KR20180081969A - 이동통신 환경에서 단말의 초기 접속 요청 메시지를 라우팅하는 방법 및 관련 파라미터 - Google Patents

Abstract

본 개시는 4G 시스템 이후 보다 높은 데이터 전송률을 지원하기 위한 5G 통신 시스템을 IoT 기술과 융합하는 통신 기법 및 그 시스템에 관한 것이다. 본 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 발명은 5G 이동통신 시스템에서 사용자가 5G 망에 초기 접속시, 사용자 단말(UE, User Equipment)이 원하는 서비스를 제공하는 네트워크 노드를 적절히 찾아주기 위한 방법을 제안하는 것이다. 이를 위해 세부적인 제안 기술로, 네트워크 deployment 정보의 관리 방법 및 초기 접속 요청 메시지를 전달하는 방법을 제안한다. 또한, 초기 접속 이후, 사용자 단말에게 제공하는 서비스를 수정할 경우에도, 유사한 방식으로 해당 서비스를 제공하는 네트워크 노드를 찾아줄 수 있다.

Description

이동통신 환경에서 단말의 초기 접속 요청 메시지를 라우팅하는 방법 및 관련 파라미터 {METHOD, AND ASSOCIATED PARAMETER FOR ROUTING INITIAL ACCESS REQUEST MESSAGE OF TERMINAL IN MOBILE COMMUNICATION}

5G

4G 통신 시스템 상용화 이후 증가 추세에 있는 무선 데이터 트래픽 수요를 충족시키기 위해, 개선된 5G 통신 시스템 또는 pre-5G 통신 시스템을 개발하기 위한 노력이 이루어지고 있다. 이러한 이유로, 5G 통신 시스템 또는 pre-5G 통신 시스템은 4G 네트워크 이후 (Beyond 4G Network) 통신 시스템 또는 LTE 시스템 이후 (Post LTE) 이후의 시스템이라 불리어지고 있다. 높은 데이터 전송률을 달성하기 위해, 5G 통신 시스템은 초고주파(mmWave) 대역 (예를 들어, 60기가(60GHz) 대역과 같은)에서의 구현이 고려되고 있다. 초고주파 대역에서의 전파의 경로손실 완화 및 전파의 전달 거리를 증가시키기 위해, 5G 통신 시스템에서는 빔포밍(beamforming), 거대 배열 다중 입출력(massive MIMO), 전차원 다중입출력(Full Dimensional MIMO: FD-MIMO), 어레이 안테나(array antenna), 아날로그 빔형성(analog beam-forming), 및 대규모 안테나 (large scale antenna) 기술들이 논의되고 있다. 또한 시스템의 네트워크 개선을 위해, 5G 통신 시스템에서는 진화된 소형 셀, 개선된 소형 셀 (advanced small cell), 클라우드 무선 액세스 네트워크 (cloud radio access network: cloud RAN), 초고밀도 네트워크 (ultra-dense network), 기기 간 통신 (Device to Device communication: D2D), 무선 백홀 (wireless backhaul), 이동 네트워크 (moving network), 협력 통신 (cooperative communication), CoMP (Coordinated Multi-Points), 및 수신 간섭제거 (interference cancellation) 등의 기술 개발이 이루어지고 있다. 이 밖에도, 5G 시스템에서는 진보된 코딩 변조(Advanced Coding Modulation: ACM) 방식인 FQAM (Hybrid FSK and QAM Modulation) 및 SWSC (Sliding Window Superposition Coding)과, 진보된 접속 기술인 FBMC(Filter Bank Multi Carrier), NOMA(non orthogonal multiple access), 및SCMA(sparse code multiple access) 등이 개발되고 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 기술이 5G 통신 기술이 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.

5G 통신 기술이 발달함에 따라, 사용자가 5G 망에 초기 접속 시 사용자 단말이 원하는 서비스를 제공하는 네트워크를 빠르게 찾아줌으로써 5G 이동통신 환경에서 효율적인 서비스를 제공하기 위한 방법이 필요하다.

본 발명의 목적은 5G 이동통신 시스템에서 사용자가 5G 망에 초기 접속시, 사용자 단말(UE, User Equipment)이 원하는 서비스를 제공하는 네트워크 노드를 적절히 찾아주기 위한 방법을 제안하는 것이다. 이를 위해 세부적인 제안 기술로, 네트워크 deployment 정보의 관리 방법 및 초기 접속 요청 메시지를 전달하는 방법을 제안한다. 또한, 초기 접속 이후, 사용자 단말에게 제공하는 서비스를 수정할 경우에도, 유사한 방식으로 해당 서비스를 제공하는 네트워크 노드를 찾아줄 수 있다.

본 발명의 다른 목적은 단말의 이동성에 따른 서비스 제어를 하기 위한 Mobility Restriction Area를 할당하고 관리함에 있어서, 단말이 사용하는 Network slice 별로 Mobility Restriction Area를 따로 관리하는 방법을 제안한다. 이동통신사업자는 단말에게 제공하는 서비스 별로 다른 Network Slice를 구성할 수 있으며, 해당 Network Slice 별로 다른 Mobility Restriction Area를 제공할 수 있다. 또한 단말이 Network slice 별로 할당된 Mobility Restriction Area를 고려하여 데이터 서비스를 요청하거나, 5G system의 Core Network에서 단말에게 해당 Network slice에 대한 세션을 수립할 때 mobility Restriction area를 고려하는 동작을 제안한다. 또한 단말이 여러 개의 Network slice를 사용하고 있을 때, 단말의 현재 위치에서 세션을 수립할 수 있는 network slice를 Mobility restriction area 기반으로 알아내고, 세션을 수립하는 동작을 제안한다.

본 발명의 또 다른 목적은 non-3gpp access와 3gpp access가 가능한 단말이 하나의 access를 통해서 5G망에 접속되어있는 상황에서, 다른 access를 통해 5G망에 접속할 때, 나중에 접속하는 access에 대한 AMF를 효과적으로 선택하기 위한 방법으로서 non-3gpp access의 경우 N3IWF을 서비스하는 PLMN과 3gpp access의 경우 단말이 access하는 PLMN과의 관계에 따라서 AMF의 선택이 잘못되는 경우 불필요하게 NAS signaling의 라우팅이 복잡해지는 등의 문제를 하기 위해 알맞은 AMF를 선택하기 위한 방안을 제안한다.

또한, 본 발명의 또 다른 목적은, 기존 LTE의 망 구성에 따르면, 기지국이 MME를 선택하는 과정에서 단말에 GUTI를 할당한 MME의 ID인 GUMMEI를 라우팅 정보로 사용해서 MME를 선택하도록 하고, 또한 이를 위해서 GUTI를 할당한 MME는 해당 단말의 context정보를 계속 가지고 있어야 하므로, MME의 선택이 UE의 정보와 연관성(stickiness or persistence)이 높아서 MME등에 망 업데이트 등 망관리가 힘들어지는 문제가 발생할 수 있는데, 본 발명에서는 상기 UE의 정보와 연관성(stickiness or persistence)을 줄이기 위한 방안을 소개한다.

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, 무선 통신 시스템에서 네크워크 deployment 정보를 관리하고 사용하는 방법을 명시한다. 또한, 해당 네트워크 deployment 정보를 바탕으로 사용자 단말이 원하는 서비스를 제공하는 네트워크 노드를 찾는 방법을 명시한다. 이를 통해, 5G 이동통신 환경에서 효율적인 서비스를 제공할 수 있게 된다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 이동통신 사업자는 각 network slice 별로 다른 mobility restriction area를 할당하여 단말에게 특정 서비스를 제공할 수 있다. 본 발명으로 인하여 단말은 자신이 이용하고 있는 여러 개의 network slice 중 현재 위치에서 세션을 수립하여 데이터를 송수신 할 수 있는 network slice를 mobility restriction area로부터 판단하여 세션 연결을 제어할 수 있다. 본 발명으로 인하여 5G Core Network는 단말이 보낸 Service request에 따른 동작으로 단말이 현재 위치에서 세션을 수립하여 데이터 송수신을 할 수 있는 Network slice를 Mobility Restriction Area로부터 판단하여 동작할 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명을 통해서 단말이 3gpp와 non-3gpp access에 대해서 필요에 따라서, 동일한 AMF를 선택하거나 다른 AMF를 선택하도록 함을 통해서, NAS 메시지의 라우팅 및 데이터 전송이 효율적 경로로 이루어질 수 있게된다.

또한 본 발명의 또 다른 실시예에 따르면 AMF를 선택하는 과정에서 UE의 정보와 연관성(stickiness or persistence) 없어짐에 따라서, AMF관련 망에 대한 가상화 및 AMF 설비 축소/확대등 망관리가 쉬어지게 된다.

도 1a은 본 발명의 일 실시 예에 따른 단말, Radio Access Network, Core Network 구조를 도시하는 도면이다.
도 1b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 Core Network 노드가 정보를 얻어 오는 source 와 정보의 종류를 도시하는 도면이다.
도 1c은 본 발명의 일 실시 예에 따른 Core network 노드가 서로 정보를 교환하는 방법을 도시하는 도면이다.
도 1d는 본 발명의 일 실시 예에 따른 Core network 노드가 각각의 정보를 중앙 서버에 등록하는 방법을 도시하는 도면이다.
도 1e는 본 발명의 일 실시 예에 따른 단말이 보낸 메시지를 RAN을 통해 rerouting 하는 방법을 도시하는 도면이다.
도 1f는 본 발명의 일 실시 예에 따른 단말이 보낸 메시지를 CCNF에게 직접 rerouting 하고 응답을 RAN에게 보내는 방법을 도시하는 도면이다.
도 1g는 본 발명의 일 실시 예에 따른 단말이 보낸 메시지를 CCNF에게 직접 rerouting 하고 응답을 original CCNF를 통해 보내는 방법을 도시하는 도면이다.
도 1h는 본 발명의 일 실시 예에 따른 단말 초기 접속 요청 메시지를 rerouting 하는 플로우를 도시하는 도면이다.
도 1i는 본 발명의 일 실시 예에 따른 core network 노드 정보 register, selection, discovery 플로우를 도시하는 도면이다.
도 1j는 본 발명의 일 실시 예에 따른 NAS 메시지(단말과 core network 간의 프로토콜로 정의한 메시지)를 rerouting하는 플로우를 도시하는 도면이다.
도 2aa 및 2ab는 5G Core Network이 단말에게 할당하는 Network slice 별 Mobility Restriction Area에 대한 정보 구조를 도시하는 도면이다.
도 2b는 단말이 네트워크에 데이터 송수신을 위한 연결을 수립할 때, 단말 내부에서 Network slice 별 Mobility Restriction Area를 확인하여 연결 혹은 실패를 수행하는 동작을 도시하는 도면이다.
도 2c는 5G Core Network가 단말로부터 데이터 송수신을 위한 연결 요청을 받았을 때, Network slice 별 Mobility Restriction Area를 확인하여 연결 수립 혹은 실패를 수행하는 동작을 도시하는 도면이다.
도 3a는 본 발명의 실시 예에 따른 단말이 3gpp access와 non-3gpp access를 통해 접속 때, 3gpp access의 PLMN과 N3IWF의 PLMN이 동일한 경우에 common AMF를 사용하는 셀룰라망 구조의 예를 도시하는 도면이다.
도 3b는 본 발명의 실시 예에 따른 단말이 3gpp access와 non-3gpp access를 통해 접속 때, 3gpp access의 PLMN과 N3IWF의 PLMN이 다를 경우에 각각 다른 AMF를 사용하는 셀룰라망 구조의 예를 도시하는 도면이다.
도 3c는 본 발명의 실시 예에 따른 3gpp access에 접속된 단말이 non-3gpp access를 통해 5G네트워크에 접속할 때 AMF를 선택하는 과정을 도시하는 도면이다.
도 3d는 본 발명의 또다른 실시 예에 따른 3gpp access에 접속된 단말이 non-3gpp access를 통해 5G네트워크에 접속할 때 AMF를 선택하는 과정을 도시하는 도면이다.
도 3e는 본 발명의 실시 예에 따른 non-3gpp access에 접속된 단말이 3gpp access를 통해 5G네트워크에 접속할 때 AMF를 선택하는 과정을 도시하는 도면이다.
도 3f는 본 발명의 또다른 실시 예에 따른 non-3gpp access에 접속된 단말이 3gpp access를 통해 5G네트워크에 접속할 때 AMF를 선택하는 과정을 도시하는 도면이다.
도 4a는 본 발명의 실시 예에 따라, (R)AN노드와 AMF들 사이의 망구조의 예를 도시하는 도면이다.
도 4b는 본 발명의 실시 예에 따라, 단말이 initial NAS메시지를 전송할 때, (R)AN노드가 알맞은 AMF를 선택하는 과정을 도시하는 도면이다.
도 4c는 본 발명의 실시 예에 따라, IDLE모드에 있는 단말에게 paging을 보내기위해 SMF가 AMF를 선택하는 과정을 도시하는 도면이다.

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

또한, 본 발명의 실시예들을 구체적으로 설명함에 있어서, 반송파 결합(carrier aggregation)을 지원하는 Advanced E-UTRA (혹은 LTE-A 라고 칭함) 시스템을 주된 대상으로 할 것이지만, 본 발명의 주요한 요지는 유사한 기술적 배경 및 채널형태를 가지는 여타의 통신 시스템에도 본 발명의 범위를 크게 벗어나지 아니하는 범위에서 약간의 변형으로 적용 가능하며, 이는 본 발명의 기술분야에서 숙련된 기술적 지식을 가진 자의 판단으로 가능할 것이다. 예컨데, 반송파 결합을 지원하는 multicarrier HSPA 에도 본 발명의 주요 요지를 적용 가능하다.

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

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

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

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.

<제1실시예>

본 제1실시예를 기술하는데 있어 슬라이스, 서비스, 네트워크 슬라이스, 네트워크 서비스, 어플리케이션 슬라이스, 어플리케이션 서비스 등이 혼용되어 사용될 수 있다.

도 1a는 이동통신 망의 초기 구성 및 사용자 단말의 초기 접속 구조를 나타낸다. 무선 구간의 첫 번째 노드에 해당하는 RAN은 단말의 접속 유무와 상관없이 CN의 노드와 연결을 갖고 있을 수 있다. 도 1a를 예로 들면, RAN은 CCNF(Common Core Network Function(s))1 및 CCNF2와 각각 연결을 갖고 있다. CCNF는 RAN과 연결되는 CN(Core Network)의 대표 network function으로, 하나의 network function이거나 여러 개의 network functions의 집합일 수 도 있다. 단말이 이동통신 망에 초기 접속을 요청(Initial Attach Request 또는 Initial Access Request)하면, 해당 요청을 받은 RAN은 적절한 CCNF로 해당 메시지를 전달한다. 도 1a를 예로 들면, 단말로부터 초기 접속 요청 메시지를 받은 RAN은 해당 메시지를 CCNF1에게 전달하고, 승인 절차를 거쳐 단말(UE)과 CCNF1 간의 연결이 셋업된다. 자세한 프로시져는 도 1h에서 설명한다.

단말의 초기 접속 요청 메시지를 전달받은 CCNF는 해당 CCNF가 단말이 원하는 서비스를 제공할 수 있는 노드인지 확인한다. 이를 위해 3가지 정보가 사용되며, 도 1b에 도식화되어 있다. CCNF는 단말의 초기 접속 요청 메시지에 포함된 UE 요청 정보와, 이동통신 망의 데이터베이스에 저장된 UE 가입 정보(subscription information)와, 이동통신 망 사업자의 정책(local policy 또는 operator policy 또는 PLMN policy) 정보를 기반으로 해당 CCNF가 단말이 원하는 서비스를 제공할 수 있는 노드인지 확인 및 검증한다. 사업자 정책 정보는 CCNF 가 저장하여 사용하거나, 또는 사용자 정책을 저장한 또 다른 network function(Policy Control Function)에서 가져올 수 있다. UE 요청 정보는 사용자가 원하는 네트워크 슬라이스(서비스) 타입, 어플리케이션 슬라이스(서비스) 타입, 슬라이스(서비스)를 제공하는 서비스 프로바이더, 각 슬라이스(서비스)의 우선순위, 사용자의 위치 정보를 포함할 수 있다. 사용자가 원하는 서비스가 여러 개일 경우, 이를 대표하는 하나의 값을 포함할 수 있다. 이 대표값은 단말, RAN 및 Core network 에 저장되어 있어서 단말이 보낸 하나의 값이 어떤 서비스들에 해당하는지 RAN 과 Core network에서 해석할 수 있다. 이 하나의 값은 단말에 미리 configuration 되어 있거나, 또는 단말이 망에 접속 후 해당 정보를 받아와서 사용할 수 있다. 이 때, 사용자 요청 정보는 사용자가 명시적으로 입력한 정보일 수 도 있고(예를 들면, 사용자가 원하는 서비스), 프로토콜 설계에 따라 자동으로 포함되는 정보일 수 도 있다(예를 들면, 사용자의 위치 정보를 나타내는 tracking area 또는 cell id 정보 등). UE 가입 정보는 사용자 단말이 사용할 수 있는 네트워크 슬라이스(서비스) 타입, 사용자 단말이 사용할 수 있는 어플리케이션 슬라이스(서비스) 타입, 서비스를 제공하는 슬라이스(서비스) 프로바이더, 사용자 단말이 반드시 사용해야 하는 슬라이스(서비스) 타입, 각 슬라이스(서비스) 타입이 제공될 수 있는 지역(영역), 각 슬라이스(서비스) 타입이 제공되면 안 되는 지역(영역), 각 슬라이스(서비스)의 우선순위를 포함할 수 있다. CCNF는 3 가지 정보를 바탕으로 단말에게 제공할 최종 서비스를 결정하게 된다. 망이 confirm한 단말에게 제공할 최종 슬라이스(서비스)는 단말이 보낸 초기 접속 요청 메시지에 포함된 단말 요청 슬라이스(서비스)와 같을 수도 있고, 다를 수도 있다.

초기 접속 요청 메시지를 받은 CCNF가 단말에게 서비스를 제공할 수 있는 적절한 노드인지 검증을 한 결과, 만약 해당 CCNF가 적절하다고 판단되면 단말에게 초기 접속 요청 승낙 메시지(Initial Attach response 또는 Initial Access response)를 보낸다. 초기 접속 요청 승낙 메시지에는 망이 confirm한 단말에게 제공할 최종 서비스 정보가 무엇인지 정보를 포함할 수 있다. 해당 메시지를 받은 단말은 단말의 망 접속 요청이 잘 처리되었음을 알게 되고, 앞으로 어떤 서비스를 이용할 수 있는지 알게된다. 만약 해당 CCNF가 적절하지 않은 경우, 단말에게 서비스를 제공할 수 있는 다른 적절한 CCNF를 찾아야 한다. 다른 CCNF를 찾는 방법은 두 가지가 있으며, 도 1c와 도 1d가 각각의 방법을 도식화한다.

CCNF가 다른 CCNF를 찾기 위해서는 다른 CCNF가 각각 어떤 서비스를 제공하는지 알아야 한다. 도 1c는 망에 여러 CCNF가 존재하고, 각 CCNF가 서로 직접 정보를 교환하여 각각의 CCNF가 제공하는 기능 정보를 아는 방법이다. 이 때, 각 CCNF 간의 연결은 direct 연결일 수 도 있고, 다른 network function을 통한 indirect 연결일 수도 있다. 만약 특정 CCNF가 제공하는 기능이 변경되었을 경우 다른 CCNF에게 알려줘야 한다 즉, 만약 CCNF2가 서비스 1과 서비스 2를 제공하다가 서비스 3을 추가로 제공하게 되었다면, 이 정보를 CCNF2와 연결된 주변의 CCNF인 CCNF1, CCNF3, CCNF4에게 각각 알려줘야 한다. 해당 정보를 받은 CCNF들은 각각 관리하고 있는 주변 CCNF 정보를 업데이트한다. 정보를 알려주는 방식은 메시지를 보낼 수도 있고, event-subscription 방식을 사용할 수 도 있다. 예를 들면, 사용자 단말의 초기 접속 메시지를 받은 CCNF1이 도 1b의 검증 과정을 통해, 단말에게 제공할 최종 서비스를 지원할 수 있는 적합한 CCNF가 아니라고 판단했을 경우, CCNF1 이 관리하고 있는 다른 CCNF 정보를 바탕으로 CCNF 2가 해당 최종 서비스를 지원 가능함을 판단할 수 있다.

반면, 도 1d는 각각의 CCNF가 직접 정보를 교환하는 방식이 아니라, 중앙 서버에게 각각의 제공 기능을 등록하는 방식이다. 예를 들면, CCNF1, CCNF2, CCNF3, CCNF4는 각각 중앙 서버(NRF, Network Function Repository)에게 자신의 제공 기능을 등록한다. 이 방법을 이용할 경우, CCNF는 서로 주변 CCNF 의 기능을 몰라도 된다. 다른 CCNF 를 찾는 과정을 설명하면, 사용자 단말의 초기 접속 메시지를 받은 CCNF1이 도 1b의 검증 과정을 통해, 단말에게 제공할 최종 서비스를 지원할 수 있는 적합한 CCNF가 아니라고 판단했을 경우, 해당 최종 서비스를 지원할 수 있는 적합한 CCNF가 무엇인지 NRF에게 물어본다. NRF는 등록된 CCNF 의 정보를 바탕으로 CCNF 2가 적합한 노드임을 결정하고, CCNF1에게 CCNF2 의 정보를 제공한다.

지금까지의 과정을 통해 최종 서비스를 제공할 수 있는 적절한 CCNF를 찾게 되었고, CCNF1은 단말로부터 받은 초기 접속 요청 메시지를 CCNF2에게 전달해야 한다. 전달하는 방법은 3가지가 가능하며, 각각의 방법은 도 1e, 도 1f, 도 1g에 도식화되어 있다.

도 1e는 RAN을 통해 단말의 요청 메시지를 CCNF1이 CCNF2에게 전달하는 방법이다. CCNF1은 RAN에게 Redirection 요청 메시지를 전송한다. Redirection 요청 메시지는 CCNF2의 정보를 포함하고, 단말에게 받은 최초 요청 메시지(예를 들면, Initial Attach request)를 포함할 수 있다. 해당 redirection 메시지를 받은 RAN은 CCNF2 정보를 이용하여, CCNF2에게 단말의 최초 요청 메시지를 전달한다. 해당 메시지를 받은 CCNF2는 메시지를 처리하고, UE에게 응답메시지(예를 들면, Initial Attach response)를 보낸다.

도 1f는 CCNF1이 CCNF2에게 직접 메시지를 전송하는 방법이다. CCNF1은 CCNf2에게 Redirection 요청 메시지를 전송한다. Redirection 메시지는 UE와 연결된 RAN의 terminating point 정보(예를 들면, NG2 signaling Id)를 포함하고, 단말에게 받은 최초 요청 메시지를 포함할 수 있다. 해당 메시지를 받은 CCNF2는 메시지를 처리하고, RAN의 terminating point 정보를 사용하여 해당 지점으로 UE에게 응답 메시지를 보낸다.

도 1g는 도 1f와 유사하게 CCNF1이 CCNF2에게 직접 메시지를 전송하는 방법이다. 도 1f와 차이점은 CCNF2가 응답 메시지를 보낼 때, CCNF1을 거쳐 보낸다는 것이다. CCNF2가 보내는 Redirection 요청 메시지는 단말에게 받은 최초 요청 메시지를 포함한다. 해당 메시지를 받은 CCNF2는 메시지를 처리하고, CCNF1에게 응답메시지를 보낸다. 이 때, 향후 CCNF2가 RAN과 통신하게 될 terminating point 정보를 포함할 수 있다. 응답 메시지를 받은 CCNF1은 해당 메시지를 RAN에게 전달한다. 이 때, CCNF2가 향후 RAN가 통신하게 될 terminating point 정보도 함께 전달될 수 있다. RAN은 응답메시지를 단말에게 전달하고, CCNF2 terminating point 정보를 이용하여, CCNF2와 연결을 맺을 수 있다.

즉, CCNF1은 도 1e, 도 1f, 도 1g 3 개 중 하나의 방법을 사용하여 CCNF2에게 메시지를 전달하게 된다. 도 1h는 지금까지 기술한 실시예의 전체 프로시져를 도식화한다. 사용자 단말은 망에 최소 접속 시, 최초 접속 요청 메시지를 보낸다. 해당 메시지는 단말이 원하는 서비스 타입(NSSAI) 등의 정보를 포함한다. 메시지를 받은 RAN은 NSSAI 정보를 바탕으로 적절한 CCNF1을 선택하여 메시지를 전달한다. 이 과정은 도 1a 설명에서 기술하였다. CCNF1은 단말이 해당 PLMN에 접속할 수 있는 단말인지 인증한다. 인증이 성공하면, 해당 단말이 어떤 서비스를 사용할 수 있는지 인증한다. 또한, 단말이 요청한 서비스 정보와 가입 정보, 사업자 정책 정보를 기반으로 최종 제공 서비스를 결정한다. 이 과정은 도 1b 설명에서 기술하였다. CCNF1이 최종 제공 서비스를 제공할 수 있는지는 판단한다. 만약 제공할 수 있다면, CCNF1은 RAN에게 Initial attach response를 보내고, 스텝 5~7은 스킵한다. Initial attach response는 최종 제공 서비스 정보인 Accepted NSSAI가 포함될 수 있다. 만약 CCNF1이 최종 제공 서비스를 제공할 수 없는 노드라면, 최종 제공 서비스를 제공할 수 있는 CCNF 를 찾아야 한다(스텝 5). 찾는 방법은 CCNF1이 갖고 있는 정보를 바탕으로 결정할 수 있고(도 1c), 또는 NRF를 이용하는 방법으로 결정할 수 있다(도 1d). 도 1c의 방법은 CCNF1 스스로 결정하는 것이므로, 추가 메시지 플로우가 없다. 도 1d의 방법에 대한 구체적인 메시지 플로우를 도 1i에 도식화하였다. 선행적으로 각각의 CCNF들은 자신의 서비스 제공 capability를 중앙의 서버인 NRF에게 등록한다. NRF는 각 CCNF의 정보(profile)를 저장하고 관리한다. 만약 CCNF가 자신의 capability가 변동되었을 경우, NRF에게 업데이트 메시지를 보내어 NRF에서 관리하는 capability 정보를 최신으로 유지하도록 하게 한다. CCNF1은 NRF에게 NF request 메시지를 보낸다. 해당 메시지는 CCNF1이 찾길 원하는 CCNF의 요구되는 기능이 포함되어 있다. NRF는 CCNF 프로파일 정보를 기반으로, CCNF1이 원하는 CCNF를 찾아서(이 실시예의 경우, CCNF2) 해당 정보를 NF response 에 담아서 보낸다. NF 정보는 해당 노드의 주소(예를 들어, IP 주소 또는 URL 정보)이거나, 해당 capability를 갖고 있는 동일한 타입의 노드 그룹의 주소(예를 들어, 그룹을 대표하는 IP 주소 또는 URL 정보), 그룹 ID일 수 있다. CCNF1은 NRF에게 보낸 정보를 일정 기간 동안 저장하여 해당 정보의 가치가 expired 되기 전까지 재사용할 수 있다. 즉, 동일한 capability를 갖는 동일한 타입의 노드 정보가 필요할 경우, NRF에게 묻지 않고, 저장한 정보를 사용할 수 있다. 또한, 스텝 3~4와 스텝 6~7이 optional하게 발생할 수 있다. 스텝3는 NRF가 CCNF1에게 응답(스텝5)을 하기 전에, CCNF2가 해당 서비스를 제공할 수 있는지 한번 더 확인하는 과정이다. 스텝 3 메시지에 요청하는 capability를 포함하여 전달 할 수 있다. 또는 요청하는 capability를 포함하지 않고, 어떤 capability가 있는지 물어볼 수 있다. 쿼리에 대한 응답으로 CCNF는 스텝 4메시지에 자신이 갖고 있는 capability 정보를 포함하거나, 또는 스텝 3에서 요청한 capability의 유무를 담아서 보낼 수 있다. 스텝 6은 NRF가 CCNF2에게 CCNF1이 접속을 할 수도 있음을 알려주는 것이다. 스텝 6에는 CCNF1 정보와 인증을 위한 토큰이 포함될 수 있다. 이를 위해 스텝 5에도 토큰 정보가 포함될 수 있다. CCNF1은 향후 CCNF2에 접속할 때 해당 토큰을 포함하여 메시지를 보낼 수 있다. 그러면 CCNF2는 NRF에게 미리 받은 토큰 정보와 비교하여 CCNF1이 인증받은 노드이고, 서비스를 제공해도 되는 노드임을 인증하여 통신을 할 수 있게 된다.

도 1h의 스텝 6에 해당하는 message redirection은 3가지 방법이 가능하며, 각 방법을 도 1e, 도 1f, 도 1g에서 설명하였다. 도 1j는 자세한 메시지 플로우를 도식화한다. 도 1j의 (A)는 도 1e에서 설명한 RAN을 통한 reroute 방법이다. 도 1j의 (A)의 스텝 1에 포함되는 값은 RAN이 메시지를 reroute 해야 할 노드인 CCNF2의 정보를 포함한다. CCNF2 정보는 CCNF2의 주소 또는 id일 수도 있고, CCNF2가 속한 그룹의 주소 또는 아이디일 수 있다. RAN은 이 정보를 바탕으로 RAN과 연결된 CCNF2를 검색하여 메시지를 rerouting한다. 또한, 단말로부터 받은 NSSAI가 eg 1h의 스텝 3에서 변경되었다면, 변경된 NSSAI가 포함될 수 있다. 또한, 도 1h의 스텝 3을 수행했다면, 해당 단말이 인증되었음을 나타내는 security 정보도 스텝1에 포함될 수 있다. 부가적으로 단말 정보와 가입자 정보 등이 포함될 수 있다. RAN은 스텝 2에서 메시지를 CCNF2에게 전송한다. 만약 보안 정보가 포함되어 있다면, CCNF2는 해당 단말이 이미 인증되었음을 확인하고, 추가 인증을 하지 않을 수 있다. CCNF2는 단말 요청 메시지(NAS request, 스텝 2)를 받고, 처리하고 필요하다면 스텝 3에서 RAN에게 보내는 메시지에 NAS response를 포함하여 RAN에게 보낸다. 스텝 3은 도 1h의 스텝 7에 해당한다. 도 1h의 경우, NAS response가 initial attach response가 된다. (B)는 도 1f에 해당한다. CCNF1은 CCNF2에게 바로 reroute 메시지를 전송한다. 스텝 1 메시지는 RAN의 terminating point 정보를 포함할 수 있다. 또한, 단말로부터 받은 NSSAI가 eg 1h의 스텝 3에서 변경되었다면, 변경된 NSSAI가 포함될 수 있다. 스텝 2는 도 1h의 스텝 7에 해당한다. (C)는 도 1g에 해당한다. 단말로부터 받은 NSSAI가 eg 1h의 스텝 3에서 변경되었다면, 변경된 NSSAI가 스텝 1 메시지에 포함될 수 있다. Reroute message를 받은 CCNF2는 응답을 CCNF1에게 보내며(스텝2), CCNF1이 RAN에게 포워딩한다(스텝3). (C)의 경우, 도 1h의 스텝 7은 일어나지 않는다.

단말 초기 접속 시, RAN은 단말이 제공한 정보를 기반으로 적절한 CCNF를 찾아준다. 만약 RAN이 잘못된 CCNF를 찾았다면, RAN이 저장하고 있는 routing 정보가 잘못되었다는 것을 의미하며, 해당 정보를 업데이트할 필요가 있다. RAN 정보 업데이트를 위한 필요 정보는 도 1j (A)의 스텝 1에 포함될 수 있다. 또는 도 1j (A)의 스텝 3에 포함될 수 있다. 또는 도 1j (B)의 스텝 2에 포함될 수 있다. 또는 도 1j (B)의 스텝 2와, 3에 포함되어 RAN에 전달될 수 있다. 또는 지금까지 기술한 플로우와 별도의 메시지를 사용하여 CCNF가 RAN에게 보낼 수 있다. 해당 정보는 단말이 요청하는 정보인 NSSAI와 해당 NSSAI를 지원하는 CCNF의 ID 맵핑, 또는 NSSAI와 CCNF 그룹 ID의 맵핑 정보이다. 해당 정보를 받은 RAN은 관리하는 라우팅 테이블을 그에 맞게 업데이트한다.

<제2실시예>

본 제2실시예를 구체적으로 설명함에 있어서, 3GPP가 5G 네트워크 규격을 정한 무선 접속망, 코어 망인 New RAN(NR)과 패킷 코어(5G system core network, 혹은 5G core network, 줄여서 5G CN)를 주된 대상으로 할 것이지만, 본 발명의 주요한 요지는 유사한 기술적 배경을 가지는 여타의 통신 시스템에도 본 발명의 범위를 크게 벗어나지 아니하는 범위에서 약간의 변형으로 적용 가능하며, 이는 본 발명의 기술 분야에서 숙련된 기술적 지식을 가진 자의 판단으로 가능할 것이다.

이하 설명의 편의를 위하여, 3GPP(3rd Generation Partnership Project Long Term Evolution) 규격에서 정의하고 있는 용어 및 명칭들이 일부 사용될 수 있다. 하지만, 본 발명이 상기 용어 및 명칭들에 의해 한정되는 것은 아니며, 다른 규격에 따르는 시스템에도 동일하게 적용될 수 있다.

본 실시예에 등장하는 엔티티들의 설명은 다음과 같다.

단말(UE)은 RAN(Radio Access Network)과 연결되어 5G의 핵심 망 장치의 Mobility Management Function을 수행하는 장치에 접속한다. 본 발명에서 이 장치는 CCNF(Common Control Network Function)로 대체될 수 있으며, CCNF는 Mobility Management와 단말 인증 역할을 수행한다. 본 발명에서는 이를 AMF(Access and Mobility management Function)으로 부를 것이다. 이는 RAN의 access와 단말의 Mobility management를 모두 담당하는 Function 혹은 장치를 지칭할 수 있다. CCNF는 AMF를 포함하는 포괄적 개념의 Network function 혹은 장치이다. AMF 혹은 이를 포함하는 CCNF는 SMF(Session Management Function)로 단말에 대한 Session 관련 메시지를 라우팅하는 역할을 한다. CCNF는 SMF와 연결되고, SMF는 UPF(User Plane Function)와 연결하여 단말에게 제공할 사용자 평면 Resource를 할당하여, 기지국과 UPF사이에 데이터를 전송하기 위한 터널을 수립한다. 본 발명에서 AMF로 지칭하는 것은 단말에 대한 Mobility Management을 제공하는 핵심 망 장치, 즉 CCNF 혹은 다른 명칭을 가진 단말의 NAS 메시지를 수신하는 장치를 의미할 수 있다. 편의 상 발명에서는 AMF(Access Mobility management Function)으로 칭하겠다.

Network slice instance는 CCNF와 SM, UPF로 이루어진, 네트워크가 제공하는 하나의 서비스를 의미한다. 예를 들어, 이동통신사업자가 광대역 통신 서비스를 지원하는 경우, 광대역 통신을 위한 요구사항을 만족하는 네트워크 서비스를 정의하고, 이를 Network Slice Instance로 구성하여 서비스를 제공한다. 이동통신사업자가 IoT 서비스를 지원하는 경우, IoT 서비스를 위한 요구사항을 만족하는 네트워크 서비스를 정의하고, 이를 IoT용 network Slice Instance로 구성하여 서비스를 제공한다.

4G는 4세대 이동통신을 의미하며, LTE로 불리는 Radio Access Network 기술과 EPC(Evolved Packet Core)로 불리는 핵심 망 기술로 구성된다. 5G는 5세대 이동통신을 의미한다. 5G의 Radio Access Network 기술은 NG-RAN(Next Generation RAN)이라 칭하고, 핵심망 기술은 5G System Core라 칭하겠다.

Mobility Restriction Area라 함은, 단말의 위치에 따라 세션을 수립하여 데이터를 주고 받을 수 있는 allowed area, 세션을 수립할 수 없으며 제어 시그널링만 가능한 non-allowed area, 그리고 모든 이동통신 서비스가 불가능한 forbidden area로 구성된 area 정보들의 집합을 의미한다. 이동통신사업자는 단말에게 제공하는 서비스 별로 다른 Network Slice를 구성할 수 있으며, 해당 Network Slice 별로 다른 Mobility Restriction Area를 제공할 수 있다. 예를 들어 Mobile Broadband 서비스와 IoT 서비스를 제공하는 이동통신 사업자는 두 서비스를 각각 다른 Network slice로 구성하여 서비스를 제공할 수 있다. 이동통신 사업자는 Mobile Broadband를 위해서는 Mobility Restriction Area를 통해서 넓은 지역에서 단말이 서비스를 받을 수 있도록 제한할 수 있고, IoT를 위해서는 특정 지역에서 단말이 데이터 송수신 서비스를 받을 수 있도록 Mobility Restriction area를 적용할 수 있다.

[제2-1실시예]

도 2aa 및 2ab는 5G Core Network이 단말에게 할당하는 Network slice 별 Mobility Restriction Area에 대한 정보 구조를 나타낸 도면이다.

5G Core Network은 단말에게 Mobility Restriction Area 정보를 할당한다. 이는 가입자 정보에 포함되어 있을 수 있고, Policy function에 포함되어 있을 수 있다. 이 정보는 단말이 접속한 AMF로 전달되고, AMF는 단말에게 NAS procedure를 통해서 전달하게 된다. 따라서 단말과 AMF는 같은 Mobility Restriction Area 정보를 갖는다.

도 2aa 및 2ab는 Mobility Restriction Area를 구성하는 방법으로 Type 1과 Type2 를 나타내고 있다. 우선 Type 1에 대해서 설명한다.

Type 1은 Mobility Restriction Area를 구성함에 있어서 Network slice를 나타내는 Network Slice information 노드의 세부 노드로 Allowed area list, non-allowed area list, forbidden area list로 구성되어 있다. Network Slice information는 단말이 사용할 수 있도록 5G core network에서 허용한 Network Slice에 대한 정보가 담긴다. 예를 들어 NSSAI(Network Slice Selection Assistant Information)가 담길 수 있다. 5G system에서 허용한 NSSAI라하여 Accepted NSSAI라 불릴 수도 있다. 또 다른 예로 단말이 사용 가능 하도록 허가 받은 Network slice를 지칭하는 Index 값일 수 있다. 예를 들어 단말이 Mobile Broadband에 대한 Network slice를 사용할 수 있도록 허가 받았고, 이에 대한 Index를 1이라고 5G system이 나타내었다면, 상기 Network Slice information에는 1이라는 index가 담길 수 있고, 단말은 5G system으로부터 수신한 Index와 Mobile Broadband에 대한 mapping을 보고 어떤 Network slice를 지칭하는 것인지 알 수 있다. Network slice information의 세부 노드로 존재하는 Allowed area list, Non-allowed area list, Forbidden area list는 하나 혹은 그 이상의 area 정보 노드로 구성된다. Area 정보 노드는 5G system에서 단말을 관리할 수 있는 Location 정보값을 가질 수 있다. 예를 들어 단말의 위치를 파악하고 이동성 및 서비스 관리를 위한 기본 단위인 Tracking Area에 대한 정보값인 TAI(Tracking Area Identifier)일 수 있다. 또는 단말이 현재 무선으로 접속하고 있는 Cell의 ID인 Cell ID일 수 있다. 또는 GPS 값일 수 있다.

Type 2는 Mobility Restriction Area를 구성함에 있어서 Allowed area list, non-allowed area list, forbidden area list의 노드로 구성되고, 각 allowed area list, non-allowed area list, forbidden area list는 하나 혹은 그 이상의 area information과 network slice information이라는 세부 노드로 구성 된다. 이 구성은 각 area 별, 즉 allowed area, non-allowed area, forbidden area 별로 사용 가능한 network slice 정보가 세부 노드로 있는 구조이고, 특정 area에서 사용가능한 network slice information이 여러 개일 수 있으므로, 각 area information 당 하나 혹은 그 이상의 network slice information으로 구성될 수 있다. Network Slice information는 단말이 사용할 수 있도록 5G core network에서 허용한 Network Slice에 대한 정보가 담긴다. 예를 들어 NSSAI(Network Slice Selection Assistant Information)가 담길 수 있다. 5G system에서 허용한 NSSAI라하여 Accepted NSSAI라 불릴 수도 있다. 또 다른 예로 단말이 사용 가능 하도록 허가 받은 Network slice를 지칭하는 Index 값일 수 있다. 예를 들어 단말이 Mobile Broadband에 대한 Network slice를 사용할 수 있도록 허가 받았고, 이에 대한 Index를 1이라고 5G system이 나타내었다면, 상기 Network Slice information에는 1이라는 index가 담길 수 있고, 단말은 5G system으로부터 수신한 Index와 Mobile Broadband에 대한 mapping을 보고 어떤 Network slice를 지칭하는 것인지 알 수 있다. Area 정보 노드는 5G system에서 단말을 관리할 수 있는 Location 정보값을 가질 수 있다. 예를 들어 단말의 위치를 파악하고 이동성 및 서비스 관리를 위한 기본 단위인 Tracking Area에 대한 정보값인 TAI(Tracking Area Identifier)일 수 있다. 또는 단말이 현재 무선으로 접속하고 있는 Cell의 ID인 Cell ID일 수 있다. 또는 GPS 값일 수 있다.

도 2b는 도 2aa 및 2ab 의 mobility restriction area 정보를 바탕으로 단말이 세션을 수립하기 위한 내부 동작을 나타낸 도면이다.

단말은 기지국과 무선 연결이 없고, 5G system과 제어 시그널링을 위한 연결이 없을 때 IDLE 모드에 있게 된다. 단말의 어플리케이션에서 데이터 연결이 필요하면, Operating system(예: 안드로이드, iOS)의 Connection management API를 통해 단말의 NAS layer로 데이터 송수신을 위한 PDU(Packet Data Unit) Session 연결을 요청하게 된다. PDU session은 IPv4, IPv6, 혹은 IP가 아닌 다른 형식의 프로토콜을 사용한 연결을 의미할 수 있다. 단말의 NAS layer는 PDU session 연결 요청이 있었으면, Network Slice 별 Mobility Restriction Area를 확인하기 위하여 3가지를 확인한다.

1. 단말은 PDU session 연결을 요청한 어플리케이션과 연관된 Network slice를 확인한다. 이는 PDU session 연결을 요청한 어플리케이션이 연결을 요청하면서 전달한 Network slice type (예: eMBB - enhanced Mobile BroadBand, ULRC - Ultra low Latency and Reliable Communication) 을 확인하거나, 어플리케이션이 전달한 Tenant ID (예: Youtube, Netflix등 특정 network slice를 사용하도록 이동통신사업자로부터 승인 받은 3^rd party application을 위한 network slice 정보)를 확인하여 판단할 수 있다. PDU 연결 요청과 연관된 Network slice와 현재 단말이 사용 가능하도록 5G Core Network로부터 허가받은 Network slice 정보를 비교하여, NAS layer는 어떤 network slice를 사용할지 판단할 수 있다. 만약 어플리케이션으로부터 전달받은 정보가 없다면, 혹은 어플리케이션이 제공한 정보로 판단할 수 있는 정보가 없다면 단말이 5G Core Network으로부터 허가 받은 Network slice 정보만 확인하여 사용 가능한 모든 network slice에 대한 연결 수립 동작을 수행할 수 있다.

2. 단말은 도 2aa 및 2ab와 같이 구성된 Mobility Restriction Area 정보를 확인한다.

3. 단말은 현재 자신이 머무르고 있는 위치에서 5G network이 제공하는 위치 정보를 확인한다. 이는 TAI가 될 수도 있고, Cell ID가 될 수도 있으며, 둘 다 될 수도 있다.

1,2,3은 특정한 순서를 지칭하진 않으며, 1,2,3 중 어느 하나가 먼저 수행될 수도 동시에 수행될 수도 있다.

1,2,3의 정보를 확인한 단말은 1에서 파악한 현재 요청받은 PDU session이 사용할 Network slice 혹은 단말이 사용 가능한 Network slice에 대해서, 3에서 파악한 현재 위치에서, 2에서 파악한 Mobility Restriction area 중 allowed area, non-allowed area, forbidden area 중 어디에 속하는지 판단한다. 예를 들어 도 2b의 type 1에 대한 예로, 1에서 파악한 network slice 정보에 대해서 2에서 파악한 mobility restriction area 정보에서 그 network slice에 대한 allowed area/non-allowed area/forbidden area를 파악하고, 그 뒤 3에서 파악한 현재 위치가 특정 network slice에 대한 Mobility restriction area 중 allowed area에 있는지 non-allowed area에 있는지 forbidden area에 있는지 판단한다. 혹은 도 2b의 type 2에 대한 예로, 3에서 파악한 현재 위치에 대해서 2에서 파악한 Mobility restriction area 의 allowed area/non-allowed area/forbidden area 중 어디에 속하는 지 판단한 후, 그 area에 대한 network slice 정보를 확인한 뒤, 이를 1에서 확인한 network slice 정보와 비교하여 현재 위치에서 해당 network slice에 대해서 PDU session 연결 요청이 가능한지 판단한다.

If YES: 상기 판단 절차를 통해서 현재 위치가 단말이 요청한 혹은 단말이 사용 가능한 network slice에 대해서 mobility restriction area 중 allowed area에 속해 있다면 단말의 NAS layer는 5G system으로 PDU session 연결 요청을 위해서 보낼 메시지를 만든다. 그 뒤 그 메시지를 AMF로 보내게 된다. 예를 들어 Service request 메시지가 될 수 있다. 그 뒤 AMF로부터 응답을 받으면서 기지국과 DRB(Data Radio Bearer)를 수립하고, OS의 Connection management API에 연결이 수립되었음을 알리고 데이터 전송을 시작한다. 만약 NAS layer가 판단한 현재 사용 가능한 network slice에 대해서 AMF가 하나 혹은 그 이상의 network slice에 대해서 PDU session 연결이 수립되지 않는다는 응답을 보냈다면, 혹은 AMF가 NAS layer가 판단한 현재 사용 가능한 network slice 중 일부의 network slice에 대한 PDU session 연결만 수립하도록 응답을 했다면, 단말의 NAS layer는 PDU session이 연결되지 않은 Network slice를 사용하려는 어플리케이션에 대해서 연결을 맺을 수 없다는 실패 메시지를 보낼 수 있다.

If NO: 혹은 상기 판단 절차를 통해서 현재 위치가 단말이 요청한 혹은 단말이 사용 가능한 network slice에 대해서 mobility restriction area 중 allowed area에 속해있지 않다면, 즉 non-allowed area이거나 forbidden area라면, 단말의 NAS layer는 PDU session 연결 요청 작업이 실패했다고 판단한다. 그 후 단말의 NAS layer는 OS의 Connection management API에 연결 요청 실패와 그 이유를 전달한다. 이유로는 non-allowed area 혹은 forbidden area에 있어서 해당 연결을 사용할 수 없다는 값을 전달할 수 있다.

도 2c는 도 2aa 및 2ab의 mobility restriction area 정보를 바탕으로 AMF가 단말에게 PDU 세션을 수립하기 위한 내부 동작을 나타낸 도면이다.

AMF는 단말로부터 PDU session 수립을 요청하는 메시지, 예를 들어 Service request 메시지를 수신한다. AMF는 단말이 보낸 Service request 메시지에 있는 단말의 현재 위치 정보, 예를 들어 TAI나 Cell ID를 확인한다. 만약 Service request 메시지에 단말의 현재 위치정보가 존재하지 않는다면, 상기 메시지를 포워딩해준 RAN node로부터 전달받은 위치정보, 예를들어 TAI나 Cell ID를 보고 확인한다.

AMF는 Service request 메시지에 있는 단말의 식별자를 보고, 자신이 관리하고 있는 단말의 Context를 확인한다.

AMF는 단말의 Context에서 단말이 사용 가능한 network slice를 확인하고, 단말에게 할당된 Mobility Restriction Area를 확인한다.

AMF는 상기 Service request 메시지 수신 절차를 통해 확인한 단말의 현재 위치에 대하여, 도 2b의 type 1에 대한 예로, 단말이 사용 가능한 network slice 정보에 대해서 mobility restriction area 정보에서 그 network slice에 대한 allowed area/non-allowed area/forbidden area를 파악하고, 그 뒤 상기 service request 수신 절차를 통해 확인한 단말의 현재 위치가 특정 network slice에 대한 Mobility restriction area 중 allowed area에 있는지 non-allowed area에 있는지 forbidden area에 있는지 판단한다. 혹은 도 2b의 type 2에 대한 예로, 상기 service request 수신 절차에서 파악한 단말의 현재 위치에 대해서 단말에게 할당된 Mobility restriction area 의 allowed area/non-allowed area/forbidden area 중 어디에 속하는 지 판단한 후, 그 area에 대한 network slice 정보를 확인한 뒤, 이를 단말 Context에 있는 단말이 사용 가능한 network slice 정보와 비교하여 현재 위치에서 해당 network slice에 대해서 PDU session 연결 요청이 가능한지 판단한다. 단말의 현재 위치가 allowed area에 해당한다면, PDU Session 연결 요청이 가능하다고 판단한다. 상기에서 PDU session 연결 요청이란 기존에 단말에게 할당했던 PDU Session을 다시 활성화 시키는 동작도 포함한다.

If YES: AMF는 단말이 사용 가능한 다른 network slice에 대해서도 상기 판단 절차를 반복 수행한다. 단말이 사용 가능한 network slice에 대해서 모두 판단 절차를 거쳤다면, AMF는 확인된 network slice에서 PDU session 수립 절차를 수행할 것임을 결정한다. 그 후 AMF는 해당 network slice를 지원하는 SMF로 PDU session 수립을 요청하는 메시지를 전달한다. 그리고 PDU session 수립을 위한 남은 절차를 수행한다. AMF는 단말에게 Service request에 대한 다음 절차로 NAS 메시지를 전송할 때, 즉 PDU session 수립에 대한 메시지를 전달할 때, 어떤 network slice가 해당 지역에서 사용 가능하도록 허가 되었는지 Network slice 정보 - 즉 NSSAI나 Network slice를 지칭하는 index 값을 포함하여 단말에게 전달할 수 있다.

If NO: AMF는 단말이 사용 가능한 다른 network slice에 대해서도 상기 판단 절차를 반복 수행한다. 만약 단말이 사용 가능한 network slice에 대해서 현재 위치가 allowed area라고 판단되는 network slice가 없다면, AMF는 단말에게 PDU session을 제공해줄 수 없다고 판단할 수 있다. 따라서 AMF는 Service request에 대한 거절 메시지를 구성할 수 있다. 그 뒤 AMF는 단말에게 Service request에 대한 거절 메시지를 그 이유와 함께 전달한다. 이유에 해당하는 정보는 단말이 non-allowed area에 있다거나 forbidden-area에 있다거나, 아니면 일반적인 의미로 단말이 해당 지역에서 그 network slice에 대한 PDU session을 수립할 수 없다는 값을 가질 수 있다. AMF는 상기 거절 메시지에 거절된 network slice 정보를 포함할 수 있다. AMF는 만약 SMF가 단말로 보낼 downlink data가 있어서 AMF에게 단말을 paging 해줄 것을 요청하였고, 이에 대한 응답으로 단말의 service request 수행 절차가 수행되었을 경우, 단말의 현재 위치에서 해당 SMF가 서비스해줄 수 있는 Network slice가 없으므로, SMF로 단말의 PDU session 수립이 불가능하다는 메시지를 보낼 수 있다. 이 때 단말이 non-allowed area에 있다거나 forbidden-area에 있다거나, 아니면 일반적인 의미로 단말이 해당 지역에서 그 network slice에 대한 PDU session을 수립할 수 없다는 값을 함께 전달할 수 있다.

<제3실시예>

본 제3실시예를 구체적으로 설명함에 있어서 사용되는 접속 노드(node)를 식별하기 위한 용어, 망 객체(network entity)들을 지칭하는 용어, 메시지들을 지칭하는 용어, 망 객체들 간 인터페이스를 지칭하는 용어, 다양한 식별 정보들을 지칭하는 용어 등은 설명의 편의를 위해 예시된 것이다. 따라서, 본 발명이 후술되는 용어들에 한정되는 것은 아니며, 동등한 기술적 의미를 가지는 대상을 지칭하는 다른 용어가 사용될 수 있다.

이하 설명의 편의를 위하여, 본 발명은 5G 시스템에 대한 규격에서 정의하는 용어와 명칭들을 사용한다. 하지만, 본 발명이 상기 용어 및 명칭들에 의해 한정되는 것은 아니며, 다른 규격에 따르는 시스템에도 동일하게 적용될 수 있다. 또한, non-3gpp access는 WiFi를 통한 access를 포함하여 5G를 통한 access를 제외한 다른 access에 대해서도 동일하게 적용될 수 있다.

도3a는 본 발명의 실시 예에 따른 단말이 3gpp access와 non-3gpp access를 통해 접속 때, 3gpp access의 PLMN과 N3IWF의 PLMN이 동일한 경우에 common AMF를 사용하는 셀룰라망 구조의 예를 도시한다.

도 3a을 참고하면, 단말이 3gpp access 즉 5G RAN을 통해서 5G 코어네트워크에 접속하는 동시에, 단말이 non-3gpp access를 통해서 5G 코어네트워크에 접속을 할 때, 이를 위해 단말이 선택한 N3IWF이 3gpp access와 동일한 PLMN에 있는 경우 동일한 common AMF를 선택하는 경우로서, 어떻게 common AMF를 선택하는 지에 대한 상황은 추후에 설명하도록 한다.

여기서, N3IWF은 non-3gpp access와 5G코어네트워크의 원활한 연동을 위해서 정의하는 5G 코어네트워크 장비로서, non-3gpp access를 통해서 송수신되는 NAS메시지 또는 data를 forwarding하는 역할을 담당하는 entity로서 ngPDG라고 부르기도 한다.

도3b는 본 발명의 실시 예에 따른 단말이 3gpp access와 non-3gpp access를 통해 접속 때, 3gpp access의 PLMN과 N3IWF의 PLMN이 다를 경우에 각각 다른 AMF를 사용하는 셀룰라망 구조의 예를 도시한다.

도 3b을 참고하면, 단말이 3gpp access 즉 5G RAN을 통해서 5G 코어네트워크에 접속하는 동시에, 단말이 non-3gpp access를 통해서 5G 코어네트워크에 접속을 할 때, 이를 위해 단말이 선택한 N3IWF이 3gpp access와 다른 PLMN에 있는 상황 등 서로 다른 AMF를 선택하는 경우로서, 어떻게 AMF를 선택하는 지에 대한 상황은 추후에 설명하도록 한다.

도3c는 본 발명의 실시 예에 따른 3gpp access에 접속된 단말이 non-3gpp access를 통해 5G네트워크에 접속할 때 AMF를 선택하는 과정을 도시한다.

단말(3c-01)이 5G 네트워크에 성공적으로 registration을 했을 때, 해당 serving AMF(3c-03)으로부터 단말에 대한 temporary UE ID를 할당 받게된다(단계 3c-11). 여기서 temporary UE ID는 단말이 access하는 PLMN의 정보 또는 상기 serving AMF가 속해있는 AMF의 group의 ID 또는 상기 serving AMF의 ID 중의 일부 혹은 전부와 함께 AMF가 단말에서 할당해주는 temporary value 값으로 구성된다. 상기 temporary UE ID는 LTE시스템의 경우 GUTI에 대응되는 ID이다. 단말은 상기 temporary UE ID와함께 접속 AMF에서의 network capability를 포함할 수도 있다. 상기 network capability는 AMF에서 제공할 수 있는 service type에 대한 정보도 포함될 수 있다.

한편, 3gpp access를 통한 5G네트워크에 registration한 단말이 WiFi등 non-3gpp access를 발견하고(3c-13), non-3gpp access를 통해서 5G네트워크에 접속하고자 하는 경우에 단말은 N3IWF를 discovery하고 selection하게 된다(3c-14). 상기 단말이 N3IWF를 discovery하고 selection하는 방안은 LTE시스템의 경우 단말이 ePDG를 선택하기 위한 방안과 동일한 방법을 사용하도록 한다(TS 23.402 참조).

이때, 3gpp access선택한 PLMN과 위에서 선택된 N3IWF이 속해있는 PLMN을 서로 비교한다(3c-15). 상기 PLMN이 서로 같은 경우, 단말은 상기 N3IWF이 AMF를 선택하기 위한 정보인 routing information을 이전 3gpp registration 단계에서 할당받은 temporary UE ID 혹은 temporary UE ID의 일부분으로 세팅한다. 예를 들어, temporary UE ID의 일부라 함은, PLMN ID 또는 상기 serving AMF가 속해있는 AMF의 group의 ID 또는 상기 serving AMF의 ID 중의 일부 혹은 전부를 포함할 수 있다.

반면에, 3gpp access선택한 PLMN과 위에서 선택된 N3IWF이 속해있는 PLMN이 서로 다른 경우에는 routing information으로 아무 값도 세팅하지 않거나 null값을 세팅한다(3c-16).

단말은 상기 3c-16단계에서 생성한 routing information을 attach를 위한 registration request메시지와 함께 N3IWF로 송신하고(3c-17), 상기 수신된 routing information을 사용하여 상기 N3IWF(3c-02)은 AMF를 선택한다. 상기 registration request메시지는 3gpp access를 통해서 받은 temporary UE ID를 포함할 수 있다. 또한, 상기 temporary UE ID가 현재 3gpp access를 통해 접속하고 있는 AMF로부터 할당 받은 것을 나타내거나 다른 access를 통한 registration이 이미 있다는 것을 알리기 위한 indication을 포함할 수도 있다.

N3IWF은 routing information에 상기 serving AMF(3c-3)의 ID가 포함되어있는 경우에는 non-3gpp access를 위한 AMF를 selection할 때, 상기 serving AMF를 선택하도록 한다.

반면에, routing information에 상기 serving AMF(3c-3)의 ID없이 serving AMF가 속한 AMF group 의 ID가 포함되어 있는 경우에, non-3gpp access를 위한 AMF를 selection을 통해 상기 serving AMF와 다른 AMF(3c-4)가 선택되면, 상기 선택된 AMF는 단말의 registration request메시지에 포함되어있는 temporary UE ID를 참고하여 상기 serving AMF(3c-3)의 ID를 알아낸 후, 상기 registration request메시지를 상기 serving AMF(3c-3)로 redirection하여 동일한 common AMF가 선택되도록 할 수 있다.

물론, 상기 routing information에 상기 serving AMF(3c-3)의 ID를 찾기에 충분한 정보가 없는 경우에는 default AMF를 선택할 수도 있다. 이때, default AMF는 필요에 따라 단말의 registration request메시지에 포함되어있는 temporary UE ID를 참고하여 상기 serving AMF(3c-3)의 ID를 알아낸 후, 상기 registration request메시지를 상기 serving AMF(3c-3)로 redirection하여 동일한 common AMF가 선택되도록 할 수 있다.

이후, 선택된 AMF를 통해서 상기 단말의 non-3gpp access를 통한 registration과정을 수행하게 된다.

도3d는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 3gpp access에 접속된 단말이 non-3gpp access를 통해 5G네트워크에 접속할 때 AMF를 선택하는 과정을 도시한다.

단말(3d-01)이 5G 네트워크에 성공적으로 registration을 했을 때, 해당 serving AMF(3d-03)으로부터 단말에 대한 temporary UE ID를 할당 받게된다(단계 3d-11). 여기서 temporary UE ID는 단말이 access하는 PLMN의 정보 또는 상기 serving AMF가 속해있는 AMF의 group의 ID 또는 상기 serving AMF의 ID 중의 일부 혹은 전부와 함께 AMF가 단말에서 할당해주는 temporary value 값으로 구성된다. 상기 temporary UE ID는 LTE시스템의 경우 GUTI에 대응되는 ID이다. 단말은 상기 temporary UE ID와함께 접속 AMF에서의 network capability를 포함할 수도 있다. 상기 network capability는 AMF에서 제공할 수 있는 service type에 대한 정보도 포함될 수 있다.

한편, 3gpp access를 통한 5G네트워크에 registration한 단말이 WiFi등 non-3gpp access를 발견하고(3d-13), non-3gpp access를 통해서 5G네트워크에 접속하고자 하는 경우에 단말은 N3IWF를 discovery하고 selection하게 된다(3d-14). 상기 단말이 N3IWF를 discovery하고 selection하는 방안은 LTE시스템의 경우 단말이 ePDG를 선택하기 위한 방안과 동일한 방법을 사용하도록 한다(TS 23.402 참조).

이때, 3gpp access선택한 PLMN과 위에서 선택된 N3IWF이 속해있는 PLMN을 서로 비교한다(3d-15a). 또한, 단말은 상기 serving AMF(3d-3)이 단말이 non-3gpp access를 통해 요청하고자 하는 service type을 support하는지를 상기 3d-11단계에서 수신한 network capability정보를 통해서 판단한다(3d-15b).

상기 PLMN이 서로 같고 상기 serving AMF(3d-3)이 단말이 non-3gpp access를 통해 요청하고자 하는 service type을 support하는 경우, 단말은 상기 N3IWF이 AMF를 선택하기 위한 정보인 routing information을 이전 3gpp registration 단계에서 할당받은 temporary UE ID 혹은 temporary UE ID의 일부분으로 세팅한다. 예를 들어, temporary UE ID의 일부라 함은, PLMN ID 또는 상기 serving AMF가 속해있는 AMF의 group의 ID 또는 상기 serving AMF의 ID 중의 일부 혹은 전부를 포함할 수 있다.

반면에, 3gpp access선택한 PLMN과 위에서 선택된 N3IWF이 속해있는 PLMN이 서로 다르거나 상기 serving AMF(3d-3)이 단말이 non-3gpp access를 통해 요청하고자 하는 service type을 지원하지 않는 경우에는 routing information으로 상기 non-3gpp access를 통해 요청하고자 하는 service type을 세팅한다(3d-16).

단말은 상기 3d-16단계에서 생성한 routing information을 attach를 위한 registration request메시지와 함께 N3IWF로 송신하고(3d-17), 상기 수신된 routing information을 사용하여 상기 N3IWF(3d-02)은 AMF를 선택한다. 상기 registration request메시지는 3gpp access를 통해서 받은 temporary UE ID를 포함할 수 있다. 또한, 상기 temporary UE ID가 현재 3gpp access를 통해 접속하고 있는 AMF로부터 할당 받은 것을 나타내거나 다른 access를 통한 registration이 이미 있다는 것을 알리기 위한 indication을 포함할 수도 있다.

N3IWF은 routing information에 상기 serving AMF(3d-3)의 ID가 포함되어있는 경우에는 non-3gpp access를 위한 AMF를 selection할 때, 상기 serving AMF를 선택하도록 한다.

반면에, routing information에 상기 serving AMF(3d-3)의 ID없이 serving AMF가 속한 AMF group 의 ID가 포함되어 있는 경우에, non-3gpp access를 위한 AMF를 selection을 통해 상기 serving AMF와 다른 AMF(3d-4)가 선택되면, 상기 선택된 AMF는 단말의 registration request메시지에 포함되어있는 temporary UE ID를 참고하여 상기 serving AMF(3d-3)의 ID를 알아낸 후, 상기 registration request메시지를 상기 serving AMF(3d-3)로 redirection하여 동일한 common AMF가 선택되도록 할 수 있다.

물론, 상기 routing information에 non-3gpp access를 통해 요청하고자 하는 service type이 포함된 경우에는 3gpp access의 serving AMF와 별도로 상기 service type을 서비스 할 수 있는 적당한 AMF를 선택할 수도 있다.

이후, 선택된 AMF를 통해서 상기 단말의 non-3gpp access를 통한 registration과정을 수행하게 된다.

도3e는 본 발명의 실시 예에 따른 non-3gpp access에 접속된 단말이 3gpp access를 통해 5G네트워크에 접속할 때 AMF를 선택하는 과정을 도시한다.

단말(3e-01)이 non-3gpp access를 통해서 5G 네트워크에 성공적으로 registration을 했을 때, 해당 serving AMF(3e-03)으로부터 단말에 대한 temporary UE ID를 할당 받게된다(단계 3e-11). 여기서 temporary UE ID는 단말이 access하는 상기 serving AMF의 PLMN 정보 또는 상기 serving AMF가 속해있는 AMF의 group의 ID 또는 상기 serving AMF의 ID 중의 일부 혹은 전부와 함께 AMF가 단말에서 할당해주는 temporary value 값으로 구성된다. 상기 temporary UE ID는 LTE시스템의 경우 GUTI에 대응되는 ID이다. 단말은 상기 temporary UE ID와함께 접속 AMF에서의 network capability를 포함할 수도 있다. 상기 network capability는 AMF에서 제공할 수 있는 service type에 대한 정보도 포함될 수 있다.

한편, non-3gpp access를 통한 5G네트워크에 registration한 단말이 3gpp coverage에 들어와서(3e-13), 3gpp access를 통해서 5G네트워크에 접속하기 위해 PLMN selection을 하게 된다(3e-14).

이때, non-3gpp access가 선택한 N3IWF의 PLMN과 위에서 3gpp access를 위해 선택한 PLMN을 서로 비교한다(3e-15). 상기 PLMN이 서로 같은 경우, 단말은 RAN(3e-02)이 AMF를 선택하기 위한 정보인 routing information을 이전 non-3gpp registration 단계에서 할당받은 temporary UE ID 혹은 temporary UE ID의 일부분으로 세팅한다. 예를 들어, temporary UE ID의 일부라 함은, PLMN ID 또는 상기 serving AMF가 속해있는 AMF의 group의 ID 또는 상기 serving AMF의 ID 중의 일부 혹은 전부를 포함할 수 있다.

반면에, 3gpp access선택한 PLMN과 위에서 선택된 non-3gpp access를 위한 N3IWF이 속해있는 PLMN이 서로 다른 경우에는 routing information으로 아무 값도 세팅하지 않거나 null값을 세팅한다(3e-16).

단말은 상기 3e-16단계에서 생성한 routing information을 attach를 위한 registration request메시지와 함께 RAN으로 송신하고(3e-17), 상기 수신된 routing information을 사용하여 상기 RAN(3e-02)은 AMF를 선택한다. 상기 registration request메시지는 non-3gpp access를 통해서 받은 temporary UE ID를 포함할 수 있다. 또한, 상기 temporary UE ID가 현재 non-3gpp access를 통해 접속하고 있는 AMF로부터 할당 받은 것을 나타내거나 다른 access를 통한 registration이 이미 있다는 것을 알리기 위한 indication을 포함할 수도 있다.

RAN은 routing information에 상기 serving AMF(3e-3)의 ID가 포함되어있는 경우에는 3gpp access를 위한 AMF를 selection할 때, 상기 serving AMF를 선택하도록 한다.

반면에, routing information에 상기 serving AMF(3e-3)의 ID없이 serving AMF가 속한 AMF group 의 ID가 포함되어 있는 경우에, 3gpp access를 위한 AMF를 selection을 통해 상기 serving AMF와 다른 AMF(3e-4)가 선택되면, 상기 선택된 AMF는 단말의 registration request메시지에 포함되어있는 temporary UE ID를 참고하여 상기 serving AMF(3e-3)의 ID를 알아낸 후, 상기 registration request메시지를 상기 serving AMF(3e-3)로 redirection하여 동일한 common AMF가 선택되도록 할 수 있다.

물론, 상기 routing information에 상기 serving AMF(3e-3)의 ID를 찾기에 충분한 정보가 없는 경우에는 default AMF를 선택할 수도 있다. 이때, default AMF는 필요에 따라 단말의 registration request메시지에 포함되어있는 temporary UE ID를 참고하여 상기 serving AMF(3e-3)의 ID를 알아낸 후, 상기 registration request메시지를 상기 serving AMF(3e-3)로 redirection하여 동일한 common AMF가 선택되도록 할 수 있다.

이후, 선택된 AMF를 통해서 상기 단말의 3gpp access를 통한 registration과정을 수행하게 된다.

도3f는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 non-3gpp access에 접속된 단말이 3gpp access를 통해 5G네트워크에 접속할 때 AMF를 선택하는 과정을 도시한다.

단말(3f-01)이 non-3gpp access를 통해 5G 네트워크에 성공적으로 registration을 했을 때, 해당 serving AMF(3f-03)으로부터 단말에 대한 temporary UE ID를 할당 받게된다(단계 3f-11). 여기서 temporary UE ID는 단말이 access하는 상기 serving AMF의 PLMN의 정보 또는 상기 serving AMF가 속해있는 AMF의 group의 ID 또는 상기 serving AMF의 ID 중의 일부 혹은 전부와 함께 AMF가 단말에서 할당해주는 temporary value 값으로 구성된다. 상기 temporary UE ID는 LTE시스템의 경우 GUTI에 대응되는 ID이다. 단말은 상기 temporary UE ID와함께 접속 AMF에서의 network capability를 포함할 수도 있다. 상기 network capability는 AMF에서 제공할 수 있는 service type에 대한 정보도 포함될 수 있다.

한편, non-3gpp access를 통한 5G네트워크에 registration한 단말이 3gpp coverage에 들어와서(3f-13), 3gpp access를 통해서 5G네트워크에 접속하기 위해 PLMN selection을 하게 된다(3f-14).

이때, non-3gpp access가 선택한 N3IWF의 PLMN과 위에서 3gpp access를 위해 선택한 PLMN을 서로 비교한다(3f-15a).

또한, 단말은 상기 serving AMF(3f-3)이 단말이 3gpp access를 통해 요청하고자 하는 service type을 support하는지를 상기 3f-11단계에서 수신한 network capability정보를 통해서 판단한다(3f-15b).

상기 PLMN이 서로 같고 상기 serving AMF(3f-3)이 단말이 3gpp access를 통해 요청하고자 하는 service type을 support하는 경우, 단말은 RAN(3f-02)이 AMF를 선택하기 위한 정보인 routing information을 이전 non-3gpp registration 단계에서 할당받은 temporary UE ID 혹은 temporary UE ID의 일부분으로 세팅한다. 예를 들어, temporary UE ID의 일부라 함은, PLMN ID 또는 상기 serving AMF가 속해있는 AMF의 group의 ID 또는 상기 serving AMF의 ID 중의 일부 혹은 전부를 포함할 수 있다.

반면에, 3gpp access가 선택한 PLMN과 non-3gpp access에 대해서 선택된 N3IWF이 속해있는 PLMN이 서로 다르거나 상기 serving AMF(3f-3)이 단말이 3gpp access를 통해 요청하고자 하는 service type을 지원하지 않는 경우에는 routing information으로 상기 3gpp access를 통해 요청하고자 하는 service type을 세팅한다(3f-16).

단말은 상기 3f-16단계에서 생성한 routing information을 attach를 위한 registration request메시지와 함께 RAN으로 송신하고(3f-17), 상기 수신된 routing information을 사용하여 상기 RAN(3f-02)은 AMF를 선택한다. 상기 registration request메시지는 non-3gpp access를 통해서 받은 temporary UE ID를 포함할 수 있다. 또한, 상기 temporary UE ID가 현재 non-3gpp access를 통해 접속하고 있는 AMF로부터 할당 받은 것을 나타내거나 다른 access를 통한 registration이 이미 있다는 것을 알리기 위한 indication을 포함할 수도 있다.

RAN은 routing information에 상기 serving AMF(3f-3)의 ID가 포함되어있는 경우에는 3gpp access를 위한 AMF를 selection할 때, 상기 serving AMF를 선택하도록 한다.

반면에, routing information에 상기 serving AMF(3f-3)의 ID없이 serving AMF가 속한 AMF group 의 ID가 포함되어 있는 경우에, 3gpp access를 위한 AMF를 selection을 통해 상기 serving AMF와 다른 AMF(3f-4)가 선택되면, 상기 선택된 AMF는 단말의 registration request메시지에 포함되어있는 temporary UE ID를 참고하여 상기 serving AMF(3f-3)의 ID를 알아낸 후, 상기 registration request메시지를 상기 serving AMF(3f-3)로 redirection하여 동일한 common AMF가 선택되도록 할 수 있다.

물론, 상기 routing information에 3gpp access를 통해 요청하고자 하는 service type이 포함된 경우에는 non-3gpp access의 serving AMF와 별도로 상기 service type을 서비스 할 수 있는 적당한 AMF를 선택할 수도 있다.

이후, 선택된 AMF를 통해서 상기 단말의 3gpp access를 통한 registration과정을 수행하게 된다.

<제4실시예>

본 제4실시예를 구체적으로 설명함에 있어서 사용되는 접속 노드(node)를 식별하기 위한 용어, 망 객체(network entity)들을 지칭하는 용어, 메시지들을 지칭하는 용어, 망 객체들 간 인터페이스를 지칭하는 용어, 다양한 식별 정보들을 지칭하는 용어 등은 설명의 편의를 위해 예시된 것이다. 따라서, 본 발명이 후술되는 용어들에 한정되는 것은 아니며, 동등한 기술적 의미를 가지는 대상을 지칭하는 다른 용어가 사용될 수 있다.

이하 설명의 편의를 위하여, 본 발명은 5G 시스템에 대한 규격에서 정의하는 용어와 명칭들을 사용한다. 하지만, 본 발명이 상기 용어 및 명칭들에 의해 한정되는 것은 아니며, 다른 규격에 따르는 시스템에도 동일하게 적용될 수 있다.

도4a는 본 발명의 실시 예에 따라, (R)AN노드와 AMF들 사이의 망구조의 예를 도시한다. 여기서, (R)AN노드는 3gpp access인 경우에는 RAN노드 즉 기지국에 해당하고, non-3gpp access인 경우에는 N3IWF에 해당한다.

본 실시예는 이동통신망에서 단말이 5G망에 접속하여 registration request메시지등 initial NAS메시지를 전송하는 경우에, RAN노드가 상기 initial NAS메시지를 포워딩할 알맞은 AMF를 선택하기 위한 방법에 대한 것이다. 또한, 상기 AMF를 선택하는 과정에서 단말과 상기 AMF와의 연관성(stickiness or persistence)를 없애기 위한 망 구성방안에 대한 것이다

도 4a을 참고하면, AMF들은 각자가 서비스할 수 있는 service type의 종류에 따라서, 동일한 서비스가 가능한 단말들끼리 AMF group을 생성하게 되고, 각 AMF group들은 AMF group에 속한 모든 AMF들이 다루는 UE status등 UE context등의 정보를 저장하는 AMG group database를 가진다. 그리고, (R)AN노드는 각 AMF group의 AMF들과 preconfigured된 connection (예를들어, EPC망의 S1-MME connection과 같은 개념임)을 가진다. 물론, AMF group의 AMF들은 모두 동일한 (R)AN노드들과 connection을 가진다.

각 AMF들은 UE의 context가 추가되거나 업데이트 되거나 지워지는 경우에 단말의 status를 포함해서 AMF group의 database에 기록한다.

또한, PDU session이 setup하는 과정에서 상기 AMF는 적당한 SMF를 선택하고, 상기 SMF는 적당한 UPF를 선택해서 data를 전송하기위한 (R)AN노드와 UPF간의 tunnel을 생성한다.

도4b는 본 발명의 실시 예에 따라, 단말이 initial NAS메시지를 전송할 때, (R)AN노드가 알맞은 AMF를 선택하는 과정을 도시한다.

도 4b를 참고하면, 단말(4b-01)이 5G코어네트워크에 접속하기 위해서 initial NAS메시지를 생성하게 된다(4b-11). 상기 initial NAS 메시지는 예를 들어 registration을 하기 위한 attach request메시지 혹은 TAU request메시지 혹은 registration request메시지 혹은 service request메시지 등에 해당한다. 단말은 생성된 initial NAS메시지를 (R)AN노드가 알맞은 AMF로 전송되어질 수 있도록 routing information을 포함할 수 있다. 단계 4b-12에서, 상기 routing information은 단말이 현 area(예를 들어, TAI list)에 이미 등록이 되어 있는 경우에 이전 등록과정에서 AMF가 할당해준 temporary UE ID의 전부 혹은 temporary UE ID의 일부분 예를 들어, PLMN ID 또는 AMF group ID 또는 AMF ID의 일부 혹은 전부가 routing information으로 사용되어진다. 만약, 단말이 현 area(예를 들어, TAI list)에 이미 등록이 되어 있지 않은 경우에 단말은 routing information으로서 단말이 원하는 service type들을 routing information으로 세팅할 수도 있다.

단말은 상기 routing information과 함께 initial NAS메시지를 (R)AN노드에 전달한다(4b-3). 상기 (R)AN노드는 3gpp access인 경우에는 RAN 즉 기지국을 의미하고, non-3gpp access인 경우에는 N3IWF을 의미한다.

상기 (R)AN노드는 수신된 routing information이 temporary UE ID이거나 temporary UE ID일부인지를 판단하여, 해당되는 경우에는 해당 routing information으로부터 AMF group ID를 추출한다. 반면에, 해당이 되지 않은 경우에는 단말이 요청한 requesting service types에 대해서 associate되어있는 AMF group을 선택하여 AMF group ID를 획득한다. 물론 requesting service types를 모두 지원하는 AMF group이 없는 경우에는 차선으로 일부 service type을 지원하는 AMF group을 선택하던지, default AMF group을 선택할 수도 있다(4b-15). (R)AN노드(4b-02)는 상기 선택된 AMF group의 AMF중 에서 단말의 location 정보 혹은 AMF들간의 load정보등을 참조하여 알맞은 AMF를 선택하고(4b-16), 선택된 AMF로 상기 initial NAS메시지를 보낸다(4b-17). 상기 AMF(4b-03)은 initial NAS message에 temporary UE ID가 포함되어있는 경우에, AMF group database(4b-04)에게 해당 UE의 context를 요청해서 받아온다. 이때, UE context request메시지는 temporary UE ID와 함께 어떤 용도를 위한 것인지에 대한 사항을 함께 전달할 수 있다(4b-18). 그 응답으로 AMF group database(4b-04)는 단말의 status를 포함한 UE의 context정보를 상기 AMF에게 보낸다. 상기 UE의 context정보에는 단말인증을 위한 정보로 포함될 수 있다.

상기 수신된 UE context에 기반하여, AMF(4b-03)는 initial NAS message를 처리하고 필요에 따라서 처리결과가 단말에게 전달되어질 수 있다. 또한, initial NAS message를 처리과정에서 UE context 및 UE status가 변경되는 경우에는 AMF group database(4b-04)에게 update된 정보를 알려주게 된다(4b-23,4b-24).

도4c는 본 발명의 실시 예에 따라, IDLE모드에 있는 단말에게 paging을 보내기 위해 SMF가 AMF를 선택하는 과정을 도시한다.

단말(4c-01)이 5G 네트워크에 성공적으로 registration한 후, idle mode에 들어가 있는 상황에서(4c-11), UPF(4c-01)에 downlink data가 도착한 경우에 상기 UPF는 SMF(4c-02)에게 downlink data notification메시지를 보내서 단말에게 data가 도착했음을 알린다. 상기 downlink data notification은 PDU session ID 또는 UE ID중 일부 혹은 전부를 포함할 수도 있다. 상기 UE ID는 기 할당된 temporary UE ID 또는 단말의 permanent ID 예를 들어 IMSI정보등이 사용될 수 있다. 상기 downlink data notification을 수신한 SMF는 해당 단말에 대해서 AMF와 connection이 있는지 여부를 확인한다(4c-14). 만약, connection이 없는 경우에는 SMF가 가지고 있는 단말의 temporary UE ID로부터 AMF group ID를 선택하고, 선택된 AMF group ID에 속해있는 AMF들 중에서 하나의 AMF를 선택한다(4c-15). 하지만 connection이 있는 경우에는 connection을 가지고 있는 AMF를 선택한다.

선택된 AMF1(4c-03)에게 상기 SMF는 paging request메시지를 보내서 해당 단말에 downlink data가 발생했음을 알려줄 수 있다. 이 때, 상기 paging request메시지는 temporary UE ID외에 downlink data가 도착한 PDU session ID도 포함할 수도 있다.

상기 paging request메시지를 수신한 AMF1은 AMF group database에게 temporary UE ID에 해당하는 UE context를 요청하여 받아온다(4c-17,4c-18). 이때, 상기 AMF1은 UE context request메시지에 temporary UE ID 뿐만 아니라 PDU session에 대한 paging을 위한 것임을 PDU session ID와 함께 알려서 상기 AMF group database가 UE context와 함께 UE status를 업데이트 할 수 있도록 한다(4c-17,4c-19).

UE context를 수신한 상기 AMF1은 RAN을 통해서 UE paging을 수행하게 된다(4c-20). 상기 UE paging을 수신한 단말은 도4b에서 제공하는 방법을 통해서 initial NAS메시지를 보내게 되고, 적당한 AMF2(4c-05)는 initial NAS메시지를 수신하고(4c-21), initial NAS메시지에 포함된 temporary UE ID를 이용하여 AMF group database에게 UE context를 요청하여 받아온다(4c-22,4c-23). 상기 AMF2는 AMF group database로부터 UE context와 함께 UE status 즉, PDU session에 대한 paging이 진행 중 이라는 상황을 인식하게 되고, 해당 PDU세션에 대해 pending된 downlink data를 전송하기 위한 tunnel을 setup하여 data를 forwarding하게 된다. 물론 이에 따른 UE status변경은 AMF가 상기 AMF group database에게 알려서 paging이 종료되고 connected mode로 전환됐다고 UE context를 업데이트한다.

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 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시예들은 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 본 발명의 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것일 뿐이며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 즉 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명의 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다. 또한 상기 각각의 실시 예는 필요에 따라 서로 조합되어 운용할 수 있다. 예컨대, 본 발명의 실시예의 일부분들이 서로 조합되어 기지국과 단말이 운용될 수 있다. 또한 상기 실시예들은 NR 시스템을 기준으로 제시되었지만, FDD 혹은 TDD LTE 시스템 등 다른 시스템에도 상기 실시예의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능할 것이다.

또한, 본 명세서와 도면에는 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 개시하였으며, 비록 특정 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 발명의 이해를 돕기 위한 일반적인 의미에서 사용된 것이지, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시 예 외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.

Claims (1)

1. 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.

Images