KR20240044724A

KR20240044724A - 공유 모드 모바일 단말에 대한 테더링 데이터 전송률 및 사용량 설정 방법 및 장치

Info

Publication number: KR20240044724A
Application number: KR1020220124102A
Authority: KR
Inventors: 이지철; 구트만 에릭; 배재현; 백영교
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2022-09-29
Filing date: 2022-09-29
Publication date: 2024-04-05

Abstract

본 개시는 보다 높은 데이터 전송률을 지원하기 위한 5G 또는 6G 통신 시스템에 관련된 것이다. 본 발명은, 셀룰러 무선 통신 시스템(5G System)에서 공유 모드 모바일 단말에 대한 테더링 데이터 전송률 및 사용량을 설정하는 방법 및 장치를 개시한다.

Description

공유 모드 모바일 단말에 대한 테더링 데이터 전송률 및 사용량 설정 방법 및 장치{A METHOD AND AN APPARATUS FOR CONFIGUING TRANSMISSION RATE AND USAGE OF TETHERING DATA FOR MOBILE TERMINAL OF SHARED MODE}

본 발명은 무선 통신 시스템에 관련된 것으로, 보다 구체적으로 본 발명은 셀룰러 무선 통신 시스템(5G System)에서 공유 모드 모바일 단말에 대한 테더링 데이터 전송률 및 사용량을 설정하는 방법 및 장치에 대한 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.

한편, 셀룰러 이동통신 표준을 담당하는 3GPP는 기존 4G LTE 시스템에서 5G 시스템으로의 진화를 꾀하기 위해 새로운 코어 네트워크(Core Network) 구조를 5G Core (5GC)라는 이름으로 명명하고 표준화를 진행하고 있다.

5GC는 기존 4G를 위한 네트워크 코어인 진화된 패킷 코어(Evolved Packet Core: EPC) 대비 다음과 같은 차별화된 기능을 지원한다.

첫째, 5GC에서는 네트워크 슬라이스(Network Slice) 기능이 도입된다. 5G의 요구 조건으로, 5GC는 다양한 종류의 단말 타입 및 서비스를 지원해야 한다; e.g., 초광대역 이동 통신 (enhanced Mobile Broadband: eMBB), 초고신뢰 저지연 통신(Ultra Reliable Low Latency Communications: URLLC), 대규모 사물 통신(massive Machine Type Communications: mMTC). 이러한 단말/서비스는 각각 코어 네트워크에 요구하는 요구조건이 다르다. 예를 들면, eMBB 서비스인 경우에는 높은 데이터 전송 속도(data rate)를 요구하고 URLLC 서비스인 경우에는 높은 안정성과 낮은 지연을 요구한다. 이러한 다양한 서비스 요구조건을 만족하기 위해 제안된 기술이 네트워크 슬라이스(Network Slice) 방안이다.

Network Slice는 하나의 물리적인 네트워크를 가상화(Virtualization) 하여 여러 개의 논리적인 네트워크를 만드는 방법으로, 각 Network Slice Instance (NSI)는 서로 다른 특성을 가질 수 있다. 따라서, 각 NSI 마다 그 특성에 맞는 네트워크 기능(Network Function (NF))을 가짐으로써 다양한 서비스 요구조건을 만족시킬 수 있다. 각 단말마다 요구하는 서비스의 특성에 맞는 NSI를 할당하여 여러 5G 서비스를 효율적으로 지원 할 수 있다.

둘째, 5GC는 이동성 관리 기능과 세션 관리 기능의 분리를 통해 네트워크 가상화 패러다임 지원을 수월하게 할 수 있다. 기존 4G LTE에서는 모든 단말이 등록, 인증, 이동성 관리 및 세션 관리 기능을 담당하는 이동성 관리 엔티티(Mobility Management Entity (MME)) 라는 단일 코어 장비와의 시그널링 교환을 통해서 망에서 서비스를 제공받을 수 있었다. 하지만, 5G에서는 단말의 수가 폭발적으로 늘어나고 단말의 타입에 따라 지원해야 하는 이동성 및 트래픽/세션 특성이 세분화됨에 따라 MME와 같은 단일 장비에서 모든 기능을 지원하게 되면 필요한 기능별로 엔티티를 추가하는 확장성 (Scalability)이 떨어질 수 밖에 없다. 따라서, 제어 평면을 담당하는 코어 장비의 기능/구현 복잡도와 시그널링 부하 측면에서 확장성 개선을 위해 이동성 관리 기능과 세션 관리 기능을 분리하는 구조를 기반으로 다양한 기능들이 개발되고 있다.

이에, 본 발명의 일 목적은 사용자의 기기를 테더링/공유 모드로 사용할 때, 사업자가 가입자 기기에 공유 모드 트래픽에 대한 데이터 전송률 및 사용량을 설정할 수 있도록 하는 방법을 제안하는 것이다.

한편, 사업자는 하나의 PDU 세션에서 모바일 단말의 앱에서 사용하는 사용량과 테더링 기기가 사용하는 데이터 트래픽의 전송률 및 사용량을 구분하여 조정할 수 없다. 그러나, 예를 들면, 사업자가 사용자의 요청으로 테더링 모드로 사용하는 데이터 전송률을 10Mbps 이내로 한정하고 싶은 경우 혹은 사업자가 사용자의 요청으로 테더링 모드로 사용하는 데이터의 사용량(쿼터)를 1달에 1GB 이내로 한정하고 싶은 경우가 있을 수 있다. 이에 본 발명의 일 목적은, 사업자가 이를 실현하는 방법을 제안하는 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.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 사업자는 가입자 단말의 PIN을 통하여 전송되는 트래픽이 AMBR을 넘지 않도록 조정할 수 있으며, PIN 트래픽 사용량을 기록하고 사용량이 초과되지 않는지를 모니터링 할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 5G 시스템의 네트워크 구조 및 인터페이스를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 개시의 일 실시 예에 따른 도 1의 5G 시스템의 네트워크 구조를 서비스 기반으로 나타낸 도면이다.
도 3은 본 개시의 일 예시에 따른 PIN 공유 세션 모드를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 개시의 일 예시에 따른 PIN 전용 세션 모드를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 개시의 일 예시에 따른 PIN 기기(PINE) 전용 세션 모드를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 개시의 일 예시에서, PIN 세션 모드에 따른 PIN 게이트웨이 설정 절차를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 개시의 일 예시에 따른 공유 PIN 세션 모델에서, PIN Activation/Deactivation 절차를 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 개시의 일 예시에 따른 PIN 전용 세션 모델이 설정된 경우, PIN 개시 및 PIN 비활성화 절차를 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 본 개시의 예시에 따른 PIN 기기 전용 세션 모델이 설정된 경우, PIN 개시 및 PIN 비활성화 절차를 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 본 개시의 일 예시에 따른 단말의 블록도이다.
도 11은 본 개시의 일 예시에 따른 PCF 엔티티의 블록도이다.
도 12는 본 개시의 일 예시에 따른 SMF 엔티티의 블록도이다.

이하 본 발명의 실시예를 첨부한 도면과 함께 상세히 설명한다. 또한 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단된 경우 그 상세한 설명은 생략한다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다. 마찬가지 이유로 첨부된 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 개략적으로 도시되었다. 또한, 각 구성요소의 크기는 실제 크기를 전적으로 반영하는 것이 아니다. 각 도면에서 동일한 또는 대응하는 구성 요소에는 동일한 참조 번호를 부여하였다. 본 개시에 따른 기술적 사상의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 개시는 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 개시가 완전하도록 하고, 본 개시가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 개시는 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. 또한 본 개시를 설명함에 있어서 관련된 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 개시에 따른 기술적 사상의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단된 경우 그 상세한 설명은 생략한다. 그리고 후술되는 용어들은 본 개시에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

이하, 기지국은 단말의 자원할당을 수행하는 주체로서, eNode B, Node B, BS (Base Station), RAN (Radio Access Network), AN (Access Network), RAN node, 무선 접속 유닛, 기지국 제어기, 또는 네트워크 상의 노드 중 적어도 하나일 수 있다. 단말은 UE (User Equipment), MS (Mobile Station), 셀룰러폰, 스마트폰, 컴퓨터, 또는 통신기능을 수행할 수 있는 멀티미디어시스템을 포함할 수 있다. 본 발명에서 하향링크(Downlink; DL)는 기지국이 단말에게 전송하는 신호의 무선 전송경로이고, 상향링크는(Uplink; UL)는 단말이 기국에게 전송하는 신호의 무선 전송경로를 의미한다. 또한, 이하에서 LTE 혹은 LTE-A 시스템을 일례로서 본 개시의 실시예를 설명하지만, 유사한 기술적 배경 또는 채널형태를 갖는 여타의 통신시스템에도 본 개시의 실시예가 적용될 수 있다. 예를 들어 LTE-A 이후에 개발되는 5세대 이동통신 기술(5G, new radio, NR)이 본 개시의 실시예가 적용될 수 있는 시스템에 포함될 수 있으며, 이하의 5G는 기존의 LTE, LTE-A 및 유사한 다른 서비스를 포함하는 개념일 수도 있다. 또한, 본 개시의 실시예는 숙련된 기술적 지식을 가진자의 판단으로써 본 발명의 범위를 크게 벗어나지 아니하는 범위에서 일부 변형을 통해 다른 통신시스템에도 적용될 수 있다. 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. 예를 들면, 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 개시의 실시예에서 사용되는 '~부'라는 용어는 소프트웨어 또는 FPGA(Field Programmable Gate Array) 또는 ASIC(Application Specific Integrated Circuit)과 같은 하드웨어 구성요소를 의미하며, '~부'는 어떤 역할들을 수행할 수 있다. 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.

도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 5G 시스템의 네트워크 구조 및 인터페이스를 나타낸 도면이다.

도 1의 5G 시스템의 네트워크 구조에 포함된 네트워크 엔티티(entity)는 시스템 구현에 따라 네트워크 기능(network function: NF)를 포함할 수 있다.

도 1을 참조하면, 5G 시스템(100)의 네트워크 구조는 다양한 네트워크 엔티티들을 포함할 수 있다. 일 예로, 5G 시스템(100)은 인증 서버 기능(authentication server function: AUSF)(108), 액세스 및 이동성 관리 기능((core) access and mobility management function: AMF)(103), 세션 관리 기능(session management function: SMF)(105), 정책 제어 기능(policy control function: PCF)(106), 어플리케이션 기능(application function: AF)(107), 통합된 데이터 관리(unified data management: UDM)(109), 데이터 네트워크(data network: DN)(110), 네트워크 노출 기능(network exposure function: NEF)(113), 에지 어플리케이션 서비스 도메인 저장소(edge application service domain repository: EDR)(113), 에지 어플리케이션 서버(edge application server: EAS)(114), EAS 디스커버리 기능(EAS discovery function: EASDF)(112), 사용자 평면 기능(user plane function: UPF)(104), (무선) 액세스 네트워크((radio) access network: (R)AN)(102), 및 단말, 즉, 사용자 장치(user equipment: UE)(101)를 포함할 수 있다.

5G 시스템(100)의 각 NF들은 다음과 같은 기능을 지원한다.

AUSF(108)는 UE(101)의 인증을 위한 데이터를 처리하고 저장한다.

AMF(103)는 UE 단위의 접속 및 이동성 관리를 위한 기능을 제공하며, 하나의 UE 당 기본적으로 하나의 AMF에 연결될 수 있다. 구체적으로, AMF(103)는 3GPP 액세스 네트워크들 간의 이동성을 위한 CN 노드 간 시그널링, 무선 액세스 네트워크(radio access network: RAN) CP 인터페이스(즉, N2 인터페이스)의 종단(termination), NAS(non access stratum) 시그널링의 종단(N1), NAS 시그널링 보안(NAS 암호화(ciphering) 및 무결성 보호(integrity protection)), AS 보안 제어, 등록 관리(등록 영역(registration area) 관리), 연결 관리, 아이들 모드 UE 접근성(reachability) (페이징 재전송의 제어 및 수행 포함), 이동성 관리 제어(가입 및 정책), 인트라-시스템 이동성 및 인터-시스템 이동성 지원, 네트워크 슬라이싱의 지원, SMF 선택, 합법적 감청(lawful intercept)(AMF 이벤트 및 LI 시스템으로의 인터페이스에 대한), UE와 SMF 간의 세션 관리(session management: SM) 메시지의 전달 제공, SM 메시지 라우팅을 위한 트랜스패런트 프록시(transparent proxy), 액세스 인증(access authentication), 로밍 권한 체크를 포함한 액세스 허가(access authorization), UE와 SMSF 간의 SMS 메시지의 전달 제공, 보안 앵커 기능(security anchor function: SAF) 및/또는 보안 컨텍스트 관리(security context management: SCM) 등의 기능을 지원한다. AMF(103)의 일부 또는 전체의 기능들은 하나의 AMF의 단일 인스턴스(instance) 내에서 지원될 수 있다.

DN(110)은 예를 들어, 운영자 서비스, 인터넷 접속 또는 서드파티(3rd party) 서비스 등을 의미한다. DN(110)은 UPF(104)로 하향링크 프로토콜 데이터 유닛(protocol data unit: PDU)을 전송하거나, UE(101)로부터 전송된 PDU를 UPF(104)로부터 수신한다.

PCF(106)는 어플리케이션 서버로부터 패킷 흐름에 대한 정보를 수신하여, 이동성 관리, 세션 관리 등의 정책을 결정하는 기능을 제공한다. 구체적으로, PCF(106)는 네트워크 동작을 통제하기 위한 단일화된 정책 프레임워크 지원, 제어평면 기능(들)(예를 들어, AMF, SMF 등)이 정책 규칙을 시행할 수 있도록 정책 규칙 제공, 사용자 데이터 저장소(user data repository: UDR) 내 정책 결정을 위해 관련된 가입 정보에 액세스하기 위한 프론트 엔드(front end) 구현 등의 기능을 지원한다.

SMF(105)는 세션 관리 기능을 제공하며, UE가 다수 개의 세션을 가지는 경우 각 세션 별로 서로 다른 SMF에 의해 관리될 수 있다. 구체적으로, SMF(105)는 세션 관리(예를 들어, UPF(104)와 (R)AN(102) 노드 간의 터널(tunnel) 유지를 포함하여 세션 확립, 수정 및 해지), UE IP 주소 할당 및 관리(선택적으로 인증 포함), UP 기능의 선택 및 제어, UPF(104)에서 트래픽을 적절한 목적지로 라우팅하기 위한 트래픽 스티어링(traffic steering) 설정, 정책 제어 기능(policy control functions)를 향한 인터페이스의 종단, 정책 및 QoS(quality of service)의 제어 부분 시행, 합법적 감청(lawful intercept)(SM 이벤트 및 LI 시스템으로의 인터페이스에 대한), NAS 메시지의 SM 부분의 종단, 하향링크 데이터 통지(downlink data notification), AN 특정 SM 정보의 개시자(AMF(103)를 경유하여 N2를 통해 (R)AN(102)에게 전달), 세션의 SSC 모드 결정, 로밍 기능 등의 기능을 지원한다. SMF(105)의 일부 또는 전체의 기능들은 하나의 SMF의 단일 인스턴스(instance) 내에서 지원될 수 있다.

UDM(109)은 사용자의 가입 데이터, 정책 데이터 등을 저장한다. UDM(109)은 2개의 부분, 즉 어플리케이션 프론트 엔드(front end: FE)(미도시) 및 사용자 데이터 저장소(user data repository: UDR)(미도시)를 포함한다.

FE는 위치 관리, 가입 관리, 자격 증명(credential)의 처리 등을 담당하는 UDM FE와 정책 제어를 담당하는 PCF를 포함한다. UDR은 UDM-FE에 의해 제공되는 기능들을 위해 요구되는 데이터와 PCF에 의해 요구되는 정책 프로필을 저장한다. UDR 내 저장되는 데이터는 가입 식별자, 보안 자격 증명(security credential), 액세스 및 이동성 관련 가입 데이터 및 세션 관련 가입 데이터를 포함하는 사용자 가입 데이터와 정책 데이터를 포함한다. UDM-FE는 UDR에 저장된 가입 정보에 액세스하고, 인증 자격 증명 처리(authentication credential processing), 사용자 식별자 핸들링(user identification handling), 액세스 인증, 등록/이동성 관리, 가입 관리, SMS 관리 등의 기능을 지원한다.

UPF(104)는 DN(110)으로부터 수신한 하향링크 PDU를 (R)AN(102)을 경유하여 UE(101)에게 전달하며, (R)AN(102)을 경유하여 UE(101)로부터 수신한 상향링크 PDU를 DN(110)으로 전달한다. 구체적으로, UPF(104)는 인트라(intra)/인터(inter) RAT 이동성을 위한 앵커 포인트, 데이터 네트워크(Data Network)로의 상호연결(interconnect)의 외부 PDU 세션 포인트, 패킷 라우팅 및 포워딩, 패킷 검사(inspection) 및 정책 규칙 시행의 사용자 평면 부분, 합법적 감청(lawful intercept), 트래픽 사용량 보고, 데이터 네트워크로의 트래픽 플로우의 라우팅을 지원하기 위한 상향링크 분류자(classifier), 멀티-홈(multi-homed) PDU 세션을 지원하기 위한 브랜치 포인트(branching point), 사용자 평면을 위한 QoS 핸들링(handling)(예를 들어 패킷 필터링, 게이팅(gating), 상향링크/하향링크 레이트 시행), 상향링크 트래픽 검증 (서비스 데이터 플로우(service data flow: SDF)와 QoS 플로우 간 SDF 매핑), 상향링크 및 하향링크 내 전달 레벨(transport level) 패킷 마킹, 하향링크 패킷 버퍼링 및 하향링크 데이터 통지 트리거링 기능 등의 기능을 지원한다. UPF(104)의 일부 또는 전체의 기능들은 하나의 UPF의 단일 인스턴스(instance) 내에서 지원될 수 있다.

AF(107)는 서비스 제공(예를 들어, 트래픽 라우팅 상에서 어플리케이션 영향, 네트워크 능력 노출(network capability exposure)에 대한 접근, 정책 제어를 위한 정책 프레임워크와의 상호동작 등의 기능을 지원)을 위해 3GPP 코어 네트워크와 상호 동작한다.

(R)AN(102)은 4G 무선 액세스 기술의 진화된 버전인 진화된 E-UTRA(evolved E-UTRA)와 새로운 무선 액세스 기술(new radio: NR)(예를 들어, gNB)을 모두 지원하는 새로운 무선 액세스 네트워크를 총칭한다.

gNB은 무선 자원 관리를 위한 기능들(즉, 무선 베어러 제어(radio bearer control), 무선 허락 제어(radio admission control), 연결 이동성 제어(connection mobility control), 상향링크/하향링크에서 UE에게 자원의 동적 할당(dynamic allocation of resources)(즉, 스케줄링)), IP(internet protocol) 헤더 압축, 사용자 데이터 스트림의 암호화(encryption) 및 무결성 보호(integrity protection), UE에게 제공된 정보로부터 AMF로의 라우팅이 결정되지 않는 경우, UE의 어태치(attachment) 시 AMF의 선택, UPF(들)로의 사용자 평면 데이터 라우팅, AMF로의 제어 평면 정보 라우팅, 연결 셋업 및 해지, 페이징 메시지의 스케줄링 및 전송(AMF로부터 발생된), 시스템 브로드캐스트 정보의 스케줄링 및 전송(AMF 또는 운영 및 유지(operating and maintenance: O&M)로부터 발생된), 이동성 및 스케줄링을 위한 측정 및 측정 보고 설정, 상향링크에서 전달 레벨 패킷 마킹(transport level packet marking), 세션 관리, 네트워크 슬라이싱의 지원, QoS 흐름 관리 및 데이터 무선 베어러로의 매핑, 비활동 모드(inactive mode)인 UE의 지원, NAS 메시지의 분배 기능, NAS 노드 선택 기능, 무선 액세스 네트워크 공유, 이중 연결성(dual connectivity), NR과 E-UTRA 간의 밀접한 상호동작(tight interworking) 등의 기능을 지원한다.

UE(101)는 사용자 기기를 의미한다. 사용자 장치는 단말(terminal), ME(mobile equipment), MS(mobile station) 등의 용어로 언급될 수 있다. 또한, 사용자 장치는 노트북, 휴대폰, PDA(personal digital assistant), 스마트폰, 멀티미디어 기기 등과 같이 휴대 가능한 기기일 수 있고, 또는 PC(personal computer), 차량 탑재 장치와 같이 휴대 불가능한 기기일 수도 있다.

NEF(111)는 3GPP 네트워크 기능들에 의해 제공되는, 예를 들어, 제3자(3rd party), 내부 노출(internal exposure)/재노출(re-exposure), 어플리케이션 기능, 에지 컴퓨팅(Edge Computing)을 위한 서비스들 및 능력들을 안전하게 노출하기 위한 수단을 제공한다. NEF(111)는 다른 NF(들)로부터 (다른 NF(들)의 노출된 능력(들)에 기반한) 정보를 수신한다. NEF(111)는 데이터 저장 네트워크 기능으로의 표준화된 인터페이스를 이용하여 구조화된 데이터로서 수신된 정보를 저장할 수 있다. 저장된 정보는 NEF(111)에 의해 다른 NF(들) 및 AF(들)에게 재노출(re-expose)되고, 분석 등과 같은 다른 목적으로 이용될 수 있다.

EASDF(112)은 FQDN 별로, 단말의 DNS 요청을 포워딩할 DNS 서버의 주소, 단말의 DNS 요청을 포워딩할 때 추가해야하는 IP 서브네트 주소로 표현될 수 있는 ECS option을 추가할 수 있는 NF이다. EASDF(112)는 EDR(113)로부터 EAS 도메인 설정 정보를 수신 받고, 수신 받은 정보에 따라서, 단말로부터 수신한 DNS 요청 메시지에 대한 처리를 수행한다. 또한, EASDF(112)는 SMF(105)로부터 단말 IP 주소 및 단말의 3GPP 내에서의 위치 정보 및 DNS 메시지 처리 규칙 및 DNS 메시지 보고 규칙을 수신 받고, 단말로부터 수신한 DNS Query 메시지, DNS 서버로부터 수신한 DNS 응답 메시지를 처리하고, DNS 메시지 보고 규칙에 따라서, SMF(105)에게 DNS 메시지 내의 정보 및 이를 가공한 통계 정보를 SMF(105)에 전송하는 기능을 수행하는 NF이다.

도 1에서는 설명의 명확성을 위해, NF 저장소 기능(NF repository function, NRF)이 도시되지 않았으나, 도 5에 도시된 모든 NF들은 필요에 따라 NRF와 상호 동작을 수행할 수 있다.

NRF는 서비스 디스커버리 기능을 지원한다. NF 인스턴스로부터 NF 디스커버리 요청을 수신하고, 발견된 NF 인스턴스의 정보를 NF 인스턴스에게 제공한다. 또한, 이용 가능한 NF 인스턴스들과 그들이 지원하는 서비스를 유지한다.

한편, 도 1에서는 설명의 편의상 UE(101)가 하나의 PDU 세션을 이용하여 하나의 DN(110)에 엑세스하는 경우에 대한 참조 모델을 예시하나, 본 개시는 이에 한정되지 않는다.

UE(101)는 다중의 PDU 세션을 이용하여 2개의(즉, 지역적(local) 그리고 중심되는(central)) 데이터 네트워크에 동시에 액세스할 수 있다. 이때, 서로 다른 PDU 세션을 위해 2개의 SMF들이 선택될 수 있다. 다만, 각 SMF는 PDU 세션 내 지역적인 UPF 및 중심되는 UPF를 모두 제어할 수 있는 능력을 가질 수 있다.

또한, UE(101)는 단일의 PDU 세션 내에서 제공되는 2개의(즉, 지역적인 그리고 중심되는) 데이터 네트워크에 동시에 액세스할 수도 있다.

3GPP 시스템에서는 5G 시스템 내 NF들 간을 연결하는 개념적인 링크를 참조 포인트(reference point)라고 정의한다. 일 예로, 도 1의 5G 시스템(100)에 포함된 참조 포인트(들)은 다음과 같다.

- N1: UE(101)와 AMF(103)간의 참조 포인트

- N2: (R)AN(102)과 AMF(103)간의 참조 포인트

- N3: (R)AN(102)과 UPF(104)간의 참조 포인트

- N4: SMF(105)와 UPF(104)간의 참조 포인트

- N5: PCF(106)와 AF(107)간의 참조 포인트

- N6: UPF(104)와 DN(110)간의 참조 포인트

- N7: SMF(105)와 PCF(106)간의 참조 포인트

- N8: UDM(109)과 AMF(103)간의 참조 포인트

- N9: 2개의 코어 UPF(104)들 간의 참조 포인트

- N10: UDM(109)과 SMF(105)간의 참조 포인트

- N11: AMF(103)와 SMF(105)간의 참조 포인트

- N12: AMF(103)와 AUSF(108)간의 참조 포인트

- N13: UDM(109)과 AUSF(108)간의 참조 포인트

- N14: 2개의 AMF(103)들 간의 참조 포인트

- N15: 비-로밍 시나리오의 경우, PCF와 AMF간의 참조 포인트, 로밍 시나리오의 경우 방문 네트워크(visited network) 내 PCF와 AMF 간의 참조 포인트

- Nx: SMF(105)와 EASDF(112)간의 참조 포인트

- Ny: NEF(EDF)(111)와 EASDF(112)간의 참조 포인트

도 2는 본 개시의 일 실시 예에 따른 도 1의 5G 시스템의 네트워크 구조를 서비스 기반으로 나타낸 도면이다.

도 2를 참조하면, 5G 시스템(200)은 UE(201), (R)AN(202), AMF(203), UPF(204), SMF(205), PCF(206), AF(207), AUSF(208), UDM(209), DN(210), NEF(211), EASDF(212), EDR(213), 네트워크 슬라이싱 선택 기능(network slicing selection function: NSSF)(214), 및 NRF(215)를 포함할 수 있다.

도 2의 UE(201), (R)AN(202), AMF(203), UPF(204), SMF(205), PCF(206), AF(207), AUSF(208), UDM(209), DN(210), NEF(211), EASDF(212) 및 EDR(213)는 도 1의 UE(101), (R)AN(102), AMF(103), UPF(104), SMF(105), PCF(106), AF(107), AUSF(108), UDM(109), DN(110), NEF(111), EASDF(112) 및 EDR(113)와 동일한 기능을 수행한다.

NSSF(214)는 UE(201)를 서빙하는 네트워크 슬라이스 인스턴스들의 세트를 선택할 수 있다. 또한, NSSF(214)는 허여된 NSSAI(network slice selection assistance information)를 결정하고, 필요한 경우, 가입된 S-NSSAI(single-network slice selection assistance information)들에 대한 매핑을 수행할 수 있다. 또한, NSSF(214)는 설정된 NSSAI를 결정하고, 필요한 경우, 가입된 S-NSSAI들에 대한 매핑을 수행할 수 있다. 또한, NSSF(214)는 UE를 서비스하는데 사용되는 AMF 세트를 결정하거나, 설정에 따라 NRF(215)에 문의하여 후부(candidate) AMF의 목록을 결정할 수 있다.

NRF(215)는 서비스 디스커버리 기능을 지원한다. NF 인스턴스로부터 NF 디스커버리 요청 수신하고, 발견된 NF 인스턴스의 정보를 NF 인스턴스에게 제공한다. 또한, 이용 가능한 NF 인스턴스들과 그들이 지원하는 서비스를 유지한다.

본 발명의 배경이 되는 PIN Element with Gateway의 개념을 먼저 소개 하도록 한다. 도면 2는 PIN 네트워크와 PIN 네트워크에 연결된 단말에 대한 개념도이다. 도면에서 중앙에 PIN 네트워크와 5G 망을 연결하는 게이트웨이 기능(PIN Gateway Capability)을 가지고 있는 단말기(UE with PEGC)가 존재한다.

UE with PEGC 내부에는 5G 망의 무선 프로토콜을 처리하는 모뎀 기능이 탑재되어 있다. UE with PEGC 내부에는 WiFi, BLE, Ethernet 혹은 USB 와 같은 다양한 Non-3GPP PIN 통신 유형을 통하여 PIN 네트워크를 연결하는 무선 기술을 처리하는 모듈이 탑재되어 있다. PIN Gateway Capability 기능은 PIN 네트워크에 연결된 기기들이 게이트웨이 기능을 가진 단말기를 통하여 5G 망과 통신할 수 있도록 하는 PIN 게이트웨이 기능을 제공한다.

다음은 도면에 표시된 요소 및 약어에 대한 설명이다.

ㆍPIN: Personal IoT Network (PIN) 으로 Non-3GPP 유/무선 기술을 통하여 PIN Element 기기들을 PIN 네트워크 기술로 연결되어 서로 데이터를 주고 받을 수 있는 네트워크이다. 이러한 네트워크에 해당하는 것으로는 WiFi, BLE, Ethernet 및 USB 와 같은 것이 될 수 있다.

ㆍPINE (PIN Element): PIN 네트워크 내에 연결되어 있는 기기를 지칭한다.

ㆍPEGC (PIN Element with Gateway Capability): PIN 네트워크 내에 연결되어 있는 기기 중에서 게이트웨이 기능을 지칭한다.

ㆍPEMC (PIN Element with Management Capability): PIN 네트워크 내에 연결되어 있는 기기들을 관리하는 기능을 지칭한다.

ㆍN3PT (Non-3GPP PIN communication Type): 다양한 Non-3GPP 기반 유/무선 기술로 PIN 네트워크의 기기들을 연결하는 기술 유형을 지칭하며, 이러한 예로, WiFi, BLE, Ethernet, USB 와 같은 통신 기술이 될 수 있다.

본 발명에서 PIN을 네트워크에 연결하기 위하여 고안된 PIN 세션 모드에 대한 설명한다. 본 발명에서는 PIN 네트워크 속한 PINE 가 5G 망의 데이터 네트워크에 연결하여 패킷 데이터를 주고 받는 네트워크를 구성하기 위하여, PIN 네트워크와 PDU 세션 간의 관계 아래에서 설명할 세가지 형태로 연관 관계를 가질 수 있다.

1. PIN 공유 세션 모드: 단말의 APP 과 복수개의 PIN 이 하나의 PDU 세션을 공유하는 모델 (도3)

2. PIN 전용 세션 모드: 하나의 PIN 네트워크를 하나의 PDU 세션과 1:1로 매핑하여 사용하는 모델 (도4)

3. PINE 전용 세션 모드: 하나의 PIN 네트워크에 연결된 기기 (PINE) 를 하나의 PDU 세션에 매핑하여 사용하는 모델 (도5)

본 발명에서는 이러한 세가지 방식을 정의하고, 이것을 PIN 세션 모드라 칭하도록 하겠다.

도 3은 본 개시의 일 예시에 따른 PIN 공유 세션 모드를 설명하기 위한 도면이다.

PIN 공유 세션 모드는 도 3에서 도시된 바와 같이, 하나의 PDU 세션에서 모바일 단말의 앱과 PIN Gateway에 연결된 PINE가 하나의 PDU 세션을 공유하는 모델이다.

단말은 하나의 PDU 세션을 통하여　단말 내의 APP#1, APP#2 은 PDU 세션을 사용할 수 있고, PIN #1 에 연결된 PINE#1, PINE#2 도 PIN GC를 통하여 동일한 PDU 세션을 사용하고, UPF 를 거쳐서 데이터 네트워크에 연결될 수 있다.

두 번째 PIN#2 에 연결된 PIN#n 기기도 동일한 PDU 세션을 통하여 데이터 네트워크에 연결될 수 있다.

PIN#1과 PIN#2로부터 5GC를 통하여 데이터 네트워크로 송수신되는 데이터 트래픽은 단말 내의 PIN GC 기능을 거쳐서 송수신된다.

이러한 PIN 공유 세션 모드로 설정된 경우, 단말의 PIN GW에 신규 기능의 도입 없이는, 하나의 PDU 세션에서 모바일 단말의 앱에서 사용하는 사용량과 테더링 기기(PINE)가 사용하는 데이터 트래픽의 전송률 및 사용량을 구분하여 조정할 수 없다.

예를 들면, 사업자가 사용자의 요청으로 테더링 모드로 사용하는 데이터 전송률을 10Mbps 이내로 한정 하고 싶은 경우 혹은, 사업자가 사용자의 요청으로 테더링 모드로 사용하는 데이터의 사용량(쿼터)를 1달에 1GB 이내로 한정하고 싶은 경우에, 이와 같은 설정에서는 5GC 네트워크 기능만으로는 사업자의 요구사항을 구현할 수 없다.도 4는 본 개시의 일 예시에 따른 PIN 전용 세션 모드를 설명하기 위한 도면이다.

도 4를 참조하면, PIN 전용 세션 모드는 하나의 PIN 네트워크를 하나의 PDU 세션과 1:1 관계의 매핑을 설정하여, PIN 네트워크의 트래픽을 5GC 로 연결된 데이터 네트워크와 패킷을 송수신할 수 있도록 하는 네트워크 구성이다.

도 4에서 도시된 바와 같이, PIN#1 에 연결된 PINE 1, PINE 2는 PIN#1을 위한 PDU 세션을 통하여 데이터 네트워크와 통신할 수 있고, PIN#2에 연결된 PINE 3과 PINE 4는 PIN#2를 위한 PDU 세션을 통하여 데이터 네트워크와 통신할 수 있다.

단말 내의 APP#1은 PIN 전용 세션의 네트워크를 사용하지 아니할 수 있다.

PIN GC 기능은 PIN#1의 트래픽을 PIN#1을 위한 PDU 세션으로, PIN#2의 트래픽을 PIN#2를 위한 PUD 세션으로 연결하여 데이터를 포워딩하는 기능을 수행한다.

도 5는 본 개시의 일 예시에 따른 PIN 기기(PINE) 전용 세션 모드를 설명하기 위한 도면이다.

도 5를 참조하면, PIN 기기 전용 세션 모드는 PIN 네트워크에 연결된 하나의 PIN 기기(PIN Element)를 하나의 PDU 세션에 연결하여, PIN 기기에서 발생하는 송/수신 트래픽을 5GC로 연결된 데이터 네트워크와 패킷을 송수신할 수 있도록 하는 네트워크 구성이다.

도 5에서 도시된 바와 같이, PIN#1에 연결된 PINE 1, PINE 1을 위한 PDU 세션을 통하여 데이터 네트워크와 통신할 수 있고, PIN#1에 연결된 PINE 2는 PINE 2를 위한 PDU 세션을 통하여, 그리고 PIN#2에 연결된 PINE n은 PINE n을 위한 PDU 세션을 통하여 데이터 네트워크와 통신할 수 있도록 PIN 게이트웨이 기능을 설정한다.

도 6은 본 개시의 일 예시에서, PIN 세션 모드에 따른 PIN 게이트웨이 설정 절차를 설명하기 위한 도면이다.

도 6에서는, 단말의 등록 과정에서 단말이 PEGC 기능을 제공하는 경우, 5G 코어망에서 PEGC 설정 정보를 프로비저닝하는 절차를 설명한다.

절차 1. PEGC 기능을 탑재한 단말은 등록 메시지에 PEGC 를 송신한다.

절차 3. AMF 는 UE-PCF 를 선택하고 UE-PCF 에 단말의 식별자, 가입자 식별자와 함께, PEGC 지원 기능을 전달한다. AMF 는 단말에서 수신한 PINE 식별자를 함께 UE-PCF 로 전달한다.

절차 6. UE-PCF 는 단말이 capability 정보, 가입자 정보, 단말기 정보를 를 확인하고 PEGC 설정 정보를 결정한다. UE-PCF 는 UDR 에 저장된 사업자의 정책 혹은 가입자 단말의 가입 정보, 그리고 PIN 게이트웨이에 대한 사전 설정 정보를 확인하여 PEGC 설정 정보를 결정할 수 있다. UE-PCF가 단말에 전달하는 PEGC 설정 정보는 아래와 같은 정보를 포함할 수 있다.

ㆍPIN 세션 모드

ㆍPIN Identity: PIN 네트워크의 식별자

ㆍNon-3GPP PIN Communication Type: Non-3GPP PIN 통신 기술 유형을 지칭할 수 있는 지시자, 지시자의 값으로 WiFi, BLE, Ethernet, USB 와 같은 값을 가질 수 있다.

ㆍPINE Identity: PIN 기기의 식별자

ㆍPIN 세션 파라미터: 단말이 PDU 세션 요청시에 사용할 파라미터로 DNN, S-NSSAI, PDU 세션 유형, SSC Mode 와 같은 정보가 될 수 있다.

PEGC 설정 정보는 앞서 설명한 PIN 세션 모드와 PIN 세션 파라미터를 포함할 수 있다.

PIN 세션 모드는 PDU 세션이 복수의 PIN 네트워크와 단말의 앱에 의하여 공유될 수 있는 PIN 공유 세션 모드, 하나의 PIN 의 트래픽에 전용으로 사용될 수 있는 PIN 전용 세션 모드, 하나의 PIN 기기에 전용으로 사용될 수 있는 PIN 기기 전용 세션 모드와 같은 값을 가질 수 있다.

전달될 PIN 세션 모드에 따라서, PIN 게이트 웨이 기능을 포함한 단말은 PDU 세션의 생성 하는 조건을 결정할 수 있다.

PIN 세션 파라미터는 PIN 세션 모드에 따라서 PDU 세션을 생성하는 경우에 필요한 PDU 세션을 설정하기 위한 파라미터이며, 여기에 해당하는 파라미터로는 DNN, S-NSSAI, SSC Mode, PDU Session 유형과 같은 정보를 포함할 수 있다.

PEGC 설정 정보는 PIN 과 PDU 세션 혹은 PIN 기기와 PDU 세션을 매핑하는 설정정보이다. PEGC는 URSP의 트래픽 기술자(Traffic Descriptor)와 경로 선택 기술자(Route Selection Descriptor)를 포함 단말 경로 선택 정책(URSP)의 일부로 단말에 전달될 수 있다. URSP 의 일부로 PEGC 설정 정보가 전달되는 경우, PEGC 세션 모드 및 이와 연관된 정보는 트래픽 기술자의 일부로 표현되어 전달될 수 있으며, PEGC 세션의 PIN 세션 파라미터는 경로 선택 기술자의 형태로 나타내어질 수 있다.

다양한 PIN 세션 모드를 지원하기 위한 신규 트래픽 기술자에 포함되는 컴포넌트는 다음과 같은 값을 가질 수 있다.

ㆍPIN 세션 모드

ㆍPIN Identity: PIN 네트워크의 식별자

ㆍPINE Identity: PIN 기기의 식별자

도 7은 본 개시의 일 예시에 따른 공유 PIN 세션 모델에서, PIN Activation/Deactivation 절차를 설명하기 위한 도면이다.

도 7에서는, 공유 PIN 세션 모델에서, PIN 개시 및 비활성화(deactivation) 절차를 기술한다. 공유 세션 모델이므로, 단말에서 관련된 PDU 세션이 이미 생성되어 있을 수 있으며, 본 절차에서는 이미 생성된 PDU 세션에 사용자의 UX 혹은 프로그래밍으로부터 PIN 네트워크가 생성되고, 생성된 PIN 네트워크와 기존에 생성된 PDU 세션에 매핑된 이후에, 발생하는 호 처리 절차를 기술한다.

절차 1. 단말에서는 사용자의 UX 혹은 프로그램으로 PIN Activation 절차를 개시한다.

절차 2. 단말에서는 도 6의 절차를 통하여 수신한 PEGC 혹은 URSP 규칙에 의하여 새롭게 생성된 PIN 을 PDU 세션에 매핑 혹은 연관시키는 절차를 수행한다.

절차 3. 단말에서는 PDU 세션 갱신 요청에 PIN activation 을 나타내는 지시자와, PIN 식별자를 AMF를 통하여 SMF 로 전송한다.

절차 4. SMF는 단말로부터 AMF 를 통하여 PDU 세션 갱신 요청을 수신한다. 수신한 PDU 세션 갱신 요청에는 PIN Activation을 나타내는 지시자와, PIN 식별자가 포함될 수 있다.

절차 5. SMF는 PCF 에 SM 정책 갱신 요청을 전송한다. 전송하는 메시지에는 PIN 세션 정책 요청을 나타내는 지시자와, PIN 식별자가 포함될 수 있다.

절차 6. SMF는 PCF 로부터 SM 정책 갱신 요청을 수신한다. 수신한 메시지에는 PIN Activation 승인 결과와 PIN-AMBR, PIN-Quota을 포함하는 PIN 단말 정책을 포함할 수 있다.

절차 7. SMF는 N4 업데이트를 절차를 수행한다. SMF는 UPF 에 PIN 트래픽 구분을 위한 정보 및 사용량 보고 요청을 할 수 있다.

절차 8. UPF 는 N4 업데이트에 대한 응답을 SMF 에게 전송한다.

절차 9. SMF 는 AMF 를 통하여 단말에 PIN 세션 승인 결과 및 PIN 단말 정책을 단말에 전달한다.

절차 10. 단말은 SMF가 AMF를 통하여 단말로 전달한 PDU 세션 갱신 응답메시지를 수신한다. 응답 메시지에는 PIN activation 결과와 PIN 단말 정책(e.g. PIN-AMBR, PIN-Quota) 이 포함되어 있으며, PIN 단말 정책에는 PIN-AMBR 과 PIN-Quota 정보가 포함되어 있을 수 있다.

절차 11. PEGC 를 탑재한 단말은 PEGC 정책을 적용하고 이를 시행한다.

절차 12. PEGC 를 탑재한 단말은 PIN 트래픽 수신 시, PIN 트래픽에 대한 정책을 시행할 수 있다. PIN 트래픽에 대한 정책은 다음과 같은 동작을 포함할 수 있다.

- 패킷의 라우팅/포워딩 수행

- 패킷 과금을 위한 카운팅 수행

- PIN으로 들어오는 패킷에 대한 전송량이 PIN-AMBR을 초과하지 않도록 트래픽 쉐이핑 기능 수행

- PIN GW를 지나가는 트래픽에 QUOTA 초과 여부를 검사. QUOTA 초과시, AMF를 거쳐서 SMF 에 보고한다.

절차 13. PEEGC를 탑재한 단말은 PIN Deactivation 절차를 개시할 수 있다. 이러한 PIN Deactivation 절차는 사용자의 UX 혹은 프로그램으로 수행의 시작이 트리거될 수 있다.

절차 14. PEGC 를 탑재한 단말은 PIN 세션 갱신 요청에 PIN deactivation을 알리는 지시자, PIN 식별자, 그리고 PIN 트래픽 사용량을 전송할 수 있다.

절차 15. AMF 는 SMF 에 PDU 세션 갱신메시지를 SMF 에 전달한다.

절차 16. SMF 는 PDU 세션 갱신 메시지에 포함된 PIN deactivation 지시자, PIN 식별자, 그리고 PIN 트래픽 사용량 정보를 수신한다.

절차 17. SMF N4 갱신 요청을 UPF 에 전달한다. SMF 는 UPF 에 PIN 식별 정보와 함께 PIN 에서 사용한 PIN 트래픽 사용량 정보를 요청한다.

절차 18. UPF 는 SMF 요청으로 PIN 식별자 혹은 PIN 에 속한 트래픽을 구분할 수 있는 정보를 통하여 별도로 집계된 PIN 트래픽 사용량 정보를 SMF 에 전달할 수 있다.

절차 19. 단말은 PIN 세션 갱신 요청 응답을 수신한다.

절차 20. SMF 는 단말로부터 수신한 PIN 식별 정보 및 PIN 트래픽 사용량 정보, 그리고 UPF로부터 수신한 PIN 관련 사용량 정보를 종합하여 CHF 에 PIN 관련 사용량 정보를 보고할 수 있다.

도 8은 본 개시의 일 예시에 따른 PIN 전용 세션 모델이 설정된 경우, PIN 개시 및 PIN 비활성화 절차를 설명하기 위한 도면이다.

도 7에서의 PIN 공유 세션과는 달리, 도 8에서의 PIN 전용 세션은 PIN의 생성이 PDU 세션의 생성을 트리거할 수 있으며, PIN의 비활성화 시에 PDU 세션이 해지될 수 있다.

절차 1. 단말은 사용자의 UX 혹은 프로그램으로부터 트리거되어 PIN Activation 개시 동작을 수행할 수 있다.

절차 2. 단말은 PIN 세션 설정하고 PIN 세션 모드에 따라서 PIN 전용 PDU Session 생성을 결정할 수 있다. 단말은 UE-PCF로부터 수신한 PIN GC 설정 정보 혹은 PIN 세션 관련 URSP 정책 정보로부터 PDU 세션 생성을 위한 PDU 세션 파라미터를 추출한다.

절차 3. 단말은 AMF를 통하여 SMF에 PDU 세션 생성 요청(PIN ID, PIN Session Mode)을 전송한다. 메시지에는 PIN 식별자 PIN 세션 모드, 그리고 UE-PCF로부터 수신한 PIN GC 설정 정보 혹은 PIN 세션 관련 URSP 정책 정보로부터 추출한 PDU 세션 파라미터가 포함될 수 있다.

절차 4. SMF는 AMF를 통하여 단말로부터 PDU 세션 갱신 요청을 수신(PIN Session Mode, PIN ID) 한다.

절차 5. SMF는 PCF에 SM 정책 갱신 요청을 전송(PIN 세션 정책 요청, PIN ID) 한다. PCF는 SMF로부터 SM 정책 요청을 수신(PIN 세션 정책 요청, PIN ID)한다. PCF는 SMF으로부터 수신된 SUPI, PIN ID로부터 PIN 관련 정책을 획득하고, 확인할 수 있다.

절차 6. PCF는 PIN 관련 정책을 확인하고 PDU 세션 관련 정책을 결정하고, 관련 정책을 SMF에 전달한다.

SMF는 PCF로부터 SM 정책 갱신 요청에 대한 응답을 수신한다. 응답 메시지에는 PIN Activation 승인 결과, PIN 관련 PDU 세션 정책(PDU Session AMBR, Quota)이 포함되어 있다.

절차 7. SMF는 UPF에 PIN 트래픽 구분을 위한 정보 및 사용량 보고 요청을 포함하여 N4 업데이트를 수행한다.

절차 9. SMF 는 단말에 PIN 세션 승인 결과를 전송한다.

절차 10. 단말은 AMF 를 통하여 SMF 로 부터 PDU 세션 생성 결과를 수신한다.

절차 11. 단말은 PIN 전용 세션에 대한 PDU 세션의 생성 절차가 성공적으로 수행되었다면, PEGC 기능을 수행한다.

절차 12. 단말은 PEGC 다음과 같은 PEGC 기능을 수행할 수 있다.

ㆍ PIN 트래픽 수신 시, PIN 트래픽 라우팅/포워딩 수행

ㆍ패킷 과금을 위한 카운팅 수행

ㆍPIN으로 들어오는 패킷에 대한 전송량이 PIN-AMBR을 초과하지 않도록 트래픽 쉐이핑 기능 수행

ㆍPIN GW를 지나가는 트래픽에 QUOTA 초과 여부를 검사. QUOTA 초과시, AMF를 거쳐서 SMF에 보고 한다.

절차 13. 단말은 사용자의 UX 혹은 프로그램 수행을 통하여 PIN Deactivation 절차를 개시할 수 있다.

절차 14. 단말은 PIN 세션의 해지를 요청하는 PDU 세션 Release 요청을 AMF를 통하여 SMF에 전달할 수 있다. PIN 세션 해지 요청에는 PIN deactivated 되었다는 사유 정보가 함께 전달될 수 있다.

절차 15. AMF는 단말로부터 수신한 PIN 세션의 해지 요청을 SMF에 전달한다. SMF는 AMF를 통하여 단말로 PIN 세션의 해지 요청을 수신한다.

절차 16. SMF는 N4 갱신 혹은 해지를 요청하는 절차를 수행한다. SMF는 UPF에 저장된 PIN 세션을 위하여 카운팅된 과금 정보를 요청할 수 있다.

절차 17. UPF는 N4를 갱신 혹은 해지하면서, SMF에 PIN 세션에 대한 과금 정보를 전송할 수 있다.

절차 18. SMF는 AMF를 통하여 단말에 PDU 세션 해지 요청에 대한 응답 메시지를 전달한다.

절차 19. 단말은 AMF를 통하여 SMF 로 부터 PIN 세션 갱신 요청에 대한 응답을 수신한다.

절차 20. SMF는 PIN 세션에 대한 과금 정보를 CHF 에 전송할 수 있다.

도 9는 본 개시의 예시에 따른 PIN 기기 전용 세션 모델이 설정된 경우, PIN 개시 및 PIN 비활성화 절차를 설명하기 위한 도면이다.

도 8에서 설명한 PIN 전용 세션과는 달리, 도 9에서의 PIN 기기 전용 세션은 PIN 기기가 PIN GW에 부착될 때 (Association 생성 될 때) PDU 세션의 생성을 트리거할 수 있으며, PIN 기기와의 연결 비활성화 시에 PDU 세션이 해지될 수 있다. 본 발명에서 PIN 기기는 PINE 로 지칭될 수 있다.

절차 2. 단말은 PIN 네트워크에 연결된 PIN 기기로부터 PIN 통신 연결을 생성하는 요청을 수신할 수 있다. 이러한 PIN 통신 연결은 PIN 이 WiFi망인 경우 WiFi Association 요청이 될 수 있다.

절차 3. 단말은 도 6에서 수신한 PIN 세션 모드에 따라서 PIN 전용 PDU Session 생성을 결정할 수 있다. 단말은 UE-PCF로부터 수신한 PIN GC 설정 정보 혹은 PIN 세션 관련 URSP 정책 정보로부터 PDU 세션 생성을 위한 PDU 세션 파라미터 추출한다. 단말은 AMF를 통하여 SMF에 PDU 세션 생성 요청(PIN ID, PIN Session Mode)을 전송한다. 메시지에는 PINE Association 생성 승인 요청이 포함될 수 있다. PIN 식별자, 그리고 PIN 기기 식별자(PINE ID), PIN 세션 모드, 그리고 UE-PCF로부터 수신한 PIN GC 설정 정보 혹은 PIN 세션 관련 URSP 정책 정보로부터 추출한 PDU 세션 파라미터를 포함하고 있다.

절차 4. SMF는 AMF 를 통하여 단말로부터 PDU 세션 갱신 요청을 수신(PIN Session Mode, PINE ID, PIN ID) 한다.

절차 5. SMF는 PCF에 SM 정책 갱신 요청을 전송(PIN 세션 정책 요청, PIN ID, PINE ID) 한다. PCF는 SMF로부터 SM 정책 요청을 수신(PIN 세션 정책 요청, PIN ID, PINE ID)한다. PCF는 SMF로부터 수신된 SUPI, PIN ID, PINE ID로부터 PIN과 PINE 관련 정책을 획득하고 및 PIN 혹은 PINE 관련 정책 확인할 수 있다.

절차 6. PCF는 PIN과 PINE 관련 정책을 확인하고 PDU 세션 관련 정책을 결정하고, 관련 정책을 SMF 에 전달한다.

SMF는 PCF로부터 SM 정책 갱신 요청에 대한 응답을 수신한다. 응답 메시지에는 PINE Association 승인 결과, PIN과 PIN에 속한 PINE에 대한 PDU 세션 정책(PDU Session AMBR, Quota)이 포함되어 있다.

절차 7. SMF는 UPF에 PIN과 PINE 트래픽 구분을 위한 정보 및 사용량 보고 요청을 포함하여 N4 업데이트를 수행한다.

절차 9. SMF는 단말에 PIN과 PINE Association 에 대한 세션 승인 결과를 전송한다.

절차 10. 단말은 AMF 를 통하여 SMF로부터 PDU 세션 생성 결과를 수신한다.

절차 11. 단말은 PIN 기기 전용 세션에 대한 PDU 세션의 생성 절차가 성공적으로 수행되었다면, PEGC 기능을 수행한다.

절차 12. 단말은 PEGC 다음과 같은 PEGC 기능을 수행할 수 있다.

ㆍPINE 트래픽 수신 시, PINE 트래픽 라우팅/포워딩 수행

ㆍ패킷 과금을 위한 카운팅 수행

ㆍPINE으로 들어오는 패킷에 대한 전송량이 PINE-AMBR을 초과하지 않도록 트래픽 쉐이핑 기능 수행

ㆍPIN GW를 지나가는 트래픽에 QUOTA 초과 여부를 검사. QUOTA 초과시, 5GC에 AMF 를 거쳐서 SMF에 보고 한다.

절차 13. 단말은 사용자의 UX 혹은 프로그램 수행을 통하여 PINE Association과 연관된 PDU 세션의 Release 절차를 개시할 수 있다.

절차 14. 단말은 PIN 세션의 해지를 요청하는 PDU 세션 Release 요청을 AMF를 통하여 SMF에 전달할 수 있다. PIN 세션 해지 요청에는 PIN deactivated 되었다는 사유 정보를 함께 전달할 수 있다.

절차 15. AMF는 단말로부터 수신한 PINE 세션의 해지 요청을 SMF에 전달한다. SMF 는 AMF를 통하여 단말로 PINE 세션의 해지 요청을 수신한다.

절차 16. SMF는 N4 갱신 혹은 해지를 요청하는 절차를 수행한다. SMF는 UPF에 저장된 PINE 세션을 위하여 카운팅된 과금 정보를 요청할 수 있다.

절차 17. UPF는 N4 를 갱신 혹은 해지하면서, SMF 에 PINE 세션에 대한 과금 정보를 전송할 수 있다.

절차 19. 단말은 AMF를 통하여 SMF로부터 PINE 세션 갱신 요청에 대한 응답 수신한다.

절차 20. SMF 는 PINE 세션에 대한 과금 정보를 CHF 에 전송할 수 있다.

도 10은 본 개시의 일 예시에 따른 단말의 블록도이고, 도 11은 본 개시의 일 예시에 따른 PCF 엔티티의 블록도이며, 도 12는 본 개시의 일 예시에 따른 SMF의 블록도이다.

도 10을 참조하면, 본 개시의 일 예시에 따른 단말은, 송수신부(1010), 제어부(1020), 및 저장부(1030)를 포함할 수 있다. 본 발명에서 제어부는, 회로 또는 어플리케이션 특정 통합 회로 또는 적어도 하나의 프로세서라고 정의될 수 있다.

송수신부(1010)는 다른 네트워크 엔티티와 신호를 송수신할 수 있다. 송수신부(1010)는 예를 들어, AMF 엔티티를 통하여 본 개시에 따른 SMF 엔티티와의 사이에서 신호를 송수신할 수 있다.

제어부(1020)는 본 발명에서 제안하는 실시 예에 따른 단말의 전반적인 동작을 제어할 수 있고, 저장부(1030)는 송수신부(1010)를 통하여 송수신되는 정보 및 제어부(1020)를 통하여 생성되는 정보 중 적어도 하나를 저장할 수 있다.

도 11을 참조하면, 본 개시의 일 예시에 따른 PCF 엔티티는, 송수신부(1110), 제어부(1120), 및 저장부(1130)를 포함할 수 있다. 본 발명에서 제어부는, 회로 또는 어플리케이션 특정 통합 회로 또는 적어도 하나의 프로세서라고 정의될 수 있다.

송수신부(1110)는 다른 네트워크 엔티티와 신호를 송수신할 수 있고, 제어부(1120)은 본 발명에서 제안하는 실시 예에 따른 PCF 엔티티의 전반적인 동작을 제어할 수 있다. 예를 들어, 제어부(1120)는 어플리케이션 서버로부터 수신된 패킷 흐름에 대한 정보를 이용하여 이동성 관리, 세션 관리 등의 정책 결정을 제어할 수 있다. 저장부(1130)는 송수신부(1110)를 통하여 송수신되는 정보 및 제어부(1120)를 통하여 생성되는 정보 중 적어도 하나를 저장할 수 있다.

도 12를 참조하면, 본 개시의 일 예시에 따른 SMF 엔티티는, 송수신부(1210), 제어부(1220), 및 저장부(1230)를 포함할 수 있다. 본 발명에서 제어부는, 회로 또는 어플리케이션 특정 통합 회로 또는 적어도 하나의 프로세서라고 정의될 수 있다.

송수신부(1210)는 다른 네트워크 엔티티와 신호를 송수신할 수 있다. 예를 들어, 송수신부(1210)는 본 개시의 일 예시에 따라, AMF 엔티티를 통하여 단말로부터 PDU 세션 갱신 요청을 수신하고, 이를 PCF 엔티티로 전달할 수 있다.

제어부(1220)는 본 발명에서 제안하는 실시 예에 따른 SMF 엔티티의 전반적인 동작을 제어할 수 있으며, 저장부(1230)는 송수신부(1210)를 통하여 송수신되는 정보 및 제어부(1220)를 통하여 생성되는 정보 중 적어도 하나를 저장할 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 요소라 하더라도 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

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.