KR20230157768A

KR20230157768A - 통신 시스템에서 서비스 품질을 향상시키기 위한 방법 및 장치

Info

Publication number: KR20230157768A
Application number: KR1020220057381A
Authority: KR
Inventors: 김선현; 김동명; 문영균; 정정수; 조선우; 차지영; 최진호
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2022-05-10
Filing date: 2022-05-10
Publication date: 2023-11-17
Also published as: WO2023219206A1; US20230370896A1

Abstract

본 개시는 보다 높은 데이터 전송률을 지원하기 위한 5G 또는 6G 통신 시스템에 관련된 것이다. 본 개시는 통신 시스템에서 기지국에 의해 수행되는 방법으로서, 사용자 평면 기능(user plane function, UPF)을 수행하는 네트워크 장치로부터 메타 데이터(metadata)를 포함하는 패킷을 수신하는 과정, 상기 패킷의 QoS 흐름(quality of service flow)에 대한 PDB(packet delay budget)을 확인하는 과정, 상기 메타 데이터에 기반하여 상기 패킷의 지연 시간을 확인하는 과정, 상기 PDB 및 상기 지연 시간에 기반하여, AN PDB(access network packet delay budget)을 결정하는 과정, 및 상기 AN PDB에 기반하여 상기 패킷을 단말에게 전송하기 위한 스케줄링을 수행하는 과정을 포함할 수 있다.

Description

통신 시스템에서 서비스 품질을 향상시키기 위한 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR ENHANCING QUALITY OF SERVICE IN COMMUNICATION SYSTEM}

본 개시(disclosure)는 통신 시스템에 관한 것으로, 서비스 품질(quality of service, QoS)을 향상시키기 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.

AN PDB(access network packet delay budget)은 단말과 기지국 간의 패킷 지연 시간에 대한 상한을 정의한 것으로서, 기지국은 AN PDB에 기반하여 단말에 대한 상향링크 또는 하향링크 스케줄링을 수행할 수 있다. 이 경우, 기지국은 5QI(5G QoS identifier)에 따라 결정되는 PDB와 고정된(static) 값으로 정의된 CN PDB에 기반하여 AN PDB를 결정할 수 있다. 다만, CN PDB 값을 고정된 값으로 정의하는 경우, 기지국과 UPF(user plane function) 간의 패킷 지연 시간이 CN PDB를 초과함으로써(예: 꼬리 대기 시간(tail latency)), 종단간 QoS(quality of service)의 저하가 초래될 수 있다. 따라서, 기지국이 CN PD(core network packet delay)를 결정함으로써, 정확한 AN PDB를 결정할 필요가 있다.

상술된 바와 같은 논의를 바탕으로, 본 개시(disclosure)는 유선 망에서의 패킷 지연(packet delay)을 반영하여 단말에 대한 스케줄링을 수행함으로써, 종단간(end-to-end, E2E) QoS(quality of service)를 향상시키는 방법 및 장치를 제공한다.

본 개시(disclosure)에 따른 통신 시스템에서 기지국에 의해 수행되는 방법은, 사용자 평면 기능(user plane function, UPF)을 수행하는 네트워크 장치로부터 메타 데이터(metadata)를 포함하는 패킷을 수신하는 과정, 상기 패킷의 QoS 흐름(quality of service flow)에 대한 PDB(packet delay budget)을 확인하는 과정, 상기 메타 데이터에 기반하여 상기 패킷의 지연 시간을 확인하는 과정, 상기 PDB 및 상기 지연 시간에 기반하여, AN PDB(access network packet delay budget)을 결정하는 과정, 및 상기 AN PDB에 기반하여, 상기 패킷을 단말에게 전송하기 위한 스케줄링을 수행하는 과정을 포함할 수 있다.

또한, 본 개시에 따른 통신 시스템에서 사용자 평면 기능을 수행하는 네트워크 장치에 의해 수행되는 방법은, 데이터 네트워크(data network, DN)로부터 패킷을 수신하는 과정, 상기 패킷이 DN PD(data network packet delay)에 대한 정보를 포함하는지 여부를 확인하는 과정, 상기 패킷에 메타 데이터를 삽입하는 과정, 및 상기 메타 데이터가 삽입된 패킷을 기지국에게 전송하는 과정을 포함할 수 있다.

또한, 본 개시에 따른 통신 시스템의 기지국은, 신호를 송수신하도록 구성된 송수신기 및 상기 송수신기에 동작 가능하게 연결된 프로세서를 포함하고, 상기 프로세서는, 사용자 평면 기능을 수행하는 네트워크 장치로부터 메타 데이터를 포함하는 패킷을 수신하고, 상기 패킷의 QoS 흐름에 대한 PDB을 확인하고, 상기 메타 데이터에 기반하여 상기 패킷의 지연 시간을 확인하고, 상기 PDB 및 상기 지연 시간에 기반하여, AN PDB을 결정하고, 상기 AN PDB에 기반하여, 상기 패킷을 단말에게 전송하기 위한 스케줄링을 수행하도록 구성될 수 있다.

또한, 본 개시에 따른 통신 시스템의 사용자 평면 기능을 수행하는 네트워크 장치는 신호를 송수신하도록 구성된 송수신기 및 상기 송수신기에 동작 가능하게 연결된 프로세서를 포함하고, 상기 프로세서는, 데이터 네트워크로부터 패킷을 수신하고, 상기 패킷이 DN PD에 대한 정보를 포함하는지 여부를 확인하고, 상기 패킷에 메타 데이터를 삽입하고, 상기 메타 데이터가 삽입된 패킷을 기지국에게 전송하도록 구성될 수 있다.

본 개시(disclosure)의 실시 예들에 따른 장치 및 방법은 통신 시스템에서 종단간(end-to-end, E2E) QoS(quality of service)를 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 개시의 실시 예들에 따른 통신 시스템을 도시한다.
도 2는 본 개시의 실시 예들에 따른 INT(in-band network telemetry)를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 개시의 실시 예들에 따른 INT에 기반하는 통신 시스템을 도시한다.
도 4는 본 개시의 실시 예들에 따른 INT에 기반하는 통신 시스템을 도시한다.
도 5는 본 개시의 실시 예들에 따른 통신 시스템에서 INT에 기반하는 신호 흐름을 도시한다.
도 6은 본 개시의 실시 예들에 따른 기지국의 동작을 도시한다.
도 7은 본 개시의 실시 예들에 따른 INT에 기반하는 통신 시스템을 도시한다.
도 8은 본 개시의 실시 예들에 따른 UPF(user plane function)의 동작을 도시한다.
도 9는 본 개시의 실시 예들에 따른 INT에 기반하는 통신 시스템을 도시한다.
도 10은 본 개시의 실시 예들에 따른 INT에 기반하는 패킷 구조를 도시한다.
도 11은 본 개시의 실시 예들에 따른 기지국의 동작을 도시한다.
도 12는 본 개시의 실시 예들에 따른 네트워크 장치의 구성을 도시한다.
도 13은 본 개시의 실시 예들에 따른 기지국의 구성을 도시한다.
도 14는 본 개시의 실시 예들에 따른 단말의 구성을 도시한다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 개시의 동작 원리를 상세히 설명한다. 본 개시에서 사용되는 용어들은 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 다른 실시 예의 범위를 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 용어들은 본 개시에 기재된 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가질 수 있다. 본 개시에 사용된 용어들 중 일반적인 사전에 정의된 용어들은, 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 동일 또는 유사한 의미로 해석될 수 있으며, 본 개시에서 명백하게 정의되지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다. 경우에 따라서, 본 개시에서 정의된 용어일지라도 본 개시의 실시 예들을 배제하도록 해석될 수는 없다.

또한, 본 개시에서, 특정 조건의 만족(satisfied), 충족(fulfilled) 여부를 판단하기 위해 초과 또는 미만의 표현이 사용되었으나, 이는 일 예를 표현하기 위한 기재일 뿐 이상 또는 이하의 기재를 배제하는 것이 아니다. ‘이상’으로 기재된 조건은 ‘초과’, ‘이하’로 기재된 조건은 ‘미만’, ‘이상 및 미만’으로 기재된 조건은 ‘초과 및 이하’로 대체될 수 있다.

또한, 본 개시에서, 일부 통신 규격(예: 3GPP(3rd generation partnership project)에서 정의하는 LTE(long term evolution), NR(new radio))에서 사용되는 용어들을 이용하여 실시 예들을 설명하지만, 이는 설명을 위한 예시일 뿐이다. 본 개시의 실시 예들은 다른 통신 시스템에서도 용이하게 변형되어 적용될 수 있다.

도 1은 본 개시의 실시 예들에 따른 통신 시스템을 도시한다. 도 1은 통신 시스템의 노드(node)들의 일부로서 단말(110), 기지국(120), UPF(user plane function)(130)을 예시한다.

단말(110)은 기지국(120) 및 UPF(130)를 통해 데이터 네트워크(data network, DN)에 접속할 수 있다. 단말(110)이 UPF(130)를 통해 데이터를 송수신하기 위해서는 PDU(packet data unit) 세션(session)을 생성해야 하며, 하나의 PDU 세션은 하나 이상의 QoS(quality of service) 흐름(flow)들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 1을 참조하면, PDU 세션은 제1 QoS 흐름, 제2 QoS 흐름, 및 제3 QoS 흐름을 포함할 수 있다. 단말(terminal)(110)은 사용자 장비(user equipment, UE), 이동국(mobile station), 가입자국(subscriber station), 원격 단말(remote terminal), 무선 단말(wireless terminal), 사용자 장치(user device), 가입자 댁내 장치(customer premise equipment, CPE), 전자 장치(electronic device) 또는 이와 동등한 기술적 의미를 가지는 다른 용어로 지칭될 수 있다.

기지국(120)은 RAN(radio access network) 노드로서 단말에게 무선 접속을 제공하는 네트워크 인프라스트럭쳐(infrastructure)이다. 기지국(120)은 코어 네트워크(core network, CN)의 제어 평면 네트워크 기능(network function)들 중 하나(예: SMF(session management function))으로부터 수신된 정보(QFI(QoS flow identifier), QoS 프로파일(profile))에 기반하여 QoS 플로우와 특정 DRB(data radio bearer) 사이의 맵핑을 수행할 수 있다. 예를 들어, 도 1을 참조하면, 제1 QoS 흐름과 제2 QoS 흐름은 제1 DRB에 맵핑되고, 제3 QoS 흐름은 제2 DRB에 맵핑될 수 있다. 기지국(base station)(120)은 액세스 포인트(access point, AP), 이노드비(eNodeB, eNB), 5G 노드(5th generation node), 지노드비(next generationg nodeB, gNB), 무선 포인트(wireless point), 송수신 포인트(transmission and reception point, TRP) 또는 이와 동등한 기술적 의미를 가지는 다른 용어로 지칭될 수 있다.

UPF(130)는 코어 네트워크에서 사용자 평면을 담당하는 네트워크 기능이다. UPF(130)는 기지국으로부터 특정 PDU 세션을 통해 수신된 상향링크 패킷을 해당 PDU 세션에 대응하는 데이터 네트워크로 전달하는 기능을 수행할 수 있다. 또한, UPF(130)는 데이터 네트워크로부터 수신된 하향링크 패킷을 특정 PDU 세션에 포함된 특정 QoS 흐름에 맵핑하는 기능을 수행할 수 있다.

여기서, QoS 흐름은 QoS 특성들의 세트와 연관될 수 있다. 이 경우, QoS 특성들의 세트는 5QI(5G QoS identifier)에 따라 정의될 수 있으며, 예를 들면, 아래의 [표 1]과 같이 구성될 수 있다. 다만, 아래의 [표 1]은 표준화 된 5QI를 예시하는 것일 뿐, 비-표준화 된 5QI는 네트워크에 의해 별도로 정의될 수도 있다.

5QI	자원 유형	우선순위 레벨	PDB	PER	MDBV	평균 윈도우
1	GBR	20	100ms	10^-2	해당 없음	2 seconds
2	GBR	40	150ms	10^-3	해당 없음	2 seconds
...	...	...	...	...	...	...
5	비-GBR	10	100ms	10^-6	해당 없음	해당 없음
6	비-GBR	60	300ms	10^-3	해당 없음	해당 없음
...	...	...	...	...	...	...
82	지연 임계 GBR	19	10ms	10^-4	255 bytes	2 seconds
83	지연 임계 GBR	22	10ms	10^-5	1358 bytes	2 seconds

QoS 특성들은 자원 유형(resource type), 우선순위 레벨(priority level), PDB(packet delay budget), PER(packet error rate), MDBV(maximum data burst volme), 평균 윈도우(averaging window)를 포함할 수 있다.

자원 유형은 GBR(guaranteed bit rate), 비-GBR(non-GBR), 지연 임계 GBR(delay critical GBR) 중 하나일 수 있다. GBR은 최종 사용자(end user)에게 GFBR(guaranteed flow bit rate)을 제공할 수 있는 것으로서, 시간에 민감한 어플리케이션(예: 전화, RTG(real time gaming), V2X(vehicle to everything))에 사용될 수 있다. 비-GBR은 최종 사용자에게 GFBR을 제공하지 않는 것으로서, 시간에 민감하지 않는 어플리케이션(예: 웹 브라우징(web browsing))에 사용될 수 있다. 지연 임계 GBR은 GBR 보다 훨씬 짧은 지연 시간을 제공할 수 있는 것으로서, GBR QoS 흐름은 100ms의 PDB를 허용할 수 있는 반면에, 지연 임계 GBR은 10ms의 PDB를 허용할 수 있다. 여기서, GFBR은 평균 윈도우에서 측정할 때 QoS 흐름에서 예상될 수 있는 최소 비트 전송률로 정의될 수 있다.

본 개시에 따른 실시 예들에서는, 자원 유형이 상술한 GBR, 비-GBR, 지연 임계 GBR 외에 목적 지연(object delay) GBR일 수 있다. GBR, 비-GBR, 지연 임계 GBR의 경우, PDB에 기반하여 동작하게 되므로, 목표하는 패킷 지연 시간을 안정적으로 제공할 수 없는 문제가 발생될 수 있다. 즉, 기지국(120)은 PDB의 범위 내에서 단말(110)에게 패킷이 전달되도록 스케줄링 하게 되므로, 패킷은 PDB 범위 내에서 다양한 지연을 경험하게 될 수 있다. 반면에, 목적 지연 GBR의 경우, 패킷이 특정 지연 시간을 안정적으로 경험하도록 지원할 수 있다. 예를 들어, 목적 지연 GBR의 경우, 아래의 [표 2]와 같이 구성될 수 있다.

5QI	자원 유형	우선순위 레벨	OPD	OPDB	PER	MDBV	평균 윈도우
123	Object-delay GBR	10	50	±10	10^-1	해당 없음	0.5 seconds

여기서, OPD(object delay budget)은 해당 패킷에 대해 목표하는 지연 시간을 의미할 수 있다. 또한, OPDB(object packet delay boundary)는 OPD에 대해 허용될 수 있는 오차 범위를 의미할 수 있다. 예를 들어, [표 2]와 같이 5QI가 123으로 설정된 경우, 해당 패킷은 40~60ms 사이의 지연을 경험하도록 스케줄링 될 수 있다.

다만, 상술한 [표 2]는 예시일 뿐이며, 본 개시에 따른 실시 예들에서, 목적 지연 GBR은 OPD 및 OPDB를 기반으로 다양하게 구성될 수 있다. 또한, 목적 지연 GBR, OPD, OPDB는 예시적인 호칭일 뿐이며, 본 개시에 따른 실시 예들에서, 해당 명칭은 목적에 맞게 다양하게 지칭될 수 있다.

우선순위 레벨은 QoS 플로우들 간 우선순위를 지정하는데 사용될 수 있는 것으로서, 낮은 숫자 값은 높은 우선순위에 해당할 수 있다. PER은 성공적으로 전송되지 않은 상위 계층 패킷의 비율로 정의될 수 있다. MDBV는 특정 시간(예: 9ms) 동안 기지국이 지원해야 하는 최대 데이터의 양으로 정의될 수 있다.

PDB는 단말(110)과 UPF(130) 사이의 패킷 지연 시간의 상한으로 정의될 수 있다. 보다 구체적으로, PDB는 단말(110)과 UPF(130)의 N6 종단점(termination point) 사이의 패킷 지연 시간의 상한으로 정의될 수 있다.

PDB는 단말(110)과 기지국(120) 간의 패킷 지연 시간의 상한으로 정의된 AN(access network) PDB와 기지국(120)과 UPF(130) 사이의 패킷 지연 시간의 상한으로 정의된 CN PDB를 포함할 수 있다. 여기서, CN PDB는 5QI 별로 고정된 값(예: 1ms, 2sm, 5ms, 10ms, 20ms 중 하나)으로 설정될 수 있다. 예를 들어, 5QI 값이 1인 경우, CN PDB는 20ms로 설정될 수 있다. 또 다른 예를 들어, 5QI 값이 82인 경우, CN PDB는 1ms로 설정될 수 있다.

따라서, AN PDB는 QoS 흐름의 5QI에 기반하여 결정될 수 있다. 즉, 5QI에 따라 PDB 및 CN PDB가 결정되므로, AN PDB는 PDB 및 CN PDB에 기반하여 결정될 수 있다. 이 경우, AN PDB는 아래의 [수학식 1]에 따라 계산될 수 있다.

[수학식 1]

기지국(120)은 계산된 AN PDB에 기반하여 단말에 대한 상향링크 또는 하향링크 스케줄링을 수행할 수 있다. 이 경우, 기지국(120)은 특정 패킷에 대한 스케줄링 가중치를 AN PDB에 기반하여 결정할 수 있다. 이는, 특정 패킷에 대한 스케줄링 가중치가 시간에 따라 증가함을 의미하며, 해당 특정 패킷은 전송 버퍼(transmit buffer) 내에서 소요된 시간이 AN PDB에 근접함에 따라 증가하는 스케줄링 가중치를 할당 받는 것을 의미한다. 따라서, AN PDB가 낮을수록 더 높은 스케줄링 가중치가 할당되어, 패킷이 지연 없이 전달될 수 있다.

상술한 바와 같이, QoS 흐름에 설정된 5QI에 따라 PDB 및 CN PDB가 결정되므로, AN PDB 또한 고정될 수 있다. 이러한 경우, 기지국(120)과 UPF(130) 사이의 패킷 지연에 따라 서비스 품질(quality of service, QoS)이 저하되는 문제가 발생될 수 있다.

예를 들어, 5QI에 따라 PDB가 50ms, CN PDB가 20ms, AN PDB가 30ms로 설정될 수 있다.

첫 번째 예로, 기지국(120)과 UPF(130) 사이의 패킷 지연(예: 10ms)이 CN PDB 보다 작을 수 있다. 이러한 경우, QoS 흐름의 패킷이 설정된 패킷 지연의 상한보다 빨리 도착하였으므로, 기지국(120)은 다른 QoS 흐름에게 우선적으로 스케줄링 할 수 있는 여유가 생길 수 있다. 다만, CN PDB에 기반하여 AN PDB를 도출하는 방식에 따르면, 기지국(120)이 상술한 실제 패킷 지연 시간(예: 10ms)을 알 수 없으므로, 다른 QoS 흐름에게 우선적으로 스케줄링 할 수 없다. 따라서, 전반적인 QoS 흐름의 저하가 발생될 수 있다.

두 번째 예로, 기지국(120)과 UPF(130) 사이의 패킷 지연(예: 28ms)이 CN PDB를 초과할 수 있다. 따라서, AN PDB는 30ms로 설정되었지만, 실제 보장된 시간은 22ms에 불과하므로, 해당 QoS 흐름의 패킷에 대한 우선적인 스케줄링이 필요하다. 즉, 해당 패킷에 대한 스케줄링 가중치를 목표하는 가중치보다 높게 설정할 필요가 있다. 다만, CN PDB에 기반하여 AN PDB를 도출하는 방식에 따르면, 기지국(120)이 상술한 실제 패킷 지연 시간(예: 28ms)을 알 수 없으므로, 해당 QoS 흐름에게 우선적으로 스케줄링을 할 수 없다. 따라서, 해당 QoS 흐름에 대한 QoS 저하가 발생될 수 있다. 또한, 지연 시간에 민감한 GBR 및 지연 임계 GBR의 경우, 실제 패킷 지연 시간이 CN PDB를 초과하면, 기지국(120)이 해당 패킷을 단말에게 전송하지 않는 것이 전체 QoS 및 무선 자원 측면에서 유리할 수 있다. 그러나, CN PDB에 기반하여 AN PDB를 도출하는 방식에 따르면, 기지국(120)이 상술한 실제 패킷 지연 시간(예: 28ms)을 알 수 없으므로, 해당 패킷을 단말에게 전송하게 된다.

따라서, 상술한 방식과 같이 CN PDB에 기반하여 AN PDB를 도출하는 것 보다, 실제 기지국(120)과 UPF(130) 사이의 패킷 지연 시간이 측정될 필요가 있다. 아래에서는, 기지국(120)과 UPF(130) 사이의 패킷 지연 시간을 측정하는 방법으로서, INT(in-band network telemetry) 기법을 설명한다.

도 2는 본 개시의 실시 예들에 따른 INT(in-band network telemetry)에 기반하는 통신 시스템을 도시한다. 도 2에서는, 통신 시스템의 노드들(nodes)이 INT(in-band network telemetry)에 기반하여 메타 데이터를 생성, 저장, 전달하는 방식을 설명한다.

통신 시스템은 연결된 장비의 개수, 트래픽(traffic)의 양 및 지원하는 프로토콜과 서비스의 개수가 증가함에 따라 복잡도가 증가되고 있다. 이러한 통신 시스템에서 기존의 방식은 네트워크를 모니터링 하는데 한계점이 존재한다. 이러한 한계점을 극복하기 위하여 네트워크 텔레메트리(network telemetry)가 제안되고 있다.

네트워크 텔레메트리는 네트워크 상태 정보를 획득하는 방식에 따라, 대역 내(in-band) 방식과 대역 외(out-of-band) 방식으로 구분될 수 있다. 대역 외 방식은 별도의 탐지 패킷을 통해 네트워크 상태 정보가 획득되는 반면, 대역 내 방식은 데이터 패킷에 텔레메트리 패킷이 삽입됨으로써, 네트워크 상태 정보가 획득될 수 있다. 여기서, 대역 내 방식은 INT(in-band network telemetry)로 지칭될 수 있다.

INT에 의하면, 네트워크 장치는 제어 평면의 개입 없이 데이터 평면에서 네트워크 상태 정보를 획득할 수 있다. 여기서, 네트워크 상태 정보는 메타 데이터(metadata)로 지칭될 수 있다. 이러한 메타 데이터는 데이터 패킷에 삽입되어 전달되는 것으로서, 타임스탬프(timestamp), 버퍼 관련 정보(예: 큐(queue) 사용량, 큐 혼잡 상태) 등을 포함할 수 있다.

도 2를 참조하면, 단말(110)은 상향링크 패킷을 기지국(120)에게 전송할 수 있다. 이 경우, 헤더는 소스 IP 주소(예: 단말의 IP 주소), 목적지(destination) IP 주소(예: 데이터 네트워크의 서버 IP 주소)를 포함할 수 있다. 기지국(120)은 수신된 상향링크 패킷에 INT 헤더 및 INT data #1을 삽입할 수 있다. 여기서, INT 헤더는 INT data #1의 종류를 지시할 수 있다. 예를 들어, INT 헤더는 INT data #1의 종류가 타임스탬프임을 지시할 수 있다. 기지국(120)은 INT 헤더 및 INT data #1을 삽입한 후, 상향링크 패킷을 UPF(130)에게 전송할 수 있다. 상향링크 패킷은 제1 스위치를 통해 UPF(130)에게 전달될 수 있다. 이 경우, 제1 스위치는 INT data #2를 삽입한 후, 상향링크 패킷을 UPF(130)에게 전송할 수 있다. UPF(130)는 수신된 상향링크 패킷의 헤더에 기반하여 INT data의 종류를 확인하고, INT data #1, INT data #2, 및 INT data #3을 확인함으로써, 기지국(120)에서 UPF(130)로 전송되는 동안 상향링크 패킷이 지연된 시간을 확인할 수 있다. UPF(130)는 INT data들을 네트워크 상태를 모니터링 하는 장치(210)에게 전송할 수 있다. 이 경우, 네트워크 상태를 모니터링 하는 장치는 INTF(in-band network telemetry function)을 수행할 수 있다. INTF는 제어 평면 네트워크 기능으로서, INT의 적용 및 관리를 수행할 수 있다. 예를 들어, INTF는 텔레메트리 트리거링(telemetry triggering), 텔레메트리 지시 설정(telemetry instruction setup), 텔레메트리 지시 유형(telemetry instruction type) 설정, 텔레메트리 보고 주기 설정(telemetry report periodicity setup), 텔레메트리 티어 설정(telemetry tier setup) 등의 기능을 수행할 수 있다. 도 2에서는 상향링크 전송이 수행되는 경우가 설명되었지만, 하향링크 전송의 경우도 마찬가지이다.

도 3은 본 개시의 실시 예들에 따른 INT(in-band network telemetry)에 기반하는 통신 시스템을 도시한다. 도 3에서는, CN PDB가 고정된 경우와 CN PD를 측정한 경우를 비교 설명하며, 데이터 네트워크의 패킷 지연(data network packet delay, DN PD)를 더 고려하여 기지국이 AN PDB(access network packet delay budget)을 결정하는 과정을 설명한다.

도 3을 참조하면, 제1 서버로부터의 제1 패킷들은 제1 IP 흐름을 통해 단말에게 전달되고, 제2 서버로부터의 제2 패킷들은 제2 IP 흐름을 통해 단말에게 전달될 수 있다. 여기서, 제1 IP 흐름은 제1 QoS 흐름에 맵핑되고, 제2 IP 흐름은 제2 QoS 흐름에 맵핑될 수 있다. 또한, 제1 QoS 흐름은 제1 DRB(data radio bearer)에 맵핑되고, 제2 QoS 흐름은 제2 DRB에 맵핑될 수 있다. 다만, 이는 예시일 뿐이며, 본 개시의 실시 예들에서는, IP 흐름, QoS 흐름, 및 DRB가 다양한 방식으로 맵핑될 수 있다.

이하에서는, 예시로서, 제1 QoS 흐름과 제2 QoS 흐름의 PDB(packet delay budget)가 50ms, CN PDB가 20ms로 설정된 경우를 전제로 한다.

CN PDB를 통해 QoS 조정을 수행하는 경우를 설명하면 다음과 같다. UPF(130)는 제1 서버로부터 제1 패킷들을 포함하는 제1 IP 흐름을 수신할 수 있다. 또한, UPF(130)는 제2 서버로부터 제2 패킷들을 포함하는 제2 IP 흐름을 수신할 수 있다. UPF(130)는 SDF(service data flow) 템플릿(template)에 기반하여 제1 IP 흐름을 제1 QoS 흐름에 맵핑하고, 제2 IP 흐름을 제2 QoS 흐름에 맵핑할 수 있다. UPF(130)는 제1 패킷들을 제1 QoS 흐름에 기반하여 기지국(120)에게 전송할 수 있다. 또한, UPF(130)는 제2 패킷들을 제2 QoS 흐름에 기반하여 기지국(120)에게 전송할 수 있다.

여기서, 기지국(120)은 제1 패킷들의 AN PDB와 제2 패킷들의 AN PDB를 결정할 수 있다. 제1 QoS 흐름과 제2 QoS 흐름의 PDB가 50ms, CN PDB가 20ms로 설정되었으므로, 기지국(120)은 제1 패킷들의 AN PDB와 제2 패킷들의 AN PDB를 동일하게 30ms로 결정할 수 있다. 기지국(120)은 결정된 AN PDB(30ms)에 기반하여 단말(110)에 대해 제1 패킷들과 제2 패킷들을 스케줄링 할 수 있다. 즉, 하나 이상의 제1 패킷들과 하나 이상의 제2 패킷들은 동일한 QoS로 처리될 수 있다.

다만, 여기서, 제1 패킷들의 CN PD(core network packet delay)와 제2 패킷들의 CN PD가 상이한 경우가 발생될 수 있다. 예를 들어, 제1 패킷들의 CN PD는 28ms이고, 제2 패킷들의 CN PD는 12ms인 경우가 발생될 수 있다. CN PDB에 기반하여 QoS 조정을 수행하는 경우에는, 이와 같은 경우에도, 제1 패킷들과 제2 패킷들이 동일한 QoS로 처리되므로, QoS 저하가 발생될 수 있다.

CN PD를 통해 QoS를 조정하는 경우를 설명하는 아래와 같을 수 있다. UPF(130)는 제1 서버로부터 제1 패킷들을 포함하는 제1 IP 흐름을 수신할 수 있다. 또한, UPF(130)는 제2 서버로부터 제2 패킷들을 포함하는 제2 IP 흐름을 수신할 수 있다. UPF(130)는 제1 IP 흐름을 제1 QoS 흐름에 맵핑하고, 제1 패킷들 중 적어도 하나의 헤더(header)에 메타 데이터(metadata)를 삽입할 수 있다. UPF(130)는 제2 IP 흐름을 제2 QoS 흐름에 맵핑하고, 제2 패킷들 중 적어도 하나의 헤더에 메타 데이터를 삽입할 수 있다. 메타 데이터가 삽입되는 패킷들의 빈도는 제어 평면의 네트워크 기능(network function)에 의해 결정될 수 있다. 예를 들어, 네트워크 기능은 INTF(in-band network telemetry function)일 수 있다. 여기서, 헤더는 GTP-U(GPRS tunneling protocol-user plane)의 헤더일 수 있다. 또한, 메타 데이터는 수송 네트워크(transport network)에 대한 것으로서, T-TM(telecommunication company telemetry metadata)로 지칭될 수 있다. UPF(130)는 메타 데이터가 삽입된 제1 패킷들을 제1 QoS 흐름에 기반하여 기지국(120)에게 전송할 수 있다. 또한, UPF(130)는 메타 데이터가 삽입된 제2 패킷들을 제2 QoS 흐름에 기반하여 기지국(120)에게 전송할 수 있다.

여기서, 기지국(120)은 제1 패킷들에 대한 제1 AN PDB와 제2 패킷들에 대한 제2 AN PDB를 결정할 수 있다. 기지국(120)은 제1 패킷들 중 적어도 하나에 포함된 메타 데이터에 기반하여 제1 패킷들의 CN PD를 결정할 수 있다. 또한, 기지국(120)은 제2 패킷들 중 적어도 하나에 포함된 메타 데이터에 기반하여 제2 패킷들의 CN PD를 결정할 수 있다. 이 경우, AN PDB는 아래의 [수학식 2]에 따라 계산될 수 있다.

[수학식 2]

앞서 든 예시와 같이, 제1 패킷들의 CN PD가 28ms이고, 제2 패킷들의 CN PD가 12ms인 경우에 제1 AN PDB는 22ms, 제2 AN PDB는 38ms로 결정될 수 있다. 따라서, PDB 및 CN PDB가 동일하게 설정된 경우라도, 기지국(120)은 유선망의 지연 시간에 따라 제1 패킷들과 제2 패킷들의 스케줄링을 달리할 수 있다. 결국, 종단간 QoS가 보장될 수 있다.

앞서 설명한 바에 더해, 데이터 네트워크(data network, DN)에서 UPF(130) 사이의 지연 또한 INT에 기반하여 기지국(120)의 스케줄링에 반영될 수 있다. 이 경우, IP 패킷들 중 적어도 하나의 헤더는 메타 데이터를 포함할 수 있다. 여기서, 헤더는 TCP/UDP(transmission control protocol/user datagram protocol) 헤더일 수 있다. TCP/UDP 헤더에 포함되는 메타 데이터는 데이터 네트워크에 대한 것으로서, DN-TM(data network-telemetry metadata)로 지칭될 수 있다.

이하에서는, DN-TM이 포함되어 수신되는 경우의 헤더의 처리를 설명한다.

도 4는 본 개시의 실시 예들에 따른 INT(in-band network telemetry)에 기반하는 통신 시스템을 도시한다. 도 4는 통신 시스템의 노드(node)들의 일부로서, 단말(110), 기지국(120), 제1 스위치, 제2 스위치, UPF(user plane function)(130), 제어 평면의 네트워크 기능(network functions)을 예시한다. 여기서, 스위치는 SDN(software defined network) 스위치일 수 있다.

도 4를 참조하면, UPF(130)는 데이터 네트워크(data network, DN)로부터 하향링크 패킷을 수신할 수 있다. 여기서, 하향링크 패킷의 TCP/UDP 헤더(header)는 데이터 네트워크의 텔레메트리 메타 데이터(data network-telemetry metadata, DN-TM)를 포함할 수 있다. UPF(130)는 TTF(telemetry translation function)을 수행할 수 있다. TTF는 TCP/UDP 헤더에 포함된 DN-TM을 복사하여 GTP-U(GPRS tunneling protocol-user plane) 헤더에 추가하는 기능일 수 있다. 또한, UPF(130)는 UPF(130)의 텔레메트리 메타 데이터인 T-TM(telecommunication company telemetry metadata)1을 GTP-U 헤더에 추가할 수 있다. UPF(130)는 TTF를 수행하고, T-TM1을 GPT-U 헤더에 추가한 후, 하향링크 패킷을 기지국(120)에게 전송할 수 있다. 이 경우, 하향링크 패킷은 제1 스위치 및 제2 스위치를 경유하여 기지국(120)에게 전달되는 것으로 가정한다.

제1 스위치 및 제2 스위치는 각각 GTP-U 헤더에 자신의 T-TM을 부가할 수 있다. 예를 들어, 제1 스위치는 T-TM2를 하향링크 패킷의 GTP-U 헤더에 부가한 후, 하향링크 패킷을 제2 스위치에게 전송할 수 있다. 또한, 제2 스위치는 T-TM3을 하향링크 패킷의 GTP-U 헤더에 부가한 후, 하향링크 패킷을 기지국(120)에게 전송할 수 있다.

기지국(120)은 제1 스위치 및 제2 스위치를 통해 UPF(130)로부터 하향링크 패킷을 수신할 수 있다. 이 경우, 하향링크 패킷은 DN-TM, T-TM1, T-TM2, T-TM3을 포함할 수 있다. 기지국(120)은 수신된 하향링크 패킷의 GTP-U 헤더에 T-TM4를 삽입할 수 있다. 이후, 기지국(120)은 TMF(telemetry merge function)을 수행할 수 있다. TMF는 DN-TM과 T-TM들을 병합(merge)하는 기능일 수 있다. 예를 들어, 기지국(120)은 GTP-U 헤더의 DN-TM 및 T-TM들을 TCP/UDP 헤더에 복사하고, GPT-U 헤더를 제거할 수 있다. 상술한 TTF 및 TMF는 TIT(telemetry information translator)로 통합될 수 있다.

기지국(120)은 DN-TM에 기반하여 DN PD(data network packet delay)를 결정할 수 있다. 또한, 기지국(120)은 T-TM들에 기반하여, CN PD(core network packet delay)를 결정할 수 있다. 기지국(120)은 5QI(5G quality of service identifier)에 기반하여 PDB(packet delay budget)을 확인할 수 있다. 여기서, PDB는 단말(110)과 UPF(130) 간의 패킷 지연의 상한으로 정의될 수 있다. 다른 실시 예에서는, PDB가 단말(110)과 데이터 네트워크 간의 패킷 지연의 상한으로 정의될 수도 있다. 기지국(120)은 PDB, DN PD, 및 CN PD에 기반하여, AN PDB(access network packet delay budget)을 결정할 수 있다. 예를 들어, AN PDB는 아래의 [수학식 3]에 따라 계산될 수 있다.

[수학식 3]

기지국(120)은 결정된 AN PDB에 기반하여 하향링크 패킷을 스케줄링 할 수 있다. 기지국(120)은 결정된 AN PDB에 기반하여, 단말(110)에게 하향링크 패킷을 전송할 수 있다.

도 5는 본 개시의 실시 예들에 따른 통신 시스템에서 INT(in-band network telemetry)에 기반하는 신호 흐름을 도시한다. 도 5는 INT 에 기반한 통신 시스템의 노드들의 일부로서 단말(110), 기지국(120), 스위치, UPF(130), INTF(in-band network telemetry function), 데이터 네트워크를 예시한다. 도 5에서는, 데이터 네트워크가 신뢰할 수 있는 데이터 네트워크(trusted data network, trusted DN)인 경우 INT에 기반한 신호 흐름을 설명한다.

도 5를 참조하면, 동작(501)에서, UPF(130)는 데이터 네트워크로부터 하향링크 패킷을 수신할 수 있다. 동작(503)에서, UPF(130)는 수신된 하향링크 패킷의 소스 IP(internet protocol) 주소를 식별할 수 있다. UPF(130)는 식별된 IP 주소에 기반하여, 데이터 네트워크가 신뢰할 수 있는 데이트 네트워크인지, 신뢰할 수 없는 데이터 네트워크(untrusted DN)인지 식별할 수 있다. 동작(505)에서, 식별된 데이터 네트워크가 신뢰할 수 있는 데이터 네트워크인 경우, UPF(130)는 TTF(telemetry translation function)을 수행할 수 있다. 즉, UPF(130)는 TCP/UDP(transmission control protocol/user datagram protocol) 헤더에 포함된 DN-TM을 복사하여 GTP-U 헤더에 추가할 수 있다. 반면에, 식별된 데이터 네트워크가 신뢰할 수 없는 데이터 네트워크인 경우, 동작(505)는 수행되지 않을 수 있다. 즉, 동작(505)가 수행되지 않는 경우, TTF가 수행되지 않으므로, DN TM은 UPF(130), 스위치, 기지국(120)에서 확인될 수 없다. 동작(507)에서, UPF(130)는 UPF(130)의 메타 데이터인 T-TM1을 하향링크 패킷의 GTP-U 헤더에 추가할 수 있다. 동작(509)에서, UPF(130)는 DN-TM 및 T-TM1을 포함하는 하향링크 패킷을 기지국(120)에게 전송할 수 있다. 이 경우, 하향링크 패킷은 스위치를 경유하여 기지국(120)에게 전달될 수 있다.

동작(511)에서, 스위치는 스위치의 메타 데이터인 T-TM2를 하향링크 패킷의 GTP-U 헤더에 추가할 수 있다. 스위치는 하향링크 패킷을 기지국(120)에게 전송할 수 있다.

동작(513)에서, 기지국(120)은 기지국(120)의 메타 데이터인 T-TM3을 하향링크 패킷의 GTP-U 헤더에 추가할 수 있다. T-TM3을 추가한 후, 기지국(120)은 TMF(telemetry merge function)을 수행할 수 있다. 즉, 기지국(120)은 GTP-U 헤더에 포함된 T-TM들과 DN TM을 TCP/UDP 헤더에 추가할 수 있다. 기지국(120)은 GTP-U 헤더에 기반하여 스케줄링을 수행할 수 있다. 예를 들어, 데이터 네트워크가 신뢰할 수 있는 데이터 네트워크인 경우, GTP-U 헤더는 DN TM 및 T-TM들(T-TM1, T-TM2, T-TM3)을 포함할 수 있다. 이 경우, 기지국(120)은 도 4의 [수학식 3]에 따라 AN PDB를 결정할 수 있다. 또 다른 예를 들어, 데이터 네트워크가 신뢰할 수 없는 데이터 네트워크인 경우, GTP-U 헤더는 T-TM들(T-TM1, T-TM2, T-TM3)을 포함할 수 있다. 이 경우, 기지국(120)은 도 3의 [수학식 2]에 따라 AN PDB를 결정할 수 있다. 기지국(120)은 결정된 AN PDB에 기반하여 단말(110)에 대한 하향링크 스케줄링을 수행하고, 단말(110)에게 하향링크 패킷을 전송할 수 있다. 이 경우, 하향링크 패킷의 TCP/UDP 헤더는 DN-TM, T-TM들(T-TM1, T-TM2, T-TM3)을 포함할 수 있다.

도 6은 본 개시의 실시 예들에 따른 기지국의 동작을 도시한다.

도 6을 참조하면, 동작(610)에서, 기지국은 UPF(user plane function)로부터 패킷을 수신할 수 있다. 이 경우, 패킷은 TN(transport network)의 엔티티들(예: SDN(software defined network) 스위치)을 통해 UPF로부터 수신될 수 있다.

동작(603)에서, 기지국은 수신된 패킷이 텔레메트리와 관련된 메타 데이터를 포함하는지 여부를 식별할 수 있다. 텔레메트리와 관련된 메타 데이터는 수신된 패킷의 GTP-U(GPRS tunneling protocol-user plane) 헤더에 포함될 수 있다. 따라서, 기지국은 패킷의 GTP-U 헤더에 기반하여, 수신된 패킷이 텔레메트리와 관련된 메타 데이터를 포함하는지 여부를 확인할 수 있다. 수신된 패킷이 텔레메트리와 관련된 메타 데이터를 포함하는 경우, 기지국은 동작(607)을 수행할 수 있다. 반면에, 수신된 패킷이 텔레메트리와 관련된 메타 데이터를 포함하지 않는 경우, 기지국은 동작(605)를 수행할 수 있다. 이 경우, 기지국은 수신된 패킷의 QoS 흐름의 5QI(5G QoS identifier)에 기반하여 PDB(packet data budget) 및 CN PDB를 확인할 수 있다. 기지국은 PDB 및 CN PDB에 기반하여 AN PDB를 결정할 수 있다.

동작(607)에서, 기지국은 수신된 패킷이 DN의 메타 데이터를 포함하는지 여부를 식별할 수 있다. 이 경우, DN의 메타 데이터는 DN-TM(data network-telemetry meta data)로 지칭될 수 있다. 수신된 패킷이 DN의 메타 데이터를 포함하는 경우, 기지국은 동작(609)를 수행할 수 있다. 반면에, 수신된 패킷이 DN의 메타 데이터를 포함하지 않는 경우, 기지국은 동작(615)를 수행할 수 있다.

동작(609)에서, 기지국은 DN에 대한 메타 데이터에 기반하여 DN PD(data network packet delay)를 계산할 수 있다. 동작(611)에서, 기지국은 메타 데이터에 기반하여 CN PD(core network packet delay)를 계산할 수 있다. 여기서, 메타 데이터는 TN(transport network) 엔티티들이 패킷에 삽입한 메타 데이터로서, T-TM(telecommunication company-telemetry metadata)으로 지칭될 수 있다. 동작(613)에서, 기지국은 PDB, DN PD, 및 CN PD에 기반하여 AN PDB를 계산할 수 있다.

동작(615)에서, 기지국은 메타 데이터에 기반하여 CN PD를 계산할 수 있다. 이후, 기지국은 PDB 및 CN PD에 기반하여 AN PDB를 계산할 수 있다. 계산된 AN PDB는 기지국이 단말에 대한 스케줄링을 수행하는데 사용될 수 있다.

도 7은 본 개시의 실시 예들에 따른 INT(in-band network telemetry)에 기반하는 통신 시스템을 도시한다. 도 7에서는, 데이터 네트워크가 신뢰할 수 있는 데이터 네트워크(trusted data network, trusted DN)인 경우와 데이터 네트워크가 신뢰할 수 없는 데이터 네트워크(untrusted DN)인 경우를 구분하여 설명한다.

데이터 네트워크가 신뢰할 수 없는 데이터 네트워크인 경우, TN(transport network)의 엔티티들과 데이터 네트워크 간에 동기가 맞지 않으므로, 문제가 발생될 수 있다. 따라서, UPF는 데이터 네트워크로부터 수신된 패킷에 기반하여 해당 데이터 네트워크가 신뢰할 수 있는 데이터 네트워크인지 여부를 먼저 확인할 수 있다. 이 경우, 수신된 패킷의 IP(internet protocol) 헤더는 소스 IP 주소를 포함할 수 있다. 기지국은 소스 IP 주소에 기반하여 데이터 네트워크가 신뢰할 수 있는 데이터 네트워크인지 여부를 확인할 수 있다.

데이터 네트워크가 신뢰할 수 있는 데이터 네트워크인 경우, UPF는 패킷의 TCP/UDP(transmission control protocol/user datagram protocol) 헤더에 포함된 데이터 네트워크의 메타 데이터를 복사하여 GTP-U 헤더에 추가할 수 있다. 즉, UPF는 TTF(telemetry translation function)를 수행할 수 있다. 따라서, 추후 기지국이 해당 패킷을 수신하면, AN PDB(access network packet delay budget)을 계산하는데 데이터 네트워크의 메타 데이터를 이용할 수 있다. 즉, AN PDB 계산시 DN PD(data network packet delay)도 반영될 수 있다.

반면에, 데이터 네트워크가 신뢰할 수 없는 데이터 네트워크인 경우, UPF는 TTF를 수행하지 않는다. 따라서, 패킷의 GTP-U 헤더에 데이터 네트워크의 메타 데이터가 포함되지 않으므로, 기지국은 AN PDB 계산시 DN PD를 반영할 수는 없다. 다만, TCP/UDP 헤더가 데이터 네트워크의 메타 데이터를 포함하여 단말에게 전달되므로, 종단간(end-to-end, E2E) 지연을 확인하는데 사용될 수 있다.

도 8은 본 개시의 실시 예들에 따른 UPF(user plane function)의 동작을 도시한다.

도 8을 참조하면, 동작(801)에서, UPF는 데이터 네트워크(data network, DN)로부터 데이터 패킷을 수신할 수 있다. 데이터 패킷의 IP(internet protocol) 헤더(header)는 해당 데이터 패킷의 소스 IP 주소에 대한 정보를 포함할 수 있다. 따라서, UPF는 데이터 패킷의 IP 헤더에 기반하여 데이터 패킷의 소스 IP 주소를 식별할 수 있다.

동작(803)에서, UPF는 데이터 패킷이 DN에 대한 메타 데이터를 포함하는지 여부를 식별할 수 있다. 여기서, DN에 대한 메타 데이터는 DN-TM(data network-telemetry metadata)로 지칭될 수 있다. 이 경우, UPF는 데이터 패킷의 TCP/UDP(transmission control protocol/user datagram protocol) 헤더가 DN에 대한 메타 데이터를 포함하는지 여부를 확인할 수 있다. 데이터 패킷의 TCP/UDP 헤더가 DN에 대한 메타 데이터를 포함하는 경우, UPF는 동작(805)를 수행할 수 있다. 반면에, 데이터 패킷의 TCP/UDP 헤더가 DN에 대한 메타 데이터를 포함하지 않는 경우, UPF는 데이터 패킷의 GTP-U(GPRS tunneling protocol-user plane) 헤더에 UPF에 대한 메타 데이터를 추가한 후, 데이터 패킷을 목적지로 전달할 수 있다.

동작(805)에서, UPF는 데이터 네트워크가 신뢰할 수 있는 데이터 네트워크(trusted DN)인지 여부를 확인할 수 있다. 이 경우, UPF는 동작(801)에서 확인된 소스 IP 주소에 기반하여 데이터 네트워크가 신뢰할 수 있는 데이터 네트워크인지 여부를 확인할 수 있다. 데이터 네트워크가 신뢰할 수 있는 데이터 네트워크인 경우, UPF는 동작(807)을 수행할 수 있다. 반면에, 데이터 네트워크가 신뢰할 수 없는 데이터 네트워크(untrusted DN)인 경우, UPF는 동작(811)을 수행할 수 있다.

동작(807)에서, UPF는 DN에 대한 메타 데이터를 GTP-U 헤더에 추가할 수 있다. 이 경우, UPF는 데이터 패킷의 TCP/UDP 헤더에 포함된 DN에 대한 메타 데이터를 복사하여 GTP-U 헤더에 추가할 수 있다. 즉, UPF는 TTF(telemetry translation function)를 수행할 수 있다.

동작(809)에서, UPF는 UPF에 대한 메타 데이터를 GTP-U 헤더에 추가할 수 있다. 따라서, GTP-U 헤더는 DN에 대한 메타 데이터 및 UPF에 대한 메타 데이터를 포함할 수 있다.

동작(811)에서, DN이 신뢰할 수 없는 데이터 네트워크인 경우, UPF는 UPF에 대한 메타 데이터만을 GTP 헤더에 추가할 수 있다. 즉, UPF는 TTF를 수행하지 않을 수 있다.

동작(813)에서, UPF는 데이터 패킷을 목적지로 전달할 수 있다. 이 경우, 데이터 패킷의 목적지는 데이터 패킷의 IP 헤더에 포함된 목적지(destination) IP 주소에 기반하여 식별될 수 있다.

도 9는 본 개시의 실시 예들에 따른 INT(in-band network telemetry)에 기반하는 통신 시스템을 도시한다. 도 9에서는, 일정 기간 동안 QoS(quality of service)를 만족하지 못하는 경우, 특정 IP 플로우에 대응하는 패킷들을 드롭하는 경우를 설명한다. 도 9를 참조하면, 2 개의 IP(internet protocol) 흐름(flow)들이 동일한 QoS 흐름 및 DRB(data radio bearer)에 맵핑되는 경우를 가정한다.

기지국(120)은 일정 기간 동안 QoS 요구사항(requirement)가 만족되지 않는 경우, 해당 QoS 흐름에 대응하는 DRB를 해제할 수 있다. 다만, 이와 같이 DRB를 해제하는 경우, 모든 IP 흐름이 드롭(drop)됨으로써, 서비스가 지속될 수 없다. 따라서, 기지국(120)이 일정 기간 동안 QoS 요구사항이 만족되지 않는 경우, DRB가 아닌 특정 IP 플로우를 선택적으로 드롭하는 방안이 고려될 수 있다. 이 경우, 특정 IP 플로우를 확인하는 수단으로서, CN PD(core network packet delay) 및 DN PD(data network packet delay)가 이용될 수 있다. 예를 들어, 기지국(120)은 제1 IP 흐름에 대응하는 제1 패킷들의 GTP-U(GPRS tunneling protocol-user plane) 헤더에 포함된 메타 데이터에 기반하여, 제1 패킷들의 제1 CN PD 또는 제1 DN PD 중 적어도 하나를 확인할 수 있다. 또한, 기지국(120)은 제2 IP 흐름에 대응하는 제2 패킷들의 GTP-U 헤더에 포함된 메타 데이터에 기반하여, 제2 패킷들의 제2 CN PD 또는 제2 DN PD 중 적어도 하나를 확인할 수 있다. 그 후, 기지국(120)은 제1 CN PD 또는 제1 DN PD 중 적어도 하나에 기반하여, 제1 패킷들이 데이터 네트워크 및/또는 TN(transport network)에서 지연된 제1 시간을 확인할 수 있다. 또한, 기지국(120)은 제2 CN PD 또는 제2 DN PD 중 적어도 하나에 기반하여, 제2 패킷들이 데이터 네트워크 및/또는 TN에서 지연된 제2 시간을 확인할 수 있다. 기지국(120)은 제1 시간 및 제2 시간에 기반하여, 제1 IP 흐름에 대응하는 제1 패킷들과 제2 IP 흐름에 대응하는 제2 패킷들 중 하나를 드롭할 수 있다. 예를 들어, 제1 시간이 27ms이고, 제2 시간이 13ms인 경우, 기지국(120)은 더 많이 지연된 제1 패킷들을 드롭할 수 있다. 따라서, 제2 패킷들은 계속해서 단말에게 전달될 수 있으므로, 일부 IP 흐름에 대응하는 서비스가 지속될 수 있다.

도 10은 본 개시의 실시 예들에 따른 INT(in-band network telemetry)에 기반하는 데이터 패킷의 구조를 도시한다. 도 10에서는 1 비트의 정보를 통해 패킷을 고속 처리하는 방법에 대하여 설명한다.

도 10을 참조하면, GTP-U(GPRS tunneling protocol-user plane) 헤더는 메타 데이터에 포함되어야 하는 정보를 지시하는 지침(instruction) 필드를 포함할 수 있다. 즉, 지침 필드는 TN(transport network)의 엔티티들이 GTP-U 헤더에 삽입해야 하는 정보의 유형을 지시할 수 있다. 예를 들어, 지침 필드는 TN의 엔티티들이 GTP-U 헤더에 삽입해야 하는 정보가 타임스탬프(timestamp)임을 지시할 수 있다. 또 다른 예를 들어, 지침 필드는 TN의 엔티티들이 GTP-U 헤더에 삽입해야 하는 정보가 버퍼 관련 정보(예: 큐(queue) 사용량, 큐 혼잡 상태)임을 지시할 수 있다. 다만, 이는 예시일 뿐이며, 지침 필드는 네트워크 상태를 모니터링 하기 위해 필요한 정보로서, 상술한 예에 한정되지 않는다.

상술한 바와 같이, GTP-U 헤더는 지침 필드를 포함할 수 있다. 다만, TN의 엔티티들이 모든 경우에 지침 필드를 해석한다면, 패킷을 처리하는 속도가 저하될 수 있다. 따라서, GTP-U 헤더는 지침 필드 앞에 1 비트의 정보를 포함할 수 있다. 이러한 1 비트의 정보는 isinstruction 필드(1010)로 지칭될 수 있다. 1 비트의 정보는 TN의 엔티티들이 GTP-U 헤더에 삽입해야 하는 정보가 변경되었는지 여부를 지시할 수 있다. 예를 들어, 1 비트의 정보가 1인 경우(1020), TN의 엔티티들은 지침 필드를 해석하여 GTP-U 헤더에 삽입해야 하는 정보를 확인할 수 있다. 또 다른 예를 들어, 1 비트의 정보가 0인 경우(1030), TN의 엔티티들은 지침 필드를 해석하지 않을 수 있다. 즉, 이러한 경우는, GTP-U 헤더에 삽입해야 하는 정보가 변경되지 않았음을 지시하므로, 지침 필드는 0으로 패딩(padding)될 수 있다. 따라서, GTP-U 헤더에 삽입해야 하는 정보의 변경이 발생된 경우만 TN의 엔티티들이 지침 필드를 해석하게 함으로써, 패킷의 고속 처리가 가능할 수 있다.

도 11은 본 개시의 실시 예들에 따른 기지국의 동작을 도시한다. 도 11에서는 QoS(quality of service) 흐름(flow)의 CN PD(core network packet delay)에 따른 텔레메트리 빈도 조정을 설명한다.

도 11을 참조하면, 동작(1110)에서 기지국은 CN PDB(core network packet delay budget) 및 CN PD를 확인할 수 있다. 여기서, CN PDB는 기지국과 UPF(user plane function) 사이의 패킷 지연 시간의 상한으로 정의될 수 있으며, CN PD는 기지국과 UPF 사이의 실제 패킷 지연 시간으로 정의될 수 있다. 기지국은 수신된 패킷에 대한 QoS 흐름의 5QI(5G QoS identifier)에 기반하여 CN PDB를 확인할 수 있다. 기지국은 수신된 패킷의 헤더(예: GTP-U(GPRS tunneling protocol-user plane) 헤더)에 포함된 메타 데이터에 기반하여 CN PD를 확인할 수 있다. 여기서, 메타 데이터는 TN(transport network)에서 패킷이 전송되는 동안 패킷에 삽입된 T-TM(telecommunication company-telemetry metadata)들을 포함할 수 있다.

동작(1120)에서, 기지국은 CN PD가 CN PDB를 초과하는지 여부를 확인할 수 있다. CN PD가 CN PDB를 초과하는 경우는, QoS 관점에서 TN에서 지연이 발생되고 있음을 의미할 수 있다. 예를 들어, QoS 흐름의 급증으로 인한 큐 혼잡(queue congestion)이 발생된 경우에, CN PD가 CN PDB를 초과할 수 있다. 반면에, CN PD가 CN PDB 이하인 경우는, QoS 관점에서 TN에서 지연이 발생되지 않음을 의미할 수 있다.

동작(1130)에서, 기지국은 제어 평면 네트워크 기능을 수행하는 네트워크 장치에게 제어 메시지를 전송할 수 있다. 여기서, 제어 평면 네트워크 기능은 INTF(in-band network telemetry function)에 대응하고, 상기 제어 메시지는 텔레메트리 속도 제어 메시지(telemetry rate control message)로 지칭될 수 있다. 제어 메시지는 주기적으로 제어 평면 네트워크 기능에게 전송될 수 있다. 이 경우, 제어 메시지가 전송되는 주기는 제어 평면 네트워크 기능(예: INTF)에 의해 설정될 수 있다. CN PD가 CN PDB를 초과하는 경우는, 큐 혼잡이 발생되고 있음을 의미하므로, 제어 메시지는 텔레메트리 빈도의 증가를 요청하는 정보를 포함할 수 있다. 즉, 메타 데이터 삽입 빈도를 높임으로써, 큐 혼잡 상태를 실시간으로 모니터링 할 수 있다. 반면에, CN PD가 CN PDB 이하인 경우는, TN의 지연에 문제가 없음을 의미하므로, 제어 메시지는 텔레메트리 빈도의 감소를 요청하는 정보를 포함할 수 있다. 즉, 메타 데이터 삽입 빈도를 감소시킴으로써, 네트워크의 부하(load)가 감소될 수 있다.

도 12는 본 개시의 실시 예들에 따른 네트워크 장치의 구성을 도시한다. 도 12를 참조하면, 네트워크 장치는 프로세서(1210), 메모리(1220), 송수신기(1230)을 포함할 수 있다. 여기서, 네트워크 장치는 INTF(in-band network telemetry function)에 대응할 수 있다. 또는, 네트워크 장치는 UPF(user plane function)에 대응할 수 있다. 또는, 네트워크 장치에는 INTF 및 UPF가 함께 구현될 수 있다.

프로세서(1210)는 네트워크 장치의 전반적인 동작을 제어할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(1210)는 송수신기(1230)를 제어하여 신호를 송신 및 수신할 수 있다. 또한, 프로세서(1210)는 통신 규격에서 요구하는 프로토콜 스택(protocol stack)의 기능들을 수행할 수 있다. 이를 위해, 프로세서(1210)는 적어도 하나의 프로세서를 포함할 수 있다. 또한, 프로세서(1210)는 네트워크 장치가 전술된 INTF의 기능을 수행하도록 제어할 수 있다.

메모리(1220)는 네트워크 장치의 동작을 위한 기본 프로그램, 응용 프로그램, 설정 정보 등의 데이터를 저장할 수 있다. 메모리(1220)는 휘발성 메모리, 비휘발성 메모리, 또는 휘발성 메모리와 비휘발성 메모리의 조합으로 구성될 수 있다. 메모리(1220)는 프로세서(1210)의 요청에 따라 저장된 데이터를 제공할 수 있다.

송수신기(1230)는 유선 채널 또는 무선 채널을 통해 신호를 송수신하기 위한 기능들을 수행할 수 있다. 예를 들어, 송수신기(1230)는 시스템의 물리 계층 규격에 따라 기저대역 신호 및 비트열 간 변환 기능을 수행할 수 있다. 예를 들어, 데이터 송신 시, 송수신기(1230)는 송신 비트열을 부호화 및 변조함으로써 복소 심볼들을 생성할 수 있다. 또한, 데이터 수신 시, 송수신기(1230)는 기저대역 신호를 복조 및 복호화를 통해 수신 비트열로 복원할 수 있다. 또한, 송수신기(1230)는 기저대역 신호를 RF(radio frequency) 대역 신호로 상향 변환한 후 안테나를 통해 전송하고, 안테나를 통해 수신되는 RF 대역 신호를 기저대역 신호로 하향 변환할 수 있다. 이를 위해, 송수신기(1230)는 송신 필터, 수신 필터, 증폭기, 믹서, 오실레이터, DAC(digital-to-analog converter), ADC(analog-to-digital converter) 등을 포함할 수 있다. 또한, 송수신기(1230)는 안테나부를 포함할 수 있다. 송수신기(1230)는 다수의 안테나 요소(antenna element)들로 구성된 적어도 하나의 안테나 어레이(antenna array)를 포함할 수 있다. 하드웨어의 측면에서, 송수신기(1230)는 디지털 및 아날로그 회로(예 RFIC(radio frequency integrated circuit))로 구성될 수 있다. 여기서, 디지털 및 아날로그 회로는 하나의 패키지로 구현될 수 있다. 또한, 송수신기(1230)는 다수의 RF 체인들을 포함할 수 있다. 또한, 송수신기(1230)는 신호를 송수신할 수 있다. 이를 위해, 송수신기(1230)는 적어도 하나의 송수신기를 포함할 수 있다.

도 13은 본 개시의 실시 예들에 따른 기지국의 구성을 도시한다. 도 13을 참조하면, 기지국은 프로세서(1310), 메모리(1320), 송수신기(1330)를 포함할 수 있다.

프로세서(1310)는 기지국의 전반적인 동작을 제어할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(1310)는 송수신기(1330)를 제어하여 신호를 송신 및 수신할 수 있다. 또한, 프로세서(1310)는 통신 규격에서 요구하는 프로토콜 스택(protocol stack)의 기능들을 수행할 수 있다. 이를 위해, 프로세서(1310)는 적어도 하나의 프로세서를 포함할 수 있다. 또한, 프로세서(1310)는 기지국이 전술된 실시 예들에 따른 동작들을 수행하도록 제어할 수 있다.

메모리(1320)는 기지국의 동작을 위한 기본 프로그램, 응용 프로그램, 설정 정보 등의 데이터를 저장할 수 있다. 메모리(1320)는 휘발성 메모리, 비휘발성 메모리, 또는 휘발성 메모리와 비휘발성 메모리의 조합으로 구성될 수 있다. 메모리(1320)는 프로세서(1310)의 요청에 따라 저장된 데이터를 제공할 수 있다.

송수신기(1330)는 유선 채널 또는 무선 채널을 통해 신호를 송수신하기 위한 기능들을 수행할 수 있다. 예를 들어, 송수신기(1330)는 시스템의 물리 계층 규격에 따라 기저대역 신호 및 비트열 간 변환 기능을 수행할 수 있다. 예를 들어, 데이터 송신 시, 송수신기(1330)는 송신 비트열을 부호화 및 변조함으로써 복소 심볼들을 생성할 수 있다. 또한, 데이터 수신 시, 송수신기(1330)는 기저대역 신호를 복조 및 복호화를 통해 수신 비트열로 복원할 수 있다. 또한, 송수신기(1330)는 기저대역 신호를 RF(radio frequency) 대역 신호로 상향 변환한 후 안테나를 통해 전송하고, 안테나를 통해 수신되는 RF 대역 신호를 기저대역 신호로 하향 변환할 수 있다. 이를 위해, 송수신기(1330)는 송신 필터, 수신 필터, 증폭기, 믹서, 오실레이터, DAC(digital-to-analog converter), ADC(analog-to-digital converter) 등을 포함할 수 있다. 또한, 송수신기(1330)는 안테나부를 포함할 수 있다. 송수신기(1330)는 다수의 안테나 요소(antenna element)들로 구성된 적어도 하나의 안테나 어레이(antenna array)를 포함할 수 있다. 하드웨어의 측면에서, 송수신기(1330)는 디지털 및 아날로그 회로(예 RFIC(radio frequency integrated circuit))로 구성될 수 있다. 여기서, 디지털 및 아날로그 회로는 하나의 패키지로 구현될 수 있다. 또한, 송수신기(1330)는 다수의 RF 체인들을 포함할 수 있다. 또한, 송수신기(1330)는 신호를 송수신할 수 있다. 이를 위해, 송수신기(1330)는 적어도 하나의 송수신기를 포함할 수 있다.

도 14는 본 개시의 실시 예들에 따른 단말의 구성을 도시한다. 도 14를 참조하면, 단말은 프로세서(1410), 메모리(1420), 송수신기(1430)를 포함할 수 있다.

프로세서(1410)는 단말의 전반적인 동작을 제어할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(1410)는 송수신기(1430)를 제어하여 신호를 송신 및 수신할 수 있다. 또한, 프로세서(1410)는 통신 규격에서 요구하는 프로토콜 스택(protocol stack)의 기능들을 수행할 수 있다. 이를 위해, 프로세서(1410)는 적어도 하나의 프로세서를 포함할 수 있다. 또한, 프로세서(1410)는 단말이 전술된 실시 예들에 따른 동작들을 수행하도록 제어할 수 있다.

메모리(1420)는 단말의 동작을 위한 기본 프로그램, 응용 프로그램, 설정 정보 등의 데이터를 저장할 수 있다. 메모리(1420)는 휘발성 메모리, 비휘발성 메모리, 또는 휘발성 메모리와 비휘발성 메모리의 조합으로 구성될 수 있다. 메모리(1420)는 프로세서(1410)의 요청에 따라 저장된 데이터를 제공할 수 있다.

송수신기(1430)는 유선 채널 또는 무선 채널을 통해 신호를 송수신하기 위한 기능들을 수행할 수 있다. 예를 들어, 송수신기(1430)는 시스템의 물리 계층 규격에 따라 기저대역 신호 및 비트열 간 변환 기능을 수행할 수 있다. 예를 들어, 데이터 송신 시, 송수신기(1430)는 송신 비트열을 부호화 및 변조함으로써 복소 심볼들을 생성할 수 있다. 또한, 데이터 수신 시, 송수신기(1430)는 기저대역 신호를 복조 및 복호화를 통해 수신 비트열로 복원할 수 있다. 또한, 송수신기(1430)는 기저대역 신호를 RF(radio frequency) 대역 신호로 상향 변환한 후 안테나를 통해 전송하고, 안테나를 통해 수신되는 RF 대역 신호를 기저대역 신호로 하향 변환할 수 있다. 이를 위해, 송수신기(1430)는 송신 필터, 수신 필터, 증폭기, 믹서, 오실레이터, DAC(digital-to-analog converter), ADC(analog-to-digital converter) 등을 포함할 수 있다. 또한, 송수신기(1430)는 안테나부를 포함할 수 있다. 송수신기(1430)는 다수의 안테나 요소(antenna element)들로 구성된 적어도 하나의 안테나 어레이(antenna array)를 포함할 수 있다. 하드웨어의 측면에서, 송수신기(1430)는 디지털 및 아날로그 회로(예 RFIC(radio frequency integrated circuit))로 구성될 수 있다. 여기서, 디지털 및 아날로그 회로는 하나의 패키지로 구현될 수 있다. 또한, 송수신기(1430)는 다수의 RF 체인들을 포함할 수 있다. 또한, 송수신기(1430)는 신호를 송수신할 수 있다. 이를 위해, 송수신기(1430)는 적어도 하나의 송수신기를 포함할 수 있다.

본 개시의 다양한 실시예들 및 이에 사용된 용어들은 본 개시에 기재된 기술적 특징들을 특정한 실시예들로 한정하려는 것이 아니며, 해당 실시예의 다양한 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 또는 관련된 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다. 아이템에 대응하는 명사의 단수 형은 관련된 문맥상 명백하게 다르게 지시하지 않는 한, 상기 아이템 한 개 또는 복수 개를 포함할 수 있다. 본 개시에서, "A 또는 B", "A 및 B 중 적어도 하나", "A 또는 B 중 적어도 하나", "A, B 또는 C", "A, B 및 C 중 적어도 하나", 및 "A, B, 또는 C 중 적어도 하나"와 같은 문구들 각각은 그 문구들 중 해당하는 문구에 함께 나열된 항목들 중 어느 하나, 또는 그들의 모든 가능한 조합을 포함할 수 있다. "제 1", "제 2", 또는 "첫째" 또는 "둘째"와 같은 용어들은 단순히 해당 구성요소를 다른 해당 구성요소와 구분하기 위해 사용될 수 있으며, 해당 구성요소들을 다른 측면(예: 중요성 또는 순서)에서 한정하지 않는다. 어떤(예: 제 1) 구성요소가 다른(예: 제 2) 구성요소에, "기능적으로" 또는 "통신적으로"라는 용어와 함께 또는 이런 용어 없이, "커플드" 또는 "커넥티드"라고 언급된 경우, 그것은 상기 어떤 구성요소가 상기 다른 구성요소에 직접적으로(예: 유선으로), 무선으로, 또는 제 3 구성요소를 통하여 연결될 수 있다는 것을 의미한다.

본 개시의 청구항 또는 명세서에 기재된 실시 예들에 따른 방법들은 하드웨어, 소프트웨어, 또는 하드웨어와 소프트웨어의 조합의 형태로 구현될(implemented) 수 있다.

소프트웨어로 구현하는 경우, 하나 이상의 프로그램(소프트웨어 모듈)을 저장하는 컴퓨터 판독 가능 저장 매체가 제공될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 저장 매체에 저장되는 하나 이상의 프로그램은, 전자 장치(device) 내의 하나 이상의 프로세서에 의해 실행 가능하도록 구성된다(configured for execution). 하나 이상의 프로그램은, 전자 장치로 하여금 본 개시의 청구항 또는 명세서에 기재된 실시 예들에 따른 방법들을 실행하게 하는 명령어(instructions)를 포함한다.

이러한 프로그램(소프트웨어 모듈, 소프트웨어)은 랜덤 액세스 메모리(random access memory), 플래시(flash) 메모리를 포함하는 비휘발성(non-volatile) 메모리, 롬(read only memory, ROM), 전기적 삭제 가능 프로그램 가능 롬(electrically erasable programmable read only memory, EEPROM), 자기 디스크 저장 장치(magnetic disc storage device), 컴팩트 디스크 롬(compact disc-ROM, CO-ROM), 디지털 다목적 디스크(digital versatile discs, DVDs) 또는 다른 형태의 광학 저장 장치, 마그네틱 카세트(magnetic cassette)에 저장될 수 있다. 또는, 이들의 일부 또는 전부의 조합으로 구성된 메모리에 저장될 수 있다. 또한, 각각의 구성 메모리는 다수 개 포함될 수도 있다.

또한, 프로그램은 인터넷(Internet), 인트라넷(Intranet), LAN(local area network), WAN(wide area network), 또는 SAN(storage area network)과 같은 통신 네트워크, 또는 이들의 조합으로 구성된 통신 네트워크를 통하여 접근(access)할 수 있는 부착 가능한(attachable) 저장 장치(storage device)에 저장될 수 있다. 이러한 저장 장치는 외부 포트를 통하여 본 개시의 실시 예를 수행하는 장치에 접속할 수 있다. 또한, 통신 네트워크상의 별도의 저장장치가 본 개시의 실시 예를 수행하는 장치에 접속할 수도 있다.

상술한 본 개시의 구체적인 실시 예들에서, 개시에 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 개시가 단수 또는 복수의 구성 요소에 제한되는 것은 아니며, 복수로 표현된 구성 요소라 하더라도 단수로 구성되거나, 단수로 표현된 구성 요소라 하더라도 복수로 구성될 수 있다.

한편 본 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 아니 되며 후술하는 청구범위 뿐만 아니라 이 청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

Claims

통신 시스템에서 기지국에 의해 수행되는 방법에 있어서,
사용자 평면 기능(user plane function, UPF)을 수행하는 네트워크 장치로부터 메타 데이터(metadata)를 포함하는 패킷을 수신하는 과정;
상기 패킷의 QoS 흐름(quality of service flow)에 대한 PDB(packet delay budget)을 확인하는 과정;
상기 메타 데이터에 기반하여 상기 패킷의 지연 시간을 확인하는 과정;
상기 PDB 및 상기 지연 시간에 기반하여, AN PDB(access network packet delay budget)을 결정하는 과정; 및
상기 AN PDB에 기반하여, 상기 패킷을 단말에게 전송하기 위한 스케줄링을 수행하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항에 있어서,
상기 메타 데이터가 DN PD(data network packet delay)에 대한 정보를 포함하는지 여부를 확인하는 과정을 더 포함하고,
상기 메타 데이터는 CN PD(core network packet delay)에 대한 정보를 포함하고,
상기 메타 데이터가 상기 DN PD에 대한 정보를 포함하는 경우, 상기 지연 시간은 상기 PDB, 상기 DN PD, 및 상기 CN PD에 기반하여 결정되고,
상기 메타 데이터가 상기 DN PD에 대한 정보를 포함하지 않는 경우, 상기 지연 시간은 상기 PDB 및 상기 CN PD에 기반하여 결정되는 것을 특징으로 하는 방법.
제2항에 있어서,
상기 PDB에 대응하는 CN PDB(core network packet delay budget)을 확인하는 과정;
상기 CN PD가 상기 CN PDB를 초과하는지 여부를 확인하는 과정; 및
텔레메트리 속도 제어 메시지(telemetry rate control message)를 제어 평면 네트워크 기능을 수행하는 제1 네트워크 장치에게 전송하는 과정을 더 포함하고,
상기 CN PD가 상기 CN PDB를 초과하는 경우, 텔레메트리 빈도의 증가를 요청하는 정보가 상기 텔레메트리 속도 제어 메시지에 포함되고,
상기 CN PD가 상기 CN PDB 이하인 경우, 상기 텔레메트리 빈도의 감소를 요청하는 정보가 상기 텔레메트리 속도 제어 메시지에 포함되는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항에 있어서,
상기 메타 데이터를 상기 패킷의 TCP/UCP(transmission control protocol/user datagram protocol) 헤더(header)에 부가하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제2항에 있어서,
상기 메타 데이터가 상기 DN PD에 대한 정보를 포함하는 경우, 상기 PDB는 종단간 PDB에 대응하고,
상기 메타 데이터가 상기 DN PD에 대한 정보를 포함하지 않는 경우, 상기 PDB는 상기 단말과 상기 UPF 간의 지연 시간 상한에 대응하는 것을 특징으로 하는 방법.
통신 시스템에서 사용자 평면 기능(user plane function, UPF)을 수행하는 네트워크 장치에 의해 수행되는 방법에 있어서,
데이터 네트워크(data network, DN)로부터 패킷을 수신하는 과정;
상기 패킷이 DN PD(data network packet delay)에 대한 정보를 포함하는지 여부를 확인하는 과정;
상기 패킷에 메타 데이터(metadata)를 삽입하는 과정; 및
상기 메타 데이터가 삽입된 패킷을 기지국에게 전송하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제6항에 있어서,
상기 패킷이 상기 DN PD에 대한 정보를 포함하는 경우, 상기 패킷에 포함된 소스 IP 주소(source internet protocol address)에 기반하여, 상기 데이터 네트워크가 신뢰할 수 있는 데이터 네트워크에 해당하는지 여부를 확인하는 과정;
상기 데이터 네트워크가 신뢰할 수 있는 데이터 네트워크에 해당하는 경우, 상기 DN PD에 대한 정보를 상기 패킷의 헤더에 삽입하는 과정을 더 포함하고,
상기 헤더는 GTP-U(GPRS tunneling protocol-user plane) 헤더에 대응하는 것을 특징으로 하는 방법.
제6항에 있어서,
텔레메트리 속도 제어 메시지(telemetry rate control message)를 제어 평면 네트워크 기능을 수행하는 제1 네트워크 장치로부터 수신하는 과정을 더 포함하고,
상기 텔레메트리 속도 제어 메시지는 텔레메트리 빈도의 증가를 요청하는 정보 또는 텔레메트리 빈도의 감소를 요청하는 정보가 포함되는 것을 특징으로 하는 방법.
제6항에 있어서,
상기 메타 데이터는 CN PD(core network packet delay)를 확인하는데 사용되고,
상기 CN PD 및 상기 DN PD는 상기 기지국에서 상기 패킷을 스케줄링 하는데 사용되는 AN PDB(access network packet delay budget)을 확인하는데 사용되는 것을 특징으로 하는 방법.
제8항에 있어서,
상기 제어 평면 네트워크 기능은 INTF(in-band network telemetry function)에 대응하는 것을 특징으로 하는 방법.
통신 시스템의 기지국에 있어서, 상기 기지국은,
신호를 송수신하도록 구성된 송수신기; 및
상기 송수신기에 동작 가능하게 연결된 프로세서를 포함하고, 상기 프로세서는,
사용자 평면 기능(user plane function, UPF)을 수행하는 네트워크 장치로부터 메타 데이터(metadata)를 포함하는 패킷을 수신하고,
상기 패킷의 QoS 흐름(quality of service flow)에 대한 PDB(packet delay budget)을 확인하고,
상기 메타 데이터에 기반하여 상기 패킷의 지연 시간을 확인하고,
상기 PDB 및 상기 지연 시간에 기반하여, AN PDB(access network packet delay budget)을 결정하고,
상기 AN PDB에 기반하여, 상기 패킷을 단말에게 전송하기 위한 스케줄링을 수행하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 기지국.
제11항에 있어서, 상기 프로세서는,
상기 메타 데이터가 DN PD(data network packet delay)에 대한 정보를 포함하는지 여부를 확인하도록 더 구성되고,
상기 메타 데이터는 CN PD(core network packet delay)에 대한 정보를 포함하고,
상기 메타 데이터가 상기 DN PD에 대한 정보를 포함하는 경우, 상기 지연 시간은 상기 PDB, 상기 DN PD, 및 상기 CN PD에 기반하여 결정되고,
상기 메타 데이터가 상기 DN PD에 대한 정보를 포함하지 않는 경우, 상기 지연 시간은 상기 PDB 및 상기 CN PD에 기반하여 결정되는 것을 특징으로 하는 기지국.
제12항에 있어서, 상기 프로세서는,
상기 PDB에 대응하는 CN PDB(core network packet delay budget)을 확인하고,
상기 CN PD가 상기 CN DPB를 초과하는지 여부를 확인하고,
텔레메트리 속도 제어 메시지(telemetry rate control message)를 제어 평면 네트워크 기능을 수행하는 제1 네트워크 장치에게 전송하도록 더 구성되고,
상기 CN PD가 상기 CN PDB를 초과하는 경우, 텔레메트리 빈도의 증가를 요청하는 정보가 상기 텔레메트리 속도 제어 메시지에 포함되고,
상기 CN PD가 상기 CN PDB 이하인 경우, 상기 텔레메트리 빈도의 감소를 요청하는 정보가 상기 텔레메트리 속도 제어 메시지에 포함되는 것을 특징으로 하는 기지국.
제11항에 있어서, 상기 프로세서는,
상기 메타 데이터를 상기 패킷의 TCP/UDP(transmission control protocol/user datagram protocol) 헤더(header)에 부가하도록 더 구성되는 것을 특징으로 하는 기지국.
제12항에 있어서,
상기 메타 데이터가 상기 DN PD에 대한 정보를 포함하는 경우, 상기 PDB는 종단간 PDB에 대응하고,
상기 메타 데이터가 상기 DN PD에 대한 정보를 포함하지 않는 경우, 상기 PDB는 상기 단말과 상기 UPF 간의 지연 시간 상한에 대응하는 것을 특징으로 하는 기지국.
통신 시스템의 사용자 평면 기능(user plane function, UPF)을 수행하는 네트워크 장치에 있어서,
신호를 송수신하도록 구성된 송수신기; 및
상기 송수신기에 동작 가능하게 연결된 프로세서를 포함하고, 상기 프로세서는,
데이터 네트워크(data network, DN)로부터 패킷을 수신하고,
상기 패킷이 DN PD(data network packet delay)에 대한 정보를 포함하는지 여부를 확인하고,
상기 패킷에 메타 데이터(metadata)를 삽입하고,
상기 메타 데이터가 삽입된 패킷을 기지국에게 전송하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 네트워크 장치.
제16항에 있어서, 상기 프로세서는,
상기 패킷이 상기 DN PD에 대한 정보를 포함하는 경우, 상기 패킷에 포함된 소스 IP 주소(source internet protocol address)에 기반하여, 상기 데이터 네트워크가 신뢰할 수 있는 데이터 네트워크에 해당하는지 여부를 확인하고,
상기 데이터 네트워크가 신뢰할 수 있는 데이터 네트워크에 해당하는 경우, 상기 DN PD에 대한 정보를 상기 패킷의 헤더에 삽입하도록 더 구성되고,
상기 헤더는 GTP-U(GPRS tunneling protocol-user plane) 헤더에 대응하는 것을 특징으로 하는 네트워크 장치.
제16항에 있어서, 상기 프로세서는,
텔레메트리 속도 제어 메시지(telemetry rate control message)를 제어 평면 네트워크 기능을 수행하는 제1 네트워크 장치로부터 수신하도록 더 구성되고,
상기 텔레메트리 속도 제어 메시지는 텔레메트리 빈도의 증가를 요청하는 정보 또는 텔레메트리 빈도의 감소를 요청하는 정보가 포함되는 것을 특징으로 하는 네트워크 장치.
제16항에 있어서,
상기 메타 데이터는 CN PD(core network packet delay)를 확인하는데 사용되고,
상기 CN PD 및 상기 DN PD는 상기 기지국에서 상기 패킷을 스케줄링 하는데 사용되는 AN PDB(access network packet delay budget)을 확인하는데 사용되는 것을 특징으로 하는 네트워크 장치.
제18항에 있어서,
상기 제어 평면 네트워크 기능은 INTF(in-band network telemetry function)에 대응하는 것을 특징으로 하는 네트워크 장치.