 수 있다.
네트워크에서 전송되는 PDU 세션 확립 요청 내에서, UE는 PDU 세션 식별자(PDU Session Id(identity))를 제공한다. UE는 또한 PDU 세션 타입, 슬라이싱(slicing) 정보, DNN, 서비스 및 세션 연속성(SSC: Service and Session Continuity) 모드를 제공할 수 있다.
UE는 동일한 DN으로 또는 서로 다른 DN으로, 3GPP 액세스를 경유하여 및/또는 비-3GPP 액세스를 경유하여, 다수의 PDU 세션을 동시에 확립할 수 있다.
UE는 서로 다른 UPF 종단 N6에 의해 서비스되는 동일한 DN으로 다수의 PDU 세션을 확립할 수 있다.
다수의 확립된 PDU 세션을 가지는 UE는 서로 다른 SMF에 의해 서비스될 수 있다.
동일한 UE에게 속한 (동일한 또는 서로 다른 DNN으로) 서로 다른 PDU 세션의 사용자 평면 경로는 DN과 접속(interfacing)한 UPF와 AN 간에 완전하게 분리될 수 있다.
5G 시스템 아키텍처는 세션 및 서비스 연속성(SCC: session and service continuity)을 지원함으로써, UE 내 서로 다른 어플리케이션/서비스의 다양한 연속성 요구사항을 만족시킬 수 있다. 5G 시스템은 서로 다른 SSC 모드를 지원한다. PDU 세션 앵커(anchor)와 연관된 SSC 모드는 PDU 세션이 확립되어 있는 동안 변경되지 않는다.
- SSC 모드 1이 적용되는 PDU 세션의 경우, 네트워크는 UE에게 제공되는 연속성 서비스를 유지한다. IP 타입의 PDU 세션의 경우, IP 주소가 유지된다.
- SSC 모드 2가 이용되는 경우, 네트워크는 UE에게 전달되는 연속성 서비스를 해제할 수 있으며, 또한 해당 PDU 세션을 해제할 수 있다. IP 타입의 PDU 세션의 경우, 네트워크는 UE에게 할당되었던 IP 주소(들)을 해제할 수 있다.
- SSC 모드 3이 이용되는 경우, 사용자 평면에 대한 변경은 UE가 알 수 있지만, 네트워크는 UE가 연결성을 잃지 않도록 보장한다. 더 나은 서비스 연속성을 허용하기 위하여, 이전의 연결이 종료되기 전에 새로운 PDU 세션 앵커 포인트를 통한 연결이 확립된다. IP 타입의 PDU 세션의 경우, 앵커 재배치 동안에 IP 주소는 유지되지 않는다.
SSC 모드 선택 정책은 UE의 어플리케이션(또는 어플리케이션 그룹)과 연관된 SSC 모드의 타입을 결정하기 위하여 사용된다. 운영자는 SSC 모드 선택 정책을 UE에게 미리 설정할 수 있다. 이 정책은 UE가 어플리케이션(또는 어플리케이션의 그룹)과 연관된 SSC 모드의 타입을 결정하기 위하여 사용될 수 있는 하나 또는 그 이상의 SSC 모드 선택 정책 규칙을 포함한다. 또한, 이 정책은 UE의 모든 어플리케이션에 적용될 수 있는 기본(default) SSC 모드 선택 정책 규칙을 포함할 수 있다.
UE가 새로운 PDU 세션을 요청할 때 SSC 모드를 제공하면, SMF는 요청된 SSC 모드를 수락할 지 또는 요청된 SSC 모드를 가입 정보 및/또는 지역(local) 설정에 기반하여 수정할 지 선택한다. UE가 새로운 PDU 세션을 요청할 때 SSC 모드를 제공하지 않으면, SMF는 가입 정보 내 열거된 데이터 네트워크를 위한 default SSC 모드를 선택하거나 또는 SSC 모드를 선택하기 위한 local 설정을 적용한다.
SMF는 UE에게 PDU 세션에 대하여 선택된 SSC 모드를 알려준다.
이동성 관리(Mobility Management)
등록 관리(RM: Registration Management)는 UE/사용자를 네트워크에 등록(register) 또는 등록-해제(de-register)하기 위하여 그리고 사용자 컨텍스트를 네트워크 내 확립하기 위하여 이용된다.
1) 등록 관리
UE/사용자는 등록을 요구하는 서비스를 받기 위하여 네트워크에 등록할 필요가 있다. 한번 등록이 된 후, 적용 가능하다면, UE는 주기적으로 접근가능(reachable)을 유지하기 위하여(주기적인 등록 업데이트), 또는 이동 시(이동성 등록 업데이트), 또는 자신의 능력을 업데이트하거나 프로토콜 파라미터를 재협상하기 위하여 네트워크에 자신의 등록을 업데이트할 수 있다.
최초 등록 절차는 네트워크 액세스 제어 기능(Network Access Control function)의 실행(즉, UDM 내 가입 프로필에 기반한 사용자 인증 및 액세스 인증)을 포함한다. 등록 절차의 결과로서, 서빙 AMF의 식별자가 UDM 내 등록된다.
도 10은 본 발명이 적용될 수 있는 RM 상태 모델을 예시한다. 특히, 도 10(a)는 UE 내 RM 상태 모델을 나타내고, 도 10(b)는 AMF 내 RM 상태 모델을 나타낸다.
도 10을 참조하면, 선택된 PLMN 내 UE의 등록 상태를 반영하기 위하여 UE 및 AMF 내에서 RM-DEREGISTERED 및 RM-REGISTERED 2가지의 RM 상태가 사용된다.
RM DEREGISTERED 상태에서, UE는 네트워크에 등록되지 않는다. AMF 내 UE 컨텍스트는 UE에 대한 유효한 위치 또는 라우팅 정보가 유지되지 않으며, 따라서 UE는 AMF에 의해 접근가능(reachable)하지 않다. 그러나, 예를 들어, 매 등록 절차 동안에 인증 절차가 수행되는 것을 방지하기 위하여, 일부 UE 컨텍스트는 여전히 UE 및 AMF 내 저장될 수 있다.
- RM DEREGISTERED 상태에서, UE가 등록을 요구하는 서비스를 받을 필요가 있으면, UE는 최초 등록 절차를 이용하여 선택된 PLMN에 등록을 시도한다. 또는, 최초 등록 시 등록 거절(Registration Reject)을 수신하면, UE는 RM DEREGISTERED 상태로 남는다. 반면, 등록 승인(Registration Accept)을 수신할 때, UE는 RM-REGISTERED 상태로 진입한다.
- RM DEREGISTERED 상태에서, 적용 가능할 때, AMF는 등록 승인(Registration Accept)을 UE에게 전송함으로써 UE의 최초 등록을 승인하고, RM-REGISTERED 상태로 진입한다. 또는, 적용 가능할 때, 등록 거절(Registration Reject)을 UE에게 전송함으로써 UE의 최초 등록을 거절한다.
RM REGISTERED 상태에서, UE는 네트워크에 등록된다. RM-REGISTERED 상태에서, UE는 네트워크에 등록을 요구하는 서비스를 받을 수 있다.
- RM-REGISTERED 상태에서, 현재 서빙 셀의 트래킹 영역 식별자(TAI: Tracking Area Identity)가 네트워크로부터 UE가 수신하였던 TAI의 리스트 내 없으면, UE의 등록을 유지하고 AMF가 UE에게 페이징할 수 있도록, UE는 이동성 등록 업데이트 절차(mobility Registration Update procedure)를 수행한다. 또는, UE가 여전히 활동(active) 상태라고 네트워크에게 알리기 위하여, UE는 주기적인 업데이트 타이머의 만료됨으로써 트리거된 주기적인 등록 업데이트 절차(periodic Registration Update procedure)를 수행한다. 또는, 자신의 능력 정보를 업데이트하거나 네트워크와 프로토콜 파라미터를 재협상하기 위하여, UE는 등록 업데이트 절차(Registration Update procedure)를 수행한다. 또는, UE가 더 이상 PLMN에 등록될 필요가 없을 때, UE는 등록-해제 절차(Deregistration procedure)를 수행하고, RM-DEREGISTERED 상태로 진입한다. UE는 어느 때이든 네트워크로부터 등록-해제(deregister)를 결정할 수 있다. 또는, UE는 등록 거절(Registration Reject) 메시지, 등록해제(Deregistration) 메시지를 수신할 때 또는 어떠한 시그널링의 개시없이 로컬 등록해제(local deregistraion) 절차를 수행할 때, RM-DEREGISTERED 상태에 진입한다.
- RM-REGISTERED 상태에서, UE가 더 이상 PLMN에 등록될 필요가 없을 때, AMF는 등록-해제 절차(Deregistration procedure)를 수행하고, RM-DEREGISTERED 상태로 진입한다. AMF는 어느 때이든 UE의 등록-해제(deregister)를 결정할 수 있다. 또는, 암묵적인 등록-해제 타이머(Implicit Deregistration timer)가 만료된 후, AMF는 어느 때이든 암묵적인 등록-해제(Implicit Deregistration)를 수행한다. AMF는 암묵적인 등록-해제(Implicit Deregistration) 이후에 RM-DEREGISTERED 상태에 진입한다. 또는 통신의 종단(end)에서 등록해제(deregistraion)를 수행하기 위해 협상하였던 UE를 위해 지역 등록해제(local deregistraion)을 수행한다. AMF는 지역 등록해제(local deregistraion) 후에 RM-DEREGISTERED 상태로 진입한다. 또는, 적용 가능할 때, AMF는 UE로부터 등록 업데이트(Registration Update)를 승인하거나 거절한다. AMF는 UE로부터 등록 업데이트(Registration Update)를 거절할 때, UE 등록을 거절할 수 있다.
등록 영역 관리는 UE에게 등록 영역을 할당 및 재할당하는 기능을 포함한다. 등록 영역은 액세스 타입(즉, 3GPP 액세스 또는 비-3GPP 액세스) 별로 관리된다.
UE가 3GPP 액세스를 통해 네트워크에 등록될 때, AMF는 UE에게 TAI 리스트 내 트래킹 영역(TA: Tracking Area)(들)의 세트를 할당한다. AMF가 등록 영역을 할당할 때(즉, TAI 리스트 내 TA의 세트), AMF는 다양한 정보(예를 들어, 이동성 패턴 및 허용된/비-허용된 영역 등)를 고려할 수 있다. 서빙 영역으로서 전체 PLMN(whole PLMN, all PLMN)을 가지는 AMF는 MICO 모드인 UE에게 등록 영역으로서 전체 PLMN을 할당할 수 있다.
5G 시스템은 단일의 TAI 리스트 내 서로 다른 5G-RAT(들)을 포함하는 TAI 리스트의 할당을 지원한다.
UE가 비-3GPP 액세스를 통해 네트워크에 등록될 때, 비-3GPP 액세스를 위한 등록 영역은 고유한 예약된 TAI 값(즉, 비-3GPP 액세스에 전용된)에 해당한다. 따라서, 5GC로의 비-3GPP 액세스를 위한 고유한 TA가 존재하며, 이를 N3GPP TAI로 지칭한다.
TAI 리스트를 생성할 때, AMF는 TAI 리스트가 전송된 액세스에 적용 가능한 TAI(들)만을 포함시킨다.
2) 연결 관리
연결 관리(CM: Connection Management)는 UE와 AMF 간의 시그널링 연결을 확립 및 해제하기 위하여 이용된다. CM은 N1을 통한 UE와 AMF 간의 시그널링 연결을 확립 및 해제하는 기능을 포함한다. 이 시그널링 연결은 UE와 코어 네트워크 간에 NAS 시그널링 교환을 가능하도록 하기 위하여 이용된다. 이 시그널링 연결은 UE와 AN 간의 UE를 위한 AN 시그널링 연결 및 AN와 AMF 간의 UE를 위한 N2 연결 모두를 포함한다.
도 11은 본 발명이 적용될 수 있는 CM 상태 모델을 예시한다. 특히, 도 11(a)는 UE 내 CM 상태 천이를 나타내고, 도 11(b)는 AMF 내 CM 상태 천이를 나타낸다.
도 11을 참조하면, AMF와의 UE의 NAS 시그널링 연결을 반영하기 위하여 CM-IDLE 및 CM-CONNECTED 2가지의 CM 상태가 사용된다.
CM-IDLE 상태 내 UE는 RM-REGISTERED 상태이고, N1을 통한 AMF과 확립된 NAS 시그널링 연결을 가지지 않는다. UE는 셀 선택, 셀 재선택 및 PLMN 선택을 수행한다.
CM-IDLE 상태 내 UE에 대한 AN 시그널링 연결, N2 연결 및 N3 연결이 존재하지 않는다.
- CM-IDLE 상태에서, UE는 MICO 모드가 아니라면, 서비스 요청 절차(service request procedure)를 수행함으로써 페이징에 응답한다(수신한 경우). 또는, UE가 전송할 상향링크 시그널링 또는 사용자 데이터를 가질 때, 서비스 요청 절차(service request procedure)를 수행한다. 또는, AN 시그널링 연결이 UE와 AN 간에 확립될 때마다 UE는 CM-CONNECTED 상태에 진입한다. 또는, 최초 NAS 메시지(Initial NAS message)(등록 요청(Registration Request), 서비스 요청(Service Request) 또는 등록-해제 요청(Deregistration Request))의 전송은 CM-IDLE 상태로부터 CM-CONNECTED 상태로 천이를 개시한다.
- CM-IDLE 상태에서, UE가 MICO 모드가 아니라면, AMF가 UE에게 전송될 시그널링 또는 단말-종단(mobile-terminated) 데이터를 가질 때, 페이징 요청(Paging Request)을 해당 UE에게 전송함으로써, 네트워크에 의해 트리거된 서비스 요청 절차(network triggered service request procedure)를 수행한다. AN와 AMF 간의 해당 UE에 대한 N2 연결이 확립될 때마다, AMF는 CM-CONNECTED 상태에 진입한다.
CM-CONNECTED 상태인 UE는 N1을 통해 AMF와의 NAS 시그널링 연결을 가진다.
CM-CONNECTED 상태에서, AN 시그널링 연결이 해제될 때마다 UE는 CM-IDLE 상태에 진입한다.
- CM-CONNECTED 상태에서, UE를 위한 N2 시그널링 연결 및 N3 연결이 해제될 때마다 AMF는 CM-IDLE 상태에 진입한다.
- NAS 시그널링 절차가 완료될 때, AMF는 UE의 NAS 시그널링 연결을 해제하도록 결정할 수 있다. AN 시그널링 연결 해제가 완료될 때, UE 내 CM 상태는 CM-IDLE로 변경된다. N2 컨텍스트 해제 절차가 완료될 때, AMF 내 UE를 위한 CM 상태는 CM-IDLE로 변경된다.
AMF는 UE가 코어 네트워크로부터 등록-해제(de-register)할 때까지 UE를 CM-CONNECTED 상태로 유지시킬 수 있다.
CM-CONNECTED 상태인 UE는 RRC 비활성(RRC Inactive) 상태일 수 있다. UE가 RRC Inactive 상태일 때, UE 접근가능성(reachability)은 코어 네트워크로부터의 보조 정보를 이용하여 RAN에 의해 관리된다. 또한, UE가 RRC Inactive 상태일 때, UE 페이징은 RAN에 의해 관리된다. 또한, UE가 RRC Inactive 상태일 때, UE는 UE의 CN 및 RAN 식별자를 이용하여 페이징을 모니터한다.
RRC Inactive 상태는 NG-RAN에 적용된다(즉, 5G CN에 연결되는 NR 및 E-UTRA에 적용된다.).
네트워크 설정에 기초하여, UE를 RRC Inactive 상태로 전환할지 여부에 대한 NG-RAN의 결정을 보조하기 위하여 AMF는 보조 정보를 NG-RAN에게 제공한다.
RRC Inactive 보조 정보는 RRC Inactive 상태 중에 RAN 페이징을 위한 UE 특정 DRX(Discontinuous Reception) 값, 그리고 UE에게 제공되는 등록 영역을 포함한다.
CN 보조 정보는 N2 활성화(activation) 중에(즉, 등록, 서비스 요청, 경로 스위치 중에) 서빙 NG RAN 노드에게 제공된다.
N2 및 N3 참조 포인트의 상태는 RRC Inactive를 수반하는 CM-CONNECTED 상태에 진입하는 UE에 의해 변경되지 않는다. RRC Inactive 상태인 UE는 RAN 통지 영역을 알고 있다.
UE가 RRC Inactive를 수반하는 CM-CONNECTED 상태일 때, UE는 상향링크 데이터 대기(pending), 단말 개시(Mobile initiated) 시그널링 절차(즉, 주기적인 등록 업데이트), RAN 페이징에 대한 응답 또는 UE가 RAN 통지 영역을 벗어났음을 네트워크로의 알림으로 인하여 RRC 연결을 재개(resume)할 수 있다.
UE가 동일한 PLMN 내 서로 다른 NG-RAN 노드에서 연결이 재개되면, UE AS 컨텍스트는 이전(old) NG RAN 노드로부터 회수되고, 절차는 CN을 향해 트리거된다.
UE가 RRC Inactive를 수반하는 CM-CONNECTED 상태일 때, UE는 GERAN/UTRAN/EPS로 셀 선택을 수행하고, 아이들 모드 절차를 따른다.
또한, RRC Inactive를 수반하는 CM-CONNECTED 상태인 UE는 CM-IDLE 모드로 진입하고, 다음과 같은 경우에 관련된 NAS 절차를 따른다.
- RRC 재개 절차가 실패하는 경우,
- RRC Inactive 모드 내에서 해결될 수 없는 실패 시나리오 내에서 UE의 CM-IDLE 모드로의 이동이 요구되는 경우.
NAS 시그널링 연결 관리는 NAS 시그널링 연결을 확립 및 해제하는 기능을 포함한다.
NAS 시그널링 연결 확립 기능은 CM-IDLE 상태인 UE의 NAS 시그널링 연결을 확립하기 위하여 UE 및 AMF에 의해 제공된다.
CM-IDLE 상태인 UE가 NAS 메시지를 전송할 필요가 있을 때, UE는 AMF로의 시그널링 연결을 확립하기 위하여 서비스 요청(Service Request) 또는 등록(registration) 절차를 개시한다.
UE의 선호도, UE 가입 정보, UE 이동성 패턴 및 네트워크 설정에 기반하여, AMF는 UE가 네트워크로부터 등록-해제(de-register)할 때까지 NAS 시그널링 연결을 유지할 수 있다.
NAS 시그널링 연결의 해제의 절차는 5G (R)AN 노드 또는 AMF에 의해 개시된다.
UE가 AN 시그널링 연결이 해제됨을 감지하면, UE는 NAS 시그널링 연결이 해제되었다고 판단한다. AMF가 N2 컨텍스트가 해제되었다고 감지하면, AMF는 NAS 시그널링 연결이 해제되었다고 판단한다.
3) UE 이동성 제한(Mobility Restriction)
이동성 제한은 5G 시스템 내 UE의 서비스 액세스 또는 이동성 제어를 제한한다. 이동성 제한 기능은 UE, RAN 및 코어 네트워크에 의해 제공된다.
이동성 제한은 3GPP 액세스에만 적용되고, 비-3GPP 액세스에는 적용되지 않는다.
CM-IDLE 상태 그리고 RRC Inactive를 수반하는 CM-CONNECTED 상태에서 이동성 제한은 코어 네트워크로부터 수신된 정보에 기반하여 UE에 의해 수행된다. CM-CONNECTED 상태에서 이동성 제한은 RAN 및 코어 네트워크에 의해 수행된다.
CM-CONNECTED 상태에서, 코어 네트워크는 RAN에게 이동성 제한을 위한 핸드오버 제한 리스트(Handover Restriction List)로 제공한다.
이동성 제한은 다음과 같이 RAT 제한, 금지된 영역(Forbidden area) 및 서비스 영역 제한을 포함한다:
- RAT 제한: RAT 제한은 UE의 액세스가 허용되지 않는 3GPP RAT(들)로 정의된다. 제한된 RAT 내 UE는 가입 정보에 기반하여 네트워크와의 어떠한 통신을 개시하도록 허용되지 않는다.
- 금지된 영역: 소정의 RAT 하의 금지된 영역 내에서, UE는 UE는 가입 정보에 기반하여 네트워크와의 어떠한 통신을 개시하도록 허용되지 않는다.
- 서비스 영역 제한: UE가 다음과 같이 네트워크와의 통신을 개시할 수 있거나 또는 개시할 수 없는 영역을 정의한다:
- 허용된 영역(Allowed area): 소정의 RAT 하의 허용된 영역 내에서 UE는 가입 정보에 의해 허용되면 네트워크와의 통신을 개시하도록 허용된다.
- 허용되지 않은 영역(Non-allowed area): 소정의 RAT 하의 허용되지 않은 영역 내에서 UE는 가입 정보에 기반하여 서비스 영역이 제한된다. UE 및 네트워크는 서비스 요청(Service Request) 또는 사용자 서비스를 획득하기 위한 (CM-IDLE 및 CM-CONNECTED 상태 모두) 세션 관리 시그널링을 개시하도록 허용되지 않는다. UE의 RM procedure는 Allowed area에서와 동일하다. 허용되지 않은 영역 내 UE는 코어 네트워크의 페이징에 서비스 요청(Service Request)으로 응답한다.
소정의 UE에 있어서, 코어 네트워크는 UE 가입 정보에 기반하여 서비스 영역 제한을 결정한다. 선택적으로, 허용된 영역은 PCF에 의해 정교하게 조정(fine-tuned)(예를 들어, UE 위치, 영구적인 기기 식별자(PEI: Permanent Equipment Identifier), 네트워크 정책 등에 기반하여) 될 수 있다. 서비스 영역 제한은 예를 들어, 가입 정보, 위치, PEI 및/또는 정책 변경으로 인하여 변경될 수 있다. 서비스 영역 제한은 등록(Registration) 절차 중에 업데이트될 수 있다.
UE가 RAT 제한, 금지된 영역, 허용된 영역, 허용되지 않은 영역 또는 이들의 조합 간에 중첩되는 영역을 가지면, UE는 다음과 같은 우선순위에 따라 진행한다:
- RAT 제한의 평가는 어떠한 다른 이동성 제한의 평가보다 우선한다;
- 금지된 영역의 평가는 허용된 영역 및 허용되지 않은 영역의 평가보다 우선한다; 및
- 허용되지 않은 영역의 평가는 허용된 영역의 평가보다 우선한다.
4) 단말 개시 연결 전용(MICO: Mobile Initiated Connection Only) 모드
UE는 최초 등록 또는 등록 업데이트 중에 MICO 모드의 선호(preference)를 지시할 수 있다. AMF는 Local 설정, UE가 지시한 preference, UE 가입 정보 및 네트워크 정책 또는 이들의 조합에 기반하여 MICO 모드가 UE에게 허용되는지 여부를 결정하고, 등록 절차 중에 UE에게 알려준다.
UE 및 코어 네트워크는 다음의 등록 시그널링에서 MICO 모드를 재개시(re-initiate)하거나 또는 종료(exit)한다. MICO 모드가 등록 절차 내에서 명확히 지시되지 않고 등록 절차가 성공적으로 완료되면, UE 및 AMF는 MICO 모드를 사용하지 않는다. 즉, UE는 일반 UE로서 동작하고, 네트워크도 해당 UE는 일반 UE로서 취급한다.
AMF는 등록 절차 중에 UE에게 등록 영역을 할당한다. AMF가 UE에게 MICO 모드를 지시하면, 등록 영역은 페이징 영역 크기로 제한되지 않는다. AMF 서빙 영역이 전체 PLMN라면, AMF는 UE에게 “모든 PLMN” 등록 영역을 제공할 수 있다. 이 경우, 이동성으로 인한 동일한 PLMN로의 재-등록은 적용하지 않는다. MICO 모드인 UE에게 이동성 제한이 적용되면, AMF는 허용된 영역/허용되지 않은 영역을 UE에게 할당한다.
AMF가 UE에게 MICO 모드를 지시하면, AMF는 UE가 CM-IDLE 상태인 동안에는 항상 접근 가능하지 않다고(unreachable) 간주한다. AMF는 MICO 모드이며 CM-IDLE 상태인 해당 UE에 대한 하향링크 데이터 전달을 위한 어떠한 요청도 거절한다. AMF는 또한 NAS를 통한 SMS, 위치 서비스 등과 같은 하향링크 전달(transport)을 지연시킨다. MICO 모드 내 UE는, UE가 CM-CONNECTED 모드일 때만, 단말 종단(mobile terminated) 데이터 또는 시그널링을 위해 접근 가능하다(reachable).
MICO 모드인 UE가 CM-CONNECTED 모드로 전환할 때 mobile terminated 데이터 및/또는 시그널링을 즉시 전달할 수 있도록, AMF는 계류 중인 데이터 지시(Pending Data indication)을 RAN 노드에게 제공할 수 있다. RAN 노드가 이 지시를 수신하면, RAN 노드는 사용자 비활동성(inactivity)를 결정할 때 이 정보를 고려한다.
MICO 모드인 UE는 CM-IDLE 상태 동안에 페이징을 청취할 필요가 없다. MICO 모드인 UE가 다음과 같은 이유 중 하나로 인하여 CM-IDLE로부터 CM-CONNECTED 모드로의 전환을 개시할 때까지, UE는 CM-IDLE 상태 내에서 어떠한 AS 절차를 중단할 수 있다:
- UE 내 변경(예를 들어, 설정 변경)이 네트워크로의 등록 업데이트를 요구하는 경우
- 주기적인 등록 타이머가 만료하는 경우
- MO(Mobile Originating) 데이터가 계류 중(pending)인 경우
- MO 시그널링이 계류 중(pending)인 경우
서비스의 품질(QoS: Quality of Service) 모델
QoS란 다양한 트래픽(메일, 데이터전송, 음성, 영상)을 각각의 성격에 따라 사용자에게 원활한 서비스 전달을 하기 위한 기술이다.
5G QoS 모델(model)은 프레임 워크 기반 QoS 플로우(flow)을 지원한다. 5G QoS model은 보장된 플로우 비트 레이트(GFBR: Guaranteed Flow Bit Rate)를 요구하는 QoS 플로우 및 GFBR를 요구하지 않는 QoS 플로우를 모두 지원한다.
QoS 플로우는 PDU 세션에서 QoS 구별을 위한 가장 정밀한 단위(finest granularity)이다.
QoS 플로우 식별자(QFI: QoS 플로우 ID)는 5G 시스템 내에서 QoS 플로우를 식별하기 위해 사용된다. QFI는 PDU 세션 내에서 고유하다. PDU 세션 내 동일한 QFI를 가지는 사용자 평면 트래픽은 동일한 트래픽 전달 처리(예를 들어, 스케줄링, 승인 임계치(admission threshold) 등)를 수신한다. QFI는 N3 (및 N9) 상에서 캡슐화 헤더(encapsulation header) 내에서 전달된다. QFI는 서로 다른 페이로드의 타입의 PDU(즉, IP 패킷, unstructured 패킷, 이더넷 프레임)에 적용될 수 있다.
다만, 본 명세서에서는 설명의 편의를 위해, ‘QoS’와 ‘QoS 플로우’를 혼용하여 사용한다. 따라서, 본 명세서에서 ‘QoS’는 ‘QoS 플로우’를 의미하거나, ‘QoS’는 ‘QoS 플로우’를 의미하는 것으로 해석될 수 있다.
5G 시스템 내에서, QoS 플로우들은 PDU 세션 확립(establishment) 또는 QoS 플로우 확립/변경(modification) 시 SMF에 의해 제어될 수 있다.
적용 가능한 경우, 모든 QoS 플로우는 다음과 같은 특징을 갖는다:
- 미리 AN에 설정되거나, 또는 N2 참조 포인트를 통해 SMF로부터 AMF를 거쳐 AN으로 제공되는 QoS 프로필;
- N1 참조 포인트를 통해 AMF를 거쳐 SMF로부터 UE로 제공된 하나 이상의 네트워크-제공 QoS 규칙(들) 및/또는 하나 이상의 UE 도출(derived) QoS 규칙(들)
- N4 참조 포인트를 통해 SMF로부터 UPF로 제공된 SDF 분류 및 QoS 관련 정보(예를 들어, 세션-AMBR(Aggregate Maximum Bit Rate)).
QoS 플로우는 QoS 프로필에 따라 ‘보장된 비트 레이트(GBR: Guaranteed Bit Rate)’ 또는 ‘보장되지 않은 비트 레이트(Non-GBR: Non-Guaranteed Bit Rate)’가 될 수 있다. QoS 플로우의 QoS 프로필은 다음과 같은 QoS 파라미터들을 포함한다:
i) 각각의 QoS 플로우에 대하여, QoS 파라미터들은 다음을 포함할 수 있다:
- 5G QoS 지시자(5QI: 5G QoS Indicator): 5QI는 5G QoS 특징들(즉, QoS 플로우를 위한 제어 QoS 전달 취급 액세스 노드-특정 파라미터들, 예를 들어, 스케줄링 가중치, 승인 임계치, 큐 관리 임계치, 링크 계층 프로토콜 설정 등)을 참조하기 위한 스칼라이다.
- 할당 및 보유 우선순위(ARP: Allocation and Retention Priority): ARP는 우선순위 레벨, 선점(pre-emption) 능력 및 선점 취약성(vulnerability)을 포함한다. 우선순위 레벨은 자원 요청의 상대적인 중요성을 정의한다. 이는 자원이 제한된 경우 새로운 QoS 플로우가 수락될 수 있는지 거절될 필요가 있는지 결정하기 위하여 이용되고, 또한 자원이 제한된 동안에 기존의 QoS 플로우가 자원을 선점할지 여부를 결정하기 위하여 이용된다.
ii) 또한, 각 GBR QoS 플로우의 경우에만, QoS 파라미터들은 추가로 다음을 포함할 수 있다:
- GFBR - 상향링크 및 하향링크;
- 최대 플로우 비트 레이트(MFBR: Maximum Flow Bit Rate) - 상향링크 및 하향링크; 및
- 통지 제어(Notification control).
iii) Non-GBR QoS 플로우의 경우에만, QoS 파라미터들은 추가로 다음을 포함할 수 있다: Reflective QoS 속성(RQA: Reflective QoS Attribute)
다음과 같은 QoS 플로우를 제어하는 방법들이 지원된다:
1) non-GBR QoS 플로우의 경우: 표준화된 5QI 또는 미리 설정된 5QI가 사용되는 경우, 상기 5QI 값은 QoS 플로우의 QFI로서 이용되고, 기본 ARP가 AN에 미리 설정된다;
2) GBR QoS 플로우의 경우: 표준화된 5QI 또는 미리 설정된 5QI가 사용되는 경우, 상기 5QI 값은 QoS 플로우의 QFI로서 이용된다. 기본 ARP는 PDU 세션 확립 시 RAN으로 전송되며, NG-RAN이 사용될 때마다 PDU 세션의 UP(User Plane)가 활성화된다;
3) GBR 및 non-GBR QoS 플로우의 경우: 할당된 QFI가 사용된다. 5QI 값은 규격화, 미리 설정 또는 비규격화될 수 있다. QoS 플로우의 QoS 프로필 및 QFI는 PDU 세션 확립 시 또는 QoS 플로우 확립/변경 시 N2를 통해 (R)AN으로 제공될 수 있으며, NG-RAN이 사용될 때마다 PDU 세션의 UP(User Plane)가 활성화된다.
UE는 QoS 규칙에 기초하여 UL 사용자 평면 트래픽의 마킹 및 분류(즉, QoS 플로우에 대한 UL 트래픽의 연계(association))를 수행할 수 있다. 이러한 규칙들은 명시적으로 UE에 제공되거나(PDU 세션 확립 또는 QoS 플로우 확립 시), UE에 미리 설정되어 있거나, 또는 reflective QoS를 적용함으로써 UE에 의해 암시적으로 도출될 수 있다.
QoS 규칙은 PDU 세션 내에서 고유한 QoS 규칙 식별자, 연관된 QoS 플로우의 QFI, 하나 이상의 패킷 필터 및 우선 순위 값(precedence value)를 포함할 수 있다. 추가적으로, 할당된 QFI에 대하여, QoS 규칙은 UE와 관련된 QoS 파라미터들을 포함할 수 있다. 동일한 QoS 플로우(즉, 동일한 QFI를 갖는)와 연관된 QoS 규칙이 하나 이상 존재할 수 있다.
기본(default) QoS 규칙은 모든 PDU 세션에 필요할 수 있다. 기본 QoS 규칙은 패킷 필터를 포함하지 않을 수 있는 PDU 세션의 유일한 QoS 규칙일 수 있다(이 경우, 가장 높은 우선 순위 값(즉, 가장 낮은 우선 순위)이 사용되어야 함). 만일, 기본 QoS 규칙이 패킷 필터를 포함하지 않으면, 기본 QoS 규칙은 PDU 세션에서 다른 QoS 규칙과 매칭되지 않는 패킷들의 처리를 정의한다.
SMF는 SDF의 QoS 및 서비스 요구 사항에 따라 QoS 플로우에 대한 SDF들간의 바인딩(binding)을 수행한다. SMF는 새로운 QoS 플로우에 대하여 QFI를 할당하고, PCF에 의해 제공된 정보로부터 새로운 QoS 플로우의 QoS 파라미터를 도출한다. 적용 가능한 경우, SMF는 (R)AN에게 QoS 프로필과 함께 QFI를 제공할 수 있다. SMF는 SDF 우선 순위, QoS 관련 정보 및 대응하는 패킷 마킹 정보(즉, QFI, DSCP(Differentiated Services Code Point) 값 및 선택적으로 UPF에 대한 reflective QoS 지시를 사용하여 사용자 평면 트래픽의 분류, 대역폭 적용 및 마킹을 가능하게 함)와 함께 SDF 템플릿(즉, PCF로부터 수신된 SDF와 연관된 패킷 필터들의 셋트)을 제공한다. 적용 가능한 경우, SMF는 QoS 플로우의 QFI를 추가한 PDU 세션 내에서 고유한 QoS 규칙 식별자들을 할당하고, SDF 템플릿의 UL 부분에 대한 패킷 필터(들)를 설정하고, SDF 우선 순위에 대해 QoS 규칙 우선 순위를 설정함으로써 PDU 세션에 대한 QoS 규칙(들)을 생성한다. QoS 규칙은 UL 사용자 평면 트래픽의 분류 및 마킹을 가능하게 하는 UE에 제공된다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 QoS 플로우를 위한 분류 및 사용자 평면 마킹, QoS 플로우의 AN 자원에의 매핑을 예시한다.
1) 하향링크
SMF는 매 QoS 플로우를 위한 QFI를 할당한다. 그리고, SMF는 PCF에 의해 제공된 정보로부터 QoS 파라미터를 도출한다.
SMF는 QoS 플로우의 QoS 파라미터를 포함하는 QoS 프로필과 함께 QFI를 함께 (R)AN에게 제공한다. 그리고, PDU 세션 또는 QoS 플로우가 확립될 때 N2를 통해 QoS 프로필로서 QoS 플로우의 QoS 파라미터가 (R)AN에게 제공된다. 또한, NG-RAN이 사용될 때마다 사용자 평면은 활성화된다. 또한 non-GBR QoS 플로우를 위해 QoS 파라미터는 (R)AN에 미리 설정될 수 있다.
또한, UPF가 하향링크 사용자 평면 패킷의 분류 및 마킹을 수행할 수 있도록, SMF는 SDF 선호(precedence)와 해당 QFI와 함께 SDF template(즉, PCF로부터 수신한 SDF와 연관된 패킷 필터의 세트)를 UPF에게 제공한다.
하향링크 유입 데이터 패킷은 SDF 선호(precedence)(추가적인 N4 시그널링 개시 없이)에 따른 SDF 템플릿에 기반하여 분류된다. CN은 QFI를 이용한 N3(및 N9) 사용자 평면 마킹을 통해 QoS 플로우에 속하는 사용자 평면 트래픽을 분류한다. AN은 QoS 플로우를 AN 자원(즉, 3GPP RAN의 경우 DRB)에 바이딩(bind)한다. 이때, QoS 플로우와 AN 자원 간에 관계는 1:1로 제한되지 않는다. UE가 QFI를 수신할 수 있도록 QoS 플로우를 DRB에 매핑하기 위해 필요한 AN 자원을 설정하는 것은 AN에 달려있다(그리고 reflective QoS가 적용될 수 있음).
만일, 매칭이 발견되지 않고, 모든 QoS 플로우들이 하나 이상의 DL 패킷 필터들과 관련된 경우, UPF는 DL 데이터 패킷을 폐기할 수 있다.
하향링크 트래픽을 처리하는 데 적용되는 특징들은 이하와 같다:
- UPF는 SDF 템플릿을 기반으로 사용자 평면 트래픽을 QoS 플로우에 매핑한다.
- UPF는 세션-AMBR 시행을 수행하고, 충전 지원을 위해 PDU 카운팅을 수행한다.
- UPF는 5GC와 (A)AN 사이의 단일 터널에서 PDU 세션의 PDU들을 전송할 수 있으며, UPF는 QFI를 캡슐화 헤더에 포함시킬 수 있다.
- UPF는 하향링크에서 전송 레벨 패킷 마킹을 수행한다(예를 들어, 외부(outer) IP 헤더에 DiffServ 코드를 설정함). 전송 레벨 패킷 마킹은 5QI 및 연관된 QoS 플로우의 ARP를 기반으로 한다.
- (R)AN은 하향링크 패킷과 연관된 N3 터널을 고려하여, QFI 및 관련 5G QoS 특성 및 파라미터에 기초하여 QoS 플로우로부터의 PDU들을 액세스-특정 자원들로 매핑한다.
- 만일, reflective QoS가 적용되는 경우, UE는 새로운 derived QoS 규칙(또는 ‘UE derived QoS 규칙’이라 지칭 가능)을 생성할 수 있다. Derived QoS 규칙 내 패킷 필터는 DL 패킷(즉, DL 패킷의 헤더)으로부터 도출될 수 있으며, derived QoS 규칙의 QFI는 DL 패킷의 QFI에 따라 설정될 수 있다.
2) 상향링크
SMF는 QoS 규칙 식별자를 할당하고, QoS 플로우의 QFI를 추가하고, SDF template의 상향링크 부분에 패킷 필터(들)을 셋팅하고, SDF precedence에 QoS 규칙 precedence를 셋팅함으로써, PDU 세션을 위한 QoS 규칙(들)을 생성한다. UE가 분류 및 마킹을 수행할 수 있도록, SMF는 QoS 규칙들을 UE에게 제공할 수 있다.
QoS 규칙은 QoS 규칙 식별자, QoS 플로우의 QFI, 하나 또는 그 이상의 패킷 필터 및 선호값(precedence value)을 포함한다. 동일한 QFI(즉, 동일한 QoS 플로우)와 하나 이상의 QoS 규칙이 연관될 수 있다.
기본 QoS 규칙은 매 PDU 세션에 요구된다. 기본 QoS 규칙은 패킷 필터를 포함하지 않는(이 경우, 가장 높은 precedence value(즉, 가장 낮은 우선순위(priority))이 사용됨) PDU 세션의 QoS 규칙이다. 기본 QoS 규칙이 패킷 필터를 포함하지 않으면, 기본 QoS 규칙은 PDU 세션 내 어떠한 다른 QoS 규칙과도 매칭되지 않는 패킷의 처리를 정의한다.
UE는 상향링크 사용자 평면 트래픽의 분류 및 마킹을 수행한다. 즉, QoS 규칙에 기반하여 상향링크 트래픽을 QoS 플로우에 연계시킨다. 이 규칙은 N1을 통해 명시적으로 시그널링될 수도 있으며(PDU 세션 확립 시 또는 QoS 플로우 확립 시), 또는 UE 내 미리 설정될 수도 있으며, 또는 반영되는 QoS로부터 UE에 의해 암묵적으로 도출될 수도 있다.
UL에서, UE는 매칭 QoS 규칙(즉, 패킷 필터가 UL 패킷과 매칭)이 발견 될 때까지 QoS 규칙의 우선 순위 값(precedence value)에 기초하여(즉, precedence value가 증가되는 순서로) QoS 규칙의 패킷 필터에 대해 UL 패킷을 평가한다. UE는 상응하는 매칭 QoS 규칙에서의 QFI를 사용하여 UL 패킷을 QoS 흐름에 바인딩한다. UE는 QoS 플로우를 AN 자원에 바인딩(bind)한다.
만일, 매칭이 발견되지 않고, 기본 QoS 규칙이 하나 이상의 UL 패킷 필터를 포함하고 있는 경우, UE는 UL 데이터 패킷을 폐기할 수 있다.
상향링크 트래픽을 처리하는 데 적용되는 특징들은 이하와 같다:
- UE는 UL 사용자 평면 트래픽과 QoS 플로우 사이의 매핑을 결정하기 위해 저장된 QoS 규칙들을 사용할 수 있다. UE는 UL PDU를 매칭 패킷 필터를 포함하는 QoS 규칙의 QFI로 마킹하고, 상기 UL PDU를 RAN에 의해 제공된 매핑을 기반으로 QoS 플로우를 위한 대응하는 액세스 특정 자원을 이용하여 전송할 수 있다.
- (R)AN은 UPF에 대해 N3 터널을 통해 PDU를 전송한다. UL 패킷이 (R)AN으로부터 CN을 통과할 때, (R)AN은 QFI를 UL PDU의 캡슐화 헤더에 포함시키며, N3 터널을 선택한다.
- (R)AN은 상향링크에서 전송 레벨 패킷 마킹을 수행할 수 있으며, 전송 레벨 패킷 마킹은 5QI 및 연계된 QoS 플로우의 ARP에 기초할 수 있다.
- UPF는 UL PDU들의 QFI들이, UE에게 제공되거나, UE에 의해 암시적으로 도출된(예를 들어, reflective QoS의 경우) QoS 규칙들과 정렬되는지를 확인한다.
- UPF는 세션-AMBF 시행을 수행하고, 충전을 위한 패킷을 카운팅한다.
UL 분류자(classifier) PDU 세션의 경우, UL 분류자 기능을 지원하는 UPF에 UL 및 DL 세션-AMBR이 시행되어야 한다. 또한, DL 세션-AMBR은 N6 인터페이스를 종단하는 모든 UPF에서 별도로 시행되어야 한다(즉, UPF간의 상호 작용(interaction)을 필요로 하지 않음).
멀티 홈 PDU 세션의 경우, 분기점 기능을 지원하는 UPF에 UL 및 DL 세션-AMBR이 적용된다. 또한, DL 세션-AMBR은 N6 인터페이스를 종단하는 모든 UPF에서 별도로 시행되어야 한다(즉, UPF간의 상호 작용(interaction)을 필요로 하지 않음).
(R)AN은 non-GBR QoS 플로우별로 UL 및 DL에서 최대 비트 레이트(UE-AMBR) 제한을 시행해야 한다. UE는 세션-AMBR을 수신하면, 세션-AMBR을 사용하여 non-GBR 트래픽을 위한 PDU 세션 기반의 UL 레이트 제한을 수행해야 한다. PDU 세션당 레이트 제한 시행은 보장된 플로우 비트 레이트를 요구하지 않는 플로우에 적용한다. SDF당 MBR은 GBR QoS 플로우에 의무적(mandatory)이나 non-GBR QoS 플로우에 대해서는 선택적(optional)이다. MBR은 UPF에서 시행된다.
비구조적(unstructured) PDU에 대한 QoS 제어는 PDU 세션 레벨에서 수행된다. PDU 세션이 비구조적 PDU의 전송을 위해 셋업될 때, SMF는 PDU 세션의 어느(any) 패킷에 적용될 QFI를 UPF 및 UE에 제공한다.
접속 해제(detach) 절차
도 13은 본 발명에 적용될 수 있는 E-UTRAN에서의 UE-개시(initiated) 접속 해제 절차를 예시한다.
특히, 도 13은 UE가 E-UTRAN에 캠핑 중이고, 접속 해제 요청이 MME로 전송된 경우를 가정한다. 본 실시예와 관련하여 TS 23.401이 본 명세서와 병합될 수 있다.
1. 우선, UE는 접속 해제를 요청하는 NAS 메시지(GUTI(Globally Unique Temporary Identifier), 스위치 오프 포함)를 MME로 전송할 수 있다. 이 NAS 메시지는 UE가 ECM-IDLE 모드에 있는 경우 S1 연결의 확립(establishment)을 트리거링하는 데 사용된다. 스위치 오프는 단말의 스위치 오프 상황으로 인한 접속 해제인지 여부를 지시한다. eNodeB는 UE가 사용하고 있는 셀의 TAI 및 ECGI(E-UTRAN Cell Global Identifier)와 함께 이 NAS 메시지를 MME에 전송한다.
MME는 스위치 오프 상황으로 인한 접속 해제가 아니라는 것을 지시하는 스위치 오프 파라미터를 가진 CSG 셀을 통해 접속 해제 요청을 수신하고, 이 CSG ID 및 연관된 PLMN에 대한 CSG 가입이 없거나 만료된 경우, MME는 MME-개시 접속 해제 절차를 트리거링할 수 있다. 만일, NAS 메시지가 S1 연결을 확립하기 위해 사용되면 보안 절차가 호출(invoke)될 수 있다. 성공적으로 인증되지 않은 긴급 접속(emergency attached) UE의 경우, 보안 절차가 수행되지 않는다.
2. UE가 활성화된 PDN 접속을 갖지 않으면, 2 단계 내지 10 단계는 실행되지 않는다. SCEF에 대한 임의의 PDN 접속에 대하여, MME는 TS 23.682 [74]에 따라 UE에 대한 PDN 접속이 더 이상 유효하지 않음을 SCEF에 지시하고, 2 단계 내지 10 단계는 실행되지 않는다. P-GW에 대한 PDN 접속에 대하여, 이 특정 UE에 관한 서빙 GW의 활성 EPS 베어러는 서빙 GW에 대한 PDN 연결마다 MME가 전송하는 세션 삭제 요청(LBI(Linked EPS Bearer Identity), 사용자 위치 정보(ECGI))에 의해 해제된다. ISR(idle state signalling reduction)이 활성화되면, 서빙 GW는 5 단계에서 세션 삭제 요청 메시지를 수신할 때까지 MME/SGSN에 할당된 제어 평면 TEID(Tunneling End ID)를 해제하면 안된다. UE 시간대(time zone)가 변경된 경우, MME는 UE 시간대 IE(Information Element)를 이 메시지에 포함시킨다.
3. 서빙 GW(S-GW)가 ISR 활성화 상태의 MME 또는 SGSN으로부터 최초의 세션 삭제 요청 메시지를 수신하면, 서빙 GW는 ISR을 비활성화하고 관련된 EPS 베어러 컨텍스트 정보를 해지(release)하고 세션 삭제 응답(원인)로 응답한다. S-GW가 ISR 비활성화 상태의 MME 또는 SGSN으로부터 세션 삭제 요청 메시지를 수신하면, 서빙 GW는 관련된 EPS 베어러 컨텍스트 정보를 해지(release)하고 PDN GW에 대한 PDN 연결마다 세션 삭제 요청 메시지(LBI)를 전송함으로써 6 단계로 바로 진입할 수 있다. 7 단계 이후에, 서빙 GW는 세션 삭제 응답 메시지(원인)로 MME/SGSN에 다시 응답한다.
4. ISR이 활성화되면, MME는 접속 해제 지시 메시지(원인)를 연관된 SGSN으로 전송할 수 있다. 원인은 완전한 접속 해제를 지시한다.
5. 이 특정 UE에 관한 서빙 GW에서의 활성화된 PDP(Power Delay Profile) 컨텍스트는 서빙 GW에 대한 PDN 연결마다 세션 삭제 요청(LBI, CGI/SAI)를 송신하는 SGSN에 의해 비활성화된다. 만일, UE 시간대가 변경되면, SGSN은 이 메시지에 UE 시간대 IE를 포함시킨다.
6. ISR이 활성화되면 서빙 GW는 ISR을 비활성화한다. 만일, 서빙 GW에서 ISR이 활성화되지 않으면, 서빙 GW는 PDN GW에 대한 PDN 연결마다 세션 삭제 요청(LBI, 사용자 위치 정보(ECGI 또는 CGI/SAI))을 전송한다. 만일, ISR이 활성화되지 않은 경우, 이 단계는 2 단계에 의해 트리거링된다. 이 메시지는 해당 PDN 연결에 속한 모든 베어러가 해지(release)되어야 함을 지시한다. 만일, MME 및/또는 SGSN이 2 단계 및/또는 5 단계에서 UE의 위치(location) 정보 및/또는 UE 시간대 정보를 전송하는 경우, S-GW는 사용자 위치 정보, UE 시간대 및/또는 가장 최신의 사용자 CSG 정보(User CSG information with the least age)를 이 메시지에 포함시킨다.
7. PDN GW가 세션 삭제 응답(원인)에 대하여 수신 응답(acknowledge)을 수행한다.
8. PDN GW는 TS 23.203 [6]에서 정의된 PCEF(Policy and charging enforcement function)-개시 IP CAN(connectivity access network) 세션 종료 절차를 PCRF(Policy and Charging Rules Function)와 함께 사용하여, PCRF가 네트워크에서 적용되면 EPS 베어러가 해지(release)됨을 PCRF에 알릴 수 있다. PCRF에 의해 요청된 경우, PDN GW는 TS 23.203 [6]에 정의된대로 사용자 위치 정보 및/또는 UE 시간대 정보를 PCRF에 지시한다.
9. Serving GW는 세션 삭제 응답(원인)에 대해 수신 확인(acknowledge)한다.
10. SGSN은 MME에 접속 해제 수신 확인(Detach Acknowledge) 메시지를 전송할 수 있다.
11. 스위치 오프가 스위치 오프 상황으로 인한 접속 해제가 아님을 지시하는 경우, MME는 접속 해제 승인을 UE에 전송한다.
12. MME는 원인을 접속 해제로 설정한 S1 해지(release) 명령(command)을 eNodeB로 송신하여 UE에 대한 S1-MME 시그널링 연결을 해지한다. 본 단계의 세부 사항은 TS 23.401의 5.3.5 절에 설명된 "S1 해지 절차"를 따른다.
도 14는 본 발명에 적용될 수 있는 ISR이 활성화된 GERAN/UTRAN에서의 UE-개시 접속 해제 절차를 예시한다.
특히, 도 14는 ISR이 활성화된 UE가 GERAN/UTRAN에 캠핑 중이고, 접속 해제 요청이 SGSN으로 전송된 경우를 가정한다. 본 실시예와 관련하여 TS 23.401이 본 명세서와 병합될 수 있다. ISR이 활성화되지 않는 경우, UE-개시 접속 해제 절차는 TS 23.060 [7]의 6.6.1 섹션을 따를 수 있다.
1. 우선, UE는 SGSN으로 NAS 메시지인 접속 해제 요청(접속 해제 유형, P(packet)-TMSI(Temporary Mobile Subscriber Identity), P-TMSI 서명, 스위치 오프)을 전송할 수 있다. 접속 해제 유형은 어떤 유형의 접속 해제가 수행되어야하는지, 즉, GPRS만 접속 해제, IMSI만 접속 해제 또는 결합된 GPRS 및 IMSI 접속 해제를 지시한다. 스위치 오프는 스위치 오프 상황으로 인한 접속 해제인지 여부를 지시한다. 접속 해제 요청 메시지는 P-TMSI 및 P-TMSI 서명을 포함한다. P-TMSI 서명은 접속 해제 요청 메시지의 유효성(validity)을 검사하는 데 사용된다. P-TMSI 서명이 유효하지 않거나 포함되어 있지 않으면, 인증 절차가 수행되어야 한다.
만일, 상기 SGSN이 접속 해제가 스위치 오프 상황으로 인한 것이 아님을 지시하는 스위치 오프 파라미터를 갖는 CSG 셀을 통해 접속 해제 요청을 수신하고, 이러한 CSG ID 및 연관된 PLMN에 대한 CSG 가입 정보가 없거나 만료된 경우, 상기 SGSN은 TS 23.401 5.3.8.3A절의 SGSN-개시 접속 해제 절차를 트리거링한다.
2. 이 특정 UE에 대한 서빙 GW에서 활성화된 EPS 베어러들은 서빙 GW에 대한 PDN 연결마다 세션 삭제 요청(LBI, 사용자 위치 정보(CGI/SAI))을 전송하는 SGSN에 의해 비활성화된다. ISR이 활성화 되었기 때문에 서빙 GW는 5 단계에서 세션 삭제 요청 메시지를 수신할 때까지 MME/SGSN에 할당된 제어 평면 TEID를 해지(release)하지 않아야 한다. UE 시간대가 변경되면, SGSN은이 메시지에 UE 시간대 IE를 포함시킨다.
3. 서빙 GW는 ISR 활성화 상태에서 이 메시지를 수신하므로, 서빙 GW는 ISR을 비활성화하고 세션 삭제 응답(원인)으로 응답한다.
4. ISR이 활성화되었으므로, SGSN은 접속 해제 알림(원인) 메시지를 연관된 MME로 전송한다. 원인은 완전한 접속 해제를 지시한다.
5. 이 특정 UE에 관한 서빙 GW의 활성화된 PDP 컨텍스트는, 서빙 GW에 대한 PDN 연결마다 세션 삭제 요구(LBI, ECGI)를 전송하는 MME에 의해 비활성화된다. UE 시간대가 변경되면, MME는 이 메시지에 UE 시간대 IE를 포함시킨다.
6. 서빙 GW는 ISR을 비활성화하고, PDN GW에 대한 PDN 연결마다 세션 삭제 요청(LBI, 사용자 위치 정보(ECGI 또는 CGI/SAI))를 전송한다. ISR이 활성화되지 않은 경우, 본 단계는 2 단계에 의해 트리거링된다. 이 메시지는 해당 PDN 연결에 속한 모든 베어러가 해지되어야 함을 지시한다. MME 및/또는 SGSN이 2 단계 및/또는 5 단계에서 UE의 위치 정보 및/또는 UE 시간대 정보를 전송하는 경우, S-GW는이 메시지에 사용자 위치 정보 및/또는 가장 최신의 UE 시간대(UE time zone with the least age)를 포함시킨다.
7. PDN GW가 세션 삭제 응답(원인)에 대해 수신 확인(acknowledge)한다.
8. PDN GW는 TS 23.203 [6]에서 정의된 PCEF-개시 IP CAN 세션 종료 절차를 PCRF와 함께 사용하여, PCRF가 네트워크에 적용되면 EPS 베어러가 해지됨을 PCRF에 알린다. 만일, PCRF에 의해 요청된 경우, PDN GW는 TS 23.203[6]에 정의된 대로 사용자 위치 정보 및/또는 UE 시간대 정보를 PCRF에 지시한다.
9. 서빙 GW는 세션 삭제 응답(원인)을 수신 확인(acknowledge)한다.
10. MME는 접속 해제 수신 확인(acknowledge) 메시지를 SGSN으로 전송한다.
11. 만일, 스위치 오프가 스위치 오프 상황으로 인한 접속 해제가 아님을 지시하는 경우, SGSN은 UE로 접속 해제 승인을 전송한다.
12. 만약 MS가 GPRS 접속 해제되었다면, 3G SGSN은 PS 시그널링 연결을 해지(release)한다.
이하에서는 TS 23.402에 개시되어 있는 접속 해제 절차에 대해 살펴본다.
이하에서 후술하는 접속 해제 절차는 UE 또는 ePDG(Evolved Packet Data Gateway) 개시 접속 해제 절차에 의해 개시되며, PMIPv6(Proxy Mobile IPv6)가 S2b 인터페이스 상에 사용되는 경우, UE-요청 PDN 단절(disconnection) 절차에 적용될 수 있다.
UE는, 예를 들어, UE의 전원이 꺼졌을 때, 접속 해제 절차를 개시할 수 있다. ePDG는 관리(administration) 이유 또는 IKEv2 터널 해지(release)를 이유로 접속 해제 절차를 개시해야 한다. ePDG의 접속 해제 절차 개시는 로컬 운영자 정책을 기반으로 구현될 수 있다.
다중(multiple) PDN 연결의 경우, 이 접속 해제 절차는 연결된 각 PDN에 대해 반복되어야 한다.
도 15는 본 발명에 적용될 수 있는 S2b 상의 PMIPv6를 갖는 UE/ePDG 개시 접속 해제 절차를 예시한다.
본 실시예와 관련하여 TS 23.402이 본 명세서와 병합될 수 있다.
본 도면에서 홈 라우팅된 로밍(home routed roaming), LBO(Local Break Out) 및 비-로밍 시나리오가 도시되어 있다. LBO의 경우 3GPP AAA 프록시는 중개자(intermediary) 역할을 하여 HPLMN의 3GPP AAA 서버에서 VPLMN(visited PLMN)의 PDN GW로 또는 그 반대로 메시지를 전달한다. VPLMN의 PDN GW와 HPLMN의 hPCRF 사이의 메시지는 VPLMN의 vPCRF(visited PCRF)에 의해 전달된다. 비-로밍의 경우, vPCRF 및 3GPP AAA 프록시는 관련되지 않는다.
만일, 동적 정책 제공(provisioning)이 배포되지(deploy) 않은 경우, 선택적 단계인 4 단계가 수행되지 않는다. 대신, PDN GW는 정적 구성된 정책을 사용할 수 있다.
1. IKEv2 터널 해지(release)는 PMIP 터널 해지를 트리거링 한다.
2. ePDG의 MAG(Mobility Access Gateway)는 프록시 바인딩 업데이트(MN NAI(Network access identifier), APN, 수명(lifetime) = 0) 메시지를 PDN GW에 보내야 한다. ePDG의 MAG가 프록시 바인딩 업데이트 메시지를 PDN GW에 보내야하는 경우, 이는 로컬 운영자 정책에 따라 구현이 달라질 수 있다. MN NAI는 UE를 식별한다. 주어진 APN으로 단지 하나의 PDN 접속만이 허용되는 경우, 어떤 PDN GW가 다수의 PDN을 지원할 수 있기 때문에, 어떤 PDN이 UE를 등록 해제 할지를 결정하기 위해 APN이 필요하다. 주어진 APN에 대한 다수의 PDN 접속이 지원되는 경우, APN 및 PDN 접속 식별자는 어떤 PDN이 UE를 등록 해제 할지를 결정하기 위해 필요하다. 수명 값을 0으로 설정하면, 이는 PMIP 등록-해제(de-registration)임을 지시한다.
3. PDN GW는 3GPP AAA 서버에 PDN 단절(diconnection)을 알린다. UE가 더 이상 3GPP AAA 서버에 컨텍스트를 갖지 않으면, 3GPP AAA 서버는 12.1.2 절에서 설명한대로 HSS에 이를 알린다.
4. PDN GW는 UE와 연관된 IP CAN 세션을 삭제하고, TS 23.203 [19]에 명시된대로 PCRF로 PCEF-개시 IP-CAN 세션 종료 절차를 실행한다.
5. PDN GW는 지시된 HoA(Home Address)에 대한 모든 기존 엔트리들을 바인딩 캐시(Binding Cache)에서 삭제하고, 프록시 바인딩 Ack (MN NAI, 수명 = 0) 메시지를 ePDG의 MAG로 전송한다. PDN GW는 ePDG에 프록시 바인딩 확인 메시지를 전송한다. MN NAI 값 및 수명 = 0 값은 UE가 성공적으로 등록 해제되었음을 지시한다.
6. 비 -3GPP 특정 자원 해제 절차가 실행된다.
도 16은 본 발명에 적용될 수 있는 GPT S2a 상에서의 UE/TWAN(Trusted WLAN Access Networks)-개시(initiated) 접속 해제 절차 및 UE/TWAN-요청(requested) PDN 단절(disconnection) 절차를 예시한다.
본 실시예와 관련하여 TS 23.402이 본 명세서와 병합될 수 있다.
본 절차는 transparent 단일-연결 모드에 적용된다. 본 절차는 1 단계를 제외하고는 단일-연결 모드에도 적용된다.
본 절차는 비(non)-로밍, 홈 라우팅(Home Routed) 로밍 및 로컬 브레이크 아웃 케이스에 적용된다. 로컬 브레이크 아웃의 경우, vPCRF는 PDN GW와 hPCRF간에 메시지를 전달한다. 홈 라우팅 로밍 및 LBO의 경우, 3GPP AAA 프록시는 HPLMN의 신뢰할 수 있는 비-3GPP IP 액세스와 3GPP AAA 서버 사이의 중개자 역할을 수행한다. 비-로밍 및 홈 라우팅 로밍의 경우, vPCRF는 전혀 개입하지 않는다.
만일, 동적 정책 제공(provisioning)이 배포(deploy)되지 않으면 PDN GW와 PCRF 간의 선택적 상호 작용 단계(optional steps of interaction)가 수행되지 않는다. 대신, PDN GW는 정적 구성된(static configured) 정책을 사용할 수 있다.
1. EPC로부터 접속 해제하기 위해, UE는 IEEE Std 802.11-2012 [64]에 따라 분리(disassociation) 또는 인증 해제(deauthentication) 통지를 보낼 수 있다. UE가 DHCPv4 또는 IPv4 주소 임대(lease) 시간이 만료되어 IPv4 주소를 해지(release)한 후, 언제든지 PDN 유형이 IPv4인 경우, TWAN은 "TWAN-개시 PDN 단절(disconnection) 절차"를 개시한다. 설정 가능한(configurable) 지속 기간 동안 UE로부터 수신된 트래픽이 없고, TWAN이 미응답(unanswered) 프로브(예를 들어, ARP 요청, 인접 요청(neighbor solicitation) 메시지)에 기초하여 UE가 떠났음을 검출하면, TWAN은 PDN 단절(disconnection)을 트리거링한다.
2. TWAN은 PDN 연결에 대한 세션 삭제 요청(링크된 EPS 베어러 ID, TWAN 해지 원인(가능한 경우)) 메시지를 PDN GW에 전송하여 PDN 연결을 해지한다. 또한, 세션 삭제 요청은 TWAN 식별자, 이 TWAN 식별자의 타임 스탬프(stamp) 및 UE 시간대를 포함한다. TWAN 해지(release) 원인은 TWAN 운영자의 정책에 따라 허용된 경우에만 TWAN에서 PDN GW로 전송된다.
3. PDN GW는 3GPP AAA 서버에 PDN 단절(disconnection)을 알린다. UE가 더 이상 3GPP AAA 서버에 컨텍스트를 갖지 않으면, 3GPP AAA 서버는 이를 HSS에 통보한다.
4. PDN GW는 UE와 연관된 IP-CAN 세션을 삭제하고 PCRF로 PCEF-개시 IP-CAN 세션 종료 절차를 실행한다. 만일, TWAN으로부터 수신된 경우, PDN GW는 또한 (가능하면) TWAN 식별자 및/또는 UE 시간대를 포함하는 사용자 위치 정보뿐만 아니라 TWAN 해지 원인을 제공해야 하며, PCRF는 이들을 TS 23.203 [19]에서 정의된 어플리케이션 기능으로 전달해야 한다.
5. PDN GW가 세션 삭제 응답(원인)에 대해 수신 확인(acknowledge)한다.
6. TWAN은 UE 컨텍스트를 국부적으로(locally) 제거하고, IEEE Std. 802.11-2012 [64]에 따라 계층 2에서 UE의 인증을 해제(deauthenticate)하고 분리(disassociate)한다.
L2 분리(disassociate)는 이전 IPv4 주소/IPv6 프리픽스(prefix)가 더 이상 유효하지 않을 수도 있다는 지시를 UE에 제공한다. 다음에 UE가 네트워크에 접속할 때, UE는 IPv4 주소/IPv6 프리픽스의 재확인 또는 재획득을 진행한다.
앞서 도 13 내지 16의 실시예에서 살펴본 바와 같이, EPC에서는 3GPP 접속에 대해서는 MME가 관리하고, 비-3GPP 접속에 대해서는 단말이 접속하는 인터페이스에 따라 TWAN/ePDG/AAA 등이 관리한다. 따라서, 종래의 단말은 각각의 접속별로 접속 해제(detach)(‘등록 해제(de-registration)’ 또는 ‘단절(disconnection)’으로도 지칭 가능)를 독립적으로 수행해야 했다. 특히, EPC에서는 비-3GPP 접속으로 접속한 단말의 동작에 MME는 관여하지 않았다.
하지만 5G 시스템에서는 하나의 AMF를 통해서 3GPP/비-3GPP의 관리가 가능하기 때문에, 각각의 접속별로 접속 해제를 수행할 필요 없이, 한 번의 접속 해제를 통해 모든 접속의 접속 해제가 가능해졌다. 따라서, 이하에서는 한 번의 접속 해제를 통해 3GPP/비-3GPP 접속을 모두 접속 해제하기 위한 구체적인 실시예에 대해 제안한다.
1) 방식#1: UE-개시 접속 해제/등록 해제(detach/de-registration) 절차
도 17은 본 발명의 제1 실시예에 따른 UE-개시 접속 해제 절차를 예시한다. 특히, 도 17은 UE가 3GPP와 비-3GPP 액세스를 통해 네트워크에 접속하고 있는 상황에서 3GPP 액세스를 통해 접속 해제를 수행하는 절차를 보여준다. 그러나 이에 한정되는 것은 아니며, 본 실시예는 UE가 비-3GPP 액세스를 통해 접속 해제를 수행하는 절차에도 동일/유사하게 적용될 수 있다.
1. 우선, UE는 네트워크 노드/엔티티로 접속 해제를 요청하는 접속 해제 요청 NAS 메시지(이하, ‘접속 해제 요청’ 또는 ‘접속 해제 요청 메시지’라 약칭 가능)를 전송할 수 있다. 보다 상세하게는 UE는 AMF로 접속 해제 요청 메시지를 전송할 수 있으며, 이때의 접속 해제 요청 메시지에는 AMF로부터 할당받은 임시 식별자 정보/값, 접속 해제를 요청하는/원하는 액세스(즉, ‘타겟 액세스’)에 대한 액세스 정보(‘액세스 타입 정보’로도 지칭 가능) 및/또는 스위치 오프 지시가 포함되어 있을 수 있다. 스위치 오프 지시는 UE의 접속 해제 요청이 UE의 전원 오프(switch off)에 의한 것인지 여부를 지시하는 지시자에 해당한다. 이러한 스위치 오프 지시는 UE의 접속 해제 요청이 UE의 전원 꺼짐(off)에 의한 것인 경우에 접속 해제 요청 메시지에 포함되며, 그렇지 않은 경우 포함되지 않는다.
3GPP 액세스로부터 접속 해제되기를 원하는 경우, UE는 반드시 3GPP 액세스를 통해 접속 해제 요청 메시지를 전송할 필요는 없다. 즉, UE는 3GPP 액세스로부터 접속 해제되기를 원하는 경우라 해도, 비-3GPP 액세스를 통해 상기 접속 해제 요청 메시지를 전송할 수 있다. 비-3GPP 액세스로부터 접속 해제되기를 원하는 경우에도 마찬가지로, UE는 비-3GPP 액세스 또는 3GPP 액세스를 통해 접속 해제 요청 메시지를 전송할 수 있다.
이 경우, UE는 접속 해제되기를 원하는 액세스를 다양한 실시예로서 네트워크에 명시적/암시적으로 지시할 수 있다.
UE가 명시적으로 접속 해제를 요청하는 액세스를 네트워크에 알리는 경우, UE는 접속 해제되기를 원하는 액세스를 지시하는 ‘액세스 정보’를 다양한 실시예로서 생성/시그널링하여 네트워크로 전송할 수 있다. 예를 들어, 만일 UE가 3GPP 액세스와 비-3GPP 액세스 모두로부터 접속 해제되기를 원하는 경우, UE는 상기 두 액세스, ‘모든 액세스(all accesses)’, 또는 ‘어떤 액세스로부터/에 대한 접속 해제(Detach over/from any access)’를 지시하도록 액세스 정보를 생성/구성/시그널링하고, 이를 네트워크로 전송할 수 있다. 또는, UE는 아무런 접속 정보를 접속 해제 요청 메시지에 포함시키지 않고 전송함으로써 자신이 접속(attach)되어 있는 모든 액세스로부터의 접속 해제를 네트워크에 요청할 수도 있다.
UE가 암시적으로 접속 해제를 요청하는 액세스를 네트워크에 알리는 경우, UE는 접속 해제되기를 원하는 액세스를 통해 접속 해제 메시지를 전송함으로써 암시적으로 접속 해제 요청 액세스를 네트워크에 알릴 수 있다. 이 경우, 네트워크는 접속 해제 요청 메시지를 전송하는 액세스가 UE가 접속 해제되기를 원하는 액세스임을 의미하는 것으로 판단할 수 있다.
이하에서는 설명의 편의를 위해 UE가 접속 해제되고자 하는 액세스를 액세스 정보를 통해 명시적으로 네트워크에 지시하는 실시예를 중심으로 설명한다.
2-3. 네트워크 노드(즉, AMF1)는 UE가 전송한 접속 해제 요청 메시지에 포함되어 있는 접속 정보를 통해 UE가 어떤 액세스로부터 접속 해제되어야 하는지 판단한다. 상술한 실시예에 따라 액세스 정보가 수신되지 않은 경우, AMF1는 접속 해제 요청 메시지가 전송된 액세스를 UE가 접속 해제를 원하는 액세스로 간주하거나 또는 UE가 접속 중인 모든 액세스를 UE가 접속 해제를 원하는 액세스로 간주할 수도 있다.
만일, UE가 스위치 오프 지시자를 접속 해제 요청 메시지에 포함시켜 전송하는 경우, 네트워크(즉, AMF1)는 UE가 전송한 액세스 정보와 무관하게(또는 액세스 정보가 전송되지 않았더라도) 모든 액세스로부터의 접속 해제를 수행할 수 있다. 그러나 이에 한정되는 것은 아니며, 네트워크는 액세스 정보가 지시하는 액세스에 대해서만 UE의 스위치 오프로 인한 접속 해제가 요청된 것으로 간주할 수도 있다. 이때의 UE의 스위치 오프 지시는 UE의 전원 꺼짐(power off)을 의미한다기 보다는, 해당 액세스에 대한 오프(예를 들면, 3GPP 데이터 사용을 오프 했다거나, Wi-Fi를 오프한 경우)를 의미할 수 있다.
AMF1는 UE의 접속 해제 요청에 따라 자신이 관리하는 액세스 이외의 다른 액세스에 대한 접속 해제가 필요하다고 판단한 경우, UDM으로 위치 업데이트 요청(update location request) 메시지(또는 ‘위치 업데이트 요청’이라 약칭 가능)를 전송하면서, 해당 메시지에 UE의 IMSI, UE의 접속 해제가 필요하다는 접속 해제 지시 및/또는 접속 해제되어야 하는 액세스에 대한 정보를 포함시켜 전송한다. 추가적으로, AMF1는 UE가 접속 해제를 요청한 이유, 예를 들어, 만일 UE로부터 스위치 오프 지시를 수신한 경우 이를 업데이트 요청 메시지에 포함시켜 전송할 수 있다. 위치 업데이트 요청 메시지는 결국 AMF1가 관리/서빙(serving)/관여하지 않는 액세스에 대한 접속 해제가 필요함을 UDM에게 알리는 목적의 메시지에 해당하며, 메시지 명칭은 본 예시에 한정되지 않고 동일한 기능을 수행하는 한 다양한 명칭으로 지칭될 수 있다.
만일 AMF1가 관리하는 액세스들로부터만 UE의 접속 해제를 수행해야 하는 경우, 2-3 단계에 해당하는 UDM과의 메시지 교환은 생략될 수 있다.
AMF1가 접속 해제해야 하는 모든 액세스(하나의 액세스이든 다수개의 액세스이든)가 자신이 관리/서빙/관여하고 있던 액세스라면, UDM에게 자신이 관리/서빙/관여하지 않는 액세스에 대한 접속 해제를 요청할 필요 없이 모든 액세스에 대해 접속 해제하는 동작을 수행할 수 있다(즉, 6~14 단계 수행).
4-5. UDM은 AMF1으로부터 다른 액세스(즉, AMF1이 관리/서빙/관여하지 않는 액세스)에 대한 접속 해제가 필요하다는 위치 업데이트 요청 메시지를 수신한 경우, 다른 액세스를 관리/서빙/관여하고 있는 AMF2에게 위치 취소 요청(Cancel location request) 메시지(또는 ‘위치 취소 요청’이라 약칭 가능)을 전송하여 다른 액세스(즉, 타겟 액세스)에 대한 접속 해제를 수행하도록 한다. 이때, 위치 취소 요청 메시지에는 접속 해제 대상 액세스(즉, 타겟 액세스)를 지시하는 액세스 정보가 포함되어 있을 수 있다. 위치 취소 요청 메시지를 수신한 AMF2는 해당 액세스(즉, 타겟 액세스)에 대한 UE의 접속 해제를 수행한다. 보다 상세하게는, AMF2는 이하에서 후술하는 6 내지 9 단계를 수행하고, 11/12 단계 및 13/14 단계 중 AMF2가 관리/서빙/관여하는 액세스를 접속 해제하기 위한 단계를 수행(즉, AMF2가 3GPP 액세스를 관리/서빙/관여하고 있었다면 11/12 단계를 수행하며, 비-3GPP 액세스를 관리/서빙/관여하고 있었다면 13/14 단계를 수행함)할 수 있다(다만, 10 단계는 수행하지 않음).
이에 따르면, 제1 액세스(3GPP 액세스 또는 비-3GPP 액세스)를 통해 제1 액세스와 다른 제2 액세스(비-3GPP 액세스 또는 3GPP 액세스)의 접속 해제가 가능해진다. 예를 들어, UE가 3GPP와 VPLMN의 V-AMF를 통해 연결되어 있고 비-3GPP와 HPMN의 H-N3IWK를 통해 연결되어 있는 경우, UE는 비-3GPP 액세스의 범위(WLAN(wireless local area network) 커버리지)를 벗어나면서 3GPP 액세스를 통해서 접속 해제 요청을 전송하여 비-3GPP에 대한 접속 해제를 수행할 수 있다. 이와 유사하게, 비-3GPP 액세스를 통해 3GPP 액세스의 접속 해제 역시 수행 가능하다.
6. AMF1은 자신이 관리/관여/서빙하는 액세스에 대한 UE의 접속 해제를 수행해야 할 경우, UE의 세션을 관리하는 모든 SMF로 접속 해제 지시 메시지(또는 ‘접속 해제 지시’로 약칭 가능)를 전송하여 (현존하는 모든) UE의 세션을 해지(release)하도록 한다. 이때, 접속 해제 지시 메시지에는 접속 해제를 요청한 UE의 IMSI가 포함되어 있을 수 있다.
7-9. SMF는 세션을 위해 할당한 모든 UPF에게 터널을 지우기 위한 터널 삭제 요청(delete tunnel request) 메시지를 전송하여 모든 세션에 대한 컨텍스트를 지운다. 이때, 삭제 요청 메시지에는 삭제 요청 대상 PDU를 식별하기 위한 PDU ID가 포함되어 있을 수 있다. SMF는 세션 컨텍스트를 모두 지우고 나면 AMF로 접속 해제 지시 ack(acknowledgement)을 전송하여 세션이 모두 해지(release)되었음을 알린다.
만약, 타겟 액세스를 통해 생성된 PDU 세션이 존재하지 않는 경우, 즉 UE가 PDU 세션없이 접속(attach)만 되어 있었던 경우, 세션을 해지(release)하는 과정(예를 들어, 6-9 단계)은 생략될 수 있다.
10. UE의 세션을 관리하는 모든 SMF로부터 접속 해제 지시 ack을 수신한 AMF1은 UE로 접속 해제가 승인되었음을 알리는 접속 해제 승인 메시지(또는 ‘접속 해제 승인’이라 약칭 가능)를 전송할 수 있다. 이때, AMF1은 UE가 어떤 액세스로부터 접속 해제되었는지에 관한 액세스 정보를 접속 해제 승인 메시지를 통해 UE에 알려줄 수 있다. 만약, 어떤 액세스로부터 접속 해제되었는지에 대한 액세스 정보가 없는 접속 해제 승인 메시지를 수신한 경우, UE는 접속 해제를 요청했던 모든 액세스가 접속 해제된 것으로 인지/간주할 수도 있다. 접속 해제 승인 메시지에는 UE에 할당된 임시(Temporary; Temp) ID가 포함되어 있을 수 있다.
만약, UE가 1 단계에서 스위치 오프 지시를 접속 해제 요청 메시지에 포함시켜 전송했었다면, AMF1이 UE로의 접속 해제 승인 메시지 전송하는 단계는 생략될 수 있다. 그러나, UE가 제1 액세스(예를 들어, 3GPP 액세스 또는 비-3GPP 액세스)를 통해 접속 해제 요청 메시지를 전송하면서, 제2 액세스(예를 들어, 비-3GPP 액세스 또는 3GPP 액세스)로부터의 접속 해제를 요청하고 스위치 오프 지시를 접속 해제 요청 메시지에 포함시켰다면, AMF1은 제1 액세스를 통해 UE로 접속 해제 승인 메시지를 전송할 수도 있다. 즉, AMF1은 UE의 접속 해제 유형/원인(예를 들어, 스위치 오프 여부)에 따라 UE로의 접속 해제 승인 메시지 전송 여부를 결정할 수 있다.
11-14. AMF1은 UE가 접속 해제되는 액세스의 NG2 인터페이스를 해지(release)하기 위해, NG2 해지 요청(release request) 메시지를 전송할 수 있다. 보다 상세하게는, 3GPP를 접속 해제하는 경우 AMF1은 RAN으로 NG2 해지 요청 메시지를 전송하고, 비-3GPP를 접속 해제하는 경우 N3IWK로 NG2 해지 요청 메시지를 전송하여, NG2(인터페이스)를 해지한다. NG2 해지 요청 메시지에는 접속 해제를 요청한 UE의 임시 ID가 포함되어 있을 수 있다. 스위치 오프 등의 이유로 모든 액세스로부터 UE를 접속 해제해야 하는 경우, AMF1은 3GPP/비-3GPP 모두 NG2(인터페이스)를 해지한다. 비-3GPP의 NG2를 해지하는 경우, N3IWK는 IKEv2(Internet Key Exchange 2) 터널(IPsec(IP security) 터널)도 함께 해지한다. 만약, UE가 스위치 오프로 인해 해당 액세스로부터 접속 해제 되는 경우라면 IKEv2 터널(IPsec 터널)은 UE와의 상호 작용(interaction)없이 로컬하게 해지될 수 있다.
만약, 2 단계에서 AMF1이 자신이 관리하는 액세스 이외의 다른 액세스에 대한 접속 해제가 필요하다고 판단한 경우, 4 및 5 단계에서의 AMF2의 동작으로 언급했듯, 접속 해제 요청을 받은 AMF1은 자신이 관여하는 액세스에 대해서만 NG2 해지 동작을 수행하면 된다. AMF1으로부터 UE의 접속 해제 요청을 전달받은 AMF2 역시 접속 해제할 타겟 액세스에 따라 11/12 단계 또는 13/14 단계를 수행하게 된다.
AMF(AMF1 또는 AMF2)는 접속 해제를 수행하는 액세스와 관련하여 저장하고 있던 UE 컨텍스트를 접속 해제와 함께 즉시 삭제할 수도 있고, 기설정된 시간동안 저장함으로써 UE의 접속(attach/registration) 시 재사용할 수도 있다. 또한, AMF(AMF1 또는 AMF2)는 UDM에게 UE가 접속 해제 되었음을 알릴 수도 있다.
UE가 3GPP 액세스와 비-3GPP 액세스를 통해 동시에 접속(attach/registration)되어 있는 경우, 각 액세스를 관리하는 AMF가 다른 경우로는 대표적으로 각 액세스가 속하는 PLMN이 다른 경우일 수 있다. 서로 다른 PLMN에 속한 AMF 간에는 통상적으로 인터페이스(NG14)가 존재하지 않으므로, 본 실시예에서와 같이 UDM을 통해 다른 AMF로의 접속 해제의 지시가 가능하다. 그러나, 만약 각 액세스를 관리하는 AMF 간에 인터페이스가 존재하고 서로의 존재를 인지하고는 경우에는, AMF1이 단말로부터 접속 해제 요청 메시지를 수신하여 AMF2로 직접 AMF2가 관리/관여/서빙하는 액세스에 대한 접속 해제를 지시할 수도 있다.
도 17은 UE가 3GPP 액세스를 통해 접속 해제 요청을 네트워크로 전송하는 실시예를 도시하였으나, 이와 달리 UE가 비-3GPP 액세스를 통해 접속 해제 요청을 네트워크로 전송할 수 있으며, 이때도 역시 상술한 동작을 기반으로 접속 해제가 수행될 수 있다.
2) 방식 #2: 복수의 서빙 AMF 각각에 대한 UE-개시 접속 해제/등록 해제(detach/de-registration) 절차
방식#1의 경우 UE를 서빙하는 하나의 대표 AMF(예를 들어, AMF1)로만 직접 접속 해제를 요청하나, 방식#2에서는 UE를 서빙하는 AMF가 다수개인 경우, UE가 직접 각각의 AMF로 접속 해제를 요청한다는 점에서 두 방식 사이에 차이점이 존재한다. 이외의 방식#1의 실시예가 방식#2에도 동일/유사하게 적용될 수 있으며 중복되는 설명은 생략한다. 이하에서는 방식#1과의 차이점을 중심으로 방식#2의 실시예를 후술한다.
1. UE는 3GPP 액세스와 비-3GPP 액세스를 통해 동시에 접속(attach/registration)했는데, 두 액세스 모두로부터 접속 해제하고자 할 수 있다(예를 들면, 스위치 오프 등으로 인해).
2. 이때, UE는 각 액세스를 관리하는 AMF가 다름을 판단/인지할 수 있다. 즉, 이는 UE가 자신의 모든 액세스를 관리하는 AMF가 하나의 AMF인지 복수의 AMF들인지를 판단/인지함을 의미할 수 있다. 이는 UE가 각 액세스로의 접속(attach/registration) 시에 AMF로부터 할당받은 임시 ID(temp ID) 정보를 통해 UE에 의해 유추/판단될 수 있다. 임시 ID에는 PLMN ID, AMF ID와 같은 정보가 포함되어 있을 수 있으므로, UE는 임시 ID를 통해 각 액세스를 관리하는 AMF가 다른지 여부를 판단할 수 있다. 그러나 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, UE는 각 AMF로부터 수신한 다양한 정보에 기반하여 액세스를 관리하는 AMF의 동일성 여부를 유추/판단할 수 있다.
3. 만약, 각 액세스를 관리하는 AMF가 다른 경우, UE는 각 AMF로 접속 해제 요청 메시지를 전송한다. 즉, 자신을 서빙하는 AMF들에 접속 해제 요청 메시지를 각각 전송한다. 그렇지 않은 경우(즉, 모든 액세스를 관리하는 AMF가 하나인 경우), UE는 자신을 서빙/관리하는 AMF에게만 접속 해제 요청 메시지를 전송할 수 있다. 이때, [방식#1]의 1 단계에서 기술한 바와 같이, UE는 모든 액세스로부터의 접속 해제 요청을 명시적 또는 암시적으로 네트워크로 알릴 수 있다.
4. UE로부터 접속 해제 요청을 수신한 AMF는 방식#1에 상술한 바와 같이 접속 해제 동작을 수행(예를 들어, 방식#1의 6 내지 14 단계 수행)한다.
3) 방식#3: 네트워크-개시 접속 해제(detach/de-registration) 절차
1. UDM이 AMF로 접속 해제 요청할 것을 결정하는 경우, UDM은 AMF로 접속 해제를 요청(즉, 접속 해제를 요청하는 접속 해제 요청 메시지를 전송)할 수 있다. 이때, AMF로 전송하는 접속 해제 요청은 위치 취소(Cancel location) 요청에 해당할 수 있다. 이때 UDM은 AMF로 접속 해제 요청 시, 접속 해제하는 이유(예를 들어, 가입자 정보 삭제(subscription withdrawn))를 명시적 또는 암시적으로 지시할 수 있다. 즉, UDM은 접속 해제 요청 메시지에 접속 해제 이유를 명시적 또는 암시적으로 포함시켜 AMF로 전송할 수 있다.
A. 하나의 AMF에 의해서 3GPP 및 비-3GPP 액세스가 모두 서빙/관리되는 경우:
2a. UDM은 접속 해제 요청 메시지를 AMF로 전송한다. 이때, 접속 해제 요청 메시지에는 접속 해제 대상인 타겟 액세스에 대한 액세스 정보 및/또는 접속 해제 이유(또는 제거 이유(removal reason))가 포함되어 있을 수 있다. 이때, 액세스 정보는 다양한 방식으로 시그널링될 수 있다. 예를 들어, UDM이 모든 액세스에 대해 접속 해제 요청하고자 하는 경우, “3GPP 액세스 및 비-3GPP 액세스”, “모든 액세스들(All accesses)”, 또는 “어떤 액세스(Any access)”를 지시하도록 액세스 정보를 시그널링하여 접속 해제 요청 메시지에 포함시킬 수 있다. 그러나, 접속 해제 요청 메시지에 반드시 액세스 정보가 포함되는 것은 아니며, AMF는 접속 해제 요청 메시지에 액세스 정보가 없더라도 접속 해제 이유(예를 들어, 가입자 정보 삭제)를 기반으로 모든 액세스에 대한 접속 해제 여부를 판단할 수 있다. 예를 들어, AMF는 수신한 접속 해제 요청 메시지에 포함된 접속 해제 이유(또는 제거 이유)가 가입자 정보 삭제임을 나타내는 경우, 모든 액세스에 대한 접속 해제를 수행할 수 있다.
3a. AMF는 다음의 i) 또는 ii)에 따라 동작할 수 있다.
i) AMF는 두 개의 액세스들(즉, 3GPP 액세스 및 비-3GPP 액세스) 중 어느 하나의 액세스를 통해 접속 해제 요청 메시지를 UE로 전송할 수 있다. 이때, AMF는 접속 해제 요청 메시지에 접속 해제를 요청하는 타겟 액세스에 대한 액세스 정보를 포함시킬 수 있다. 이때, 액세스 정보는 다양한 방식으로 시그널링될 수 있다. 예를 들어, 모든 액세스가 접속 해제할 타겟 액세스인 경우, 액세스 정보는 “3GPP 액세스 및 비-3GPP 액세스”, “모든 액세스들(All accesses)”, 또는 “어떤 액세스(Any access)”를 지시하도록 시그널링될 수 있다. 이때, AMF가 두 액세스들 중 어느 하나를 선택하는 기준으로는 UE의 가입자 정보, 로컬 정책, UDM이 2a 단계 수행 시 AMF로 전송했던 지시 정보(예를 들어, AMF가 UE로 접속 해제 요청을 전송할 때 사용할 액세스에 대한 지시 정보) 등이 있을 수 있다.
ii) AMF는 두 액세스 각각을 통해 UE로 접속 해제 요청 메시지를 전송할 수 있다. 이때에도 접속 해제 요청 메시지에는 타겟 액세스에 대한 액세스 정보가 포함되거나 포함되지 않을 수 있으며, 포함되는 경우 액세스 정보는 앞서 i)에서 상술한 바와 같이 다양한 방식으로 시그널링될 수 있다.
B. 서로 다른 복수의 AMF들에 의해 3GPP 및 비-3GPP 액세스가 각각 서빙/관리되는 경우:
2b. UDM은 다음의 i) 또는 ii)에 따라 동작할 수 있다.
i) UDM은 두 AMF에 접속 해제 요청 메시지를 전송한다. 이때, 접속 해제 요청 메시지에는 명시적으로 UE에게 접속 해제 요청 메시지를 전송할 것을 지시하는 정보가 포함되어 있을 수 있다. 이를 수신한 AMF들은 각각 UE로 접속 해제 요청 메시지를 전송할 수 있다.
ii) UDM은 두 AMF에게 각각 접속 해제 요청 메시지를 전송한다. 이때, UDM은 둘 중 하나의 AMF를 선택하고(이때, 선택 기준은 가입자 정보, 로컬 정책 등에 해당할 수 있음), 모든 액세스에 대한 접속 해제를 지시/요청하는 접속 해제 요청 메시지를 UE로 전송하도록 선택한 AMF에 지시할 수 있다. 이는 나머지 AMF(즉, 선택되지 않은 AMF) 및 UE간의 상호 작용(interaction)(이는 NAS 관점에서의 상호 작용을 의미)없이도 상기 AMF가 관리하는 액세스에 대한 접속 해제(UE 컨텍스트 삭제, PDU 세션 해지(release), 액세스 특정 자원 해지 등)를 수행하도록 하기 위함이다.
이를 위해, 선택된 AMF로 전송되는 접속 해제 요청 메시지에는 UE에게 접속 해제를 요청할 것을 지시(또는 접속 해제 요청 메시지를 전송할 것을 지시)하는 정보가 포함될 수 있다. 그리고/또는, 선택되지 않은 AMF로 전송되는 접속 해제 요청 메시지에는 UE에게 접속 해제를 요청하지 말 것을 지시(또는 접속 해제 요청 메시지를 전송하지 말 것을 지시)하는 정보가 포함될 수 있다. 이때 상기 정보는 명시적 또는 암시적으로 지시될 수 있다. 전자의 접속 해제 요청 메시지(즉, 선택된 AMF로 전송되는 접속 해제 요청 메시지)에는 접속 해제해야 하는 타겟 액세스에 관한 액세스 정보가 명시적 또는 암시적으로 시그널링되어 포함될 수 있다. 예를 들어, 액세스 정보는 “3GPP 액세스 및 비-3GPP 액세스”, “모든 액세스들(All accesses)”, 또는 “어떤 액세스(Any access)”를 지시하도록 시그널링되어 해당 접속 해제 요청 메시지에 포함될 수 있다.
상술한 실시예들에서 어느 하나의 액세스를 통해 다른 액세스 접속 해제할 때 UE가 idle 모드/상태에 있는 경우에는, UE가 접속 해제를 위해 connected 모드/상태로 전환되는 대신, UE가 다른 동작 수행을 목적으로 connected 모드/상태로 진입했을 때에 비로소 접속 해제 요청이 UE 및 네트워크간에 송수신되는 것으로 정의될 수 있다. 예를 들어, idle 모드/상태의 UE가 3GPP 액세스를 통해서 비-3GPP 액세스를 접속 해제하고자 하는 경우에는, UE는 접속 해제 요청을 위한 connected 모드/상태로 전환하지 않고 대기하다가 다른 이유(예를 들어, TAU(Tracking Area Update), 등록 업데이트(Regstration update), MO 데이터, SR(Scheduling Request) 등)로 connected 모드/상태로 전환되는 경우에 접속 해제 요청 메시지를 네트워크로 전송할 수 있다.
이하에서는 상술한 방식#1 내지 방식#3의 접속 해제 절차를 보다 구체화하여 후술한다. 특히, 이하에서는 SBA(Service Based Architecture) 방식을 기반으로 한 접속 해제 절차 업데이트 방법과 모든 또는 다른 액세스의 접속 해제를 요청(TS 23.501의 접속 해제에 반영 가능)하기 위한 방법에 대해 제안한다. 이하에서 접속 해제 요청은 접속 해제가 3GPP 액세스 또는 비-3GPP 액세스에 적용되는지 혹은 두 액세스 모두에 적용되는지를 지시할 수 있다. 이하에서는 설명의 편의를 위해 앞서 상술한 ‘접속 해제(detach)’를 ‘등록 해제(de-registration)’라 명명하기로 하며, 본 명세서에서 두 용어는 실질적으로 동일시된다.
등록 해제 절차는 다음을 허용한다:
- UE가 더 이상 5G 시스템에 액세스하기를 원하지 않는다고 네트워크에 알리는 것; 및/또는,
- 네트워크가 UE에게 더 이상 5G 시스템에 액세스할 수 없음을 알리는 것.
UE 및 네트워크에 의한 등록 해제 요청은 등록 해제가 3GPP 액세스 또는 비-3GPP 액세스, 혹은 둘 모두에 적용되는지 여부를 지시하는 정보를 포함할 수 있다. UE가 동일한 PLMN의 두 액세스들에 모두 등록되어 있을 경우, 등록 해제 메시지는 등록 해제가 적용되는/지시된 타겟 액세스와 무관하게 (UE가 연결되어 있는) 두 액세스들 중 어느(any) 액세스를 통해서든 전송될 수 있다.
1) 방식#1의 변형 실시예: UE-개시 등록 해제 절차
UE는 본 절차를 사용하여, 도 18에 도시한 바와 같이, 등록된 PLMN으로부터 등록 해제될 수 있다.
도 18은 본 발명의 일 실시예에 따른 UE-개시 등록 해제 절차를 예시한다.
1. UE는 NAS 메시지 등록 해제 요청 메시지(‘등록 해제 요청’이라 약칭 가능)(5G-GUTI, 등록 해제 타입(예를 들어, 스위치 오프), 액세스 타입 포함)을 AMF에 전송할 수 있다. 본 명세서에서 등록 해제 타입은 UE가 등록 해제를 요청하는 이유를 지시하며, 앞서 방식#1에서 상술한 ‘스위치 오프 지시’ 또는 ‘접속 해제 이유’에 해당할 수 있다. 또한, 액세스 타입은 UE가 등록 해제를 요청하는 타겟 액세스 타입을 지시하며, 앞서 방식#1에서 상술한 ‘액세스 정보’에 해당할 수 있다. 액세스 타입은 등록 해제가 ‘3GPP 액세스 또는 비-3GPP 액세스 중 어느 하나에 적용되는지’ 또는 ‘둘 모두’ (the 3GPP access or non-3GPP access)에 적용되는지를 지시한다. AMF는 UE에 의해 지시된 타겟 액세스에 대한(over/for the target access) 등록 해제 절차를 호출(invoke)할 수 있다.
상기 NAS 메시지(즉, 등록 해제 요청 메시지)는, UE가 3GPP 액세스에서 CM-IDLE 상태에 있고 NAS 메시지가 3GPP 액세스를 통해 전송되는 경우, N2 연결 설정을 트리거하는 데 사용된다.
2. [조건부(conditional)] 만일, UE가 1 단계에서 지시된 타겟 액세스를 통해 확립된 PDU 세션을 갖지 않는 경우, 2 내지 5 단계는 실행되지 않는다. 반대로, UE가 1 단계에서 지시된 타겟 액세스를 통해 확립된 PDU 세션을 갖는 경우에는 2 내지 5 단계가 실행된다.
AMF는 SMF로 가입자 영구 식별자(subscriber permanent identifier; SUPI), 및/또는 PDU 세션 식별자가 포함된 Nsmf_PDUSession_Release SM 컨텍스트 메시지(‘Nsmf_PDUSession_Release SM 컨텍스트’라 약칭 가능)를 전송함으로써 확립된 PDU 세션의 해지를 요청할 수 있다. UE에 속하는 타겟 액세스를 통한 모든 PDU 세션은, 각 PDU 세션에 대한 Nsmf_PDUSession_Release SM 컨텍스트(가입자 영구 ID 및/또는 PDU 세션 ID 포함) 메시지를 SMF로 전송하는 AMF에 의해 해지(release)될 수 있다.
3. SMF는 (지시받은) PDU 세션에 할당된 IP 주소 및/또는 프리픽스(Prefix(es))를 해지하고, (상기 PDU 세션과) 대응하는 사용자 평면 자원들을 해지한다:
3a. SMF는 N4 세션 해지 요청(N4 세션 ID 포함) 메시지를 UPF로 전송할 수 있다. UPF는 상기 PDU 세션의 나머지 패킷(any remainng packet)을 버리고(drop), (상기 N4 세션 ID에 의해 식별된) N4 세션과 연관된 모든 터널 자원 및 컨텍스트를 해지한다.
3b. UPF는 N4 세션 해지 응답(N4 세션 ID 포함) 메시지를 SMF로 전송하여 N4 세션 해지 요청을 확인(acknowledge)한다.
4. SMF는 Nsmf_PDUSession_Release SM 컨텍스트 응답 메시지로 Nsmf_PDUSession_Release SM 컨텍스트 메시지에 응답할 수 있다.
5. [조건부] 동적 PCC(primary component carrier)가 이 세션(즉, 삭제 대상 섹션)에 적용되면, SMF는 Npcf_PolicyControl_PolicyDelete 서비스 동작을 호출하여 PDU (CAN) 세션을 삭제한다.
6. [조건부] (등록 해제를 요청한) UE가 PCF와 연관되어 있는 경우(If there is any association with the PCF for this UE), AMF는 Npcf_AMPolicyControl_Delete 서비스 동작을 호출(invoke)하여 PCF와의 연관(association)을 삭제한다.
7. [조건부] AMF는 등록 해제 타입에 따라(depending on) UE에게 NAS 메시지 등록 해제 승인(Deregistration Accept) 메시지(‘등록 해제 승인’이라 약칭 가능)를 전송한다. 즉, 등록 해제 타입이 ‘(UE의) 스위치-오프’이면 AMF는 등록 해제 승인 메시지를 전송하지 않으며, 그렇지 않으면 등록 해제 승인 메시지를 전송할 수 있다. 등록 해제 승인 메시지는 실시예에 따라 액세스 타입을 포함할 수 있으며, 액세스 타입은 UE가 등록 해제된 액세스를 지시한다.
8. [조건부] AMF to AN: N2 UE 컨텍스트 해지 요청(이유(cause))
만일, 등록 해제를 위한 타겟 액세스가 3GPP 액세스이거나 3GPP 액세스 및 비-3GPP 액세스이고, NG-RAN으로의 N2 시그널링 연결이 존재하는 경우, AMF는 등록 해제로 설정된 이유를 갖는 N2 UE 해지 명령을 RAN으로 전송하여 N2 시그널링 연결을 해지한다. 이에 관한 상세한 설명은 TS 23.502 v1.2.0의 4.2.6 절에 설명된 ‘AN 절차 내에서의 UE 컨텍스트 해지(또는 NAS 시그널링 연결 해지 절차)’의 2 내지 4 단계 또는 방식#1의 11 및 12 단계가 참조될 수 있다.
TS 23.502 v1.2.0의 4.2.6절에 설명된 AN 절차 내에서의 UE 컨텍스트 해지(또는 NAS 시그널링 연결 해지 절차)’의 2 내지 4 단계는 이하와 같다.
---TS 23.502 v1.2.0 4.2.6절---
2. AMF to (R)AN: AMF가 N2 UE 컨텍스트 해지 요청 메시지를 수신하거나 내부 AMF 이벤트로 인하여, AMF는 N2 UE 컨텍스트 해지 명령(이유 포함)을 (R)AN에 전송할 수 있다. 이유는 (R)AN에서 해지를 요청한 이유 또는 AMF 내부 이벤트로 인한 이유 중 하나를 지시한다.
3. [조건부] UE와의 (R)AN 연결(예를 들어, RRC 연결 또는 NWu 접속)이 아직 해지되지 않은 경우, (R)AN은 UE로 (R)AN 연결을 해지하도록 요청한다. UE로부터 (R)AN 연결 해지 확인(release confirmation)을 수신하면, (R)AN은 UE의 컨텍스트를 삭제한다.
4. (R)AN은 AMF로 N2 UE 컨텍스트 해지 완료(활성화된 N3 사용자 평면을 갖는 PDU 세션 ID 리스트 포함) 메시지를 리턴함으로써 N2 해지를 확인(confirm)한다. PDU 세션 ID(들)의 리스트는 UE의 (R)AN에 의해 서빙되는 PDU 세션을 지시한다. UE에 대한 AMF와 (R)AN 간의 N2 시그널링 연결이 해지된다. (R)AN은 페이징을 위해 추천된 셀/TA/NG-RAN 노드 식별자의 리스트를 AMF로 제공한다. 본 단계는 2 단계 이후에 즉시 수행되어야 한다. 즉, 예를 들어, UE가 RRC 연결 해제를 확인 응답(acknowledge)하지 않은 경우에는 지연되지 않아야 한다.
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만일, 등록 해제를 위한 타겟 액세스가 비-3GPP 액세스이거나 3GPP 액세스 및 비-3GPP 액세스 모두이고 N3IWF에 N2 시그널링 연결이있는 경우, AMF는 등록 해제로 설정된 이유를 갖는 N2 UE 해지 명령을 N3IWF로 전송하여 N2 시그널링 연결을 해지한다. 이에 관한 상세한 설명은 TS 23.502 v1.2.0의 4.12.3 절에 설명된 ‘신뢰할 수 없는 비-3GPP 액세스에 대한 등록 해제 절차’의 2 내지 5 단계 또는 방식#1의 13 및 14 단계가 참조될 수 있다.
TS 23.502 v1.2.0의 4.12.3 절에 설명된 ‘신뢰할 수 없는 비-3GPP 액세스에 대한 등록 해제 절차’ 내에서의 2 내지 5 단계는 이하와 같다.
---TS 23.502 v1.2.0 4.2.6절---
2. AMF는 N3IWF에 N2 UE 컨텍스트 해지 명령 메시지를 보낸다.
3. N3IWF는 UE로 정보 교환(페이로드 삭제) 메시지를 보낸다. 페이로드 삭제는 IKE(Internet Key Exchange) SA의 해지를 지시하기 위해 포함된다.
4. UE는 IKE SA의 해지를 확인(acknowledge)하기 위해 빈 정보 교환(INFORMATIONAL EXCHANGE) 메시지를 보낸다. N3IWF(N3 터널 Id)에 IKEv2 터널(및 연관된 IPSec 자원) 및 로컬 UE 컨텍스트를 포함하여 비-3GPP 액세스 특정 자원이 해지된다.
5. N3IWF는 N2 UE 컨텍스트 해지 완료(Context Release Complete) 메시지를 AMF에 전송함으로써 N2 UE 컨텍스트 해지 명령 메시지에 대해 확인 응답(acknowledge)한다.
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2) 방식#3의 변형 실시예: 네트워크-개시 등록 해제 절차
도 19는 본 발명의 일 실시예에 따른 네트워크-개시 등록 해제 절차를 예시한다.
AMF는 명시적(예를 들어, O&M(Operation and maintenance) 개입(intervention)) 또는 암시적(예를 들어, 암시적 등록 해제 타이머의 만료)으로 등록 해제 절차를 개시할 수 있다. UDM은 가입자의 RM 컨텍스트 및 UE의 PDU 세션의 제거(removal)를 요청하는 운영자-결정(operator-determined) 목적을 위해 등록 해제 절차를 트리거링할 수 있다.
1. [조건부] 만일, UDM이 가입자의 RM 컨텍스트 및 PDU 세션의 즉시 삭제를 요청하고자 하는 경우, UDM은 삭제/제거 이유가 가입 정보 삭제(Subscription withdrawn)로 설정된 Nudm_UE 컨텍스트 관리_제거 알림 요청(Nudm_UE Context Management_RemoveNotification Request)(SUPI 및/또는 제거 이유 포함) 메시지를 등록된 AMF에 전송할 수 있다. Nudm_UE 컨텍스트 관리_제거 알림 요청은 Nudm_UE 컨텍스트 관리_등록 해제 알림 요청으로 지칭될 수 있다.
2. AMF가 1 단계에서 ‘가입자 정보 삭제’의 제거 이유를 갖는 Nudm_UE 컨텍스트 관리_제거 알림 요청 메시지를 수신한 경우, AMF는 UE가 등록된 모든 액세스에 대한 등록 해제 절차를 실행한다.
AMF-개시 등록 해제 절차는 명시적(예를 들어, O&M 개입에 의해) 또는 암시적일 수 있다. AMF는 암시적 등록 해제를 위해 등록 해제 요청 메시지를 UE로 전송하지 않는다. UE가 CM-CONNECTED 상태에 있다면, AMF는 등록 해제 요청(등록 해제 타입 및/또는 액세스 타입 포함) 메시지를 UE에 전송함으로써 UE를 명시적으로 등록 해제할 수 있다. 등록 해제 타입은 재등록(re-registration)으로 설정될 수 있으며, 이 경우 UE는 등록 해제 절차의 마지막에 재등록해야 한다(예를 들어, 고립된 슬라이스 재배치가 필요한 경우(slice relocation for isolated case)). 액세스 타입은 등록 해제가 ‘3GPP 액세스 또는 비-3GPP 액세스 중 어느 하나’에 적용되는지, 또는 ‘둘 다’에 적용되는지를 지시한다. 만일, UDM으로부터 제거 이유로서 ‘가입자 정보 삭제’를 지시받은 경우, AMF는 모든 액세스를 타겟 액세스로서 지시하는 등록 해제 요청 메시지를 UE로 전송할 수 있다.
등록 해제 요청 메시지가 3GPP 액세스를 통해 전송되고 UE가 3GPP 액세스에서 CM-IDLE 상태인 경우, AMF는 UE를 페이징한다(the AMF pages the UE)(즉, UE로 페이징 (요청) 메시지를 전송). 이는, UE를 CM-IDLE 상태에서 CM-CONNECTED 상태로 천이시켜 등록 해제 절차를 계속 진행하기 위함이다.
3. [조건부] 등록 해제 절차가 UDM에 의해 트리거되면(1 단계), AMF는 Nudm_UE 컨텍스트 관리_제거 알림 응답(SUPI 및/또는 액세스 타입 포함) 메시지를 사용하여 UDM에 확인 응답(acknowledge)한다. Nudm_UE 컨텍스트 관리_제거 알림 응답은 Nudm_UE 컨텍스트 관리_등록 해제 알림 응답으로 지칭될 수 있다.
4. [조건부] UE가 2 단계에서 지시 받은 등록 해제에 대한 타겟 액세스에 대해 임의의 확립된 PDU 세션을 갖는 경우, 도 18 실시예의 2 내지 5 단계가 수행될 수 있다.
5. [조건부] UE가 PCF와 연관되어 있는 경우(If there is any association with the PCF for this UE), AMF는 Npcf_AMPolicyControl_Delete 서비스 동작을 호출(invoke)하여 PCF와의 연관(association)을 해지/삭제한다.
6. [조건부] UE가 2 단계에서 AMF로부터 등록 해제 요청 메시지를 수신하면, UE는 2 단계 이후에 언제든지 AMF에 등록 해제 승인 메시지를 전송할 수 있다. 이때, 등록 해제 승인 메시지에는 등록 해제된 액세스를 지시하는 액세스 타입이 포함되어 있거나 그렇지 않을 수 있다. RAN은 UE가 사용하고 있는 셀의 TAI 및 셀 식별자와 함께 이 NAS 메시지를 AMF로 전달(forward)할 수 있다.
7. [조건부] AMF to AN: N2 UE 컨텍스트 해지 요청(이유(cause))
만일, 등록 해제를 위한 타겟 액세스가 3GPP 액세스이거나 3GPP 액세스 및 비-3GPP 액세스이고, NG-RAN으로의 N2 시그널링 연결이 존재하는 경우, AMF는 등록 해제로 설정된 이유를 갖는 N2 UE 해지 명령을 RAN으로 전송하여 N2 시그널링 연결을 해지한다. 이에 관한 상세한 설명은 앞서 상술한 TS 23.502 v1.2.0의 4.2.6 절에 설명된 ‘AN 절차 내에서의 UE 컨텍스트 해지(또는 NAS 시그널링 연결 해지 절차)’의 2 내지 4 단계 또는 방식#1의 11 및 12 단계가 참조될 수 있다.
만일, 등록 해제를 위한 타겟 액세스가 비-3GPP 액세스이거나 3GPP 액세스 및 비-3GPP 액세스 모두이고 N3IWF에 N2 시그널링 연결이있는 경우, AMF는 등록 해제로 설정된 이유를 갖는 N2 UE 해지 명령을 N3IWF로 전송하여 N2 시그널링 연결을 해지한다. 이에 관한 상세한 설명은 TS 23.502 v1.2.0의 4.12.3 절에 설명된 ‘신뢰할 수 없는 비-3GPP 액세스에 대한 등록 해제 절차’의 2 내지 5 단계 또는 방식#1의 13 및 14 단계가 참조될 수 있다.
상술한 방식 #2가 적용되는 경우, TS 23.502 v1.2.0의 UDM 서비스 관련 절은 아래와 같이 수정/반영될 수 있다.
5.2.3 UDM 서비스
5.2.3.1 일반
이하의 표 2는 UDM 서비스들(특히, UDM에 의해 제공되는 NF 서비스들)을 예시한다.
5.2.3.2.2 Nudm_UE 컨텍스트 관리_제거 알림(또는 Nudm_UE 컨텍스트 관리_등록 해제 알림)
서비스 동작 명칭: Nudm_UE 컨텍스트 관리_제거 알림
설명: UDM은 이전에 등록된 NF 소비자들에게 (Nudm_UE 컨텍스트 관리_등록 동작을 사용하여) UDM에서 NF ID가 등록 해제되었음을 통지한다. 그 결과, 소비자는 더 이상 해당 UE에 대한 서빙 NF로서 UDM에 등록되지 않는다. 이는, 소비자가 더 이상 해당 UE에 대한 서빙 NF가 아니므로 등록 해제를 요구한다.
알려진 NF 소비자들: AMF, SMF, SMSF
인풋, 필수(required): SUPI, 서빙 NF 제거 이유
인풋, 선택(optional): None
아웃풋, 필수: None
아웃풋, 선택: None
이 서비스 동작의 사용예는 4.2.2.2.2의 14c 단계를 참조할 수 있다. 서빙 NF 제거 이유는 소비자 NF에 제거 통지를 전송하는 이유를 알려줄 수 있다. 이유는 다음 중 어느 하나일 수 있다:
- UE 개시 등록
- UE 등록 영역 변경
- 가입자 정보 삭제
도 20은 본 발명의 일 실시예에 따른 UE-개시 등록 해제 절차를 예시한 순서도이다. 본 순서도에 대해 앞서 방식#1과 관련하여 상술한 도 17 및 18의 실시예가 동일/유사하게 적용될 수 있으며, 이하에서 중복되는 설명은 생략한다.
우선, AMF는 등록 해제를 요청하는 등록 해제 요청 메시지를 UE로부터 수신할 수 있다(S2010). 이때, 전송되는 등록 해제 요청 메시지에는, 등록 해제 타입 정보와 등록 해제가 적용될 타겟 액세스를 지시하는 제1 액세스 타입 정보가 포함되어 있을 수 있다. 여기서 제1 액세스 타입 정보는, 타겟 액세스가 제1 또는 제2 액세스인지, 또는 제1 및 제2 액세스인지를 지시할 수 있다. 제1 액세스는 3GPP 액세스이며, 제2 액세스는 비(non)-3GPP 액세스일 수 있다.
다음으로, 만일 UE가 타겟 액세스를 통해 확립된 PDU 세션을 갖는 경우, AMF는 확립된 PDU 세션의 해지를 SMF에 요청할 수 있다(S2020). 이를 위해, AMF는 확립된 PDU 세션의 해지를 요청하는 제1 메시지(예를 들어, 접속 해제 지시 메시지 또는 Nsmf_PDUSession_Release SM 컨텍스트 메시지)를 SMF로 전송할 수 있다. 이때, 제1 메시지는 UE에 대응하는 가입자 영구 식별자(subscriber permanent identifier; SUPI) 및 해지할 PDU 세션의 식별자를 포함할 수 있다. SMF는 제1 메시지를 수신하면, 해지할 PDU 세션에 할당된 IP(Internet Protocol) 주소 및/또는 프리픽스(Prefix)를 해지하고, 해지할 PDU 세션에 대응하는 사용자 평면 자원들을 해지할 수 있다. 또한, SMF는 N4 세션의 해지를 요청하는 N4 세션 해지 요청 메시지를 UPF로 전송할 수 있으며, UPF는 N4 세션 해지 요청 메시지를 수신하면, N4 세션과 연관된 모든 터널 자원 및 컨텍스트를 해지할 수 있다.
다음으로, AMF는 등록 해제 타입에 기초하여(depending on) 등록 해제 승인(accept) 메시지를 UE로 전송할 수 있다(S2030). 등록 해제 타입 정보는 상기 등록 해제 요청이 상기 UE의 전원 꺼짐(switch-off)으로 인한 것인지 여부를 지시할 수 있다. 만일, 등록 해제 타입 정보가 등록 해제 요청이 UE의 전원 꺼짐(switch-off)으로 인한 것임을 지시하는 경우, 등록 해제 승인 메시지를 전송하지 않고, 등록 해제 타입 정보가 등록 해제 요청이 UE의 전원 꺼짐(switch-off)으로 인한 것임을 지시하지 않는 경우, 등록 해제 승인 메시지를 전송할 수 있다. 등록 해제 승인 메시지는 UE가 등록 해제된 액세스를 지시하는 제2 액세스 타입 정보를 포함할 수 있다.
만일, 타겟 액세스가 3GPP 액세스이거나, 3GPP 액세스 및 비-3GPP 액세스이고, UE와 (R)AN 사이의 N2 시그널링 연결이 존재하는 경우, AMF는 N2 시그널링 연결을 해지하기 위해 등록 해제로 이유가 설정된 N2 UE 해지 명령을 (R)AN으로 전송할 수 있다. 또는 만일, 타겟 액세스가 비-3GPP 액세스이거나, 3GPP 액세스 및 비-3GPP 액세스이고, UE와 N3IWF 사이의 N2 시그널링 연결이 존재하는 경우, AMF는 N2 시그널링 연결을 해지하기 위해 등록 해제로 이유가 설정된 N2 UE 해지 명령을 N3IWF으로 전송할 수 있다.
한편, UE와 연계된 PCF가 존재하는 경우, AMF는 UE와 PCF 사이의 연계를 삭제하기 위한 동작(operation)(예를 들어, Npcf_AMPolicyControl_Delete 서비스 동작)을 호출(invoke)할 수 있다.
도 21은 본 발명의 일 실시예에 따른 네트워크-개시 등록 해제 절차를 예시한 순서도이다. 본 순서도에 대해 앞서 방식#3과 관련하여 상술한 도 19의 실시예가 동일/유사하게 적용될 수 있으며, 이하에서 중복되는 설명은 생략한다.
우선, AMF는 UDM으로부터 가입자 정보 삭제로 설정된 제거 이유를 갖는 제1 메시지(예를 들어, 위치 취소 요청 또는 Nudm_UE 컨텍스트 관리_제거 알림 요청)를 수신할 수 있다(S2110). 이렇듯 UDM에 의해 전송된 제1 메시지에 의해 UE가 등록된 액세스에 대한 등록 해제 절차가 트리거링될 수 있다. 또한, 실시예에 따라 제1 메시지는 UE의 가입자 영구 식별자(subscriber permanent identifier; SUPI)를 더 포함할 수 있다.
다음으로, AMF는 등록 해제를 요청하는 등록 해제 요청 메시지를 UE로 전송할 수 있다(S2120). 등록 해제는, 제1 메시지를 통해 UDM으로부터 수신한 제거 이유가 UE의 가입자 정보 삭제를 지시하는 경우, UE가 등록된 모든 액세스들에 대해 수행될 수 있다. 등록 해제 요청 메시지는, 등록 해제가 적용될 타겟 액세스를 지시하는 액세스 타입 정보를 포함할 수 있다. 액세스 타입 정보는, 타겟 액세스가 제1 또는 제2 액세스인지, 또는 제1 및 제2 액세스인지를 지시할 수 있다. 여기서, 제1 액세스는 3GPP 액세스이며, 제2 액세스는 비-3GPP 액세스일 수 있다.
만일, 등록 해제 요청 메시지가 3GPP 액세스를 통해 전송되며, UE가 3GPP 액세스에서 CM-IDLE 상태인 경우, AMF는 UE를 페이징할 수 있다. 또는, 타겟 액세스가 상기 3GPP 액세스이거나, 3GPP 액세스 및 비-3GPP 액세스이고, UE와 (R)AN 사이의 N2 시그널링 연결이 존재하는 경우, AMF는 N2 시그널링 연결을 해지하기 위해 등록 해제로 이유가 설정된 N2 UE 해지 명령을 (R)AN으로 전송할 수 있다. 또는, 타겟 액세스가 비-3GPP 액세스이거나, 3GPP 액세스 및 비-3GPP 액세스이고, UE와 N3IWF 사이의 N2 시그널링 연결이 존재하는 경우, AMF는 N2 시그널링 연결을 해지하기 위해 등록 해제로 이유가 설정된 N2 UE 해지 명령을 N3IWF으로 전송할 수 있다.
또한, 본 순서도에 도시하진 않았으나, AMF는 제1 메시지에 대한 응답으로 제1 등록 해제 응답 메시지를 UDM으로 전송할 수 있으며, 이때 제1 등록 해제 응답 메시지는 SUPI 및 액세스 타입 정보를 포함할 수 있다.
만일, UE가 타겟 액세스를 통해 확립된 PDU 세션을 갖는 경우, AMF는 확립된 PDU 세션의 해지(release)를 SMF에 요청할 수 있다. 이를 위해 AMF는 확립된 PDU 세션의 해지를 요청하는 제2 메시지를 SMF로 전송할 수 있다. 이때, 제2 메시지는 SUPI 및 해지할 PDU 세션의 식별자를 포함할 수 있다. 이 경우, 제2 메시지를 수신한 SMF는 해지할 PDU 세션에 할당된 IP 주소 및/또는 프리픽스(Prefix)를 해지하고, 해지할 PDU 세션에 대응하는 사용자 평면 자원들을 해지할 수 있다. 또한, SMF는 N4 세션의 해지를 요청하는 N4 세션 해지 요청 메시지를 UPF로 전송할 수 있으며, 이를 수신한 UPF는 N4 세션과 연관된 모든 터널 자원 및 컨텍스트를 해지할 수 있다.
본 발명이 적용될 수 있는 장치 일반
도 22는 본 발명의 일 실시예에 따른 통신 장치의 블록 구성도를 예시한다.
도 22를 참조하면, 무선 통신 시스템은 네트워크 노드(2210)와 다수의 단말(UE)(2220)을 포함한다. 본 도면에 도시된 장치는 앞서 상술한 네트워크/단말 기능 중 적어도 하나의 기능을 수행하도록 구현될 수 있으며, 하나 이상의 기능을 통합하여 수행하도록 구현될 수도 있다.
네트워크 노드(2210)는 프로세서(processor, 2211), 메모리(memory, 2212) 및 통신 모듈(communication module, 2213)을 포함한다.
프로세서(2211)는 앞서 제안된 적어도 하나의 기능, 과정, 방법 및/또는 본 문서에서 제안하는 기능, 과정 및/또는 방법을 구현한다. 또한, 프로세서(2211)는 본 명세서에서 제안하는 기능, 과정 및/또는 방법을 구현하는 모듈, 프로그램 등이 메모리(2212)에 저장되고, 프로세서(2211)에 의하여 실행될 수 있다.
유/무선 인터페이스 프로토콜의 계층들은 프로세서(2211)에 의해 구현될 수 있다. 또한, 프로세서(2211)는 본 문서에서 제안하는 다양한 실시예에서 설명한 사항들이 독립적으로 적용되거나 또는 2 이상의 실시예가 동시에 적용되도록 구현될 수 있다.
메모리(2212)는 프로세서(2211)와 연결되어, 프로세서(2211)를 구동하기 위한 다양한 정보를 저장한다. 메모리(2212)는 프로세서(2211) 내부 또는 외부에 있을 수 있고, 잘 알려진 다양한 수단으로 프로세서(2211)와 연결될 수 있다.
통신 모듈(2213)은 프로세서(2211)와 연결되어, 유/무선 신호를 송신 및/또는 수신한다. 네트워크 노드(2210)의 일례로, 기지국, MME, HSS, SGW, PGW, SCEF, SCS/AS, AUSF, AMF, PCF, SMF, UDM, UPF, AF, (R)AN, UE, NEF, NRF, UDSF 및/또는 SDSF 등이 존재할 수 있다. 특히, 네트워크 노드(2210)가 기지국인 경우(또는 (R)AN 기능을 수행하도록 구현되는 경우), 통신 모듈(2213)은 무선 신호를 송/수신하기 위한 RF부(radio frequency unit)을 포함할 수 있다. 이때, 네트워크 노드(2210)는 한 개의 안테나(single antenna) 또는 다중 안테나(multiple antenna)를 가질 수 있다.
단말(2220)은 프로세서(2221), 메모리(2222) 및 통신 모듈(또는 RF부)(2223)을 포함한다. 프로세서(2221)는 앞서 제안된 적어도 하나의 기능, 과정, 방법 및/또는 본 문서에서 제안하는 기능, 과정 및/또는 방법을 구현한다. 또한, 프로세서(2221)는 본 문서에서 제안하는 기능, 과정 및/또는 방법을 구현하는 모듈, 프로그램 등이 메모리에 저장되고, 프로세서(2221)에 의하여 실행될 수 있다.
유/무선 인터페이스 프로토콜의 계층들은 프로세서(2221)에 의해 구현될 수 있다. 또한, 프로세서(2221)는 본 문서에서 제안하는 다양한 실시예에서 설명한 사항들이 독립적으로 적용되거나 또는 2 이상의 실시예가 동시에 적용되도록 구현될 수 있다.
메모리(2222)는 프로세서(2221)와 연결되어, 프로세서(2221)를 구동하기 위한 다양한 정보를 저장한다. 메모리(2222)는 프로세서(2221) 내부 또는 외부에 있을 수 있고, 잘 알려진 다양한 수단으로 프로세서(2221)와 연결될 수 있다. 통신 모듈(2223)는 프로세서(2221)와 연결되어, 유/무선 신호를 송신 및/또는 수신한다.
메모리(2212, 2222)는 프로세서(2211, 2221) 내부 또는 외부에 있을 수 있고, 잘 알려진 다양한 수단으로 프로세서(2211, 2221)와 연결될 수 있다. 또한, 네트워크 노드(2210)(기지국인 경우) 및/또는 단말(2220)은 한 개의 안테나(single antenna) 또는 다중 안테나(multiple antenna)를 가질 수 있다.
도 22는 본 발명의 일 실시예에 따른 통신 장치의 블록 구성도를 예시한다.
특히, 도 23에서는 앞서 도 22의 단말을 보다 상세히 예시하는 도면이다.
도 23를 참조하면, 단말은 프로세서(또는 디지털 신호 프로세서(DSP: digital signal processor)(2310), RF 모듈(RF module)(또는 RF 유닛)(2335), 파워 관리 모듈(power management module)(2305), 안테나(antenna)(2340), 배터리(battery)(2355), 디스플레이(display)(2315), 키패드(keypad)(2320), 메모리(memory)(2330), 심카드(SIM(Subscriber Identification Module) card)(2325)(이 구성은 선택적임), 스피커(speaker)(2345) 및 마이크로폰(microphone)(2350)을 포함하여 구성될 수 있다. 단말은 또한 단일의 안테나 또는 다중의 안테나를 포함할 수 있다.
프로세서(2310)는 앞서 제안된 기능, 과정 및/또는 방법을 구현한다. 무선 인터페이스 프로토콜의 계층은 프로세서(2310)에 의해 구현될 수 있다.
메모리(2330)는 프로세서(2310)와 연결되고, 프로세서(2310)의 동작과 관련된 정보를 저장한다. 메모리(2330)는 프로세서(2310) 내부 또는 외부에 있을 수 있고, 잘 알려진 다양한 수단으로 프로세서(2310)와 연결될 수 있다.
사용자는 예를 들어, 키패드(2320)의 버튼을 누르거나(혹은 터치하거나) 또는 마이크로폰(2350)를 이용한 음성 구동(voice activation)에 의해 전화 번호 등과 같은 명령 정보를 입력한다. 프로세서(2310)는 이러한 명령 정보를 수신하고, 전화 번호로 전화를 거는 등 적절한 기능을 수행하도록 처리한다. 구동 상의 데이터(operational data)는 심카드(2325) 또는 메모리(2330)로부터 추출할 수 있다. 또한, 프로세서(2310)는 사용자가 인지하고 또한 편의를 위해 명령 정보 또는 구동 정보를 디스플레이(2315) 상에 디스플레이할 수 있다.
RF 모듈(2335)는 프로세서(2310)에 연결되어, RF 신호를 송신 및/또는 수신한다. 프로세서(2310)는 통신을 개시하기 위하여 예를 들어, 음성 통신 데이터를 구성하는 무선 신호를 전송하도록 명령 정보를 RF 모듈(2335)에 전달한다. RF 모듈(2335)은 무선 신호를 수신 및 송신하기 위하여 수신기(receiver) 및 전송기(transmitter)로 구성된다. 안테나(2340)는 무선 신호를 송신 및 수신하는 기능을 한다. 무선 신호를 수신할 때, RF 모듈(2335)은 프로세서(2310)에 의해 처리하기 위하여 신호를 전달하고 기저 대역으로 신호를 변환할 수 있다. 처리된 신호는 스피커(2345)를 통해 출력되는 가청 또는 가독 정보로 변환될 수 있다.
이상에서 설명된 실시예들은 본 발명의 구성요소들과 특징들이 소정 형태로 결합된 것들이다. 각 구성요소 또는 특징은 별도의 명시적 언급이 없는 한 선택적인 것으로 고려되어야 한다. 각 구성요소 또는 특징은 다른 구성요소나 특징과 결합되지 않은 형태로 실시될 수 있다. 또한, 일부 구성요소들 및/또는 특징들을 결합하여 본 발명의 실시예를 구성하는 것도 가능하다. 본 발명의 실시예들에서 설명되는 동작들의 순서는 변경될 수 있다. 어느 실시예의 일부 구성이나 특징은 다른 실시예에 포함될 수 있고, 또는 다른 실시예의 대응하는 구성 또는 특징과 교체될 수 있다. 특허청구범위에서 명시적인 인용 관계가 있지 않은 청구항들을 결합하여 실시예를 구성하거나 출원 후의 보정에 의해 새로운 청구항으로 포함시킬 수 있음은 자명하다.
또한, 본 명세서에서 ‘A 및/또는 B’는 ‘A 및(또는) B 중 적어도 하나’를 의미하는 것으로 해석될 수 있다.
본 발명에 따른 실시예는 다양한 수단, 예를 들어, 하드웨어, 펌웨어(firmware), 소프트웨어 또는 그것들의 결합 등에 의해 구현될 수 있다. 하드웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 일 실시예는 하나 또는 그 이상의 ASICs(application specific integrated circuits), DSPs(digital signal processors), DSPDs(digital signal processing devices), PLDs(programmable logic devices), FPGAs(field programmable gate arrays), 프로세서, 콘트롤러, 마이크로 콘트롤러, 마이크로 프로세서 등에 의해 구현될 수 있다.
펌웨어나 소프트웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 일 실시예는 이상에서 설명된 기능 또는 동작들을 수행하는 모듈, 절차, 함수 등의 형태로 구현될 수 있다. 소프트웨어 코드는 메모리에 저장되어 프로세서에 의해 구동될 수 있다. 상기 메모리는 상기 프로세서 내부 또는 외부에 위치하여, 이미 공지된 다양한 수단에 의해 상기 프로세서와 데이터를 주고 받을 수 있다.
본 발명은 본 발명의 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다. 따라서, 상술한 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니 되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.