WO2020032767A1 - 무선 통신 시스템에서 데이터를 송수신하는 방법 및 장치 - Google Patents

무선 통신 시스템에서 데이터를 송수신하는 방법 및 장치 Download PDF

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WO2020032767A1
WO2020032767A1 PCT/KR2019/010211 KR2019010211W WO2020032767A1 WO 2020032767 A1 WO2020032767 A1 WO 2020032767A1 KR 2019010211 W KR2019010211 W KR 2019010211W WO 2020032767 A1 WO2020032767 A1 WO 2020032767A1
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WO
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amf
function
ciot
information
terminal
Prior art date
Application number
PCT/KR2019/010211
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English (en)
French (fr)
Inventor
김성훈
박중신
이호연
Original Assignee
삼성전자 주식회사
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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W4/00—Services specially adapted for wireless communication networks; Facilities therefor
    • H04W4/50—Service provisioning or reconfiguring
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W4/00—Services specially adapted for wireless communication networks; Facilities therefor
    • H04W4/70—Services for machine-to-machine communication [M2M] or machine type communication [MTC]
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W8/00—Network data management
    • H04W8/02—Processing of mobility data, e.g. registration information at HLR [Home Location Register] or VLR [Visitor Location Register]; Transfer of mobility data, e.g. between HLR, VLR or external networks

Definitions

  • the present disclosure relates to a method and apparatus for transmitting and receiving data in a wireless communication system.
  • a 5G communication system or a pre-5G communication system is called a system after a 4G network (Beyond 4G Network) or a system after an LTE system (Post LTE).
  • 5G communication systems are being considered for implementation in the ultra-high frequency (mmWave) band (eg, such as the 60 Gigabit (70 GHz) band).
  • 5G communication system beamforming, massive array multiple input / output (Full-Dimensional MIMO), and full dimensional multiple input / output (FD-MIMO) are used in 5G communication system to increase path loss mitigation of radio waves and increase transmission distance of radio waves.
  • Array antenna, analog beam-forming, and large scale antenna techniques are discussed.
  • 5G communication systems have advanced 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 And other technology developments are being made.
  • FQAM Hybrid FSK and QAM Modulation
  • SWSC sliding window superposition coding
  • ACM Advanced Coding Modulation
  • FBMC Fan Bank Multi Carrier
  • NOMA Non-orthogonal multiple access and sparse code multiple access have been developed.
  • IoT Internet of Things
  • IoE Internet of Everything
  • sensing technology wired / wireless communication and network infrastructure, service interface technology, and security technology
  • M2M machine to machine
  • MTC Machine Type Communication
  • IoT intelligent Internet technology services that provide new value in human life by collecting and analyzing data generated from connected objects may be provided.
  • IoT is a field of smart home, smart building, smart city, smart car or connected car, smart grid, health care, smart home appliances, advanced medical services, etc. through convergence and complex of existing information technology (IT) technology and various industries. It can be applied to.
  • a method of operating a first AMF (Access and Mobility Management Function) for handover of a terminal may include CIoT (Cellular Internet).
  • CIoT Cellular Internet
  • Receiving a forward relocation request message for handover of the terminal from a source mobility management entity (MME) connected to the terminal using the function of the thing, based on the transmission relocation request message Determining a second AMF capable of supporting the CIoT function based on determining whether the CIoT function can be supported, and determining that the CIoT function cannot be supported.
  • MME mobility management entity
  • 1 is a diagram illustrating a structure of a mobile communication system capable of interworking a 4G system and a 5G system.
  • 2A and 2B are diagrams illustrating a procedure for the UE to handover from a 4G system to a 5G system according to the first embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating a procedure in which an access and mobility management function (AMF) according to a second embodiment of the present disclosure negotiates with an NRF to find another AMF supporting a specific cellular internet of things (CIoT) function.
  • AMF access and mobility management function
  • FIG. 4 is a diagram illustrating a procedure in which an AMF according to a third embodiment of the present disclosure uses a DNS (Domain Name System) server to find another AMF that supports a specific CIoT function.
  • DNS Domain Name System
  • FIG. 5 is a diagram illustrating an example of configuring information on N26 interface connection and whether to support CIoT function in a mobility management entity (MME) and an AMF in OAM (Operations, Administration and Maintenance) according to a fourth embodiment of the present disclosure. to be.
  • MME mobility management entity
  • OAM Operations, Administration and Maintenance
  • FIG. 6 is a block diagram illustrating a structure of a terminal according to some embodiments of the present disclosure.
  • FIG. 7 is a block diagram illustrating a structure of a base station according to some embodiments of the present disclosure.
  • a method of operating a first AMF (Access and Mobility Management Function) for handover of a terminal may include source mobility management connected to a terminal using a Cellular Internet of Things (CIoT) function.
  • CIoT Cellular Internet of Things
  • CIoT Cellular Internet of Things
  • the CIoT function includes at least one of a data transmission function through control plane signaling or a data transmission function through user plane optimization, and the transmission relocation request message is connected to the CIoT function. It may include information about, and an identifier for whether or not to perform the handover.
  • the determining of the second AMF capable of supporting the CIoT function may include transmitting a message requesting a search for an AMF capable of supporting the CIoT function to a Network Repository Function (NRF).
  • the method may include receiving information on the second AMF from the NRF, and determining the second AMF as a target AMF for the handover based on the information on the second AMF. .
  • a message requesting a search for an AMF capable of supporting the CIoT function may include information indicating that an NF (Network Function) that is a search target is AMF, and information on the CIoT function. It may include.
  • NF Network Function
  • the message for requesting the search for the AMF capable of supporting the CIoT function may further include at least one of a globally unique AMF Identifier (GUAMI) list or information on the location of the terminal. .
  • GUI globally unique AMF Identifier
  • the information on the second AMF may include: a Fully Qualified Domain Name (FQDN) of the second AMF, an Internet Protocol (IP) address of the second AMF, or an end of the second AMF. It may include at least one of an end point address.
  • FQDN Fully Qualified Domain Name
  • IP Internet Protocol
  • the determining of the second AMF capable of supporting the CIoT function may include: querying a query including identification information of at least one AMF and information on the function of the CIoT; Sending to a Domain Name System server,
  • the identification information of the at least one AMF may include at least one of a domain name indicating the at least one AMF or a GUAMI of the at least one AMF, and may support the CIoT function.
  • the information on the at least one AMF may include an Internet Protocol (IP) address of at least one AMF capable of supporting the CIoT function.
  • IP Internet Protocol
  • the method may include: requesting the second AMF to generate a UE context corresponding to the terminal, receiving a response to the request from the second AMF. And transmitting a response to the transmission relocation request message to the MME based on the response to the request.
  • a first access and mobility management function may include a transceiver and at least one connected to the transceiver. And one processor, wherein the at least one processor receives a forward relocation request message for handover of the terminal from a source mobility management entity (MME) connected with the terminal, Based on the location request message, it may be determined whether the CIoT function can be supported and based on the determination that the CIoT function cannot be supported, a second AMF capable of supporting the CIoT function may be determined.
  • MME source mobility management entity
  • the CIoT function includes at least one of a data transmission function through control plane signaling or a data transmission function through user plane optimization, and the transmission relocation request message is connected to the CIoT function. It may include information about, and an identifier for whether or not to perform the handover.
  • the at least one processor transmits a message requesting a search for an AMF capable of supporting the CIoT function to a Network Repository Function (NRF), and from the NRF for the second AMF.
  • NRF Network Repository Function
  • a message requesting a search for an AMF capable of supporting the CIoT function may include information indicating that an NF (Network Function) that is a search target is AMF, and information on the CIoT function. It may include.
  • NF Network Function
  • the at least one processor transmits a query to a Domain Name System (DNS) server including a query including identification information of at least one AMF and information on a function of the CIoT, Receiving at least one AMF capable of supporting the CIoT function from the DNS server, and based on the at least one AMF capable of supporting the CIoT function, the at least one capable of supporting the CIoT function
  • DNS Domain Name System
  • the second AMF of one AMF may be determined as a target AMF for the handover.
  • the identification information of the at least one AMF may include at least one of a domain name indicating the at least one AMF or a GUAMI of the at least one AMF, and may support the CIoT function.
  • the information on the at least one AMF may include an Internet Protocol (IP) address of at least one AMF capable of supporting the CIoT function.
  • IP Internet Protocol
  • each block of the flowchart illustrations and combinations of flowchart illustrations may be performed by computer program instructions. Since these computer program instructions may be mounted on a processor of a general purpose computer, special purpose computer, or other programmable data processing equipment, those instructions executed through the processor of the computer or other programmable data processing equipment may be described in flow chart block (s). It will create means to perform the functions. These computer program instructions may be stored in a computer usable or computer readable memory that can be directed to a computer or other programmable data processing equipment to implement functionality in a particular manner, and thus the computer usable or computer readable memory. It is also possible for the instructions stored in to produce an article of manufacture containing instruction means for performing the functions described in the flowchart block (s).
  • Computer program instructions may also be mounted on a computer or other programmable data processing equipment, such that a series of operating steps may be performed on the computer or other programmable data processing equipment to create a computer-implemented process to create a computer or other programmable data. Instructions for performing the processing equipment may also provide steps for performing the functions described in the flowchart block (s).
  • each block may represent a portion of a module, segment, or code that includes one or more executable instructions for executing a specified logical function (s).
  • logical function e.g., a module, segment, or code that includes one or more executable instructions for executing a specified logical function (s).
  • the functions noted in the blocks may occur out of order. For example, two blocks shown in succession may in fact be executed substantially concurrently, or the blocks may sometimes be executed in the reverse order, depending on the functionality involved.
  • ' ⁇ part' used in the present embodiment refers to software or a hardware component such as a field programmable gate array (FPGA) or an application specific integrated circuit (ASIC), and ' ⁇ part' performs certain roles. do.
  • ' ⁇ ' is not meant to be limited to software or hardware. May be configured to reside in an addressable storage medium or may be configured to play one or more processors.
  • ' ⁇ ' means components such as software components, object-oriented software components, class components, and task components, and processes, functions, properties, procedures, and the like. Subroutines, segments of program code, drivers, firmware, microcode, circuits, data, databases, data structures, tables, arrays, and variables.
  • components and 'parts' may be combined into a smaller number of components and 'parts' or further separated into additional components and 'parts'.
  • the components and ' ⁇ ' may be implemented to play one or more CPUs in the device or secure multimedia card.
  • ' ⁇ unit' may include one or more processors.
  • a term for identifying an access node a term referring to a network entity (network entity), a term referring to messages, a term referring to an interface between network objects, various identification information
  • network entity network entity
  • messages a term referring to an interface between network objects
  • various identification information The term and the like to refer to are illustrated for convenience of description.
  • the present disclosure is not limited to the terms described below, and other terms may be used to refer to objects having equivalent technical meanings.
  • the present disclosure uses the terms and names defined in the 3GPP 3rd Generation Partnership Project Long Term Evolution (LTE) standard.
  • LTE Long Term Evolution
  • the present disclosure is not limited to the above terms and names, and may be equally applied to systems conforming to other standards.
  • the eNB may be used interchangeably with gNB for convenience of description. That is, the base station described as an eNB may represent a gNB.
  • the term terminal may also refer to other wireless communication devices as well as mobile phones, NB-IoT devices and sensors.
  • the base station is a subject performing resource allocation of the terminal, and may be at least one of a gNode B, an eNode B, a Node B, a base station (BS), a wireless access unit, a base station controller, or a node on a network.
  • the terminal may include a user equipment (UE), a mobile station (MS), a cellular phone, a smartphone, a computer, or a multimedia system capable of performing a communication function. Of course, it is not limited to the above example.
  • the present disclosure is applicable to 3GPP NR (5th generation mobile communication standard).
  • the present disclosure also provides intelligent services (eg, smart home, smart building, smart city, smart car or connected car, healthcare, digital education, retail, security and safety related services based on 5G communication technology and IoT related technology). Etc.).
  • the eNB may be used interchangeably with gNB for convenience of description. That is, the base station described as an eNB may represent a gNB.
  • the term terminal may also refer to other wireless communication devices as well as mobile phones, NB-IoT devices and sensors.
  • 3GPP uses a wireless access network that defines a 5G network standard, New RAN (NR), which is a core network, and a packet core (5G system or 5G Core Network, or NG Core: Next Generation Core).
  • NR New RAN
  • 5G system or 5G Core Network or NG Core: Next Generation Core
  • the 4G mobile communication system and the 5G mobile communication system can coexist, and therefore, one mobile service provider can construct two systems at the same time and provide services. For this purpose, interwokring is supported between 4G mobile communication systems and 5G mobile communication systems.
  • IoT Internet of Things
  • IoE Internet of Everything
  • M2M machine to machine
  • MTC Machine Type Communication
  • IoT is a field of smart home, smart building, smart city, smart car or connected car, smart grid, health care, smart home appliances, advanced medical services, etc. through convergence and complex of existing information technology (IT) technology and various industries. It can be applied to. Accordingly, the optimization of the 5G mobile communication system for applying the 5G communication system to the IoT network is in progress.
  • IT information technology
  • 3GPP 3rd Generation Partnership Project Long Term Evolution
  • the present disclosure proposes a method for providing a continuous CIoT service between a 4G mobile communication system and a 5G mobile communication system.
  • the IoT terminal may support both 4G mobile communication and 5G mobile communication.
  • a mobile operator can operate a 4G mobile communication system and a 5G mobile communication system together. Therefore, one IoT terminal may use CIoT service in 4G mobile communication system and CIoT service in 5G mobile communication system.
  • the mobile communication service provider must be able to continuously provide the function of the 5G system corresponding to the CIoT function used in the 4G system by the terminal when the terminal moves to the 5G system. By supporting such interworking, the mobile communication service provider can provide a certain CIoT service to one terminal.
  • the mobile communication service provider may continuously provide the terminal with the CIoT function of the 5G system corresponding to the CIoT function used in the 4G system.
  • This can provide a certain user experience because it can continuously provide the optimization functions used by the IoT terminal even when moving between the two systems. For example, by providing a function of CIoT that low power IoT terminal uses to reduce power continuously between two systems, the terminal can use a specific CIoT function for power reduction regardless of the movement between systems.
  • 1 is a diagram illustrating a structure of a mobile communication system capable of interworking a 4G system and a 5G system.
  • the UE is connected to a device that performs a mobility management function of a 5G core network device by being connected to a Radio Access Network (RAN).
  • RAN Radio Access Network
  • AMF access and mobility management function
  • the AMF may refer to a function or device that is responsible for both access of the RAN and mobility management of the terminal.
  • SMF refers to a network function that performs a session management function.
  • the AMF may be connected to the SMF, and the AMF may route a session related message to the terminal through a session management function (SMF).
  • SMF session management function
  • the SMF may allocate a user plane resource to be provided to the terminal by connecting to a user plane function (UPF) and establish a tunnel for transmitting data between the base station and the UPF.
  • PCF is an abbreviation of Policy & Charging Function and can control policy and charging related information about a session used by a terminal.
  • NRF stands for Network Repository Function, and may store information about NFs (Network Functions) installed in a mobile operator network and inform the information thereof.
  • the NRF can be connected to all NFs, and when each NF starts running in the operator's network, the NRF can register with the NRF so that the NRF knows that the NF is running in the network.
  • UDM plays the same role as HSS of 4G network and stands for User Data Management.
  • the UDM may store subscription information of a terminal or a context used by the terminal in a network.
  • UDM, PCF, SMF, AMF, and NRF are connected by Service Based Interface, through which other NFs can exchange control messages with each other by using services (or APIs) provided by each NF.
  • Each NF defines its own services, which are defined in the standard as Nudm, Npcf, Nsmf, Namf, Nnrf, and so on.
  • AMF can use a service (or API) called Nsmf_PDUSession_CreateSMContext to deliver session related messages to SMF.
  • the 4G system includes a user equipment (UE), a next-generation base station (hereinafter referred to as an evolved Node B, a base station, a RAN node, an eNB, or a Node B), a mobility management entity (MME) called a core network node, and a serving.
  • Serving Gateway S-GW
  • Packet Data Network Gateway P-GW
  • Application Function AF
  • PCRF Policy Control and Charging Rule Function
  • the control signal of the terminal is transmitted to the MME through the eNB. If necessary, the MME negotiates with the S-GW / P-GW to process the control signals. Data signal of the terminal is transmitted to the S-GW / P-GW through the eNB
  • the MME of the 4G system and the AMF of the 5G system may be connected with an N26 interface.
  • the MME recognizes the N26 connection as the connection with other MME and may perform an operation of delivering or requesting a context.
  • the AMF may send the context related to the mobility and session used by the terminal to the MME through the N26 connection, or may request the MME to request the context of the terminal.
  • certain NFs of 5G systems need to be composed of a structure combined with entities of 4G systems.
  • the SMF may need to support the PGW's Control Plane feature.
  • the UPF may need to support the user plane function of the PGW.
  • PCF may need to support the function of PCRF
  • UDM may need to support the function of HSS.
  • SMF + PGW-C SMF + to indicate that NFs (SMF, UPF, PCF, and UDM) may have a structure combined with an entity of a 4G system. Mark it as PGW-U, PCF + PCRF, UDM + HSS.
  • These combined NFs can play the role of PGW-C, PGW-U, PCRF, HSS in 4G systems, and can play the role of SMF, UPF, PCF, and UDM in 5G systems.
  • Such a structure is designed to provide at least a session for data transmission to the terminal continually between the two systems, and thus a device or NF having a session related function and a subscription information server function may be combined.
  • a function provided for a CIoT (Cellular Internet of Things) terminal in a mobile communication system may be as follows.
  • Data transmission function through control plane signaling Since the IoT (Internet of Things) terminal transmits / receives a small amount of data, establishing a user plane connection for transmitting / receiving a small amount of data requires a radio resource. It is also inefficient in use and inefficient in that signaling must occur to establish a user plane connection. Accordingly, a technology for transmitting a small amount of data transmitted by the terminal for control CIoT service through control plane signaling has been developed. According to this technology, the UE may transmit data including its own transmission in a Session Management Non-Access Stratum (SM-NAS) message sent to the SMF. Upon receiving the SM-NAS message, the SMF may transfer the data to the destination NF to support data transmission.
  • SM-NAS Session Management Non-Access Stratum
  • the UPF or NEF may notify the SMF that the data to the terminal has arrived and may transmit the data to the SMF.
  • the SMF receiving the external data transmitted by the UPF or the NEF may include the corresponding data in the SM-NAS message sent to the terminal and transmit the data to the terminal.
  • the terminal may need to establish a PDU session with the SMF, and the PDU session may be used for a data transmission function through control plane signaling. Therefore, when the UE establishes a PDU session with the SMF, the UE may perform a procedure including an indicator indicating a data transmission function through control plane signaling.
  • Control Plane CIoT EPS Optimization in 4G system and the terminal transmits the data including the NAS message sent to the MME.
  • the PGW transmits to the MME through the SGW, and the MME includes this in the NAS message and delivers it to the terminal.
  • Control Plane CIoT EPS Optimization of 4G systems and Data over SM-NAS of 5G systems are mutually compatible functions. Therefore, when interworking between 4G and 5G systems, each function must be supported by each system.
  • Data transmission function through user plane optimization Since the IoT terminal transmits / receives a small amount of data, it switches from IDLE mode to Connected mode every time to activate the user plane connection of PDU (Protocol Data Unit) session to enable DRB (Data Radio Bearer). After establishing), the signaling required to transmit data is inefficient considering the amount of data actually sent. If the terminal can reduce the signaling to and from the base station for DRB establishment, the power consumption of the terminal can be reduced, and the load of the network for DRB establishment can be prevented.
  • PDU Protocol Data Unit
  • DRB Data Radio Bearer
  • the base station stores the information on the DRB and PDU session that the terminal is using in the connected mode, that is, even when the terminal maintains the IDLE mode, the base station continues to store the information as the Access Stratum Context (AS context) of the terminal, the terminal
  • AS context Access Stratum Context
  • the base station may perform an operation of restoring the DRB and the PDU session connection previously used by the terminal based on the AS context stored by the base station.
  • the base station can activate the previously used DRB and PDU session connection thereto. There is an advantage in that all the paths for transmitting can be activated. That is, signaling to and from the base station for DRB establishment is reduced, thereby reducing power consumption of the terminal.
  • the base station may identify the AS context based on the Resume ID sent by the UE to the RRC Connection Resume.
  • the base station may inform that the RRC connection is suspend, and may transmit a Resume ID that the terminal should use when resume to identify the AS context. The UE may use the received Resume ID when performing the Resume to establish an RRC connection later.
  • the base station may notify the AMF that the terminal has woken up after the connection of the terminal is resumed, and inform the SMF that the user plane connection of the PDU session should be activated. Receiving this, the SMF can activate the user plane connection between the UPF and the base station.
  • the terminal may transmit the uplink data to the UPF immediately after completing the resume procedure, and the UPF may transmit the downlink data to the terminal after the user plane connection is activated.
  • the data transmission function through user plane optimization used in the present disclosure may be referred to as another name such as 5GS UP Optimization, and may include a method of following the operation procedure.
  • the data transmission function through the user plane optimization may be a function corresponding to the user plane CIoT EPS Optimization of the 4G system. Therefore, when interworking between 4G and 5G systems, each function must be supported by each system.
  • FIGS. 2A and 2B illustrate a procedure for a UE to handover from a 4G system to a 5G system according to a first embodiment of the present disclosure.
  • a terminal accesses a 4G system to control plane CIoT EPS optimization function or User Plane CIoT EPS Optimization function is available.
  • the UE accesses the 4G system, the UE may negotiate its CIoT function, and as a result of the negotiation, one or both of the Control Plane CIoT EPS Optimization function or the User Plane CIoT EPS Optimization function may be simultaneously used.
  • steps 1 to 15 will be described with reference to FIG. 2A.
  • the source base station E-UTRAN may determine whether S1-based handover is required.
  • S1-based handover the target base station best suited for the current location of the terminal is not directly connected to the current source base station and the Xn interface or the Xn interface connection fails. Can mean.
  • the source base station may send a Handover Required message to the MME.
  • the source base station includes information on data forwarding, target tracking area information (eg, tracking area identity or tracking area code) where the target base station is located, target base station ID, and radio resources used by the current terminal included in the form of a transparent container.
  • a Handover Required message may be sent to the serving MME including the information.
  • the MME receiving the Handover Required message may select the target MME.
  • the MME may refer to the Target Tracking Area information in the Handover required message, and may select the target MME in consideration of the load of MMEs capable of serving the terminal in the corresponding region.
  • the MME may refer to the Tracking Area information in the Handover Required message in order to select AMF as the target MME.
  • the MME may select one of addresses of an AMF having an N26 connection set for a corresponding tracking area code (TAC) based on tracking area information (eg, tracking area code).
  • TAC tracking area code
  • the MME may not know whether the corresponding AMF supports the CIoT function (Control Plane CIoT EPS Optimization function or User Plane CIoT EPS Optimization function) currently used by the UE. Accordingly, the handover procedure may be performed by selecting AMF 1 with the N26 connection selected based on the tracking area information.
  • CIoT function Control Plane CIoT EPS Optimization function or User Plane CIoT EPS Optimization function
  • the MME may include an AMF with N26 and a 5G corresponding to a CIoT function (Control Plane CIoT EPS Optimization function or User Plane CIoT EPS Optimization function) of the AMF.
  • a CIoT function that is, whether to support Data over SM-NAS or 5GS UP optimization
  • OAM Operations, Administration and Maintenance
  • the MME may find an AMF that supports the CIoT function of 5G corresponding to the function of the CIoT used by the current terminal among AMFs having N26 in the corresponding TAC. In this case, the procedure between AMF 1 and AMF 2, such as steps 5, 6, 16, 23, and 26, may be omitted.
  • the MME may transmit a forward relocation request message to AMF 1, which includes a context of a terminal managed by the MME, a transparent container received from the base station, target tracking area information of the terminal received from the base station, and a target base station. ID may be included.
  • the context of the terminal may include information on the CIoT function of the 4G system used by the terminal, and may include an identifier for handover performance.
  • AMF 1 may convert the context of the terminal received through the Forward Relocation Request message from the source MME to the context for 5G system.
  • the AMF 1 may be aware of the CIoT function that the UE is using in the 4G system, and may determine whether the UE can support the CIoT function of the 5G system corresponding to the corresponding CIoT function. If AMF 1 determines that the UE cannot support the CIoT function of the 5G system corresponding to the CIoT function being used in the 4G system, AMF 1 may perform step 5.
  • the procedure between AMF 1 and AMF 2, such as steps 5, 6, 16, 23, and 26, is omitted. Can be.
  • AMF 1 may select AMF 2 capable of supporting the CIoT function of the 5G system corresponding to the CIoT function being used in the 4G system. How AMF 1 selects AMF 2 may be in accordance with the second and third embodiments of the present disclosure.
  • AMF 1 may select AMF 2 and forward a Namf_Communication_CreateUEContext request message to AMF 2.
  • This message may include a transparent container received from the MME in step 3, a target base station ID, and a terminal context for the 5G system converted by AMF 1 in step 4.
  • the context may also include a session related context used by the terminal, which may include an address of SMF + PGW-C, an address (or tunnel information) of UPF + PGW-U, and APN information of the corresponding session.
  • step 6 may include information indicating that the service operation occurred due to the handover.
  • AMF 2 that receives the Namf_Communication_CreateUEContext request message through step 6 may transmit an Nsmf_PDUSession_CreatSMContext_Request message to SMF + PGW-C to perform an Nsmf_PDUSession_CreateSMContext service operation.
  • the Nsmf_PDUSession_CreatSMContext_Request message may include information on the PDN connetion used by the UE in the 4G system and an ID of AMF2.
  • SMF + PGW-C may find a corresponding PDU session based on the received PDN connection information.
  • AMF 2 may store the target base station ID.
  • SMF + PGW-C may perform a PCF + PCRF and SM Policy Modification procedure.
  • SMF + PGW-C may perform an N4 Session Modification procedure with UPF + PGW-U.
  • the tunnel connection to the PDU session can be established.
  • This tunnel can be used for a user plane connection for the terminal to send data through the 5G system when handover is complete.
  • SMF + PGW-C may send an Nsmf_PDUSession_CreateSMContext response message to AMF 2.
  • This message may include information about the PDU session generated by SMF + PGW-C, for example, PDU session ID, Network Slice information, Qos Flow ID, QoS Profile, and tunnel information about the PDU session.
  • AMF 2 may convey this information to NG-RAN, the base station of the 5G system. The base station may be determined based on the target base station ID included in the information received in step 6.
  • the information on the PDU session generated by SMF + PGW-C may be information that SMF + PGW-C maps the EPS bearer of the 4G system to the QoS flow of the 5G system.
  • AMF 2 may send a Handover Request to the NG-RAN.
  • This message may include a transparent container transferred from the source base station (E-UTRAN).
  • the transparent container may be RRC related information used by the terminal in the source base station.
  • the handover request message may include information on the PDU session received from the SMF + PGW-C through step 10.
  • the Handover Request message may include a PDU session ID, network slice information, QoS Flow ID, QoS Profile, EPS Bearer Setup list, and the like.
  • EPS bearer setup list may include the ID of the EPS bearer successfully handed over to 5GC (5G Core).
  • AMF 2 can store the relationship between PDU session ID, Network Slice ID, and SMF ID.
  • the NG-RAN may send a Handover Request Acknowledge message to the AMF 2.
  • the NG-RAN may respond to the Handover Request of the AMF 2 with a Handover Request Acknowledge message.
  • the Handover Request Acknowledge message may include the RRC information delivered by the NG-RAN to the source base station, that is, the E-UTRAN, as a transparent container. This may be used later when the E-UTRAN instructs the UE to handover to the NG-RAN.
  • the Handover Request Acknowledge message may include a response to the session-related message received in step 11.
  • the Handover Request Acknowledge message may include a PDU session ID, an Accpected QoS Flow ID, and Tunnel information of the NG-RAN for establishing a tunnel connection between the NG-RAN and the UPF, and PDU session information for data forwarding.
  • PDU session ID may be included.
  • AMF 2 may transmit an Nsmf_PDUSession_UpdateSMContext Request message to SMF + PGW-C, and may transmit session related information received from NG-RAN to SMF + PGW-C through an Nsmf_PDUSession_UpdateSMContext Request message.
  • Nsmf_PDUSession_UpdateSMContext Request message may include Tunnel information for PDU session connection between NG-RAN and UPF, Tunnel information for Data Fowarding between NG-RAN and UPF, and AMF 2 changes It does not use it, but only delivers it to SMF + PGW-C.
  • the SMF may perform an N4 session modification procedure with UPF + PGW-U based on the information received in step 13. It can be said that the handover preparation procedure is performed through this procedure.
  • SMF + PGW-C can transmit Tunnel information for data transmission between NG-RAN and UPF to UPF + PGW-U.
  • SMF + PGW-C can deliver Tunnel information for data forwarding between NG-RAN and UPF to UPF + PGW-U.
  • the UP + PGW-UF may apply the received tunnel information and respond to the SMF + PGW-C.
  • SMF + PGW-C and UPF + PGW-U can negotiate tunnel information of the PDU session for data transmission and tunnel information of the PDU session for data forwarding.
  • SMF + PGW-C may send an Nsmf_PDUSession_Update SMContext Response message to AMF 2.
  • the Nsmf_PDUSession_Update SMContext Response message may include PDU session ID, EPS Bearer ID to be handed over, and UPF Tunnel information for data fowarding.
  • step 16 when AMF 2 determines that the handover preparation is completed, the AMF 2 may transmit a response to Namf_Communication_createUEContext_Request in step 6 to the AMF 1 in a Namf_Communication_CreateUEContext response message.
  • the Namf_Communication_CreateUEContext response message may include session-related information received in step 15 and a transparent message sent by the NG-RAN received in step 12 to the source base station, that is, the E-UTRAN, together with a tunnel ID or address of AMF 2. May be included.
  • AMF 2 may send an indication that the handover preparation procedure is completed to AMF 1 with a Namf_Communication_CreateUEContext response message.
  • AMF 1 may send a forward relocation response message to the MME in response to the forward relocation request of step 3 using the information included in the message received from AMF 2.
  • the forward relocation response message may include a transparent container received from the NG-RAN, tunnel information for data forwarding, an allowed EPS bearer setup list, an AMF 2 address, and a tunnel ID.
  • the MME may perform a procedure for establishing a data forwarding tunnel with the SGW to establish a connection for data forwarding.
  • the MME may construct a Handover Command message and deliver it to the source base station, that is, the E-UTRAN.
  • the handover command message may include a transparent container received in step 17 and bearer information for data forwarding.
  • step 20 the E-UTRAN looks at the transparent container received from step 19 and configures a handover command to be sent to the terminal based on the corresponding information.
  • Information such as whether the UE should be connected to which target cell using which radio resource, which EPS bearer or DRB is handed over, and the like.
  • the E-UTRAN sends a handover command to the terminal.
  • the terminal may attempt to access the target cell, that is, the NG-RAN according to the handover command.
  • the UE may inform the NG-RAN that it has completed the handover by transmitting a Handover Confirm message.
  • Downlink data for the terminal can be transmitted to the SGW through the data forwarding tunnel after being transmitted to the E-UTRAN, and the SGW can transmit it to the UPF + PGW-U again, and the UPF + PGW-U can communicate with the NG-RAN.
  • Data can be forwarded to NG-RAN through the data forwarding tunnel. Therefore, the terminal can continuously receive the downlink data.
  • the NG-RAN may deliver a Handover Notify message to the AMF 2, and may inform that the terminal has performed the Handover and connected to itself.
  • the handover notify message may include session related information, and the session related information may include tunnel information of NG-RAN capable of receiving downlink data.
  • the AMF2 may transmit, to the AMF1, an identifier indicating that the handover was successfully performed in the Namf_Communication_N2infoNotify message.
  • AMF 2 should inform the MME that the handover was successful, but there is no direct connection between AMF 2 and MME. Therefore, AMF 2 can inform AMF 1 that the handover has been successfully performed, and AMF 1 can forward it to the MME. Therefore, through step 23, AMF 2 may inform AMF 1 that the handover was successfully performed by including an identifier indicating that the handover was successfully performed in the Namf_Communication_N2infoNotify message.
  • the Namf_Communication_N2infoNotify message may include an identifier for identifying the terminal by AMF 1, for example, IMSI or GPSI.
  • the Namf_Communication_N2infoNotify message may include the ID of AMF 2, through which AMF 1 may determine that the message transmission is a subsequent operation following step 16.
  • the Namf_Communication_N2infoNotify message may include a Session ID. Through the Session ID, AMF 1 may determine which session the handover operation was.
  • AMF 1 may expect the result of Handover to come to the Namf_Communication_N2infoNotify message for the terminal and the corresponding PDU session, and Handover for any terminal through the Namf_Communication_N2infoNotify message. You can determine if is completed.
  • AMF 1 determining that the handover procedure of AMF 2 is completed through step 23 may transmit a Forward Relocation Complete Notification message to the MME, indicating that the handover procedure of AMF 2 is completed.
  • the MME may send a Forward Relocation Complete Noficiation ACK message to AMF 1.
  • the MME may then start a Timer to release the user plane resource for data forwarding after a certain time. Without data forwarding, the MME can immediately release the user plane resources it currently has with the SGW.
  • AMF 1 receiving the ACK from the MME may transmit a Namf_Communication_N2InfoNotify ACK message to AMF 2 in response to the message of step 23.
  • the AMF 1 may delete all the contexts of the corresponding terminal.
  • AMF 2 may send an Nsmf_PDUSession_UpdateSMContext rqeuest message to SMF + PGW-C.
  • the Nsmf_PDUSession_UpdateSMContext rqeuest message may include a PDU session ID and an indication that the handover has been completed for the PDU session.
  • SMF + PGW-C may perform an N4 session modification procedure with UPF + PGW-U to inform that the downlink data tunnel should be transmitted to the NG-RAN.
  • the PDU session for forwarding can be released. It may also inform to release the tunnel with the source base station, ie the E-UTRAN.
  • SMF + PGW-C may inform the PCF + PCRF of the RAT type change and the location change of the terminal.
  • SMF + PGW-C may respond to Nsmf_PDUSession_UpdateSMContext rqeuest of AFM 2 by sending Nsmf_PDUSession_UpdateSMContext Response message to AMF 2. Transmission of the Nsmf_PDUSession_UpdateSMContext Response message may mean that SMF + PGW-C has confirmed the completion of the handover.
  • the terminal may perform a Mobility Registration Update to move from the 4G system (EPS) to the 5G system (5GS).
  • the terminal may transmit a CIoT function request message to AMF 2, in which case the terminal may re-negotiate the CIoT function used by the terminal. Since the AMF 2 supports 5G CIoT function corresponding to the CIoT function used in the 4G system, the AMF 2 can continue to serve the terminal by itself without finding another AMF. If the UE requests the 5GS to CIoT function different from the CIoT function used in the 4G system, relocation to the new AMF may be performed during the Registration Update procedure.
  • EPS 4G system
  • 5GS 5G system
  • step 32 the MME determines based on the Timer, and if the terminal does not return for a predetermined time, the terminal may release all the resources used by the EPS.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating a procedure in which an AMF negotiates with an NRF to find another AMF that supports a specific CIoT function according to a second embodiment of the present disclosure.
  • the AMF 1 When AMF 1 receives a forward relocation request for performing a handover procedure from an MME in an operation according to the first embodiment of FIG. 2, the AMF 1 is capable of supporting a 5G CIoT function corresponding to a CIoT function used by a corresponding UE connected to the MME. You can determine whether this can be supported.
  • the AMF 1 may determine whether there is a CIoT function that the UE does not support among the CIoT functions requested by the UE included in the request message. When AMF 1 determines that the UE requests a CIoT function that it cannot support, AMF 1 may determine that it is necessary to find another AMF capable of supporting this.
  • AMF 1 may send an Nnrf_NFDiscovery_Request message to the NRF.
  • AMF 1 can transmit to NRF including information on which type of NF you want to find in the Nnrf_NFDiscovery_Request message is AMF and which CIoT capability is found.
  • the Nnrf_NFDiscovery_Request message may include a globally unique AMF Identifier (GUAMI) list.
  • the GUAMI list may be included in the Nnrf_NFDiscovery_Request message to determine which AMF among neighboring AMFs has a specific CIoT capability capability based on the location of the current UE.
  • the Nnrf_NFDiscovery_Request message may include tracking area information (eg TAI, TAC) corresponding to the location of the current terminal.
  • the NRF may determine which AMF can support the CIoT function based on the stored NFs based on the information included in the received Nnrf_NFDiscovery_Request message.
  • the NRF can select an AMF that can support the CIoT function from the GUAMI list that AMF sent in step 1.
  • the NRF may select an AMF capable of supporting the corresponding CIoT function from among the AMFs capable of serving the corresponding area based on the tracking area information.
  • the NRF may send an Nnrf_NFDiscovery_Response message to the AMF 1 including the FQDN or IP address of the selected AMF, or an endpoint address (eg, an NF instance address).
  • AMF 1 that receives the Nnrf_NFDiscovery_Response message may select AMF 2 selected by the NRF as the target AMF, and may send a Namf_Communication_CreateUEContext_Request message to AMF 2 to continue the handover procedure or continue the registration procedure.
  • AMF 2 may inform the AMF 1 of the procedure execution by sending a Namf_Communication_CreateUEContext_Response message in response to the Namf_Communication_CreateUEContext_Request message.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating a procedure in which an AMF according to a third embodiment of the present disclosure uses a DNS (Domain Name System) server to find another AMF that supports a specific CIoT function.
  • DNS Domain Name System
  • the AMF 1 When AMF 1 receives a forward relocation request for performing a handover procedure from an MME in an operation according to the first embodiment of FIG. 2, the AMF 1 is capable of supporting a 5G CIoT function corresponding to a CIoT function used by a corresponding UE connected to the MME. You can determine whether this can be supported.
  • the AMF 1 may determine whether there is a CIoT function that the UE does not support among the CIoT functions requested by the UE included in the request message. When AMF 1 determines that the UE requests a CIoT function that it cannot support, AMF 1 may determine that it is necessary to find another AMF capable of supporting this.
  • AMF 1 may send a query to the DNS server.
  • the query may include a preset domain name (eg, PLMN.location.AMF) that may refer to a GUAMI or AMF, and may include information indicating the capability of a specific CIoT function.
  • the query may include information used as an identifier for changing the CIoT capability capability of the AMFs in response.
  • the DNS server receiving the query may select one AMF, or a list of AMFs that support a particular CIoT function, based on the information included in the received query.
  • the DNS server can respond to AMF 1 with the IP address of the selected AMF. If, in step 1, AMF 1 sent a query containing an identifier for the AMF's CIoT capability capability as a response, the DNS server, along with the IP address of the selected AMF, would have to match the CIoT capabilities supported by the selected AMF for that IP address. Information about capability (one or more) can be sent to AMF 1. In other words, the DNS server can construct a response with a pair of IP addresses and CIoT Capability (one or several) and forward it to AMF 1.
  • AMF 1 may select one AMF based on an IP address, or a list of AMFs that support a particular CIoT function. In addition, AMF 1 may select an AMF having the smallest load among a list of received AMFs. After AMF 1 selects AMF 2, it can send a Namf_Communication_CreateUEContext_Reqest message to AMF 2 to continue the handover procedure or to continue the registration procedure.
  • AMF 2 may inform AMF 1 of the Namf_Communication_CreateUEContext_Reqest message in response to the Namf_Communication_CreateUEContext_Response message to inform AMF 1 of the response.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating an example of setting information about N26 interface connection and CIoT function support in an MAM and an AMF in OAM (Operations, Administration and Maintenance) according to a fourth embodiment of the present disclosure.
  • the MME and the AMF are connected to the N26 interface for interworking, and the OAM system may preset the capability of the MME or the AMF connected to each N26 to the MME and the AMF. .
  • the OAM can set the AMF address to which the NME is connected to the MME, and whether or not the AMF supports CIoT capability, and the AMF can set the MME address to which the N26 is connected and the capability of the MME to support the CIoT capability of the MME. .
  • OAM may know the mapping between CIoT functions used in 4G systems and the corresponding CIoT functions in 5G systems. Therefore, when OAM sets the AMF address with N26 connection to MME and whether it supports CIoT function of AMF, it can set CIoT function of 4G system that maps to AMF address with N26 and CIoT function of 5G system. .
  • the OAM may be aware of the mappings for the CIoT capabilities of 4G systems that map to the CIoT capabilities of 5G systems. Therefore, when the AAM sets the MME address to which the N26 is connected and whether the MME supports CIoT capability (Capability) to the AMF, the address of the MME with the N26 and the CIoT function of the 4G system can be configured. When the AMF selects an MME for interworking, the AMF can determine whether the MME is capable of interworking based on the CIoT function of the corresponding MME and the mapping information with the CIoT function used in the 5G system.
  • Capability CIoT capability
  • FIG. 6 is a block diagram illustrating a structure of a terminal according to some embodiments of the present disclosure.
  • the terminal includes a radio frequency (RF) processor 610, a baseband processor 620, a storage 630, and a controller 640.
  • RF radio frequency
  • the RF processor 610 performs a function for transmitting and receiving a signal through a wireless channel, such as band conversion and amplification of the signal. That is, the RF processor 610 up-converts the baseband signal provided from the baseband processor 620 to an RF band signal and transmits the signal through an antenna, and down-converts the RF band signal received through the antenna to the baseband signal. do.
  • the RF processor 610 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 terminal may include a plurality of antennas.
  • the RF processor 610 may include a plurality of RF chains. In addition, the RF processor 610 may perform beamforming. For beamforming, the RF processor 610 may adjust the phase and magnitude of each of the signals transmitted and received through a plurality of antennas or antenna elements. Also, the RF processor may perform MIMO and may receive multiple layers when performing the MIMO operation.
  • the baseband processor 620 performs a conversion function between the baseband signal and the bit string according to the physical layer standard of the system. For example, during data transmission, the baseband processor 620 generates complex symbols by encoding and modulating a transmission bit string. In addition, when receiving data, the baseband processor 620 restores the received bit string by demodulating and decoding the baseband signal provided from the RF processor 610. For example, according to an orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) scheme, during data transmission, the baseband processor 620 generates complex symbols by encoding and modulating a transmission bit stream, and maps the complex symbols to subcarriers. OFDM symbols are configured through inverse fast Fourier transform (IFFT) operation and cyclic prefix (CP) insertion.
  • IFFT inverse fast Fourier transform
  • CP cyclic prefix
  • the baseband processor 620 divides the baseband signal provided from the RF processor 610 into OFDM symbol units and restores signals mapped to subcarriers through a fast fourier transform (FFT) operation. After that, the received bit stream is recovered by demodulation and decoding.
  • FFT fast fourier transform
  • the baseband processor 620 and the RF processor 610 transmit and receive signals as described above. Accordingly, the baseband processor 620 and the RF processor 610 may be referred to as a transmitter, a receiver, a transceiver, or a communicator. Furthermore, at least one of the baseband processor 620 and the RF processor 610 may include a plurality of communication modules to support a plurality of different radio access technologies. In addition, at least one of the baseband processor 620 and the RF processor 610 may include different communication modules to process signals of different frequency bands. For example, different wireless access technologies may include a wireless LAN (eg, IEEE 802.11), a cellular network (eg, LTE), and the like. In addition, different frequency bands may include a super high frequency (SHF) (eg, 2.NRHz, NRhz) band and a millimeter wave (eg, 60 GHz) band.
  • SHF super high frequency
  • the storage unit 630 stores data such as a basic program, an application program, and setting information for the operation of the terminal. In addition, the storage unit 630 provides stored data at the request of the controller 640.
  • the controller 640 controls the overall operations of the terminal. For example, the controller 640 transmits and receives a signal through the baseband processor 620 and the RF processor 610. The controller 640 also records and reads data in the storage 640. To this end, the controller 640 may include at least one processor. For example, the controller 640 may include a communication processor (CP) for performing control for communication and an application processor (AP) for controlling a higher layer such as an application program.
  • CP communication processor
  • AP application processor
  • FIG. 7 is a block diagram illustrating a structure of a base station according to some embodiments of the present disclosure.
  • the base station includes an RF processor 710, a low band processor 720, a backhaul communication unit 730, a storage unit 740, and a controller 750.
  • the RF processor 710 performs a function for transmitting and receiving a signal through a wireless channel, such as band conversion and amplification of the signal. That is, the RF processor 710 up-converts the baseband signal provided from the baseband processor 720 to the RF band signal and transmits the signal through an antenna, and downconverts the RF band signal received through the antenna to the baseband signal. do.
  • the RF processor 710 may include a transmission filter, a reception filter, an amplifier, a mixer, an oscillator, a DAC, an ADC, and the like. Although only one antenna is illustrated in FIG. 20, the present invention is not limited thereto and may include a plurality of antennas.
  • the RF processor 710 may include a plurality of RF chains.
  • the RF processor 710 may perform beamforming. For beamforming, the RF processor 710 may adjust the phase and magnitude of each of the signals transmitted and received through a plurality of antennas or antenna elements.
  • the RF processor may perform a downlink MIMO operation by transmitting one or more layers.
  • the baseband processor 720 performs a conversion function between the baseband signal and the bit string according to the physical layer standard. For example, during data transmission, the baseband processor 720 generates complex symbols by encoding and modulating a transmission bit stream. In addition, when receiving data, the baseband processor 720 restores the received bit string by demodulating and decoding the baseband signal provided from the RF processor 710. For example, according to the OFDM scheme, during data transmission, the baseband processor 720 generates complex symbols by encoding and modulating a transmission bit stream, maps the complex symbols to subcarriers, and then IFFT operation and CP insertion. Through OFDM symbols are configured.
  • the baseband processor 720 splits the baseband signal provided from the RF processor 710 into OFDM symbol units, restores signals mapped to subcarriers through an FFT operation, and then demodulates and decodes the signal. Restore the received bit string through.
  • the baseband processor 720 and the RF processor 710 transmit and receive signals as described above. Accordingly, the baseband processor 720 and the RF processor 710 may be referred to as a transmitter, a receiver, a transceiver, a communication unit, or a wireless communication unit.
  • the backhaul communication unit 730 provides an interface for communicating with other nodes in the network. That is, the backhaul communication unit 730 converts a bit string transmitted from the main base station to another node, for example, an auxiliary base station, a core network, etc., into a physical signal, and converts a physical signal received from another node into a bit string.
  • the storage unit 740 stores data such as a basic program, an application program, and setting information for the operation of the main station.
  • the storage unit 740 may store information on a bearer allocated to the connected terminal, a measurement result reported from the connected terminal, and the like.
  • the storage unit 740 may store information that is a criterion for determining whether to provide or terminate multiple connections to the terminal.
  • the storage unit 740 provides the stored data at the request of the controller 750.
  • the controller 750 controls the overall operations of the main station. For example, the controller 750 transmits and receives a signal through the baseband processor 720 and the RF processor 710 or through the backhaul communication unit 730. In addition, the controller 750 records and reads data in the storage 740. To this end, the controller 750 may include at least one processor.
  • a computer readable storage medium or computer program product may be provided that stores one or more programs (software modules).
  • One or more programs stored in a computer readable storage medium or computer program product 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.
  • EEPROM Electrically Erasable Programmable Read Only Memory
  • magnetic disc storage device compact disc ROM (CD-ROM), digital versatile discs (DVDs) or other forms
  • 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 is accessed through a communication network composed of a communication network such as the Internet, an intranet, a local area network (LAN), a wide area network (WLAN), or a storage area network (SAN), or a combination thereof. It may be stored in an attachable storage device that is accessible. Such storage devices may be connected to devices that perform embodiments of the present disclosure through external ports. In addition, a separate storage device on the communication network may access 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 (WLAN), or a storage area network (SAN), or a combination thereof. It may be stored in an attachable storage device that is accessible. Such storage devices may be connected to devices that perform embodiments of the present disclosure through external ports.
  • a separate storage device on the communication network may access a device that performs an embodiment of the present disclosure.
  • the embodiments disclosed in the specification and drawings are merely presented specific examples to easily explain the technical contents of the present disclosure and to help understanding of the present disclosure, and are not intended to limit the scope of the present disclosure. That is, it will be apparent to those skilled in the art that other modifications based on the technical spirit of the present disclosure may be implemented.
  • the embodiments may be combined with each other as necessary to operate. For example, portions of one embodiment of the present disclosure and another embodiment may be combined with each other.
  • the embodiments may be implemented in other systems, for example, LTE system, 5G or NR system, other modifications based on the technical spirit of the above-described embodiment.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Databases & Information Systems (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)
  • Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
  • Radio Relay Systems (AREA)

Abstract

본 개시는 무선 통신 시스템에서 데이터를 송수신하는 방법 및 장치에 관한 것으로, 일 실시예에 따른, 단말의 핸드오버를 위한, 제1 AMF(Access and Mobility Management Function)의 동작 방법은, CIoT (Cellular Internet of Things) 기능을 사용하는 단말과 연결된 소스 MME(Mobility Management Entity)로부터, 단말의 핸드오버를 위한 전송 재위치 요청(Forward Relocation Request) 메시지를 수신하는 단계, 전송 재위치 요청 메시지에 기초하여, CIoT 기능을 지원할 수 있는지 여부를 결정하는 단계, 및 CIoT 기능을 지원할 수 없다는 결정에 기초하여, CIoT 기능을 지원할 수 있는 제2 AMF를 결정하는 단계를 포함할 수 있다.

Description

무선 통신 시스템에서 데이터를 송수신하는 방법 및 장치
본 개시는 무선 통신 시스템에서 데이터를 송수신하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
4G 통신 시스템 상용화 이후 증가 추세에 있는 무선 데이터 트래픽 수요를 충족시키기 위해, 개선된 5G 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 시스템 이후 (Post LTE) 이후의 시스템이라 불리어지고 있다. 높은 데이터 전송률을 달성하기 위해, 5G 통신 시스템은 초고주파(mmWave) 대역 (예를 들어, 60기가(70GHz) 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 FSK and QAM 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.
한편, 인터넷은 인간이 정보를 생성하고 소비하는 인간 중심의 연결 망에서, 사물 등 분산된 구성 요소들 간에 정보를 주고 받아 처리하는 IoT(Internet of Things, 사물인터넷) 망으로 진화하고 있다. 클라우드 서버 등과의 연결을 통한 빅데이터(Big data) 처리 기술 등이 IoT 기술에 결합된 IoE (Internet of Everything) 기술도 대두되고 있다. IoT를 구현하기 위해서, 센싱 기술, 유무선 통신 및 네트워크 인프라, 서비스 인터페이스 기술, 및 보안 기술과 같은 기술 요소 들이 요구되어, 최근에는 사물간의 연결을 위한 센서 네트워크(sensor network), 사물 통신(Machine to Machine, M2M), MTC(Machine Type Communication)등의 기술이 연구되고 있다. IoT 환경에서는 연결된 사물들에서 생성된 데이터를 수집, 분석하여 인간의 삶에 새로운 가치를 창출하는 지능형 IT(Internet Technology) 서비스가 제공될 수 있다. IoT는 기존의 IT(information technology)기술과 다양한 산업 간의 융합 및 복합을 통하여 스마트홈, 스마트 빌딩, 스마트 시티, 스마트 카 혹은 커넥티드 카, 스마트 그리드, 헬스 케어, 스마트 가전, 첨단의료서비스 등의 분야에 응용될 수 있다.
이에, 5G 통신 시스템을 IoT 망에 적용하기 위한 다양한 시도들이 이루어지고 있다. 예를 들어, 센서 네트워크(sensor network), 사물 통신(Machine to Machine, M2M), MTC(Machine Type Communication)등의 기술이 5G 통신 기술인 빔 포밍, MIMO 및 어레이 안테나 등의 기법에 의해 구현되고 있는 것이다. 앞서 설명한 빅데이터 처리 기술로써 클라우드 무선 액세스 네트워크(cloud RAN)가 적용되는 것도 3eG 기술과 IoT 기술 융합의 일 예라고 할 수 있을 것이다.
상술한 것과 이동통신 시스템의 발전에 따라 다양한 서비스를 제공할 수 있게 됨으로써, 이러한 서비스들을 원활하게 제공하기 위한 방안이 요구되고 있다.
본 개시는 무선 통신 시스템에서 데이터를 송수신하는 방법 및 장치에 관한 것으로, 일 실시예에 따른, 단말의 핸드오버를 위한, 제1 AMF(Access and Mobility Management Function)의 동작 방법은, CIoT (Cellular Internet of Things) 기능을 사용하는 단말과 연결된 소스 MME(Mobility Management Entity)로부터, 상기 단말의 핸드오버를 위한 전송 재위치 요청(Forward Relocation Request) 메시지를 수신하는 단계, 상기 전송 재위치 요청 메시지에 기초하여, 상기 CIoT 기능을 지원할 수 있는지 여부를 결정하는 단계, 및 상기 CIoT 기능을 지원할 수 없다는 결정에 기초하여, 상기 CIoT 기능을 지원할 수 있는 제2 AMF를 결정하는 단계를 포함할 수 있다.
도 1은, 4G 시스템과 5G 시스템의 인터워킹이 가능한 이동 통신 시스템의 구조를 나타낸 도면이다.
도 2a 및 도 2b는, 본 개시의 제1 실시예에 따른, 단말이 4G 시스템에서 5G 시스템으로 핸드오버하기 위한 절차를 나타낸 도면이다.
도 3은, 본 개시의 제2 실시예에 따른 AMF(Access and Mobility management function)가 특정 CIoT(Cellular Internet of Things) 기능을 지원하는 다른 AMF를 찾기 위하여 NRF와 교섭하는 절차를 나타낸 도면이다.
도 4는, 본 개시의 제3 실시예에 따른 AMF가 특정 CIoT 기능을 지원하는 다른 AMF를 찾기 위하여 DNS(Domain Name System) 서버를 이용하는 절차를 나타낸 도면이다.
도 5는, 본 개시의 제4 실시예에 따른, OAM(Operations, Administration and Maintenance)에서 MME(Mobility Management Entity)와 AMF에 N26 인터페이스 연결에 관한 정보 및 CIoT 기능 지원 여부를 설정하는 예시를 나타낸 도면이다.
도 6은, 본 개시의 일부 실시예에 따른 단말의 구조를 도시하는 블록도이다.
도 7은, 본 개시의 일부 실시예에 따른 기지국의 구조를 도시하는 블록도이다.
본 개시의 일 실시예에 따른, 단말의 핸드오버를 위한, 제1 AMF(Access and Mobility Management Function)의 동작 방법은, CIoT (Cellular Internet of Things) 기능을 사용하는 단말과 연결된 소스 MME(Mobility Management Entity)로부터, 상기 단말의 핸드오버를 위한 전송 재위치 요청(Forward Relocation Request) 메시지를 수신하는 단계, 상기 전송 재위치 요청 메시지에 기초하여, 상기 CIoT 기능을 지원할 수 있는지 여부를 결정하는 단계, 및 상기 CIoT 기능을 지원할 수 없다는 결정에 기초하여, 상기 CIoT 기능을 지원할 수 있는 제2 AMF를 결정하는 단계를 포함할 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따른, 상기 CIoT 기능은, 제어 평면 시그널링을 통한 데이터 전송 기능 또는 사용자 평면 최적화를 통한 데이터 전송 기능 중 적어도 하나를 포함하고, 상기 전송 재위치 요청 메시지는, 상기 CIoT 기능에 대한 정보, 및 상기 핸드오버의 수행 여부에 대한 식별자를 포함할 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따른, 상기 CIoT 기능을 지원할 수 있는 상기 제2 AMF를 결정하는 단계는, NRF(Network Repository Function)에게 상기 CIoT 기능을 지원할 수 있는 AMF의 검색을 요청하는 메시지를 전송하는 단계, 상기 NRF로부터 상기 제2 AMF에 대한 정보를 수신하는 단계, 및 상기 제2 AMF에 대한 정보에 기초하여, 상기 제2 AMF를 상기 핸드오버를 위한 타겟 AMF로 결정하는 단계를 포함할 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따른, 상기 CIoT 기능을 지원할 수 있는 AMF의 검색을 요청하는 메시지는, 상기 검색의 대상이 되는 NF(Network Function)가 AMF임을 나타내는 정보, 및 상기 CIoT 기능에 대한 정보를 포함할 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따른, 상기 CIoT 기능을 지원할 수 있는 AMF의 검색을 요청하는 메시지는, GUAMI(Globally Unique AMF Identifier) 리스트 또는 상기 단말의 위치에 대한 정보 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따른, 상기 제2 AMF에 대한 정보는, 상기 제2 AMF의 FQDN(Fully Qualified Domain Name), 상기 제2 AMF의 IP(Internet Protocol) 주소, 또는 상기 제2 AMF의 엔드 포인트(End Point) 주소 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따른, 상기 CIoT 기능을 지원할 수 있는 상기 제2 AMF를 결정하는 단계는, 적어도 하나의 AMF의 식별 정보 및 상기 CIoT의 기능에 대한 정보를 포함하는 쿼리(query)를 DNS(Domain Name System) 서버에게 전송하는 단계,
상기 DNS 서버로부터 상기 CIoT 기능을 지원할 수 있는 적어도 하나의 AMF에 대한 정보를 수신하는 단계, 및 상기 CIoT 기능을 지원할 수 있는 상기 적어도 하나의 AMF에 대한 정보에 기초하여, 상기 CIoT 기능을 지원할 수 있는 상기 적어도 하나의 AMF 중 상기 제2 AMF를 상기 핸드오버를 위한 타겟 AMF로 결정하는 단계를 포함할 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따른, 상기 적어도 하나의 AMF의 식별 정보는, 상기 적어도 하나의 AMF를 지칭하는 도메인 이름 또는 상기 적어도 하나의 AMF의 GUAMI 중 적어도 하나를 포함하고, 상기 CIoT 기능을 지원할 수 있는 적어도 하나의 AMF에 대한 정보는, 상기 CIoT 기능을 지원할 수 있는 적어도 하나의 AMF의 IP(Internet Protocol) 주소를 포함할 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따른, 상기 방법은, 상기 제2 AMF에게 상기 단말에 대응되는 단말 컨텍스트(UE context)를 생성할 것을 요청하는 단계, 상기 제2 AMF로부터 상기 요청에 대한 응답을 수신하는 단계, 및 상기 요청에 대한 응답에 기초하여, 상기 MME에게 상기 전송 재위치 요청 메시지에 대한 응답을 전송하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따른, CIoT (Cellular Internet of Things) 기능을 사용하는 단말의 핸드오버를 위한, 제1 AMF(Access and Mobility Management Function)는, 송수신부, 및 상기 송수신부에 연결되는 적어도 하나의 프로세서를 포함하고, 상기 적어도 하나의 프로세서는, 상기 단말과 연결된 소스 MME(Mobility Management Entity)로부터 상기 단말의 핸드오버를 위한 전송 재위치 요청(Forward Relocation Request) 메시지를 수신하고, 상기 전송 재위치 요청 메시지에 기초하여, 상기 CIoT 기능을 지원할 수 있는지 여부를 결정하고 상기 CIoT 기능을 지원할 수 없다는 결정에 기초하여, 상기 CIoT 기능을 지원할 수 있는 제2 AMF를 결정할 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따른, 상기 CIoT 기능은, 제어 평면 시그널링을 통한 데이터 전송 기능 또는 사용자 평면 최적화를 통한 데이터 전송 기능 중 적어도 하나를 포함하고, 상기 전송 재위치 요청 메시지는, 상기 CIoT 기능에 대한 정보, 및 상기 핸드오버의 수행 여부에 대한 식별자를 포함할 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따른, 상기 적어도 하나의 프로세서는, NRF(Network Repository Function)에게 상기 CIoT 기능을 지원할 수 있는 AMF의 검색을 요청하는 메시지를 전송하고, 상기 NRF로부터 상기 제2 AMF에 대한 정보를 수신하고, 상기 제2 AMF에 대한 정보에 기초하여, 상기 제2 AMF를 상기 핸드오버를 위한 타겟 AMF로 결정할 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따른, 상기 CIoT 기능을 지원할 수 있는 AMF의 검색을 요청하는 메시지는, 상기 검색의 대상이 되는 NF(Network Function)가 AMF임을 나타내는 정보, 및 상기 CIoT 기능에 대한 정보를 포함할 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따른, 상기 적어도 하나의 프로세서는, 적어도 하나의 AMF의 식별 정보 및 상기 CIoT의 기능에 대한 정보를 포함하는 쿼리(query)를 DNS(Domain Name System) 서버에게 전송하고, 상기 DNS 서버로부터 상기 CIoT 기능을 지원할 수 있는 적어도 하나의 AMF에 대한 정보를 수신하고, 상기 CIoT 기능을 지원할 수 있는 상기 적어도 하나의 AMF에 대한 정보에 기초하여, 상기 CIoT 기능을 지원할 수 있는 상기 적어도 하나의 AMF 중 상기 제2 AMF를 상기 핸드오버를 위한 타겟 AMF로 결정할 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따른, 상기 적어도 하나의 AMF의 식별 정보는, 상기 적어도 하나의 AMF를 지칭하는 도메인 이름 또는 상기 적어도 하나의 AMF의 GUAMI 중 적어도 하나를 포함하고, 상기 CIoT 기능을 지원할 수 있는 적어도 하나의 AMF에 대한 정보는, 상기 CIoT 기능을 지원할 수 있는 적어도 하나의 AMF의 IP(Internet Protocol) 주소를 포함할 수 있다.
이하, 본 개시의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 또한 본 개시를 설명함에 있어서 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단된 경우 그 상세한 설명은 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 개시에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
본 개시의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 개시는 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 개시의 개시가 완전하도록 하고, 본 개시가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 개시는 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
이때, 처리 흐름도 도면들의 각 블록과 흐름도 도면들의 조합들은 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들에 의해 수행될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 범용 컴퓨터, 특수용 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서에 탑재될 수 있으므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서를 통해 수행되는 그 인스트럭션들이 흐름도 블록(들)에서 설명된 기능들을 수행하는 수단을 생성하게 된다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 특정 방식으로 기능을 구현하기 위해 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 지향할 수 있는 컴퓨터 이용 가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장되는 것도 가능하므로, 그 컴퓨터 이용가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장된 인스트럭션들은 흐름도 블록(들)에서 설명된 기능을 수행하는 인스트럭션 수단을 내포하는 제조 품목을 생산하는 것도 가능하다. 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에 탑재되는 것도 가능하므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에서 일련의 동작 단계들이 수행되어 컴퓨터로 실행되는 프로세스를 생성해서 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 수행하는 인스트럭션들은 흐름도 블록(들)에서 설명된 기능들을 실행하기 위한 단계들을 제공하는 것도 가능하다.
또한, 각 블록은 특정된 논리적 기능(들)을 실행하기 위한 하나 이상의 실행 가능한 인스트럭션들을 포함하는 모듈, 세그먼트 또는 코드의 일부를 나타낼 수 있다. 또, 몇 가지 대체 실행 예들에서는 블록들에서 언급된 기능들이 순서를 벗어나서 발생하는 것도 가능함을 주목해야 한다. 예를 들면, 잇달아 도시되어 있는 두 개의 블록들은 사실 실질적으로 동시에 수행되는 것도 가능하고 또는 그 블록들이 때때로 해당하는 기능에 따라 역순으로 수행되는 것도 가능하다.
이때, 본 실시예에서 사용되는 '~부'라는 용어는 소프트웨어 또는 FPGA(Field Programmable Gate Array) 또는 ASIC(Application Specific Integrated Circuit)과 같은 하드웨어 구성요소를 의미하며, '~부'는 어떤 역할들을 수행한다. 그렇지만 '~부'는 소프트웨어 또는 하드웨어에 한정되는 의미는 아니다. '~부'는 어드레싱할 수 있는 저장 매체에 있도록 구성될 수도 있고 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 재생시키도록 구성될 수도 있다. 따라서, 일 예로서 '~부'는 소프트웨어 구성요소들, 객체지향 소프트웨어 구성요소들, 클래스 구성요소들 및 태스크 구성요소들과 같은 구성요소들과, 프로세스들, 함수들, 속성들, 프로시저들, 서브루틴들, 프로그램 코드의 세그먼트들, 드라이버들, 펌웨어, 마이크로코드, 회로, 데이터, 데이터베이스, 데이터 구조들, 테이블들, 어레이들, 및 변수들을 포함한다. 구성요소들과 '~부'들 안에서 제공되는 기능은 더 작은 수의 구성요소들 및 '~부'들로 결합되거나 추가적인 구성요소들과 '~부'들로 더 분리될 수 있다. 뿐만 아니라, 구성요소들 및 '~부'들은 디바이스 또는 보안 멀티미디어카드 내의 하나 또는 그 이상의 CPU들을 재생시키도록 구현될 수도 있다. 또한 실시예에서 '~부'는 하나 이상의 프로세서를 포함할 수 있다.
하기에서 본 개시를 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 개시의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 이하 첨부된 도면을 참조하여 본 개시의 실시 예를 설명하기로 한다.
이하 설명에서 사용되는 접속 노드(node)를 식별하기 위한 용어, 망 객체(network entity, 네트워크 엔티티)들을 지칭하는 용어, 메시지들을 지칭하는 용어, 망 객체들 간 인터페이스를 지칭하는 용어, 다양한 식별 정보들을 지칭하는 용어 등은 설명의 편의를 위해 예시된 것이다. 따라서, 본 개시가 후술되는 용어들에 한정되는 것은 아니며, 동등한 기술적 의미를 가지는 대상을 지칭하는 다른 용어가 사용될 수 있다.
이하 설명의 편의를 위하여, 본 개시는 3GPP LTE(3rd Generation Partnership Project Long Term Evolution) 규격에서 정의하고 있는 용어 및 명칭들을 사용한다. 하지만, 본 개시가 상기 용어 및 명칭들에 의해 한정되는 것은 아니며, 다른 규격에 따르는 시스템에도 동일하게 적용될 수 있다. 본 개시에서 eNB는 설명의 편의를 위하여 gNB와 혼용되어 사용될 수 있다. 즉 eNB로 설명한 기지국은 gNB를 나타낼 수 있다. 또한 단말이라는 용어는 핸드폰, NB-IoT 기기들, 센서들 뿐만 아니라 또 다른 무선 통신 기기들을 나타낼 수 있다.
이하, 기지국은 단말의 자원할당을 수행하는 주체로서, gNode B, eNode B, Node B, BS (Base Station), 무선 접속 유닛, 기지국 제어기, 또는 네트워크 상의 노드 중 적어도 하나일 수 있다. 단말은 UE (User Equipment), MS (Mobile Station), 셀룰러폰, 스마트폰, 컴퓨터, 또는 통신기능을 수행할 수 있는 멀티미디어시스템을 포함할 수 있다. 물론 상기 예시에 제한되는 것은 아니다.
특히 본 개시는 3GPP NR (5세대 이동통신 표준)에 적용할 수 있다. 또한 본 개시는 5G 통신 기술 및 IoT 관련 기술을 기반으로 지능형 서비스(예를 들어, 스마트 홈, 스마트 빌딩, 스마트 시티, 스마트 카 또는 커넥티드 카, 헬스 케어, 디지털 교육, 소매업, 보안 및 안전 관련 서비스 등)에 적용될 수 있다. 본 발명에서 eNB는 설명의 편의를 위하여 gNB와 혼용되어 사용될 수 있다. 즉 eNB로 설명한 기지국은 gNB를 나타낼 수 있다. 또한 단말이라는 용어는 핸드폰, NB-IoT 기기들, 센서들 뿐만 아니라 또 다른 무선 통신 기기들을 나타낼 수 있다.
본 개시의 실시 예들을 구체적으로 설명함에 있어서, 3GPP가 5G 네트워크 규격을 정한 무선 접속망, 코어 망인 New RAN(NR)과 패킷 코어(5G system, 혹은 5G Core Network, 혹은 NG Core: Next Generation Core)를 주된 대상으로 할 것이지만, 본 개시의 주요한 요지는 유사한 기술적 배경을 가지는 여타의 통신 시스템에도 본 개시의 범위를 크게 벗어나지 아니하는 범위에서 약간의 변형으로 적용 가능하며, 이는 본 개시의 기술 분야에서 숙련된 기술적 지식을 가진 자의 판단으로 가능할 것이다.
4G 이동통신 시스템과 5G 이동통신 시스템은 공존할 수 있으며, 따라서 한 이동통신 사업자는 두가지 시스템을 동시에 구축하여 서비스를 제공할 수 있다. 이를 위하여 4G 이동통신 시스템과 5G 이동통신 시스템 사이에 Interwokring이 지원되고 있다.
한편, 인터넷은 인간이 정보를 생성하고 소비하는 인간 중심의 연결 망에서, 사물 등 분산된 구성 요소들 간에 정보를 주고 받아 처리하는 IoT(Internet of Things, 사물인터넷) 망으로 진화하고 있다. 클라우드 서버 등과의 연결을 통한 빅데이터(Big data) 처리 기술 등이 IoT 기술에 결합된 IoE (Internet of Everything) 기술도 대두되고 있다. IoT를 구현하기 위해서, 센싱 기술, 유무선 통신 및 네트워크 인프라, 서비스 인터페이스 기술, 및 보안 기술과 같은 기술 요소 들이 요구되어, 최근에는 사물간의 연결을 위한 센서 네트워크(sensor network), 사물 통신(Machine to Machine, M2M), MTC(Machine Type Communication)등의 기술이 연구되고 있다. IoT 환경에서는 연결된 사물들에서 생성된 데이터를 수집, 분석하여 인간의 삶에 새로운 가치를 창출하는 지능형 IT(Internet Technology) 서비스가 제공될 수 있다. IoT는 기존의 IT(information technology)기술과 다양한 산업 간의 융합 및 복합을 통하여 스마트홈, 스마트 빌딩, 스마트 시티, 스마트 카 혹은 커넥티드 카, 스마트 그리드, 헬스 케어, 스마트 가전, 첨단의료서비스 등의 분야에 응용될 수 있다. 이에, 5G 통신 시스템을 IoT 망에 적용하기 위한 5G 이동통신 시스템의 최적화 작업이 진행되고 있다.
이하 설명의 편의를 위하여, 3GPP(3rd Generation Partnership Project Long Term Evolution) 규격에서 정의하고 있는 용어 및 명칭들이 일부 사용될 수 있다. 하지만, 본 개시가 상기 용어 및 명칭들에 의해 한정되는 것은 아니며, 다른 규격에 따르는 시스템에도 동일하게 적용될 수 있다.
본 개시는 4G 이동통신 시스템과 5G 이동통신 시스템 사이의 연속적인 CIoT 서비스 제공을 위한 방법을 제안한다. IoT 단말은 4G 이동통신과 5G 이동통신을 모두 지원할 수 있다. 또한 이동통신 사업자는 4G 이동통신 시스템과 5G 이동통신 시스템을 함께 운영할 수 있다. 따라서 하나의 IoT 단말이 4G 이동통신 시스템에서도 CIoT 서비스를 이용하고, 5G 이동통신 시스템에서도 CIoT 서비스를 이용할 수 있다. 이동통신사업자는 상기와 같은 단말이 4G 시스템에서 이용하는 CIoT 기능에 해당하는 5G 시스템의 기능을 단말이 5G 시스템으로 이동했을 때 연속적으로 제공해 줄 수 있어야한다. 이와 같은 Interworking을 지원함으로써, 이동통신사업자는 하나의 단말에게 일정한 CIoT 서비스를 제공할 수 있다.
본 개시로 인하여, 4G 시스템과 5G 시스템 둘 다 지원하는 단말에 대하여, 이동통신사업자는 4G 시스템에서 사용하는 CIoT 기능에 상응하는 5G 시스템의 CIoT 기능을 단말에게 연속적으로 제공해줄 수 있다. 이는 IoT 단말이 사용하는 최적화 기능들을 두 시스템 간 이동 시 에도 연속적으로 제공해줄 수 있기 때문에, 일정한 사용자 경험을 제공해 줄 수 있다. 예를 들어, 저전력 IoT 단말이 전력 감소를 위하여 이용하는 CIoT의 기능을 두 시스템 간 연속적으로 제공함으로 써, 단말은 시스템 간 이동에 관계 없이 전력 감소를 위한 특정 CIoT 기능을 사용할 수 있게되는 것이다
도 1은, 4G 시스템과 5G 시스템의 인터워킹이 가능한 이동 통신 시스템의 구조를 나타낸 도면이다.
단말(UE)은 RAN(Radio Access Network)과 연결되어 5G의 핵심 망 장치의 Mobility Management Function을 수행하는 장치에 접속한다. 본 개시에서는 5G의 핵심 망 장치의 Mobility Management Function을 수행하는 장치를 AMF(Access and Mobility management Function)으로 지칭하도록 한다. AMF는 RAN의 access와 단말의 Mobility management를 모두 담당하는 Function 또는 장치를 지칭할 수 있다. SMF는 Session Management Function을 수행하는 Network Function을 지칭한다. AMF는 SMF와 연결되고, AMF는 SMF(Session Management Function)로 단말에 대한 Session 관련 메시지를 라우팅(routing)할 수 있다. SMF는 UPF(User Plane Function)와 연결하여 단말에게 제공할 사용자 평면 Resource를 할당할 수 있으며, 기지국과 UPF사이에 데이터를 전송하기 위한 터널을 수립할 수 있다. PCF는 Policy & Charging Function의 약자로, 단말이 사용하는 세션에 대한 policy 및 charging 관련된 정보를 제어할 수 있다. NRF는 Network Repository Function의 약자로, 이동통신 사업자 네트워크에 설치되어있는 NF(Network Function)들에 대한 정보를 저장하고, 이에 대한 정보를 알려주는 기능을 할 수 있다. NRF는 모든 NF와 연결될 수 있으며, 각 NF들은 사업자 네트워크에서 구동을 시작할 때, NRF에 등록절차를 수행하여 NRF가 해당 NF가 네트워크 내에서 구동되고 있음을 알게 할 수 있다. UDM은 4G 네트워크의 HSS와 같은 역할을 수행하며, User Data Management의 약자이다. UDM은 단말의 가입정보, 또는 단말이 네트워크 내에서 사용하는 Context를 저장할 수 있다.
UDM, PCF, SMF, AMF, 및 NRF는 Service Based Interface로 연결 되어 있으며, 이를 통해 각 NF들이 제공하는 서비스(또는 API)를 다른 NF들이 이용함으로써 서로 제어 메시지를 주고받을 수 있게 된다. 각 NF들은 자신들이 제공하는 서비스를 정의해두고 있으며, 이는 표준에 Nudm, Npcf, Nsmf, Namf, Nnrf 등으로 정의되어 있다. 예를 들어 AMF가 SMF에게 세션 관련된 메시지를 전달 할 때는 Nsmf_PDUSession_CreateSMContext 라는 서비스 (또는 API)를 이용할 수 있다.
4G 시스템은 사용자 단말(User Equipment; UE), 차세대 기지국(Evolved Node B, 이하 기지국, RAN 노드, eNB 또는 Node B라 한다), 핵심 망 노드로 불리는 이동성 관리 엔터티(MME; Mobility Management Entity), 서빙 게이트웨이(S-GW; Serving-Gateway), 패킷 데이터 네트워크 게이트웨이(P-GW; PDN-Gateway; Packet Data Network Gateway), 애플리케이션 기능(AF; Application Function) 및 PCRF(Policy Control and Charging 규칙 Function)를 포함한다. 단말의 이동성을 관리하기 위하여 eNB는 MME와 연결을 맺고 있으며, 이를 S1 연결이라고 한다. MME는 단말의 이동성을 관리하는 중추이며 eNB와 S-GW/P-GW 사이의 연결을 중개하는 역할을 수행한다. 단말의 제어 신호는 eNB를 통해 MME로 전송된다. MME는 필요 시 S-GW/P-GW와 교섭하여 제어 신호를 처리한다. 단말의 데이터 신호는 eNB를 통해 S-GW/P-GW로 전송된다
4G 시스템과 5G 시스템 간 인터워킹을 지원하기 위하여 4G 시스템의 MME와 5G 시스템의 AMF는 N26이라는 인터페이스로 연결될 수 있다. MME는 N26 연결을 다른 MME와의 연결처럼 인식하여 Context를 전달하거나 요청하는 동작을 수행할 수 있다. AMF는 N26 연결을 통하여 단말이 5G에서 사용하던 이동성 및 세션과 관련된 Context를 MME에게 보내주거나, 또는 MME에게 단말의 Context를 달라고 요청할 수 있다. 4G 시스템과 5G 시스템 간 인터워킹을 지원하기 위하여, 5G 시스템의 특정 NF는 4G 시스템의 Entity와 조합된 구조로 구성될 필요가 있다. 예를 들어, SMF는 PGW의 Control Plane 기능을 함께 지원해야 할 수 있다. 또한, UPF는 PGW의 User plane 기능을 함께 지원해야 할 수 있다. 또한 PCF는 PCRF의 기능을 함께 지원해야 할 수 있고, UDM은 HSS의 기능도 지원해야 할 수 있다.
편의상 도 1에서는 NF들(SMF, UPF, PCF, 및 UDM)이 4G 시스템의 Entity와 조합된 구조를 가질 수 있음을 나타내기 위해 SMF, UPF, PCF, 및 UDM을 SMF+PGW-C, UPF+PGW-U, PCF+PCRF, UDM+HSS와 같이 표시하도록 한다. 이 조합된 NF들은 4G 시스템에서는 PGW-C, PGW-U, PCRF, HSS의 역할을 수행할 수 있고, 5G 시스템에서는 SMF, UPF, PCF, UDM의 역할을 수행할 수 있다. 이와 같은 구조는 적어도 단말에게 데이터 전송을 위한 세션을 두 시스템 간 연속성 있게 제공해주기 위하여 고안되었으며, 따라서 세션 관련된 기능 및 가입 정보 서버 기능을 가지는 장치 또는 NF들이 조합을 이루게 된 구조일 수 있다.
이동통신 시스템에서 CIoT(Cellular Internet of Things) 단말을 위해 제공하는 기능은 다음과 같을 수 있다.
제어평면 시그널링을 통한 데이터 전송 기능: IoT(Internet of Things) 단말은 작은 용량의 데이터를 송/수신하기 때문에, IoT 단말이 작은 용량의 데이터 송/수신을 위해서 사용자 평면 연결을 수립하는 것은 무선 자원을 사용함에 있어서도 비효율적이며, 사용자 평면 연결 수립을 위해서는 시그널링이 반드시 발생한다는 점에서도 비효율적이다. 따라서, CIoT 서비스를 위하여 단말이 보내는 작은 용량의 데이터를 제어 펑면 시그널링으로 보내는 기술이 개발되었다. 이 기술에 따르면, 단말은 SMF에게 보내는 SM-NAS(Session Management Non-Access Stratum) 메시지에 자신이 보낼 데이터를 포함하여 전송할 수 있다. SM-NAS 메시지를 수신한 SMF는 해당 Data를 목적지 NF에게 전달하여 데이터 송신을 지원할 수 있다. 마찬가지로 외부에서 데이터가 들어왔을 때, UPF 또는 NEF(Network Exposure Function)는 단말을 향한 데이터가 도착했음을 SMF에게 알리고, SMF에게 해당 데이터를 전달할 수 있다. UPF 또는 NEF가 전달한 외부 데이터를 수신한 SMF는 단말에게 보내는 SM-NAS 메시지에 해당 데이터를 포함하여 단말에게 전달할 수 있다. 이와 같은 데이터 전송을 위하여, 단말은 SMF와 PDU Session을 수립해야 할 수 있으며, 이 PDU Session은 제어평면 시그널링을 통한 데이터 전송 기능을 위해 사용될 수 있다. 따라서 단말은 SMF와 PDU Session을 수립할 때, 제어평면 시그널링을 통한 데이터 전송 기능을 나타내는 지시자를 포함하여 절차를 수행할 수 있다. 위의 기능은 4G 시스템에서는 Control Plane CIoT EPS Optimization이라는 이름으로 정의되었으며, 단말은 MME에게 보내는 NAS 메시지에 데이터를 포함하여 전달한다. 또한 Downlink data가 발생하면, PGW는 SGW를 통해 MME에 전달하고, MME는 이를 NAS 메시지에 포함하여 단말에게 전달한다. 4G 시스템의 Control Plane CIoT EPS Optimization과 5G 시스템의 Data over SM-NAS (다르게 지칭될 수 있으나, 상기의 동작 절차를 따름)는 상호 대응하는 기능이다. 따라서 4G 시스템과 5G 시스템 간 인터워킹 시, 각 기능은 각 시스템에서 지원되어야 한다.
사용자 평면 최적화를 통한 데이터 전송 기능: IoT 단말은 작은 용량의 데이터를 송/수신하기 때문에 매번 IDLE모드에서 Connected모드로 전환하여 PDU(Protocol Data Unit) session의 사용자 평면 연결을 활성화하여 DRB(Data Radio Bearer)를 수립한 후 데이터를 전송하기 까지 필요한 시그널링은 실제 보내는 데이터의 양을 고려할 때 비효율적이다. 단말이 DRB 수립을 위해서 기지국과 주고 받는 시그널링을 줄일 수 있다면 단말의 전력 소모도 줄일 수 있고, DRB 수립을 위한 네트워크의 부하도 막을 수 있다.
따라서 단말이 Connected 모드에서 사용하고 있던 DRB 및 PDU session에 대한 정보를 기지국이 저장하고, 즉 단말이 IDLE 모드를 유지할 때도 기지국이 상기 정보를 단말의 Access Stratum Context(AS context)로 계속 저장하고, 단말이 IDLE 모드에서 Connected 모드로 전환할 때, 기지국은 자신이 저장하고 있던 AS Context 기반으로 단말이 이전에 사용했던 DRB 및 그에 대한 PDU session 연결을 되살리는 동작을 수행할 수 있다.
단말이 IDLE 모드에서 Connected 모드로 전환할 때 단말이 보낸 RRC Connection Resume 메시지에 대한 응답으로 기지국은 이전에 사용하던 DRB 및 그에 대한 PDU session 연결을 활성화 시킬 수 있기 때문에, 간단한 RRC 절차로 사용자 평면으로 데이터를 전송하기 위한 경로를 전부 활성화 시킬 수 있다는 장점이 있다. 즉, DRB 수립을 위해서 기지국과 주고받는 시그널링이 줄어들어, 단말의 전력 소모를 줄일 수 있게 되는 것이다. 기지국은 단말이 RRC Connection Resume에 보낸 Resume ID를 기반으로 AS context를 식별할 수 있다. 또한 기지국은 단말을 RRC-IDLE로 천이시킬 때, RRC connection을 Suspend한다고 알릴 수 있으며, AS context 식별을 위해 단말이 Resume 시 사용해야 하는 Resume ID를 단말에 전달할 수 있다. 단말은 추 후 RRC 연결 수립을 위해 Resume을 수행할 때 전달 받은 Resume ID를 사용할 수 있다. 기지국은 단말의 연결이 Resume 된 후, AMF에게 단말이 깨어났음을 알리고, SMF에게 PDU session의 사용자 평면 연결이 활성화되어야 한다는 것을 알릴 수 있다. 이를 수신한 SMF는 UPF와 기지국 사이의 사용자 평면 연결을 활성화 시킬 수 있다. 단말은 Resume 절차를 완료한 후 바로 UPF로 Uplink data를 전송할 수 있으며, UPF는 사용자 평면 연결이 활성화 된 후 Downlink data를 단말에게 전송할 수 있다. 본 개시에서 사용되는 사용자 평면 최적화를 통한 데이터 전송 기능이라는 이름은, 5GS UP Optimization 등 다른 이름으로 지칭될 수 있으며, 상기 동작 절차를 따르는 방법을 포괄할 수 있다. 사용자 평면 최적화를 통한 데이터 전송 기능은 4G 시스템의 User Plane CIoT EPS Optimization에 상호 대응하는 기능일 수 있다. 따라서 4G 시스템과 5G 시스템 간 인터워킹 시, 각 기능은 각 시스템에서 지원되어야 한다.
도 2a 및 도 2b는, 본 개시의 제1 실시예에 따른, 단말이 4G 시스템에서 5G 시스템으로 핸드오버하기 위한 절차를 도시한 도면이다.단말은 4G 시스템에 접속하여 Control Plane CIoT EPS Optimization 기능 또는 User Plane CIoT EPS Optimization 기능을 사용할 수 있다. 단말은 4G 시스템에 접속할 때 자신이 사용하고자 하는 CIoT 기능에 대해서 교섭을 할 수 있으며, 교섭의 결과로 Control Plane CIoT EPS Optimization 기능 또는 User Plane CIoT EPS Optimization 기능 중 하나 또는 둘을 동시에 사용할 수 있다.
단계 1 내지 단계 15의 절차는 도 2a를 참조하여 설명하도록 한다.
단계1에서, 단말(UE)이 데이터 통신을 이용하는 중, 소스 기지국(E-UTRAN)은 S1-based 핸드오버가 필요한지 여부를 결정할 수 있다. S1-based 핸드오버란, 단말의 현재 위치에 가장 적합한 Target 기지국이 현재 소스 기지국과 Xn 인터페이스로 직접 연결되어있지 않거나 Xn 인터페이스 연결이 실패하여, MME를 통하여 Target 기지국과 교섭하여 핸드오버 절차를 수행하는 것을 의미할 수 있다.
단계2에서, 소스 기지국은 Handover Required 메시지를 MME에게 전송할 수 있다. 소스 기지국은 데이터 Forwarding을 위한 정보, Target 기지국이 있는 Target Tracking Area 정보(예: Tracking Area Identity 또는 Tracking Area Code), Target 기지국 ID, 및 Transparent Container 형태로 포함되어 있는 현재 단말이 사용하는 Radio 자원에 대한 정보를 포함하여 Handover Required 메시지를 서빙 MME에 전송할 수 있다.
단계 3에서, Handover Required 메시지를 수신한 MME는 Target MME를 선택할 수 있다. MME는 Handover required 메시지에 있는 Target Tracking Area 정보를 참고하고, 해당 지역에서 단말을 서빙할 수 있는 MME들의 Load를 고려하여 Target MME를 선택할 수 있다. MME는 AMF를 Target MME로 선택하기 위해, Handover Required 메시지에 있는 Tracking Area 정보를 참고할 수 있다. MME는 Tracking Area 정보(예를 들어, Tracking Area Code)에 기초하여 해당 TAC(Tracking Area Code)에 대해 설정되어 있는 N26 연결이 있는 AMF의 주소들 중 하나를 선택할 수 있다. MME는 AMF를 선택할 때, 해당 AMF가 현재 단말이 사용하는 CIoT 기능 (Control Plane CIoT EPS Optimization 기능 또는 User Plane CIoT EPS Optimization 기능)을 지원하는지 여부를 모를 수 있다. 따라서 Tracking Area 정보에 기초하여 선택한, N26 연결이 있는 AMF 1을 선택하여 핸드오버 절차를 진행할 수 있다.
또 다른 예로, 도 5에 도시된 본 개시의 제4 실시예에 따라, MME는 N26이 있는 AMF 및 해당 AMF의 CIoT 기능 (Control Plane CIoT EPS Optimization 기능 또는 User Plane CIoT EPS Optimization 기능에 해당하는 5G의 CIoT 기능, 즉 Data over SM-NAS 또는 5GS UP optimization) 지원 여부에 대해서 OAM(Operations, Administration and Maintenance)으로부터 미리 설정 받은 값을 사용할 수 있다. MME는 OAM으로부터 설정된 값에 기초하여, 해당 TAC에 N26이 있는 AMF들 중 현재 단말이 사용하는 CIoT의 기능에 상응하는 5G의 CIoT 기능을 지원하는 AMF를 찾을 수 있다. 이 경우, 단계 5, 6, 16, 23, 26 등 AMF 1과 AMF 2 사이의 절차는 생략될 수 있다.
단계 3을 통해 MME는 AMF 1에 Forward Relocation Request 메시지를 전송할 수 있으며, 이 메시지에는 MME에서 관리하던 단말의 Context, 기지국으로부터 수신한 Transparent Container, 기지국으로부터 수신한 단말의 Target Tracking Area 정보, 및 Target 기지국의 ID 등이 포함될 수 있다. 단말의 Context에는 단말이 사용하고 있는 4G 시스템의 CIoT 기능에 대한 정보가 포함될 수 있으며, Handover 수행여부에 대한 식별자가 포함될 수 있다.
단계 4에서, AMF 1은 소스 MME로부터 Forward Relocation Request 메시지를 통해 수신한 단말의 Context를 5G 시스템용 Context로 변환할 수 있다. 이 때 AMF 1은 단말이 4G 시스템에서 사용 중인 CIoT 기능에 대해서 알게될 수 있으며, 해당 CIoT 기능에 상응하는 5G 시스템의 CIoT 기능을 자신이 지원할 수 있는지 여부를 판단할 수 있다. 만약 AMF 1이 단말이 4G 시스템에서 사용 중인 CIoT 기능에 상응하는 5G 시스템의 CIoT 기능을 지원할 수 없다고 판단한 경우, AMF 1은 단계 5를 수행할 수 있다. 만약 AMF 1이 단말이 4G 시스템에서 사용 중인 CIoT 기능에 상응하는 5G 시스템의 CIoT 기능을 지원할 수 있다고 판단한 경우, 단계 5, 6, 16, 23, 및 26 등 AMF 1과 AMF 2 사이의 절차는 생략될 수 있다.
단계 5에서, AMF 1은 단말이 4G 시스템에서 사용 중인 CIoT 기능에 상응하는 5G 시스템의 CIoT 기능을 지원할 수 있는 AMF 2를 선택할 수 있다. AMF 1이 AMF 2를 선택하는 방법은 본 개시의 제2 실시예와 제3 실시예에 따를 수 있다.
단계6에서, AMF 1은 AMF 2를 선택하고, Namf_Communication_CreateUEContext request 메시지를 AMF 2에 전달할 수 있다. 이 메시지에는 단계 3을 통해서 MME로부터 수신한 transparent container, Target 기지국 ID, 및 단계 4를 통하여 AMF 1이 변환한 5G 시스템용 단말 Context가 포함될 수 있다. 이 Context에는 단말이 사용하는 세션 관련 Context도 포함될 수 있고, 이는 SMF+PGW-C의 주소, UPF+PGW-U의 주소(또는 터널정보), 및 해당 세션의 APN 정보 등이 포함될 수 있다. 또한, 단계 6이 Handover 때문에 발생한 service operation 임을 알려주는 정보를 포함할 수 있다.
단계 7에서, 단계 6을 통하여 Namf_Communication_CreateUEContext request 메시지를 수신한 AMF 2는 SMF+PGW-C로 Nsmf_PDUSession_CreatSMContext_Request 메시지를 전송하여, Nsmf_PDUSession_CreateSMContext service operation을 수행할 수 있다. Nsmf_PDUSession_CreatSMContext_Request 메시지에는 단말이 4G 시스템에서 사용하던 PDN connetion에 대한 정보, AMF2의 ID가 포함될 수 있다. SMF+PGW-C는 수신한 PDN connection에 대한 정보를 기반으로 이에 상응하는 PDU session을 찾을 수 있다. AMF 2는 Target 기지국 ID를 저장하고 있을 수 있다.
단계 8에서, SMF+PGW-C는 PCF+PCRF와 SM Policy Modification 절차를 수행할 수 있다.
단계 9에서, SMF+PGW-C는 UPF+PGW-U와 N4 Session Modification 절차를 수행할 수 있다. 이를 통해서 PDU session에 대한 Tunnel 연결이 수립될 수 있다. 이 Tunnel은 핸드오버가 완료될 때, 단말이 5G 시스템을 통해서 데이터를 보내기 위한 사용자 평면 연결을 위해 사용될 수 있다.
단계 10에서, SMF+PGW-C는 Nsmf_PDUSession_CreateSMContext response 메시지를 AMF 2에 전송할 수 있다. 이 메시지에는 SMF+PGW-C가 생성한 PDU session에 대한 정보, 예를 들어 PDU session ID, Network Slice 정보, Qos Flow ID, QoS Profile, 및 PDU session에 대한 tunnel 정보, 등이 포함될 수 있다. AMF 2는 이 정보를 5G 시스템의 기지국인 NG-RAN에게 전달할 수 있다. 이 기지국은 단계 6에서 수신한 정보에 포함된 Target 기지국 ID를 기반으로 결정될 수 있다. SMF+PGW-C가 생성한 PDU session에 대한 정보는 SMF+PGW-C가 4G 시스템의 EPS bearer를 5G 시스템의 QoS Flow에 매핑한 정보일 수 있다.
단계 11에서, AMF 2는 NG-RAN에 Handover Request를 보낼 수 있다. 이 메시지에는 소스 기지국(E-UTRAN) 으로부터 전달되어 온 Transparent container가 포함될 수 있다. Transparent container는 단말이 소스 기지국에서 사용하던 RRC 관련 정보일 수 있다. 또한 Handover Request 메시지에는 단계 10을 통해 SMF+PGW-C로부터 수신한 PDU session에 대한 정보가 포함될 수 있다. 예를 들어 Handover Request 메시지에는 PDU session ID, Network slice 정보, QoS Flow ID, QoS Profile, EPS Bearer Setup list 등이 포함될 수 있다. EPS bearer setup list는 성공적으로 5GC(5G Core)로 Handover 된 EPS bearer의 ID를 포함할 수 있다. AMF 2는 PDU session ID, Network Slice ID, 그리고 SMF ID의 관계를 저장할 수 있다.
단계 12에서, NG-RAN은 Handover Request Acknowledge 메시지를 AMF 2에게 전송할 수 있다. NG-RAN은 단계 11에서 수신한 정보를 기반으로 Handover 준비를 마친 후, AMF 2의 Handover Request에 대해 Handover Request Acknowledge 메시지로 응답할 수 있다. Handover Request Acknowledge 메시지에는 NG-RAN이 소스 기지국, 즉 E-UTRAN에게 전달하는 RRC 정보가 Transparent Container로 포함될 수 있다. 이는 추후에 E-UTRAN이 단말에게 NG-RAN으로 Handover를 명령할 때 사용될 수 있다. 또한 Handover Request Acknowledge 메시지에는 단계 11에서 수신한 세션 관련 메시지에 대한 응답이 포함될 수 있다. 예를 들어 Handover Request Acknowledge 메시지에는, PDU session ID, 그리고 Accpected QoS Flow ID, 및 NG-RAN과 UPF 간의 Tunnel 연결을 수립하기 위한 NG-RAN의 Tunnel 정보가 포함될 수 있으며, Data Forwarding을 위한 PDU session 정보 (예: PDU session ID, NG-RAN의 Tunnel 정보)도 포함될 수 있다.
단계 13에서, AMF 2는 Nsmf_PDUSession_UpdateSMContext Request 메시지를 SMF+PGW-C에 전송할 수 있으며, Nsmf_PDUSession_UpdateSMContext Request 메시지를 통해 NG-RAN으로부터 수신한 세션관련 정보를 SMF+PGW-C에게 전달할 수 있다. 예를 들어 Nsmf_PDUSession_UpdateSMContext Request 메시지에는, NG-RAN과 UPF 사이의 PDU session 연결을 위한 Tunnel 정보, NG-RAN과 UPF 사이의 Data Fowarding을 위한 Tunnel 정보 등이 포함될 수 있으며, AMF 2는 이 정보들을 변경하거나 사용하지 않고 SMF+PGW-C에게 전달만 한다.
단계 14에서, SMF는 단계 13을 통해 수신한 정보를 기반으로 UPF+PGW-U와 N4 session modification 절차를 수행할 수 있다. 이 절차를 통해 핸드오버 준비 절차가 수행된다고 할 수 있다. SMF+PGW-C는 UPF+PGW-U에게 NG-RAN과 UPF사이의 데이터 전송을 위한 Tunnel 정보를 전달할 수 있다. 또한 SMF+PGW-C는 NG-RAN과 UPF 사이의 Data Forwarding을 위한 Tunnel 정보를 UPF+PGW-U에게 전달할 수 있다. UP+PGW-UF는 수신한 Tunnel 정보를 적용하고, SMF+PGW-C에게 응답할 수 있다. SMF+PGW-C와 UPF+PGW-U는 데이터 전송을 위한 PDU session의 Tunnel 정보와 데이터 포워딩을 위한 PDU session의 Tunnel 정보를 교섭할 수 있다.
단계 15에서, SMF+PGW-C는 AMF 2에게 Nsmf_PDUSession_Update SMContext Response 메시지를 전송할 수 있다. Nsmf_PDUSession_Update SMContext Response 메시지에는 PDU session ID, 핸드오버가 될 EPS Bearer ID, 및 data fowarding을 위한 UPF의 Tunnel 정보가 포함될 수 있다.
단계 16 내지 단계 32의 절차는 도 2b를 참조하여 설명하도록 한다.
단계 16에서, AMF 2는 핸드오버 준비가 끝났다고 판단한 경우, AMF 1에게 단계 6의 Namf_Communication_createUEContext_Request에 대한 응답을 Namf_Communication_CreateUEContext response 메시지로 전송할 수 있다. Namf_Communication_CreateUEContext response 메시지에는 단계 15를 통해서 수신한 세션관련 정보 및 단계 12를 통해서 수신한 NG-RAN이 소스 기지국, 즉 E-UTRAN에게 보내는 Transparent 메시지가 포함될 수 있으며, AMF 2의 Tunnel ID 또는 주소 등이 함께 포함될 수 있다. 또한 AMF 2는 핸드오버 준비절차가 끝났다는 Indication을 AMF 1에게 Namf_Communication_CreateUEContext response 메시지와 함께 전달할 수 있다.
단계 17에서, AMF 1은 AMF 2로부터 수신한 메시지에 포함된 정보를 이용하여 단계 3의 Forward Relocation Request에 대한 응답으로 MME에게 Forward Relocation Response 메시지를 보낼 수 있다. Forward Relocation Response 메시지에는 NG-RAN으로부터 수신한 Transparent Container, 데이터 포워딩을 위한 Tunnel 정보, 허락된 EPS bearer Setup 리스트, 및 AMF 2의 주소와 Tunnel ID 등이 포함될 수 있다.
단계 18에서, MME는 데이터 포워딩을 위한 연결을 수립하기 위하여 SGW와 Data forwarding Tunnel을 수립하는 절차를 수행할 수 있다.
단계 19에서, MME는 Handover Command 메시지를 구성하여 소스 기지국, 즉 E-UTRAN에게 전달할 수 있다. Handover Command 메시지에는 단계 17에서 수신한 Transparent Container, 및 데이터 포워딩을 위한 Bearer 정보 등이 포함될 수 있다.
단계 20에서, E-UTRAN은 단계 19로부터 수신한 Transparent Container를 보고, 해당 정보를 기반으로 단말에게 보낼 Handover Command를 구성한다. 단말이 어느 무선 자원을 이용해서 어느 Target Cell로 접속해야하는 지, 어떤 EPS bearer또는 DRB가 handover 되었는지 등의 정보가 포함될 수 있다. E-UTRAN은 단말에게 Handover Command를 보낸다.
단계 21에서, 단말은 Handover Command에 따라 Target Cell, 즉 NG-RAN으로 접속을 시도할 수 있다. 단말은 NG-RAN에 Handover Confirm 메시지를 전송하여 자신이 핸드오버를 완료했음을 알릴 수 있다. 단말에 대한 Downlink data는 E-UTRAN으로 전송되었다가 데이터 포워딩 Tunnel을 통해 SGW로 전달될 수 있고, SGW는 이를 다시 UPF+PGW-U에 전달할 수 있으며, UPF+PGW-U는 NG-RAN과의 Data forwarding tunnel을 통해 NG-RAN에게 데이터를 포워딩할 수 있다. 따라서 단말은 Downlink Data를 연속적으로 수신할 수 있다.
단계 22에서, NG-RAN은 AMF 2에게 Handover Notify 메시지를 전달할 수 있으며, 단말이 Handover를 수행했고 자신에게 연결되었음을 알릴 수 있다. Handover Notify 메시지에는 세션 관련 정보가 포함될 수 있고, 세션 관련 정보는 Downlink data를 수신할 수 있는 NG-RAN의 Tunnel 정보를 포함할 수 있다.
단계 23에서, AMF2는 AMF1에게 Handover가 성공적으로 수행되었음을 의미하는 식별자를 Namf_Communication_N2infoNotify 메시지에 포함하여 전송할 수 있다. AMF 2는 핸드오버가 성공적으로 수행되었음을 알림을 MME에게 알려야하나, AMF 2와 MME 사이에는 직접적인 연결이 없다. 따라서 AMF 2는 AMF 1에게 Handover가 성공적으로 수행되었다는 정보를 전달하고, AMF 1은 이를 MME에게 전달할 수 있다. 따라서 단계 23을 통해서 AMF 2는 AMF 1에게 Handover 가 성공적으로 수행되었음을 의미하는 식별자를 Namf_Communication_N2infoNotify 메시지에 포함하여 전송함으로써, MME에게 핸드오버가 성공적으로 수행되었음을 알릴 수 있다.
Namf_Communication_N2infoNotify 메시지에는 AMF 1이 단말을 식별할 수 있는 식별자, 예를 들어 IMSI나 GPSI가 포함될 수 있다. 또한 Namf_Communication_N2infoNotify 메시지에는, AMF 2의 ID가 포함될 수 있으며 이를 통해 AMF 1은 이 메시지 전송이 단계 16에 이은 후속 동작임을 판단할 수 있다. 또한 Namf_Communication_N2infoNotify 메시지에는, Session ID가 포함될 수 있으며, Session ID를 통해 AMF 1은 핸드오버 동작이 어떤 세션에 대한 핸드오버 동작이었는지 판단할 수 있다. 추가적으로, AMF 1은 단계 16을 통해 수신한 Handover 준비 완료 식별자를 기반으로, 해당 단말 및 해당 PDU session에 대해서 Handover의 결과가 Namf_Communication_N2infoNotify 메시지로 올 것을 예상할 수 있으며, Namf_Communication_N2infoNotify 메시지를 통해 어떤 단말에 대한 Handover가 완료된 것인지 파악할 수 있다.
단계 24에서, 단계 23을 통해서 AMF 2의 핸드오버 절차가 완료되었음을 판단한 AMF 1은 MME에게 Forward Relocation Complete Notification message를 전송하여, AMF 2의 핸드오버 절차가 완료되었음을 알릴 수 있다.
단계 25에서, MME는 Forward Relocation Complete Noficiation ACK 메시지를 AMF 1에 전송할 수 있다. MME는 이 후 데이터 포워딩을 위한 사용자 평면 자원을 특정 시간 후 해제하기 위한 Timer를 시작할 수 있다. 데이터 포워딩이 없었다면, MME는 현재 SGW와 맺고 있는 사용자 평면 자원을 바로 해제할 수 있다.
단계 26에서, MME로부터 ACK을 수신한 AMF 1은 AMF 2에 단계 23의 메시지에 대한 응답으로 Namf_Communication_N2InfoNotify ACK 메시지를 전송할 수 있다. AMF 1은 ACK을 전송한 후, 해당 단말의 Handover 절차가 완료되었기 때문에 해당 단말에 대한 Context를 모두 지울 수 있다.
단계 27에서, AMF 2는 SMF+PGW-C에게 Nsmf_PDUSession_UpdateSMContext rqeuest 메시지를 전송할 수 있다. Nsmf_PDUSession_UpdateSMContext rqeuest 메시지에는 PDU session ID와 해당 PDU session 대해 Handover가 완료되었다는 indication이 포함될 수 있다.
단계 28에서, SMF+PGW-C는 UPF+PGW-U와 N4 session modification 절차를 수행하여 Downlink data 터널이 NG-RAN으로 전송되어야 함을 알릴 수 있다. 포워딩을 위한 PDU session은 해제될 수 있다. 또한 소스 기지국, 즉 E-UTRAN과의 터널을 해제하도록 알릴 수 있다.
단계 29에서, SMF+PGW-C는 PCF+PCRF에 단말의 RAT type 변경 및 위치 변경을 알릴 수 있다.
단계 30에서, SMF+PGW-C는 AMF 2에 Nsmf_PDUSession_UpdateSMContext Response 메시지를 전송하여 AFM 2의 Nsmf_PDUSession_UpdateSMContext rqeuest에 응답할 수 있다. Nsmf_PDUSession_UpdateSMContext Response 메시지 전송은 SMF+PGW-C가 Handover 완료를 확인하였다는 것을 의미할 수 있다.
단계 31에서, 단말은 4G 시스템(EPS)에서 5G 시스템(5GS)으로 이동하는 Mobility Registration Update를 수행할 수 있다. 단말은 CIoT 기능 요청 메시지를 AMF 2로 전송할 수 있으며, 이 때 단말은 자신이 사용하는 CIoT 기능에 대한 교섭을 다시 할 수 있다. AMF 2는 단말이 4G 시스템에서 사용하던 CIoT 기능에 상응하는 5G CIoT 기능을 지원하기 때문에, 다른 AMF를 찾지 않고 스스로 계속 단말을 Serving할 수 있다. 만약 단말이 4G 시스템에서 사용하던 CIoT 기능과 다른 CIoT기능을 5GS에 요청한다면, Registration Update 절차 중 새로운 AMF로의 Relocation이 수행될 수 있다.
단계 32에서, MME는 Timer를 기반으로 판단하여 일정시간 동안 단말이 돌아오지 않으면 단말이 EPS에서 사용하던 자원을 모두 해제할 수 있다.
도 3은, 본 개시의 제2 실시예에 따른 AMF가 특정 CIoT 기능을 지원하는 다른 AMF를 찾기 위하여 NRF와 교섭하는 절차를 나타낸 도면이다.
AMF 1은 도 2의 제1 실시예에 따른 동작으로 MME로부터 Handover 절차를 수행하기 위한 Forward Relocation Request를 수신하였을 때, 해당 단말이 MME에 연결되어 사용하던 CIoT 기능에 상응하는 5G의 CIoT 기능을 자신이 지원할 수 있는지 없는지 판단할 수 있다.
또는 AMF 1은 단말이 Registration Update 또는 Initial Registration 요청을 보냈을 때, 해당 요청 메시지에 포함되어 있는 단말이 요청하는 CIoT 기능들 중 자신이 지원할 수 없는 CIoT 기능이 있는지 판단할 수 있다. AMF 1은 자신이 지원할 수 없는 CIoT 기능을 단말이 요청하고 있다고 판단한 경우, AMF 1은 이를 지원할 수 있는 다른 AMF를 찾을 필요가 있다고 판단할 수 있다.
이와 같은 상황에서, 단계 1에서 AMF 1은, NRF에 Nnrf_NFDiscovery_Request 메시지를 전송할 수 있다. AMF 1은 Nnrf_NFDiscovery_Request 메시지에 찾고 싶은 NF의 type이 AMF이며, 어떤 CIoT 기능에 대한 Capability가 있는 NF를 찾는지에 대한 정보를 포함하여 NRF에 전송할 수 있다. Nnrf_NFDiscovery_Request 메시지에는 GUAMI(Globally Unique AMF Identifier) 리스트가 포함될 수 있다. GUAMI 리스트는 현재 단말의 위치를 기반으로 주변에 있는 AMF들 중 어떤 AMF가 특정 CIoT 기능 Capability가 있는지 파악하기 위해서 Nnrf_NFDiscovery_Request 메시지에 포함될 수 있다. 또한, Nnrf_NFDiscovery_Request 메시지는 현재 단말의 위치에 해당하는 Tracking Area 정보 (예를 들어 TAI, TAC)를 포함할 수도 있다.
NRF는 수신한 Nnrf_NFDiscovery_Request 메시지에 포함된 정보에 기초하여, 어떤 AMF가 해당 CIoT 기능을 지원할 수 있는지 저장된 NF 들의 정보에 기초하여 판단할 수 있다. NRF는 해당 CIoT 기능을 지원할 수 있는 AMF를 AMF가 단계 1에서 보낸 GUAMI list 중에서 선택할 수 있다. 또한 NRF는 AMF로부터 단계 1에서 단말의 Tracking Area 정보를 수신하였다면, Tracking Area 정보에 기초하여 해당 CIoT 기능을 지원할 수 있는 AMF를 해당 지역을 서빙할 수 있는 AMF 들 중에서 선택할 수 있다.
단계 2에서, NRF는 선택된 AMF의 FQDN 또는 IP 주소, 또는 Endpoint 주소 (예: NF instance 주소)를 포함하는 Nnrf_NFDiscovery_Response 메시지를 AMF 1에게 전송할 수 있다.
단계 3에서, Nnrf_NFDiscovery_Response 메시지를 수신한 AMF 1은 NRF가 선택한 AMF 2를 Target AMF로 선택할 수 있고, Namf_Communication_CreateUEContext_Request 메시지를 AMF 2에 전송하여 Handover 절차를 계속 진행하거나, Registration 절차를 계속 진행할 수 있다.
단계 4에서, AMF 2는 AMF 1에 Namf_Communication_CreateUEContext_Request 메시지에 대한 응답으로 Namf_Communication_CreateUEContext_Response 메시지를 전송하여 절차 수행에 대한 응답을 알릴 수 있다.
도 4는, 본 개시의 제3 실시예에 따른 AMF가 특정 CIoT 기능을 지원하는 다른 AMF를 찾기 위하여 DNS(Domain Name System) 서버를 이용하는 절차를 나타낸 도면이다.
AMF 1은 도 2의 제1 실시예에 따른 동작으로 MME로부터 Handover 절차를 수행하기 위한 Forward Relocation Request를 수신하였을 때, 해당 단말이 MME에 연결되어 사용하던 CIoT 기능에 상응하는 5G의 CIoT 기능을 자신이 지원할 수 있는지 없는지 판단할 수 있다.
또는 AMF 1은 단말이 Registration Update 또는 Initial Registration 요청을 보냈을 때, 해당 요청 메시지에 포함되어 있는 단말이 요청하는 CIoT 기능들 중 자신이 지원할 수 없는 CIoT 기능이 있는지 판단할 수 있다. AMF 1은 자신이 지원할 수 없는 CIoT 기능을 단말이 요청하고 있다고 판단한 경우, AMF 1은 이를 지원할 수 있는 다른 AMF를 찾을 필요가 있다고 판단할 수 있다.
단계 1에서, AMF 1은 DNS 서버에 쿼리를 보낼 수 있다. 이 쿼리에는 GUAMI 또는 AMF를 지칭할 수 있는 미리 설정된 domain 이름 (예를 들어, PLMN.location.AMF 등)이 포함될 수 있으며, 특정 CIoT 기능의 Capability를 의미하는 정보가 포함될 수 있다. 또한, 쿼리에는 AMF들의 CIoT 기능 capability를 응답으로 함께 달라는 식별자로 사용되는 정보가 포함될 수 있다.
단계 2에서, 쿼리를 수신한 DNS 서버는 수신한 쿼리에 포함된 정보에 기초하여 특정 CIoT 기능을 지원하는 AMF들의 리스트, 또는 하나의 AMF를 선택할 수 있다. DNS 서버는 선택한 AMF의 IP 주소를 포함하여 AMF 1에게 응답할 수 있다. 만약 단계 1에서 AMF 1이 AMF들의 CIoT 기능 capability를 응답으로 함께 달라는 식별자를 포함하여 쿼리를 전송하였다면, DNS 서버는 선택한 AMF의 IP 주소와 함께 해당 IP 주소에 해당하는 선택한 AMF가 지원하는 CIoT 기능의 Capability(하나 또는 여러 개)에 관한 정보를 AMF 1에게 전송할 수 있다. 즉 DNS 서버는 IP 주소와 CIoT Capability (하나 또는 여러 개)의 쌍으로 응답을 구성하여 AMF 1에게 전달할 수 있다.
단계 3에서, AMF 1은 특정 CIoT 기능을 지원하는 AMF의 IP 주소, 또는 그 리스트에 기초하여 하나의 AMF를 선택할 수 있다. 또한, AMF 1은 수신한 AMF들의 리스트 중 Load가 제일 작은 AMF를 선택할 수도 있다. AMF 1은 AMF 2를 선택한 후, Namf_Communication_CreateUEContext_Reqest 메시지를 AMF 2에 전송하여 Handover 절차를 계속 진행하거나, Registration 절차를 계속 진행할 수 있다.
단계 4에서, AMF 2는 AMF 1에 Namf_Communication_CreateUEContext_Reqest 메시지에 대한 응답으로 Namf_Communication_CreateUEContext_Response 메시지를 AMF 1에 전송하여 절차 수행에 대한 응답을 알릴 수 있다.
도 5는, 본 개시의 제4 실시예에 따른, OAM(Operations, Administration and Maintenance)에서 MME와 AMF에 N26 인터페이스 연결에 관한 정보 및 CIoT 기능 지원 여부를 설정하는 예시를 나타낸 도면이다.
도 5를 참조하면, MME 및 AMF가 인터워킹을 위하여 N26 인터페이스로 연결되어 있고, OAM 시스템은 각 N26으로 연결된 MME 또는 AMF들이 어떤 CIoT 기능을 지원하는지에 대한 Capability를 MME 및 AMF에 미리 설정할 수 있다.
이동통신 사업자가 네트워크 운영을 위해서 사용하는 OAM 시스템을 통해서, 이동통신 사업자가 서비스를 제공하는 지역을 서빙하는 MME 또는 AMF에 대하여, N26 인터페이스의 연결이 있는 Target entity의 주소와 그 Target Entity의 CIoT 기능들을 지원할 수 있는 지 여부에 대한 Capability 정보를 미리 설정해놓을 수 있다. OAM은 MME에는 N26 연결이 되어있는 AMF 주소와 그 AMF의 CIoT 기능 지원 여부 (Capability)를 설정하고, AMF에는 N26 연결이 되어있는 MME 주소와 그 MME의 CIoT 기능 지원 여부(Capability)를 설정할 수 있다.
OAM은 4G 시스템에서 사용하는 CIoT 기능과 그에 상응하는 5G 시스템의 CIoT 기능에 대한 매핑을 알고 있을 수 있다. 따라서 OAM이 MME에게 N26 연결이 되어있는 AMF 주소와 그 AMF의 CIoT 기능 지원 여부 (Capability)를 설정할 때는 N26이 있는 AMF의 주소와 5G 시스템의 CIoT 기능에 매핑되는 4G 시스템의 CIoT 기능을 설정할 수 있다.
OAM은 5G 시스템의 CIoT 기능에 매핑되는 4G 시스템의 CIoT 기능에 대한 매핑을 알고 있을 수 있다. 따라서 OAM이 N26 연결이 되어있는 MME 주소와 그 MME의 CIoT 기능 지원 여부(Capability)를 AMF에게 설정할 때는 N26이 있는 MME의 주소와 4G 시스템의 CIoT 기능을 설정할 수 있다. AMF는 Interworking을 위하여 MME를 선택할 때, 해당 MME의 CIoT 기능을 보고, 단말이 5G시스템에서 사용하던 CIoT 기능과의 매핑 정보를 기반으로 인터워킹이 가능한 MME인지 판단할 수 있다.
도 6은 본 개시의 일부 실시예에 따른 단말의 구조를 도시하는 블록도이다.
도 6을 참고하면, 단말은 RF(Radio Frequency)처리부(610), 기저대역(baseband)처리부(620), 저장부(630), 제어부(640)를 포함한다.
RF처리부(610)는 신호의 대역 변환, 증폭 등 무선 채널을 통해 신호를 송수신하기 위한 기능을 수행한다. 즉, RF처리부(610)는 기저대역처리부(620)로부터 제공되는 기저대역 신호를 RF 대역 신호로 상향 변환한 후 안테나를 통해 송신하고, 안테나를 통해 수신되는 RF 대역 신호를 기저대역 신호로 하향 변환한다. 예를 들어, RF처리부(610)는 송신 필터, 수신 필터, 증폭기, 믹서(mixer), 오실레이터(oscillator), DAC(digital to analog convertor), ADC(analog to digital convertor) 등을 포함할 수 있다. 도 6에서는 하나의 안테나만이 도시되었으나, 단말은 다수의 안테나들을 구비할 수 있다. 또한, RF처리부(610)는 다수의 RF 체인들을 포함할 수 있다. 나아가, RF처리부(610)는 빔포밍(beamforming)을 수행할 수 있다. 빔포밍을 위해, RF처리부(610)는 다수의 안테나들 또는 안테나 요소(element)들을 통해 송수신되는 신호들 각각의 위상 및 크기를 조절할 수 있다. 또한, RF 처리부는 MIMO를 수행할 수 있으며, MIMO 동작 수행 시 여러 개의 레이어를 수신할 수 있다.
기저대역처리부(620)은 시스템의 물리 계층 규격에 따라 기저대역 신호 및 비트열 간 변환 기능을 수행한다. 예를 들어, 데이터 송신 시, 기저대역처리부(620)은 송신 비트열을 부호화 및 변조함으로써 복소 심벌들을 생성한다. 또한, 데이터 수신 시, 기저대역처리부(620)은 RF처리부(610)로부터 제공되는 기저대역 신호를 복조 및 복호화를 통해 수신 비트열을 복원한다. 예를 들어, OFDM(orthogonal frequency division multiplexing) 방식에 따르는 경우, 데이터 송신 시, 기저대역처리부(620)는 송신 비트열을 부호화 및 변조함으로써 복소 심벌들을 생성하고, 복소 심벌들을 부반송파들에 매핑한 후, IFFT(inverse fast Fourier transform) 연산 및 CP(cyclic prefix) 삽입을 통해 OFDM 심벌들을 구성한다. 또한, 데이터 수신 시, 기저대역처리부(620)은 RF처리부(610)로부터 제공되는 기저대역 신호를 OFDM 심벌 단위로 분할하고, FFT(fast Fourier transform) 연산을 통해 부반송파들에 매핑된 신호들을 복원한 후, 복조 및 복호화를 통해 수신 비트열을 복원한다.
기저대역처리부(620) 및 RF처리부(610)는 상술한 바와 같이 신호를 송신 및 수신한다. 이에 따라, 기저대역처리부(620) 및 RF처리부(610)는 송신부, 수신부, 송수신부 또는 통신부로 지칭될 수 있다. 나아가, 기저대역처리부(620) 및 RF처리부(610) 중 적어도 하나는 서로 다른 다수의 무선 접속 기술들을 지원하기 위해 다수의 통신 모듈들을 포함할 수 있다. 또한, 기저대역처리부(620) 및 RF처리부(610) 중 적어도 하나는 서로 다른 주파수 대역의 신호들을 처리하기 위해 서로 다른 통신 모듈들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 서로 다른 무선 접속 기술들은 무선 랜(예: IEEE 802.11), 셀룰러 망(예: LTE) 등을 포함할 수 있다. 또한, 서로 다른 주파수 대역들은 극고단파(SHF:super high frequency)(예: 2.NRHz, NRhz) 대역, mm파(millimeter wave)(예: 60GHz) 대역을 포함할 수 있다.
저장부(630)는 단말의 동작을 위한 기본 프로그램, 응용 프로그램, 설정 정보 등의 데이터를 저장한다. 그리고, 저장부(630)는 제어부(640)의 요청에 따라 저장된 데이터를 제공한다.
제어부(640)는 단말의 전반적인 동작들을 제어한다. 예를 들어, 제어부(640)는 기저대역처리부(620) 및 RF처리부(610)을 통해 신호를 송수신한다. 또한, 제어부(640)는 저장부(640)에 데이터를 기록하고, 읽는다. 이를 위해, 제어부(640)는 적어도 하나의 프로세서(processor)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제어부(640)는 통신을 위한 제어를 수행하는 CP(communication processor) 및 응용 프로그램 등 상위 계층을 제어하는 AP(application processor)를 포함할 수 있다.
도 7은 본 개시의 일부 실시예에 따른 기지국의 구조를 도시하는 블록도이다.
도 7에 도시된 바와 같이, 기지국은 RF처리부(710), 저대역처리부(720), 백홀통신부(730), 저장부(740), 제어부(750)를 포함한다.
RF처리부(710)는 신호의 대역 변환, 증폭 등 무선 채널을 통해 신호를 송수신하기 위한 기능을 수행한다. 즉, RF처리부(710)는 기저대역처리부(720)로부터 제공되는 기저대역 신호를 RF 대역 신호로 상향변환한 후 안테나를 통해 송신하고, 안테나를 통해 수신되는 RF 대역 신호를 기저대역 신호로 하향변환한다. 예를 들어, RF처리부(710)는 송신 필터, 수신 필터, 증폭기, 믹서, 오실레이터, DAC, ADC 등을 포함할 수 있다. 도 20에서는 하나의 안테나만이 도시되었으나, 이에 한정되지 않고 다수의 안테나들을 구비할 수도 있다. 또한, RF처리부(710)는 다수의 RF 체인들을 포함할 수 있다. 나아가, RF처리부(710)는 빔포밍을 수행할 수 있다. 빔포밍을 위해, RF처리부(710)는 다수의 안테나들 또는 안테나 요소들을 통해 송수신되는 신호들 각각의 위상 및 크기를 조절할 수 있다. RF 처리부는 하나 이상의 레이어를 전송함으로써 하향 MIMO 동작을 수행할 수 있다.
기저대역처리부(720)는 물리 계층 규격에 따라 기저대역 신호 및 비트열 간 변환 기능을 수행한다. 예를 들어, 데이터 송신 시, 기저대역처리부(720)은 송신 비트열을 부호화 및 변조함으로써 복소 심벌들을 생성한다. 또한, 데이터 수신 시, 기저대역처리부(720)은 RF처리부(710)로부터 제공되는 기저대역 신호를 복조 및 복호화를 통해 수신 비트열을 복원한다. 예를 들어, OFDM 방식에 따르는 경우, 데이터 송신 시, 기저대역처리부(720)은 송신 비트열을 부호화 및 변조함으로써 복소 심벌들을 생성하고, 복소 심벌들을 부반송파들에 매핑한 후, IFFT 연산 및 CP 삽입을 통해 OFDM 심벌들을 구성한다. 또한, 데이터 수신 시, 기저대역처리부(720)은 RF처리부(710)로부터 제공되는 기저대역 신호를 OFDM 심벌 단위로 분할하고, FFT 연산을 통해 부반송파들에 매핑된 신호들을 복원한 후, 복조 및 복호화를 통해 수신 비트열을 복원한다. 기저대역처리부(720) 및 RF처리부(710)는 상술한 바와 같이 신호를 송신 및 수신한다. 이에 따라, 기저대역처리부(720) 및 RF처리부(710)는 송신부, 수신부, 송수신부, 통신부 또는 무선 통신부로 지칭될 수 있다.
백홀통신부(730)는 네트워크 내 다른 노드들과 통신을 수행하기 위한 인터페이스를 제공한다. 즉, 백홀통신부(730)는 주기지국에서 다른 노드, 예를 들어, 보조기지국, 코어망 등으로 송신되는 비트열을 물리적 신호로 변환하고, 다른 노드로부터 수신되는 물리적 신호를 비트열로 변환한다.
저장부(740)는 주기지국의 동작을 위한 기본 프로그램, 응용 프로그램, 설정 정보 등의 데이터를 저장한다. 특히, 저장부(740)는 접속된 단말에 할당된 베어러에 대한 정보, 접속된 단말로부터 보고된 측정 결과 등을 저장할 수 있다. 또한, 저장부(740)는 단말에게 다중 연결을 제공하거나, 중단할지 여부의 판단 기준이 되는 정보를 저장할 수 있다. 그리고, 저장부(740)는 제어부(750)의 요청에 따라 저장된 데이터를 제공한다.
제어부(750)는 주기지국의 전반적인 동작들을 제어한다. 예를 들어, 제어부(750)는 기저대역처리부(720) 및 RF처리부(710)을 통해 또는 백홀통신부(730)을 통해 신호를 송수신한다. 또한, 제어부(750)는 저장부(740)에 데이터를 기록하고, 읽는다. 이를 위해, 제어부(750)는 적어도 하나의 프로세서를 포함할 수 있다.
본 개시의 청구항 또는 명세서에 기재된 실시예들에 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 매체 또는 컴퓨터 프로그램 제품이 제공될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 저장 매체 또는 컴퓨터 프로그램 제품에 저장되는 하나 이상의 프로그램은, 전자 장치(device) 내의 하나 이상의 프로세서에 의해 실행 가능하도록 구성된다(configured for execution). 하나 이상의 프로그램은, 전자 장치로 하여금 본 개시의 청구항 또는 명세서에 기재된 실시 예들에 따른 방법들을 실행하게 하는 명령어(instructions)를 포함한다.
이러한 프로그램(소프트웨어 모듈, 소프트웨어)은 랜덤 액세스 메모리 (random access memory), 플래시(flash) 메모리를 포함하는 불휘발성(non-volatile) 메모리, 롬(ROM: Read Only Memory), 전기적 삭제가능 프로그램가능 롬(EEPROM: Electrically Erasable Programmable Read Only Memory), 자기 디스크 저장 장치(magnetic disc storage device), 컴팩트 디스크 롬(CD-ROM: Compact Disc-ROM), 디지털 다목적 디스크(DVDs: Digital Versatile Discs) 또는 다른 형태의 광학 저장 장치, 마그네틱 카세트(magnetic cassette)에 저장될 수 있다. 또는, 이들의 일부 또는 전부의 조합으로 구성된 메모리에 저장될 수 있다. 또한, 각각의 구성 메모리는 다수 개 포함될 수도 있다.
또한, 프로그램은 인터넷(Internet), 인트라넷(Intranet), LAN(Local Area Network), WLAN(Wide LAN), 또는 SAN(Storage Area Network)과 같은 통신 네트워크, 또는 이들의 조합으로 구성된 통신 네트워크를 통하여 접근(access)할 수 있는 부착 가능한(attachable) 저장 장치(storage device)에 저장될 수 있다. 이러한 저장 장치는 외부 포트를 통하여 본 개시의 실시예를 수행하는 장치에 접속할 수 있다. 또한, 통신 네트워크 상의 별도의 저장 장치가 본 개시의 실시예를 수행하는 장치에 접속할 수도 있다.
상술한 본 개시의 구체적인 실시예들에서, 본 개시에 포함되는 구성 요소는 제시된 구체적인 실시예에 따라 단수 또는 복수로 표현되었다. 그러나, 단수 또는 복수의 표현은 설명의 편의를 위해 제시한 상황에 적합하게 선택된 것으로서, 본 개시가 단수 또는 복수의 구성 요소에 제한되는 것은 아니며, 복수로 표현된 구성 요소라 하더라도 단수로 구성되거나, 단수로 표현된 구성 요소라 하더라도 복수로 구성될 수 있다.
한편, 본 명세서와 도면에 개시된 실시예들은 본 개시의 기술 내용을 쉽게 설명하고 본 개시의 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것일 뿐이며, 본 개시의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 즉, 본 개시의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능하다는 것은 본 개시의 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다. 또한, 각각의 실시예는 필요에 따라 서로 조합되어 운용할 수 있다. 예를 들어, 본 개시의 일 실시예와 다른 일 실시예의 일부분들이 서로 조합될 수 있다. 또한, 실시예들은 다른 시스템, 예를 들어, LTE 시스템, 5G 또는 NR 시스템 등에도 상술한 실시예의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능할 것이다.

Claims (15)

  1. 단말의 핸드오버를 위한, 제1 AMF(Access and Mobility Management Function)의 동작 방법에 있어서,
    CIoT (Cellular Internet of Things) 기능을 사용하는 단말과 연결된 소스 MME(Mobility Management Entity)로부터, 상기 단말의 핸드오버를 위한 전송 재위치 요청(Forward Relocation Request) 메시지를 수신하는 단계;
    상기 전송 재위치 요청 메시지에 기초하여, 상기 CIoT 기능을 지원할 수 있는지 여부를 결정하는 단계; 및
    상기 CIoT 기능을 지원할 수 없다는 결정에 기초하여, 상기 CIoT 기능을 지원할 수 있는 제2 AMF를 결정하는 단계를 포함하는, 방법.
  2. 제1 항에 있어서, 상기 CIoT 기능은,
    제어 평면 시그널링을 통한 데이터 전송 기능 또는 사용자 평면 최적화를 통한 데이터 전송 기능 중 적어도 하나를 포함하고,
    상기 전송 재위치 요청 메시지는,
    상기 CIoT 기능에 대한 정보, 및 상기 핸드오버의 수행 여부에 대한 식별자를 포함하는, 방법.
  3. 제1 항에 있어서, 상기 CIoT 기능을 지원할 수 있는 상기 제2 AMF를 결정하는 단계는,
    NRF(Network Repository Function)에게 상기 CIoT 기능을 지원할 수 있는 AMF의 검색을 요청하는 메시지를 전송하는 단계;
    상기 NRF로부터 상기 제2 AMF에 대한 정보를 수신하는 단계; 및
    상기 제2 AMF에 대한 정보에 기초하여, 상기 제2 AMF를 상기 핸드오버를 위한 타겟 AMF로 결정하는 단계를 포함하는, 방법.
  4. 제3 항에 있어서, 상기 CIoT 기능을 지원할 수 있는 AMF의 검색을 요청하는 메시지는,
    상기 검색의 대상이 되는 NF(Network Function)가 AMF임을 나타내는 정보, 및 상기 CIoT 기능에 대한 정보를 포함하는, 방법.
  5. 제4 항에 있어서, 상기 CIoT 기능을 지원할 수 있는 AMF의 검색을 요청하는 메시지는,
    GUAMI(Globally Unique AMF Identifier) 리스트 또는 상기 단말의 위치에 대한 정보 중 적어도 하나를 더 포함하는, 방법.
  6. 제3 항에 있어서, 상기 제2 AMF에 대한 정보는,
    상기 제2 AMF의 FQDN(Fully Qualified Domain Name), 상기 제2 AMF의 IP(Internet Protocol) 주소, 또는 상기 제2 AMF의 엔드 포인트(End Point) 주소 중 적어도 하나를 포함하는, 방법.
  7. 제1 항에 있어서, 상기 CIoT 기능을 지원할 수 있는 상기 제2 AMF를 결정하는 단계는,
    적어도 하나의 AMF의 식별 정보 및 상기 CIoT의 기능에 대한 정보를 포함하는 쿼리(query)를 DNS(Domain Name System) 서버에게 전송하는 단계;
    상기 DNS 서버로부터 상기 CIoT 기능을 지원할 수 있는 적어도 하나의 AMF에 대한 정보를 수신하는 단계; 및
    상기 CIoT 기능을 지원할 수 있는 상기 적어도 하나의 AMF에 대한 정보에 기초하여, 상기 CIoT 기능을 지원할 수 있는 상기 적어도 하나의 AMF 중 상기 제2 AMF를 상기 핸드오버를 위한 타겟 AMF로 결정하는 단계를 포함하는, 방법.
  8. 제7 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 AMF의 식별 정보는,
    상기 적어도 하나의 AMF를 지칭하는 도메인 이름 또는 상기 적어도 하나의 AMF의 GUAMI 중 적어도 하나를 포함하고,
    상기 CIoT 기능을 지원할 수 있는 적어도 하나의 AMF에 대한 정보는,
    상기 CIoT 기능을 지원할 수 있는 적어도 하나의 AMF의 IP(Internet Protocol) 주소를 포함하는, 방법.
  9. 제1 항에 있어서,
    상기 제2 AMF에게 상기 단말에 대응되는 단말 컨텍스트(UE context)를 생성할 것을 요청하는 단계;
    상기 제2 AMF로부터 상기 요청에 대한 응답을 수신하는 단계; 및
    상기 요청에 대한 응답에 기초하여, 상기 MME에게 상기 전송 재위치 요청 메시지에 대한 응답을 전송하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  10. CIoT (Cellular Internet of Things) 기능을 사용하는 단말의 핸드오버를 위한, 제1 AMF(Access and Mobility Management Function)에 있어서,
    송수신부; 및
    상기 송수신부에 연결되는 적어도 하나의 프로세서를 포함하고, 상기 적어도 하나의 프로세서는,
    상기 단말과 연결된 소스 MME(Mobility Management Entity)로부터 상기 단말의 핸드오버를 위한 전송 재위치 요청(Forward Relocation Request) 메시지를 수신하고,
    상기 전송 재위치 요청 메시지에 기초하여, 상기 CIoT 기능을 지원할 수 있는지 여부를 결정하고
    상기 CIoT 기능을 지원할 수 없다는 결정에 기초하여, 상기 CIoT 기능을 지원할 수 있는 제2 AMF를 결정하는, 제1 AMF.
  11. 제10 항에 있어서, 상기 CIoT 기능은,
    제어 평면 시그널링을 통한 데이터 전송 기능 또는 사용자 평면 최적화를 통한 데이터 전송 기능 중 적어도 하나를 포함하고,
    상기 전송 재위치 요청 메시지는,
    상기 CIoT 기능에 대한 정보, 및 상기 핸드오버의 수행 여부에 대한 식별자를 포함하는, 제1 AMF.
  12. 제10 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 프로세서는,
    NRF(Network Repository Function)에게 상기 CIoT 기능을 지원할 수 있는 AMF의 검색을 요청하는 메시지를 전송하고,
    상기 NRF로부터 상기 제2 AMF에 대한 정보를 수신하고,
    상기 제2 AMF에 대한 정보에 기초하여, 상기 제2 AMF를 상기 핸드오버를 위한 타겟 AMF로 결정하는, 제1 AMF.
  13. 제12 항에 있어서, 상기 CIoT 기능을 지원할 수 있는 AMF의 검색을 요청하는 메시지는,
    상기 검색의 대상이 되는 NF(Network Function)가 AMF임을 나타내는 정보, 및 상기 CIoT 기능에 대한 정보를 포함하는, 제1 AMF.
  14. 제10 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 프로세서는,
    적어도 하나의 AMF의 식별 정보 및 상기 CIoT의 기능에 대한 정보를 포함하는 쿼리(query)를 DNS(Domain Name System) 서버에게 전송하고,
    상기 DNS 서버로부터 상기 CIoT 기능을 지원할 수 있는 적어도 하나의 AMF에 대한 정보를 수신하고,
    상기 CIoT 기능을 지원할 수 있는 상기 적어도 하나의 AMF에 대한 정보에 기초하여, 상기 CIoT 기능을 지원할 수 있는 상기 적어도 하나의 AMF 중 상기 제2 AMF를 상기 핸드오버를 위한 타겟 AMF로 결정하는, 제1 AMF.
  15. 제14 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 AMF의 식별 정보는,
    상기 적어도 하나의 AMF를 지칭하는 도메인 이름 또는 상기 적어도 하나의 AMF의 GUAMI 중 적어도 하나를 포함하고,
    상기 CIoT 기능을 지원할 수 있는 적어도 하나의 AMF에 대한 정보는,
    상기 CIoT 기능을 지원할 수 있는 적어도 하나의 AMF의 IP(Internet Protocol) 주소를 포함하는, 제1 AMF.
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