WO2018236164A1 - 무선 통신 시스템에서 서비스 요청 절차 수행 방법 및 이를 위한 장치 - Google Patents

무선 통신 시스템에서 서비스 요청 절차 수행 방법 및 이를 위한 장치 Download PDF

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김래영
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    • H04W84/04—Large scale networks; Deep hierarchical networks
    • H04W84/042—Public Land Mobile systems, e.g. cellular systems

Definitions

  • the present invention relates to a wireless communication system, and more particularly, to a method for performing / supporting a terminal trigger service request procedure and an apparatus therefor.
  • the mobile communication system has been developed to provide voice service while ensuring the user 's activity.
  • the mobile communication system not only the voice but also the data service are extended.
  • due to the increase of the explosive traffic there is a shortage of resources and users require higher speed service, have.
  • next-generation mobile communication system largely depend on the acceptance of explosive data traffic, the dramatic increase in the rate per user, the acceptance of a significantly increased number of connected devices, very low end-to-end latency, Should be able to.
  • a dual connectivity a massive multiple input multiple output (MIMO), an in-band full duplex, a non-orthogonal multiple access (NOMA) wideband support, and device networking.
  • MIMO massive multiple input multiple output
  • NOMA non-orthogonal multiple access
  • a method for performing a service request procedure of an Access and Mobility Management Function (AMF) in a wireless communication system comprising: receiving a PDU session ID for a PDU session Receiving a service request message from the terminal; Transmitting a first message including the PDU session ID to a Session Management Function (SMF); If the establishment of the PDU session is rejected by the SMF: receiving a second message in response to the first message, the second message including a reason for rejecting the PDU session establishment; And transmitting a service response message including the rejection cause and the PDU session ID rejected by the rejection reason to the terminal; . ≪ / RTI >
  • AMF Access and Mobility Management Function
  • the method for performing the service request procedure may include: when the establishment of the PDU session is accepted by the SMF: the AMF includes N2 SM information including information to be provided to the AN (Access Network) 3 < / RTI > message in response to the first message; And transmitting the N2 SM information to the AN; . ≪ / RTI >
  • the step of transmitting the N2 SM information to the AN may include: when the service request message includes a plurality of PDU session IDs that involve a plurality of SMFs, the N2 SM information from all of the plurality of SMFs Transmitting N2 SM information received from at least some SMFs of the plurality of SMFs to the AN via an N2 request message without waiting for reception; . ≪ / RTI >
  • the additional N2 SM information when transmitting the N2 SM information to the AN, if additional N2 SM information is received from the remaining SMFs except for the SMF of the plurality of SMFs, the additional N2 SM information may be separated ) N2 message to the AN; As shown in FIG.
  • the separate N2 message may be an N2 tunnel setup request message.
  • the AN may be a network node that performs radio resource control (RRC) connection reconfiguration for the UE based on the N2 SM information.
  • RRC radio resource control
  • the service response message may include, after receiving the second and / or third messages from all of the plurality of SMFs Lt; / RTI >
  • the service response message may include an approval result of PDU session establishment for all the plurality of PDU session IDs.
  • the service response message may correspond to a service accept message.
  • an access and mobility management function for performing a service request procedure in a wireless communication system
  • the communication module including: a communication module for transmitting and receiving signals; And a processor for controlling the communication module;
  • the processor receives from the terminal a service request message including a PDU session ID for a PDU session in which the terminal desires to activate the PDU, Message to a Session Management Function (SMF), wherein the establishment of the PDU session is rejected by the SMF: receiving a second message including a reason for rejecting the establishment of the PDU session in response to the first message , A service response message including the cause of the rejection and the PDU session ID rejected due to the rejection reason may be transmitted to the UE.
  • SMF Session Management Function
  • the processor transmits a third message including N2 SM information including information to be provided to the AN (Access Network) In response to the first message, and may transmit the N2 SM information to the AN.
  • the processor when transmitting the N2 SM information to the AN, the processor may be configured to, if the service request message includes a plurality of PDU session IDs that involve a plurality of SMFs, N2 SM information received from at least some SMFs of the plurality of SMFs may be transmitted to the AN via an N2 request message without waiting for reception of the N2 SM information.
  • the separate N2 message may be an N2 tunnel setup request message.
  • the AN may be a network node that performs radio resource control (RRC) connection reconfiguration for the UE based on the N2 SM information.
  • RRC radio resource control
  • EPS evolved packet system
  • FIG. 2 shows an example of a network structure of an evolved universal terrestrial radio access network (E-UTRAN) to which the present invention can be applied.
  • E-UTRAN evolved universal terrestrial radio access network
  • Figure 3 illustrates the structure of an E-UTRAN and an EPC in a wireless communication system to which the present invention may be applied.
  • FIG. 4 shows a radio interface protocol structure between a UE and an E-UTRAN in a wireless communication system to which the present invention can be applied.
  • FIG. 5 shows a structure of an S1 interface protocol in a wireless communication system to which the present invention can be applied.
  • FIG. 6 is a diagram schematically illustrating a structure of a physical channel in a wireless communication system to which the present invention can be applied.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating EMM and ECM states in a wireless communication system to which the present invention may be applied.
  • FIG. 8 is a diagram for explaining a contention-based random access procedure in a wireless communication system to which the present invention can be applied.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating a 5G system architecture using reference point representation.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating a 5G system architecture using a service-based representation.
  • Figure 11 illustrates an NG-RAN architecture to which the present invention may be applied.
  • FIG. 12 is a diagram illustrating a wireless protocol stack to which the present invention can be applied.
  • FIG. 13 illustrates an RM state model to which the present invention may be applied.
  • Figure 14 illustrates a CM state model to which the present invention may be applied.
  • FIG. 15 illustrates a UE triggered service request procedure in a CM-IDLE state that can be applied to the present invention.
  • FIG. 16 illustrates a UE trigger service request procedure in the CM-CONNECTED state applicable to the present invention.
  • FIG. 17 illustrates a network trigger service request procedure that may be applied to the present invention.
  • FIG. 18 illustrates a procedure for transmitting MO SMS through NAS in CM-IDLE applicable to the present invention.
  • Figure 19 illustrates a MO SMS procedure using a one step approach in CM-IDLE that may be applied to the present invention.
  • 20 is a flowchart illustrating a method of performing a service request procedure of an AMF according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 21 illustrates a block diagram of a communication apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 22 illustrates a block diagram of a communication apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • a base station has a meaning as a terminal node of a network that directly communicates with a terminal.
  • the particular operation described herein as performed by the base station may be performed by an upper node of the base station, as the case may be. That is, it is apparent that various operations performed for communication with a terminal in a network including a plurality of network nodes including a base station can be performed by a network node other than the base station or the base station.
  • a 'base station (BS)' may be replaced by terms such as a fixed station, a Node B, an evolved NodeB (eNB), a base transceiver system (BTS), an access point (AP) .
  • eNB evolved NodeB
  • BTS base transceiver system
  • AP access point
  • a 'terminal' may be fixed or mobile and may be a mobile station (UE), a mobile station (MS), a user terminal (UT), a mobile subscriber station (MSS), a subscriber station (SS) Advanced Mobile Station (WT), Wireless Terminal (WT), Machine-Type Communication (MTC), Machine-to-Machine (M2M), and Device-to-Device (D2D) devices.
  • UE mobile station
  • MS mobile station
  • UT user terminal
  • MSS mobile subscriber station
  • SS Subscriber station
  • WT Wireless Terminal
  • MTC Machine-Type Communication
  • M2M Machine-to-Machine
  • D2D Device-to-Device
  • a downlink means communication from a base station to a terminal
  • an uplink means communication from a terminal to a base station.
  • the transmitter may be part of the base station, and the receiver may be part of the terminal.
  • the transmitter may be part of the terminal and the receiver may be part of the base station.
  • CDMA code division multiple access
  • FDMA frequency division multiple access
  • TDMA time division multiple access
  • OFDMA orthogonal frequency division multiple access
  • SC- single carrier frequency division multiple access
  • CDMA can be implemented with radio technology such as universal terrestrial radio access (UTRA) or CDMA2000.
  • TDMA can be implemented with wireless technologies such as global system for mobile communications (GSM) / general packet radio service (GPRS) / enhanced data rates for GSM evolution (EDGE).
  • OFDMA can be implemented with wireless technologies such as IEEE 802.11 (Wi-Fi), IEEE 802.16 (WiMAX), IEEE 802-20, and evolved UTRA (E-UTRA).
  • UTRA is part of the universal mobile telecommunications system (UMTS).
  • 3GPP (3rd Generation Partnership Project) LTE (Long Term Evolution) is part of E-UMTS (evolved UMTS) using E-UTRA, adopting OFDMA in downlink and SC-FDMA in uplink.
  • LTE-A (advanced) is the evolution of 3GPP LTE.
  • Embodiments of the present invention may be supported by standard documents disclosed in at least one of the wireless access systems IEEE 802, 3GPP and 3GPP2. That is, the steps or portions of the embodiments of the present invention that are not described in order to clearly illustrate the technical idea of the present invention can be supported by the documents. In addition, all terms disclosed in this document may be described by the standard document.
  • 3GPP LTE / LTE-A is mainly described, but the technical features of the present invention are not limited thereto.
  • UMTS Universal Mobile Telecommunications System
  • GSM Global System for Mobile Communication
  • EPC Evolved Packet Core
  • IP Internet Protocol
  • - NodeB Base station of the UMTS network. It is installed outdoors and its coverage is macro cell scale.
  • - eNodeB base station of the EPS network. It is installed outdoors and its coverage is macro cell scale.
  • - Home NodeB Installed as indoor base station of UMTS network, coverage is micro cell scale
  • a terminal may be referred to as a terminal, ME (Mobile Equipment), MS (Mobile Station), or the like.
  • the terminal may be a portable device such as a laptop, a mobile phone, a PDA (Personal Digital Assistant), a smart phone, a multimedia device, or the like, or a portable device such as a PC (Personal Computer) or a vehicle-mounted device.
  • the term terminal or terminal may refer to an MTC terminal.
  • IP Multimedia Subsystem A subsystem that provides multimedia services based on IP.
  • IMSI International Mobile Subscriber Identity
  • MTC Machine Type Communication
  • M2M Machine to Machine
  • MTC UE or MTC device or MTC device A terminal having a MTC function (for example, a vending machine, a game machine, or the like) having a function of communication (for example, communicating with an MTC server via PLMN) Etc.).
  • MTC UE or MTC device or MTC device A terminal having a MTC function (for example, a vending machine, a game machine, or the like) having a function of communication (for example, communicating with an MTC server via PLMN) Etc.).
  • MTC server A server on the network that manages the MTC terminal. And may be internal or external to the mobile communication network. It can have an interface that MTC users can access. In addition, the MTC server may provide MTC-related services to other servers (in the form of Services Capability Server (SCS)), or may be an MTC application server itself.
  • SCS Services Capability Server
  • MTC meteorological sensors
  • MTC monitoring is a feature to prevent equipment loss in MTC applications such as remote meter reading
  • low mobility is a feature for MTC applications for MTC terminals such as vending machines.
  • MTC User uses the service provided by the MTC server.
  • - MTC subscriber An entity that has a connection relationship with a network operator and provides services to one or more MTC terminals.
  • - MTC group A group of MTC terminals that share at least one MTC feature and belong to an MTC subscriber.
  • SCS Services Capability Server
  • External Identifier An identifier used by an external entity (e.g., an SCS or an application server) of the 3GPP network to point to (or identify) the MTC terminal (or the subscriber to which the MTC terminal belongs) It is globally unique.
  • the external identifier is composed of a domain identifier (Domain Identifier) and a local identifier (Local Identifier) as follows.
  • - Domain Identifier An identifier for identifying the domain in the control field of the mobile network operator.
  • One provider can use a domain identifier for each service to provide access to different services.
  • IMSI International Mobile Subscriber Identity
  • Radio Access Network A unit that includes a Node B and an RNC (Radio Network Controller) in the 3GPP network, and an eNodeB. It is present at the endpoint and provides connectivity to the core network.
  • RNC Radio Network Controller
  • HLR Home Location Register
  • HSS Home Subscriber Server
  • RAN Application Part A node that controls the RAN and core network (ie Mobility Management Entity (MME) / Serving GPRS (Supporting Node) / MSC (Mobile Switching Center) Interface.
  • MME Mobility Management Entity
  • Serving GPRS Serving GPRS
  • MSC Mobile Switching Center
  • PLMN Public Land Mobile Network
  • NAS Non-Access Stratum
  • a functional layer for sending and receiving signaling and traffic messages between the terminal and the core network in the UMTS and EPS protocol stacks. Support the mobility of the terminal, and support the session management procedure for establishing and maintaining the IP connection between the terminal and the PDN GW.
  • SCEF Service Capability Exposure Function
  • Mobility Management Entity A network node in the EPS network that performs mobility management and session management functions.
  • PDN-GW Packet Data Network Gateway
  • - Serving GW A network node in the EPS network that performs functions such as mobility anchor, packet routing, idle mode packet buffering, triggering paging for the MME UE
  • PCRF Policy and Charging Rule Function
  • Open Mobile Alliance Device Management is a protocol designed to manage mobile devices such as mobile phones, PDAs, and portable computers. It includes device configuration, firmware upgrade, error report, etc. Perform the function of
  • OAM Operation Administration and Maintenance
  • Management Object A Management Object (MO) used to configure the UE with the parameters associated with the NAS Functionality.
  • PDN Packet Data Network
  • connection The connection from the terminal to the PDN, that is, the connection (connection) between the terminal represented by the IP address and the PDN represented by the APN.
  • APN Access Point Name: A string that refers to or identifies the PDN. In order to access the requested service or network (PDN), the P-GW passes through the corresponding P-GW.
  • the name (string) for example, internet.mnc012.mcc345.gprs
  • HLR Home Location Register
  • HSS Home Subscriber Server
  • Non-Access-Stratum upper stratum of control plane between UE and MME. Support for mobility management, session management and IP address maintenance between UE and network
  • - AS Access-Stratum: Contains the protocol stack between the UE and the radio (or access) network and is responsible for transmitting data and network control signals.
  • EPS evolved packet system
  • the network structure diagram of FIG. 1 is a brief reconstruction of the structure of an evolved packet system (EPS) including an evolved packet core (EPC).
  • EPS evolved packet system
  • EPC evolved packet core
  • EPC Evolved Packet Core
  • SAE System Architecture Evolution
  • SAE is a research project that determines the network structure that supports mobility between various types of networks.
  • SAE aims to provide an optimized packet-based system such as, for example, supporting various wireless access technologies on an IP-based basis and providing improved data transmission capabilities.
  • the EPC is a core network of an IP mobile communication system for a 3GPP LTE system, and can support packet-based real-time and non-real-time services.
  • a conventional mobile communication system i.e., a second- or third-generation mobile communication system
  • CS Circuit-Switched
  • Packet- Function has been implemented.
  • the 3GPP LTE system which is an evolution of the 3G mobile communication system
  • the CS and PS sub-domains are unified into one IP domain.
  • the connection between the terminal and the terminal having the IP capability is performed by an IP-based base station (eNodeB (evolved Node B), an EPC, an application domain (for example, IMS) Lt; / RTI > That is, the EPC is an essential structure for implementing an end-to-end IP service.
  • eNodeB evolved Node B
  • EPC application domain
  • IMS application domain
  • EPC may include various components.
  • a Serving Gateway (SGW) (or an S-GW), a PDN GW (Packet Data Network Gateway) (or a PGW or P-GW) MME (Mobility Management Entity), SGSN (Serving GPRS) Supporting Node, and ePDG (Enhanced Packet Data Gateway).
  • SGW Serving Gateway
  • PDN GW Packet Data Network Gateway
  • PGW or P-GW Mobility Management Entity
  • MME Mobility Management Entity
  • SGSN Serving GPRS Supporting Node
  • ePDG Enhanced Packet Data Gateway
  • the SGW is an element that functions as a boundary between the radio access network (RAN) and the core network and functions to maintain the data path between the eNodeB and the PDN GW.
  • the SGW acts as a local mobility anchor point. That is, the packets can be routed through the SGW for mobility within the E-UTRAN (Evolved-Universal Mobile Telecommunications System (UMTS) Terrestrial Radio Access Network defined after 3GPP Release-8).
  • the SGW can also provide mobility to other 3GPP networks (RANs defined before 3GPP Release-8, for example UTRAN or GERAN (Global System for Mobile Communication) / EDGE (Enhanced Data Rates for Global Evolution) As an anchor point.
  • the PDN GW corresponds to the termination point of the data interface towards the packet data network.
  • the PDN GW can support policy enforcement features, packet filtering, and charging support. It is also possible to use a trusted network such as a 3GPP network and a non-3GPP network (e.g., an untrusted network such as an Interworking Wireless Local Area Network (I-WLAN), Code Division Multiple Access Network) to manage the mobility of the network.
  • a trusted network such as a 3GPP network and a non-3GPP network (e.g., an untrusted network such as an Interworking Wireless Local Area Network (I-WLAN), Code Division Multiple Access Network) to manage the mobility of the network.
  • I-WLAN Interworking Wireless Local Area Network
  • the SGW and the PDN GW are configured as separate gateways, two gateways may be implemented according to the Single Gateway Configuration Option.
  • the MME is an element that performs signaling and control functions to support access to a network connection of a terminal, allocation, tracking, paging, roaming, and handover of network resources.
  • the MME controls the control plane functions associated with subscriber and session management.
  • the MME manages a large number of eNodeBs and performs signaling for selection of conventional gateways for handover to other 2G / 3G networks.
  • the MME also performs functions such as security procedures, terminal-to-network session handling, and idle terminal location management.
  • the SGSN handles all packet data such as the user's mobility management and authentication to another 3GPP network (e.g., GPRS network).
  • 3GPP network e.g., GPRS network
  • ePDG acts as a secure node for an untrusted Non-3GPP network (e.g., I-WLAN, WiFi hotspot, etc.).
  • an untrusted Non-3GPP network e.g., I-WLAN, WiFi hotspot, etc.
  • a terminal having an IP capability can access an IP service network (not shown) provided by a provider (i.e., an operator) via various elements in the EPC, For example, IMS).
  • a provider i.e., an operator
  • IMS IMS
  • FIG. 1 also shows various reference points (e.g., S1-U, S1-MME, etc.).
  • reference points e.g., S1-U, S1-MME, etc.
  • 3GPP system a conceptual link connecting two functions existing in different functional entities of E-UTRAN and EPC is defined as a reference point.
  • Table 1 summarizes the reference points shown in FIG.
  • various reference points may exist depending on the network structure.
  • S2a and S2b correspond to a Non-3GPP interface.
  • S2a is a reference point that provides the user plane with the associated control and mobility resources between trusted Non-3GPP access and PDN GW.
  • S2b is a reference point that provides the user plane with the associated control and mobility support between the ePDG and the PDN GW.
  • FIG. 2 shows an example of a network structure of an evolved universal terrestrial radio access network (E-UTRAN) to which the present invention can be applied.
  • E-UTRAN evolved universal terrestrial radio access network
  • the E-UTRAN system may be an evolved system in an existing UTRAN system, for example, a 3GPP LTE / LTE-A system.
  • the communication network is widely deployed to provide various communication services such as voice (e.g. Voice over Internet Protocol (VoIP)) over IMS and packet data.
  • voice e.g. Voice over Internet Protocol (VoIP)
  • VoIP Voice over Internet Protocol
  • an E-UMTS network includes an E-UTRAN, an EPC and one or more UEs.
  • the E-UTRAN is composed of eNBs that provide the UE with a control plane and a user plane protocol, and the eNBs are connected via the X2 interface.
  • the X2 user plane interface (X2-U) is defined between the eNBs.
  • the X2-U interface provides non-guaranteed delivery of user plane packet data units (PDUs).
  • An X2 control plane interface (X2-CP) is defined between two neighboring eNBs.
  • the X2-CP performs functions such as delivering a context between eNBs, controlling a user plane tunnel between a source eNB and a target eNB, handover related message delivery, and uplink load management.
  • the eNB is connected to the terminal through the air interface and is connected to the evolved packet core (EPC) through the S1 interface.
  • EPC evolved packet core
  • the S1 user plane interface (S1-U) is defined between the eNB and the serving gateway (S-GW).
  • the S1 control plane interface (S1-MME) is defined between the eNB and the mobility management entity (MME).
  • the S1 interface performs an evolved packet system (EPS) bearer service management function, a NAS (non-access stratum) signaling transport function, a network sharing function, and an MME load balancing function.
  • EPS evolved packet system
  • NAS non-access stratum
  • the S1 interface supports many-to-many-relations between the eNB and the MME / S-GW.
  • the MME includes a core network (CN) inter-CN signaling to support NAS signaling security, AS (Access Stratum) security control, mobility between 3GPP access networks, paging retransmission IDLE mode UE reachability, Tracking Area Identity (TAI) management (for idle and active mode terminals), PDN GW and SGW selection, MME negotiated handover MME selection, SGSN selection for handover to 2G or 3G 3GPP access network, bearer management functions including roaming, authentication, dedicated bearer establishment, public alert system (PWS: Public Warning System (including Earthquake and Tsunami Warning System (ETWS) and Commercial Mobile Alert System (CMAS)).
  • PWS Public Warning System
  • ETWS Earthquake and Tsunami Warning System
  • CMAS Commercial Mobile Alert System
  • Figure 3 illustrates the structure of an E-UTRAN and an EPC in a wireless communication system to which the present invention may be applied.
  • the eNB may select a gateway (e.g., an MME), route to a gateway during radio resource control (RRC) activation, schedule a broadcast channel (BCH) Transmission, dynamic resource allocation to the UE in the uplink and downlink, and mobility control connection in the LTE_ACTIVE state.
  • a gateway e.g., an MME
  • RRC radio resource control
  • BCH broadcast channel
  • the gateway performs the functions of paging initiation, LTE_IDLE state management, user plane ciphering, System Architecture Evolution (SAE) bearer control, and encryption of NAS signaling ciphering, and intergrity protection.
  • SAE System Architecture Evolution
  • FIG. 4 shows a radio interface protocol structure between a UE and an E-UTRAN in a wireless communication system to which the present invention can be applied.
  • FIG. 4 (a) shows a wireless protocol structure for a control plane
  • FIG. 4 (b) shows a wireless protocol structure for a user plane.
  • the layers of the air interface protocol between the terminal and the E-UTRAN are based on the lower three layers of the well-known open system interconnection (OSI) standard model known in the art of communication systems And may be divided into a first layer L1, a second layer L2, and a third layer L3.
  • the wireless interface protocol between the terminal and the E-UTRAN is horizontally composed of a physical layer, a data link layer, and a network layer, and vertically includes a protocol stack
  • a protocol stack is a user plane and a control plane, which is a protocol stack for transmitting control signals.
  • the control plane is a path through which control messages used by the UE and the network to manage calls are transmitted.
  • the user plane means a path through which data generated in the application layer, for example, voice data or Internet packet data, is transmitted.
  • data generated in the application layer for example, voice data or Internet packet data
  • a physical layer (PHY) as a first layer (L1) provides an information transfer service to an upper layer by using a physical channel.
  • the physical layer is connected to a medium access control (MAC) layer located at a higher level through a transport channel, and data is transmitted between the MAC layer and the physical layer through a transport channel.
  • the transport channel is classified according to how the data is transmitted through the air interface.
  • Data is transmitted between the physical layer of the transmitting end and the physical layer of the receiving end through a physical channel between different physical layers.
  • the physical layer is modulated by orthogonal frequency division multiplexing (OFDM), and uses time and frequency as radio resources.
  • OFDM orthogonal frequency division multiplexing
  • a physical downlink control channel is a physical downlink control channel in which a paging channel (PCH) and a resource allocation of a downlink shared channel (DL-SCH) (HARQ) related to uplink shared channel).
  • the PDCCH may carry an UL grant informing the UE of a resource allocation of an uplink transmission.
  • a Physical Control Format Indicator Channel PDFICH informs the UE of the number of OFDM symbols used for PDCCHs and is transmitted every subframe.
  • a physical HARQ indicator channel PHICH) carries an HARQ ACK (acknowledge) / NACK (non-acknowledge) signal in response to an uplink transmission.
  • a physical uplink control channel (PUCCH) carries uplink control information such as HARQ ACK / NACK for downlink transmission, a scheduling request, and a channel quality indicator (CQI).
  • a physical uplink shared channel (PUSCH) carries a UL-SCH.
  • the MAC layer of the second layer provides a service to a radio link control (RLC) layer, which is an upper layer, through a logical channel.
  • RLC radio link control
  • the MAC layer performs multiplexing / demultiplexing to a transport block provided as a physical channel on a transport channel of a MAC service data unit (SDU) belonging to a logical channel and mapping between a logical channel and a transport channel Function.
  • SDU MAC service data unit
  • the RLC layer of the second layer (L2) supports reliable data transmission.
  • the function of the RLC layer includes concatenation, segmentation and reassembly of the RLC SDUs.
  • the RLC layer In order to guarantee various quality of service (QoS) required by a radio bearer (RB), the RLC layer has a transparent mode (TM), an unacknowledged mode (UM) and acknowledge mode.
  • TM transparent mode
  • UM unacknowledged mode
  • ARQ automatic repeat request
  • the RLC layer can be included as a functional block of the MAC layer.
  • the packet data convergence protocol (PDCP) layer of the second layer L2 performs user data transmission, header compression, and ciphering functions in the user plane.
  • the header compression function is relatively large in order to efficiently transmit Internet Protocol (IP) packets such as IPv4 (internet protocol version 4) or IPv6 (internet protocol version 6) over an air interface having a small bandwidth And the function of reducing the IP packet header size which contains unnecessary control information.
  • IP Internet Protocol
  • IPv4 Internet Protocol version 4
  • IPv6 Internet protocol version 6
  • the function of the PDCP layer in the control plane includes transmission of control plane data and encryption / integrity protection.
  • a radio resource control (RRC) layer located in the lowermost portion of the third layer L3 is defined only in the control plane.
  • the RRC layer controls radio resources between the UE and the network. To do this, the UE and the network exchange RRC messages through the RRC layer.
  • the RRC layer controls logical, transport and physical channels in connection with configuration, re-configuration and release of radio bearers.
  • the radio bearer means a logical path provided by the second layer (L2) for data transmission between the UE and the network. Setting the radio bearer means specifying the characteristics of the radio protocol layer and the channel to provide a specific service, and setting each specific parameter and operation method.
  • the radio bearer can be further divided into a signaling radio bearer (SRB) and a data radio bearer (DRB).
  • SRB signaling radio bearer
  • DRB data radio bearer
  • the non-access stratum (NAS) layer located at the top of the RRC layer performs functions such as session management and mobility management.
  • One cell constituting the base station is set to one of the bandwidths of 1.25, 2.5, 5, 10, 20Mhz, and the like to provide downlink or uplink transmission services to a plurality of terminals. Different cells may be set up to provide different bandwidths.
  • a downlink transport channel for transmitting data from a network to a terminal includes a broadcast channel (BCH) for transmitting system information, a PCH for transmitting a paging message, a DL-SCH for transmitting user traffic or a control message .
  • BCH broadcast channel
  • PCH for transmitting a paging message
  • DL-SCH for transmitting user traffic or a control message .
  • a traffic or control message of a downlink multicast or broadcast service it may be transmitted via a DL-SCH, or may be transmitted via a separate multicast channel (MCH).
  • MCH multicast channel
  • an uplink transport channel for transmitting data from the UE to the network includes a random access channel (RACH) for transmitting initial control messages, a UL-SCH (UL-SCH) for transmitting user traffic or control messages channel.
  • RACH random access channel
  • UL-SCH UL-SCH
  • a logical channel is above the transport channel and is mapped to the transport channel.
  • the logical channel may be divided into a control channel for transferring control area information and a traffic channel for transferring user area information.
  • a control channel includes a broadcast control channel (BCCH), a paging control channel (PCCH), a common control channel (CCCH), a dedicated control channel (DCCH) And a multicast control channel (MCCH).
  • Traffic channels include a dedicated traffic channel (DTCH) and a multicast traffic channel (MTCH).
  • the PCCH is a downlink channel for transmitting paging information and is used when the network does not know the cell to which the UE belongs.
  • the CCCH is used by UEs that do not have an RRC connection with the network.
  • Point-to-multipoint downlink channel used to deliver Multimedia Broadcast and Multicast Service (MBMS) control information from the MCCH network to the UE.
  • the DCCH is a point-to-point bi-directional channel used by a terminal with an RRC connection that conveys dedicated control information between the UE and the network.
  • the DTCH is a point-to-point channel dedicated to one UE for transmitting user information that may exist in uplink and downlink.
  • the MTCH is a point-to-multipoint downlink channel for communicating traffic data from the network to the UE.
  • the DCCH may be mapped to the UL-SCH
  • the DTCH may be mapped to the UL-SCH
  • the CCCH may be mapped to the UL-SCH .
  • the BCCH may be mapped to the BCH or the DL-SCH
  • the PCCH may be mapped to the PCH
  • the DCCH may be mapped to the DL-SCH
  • the DTCH may be mapped to the DL-SCH
  • the MCCH may be mapped to the MCH
  • the MTCH may be mapped to the MCH.
  • FIG. 5 shows a structure of an S1 interface protocol in a wireless communication system to which the present invention can be applied.
  • FIG. 5 (a) illustrates a control plane protocol stack at the S1 interface
  • FIG. 5 (b) illustrates a user plane interface protocol structure at the S1 interface.
  • an S1 control plane interface (S1-MME) is defined between the base station and the MME. Similar to the user plane, the transport network layer is based on IP transport. However, it is added to the Stream Control Transmission Protocol (SCTP) layer above the IP layer for reliable transmission of message signaling.
  • SCTP Stream Control Transmission Protocol
  • the application layer signaling protocol is referred to as S1-AP (S1 application protocol).
  • the SCTP layer provides guaranteed delivery of application layer messages.
  • Point-to-point transmission at the transport IP layer is used for Protocol Data Unit (PDU) signaling transmissions.
  • PDU Protocol Data Unit
  • a single SCTP association per S1-MME interface instance uses a pair of stream identifiers for the S-MME common procedure. Only some pairs of stream identifiers are used for the S1-MME dedicated procedure.
  • the MME communication context identifier is assigned by the MME for the S1-MME dedicated procedure and the eNB communication context identifier is assigned by the eNB for the S1-MME dedicated procedure.
  • the MME communication context identifier and the eNB communication context identifier are used to distinguish the UE-specific S1-MME signaling transmission bearer.
  • the communication context identifiers are each conveyed in the S1-AP message.
  • the MME changes the state of the terminal that has used the signaling connection to the ECM-IDLE state. Then, the eNB releases the RRC connection of the corresponding terminal.
  • the S1 user plane interface (S1-U) is defined between the eNB and the S-GW.
  • the S1-U interface provides a non-guaranteed delivery of user plane PDUs between the eNB and the S-GW.
  • the transport network layer is based on IP transmission, and a GTP-U (GPRS Tunneling Protocol User Plane) layer is used at the top of the UDP / IP layer in order to transmit the user plane PDU between the eNB and the S-GW.
  • GTP-U GPRS Tunneling Protocol User Plane
  • FIG. 6 is a diagram schematically illustrating a structure of a physical channel in a wireless communication system to which the present invention can be applied.
  • a physical channel transmits signaling and data through a radio resource composed of one or more symbols in a time domain and one or more subcarriers in a frequency domain.
  • One subframe having a length of 1.0 ms is composed of a plurality of symbols.
  • the particular symbol (s) of the subframe (e.g., the first symbol of the subframe) may be used for the PDCCH.
  • the PDCCH carries information on dynamically allocated resources (e.g., Resource Block, Modulation and Coding Scheme (MCS), etc.).
  • MCS Modulation and Coding Scheme
  • EMM EPS mobility management
  • ECM EPS connection management
  • FIG. 7 is a diagram illustrating EMM and ECM states in a wireless communication system to which the present invention may be applied.
  • an EMM registration state (EMM-REGISTERED) is established according to whether the terminal is attached to the network or detached from the network in order to manage the mobility of the terminal in the NAS layer located in the control plane of the MME.
  • EMM-REGISTERED an EMM registration state
  • EMM-DEREGISTERED state may be defined.
  • the EMM-REGISTERED state and the EMM-DEREGISTERED state may be applied to the UE and the MME.
  • the initial terminal is in the EMM-DEREGISTERED state as in the case where the terminal is first turned on, and the terminal performs a process of registering with the network through an initial attach procedure to access the network. If the connection procedure is successfully performed, the UE and the MME transition to the EMM-REGISTERED state. In addition, when the terminal is powered off or the radio link fails (when the packet error rate exceeds the reference value on the radio link), the UE detaches from the network and transitions to the EMM-DEREGISTERED state.
  • an ECM connection state (ECM-CONNECTED) and an ECM idle state (ECM-IDLE) can be defined to manage a signaling connection between a terminal and a network.
  • the ECM-CONNECTED state and the ECM-IDLE state may also be applied to the terminal and the MME.
  • the ECM connection is composed of an RRC connection established between the UE and the BS and an S1 signaling connection established between the BS and the MME. That is, the ECM connection is turned on / off means that the RRC connection and the S1 signaling connection are both turned on / off.
  • the RRC state indicates whether the RRC layer of the UE and the RRC layer of the BS are logically connected. That is, when the RRC layer of the UE and the RRC layer of the BS are connected, the UE is in the RRC connection state (RRC_CONNECTED). If the RRC layer of the UE and the RRC layer of the BS are not connected, the UE is in the RRC idle state (RRC_IDLE).
  • the network can grasp the existence of the terminal in the ECM-CONNECTED state in a cell unit, and can effectively control the terminal.
  • the network can not grasp the existence of the UE in the ECM-IDLE state, and manages the core network (CN) in a tracking area unit, which is an area unit larger than the cell.
  • the terminal When the terminal is in the ECM idle state, the terminal performs discontinuous reception (DRX: Discontinuous Reception) set by the NAS using the ID uniquely allocated in the tracking area. That is, the terminal may receive a broadcast of system information and paging information by monitoring the paging signal at a specific paging occasion for each UE-specific paging DRX cycle.
  • DRX Discontinuous Reception
  • the terminal when the terminal is in the ECM-IDLE state, the network does not have context information of the terminal. Therefore, the UE in the ECM-IDLE state can perform the UE-based mobility-related procedure such as cell selection or cell reselection without receiving the command of the network. If the location of the terminal differs from the location known by the network in the ECM idle state, the terminal can notify the location of the terminal to the network through a tracking area update (TAU) procedure.
  • TAU tracking area update
  • the mobility of the terminal is managed by the command of the network.
  • the network knows which cell the terminal belongs to.
  • the network can transmit and / or receive data to and from the terminal, control mobility such as handover of the terminal, and perform cell measurements on neighboring cells.
  • the UE in order to receive ordinary mobile communication services such as voice and data, the UE must transition to the ECM-CONNECTED state.
  • the initial terminal is in the ECM-IDLE state as in the EMM state. If the terminal successfully registers with the network through the initial attach procedure, the terminal and the MME are connected to the ECM Transition. If the terminal is registered in the network but the traffic is deactivated and the radio resource is not allocated, the terminal is in the ECM-IDLE state. If a new uplink or downlink traffic is generated in the terminal, The UE and the MME transition to the ECM-CONNECTED state.
  • the random access procedure is used for the UE to obtain uplink synchronization with the BS or allocate uplink radio resources.
  • the terminal After the terminal is powered on, the terminal acquires downlink synchronization with the initial cell and receives system information. From the system information, a set of usable random access preambles and information about radio resources used for transmission of the random access preamble are obtained.
  • the radio resource used for transmission of the random access preamble may be specified by a combination of at least one or more subframe indices and indices in the frequency domain.
  • the MS transmits a random access preamble randomly selected from the set of random access preambles, and the BS receiving the random access preamble sends a timing alignment (TA) value for uplink synchronization to the MS through a random access response.
  • TA timing alignment
  • the random access procedure is a common procedure in frequency division duplex (FDD) and time division duplex (TDD).
  • FDD frequency division duplex
  • TDD time division duplex
  • CA carrier aggregation
  • the case where the UE performs the random access procedure is as follows.
  • 3GPP Rel-10 considers applying a TA (timing advance) value applicable to one specific cell (for example, P cell) to a plurality of cells in a wireless access system supporting carrier merging.
  • the UE may combine a plurality of cells belonging to different frequency bands (i.e., largely spaced in frequency) or a plurality of cells having different propagation characteristics.
  • a small cell such as a remote radio header (RRH) (i.e., a repeater), a femtocell or a picocell, or a secondary base station
  • RRH remote radio header
  • a SeNB secondary eNB
  • a terminal communicates with a base station (i.e., a macro eNB) through one cell, and when communicating with a secondary base station through another cell,
  • the cells may have different propagation delay characteristics.
  • uplink transmission using a TA value is applied to a plurality of cells in common, it can seriously affect the synchronization of the uplink signals transmitted on the plurality of cells.
  • the MAC TA command control element consists of a 2-bit TAG identifier (TAG ID) and a 6-bit TA command field.
  • the UE with the merge of carriers performs the random access procedure when the case of performing the random access procedure described above in connection with the P cell occurs.
  • a TAG i.e., pTAG: primary TAG
  • a TA that is determined based on a P cell or adjusted through a random access procedure accompanying a P cell, .
  • a TAG i.e., sTAG: secondary TAG
  • a TA determined based on a specific S cell in the sTAG can be applied to all cells or cells in the sTAG, Lt; / RTI > may be obtained by a random access procedure initiated by a random access procedure.
  • the S-cell is set as the RACH resource, and the base station requests the RACH connection in the S-cell to determine the TA. That is, the base station initiates the RACH transmission on the S cells by the PDCCH order transmitted in the P cell.
  • the response message to the S-cell preamble is transmitted through the P-cell using a random access radio network temporary identifier (RA-RNTI).
  • RA-RNTI random access radio network temporary identifier
  • the UE can apply the TA determined based on the S cell that has successfully completed the random access to all the cells or cells in the sTAG.
  • the random access procedure can also be performed in the S-cell in order to acquire the timing alignment of the sTAG to which the S-cell belongs in the S-cell.
  • a contention based random access procedure in which a terminal arbitrarily selects one preamble in a specific set in a process of selecting a random access preamble (RACH preamble) And a non-contention based random access procedure using a random access preamble allocated only to a specific mobile station by the base station.
  • RACH preamble random access preamble
  • the non-contention-based random access procedure may be used only for the above-described handover procedure, timing advance arrangement for terminal positioning and / or sTAG when requested by the base station's command. After the random access procedure is completed, normal uplink / downlink transmission occurs.
  • a relay node also supports both a contention-based random access procedure and a non-contention-based random access procedure.
  • the relay node performs the random access procedure
  • the RN subframe configuration is suspended at that point. That is, this means that the RN subframe configuration is temporarily discarded. Thereafter, the RN subframe structure is resumed at the time when the random access procedure is successfully completed.
  • FIG. 8 is a diagram for explaining a contention-based random access procedure in a wireless communication system to which the present invention can be applied.
  • the UE randomly selects one random access preamble (RACH preamble) from a set of random access preambles indicated through system information or a handover command, And selects and transmits a PRACH (physical RACH) resource capable of transmitting a random access preamble.
  • RACH preamble random access preamble
  • PRACH physical RACH
  • the random access preamble is transmitted in 6 bits in the RACH transport channel, 6 bits are a 5-bit random identifier for identifying the RACH transmitted terminal, 1 bit for indicating additional information (for example, Indicating the size of the message (Msg 3).
  • the base station Upon receiving the random access preamble from the UE, the base station decodes the preamble and acquires the RA-RNTI.
  • the RA-RNTI associated with the PRACH to which the random access preamble is transmitted is determined according to the time-frequency resource of the random access preamble transmitted by the corresponding terminal.
  • the base station transmits to the UE a random access response addressed by the RA-RNTI obtained through the preamble on the first message.
  • the random access response includes a random access preamble identifier / identifier (RA preamble index / identifier), an UL grant indicating an uplink radio resource, a Temporary Cell RNTI (TC-RNTI) Time alignment commands (TAC).
  • the TAC is information indicating a time synchronization value that the BS sends to the UE to maintain uplink time alignment.
  • the UE updates the uplink transmission timing using the time synchronization value. When the terminal updates the time synchronization, it starts or restarts a time alignment timer.
  • the UL grant includes an uplink resource allocation and a transmit power command (TPC) used for transmission of a scheduling message (a third message) described later. The TPC is used to determine the transmit power for the scheduled PUSCH.
  • TPC transmit power command
  • the terminal After transmitting the random access preamble, the terminal attempts to receive its random access response in the random access response window indicated by the system information or the handover command, and the PRACH Detects a PDCCH masked with an RA-RNTI corresponding to the PDCCH, and receives the PDSCH indicated by the detected PDCCH.
  • the random access response information may be transmitted in the form of a MAC packet data unit (MAC PDU), and the MAC PDU may be transmitted via the PDSCH.
  • the PDCCH preferably includes information of a UE receiving the PDSCH, frequency and time information of the PDSCH, and a transmission format of the PDSCH. As described above, once the UE successfully detects the PDCCH transmitted to itself, it can properly receive the random access response transmitted on the PDSCH according to the information of the PDCCH.
  • the random access response window means a maximum time interval in which the UE transmitting the preamble waits to receive the random access response message.
  • the random access response window has a length of 'ra-ResponseWindowSize' starting from a subframe after three subframes in the last subframe in which the preamble is transmitted. That is, the UE stands by to receive a random access response during a random access window in which the preamble is secured from three subframes after the transmission of the subframe.
  • the terminal can acquire a random access window size ('ra-ResponseWindowsize') parameter value through system information, and the random access window size can be determined to be a value between 2 and 10.
  • the UE When the UE successfully receives a random access response having the same random access preamble identifier / identifier as the random access preamble transmitted to the base station, the UE stops monitoring the random access response. On the other hand, when the random access response message is not received until the random access response window is terminated, or when a valid random access response having the same random access preamble identifier as the random access preamble transmitted to the base station is not received, Is considered to have failed, and the UE can then perform the preamble retransmission.
  • the reason why the random access preamble separator is required in the random access response is that since the random access response information for one or more UEs can be included in one random access response, the UL grant, the TC-RNTI, Because it is necessary to let them know if they are valid.
  • the terminal When the terminal receives a valid random access response to itself, it processes the information included in the random access response. That is, the UE applies the TAC and stores the TC-RNTI. In addition, using the UL grant, data stored in the buffer of the terminal or newly generated data is transmitted to the base station.
  • an RRC connection request (RRC Connection Request) generated in the RRC layer and transmitted through the CCCH may be included in the third message and may be transmitted.
  • RRC connection re-establishment procedure The RRC connection re-establishment request transmitted through the RRC connection re-establishment request may be included in the third message and transmitted. It may also include a NAS connection request message.
  • the third message should include the identifier of the terminal.
  • the base station can not determine which UEs perform the random access procedure, and it is necessary to identify the UE in order to resolve the collision later.
  • the UE There are two methods of including the identifier of the terminal.
  • C-RNTI valid cell identifier
  • the UE transmits its cell identifier through an uplink transmission signal corresponding to the UL grant do.
  • SAE unique identifier
  • TMSI time division duplex identifier
  • the unique identifier is longer than the C-RNTI.
  • UE-specific scrambling is used. If the UE is allocated a C-RNTI, the scrambling is performed based on the C-RNTI. However, if the UE has not yet been allocated a C-RNTI, scrambling can not be based on the C-RNTI, One TC-RNTI is used. If the UE has transmitted data corresponding to the UL grant, the UE starts a contention resolution timer.
  • the base station When the base station receives the C-RNTI of the corresponding terminal through the third message from the terminal, the base station transmits the fourth message to the terminal using the received C-RNTI.
  • the UE receives the unique identifier (i.e., S-TMSI or a random number) through the third message, it transmits the fourth message using the TC-RNTI allocated to the UE in the random access response To the terminal.
  • the fourth message may include an RRC Connection Setup message.
  • the UE After transmitting the data including its own identifier through the UL grant included in the random access response, the UE waits for an instruction from the base station to resolve the collision. That is, it attempts to receive the PDCCH to receive a specific message. There are also two methods for receiving the PDCCH. As described above, if the third message transmitted in response to the UL grant is a C-RNTI, the UE attempts to receive the PDCCH using its C-RNTI, and if the identifier is a unique identifier (i.e., S-TMSI or a random number), it attempts to receive the PDCCH using the TC-RNTI included in the random access response.
  • the identifier is a unique identifier (i.e., S-TMSI or a random number)
  • the UE determines that the random access procedure is normally performed, and terminates the random access procedure.
  • the PDSCH confirms the data delivered by the PDSCH indicated by the PDCCH. If the unique identifier is included in the contents of the data, the terminal determines that the random access procedure is normally performed, and terminates the random access procedure.
  • the UE acquires the C-RNTI through the fourth message, and then the UE and the network transmit and receive a UE-specific message using the C-RNTI.
  • the reason for the collision in performing random access is basically that the number of random access preambles is finite. That is, since the base station can not assign random access preambles unique to the terminals to all the terminals, the terminal arbitrarily selects one of the common random access preambles and transmits the random access preambles. Accordingly, a case where two or more UEs select and transmit the same random access preamble through the same radio resource (PRACH resource) occurs, but the BS determines that the UE is a random access preamble transmitted from one UE. As a result, the base station transmits a random access response to the terminal, and the random access response is predicted to be received by one terminal.
  • PRACH resource radio resource
  • One is a method of using a contention resolution timer, and the other is a method of transmitting an identifier of a successful terminal to terminals.
  • the former case is used when the UE already has a unique C-RNTI before the random access procedure. That is, a UE having a C-RNTI transmits data including its C-RNTI to a base station according to a random access response and operates a conflict resolution timer. Then, if the PDCCH information indicated by the C-RNTI is received before the conflict resolution timer expires, the UE determines that it has succeeded in the competition and ends the random access normally.
  • the PDCCH indicated by the C-RNTI is not received before the conflict resolution timer expires, it is determined that the UE has failed in the competition and the UE performs the random access procedure again, .
  • the method of transmitting the identifier of a successful terminal is used when the terminal does not have a unique cell identifier before the random access procedure. That is, if the UE itself does not have a cell identifier, it transmits an upper identifier (S-TMSI or random number) to the data according to the UL Grant information included in the random access response, .
  • S-TMSI upper identifier
  • the terminal determines that the random access procedure has succeeded. On the other hand, if the DL-SCH does not receive data including its own upper identifier before the conflict resolution timer expires, the terminal determines that the random access procedure has failed.
  • the random access procedure is terminated only in the non-contention-based random access procedure with only the first message transmission and the second message transmission.
  • the UE transmits the random access preamble to the base station as the first message
  • the UE receives a random access preamble from the base station, transmits the random access preamble as a first message to the base station, The random access procedure is terminated.
  • the 5G system is an advanced technology from the 4th generation LTE mobile communication technology. It is equipped with new radio access technology (RAT: Radio Access Technology), LTE (Long Term), etc. through Evolution or Clean- Term Evolution, which supports extended LTE (eLTE), non-3GPP (eg, WLAN) access, and the like.
  • RAT Radio Access Technology
  • LTE Long Term
  • eLTE extended LTE
  • WLAN non-3GPP
  • 5G system is defined as a service-based, and the interaction between network functions (NF) in an architecture for a 5G system can be expressed in two ways as follows.
  • NF network functions
  • NF services in NFs described by point-to-point reference points e.g., N11
  • two NFs e.g., AMF and SMF
  • FIG. 10 Network functions in the Control Plane (CP) (e.g. AMF) allow other authorized network functions to access their services.
  • CP Control Plane
  • This expression also includes a point-to-point reference point if necessary.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating a 5G system architecture using reference point representation.
  • the 5G system architecture may include various components (i.e., network function (NF)), and the authentication server function (AUSF: Authentication Server (AMF: Access and Mobility Management Function), Session Management Function (SMF), Policy Control Function (PCF), Application Function (AF) ), Unified Data Management (UDM), Data Network (DN), User Plane Function (UPF), Wireless Access Network (AN) ), And a user equipment (UE: User Equipment).
  • NF network function
  • AUSF Authentication Server
  • AMF Access and Mobility Management Function
  • PCF Policy Control Function
  • AF Application Function
  • UDM Unified Data Management
  • DN Data Network
  • UPF User Plane Function
  • AN Wireless Access Network
  • UE User Equipment
  • Each NF supports the following functions.
  • - AUSF stores data for authentication of the UE.
  • the AMF provides the capability for UE-based access and mobility management, and can be connected to one AMF basically per UE.
  • the AMF includes CN node signaling for mobility between 3GPP access networks, termination of a Radio Access Network (RAN) CP interface (i.e., N2 interface), termination N1 of NAS signaling, NAS signaling security (NAS ciphering and integrity protection), AS security control, registration management (Registration Area management), connection management, idle mode UE reachability (control of paging retransmission, SMF selection, Lawful Intercept (with AMF events and LI systems), mobility management control (subscription and policy), intra-system mobility and inter-system mobility support, network slicing support, Interface), delivery of session management (SM) messages between UE and SMF, transparent proxy for SM message routing, Access Authorization including access authorization, roaming authorization check, delivery of SMS messages between UE and SMSF (Short Message Service (SMS) function), security anchor function (SEA) and / And security context management (SCM).
  • RAN Radio Access Network
  • N2 interface i.e., N2 interface
  • termination N1 of NAS signaling NAS signaling security
  • Some or all functions of the AMF may be supported within a single instance of an AMF.
  • - DN means, for example, an operator service, an Internet connection or a third party service.
  • the DN transmits a downlink PDU (Protocol Data Unit) to the UPF or receives a PDU transmitted from the UE from the UPF.
  • PDU Protocol Data Unit
  • the PCF receives information about the packet flow from the application server and provides functions to determine policies such as mobility management and session management. Specifically, the PCF provides a unified policy framework support for controlling network operations, provision of policy rules to enable the CP function (s) (eg, AMF, SMF, etc.) to enforce policy rules, : Implementation of Front End for accessing related subscription information for policy decision in User Data Repository.
  • CP function eg, AMF, SMF, etc.
  • - SMF provides session management function, and if UE has multiple sessions, it can be managed by different SMF for each session.
  • the SMF is responsible for managing session management (e.g., establishing, modifying and releasing sessions, including maintaining tunnels between UPF and AN nodes), UE IP address assignment and management (optionally including authentication) Termination of the interface to policy control functions, enforcement of policy and QoS control parts, legalful intercept (eg, (For the SM event and for the interface to the LI system), the end of the SM portion of the NAS message, the downlink data notification, the initiator of the AN specific SM information (forwarded to the AN via N2 via the AMF) Session SSC mode decision, and roaming function.
  • session management e.g., establishing, modifying and releasing sessions, including maintaining tunnels between UPF and AN nodes
  • UE IP address assignment and management optionally including authentication
  • Termination of the interface to policy control functions e.g., enforcement of policy and QoS control parts, legalful intercept (eg, (For the SM event and for the interface to the LI system), the end of the SM portion of the
  • an SMF may be supported within a single instance of an SMF.
  • UDM stores user's subscription data, policy data and so on.
  • the UDM includes two parts: an application front end (FE) and a user data repository (UDR).
  • FE application front end
  • UDR user data repository
  • the FE includes the UDM FE responsible for location management, subscription management, credential handling, and the PCF responsible for policy control.
  • the UDR stores the data required for the functions provided by the UDM-FE and the policy profile required by the PCF.
  • the data stored in the UDR includes user subscription data and policy data including a subscription identifier, a security credential, access and mobility related subscription data, and session related subscription data.
  • the UDM-FE accesses subscription information stored in the UDR and supports functions such as Authentication Credential Processing, User Identification Handling, Access Authentication, Registration / Mobility Management, Subscription Management, and SMS Management do.
  • the UPF forwards the downlink PDU received from the DN to the UE via the (R) AN, and forwards the uplink PDU received from the UE to the DN via the (R) AN.
  • the UPF includes anchor points for intra / inter RAT mobility, external PDU session points for interconnects to the data network, packet routing and forwarding, packet inspection, The user plane portion of policy rule enforcement, legalful intercept, traffic usage reporting, an uplink classifier to support the routing of traffic flows to the data network, and a multi-homed PDU session.
  • Branching points to support QoS handling for the user plane e.g., packet filtering, gating, uplink / downlink rate enforcement), uplink traffic verification (SDF : Service Data Flow) and QoS flow SDF mapping), uplink and downlink intra-transport level packet marking, downlink packet buffering, and downlink data notification And triggering functions.
  • Some or all functions of a UPF may be supported within a single instance of a UPF.
  • the AF can be used to interoperate with the 3GPP core network for service provision (eg, support for application impacts on traffic routing, network capability exposures access, and interoperability with the policy framework for policy control). .
  • - (R) AN is a new wireless supporting both evolved E-UTRA (Evolved E-UTRA) and new radio access technology (NR) (eg gNB), an evolution of 4G wireless access technology. Access networks.
  • E-UTRA evolved E-UTRA
  • NR new radio access technology
  • the network node responsible for sending and receiving wireless signals to and from the terminal is gNB and plays the same role as eNB in EPS.
  • the gNB includes functions for radio resource management (i.e., radio bearer control, radio admission control, connection mobility control), dynamic resource allocation to the UE in the uplink / (Internet Protocol) header compression, encryption of the user data stream and integrity protection, routing to the AMF from the information provided to the UE is not determined , Routing of user plane data to the UPF (s), routing of control plane information to the AMF, connection setup and release, scheduling and transmission of paging messages (resulting from AMF), system broadcasting Set up measurement and measurement reports for mobility and scheduling (originating from AMF or operating and maintenance (O & M)), scheduling and transmission of cast information, Link level support for transport level packet marking, session management, network slicing, QoS flow management and mapping to data radio bearers, support for UEs in inactive mode, NAS messaging NAS node selection, wireless access network sharing, dual connectivity, and tight interworking between NR and E-UTRA.
  • radio resource management i.e., radio bearer control, radio admission control, connection mobility control
  • the UE means user equipment.
  • the user equipment may be referred to as a terminal, a mobile equipment (ME), a mobile station (MS), or the like.
  • the user device may be a portable device such as a notebook computer, a mobile phone, a PDA (Personal Digital Assistant), a smart phone, a multimedia device, or the like, or a non-portable device such as a PC (Personal Computer) or a vehicle-mounted device.
  • a portable device such as a notebook computer, a mobile phone, a PDA (Personal Digital Assistant), a smart phone, a multimedia device, or the like, or a non-portable device such as a PC (Personal Computer) or a vehicle-mounted device.
  • PC Personal Computer
  • unstructured data storage network function (UDSF), structured data storage network function (SDSF), network exposure function (NEF) ) And an NF Repository Function (NRF) are not shown, but all of the NFs shown in this figure can perform interoperability with UDSF, NEF, and NRF as needed.
  • UDSF unstructured data storage network function
  • SDSF structured data storage network function
  • NEF network exposure function
  • NRF NF Repository Function
  • the NEF receives information from other network function (s) (based on the exposed capability (s) of the other network function (s)).
  • the NEF can store the received information as structured data using a standardized interface to the data storage network function. The stored information may be re-exposed to other network function (s) and application function (s) by the NEF and used for other purposes such as analysis.
  • - NRF supports service discovery function. Receives an NF discovery request from the NF instance, and provides information of the found NF instance to the NF instance. It also maintains the available NF instances and the services they support.
  • SDSF is an optional function to support the function of storing and retrieving information as structured data by any NEF.
  • - UDSF is an optional function to support the function of storing and retrieving information as unstructured data by any NF.
  • the node responsible for wireless transmission / reception with the terminal is the gNB and plays the same role as the eNB in the EPS.
  • the UE When the UE is simultaneously connected to the 3GPP connection and the Non-3GPP connection, the UE receives a service through one AMF as shown in FIG.
  • FIG. 9 it is shown that a connection is made by one non-3GPP connection and a connection by a 3GPP connection are connected to one same UPF, but it is not necessarily required, and they may be connected by a plurality of different UPFs.
  • N3IWK also referred to as N3IWF (Non-3GPP Interworking Function) in the HPLMN
  • N3IWF Non-3GPP Interworking Function
  • the non-3GPP access network is connected to the 5G core network via N3IWK / N3IWF.
  • the N3IWK / N3IWF interfaces the 5G core network control plane function and the user plane function via the N2 and N3 interfaces, respectively.
  • a representative example of a Non-3GPP connection referred to herein may be a WLAN connection.
  • a UE may simultaneously access two (i. E., Local and central) data networks using multiple PDU sessions.
  • two SMFs may be selected for different PDU sessions.
  • each SMF may have the capability to control both the local UPF and the central UPF in the PDU session. Can be activated independently for each PDU session.
  • the UE may simultaneously access two (i. E., Regional and central) data networks provided within a single PDU session.
  • a conceptual link connecting NFs in a 5G system is defined as a reference point.
  • the following illustrates the reference points included in the 5G system architecture represented in this figure.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating a 5G system architecture using a service-based representation.
  • the service-based interface illustrated in this figure represents a set of services provided / exposed by a given NF.
  • the service-based interface is used within the control plane.
  • the following illustrates a service-based interface included in the 5G system architecture represented as this figure.
  • Nnef a service-based interface exhibited by NEF
  • Nnrf a service-based interface exhibited by the NRF.
  • An NF service is a type of capability that is exposed by a NF (i.e., an NF service provider) to another NF (i.e., an NF service consumer) through a service-based interface.
  • the NF may expose more than one NF service (s).
  • NF service the following criteria apply:
  • - NF services are derived from information flows to describe end-to-end functionality.
  • the control plane NF_B i.e., the NF service provider receives a specific NF service (performance of an operation and / or provision of information) from another control plane NF_A To be provided).
  • NF_B responds to NF service results based on the information provided by NF_A in the request.
  • NF_B may alternately consume the NF service from the other NF (s).
  • NF may alternately consume the NF service from the other NF (s).
  • communication is performed on a one-to-one basis between two NFs (i.e., consumers and suppliers).
  • the control plane NF_A (i.e., the NF service consumer) subscribes to the NF service provided by another control plane NF_B (i.e., the NF service provider). Multiple control plane NF (s) may subscribe to the same control plane NF service.
  • the NF_B informs the interested NF (s) subscribed to this NF service of the outcome of this NF service.
  • a subscription request from a consumer may include a periodic update or a notification request for a notification triggered by a particular event (e.g., changing the requested information, reaching a certain threshold, etc.).
  • This mechanism also includes when the NF (s) (e.g., NF_B) has implicitly subscribed to a particular notification (e.g., due to a successful registration procedure) without an explicit subscription request.
  • Figure 11 illustrates an NG-RAN architecture to which the present invention may be applied.
  • a New Generation Radio Access Network includes a gNB (NR NodeB) and / or an eNodeB (eNodeB) that provides the termination of a user plane and control plane protocol towards a UE (S).
  • gNB NR NodeB
  • eNodeB eNodeB
  • the gNB (s) and eNB (s) are also connected to the 5GC using the NG interface and more specifically to the AMF using the NG-C interface (i.e., the N2 reference point), which is the control plane interface between the NG- And is connected to the UPF using the NG-U interface (i.e., the N3 reference point), which is a user plane interface between the NG-RAN and the 5GC.
  • NG-C interface i.e., the N2 reference point
  • the UPF using the NG-U interface (i.e., the N3 reference point)
  • FIG. 12 is a diagram illustrating a wireless protocol stack to which the present invention can be applied.
  • FIG. 12 (a) illustrates a radio interface user plane protocol stack between a UE and a gNB
  • FIG. 12 (b) illustrates a radio interface control plane protocol stack between a UE and a gNB.
  • the control plane is a path through which control messages used by the UE and the network to manage calls are transmitted.
  • the user plane means a path through which data generated in the application layer, for example, voice data or Internet packet data, is transmitted.
  • the user plane protocol stack may be divided into a first layer (i.e., a physical (PHY) layer) and a second layer (a layer 2).
  • a first layer i.e., a physical (PHY) layer
  • a second layer a layer 2
  • the control plane protocol stack includes a first layer (i.e., a PHY layer), a second layer, a third layer (i.e., a radio resource control radio resource control (RRC) layer) And may be divided into a non-access stratum (NAS) layer.
  • a first layer i.e., a PHY layer
  • a second layer i.e., a third layer
  • RRC radio resource control radio resource control
  • NAS non-access stratum
  • the second layer includes a medium access control (MAC) sublayer, a radio link control (RLC) sublayer, a Packet Data Convergence Protocol (PDC) sublayer, a service data adaptation protocol SDAP: Service Data Adaptation Protocol) sublayer (in the case of a user plane).
  • MAC medium access control
  • RLC radio link control
  • PDC Packet Data Convergence Protocol
  • SDAP Service Data Adaptation Protocol
  • Radio bearers are classified into two groups: a data radio bearer (DRB) for user plane data and a signaling radio bearer (SRB) for control plane data.
  • DRB data radio bearer
  • SRB signaling radio bearer
  • the PHY layer as the first layer provides an information transfer service to an upper layer by using a physical channel.
  • the physical layer is connected to a MAC sublayer at a higher level via a transport channel, and data is transmitted between the MAC sublayer and the PHY layer through a transport channel.
  • the transport channel is classified according to how the data is transmitted through the air interface. Data is transmitted between the PHY layer of the transmitting end and the PHY layer of the receiving end through a physical channel between different physical layers.
  • the MAC sublayer is a mapping between a logical channel and a transport channel; Multiplexing / demultiplexing of MAC Service Data Units (SDUs) belonging to one or a different logical channel to / from a transport block (TB) conveyed to / from the PHY layer through a transport channel; Scheduling information reporting; Error correction through hybrid automatic repeat request (HARQ); Priority handling among UEs using dynamic scheduling; Priority handling between logical channels of one UE using logical channel priority; Padding is performed.
  • SDUs Service Data Units
  • TB transport block
  • HARQ hybrid automatic repeat request
  • Each logical channel type defines what type of information is delivered.
  • Logical channels are grouped into two groups: the Control Channel and the Traffic Channel.
  • the control channel is used to transmit only the control plane information and is as follows.
  • BCCH Broadcast Control Channel
  • PCCH Paging Control Channel
  • CCCH Common Control Channel
  • DCCH Dedicated Control Channel
  • the traffic channel is used to use only user plane information:
  • DTCH Dedicated Traffic Channel
  • connection between the logical channel and the transport channel is as follows.
  • the BCCH can be mapped to the BCH.
  • the BCCH can be mapped to the DL-SCH.
  • the PCCH can be mapped to PCH.
  • the CCCH can be mapped to the DL-SCH.
  • the DCCH may be mapped to the DL-SCH.
  • the DTCH can be mapped to the DL-SCH.
  • connection between the logical channel and the transport channel is as follows.
  • the CCCH can be mapped to the UL-SCH.
  • the DCCH can be mapped to the UL-SCH.
  • the DTCH can be mapped to the UL-SCH.
  • the RLC sublayer supports three transmission modes: Transparent Mode (TM), Unacknowledged Mode (UM), and Acknowledged Mode (AM).
  • TM Transparent Mode
  • UM Unacknowledged Mode
  • AM Acknowledged Mode
  • the RLC setting can be applied for each logical channel. For SRB, TM or AM mode is used, whereas for DRB, UM or AM mode is used.
  • the RLC sub-layer is used for transmission of an upper layer PDU; Sequence numbering independent of PDCP; Error correction through automatic repeat request (ARQ); Segmentation and re-segmentation; Reassembly of SDUs; RLC SDU discard; RLC re-establishment is performed.
  • the PDCP sublayer for the user plane includes sequence numbering; Header compression and decompression (Robust Header Compression only); User data transfer; Reordering and duplicate detection (when delivery to a layer higher than PDCP is required); PDCP PDU routing (for split bearers); Retransmission of PDCP SDUs; Ciphering and deciphering; PDCP SDU discarded; PDCP re-establishment and data recovery for RLC AM; And performs replication of the PDCP PDU.
  • the PDCP sublayer for the control plane additionally includes sequence numbering; Ciphering, deciphering and integrity protection; Control plane data transfer; Replication detection; And performs replication of the PDCP PDU.
  • Replication in the PDCP involves transmitting the same PDCP PDU (s) twice. Once to the original RLC entity, and second to the additional RLC entity. At this time, the original PDCP PDU and the corresponding replica are not transmitted to the same transport block.
  • Two different logical channels may belong to the same MAC entity (in the case of a CA) or in different MAC entities (in the case of a DC). In the former case, logical channel mapping restrictions are used to ensure that the original PDCP PDU and its replica are not sent to the same transport block.
  • the SDAP sublayer performs the following: i) mapping between the QoS flows and the data radio bearers; and ii) marking QoS flows in the downlink and uplink packets.
  • a single protocol object of SDAP is set up for each individual PDU session, but exceptionally, for SD (Dual Connectivity), two SDAP entities can be set.
  • the RRC sublayer is responsible for broadcasting system information related to AS (Access Stratum) and NAS (Non-Access Stratum); Paging initiated by 5GC or NG-RAN; UTRAN and NR, as well as establishing, maintaining and releasing RRC connections between the UE and the NG-RAN (additionally, modifying and releasing of carrier aggregation, Connectivity); Security functions including key management; Establish, set, maintain, and release SRB (s) and DRB (s); Handover and context delivery; Control of UE cell selection and disaster and cell selection / reselection; A mobility function including inter-RAT mobility; QoS management functions, UE measurement reporting and reporting control; Detection of radio link failure and recovery from radio link failure; NAS message delivery from the NAS to the UE and NAS message delivery from the UE to the NAS.
  • the 5G system introduces network slicing technology that provides network resources and network functions as independent slices for each service.
  • the network functions of the 5G system can be selected according to the service, user, and the like, and by combining them, it is possible to provide an independent and more flexible service for each service and user.
  • the network slice refers to a network that logically integrates the access network and the core network.
  • a network slice may contain one or more of the following:
  • N3IWF Non-3GPP Interworking Function
  • Supported functions and network function optimizations may be different for each network slice. Multiple instances of a network slice can provide the same functionality to a group of different UEs.
  • One UE may be concurrently connected to one or more network slice instances via 5G-AN.
  • One UE can be serviced simultaneously by up to 8 network slices.
  • the AMF instance serving the UE may belong to each network slice instance serving the UE. That is, this AMF instance may be common to the network slice instance serving the UE.
  • the CN portion of the network slice instance (s) serving the UE is selected by the CN.
  • One PDU session belongs to only one network slice instance specific to each PLMN. Different network slice instances do not share a PDU session.
  • One PDU session belongs to one specific network slice instance per PLMN. Different slices may have slice-specific PDU sessions using the same DNN, but different network slice instances do not share a PDU session.
  • S-NSSAI Single Network Slice Selection Assistance information identifies a network slice.
  • Each S-NSSAI is auxiliary information used by the network to select a particular network slice instance.
  • NSSAI is a set of S-NSSAI (s).
  • the S-NSSAI includes:
  • SST Slice / Service type
  • SST represents the expected behavior of the network slice in terms of function and service.
  • SD is optional information that complements the SST (s) for selecting a network slice instance from a plurality of potential network slice instances that comply with all indicated SSTs.
  • the UE can set a configured NSSAI (Configured NSSAI) by a home PLMN (HPLMN: Home PLMN) for each PLMN.
  • the Configured NSSAI is PLMN-specific and the HPLMN indicates the PLMN (s) to which each Configured NSSAI applies.
  • the RAN uses the NSSAI to select the initial network slice to forward the message to.
  • the UE provides the requested NSSAI (Requested NSSAI) to the network.
  • the UE in the given PLMN uses only the S-NSSAIs belonging to the Configured NSSAI of the corresponding PLMN.
  • the RAN may select a default network slice.
  • the subscription data includes the S-NSSAI (s) of the network slice (s) to which the UE is subscribed.
  • One or more S-NSSAI (s) may be marked as default S-NSSAI. If the S-NSSAI is marked as the basis, the network can service the UE with the associated network slice, even if the UE does not send any S-NSSAI to the network within the Registration request.
  • the CN informs the AN by providing a full allowed NSSAI (including one or more S-NSSAIs). Further, when the registration procedure of the UE is successfully completed, the UE can obtain the Allowed NSSAI for this PLMN from the AMF.
  • NSSAI including one or more S-NSSAIs
  • the Allowed NSSAI takes precedence over the Configured NSSAI for this PLMN.
  • the UE uses only the S-NSSAI (s) in the Allowed NSSAI corresponding to the network slice for the network slice selection related procedure in the Serving PLMN.
  • the UE For each PLMN, the UE stores Configured NSSAI and Allowed NSSAI (if present). When the UE receives the Allowed NSSAI for the PLMN, it overrides the previously stored Allowed NSSAI for this PLMN.
  • the network may change an already selected network slice instance according to local policy, UE mobility, subscription information change, and the like. That is, the set of network slices of the UE may be changed at any time while the UE is registered in the network. Further, a change in the set of network slices of the UE may be initiated by the network or by the UE under certain conditions.
  • the network may change the set of allowed network slice (s) to which the UE is registered.
  • the network may perform this change during the registration procedure or may notify the UE of a change in the supported network slice (s) using a procedure that may trigger the registration procedure.
  • the network can provide a new Allowed NSSAI and Tracking Area list to the UE.
  • the UE includes a new NSSAI in the signaling according to the Mobility Management Procedure, thereby causing reselection of the slice instance.
  • AMFs that support it can be changed as the slice instance changes.
  • the core network releases the PDU session to the S-NSSAI corresponding to a network slice that is no longer available through the PDU session release procedure.
  • the UE uses the UE policy to determine whether the existing traffic can be routed through a PDU session belonging to another slice.
  • the UE initiates the registration procedure.
  • the PCF provides the UE with a Network Slice Selection Policy (NSSP).
  • NSSP Network Slice Selection Policy
  • the NSSP associates the UE with the S-NSSAI and is used by the UE to determine the PDU session to which the traffic is to be routed.
  • the network slice selection policy is provided for each application of the UE, which includes a rule for mapping the S-NSSAI for each UE application.
  • the AMF selects the SMF for PDU session management using the SM-NSSAI and DNN information delivered by the UE, using the subscriber information and the local service provider policy.
  • the CN When a PDU session for a particular slice instance is established, the CN provides the S-NSSAI to the (R) AN corresponding to the slice instance to which this PDU session belongs so that the RAN can access a particular function of the slice instance.
  • PDU Packet Data Network Name
  • DNN Data Network Name
  • API Access Point Name
  • Each PDU session supports a single PDU session type. That is, it supports the exchange of a single type of PDU requested by the UE upon establishment of the PDU session.
  • the following PDU session types are defined. IP version 4 (IPv4), IP version 6 (IPv6) 6, Ethernet, unstructured.
  • IPv4 IP version 4
  • IPv6 IP version 6
  • Ethernet unstructured.
  • the type of PDU exchanged between the UE and the DN is completely transparent in the 5G system.
  • the PDU session is established (at UE request), modified (at UE and 5GC request), and released (at UE and 5GC request) using NAS SM signaling exchanged between N1 and UE between SMF and UE.
  • the 5GC can trigger a specific application in the UE.
  • the UE receives the trigger message, it forwards the message to the identified application, and the identified application can establish a PDU session with a specific DNN.
  • the SMF checks whether the UE request conforms to the user subscription information. To this end, the SMF obtains SMF level subscription data from the UDM. This data can indicate the allowed PDU session type per DNN:
  • the UE registered through multiple accesses selects access to establish a PDU session.
  • the UE may request to move the PDU session between the 3GPP and the Non-3GPP access.
  • the decision to move the PDU session between 3GPP and non-3GPP access is made per PDU session. That is, the UE may have a PDU session using 3GPP access while another PDU session is using the Non-3GPP access.
  • the UE Within a PDU session establishment request sent over the network, the UE provides a PDU Session ID (PDU Session Id (identity)). The UE may also provide PDU session type, slicing information, DNN, service and session continuity (SSC) mode.
  • PDU Session ID PDU Session ID
  • SSC session continuity
  • the UE may simultaneously establish multiple PDU sessions with the same DN or with different DNs, via 3GPP access and / or via Non-3GPP access.
  • the UE may establish multiple PDU sessions with the same DN served by different UPF terminations N6.
  • UEs with multiple established PDU sessions may be serviced by different SMFs.
  • the user plane path of different PDU sessions belonging to the same UE can be completely separated between the UPF and AN interfacing with the DN.
  • the 5G system architecture supports session and service continuity (SCC) to meet various continuity requirements of different applications / services within a UE.
  • 5G systems support different SSC modes.
  • the SSC mode associated with the PDU session anchor is not changed while the PDU session is established.
  • the network For a PDU session in which SSC mode 1 is applied, the network maintains the continuity service provided to the UE. For IP type PDU sessions, the IP address is maintained.
  • the network can release the continuity service delivered to the UE and also release the corresponding PDU session.
  • the network may release the IP address (s) assigned to the UE.
  • the UE can know the change to the user plane, but the network ensures that the UE does not lose connectivity. In order to allow for better service continuity, a connection via a new PDU session anchor point is established before the previous connection is terminated. For IP type PDU sessions, the IP address is not maintained during anchor relocation.
  • the SSC mode selection policy is used to determine the type of SSC mode associated with the UE's application (or application group).
  • the operator can preset the SSC mode selection policy to the UE.
  • This policy includes one or more SSC mode selection policy rules that the UE may use to determine the type of SSC mode associated with the application (or group of applications).
  • This policy may also include a default SSC mode selection policy rule that can be applied to all applications of the UE.
  • the SMF selects whether to accept the requested SSC mode or modify the requested SSC mode based on subscription information and / or local settings. If the UE does not provide the SSC mode when requesting a new PDU session, the SMF selects the default SSC mode for the enumerated data network in the subscription information or applies the local setting for selecting the SSC mode.
  • the SMF informs the UE of the SSC mode selected for the PDU session.
  • RM Registration Management
  • the UE / user needs to register with the network to receive the service requesting registration. Once registered, once the UE is applicable, the UE may either periodically update (periodic registration update) or move (update mobility registration), or update its capabilities or renegotiate the protocol parameters To update its registration on the network.
  • periodic registration update periodic registration update
  • move update mobility registration
  • the initial registration procedure involves the execution of a Network Access Control function (i.e., user authentication and access authentication based on the subscription profile in the UDM).
  • a Network Access Control function i.e., user authentication and access authentication based on the subscription profile in the UDM.
  • the identifier of the serving AMF is registered in the UDM.
  • FIG. 13 illustrates an RM state model to which the present invention may be applied. Specifically, FIG. 13 (a) shows the RM state model in the UE, and FIG. 13 (b) shows the RM state model in the AMF.
  • two RM states RM-DEREGISTERED and RM-REGISTERED are used in the UE and AMF to reflect the registration state of the UE in the selected PLMN.
  • the UE In the RM DEREGISTERED state, the UE is not registered in the network.
  • the UE context in the AMF does not maintain valid location or routing information for the UE, and therefore the UE is not reachable by the AMF.
  • some UE contexts may still be stored in the UE and the AMF.
  • the UE In the RM DEREGISTERED state, if the UE needs to receive a service requesting registration, the UE attempts to register with the selected PLMN using the initial registration procedure. Alternatively, upon receiving a Registration Reject upon initial registration, the UE remains in the RM DEREGISTERED state. On the other hand, upon receiving a Registration Accept, the UE enters the RM-REGISTERED state.
  • the AMF acknowledges the UE's initial registration by sending a Registration Accept to the UE and enters the RM-REGISTERED state. Or, when applicable, rejects the UE's initial registration by sending a Registration Reject to the UE.
  • the UE In the RM REGISTERED state, the UE is registered in the network. In the RM-REGISTERED state, the UE may receive a service requesting registration to the network.
  • the UE performs a mobility registration update procedure.
  • the UE performs a periodic Registration Update procedure triggered by expiration of the periodic update timer.
  • the UE performs a Registration Update procedure to update its capability information or renegotiate network and protocol parameters.
  • the UE performs a deregistration procedure and enters the RM-DEREGISTERED state.
  • the UE may decide to deregister from the network at any time.
  • the UE enters the RM-DEREGISTERED state when it receives a Registration Reject message, a Deregistration message, or when it performs a local deregistration procedure without initiating any signaling.
  • the AMF performs a deregistration procedure and enters the RM-DEREGISTERED state.
  • the AMF may decide to deregister the UE at any time. Alternatively, after the implicit Deregistration timer has expired, the AMF performs an implicit Deregistration at any time.
  • AMF enters the RM-DEREGISTERED state after implicit deregistration. Or performs a local deregistration for the UE that has negotiated to perform the deregistration at the end of the communication.
  • AMF enters RM-DEREGISTERED state after local deregistraion. Or, when applicable, the AMF acknowledges or rejects a Registration Update from the UE.
  • the AMF may deny the UE registration when it refuses a Registration Update from the UE.
  • the registration area management includes a function of allocating and reallocating the registration area to the UE.
  • the registration area is managed for each access type (i.e., 3GPP access or Non-3GPP access).
  • the AMF assigns the UE a set of tracking area (s) (TA) in the TAI list.
  • TA tracking area
  • the AMF may consider various information (e.g., mobility patterns and allowed / non-allowed areas, etc.).
  • An AMF having a whole PLMN (whole PLMN) as a serving area can allocate a whole PLMN as a registration area to a UE in the MICO mode.
  • the 5G system supports assignment of TAI lists that include different 5G-RAT (s) in a single TAI list.
  • the registration area for non-3GPP access corresponds to a unique reserved TAI value (i. E. Dedicated to non-3GPP access).
  • TAI a unique TA for non-3GPP access to 5GC, which is referred to as N3GPP TAI.
  • the AMF When generating the TAI list, the AMF includes only the TAI (s) applicable to the access to which the TAI list is transmitted.
  • Connection Management is used to establish and release a signaling connection between the UE and the AMF.
  • the CM includes the ability to establish and release a signaling connection between the UE and the AMF over N1.
  • This signaling connection is used to enable NAS signaling exchange between the UE and the core network.
  • This signaling connection includes both an AN signaling connection for the UE between the UE and the AN and an N2 connection for the UE between the AN and the AMF.
  • FIG. 14 illustrates a CM state model to which the present invention may be applied. Particularly, FIG. 14 (a) shows the CM state transition in the UE, and FIG. 14 (b) shows the CM state transition in the AMF.
  • CM-IDLE CM-CONNECTED
  • CM-CONNECTED two CM states, CM-IDLE and CM-CONNECTED, are used to reflect the NAS signaling connection of the UE with the AMF.
  • the UE in the CM-IDLE state is in the RM-REGISTERED state and has no established NAS signaling connection with the AMF over N1.
  • the UE performs cell selection, cell reselection and PLMN selection.
  • CM-IDLE In the CM-IDLE state, if the UE is not in the MICO mode, it responds (if received) to paging by performing a service request procedure. Alternatively, when the UE has uplink signaling or user data to transmit, it performs a service request procedure. Alternatively, the UE enters the CM-CONNECTED state whenever an AN signaling connection is established between the UE and the AN. Alternatively, transmission of the initial NAS message (Registration Request, Service Request, or Deregistration Request) initiates a transition from the CM-IDLE state to the CM-CONNECTED state do.
  • the initial NAS message Registration Request, Service Request, or Deregistration Request
  • CM-IDLE In the CM-IDLE state, when the UE is not in the MICO mode, when the AMF has signaling or mobile-terminated data to be sent to the UE, it sends a Paging Request to the UE, And performs a network triggered service request procedure. Every time an N2 connection is established for the UE between the AN and the AMF, the AMF enters the CM-CONNECTED state.
  • the UE in the CM-CONNECTED state has a NAS signaling connection with the AMF via N1.
  • the UE In the CM-CONNECTED state, the UE enters the CM-IDLE state whenever the AN signaling connection is released.
  • the AMF enters the CM-IDLE state.
  • the AMF may decide to release the NAS signaling connection of the UE.
  • the CM state in the UE is changed to CM-IDLE.
  • the CM state for the UE in the AMF is changed to CM-IDLE.
  • the AMF may keep the UE in CM-CONNECTED state until the UE de-registers from the core network.
  • the UE in the CM-CONNECTED state may be in the RRC Inactive state.
  • the UE reachability is managed by the RAN using the assistance information from the core network.
  • the UE paging is managed by the RAN.
  • the RRC Inactive state applies to the NG-RAN (ie it applies to NR and E-UTRA connected to the 5G CN).
  • the AMF Based on the network configuration, the AMF provides assistance information to the NG-RAN to assist the NG-RAN in determining whether to transition the UE to the RRC Inactive state.
  • the RRC Inactive ancillary information includes a UE-specific discontinuous reception (DRX) value for RAN paging during the RRC Inactive state, and a registration area provided to the UE.
  • DRX discontinuous reception
  • the CN assistance information is provided to the serving NG RAN node during N2 activation (i.e., during registration, service request, path switch).
  • the state of the N2 and N3 reference points is not changed by the UE entering the CM-CONNECTED state involving RRC Inactive.
  • the UE in the RRC Inactive state knows the RAN notification area.
  • the UE When the UE is in a CM-CONNECTED state involving RRC Inactive, the UE receives an uplink data pending, a Mobile initiated signaling procedure (i.e., periodic registration update), a response to RAN paging, The RRC connection can be resumed due to notification to the network that it has left the notification area.
  • a Mobile initiated signaling procedure i.e., periodic registration update
  • the UE AS context is retrieved from the old NG RAN node and the procedure is triggered towards the CN.
  • the UE When the UE is in the CM-CONNECTED state with RRC Inactive, the UE performs cell selection with GERAN / UTRAN / EPS and follows the idle mode procedure.
  • the UE in the CM-CONNECTED state with the RRC Inactive enters the CM-IDLE mode and follows the related NAS procedure in the following cases.
  • NAS signaling connection management includes the ability to establish and release NAS signaling connections.
  • the NAS signaling connection establishment function is provided by the UE and the AMF to establish the NAS signaling connection of the UE in the CM-IDLE state.
  • the UE When the UE in the CM-IDLE state needs to transmit a NAS message, the UE initiates a service request or registration procedure to establish a signaling connection to the AMF.
  • the AMF can maintain the NAS signaling connection until the UE de-registers from the network.
  • the procedure for releasing the NAS signaling connection is initiated by the 5G (R) AN node or the AMF.
  • the UE determines that the NAS signaling connection has been released. If the AMF detects that the N2 context is released, the AMF determines that the NAS signaling connection has been released.
  • the mobility restriction limits the service access or mobility control of the UE in the 5G system.
  • the mobility restriction function is provided by the UE, the RAN and the core network.
  • the mobility restriction applies only to 3GPP access, not to non-3GPP access.
  • CM-IDLE state and CM-CONNECTED state with RRC Inactive mobility restriction is performed by the UE based on information received from the core network.
  • CM-CONNECTED state mobility restriction is performed by the RAN and the core network.
  • the core network In the CM-CONNECTED state, the core network provides the RAN with a Handover Restriction List for restricting mobility.
  • Mobility restrictions include RAT restrictions, Forbidden areas, and service area limits as follows:
  • the RAT restriction is defined as the 3GPP RAT (s) for which the UE's access is not allowed.
  • the UE in the limited RAT is not allowed to initiate any communication with the network based on the subscription information.
  • - Forbidden area Within the forbidden area under a given RAT, the UE is not allowed to initiate any communication with the network based on the subscription information.
  • - Service Area Limit Defines an area where the UE can or can not initiate communication with the network as follows:
  • Allowed area Within the allowed area under a given RAT, the UE is allowed to initiate communication with the network if allowed by the subscription information.
  • Non-allowed area Within the unallowed area under a certain RAT, the UE is limited in the service area based on the subscription information.
  • the UE and network are not allowed to initiate session management signaling (both in the CM-IDLE and CM-CONNECTED states) to obtain a service request or user service.
  • the RM procedure of the UE is the same as in the allowed area.
  • the UE in the unauthorized area responds to the paging of the core network with a service request.
  • the core network determines the service area limitation based on the UE subscription information.
  • the allowed region may be fine-tuned (e.g., based on UE location, Permanent Equipment Identifier (PEI), network policy, etc.) by the PCF.
  • the service area limitation may be changed due to, for example, subscription information, location, PEI and / or policy changes.
  • the service area limitation may be updated during the Registration procedure.
  • the UE proceeds according to the following priority order:
  • the UE may indicate the preference of the MICO mode during initial registration or registration update.
  • the AMF determines whether the MICO mode is allowed to the UE based on the Local setting, the UE-specified preference, the UE subscription information and the network policy or a combination thereof, and notifies the UE during the registration procedure.
  • the UE and the core network either re-initiate or exit the MICO mode at the next registration signaling. If the MICO mode is not explicitly indicated in the registration procedure and the registration procedure is successfully completed, the UE and AMF do not use the MICO mode. That is, the UE operates as a normal UE, and the network also treats the UE as a normal UE.
  • the AMF allocates the registration area to the UE during the registration procedure. If the AMF indicates the UE to the MICO mode, the registration area is not limited to the paging area size. If the AMF serving area is the entire PLMN, the AMF may provide the UE with the " all PLMN " registration area. In this case, re-registration to the same PLMN due to mobility does not apply. If the mobility restriction is applied to the UE in the MICO mode, the AMF allocates the allowed / unallowed area to the UE.
  • the AMF If the AMF indicates the UE to the MICO mode, the AMF assumes that the UE is always unreachable while the UE is in the CM-IDLE state. The AMF is in the MICO mode and rejects any request for downlink data delivery for the UE in the CM-IDLE state. The AMF also delays downlink transport such as SMS, location services, etc. via NAS. A UE in the MICO mode is reachable for mobile terminated data or signaling only when the UE is in CM-CONNECTED mode.
  • the AMF may provide a Pending Data indication to the RAN node so that it can immediately transmit the mobile terminated data and / or signaling when the UE in the MICO mode switches to CM-CONNECTED mode.
  • the RAN node receives this indication, the RAN node considers this information when determining the user's inactivity.
  • the UE in the MICO mode does not need to listen for paging during the CM-IDLE state.
  • the UE may suspend any AS procedure within the CM-IDLE state until the UE in the MICO mode initiates the transition from CM-IDLE to CM-CONNECTED mode for one of the following reasons:
  • the service request procedure is used by the 5G UE in the CM IDLE state to request the establishment of a secure connection with the AMF.
  • the UE in the CM IDLE state initiates a service request procedure to send a response to an uplink signaling message, user data, or network paging request.
  • the AMF can perform authentication and the AMF must perform the security procedure.
  • the UE or network may send signaling messages, e.g., PDU session establishment, from the UE to the network, or the SMF may request the network / RTI > and / or establish a user plane resource for the PDU session indicated in the service request message.
  • the AMF responds with a service response message to synchronize the PDU session state between the UE and the network.
  • the AMF may also respond to the UE with a denial of service message if the service request can not be accepted by the network.
  • the network may take further action if the user plane resource establishment is not successful.
  • This procedure can not be applied to an access network (once the UE is registered in the network) where the UE is always considered to be in the CM-CONNECTED state and the user plane resources are always considered to be established for the active PDU session.
  • FIG. 15 illustrates a UE triggered service request procedure in a CM-IDLE state that can be applied to the present invention.
  • UE to (R) AN MM NAS service request (PDU session ID (s), security parameters, PDU session state).
  • the UE sends a NAS service request message directed to the AMF encapsulated in the RRC message to the RAN.
  • the 5G temporary ID and the RRC message (s) that may be used to carry this NAS message are described in the RAN specification.
  • the UE When a service request is triggered for user data, the UE indicates the PDU session (s) the UE needs to use, including the PDU session ID (s) in the NAS service request message. If the service request is triggered only for signaling, the UE does not include any PDU session ID. When this procedure is triggered for a paging response, if the UE needs to use some PDU session (s), the UE sends the MM NAS service request message a PDU session ID (s) (S). Otherwise, the UE will not include any PDU session ID.
  • the PDU session state indicates the PDU sessions available at the UE.
  • AN to AMF N2 message (MM NAS service request, 5G temporary ID, location information, RAT type, RRC establishment reason). The details of this step are described in the RAN specification. If the AMF can not process the service request, it rejects the service request.
  • the 5G temporary ID is obtained from the RRC procedure.
  • the RAN selects AMF according to the temporary ID.
  • the location information and the RAT type are related to the cell the UE is camping on.
  • the AMF may initiate a PDU session release procedure if a PDU session is not available at the UE.
  • the AMF shall initiate a NAS authentication / security procedure.
  • the UE and the network can send signaling after a secure exchange and steps 4 and 7 to 12 are skipped.
  • AMF to SMF N11 message (PDU session ID (s), reasons, UE location information).
  • the N11 message is sent in one or more of the following scenarios:
  • the MM NAS service request message contains PDU session ID (s) or this procedure is triggered by SMF, but the PDU session ID from the UE is correlated with other SMFs that are triggering this procedure, N11 message to the SMF associated with the PDU session ID (s) having a reason set to indicate " establishment of user plane resources " for the PDU session.
  • the AMF informs the SMF that the UE is accessible.
  • the AMF also informs other NFs subscribed to UE accessibility that the UE is accessible.
  • the SMF determines the UPF Selection Criteria and decides to perform one of the following techniques:
  • an N4 session establishment request message is transmitted to the new UPF to provide packet detection and enforcement and report the rules to be installed in the intermediate UPF .
  • the PDU session anchor information for this PDU session is also provided in the intermediate UPF.
  • the new intermediate UPF sends an N4 session establishment response message to the SMF.
  • the UPF allocates the CN tunnel information
  • the UPF provides the CN DL tunnel information and UL tunnel information (i.e., CN N3 tunnel information) to the SMF.
  • the SMF starts the timer and is used to release this resource if there is a previous intermediate UPF in step 17a.
  • the SMF sends the N4 session modification request message to the PDU session anchor UPF and the UPF (PSA) to provide the DL tunnel information from the new intermediate UPF.
  • the UPF sends an N4 session modification response message to the SMF.
  • N11 message N1 SM information (PDU session ID, PDU session re-establishment indication), N2 SM information (PDU session ID, QoS profile, CN N3 tunnel information, S-NSSAI) the AMF.
  • N1 SM information PDU session ID, PDU session re-establishment indication
  • N2 SM information PDU session ID, QoS profile, CN N3 tunnel information, S-NSSAI
  • the SMF determines whether UPF reallocation is performed based on the UE location information, the UPF service area and the operator policy upon receipt of the N11 message in step 4 due to the " establishment of user plane resources "
  • the SMF establishes the user plane by generating only the N2 SM information and sending the N11 message to the AMF.
  • the N2 SM information includes information that the AMF should provide to the RAN.
  • the SMF may send an N11 message containing only the N1 SM information to the UE via the AMF.
  • the N1 SM information includes a corresponding PDU session ID and a PDU session re-establishment indication.
  • the SMF On receipt of the N11 message in step 4 with an indication that the UE is reachable, if the SMF has pending DL data, the SMF sends an N11 message to the AMF to establish the user plane for the PDU session, And resumes sending DL data announcements to the AMF in the case of data.
  • AMF to (R) AN N2 request (N2 SM information received from SMF, security context, AMF signaling connection ID, handover restriction list, MM NAS service approval).
  • the RAN stores a Security Context, an AMF signaling connection ID, QoS information on the QoS Flow of an activated PDU session, and an N3 tunnel ID in the UE RAN context. This step is described in detail in the RAN specification.
  • the MM NAS service acknowledgment includes the PDU session state in the AMF.
  • the service grant message also includes N1 SM information.
  • the AMF shall include at least one N2 SM information from the SMF if the procedure is triggered for PDU session user plane setup.
  • the AMF can send additional N2 SM information from the SMF with a separate N2 message (for example, requesting to establish a N2 tunnel), if any.
  • the AMF may send one N2 request message to the RAN after all N11 messages from the SMF are received.
  • the N2 request message includes the N2 SM information received in each of the N11 messages and the information enabling the AMF to associate the responses to the associated SMF.
  • (R) AN to UE The RAN performs UE and RRC connection reconfiguration according to the QoS information for all QoS flows of the activated PDU session and the data radio bearers. User plane security is established at this stage, which is described in detail in the RAN specification.
  • the RAN forwards the MM NAS service acknowledgment to the UE.
  • the UE locally deletes the context of PDU sessions not available in the 5G CN.
  • the UE initiates re-establishment of the PDU session after the service request procedure is complete.
  • the uplink data from the UE can now be forwarded to the RAN.
  • the 5G RAN transmits the uplink data to the UPF address and tunnel ID provided in step 4.
  • N2 Request Ack N2 SM information (RAN tunnel information, list of approved QoS flows for activated PDU sessions, rejected QoS flows for activated PDU sessions This step is described in detail in the RAN specification.
  • the message may include N2 SM information (s), e.g., RAN tunnel information.
  • the RAN may respond to the N2 SM information in a separate N2 message (e.g., an N2 tunnel setup response) if the AMF sends a separate N2 message in step 5.
  • N2 SM information e.g., RAN tunnel information.
  • the RAN may respond to the N2 SM information in a separate N2 message (e.g., an N2 tunnel setup response) if the AMF sends a separate N2 message in step 5.
  • the N2 request Ack includes a plurality of N2 SM information and information enabling the AMF to associate responses with the associated SMF.
  • N11 message per approved PDU session N2 SM information (RAN tunnel information), RAT type)) to the SMF.
  • the AMF shall forward the N2 SM information to the associated SMF. If the UE time zone has been changed compared to the last reported UE time zone, the AMF shall include the UE time zone IE in this message.
  • SMF can initiate an IP-CAN session modification and provide new location information to the PCF.
  • the SMF initiates the N4 session modification procedure and provides the RAN tunnel information.
  • the SMF starts releasing the resource by sending an N4 session release request (release reason) to the previous intermediate UPF after the timer in step 6b has expired.
  • the old UPF receives the N4 session release response message to confirm the release of resources.
  • the service request procedure is used by the 5G UE in CM-CONNECTED to request establishment of a user plane resource for a PDU session.
  • FIG. 16 illustrates a UE trigger service request procedure in the CM-CONNECTED state applicable to the present invention.
  • UE to (R) AN MM NAS service request (PDU session ID (s)).
  • the UE sends a NAS service request message directed to the AMF encapsulated in the RRC message to the RAN.
  • the MM NAS service request message must be encrypted and integrity protected.
  • the PDU session ID (s) of the NAS service request message indicates the PDU session that the UE chooses to activate.
  • AN to AMF N2 message (MM NAS service request). The details of this step are described in the RAN specification. If the service request can not be processed by the AMF, the AMF rejects the service request.
  • (R) AN forwards the MM NAS service request message to AMF based on the existing N2 connection.
  • the AMF sends an N11 message to the SMF (s) associated with the PDU session ID (s).
  • the SMF checks the UPF selection criteria. When the UE moves out of the service area of the UPF connecting to the RAN, the SMF selects a new intermediate UPF.
  • an N4 session establishment request message is sent to the new intermediate UPF to provide packet detection and enforcement and reports the rules to be installed in the T-UPF.
  • the PDU session anchor information for this PDU session is also provided to the T-UPF.
  • the new UPF sends an N4 session establishment response message to the SMF.
  • the UPF assigns CN tunnel information
  • the UPF provides CN DL tunnel information and UL tunnel information (i.e., CN N3 tunnel information) to the SMF.
  • the SMF is used to start the timer and release resources in the previous UPF if there is a resource in step 17a.
  • the SMF sends an N4 session modification request message to the PDU session anchor UPF, UPF (PSA) to provide DL tunnel information for the new intermediate UPF.
  • PDU session anchor UPF UPF (PSA)
  • the UPF sends an N4 session modification response message to the SMF.
  • N11 message (N2 SM information (PDU session ID, QoS profile, CN N3 tunnel information, S-NSSAI)) to the AMF.
  • N2 SM information PDU session ID, QoS profile, CN N3 tunnel information, S-NSSAI
  • the SMF generates N2 SM information and sends an N11 message to the AMF to establish the user plane (s) for the PDU session.
  • the N2 SM information includes information that the AMF should provide to the RAN.
  • N2 request N2 SM information received from SMF (QoS profile, CN N3 tunnel information), MM NAS service acknowledgment).
  • the AMF need not wait for a response from all SMFs in step 3b.
  • (R) AN to UE The RAN performs UE and RRC connection reconfiguration according to the QoS information of all QoS flows of the PDU session and the activated data radio bearers.
  • the RAN forwards the MM NAS service acceptance to the UE.
  • the uplink data from the UE can now be forwarded to the RAN.
  • the 5G RAN transmits the uplink data to the UPF address and tunnel ID provided in step 7.
  • N2 Request Ack N2 SM information (RAN tunnel information, list of QoS flows approved for activated PDU sessions, QoS flows rejected for activated PDU sessions This step is described in detail in the RAN specification.
  • the message may include N2 SM information (s), e.g., RAN tunnel information.
  • the RAN may respond to the N2 SM information in a separate N2 message (e.g., a N2 tunnel setup response).
  • N11 messages per approved PDU session N2 SM information (RAN tunnel information, list of approved QoS flows, list of rejected QoS flows)) to the SMF.
  • SMF can initiate an IP-CAN session modification and provide new location information to the PCF.
  • SMF initiates the N4 session schedules procedure and provides RAN tunnel information.
  • the SMF initiates release of the resource by sending an N4 session release request (release cause) to the previous UPF after the timer in step 6b has expired.
  • the previous UPF acknowledges the release of resources in response to the N4 session release message.
  • This procedure includes aspects necessary to support network slicing and should include notifications from UPF to MT UP data arrival.
  • This procedure is used when the network needs to communicate with the UEs by signal (e.g., N1 signaling to the UE, Mobile-terminated SMS, PDU session user plane resource establishment to deliver mobile incoming user data).
  • signal e.g., N1 signaling to the UE, Mobile-terminated SMS, PDU session user plane resource establishment to deliver mobile incoming user data.
  • the network initiates the network trigger service request procedure.
  • the network sends a paging request to the (R) AN / UE.
  • the paging request triggers the service request procedure at the UE.
  • the network stores the received message and sends this message to the (R) AN and / or the UE (i. E., The context to the (R) AN and / or the UE) when the UE enters the CM- (R) AN and / or UE).
  • FIG. 17 illustrates a network trigger service request procedure that may be applied to the present invention.
  • the UPF When the UPF receives the DL data of the PDU session and there is no (R) AN tunnel information stored in the UPF for the PDU session, the UPF does not inform the SMF of the UPF , And buffers the DL data.
  • UPF to SMF Data Notification (PDU session ID, Priority).
  • the UPF Upon arrival of the first DL data packet, if the SMF does not notify the UPF in advance and does not send a data notification to the SMF (the next steps have been skipped), the UPF should send a data notification message to the SMF.
  • the UPF If the UPF receives an additional downlink data packet for the QoS flow in the same PDU session with the same or lower priority as that used in any previous data notification for the PDU session, the UPF does not send a new data notification And buffers these downlink data packets.
  • the UPF receives an additional downlink data packet for the QoS flow in the same PDU session with a higher priority than that used for any previous data notification for the PDU session, the UPF sends the data notification message a higher priority SMF.
  • the UPF When the Paging Policy Differentiation feature is supported by the UPF and is activated by the SMF for this N4 session, the UPF also sends a TOS (IPv4) / TC (IPv6) value from the IP header of the DL data packet DSCP should be included.
  • IPv4 IPv4
  • IPv6 IPv6
  • the SMF waits for the SMF to establish the user plane in the UPF, and upon receiving an N11 message notifying the new AMF serving the UE from the new AMF, the SMF retransmits the data notification message only to the new AMF.
  • SMF to AMF N11 message (UE Permanent ID, PDU session ID, N2 SM information (QoS profile, CN N3 tunnel information), priority).
  • the SMF determines the AMF and sends an N11 message (UE persistent ID, PDU session ID, N2 SM information (PDU session ID, QoS profile, etc.) to the SMF if the SMF has not been informed in advance that the UE is inaccessible, CN N3 tunnel information, S-NSSAI), priority priority, paging policy indication) to the AMF including the priority and PDU session ID received in the data notification message as part of step 2a.
  • N11 message UE persistent ID, PDU session ID, N2 SM information (PDU session ID, QoS profile, etc.)
  • the SMF receives any additional data announcement messages for the same PDU session but with a higher priority than that shown in any previous data notification for this PDU session while waiting for the user plane connection to be activated, And transmits a new N11 message indicating the high priority and the PDU session ID.
  • the SMF sends an N11 message to this AMF.
  • the SMF When supporting Paging Policy Differentiation, the SMF indicates to the N11 message a Paging Policy Indication associated with the downlink data that triggered the data notification message.
  • the AMF may receive request message (s) from other network functions causing signaling to the UE / RAN (e.g., network initiated detach, SMF initiated PDU session modification). If the UE is in the CM-CONNECTED state and the AMF delivers only the N1 message to the UE, the flow continues at step 7 below.
  • the AMF sends an N11 message to the SMF or, in step 3a, the AMF receives a request message, Functions, or the AMF performs asynchronous communication and stores the N11 message.
  • the AMF starts communication with the UE and the RAN when the UE is reachable, for example, when the UE enters the CM-CONNECTED state.
  • the AMF rejects the request from the SMF and informs the SMF that the SMF does not need to send the DL data notification to the AMF, indicating that the UE is inaccessible (SMF does not subscribe to UE accessibility) Notify by instruction.
  • the AMF stores instructions to inform the SMF that the UE is not reachable.
  • the previous AMF may reject the N11 message with an indication that the N11 message was temporarily rejected.
  • the SMF can inform the UPF of user plane installation failures.
  • the SMF When the SMF receives an indication from the AMF that the UE is inaccessible, the SMF, based on the network policies,
  • the SMF may request the UPF to apply extended buffering.
  • the AMF sends a paging message to the (R) AN node.
  • the AMF performs steps 5-12 in the UE Trigger Service Request procedure (FIG. 15) to activate the user plane connection for this PDU session (i.e. establish radio resources and N3 tunnel) do). The remainder of this procedure is omitted.
  • the AMF sends a paging message (NAS ID for paging, list of registration areas, paging DRX length, paging priority indication) To the (R) AN node (s) belonging to the node (s).
  • NAS ID for paging, list of registration areas, paging DRX length, paging priority indication
  • the AMF may include a paging policy indication in the paging request message.
  • Paging strategies include:
  • a paging retransmission scheme (e.g., at a frequency of repetition of paging or at some time interval);
  • sub-region based paging e.g., last known cell-id or retransmission on the first page and all registered TAs
  • the AMF and (R) AN may support additional paging optimization to reduce network resources and signaling load used to successfully page the UE by one or more of the following means:
  • the AMF determines the (R) AN node to be paged by considering the (R) AN node related portion of this information and provides each of these (R) AN nodes with information about the recommended cell in the N2 paging message;
  • the AMF adds the UE radio capability to the (R) AN nodes for the paging information of the N2 Paging message.
  • the AMF must determine this (R) AN node for paging, When the node is paged, information about the recommended cell can be transparently transmitted to the (R) AN node.
  • the AMF may include Paging Attempt Count information in the N2 paging message (s).
  • the paging attempt count information should be the same for all (R) AN nodes selected by the AMF for paging.
  • the UE When the (R) AN node receives the paging message from the AMF, the UE is called by the (R) AN node.
  • the AMF oversees the paging procedure with a timer. If the AMF does not receive any response to the paging request message from the UE, the AMF may apply additional paging according to any applicable paging strategy described in step 3.
  • the AMF If the AMF does not receive any response from the UE, the AMF considers the UE to be inaccessible and the SM N2 message can not be routed to the (R) AN. So, unless the AMF knows an ongoing MM procedure that prevents the UE from responding, i.e., the AMF does not receive an N14 context request message indicating that the UE is performing the registration procedure with another AMF , The AMF indicates a failure of the " message routing service " by returning to the SMF or other network functions an " N11 message rejection " with an appropriate " failure reason "
  • the UE When the UE is in the CM-IDLE state upon receipt of the paging request, the UE starts the UE trigger service request procedure (FIG. 15).
  • the AMF sends an N11 message to the SMF associated with the PDU session identified by the PDU session ID (s) in the MM NAS service request message. However, in step 3a, it is not the SMF that received the N11 message.
  • the UPF sends the buffered downlink data to the UE via the (R) AN node that has performed the service request procedure.
  • the network sends downlink signaling.
  • FIG. 18 illustrates a procedure for transmitting MO SMS through NAS in CM-IDLE applicable to the present invention.
  • the UE and the network first perform the UE-triggered service request procedure as defined in FIG. 15 to establish a NAS signaling connection to the AMF.
  • the UE creates an SMS message to be transmitted as the SMS message consists of the CP-DATA / RP-DATA / TPDU / SMS-SUBMIT parts.
  • the SMS message is encapsulated in the NAS message as an indication that the NAS message is for SMS transmission.
  • the UE sends the NAS message to the AMF.
  • the AMF forwards the SMS message and the SPUI to the SMSF servicing the UE via N17 using the uplink unit data message to generate the SMSF correct charging record, and the AMF uses the IMEISV, the local time zone, and the UE Of the current TAI and x CGI (UE's current TAI and x CGI).
  • the AMF uses the downlink unit data message to forward the SMS Ack message from the SMSF to the UE.
  • the SMSF forwards the delivery report to the AMF via the downlink unit data message forwarded to the UE via the downlink NAS transport.
  • the SMSF requests the AMF to terminate this SMS transaction.
  • FIG. 19 illustrates a MO SMS procedure using a one step approach in CM-IDLE that may be applied to the present invention.
  • FIG. 19 shows the procedure for a UE originated SMS message using NAS transmission when the UE is in the CM-IDLE mode in a one-step approach.
  • the UE may request during the registration procedure to perform the NAS transmission in the initial NAS message.
  • the AMF decides whether to grant or deny based on his abilities and local composition.
  • the UE can send the Payload Type and SMS payload in the initial NAS message. have.
  • the AMF sends a response to the initial NAS message that accepts or rejects the UE's initial NAS message.
  • MO SMS in CM-CONNECTED mode procedure is defined by reusing MO SMS in CM-IDLE mode without UE trigger service request procedure.
  • 5GS mobility management (5GMM) lower layer The main function of 5GS mobility management (5GMM) lower layer is to support not only general message transmission, but also UE identification, security and mobility.
  • Another function of the 5GMM lower layer is to provide connection management services to the other lower layer (s).
  • Procedures belonging to this type are used to carry 5GMM messages and / or any other encapsulated message (s), e.g., SMS, initiated by the network or UE when the AMF desires to change the UE configuration.
  • s e.g., SMS
  • Procedures belonging to this type are initiated by the UE and used, for example, to register with the network for the 5GS service, set up the 5GMM context, and update the location / parameter (s) of the UE.
  • the procedures belonging to this type are as follows:
  • Procedures belonging to this type are initiated by the UE and used to establish a secure connection to the network or to request a resource reservation for data transmission, or both:
  • the service request procedure may be initiated only if the UE-initiated 5GMM specific procedure is not in progress for each of the access network (s) camped by the UE.
  • Procedures belonging to this type are used by the network to initiate a UE to initiate an N1 NAS signaling connection or to perform re-registration if necessary as a result of a network failure; It is not applicable to non-3GPP access networks:
  • the network shall return a denial of service message containing the appropriate EMM reason value for the UE.
  • the MME may be configured to perform MME-based access control for mobile originating CS fallback calls to a specific area A by rejecting the relevant service request with EMM reason # 39 " CS service temporarily unavailable " .
  • region A may consist of an MME region, a tracking region, or a granularity of an eNodeB service region.
  • the MME may further be configured to exempt the service request for the mobile originating CS fallback call from this MME based access control for a given region A ', as follows:
  • the operator can use this second option when the eNodeB of zone A 'supports eNodeB-based access control for the CS fallback call.
  • the area A ' may be a part of the area A or the entire area A. It is the operator's responsibility to coordinate the activation of MME-based access control and eNodeB-based access control for mobile originating CS fallback calls.
  • the MME shall include the following EMM reason value in the service reject message according to the received service request:
  • EMM reason value # 40 "EPS bearer context not active" if the received service request is not due to CS fallback or 1xCS fallback.
  • the MME shall perform the following according to the received service request:
  • the MME MUST include EMM reason value # 40 "EPS bearer context not activated" in the service reject message; or
  • the MME shall suspend the service request procedure and send a request message to the UE as a detach type "re-attach requested".
  • the MME MUST send a Connection Reject message containing the appropriate EMM reason value to the UE.
  • connection request contains a PDN connection request (CONNECTIVITY REQUEST) message and the connection procedure fails for the following reasons:
  • the MME shall:
  • the MME shall combine the connection rejection message with the PDN connection rejection message contained in the ESM message container information element.
  • the EMM reason value of the connection reject message shall be set to # 19 "ESM Fail"; or
  • the MME shall send an access reject message with an EMM reason value set to # 15 "No cell suitable for tracking area".
  • the network may further include an Extended EMM Cause IE having the value " E-UTRAN Not Allowed ".
  • the MME shall send a connection refusal message containing the appropriate EMM cause value to the UE. If the EMM-REGISTERED is not supported by the UE or MME without a PDN connection and the connection request includes a PDN Connection Request message and the connection procedure fails due to a default EPS bearer setup failure, an ESM procedure failure, or an operator decision block , The MME shall:
  • the MME shall combine the connection rejection message with the PDN connection rejection message contained in the ESM message container information element.
  • the EMM cause value of the connection reject message shall be set to # 19 "ESM failure"; or
  • the MME shall send an access reject message with an EMM reason value set to # 15 "No cell suitable for tracking area".
  • the network may further include an Extended EMM Cause IE having the value " E-UTRAN Not Allowed ".
  • step 9 of the service request procedure when at least one N2 SM (session management) information is received from the SMF, the AMF transmits the received N2 SM information without waiting for transmission of additional N2 SM information from the corresponding SMF To the (R) AN.
  • the additional N2 SM information transmitted from the SMF is forwarded to the (R) AN by the AMF via a separate N2 message (e.g., a N2 tunnel setup request).
  • the AN receiving the N2 SM information performs an RRC connection reconfiguration procedure as in step 10, in which case the AN is not able to start specifically (for example, after receiving additional N2 SM information) Or whether the connection reset procedure operation will be performed in some way (Problem 2).
  • the present invention is not limited thereto, It may also be applied to the UE triggered Service Request in CM-CONNECTED state procedure in the CM-CONNECTED state of 23.502 and the registration procedure in TS 23.502.
  • the present invention can be applied when the PDU session ID information is included in an N1 message (for example, a service request message or a registration request message) in the corresponding procedure (s).
  • the message when applied to the registration procedure of TS 23.502, the message can be converted / replaced and used / applied to the message according to the registration procedure.
  • the service request message, the service approval message, and the service rejection message may be converted / replaced and used / applied respectively to a registration request message, a registration approval message, and a registration rejection message.
  • the interaction between the AMF and the SMF at the time of transmitting the service request message (or the registration (request) message) has been described as an emphasis. However, It can be applied to all cases where it is transmitted by network function.
  • the 5G MM message can be applied to all the procedures initiated by the UE during the 5GS MM procedure.
  • the registration (request) message as the 5G MM message of the present invention, a UL NAS transport message, a generic UE configuration update, etc. may be applied.
  • a 5G MM message other than a service request message there may be the following difference (if the PDU session establishment is performed simultaneously with the registration (for example, when the EPC carries out the TAU procedure activation A 5G MM message in the case where an active flag is set) may not be different from a service request message.
  • a 5G MM message other than a service request message may include an SM message instead of a PDU session ID.
  • the AMF can transmit the N11 message including the corresponding SM message to the SMF.
  • the SMF transmits the N11 response message for the N11 message received from the AMF, including the SM (response) message for the SM message received from the UE.
  • the AMF transmits the SM (response) message included in the N11 response message and the N1 response message to the UE.
  • the present invention can be equally applied to a 5G MM message as well as a service request message.
  • the network function may mean all network functions having an interface with the AMF.
  • the network function in the present invention may be collectively referred to as SMSF, PCF, UDM, and / or AUSF.
  • the AMF when the AMF receives the SM related information (e.g., the PDU session ID) together with the MM request (i.e., the service request message), it is assumed that the MM request is approved. That is, the present invention relates to a procedure after the AMF accepts the request for connection / mobility management from the viewpoint of 5GMM and transmits the N11 message to the SMF. If the AMF receives SM related information (e.g., a PDU session ID) with an MM request (e.g., a service request message) but rejects the MM request, the AMF sends an N11 message to the SMF (E.g., a service refusal message) to the UE without transmitting the message.
  • SM related information e.g., the PDU session ID
  • an MM request e.g., a service request message
  • the AMF sends an N11 message to the SMF (E.g., a service refusal message) to the UE without transmitting the message.
  • the PDU session ID information is described by the PDU session ID, but may be represented / signaled by other types of information representing the PDU session in the present invention.
  • the PDU session ID information may be represented / signaled or explicitly / signaled to bitmap information to explicitly / implicitly indicate the PDU session ID.
  • the SMF includes the N1 SM information in the N11 response message in response to the N11 message transmitted by the AMF.
  • the Nl SM information is transmitted / included in the present invention, it is applicable.
  • the AMF may receive and process the service request message and select an SMF to forward the PDU session ID.
  • the AMF can deliver an N11 message containing the corresponding PDU session ID to the selected SMF.
  • the SMF determines whether to approve or reject the establishment of the PDU session corresponding to the PDU session ID, and transmits the approval / rejection response information / message (N1 response Information / message) to the AMF by including it in the N11 response message.
  • the decision to grant / reject a PDU session establishment may be based on the status / problem of the SMF or the UPF or the state / problem of the UE.
  • the AMF Since the AMF does not know whether the response to the PDU session ID is acknowledgment or rejection, the AMF performs a response to the MM response message regardless of the response from the SMF (for example, transmits a service rejection / acknowledgment message) . However, in this case, the UE may receive an MM grant message (e.g., a service grant message), even though the session establishment for the PDU session ID requested by the UE has not been successful. In this case, even if the session establishment for all the requested PDU session IDs is not successful, the UE can receive the MM grant message.
  • an MM grant message e.g., a service grant message
  • the UE remains in a state in which only the NAS signaling connection is maintained while receiving the service grant message without achieving the purpose of transmitting / receiving data through PDU session establishment.
  • the UE re-requests the establishment of the same PDU session as the previously requested but rejected PDU session, the SM rejection may again be received from the SMF.
  • the UE has an NAS signaling connection, it can not make a request for the same PDU session with the same SMF, or the request may be restricted for a certain period of time. For this reason, it is not helpful to maintain the NAS signaling connection if the UE requesting PDU session establishment receives an SM rejection message from the SMF.
  • MM grant message e.g., a service grant message
  • the UE receives an MM grant message (e.g., a service grant message) as described above and the NAS signaling connection is maintained, that is, the UE is in an EMM-CONNECTED mode
  • the following operation can be performed.
  • the UE performs a procedure for terminating the NAS signaling connection.
  • the UE performs a detach request procedure.
  • the AMF since the AMF knows whether the response to the PDU session ID is acknowledgment or rejection, it can decide the MM rejection or MM acknowledgment according to the response from the SMF.
  • the AMF accepts the MM request (message) and forwards the SM message to the N11 message in the SMF You can wait for a response from the SMF. At this time, if the response from all the SMFs includes a rejection for PDU session establishment, the AMF can determine the MM rejection regardless of the approval decision for the MM request and transmit the MM rejection message to the UE.
  • MM request message for example, a service request message
  • the AMF accepts the MM request (message) and forwards the SM message to the N11 message in the SMF You can wait for a response from the SMF.
  • the AMF can determine the MM rejection regardless of the approval decision for the MM request and transmit the MM rejection message to the UE.
  • the AMF can recognize only the fact that the establishment of the PDU session (or the response to the PDU session ID requested by the UE) is rejection or approval, and additionally the rejection reason Can be divided into cases.
  • the AMF assumes that the establishment of the PDU session (or the response to the PDU session ID requested by the UE) is not only rejection or approval, but is not limited thereto.
  • the SM proposal included in the N11 (response) message received from the SMF by the AMF in the detailed invention proposal 1) (Ie, (2) above) in the case where the applicant is aware of the rejection or approval of the application
  • the SMF sends a separate instruction to the AMF to distinguish between the case where the AMF rejects the N11 response message to the AMF, including rejection of the SM for the PDU session ID,
  • the reason for rejection can be included in the IE of the N11 response message and sent to the AMF.
  • the UE needs to interact with another NF to process the DNN or UE's request, the interface with the NF does not exist or is not connected to a temporary problem, etc.); or
  • the SMF can be included in the N11 response message so that the AMF can recognize the rejection reason or instruction such as "SMF congestion", “SMF reselection is required", or "not reachable” have.
  • the receiving AMF can solve the problem by reselection of the SMF, and if there is another alternative / new SMF, the SM message included in the N1 message received from the UE without a separate interaction with the UE (i.e., , The SM message rejected by the old SMF) may be included in the N11 message and sent to the replacement / new SMF.
  • the time until the AMF receives the N1 message from the UE and then transmits a response (for example, N1 response message or DRB establishment) to the UE may be set by the UE in order to confirm the success of the N1 message transmission / It should be smaller than the timer value started. Otherwise, retransmission of the UE's N1 message may occur before the AMF sends a response to the UE, which may cause the operation of the AMF to be re-set to generate only unnecessary signaling.
  • a response for example, N1 response message or DRB establishment
  • the AMF must receive the N11 response message from the SMF reselected from the SMF reselection operation, so that the operation until the response / delivery to the UE can occur / be performed before retransmitting the N1 message of the UE.
  • the above embodiment can also be applied to the interaction between the SMF and the UDF.
  • the above-described embodiment can be applied to steps 6a, 6b and 7a and 7b of FIG.
  • the SMF may assist the AMF subsequent processing / operation by providing the AMF with a guide associated with the MM operation after the rejection reason or rejection via the N11 response message.
  • Option 1 When the AMF waits for a response from all the SMFs that have transmitted the N11 message in step 4 of the service request procedure shown in FIG. 15, confirms the response from all the SMFs, and transmits the acknowledgment or response message to the service approval or rejection message Can be considered.
  • the AMF can act as follows depending on the acknowledgment from all the SMFs that sent the N11 message:
  • the AMF may send an MM grant message (e.g., a service grant message) to the UE.
  • MM grant message e.g., a service grant message
  • the AMF may send an MM reject message (e.g., a service reject message) to the UE.
  • MM reject message e.g., a service reject message
  • the AMF may always send a service acknowledgment message as a service response message regardless of the response from the SMF.
  • the service grant message may include the rejected PDU session ID and the reason for rejecting the PDU session ID.
  • the AMF may receive the N11 response message for the N11 message transmitted to the SMF in step 4 of the service request procedure of FIG. If one or more of the received N11 response messages includes the N1 SM information and / or the N2 SM information, the AMF can be considered a success of the service request procedure. That is, upon receiving the first N11 (response) message including the N1 SM information and / or the N2 SM information, the AMF judges that the service request procedure is successful.
  • the N1 SM information is the SM response information of the SMF for the UE
  • the N2 SM information may correspond to the SM response information of the SMF for the NG-RAN.
  • the AMF may send a service grant message to the UE.
  • the following signaling optimization embodiments can be applied.
  • the AMF may not signal / transmit the service grant message to reduce the signaling overhead of the service grant message.
  • the UE may determine the success of the service request procedure through a DRB (Data Radio Bearer) generated by the RRC connection re-establishment performed in step 10 of FIG. That is, when the DRB is successfully established, the UE-AS layer can transmit a 'User plane bearer establishment' instruction to the UE-NAS layer, It can be recognized that the procedure is successful.
  • DRB Data Radio Bearer
  • the response to the N11 message sent by the AMF to the SMF in step 4 of the service request procedure may be one of the following:
  • A. N11 (response) message containing at least one of the following information is transmitted:
  • the N1 SM information may be included in the N11 (reply) message, and the following options may exist depending on the type of the SMF signaling / configuring the N1 SM information.
  • N11 - N1 SM information is included in the container (form container_) of the N11 (response) message;
  • the N11 (response) message includes a reason for rejection
  • the same option as when the N1 SM information is included can be considered.
  • the reason for rejection 3 may also be transmitted to the UE as N1 SM information.
  • an indication may be included in the N11 (reply) message to allow the AMF to distinguish whether the N1 SM information includes / indicates acceptance of the PDU session ID requested by the UE or rejects / implies rejection N1 SM information (signaling information between SMF and UE) can not be recognized).
  • the AMF can distinguish whether the SM response from the SMF is an approval or rejection.
  • the reason for rejection 3 may be signaled as information recognizable by the AMF rather than the N1 SM information, and may be received through the N11 (response) message.
  • the AMF can determine whether to approve the corresponding PDU session ID based on whether or not the reject reason is included (for example, if the reason for rejection is a signaling / If so, recognizes that the PDU session ID has been rejected based on the rejection reason).
  • FIG. 15 A-1) and A-2), the description of FIG. 15 may be applied.
  • the SMF may transmit the reason for the rejection by including it in the N11 (response) message.
  • the N11 (reply) message may be configured to include at least one of the following:
  • the AMF can not confirm the information in the contained container. Instead, based on whether the container is included, it is possible to determine whether the response of the SMF is acknowledgment or rejection and what action should be taken in case of approval. For example, if at least one reject reason container is included in the N11 (reply) message and sent, the AMF can consider the response of the SMF as reject.
  • the AMF If the AMF is allowed to acknowledge the SM rejection reason for the SMF, it can be signaled / represented in a separate IE rather than the container described above. In this case, the AMF can identify the SMF's response (for example, whether it has been approved / rejected) by directly checking the SM rejection reason via the IE.
  • the AMF may recognize that the response from the SMF is acknowledgment. If the N11 (reply) message contains the above III), the AMF may recognize that the response from the SMF is rejected.
  • N1 SM information The reasons for rejection of A-3) described above can be transmitted as N1 SM information as described above.
  • an N11 (reply) message must be included in the N11 (Reply) message to allow the AMF to distinguish whether the N1 SM information includes / reject the acknowledgment of the PDU session ID requested by the UE, The AMF is able to distinguish whether the SM response from the SMF is granted or rejected through this directive as described above.
  • the reason for rejection of A-3) may be either i) transmitted as N1 SM information, ii) included in a separately defined reject reason container, or iii) included in IE defined separately for being recognizable by the AMF And the description according to each embodiment is as described above.
  • the following embodiment may be proposed in order to judge whether the N11 response message is not received (that is, the reception failure) and whether the N11 message in step 4 of FIG. 15 is transmitted well:
  • the AMF can start by sending a N11 message to the SMF and setting a specific timer (eg, Timer Tabcd) for each SMF to a specific value.
  • a specific timer eg, Timer Tabcd
  • the AMF stops Tabcd and determines that it has received an N11 response message from the SMF.
  • the AMF determines that there is no N11 response message from the SMF (i.e., fails to receive the N11 response message).
  • the value of the timer Tabcd may be set to be smaller than a timer value for determining whether the UE has successfully transmitted the service request message. Otherwise, the UE is more likely to fail the service request procedure unnecessarily / improperly due to timer expiration.
  • the AMF may transmit a denial of service message to the UE when the following conditions (i.e., denial of service conditions) are satisfied when the denial of service procedure is satisfied.
  • the UE has one or more PDU session IDs included in the service request message transmitted in step 1 of the service request procedure shown in FIG. 15 (i.e., the SM request indicates that a plurality of PDU session IDs are associated with a plurality of SMFs) / Involve), and the response from the SMF that sent the N11 message in step 4 is:
  • the N11 (response) message from the SMF is received but the N11 (response) message from all the SMFs contains a rejection reason (i.e., the response from all SMFs is A-3 in the configuration of the N11 response message above) ≪ / RTI > or
  • the response from all the SMFs is at least one of the following (i.e., the response from all SMFs is B in the above [Configuration of N11 response message]) or includes A-3)
  • the above embodiment assumes that the AMF approves the response to the MM request message (for example, the service request message). That is, the above embodiment assumes a case where the AMF accepts a request for connection / mobility management from the viewpoint of 5GMM.
  • the AMF When the AMF rejects the request according to the request message, it transmits the service reject message regardless of the SMF response described above. That is, when the AMF rejects the MM request (for example, the service request message), the AMF may accept the MM request and send the N11 message to the SMF, but the N11 response message The service acceptance message or the service rejection message may be transmitted. Depending on the options 1 and / or 2 described above, the transmission conditions of the service acknowledgment / rejection message may be different.
  • the service refusal message may include information on the N11 response message in common as follows.
  • a denial of service message may be sent with a response from the SMF (e.g., reason of acceptance / rejection and / or denial) in units / per PDU session ID that the UE has requested, Can be the same:
  • the AMF may include a rejection reason in the service response (e.g., acknowledgment or rejection) message, (PDU session ID, reject reason), (PDU session ID, 'reject reason container') or (PDU session ID, 'N1 SM information (SM reject message (including reason for rejection)')
  • a rejection reason in the service response (e.g., acknowledgment or rejection) message, (PDU session ID, reject reason), (PDU session ID, 'reject reason container') or (PDU session ID, 'N1 SM information (SM reject message (including reason for rejection)')
  • an acknowledgment or rejection message may include a 'success / acceptance (indicator)' or no response information for that PDU session ID: (PDU session ID, 'success / '
  • the AMF sends an N1 response message (e.g., a MM NAS (For example, a service request message transmitted by the UE in step 1 of the service request procedure shown in FIG. 15) transmitted by the UE in the service approval / rejection message All of which can be transmitted.
  • N1 response message e.g., a MM NAS (For example, a service request message transmitted by the UE in step 1 of the service request procedure shown in FIG. 15) transmitted by the UE in the service approval / rejection message All of which can be transmitted.
  • the detailed AMF operation at this time can be defined as follows.
  • the conditions for sending a service grant message, a service reject message, or another N1 message in the N1 response message may follow the embodiment / option described above (e.g. Option 1 or 2 described above) or a combination thereof.
  • the AMF constructs the N1 response message in case the N1 message containing the PDU session ID and MM message requested by the UE is transmitted in the AMF:
  • the AMF sends the N1 response message to the UE so that the UE can acknowledge the acknowledgment / success and rejection / failure response (PDU session establishment) response information for the PDU session ID requested by the UE in the N1 message.
  • the AMF determines / considers / decides approval / success and rejection / failure based on the N11 response message received from the SMF as follows:
  • the AMF may indicate in the N1 response message the acknowledgment / success / rejection / failure of the PDU session ID and the PDU session ID requested by the UE so that the UE can recognize it.
  • the AMF can indicate / signal / configure approval / success in the following way:
  • PDU session ID includes the N1 SM information
  • the N1 response message includes the PDU session ID and the corresponding N1 SM information as a container.
  • PDU session ID includes the N2 SM information
  • the N1 response message includes the PDU session ID and the indication / instruction / signaling as 'success / approval' as a result thereof.
  • the AMF may not include a separate indication / signaling in the N1 response message for the PDU session ID corresponding to the acknowledgment / success. In this case, only the PDU session ID corresponding to the rejection can be displayed / indicated in the N1 response message.
  • the N1 SM information may be included in a separate container of the N1 response message (e.g., the service approval / rejection message) without showing the relationship with the PDU session ID, or may be included in a separate N1 message separated from the N1 response message Lt; / RTI > to the UE.
  • the N2 SM information may not be displayed / included in the N1 response message.
  • the UE may recognize acknowledgment / success for the requested PDU session ID, recognizing that the DRB has been established by performing subsequent operations by the N2 SM information.
  • the signaling overhead is reduced, and the advantage / effect is that the service grant message can be efficiently configured.
  • the AMF can indicate / signal / configure the PDU session ID and the reason for the rejection:
  • the AMF If there is no N11 SM information or N11 response message containing N2 SM information among all the N11 response messages, the AMF considers the service request procedure to be a failure / judgment and sends a service response (for example, approval or rejection) message (E. G., Rejection reason) to the UE. ≪ / RTI >
  • the response / result included in the service response (e.g., acknowledgment or rejection) message may include both the failure response / result for the PDU session ID that the terminal requested. That is, the failure response / result can be expressed / indicated / signaled by the PDU session ID requested by the UE but rejected and the rejection reason therefrom.
  • the AMF transmits a response from the SMF to the UE .
  • the AMF may operate as follows:
  • the response from the SMF to the N11 message may be sent to the terminal via a separate / separate N1 message other than the service acknowledgment message or the service reject message.
  • the Nl message may be, for example, a DL NAS transport message.
  • the method of including the response from the SMF may follow the scheme of the detailed invention invention 1-1) and / or the detailed invention invention 1-2).
  • the response from all other SMFs except for the response from the SMF included in the service acknowledgment message And transmits the N1 message including the responses from all the remaining SMFs to the UE.
  • Proposal 2 In the present proposal, a method / operation for solving the above-described problem 2 is proposed.
  • the AMF does not wait for additional N2 SM information from the SMF, N2 message (e.g., an N2 request message). Instead, the N2 SM information sent from the remaining target SMFs may be transmitted using a separate / separate N2 message (e.g., an N2 tunnel setup request message). And the AN receiving the RRC connection re-establishment procedure can perform the RRC connection re-establishment procedure in step 10 of FIG. At this time, there are two options for the operation of the AN receiving the N2 message including the separated N2 SM information:
  • RRC connection reset is performed after all N2 messages are received.
  • the procedure is performed concurrently / concurrently by the AN and the AMF, the time / delay until the completion of the procedure is reduced, and 2) the signaling overhead is reduced in the case of the embodiment do.
  • the AN or UE-RRC may need to know when the RRC connection re-establishment procedure ends. To this end, the following embodiments are proposed.
  • the AMF checks the response from all SMFs and sends an indication to the N2 message indicating that it has received a response from all SMFs.
  • this instruction can be used as an end mark by AN.
  • the AN may include the indication in the RRC message and send it to the UE-AS (e.g. UE-RRC). This indication is forwarded from the UE-AS to the UE-NAS.
  • the UE-AS may recognize that the procedure has been terminated without an additional RRC reset procedure.
  • the UE-NAS may recognize that the DRB establishment procedure triggered by the service request procedure has ended. The UE-AS or UE-NAS recognizing that the procedure has been terminated can then proceed / carry out the necessary subsequent procedures.
  • 'response from SMF' means all kinds of responses that can be received from the SMF (for example, the detailed invention invention 1-2)
  • the AMF may include at least one PDU session ID in the N11 message.
  • the SMF may transmit the N11 (response) message including the response to the requested PDU session ID to the AMF, respectively.
  • the AMF may operate differently depending on the response to each PDU session ID. For example, if the rejection reason for PDU session ID 1 is included in the N11 (response) message transmitted by the same SMF, and the N1 SM information or the N2 SM information for PDU session ID 2 is included, the AMF transmits a service acknowledgment message . In case 1) or case 2), different target SMFs are assumed according to PDU session IDs.
  • SMF1, SMF2, and SMF3 may have the same SMF and different PDU session IDs Can be applied.
  • SMF1 and SMF2 are the same SMF in the following case, SMF1 and SMF2 can be replaced / separated by PDU session ID1 and PDU session ID2.
  • N11 response message of SMF1 includes N1 SM information or N2 SM information
  • step 1 send a service acknowledgment message. If N1 SM information is included in the N11 response message received in step 1, the AMF includes the N1 SM information in the service grant message. When the N1 SM information is included in the responses of the second and third steps, the AMF includes the N1 SM information in a separate N1 message (for example, a NAS transport message) and is transmitted to the UE in a container form.
  • a separate N1 message for example, a NAS transport message
  • the AMF judges that it has acknowledged the response from all the SMFs, and the responses from the SMFs not included in the service acknowledgment message (for example, SMF2 response in step 2 and SMF3 response in step 3) May be included in a separate N1 message (e.g., a DL NAS delivery message) and transmitted. If the N11 SM information is included in the N11 response message received by the AMF, the AMF may include it in an N1 message (e.g., a DL NAS delivery message).
  • N11 response message of SMF2 includes N1 SM information or N2 SM information
  • a service grant message is transmitted. If N1 SM information is included in the N11 response message received in step 2, the AMF includes N1 SM information in the service grant message.
  • step 3 the AMF determines that it has acknowledged a response from all the SMFs, and transmits responses from the SMFs not included in the service acknowledgment message (e.g., responses from SMF1 and SMF3 received in steps 1 and 3) ) In a separate N1 message (e.g., a DL NAS transport message).
  • a separate N1 message e.g., a DL NAS transport message
  • the AMF may send a denial / acceptance message.
  • Step 2 N11 response message of SMF2 includes rejection reason
  • N11 response message in SMF3 contains reason for rejection or fails to receive N11 response message
  • step one awaits a response from the next SMF.
  • step 2 await a response from the next SMF.
  • step 3 it is determined that the response is confirmed from all the SMFs, and the responses received from all the SMFs are included in the service acknowledgment / rejection message and transmitted to the UE.
  • FIG. 20 is a flowchart illustrating a method of performing a service request procedure of an AMF according to an embodiment of the present invention.
  • the embodiments described above in connection with the flowchart can be applied to the same or similar elements, and duplicate descriptions are omitted. Also, in the flowchart, at least one step may be deleted or a new step may be added.
  • the AMF can receive a service request message including a PDU session ID for a PDU session that the terminal desires to activate from the terminal.
  • the AMF may send a first message (e.g., an N11 message) containing the PDU session ID to the SMF.
  • a first message e.g., an N11 message
  • the AMF receives a second message (for example, an N11 response message) including a reason for rejecting the PDU session establishment in response to the first message .
  • the AMF may send a service response message including the rejected PDU session ID to the terminal due to the rejection reason and the rejection reason.
  • the AMF may receive a third message (e.g., an N11 response message) containing N2 SM information including information to be provided to the AN in response to the first message.
  • the AMF can transmit the N2 SM information received from the SMF to the AN. More specifically, if the service request message includes a plurality of PDU session IDs that involve a plurality of SMFs, the AMF may not wait for N2 SM information from all of the plurality of SMFs, The N2 SM information received from at least some of the SMFs may be transmitted to the AN via the N2 request message.
  • the AMF receives additional N2 SM information from the remaining SMFs except for the SMF of the plurality of SMFs, the additional N2 SM information may be transmitted to the AN via a separate N2 message.
  • the separate N2 message at this time may be the N2 tunnel setup request message.
  • the AN receiving the N2 SM information can perform the RRC connection re-establishment to the terminal based on the received N2 SM information.
  • the service response message may include a second and / or third message (i.e., all responses) from all of the plurality of SMFs if the service request message includes a plurality of PDU session IDs involving a plurality of SMFs May be transmitted after reception.
  • the service response message may be configured / generated to include the approval result of PDU session establishment for all the plurality of PDU session IDs.
  • the service response message may correspond to a service accept message. That is, the service response message can always be transmitted to the UE as a service acknowledgment message regardless of the result of SMF approval for the PDU session.
  • FIG. 21 illustrates a block diagram of a communication apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • a wireless communication system includes a network node 2110 and a plurality of terminals (UE) 2120.
  • the network node 2110 includes a processor 2111, a memory 2112, and a communication module 2113.
  • Processor 2111 implements the previously proposed functions, processes and / or methods.
  • the layers of the wired / wireless interface protocol may be implemented by the processor 2111.
  • the memory 2112 is connected to the processor 2111 and stores various information for driving the processor 2111.
  • the communication module 2113 is connected to the processor 2111 to transmit and / or receive a wired / wireless signal.
  • a base station, an MME, an HSS, an SGW, a PGW, an application server, and the like may be applied.
  • the communication module 2113 may include a radio frequency unit for transmitting / receiving a radio signal.
  • the terminal 2120 includes a processor 2121, a memory 2122, and a communication module (or RF section) Processor 2121 implements the previously proposed functions, processes and / or methods.
  • the layers of the air interface protocol may be implemented by the processor 2121.
  • the memory 2122 is connected to the processor 2121 and stores various information for driving the processor 2121.
  • the communication module 2123 is connected to the processor 2121 to transmit and / or receive a radio signal.
  • the memories 2112 and 2122 may be internal or external to the processors 2111 and 2121 and may be coupled to the processors 2111 and 2121 by various well known means. Also, the network node 2110 (if a base station) and / or the terminal 2120 may have a single antenna or multiple antennas.
  • FIG. 22 illustrates a block diagram of a communication apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 22 is a diagram illustrating the terminal of FIG. 21 in more detail.
  • a terminal includes a processor (or a digital signal processor (DSP) 2210, an RF module (or RF unit) 2235, a power management module 2205 An antenna 2240, a battery 2255, a display 2215, a keypad 2220, a memory 2230, a SIM (Subscriber Identification Module ) card 2225 (this configuration is optional), a speaker 2245 and a microphone 2250.
  • the terminal may also include a single antenna or multiple antennas .
  • Processor 2210 implements the previously proposed functions, processes and / or methods.
  • the layer of the air interface protocol may be implemented by the processor 2210.
  • Memory 2230 is coupled to processor 2210 and stores information related to the operation of processor 2210. [ The memory 2230 may be internal or external to the processor 2210 and may be coupled to the processor 2210 in a variety of well known ways.
  • the user inputs command information such as a telephone number or the like by, for example, pressing (or touching) the button of the keypad 2220 or by voice activation using the microphone 2250.
  • command information such as a telephone number or the like by, for example, pressing (or touching) the button of the keypad 2220 or by voice activation using the microphone 2250.
  • Processor 2210 receives such command information and processes it to perform appropriate functions, such as dialing a telephone number. Operational data may be extracted from the sim card 2225 or from the memory 2230.
  • the processor 2210 may also display command information or drive information on the display 2215 for the user to recognize and for convenience.
  • RF module 2235 is coupled to processor 2210 to transmit and / or receive RF signals.
  • Processor 2210 communicates command information to RF module 2235 to initiate communication, for example, to transmit wireless signals comprising voice communication data.
  • RF module 2235 is configured with a receiver and a transmitter to receive and transmit wireless signals.
  • the antenna 2240 functions to transmit and receive a radio signal.
  • the RF module 2235 can transfer the signal for processing by the processor 2210 and convert the signal to baseband. The processed signal may be converted to audible or readable information output via the speaker 2245.
  • Embodiments in accordance with the present invention may be implemented by various means, for example, hardware, firmware, software, or a combination thereof.
  • an embodiment of the present invention may include one or more application specific integrated circuits (ASICs), digital signal processors (DSPs), digital signal processing devices (DSPDs), programmable logic devices (PLDs) field programmable gate arrays, processors, controllers, microcontrollers, microprocessors, and the like.
  • ASICs application specific integrated circuits
  • DSPs digital signal processors
  • DSPDs digital signal processing devices
  • PLDs programmable logic devices
  • an embodiment of the present invention may be implemented in the form of a module, a procedure, a function, or the like for performing the functions or operations described above.
  • the software code can be stored in memory and driven by the processor.
  • the memory is located inside or outside the processor and can exchange data with the processor by various means already known.
  • 'A and / or B' may mean at least one of A and / or B.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)

Abstract

본 발명의 일 양상은, 무선 통신 시스템에서 AMF(Access and Mobility Management Function)의 서비스 요청 절차 수행 방법에 있어서, 단말이 활성화를 원하는 PDU(Packet Data Unit) 세션에 대한 PDU 세션 ID(Identifier)가 포함된 서비스 요청 메시지를 상기 단말로부터 수신하는 단계; 상기 PDU 세션 ID가 포함된 제1 메시지를 SMF(Session Management Function)로 전송하는 단계; 상기 SMF에 의해 상기 PDU 세션의 확립이 거절된 경우: 상기 PDU 세션 확립의 거절 이유가 포함된 제2 메시지를 상기 제1 메시지에 대한 응답으로 수신하는 단계; 및 상기 거절 이유(cause) 및 상기 거절 이유에 의해 거절된 PDU 세션 ID가 포함된 서비스 응답 메시지를 상기 단말로 전송하는 단계; 를 포함할 수 있다.

Description

무선 통신 시스템에서 서비스 요청 절차 수행 방법 및 이를 위한 장치
본 발명은 무선 통신 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 단말 트리거 서비스 요청 절차 수행/지원 방법 및 이를 위한 장치에 관한 것이다.
이동 통신 시스템은 사용자의 활동성을 보장하면서 음성 서비스를 제공하기 위해 개발되었다. 그러나 이동통신 시스템은 음성뿐 아니라 데이터 서비스까지 영역을 확장하였으며, 현재에는 폭발적인 트래픽의 증가로 인하여 자원의 부족 현상이 야기되고 사용자들이 보다 고속의 서비스에 대한 요구하므로, 보다 발전된 이동 통신 시스템이 요구되고 있다.
차세대 이동 통신 시스템의 요구 조건은 크게 폭발적인 데이터 트래픽의 수용, 사용자 당 전송률의 획기적인 증가, 대폭 증가된 연결 디바이스 개수의 수용, 매우 낮은 단대단 지연(End-to-End Latency), 고에너지 효율을 지원할 수 있어야 한다. 이를 위하여 이중 연결성(Dual Connectivity), 대규모 다중 입출력(Massive MIMO: Massive Multiple Input Multiple Output), 전이중(In-band Full Duplex), 비직교 다중접속(NOMA: Non-Orthogonal Multiple Access), 초광대역(Super wideband) 지원, 단말 네트워킹(Device Networking) 등 다양한 기술들이 연구되고 있다.
특히, 최근에는 전력 소모가 기기의 수명에 큰 영향을 미치는 기기를 위하여, 전력 소모를 줄이기 위한 다양한 기술들이 활발하게 연구되고 있는 실정이다.
본 발명은 무선 통신 시스템의 서비스 요청 절차를 보다 명확히 정의하여, 절차 모호함에 따라 발생할 수 있는 다양한 문제점들을 해결하고자 함이 목적이다.
상술한 기술적 과제를 해결하기 위한 방법 및 장치에 관한 실시예를 제안한다. 본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 양상은, 무선 통신 시스템에서 AMF(Access and Mobility Management Function)의 서비스 요청 절차 수행 방법에 있어서, 단말이 활성화를 원하는 PDU(Packet Data Unit) 세션에 대한 PDU 세션 ID(Identifier)가 포함된 서비스 요청 메시지를 상기 단말로부터 수신하는 단계; 상기 PDU 세션 ID가 포함된 제1 메시지를 SMF(Session Management Function)로 전송하는 단계; 상기 SMF에 의해 상기 PDU 세션의 확립이 거절된 경우: 상기 PDU 세션 확립의 거절 이유가 포함된 제2 메시지를 상기 제1 메시지에 대한 응답으로 수신하는 단계; 및 상기 거절 이유(cause) 및 상기 거절 이유에 의해 거절된 PDU 세션 ID가 포함된 서비스 응답 메시지를 상기 단말로 전송하는 단계; 를 포함할 수 있다.
또한, 상기 서비스 요청 절차 수행 방법은, 상기 SMF에 의해 상기 PDU 세션의 확립이 승인(accept)된 경우: 상기 AMF가 AN(Access Network)에게 제공해야 할 정보가 포함된 N2 SM 정보가 포함된 제3 메시지를 상기 제1 메시지에 대한 응답으로 수신하는 단계; 및 상기 N2 SM 정보를 상기 AN으로 전송하는 단계; 를 포함할 수 있다.
또한, 상기 N2 SM 정보를 상기 AN으로 전송하는 단계는, 상기 서비스 요청 메시지에 복수의 SMF들을 수반(involve)하는 복수의 PDU 세션 ID들이 포함된 경우, 상기 복수의 SMF들 모두로부터의 N2 SM 정보 수신을 기다리지 않고, 상기 복수의 SMF들 중 적어도 일부의 SMF로부터 수신한 N2 SM 정보를 N2 요청 메시지를 통해 상기 AN으로 전송하는 단계; 를 포함할 수 있다.
또한, 상기 N2 SM 정보를 상기 AN으로 전송하는 단계는, 상기 복수의 SMF들 중 상기 적어도 일부의 SMF를 제외한 나머지 SMF로부터 추가적인 N2 SM 정보가 수신된 경우, 상기 추가적인 N2 SM 정보는 별도의(separate) N2 메시지를 통해 상기 AN으로 전송하는 단계; 를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 별도의 N2 메시지는, N2 터널 셋업 요청 메시지일 수 있다.
또한, 상기 AN은 상기 N2 SM 정보에 기초하여 상기 단말에 대한 RRC(radio resource control) 연결 재설정(reconfiguration)을 수행하는 네트워크 노드일 수 있다.
또한, 상기 서비스 요청 메시지에 복수의 SMF들을 수반하는 복수의 PDU 세션 ID들이 포함된 경우, 상기 서비스 응답 메시지는, 상기 복수의 SMF들 모두로부터 상기 제2 및/또는 상기 제3 메시지를 수신한 후에 전송될 수 있다.
또한, 상기 서비스 응답 메시지는, 상기 모든 복수의 PDU 세션 ID들에 대한 PDU 세션 확립의 승인 결과를 포함할 수 있다.
또한, 상기 서비스 응답 메시지는, 서비스 승인(accept) 메시지에 해당할 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 양상은, 무선 통신 시스템에서 서비스 요청 절차를 수행하는 AMF(Access and Mobility Management Function)에 있어서, 신호를 송수신하기 위한 통신 모듈(communication module); 및 상기 통신 모듈을 제어하는 프로세서; 를 포함하고, 상기 프로세서는, 단말이 활성화를 원하는 PDU(Packet Data Unit) 세션에 대한 PDU 세션 ID(Identifier)가 포함된 서비스 요청 메시지를 상기 단말로부터 수신하고, 상기 PDU 세션 ID가 포함된 제1 메시지를 SMF(Session Management Function)로 전송하되, 상기 SMF에 의해 상기 PDU 세션의 확립이 거절된 경우: 상기 PDU 세션 확립의 거절 이유가 포함된 제2 메시지를 상기 제1 메시지에 대한 응답으로 수신하고, 상기 거절 이유(cause) 및 상기 거절 이유에 의해 거절된 PDU 세션 ID가 포함된 서비스 응답 메시지를 상기 단말로 전송할 수 있다.
또한, 상기 프로세서는, 상기 SMF에 의해 상기 PDU 세션의 확립이 승인(accept)된 경우: 상기 AMF가 AN(Access Network)에게 제공해야 할 정보가 포함된 N2 SM 정보가 포함된 제3 메시지를 상기 제1 메시지에 대한 응답으로 수신하고, 상기 N2 SM 정보를 상기 AN으로 전송할 수 있다.
또한, 상기 N2 SM 정보를 상기 AN으로 전송하는 경우, 상기 프로세서는, 상기 서비스 요청 메시지에 복수의 SMF들을 수반(involve)하는 복수의 PDU 세션 ID들이 포함된 경우, 상기 복수의 SMF들 모두로부터의 N2 SM 정보 수신을 기다리지 않고, 상기 복수의 SMF들 중 적어도 일부의 SMF로부터 수신한 N2 SM 정보를 N2 요청 메시지를 통해 상기 AN으로 전송할 수 있다.
또한, 상기 N2 SM 정보를 상기 AN으로 전송하는 경우, 상기 프로세서는, 상기 복수의 SMF들 중 상기 적어도 하나의 SMF를 제외한 나머지 SMF로부터 추가적인 N2 SM 정보가 수신된 경우, 상기 추가적인 N2 SM 정보는 별도의(separate) N2 메시지를 통해 상기 AN으로 전송할 수 있다.
또한, 상기 별도의 N2 메시지는, N2 터널 셋업 요청 메시지일 수 있다.
또한, 상기 AN은 상기 N2 SM 정보에 기초하여 상기 단말에 대한 RRC(radio resource control) 연결 재설정(reconfiguration)을 수행하는 네트워크 노드일 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 서비스 요청 절차가 보다 명확히 정의되므로, 모호함으로 인해 발생할 수 있는 다양한 문제점이 방지된다는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면, PDU 세션 확립에 대한 승인/거절 여부 및/또는 거절 이유가 AMF에 명확히 지시되어 절차 모호함 및 AMF의 동작 모호함이 해소된다는 효과가 있다.
본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명에 관한 이해를 돕기 위해 상세한 설명의 일부로 포함되는, 첨부 도면은 본 발명에 대한 실시예를 제공하고, 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 특징을 설명한다.
도 1은 본 발명이 적용될 수 있는 EPS(Evolved Packet System)을 간략히 예시하는 도면이다.
도 2는 본 발명이 적용될 수 있는 E-UTRAN(evolved universal terrestrial radio access network)의 네트워크 구조의 일 예를 나타낸다.
도 3은 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 E-UTRAN 및 EPC의 구조를 예시한다.
도 4는 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 단말과 E-UTRAN 사이의 무선 인터페이스 프로토콜(radio interface protocol) 구조를 나타낸다.
도 5는 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 S1 인터페이스 프로토콜 구조를 나타낸다.
도 6은 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 물리 채널의 구조를 간략히 예시하는 도면이다.
도 7은 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 EMM 및 ECM 상태를 예시하는 도면이다.
도 8은 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 경쟁 기반 랜덤 액세스 절차를 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 참조 포인트 표현을 이용한 5G 시스템 아키텍처를 예시한 도면이다.
도 10은 서비스-기반 표현을 이용한 5G 시스템 아키텍처를 예시한 도면이다.
도 11은 본 발명이 적용될 수 있는 NG-RAN 아키텍처를 예시한다.
도 12는 본 발명이 적용될 수 있는 무선 프로토콜 스택을 예시한 도면이다.
도 13은 본 발명이 적용될 수 있는 RM 상태 모델을 예시한다.
도 14는 본 발명이 적용될 수 있는 CM 상태 모델을 예시한다.
도 15는 본 발명에 적용될 수 있는 CM-IDLE 상태에서의 UE 트리거(triggered) 서비스 요청 절차를 예시한다.
도 16은 본 발명에 적용될 수 있는 CM-CONNECTED 상태에서의 UE 트리거 서비스 요청 절차를 예시한다.
도 17은 본 발명에 적용될 수 있는 네트워크 트리거 서비스 요청 절차를 예시한다.
도 18은 본 발명에 적용될 수 있는 CM-IDLE에서의 NAS를 통한 MO SMS 전송 절차를 예시한다.
도 19는 본 발명에 적용될 수 있는 CM-IDLE에서의 한 단계 접근(one step approach)을 이용한 MO SMS 절차를 예시한다.
도 20은 본 발명의 일 실시예에 따른 AMF의 서비스 요청 절차 수행 방법을 예시한 순서도이다.
도 21은 본 발명의 일 실시예에 따른 통신 장치의 블록 구성도를 예시한다.
도 22는 본 발명의 일 실시예에 따른 통신 장치의 블록 구성도를 예시한다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 형태를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 첨부된 도면과 함께 이하에 개시될 상세한 설명은 본 발명의 예시적인 실시형태를 설명하고자 하는 것이며, 본 발명이 실시될 수 있는 유일한 실시형태를 나타내고자 하는 것이 아니다. 이하의 상세한 설명은 본 발명의 완전한 이해를 제공하기 위해서 구체적 세부사항을 포함한다. 그러나, 당업자는 본 발명이 이러한 구체적 세부사항 없이도 실시될 수 있음을 안다.
몇몇 경우, 본 발명의 개념이 모호해지는 것을 피하기 위하여 공지의 구조 및 장치는 생략되거나, 각 구조 및 장치의 핵심기능을 중심으로 한 블록도 형식으로 도시될 수 있다.
본 명세서에서 기지국은 단말과 직접적으로 통신을 수행하는 네트워크의 종단 노드(terminal node)로서의 의미를 갖는다. 본 문서에서 기지국에 의해 수행되는 것으로 설명된 특정 동작은 경우에 따라서는 기지국의 상위 노드(upper node)에 의해 수행될 수도 있다. 즉, 기지국을 포함하는 다수의 네트워크 노드들(network nodes)로 이루어지는 네트워크에서 단말과의 통신을 위해 수행되는 다양한 동작들은 기지국 또는 기지국 이외의 다른 네트워크 노드들에 의해 수행될 수 있음은 자명하다. '기지국(BS: Base Station)'은 고정국(fixed station), Node B, eNB(evolved-NodeB), BTS(base transceiver system), 액세스 포인트(AP: Access Point) 등의 용어에 의해 대체될 수 있다. 또한, '단말(Terminal)'은 고정되거나 이동성을 가질 수 있으며, UE(User Equipment), MS(Mobile Station), UT(user terminal), MSS(Mobile Subscriber Station), SS(Subscriber Station), AMS(Advanced Mobile Station), WT(Wireless terminal), MTC(Machine-Type Communication) 장치, M2M(Machine-to-Machine) 장치, D2D(Device-to-Device) 장치 등의 용어로 대체될 수 있다.
이하에서, 하향링크(DL: downlink)는 기지국에서 단말로의 통신을 의미하며, 상향링크(UL: uplink)는 단말에서 기지국으로의 통신을 의미한다. 하향링크에서 송신기는 기지국의 일부이고, 수신기는 단말의 일부일 수 있다. 상향링크에서 송신기는 단말의 일부이고, 수신기는 기지국의 일부일 수 있다.
이하의 설명에서 사용되는 특정 용어들은 본 발명의 이해를 돕기 위해서 제공된 것이며, 이러한 특정 용어의 사용은 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다른 형태로 변경될 수 있다.
이하의 기술은 CDMA(code division multiple access), FDMA(frequency division multiple access), TDMA(time division multiple access), OFDMA(orthogonal frequency division multiple access), SC-FDMA(single carrier frequency division multiple access), NOMA(non-orthogonal multiple access) 등과 같은 다양한 무선 접속 시스템에 이용될 수 있다. CDMA는 UTRA(universal terrestrial radio access)나 CDMA2000과 같은 무선 기술(radio technology)로 구현될 수 있다. TDMA는 GSM(global system for mobile communications)/GPRS(general packet radio service)/EDGE(enhanced data rates for GSM evolution)와 같은 무선 기술로 구현될 수 있다. OFDMA는 IEEE 802.11 (Wi-Fi), IEEE 802.16 (WiMAX), IEEE 802-20, E-UTRA(evolved UTRA) 등과 같은 무선 기술로 구현될 수 있다. UTRA는 UMTS(universal mobile telecommunications system)의 일부이다. 3GPP(3rd generation partnership project) LTE(long term evolution)은 E-UTRA를 사용하는 E-UMTS(evolved UMTS)의 일부로써, 하향링크에서 OFDMA를 채용하고 상향링크에서 SC-FDMA를 채용한다. LTE-A(advanced)는 3GPP LTE의 진화이다.
본 발명의 실시예들은 무선 접속 시스템들인 IEEE 802, 3GPP 및 3GPP2 중 적어도 하나에 개시된 표준 문서들에 의해 뒷받침될 수 있다. 즉, 본 발명의 실시예들 중 본 발명의 기술적 사상을 명확히 드러내기 위해 설명하지 않은 단계들 또는 부분들은 상기 문서들에 의해 뒷받침될 수 있다. 또한, 본 문서에서 개시하고 있는 모든 용어들은 상기 표준 문서에 의해 설명될 수 있다.
설명을 명확하게 하기 위해, 3GPP LTE/LTE-A를 위주로 기술하지만 본 발명의 기술적 특징이 이에 제한되는 것은 아니다.
본 문서에서 사용될 수 있는 용어들은 다음과 같이 정의된다.
- UMTS(Universal Mobile Telecommunications System): 3GPP에 의해서 개발된, GSM(Global System for Mobile Communication) 기반의 3 세대(Generation) 이동 통신 기술
- EPS(Evolved Packet System): IP(Internet Protocol) 기반의 패킷 교환(packet switched) 코어 네트워크인 EPC(Evolved Packet Core)와 LTE, UTRAN 등의 액세스 네트워크로 구성된 네트워크 시스템. UMTS가 진화된 형태의 네트워크이다.
- NodeB: UMTS 네트워크의 기지국. 옥외에 설치하며 커버리지는 매크로 셀(macro cell) 규모이다.
- eNodeB: EPS 네트워크의 기지국. 옥외에 설치하며 커버리지는 매크로 셀(macro cell) 규모이다.
- Home NodeB: UMTS 망의 Base station으로 옥내에 설치하며 커버리지는 마이크로 셀 규모
- Home eNodeB: EPS 망의 Base station으로 옥내에 설치하며 coverage는 마이크로 셀 규모
- 단말(User Equipment): 사용자 기기. 단말은 단말(terminal), ME(Mobile Equipment), MS(Mobile Station) 등의 용어로 언급될 수 있다. 또한, 단말은 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. MTC 관련 내용에서 단말 또는 단말이라는 용어는 MTC 단말을 지칭할 수 있다.
- IMS(IP Multimedia Subsystem): 멀티미디어 서비스를 IP 기반으로 제공하는 서브시스템.
- IMSI(International Mobile Subscriber Identity): 이동 통신 네트워크에서 국제적으로 고유하게 할당되는 사용자 식별자.
- MTC(Machine Type Communication): 사람의 개입 없이 머신에 의해 수행되는 통신. M2M(Machine to Machine) 통신이라고 지칭할 수도 있다.
- MTC 단말(MTC UE 또는 MTC device 또는 MTC 장치): 이동 통신 네트워크를 통한 통신(예를 들어, PLMN을 통해 MTC 서버와 통신) 기능을 가지고, MTC 기능을 수행하는 단말(예를 들어, 자판기, 검침기 등).
- MTC 서버(MTC server): MTC 단말을 관리하는 네트워크 상의 서버. 이동 통신 네트워크의 내부 또는 외부에 존재할 수 있다. MTC 사용자가 접근(access)할 수 있는 인터페이스를 가질 수 있다. 또한, MTC 서버는 다른 서버들에게 MTC 관련 서비스를 제공할 수도 있고(SCS(Services Capability Server) 형태), 자신이 MTC 어플리케이션 서버일 수도 있다.
- (MTC) 어플리케이션(application): (MTC가 적용되는) 서비스(예를 들어, 원격 검침, 물량 이동 추적, 기상 관측 센서 등)
- (MTC) 어플리케이션 서버: (MTC) 어플리케이션이 실행되는 네트워크 상의 서버
- MTC 특징(MTC feature): MTC 어플리케이션을 지원하기 위한 네트워크의 기능. 예를 들어, MTC 모니터링(monitoring)은 원격 검침 등의 MTC 어플리케이션에서 장비 분실 등을 대비하기 위한 특징이고, 낮은 이동성(low mobility)은 자판기와 같은 MTC 단말에 대한 MTC 어플리케이션을 위한 특징이다.
- MTC 사용자(MTC User): MTC 사용자는 MTC 서버에 의해 제공되는 서비스를 사용한다.
- MTC 가입자(MTC subscriber): 네트워크 오퍼레이터와 접속 관계를 가지고 있으며, 하나 이상의 MTC 단말에게 서비스를 제공하는 엔티티(entity)이다.
- MTC 그룹(MTC group): 적어도 하나 이상의 MTC 특징을 공유하며, MTC 가입자에 속한 MTC 단말의 그룹을 의미한다.
- 서비스 역량 서버(SCS: Services Capability Server): HPLMN(Home PLMN) 상의 MTC-IWF(MTC InterWorking Function) 및 MTC 단말과 통신하기 위한 엔티티로서, 3GPP 네트워크와 접속되어 있다. SCS는 하나 이상의 MTC 어플리케이션에 의한 사용을 위한 능력(capability)를 제공한다.
- 외부 식별자(External Identifier): 3GPP 네트워크의 외부 엔티티(예를 들어, SCS 또는 어플리케이션 서버)가 MTC 단말(또는 MTC 단말이 속한 가입자)을 가리키기(또는 식별하기) 위해 사용하는 식별자(identifier)로서 전세계적으로 고유(globally unique)하다. 외부 식별자는 다음과 같이 도메인 식별자(Domain Identifier)와 로컬 식별자(Local Identifier)로 구성된다.
- 도메인 식별자(Domain Identifier): 이동 통신 네트워크 사업자의 제어 항에 있는 도메인을 식별하기 위한 식별자. 하나의 사업자는 서로 다른 서비스로의 접속을 제공하기 위해 서비스 별로 도메인 식별자를 사용할 수 있다.
- 로컬 식별자(Local Identifier): IMSI(International Mobile Subscriber Identity)를 유추하거나 획득하는데 사용되는 식별자. 로컬 식별자는 어플리케이션 도메인 내에서는 고유(unique)해야 하며, 이동 통신 네트워크 사업자에 의해 관리된다.
- RAN(Radio Access Network): 3GPP 네트워크에서 Node B 및 이를 제어하는 RNC(Radio Network Controller), eNodeB를 포함하는 단위. 단말 단에 존재하며 코어 네트워크로의 연결을 제공한다.
- HLR(Home Location Register)/HSS(Home Subscriber Server): 3GPP 네트워크 내의 가입자 정보를 가지고 있는 데이터베이스. HSS는 설정 저장(configuration storage), 식별자 관리(identity management), 사용자 상태 저장 등의 기능을 수행할 수 있다.
- RANAP(RAN Application Part): RAN과 코어 네트워크의 제어를 담당하는 노드(즉, MME(Mobility Management Entity)/SGSN(Serving GPRS(General Packet Radio Service) Supporting Node)/MSC(Mobile Switching Center)) 사이의 인터페이스.
- PLMN(Public Land Mobile Network): 개인들에게 이동 통신 서비스를 제공할 목적으로 구성된 네트워크. 오퍼레이터 별로 구분되어 구성될 수 있다.
- NAS(Non-Access Stratum): UMTS, EPS 프로토콜 스택에서 단말과 코어 네트워크 간의 시그널링, 트래픽 메시지를 주고 받기 위한 기능적인 계층. 단말의 이동성을 지원하고, 단말과 PDN GW 간의 IP 연결을 수립 및 유지하는 세션 관리 절차를 지원하는 것을 주된 기능으로 한다.
- SCEF(Service Capability Exposure Function): 3GPP 네트워크 인터페이스에 의해 제공되는 서비스 및 능력(capability)를 안전하게 노출하기 위한 수단을 제공하는 서비스 능력 노출(service capability exposure)을 위한 3GPP 아키텍쳐 내 엔티티.
- MME(Mobility Management Entity): 이동성 관리 및 세션 관리 기능을 수행하는 EPS 망의 네트워크 노드
- PDN-GW(Packet Data Network Gateway): UE IP 주소 할당, 패킷 스크리닝 및 필터링, 충전 데이터 수집(Charging data collection) 기능을 수행하는 EPS 망의 네트워크 노드
- Serving GW(Serving Gateway): 이동성 앵커, 패킷 라우팅, Idle 모드 패킷 버퍼링, MME의 UE에 대한 페이징을 트리거링하는 등의 기능을 수행하는 EPS망의 네트워크 노드
- PCRF (Policy and Charging Rule Function): 서비스 플로우별로 차별화된 QoS 및 과금 정책을 동적(dynamic)으로 적용하기 위한 정책 결정(Policy decision)을 수행하는 EPS 망의 노드
- OMA DM(Open Mobile Alliance Device Management): 핸드폰, PDA, 휴대용 컴퓨터 등과 같은 모바일 디바이스들 관리를 위해 디자인된 프로토콜로서, 디바이스 설정(configuration), 펌웨어 업그레이드(firmware upgrade), 에러 보고 (Error Report)등의 기능을 수행
- OAM(Operation Administration and Maintenance): 네트워크 결함 표시, 성능 정보, 그리고 데이터와 진단 기능을 제공하는 네트워크 관리 기능군
- NAS configuration MO(Management Object): NAS 기능(Functionality)과 연관된 파라미터들을 UE에게 설정(configuration)하는 데 사용하는 MO (Management object)
- PDN(Packet Data Network): 특정 서비스를 지원하는 서버(예를 들어, MMS server, WAP server 등)가 위치하고 있는 네트워크.
- PDN 연결: 단말에서 PDN으로의 연결, 즉, ip 주소로 표현되는 단말과 APN으로 표현되는 PDN과의 연관(연결)
- APN (Access Point Name): PDN을 지칭하거나 구분하는 문자열. 요청한 서비스나 망(PDN)에 접속하기 위해서는 해당 P-GW를 거치게 되는데, 이 P-GW를 찾을 수 있도록 망 내에서 미리 정의한 이름(문자열)(예를 들어, internet.mnc012.mcc345.gprs)
- HLR(Home Location Register)/HSS (Home Subscriber Server): 3GPP 네트워크 내의 가입자 정보를 나타내는 데이터베이스(DB)
- NAS(Non-Access-Stratum): UE와 MME간의 제어 플레인(control plane)의 상위 stratum. UE와 네트워크간의 이동성 관리(Mobility management)와 세션 관리 (Session management), IP 주소 관리 (IP address maintenance) 등을 지원
- AS (Access-Stratum): UE와 radio(혹은 access) 네트워크간의 프로토콜 스텍을 포함하며, 데이터 및 네트워크 제어 신호 전송 등을 담당
이하, 위와 같이 정의된 용어를 바탕으로 본 발명에 대하여 기술한다.
본 발명이 적용될 수 있는 시스템 일반
도 1은 본 발명이 적용될 수 있는 EPS (Evolved Packet System)을 간략히 예시하는 도면이다.
도 1의 네트워크 구조도는 EPC(Evolved Packet Core)를 포함하는 EPS(Evolved Packet System)의 구조를 이를 간략하게 재구성 한 것이다.
EPC(Evolved Packet Core)는 3GPP 기술들의 성능을 향상하기 위한 SAE(System Architecture Evolution)의 핵심적인 요소이다. SAE는 다양한 종류의 네트워크 간의 이동성을 지원하는 네트워크 구조를 결정하는 연구 과제에 해당한다. SAE는, 예를 들어, IP 기반으로 다양한 무선 접속 기술들을 지원하고 보다 향상된 데이터 전송 능력을 제공하는 등의 최적화된 패킷-기반 시스템을 제공하는 것을 목표로 한다.
구체적으로, EPC는 3GPP LTE 시스템을 위한 IP 이동 통신 시스템의 코어 네트워크(Core Network)이며, 패킷-기반 실시간 및 비실시간 서비스를 지원할 수 있다. 기존의 이동 통신 시스템(즉, 2 세대 또는 3 세대 이동 통신 시스템)에서는 음성을 위한 CS(Circuit-Switched) 및 데이터를 위한 PS(Packet-Switched)의 2 개의 구별되는 서브-도메인을 통해서 코어 네트워크의 기능이 구현되었다. 그러나, 3 세대 이동 통신 시스템의 진화인 3GPP LTE 시스템에서는, CS 및 PS의 서브-도메인들이 하나의 IP 도메인으로 단일화되었다. 즉, 3GPP LTE 시스템에서는, IP 능력(capability)을 가지는 단말과 단말 간의 연결이, IP 기반의 기지국(예를 들어, eNodeB(evolved Node B)), EPC, 애플리케이션 도메인(예를 들어, IMS)을 통하여 구성될 수 있다. 즉, EPC는 단-대-단(end-to-end) IP 서비스 구현에 필수적인 구조이다.
EPC는 다양한 구성요소들을 포함할 수 있으며, 도 1에서는 그 중에서 일부에 해당하는, SGW(Serving Gateway)(또는 S-GW), PDN GW(Packet Data Network Gateway)(또는 PGW 또는 P-GW), MME(Mobility Management Entity), SGSN(Serving GPRS(General Packet Radio Service) Supporting Node), ePDG(enhanced Packet Data Gateway)를 도시한다.
SGW는 무선 접속 네트워크(RAN)와 코어 네트워크 사이의 경계점으로서 동작하고, eNodeB와 PDN GW 사이의 데이터 경로를 유지하는 기능을 하는 요소이다. 또한, 단말이 eNodeB에 의해서 서빙(serving)되는 영역에 걸쳐 이동하는 경우, SGW는 로컬 이동성 앵커 포인트(anchor point)의 역할을 한다. 즉, E-UTRAN (3GPP 릴리즈-8 이후에서 정의되는 Evolved-UMTS(Universal Mobile Telecommunications System) Terrestrial Radio Access Network) 내에서의 이동성을 위해서 SGW를 통해서 패킷들이 라우팅될 수 있다. 또한, SGW는 다른 3GPP 네트워크(3GPP 릴리즈-8 전에 정의되는 RAN, 예를 들어, UTRAN 또는 GERAN(GSM(Global System for Mobile Communication)/EDGE(Enhanced Data rates for Global Evolution) Radio Access Network)와의 이동성을 위한 앵커 포인트로서 기능할 수도 있다.
PDN GW는 패킷 데이터 네트워크를 향한 데이터 인터페이스의 종단점(termination point)에 해당한다. PDN GW는 정책 집행 특징(policy enforcement features), 패킷 필터링(packet filtering), 과금 지원(charging support) 등을 지원할 수 있다. 또한, 3GPP 네트워크와 비-3GPP(non-3GPP) 네트워크 (예를 들어, I-WLAN(Interworking Wireless Local Area Network)과 같은 신뢰되지 않는 네트워크, CDMA(Code Division Multiple Access) 네트워크나 Wimax와 같은 신뢰되는 네트워크)와의 이동성 관리를 위한 앵커 포인트 역할을 할 수 있다.
도 1의 네트워크 구조의 예시에서는 SGW와 PDN GW가 별도의 게이트웨이로 구성되는 것을 나타내지만, 두 개의 게이트웨이가 단일 게이트웨이 구성 옵션(Single Gateway Configuration Option)에 따라 구현될 수도 있다.
MME는, 단말의 네트워크 연결에 대한 액세스, 네트워크 자원의 할당, 트래킹(tracking), 페이징(paging), 로밍(roaming) 및 핸드오버 등을 지원하기 위한 시그널링 및 제어 기능들을 수행하는 요소이다. MME는 가입자 및 세션 관리에 관련된 제어 평면 기능들을 제어한다. MME는 수많은 eNodeB들을 관리하고, 다른 2G/3G 네트워크에 대한 핸드오버를 위한 종래의 게이트웨이의 선택을 위한 시그널링을 수행한다. 또한, MME는 보안 과정(Security Procedures), 단말-대-네트워크 세션 핸들링(Terminal-to-network Session Handling), 유휴 단말 위치결정 관리(Idle Terminal Location Management) 등의 기능을 수행한다.
SGSN은 다른 3GPP 네트워크(예를 들어, GPRS 네트워크)에 대한 사용자의 이동성 관리 및 인증(authentication)과 같은 모든 패킷 데이터를 핸들링한다.
ePDG는 신뢰되지 않는 비-3GPP 네트워크(예를 들어, I-WLAN, WiFi 핫스팟(hotspot) 등)에 대한 보안 노드로서의 역할을 한다.
도 1을 참조하여 설명한 바와 같이, IP 능력을 가지는 단말은, 3GPP 액세스는 물론 비-3GPP 액세스 기반으로도 EPC 내의 다양한 요소들을 경유하여 사업자(즉, 오퍼레이터(operator))가 제공하는 IP 서비스 네트워크(예를 들어, IMS)에 액세스할 수 있다.
또한, 도 1에서는 다양한 레퍼런스 포인트들(예를 들어, S1-U, S1-MME 등)을 도시한다. 3GPP 시스템에서는 E-UTRAN 및 EPC의 상이한 기능 개체(functional entity)들에 존재하는 2 개의 기능을 연결하는 개념적인 링크를 레퍼런스 포인트(reference point)라고 정의한다. 다음의 표 1은 도 1에 도시된 레퍼런스 포인트를 정리한 것이다. 표 1의 예시들 외에도 네트워크 구조에 따라 다양한 레퍼런스 포인트(reference point)들이 존재할 수 있다.
Figure PCTKR2018007035-appb-T000001
도 1에 도시된 레퍼런스 포인트 중에서 S2a 및 S2b는 비-3GPP 인터페이스에 해당한다. S2a는 신뢰되는 비-3GPP 액세스 및 PDN GW 간의 관련 제어 및 이동성 자원을 사용자 플레인에 제공하는 레퍼런스 포인트이다. S2b는 ePDG 및 PDN GW 간의 관련 제어 및 이동성 지원을 사용자 플레인에 제공하는 레퍼런스 포인트이다.
도 2는 본 발명이 적용될 수 있는 E-UTRAN(evolved universal terrestrial radio access network)의 네트워크 구조의 일 예를 나타낸다.
E-UTRAN 시스템은 기존 UTRAN 시스템에서 진화한 시스템으로, 예를 들어, 3GPP LTE/LTE-A 시스템일 수 있다. 통신 네트워크는 IMS 및 패킷 데이터를 통해 음성(voice)(예를 들어, VoIP(Voice over Internet Protocol))과 같은 다양한 통신 서비스를 제공하기 위하여 광범위하게 배치된다.
도 2를 참조하면, E-UMTS 네트워크는 E-UTRAN, EPC 및 하나 이상의 UE를 포함한다. E-UTRAN은 단말에게 제어 평면(control plane)과 사용자 평면(user plane) 프로토콜을 제공하는 eNB들로 구성되고, eNB들은 X2 인터페이스를 통해 연결된다.
X2 사용자 평면 인터페이스(X2-U)는 eNB들 사이에 정의된다. X2-U 인터페이스는 사용자 평면 PDU(packet data unit)의 보장되지 않은 전달(non guaranteed delivery)을 제공한다. X2 제어 평면 인터페이스(X2-CP)는 두 개의 이웃 eNB 사이에 정의된다. X2-CP는 eNB 간의 컨텍스트(context) 전달, 소스 eNB와 타겟 eNB 사이의 사용자 평면 터널의 제어, 핸드오버 관련 메시지의 전달, 상향링크 부하 관리 등의 기능을 수행한다.
eNB은 무선인터페이스를 통해 단말과 연결되고 S1 인터페이스를 통해 EPC(evolved packet core)에 연결된다.
S1 사용자 평면 인터페이스(S1-U)는 eNB와 서빙 게이트웨이(S-GW: serving gateway) 사이에 정의된다. S1 제어 평면 인터페이스(S1-MME)는 eNB와 이동성 관리 개체(MME: mobility management entity) 사이에 정의된다. S1 인터페이스는 EPS(evolved packet system) 베어러 서비스 관리 기능, NAS(non-access stratum) 시그널링 트랜스포트 기능, 네트워크 쉐어링, MME 부하 밸런싱 기능 등을 수행한다. S1 인터페이스는 eNB와 MME/S-GW 간에 다수-대-다수 관계(many-to-many-relation)를 지원한다.
MME는 NAS 시그널링 보안(security), AS(Access Stratum) 보안(security) 제어, 3GPP 액세스 네트워크 간 이동성을 지원하기 위한 CN(Core Network) 노드 간(Inter-CN) 시그널링, (페이징 재전송의 수행 및 제어 포함하여) 아이들(IDLE) 모드 UE 도달성(reachability), (아이들 및 액티브 모드 단말을 위한) 트래킹 영역 식별자(TAI: Tracking Area Identity) 관리, PDN GW 및 SGW 선택, MME가 변경되는 핸드오버를 위한 MME 선택, 2G 또는 3G 3GPP 액세스 네트워크로의 핸드오버를 위한 SGSN 선택, 로밍(roaming), 인증(authentication), 전용 베어러 확립(dedicated bearer establishment)를 포함하는 베어러 관리 기능, 공공 경고 시스템(PWS: Public Warning System)(지진 및 쓰나미 경고 시스템(ETWS: Earthquake and Tsunami Warning System) 및 상용 모바일 경고 시스템(CMAS: Commercial Mobile Alert System) 포함) 메시지 전송의 지원 등의 다양한 기능을 수행할 수 있다.
도 3은 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 E-UTRAN 및 EPC의 구조를 예시한다.
도 3을 참조하면, eNB는 게이트웨이(예를 들어, MME)의 선택, 무선 자원 제어(RRC: radio resource control) 활성(activation) 동안 게이트웨이로의 라우팅, 방송 채널(BCH: broadcast channel)의 스케줄링 및 전송, 상향링크 및 하향링크에서 UE로 동적 자원 할당, 그리고 LTE_ACTIVE 상태에서 이동성 제어 연결의 기능을 수행할 수 있다. 상술한 바와 같이, EPC 내에서 게이트웨이는 페이징 개시(orgination), LTE_IDLE 상태 관리, 사용자 평면(user plane)의 암호화(ciphering), 시스템 구조 진화(SAE: System Architecture Evolution) 베어러 제어, 그리고 NAS 시그널링의 암호화(ciphering) 및 무결성(intergrity) 보호의 기능을 수행할 수 있다.
도 4는 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 단말과 E-UTRAN 사이의 무선 인터페이스 프로토콜(radio interface protocol) 구조를 나타낸다.
도 4(a)는 제어 평면(control plane)에 대한 무선 프로토콜 구조를 나타내고, 도 4(b)는 사용자 평면(user plane)에 대한 무선 프로토콜 구조를 나타낸다.
도 4를 참조하면, 단말과 E-UTRAN 사이의 무선 인터페이스 프로토콜의 계층들은 통신 시스템의 기술분야에 공지된 널리 알려진 개방형 시스템 간 상호접속(OSI: open system interconnection) 표준 모델의 하위 3 계층에 기초하여 제1 계층(L1), 제2 계층 (L2) 및 제3 계층 (L3)으로 분할될 수 있다. 단말과 E-UTRAN 사이의 무선 인터페이스 프로토콜은 수평적으로 물리계층(physical layer), 데이터링크 계층(data link layer) 및 네트워크 계층(network layer)으로 이루어지며, 수직적으로는 데이터 정보 전송을 위한 프로토콜 스택(protocol stack) 사용자 평면(user plane)과 제어신호(signaling) 전달을 위한 프로토콜 스택인 제어 평면(control plane)으로 구분된다.
제어평면은 단말과 네트워크가 호를 관리하기 위해서 이용하는 제어 메시지들이 전송되는 통로를 의미한다. 사용자 평면은 애플리케이션 계층에서 생성된 데이터, 예를 들어, 음성 데이터 또는 인터넷 패킷 데이터 등이 전송되는 통로를 의미한다. 이하, 무선 프로토콜의 제어평면과 사용자평면의 각 계층을 설명한다.
제1 계층(L1)인 물리 계층(PHY: physical layer)은 물리 채널(physical channel)을 사용함으로써 상위 계층으로의 정보 송신 서비스(information transfer service)를 제공한다. 물리 계층은 상위 레벨에 위치한 매체 접속 제어(MAC: medium access control) 계층으로 전송 채널(transport channel)을 통하여 연결되고, 전송 채널을 통하여 MAC 계층과 물리 계층 사이에서 데이터가 전송된다. 전송 채널은 무선 인터페이스를 통해 데이터가 어떻게 어떤 특징으로 전송되는가에 따라 분류된다. 그리고, 서로 다른 물리 계층 사이, 송신단의 물리 계층과 수신단의 물리 계층 간에는 물리 채널(physical channel)을 통해 데이터가 전송된다. 물리 계층은 OFDM(orthogonal frequency division multiplexing) 방식으로 변조되며, 시간과 주파수를 무선 자원으로 활용한다.
물리 계층에서 사용되는 몇몇 물리 제어 채널들이 있다. 물리 하향링크 제어 채널(PDCCH: physical downlink control channel)는 단말에게 페이징 채널(PCH: paging channel)와 하향링크 공유 채널(DL-SCH: downlink shared channel)의 자원 할당 및 상향링크 공유 채널(UL-SCH: uplink shared channel)과 관련된 HARQ(hybrid automatic repeat request) 정보를 알려준다. 또한, PDCCH는 단말에게 상향링크 전송의 자원 할당을 알려주는 상향링크 승인(UL grant)를 나를 수 있다. 물리 제어 포맷 지시자 채널(PDFICH: physical control format indicator channel)는 단말에게 PDCCH들에 사용되는 OFDM 심볼의 수를 알려주고, 매 서브프레임마다 전송된다. 물리 HARQ 지시자 채널(PHICH: physical HARQ indicator channel)는 상향링크 전송의 응답으로 HARQ ACK(acknowledge)/NACK(non-acknowledge) 신호를 나른다. 물리 상향링크 제어 채널(PUCCH: physical uplink control channel)은 하향링크 전송에 대한 HARQ ACK/NACK, 스케줄링 요청 및 채널 품질 지시자(CQI: channel quality indicator) 등과 같은 상향링크 제어 정보를 나른다. 물리 상향링크 공유 채널(PUSCH: physical uplink shared channel)은 UL-SCH을 나른다.
제2 계층(L2)의 MAC 계층은 논리 채널(logical channel)을 통하여 상위 계층인 무선 링크 제어(RLC: radio link control) 계층에게 서비스를 제공한다. 또한, MAC 계층은 논리 채널과 전송 채널 간의 맵핑 및 논리 채널에 속하는 MAC 서비스 데이터 유닛(SDU: service data unit)의 전송 채널 상에 물리 채널로 제공되는 전송 블록(transport block)으로의 다중화/역다중화 기능을 포함한다.
제2 계층(L2)의 RLC 계층은 신뢰성 있는 데이터 전송을 지원한다. RLC 계층의 기능은 RLC SDU의 연결(concatenation), 분할(segmentation) 및 재결합(reassembly)을 포함한다. 무선 베어러(RB: radio bearer)가 요구하는 다양한 QoS(quality of service)를 보장하기 위해, RLC 계층은 투명 모드(TM: transparent mode), 비확인 모드(UM: unacknowledged mode) 및 확인 모드(AM: acknowledge mode)의 세 가지의 동작 모드를 제공한다. AM RLC는 ARQ(automatic repeat request)를 통해 오류 정정을 제공한다. 한편, MAC 계층이 RLC 기능을 수행하는 경우에 RLC 계층은 MAC 계층의 기능 블록으로 포함될 수 있다.
제2 계층(L2)의 패킷 데이터 컨버전스 프로토콜(PDCP: packet data convergence protocol) 계층은 사용자 평면에서 사용자 데이터의 전달, 헤더 압축(header compression) 및 암호화(ciphering) 기능을 수행한다. 헤더 압축 기능은 작은 대역폭을 가지는 무선 인터페이스를 통하여 IPv4(internet protocol version 4) 또는 IPv6(internet protocol version 6)와 같은 인터넷 프로토콜(IP: internet protocol) 패킷을 효율적으로 전송되게 하기 위하여 상대적으로 크기가 크고 불필요한 제어 정보를 담고 있는 IP 패킷 헤더 사이즈를 줄이는 기능을 의미한다. 제어 평면에서의 PDCP 계층의 기능은 제어 평면 데이터의 전달 및 암호화/무결정 보호(integrity protection)을 포함한다.
제3 계층(L3)의 최하위 부분에 위치한 무선 자원 제어(RRC: radio resource control) 계층은 제어 평면에만 정의된다. RRC 계층은 단말과 네트워크 간의 무선 자원을 제어하는 역할을 수행한다. 이를 위해 단말과 네트워크는 RRC 계층을 통해 RRC 메시지를 서로 교환한다. RRC 계층은 무선 베어러들의 설정(configuration), 재설정(re-configuration) 및 해제(release)와 관련하여 논리 채널, 전송 채널 및 물리 채널을 제어한다. 무선 베어러는 단말과 네트워크 사이의 데이터 전송을 위하여 제2 계층(L2)에 의하여 제공되는 논리적인 경로를 의미한다. 무선 베어러가 설정된다는 것은 특정 서비스를 제공하기 위해 무선 프로토콜 계층 및 채널의 특성을 규정하고, 각각의 구체적인 파라미터 및 동작 방법을 설정하는 것을 의미한다. 무선 베어러는 다시 시그널링 무선 베어러(SRB: signaling RB)와 데이터 무선 베어러(DRB: data RB) 두 가지로 나눠 질 수 있다. SRB는 제어 평면에서 RRC 메시지를 전송하는 통로로 사용되며, DRB는 사용자 평면에서 사용자 데이터를 전송하는 통로로 사용된다.
RRC 계층 상위에 위치하는 NAS(non-access stratum) 계층은 세션 관리(session management)와 이동성 관리(mobility management) 등의 기능을 수행한다.
기지국을 구성하는 하나의 셀은 1.25, 2.5, 5, 10, 20Mhz 등의 대역폭 중 하나로 설정되어 여러 단말에게 하향 또는 상향 전송 서비스를 제공한다. 서로 다른 셀은 서로 다른 대역폭을 제공하도록 설정될 수 있다.
네트워크에서 단말로 데이터를 전송하는 하향 전송채널(downlink transport channel)은 시스템 정보를 전송하는 방송 채널(BCH: broadcast channel), 페이징 메시지를 전송하는 PCH, 사용자 트래픽이나 제어메시지를 전송하는 DL-SCH 등이 있다. 하향 멀티캐스트 또는 방송 서비스의 트래픽 또는 제어메시지의 경우 DL-SCH를 통해 전송될 수도 있고, 또는 별도의 하향 멀티캐스트 채널(MCH: multicast channel)을 통해 전송될 수도 있다. 한편, 단말에서 네트워크로 데이터를 전송하는 상향 전송채널(uplink transport channel)로는 초기 제어메시지를 전송하는 랜덤 액세스 채널(RACH: random access channel), 사용자 트래픽이나 제어메시지를 전송하는 UL-SCH(uplink shared channel)가 있다.
논리 채널(logical channel)은 전송 채널의 상위에 있으며, 전송 채널에 맵핑된다. 논리 채널은 제어 영역 정보의 전달을 위한 제어 채널과 사용자 영역 정보의 전달을 위한 트래픽 채널로 구분될 수 있다. 제어 채널로는 방송 제어 채널(BCCH: broadcast control channel), 페이징 제어 채널(PCCH: paging control channel), 공통 제어 채널(CCCH: common control channel), 전용 제어 채널(DCCH: dedicated control channel), 멀티캐스트 제어 채널(MCCH: multicast control channel) 등이 있다. 트래픽 채널로는 전용 트래픽 채널(DTCH: dedicated traffic channel), 멀티캐스트 트래픽 채널(MTCH: multicast traffic channel) 등이 있다. PCCH는 페이징 정보를 전달하는 하향링크 채널이고, 네트워크가 UE가 속한 셀을 모를 때 사용된다. CCCH는 네트워크와의 RRC 연결을 가지지 않는 UE에 의해 사용된다. MCCH 네트워크로부터 UE로의 MBMS(Multimedia Broadcast and Multicast Service) 제어 정보를 전달하기 위하여 사용되는 점-대-다점(point-to-multipoint) 하향링크 채널이다. DCCH는 UE와 네트워크 간에 전용 제어 정보를 전달하는 RRC 연결을 가지는 단말에 의해 사용되는 일-대-일(point-to-point) 양방향(bi-directional) 채널이다. DTCH는 상향링크 및 하향링크에서 존재할 수 있는 사용자 정보를 전달하기 위하여 하나의 단말에 전용되는 일-대-일(point-to-point) 채널이다. MTCH는 네트워크로부터 UE로의 트래픽 데이터를 전달하기 위하여 일-대-다(point-to-multipoint) 하향링크 채널이다.
논리 채널(logical channel)과 전송 채널(transport channel) 간 상향링크 연결의 경우, DCCH는 UL-SCH과 매핑될 수 있고, DTCH는 UL-SCH와 매핑될 수 있으며, CCCH는 UL-SCH와 매핑될 수 있다. 논리 채널(logical channel)과 전송 채널(transport channel) 간 하향링크 연결의 경우, BCCH는 BCH 또는 DL-SCH와 매핑될 수 있고, PCCH는 PCH와 매핑될 수 있으며, DCCH는 DL-SCH와 매핑될 수 있으며, DTCH는 DL-SCH와 매핑될 수 있으며, MCCH는 MCH와 매핑될 수 있으며, MTCH는 MCH와 매핑될 수 있다.
도 5는 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 S1 인터페이스 프로토콜 구조를 나타낸다.
도 5(a)는 S1 인터페이스에서 제어 평면(control plane) 프로토콜 스택을 예시하고, 도 5(b)는 S1 인터페이스에서 사용자 평면(user plane) 인터페이스 프로토콜 구조를 나타낸다.
도 5를 참조하면, S1 제어 평면 인터페이스(S1-MME)는 기지국과 MME 간에 정의된다. 사용자 평면과 유사하게 전송 네트워크 계층(transport network layer)은 IP 전송에 기반한다. 다만, 메시지 시그널링의 신뢰성이 있는 전송을 위해 IP 계층 상위에 SCTP(Stream Control Transmission Protocol) 계층에 추가된다. 어플리케이션 계층(application layer) 시그널링 프로토콜은 S1-AP(S1 application protocol)로 지칭된다.
SCTP 계층은 어플리케이션 계층 메시지의 보장된(guaranteed) 전달을 제공한다.
프로토콜 데이터 유닛(PDU: Protocol Data Unit) 시그널링 전송을 위해 전송 IP 계층에서 점대점 (point-to-point) 전송이 사용된다.
S1-MME 인터페이스 인스턴스(instance) 별로 단일의 SCTP 연계(association)는 S-MME 공통 절차를 위한 한 쌍의 스트림 식별자(stream identifier)를 사용한다. 스트림 식별자의 일부 쌍만이 S1-MME 전용 절차를 위해 사용된다. MME 통신 컨텍스트 식별자는 S1-MME 전용 절차를 위한 MME에 의해 할당되고, eNB 통신 컨텍스트 식별자는 S1-MME 전용 절차를 위한 eNB에 의해 할당된다. MME 통신 컨텍스트 식별자 및 eNB 통신 컨텍스트 식별자는 단말 특정한 S1-MME 시그널링 전송 베어러를 구별하기 위하여 사용된다. 통신 컨텍스트 식별자는 각각 S1-AP 메시지 내에서 전달된다.
S1 시그널링 전송 계층이 S1AP 계층에게 시그널링 연결이 단절되었다고 통지한 경우, MME는 해당 시그널링 연결을 사용하였던 단말의 상태를 ECM-IDLE 상태로 변경한다. 그리고, eNB은 해당 단말의 RRC 연결을 해제한다.
S1 사용자 평면 인터페이스(S1-U)는 eNB과 S-GW 간에 정의된다. S1-U 인터페이스는 eNB와 S-GW 간에 사용자 평면 PDU의 보장되지 않은(non guaranteed) 전달을 제공한다. 전송 네트워크 계층은 IP 전송에 기반하고, eNB와 S-GW 간의 사용자 평면 PDU를 전달하기 위하여 UDP/IP 계층 상위에 GTP-U(GPRS Tunneling Protocol User Plane) 계층이 이용된다.
도 6은 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 물리 채널의 구조를 간략히 예시하는 도면이다.
도 6을 참조하면, 물리 채널은 주파수 영역(frequency domain)에서 하나 이상의 서브캐리어와 시간 영역(time domain)에서 하나 이상의 심볼로 구성되는 무선 자원을 통해 시그널링 및 데이터를 전달한다.
1.0ms 길이를 가지는 하나의 서브프레임은 복수의 심볼로 구성된다. 서브프레임의 특정 심볼(들)(예를 들어, 서브프레임의 첫번째 심볼)은 PDCCH를 위해 사용될 수 있다. PDCCH는 동적으로 할당되는 자원에 대한 정보(예를 들어, 자원 블록(Resource Block), 변조 및 코딩 방식(MCS: Modulation and Coding Scheme) 등)를 나른다.
EMM 및 ECM 상태
EMM(EPS mobility management), ECM(EPS connection management) 상태에 대하여 살펴본다.
도 7은 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 EMM 및 ECM 상태를 예시하는 도면이다.
도 7을 참조하면, 단말과 MME의 제어 평면에 위치한 NAS 계층에서 단말의 이동성을 관리하기 위하여 단말이 네트워크에 어태치(attach)되었는지 디태치(detach)되었는지에 따라 EMM 등록 상태(EMM-REGISTERED) 및 EMM 등록 해제 상태(EMM-DEREGISTERED)가 정의될 수 있다. EMM-REGISTERED 상태 및 EMM-DEREGISTERED 상태는 단말과 MME에게 적용될 수 있다.
단말의 전원을 최초로 켠 경우와 같이 초기 단말은 EMM-DEREGISTERED 상태에 있으며, 이 단말이 네트워크에 접속하기 위해서 초기 접속(initial attach) 절차를 통해 해당 네트워크에 등록하는 과정을 수행한다. 접속 절차가 성공적으로 수행되면 단말 및 MME는 EMM-REGISTERED 상태로 천이(transition)된다. 또한, 단말의 전원이 꺼지거나 무선 링크 실패인 경우(무선 링크 상에서 패킷 에러율이 기준치를 넘은 경우), 단말은 네트워크에서 디태치(detach)되어 EMM-DEREGISTERED 상태로 천이된다.
또한, 단말과 네트워크 간 시그널링 연결(signaling connection)을 관리하기 위하여 ECM 연결 상태(ECM-CONNECTED) 및 ECM 아이들 상태(ECM-IDLE)가 정의될 수 있다. ECM-CONNECTED 상태 및 ECM-IDLE 상태 또한 단말과 MME에게 적용될 수 있다. ECM 연결은 단말과 기지국 간에 설정되는 RRC 연결과 기지국과 MME 간에 설정되는 S1 시그널링 연결로 구성된다. 즉, ECM 연결이 설정/해제되었다는 것은 RRC 연결과 S1 시그널링 연결이 모두 설정/해제되었다는 것을 의미한다.
RRC 상태는 단말의 RRC 계층과 기지국의 RRC 계층이 논리적으로 연결(connection)되어 있는지 여부를 나타낸다. 즉, 단말의 RRC 계층과 기지국의 RRC 계층이 연결되어 있는 경우, 단말은 RRC 연결 상태(RRC_CONNECTED)에 있게 된다. 단말의 RRC 계층과 기지국의 RRC 계층이 연결되어 있지 않은 경우, 단말은 RRC 아이들 상태(RRC_IDLE)에 있게 된다.
네트워크는 ECM-CONNECTED 상태에 있는 단말의 존재를 셀 단위에서 파악할 수 있고, 단말을 효과적으로 제어할 수 있다.
반면, 네트워크는 ECM-IDLE 상태에 있는 단말의 존재를 파악할 수 없으며, 코어 네트워크(CN: core network)가 셀보다 더 큰 지역 단위인 트래킹 영역(tracking area) 단위로 관리한다. 단말이 ECM 아이들 상태에 있을 때에는 단말은 트래킹 영역에서 유일하게 할당된 ID를 이용하여 NAS에 의해 설정된 불연속 수신(DRX: Discontinuous Reception)을 수행한다. 즉, 단말은 단말-특정 페이징 DRX 사이클 마다 특정 페이징 시점(paging occasion)에 페이징 신호를 모니터링함으로써 시스템 정보 및 페이징 정보의 브로드캐스트를 수신할 수 있다.
또한, 단말이 ECM-IDLE 상태에 있을 때에는 네트워크는 단말의 컨텍스트(context) 정보를 가지고 있지 않다. 따라서 ECM-IDLE 상태의 단말은 네트워크의 명령을 받을 필요 없이 셀 선택(cell selection) 또는 셀 재선택(cell reselection)과 같은 단말 기반의 이동성 관련 절차를 수행할 수 있다. ECM 아이들 상태에서 단말의 위치가 네트워크가 알고 있는 위치와 달라지는 경우, 단말은 트래킹 영역 업데이트(TAU: tracking area update) 절차를 통해 네트워크에 해당 단말의 위치를 알릴 수 있다.
반면, 단말이 ECM-CONNECTED 상태에 있을 때에는 단말의 이동성은 네트워크의 명령에 의해서 관리된다. ECM-CONNECTED 상태에서 네트워크는 단말이 속한 셀을 안다. 따라서, 네트워크는 단말로 또는 단말로부터 데이터를 전송 및/또는 수신하고, 단말의 핸드오버와 같은 이동성을 제어하고, 주변 셀에 대한 셀 측정을 수행할 수 있다.
위와 같이, 단말이 음성이나 데이터와 같은 통상의 이동통신 서비스를 받기 위해서는 ECM-CONNECTED 상태로 천이하여야 한다. 단말의 전원을 최초로 켠 경우와 같이 초기 단말은 EMM 상태와 마찬가지로 ECM-IDLE 상태에 있으며, 단말이 초기 접속(initial attach) 절차를 통해 해당 네트워크에 성공적으로 등록하게 되면 단말 및 MME는 ECM 연결 상태로 천이(transition)된다. 또한, 단말이 네트워크에 등록되어 있으나 트래픽이 비활성화되어 무선 자원이 할당되어 있지 않은 경우 단말은 ECM-IDLE 상태에 있으며, 해당 단말에 상향링크 혹은 하향링크 새로운 트래픽이 발생되면 서비스 요청(service request) 절차를 통해 단말 및 MME는 ECM-CONNECTED 상태로 천이(transition)된다.
랜덤 액세스 절차(Random Access Procedure)
이하에서는 LTE/LTE-A 시스템에서 제공하는 랜덤 액세스 절차(random access procedure)에 대해 살펴본다.
랜덤 액세스 절차는 단말이 기지국과 상향링크 동기를 얻거나 상향링크 무선 자원을 할당 받기 위해 사용된다. 단말의 전원이 켜진 후, 단말은 초기 셀과의 하향링크 동기를 획득하고 시스템 정보를 수신한다. 시스템 정보로부터 사용 가능한 랜덤 액세스 프리앰블(random access preamble)의 집합과 랜덤 액세스 프리앰블의 전송에 사용되는 무선 자원에 관한 정보를 얻는다. 랜덤 액세스 프리앰블의 전송에 사용되는 무선 자원은 적어도 하나 이상의 서브프레임 인덱스와 주파수 영역 상의 인덱스의 조합으로 특정될 수 있다. 단말은 랜덤 액세스 프리앰블의 집합으로부터 임의로 선택한 랜덤 액세스 프리앰블을 전송하고, 상기 랜덤 액세스 프리앰블을 수신한 기지국은 상향링크 동기를 위한 타이밍 정렬(TA: timing alignment) 값을 랜덤 액세스 응답을 통해 단말로 보낸다. 이로써 단말은 상향링크 동기를 획득하는 것이다.
랜덤 액세스 절차는 FDD(frequency division duplex)와 TDD(time division duplex)에서 공통적인 절차이다. 랜덤 액세스 절차는 셀 사이즈에 무관하며, 캐리어 병합(CA: carrier aggregation)이 설정된 경우 서빙 셀(serving cell)의 개수와도 무관하다.
먼저, 단말이 랜덤 액세스 절차를 수행하는 경우로는 다음과 같은 경우가 있다.
- 단말이 기지국과의 RRC 연결(RRC Connection)이 없어, RRC 아이들 상태에서 초기 접속 (initial access)을 수행하는 경우
- RRC 연결 재-확립 절차(RRC connection re-establishment procedure)를 수행하는 경우
- 단말이 핸드오버 과정에서, 타겟(target) 셀로 처음 접속하는 경우
- 기지국의 명령에 의해 랜덤 액세스 절차가 요청되는 경우
- RRC 연결 상태 중, 상향링크 시간 동기가 맞지 않은 상황에서(non-synchronized) 하향링크로 전송될 데이터가 발생하는 경우
- RRC 연결 상태 중, 상향링크의 시간 동기가 맞지 않거나(non-synchronized), 무선자원을 요청하기 위해 사용되는 지정된 무선자원이 할당되지 않은 상황에서, 상향링크로 전송할 데이터가 발생하는 경우
- RRC 연결 상태 중, 타이밍 어드밴스(timing advance)가 필요한 상황에서 단말의 위치 결정(positioning)을 수행하는 경우
- 무선 연결 실패(radio link failure) 또는 핸드오버 실패(handover failure) 시 복구 과정을 수행하는 경우
3GPP Rel-10에서는 캐리어 병합을 지원하는 무선 접속 시스템에서 하나의 특정 셀(예를 들어, P셀)에 적용 가능한 TA(timing advance) 값을 복수의 셀에 공통으로 적용하는 것을 고려하였다. 다만, 단말이 서로 다른 주파수 밴드에 속한(즉, 주파수 상에서 크게 이격된) 복수의 셀들 혹은 전파(propagation) 특성이 다른 복수의 셀들을 병합할 수 있다. 또한 특정 셀의 경우 커버리지 확대 혹은 커버리지 홀의 제거를 위해 RRH(remote radio header)(즉, 리피터), 펨토 셀(femto cell) 혹은 피코 셀(pico cell) 등과 같은 스몰 셀(small cell) 또는 세컨더리 기지국(SeNB: secondary eNB)이 셀 내에 배치되는 상황에서 단말은 하나의 셀을 통해 기지국(즉, 매크로 기지국(macro eNB))과 통신을 수행하고, 다른 셀을 통해 세컨더리 기지국과 통신을 수행하는 경우 복수의 셀들이 서로 다른 전파 지연 특성을 가지게 될 수 있다. 이 경우, 하나의 TA 값을 복수의 셀들에 공통으로 적용하는 방식으로 사용하는 상향링크 전송을 수행할 경우 복수의 셀들 상에서 전송되는 상향링크 신호의 동기에 심각한 영향을 끼칠 수 있다. 따라서, 복수의 셀들이 병합된 CA 상황에서 복수의 TA를 가지는 것이 바람직할 수 있으며, 3GPP Rel-11에서는 다중 TA(multiple TA)를 지원하기 위하여 특정 셀 그룹 단위로 TA를 독립적으로 할당하는 것을 고려한다. 이를 TA 그룹(TAG: TA group)이라 하며, TAG는 하나 이상의 셀들을 포함할 수 있으며, TAG 내 포함된 하나 이상의 셀에는 동일한 TA가 공통적으로 적용될 수 있다. 이러한 다중 TA를 지원하기 위하여, MAC TA 명령 제어 요소(element)는 2 비트의 TAG 식별자(TAG ID)와 6 비트의 TA 명령 필드로 구성된다.
캐리어 병합이 설정된 단말은 P셀과 관련되어 앞서 설명한 랜덤 액세스 절차를 수행하는 경우가 발생되면 랜덤 액세스 절차를 수행하게 된다. P셀이 속한 TAG(즉, pTAG: primary TAG)의 경우, 기존과 동일하게 P셀을 기준으로 결정되는, 혹은 P셀에 수반되는 랜덤 액세스 절차를 통해 조정되는 TA를 pTAG 내 모든 셀(들)에 적용할 수 있다. 반면, S셀로만 구성되는 TAG(즉, sTAG: secondary TAG)의 경우, sTAG 내 특정 S셀을 기준으로 결정되는 TA는 해당 sTAG 내 모든 셀(들)에 적용할 수 있으며, 이 때 TA는 기지국에 의해 개시되 랜덤 액세스 절차에 의해 획득될 수 있다. 구체적으로, sTAG 내에서 S셀은 RACH 자원으로 설정되고, 기지국은 TA를 결정하기 위하여 S셀에서 RACH 접속을 요청한다. 즉, 기지국은 P셀에서 전송되는 PDCCH 오더에 의해 S셀들 상에서 RACH 전송을 개시시킨다. S셀 프리앰블에 대한 응답 메시지는 랜덤 액세스 무선 네트워크 임시 식별자(RA-RNTI: Random Access Radio Network Temporary Identifier)를 사용하여 P셀을 통해 전송된다. 단말은 랜덤 액세스를 성공적으로 마친 S셀을 기준으로 결정되는 TA는 해당 sTAG 내 모든 셀(들)에 적용할 수 있다. 이와 같이, 랜덤 액세스 절차는 S셀에서도 해당 S셀이 속한 sTAG의 타이밍 정렬(timing alignment)을 획득하기 위하여 S셀에서도 수행될 수 있다.
LTE/LTE-A 시스템에서는 랜덤 액세스 프리앰블(random access preamble, RACH preamble)을 선택하는 과정에서, 특정한 집합 안에서 단말이 임의로 하나의 프리앰블을 선택하여 사용하는 경쟁 기반 랜덤 액세스 절차(contention based random access procedure)과 기지국이 특정 단말에게만 할당해준 랜덤 액세스 프리앰블을 사용하는 비 경쟁 기반 랜덤 액세스 절차(non-contention based random access procedure)을 모두 제공한다. 다만, 비 경쟁 기반 랜덤 액세스 절차는, 상술한 핸드오버 과정, 기지국의 명령에 의해 요청되는 경우, 단말 위치 결정(positioning) 및/또는 sTAG을 위한 타이밍 어드밴스 정렬에 한하여 사용될 수 있다. 랜덤 액세스 절차가 완료된 후에 일반적인 상향링크/하향링크 전송이 발생된다.
한편, 릴레이 노드(RN: relay node) 또한 경쟁 기반 랜덤 액세스 절차와 비 경쟁 기반 랜덤 액세스 절차를 모두 지원한다. 릴레이 노드가 랜덤 액세스 절차를 수행할 때, 그 시점에서 RN 서브프레임 구성(configuration)을 중단시킨다(suspend). 즉, 이는 일시적으로 RN 서브프레임 구성을 폐기하는 것으로 의미한다. 이후, 성공적으로 랜덤 액세스 절차가 완료되는 시점에서 RN 서브프레임 구성이 재개된다.
도 8은 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 경쟁 기반 랜덤 액세스 절차를 설명하기 위한 도면이다.
(1) 제1 메시지(Msg 1, message 1)
먼저, 단말은 시스템 정보(system information) 또는 핸드오버 명령(handover command)을 통해 지시된 랜덤 액세스 프리앰블의 집합에서 임의로(randomly) 하나의 랜덤 액세스 프리앰블(random access preamble, RACH preamble)을 선택하고, 상기 랜덤 액세스 프리앰블을 전송할 수 있는 PRACH(physical RACH) 자원을 선택하여 전송한다.
랜덤 액세스 프리앰블은 RACH 전송 채널에서 6비트로 전송되고, 6비트는 RACH 전송한 단말을 식별하기 위한 5비트의 임의 식별자(radom identity)와, 추가 정보를 나타내기 위한 1비트(예를 들어, 제3 메시지(Msg 3)의 크기를 지시)로 구성된다.
단말로부터 랜덤 액세스 프리앰블을 수신한 기지국은 프리앰블을 디코딩하고, RA-RNTI를 획득한다. 랜덤 액세스 프리앰블이 전송된 PRACH와 관련된 RA-RNTI는 해당 단말이 전송한 랜덤 액세스 프리앰블의 시간-주파수 자원에 따라 결정된다.
(2) 제2 메시지(Msg 2, message 2)
기지국은 제1 메시지 상의 프리앰블을 통해서 획득한 RA-RNTI로 지시(address)되는 랜덤 액세스 응답(random access response)을 단말로 전송한다. 랜덤 액세스 응답에는 랜덤 액세스 프리앰블 구분자/식별자(RA preamble index/identifier), 상향링크 무선자원을 알려주는 상향링크 승인(UL grant), 임시 셀 식별자(TC-RNTI: Temporary Cell RNTI) 그리고 시간 동기 값(TAC: time alignment command)들이 포함될 수 있다. TAC는 기지국이 단말에게 상향링크 시간 정렬(time alignment)을 유지하기 위해 보내는 시간 동기 값을 지시하는 정보이다. 단말은 상기 시간 동기 값을 이용하여, 상향링크 전송 타이밍을 갱신한다. 단말이 시간 동기를 갱신하면, 시간 동기 타이머(time alignment timer)를 개시 또는 재시작한다. UL grant는 후술하는 스케줄링 메시지(제3 메시지)의 전송에 사용되는 상향링크 자원 할당 및 TPC(transmit power command)를 포함한다. TPC는 스케줄링된 PUSCH를 위한 전송 파워의 결정에 사용된다.
단말은 랜덤 액세스 프리앰블을 전송 후에, 기지국이 시스템 정보 또는 핸드오버 명령을 통해 지시된 랜덤 액세스 응답 윈도우(random access response window) 내에서 자신의 랜덤 액세스 응답(random access response)의 수신을 시도하며, PRACH에 대응되는 RA-RNTI로 마스킹된 PDCCH를 검출하고, 검출된 PDCCH에 의해 지시되는 PDSCH를 수신하게 된다. 랜덤 액세스 응답 정보는 MAC PDU(MAC packet data unit)의 형식으로 전송될 수 있으며, 상기 MAC PDU는 PDSCH을 통해 전달될 수 있다. PDCCH에는 상기 PDSCH를 수신해야 하는 단말의 정보와, 상기 PDSCH의 무선 자원의 주파수 그리고 시간 정보, 그리고 상기 PDSCH의 전송 형식 등이 포함되어 있는 것이 바람직하다. 상술한 바와 같이, 일단 단말이 자신에게 전송되는 PDCCH의 검출에 성공하면, 상기 PDCCH의 정보들에 따라 PDSCH로 전송되는 랜덤 액세스 응답을 적절히 수신할 수 있다.
랜덤 액세스 응답 윈도우는 프리앰블을 전송한 단말이 랜덤 액세스 응답 메시지를 수신하기 위해서 대기하는 최대 시구간을 의미한다. 랜덤 액세스 응답 윈도우는 프리앰블이 전송되는 마지막 서브프레임에서 3개의 서브프레임 이후의 서브프레임으로부터 시작하여 'ra-ResponseWindowSize'의 길이를 가진다. 즉, 단말은 프리앰블을 전송이 종료된 서브프레임으로부터 3개의 서브프레임 이후부터 확보한 랜덤 액세스 윈도우 동안 랜덤 액세스 응답을 수신하기 위해 대기한다. 단말은 시스템 정보(system information)을 통해 랜덤 액세스 윈도우 사이즈('ra-ResponseWindowsize') 파라미터 값을 획득할 수 있으며, 랜덤 액세스 윈도우 사이즈는 2부터 10 사이의 값으로 결정될 수 있다.
단말은 기지국에 전송하였던 랜덤 액세스 프리앰블과 동일한 랜덤 액세스 프리앰블 구분자/식별자를 가지는 랜덤 액세스 응답을 성공적으로 수신하면, 랜덤 액세스 응답의 모니터링을 중지한다. 반면, 랜덤 액세스 응답 윈도우가 종료될 때까지 랜덤 액세스 응답 메시지를 수신하지 못하거나, 기지국에 전송하였던 랜덤 액세스 프리앰블과 동일한 랜덤 액세스 프리앰블 구분자를 가지는 유효한 랜덤 액세스 응답을 수신하지 못한 경우 랜덤 액세스 응답의 수신은 실패하였다고 간주되고, 이후 단말은 프리앰블 재전송을 수행할 수 있다.
상술한 바와 같이 랜덤 액세스 응답에서 랜덤 액세스 프리앰블 구분자가 필요한 이유는, 하나의 랜덤 액세스 응답에는 하나 이상의 단말들을 위한 랜덤 액세스 응답 정보가 포함될 수 있기 때문에, 상기 UL grant, TC-RNTI 그리고 TAC가 어느 단말에게 유효한지를 알려주기 위는 것이 필요하기 때문이다.
(3) 제3 메시지(Msg 3, message 3)
단말이 자신에게 유효한 랜덤 액세스 응답을 수신한 경우에는, 상기 랜덤 액세스 응답에 포함된 정보들을 각각 처리한다. 즉, 단말은 TAC을 적용시키고, TC-RNTI를 저장한다. 또한, UL grant를 이용하여, 단말의 버퍼에 저장된 데이터 또는 새롭게 생성된 데이터를 기지국으로 전송한다. 단말의 최초 접속의 경우, RRC 계층에서 생성되어 CCCH를 통해 전달된 RRC 연결 요청(RRC Connection Request)이 제3 메시지에 포함되어 전송될 수 있으며, RRC 연결 재확립 절차의 경우 RRC 계층에서 생성되어 CCCH를 통해 전달된 RRC 연결 재확립 요청(RRC Connection Re-establishment Request)이 제3 메시지에 포함되어 전송될 수 있다. 또한, NAS 접속 요청 메시지를 포함할 수도 있다.
제3 메시지는 단말의 식별자가 포함되어야 한다. 경쟁 기반 랜덤 액세스 절차에서는 기지국에서 어떠한 단말들이 상기 랜덤 액세스 절차를 수행하는지 판단할 수 없는데, 차후에 충돌 해결을 하기 위해서는 단말을 식별해야 하기 때문이다.
단말의 식별자를 포함시키는 방법으로는 두 가지 방법이 존재한다. 첫 번째 방법은 단말이 상기 랜덤 액세스 절차 이전에 이미 해당 셀에서 할당 받은 유효한 셀 식별자(C-RNTI)를 가지고 있었다면, 단말은 상기 UL grant에 대응하는 상향링크 전송 신호를 통해 자신의 셀 식별자를 전송한다. 반면에, 만약 랜덤 액세스 절차 이전에 유효한 셀 식별자를 할당 받지 못하였다면, 단말은 자신의 고유 식별자(예를 들면, S(SAE)-TMSI 또는 임의 값(random number))를 포함하여 전송한다. 일반적으로 상기의 고유 식별자는 C-RNTI보다 길다.
UL-SCH 상의 전송에서는 단말 특정 스크램블링이 사용된다. 단말이 C-RNTI를 할당 받은 경우라면 스크램블링은 C-RNTI에 기반하여 수행되나, 단말이 아직 C-RNTI를 할당받지 못한 경우라면, 스크램블링은 C-RNTI에 기반할 수 없으며 대신 랜덤 액세스 응답에서 수신한 TC-RNTI가 사용된다. 단말은 상기 UL grant에 대응하는 데이터를 전송하였다면, 충돌 해결을 위한 타이머(contention resolution timer)를 개시한다.
(4) 제4 메시지(Msg 4, message 4)
기지국은 단말로부터 제3 메시지를 통해 해당 단말의 C-RNTI를 수신한 경우 수신한 C-RNTI를 이용하여 단말에게 제4 메시지를 전송한다. 반면, 단말로부터 제3 메시지를 통해 상기 고유 식별자(즉, S-TMSI 또는 임의 값(random number))를 수신한 경우, 랜덤 액세스 응답에서 해당 단말에게 할당한 TC-RNTI를 이용하여 제4 메시지를 단말에게 전송한다. 일례로, 제4 메시지는 RRC 연결 설정 메시지(RRC Connection Setup)가 포함할 수 있다.
단말은 랜덤 액세스 응답에 포함된 UL grant를 통해 자신의 식별자를 포함한 데이터를 전송한 이후, 충돌 해결을 위해 기지국의 지시를 기다린다. 즉, 특정 메시지를 수신하기 위해 PDCCH의 수신을 시도한다. 상기 PDCCH를 수신하는 방법에 있어서도 두 가지 방법이 존재한다. 앞에서 언급한 바와 같이 상기 UL grant에 대응하여 전송된 제3 메시지가 자신의 식별자가 C-RNTI인 경우, 자신의 C-RNTI를 이용하여 PDCCH의 수신을 시도하고, 상기 식별자가 고유 식별자(즉, S-TMSI 또는 임의 값(random number))인 경우에는, 랜덤 액세스 응답에 포함된 TC-RNTI를 이용하여 PDCCH의 수신을 시도한다. 그 후, 전자의 경우, 만약 상기 충돌 해결 타이머가 만료되기 전에 자신의 C-RNTI를 통해 PDCCH를 수신한 경우에, 단말은 정상적으로 랜덤 액세스 절차가 수행되었다고 판단하고, 랜덤 액세스 절차를 종료한다. 후자의 경우에는 상기 충돌 해결 타이머가 만료되기 전에 TC-RNTI를 통해 PDCCH를 수신하였다면, 상기 PDCCH가 지시하는 PDSCH이 전달하는 데이터를 확인한다. 만약 상기 데이터의 내용에 자신의 고유 식별자가 포함되어 있다면, 단말은 정상적으로 랜덤 액세스 절차가 수행되었다고 판단하고, 랜덤 액세스 절차를 종료한다. 제4 메시지를 통해 단말은 C-RNTI를 획득하고, 이후 단말과 네트워크는 C-RNTI를 이용하여 단말 특정 메시지(dedicated message)를 송수신하게 된다.
다음은 랜덤 액세스에서 충돌 해결을 위한 방법에 대하여 설명한다.
랜덤 액세스를 수행함에 있어서 충돌이 발생하는 이유는 기본적으로 랜덤 액세스 프리앰블의 수가 유한하기 때문이다. 즉, 기지국은 모든 단말들에게 단말 고유의 랜덤 액세스 프리앰블을 부여할 수 없기 때문에, 단말은 공통의 랜덤 액세스 프리앰블들 중에서 임의적으로 하나를 선택해서 전송하게 된다. 이에 따라 동일한 무선 자원(PRACH 자원)을 통해 둘 이상의 단말들이 같은 랜덤 액세스 프리앰블을 선택하여 전송하게 되는 경우가 발생하지만, 기지국에서는 하나의 단말에게서 전송되는 하나의 랜덤 액세스 프리앰블로 판단하게 된다. 이로 인해, 기지국은 랜덤 액세스 응답을 단말에게 전송하고 랜덤 액세스 응답은 하나의 단말이 수신할 것으로 예측한다. 하지만, 상술한 바와 같이 충돌이 발생할 수 있기 때문에, 둘 이상의 단말들이 하나의 랜덤 액세스 응답을 수신하게 되며, 이에 따라 단말마다 각각 랜덤 액세스 응답의 수신에 따른 동작을 수행하게 된다. 즉, 랜덤 액세스 응답에 포함된 하나의 UL Grant를 이용하여, 둘 이상의 단말들이 서로 다른 데이터를 동일한 무선자원에 전송하게 되는 문제점이 발생하게 된다. 이에 따라, 상기 데이터의 전송은 모두 실패할 수 도 있고, 단말들의 위치 또는 전송파워에 따라 특정 단말의 데이터만을 기지국에서 수신할 수도 있다. 후자의 경우, 둘 이상의 단말들은 모두 자신의 데이터의 전송이 성공했다고 가정하기 때문에, 기지국은 경쟁에서 실패한 단말들에게 실패 사실에 대한 정보를 알려주어야 한다. 즉, 상기 경쟁의 실패 또는 성공에 대한 정보를 알려주는 것을 충돌 해결(contention resolution)라 한다.
충돌 해결 방법에는 두 가지 방법이 있는데 한 가지 방법은, 충돌 해결 타이머(contention resolution timer)를 이용하는 방법과, 다른 한가지 방법은 성공한 단말의 식별자를 단말들에게 전송하는 방법이다. 전자의 경우는, 단말이 랜덤 액세스 과정 전에 이미 고유의 C-RNTI를 가지고 있는 경우에 사용된다. 즉, 이미 C-RNTI를 가지고 있는 단말은 랜덤 액세스 응답에 따라 자신의 C-RNTI를 포함한 데이터를 기지국으로 전송하고, 충돌 해결 타이머를 작동한다. 그리고, 충돌 해결 타이머가 만료되기 전에, 자신의 C-RNTI에 의해 지시되는 PDCCH 정보가 수신되면, 단말은 자신이 경쟁에서 성공했다고 판단하고, 랜덤 액세스를 정상적으로 마치게 된다. 반대로, 만약 충돌 해결 타이머가 만료되기 전에, 자신의 C-RNTI에 의해 지시되는 PDCCH를 전송 받지 못한 경우는, 자신이 경쟁에서 실패했다고 판단하고, 랜덤 액세스 과정을 다시 수행하거나, 상위 계층으로 실패 사실을 통보할 수 있다. 충돌 해소 방법 중 후자의 경우, 즉 성공한 단말의 식별자를 전송하는 방법은, 단말이 랜덤 액세스 과정 전에 고유의 셀 식별자가 없는 경우에 사용된다. 즉, 단말 자신이 셀 식별자가 없는 경우, 랜덤 액세스 응답에 포함된 UL Grant 정보에 따라 데이터에 셀 식별자 보다 상위 식별자(S-TMSI 또는 random number)를 포함하여 전송하고, 단말은 충돌 해결 타이머를 작동시킨다. 충돌 해결 타이머가 만료되기 전에, 자신의 상위 식별자를 포함한 데이터가 DL-SCH로 전송된 경우, 단말은 랜덤 액세스 과정이 성공했다고 판단한다. 반면에, 충돌 해결 타이머가 만료되기 전에, 자신의 상위 식별자를 포함한 데이터를 DL-SCH로 전송 받지 못하는 경우에는, 단말은 랜덤 액세스 과정이 실패했다고 판단하게 되는 것이다.
한편, 비경쟁 기반 임의접속 과정에서의 동작은 도 11에 도시된 경쟁 기반 임의접속 과정과 달리 제1 메시지 전송 및 제2 메시지 전송만으로 임의접속 절차가 종료되게 된다. 다만, 제1 메시지로서 단말이 기지국에 임의접속 프리앰블을 전송하기 전에 단말은 기지국으로부터 임의접속 프리앰블을 할당받게 되며, 이 할당받은 임의접속 프리앰블을 기지국에 제1 메시지로서 전송하고, 기지국으로부터 임의접속 응답을 수신함으로써 임의접속 절차가 종료되게 된다.
본 발명이 적용될 수 있는 5G 시스템 아키텍처
5G 시스템은 4세대 LTE 이동통신 기술로부터 진보된 기술로서 기존 이동 통신망 구조의 개선(Evolution) 혹은 클린-스테이트(Clean-state) 구조를 통해 새로운 무선 액세스 기술(RAT: Radio Access Technology), LTE(Long Term Evolution)의 확장된 기술로서 eLTE(extended LTE), non-3GPP(예를 들어, WLAN) 액세스 등을 지원한다.
5G 시스템은 서비스-기반으로 정의되고, 5G 시스템을 위한 아키텍처(architecture) 내 네트워크 기능(NF: Network Function)들 간의 상호동작(interaction)은 다음과 같이 2가지 방식으로 나타낼 수 있다.
- 참조 포인트 표현(representation)(도 9): 2개의 NF들(예를 들어, AMF 및 SMF) 간의 점-대-점 참조 포인트(예를 들어, N11)에 의해 기술되는 NF들 내 NF 서비스들 간의 상호 동작을 나타낸다.
- 서비스-기반 표현(representation)(도 10): 제어 평면(CP: Control Plane) 내 네트워크 기능들(예를 들어, AMF)은 다른 인증된 네트워크 기능들이 자신의 서비스에 액세스하는 것을 허용한다. 이 표현은 필요한 경우 점-대-점(point-to-point) 참조 포인트(reference point)도 포함한다.
도 9는 참조 포인트 표현을 이용한 5G 시스템 아키텍처를 예시한 도면이다.
도 9를 참조하면, 5G 시스템 아키텍처는 다양한 구성 요소들(즉, 네트워크 기능(NF: network function))을 포함할 수 있으며, 본 도면에는 그 중 일부에 해당하는, 인증 서버 기능(AUSF: Authentication Server Function), 액세스 및 이동성 관리 기능(AMF: (Core) Access and Mobility Management Function), 세션 관리 기능(SMF: Session Management Function), 정책 제어 기능(PCF: Policy Control function), 어플리케이션 기능(AF: Application Function), 통합된 데이터 관리(UDM: Unified Data Management), 데이터 네트워크(DN: Data network), 사용자 평면 기능(UPF: User plane Function), (무선) 액세스 네트워크((R)AN: (Radio) Access Network), 사용자 장치(UE: User Equipment)를 예시한다.
각 NF들은 다음과 같은 기능을 지원한다.
- AUSF는 UE의 인증을 위한 데이터를 저장한다.
- AMF는 UE 단위의 접속 및 이동성 관리를 위한 기능을 제공하며, 하나의 UE 당 기본적으로 하나의 AMF에 연결될 수 있다.
구체적으로, AMF는 3GPP 액세스 네트워크들 간의 이동성을 위한 CN 노드 간 시그널링, 무선 액세스 네트워크(RAN: Radio Access Network) CP 인터페이스(즉, N2 인터페이스)의 종단(termination), NAS 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 슬라이싱(Network Slicing)의 지원, SMF 선택, 합법적 감청(Lawful Intercept)(AMF 이벤트 및 LI 시스템으로의 인터페이스에 대한), UE와 SMF 간의 세션 관리(SM: session management) 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(SMS(Short Message Service) function) 간의 SMS 메시지의 전달 제공, 보안 앵커 기능(SEA: Security Anchor Function) 및/또는 보안 컨텍스트 관리(SCM: Security Context Management) 등의 기능을 지원한다.
AMF의 일부 또는 전체의 기능들은 하나의 AMF의 단일 인스턴스(instance) 내에서 지원될 수 있다.
- DN은 예를 들어, 운영자 서비스, 인터넷 접속 또는 서드파티(3rd party) 서비스 등을 의미한다. DN은 UPF로 하향링크 프로토콜 데이터 유닛(PDU: Protocol Data Unit)을 전송하거나, UE로부터 전송된 PDU를 UPF로부터 수신한다.
- PCF는 어플리케이션 서버로부터 패킷 흐름에 대한 정보를 수신하여, 이동성 관리, 세션 관리 등의 정책을 결정하는 기능을 제공한다. 구체적으로, PCF는 네트워크 동작을 통제하기 위한 단일화된 정책 프레임워크 지원, CP 기능(들)(예를 들어, AMF, SMF 등)이 정책 규칙을 시행할 수 있도록 정책 규칙 제공, 사용자 데이터 저장소(UDR: User Data Repository) 내 정책 결정을 위해 관련된 가입 정보에 액세스하기 위한 프론트 엔드(Front End) 구현 등의 기능을 지원한다.
- SMF는 세션 관리 기능을 제공하며, UE가 다수 개의 세션을 가지는 경우 각 세션 별로 서로 다른 SMF에 의해 관리될 수 있다.
구체적으로, SMF는 세션 관리(예를 들어, UPF와 AN 노드 간의 터널(tunnel) 유지를 포함하여 세션 확립, 수정 및 해제), UE IP 주소 할당 및 관리(선택적으로 인증 포함), UP 기능의 선택 및 제어, UPF에서 트래픽을 적절한 목적지로 라우팅하기 위한 트래픽 스티어링(traffic steering) 설정, 정책 제어 기능(Policy control functions)를 향한 인터페이스의 종단, 정책 및 QoS의 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(AMF를 경유하여 N2를 통해 AN에게 전달), 세션의 SSC 모드 결정, 로밍 기능 등의 기능을 지원한다.
SMF의 일부 또는 전체의 기능들은 하나의 SMF의 단일 인스턴스(instance) 내에서 지원될 수 있다.
- UDM은 사용자의 가입 데이터, 정책 데이터 등을 저장한다. UDM은 2개의 부분, 즉 어플리케이션 프론트 엔드(FE: front end) 및 사용자 데이터 저장소(UDR: User Data Repository)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.
- UPF는 DN으로부터 수신한 하향링크 PDU를 (R)AN을 경유하여 UE에게 전달하며, (R)AN을 경유하여 UE로부터 수신한 상향링크 PDU를 DN으로 전달한다.
구체적으로, UPF는 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(SDF: Service Data Flow)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. UPF의 일부 또는 전체의 기능들은 하나의 UPF의 단일 인스턴스(instance) 내에서 지원될 수 있다.
- AF는 서비스 제공(예를 들어, 트래픽 라우팅 상에서 어플리케이션 영향, 네트워크 능력 노출(Network Capability Exposure) 접근, 정책 제어를 위한 정책 프레임워크와의 상호동작 등의 기능을 지원)을 위해 3GPP 코어 네트워크와 상호 동작한다.
- (R)AN은 4G 무선 액세스 기술의 진화된 버전인 진화된 E-UTRA(evolved E-UTRA)와 새로운 무선 액세스 기술(NR: New Radio)(예를 들어, gNB)을 모두 지원하는 새로운 무선 액세스 네트워크를 총칭한다.
5G 시스템에서 단말과 무선 신호 송수신을 담당하는 네트워크 노드는 gNB이며 EPS에서의 eNB와 같은 역할을 수행한다.
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 접속(attachment) 시 AMF의 선택, UPF(들)로의 사용자 평면 데이터 라우팅, AMF로의 제어 평면 정보 라우팅, 연결 셋업 및 해제, 페이징 메시지의 스케줄링 및 전송(AMF로부터 발생된), 시스템 브로드캐스트 정보의 스케줄링 및 전송(AMF 또는 운영 및 유지(O&M: operating and maintenance)로부터 발생된), 이동성 및 스케줄링을 위한 측정 및 측정 보고 설정, 상향링크에서 전달 레벨 패킷 마킹(Transport level packet marking), 세션 관리, 네트워크 슬라이싱(Network Slicing)의 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.
- UE는 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.
본 도면에서는 설명의 명확성을 위해 비구조화된 데이터 저장 네트워크 기능(UDSF: Unstructured Data Storage network function), 구조화된 데이터 저장 네트워크 기능(SDSF: Structured Data Storage network function), 네트워크 노출 기능(NEF: Network Exposure Function) 및 NF 저장소 기능(NRF: NF Repository Function)가 도시되지 않았으나, 본 도면에 도시된 모든 NF들은 필요에 따라 UDSF, NEF 및 NRF와 상호 동작을 수행할 수 있다.
- NEF는 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. NEF는 다른 네트워크 기능(들)로부터 (다른 네트워크 기능(들)의 노출된 능력(들)에 기반한) 정보를 수신한다. NEF는 데이터 저장 네트워크 기능으로의 표준화된 인터페이스를 이용하여 구조화된 데이터로서 수신된 정보를 저장할 수 있다. 저장된 정보는 NEF에 의해 다른 네트워크 기능(들) 및 어플리케이션 기능(들)에게 재노출(re-expose)되고, 분석 등과 같은 다른 목적으로 이용될 수 있다.
- NRF는 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.
- SDSF는 어떠한 NEF에 의한 구조화된 데이터로서 정보를 저장 및 회수(retrieval)하는 기능을 지원하기 위한 선택적인 기능이다.
- UDSF은 어떠한 NF에 의한 비구조적 데이터로서 정보를 저장 및 회수(retrieval)하는 기능을 지원하기 위한 선택적인 기능이다.
5G 시스템에서 단말과 무선 전송/수신을 담당하는 노드는 gNB이며 EPS에서의 eNB와 같은 역할을 수행한다. 단말이 3GPP 접속과 비-3GPP 접속에 동시에 연결되어 있는 경우, 단말은 도 9와 같이 하나의 AMF를 통해서 서비스를 받게 된다. 도 9에서는 비-3GPP 접속으로 접속하는 경우와 3GPP 접속으로 접속하는 경우 하나의 동일한 UPF로 연결됨을 도시하였으나, 반드시 그럴 필요는 없으며 서로 다른 복수의 UPF로 연결될 수 있다.
단, 단말이 로밍 시나리오에서 HPLMN에 있는 N3IWK(‘N3IWF(Non-3GPP InterWorking Function)’로도 지칭 가능)를 선택하여 비-3GPP 접속에 연결된 경우에는 3GPP 접속을 관리하는 AMF는 VPLMN에 위치하고 비-3GPP 접속을 관리하는 AMF는 HPLMN에 위치할 수 있다.
비-3GPP 액세스 네트워크는 N3IWK/N3IWF을 통해 5G 코어 네트워크에 연결된다. N3IWK/N3IWF는 N2 및 N3 인터페이스를 통해 5G 코어 네트워크 제어 평면 기능 및 사용자 평면 기능을 각각 인터페이스한다.
본 명세서에서 언급하는 비-3GPP 접속의 대표적인 예로는 WLAN 접속이 있을 수 있다.
한편, 본 도면에서는 설명의 편의상 UE가 하나의 PDU 세션을 이용하여 하나의 DN에 엑세스하는 경우에 대한 참조 모델을 예시하나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다.
UE는 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. 각 PDU 세션별로 독립적으로 활성화될 수 있다.
또한, UE는 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. 다음은 본 도면에서 표현된 5G 시스템 아키텍처에 포함되는 참조 포인트를 예시한다.
- N1: UE와 AMF 간의 참조 포인트
- N2: (R)AN과 AMF 간의 참조 포인트
- N3: (R)AN과 UPF 간의 참조 포인트
- N4: SMF와 UPF 간의 참조 포인트
- N5: PCF와 AF 간의 참조 포인트
- N6: UPF와 데이터 네트워크 간의 참조 포인트
- N7: SMF와 PCF 간의 참조 포인트
- N24: 방문 네트워크(visited network) 내 PCF와 홈 네트워크(home network) 내 PCF 간의 참조 포인트
- N8: UDM과 AMF 간의 참조 포인트
- N9: 2개의 코어 UPF들 간의 참조 포인트
- N10: UDM과 SMF 간의 참조 포인트
- N11: AMF와 SMF 간의 참조 포인트
- N12: AMF와 AUSF 간의 참조 포인트
- N13: UDM과 인증 서버 기능(AUSF: Authentication Server function) 간의 참조 포인트
- N14: 2개의 AMF들 간의 참조 포인트
- N15: 비-로밍 시나리오의 경우, PCF와 AMF 간의 참조 포인트, 로밍 시나리오의 경우 방문 네트워크(visited network) 내 PCF와 AMF 간의 참조 포인트
- N16: 2개의 SMF들 간의 참조 포인트 (로밍 시나리오의 경우, 방문 네트워크(visited network) 내 SMF와 홈 네트워크(home network) 내 SMF 간의 참조 포인트)
- N17: AMF와 EIR 간의 참조 포인트
- N18: 어떠한 NF와 UDSF 간의 참조 포인트
- N19: NEF와 SDSF 간의 참조 포인트
도 10은 서비스-기반 표현을 이용한 5G 시스템 아키텍처를 예시한 도면이다.
본 도면에서 예시된 서비스-기반 인터페이스는 소정의 NF에 의해 제공되는/노출되는 서비스의 세트를 나타낸다. 서비스-기반 인터페이스는 제어 평면 내에서 사용된다. 다음은 본 도면과 같이 표현된 5G 시스템 아키텍처에 포함되는 서비스-기반 인터페이스를 예시한다.
- Namf: AMF에 의해 공개된(exhibited) 서비스-기반 인터페이스
- Nsmf: SMF에 의해 공개된(exhibited) 서비스-기반 인터페이스
- Nnef: NEF에 의해 공개된(exhibited) 서비스-기반 인터페이스
- Npcf: PCF에 의해 공개된(exhibited) 서비스-기반 인터페이스
- Nudm: UDM에 의해 공개된(exhibited) 서비스-기반 인터페이스
- Naf: AF에 의해 공개된(exhibited) 서비스-기반 인터페이스
- Nnrf: NRF에 의해 공개된(exhibited) 서비스-기반 인터페이스
- Nausf: AUSF에 의해 공개된(exhibited) 서비스-기반 인터페이스
NF 서비스는 NF(즉, NF 서비스 공급자)에 의해 다른 NF(즉, NF 서비스 소비자)에게 서비스-기반 인터페이스를 통해 노출되는 능력의 일종이다. NF는 하나 이상의 NF 서비스(들)을 노출할 수 있다. NF 서비스를 정의하기 위하여 다음과 같은 기준이 적용된다:
- NF 서비스들은 종단 간(end-to-end) 기능을 설명하기 위한 정보 흐름으로부터 도출된다.
- 완전한 종단 간(end-to-end) 메시지 흐름은 NF 서비스 호출(invocation)의 시퀀스에 의해 설명된다.
- NF(들)이 자신들의 서비스를 서비스-기반 인터페이스를 통해 제공하는 2가지의 동작은 다음과 같다:
i) "요청-응답(Request-response)": 제어 평면 NF_B (즉, NF 서비스 공급자)는 또 다른 제어 평면 NF_A (즉, NF 서비스 소비자)로부터 특정 NF 서비스(동작의 수행 및/또는 정보의 제공을 포함)의 제공을 요청 받는다. NF_B는 요청 내에서 NF_A에 의해 제공된 정보에 기반한 NF 서비스 결과를 응답한다.
요청을 충족시키기 위하여, NF_B는 교대로 다른 NF(들)로부터의 NF 서비스를 소비할 수 있다. 요청-응답 메커니즘에서, 통신은 두 개의 NF들(즉, 소비자 및 공급자) 간의 일대일로 수행된다.
ii) "가입-통지(Subscribe-Notify)"
제어 평면 NF_A (즉, NF 서비스 소비자)는 또 다른 제어 평면 NF_B (즉, NF 서비스 공급자)에 의해 제공되는 NF 서비스에 가입한다. 다수의 제어 평면 NF(들)은 동일한 제어 평면 NF 서비스에 가입할 수 있다. NF_B는 이 NF 서비스의 결과를 이 NF 서비스에 가입된 관심있는 NF(들)에게 통지한다. 소비자로부터 가입 요청은 주기적인 업데이트 또는 특정 이벤트(예를 들어, 요청된 정보의 변경, 특정 임계치 도달 등)를 통해 트리거되는 통지를 위한 통지 요청을 포함할 수 있다. 이 메커니즘은 NF(들)(예를 들어, NF_B)이 명시적인 가입 요청없이 암묵적으로 특정 통지에 가입한 경우(예를 들어, 성공적인 등록 절차로 인하여)도 포함한다.
도 11은 본 발명이 적용될 수 있는 NG-RAN 아키텍처를 예시한다.
도 11을 참조하면, 차세대 액세스 네트워크(NG-RAN: New Generation Radio Access Network)는 UE를 향한 사용자 평면 및 제어 평면 프로토콜의 종단을 제공하는, gNB(NR NodeB)(들) 및/또는 eNB(eNodeB)(들)로 구성된다.
gNB(들) 간에, 또한 gNB(들)과 5GC에 연결되는 eNB(들) 간에 Xn 인터페이스를 이용하여 상호 연결된다. gNB(들) 및 eNB(들)은 또한 5GC에 NG 인터페이스를 이용하여 연결되고, 더욱 구체적으로 NG-RAN과 5GC 간의 제어 평면 인터페이스인 NG-C 인터페이스(즉, N2 참조 포인트)를 이용하여 AMF에 연결되고, NG-RAN과 5GC 간의 사용자 평면 인터페이스인 NG-U 인터페이스(즉, N3 참조 포인트)를 이용하여 UPF에 연결된다.
무선 프로토콜 아키텍처
도 12는 본 발명이 적용될 수 있는 무선 프로토콜 스택을 예시한 도면이다. 특히, 도 12(a)는 UE와 gNB 간의 무선 인터페이스 사용자 평면 프로토콜 스택을 예시하고, 도 12(b)는 UE와 gNB 간의 무선 인터페이스 제어 평면 프로토콜 스택을 예시한다.
제어 평면은 UE와 네트워크가 호를 관리하기 위해서 이용하는 제어 메시지들이 전송되는 통로를 의미한다. 사용자 평면은 어플리케이션 계층에서 생성된 데이터, 예를 들어, 음성 데이터 또는 인터넷 패킷 데이터 등이 전송되는 통로를 의미한다.
도 12(a)를 참조하면, 사용자 평면 프로토콜 스택은 제1 계층(Layer 1)(즉, 물리(PHY: physical layer) 계층), 제2 계층(Layer 2)으로 분할될 수 있다.
도 12(b)를 참조하면, 제어 평면 프로토콜 스택은 제1 계층(즉, PHY 계층), 제2 계층, 제3 계층(즉, 무선 자원 제어 무선 자원 제어(RRC: radio resource control) 계층), 넌-액세스 스트라텀(NAS: Non-Access Stratum) 계층으로 분할될 수 있다.
제2 계층은 매체 액세스 제어(MAC: Medium Access Control) 서브계층, 무선 링크 제어(RLC: Radio Link Control) 서브계층, 패킷 데이터 컨버전스 프로토콜(PDC: Packet Data Convergence Protocol) 서브계층, 서비스 데이터 적응 프로토콜(SDAP: Service Data Adaptation Protocol) 서브계층(사용자 평면의 경우)으로 분할된다.
무선 베어러는 2가지 그룹으로 분류된다: 사용자 평면 데이터를 위한 데이터 무선 베어러(DRB: data radio bearer)과 제어 평면 데이터를 위한 시그널링 무선 베어러(SRB: signalling radio bearer)
이하, 무선 프로토콜의 제어 평면과 사용자 평면의 각 계층을 설명한다.
1) 제1 계층인 PHY 계층은 물리 채널(physical channel)을 사용함으로써 상위 계층으로의 정보 송신 서비스(information transfer service)를 제공한다. 물리 계층은 상위 레벨에 위치한 MAC 서브계층으로 전송 채널(transport channel)을 통하여 연결되고, 전송 채널을 통하여 MAC 서브계층과 PHY 계층 사이에서 데이터가 전송된다. 전송 채널은 무선 인터페이스를 통해 데이터가 어떻게 어떤 특징으로 전송되는가에 따라 분류된다. 그리고, 서로 다른 물리 계층 사이, 송신단의 PHY 계층과 수신단의 PHY 계층 간에는 물리 채널(physical channel)을 통해 데이터가 전송된다.
2) MAC 서브계층은 논리 채널(logical channel)과 전송 채널(transport channel) 간의 매핑; 전송 채널을 통해 PHY 계층으로/으로부터 전달되는 전송 블록(TB: transport block)으로/으로부터 하나 또는 상이한 논리 채널에 속한 MAC 서비스 데이터 유닛(SDU: Service Data Unit)의 다중화/역다중화; 스케줄링 정보 보고; HARQ(hybrid automatic repeat request)를 통한 에러 정정; 동적 스케줄링을 이용한 UE들 간의 우선 순위 핸들링; 논리 채널 우선순위를 이용하여 하나의 UE의 논리 채널들 간의 우선 순위 핸들링; 패딩(Padding)을 수행한다.
서로 다른 종류의 데이터는 MAC 서브계층에 의해 제공되는 서비스를 전달한다. 각 논리 채널 타입은 어떠한 타입의 정보가 전달되는지 정의한다.
논리 채널은 2가지의 그룹으로 분류된다: 제어 채널(Control Channel) 및 트래픽 채널(Traffic Channel).
i) 제어 채널은 제어 평면 정보만을 전달하기 위하여 사용되며 다음과 같다.
- 브로드캐스트 제어 채널(BCCH: Broadcast Control Channel): 시스템 제어 정보를 브로드캐스팅하기 위한 하향링크 채널.
- 페이징 제어 채널(PCCH: Paging Control Channel): 페이징 정보 및 시스템 정보 변경 통지를 전달하는 하향링크 채널.
- 공통 제어 채널(CCCH: Common Control Channel): UE와 네트워크 간의 제어 정보를 전송하기 위한 채널. 이 채널은 네트워크와 RRC 연결을 가지지 않는 UE들을 위해 사용된다.
- 전용 제어 채널(DCCH: Dedicated Control Channel): UE와 네트워크 간에 전용 제어 정보를 전송하기 위한 점-대-점(point-to-point) 쌍방향 채널. RRC 연결을 가지는 UE에 의해 사용된다.
ii) 트래픽 채널은 사용자 평면 정보만을 사용하기 위하여 사용된다:
- 전용 트래픽 채널(DTCH: Dedicated Traffic Channel: 사용자 정보를 전달하기 위한, 단일의 UE에게 전용되는, 점-대-점(point-to-point) 채널. DTCH는 상향링크 및 하향링크 모두 존재할 수 있다.
하향링크에서, 논리 채널과 전송 채널 간의 연결은 다음과 같다.
BCCH는 BCH에 매핑될 수 있다. BCCH는 DL-SCH에 매핑될 수 있다. PCCH는 PCH에 매핑될 수 있다. CCCH는 DL-SCH에 매핑될 수 있다. DCCH는 DL-SCH에 매핑될 수 있다. DTCH는 DL-SCH에 매핑될 수 있다.
상향링크에서, 논리 채널과 전송 채널 간의 연결은 다음과 같다. CCCH는 UL-SCH에 매핑될 수 있다. DCCH는 UL- SCH에 매핑될 수 있다. DTCH는 UL-SCH에 매핑될 수 있다.
3) RLC 서브계층은 3가지의 전송 모드를 지원한다: 트랜스패런트 모드(TM: Transparent Mode), 비확인 모드(UM: Unacknowledged Mode), 확인 모드(AM: Acknowledged Mode).
RLC 설정은 논리 채널 별로 적용될 수 있다. SRB의 경우 TM 또는 AM 모드가 이용되고, 반면 DRB의 경우 UM 또는 AM 모드가 이용된다.
RLC 서브계층은 상위 계층 PDU의 전달; PDCP와 독립적인 시퀀스 넘버링; ARQ(automatic repeat request)를 통한 에러 정정; 분할(segmentation) 및 재-분할(re-segmentation); SDU의 재결합(reassembly); RLC SDU 폐기(discard); RLC 재-확립(re-establishment)을 수행한다.
4) 사용자 평면을 위한 PDCP 서브계층은 시퀀스 넘버링(Sequence Numbering); 헤더 압축 및 압축-해제(decompression)(강인한 헤더 압축(RoHC: Robust Header Compression)의 경우만); 사용자 데이터 전달; 재배열(reordering) 및 복사 검출(duplicate detection) (PDCP 보다 상위의 계층으로 전달이 요구되는 경우); PDCP PDU 라우팅 (분할 베어러(split bearer)의 경우); PDCP SDU의 재전송; 암호화(ciphering) 및 해독화(deciphering); PDCP SDU 폐기; RLC AM를 위한 PDCP 재-확립 및 데이터 복구(recovery); PDCP PDU의 복제를 수행한다.
제어 평면을 위한 PDCP 서브계층은 추가적으로 시퀀스 넘버링(Sequence Numbering); 암호화(ciphering), 해독화(deciphering) 및 무결성 보호(integrity protection); 제어 평면 데이터 전달; 복제 검출; PDCP PDU의 복제를 수행한다.
RRC에 의해 무선 베어러를 위한 복제(duplication)이 설정될 때, 복제된 PDCP PDU(들)을 제어하기 위하여 추가적인 RLC 개체 및 추가적인 논리 채널이 무선 베어러에 추가된다. PDCP에서 복제는 동일한 PDCP PDU(들)을 2번 전송하는 것을 포함한다. 한번은 원래의 RLC 개체에게 전달되고, 두 번째는 추가적인 RLC 개체에게 전달된다. 이때, 원래의 PDCP PDU 및 해당 복제본은 동일한 전송 블록(transport block)에 전송되지 않는다. 서로 다른 2개의 논리 채널이 동일한 MAC 개체에 속할 수도 있으며(CA의 경우) 또는 서로 다른 MAC 개체에 속할 수도 있다(DC의 경우). 전자의 경우, 원래의 PDCP PDU와 해당 복제본이 동일한 전송 블록(transport block)에 전송되지 않도록 보장하기 위하여 논리 채널 매핑 제한이 사용된다.
5) SDAP 서브계층은 i) QoS 흐름과 데이터 무선 베어러 간의 매핑, ii) 하향링크 및 상향링크 패킷 내 QoS 흐름 식별자(ID) 마킹을 수행한다.
SDAP의 단일의 프로토콜 개체가 각 개별적인 PDU 세션 별로 설정되나, 예외적으로 이중 연결성(DC: Dual Connectivity)의 경우 2개의 SDAP 개체가 설정될 수 있다.
6) RRC 서브계층은 AS(Access Stratum) 및 NAS(Non-Access Stratum)과 관련된 시스템 정보의 브로드캐스트; 5GC 또는 NG-RAN에 의해 개시된 페이징(paging); UE와 NG-RAN 간의 RRC 연결의 확립, 유지 및 해제(추가적으로, 캐리어 병합(carrier aggregation)의 수정 및 해제를 포함하고, 또한, 추가적으로, E-UTRAN과 NR 간에 또는 NR 내에서의 이중 연결성(Dual Connectivity)의 수정 및 해제를 포함함); 키 관리를 포함한 보안 기능; SRB(들) 및 DRB(들)의 확립, 설정, 유지 및 해제; 핸드오버 및 컨텍스트 전달; UE 셀 선택 및 재해제 및 셀 선택/재선택의 제어; RAT 간 이동성을 포함하는 이동성 기능; QoS 관리 기능, UE 측정 보고 및 보고 제어; 무선 링크 실패의 검출 및 무선 링크 실패로부터 회복; NAS로부터 UE로의 NAS 메시지 전달 및 UE로부터 NAS로의 NAS 메시지 전달을 수행한다.
네트워크 슬라이싱 (Network Slicing)
5G 시스템은 네트워크 자원과 네트워크 기능들을 각 서비스에 따라 독립적인 슬라이스(slice)로 제공하는 네트워크 슬라이싱(Network Slicing) 기술을 도입하였다.
네트워크 슬라이싱이 도입됨에 따라 각 슬라이스 별로 네트워크 기능 및 네트워크 자원의 분리(Isolation), 독립적인 관리(independent management) 등을 제공할 수 있다. 이로 인하여 서비스, 사용자 등에 따라 5G 시스템의 네트워크 기능들을 선택하여 이를 조합함으로써 서비스, 사용자 별로 독립적이고 보다 유연한 서비스를 제공할 수 있다.
네트워크 슬라이스는 액세스 네트워크와 코어 네트워크를 논리적으로 통합한 네트워크를 지칭한다.
네트워크 슬라이스(Network Slice)는 다음 중 하나 이상을 포함할 수 있다:
- 코어 네트워크 제어 평면 및 사용자 평면 기능
- NG-RAN
- 비-3GPP 액세스 네트워크로의 비-3GPP 상호동작 기능(N3IWF: Non-3GPP InterWorking Function)
각 네트워크 슬라이스 별로 지원되는 기능 및 네트워크 기능 최적화가 상이할 수 있다. 다수의 네트워크 슬라이스 인스턴스(instance)가 동일한 기능을 서로 다른 UE의 그룹에게 제공할 수 있다.
하나의 UE는 5G-AN을 경유하여 하나 이상의 네트워크 슬라이스 인스턴스에 동시에 연결될 수 있다. 하나의 UE는 최대 8개의 네트워크 슬라이스에 의해 동시에 서비스 받을 수 있다. UE를 서빙하는 AMF 인스턴스는 UE를 서빙하는 각 네트워크 슬라이스 인스턴스에 속할 수 있다. 즉, 이 AMF 인스턴스는 UE를 서빙하는 네트워크 슬라이스 인스턴스에 공통될 수 있다. UE를 서빙하는 네트워크 슬라이스 인스턴스(들)의 CN 부분은 CN에 의해 선택된다.
하나의 PDU 세션은 PLMN 별로 특정한 하나의 네트워크 슬라이스 인스턴스에만 속한다. 서로 다른 네트워크 슬라이스 인스턴스는 하나의 PDU 세션을 공유하지 않는다.
하나의 PDU 세션은 PLMN 별로 특정 하나의 네트워크 슬라이스 인스턴스에 속한다. 서로 다른 슬라이스가 동일한 DNN를 이용하는 슬라이스-특정 PDU 세션을 가질 수 있지만, 서로 다른 네트워크 슬라이스 인스턴스는 하나의 PDU 세션을 공유하지 않는다.
단일 네트워크 슬라이스 선택 보조 정보(S-NSSAI: Single Network Slice Selection Assistance information)는 네트워크 슬라이스를 식별한다. 각 S-NSSAI는 네트워크가 특정 네트워크 슬라이스 인스턴스를 선택하기 위해 이용되는 보조 정보이다. NSSAI는 S-NSSAI(들)의 집합이다. S-NSSAI는 다음을 포함한다:
- 슬라이스/서비스 타입(SST: Slice/Service type): SST는 기능과 서비스 측면에서 예상되는 네트워크 슬라이스의 동작을 나타낸다.
- 슬라이스 구분자(SD: Slice Differentiator): SD는 지시된 SST를 모두 준수하는 잠재적인 복수의 네트워크 슬라이스 인스턴스들로부터 네트워크 슬라이스 인스턴스를 선택하기 위한 SST(들)를 보완하는 선택적인 정보이다.
1) 초기 접속 시 네트워크 슬라이스 선택
UE는 PLMN 별로 홈 PLMN(HPLMN: Home PLMN)에 의해 설정 NSSAI(Configured NSSAI)를 설정 받을 수 있다. Configured NSSAI는 PLMN-특정되고, HPLMN는 각 Configured NSSAI이 적용되는 PLMN(들)을 지시한다.
UE의 초기 연결 시, RAN은 NSSAI를 이용해서 메시지를 전달할 초기 네트워크 슬라이스를 선택한다. 이를 위해, 등록 절차에서 UE는 네트워크에 요청 NSSAI(Requested NSSAI)를 제공한다. 이때, UE가 네트워크에 Requested NSSAI를 제공할 때, 소정의 PLMN 내 UE는 해당 PLMN의 Configured NSSAI에 속한 S-NSSAI들만을 사용한다.
만약 UE가 RAN에 NSSAI를 제공하지 않거나, 제공된 NSSAI에 따라 적절한 네트워크 슬라이스를 RAN이 선택하지 못할 때, RAN은 디폴트(Default) 네트워크 슬라이스를 선택할 수 있다.
가입 데이터는 UE가 가입된 네트워크 슬라이스(들)의 S-NSSAI(들)을 포함한다. 하나 이상의 S-NSSAI(들)은 기본(default) S-NSSAI로서 마킹될 수 있다. S-NSSAI이 기본으로서 마킹되면, UE가 등록 요청(Registration request) 내에서 네트워크에게 어떠한 S-NSSAI도 전송하지 않더라도, 네트워크는 관련된 네트워크 슬라이스로 UE에게 서비스할 수 있다.
UE가 성공적으로 등록되면, CN은 전체의 허용 NSSAI(Allowed NSSAI)(하나 이상의 S-NSSAI를 포함)를 제공함으로써 (R)AN에게 알려준다. 또한, UE의 등록 절차가 성공적으로 완료될 때, UE는 이 PLMN을 위한 Allowed NSSAI를 AMF로부터 획득할 수 있다.
Allowed NSSAI는 이 PLMN을 위한 Configured NSSAI에 우선한다. UE는 이후 서빙 PLMN 내 네트워크 슬라이스 선택 관련 절차를 위한 네트워크 슬라이스에 해당되는 Allowed NSSAI 내 S-NSSAI(들)만을 사용한다.
각 PLMN에 있어서, UE는 Configured NSSAI 및 Allowed NSSAI(존재하는 경우)를 저장한다. UE가 PLMN를 위한 Allowed NSSAI를 수신할 때, 이 PLMN를 위한 이전에 저장된 Allowed NSSAI를 대체(override)한다.
2) 슬라이스 변경
네트워크는 로컬 정책, UE의 이동성, 가입 정보 변경 등에 따라 이미 선택된 네트워크 슬라이스 인스턴스를 변경할 수 있다. 즉, UE의 네트워크 슬라이스의 세트는 UE가 네트워크에 등록되어 있는 동안 어느 때이든 변경될 수 있다. 또한, UE의 네트워크 슬라이스의 세트의 변경은 네트워크 또는 특정 조건 하의 UE에 의해 개시될 수도 있다.
지역(local) 정책, 가입 정보 변경 및/또는 UE의 이동성을 기반으로, 네트워크는 UE가 등록된 허용되는 네트워크 슬라이스(들)의 세트를 변경할 수 있다. 네트워크는 등록 절차 중에 이러한 변경을 수행할 수 있으며, 또는 등록 절차를 트리거할 수 있는 절차를 이용하여 지원되는 네트워크 슬라이스(들)의 변경을 UE에게 통지할 수 있다.
네트워크 슬라이스 변경 시 네트워크는 새로운 Allowed NSSAI 및 트래킹 영역 리스트(Tracking Area list)를 UE에게 제공할 수 있다. UE는 이동성 관리 절차(Mobility Management Procedure)에 따른 시그널링에 새로운 NSSAI를 포함시켜 전송함으로써 슬라이스 인스턴스의 재선택을 유발한다. 슬라이스 인스턴스의 변경에 따라 이를 지원하는 AMF도 변경될 수 있다.
UE가 네트워크 슬라이스가 더 이상 이용 가능하지 않은 영역으로 진입하면, 코어 네트워크는 PDU 세션 해제 절차를 통해 더 이상 이용 가능하지 않은 네트워크 슬라이스에 상응하는 S-NSSAI에 대한 PDU 세션을 해제한다.
더 이상 이용 가능하지 않은 슬라이스에 상응하는 PDU 세션이 해제될 때, UE는 UE 정책을 이용하여 기존의 트래픽이 다른 슬라이스에 속한 PDU 세션을 통해 라우팅될 수 있는지 여부를 결정한다.
사용되는 S-NSSAI(들)의 세트의 변경을 위해, UE는 등록 절차를 개시한다.
3) SMF 선택
PCF는 네트워크 슬라이스 선택 정책(NSSP: Network Slice Selection Policy)을 UE에게 제공한다. NSSP는 UE를 S-NSSAI과의 연계시키고, 트래픽이 라우팅될 PDU 세션을 결정하기 위하여 UE에 의해 사용된다.
네트워크 슬라이스 선택 정책은 UE의 어플리케이션 별로 제공하고, 이는 UE 어플리케이션별로 S-NSSAI를 매핑할 수 있는 규칙을 포함한다. AMF는 UE가 전달한 SM-NSSAI 및 DNN 정보와 함께 가입자 정보, 로컬 사업자 정책 등을 이용해서 PDU 세션 관리를 위한 SMF을 선택한다.
특정 슬라이스 인스턴스를 위한 PDU 세션이 확립될 때, RAN이 슬라이스 인스턴스의 특정 기능에 액세스할 수 있도록, CN은 이 PDU 세션이 속한 슬라이스 인스턴스에 해당하는 S-NSSAI를 (R)AN에게 제공한다.
세션 관리(Session Management)
5GC는 PDU 연결 서비스(PDU Connectivity Service) 즉, UE와 데이터 네트워크 명칭(DNN: Data Network Name)(또는 액세스 포인트 명칭(APN: Access Point Name))에 의해 식별되는 DN 간에 PDU(들)의 교환을 제공하는 서비스를 지원한다. PDU 연결 서비스는 UE로부터 요청 시 확립되는 PDU 세션을 통해 지원된다.
각 PDU 세션은 단일의 PDU 세션 타입을 지원한다. 즉, PDU 세션의 확립 시 UE에 의해 요청된 단일의 타입의 PDU의 교환을 지원한다. 다음과 같은 PDU 세션 타입이 정의된다. IP 버전 4(IPv4: IP version4), IP 버전 6(IPv6: IP version6), 이더넷(Ethernet), 비구조화(unstructured). 여기서, UE와 DN 간에 교환되는 PDU의 타입은 5G 시스템에서 완전히 트랜스패런트(transparent)하다.
PDU 세션은 UE와 SMF 간에 N1을 통해 교환되는 NAS SM 시그널링을 이용하여 (UE 요청 시) 확립되고, (UE 및 5GC 요청 시) 수정되고, (UE 및 5GC 요청 시) 해제된다. 어플리케이션 서버로부터 요청 시, 5GC는 UE 내 특정 어플리케이션을 트리거할 수 있다. UE는 트리거 메시지를 수신하면 해당 메시지를 식별된 어플리케이션으로 전달하고, 식별된 어플리케이션은 특정 DNN으로 PDU 세션을 확립할 수 있다.
SMF는 UE 요청이 사용자 가입 정보에 따르는지 여부를 체크한다. 이를 위해, SMF는 UDM으로부터 SMF 레벨 가입 데이터(SMF level subscription data)를 획득한다. 이러한 데이터는 DNN 별로 허용된 PDU 세션 타입을 지시할 수 있다:
다수의 액세스를 통해 등록된 UE는 PDU 세션을 확립하기 위한 액세스를 선택한다.
UE는 3GPP와 비-3GPP 액세스 간에 PDU 세션을 이동하기 위해 요청할 수 있다. 3GPP와 비-3GPP 액세스 간에 PDU 세션을 이동하기 위한 결정은 PDU 세션 별로 만들어진다. 즉, UE는 다른 PDU 세션이 비-3GPP 액세스를 이용하는 중에 3GPP 액세스를 이용한 PDU 세션을 가질 수 있다.
네트워크에서 전송되는 PDU 세션 확립 요청 내에서, UE는 PDU 세션 식별자(PDU Session Id(identity))를 제공한다. UE는 또한 PDU 세션 타입, 슬라이싱(slicing) 정보, DNN, 서비스 및 세션 연속성(SSC: Service and Session Continuity) 모드를 제공할 수 있다.
UE는 동일한 DN으로 또는 서로 다른 DN으로, 3GPP 액세스를 경유하여 및/또는 비-3GPP 액세스를 경유하여, 다수의 PDU 세션을 동시에 확립할 수 있다.
UE는 서로 다른 UPF 종단 N6에 의해 서비스되는 동일한 DN으로 다수의 PDU 세션을 확립할 수 있다.
다수의 확립된 PDU 세션을 가지는 UE는 서로 다른 SMF에 의해 서비스될 수 있다.
동일한 UE에게 속한 (동일한 또는 서로 다른 DNN으로) 서로 다른 PDU 세션의 사용자 평면 경로는 DN과 접속(interfacing)한 UPF와 AN 간에 완전하게 분리될 수 있다.
5G 시스템 아키텍처는 세션 및 서비스 연속성(SCC: session and service continuity)을 지원함으로써, UE 내 서로 다른 어플리케이션/서비스의 다양한 연속성 요구사항을 만족시킬 수 있다. 5G 시스템은 서로 다른 SSC 모드를 지원한다. PDU 세션 앵커(anchor)와 연관된 SSC 모드는 PDU 세션이 확립되어 있는 동안 변경되지 않는다.
- SSC 모드 1이 적용되는 PDU 세션의 경우, 네트워크는 UE에게 제공되는 연속성 서비스를 유지한다. IP 타입의 PDU 세션의 경우, IP 주소가 유지된다.
- SSC 모드 2가 이용되는 경우, 네트워크는 UE에게 전달되는 연속성 서비스를 해제할 수 있으며, 또한 해당 PDU 세션을 해제할 수 있다. IP 타입의 PDU 세션의 경우, 네트워크는 UE에게 할당되었던 IP 주소(들)을 해제할 수 있다.
- SSC 모드 3이 이용되는 경우, 사용자 평면에 대한 변경은 UE가 알 수 있지만, 네트워크는 UE가 연결성을 잃지 않도록 보장한다. 더 나은 서비스 연속성을 허용하기 위하여, 이전의 연결이 종료되기 전에 새로운 PDU 세션 앵커 포인트를 통한 연결이 확립된다. IP 타입의 PDU 세션의 경우, 앵커 재배치 동안에 IP 주소는 유지되지 않는다.
SSC 모드 선택 정책은 UE의 어플리케이션(또는 어플리케이션 그룹)과 연관된 SSC 모드의 타입을 결정하기 위하여 사용된다. 운영자는 SSC 모드 선택 정책을 UE에게 미리 설정할 수 있다. 이 정책은 UE가 어플리케이션(또는 어플리케이션의 그룹)과 연관된 SSC 모드의 타입을 결정하기 위하여 사용될 수 있는 하나 또는 그 이상의 SSC 모드 선택 정책 규칙을 포함한다. 또한, 이 정책은 UE의 모든 어플리케이션에 적용될 수 있는 기본(default) SSC 모드 선택 정책 규칙을 포함할 수 있다.
UE가 새로운 PDU 세션을 요청할 때 SSC 모드를 제공하면, SMF는 요청된 SSC 모드를 수락할 지 또는 요청된 SSC 모드를 가입 정보 및/또는 지역(local) 설정에 기반하여 수정할 지 선택한다. UE가 새로운 PDU 세션을 요청할 때 SSC 모드를 제공하지 않으면, SMF는 가입 정보 내 열거된 데이터 네트워크를 위한 default SSC 모드를 선택하거나 또는 SSC 모드를 선택하기 위한 local 설정을 적용한다.
SMF는 UE에게 PDU 세션에 대하여 선택된 SSC 모드를 알려준다.
이동성 관리(Mobility Management)
등록 관리(RM: Registration Management)는 UE/사용자를 네트워크에 등록(register) 또는 등록-해제(de-register)하기 위하여 그리고 사용자 컨텍스트를 네트워크 내 확립하기 위하여 이용된다.
1) 등록 관리
UE/사용자는 등록을 요구하는 서비스를 받기 위하여 네트워크에 등록할 필요가 있다. 한번 등록이 된 후, 적용 가능하다면, UE는 주기적으로 접근가능(reachable)을 유지하기 위하여(주기적인 등록 업데이트), 또는 이동 시(이동성 등록 업데이트), 또는 자신의 능력을 업데이트하거나 프로토콜 파라미터를 재협상하기 위하여 네트워크에 자신의 등록을 업데이트할 수 있다.
최초 등록 절차는 네트워크 액세스 제어 기능(Network Access Control function)의 실행(즉, UDM 내 가입 프로필에 기반한 사용자 인증 및 액세스 인증)을 포함한다. 등록 절차의 결과로서, 서빙 AMF의 식별자가 UDM 내 등록된다.
도 13은 본 발명이 적용될 수 있는 RM 상태 모델을 예시한다. 특히, 도 13(a)는 UE 내 RM 상태 모델을 나타내고, 도 13(b)는 AMF 내 RM 상태 모델을 나타낸다.
도 13을 참조하면, 선택된 PLMN 내 UE의 등록 상태를 반영하기 위하여 UE 및 AMF 내에서 RM-DEREGISTERED 및 RM-REGISTERED 2가지의 RM 상태가 사용된다.
RM DEREGISTERED 상태에서, UE는 네트워크에 등록되지 않는다. AMF 내 UE 컨텍스트는 UE에 대한 유효한 위치 또는 라우팅 정보가 유지되지 않으며, 따라서 UE는 AMF에 의해 접근가능(reachable)하지 않다. 그러나, 예를 들어, 매 등록 절차 동안에 인증 절차가 수행되는 것을 방지하기 위하여, 일부 UE 컨텍스트는 여전히 UE 및 AMF 내 저장될 수 있다.
- RM DEREGISTERED 상태에서, UE가 등록을 요구하는 서비스를 받을 필요가 있으면, UE는 최초 등록 절차를 이용하여 선택된 PLMN에 등록을 시도한다. 또는, 최초 등록 시 등록 거절(Registration Reject)을 수신하면, UE는 RM DEREGISTERED 상태로 남는다. 반면, 등록 승인(Registration Accept)을 수신할 때, UE는 RM-REGISTERED 상태로 진입한다.
- RM DEREGISTERED 상태에서, 적용 가능할 때, AMF는 등록 승인(Registration Accept)을 UE에게 전송함으로써 UE의 최초 등록을 승인하고, RM-REGISTERED 상태로 진입한다. 또는, 적용 가능할 때, 등록 거절(Registration Reject)을 UE에게 전송함으로써 UE의 최초 등록을 거절한다.
RM REGISTERED 상태에서, UE는 네트워크에 등록된다. RM-REGISTERED 상태에서, UE는 네트워크에 등록을 요구하는 서비스를 받을 수 있다.
- RM-REGISTERED 상태에서, 현재 서빙 셀의 트래킹 영역 식별자(TAI: Tracking Area Identity)가 네트워크로부터 UE가 수신하였던 TAI의 리스트 내 없으면, UE의 등록을 유지하고 AMF가 UE에게 페이징할 수 있도록, UE는 이동성 등록 업데이트 절차(mobility Registration Update procedure)를 수행한다. 또는, UE가 여전히 활동(active) 상태라고 네트워크에게 알리기 위하여, UE는 주기적인 업데이트 타이머의 만료됨으로써 트리거된 주기적인 등록 업데이트 절차(periodic Registration Update procedure)를 수행한다. 또는, 자신의 능력 정보를 업데이트하거나 네트워크와 프로토콜 파라미터를 재협상하기 위하여, UE는 등록 업데이트 절차(Registration Update procedure)를 수행한다. 또는, UE가 더 이상 PLMN에 등록될 필요가 없을 때, UE는 등록-해제 절차(Deregistration procedure)를 수행하고, RM-DEREGISTERED 상태로 진입한다. UE는 어느 때이든 네트워크로부터 등록-해제(deregister)를 결정할 수 있다. 또는, UE는 등록 거절(Registration Reject) 메시지, 등록해제(Deregistration) 메시지를 수신할 때 또는 어떠한 시그널링의 개시없이 로컬 등록해제(local deregistraion) 절차를 수행할 때, RM-DEREGISTERED 상태에 진입한다.
- RM-REGISTERED 상태에서, UE가 더 이상 PLMN에 등록될 필요가 없을 때, AMF는 등록-해제 절차(Deregistration procedure)를 수행하고, RM-DEREGISTERED 상태로 진입한다. AMF는 어느 때이든 UE의 등록-해제(deregister)를 결정할 수 있다. 또는, 암묵적인 등록-해제 타이머(Implicit Deregistration timer)가 만료된 후, AMF는 어느 때이든 암묵적인 등록-해제(Implicit Deregistration)를 수행한다. AMF는 암묵적인 등록-해제(Implicit Deregistration) 이후에 RM-DEREGISTERED 상태에 진입한다. 또는 통신의 종단(end)에서 등록해제(deregistraion)를 수행하기 위해 협상하였던 UE를 위해 지역 등록해제(local deregistraion)을 수행한다. AMF는 지역 등록해제(local deregistraion) 후에 RM-DEREGISTERED 상태로 진입한다. 또는, 적용 가능할 때, AMF는 UE로부터 등록 업데이트(Registration Update)를 승인하거나 거절한다. AMF는 UE로부터 등록 업데이트(Registration Update)를 거절할 때, UE 등록을 거절할 수 있다.
등록 영역 관리는 UE에게 등록 영역을 할당 및 재할당하는 기능을 포함한다. 등록 영역은 액세스 타입(즉, 3GPP 액세스 또는 비-3GPP 액세스) 별로 관리된다.
UE가 3GPP 액세스를 통해 네트워크에 등록될 때, AMF는 UE에게 TAI 리스트 내 트래킹 영역(TA: Tracking Area)(들)의 세트를 할당한다. AMF가 등록 영역을 할당할 때(즉, TAI 리스트 내 TA의 세트), AMF는 다양한 정보(예를 들어, 이동성 패턴 및 허용된/비-허용된 영역 등)를 고려할 수 있다. 서빙 영역으로서 전체 PLMN(whole PLMN, all PLMN)을 가지는 AMF는 MICO 모드인 UE에게 등록 영역으로서 전체 PLMN을 할당할 수 있다.
5G 시스템은 단일의 TAI 리스트 내 서로 다른 5G-RAT(들)을 포함하는 TAI 리스트의 할당을 지원한다.
UE가 비-3GPP 액세스를 통해 네트워크에 등록될 때, 비-3GPP 액세스를 위한 등록 영역은 고유한 예약된 TAI 값(즉, 비-3GPP 액세스에 전용된)에 해당한다. 따라서, 5GC로의 비-3GPP 액세스를 위한 고유한 TA가 존재하며, 이를 N3GPP TAI로 지칭한다.
TAI 리스트를 생성할 때, AMF는 TAI 리스트가 전송된 액세스에 적용 가능한 TAI(들)만을 포함시킨다.
2) 연결 관리
연결 관리(CM: Connection Management)는 UE와 AMF 간의 시그널링 연결을 확립 및 해제하기 위하여 이용된다. CM은 N1을 통한 UE와 AMF 간의 시그널링 연결을 확립 및 해제하는 기능을 포함한다. 이 시그널링 연결은 UE와 코어 네트워크 간에 NAS 시그널링 교환을 가능하도록 하기 위하여 이용된다. 이 시그널링 연결은 UE와 AN 간의 UE를 위한 AN 시그널링 연결 및 AN와 AMF 간의 UE를 위한 N2 연결 모두를 포함한다.
도 14는 본 발명이 적용될 수 있는 CM 상태 모델을 예시한다. 특히, 도 14(a)는 UE 내 CM 상태 천이를 나타내고, 도 14(b)는 AMF 내 CM 상태 천이를 나타낸다.
도 14를 참조하면, AMF와의 UE의 NAS 시그널링 연결을 반영하기 위하여 CM-IDLE 및 CM-CONNECTED 2가지의 CM 상태가 사용된다.
CM-IDLE 상태 내 UE는 RM-REGISTERED 상태이고, N1을 통한 AMF과 확립된 NAS 시그널링 연결을 가지지 않는다. UE는 셀 선택, 셀 재선택 및 PLMN 선택을 수행한다.
CM-IDLE 상태 내 UE에 대한 AN 시그널링 연결, N2 연결 및 N3 연결이 존재하지 않는다.
- CM-IDLE 상태에서, UE는 MICO 모드가 아니라면, 서비스 요청 절차(service request procedure)를 수행함으로써 페이징에 응답한다(수신한 경우). 또는, UE가 전송할 상향링크 시그널링 또는 사용자 데이터를 가질 때, 서비스 요청 절차(service request procedure)를 수행한다. 또는, AN 시그널링 연결이 UE와 AN 간에 확립될 때마다 UE는 CM-CONNECTED 상태에 진입한다. 또는, 최초 NAS 메시지(Initial NAS message)(등록 요청(Registration Request), 서비스 요청(Service Request) 또는 등록-해제 요청(Deregistration Request))의 전송은 CM-IDLE 상태로부터 CM-CONNECTED 상태로 천이를 개시한다.
- CM-IDLE 상태에서, UE가 MICO 모드가 아니라면, AMF가 UE에게 전송될 시그널링 또는 단말-종단(mobile-terminated) 데이터를 가질 때, 페이징 요청(Paging Request)을 해당 UE에게 전송함으로써, 네트워크에 의해 트리거된 서비스 요청 절차(network triggered service request procedure)를 수행한다. AN와 AMF 간의 해당 UE에 대한 N2 연결이 확립될 때마다, AMF는 CM-CONNECTED 상태에 진입한다.
CM-CONNECTED 상태인 UE는 N1을 통해 AMF와의 NAS 시그널링 연결을 가진다.
CM-CONNECTED 상태에서, AN 시그널링 연결이 해제될 때마다 UE는 CM-IDLE 상태에 진입한다.
- CM-CONNECTED 상태에서, UE를 위한 N2 시그널링 연결 및 N3 연결이 해제될 때마다 AMF는 CM-IDLE 상태에 진입한다.
- NAS 시그널링 절차가 완료될 때, AMF는 UE의 NAS 시그널링 연결을 해제하도록 결정할 수 있다. AN 시그널링 연결 해제가 완료될 때, UE 내 CM 상태는 CM-IDLE로 변경된다. N2 컨텍스트 해제 절차가 완료될 때, AMF 내 UE를 위한 CM 상태는 CM-IDLE로 변경된다.
AMF는 UE가 코어 네트워크로부터 등록-해제(de-register)할 때까지 UE를 CM-CONNECTED 상태로 유지시킬 수 있다.
CM-CONNECTED 상태인 UE는 RRC 비활성(RRC Inactive) 상태일 수 있다. UE가 RRC Inactive 상태일 때, UE 접근가능성(reachability)은 코어 네트워크로부터의 보조 정보를 이용하여 RAN에 의해 관리된다. 또한, UE가 RRC Inactive 상태일 때, UE 페이징은 RAN에 의해 관리된다. 또한, UE가 RRC Inactive 상태일 때, UE는 UE의 CN 및 RAN 식별자를 이용하여 페이징을 모니터한다.
RRC Inactive 상태는 NG-RAN에 적용된다(즉, 5G CN에 연결되는 NR 및 E-UTRA에 적용된다.).
네트워크 설정에 기초하여, UE를 RRC Inactive 상태로 전환할지 여부에 대한 NG-RAN의 결정을 보조하기 위하여 AMF는 보조 정보를 NG-RAN에게 제공한다.
RRC Inactive 보조 정보는 RRC Inactive 상태 중에 RAN 페이징을 위한 UE 특정 DRX(Discontinuous Reception) 값, 그리고 UE에게 제공되는 등록 영역을 포함한다.
CN 보조 정보는 N2 활성화(activation) 중에(즉, 등록, 서비스 요청, 경로 스위치 중에) 서빙 NG RAN 노드에게 제공된다.
N2 및 N3 참조 포인트의 상태는 RRC Inactive를 수반하는 CM-CONNECTED 상태에 진입하는 UE에 의해 변경되지 않는다. RRC Inactive 상태인 UE는 RAN 통지 영역을 알고 있다.
UE가 RRC Inactive를 수반하는 CM-CONNECTED 상태일 때, UE는 상향링크 데이터 대기(pending), 단말 개시(Mobile initiated) 시그널링 절차(즉, 주기적인 등록 업데이트), RAN 페이징에 대한 응답 또는 UE가 RAN 통지 영역을 벗어났음을 네트워크로의 알림으로 인하여 RRC 연결을 재개(resume)할 수 있다.
UE가 동일한 PLMN 내 서로 다른 NG-RAN 노드에서 연결이 재개되면, UE AS 컨텍스트는 이전(old) NG RAN 노드로부터 회수되고, 절차는 CN을 향해 트리거된다.
UE가 RRC Inactive를 수반하는 CM-CONNECTED 상태일 때, UE는 GERAN/UTRAN/EPS로 셀 선택을 수행하고, 아이들 모드 절차를 따른다.
또한, RRC Inactive를 수반하는 CM-CONNECTED 상태인 UE는 CM-IDLE 모드로 진입하고, 다음과 같은 경우에 관련된 NAS 절차를 따른다.
- RRC 재개 절차가 실패하는 경우,
- RRC Inactive 모드 내에서 해결될 수 없는 실패 시나리오 내에서 UE의 CM-IDLE 모드로의 이동이 요구되는 경우.
NAS 시그널링 연결 관리는 NAS 시그널링 연결을 확립 및 해제하는 기능을 포함한다.
NAS 시그널링 연결 확립 기능은 CM-IDLE 상태인 UE의 NAS 시그널링 연결을 확립하기 위하여 UE 및 AMF에 의해 제공된다.
CM-IDLE 상태인 UE가 NAS 메시지를 전송할 필요가 있을 때, UE는 AMF로의 시그널링 연결을 확립하기 위하여 서비스 요청(Service Request) 또는 등록(registration) 절차를 개시한다.
UE의 선호도, UE 가입 정보, UE 이동성 패턴 및 네트워크 설정에 기반하여, AMF는 UE가 네트워크로부터 등록-해제(de-register)할 때까지 NAS 시그널링 연결을 유지할 수 있다.
NAS 시그널링 연결의 해제의 절차는 5G (R)AN 노드 또는 AMF에 의해 개시된다.
UE가 AN 시그널링 연결이 해제됨을 감지하면, UE는 NAS 시그널링 연결이 해제되었다고 판단한다. AMF가 N2 컨텍스트가 해제되었다고 감지하면, AMF는 NAS 시그널링 연결이 해제되었다고 판단한다.
3) UE 이동성 제한(Mobility Restriction)
이동성 제한은 5G 시스템 내 UE의 서비스 액세스 또는 이동성 제어를 제한한다. 이동성 제한 기능은 UE, RAN 및 코어 네트워크에 의해 제공된다.
이동성 제한은 3GPP 액세스에만 적용되고, 비-3GPP 액세스에는 적용되지 않는다.
CM-IDLE 상태 그리고 RRC Inactive를 수반하는 CM-CONNECTED 상태에서 이동성 제한은 코어 네트워크로부터 수신된 정보에 기반하여 UE에 의해 수행된다. CM-CONNECTED 상태에서 이동성 제한은 RAN 및 코어 네트워크에 의해 수행된다.
CM-CONNECTED 상태에서, 코어 네트워크는 RAN에게 이동성 제한을 위한 핸드오버 제한 리스트(Handover Restriction List)로 제공한다.
이동성 제한은 다음과 같이 RAT 제한, 금지된 영역(Forbidden area) 및 서비스 영역 제한을 포함한다:
- RAT 제한: RAT 제한은 UE의 액세스가 허용되지 않는 3GPP RAT(들)로 정의된다. 제한된 RAT 내 UE는 가입 정보에 기반하여 네트워크와의 어떠한 통신을 개시하도록 허용되지 않는다.
- 금지된 영역: 소정의 RAT 하의 금지된 영역 내에서, UE는 UE는 가입 정보에 기반하여 네트워크와의 어떠한 통신을 개시하도록 허용되지 않는다.
- 서비스 영역 제한: UE가 다음과 같이 네트워크와의 통신을 개시할 수 있거나 또는 개시할 수 없는 영역을 정의한다:
- 허용된 영역(Allowed area): 소정의 RAT 하의 허용된 영역 내에서 UE는 가입 정보에 의해 허용되면 네트워크와의 통신을 개시하도록 허용된다.
- 허용되지 않은 영역(Non-allowed area): 소정의 RAT 하의 허용되지 않은 영역 내에서 UE는 가입 정보에 기반하여 서비스 영역이 제한된다. UE 및 네트워크는 서비스 요청(Service Request) 또는 사용자 서비스를 획득하기 위한 (CM-IDLE 및 CM-CONNECTED 상태 모두) 세션 관리 시그널링을 개시하도록 허용되지 않는다. UE의 RM procedure는 Allowed area에서와 동일하다. 허용되지 않은 영역 내 UE는 코어 네트워크의 페이징에 서비스 요청(Service Request)으로 응답한다.
소정의 UE에 있어서, 코어 네트워크는 UE 가입 정보에 기반하여 서비스 영역 제한을 결정한다. 선택적으로, 허용된 영역은 PCF에 의해 정교하게 조정(fine-tuned)(예를 들어, UE 위치, 영구적인 기기 식별자(PEI: Permanent Equipment Identifier), 네트워크 정책 등에 기반하여) 될 수 있다. 서비스 영역 제한은 예를 들어, 가입 정보, 위치, PEI 및/또는 정책 변경으로 인하여 변경될 수 있다. 서비스 영역 제한은 등록(Registration) 절차 중에 업데이트될 수 있다.
UE가 RAT 제한, 금지된 영역, 허용된 영역, 허용되지 않은 영역 또는 이들의 조합 간에 중첩되는 영역을 가지면, UE는 다음과 같은 우선순위에 따라 진행한다:
- RAT 제한의 평가는 어떠한 다른 이동성 제한의 평가보다 우선한다;
- 금지된 영역의 평가는 허용된 영역 및 허용되지 않은 영역의 평가보다 우선한다; 및
- 허용되지 않은 영역의 평가는 허용된 영역의 평가보다 우선한다.
4) 단말 개시 연결 전용(MICO: Mobile Initiated Connection Only) 모드
UE는 최초 등록 또는 등록 업데이트 중에 MICO 모드의 선호(preference)를 지시할 수 있다. AMF는 Local 설정, UE가 지시한 preference, UE 가입 정보 및 네트워크 정책 또는 이들의 조합에 기반하여 MICO 모드가 UE에게 허용되는지 여부를 결정하고, 등록 절차 중에 UE에게 알려준다.
UE 및 코어 네트워크는 다음의 등록 시그널링에서 MICO 모드를 재개시(re-initiate)하거나 또는 종료(exit)한다. MICO 모드가 등록 절차 내에서 명확히 지시되지 않고 등록 절차가 성공적으로 완료되면, UE 및 AMF는 MICO 모드를 사용하지 않는다. 즉, UE는 일반 UE로서 동작하고, 네트워크도 해당 UE는 일반 UE로서 취급한다.
AMF는 등록 절차 중에 UE에게 등록 영역을 할당한다. AMF가 UE에게 MICO 모드를 지시하면, 등록 영역은 페이징 영역 크기로 제한되지 않는다. AMF 서빙 영역이 전체 PLMN라면, AMF는 UE에게 “모든 PLMN” 등록 영역을 제공할 수 있다. 이 경우, 이동성으로 인한 동일한 PLMN로의 재-등록은 적용하지 않는다. MICO 모드인 UE에게 이동성 제한이 적용되면, AMF는 허용된 영역/허용되지 않은 영역을 UE에게 할당한다.
AMF가 UE에게 MICO 모드를 지시하면, AMF는 UE가 CM-IDLE 상태인 동안에는 항상 접근 가능하지 않다고(unreachable) 간주한다. AMF는 MICO 모드이며 CM-IDLE 상태인 해당 UE에 대한 하향링크 데이터 전달을 위한 어떠한 요청도 거절한다. AMF는 또한 NAS를 통한 SMS, 위치 서비스 등과 같은 하향링크 전달(transport)을 지연시킨다. MICO 모드 내 UE는, UE가 CM-CONNECTED 모드일 때만, 단말 종단(mobile terminated) 데이터 또는 시그널링을 위해 접근 가능하다(reachable).
MICO 모드인 UE가 CM-CONNECTED 모드로 전환할 때 mobile terminated 데이터 및/또는 시그널링을 즉시 전달할 수 있도록, AMF는 계류 중인 데이터 지시(Pending Data indication)을 RAN 노드에게 제공할 수 있다. RAN 노드가 이 지시를 수신하면, RAN 노드는 사용자 비활동성(inactivity)를 결정할 때 이 정보를 고려한다.
MICO 모드인 UE는 CM-IDLE 상태 동안에 페이징을 청취할 필요가 없다. MICO 모드인 UE가 다음과 같은 이유 중 하나로 인하여 CM-IDLE로부터 CM-CONNECTED 모드로의 전환을 개시할 때까지, UE는 CM-IDLE 상태 내에서 어떠한 AS 절차를 중단할 수 있다:
- UE 내 변경(예를 들어, 설정 변경)이 네트워크로의 등록 업데이트를 요구하는 경우
- 주기적인 등록 타이머가 만료하는 경우
- MO(Mobile Originating) 데이터가 계류 중(pending)인 경우
- MO 시그널링이 계류 중(pending)인 경우
서비스 요청 절차
이하에서는 CM-IDLE 상태에서의 UE 트리거(triggered) 서비스 요청 절차에 대해 살펴본다.
서비스 요청 절차는 CM IDLE 상태에서 5G UE에 사용되어 AMF와 보안 연결(secure connection)의 확립(establishment)을 요청한다. CM IDLE 상태에서의 UE는 업링크 시그널링(uplink signalling) 메시지, 사용자 데이터, 또는 네트워크 페이징 요구에 대한 응답을 송신하기 위해 서비스 요청 절차를 착수한다. 서비스 요청 메시지를 수신한 후에, AMF는 인증을 수행할 수 있고, AMF는 보안 절차를 수행해야 한다. AMF와 보안 시그널링 연결을 확립한 후에, UE 또는 네트워크는 UE로부터의 시그널링 메시지들, 예를 들어, PDU 세션 확립(establishment)을 네트워크로 전송할 수 있고, 또는 SMF가 AMF를 통해 네트워크에 의해 요구된 및/또는 서비스 요청 메시지에 나타난 PDU 세션에 대한 사용자 평면 자원 확립을 시작할 수 있다.
임의의 서비스 요청을 위해서, AMF는 서비스 응답 메시지로 응답하여 UE와 네트워크 간의 PDU 세션 상태를 동기화 시킨다. AMF는 또한 서비스 요청이 네트워크에 의해 수락될 수 없다면, UE에 서비스 거절 메시지로 응답할 수 있다.
사용자 데이터로 인한 서비스 요청을 위해서, 네트워크는 사용자 평면 자원 확립이 성공적이 아니라면 추가 조치를 취할 수 있다.
본 절차는 UE가 항상 CM-CONNECTED 상태로 간주되고 사용자 평면 자원이 항상 활성 PDU 세션에 대해 확립되는 것으로 간주되는 액세스 네트워크 (일단 UE가 네트워크에 등록된 경우)에는 적용될 수 없다.
도 15는 본 발명에 적용될 수 있는 CM-IDLE 상태에서의 UE 트리거(triggered) 서비스 요청 절차를 예시한다.
1. UE to (R)AN: MM NAS 서비스 요청(PDU 세션 ID(s), 보안 파라미터(security parameters), PDU 세션 상태).
UE는 RRC 메시지로 캡슐화된 AMF를 향하는 NAS 서비스 요청 메시지를 RAN으로 전송한다. 5G 임시 ID 및 이 NAS 메시지를 전달하는 데 사용될 수 있는 RRC 메시지(들)는 RAN 명세서에 기술되어 있다.
서비스 요청이 사용자 데이터에 대해 트리거되면, UE는 NAS 서비스 요청 메시지에 PDU 세션 ID(들)를 포함하여 UE가 사용할 필요가 있는 PDU 세션(들)을 나타낸다. 서비스 요청이 시그널링만을 위해 트리거되면, UE는 임의의 PDU 세션 ID를 포함하지 않는다. 이 절차가 페이징 응답을 위해 트리거될 때, UE가 일부 PDU 세션(들)을 사용할 필요가 있다면, UE는 MM NAS 서비스 요청 메시지에 PDU 세션 ID(s)를 포함하여 UE가 사용할 필요가 있는 PDU 세션(들)을 나타낸다. 그렇지 않으면, UE는 임의의 PDU 세션 ID를 포함하지 않을 것이다.
PDU 세션 상태는 UE에서 이용 가능한 PDU 세션들을 나타낸다.
2. (R)AN to AMF: N2 메시지(MM NAS 서비스 요청, 5G 임시 ID, 위치 정보, RAT 타입, RRC 확립 이유(establishment cause)). 이 단계의 세부 사항은 RAN 명세서에 기술되어 있다. AMF는 서비스 요청을 처리할 수 없으면, 서비스 요청을 거부한다.
5G 임시 ID는 RRC 절차에서 얻는다. RAN은 임시 ID에 따라 AMF를 선택한다. 위치 정보 및 RAT 타입은 UE가 캠핑하고있는 셀에 관련된다.
PDU 세션 상태에 기반하여, AMF는 PDU 세션이 UE에서 이용 가능하지 않으면 PDU 세션 해제 절차(release procedure)를 개시할 수 있다.
3. 서비스 요청이 무결성(integrity) 보호로 전송되지 않았거나 무결성 보호가 실패로 표시되면, AMF는 NAS 인증/보안 절차를 개시해야 한다.
UE가 시그널링 연결을 확립하기 위해서만 서비스 요청을 트리거한 경우, 보안 교환 후에 UE와 네트워크는 시그널링을 전송할 수 있고 단계 4 및 7 내지 12는 스킵된다.
4. [조건부] AMF to SMF: N11 메시지(PDU 세션 ID(들), 이유들, UE 위치 정보).
N11 메시지는 다음의 하나 이상의 시나리오로 전송된다:
- MM NAS 서비스 요청 메시지가 PDU 세션 ID(들)를 포함하거나 이 절차가 SMF에 의해 트리거되지만 UE로부터의 PDU 세션 ID가 이 절차를 트리거하는 SMF와 다른 SMF들과 상관 관계가 있는 경우, AMF는 N11 메시지를 PDU 세션에 대한 “사용자 평면 자원의 확립(establishment)”을 지시하도록 설정된 이유를 가지고 있는 PDU 세션 ID(s)과 관련된 SMF에 보낸다.
- UE가 MICO 모드에 있고 AMF가 SMF에게 UE가 접근되지 않고 SMF가 AMF에 DL 데이터 알림을 전송할 필요가 없다는 것을 통지하면, AMF는 SMF에게 UE가 접근가능하다는 것을 알린다.
AMF는 또한 UE 접근 가능성에 가입된 다른 NF에게 UE가 접근가능하다는 것을 알린다.
5. 새로운 위치 정보에 기반하여 SMF는 UPF 선택 기준(Selection Criteria)을 확인하고 아래의 기술들 중 하나를 수행하기로 결정한다:
- 현재의 UPF(들)를 계속 사용한다;
- UE가 RAN에 접속중인 UPF의 서비스 영역 밖으로 이동하고 있다면, PDU 세션 앵커(Anchor)로서 동작하는 UPF(들)를 유지하면서 새로운 중간(intermediate) UPF를 선택한다; 또는
- PDU 세션의 재확립을 트리거하여 PDU 세션 앵커로 동작하는 UPF의 재배치를 수행한다.
6a. [조건부] SMF to new UPF: N4 세션 확립 요청
SMF가 새로운 UPF를 선택하여 PDU 세션에 대한 중간 UPF로서 동작하면, N4 세션 확립 요청 메시지가 새로운 UPF로 전송되어 패킷 탐지와 시행(Packet detection, enforcement)을 제공하고 중간 UPF에 설치될 규칙을 보고한다. 이 PDU 세션에 대한 PDU 세션 앵커 정보는 또한 중간 UPF에도 제공된다.
6b. new UPF (중간) to SMF: N4 세션 확립 응답
새로운 중간 UPF는 N4 세션 확립 응답 메시지를 SMF로 전송한다. UPF가 CN 터널 정보를 할당하는 경우, UPF는 CN DL 터널 정보 및 UL 터널 정보(즉, CN N3 터널 정보)를 SMF에 제공한다. SMF는 타이머를 시작하여 단계 17a에서 이전 중간 UPF에 자원이 있으면 이 자원을 해제하기 위해 사용된다.
7a. [조건부] SMF to UPF (PSA): N4 세션 수정 요청
SMF는 N4 세션 수정 요청 메시지를 PDU 세션 앵커 UPF와 UPF (PSA)에게 전송하여 새로운 중간 UPF로부터의 DL 터널 정보를 제공한다.
7b. UPF (PSA) to SMF: N4 세션 수정 응답
UPF(PSA)는 N4 세션 수정 응답 메시지를 SMF에 전송한다.
8. [조건부] SMF to AMF: N11 메시지(N1 SM 정보(PDU 세션 ID, PDU 세션 재-확립 지시), N2 SM 정보(PDU 세션 ID, QoS profile, CN N3 터널 정보, S-NSSAI)) to the AMF.
SMF는 “사용자 평면 자원의 확립”을 포함하는 원인으로 단계 4에서 N11 메시지 수신 시에, UE 위치 정보, UPF 서비스 영역 및 운영자 정책에 기초하여 UPF 재할당이 수행되는지 여부를 결정한다:
- SMF가 단계 5에서 현재 PDU 세션 앵커 UPF에 의해 서빙되는 것으로 결정한 PDU 세션에 대해서, SMF는 N2 SM 정보만을 생성하고 AMF에 N11 메시지를 전송하여 사용자 평면을 확립한다. N2 SM 정보는 AMF가 RAN에 제공해야하는 정보를 포함한다.
- SMF가 단계 5에서 PDU 세션 앵커 UPF에 대한 UPF 재할당이 필요하다고 결정한 PDU 세션에 대해서, SMF는 N1 SM 정보만 포함하는 N11 메시지를 AMF를 통해 UE에 전송할 수 있다. N1 SM 정보는 해당 PDU 세션 ID와 PDU 세션 재확립 지시를 포함한다.
UE가 접근 가능하다는 표시로 단계 4에서 N11 메시지 수신시에, SMF가 보류중인 DL 데이터를 갖는다면, SMF는 N11 메시지를 AMF에 전송하여 PDU 세션에 대한 사용자 평면을 확립하고, 그렇지 않으면 SMF가 DL 데이터의 경우에 AMF에 DL 데이터 알림을 송신하는 것을 재개한다.
9. AMF to (R)AN: N2 요청(SMF로부터 수신한 N2 SM 정보, 보안 컨텍스트, AMF 시그널링 연결 ID, 핸드오버 제한 리스트, MM NAS 서비스 승인).
RAN은 보안 컨텍스트(Security Context), AMF 시그널링 연결 ID, 활성화 된 PDU 세션의 QoS Flow에 대한 QoS 정보, 및 UE RAN 컨텍스트에서 N3 터널 ID를 저장한다. 이 단계는 RAN 명세서에 자세히 설명되어 있다.
MM NAS 서비스 승인은 AMF에서의 PDU 세션 상태를 포함한다. N1 SM 정보가 단계 8로부터 수신되면 서비스 승인 메시지는 또한 N1 SM 정보를 포함한다.
AMF는 절차가 PDU 세션 사용자 평면 설정을 위해 트리거된다면 SMF로부터 적어도 하나의 N2 SM 정보를 포함해야 한다. AMF는 만약에 있다면 별도의 N2 메시지(예를 들어 N2 터널 설정 요청)로 SMF로부터 추가적인 N2 SM 정보를 전송할 수 있다. 대안으로, 다수의 SMF가 포함된다면, AMF는 SMF로부터의 모든 N11 메시지가 수신된 후에 RAN에 하나의 N2 요청 메시지를 전송할 수 있다. 이러한 경우에, N2 요청 메시지는 N11 메시지들 각각에서 수신된 N2 SM 정보 및 AMF가 관련 SMF에 응답들을 연관시킬 수 있게 하는 정보를 포함한다.
10. (R)AN to UE: RAN은 활성화된 PDU 세션의 모든 QoS Flow에 대한 QoS 정보와 데이터 무선 베어러(Data Radio Bearers)에 따라 UE와 RRC 연결 재구성을 수행한다. 사용자 평면 보안은 이 단계에서 확립되며, 이것은 RAN 명세서에 자세히 기술된다.
RAN은 MM NAS 서비스 승인을 UE에 포워딩한다. UE는 5G CN에서 이용 가능하지 않은 PDU 세션들의 컨텍스트를 로컬로(locally) 삭제한다.
N1 메시지가 서비스 승인에 존재하고 임의의 PDU 세션이 재확립될 필요가 있음을 표시하면, UE는 서비스 요청 절차가 완료된 후 PDU 세션 재확립을 개시한다.
11. 사용자 평면 무선 자원이 셋업된 후, UE로부터의 업링크 데이터는 이제 RAN으로 포워딩될 수 있다. 5G RAN은 업링크 데이터를 단계 4에서 제공된 UPF 어드레스 및 터널 ID로 전송한다.
12. [조건부] (R)AN to AMF: N2 요청 Ack (N2 SM 정보(RAN 터널 정보, 활성화된 PDU 세션들에 대한 승인된 QoS 플로우들의 리스트, 활성화된 PDU 세션들에 대한 거절된 QoS 플로우들의 리스트). 이 단계는 RAN 명세서에서 상세히 기술된다.
메시지는 N2 SM 정보(들), 예를 들어, RAN 터널 정보를 포함할 수 있다. RAN은 AMF가 단계 5에서 별도의 N2 메시지를 전송한다면, 별도의 N2 메시지(예를 들어, N2 터널 설정 응답)로 N2 SM 정보를 응답할 수 있다.
다수의 N2 SM 정보가 단계 5에서 N2 요청 메시지에 포함되면, N2 요청 Ack는 다수의 N2 SM 정보 및 AMF가 관련 SMF에 응답들을 연관시킬 수 있게 하는 정보를 포함한다.
13. [조건부] AMF to SMF: 승인된 PDU 세션별 N11 메시지(N2 SM 정보(RAN 터널 정보), RAT 타입)) to the SMF.
AMF가 단계 8에서 N2 SM 정보를 (하나 또는 다수개) 수신하였다면, AMF는 N2 SM 정보를 관련 SMF로 포워딩해야 한다. UE 타임존(Time Zone)가 마지막으로 보고된 UE 타임존과 비교하여 변경되었다면, AMF는 이 메시지에 UE 타임존 IE 를 포함해야 한다.
14. [선택 사항] SMF에서 PCF로: 동적인 PCF가 배치되면, SMF는 IP-CAN 세션 수정을 시작하고 PCF에 새로운 위치 정보를 제공할 수 있다.
15a. [조건부] SMF to new intermediate UPF: N4 세션 수정 요청(RAN 터널 정보).
사용자 평면이 설정되거나 수정되려면, SMF는 N4 세션 수정 절차를 시작하고 RAN 터널 정보를 제공한다.
15b. [조건부] UPF to SMF: N4 세션 업데이트 응답.
16. [조건부] SMF to AMF: N11 메시지 ACK.
17a. [조건부] SMF to old intermediate UPF: N4 세션 해제 요청
이전 중간 UPF가 있다면, SMF는 단계 6b에서의 타이머가 만료된 후에 N4 세션 해제 요청(해제 이유)을 이전 중간의 UPF로 전송함으로써 자원 해제를 시작한다.
17b. Old intermediate UPF to SMF: N4 세션 해제 응답
이전 UPF는 N4 세션 해제 응답 메시지로 수령하여 자원 해제를 확인한다.
이하에서는 CM-CONNECTED 상태에서의 UE 트리거 서비스 요청 절차에 대해 살펴본다.
서비스 요청 절차는 CM-CONNECTED에서 5G UE에 사용되어 PDU 세션에 대한 사용자 평면 자원 확립을 요청한다.
UE가 항상 CM-CONNECTED 상태로 간주되고 사용자 평면 자원이 항상 활성 PDU 세션에 대해 확립되는 것으로 간주되는 액세스 네트워크 (일단 UE가 네트워크에 등록된 경우)에는 적용될 수 없다.
도 16은 본 발명에 적용될 수 있는 CM-CONNECTED 상태에서의 UE 트리거 서비스 요청 절차를 예시한다.
1. UE to (R)AN: MM NAS 서비스 요청(PDU 세션 ID(들)).
UE는 RRC 메시지로 캡슐화된 AMF를 향하는 NAS 서비스 요청 메시지를 RAN으로 전송한다. MM NAS 서비스 요청 메시지는 암호화되고 무결성 보호되어야 한다. NAS 서비스 요청 메시지의 PDU 세션 ID(들)는 UE가 활성화시키도록 선택하는 PDU 세션을 나타낸다.
2. (R)AN to AMF: N2 메시지 (MM NAS 서비스 요청). 이 단계의 세부 사항은 RAN 명세서에 기술되어 있다. 서비스 요청이 AMF에 의해 처리될 수 없다면, AMF는 서비스 요청을 거부한다.
(R)AN은 기존의 N2 연결을 기반으로 MM NAS 서비스 요청 메시지를 AMF로 포워딩한다.
3. [조건부] AMF to SMF: N11 메시지(PDU 세션 ID(들)).
AMF는 N11 메시지를 PDU 세션 ID(s)과 연관된 SMF(들)에 전송한다.
4. 새로운 위치 정보를 기반으로 SMF는 UPF 선택 기준을 체크한다. UE가 RAN에 접속하는 UPF의 서비스 영역 밖으로 이동하면, SMF는 새로운 중간(intermediate) UPF를 선택한다.
5a. [조건부] SMF to new intermediate UPF: N4 세션 확립 요청
SMF가 PDU 세션에 대해 새로운 중간 UPF를 선택하면, N4 세션 확립 요청 메시지가 새로운 중간 UPF로 전송되어 패킷 탐지와 시행(Packet detection, enforcement)을 제공하고 T-UPF에 설치될 규칙을 보고한다. 이 PDU 세션에 대한 PDU 세션 앵커(anchor) 정보는 또한 T-UPF에 제공된다.
5b. new UPF to SMF: N4 세션 확립 응답
새로운 UPF는 SMF에 N4 세션 확립 응답 메시지를 보낸다. UPF가 CN 터널 정보를 할당하면, UPF는 CN DL 터널 정보 및 UL 터널 정보(즉, CN N3 터널 정보)를 SMF에 제공한다. SMF는 타이머를 시작하여 단계 17a에서 리소스가 있으면 이전 UPF에서 리소스를 해제하는 데 사용된다.
6a. [조건부] SMF to UPF (PSA): N4 세션 수정 요청
SMF는 N4 세션 수정 요청 메시지를 PDU 세션 앵커 UPF, UPF(PSA)에 전송하여, DL 터널 정보를 새로운 중간 UPF에 대해 제공한다.
6b. UPF (PSA) to SMF: N4 세션 수정 응답
UPF (PSA)는 SMF에 N4 세션 수정 응답 메시지를 전송한다.
7. [조건부] SMF to AMF: N11 메시지(N2 SM 정보(PDU 세션 ID, QoS profile, CN N3 터널 정보, S-NSSAI)) to the AMF.
SMF는 N2 SM 정보를 생성하고 N11 메시지를 AMF에 전송하여 PDU 세션에 대한 사용자 평면(들)을 확립한다. N2 SM 정보는 AMF가 RAN에 제공해야하는 정보를 포함한다.
8. [조건부]AMF to (R)AN: N2 요청(SMF로부터 수신한 N2 SM 정보(QoS profile, CN N3 터널 정보), MM NAS 서비스 승인).
다수의 SMF를 포함하는 다수의 PDU 세션이 있는 경우, AMF는 단계 3b에서 모든 SMF로부터 응답을 기다릴 필요는 없다.
9. (R)AN to UE: RAN은 PDU session의 모든 QoS Flow에 대한 QoS 정보와 활성화된 데이터 무선 베어러(Data Radio Bearers)에 따라 UE와 RRC 연결 재구성을 수행한다.
RAN은 MM NAS 서비스 수락을 UE에 포워딩한다.
10. 선택된 PDU 세션에 대한 사용자 평면 무선 자원이 셋업된 후, UE로부터의 업링크 데이터는 이제 RAN으로 포워딩될 수 있다. 5G RAN은 업링크 데이터를 단계 7에서 제공된 UPF 주소 및 터널 ID로 전송한다.
11. [조건부] (R)AN to AMF: N2 요청 Ack (N2 SM 정보(RAN 터널 정보, 활성화된 PDU 세션들에 대해 승인된 QoS 플로우들의 리스트, 활성화된 PDU 세션들에 대해 거절된 QoS 플로우들의 리스트). 이 단계는 RAN 명세서에 자세히 기술된다.
메시지는 N2 SM 정보(들), 예를 들어, RAN 터널 정보를 포함할 수 있다. RAN은 별도의 N2 메시지(예를 들어, N2 터널 설정 응답)로 N2 SM 정보에 응답할 수 있다.
12. [조건부] AMF to SMF: 승인된 PDU 세션별 N11 메시지(N2 SM 정보(RAN 터널 정보, 승인된 QoS 플로우들의 리스트, 거절된 QoS 플로우들의 리스트)) to the SMF.
13. [선택 사항] SMF에서 PCF로: 동적인 PCC가 배치되면, SMF는 IP-CAN 세션 수정을 시작하고 PCF에 새로운 위치 정보를 제공할 수 있다.
14a. [조건부] SMF to UPF: N4 세션 업데이트 요청(RAN 터널 정보 및 승인된 QoS 플로우들의 리스트).
사용자 평면이 설정되거나 수정되면, SMF는 N4 세션 수저 절차를 시작하고 RAN 터널 정보를 제공합니다.
14b. [조건부] UPF to SMF: N4 세션 업데이트 응답.
15. [조건부] SMF to AMF: N11 메시지 ACK.
16a. [조건부] SMF to old UPF (intermediate): N4 세션 해제 요청
이전 UPF (intermediate)가 있는 경우, SMF는 단계 6b에서의 타이머가 만료된 후에 이전 UPF로 N4 세션 해제 요청(해제 원인)을 보내 자원 해제를 시작한다.
16b. Old UPF (intermediate) to SMF: N4 세션 해제 응답
이전 UPF (intermediate)는 N4 세션 해제 메시지로 응답하여 자원들의 해제를 확인한다.
이하에서는, 네트워크 트리거(triggered) 서비스 요청 절차에 대해 후술한다. 본 절차는 네트워크 슬라이싱을 지원하는데 필요한 측면들(aspects)을 포함하고, UPF 로부터 MT UP 데이터 도착(arrival)까지의 알림을 포함해야 한다.
이 절차는 네트워크가 UE와 신호로 통신(예를 들어, UE 로의 N1 시그널링, Mobile-terminated SMS, 모바일 착신 사용자 데이터를 전달하기 위한 PDU 세션 사용자 평면 자원 확립)할 필요가 있을 때 사용된다. UE가 CM IDLE 상태 또는 CM-CONNECTED 상태에 있다면, 네트워크는 네트워크 트리거 서비스 요청 절차를 시작한다. UE가 CM IDLE 상태에 있고 비동기식 통신이 활성화되지 않은 경우, 네트워크는 (R)AN/UE로 페이징 요청을 전송한다. 페이징 요청은 UE에서 서비스 요청 절차를 트리거한다. 비동기식 통신이 활성화되면, 네트워크는 수신된 메시지를 저장하고, UE가 CM-CONNECTED 상태로 진입할 때 이 메시지를 (R)AN 및/또는 UE(즉, 컨텍스트를 (R)AN 및/또는UE와 동기화시키는 (R)AN 및/또는 UE)로 포워딩한다.
도 17은 본 발명에 적용될 수 있는 네트워크 트리거 서비스 요청 절차를 예시한다.
1. UPF가 PDU 세션의 DL 데이터를 수신하고 PDU 세션에 대해 UPF에 저장된 (R)AN 터널 정보가 없을 때, UPF는 UPF가 DL 데이터를 버퍼링하지 않도록 SMF에 의해 미리 통지되지 않는 것을 제외하고는, DL 데이터를 버퍼링한다.
2a. UPF to SMF: 데이터 알림(Notification)(PDU 세션 ID, 우선 순위(Priority)).
- 제1 DL 데이터 패킷의 도착 시에, SMF가 UPF에 미리 통지하지 않아서 SMF에 데이터 알림을 보내지 않는 경우(다음 단계들이 스킵된 경우), UPF는 SMF에 데이터 알림 메시지를 보내야 한다.
- UPF가 PDU 세션에 대한 임의의 이전 데이터 알림에서 사용된 것과 동일한 또는 더 낮은 우선 순위를 갖는 동일한 PDU 세션에서 QoS 플로우에 대한 추가 다운링크 데이터 패킷을 수신하면, UPF는 새로운 데이터 알림을 전송하지 않고 이들 다운링크 데이터 패킷을 버퍼링한다. UPF가 PDU 세션에 대한 임의의 이전 데이터 통보에 사용된 것보다 높은 우선 순위를 갖는 동일한 PDU 세션에서 QoS 플로우에 대한 추가 다운링크 데이터 패킷을 수신하면, UPF는 데이터 통보 메시지를 더 높은 우선 순위를 나타내는 SMF에 전송해야 한다.
- 페이징 정책 차별화 특징(Paging Policy Differentiation feature) 이 UPF에 의해 지원되며 이 N4 세션에 대해 SMF에 의해 활성화되면, UPF는 또한 DL 데이터 패킷의 IP 헤더로부터의 TOS(IPv4)/TC(IPv6) 값에 DSCP를 포함해야 한다.
- SMF가 UPF에 사용자 평면이 확립(establish)되기를 기다리면서 새로운 AMF로부터 UE를 서비스하는 새로운 AMF를 통지하는 N11 메시지를 수신하면, SMF는 새로운 AMF에만 데이터 알림 메시지를 재전송한다.
2b. SMF to UPF: 데이터 알림 Ack.
3a. SMF to AMF: N11 메시지(UE 영구(Permanent) ID, PDU 세션 ID, N2 SM 정보(QoS profile, CN N3 터널 정보), 우선 순위).
데이터 알림 메시지의 수신 시에, SMF가 UE가 접근 불가능하다는 것을 미리 통지받지 못했다면, SMF는 AMF를 결정하고 N11 메시지(UE 영구 ID, PDU 세션 ID, N2 SM 정보(PDU 세션 ID, QoS profile, CN N3 터널 정보, S-NSSAI), 우선 순위Priority, 페이징 정책 지시)를 단계 2a의 일부로서 데이터 알림 메시지에서 수신된 우선 순위 및 PDU 세션 ID를 포함하는 AMF에 송신한다.
SMF가 사용자 평면 연결이 활성화되기를 기다리면서 동일한 PDU 세션에 대한 그러나 이 PDU 세션에 대한 임의의 이전 데이터 통보에 나타난 것보다 높은 우선 순위를 갖는 임의의 추가 데이터 알림 메시지를 수신하면, SMF는 AMF에 더 높은 우선 순위를 나타내는 새로운 N11 메시지와 PDU 세션 ID를 송신한다.
SMF가 사용자 평면이 활성화되기를 기다리는 동안 SMF가 N11 메시지를 보낸 AMF 이외의 다른 AMF로부터 N11 메시지 응답을 수신하면, SMF는 N11 메시지를 이 AMF에 보낸다.
페이징 정책 차별화(Paging Policy Differentiation)를 지원할 때, SMF는, 데이터 알림 메시지를 트리거한 다운링크 데이터와 관련된 페이징 정책 지시(Paging Policy Indication)를 N11 메시지에 지시한다.
AMF는 다른 네트워크 기능들로부터 UE/RAN(예를 들어, 네트워크 개시 분리(network initiated detach), SMF 개시(initiated) PDU 세션 수정)을 향한 시그널링을 야기하는 요청 메시지(들)를 수신할 수 있다. UE가 CM-CONNECTED 상태에 있고 AMF가 N1 메시지만을 UE에 전달하는 경우, 플로우(flow)는 아래의 단계 7에서 계속된다.
3b. [조건부] The AMF responds to the SMF.
UE가 CM-IDLE 상태에 있고, AMF가 UE가 페이징에 접근할 수 없다고 결정하면, AMF는 N11 메시지를 SMF에 또는 단계 3a에서 AMF가 요청 메시지를 수신하여 UE가 접근할 수 없다는 것을 나타내는 다른 네트워크 기능들에 전송해야 하고, 또는 AMF는 비동기식 통신을 수행하고 상기 N11 메시지를 저장한다. 비동기식 통신이 호출되고 AMF가 N11 메시지를 저장하면, AMF는, UE가 접근가능할 때, 예를 들어, UE가 CM-CONNECTED 상태에 진입할 때, UE 및 (R)AN과 통신을 시작한다.
UE가 MICO 모드에 있다면, AMF는 SMF로부터의 요청을 거부하고, SMF에게 UE가 접근 불가능하다는 것(SMF가 UE 접근 가능성에 가입하지 않는 경우) 을 SMF가 DL 데이터 알림을 AMF에 전송할 필요가 없다는 지시로 통지한다. AMF는 UE가 접근할 수 없다는 SMF에게 알려주는 지시를 저장한다.
이전 AMF가 N11 메시지를 수신할 때 AMF 변화가 있는 등록 절차가 진행중이면, 이전 AMF는 N11 메시지가 일시적으로 거부되었다는 지시로 N11 메시지를 거부할 수 있다.
3c. [조건부] SMF responds to the UPF
SMF는 사용자 평면 설치 실패에 대해 UPF에 알릴 수 있다.
SMF가 AMF로부터 UE가 접근할 수 없다는 지시를 수신하면, SMF는 네트워크 정책들에 기반하여,
- UPF에 데이터 통지의 전송을 중지하고 및/또는 DL 데이터의 버퍼링을 중지하는 것을 나타낼 수 있고 또는 확장 버퍼링을 적용할 수 있고, 또는
- UE가 MICO 모드에 있는 동안 AMF에 DL 데이터에 대한 추가 N11 메시지를 전송하는 것을 억제할 수 있다.
SMF로부터 요청된 N11 메시지가 일시적으로 거부되었다는 정보를 수신하고, UPF로부터 다운링크 데이터 통지를 수신하면, SMF는 확장 버퍼링을 적용하도록 UPF에 요청할 수 있다.
4. [조건부] AMF는 페이징 메시지를 (R)AN 노드에 전송한다.
UE가 CM-CONNECTED 상태에 있으면, AMF는 UE 트리거 서비스 요청 절차(도 15)에서 단계 5 내지 12를 수행하여 이 PDU 세션에 대한 사용자 평면 연결을 활성화한다(즉, 무선 자원들 및 N3 터널을 확립한다). 이 절차의 나머지 부분은 생략된다.
4. UE가 RM-REGISTERED 상태 및 CM-IDLE 상태에 있고 접근가능하면, AMF는 페이징메시지(페이징을 위한 NAS ID, 등록 영역 리스트, 페이징 DRX 길이, 페이징 우선 순위 지시)를 UE가 등록 된 등록 영역(들)에 속하는 (R)AN 노드(들)에 전송한다.
페이징 정책 차별화를 지원할 때, AMF는 페이징 요청 메시지에 페이징 정책 지시를 포함할 수 있다.
페이징 전략(Paging strategies)은 이용 가능한, 그리고 다른 PDU 세션 컨텍스트 정보가 N11 메시지에서 수신된 PDU 세션 ID에 의해 식별될 때 DNN, 페이징 정책 지시(Paging Policy Indication), SMF로부터의 PDU 세션 IDs의 다양한 조합에 대해 AMF에서 구성될 수 있다.
페이징 전략(Paging strategies)은:
- 페이징 재전송 방식 (예를 들어, 페이징이 반복되는 빈도 또는 어떤 시간 간격으로);
- 특정 AMF 고부하 조건 동안 페이징 메시지를 (R)AN 노드들로 전송할지 여부를 결정하는 것;
- 하위 영역 기반 페이징 (예를 들어, 마지막으로 알려진 cell-id 또는 TA에서의 첫 번째 페이지 및 등록된 모든 TA에서의 재전송)을 적용할지의 여부를 포함할 수 있다.
AMF 및 (R)AN은 다음의 수단들 중 하나 또는 몇 가지에 의해 UE를 성공적으로 페이징하는데 사용되는 시그널링 로드(signalling load) 및 네트워크 자원을 감소시키기 위해 추가의 페이징 최적화를 지원할 수 있다:
- AMF에 의해 특정 페이징 전략들(예를 들어, N2 페이징 메시지가 UE를 마지막으로 서브하는(serve) (R)AN 노드들로 전송되는)을 구현한다;
- AMF에 의해 CM-IDLE 상태로의 전이시에 추천 셀에 관한 정보 및 (R)AN에 의해 제공된 RAN 노드들을 고려하는 것이다. AMF는 이 정보의 (R)AN 노드 관련 부분을 고려하여 페이징될 (R)AN 노드를 결정하고 이들 (R)AN 노드들 각각에 N2 페이징 메시지 내의 추천 셀에 대한 정보를 제공한다;
- (R)AN에 의해 페이징시 AMF에 의해 제공된 Paging Attempt Count 정보를 고려한다.
페이징 정보에 대한 UE 무선 능력(UE Radio Capability)이 AMF에서 이용 가능하다면, AMF는 N2 Paging 메시지의 페이징 정보에 대한 UE 무선 능력을 (R)AN 노드들에 추가한다.
페이징 (Paging)을 위한 추천 셀 및 (R)AN 노드에 관한 정보가 AMF에서 이용가능하다면, AMF는 이 정보를 고려하여 페이징을 위한 (R)AN 노드를 결정해야 하고, AMF는 (R)AN 노드를 페이징할 때 추천 셀에 대한 정보를 (R)AN 노드로 투명하게 전달할 수 있다.
AMF는 N2 페이징 메시지(들)에 페이징 시도 카운트(Paging Attempt Count) 정보를 포함할 수 있다. 페이징 시도 카운트 정보는 페이징을 위해 AMF에 의해 선택된 모든 (R)AN 노드들에 대해 동일해야한다.
5. [조건부] The (R)AN node pages the UE.
(R)AN 노드가 AMF로부터 페이징 메시지를 수신하면, UE는 (R)AN 노드에 의해 호출된다.
6. [조건부] AMF to SMF: N11 메시지 ACK.
AMF는 타이머로 페이징 절차를 감독한다. AMF가 UE로부터 페이징 요청 메시지에 대한 어떠한 응답도 수신하지 않으면, AMF는 단계 3에 기술된 임의의 적용 가능한 페이징 전략에 따라 추가 페이징을 적용할 수 있다.
AMF가 UE로부터 어떠한 응답도 수신하지 못하면, AMF는 UE를 접근불가능으로 간주하고 SM N2 메시지는 (R)AN로 라우팅될 수 없다. 그래서, AMF가 UE가 응답하는 것을 방지하는 진행중 MM 절차(ongoing MM procedure)를 알고 있지 않는 한, 즉, AMF가 UE가 다른 AMF와 등록 절차를 수행하는 것을 나타내는 N14 컨텍스트 요청 메시지를 수신하지 않는 한, AMF는 적절한 “실패 이유”(예를 들어, UE 접근 불가능)을 갖는 "N11 메시지 거절"를 SMF 또는 다른 네트워크 기능들로 리턴하여 "메시지 라우팅 서비스"의 실패를 나타낸다.
"N11 메시지 거절"이 수신될 때, SMF는 UPF에 알린다.
7. UE가 페이징 요구의 수신 시에 CM-IDLE 상태에 있을 때, UE는 UE 트리거 서비스 요청 절차(도 15)를 시작한다. 도 15의 단계 4a에서, AMF는 N11 메시지를 MM NAS 서비스 요청 메시지에서 PDU 세션 ID(s)에 의해 식별된 PDU 세션과 연관된 SMF로 전송한다. 그러나, 단계 3a에서는 N11 메시지를 수신한 것이 SMF가 아니다.
8. UPF는 서비스 요청 절차를 수행한 (R)AN 노드를 통해 버퍼링된 다운링크 데이터를 UE로 송신한다.
절차가 단계 3a에서 설명한 다른 네트워크 엔터티들(entities)로부터의 요청으로 인해 트리거 된다면, 네트워크는 하향링크 시그널링을 전송한다.
도 18은 본 발명에 적용될 수 있는 CM-IDLE에서의 NAS를 통한 MO SMS 전송 절차를 예시한다.
1. CM_IDLE 모드 하에 있는 UE가 업링크 SMS 메시지를 전송하려고 한다면, UE 및 네트워크는 도 15에서 정의된 바와 같이 UE 트리거된 서비스 요청 절차를 먼저 수행하여 AMF에 NAS 시그널링 연결을 확립한다.
2. UE는 SMS 메시지가 CP-DATA/RP-DATA/TPDU/SMS-SUBMIT 부분들로 이루어진 바와 같이 전송될 SMS 메시지를 작성한다. SMS 메시지는 NAS 메시지가 SMS 전송을 위한 것임을 나타내는 표시로 NAS 메시지에 캡슐화된다. UE는NAS 메시지를 AMF에 전송하다. AMF는 SMS 메시지 및 SPUI를 업링크 유닛 데이터 메시지를 사용하여 N17을 통해 UE를 서비스하는 SMSF에 포워딩하여 SMSF 정확한 charging record를 생성하게 하고, AMF는 IMEISV, 로컬 타임존 (local time zone), 및 UE의 현재 TAI 및 x CGI(UE's current TAI and x CGI)를 추가한다. AMF는 다운링크 유닛 데이터 메시지를 사용하여 SMSF로부터의 SMS Ack 메시지를 UE에 포워딩한다.
3-5. 이는 TS 23.040 [7]에서 정의된 기존 절차를 기반으로한다.
6. SMSF는 다운링크 NAS 전송(Downlink NAS transport)을 통해 UE에 포워딩된 다운링크 유닛 데이터 메시지를 통해 AMF에 전달 보고서를 포워딩한다.
7. 더 이상 SMS 데이터가 UE로 포워딩되지 않을 때, SMSF는 AMF에게 이 SMS transaction을 종료하도록 요청한다.
도 19는 본 발명에 적용될 수 있는 CM-IDLE에서의 한 단계 접근(one step approach)을 이용한 MO SMS 절차를 예시한다. 특히, 도 19는 UE가 한 단계 접근 방식으로 CM-IDLE 모드에 있을 때 NAS 전송을 사용하는 UE 발신형 SMS 메시지에 대한 절차를 보여준다.
UE는 초기 NAS 메시지에서 NAS 전송을 수행할 수 있도록 등록 절차(registration procedure)동안 요청할 수있다. AMF는 그의 능력 및 로컬 구성을 토대로 승인할지 거부할지를 결정한다.
1. 성공적인 협상(negotiation) 후에, UE가 CM-IDLE 모드에 있고 UE가 NAS를 통해 SMS를 전송할 필요가 있을 때, UE는 초기 NAS 메시지에서 페이로드 타입(Payload Type) 및 SMS 페이로드를 전송할 수 있다.
2. AMF는 UE 초기 NAS 메시지를 수락 또는 거부하는 초기 NAS 메시지에 대한 응답을 전송한다.
CM-CONNECTED 모드 절차에서의 MO SMS는 UE 트리거 서비스 요청 절차없이 CM-IDLE 모드에서 MO SMS를 재사용함으로써 규정된다.
5GS MM
5GS 이동성 관리(mobility management)(5GMM) 하위 계층의 주요 기능은 일반 메시지 전송뿐만 아니라 UE의 식별, 보안, 이동성을 지원하는 것이다.
5GMM 하위 계층의 또 다른 기능은 다른 하위 계층(들)에 연결 관리 서비스를 제공하는 것이다.
1. 5GMM 절차의 타입
어떻게 개시되는지에 따라 3 가지 타입의 5GMM 절차들이 구별될 수 있다:
1) 5GMM 일반적인 절차들
이 타입에 속하는 절차들은 AMF가 UE 구성을 변경하고자 할 때, 네트워크 또는 UE에 의해 개시되어 5GMM 메시지 및/또는 임의의 다른 캡슐화된 메시지(들), 예를 들어, SMS를 운반하는데 사용된다. 이 타입에 속하는 절차들은 다음과 같다:
네트워크에 의해 개시된 절차들:
- 네트워크-개시 SM 메시지 전송;
- 네트워크-개시 non-SM 메시지 전송;
- 네트워크-개시 NAS 전송;
- 일반적 UE 구성 업데이트.
UE에 의해 개시된 절차들:
- UE-개시 SM 메시지 전송;
- UE-개시 non-SM 메시지 전송;
- UE-개시 NAS 전송.
2) 5GMM 특정한 절차들
언제라도 단지 하나의 UE-개시 5GMM 특정 절차가 UE가 캠핑하고 있는 액세스 네트워크(들) 각각에 대해 실행될 수 있다. 이 타입에 속하는 절차들은 UE에 의해 개시되어, 예를 들어, 5GS 서비스용 네트워크에 등록하고 5GMM 컨텍스트를 설정하고, UE의 위치/파라미터(들)를 업데이트하는 데 사용된다. 이 타입에 속하는 절차들은 다음과 같다:
- 등록(registration).
UE 또는 네트워크에 의해 개시되고 5GS 서비스용 네트워크로부터 등록을 취소하고 5GMM 컨텍스트를 해제하는데 사용됨:
- 등록 취소(de-registration).
3) 5GMM 연결 관리 절차들:
이 타입에 속하는 절차들은 UE에 의해 개시되어 네트워크로의 보안 연결을 확립하거나 또는 데이터 전송을 위해 자원 예약을 요청하는데 사용되거나 또는 둘 다에 사용된다:
- 서비스 요청.
서비스 요청 절차는 UE가 캠핑하고 있는 액세스 네트워크(들) 각각에 대해 UE-개시 5GMM 특정 절차가 진행되지 않는 경우에만 개시될 수 있다.
이 타입에 속하는 절차들은 네트워크에 의해 개시되어 N1 NAS 시그널링 연결의 확립을 요청하거나 네트워크 장애의 결과로서 필요하다면 재등록을 수행하도록 UE를 촉발하는 데 사용된다; non-3GPP 액세스 네트워크에는 적용할 수 없다:
- paging.
이하에서는 EPC에서의 서비스 요청 절차를 위한 EMM 및 ESM에 대해 후술한다. 하기는 EPC 종래 기술에서 (E)MM동작이 ESM에 영향을 받는 부분을 나타낸다. 서비스 요청 절차 관련 부분이다.
1. 네트워크에 의해 승인되지 않는 서비스 요청 장치
서비스 요청을 승인할 수 없으면, 네트워크는 UE에 적절한 EMM 이유 값을 포함하는 서비스 거절 메시지를 반환해야 한다.
MME는 EMM 이유 #39 “CS 서비스 일시적 이용불가”로 관련 서비스 요청을 거절함으로써 특정 영역 A에 대한 모바일 발신 CS 폴백 콜(mobile originating CS fallback calls)을 위한 MME 기반 액세스 제어를 수행하도록 구성될 수 있다.
구현 및 운영자 구성에 따라 영역 A는 MME 영역, 트래킹(tracking) 영역, 또는 eNodeB 서비스 영역의 세분성(granularity)으로 구성될 수 있다.
MME는 소정의 영역 A’에 대해 이 MME 기반 액세스 제어로부터 모바일 발신 CS 폴백 콜에 대한 서비스 요청을 면제하게 더 구성될 수 있는데, 다음의 경우이다:
- 서비스 요청이 EMM-IDLE 모드에서 개시된다; 및
- UE는 접속(attach) 또는 트래킹 영역 업데이트 절차 동안 모바일 발신 CS 폴백 콜을 위한 eNodeB 기반 액세스 제어의 지원을 지시했다
운영자는 영역 A’의 eNodeB가 CS 폴백 콜에 대해 eNodeB 기반 액세스 제어를 지원할 때 이 두 번째 옵션을 사용할 수 있다. 영역 A '는 영역 A의 일부 또는 영역 A의 전체일 수 있다. 모바일 발신 CS 폴백 콜에 대해 MME 기반 액세스 제어 및 eNodeB 기반 액세스 제어의 활성화를 조정하는 것은 운영자의 책임이다.
EMM 이유 값이 #39 “CS 서비스 일시적 이용불가”인 경우, MME는 SERVICE REJECT 메시지에 타이머 T3442에 대한 값을 포함해야 한다. 만약에 모바일 착신 CS 폴백 콜이 콜 확립동안 네트워크에 의해 중단되면, MME는 EMM 이유 값 #39 “CS 서비스 일시적 이용불가”을 포함해야 하고 타이머 T3442의 값을 ‘0’으로 설정해야 한다.
LIPA PDN 접속만을 가지고 있는 UE로부터의 서비스 요청이 명시된 이유들로 인해 수락되지 않으면, 수신된 서비스 요청에 따라 MME는 서비스 거절 메시지에 다음의 EMM 이유 값을 포함시켜야 한다:
- 수신된 서비스 요청이 CS 폴백 또는 1xCS 폴백으로 인한 것이 아니면, EMM 이유 값 #10 “암시적으로 분리됨”을 포함함; 또는
- 수신된 서비스 요청이 CS 폴백 또는 1xCS 폴백으로 인한 것이 아니면, EMM 이유 값 #40 “EPS bearer context 활성화되지 않음”을 포함함.
로컬 네트워크 PDN 연결에서 남아있는 SIPTO만을 가지고 있는 UE로부터의 서비스 요청이 명시된 이유들로 인해 수락되지 않으면, 수신된 서비스 요청에 따라 MME 다음을 수행해야 한다:
- 수신된 서비스 요청이 CS 폴백 또는 1xCS 폴백으로 인한 것이면, MME는 서비스 거절 메시지에 EMM 이유 값 #40 “EPS bearer context 활성화되지 않음” 을 포함해야 함; 또는
- 수신된 서비스 요청이 CS 폴백 또는 1xCS 폴백으로 인한 것이 아니면, MME는 서비스 요청 절차를 중단하고 UE에게 분리(detach) 타입 “re-attach 요구됨” 로 분치 요청 메시지를 전송해야 함.
이하에서는 EPC에서의 접속(attach) 절차를 위한 EMM 및 ESM에 대해 후술한다. 하기는 EPC 종래기술에서 (E)MM동작이 ESM에 영향을 받는 부분을 나타낸다. 접속 절차 관련 부분이다.
2. 네트워크에 의해 승인되지 않은 접속
네트워크에 의해 접속 요청이 승인될 수 없다면, MME는 적절한 EMM 이유 값을 포함하는 접속 거절 메시지를 UE에 전송해야 한다.
PDN 연결없는 EMM-REGISTERED가 UE 또는 MME에 의해 지원되지 않으면, 접속 요청은 PDN 연결 요청(CONNECTIVITY REQUEST) 메시지를 포함하고, 접속 절차는 다음과 같은 이유로 실패한다:
- 기본(default) EPS bearer 설정 실패;
- ESM 절차 실패; 또는
- 운영자 결정 차단(operator determined barring)은 접속 절차 동안에 디폴트 EPS 베어러 컨텍스트 활성화에 적용된다.
MME는 다음을 수행해야 한다:
- MME는 접속 거절 메시지를 ESM 메시지 컨테이너 정보 요소에 포함된 PDN 연결 거절 메시지와 결합시켜야 한다. 이 경우, 접속 거절 메시지의 EMM 이유 값은 #19 “ ESM 실패”로 설정되어야 한다; 또는
- MME는 PDN 연결 거절이 운영자 정책에 따라 ESM 원인 # 29에 기인한 경우라면 #15 “추적 영역에 적합한 셀 없음”로 설정된 EMM 이유 값을 가진 접속 거절 메시지를 전송해야 한다. 이 경우, 네트워크는 “E-UTRAN 허용되지 않음” 값을 갖는 확장 EMM 원인 IE를 추가로 포함할 수 있다.
3. 네트워크에 의해 승인되지 않은 결합 접속(Combined attach)
접속 요청이 EPS 서비스와 non-EPS 서비스를 위한 네트워크에 의해 수락될 수 없다면, MME는 적절한 EMM 원인 값을 포함하는 접속 거절 메시지를 UE에 전송해야한다. PDN 연결없이 EMM-REGISTERED가 UE 또는 MME에 의해 지원되지 않고 접속 요청이 PDN 연결 요청 메시지를 포함하고 접속 절차는 기본 EPS 베어러(default EPS bearer) 설정 실패, ESM 절차 실패 또는 운용자 결정 차단으로 인해 실패하면, MME는 다음을 수행해야 한다:
- MME는 접속 거절 메시지를 ESM 메시지 컨테이너 정보 요소에 포함된 PDN 연결 거절 메시지와 결합시켜야 한다. 이 경우, 접속 거절 메시지의 EMM 원인 값은 #19 “ ESM 실패”로 설정되어야 한다; 또는
- MME는 PDN 연결 거절이 운영자 정책에 따라 ESM 이유 # 29에 기인한 경우라면 #15 “추적 영역에 적합한 셀 없음”로 설정된 EMM 이유 값을 가진 접속 거절 메시지를 전송해야 한다. 이 경우, 네트워크는 “E-UTRAN 허용되지 않음” 값을 갖는 확장 EMM 원인 IE를 추가로 포함할 수 있다.
서비스 요청 절차를 위한 네트워크 핸들링 방법
앞서 도 15를 참조하여 상술한 서비스 요청 절차에 따르면, 서비스 요청 메시지에 PDU 세션 ID가 포함된 경우, 언제 서비스 승인(accept) 메시지(또는 서비스 거절(reject) 메시지)가 전송되어야 하는 지가 불분명하게 정의되어 있다(문제점 1).
또한, 상기 서비스 요청 절차의 9 단계에 따르면, 적어도 하나의 N2 SM(Session Management) 정보를 SMF로부터 수신한 경우, AMF는 해당 SMF로부터의 추가적인 N2 SM 정보의 전송을 기다리지 않고 수신한 상기 N2 SM 정보를 바로 (R)AN으로 전달한다. 이 경우, 해당 SMF로부터 전송된 추가적인 N2 SM 정보는 별도의(separate) N2 메시지(예를 들어, N2 터널 셋업 요청)를 통해 AMF에 의해 (R)AN으로 전달된다. 이러한 N2 SM 정보를 수신한 AN은 10 단계에서와 같이 RRC 연결 재설정 절차(reconfiguration procedure)를 수행하게 되는데, 이 경우에도 AN이 구체적으로 언제(예를 들어, 추가적인 N2 SM 정보까지 수신한 후에 개시할 것인지 여부 등) 또는 어떤 방식으로 연결 재설정 절차 동작을 수행할지가 불분명하게 정의되어 있다(문제점 2).
따라서, 본 명세서에서는 이렇듯 서비스 요청 절차에서의 불명확한 일부 단계/동작을 명확히 정의하기 위한 실시예들을 이하에서 제안하기로 한다.
이하에서 제안될 본 발명은 TS 23.502의 CM-IDLE 상태에서의 UE 트리거 서비스 요청(UE triggered Service Request in CM-IDLE state) 절차에 적용 가능한 실시예를 타겟하여 주로 기술되었으나 이에 한정되는 것은 아니며, TS 23.502의 CM-CONNECTED 상태에서의 UE 트리거 서비스 요청(UE triggered Service Request in CM-CONNECTED state) 절차와 TS 23.502의 등록 절차에도 적용될 수 있다. 특히, 해당 절차(들)에서 N1 메시지(예를 들어, 서비스 요청 메시지 또는 등록 요청 메시지)에 PDU 세션 ID 정보가 포함된 경우에 본 발명이 적용될 수 있다.
이하에서의 실시예는 서비스 요청 절차를 위주로 기술되었으나, TS 23.502의 등록 절차에 적용 시에는 메시지가 등록 절차에 맞는 메시지로 변환/대체되어 사용/적용될 수 있다. 예를 들면, 이하의 실시예들에서 서비스 요청 메시지, 서비스 승인 메시지 및 서비스 거절 메시지는 등록 요청 메시지, 등록 승인 메시지 및 등록 거절 메시지로 각각 변환/대체되어 사용/적용될 수 있다.
본 발명에서는 5G MM(Mobility management) 메시지 중 UE가 서비스 요청 메시지(또는 등록 (요청) 메시지) 전송 시의 AMF와 SMF간의 상호작용(interaction)을 중점으로 기술되었지만, 5G MM 메시지에 AMF가 아닌 다른 네트워크 기능으로 전송되는 모든 경우에 적용이 가능하다.
또한, 본 발명에서 5G MM 메시지로 5GS MM 절차 중 UE에 의해 개시되는 모든 절차의 5G MM 메시지가 적용될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 5G MM 메시지로서 서비스 요청 메시지, 등록 (요청) 메시지 이외에도, UL NAS 전달(transport) 메시지나 일반(generic) UE 설정 업데이트 등이 적용될 수 있다.
다만, 서비스 요청 메시지가 아닌 5G MM 메시지의 경우, 다음과 같은 차이점이 존재할 수 있다(단, 등록과 함께 PDU 세션 확립(establishment)을 동시에 수행하는 경우(예를 들어, EPC에서 TAU 절차 수행 시 활성화 플래그(active flag)가 설정되는 경우)의 5G MM 메시지는, 서비스 요청 메시지와 차이가 없을 수 있음). 예를 들어, 서비스 요청 메시지가 아닌 5G MM 메시지에는 PDU 세션 ID 대신, SM 메시지가 포함될 수 있다. 이러한 서비스 요청 메시지가 아닌 5G MM 메시지가가 SM 메시지와 함께 AMF로 전달된 경우, AMF는 N11 메시지에 해당 SM 메시지를 포함하여 SMF로 전달할 수 있다. 이 경우, SMF는 AMF로부터 수신한 N11 메시지에 대한 N11 응답 메시지에, UE로부터 수신한 SM 메시지에 대한 SM (응답) 메시지를 포함하여 전송한다. N11 응답 메시지를 수신한 AMF는, N11 응답 메시지에 포함되어 전송된 SM (응답) 메시지를 N1 응답 메시지에 포함하여 UE에게 전송한다.
이와 같은 차이점을 감안하여, 본 발명은 서비스 요청 메시지가 아닌 5G MM 메시지에도 동일/유사하게 적용될 수 있다.
또한, 본 발명에서 네트워크 기능은 AMF와 인터페이스를 갖는 모든 네트워크 기능을 의미할 수 있다. 예를 들면, 본 발명에서 네트워크 기능은 SMSF, PCF, UDM 및/또는 AUSF 등을 통칭할 수 있다.
또한, 본 발명에서는 AMF가 MM 요청(즉, 서비스 요청 메시지)와 함께 SM 관련 정보(예를 들어, PDU 세션 ID)를 수신한 경우, MM 요청은 승인한 경우를 가정한다. 즉, 본 발명은 AMF가 5GMM 관점에서 연결/이동성 관리에 대한 요청을 수락하고, N11 메시지를 SMF로 전송한 이후의 절차에 관한 발명이다. AMF가 MM 요청(예를 들어, 서비스 요청 메시지)과 함께 SM 관련 정보(예를 들어, PDU 세션 ID)를 수신하였으나 MM 요청을 거절하는 경우에는, SMF 결정에 상관없이(즉, SMF로의 N11 메시지 전송없이) MM 거절 메시지(예를 들어, 서비스 거절 메시지)를 UE에게 전송할 수 있다.
종래 기술에서 PDU 세션 ID 정보는 PDU 세션 ID로 기술되어 있지만, 본 발명에서 PDU 세션을 나타내는 다른 형태의 정보로 표현/시그널링될 수 있다. 예를 들면, PDU 세션 ID 정보는 PDU 세션 ID을 명시적/암시적으로 지시하도록 표현/시그널링되거나 비트맵 정보로 표현/시그널링될 수 있다.
서비스 요청 절차 중 UPF 재배치(relocation)가 발생하지 않는 시나리오로 결정되는 경우, AMF가 전송하는 N11 메시지에 대해서 SMF가 응답 시 N11 응답 메시지에 N1 SM 정보를 포함시키는 경우가 발생하지 않을 수 있다. 이러한 시나리오에 대하여, 본 발명에서 N1 SM 정보가 전송/포함되는 실시예는 제외하고 적용 가능하다.
발명 제안 1) 앞서 상술한 문제점 1을 해결하기 위한 동작 제안
UE가 서비스 요청 메시지와 함께 PDU 세션 ID를 네트워크에 전송하는 경우, AMF는 서비스 요청 메시지를 수신 및 처리(processing)하고 PDU 세션 ID를 전달할 SMF를 선택할 수 있다. 또한, AMF는 선택한 SMF에 해당 PDU 세션 ID가 포함된 N11 메시지를 전달할 수 있다. SMF는 N11 메시지에 포함된 PDU 세션 ID를 수신하면, PDU 세션 ID에 대응하는 PDU 세션의 확립(establishment)을 승인할지 또는 거절할지 여부를 결정하고, 이에 대한 승인/거절 응답 정보/메시지(N1 응답 정보/메시지에 해당)를 N11 응답 메시지에 포함하여 AMF에게 알려줄/전송할 수 있다. PDU 세션 확립의 승인/거절 결정은 SMF나 UPF의 상태/문제나 UE의 상태/문제를 기초로 결정될 수 있다.
이때, 아래와 같은 두 가지 경우가 가정될 수 있다.
1. AMF가 SMF로부터 수신한 N11 (응답) 메시지에 포함된 PDU 세션 ID에 대한 응답이 거절인지 승인인지 모르는 경우
2. AMF가 SMF로부터 수신한 N11 (응답) 메시지에 포함된 PDU 세션 ID에 대한 응답이 거절인지 승인인지 아는 경우
상기 1.의 경우, AMF는 PDU 세션 ID에 대한 응답이 승인인지 거절인지 모르기 때문에, SMF로부터의 응답에 무관하게 MM 응답 메시지에 대한 응답을 수행(예를 들어, 서비스 거절/승인 메시지 전송)할 수 있다. 하지만 이 경우, UE가 요청한 PDU 세션 ID에 대한 세션 확립이 성공하지 못했는데도 불구하고, UE는 MM 승인 메시지(예를 들어, 서비스 승인 메시지)를 수신할 수 있다. 이 경우, 요청한 모든 PDU 세션 ID에 대한 세션 확립이 성공하지 못한 경우에도, UE는 MM 승인 메시지를 수신할 수 있다. 그 결과, UE는 PDU 세션 확립을 통해 데이터를 송수신하고자 한 목적을 달성하지 못한 채, 서비스 승인 메시지를 수신하면서 NAS 시그널링 연결만 유지된 상태로 남게 된다. 이 상태에서, 만약 UE가 이전에 요청하였으나 거절된 PDU 세션과 동일한 PDU 세션의 확립을 재요청한다면, SMF로부터 다시 SM 거절을 받을 수 있다. 따라서, UE는 NAS 시그널링 연결이 있다고 해도, 동일한 SMF로 동일한 PDU 세션에 대한 요청을 할 수 없거나 일정 시간동안 요청이 제한될 수 있다. 이러한 이유로, PDU 세션 확립을 요청한 UE가 SMF로부터 SM 거절 메시지를 수신한 경우, NAS 시그널링 연결을 유지하는 것이 도움되지 않는다.
따라서, UE가 상기에 기술된 바와 같이 MM 승인 메시지(예를 들어, 서비스 승인 메시지)를 수신하여 NAS 시그널링 연결이 유지되는 경우에 발생할 수 있는 문제점, 즉, 불필요하게 UE가 EMM-CONNECTED 모드가 유지되고 네트워크의 불필요한 자원 낭비를 방지하기 위해서 다음의 동작을 수행할 수 있다.
1) UE가 NAS 시그널링 연결을 해지하기 위한 절차를 수행한다.
2) UE가 분리(detach) 요청 절차를 수행한다.
반대로, 상기 2. 의 경우, AMF는 PDU 세션 ID에 대한 응답이 승인인지 거절인지 알기 때문에, SMF로부터의 응답에 따라 MM 거절 혹은 MM 승인을 결정할 수 있다.
예를 들어, UE가 PDU 세션 ID와 함께 MM 요청 메시지(예를 들어, 서비스 요청 메시지)를 AMF로 전송한 경우, AMF는 MM 요청 (메시지)를 승인하고 SMF로 SM 메시지를 N11 메시지로 전달한 후 SMF로부터의 응답을 기다릴 수 있다. 이때, 모든 SMF로부터의 응답이 PDU 세션 확립에 대한 거절을 포함하는 경우, AMF는 MM 요청에 대한 승인 결정에 상관없이 MM 거절을 결정하여 MM 거절 메시지를 UE에게 전송할 수 있다.
한편, 상기 2. 의 실시예에서 세부적으로 AMF가 PDU 세션의 확립(또는 UE가 요청한 PDU 세션 ID에 대한 응답)이 거절인지 승인인지만 인지할 수 있는 경우와 이외에 추가적으로 거절 이유까지 인지할 수 있는 경우로 나눌 수 있다. 본 발명에서는 특별한 언급이 없는 경우, AMF는 PDU 세션 확립(또는 UE가 요청한 PDU 세션 ID에 대한 응답)이 거절인지 승인인지만 구분 가능한 것으로 가정하나, 이에 제한되는 것은 아니다.
세부 발명 제안 0)에서는 상기 1. 과 2. 에 모두 적용 가능한 발명 제안을, 세부 발명 제안 1)에서는 ‘AMF가 SMF로부터 수신한 N11 (응답) 메시지에 포함된 SM 메시지가 (요청된 PDU 세션 ID에 대한) 거절인지 승인인지 아는 경우(즉, 상기 2.)’에 대한 세부적인 발명을 제안하고자 한다.
세부 발명 제안 0)
SMF는 PDU 세션 ID에 대한 SM 거절을 포함하여 N11 응답 메시지를 AMF로 전송하는 경우, AMF가 하기의 이유로 거절하는 경우와 다른 이유로 거절하는 경우를 구분할 수 있도록 별도의 지시를 AMF로 전송해주거나 또는 거절 이유를 N11 응답 메시지의 IE로 포함하여 AMF로 전송해줄 수 있다.
- 거절 이유가 UE의 문제가 아닌, SMF 자체의 문제인 경우(예를 들면, SMF가 혼잡(congestion)하거나(이 경우, “SMF 혼잡”이나 “SMF 재선택이 요구됨(reselection is required)”와 같은 거절 이유 사용/시그널링 가능), UE가 요청한 DNN이나 UE의 요청을 처리하기 위해 다른 NF과의 상호작용이 필요한데, 해당 NF과의 인터페이스가 존재하지 않거나 일시적인 문제로 연결되지 않는 경우 등); 또는
- SMF를 재선택으로 문제가 해결될 수 있는 경우.
이 경우, SMF는 “SMF 혼잡”, “SMF 재선택이 요구됨” 또는 “대응하는 NF에 도달 불가(not reachable)”과 같은 거절 이유나 지시를 AMF가 인식할 수 있도록 N11 응답 메시지에 포함시켜 전송할 수 있다.
이를 수신한 AMF는, SMF의 재선택으로 문제 해결 가능하고 다른 대체(alternative)/새로운(new) SMF가 존재하는 경우, UE와의 별도의 상호작용없이도 UE로부터 받았던 N1 메시지에 포함되었던 SM 메시지(즉, 이전(old) SMF에 의해 거절되었던 SM 메시지)를 N11 메시지에 포함시켜 대체/new SMF로 전송할 수 있다.
이때, AMF가 UE로부터 N1 메시지를 수신한 후 이에 대한 응답(예를 들어, N1 응답 메시지 또는 DRB 확립)를 UE에게 전달하기까지의 시간은, UE가 N1 메시지 전송의 성공 여부를 확인하기 위해 설정/시작한 타이머 값보다는 작아야 한다. 그렇지 않으면 AMF가 응답을 UE에게 전송하기 전에 UE의 N1 메시지의 재전송이 발생할 수 있고, 이로 인해 AMF의 상기 동작이 re-set되어 불필요한 시그널링만 발생시킬 수 있기 때문이다. 따라서, 이를 고려하여, AMF는 SMF를 재선택한 동작부터 재선택한 SMF로부터 N11 응답 메시지를 받아 이를 UE에게 응답/전달하기까지의 동작이 UE의 N1 메시지 재전송 전에 발생할/수행될 수 있도록 해야 한다.
상기 실시예는 SMF와 UDF간의 상호작용에도 적용될 수 있다. 예를 들어, 도 15의 6a, 6b 단계나 7a, 7b 단계 수행 시 상기 제안된 실시예가 적용될 수 있다.
이상으로, SMF 재선택으로 이전(old) SMF로 부터의 SM 거절 문제 원인을 해결할 수 있는 방안에 대해 살펴보았다.
이와 유사하게, SMF가 N11 응답 메시지를 통해 거절 이유나 거절 이후의 MM 동작과 관련된 가이드를 AMF에 제공함으로써, AMF 후속 처리/동작에 도움을 줄 수도 있다.
세부 발명 제안 1-1) 서비스 승인 메시지를 전송하는 조건
옵션 1) AMF가 도 15의 서비스 요청 절차의 4 단계에서 N11 메시지를 전송한 모든 SMF로부터의 응답을 기다렸다가, 모든 SMF로부터의 응답을 확인한 후 서비스 승인 또는 거절 메시지에 그 응답을 포함하여 전송하는 경우가 고려될 수 있다. AMF는 N11 메시지를 전송한 모든 SMF로부터의 응답을 확인한 결과에 따라 다음과 같이 동작할 수 있다:
1. AMF가 N11 메시지로 전송한 PDU 세션 ID에 대한 SM 요청(예를 들어, PDU 세션 확립 요청)에 대한 응답으로, SMF로부터 SM 승인을 포함하거나 이를 의미하는 N11 응답 메시지를 하나라도 수신한 경우, AMF는 MM 승인 메시지(예를 들어, 서비스 승인 메시지)를 UE에게 전송할 수 있다.
2. AMF가 N11 메시지로 전송한 PDU 세션 ID에 대한 SM 요청(예를 들어, PDU 세션 확립 요청)에 대해서, SMF로부터 SM 승인을 포함하거나 이를 의미하는 N11 응답 메시지를 하나도 수신하지 못한 경우(즉, 모든 SMF로 부터의 응답이 SM 거절이거나 ‘응답 없음(no response)’인 경우), AMF는 MM 거절 메시지(예를 들어, 서비스 거절 메시지)를 UE에게 전송할 수 있다.
3. AMF는 SMF로부터의 응답과 무관하게 서비스 응답 메시지로서 항상 서비스 승인 메시지를 전송할 수도 있다. 이때, PDU 세션이 SMF에 의해 거절된 경우, 서비스 승인 메시지에는 거절된 PDU 세션 ID 및 이에 대한 거절 이유가 포함되어 단말에 전송될 수 있다.
옵션 2)
AMF는, 도 15의 서비스 요청 절차의 4 단계에서 SMF로 전송한 N11 메시지에 대한 N11 응답 메시지를 8 단계에서 수신할 수 있다. 수신한 N11 응답 메시지 중 하나 이상이 N1 SM 정보 및/또는 N2 SM 정보를 포함하고 있으면, AMF는 서비스 요청 절차의 성공으로 간주할 수 있다. 즉, N1 SM 정보 및/또는 N2 SM 정보가 포함된 첫 N11 (응답) 메시지를 수신한 순간, AMF는 서비스 요청 절차를 성공으로 판단한다. 여기서, N1 SM 정보는, UE에 대한 SMF의 SM 응답 정보이며, N2 SM 정보는 NG-RAN에 대한 SMF의 SM 응답 정보에 해당할 수 있다.
옵션 2의 경우, 서비스 승인 메시지가 빠른 시간 안에 UE에 전송되므로, UE가 신속하게 서비스 요청 절차의 성공 여부를 판단할 수 있다는 장점을 갖는다.
N1 SM 정보 및/또는 N2 SM 정보가 포함된 첫 N11 (응답) 메시지를 수신하면, AMF는 서비스 승인 메시지를 UE에게 전송할 수 있다. 이와 함께, 이하의 시그널링 최적화(signalling optimization) 실시예가 적용될 수 있다.
[시그널링 최적화 실시예](상기 옵션 1과 2에 공통으로 적용 가능)
앞서 상술한 바와 같이, AMF가 UE가 요청한 PDU 세션 ID에 대한 SM 승인을 포함/의미하는 N1 SM 정보 및/또는 N2 SM 정보가 포함된 첫 N11 (응답) 메시지를 SMF로부터 수신한 경우(즉, 서비스 승인 메시지의 전송 조건을 만족하는 경우), 서비스 승인 메시지의 시그널링 오버헤드를 줄이기 위해 AMF는 서비스 승인 메시지를 시그널링/전송하지 않을 수 있다. 대신, UE는 도 15의 10 단계에서 수행되는 RRC 연결 재설정으로 생성되는 DRB(Data Radio Bearer)를 통해 서비스 요청 절차의 성공 여부를 판단할 수 있다. 즉, UE-AS(UE-RRC) 계층은 DRB가 성공적으로 확립되면 ‘사용자 계층 베어러 확립(User plane bearer establishment)’ 지시를 UE-NAS 계층으로 전송할 수 있으며, 이를 통해 UE-NAS 계층은 서비스 요청 절차가 성공하였음을 인지할 수 있다.
하기에 기술되는 [N11 (응답) 메시지 구성 방법], [N11 응답 메시지 수신 실패를 판단하는 방법], [N1 (응답) 메시지의 구성 방법], [MM 거절 메시지(예를 들어, 등록 거절 메시지 또는 서비스 거절 메시지)를 전송하는 방법]은 상술한 옵션 1과 2 에 공통적으로 적용될 수 있다.
[N11 응답 메시지의 구성 방법] (옵션 1과 2 공통)
도 15 서비스 요청 절차의 4 단계에서 AMF가 SMF로 전송한 N11 메시지에 대한 응답은 다음 중 하나와 같을 수 있다:
A. 하기의 정보 중 적어도 하나를 포함하는 N11 (응답) 메시지가 전송됨:
A-1) N1 SM 정보;
A-2) N2 SM 정보; 및/또는
A-3) 거절 이유
B. N11 (응답) 메시지가 수신되지 않음 (N11 응답 메시지 수신에 실패한 경우)
N1 SM 정보는 N11 (응답) 메시지에 포함되어 전송될 수 있는데, 이때 SMF가 N1 SM 정보를 시그널링/구성하는 형태에 따라 다음과 같은 옵션들이 존재할 수 있다.
- N1 SM 정보가 N11 (응답) 메시지의 컨테이너(container_ 형태로 포함;
- N1 SM 정보를 전송하기 위한 별도의 SM 메시지를 생성 후, 이 SM 메시지를 N11 (응답) 메시지의 컨테이너 형태로 포함.
추가로, N11 (응답) 메시지에 거절 이유가 포함되는 경우에도 상기 N1 SM 정보가 포함되는 경우와 같은 동일한 옵션이 고려될 수 있다. 이때, 상기 3) 거절 이유도 N1 SM 정보로서 UE에 전달될 수 있다. 이 경우, N1 SM 정보가 UE가 요청한 PDU 세션 ID에 대한 승인을 포함/의미하는지 또는 거절을 포함/의미하는지를 AMF가 구분할 수 있도록 하기 위한 지시가 별도로 N11 (응답) 메시지에 포함될 수 있다(AMF는 N1 SM 정보(SMF-UE간 시그널링 정보)를 인식할 수 없기 때문). AMF는 이 지시를 통해서 SMF로부터의 SM 응답이 승인인지 거절인지를 구분할 수 있다. 또는, 상기 3) 거절 이유는 상기 N1 SM 정보가 아닌, AMF가 인식할 수 있는 정보로서 시그널링되어 N11 (응답) 메시지를 통해 수신될 수 있다. 이 경우, AMF는 상술한 바와 같은 별도의 지시 없이도 거절 이유의 포함 여부에 기초하여 해당 PDU 세션 ID에 대한 승인 여부를 판단할 수 있다(예를 들어, 거절 이유가 N11 (응답) 메시지에 시그널링/포함되어 있는 경우, 해당 거절 이유를 기초로 PDU 세션 ID가 거절되었음을 인식).
A-1) 및 A-2)과 관련하여 앞서 도 15의 설명이 적용될 수 있다.
A-3)의 경우, SMF가 도 15의 4 단계에서 전송된 N11 메시지를 승인(accept)할 수 없는 경우, 거절에 대한 이유를 N11 (응답) 메시지에 포함하여 전송할 수 있다.
예를 들어, N11 (응답) 메시지는 다음 중 적어도 하나를 포함하도록 구성될 수 있다:
I. N1 SM 정보를 포함하는 컨테이너
II. N2 SM 정보를 포함하는 컨테이너
III. (SMF의) 거절 이유를 포함하는 컨테이너 (즉, ‘거절 이유 컨테이너’)
AMF는 상기 포함된 컨테이너 속의 정보를 확인할 수는 없다. 대신, 컨테이너의 포함 여부에 따라/기초하여, SMF의 응답이 승인인지 거절인지 여부와 승인인 경우 어떤 동작을 수행해야 하는 지는 판단할 수 있다. 예를 들어, 적어도 하나의 거절 이유 컨테이너가 N11 (응답) 메시지에 포함되어 전송된 경우, AMF는 SMF의 응답을 거절로 간주할 수 있다.
AMF가 SMF의 SM 거절 이유에 대한 인지가 허용된 경우, 상기에 기술된 컨테이너가 아닌 별도의 IE로 시그널링/표현될 수 있다. 이 경우, AMF는 해당 IE를 통해 SM 거절 이유를 직접 확인하여 SMF의 응답(예를 들어, 승인/거절 여부)을 알 수 있다.
N11 (응답) 메시지에 상기 I)나 II)가 포함된 경우, AMF는 SMF로부터의 응답이 승인임을 인지할 수 있다. N11 (응답) 메시지에 상기 III)이 포함된 경우, AMF는 SMF로부터의 응답이 거절임을 인지할 수 있다.
앞서 상술한 A-3)의 거절 이유는 N1 SM 정보로서 전달될 수 있음은 앞서 상술한 바와 같다. 이 경우, N1 SM 정보가 UE가 요청한 PDU 세션 ID에 대한 승인을 포함/의미하는지 거절을 포함/의미하는 지를 AMF가 구분할 수 있도록 하기 위한 지시가 N11 (응답) 메시지에 포함되어야 하며, 이 경우, AMF는 이 지시를 통해서 SMF로부터의 SM 응답이 승인인지 거절인지를 구분할 수 있음은 앞서 상술한 바와 같다.
즉, 정리하자면 A-3)의 거절 이유는 i) N1 SM 정보로서 전달되거나, ii) 별도로 정의된 거절 이유 컨테이너에 포함되어 전송되거나, iii) AMF에 의해 인식 가능하도록 별도로 정의된 IE에 포함되어 전송될 수 있으며, 각 실시예에 따른 설명은 앞서 상술한 바와 같다.
[N11 응답 메시지 수신 실패를 판단하는 방법](옵션 1과 2 공통)
상술한 B)의 경우, N11 응답 메시지가 수신되지 않은 경우(즉, 수신 실패)와 도 15의 4 단계에서의 N11 메시지가 잘 전송되었는지를 판단하기 위하여 아래와 같은 실시예가 제안될 수 있다:
- 우선, AMF는 N11 메시지를 SMF로 전송하면서 각 SMF별로 특정 타이머(예를 들어, 타이머 Tabcd)를 특정 값으로 설정하여 시작할 수 있다.
- 타이머 Tabcd가 만료되기 전 SMF로부터 N11 응답 메시지를 수신한 경우, AMF는 Tabcd를 정지하고, SMF로부터 N11 응답 메시지를 수신했다고 판단한다.
- 타이머 Tabcd가 만료될 때까지 SMF로부터 N11 응답 메시지를 수신하지 못한 경우, AMF는 SMF로부터 N11 응답 메시지가 없다고(즉, N11 응답 메시지의 수신 실패를) 판단한다.
본 실시예에서 타이머 Tabcd의 값은 UE가 서비스 요청 메시지의 전송 성공 여부를 판단하기 위한 타이머 값 보다는 작게 설정될 수 있다. 그렇지 않은 경우, UE는 타이머 만료에 따라 불필요하게/부적절하게 서비스 요청 절차가 실패할 확률이 증가하기 때문이다.
[MM 거절 메시지(예를 들어, 서비스 거절 메시지)를 전송하는 방법] (옵션 1과 2 공통)
AMF는 서비스 요청 절차 수행 시 하기와 같은 조건(즉, 서비스 거절 조건)이 만족되는 경우 서비스 거절 메시지를 UE에게 전송할 수 있다.
A. UE가 도 15의 서비스 요청 절차의 1 단계에서 전송한 서비스 요청 메시지에 포함된 PDU 세션 ID가 하나이고, 해당 PDU 세션 ID를 전달받은 SMF로부터 N11 응답 메시지가 없다고(즉, N11 응답 메시지 수신에 실패했다고) 판단한 경우: [N11 응답 메시지 수신 실패를 판단하는 방법] 참고
B. UE가 도 15의 서비스 요청 절차의 1 단계에서 전송한 서비스 요청 메시지에 포함된 PDU 세션 ID가 하나 이상이고(즉, SM 요청이 복수의 PDU 세션 ID들이 복수의 SMF들과 연계(associate)/수반(involve)되고), 4 단계에서 N11 메시지를 전송한 SMF로부터의 응답이 하기와 같은 경우:
i. 모든 SMF로부터 N11 (응답) 메시지를 수신하는 데 실패한 경우(즉, 모든 SMF로부터의 응답이 상기 [N11 응답 메시지의 구성]에서 B인 경우)): [N11 응답 메시지 수신 실패를 판단하는 방법] 참고;
ii. SMF로부터 N11 (응답) 메시지를 수신하였지만, 모든 SMF로부터의 N11 (응답) 메시지에 거절 이유가 포함된 경우(즉, 모든 SMF로부터의 응답이 상기의 [N11 응답 메시지 의 구성]에서 A-3)을 포함하는 경우); 또는
iii. 모든 SMF로부터의 응답이 하기 중 적어도 하나인 경우(즉, 모든 SMF로부터의 응답이 상기의 [N11 응답 메시지의 구성]에서 B)이거나 A-3)을 포함하는 경우)
iii-1) N11 (응답) 메시지를 수신하는 데 실패;
iii-2) N11 (응답) 메시지를 수신하였지만 모든 SMF로부터의 N11 (응답) 메시지가 거절 이유를 포함하는 경우
상기 실시예는, AMF가 MM 요청 메시지(예를 들어, 서비스 요청 메시지)에 대한 응답은 승인한 경우를 가정/전제하고 있다. 즉, 상기 실시예는, AMF가 5GMM 관점에서 연결/이동성 관리에 대한 요청을 수락한 경우를 가정/전제하고 있다.
AMF가 요청 메시지에 따른 요청을 거절하는 경우는 상기에 기술된 SMF의 응답과는 상관없이 서비스 거절 메시지를 전송하게 된다. 즉, AMF는 MM 요청(예를 들어, 서비스 요청 메시지)을 거절할 때 서비스 거절 메시지를 전송할 수 있고, AMF가 MM 요청을 승인하여 N11 메시지를 SMF를 전송하였으나, 이후에 전송된 N11 응답 메시지에 따라 서비스 승인 메시지 혹은 서비스 거절 메시지를 전송할 수 있다. 상술한 옵션 1 및/또는 2에 따라 서비스 승인/거절 메시지의 전송 조건은 상이할 수 있다.
서비스 거절 메시지에는 공통적으로 하기와 같이 N11 응답 메시지에 대한 정보가 포함될 수 있다. 예를 들어, 서비스 거절 메시지에는 UE가 요청했던 PDU 세션 ID별/단위로 SMF로부터의 응답(예를 들어, 승인/거절 및/또는 거절 이유)이 포함되어 전송될 수 있으며, 그 예시는 다음과 같을 수 있다:
- SMF로 전송된 N11 메시지에 대한 응답(예를 들어, N11 응답 메시지)이 거절 이유를 포함하는 경우, 다음 예시와 같이 AMF는 서비스 응답(예를 들어, 승인 또는 거절) 메시지에 거절 이유를 포함하여 전송한다: (PDU 세션 ID, 거절 이유), (PDU 세션 ID, ‘거절 이유 컨테이너’) 또는 (PDU 세션 ID, ‘N1 SM 정보(SM 거절 메시지(거절 이유 포함)’)
- SMF로 전송된 N11 메시지에 대한 응답(예를 들어, N11 응답 메시지가 없는 경우(즉, N11 응답 메시지 수신에 실패한 경우)), 다음 예시와 같이 AMF는 서비스 응답(예를 들어, 승인 또는 거절) 메시지에 ‘응답 없음(no response)’을 포함하여 전송한다. 실시예에 따라, ‘응답 없음’은 거절 이유의 한 타입/종류로 표현/정의될 수 있다: (PDU 세션 ID, ‘응답 없음’) 또는 (PDU 세션 ID, 거절 이유=‘응답 없음’)
- SMF로 전송된 N11 메시지에 대한 응답이 성공/승인인 경우(예를 들어, N11 (응답) 메시지가 N1 SM 정보 및/또는 N2 SM 정보를 포함하는 경우), AMF는 다음과 같이 서비스 응답(예를 들어, 승인 또는 거절) 메시지에 ‘성공/승인 (지시자)’을 포함하거나 해당 PDU 세션 ID에 대한 응답 정보를 포함하지 않을 수 있다: (PDU 세션 ID, ‘성공/승인’) 또는 ‘Null’
[N1 메시지의 구성 방법](옵션 1과 2 공통)
UE가 N1 메시지에 MM 요청 메시지(예를 들어, 서비스 요청 메시지)와 PDU 세션 ID를 함께 구성/포함하여 AMF로 전송한 경우, AMF는 N1 메시지의 응답인 N1 응답 메시지(예를 들어, MM NAS 서비스 승인/거절 메시지)에 UE가 전송한 MM 요청 메시지(예를 들어, 도 15의 서비스 요청 절차 내 1 단계에서 UE가 전송한 서비스 요청 메시지)에 포함된 모든 PDU 세션 ID에 대한 응답/결과를 모두 포함시켜 전송할 수 있다. 이때의 자세한 AMF의 동작은 다음과 같이 정의될 수 있다. N1 응답 메시지로 서비스 승인 메시지, 서비스 거절 메시지 혹은 다른 N1 메시지를 보내는 조건은 앞서 상술한 실시예/옵션(예를 들어, 앞서 상술한 옵션 1 또는 2) 또는 이들의 조합을 따를 수 있다. 여기에서는 UE가 요청한 PDU 세션 ID와 MM 메시지가 포함된 N1 메시지가 AMF로 전송된 경우에 있어서, AMF가 이에 대한 N1 응답 메시지를 구성하는 방법에 대해 구체적으로 제안한다:
- AMF는 UE가 N1 메시지를 통해 요청한 PDU 세션 ID에 대한 (PDU 세션 확립의) 승인/성공과 거절/실패에 관한 응답 정보를 UE가 인지할 수 있도록 N1 응답 메시지에 포함하여 UE로 전송한다. AMF는 하기와 같이 SMF로부터 수신한 N11 응답 메시지에 기초하여/통하여 승인/성공과 거절/실패를 판단/간주/결정한다:
i. N11 응답 메시지에 N1 SM 정보 및/또는 N2 SM 정보가 포함된 경우 승인/성공으로 판단/간주/결정;
ii. N11 응답 메시지에 실패/거절 이유가 포함되어 있거나 SMF로부터 아무런 응답도 수신하지 않은 경우 실패/거절로 판단/간주/결정.
- AMF는 UE가 요청한 PDU 세션 ID와 상기 PDU 세션 ID에 대한 승인/성공과 거절/실패를 N1 응답 메시지에 표시하여 UE가 인지할 수 있게 할 수 있다.
i. 승인/성공의 경우, AMF는 다음의 방식으로 승인/성공을 표시/시그널링/구성할 수 있다:
i-1) PDU 세션 ID에 대한 N11 응답 메시지가 N1 SM 정보를 포함하는 경우, N1 응답 메시지에는 상기 PDU 세션 ID와 이에 대응하는 N1 SM 정보가 컨테이너로 포함된다.
i-2) PDU 세션 ID에 대한 N11 응답 메시지가 N2 SM 정보를 포함하는 경우, N1 응답 메시지에는 상기 PDU 세션 ID와 이에 대한 결과로 ‘성공/승인’으로 표시/지시/시그널링이 포함된다.
ii. 또는, 승인/성공의 경우, AMF는 승인/성공에 해당하는 PDU 세션 ID에 대하여 별도의 표시/시그널링을 N1 응답 메시지에 포함시키지 않을 수 있다. 이 경우, N1 응답 메시지에서 거절에 해당하는 PDU 세션 ID만 표시/지시할 수 있다. 또한, N1 SM 정보는 PDU 세션 ID와의 관계가 표시되지 않은 채 N1 응답 메시지(예를 들어, 서비스 승인/거절 메시지)의 별도의 컨테이너에 포함되거나, 상기 N1 응답 메시지와 분리된 별도의 N1 메시지를 통해 UE에게 전달될 수 있다. N2 SM 정보는 N1 응답 메시지에 표시/포함되지 않을 수 있다. 이 경우, UE는 N2 SM 정보에 의한 후속 동작의 수행으로 DRB가 확립되었음을 인식하면서, 요청했던 PDU 세션 ID에 대한 승인/성공을 인지할 수 있다. 본 실시예의 경우, 시그널링 오버헤드가 줄어들며, 서비스 승인 메시지를 효율적으로 구성할 수 있다는 장점/효과를 갖는다.
iii. 거절/실패의 경우, AMF는 PDU 세션 ID와 이에 대한 거절 이유를 표시/시그널링/구성할 수 있다:
iii-1) 모든 N11 응답 메시지 중 N1 SM 정보나 N2 SM 정보가 포함된 N11 응답 메시지가 없다면, AMF는 서비스 요청 절차를 실패로 간주/판단하고 서비스 응답(예를 들어, 승인 또는 거절) 메시지에 이에 대한 응답/결과(예를 들어, 거절 이유)를 포함하여 UE에게 전송할 수 있다.
상기 실시예에서 서비스 응답(예를 들어, 승인 또는 거절) 메시지에 포함되는 응답/결과는 단말이 요청했던 PDU 세션 ID에 대한 실패 응답/결과를 모두 포함할 수 있다. 즉, 실패 응답/결과는 단말이 요청했으나 거절된 PDU 세션 ID와 이에 대한 거절 이유로 표현/지시/시그널링될 수 있다.
세부 발명 제안 1-2) 옵션 2의 경우, 서비스 승인 메시지나 서비스 거절 메시지가 아닌 N1 메시지를 전송하는 조건
상술한 세부 발명에서는 서비스 승인 메시지와 서비스 거절 메시지를 전송하는 조건을 명시하였다.
본 세부 발명에서는 상기 세부 발명 1-1)의 옵션 2를 적용하는 경우에 있어서, 서비스 승인/거절 메시지를 전송하는 조건 이외의 상황이 발생하는 경우, AMF가 SMF로부터의 응답을 UE에게 전달하기 위한 방법을 제안하고자 한다.
AMF가 SMF로부터 N11 메시지에 대한 응답을 수신하였으나, 서비스 승인/거절 메시지를 전송하는 조건 이외의 상황이 발생하는 경우, AMF는 다음과 같이 동작할 수 있다:
- N11 메시지에 대한 SMF로부터의 응답은 서비스 승인 메시지나 서비스 거절 메시지가 아닌 다른/별도의 N1 메시지를 통해 단말로 전송될 수 있다. 이때 N1 메시지는, 예를 들어, DL NAS 전달(transport) 메시지일 수 있다.
- 상기의 N1 메시지를 전송할 때, SMF로부터의 응답을 포함하는 방식은 세부 발명 제안 1-1) 및/또는 세부 발명 제안 1-2)의 방식을 따를 수 있다.
- N1 메시지의 전송 시점 - 세부 발명 제안 1-1)에서 서비스 승인 메시지 전송 시 옵션 2)를 적용하는 경우, AMF는 서비스 승인 메시지에 포함되는 SMF로부터의 응답을 제외한 나머지 모든 SMF로 부터의 응답을 확인한 후, N1 메시지에 그 나머지 모든 SMF로 부터의 응답을 포함하여 UE에게 전송할 수 있다.
발명제안 2) 본 제안에서는 앞서 상술한 문제점 2를 해결하기 위한 방법/동작을 제안하고자 한다.
AMF가 N2 SM 정보를 SMF로부터 수신한 경우(즉, 복수의 타겟 SMF가 존재하나 이들 중 적어도 하나의 SMF로부터 N2 SM 정보를 수신한 경우), AMF는 SMF로부터 추가적인 N2 SM 정보를 기다리지 않고, 곧바로 N2 메시지(예를 들어, N2 요청 메시지)를 전송할 수 있다. 대신, 나머지 타겟 SMF로부터 전송된 N2 SM 정보는 분리된/별도의 N2 메시지(예를 들어, N2 터널 셋업 요청 메시지)를 이용하여 전송할 수 있다. 이를 수신한 AN은 도 15의 10 단계인 RRC 연결 재설정 절차를 수행할 수 있다. 이때, 분리된 N2 SM 정보를 포함하는 N2 메시지를 수신한 AN의 동작에는 다음과 같은 두 가지 옵션이 존재하게 된다:
1) N2 메시지를 수신할 때마다 RRC 연결 재설정 절차를 수행한다.
2) 모든 N2 메시지를 다 수신한 이후에 RRC 연결 재설정을 수행한다.
상기 1) 실시예의 경우, AN과 AMF에 의해 동시에/병렬적으로 절차가 진행되므로 절차 완료까지의 시간/지연이 감소된다는 효과가 발생하며, 2) 실시예의 경우 시그널링 오버헤드가 줄어든다는 효과가 발생한다. 상기 1)이나 2) 실시예로 동작하는 경우, AN이나 UE-RRC는 RRC 연결 재설정 절차가 종료되는 시점을 파악할 필요가 있을 수 있다. 이를 위해, 하기의 실시예를 제안한다.
도 15의 서비스 요청 절차 내 9 단계 수행 시, AMF는 SMF로부터 수신한 N2 SM 정보를 포함한 N2 메시지를 전송 시, 다음과 같이 동작할 수 있다:
- AMF는 모든 SMF로부터의 응답을 확인한 후, 모든 SMF로부터의 응답을 수신했음을 지시하는 지시를 N2 메시지에 포함하여 전송한다. 상기 2)과 같이 동작하는 경우에 본 지시는 AN이 end mark로 사용될 수 있다.
- 상기 1)과 같이 동작하는 경우, AN은 상기 지시를 RRC 메시지에 포함하여 UE-AS(예를 들어, UE-RRC)에 전송할 수 있다. 이 지시는 UE-AS에서 UE-NAS로 전달된다. 해당 지시를 수신한 UE-AS는 추가적인 RRC 재설정 절차없이 해당 절차가 종료되었음을 인지할 수 있다. UE-NAS는 서비스 요청 절차로 트리거링된 DRB 확립 절차가 종료되었음을 인지할 수 있다. 해당 절차가 종료 되었음을 인지한 UE-AS나 UE-NAS는 이후 필요한 후속 절차를 진행/수행할 수 있다.
상술한 세부 발명 제안 1-1)의 옵션 2)와 세부 발명 제안 1-2)에 대한 실시예는 다음과 같을 수 있다.
가정/전제)
- 도 15의 서비스 요청 절차에서 UE가 3개의 PDU 세션 ID를 요청하고(즉, 1 단계에서 전송되는 ‘서비스 요청/N1’ 메시지에 3개의 PDU 세션 ID가 포함), PDU 세션 ID별 타겟 SMF가 다 다름. 이때, AMF는 4 단계에서 N11 메시지를 각 타겟 SMF로 전송하고 응답을 기다리고 있음.
- 본 실시예에서 ‘SMF로부터의 응답’은 SMF로부터 수신할 수 있는 모든 종류의 응답을 의미함(예를 들어, 응답 종류의 예시로 세부 발명 제안 1-2) 실시예 적용 가능)
- AMF가 N11 메시지를 SMF에 전송하는 경우, 적어도 하나의 PDU 세션 ID를 N11 메시지에 포함할 수 있다. 이에 대한 응답으로, SMF가 N11 (응답) 메시지 전송 시 각각 요청받은 PDU 세션 ID에 대한 응답을 포함하여 AMF로 전송할 수 있다. 이때, AMF는 각 PDU 세션 ID에 대한 응답별로 서로 다르게 동작할 수 있다. 예를 들어, 동일 SMF가 전송하는 N11 (응답) 메시지 내에 PDU 세션 ID1에 대한 거절 이유가 포함되고, PDU 세션 ID2에 대한 N1 SM 정보나 N2 SM 정보가 포함된 경우, AMF는 서비스 승인 메시지를 전송할 수 있다. 하기 case 1)이나 case 2)에서는 PDU 세션 ID별로 서로 다른 타겟 SMF를 가정하였지만, 이에 맞게 시나리오를 적용한다면 SMF1, SMF2, SMF3 중, 동일 SMF가 존재할 수 있으며, 다른 PDU 세션 ID로 구분되는 형태로 적용할 수 있다. 예를 들어, 하기 case에서 SMF1과 SMF2가 동일 SMF인 경우, SMF1과 SMF2는 PDU 세션 ID1과 PDU 세션 ID2로 대체/구분될 수 있다.
Case 1) AMF가 전송한 N11 메시지에 대한 SMF로부터의 응답 순서는 다음과 같을 수 있다:
1 단계. SMF1의 N11 응답 메시지가 N1 SM 정보 또는 N2 SM 정보 포함
2 단계. SMF2의 응답
3 단계. SMF3의 응답
이 경우, AMF는,
- 1 단계에서 서비스 승인 메시지를 전송한다. 1 단계에서 수신한 N11 응답 메시지에 N1 SM 정보가 포함된 경우, AMF는 서비스 승인 메시지에 N1 SM 정보를 포함한다. 2 단계와 3 단계의 응답에 N1 SM 정보가 포함된 경우, AMF는 해당 N1 SM 정보는 별도의 N1 메시지(예를 들어, NAS 전달(transport) 메시지)에 컨테이너 형태로 포함되어 UE에게 전송된다.
- 3 단계까지 완료되면, AMF는 모든 SMF로부터의 응답을 확인했다고 판단하고, 상기 서비스 승인 메시지에 포함되지 않은 SMF로부터의 응답들(예를 들어, 2 단계의 SMF2 응답 및 3단계의 SMF3 응답)을 별도의 N1 메시지(예를 들어, DL NAS 전달 메시지)에 포함하여 전송할 수 있다. AMF가 수신한 N11 응답 메시지에 N1 SM 정보가 포함된 경우, AMF는 이를 N1 메시지(예를 들어, DL NAS 전달 메시지)에 포함하여 전송할 수 있다.
Case 2) AMF가 전송한 N11 메시지에 대한 SMF로부터의 응답 순서는 다음과 같을 수 있다:
1 단계. SMF1의 N11 응답 메시지가 거절 이유 포함
2 단계. SMF2의 N11 응답 메시지가 N1 SM 정보 또는 N2 SM 정보 포함
3 단계. SMF3의 응답
이 경우, AMF는:
상기 1 단계에서, 다음 SMF로부터의 응답을 기다린다.
상기 2 단계에서, 서비스 승인 메시지를 전송한다. 2 단계에서 수신한 N11 응답 메시지에 N1 SM 정보가 포함된 경우, AMF는 서비스 승인 메시지에 N1 SM 정보를 포함한다.
상기 3 단계에서, AMF는 모든 SMF로부터 응답을 확인했다고 판단하고, 상기 서비스 승인 메시지에 포함되지 않은 SMF로부터의 응답들(예를 들어, 1 단계 및 3 단계에서 수신한 SMF1 및 SMF3으로부터의 응답들)을 별도의 N1 메시지(예를 들어, DL NAS 전달(transport) 메시지)에 포함하여 전송할 수 있다.
Case 3) 하기의 경우, AMF는 서비스 거절/승인 메시지를 전송할 수 있다.
1 단계. SMF1의 N11 응답 메시지가 거절 이유 포함
2 단계. SMF2의 N11 응답 메시지가 거절 이유 포함
3 단계. SMF3의 N11 응답 메시지가 거절 이유 포함 또는 N11 응답 메시지 수신 실패
이 경우, AMF는:
1 단계에서, 다음 SMF로부터의 응답을 기다린다.
2 단계에서, 다음 SMF로부터의 응답을 기다린다.
3 단계에서, 모든 SMF로부터 응답을 확인했다고 판단하고, 모든 SMF들로부터 수신한 응답들을 서비스 승인/거절 메시지에 포함하여 UE에게 전송한다.
도 20은 본 발명의 일 실시예에 따른 AMF의 서비스 요청 절차 수행 방법을 예시한 순서도이다. 본 순서도와 관련하여 앞서 상술한 실시예들이 동일/유사하게 적용될 수 있으며, 중복되는 설명은 생략한다. 또한, 본 순서도에서 적어도 하나의 단계가 삭제되거나 새로운 단계가 부가될 수 있다.
우선, AMF는 단말이 활성화를 원하는 PDU 세션에 대한 PDU 세션 ID가 포함된 서비스 요청 메시지를 단말로부터 수신할 수 있다.
다음으로, AMF는 PDU 세션 ID가 포함된 제1 메시지(예를 들어, N11 메시지)를 SMF로 전송할 수 있다.
이때, 만일 SMF에 의해 상기 PDU 세션의 확립이 거절된 경우, AMF는, PDU 세션 확립의 거절 이유가 포함된 제2 메시지(예를 들어, N11 응답 메시지)를 제1 메시지에 대한 응답으로 수신할 수 있다. 이 경우, AMF는 거절 이유 및 거절 이유에 의해 거절된 PDU 세션 ID가 포함된 서비스 응답 메시지를 단말로 전송할 수 있다.
반대로, 만일 SMF에 의해 PDU 세션의 확립이 승인된 경우. AMF는 AN에게 제공해야 할 정보가 포함된 N2 SM 정보가 포함된 제3 메시지(예를 들어, N11 응답 메시지)를 제1 메시지에 대한 응답으로 수신할 수 있다. 이 경우, AMF는 SMF로부터 수신한 N2 SM 정보를 AN으로 전송할 수 있다. 보다 상세하게는, 서비스 요청 메시지에 복수의 SMF들을 수반(involve)하는 복수의 PDU 세션 ID들이 포함된 경우, AMF는 복수의 SMF들 모두로부터의 N2 SM 정보 수신을 기다리지 않고, 복수의 SMF들 중 적어도 일부의 SMF로부터 수신한 N2 SM 정보를 N2 요청 메시지를 통해 AN으로 전송할 수 있다. 나아가, AMF는 복수의 SMF들 중 상기 적어도 일부의 SMF를 제외한 나머지 SMF로부터 추가적인 N2 SM 정보가 수신된 경우, 추가적인 N2 SM 정보는 별도의(separate) N2 메시지를 통해 AN으로 전송할 수 있다. 이때의 별도의 N2 메시지는, N2 터널 셋업 요청 메시지일 수 있다. N2 SM 정보를 수신한 AN은 수신한 N2 SM 정보에 기초하여 단말에 대한 RRC 연결 재설정을 수행할 수 있다.
이와 달리 서비스 응답 메시지는, 서비스 요청 메시지에 복수의 SMF들을 수반하는 복수의 PDU 세션 ID들이 포함된 경우, 상기 복수의 SMF들 모두로부터 제2 및/또는 상기 제3 메시지(즉, 모든 응답)를 수신한 후에 전송될 수 있다. 이 경우, 서비스 응답 메시지는, 모든 복수의 PDU 세션 ID들에 대한 PDU 세션 확립의 승인 결과를 포함하도록 구성/생성될 수 있다. 또한, 상기 서비스 응답 메시지는, 서비스 승인(accept) 메시지에 해당할 수 있다. 즉, 서비스 응답 메시지는 PDU 세션에 대한 SMF의 승인 결과와 무관하게 항상 서비스 승인 메시지로서 UE에 전송될 수 있다.
본 발명이 적용될 수 있는 장치 일반
도 21은 본 발명의 일 실시예에 따른 통신 장치의 블록 구성도를 예시한다.
도 21를 참조하면, 무선 통신 시스템은 네트워크 노드(2110)와 다수의 단말(UE)(2120)을 포함한다.
네트워크 노드(2110)는 프로세서(processor, 2111), 메모리(memory, 2112) 및 통신 모듈(communication module, 2113)을 포함한다. 프로세서(2111)는 앞서 제안된 기능, 과정 및/또는 방법을 구현한다. 유/무선 인터페이스 프로토콜의 계층들은 프로세서(2111)에 의해 구현될 수 있다. 메모리(2112)는 프로세서(2111)와 연결되어, 프로세서(2111)를 구동하기 위한 다양한 정보를 저장한다. 통신 모듈(2113)은 프로세서(2111)와 연결되어, 유/무선 신호를 송신 및/또는 수신한다. 네트워크 노드(2110)의 일례로, 기지국, MME, HSS, SGW, PGW, 어플리케이션 서버 등이 이에 해당될 수 있다. 특히, 네트워크 노드(2110)가 기지국인 경우, 통신 모듈(2113)은 무선 신호를 송/수신하기 위한 RF부(radio frequency unit)을 포함할 수 있다.
단말(2120)은 프로세서(2121), 메모리(2122) 및 통신 모듈(또는 RF부)(2123)을 포함한다. 프로세서(2121)는 앞서 제안된 기능, 과정 및/또는 방법을 구현한다. 무선 인터페이스 프로토콜의 계층들은 프로세서(2121)에 의해 구현될 수 있다. 메모리(2122)는 프로세서(2121)와 연결되어, 프로세서(2121)를 구동하기 위한 다양한 정보를 저장한다. 통신 모듈(2123)는 프로세서(2121)와 연결되어, 무선 신호를 송신 및/또는 수신한다.
메모리(2112, 2122)는 프로세서(2111, 2121) 내부 또는 외부에 있을 수 있고, 잘 알려진 다양한 수단으로 프로세서(2111, 2121)와 연결될 수 있다. 또한, 네트워크 노드(2110)(기지국인 경우) 및/또는 단말(2120)은 한 개의 안테나(single antenna) 또는 다중 안테나(multiple antenna)를 가질 수 있다.
도 22는 본 발명의 일 실시예에 따른 통신 장치의 블록 구성도를 예시한다.
특히, 도 22에서는 앞서 도 21의 단말을 보다 상세히 예시하는 도면이다.
도 22를 참조하면, 단말은 프로세서(또는 디지털 신호 프로세서(DSP: digital signal processor)(2210), RF 모듈(RF module)(또는 RF 유닛)(2235), 파워 관리 모듈(power management module)(2205), 안테나(antenna)(2240), 배터리(battery)(2255), 디스플레이(display)(2215), 키패드(keypad)(2220), 메모리(memory)(2230), 심카드(SIM(Subscriber Identification Module) card)(2225)(이 구성은 선택적임), 스피커(speaker)(2245) 및 마이크로폰(microphone)(2250)을 포함하여 구성될 수 있다. 단말은 또한 단일의 안테나 또는 다중의 안테나를 포함할 수 있다.
프로세서(2210)는 앞서 제안된 기능, 과정 및/또는 방법을 구현한다. 무선 인터페이스 프로토콜의 계층은 프로세서(2210)에 의해 구현될 수 있다.
메모리(2230)는 프로세서(2210)와 연결되고, 프로세서(2210)의 동작과 관련된 정보를 저장한다. 메모리(2230)는 프로세서(2210) 내부 또는 외부에 있을 수 있고, 잘 알려진 다양한 수단으로 프로세서(2210)와 연결될 수 있다.
사용자는 예를 들어, 키패드(2220)의 버튼을 누르거나(혹은 터치하거나) 또는 마이크로폰(2250)를 이용한 음성 구동(voice activation)에 의해 전화 번호 등과 같은 명령 정보를 입력한다. 프로세서(2210)는 이러한 명령 정보를 수신하고, 전화 번호로 전화를 거는 등 적절한 기능을 수행하도록 처리한다. 구동 상의 데이터(operational data)는 심카드(2225) 또는 메모리(2230)로부터 추출할 수 있다. 또한, 프로세서(2210)는 사용자가 인지하고 또한 편의를 위해 명령 정보 또는 구동 정보를 디스플레이(2215) 상에 디스플레이할 수 있다.
RF 모듈(2235)는 프로세서(2210)에 연결되어, RF 신호를 송신 및/또는 수신한다. 프로세서(2210)는 통신을 개시하기 위하여 예를 들어, 음성 통신 데이터를 구성하는 무선 신호를 전송하도록 명령 정보를 RF 모듈(2235)에 전달한다. RF 모듈(2235)은 무선 신호를 수신 및 송신하기 위하여 수신기(receiver) 및 전송기(transmitter)로 구성된다. 안테나(2240)는 무선 신호를 송신 및 수신하는 기능을 한다. 무선 신호를 수신할 때, RF 모듈(2235)은 프로세서(2210)에 의해 처리하기 위하여 신호를 전달하고 기저 대역으로 신호를 변환할 수 있다. 처리된 신호는 스피커(2245)를 통해 출력되는 가청 또는 가독 정보로 변환될 수 있다.
이상에서 설명된 실시예들은 본 발명의 구성요소들과 특징들이 소정 형태로 결합된 것들이다. 각 구성요소 또는 특징은 별도의 명시적 언급이 없는 한 선택적인 것으로 고려되어야 한다. 각 구성요소 또는 특징은 다른 구성요소나 특징과 결합되지 않은 형태로 실시될 수 있다. 또한, 일부 구성요소들 및/또는 특징들을 결합하여 본 발명의 실시예를 구성하는 것도 가능하다. 본 발명의 실시예들에서 설명되는 동작들의 순서는 변경될 수 있다. 어느 실시예의 일부 구성이나 특징은 다른 실시예에 포함될 수 있고, 또는 다른 실시예의 대응하는 구성 또는 특징과 교체될 수 있다. 특허청구범위에서 명시적인 인용 관계가 있지 않은 청구항들을 결합하여 실시예를 구성하거나 출원 후의 보정에 의해 새로운 청구항으로 포함시킬 수 있음은 자명하다.
본 발명에 따른 실시예는 다양한 수단, 예를 들어, 하드웨어, 펌웨어(firmware), 소프트웨어 또는 그것들의 결합 등에 의해 구현될 수 있다. 하드웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 일 실시예는 하나 또는 그 이상의 ASICs(application specific integrated circuits), DSPs(digital signal processors), DSPDs(digital signal processing devices), PLDs(programmable logic devices), FPGAs(field programmable gate arrays), 프로세서, 콘트롤러, 마이크로 콘트롤러, 마이크로 프로세서 등에 의해 구현될 수 있다.
펌웨어나 소프트웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 일 실시예는 이상에서 설명된 기능 또는 동작들을 수행하는 모듈, 절차, 함수 등의 형태로 구현될 수 있다. 소프트웨어 코드는 메모리에 저장되어 프로세서에 의해 구동될 수 있다. 상기 메모리는 상기 프로세서 내부 또는 외부에 위치하여, 이미 공지된 다양한 수단에 의해 상기 프로세서와 데이터를 주고 받을 수 있다.
본 명세서에서 ‘A 및/또는 B’는 A 및/또는 B 중 적어도 하나를 의미할 수 있다.
본 발명은 본 발명의 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다. 따라서, 상술한 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니 되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.
본 발명은 3GPP LTE/LTE-A/NR(5G) 시스템에 적용되는 예를 중심으로 설명하였으나, 3GPP LTE/LTE-A/NR(5G) 시스템 이외에도 다양한 무선 통신 시스템에 적용하는 것이 가능하다.

Claims (15)

  1. 무선 통신 시스템에서 AMF(Access and Mobility Management Function)의 서비스 요청 절차 수행 방법에 있어서,
    단말이 활성화를 원하는 PDU(Packet Data Unit) 세션에 대한 PDU 세션 ID(Identifier)가 포함된 서비스 요청 메시지를 상기 단말로부터 수신하는 단계;
    상기 PDU 세션 ID가 포함된 제1 메시지를 SMF(Session Management Function)로 전송하는 단계;
    상기 SMF에 의해 상기 PDU 세션의 확립이 거절된 경우:
    상기 PDU 세션 확립의 거절 이유가 포함된 제2 메시지를 상기 제1 메시지에 대한 응답으로 수신하는 단계; 및
    상기 거절 이유(cause) 및 상기 거절 이유에 의해 거절된 PDU 세션 ID가 포함된 서비스 응답 메시지를 상기 단말로 전송하는 단계; 를 포함하는, 서비스 요청 절차 수행 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 SMF에 의해 상기 PDU 세션의 확립이 승인(accept)된 경우:
    상기 AMF가 AN(Access Network)에게 제공해야 할 정보가 포함된 N2 SM 정보가 포함된 제3 메시지를 상기 제1 메시지에 대한 응답으로 수신하는 단계; 및
    상기 N2 SM 정보를 상기 AN으로 전송하는 단계; 를 포함하는, 서비스 요청 절차 수행 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 N2 SM 정보를 상기 AN으로 전송하는 단계는,
    상기 서비스 요청 메시지에 복수의 SMF들을 수반(involve)하는 복수의 PDU 세션 ID들이 포함된 경우,
    상기 복수의 SMF들 모두로부터의 N2 SM 정보 수신을 기다리지 않고, 상기 복수의 SMF들 중 적어도 일부의 SMF로부터 수신한 N2 SM 정보를 N2 요청 메시지를 통해 상기 AN으로 전송하는 단계; 를 포함하는, 서비스 요청 절차 수행 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 N2 SM 정보를 상기 AN으로 전송하는 단계는,
    상기 복수의 SMF들 중 상기 적어도 일부의 SMF를 제외한 나머지 SMF로부터 추가적인 N2 SM 정보가 수신된 경우, 상기 추가적인 N2 SM 정보는 별도의(separate) N2 메시지를 통해 상기 AN으로 전송하는 단계; 를 더 포함하는, 서비스 요청 절차 수행 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 별도의 N2 메시지는, N2 터널 셋업 요청 메시지인, 서비스 요청 절차 수행 방법.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 AN은 상기 N2 SM 정보에 기초하여 상기 단말에 대한 RRC(radio resource control) 연결 재설정(reconfiguration)을 수행하는 네트워크 노드인, 서비스 요청 절차 수행 방법.
  7. 제 3 항에 있어서,
    상기 서비스 요청 메시지에 복수의 SMF들을 수반하는 복수의 PDU 세션 ID들이 포함된 경우, 상기 서비스 응답 메시지는, 상기 복수의 SMF들 모두로부터 상기 제2 및/또는 상기 제3 메시지를 수신한 후에 전송되는, 서비스 요청 절차 수행 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 서비스 응답 메시지는, 상기 모든 복수의 PDU 세션 ID들에 대한 PDU 세션 확립의 승인 결과를 포함하는, 서비스 요청 절차 수행 방법.
  9. 제 2 항에 있어서,
    상기 서비스 응답 메시지는, 서비스 승인(accept) 메시지에 해당하는, 서비스 요청 절차 수행 방법.
  10. 무선 통신 시스템에서 서비스 요청 절차를 수행하는 AMF(Access and Mobility Management Function)에 있어서,
    신호를 송수신하기 위한 통신 모듈(communication module); 및
    상기 통신 모듈을 제어하는 프로세서; 를 포함하고,
    상기 프로세서는,
    단말이 활성화를 원하는 PDU(Packet Data Unit) 세션에 대한 PDU 세션 ID(Identifier)가 포함된 서비스 요청 메시지를 상기 단말로부터 수신하고,
    상기 PDU 세션 ID가 포함된 제1 메시지를 SMF(Session Management Function)로 전송하되,
    상기 SMF에 의해 상기 PDU 세션의 확립이 거절된 경우:
    상기 PDU 세션 확립의 거절 이유가 포함된 제2 메시지를 상기 제1 메시지에 대한 응답으로 수신하고,
    상기 거절 이유(cause) 및 상기 거절 이유에 의해 거절된 PDU 세션 ID가 포함된 서비스 응답 메시지를 상기 단말로 전송하는, AMF.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 SMF에 의해 상기 PDU 세션의 확립이 승인(accept)된 경우:
    상기 AMF가 AN(Access Network)에게 제공해야 할 정보가 포함된 N2 SM 정보가 포함된 제3 메시지를 상기 제1 메시지에 대한 응답으로 수신하고,
    상기 N2 SM 정보를 상기 AN으로 전송하는, AMF.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 N2 SM 정보를 상기 AN으로 전송하는 경우, 상기 프로세서는,
    상기 서비스 요청 메시지에 복수의 SMF들을 수반(involve)하는 복수의 PDU 세션 ID들이 포함된 경우,
    상기 복수의 SMF들 모두로부터의 N2 SM 정보 수신을 기다리지 않고, 상기 복수의 SMF들 중 적어도 일부의 SMF로부터 수신한 N2 SM 정보를 N2 요청 메시지를 통해 상기 AN으로 전송하는, AMF.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 N2 SM 정보를 상기 AN으로 전송하는 경우, 상기 프로세서는,
    상기 복수의 SMF들 중 상기 적어도 하나의 SMF를 제외한 나머지 SMF로부터 추가적인 N2 SM 정보가 수신된 경우, 상기 추가적인 N2 SM 정보는 별도의(separate) N2 메시지를 통해 상기 AN으로 전송하는, AMF.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 별도의 N2 메시지는, N2 터널 셋업 요청 메시지인, AMF.
  15. 제 13 항에 있어서,
    상기 AN은 상기 N2 SM 정보에 기초하여 상기 단말에 대한 RRC(radio resource control) 연결 재설정(reconfiguration)을 수행하는 네트워크 노드인, AMF.
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