WO2019172629A1 - 무선 통신 시스템에서 무선 접속 기술을 스위칭하기 위한 장치 및 방법 - Google Patents

무선 통신 시스템에서 무선 접속 기술을 스위칭하기 위한 장치 및 방법 Download PDF

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WO2019172629A1
WO2019172629A1 PCT/KR2019/002563 KR2019002563W WO2019172629A1 WO 2019172629 A1 WO2019172629 A1 WO 2019172629A1 KR 2019002563 W KR2019002563 W KR 2019002563W WO 2019172629 A1 WO2019172629 A1 WO 2019172629A1
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WO
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rat
terminal
service
switching
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PCT/KR2019/002563
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고영성
황재현
이준서
정문영
한규호
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삼성전자 주식회사
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    • H04W88/00—Devices specially adapted for wireless communication networks, e.g. terminals, base stations or access point devices
    • H04W88/18—Service support devices; Network management devices

Definitions

  • the present disclosure generally relates to a wireless communication system, and more particularly, to an apparatus and method for switching radio access technology (RAT) in a wireless communication system.
  • RAT radio access technology
  • a 5G communication system or a pre-5G communication system is called a Beyond 4G Network communication system or a Long Term Evolution (LTE) system (Post LTE) system.
  • LTE Long Term Evolution
  • 5G communication systems are being considered for implementation in the ultra-high frequency (mmWave) band (eg, such as the 60 Gigabit (60 GHz) band).
  • mmWave ultra-high frequency
  • 60 GHz 60 Gigabit
  • beamforming, massive array multiple input / output (Full-Dimensional MIMO, FD-MIMO) in 5G communication systems Array antenna, analog beam-forming, and large scale antenna techniques are discussed.
  • 5G communication system has evolved small cells, advanced small cells, cloud radio access network (cloud RAN), ultra-dense network (ultra-dense network) , Device to device communication (D2D), wireless backhaul, moving network, cooperative communication, coordinated multi-points (CoMP), and interference cancellation
  • cloud RAN cloud radio access network
  • ultra-dense network ultra-dense network
  • D2D Device to device communication
  • wireless backhaul moving network
  • cooperative communication coordinated multi-points (CoMP), and interference cancellation
  • FQAM Hybrid Frequency Shift Keying and Quadrature Amplitude Modulation
  • SWSC sliding window superposition coding
  • ACM Advanced Coding Modulation
  • FBMC Filter Bank Multi Carrier
  • NOMA Non Orthogonal Multiple Access
  • SCMA Spar Code Multiple Access
  • the introduction of a new system causes the retirement of an existing system.
  • the transition of the system requires a transition. Therefore, in the process of introducing 5G system, it is expected that 4G system and 5G system such as LTE / LTE-A coexist for a certain time.
  • the terminal selectively uses the appropriate radio access technology (RAT) among the 4G system and the 5G system, a more effective service can be provided.
  • RAT radio access technology
  • the present disclosure provides an apparatus and method for providing an effective service using different radio access technologies (RATs) in a wireless communication system.
  • RATs radio access technologies
  • the present disclosure also provides an apparatus and method for performing efficient switching between different RATs in a wireless communication system.
  • the present disclosure also provides an apparatus and method for supporting switching of core-initiated RATs in a wireless communication system.
  • the present disclosure also provides an apparatus and method for supporting switching of a UE-initiated RAT in a wireless communication system.
  • a method of operating a server managing a session in a wireless communication system may include receiving information related to determining of switching of a radio access technology (RAT) and transmitting the information to a terminal based on the information. Determining whether to switch the RAT for providing the service from the first RAT to the second RAT; and an object for processing a user plan with a message instructing to switch the data path of the terminal from the first RAT to the second RAT. It may include transmitting to.
  • RAT radio access technology
  • a method of operating a terminal in a wireless communication system includes a process of determining to switch a RAT for a service provided through a first RAT to a second RAT, and a request for the switching. And transmitting at least one of a plurality of fields included in a header to a predefined value, or at least a portion of a payload in a predefined bit pattern. Can be created by inserting
  • a server device for managing a session in a wireless communication system includes a transceiver for transmitting and receiving a signal, and at least one processor connected to the transceiver, wherein the at least one processor is Receiving information related to the determination of the switching of the RAT, and determining to switch the RAT for providing the service to the terminal from the first RAT to the second RAT based on the information, and switching the data path of the terminal to the first
  • the RAT may be controlled to transmit a message indicating to switch from the RAT to the second RAT to the object processing the user plan.
  • a terminal device in a wireless communication system includes a transceiver for transmitting and receiving a signal, and at least one processor connected to the transceiver, wherein the at least one processor includes: a first RAT Determine to switch the RAT for the service provided through the second RAT, and control to transmit a packet including the request for switching, wherein the packet includes at least one of a plurality of fields included in a header; It can be generated by setting to a predefined value or inserting a predefined bit pattern in at least a portion of the payload.
  • Apparatus and method according to various embodiments of the present disclosure by supporting switching between different radio access technologies (RAT), it is possible to efficiently provide a service in an environment that can access a plurality of RATs.
  • RAT radio access technologies
  • FIG. 1 illustrates a wireless communication system according to various embodiments of the present disclosure.
  • FIG. 2 illustrates a structure for interworking between radio access technologies (RATs) in a wireless communication system according to various embodiments of the present disclosure.
  • RATs radio access technologies
  • FIG. 3 illustrates a configuration of a terminal in a wireless communication system according to various embodiments of the present disclosure.
  • FIG. 4 illustrates a configuration of a server managing a session in a wireless communication system according to various embodiments of the present disclosure.
  • FIG 5 illustrates a configuration of a server managing a user plane (UP) in a wireless communication system according to various embodiments of the present disclosure.
  • UP user plane
  • FIG. 6 is a flowchart illustrating an operation of a server managing a session in a wireless communication system according to various embodiments of the present disclosure.
  • FIG. 7 is a flowchart illustrating switching based on radio link information of a server managing a session in a wireless communication system according to various embodiments of the present disclosure.
  • FIG. 8 is a flowchart illustrating switching based on a policy of a server managing a session in a wireless communication system according to various embodiments of the present disclosure.
  • FIG. 9 is a flowchart illustrating switching based on a connection state of a server managing a session in a wireless communication system according to various embodiments of the present disclosure.
  • FIG. 10 is a flowchart illustrating an operation of a terminal in a wireless communication system according to various embodiments of the present disclosure.
  • FIG. 11 is a flowchart illustrating an operation of a server managing a user plan in a wireless communication system according to various embodiments of the present disclosure.
  • 12A to 12C illustrate specific examples of a RAT switching procedure in a wireless communication system according to various embodiments of the present disclosure.
  • FIG. 13 illustrates a signal exchange diagram for RAT switching in a wireless communication system according to various embodiments of the present disclosure.
  • the present disclosure relates to an apparatus and a method for supporting switching between different radio access technologies (RATs) in a wireless communication system. Specifically, the present disclosure describes a technique for performing core-initiated RAT switching or UE-initiated RAT switching in a wireless communication system.
  • RATs radio access technologies
  • the term refers to a signal, a term referring to a channel, a term referring to a unit of logical resource, a term referring to control information, a term referring to network entities, and a component of an apparatus.
  • the term and the like are illustrated for convenience of description. Thus, the present disclosure is not limited to the terms described below, and other terms having equivalent technical meanings may be used.
  • the present disclosure describes various embodiments using terms used in some communication standards (eg, 3rd Generation Partnership Project (3GPP)), but this is only an example for description. Various embodiments of the present disclosure may be easily modified and applied to other communication systems.
  • 3GPP 3rd Generation Partnership Project
  • 1 illustrates a wireless communication system according to various embodiments of the present disclosure.
  • 1 illustrates a terminal 110, a base station 120-1, and a base station 120-2 as nodes of a node using a wireless channel in a wireless communication system.
  • the terminal 110 is a device used by a user and performs communication with a base station 120-1 and a base station 120-2 through a wireless channel. In some cases, at least one of the terminals 110 may be operated without user's involvement. That is, at least one of the terminals 110 is a device for performing machine type communication (MTC) and may not be carried by a user.
  • the terminal 110 is a terminal other than a user equipment (UE), a mobile station, a subscriber station, a remote terminal, and a wireless terminal. terminal ', or' user device 'or other terms having equivalent technical meanings.
  • the base station 120-1 and the base station 120-2 are network infrastructures providing wireless access to the terminal 110. Each of the base stations 120-1 and 120-2 has coverage defined by a certain geographical area based on the distance over which the signal can be transmitted. Each of the base stations 120-1 and 120-2 is an 'access point (AP)', 'wireless point', 'transmission / reception point (TRP)' in addition to the base station, or It may be referred to as other terms having equivalent technical meanings.
  • the base station 120-1 operates according to the standards of a 4G generation (4G generation) system (eg, long term evolution (LTE), LTE-A (LTE-advanced), and is referred to as an 'eNodeB' (eNodeB). Can be.
  • the base station 120-2 operates according to the specification of a 5th generation (5G) system and may be referred to as a 'next generation node B' (gNB) or a '5th generation node'.
  • 5G 5th generation
  • the terminal 110, the base station 120-1, and the base station 120-2 may transmit and receive a radio signal in a millimeter wave band (eg, 28 GHz, 30 GHz, 38 GHz, 60 GHz).
  • the base station 120-1, the base station 120-2, and the terminal 110 may perform beamforming.
  • the beamforming may include transmit beamforming and receive beamforming. That is, the base station 120-1, the base station 120-2, and the terminal 110 may give directivity to a transmission signal or a reception signal.
  • the base station 120-1, the base station 120-2, and the terminal 110 may select the serving beams 112, 113, 121, and 131 through a beam search or beam management procedure. After the serving beams 112, 113, 121, and 131 are selected, subsequent communication may be performed through a resource in a quasi co-located (QCL) relationship with the resource that transmitted the serving beams 112, 113, 121, and 131.
  • QCL quasi co-located
  • the first antenna port and the second antenna port are said to be in a QCL relationship.
  • a wide range of characteristics include delay spread, Doppler spread, Doppler shift, average gain, average delay, and spatial receiver parameters. It may include at least one of.
  • the 4G core 130-1 is the core network for 4G systems
  • 5G core 130-2 is the core network for 5G systems.
  • the 4G core 130-1 provides functions for communication between terminals connected to the 4G system and an external network (eg, an internet protocol (IP) network).
  • the 5G core 130-2 provides functions for communication between terminals connected to the 5G system and an external network (eg, an IP network).
  • IP internet protocol
  • Each of the 4G core 130-1 and the 5G core 130-2 may include a plurality of objects, and names and functions of the objects may be variously defined according to the requirements and designs of each system. According to various embodiments of the present disclosure, the 4G core 130-1 and the 5G core 130-2 may have an interworking structure.
  • the terminal 110 may perform RAT switching between the 4G system and the 5G system.
  • RAT switching is an operation of changing a serving node from an access node (eg, a base station) supporting a first RAT to an access node supporting a second RAT, and includes 'link switching', 'link technology switching', and 'path switching'. Or other terms with equivalent meanings.
  • 5G systems are expected to use broadband resources in the high frequency band. Accordingly, it is expected that the service can be provided at a high transmission rate, but the initial 5G system may have the following instability.
  • a technique such as beamforming is applied for high-speed data transmission, if a line-of-sight (LOS) is not guaranteed between a base station and a terminal and a non-LOS (NLOS) environment is established, performance may be temporarily degraded or There is a possibility that a radio link failure (RLF) that causes a broken link occurs. For example, when the direction of the terminal is suddenly changed or when an obstacle such as a truck passes between the terminal and the base station, an RLF may occur.
  • RLF radio link failure
  • the cell coverage of the 5G system is small or before the national network is installed, there may be many 5G shaded areas.
  • the interworking structure between 4G and 5G under discussion is basically a non-standalone (NSA) form, which is a structure in which 5G connection cannot be made independently and depends on existing 4G infrastructure.
  • SA standalone
  • 4G and 5G interworking structure is also discussed, which defines an anchor for interworking in the core, and the way to link the 4G system and 5G system at the core level.
  • the terminal transmits a separate attach request to each of the 4G system and the 5G system, thereby performing dual registration, and selectively using one system according to the situation, or The systems can be used together.
  • 3GPP a standard organization
  • UP user plane
  • UP traffic steering and switching
  • LTE / new radio dual radio
  • the problem of choosing which RAT to use at any point in time should be solved. Criteria for selection may be defined based on the user's preferences, rates, policies, etc. for a particular RAT. As another major criterion, the channel state of the radio link can be considered. If the channel state of the wireless link of the current terminal is very poor and it is difficult to provide a desired level of quality of service (QoS), it is preferable to switch to another replaceable RAT.
  • QoS quality of service
  • the determination of the RAT switching may be performed by the terminal or the network side (eg, a base station or an object in the core network).
  • the terminal or the network side eg, a base station or an object in the core network.
  • core-level interworking that is, SA-based interworking structure
  • the core of the channel state of the radio section is difficult to know in real time. This exists. Therefore, both the discussion direction of standardization and the vendor development direction are focused on UE-initiated switching.
  • UE-initiated switching schemes suffer from some problems.
  • a terminal in order to perform switching, a terminal needs to transmit a signaling message for switching to a core. This may act as an overhead inducing additional traffic between the terminal and the core, and as a result, may generate a delay time between the switching decision time point and the execution time point.
  • a sudden RLF occurs while using 5G, it should be able to quickly fall back to 4G. If the connection of the 4G system is idle at the time of switching attempt, a service request for wakeup operation is required. request or paging operation should proceed. That is, an additional time delay occurs, which adversely affects the user experience.
  • the present disclosure proposes a core-initiated switching technique.
  • at least one object in a core network may receive information related to a radio channel state from a base station and control RAT switching.
  • various embodiments of the present disclosure relate to a method of determining a switching target RAT according to receiving information related to a radio channel state from a base station, an operation of an idle state of the switching target RAT, and an association method with UE-initiated switching.
  • Notification control indicates whether notifications from the RAN are required when the guaranteed flow bit rate (GRBR) can no longer be satisfied for (or again) the QoS flow during the lifetime of the QoS flow (the notification control indicates whether notifications are requested from the RAN when the GFBR can no longer (or again) be fulfilled for a QoS flow during the lifetime of the QoS flow).
  • GRBR guaranteed flow bit rate
  • the RAN sends a notification to the session management function (SMF) (if, for a given GBR QoS flow, notification control is enabled and the RAN determines that the GFBR cannot be fulfilled, RAN shall send a notification towards SMF). That is, when the RAN determines that the QoS for a particular flow is not satisfied, a notification is sent to a core (eg, SMF). The RAN will maintain the QoS flow and try to satisfy the GFRB (the RAN shall keep the QoS flow, and should try to fulfil the GFBR).
  • SMF session management function
  • the 5G core may start N2 signaling to modify or remove the QoS flow (upon receiving a notification from the RAN that the GFBR cannot be fulfilled, the 5GC). may initiate N2 signaling to modify or remove the QoS flow).
  • the RAN sends a new notification to inform the SMF that the GFBR can be satisfied again (once conditions improve, and the GFBR is fulfilled again, RAN sends a new notification, informing SMF that the GFBR can be fulfilled again).
  • the RAN may send a subsequent notification that the GFBR cannot be fulfilled).
  • a notification from the RAN on whether QoS is satisfied may be transmitted when the GFBR is not satisfied and when the channel condition is improved and satisfied again.
  • the notification is sent after a preconfigured time if the situation worsens again and further transmission is required. Therefore, the load increase of the RAN due to the notification control will not be large.
  • the core when the core receives a notification message transmitted from the RAN, the core may control to switch from the RAT in use to another RAT based on the received notification message, current traffic conditions, and the like.
  • FIG. 2 illustrates a structure for interworking between RATs in a wireless communication system according to various embodiments of the present disclosure.
  • FIG. 2 illustrates a specific example of objects included in each core network and some protocol layers of a terminal and a base station in the structure of the system illustrated in FIG. 1.
  • the terminal 110 includes an application layer 210 and an IP layer 212.
  • the terminal 110 includes 4G packet data convergence protocol (PDCP) layer 214-1, 4G radio resource control (RRC) layer 216-1, and 4G non-access stratum (NAS) layer 218-1.
  • PDCP packet data convergence protocol
  • RRC radio resource control
  • NAS non-access stratum
  • the terminal 110 includes 5G PDCP layer 214-2, 5G RRC layer 216-2, 5G NAS layer 218-2.
  • the base station 120-1 is included in the RAN of the 4G system and includes a 4G PDCP layer 224-1 and a 4G RRC layer 226-1.
  • the base station 120-2 is included in the RAN of the 5G system and includes 5G PDCP layer 224-2 and 5G RRC layer 226-2.
  • 4G core 130-1 includes MME (mobility management entity) 232
  • 5G core 130-2 includes 5G access and mobility management function (234), 5G SMF 236, 5G policy control function (PCF) 238.
  • 4G GW gateway
  • 5G user plane function (UPF) 240 is defined as an anchor for interworking between 4G core 130-1 and 5G core 130-2.
  • Each of the objects included in the 5G core 130-2 illustrated in FIG. 2 may be implemented in hardware designed exclusively for a corresponding function, or may be implemented by installing software for the corresponding function in a general-purpose server. Accordingly, the objects may be implemented in separate devices, or two or more objects may be implemented in one device.
  • the IP layer 212 of the terminal 110 may be connected to the 4G PDCP layer 214-1 and the 5G PDCP layer 214-2 for data processing. That is, in order to transmit and receive data through the 4G system, the 4G PDCP layer 214-1 may interwork with the 4G PDCP layer 224-1 of the base station 120-1. In order to transmit and receive data via the 5G system, it may be connected with the 5G PDCP layer 214-2. According to various embodiments, switching between the 4G system and the 5G system may be performed, and by switching, the IP layer 212 may interwork with any one of the 4G PDCP layer 214-1 and the 5G PDCP layer 214-2. Although not shown in FIG. 2, the terminal 110 may further include a service data adaptation protocol (SDAP) for data transmission and reception through the 5G system.
  • SDAP service data adaptation protocol
  • the 4G RRC layer 216-1 processes control signaling with the base station 120-1 of the 4G system, and may interwork with the 4G RRC layer 226-1 of the base station 120-1.
  • the 5G RRC layer 216-2 processes control signaling with the base station 120-2 of the 5G system, and for this purpose, may be interworked with the 5G RRC layer 226-2 of the base station 120-2.
  • the 4G NAS layer 218-1 processes control signaling with the 4G core 130-1, and for this purpose, the 4G NAS layer 218-1 may interwork with the MME 232 in the 4G core 130-1.
  • the 5G NAS layer 218-2 handles 5G core 130-2 and control signaling, and for this purpose, can interoperate with 5G AMF 234 within 5G core 130-2.
  • 4G MME 232 manages mobility in 4G systems.
  • the 4G MME 232 controls handover, location update, and operation mode (eg, idle mode) of the terminal 110.
  • the 5G AMF 234 is the RAN side termination of the control plane (CP) in the 5G system, and as the end of the NAS layer, registration management, connection management, mobility management, access authentication / authorization ( authorization).
  • 5G SMF 236 manages session management (eg, establishment, modify, release, etc.), maintains tunnels between UPF and access network (AN) nodes, assigns and maintains IP addresses, and more. Perform.
  • 5G PCF 238 supports a unified policy framework, provides policy rules to control plans, and subscriptions related to policy decisions in an unified data repository (UDR). information).
  • UDR unified data repository
  • the 4G GW / 5G UPF 240 combines a gateway that processes data in a 4G system (for example, at least one of a packet data network gateway (P-GW) or a serving gateway (S-GW)) and a UPF that processes data in a 5G system.
  • the 4G GW / 5G UPF 240 provides features for interworking between 4G Core 130-1 and 5G Core 130-2. That is, 4G GW / 5G UPF 240 is an anchor for interworking between 4G Core 130-1 and 5G Core 130-2, and can control data paths between external networks (eg, IP networks), 4G access networks, and 5G access networks. Can be.
  • the 4G GW / 5G UPF 240 When the terminal 110 is serviced through the 4G system, the 4G GW / 5G UPF 240 establishes a data path with the PDCP layer 224-1 of the base station 120-1. On the other hand, when the terminal 110 is serviced through the 5G system, the 4G GW / 5G UPF 240 establishes a data path with the PDCP layer 224-2 of the base station 120-2.
  • 4G GW and 5G UPF are illustrated as one object, but according to another embodiment, 4G GW is configured as one object and 5G UPF is configured as another object and may be defined as an interoperable structure. Can be.
  • 4G GW / 5G UPF 240 is defined as an anchor node for interworking in a core.
  • the structure illustrated in FIG. 2 is a dual registration structure in which the terminal 110 is separately connected to the 4G core 130-1 and the 5G core 130-2.
  • a function for receiving QoS related information from a base station and delivering a command for switching to 4G GW / 5G UPF 240 may be located in 5G SMF 236 in 5G core 130-2.
  • an interface for delivering QoS information in the RAN such as a QoS notification message between the base stations 130-2 and the SMF 236, may be defined. That is, the 4G GW / 5G UPF 240 may perform RAT switching from the 5G system to the 4G system under the control of the 5G SMF 236. More detailed structure and operations of SMF 236 for this purpose are described below.
  • FIG. 3 illustrates a configuration of a terminal in a wireless communication system according to various embodiments of the present disclosure.
  • the configuration illustrated in FIG. 3 may be understood as a configuration of the terminal 110.
  • the terms '... unit' and '... unit' used below mean a unit for processing at least one function or operation, which may be implemented by hardware or software, or a combination of hardware and software. have.
  • the terminal includes a communication unit 310, a storage unit 320, and a control unit 330.
  • the communication unit 310 performs functions for transmitting and receiving a signal through a wireless channel.
  • the communicator 310 performs a conversion function between the baseband signal and the bit string according to the physical layer standard of the system.
  • the communication unit 310 generates complex symbols by encoding and modulating a transmission bit string.
  • the communication unit 310 restores the received bit string by demodulating and decoding the baseband signal.
  • the communication unit 310 upconverts the baseband signal into a radio frequency (RF) band signal, transmits the signal through an antenna, and downconverts the RF band signal received through the antenna into a baseband signal.
  • the communication unit 310 may include a transmission filter, a reception filter, an amplifier, a mixer, an oscillator, a digital to analog convertor (DAC), an analog to digital convertor (ADC), and the like.
  • the communication unit 310 may include a plurality of transmission and reception paths. Furthermore, the communication unit 310 may include at least one antenna array composed of a plurality of antenna elements.
  • the communicator 310 may be configured of a digital circuit and an analog circuit (eg, a radio frequency integrated circuit (RFIC)). Here, the digital circuit and the analog circuit can be implemented in one package.
  • the communication unit 310 may include a plurality of RF chains.
  • the communicator 310 may perform beamforming.
  • the communication unit 310 may include different communication modules to process signals of different frequency bands.
  • the communication unit 310 may include a plurality of communication modules to support a plurality of different RATs. For example, different radio access technologies may include 4G systems, 5G systems.
  • the communication unit 310 transmits and receives a signal as described above. Accordingly, all or part of the communication unit 310 may be referred to as a 'transmitter', 'receiver' or 'transceiver'. In addition, in the following description, transmission and reception performed through a wireless channel are used by the communication unit 310 to mean that the above-described processing is performed.
  • the storage unit 320 stores data such as a basic program, an application program, and setting information for the operation of the terminal.
  • the storage unit 320 may be configured of a volatile memory, a nonvolatile memory, or a combination of the volatile memory and the nonvolatile memory.
  • the storage 320 provides the stored data according to a request of the controller 330.
  • the controller 330 controls the overall operations of the terminal. For example, the controller 330 transmits and receives a signal through the communication unit 310. In addition, the controller 330 records and reads data in the storage 320. The controller 330 may perform the functions of the protocol stack required by the communication standard. To this end, the controller 330 may include at least one processor or a micro processor, or may be part of a processor. In addition, a part of the communication unit 310 and the control unit 330 may be referred to as a communication processor (CP).
  • CP communication processor
  • the control unit 330 performs the switching determination unit 332 for determining the performance of the RAT switching based on at least one of information on a radio channel, information on traffic processing, and information on a preference. It may include a switching execution unit 334 for performing (eg, generating a control message).
  • the switching determining unit 332 and the switching performing unit 334 are a set of instructions or codes stored in the storage 330, and are at least temporarily stored as a command / code or a storage space storing the instructions / code residing in the control unit 330, or It may be part of a circuit constituting the controller 230.
  • the controller 330 may control the switching determiner 332, the switching performer 334, and other components to perform RAT switching.
  • the controller 330 may control the terminal to perform operations according to various embodiments described below.
  • FIG. 4 illustrates a configuration of a server managing a session in a wireless communication system according to various embodiments of the present disclosure.
  • the configuration illustrated in FIG. 4 may be understood as one of the objects included in the 5G core 130-2, for example, as a configuration of an apparatus that performs a function of the SMF 236.
  • the terms '... unit' and '... unit' used below mean a unit for processing at least one function or operation, which may be implemented by hardware or software, or a combination of hardware and software. have.
  • the server includes a communication unit 410, a storage unit 420, and a control unit 430.
  • the communication unit 410 provides an interface for communicating with other objects in the network. That is, the communication unit 410 converts a bit string transmitted from the server to another object, for example, GW / UPF, AMF, PCF, etc., into a physical signal, and converts a physical signal received from another node into a bit string. That is, the communication unit 410 may transmit and receive a signal. Accordingly, the communication unit 410 may be referred to as a modem, a transmitter, a receiver, or a transceiver. In this case, the communication unit 410 allows the server to communicate with other devices or systems via a backhaul connection (eg, wired backhaul or wireless backhaul) or over a network.
  • a backhaul connection eg, wired backhaul or wireless backhaul
  • the storage unit 420 stores data such as a basic program, an application program, and setting information for the operation of the server.
  • the storage unit 420 provides the stored data at the request of the controller 430.
  • the controller 430 controls overall operations of the server. For example, the controller 430 transmits and receives a signal through the communication unit 410. In addition, the controller 430 records and reads data in the storage 420. To this end, the controller 430 may include at least one processor. According to various embodiments of the present disclosure, the controller 430 may include at least one of a status monitoring unit 432 for collecting information affecting the determination of RAT switching, information on a wireless channel, information on traffic processing, information on a connection state, and preference information. The switching determining unit 434 may determine whether to perform RAT switching based on one, and the switching execution unit 436 may perform an operation (eg, generating a control message) for performing RAT switching.
  • an operation eg, generating a control message
  • the state monitoring unit 432, the switching determination unit 434, and the switching execution unit 436 are instructions sets or codes stored in the storage unit 420, and at least temporarily store instructions / codes or instructions / codes residing in the control unit 430. It may be a space or part of a circuit constituting the controller 443.
  • the controller 430 may control the state monitoring unit 432, the switching determination unit 434, the switching execution unit 436, and other components to perform RAT switching.
  • the controller 430 may control the server to perform operations according to various embodiments described below.
  • FIG. 5 illustrates a configuration of a server managing a user plan in a wireless communication system according to various embodiments of the present disclosure.
  • the configuration illustrated in FIG. 5 may be understood as one of the objects included in the 5G core 130-2, for example, as a configuration of a device that performs a function of 4G GW / 5G UPF 240.
  • the terms '... unit' and '... unit' used below mean a unit for processing at least one function or operation, which may be implemented by hardware or software, or a combination of hardware and software. have.
  • the server includes a communication unit 510, a storage unit 520, and a control unit 530.
  • the communication unit 510 provides an interface for communicating with other objects in the network. That is, the communication unit 510 converts a bit string transmitted from the server to another object, for example, SMF, AMF, PCF, etc., into a physical signal, and converts a physical signal received from another node into a bit string. That is, the communication unit 510 may transmit and receive a signal. Accordingly, the communication unit 510 may be referred to as a modem, a transmitter, a receiver, or a transceiver. In this case, the communication unit 510 enables the server to communicate with other devices or systems via a backhaul connection (eg, wired backhaul or wireless backhaul) or over a network.
  • a backhaul connection eg, wired backhaul or wireless backhaul
  • the storage unit 520 stores data such as a basic program, an application program, and setting information for the operation of the server.
  • the storage unit 520 provides the stored data at the request of the controller 530.
  • the controller 530 controls overall operations of the server. For example, the controller 530 transmits and receives a signal through the communication unit 510. In addition, the controller 530 records and reads data in the storage 520. To this end, the controller 530 may include at least one processor. According to various embodiments of the present disclosure, the controller 530 controls the function of switching a data path between different RATs.
  • the traffic controller configures a data path in one RAT and processes a packet transmitted through the set data path. It may include a processing unit 534.
  • the path management unit 532 and the traffic processing unit 534 are command sets or codes stored in the storage unit 520, and are at least temporarily stored in a command / code or a command / code stored in the control unit 530, or the control unit 543. It may be part of a circuit (circuitry) constituting.
  • the controller 530 may control the path manager 532, the traffic processor 534, and other components to perform RAT switching.
  • the controller 530 may control the server to perform operations according to various embodiments of the present disclosure.
  • 6 is a flowchart illustrating an operation of a server managing a session in a wireless communication system according to various embodiments of the present disclosure. 6 illustrates a method of operating an apparatus that performs a function of SMF 236.
  • the server receives information related to the determination of the RAT switching.
  • the information related to the determination of the RAT switching is information that affects the determination of whether the RAT is switched and may be provided from a base station, a terminal, or another core network object.
  • the information related to the determination of the RAT switching includes at least one of information on the state of the radio link of the terminal, information on a preferred RAT for each service, information on the connection state of the terminal, and a request for RAT switching determined by another object. It may include one. That is, the server receives a notification message about whether the QoS is satisfied from the base station or the like, receives the link state information from the outside, or availability of the link based on attach / detach request information of the terminal. manage availability information.
  • the server determines whether to perform RAT switching based on the received information.
  • the detailed operation of determining whether to perform RAT switching depends on the information received in step 601. For example, the server may determine whether to switch based on link state information, predefined network slice / session-specific policy, and service-specific preference information. In this case, the server may determine switching of all services / slices / sessions / flows of the corresponding terminal or may determine switching of some services / slices / sessions / flows.
  • the server transmits a message indicating RAT switching. Since the RAT switching is an operation of changing the data path from the first RAT to the second RAT, a message is transmitted to the object controlling the data path. That is, the server transmits a message for requesting the RAT switching to an object (eg, 4G GW / 5G UPF 240) controlling the user plan of the terminals. In other words, the server commands RAT switching to the object controlling the user plan.
  • the message may include at least one of identification information of a terminal, identification information of a service / slice / session / flow to be switched, and identification information of a RAT to be switched.
  • the server may operate to perform RAT switching.
  • RAT switching may be determined and performed while connected to multiple RATs (eg, 4G system and 5G system). That is, the first time the terminal is connected to the network has a single connection with any one of the RAT, in this case, the data can be transmitted / received through the path of the first RAT connected and established. After the additional connection is made to other RATs, when the situation is connected to a plurality of RATs, it may be determined whether the switching.
  • RATs eg, 4G system and 5G system
  • a paging procedure for changing the state of the terminal for the second RAT may be required. have. That is, if the state of the terminal for the RAT to switch to the idle state, the paging operation and the downlink in-band (inband) packet transmission may be performed. In this case, in order to prevent data from being transmitted through the first RAT, switching is first performed, and then a paging procedure is preferably performed.
  • FIG. 7 is a flowchart illustrating switching based on radio link information of a server managing a session in a wireless communication system according to various embodiments of the present disclosure.
  • FIG. 7 illustrates an operation method of an apparatus that performs a function of SMF 236, and illustrates a case of determining whether to switch based on information on a radio link provided by a RAN.
  • the server receives information on a radio link state of a first RAT.
  • Information about the radio link status includes information indicating whether the flow can satisfy the required QoS (e.g. transmission rate, error rate, delay time, etc.), and information indicating the quality of the radio link (e.g. transmission rate, error rate, delay time). , Signal to interference and noise ratio (SINR), signal strength, and the like.
  • Information about the radio link status may be received from the base station.
  • the information on the radio link state may include a notification message transmitted according to the above-described notification control.
  • the server determines whether a condition for switching is satisfied.
  • Conditions for switching may be defined based on at least one of whether the required QoS is satisfied, currently available QoS, the RAT in use, and the status of other RATs.
  • the condition for switching may include that the RAT currently in use does not meet the required QoS. If the information on the radio link state received in step 701 is transmitted in response to not meeting the required QoS, it means that the reception of the information on the radio link state does not satisfy the required QoS. In this case, the server may determine that it does not satisfy the required QoS in response to receiving the information on the radio link state, and may decide to switch to another RAT. Additionally, if the information about the radio link status includes information indicating the quality of the radio link, the server may determine switching to another RAT based on a result of comparing the current QoS and the required QoS corresponding to the quality of the radio link. .
  • the server controls to switch the data path of the terminal to the second RAT.
  • the server commands RAT switching to the object that controls the user plan.
  • the server may generate a message requesting RAT switching and transmit the message.
  • the server determines whether a condition for switching is satisfied based on the information on the radio link. Specific operations for determining whether a condition is satisfied may be variously defined.
  • the condition may be defined as a dissatisfaction of the required QoS and the presence of other available RATs.
  • the server may determine the performance of the RAT switching in response to the RAT being used does not satisfy the required QoS and other available RATs exist.
  • the condition may be defined as the dissatisfaction of the required QoS and the presence of other available RATs that can satisfy the required QoS.
  • the server may determine to perform the RAT switching in response to the RAT being used does not satisfy the required QoS and the available RAT may satisfy the required QoS.
  • the condition may be defined as a dissatisfaction of the required QoS and a traffic amount less than the threshold.
  • the required QoS may not be satisfied by network congestion as well as degradation of the radio link.
  • the server can determine to perform the RAT switching in response to the RAT in use does not satisfy the required QoS, and the amount of traffic in the RAN of the RAT in use is less than the threshold.
  • a condition may be defined as a dissatisfaction of a required QoS and a difference between a provideable QoS and a required QoS that is larger than a threshold. Even if the required QoS is not met, if the degree of dissatisfaction is below a certain level, the server may decide to continue using the RAT in use. In this case, the server may determine the performance of the RAT switching in response to the RAT being used does not satisfy the required QoS, and the difference between the available QoS and the required QoS exceeds a threshold.
  • any one of the conditions according to the various embodiments described above may be used, or a combination of two or more conditions may be used.
  • the second condition and the third condition may be used together
  • the second condition and the fourth condition may be used together
  • the third condition and the fourth condition may be used together
  • the second condition, the third condition and the fourth condition may be used together.
  • a condition or a combination of conditions used may be adaptively changed in a situation.
  • the server may add a condition or adjust the threshold.
  • the server may select a RAT according to a predefined priority or select one RAT based on the QoS level that can be provided. Specifically, based on the QoS level that can be provided, the server may select a RAT having the maximum provideable QoS level, or select the RAT having the most similar provideable QoS level higher than the required QoS.
  • FIG. 8 is a flowchart illustrating switching based on a policy of a server managing a session in a wireless communication system according to various embodiments of the present disclosure.
  • FIG. 8 illustrates an operation method of an apparatus that performs a function of SMF 236, and illustrates a case of determining whether to switch based on a predefined policy.
  • the server receives information on a preferred RAT for each service. That is, services that can be provided correspond to at least one preferred RAT, and mapping information between the service and the RAT may be managed as policy information.
  • the server may receive information on the preferred RAT for each service from the PCF (eg, PCF 238).
  • the mapping between the service and the RAT may be identically defined for all terminals or may be defined differently for each terminal. For example, the mapping between the service and the RAT may be defined differently according to the user class of the terminal.
  • the server creates a session for the service in the first RAT. That is, the server may create at least one session to provide a service to the terminal. For example, the server may select at least one network slice for providing a service and generate at least one session and at least one flow within the selected network slice.
  • the server checks whether the target service prefers the second RAT. That is, the server may identify the preferred RAT of the target service by searching for the service provided to the terminal from the information received in step 801 and confirming the RAT corresponding to the found service. Accordingly, the server may determine whether the target service prefers the second RAT rather than the first RAT.
  • the server controls to switch the data path of the target service to the second RAT.
  • the server commands RAT switching to the object that controls the user plan.
  • the server may generate a message requesting RAT switching and transmit the message.
  • RAT switching may be performed based on a predefined policy.
  • the preferred RAT is illustrated as being defined for each service.
  • the preferred RAT may be defined per network slice, per session, or per flow rather than a service.
  • Such a preferred RAT per service / network slice / session / flow may be understood as a classification of RATs according to required QoS or target QoS.
  • the server receives information on a preferred RAT for each service.
  • the server does not receive the information on the preferred RAT for each service, and replaces the information on the service / network slice / session / flow as an object (for example, PCF) that holds the information on the preferred RAT for each service.
  • an object for example, PCF
  • FIG. 9 is a flowchart illustrating switching based on a connection state of a server managing a session in a wireless communication system according to various embodiments of the present disclosure.
  • FIG. 9 illustrates an operation method of an apparatus that performs a function of SMF 236 and determines whether to switch based on a connection state of a terminal.
  • the server receives information indicating that a connection is released in a first RAT.
  • the release of the connection may be caused by the terminal experiencing a radio link failure (RLF), a handover failure, or the like, or may be caused by a detach request.
  • the server may receive information about the connection state of the terminal from another object (eg, AMF).
  • AMF another object
  • the server may receive information about the change in the connection state of the terminal through the event exposure service provided by the AMF.
  • the server controls to switch the data path of the terminal to the second RAT.
  • the server commands RAT switching to the object that controls the user plan.
  • the server may generate a message requesting RAT switching and transmit the message.
  • RAT switching may be performed without a separate signaling procedure, and when the first RAT is used, the UE may operate in the idle mode in the second RAT.
  • the procedure used in switching initiated to the server managing the aforementioned session that is, core initiated switching, may be utilized.
  • core initiated switching an embodiment in which it is determined whether the switching is performed by the terminal will be described.
  • 10 is a flowchart illustrating an operation of a terminal in a wireless communication system according to various embodiments of the present disclosure. 10 illustrates an operation method of the terminal 110.
  • the terminal determines switching to the second RAT.
  • the terminal may determine switching from the first RAT to the second RAT based on the radio link state.
  • the terminal compares a value indicating a radio link state (for example, transmission rate, error rate, delay time, SINR, signal strength, etc.) with a threshold value, and performs switching according to whether the comparison result satisfies a predefined condition.
  • the threshold may be differently applied according to the service provided to the terminal. That is, the terminal may determine whether the current radio link quality state can satisfy the required QoS, and determine switching to the second RAT in response to determining that the required QoS is not satisfied.
  • the terminal generates a packet including a request for switching to the second RAT.
  • the packet including the switching request to the second RAT may include a data unit having a predefined format.
  • the predefined format may set at least one of a number of fields (eg, IP address, port number, etc.) included in the header to a predetermined predefined value, or the payload It can be defined by inserting at least some predefined specific bit patterns / values.
  • the packet including the switching request to the second RAT may include a message defined for requesting the RAT switching (eg, an RRC message, a MAC control element (CE), uplink control information (UCI, etc.)).
  • a message defined for requesting the RAT switching eg, an RRC message, a MAC control element (CE), uplink control information (UCI, etc.
  • the terminal transmits a packet including a request for switching to the second RAT.
  • the terminal may transmit a packet through a default Internet access point name (APN).
  • the packet transmitted from the terminal is received by the base station via a wireless channel and delivered to an object (eg, GW, UPF, etc.) that processes the user plan of the first RAT.
  • object eg, GW, UPF, etc.
  • the terminal may transmit a switching request.
  • the terminal may first perform an operation for transitioning to the connected state. For example, the terminal may transition to the connected state by transmitting a service request.
  • 11 is a flowchart illustrating switching based on a request of a terminal of a server managing a user plan in a wireless communication system according to various embodiments of the present disclosure. 11 illustrates a method of operating an apparatus that performs a function of UPF.
  • the server receives a packet including a switching request.
  • the packet including the switching request to the second RAT may include a data unit having a predefined format.
  • the predefined format may set at least one of a plurality of fields (eg, IP address, port number, etc.) included in the header to a specific value, or at least a portion of the payload specific bit pattern, specific value.
  • the server classifies the packet containing the switching request by checking at least one field set to a predefined specific value in the header, or by identifying a predefined specific bit pattern / value at a specific location in the payload ( classify, parse, or identify.
  • the server transmits information related to the switching request to a server managing a session (eg, SMF 236).
  • the server identifying the packet including the switching request recognizes that the switching request is generated from the terminal, and transmits information related to the switching request to the server managing the session. That is, the server may deliver at least one of information indicating that a switching request has occurred or information on a terminal requesting switching.
  • the server managing the user plan may receive a switching request from the terminal.
  • the server managing the session may determine to perform switching and may transmit a message indicating the RAT switching. That is, the server processing the user plan in the core receives a packet containing a specific value (for example, a specific IP address, a specific port number, a specific data, etc.), and monitors the state of the server managing the session (for example, a state).
  • the server which transmits the information to the monitoring unit 432 and manages the session, may update the related information and determine the RAT switching. Accordingly, the server managing the user plan may switch the data path of the terminal to the second RAT.
  • the server that has confirmed the switching request may switch the data path of the terminal to the second RAT without transmitting information related to the switching request to the server managing the session. Thereafter, the server may further transmit information indicating that the data path of the terminal is switched to the second RAT to the server managing the session.
  • the terminal transmits a switching request by transmitting a data unit having a predefined format.
  • the predefined format may be used to indicate a service / session / flow to be switched in addition to being used to inform a switching request. That is, the data unit in a predefined format may include a value corresponding to the switching request and a value for indicating a service / session / flow to be switched. In addition, the data unit of the predefined format may further include a value indicating the switching target RAT.
  • the performing of switching may be determined by the terminal.
  • the embodiments described with reference to FIGS. 10 and 11 may be performed in parallel with the embodiments described with reference to FIGS. 7 to 9. That is, even if it is linked with the UE-initiated switching, the core may perform the switching according to the information collected in the RAN or its own determination regardless of receiving the switching request from the terminal.
  • FIGS. 12A to 12C illustrate specific examples of a RAT switching procedure in a wireless communication system according to various embodiments of the present disclosure.
  • the terminal 110 attaches to a 4G system. That is, the terminal 110 accesses the 4G system by performing necessary procedures (eg, capability negotiation, registration, connection establishment, etc.) after random access to the base station 120-1. Accordingly, the terminal 110 is connected to the data network (DN) 1240 through the UPF 240 in the core.
  • the UPF 240 may serve as a GW of the 4G system.
  • the status monitoring unit 432 of the SMF 236 registers only the 4G system as an available RAT. Since the available RAT is a single path, the data to the terminal 110 is transmitted through the 4G system.
  • the terminal 110 attaches to a 5G system. That is, after discovering the cell of the base station 120-2, the terminal 110 performs necessary procedures (for example, random access, capability negotiation, registration, connection establishment, etc.) to access the 5G system through the base station 120-2. Accordingly, the terminal 110 has two available RATs. In this case, if the 5G system is selected because the service being provided prefers the 5G system, the data path of the terminal 110 may be switched to the 5G system. To this end, the SMF 236 may receive preference information from the PCF 238, determine RAT switching according to the preference information, and instruct switching to UPF 240.
  • necessary procedures for example, random access, capability negotiation, registration, connection establishment, etc.
  • the core determines switching to the 4G system. For example, an object in the core (eg, SMF 236) receives information from the RAN of the 5G system that does not satisfy QoS, and based on this information switches back to the 4G system, i.e., determines 4G fallback. Can be. Accordingly, the SMF 236 may instruct the UPF 240 to switch to the 4G system. After performing the switching, if the state of the terminal for the 4G system is in the idle state, the core transmits data after performing paging in the 4G system.
  • an object in the core eg, SMF 2366
  • the SMF 236 may instruct the UPF 240 to switch to the 4G system.
  • switching between different RATs may be performed.
  • At least one control message may be sent / received between objects in the core for switching between RATs.
  • 13 shows an example of signaling for RAT switching. 13 illustrates a signal exchange diagram for RAT switching in a wireless communication system according to various embodiments of the present disclosure.
  • the switching determination unit 434 of the SMF 236 receives a QoS policy.
  • the switching determination unit 434 of the SMF 236 receives link state information through the state monitoring unit 432.
  • the switching determination unit 434 of the SMF 236 receives the QoS notification through the state monitoring unit 432.
  • the order of steps 1301, 1303, and 1305 may be changed, and at least some of steps 1301, 1303, and 1305 may be omitted.
  • the switching decision unit 434 of the SMF 236 determines to perform switching.
  • the switching decision unit 434 may use a QoS policy, link state information, QoS notification, and the like.
  • the switching determination unit 434 may determine switching of all services / slices / sessions / flows of the corresponding terminal or may determine switching of some services / slices / sessions / flows.
  • the switching determination unit 434 transmits the switching request to the switching execution unit 436.
  • the switching request may direct the switching from the 5G system to the 4G system.
  • the switching execution unit 436 transmits a switching request message to the path manager 532 of the UPF 240.
  • the switching request message may request switching from the 5G system to the 4G system.
  • the path manager 532 requests the traffic processor 534 to change the IP address of the traffic destination of the terminal.
  • the path manager 532 requests the traffic processor 534 to change the traffic destination of the terminal from 5G gNB to 4G S-GW. Accordingly, the data path of the terminal may be changed from 5G system to 4G system.
  • the terminal may receive / transmit data through the 4G base station.
  • the 4G system may allow the terminal to communicate through the 4G system by performing paging for the terminal.
  • the 4G system may allow the terminal to communicate through the 4G system through downlink control information (DCI).
  • DCI downlink control information
  • the SMF 236 may transmit a control message informing the UE of the RAT switching. Such signaling may prevent the UE from attempting to reconnect or reenter the existing RAT, that is, the 5G system.
  • switching between different RATs may be performed.
  • 4G system and 5G system are presented as examples of RATs
  • various embodiments are also applicable to switching between non-3GPP systems and 3GPP systems, such as wireless local area network (WLAN).
  • WLAN wireless local area network
  • it may be determined that the 3GPP system switches to WLAN immediately after the WLAN is connected.
  • the core if the core identifies a problem with the radio channel by receiving link information in the 3GPP RAN while using the 3GPP system, it may determine to switch to the WLAN.
  • the core may determine switching from the WLAN to the 3GPP system based on the provided information.
  • a non-3GPP system such as WLAN
  • a separate downlink inband packet may be transmitted to wake up the terminal.
  • a computer-readable storage medium for storing one or more programs (software modules) may be provided.
  • One or more programs stored in a computer readable storage medium are configured for execution by one or more processors in an electronic device.
  • One or more programs include instructions that cause an electronic device to execute methods in accordance with embodiments described in the claims or specifications of this disclosure.
  • Such programs may include random access memory, non-volatile memory including flash memory, read only memory (ROM), and electrically erasable programmable ROM. (electrically erasable programmable read only memory (EEPROM), magnetic disc storage device, compact disc-ROM (CD-ROM), digital versatile discs (DVDs) or other forms It can be stored in an optical storage device, a magnetic cassette. Or, it may be stored in a memory composed of some or all of these combinations. In addition, each configuration memory may be included in plural.
  • non-volatile memory including flash memory, read only memory (ROM), and electrically erasable programmable ROM.
  • EEPROM electrically erasable programmable read only memory
  • CD-ROM compact disc-ROM
  • DVDs digital versatile discs
  • It can be stored in an optical storage device, a magnetic cassette. Or, it may be stored in a memory composed of some or all of these combinations.
  • each configuration memory may be included in plural.
  • the program may be configured through a communication network composed of a communication network such as the Internet, an intranet, a local area network (LAN), a wide area network (WAN), or a storage area network (SAN), or a combination thereof. It may be stored in an attachable storage device that is accessible. Such a storage device may be connected to a device that performs an embodiment of the present disclosure through an external port. In addition, a separate storage device on a communication network may be connected to a device that performs an embodiment of the present disclosure.
  • a communication network such as the Internet, an intranet, a local area network (LAN), a wide area network (WAN), or a storage area network (SAN), or a combination thereof. It may be stored in an attachable storage device that is accessible. Such a storage device may be connected to a device that performs an embodiment of the present disclosure through an external port.
  • a separate storage device on a communication network may be connected to a device that performs an embodiment of the present disclosure.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)

Abstract

본 개시는 LTE(Long Term Evolution)와 같은 4G(4th generation) 통신 시스템 이후 보다 높은 데이터 전송률을 지원하기 위한 5G(5th generation) 또는 pre-5G 통신 시스템에 관련된 것이다. 본 개시는 무선 통신 시스템에서 RAT(radio access technology) 스위칭에 대한 것으로, 세션을 관리하는 서버의 동작 방법은, RAT의 스위칭의 판단에 관련된 정보를 수신하는 과정과, 상기 정보에 기반하여 단말로의 서비스를 제공하기 위한 RAT을 제1 RAT에서 제2 RAT로 스위칭할 것을 판단하는 과정과, 상기 단말의 데이터 경로를 제1 RAT에서 제2 RAT로 스위칭할 것을 지시하는 메시지를 사용자 플랜을 처리하는 객체로 송신하는 과정을 포함할 수 있다.

Description

무선 통신 시스템에서 무선 접속 기술을 스위칭하기 위한 장치 및 방법
본 개시(disclosure)는 일반적으로 무선 통신 시스템에 관한 것으로, 보다 구체적으로 무선 통신 시스템에서 RAT(radio access technology)을 스위칭(switching)하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.
4G(4th generation) 통신 시스템 상용화 이후 증가 추세에 있는 무선 데이터 트래픽 수요를 충족시키기 위해, 개선된 5G(5th generation) 통신 시스템 또는 pre-5G 통신 시스템을 개발하기 위한 노력이 이루어지고 있다. 이러한 이유로, 5G 통신 시스템 또는 pre-5G 통신 시스템은 4G 네트워크 이후(Beyond 4G Network) 통신 시스템 또는 LTE(Long Term Evolution) 시스템 이후(Post LTE) 시스템이라 불리어지고 있다.
높은 데이터 전송률을 달성하기 위해, 5G 통신 시스템은 초고주파(mmWave) 대역(예를 들어, 60기가(60GHz) 대역과 같은)에서의 구현이 고려되고 있다. 초고주파 대역에서의 전파의 경로손실 완화 및 전파의 전달 거리를 증가시키기 위해, 5G 통신 시스템에서는 빔포밍(beamforming), 거대 배열 다중 입출력(massive MIMO), 전차원 다중입출력(Full Dimensional MIMO, FD-MIMO), 어레이 안테나(array antenna), 아날로그 빔형성(analog beam-forming), 및 대규모 안테나(large scale antenna) 기술들이 논의되고 있다.
또한 시스템의 네트워크 개선을 위해, 5G 통신 시스템에서는 진화된 소형 셀, 개선된 소형 셀(advanced small cell), 클라우드 무선 액세스 네트워크(cloud radio access network, cloud RAN), 초고밀도 네트워크(ultra-dense network), 기기 간 통신(Device to Device communication, D2D), 무선 백홀(wireless backhaul), 이동 네트워크(moving network), 협력 통신(cooperative communication), CoMP(Coordinated Multi-Points), 및 수신 간섭제거(interference cancellation) 등의 기술 개발이 이루어지고 있다.
이 밖에도, 5G 시스템에서는 진보된 코딩 변조(Advanced Coding Modulation, ACM) 방식인 FQAM(Hybrid Frequency Shift Keying and Quadrature Amplitude Modulation) 및 SWSC(Sliding Window Superposition Coding)과, 진보된 접속 기술인 FBMC(Filter Bank Multi Carrier), NOMA(Non Orthogonal Multiple Access), 및 SCMA(Sparse Code Multiple Access) 등이 개발되고 있다.
일반적으로, 새로운 시스템의 도입은 기존 시스템의 퇴진을 야기한다. 그러나, 현실적으로, 시스템의 전환은 과도기를 요구한다. 따라서, 5G 시스템의 도입 과정에서, 일정 시간 LTE/LTE-A와 같은 4G 시스템 및 5G 시스템은 공존할 것으로 예상된다. 이 경우, 단말이 4G 시스템 및 5G 시스템 중 적절한 RAT(radio access technology)를 선택적으로 이용하면, 보다 효과적인 서비스가 제공될 수 있다.
상술한 바와 같은 논의를 바탕으로, 본 개시(disclosure)는, 무선 통신 시스템에서 서로 다른 RAT(radio access technology)들을 이용하여 효과적인 서비스를 제공하기 위한 장치 및 방법을 제공한다.
또한, 본 개시는, 무선 통신 시스템에서 서로 다른 RAT들 간 효율적인 스위칭을 수행하기 위한 장치 및 방법을 제공한다.
또한, 본 개시는, 무선 통신 시스템에서 코어(core)에서 개시되는(core-initiated) RAT의 스위칭을 지원하기 위한 장치 및 방법을 제공한다.
또한, 본 개시는, 무선 통신 시스템에서 UE(user equipment)서 개시되는(UE-initiated) RAT의 스위칭을 지원하기 위한 장치 및 방법을 제공한다.
본 개시의 다양한 실시 예들에 따르면, 무선 통신 시스템에서 세션을 관리하는 서버의 동작 방법은, RAT(radio access technology)의 스위칭의 판단에 관련된 정보를 수신하는 과정과, 상기 정보에 기반하여 단말로의 서비스를 제공하기 위한 RAT을 제1 RAT에서 제2 RAT로 스위칭할 것을 판단하는 과정과, 상기 단말의 데이터 경로를 제1 RAT에서 제2 RAT로 스위칭할 것을 지시하는 메시지를 사용자 플랜을 처리하는 객체로 송신하는 과정을 포함할 수 있다.
본 개시의 다양한 실시 예들에 따르면, 무선 통신 시스템에서 단말의 동작 방법은, 제1 RAT를 통해 제공되는 서비스를 위한 RAT를 제2 RAT로 스위칭할 것을 판단하는 과정과, 상기 스위칭에 대한 요청을 포함하는 패킷을 송신하는 과정을 포함하며, 상기 패킷은, 헤더에 포함되는 다수의 필드들 중 적어도 하나를 미리 정의된 값으로 설정하거나, 또는 페이로드(payload)의 적어도 일부에 미리 정의된 비트 패턴을 삽입함으로써 생성될 수 있다.
본 개시의 다양한 실시 예들에 따르면, 무선 통신 시스템에서 세션을 관리하는 서버 장치는, 신호를 송신 및 수신하는 송수신부와, 상기 송수신부와 연결된 적어도 하나의 프로세서를 포함하며, 상기 적어도 하나의 프로세서는, RAT의 스위칭의 판단에 관련된 정보를 수신하고, 상기 정보에 기반하여 단말로의 서비스를 제공하기 위한 RAT을 제1 RAT에서 제2 RAT로 스위칭할 것을 판단하고, 상기 단말의 데이터 경로를 제1 RAT에서 제2 RAT로 스위칭할 것을 지시하는 메시지를 사용자 플랜을 처리하는 객체로 송신하도록 제어할 수 있다.
본 개시의 다양한 실시 예들에 따르면, 무선 통신 시스템에서 단말 장치는, 신호를 송신 및 수신하는 송수신부와, 상기 송수신부와 연결된 적어도 하나의 프로세서를 포함하며, 상기 적어도 하나의 프로세서는, 제1 RAT를 통해 제공되는 서비스를 위한 RAT를 제2 RAT로 스위칭할 것을 판단하고, 상기 스위칭에 대한 요청을 포함하는 패킷을 송신하도록 제어하며, 상기 패킷은, 헤더에 포함되는 다수의 필드들 중 적어도 하나를 미리 정의된 값으로 설정하거나, 또는 페이로드의 적어도 일부에 미리 정의된 비트 패턴을 삽입함으로써 생성될 수 있다.
본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 장치 및 방법은, 서로 다른 RAT(radio access technology)들 간 스위칭을 지원함으로써, 다수의 RAT들에 접속 가능한 환경에서 효율적으로 서비스를 제공할 수 있게 한다.
본 개시에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 개시가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템을 도시한다.
도 2는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 RAT(radio access technology)들 간 인터워킹(interworking)을 위한 구조를 도시한다.
도 3은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 단말의 구성을 도시한다.
도 4는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 세션을 관리하는 서버의 구성을 도시한다.
도 5는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 사용자 플랜(user plane, UP)을 관리하는 서버의 구성을 도시한다.
도 6은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 세션을 관리하는 서버의 동작을 위한 흐름도를 도시한다.
도 7은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 세션을 관리하는 서버의 무선 링크 정보에 기반한 스위칭을 위한 흐름도를 도시한다.
도 8은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 세션을 관리하는 서버의 정책에 기반한 스위칭을 위한 흐름도를 도시한다.
도 9은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 세션을 관리하는 서버의 연결 상태에 기반한 스위칭을 위한 흐름도를 도시한다.
도 10은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 단말의 동작을 위한 흐름도를 도시한다.
도 11은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 사용자 플랜을 관리하는 서버의 동작을 위한 흐름도를 도시한다.
도 12a 내지 도 12c는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 RAT 스위칭 절차의 구체적인 예를 도시한다.
도 13은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 RAT 스위칭을 위한 신호 교환도를 도시한다.
본 개시에서 사용되는 용어들은 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 다른 실시 예의 범위를 한정하려는 의도가 아닐 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 용어들은 본 개시에 기재된 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가질 수 있다. 본 개시에 사용된 용어들 중 일반적인 사전에 정의된 용어들은, 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 동일 또는 유사한 의미로 해석될 수 있으며, 본 개시에서 명백하게 정의되지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다. 경우에 따라서, 본 개시에서 정의된 용어일지라도 본 개시의 실시 예들을 배제하도록 해석될 수 없다.
이하에서 설명되는 본 개시의 다양한 실시 예들에서는 하드웨어적인 접근 방법을 예시로서 설명한다. 하지만, 본 개시의 다양한 실시 예들에서는 하드웨어와 소프트웨어를 모두 사용하는 기술을 포함하고 있으므로, 본 개시의 다양한 실시 예들이 소프트웨어 기반의 접근 방법을 제외하는 것은 아니다.
이하 본 개시는 무선 통신 시스템에서 서로 다른 RAT(radio access technology)들 간 스위칭을 지원하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다. 구체적으로, 본 개시는 무선 통신 시스템에서 코어(core)에서 개시되는(core-initiated) RAT 스위칭 또는 UE(user equipment)서 개시되는(UE-initiated) RAT 스위칭을 수행하기 위한 기술을 설명한다.
이하 설명에서 사용되는 신호를 지칭하는 용어, 채널을 지칭하는 용어, 논리적 자원의 단위를 지칭하는 용어, 제어 정보를 지칭하는 용어, 네트워크 객체(network entity)들을 지칭하는 용어, 장치의 구성 요소를 지칭하는 용어 등은 설명의 편의를 위해 예시된 것이다. 따라서, 본 개시가 후술되는 용어들에 한정되는 것은 아니며, 동등한 기술적 의미를 가지는 다른 용어가 사용될 수 있다.
또한, 본 개시는, 일부 통신 규격(예: 3GPP(3rd Generation Partnership Project))에서 사용되는 용어들을 이용하여 다양한 실시 예들을 설명하지만, 이는 설명을 위한 예시일 뿐이다. 본 개시의 다양한 실시 예들은, 다른 통신 시스템에서도, 용이하게 변형되어 적용될 수 있다.
도 1은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템을 도시한다. 도 1은 무선 통신 시스템에서 무선 채널을 이용하는 노드(node)들의 일부로서, 단말 110, 기지국 120-1, 기지국 120-2를 예시한다.
단말 110은 사용자에 의해 사용되는 장치로서, 기지국 120-1 및 기지국 120-2과 무선 채널을 통해 통신을 수행한다. 경우에 따라, 단말 110 중 적어도 하나는 사용자의 관여 없이 운영될 수 있다. 즉, 단말 110 중 적어도 하나는 기계 타입 통신(machine type communication, MTC)을 수행하는 장치로서, 사용자에 의해 휴대되지 아니할 수 있다. 단말 110은 단말(terminal) 외 '사용자 장비(user equipment, UE)', '이동국(mobile station)', '가입자국(subscriber station)', '원격 단말(remote terminal)', '무선 단말(wireless terminal)', 또는 '사용자 장치(user device)' 또는 이와 동등한 기술적 의미를 가지는 다른 용어로 지칭될 수 있다.
기지국 120-1 및 기지국 120-2는 단말 110에게 무선 접속을 제공하는 네트워크 인프라스트럭쳐(infrastructure)이다. 기지국 120-1 및 기지국 120-2 각각은 신호를 송신할 수 있는 거리에 기초하여 일정한 지리적 영역으로 정의되는 커버리지(coverage)를 가진다. 기지국 120-1 및 기지국 120-2 각각은 기지국(base station) 외에 '액세스 포인트(access point, AP)', '무선 포인트(wireless point)', '송수신 포인트(transmission/reception point, TRP)' 또는 이와 동등한 기술적 의미를 가지는 다른 용어로 지칭될 수 있다. 여기서, 기지국 120-1은 4G(4th generation) 시스템(예: LTE(long term evolution), LTE-A(LTE-advanced))의 규격에 따라 동작하며, '이노드비(eNodeB, eNB)'로 지칭될 수 있다. 또한, 기지국 120-2는 5G(5th generation) 시스템의 규격에 따라 동작하며, '지노드비(next generation nodeB, gNB)' 또는 '5G 노드(5th generation node)'로 지칭될 수 있다.
단말 110, 기지국 120-1 및 기지국 120-2는 밀리미터 파(mmWave) 대역(예: 28GHz, 30GHz, 38GHz, 60GHz)에서 무선 신호를 송신 및 수신할 수 있다. 이때, 채널 이득의 향상을 위해, 기지국 120-1 및 기지국 120-2, 단말 110은 빔포밍(beamforming)을 수행할 수 있다. 여기서, 빔포밍은 송신 빔포밍 및 수신 빔포밍을 포함할 수 있다. 즉, 기지국 120-1 및 기지국 120-2, 단말 110은 송신 신호 또는 수신 신호에 방향성(directivity)을 부여할 수 있다. 이를 위해, 기지국 120-1 및 기지국 120-2 및 단말 110은 빔 탐색(beam search) 또는 빔 관리(beam management) 절차를 통해 서빙(serving) 빔들 112, 113, 121, 131을 선택할 수 있다. 서빙 빔들 112, 113, 121, 131이 선택된 후, 이후 통신은 서빙 빔들 112, 113, 121, 131을 송신한 자원과 QCL(quasi co-located) 관계에 있는 자원을 통해 수행될 수 있다.
제1 안테나 포트 상의 심볼을 전달한 채널의 광범위한(large-scale) 특성들이 제2 안테나 포트 상의 심볼을 전달한 채널로부터 추정될(inferred) 수 있다면, 제1 안테나 포트 및 제2 안테나 포트는 QCL 관계에 있다고 평가될 수 있다. 예를 들어, 광범위한 특성들은 지연 스프레드(delay spread), 도플러 스프레드(doppler spread), 도플러 쉬프트(doppler shift), 평균 이득(average gain), 평균 지연(average delay), 공간적 수신 파라미터(spatial receiver parameter) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
4G 코어(core) 130-1는 4G 시스템을 위한 코어 망이고, 5G 코어 130-2는 5G 시스템을 위한 코어 망이다. 4G 코어 130-1은 4G 시스템에 접속한 단말들 및 외부 망(예: IP(internet protocol) 망) 간의 통신을 위한 기능들을 제공한다. 5G 코어 130-2는 5G 시스템에 접속한 단말들 및 외부 망(예: IP 망) 간의 통신을 위한 기능들을 제공한다. 4G 코어 130-1 및 5G 코어 130-2 각각은 다수의 객체(entity)들을 포함할 수 있으며, 각 시스템의 요구사항 및 설계에 따라 객체들의 명칭 및 기능은 다양하게 정의될 수 있다. 다양한 실시 예에 따라, 4G 코어 130-1 및 5G 코어 130-2는 인터워킹(interworking) 가능한 구조를 가질 수 있다. 이에 따라, 단말 110은 4G 시스템 및 5G 시스템 간 RAT 스위칭을 수행할 수 있다. 여기서, RAT 스위칭은 제1 RAT을 지원하는 접속 노드(예: 기지국)에서 제2 RAT을 지원하는 접속 노드로 서빙 노드를 변경하는 동작으로서, '링크 스위칭', '링크 기술 스위칭', '경로 스위칭' 또는 이와 동등한 의미를 가지는 다른 용어로 지칭될 수 있다.
5G 시스템은 고주파수 대역에서 광대역 자원을 사용할 것으로 예상된다. 이에 따라, 높은 전송률로 서비스를 제공할 수 있을 것이 기대되나, 초기의 5G 시스템은 다음과 같은 불안정성을 가질 수 있다. 고속의 데이터 전송을 위해 빔포밍과 같은 기술이 적용될 경우, 기지국과 단말 사이에 LOS(line-of-sight)가 보장이 되지 아니하고 NLOS(non-LOS) 환경이 조성되면, 순간적으로 성능이 저하되거나 링크가 끊어지는 RLF(radio link failure)가 발생할 가능성이 존재한다. 예를 들어, 단말의 방향이 갑자기 변경되거나, 단말 및 기지국 사이에 트럭과 같은 장애물이 지나가는 경우, RLF가 발생할 수 있다. 또한, 5G 시스템의 셀 커버리지(cell coverage)가 작거나, 또는 전국망으로 설치되기 이전 상황에서, 5G 음영 지역이 많이 존재할 수 있다.
따라서, 안정적인 데이터 서비스를 위해서, 도 1에 예시된 바와 같이, 많은 사업자들이 4G 시스템 및 5G 시스템을 연동하는 시나리오를 고려하고 있다. 예를 들어, 5G 서비스 지역이 아닌 곳에서 4G 시스템을 통해 서비스를 제공하고, 단말이 5G 서비스 지역에 진입하면 5G 기지국(예: 기지국 120-2)을 통해 서비스를 제공하는 방식이 고려되고 있다. 또한, 5G를 통해 데이터를 수신 중 단말이 5G 서비스 영역 밖으로 벗어나면, 자연스럽게 4G 시스템으로 핸드오버하는 방식도 고려될 수 있다. 즉, 4G 시스템 및 5G 시스템 간 상호 연동을 위한 다양한 구조 및 절차들이 새로 연구되고 있다.
최근 논의 중인 4G 및 5G 간의 연동 구조는 기본적으로 NSA(non-standalone) 형태로서, 이는 5G 연결이 독립적으로 이루어질 수 없고, 기존의 4G 인프라스트럭쳐(infrastructure)에 의존하는 구조이다. 이와 더불어, SA(standalone) 기반의 4G 및 5G 연동 구조 역시 논의되고 있으며, 이는 코어 내에 인터워킹을 위한 앵커(anchor)를 정의하고, 4G 시스템 및 5G 시스템을 코어 레벨에서 연동시키는 방식이다. 이 경우, 단말은 4G 시스템 및 5G 시스템 각각에 별도의 어태치 요청(attach request)을 송신함으로써, 이중 등록(dual registration)을 수행한 후, 상황에 따라 하나의 시스템을 선택적으로 사용하거나, 양자의 시스템들을 함께 사용할 수 있다.
상술한 시스템들 간 연동에 관련하여 표준 단체인 3GPP는 LTE/NR(new radio) 이중 무선(dual radio)을 사용하는 단말의 사용자 플랜(user plane, UP) 트래픽 스티어링 및 스위칭 (user plane traffic steering and switch)에 대한 연구(study)를 제안하는 중이다. 이하 <표 1>은 관련 SI(study item)의 내용의 일부이다.
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다수의 RAT들, 다시 말해, 다수의 액세스/링크 기술을 연동하기 위해서, 어느 시점에 어느 RAT를 사용할 것인가에 대한 선택의 문제가 해결되어야 한다. 선택의 기준은 특정 RAT에 대한 사용자의 선호도, 요금, 정책 등에 기반하여 정의될 수 있다. 다른 주요한 기준으로서, 무선 링크의 채널 상태가 고려될 수 있다. 현재 단말의 무선 링크의 채널 상태가 매우 열악함으로 인해 원하는 수준의 QoS(quality of service)가 제공되기 어렵다면, 다른 대체 가능한 RAT로 스위칭함이 바람직하다.
이러한 RAT 스위칭에 대한 결정은 단말 또는 네트워크 측(예: 기지국 또는 코어 망 내 객체)에 의해 수행될 수 있다. 그러나, 코어-레벨 인터워킹(core-level interworking), 즉, SA 기반 연동 구조의 경우, 코어가 무선 구간의 채널 상태를 실시간으로 알기 어렵다는 점에서, 스위칭에 대한 결정의 주체가 UE가 되어야 한다는 의견이 존재한다. 따라서, 표준화의 논의 방향이나 벤더(vendor)의 개발 방향도 모두 UE-개시(UE-initiated) 스위칭에 집중되어 있다.
하지만, UE-개시 스위칭 방식은 몇몇 문제점을 안고 있다. 첫번째로, 스위칭을 수행하기 위해 단말에서 스위칭을 위한 시그널링 메시지(signaling message)를 코어로 송신해야 한다. 이는 단말 및 코어 간 추가적인 트래픽을 유발하는 오버헤드로 작용할 수 있으며, 결과적으로 스위칭 결정 시점 및 수행 시점 사이에 지연 시간을 발생시킬 수 있다. 두번째로, 5G 사용 중 급작스런 RLF가 발생 시 빠르게 4G로 폴백(fallback)할 수 있어야 하는데, 스위칭 시도 시점에 4G 시스템의 연결이 아이들(idle) 상태이면 웨이크 업(wakeup) 동작을 위해 서비스 요청(service request) 또는 페이징(paging) 동작이 진행되어야 한다. 즉, 추가적인 시간 지연이 발생함으로 인해, 사용자 경험(user experience)에 악영향이 발생한다. 마지막으로, 링크의 무선 문제(radio problem)을 감지한 후, 시그널링 메시지를 즉시 코어로 송신하더라도, 이미 기지국으로 전달된 데이터들이 손실될 가능성이 매우 크다. 만일, 서비스 요청 등의 절차까지 수행되면, 손실되는 데이터의 양은 더 많아질 것이다. 상술한 문제점들 중 적어도 일부의 영향을 최소화할 수 있는 가장 쉬운 해결 방안으로서, 5G 사용 중 항상 4G 인터페이스를 활성(active) 상태로 유지하는 것이다. 그러나, 이러한 해결 방안은 단말의 배터리 사용 시간을 단축시키며, 사용하지 않는 4G의 무선 자원의 낭비를 초래할 수 있다.
이에, 본 개시는 코어 개시(core-initiated) 스위칭 기술을 제안한다. 다양한 실시 예들에 따라, 코어-레벨 인터워킹 구조에서, 코어 망 내 적어도 하나의 객체는 기지국으로부터 무선 채널 상태에 관련된 정보를 수신하고, RAT 스위칭을 제어할 수 있다. 구체적으로, 다양한 실시 예들은 기지국으로부터 무선 채널 상태에 관련된 정보를 수신함에 따른 스위칭 대상 RAT를 결정하는 방안, 스위칭 대상 RAT의 아이들 상태에 대한 동작, UE-개시 스위칭과의 연계 방안 등에 관련된다.
다양한 실시 예들에 따르면, RAN(radio access network) 및 코어 간 무선 채널 상태에 관련된 정보를 전달하기 위한 시그널링이 사용된다. 이와 관련하여, 다음과 같은 통지 제어(notification control) 기술이 사용될 수 있다. 통지 제어는, QoS 플로우의 생존 시간(lifetime) 동안 GRBR(guaranteed flow bit rate)이 더 이상 (또는 다시) QoS 플로우에 대하여 만족될 수 없을 때, RAN으로부터의 통지들이 요구되는지 여부를 지시한다(the notification control indicates whether notifications are requested from the RAN when the GFBR can no longer (or again) be fulfilled for a QoS flow during the lifetime of the QoS flow). 만일, 주어진 GBR(guaranteed bit rate) QoS 플로우에 대하여, 통지 제어가 인에이블되고(enabled), RAN이 GFBR이 만족될 수 없음을 판단하면, RAN은 SMF(session management function)로 통지를 송신한다(if, for a given GBR QoS flow, notification control is enabled and the RAN determines that the GFBR cannot be fulfilled, RAN shall send a notification towards SMF). 즉, 특정 플로우에 대한 QoS가 만족되지 못한다고 RAN에서 판단하는 경우, 코어(예: SMF)로 통지가 전달된다. RAN은 QoS 플로우를 유지할 것이고, GFRB를 만족시키도록 노력할 것이다(the RAN shall keep the QoS flow, and should try to fulfil the GFBR). RAN으로부터 GFBR이 만족될 수 없음을 알리는 통지를 수신함에 따라, 5G 코어는 QoS 플로우를 수정 또는 제거하기 위해 N2 시그널링을 시작할 수 있다(upon receiving a notification from the RAN that the GFBR cannot be fulfilled, the 5GC may initiate N2 signaling to modify or remove the QoS flow). 일단 상황이 개선되고, GFBR이 다시 만족되면, RAN은 새로운 통지를 송신함으로써, SMF에게 GFBR이 다시 만족될 수 있음을 알린다(once conditions improve, and the GFBR is fulfilled again, RAN sends a new notification, informing SMF that the GFBR can be fulfilled again). 구성된 시간 이후, RAN은 GFBR이 만족될 수 없음을 알리는 후속 통지를 송신할 수 있다(after a configured time, the RAN may send a subsequent notification that the GFBR cannot be fulfilled).
상술한 바와 같이, QoS 만족 여부에 대한 RAN으로부터의 통지는 GFBR가 만족되지 못하는 경우 및 채널 상황이 좋아져 다시 만족되는 경우에 송신될 수 있다. 또한, 잦은 시그널링을 막기 위해, 다시 상황이 나빠져 추가적인 통지의 송신이 필요한 경우, 미리 구성된 시간 이후에 통지가 송신된다. 따라서, 통지 제어로 인한 RAN의 부하 상승은 크지 않을 것이다.
상술한 바에 따라, 코어-개시 스위칭을 위해 코어에서 무선 구간의 채널 상황을 확인하는 절차가 요구되며, 이를 위해 상술한 통지 제어 기법이 사용될 수 잇다. 따라서, 다양한 실시 예들에 따라, RAN에서 전송한 통지 메시지를 코어에서 수신하였을 때, 코어는 수신된 통지 메시지, 현재 트래픽 상황 등에 기반하여 사용 중인 RAT에서 다른 RAT로 스위칭하도록 제어할 수 있다.
도 2는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 RAT들 간 인터워킹을 위한 구조를 도시한다. 도 2는 도 1에 예시된 시스템의 구조에서, 각 코어 망에 포함되는 객체들의 구체적인 예 및 단말 및 기지국의 일부 프로토콜 계층들을 도시한다.
도 2를 참고하면, 단말 110은 APP(application) 계층 210, IP 계층 212를 포함한다. 4G 시스템을 사용하기 위해, 단말 110은 4G PDCP(packet data convergence protocol) 계층 214-1, 4G RRC(radio resource control) 계층 216-1, 4G NAS(non-access stratum) 계층 218-1을 포함한다. 또한, 5G 시스템을 사용하기 위해, 단말 110은 5G PDCP 계층 214-2, 5G RRC 계층 216-2, 5G NAS 계층 218-2를 포함한다. 기지국 120-1은 4G 시스템의 RAN에 포함되며, 4G PDCP 계층 224-1, 4G RRC 계층 226-1을 포함한다. 기지국 120-2는 5G 시스템의 RAN에 포함되며, 5G PDCP 계층 224-2, 5G RRC 계층 226-2를 포함한다. 4G 코어 130-1은 MME(mobility management entity) 232를 포함하고, 5G 코어 130-2는 5G AMF(access and mobility management function) 234, 5G SMF 236, 5G PCF(policy control function) 238을 포함한다. 그리고, 4G 코어 130-1 및 5G 코어 130-2 간 인터워킹을 위한 앵커로서, 4G GW(gateway)/5G UPF(user plane function) 240이 정의된다.
도 2에 예시된 5G 코어 130-2에 포함되는 객체들 각각은 해당 기능을 위해 전용적을 설계된 하드웨어로 구현되거나, 범용 서버에 해당 기능을 위한 소프트웨어를 설치함으로써 구현될 수 있다. 이에 따라, 객체들은 별도의 장치들로 구현되거나, 둘 이상의 객체들이 하나의 장치로 구현될 수 있다.
단말 110의 IP 계층 212는 데이터 처리를 위해 4G PDCP 계층 214-1 및 5G PDCP 계층 214-2과 연결될 수 있다. 즉, 4G 시스템을 통해 데이터를 송신 및 수신하기 위해, 4G PDCP 계층 214-1은 기지국 120-1의 4G PDCP 계층 224-1과 연동할 수 있다. 5G 시스템을 통해 데이터를 송신 및 수신하기 위해, 5G PDCP 계층 214-2과 연결될 수 있다. 다양한 실시 예들에 따라, 4G 시스템 및 5G 시스템 간 스위칭이 수행될 수 있고, 스위칭에 의해, IP 계층 212는 4G PDCP 계층 214-1 및 5G PDCP 계층 214-2 중 어느 하나와 연동할 수 있다. 도 2에 도시되지 아니하였으나, 5G 시스템을 통한 데이터 송신 및 수신을 위해, 단말 110은 SDAP(service data adaptation protocol)을 더 포함할수 있다.
4G RRC 계층 216-1은 4G 시스템의 기지국 120-1과의 제어 시그널링을 처리하며, 이를 위해 기지국 120-1의 4G RRC 계층 226-1과 연동할 수 있다. 5G RRC 계층 216-2는 5G 시스템의 기지국 120-2와의 제어 시그널링을 처리하며, 이를 위해 기지국 120-2의 5G RRC 계층 226-2과 연동할 수 있다. 또한, 4G NAS 계층 218-1는 4G 코어 130-1와의 제어 시그널링을 처리하며, 이를 위해 4G 코어 130-1 내의 MME 232와 연동할 수 있다. 5G NAS 계층 218-2는 5G 코어 130-2와 제어 시그널링을 처리하며, 이를 위해 5G 코어 130-2 내의 5G AMF 234와 연동할 수 있다.
4G MME 232는 4G 시스템에서 이동성을 관리한다. 예를 들어, 4G MME 232는 단말 110의 핸드오버, 위치 갱신, 동작 모드(예: 아이들 모드) 등을 제어한다. 5G AMF 234는 5G 시스템에서 제어 플랜(control plane, CP)의 RAN 측 말단(termination)이며, NAS 계층의 말단으로서, 등록(registration) 관리, 연결 관리, 이동성 관리, 접속 인증(authentication)/승인(authorization) 등을 제어한다. 5G SMF 236은 세션의 관리(예: 설정(establishment), 수정(modify), 해제(release) 등), UPF 및 AN(access network) 노드 간 터널 유지(tunnel maintain), IP 주소 할당 및 유지 등을 수행한다. 5G PCF 238은 통합된 정책 프레임워크(unified policy framework)를 지원하며, 정책 규칙(policy rule)을 제어 플랜에 제공하고, UDR(unified data repository)에서 정책 결정(policy decisions)에 관련된 가입 정보(subscription information)에 접근할 수 있다.
4G GW/5G UPF 240은 4G 시스템에서 데이터를 처리하는 게이트웨이(예: P-GW(packet data network gateway), S-GW(serving gateway) 중 적어도 하나) 및 5G 시스템에서 데이터를 처리하는 UPF를 결합한 객체이다. 4G GW/5G UPF 240은 4G 코어 130-1 및 5G 코어 130-2 간 인터워킹을 위한 기능들을 제공한다. 즉, 4G GW/5G UPF 240은 4G 코어 130-1 및 5G 코어 130-2 간 인터워킹을 위한 앵커로서, 외부 망(예: IP 망)과 4G 접속 망 및 5G 접속 망 간 데이터 경로를 제어할 수 있다. 단말 110이 4G 시스템을 통해 서비스되는 경우, 4G GW/5G UPF 240은 데이터 경로를 기지국 120-1의 PDCP 계층 224-1과 설정한다. 반면, 단말 110이 5G 시스템을 통해 서비스되는 경우, 4G GW/5G UPF 240은 데이터 경로를 기지국 120-2의 PDCP 계층 224-2와 설정한다. 도 2의 경우, 4G GW 및 5G UPF가 하나의 객체로 예시되었으나, 다른 실시 예에 따라, 4G GW가 하나의 객체로, 5G UPF가 다른 하나의 객체로 구성되고, 상호 연동 가능한 구조로 정의될 수 있다.
도 2와 같은 구조에 따르면, 코어 내에 인터워킹을 위한 앵커 노드로서 4G GW/5G UPF 240이 정의된다. 도 2에 예시된 구조는 단말 110은 4G 코어 130-1 및 5G 코어 130-2에 개별적으로 연결되는 이중 등록되는 구조이다. 다양한 실시 예들에 따라, 기지국으로부터 QoS 관련 정보를 수신하고 4G GW/5G UPF 240으로 스위칭에 대한 명령을 전달하기 위한 기능은 5G 코어 130-2 내의 5G SMF 236에 위치할 수 있다. 이를 위해, 도 2에 도시되지 아니하였으나, 기지국 130-2 및 SMF 236 간 QoS 통지 메시지 등, RAN에서의 QoS 정보를 전달하기 위한 인터페이스가 정의될 수 있다. 즉, 4G GW/5G UPF 240은 5G SMF 236의 제어에 따라 5G 시스템에서 4G 시스템으로 RAT 스위칭을 수행할 수 있다. 이를 위한 SMF 236의 보다 상세한 구조 및 동작들은 이하 설명된다.
도 3은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 단말의 구성을 도시한다. 도 3에 예시된 구성은 단말 110의 구성으로서 이해될 수 있다. 이하 사용되는 '...부', '...기' 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어, 또는, 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
도 3을 참고하면, 단말은 통신부 310, 저장부 320, 제어부 330을 포함한다.
통신부 310은 무선 채널을 통해 신호를 송수신하기 위한 기능들을 수행한다. 예를 들어, 통신부 310은 시스템의 물리 계층 규격에 따라 기저대역 신호 및 비트열 간 변환 기능을 수행한다. 예를 들어, 데이터 송신 시, 통신부 310은 송신 비트열을 부호화 및 변조함으로써 복소 심벌들을 생성한다. 또한, 데이터 수신 시, 통신부 310은 기저대역 신호를 복조 및 복호화를 통해 수신 비트열을 복원한다. 또한, 통신부 310은 기저대역 신호를 RF(radio frequency) 대역 신호로 상향변환한 후 안테나를 통해 송신하고, 안테나를 통해 수신되는 RF 대역 신호를 기저대역 신호로 하향변환한다. 예를 들어, 통신부 310은 송신 필터, 수신 필터, 증폭기, 믹서(mixer), 오실레이터(oscillator), DAC(digital to analog convertor), ADC(analog to digital convertor) 등을 포함할 수 있다.
또한, 통신부 310은 다수의 송수신 경로(path)들을 포함할 수 있다. 나아가, 통신부 310은 다수의 안테나 요소들(antenna elements)로 구성된 적어도 하나의 안테나 어레이(antenna array)를 포함할 수 있다. 하드웨어의 측면에서, 통신부 310은 디지털 회로 및 아날로그 회로(예: RFIC(radio frequency integrated circuit))로 구성될 수 있다. 여기서, 디지털 회로 및 아날로그 회로는 하나의 패키지로 구현될 수 있다. 또한, 통신부 310은 다수의 RF 체인들을 포함할 수 있다. 나아가, 통신부 310은 빔포밍을 수행할 수 있다. 또한, 통신부 310은 서로 다른 주파수 대역의 신호들을 처리하기 위해 서로 다른 통신 모듈들을 포함할 수 있다. 나아가, 통신부 310은 서로 다른 다수의 RAT들을 지원하기 위해 다수의 통신 모듈들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 서로 다른 무선 접속 기술들은 4G 시스템, 5G 시스템을 포함할 수 있다.
통신부 310은 상술한 바와 같이 신호를 송신 및 수신한다. 이에 따라, 통신부 310의 전부 또는 일부는 '송신부', '수신부' 또는 '송수신부'로 지칭될 수 있다. 또한, 이하 설명에서 무선 채널을 통해 수행되는 송신 및 수신은 통신부 310에 의해 상술한 바와 같은 처리가 수행되는 것을 포함하는 의미로 사용된다.
저장부 320은 단말의 동작을 위한 기본 프로그램, 응용 프로그램, 설정 정보 등의 데이터를 저장한다. 저장부 320은 휘발성 메모리, 비휘발성 메모리 또는 휘발성 메모리와 비휘발성 메모리의 조합으로 구성될 수 있다. 그리고, 저장부 320은 제어부 330의 요청에 따라 저장된 데이터를 제공한다.
제어부 330은 단말의 전반적인 동작들을 제어한다. 예를 들어, 제어부 330은 통신부 310을 통해 신호를 송신 및 수신한다. 또한, 제어부 330은 저장부 320에 데이터를 기록하고, 읽는다. 그리고, 제어부 330은 통신 규격에서 요구하는 프로토톨 스택의 기능들을 수행할 수 있다. 이를 위해, 제어부 330은 적어도 하나의 프로세서 또는 마이크로(micro) 프로세서를 포함하거나, 또는, 프로세서의 일부일 수 있다. 또한, 통신부 310의 일부 및 제어부 330은 CP(communication processor)라 지칭될 수 있다.
다양한 실시 예들에 따라, 제어부 330은 무선 채널에 대한 정보, 트래픽 처리에 대한 정보, 선호도에 대한 정보 중 적어도 하나에 기반하여 RAT 스위칭의 수행을 판단하는 스위칭 결정부 332, RAT 스위칭을 수행하기 위한 동작(예: 제어 메시지 생성 등)을 수행하는 스위칭 수행부 334를 포함할 수 있다. 여기서, 스위칭 결정부 332 및 스위칭 수행부 334는 저장부 330에 저장된 명령어 집합 또는 코드로서, 적어도 일시적으로 제어부 330에 상주된(resided) 명령어/코드 또는 명령어/코드를 저장한 저장 공간이거나, 또는, 제어부 230을 구성하는 회로(circuitry)의 일부일 수 있다. 다양한 실시 예들에 따라, 제어부 330은 RAT 스위칭을 수행하기 위해 스위칭 결정부 332 및 스위칭 수행부 334 및 다른 구성요소들을 제어할 수 있다. 예를 들어, 제어부 330은 단말이 후술하는 다양한 실시 예들에 따른 동작들을 수행하도록 제어할 수 있다.
도 4는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 세션을 관리하는 서버의 구성을 도시한다. 도 4에 예시된 구성은 5G 코어 130-2에 포함되는 객체들 중 하나로서, 예를 들어, SMF 236의 기능을 수행하는 장치의 구성으로서 이해될 수 있다. 이하 사용되는 '...부', '...기' 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어, 또는, 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
도 4를 참고하면, 서버는 통신부 410, 저장부 420, 제어부 430을 포함한다.
통신부 410은 네트워크 내 다른 객체들과 통신을 수행하기 위한 인터페이스를 제공한다. 즉, 통신부 410은 서버에서 다른 객체, 예를 들어, GW/UPF, AMF, PCF 등으로 송신되는 비트열을 물리적 신호로 변환하고, 다른 노드로부터 수신되는 물리적 신호를 비트열로 변환한다. 즉, 통신부 410은 신호를 송신 및 수신할 수 있다. 이에 따라, 통신부 410은 모뎀(modem), 송신부, 수신부 또는 송수신부(transceiver)로 지칭될 수 있다. 이때, 통신부 410은 서버가 백홀 연결(예: 유선 백홀 또는 무선 백홀)을 거쳐 또는 네트워크를 거쳐 다른 장치들 또는 시스템과 통신할 수 있도록 한다.
저장부 420은 서버의 동작을 위한 기본 프로그램, 응용 프로그램, 설정 정보 등의 데이터를 저장한다. 그리고, 저장부 420은 제어부 430의 요청에 따라 저장된 데이터를 제공한다.
제어부 430은 서버의 전반적인 동작들을 제어한다. 예를 들어, 제어부 430은 통신부 410을 통해 신호를 송수신한다. 또한, 제어부 430은 저장부 420에 데이터를 기록하고, 읽는다. 이를 위해, 제어부 430은 적어도 하나의 프로세서(processor)를 포함할 수 있다. 다양한 실시 예들에 따라, 제어부 430은 RAT 스위칭의 판단에 영향을 주는 정보를 수집하는 상태 모니터링부 432, 무선 채널에 대한 정보, 트래픽 처리에 대한 정보, 연결 상태에 대한 정보, 선호도에 대한 정보 중 적어도 하나에 기반하여 RAT 스위칭의 수행을 판단하는 스위칭 결정부 434, RAT 스위칭을 수행하기 위한 동작(예: 제어 메시지 생성 등)을 수행하는 스위칭 수행부 436을 포함할 수 있다. 여기서, 상태 모니터링부 432, 스위칭 결정부 434, 스위칭 수행부 436은 저장부 420에 저장된 명령어 집합 또는 코드로서, 적어도 일시적으로 제어부 430에 상주된(resided) 명령어/코드 또는 명령어/코드를 저장한 저장 공간이거나, 또는, 제어부 443를 구성하는 회로(circuitry)의 일부일 수 있다.
다양한 실시 예들에 따라, 제어부 430은 RAT 스위칭을 수행하기 위해 상태 모니터링부 432, 스위칭 결정부 434 및 스위칭 수행부 436 및 다른 구성요소들을 제어할 수 있다. 예를 들어, 제어부 430은 서버가 후술하는 다양한 실시 예들에 따른 동작들을 수행하도록 제어할 수 있다.
도 5는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 사용자 플랜을 관리하는 서버의 구성을 도시한다. 도 5에 예시된 구성은 5G 코어 130-2에 포함되는 객체들 중 하나로서, 예를 들어, 4G GW/5G UPF 240의 기능을 수행하는 장치의 구성으로서 이해될 수 있다. 이하 사용되는 '...부', '...기' 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어, 또는, 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
도 5를 참고하면, 서버는 통신부 510, 저장부 520, 제어부 530을 포함한다.
통신부 510은 네트워크 내 다른 객체들과 통신을 수행하기 위한 인터페이스를 제공한다. 즉, 통신부 510은 서버에서 다른 객체, 예를 들어, SMF, AMF, PCF 등으로 송신되는 비트열을 물리적 신호로 변환하고, 다른 노드로부터 수신되는 물리적 신호를 비트열로 변환한다. 즉, 통신부 510은 신호를 송신 및 수신할 수 있다. 이에 따라, 통신부 510은 모뎀(modem), 송신부, 수신부 또는 송수신부(transceiver)로 지칭될 수 있다. 이때, 통신부 510은 서버가 백홀 연결(예: 유선 백홀 또는 무선 백홀)을 거쳐 또는 네트워크를 거쳐 다른 장치들 또는 시스템과 통신할 수 있도록 한다.
저장부 520은 서버의 동작을 위한 기본 프로그램, 응용 프로그램, 설정 정보 등의 데이터를 저장한다. 그리고, 저장부 520은 제어부 530의 요청에 따라 저장된 데이터를 제공한다.
제어부 530은 서버의 전반적인 동작들을 제어한다. 예를 들어, 제어부 530은 통신부 510을 통해 신호를 송수신한다. 또한, 제어부 530은 저장부 520에 데이터를 기록하고, 읽는다. 이를 위해, 제어부 530은 적어도 하나의 프로세서(processor)를 포함할 수 있다. 다양한 실시 예들에 따라, 제어부 530은 서로 다른 RAT들 간 데이터 경로를 스위칭하는 기능을 제어하는 경로 관리부 532, 어느 하나의 RAT에 데이터 경로를 설정하고, 설정된 데이터 경로를 통해 전달되는 패킷을 처리하는 트래픽 처리부 534를 포함할 수 있다. 여기서, 경로 관리부 532, 트래픽 처리부 534는 저장부 520에 저장된 명령어 집합 또는 코드로서, 적어도 일시적으로 제어부 530에 상주된(resided) 명령어/코드 또는 명령어/코드를 저장한 저장 공간이거나, 또는, 제어부 543를 구성하는 회로(circuitry)의 일부일 수 있다.
다양한 실시 예들에 따라, 제어부 530은 RAT 스위칭을 수행하기 위해 경로 관리부 532, 트래픽 처리부 534 및 다른 구성요소들을 제어할 수 있다. 예를 들어, 제어부 530은 서버가 후술하는 다양한 실시 예들에 따른 동작들을 수행하도록 제어할 수 있다.
도 6은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 세션을 관리하는 서버의 동작을 위한 흐름도를 도시한다. 도 6은 SMF 236의 기능을 수행하는 장치의 동작 방법을 예시한다.
도 6을 참고하면, 601 단계에서, 서버는 RAT 스위칭의 판단에 관련된 정보를 수신한다. RAT 스위칭의 판단에 관련된 정보는 RAT의 스위칭 여부의 판단에 영향을 주는 정보로서, 기지국, 단말 또는 다른 코어 망 객체로부터 제공될 수 있다. 예를 들어, RAT 스위칭의 판단에 관련된 정보는 단말의 무선 링크의 상태에 대한 정보, 서비스 별 선호 RAT에 대한 정보, 단말의 연결 상태에 대한 정보, 다른 객체에 의해 판단된 RAT 스위칭의 요청 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 즉, 서버는 기지국 등으로부터 QoS 만족 여부에 대한 통지 메시지를 수신하거나, 외부로부터 링크의 상태 정보를 수신하거나, 또는 단말의 어태치/디태치(attach/detach) 요청 정보 등을 기반으로 링크의 가용성(availability) 정보를 관리할 수 있다.
603 단계에서, 서버는 수신된 정보에 기반하여 RAT 스위칭의 수행 여부를 판단한다. RAT 스위칭의 수행 여부를 판단하는 구체적인 동작은 601 단계에서 수신된 정보에 의존한다. 예를 들어, 서버는 링크 상태 정보, 미리 정의된 네트워크 슬라이스/세션 별 정책 및 서비스 별 선호도 정보에 기반하여 스위칭 여부를 판단할 수 있다. 이때, 서버는 해당 단말의 모든 서비스/슬라이스/세션/플로우들의 스위칭을 판단하거나, 또는 일부의 서비스/슬라이스/세션/플로우의 스위칭을 판단할 수 있다.
605 단계에서, 서버는 RAT 스위칭을 지시하는 메시지를 송신한다. RAT 스위칭은 데이터 경로를 제1 RAT에서 제2 RAT로 변경하는 동작이므로, 데이터 경로를 제어하는 객체로 메시지가 송신된다. 즉, 서버는 단말들의 사용자 플랜을 제어하는 객체(예: 4G GW/5G UPF 240)로 RAT 스위칭을 요청하는 메시지를 송신한다. 다시 말해, 서버는 사용자 플랜을 제어하는 객체로 RAT 스위칭을 명령한다. 메시지는 단말의 식별정보, 스위칭될 서비스/슬라이스/세션/플로우의 식별정보, 스위칭할 RAT의 식별정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
도 6을 참고하여 설명한 실시 예에 따라, 서버는 RAT 스위칭이 수행되도록 동작할 수 있다. 도 6에 도시되지 아니하였으나, RAT 스위칭은 다수의 RAT들(예: 4G 시스템 및 5G 시스템)에 접속된 상태에서 판단되고, 수행될 수 있다. 즉, 단말이 네트워크에 연결되는 최초의 시점에는 어느 하나의 RAT와 단일 연결을 가지며, 이 경우 먼저 연결되고 설정된 RAT의 경로를 통해 데이터를 송신/수신할 수 있다. 이후 다른 RAT로 추가적인 연결이 이루어짐으로써 다수의 RAT들과 연결된 상황이 되면, 스위칭 여부가 판단될 수 있다.
제1 RAT에서 제2 RAT로 스위칭을 판단한 상황에서, 제2 RAT에 대한 상태가 아이들(idle) 상태인 경우, 제2 RAT에 대한 단말의 상태를 변경하기 위한 페이징(paging) 절차가 요구될 수 있다. 즉, 스위칭 할 RAT에 대한 단말의 상태가 아이들 상태라면, 페이징 동작 및 하향링크 인밴드(inband) 패킷 전송이 수행될 수 있다. 이때, 제1 RAT를 통해 데이터가 전달되는 것을 방지하기 위해, 스위칭이 먼저 수행된 후, 페이징 절차가 수행되는 것이 바람직하다.
이하 사용되는 정보에 따라 RAT 스위칭을 판단하는 다양한 실시 예들이 설명된다.
도 7은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 세션을 관리하는 서버의 무선 링크 정보에 기반한 스위칭을 위한 흐름도를 도시한다. 도 7은 SMF 236의 기능을 수행하는 장치의 동작 방법으로서, RAN에서 제공되는 무선 링크에 대한 정보에 기반하여 스위칭 여부를 판단하는 경우를 예시한다.
도 7을 참고하면, 701 단계에서, 서버는 제1 RAT의 무선 링크 상태에 대한 정보를 수신한다. 무선 링크 상태에 대한 정보는 해당 플로우가 요구되는 QoS(예: 전송률, 에러율, 지연시간 등)를 만족할 수 있는지 여부를 알리는 정보, 무선 링크의 품질을 지시하는 정보(예: 전송률, 에러율, 지연시간, SINR(signal to interference and noise ratio), 신호 세기 등) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 무선 링크 상태에 대한 정보는 기지국으로부터 수신될 수 있다. 예를 들어, 무선 링크 상태에 대한 정보는 상술한 통지 제어에 따라 송신되는 통지 메시지를 포함할 수 있다.
703 단계에서, 서버는 스위칭을 위한 조건이 만족되는지 판단한다. 스위칭에 대한 조건은 요구 QoS의 만족 여부, 현재 제공 가능한 QoS, 사용 중인 RAT 및 다른 RAT의 상태 중 적어도 하나에 기반하여 정의될 수 있다. 예를 들어, 스위칭에 대한 조건은 현재 사용 중인 RAT이 요구 QoS를 만족시키지 못하는 것을 포함할 수 있다. 701 단계에서 수신되는 무선 링크 상태에 대한 정보가 요구 QoS를 만족하지 못함에 응하여 송신되는 경우, 무선 링크 상태에 대한 정보의 수신이 요구 QoS를 만족시키지 못하는 것을 의미한다. 이 경우, 서버는 무선 링크 상태에 대한 정보의 수신에 응하여 요구 QoS를 만족시키지 못함을 판단하고, 다른 RAT로의 스위칭을 결정할 수 있다. 추가적으로, 무선 링크 상태에 대한 정보가 무선 링크의 품질을 지시하는 정보를 포함하는 경우, 서버는 무선 링크의 품질에 대응하는 현재 QoS 및 요구 QoS의 비교 결과에 기반하여 다른 RAT로의 스위칭을 결정할 수 있다.
스위칭을 위한 조건이 만족되면, 705 단계에서, 서버는 해당 단말의 데이터 경로를 제2 RAT로 스위칭하도록 제어한다. 예를 들어, 서버는 사용자 플랜을 제어하는 객체로 RAT 스위칭을 명령한다. 이를 위해, 서버는 RAT 스위칭을 요청하는 메시지를 생성하고, 메시지를 송신할 수 있다.
도 7을 참고하여 설명한 실시 예에서, 서버는 무선 링크에 대한 정보에 기반하여 스위칭을 위한 조건이 만족되는지 판단한다. 조건의 만족 여부를 판단하는 구체적인 동작은 다양하게 정의될 수 있다.
일 실시 예에 따라, 조건은 요구 QoS의 불만족 및 다른 가용한(available) RAT의 존재로 정의될 수 있다. 이 경우, 서버는 사용 중인 RAT이 요구 QoS를 만족시키지 못하고, 다른 가용한 RAT가 존재함에 응하여 RAT 스위칭의 수행을 판단할 수 있다.
다른 실시 예에 따라, 조건은 요구 QoS의 불만족 및 요구 QoS를 만족시킬 수 있는 다른 가용한 RAT의 존재로 정의될 수 있다. 이 경우, 서버는 사용 중인 RAT가 요구 QoS를 만족시키지 못하고, 가용한 RAT가 요구 QoS를 만족시킬 수 있음에 응하여 RAT 스위칭의 수행을 판단할 수 있다.
또 다른 실시 예에 따라, 조건은 요구 QoS의 불만족 및 임계치보다 적은 트래픽양으로 정의될 수 있다. 요구 QoS는 무선 링크의 품질 저하 뿐만 아니라 망의 혼잡(congestion)에 의해서도 만족되지 못할 수 있다. 따라서, 트래픽양이 적음에도 불구하고 요구 QoS를 만족시킬수 없다면, 이는 무선 링크 상의 문제로 취급될 수 있다. 그러므로, 서버는 사용 중인 RAT가 요구 QoS를 만족시키지 못하고, 사용 중인 RAT의 RAN에서의 트래픽양이 임계치보다 적음에 응하여 RAT 스위칭의 수행을 판단할 수 있다.
또 다른 실시 예에 따라, 조건은 요구 QoS의 불만족 및 임계치보다 큰 제공 가능 QoS와 요구 QoS의 차이로 정의될 수 있다. 요구 QoS를 만족하지 못하더라도, 불만족의 정도가 일정 수준 이하라면, 서버는 사용 중인 RAT를 계속 사용할 것을 결정할 수 있다. 이 경우, 서버는 사용 중인 RAT가 요구 QoS를 만족시키지 못하고, 제공 가능 QoS 및 요구 QoS 간 차이가 임계치를 초과함에 응하여 RAT 스위칭의 수행을 판단할 수 있다.
상술한 다양한 실시 예들에 따른 조건들 중 어느 하나가 사용되거나, 또는 둘 이상의 조건들의 조합이 사용될 수 있다. 예를 들어, 두번째 조건 및 세번째 조건이 함께 사용되거나, 두번째 조건 및 네번째 조건이 함께 사용되거나, 세번째 조건 및 네번째 조건이 함께 사용되거나, 두번째 조건, 세번째 조건 및 네번째 조건이 함께 사용될 수 있다.
또한, 다른 실시 예에 따라, 사용되는 조건 또는 조건의 조합은 상황에 적응적으로 변경될 수 있다. 예를 들어, RAT 스위칭의 빈도를 낮추고자 하는 경우, 서버는 조건을 추가하거나 임계치를 조절할 수 있다.
상술한 다양한 조건들에서, 스위칭 가능한 다수의 RAT들이 존재하는 경우, 스위칭할 RAT의 선택이 요구된다. 다양한 실시 예들에 따라, 서버는 미리 정의된 우선순위에 따라 RAT를 선택하거나, 또는 제공 가능한 QoS 수준에 기반하여 하나의 RAT를 선택할 수 있다. 구체적으로, 제공 가능한 QoS 수준에 기반하는 경우, 서버는 최대의 제공 가능한 QoS 수준을 가지는 RAT를 선택하거나, 요구 QoS보다 높으면서 가장 유사한 제공 가능한 QoS 수준을 가지는 RAT를 선택할 수 있다.
도 8은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 세션을 관리하는 서버의 정책에 기반한 스위칭을 위한 흐름도를 도시한다. 도 8은 SMF 236의 기능을 수행하는 장치의 동작 방법으로서, 미리 정의된 정책에 기반하여 스위칭 여부를 판단하는 경우를 예시한다.
도 8을 참고하면, 801 단계에서, 서버는 서비스 별 선호 RAT에 대한 정보를 수신한다. 즉, 제공 가능한 서비스들은 적어도 하나의 선호 RAT와 대응하며, 서비스 및 RAT 간 매핑 정보는 정책 정보로서 관리될 수 있다. 이 경우, 서버는 PCF(예: PCF 238)로부터 서비스 별 선호 RAT에 대한 정보를 수신할 수 있다. 서비스 및 RAT 간 매핑은 모든 단말들에 대하여 동일하게 정의되거나, 또는 단말별로 다르게 정의될 수 있다. 예를 들어, 서비스 및 RAT 간 매핑은 단말의 사용자 등급에 따라 다르게 정의될 수 있다.
803 단계에서, 서버는 제1 RAT에서 서비스를 위한 세션을 생성한다. 즉, 서버는 단말로 서비스를 제공하기 위해 적어도 하나의 세션을 생성할 수 있다. 예를 들어, 서버는 서비스를 제공하기 위한 적어도 하나의 네트워크 슬라이스를 선택하고, 선택된 네트워크 슬라이스 내에서 적어도 하나의 세션 및 적어도 하나의 플로우를 생성할 수 있다.
805 단계에서, 서버는 대상 서비스가 제2 RAT를 선호하는지 확인한다. 즉, 서버는 801 단계에서 수신된 정보에서 단말에게 제공되는 서비스를 검색하고, 검색된 서비스에 대응하는 RAT를 확인함으로써, 대상 서비스의 선호 RAT를 확인할 수 있다. 이에 따라, 서버는 대상 서비스가 제1 RAT가 아닌 제2 RAT를 선호하는지 여부를 판단할 수 있다.
807 단계에서, 서버는 대상 서비스의 데이터 경로를 제2 RAT로 스위칭하도록 제어한다. 예를 들어, 서버는 사용자 플랜을 제어하는 객체로 RAT 스위칭을 명령한다. 이를 위해, 서버는 RAT 스위칭을 요청하는 메시지를 생성하고, 메시지를 송신할 수 있다.
도 8을 참고하여 설명한 실시 예와 같이, 미리 정의된 정책에 기반하여 RAT 스위칭이 수행될 수 있다. 도 8의 실시 예에서, 선호 RAT는 서비스 별로 정의되는 것으로 예시되었다. 그러나, 다른 실시 예들에 따라, 선호 RAT는 서비스가 아닌 네트워크 슬라이스 별로, 세션 별로, 또는 플로우 별로 정의될 수 있다. 이러한 서비스/네트워크 슬라이스/세션/플로우 별 선호 RAT는, 요구 QoS 또는 목표 QoS에 따른 RAT들의 분류로 이해될 수 있다.
도 8의 실시 예에서, 서버는 서비스 별 선호 RAT에 대한 정보를 수신한다. 그러나, 다른 실시 예에 따라, 서버가 서비스 별 선호 RAT에 대한 정보를 수신하지 아니하고, 서비스/네트워크 슬라이스/세션/플로우에 대한 정보를 서비스 별 선호 RAT에 대한 정보를 보유한 객체(예: PCF)로 제공하고, 선호 RAT에 대한 피드백을 수신할 수 있다.
도 9은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 세션을 관리하는 서버의 연결 상태에 기반한 스위칭을 위한 흐름도를 도시한다. 도 9은 SMF 236의 기능을 수행하는 장치의 동작 방법으로서, 단말의 연결 상태에 기반하여 스위칭 여부를 판단하는 경우를 예시한다.
도 9을 참고하면, 901 단계에서, 서버는 제1 RAT에서 연결이 해제됨을 나타내는 정보를 수신한다. 예를 들어, 연결의 해제는 단말이 RLF(radio link failure)를 겪거나, 핸드오버 실패를 겪는 등을 원인으로 발생하거나, 또는 디태치(detach) 요청에 의해 발생할 수 있다. 서버는 다른 객체(예: AMF)로부터 단말의 연결 상태에 대한 정보를 수신할 있다. 예를 들어, 서버는 AMF에 의해 제공되는 이벤트 노출(event exposure) 서비스를 통해 단말의 연결 상태의 변화에 대한 정보를 수신할 수 있다.
903 단계에서, 서버는 해당 단말의 데이터 경로를 제2 RAT로 스위칭하도록 제어한다. 예를 들어, 서버는 사용자 플랜을 제어하는 객체로 RAT 스위칭을 명령한다. 이를 위해, 서버는 RAT 스위칭을 요청하는 메시지를 생성하고, 메시지를 송신할 수 있다.
위 도 7 내지 도 9를 참고하여 설명한 다양한 실시 예들에 따르면, 세션을 관리하는 서버(예: SMF 236)에 의해 스위칭의 수행 여부가 판단된다. 이에 따라, 별도의 시그널링 절차 없이 RAT 스위칭이 이루어질 수 있으며, 제1 RAT 사용 시 단말은 제2 RAT에서 아이들 모드로 동작 시킬 수 있다.
다른 실시 예에 따라, 단말(예: 단말 110)에 의해 스위칭의 수행 여부가 판단될 수 있다. 이 경우, 상술한 세션을 관리하는 서버에 시작되는 스위칭, 즉, 코어 개시 스위칭에서 사용되는 절차가 활용될 수 있다. 이하 단말에 의해 스위칭의 수행 여부가 판단되는 실시 예가 설명된다.
도 10은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 단말의 동작을 위한 흐름도를 도시한다. 도 10은 단말 110의 동작 방법을 예시한다.
도 10을 참고하면, 1001 단계에서, 단말은 제2 RAT로의 스위칭을 판단한다. 예를 들어, 단말은 무선 링크 상태에 기반하여 제1 RAT에서 제2 RAT로의 스위칭을 판단할 수 있다. 구체적으로, 단말은 무선 링크 상태를 나타내는 값(예: 전송률, 에러율, 지연시간, SINR, 신호 세기 등)을 임계치와 비교하고, 비교 결과가 미리 정의된 조건을 만족함을 확인함에 따라 스위칭을 수행할 것을 결정할 수 있다. 여기서, 임계치는 단말에 제공되는 서비스에 따라 다르게 적용될 수 있다. 즉, 단말은 현재 무선 링크 품질 상태가 요구되는 QoS를 만족시킬 수 있는지 여부를 판단하고, 요구되는 QoS를 만족시키지 못한다고 판단함에 응하여 제2 RAT로의 스위칭을 판단할 수 있다.
1003 단계에서, 단말은 제2 RAT로의 스위칭 요청을 포함하는 패킷을 생성한다. 일 실시 예에 따라, 제2 RAT로의 스위칭 요청을 포함하는 패킷은 미리 정의된 형식(format)을 가지는 데이터 유닛(data unit)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 미리 정의된 형식은 헤더에 포함되는 다수의 필드들(예: IP 주소, 포트(port) 번호 등) 중 적어도 하나를 미리 정의된 특정 값으로 설정하거나, 또는 페이로드(payload)의 적어도 일부에 미리 정의된 특정 비트 패턴/값을 삽입함으로써 정의될 수 있다. 다른 실시 예에 따라, 제2 RAT로의 스위칭 요청을 포함하는 패킷은 RAT 스위칭을 요청하기 위해 정의된 메시지(예: RRC 메시지, MAC CE(control element), UCI(uplink control information) 등)를 포함할 수 있다,
1005 단계에서, 단말은 제2 RAT로의 스위칭 요청을 포함하는 패킷을 송신한다. 예를 들어, 단말은 기본 인터넷 APN(default Internet access point name)을 통해 패킷을 송신할 수 있다. 단말에서 송신된 패킷은 무선 채널을 거쳐 기지국에 수신되고, 제1 RAT의 사용자 플랜을 처리하는 객체(예: GW, UPF 등)로 전달된다.
도 10을 참고하여 설명한 실시 예와 같이, 단말은 스위칭 요청을 전달할 수 있다. 이때, 스위칭하고자 하는 RAT(예: 제2 RAT)에서의 단말의 상태가 아이들 상태인 경우, 단말은 먼저 연결 상태로 천이하기 위한 동작을 수행할 수 있다. 예를 들어, 단말은 서비스 요청(service request)을 송신함으로써 연결 상태로 천이할 수 있다.
도 11은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 사용자 플랜을 관리하는 서버의 단말의 요청에 기반한 스위칭을 위한 흐름도를 도시한다. 도 11은 UPF의 기능을 수행하는 장치의 동작 방법을 예시한다.
도 11을 참고하면, 1101 단계에서, 서버는 스위칭 요청을 포함하는 패킷을 수신한다. 일 실시 예에 따라, 제2 RAT로의 스위칭 요청을 포함하는 패킷은 미리 정의된 형식을 가지는 데이터 유닛를 포함할 수 있다. 예를 들어, 미리 정의된 형식은 헤더에 포함되는 다수의 필드들(예: IP 주소, 포트 번호 등) 중 적어도 하나를 특정 값으로 설정하거나, 또는 페이로드의 적어도 일부에 특정 비트 패턴, 특정 값을 삽입함으로써 정의될 수 있다. 이 경우, 서버는 헤더에서 미리 정의된 특정 값으로 설정된 적어도 하나의 필드를 확인하거나, 또는 페이로드 내의 특정 위치에서 미리 정의된 특정 비트 패턴/값을 확인함으로써, 스위칭 요청을 포함하는 패킷을 분류(classify), 분석(parse) 또는 식별(identify)할 수 있다.
1103 단계에서, 서버는 세션을 관리하는 서버(예: SMF 236)로 스위칭 요청에 관련된 정보를 송신한다. 스위칭 요청을 포함하는 패킷을 식별한 서버는 단말로부터 스위칭 요청이 발생함을 인지하고, 스위칭 요청에 관련된 정보를 세션을 관리하는 서버로 송신한다. 즉, 서버는 스위칭 요청이 발생함을 알리는 정보, 스위칭을 요청한 단말에 대한 정보 중 적어도 하나를 전달할 수 있다.
도 11을 참고하여 설명한 실시 예와 같이, 사용자 플랜을 관리하는 서버는 단말의 스위칭 요청을 수신할 수 있다. 스위칭 요청에 관련된 정보를 세션에 관리하는 서버로 송신함에 따라, 세션을 관리하는 서버는 스위칭을 수행할 것을 판단하고, RAT 스위칭을 지시하는 메시지를 송신할 수 있다. 즉, 코어 내의 사용자 플랜을 처리하는 서버는 특정 값(예: 특정 IP 주소, 특정 포트 번호, 특정 데이터 등)을 포함하는 패킷을 수신하고, 이를 세션을 관리하는 서버의 상태 모니터링부(예: 상태 모니터링부 432)로 전달하며, 세션을 관리하는 서버는 관련 정보를 업데이트하고, RAT 스위칭을 결정할 수 있다. 이에 따라, 사용자 플랜을 관리하는 서버는 단말의 데이터 경로를 제2 RAT로 스위칭할 수 있다.
다른 실시 예에 따라, 스위칭 요청을 확인한 서버는, 스위칭 요청에 관련된 정보를 세션에 관리하는 서버로 송신함 없이, 단말의 데이터 경로를 제2 RAT로 스위칭할 수 있다. 이후, 추가적으로 서버는 단말의 데이터 경로가 제2 RAT로 스위칭됨을 알리는 정보를 세션을 관리하는 서버로 송신할 수 있다.
도 10 및 도 11을 참고하여 설명한 실시 예와 같이, 단말은 미리 정의된 형식을 가지는 데이터 유닛을 송신함으로써 스위칭 요청을 전달한다. 이때, 미리 정의된 형식은, 스위칭 요청을 알리기 위해 사용되는 것에 더하여, 스위칭될 서비스/세션/플로우를 지시하기 위해 사용될 수 있다. 즉, 미리 정의된 형식의 데이터 유닛은 스위칭 요청에 대응하는 값 및 스위칭될 서비스/세션/플로우를 지시하기 위한 값을 포함할 수 있다. 추가적으로, 미리 정의된 형식의 데이터 유닛은 스위칭 대상 RAT을 지시하는 값을 더 포함할 수 있다.
도 10 및 도 11을 참고하여 설명한 바와 같이, 단말에 의해 스위칭의 수행이 판단될 수 있다. 도 10 및 도 11을 참고하여 설명한 실시 예는 도 7 내지 도 9를 참고하여 설명한 실시 예들과 병행하여 실시될 수 있다. 즉, UE 개시 스위칭과 연동되더라도, 코어는 단말로부터의 스위칭 요청을 수신하는 것과 무관하게 RAN에서 수집된 정보 또는 자체적인 판단에 따라 스위칭을 수행할 수 있다.
이하 도 12a 내지 도 12c를 참고하여 RAT 스위칭의 구체적인 예가 설명된다. 도 12a 내지 도 12c는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 RAT 스위칭 절차의 구체적인 예를 도시한다.
도 12a를 참고하면, 단말 110은 4G 시스템에 어태치한다. 즉, 단말 110은 기지국 120-1에 랜덤 억세스 후, 필요한 절차들(예: 능력 협상, 등록, 연결 설정 등)을 수행함으로써, 4G 시스템에 접속한다. 이에 따라, 단말 110은 코어 내의 UPF 240를 통해 데이터 망(data network, DN) 1240과 연결된다. 여기서 UPF 240는 4G 시스템의 GW의 역할을 수행할 수 있다. 단말이 최초 4G 시스템을 통해 코어에 연결되면, SMF 236의 상태 모니터링부 432는 가용 RAT로서 4G 시스템만을 등록한다. 가용한 RAT가 단일 경로이므로, 단말 110로의 데이터는 4G 시스템을 통해 송신된다.
도 12b를 참고하면, 단말 110은 5G 시스템에 어태치한다. 즉, 단말 110은 기지국 120-2의 셀을 발견 후, 필요한 절차들(예: 랜덤 억세스, 능력 협상, 등록, 연결 설정 등)을 수행함으로써, 기지국 120-2를 통해 5G 시스템에 접속한다. 이에 따라, 단말 110은 2개의 가용한 RAT들을 보유하게 된다. 이때, 제공 중인 서비스가 5G 시스템을 선호하는 등을 이유로 5G 시스템이 선택되면, 단말 110의 데이터 경로는 5G 시스템으로 스위칭될 수 있다. 이를 위해, SMF 236은 PCF 238로부터 선호도 정보를 수신하고, 선호도 정보에 따라 RAT 스위칭을 판단하고, UPF 240로 스위칭을 지시할 수 있다.
도 12c를 참고하면, 단말 110이 5G 시스템를 통해 서비스를 이용 중, 코어는 4G 시스템으로의 스위칭을 결정한다. 예를 들어, 코어 내의 객체(예: SMF 236)는 5G 시스템의 RAN으로부터 QoS를 만족시키지 못한다는 정보를 수신하고, 이 정보를 기반으로 4G 시스템으로 다시 스위칭, 즉, 4G 폴백(fallback)을 결정할 수 있다. 이에 따라, SMF 236은 UPF 240로 4G 시스템으로의 스위칭을 지시할 수 있다. 스위칭 수행 이후, 4G 시스템에 대한 단말의 상태가 아이들 상태라면, 코어는 4G 시스템에서 페이징을 수행 후, 데이터를 전송한다.
상술한 다양한 실시 예들에 따라, 서로 다른 RAT들 간 스위칭이 수행될 수 있다. RAT들 간 스위칭을 위해 코어 내에서 적어도 하나의 제어 메시지들이 객체들간 송신/수신될 수 있다. 도 13은 RAT 스위칭을 위한 시그널링의 일 예를 도시한다. 도 13은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 RAT 스위칭을 위한 신호 교환도를 도시한다.
도 13을 참고하면, 1301 단계에서, SMF 236의 스위칭 결정부 434는 QoS 정책을 수신한다, 1303 단계에서, SMF 236의 스위칭 결정부 434는 상태 모니터링부 432를 통해 링크 상태 정보를 수신한다. 1305 단계에서, SMF 236의 스위칭 결정부 434는 상태 모니터링부 432를 통해 QoS 통지를 수신한다. 1301 단계, 1303 단계, 1305 단계의 순서는 변경될 수 있고, 또한 1301 단계, 1303 단계, 1305 단계 중 적어도 일부는 생략될 수 있다.
1307 단계에서, SMF 236의 스위칭 결정부 434는 스위칭을 수행할 것을 결정한다. 이를 위해, 스위칭 결정부 434는 QoS 정책, 링크 상태 정보, QoS 통지 등을 이용할 수 있다. 이때, 스위칭 결정부 434는 해당 단말의 모든 서비스/슬라이스/세션/플로우들의 스위칭을 판단하거나, 또는 일부의 서비스/슬라이스/세션/플로우의 스위칭을 판단할 수 있다.
1309 단계에서, 스위칭 결정부 434는 스위칭 수행부 436로 스위칭 요청을 전달한다. 예를 들어, 스위칭 요청은 5G 시스템에서 4G 시스템으로의 스위칭을 지시할 수 있다. 1311 단계에서, 스위칭 수행부 436는 UPF 240의 경로 관리부 532로 스위칭 요청 메시지를 송신한다. 예를 들어, 스위칭 요청 메시지는 5G 시스템에서 4G 시스템으로의 스위칭을 요청할 수 있다. 이에 따라, 1313 단계에서, 경로 관리부 532는 트래픽 처리부 534로 해당 단말의 트래픽 목적지의 IP 주소의 변경을 요청한다. 예를 들어, 경로 관리부 532는 트래픽 처리부 534로 해당 단말의 트래픽 목적지를 5G gNB에서 4G S-GW로 변경할 것을 요청한다. 이에 따라, 단말의 데이터 경로가 5G 시스템에서 4G 시스템으로 변경될 수 있다.
데이터 경로가 변경됨에 따라, 단말은 4G 기지국을 통해 데이터를 수신/송신할 수 있다. 이때, 단말이 아이들 모드인 경우, 4G 시스템은 단말에 대한 페이징을 수행함으로써 단말이 4G 시스템을 통해 통신하게 할 수 있다. 단말이 활성(active) 모드인 아닌 경우, 4G 시스템은 DCI(downlink control information)을 통해 단말이 4G 시스템을 통해 통신하게 할 수 있다.
도 13에 도시되지 아니하였으나, 추가적으로, SMF 236은 단말에게 RAT 스위칭의 수행을 알리는 제어 메시지를 송신할 수 있다. 이러한 시그널링은 단말의 기존 RAT, 즉, 5G 시스템에 대한 재연결 또는 재진입 시도를 예방할 수 있다.
상술한 다양한 실시 예들에 따라, 서로 다른 RAT들 간 스위칭이 수행될 수 있다. 상술한 다양한 실시 예들에서, 4G 시스템 및 5G 시스템이 RAT들의 예로서 제시되었으나, 다양한 실시 예들은 무선랜(wireless local area network, WLAN)과 같은 비(non)-3GPP 시스템 및 3GPP 시스템 간 스위칭에도 적용될 수 있다. 예를 들어, 무선랜을 선호하는 서비스의 경우, 무선랜이 연결된 이후 곧바로 3GPP 시스템에서 WLAN으로 스위칭할 것이 결정될 수 있다. 또는, 3GPP 시스템 사용 중, 코어가 3GPP RAN에서 링크 정보를 수신함으로써 무선 채널에 대한 문제를 확인하면, WLAN으로 스위칭할 것을 결정할 수 있다. 또 다른 실시 예로, WLAN AP(access point)가 코어로 해당 단말에 대한 무선 상태 정보나 QoS 정보를 제공할 수 있다면, 코어는 제공되는 정보를 기반으로 WLAN에서 3GPP 시스템으로의 스위칭을 결정할 수 있다. 만일 WLAN과 같은 비-3GPP 시스템으로 스위칭 시, 해당 시스템에 대하여 단말이 아이들 또는 전력 절약(power saving) 모드인 경우, 단말을 깨우기 위해 별도의 하향링크 인밴드 패킷(downlink inband packet)이 송신될 수 있다.
본 개시의 청구항 또는 명세서에 기재된 실시 예들에 따른 방법들은 하드웨어, 소프트웨어, 또는 하드웨어와 소프트웨어의 조합의 형태로 구현될(implemented) 수 있다.
소프트웨어로 구현하는 경우, 하나 이상의 프로그램(소프트웨어 모듈)을 저장하는 컴퓨터 판독 가능 저장 매체가 제공될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 저장 매체에 저장되는 하나 이상의 프로그램은, 전자 장치(device) 내의 하나 이상의 프로세서에 의해 실행 가능하도록 구성된다(configured for execution). 하나 이상의 프로그램은, 전자 장치로 하여금 본 개시의 청구항 또는 명세서에 기재된 실시 예들에 따른 방법들을 실행하게 하는 명령어(instructions)를 포함한다.
이러한 프로그램(소프트웨어 모듈, 소프트웨어)은 랜덤 액세스 메모리 (random access memory), 플래시(flash) 메모리를 포함하는 불휘발성(non-volatile) 메모리, 롬(read only memory, ROM), 전기적 삭제가능 프로그램가능 롬(electrically erasable programmable read only memory, EEPROM), 자기 디스크 저장 장치(magnetic disc storage device), 컴팩트 디스크 롬(compact disc-ROM, CD-ROM), 디지털 다목적 디스크(digital versatile discs, DVDs) 또는 다른 형태의 광학 저장 장치, 마그네틱 카세트(magnetic cassette)에 저장될 수 있다. 또는, 이들의 일부 또는 전부의 조합으로 구성된 메모리에 저장될 수 있다. 또한, 각각의 구성 메모리는 다수 개 포함될 수도 있다.
또한, 프로그램은 인터넷(Internet), 인트라넷(Intranet), LAN(local area network), WAN(wide area network), 또는 SAN(storage area network)과 같은 통신 네트워크, 또는 이들의 조합으로 구성된 통신 네트워크를 통하여 접근(access)할 수 있는 부착 가능한(attachable) 저장 장치(storage device)에 저장될 수 있다. 이러한 저장 장치는 외부 포트를 통하여 본 개시의 실시 예를 수행하는 장치에 접속할 수 있다. 또한, 통신 네트워크상의 별도의 저장장치가 본 개시의 실시 예를 수행하는 장치에 접속할 수도 있다.
상술한 본 개시의 구체적인 실시 예들에서, 개시에 포함되는 구성 요소는 제시된 구체적인 실시 예에 따라 단수 또는 복수로 표현되었다. 그러나, 단수 또는 복수의 표현은 설명의 편의를 위해 제시한 상황에 적합하게 선택된 것으로서, 본 개시가 단수 또는 복수의 구성 요소에 제한되는 것은 아니며, 복수로 표현된 구성 요소라 하더라도 단수로 구성되거나, 단수로 표현된 구성 요소라 하더라도 복수로 구성될 수 있다.
한편 본 개시의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 개시의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 개시의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니 되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

Claims (15)

  1. 무선 통신 시스템에서 세션을 관리하는 서버의 동작 방법에 있어서,
    RAT(radio access technology)의 스위칭의 판단에 관련된 정보를 수신하는 과정과,
    상기 정보에 기반하여 단말로의 서비스를 제공하기 위한 RAT을 제1 RAT에서 제2 RAT로 스위칭할 것을 판단하는 과정과,
    상기 단말의 데이터 경로를 제1 RAT에서 제2 RAT로 스위칭할 것을 지시하는 메시지를 사용자 플랜을 처리하는 객체로 송신하는 과정을 포함하는 방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 스위칭의 판단에 관련된 정보는, 상기 단말의 무선 링크의 상태에 대한 정보, 서비스 별 선호 RAT에 대한 정보, 상기 단말의 연결 상태에 대한 정보, 상기 단말에 의해 판단된 RAT 스위칭의 요청 중 적어도 하나를 포함하는 방법.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 단말의 무선 링크의 상태에 대한 정보는, RAN(radio access network)으로부터 제공되는 통지(notification)로서, GRBR(guaranteed flow bit rate)이 QoS(quality of service) 플로우에 대하여 만족될 수 없음을 알리는 정보를 포함하는 방법.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 단말로의 서비스를 제공하기 위한 RAT을 상기 제1 RAT에서 상기 제2 RAT로 스위칭할 것을 판단하는 과정은,
    상기 단말의 플로우가 상기 서비스에 의해 요구되는 QoS(quality of service)를 만족시키지 못하고, 상기 제2 RAT가 가용한 경우, 상기 서비스를 제공하기 위한 RAT을 상기 제1 RAT에서 상기 제2 RAT로 스위칭할 것을 판단하는 과정을 포함하는 방법.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 단말로의 서비스를 제공하기 위한 RAT을 상기 제1 RAT에서 상기 제2 RAT로 스위칭할 것을 판단하는 과정은,
    상기 단말의 플로우가 상기 서비스에 의해 요구되는 QoS(quality of service)를 만족시키지 못하고, 상기 제2 RAT가 가용하고, 상기 제1 RAT의 트래픽 양이 임계치 이하인 경우, 상기 서비스를 제공하기 위한 RAT을 상기 제1 RAT에서 상기 제2 RAT로 스위칭할 것을 판단하는 과정을 포함하는 방법.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 단말로의 서비스를 제공하기 위한 RAT을 상기 제1 RAT에서 상기 제2 RAT로 스위칭할 것을 판단하는 과정은,
    상기 단말의 플로우가 상기 서비스에 의해 요구되는 QoS(quality of service)를 만족시키지 못하고, 상기 요구되는 QoS 및 제공 가능한 QoS 간 차이가 임계치를 초과하는 경우, 상기 서비스를 제공하기 위한 RAT을 상기 제1 RAT에서 상기 제2 RAT로 스위칭할 것을 판단하는 과정을 포함하는 방법.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 단말로의 서비스를 제공하기 위한 RAT을 상기 제1 RAT에서 상기 제2 RAT로 스위칭할 것을 판단하는 과정은,
    상기 서비스의 선호 RAT이 제2 RAT인 경우, 상기 서비스를 제공하기 위한 RAT을 상기 제1 RAT에서 상기 제2 RAT로 스위칭할 것을 판단하는 과정을 포함하는 방법.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 단말로의 서비스를 제공하기 위한 RAT을 상기 제1 RAT에서 상기 제2 RAT로 스위칭할 것을 판단하는 과정은,
    상기 제1 RAT에 대한 상기 단말의 연결이 해제되는 경우, 상기 서비스를 제공하기 위한 RAT을 상기 제1 RAT에서 상기 제2 RAT로 스위칭할 것을 판단하는 과정을 포함하는 방법.
  9. 무선 통신 시스템에서 단말의 동작 방법에 있어서,
    제1 RAT(radio access technology)를 통해 제공되는 서비스를 위한 RAT를 제2 RAT로 스위칭할 것을 판단하는 과정과,
    상기 스위칭에 대한 요청을 포함하는 패킷을 송신하는 과정을 포함하며,
    상기 패킷은, 헤더에 포함되는 다수의 필드들 중 적어도 하나를 미리 정의된 값으로 설정하거나, 또는 페이로드(payload)의 적어도 일부에 미리 정의된 비트 패턴을 삽입함으로써 생성되는 방법.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 패킷은, 데이터 유닛이고,
    상기 패킷은, 사용자 플랜을 처리하는 제1 객체에 의해 분류된 후, 상기 제1 객채가 세션을 관리하는 제2 객체에게 스위칭의 요청에 관련된 정보를 전달하게 하는 방법.
  11. 무선 통신 시스템에서 세션을 관리하는 서버 장치에 있어서,
    신호를 송신 및 수신하는 송수신부와,
    상기 송수신부와 연결된 적어도 하나의 프로세서를 포함하며,
    상기 적어도 하나의 프로세서는,
    RAT(radio access technology)의 스위칭의 판단에 관련된 정보를 수신하고,
    상기 정보에 기반하여 단말로의 서비스를 제공하기 위한 RAT을 제1 RAT에서 제2 RAT로 스위칭할 것을 판단하고,
    상기 단말의 데이터 경로를 제1 RAT에서 제2 RAT로 스위칭할 것을 지시하는 메시지를 사용자 플랜을 처리하는 객체로 송신하도록 제어하는 장치.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 스위칭의 판단에 관련된 정보는, 상기 단말의 무선 링크의 상태에 대한 정보, 서비스 별 선호 RAT에 대한 정보, 상기 단말의 연결 상태에 대한 정보, 상기 단말에 의해 판단된 RAT 스위칭의 요청 중 적어도 하나를 포함하는 장치.
  13. 청구항 11에 있어서,
    상기 적어도 하나의 프로세서는, 상기 단말의 플로우가 상기 서비스에 의해 요구되는 QoS(quality of service)를 만족시키지 못하고, 상기 제2 RAT가 가용한 경우, 상기 서비스를 제공하기 위한 RAT을 상기 제1 RAT에서 상기 제2 RAT로 스위칭할 것을 판단하는 장치.
  14. 무선 통신 시스템에서 단말 장치에 있어서,
    신호를 송신 및 수신하는 송수신부와,
    상기 송수신부와 연결된 적어도 하나의 프로세서를 포함하며,
    상기 적어도 하나의 프로세서는,
    제1 RAT(radio access technology)를 통해 제공되는 서비스를 위한 RAT를 제2 RAT로 스위칭할 것을 판단하고,
    상기 스위칭에 대한 요청을 포함하는 패킷을 송신하도록 제어하며,
    상기 패킷은, 헤더에 포함되는 다수의 필드들 중 적어도 하나를 미리 정의된 값으로 설정하거나, 또는 페이로드(payload)의 적어도 일부에 미리 정의된 비트 패턴을 삽입함으로써 생성되는 장치.
  15. 청구항 14에 있어서,
    상기 패킷은, 데이터 유닛이고,
    상기 패킷은, 사용자 플랜을 처리하는 제1 객체에 의해 분류된 후, 상기 제1 객채가 세션을 관리하는 제2 객체에게 스위칭의 요청에 관련된 정보를 전달하게 하는 장치.
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