WO2020139052A1

WO2020139052A1 - 무선 통신 시스템에서 qnc를 위한 송수신 방법 및 이를 위한 장치

Info

Publication number: WO2020139052A1
Application number: PCT/KR2019/018693
Authority: WO
Inventors: 김래영; 윤명준
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2018-12-28
Filing date: 2019-12-30
Publication date: 2020-07-02

Abstract

일 실시예는, 무선 통신 시스템에서 SMF(Session Management Function)가 신호를 송수신하는 방법에 있어서, SMF가 non-accepted GBR QoS Flow에 관련된 정보를 수신하는 단계; 및 상기 SMF가 타겟 NG-RAN(Next Generation-Radio Access Network)으로 non-accepted GBR QoS Flow에 대한 QNC(QoS Notification Control)의 적용에 관련된 요청 정보를 전송하는 단계를 포함하는, 방법이다.

Description

무선 통신 시스템에서 QNC를 위한 송수신 방법 및 이를 위한 장치

이하의 설명은 무선 통신 시스템에 대한 것으로, 보다 구체적으로는 QNC(QoS Notification Control)를 위한 신호를 송수신 하는 방법 및 장치에 대한 것이다.

무선 통신 시스템이 음성이나 데이터 등과 같은 다양한 종류의 통신 서비스를 제공하기 위해 광범위하게 전개되고 있다. 일반적으로 무선 통신 시스템은 가용한 시스템 자원(대역폭, 전송 파워 등)을 공유하여 다중 사용자와의 통신을 지원할 수 있는 다중 접속(multiple access) 시스템이다. 다중 접속 시스템의 예들로는 CDMA(code division multiple access) 시스템, FDMA(frequency division multiple access) 시스템, TDMA(time division multiple access) 시스템, OFDMA(orthogonal frequency division multiple access) 시스템, SC-FDMA(single carrier frequency division multiple access) 시스템, MC-FDMA(multi carrier frequency division multiple access) 시스템 등이 있다.

무선 통신 시스템에서는 LTE, LTE-A, WiFi 등의 다양한 RAT(Radio Access Technology)이 사용되고 있으며, 5G 도 여기에 포함된다. 5G의 세 가지 주요 요구 사항 영역은 (1) 개선된 모바일 광대역 (Enhanced Mobile Broadband, eMBB) 영역, (2) 다량의 머신 타입 통신 (massive Machine Type Communication, mMTC) 영역 및 (3) 초-신뢰 및 저 지연 통신 (Ultra-reliable and Low Latency Communications, URLLC) 영역을 포함한다. 일부 사용 예(Use Case)는 최적화를 위해 다수의 영역들이 요구될 수 있고, 다른 사용 예는 단지 하나의 핵심 성능 지표 (Key Performance Indicator, KPI)에만 포커싱될 수 있다. 5G는 이러한 다양한 사용 예들을 유연하고 신뢰할 수 있는 방법으로 지원하는 것이다.

eMBB는 기본적인 모바일 인터넷 액세스를 훨씬 능가하게 하며, 풍부한 양방향 작업, 클라우드 또는 증강 현실에서 미디어 및 엔터테인먼트 애플리케이션을 커버한다. 데이터는 5G의 핵심 동력 중 하나이며, 5G 시대에서 처음으로 전용 음성 서비스를 볼 수 없을 수 있다. 5G에서, 음성은 단순히 통신 시스템에 의해 제공되는 데이터 연결을 사용하여 응용 프로그램으로서 처리될 것이 기대된다. 증가된 트래픽 양(volume)을 위한 주요 원인들은 콘텐츠 크기의 증가 및 높은 데이터 전송률을 요구하는 애플리케이션 수의 증가이다. 스트리밍 서비스 (오디오 및 비디오), 대화형 비디오 및 모바일 인터넷 연결은 더 많은 장치가 인터넷에 연결될수록 더 널리 사용될 것이다. 이러한 많은 응용 프로그램들은 사용자에게 실시간 정보 및 알림을 푸쉬하기 위해 항상 켜져 있는 연결성이 필요하다. 클라우드 스토리지 및 애플리케이션은 모바일 통신 플랫폼에서 급속히 증가하고 있으며, 이것은 업무 및 엔터테인먼트 모두에 적용될 수 있다. 그리고, 클라우드 스토리지는 상향링크 데이터 전송률의 성장을 견인하는 특별한 사용 예이다. 5G는 또한 클라우드의 원격 업무에도 사용되며, 촉각 인터페이스가 사용될 때 우수한 사용자 경험을 유지하도록 훨씬 더 낮은 단-대-단(end-to-end) 지연을 요구한다. 엔터테인먼트 예를 들어, 클라우드 게임 및 비디오 스트리밍은 모바일 광대역 능력에 대한 요구를 증가시키는 또 다른 핵심 요소이다. 엔터테인먼트는 기차, 차 및 비행기와 같은 높은 이동성 환경을 포함하는 어떤 곳에서든지 스마트폰 및 태블릿에서 필수적이다. 또 다른 사용 예는 엔터테인먼트를 위한 증강 현실 및 정보 검색이다. 여기서, 증강 현실은 매우 낮은 지연과 순간적인 데이터 양을 필요로 한다.

또한, 가장 많이 예상되는 5G 사용 예 중 하나는 모든 분야에서 임베디드 센서를 원활하게 연결할 수 있는 기능 즉, mMTC에 관한 것이다. 2020년까지 잠재적인 IoT 장치들은 204 억 개에 이를 것으로 예측된다. 산업 IoT는 5G가 스마트 도시, 자산 추적(asset tracking), 스마트 유틸리티, 농업 및 보안 인프라를 가능하게 하는 주요 역할을 수행하는 영역 중 하나이다.

URLLC는 주요 인프라의 원격 제어 및 자체-구동 차량(self-driving vehicle)과 같은 초 신뢰 / 이용 가능한 지연이 적은 링크를 통해 산업을 변화시킬 새로운 서비스를 포함한다. 신뢰성과 지연의 수준은 스마트 그리드 제어, 산업 자동화, 로봇 공학, 드론 제어 및 조정에 필수적이다.

다음으로, 다수의 사용 예들에 대해 보다 구체적으로 살펴본다.

5G는 초당 수백 메가 비트에서 초당 기가 비트로 평가되는 스트림을 제공하는 수단으로 FTTH (fiber-to-the-home) 및 케이블 기반 광대역 (또는 DOCSIS)을 보완할 수 있다. 이러한 빠른 속도는 가상 현실과 증강 현실뿐 아니라 4K 이상(6K, 8K 및 그 이상)의 해상도로 TV를 전달하는데 요구된다. VR(Virtual Reality) 및 AR(Augmented Reality) 애플리케이션들은 거의 몰입형(immersive) 스포츠 경기를 포함한다. 특정 응용 프로그램은 특별한 네트워크 설정이 요구될 수 있다. 예를 들어, VR 게임의 경우, 게임 회사들이 지연을 최소화하기 위해 코어 서버를 네트워크 오퍼레이터의 에지 네트워크 서버와 통합해야 할 수 있다.

자동차(Automotive)는 차량에 대한 이동 통신을 위한 많은 사용 예들과 함께 5G에 있어 중요한 새로운 동력이 될 것으로 예상된다. 예를 들어, 승객을 위한 엔터테인먼트는 동시의 높은 용량과 높은 이동성 모바일 광대역을 요구한다. 그 이유는 미래의 사용자는 그들의 위치 및 속도와 관계 없이 고품질의 연결을 계속해서 기대하기 때문이다. 자동차 분야의 다른 활용 예는 증강 현실 대시보드이다. 이는 운전자가 앞면 창을 통해 보고 있는 것 위에 어둠 속에서 물체를 식별하고, 물체의 거리와 움직임에 대해 운전자에게 말해주는 정보를 겹쳐서 디스플레이 한다. 미래에, 무선 모듈은 차량들 간의 통신, 차량과 지원하는 인프라구조 사이에서 정보 교환 및 자동차와 다른 연결된 디바이스들(예를 들어, 보행자에 의해 수반되는 디바이스들) 사이에서 정보 교환을 가능하게 한다. 안전 시스템은 운전자가 보다 안전한 운전을 할 수 있도록 행동의 대체 코스들을 안내하여 사고의 위험을 낮출 수 있게 한다. 다음 단계는 원격 조종되거나 자체 운전 차량(self-driven vehicle)이 될 것이다. 이는 서로 다른 자체 운전 차량들 사이 및 자동차와 인프라 사이에서 매우 신뢰성이 있고, 매우 빠른 통신을 요구한다. 미래에, 자체 운전 차량이 모든 운전 활동을 수행하고, 운전자는 차량 자체가 식별할 수 없는 교통 이상에만 집중하도록 할 것이다. 자체 운전 차량의 기술적 요구 사항은 트래픽 안전을 사람이 달성할 수 없을 정도의 수준까지 증가하도록 초 저 지연과 초고속 신뢰성을 요구한다.

스마트 사회(smart society)로서 언급되는 스마트 도시와 스마트 홈은 고밀도 무선 센서 네트워크로 임베디드될 것이다. 지능형 센서의 분산 네트워크는 도시 또는 집의 비용 및 에너지-효율적인 유지에 대한 조건을 식별할 것이다. 유사한 설정이 각 가정을 위해 수행될 수 있다. 온도 센서, 창 및 난방 컨트롤러, 도난 경보기 및 가전 제품들은 모두 무선으로 연결된다. 이러한 센서들 중 많은 것들이 전형적으로 낮은 데이터 전송 속도, 저전력 및 저비용이다. 하지만, 예를 들어, 실시간 HD 비디오는 감시를 위해 특정 타입의 장치에서 요구될 수 있다.

열 또는 가스를 포함한 에너지의 소비 및 분배는 고도로 분산화되고 있어, 분산 센서 네트워크의 자동화된 제어가 요구된다. 스마트 그리드는 정보를 수집하고 이에 따라 행동하도록 디지털 정보 및 통신 기술을 사용하여 이런 센서들을 상호 연결한다. 이 정보는 공급 업체와 소비자의 행동을 포함할 수 있으므로, 스마트 그리드가 효율성, 신뢰성, 경제성, 생산의 지속 가능성 및 자동화된 방식으로 전기와 같은 연료들의 분배를 개선하도록 할 수 있다. 스마트 그리드는 지연이 적은 다른 센서 네트워크로 볼 수도 있다.

건강 부문은 이동 통신의 혜택을 누릴 수 있는 많은 응용 프로그램을 보유하고 있다. 통신 시스템은 멀리 떨어진 곳에서 임상 진료를 제공하는 원격 진료를 지원할 수 있다. 이는 거리에 대한 장벽을 줄이는데 도움을 주고, 거리가 먼 농촌에서 지속적으로 이용하지 못하는 의료 서비스들로의 접근을 개선시킬 수 있다. 이는 또한 중요한 진료 및 응급 상황에서 생명을 구하기 위해 사용된다. 이동 통신 기반의 무선 센서 네트워크는 심박수 및 혈압과 같은 파라미터들에 대한 원격 모니터링 및 센서들을 제공할 수 있다.

무선 및 모바일 통신은 산업 응용 분야에서 점차 중요해지고 있다. 배선은 설치 및 유지 비용이 높다. 따라서, 케이블을 재구성할 수 있는 무선 링크들로의 교체 가능성은 많은 산업 분야에서 매력적인 기회이다. 그러나, 이를 달성하는 것은 무선 연결이 케이블과 비슷한 지연, 신뢰성 및 용량으로 동작하는 것과, 그 관리가 단순화될 것이 요구된다. 낮은 지연과 매우 낮은 오류 확률은 5G로 연결될 필요가 있는 새로운 요구 사항이다.

물류(logistics) 및 화물 추적(freight tracking)은 위치 기반 정보 시스템을 사용하여 어디에서든지 인벤토리(inventory) 및 패키지의 추적을 가능하게 하는 이동 통신에 대한 중요한 사용 예이다. 물류 및 화물 추적의 사용 예는 전형적으로 낮은 데이터 속도를 요구하지만 넓은 범위와 신뢰성 있는 위치 정보가 필요하다.

본 발명에서는 3GPP 5G System (5G 이동통신 시스템, 차세대 이동통신 시스템, 5GS)에서 URLLC(Ultra-Reliable Low-Latency Communication)를 효율적으로 지원하는 방법을 제안한다.

본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

일 실시예는, 무선통신시스템에서 SMF(Session Management Function) 장치에 있어서, 적어도 하나의 프로세서; 상기 적어도 하나의 프로세서와 사용 가능하게 연결된 적어도 하나의 메모리를 포함하고, 상기 적어도 하나의 프로세서는, non-accepted GBR QoS Flow에 관련된 정보를 수신하고, 타겟 NG-RAN(Next Generation-Radio Access Network)으로 non-accepted GBR QoS Flow에 대한 QNC(QoS Notification Control)의 적용에 관련된 요청 정보를 전송하는, 장치이다.

일 실시예는, 무선 통신 시스템에서 NG-RAN(Next Generation-Radio Access Network)이 신호를 송수신하는 방법에 있어서, 상기 NG-RAN이, non-accepted GBR QoS Flow에 관련된 정보를 수신한 SMF(Session Management Function)로부터, non-accepted GBR QoS Flow에 대한 QNC(QoS Notification Control)의 적용에 관련된 요청 정보를 수신하는 단계를 포함하는, 방법이다.

일 실시예는, 무선통신시스템에서 NG-RAN(Next Generation-Radio Access Network) 장치에 있어서, 적어도 하나의 프로세서; 상기 적어도 하나의 프로세서와 사용 가능하게 연결된 적어도 하나의 메모리를 포함하고, 상기 적어도 하나의 프로세서는, non-accepted GBR QoS Flow에 관련된 정보를 수신한 SMF(Session Management Function)로부터, non-accepted GBR QoS Flow에 대한 QNC(QoS Notification Control)의 적용에 관련된 요청 정보를 수신하는, 장치이다.

상기 SMF가, 상기 non-accepted GBR QoS Flow에 관련된 정보에 기초해, QNC를 적용할 non-accepted GBR QoS Flow를 결정하는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 요청 정보는 non-accepted GBR QoS Flow에 관련된 UE(User equipment)가 상기 타겟 NG-RAN으로 핸드오버 한 이후에 전송된 것일 수 있다.

상기 SMF는 QNC를 위해서만 상기 non-accepted GBR QoS Flow에 관련된 컨텍스트를 유지할 수 있다.

상기 SMF는 상기 NG-RAN으로부터 상기 NG-RAN의 non-accepted GBR QoS Flow에 대한 QoS의 보장에 관련된 통보를 수신할 수 있다.

상기 SMF는 상기 non-accepted GBR QoS Flow에 대한 무선 리소스 수립을 위한 PDU Session Modification 절차를 트리거할 수 있다.

상기 요청 정보는 N2 SM information에 포함된 것일 수 있다.

상기 요청 정보는 Namf_Communication_N1N2MessageTransfer에 포함되는 것일 수 있다.

상기 요청 정보는 QoS Flow to Release List에 포함된 정보 요소, PDU Session Resource Modify Request Transfer 메시지에 포함된 정보 요소 중 하나에 포함되는 것일 수 있다.

상기 요청 정보는 AMF(Access and Mobility Management Function)를 통해 상기 타겟 NG-RAN으로 전달되는 것일 수 있다.

상기 non-accepted GBR QoS Flow에 관련된 UE가 다른 NG-RAN으로 핸드오버한 경우, 상기 non-accepted GBR QoS Flow에 관련된 컨텍스트는 상기 다른 NG-RAN으로 제공되지 않을 수 있다.

본 발명에 따르면, Core Network(CN)이 non-accepted GBR QoS Flow에 대해 GBR 서비스를 다시 설정하려고 반복해서 시도하는 것에 의해 발생하는 불필요한 다수의 시그널링을 방지할 수 있게 되고, RAN 혼잡 또는 잠재적 링크 품질도 보장할 수 있게 된다.

본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 명세서에 첨부되는 도면은 본 발명에 대한 이해를 제공하기 위한 것으로서 본 발명의 다양한 실시형태들을 나타내고 명세서의 기재와 함께 본 발명의 원리를 설명하기 위한 것이다.

도 1은 EPC(Evolved Packet Core)를 포함하는 EPS(Evolved Packet System)의 개략적인 구조를 나타내는 도면이다.

도 2는 일반적인 E-UTRAN과 EPC의 아키텍처를 나타낸 예시도이다.

도 3은 제어 평면에서의 무선 인터페이스 프로토콜의 구조를 나타낸 예시도이다.

도 4는 사용자 평면에서의 무선 인터페이스 프로토콜의 구조를 나타낸 예시도이다.

도 5는 랜덤 액세스 과정을 설명하기 위한 flow도이다.

도 6은 무선자원제어(RRC) 계층에서의 연결 과정을 나타내는 도면이다.

도 7은 5G 시스템을 설명하기 위한 도면이다.

도 8 내지 도 14는 본 발명의 실시예(들)를 설명하기 위한 도면이다.

도 15는 본 발명에 적용되는 통신 시스템(1)을 예시한다.

도 16은 본 발명에 적용될 수 있는 무선 기기를 예시한다.

도 17은 전송 신호를 위한 신호 처리 회로를 예시한다.

도 18은 본 발명에 적용되는 무선 기기의 다른 예를 나타낸다.

도 19는 본 발명에 적용되는 휴대 기기를 예시한다.

도 20는 본 발명에 적용되는 차량 또는 자율 주행 차량을 예시한다.

도 21은 본 발명에 적용되는 차량을 예시한다.

도 22는 본 발명에 적용되는 XR 기기를 예시한다.

도 23은 본 발명에 적용되는 로봇을 예시한다.

도 24는 본 발명에 적용되는 AI 기기를 예시한다.

이하의 실시예들은 본 발명의 구성요소들과 특징들을 소정 형태로 결합한 것들이다. 각 구성요소 또는 특징은 별도의 명시적 언급이 없는 한 선택적인 것으로 고려될 수 있다. 각 구성요소 또는 특징은 다른 구성요소나 특징과 결합되지 않은 형태로 실시될 수 있다. 또한, 일부 구성요소들 및/또는 특징들을 결합하여 본 발명의 실시예를 구성할 수도 있다. 본 발명의 실시예들에서 설명되는 동작들의 순서는 변경될 수 있다. 어느 실시예의 일부 구성이나 특징은 다른 실시예에 포함될 수 있고, 또는 다른 실시예의 대응하는 구성 또는 특징과 교체될 수 있다.

이하의 설명에서 사용되는 특정 용어들은 본 발명의 이해를 돕기 위해서 제공된 것이며, 이러한 특정 용어의 사용은 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다른 형태로 변경될 수 있다.

몇몇 경우, 본 발명의 개념이 모호해지는 것을 피하기 위하여 공지의 구조 및 장치는 생략되거나, 각 구조 및 장치의 핵심기능을 중심으로 한 블록도 형식으로 도시될 수 있다. 또한, 본 명세서 전체에서 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용하여 설명한다.

본 발명의 실시예들은 IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802 계열 시스템, 3GPP 시스템, 3GPP LTE 및 LTE-A 시스템 및 3GPP2 시스템 중 적어도 하나에 관련하여 개시된 표준 문서들에 의해 뒷받침될 수 있다. 즉, 본 발명의 실시예들 중 본 발명의 기술적 사상을 명확히 드러내기 위해 설명하지 않은 단계들 또는 부분들은 상기 문서들에 의해 뒷받침될 수 있다. 또한, 본 문서에서 개시하고 있는 모든 용어들은 상기 표준 문서에 의해 설명될 수 있다.

이하의 기술은 다양한 무선 통신 시스템에서 사용될 수 있다. 명확성을 위하여 이하에서는 3GPP LTE 및 3GPP LTE-A 시스템을 위주로 설명하지만 본 발명의 기술적 사상이 이에 제한되는 것은 아니다.

본 문서에서 사용되는 용어들은 다음과 같이 정의된다.

- UMTS(Universal Mobile Telecommunications System): 3GPP에 의해서 개발된, GSM(Global System for Mobile Communication) 기반의 3 세대(Generation) 이동 통신 기술.

- EPS(Evolved Packet System): IP(Internet Protocol) 기반의 PS(packet switched) 코어 네트워크인 EPC(Evolved Packet Core)와 LTE/UTRAN 등의 액세스 네트워크로 구성된 네트워크 시스템. UMTS가 진화된 형태의 네트워크이다.

- NodeB: GERAN/UTRAN의 기지국. 옥외에 설치하며 커버리지는 매크로 셀(macro cell) 규모이다.

- eNodeB: E-UTRAN의 기지국. 옥외에 설치하며 커버리지는 매크로 셀(macro cell) 규모이다.

- UE(User Equipment): 사용자 기기. UE는 단말(terminal), ME(Mobile Equipment), MS(Mobile Station) 등의 용어로 언급될 수도 있다. 또한, UE는 노트북, 휴대폰, PDA(Personal Digital Assistant), 스마트 폰, 멀티미디어 기기 등과 같이 휴대 가능한 기기일 수 있고, 또는 PC(Personal Computer), 차량 탑재 장치와 같이 휴대 불가능한 기기일 수도 있다. MTC 관련 내용에서 UE 또는 단말이라는 용어는 MTC 디바이스를 지칭할 수 있다.

- HNB(Home NodeB): UMTS 네트워크의 기지국으로서 옥내에 설치하며 커버리지는 마이크로 셀(micro cell) 규모이다.

- HeNB(Home eNodeB): EPS 네트워크의 기지국으로서 옥내에 설치하며 커버리지는 마이크로 셀 규모이다.

- MME(Mobility Management Entity): 이동성 관리(Mobility Management; MM), 세션 관리(Session Management; SM) 기능을 수행하는 EPS 네트워크의 네트워크 노드.

- PDN-GW(Packet Data Network-Gateway)/PGW: UE IP 주소 할당, 패킷 스크리닝(screening) 및 필터링, 과금 데이터 취합(charging data collection) 기능 등을 수행하는 EPS 네트워크의 네트워크 노드.

- SGW(Serving Gateway): 이동성 앵커(mobility anchor), 패킷 라우팅(routing), 유휴(idle) 모드 패킷 버퍼링, MME가 UE를 페이징하도록 트리거링하는 기능 등을 수행하는 EPS 네트워크의 네트워크 노드.

- NAS(Non-Access Stratum): UE와 MME간의 제어 플레인(control plane)의 상위 단(stratum). LTE/UMTS 프로토콜 스택에서 UE와 코어 네트워크간의 시그널링, 트래픽 메시지를 주고 받기 위한 기능적인 계층으로서, UE의 이동성을 지원하고, UE와 PDN GW 간의 IP 연결을 수립(establish) 및 유지하는 세션 관리 절차를 지원하는 것을 주된 기능으로 한다.

- PDN(Packet Data Network): 특정 서비스를 지원하는 서버(예를 들어, MMS(Multimedia Messaging Service) 서버, WAP(Wireless Application Protocol) 서버 등)가 위치하고 있는 네트워크.

- PDN 연결: 하나의 IP 주소(하나의 IPv4 주소 및/또는 하나의 IPv6 프리픽스)로 표현되는, UE와 PDN 간의 논리적인 연결.

- RAN(Radio Access Network): 3GPP 네트워크에서 NodeB, eNodeB 및 이들을 제어하는 RNC(Radio Network Controller)를 포함하는 단위. UE 간에 존재하며 코어 네트워크로의 연결을 제공한다.

- HLR(Home Location Register)/HSS(Home Subscriber Server): 3GPP 네트워크 내의 가입자 정보를 가지고 있는 데이터베이스. HSS는 설정 저장(configuration storage), 아이덴티티 관리(identity management), 사용자 상태 저장 등의 기능을 수행할 수 있다.

- PLMN(Public Land Mobile Network): 개인들에게 이동통신 서비스를 제공할 목적으로 구성된 네트워크. 오퍼레이터 별로 구분되어 구성될 수 있다.

- Proximity Service (또는 ProSe Service 또는 Proximity based Service): 물리적으로 근접한 장치 사이의 디스커버리 및 상호 직접적인 커뮤니케이션 또는 기지국을 통한 커뮤니케이션 또는 제 3의 장치를 통한 커뮤니케이션이 가능한 서비스. 이때 사용자 평면 데이터(user plane data)는 3GPP 코어 네트워크(예를 들어, EPC)를 거치지 않고 직접 데이터 경로(direct data path)를 통해 교환된다.

EPC(Evolved Packet Core)

EPC는 3GPP 기술들의 성능을 향상하기 위한 SAE(System Architecture Evolution)의 핵심적인 요소이다. SAE는 다양한 종류의 네트워크 간의 이동성을 지원하는 네트워크 구조를 결정하는 연구 과제에 해당한다. SAE는, 예를 들어, IP 기반으로 다양한 무선 접속 기술들을 지원하고 보다 향상된 데이터 전송 캐퍼빌리티를 제공하는 등의 최적화된 패킷-기반 시스템을 제공하는 것을 목표로 한다.

구체적으로, EPC는 3GPP LTE 시스템을 위한 IP 이동 통신 시스템의 코어 네트워크(Core Network)이며, 패킷-기반 실시간 및 비실시간 서비스를 지원할 수 있다. 기존의 이동 통신 시스템(즉, 2 세대 또는 3 세대 이동 통신 시스템)에서는 음성을 위한 CS(Circuit-Switched) 및 데이터를 위한 PS(Packet-Switched)의 2 개의 구별되는 서브-도메인을 통해서 코어 네트워크의 기능이 구현되었다. 그러나, 3 세대 이동 통신 시스템의 진화인 3GPP LTE 시스템에서는, CS 및 PS의 서브-도메인들이 하나의 IP 도메인으로 단일화되었다. 즉, 3GPP LTE 시스템에서는, IP 캐퍼빌리티(capability)를 가지는 단말과 단말 간의 연결이, IP 기반의 기지국(예를 들어, eNodeB(evolved Node B)), EPC, 애플리케이션 도메인(예를 들어, IMS(IP Multimedia Subsystem))을 통하여 구성될 수 있다. 즉, EPC는 단-대-단(end-to-end) IP 서비스 구현에 필수적인 구조이다.

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

SGW(또는 S-GW)는 무선 접속 네트워크(RAN)와 코어 네트워크 사이의 경계점으로서 동작하고, eNodeB와 PDN GW 사이의 데이터 경로를 유지하는 기능을 하는 요소이다. 또한, 단말이 eNodeB에 의해서 서빙(serving)되는 영역에 걸쳐 이동하는 경우, SGW는 로컬 이동성 앵커 포인트(anchor point)의 역할을 한다. 즉, E-UTRAN (3GPP 릴리즈-8 이후에서 정의되는 Evolved-UMTS(Universal Mobile Telecommunications System) Terrestrial Radio Access Network) 내에서의 이동성을 위해서 SGW를 통해서 패킷들이 라우팅될 수 있다. 또한, SGW는 다른 3GPP 네트워크(3GPP 릴리즈-8 전에 정의되는 RAN, 예를 들어, UTRAN 또는 GERAN(GSM(Global System for Mobile Communication)/EDGE(Enhanced Data rates for Global Evolution) Radio Access Network)와의 이동성을 위한 앵커 포인트로서 기능할 수도 있다.

PDN GW(또는 P-GW)는 패킷 데이터 네트워크를 향한 데이터 인터페이스의 종료점(termination point)에 해당한다. PDN GW는 정책 집행 특징(policy enforcement features), 패킷 필터링(packet filtering), 과금 지원(charging support) 등을 지원할 수 있다. 또한, 3GPP 네트워크와 비-3GPP 네트워크 (예를 들어, I-WLAN(Interworking Wireless Local Area Network)과 같은 신뢰되지 않는 네트워크, CDMA(Code Division Multiple Access) 네트워크나 WiMax와 같은 신뢰되는 네트워크)와의 이동성 관리를 위한 앵커 포인트 역할을 할 수 있다.

도 1의 네트워크 구조의 예시에서는 SGW와 PDN GW가 별도의 게이트웨이로 구성되는 것을 나타내지만, 두 개의 게이트웨이가 단일 게이트웨이 구성 옵션(Single Gateway Configuration Option)에 따라 구현될 수도 있다.

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

SGSN은 다른 3GPP 네트워크(예를 들어, GPRS 네트워크)에 대한 사용자의 이동성 관리 및 인증(authentication)과 같은 모든 패킷 데이터를 핸들링한다.

ePDG는 신뢰되지 않는 비-3GPP 네트워크(예를 들어, I-WLAN, WiFi 핫스팟(hotspot) 등)에 대한 보안 노드로서의 역할을 한다.

도 1을 참조하여 설명한 바와 같이, IP 캐퍼빌리티를 가지는 단말은, 3GPP 액세스는 물론 비-3GPP 액세스 기반으로도 EPC 내의 다양한 요소들을 경유하여 사업자(즉, 오퍼레이터(operator))가 제공하는 IP 서비스 네트워크(예를 들어, IMS)에 액세스할 수 있다.

또한, 도 1에서는 다양한 레퍼런스 포인트들(예를 들어, S1-U, S1-MME 등)을 도시한다. 3GPP 시스템에서는 E-UTRAN 및 EPC의 상이한 기능 개체(functional entity)들에 존재하는 2 개의 기능을 연결하는 개념적인 링크를 레퍼런스 포인트(reference point)라고 정의한다. 다음의 표 1은 도 1에 도시된 레퍼런스 포인트를 정리한 것이다. 표 1의 예시들 외에도 네트워크 구조에 따라 다양한 레퍼런스 포인트들이 존재할 수 있다.

레퍼런스 포인트	설명
S1-MME	E-UTRAN와 MME 간의 제어 플레인 프로토콜에 대한 레퍼런스 포인트(Reference point for the control plane protocol between E-UTRAN and MME)
S1-U	핸드오버 동안 eNB 간 경로 스위칭 및 베어러 당 사용자 플레인 터널링에 대한 E-UTRAN와 SGW 간의 레퍼런스 포인트(Reference point between E-UTRAN and Serving GW for the per bearer user plane tunnelling and inter eNodeB path switching during handover)
S3	유휴(idle) 및/또는 활성화 상태에서 3GPP 액세스 네트워크 간 이동성에 대한 사용자 및 베어러 정보 교환을 제공하는 MME와 SGSN 간의 레퍼런스 포인트. 이 레퍼런스 포인트는 PLMN-내 또는 PLMN-간(예를 들어, PLMN-간 핸드오버의 경우)에 사용될 수 있음) (It enables user and bearer information exchange for inter 3GPP access network mobility in idle and/or active state. This reference point can be used intra-PLMN or inter-PLMN (e.g. in the case of Inter-PLMN HO).)
S4	(GPRS 코어와 SGW의 3GPP 앵커 기능 간의 관련 제어 및 이동성 지원을 제공하는 SGW와 SGSN 간의 레퍼런스 포인트. 또한, 직접 터널이 수립되지 않으면, 사용자 플레인 터널링을 제공함(It provides related control and mobility support between GPRS Core and the 3GPP Anchor function of Serving GW. In addition, if Direct Tunnel is not established, it provides the user plane tunnelling.)
S5	SGW와 PDN GW 간의 사용자 플레인 터널링 및 터널 관리를 제공하는 레퍼런스 포인트. 단말 이동성으로 인해, 그리고 요구되는 PDN 연결성을 위해서 SGW가 함께 위치하지 않은 PDN GW로의 연결이 필요한 경우, SGW 재배치를 위해서 사용됨(It provides user plane tunnelling and tunnel management between Serving GW and PDN GW. It is used for Serving GW relocation due to UE mobility and if the Serving GW needs to connect to a non-collocated PDN GW for the required PDN connectivity.)
S11	MME와 SGW 간의 레퍼런스 포인트
SGi	PDN GW와 PDN 간의 레퍼런스 포인트. PDN은, 오퍼레이터 외부 공용 또는 사설 PDN이거나 예를 들어, IMS 서비스의 제공을 위한 오퍼레이터-내 PDN일 수 있음. 이 레퍼런스 포인트는 3GPP 액세스의 Gi에 해당함(It is the reference point between the PDN GW and the packet data network. Packet data network may be an operator external public or private packet data network or an intra operator packet data network, e.g. for provision of IMS services. This reference point corresponds to Gi for 3GPP accesses.)

도 1에 도시된 레퍼런스 포인트 중에서 S2a 및 S2b는 비-3GPP 인터페이스에 해당한다. S2a는 신뢰되는 비-3GPP 액세스 및 PDN GW 간의 관련 제어 및 이동성 지원을 사용자 평면에 제공하는 레퍼런스 포인트이다. S2b는 ePDG 및 PDN GW 간의 관련 제어 및 이동성 지원을 사용자 평면에 제공하는 레퍼런스 포인트이다.

도시된 바와 같이, eNodeB는 RRC(Radio Resource Control) 연결이 활성화되어 있는 동안 게이트웨이로의 라우팅, 페이징 메시지의 스케줄링 및 전송, 브로드캐스터 채널(BCH)의 스케줄링 및 전송, 업링크 및 다운링크에서의 자원을 UE에게 동적 할당, eNodeB의 측정을 위한 설정 및 제공, 무선 베어러 제어, 무선 허가 제어(radio admission control), 그리고 연결 이동성 제어 등을 위한 기능을 수행할 수 있다. EPC 내에서는 페이징 발생, LTE_IDLE 상태 관리, 사용자 평면이 암호화, SAE 베어러 제어, NAS 시그널링의 암호화 및 무결성 보호 기능을 수행할 수 있다.

도 3은 단말과 기지국 사이의 제어 평면에서의 무선 인터페이스 프로토콜(Radio Interface Protocol)의 구조를 나타낸 예시도이고, 도 4는 단말과 기지국 사이의 사용자 평면에서의 무선 인터페이스 프로토콜의 구조를 나타낸 예시도이다.

상기 무선 인터페이스 프로토콜은 3GPP 무선접속망 규격을 기반으로 한다. 상기 무선 인터페이스 프로토콜은 수평적으로 물리계층(Physical Layer), 데이터링크계층(Data Link Layer) 및 네트워크계층(Network Layer)으로 이루어지며, 수직적으로는 데이터정보 전송을 위한 사용자평면(User Plane)과 제어신호(Signaling) 전달을 위한 제어평면(Control Plane)으로 구분된다.

상기 프로토콜 계층들은 통신 시스템에서 널리 알려진 개방형 시스템간 상호접속(Open System Interconnection; OSI) 기준모델의 하위 3개 계층을 바탕으로 L1 (제1계층), L2 (제2계층), L3(제3계층)로 구분될 수 있다.

이하에서, 상기 도 3에 도시된 제어 평면의 무선프로토콜과, 도 4에 도시된 사용자 평면에서의 무선 프로토콜의 각 계층을 설명한다.

제1 계층인 물리계층은 물리채널(Physical Channel)을 이용하여 정보전송서비스(Information Transfer Service)를 제공한다. 상기 물리계층은 상위에 있는 매체접속제어(Medium Access Control) 계층과는 전송 채널(Transport Channel)을 통해 연결되어 있으며, 상기 전송 채널을 통해 매체접속제어계층과 물리계층 사이의 데이터가 전달된다. 그리고, 서로 다른 물리계층 사이, 즉 송신측과 수신측의 물리계층 사이는 물리채널을 통해 데이터가 전달된다.

물리채널(Physical Channel)은 시간축 상에 있는 여러 개의 서브프레임과 주파수축상에 있는 여러 개의 서브 캐리어(Sub-carrier)로 구성된다. 여기서, 하나의 서브프레임(Sub-frame)은 시간 축 상에 복수의 심볼 (Symbol)들과 복수의 서브 캐리어들로 구성된다. 하나의 서브프레임은 복수의 자원블록(Resource Block)들로 구성되며, 하나의 자원블록은 복수의 심볼(Symbol)들과 복수의 서브캐리어들로 구성된다. 데이터가 전송되는 단위시간인 TTI(Transmission Time Interval)는 1개의 서브프레임에 해당하는 1ms이다.

상기 송신측과 수신측의 물리계층에 존재하는 물리 채널들은 3GPP LTE에 따르면, 데이터 채널인 PDSCH(Physical Downlink Shared Channel)와 PUSCH(Physical Uplink Shared Channel) 및 제어채널인 PDCCH(Physical Downlink Control Channel), PCFICH(Physical Control Format Indicator Channel), PHICH(Physical Hybrid-ARQ Indicator Channel) 및 PUCCH(Physical Uplink Control Channel)로 나눌 수 있다.

제2계층에는 여러 가지 계층이 존재한다.

먼저 제2계층의 매체접속제어 (Medium Access Control; MAC) 계층은 다양한 논리채널 (Logical Channel)을 다양한 전송채널에 매핑시키는 역할을 하며, 또한 여러 논리채널을 하나의 전송채널에 매핑시키는 논리채널 다중화 (Multiplexing)의 역할을 수행한다. MAC 계층은 상위계층인 RLC 계층과는 논리채널 (Logical Channel)로 연결되어 있으며, 논리채널은 크게 전송되는 정보의 종류에 따라 제어평면(Control Plane)의 정보를 전송하는 제어채널(Control Channel)과 사용자평면(User Plane)의 정보를 전송하는 트래픽채널(Traffic Channel)로 나뉜다.

제2 계층의 무선링크제어 (Radio Link Control; RLC) 계층은 상위계층으로부터 수신한 데이터를 분할 (Segmentation) 및 연결 (Concatenation)하여 하위계층이 무선 구간으로 데이터를 전송하기에 적합하도록 데이터 크기를 조절하는 역할을 수행한다.

제2 계층의 패킷데이터수렴 (Packet Data Convergence Protocol; PDCP) 계층은 IPv4나 IPv6와 같은 IP 패킷 전송시에 대역폭이 작은 무선 구간에서 효율적으로 전송하기 위하여 상대적으로 크기가 크고 불필요한 제어정보를 담고 있는 IP 패킷 헤더 사이즈를 줄여주는 헤더압축 (Header Compression) 기능을 수행한다. 또한, LTE 시스템에서는 PDCP 계층이 보안 (Security) 기능도 수행하는데, 이는 제 3자의 데이터 감청을 방지하는 암호화 (Ciphering)와 제 3자의 데이터 조작을 방지하는 무결성 보호 (Integrity protection)로 구성된다.

제3 계층의 가장 상부에 위치한 무선자원제어(Radio Resource Control; 이하 RRC라 약칭함) 계층은 제어평면에서만 정의되며, 무선 운반자(Radio Bearer; RB라 약칭함)들의 설정(Configuration), 재설정(Re-configuration) 및 해제(Release)와 관련되어 논리 채널, 전송 채널 및 물리 채널들의 제어를 담당한다. 이때, RB는 단말과 E-UTRAN간의 데이터 전달을 위해 제2계층에 의해 제공되는 서비스를 의미한다.

상기 단말의 RRC와 무선망의 RRC계층 사이에 RRC 연결(RRC connection)이 있을 경우, 단말은 RRC연결상태(Connected Mode)에 있게 되고, 그렇지 못할 경우 RRC유휴 모드(Idle Mode)에 있게 된다.

이하 단말의 RRC 상태 (RRC state)와 RRC 연결 방법에 대해 설명한다. RRC 상태란 단말의 RRC가 E-UTRAN의 RRC와 논리적 연결(logical connection)이 되어 있는가 아닌가를 말하며, 연결되어 있는 경우는 RRC_CONNECTED 상태(state), 연결되어 있지 않은 경우는 RRC_IDLE 상태라고 부른다. RRC_CONNECTED 상태의 단말은 RRC 연결이 존재하기 때문에 E-UTRAN은 해당 단말의 존재를 셀 단위에서 파악할 수 있으며, 따라서 단말을 효과적으로 제어할 수 있다. 반면에 RRC_IDLE 상태의 단말은 E-UTRAN이 단말의 존재를 파악할 수는 없으며, 셀 보다 더 큰 지역 단위인 TA(Tracking Area) 단위로 핵심망이 관리한다. 즉, RRC_IDLE 상태의 단말은 셀에 비하여 큰 지역 단위로 해당 단말의 존재여부만 파악되며, 음성이나 데이터와 같은 통상의 이동통신 서비스를 받기 위해서는 해당 단말이 RRC_CONNECTED 상태로 천이하여야 한다. 각 TA는 TAI(Tracking area identity)를 통해 구분된다. 단말은 셀에서 방송(broadcasting)되는 정보인 TAC(Tracking area code)를 통해 TAI를 구성할 수 있다.

사용자가 단말의 전원을 맨 처음 켰을 때, 단말은 먼저 적절한 셀을 탐색한 후 해당 셀에서 RRC 연결을 맺고, 핵심망에 단말의 정보를 등록한다. 이 후, 단말은 RRC_IDLE 상태에 머무른다. RRC_IDLE 상태에 머무르는 단말은 필요에 따라서 셀을 (재)선택하고, 시스템 정보(System information)나 페이징 정보를 살펴본다. 이를 셀에 캠프 온(Camp on)한다고 한다. RRC_IDLE 상태에 머물러 있던 단말은 RRC 연결을 맺을 필요가 있을 때 비로소 RRC 연결 과정 (RRC connection procedure)을 통해 E-UTRAN의 RRC와 RRC 연결을 맺고 RRC_CONNECTED 상태로 천이한다. RRC_IDLE 상태에 있던 단말이 RRC 연결을 맺을 필요가 있는 경우는 여러 가지가 있는데, 예를 들어 사용자의 통화 시도, 데이터 전송 시도 등이 필요하다거나, 아니면 E-UTRAN으로부터 페이징 메시지를 수신한 경우 이에 대한 응답 메시지 전송 등을 들 수 있다.

상기 RRC 계층 상위에 위치하는 NAS(Non-Access Stratum) 계층은 연결관리(Session Management)와 이동성 관리(Mobility Management)등의 기능을 수행한다.

아래는 도 3에 도시된 NAS 계층에 대하여 상세히 설명한다.

NAS 계층에 속하는 eSM (evolved Session Management)은 Default Bearer 관리, Dedicated Bearer관리와 같은 기능을 수행하여, 단말이 망으로부터 PS서비스를 이용하기 위한 제어를 담당한다. Default Bearer 자원은 특정 Packet Data Network(PDN)에 최초 접속 할 시에 망에 접속될 때 망으로부터 할당 받는다는 특징을 가진다. 이때, 네트워크는 단말이 데이터 서비스를 사용할 수 있도록 단말이 사용 가능한 IP 주소를 할당하며, 또한 default bearer의 QoS를 할당해준다. LTE에서는 크게 데이터 송수신을 위한 특정 대역폭을 보장해주는 GBR(Guaranteed bit rate) QoS 특성을 가지는 bearer와 대역폭의 보장 없이 Best effort QoS 특성을 가지는 Non-GBR bearer의 두 종류를 지원한다. Default bearer의 경우 Non-GBR bearer를 할당 받는다. Dedicated bearer의 경우에는 GBR또는 Non-GBR의 QoS특성을 가지는 bearer를 할당 받을 수 있다.

네트워크에서 단말에게 할당한 bearer를 EPS(evolved packet service) bearer라고 부르며, EPS bearer를 할당 할 때 네트워크는 하나의 ID를 할당하게 된다. 이를 EPS Bearer ID라고 부른다. 하나의 EPS bearer는 MBR(maximum bit rate) 또는/그리고 GBR(guaranteed bit rate)의 QoS 특성을 가진다.

도 5는 3GPP LTE에서 랜덤 액세스 과정을 나타낸 흐름도이다.

랜덤 액세스 과정은 UE가 기지국과 UL 동기를 얻거나 UL 무선자원을 할당받기 위해 사용된다.

UE는 루트 인덱스(root index)와 PRACH(physical random access channel) 설정 인덱스(configuration index)를 eNodeB로부터 수신한다. 각 셀마다 ZC(Zadoff-Chu) 시퀀스에 의해 정의되는 64개의 후보(candidate) 랜덤 액세스 프리앰블이 있으며, 루트 인덱스는 단말이 64개의 후보 랜덤 액세스 프리앰블을 생성하기 위한 논리적 인덱스이다.

랜덤 액세스 프리앰블의 전송은 각 셀마다 특정 시간 및 주파수 자원에 한정된다. PRACH 설정 인덱스는 랜덤 액세스 프리앰블의 전송이 가능한 특정 서브프레임과 프리앰블 포맷을 지시한다.

UE는 임의로 선택된 랜덤 액세스 프리앰블을 eNodeB로 전송한다. UE는 64개의 후보 랜덤 액세스 프리앰블 중 하나를 선택한다. 그리고, PRACH 설정 인덱스에 의해 해당되는 서브프레임을 선택한다. UE는 은 선택된 랜덤 액세스 프리앰블을 선택된 서브프레임에서 전송한다.

상기 랜덤 액세스 프리앰블을 수신한 eNodeB는 랜덤 액세스 응답(random access response, RAR)을 UE로 보낸다. 랜덤 액세스 응답은 2단계로 검출된다. 먼저 UE는 RA-RNTI(random access-RNTI)로 마스킹된 PDCCH를 검출한다. UE는 검출된 PDCCH에 의해 지시되는 PDSCH 상으로 MAC(Medium Access Control) PDU(Protocol Data Unit) 내의 랜덤 액세스 응답을 수신한다.

도 6은 무선자원제어(RRC) 계층에서의 연결 과정을 나타낸다.

도 6에 도시된 바와 같이 RRC 연결 여부에 따라 RRC 상태가 나타나 있다. 상기 RRC 상태란 UE의 RRC 계층의 엔티티(entity)가 eNodeB의 RRC 계층의 엔티티와 논리적 연결(logical connection)이 되어 있는가 아닌가를 말하며, 연결되어 있는 경우는 RRC 연결 상태(connected state)라고 하고, 연결되어 있지 않은 상태를 RRC 유휴 모드(idle state)라고 부른다.

상기 연결 상태(Connected state)의 UE는 RRC 연결(connection)이 존재하기 때문에 E-UTRAN은 해당 단말의 존재를 셀 단위에서 파악할 수 있으며, 따라서 UE를 효과적으로 제어할 수 있다. 반면에 유휴 모드(idle state)의 UE는 eNodeB가 파악할 수는 없으며, 셀 보다 더 큰 지역 단위인 트래킹 지역(Tracking Area) 단위로 핵심망(Core Network)이 관리한다. 상기 트래킹 지역(Tracking Area)은 셀들의 집합단위이다. 즉, 유휴 모드(idle state) UE는 큰 지역 단위로 존재여부만 파악되며, 음성이나 데이터와 같은 통상의 이동통신 서비스를 받기 위해서는 단말은 연결 상태(connected state)로 천이해야 한다.

사용자가 UE의 전원을 맨 처음 켰을 때, 상기 UE는 먼저 적절한 셀을 탐색한 후 해당 셀에서 유휴 모드(idle state)에 머무른다. 상기 유휴 모드(idle state)에 머물러 있던 UE는 RRC 연결을 맺을 필요가 있을 때 비로소 RRC 연결 과정(RRC connection procedure)을 통해 eNodeB의 RRC 계층과 RRC 연결을 맺고 RRC 연결 상태(connected state)로 천이한다.

상기 유휴 모드(Idle state)에 있던 UE가 RRC 연결을 맺을 필요가 있는 경우는 여러 가지가 있는데, 예를 들어 사용자의 통화 시도 또는 상향 데이터 전송 등이 필요하다거나, 아니면 EUTRAN으로부터 페이징 메시지를 수신한 경우 이에 대한 응답 메시지 전송 등을 들 수 있다.

유휴 모드(idle state)의 UE가 상기 eNodeB와 RRC 연결을 맺기 위해서는 상기한 바와 같이 RRC 연결 과정(RRC connection procedure)을 진행해야 한다. RRC 연결 과정은 크게, UE가 eNodeB로 RRC 연결 요청 (RRC connection request) 메시지 전송하는 과정, eNodeB가 UE로 RRC 연결 설정 (RRC connection setup) 메시지를 전송하는 과정, 그리고 UE가 eNodeB로 RRC 연결 설정 완료 (RRC connection setup complete) 메시지를 전송하는 과정을 포함한다. 이와 같은 과정에 대해서 도 6을 참조하여 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.

1) 유휴 모드(Idle state)의 UE는 통화 시도, 데이터 전송 시도, 또는 eNodeB의 페이징에 대한 응답 등의 이유로 RRC 연결을 맺고자 할 경우, 먼저 상기 UE는 RRC 연결 요청(RRC connection request) 메시지를 eNodeB로 전송한다.

2) 상기 UE로부터 RRC 연결 요청 메시지를 수신하면, 상기 eNB는 무선 자원이 충분한 경우에는 상기 UE의 RRC 연결 요청을 수락하고, 응답 메시지인 RRC 연결 설정(RRC connection setup) 메시지를 상기 UE로 전송한다.

3) 상기 UE가 상기 RRC 연결 설정 메시지를 수신하면, 상기 eNodeB로 RRC 연결 설정 완료(RRC connection setup complete) 메시지를 전송한다. 상기 UE가 RRC 연결 설정 메시지를 성공적으로 전송하면, 비로소 상기 UE는 eNodeB과 RRC 연결을 맺게 되고 RRC 연결 모드로 천이한다.

종래 EPC에서의 MME는 Next Generation system(또는 5G CN(Core Network))에서는 AMF(Access and Mobility Management Function)와 SMF(Session Management Function)로 분리되었다. 이에 UE와의 NAS interaction 및 MM(Mobility Management)은 AMF가, 그리고 SM(Session Management)은 SMF가 수행하게 된다. 또한 SMF는 user-plane 기능을 갖는, 즉 user traffic을 라우팅하는 gateway인 UPF(User Plane Function)를 관리하는데, 이는 종래 EPC에서 S-GW와 P-GW의 control-plane 부분은 SMF가 담당하고, user-plane 부분은 UPF가 담당하는 것으로 간주할 수 있다. User traffic의 라우팅을 위해 RAN과 DN(Data Network) 사이에 UPF는 하나 이상이 존재할 수 있다. 즉, 종래 EPC는 5G에서 도 7에 예시된 바와 같이 구성될 수 있다. 또한, 종래 EPS에서의 PDN connection에 대응하는 개념으로 5G system에서는 PDU(Protocol Data Unit) session이 정의되었다. PDU session은 IP type 뿐만 아니라 Ethernet type 또는 unstructured type의 PDU connectivity service를 제공하는 UE와 DN 간의 association을 일컫는다. 그 외에 UDM(Unified Data Management)은 EPC의 HSS에 대응되는 기능을 수행하며, PCF(Policy Control Function)은 EPC의 PCRF에 대응되는 기능을 수행한다. 물론 5G system의 요구사항을 만족하기 위해 그 기능들이 확장된 형태로 제공될 수 있다. 5G system architecture, 각 function, 각 interface에 대한 자세한 사항은 TS 23.501을 준용한다.

5G 시스템은 TS 23.501, TS 23.502 및 TS 23.503에 작업되고 있다. 따라서 본 발명에서는 5G 시스템에 대해서 상기 규격을 준용키로 한다. 또한, NG-RAN 관련 더 자세한 아키텍처 및 내용은 TS 38.300 등을 준용한다. 5G 시스템은 non-3GPP 액세스도 지원하며, 이에 TS 23.501의 4.2.8절에는 non-3GPP 액세스를 지원하기 위한 아키텍처, network element 등의 내용들이 기술되어 있고, TS 23.502의 4.12절에는 non-3GPP 액세스를 지원하기 위한 procedure들이 기술되어 있다. Non-3GPP 액세스의 예로는 대표적으로 WLAN 액세스를 들 수 있으며 이는 trusted WLAN과 untrusted WLAN을 모두 포함할 수 있다. 5G 시스템의 AMF(Access and Mobility Management Function)는 3GPP 액세스뿐만 아니라 non-3GPP 액세스에 대한 Registration Management(RM) 및 Connection Management(CM)를 수행한다. 이처럼 동일한 PLMN에 속하는 3GPP 액세스와 non-3GPP 액세스에 대해 동일한 AMF가 UE를 serve함으로써 두 개의 서로 다른 액세스를 통해 등록한 UE에 대해 인증, 이동성 관리뿐만 아니라 세션 관리 등을 하나의 네트워크 펑션이 통합적이고 효율적으로 지원할 수 있다.

도 8은 handover procedure로써, 각 단계에 대한 상세한 설명은 TS 23.502v15.4.0의 4.9.1.2.2 Xn based inter NG-RAN handover without User Plane function re-allocation 부분을 참조하며, 참조되는 내용들은 본 발명에서 종래기술로써 사용될 수 있다.

또한, 도 9는 TS 38.300v15.3.1에서 발췌한 handover procedure로써, 각 단계에 대한 상세한 설명은 TS 38.300v15.3.1의 9.2.3.2 Handover 부분을 참조하며, 참조되는 내용들은 본 발명에서 종래기술로써 사용될 수 있다.

다음 표 2 내지 표 6은 TS 38.413v15.1.0에 반영될 예정인 TS 38.413 CR0003r2 in RP-182448 (RAN3 CRs to NR Access Technology - Set 3)에서 발췌한 내용으로, 핸드오버 시 NG-RAN이 5G Core Network으로 전송하는 메시지에 대한 것이다. 표 2 내지 표 3은 PATH SWITCH REQUEST에 관련된 내용, 표 4 내지 표 5는 Path Switch Request Transfer에 관련된 내용, 표 6은 Path Switch Request Setup Failed Transfer에 관련된 내용을 각각 나타내며, 보다 상세한 내용은 TS 38.413v15.1.0를 참조하며, 참조되는 내용들은 본 발명에서 종래기술로써 사용될 수 있다.

이외, 5G 시스템에 대한 사항은 TS 23.501, TS 23.502, TS 23.503, TS 38.300, TS 38.413, TS 38.423 등을 참조하며, 참조되는 내용들은 본 발명에서 종래기술로써 사용될 수 있다.

QNC(QoS Notification Control)는 GFBR(Guaranteed Flow Bit Rate) QoS flow의 수명 동안 QoS flow에 대해 더 이상 GFBR이 보장 될 수 없을 때 (또는 다시 보장될 수 있을 때) NG-RAN으로부터 CN으로 통지 (즉, 알림)가 요청되는지를 나타낸다. 애플리케이션 트래픽이 QoS의 변화에 적응할 수 있는 경우 (예를 들어, AF가 레이트 적응을 트리거 할 수 있는 경우) 통지 제어가 GBR QoS flow에 사용될 수 있다.

SMF는 QoS 통지 제어 파라미터가 QoS flow에 바인딩 된 PCC 규칙 (PCF로부터 수신)에 설정 될 때만 통지 제어를 활성화해야 한다. 통지 제어 파라미터는 QoS 프로파일의 일부로서 NG-RAN에 시그널링된다.

주어진 GBR QoS flow에 대해 통지 제어가 활성화되고 NG-RAN이 GFBR을 더 이상 보장 할 수 없다고 결정하면, 예, 무선 링크 실패 또는 RAN 내부 혼잡으로 인해, NG-RAN은 SMF에 통지를 보내고 NG-RAN의 특정 조건이 GBR QoS flow에 대한 NG-RAN 자원의 해제를 요구하지 않는 한 QoS flow를 유지해야 한다 (즉, NG-RAN이 이 QoS flow에 대해 요청된 GFBR을 제공하지 않는 동안). NG-RAN은 GFBR을 다시 보증하기 위한 시도를 해야 한다. GFBR이 더 이상 보장될 수 없다는 통지를 NG-RAN으로부터 수신하면, SMF는 통지를 PCF에 전달할 수 있다 (TS 23.503 참조). 5GC는 QoS flow를 수정 또는 제거하기 위해 N2 시그널링을 개시할 수 있다.

NG-RAN이 GFBR이 더 이상 보장될 수 없다는 통지가 전송된 QoS flow에 대해 GFBR이 다시 보장 될 수 있다고 결정하면, NG-RAN은 SMF에 GFBR이 가능하다는 통지를 보내고, SMF는 통지를 PCF에 전달할 수 있다 (TS 23.503 참조). 설정된 시간 동안 NG-RAN은 GFBR을 더 이상 보장 할 수 없다는 후속 알림을 보내지 않는다.

핸드 오버 동안, 소스 NG-RAN은 GFBR이 더 이상 보장될 수 없다는 통지가 전송된 QoS flow에 대해 타겟 NG-RAN에 알려야 한다. 이는 성공적으로 인계된 QoS flow에 대해 GFBR이 다시 보장될 수 있을 때 알림을 보내도록 타겟 NG-RAN을 트리거하기 위한 것이다. 핸드 오버 후, 타겟 NG-RAN은 필요할 때마다, 즉 위에서 설명된 설정된 시간 동안에도 GFBR이 그러한 QoS flow에 대해 더 이상 보장 될 수 없다는 후속 통지를 전송할 수 있다.

한편, UE가 핸드오버 시 타겟 NG-RAN에서 Admission Control을 수행한다. 그 결과 congestion과 같은 이유로 어떤 PDU 세션의 일부 또는 모든 QoS Flow가 accept되지 않을 수도 있다. Accept 되지 않은 QoS Flow 또는 accept 되지 않은 PDU 세션 (이 PDU 세션의 모든 QoS Flow가 accept 되지 않은 경우)에 대해서는 이를 SMF로 알린다. 타겟 NG-RAN에서 accept되지 않은 PDU 세션은 PDU 세션 Resource Failed to Setup List에 포함된다. 그리고 타겟 NG-RAN에서 PDU 세션의 일부 QoS Flow가 accept 되지 않은 경우는 PDU 세션 Resource to be Switched in Downlink List 상에 포함되는 PDU 세션의 QoS Flow Accepted List에서 제외됨으로 인해서 SMF가 accept되지 않은 QoS Flow를 인지할 수 있다.

상술한 내용과 관련하여, TR 23.725v16.0.0에서는 Automatic GBR service recovery after handover의 이슈가 있다. 보다 상세히, 머신이 GBR 서비스가 필요한 경우 작업을 수행하려면 해당 품질 레벨이 필요할 수 있다. 따라서 QoS 레벨을 유지할 수 없는 경우(예 : 혼잡한 셀로의 핸드 오버, 우선 순위가 높은 서비스로 인한 임시 셀 과부하 등) QoS 레벨은 시그널링 메시지 급증 없이 가능한 빨리 복원되어야 한다. 이와 관련하여, 릴리스 15 5GC는 코어 네트워크가 QoS guarantee를 충족할 수 없을 때 무선 베어러 / QoS flow를 해제하지 않고, RAN이 QoS 레벨을 복원할 때 또는 QoS가 떨어질 때 코어 네트워크에 알리도록 ‘알림’메커니즘을 도입함으로써 이 문제를 부분적으로 해결했다. 이를 통해 머신의 컨트롤러(예 : 자동차 / 기차)가 동작을 조정하고(예 : 속도 감소), RAN이 장치가 해당 셀에 있는 동안 QoS 레벨을 계속 복원하는 것을 보장한다.

그러나, Xn 또는 N2 핸드 오버에서, 타겟 RAN 노드는 admission control을 적용하고, 만약 요구된 GBR QoS를 지원할 수 없는 경우 타겟 RAN 노드는 그 QoS flow를 설정하지 않는다. 이런 경우, 예를 들어 UE의 이동으로 소스 RAN 노드는 그 타겟 RAN 노드로 핸드 오버시킬 수 밖에 없는 경우, 타겟 RAN 노드는 핸드 오버를 완료하지만 GBR QoS가 그 UE에 제공될 수 있는지 여부 및/또는 시기를 CN에게 통지하지 않는다. 머신은 가능한 빨리 GBR 서비스를 복원해야 하므로 CN은 GBR 서비스를 다시 설정하려고 반복해서 시도해야 한다. 이러한 재시도에는 상당한 수의 신호 메시지가 포함되며, 이러한 메시지는 RAN 혼잡 또는 잠재적 링크 품질에 대한 우려 없이 전송된다. 이는, 이동(예 : 자동차, 기차, 공장을 이동하는 로봇)중에 GBR 데이터 링크를 유지해야 하는 모든 모바일 ‘ non-human device ‘에 적합하지 않은 해결책이다.

따라서, 이하에서는 핸드오버 시 타겟 NG-RAN에서 accept되지 않은 QoS Flow에 의해 발생할 수 있는 무분별한 GBR 서비스 복원을 위한 시도, 시그널링과 이로 인한 혼잡, 링크 품질 저하 등을 해결할 수 있는 실시예들에 대해 설명한다.

실시예

일 실시예에 의하면, UE가 타겟 NG-RAN(Next Generation-Radio Access Network)으로의 핸드오버 절차에서, QoS Flow 또는 PDU 세션의 전/일부가 accept 되지 않을 수 있다. SMF(Session Management Function)는 non-accepted GBR QoS Flow에 관련된 정보를 수신할 수 있다. 상기 SMF가 타겟 NG-RAN으로 non-accepted GBR QoS Flow에 대한 QNC(QoS Notification Control)의 적용에 관련된 요청 정보를 전송할 수 있다. 즉, NG-RAN은, non-accepted GBR QoS Flow에 관련된 정보를 수신한 SMF로부터, non-accepted GBR QoS Flow에 대한 QNC의 적용에 관련된 요청 정보를 수신할 수 있다. 핸드오버 시 타겟 NG-RAN에서 accept되지 않은 QoS Flow에 대해 타겟 NG-RAN이 QNC 만을 적용하는 것이다.

상기 non-accepted GBR QoS Flow에 대한 QNC의 적용에 관련된 요청 정보를 위해, 상기 SMF는 수신된 non-accepted GBR QoS Flow에 관련된 정보에 기초해, QNC를(또는 QNC만을) 적용할 non-accepted GBR QoS Flow를 결정할 수 있다. 이는 QNC의 적용에 관련된 요청 정보를 통해 전송될 수 있다.

여기서 QNC 만을 적용한다는 것은 다음 1) 내지 4) 중 적어도 하나 이상을 의미하는 것일 수 있다.

1) NG-RAN이 해당 QoS Flow의 QoS를 (특히 GFBR, 그러나 여기에 국한하지 않고 다양한 QoS parameter일 수 있음 - TS 23.501의 5.7절 QoS model 참고) guarantee 할 수 있다고 판단하면 이를 SMF에게 알림.

2) NG-RAN이 해당 QoS Flow에 대한 context (이는 PDU Session, QFI, QoS parameter/information 중 하나 이상을 포함)는 유지하되 이를 QNC 용으로만 사용하도록 함. 이는 상기 context를 실제 QoS Flow의 전송에는 적용하지 않는 것으로 해석할 수 있음. 이는 NG-RAN에서 상기 context를 DRB와 associate되는 QoS Flow와 별도로 관리/유지하는 것으로 해석할 수 있음. 이는 SMF에서도 동일한 형태로 상기 QoS Flow에 대한 context를 유지함을 의미할 수도 있음.

3) NG-RAN에 해당 QoS Flow의 QoS를 만족하기 위해 associate된 DRB는 없음. 이는 상기 QoS Flow는 best effort로 전송되는 것으로 해석할 수 있음. 또는 상기 QoS Flow는 default QoS Flow를 위한 DRB 또는 해당 QoS Flow의 QoS 보다 낮은 수준의 QoS를 제공하는 DRB로 전송되는 것으로 해석할 수도 있음. 상기 타겟 NG-RAN에서 accept되지 않은 QoS Flow를 어떠한 DRB를 이용하여 전송할지는 SMF가 결정하거나 UE가 결정하는 등 기존의 방식을 따를 수 있다.

4) NG-RAN이 해당 QoS Flow (또는 QoS Flow의 context)를 suspend 시킴.

이와 같이, non-accepted GBR QoS Flow에 대해서도 타겟 NG-RAN이 QNC만을 적용함으로써, CN은 non-accepted GBR QoS Flow에 대해 GBR 서비스를 다시 설정하려고 반복해서 시도할 필요가 없다. 따라서 종래 이런 경우에서의 반복 시도에 의해 발생하는 불필요한 다수의 시그널링을 방지할 수 있게 되고, RAN 혼잡 또는 잠재적 링크 품질도 보장할 수 있게 된다.

한편, 상기 요청 정보는 non-accepted GBR QoS Flow에 관련된 UE(User equipment)가 상기 타겟 NG-RAN으로 핸드오버 한 이후에 전송된 것일 수 있다. 즉, 핸드오버 절차가 끝나고 SMF가 타겟 NG-RAN에게 해당 QoS Flow에 대해 상기 QNC 만을 적용하도록 하는 정보를 제공하는 것으로써, 이를 위해 PDU Session Modification procedure가 사용될 수 있다.

상기 SMF는 QNC를 위해서만 상기 non-accepted GBR QoS Flow에 관련된 컨텍스트를 유지할 수 있다. 또한, SMF는 상기 NG-RAN으로부터 상기 NG-RAN의 non-accepted GBR QoS Flow에 대한 QoS의 보장에 관련된 통보를 수신하고, 상기 SMF는 상기 non-accepted GBR QoS Flow에 대한 무선 리소스 수립을 위한 PDU Session Modification 절차를 트리거할 수 있다.

상기 요청 정보는 N2 SM information에 포함된 것, Namf_Communication_N1N2MessageTransfer에 포함되는 것, 또는 QoS Flow to Release List에 포함된 정보 요소, Resource Modify Request Transfer 메시지에 포함된 정보 요소 중 하나에 포함되는 것일 수 있다. 또는 상기 요청 정보는 AMF(Access and Mobility Management Function)를 통해 상기 타겟 NG-RAN으로 전달되는 것일 수 있다.

도 10에는 상술한 바와 같이, 핸드오버 이후 GBR service recovery 를 위한 QNC 요청 절차가 도시되어 있다.

도 10을 참조하면, 단계 S1001에서, Xn 또는 N2 핸드오버 절차는 TS 23.502에 상세된 바와 같이 수행된다

단계 S1002 에서, 핸드 오버의 결과로써 타겟 NG-RAN에서의 non-accepted GBR QoS Flow(s)에 대한 GBR Service Recovery를 위해 NG-RAN이 QNC를 활성화하도록 요청하기 위해, SMF는 PDU Session Modification 절차를 시작한다. 따라서 SMF는 이 요청을 Namf_Communication_N1N2MessageTransfer에 포함한다. SMF는 QNC 목적으로만 QNC requested GBR QoS Flow(s)에 대한 컨텍스트 (예를 들어, QoS Flow level QoS parameters)를 유지한다.

단계 S1003에서, GBR Service Recovery를 위한 QNC 요청이 타겟 NG-RAN으로 전송된다.

단계 S1004에서, 나머지 PDU 세션 수정 절차가 수행된다.

이 PDU Session Modification 절차가 완료된 후, UE가 다른 NG-RAN으로 핸드 오버되는 경우가 있을 수 있다. 이 경우, 단계 S1003에 따라 NG-RAN에서 유지되는 "QNC for GBR Service Recovery"에 대한 컨텍스트는 새로운 NG-RAN에 제공되지 않는다. 이 핸드오버 후에, SMF는 단계 S1002에 따라 유지되는 "QNC for GBR Service Recovery"에 대한 컨텍스트를 삭제한 후 새로운 NG-RAN에게 QoS flow를 위한 무선 자원을 설정하도록 요청할 수있다.

단계 S1005에서, 어느 시점에서, NG-RAN은 GBR Service Recovery를 위한 QNC에 해당되는, QoS flow를 위한 GFBR이 보장될 수 있다고 결정한다.

단계 S1006에서, NG-RAN은, GFBR이 상기 QoS flow에 대해 보장될 수 있음을 SMF에게 통지하는 notification을 전송한다.

단계 S1007에서, SMF는 QoS flow에 대한 무선 리소스를 수립하기 위해 PDU Session Modification 절차를 트리거한다.

도 10에서 기술한 바와 같이 핸드오버 절차가 끝나고 SMF가 타겟 NG-RAN에게 non-accepted GBR QoS Flow(s)에 대해 QNC 만을 적용하도록 하는 정보를 제공하는 방법은 N2 핸드오버에 적합한 것으로 간주할 수 있다. 그러나 Xn 핸드오버에도 적용될 수 있다.

도 11에는 상기 요청 정보를 NG-RAN에게 제공하는 UE or network requested PDU Session Modification 절차가 도시되어 있다. 단계 S1103b를 제외한 각 단계에 대한 설명들은 TS 23.502v15.4.0의 4.3.3절 PDU Session Modification, 4.3.3.2절 UE or network requested PDU Session Modification (non-roaming and roaming with local breakout)으로 대체한다. 아래 설명 내용은 다른 PDU Session Modification 절차에도 적용될 수 있다.

단계 S1103b에서, SMF requested modification을 위해, SMF는 Namf_Communication_N1N2MessageTransfer (N2 SM information (PDU Session ID, QFI(s), QoS Profile(s), Session-AMBR), N1 SM container (PDU Session Modification Command (PDU Session ID, QoS rule(s), QoS Flow level QoS parameters if needed for the QoS Flow(s) associated with the QoS rule(s), QoS rule operation and QoS Flow level QoS parameters operation, Session-AMBR)))를 전송한다.

만약, UE가 CM-IDLE이고 ATC가 활성화된 경우, AMF는 Namf_Communication_N1N2MessageTransfer 에 기반하여 UE 컨텍스트를 업데이트하고 저장한다. 이 때 S1104~S1107은 생략된다. UE가 reachable해지면 (예를 들어, CM-CONNECTED 상태에 진입) AMF는 UE 컨텍스트를 UE와 동기화하기 위한 N1 메시지를 포워딩한다.

SMF는 핸드오버 절차 동안 타겟 NG-RAN에서 받은 정보에 기반하여 accept되지 않은 QoS Flow를 인지할 수 있다. SMF는 해당 QoS Flow에 대해 QNC 만을 적용하도록 하는 정보를 N2 SM information에 포함시킬 수 있다. 이는 AMF를 통해 NG-RAN으로 전달되는데, 이 때 PDU 세션 Resource Modify Request Transfer 메시지가 사용될 수 있다.

TS 38.413 CR0003r2 in RP-182448 (RAN3 CRs to NR Access Technology - Set 3)에서 발췌한 아래에 기반하여 설명하면, 예를 들어 QoS Flow to Release List에 새로운 IE를 추가하여 QNC 만을 적용해 줄 것을 지시하는 정보를 포함시킬 수 있다. 또는 표 7의 PDU 세션 Resource Modify Request Transfer 메시지에 새로운 IE를 추가하여 (예, QoS Flow QNC Request List) 해당 QoS Flow에 대해 QNC 만을 적용할 것을 지시할 수도 있다. 이 경우에는 이 list에 포함시키는 QoS Flow는 상기 QoS Flow to Release List에는 포함시키지 않을 수도 있다.

위 설명은, 핸드오버 절차가 완료된 이후에 대한 것이었는데, 핸드오버 절차가 수행되는 동안, SMF가 타겟 NG-RAN에게 non-accepted GBR QoS Flow(s)에 대해 상기 QNC 만을 적용하도록 하는 정보를 제공할 수 있으며, 이에 대해 도 12를 참조하여 살펴본다. 도 12는 TS 23.502v15.4.0의 4.9.1절 Handover procedures in 3GPP access에 기술된 절차들 중 4.9.1.2.2절 Xn based inter NG-RAN handover without User Plane function re-allocation에 대한 것으로, 이하에서 특별히 설명되지 않는 내용은 TS 23.502v15.4.0의 4.9.1.2.2절 Xn based inter NG-RAN handover without User Plane function re-allocation 부분을 참조한다.

단계 S1206에서 SMF는 S1202에서 수신한 정보에 기반하여 타겟 NG-RAN에서 accept되지 않은 QoS Flow를 인지할 수 있다. SMF는 해당 QoS Flow에 대해 QNC 만을 적용하도록 하는 정보를 Nsmf_PDUSession_UpdateSMContext Response 메시지에 포함시킬 수 있다. 구체적으로는 TS 29.502v15.2.1에 기술된 5.2.2.3.3절 (Xn Handover)의 절차에서 단계 2a에서 상기 정보를 SMF가 N2 SM information에 포함시킴으로써, 이 정보가 AMF를 통해 타겟 NG-RAN으로 전달될 수 있다. AMF가 타겟 NG-RAN으로 전송하는 메시지는 TS 23.502v15.4.0의 5.2.2.3.3 Xn Handover 절차 내에서 전송되는 PATH SWITCH REQUEST ACKNOWLEDGE 메시지(표 11)로, 결국 여기에 QNC 만을 적용하는 QoS Flow에 대한 정보를 포함하게 된다. TS 38.413 CR0003r2 in RP-182448 (RAN3 CRs to NR Access Technology - Set 3)에서 발췌한 아래에 기반하여 설명하면, 예를 들어 PDU Session Resource Switched Item에 새로운 IE를 추가하여 어떠한 non-accepted QoS Flow에 대해 QNC 만을 적용할 것을 지시하는 정보를 포함할 수 있겠다.

상술한 설명들에서, SMF는 QoS Flow의 컨텍스트를 구성하는 정보들 (즉, PDU 세션, QFI, QoS parameter/information 등)도 같이 NG-RAN으로 제공해야 할 수도 있다. 이는 타겟 NG-RAN이 accept하지 않은 QoS Flow에 대한 컨텍스트를 핸드오버 procedure 과정에서 삭제해버릴 수도 있기 때문이다. 또한 SMF는 이미 특정 QoS Flow에 대해서 target RAN에서 accept되지 않았음을 인지했기 때문에 NG-RAN은 SMF로 추가적으로 GFBR을 만족하지 못한다는 notification control을 보내는 것을 생략할 수 있다.

또 다른 예시로써, NG-RAN에 QoS Flow를 Setup / Modification 과정에서, SMF가 해당 QoS Flow에 대해 NG-RAN으로 하여금 상기 QNC 만을 적용하도록 하는 정보를 명시적으로 제공할 수도 있다. 이는 QoS Flow를 NG-RAN에 추가시, 또는 상기 정보를 제공하기 위한 QoS Flow를 업데이트하면서 SMF가 NG-RAN에게 제공하고, 이는 핸드오버 시 source NG-RAN에서 타겟 NG-RAN으로 전달된다.

도 13에는 SMF가 상기 정보를 NG-RAN에게 제공하는 대표적인 동작으로 TS 23.502v15.4.0의 4.3.2.2절 UE Requested PDU 세션 Establishment에 기술된 절차들 중 4.3.2.2.1절의 Non-roaming and Roaming with Local Breakout이다. 아래 제안 사항은 다른 PDU 세션 Establishment 절차에도 적용될 수 있다. 이하에서 특별히 설명되지 않는 내용은 TS 23.502v15.4.0의 4.3.2.2.1절의 Non-roaming and Roaming with Local Breakout 부분을 참조한다.

단계 S1311에서, SMF는 AMF로 Namf_Communication_N1N2MessageTransfer (PDU Session ID, N2 SM information (PDU Session ID, QFI(s), QoS Profile(s), CN Tunnel Info, S-NSSAI from the Allowed NSSAI, Session-AMBR, PDU Session Type, User Plane Security Enforcement information, UE Integrity Protection Maximum Data Rate), N1 SM container (PDU Session Establishment Accept (QoS Rule(s) and QoS Flow level QoS parameters if needed for the QoS Flow(s) associated with the QoS rule(s), selected SSC mode, S-NSSAI(s), DNN, allocated IPv4 address, interface identifier, Session-AMBR, selected PDU Session Type, Reflective QoS Timer (if available), P-CSCF address(es), [Always-on PDU Session])))를 전송할 수 있다.

N2 SM information은, 타겟 NG-RAN이 handover 시 non-accepted QoS Flow에 대해 QNC 만을 적용하도록 하는 정보를 포함할 수 있다. 대표적으로는 QoS Flow의 QoS profile에 이 정보를 포함시킬 수 있다. 또는, 이러한 정보는 별도로 제공할 수도 있다.

구체적으로 상기 N2 SM information은 S1312에서 AMF가 NG-RAN에게 전송하는 NGAP 메시지인 PDU Session Resource Setup Request Transfer 메시지(표 13)를 포함하는데, 타겟 NG-RAN이 handover 시 non-accepted QoS Flow에 대해 QNC 만을 적용하도록 하는 정보는 아래에서 GBR QoS Flow Information에 새로운 IE(Information Element)를 추가하여 포함시킬 수 있고, QoS Flow Level QoS Parameters(표 15)에 IE를 추가하여 포함시킬 수도 있고, PDU Session Resource Setup Request Transfer에 IE를 추가하여 포함시킬 수도 있다.

또 다른 예로써, NG-RAN에 QoS Flow를 Setup / Modification 과정에서, SMF가 해당 QoS Flow에 대해 NG-RAN에 제공한 기존의 QNC 요청 정보에 기반하여 상기 QNC만을 적용하는 것을 판단할 수 있다. 이는 QoS Flow를 NG-RAN에 추가 시, 또는 상기 정보를 제공하기 위한 QoS Flow를 업데이트하면서 SMF가 NG-RAN에게 제공하고, 이는 핸드오버 시 source NG-RAN에서 타겟 NG-RAN으로 전달된다.

상기한 기존의 QNC 요청 정보라 함은 TS 38.413의 9.3.1.10절 GBR QoS Flow Information에서 다음 표 17에 해당하는 정보이다.

상기 정보가 있는 경우 (즉, notification requested로 설정되어 포함된 경우), 해당 QoS Flow에 대해 비록 타겟 NG-RAN이 accept하지 않더라도 해당 QoS Flow에 대해 QNC 만을 적용하는 것을 판단하는 것이다.

도 14에서는 핸드오버 절차가 수행되는 동안, SMF가 타겟 NG-RAN에게 non-accepted GBR QoS Flow(s)에 대해 상기 QNC 만을 적용하도록 하는 정보를 제공하는 또 다른 실시예를 보여준다. S1402 및 S1403의 내용은 도 10의 S1002 및 S1003에서 기술한 내용, 그리고 S1206 및 S1207에서 기술한 내용을 참고한다. 또한, S1405 내지 S1407의 내용은 도 10의 S1005 내지 S1007에서 기술한 내용을 참고한다.

도 12 및 도 14에서 기술한 바와 같이 핸드오버 절차가 수행되는 동안 SMF가 타겟 NG-RAN에게 non-accepted GBR QoS Flow(s)에 대해 QNC 만을 적용하도록 하는 정보를 제공하는 방법은 Xn 핸드오버에 적합한 것으로 간주할 수 있다. 그러나 N2 핸드오버에도 적용될 수 있다.

한편 상술한 각 예시들에는 다음 내용이 공통적으로 적용된다.

Xn based handover 과정에서 SMF는 Target NG-RAN에서 accept 하지 않았더라도 Nsmf_PDUSession_UpdateSMContext response를 하면서 N2 SM information에 PDU Session Resource Released List에 QNC가 적용되어야 하는 QoS Flow를 포함하지 않을 수 있다. 종래 동작에 따르면 NG-RAN에서는 PDU Session Resource Released List에 포함되어 있는 QoS Flow 정보를 NG-RAN에서 삭제하게 된다. 따라서 SMF는 QNC가 적용되어야 하는 QoS Flow를 포함시키지 않을 수 있다. NG-RAN에서 해당 QoS Flow에 대한 정보를 유지하게 된다. 또는 SMF가 accept되지 않은 QoS Flow 에 대한 정보를 NG-RAN으로 내려줄 수 있다.

N2 based handover 과정에서는 종래 기술에 의하면 target NG-RAN이 QoS Flow를 받아주지 못하는 경우에는 해당 QoS Flow에 대한 정보를 저장하지 않는다. 따라서 NG-RAN이 QNC가 적용되어 있는 QoS Flow에 대해서는 이를 받아주지 못하더라도 해당 QoS Flow에 대한 context를 저장하는 동작을 수행할 수 있다. 또는 SMF가 accept되지 않은 QoS Flow 에 대한 정보를 NG-RAN으로 내려줄 수 있다.

또한 위의 동작들은 handover 프로시저뿐만 아니라 RRC Inactive to RRC Connected state transition 과정에서도 일어날 수 있다.

이하에서는 NG-RAN의 QNC 적용 관련 후속 동작에 대해 살펴본다.

NG-RAN이 QNC 만을 적용하는 QoS Flow에 대해 QoS를 guarantee 할 수 있는 것으로 판단하면, 이를 SMF에게 알린다. 이 때 추가적으로 이 QoS Flow가 QNC 만을 위한 것임을 명시적으로 또는 암시적으로 알릴 수도 있다.

SMF는 상기 통보를 수신한 후, NG-RAN에게 해당 QoS Flow의 QoS를 만족하는, 즉 QoS에 대응하는 DRB를 associate할 것을 지시할 수 있다. 이 때 PDU 세션 Modification procedure와 같은 절차가 사용될 수도 있고, 실시예를 위해 새롭게 절차를 정의할 수도 있다.

또는 NG-RAN은 상기 QoS Flow에 대해 QoS를 guarantee 할 수 있는 것으로 판단하면, 스스로 이를 만족하는 DRB를 associate하는 동작을 수행할 수도 있다. 이는 SMF로의 통보 전일 수도 있고, 통보와 병렬적으로 진행할 수도 있고, 통보 후에 수행할 수도 있다. NG-RAN은 이러한 결정을 local policy에 기반하거나 이전에 QoS Flow에 대한 정보를 SMF로부터 받을 때 이를 지시하는 정보를 같이 받음으로써 결정할 수도 있다.

상기 NG-RAN이 해당 QoS Flow의 QoS를 만족하는 DRB를 associate하는 것은 QoS Flow (또는 QoS Flow의 컨텍스트)를 resume 시키는 것으로 해석할 수 있다.

한편, NG-RAN에 QNC 만을 적용하는 QoS Flow가 있는 상태에서 핸드오버가 발생한 경우, 다음 a)~c) 중 어느 하나의 동작을 수행할 수 있다.

a) Source NG-RAN에서 타겟 NG-RAN으로 QNC 만을 적용하는 QoS Flow에 대한 컨텍스트가 넘어간다. 이에 타겟 NG-RAN에서 해당 QoS Flow에 대해 QNC를 수행할 수 있다.

b) Source NG-RAN에서 타겟 NG-RAN으로 QNC 만을 적용하는 QoS Flow에 대한 컨텍스트가 넘어간다. 이에 타겟 NG-RAN은 이러한 QoS Flow에 대해서도 admission control을 수행한다. 즉, QoS Flow setup/establish가 가능한지 검사한다. 만약 가능하면 resource를 할당, 즉 DRB에 associate하는 작업을 수행한다. 이러한 QoS Flow는 핸드오버 시 accept되는 QoS Flow로 간주할 수 있다. 만약 가능하지 않으면 이 QoS Flow에 대해 QNC 만을 수행하면 된다. 타겟 NG-RAN은 상기와 같이 QNC 만을 수행하도록 한 QoS Flow를 accept한 경우 이를 명시적으로 또는 암시적으로 SMF로 알릴 수도 있다.

c) Source NG-RAN이 QNC 만을 적용하는 QoS Flow에 대해서도 마치 setup/establish된 QoS Flow와 마찬가지로 컨텍스트를 생성하여 타겟 NG-RAN으로 제공한다. 이에 타겟 NG-RAN은 source NG-RAN에서 실제로 setup/establish 되어 있던 QoS Flow 뿐 아니라 핸드오버 시 상기와 같이 가상으로 setup/establish 된 QoS Flow에 대해서도 admission control을 수행한다.

한편, SMF가 실시예들의 동작을 수행하는 것은 AF나 PCF의 요청에 기반할 수도 있고 local policy에 기반할 수도 있다. 상기에서는 Xn 핸드오버 절차 위주로 기술하였으나, 제안하는 사항은 N2 핸드오버 절차에도 적용될 수 있다.

상술한 설명에서, QoS를 guarantee할 수 있다는 것은 QoS를 fulfill할 수 있다, 또는 GFBR을 만족할 수 있다, 또는 GFBR을 보장할 수 있다로 해석될 수 있다. 반대로 QoS를 guarantee할 수 없다는 것은 QoS를 fulfill할 수 없다, 또는 GFBR을 만족할 수 없다, 또는 GFBR을 보장할 수 없다로 해석될 수 있다.

상기에서는 핸드오버 시, PDU 세션에서 일부의 QoS Flow가 accept되지 않은 경우 위주로 설명하였다. 이는 PDU 세션의 모든 QoS Flow가 accept되지 않은 경우에도 확장적용될 수 있다. 또는 PDU 세션의 모든 QoS Flow가 accept되지 않은 경우에는 NG-RAN의 congestion이 심하다고 간주되는 바, 상기 non-accepted QoS Flow에 대해 QNC 만을 적용하는 방안을 아예 적용하지 않는 것을 결정할 수도 있다.

상기에서는 핸드오버 시, 타겟 NG-RAN에서 accept 되지 않는 QoS Flow에 대해 QNC가 적용되도록 하는 방안을 기술하였다. 그러나 제안한 방안은 핸드오버가 아닌 경우에도 적용가능하다. 즉, SMF가 QoS Flow를 NG-RAN에 추가하거나 modification 시, NG-RAN에서 이를 reject하는 경우가 있는데 이 때 상술한 내용에 따라 NG-RAN에 reject한 QoS Flow에 대해 QNC만을 적용하도록 지시할 수 있다. 또는 reject된 QoS Flow에 대해 PDU 세션 Modification procedure를 이용하여 QNC만을 적용하도록 지시할 수도 있다. 또는 QoS Flow를 NG-RAN에 추가하거나 modification하는 절차 (PDU 세션 Establishment procedure, PDU 세션 Modification procedure 등) 내에서 SMF가 NG-RAN으로부터 QoS Flow가 reject됨을 수신하면 이 QoS Flow에 대해 QNC만을 적용하도록 지시할 수도 있다.

다음 표 18 내지 표 23은 본 특허 출원인에 의해 3GPP에 제출된 문서로써, Figure 6.X.2.1-1는 도 14, Figure 6.X.2.2-1는 도 10에 도시되어 있다.

본 발명에서 제안하는 3GPP 5G System (5G 이동통신 시스템, 차세대 이동통신 시스템)을 통해 네트워크 연결을 효율적으로 지원하는 방법은 다양한 서비스에 사용될 수 있으나, 특히 V2X 서비스를 위해 유용하다. 그러나, V2X 서비스에만 국한되어 사용될 필요는 없다. 본 발명에서 V2X service는 V2X application, V2X 메시지, V2X traffic, V2X data 등과 혼용되어 사용된다. V2X 서비스 관련해서 UE는 vehicle UE 뿐 아니라 pedestrian UE와 같이 다양한 UE를 모두 포함할 수 있다.

본 발명이 적용되는 통신 시스템 예

이로 제한되는 것은 아니지만, 본 문서에 개시된 본 발명의 다양한 설명, 기능, 절차, 제안, 방법 및/또는 동작 순서도들은 기기들간에 무선 통신/연결(예, 5G)을 필요로 하는 다양한 분야에 적용될 수 있다.

이하, 도면을 참조하여 보다 구체적으로 예시한다. 이하의 도면/설명에서 동일한 도면 부호는 다르게 기술하지 않는 한, 동일하거나 대응되는 하드웨어 블블록, 소프트웨어 블록 또는 기능 블록을 예시할 수 있다.

도 15는 본 발명에 적용되는 통신 시스템(1)을 예시한다.

도 15을 참조하면, 본 발명에 적용되는 통신 시스템(1)은 무선 기기, 기지국 및 네트워크를 포함한다. 여기서, 무선 기기는 무선 접속 기술(예, 5G NR(New RAT), LTE(Long Term Evolution))을 이용하여 통신을 수행하는 기기를 의미하며, 통신/무선/5G 기기로 지칭될 수 있다. 이로 제한되는 것은 아니지만, 무선 기기는 로봇(100a), 차량(100b-1, 100b-2), XR(eXtended Reality) 기기(100c), 휴대 기기(Hand-held device)(100d), 가전(100e), IoT(Internet of Thing) 기기(100f), AI기기/서버(400)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 차량은 무선 통신 기능이 구비된 차량, 자율 주행 차량, 차량간 통신을 수행할 수 있는 차량 등을 포함할 수 있다. 여기서, 차량은 UAV(Unmanned Aerial Vehicle)(예, 드론)를 포함할 수 있다. XR 기기는 AR(Augmented Reality)/VR(Virtual Reality)/MR(Mixed Reality) 기기를 포함하며, HMD(Head-Mounted Device), 차량에 구비된 HUD(Head-Up Display), 텔레비전, 스마트폰, 컴퓨터, 웨어러블 디바이스, 가전 기기, 디지털 사이니지(signage), 차량, 로봇 등의 형태로 구현될 수 있다. 휴대 기기는 스마트폰, 스마트패드, 웨어러블 기기(예, 스마트워치, 스마트글래스), 컴퓨터(예, 노트북 등) 등을 포함할 수 있다. 가전은 TV, 냉장고, 세탁기 등을 포함할 수 있다. IoT 기기는 센서, 스마트미터 등을 포함할 수 있다. 예를 들어, 기지국, 네트워크는 무선 기기로도 구현될 수 있으며, 특정 무선 기기(200a)는 다른 무선 기기에게 기지국/네트워크 노드로 동작할 수도 있다.

무선 기기(100a~100f)는 기지국(200)을 통해 네트워크(300)와 연결될 수 있다. 무선 기기(100a~100f)에는 AI(Artificial Intelligence) 기술이 적용될 수 있으며, 무선 기기(100a~100f)는 네트워크(300)를 통해 AI 서버(400)와 연결될 수 있다. 네트워크(300)는 3G 네트워크, 4G(예, LTE) 네트워크 또는 5G(예, NR) 네트워크 등을 이용하여 구성될 수 있다. 무선 기기(100a~100f)는 기지국(200)/네트워크(300)를 통해 서로 통신할 수도 있지만, 기지국/네트워크를 통하지 않고 직접 통신(e.g. 사이드링크 통신(sidelink communication))할 수도 있다. 예를 들어, 차량들(100b-1, 100b-2)은 직접 통신(e.g. V2V(Vehicle to Vehicle)/V2X(Vehicle to everything) communication)을 할 수 있다. 또한, IoT 기기(예, 센서)는 다른 IoT 기기(예, 센서) 또는 다른 무선 기기(100a~100f)와 직접 통신을 할 수 있다.

무선 기기(100a~100f)/기지국(200), 기지국(200)/기지국(200) 간에는 무선 통신/연결(150a, 150b, 150c)이 이뤄질 수 있다. 여기서, 무선 통신/연결은 상향/하향링크 통신(150a)과 사이드링크 통신(150b)(또는, D2D 통신), 기지국간 통신(150c)(e.g. relay, IAB(Integrated Access Backhaul)과 같은 다양한 무선 접속 기술(예, 5G NR)을 통해 이뤄질 수 있다. 무선 통신/연결(150a, 150b, 150c)을 통해 무선 기기와 기지국/무선 기기, 기지국과 기지국은 서로 무선 신호를 송신/수신할 수 있다. 예를 들어, 무선 통신/연결(150a, 150b, 150c)은 다양한 물리 채널을 통해 신호를 송신/수신할 수 있다. 이를 위해, 본 발명의 다양한 제안들에 기반하여, 무선 신호의 송신/수신을 위한 다양한 구성정보 설정 과정, 다양한 신호 처리 과정(예, 채널 인코딩/디코딩, 변조/복조, 자원 매핑/디매핑 등), 자원 할당 과정 등 중 적어도 일부가 수행될 수 있다.

본 발명이 적용되는 무선 기기 예

도 16은 본 발명에 적용될 수 있는 무선 기기를 예시한다.

도 16을 참조하면, 제1 무선 기기(100)와 제2 무선 기기(200)는 다양한 무선 접속 기술(예, LTE, NR)을 통해 무선 신호를 송수신할 수 있다. 여기서, {제1 무선 기기(100), 제2 무선 기기(200)}은 도 15의 {무선 기기(100x), 기지국(200)} 및/또는 {무선 기기(100x), 무선 기기(100x)}에 대응할 수 있다.

제1 무선 기기(100)는 하나 이상의 프로세서(102) 및 하나 이상의 메모리(104)를 포함하며, 추가적으로 하나 이상의 송수신기(106) 및/또는 하나 이상의 안테나(108)을 더 포함할 수 있다. 프로세서(102)는 메모리(104) 및/또는 송수신기(106)를 제어하며, 본 문서에 개시된 설명, 기능, 절차, 제안, 방법 및/또는 동작 순서도들을 구현하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 프로세서(102)는 메모리(104) 내의 정보를 처리하여 제1 정보/신호를 생성한 뒤, 송수신기(106)을 통해 제1 정보/신호를 포함하는 무선 신호를 전송할 수 있다. 또한, 프로세서(102)는 송수신기(106)를 통해 제2 정보/신호를 포함하는 무선 신호를 수신한 뒤, 제2 정보/신호의 신호 처리로부터 얻은 정보를 메모리(104)에 저장할 수 있다. 메모리(104)는 프로세서(102)와 연결될 수 있고, 프로세서(102)의 동작과 관련한 다양한 정보를 저장할 수 있다. 예를 들어, 메모리(104)는 프로세서(102)에 의해 제어되는 프로세스들 중 일부 또는 전부를 수행하거나, 본 문서에 개시된 설명, 기능, 절차, 제안, 방법 및/또는 동작 순서도들을 수행하기 위한 명령들을 포함하는 소프트웨어 코드를 저장할 수 있다. 여기서, 프로세서(102)와 메모리(104)는 무선 통신 기술(예, LTE, NR)을 구현하도록 설계된 통신 모뎀/회로/칩의 일부일 수 있다. 송수신기(106)는 프로세서(102)와 연결될 수 있고, 하나 이상의 안테나(108)를 통해 무선 신호를 송신 및/또는 수신할 수 있다. 송수신기(106)는 송신기 및/또는 수신기를 포함할 수 있다. 송수신기(106)는 RF(Radio Frequency) 유닛과 혼용될 수 있다. 본 발명에서 무선 기기는 통신 모뎀/회로/칩을 의미할 수도 있다.

제2 무선 기기(200)는 하나 이상의 프로세서(202), 하나 이상의 메모리(204)를 포함하며, 추가적으로 하나 이상의 송수신기(206) 및/또는 하나 이상의 안테나(208)를 더 포함할 수 있다. 프로세서(202)는 메모리(204) 및/또는 송수신기(206)를 제어하며, 본 문서에 개시된 설명, 기능, 절차, 제안, 방법 및/또는 동작 순서도들을 구현하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 프로세서(202)는 메모리(204) 내의 정보를 처리하여 제3 정보/신호를 생성한 뒤, 송수신기(206)를 통해 제3 정보/신호를 포함하는 무선 신호를 전송할 수 있다. 또한, 프로세서(202)는 송수신기(206)를 통해 제4 정보/신호를 포함하는 무선 신호를 수신한 뒤, 제4 정보/신호의 신호 처리로부터 얻은 정보를 메모리(204)에 저장할 수 있다. 메모리(204)는 프로세서(202)와 연결될 수 있고, 프로세서(202)의 동작과 관련한 다양한 정보를 저장할 수 있다. 예를 들어, 메모리(204)는 프로세서(202)에 의해 제어되는 프로세스들 중 일부 또는 전부를 수행하거나, 본 문서에 개시된 설명, 기능, 절차, 제안, 방법 및/또는 동작 순서도들을 수행하기 위한 명령들을 포함하는 소프트웨어 코드를 저장할 수 있다. 여기서, 프로세서(202)와 메모리(204)는 무선 통신 기술(예, LTE, NR)을 구현하도록 설계된 통신 모뎀/회로/칩의 일부일 수 있다. 송수신기(206)는 프로세서(202)와 연결될 수 있고, 하나 이상의 안테나(208)를 통해 무선 신호를 송신 및/또는 수신할 수 있다. 송수신기(206)는 송신기 및/또는 수신기를 포함할 수 있다 송수신기(206)는 RF 유닛과 혼용될 수 있다. 본 발명에서 무선 기기는 통신 모뎀/회로/칩을 의미할 수도 있다.

이하, 무선 기기(100, 200)의 하드웨어 요소에 대해 보다 구체적으로 설명한다. 이로 제한되는 것은 아니지만, 하나 이상의 프로토콜 계층이 하나 이상의 프로세서(102, 202)에 의해 구현될 수 있다. 예를 들어, 하나 이상의 프로세서(102, 202)는 하나 이상의 계층(예, PHY, MAC, RLC, PDCP, RRC, SDAP와 같은 기능적 계층)을 구현할 수 있다. 하나 이상의 프로세서(102, 202)는 본 문서에 개시된 설명, 기능, 절차, 제안, 방법 및/또는 동작 순서도들에 따라 하나 이상의 PDU(Protocol Data Unit) 및/또는 하나 이상의 SDU(Service Data Unit)를 생성할 수 있다. 하나 이상의 프로세서(102, 202)는 본 문서에 개시된 설명, 기능, 절차, 제안, 방법 및/또는 동작 순서도들에 따라 메시지, 제어정보, 데이터 또는 정보를 생성할 수 있다. 하나 이상의 프로세서(102, 202)는 본 문서에 개시된 기능, 절차, 제안 및/또는 방법에 따라 PDU, SDU, 메시지, 제어정보, 데이터 또는 정보를 포함하는 신호(예, 베이스밴드 신호)를 생성하여, 하나 이상의 송수신기(106, 206)에게 제공할 수 있다. 하나 이상의 프로세서(102, 202)는 하나 이상의 송수신기(106, 206)로부터 신호(예, 베이스밴드 신호)를 수신할 수 있고, 본 문서에 개시된 설명, 기능, 절차, 제안, 방법 및/또는 동작 순서도들에 따라 PDU, SDU, 메시지, 제어정보, 데이터 또는 정보를 획득할 수 있다.

하나 이상의 프로세서(102, 202)는 컨트롤러, 마이크로 컨트롤러, 마이크로 프로세서 또는 마이크로 컴퓨터로 지칭될 수 있다. 하나 이상의 프로세서(102, 202)는 하드웨어, 펌웨어, 소프트웨어, 또는 이들의 조합에 의해 구현될 수 있다. 일 예로, 하나 이상의 ASIC(Application Specific Integrated Circuit), 하나 이상의 DSP(Digital Signal Processor), 하나 이상의 DSPD(Digital Signal Processing Device), 하나 이상의 PLD(Programmable Logic Device) 또는 하나 이상의 FPGA(Field Programmable Gate Arrays)가 하나 이상의 프로세서(102, 202)에 포함될 수 있다. 본 문서에 개시된 설명, 기능, 절차, 제안, 방법 및/또는 동작 순서도들은 펌웨어 또는 소프트웨어를 사용하여 구현될 수 있고, 펌웨어 또는 소프트웨어는 모듈, 절차, 기능 등을 포함하도록 구현될 수 있다. 본 문서에 개시된 설명, 기능, 절차, 제안, 방법 및/또는 동작 순서도들은 수행하도록 설정된 펌웨어 또는 소프트웨어는 하나 이상의 프로세서(102, 202)에 포함되거나, 하나 이상의 메모리(104, 204)에 저장되어 하나 이상의 프로세서(102, 202)에 의해 구동될 수 있다. 본 문서에 개시된 설명, 기능, 절차, 제안, 방법 및/또는 동작 순서도들은 코드, 명령어 및/또는 명령어의 집합 형태로 펌웨어 또는 소프트웨어를 사용하여 구현될 수 있다.

하나 이상의 메모리(104, 204)는 하나 이상의 프로세서(102, 202)와 연결될 수 있고, 다양한 형태의 데이터, 신호, 메시지, 정보, 프로그램, 코드, 지시 및/또는 명령을 저장할 수 있다. 하나 이상의 메모리(104, 204)는 ROM, RAM, EPROM, 플래시 메모리, 하드 드라이브, 레지스터, 캐쉬 메모리, 컴퓨터 판독 저장 매체 및/또는 이들의 조합으로 구성될 수 있다. 하나 이상의 메모리(104, 204)는 하나 이상의 프로세서(102, 202)의 내부 및/또는 외부에 위치할 수 있다. 또한, 하나 이상의 메모리(104, 204)는 유선 또는 무선 연결과 같은 다양한 기술을 통해 하나 이상의 프로세서(102, 202)와 연결될 수 있다.

하나 이상의 송수신기(106, 206)는 하나 이상의 다른 장치에게 본 문서의 방법들 및/또는 동작 순서도 등에서 언급되는 사용자 데이터, 제어 정보, 무선 신호/채널 등을 전송할 수 있다. 하나 이상의 송수신기(106, 206)는 하나 이상의 다른 장치로부터 본 문서에 개시된 설명, 기능, 절차, 제안, 방법 및/또는 동작 순서도 등에서 언급되는 사용자 데이터, 제어 정보, 무선 신호/채널 등을 수신할 수 있다. 예를 들어, 하나 이상의 송수신기(106, 206)는 하나 이상의 프로세서(102, 202)와 연결될 수 있고, 무선 신호를 송수신할 수 있다. 예를 들어, 하나 이상의 프로세서(102, 202)는 하나 이상의 송수신기(106, 206)가 하나 이상의 다른 장치에게 사용자 데이터, 제어 정보 또는 무선 신호를 전송하도록 제어할 수 있다. 또한, 하나 이상의 프로세서(102, 202)는 하나 이상의 송수신기(106, 206)가 하나 이상의 다른 장치로부터 사용자 데이터, 제어 정보 또는 무선 신호를 수신하도록 제어할 수 있다. 또한, 하나 이상의 송수신기(106, 206)는 하나 이상의 안테나(108, 208)와 연결될 수 있고, 하나 이상의 송수신기(106, 206)는 하나 이상의 안테나(108, 208)를 통해 본 문서에 개시된 설명, 기능, 절차, 제안, 방법 및/또는 동작 순서도 등에서 언급되는 사용자 데이터, 제어 정보, 무선 신호/채널 등을 송수신하도록 설정될 수 있다. 본 문서에서, 하나 이상의 안테나는 복수의 물리 안테나이거나, 복수의 논리 안테나(예, 안테나 포트)일 수 있다. 하나 이상의 송수신기(106, 206)는 수신된 사용자 데이터, 제어 정보, 무선 신호/채널 등을 하나 이상의 프로세서(102, 202)를 이용하여 처리하기 위해, 수신된 무선 신호/채널 등을 RF 밴드 신호에서 베이스밴드 신호로 변환(Convert)할 수 있다. 하나 이상의 송수신기(106, 206)는 하나 이상의 프로세서(102, 202)를 이용하여 처리된 사용자 데이터, 제어 정보, 무선 신호/채널 등을 베이스밴드 신호에서 RF 밴드 신호로 변환할 수 있다. 이를 위하여, 하나 이상의 송수신기(106, 206)는 (아날로그) 오실레이터 및/또는 필터를 포함할 수 있다.

본 발명이 적용되는 신호 처리 회로 예

도 17은 전송 신호를 위한 신호 처리 회로를 예시한다.

도 17을 참조하면, 신호 처리 회로(1000)는 스크램블러(1010), 변조기(1020), 레이어 매퍼(1030), 프리코더(1040), 자원 매퍼(1050), 신호 생성기(1060)를 포함할 수 있다. 이로 제한되는 것은 아니지만, 도 17의 동작/기능은 도 16의 프로세서(102, 202) 및/또는 송수신기(106, 206)에서 수행될 수 있다. 도 17의 하드웨어 요소는 도 16의 프로세서(102, 202) 및/또는 송수신기(106, 206)에서 구현될 수 있다. 예를 들어, 블록 1010~1060은 도 16의 프로세서(102, 202)에서 구현될 수 있다. 또한, 블록 1010~1050은 도 16의 프로세서(102, 202)에서 구현되고, 블록 1060은 도 16의 송수신기(106, 206)에서 구현될 수 있다.

코드워드는 도 17의 신호 처리 회로(1000)를 거쳐 무선 신호로 변환될 수 있다. 여기서, 코드워드는 정보블록의 부호화된 비트 시퀀스이다. 정보블록은 전송블록(예, UL-SCH 전송블록, DL-SCH 전송블록)을 포함할 수 있다. 무선 신호는 다양한 물리 채널(예, PUSCH, PDSCH)을 통해 전송될 수 있다.

구체적으로, 코드워드는 스크램블러(1010)에 의해 스크램블된 비트 시퀀스로 변환될 수 있다. 스크램블에 사용되는 스크램블 시퀀스는 초기화 값에 기반하여 생성되며, 초기화 값은 무선 기기의 ID 정보 등이 포함될 수 있다. 스크램블된 비트 시퀀스는 변조기(1020)에 의해 변조 심볼 시퀀스로 변조될 수 있다. 변조 방식은 pi/2-BPSK(pi/2-Binary Phase Shift Keying), m-PSK(m-Phase Shift Keying), m-QAM(m-Quadrature Amplitude Modulation) 등을 포함할 수 있다. 복소 변조 심볼 시퀀스는 레이어 매퍼(1030)에 의해 하나 이상의 전송 레이어로 매핑될 수 있다. 각 전송 레이어의 변조 심볼들은 프리코더(1040)에 의해 해당 안테나 포트(들)로 매핑될 수 있다(프리코딩). 프리코더(1040)의 출력 z는 레이어 매퍼(1030)의 출력 y를 N*M의 프리코딩 행렬 W와 곱해 얻을 수 있다. 여기서, N은 안테나 포트의 개수, M은 전송 레이어의 개수이다. 여기서, 프리코더(1040)는 복소 변조 심볼들에 대한 트랜스폼(transform) 프리코딩(예, DFT 변환)을 수행한 이후에 프리코딩을 수행할 수 있다. 또한, 프리코더(1040)는 트랜스폼 프리코딩을 수행하지 않고 프리코딩을 수행할 수 있다.

자원 매퍼(1050)는 각 안테나 포트의 변조 심볼들을 시간-주파수 자원에 매핑할 수 있다. 시간-주파수 자원은 시간 도메인에서 복수의 심볼(예, CP-OFDMA 심볼, DFT-s-OFDMA 심볼)을 포함하고, 주파수 도메인에서 복수의 부반송파를 포함할 수 있다. 신호 생성기(1060)는 매핑된 변조 심볼들로부터 무선 신호를 생성하며, 생성된 무선 신호는 각 안테나를 통해 다른 기기로 전송될 수 있다. 이를 위해, 신호 생성기(1060)는 IFFT(Inverse Fast Fourier Transform) 모듈 및 CP(Cyclic Prefix) 삽입기, DAC(Digital-to-Analog Converter), 주파수 상향 변환기(frequency uplink converter) 등을 포함할 수 있다.

무선 기기에서 수신 신호를 위한 신호 처리 과정은 도 17의 신호 처리 과정(1010~1060)의 역으로 구성될 수 있다. 예를 들어, 무선 기기(예, 도 16의 100, 200)는 안테나 포트/송수신기를 통해 외부로부터 무선 신호를 수신할 수 있다. 수신된 무선 신호는 신호 복원기를 통해 베이스밴드 신호로 변환될 수 있다. 이를 위해, 신호 복원기는 주파수 하향 변환기(frequency downlink converter), ADC(analog-to-digital converter), CP 제거기, FFT(Fast Fourier Transform) 모듈을 포함할 수 있다. 이후, 베이스밴드 신호는 자원 디-매퍼 과정, 포스트코딩(postcoding) 과정, 복조 과정 및 디-스크램블 과정을 거쳐 코드워드로 복원될 수 있다. 코드워드는 복호(decoding)를 거쳐 원래의 정보블록으로 복원될 수 있다. 따라서, 수신 신호를 위한 신호 처리 회로(미도시)는 신호 복원기, 자원 디-매퍼, 포스트코더, 복조기, 디-스크램블러 및 복호기를 포함할 수 있다.

본 발명이 적용되는 무선 기기 활용 예

도 18은 본 발명에 적용되는 무선 기기의 다른 예를 나타낸다. 무선 기기는 사용-예/서비스에 따라 다양한 형태로 구현될 수 있다(도 15 참조).

도 18을 참조하면, 무선 기기(100, 200)는 도 16의 무선 기기(100,200)에 대응하며, 다양한 요소(element), 성분(component), 유닛/부(unit), 및/또는 모듈(module)로 구성될 수 있다. 예를 들어, 무선 기기(100, 200)는 통신부(110), 제어부(120), 메모리부(130) 및 추가 요소(140)를 포함할 수 있다. 통신부는 통신 회로(112) 및 송수신기(들)(114)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 통신 회로(112)는 도 16의 하나 이상의 프로세서(102,202) 및/또는 하나 이상의 메모리(104,204) 를 포함할 수 있다. 예를 들어, 송수신기(들)(114)는 도 16의 하나 이상의 송수신기(106,206) 및/또는 하나 이상의 안테나(108,208)을 포함할 수 있다. 제어부(120)는 통신부(110), 메모리부(130) 및 추가 요소(140)와 전기적으로 연결되며 무선 기기의 제반 동작을 제어한다. 예를 들어, 제어부(120)는 메모리부(130)에 저장된 프로그램/코드/명령/정보에 기반하여 무선 기기의 전기적/기계적 동작을 제어할 수 있다. 또한, 제어부(120)는 메모리부(130)에 저장된 정보를 통신부(110)을 통해 외부(예, 다른 통신 기기)로 무선/유선 인터페이스를 통해 전송하거나, 통신부(110)를 통해 외부(예, 다른 통신 기기)로부터 무선/유선 인터페이스를 통해 수신된 정보를 메모리부(130)에 저장할 수 있다.

추가 요소(140)는 무선 기기의 종류에 따라 다양하게 구성될 수 있다. 예를 들어, 추가 요소(140)는 파워 유닛/배터리, 입출력부(I/O unit), 구동부 및 컴퓨팅부 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 이로 제한되는 것은 아니지만, 무선 기기는 로봇(도 15, 100a), 차량(도 15, 100b-1, 100b-2), XR 기기(도 15, 100c), 휴대 기기(도 15, 100d), 가전(도 15, 100e), IoT 기기(도 15, 100f), 디지털 방송용 단말, 홀로그램 장치, 공공 안전 장치, MTC 장치, 의료 장치, 핀테크 장치(또는 금융 장치), 보안 장치, 기후/환경 장치, AI 서버/기기(도 15, 400), 기지국(도 15, 200), 네트워크 노드 등의 형태로 구현될 수 있다. 무선 기기는 사용-예/서비스에 따라 이동 가능하거나 고정된 장소에서 사용될 수 있다.

도 18에서 무선 기기(100, 200) 내의 다양한 요소, 성분, 유닛/부, 및/또는 모듈은 전체가 유선 인터페이스를 통해 상호 연결되거나, 적어도 일부가 통신부(110)를 통해 무선으로 연결될 수 있다. 예를 들어, 무선 기기(100, 200) 내에서 제어부(120)와 통신부(110)는 유선으로 연결되며, 제어부(120)와 제1 유닛(예, 130, 140)은 통신부(110)를 통해 무선으로 연결될 수 있다. 또한, 무선 기기(100, 200) 내의 각 요소, 성분, 유닛/부, 및/또는 모듈은 하나 이상의 요소를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 제어부(120)는 하나 이상의 프로세서 집합으로 구성될 수 있다. 예를 들어, 제어부(120)는 통신 제어 프로세서, 어플리케이션 프로세서(Application processor), ECU(Electronic Control Unit), 그래픽 처리 프로세서, 메모리 제어 프로세서 등의 집합으로 구성될 수 있다. 다른 예로, 메모리부(130)는 RAM(Random Access Memory), DRAM(Dynamic RAM), ROM(Read Only Memory), 플래시 메모리(flash memory), 휘발성 메모리(volatile memory), 비-휘발성 메모리(non-volatile memory) 및/또는 이들의 조합으로 구성될 수 있다.

이하, 도 18의 구현 예에 대해 도면을 참조하여 보다 자세히 설명한다.

본 발명이 적용되는 휴대기기 예

도 19는 본 발명에 적용되는 휴대 기기를 예시한다. 휴대 기기는 스마트폰, 스마트패드, 웨어러블 기기(예, 스마트워치, 스마트글래스), 휴대용 컴퓨터(예, 노트북 등)을 포함할 수 있다. 휴대 기기는 MS(Mobile Station), UT(user terminal), MSS(Mobile Subscriber Station), SS(Subscriber Station), AMS(Advanced Mobile Station) 또는 WT(Wireless terminal)로 지칭될 수 있다.

도 19를 참조하면, 휴대 기기(100)는 안테나부(108), 통신부(110), 제어부(120), 메모리부(130), 전원공급부(140a), 인터페이스부(140b) 및 입출력부(140c)를 포함할 수 있다. 안테나부(108)는 통신부(110)의 일부로 구성될 수 있다. 블록 110~130/140a~140c는 각각 도 18의 블록 110~130/140에 대응한다.

통신부(110)는 다른 무선 기기, 기지국들과 신호(예, 데이터, 제어 신호 등)를 송수신할 수 있다. 제어부(120)는 휴대 기기(100)의 구성 요소들을 제어하여 다양한 동작을 수행할 수 있다. 제어부(120)는 AP(Application Processor)를 포함할 수 있다. 메모리부(130)는 휴대 기기(100)의 구동에 필요한 데이터/파라미터/프로그램/코드/명령을 저장할 수 있다. 또한, 메모리부(130)는 입/출력되는 데이터/정보 등을 저장할 수 있다. 전원공급부(140a)는 휴대 기기(100)에게 전원을 공급하며, 유/무선 충전 회로, 배터리 등을 포함할 수 있다. 인터페이스부(140b)는 휴대 기기(100)와 다른 외부 기기의 연결을 지원할 수 있다. 인터페이스부(140b)는 외부 기기와의 연결을 위한 다양한 포트(예, 오디오 입/출력 포트, 비디오 입/출력 포트)를 포함할 수 있다. 입출력부(140c)는 영상 정보/신호, 오디오 정보/신호, 데이터, 및/또는 사용자로부터 입력되는 정보를 입력 받거나 출력할 수 있다. 입출력부(140c)는 카메라, 마이크로폰, 사용자 입력부, 디스플레이부(140d), 스피커 및/또는 햅틱 모듈 등을 포함할 수 있다.

일 예로, 데이터 통신의 경우, 입출력부(140c)는 사용자로부터 입력된 정보/신호(예, 터치, 문자, 음성, 이미지, 비디오)를 획득하며, 획득된 정보/신호는 메모리부(130)에 저장될 수 있다. 통신부(110)는 메모리에 저장된 정보/신호를 무선 신호로 변환하고, 변환된 무선 신호를 다른 무선 기기에게 직접 전송하거나 기지국에게 전송할 수 있다. 또한, 통신부(110)는 다른 무선 기기 또는 기지국으로부터 무선 신호를 수신한 뒤, 수신된 무선 신호를 원래의 정보/신호로 복원할 수 있다. 복원된 정보/신호는 메모리부(130)에 저장된 뒤, 입출력부(140c)를 통해 다양한 형태(예, 문자, 음성, 이미지, 비디오, 헵틱)로 출력될 수 있다.

본 발명이 적용되는 차량 또는 자율 주행 차량 예

도 20은 본 발명에 적용되는 차량 또는 자율 주행 차량을 예시한다. 차량 또는 자율 주행 차량은 이동형 로봇, 차량, 기차, 유/무인 비행체(Aerial Vehicle, AV), 선박 등으로 구현될 수 있다.

도 20을 참조하면, 차량 또는 자율 주행 차량(100)은 안테나부(108), 통신부(110), 제어부(120), 구동부(140a), 전원공급부(140b), 센서부(140c) 및 자율 주행부(140d)를 포함할 수 있다. 안테나부(108)는 통신부(110)의 일부로 구성될 수 있다. 블록 110/130/140a~140d는 각각 도 18의 블록 110/130/140에 대응한다.

통신부(110)는 다른 차량, 기지국(e.g. 기지국, 노변 기지국(Road Side unit) 등), 서버 등의 외부 기기들과 신호(예, 데이터, 제어 신호 등)를 송수신할 수 있다. 제어부(120)는 차량 또는 자율 주행 차량(100)의 요소들을 제어하여 다양한 동작을 수행할 수 있다. 제어부(120)는 ECU(Electronic Control Unit)를 포함할 수 있다. 구동부(140a)는 차량 또는 자율 주행 차량(100)을 지상에서 주행하게 할 수 있다. 구동부(140a)는 엔진, 모터, 파워 트레인, 바퀴, 브레이크, 조향 장치 등을 포함할 수 있다. 전원공급부(140b)는 차량 또는 자율 주행 차량(100)에게 전원을 공급하며, 유/무선 충전 회로, 배터리 등을 포함할 수 있다. 센서부(140c)는 차량 상태, 주변 환경 정보, 사용자 정보 등을 얻을 수 있다. 센서부(140c)는 IMU(inertial measurement unit) 센서, 충돌 센서, 휠 센서(wheel sensor), 속도 센서, 경사 센서, 중량 감지 센서, 헤딩 센서(heading sensor), 포지션 모듈(position module), 차량 전진/후진 센서, 배터리 센서, 연료 센서, 타이어 센서, 스티어링 센서, 온도 센서, 습도 센서, 초음파 센서, 조도 센서, 페달 포지션 센서 등을 포함할 수 있다. 자율 주행부(140d)는 주행중인 차선을 유지하는 기술, 어댑티브 크루즈 컨트롤과 같이 속도를 자동으로 조절하는 기술, 정해진 경로를 따라 자동으로 주행하는 기술, 목적지가 설정되면 자동으로 경로를 설정하여 주행하는 기술 등을 구현할 수 있다.

일 예로, 통신부(110)는 외부 서버로부터 지도 데이터, 교통 정보 데이터 등을 수신할 수 있다. 자율 주행부(140d)는 획득된 데이터를 기반으로 자율 주행 경로와 드라이빙 플랜을 생성할 수 있다. 제어부(120)는 드라이빙 플랜에 따라 차량 또는 자율 주행 차량(100)이 자율 주행 경로를 따라 이동하도록 구동부(140a)를 제어할 수 있다(예, 속도/방향 조절). 자율 주행 도중에 통신부(110)는 외부 서버로부터 최신 교통 정보 데이터를 비/주기적으로 획득하며, 주변 차량으로부터 주변 교통 정보 데이터를 획득할 수 있다. 또한, 자율 주행 도중에 센서부(140c)는 차량 상태, 주변 환경 정보를 획득할 수 있다. 자율 주행부(140d)는 새로 획득된 데이터/정보에 기반하여 자율 주행 경로와 드라이빙 플랜을 갱신할 수 있다. 통신부(110)는 차량 위치, 자율 주행 경로, 드라이빙 플랜 등에 관한 정보를 외부 서버로 전달할 수 있다. 외부 서버는 차량 또는 자율 주행 차량들로부터 수집된 정보에 기반하여, AI 기술 등을 이용하여 교통 정보 데이터를 미리 예측할 수 있고, 예측된 교통 정보 데이터를 차량 또는 자율 주행 차량들에게 제공할 수 있다.

본 발명이 적용되는 AR/VR 및 차량 예

도 21은 본 발명에 적용되는 차량을 예시한다. 차량은 운송수단, 기차, 비행체, 선박 등으로도 구현될 수 있다.

도 21을 참조하면, 차량(100)은 통신부(110), 제어부(120), 메모리부(130), 입출력부(140a) 및 위치 측정부(140b)를 포함할 수 있다. 여기서, 블록 110~130/140a~140b는 각각 도 18의 블록 110~130/140에 대응한다.

통신부(110)는 다른 차량, 또는 기지국 등의 외부 기기들과 신호(예, 데이터, 제어 신호 등)를 송수신할 수 있다. 제어부(120)는 차량(100)의 구성 요소들을 제어하여 다양한 동작을 수행할 수 있다. 메모리부(130)는 차량(100)의 다양한 기능을 지원하는 데이터/파라미터/프로그램/코드/명령을 저장할 수 있다. 입출력부(140a)는 메모리부(130) 내의 정보에 기반하여 AR/VR 오브젝트를 출력할 수 있다. 입출력부(140a)는 HUD를 포함할 수 있다. 위치 측정부(140b)는 차량(100)의 위치 정보를 획득할 수 있다. 위치 정보는 차량(100)의 절대 위치 정보, 주행선 내에서의 위치 정보, 가속도 정보, 주변 차량과의 위치 정보 등을 포함할 수 있다. 위치 측정부(140b)는 GPS 및 다양한 센서들을 포함할 수 있다.

일 예로, 차량(100)의 통신부(110)는 외부 서버로부터 지도 정보, 교통 정보 등을 수신하여 메모리부(130)에 저장할 수 있다. 위치 측정부(140b)는 GPS 및 다양한 센서를 통하여 차량 위치 정보를 획득하여 메모리부(130)에 저장할 수 있다. 제어부(120)는 지도 정보, 교통 정보 및 차량 위치 정보 등에 기반하여 가상 오브젝트를 생성하고, 입출력부(140a)는 생성된 가상 오브젝트를 차량 내 유리창에 표시할 수 있다(1410, 1420). 또한, 제어부(120)는 차량 위치 정보에 기반하여 차량(100)이 주행선 내에서 정상적으로 운행되고 있는지 판단할 수 있다. 차량(100)이 주행선을 비정상적으로 벗어나는 경우, 제어부(120)는 입출력부(140a)를 통해 차량 내 유리창에 경고를 표시할 수 있다. 또한, 제어부(120)는 통신부(110)를 통해 주변 차량들에게 주행 이상에 관한 경고 메세지를 방송할 수 있다. 상황에 따라, 제어부(120)는 통신부(110)를 통해 관계 기관에게 차량의 위치 정보와, 주행/차량 이상에 관한 정보를 전송할 수 있다.

본 발명이 적용되는 XR 기기 예

도 22는 본 발명에 적용되는 XR 기기를 예시한다. XR 기기는 HMD, 차량에 구비된 HUD(Head-Up Display), 텔레비전, 스마트폰, 컴퓨터, 웨어러블 디바이스, 가전 기기, 디지털 사이니지(signage), 차량, 로봇 등으로 구현될 수 있다.

도 22를 참조하면, XR 기기(100a)는 통신부(110), 제어부(120), 메모리부(130), 입출력부(140a), 센서부(140b) 및 전원공급부(140c)를 포함할 수 있다. 여기서, 블록 110~130/140a~140c은 각각 도 18의 블록 110~130/140에 대응한다.

통신부(110)는 다른 무선 기기, 휴대 기기, 또는 미디어 서버 등의 외부 기기들과 신호(예, 미디어 데이터, 제어 신호 등)를 송수신할 수 있다. 미디어 데이터는 영상, 이미지, 소리 등을 포함할 수 있다. 제어부(120)는 XR 기기(100a)의 구성 요소들을 제어하여 다양한 동작을 수행할 수 있다. 예를 들어, 제어부(120)는 비디오/이미지 획득, (비디오/이미지) 인코딩, 메타데이터 생성 및 처리 등의 절차를 제어 및/또는 수행하도록 구성될 수 있다. 메모리부(130)는 XR 기기(100a)의 구동/XR 오브젝트의 생성에 필요한 데이터/파라미터/프로그램/코드/명령을 저장할 수 있다. 입출력부(140a)는 외부로부터 제어 정보, 데이터 등을 획득하며, 생성된 XR 오브젝트를 출력할 수 있다. 입출력부(140a)는 카메라, 마이크로폰, 사용자 입력부, 디스플레이부, 스피커 및/또는 햅틱 모듈 등을 포함할 수 있다. 센서부(140b)는 XR 기기 상태, 주변 환경 정보, 사용자 정보 등을 얻을 수 있다. 센서부(140b)는 근접 센서, 조도 센서, 가속도 센서, 자기 센서, 자이로 센서, 관성 센서, RGB 센서, IR 센서, 지문 인식 센서, 초음파 센서, 광 센서, 마이크로폰 및/또는 레이더 등을 포함할 수 있다. 전원공급부(140c)는 XR 기기(100a)에게 전원을 공급하며, 유/무선 충전 회로, 배터리 등을 포함할 수 있다.

일 예로, XR 기기(100a)의 메모리부(130)는 XR 오브젝트(예, AR/VR/MR 오브젝트)의 생성에 필요한 정보(예, 데이터 등)를 포함할 수 있다. 입출력부(140a)는 사용자로부터 XR 기기(100a)를 조작하는 명령을 회득할 수 있으며, 제어부(120)는 사용자의 구동 명령에 따라 XR 기기(100a)를 구동시킬 수 있다. 예를 들어, 사용자가 XR 기기(100a)를 통해 영화, 뉴스 등을 시청하려고 하는 경우, 제어부(120)는 통신부(130)를 통해 컨텐츠 요청 정보를 다른 기기(예, 휴대 기기(100b)) 또는 미디어 서버에 전송할 수 있다. 통신부(130)는 다른 기기(예, 휴대 기기(100b)) 또는 미디어 서버로부터 영화, 뉴스 등의 컨텐츠를 메모리부(130)로 다운로드/스트리밍 받을 수 있다. 제어부(120)는 컨텐츠에 대해 비디오/이미지 획득, (비디오/이미지) 인코딩, 메타데이터 생성/처리 등의 절차를 제어 및/또는 수행하며, 입출력부(140a)/센서부(140b)를 통해 획득한 주변 공간 또는 현실 오브젝트에 대한 정보에 기반하여 XR 오브젝트를 생성/출력할 수 있다.

또한, XR 기기(100a)는 통신부(110)를 통해 휴대 기기(100b)와 무선으로 연결되며, XR 기기(100a)의 동작은 휴대 기기(100b)에 의해 제어될 수 있다. 예를 들어, 휴대 기기(100b)는 XR 기기(100a)에 대한 콘트롤러로 동작할 수 있다. 이를 위해, XR 기기(100a)는 휴대 기기(100b)의 3차원 위치 정보를 획득한 뒤, 휴대 기기(100b)에 대응하는 XR 개체를 생성하여 출력할 수 있다.

본 발명이 적용되는 로봇 예

도 23은 본 발명에 적용되는 로봇을 예시한다. 로봇은 사용 목적이나 분야에 따라 산업용, 의료용, 가정용, 군사용 등으로 분류될 수 있다.

도 23을 참조하면, 로봇(100)은 통신부(110), 제어부(120), 메모리부(130), 입출력부(140a), 센서부(140b) 및 구동부(140c)를 포함할 수 있다. 여기서, 블록 110~130/140a~140c은 각각 도 18의 블록 110~130/140에 대응한다.

통신부(110)는 다른 무선 기기, 다른 로봇, 또는 제어 서버 등의 외부 기기들과 신호(예, 구동 정보, 제어 신호 등)를 송수신할 수 있다. 제어부(120)는 로봇(100)의 구성 요소들을 제어하여 다양한 동작을 수행할 수 있다. 메모리부(130)는 로봇(100)의 다양한 기능을 지원하는 데이터/파라미터/프로그램/코드/명령을 저장할 수 있다. 입출력부(140a)는 로봇(100)의 외부로부터 정보를 획득하며, 로봇(100)의 외부로 정보를 출력할 수 있다. 입출력부(140a)는 카메라, 마이크로폰, 사용자 입력부, 디스플레이부, 스피커 및/또는 햅틱 모듈 등을 포함할 수 있다. 센서부(140b)는 로봇(100)의 내부 정보, 주변 환경 정보, 사용자 정보 등을 얻을 수 있다. 센서부(140b)는 근접 센서, 조도 센서, 가속도 센서, 자기 센서, 자이로 센서, 관성 센서, IR 센서, 지문 인식 센서, 초음파 센서, 광 센서, 마이크로폰, 레이더 등을 포함할 수 있다. 구동부(140c)는 로봇 관절을 움직이는 등의 다양한 물리적 동작을 수행할 수 있다. 또한, 구동부(140c)는 로봇(100)을 지상에서 주행하거나 공중에서 비행하게 할 수 있다. 구동부(140c)는 액츄에이터, 모터, 바퀴, 브레이크, 프로펠러 등을 포함할 수 있다.

본 발명이 적용되는 AI 기기 예

도 24는 본 발명에 적용되는 AI 기기를 예시한다. AI 기기는 TV, 프로젝터, 스마트폰, PC, 노트북, 디지털방송용 단말기, 태블릿 PC, 웨어러블 장치, 셋톱박스(STB), 라디오, 세탁기, 냉장고, 디지털 사이니지, 로봇, 차량 등과 같은, 고정형 기기 또는 이동 가능한 기기 등으로 구현될 수 있다.

도 24를 참조하면, AI 기기(100)는 통신부(110), 제어부(120), 메모리부(130), 입/출력부(140a/140b), 러닝 프로세서부(140c) 및 센서부(140d)를 포함할 수 있다. 블록 110~130/140a~140d는 각각 도 18의 블록 110~130/140에 대응한다.

통신부(110)는 유무선 통신 기술을 이용하여 다른 AI 기기(예, 도 15, 100x, 200, 400)나 AI 서버(예, 도 15의 400) 등의 외부 기기들과 유무선 신호(예, 센서 정보, 사용자 입력, 학습 모델, 제어 신호 등)를 송수신할 수 있다. 이를 위해, 통신부(110)는 메모리부(130) 내의 정보를 외부 기기로 전송하거나, 외부 기기로부터 수신된 신호를 메모리부(130)로 전달할 수 있다.

제어부(120)는 데이터 분석 알고리즘 또는 머신 러닝 알고리즘을 사용하여 결정되거나 생성된 정보에 기초하여, AI 기기(100)의 적어도 하나의 실행 가능한 동작을 결정할 수 있다. 그리고, 제어부(120)는 AI 기기(100)의 구성 요소들을 제어하여 결정된 동작을 수행할 수 있다. 예를 들어, 제어부(120)는 러닝 프로세서부(140c) 또는 메모리부(130)의 데이터를 요청, 검색, 수신 또는 활용할 수 있고, 적어도 하나의 실행 가능한 동작 중 예측되는 동작이나, 바람직한 것으로 판단되는 동작을 실행하도록 AI 기기(100)의 구성 요소들을 제어할 수 있다. 또한, 제어부(120)는 AI 장치(100)의 동작 내용이나 동작에 대한 사용자의 피드백 등을 포함하는 이력 정보를 수집하여 메모리부(130) 또는 러닝 프로세서부(140c)에 저장하거나, AI 서버(도 15, 400) 등의 외부 장치에 전송할 수 있다. 수집된 이력 정보는 학습 모델을 갱신하는데 이용될 수 있다.

메모리부(130)는 AI 기기(100)의 다양한 기능을 지원하는 데이터를 저장할 수 있다. 예를 들어, 메모리부(130)는 입력부(140a)로부터 얻은 데이터, 통신부(110)로부터 얻은 데이터, 러닝 프로세서부(140c)의 출력 데이터, 및 센싱부(140)로부터 얻은 데이터를 저장할 수 있다. 또한, 메모리부(130)는 제어부(120)의 동작/실행에 필요한 제어 정보 및/또는 소프트웨어 코드를 저장할 수 있다.

입력부(140a)는 AI 기기(100)의 외부로부터 다양한 종류의 데이터를 획득할 수 있다. 예를 들어, 입력부(140a)는 모델 학습을 위한 학습 데이터, 및 학습 모델이 적용될 입력 데이터 등을 획득할 수 있다. 입력부(140a)는 카메라, 마이크로폰 및/또는 사용자 입력부 등을 포함할 수 있다. 출력부(140b)는 시각, 청각 또는 촉각 등과 관련된 출력을 발생시킬 수 있다. 출력부(140b)는 디스플레이부, 스피커 및/또는 햅틱 모듈 등을 포함할 수 있다. 센싱부(140)는 다양한 센서들을 이용하여 AI 기기(100)의 내부 정보, AI 기기(100)의 주변 환경 정보 및 사용자 정보 중 적어도 하나를 얻을 수 있다. 센싱부(140)는 근접 센서, 조도 센서, 가속도 센서, 자기 센서, 자이로 센서, 관성 센서, RGB 센서, IR 센서, 지문 인식 센서, 초음파 센서, 광 센서, 마이크로폰 및/또는 레이더 등을 포함할 수 있다.

러닝 프로세서부(140c)는 학습 데이터를 이용하여 인공 신경망으로 구성된 모델을 학습시킬 수 있다. 러닝 프로세서부(140c)는 AI 서버(도 15, 400)의 러닝 프로세서부와 함께 AI 프로세싱을 수행할 수 있다. 러닝 프로세서부(140c)는 통신부(110)를 통해 외부 기기로부터 수신된 정보, 및/또는 메모리부(130)에 저장된 정보를 처리할 수 있다. 또한, 러닝 프로세서부(140c)의 출력 값은 통신부(110)를 통해 외부 기기로 전송되거나/되고, 메모리부(130)에 저장될 수 있다.

상술한 바와 같은 본 발명의 다양한 실시형태들은 3GPP 시스템을 중심으로 설명하였으나, 다양한 이동통신 시스템에 동일한 방식으로 적용될 수 있다.

Claims

무선 통신 시스템에서 SMF(Session Management Function)가 신호를 송수신하는 방법에 있어서,

SMF가 non-accepted GBR QoS Flow에 관련된 정보를 수신하는 단계; 및

상기 SMF가 타겟 NG-RAN(Next Generation-Radio Access Network)으로 non-accepted GBR QoS Flow에 대한 QNC(QoS Notification Control)의 적용에 관련된 요청 정보를 전송하는 단계;

를 포함하는, 방법.
제1항에 있어서,

상기 SMF가, 상기 non-accepted GBR QoS Flow에 관련된 정보에 기초해, QNC를 적용할 non-accepted GBR QoS Flow를 결정하는 단계를 더 포함하는, 방법.
제1항에 있어서,

상기 요청 정보는 non-accepted GBR QoS Flow에 관련된 UE(User equipment)가 상기 타겟 NG-RAN으로 핸드오버 한 이후에 전송된 것인, 방법.
제1항에 있어서,

상기 SMF는 QNC를 위해서만 상기 non-accepted GBR QoS Flow에 관련된 컨텍스트를 유지하는, 방법.
제1항에 있어서,

상기 SMF는 상기 NG-RAN으로부터 상기 NG-RAN의 non-accepted GBR QoS Flow에 대한 QoS의 보장에 관련된 통보를 수신하는, 방법.
제5항에 있어서,

상기 SMF는 상기 non-accepted GBR QoS Flow에 대한 무선 리소스 수립을 위한 PDU Session Modification 절차를 트리거하는, 방법.
제1항에 있어서,

상기 요청 정보는 N2 SM information에 포함된 것인, 방법.
제1항에 있어서,

상기 요청 정보는 Namf_Communication_N1N2MessageTransfer에 포함되는 것인, 방법.
제1항에 있어서,

상기 요청 정보는 QoS Flow to Release List에 포함된 정보 요소, PDU Session Resource Modify Request Transfer 메시지에 포함된 정보 요소 중 하나에 포함되는 것인, 방법.
제1항에 있어서,

상기 요청 정보는 AMF(Access and Mobility Management Function)를 통해 상기 타겟 NG-RAN으로 전달되는 것인, 방법.
제1항에 있어서,

상기 non-accepted GBR QoS Flow에 관련된 UE가 다른 NG-RAN으로 핸드오버한 경우, 상기 non-accepted GBR QoS Flow에 관련된 컨텍스트는 상기 다른 NG-RAN으로 제공되지 않는, 방법.
무선통신시스템에서 SMF(Session Management Function) 장치에 있어서,

적어도 하나의 프로세서;

상기 적어도 하나의 프로세서와 사용 가능하게 연결된 적어도 하나의 메모리를 포함하고,

상기 적어도 하나의 프로세서는, non-accepted GBR QoS Flow에 관련된 정보를 수신하고, 타겟 NG-RAN(Next Generation-Radio Access Network)으로 non-accepted GBR QoS Flow에 대한 QNC(QoS Notification Control)의 적용에 관련된 요청 정보를 전송하는, 장치.
무선 통신 시스템에서 NG-RAN(Next Generation-Radio Access Network)이 신호를 송수신하는 방법에 있어서,

상기 NG-RAN이, non-accepted GBR QoS Flow에 관련된 정보를 수신한 SMF(Session Management Function)로부터, non-accepted GBR QoS Flow에 대한 QNC(QoS Notification Control)의 적용에 관련된 요청 정보를 수신하는 단계;

를 포함하는, 방법.
무선통신시스템에서 NG-RAN(Next Generation-Radio Access Network) 장치에 있어서,

적어도 하나의 프로세서;

상기 적어도 하나의 프로세서와 사용 가능하게 연결된 적어도 하나의 메모리를 포함하고,

상기 적어도 하나의 프로세서는, non-accepted GBR QoS Flow에 관련된 정보를 수신한 SMF(Session Management Function)로부터, non-accepted GBR QoS Flow에 대한 QNC(QoS Notification Control)의 적용에 관련된 요청 정보를 수신하는, 장치.