KR20210143563A

KR20210143563A - 이동통신 네트워크에서 단말에 Deterministic Communication을 지원하는 방법 및 장치

Info

Publication number: KR20210143563A
Application number: KR1020200060497A
Authority: KR
Inventors: 한윤선; 문상준; 정상수
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2020-05-20
Filing date: 2020-05-20
Publication date: 2021-11-29
Also published as: WO2021235769A1

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 개시는 5G 통신 기술 및 IoT 관련 기술을 기반으로 지능형 서비스 (예를 들어, 스마트 홈, 스마트 빌딩, 스마트 시티, 스마트 카 혹은 커넥티드 카, 헬스 케어, 디지털 교육, 소매업, 보안 및 안전 관련 서비스 등)에 적용될 수 있다. 본 개시의 실시 예에 따른 NWDAF는 특정 단말 또는 서비스의 트래픽 특성에 관련된 분석 정보 또는 예측 정보를 전달하고, 추가적으로 각 단말 별 서비스 요구 수준을 파악 하기 위한 정보를 제공한다.

Description

이동통신 네트워크에서 단말에 Deterministic Communication을 지원하는 방법 및 장치{APPARATUS AND METHOD FOR PROVIDING DETERMINISTIC COMMUNICATION IN MOBILE NETWORK}

본 개시는 이동통신 시스템에서 Deterministic communication을 제공하는 방법에 관한 것이다. Deterministic communication이란 단말에서 송수신 해야 하는 네트워크 트래픽이 특정 제한 시간 범위 내에서 전달을 보장 하는 통신 방법이다. 이러한 통신을 지원하기 위한 인자들을 전달 하는 방법과 이러한 인자들을 활용하여 특정 시간 범위 내에 트래픽을 전달 하도록 네트워크를 설정하는 장치와 방법에 관한 것이다.

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

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

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

이 밖에도, 5G 시스템에서는 진보된 코딩 변조(Advanced Coding Modulation, ACM) 방식인 FQAM(Hybrid Frequency Shift Keying and Quadrature Amplitude Modulation) 및 SWSC(Sliding Window Superposition Coding)과, 진보된 접속 기술인 FBMC(Filter Bank Multi Carrier), NOMA(Non Orthogonal Multiple Access), 및 SCMA(Sparse Code Multiple Access) 등이 개발되고 있다.

5G 시스템에서는 기존 4G 시스템 대비 다양한 서비스에 대한 지원을 고려하고 있다. 예를 들어, 가장 대표적인 서비스들은 모바일 초광대역 통신 서비스(eMBB: enhanced mobile broad band), 초 고신뢰성/저지연 통신 서비스(URLLC: ultra-reliable and low latency communication), 대규모 기기간 통신 서비스(mMTC: massive machine type communication), 차세대 방송 서비스(eMBMS: evolved multimedia broadcast/multicast Service) 등이 있을 수 있다. 그리고, 상기 URLLC 서비스를 제공하는 시스템을 URLLC 시스템, eMBB 서비스를 제공하는 시스템을 eMBB 시스템 등이라 칭할 수 있다. 또한, 서비스와 시스템이라는 용어는 혼용되어 사용될 수 있다.

이 중 URLLC 서비스는 기존 4G 시스템과 달리 5G 시스템에서 새롭게 고려하고 있는 서비스이며, 다른 서비스들 대비 초 고 신뢰성(예를 들면, 패킷 에러율 약 10^-5)과 저 지연(latency)(예를 들면, 약 0.5msec) 조건 만족을 요구한다. 이러한 엄격한 요구 조건을 만족시키기 위하여 URLLC 서비스는 eMBB 서비스보다 짧은 전송 시간 간격(TTI: transmission time interval)의 적용이 필요할 수 있고 이를 활용한 다양한 운용 방식들이 고려되고 있다.

한편, 인터넷은 인간이 정보를 생성하고 소비하는 인간 중심의 연결 망에서, 사물 등 분산된 구성 요소들 간에 정보를 주고 받아 처리하는 IoT(Internet of Things, 사물인터넷) 망으로 진화하고 있다. 클라우드 서버 등과의 연결을 통한 빅데이터(Big data) 처리 기술 등이 IoT 기술에 결합된 IoE(Internet of Everything) 기술도 대두되고 있다. IoT를 구현하기 위해서, 센싱 기술, 유무선 통신 및 네트워크 인프라, 서비스 인터페이스 기술, 및 보안 기술과 같은 기술 요소 들이 요구되어, 최근에는 사물간의 연결을 위한 센서 네트워크(sensor network), 사물 통신(Machine to Machine, M2M), MTC(Machine Type Communication)등의 기술이 연구되고 있다. IoT 환경에서는 연결된 사물들에서 생성된 데이터를 수집, 분석하여 인간의 삶에 새로운 가치를 창출하는 지능형 IT(Internet Technology) 서비스가 제공될 수 있다. IoT는 기존의 IT(Information Technology)기술과 다양한 산업 간의 융합 및 복합을 통하여 스마트홈, 스마트 빌딩, 스마트 시티, 스마트 카 혹은 커넥티드 카, 스마트 그리드, 헬스 케어, 스마트 가전, 첨단의료서비스 등의 분야에 응용될 수 있다.

이에, 5G 통신 시스템을 IoT 망에 적용하기 위한 다양한 시도들이 이루어지고 있다. 예를 들어, 센서 네트워크(sensor network), 사물 통신(Machine to Machine, M2M), MTC(Machine Type Communication)등의 5G 통신이 빔 포밍, MIMO, 및 어레이 안테나 등의 기법에 의해 구현되고 있는 것이다. 앞서 설명한 빅데이터 처리 기술로써 클라우드 무선 액세스 네트워크(cloud RAN)가 적용되는 것도 5G 기술과 IoT 기술 융합의 일 예라고 할 수 있을 것이다.

한편, 5G 이동통신의 보급이 시작됨과 동시에 기존에 사용하고 있던 3G 또는 4G (LTE) 통신망들과 같이 다양한 무선 접속 기술이 혼재되어 있으며, 고주파의 도입으로 인해 이용 가능한 주파수 대역이 확장되며, 높은 통신 요구사항을 만족하기 위해 기존 보다 더 많은 수의 기지국들일 설치될 것으로 예상된다. 이러한 상황에서, 네트워크 관리에 들어가는 비용 또는 전력을 절감 또는 간섭을 최소화하기 위해 효율적으로 무선 자원 및 장치들을 관리하는 방법에 대한 연구가 필요하다.

본 개시의 다양한 실시 예들은 이동 통신 단말과 외부 네트워크에 위치하고 있는 서버 또는 다른 단말과 통신을 하는 상황에서, 전달되는 네트워크 트래픽을 특정 제한 시간 범위 내에서 전달 하는 방법을 포함한다. 일반적으로 네트워크에서 발생하는 트래픽은 자원이 허용하는 한계 내에서 Best effort 방식으로 전달된다. 이러한 구조에서는 전달되는 트래픽이 특정 시간 내에 전달되는 것을 보장 할 수 없다. 추가적으로, 이동 통신 네트워크에서 제공하고 있는 QoS를 제어하는 방법을 사용한다고 하더라도 특정 트래픽이 사용하는 보장 트래픽과 단일 패킷 또는 특정 크기의 데이터의 최대 전달 시간 만을 보장 한다. 이러한 문제를 해결 하기 위해서는 네트워크는 전달되는 트래픽의 형태와 지연 관련 요구사항을 인지하고, 이를 전달 하기 위해 네트워크 자원을 스케줄링 하여 이러한 문제를 해결 할 수 있다. 본 개시는 이러한 트래픽의 형태 및 지연 관련 요구사항을 네트워크에서 인지 하는 방법 및 단말이 송수신 하는 트래픽이 특정 범위 시간 내에 전달 될 수 있도록 하는 네트워크를 설정 하는 방법 및 장치를 포함한다.

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 발명은 무선 통신 시스템에서 제어 신호 처리 방법에 있어서, 기지국으로부터 전송되는 제1 제어 신호를 수신하는 단계; 상기 수신된 제1 제어 신호를 처리하는 단계; 및 상기 처리에 기반하여 생성된 제2 제어 신호를 상기 기지국으로 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

현재 이동 통신 망을 이용하는 단말의 수와, 이를 지원하기 위한 서비스와 응용의 수는 기하 급수적으로 증가하고 있다. 더불어, 이동 통신 망의 품질 향상을 위해서 무선 망 및 핵심망의 설계와 운용은 갈수록 정교해 지고 있다. 이러한 상황에서 단순히 음성 통화와 데이터 서비스를 이용하는 단말뿐만 아니라, 공장, 무인항공기, 로봇, 자동차, 비행기 등과 같은 새로운 형태의 단말들이 등장하고 있다. 이러한 새로운 형태의 단말은 지속적으로 증가할 것으로 예상되며, 이들의 목적을 효과적으로 지원하기 위해서 이동 통신망 또한 지속적인 서비스의 진화가 예상된다.

다양한 단말의 목적과 형태는 변화하고 있는 반면, 이동통신 망은 현재 모든 단말들이 무선 자원을 공유하고 있으며, 일반적으로 핵심망 또한 모든 단말들이 공유하는 형태로 운용이 되고 있다. 각 단말들은 형태와 목적이 다르므로 운용되는 형식 및 사용하는 서비스 이에 따라서 네트워크와의 상호 작용에 있어서 차이를 가지고 온다. 따라서, 각 형태의 단말들을 효과적으로 지원하기 위해서 이동통신 망은 각 단말의 목적과 서비스 요구사항들을 분석하여 최적화된 설정을 유지하여야 한다. 더불어, 각 단말 및 서비스들을 효과적으로 지원하기 위해서는 각 단말들의 특성을 파악하고, 설정 및 관리의 최적화 및 자동화를 통해서 네트워크는 최소의 비용으로 원하는 수준의 서비스들을 지속적으로 제공할 수 있도록 운용되어야 한다.

본 발명은 이동통신 시스템을 통하여 사용 되는 다양한 서비스들 중 네트워크 트래픽의 전달에 있어, 시간 민감성을 가지고 있는 트래픽을 서비스가 요구하는 시간 범위 내에 전달 할 수 있도록 하는 방법을 포함한다. 특히, 전문가용 오디오, 비디오, 이미지 관련 서비스들은 트래픽의 전달에 있어 시간 관련 요구사항은 엄격하게 요구 된다. 기존 5G 이동통신 시스템에서는 외부에 IEEE에서 기술된 802.1Q, 802.1ACC와 같은 시각 민감 네트워크 (Time Sensitive Network)를 지원하는 브릿지와 같은 장치들로 구성되고 특수한 응용 서버인 TSN AF (Time Sensitive Network Application Function)이 관련 기능을 지원하는 경우에 한하여, 시각 동기화 (Time Synchronization)와 Deterministic communication이 가능하였다.

본 개시의 실시 예들에서는 일반 응용 및 서비스를 대상으로 하여 시간 민감 데이터의 전송이 요구되는 경우, 이를 지원하기 위한 Deterministic communication의 지원이 가능하도록 하는 방법 및 장치를 포함한다. 이를 통해, 특별한 외부 장치 없이 단말 간 또는 단말과 외부 서버 사이에 특정 시간 내에 트래픽이 전달되는 것이 가능해 짐으로써 외부에 특수한 네트워크 장비를 배포하지 않고 낮은 비용으로 관련 서비스 요구사항을 만족 시킬 수 있다.

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

도 1은 본 발명의 개시를 하기 위한 이동 통신 시스템과 망 외부에 위치한 엔티티의 구성을 나타낸다.
도 2는 본 발명의 개시를 하기 위한 시각 민감 트래픽의 수용을 위한 네트워크 엔티티의 구성을 나타낸다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 PCF가 가입자 정보를 기반으로 시각 민감 트래픽을 수용하는 절차를 도시한다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 PCF가 가입 자 정보를 기반으로 누락되거나 오류가 있는 인자들을 네트워크 분석 정보를 활용하여 시각 민감 트래픽을 수용하는 절차를 도시한다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 AF가 전달한 인자와 네트워크 분석 정보를 활용하여 시각 민감 트래픽을 지원하는 방법을 도시한다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 SMF가 네트워크 분석 정보를 활용하여 시각 민감 트래픽의 정보를 기지국에게 전달하여 효율적인 자원 관리를 하는 방법을 도시한다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 네트워크 엔티티들의 구조를 도시한 도면이다.

이하, 본 개시의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

실시 예를 설명함에 있어서 본 개시가 속하는 기술 분야에 익히 알려져 있고 본 개시와 직접적으로 관련이 없는 기술 내용에 대해서는 설명을 생략한다. 이는 불필요한 설명을 생략함으로써 본 개시의 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 개시의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 개시는 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 개시가 완전하도록 하고, 본 개시가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 개시의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 개시는 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

이 때, 처리 흐름도 도면들의 각 블록과 흐름도 도면들의 조합들은 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들에 의해 수행될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 범용 컴퓨터, 특수용 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서에 탑재될 수 있으므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서를 통해 수행되는 그 인스트럭션들이 흐름도 블록(들)에서 설명된 기능들을 수행하는 수단을 생성하게 된다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 특정 방식으로 기능을 구현하기 위해 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 지향할 수 있는 컴퓨터 이용 가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장되는 것도 가능하므로, 그 컴퓨터 이용가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장된 인스트럭션들은 흐름도 블록(들)에서 설명된 기능을 수행하는 인스트럭션 수단을 내포하는 제조 품목을 생산하는 것도 가능하다. 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에 탑재되는 것도 가능하므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에서 일련의 동작 단계들이 수행되어 컴퓨터로 실행되는 프로세스를 생성해서 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 수행하는 인스트럭션들은 흐름도 블록(들)에서 설명된 기능들을 실행하기 위한 단계들을 제공하는 것도 가능하다.

또한, 각 블록은 특정된 논리적 기능(들)을 실행하기 위한 하나 이상의 실행 가능한 인스트럭션들을 포함하는 모듈, 세그먼트 또는 코드의 일부를 나타낼 수 있다. 또, 몇 가지 대체 실행 예들에서는 블록들에서 언급된 기능들이 순서를 벗어나서 발생하는 것도 가능함을 주목해야 한다. 예컨대, 잇달아 도시되어 있는 두 개의 블록들은 사실 실질적으로 동시에 수행되는 것도 가능하고 또는 그 블록들이 때때로 해당하는 기능에 따라 역순으로 수행되는 것도 가능하다.

이 때, 본 실시 예에서 사용되는 '~부'라는 용어는 소프트웨어 또는 FPGA또는 ASIC과 같은 하드웨어 구성요소를 의미하며, '~부'는 어떤 역할들을 수행한다. 그렇지만 '~부'는 소프트웨어 또는 하드웨어에 한정되는 의미는 아니다. '~부'는 어드레싱할 수 있는 저장 매체에 있도록 구성될 수도 있고 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 재생시키도록 구성될 수도 있다. 따라서, 일 예로서 '~부'는 소프트웨어 구성요소들, 객체지향 소프트웨어 구성요소들, 클래스 구성요소들 및 태스크 구성요소들과 같은 구성요소들과, 프로세스들, 함수들, 속성들, 프로시저들, 서브루틴들, 프로그램 코드의 세그먼트들, 드라이버들, 펌웨어, 마이크로코드, 회로, 데이터, 데이터베이스, 데이터 구조들, 테이블들, 어레이들, 및 변수들을 포함한다. 구성요소들과 '~부'들 안에서 제공되는 기능은 더 작은 수의 구성요소들 및 '~부'들로 결합되거나 추가적인 구성요소들과 '~부'들로 더 분리될 수 있다. 뿐만 아니라, 구성요소들 및 '~부'들은 디바이스 또는 보안 멀티미디어카드 내의 하나 또는 그 이상의 CPU들을 재생시키도록 구현될 수도 있다. 또한 실시예에서 '~부'는 하나 이상의 프로세서를 포함할 수 있다.

본 개시의 실시 예들을 구체적으로 설명함에 있어서, 이동통신 규격 표준화 단체인 3GPP가 명세하고 있는 5G 이동통신 규격 상의 무선 접속망 New RAN(NR)과 코어 망인 패킷 코어(5G System, 혹은 5G Core Network, 혹은 NG Core: Next Generation Core)를 주된 대상으로 하지만, 본 개시의 주요한 요지는 유사한 기술적 배경을 가지는 여타의 통신 시스템에도 본 개시의 범위를 크게 벗어 나지 아니 하는 범위에서 약간의 변형으로 적용 가능하며, 이는 본 개시의 기술 분야에서 숙련된 기술적 지식을 가진 자의 판단으로 가능 할 것이다.

이하 설명의 편의를 위하여, 3GPP(3rd Generation Partnership Project Long Term Evolution) 규격(5G, NR, LTE 또는 이와 유사한 시스템의 규격)에서 정의하고 있는 용어 및 명칭들이 일부 사용될 수 있다. 하지만, 본 개시가 상기 용어 및 명칭들에 의해 한정되는 것은 아니며, 다른 규격에 따르는 시스템에도 동일하게 적용될 수 있다.

또한 이하 설명에서 사용되는 접속 노드(node)를 식별하기 위한 용어, 망 객체(network entity, 네트워크 엔티티)들을 지칭하는 용어, 메시지들을 지칭하는 용어, 네트워크 엔티티들 간 인터페이스를 지칭하는 용어, 다양한 식별 정보들을 지칭하는 용어 등은 설명의 편의를 위해 예시된 것이다. 따라서, 본 개시에서 사용하는 용어들에 한정되는 것은 아니며, 동등한 기술적 의미를 가지는 대상을 지칭하는 다른 용어가 사용될 수 있다.

본 개시는 3GPP 표준 규격을 따르는 이동통신 시스템에서 무인 항공기의 운용을 지원하기 위한 방법에 관한 것으로서, 후술되어 있는 장치 또는 객체들이 상호작용하여 발명의 목적을 달성할 수 있다.

이하에서는, 핵심망을 구성하는 다양한 요소들 중에서 본 개시에서는 직접적인 관련이 있는 장치들을 예시적으로 설명한다.

도 1은 본 발명의 개시를 하기 위한 이동 통신 시스템과 망 외부에 위치한 엔티티의 구성을 나타낸다.

각 요소들의 서비스 기반 인터페이스(service based interface)를 사용하여 상호작용하는 구성도는 도 1에 도시되어 있다.

AMF(access and mobility management function)(120)는 단말(terminal, UE(user equipment))(110)의 접근(access)와 이동성(mobility)을 관리 하기 위한 장치로써 단말(110)이 기지국(RAN(radio access network), base station, eNB(evolved node B), gNB(next generation node B))(115)을 거처 핵심망의 다른 장치들과 연결 하는 단말-핵심망 종점 역할을 수행한다. AMF(120)가 제공하는 기능으로는 예컨대, 단말(110)의 등록(registration), 연결(connection), 연결성(reachability), 이동성(mobility) 관리, 접근 확인/인증, 이동성 이벤트 생성 등과 같은 기능들이 포함될 수 있다.

SMF(session management function)(130)은 단말(110)의 PDU(protocol data unit) 세션의 관리 기능을 수행한다. 예를 들면, SMF(130)는 세션의 수립, 수정, 해제와 이에 필요한 UPF(user plane function)(125)와 DN(data network)(135) 사이의 터널 유지를 통한 세션 관리 기능, 단말(110)의 IP(internet protocol) 주소 할당과 관리 기능, ARP(address resolution protocol) proxy 기능, 사용자 평면(user plane) 선택 및 제어, UPF(125)에서 트래픽 프로세싱 제어, 과금 데이터 수집 제어 등과 같은 기능들을 수행할 수 있다.

PCF(policy control function)(140)은 AMF(120) 및 SMF(130)에서 적용하는 접근/이동성, 세션 관리에 대한 정책을 결정하여 내려주는 역할을 수행한다. 예를 들면, PCF(140)는 전체 네트워크의 행동을 관리(govern) 하며, 제어 평면을 구성하는 NF(network function)들에게 이행하여야 할 정책들을 제공할 수 있다. 또한, PCF(140)는 UDR(unified data repository)에 접근하여 정책 결정에 관련된 정보들에 접근 할 수 있다.

NEF(network exposure function)(160)은 이동통신 망에서 발생하는 이벤트 및 지워 하는 기능(capability)를 외부로 전달 또는 수신하는 기능을 담당한다. 예를 들면, NEF(160)는 핵심망에 외부 응용의 정보를 안전하게 프로비저닝하는 기능, 내부/외부 정보의 변환, 다른 NF로부터 받은 기능을 UDR에 저장 후 재 배포 등과 같은 기능을 수행한다.

UDM(unified data management)(155)와 UDR(unified data repository)는 독립적인 네트워크 기능이나, 본 실시 예에서 그 기능과 역할이 유사하게 사용되어 동시에 서술한다. UDM(155)은 예컨대, 3GPP 보안을 위한 AKA 인증 정보의 생성, 사용자 식별자(User ID)의 처리, 보안된 사용자 식별자(Subscriber Concealed ID, SUPI)의 역은폐, 현재 UE를 지원하는 NF의 목록 관리, 가입자 정보(subscription) 관리, 단문(SMS) 관리 등을 수행할 수 있다. UDR은 예컨대, UDM(155)이 관리하는 가입자 정보, 노출을 위한 구조화된 데이터, NEF(160) 또는 서비스와 연관된 응용 데이터들의 저장 및 제공 기능을 수행할 수 있다.

UPF(user plane function)(125)은 실제 사용자 데이터를 처리하는 역할을 수행하며, 외부의 데이터 네트워크로 단말(110)이 생성한 패킷을 전달 하거나 외부 데이터 네트워크에서 유입된 데이터를 단말(110)에게 전달할 수 있도록 패킷을 처리하는 역할을 수행한다. UPF(125)가 제공하는 주요 기능으로는 예컨대, 무선 접속 기술(radio access technology) 간 앵커(anchor) 역할 수행, PDU 세션과 외부 데이터 네트워크와 연결성 제공, 패킷 라우팅 및 포워딩, 패킷 검사(inspection), 사용자 평면 정책 적용, 트래픽 사용 보고서 작성, 버퍼링 등과 같은 기능들이 포함될 수 있다.

NWDAF(network data analytics function)(150)은 네트워크 내에서 발생하는 이벤트 또는 정보를 수집하여 분석 도구 또는 기계 학습과 같은 도구를 이용하여 특정 정보에 관련된 통계(statistics), 예측(prediction), 추천(recommendation) 정보를 NF, AF, OAM 등에게 전달 할 수 있다. 예를 들면, NWDAF(150)는 NF/AF/OAM로부터 데이터의 수집, NWDAF 서비스 등록 및 메타 데이터 노출(exposure), NF/AF에게 네트워크 분석 정보 제공 등의 기능을 수행할 수 있다.

UCMF(UE radio capability management function)은 PLMN(public land mobile network)이 할당하거나 제조사가 할당한 단말의 무선 접속 관련 기능의 ID와 실제 기능 사이의 매핑 정보를 딕셔너리(dictionary) 형태로 저장 및 제공하는 기능을 수행한다.

AF(application function)(145)은 서비스를 제공하기 위해 3GPP의 핵심망과 연동되는 기능을 수행한다. AF(145)는 크게 신뢰성이 있는 경우(trusted)와 없는 경우(untrusted)로 나뉠 수 있으며, 신뢰성을 가지고 잇는 AF(145)의 경우 NEF(160)와 같은 별도의 중간 기능 없이 핵심망 내부에 위치하고 있는 네트워크 기능들의 서비스를 활용할 수 있다. 대표적으로 AF(145)가 제공하는 기능은 응용이 선호하는 네트워크 경로 전달(application influence on traffic routing), 네트워크 정보 노출 기능 활용, 정책 제어를 위한 정책 프레임워크와 상호 작용, IMS(IP multimedia subsystem) 관련 상호작용 등을 포함 할 수 있다.

OAM(operation, administration and maintenance)는 기지국과 핵심망을 포함한 이동통신망 전반에 걸쳐 관리를 하기 위한 장치이다. 예를 들면, OAM은 통신망의 운용, 관리, 유지보수, 프로비저닝, 문제 해결등과 관련된 기능을 수행할 수 있다. 또한, OAM은 각 기지국 또는 핵심망의 기능들이 설계 및 정책에 따라 원활이 작동 하도록 감시 및 설정하는 기능을 수행할 수 있다. OAM은 관리와 관련된 도구, 절차 등을 모두 포괄하는 개념으로 특정한 장치를 지칭하는 것이 아닌, 망 관리자가 관리를 하기 위해서 사용하는 모든 도구, 소프트웨어, 절차 등이 포함될 수 있다.

기존 3GPP에서 정의한 5G 이동통신 핵심망에서는 시각 민감 트래픽을 처리하기 위하여, 시간 동기화를 지원하기 위한 NW-TT(network time translator), DS-TT(device side time translator)를 정의하였고, 이러한 엔티티들의 동작에 필요한 정보를 제공하기 위한 특수한 AF(145)인 TSN AF의 도입 및 관련 절차들을 정의하였다. 기존 시간 민감 트래픽을 처리하기 위한 방법 및 절차는 IEEE에서 정의한 시간 민감 트래픽을 처리할 수 있는 특수한 네트워크 장치들로 구성된 외부 데이터 네트워크(external data network; external DN)이 존재 하는 경우에만 지원이 가능하였다. 이러한 네트워크 구성 환경에서 이동 통신 네트워크는 단말(110)과 NW-TT를 포함하고 있는 UPF(125) 사이 구간을 하나의 TSN 브릿지로 모델링 하였다. 따라서 5G 이동통신 핵심망 또한 TSN을 지원하는 하나의 노드로 관리된다. 따라서, 시간 민감 트래픽의 원활환 전달을 위해서, 5G 핵심망은 TSN 도메인을 관리하는 CNC(central network control)가 전달 하는 제어 및 설정 할 수 있어야 하며, 이러한 과정에서 CNC에서 내려오는 명령들을 5GC에서 처리할 수 있는 형태로 변환(mapping)하여 주는 TSN AF가 필수적으로 요구된다. TSN AF가 수행하는 동작은 크게 두 가지로 단말(110)과 UPF(125)사이의 사용자 평면 데이터 전달 구간에서 요구되는 QoS 관련 요구사항을 전달 하는 것과 브릿지 설정 관련 정보를 전달하는 역할을 수행한다. 따라서, 기존 핵심망에서 TSN의 동작을 수행하기 위해서는 TSN AF가 필수적으로 존재하여야 한다.

한편, 일반적인 대부분의 응용 및 서비스들은 IP 기반의 네트워크 통신에 기반하고 있다. 앞서 서술한 IEEE TSN 네트워크 관련기술은 이더넷(Ethernet) 기반으로 작동하는 기술로써 일반적인 IP 기반의 서비스 및 응용으로부터 발생되는 트래픽을 지원 할 수 없다. 따라서, 이러한 한계를 극복하기 위해 시각 민감 트래픽을 처리하기 위해, TSN AF가 아닌 일반 AF(145)를 통한 시각 민감 트래픽 지원 여부 및 외부 네트워크에 TSN을 지원하는 네트워크가 아닌 일반 데이터 네트워크를 대상으로 하는 요구사항이 대두되고 있다. 더불어, 기존 외부 데이터 네트워크와의 통신 만을 지원하는 것을 확장하여, 이동 통신 네트워크에 연결되어 있는 단말 사이 시각 민감 트래픽을 제공할 필요성 또한 요구된다.

본 개시에서는 단말에서 송수신되어야 하는 시간 관련 요구사항을 가지고 있는 트래픽을 이동 통신 네트워크에서 지원 하는 방법 및 장치를 포함한다. 구체적으로, 본 개시에서 포함하는 실시 예들은 단말의 시각 민감 트래픽을 활성화 하기 위한 서비스 품질 요구사항 정보의 전달 방법 및 이러한 정보를 활용하여 네트워크를 설정 하는 방법을 포함한다. 본 개시에서는 서비스 요구 사항에 관련된 정보가 네트워크에 가입자 정보 또는 유사한 형태로 네트워크에 저장되어 있는 경우, AF가 특정 단말에 대한 정보를 명시적으로 전달 하는 경우, 트래픽 요구사항이 전달 되지 않았을 경우 이를 유추하여 활용하는 방법 및 장치들을 포함한다. 이때, 정보의 전달 방법 및 활용 방법은 하기 상술 된 실시 예를 따른다. 이러한 이동통신 네트워크의 구성은 도 2에 도시되어 있다.

상술한 엔티티들의 사이의 정보 교환 및 제어 신호 교환은 3GPP 표준 규격 문서에서 정의하는 절차, 인터페이스, 및 프로토콜을 사용한다. 하지만, 본 개시에 포함되는 모든 용어가 3GPP 상기 용어 및 명칭들에 의해 한정되지 않으며, 다른 규격을 따르는 시스템 및 장치에도 동일 하게 적용될 수 있다. 본 개시의 실시 예들을 구체적으로 설명함에 있어서, 3GPP가 규격을 정한 통신 규격을 주된 대상으로 할 것이지만, 본 개시의 주요한 요지는 유사한 기술적 배경을 가지는 여타의 통신 시스템에도 본 개시의 범위를 크게 벗어나지 아니하는 범위에서 약간의 변형으로 적용 가능하며, 이는 본 개시의 기술 분야에서 통상의 기술적 지식을 가진 자의 판단으로 가능할 것이다.

본 개시의 실시 예에 따른 NWDAF는 특정 단말 또는 서비스의 트래픽 특성에 관련된 분석 정보 또는 예측 정보를 전달하고, 추가적으로 각 단말 별 서비스 요구 수준을 파악 하기 위한 정보를 제공한다. 이를 통해, 네트워크 운용자 또는 이를 담당하는 엔티티는 단말들을 서비스의 원활한 사용을 위해 네트워크 및 기지국을 트래픽의 수용이 용이한 형태로 설정을 변경하거나 추가 할 수 있다. 이를 통해, 사용자 및 운용자은 서비스의 사용에 필요한 네트워크 성능 요구사항을 만족시킬 수 있다. 더불어, 트래픽의 특성을 활용함으로써 네트워크 자원 및 구성을 최적화 하는데 활용될 수 있다. 결과적으로, 사용자가 체감하는 서비스의 품질을 최대화 하는 것과 같은 효과를 가져올 수 있다.

[제1 실시 예] - 사용자 가입자 정보를 활용한 시각 민감 트래픽 요구사항 제공 방법

도 2는 본 발명의 개시를 하기 위한 시각 민감 트래픽의 수용을 위한 네트워크 엔티티의 구성을 나타낸다.

상술한 바와 같이 UDM(255)와 UDR는 5G 이동 통신 시스템에서 사용자 가입 정보(subscription data)와 같은 정보 및 그룹의 구성 정보, 가상 네트워크 정보 등과 같은 정보를 저장하고 있으며, AMF(220)와 SMF(230)와 같은 네트워크 기능(network function; 이하 NF)이 특정 단말(210, 213)에 서비스를 제공하고자 할 때 이러한 정보를 참조 할 수 있다. UDM(255)이 제공하는 서비스는 단말의 가입자 정보 관리, SMS 관리, 사용자 인증, 보안 관련 정보 관리와 같은 기능들을 제공하고 있으며, 이러한 정보들을 UDR에 저장하여 사용한다. 일반적으로, UDR에 저장되어 있는 정보에는 UDM(255), PCF(240), NEF(260)와 같은 특수한 목적을 가진 네트워크 기능들이 직접적으로 서비스의 이용이 가능하다. 따라서, UDM(255)과 UDR은 독립적인 네트워크 NF이지만, 본 실시 예에서는 그 기능과 역할이 유사하게 사용되어 동시에 서술 한다.

본 개시의 실시 예는 크게 3가지 단계로 구분될 수 있다.

먼저, 첫 번째 단계는 특정 서비스 트래픽이 시각 민감 트래픽의 지원이 필요 한지 여부의 판단하는 것이다.

두 번째 단계는 시각 민감 트래픽을 지원하기 위한 서비스 품질(quality of service; 이하 QoS) 요구 사항을 파악 하는 것이다.

마지막으로, 특정 단말의 송수신 트래픽을 파악된 서비스 품질 요구 사항을 만족하도록 NF들을 제어 또는 설정하는 것이다.

5GS에서 QoS를 지원하기 위한 최소 단위로는 QoS flow를 사용하며, 동일한 QoS flow로 분류 되는 네트워크 트래픽들은 동일한 QoS 수준으로 처리 이동 통신 네트워크 내부에서 처리된다. 이 때, QoS 플로우들을 구별 하기 위한 식별자로 QoS flow ID(이하 QFI)를 사용할 수 있다. QoS 플로들은 AN에 전달 되는 QoS 프로파일, 단말(210, 213)에 전달되는 QoS 규칙, UPF(225)에 설치되는 패킷 탐지 규칙(packet detection rule; 이하 PDR)로 특징 지을 수 있다. QoS 프로파일은 QoS 플로우의 종류에 따라 다른 QoS 인자(parameter)를 포함 할 수 있으나, 5QI(5G QoS indicator)와 ARP(allocation and retention priority)를 대표적으로 포함한다. 5QI는 QoS 플로우가 제공하는 서비스 품질의 특징에 대한 정보를 포함하고 있다. 5QI에 따라 자원 종류(resource type), 우선 순위(priority), 패킷 전달 비용(packet delay budget), 패킷 에러률(packet error rate), 평균 구간(averaging window), 최대 순간 데이터 량(maximum data burst volume) 등이 정의 될 수 있다. ARP는 QoS 플로우의 중요도 또는 우선 순위에 관련된 정보를 포함하고 있으며, ARP에 따라 QoS 플로우의 자원 점유 우선도 또는 타 QoS 플로우 자원의 선점에 따른 처리를 할 수 있다. 이외에도 보장 플로우 비트 전송률(guaranteed flow bitrate), 최대 플로우 비트 전송률(maximum flow bitrate), 최대 패킷 손실율(maximum packet loss rate)등이 QoS 프로파일 내부에 포함될 수 있다.

본 개시에서 시각 민감 트래픽의 QoS 요구사항을 표현 하는 인자로는 시간 민감 트래픽 수용 여부(deterministic communication indication), 트래픽 방향(traffic direction), 최대/최소 지연 시간(maximum/minimum delay), 최대 순간 트래픽 전송량(maximum/average data burst volume), 트래픽 프로파일(traffic profile), 주기성(periodic indication), 주기(periodic time), 최초 트래픽 도착 시간(burst traffic arrival time), 평균 구간(averaging window), 우선 순위(priority), 생존 시간(survival time) 등이 있을 수 있다. 각 인자에 대한 설명은 하기 [표 1]과 같다. 추가적으로 QoS 관련 인자는 특정 단말 또는 서비스의 대한 한정을 하기 위해 SUPI 또는 GIPI와 같은 사용자 식별자와 서비스 식별을 위한 응용 식별자(application ID) 또는 트래픽 서술자(traffic descriptor)의 조합을 추가적으로 포함 할 수 있다. 예를 들어, 특정 단말의 트래픽 QoS 요구사항의 사용자 식별자만을 포함 할 수 있으며, 특정 서비스의 트래픽 QoS 요구사항은 서비스 식별자만을 포함할 수 있다. 따라서, 특정 단말 내에서 발생하는 특정 서비스의 경우 사용자 식별자와 서비스 식별자의 조합으로 표현 할 수 있다. 추가적으로 S-NSSAI(single network slice selection assistance information) 및 DNN(data network name)이 시각 민감 트래픽을 처리하기 위해 설정되어 있는 경우, S-NSSAI와 DNN이 추가적으로 활용 될 수 있다. [표 1]에 정의되어 있는 인자들을 UDR에 새로운 데이터 구조로 저장되거나 기존에 정의되어 있는 예상 단말 행동(expected UE behaviour)와 같은 구조를 확장하여 저장하는 것이 가능하다.

표 1. 시각 민감 트래픽을 수용을 위한 QoS 관련 인자

QoS 관련 인자 (QoS related parameters)	설명
사용자 식별자(User Identifier)	트래픽의 특정 사용자를 한정하기 위해 사용, SUPI (Subscription User Permeant Identifier) 또는 GPSI (Generic Public Subscription Identifier) 가 대표적으로 사용될 수 있음. 특정 그룹의 단말이 사용되어야 하는 경우 내/외부 그룹 식별자 (Internal/external group identifier)로 표현 될 수 있음.
서비스 식별자(Service Identifier)	특정 서비스를 식별하기 위한 식별자. 응용 ID (application ID) 또는 트래픽 서술자 (Traffic descriptor)등을 통해 사용 될 수 있음.
S-NSSAI 및 데이터 네트워크 이름 (Data Network Name; DNN)	단말의 QoS 요구사항이 적용되어야 하는 슬라이스 및 DNN 조합.
시간 민감 트래픽 수용 여부 (Deterministic Communication Indication)	특정 단말 및 서비스에서 발생하는 트래픽이 시간에 대한 민감성 요구사항을 가지고 있는지 여부. 사업자 설정에 따라 특정 트래픽을 위한 QoS 수용 여부를 표현하는 인자로 사용 가능.
트래픽 방향 (Traffic direction/ flow direction)	단말에서 송수신 되어야 하는 트래픽의 상향(uplink)/하향(downlink) 방향.
최대/최소 지연 시간 (Maximum/Minimum delay)	단말에서 발생하는 트래픽이 요구하는 단말-UPF 사이 최대/최소 지연 시간. 트래픽 특성에 따라 최대 또는 최소 지연 시간만 포함 될 수 있음.
순간 최대/평균 트래픽 전송량(Maximum Burst Data Volume)	주어진 평균 구간 내에서 발생하는 최대 또는 평균 트래픽 량.
트래픽 전송 지속 시간(Burst data duration)	단말이 주기적으로 보내는 트래픽이 지속되는 시간
주기성 (periodic indication)	발생 트래픽이 주기적인지 여부 표현.
주기 (Periodic time)	주기적 트래픽 사이의 시간 또는 반복 주기
트래픽 도착 시간 (Burst Arrival Time)	주기적 트래픽의 발생 시간.
대상 지점(Target Point)	트래픽 도착 시간과 같은 시간 관련 인자들의 적용 지점(예, RAN, UE 등)
평균 구간(Averaging window)	순간 최대 트래픽 량이 측정되는 시간 구간. 예, 1초.
우선 순위(priority)	다른 트래픽 또는 QoS 플로우와 상대적 우선 순위.
생존 시간(survival time)	응용 또는 단말의 패킷의 지연 또는 손실이 허용 되는 시간 구간. 예를 들어, 패킷이 일반적으로 1초 마다 전송되고 3초까지 패킷이 없거나 지연되는 것을 허용하는 경우, 3초가 생존 시간이 된다.

도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 PCF가 가입자 정보를 기반으로 시각 민감 트래픽을 수용하는 절차를 도시한다.

본 실시 예에서 개시 하기 위한 절차는 도 3에 도시되어 있다. 단말(301)은 5G 이동통신망에서 등록(registration)과 같은 이전 단계가 이미 수행되어 있다고 가정하고 있으며, 전처리 절차는 3GPP에서 정의한 표준 규격을 따른다.

310 단계에서 단말(301)은 트래픽을 전송하기 위해, PDU 세션 수립 요청을 위한 메시지를 네트워크에게 전달 한다. 단말(301)은 S-NSSAI, DNN 조합을 요청에 포함 할 수 있으며, 단말(301)은 추가적으로 deterministic communication(이하 DC) 요청에 관한 인자를 네트워크에게 전달 할 수 있다. 더불어, 3GPP 규격에서 정의한 PDU 세션 수립에 사용되는 인자들이 상기 메시지에 포함될 수 있다. DC 요청(request)은 현재 요청하는 PDU 세션이 DC 수행에 사용될 것이라는 것을 요청하는 목적으로 사용될 수 있다. 이 과정에서 S-NSSAI, DNN이 시각 민감 트래픽을 처리하도록 네트워크 상에서 설정된 특정 조합이라면, DC request는 생략이 가능하다. DC는 대상 트래픽이 특정 지연 시간 범위 내에서 전달을 보장 하는 통신 방식이다.

320 단계에서 PDU 세션 수립 요청은 (R)AN(302)을 거쳐 AMF(303)에게 전달 된다. AMF(303)는 PDU 세션 요청에 포함되어 있는 S-NSSAI, DNN 인자, 그리고 DC request를 참조하여 관련 설정을 제공하여 줄 수 있는 SMF(304)를 선택할 수 있다. 이 때 선택된 SMF(304)는 후술 될 DC를 위한 기능을 제공이 가능하여야 한다. 상기 AMF(303)가 SMF(304)를 선택하는 경우에, TACAI(time sensitive communication assist information)의 생성 및 전달 기능, 단말의 DC 관련 사용자 정보에 대한 정보에 접근 가능성이 고려되어야 한다.

330 단계에서 AMF(303)는 단말(301)의 PDU 세션 요청을 전달하기 위해 320 단계에서 선택된 SMF(304)와 SM context를 생성하고, 단말(301)의 요청을 SMF(304)에게 전달한다.

340 단계에서 SMF(304)는 사용자의 세션과 관련된 가입자 정보를 UDM(305)으로부터 받아 온다. 이때 수신하는 가입자 정보에는 상기 [표 1]에서 예시된 DC 제공을 위한 QoS 관련 정보 중 일부가 포함되어 있을 수 있다. 일례로, 사용자가 DC를 사용 가능한지 여부(DC support indication)에 대한 인자가 대표적으로 상기 가입자 정보에 포함될 수 있고, 상기 DC를 사용 가능한지 여부에 대한 정보가 PDU 세션 수립을 수락 또는 거절 여부 판단에 활용 될 수 있다. 만약 사용자가 DC 관련 사용이 허용이 되어 있지 않은 경우, SMF(304)는 즉시 PDU 세션 수립 요청을 거절 할 수 있다. S-NSSAI, DNN 조합을 통해 시각 민감 트래픽을 처리하는 경우, S-NSSAI, DNN에 대한 사용 가능 여부를 확인 함으로써 DC support indication을 대체 할 수 있다.

350 단계에서 SMF(304)는 PCF(306)로부터 DC 및 세션에 관련된 PCC 규칙을 받아 오기 위해 PCF(306)를 선택할 수 있다. 이 때, SMF(304)는 S-NSSAI, DNN, 및 추가로 DC request를 활용하여 해당 PCF(306)를 선택할 수 있다. 355 단계에서 SMF(304)는 세션 관련 규칙 및 정책을 수신하기 위해, 선택된 PCF(306)에게 SM policy establish를 요청할 수 있다. 이때, 요청하는 사용자 식별자, DNN, S-NSSAI, DC request 및 기타 3GPP에서 정의한 관련 인자들이 함께 PCF(306)에게 전달 할 수 있다. 355 단계에서 정책과 관련된 결정의 시간을 줄이기 위해 PCF(306)는 SMF(304)에게 기본 PCC(default PCC) 규칙을 즉시 전달 할 수 있다.

360 단계에서 SMF(304)로부터 SM 정책 관련 요청을 받은 PCF(306)는 요청 받은 단말(301)에 대한 사용자 정보를 가지고 있지 않은 경우, UDR(305)를 통하여 사용자 정보를 가지고 올 수 있다. 이 때, PCF(306)는 UDR(305)로부터 상기 [표 1]에 예시되어 있는 시각 민감 트래픽을 위한 QoS 요구 사항 관련 정보를 함께 획득 할 수 있다.

370 단계에서 PCF(306)는 UPF 부하 정도(UPF load), 단말 전송률(UE throughput), 현재 네트워크 서비스 수준(QoS level), 단말 만족도(service experience) 등과 같은 현재/예측 네트워크의 상황과 트래픽의 QoS 요구 사항이 현재 수용 가능한지 여부를 고려하여 단말(301)이 요청한 DC 요청을 현재 수락 가능한지 여부를 판단한다. 만약 PCF(306)가 시각 민감 트래픽을 지원하기로 결정하였다면, 트래픽의 효과적인 전달 및 QoS 요구사항을 만족하기 위하여 다음과 같은 정보들이 요청된 PDU 세션을 위한 PCC 규칙에 포함될 수 있다. 5QI는 360 단계에서 수신한 트래픽의 QoS 요구 사항을 만족 할 수 있도록 하는 값이 선택 되어야 한다. (R)AN(302)에서 단말(301)이 송수신 해야 하는 트래픽의 효율적인 스케줄링 및 자원 확보를 위한 TSCAI(time sensitive communication assist information)이 계산 될 수 있다. TSCAI에는 플로우의 방향, 트래픽 도착 시간(burst arrival time), 주기(periodic time) 등이 포함될 수 있다. 본 개시에서는 기존에 정의된 TSCAI에 추가적으로 생존 시간(survival time)이 포함될 수 있다. 이러한 5QI 및 TSCAI는 360 단계에서 획득한 정보를 통해 계산이 가능하다.

380 단계에서 PCF(306)는 370 단계에서 계산된 5QI 및 TSCAI를 SMF(304)에게 PCC 규칙의 일부로 전달한다. 이 380 단계에서 기존 3GPP에서 정의한 인자들이 함께 전달될 수 있다.

390 단계에서SMF(304)는 3GPP에서 정의한 규격에 따라 UPF(307)와 N4 세션을 수립하고 관련 인자들을 설정할 수 있다. 이 과정에서 380 단계에서 선택된 5QI를 만족하도록 세부 규칙들이 설정될 수 있다.

395 단계에서 SMF(304)는 3GPP에서 정의한 절차에 따라 (R)AN(302)에게 PDU 세션에 대한 정보를 전달하며, 이 과정에서 380 단계에서 계산된 TSCAI가 전달될 수 있다. 추가적으로 단말(301)에게 PDU 세션 요청 승인 메시지 또한 전달 될 수 있다.

[제 2 실시 예] - 네트워크 분석 정보를 활용한 시각 민감 트래픽의 특성 활용 장치 및 방법

도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 PCF가 가입 자 정보를 기반으로 누락되거나 오류가 있는 인자들을 네트워크 분석 정보를 활용하여 시각 민감 트래픽을 수용하는 절차를 도시한다.

본 개시에서는 특정 단말 또는 응용 서비스에서 발생하는 트래픽이 가지고 있는 QoS 요구사항을 지원하기 위해 NWDAF가 제공하는 네트워크 분석 정보를 활용하는 장치 및 방법을 포함한다. 상술한 제1 실시 예에 있어, UDR 또는 UDM에 저장되어 있는 시각 민감 트래픽의 QoS 요구사항에 관련된 정보의 일부 또는 전체가 없는 경우 네트워크는 단말 또는 특정 서비스에서 발생한 트래픽을 분석하여 QoS 관련 요구 사항을 추측 할 수 있다. 이 과정에서 DC 지원 여부, S-NSSAI 또는 DNN 설정 여부와 같은 직접적인 QoS 요구 사항이 아니라 설정되어야 하는 정보는 분석을 통한 추측이 불가능하다.

본 실시 예에서 개시 하기 위한 절차는 도 4에 도시되어 있다. 단말(401)은 5G 이동통신망에서 등록(registration)과 같은 이전 단계가 이미 수행되어 있다고 가정하고 있으며, 전처리 절차는 3GPP에서 정의한 표준 규격을 따른다.

410 단계에서 단말(401)은 트래픽을 전송하기 위해, PDU 세션 수립 요청을 위한 메시지를 네트워크에게 전달 한다. 단말(401)은 S-NSSAI, DNN 조합을 요청에 포함 할 수 있으며, 추가적으로 deterministic communication(DC) 요청에 관한 인자를 네트워크에게 전달 할 수 있다. 더불어, 3GPP 규격에서 정의한 PDU 세션 수립에 사용되는 인자들이 상기 메시지에 포함될 수 있다. DC 요청(request)은 현재 요청하는 PDU 세션이 DC 수행에 사용될 것이라는 것을 요청하는 목적으로 사용될 수 있다. 이 과정에서 S-NSSAI, DNN이 시각 민감 트래픽을 처리하도록 네트워크 상에서 설정된 특정 조합이라면, DC request는 생략이 가능하다. DC는 대상 트래픽이 특정 지연 시간 범위 내에서 전달을 보장 하는 통신 방식이다.

415 단계에서 PDU 세션 수립 요청은 (R)AN(402)을 거쳐 AMF(403)에게 전달 된다. AMF(403)는 PDU 세션 요청에 포함되어 있는 S-NSSAI, DNN 인자, 그리고 DC request를 참조하여 관련 설정을 제공하여 줄 수 있는 SMF(404)를 선택할 수 있다. 이 때 선택된 SMF(404)는 후술 될 DC를 위한 기능을 제공이 가능하여야 한다. 상기 AMF(403)가 SMF(404)를 선택하는 경우에, TACAI의 생성 및 전달 기능, 단말의 DC 관련 사용자 정보에 대한 정보에 접근 가능성이 고려되어야 한다.

420 단계에서 AMF(403)는 단말(401)의 PDU 세션 요청을 전달하기 위해 415 단계에서 선택된 SMF(404)와 SM context를 생성하고, 단말(401)의 요청을 SMF(404)에게 전달한다.

425 단계에서 SMF(404)는 사용자의 세션과 관련된 가입자 정보를 UDM(405)으로부터 받아 온다. 이때 수신하는 가입자 정보에는 상기 [표 1]에서 예시된 DC 제공을 위한 QoS 관련 정보 중 일부가 포함되어 있을 수 있다. 일례로, 사용자가 DC를 사용 가능한지 여부(DC support indication)에 대한 인자가 대표적으로 상기 가입자 정보에 포함될 수 있고, 상기 DC를 사용 가능한지 여부에 대한 정보가 PDU 세션 수립을 수락 또는 거절 여부 판단에 활용 될 수 있다. 만약 사용자가 DC 관련 사용이 허용이 되어 있지 않은 경우, SMF(404)는 즉시 PDU 세션 수립 요청을 거절 할 수 있다. S-NSSAI, DNN 조합을 통해 시각 민감 트래픽을 처리하는 경우, S-NSSAI, DNN에 대한 사용 가능 여부를 확인 함으로써 DC support indication을 대체 할 수 있다.

430 단계에서 SMF(404)는 PCF(406)로부터 DC 및 세션에 관련된 PCC 규칙을 받아 오기 위해 PCF(406)를 선택할 수 있다. 이 때, SMF(404)는 S-NSSAI, DNN, 및 추가로 DC request를 활용하여 해당 PCF(406)를 선택할 수 있다. 435 단계에서 SMF(404)는 세션 관련 규칙 및 정책을 수신하기 위해, 선택된 PCF(406)에게 SM policy establish를 요청할 수 있다. 이때, 요청하는 사용자 식별자, DNN, S-NSSAI, DC request 및 기타 3GPP에서 정의한 관련 인자들이 함께 PCF(406)에게 전달 할 수 있다. 435 단계에서 정책과 관련된 결정의 시간을 줄이기 위해 PCF(406)는 SMF(404)에게 기본 PCC(default PCC) 규칙을 즉시 전달 할 수 있다.

440 단계에서 SMF(404)으로부터 SM 정책 관련 요청을 받은 PCF(406)는 요청 받은 단말(401)에 대한 사용자 정보를 가지고 있지 않은 경우, UDR(405)를 통하여 사용자 정보를 가지고 올 수 있다. 이 때, PCF(406)는 UDR(405)로부터 상기 [표 1]에 예시되어 있는 시각 민감 트래픽을 위한 QoS 요구사항 관련 정보를 함께 획득 할 수 있다. 이 때, UDR(405)로부터 획득 가능한 정보는 [표 1]의 정보에서 식별자들을 제외한 QoS 관련 인자들이 획득 될 수 있으며, 그 중 일부 또는 전체가 없는 경우가 있을 수 있다.

445 단계에서 PCF(406)는 시각 민감 트래픽을 수용하기 위해 필요한 인자가 440 단계에서 없어 획득 되지 못한 경우, 이러한 정보를 과거 기록 또는 실시간 학습을 통해 네트워크 분석 정보 형태로 획득 할 것을 결정할 수 있다. 추가적으로, PCF(406)는 서비스의 트래픽 관련 분석 정보가 누락되는 경우 이외에도, 가지고 있는 인자의 정확도 또는 인자의 변경 여부를 확인 하기 위해 주기적으로 트래픽의 분석 정보를 요청하여, 현재 가지고 있는 QoS 요구사항 인자들과 비교하는 목적으로 사용할 수 있다.

450 단계에서 PCF(406)는 시각 민감 트래픽의 특징 및 QoS 관련 요구 사항을 수집하기 위하여 NWDAF(407)에게 네트워크 분석 정보를 요청할 수 있다. 이때 요청 하는 정보의 대상은 상술한 [표 1]의 식별자에 해당하는 사용자 식별자, 응용 식별자, 슬라이스 식별자, 데이터 네트워크 이름 등의 조합의 형태로 요청이 가능하다.

455 단계에서 PCF(406)의 요청을 받은 NWDAF(408)는 분석 정보를 생성하기 위해 SMF(404) 또는 UPF(407)로부터 데이터를 수집하기 위해 해당 SMF(404) 또는 UPF(407)에 분석 정보를 요청할 수 있다. 만약 NWDAF(408)가 필요한 정보를 이미 충분히 가지고 있는 경우, 이 단계는 NWDAF(408)의 판단에 의해 실행되지 않을 수 있다. NWDAF(408)가 SMF(404) 또는 UPF(407)로부터 시각 민감 트래픽의 특성을 분석하기 위해 수집하는 정보는 하기 [표 2]와 같을 수 있다. 수집에 사용되는 방법은 3GPP에서 정의한 이벤트 노출(event exposure) 프레임워크에 기반하거나 자체적인 방법을 통해 수집을 할 수 있다. NWDAF(408)로부터 정보 요청을 받은 SMF(404)는 요청 받은 대상에 대한 이벤트 또는 데이터 수집을 수행하기 위해 PDR, FAR, QER, URR 등의 트래픽 처리 관련 규칙들을 UPF(407)에 추가 할 수 있다.

수집 정보	수집 대상	설명
응용 식별자 (Application ID)	PCF	AF 로부터 전달 받은 ID 로써, 응용의 서비스 제공자와 적용 해야 할 QoS Flow 구별을 위해 사용
IP 필터 정보 (IP filter information)	PCF	AF 로부터 전달 받은 정보로, 특정 서비스로 전달 되는 서비스 데이터 플로우를 구별하기 위해 사용.
미디어/응용 대역폭 (Media/Application Bandwidth)	PCF	AF로부터 전달 받은 정보로, 미디어나/응용이 요구하는 대역폭 요구사항.
위치 정보 (Location Information)	AMF	현재 위치정보.
데이터 네트워크 이름(Data Network Name)	SMF/PCF	서비스를 제공하는 네트워크 이름.
QFI(QoS Flow Id)	SMF/PCF	QoS Flow 식별자
QoS Flow Bit Rate	SMF	QoS Flow의 GFBR(Guaranteed Flow Bit Rate)/MFBR(Maximum Flow Bit Rate) 정보
QoS Flow Packet Delay	SMF	QoS Flow 패킷의 delay 정보
QoS Flow Packet Error Rate	SMF	QoS Flow 패킷의 Error rate 정보
트래픽 이용 정보(Traffic Usage Report)	UPF/SMF	UE별 트래픽 이용 정보
패킷 Inter arrival time/ /Inactivity timer	SMF	트래픽의 패킷 간 Inter arrival time 또는 특정 시점 (e.g. 마지막 Burst data) 이후 패킷 전송이 없는 시간 구간
플로우 방향(Flow Direction)	SMF	트래픽의 상향 (Uplink) 또는 하향(Downlink) 방향의 구분
트래픽 시작 시간(Detection of first packet)	SMF	최초의 패킷 탐지 시간 또는 특정 이벤트 (e.g. 마지막 burst data)이후 다음 패킷이 감지된 시간

460 단계에서 NWDAF(408)는 SMF(404) 및 다른 NF들로 분석에 필요한 정보를 수집 후, 수집된 정보를 기반으로 요청 받은 시각 민감 트래픽의 특성에 대한 분석 결과를 PCF(406)에게 전달할 수 있다. 이 때 전달 되는 정보는 상술한 [표 1]에서 예시한 인자들과 유사하거나 동일할 수 있다. 추가적으로, 데이터 버스트 도착 시간(burst arrival time)의 경우 NWDAF(408)는 다음에 일어날 데이터 버스트에 대한 시간을 예측하여 전달 하거나, 가장 최근에 탐지된 시간에 대한 시간을 전달 할 수 있다. 이러한 시간 정보들은 리스트의 형태로 복수 개가 한번에 전달되어 PCF(406)가 최초의 QoS 규칙을 적용할 시점을 계산 하는데 사용될 수 있다.

465 단계에서 PCF(406)는 UPF 부하 정도(UPF load), 단말 전송률(UE throughput), 현재 네트워크 서비스 수준(QoS level), 단말 만족도(service experience) 등과 같은 현재/예측 네트워크의 상황과 트래픽의 QoS 요구 사항이 현재 수용 가능한지 여부를 고려하여 단말(401)이 요청한 DC 요청을 현재 수락 가능한지 여부를 판단한다. 만약 PCF(406)가 시각 민감 트래픽을 지원하기로 결정하였다면, 트래픽의 효과적인 전달 및 QoS 요구사항을 만족하기 위하여 다음과 같은 정보들이 요청된 PDU 세션을 위한 PCC 규칙에 포함될 수 있다. 5QI는 460 단계에서 수신한 트래픽의 QoS 요구 사항을 만족 할 수 있도록 하는 값이 선택 되어야 한다. (R)AN(402)에서 단말(401)이 송수신 해야 하는 트래픽의 효율적인 스케줄링 및 자원 확보를 위한 TSCAI이 계산 될 수 있다. TSCAI는 플로우의 방향, 트래픽 도착 시간(burst arrival time), 주기 (periodic time) 등이 포함될 수 있다. 본 개시에서는 기존에 정의된 TSCAI에 추가적으로 생존 시간(survival time)이 포함될 수 있다. 이러한 5QI 및 TSCAI는 460 단계에서 획득한 정보를 통해 계산이 가능하다. 만약 460 단계에서 획득한 정보와 기존에 가입자 정보로부터 획득한 정보가 일치 하지 않는 경우, PCF(406)는 460 단계에서 획득한 정보를 기반으로 기존 정보를 보정하여 상술한 과정을 실시 할 수 있다.

470 단계에서 PCF(406)는 465 단계에서 계산된 5QI 및 TSCAI를 SMF(404)에게 PCC 규칙의 일부로 전달 한다. 이 470 단계에서 기존 3GPP에서 정의한 인자들이 함께 전달될 수 있다.

475 단계에서 SMF(404)는 3GPP에서 정의한 규격에 따라 UPF(407)와 N4 세션을 수립하고 관련 인자들을 설정할 수 있다. 이 과정에서 465 단계에서 선택된 5QI를 만족하도록 세부 규칙들이 설정될 수 있다.

480 단계에서 SMF(404)는 3GPP에서 정의한 절차에 따라 (R)AN(402)에게 PDU 세션에 대한 정보를 전달하며, 이 과정에서 465 단계에서 계산된 TSCAI가 전달될 수 있다. 추가적으로 단말(401)에게 PDU 세션 요청 승인 메시지 또한 전달 될 수 있다.

[제 3 실시 예] - AF가 전달한 인자들의 오류를 정정하는 방법

도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 AF가 전달한 인자와 네트워크 분석 정보를 활용하여 시각 민감 트래픽을 지원하는 방법을 도시한다.

AF는 특정 단말이 사용하고 있는 서비스의 품질을 향상 시키기 위해, 네트워크에 특정 트래픽에 대한 분석 정보 및 시각 민감 트래픽에 관련된 지원을 요청 할 수 있다. AF는 특정 응용 또는 특정 단말에 대한 정보를 미리 가지고 있을 수 있으며, 전달된 정보는 일부 또는 전체가 없거나, 일부 오류가 포함된 인자들을 제공 할 수 있다. 본 실시 예에서는 AF가 전달한 시각 민감 트래픽이 누락 되거나 오류가 있는 경우 NWDAF의 분석 정보를 활용하여 이를 추측 하거나 오류를 정정하는 장치 및 방법을 포함한다.

도 5를 참고하면, 510 단계에서 특정 단말 또는 서비스를 관리 하고 있는 AF(508)는 시각 민감 트래픽의 지원 및 관련 설정을 네트워크에게 요청 할 수 있다. 이 요청은 NEF(508)를 통해 PCF(506)에게 전달 될 수 있으며, 이 과정에서 데이터를 저장하기 위해 UDR(505)에 데이터가 저장되어 있거나, 또는 세션이 활성화 되어 있는 경우 직접 세션에 대한 QoS에 관련된 설정 요청을 할 수 있다. 이 과정은 단말(501)이 PDU 세션을 수립 하기 전 또는 세션을 사용하는 중에 발생이 가능하다.

515 단계에서 단말(501)은 트래픽을 전송하기 위해, PDU 세션 수립 요청을 위한 메시지를 네트워크에게 전달 한다. 단말(501)은 S-NSSAI, DNN 조합을 요청에 포함 할 수 있으며, 추가적으로 deterministic communication(DC) 요청에 관한 인자를 네트워크에게 전달 할 수 있다. 더불어, 3GPP 규격에서 정의한 PDU 세션 수립에 사용되는 인자들이 상기 메시지에 포함될 수 있다. DC 요청(request)은 현재 요청하는 PDU 세션이 DC 수행에 사용될 것이라는 것을 요청하는 목적으로 사용될 수 있다. 이 과정에서 S-NSSAI, DNN이 시각 민감 트래픽을 처리하도록 네트워크 상에서 설정된 특정 조합이라면, DC request는 생략이 가능하다. DC는 대상 트래픽이 특정 지연 시간 범위 내에서 전달을 보장 하는 통신 방식이다.

520 단계에서 PDU 세션 수립 요청은 (R)AN(502)을 거쳐 AMF(503)에게 전달 된다. AMF(503)는 PDU 세션 요청에 포함되어 있는 S-NSSAI, DNN 인자, 그리고 DC request를 참조하여 관련 설정을 제공하여 줄 수 있는 SMF(504)를 선택할 수 있다. 이 때 선택된 SMF(504)는 후술 될 DC를 위한 기능을 제공이 가능하여야 한다. 상기 AMF(503)가 SMF(504)를 선택하는 경우에, TACAI의 생성 및 전달 기능, 단말의 DC 관련 사용자 정보에 대한 정보에 접근 가능성이 고려되어야 한다.

525 단계에서 AMF(503)는 단말(501)의 PDU 세션 요청을 전달하기 위해 520 단계에서 선택된 SMF(504)와 SM context를 생성하고, 단말(501)의 요청을 SMF(504)에rp 전달한다.

530 단계에서 SMF(504)는 사용자의 세션과 관련된 가입자 정보를 UDM(505)으로부터 받아 온다. 이때 수신하는 가입자 정보에는 상기 [표 1]에서 예시된 DC 제공을 위한 QoS 관련 정보 중 일부가 포함되어 있을 수 있다. 일례로, 사용자가 DC를 사용 가능한지 여부(DC support indication)에 대한 인자가 대표적으로 상기 가입자 정보에 포함될 수 있고, 상기 DC를 사용 가능한지 여부에 대한 정보가 PDU 세션 수립을 수락 또는 거절 여부 판단에 활용 될 수 있다. 만약 사용자가 DC 관련 사용이 허용이 되어 있지 않은 경우, SMF(504)는 즉시 PDU 세션 수립 요청을 거절 할 수 있다. S-NSSAI, DNN 조합을 통해 시각 민감 트래픽을 처리하는 경우, S-NSSAI, DNN에 대한 사용 가능 여부를 확인 함으로써 DC support indication을 대체 할 수 있다.

535 단계에서 SMF(504)는 PCF(506)로부터 DC 및 세션에 관련된 PCC 규칙을 받아 오기 위해 PCF(506)를 선택할 수 있다. 이 때, SMF(504)는 S-NSSAI, DNN, 및 추가로 DC request가 활용되어 해당 PCF(506)를 선택할 수 있다. 540 단계에서 SMF(504)는 세션 관련 규칙 및 정책을 수신하기 위해, 선택된 PCF(506)에게 SM policy establish를 요청할 수 있다. 이때, 요청하는 사용자 식별자, DNN, S-NSSAI, DC request 및 기타 3GPP에서 정의한 관련 인자들이 함께 PCF(506)에게 전달될 수 있다. 540 단계에서 정책과 관련된 결정의 시간을 줄이기 위해 PCF(506)는 SMF(504)에게 기본 PCC(default PCC) 규칙을 즉시 전달 할 수 있다.

545 단계에서 SMF(504)으로부터 SM 정책 관련 요청을 받은 PCF(506)는 요청 받은 단말(501)에 대한 사용자 정보를 가지고 있지 않은 경우, UDR(505)를 통하여 사용자 정보를 가지고 올 수 있다. 이 때, PCF(506)는 UDR(505)로부터 상기 [표 1]에 예시되어 있는 시각 민감 트래픽을 위한 QoS 요구사항 관련 정보를 함께 획득 할 수 있다. 이 때, UDR(505)로부터 획득 가능한 정보는 [표 1]의 정보에서 식별자들을 제외한 QoS 관련 인자들이 획득 될 수 있으며, 그 중 일부 또는 전체가 없는 경우가 있을 수 있다. 이때 획득되는 인자들을 510 단계에서 AF(508)가 전달한 인자 일 수 있다.

550 단계에서 PCF(506)는 시각 민감 트래픽을 수용하기 위해 필요한 인자가 545 단계에서 없어 획득 되지 못한 경우, 이러한 정보를 과거 기록 또는 실시간 학습을 통해 네트워크 분석 정보 형태로 획득 할 것을 결정할 수 있다. 추가적으로, PCF(506)는 서비스의 트래픽 관련 분석 정보가 누락되는 경우 이외에도, 가지고 있는 인자의 정확도 또는 인자의 변경 여부를 확인 하기 위해 주기적으로 트래픽의 분석 정보를 요청하여, 현재 가지고 있는 QoS 요구사항 인자들과 비교하는 목적으로 사용할 수 있다.

555 단계에서 PCF(506)는 시각 민감 트래픽의 특징 및 QoS 관련 요구 사항을 수집하기 위하여 NWDAF에게 네트워크 분석 정보를 요청하여 분석 정보를 수신할 수 있다. 이 과정은 상술한 실시 예 2의 450 단계 내지 460 단계와 동일할 수 있다. 이때 요청 하는 정보의 대상은 상술한 [표 1]의 식별자에 해당하는 사용자 식별자, 응용 식별자, 슬라이스 식별자, 데이터 네트워크 이름 등의 조합의 형태로 요청이 가능하다.

560 단계에서 PCF(506)는 UPF 부하 정도(UPF load), 단말 전송률(UE throughput), 현재 네트워크 서비스 수준(QoS level), 단말 만족도(service experience) 등과 같은 현재/예측 네트워크의 상황과 트래픽의 QoS 요구 사항이 현재 수용 가능한지 여부를 고려하여 단말(501)이 요청한 DC 요청을 현재 수락 가능한지 여부를 판단한다. 만약 PCF(506)가 시각 민감 트래픽을 지원하기로 결정하였다면, 트래픽의 효과적인 전달 및 QoS 요구사항을 만족하기 위하여 다음과 같은 정보들이 요청된 PDU 세션을 위한 PCC 규칙에 포함될 수 있다. 5QI는 555 단계에서 수신한 트래픽의 QoS 요구 사항을 만족 할 수 있도록 하는 값이 선택 되어야 한다. (R)AN(502)에서 단말(501)이 송수신 해야 하는 트래픽의 효율적인 스케줄링 및 자원 확보를 위한 TSCAI이 계산 될 수 있다. TSCAI는 플로우의 방향, 트래픽 도착 시간(burst arrival time), 주기(periodic time) 등이 포함될 수 있다. 본 개시에서는 기존에 정의된 TSCAI에 추가적으로 생존 시간(survival time)이 포함될 수 있다. 이러한 5QI 및 TSCAI는 555 단계에서 획득한 정보를 통해 계산이 가능하다. 만약 555 단계에서 획득한 정보와 기존에 가입자 정보로부터 획득한 정보가 일치 하지 않는 경우, PCF(506)는 555 단계에서 획득한 정보를 기반으로 기존 정보를 보정하여 상술한 과정을 실시 할 수 있다.

565 단계에서 PCF(506)는 560 단계에서 계산된 5QI 및 TSCAI를 SMF(504)에게 PCC 규칙의 일부로 전달 한다. 이 565 단계에서 기존 3GPP에서 정의한 인자들이 함께 전달될 수 있다.

570 단계에서 SMF(504)는 3GPP에서 정의한 규격에 따라 UPF(507)와 N4 세션을 수립하고 관련 인자들을 설정할 수 있다. 이 과정에서 560 단계에서 선택된 5QI를 만족하도록 세부 규칙들이 설정될 수 있다.

575 단계에서 SMF(504)는 3GPP에서 정의한 절차에 따라 (R)AN(502)에게 PDU 세션에 대한 정보를 전달 하며, 이 과정에서 560 단계에서 계산된 TSCAI가 전달될 수 있다. 추가적으로 단말(501)에게 PDU 세션 요청 승인 메시지 또한 전달 될 수 있다.

[제 4 실시 예] - SMF가 트래픽의 효율적 전달을 위해 트래픽 정보를 (R)AN에 전달 하는 방법

도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 SMF가 네트워크 분석 정보를 활용하여 시각 민감 트래픽의 정보를 기지국에게 전달하여 효율적인 자원 관리를 하는 방법을 도시한다.

단말 또는 가입자가 시각 민감 트래픽의 지원에 대한 서비스 가입을 하지 않은 경우, 송수신 되는 트래픽은 네트워크 운영자가 설정한 기본 트래픽 처리 규칙에 따라 처리가 된다. 하지만, 단말에서 발생하는 트래픽이 반복되는 특성을 가지고 있는 경우, 네트워크는 이를 탐지하여 (R)AN에 전달 함으로써 시각 민감 트래픽에 대한 서비스 가입을 하지 않더라도 트래픽에 대한 서비스 경험을 향상 시킬 수 있다. 더불어, 네트워크 입장에서도 특성이 파악된 트래픽에 대한 효율적인 스케줄링을 지원함으로써 네트워크 사용 효율을 향상 시킬 수 있다. 본 실시예를 개시하기 위한 절차는 도 6에 도시되어 있다.

도 6을 참고하면, 610 단계에서 단말(601)은 트래픽을 전송하기 위해, PDU 세션 수립 요청을 위한 메시지를 네트워크에게 전달 한다. 단말(601)은 S-NSSAI, DNN 조합을 요청에 포함 할 수 있으며, 추가적으로 deterministic communication(DC) 요청에 관한 인자를 네트워크에게 전달 할 수 있다. 더불어, 3GPP 규격에서 정의한 PDU 세션 수립에 사용되는 인자들이 상기 메시지에 포함될 수 있다.

615 단계에서 PDU 세션 수립 요청은 (R)AN(602)을 거쳐 AMF(603)에게 전달 된다. AMF(603)는 PDU 세션 요청에 포함되어 있는 S-NSSAI, DNN 인자, 그리고 DC request를 참조하여 관련 설정을 제공하여 줄 수 있는 SMF(604)를 선택할 수 있다.

620 단계에서 AMF(603)는 단말(601)의 PDU 세션 요청을 전달하기 위해 615 단계에서 선택된 SMF(604)와 SM context를 생성하고, 단말(601)의 요청을 SMF(604)에게 전달한다.

625 단계에서 SMF(604)는 사용자의 세션과 관련된 가입자 정보를 UDM(605)으로부터 받아 온다. 이때 수신하는 가입자 정보에는 상기 [표 1]에서 예시된 DC 제공을 위한 QoS 관련 정보 중 일부가 포함되어 있을 수 있다.

630 단계에서 SMF(604)는 PCF(606)로부터 DC 및 세션에 관련된 PCC 규칙을 받아 오기 위해 PCF(606)를 선택할 수 있다. 이 때, SMF(604)는 S-NSSAI, DNN, 및 추가로 DC request가 활용되어 해당 PCF(606)를 선택 할 수 있다. 세션 관련 규칙 및 정책을 수신하기 위해, SMF(604)는 선택된 PCF(606)에게 SM policy establish를 요청할 수 있다. 이때, 요청하는 사용자 식별자, DNN, S-NSSAI, 기타 3GPP에서 정의한 관련 인자들이 함께 PCF(606)에게 전달될 수 있다. 이 630 단계에서 정책과 관련된 결정의 시간을 줄이기 위해 PCF(606)는 SMF(604)에게 기본 PCC(default PCC) 규칙을 즉시 전달 할 수 있다.

635 단계에서 SMF(604)는 현재 요청받은 PDU 세션에 관련된 단말(601)의 트래픽 특성에 대한 요청을 할 것을 결정한다. 이때 SMF(604)는 630 단계에서 획득된 데이터의 일부를 사용할 수 있으며, 예상 단말 행동(expected UE behavior)들을 통해 단말(601)의 트래픽이 특정 패턴을 가지고 있는 것을 바탕으로 이러한 결정을 내릴 수 있다.

640 단계에서 SMF(604)는 시각 민감 트래픽의 특징 및 QoS 관련 요구 사항을 수집하기 위하여 NWDAF(608)에게 네트워크 분석 정보를 요청한다. 이때 요청 하는 정보의 대상은 상기 [표 1]의 식별자에 해당하는 사용자 식별자, 응용 식별자, 슬라이스 식별자, 데이터 네트워크 이름 등의 조합의 형태로 요청이 가능하다.

645 단계에서 SMF(604)의 요청을 받은 NWDAF(608)는 분석 정보를 생성하기 위해 SMF(604) 또는 UPF(607)로부터 데이터를 수집하기 위해 해당 SMF(604) 또는 UPF(607)에게 분석 정보를 요청할 수 있다. 만약 NWDAF(608)가 필요한 정보를 이미 충분히 가지고 있는 경우, 이 단계는 NWDAF(608)의 판단에 의해 실행되지 않을 수 있다. NWDAF(608)가 SMF(604) 또는 UPF(607)로부터 시각 민감 트래픽의 특성을 분석하기 위해 수집하는 정보는 상술한 [표 2]와 같을 수 있다. 수집에 사용되는 방법은 3GPP에서 정의한 이벤트 노출(event exposure) 프레임워크에 기반하거나 자체적인 방법을 통해 수집을 할 수 있다. NWDAF(608)로부터 정보 요청을 받은 SMF(604)는 요청 받은 대상에 대한 이벤트 또는 데이터 수집을 수행하기 위해 PDR, FAR, QER, URR등의 트래픽 처리 관련 규칙들을 UPF(607)에 추가 할 수 있다.

650 단계에서 NWDAF(608)는 SMF(604) 및 다른 NF들로 분석에 필요한 정보를 수집 후, 수집된 정보를 기반으로 요청 받은 시각 민감 트래픽의 특성에 대한 분석 결과를 PCF(606)에게 전달할 수 있다. 이 때 전달 되는 정보는 상술한 [표 1]에서 예시한 인자들과 유사하거나 동일할 수 있다. 추가적으로, 데이터 버스트 도착 시간(burst arrival time)의 경우, NWDAF(608)는 다음에 일어날 데이터 버스트에 대한 시간을 예측하여 전달 하거나, 가장 최근에 탐지된 시간에 대한 시간을 전달 할 수 있다. 이러한 시간 정보들은 리스트의 형태로 복수개가 한번에 전달되어 PCF(606)가 최초의 변경을 적용할 시점을 계산 하는데 사용할 수 있다.

655 단계에서 SMF(604)는 650 단계에서 획득한 정보를 기반으로 계산된 TSCAI 및 생존 시간(survival time)을 계산한다.

660 단계에서 3GPP에서 정의한 규격에 따라 SMF(604)는 UPF(607)와 N4 세션을 수립하고 관련 인자들을 설정한다.

665 단계에서 SMF(604)는 3GPP에서 정의한 절차에 따라 (R)AN(602)에게 PDU 세션에 대한 정보를 전달 하며, 이 과정에서 655 단계에서 계산된 TSCAI가 전달 될 수 있다. 추가적으로 단말(601)에게 PDU 세션 요청 승인 메시지 또한 전달 될 수 있다.

도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 네트워크 엔티티들의 구조를 도시한 도면이다.

본 발명의 네트워크 엔티티는 시스템 구현에 따라 네트워크 펑션(network function)을 포함하는 개념이다.

도 7을 참고하면, 네트워크 엔티티는 송수신부(710), 제어부(720), 저장부(730)을 포함할 수 있다. 본 발명에서 제어부(720)는, 회로 또는 어플리케이션 특정 통합 회로 또는 적어도 하나의 프로세서라고 정의될 수 있다.

송수신부(710)는 다른 네트워크 엔티티와 신호를 송수신할 수 있다. 송수신부(710)는 예를 들어, 기지국으로부터 시스템 정보를 수신할 수 있으며, 동기 신호 또는 기준 신호를 수신할 수 있다.

제어부 (720)은 본 발명에서 제안하는 실시 예에 따른 네트워크 엔티티의 전반적인 동작을 제어할 수 있다. 예를 들어, 제어부(720)는 도 1 내지 6을 참고하여 상술한 절차에 따른 동작을 수행하도록 각 블록 간 신호 흐름을 제어할 수 있다.

저장부(730)는 상기 송수신부(710)를 통해 송수신되는 정보 및 제어부(720)을 통해 생성되는 정보 중 적어도 하나를 저장할 수 있다. 예를 들어, 저장부(730)는 상술한 실시 예에 따른 서비스 탐지를 위해 요구되는 정보 등을 저장할 수 있다.

상기 네트워크 엔티티는 단말, 기지국, AMF, SMF, UPF, NF, NEF, PCF, NWDAF, UDM, UDR, AF, DN 중 어느 하나일 수 있다. 이상에서 본 명세서와 도면에 개시된 실시 예들은 본 발명의 내용을 쉽게 설명하고, 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것일 뿐이며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 또한, 상술한 여러 가지 실시 예중 하나 이상이 결합되어 수행될 수 있음은 물론이다. 따라서, 본 발명의 범위는 여기에 개시된 실시 예들 이외에도 본 개시를 바탕으로 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims

무선 통신 시스템에서 제어 신호 처리 방법에 있어서,
기지국으로부터 전송되는 제1 제어 신호를 수신하는 단계;
상기 수신된 제1 제어 신호를 처리하는 단계; 및
상기 처리에 기반하여 생성된 제2 제어 신호를 상기 기지국으로 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 제어 신호 처리 방법.