WO2018174383A1

WO2018174383A1 - 세션 관리 방법 및 smf 노드

Info

Publication number: WO2018174383A1
Application number: PCT/KR2017/015421
Authority: WO
Inventors: 김현숙; 윤명준
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2017-03-21
Filing date: 2017-12-26
Publication date: 2018-09-27
Also published as: US20200053562A1; US11576043B2

Abstract

본 명세서의 일 개시는 세션 관리 기능(Session Management Function: SMF) 노드에 의해 수행되는 세션 관리 방법을 제공한다. 상기 세션 관리 방법은 무선 기기의 특정 트래픽의 검출에 대한 통지를 수신하는 경우 그리고 상기 특정 트래픽에 대해 추가 인증이 요구되는 경우, 사용자 평면 기능(User Plane Function: UPF) 노드에게 상기 트래픽의 버퍼링을 폐기하라는 요청 메시지를 전송하는 단계와; 새로운 PDU(Packet Data Unit) 세션의 수립을 상기 무선 기기에게 트리거하기 위한 메시지를 액세스 및 이동 관리 기능(Access and Mobility Management Function: AMF) 노드로 전송하는 단계를 포함할 수 있다.

Description

세션 관리 방법 및 SMF 노드

본 발명은 차세대 이동 통신에 관한 것이다.

이동통신 시스템의 기술 규격을 제정하는 3GPP에서는 4세대 이동통신과 관련된 여러 포럼들 및 새로운 기술에 대응하기 위하여, 2004년 말경부터 3GPP 기술들의 성능을 최적화 시키고 향상시키려는 노력의 일환으로 LTE/SAE (Long Term Evolution/System Architecture Evolution) 기술에 대한 연구를 시작하였다.

3GPP SA WG2을 중심으로 진행된 SAE는 3GPP TSG RAN의 LTE 작업과 병행하여 네트워크의 구조를 결정하고 이 기종 망간의 이동성을 지원하는 것을 목적으로 하는 망 기술에 관한 연구이며, 최근 3GPP의 중요한 표준화 이슈들 중 하나이다. 이는 3GPP 시스템을 IP 기반으로 하여 다양한 무선 접속 기술들을 지원하는 시스템으로 발전 시키기 위한 작업으로, 보다 향상된 데이터 전송 능력으로 전송 지연을 최소화 하는, 최적화된 패킷 기반 시스템을 목표로 작업이 진행되어 왔다.

3GPP SA WG2에서 정의한 EPS (Evolved Packet System) 상위 수준 참조 모델(reference model)은 비로밍 케이스(non-roaming case) 및 다양한 시나리오의 로밍 케이스(roaming case)를 포함하고 있으며, 상세 내용은 3GPP 표준문서 TS 23.401과 TS 23.402에서 참조할 수 있다. 도 1의 네트워크 구조도는 이를 간략하게 재구성 한 것이다.

도 1은 진화된 이동 통신 네트워크의 구조도이다.

EPC는 다양한 구성요소들을 포함할 수 있으며, 도 1에서는 그 중에서 일부에 해당하는, S-GW(Serving Gateway)(52), PDN GW(Packet Data Network Gateway)(53), MME(Mobility Management Entity) (51), SGSN(Serving GPRS(General Packet Radio Service) Supporting Node), ePDG(enhanced Packet Data Gateway)를 도시한다.

S-GW(52)는 무선 접속 네트워크(RAN)와 코어 네트워크 사이의 경계점으로서 동작하고, eNodeB(20)와 PDN GW(53) 사이의 데이터 경로를 유지하는 기능을 하는 요소이다. 또한, UE(또는 User Equipment : UE)이 eNodeB(20)에 의해서 서빙(serving)되는 영역에 걸쳐 이동하는 경우, S-GW(52)는 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 S-GW(52)를 통해서 패킷들이 라우팅될 수 있다. 또한, S-GW(52)는 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 GW(또는 P-GW) (53)는 패킷 데이터 네트워크를 향한 데이터 인터페이스의 종료점(termination point)에 해당한다. PDN GW(53)는 정책 집행 특징(policy enforcement features), 패킷 필터링(packet filtering), 과금 지원(charging support) 등을 지원할 수 있다. 또한, 3GPP 네트워크와 비-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 S-GW(52)와 PDN GW(53)가 별도의 게이트웨이로 구성되는 것을 나타내지만, 두 개의 게이트웨이가 단일 게이트웨이 구성 옵션(Single Gateway Configuration Option)에 따라 구현될 수도 있다.

MME(51)는, UE의 네트워크 연결에 대한 액세스, 네트워크 자원의 할당, 트래킹(tracking), 페이징(paging), 로밍(roaming) 및 핸드오버 등을 지원하기 위한 시그널링 및 제어 기능들을 수행하는 요소이다. MME(51)는 가입자 및 세션 관리에 관련된 제어 평면(control plane) 기능들을 제어한다. MME(51)는 수많은 eNodeB(20)들을 관리하고, 다른 2G/3G 네트워크에 대한 핸드오버를 위한 종래의 게이트웨이의 선택을 위한 시그널링을 수행한다. 또한, MME(51)는 보안 과정(Security Procedures), UE-대-네트워크 세션 핸들링(Terminal-to-network Session Handling), 유휴 UE 위치결정 관리(Idle Terminal Location Management) 등의 기능을 수행한다.

SGSN은 다른 접속 3GPP 네트워크(예를 들어, GPRS 네트워크, UTRAN/GERAN)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 UE(또는 UE)은, 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 포인트들이 존재할 수 있다.

레퍼런스 포인트	설명
S1-MME	E-UTRAN와 MME 간의 제어 평면 프로토콜에 대한 레퍼런스 포인트
S1-U	핸드오버 동안 eNB 간 경로 스위칭 및 베어러 당 사용자 평면 터널링에 대한 E-UTRAN와 SGW 간의 레퍼런스 포인트
S3	유휴(Idle) 및/또는 활성화 상태에서 3GPP 액세스 네트워크 간 이동성에 대한 사용자 및 베어러 정보 교환을 제공하는 MME와 SGSN 간의 레퍼런스 포인트. 이 레퍼런스 포인트는 PLMN-내 또는 PLMN-간(예를 들어, PLMN-간 핸드오버의 경우)에 사용될 수 있음)
S4	GPRS 코어와 SGW의 3GPP 앵커 기능 간의 관련 제어 및 이동성 지원을 제공하는 SGW와 SGSN 간의 레퍼런스 포인트. 또한, 직접 터널이 수립되지 않으면, 사용자 평면 터널링을 제공함
S5	SGW와 PDN GW 간의 사용자 평면 터널링 및 터널 관리를 제공하는 레퍼런스 포인트. UE 이동성으로 인해, 그리고 요구되는 PDN 커넥션성을 위해서 SGW가 함께 위치하지 않은 PDN GW로의 연결이 필요한 경우, SGW 재배치를 위해서 사용됨
S11	MME와 SGW 간의 레퍼런스 포인트
SGi	PDN GW와 PDN 간의 레퍼런스 포인트. PDN은, 오퍼레이터 외부 공용 또는 사설 PDN이거나 예를 들어, IMS 서비스의 제공을 위한 오퍼레이터-내 PDN일 수 있음. 이 레퍼런스 포인트는 3GPP 액세스의 Gi에 해당함

<차세대 이동통신 네트워크>

4세대 이동통신을 위한 LTE(long term evolution)/LTE-Advanced(LTE-A)의 성공에 힘입어, 차세대, 즉 5세대(소위 5G) 이동통신에 대한 관심도 높아지고 있고, 연구도 속속 진행되고 있다.

국제전기통신연합(ITU)이 정의하는　5세대 이동통신은 최대　20Gbps의 데이터 전송 속도와 어디에서든 최소　100Mbps　이상의 체감 전송 속도를 제공하는 것을 말한다. 정식 명칭은　‘IMT-2020’이며 세계적으로　2020년에 상용화하는 것을 목표로 하고 있다.

ITU에서는 3대 사용 시나리오, 예컨대 eMBB(enhanced Mobile BroadBand) mMTC(massive Machine Type Communication)　및　URLLC(Ultra Reliable and Low Latency Communications)를 제시하고 있다.

먼저, URLLC는 높은 신뢰성과 낮은 지연시간을 요구하는 사용 시나리에 관한 것이다. 예를 들면 자동주행, 공장자동화, 증강현실과 같은 서비스는 높은 신뢰성과 낮은 지연시간(예컨대, 1ms 이하의 지연시간)을 요구한다. 현재 4G (LTE) 의 지연시간은 통계적으로 21-43ms (best 10%), 33-75ms (median) 이다. 이는 1ms 이하의 지연시간을 요구하는 서비스를 지원하기에 부족하다.

다음으로, eMBB 사용 시나리오는 이동 초광대역을 요구하는 사용 시나리오에 관한 것이다.

이러한 초광대역의 고속 서비스는 기존 LTE/LTE-A를 위해 설계되었던 코어 네트워크에 의해서는 수용되기 어려워 보인다.

따라서, 소위 5세대 이동통신에서는 코어 네트워크의 재 설계가 절실히 요구된다.

도 2는 차세대 이동통신의 예상 구조를 노드 관점에서 나타낸 예시도이다.

도 2을 참조하여 알 수 있는 바와 같이, UE는 차세대 RAN(Radio Access Network)를 통해 데이터 네트워크(DN)와 연결된다.

도시된 제어 평면 기능(Control Plane Function; CPF) 노드는 4세대 이동통신의 MME(Mobility Management Entity)의 기능 전부 또는 일부, S-GW(Serving Gateway) 및 P-GW(PDN Gateway)의 제어 평면 기능의 전부 또는 일부를 수행한다. 상기 CPF 노드는 AMF(Access and Mobility Management Function)와 SMF(Session Management Function)을 포함한다.

도시된 사용자 평면 기능(User Plane Function; UPF) 노드는 사용자의 데이터가 송수신되는 게이트웨이의 일종이다. 상기 UPF 노드는 4세대 이동통신의 S-GW 및 P-GW의 사용자 평면 기능의 전부 또는 일부를 수행할 수 있다.

도시된 PCF(Policy Control Function)는 사업자의 정책을 제어하는 노드이다.

도시된 애플리케이션 기능(Application Function: AF)은 UE에게 여러 서비스를 제공하기 위한 서버이다.

도시된 통합 데이터 저장 관리(Unified Data Management: UDM)은 4세대 이동통신의 HSS(Home subscriber Server)와 같이, 가입자 정보를 관리하는 서버의 일종이다. 상기 UDM은 상기 가입자 정보를 통합 데이터 저장소(Unified Data Repository: UDR)에 저장하고 관리한다.

도시된 인증 서버 기능(Authentication Server Function: AUSF)는 UE를 인증 및 관리한다.

도시된 네트워크 슬라이스 선택 기능(Network Slice Selection Function: NSSF)는 후술하는 바와 같은 네트워크 슬라이싱을 위한 노드이다.

한편, UE가 방문 네트워크, 예컨대 V-PLMN에 로밍한 상황에서 UE로부터의 시그널링 요청을 처리하는 방식에는 2가지가 존재한다. 첫 번째 방식인 LBO(local break out) 방식은 UE로부터의 시그널링 요청을 방문 네트워크에서 처리한다. 두 번째 방식인 HR(Home Routing) 방식에 따르면, 방문 네트워크는 UE로부터의 시그널링 요청을 UE의 홈 네트워크로 전달한다.

도 3a는 로밍시 LBO(local breakout) 방식이 적용되는 아키텍처를 나타낸 예시도이고, 도 3b는 로밍시 HR(home routed) 방식이 적용되는 아키텍처를 나타낸 예시도이다.

도 3a에 도시된 바와 같이, LBO 방식이 적용되는 아키텍처에서는 VPLMN 내의 PCF가 VPLMN 내에서의 서비스를 위한 PCC 규칙을 생성하기 위해서, AF와 인터렉션을 수행한다. 상기 VPLMN 내의 PCF 노드는 HPLMN 사업자와의 로밍 협약에 따라 내부에 설정된 정책을 기반으로 PCC 규칙을 생성한다.

<네트워크 슬라이스(Network Slice)>

이하, 차세대 이동통신에서 도입될 네트워크의 슬라이싱을 설명한다.

차세대 이동통신은 하나의 네트워크를 통해 다양한 서비스를 제공하기 위하여, 네트워크의 슬라이싱에 대한 개념을 소개하고 있다. 여기서, 네트워크의 슬라싱은 특정 서비스를 제공할 때 필요한 기능을 가진 네트워크 노드들의 조합이다. 슬라이스 인스턴스를 구성하는 네트워크 노드는 하드웨어적으로 독립된 노드이거나, 또는 논리적으로 독립된 노드일 수 있다.

각 슬라이스 인스턴스는 네트워크 전체를 구성하는데 필요한 모든 노드들의 조합으로 구성될 수 있다. 이 경우, 하나의 슬라이스 인스턴스는 UE에게 단독으로 서비스를 제공할 수 있다.

이와 다르게, 슬라이스 인스턴스는 네트워크를 구성하는 노드 중 일부 노드들의 조합으로 구성될 수도 있다. 이 경우, 슬라이스 인스턴스는 UE에게 단독으로 서비스를 제공하지 않고, 기존의 다른 네트워크 노드들과 연계하여 UE에게 서비스를 제공할 수 있다. 또한, 복수 개의 슬라이스 인스턴스가 서로 연계하여 UE에게 서비스를 제공할 수도 있다.

슬라이스 인스턴스는 코어 네트워크(CN) 노드 및 RAN을 포함한 전체 네트워크 노드가 분리될 수 있는 점에서 전용 코어 네트워크와 차이가 있다. 또한, 슬라이스 인스턴스는 단순히 네트워크 노드가 논리적으로 분리될 수 있다는 점에서 전용 코어 네트워크와 차이가 있다.

도 3a은 네트워크 슬라이싱의 개념을 구현하기 위한 아키텍처의 예를 나타낸 예시도이다.

도 3a를 참고하여 알 수 있는 바와 같이, 코어 네트워크(CN)는 여러 슬라이스 인스턴스들로 나뉠 수 있다. 각 슬라이스 인스턴스는 CP 기능 노드와 UP 기능 노드 중 하나 이상을 포함할 수 있다.

각 UE는 RAN을 통하여 자신의 서비스에 맞는 네트워크 슬라이스 인스턴스를 사용할 수 있다.

도 3a에 도시된 바와 달리, 각 슬라이스 인스턴스는 다른 슬라이스 인스턴스와 CP 기능 노드와 UP 기능 노드 중 하나 이상을 공유할 수도 있다. 이에 대해서 도 4을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 3b는 네트워크 슬라이싱의 개념을 구현하기 위한 아키텍처의 다른 예를 나타낸 예시도이다.

도 3b을 참조하면, 복수의 UP 기능 노드들이 클러스터링되고, 마찬가지로 복수의 CP 기능 노드들도 클러스트링된다.

그리고, 도 3b을 참조하면, 코어 네트워크 내의 슬라이스 인스턴스#1(혹은 인스턴스#1이라고 함)은 UP 기능 노드의 제1 클러스터를 포함한다. 그리고, 상기 슬라이스 인스턴스#1은 CP 기능 노드의 클러스터를 슬라이스#2(혹은 인스턴스#2라고 함)와 공유한다. 상기 슬라이스 인스턴스#2는 UP 기능 노드의 제2 클러스터를 포함한다.

도시된 NSSF는 UE의 서비스를 수용할 수 있는 슬라이스(혹은 인스턴스)를 선택한다.

도시된 UE는 상기 NSSF에 의해서 선택된 슬라이스 인스턴스#1을 통해 서비스#1을 이용할 수 있고, 아울러 상기 N에 의해서 선택된 슬라이스 인스턴스#2을 통해 서비스#2을 이용할 수 있다.

<기존 4세대 이동통신 시스템과의 인터워킹>

UE가 차세대 RAN(Radio Access Network)의 커버리지를 벗어나더라도, UE는 4세대(4G) 이동통신 시스템을 통해서라도 서비스를 받을 수 있어야 한다. 이를 인터워킹이라고 한다. 이하, 인터워킹에 대해서 자세히 설명하기로 한다.

도 4a는 UE가 로밍하지 않은 경우의 인터워킹을 위한 아키텍처를 나타내고, 도 4b는 UE가 로밍한 경우의 인터워킹을 위한 아키텍처를 나타낸다.

도 4a를 참조하면, UE가 로밍하지 않은 경우에, 기존 4세대 LTE를 위한 E-UTRAN과 EPC와 5세대 이동통신 네트워크는 서로 인터워킹될 수 있다. 도 4a에서 기존 EPC를 위한 PGW(Packet data network Gateway)는 사용자 평면만을 담당하는 PGW-U와 제어 평면을 담당하는 PGW-C로 나뉜다. 그리고, PGW-U는 5세대 코어 네트워크의 UPF 노드에 병합되고, PGW-C는 5세대 코어 네트워크의 SMF 노드에 병합된다. 그리고 기존 EPC를 위한 PCRF(Policy and Charging Rules Function)은 5세대 코어 네트워크의 PCF에 병합될 수 있다. 그리고 기존 EPC를 위한 HSS는 5세대 코어 네트워크의 UDM에 병합될 수 있다. UE는 E-UTRAN을 통해서 코어 네트워크에 접속할 수도 있지만, UE는 5G RAN(radio access network)과 AMF를 통해 코어 네트워크에 접속할 수도 있다.

도 4a와 도 4b를 상호 비교하여 참조하면, UE가 VPLMN(Visited Public Land Mobile Network)으로 로밍한 경우, 상기 UE의 데이터는 HPLMN(Home PLMN)을 경유하여 전달된다.

한편 도 4a 및 도 4b에 도시된 N26 인터페이스는 EPC와 NG 코어 간에 인터워킹을 원활하게 하기 위해, MME와 AMF 간에 연결되는 인터페이스이다. 이러한 N26 인터페이스는 사업자에 따라 선택적으로 지원될 수 있다. 즉, EPC와의 인터워킹을 위해서 네트워크 사업자는 N26 인터페이스를 제공할 수도 있고 혹은 N26 인터페이스를 제공하지 않을 수도 있다.

<차세대 UE>

차세대 UE는 복수의 네트워크 인터페이스를 가질 수 있다. 각 네트워크 인터페이스는 개별 IP 주소를 가질수 있다. 그러나, 이 경우 UE는 발신 트래픽(outbound traffic)을 어떡해 라우팅해야 하는지를 결정할 수 없는 문제점이 있다.

또한, 차세대 UE가 전송하는 특정 트래픽에 대해서, 네트워크는 추가적인(즉, 2차) 인증(authentication/authorization) 절차를 수행할 수 있다. 그러나, 특정 트래픽의 전송에 대해 요구되는 추가 인증이 실패할 경우, 네트워크의 자원이 불필요하게 낭비될 수 있는 문제점이 있다. 또한, 이러한 문제점을 알아낸 악의적 사용자는 추가 인증이 요구되는 트래픽을 과도하게 전송함으로써, 네트워크 과부하를 야기시킬 수 있는 문제점이 있다.

따라서, 본 명세서의 개시들은 전술한 문제점들을 해결하는 것을 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 명세서의 일 개시는 세션 관리 기능(Session Management Function: SMF) 노드에 의해 수행되는 세션 관리 방법을 제공한다. 상기 세션 관리 방법은 무선 기기의 특정 트래픽의 검출에 대한 통지를 수신하는 경우 그리고 상기 특정 트래픽에 대해 추가 인증이 요구되는 경우, 사용자 평면 기능(User Plane Function: UPF) 노드에게 상기 트래픽의 버퍼링을 폐기하라는 요청 메시지를 전송하는 단계와; 새로운 PDU(Packet Data Unit) 세션의 수립을 상기 무선 기기에게 트리거하기 위한 메시지를 액세스 및 이동 관리 기능(Access and Mobility Management Function: AMF) 노드로 전송하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 통지는: 상기 특정 트래픽에 대해 추가 인증이 요구됨을 나타내는 정보를 포함할 수 있다.

상기 방법은 상기 무선 기기의 특정 트래픽의 검출에 대한 통지를 수신하는 경우 상기 특정 트래픽에 대해 추가 인증이 요구되는 경우, 가입자 정보를 확인하는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 방법은 상기 무선 기기의 특정 트래픽의 검출에 대한 통지를 수신하는 경우 가입자 정보에 기초하여 상기 특정 트래픽에 대해 추가 인증이 요구되는지를 판단하는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 방법은: 상기 무선 기기로부터 새로운 PDU 세션의 수립 요청 메시지를 수신하는 단계와; 상기 수신에 응답하여 추가 인증 절차를 수행하는 단계와; 상기 추가 인증이 완료되면, 성공 여부에 대한 정보를 기록하는 단계와; 그리고 상기 무선 기기로 PDU 세션의 수립 수락 메시지를 전송하는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 방법은 가입자 정보 및 이전 추가 인증의 성공 여부에 대한 정보를 확인하는 단계와; 그리고 상기 가입자 정보 및 상기 이전 추가 인증의 성공 여부에 대한 정보에 기초하여, 상기 새로운 PDU 세션의 수립을 상기 무선 기기에게 트리거시킬지 여부를 결정하는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 명세서의 일 개시는 세션 관리 기능(Session Management Function: SMF) 노드를 또한 제공한다. 상기 SMF 노드는 송수신부와; 상기 송수신부를 제어하는 프로세서를 포함할 수 있다. 무선 기기의 특정 트래픽의 검출에 대한 통지를 수신하는 경우 그리고 상기 특정 트래픽에 대해 추가 인증이 요구되는 경우, 상기 프로세서는 상기 트래픽의 버퍼링을 폐기하라는 요청 메시지를 사용자 평면 기능(User Plane Function: UPF) 노드로 전송하도록 상기 송수신부를 제어할 수 있다. 그리고 상기 프로세서는 새로운 PDU(Packet Data Unit) 세션의 수립을 상기 무선 기기에게 트리거하기 위한 메시지를 액세스 및 이동 관리 기능(Access and Mobility Management Function: AMF) 노드로 전송하도록 상기 송수신부를 제어할 수 있다.

본 명세서의 개시에 의하면 기존 문제점이 해결되게 된다.

도 1은 진화된 이동 통신 네트워크의 구조도이다.

도 2는 차세대 이동통신의 예상 구조를 노드 관점에서 나타낸 예시도이다.

도 3a는 로밍시 LBO(local breakout) 방식이 적용되는 아키텍처를 나타낸 예시도이다.

도 3b는 로밍시 HR(home routed) 방식이 적용되는 아키텍처를 나타낸 예시도이다.

도 4a은 네트워크 슬라이싱의 개념을 구현하기 위한 아키텍처의 예를 나타낸 예시도이다.

도 4b는 네트워크 슬라이싱의 개념을 구현하기 위한 아키텍처의 다른 예를 나타낸 예시도이다.

도 5a는 UE가 로밍하지 않은 경우의 인터워킹을 위한 아키텍처를 나타내고, 도 5b는 UE가 로밍한 경우의 인터워킹을 위한 아키텍처를 나타낸다.

도 6은 복수의 네트워크 인터페이스를 갖는 UE의 프로토콜 스택을 예시적으로 나타난 예시도이다.

도 7은 본 명세서의 개시에 따라 특정 트래픽이 검출되는 경우 추가 인증을 수행하는 예를 나타낸다.

도 8은 본 명세서의 제1 개시를 개념적으로 나타낸 예시도이다.

도 9는 본 명세서의 제2 개시의 제1 방안에 따른 신호 흐름도이다.

도 10은 본 명세서의 제2 개시의 제1 방안에 따른 신호 흐름도이다.

도 11은 본 명세서의 제2 개시의 제3 방안에 따른 신호 흐름도이다.

도 12는 본 발명의 실시예에 따른 UE 및 네트워크 노드의 구성 블록도이다.

본 명세서에서 사용되는 기술적 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아님을 유의해야 한다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 기술적 용어는 본 명세서에서 특별히 다른 의미로 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 의미로 해석되어야 하며, 과도하게 포괄적인 의미로 해석되거나, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 기술적인 용어가 본 발명의 사상을 정확하게 표현하지 못하는 잘못된 기술적 용어일 때에는, 당업자가 올바르게 이해할 수 있는 기술적 용어로 대체되어 이해되어야 할 것이다. 또한, 본 발명에서 사용되는 일반적인 용어는 사전에 정의되어 있는 바에 따라, 또는 전후 문맥상에 따라 해석되어야 하며, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다.

또한, 본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, 구성된다 또는 가지다 등의 용어는 명세서 상에 기재된 여러 구성 요소들, 또는 여러 단계들을 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들은 포함되지 않을 수도 있고, 또는 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다.

또한, 본 명세서에서 사용되는 제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성 요소는 제2 구성 요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성 요소도 제1 구성 요소로 명명될 수 있다.

어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 연결되어 있다거나 접속되어 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성 요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성 요소가 존재할 수도 있다. 반면에, 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 직접 연결되어 있다거나 직접 접속되어 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성 요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 발명의 사상을 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일뿐, 첨부된 도면에 의해 본 발명의 사상이 제한되는 것으로 해석되어서는 아니됨을 유의해야 한다. 본 발명의 사상은 첨부된 도면외에 모든 변경, 균등물 내지 대체물에 까지도 확장되는 것으로 해석되어야 한다.

첨부된 도면에서는 예시적으로 UE(User Equipment)가 도시되어 있으나, 도시된 상기 UE는 UE(100)(Terminal), ME(Mobile Equipment), 등의 용어로 언급될 수 도 있다. 또한, 상기 UE는 노트북, 휴대폰, PDA, 스마트 폰(Smart Phone), 멀티미디어 기기등과 같이 휴대 가능한 기기일 수 있거나, PC, 차량 탑재 장치와 같이 휴대 불가능한 기기일 수 있다.

<용어의 정의>

이하 도면을 참조하여 설명하기 앞서, 본 발명의 이해를 돕고자, 본 명세서에서 사용되는 용어를 간략하게 정의하기로 한다.

UE/MS : User Equipment/Mobile Station, UE(100) 장치를 의미 함.

EPS: Evolved Packet System의 약자로서, LTE(Long Term Evolution) 네트워크를 지원하는 코어 네트워크를 의미한다. UMTS가 진화된 형태의 네트워크

PDN(Public Data Network) : 서비스를 제공하는 서버가 위치한 독립적인망

PDN-GW(Packet Data Network Gateway) : UE IP address allocation, Packet screening & filtering, Charging data collection 기능을 수행하는 EPS망의 네트워크 노드

Serving GW(Serving Gateway) : 이동성 담당(Mobility anchor), 패킷 라우팅(Packet routing), 유휴 모드 패킷 버퍼링(Idle 모드 packet buffering), Triggering MME to page UE 기능을 수행하는 EPS망의 네트워크 노드

eNodeB: EPS(Evolved Packet System) 의 기지국으로 옥외에 설치되며, 셀 커버리지 규모는 매크로 셀에 해당한다.

MME: Mobility Management Entity의 약자로서, UE에 대한 세션과 이동성을 제공하기 위해 EPS 내에서 각 엔티티를 제어하는 역할을 한다.

세션(Session): 세션은 데이터 전송을 위한 통로로써 그 단위는 PDN, Bearer, IP flow 단위 등이 될 수 있다. 각 단위의 차이는 3GPP에서 정의한 것처럼 대상 네트워크 전체 단위(APN 또는 PDN 단위), 그 내에서 QoS로 구분하는 단위(Bearer 단위), 목적지 IP 주소 단위로 구분할 수 있다.

APN: Access Point Name의 약자로서, 네트워크에서 관리하는 접속 포인트의 이름으로서 UE에게 제공된다. 즉, PDN을 지칭하거나 구분하는 문자열이다. 요청한 서비스나 망(PDN)에 접속하기 위해서는 해당 P-GW를 거치게 되는데, 이 P-GW를 찾을 수 있도록 망 내에서 미리 정의한 이름(문자열)이다. 예를 들어, APN은 internet.mnc012.mcc345.gprs와 같은 형태가 될 수 있다.

PDN 연결(connection) : UE에서 PDN으로의 연결, 즉, ip 주소로 표현되는 UE와 APN으로 표현되는 PDN과의 연관(연결)을 나타낸다. 이는 세션이 형성될 수 있도록 코어 네트워크 내의 엔티티간 연결(UE(100)-PDN GW)을 의미한다.

UE Context : 네크워크에서 UE를 관리하기 위해 사용되는 UE의 상황 정보, 즉, UE id, 이동성(현재 위치 등), 세션의 속성(QoS, 우선순위 등)으로 구성된 상황 정보

NAS(Non-Access-Stratum) : UE와 MME간의 제어 플레인(control plane)의 상위 stratum. UE와 네트워크간의 이동성 관리(Mobility management)와 세션 관리(Session management), IP 주소 관리(IP address maintenance) 등을 지원

PLMN: 공중 육상 통신 망(Public Land Mobile Network)의 약어로서, 사업자의 네트워크 식별번호를 의미한다. UE의 로밍 상황에서 PLMN은 Home PLMN(HPLMN)과 Visited PLMN(VPLMN)으로 구분된다.

<UE로 전달되는 정책 정보>

차세대 이동통신 시스템에서는 PCF(Policy Control Function) 노드가 정책 정보(Policy Information)를 UE에게 전달할 수 있다. 상기 정책 정보는 하기와 같은 정보들을 포함할 수 있다.

1) 라우팅 선택 정책: 이 정보는 UE가 발신 트래픽(outgoing traffic)을 어떡해 라우팅해야 하는지를 결정하는데 사용될 수 있다. 트래픽은 기존에 수립된 PDU(Packet Data Unit) 세션 세션으로 라우팅될 수도 있고, 혹은 상기 기존 수립된 PDU 세션을 통하지 않고 비-3GPP 액세스으로 라우팅될 수도 있다. 혹은 상기 트래픽은 새로운 PDU 세션의 수립을 트리거링할 수 있다. 하기의 정책 정보들이 라우팅 선택을 위해서 사용될 수 있다.

- SSCMS (Session and Service Continuity Mode Selection): 이 정보는 UE가 자신의 애플리케이션과 SSC(Session and Service Continuity) 모드를 연계(associate)시키는데 사용될 수 있고, 그리고 트래픽이 라우팅되어야 할 PDU 세션을 결정하는 데에 사용될 수 있다. 또한 이 정보는 새로운 SSC 모드를 사용하여 새로운 PDU 세션을 언제 생성해야 하는지를 결정하는데 사용될 수 있다.

- NSS(Network Slice Selection): 이 정보는 UE가 자신의 애플리케이션을 SM-NSSAI와 연계시키는데 사용될 수 있고, 그리고 트래픽이 라우팅되어야 할 PDU 세션을 결정하는 데에 사용될 수 있다. 또한 이 정보는 새로운 SM-NSSAI를 사용하여 새로운 PDU 세션을 언제 생성해야 하는지를 결정하는데 사용될 수 있다.

- DNN(Data Network Name) 선택 정보: 이 정보는 UE가 자신의 애플리케이션을 하나 이상의 DNN과 연계시키는데 사용될 수 있고, 그리고 트래픽이 라우팅되어야 할 PDU 세션을 결정하는 데에 사용될 수 있다. 또한 이 정보는 새로운 DNN를 사용하여 새로운 PDU 세션을 언제 생성해야 하는지를 결정하는데 사용될 수 있다.

- 끊김있는 우회 정책(Non-seamless Offload Policy): 이 정보는 UE가 어느 트래픽을 비-3GPP 기반 액세스로 우회시켜야 하는지를 결정하는데 사용될 수 있다. 트래픽이 비-3GPP 기반 액세스로 우회되는 경우, 트래픽의 송수신은 일시적으로 끊김이 발생 될 수 있다.

- 엑세스 타입 선호 정보(Access type preference): 이 정보는 UE가 어느 엑세스를 통해 PDU 세션이 수립되어야 할지, 혹은 어느 트래픽을 3GPP 기반 액세스로 혹은 비-3GPP 기반 액세스로 라우팅해야 하는지를 결정하는데 사용될 수 있다.

2) 액세스 네트워크 탐지 및 선택 정책(Access network discovery & selection policy: 이하 ANDSP라고 함): 이 정보는 UE가 비-3GPP 기반 액세스(예컨대, WiFi 액세스)를 선택하는데 사용될 수 있다. 또한, 이 정보는 비-3GPP 기반 액세스을 탐지 및 선택하여UE가 사용을 결정하는 데에 사용될 수 있다.

상기 ANDSP는 여러 정책들을 하나의 정책, 예컨대 USRP(UE Route Selection Policy)로 그룹화할 수 있다. 상기 URSP는 우선순위에 따라 정렬된 URSP 규칙들의 리스트를 포함할 수 있다. 각각의 URSP 규칙은 아래와 같은 컴포넌트를 포함할 수 있다.

- 트래픽 필터: 이 필터를 활용하여 데이터 트래픽이 검사될 수 있다. 이 정보는 애플리케이션 식별자와 다른 정보를 포함할 수 있다. USRP의 트래픽 필터와 매칭되는 트래픽은 "매칭된 트래픽"으로 언급될 수 있다.

- 끊김있는 우회: 매칭된 트래픽이 비-3GPP로 우회되는 것이 금지되어야 하는지, 혹은 선호되는지 혹은 허용(즉, 선호되지는 않지만 허용됨)되어야 하는지를 나타낸다.

- 슬라이스 정보(Slice Info): 이 정보는 매칭 트래픽을 위해 필요한 S-NSSAI를 포함할 수 있다. 또한, 이 정보는 상기 매칭 트래픽이 여러 S-NSSAI들 중 하나를 지원하는 PDU 세션으로 전달될 경우, 우선 순위 순서로 정렬된 여러 S-NSSAI를 우선 순위 순서로 포함할 수 있다.

- 연속성 타입: 이는 SSC 모드에 대한 정보를 포함한다. 또한, 이 정보는 상기 매칭 트래픽이 여러 SSC 모드들 중 하나를 지원하는 PDU 세션으로 전달될 경우, 우선 순위 순서로 정렬된 여러 SSC 모드를 포함할 수 있다.

- DNN: 이 정보는 매칭 트래픽을 위해 필요한 DNN를 포함할 수 있다. 또한, 이 정보는 상기 매칭 트래픽이 여러 DNN들 중 하나를 지원하는 PDU 세션으로 전달될 경우, 우선 순위 순서로 정렬된 여러 DNN들을 포함할 수 있다.

- 액세스 타입: 매칭 트래픽을 위해서 UE가 PDU 세션을 수립해야 할 필요가 있을 경우, 이 정보는 PDU 세션이 수립되어야 할 액세스의 타입(예컨대, 3GPP 기반 액세스 또는 비-3GPP 기반 액세스)을 지시할 수 있다.

<다중 홈 UE를 위한 트래픽 라우팅>

차세대 UE는 복수의 네트워크 인터페이스를 가질 수 있다. 각 네트워크 인터페이스는 개별 IP 주소를 가질수 있다.

도 6은 복수의 네트워크 인터페이스를 갖는 UE의 프로토콜 스택을 예시적으로 나타난 예시도이다.

도 6을 참조하여 알 수 있는 바와 같이, 네트워크 인터페이스는 PDU 세션을 가질 수 있다. 이 경우, UE는 발신 트래픽(outbound traffic)을 어떡해 라우팅해야 하는지를 결정해야 한다.

그러나, 현재까지 이에 대해서 구체적인 방인이 제시되지 않은 문제점이 있었다.

<본 명세서의 개시들>

한편, 본 명세서의 개시에 따르면 차세대 이동통신 시스템에서는 UE가 전송하는 특정 트래픽에 대해서, 네트워크는 추가적인(즉, 2차) 인증(authentication/authorization) 절차를 수행할 수 있다. 예를 들어, UE가 차량 탑재 장치로서 V2V(Vehicle to Vehicle) 혹은 V2X(Vehicle to everything) 트래픽을 전송하는 경우, 네트워크는 추가적인 인증을 수행할 수 있다.

도 7은 본 명세서의 개시에 따라 특정 트래픽이 검출되는 경우 추가 인증을 수행하는 예를 나타낸다.

도 7을 참조하여 알 수 있는 바와 같이, UE가 PDU 세션#1을 수립한 상태에서, 상기 PDU 세션#1을 통해 특정 트래픽을 전송한다.

그러면, UPF(User Plane Function)는 상기 트래픽을 검출한 후, 해당 트래픽을 분석한다. 상기 그리고 상기 특정 트래픽의 검출에 대해서 SMF 노드에게 통지를 수행한다. 상기 통지는 추가 인증의 요청을 나타내는 정보를 포함할 수 있다.

그러면, 상기 SMF 노드는 상기 UE의 가입자 정보를 확인한 후, 추가적으로 인증절차를 수행한다.

그리고, 상기 SMF 노드는 상기 UPF 노드에게 응답 메시지를 전송한다. 만약, 상기 UE의 추가적 인증이 실패할 경우, 상기 응답 메시지는 추가 인증 실패에 대한 정보를 포함할 수 있다.

이와 같이, 특정 트래픽의 전송에 대해 요구되는 추가 인증이 실패할 경우, 네트워크의 자원이 불필요하게 낭비될 수 있다. 또한, 이러한 문제점을 알아낸 악의적 사용자는 추가 인증이 요구되는 트래픽을 과도하게 전송함으로써, 네트워크 과부하를 야기시킬 수 있다.

따라서, 본 명세서의 제1 개시는 복수의 네트워크 인터페이스를 가진 UE가 발신 트래픽(outbound 트래픽)을 어떠한 인터페이스를 통해 전송해야 하는지를 효과적으로 결정할 수 있게 하는 방안을 제시하는 것을 목적으로 한다. 특히, 본 명세서의 개시는 SSC 모드, 슬라이스 정보, 등을 고려할 수 있는 효과적인 방안을 제시한다.

본 명세서의 제2 개시는 악의적 사용자가 추가 인증이 요구되는 트래픽을 과도하게 전송하지 못하도록 하는 방안을 제시하는 것을 목적으로 한다.

이하 설명되는 개시들 혹은 실시예들은 각기 단독으로 구현될 수도 있지만, 복수개가 서로 조합되어 구현될 수 있다.

I. 본 명세서의 제1 개시

도 8은 본 명세서의 제1 개시를 개념적으로 나타낸 예시도이다.

도 8을 참조하여 알 수 있는 바와 같이, 애플리케이션 계층으로부터 트래픽을 수신하면, IP 라우팅 계층은 라우팅 규칙에 따라 규칙의 적용 여부를 결정한다. 그리고, IP 라우팅 계층은 각 라우팅 규칙에 따라 이미 매핑 관계가 존재하는 네트워크 인터페이스로 상기 트래픽을 전달한다. 한편, 상기 라우팅 규칙에 따라 새롭게 만들어야 하는 PDU 세션 혹은 트래픽 플로우가 있는 경우, 상기 IP 라우팅 계층은 해당 네트워크 인터페이스로의 새로운 매핑 관계를 생성하고, 해당 버퍼를 설정한 다음, 트래픽을 전송한다.

각각의 라우팅 규칙에 포함되는 정책 및 컴포넌트는 다음과 같다.

A. 동일한 DNN으로 향하는 다중 PDU 세션을 위한 USRP

개별 PDU 정책: 이 정책은 UE가 동일한 DNN으로 향하는 각 PDU 세션을 언제 요청해야 하는지를 결정하는 데에 사용된다. 또한, 이 정책은 서로 다른 액세스 타입을 이용하여 동일한 DNN으로 향하는 PDU 세션을 언제 요청해야 하는지를 결정하는 데에도 사용될 수 있다. 이 정책은 아래와 같이 "개별 PDU"라는 이름의 컴포넌트로 추가될 수 있다.

개별 PDU : 이는 매칭 트래픽을 위해 동일한 DDN으로 향하는 개별 PDU 세션이 수립되어야 하는지(shall), 혹은 개별 PDU 세션의 수립이 허락되지 않는지(not permitted)를 나타낸다.

트래픽 필터: App=App1, App2개별 PDU: shallSlice Info: S-NSSAI-aDNNs: 인터넷액세스 타입: 3GPP 액세스

This URSP rule associates the traffic of applications "App1" and "App2" with S-NSSAI-a.It enforces the following routing policy:The traffic of application App1 and the traffic of application App2 should be transferred on each PDU session supporting S-NSSAI-a. If the PDU session for each traffic filter is not established, the UE shall attempt to establish each PDU session (i.e. one for App1, and another for App2) over Access Type= 3GPP access.

B. 다중 홈 PDU 세션을 위한 USRP

다중-홈 PDU 정책: 이 정책은 UE가 자신의 애플리케이션들을 기존 PDU 세션과 연계(associate)시키기 위해서 사용될 수 있다. 또한, 이 정책은 UE가 PDU 세션을 위해서 할당된 여러 IP 주소들 중에서 특정 트래픽을 위해서 사용되어야 할 IP 주소를 결정하는 데에 사용될 수 있다. 이 정책은 아래와 같이 "다중-홈"이라는 이름의 컴포넌트로 추가될 수 있다.

다중-홈: 이는 매칭 트래픽이 다중-홈 PDU 세션으로 수립되어야 하는지를 나타낸다. 또한, 이는 연계된 트래픽의 트래픽 필터를 지시할 수 있다.

트래픽 필터: App= App1다중-홈: YES, Traffic filter (App=App2)슬라이스 정보: S-NSSAI-aDNNs: 인터넷액세스 타입: 3GPP access연속성 타입: SSC Mode 1

This URSP rule associates the traffic of applications "App1" with S-NSSAI-a, SSC Mode 1 and the "internet" DNN. In addition, it associated the traffic of applications "App2" for a multi-homed PDU session.It enforces the following routing policy:The traffic of application "App1" should be transferred on a multi-homed PDU session supporting S-NSSAI-a, SSC Mode 1 and DNN=internet using the first IP address of this PDU session. The traffic of application "App2" should be transferred on a multi-homed PDU session supporting S-NSSAI-a, SSC Mode 1 and DNN=internet using the second IP address of this PDU session. If the first prefix traffic of this PDU session is not established, the UE shall attempt to establish the PDU session over Access Type=3GPP access.

한편, 아래와 같이 컴포넌트들 간에 우선 순위가 정해질 수 있다.

각 URSP 규칙은 트래픽 필터와 그리고 우선 순위에 따라 정렬된 복수의 컴포넌트를 포함할 수 있다.

트래픽 필터: App=DummyApp직접 우회: Permitted (WLAN SSID-a)연속성 타입: SSC Mode 3

This URSP rule associates the traffic of application "DummyApp" with SSC Mode 3.It enforces the following routing policy:The traffic of application "DummyApp" should be transferred on a PDU session supporting SSC Mode 3. If this PDU session is not established, the traffic can be directly offloaded if the UE is connected to WLAN with SSID-a. If the direct offloaded is not possible, the UE shall attempt to establish the PDU session over any access type.

트래픽 필터: App=DummyApp연속성 타입: SSC Mode 3직접 우회: Permitted (WLAN SSID-a)

This URSP rule associates the traffic of application "DummyApp" with SSC Mode 3.It enforces the following routing policy:The traffic of application "DummyApp" should be transferred on a PDU session supporting SSC Mode 3. If this PDU session is not established, the UE shall attempt to establish the PDU session over any access type. If the PDU session cannot be established, the traffic can be directly offloaded if the UE is connected to WLAN with SSID-a.

한편, UE로 전달되는 정책 정보 중 라우팅 선택 정책은 전술한 바와 같은 SSCMSP, NSSP, DNN 선택 정책, 끊김있는 우회 정책에 더하여, 본 명세서의 개시에 따라 새롭게 제시되는 개별 PDU 정책, 다중-홈 PDU 정책을 추가적으로 포함할 수 있다.

마찬가지로, UE로 전달되는 정책 정보 중 상기 ANDSF는 전술한 바와 같은 트래픽 필터, 끊김없는 우회, 슬라이스 정보, 연속성 타입, DNN, 액세스 타입에 더하여, 본 명세서의 개시에 따라 새롭게 제시되는 개별 PDU 정책, 다중-홈 PDU 정책을 추가적으로 포함할 수 있다.

II. 본 명세서의 제2 개시

앞서 언급했던 바와 같이, 본 명세서의 제2 개시는 악의적 사용자가 추가 인증이 요구되는 트래픽을 과도하게 전송하지 못하도록 하기 위한 방안들을 제시한다.

도 9는 본 명세서의 제2 개시의 제1 방안에 따른 신호 흐름도이다.

제2 개시의 제1 방안에 따르면, SMF 노드는 추가적인 인증이 실패할 경우, UPF 노드에게 트래픽의 삭제를 요청하고, UE에게는 추가적 인증의 요청을 포함하는 PDU 세션 수립의 트리거 메시지를 전송할 수 있다. 구체적으로 도 9를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

1-2) UE는 PDU 세션#1을 수립한 상태에서, 상기 PDU 세션#1을 통해 특정 트래픽을 전송한다.

3-6) 그러면, UPF 노드는 상기 트래픽을 검출한 후, 해당 트래픽이 추가 인증이 요구되는 트래픽인지 여부를 분석한다. 보다 구체적으로, 상기 UPF 노드는 미리 설정된 정보 혹은 PCF/SMF 노드로부터 제공받은 정책 정보에 기초하여, 해당 트래픽이 추가 인증이 요구되는 트래픽인지 여부를 분석한다. 그리고 상기 UPF 노드는 상기 특정 트래픽의 검출에 대해서 SMF 노드에게 통지를 수행한다. 상기 통지는 추가 인증의 요청을 나타내는 정보를 포함할 수 있다. 그러면, 상기 SMF 노드는 상기 UE의 가입자 정보를 확인한 후, 추가적으로 인증절차를 수행한다. 상기 추가적 인증이 실패할 경우, 상기 SMF 노드는 상기 UPF 노드에게 해당 트래픽의 폐기를 지시할 수 있다.

대안적으로, 상기 UPF 노드는 상기 추가 인증이 요구되는 트래픽을 검출하자 마자, 해당 트래픽을 즉시 폐기할 수 있다.

혹은 상기 UPF 노드는 트래픽을 검출하면, 해당 트래픽의 타입에 대한 정보를 포함하는 통지를 SMF 노드에게 전달할 수 있다. 상기 SMF 노드는 상기 통지에 포함된 트래픽 타입에 대한 정보에 기초하여, 추가 인증이 요구되는지를 결정할 수 있다. 만약 추가 인증이 요구되는 경우, 추가 인증을 수행한 후, 해당 수행 결과에 따라 해당 트래픽의 폐기 지시 혹은 버퍼링 지시를 상기 UPF 노드에게 전송할 수 있다.

5) SMF 노드는 가입자 정보 및 추가 인증에 대한 완료 기록 등을 확인하여, UE에게 새로운 PDU 세션의 수립을 요구할지 결정한다.

7) SMF 노드는 UE에게 새로운 PDU 세션이 수립을 트리거링하기 위한 메시지를 전송하도록 AMF(Access and Mobility Management Function) 노드에게 요청한다.

8) 상기 AMF 노드는 UE에게 새로운 PDU 세션의 수립을 트리거하기 위한 메시지를 전송한다. 상기 메시지는 특정 트래픽에 대해서는 추가 인증(authentication/authorization) 절차가 필요하다는 정보를 포함할 수 있다.

9) UE는 해당 트래픽을 PDU 세션#1을 통해 전송하는 것을 중단한다. 또한 상기 UE는 해당 트래픽의 전송과 관련된 라우팅 규칙을 갱신한다. 즉, 특정 트래픽은 새로운 PDU 세션#2을 통해 전송되도록, 라우팅 규칙을 갱신한다.

10) UE는 새로운 PDU 세션#2를 수립하기 위해, 수립 요청 메시지를 SMF 노드로 전송한다. 상기 PDU 세션 수립 요청 메시지는 추가 인증을 위해 필요한 정보를 포함할 수 있다.

11-13) 상기 SMF 노드는 추가 인증 절차를 수행한다. 상기 추가 인증 절차가 성공되면, 상기 SMF 노드 및 UPF 노드는 인증 절차의 성공에 대한 정보를 기록한다. 그리고, 상기 SMF 노드는 PDU 세션#2의 수립을 수락함을 알리는 메시지를 UE로 전송한다.

14) 그러면, 상기 UE는 특정 트래픽을 상기 설정된 PDU 세션#2을 통해 전송한다.

도 10은 본 명세서의 제2 개시의 제1 방안에 따른 신호 흐름도이다.

제2 개시의 제2 방안에 따르면, 데이터 네트워크(DN) 혹은 애플리케이션 기능(AF) 노드가 트래픽을 검출하면, PCF 노드에게 통지하고, PCF 노드는 SMF 노드에게 통지를 전달함으로써, 추가 인증 절차가 수행되도록 한다. 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

3-6) 그러면, 데이터 네트워크(DN) 혹은 애플리케이션 기능(AF) 노드는 상기 트래픽을 검출한 후, 해당 트래픽이 추가 인증이 요구되는 트래픽인지 여부를 분석한다. 보다 구체적으로, 데이터 네트워크(DN) 혹은 애플리케이션 기능(AF) 노드는 미리 설정된 정보 혹은 PCF 노드로부터 제공받은 정책 정보에 기초하여, 해당 트래픽이 추가 인증이 요구되는 트래픽인지 여부를 분석한다. 그리고, 상기 특정 트래픽의 검출에 대한 통지 메시지를 PCF 노드에게 직접 전송하거나 혹은 NEF(Network Exposure Function)를 통해 PCF 노드에게 전송한다. 상기 통지는 추가 인증의 요청을 나타내는 정보를 포함할 수 있다. 상기 PCF 노드는 상기 통지를 상기 SMF 노드로 전달한다. 그리고 상기 PCF 노드는 상기 통지에 대한 응답 메시지를 상기 데이터 네트워크(DN) 혹은 애플리케이션 기능(AF) 노드로 전송한다.

6-7) 상기 SMF 노드는 상기 PCF 노드에게 응답 메시지를 전송한다. 그리고, 상기 SMF 노드는 상기 UE의 가입자 정보를 확인한 후, 추가 인증 절차를 위해 새로운 PDU 세션의 수립이 요구되는지를 판단한다.

8) 상기 SMF 노드는 사용자 평면(UP)의 설정을 위해 UPF 노드와 인터렉션을 수행한다. 이때, 특정 트래픽에 대한 추가 인증 절차를 위해 새로운 PDU 세션의 수립이 아직 완료되지 않은 상태이므로, 상기 SMF 노드는 상기 UPF 노드에게 해당 트래픽의 폐기를 지시할 수 있다.

9) SMF 노드는 UE에게 새로운 PDU 세션이 수립을 트리거링하기 위한 메시지를 전송하도록 AMF 노드에게 요청한다. 상기 AMF 노드는 UE에게 새로운 PDU 세션의 수립을 트리거하기 위한 메시지를 전송한다. 상기 메시지는 특정 트래픽에 대해서는 추가 인증(authentication/authorization) 절차가 필요하다는 정보를 포함할 수 있다.

10) UE는 해당 트래픽을 PDU 세션#1을 통해 전송하는 것을 중단한다. 또한 상기 UE는 해당 트래픽의 전송과 관련된 라우팅 규칙을 갱신한다. 즉, 특정 트래픽은 새로운 PDU 세션#2을 통해 전송되도록, 라우팅 규칙을 갱신한다.

11) UE는 새로운 PDU 세션#2를 수립하기 위해, 수립 요청 메시지를 SMF 노드로 전송한다. 상기 PDU 세션 수립 요청 메시지는 추가 인증을 위해 필요한 정보를 포함할 수 있다.

12-14) 상기 SMF 노드는 추가 인증을 위해 필요한 정보를 전달하고, 인증(authentication/authorization) 절차를 수행한다. 상기 추가 인증 절차가 성공되면, 상기 SMF 노드는 인증 절차의 성공에 대한 정보를 기록한다. 그리고, 상기 SMF 노드는 PDU 세션#2의 수립을 수락함을 알리는 메시지를 UE로 전송한다.

14-15) 그러면, 상기 UE는 특정 트래픽을 상기 설정된 PDU 세션#2을 통해 전송한다.

도 11은 본 명세서의 제2 개시의 제3 방안에 따른 신호 흐름도이다.

제2 개시의 제3 방안에 따르면, 데이터 네트워크(DN) 혹은 애플리케이션 기능(AF) 노드가 트래픽을 검출하면, NEF(Network Exposure Function) 노드에게 트리거 요청을 전송한다. 상기 트리거 요청은 상기 UE의 애플리케이션이 트래픽 전송을 중단하도록 하고, 아울러 추가 인증을 위한 새로운 PDU 세션의 생성을 요청하도록 한다.

3) 그러면, 데이터 네트워크(DN) 혹은 애플리케이션 기능(AF) 노드는 상기 트래픽을 검출한 후, 해당 트래픽이 추가 인증이 요구되는 트래픽인지 여부를 분석한다. 보다 구체적으로, 데이터 네트워크(DN) 혹은 애플리케이션 기능(AF) 노드는 미리 설정된 정보 혹은 PCF 노드로부터 제공받은 정책 정보에 기초하여, 해당 트래픽이 추가 인증이 요구되는 트래픽인지 여부를 분석한다.

4) 상기 데이터 네트워크(DN) 혹은 애플리케이션 기능(AF) 노드는 상기 추가 인증이 요구되는 경우, 애플리케이션 트리거 요청 메시지를 NEF 노드로 전송한다. 상기 트리거 요청 메시지는 상기 트래픽에 대해 상기 추가 인증이 요구됨을 나타내는 정보를 함축적/직접적으로 포할 수 있다.

5) 상기 NEF 노드는 가입자 정보를 확인한다. 이를 위해, NEF 노드는 UDM과의 인터렉션을 수행한다.

6) 상기 NEF 노드는 AMF 노드로 애플리케이션 트리거 요청 메시지를 전송한다. 이때, 상기 메시지는 상기 트래픽에 대해 상기 추가 인증이 요구됨을 나타내는 정보를 함축적/직접적으로 포할 수 있다.

7) 상기 AMF 노드는 UE로 애플리케이션 트리거 요청 메시지를 전송한다. 이때, 상기 메시지는 상기 트래픽에 대해 상기 추가 인증이 요구됨을 나타내는 정보를 함축적/직접적으로 포할 수 있다.

8) UE는 해당 트래픽을 PDU 세션#1을 통해 전송하는 것을 중단한다. 또한 상기 UE는 해당 트래픽의 전송과 관련된 라우팅 규칙을 갱신한다. 즉, 특정 트래픽은 새로운 PDU 세션#2을 통해 전송되도록, 라우팅 규칙을 갱신한다.

9-11) 상기 UE는 애플리케이션 트리거 응답 메시지를 AMF 노드 및 NEF 노드를 경유하여 상기 데이터 네트워크(DN) 혹은 애플리케이션 기능(AF) 노드로 전달된다.

12) 상기 UE는 새로운 PDU 세션#2를 수립하기 위해, 수립 요청 메시지를 SMF 노드로 전송한다. 상기 PDU 세션 수립 요청 메시지는 추가 인증을 위해 필요한 정보를 포함할 수 있다.

13-14) 상기 SMF 노드는 추가 인증을 위해 필요한 정보를 전달하고, 인증(authentication/authorization) 절차를 수행한다. 상기 추가 인증 절차가 성공되면, 상기 SMF 노드는 인증 절차의 성공에 대한 정보를 기록한다. 그리고, 상기 SMF 노드는 PDU 세션#2의 수립을 수락함을 알리는 메시지를 UE로 전송한다.

15) 그러면, 상기 UE는 특정 트래픽을 상기 설정된 PDU 세션#2을 통해 전송한다.

지금까지 설명한 내용들은 하드웨어로 구현될 수 있다. 이에 대해서 도면을 참조하여 설명하기로 한다.

도 12는 본 발명의 실시예에 따른 UE 및 네트워크 노드의 구성 블록도이다.

도 12에 도시된 바와 같이 상기 UE (100)는 저장 수단(101)와 컨트롤러(102)와 송수신부(103)를 포함한다. 그리고 상기 네트워크 노드는 AMF, SMF, NEF, 및 AF 중 어느 하나일 수 있다. 상기 네트워크 노드는 저장 수단(511)와 컨트롤러(512)와 송수신부(513)를 포함한다.

상기 저장 수단들은 전술한 방법을 저장한다.

상기 컨트롤러들은 상기 저장 수단들 및 상기 송수신부들을 제어한다. 구체적으로 상기 컨트롤러들은 상기 저장 수단들에 저장된 상기 방법들을 각기 실행한다. 그리고 상기 컨트롤러들은 상기 송수신부들을 통해 상기 전술한 신호들을 전송한다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명하였으나, 본 발명의 범위는 이와 같은 특정 실시예에만 한정되는 것은 아니므로, 본 발명은 본 발명의 사상 및 특허청구범위에 기재된 범주 내에서 다양한 형태로 수정, 변경, 또는 개선될 수 있다.

Claims

세션 관리 기능(Session Management Function: SMF) 노드에 의해 수행되는 세션 관리 방법으로서,

무선 기기의 특정 트래픽의 검출에 대한 통지를 수신하는 경우 그리고 상기 특정 트래픽에 대해 추가 인증이 요구되는 경우, 사용자 평면 기능(User Plane Function: UPF) 노드에게 상기 트래픽의 버퍼링을 폐기하라는 요청 메시지를 전송하는 단계와;

새로운 PDU(Packet Data Unit) 세션의 수립을 상기 무선 기기에게 트리거하기 위한 메시지를 액세스 및 이동 관리 기능(Access and Mobility Management Function: AMF) 노드로 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 세션 관리 방법.
제1항에 있어서, 상기 통지는

상기 특정 트래픽에 대해 추가 인증이 요구됨을 나타내는 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 세션 관리 방법.
제1항에 있어서,

상기 무선 기기의 특정 트래픽의 검출에 대한 통지를 수신하는 경우 상기 특정 트래픽에 대해 추가 인증이 요구되는 경우, 가입자 정보를 확인하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 세션 관리 방법.
제1항에 있어서,

상기 무선 기기의 특정 트래픽의 검출에 대한 통지를 수신하는 경우 가입자 정보에 기초하여 상기 특정 트래픽에 대해 추가 인증이 요구되는지를 판단하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 세션 관리 방법.
제1항에 있어서,

상기 무선 기기로부터 새로운 PDU 세션의 수립 요청 메시지를 수신하는 단계와;

상기 수신에 응답하여 추가 인증 절차를 수행하는 단계와;

상기 추가 인증이 완료되면, 성공 여부에 대한 정보를 기록하는 단계와; 그리고

상기 무선 기기로 PDU 세션의 수립 수락 메시지를 전송하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 세션 관리 방법.
제1항에 있어서,

가입자 정보 및 이전 추가 인증의 성공 여부에 대한 정보를 확인하는 단계와; 그리고

상기 가입자 정보 및 상기 이전 추가 인증의 성공 여부에 대한 정보에 기초하여, 상기 새로운 PDU 세션의 수립을 상기 무선 기기에게 트리거시킬지 여부를 결정하는 단계를 더 포함하는 세션 관리 방법.
세션 관리 기능(Session Management Function: SMF) 노드로서,

송수신부와;

상기 송수신부를 제어하는 프로세서를 포함하고,

무선 기기의 특정 트래픽의 검출에 대한 통지를 수신하는 경우 그리고 상기 특정 트래픽에 대해 추가 인증이 요구되는 경우, 상기 프로세서는 상기 트래픽의 버퍼링을 폐기하라는 요청 메시지를 사용자 평면 기능(User Plane Function: UPF) 노드로 전송하도록 상기 송수신부를 제어하고,

상기 프로세서는 새로운 PDU(Packet Data Unit) 세션의 수립을 상기 무선 기기에게 트리거하기 위한 메시지를 액세스 및 이동 관리 기능(Access and Mobility Management Function: AMF) 노드로 전송하도록 상기 송수신부를 제어하는 것을 특징으로 하는 SMF 노드.
제7항에 있어서, 상기 통지는

상기 특정 트래픽에 대해 추가 인증이 요구됨을 나타내는 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 SMF 노드.
제7항에 있어서, 상기 프로세서는

상기 무선 기기의 특정 트래픽의 검출에 대한 통지를 수신하는 경우 상기 특정 트래픽에 대해 추가 인증이 요구되는 경우, 가입자 정보를 확인하는 것을 특징으로 하는 SMF 노드.
제7항에 있어서, 상기 프로세서는

상기 무선 기기의 특정 트래픽의 검출에 대한 통지를 수신하는 경우 가입자 정보에 기초하여 상기 특정 트래픽에 대해 추가 인증이 요구되는지를 판단하는 것을 특징으로 하는 SMF 노드.
제7항에 있어서, 상기 프로세서는

가입자 정보 및 이전 추가 인증의 성공 여부에 대한 정보를 확인하고; 그리고

상기 가입자 정보 및 상기 이전 추가 인증의 성공 여부에 대한 정보에 기초하여, 상기 새로운 PDU 세션의 수립을 상기 무선 기기에게 트리거시킬지 여부를 결정하는 것을 특징으로 하는 SMF 노드.