WO2023090973A1 - 무선 통신 시스템에서 서비스 기능 체인을 제공하는 방법 및 장치 - Google Patents

무선 통신 시스템에서 서비스 기능 체인을 제공하는 방법 및 장치 Download PDF

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WO2023090973A1
WO2023090973A1 PCT/KR2022/018437 KR2022018437W WO2023090973A1 WO 2023090973 A1 WO2023090973 A1 WO 2023090973A1 KR 2022018437 W KR2022018437 W KR 2022018437W WO 2023090973 A1 WO2023090973 A1 WO 2023090973A1
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WO
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information
sfc
terminal
application
function
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PCT/KR2022/018437
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Inventor
박중신
정상수
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삼성전자 주식회사
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    • H—ELECTRICITY
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    • H04L41/08—Configuration management of networks or network elements
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    • Y02D—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES [ICT], I.E. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES AIMING AT THE REDUCTION OF THEIR OWN ENERGY USE
    • Y02D30/00—Reducing energy consumption in communication networks
    • Y02D30/70—Reducing energy consumption in communication networks in wireless communication networks

Definitions

  • the present invention relates to a wireless communication system, and relates to a method and apparatus for providing a network service function requested by an application server in a wireless communication system.
  • 5G mobile communication technology defines a wide frequency band to enable fast transmission speed and new services. It can also be implemented in the ultra-high frequency band ('Above 6GHz') called Wave.
  • 6G mobile communication technology which is called a system after 5G communication (Beyond 5G)
  • Beyond 5G in order to achieve transmission speed that is 50 times faster than 5G mobile communication technology and ultra-low latency reduced to 1/10, tera Implementations in Terahertz bands (eg, such as the 3 Terahertz (3 THz) band at 95 GHz) are being considered.
  • eMBB enhanced mobile broadband
  • URLLC ultra-reliable low-latency communications
  • mMTC massive machine-type communications
  • Beamforming and Massive MIMO to mitigate the path loss of radio waves in the ultra-high frequency band and increase the propagation distance of radio waves, with the goal of satisfying service support and performance requirements, and efficient use of ultra-high frequency resources
  • numerology support multiple subcarrier interval operation, etc.
  • BWP Band-Width Part
  • large capacity New channel coding methods such as LDPC (Low Density Parity Check) code for data transmission and Polar Code for reliable transmission of control information, L2 pre-processing, and dedicated services specialized for specific services Standardization of network slicing that provides a network has been progressed.
  • LDPC Low Density Parity Check
  • NR-U New Radio Unlicensed
  • UE Power Saving NR terminal low power consumption technology
  • NTN non-terrestrial network
  • IAB Intelligent Internet of Things
  • IIoT Intelligent Internet of Things
  • DAPS Dual Active Protocol Stack
  • 2-step random access that simplifies the random access procedure
  • RACH for Standardization in the field of air interface architecture/protocol for technologies such as NR
  • an architecture eg, service based architecture, service based interface
  • MEC mobile edge computing
  • AR augmented reality
  • VR virtual reality
  • MR mixed reality
  • XR extended reality
  • AI artificial intelligence
  • ML machine learning
  • FD-MIMO Full Dimensional MIMO
  • Array Antenna for guaranteeing coverage in the terahertz band of 6G mobile communication technology.
  • multi-antenna transmission technologies such as large scale antennas, metamaterial-based lenses and antennas to improve coverage of terahertz band signals, high-dimensional spatial multiplexing technology using Orbital Angular Momentum (OAM), RIS ( Reconfigurable Intelligent Surface) technology, as well as full duplex technology to improve frequency efficiency and system network of 6G mobile communication technology, satellite, and AI (Artificial Intelligence) are utilized from the design stage and end-to-end (End-to-End) -to-End) Development of AI-based communication technology that realizes system optimization by internalizing AI-supported functions and next-generation distributed computing technology that realizes complex services beyond the limits of terminal computing capabilities by utilizing ultra-high-performance communication and computing resources could be the basis for
  • An object of an embodiment of the present invention is to provide a method and apparatus for an application server to transmit necessary requests to a wireless communication system and to manage them in a network.
  • An embodiment of the present invention to solve the above problems is characterized by a method of dynamically configuring and managing necessary user plane functions according to a request of an application server.
  • a method performed by a service function chaining supporting function (SFCSF) of a communication system is information of an application to which service function chaining (SFC) is applied. and receiving, from an application function (AF) or policy control function (PCF) information related to the SFC including information of a terminal to which the SFC is to be applied.
  • SFC service function chaining supporting function
  • AF application function
  • PCF policy control function
  • a request message requesting SFC information associated with a packet processing method to be applied to a PDU session from a session management function (SMF) according to a request for setting or changing a protocol data unit (PDU) session of a terminal; and transmitting to the SMF a response message including the SFC information associated with a packet processing method to be applied to the PDU session, which is determined based on the information associated with the SFC.
  • SMF session management function
  • information associated with the SFC includes information about traffic of the application to which the SFC is applied, traffic filter information, pattern information, source and destination Internet protocol (IP) addresses, and transmission control protocol (TCP) port information.
  • IP Internet protocol
  • TCP transmission control protocol
  • UDP user datagram protocol
  • the SFC information related to the packet processing method to be applied to the PDU session includes information on traffic of the application to which the SFC is to be applied, source and destination IP addresses, TCP port information, UDP port information, and a terminal to which the SFC is to be applied. It may include at least one of a list of, region or time information to which the SFC is to be applied, or a list of user plane functions to which the SFC is to be applied.
  • the request message may include an identifier of the application, source and destination IP addresses, TCP port information, UDP port information, an identifier of a slice assigned to the application, a data network name (DNN), subscription information of the terminal, and It may include at least one of location information and time information of the terminal.
  • DNN data network name
  • the method may further include checking with the PCF whether the SFC according to the information associated with the SFC is a service function allowed for terminals to which the SFC is to be applied.
  • the SFCSF may include at least one of SMF, PCF, and network exposure function (NEF).
  • SMF SMF
  • PCF PCF
  • NEF network exposure function
  • a method performed by a session management function (SMF) of a communication system for solving the above problems is a protocol data unit (PDU) session setup or change request from a terminal.
  • receiving a message Transmitting a request message requesting service function chaining (SFC) information associated with a packet processing method to be applied to a PDU session to a service function chaining supporting function (SFCSF); receiving a response message including the SFC information related to a packet processing method to be applied to the PDU session from the SFCSF according to the request message; identifying at least one user plane function (UPF) to provide a function of a service associated with the PDU session based on the SFC information; transmitting, to the at least one UPF, a path setting or change message including information about a packet processing method to be applied to packets of the PDU session identified based on the SFC information; and transmitting a message including information on a result of setting or changing a PDU session to the terminal.
  • SFC service function chaining
  • UPF user plane
  • the information on the packet processing method may include information on traffic of the application to which the SFC is applied, source and destination IP (internet protocol) addresses, TCP (transmission control protocol) port information, UDP (user datagram) protocol) port information, a list of terminals to which the SFC is applied, a service function to be processed in each UPF, or information of a next UPF to which a result processed in each UPF is delivered.
  • IP internet protocol
  • TCP transmission control protocol
  • UDP user datagram protocol
  • a service function chaining supporting function (SFCSF) of a communication system includes a transceiver; and information related to an SFC that is connected to the transceiver and includes information of an application to which a service function chaining (SFC) is to be applied and information of a terminal to which the SFC is to be applied, as an AF (application function) or PCF (policy) control function), and according to a request for setting or changing a PDU (protocol data unit) session, a request message requesting SFC information related to a packet processing method to be applied to the PDU session is sent from the session management function (SMF). and a control unit for receiving and transmitting to the SMF a response message including the SFC information associated with a packet processing method to be applied to the PDU session, which is determined based on the information associated with the SFC.
  • SMF session management function
  • a session management function (SMF) of a communication system for solving the above problems includes a transceiver; and being connected to the transceiver, receiving a PDU (protocol data unit) session setup or change request message from a terminal, and providing service function chaining (SFC) information associated with a packet processing method to be applied to a PDU session.
  • PDU protocol data unit
  • SFC service function chaining
  • a request message is transmitted to a service function chaining supporting function (SFCSF), and a response message including the SFC information associated with a packet processing method to be applied to the PDU session is received from the SFCSF according to the request message, and the SFC Information on a packet processing method to identify at least one user plane function (UPF) that will provide a function of a service associated with the PDU session based on information and to apply to a packet of the identified PDU session based on the SFC information and a control unit for transmitting a route setting or changing message including a path setting or changing message to the at least one UPF, and sending a message including information on a PDU session setting or changing result to the terminal.
  • SFCSF service function chaining supporting function
  • UPF user plane function
  • An embodiment of the present invention may provide a method and apparatus for an application server to transmit necessary requests to a wireless communication system and to manage them in a network.
  • FIG. 1 shows a system structure of 5GS according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 shows the configuration of a system device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 illustrates a procedure for setting a service functional chain according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a diagram showing the configuration of a terminal according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a diagram showing the configuration of a network entity according to an embodiment of the present invention.
  • the present disclosure relates to a method and apparatus for providing various services in a wireless communication system.
  • the present disclosure provides an application server in a wireless communication system to request and use a high-performance packet processing function provided by a user plane function of the wireless communication system, thereby reducing application development and operation costs and improving performance. explain the technique of
  • connection node a term referring to a network entity or network function (NF)
  • NF network function
  • messages a term referring to an interface between network objects
  • various Terms referring to identification information are illustrated for convenience of explanation. Therefore, the present invention is not limited to the terms described below, and other terms indicating objects having equivalent technical meanings may be used.
  • the present invention uses terms and names defined in 3GPP LTE (3rd generation partnership project long term evolution) and 5G standards.
  • 3GPP LTE 3rd generation partnership project long term evolution
  • 5G standards 5th Generation Partnership Project
  • NF eg, AMF (access and mobility management function), SMF (session management function), NSSF (network slice selection function) ), etc.
  • AMF access and mobility management function
  • SMF session management function
  • NSSF network slice selection function
  • the embodiments of the present invention can be equally applied even when NF is actually implemented as an instance (eg, AMF Instance, SMF Instance, NSSF Instance, etc.).
  • FIG. 1 illustrates a system structure of a 5G system (5GS) according to an embodiment of the present invention.
  • 5GS may be composed of a 5G core network, a base station, and a terminal.
  • the 5G core network (or 5G core network) includes AMF (120), SMF (135), UPF (user plane function) 130, PCF (policy control function) (140), UDM (unified data management) (145), NSSF 160, a network data analytics function (NWDAF) 165, a non-3GPP function (N3F) (not shown), and the like.
  • the terminal 100 may access the 5G core network through a radio access network ((R)AN) base station (or base station) 110.
  • the access network base station 110 may support a 3GPP access network (eg, NR (new radio), E-UTRA (evolved universal terrestrial radio access), etc.) or a Non-3GPP access network (eg, WiFi, etc.) type.
  • the terminal 100 may be connected to the AMF 120 through the N2 interface through the base station 110 and may be connected to the UPF 130 through the N3 interface.
  • the base station 110 includes an 'access point (AP)', 'eNodeB (eNB)', '5G node (5th generation node)', and 'gNodeB (gNB)' in addition to the base station.
  • AP 'access point
  • eNB 'eNodeB
  • 5th generation node 5th generation node
  • gNB 'gNodeB
  • N3F is an NF that operates as an N2 interface and N3 interface termination for the terminal 100 accessed through a Non-3GPP Access Network (eg, WiFi, etc.) not defined in 3GPP.
  • N3F can process N2 control plane signaling and N3 user plane packets.
  • the AMF 120 is an NF that manages wireless network access and mobility for a user equipment (UE) (terminal) 100 .
  • the SMF 135 is an NF that manages a session for the terminal 100, and the session information includes quality of service (QoS) information, charging information, and packet processing information.
  • the UPF 130 is an NF that processes user traffic (user plane traffic) and is controlled by the SMF 135.
  • the PCF 140 is an NF that manages operator policies for providing services in a wireless communication system.
  • the UDM 145 is an NF that stores and manages subscriber information (UE subscription) of the terminal 100 .
  • a unified data repository (UDR) (not shown) is an NF that stores and manages data.
  • the UDR may store terminal subscription information and provide the terminal subscription information to the UDM 145 .
  • the UDR may store operator policy information and provide the operator policy information to the PCF 140 .
  • the NWDAF 165 is an NF that provides analysis information for the 5G system to operate.
  • the NWDAF 165 may collect data from other NFs or operations, administration and maintenance (OAM) (not shown) constituting the 5G system, analyze the collected data, and provide analysis results to other NFs.
  • the NSACF 180 is an NF that monitors and controls the number of registered terminals and sessions of a network slice subject to network slice admission control (NSAC).
  • the NSACF 180 stores configuration information about the maximum number of registered terminals and the maximum number of sessions for each network slice.
  • NF objects that exchange information for access control and status management
  • NF objects that exchange information for access control and status management
  • embodiments of the disclosure of the present invention may be equally applied even when NF is actually implemented as an instance (eg, an AMF Instance, SMF Instance, NSSF Instance, etc.).
  • Instance is a specific NF exists in the form of software code, and physical or / and logical from the computing system to perform the function of the NF in a physical computing system, for example, a specific computing system that exists on a core network. It may mean a state in which resources are allocated and can be executed. Therefore, AMF Instance, SMF Instance, and NSSF Instance are assigned physical or / and logical resources for the operation of AMF (120), SMF (135), and NSSF (160) from a specific computing system existing on the core network, respectively.
  • AMF 120, SMF 135, and NSSF 160 that can mean As a result, the operation of the AMF 120, SMF 135, and NSSF 160 from a specific computing system existing on the network and when the physical AMF 120, SMF 135, and NSSF 160 devices exist.
  • AMF Instance, SMF Instance, and NSSF Instance that are allocated and used physical or / and logical resources for this purpose can perform the same operation. Therefore, in an embodiment of the present invention, items described as NF (AMF 120, SMF 135, UPF 130, NSSF 160, NRF (NR repository function), SCP (service communication proxy), etc.) are NF Instance or conversely, items described as NF instance may be replaced with NF and applied. Similarly, in an embodiment of the present invention, items described as network slices may be replaced with network slice instances, or conversely, items described as network slice instances may be replaced with network slices and applied.
  • one network slice may be referred to as single-network slice selection assistance information (S-NSSAI).
  • S-NSSAI may be composed of a slice/service type (SST) value and a slice differentiator (SD) value.
  • SST may indicate characteristics of services supported by slices (eg, eMBB, IoT, URLLC, V2X, etc.).
  • SD may be a value used as an additional identifier for a specific service referred to as SST.
  • An NSSAI may consist of one or more S-NSSAIs.
  • Examples of the NSSAI include the configured NSSAI stored in the terminal 100, the requested NSSAI requested by the terminal 100, and the NF of the 5G core network (eg, AMF 120, NSSF 160, etc.) 100) may include an allowed NSSAI allowed to use, a subscribed NSSAI to which the terminal 100 is subscribed, and the like, but is not limited to the above example.
  • the terminal 100 can be simultaneously connected to the access network 110 and registered in the 5G system. Specifically, the terminal 100 may access the base station 110 and perform a terminal registration procedure with the AMF 120. During the registration process, the AMF 120 may determine an allowed NSSAI available to the terminal 100 accessing the base station 110 and allocate it to the terminal 100 . The terminal 100 may select a specific slice to establish a PDU session for communication with an actual application server.
  • One PDU session can include one or a plurality of QoS flows, and each QoS flow can provide different transmission performance required for each application service by setting different quality of service (QoS) parameters.
  • QoS quality of service
  • FIG. 2 illustrates the configuration of an apparatus for configuring and managing a service function chain in a wireless communication system according to an embodiment of the present invention.
  • an application server (exemplified as an application function (AF) in the embodiment, but a separate server may request a corresponding operation through the AF of the wireless communication system) 270
  • AF application function
  • a separate server may request a corresponding operation through the AF of the wireless communication system 270
  • packet processing function provided by the user plane function of the wireless communication system
  • specific packets of the desired terminal 200 may be processed in a method specified by the application and transmitted to the application or the terminal 200 may be requested.
  • the device for managing the service function chain illustrated in FIG. 2 includes a UE 200, AMF 220, SMF 220, UPF 230 and 235, AF 270, and network exposure function (NEF) 260, PCF 240, UDM 245, etc., and the newly introduced SFCSF (service function chaining supporting function) 250).
  • the SFCSF 250 may be a separate new entity or may be a function included in predefined entities such as the SMF 220, the PCF 240, and the NEF 260 according to embodiments. For example, at least part of the operation performed in the SFCSF 250 may be performed in at least one of the SMF 220, the PCF 240, and the NEF 260.
  • the AF 270 transmits a service function chaining (SFC) profile in which the service function chain requirements delivered by the application server are described, through the NEF 260 or directly through the appropriate SFCSF 250. It can be found and delivered to the SFCSF 260 (or the PCF 240, depending on the implementation). Prior to delivering this profile, the AF 270 uses the SFCSF 250 or NRF (not shown) through the NEF 260 to acquire information about the type of packet processing service provided by the user plane function of the wireless communication system. ) to request information.
  • the service function chain profile may include information such as traffic description (traffic filter for detecting corresponding application traffic, pattern, source and destination IP addresses, TCP port, UDP port) specifying traffic information to which the service function chain is applied. ), a list of terminals to which the service function chain is to be applied, an identifier of a target application, and SFC operation(s) specifying a series of service functions to be requested.
  • SFC service function chaining
  • the SFCSF 250 Upon receiving the service function chain profile from the AF 270, the SFCSF 250 (or PCF 240, depending on implementation) performs a series of service functions (SFC operation(s)) requested by the AF 270 included in the profile. ) may perform a process of checking through the PCF 240 or the UDM 245 whether the designated terminal 200 and application are services allowed for the corresponding AF 270 . If it is confirmed that the requested SFC operation(s) is allowed, the SFCSF 250 may store the service function chain profile information.
  • SFC operation(s) service functions
  • the PCF 240 determines the slice and data network name (DNN) to be applied to the corresponding service of the terminal 200 in order to provide a series of service functions requested by the AF 270, and determines the slice and data network name (DNN) corresponding to the determined slice and DNN.
  • a procedure of setting and transmitting the SMF 220 selection policy for session management to the AMF 210 may be performed.
  • the AMF 210 is configured by the PCF 240
  • a PDU session establishment request of the terminal 200 may be transmitted by selecting an appropriate SMF 220 by applying one SMF selection policy.
  • the SMF 220 may request a session management policy to be applied to the session from the PCF 240 and check whether the service function chain included in the received policy is applied.
  • a policy is set to apply a service function chain to a session or QoS flow of the terminal 200
  • the SMF 220 may request an SFC rule to be applied to the corresponding session or QoS flow from the SFCSF 250.
  • the SFC rule is a traffic descriptor (eg, source and destination IP addresses, TCP/UDP port numbers, application identifiers, etc.) designating traffic to which the service function chain is applied, a terminal identifier list, and region and time information to which the service function chain is applied. , a list of user plane functions to be applied, and the like.
  • the SMF 220 may check a necessary user plane function list from the SFC rule information received from the SFCSF 250, and determine a UPF list to provide each function included in the function list.
  • the SMF 220 may perform a route setting procedure with the UPFs 230 and 235 responsible for each function.
  • the SMF 220 may deliver to the UPFs 230 and 235 a route setting message including information designating a service function to be processed by each UPF 230 and 235 and a next UPF to which the processed result will be delivered.
  • the first UPF 230 provides traffic descriptors (eg, source and destination IP addresses, TCP/UDP port numbers, application identifiers, etc.) specified in the SFC rule for packets received from the terminal 200, and terminal identifier list information. etc. to select packets to which the service function chain will be applied, apply the first service function of the service function chain designated by SMF (220) to process the packet, and send the processed packet to the second designated UPF (235). can transmit In this way, the packet processed by applying the designated service function in all designated UPFs (230, 235) can be finally transmitted to the outside of the wireless communication network via the last UPF (235) for delivery to the destination address of the packet. there is.
  • traffic descriptors eg, source and destination IP addresses, TCP/UDP port numbers, application identifiers, etc.
  • FIG. 3 illustrates a procedure for setting a service functional chain according to an embodiment of the present invention.
  • the operation procedure of the method proposed in the present invention will be described with reference to FIG. 3 .
  • the AF 307 either goes through the NEF 306 or directly inquires the NRF (not shown) for SFCSF information to obtain the address of each SFCSF 305 provided by the wireless communication system and information on the service function chain supported. can receive
  • service function chain information supported by each SFCSF may be directly received from the SFCSF 305 by referring to the SFCSF address set in the AF 307.
  • the AF 307 selects an appropriate SFCSF 305 by referring to the service function chain information received from the SFCSF 305, selects an application to which the service function chain is to be applied, and determines target terminals. Information on these can be transmitted to the PCF 304 (or, depending on the implementation method, it can be UDM) of the wireless communication system in the form of an SFC profile. Alternatively, when it is designated to directly transmit the SFC profile to the SFCSF 305 by the wireless communication system, the AF 307 may directly transmit the SFC profile to the SFCSF 305.
  • the AF 307 may pass through the NEF 306 or directly transmit the information to the PCF 304 or the SFCSF 305 according to the trust relationship with the network in order to deliver the SFC profile.
  • the SFC profile may include information such as traffic description (traffic filter for detecting corresponding application traffic, pattern, source and destination IP addresses, TCP Port, UDP Port, etc.) specifying application traffic information to which a service function chain is applied. ), information such as a list of terminals to which the service function chain is to be applied, an identifier of a target application, and SFC operation(s) specifying a series of service functions to be requested.
  • the PCF 304 (or UDM) that has received the SFC profile from the AF 307 has service functions (SFC operation(s)) included in the SFC profile requested by the AF 307 designated in the profile. It is possible to check whether the service functions allowed for the 300 are allowed, and to return a response message to the request to the AF 307 including only the service functions allowed or not.
  • SFC operation(s) service functions
  • the PCF 304 transmits the service function chain information included in the SFC profile allowed in step 330 to the SFCSF 305 so that the AF 307 can use the designated applications for the designated terminals 300.
  • the PCF 304 can be requested to create an SFC rule so that the service function chain requested by the AF 307 can be applied to packets in the related packet transmission process.
  • the request message transmitted from the PCF 304 to the SFCSF 305 may include at least one of information included in the SFC profile received from the AF 307, session management policy, and terminal subscription information.
  • the SFCSF 305 may determine and store an SFC rule to be applied to the requested terminals 300 based on the information received from the PCF 304 in step 340.
  • the SFC rule is a traffic descriptor (eg, source and destination IP addresses, TCP/UDP port numbers, application identifiers, etc.) designating traffic to which the service function chain is applied, a terminal identifier list, and region and time information to which the service function chain is applied. , a list of user plane functions to be applied, and the like.
  • the terminal 300 may initiate a procedure for establishing a new session (or changing a session for adding a new QoS flow to an existing session) to the wireless communication system for communication with the application server.
  • a case of creating a new session or a case of changing a session to add a QoS flow may be performed in a similar process.
  • the session establishment request message of the terminal 300 may include at least one information of an application identifier, source and destination IP addresses, TCP/UDP port information, a slice identifier assigned to the application, and a DNN.
  • the SMF 302 receiving the request from the terminal 300 may transfer information included in the request message by the terminal 300 to the PCF 304 and request a policy to be applied to the session.
  • the PCF 304 may determine a session management policy to be applied to the session of the terminal 300 and deliver it to the SMF 302 .
  • the session management policy may include information indicating whether service function chain configuration is necessary for a session or QoS flow to be created.
  • the SMF 302 may request and receive an SFC rule to be applied to the session from the SFCSF 305 when setting a service function chain is requested from the session management policy received from the PCF 304.
  • the request message of the SMF 302 includes an application identifier, source and destination IP addresses, TCP/UDP port information, a slice identifier assigned to the application, a DNN, subscription information of the terminal 300, location of the terminal 300, and It may include at least one of time information and the like.
  • the SFCSF 305 may select an SFC rule stored in step 350 that matches the information included in the request message received from the SMF 302 and transmit it to the SMF 302 (depending on the implementation, It is also possible that the PCF 304 receives the SFC rule from the SFCSF 305 instead of the SMF 302, includes it in the session management policy, and transmits it to the SMF 302).
  • the SMF 302 may check required service functions (SFC operation(s)) from the SFC rule received from the SFCSF 305.
  • the SMF 302 may determine UPFs 303 to provide each function, and transmit a message requesting path setup for a session to each UPF 303.
  • the SMF 302 includes SFC traffic descriptor(s) specifying packets of the terminal 300 to which the service function chain is to be applied, service functions to be processed in each UPF 303, and information specifying the next UPF to deliver the processed result (UPF A path setting message including an ID or a tunnel address allocated by the UPF) may be transmitted to the UPF 303.
  • the first UPF 303 provides traffic descriptors specified in the SFC rule for packets received from the terminal (eg, source and destination IP addresses, TCP/UDP port numbers, application identifiers, etc.), terminal identifier list information, DNN, After selecting a packet to which the service function chain is applied by applying a slice identifier, etc., processing the packet by applying the first service function designated by the SMF 302, the processed packet can be transmitted to the designated second UPF. In this way, in all designated UPFs 303, the packet processed by applying the service function specified by the SMF 302 for each UPF 303 finally passes through the last UPF 303 for delivery to the destination address of the packet. It can be transmitted to the outside of the wireless communication network through
  • step 390 the SMF 302, which has completed setting with each UPF 303 to configure the service function chain to be applied to the session (or QoS flow) requested by the terminal 300, transmits the PDU session (or QoS flow) requested by the terminal 300.
  • a response message notifying that QoS flow configuration has been successfully completed may be transmitted to the terminal 300 .
  • step 395 the SMF 302 PCF when a corresponding session (or QoS flow) is terminated or is no longer used by the terminal 300 or the network, for example, due to movement of the terminal 300 or network congestion. (304) and SFCSF (305).
  • the PCF 304 or the SFCSF 305 does not apply the service function chain requested by the AF 307 to the traffic of the designated application of the terminal 300 to the AF 307 that has requested the service function chain. can notify.
  • FIG. 4 is a diagram showing the configuration of a terminal according to an embodiment of the present invention.
  • a terminal may include a transmission/reception unit 420 and a control unit 410 that controls overall operations of the terminal.
  • the transmission/reception unit 420 may include a transmission unit 425 and a reception unit 423 .
  • the transmitting/receiving unit 420 may transmit/receive signals with other network entities.
  • the controller 410 may control the terminal to perform any one operation of the above-described embodiments. Meanwhile, the control unit 410 and the transmission/reception unit 420 do not necessarily have to be implemented as separate modules, but can be implemented as a single component in the form of a single chip. Also, the controller 410 and the transceiver 420 may be electrically connected. And, for example, the controller 410 may be a circuit, an application-specific circuit, or at least one processor. In addition, operations of the terminal may be realized by including a memory device storing a corresponding program code in an arbitrary component in the terminal.
  • FIG. 5 is a diagram showing the configuration of a network entity according to an embodiment of the present invention.
  • the network entity of the present invention is a concept including a network function according to system implementation.
  • a network entity may include a transceiver 520 and a control unit 510 that controls overall operations of the network entity.
  • the transmission/reception unit 520 may include a transmission unit 525 and a reception unit 523 .
  • the transmitting/receiving unit 520 may transmit/receive signals with other network entities.
  • the controller 510 may control the network entity to perform any one operation of the above-described embodiments. Meanwhile, the control unit 510 and the transmission/reception unit 520 do not necessarily have to be implemented as separate modules, but can be implemented as a single component in the form of a single chip. Also, the controller 510 and the transceiver 520 may be electrically connected. And, for example, the controller 510 may be a circuit, an application-specific circuit, or at least one processor. In addition, the operations of the network entity can be realized by including a memory device storing a corresponding program code in an arbitrary component in the network entity.
  • the network entity may be any one of a base station (RAN), AMF, SMF, UPF, PCF, SFCSF, NRF, NEF, AF, NSSF, NSACF, UDM, and UDR.
  • RAN base station
  • AMF Access Management Function
  • FIGS. 1 to 5 exemplary diagrams of control/data signal transmission methods, exemplary operating procedures, and configuration diagrams are not intended to limit the scope of the present disclosure. That is, all components, entities, or operation steps described in FIGS. 1 to 5 should not be construed as essential components for the implementation of the disclosure, and the scope in which only some components are included does not harm the essence of the disclosure. can be implemented within
  • Operations of the network entity or terminal described above can be realized by including a memory device storing the corresponding program code in an arbitrary component in the network entity or terminal device. That is, the control unit of the network entity or terminal device may execute the above-described operations by reading and executing program codes stored in a memory device by a processor or a central processing unit (CPU).
  • a processor or a central processing unit (CPU).
  • Various components and modules of a network entity, base station or terminal device described in this specification are hardware circuits, for example, complementary metal oxide semiconductor-based logic circuits, firmware ) and hardware circuitry, such as software and/or a combination of hardware and firmware and/or software embedded in a machine readable medium.
  • hardware circuits for example, complementary metal oxide semiconductor-based logic circuits, firmware
  • hardware circuitry such as software and/or a combination of hardware and firmware and/or software embedded in a machine readable medium.
  • various electrical structures and methods may be implemented using electrical circuits such as transistors, logic gates, and application specific semiconductors.

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Abstract

본 개시는 보다 높은 데이터 전송률을 지원하기 위한 5G 또는 6G 통신 시스템에 관련된 것이다.본 발명의 일 실시 예는 무선 통신 시스템에서 애플리케이션 서버가 요청하는 네트워크 서비스 기능을 제공하기 위한 방법 및 장치를 제공할 수 있다.

Description

무선 통신 시스템에서 서비스 기능 체인을 제공하는 방법 및 장치
본 발명은 무선 통신 시스템에 관한 것으로, 무선 통신 시스템에서 애플리케이션 서버가 요청하는 네트워크 서비스 기능을 제공하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.
5G 이동통신 기술은 빠른 전송 속도와 새로운 서비스가 가능하도록 넓은 주파수 대역을 정의하고 있으며, 3.5 기가헤르츠(3.5GHz) 등 6GHz 이하 주파수(‘Sub 6GHz’) 대역은 물론 28GHz와 39GHz 등 밀리미터파(㎜Wave)로 불리는 초고주파 대역(‘Above 6GHz’)에서도 구현이 가능하다. 또한, 5G 통신 이후(Beyond 5G)의 시스템이라 불리어지는 6G 이동통신 기술의 경우, 5G 이동통신 기술 대비 50배 빨라진 전송 속도와 10분의 1로 줄어든 초저(Ultra Low) 지연시간을 달성하기 위해 테라헤르츠(Terahertz) 대역(예를 들어, 95GHz에서 3 테라헤르츠(3THz) 대역과 같은)에서의 구현이 고려되고 있다.
5G 이동통신 기술의 초기에는, 초광대역 서비스(enhanced Mobile BroadBand, eMBB), 고신뢰/초저지연 통신(Ultra-Reliable Low-Latency Communications, URLLC), 대규모 기계식 통신 (massive Machine-Type Communications, mMTC)에 대한 서비스 지원과 성능 요구사항 만족을 목표로, 초고주파 대역에서의 전파의 경로손실 완화 및 전파의 전달 거리를 증가시키기 위한 빔포밍(Beamforming) 및 거대 배열 다중 입출력(Massive MIMO), 초고주파수 자원의 효율적 활용을 위한 다양한 뉴머롤로지 지원(복수 개의 서브캐리어 간격 운용 등)와 슬롯 포맷에 대한 동적 운영, 다중 빔 전송 및 광대역을 지원하기 위한 초기 접속 기술, BWP(Band-Width Part)의 정의 및 운영, 대용량 데이터 전송을 위한 LDPC(Low Density Parity Check) 부호와 제어 정보의 신뢰성 높은 전송을 위한 폴라 코드(Polar Code)와 같은 새로운 채널 코딩 방법, L2 선-처리(L2 pre-processing), 특정 서비스에 특화된 전용 네트워크를 제공하는 네트워크 슬라이싱(Network Slicing) 등에 대한 표준화가 진행되었다.
현재, 5G 이동통신 기술이 지원하고자 했던 서비스들을 고려하여 초기의 5G 이동통신 기술 개선(improvement) 및 성능 향상(enhancement)을 위한 논의가 진행 중에 있으며, 차량이 전송하는 자신의 위치 및 상태 정보에 기반하여 자율주행 차량의 주행 판단을 돕고 사용자의 편의를 증대하기 위한 V2X(Vehicle-to-Everything), 비면허 대역에서 각종 규제 상 요구사항들에 부합하는 시스템 동작을 목적으로 하는 NR-U(New Radio Unlicensed), NR 단말 저전력 소모 기술(UE Power Saving), 지상 망과의 통신이 불가능한 지역에서 커버리지 확보를 위한 단말-위성 직접 통신인 비 지상 네트워크(Non-Terrestrial Network, NTN), 위치 측위(Positioning) 등의 기술에 대한 물리계층 표준화가 진행 중이다.
뿐만 아니라, 타 산업과의 연계 및 융합을 통한 새로운 서비스 지원을 위한 지능형 공장 (Industrial Internet of Things, IIoT), 무선 백홀 링크와 액세스 링크를 통합 지원하여 네트워크 서비스 지역 확장을 위한 노드를 제공하는 IAB(Integrated Access and Backhaul), 조건부 핸드오버(Conditional Handover) 및 DAPS(Dual Active Protocol Stack) 핸드오버를 포함하는 이동성 향상 기술(Mobility Enhancement), 랜덤액세스 절차를 간소화하는 2 단계 랜덤액세스(2-step RACH for NR) 등의 기술에 대한 무선 인터페이스 아키텍쳐/프로토콜 분야의 표준화 역시 진행 중에 있으며, 네트워크 기능 가상화(Network Functions Virtualization, NFV) 및 소프트웨어 정의 네트워킹(Software-Defined Networking, SDN) 기술의 접목을 위한 5G 베이스라인 아키텍쳐(예를 들어, Service based Architecture, Service based Interface), 단말의 위치에 기반하여 서비스를 제공받는 모바일 엣지 컴퓨팅(Mobile Edge Computing, MEC) 등에 대한 시스템 아키텍쳐/서비스 분야의 표준화도 진행 중이다.
이와 같은 5G 이동통신 시스템이 상용화되면, 폭발적인 증가 추세에 있는 커넥티드 기기들이 통신 네트워크에 연결될 것이며, 이에 따라 5G 이동통신 시스템의 기능 및 성능 강화와 커넥티드 기기들의 통합 운용이 필요할 것으로 예상된다. 이를 위해, 증강현실(Augmented Reality, AR), 가상현실(Virtual Reality, VR), 혼합 현실(Mixed Reality, MR) 등을 효율적으로 지원하기 위한 확장 현실(eXtended Reality, XR), 인공지능(Artificial Intelligence, AI) 및 머신러닝(Machine Learning, ML)을 활용한 5G 성능 개선 및 복잡도 감소, AI 서비스 지원, 메타버스 서비스 지원, 드론 통신 등에 대한 새로운 연구가 진행될 예정이다.
또한, 이러한 5G 이동통신 시스템의 발전은 6G 이동통신 기술의 테라헤르츠 대역에서의 커버리지 보장을 위한 신규 파형(Waveform), 전차원 다중입출력(Full Dimensional MIMO, FD-MIMO), 어레이 안테나(Array Antenna), 대규모 안테나(Large Scale Antenna)와 같은 다중 안테나 전송 기술, 테라헤르츠 대역 신호의 커버리지를 개선하기 위해 메타물질(Metamaterial) 기반 렌즈 및 안테나, OAM(Orbital Angular Momentum)을 이용한 고차원 공간 다중화 기술, RIS(Reconfigurable Intelligent Surface) 기술 뿐만 아니라, 6G 이동통신 기술의 주파수 효율 향상 및 시스템 네트워크 개선을 위한 전이중화(Full Duplex) 기술, 위성(Satellite), AI(Artificial Intelligence)를 설계 단계에서부터 활용하고 종단간(End-to-End) AI 지원 기능을 내재화하여 시스템 최적화를 실현하는 AI 기반 통신 기술, 단말 연산 능력의 한계를 넘어서는 복잡도의 서비스를 초고성능 통신과 컴퓨팅 자원을 활용하여 실현하는 차세대 분산 컴퓨팅 기술 등의 개발에 기반이 될 수 있을 것이다.
무선통신 시스템의 사용자 평면 기능이 제공하는 사용자 패킷 처리를 위한 기능들을 애플리케이션 서버가 이용할 수 있도록 제공하기 위해서는 애플리케이션 서버가 무선통신 시스템으로 필요한 요청 사항을 전달하고 이를 네트워크에서 관리하기 위한 방법 및 장치가 필요하다. 이러한 방법이 제공되지 않을 경우, 애플리케이션 서버는 무선통신 시스템에서 제공하는 패킷 처리 기능을 자체적으로 구현해야 하므로 복잡도와 비용이 증가하는 문제점이 발생할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예는 애플리케이션 서버가 무선통신 시스템으로 필요한 요청 사항을 전달하고 이를 네트워크에서 관리하기 위한 방법 및 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
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.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 일 실시 예는 애플리케이션 서버의 요청에 따라 필요한 사용자 평면 기능들을 동적으로 구성하고 관리하는 방법을 특징으로 한다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 일 실시 예에 따른 통신 시스템의 SFCSF(service function chaining supporting function)에 의해 수행되는 방법은, 서비스 기능 체인(SFC: service function chaining)을 적용할 어플리케이션의 정보 및 상기 SFC를 적용할 단말의 정보가 포함된 SFC와 연관된 정보를 AF(application function) 또는 PCF(policy control function)로부터 수신하는 단계; 단말의 PDU(protocol data unit) 세션(session) 설정 또는 변경 요청에 따라, PDU 세션에 적용될 패킷 처리 방법과 연관된 SFC 정보를 요청하는 요청 메시지를 SMF(session management function)로부터 수신하는 단계; 및 상기 SFC와 연관된 정보에 기반하여 결정된, 상기 PDU 세션에 적용될 패킷 처리 방법과 연관된 상기 SFC 정보를 포함하는 응답 메시지를 상기 SMF에게 전송하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 SFC와 연관된 정보는, 상기 SFC를 적용할 상기 어플리케이션의 트래픽에 관한 정보, 트래픽 필터 정보, 패턴 정보, 소스 및 목적지 IP(internet protocol) 주소, TCP(transmission control protocol) 포트(port) 정보, UDP(user datagram protocol) port 정보, 상기 SFC를 적용할 단말의 리스트, 상기 SFC를 적용할 상기 어플리케이션의 식별자, 또는 요청하고자 하는 일련의 서비스 기능들을 지시하는 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
또한, 상기 PDU 세션에 적용될 패킷 처리 방법과 연관된 상기 SFC 정보는, 상기 SFC를 적용할 상기 어플리케이션의 트래픽에 관한 정보, 소스 및 목적지 IP 주소, TCP port 정보, UDP port 정보, 상기 SFC를 적용할 단말의 리스트, 상기 SFC를 적용할 지역 또는 시간 정보, 또는 상기 SFC를 적용할 사용자 평면 기능의 리스트 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
또한, 상기 요청 메시지는, 상기 애플리케이션의 식별자, 소스 및 목적지 IP 주소, TCP port 정보, UDP port 정보, 상기 애플리케이션에 지정된 슬라이스의 식별자, DNN(data network name), 상기 단말의 가입 정보, 상기 단말의 위치 정보, 또는 상기 단말의 시간 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
또한, 상기 방법은 상기 SFC와 연관된 정보에 따른 상기 SFC가 적용될 단말들에 대해서 허용된 서비스 기능인지 여부를 상기 PCF와 확인하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 SFCSF는 SMF, PCF, 또는 NEF(network exposure function) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
또한, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 일 실시 예에 따른 통신 시스템의 SMF(session management function)에 의해 수행되는 방법은, 단말로부터 PDU(protocol data unit) 세션(session) 설정 또는 변경 요청 메시지를 수신하는 단계; PDU 세션에 적용될 패킷 처리 방법과 연관된 서비스 기능 체인(SFC: service function chaining) 정보를 요청하는 요청 메시지를 SFCSF(service function chaining supporting function)에게 전송하는 단계; 상기 요청 메시지에 따라서, 상기 PDU 세션에 적용될 패킷 처리 방법과 연관된 상기 SFC 정보를 포함하는 응답 메시지를 상기 SFCSF로부터 수신하는 단계; 상기 SFC 정보에 기반하여 상기 PDU 세션과 연관된 서비스의 기능을 제공할 적어도 하나의 UPF(user plane function)을 식별하는 단계; 상기 SFC 정보에 기반하여 식별된 상기 PDU 세션의 패킷에 적용할 패킷 처리 방법에 관한 정보를 포함하는 경로 설정 또는 변경 메시지를 상기 적어도 하나의 UPF에게 전송하는 단계; 및 상기 단말에게 PDU 세선 설정 또는 변경 결과에 대한 정보를 포함하는 메시지를 전송하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 패킷 처리 방법에 관한 정보는, 상기 SFC를 적용할 상기 어플리케이션의 트래픽에 관한 정보, 소스 및 목적지 IP(internet protocol) 주소, TCP(transmission control protocol) 포트(port) 정보, UDP(user datagram protocol) port 정보, 상기 SFC를 적용할 단말의 리스트, 각 UPF에서 처리할 서비스 기능, 또는 각 UPF에서 처리된 결과를 전달할 다음 UPF의 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
또한, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 일 실시 예에 따른 통신 시스템의 SFCSF(service function chaining supporting function)은, 송수신부; 및 상기 송수신부와 연결되고, 서비스 기능 체인(SFC: service function chaining)을 적용할 어플리케이션의 정보 및 상기 SFC를 적용할 단말의 정보가 포함된 SFC와 연관된 정보를 AF(application function) 또는 PCF(policy control function)로부터 수신하고, 단말의 PDU(protocol data unit) 세션(session) 설정 또는 변경 요청에 따라, PDU 세션에 적용될 패킷 처리 방법과 연관된 SFC 정보를 요청하는 요청 메시지를 SMF(session management function)로부터 수신하고, 상기 SFC와 연관된 정보에 기반하여 결정된, 상기 PDU 세션에 적용될 패킷 처리 방법과 연관된 상기 SFC 정보를 포함하는 응답 메시지를 상기 SMF에게 전송하는 제어부를 포함할 수 있다.
또한, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 일 실시 예에 따른 통신 시스템의 SMF(session management function)은, 송수신부; 및 상기 송수신부와 연결되고, 단말로부터 PDU(protocol data unit) 세션(session) 설정 또는 변경 요청 메시지를 수신하고, PDU 세션에 적용될 패킷 처리 방법과 연관된 서비스 기능 체인(SFC: service function chaining) 정보를 요청하는 요청 메시지를 SFCSF(service function chaining supporting function)에게 전송하고, 상기 요청 메시지에 따라서, 상기 PDU 세션에 적용될 패킷 처리 방법과 연관된 상기 SFC 정보를 포함하는 응답 메시지를 상기 SFCSF로부터 수신하고, 상기 SFC 정보에 기반하여 상기 PDU 세션과 연관된 서비스의 기능을 제공할 적어도 하나의 UPF(user plane function)을 식별하고, 상기 SFC 정보에 기반하여 식별된 상기 PDU 세션의 패킷에 적용할 패킷 처리 방법에 관한 정보를 포함하는 경로 설정 또는 변경 메시지를 상기 적어도 하나의 UPF에게 전송하고, 상기 단말에게 PDU 세선 설정 또는 변경 결과에 대한 정보를 포함하는 메시지를 전송하는 제어부를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예는 애플리케이션 서버가 무선통신 시스템으로 필요한 요청 사항을 전달하고 이를 네트워크에서 관리하기 위한 방법 및 장치를 제공할 수 있다.
본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 개시가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 5GS의 시스템 구조를 도시한다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 시스템 장치의 구성을 도시한다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 서비스 기능체인 설정 절차를 도시한다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 단말의 구성을 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 네트워크 엔티티(network entity)의 구성을 나타낸 도면이다.
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부한 도면과 함께 상세히 설명한다. 또한 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단된 경우 그 상세한 설명은 생략한다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 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 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
이하 본 개시는 무선 통신 시스템에서 다양한 서비스를 제공하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다. 구체적으로, 본 개시는 무선 통신 시스템에서 애플리케이션 서버가 무선통신 시스템의 사용자 평면 기능이 제공하는 고성능의 패킷 처리 기능을 요청하여 이용할 수 있도록 함으로써 애플리케이션의 개발 및 운용 비용을 감소시키고 성능을 향상할 수 있도록 하는 기술을 설명한다.
이하 설명에서 사용되는 접속 노드(node)를 식별하기 위한 용어, 망 객체(network entity) 또는 NF(network function)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 발명이 후술되는 용어들에 한정되는 것은 아니며, 동등한 기술적 의미를 가지는 대상을 지칭하는 다른 용어가 사용될 수 있다.
이하 설명의 편의를 위하여, 본 발명은 3GPP LTE(3rd generation partnership project long term evolution) 및 5G 규격에서 정의하고 있는 용어 및 명칭들을 사용한다. 하지만, 본 발명이 상기 용어 및 명칭들에 의해 한정되는 것은 아니며, 다른 규격에 따르는 시스템에도 동일하게 적용될 수 있다.
이하 설명의 편의를 위하여, 접속 제어 및 상태 관리를 위해 정보를 교환하는 대상을 NF의 명칭(예를 들어, AMF(access and mobility management function), SMF(session management function), NSSF(network slice selection function) 등)을 이용한다. 하지만, 본 발명의 실시 예들은 실제로 NF가 인스턴스(Instance, 각각 AMF Instance, SMF Instance, NSSF Instance 등)로 구현되는 경우에도 동일하게 적용될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 5GS(5G system)의 시스템 구조를 도시한다.
도 1을 참고하면, 5GS 는 5G 코어 네트워크, 기지국 및 단말 등으로 구성될 수 있다. 5G 코어 네트워크(또는 5G 핵심망)는 AMF(120), SMF(135), UPF(user plane function)(130), PCF(policy control function)(140), UDM(unified data management)(145), NSSF(160), NWDAF(network data analytics function)(165), N3F(non-3GPP function)(미도시) 등으로 구성될 수 있다.
단말(100)은 라디오 접속 네트워크((R)AN)(Radio Access Network)기지국(또는 기지국)(110)을 통해 5G 코어 네트워크로 접속할 수 있다. 접속 네트워크 기지국(110)은 3GPP 접속 네트워크(예를 들어, NR(new radio), E-UTRA(evolved universal terrestrial radio access) 등) 또는 Non-3GPP 접속 네트워크 (예를 들어, WiFi 등) 타입을 지원할 수 있다. 단말(100)은 기지국(110)을 통해 AMF(120)와 N2 인터페이스로 연결될 수 있고, UPF(130)와 N3 인터페이스로 연결될 수 있다. 기지국(110)은 기지국(base station) 외에 '액세스 포인트(access point, AP)', '이노드비(eNodeB, eNB)', '5G 노드(5th generation node)', '지노드비(gNodeB, gNB)' 또는 이와 동등한 기술적 의미를 가지는 다른 용어로 지칭될 수 있다. N3F은 3GPP에서 정의하지 않은 접속 네트워크(Non-3GPP Access Network)(예를 들어, WiFi 등)를 통해 접속한 단말(100)을 위한 N2 인터페이스 및 N3 인터페이스 종료점(termination)으로 동작하는 NF이다. N3F는 N2 제어 평면(control plane) 시그널링 및 N3 사용자 평면(user plane) 패킷을 처리할 수 있다.
AMF(120)는 단말(UE(user equipment), terminal)(100)에 대한 무선망 접속(access) 및 이동성(mobility)을 관리하는 NF이다. SMF(135)는 단말(100)에 대한 세션(session)을 관리하는 NF이며, 세션 정보에는 QoS(quality of service) 정보, 과금 정보, 패킷 처리에 대한 정보를 포함한다. UPF(130)는 사용자 트래픽(user plane 트래픽)을 처리하는 NF이며, SMF(135)에 의해 제어를 받는다. PCF(140)는 무선 통신 시스템에서 서비스를 제공하기 위한 사업자 정책(operator policy)을 관리하는 NF이다. UDM(145)은 단말(100)의 가입자 정보(UE subscription)를 저장 및 관리하는 NF이다. UDR(unified data repository)(미도시)은 데이터를 저장 및 관리하는 NF이다. UDR은 단말 가입 정보를 저장하고, UDM(145)에게 단말 가입 정보를 제공할 수 있다. 또한, UDR은 사업자 정책 정보를 저장하고, PCF(140)에게 사업자 정책 정보를 제공할 수 있다. NWDAF(165)는, 5G 시스템이 동작하기 위한 분석 정보를 제공하는 NF이다. NWDAF(165)는 5G 시스템을 구성하는 다른 NF 내지 OAM(operations, administration and maintenance)(미도시)으로부터 데이터를 수집하고, 수집한 데이터를 분석하고, 분석 결과를 다른 NF에게 제공할 수 있다. NSACF(180)은 네트워크 슬라이스 입장 제어(NSAC: network slice admission control)의 대상이 되는 네트워크 슬라이스의 등록 단말 수 및 세션 수를 모니터링하고 제어하는 NF이다. NSACF(180)에는 네트워크 슬라이스 별 최대 등록 단말 수 및 최대 세션 수에 관한 설정 정보가 저장되어 있다.
이하에서는 설명의 편의를 위하여, 접속 제어 및 상태 관리를 위해 정보를 교환하는 대상들을 총칭하여 NF로 설명할 것이다. 하지만, 본 발명의 개시의 실시 예들은 실제로 NF가 인스턴스(Instance, 각각 AMF Instance, SMF Instance, NSSF Instance 등)로 구현되는 경우에도 동일하게 적용될 수 있다.
본 개시에서 Instance는 특정한 NF가 소프트웨어의 코드 형태로 존재하며, 물리적인 컴퓨팅 시스템 예를 들어, 코어 네트워크 상에 존재하는 특정한 컴퓨팅 시스템에서 NF의 기능을 수행하기 위해 컴퓨팅 시스템으로부터 물리적 또는/및 논리적인 자원을 할당받아서 실행 가능한 상태를 의미할 수 있다. 따라서 AMF Instance, SMF Instance, NSSF Instance는 각각 코어 네트워크 상에 존재하는 특정한 컴퓨팅 시스템으로부터 AMF(120), SMF(135), NSSF(160) 동작을 위해 물리적 또는/및 논리적 자원을 할당 받아 사용할 수 있는 것을 의미할 수 있다. 결과적으로, 물리적인 AMF(120), SMF(135), NSSF(160) 장치가 존재하는 경우와 네트워크 상에 존재하는 특정한 컴퓨팅 시스템으로부터 AMF(120), SMF(135), NSSF(160) 동작을 위해 물리적 또는/및 논리적 자원을 할당받아 사용하는 AMF Instance, SMF Instance, NSSF Instance는 동일한 동작을 수행할 수 있다. 따라서 본 발명의 실시 예에서 NF(AMF(120), SMF(135), UPF(130), NSSF(160), NRF(NR repository function), SCP(service communication proxy) 등)로 기술된 사항은 NF instance로 대체되거나 반대로 NF instance로 기술된 사항이 NF로 대체되어 적용될 수 있다. 마찬가지로 본 발명의 실시 예에서 Network slice로 기술된 사항은 Network slice instance로 대체되거나 반대로 Network slice instance로 기술된 사항이 Network slice로 대체되어 적용될 수 있다.
본 개시의 일 실시 예에 따르면, 3GPP 에서 정의한 5G 시스템에서는 하나의 네트워크 슬라이스를 S-NSSAI(single-network slice selection assistance information)로 지칭할 수 있다. S-NSSAI는 SST(slice/service type) 값과 SD(slice differentiator) 값으로 구성될 수 있다. SST는 슬라이스가 지원하는 서비스의 특성(예를 들어, eMBB, IoT, URLLC, V2X 등)을 나타낼 수 있다. SD는 SST로 지칭되는 특정 서비스에 대한 추가적인 식별자로 사용되는 값일 수 있다.
NSSAI는 하나 이상의 S-NSSAI로 구성될 수 있다. NSSAI의 예로는 단말(100)에 저장되어 있는 configured NSSAI, 단말(100)이 요청하는 requested NSSAI, 5G 핵심망의 NF(예를 들어, AMF(120), NSSF(160) 등)가 결정하는 단말(100)이 이용할 수 있도록 허락받은 allowed NSSAI, 단말(100)이 가입되어 있는 subscribed NSSAI 등을 포함할 수 있으며, 상기 예시에 제한되지 않는다.
단말(100)은 접속 네트워크(110)에 동시에 연결되어 5G 시스템에 등록할 수 있다. 구체적으로, 단말(100)은 기지국(110)에 접속하여 AMF(120)와 단말 등록 절차(registration procedure)를 수행할 수 있다. 등록 절차 중, AMF(120)는, 기지국(110)에 접속한 단말(100)이 이용 가능한 허용 슬라이스(allowed NSSAI)를 결정하여 단말(100)에게 할당할 수 있다. 단말(100)은 특정한 슬라이스를 선택하여 실제 응용 서버와의 통신을 위한 PDU 세션을 설정할 수 있다. 하나의 PDU 세션은 하나 혹은 복수의 QoS Flow 들을 포함할 수 있으며, 각 QoS Flow는 서로 다른 서비스 품질(QoS) 파라미터를 설정함으로써 각 응용 서비스에 필요한 서로 다른 전송 성능을 제공할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 무선통신 시스템에서 서비스 기능 체인을 구성하고 관리하기 위한 장치의 구성을 도시한다.
도 2를 참고하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 애플리케이션 서버(실시 예에서는 AF(application function)으로 예시되었으나 별도의 서버가 무선 통신 시스템의 AF를 통해 해당 동작을 요청할 수도 있다)(270)는 무선통신 시스템의 사용자 평면 기능이 제공하는 패킷 처리 기능을 이용하여, 원하는 단말(200)의 특정 패킷들이 애플리케이션이 지정하는 방법으로 가공되어 애플리케이션이나 단말(200)로 전달 되도록 요청할 수 있다.
도 2에 예시된 서비스 기능 체인을 관리하기 위한 장치는 단말(UE)(200), AMF(220), SMF(220), UPF(230, 235), AF(270), NEF(network exposure function)(260), PCF(240), UDM(245) 등의 기 정의된 5G 네트워크 기능(network function, NF)들과 본 발명에서 새로 도입된 SFCSF(service function chaining supporting function)(250)으로 구성될 수 있다. SFCSF(250)는 별도의 새로운 엔티티일 수도 있고, 실시 예에 따라서 SMF(220), PCF(240), NEF(260) 등과 같은 기 정의된 엔티티에 포함되는 기능(function)일 수도 있다. 예를 들면, SFCSF(250)에서 수행되는 동작의 적어도 일부는 SMF(220), PCF(240), NEF(260) 중 적어도 하나에서 수행될 수 있다.
이 경우, AF(270)는 애플리케이션 서버가 전달한 서비스 기능 체인 요구 사항이 기술된 서비스 기능 체인 프로파일(SFC(service function chaining) profile)을, NEF(260)를 통하거나 혹은 직접 적합한 SFCSF(250)를 찾아서, SFCSF(260)(혹은, 구현에 따라 PCF(240))에게 전달할 수 있다. 이러한 프로파일을 전달하기에 앞서, AF(270)는 무선통신 시스템의 사용자 평면 기능이 제공하는 패킷 처리 서비스의 종류 등에 대한 정보를 획득하기 위하여 NEF(260)를 통해 SFCSF(250) 혹은 NRF(미도시)에게 정보를 요청하는 절차를 수행할 수 있다. 상기 서비스 기능 체인 프로파일은 서비스 기능 체인을 적용할 트래픽 정보를 지정하는 traffic description(해당 애플리케이션 트래픽을 검출하기 위한 traffic filter, 패턴, 소스 및 목적지 IP 주소, TCP port, UDP port 등의 정보를 포함할 수 있다), 서비스 기능 체인을 적용할 단말의 리스트 및 대상 애플리케이션의 식별자, 요청하고자 하는 일련의 서비스 기능들을 지정하는 SFC operation(s) 등의 정보를 포함할 수 있다.
AF(270)로부터 상기 서비스 기능 체인 프로파일을 수신한 SFCSF(250)(혹은, 구현에 따라 PCF(240))는 프로파일에 포함된 AF(270)가 요청한 일련의 서비스 기능들(SFC operation(s))이 상기 지정한 단말(200) 및 애플리케이션에 대해 해당 AF(270)에 대하여 허용된 서비스들인지 PCF(240) 혹은 UDM(245)을 통해 확인하는 과정을 수행할 수 있다. 요청한 SFC operation(s)이 허용된 것으로 확인되면, SFCSF(250)는 상기 서비스 기능 체인 프로파일 정보를 저장할 수 있다.
한편, PCF(240)는 AF(270)가 요청한 일련의 서비스 기능을 제공하기 위하여 단말(200)의 해당 서비스에 적용할 슬라이스 및 DNN(data network name)을 결정하고 상기 결정된 슬라이스 및 DNN에 해당하는 세션을 관리하기 위한 SMF(220) 선택 정책을 설정하여 AMF(210)에게 전달하는 절차를 수행할 수 있다.
이후 과정에서, 단말(200)이 상기 지정된 애플리케이션의 데이터 전송을 위하여 PDU(protocol data unit) 세션(session)을 생성하거나 QoS flow를 생성하고자 요청하는 경우, AMF(210)는 PCF(240)가 설정한 SMF 선택 정책을 적용하여 적합한 SMF(220)를 선택하여 단말(200)의 PDU 세션 설정 요청을 전송할 수 있다.
SMF(220)는 단말(200)의 PDU 세션 설정 요청을 수신할 경우, PCF(240)로부터 세션에 적용할 세션 관리 정책을 요청하고 수신된 정책에 포함된 서비스 기능 체인 적용 여부를 확인할 수 있다. 단말(200)의 세션 혹은 QoS flow에 대해 서비스 기능 체인을 적용하도록 정책이 설정된 경우, SMF(220)는 SFCSF(250)에게 해당 세션 혹은 QoS flow에 적용할 SFC rule을 요청할 수 있다. 상기 SFC rule은 서비스 기능 체인을 적용할 트래픽을 지정하는 traffic descriptor(예로, 소스 및 목적지 IP주소, TCP/UDP 포트 번호, 애플리케이션 식별자 등), 단말 식별자 목록, 서비스 기능 체인을 적용할 지역 및 시간 정보, 적용할 사용자 평면 기능 리스트 등으로 구성될 수 있다.
SMF(220)는 SFCSF(250)로부터 수신한 SFC rule 정보로부터, 필요한 사용자 평면 기능 리스트를 확인하고, 기능 리스트에 포함된 각 기능을 제공할 UPF 리스트를 결정할 수 있다. SMF(220)는 각 기능을 담당할 UPF(230, 235)와 경로 설정 절차를 진행 할 수 있다. SMF(220)는 각 UPF(230, 235)에서 처리할 서비스 기능 및 처리된 결과를 전달할 다음 UPF를 지정하는 정보를 포함한 경로 설정 메시지를 UPF(230, 235)에게 전달 할 수 있다.
그 결과, 첫 번째 UPF(230)는 단말(200)로부터 수신된 패킷에 대해 SFC rule에 지정된 traffic descriptor(예로, 소스 및 목적지 IP주소, TCP/UDP 포트 번호, 애플리케이션 식별자 등), 단말 식별자 목록 정보 등을 적용하여 서비스 기능 체인을 적용할 패킷을 선별하고 SMF(220)에 의해 지정된 서비스 기능 체인 중 첫 번째 서비스 기능을 적용하여 패킷을 처리한 후, 지정된 두 번째 UPF(235)에게 처리된 패킷을 전송할 수 있다. 이러한 식으로, 지정된 모든 UPF(230, 235)에서 지정된 서비스 기능을 적용하여 처리된 패킷은 최종적으로 패킷의 목적지 주소로의 전달을 위해 마지막 UPF(235)를 거쳐 무선 통신 네트워크의 외부로 전송될 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 서비스 기능체인 설정 절차를 도시한다. 이하, 도 3을 참고하여 본 발명에서 제안하는 방법의 동작 절차를 설명한다.
310 단계에서, AF(307)는 NEF(306)를 거치거나 혹은 직접 NRF(미도시)에게 SFCSF 정보를 문의하여 무선통신 시스템에서 제공하는 각 SFCSF(305)의 주소 및 지원하는 서비스 기능 체인 정보를 수신할 수 있다. NRF가 설치되지 않은 시스템의 경우는, AF(307) 내에 설정된 SFCSF 주소 등을 참조하여 상기 SFCSF 별로 지원하는 서비스 기능 체인 정보를 SFCSF(305)로부터 직접 수신할 수도 있다.
320 단계에서, AF(307)는 SFCSF(305)로부터 수신한 서비스 기능 체인들의 정보를 참고하여 적합한 SFCSF(305)를 선택하여, 서비스 기능 체인을 적용할 애플리케이션을 선정하고 대상이 될 단말들을 결정한 후 이들에 대한 정보를 SFC profile 형태로 무선통신 시스템의 PCF(304)(혹은, 구현 방법에 따라서는 UDM일 수 있다.)에게 전송할 수 있다. 혹은, 무선 통신 시스템에 의해 SFCSF(305)에게 직접 SFC profile을 전송하도록 지정된 경우에는 AF(307)는 SFCSF(305)에게 직접 SFC profile을 전송할 수도 있다. 이 때, AF(307)는 SFC profile을 전달하기 위하여 네트워크와의 신뢰 관계에 따라 NEF(306)를 거치거나 혹은 직접 상기 정보를 PCF(304) 또는 SFCSF(305)에게 전송할 수 있다. 상기 SFC profile은, 서비스 기능 체인을 적용할 애플리케이션 트래픽 정보를 지정하는 traffic description(해당 애플리케이션 트래픽을 검출하기 위한 traffic filter, 패턴, 소스 및 목적지 IP 주소, TCP Port, UDP Port 등의 정보를 포함할 수 있다), 서비스 기능 체인을 적용할 단말의 리스트 및 대상 애플리케이션의 식별자, 요청하고자 하는 일련의 서비스 기능들을 지정하는 SFC operation(s) 등의 정보 등 주 적어도 하나를 포함할 수 있다.
330 단계에서, AF(307)로부터 상기 SFC profile을 수신한 PCF(304)(혹은 UDM)는 AF(307)가 요청한 SFC profile에 포함된 서비스 기능들(SFC operation(s))이 profile에서 지정된 단말(300)들에 대해 허용된 서비스 기능들인지를 확인하고, 허용 여부 혹은 허용된 서비스 기능들만을 포함하여 AF(307)에게 요청에 대한 응답 메시지를 회신할 수 있다.
340 단계에서, PCF(304)는 330 단계를 통해 허용된 SFC profile에 포함된 서비스 기능 체인 정보를 SFCSF(305)에게 전송하여, 상기 AF(307)가 지정한 단말(300)들에 대해 지정된 애플리케이션을 위한 세션이 설정될 경우에 관련된 패킷 전송 과정에서 AF(307)가 요청한 서비스 기능 체인이 패킷들에 적용될 수 있도록 SFC rule을 생성 하도록 요청할 수 있다. 상기 PCF(304)가 SFCSF(305)에게 전송하는 요청 메시지는, AF(307)로부터 수신한 SFC profile에 포함된 정보 및 세션 관리 정책, 단말 가입 정보 등 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
350 단계에서, SFCSF(305)는 340 단계의 과정에서 상기 PCF(304)로부터 수신한 정보를 기반으로 요청된 단말(300)들에 적용할 SFC rule을 결정하고 저장할 수 있다. 상기 SFC rule은 서비스 기능 체인을 적용할 트래픽을 지정하는 traffic descriptor(예로, 소스 및 목적지 IP 주소, TCP/UDP 포트 번호, 애플리케이션 식별자 등), 단말 식별자 목록, 서비스 기능 체인을 적용할 지역 및 시간 정보, 적용할 사용자 평면 기능 리스트 등 중 적어도 하나로 구성될 수 있다.
360 단계에서, 단말(300)은 애플리케이션 서버와의 통신을 위해 무선 통신 시스템으로 새로운 세션의 설정(혹은, 기존 세션에 새로운 QoS flow를 추가하기 위한 세션 변경) 절차를 개시할 수 있다. 도 3에서 예시된 경우는, 새로운 세션을 생성하는 경우이나, QoS flow를 추가하기 위하여 세션을 변경하는 경우도 유사한 과정으로 수행될 수 있다. 단말(300)의 세션 설정 요청 메시지는, 애플리케이션 식별자, 소스 및 목적지 IP 주소, TCP/UDP 포트 정보, 상기 애플리케이션에 지정된 슬라이스 식별자, DNN 중 적어도 하나의 정보를 포함할 수 있다.
370 단계에서, 단말(300)의 요청을 수신한 SMF(302)는 단말(300)이 요청 메시지에 포함한 정보를 PCF(304)에게 전달하고 세션에 적용할 정책을 요청할 수 있다. PCF(304)는 해당 단말(300)의 세션에 적용할 세션 관리 정책을 결정하여 SMF(302)에게 전달할 수 있다. 상기 세션 관리 정책은 생성되는 세션 혹은 QoS flow에 대해 서비스 기능 체인 설정이 필요할지를 지시하는 정보를 포함할 수 있다. SMF(302)는 PCF(304)로부터 수신한 세션 관리 정책으로부터 서비스 기능 체인의 설정이 요구되는 경우, 세션에 적용할 SFC rule을 SFCSF(305)에게 요청하여 수신할 수 있다. 상기, SMF(302)의 요청 메시지는, 애플리케이션 식별자, 소스 및 목적지 IP 주소, TCP/UDP 포트 정보, 상기 애플리케이션에 지정된 슬라이스 식별자, DNN, 단말(300)의 가입 정보, 단말(300)의 위치 및 시간 정보 등 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 이 과정에서, SFCSF(305)는 SMF(302)로부터 수신한 요청 메시지에 포함된 정보와 매칭되는, 350 단계에서 저장한 SFC rule을 선택하여 SMF(302)에게 전송할 수 있다(구현에 따라서는, PCF(304)가 SMF(302) 대신 SFCSF(305)로부터 상기 SFC rule을 수신하고 세션 관리 정책에 포함시켜서 SMF(302)에게 전달하는 방식도 가능하다).
380 단계에서, SMF(302)는 SFCSF(305)로부터 수신한 SFC rule로부터 필요한 서비스 기능(SFC operation(s))들을 확인할 수 있다. SMF(302)는 각 기능을 제공할 UPF(303)들을 결정하고, 각 UPF(303)에게 세션을 위한 경로 설정을 요청하는 메시지를 전송할 수 있다. SMF(302)는 서비스 기능 체인이 적용될 단말(300)의 패킷을 지정하는 SFC traffic descriptor(s), 각 UPF(303)에서 처리할 서비스 기능 및 처리된 결과를 전달할 다음 UPF를 지정하는 정보(UPF ID 혹은 UPF가 할당한 Tunnel 주소) 등을 포함하는 경로 설정 메시지를 UPF(303)에게 전송할 수 있다. 그 결과, 첫 번째 UPF(303)는 단말로부터 수신된 패킷에 대해 SFC rule에 지정된 traffic descriptor(예로, 소스 및 목적지 IP 주소, TCP/UDP 포트 번호, 애플리케이션 식별자 등), 단말 식별자 목록 정보, DNN, 슬라이스 식별자 등을 적용하여 서비스 기능 체인을 적용할 패킷을 선별하고 SMF(302)에 의해 지정된 첫 번째 서비스 기능을 적용하여 패킷을 처리한 후, 지정된 두 번째 UPF에게 처리된 패킷을 전송할 수 있다. 이러한 식으로, 지정된 모든 UPF(303)에서 SMF(302)가 각 UPF(303)에 대하여 지정한 서비스 기능을 적용하여 처리된 패킷은 최종적으로 패킷의 목적지 주소로의 전달을 위해 마지막 UPF(303)를 통해 무선 통신 네트워크의 외부로 전송될 수 있다.
390 단계에서, 단말(300)이 요청한 세션(혹은 QoS flow)에 적용할 서비스 기능 체인을 구성할 각 UPF(303)와의 설정을 완료한 SMF(302)는 단말(300)이 요청한 PDU 세션(혹은 QoS flow) 설정이 성공적으로 완료 되었음을 알리는 응답 메시지를 단말(300)에게 전송할 수 있다.
395 단계에서, SMF(302)는, 가령 단말(300)의 이동이나 네트워크의 혼잡 등에 의해, 단말(300) 혹은 네트워크에 의해 해당 세션(혹은 QoS flow)이 해지되거나 더 이상 사용되지 않을 경우 이를 PCF(304) 및 SFCSF(305)에게 통보할 수 있다. 이 경우, PCF(304) 혹은 SFCSF(305)는 서비스 기능 체인을 요청한 AF(307)에게 상기 단말(300)의 지정된 애플리케이션의 트래픽에 대해 AF(307)가 요청한 서비스 기능 체인이 더 이상 적용되지 않음을 통보할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 단말의 구성을 나타낸 도면이다.
도 4를 참고하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 단말은 송수신부(420) 및 단말의 전반적인 동작을 제어하는 제어부(410)를 포함할 수 있다. 그리고, 상기 송수신부(420)는 송신부(425) 및 수신부(423)를 포함할 수 있다.
송수신부(420)는 다른 네트워크 엔티티들과 신호를 송수신할 수 있다.
제어부(410)는 상술한 실시 예들 중 어느 하나의 동작을 수행하도록 단말을 제어할 수 있다. 한편, 상기 제어부(410) 및 송수신부(420)는 반드시 별도의 모듈들로 구현되어야 하는 것은 아니고, 단일 칩과 같은 형태로 하나의 구성부로 구현될 수 있음은 물론이다. 그리고, 상기 제어부(410) 및 송수신부(420)는 전기적으로 연결될 수 있다. 그리고, 예를 들면 제어부(410)는 회로(circuit), 어플리케이션 특정(application-specific) 회로, 또는 적어도 하나의 프로세서(processor)일 수 있다. 또한, 단말의 동작들은 해당 프로그램 코드를 저장한 메모리 장치를 단말 내의 임의의 구성부에 구비함으로써 실현될 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 네트워크 엔티티(network entity)의 구성을 나타낸 도면이다.
본 발명의 네트워크 엔티티는 시스템 구현에 따라 네트워크 펑션(network function)을 포함하는 개념이다.
도 5를 참고하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 네트워크 엔티티는 송수신부(520) 및 네트워크 엔티티의 전반적인 동작을 제어하는 제어부(510)를 포함할 수 있다. 그리고, 상기 송수신부(520)는 송신부(525) 및 수신부(523)를 포함할 수 있다.
송수신부(520)는 다른 네트워크 엔티티들과 신호를 송수신할 수 있다.
제어부(510)는 상술한 실시 예들 중 어느 하나의 동작을 수행하도록 네트워크 엔티티를 제어할 수 있다. 한편, 상기 제어부(510) 및 송수신부(520)는 반드시 별도의 모듈들로 구현되어야 하는 것은 아니고, 단일 칩과 같은 형태로 하나의 구성부로 구현될 수 있음은 물론이다. 그리고, 상기 제어부(510) 및 송수신부(520)는 전기적으로 연결될 수 있다. 그리고, 예를 들면 제어부(510)는 회로(circuit), 어플리케이션 특정(application-specific) 회로, 또는 적어도 하나의 프로세서(processor)일 수 있다. 또한, 네트워크 엔티티의 동작들은 해당 프로그램 코드를 저장한 메모리 장치를 네트워크 엔티티 내의 임의의 구성부에 구비함으로써 실현될 수 있다.
상기 네트워크 엔티티는 기지국(RAN), AMF, SMF, UPF, PCF, SFCSF, NRF, NEF, AF, NSSF, NSACF, UDM, UDR 중 어느 하나일 수 있다.
상기 도 1 내지 도 5가 예시하는 구성도, 제어/데이터 신호 송신 방법의 예시도, 동작 절차 예시도, 구성도들은 본 개시의 권리범위를 한정하기 위한 의도가 없음을 유의하여야 한다. 즉, 상기 도 1 내지 도 5에 기재된 모든 구성부, 엔티티, 또는 동작의 단계가 개시의 실시를 위한 필수 구성 요소인 것으로 해석되어서는 안되며, 일부 구성 요소 만을 포함하여도 개시의 본질을 해치지 않는 범위 내에서 구현될 수 있다.
앞서 설명한 네트워크 엔티티나 단말의 동작들은 해당 프로그램 코드를 저장한 메모리 장치를 네트워크 엔티티 또는 단말 장치 내의 임의의 구성부에 구비함으로써 실현될 수 있다. 즉, 네트워크 엔티티 또는 단말 장치의 제어부는 메모리 장치 내에 저장된 프로그램 코드를 프로세서 혹은 CPU(Central Processing Unit)에 의해 읽어내어 실행함으로써 앞서 설명한 동작들을 실행할 수 있다.
본 명세서에서 설명되는 네트워크 엔티티, 기지국 또는 단말 장치의 다양한 구성부들과, 모듈(module)등은 하드웨어(hardware) 회로, 일 예로 상보성 금속 산화막 반도체(complementary metal oxide semiconductor) 기반 논리 회로와, 펌웨어(firmware)와, 소프트웨어(software) 및/혹은 하드웨어와 펌웨어 및/혹은 머신 판독 가능 매체에 삽입된 소프트웨어의 조합과 같은 하드웨어 회로를 사용하여 동작될 수도 있다. 일 예로, 다양한 전기 구조 및 방법들은 트랜지스터(transistor)들과, 논리 게이트(logic gate)들과, 주문형 반도체와 같은 전기 회로들을 사용하여 실시될 수 있다.
한편 본 개시의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 개시의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 개시의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

Claims (15)

  1. 통신 시스템의 SFCSF(service function chaining supporting function)에 의해 수행되는 방법에 있어서,
    서비스 기능 체인(SFC: service function chaining)을 적용할 어플리케이션의 정보 및 상기 SFC를 적용할 단말의 정보가 포함된 SFC와 연관된 정보를 AF(application function) 또는 PCF(policy control function)로부터 수신하는 단계;
    단말의 PDU(protocol data unit) 세션(session) 설정 또는 변경 요청에 따라, PDU 세션에 적용될 패킷 처리 방법과 연관된 SFC 정보를 요청하는 요청 메시지를 SMF(session management function)로부터 수신하는 단계; 및
    상기 SFC와 연관된 정보에 기반하여 결정된, 상기 PDU 세션에 적용될 패킷 처리 방법과 연관된 상기 SFC 정보를 포함하는 응답 메시지를 상기 SMF에게 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 SFC와 연관된 정보는, 상기 SFC를 적용할 상기 어플리케이션의 트래픽에 관한 정보, 트래픽 필터 정보, 패턴 정보, 소스 및 목적지 IP(internet protocol) 주소, TCP(transmission control protocol) 포트(port) 정보, UDP(user datagram protocol) port 정보, 상기 SFC를 적용할 단말의 리스트, 상기 SFC를 적용할 상기 어플리케이션의 식별자, 또는 요청하고자 하는 일련의 서비스 기능들을 지시하는 정보 중 적어도 하나를 포함하고,
    상기 PDU 세션에 적용될 패킷 처리 방법과 연관된 상기 SFC 정보는, 상기 SFC를 적용할 상기 어플리케이션의 트래픽에 관한 정보, 소스 및 목적지 IP 주소, TCP port 정보, UDP port 정보, 상기 SFC를 적용할 단말의 리스트, 상기 SFC를 적용할 지역 또는 시간 정보, 또는 상기 SFC를 적용할 사용자 평면 기능의 리스트 중 적어도 하나를 포함하고,
    상기 요청 메시지는, 상기 애플리케이션의 식별자, 소스 및 목적지 IP 주소, TCP port 정보, UDP port 정보, 상기 애플리케이션에 지정된 슬라이스의 식별자, DNN(data network name), 상기 단말의 가입 정보, 상기 단말의 위치 정보, 또는 상기 단말의 시간 정보 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 SFC와 연관된 정보에 따른 상기 SFC가 적용될 단말들에 대해서 허용된 서비스 기능인지 여부를 상기 PCF와 확인하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 SFCSF는 SMF, PCF, 또는 NEF(network exposure function) 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 통신 시스템의 SMF(session management function)에 의해 수행되는 방법에 있어서,
    단말로부터 PDU(protocol data unit) 세션(session) 설정 또는 변경 요청 메시지를 수신하는 단계;
    PDU 세션에 적용될 패킷 처리 방법과 연관된 서비스 기능 체인(SFC: service function chaining) 정보를 요청하는 요청 메시지를 SFCSF(service function chaining supporting function)에게 전송하는 단계;
    상기 요청 메시지에 따라서, 상기 PDU 세션에 적용될 패킷 처리 방법과 연관된 상기 SFC 정보를 포함하는 응답 메시지를 상기 SFCSF로부터 수신하는 단계;
    상기 SFC 정보에 기반하여 상기 PDU 세션과 연관된 서비스의 기능을 제공할 적어도 하나의 UPF(user plane function)을 식별하는 단계;
    상기 SFC 정보에 기반하여 식별된 상기 PDU 세션의 패킷에 적용할 패킷 처리 방법에 관한 정보를 포함하는 경로 설정 또는 변경 메시지를 상기 적어도 하나의 UPF에게 전송하는 단계; 및
    상기 단말에게 PDU 세선 설정 또는 변경 결과에 대한 정보를 포함하는 메시지를 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 PDU 세션에 적용될 패킷 처리 방법과 연관된 상기 SFC와 연관된 정보는, 상기 SFC를 적용할 상기 어플리케이션의 트래픽에 관한 정보, 소스 및 목적지 IP(internet protocol) 주소, TCP(transmission control protocol) 포트(port) 정보, UDP(user datagram protocol) port 정보, 상기 SFC를 적용할 단말의 리스트, 상기 SFC를 적용할 지역 또는 시간 정보, 또는 상기 SFC를 적용할 사용자 평면 기능의 리스트 중 적어도 하나를 포함하고,
    상기 요청 메시지는, 상기 애플리케이션의 식별자, 소스 및 목적지 IP 주소, TCP port 정보, UDP port 정보, 상기 애플리케이션에 지정된 슬라이스의 식별자, DNN(data network name), 상기 단말의 가입 정보, 상기 단말의 위치 정보, 또는 상기 단말의 시간 정보 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제5 항에 있어서,
    상기 패킷 처리 방법에 관한 정보는, 상기 SFC를 적용할 상기 어플리케이션의 트래픽에 관한 정보, 소스 및 목적지 IP(internet protocol) 주소, TCP(transmission control protocol) 포트(port) 정보, UDP(user datagram protocol) port 정보, 상기 SFC를 적용할 단말의 리스트, 각 UPF에서 처리할 서비스 기능, 또는 각 UPF에서 처리된 결과를 전달할 다음 UPF의 정보 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 제5 항에 있어서,
    상기 SFCSF는 SMF, PCF, 또는 NEF(network exposure function) 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 통신 시스템의 SFCSF(service function chaining supporting function)에 있어서,
    송수신부; 및
    상기 송수신부와 연결되고, 서비스 기능 체인(SFC: service function chaining)을 적용할 어플리케이션의 정보 및 상기 SFC를 적용할 단말의 정보가 포함된 SFC와 연관된 정보를 AF(application function) 또는 PCF(policy control function)로부터 수신하고, 단말의 PDU(protocol data unit) 세션(session) 설정 또는 변경 요청에 따라, PDU 세션에 적용될 패킷 처리 방법과 연관된 SFC 정보를 요청하는 요청 메시지를 SMF(session management function)로부터 수신하고, 상기 SFC와 연관된 정보에 기반하여 결정된, 상기 PDU 세션에 적용될 패킷 처리 방법과 연관된 상기 SFC 정보를 포함하는 응답 메시지를 상기 SMF에게 전송하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 SFCSF.
  10. 제9 항에 있어서,
    상기 SFC와 연관된 정보는, 상기 SFC를 적용할 상기 어플리케이션의 트래픽에 관한 정보, 트래픽 필터 정보, 패턴 정보, 소스 및 목적지 IP(internet protocol) 주소, TCP(transmission control protocol) 포트(port) 정보, UDP(user datagram protocol) port 정보, 상기 SFC를 적용할 단말의 리스트, 상기 SFC를 적용할 상기 어플리케이션의 식별자, 또는 요청하고자 하는 일련의 서비스 기능들을 지시하는 정보 중 적어도 하나를 포함하고,
    상기 PDU 세션에 적용될 패킷 처리 방법과 연관된 상기 SFC 정보는, 상기 SFC를 적용할 상기 어플리케이션의 트래픽에 관한 정보, 소스 및 목적지 IP 주소, TCP port 정보, UDP port 정보, 상기 SFC를 적용할 단말의 리스트, 상기 SFC를 적용할 지역 또는 시간 정보, 또는 상기 SFC를 적용할 사용자 평면 기능의 리스트 중 적어도 하나를 포함하고,
    상기 요청 메시지는, 상기 애플리케이션의 식별자, 소스 및 목적지 IP 주소, TCP port 정보, UDP port 정보, 상기 애플리케이션에 지정된 슬라이스의 식별자, DNN(data network name), 상기 단말의 가입 정보, 상기 단말의 위치 정보, 또는 상기 단말의 시간 정보 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 SFCSF.
  11. 제9 항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 SFC와 연관된 정보에 따른 상기 SFC가 적용될 단말들에 대해서 허용된 서비스 기능인지 여부를 상기 PCF와 확인하고,
    상기 SFCSF는 SMF, PCF, 또는 NEF(network exposure function) 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 SFCSF.
  12. 통신 시스템의 SMF(session management function)에 있어서,
    송수신부; 및
    상기 송수신부와 연결되고, 단말로부터 PDU(protocol data unit) 세션(session) 설정 또는 변경 요청 메시지를 수신하고, PDU 세션에 적용될 패킷 처리 방법과 연관된 서비스 기능 체인(SFC: service function chaining) 정보를 요청하는 요청 메시지를 SFCSF(service function chaining supporting function)에게 전송하고, 상기 요청 메시지에 따라서, 상기 PDU 세션에 적용될 패킷 처리 방법과 연관된 상기 SFC 정보를 포함하는 응답 메시지를 상기 SFCSF로부터 수신하고, 상기 SFC 정보에 기반하여 상기 PDU 세션과 연관된 서비스의 기능을 제공할 적어도 하나의 UPF(user plane function)을 식별하고, 상기 SFC 정보에 기반하여 식별된 상기 PDU 세션의 패킷에 적용할 패킷 처리 방법에 관한 정보를 포함하는 경로 설정 또는 변경 메시지를 상기 적어도 하나의 UPF에게 전송하고, 상기 단말에게 PDU 세선 설정 또는 변경 결과에 대한 정보를 포함하는 메시지를 전송하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 SMF.
  13. 제12 항에 있어서,
    상기 PDU 세션에 적용될 패킷 처리 방법과 연관된 상기 SFC와 연관된 정보는, 상기 SFC를 적용할 상기 어플리케이션의 트래픽에 관한 정보, 소스 및 목적지 IP(internet protocol) 주소, TCP(transmission control protocol) 포트(port) 정보, UDP(user datagram protocol) port 정보, 상기 SFC를 적용할 단말의 리스트, 상기 SFC를 적용할 지역 또는 시간 정보, 또는 상기 SFC를 적용할 사용자 평면 기능의 리스트 중 적어도 하나를 포함하고,
    상기 요청 메시지는, 상기 애플리케이션의 식별자, 소스 및 목적지 IP 주소, TCP 포트port 정보, UDP port 정보, 상기 애플리케이션에 지정된 슬라이스의 식별자, DNN(data network name), 상기 단말의 가입 정보, 상기 단말의 위치 정보, 또는 상기 단말의 시간 정보 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 SMF.
  14. 제12 항에 있어서,
    상기 패킷 처리 방법에 관한 정보는, 상기 SFC를 적용할 상기 어플리케이션의 트래픽에 관한 정보, 소스 및 목적지 IP(internet protocol) 주소, TCP(transmission control protocol) 포트(port) 정보, UDP(user datagram protocol) port 정보, 상기 SFC를 적용할 단말의 리스트, 각 UPF에서 처리할 서비스 기능, 또는 각 UPF에서 처리된 결과를 전달할 다음 UPF의 정보 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 SMF.
  15. 제12 항에 있어서,
    상기 SFCSF는 SMF, PCF, 또는 NEF(network exposure function) 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 SMF.
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