KR102470370B1 - 네트워크 가상화 및 세션 관리 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

본 개시는 4G 시스템 이후 보다 높은 데이터 전송률을 지원하기 위한 5G 통신 시스템을 IoT 기술과 융합하는 통신 기법 및 그 시스템에 관한 것이다. 본 발명은 네트워크 가상화 및 세션 관리 방법과 장치를 개시한다.

Description

네트워크 가상화 및 세션 관리 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS OF NETWORK VIRTUALIZATION AND SESSION MANAGEMENT}

본 발명은 차세대 통신 시스템에 적용되는 네트워크 가상화 및 세션 관리 방법 및 이를 수행하는 장치에 관한 것이다.

4G 통신 시스템 상용화 이후 증가 추세에 있는 무선 데이터 트래픽 수요를 충족시키기 위해, 개선된 5G 통신 시스템 또는 pre-5G 통신 시스템을 개발하기 위한 노력이 이루어지고 있다. 이러한 이유로, 5G 통신 시스템 또는 pre-5G 통신 시스템은 4G 네트워크 이후 (Beyond 4G Network) 통신 시스템 또는 LTE 시스템 이후 (Post LTE) 이후의 시스템이라 불리어지고 있다.

높은 데이터 전송률을 달성하기 위해, 5G 통신 시스템은 초고주파(mmWave) 대역 (예를 들어, 60기가(60GHz) 대역과 같은)에서의 구현이 고려되고 있다. 초고주파 대역에서의 전파의 경로손실 완화 및 전파의 전달 거리를 증가시키기 위해, 5G 통신 시스템에서는 빔포밍(beamforming), 거대 배열 다중 입출력(massive MIMO), 전차원 다중입출력(Full Dimensional MIMO: FD-MIMO), 어레이 안테나(array antenna), 아날로그 빔형성(analog beam-forming), 및 대규모 안테나 (large scale antenna) 기술들이 논의되고 있다.

또한 시스템의 네트워크 개선을 위해, 5G 통신 시스템에서는 진화된 소형 셀, 개선된 소형 셀 (advanced small cell), 클라우드 무선 액세스 네트워크 (cloud radio access network: cloud RAN), 초고밀도 네트워크 (ultra-dense network), 기기 간 통신 (Device to Device communication: D2D), 무선 백홀 (wireless backhaul), 이동 네트워크 (moving network), 협력 통신 (cooperative communication), CoMP (Coordinated Multi-Points), 및 수신 간섭제거 (interference cancellation) 등의 기술 개발이 이루어지고 있다.

이 밖에도, 5G 시스템에서는 진보된 코딩 변조(Advanced Coding Modulation: ACM) 방식인 FQAM (Hybrid FSK and QAM Modulation) 및 SWSC (Sliding Window Superposition Coding)과, 진보된 접속 기술인 FBMC(Filter Bank Multi Carrier), NOMA(non orthogonal multiple access), 및 SCMA(sparse code multiple access) 등이 개발되고 있다.

한편, Network slice 를 구성함에 있어서 network function virtualization 으로 구성하여 flexibility 를 높이는 표준 논의가 있어 왔다. 하지만, 이러한 network function virtualization 의 경우 현실적으로 physical entity 를 함께 이용하여 network 의 operation 을 수행해야 하며, network function virtualization 에서 논의한 operation 동작으로는 해결되지 않는 제어 부분이 있어 이를 효과적으로 해결하기 위한 방법에 대한 요구가 증대되는 실정이다.

Network slice 를 구성함에 있어서 network function virtualization 으로 구성하여 flexibility 를 높이는 표준 논의가 있어 왔다. 하지만, 이러한 network function virtualization 의 경우 현실적으로 physical entity 를 함께 이용하여 network 의 operation 을 수행해야 하며, network function virtualization 에서 논의한 operation 동작으로는 해결되지 않는 제어 부분이 있다. 이에 따라, 본 발명의 목적은 상술한 바를 효과적으로 해결하기 위한 방안을 제안하는 것이다. 특히 현재의 방안은 virtualization 을 제어하는 방안에 초점이 맞추어져 있거나, physical 한 entity 만 존재하는 경우의 제어 방법이 있어 이를 효율적으로 제어하고 관리하는 방안이 필요하다.

또한, 5G 이동통신에서는 서비스별 요구사항을 만족시킬 수 있는 네트워크 자원으로 구성된 네트워크 슬라이스를 정의한다. 이동통신 사업자는 사업자별 특화된 네트워크 슬라이스를 정의할 수 있다. 사용자는 5G 망 접속시 사용하고자 하는 슬라이스 정보를 등록 메시지에 포함하여 보낸다. 이에, 본 발명의 또 다른 목적은 슬라이스와 실제 슬라이스를 지원하는 인스턴스와의 맵핑 절차 및 슬라이스 변경 시 처리를 위한 방법을 제안하는 것이다.

또한, 본 발명의 또 다른 목적은, 단말이 5G망에서 3gpp access와 non-3gpp access사이에 PDU session을 handover하는 방안에 대한 것으로, target access에 대해서 registration이 되어 있지 않는 경우 또는 target access에 대해서 registration 되어있으나 CM-IDLE인 상황에서도 transfer하고자 하는 PDU session을 효과적으로 handover하기 위한 방법에 대한 것이다.

기존의 기술에 의하면, PDU session을 handover하는 경우에 단말이 target access에 대해서 PDU session establishment procedure를 이용하여 PDU session에 대한 data path를 target access쪽으로 생성하고 기존 source access의 data path는 지우는 방식을 이용한다. 하지만, target access에 대해서 단말이 CM-IDLE인 상황에는 PDU session establishment procedure를 수행하기 위해서 먼저 Service Request를 수행하거나 Registration request를 수행함을 통해서 CM-CONNECTED로 전환해야하기 때문에 handover지연 및 시그널링 메시지가 많이 발생하게 된다. 또한, 기존의 기술에 의하면, 단말이 target access에 대해서 registration되어있지 않는 경우에는 target access에 대해서 registration을 먼저 수행한 후에 PDU session establishment procedure를 이용하여 handover를 수행하도록 되어 있기 때문에 마찬가지로 handover지연 및 시그널링 메시지가 많이 발생하게 된다.

이 문제를 해결하기 위해서 service request 및 registration request 과정을 통해서 PDU session을 target access로 효과적으로 handover하는 방안이 필요하다.

또한, 본 발명에서는 단말이 non-3gpp access에서 3gpp access로의 handover를 중심으로 실시예를 기술하고 있으나, 반대 방향으로의 handover 즉 3gpp access에서 non-3gpp access로의 PDU session을 handover하는 경우에도 적용가능 함을 명시한다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 무선 통신 시스템에서 제어 신호 처리 방법에 있어서, 네트워크 엔티티로부터 전송되는 제1 제어 신호를 수신하는 단계; 상기 수신된 제1 제어 신호를 처리하는 단계; 및 상기 처리에 기반하여 생성된 제2 제어 신호를 상기 네트워크 엔티티로 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 실시 예에 의하면, network slice 를 구성함에 있어서 virtual network function 뿐아니라 physical entity 를 이용하여 network slice 를 구성하고, 이에 대해 리소스를 효율적으로 관리할 수 있게 된다. 또한 현재 network 의 성능을 monitoring 하고, 필요 자원을 할당할 시 발생하는 영향에 대해 예측하고, 필요 자원을 할당하여 효율적으로 관리 할 수 있게 된다.

본 발명의 또 다른 실시 예에 의하면, 단말이 non-3gpp access와 3gpp access간의 PDU session을 handover하는 방안을 제시하여, service request 또는 registration request와 별도의 PDU session establishment procedure로 인한 handover 지연 및 시그널링 메시지 증가, 5G 네트워크에서 PDU session을 효율적으로 관리할 수 있게 된다.

도 1a는 본 발명의 일 실시예에 따른 환경의 예를 도시한다.
도 1b는 본 발명의 일 실시예에 따른 network function virtualization, physical network entity를 이용한 network slice 를 구성하는 방안에 대한 과정을 도시한다.
도 1c는 본 발명의 일 실시예에 따른 network function virtualization을 이용한 network slice 를 구성할 시 관리하는 방안에 대해 도시한다.
도 1d는 본 발명의 일 실시예에 따른 성능을 분석하고, 성능을 예측하여 관리하는 방안에 대해 도시한다.
도 2a은 본 발명의 일 실시 예에 따른 S-NSSAI와 NSI의 관계를 도시하는 도면이다.
도 2b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 registration 과정 중 Allowed NSSAI를 결정하고 해당 Allowed NSSAI를 지원하는 AMF를 결정하는 절차를 도시하는 도면이다.
도 2c은 본 발명의 일 실시 예에 따른 registration 과정 중 Allowed NSSAI를 결정하고 해당 Allowed NSSAI를 지원하는 AMF를 결정하는 절차를 도시하는 두번째 방법의 도면이다.
도 2d는 본 발명의 일 실시 예에 따른 registration 과정 중 Allowed NSSAI를 결정하고 해당 Allowed NSSAI를 지원하는 AMF를 결정하는 절차를 도시하는 세번째 방법의 도면이다.
도 2e는 본 발명의 일 실시 예에 따른 PDU session setup 과정 중 S-NSSAI를 지원하는 NSI ID를 선택하여 맵핑하는 절차를 도시하는 도면이다.
도 2f는 본 발명의 일 실시 예에 따른 PDU session setup 과정 중 S-NSSAI를 지원하는 NSI ID를 선택하여 맵핑하는 절차를 도시하는 두번째 방법의 도면이다.
도 3a는 본 발명의 실시 예에 따른 단말이 3gpp access와 non-3gpp access를 통해 5G망에 접속하는 구조의 예를 도시한다.
도 3b는 기존 기술에 따라 non-3gpp access로 생성된 PDU session을 3gpp access로 handover하는 과정을 도시한다.
도 3c는 본 발명의 실시 예에 따른 3gpp access와 non-3gpp access에 대해서 registration이 되어 있는 경우에 non-3gpp access로 생성된 PDU session을 service request를 이용하여 3gpp access로 handover하는 과정을 도시한다.
도 3d는 본 발명의 실시 예에 따른 3gpp access와 non-3gpp access에 대해서 registration이 되어 있는 경우에 non-3gpp access로 생성된 PDU session을 service request와 PDU session establishment procedure를 이용하여 3gpp access로 handover하는 과정을 도시한다.
도 3f는 본 발명의 실시 예에 따른 3gpp access에 대해서 registration이 되어 있지 않은 단말의 경우에 non-3gpp access로 생성된 PDU session을 registration과정을 이용하여 3gpp access로 handover하는 과정을 도시한다.
도 3g는 본 발명의 실시 예에 따른 3gpp access에 대해서 registration이 되어 있지 않은 단말의 경우에 non-3gpp access로 생성된 PDU session을 registration과정과 PDU session establishment procedure를 이용하여 3gpp access로 handover하는 과정을 도시한다.
도 3h는 본 발명의 실시 예에 따른 3gpp access와 non-3gpp access에 대해서 registration되어 있는 단말이 3gpp access에 대해서 CM-IDLE상황이고 non-3gpp access에 대해서는 CM-CONNECTED인 경우에, 3gpp access에 대한 PDU session에 대해서 DL data발생시 단말을 페이징하는 과정을 도시한다.
도 4a은 본 발명의 일 실시 예에 따른 registration area 별 다른 슬라이스를 제공해주는 환경에서의 단말의 이동을 도시하는 도면이다.
도 4b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 새로운 RA에서 슬라이스 정보를 교환하는 절차를 도시하는 도면이다.
도 4c은 본 발명의 일 실시 예에 따른 Temporary rejected slice를 단말이 다시 요청하는 절차를 도시하는 도면이다.
도 4d는 본 발명의 일 실시 예에 따른 슬라이스 변경 여부 확인 세션 수정 절차를 도시하는 도면이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예들을 상세히 설명한다. 이 때, 첨부된 도면에서 동일한 구성 요소는 가능한 동일한 부호로 나타내고 있음에 유의해야 한다. 또한 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략할 것이다.

본 명세서에서 실시 예를 설명함에 있어서 본 발명이 속하는 기술 분야에 익히 알려져 있고 본 발명과 직접적으로 관련이 없는 기술 내용에 대해서는 설명을 생략한다. 이는 불필요한 설명을 생략함으로써 본 발명의 요지를 흐리지 않고 더욱 명확히 전달하기 위함이다.

마찬가지 이유로 첨부 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 개략적으로 도시되었다. 또한, 각 구성요소의 크기는 실제 크기를 전적으로 반영하는 것이 아니다. 각 도면에서 동일한 또는 대응하는 구성요소에는 동일한 참조 번호를 부여하였다.

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 설명에서 사용되는 접속 노드(node)를 식별하기 위한 용어, 망 객체(network entity)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 5G 시스템에 대한 규격에서 정의하는 용어와 명칭들을 사용한다. 하지만, 본 발명이 상기 용어 및 명칭들에 의해 한정되는 것은 아니며, 다른 규격에 따르는 시스템에도 동일하게 적용될 수 있다.

즉, 본 발명의 실시 예들을 구체적으로 설명함에 있어서, 3GPP가 규격을 정한 통신 규격을 주된 대상으로 할 것이지만, 본 발명의 주요한 요지는 유사한 기술적 배경을 가지는 여타의 통신 시스템에도 본 발명의 범위를 크게 벗어나지 아니하는 범위에서 약간의 변형으로 적용 가능하며, 이는 본 발명의 기술 분야에서 숙련된 기술적 지식을 가진 자의 판단으로 가능할 것이다. 또한, non-3gpp access는 WiFi를 통한 access를 포함하여 5G를 통한 access를 제외한 다른 access에 대해서도 동일하게 적용될 수 있다.

또한 본 발명의 실시 예들을 기술하는데 있어 슬라이스, 서비스, 네트워크 슬라이스, 네트워크 서비스, 어플리케이션 슬라이스, 어플리케이션 서비스 등이 혼용되어 사용될 수 있다.

<제1 실시 예>

도 1a 는 본 발명의 일 실시예에 따라 환경 구성도의 예를 나타낸 도면이다.

도 1a 를 참조하면 NFVO (network functions virtualization orchestrator), VNFM (virtualized network function manager) , VIM (virtualized Infrastructure management), NFVI (network function virtualization infrastructure), VNF (virtual network function), PNF (physical network function) , EM (element manager), OSS (operation support system) 으로 구성된다. 본 발명이 기초하고 있는 통신망은 5G 의 망을 가정하고 있으나, 통상의 기술력을 가진 자가 이해 할 수 있는 범주안에서 다른 시스템에서도 같은 개념이 적용되는 경우 그를 적용할 수 있다. 한편 본 발명은 5G 시스템에서 virtualized network 이 사용되는 환경을 가정하고 있다. 이러한 virtualized network function 의 경우 이를 관리하는 virtualized network function management 라는 function 이 있게 되고, 이를 전체적으로 제어하는 NFVO 가 있어 orchestration 즉 전체 제어를 담당한다. 이러한 entity들의 resource를 virtual 하게 모아 칭하여 NFVI (network functions virtualization infrastructure) 로 통칭한다. 그리고 이러한 resource 를 VIM (virtualized infrastructure manager) 에서 관리하게 된다.

도 1b는 본 발명의 일 실시예에 따른 network function virtualization, physical network entity를 이용한 network slice 를 구성하는 방안에 대한 과정을 도시한다.

도 1b 를 참조하면 VNF와 PNF 를 이용하여 network slice 를 구성하는 경우를 고려해 볼 수 있다. 즉 VNF 로 이미 구성되어 있는 상태에서 PNF 를 추가하여 성능을 향상하도록 network slice 혹은 시스템을 구성할 수 있다. 또한 이 방안을 이용하여 현실적으로 VNF 만으로 network 을 구성할 수 없는 상황, 또는 RAN (gNB : next generation Node-B) 에서 CU (central unit) , DU(distributed unit) 으로 separate 해서 구성하는 경우에 있어서, PNF 를 이용하여 gNB 를 separate 하고 성능을 향상하고자 하는 경우에도 이용할 수 있다.

1b-201 과정에서 VNF 는 VNFM 에 network entity 의 성능 performance 에 대해 report 한다.

1b-203 과정에서 VNFM은 NFVO 에 network entity 의 성능 performance 에 대해 report 한다.

1b-205 과정에서 VNFM은 VIM 에 VNF 의 resource status 에 대해 요청한다.

1b-207 과정에서 VIM 은 VNFM 에 resource 의 status 에 대해 report 한다.

1b-208 과정에서 VNFM 은 NFVO 에 VNF 의 status 에 대해 report 한다.

1b-209 과정에서 NFVO 는 OSS 에 VNF 에 대해 report 한다. 이러한 과정을 통해서 OSS 는 전체 system operation 에 대한 정보를 획득할 수 있다.

1b-211 과정에서 OSS 는 PNF 가 지원되지 않아도 VNF 의 성능에 비추어 추가적인 성능을 지원할 수 있는 extra capacity 가 network 에 존재하는지 판단한다.

1b-221 과정에서 OSS 는 NFVO 는 VNFM 에 VNF 의 현재 성능을 evaluation 하도록 notify 한다.

1b-223 과정에서 NFVO 는 VNFM 에 VNF 의 현재 성능을 evaluation 하도록 notify 한다.

1b-227 과정에서 VNFM 은 VNF 의 current status 에 대해 performance evaluation 을 한다. 이러한 current 성능 평가에는 통신 success rate, average throughput 등을 평가하게 된다.

1b-229 과정에서 VNFM 은 VNF 의 current status 에 기초해서 PNF 를 추가할 경우 혹은 다른 VNF 를 추가할 경우 예상되는 performance 를 evaluate 한다. Latency, bandwidth, capacity, coverage 등이 사용될 수 있다.

1b-231 과정에서 VNFM 은 PNF 를 추가할 경우 예상 evaluate 한 performance 를 NFVO 에 보고한다.

1b-233 과정에서 NFVO 는 예상 evaluate 한 performance 를 OSS 에 report 한다.

1b-235 과정에서 OSS 는 EM 에 PNF 를 추가할 경우 예상 performance 에 기초하여 EM 에 PNF 의 예상 capacity 를 notify 한다. 이때 PNF 에서 필요로 하는 예상 capacity 뿐아니라, 그 capacity로 인하여 전체 시스템의 향상되는 performance 도 notify 한다.

1b-237 과정에서 EM 에 근거하여 PNF 를 add on 하고, EM 을 PNF 와 함께 연동되도록 한다.

도 1c는 본 발명의 일 실시예에 따른 network function virtualization을 이용한 network slice 를 구성할 시 관리하는 방안에 대해 도시한다.

도 1c 를 참조하면 VNF와 PNF 를 이용하여 network slice 를 구성하는 경우를 고려해 볼 수 있다. 즉 VNF 로 이미 구성되어 있는 상태에서 PNF 를 추가하여 성능을 향상하도록 network slice 혹은 시스템을 구성할 수 있다. 또한 이 방안을 이용하여 현실적으로 VNF 만으로 network 을 구성할 수 없는 상황, 또는 RAN (gNB : next generation Node-B) 에서 CU (central unit), DU(distributed unit) 으로 separate 해서 구성하는 경우에 있어서, PNF 를 이용하여 gNB 를 separate 하고 성능을 향상하고자 하는 경우에도 이용할 수 있다.

1c-301 과정에서 VNF 는 VNFM 에 network entity 의 성능 performance 에 대해 report 한다.

1c-303 과정에서 VNFM은 NFVO 에 network entity 의 성능 performance 에 대해 report 한다.

1c-305 과정에서 VNFM은 VIM 에 VNF 의 resource status 에 대해 요청한다.

1c-307 과정에서 VIM 은 VNFM 에 resource 의 status 에 대해 report 한다.

1c-308 과정에서 VNFM 은 NFVO 에 VNF 의 status 에 대해 report 한다.

1c-309 과정에서 NFVO 는 OSS 에 VNF 에 대해 report 한다. 이러한 과정을 통해서 OSS 는 전체 system operation 에 대한 정보를 획득할 수 있다.

1c-311 과정에서 OSS 는 PNF 가 지원되지 않아도 VNF 의 성능에 비추어 추가적인 성능을 지원할 수 있는 extra capacity 가 network 에 존재하는지 판단한다.

1c-321 과정에서 OSS 는 NFVO 는 VNFM 에 VNF 의 현재 성능을 evaluation 하도록 notify 한다.

1c-327 과정에서 NFVO는 VNF 의 current status 에 대해 performance evaluation 을 한다. 이러한 current 성능 평가에는 통신 success rate, average throughput 등을 평가하게 된다.

1c-329 과정에서 NFVO는 VNF 의 current status 에 기초해서 PNF 를 추가할 경우 혹은 다른 VNF 를 추가할 경우 예상되는 performance 를 evaluate 한다. Latency, bandwidth, capacity, coverage 등이 사용될 수 있다.

1c-333 과정에서 NFVO 는 예상 evaluate 한 performance 를 OSS 에 report 한다.

*1c-335 과정에서 OSS 는 EM 에 PNF 를 추가할 경우 예상 performance 에 기초하여 EM 에 PNF 의 예상 capacity 를 notify 한다. 이때 PNF 에서 필요로 하는 예상 capacity 뿐아니라, 그 capacity로 인하여 전체 시스템의 향상되는 performance 도 notify 한다.

1c-337 과정에서 EM 에 근거하여 PNF 를 add on 하고, EM 을 PNF 와 함께 연동되도록 한다.

도 1d는 본 발명의 일 실시예에 따른 성능을 분석하고, 성능을 예측하여 관리하는 방안에 대해 도시한다.

1d-401 시스템의 performance data 또는 measurement data 를 얻는다.

1d-403 현재 시스템의 성능을 evaluate 한다.

1d-405 현재 시스템의 성능에 비추어 capacity, 혹은 기타 다른 성능 parameter 를 증가 시키는 것이 필요한지 결정한다.

1d-407 시스템의 capacity 나 기타 parameter 의 향상을 위하여 PNF 혹은 VNF 를 추가할 시에 예상되는 performance 를 evaluate 한다.

1d-409 예상되는 system performance 가 향상 되는지 판단한다.

1d-411 성능 향상이 예상되는 경우, PNF 혹은 VNF 를 추가하여 성능을 향상 시키기 위한 process 를 실행하기 위한 notify 를 한다.

1d-413 만일 예상 parameter 를 수정하여 예상되는 성능을 reevaluate 할 필요가 있는지 판단한다. 이 때 필요하지 않는 경우 performance data 를 얻는 1d-401 단계를 수행하게 된다.

1d-415 성능 parameter 를 바꾸고 reevaluate 하여 이후 system performance 를 향상되는지 판단하는 1d-409 단계를 수행한다.

<제2 실시 예>

5G 네트워크에서 슬라이스는 S-NSSAI로 기술된다. S-NSSAI를 제공하는 NF들의 실제 인스턴스는 NSI(Network Slice Instance)로 기술된다. NSI는 ID를 갖으며 NSI ID라고 부른다. 도 2a는 S-NSSAI와 NSI ID의 관계를 나타낸다. 하나의 NSI가 여러 개의 S-NSSAI와 맵핑될 수 있고, 또는 하나의 S-NSSAI가 여러 개의 NSI와 맵핑될 수 있다.

도 2b는 registration 과정 중 Allowed NSSAI를 결정하는 절차를 도식화한다. 스텝 1에서 단말은 망에 접속하여 사용하고자 하는 슬라이스 정보들(S-NSSAIs)을 Reuqested NSSAI에 포함하여 AMF에게 전달한다. AMF는 NSSF(Network Slice Selection Function)에게 NSSAI Request 메시지를 스텝 4에서 보낸다. NSSAI Request 메시지에는 단말로부터 스텝 1과 스텝3에서 전달받은 Requested NSSAI(단말이 요청한 S-NSSAI들의 리스트)와 AMF가 UDM으로부터 획득한 단말의 subscribed NSSAI(단말이 가입한 S-NSSAI들의 리스트)를 포함할 수 있다. Allowed NSSAI(단말이 망에 접속하여 사용할 수 있는 S-NSSAI들의 리스트)를 결정한 NSSF는 NRF에게 해당 Allowed NSSAI를 제공할 수 있는 AMF 정보를 요청한다(스텝 5). 이 때 스텝 5에 Allowed NSSAI를 포함할 수 있다. NRF는 Allowed NSSAI를 제공할 수 있는 AMF 또는 AMF 리스트를 NSSF에게 회신한다(스텝 6). NSSF는 스텝 7에서 Allowed NSSAI와 AMF 정보(AMF 또는 AMF 리스트 또는 AMF IP 주소, AMF의 FQDN 등)를 포함하여 AMF에게 보낸다. 스텝 7에 포함된 AMF 정보를 보고 스텝 8에서 AMF relocation이 발생할 수도 있다. 스텝 9와 스텝 10에서 AMF는 단말에게 단말이 망에 접속하여 사용할 수 있는 S-NSSAI들의 리스트인 Allowed NSSAI를 포함하여 Registration Accept 메시지를 보낸다.

도 2c는 도 2b의 스텝4~스텝 7과정의 또 다른 alternative 방법이다. 즉 스텝 4에서 NSSAI request 를 받은 NSSF는 Allowed NSSAI를 결정하여 스텝 5에서 AMF에게 Allowed NSSAI 보낸다. Allowed NSSAI를 받은 AMF는 스텝 6에서 NRF에게 NF discovery request 를 보낸다. 이 때 Allowed NSSAI를 포함할 수 있다. NRF는 해당 Allowed NSSAI를 제공하는 AMF를 찾아서 AMF 정보를 스텝 7에서 보낼 수 있다.

도 2d는 NSSF와 NRF 기능이 함께 위치한 경우이다. 즉 AMF가 스텝 4에서 NSSAI request 메시지를 보내면 NSSF/NRF가 Allowed NSSAI와 해당 Allowed NSSAI를 지원할 수 있는 AMF 정보를 스텝 5에서 AMF에게 보내게 된다.

도 2e는 도 2b~2c에서 기술한 registration 과정이 성공적으로 완료된 후 단말이 PDU session setup 요청하는 하는 절차를 나타낸다. 단말은 스텝 1에서 PDU session setup request 를 전송한다. 이 때, 도 2b의 스텝 10에서 받은 Allowed NSSAI에 포함된 S-NSSAI 들 중 하나를 선택하여 PDU session setup request에 포함할 수 있다. AMF는 요청받은 S-NSSAI를 지원할 수 있는 NSI ID를 선택한다. 그 후 해당 S-NSSAI 또는 NSI ID를 지원할 수 있는 SMF를 찾기 위해 NRF에게 NF discovery request를 보낸다. 이 때 NF discovery request에는 S-NSSAI와 NSI ID가 둘다 포함될 수 도 있고, NSI ID만 포함될 수 있다. 요청을 받은 NRF는 해당 슬라이스를 제공하는 SMF 를 찾고 SMF 정보를 스텝 4에서 AMF에게 보낸다. AMF는 NRF로부터 받은 정보를 바탕으로 하나의 SMF를 선택하여 PDU session setup request 메시지를 보낼 수 있다(스텝 5). 이 때 NSI ID가 PDU session setup request에 포함될 수 있다.

도 2f는 도 2e의 스텝 3~4의 alternative한 방법을 나타낸다. 즉, AMF가 NSI ID를 선택하는 것이 아니라 NRF가 선택하여 해당 정보를 AMF에게 주는 것이다. 스텝 3에서 AMF는 NRF에게 단말로부터 요청받은 S-NSSAI를 포함한 NF discovery request를 보낸다. NRF는 해당 S-NSSAI를 지원할 수 있으며 현재 AMF가 속해있는 NSI ID의 정보와 SMF 정보를 스텝 4에서 AMF에게 전달한다. 이 때 NSI ID 정보는 하나의 NSI ID일 수 있고, 또는 복수개의 NSI ID일 수 있다. 이 때 SMF 정보는 하나의 SMF 또는 복수개의 SMF에 대한 SMF IP 주소, SMF FQDN, SMF ID 등이 될 수 있다. 스텝 4에서 복수개의 NSI ID 정보와 복수개의 SMF 정보를 받은 경우 AMF 는 그 중 하나씩을 선택하여 SMF에게 PDU session setup request 메시지를 보낸다.

<제3 실시 예>

도 3a는 본 발명의 실시 예에 따른 단말이 non-3gpp access를 통해 5G망에 접속하는 구조의 예를 도시한다. 특히, 단말이 3gpp access와 non-3gpp access를 통해 접속하여 common AMF를 사용하는 구조도 함께 포함하여 도시한다.

상기 도 3a을 참고하면, 단말이 3gpp access 즉 5G RAN을 통해서 5G 코어네트워크에 접속하는 동시에, 단말이 non-3gpp access를 통해서 5G 코어네트워크에 접속을 할 때, common AMF를 선택하는 경우로서, 단말은 3gpp access와 non-3gpp access를 통해서 각각 5G 코어네트워크에 접속을 하고, 상기 AMF는 3gpp와 non-3gpp에 대해서 별도로 registration 관리를 한다.

여기서, N3IWF은 non-3gpp access와 5G코어네트워크의 원활한 연동을 위해서 정의하는 5G 코어네트워크 장비로서, non-3gpp access를 통해서 송수신되는 NAS메시지 또는 data를 forwarding하는 역할을 담당하는 entity로서 ngPDG라고 부르기도 한다. SMF는 session을 management하고 단말에 IP address를 할당하는 역할을 담당하는 entity이고, UPF는 SMF의 제어에 따라 user data를 포워딩하는 역할을 담당한다.

본 발명의 실시예에 따르면, 단말이 생성한 PDU session들에 대해서 상황에 따라 3gpp access과 non-3gpp access간에 PDU session을 handover하는 과정에서 target access의 상황에 따라 Service request와 registration request과정과 함께 PDU session을 target access로 전환하여 handover 지연 및 시그널링 메시지 수를 줄일 수 있게 된다.

도 3b는 기존 기술에 따라 non-3gpp access로 생성된 PDU session을 3gpp access로 handover하는 과정을 도시한다.

non-3gpp access를 통해서 5G 네트워크에 성공적으로 registration을 한 단말(3b-01)은 non-3gpp access를 통해서 생성된 PDU session을 이용하고 있다(3b-11).

이 때, 단말이 상기 PDU session을 3gpp access로 handover하기로 결정하면(3b-12), 3gpp access에 대해서 registration이 안되어있는 경우에 단말은 먼저 registration을 수행한다(3b-13). 이 때, 3gpp access와 non-3gpp access에 대한 registration을 관리하는 AMF가 동일한 경우에만 handover가 진행된다.

한편, 3gpp access에 대해서 registered된 단말은 PDU session establishment request 메시지를 3gpp access에 대해서 AMF를 통해서 SMF로 보낸다. 상기 PDU session establishment request 메시지는 handover하고자하는 PDU session의 PDU session ID를 포함하고, 상기 PDU session을 non-3gpp access에서 3gpp access로 handover함을 알리기 위한 HO indication을 포함한다(3b-14).

상기 PDU session establishment request를 수신한 SMF는 해당 PDU session에 대해서 3gpp access쪽으로 data path를 수정하게 된다(3b-15). 그리고, non-3gpp access에 대한 resource에 대한 리소스를 해제하는 절차를 수행함으로서 handover를 마치게된다(3b-23).

상기 SMF가 해당 PDU session에 대해서 3gpp access쪽으로 data path를 수정하는 과정(3b-15)은 과정 (3b-16)에서 (3b-22)를 통해서 이뤄지게된다.

즉, SMF가 PDU session establishment accept메시지를 3gpp access를 통해서 보내도록 AMF에 보내면(3b-16), 상기 AMF은 N2 request메시지에 상기 PDU session establishment accept를 실어서 gNB에 보내게 되고, 상기 gNB는 단말과의 리소스를 setup하게된다(3b-18). 이에대한 ACK을 (3b-19)를 통해 AMF에 전달하고, SMF에게 SM request를 보내고, 관련정보를 N4 session modification 과정을 통해서 UPF에 전달하여 data path를 3gpp access로 수정하게 된다(3b-20, 3b-21, 3b-22).

도 3c는 본 발명의 실시 예에 따른 3gpp access와 non-3gpp access에 대해서 registration이 되어 있는 경우에 non-3gpp access로 생성된 PDU session을 service request를 이용하여 3gpp access로 handover하는 과정을 도시한다.

non-3gpp access를 통해서 5G 네트워크에 성공적으로 registration을 한 단말(3c-01)은 non-3gpp access를 통해서 생성된 PDU session을 이용하고 있다(3c-11).

이 때, 단말이 상기 PDU session을 3gpp access로 handover하기로 결정하면(3c-12), 3gpp access에 대해서 CM-IDLE인 경우에(3c-13), 단말은 service request를 수행한다. 이때, 상기 service request 메시지는 handover하고자하는 PDU session의 PDU session ID를 포함하고, 상기 PDU session을 non-3gpp access에서 3gpp access로 handover함을 알리기 위한 HO indication을 포함할 수도 있다(3c-14).

상기 service request를 수신한 AMF는 해당 PDU session을 관리하는 SMF에게 PDU session transfer를 요청하는 메시지를 보낸다(3c-15). 이때, 상기 session transfer request메시지는 handover 하고자하는 PDU session의 PDU session ID를 포함하고, 상기 PDU session을 non-3gpp access에서 3gpp access로 handover함을 알리기 위한 HO indication을 포함할 수도 있다. 이에 대한 응답으로 SMF는 해당 PDU session에 대해서 3gpp access쪽으로 data path를 수정하도록 AMF에 session transfer response를 보낸다(3c-16). 이에 따라 AMF는 N2 request메시지를 통해서 gNB가 단말과의 리소스를 setup하도록 하고(3c-17), 상기 gNB는 단말과의 리소스를 setup하게된다(3c-18). 이에대한 ACK을 (3c-19)를 통해 AMF에 전달하고, SMF에게 SM request를 보내고, 관련정보를 N4 session modification 과정을 통해서 UPF에 전달하여 data path를 3gpp access로 수정하게 된다(3c-20, 3c-21, 3c-22).

그리고, non-3gpp access에 대한 resource에 대한 리소스를 해제하는 절차를 수행함으로서 handover를 마치게된다(3c-23).

도 3d는 본 발명의 실시 예에 따른 3gpp access와 non-3gpp access에 대해서 registration이 되어 있는 경우에 non-3gpp access로 생성된 PDU session을 service request와 PDU session establishment procedure를 이용하여 3gpp access로 handover하는 과정을 도시한다.

non-3gpp access를 통해서 5G 네트워크에 성공적으로 registration을 한 단말(3d-01)은 non-3gpp access를 통해서 생성된 PDU session을 이용하고 있다(3d-11).

이 때, 단말이 상기 PDU session을 3gpp access로 handover하기로 결정하면(3d-12), 단말은 PDU session establishment request 메시지를 생성한다. 상기 PDU session establishment request 메시지는 handover 하고자하는 PDU session의 PDU session ID를 포함하고, 상기 PDU session을 non-3gpp access에서 3gpp access로 handover함을 알리기 위한 HO indication을 포함한다

하지만, 단말이 3gpp access에 대해서 CM-IDLE인 경우에(3d-13), 단말은 service request를 수행하고, 이 때 상기 service request는 상기 생성된 PDU Session establishment request 메시지를 piggyback한다. 즉, service request는 NAS메시지를 전달하기위한 container 예를들어 SM NAS container를 포함하고, 상기 PDU Session establishment request 메시지를 SM NAS container에 넣어서 AMF에 전달한다.(3d-14)

상기 service request를 수신한 AMF는 PDU session establishment request메시지를 복구하여 해당 PDU session ID를 관리하는 SMF에게 전달한다(3d-15).

상기 PDU session establishment request를 수신한 SMF는 해당 PDU session에 대해서 3gpp access쪽으로 data path를 수정한다. 그리고, non-3gpp access에 대한 resource에 대한 리소스를 해제하는 절차를 수행함으로서 handover를 마치게된다(3d-23).

상기 SMF가 해당 PDU session에 대해서 3gpp access쪽으로 data path를 수정하는 과정은 과정 (3d-16)에서 (3d-22)를 통해서 이뤄지게된다.

즉, SMF가 PDU session establishment accept메시지를 3gpp access를 통해서 보내도록 AMF에 보내면(3d-16), 상기 AMF은 N2 request메시지에 상기 PDU session establishment accept를 실어서 gNB에 보내게 되고, 상기 gNB는 단말과의 리소스를 setup하게된다(3d-18). 이에대한 ACK을 (3d-19)를 통해 AMF에 전달하고, SMF에게 SM request를 보내고, 관련정보를 N4 session modification과정을 통해서 UPF에 전달하여 data path를 3gpp access로 수정하게 된다(3d-20, 3d-21, 3d-22).

도 3f는 본 발명의 실시 예에 따른 3gpp access에 대해서 registration이 되어 있지 않은 단말의 경우에 non-3gpp access로 생성된 PDU session을 registration과정을 이용하여 3gpp access로 handover하는 과정을 도시한다.

non-3gpp access를 통해서 5G 네트워크에 성공적으로 registration을 한 단말(3f-01)은 non-3gpp access를 통해서 생성된 PDU session을 이용하고 있다(3f-11).

이 때, 단말이 상기 PDU session을 3gpp access로 handover하기로 결정하면(3f-12), 3gpp access에 대해서 registered되어 있지 않는 경우에(3c-13), 단말은 3gpp access에 대한 registration을 수행한다. 이때, registration request 메시지는 handover하고자하는 PDU session의 PDU session ID를 포함하고, 상기 PDU session을 non-3gpp access에서 3gpp access로 handover함을 알리기 위한 HO indication을 포함할 수도 있다(3f-14a). 상기 registration request를 수신한 AMF는 3gpp access에 대한 registration과정을 수행한다(3f-14b).

한편, 상기 registration request를 수신한 AMF는 코어네트워크에서의 registration이 어느정도 마무리되어서 PDU session을 처리할수 있는상황이 되면, 해당 PDU session을 관리하는 SMF에게 PDU session transfer를 요청하는 메시지를 보낸다(3f-15). 이때, 상기 session transfer request메시지는 handover하고자하는 PDU session의 PDU session ID를 포함하고, 상기 PDU session을 non-3gpp access에서 3gpp access로 handover함을 알리기 위한 HO indication을 포함할 수도 있다. 이에 대한 응답으로 SMF는 해당 PDU session에 대해서 3gpp access쪽으로 data path를 수정하도록 AMF에 session transfer response를 보낸다(3f-16). 이에 따라 AMF는 N2 request메시지를 통해서 gNB가 단말과의 리소스를 setup하도록 하고(3f-17), 상기 gNB는 단말과의 리소스를 setup하게된다(3f-18). 이에대한 ACK을 (3f-19)를 통해 AMF에 전달하고, SMF에게 SM request를 보내고, 관련정보를 N4 session modification과정을 통해서 UPF에 전달하여 data path를 3gpp access로 수정하게 된다(3f-20, 3f-21, 3f-22).

그리고, non-3gpp access에 대한 resource에 대한 리소스를 해제하는 절차를 수행함으로서 handover를 마치게된다(3f-23).

도 3g는 본 발명의 실시 예에 따른 3gpp access에 대해서 registration이 되어 있지 않은 단말의 경우에 non-3gpp access로 생성된 PDU session을 registration과정과 PDU session establishment procedure를 이용하여 3gpp access로 handover하는 과정을 도시한다.

non-3gpp access를 통해서 5G 네트워크에 성공적으로 registration을 한 단말(3g-01)은 non-3gpp access를 통해서 생성된 PDU session을 이용하고 있다(3g-11).

이 때, 단말이 상기 PDU session을 3gpp access로 handover하기로 결정하면(3g-12), 3gpp access에 대해서 registered되어 있지 않는 경우에(3g-13), 단말은 3gpp access에 대한 registration을 수행한다. 이 때, 단말은 handover하고자하는 PDU session에 대해서 PDU session establishment request메시지를 생성한다. 상기 PDU session establishment request메시지는 handover하고자하는 PDU session의 PDU session ID를 포함하고, 상기 PDU session을 non-3gpp access에서 3gpp access로 handover함을 알리기 위한 HO indication을 포함한다

단말은 3gpp access에 대한 registration을 수행하고, 이 때 registration request는 상기 생성된 PDU Session establishment request 메시지를 piggyback한다. 즉, registration request는 NAS메시지를 전달하기위한 container 예를들어 SM NAS container를 포함하고, 상기 PDU Session establishment request 메시지를 SM NAS container에 넣어서 AMF에 전달한다.(3g-14a)

상기 registration request를 수신한 AMF는 3gpp access에 대한 registration과정을 수행한다(3g-14b).

한편, 상기 registration request를 수신한 AMF는 코어네트워크에서의 registration이 어느정도 마무리되어서 PDU session을 처리할수 있는상황이 되면, 해당 PDU session을 관리하는 SMF에게 상기 registration request와 함께 수신된 PDU session establishment request메시지를 복구하여 해당 PDU session ID를 관리하는 SMF에게 전달한다(3g-15).

상기 PDU session establishment request를 수신한 SMF는 해당 PDU session에 대해서 3gpp access쪽으로 data path를 수정한다. 그리고, non-3gpp access에 대한 resource에 대한 리소스를 해제하는 절차를 수행함으로서 handover를 마치게된다(3g-23).

*상기 SMF가 해당 PDU session에 대해서 3gpp access쪽으로 data path를 수정하는 과정은 과정 (3g-16)에서 (3g-22)를 통해서 이뤄지게된다.

즉, SMF가 PDU session establishment accept 메시지를 3gpp access를 통해서 보내도록 AMF에 보내면(3g-16), 상기 AMF은 N2 request메시지에 상기 PDU session establishment accept를 실어서 gNB에 보내게 되고, 상기 gNB는 단말과의 리소스를 setup하게된다(3g-18). 이에대한 ACK을 (3g-19)를 통해 AMF에 전달하고, SMF에게 SM request를 보내고, 관련정보를 N4 session modification과정을 통해서 UPF에 전달하여 data path를 3gpp access로 수정하게 된다(3g-20, 3g-21, 3g-22).

도 3h는 본 발명의 실시 예에 따른 3gpp access와 non-3gpp access에 대해서 registration되어 있는 단말이 3gpp access에 대해서 CM-IDLE상황이고 non-3gpp access에 대해서는 CM-CONNECTED인 경우에, 3gpp access에 대한 PDU session에 대해서 DL data발생시 단말을 페이징하는 과정을 도시한다.

3gpp access와 non-3gpp access를 통해서 5G 네트워크에 동일한 AMF를 통해서 registration되이 있는 단말(3h-01)은 3gpp access를 통해서 생성된 PDU session을 이용하고 있다(3h-11).

단말이 3gpp access에 대해서 CM-IDLE상황이고 non-3gpp access에 대해서는 CM-CONNECTED인 상황에서(3h-12), 3gpp access에 대한 PDU session에 대해서 UPF에 downlink data가 도착하면(3h-13), 상기 UPF는 해당 PDU session을 관리하는 SMF에게 downlink data notification을 PDU session ID를 포함하여 보낸다(3h-14). 이에 따라서 상기 SMF는 AMF에게 해당 단말에 대한 paging을 요청하기위해서 N11 paging request를 보낸다(3h-15). 상기 N11 paging request메시지는 상기 PDU session ID와 해당 단말에 대한 identifier 예를들어 SUPI또는 5G-GUTI 또는 IMSI와 같은 정보를 포함한다.

상기 N11 paging request를 수신한 AMF는 단말이 3gpp access에 대해서 CM-IDLE상황이고, non-3gpp access에 대해서는 CM-CONNECTED상황임을 인식하게 된다(3h-16). 이에 따라서, AMF는 3gpp access에 대해서 단말을 paging하는 대신에, non-3GPP access를 통해서 NAS notification 메시지를 보내게 된다. 상기 NAS notification 메시지는 상기 downlink data가 도착한 PDU session의 PDU session ID를 포함한다(3h-17). 또는, downlink data가 발생할 해당 PDU session이 3gpp access에 대한 것임을 알리는 access type의 정보를 포함할 수 있다.

상기 NAS notification메시지를 수신한 단말은 자신이 3gpp access망을 이용가능한지 여부를 판단한다(3h-18). 예를 들어, 상기 단말이 3gpp access의 coverage밖에 있는지의 여부를 체크하여, 3gpp access를 사용가능하다고 판단되는 경우에는 해당 PDU session을 activation시키기 위해서 service request 또는 registration request를 3gpp access를 통해서 보내고(3h-19a), 상기 service request 또는 registration request를 수신한 AMF는 paging이 성공적으로 완료됐음을 체크하고, 상기 PDU session에 대한 PDU session activation을 수행하여 downlink data를 전달할 수 있는 data path를 설정하고 리소스를 할당한다.

반면에, 상기 단말이 3gpp access의 coverage밖에 있는 등 3gpp access를 통한 접속이 일시적으로 불가능한 경우에 상기 단말은 UE policy를 체크하여 상기 PDU session이 non-3gpp access를 통해서 서비스를 받을 수 있다고 판단되는 경우에, 상기 PDU session을 non-3gpp access로 handover를 시도할 수 있다. 즉, 단말은 PDU session establishment request 메시지를 non-3gpp access를 통해 송신한다(3h-19b). 상기 PDU session establishment request메시지는 handover하고자하는 상기 PDU session의 PDU session ID를 포함하고, 상기 PDU session을 3gpp access에서 non-3gpp access로 handover함을 알리기 위한 HO indication을 포함한다

상기 PDU session establishment request메시지를 수신한 AMF는 paging이 성공적으로 완료됐음을 체크하고, 해당 SMF를 triggering하여 non-3gpp access에 대한 data path를 수립하고, 3gpp access에 대한 리소스를 해지하는 절차를 수행한다(3h-20).

또다른 방법으로서, 상기 단말이 3gpp access의 coverage밖에 있는 등 3gpp access를 통한 접속이 일시적으로 불가능한 경우에 NAS notification에 대한 ACK를 AMF에게 보낼 수도 있다(3h-19c). 상기 NAS notification ACK은 3gpp access에 대한 paging이 실패했음을 알리는 indication을 포함할 수 있고, 또한 paging 실패의 이유를 나타내는 cause value를 포함할 수 있다. 예를들어, cause value는 '단말이 out of 3gpp coverage에 있음'을 나타낼 수 있다. 상기 NAS notification ACK을 수신한 AMF는 paging이 실패했음을 인식하고 그 결과를 SMF에게 알릴 수 있다.

또한, 상기 단말이 NAS notification ACK을 보낼 때, UE policy를 체크하여 상기 PDU session이 non-3gpp access를 통해서 서비스를 받을 수 있다고 판단되는 경우에, 상기 PDU session을 non-3gpp access로 handover를 시도할 수 있다. 예를들어, 상기 (3h-19b)와 같이 PDU session establishment request를 보내서 non-3gpp access로의 handover를 수행할 수 있다. 또는 상기 NAS notification ACK메시지에 handover하고자 하는 상기 PDU session의 PDU session ID를 포함하고, PDU session을 3gpp access에서 non-3gpp access로 handover함을 알리기 위한 HO indication을 함께 포함할 수 있다. 이 때, 상기 NAS notification ACK을 수신한 AMF는 해당 SMF를 triggering하여 non-3gpp access에 대한 data path를 수립하고, 3gpp access에 대한 리소스를 해지하는 절차를 수행한다(3h-20).

<제4 실시 예>

네트워크 슬라이스 기능을 제공하는 5G 이동통신 시스템은 registration area(이하 RA) 별 서로 다른 set의 슬라이스를 제공할 수 있다. 도 4a는 이와 같은 시나리오를 표현한 도면이다. RA#1라고 표시된 RA에서는 슬라이스2(S-NSSAI#2), 슬라이스3(S-NSSAI#3)을 제공하고, RA#2라고 표시된 RA에서는 슬라이스 1(S0NSSAI#1), 슬라이스2(S-NSSAI#2), 슬라이스3(S-NSSAI#3)을 제공하고 있다. 5G 네트웍에 접속한 단말은 RA#1 지역에서 망에 접속하여 서비스를 받고 있다가 이동하여 RA#2로 옮겨갈 수 도 있고, 반대로 RA#2에서 RA#1로 옮겨갈 수도 있다. 이와 같은 상황에서 단말은 현재 위치한 해당 RA에서 어떤 슬라이스를 제공하는지 정보를 알 방법이 필요하다.

도 4b는 단말이 현재 RA를 벗어나 새로운 RA에 들어갔을 때 새로운 RA의 슬라이스 정보를 획득하는 방법을 도식화한 도면이다. 5G 네트웍에 접속하여 서비스를 받고 있는 단말이 이동하여 스텝7에서 접속했던 RA 지역을 벗어났음을 감지하고 스텝 8에서 새로운 Registration Request 를 보낸다. 이 때 RAN은 새로운 AMF는 선택할 수 있고, 선택된 AMF로 Registration request 메시지를 전달한다. 메시지를 받은 New AMF는 Registration request에 포함된 UE의 Temporary ID를 보고 old AMF를 찾아내어 단말 정보를 요청한다(스텝 11). Old AMF는 단말 관련 정보를 new AMF에게 스텝 12에서 전달하는데, 해당 메시지에는 단말이 스텝 1에서 old AMF에게 보냈던 Requested NSSAI와 old AMF가 스텝 5와 스텝 6에서 단말에게 보낸 Allowed NSSAI를 포함하여 보낼 수 있다. New AMF는 스텝 12에서 old AMF로부터 받은 Requested NSSAI, Allowed NSSAI와 스텝 8과 스텝 10에서 단말로부터 받은 Requested NSSAI와 단말 가입자 정보를 바탕으로 새로운 Allowed NSSAI를 정하여 스텝 13과 스텝 14에게 전달한다. 스텝 14에서 Allowed NSSAI를 받은 단말은 Allowed NSSAI에 포함된 S-NSSAI 들을 확인하여 새로운 RA에서 제공하는 슬라이스 정보를 알 수 있게 된다.

도 4c는 단말이 요청한 슬라이스가 거절되는 경우와, 거절된 슬라이스가 다시 이용 가능할 경우의 처리 절차를 도식화한 도면이다. 스텝 1에서 단말은 5G 네트웍에 접속하여 사용하고자 하는 슬라이스 정보 즉, S-NSSAI들을 Requested NSSAI로 AMF에게 전송한다. 예를 들어, Requested NSSAI에 S-NSSAI#1, S-NSSAI#2, S-NSSAI#3가 포함되었다고 가정한다. 스텝 3에서 Registration Reqeusted 메시지를 받은 AMF는 현재 망 상황을 보고 S-NSSAI#1이 일시적인 이유로 제공될 수 없음을 확인한다. 그리고 Allowed NSSAI에 S-NSSAI#1는 일시적인 이유로 거절됐음을 명시하고, S-NSSAI#2와 S-NSSAI#3는 승인되었음을 나타내어 단말에게 보낸다(스텝 5, 스텝 6). 스텝 6에서 Allowed NSSAI를 받은 단말은 스텝 1에서 요청했던 슬라이스 중 S-NSSAI#2와 S-NSSAI#3가 제공됨을 알게되고 해당 슬라이스를 이용하게 된다. 그 후, AMF는 스텝 7에서 AMF는 일시적으로 거절됐던 슬라이스인 S-NSSAI#1이 다시 이용가능함을 알게된다. 그리고 이 사실을 스텝 8과 스텝 9을 통해 단말에게 알려준다. 즉, 스텝 8과 스텝 9의 Notify 메시지에는 S-NSSAI#1 가 이용 가능함을 알리는 정보(indication)가 포함될 수 있다. 또는 Notify 메시지에 S-NSSAI#1을 포함한 새로운 Allowed NSSAI가 포함될 수 있다. 스텝 9에서 Notify 메시지를 받은 단말은 필요하다면 새로운 Registration Reqeust 메시지를 보낼 수 있다(스텝 10). 해당 Registration Reqeust는 스텝 9에서 Notify 받은 정보를 바탕으로 정한 Reqeusted NSSAI가 포함될 수 있다. 스텝 11에서 Registration Request를 받은 AMF는 Allowed NSSAI를 다시 확정하여 스텝 12와 스텝 13을 통해 단말에게 전달할 수 있다.

또 다른 방법으로 도 4c의 스텝 6에서 S-NSSAI#1이 일시적으로 거절되었음을 알게된 단말은 timer를 돌려서 timer가 expired 된 이 후 다시 Registration Request를 보내어 거절된 슬라이스가 이용가능한지 확인할 수 있다. 이 때 Registration Request에 Requested NSSAI를 포함할 수 있는데, 해당 Requested NSSAI에는 일시적으로 거절됐었던 S-NSSAI#1이 포함될 수 있다. UE가 timer를 설정하는 방법은 미리 설정된 default 값을 쓸 수 있다. 예를 들어, default 값이 1시간으로 설정되었다면 단말은 1시간 후에 S-NSSAI#1을 Requested NSSAI에 포함하여 Registration Reqeust 메시지를 보낼 수 있다. Default 값은 슬라이스 즉 S-NSSAI별로 다르게 설정될 수 있다. 또는 스텝 6에서 S-NSSAI#1이 거절되었다는 메시지를 받을 때 해당 메시지에 timer값을 얼마나 설정하라는 정보가 포함될 수 있다. 예를 들어, 스텝 6에서 일시적으로 거절된 S-NSSAI#1의 재요청 timer 값을 2시간으로 설정하라는 정보가 포함될 수 있다. Timer 값을 받은 UE는 2시간 후에 S-NSSAI#1을 Requested NSSAI에 포함하여 Registration Reqeust 메시지를 보낼 수 있다.

도 4d는 스텝 5는 도 4b의 스텝 14에 해당한다. 즉, 단말은 새로운 RA지역에서 사용 가능한 슬라이스 정보가 포함된 Allowed NSSAI가 포함된 Requested Accept 메시지를 받는다. 도 4a를 예로 들면, 단말이 RA#1에서 RA#2로 이동하는 상황을 가정한다. 이 때 단말은 새로운 슬라이스인 S-NSSAI#1도 추가로 사용가능함을 알게된다. 그 후 단말이 보낼 트래픽이 있을 때 단말의 UE policy를 확인하여 어떤 슬라이스를 사용하여 보낼지 결정한다. 즉, 기존에 S-NSSAI#2를 사용하여 트래픽을 보내다가 S-NSSAI#1을 선택하여 보낼 수 있다. 이와 같은 결정은 S-NSSAI#1이 제공하는 QoS가 S-NSSAI#2보다 우수하거나 또는 S-NSSAI#1의 우선순위가 S-NSSAI#2보다 높은 경우가 될 수 있다. 이를 위해 필요한 경우 스텝7에서 PDU session modification을 요청하여 절차를 진행할 수 있다.

상술한 본 발명의 구체적인 실시 예들에서, 발명에 포함되는 구성 요소는 제시된 구체적인 실시 예에 따라 단수 또는 복수로 표현되었다. 그러나, 단수 또는 복수의 표현은 설명의 편의를 위해 제시한 상황에 적합하게 선택된 것으로서, 본 발명이 단수 또는 복수의 구성 요소에 제한되는 것은 아니며, 복수로 표현된 구성 요소라하더라도 단수로 구성되거나, 단수로 표현된 구성 요소라 하더라도 복수로 구성될 수 있다.

한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니 되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

Claims (20)

1. 통신 시스템에서 접속 및 이동성 관리 기능(access and mobility management function, AMF) 엔티티의 방법에 있어서,
   단말로부터, S-NSSAI(single-network slice selection assistance information)를 포함하는 PDU(protocol data unit) 세션 설정 요청 메시지를 수신하는 단계;
   네트워크 저장 기능(network repository function, NRF) 엔티티로, 상기 S-NSSAI를 포함하는 discovery 요청 메시지를 전송하는 단계;
   상기 NRF 엔티티로부터, 적어도 하나의 세션 관리 기능(session management function, SMF) 엔티티에 대한 정보 및 상기 S-NSSAI에 대응되는 NSI(network slice instance) 식별자(identifier, ID)에 대한 정보를 포함하는 discovery 응답 메시지를 수신하는 단계;
   상기 적어도 하나의 SMF 엔티티에 대한 정보 및 상기 S-NSSAI에 대응되는 상기 NSI ID에 대한 정보에 기반하여, SMF 엔티티를 선택하는 단계; 및
   상기 SMF 엔티티로, 상기 S-NSSAI를 포함하는, PDU 세션을 생성하기 위한 요청 메시지를 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 AMF 엔티티의 방법.
2. 제1항에 있어서,
   상기 적어도 하나의 SMF 엔티티에 대한 정보는, 적어도 하나의 이용 가능한 SMF instance에 대한 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 AMF 엔티티의 방법.
3. 제1항에 있어서,
   상기 discovery 요청 메시지는, 상기 S-NSSAI에 대한 NSI(network slice instance) 식별자(identifier, ID)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 AMF 엔티티의 방법.
4. 제1항에 있어서,
   상기 적어도 하나의 SMF에 대한 정보 는, 상기 적어도 하나의 SMF 엔티티의 FQDN(fully qualified domain name)에 대한 정보 또는 상기 적어도 하나의 SMF 엔티티의 IP(internet protocol)에 대한 정보 를 포함하는 것을 특징으로 하는 AMF 엔티티의 방법.
5. 제1항에 있어서,
   상기 단말의 등록 요청에 대한 초기 메시지를 수신하였던 초기 AMF 엔티티가, 허여된 NSSAI를 서빙할 수 없으면, AMF 재배치(relocation) 절차가 수행되고,
   상기 허여된 NSSAI 또는 AMF 리스트 중 적어도 하나에 기반하여, 상기 AMF 엔티티가, 상기 AMF 재배치 절차에 의하여 상기 단말을 서빙하기 위한 타겟 AMF 엔티티로 결정되는 것을 특징으로 하는 AMF 엔티티의 방법.
6. 제5항에 있어서,
   상기 허여된 NSSAI 또는 상기 AMF 리스트 중 적어도 하나는, 네트워크 슬라이스 선택 기능(network slice selection function, NSSF) 엔티티로부터 상기 초기 AMF 엔티티로 전송되는 것을 특징으로 하는 AMF 엔티티의 방법.
7. 통신 시스템에서 네트워크 저장 기능(network repository function, NRF) 엔티티의 방법에 있어서,
   접속 및 이동성 관리 기능(access and mobility management function, AMF) 엔티티로부터, S-NSSAI(single-network slice selection assistance information)를 포함하는 discovery 요청 메시지를 수신하는 단계;
   상기 S-NSSAI에 기반하여 적어도 하나의 세션 관리 기능(session management function, SMF) 엔티티를 발견(discovery)하는 단계; 및
   상기 AMF 엔티티로, 상기 적어도 하나의 SMF 엔티티에 대한 정보 및 상기 S-NSSAI에 대응되는 NSI(network slice instance) 식별자(identifier, ID)에 대한 정보를 포함하는 discovery 응답 메시지를 전송하는 단계를 포함하고,
   상기 적어도 하나의 SMF 엔티티에 대한 정보 및 상기 S-NSSAI에 대응되는 상기 NSI ID에 대한 정보는, 상기 AMF 엔티티가 상기 적어도 하나의 SMF 엔티티 중 SMF 엔티티로, 상기 S-NSSAI를 포함하는 PDU(protocol data unit) 세션을 생성하기 위한 요청 메시지를 전송하는데 이용되는 것을 특징으로 하는 NRF 엔티티의 방법.
8. 제7항에 있어서,
   상기 적어도 하나의 SMF 엔티티에 대한 정보는, 적어도 하나의 이용 가능한 SMF instance에 대한 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 NRF 엔티티의 방법.
9. 제7항에 있어서,
   상기 discovery 요청 메시지는, 상기 S-NSSAI에 대한 NSI(network slice instance) 식별자(identifier, ID)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 NRF 엔티티의 방법.
10. 제7항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 SMF에 대한 정보 는, 상기 적어도 하나의 SMF 엔티티의 FQDN(fully qualified domain name)에 대한 정보 또하는 상기 적어도 하나의 SMF 엔티티의 IP(internet protocol)에 대한 정보 를 포함하는 것을 특징으로 하는 NRF 엔티티의 방법.
11. 통신 시스템에서 접속 및 이동성 관리 기능(access and mobility management function, AMF) 엔티티에 있어서,
    송수신부; 및
    단말로부터, S-NSSAI(single-network slice selection assistance information)를 포함하는 PDU(protocol data unit) 세션 설정 요청 메시지를 수신하도록 상기 송수신부를 제어하고; 네트워크 저장 기능(network repository function, NRF) 엔티티로, 상기 S-NSSAI를 포함하는 discovery 요청 메시지를 전송하도록 상기 송수신부를 제어하며; 상기 NRF 엔티티로부터, 적어도 하나의 세션 관리 기능(session management function, SMF) 엔티티에 대한 정보 및 상기 S-NSSAI에 대응되는 NSI(network slice instance) 식별자(identifier, ID)에 대한 정보를 포함하는 discovery 응답 메시지를 수신하도록 상기 송수신부를 제어하고; 상기 적어도 하나의 SMF 엔티티에 대한 정보 및 상기 S-NSSAI에 대응되는 상기 NSI ID에 대한 정보에 기반하여, SMF 엔티티를 선택하며; 및 상기 SMF 엔티티로, 상기 S-NSSAI를 포함하는, PDU 세션을 생성하기 위한 요청 메시지를 전송하도록 상기 송수신부를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 AMF 엔티티.
12. 제11항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 SMF 엔티티에 대한 정보는, 적어도 하나의 이용 가능한 SMF instance에 대한 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 AMF 엔티티.
13. 제11항에 있어서,
    상기 discovery 요청 메시지는, 상기 S-NSSAI에 대한 NSI(network slice instance) 식별자(identifier, ID)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 AMF 엔티티.
14. 제11항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 SMF에 대한 정보 는, 상기 적어도 하나의 SMF 엔티티의 FQDN(fully qualified domain name)에 대한 정보 또는 상기 적어도 하나의 SMF 엔티티의 IP(internet protocol)에 대한 정보 를 포함하는 것을 특징으로 하는 AMF 엔티티.
15. 제11항에 있어서,
    상기 단말의 등록 요청에 대한 초기 메시지를 수신하였던 초기 AMF 엔티티가, 허여된 NSSAI를 서빙할 수 없으면, AMF 재배치(relocation) 절차가 수행되고,
    상기 허여된 NSSAI 또는 AMF 리스트 중 적어도 하나에 기반하여, 상기 AMF 엔티티가, 상기 AMF 재배치 절차에 의하여 상기 단말을 서빙하기 위한 타겟 AMF 엔티티로 결정되는 것을 특징으로 하는 AMF 엔티티.
16. 제15항에 있어서,
    상기 허여된 NSSAI 또는 상기 AMF 리스트 중 적어도 하나는, 네트워크 슬라이스 선택 기능(network slice selection function, NSSF) 엔티티로부터 상기 초기 AMF 엔티티로 전송되는 것을 특징으로 하는 AMF 엔티티.
17. 통신 시스템에서 네트워크 저장 기능(network repository function, NRF) 엔티티에 있어서,
    송수신부; 및
    접속 및 이동성 관리 기능(access and mobility management function, AMF) 엔티티로부터, S-NSSAI(single-network slice selection assistance information)를 포함하는 discovery 요청 메시지를 수신하도록 상기 송수신부를 제어하고; 상기 S-NSSAI에 기반하여 적어도 하나의 세션 관리 기능(session management function, SMF) 엔티티를 발견(discovery)하며; 및 상기 AMF 엔티티로, 상기 적어도 하나의 SMF 엔티티에 대한 정보 및 상기 S-NSSAI에 대응되는 NSI(network slice instance) 식별자(identifier, ID)에 대한 정보를 포함하는 discovery 응답 메시지를 전송하도록 제어하는 제어부를 포함하고,
    상기 적어도 하나의 SMF 엔티티에 대한 정보 및 상기 S-NSSAI에 대응되는 상기 NSI ID에 대한 정보는, 상기 AMF 엔티티가 상기 적어도 하나의 SMF 엔티티 중 SMF 엔티티로, 상기 S-NSSAI를 포함하는 PDU(protocol data unit) 세션을 생성하기 위한 요청 메시지를 전송하는데 이용되는 것을 특징으로 하는 NRF 엔티티.
18. 제17항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 SMF 엔티티에 대한 정보는, 적어도 하나의 이용 가능한 SMF instance에 대한 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 NRF 엔티티.
19. 제17항에 있어서,
    상기 discovery 요청 메시지는, 상기 S-NSSAI에 대한 NSI(network slice instance) 식별자(identifier, ID)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 NRF 엔티티.
20. 제17항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 SMF에 대한 정보 는, 상기 적어도 하나의 SMF 엔티티의 FQDN(fully qualified domain name)에 대한 정보 또하는 상기 적어도 하나의 SMF 엔티티의 IP(internet protocol)에 대한 정보 를 포함하는 것을 특징으로 하는 NRF 엔티티.

Images