KR102165255B1

KR102165255B1 - non-3gpp를 통해 5G네트워크에 접속하는 단말에 대한 registration 관리 방안

Info

Publication number: KR102165255B1
Application number: KR1020170090567A
Authority: KR
Inventors: 김성훈; 백영교; 이호연; 손중제
Original assignee: 삼성전자 주식회사
Priority date: 2017-02-06
Filing date: 2017-07-17
Publication date: 2020-10-13
Anticipated expiration: 2037-07-17
Also published as: EP3860240B1; EP3566509A1; KR20200117964A; KR102462400B1; CN110249667B; KR20180091676A; CN112637947B; KR102315720B1; EP3566509A4; ES2874655T3; EP3566509B1; EP3860240A1; CN110249667A; CN112637947A; KR20210128967A

Abstract

본 개시는 4G 시스템 이후 보다 높은 데이터 전송률을 지원하기 위한 5G 통신 시스템을 IoT 기술과 융합하는 통신 기법 및 그 시스템에 관한 것이다. 본 개시는 5G 통신 기술 및 IoT 관련 기술을 기반으로 지능형 서비스 (예를 들어, 스마트 홈, 스마트 빌딩, 스마트 시티, 스마트 카 혹은 커넥티드 카, 헬스 케어, 디지털 교육, 소매업, 보안 및 안전 관련 서비스 등)에 적용될 수 있다. 본 발명은 무선 통신 시스템에서 V2X를 하는 단말이 전력 소모를 줄이기 위해 유휴모드로 진입 했을 경우 차량 단말에서 데이터 전송의 신뢰성을 보장하기 위해 차량 단말이 유휴모드에서 사용 중인 자원 상황을 보고 하는 방법에 관한 것이다.

Description

non-3gpp를 통해 5G네트워크에 접속하는 단말에 대한 registration 관리 방안{REGISTRATION MANAGEMENT METHOD FOR TERMINAL ACCESSING 5G NETWORK ON NON-3GPP}

본 발명은 non-3gpp access를 통해서 5G망에 접속되어있는 상황에서, AMF등 5G코어네트워크에서 단말에 대한 registration상태를 효과적으로 관리하기 위한 방법에 대한 것이다.

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

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

또한 시스템의 네트워크 개선을 위해, 5G 통신 시스템에서는 진화된 소형 셀, 개선된 소형 셀(advanced small cell), 클라우드 무선 액세스 네트워크(cloud radio access network: cloud RAN), 초고밀도 네트워크(ultra-dense network), 기기 간 통신(device to device communication: D2D), 무선 백홀(wireless backhaul), 이동 네트워크(moving network), 협력 통신(cooperative communication), CoMP(coordinated multi-points), 및 수신 간섭제거(interference cancellation) 등의 기술 개발이 이루어지고 있다. 이 밖에도, 5G 시스템에서는 진보된 코딩 변조(ACM: advanced coding modulation) 방식인 FQAM(hybrid FSK and QAM modulation) 및 SWSC(sliding window superposition coding)과, 진보된 접속 기술인 FBMC(filter bank multi carrier), NOMA(non-orthogonal multiple access), 및 SCMA(sparse code multiple access) 등이 개발되고 있다.

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

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

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

non-3gpp access 를 통해서 5G망에 접속되어있는 상황에서, AMF에서 단말에 대한 registration 상황을 효과적으로 관리하기 위한 방법으로서 non-3gpp access의 경우 WiFi와 같이 cellular망 기반의 access가 아니므로 3gpp access와는 다른 registration의 성격을 지닌다. 예를 들어, non-3gpp access에서는 idle mode가 없이 connected mode로 항상 있을 수도 있다. 또한, 단말이 non-3gpp의 커버리지 밖으로 이동하는 경우의 처리 또는 PDU session없이 registration하는 경우에 대한 처리도 3gpp access와 다를 수 있다.

따라서 본 발명은 non-3gpp access에 대한 registration에 대한 별도의 관리 방안을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 5G 이동통신 시스템에서 사용자가 여러 슬라이스를 사용할 때 동시에 서비스 가능한 슬라이스를 구분하기 위한 방법을 제안하는 것이다.

또한, 본 발명에서는 Paging 메시지를 구별하여, 단말이 service request를 수행하지 않고 다른 mobility management 프로시저를 수행할 수 있는 방안을 제안한다.

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

본 발명을 통해서 단말이 non-3gpp access를 통해서 5G망에 접속할 때 AMF에서의 단말에 대한 registration management를 효율적으로 할 수 있게 되어, AMF등 5G네트워크에서 리소스를 효율적으로 관리할 수 있게 된다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따르면 무선 통신 시스템에서 단말에 저장되는 정보를 제안한다. 또한, 해당 정보를 단말이 망으로부터 어떻게 획득하는지 방법을 제안한다. 또한, 단말이 슬라이스 사용 요청을 위한 메시지가 어떻게 구성되는지 제안한다. 또한, 해당 요청을 받은 네트워크의 동작을 제안한다.

또한, 본 발명의 일 실시 예에 따르면 5G core network는 단말에게 session 수립이 필요 없는 MM procedure를 수행하도록 단말을 paging할 수 있다.

도 1a는 본 발명의 실시 예에 따른 단말이 non-3gpp access를 통해 5G망에 접속하는 구조의 예를 도시한다.
도 1b는 본 발명의 실시 예에 따른 non-3gpp access를 통해 5G네트워크에 접속해 있을 때 N3IWF의 report를 통해서 단말에 대한 registration관리를 하는 과정을 도시한다.
도 1c는 본 발명의 또다른 실시 예에 따른 N3IWF이 단말이 계속 non-3gpp access를 통해서 서비스가 가능한지 여부를 지속적으로 체크 과정을 도시한다.
도 1d는 본 발명의 실시 예에 따른 non-3gpp access를 통해 5G네트워크에 접속해 있을 때 AMF가 다른 CN노드 또는 단말로부터 얻은 정보를 이용해 non-3gpp access에 대한 registration관리를 하는 과정을 도시한다.
도 1e는 본 발명의 또다른 실시 예에 따른 AMF가 non-3gpp access에 대한 PDU session이 없는 경우에 non-3gpp access를 통해서 서비스가 가능한지 여부를 지속적으로 체크 과정을 도시한다.
도 2a은 본 발명의 일 실시 예에 따른 망 구조를 도시하는 도면이다.
도 2b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 단말에 저장되는 정보를 도시하는 도면이다.
도 2c은 본 발명의 일 실시 예에 따른 동일한 AMF에서 변경된 슬라이스가 제공 가능한 시나리오를 도시하는 도면이다.
도 2d는 본 발명의 일 실시 예에 따른 다른 AMF에서 변경된 슬라이스를 제공해야하는 시나리오를 도시하는 도면이다.
도 2ea 및 도 2eb는 본 발명의 일 실시 예에 따른 단말 및 네트워크 동작 및 메시지 플로우를 도시하는 도면이다.
도 3a는 5G Core Network이 단말에게 전송하는 paging의 종류를 도시한 도면이다.
도 3b는 단말이 Session 수립이 필요 없다는 의미를 담은 paging 메시지를 수신 한 뒤 수행하는 MM procedure 절차를 도시한 도면이다.
도 3c 및 도 3d는 단말이 5G core network으로부터 voice call에 대한 paging을 수신한 뒤 수행하는 동작을 도시한 도면이다.
도 4a는 단말이 RRC inactive 혹은 Light connection 모드에 진입했음을 기지국이 Core network (AMF 혹은 MME) 에게 알려주는 동작을 도시한 도면이다.
도 4b는 단말이 RRC inactive 혹은 light connection 모드에 있으므로, HSS 혹은 NEF 혹은 SCEF로부터 요청된 단말의 location reporting에 대응하는 방법을 도시한 도면이다.
도 4c는 단말이 RRC inactive 혹은 light connection 모드에 있을 때 단말에 대한 location reporting 요청이 들어왔을, 경우 단말의 위치를 파악하기 위한 방법을 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 단말의 구성을 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명에 따른 기지국의 구성을 나타낸 도면이다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 동작 원리를 상세히 설명한다. 하기에서 본 발명을 설명하기에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

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

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

[실시 예 A]

도 1a는 본 발명의 실시 예에 따른 단말이 non-3gpp access를 통해 5G망에 접속하는 구조의 예를 도시한다. 특히, 단말이 3gpp access와 non-3gpp access를 통해 접속하여 common AMF를 사용하는 구조도 함께 포함하여 도시한다.

상기 도 1a을 참고하면, 단말이 3gpp access 즉 5G RAN을 통해서 5G 코어네트워크에 접속하는 동시에, 단말이 non-3gpp access를 통해서 5G 코어네트워크에 접속을 할 때, common AMF를 선택하는 경우로서, 단말은 3gpp access와 non-3gpp access를 통해서 각각 5G코어네트워크에 접속을 하고, 상기 AMF는 3gpp와 non-3gpp에 대해서 별도로 registration 관리를 한다.

여기서, N3IWF은 non-3gpp access와 5G코어네트워크의 원활한 연동을 위해서 정의하는 5G 코어네트워크 장비로서, non-3gpp access를 통해서 송수신되는 NAS메시지 또는 data를 forwarding하는 역할을 담당하는 entity로서 ngPDG라고 부르기도 한다. SMF는 session을 management하고 단말에 IP address를 할당하는 역할을 담당하는 entity이고, UPF는 SMF의 제어에 따라 user data를 포워딩하는 역할을 담당한다.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 AMF는 non-3gpp access를 통한 registration에 대한 management를 할 경우에, 해당 단말이 3gpp access를 통한 registration이 있는지 여부에 따라서 registration을 management하는 방법이 달라질 수도 있다.

예를들어, 해당 단말이 3gpp access를 통한 registration이 있는 경우에는 단말이 non-3gpp access에 대한 PDU session이 없는 경우라고 할지라도, 3gpp access과 non-3gpp access간에 PDU session을 서비스하는 access가 바뀔 수가 있으므로 상기 AMF는 non-3gpp access를 통한 registration을 계속 유지할 수 있다. 하지만, 3gpp access를 통한 registration이 없는 단말의 경우에는 PDU session없이 non-3gpp에 대한 registration을 계속 유지할 필요가 없으므로 AMF에서는 해당 단말을 non-3gpp access에 대해서 deregistration을 한다.

도 1b는 본 발명의 실시 예에 따른 non-3gpp access를 통해 5G네트워크에 접속해 있을 때 N3IWF의 report를 통해서 단말에 대한 registration관리를 하는 과정을 도시한다.

non-3gpp access를 통해서 5G 네트워크에 성공적으로 registration을 한 단말(1b-01)은 필요에 따라 PDU session을 establishment하는 과정(1b-11)을 수행할 수 있다.

한편, N3IWF(1b-02)은 상기 단말이 계속 non-3gpp access를 통해서 서비스가 가능한지 여부를 지속적으로 체크하고(1b-12), 단말이 non-3gpp access를 통해서 서비스가 불가능하다고 판단되는 경우에는 단말의 상태를 AMF(1b-03)에게 report한다(1b-14).

상기 N3IWF이 단말이 계속 non-3gpp access를 통해서 서비스가 가능한지 여부를 체크하는 방법은 별도로 도1c를 통해서 자세히 다루도록 한다.

상기 단말의 상태를 report받은 상기 AMF는 상기 단말에 대한 서비스가 불가능하다고 report된 횟수 또는 기간이 일정 기준을 넘게되면, 상기 단말에 대한 de-registration과정을 수행하게된다(1b-15).

도 1c는 본 발명의 또다른 실시 예에 따른 N3IWF이 단말이 계속 non-3gpp access를 통해서 서비스가 가능한지 여부를 지속적으로 체크 과정을 도시한다.

상기 체크는 단말이 주기적으로 주는 keepalive 메시지를 이용한다거나 필요에 따라서 N3IWF이 단말에게 keepalive메시지를 보내라고 요청하는 방법등이 있을수 있고, keep alive메시지는 user plane을 통해서 전송이 되거나 control plane을 통해서 전송이 되어질 수도 있다.

도 1b의 (1c-10)블록은 단말이 PDU session이 생성되어있는 경우에, 단말이 전송할 패킷이 없다면 주기적으로 N3IWF에게 keepalive메시지를 userplane을 통해서 전달하는 방안에 대한 것으로서, 단말은 N3IWF와의 connection setup하는 과정에서, 단말이 packet이 발생하지 않는 경우에 얼마간의 간격으로 keepalive메시지를 user plane을 통해서 보낼지를 미리 설정된 값또는 N3IWF으로부터 받은 값을 이용해서 결정한다. 상기 결정된 주기에 따라서, 단말이 packet을 주고받지 않는 상황이되면 timer가 세팅되서 주기적으로 keep alive메시지를 N3IWF에 전달하게 된다(1c-12). 상기 N3IWF은 일정시간 packet이 전달되지 않거나 keepalive메시지가 수신이 안되게 되면 단말이 non-3gpp access를 통해서 서비스를 받을수 없는 상황으로 인식하여 상기 도1b에서와 같이 AMF에게 단말의 status를 전달하게 된다.

또는, 상기 N3IWF은 일정시간 packet이 전달되지 않거나 keepalive메시지가 수신이 안되게 되면 non-3gpp access를 체크하기위해서 (1c-30)과 같이 단말에게 keepalive메시지를 송신하도록 triggering을 한다.

도 1b의 (1c-20)블록은 단말이 PDU session이 생성되어있지 않는 경우에 non-3gpp access로의 서비스가 가능한지 여부를 control plane을 통한 keepalive메시지를 통해서 이뤄지게 된다.

단말은 N3IWF와의 connection setup하는 과정에서, 단말이 송수신하는 제어signalling이 발생하지 않는 경우에 얼마간의 간격으로 keepalive메시지를 control plane을 통해서 보낼지를 미리 설정된 값 또는 N3IWF으로부터 받은 값을 이용해서 결정한다. 상기 결정된 주기에 따라서, 단말은 timer를 세팅하고 주기적으로 keep alive메시지를 control plane을 통해서 N3IWF에 전달하게 된다(1c-22). 상기 N3IWF은 일정시간 keepalive메시지가 수신이 안되게 되면 단말이 non-3gpp access를 통해서 서비스를 받을수 없는 상황으로 인식하여 상기 도1b에서와 같이 AMF에게 단말의 status를 전달하게 된다.

또는, 상기 N3IWF은 일정시간 keepalive메시지가 수신이 안되게 되면 non-3gpp access를 체크하기위해서 (1c-30)과 같이 단말에게 keepalive메시지를 송신하도록 triggering을 한다.

도 1b의 (1c-30)블록은 N3IWF이 직접 control plane을 통해서 단말에게 keepalive메시지를 요청하게되고 이를통해서 non-3gpp access로의 서비스가 가능한지 여부를 체크하게 된다.

예를 들어, 상기 N3IWF이 일정시간동안 단말에 대한 packet이 송수신이 없거나 signalling이 발생되지않는 경우에 필요에 따라서 단말에게 keepalive_solicitation메시지를 보내게되고 이에 따라 단말이 상기 keepalive_solicitation메시지를 수신하고 non-3gpp access를 계속 사용하는 경우에 keepalive메시지를 control plane을 통해서 N3IWF에게 전달하게 된다. 일정시간동안 keepalive_solicitation메시지에 대한 응답으로 keepalive메시지가 N3IWF에게 일정시간내에 도착되지 않으면 N3IWF은 단말이 더이상 non-3gpp access를 이용하지 않는 상황으로 인식하고 도1b와 같이 AMF에게 단말의 status를 전달한다.

상기 (1c-10)블록 또는 (1c-20)블록 또는 (1c-30)블록을 이용하지 않고 N3IWF이 non-3gpp access point를 통해서 얻는 단말의 access정보를 통해서 단말이 non-3gpp access의 커버리지에서 벗어났거나 non-3gpp access를 더 이상 서비스할수 없는 상황인지의 여부를 간접적으로 체크할 수도 있다.

도 1d는 본 발명의 실시 예에 따른 non-3gpp access를 통해 5G네트워크에 접속해 있을 때 AMF가 다른 CN노드 또는 단말로부터 얻은 정보를 이용해 non-3gpp access에 대한 registration관리를 하는 과정을 도시한다.

non-3gpp access를 통해서 5G 네트워크에 성공적으로 registration을 한 단말(1d-01)은 필요에 따라 PDU session을 establishment하는 과정(1d-11)을 수행할 수 있다. 상기 PDU session을 establishment하는 과정에서는 해당 PDU session이 non-3gpp access를 통해 서비스 되는 것임을 알리기 위해서 SMF(1d-04)를 통해서 UPF(1d-05)에게 indication을 보낼 수도 있다. 또는 UPF가 N3IWF의 URL또는 FQDN또는 주소로부터 상기 PDU session이 non-3gpp access를 통한 것임을 인식할 수도 있다.

PDU session이 establishment된 상황에서 UPF(1d-05)를 통해서 단말의 상황을 reporting하는 과정이 (1d-20)블록에서 도시하고 있다.

즉, PDU session을 establishment(1d-11)한 후에 단말은 상기 생성된 PDU session을 통해 패킷을 송수신하게 되는데, 단말이 전송할 패킷이 없다면 주기적으로 UPF(1d-05)에게 keepalive메시지를 userplane을 통해서 전달하게 되는데. 단말은 PDU session을 setup하거나 registration하는 과정에서, 단말이 packet이 발생하지 않는 경우에 얼마간의 간격으로 keepalive메시지를 user plane을 통해서 보낼지를 미리 설정된 값 또는 5G 코어네트워크로부터 받은 값을 이용해서 결정한다. 상기 결정된 주기에 따라서, 단말이 packet을 주고받지 않는 상황이되면 timer가 세팅되서 주기적으로 keep alive메시지를 상기 UPF에 전달하게 된다(1d-12). 상기 UPF는 일정시간 packet이 전달되지 않거나 keepalive메시지가 수신이 안되게 되면 단말이 non-3gpp access를 통해서 서비스를 받을 수 없는 상황으로 인식하여 SMF(1d-04)에게 단말에 대한 reachability check를 요청하게되고 다시 상기 SMF는 AMF에게 단말의 reachability check요청을 전달하게 된다.

상기 reachability요청을 받은 AMF는 단말과 NAS signaling 메시지를 통해서 단말이 계속 non-3gpp access를 통해서 서비스가 가능한지 여부를 체크할 수 있다.

또한, AMF는 단말이 계속 non-3gpp access를 통해서 서비스가 가능한지 여부를 지속적으로 체크하고(1d-15), 상기 단말에 대한 서비스가 불가능하다고 체크된 횟수 또는 기간이 일정 기준을 넘게되면, 상기 단말에 대한 de-registration과정을 수행하게된다(1d-16).

상기 AMF는 단말이 계속 non-3gpp access를 통해서 서비스가 가능한지 여부를 지속적으로 체크하는 방안은 도1e를 통해서 설명하도록 한다.

도 1e는 본 발명의 또다른 실시 예에 따른 AMF가 non-3gpp access에 대한 PDU session이 없는 경우에 non-3gpp access를 통해서 서비스가 가능한지 여부를 지속적으로 체크 과정을 도시한다.

상기 체크는 단말이 주기적으로 주는 keepalive 메시지를 이용한다거나 필요에 따라서 AMF가 단말에게 keepalive메시지를 보내라고 요청하는 방법등이 있을수 있고, keep alive메시지는 control plane 즉 NAS signalling메시지를 통해서 전송이 되어진다.

도 1e의 (1e-10)블록은 단말이 PDU session이 생성되어있지 않는 경우에 non-3gpp access로의 서비스가 가능한지 여부를 NAS signalling메시지를 통한 keepalive메시지를 통해서 이뤄지게 된다.

단말은 AMF와의 registration하는 과정에서, 단말이 송수신하는 제어signalling이 발생하지 않는 경우에 얼마간의 간격으로 keepalive메시지를 control plane을 통해서 보낼지를 미리 설정된 값 또는 AMF로부터 받은 값을 이용해서 결정한다. 상기 결정된 주기에 따라서, 단말은 timer를 세팅하고 주기적으로 keep alive메시지를 control plane을 통해서 AMF에 전달하게 된다(1e-12). 상기 AMF는 일정시간 keepalive메시지가 수신이 안되게 되면 단말이 non-3gpp access를 통해서 서비스를 받을 수 없는 상황으로 인식하게 된다.

또는, 상기 AMF는 일정시간 keepalive메시지가 수신이 안되게 되면 non-3gpp access를 체크하기위해서 (1e-22)과 같이 단말에게 keepalive메시지를 송신하도록 triggering을 한다.

도 1e의 (1e-20)블록은 AMF가 직접 control plane을 통해서 단말에게 keepalive메시지를 요청하게되고 이를통해서 non-3gpp access로의 서비스가 가능한지 여부를 체크하게 된다.

예를 들어, 상기 AMF가 일정시간동안 단말에 대한 packet이 송수신이 없거나 signalling이 발생되지않는 경우에 필요에 따라서 단말에게 keepalive_solicitation메시지를 보내게되고 이에 따라 단말이 상기 keepalive_solicitation메시지를 수신하고 non-3gpp access를 계속 사용하는 경우에 keepalive메시지를 control plane을 통해서 AMF에게 전달하게 된다. 일정시간동안 keepalive_solicitation메시지에 대한 응답으로 keepalive메시지가 AMF에게 일정시간내에 도착되지 않으면 AMF는 단말이 더이상 non-3gpp access를 이용하지 않는 상황으로 인식하게된다.

[실시 예 B]

본 발명의 실시 예들을 구체적으로 설명함에 있어서, 3GPP가 규격을 정한 통신 규격을 주된 대상으로 할 것이지만, 본 발명의 주요한 요지는 유사한 기술적 배경을 가지는 여타의 통신 시스템에도 본 발명의 범위를 크게 벗어나지 아니하는 범위에서 약간의 변형으로 적용 가능하며, 이는 본 발명의 기술 분야에서 숙련된 기술적 지식을 가진 자의 판단으로 가능할 것이다.

또한 본 발명의 실시 예들을 기술하는데 있어 슬라이스, 서비스, 네트워크 슬라이스, 네트워크 서비스, 어플리케이션 슬라이스, 어플리케이션 서비스 등이 혼용되어 사용될 수 있다.

이동통신 사업자는 슬라이스별로 또는 특정 슬라이스의 셋트 별로 해당 서비스에 적합한 core network node를 할당할 수 있다. 도 2a는 해당 망 구성도 예를 나타낸다. AMF는 5G 이동통신 코어망에서 단말의 접속 및 이동성을 관리하는 네트워크 노드로 해당 노드의 이름은 3GPP에서 정의한 표준 스펙 TS.501 및 TS.502를 따른다. 이동통신 사업자는 동일한 서비스를 제공하는 AMF의 그룹을 설정할 수 있다. 예를 들어, AMF 그룹 1은 슬라이스 1, 2, 3을 제공하고, AMF 그룹 2는 슬라이스 1, 4, 5를 제공하고, AMF 그룹 3은 슬라이스 6을 제공하는 식이다. AMF 그룹에 속한 AMF들은 각각 globally unique한 id를 가질 수 있고(예를 들면 AMF 그룹 3), 또는 AMF 그룹 안에서 유일한 id를 가질 수 있다(예를 들면 AMF 그룹 1과 그룹 2).

단말은 가입정보의 일부로 접속 가능한 슬라이스 정보를 저장하고 있다. 해당 정보는 TS 23.501, TS 23.502에서 NSSAI 또는 S-NSSAI라고 표기한다. 이 때, 슬라이스 정보와 함께 해당 슬라이스가 dedicated core network에서 서빙되어야 하는지 여부를 나타내는 indicator도 같이 단말에 저장된다. 도 2b는 단말에 저장되는 정보의 예를 나타낸다. 해당 indicator 정보를 단말이 획득하는 방법은 여러가지가 될 수 있다. 즉, 단말의 심카드에 configuration 정보로 저장될 수 있다. 또는 단말이 망에 접속했을 때 OMA DM 등의 방법을 사용하여 해당 정보를 망으로부터 획득할 수 있다. 또는 단말이 망에 접속했을 때 policy를 담당하는 이동통신 노드인 PCF(또는 PCRF)로부터 획득할 수 있다. 이때, PCF는 단말과 직접 연결되거나(direct 통신) 다른 노드를 통해(예를 들면, AMF 또는 NEF)(indirect 통신) 단말과 연결될 수 있다. 또는 단말의 initial attach, TAU 등을 위한 registration 시그널링을 통해 망이 단말에게 정보를 제공할 수 있다.

단말이 5G 망에 초기 접속시, 단말은 앞으로 사용하길 원하는 슬라이스 리스트 정보를 registration 메시지에 포함하여 망에 전송한다. RAN노드는 슬라이스의 정보를 보고, 해당 슬라이스(들)을 지원 가능한 AMF 노드를 선택하여 registration 메시지를 전송한다. 이때, 단말은 도 2b의 표를 바탕으로 슬라이스 리스트 정보를 구성한다. 즉, registration 메시지에 포함되는 슬라이스 리스트는 하나의 AMF 그룹에서 서빙될 수 있는 슬라이스들을 포함하거나, 혹은 단독으로 서빙되어야 하는 슬라이스만을 포함하거나 하게된다. 즉, 단말이 사용하길 원하는 슬라이스 리스트들이 하나의 공통의 AMF 에서 서빙될 수 있는 슬라이스들로만 구성하는 것이다. 그럼으로써 해당 슬라이스 리스트를 받은 RAN 노드는 적절한 AMF를 선택할 수 있게 된다. Registration 메시지를 받은 AMF는 사용자의 가입자 정보를 보고, 사용자가 요청한 슬라이스를 쓸 수 있는지 확인한다. 그리고 최종적으로 현재 망에서 제공 가능하면서 가입자 정보에 맞는 최종 확정된 슬라이스 리스트를 단말에게 registration 메시지의 응답에 포함하여 보낸다. 이때 AMF는 사용자가 요청하지는 않았지만, 해당 AMF가 제공가능하면서 사용자 가입정보에 있는 슬라이스 정보를 리스트에 추가할 수 있다. 왜냐하면, 사용자는 해당 슬라이스가 동일한 공통 AMF에서 제공가능한지 몰랐을 수도 있기 때문이다. 메시지를 받은 사용자는 표 2b의 indicator 정보를 업데이트 할 수 있다.

위의 과정으로 망에 초기 접속하여 슬라이스 서비스를 제공받고 있던 단말은 registration에서 사용하기로 확정한 슬라이스 리스트를 변경할 수 있다. 이때, 두 가지 경우가 가능하다. 첫번째 경우는, 단말이 사용 확정한 슬라이스 리스트에서 슬라이스를 빼거나, 슬라이스를 추가하는데 그 추가하는 슬라이스가 현재 serving AMF에서 서비스가 가능한 슬라이스인 경우이다. 추가되는 슬라이스가 현재 사용 확정한 슬라이스 리스트의 슬라이스들과 동일한 AMF에서 서빙가능한지 여부를 단말은 단말에 저장된 indicator 정보를 보고 알 수 있다. 이 경우, 단말은 변경된 슬라이스 리스트와 함께 serving AMF에서 할당받은 Temporary User ID를 포함하여 슬라이스 변경 요청을 한다. RAN은 해당 정보를 보고 Temporary User ID에 맞는 AMF를 찾아서 메시지를 전송한다. 해당 과정은 도 2c에 기술되어 있다. 슬라이스 변경 요청을 받은 AMF는 해당 AMF에서 그 서비스를 제공할지 다른 AMF로 메시지를 redirect 시킬지 결정할 수 있다. 두번째 경우는, 단말이 사용 확정한 슬라이스 리스트와 다른 AMF 그룹에서 서빙 받아야 하는 슬라이스로 변경하는 경우이다. 이 또한, 단말은 단말에 저장된 indicator 정보를 보고 판단할 수 있다. 이 경우, 단말은 새로운 슬라이스 리스트를 포함하여 슬라이스 변경 요청을 한다. 기존 serving AMF가 할당한 단말의 Temporary User ID가 없기 때문에, RAN은 해당 정보를 보고, 단말이 요청한 슬라이스 정보를 서빙할 수 있는 AMF를 찾아서 메시지를 라우팅한다. 해당 과정은 도 2d에 기술되어 있다.

도 2ea 및 도 2eb는 도 2c 및 도 2d에서 나타낸 시나리오의 메시지 플로우를 도식화한다.

[실시 예 C]

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

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

3GPP에서 정의한 이동통신 서비스에서 Paging 메시지는 Idle상태에 있는 단말을 깨워서 단말에게 데이터 통신을 제공할 수 있도록 사용된다. 기존의 단말은 paging 메시지에 대한 응답으로 Service request를 보내고, 이 메시지를 수신한 Core Network는 단말의 control plane 뿐만 아니라 User plane까지 수립하여, 단말이 생성해놓았던 PDN connection을 활성화 시키고, Data Radio Bearer와 User plane bearer를 수립한다. 따라서 단말은 paging에 대한 응답으로 반드시 session을 수립하게 된다고 이해할 수 있다.

5G system에서는 Mobility Management와 Session Management가 기능적으로 구별되었고, Session과 관련 없이 Mobility Management 측면에서만 단말과 interaction이 필요한 기능이 논의되고 있다. 예를들어, Mobility Restriction Area Update, Periodic registration timer update, Location based trigger condition configure, AMF relocation 등이 있다. 상기 기능에 대한 설명은 본 발명에서 자세히 다룰 것이다. 단말이 session을 수립하지 않으면서 AMF에 제어 신호를 보내기 위해서, paging 메시지가 기존과 달라져야 한다. 왜냐하면 기존의 paging 메시지로는 반드시 service request를 수행하여 session을 수립하도록 동작이 정의되어 있기 때문이다. 따라서 본 발명에서는 Paging 메시지를 구별하여, 단말이 service request를 수행하지 않고 다른 mobility management 프로시저를 수행할 수 있는 방안을 제안한다.

또 다른 예로, 4G와 5G를 사용할 수 있는 단말인 경우, 4G가 5G보다 coverage가 넓으므로 voice 서비스에 더 적합하여, 단말은 4G에서는 voice 서비스를 사용하고 5G에서는 data 서비스를 사용할 수 있다. 이 경우 단말에게 voice call이 도착했을 때, 5G system은 단말을 4G system으로 fallback 시켜서 단말이 voice 서비스를 이용하도록 할 수 있다. 단말에게 4G로의 fallback이 필요하다는 것을 알려주기 위하여, 5G system은 paging 메시지에 Voice call paging이라는 것을 알려주어 단말이 4G system으로 fallback하도록 지원할 수 있다.

또 다른 예로, 5G 내에서 voice 서비스가 가능한 cell이 있고 가능하지 않은 cell이 있을 수도 있다. 예를 들어 mmWave를 사용하는 5G cell의 경우, coverage가 좁기 때문에 voice 서비스를 위한 이동성 지원에 적합하지 않아 voice 기능을 지원하지 않을 수 있다. 이 때 단말은 voice 기능을 지원하는 다른 5G cell을 찾아서 cell reselection을 수행할 수 있다. 단말에게 voice call이 도착했을 때 상기와 같은 동작을 지원하기 위하여, paging 메시지에 voice call paging이라는 것을 알려주어, 단말이 다른 cell을 선택하도록 지원할 수 있다.

본 발명으로 인하여 5G core network는 단말에게 session 수립이 필요 없는 MM procedure를 수행하도록 단말을 paging할 수 있다. 본 발명에 따른 paging 메시지를 수신한 단말은 session을 수립하지 않으므로 data radio bearer 생성 절차를 회피할 수 있고 이에 따라 power saving 효과가 있다. 5G core network 입장에서는 단말의 paging에 대한 응답으로 불필요한 session을 수립하지 않고, 단말에게 필요한 MM procedure만 수행할 수 있으므로, 네트워크 시그널링 측면에서 이득이 있다. 또한 Voice call을 이용하려는 단말의 경우, paging 메시지를 통하여 바로 4G system으로 fallback하거나 voice를 지원하는 5G cell로 이동할 수 있으므로, Voice call setup 시간을 절약할 수 있다.

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

본 발명에 등장하는 엔티티들의 설명은 다음과 같다.

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

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

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

본 발명에서 등장하는 Mobility Management 절차는 Mobility Restriction area update, Periodic registration timer update, location based trigger condition configuration, AMF relocation이 있으며 이에 대한 설명은 아래와 같다. 본 발명에서 예로 들고 있는 Mobility Management 절차 외에 다른 Mobility management 절차도 본 발명에서 제안하는 신규 paging 메시지를 이용할 수 있음은 자명하다.

- Mobility Restriction Area라 함은, 단말의 위치에 따라 세션을 수립하여 데이터를 주고 받을 수 있는 allowed area, 세션을 수립할 수 없으며 제어 시그널링만 가능한 non-allowed area, 그리고 모든 이동통신 서비스가 불가능한 forbidden area로 구성된 area 정보들의 집합을 의미한다. 5G system은 사업자 정책 혹은 단말의 이동성 패턴의 변화에 따라 Mobility Restriction Area를 Update할 필요가 있다.

- Periodic registration timer는, 단말이 주기적으로 자신의 Reachability를 알리고 아직 Registration이 되어있다는 것을 알리기 위해서 Core Network으로 전송하는 Registration update 메시지의 주기를 나타내는 timer를 의미한다. 단말이 오랜 기간 같은 장소에 머물거나 오랜 기간 데이터 통신이 없을 것으로 기대한다면, 5G system은 periodic registration timer를 길게 설정하여 단말의 registration update 주기를 길게 두어 단말의 power saving을 도울 수 있다. 따라서 5G system은 Periodic registration timer를 update할 수 있다.

- Location based trigger condition이라 함은, 단말이 특정 위치에 들어갔을 때 그 위치에서 사용가능한 Session을 수립하거나, 그 위치에 갔을 때 단말의 정확한 위치정보를 report 하거나, 특정 위치에 진입했을 때 registration area update를 보내도록 조건을 설정하는 것을 의미한다. 5G system은 이러한 조건을 단말에 설정할 수 있고, 이를 본 발명에서는 편의상 Location based trigger condition configure라고 부른다.

- AMF relocation은 단말의 mobility를 관리하는 Network Function인 AMF가 바뀌는 상황을 의미한다. 단말이 사용할 수 있는 network slice가 변경되거나 (e.g., 가입 정보 변경 혹은 네트워크 운용 상의 Network function 변경), 혹은 AMF가 혼잡하거나 장애가 발생하여 다른 AMF로 재배치 해야 하는 경우가 발생할 수 있다. 이 때 AMF는 단말에게 AMF가 relocation 된다는 것을 알려주거나, 새로 재배치 받은 AMF가 단말에게 AMF가 relocation 되었다는 것을 알려줄 필요가 있다. 따라서 session 수립이 필요없이 AMF의 재배치(relocation)만 알릴 필요가 있다.

첫 번째 실시 예 - 도 3a

도 3a는 AMF가 단말에 보낼 수 있는 Paging 메시지의 종류를 나타낸 도면이다. AMF 뿐 아니라, LTE 시스템에서 mobility management를 담당하는 MME도 이 paging 메시지를 전달할 수 있다.

첫 번째 paging 메시지는 기존의 paging 메시지와 동일하다. 단말이 식별할 수 있는 단말에 대한 ID와 기지국이 식별할 수 있는 paging area 정보 (e.g., Tracking Area Identifier) 가 포함되어 기지국에게 우선 전달되고, 그 다음 기지국이 단말에게 전달한다. (발명자 주: 이 메시지는 본 발명에서 신규 제안하는 내용이 아닙니다.)

두 번째 paging 메시지는 기존의 paging 메시지와 다르게, 단말이 session 수립을 위한 service request로 응답할 필요가 없는 paging 메시지를 의미한다. 다시 말해서, 첫 번째 paging 메시지에 대한 응답으로 단말은 항상 service request를 보내도록 정의되어 있고, 이에 따른 결과로 Session을 수립하게 된다. 하지만 두 번째 paging 메시지를 수신한 단말은 Service request로 응답하지 않고, 다른 MM 메시지로 응답할 수 있다. 자세한 내용은 실시 예 2에서 다룬다. 첫 번째 실시 예에서는 이 두 번째 paging 메시지를 구성하는 방법에 대해서 제안한다. AMF는 Paging 메시지에 indication을 추가하여, 해당 paging 메시지가 Session 수립이 필요 없는 paging임을 알릴 수 있다. 상기 indication은 Mobility Management 용 paging이라는 indication 일 수 있고, Session setup이 필요 없다는 indication일 수 있고, Signaling connection 수립을 나타내는 indication일 수 있다. 이 indication은 기지국이 단말에게 전달하는 paging 메시지에 포함된다. 단말은 paging channel을 통해서 자신에 대한 ID와 함께 이 indication을 포함한 paging 메시지를 확인하여 session 수립이 필요한 paging인지 signaling connection만 수립하면 되는 paging인지 판단할 수 있다.

세 번째 paging 메시지는 기존의 paging 메시지와 다르게, 단말에게 voice call이 도착하여 단말이 voice call session을 수립해야 하는 것을 알려주는 paging 메시지이다. 이 메시지를 수신한 단말의 동작은 실시 예 3에서 다룬다. 본 실시 예에서는 이 세 번째 paging 메시지를 구성하는 방법에 대해서 제안한다. AMF는 paging 메시지에 indication을 추가하여, 해당 paging 메시지가 Voice call에 의한 paging임을 알릴 수 있다. 상기 indication은 voice call이 도착했다는 것을 지칭(MT voice call)하는 indication일 수 있고, Voice service로의 전환이 필요하다는 indication일 수 있다.

네 번째 paging 메시지는 두 번째 paging 메시지와 유사하나 의미가 다른 경우를 나타낸다. AMF는 단말에게 signaling connection이 필요하다는 의미의 paging을 보낼 수 있다. 이는 반드시 MM procedure를 수행해야 함을 의미하는 것은 아니며, 단말에게 단말과 AMF간 signaling connection을 수립해야 하며 session 수립은 필요 없다는 것을 의미한다. 단말은 이에 대한 응답으로 자신의 reachability를 알리는 MM 메시지 혹은 경량화된 MM 메시지 (특정 정보 - 단말의 ID, 현재 위치 등만 포함하고 있는 MM 메시지)를 보낼 수 있다.

두 번째 실시 예

도 3b는 AMF가 실시 예 1의 2번 혹은 4번 paging 메시지를 보내고, 단말이 이를 수신했을 때의 동작을 나타낸다.

강기 paging 메시지를 편의상 MM paging이라 부르겠다. AMF는 Mobility Restriction area update가 필요하거나, Periodic registration timer update가 필요하거나, location based trigger condition configuration가 필요하거나, AMF relocation이 발생한 경우 상기 paging 메시지를 단말에게 전달한다.

단말은 상기 paging 메시지를 수신한 후 다음과 같은 동작을 수행한다. 이는 메시지 2에 해당한다.

Option 1) Registration update procedure

단말은 상기 paging 메시지를 보고, Session 수립이 필요하지 않은 paging임을 판단하고, AMF로 signaling connection을 수립하기 위하여 Registration 메시지를 보낸다. 이 메시지는 단말의 registration 상태를 update하는 메시지를 의미하며, 혹은 단말이 현재 위치에서의 reachability를 update하기 위한 메시지일 수 있으며, 세부 명칭은 다를 수 있다. 이 Registration 메시지에는 AMF에서 단말을 식별할 수 있는 ID 및, 단말이 할당 받은 Mobility restriction area 정보, Periodic Registration timer 정보, 단말의 네트워크 서비스에 대한 preference, 단말의 Capability 등이 포함된다.

Option 2) 경량화된 MM signaling 전송

단말은 상기 paging 메시지를 보고, session 수립이 필요하지 않은 paging임을 판단하고, AMF로 signaling connection을 수립하기 위하여, 경량화된 MM 메시지를 전송한다. 경량화된 MM 메시지란, Registration 메시지보다 적은 양의 parameter를 포함하는 메시지를 의미한다. Registration 메시지는 단말이 Attach를 할 때 보내는 메시지와 동일하거나 유사한 양의 방대한 정보를 담는다. 따라서 단말이 항상 이 방대한 양의 정보를 보낼 필요가 없으므로, 경량화된 MM 메시지가 사용될 수 있다. 경량화된 MM 메시지에는 일부 정보만 포함될 수 있다. 예를 들어 AMF에서 단말을 식별하는 ID와 단말의 현재 위치 정보, 그리고 단말이 update가 필요한 parameter에 대한 indication이 포함될 수 있다. 이 경량화된 메시지는 단말이 자신의 reachability 만을 알리기 위하여 사용될 수 있으며, 단말이 AMF와 signaling connection을 수립하기 위하여 사용될 수 있다.

Option 3) Service request message without PDU session ID

단말은 상기 paging 메시지를 보고, Session 수립이 필요하지 않은 paging임을 판단하고, AMF로 signaling connection을 수립하기 위하여 Service request 메시지에 Session 수립이 필요하지 않다는 indication을 포함해서 보낼 수 있다. 이를 수신한 AMF는 Session 수립이 필요 없는 service request임을 판단하여, SMF로 세션 수립을 요청하는 동작을 생략할 수 있다. 혹은 단말은 service request 메시지에 PDU session ID를 포함하지 않거나, PDU session ID의 status를 Inactive로 설정하여 AMF게 전송할 수 있다. AMF는 이 메시지를 보고, PDU session ID가 하나도 포함되어 있지 않거나, 혹은 포함된 PDU session ID의 status가 Inactive로 되어있다면, Session 수립이 필요 없다고 판단할 수 있다.

AMF는 상기 option1 혹은 option2에 대한 메시지를 수신한 후, 이에 대한 응답으로 프로시저를 수행할 수 있다. 만약 MM paging이 Mobility restriction area update에 기인했다면, AMF는 Mobility restriction area update를 위한 프로시저를 수행한다. 이는 registration 메시지에 포함되어 이루어질 수 있으며, 혹은 다른 MM 메시지 (e.g., 경량화된 MM 메시지 혹은 Mobility restriction area update 메시지, 혹은 단말의 여러 설정 정보를 update하기 위한 MM 메시지)에 포함되어 이루어질 수 있다. 만약 MM paging이 periodic registration timer update에 기인했다면, AMF는 periodic registration timer update를 위한 procedure를 수행한다. 이는 registration 메시지에 포함되어 이루어질 수 있으며, 혹은 다른 MM 메시지 (경량화된 MM 메시지 혹은 단말의 여러 설정 정보를 update하기 위한 MM 메시지)에 포함되어 이루어질 수 있다. 만약 MM paging이 단말에 대한 location based trigger condition의 설정이 필요함에 따라 발생했다면, AMF는 설정할 location based trigger condition을 registration 메시지 혹은 단말의 설정 정보를 update하기 위한 MM 메시지를 단말에게 전송한다. 만약 MM paging이 AMF relocation때문에 발생했다면, AMF는 단말에게 AMF relocation이 발생했음을 알려주는 절차를 수행한다. 이는 단말에게 다른 AMF로 redirection 하라는 메시지일 수 있으며, registration 메시지에 대한 응답으로 전달할 수 있다. 혹은 AMF relocation이 발생했으므로, 새로 할당받은 AMF가 기존의 AMF에게 단말의 MM context를 전달 받고, 단말이 option 1 혹은 option 2로 보낸 메시지를 forwarding하여, 이에 대한 응답 메시지를 새로 할당 받은 AMF가 보내어 단말이 AMF relocation이 발생했음을 알게 할 수 있다.

세 번째 실시 예

도 3c 및 도 3d는 5G 단말에게 voice call paging이 왔을 때의 동작을 나타낸 도면이다.

5G 단말은 5G에서 voice 서비스 이용이 불가하여, 4G에 접속하여 voice service를 이용하는 동작을 수행할 수 있다. 이 경우 5G는 data centric으로 동작하고 4G는 voice centric으로 동작한다고 볼 수 있다. 혹은 단말은 특정 5G cell에서 voice 지원이 불가능할 수 있다. (Cell coverage가 협소하여 voice call의 이동성을 지원하기 어려운 경우) 이때 단말은 voice 지원이 가능한 5G cell (cell coverage가 일정 규모 이상 되어 voice call의 이동성을 지원할 수 있는)에 재접속하여 voice call 서비스를 이용할 수 있다.

첫 번째 그림은 단말이 voice call 서비스를 위하여 4G를 사용할 때를 나타낸 도면이다.

AMF는 단말에게 voice call로 인한 paging이 왔음을 본 발명의 실시 예 2에 따라서 전송한다.

이를 수신한 단말은 voice call을 이용하기 위하여 4G LTE로의 RAT selection 및 cell selection을 수행한다. 4G에 붙기위한 적당한 Cell을 발견한 단말은 해당 cell에 접속하여, 4G core network인 MME로 TAU를 보내거나 Service Request를 보낸다. 이 때 TAU에 active flag를 1로 마킹하여 Session 연결이 필요함을 나타낼 수 있다. 혹은 Service request의 일종으로 Extended service request를 보내서 VoLTE 사용이 필요함을 알릴 수 있다.

이를 수신한 MME는 단말의 context가 필요한 경우 단말이 기존에 붙어있던 AMF를 찾아서 AMF 로부터 단말의 context를 받아올 수 있다. 이는 단말이 MME로 올린 Temporary ID를 보고, 그 안의 AMF를 나타내는 주소를 식별한 후 이루어진다.

MME는 단말에 대한 Voice call이 왔으며, VoLTE를 연결해야함을 상기 절차를 통해서 판단한 후, VoLTE session setup을 위한 절차를 수행한다.

두 번째 그림은 단말이 Voice call 서비스를 위하여 다른 5G cell로 접속해야하는 경우를 나타낸 도면이다.

이를 수신한 단말은 현재 camping하고 있는 cell이 voice call을 지원하는지의 여부를 현재 cell이 broadcast해주는 system information을 보고 판단할 수 있다. 만약 현재 cell이 voice call을 지원하지 않는다면, 단말은 다른 cell을 찾는 동작을 수행한다. 단말은 System information으로 voice call support를 나타내는 cell을 찾고, 그 cell을 선택한다. 그 뒤 해당 cell에 접속하고, AMF로 service request를 보낸다. 이를 수신한 AMF는 voice call로 인한 service request가 수신되었음을 판단하고, 단말에게 voice call session을 수립한다.

본 발명에서 voice call 서비스라 함은 IMS를 사용한 Voice service를 의미하므로, voice over IMS라는 이름으로 대체될 수 있다.

[실시 예 D]

본 발명의 실시 예들을 구체적으로 설명함에 있어서, 3GPP가 5G 네트워크 규격을 정한 무선 접속망, 코어 망인 New RAN(NR)과 패킷 코어(5G system, 혹은 5G Core Network, 혹은 NG Core: Next Generation Core)를 주된 대상으로 할 것이지만, 본 발명의 주요한 요지는 유사한 기술적 배경을 가지는 여타의 통신 시스템에도 본 발명의 범위를 크게 벗어나지 아니하는 범위에서 약간의 변형으로 적용 가능하며, 이는 본 발명의 기술 분야에서 숙련된 기술적 지식을 가진 자의 판단으로 가능할 것이다. 본 발명은 HSS 혹은 NEF를 통하여 단말의 위치를 report하는 기능에 대한 연속 동작을 다루고 있다.

본 발명은 3GPP가 LTE 규격을 정한 무선 접속망, 코어망인 eNB와 MME를 대상으로 하고, LTE system에서 사용되는 SCEF와 HSS까지 주된 대상으로 한다. 본 발명은 HSS 혹은 SCEF를 통하여 단말의 위치를 report하는 기능에 대한 연속 동작을 다루고 있다.

LTE에서 Light connection이라는 이름으로, 단말의 RRC상태는 inactive이나, 단말의 Core network 연결 상태는 Connected인 새로운 connection mode가 소개되었다. 이는 5G에서 RRC-inactive라는 이름으로 적용되고 있다.

기존의 단말은 RRC connected 혹은 RRC idle 상태만 존재하였으나, RRC idle에서 RRC connected로 진입하기 위하여 많은 시그널링의 발생이 필연적이었으므로, 이를 최적화하는 방안으로 RRC inactive 상태 혹은 Light connection 모드를 정의함으로써, 단말이 아주 적은 수의 시그널링 만으로 RRC 연결을 수립하여 데이터 통신을 할 수 있는 기술이 정의된 것이다.

Light connection 모드 혹은 RRC active 모드 (혹은 상태)에서 Core network는 단말이 Core Network에 Connected 상태인것으로 간주하여, 단말에 대한 User plane 및 Control plane을 모두 active하게 유지한다. 단말에 대한 데이터가 발생했을 경우, 해당 데이터는 Gateway를 통하여 기지국까지 전달되고, 기지국은 RAN level paging을 통하여 단말을 찾고 단말을 RRC connected 상태로 바꾸어 데이터를 전송할 수 있다.

상기와 같은 기술이 소개됨에 따라, Core network이 제공하는 location reporting 서비스에 영향을 주게 되었다. Core network의 location reporting 서비스는 Cell ID혹은 기지국 ID 혹은 Tracking Area 단위로 단말의 위치를 판단하여 외부로 알려주는 역할을 수행한다. TA의 경우 Core network entity인 MME 혹은 5G system의 AMF가 관리를 하므로, report를 할 수 있지만, cell ID나 기지국 ID인 경우 현재 단말이 어느 위치에 있는지 직접 보고를 받아야 알 수 있다. 단말이 IDLE인 경우 단말을 paging하여 단말의 위치를 알아낼 수 있지만, light connection 혹은 RRC inactive 모드에서 Core network은 단말이 Connected 인것으로 간주하므로 단말에 대한 paging을 수행하지 않는다. 따라서 light connection 모드 혹은 RRC inactive 모드인 단말이 RAN paging area를 자유롭게 이동하는 동안, Core network은 실제 단말이 위치한 Cell ID 나 기지국 ID를 알아낼 수 없어서, Location reporting 서비스를 제공할 수 없다.

본 발명은 이 문제를 해결하기 위함이다.

본 발명으로 인하여 5G core network 혹은 MME는 단말이 light connection 모드 혹은 RRC inactive 모드에 있을 때에도 단말의 위치를 보고하는 location reporting 서비스를 제공할 수 있다. 혹은 실시간으로 단말의 위치를 파악하지 못하더라도, 단말의 최근 위치를 전달해주는 방법을 통하여 대안 서비스를 제공할 수 있다.

본 발명에 등장하는 엔티티들의 설명은 다음과 같다.

단말(UE)은 RAN(Radio Access Network)과 연결되어 5G의 핵심 망 장치의 Mobility Management Function을 수행하는 장치에 접속한다. 본 발명에서는 이를 AMF(Access and Mobility management Function)으로 부를 것이다. 이는 RAN의 access와 단말의 Mobility management를 모두 담당하는 Function 혹은 장치를 지칭할 수 있다. AMF는 SMF(Session Management Function)로 단말에 대한 Session 관련 메시지를 라우팅하는 역할을 한다. AMF는 SMF와 연결되고, SMF는 UPF(User Plane Function)와 연결하여 단말에게 제공할 사용자 평면 Resource를 할당하여, 기지국과 UPF사이에 데이터를 전송하기 위한 터널을 수립한다. 본 발명에서 AMF로 지칭하는 것은 단말에 대한 Mobility Management을 제공하는 핵심 망 장치, 즉 다른 명칭을 가진 단말의 NAS 메시지를 수신하는 장치를 의미할 수 있다. 편의 상 발명에서는 AMF(Access Mobility management Function)으로 칭하겠다. 이는 4G system의 MME에 대응된다. NEF는 Network Exposure Function의 약자로, 5G 네트워크가 가진 capability를 외부망으로 exposure하는 역할을 한다. 예를 들어 단말의 위치를 외부망에서 요청하는 경우, NEF를 통하여 단말의 위치를 요청하게 되고, NEF는 AMF에 단말의 위치를 query한다. AMF는 단말의 위치를 NEF에게 알리고, NEF는 이를 다시 요청한 외부망으로 전달하는 동작을 수행한다. 이는 4G system의 SCEF(Service and Capability Exposure Function)에 대응된다.

본 발명에서 AMF는 4G의 MME로 치환될 수 있으며, NEF는 4G의 SCEF로 치환될 수 있다.

첫 번째 실시 예 - 도 4a

도 4a는 단말이 RRC inactive (혹은 Light connection) 모드에 진입했음을 기지국이 AMF에게 알려주는 동작을 나타낸 도면이다.

AMF는 단말이 RRC inactive (혹은 Light connection) 모드를 지원하는 지의 여부를 단말이 네트워크에 접속하여 registration을 할 때 알 수 있다. 단말은 Registration 메시지 (Attach, 혹은 TAU, 혹은 registration update)에 UE radio capability라는 Information field에 자신이 RRC inactive (혹은 Light connection) 모드를 지원함을 마킹할 수 있다. 이를 수신한 AMF는 단말의 RRC inactive (혹은 Light connection) 모드 지원을 인식하여 추후 동작에 반영할 수 있다. 혹은 AMF는 단말의 subscription 정보 혹은 단말에 대한 Network policy를 보고 단말이 RRC inactive (혹은 Light connection) 모드를 사용할 수 없다고 판단한 경우, 단말에게 RRC inactive (혹은 Light connection) 모드를 사용할 수 없음을 알릴 수 있다. 알리는 방법은 단말에게 Registration 메시지의 응답을 보낼 때 UE radio capability 라는 information field에 RRC inactive (혹은 Light connection) 모드라는 마킹을 해제하여 보내거나, 단말에게 'RRC inactive (혹은 Light connection) 모드가 허용되지 않음' 이라는 cause 값을 전달할 수 있다.

RRC inactive (혹은 Light connection) 모드를 사용하는 단말은 기지국과의 교섭을 통하여 RRC inactive (혹은 Light connection) 모드로 진입할 수 있다. 기지국은 단말이 RRC inactive (혹은 Light connection) 모드로 진입했을 경우, 단말이 현재 RRC inactive (혹은 Light connection) 모드에 들어갔으며 기지국에서 단말의 reachability 및 이동성을 관리하겠다는 것을 AMF에게 알릴 수 있다. 이를 위하여 기지국은 RRC inactive mode indication 혹은 light connection indication을 AMF(혹은 MME)에게 전달한다. 이 메시지는 다른 이름으로 대체될 수 있으나, 메시지의 구성요소는 단말이 RRC inactive (혹은 Light connection) 모드에 진입했음을, 혹은 기지국이 단말의 reachability 및 이동성을 관리하겠다는, 혹은 기지국이 RAN level paging을 수행하겠다는 식별자를 포함한다. 이를 수신한 AMF는 현재 CN-connected(Core Network 입장에서 Connected 인 상태) 상태인 단말이 RRC inactive (혹은 Light connection) 모드에 진입했음을 알게 된다. 기지국은 상기 메시지를 통하여 현재 단말의 위치를 알릴 수도 있다. 예를 들어 Cell ID 혹은 RAN에서 단말의 이동성을 관리할 지역에 대한 정보 (Cell ID list, 혹은 RAN ID list)를 알려줄 수 있다.

두 번째 실시 예

도 4b는 HSS 혹은 NEF로부터 Location reporting 요청이 왔을 경우, AMF에서 이를 처리하는 방법에 대한 도면이다.

HSS는 Lawful Interception의 일환으로 단말의 위치를 보고하도록 AMF를 Trigger할 수 있다. 또는 NEF는 3^rd party application과의 Network capability exposure 설정에 따라, 단말의 위치를 알려주도록 설정되어 있을 수 있다. 3^rd party application이 NEF에게 단말의 위치를 요청하면 NEF는 AMF에게 단말의 위치를 알려달라고 요청하는 메시지를 보낸다. 혹은 NEF는 단말의 위치에 대해서 Event reporting을 요청하는 메시지를 AMF에게 보낼 수 있다. 그러면 AMF는 단말의 위치가 변경되었을 때 마다 NEF에게 단말의 위치를 알려준다. 이 때 HSS 혹은 NEF가 요청하는 단말의 위치의 granularity는 Cell ID 혹은 RAN ID일 수 있다. 단말의 위치의 Granularity가 Tracking Area라면 AMF는 RRC inactive (혹은 Light connection) 모드 여부에 관계 없이 단말이 위치한 Tracking Area를 전달할 수 있다. 본 실시 예는 AMF가 RAN 에서 관리하는 단말의 위치 정보인 Cell ID 혹은 기지국 ID를 report 하도록 요청 받았을 때의 동작을 나타낸다.

본 도면의 동작에서 단말은 RRC inactive (혹은 Light connection) 모드에 있음을 가정한다.

AMF는 HSS 혹은 NEF로부터 단말의 위치에 대한 report를 요청 받았으면, 해당 단말이 RRC inactive (혹은 Light connection) 모드에 있는지 확인한다. 만약 기지국으로부터 단말이 RRC inactive (혹은 Light connection) 모드에 진입했음을 알림받지 않았더라도, 단말이 AMF에 registration을 수행할 때 RRC inactive (혹은 Light connection) 모드에 대한 Capability를 알렸다면, AMF는 단말이 RRC inactive (혹은 Light connection) 모드에 있을 것이라고 짐작할 수 있다. 또는 AMF는 RRC inactive (혹은 Light connection) 모드에 대한 capability가 있는 단말이 일정 시간 이상 CN-Connected 상태에 머물러 있다면, 해당 단말이 RRC inactive (혹은 Light connection) 모드에 있다고 판단할 수 있다. 또는 AMF는 단말이 RRC inactive 모드에 있다는 것을 전혀 모를 수 있다. 이에 따라 AMF는 다음의 동작 중 하나를 수행할 수 있다.

Option 1. Location reporting을 미룬다

이는 AMF가 단말이 RRC inactive에 있다는 것을 알고 있을 경우에만 해당된다. AMF는 단말이 NAS 메시지를 보낼 때까지 Location Reporting을 미룰 수 있다. AMF는 단말이 다음 NAS 메시지를 보낼 때까지 단말의 현재 위치를 알 수 있는 방법이 없으므로, 단말이 보내는 NAS 메시지를 포함하는 기지국으로부터의 N2 메시지에 담기는 Cell ID와 RAN ID를 획득할 때까지 Location Reporting을 미룰 수 있다. 이 경우 AMF는 HSS 혹은 NEF에게 Location reporting에 대한 응답으로 단말의 location reporting을 미루겠다는 응답을 할 수 있다. 혹은 단말이 RRC inactive (혹은 Light connection) 모드에 있기 때문에 Location reporting을 미뤄야 한다는 cause 값을 전달할 수 있다. 그리고 추 후 단말이 NAS 메시지를 보내서 단말의 위치가 파악이 되었다면, 단말의 위치 정보를 HSS 혹은 NEF에게 보내어 Location reporting 동작을 완료한다.

Option 2. 마지막으로 알려진 단말의 위치(Last known Location)를 보낸다. 이 때 해당 위치가 파악된 시간 정보를 함께 전달한다. 이는 AMF가 단말이 RRC inactive 모드에 있는지 알지 못할 때에도 적용될 수 있다.

AMF는 단말이 이전에 보낸 NAS 메시지를 통해, 그리고 해당 NAS 메시지를 전달한 기지국으로부터의 N2 메시지를 통해 그 당시 단말의 위치 정보를 저장하고 있다. HSS 혹은 NEF로부터 단말의 위치 정보 reporting을 요청 받았고, 현재 단말이 RRC inactive (혹은 Light connection) 모드에 있는 것으로 판단했다면, 본 발명에 따라 HSS와 NEF에게 단말의 last known location을 보낼 수 있다. 혹은 현재 단말이 RRC inactive 상태에 있다는 것을 알지 못하더라도, 단말이 CM-Connected 상태에 있으므로, 본 발명에 따라 자신이 알고 있는 단말의 last known information (Cell ID 혹은 기지국 ID)를 보낼 수 있다. 본 발명에 따라 이를 보낼 때 last known location이 파악된 시간(Time Stamp)을 함께 전달하여, 얼마나 오래 전의 위치정보인지 알게 할 수 있다. 위치 정보와 이 시간 정보는 NEF를 통하여 3^rd party application까지 전달이 되고, 3^rd party application은 이를 기반으로 위치 정보의 정확성을 판단할 수 있다. 3^rd party application은 이를 수신한 뒤, 정보가 불충분하다면 다른 방법을 통하여 단말의 위치를 획득하도록 시도할 수 있다. 또한 HSS가 단말의 위치를 요청했을 경우, 이 정보는 HSS에게 전달이 되며, HSS는 단말의 last known location과 해당 위치가 파악된 시간(Time stamp)를 함께 저장하여 Location 관리 서버로 전달할 수 있다.

만약 AMF가 기지국이 전달한 단말이 이동 가능한 Cell ID list나 RAN ID list (Candidates list of Cell ID or RAN node ID)를 저장하고 있다면, 이 정보를 Location reporting에 전달하여 단말의 대략적인 위치를 보고할 수 있다.

Option 3. Location reporting의 실패를 알리며, 이유는 단말이 RRC inactive (혹은 Light connection) 모드에 있기 때문임을 알린다. 이는 AMF가 단말이 RRC Inactive mode에 있음을 아는 경우에만 해당된다.

AMF는 단말이 RRC inactive (혹은 Light connection) 모드에 있으므로 현재 단말이 위치한 Cell ID 혹은 기지국 ID를 알려줄 수 없다고 Location Reporting의 실패를 NEF에게 알린다. 이때 cause 값에 단말의 위치를 확인할 수 없다고 알리거나, 단말이 RRC inactive (혹은 Light connection) 모드에 있다고 알릴 수 있다. NEF는 이를 3^rd party application에 전달하고, 3^rd party application은 단말의 위치 파악을 위하여 다른 방법을 사용할 수 있다.

본 실시 예에서, AMF는 last known location으로 기지국 ID를 수신한 경우, 이를 Geographical region으로 해석하여, 즉 Zip code 혹은 Postal Code 혹은 GPS 정보로 해석하여 NEF에게 전달하고, NEF는 이를 3^rd party application server에게 전달할 수 있다. 또 다른 예로, AMF는 last known location을 candidates list of cell ID로 파악하고 있다면, 이 Cell 위치의 중간 값을 Geographical region 정보값으로 도출하여 NEF에게 전달하거나 HSS에게 전달할 수 있다. 또 다른 예로, AMF는 Last known location을 NEF나 HSS로 전달하고, NEF나 HSS가 해당 정보를 Geographical region 정보(예를 들어 Zip code, Postal code, Civic address, GPS 정보)으로 해석할 수 있다. 이는 망내에서 사용되는 Cell 혹은 기지국 ID를 외부 3^rd party에 숨기기 위함이다. NEF 혹은 HSS는 상기와 같이 매핑된 Geographical region 정보를 3^rd party application이나 Location 관리 서버로 전달할 수 있다.

세 번째 실시 예

도 4c는 HSS 혹은 NEF로부터 Location reporting 요청이 왔을 경우, AMF에서 Location 확인을 위하여 기지국을 trigger하는 동작을 나타낸 도면이다.

HSS는 Lawful Interception의 일환으로 단말의 위치를 보고하도록 AMF를 Trigger할 수 있다. NEF는 3^rd party application과의 Network capability exposure 설정에 따라, 단말의 위치를 알려주도록 설정되어 있을 수 있다. 3^rd party application이 NEF에게 단말의 위치를 요청하면 NEF는 AMF에게 단말의 위치를 알려달라고 요청하는 메시지를 보낸다. 혹은 NEF는 단말의 위치에 대해서 Event reporting을 요청하는 메시지를 AMF에게 보낼 수 있다. 그러면 AMF는 단말의 위치가 변경되었을 때 마다 NEF에게 단말의 위치를 알려준다. 이 때 HSS 혹은 NEF가 요청하는 단말의 위치의 granularity는 Cell ID 혹은 RAN ID일 수 있다. 단말의 위치의 Granularity가 Tracking Area라면 AMF는 RRC inactive (혹은 Light connection) 모드 여부에 관계 없이 단말이 위치한 Tracking Area를 전달할 수 있다. 본 실시 예는 AMF가 RAN 에서 관리하는 단말의 위치 정보인 Cell ID 혹은 기지국 ID를 report 하도록 요청 받았을 때의 동작을 나타낸다.

AMF는 HSS 혹은 NEF로부터 단말의 위치에 대한 report를 요청 받았으면, 해당 단말이 RRC inactive (혹은 Light connection) 모드에 있는지 확인한다. 만약 기지국으로부터 단말이 RRC inactive (혹은 Light connection) 모드에 진입했음을 알림받지 않았더라도, 단말이 AMF에 registration을 수행할 때 RRC inactive (혹은 Light connection) 모드에 대한 Capability를 알렸다면, AMF는 단말이 RRC inactive (혹은 Light connection) 모드에 있을 것이라고 짐작할 수 있다. 또는 AMF는 RRC inactive (혹은 Light connection) 모드에 대한 capability가 있는 단말이 일정 시간 이상 CN-Connected 상태에 머물러 있다면, 해당 단말이 RRC inactive (혹은 Light connection) 모드에 있다고 판단할 수 있다. 이에 따라 AMF는 다음의 절차를 수행할 수 있다. 혹은 AMF는 단말이 RRC inactive 상태에 있는지 전혀 모르는 상태에서 다음의 절차를 수행할 수 있다.

1. AMF는 RAN으로 단말의 location 확인을 요청하는 메시지를 보낸다.

이는 RAN과 AMF간의 NG2 interface를 통한 메시지일 수 있다. 이 메시지는 RAN에게 단말의 reachability를 확인해달라는 요청일 수 있다.

4G 시스템에서는 eNB와 MME간 새로운 S1AP 메시지를 의미할 수 있다. 이 메시지는 eNB에게 RRC inactive (혹은 Light connection) 모드에 있는 단말의 reachability를 확인해달라는 요청일 수 있다.

2. 기지국은 RAN paging 혹은 단말의 reachability를 확인하는 RRC signaling을 단말에게 보낸다. 단말의 Reachability를 확인하는 RRC signaling은 단말이 RRC connected 상태로 진입하여 모든 Data radio bearer를 수립하는 동작을 trigger하지 않는 시그널링을 의미할 수 있다. 단지 단말이 현재 RAN paging area에서 reachable한지의 여부를 체크하기 위한 메시지일 수 있다.

만약 기지국이 현재 단말의 위치를 알고 있다면, 혹은 단말의 위치를 파악한지 시간이 얼마 지나지 않았다면, 단말에게 RRC 메시지를 보내지 않고 바로 step 4를 통하여 AMF에게 단말의 위치를 전달한다.

혹은 기지국은 단말에게 RRC 메시지를 보내지 않고, 자신이 이전에 파악한 단말의 Last known location을 단계 4를 통해 AMF에게 전달할 수 있다. 이 때 last known location이 파악된 시간(Time stamp)을 함께 전달하여 얼마나 오래된 정보이며 얼마나 유효한 정보인지 알려줄 수 있다. 다시말하여, 기지국이 RRC inactive 상태의 단말의 위치를 파악하기 위하여 단말을 깨우는 것(paging 하는 것)은 생략 가능한 절차이다.

3. 단말은 RAN에서 보낸 RRC 메시지에 따라 단말이 현재 camping하고 있는 Cell 및 기지국 ID를 포함한 RRC 메시지를 전송한다.

기지국이 RAN paging을 보낸 경우, 단말은 RRC connected 상태로 진입하기 위한 RRC 시그널링을 기지국에 전송하여 모든 Data Radio Bearer를 활성화할 수 있다. 이 Signaling으로 기지국은 단말의 현재 camping Cell ID를 획득할 수 있다.

혹은 기지국이 단말의 Reachability를 확인하는 RRC signaling를 보낸 경우, 단말은 RRC connection을 resume하여 data radio bearer를 수립할 필요가 없으므로, 자신의 reachability를 알리는 RRC 시그널링을 통하여 RAN에게 자신이 camping하고 있는 Cell 및 기지국 ID를 전송할 수 있다.

4. 기지국은 3단계에서 획득한 단말의 위치 (즉, 단말이 현재 camping 하고 있는 Cell 및 기지국 ID 혹은 기지국이 가지고 있는 단말의 Last known location 정보)를 AMF에게 전달한다. 이 메시지는 1에 대한 응답 메시지일 수 있다.

5. AMF는 수신한 단말의 위치정보를 HSS 혹은 NEF에게 Reporting 한다. 세부 실시 예로, AMF는 수신한 단말의 위치정보를 Geographical region으로 해석하여, 즉 Zip code 혹은 Postal Code 혹은 GPS 정보로 해석하여 NEF에게 전달하고, NEF는 이를 3^rd party application server에게 전달할 수 있다. 또 다른 예로, AMF는 단말의 위치를 candidates list of cell ID로 파악하고 있다면, 이 Cell 위치의 중간 값을 Geographical region 정보 값으로 도출하여 NEF에게 전달하거나 HSS에게 전달할 수 있다. 또 다른 예로, AMF는 상기 절차로 파악된 단말의 위치를 NEF나 HSS로 전달하고, NEF나 HSS가 해당 정보를 Geographical region 정보(예를 들어 Zip code, Postal code, Civic address, GPS 정보)으로 해석할 수 있다. 이는 망내에서 사용되는 Cell 혹은 기지국 ID를 외부 3^rd party에 숨기기 위함이다. NEF 혹은 HSS는 상기와 같이 매핑된 Geographical region 정보를 3^rd party application이나 Location 관리 서버로 전달할 수 있다.

상술한 본 발명의 구체적인 실시 예들에서, 발명에 포함되는 구성 요소는 제시된 구체적인 실시 예에 따라 단수 또는 복수로 표현되었다. 그러나, 단수 또는 복수의 표현은 설명의 편의를 위해 제시한 상황에 적합하게 선택된 것으로서, 본 발명이 단수 또는 복수의 구성 요소에 제한되는 것은 아니며, 복수로 표현된 구성 요소라하더라도 단수로 구성되거나, 단수로 표현된 구성 요소라 하더라도 복수로 구성될 수 있다.

한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니 되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

도 5는 본 발명에 따른 단말의 구성을 나타낸 도면이다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 단말은 송수신부(520) 및 단말의 전반적인 동작을 제어하는 제어부(510)를 포함할 수 있다. 그리고, 상기 송수신부(520)는 송신부(523) 및 수신부(525)를 포함할 수 있다.

송수신부(520)는 다른 네트워크 엔티티들과 신호를 송수신할 수 있다.

제어부(510)는 상술한 실시 예들 중 어느 하나의 동작을 수행하도록 단말을 제어할 수 있다. 한편, 상기 제어부(510) 및 송수신부(520)는 반드시 별도의 모듈들로 구현되어야 하는 것은 아니고, 단일 칩과 같은 형태로 하나의 구성부로 구현될 수 있음은 물론이다. 그리고, 상기 제어부(410510및 송수신부(520)는 전기적으로 연결될 수 있다. 그리고, 예를 들면 제어부(510)는 회로(circuit), 어플리케이션 특정(application-specific) 회로, 또는 적어도 하나의 프로세서(processor)일 수 있다. 또한, 단말의 동작들은 해당 프로그램 코드를 저장한 메모리 장치를 단말 내의 임의의 구성부에 구비함으로써 실현될 수 있다.

도 6은 본 발명에 따른 기지국의 구성을 나타낸 도면이다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 기지국은 송수신부(620) 및 기지국의 전반적인 동작을 제어하는 제어부(610)를 포함할 수 있다. 그리고, 상기 송수신부(620)는 송신부(623) 및 수신부(625)를 포함할 수 있다.

송수신부(620)는 다른 네트워크 엔티티들과 신호를 송수신할 수 있다.

제어부(610)는 상술한 실시 예들 중 어느 하나의 동작을 수행하도록 기지국을 제어할 수 있다. 한편, 상기 제어부(610) 및 송수신부(620)는 반드시 별도의 모듈들로 구현되어야 하는 것은 아니고, 단일 칩과 같은 형태로 하나의 구성부로 구현될 수 있음은 물론이다. 그리고, 상기 제어부(610) 및 송수신부(620)는 전기적으로 연결될 수 있다. 그리고, 예를 들면 제어부(610)는 회로(circuit), 어플리케이션 특정(application-specific) 회로, 또는 적어도 하나의 프로세서(processor)일 수 있다. 또한, 기지국의 동작들은 해당 프로그램 코드를 저장한 메모리 장치를 기지국 내의 임의의 구성부에 구비함으로써 실현될 수 있다.

Claims

무선 통신 시스템의 기지국의 방법에 있어서,
단말이 무선 자원 제어(RRC: radio resource control) 비활성(inactive) 상태인 동안에 상기 단말의 위치 보고를 요청하는 제1 메시지를 AMF(access and mobility management function)를 실행하는 엑세스 및 이동성 관리 엔티티로부터 수신하는 단계;
상기 제1 메시지에 기반하여, 상기 기지국에 대한 상기 단말의 마지막 알려진 위치 정보 및 상기 단말의 상기 마지막 알려진 위치 정보와 연관된 시간 스탬프(time stamp)를 상기 엑세스 및 이동성 관리 엔티티에게 전송할 것인지 또는 상기 단말에 대한 무선 접속 네트워크(RAN: radio access network) 페이징을 전송할 것인지 여부를 식별하는 단계; 및
상기 식별에 따라, 상기 단말의 상기 마지막 알려진 위치 정보 및 상기 단말의 상기 마지막 알려진 위치 정보와 연관된 상기 시간 스탬프를 상기 엑세스 및 이동성 관리 엔티티에게 전송하거나, 또는 상기 단말에 관한 상기 RAN 페이징을 전송하고 상기 RAN 페이징에 기반하여 상기 단말의 현재 위치를 결정하고 상기 단말의 상기 현재 위치에 관한 정보를 상기 엑세스 및 이동성 관리 엔티티에게 전송하는 단계를 포함하는 방법.
제1 항에 있어서,
상기 단말의 상기 현재 위치에 관한 정보는 상기 단말에 대한 셀의 식별자, 상기 단말에 대한 트래킹 영역 식별자, 및 상기 단말을 서빙하는 기지국의 식별자 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제1 항에 있어서,
상기 단말의 상기 마지막 알려진 위치 정보는 상기 단말에 대한 셀의 식별자, 상기 단말에 대한 트래킹 영역 식별자, 및 상기 단말을 서빙하는 기지국의 식별자 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제1 항에 있어서,
상기 단말의 상기 마지막 알려진 위치 정보 및 상기 단말의 상기 마지막 알려진 위치 정보와 연관된 상기 시간 스탬프는, 상기 단말이 셀을 변경할 때마다 보고되는 것을 특징으로 하는 방법.
무선 통신 시스템의 기지국에 있어서,
송수신부; 및
단말이 무선 자원 제어(RRC: radio resource control) 비활성(inactive) 상태인 동안에 상기 단말의 위치 보고를 요청하는 제1 메시지를 AMF(access and mobility management function)를 실행하는 엑세스 및 이동성 관리 엔티티로부터 수신하도록 상기 송수신부를 제어하고, 상기 제1 메시지에 기반하여, 상기 기지국에 대한 상기 단말의 마지막 알려진 위치 정보 및 상기 단말의 상기 마지막 알려진 위치 정보와 연관된 시간 스탬프(time stamp)를 상기 엑세스 및 이동성 관리 엔티티에게 전송할 것인지 또는 무선 접속 네트워크(RAN: radio access network) 페이징을 상기 단말에게 전송할 것인지 여부를 식별하고, 상기 식별에 따라, 상기 단말의 상기 마지막 알려진 위치 정보 및 상기 단말의 상기 마지막 알려진 위치 정보와 연관된 상기 시간 스탬프를 상기 엑세스 및 이동성 관리 엔티티에게 전송하거나, 또는 상기 단말에 대한 상기 RAN 페이징을 전송하고 상기 RAN 페이징에 기반하여 상기 단말의 현재 위치를 결정하고 상기 단말의 상기 현재 위치에 관한 정보를 상기 엑세스 및 이동성 관리 엔티티에게 전송하도록 상기 송수신부를 제어하는 제어부를 포함하는 기지국.
제5 항에 있어서,
상기 단말의 상기 현재 위치에 관한 정보는 상기 단말에 대한 셀의 식별자, 상기 단말에 대한 트래킹 영역 식별자, 및 상기 단말을 서빙하는 기지국의 식별자 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 기지국.
제5 항에 있어서,
상기 단말의 상기 마지막 알려진 위치 정보는 상기 단말에 대한 셀의 식별자, 상기 단말에 대한 트래킹 영역 식별자, 및 상기 단말을 서빙하는 기지국의 식별자 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 기지국.
제5 항에 있어서,
상기 단말의 상기 마지막 알려진 위치 정보 및 상기 단말의 상기 마지막 알려진 위치 정보와 연관된 상기 시간 스탬프는, 상기 단말이 셀을 변경할 때마다 보고되는 것을 특징으로 하는 기지국.
무선 통신 시스템의 AMF(access and mobility management function)를 실행하는 엑세스 및 이동성 관리 엔티티에 있어서,
송수신부; 및
단말의 위치 보고를 요청하는 제1 메시지를 기지국에게 전송하도록 상기 송수신부를 제어하고, 상기 제1 메시지에 기반하여, 상기 기지국에 대한 상기 단말의 마지막 알려진 위치 정보 및 상기 단말의 상기 마지막 알려진 위치 정보와 연관된 시간 스탬프(time stamp)를 포함하는 위치 리포트를 상기 기지국으로부터 수신하거나, 또는 상기 단말에 대한 무선 접속 네트워크(RAN: radio access network) 페이징 절차에 기반하여 결정된 상기 단말의 현재 위치에 관한 정보를 포함하는 위치 리포트를 상기 기지국으로부터 수신하도록 상기 송수신부를 제어하는 제어부를 포함하고,
상기 위치 리포트는, 상기 단말이 무선 자원 제어(RRC: radio resource control) 비활성(inactive) 상태인 동안에 상기 기지국에 도달한 상기 제1 메시지의 응답이고,
상기 제1 메시지는, 상기 기지국이 상기 단말의 마지막 알려진 위치 정보 및 상기 단말의 상기 마지막 알려진 위치 정보와 연관된 상기 시간 스탬프를 상기 엑세스 및 이동성 관리 엔티티에게 전송할 것인지 또는 상기 단말에 대한 무선 접속 네트워크(RAN: radio access network) 페이징을 전송할 것인지 여부를 식별하도록 하는 것을 특징으로 하는 엑세스 및 이동성 관리 엔티티.
제9 항에 있어서,
상기 제1 메시지는, 상기 기지국이 상기 단말의 상기 마지막 알려진 위치 정보 및 상기 단말의 상기 마지막 알려진 위치 정보와 연관된 상기 시간 스탬프를 상기 엑세스 및 이동성 관리 엔티티에게 전송하도록 요청하거나, 또는 상기 단말에 대한 RAN 페이징을 전송하고 상기 RAN 페이징에 기반하여 상기 단말의 현재 위치를 결정하고 상기 단말의 상기 현재 위치에 관한 정보를 상기 엑세스 및 이동성 관리 엔티티에게 전송하도록 요청하는 것을 특징으로 하는 엑세스 및 이동성 관리 엔티티.
제9 항에 있어서,
상기 단말의 상기 마지막 알려진 위치 정보는 상기 단말에 대한 셀의 식별자, 상기 단말에 대한 트래킹 영역 식별자, 및 상기 단말을 서빙하는 기지국의 식별자 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 엑세스 및 이동성 관리 엔티티.
제9 항에 있어서,
상기 단말의 상기 마지막 알려진 위치 정보 및 상기 단말의 상기 마지막 알려진 위치 정보와 연관된 상기 시간 스탬프는, 상기 단말이 셀을 변경할 때마다 수신되는 것을 특징으로 하는 엑세스 및 이동성 관리 엔티티.