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WO2018070689A1 - 무선 통신 시스템에서의 반영형 서비스 퀄리티 적용 방법 및 이를 위한 장치 - Google Patents

무선 통신 시스템에서의 반영형 서비스 퀄리티 적용 방법 및 이를 위한 장치 Download PDF

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Publication number
WO2018070689A1
WO2018070689A1 PCT/KR2017/010476 KR2017010476W WO2018070689A1 WO 2018070689 A1 WO2018070689 A1 WO 2018070689A1 KR 2017010476 W KR2017010476 W KR 2017010476W WO 2018070689 A1 WO2018070689 A1 WO 2018070689A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
qos
packet
network
reflective
rule
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/KR2017/010476
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
윤명준
김현숙
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
LG Electronics Inc
Original Assignee
LG Electronics Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by LG Electronics Inc filed Critical LG Electronics Inc
Priority to US16/064,386 priority Critical patent/US10834626B2/en
Priority to SG11201903123XA priority patent/SG11201903123XA/en
Priority to CN201780069279.0A priority patent/CN109923891B/zh
Priority to EP17860266.0A priority patent/EP3528532B1/en
Priority to KR1020197011282A priority patent/KR102047058B1/ko
Priority to AU2017341625A priority patent/AU2017341625B2/en
Priority to JP2019519319A priority patent/JP6894504B2/ja
Publication of WO2018070689A1 publication Critical patent/WO2018070689A1/ko
Anticipated expiration legal-status Critical
Priority to US17/033,620 priority patent/US11218904B2/en
Ceased legal-status Critical Current

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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W28/00—Network traffic management; Network resource management
    • H04W28/02—Traffic management, e.g. flow control or congestion control
    • H04W28/0268—Traffic management, e.g. flow control or congestion control using specific QoS parameters for wireless networks, e.g. QoS class identifier [QCI] or guaranteed bit rate [GBR]
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W28/00—Network traffic management; Network resource management
    • H04W28/02—Traffic management, e.g. flow control or congestion control
    • H04W28/06—Optimizing the usage of the radio link, e.g. header compression, information sizing, discarding information
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W28/00—Network traffic management; Network resource management
    • H04W28/16—Central resource management; Negotiation of resources or communication parameters, e.g. negotiating bandwidth or QoS [Quality of Service]
    • H04W28/24—Negotiating SLA [Service Level Agreement]; Negotiating QoS [Quality of Service]

Definitions

  • the present invention relates to a wireless communication system, and more particularly, to a reflection service quality application / support method and an apparatus for performing the same.
  • Mobile communication systems have been developed to provide voice services while ensuring user activity.
  • the mobile communication system has expanded not only voice but also data service, and the explosive increase in traffic causes shortage of resources and users require faster services. Therefore, a more advanced mobile communication system is required. .
  • An object of the present invention is to propose an efficient reflective QoS procedure.
  • an object of the present invention is to propose a timer operation for counting the effective time of the reflective QoS application in order to efficiently operate the reflective QoS procedure.
  • An aspect of the present invention is a method of performing a reflective quality of service (QoS) of a user equipment (UE) in a wireless communication system, the method comprising: receiving a downlink packet from a network;
  • the downlink packet may be a packet indicated to apply the reflective QoS.
  • Deriving a QoS rule based on the downlink packet Applying the QoS marking of the downlink packet to an uplink packet using the QoS rule and transmitting the uplink packet to the network; Restarting the timer when the downlink packet is received before expiration of the timer associated with the QoS rule; It may include.
  • the method of performing reflective QoS may further include: deleting the QoS rule when the timer expires; It may further include.
  • the method of performing reflective QoS may include starting the timer when the downlink packet is received after the timer expires; It may further include.
  • the value of the timer may be determined in advance in a protocol data unit (PDU) session establishment procedure of the UE.
  • PDU protocol data unit
  • the network is an access network (AN)
  • the AN is a reflective QoS indication indicating the application of reflective QoS of the downlink packet through an encapsulation header on an N3 reference point from the user plane function and the It may be a network node that receives a QoS marking.
  • the QoS marking may correspond to an identifier of a QoS flow of the downlink packet.
  • the QoS rule may be used to determine a mapping relationship between the uplink packet and the QoS flow.
  • the QoS rule may include a priority value used to determine a packet filter derived from the downlink packet, a QoS marking of the downlink packet, and an evaluation order of the uplink packet.
  • the packet filter may be derived from a header of the downlink packet.
  • the transmitting of the uplink packet to the network by applying the QoS marking of the downlink packet to the uplink packet using the QoS rule may include evaluating a plurality of uplink packets in order of the priority value to the QoS rule. Filtering an uplink packet matching the included packet filter; And applying the QoS marking included in the QoS rule to the filtered uplink packet and transmitting it to the network. It may include.
  • the deriving of the QoS rule based on the downlink packet may include: checking whether the QoS rule associated with the downlink packet exists; And if the QoS rule associated with the downlink packet does not exist, deriving the QoS rule based on the downlink packet and starting the timer; It may include.
  • the QoS rule derived according to the reflective QoS application may have a lower priority than an explicitly signaled QoS rule.
  • the application of the reflective QoS may be deactivated through the user plane or the control plane.
  • a user equipment for performing a reflective quality of service (QoS) in a wireless communication system
  • the communication module for transmitting and receiving signals
  • a processor controlling the communication module.
  • the processor receives a downlink packet from a network, wherein the downlink packet is a packet indicated to apply the reflective QoS, derives a QoS rule based on the downlink packet, and generates the QoS rule.
  • the timer may be restarted.
  • the processor may delete the QoS rule when the timer expires.
  • the QoS rule may include a priority value used to determine a packet filter derived from the downlink packet, a QoS marking of the downlink packet, and an evaluation order of the uplink packet.
  • FIG. 1 is a view briefly illustrating an EPS (Evolved Packet System) to which the present invention can be applied.
  • EPS Evolved Packet System
  • E-UTRAN evolved universal terrestrial radio access network
  • FIG. 3 illustrates the structure of an E-UTRAN and an EPC in a wireless communication system to which the present invention can be applied.
  • FIG. 4 shows a structure of a radio interface protocol between a terminal and an E-UTRAN in a wireless communication system to which the present invention can be applied.
  • FIG. 5 is a diagram exemplarily illustrating a structure of a physical channel in a wireless communication system to which the present invention can be applied.
  • FIG. 6 illustrates a 5G system architecture using a reference point representation.
  • FIG. 7 illustrates a 5G system architecture using a service-based representation.
  • FIG. 8 illustrates an NG-RAN architecture to which the present invention may be applied.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating a radio protocol stack to which the present invention can be applied.
  • FIG. 10 illustrates an RM state model to which the present invention may be applied.
  • FIG. 11 illustrates a CM state model to which the present invention can be applied.
  • FIG. 12 illustrates classification and user plane marking, mapping of QoS flows to AN resources, for QoS flows in accordance with one embodiment of the present invention.
  • FIG. 13 is a diagram illustrating a 5G system architecture to which the present invention may be applied.
  • FIG. 14 illustrates a QoS flow mapping scheme for uplink traffic of a UE that can be applied to the present invention.
  • 15 is a flowchart illustrating a method of determining whether to use reflective QoS and a method of indicating a reflective QoS in a process of setting up a PDU session according to an embodiment of the present invention.
  • 16 is a flowchart illustrating a reflective QoS indication method according to Method 1 of the present invention.
  • 17 is a flowchart illustrating a reflective QoS indication method according to the method 2 of the present invention.
  • FIG. 18 is a flowchart illustrating a method for recovering when reflective QoS related information is lost while applying Method 2.
  • FIG. 19 is a flowchart illustrating a reflective QoS procedure according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 20 illustrates a block diagram of a communication device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 21 illustrates a block diagram of a communication device 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 specific operation described as performed by the base station in this document may be performed by an upper node of the base station in some cases. That is, it is obvious that various operations performed for communication with a terminal in a network composed of a plurality of network nodes including a base station may be performed by the base station or other network nodes other than 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), and the like. .
  • a 'terminal' may be fixed or mobile, and may include a user equipment (UE), a mobile station (MS), a user terminal (UT), a mobile subscriber station (MSS), a subscriber station (SS), and an AMS ( Advanced Mobile Station (WT), Wireless Terminal (WT), Machine-Type Communication (MTC) Device, Machine-to-Machine (M2M) Device, Device-to-Device (D2D) Device, etc.
  • 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
  • M2M Machine-to-Machine
  • D2D Device-to-Device
  • downlink means communication from a base station to a terminal
  • uplink means communication from a terminal to a base station.
  • a transmitter may be part of a base station, and a receiver may be part of a terminal.
  • a transmitter may be part of a terminal and a receiver may be part of a base station.
  • 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
  • GSM global system for mobile communications
  • GPRS general packet radio service
  • EDGE enhanced data rates for GSM evolution
  • OFDMA may be implemented in a wireless technology such as IEEE 802.11 (Wi-Fi), IEEE 802.16 (WiMAX), IEEE 802-20, evolved UTRA (E-UTRA).
  • UTRA is part of a universal mobile telecommunications system (UMTS).
  • 3rd generation partnership project (3GPP) long term evolution (LTE) is a part of evolved UMTS (E-UMTS) using E-UTRA, and employs 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, steps or parts which are not described to clearly reveal the technical spirit of the present invention among the embodiments of the present invention may be supported by the above documents. In addition, all terms disclosed in the present document can be described by the above standard document.
  • UMTS Universal Mobile Telecommunications System
  • GSM Global System for Mobile Communication
  • Evolved Packet System A network system consisting of an Evolved Packet Core (EPC), which is a packet switched core network based on Internet Protocol (IP), and an access network such as LTE and UTRAN.
  • EPC Evolved Packet Core
  • IP Internet Protocol
  • UMTS is an evolutionary network.
  • NodeB base station of UMTS network. It is installed outdoors and its coverage is macro cell size.
  • eNodeB base station of EPS network. It is installed outdoors and its coverage is macro cell size.
  • a terminal may be referred to in terms of terminal, mobile equipment (ME), mobile station (MS), and the like.
  • the terminal may be a portable device such as a laptop, a mobile phone, a personal digital assistant (PDA), a smartphone, a multimedia device, or the like, or may be a non-portable device such as a personal computer (PC) or a vehicle-mounted device.
  • the term "terminal” or “terminal” in the MTC related content may refer to an MTC terminal.
  • IMS IP Multimedia Subsystem
  • IMSI International Mobile Subscriber Identity
  • Machine Type Communication Communication performed by a machine without human intervention. It may also be referred to as M2M (Machine to Machine) communication.
  • MTC terminal MTC UE or MTC device or MTC device: a terminal (eg, vending machine, etc.) having a function of communicating via a mobile communication network (for example, communicating with an MTC server via a PLMN) and performing an MTC function; Meter reading, etc.).
  • MTC UE or MTC device or MTC device a terminal having a function of communicating via a mobile communication network (for example, communicating with an MTC server via a PLMN) and performing an MTC function; Meter reading, etc.).
  • MTC server A server on a network that manages an MTC terminal. It may exist inside or outside the mobile communication network. It may have an interface that an MTC user can access. In addition, the MTC server may provide MTC related services to other servers (Services Capability Server (SCS)), or the MTC server may be an MTC application server.
  • SCS Services Capability Server
  • MTC mobile broadband
  • services e.g., remote meter reading, volume movement tracking, weather sensors, etc.
  • (MTC) application server a server on a network where (MTC) applications run
  • MTC feature A function of a network to support an MTC application.
  • MTC monitoring is a feature for preparing for loss of equipment in an MTC application such as a remote meter reading
  • low mobility is a feature for an MTC application for an MTC terminal such as a vending machine.
  • the MTC user uses a service provided by the MTC server.
  • MTC subscriber An entity having a connection relationship with a network operator and providing a service to one or more MTC terminals.
  • MTC group A group of MTC terminals that share at least one MTC feature and belongs to an MTC subscriber.
  • SCS Services Capability Server
  • MTC-IWF MTC InterWorking Function
  • HPLMN Home PLMN
  • SCS provides the capability for use by one or more MTC applications.
  • External Identifier An identifier used by an external entity (e.g., an SCS or application server) of a 3GPP network to point to (or identify) an MTC terminal (or a subscriber to which the MTC terminal belongs). Globally unique.
  • the external identifier is composed of a domain identifier and a local identifier as follows.
  • Domain Identifier An identifier for identifying a domain in a control term of a mobile communication network operator.
  • One provider may use a domain identifier for each service to provide access to different services.
  • Local Identifier An identifier used to infer or obtain an International Mobile Subscriber Identity (IMSI). Local identifiers must be unique within the application domain and are managed by the mobile telecommunications network operator.
  • IMSI International Mobile Subscriber Identity
  • RAN Radio Access Network: a unit including a Node B, a Radio Network Controller (RNC), and an eNodeB controlling the Node B in a 3GPP network. It exists at the terminal end and provides connection to the core network.
  • RNC Radio Network Controller
  • HLR Home Location Register
  • HSS Home Subscriber Server
  • RANAP RAN Application Part: between the RAN and the node in charge of controlling the core network (ie, Mobility Management Entity (MME) / Serving General Packet Radio Service (GPRS) Supporting Node) / MSC (Mobile Switching Center) Interface.
  • MME Mobility Management Entity
  • GPRS General Packet Radio Service
  • MSC Mobile Switching Center
  • PLMN Public Land Mobile Network
  • Non-Access Stratum A functional layer for transmitting and receiving signaling and traffic messages between a terminal and a core network in a UMTS and EPS protocol stack. The main function is to support the mobility of the terminal and to support the session management procedure for establishing and maintaining an IP connection between the terminal and the PDN GW.
  • SEF Service Capability Exposure Function
  • FIG. 1 is a diagram briefly illustrating an EPS (Evolved Packet System) to which the present invention may be applied.
  • EPS Evolved Packet System
  • the network structure diagram of FIG. 1 briefly reconstructs a structure of an EPS (Evolved Packet System) 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 to determine network structure supporting mobility between various kinds of networks.
  • SAE aims to provide an optimized packet-based system, for example, supporting various radio access technologies on an IP basis and providing improved data transfer capability.
  • the EPC is a core network of an IP mobile communication system for a 3GPP LTE system and may support packet-based real-time and non-real-time services.
  • a conventional mobile communication system i.e., a second generation or third generation mobile communication system
  • the core network is divided into two distinct sub-domains of circuit-switched (CS) for voice and packet-switched (PS) for data.
  • CS circuit-switched
  • PS packet-switched
  • the function has been implemented.
  • the sub-domains of CS and PS have been unified into one IP domain.
  • the EPC may include various components, and in FIG. 1, some of them correspond to a Serving Gateway (SGW) (or S-GW), PDN GW (Packet Data Network Gateway) (or PGW or P-GW), A mobility management entity (MME), a Serving General Packet Radio Service (GPRS) Supporting Node (SGSN), and an enhanced Packet Data Gateway (ePDG) are shown.
  • SGW Serving Gateway
  • PDN GW Packet Data Network Gateway
  • MME mobility management entity
  • GPRS General Packet Radio Service
  • SGSN Serving General Packet Radio Service
  • ePDG enhanced Packet Data Gateway
  • the SGW acts as a boundary point between the radio access network (RAN) and the core network, and is an element that functions to maintain a data path between the eNodeB and the PDN GW.
  • the SGW serves as a local mobility anchor point. That is, packets may be routed through the SGW for mobility in the E-UTRAN (Universal Mobile Telecommunications System (Evolved-UMTS) Terrestrial Radio Access Network defined in 3GPP Release-8 or later).
  • E-UTRAN Universal Mobile Telecommunications System (Evolved-UMTS) Terrestrial Radio Access Network defined in 3GPP Release-8 or later.
  • SGW also provides mobility with other 3GPP networks (RANs defined before 3GPP Release-8, such as UTRAN or GERAN (Global System for Mobile Communication (GSM) / Enhanced Data rates for Global Evolution (EDGE) Radio Access Network). It can also function as an anchor point.
  • GSM Global System for Mobile Communication
  • EDGE Enhanced Data rates for Global Evolution
  • the PDN GW corresponds to the termination point of the data interface towards the packet data network.
  • the PDN GW may support policy enforcement features, packet filtering, charging support, and the like.
  • untrusted networks such as 3GPP networks and non-3GPP networks (e.g., Interworking Wireless Local Area Networks (I-WLANs), trusted divisions such as Code Division Multiple Access (CDMA) networks or Wimax). It can serve as an anchor point for mobility management with the network.
  • I-WLANs Interworking Wireless Local Area Networks
  • CDMA Code Division Multiple Access
  • FIG. 1 shows that the SGW and the PDN GW are configured as separate gateways, two gateways may be implemented according to a single gateway configuration option.
  • the MME is an element that performs signaling and control functions for supporting access to a network connection, allocation of network resources, tracking, paging, roaming, handover, and the like.
  • the MME controls the control plane functions related to subscriber and session management.
  • the MME manages a number of eNodeBs and performs signaling for the selection of a conventional gateway 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.
  • SGSN handles all packet data, such as user's mobility management and authentication to other 3GPP networks (eg GPRS networks).
  • 3GPP networks eg GPRS networks.
  • the ePDG acts as a secure node for untrusted non-3GPP networks (eg, I-WLAN, WiFi hotspots, etc.).
  • untrusted non-3GPP networks eg, I-WLAN, WiFi hotspots, etc.
  • a terminal having IP capability includes an IP service network provided by an operator (ie, an operator) via various elements in the EPC, based on 3GPP access as well as non-3GPP access.
  • an operator ie, an operator
  • 3GPP access based on 3GPP access as well as non-3GPP access.
  • IMS IMS
  • FIG. 1 illustrates various reference points (eg, S1-U, S1-MME, etc.).
  • a conceptual link defining two functions existing in different functional entities of E-UTRAN and EPC is defined as a reference point.
  • Table 1 below summarizes the reference points shown in FIG. 1.
  • various reference points may exist according to the network structure.
  • S2a and S2b correspond to non-3GPP interfaces.
  • S2a is a reference point that provides the user plane with relevant control and mobility resources between trusted non-3GPP access and PDN GW.
  • S2b is a reference point that provides the user plane with relevant control and mobility support between the ePDG and the PDN GW.
  • E-UTRAN evolved universal terrestrial radio access network
  • the E-UTRAN system is an evolution from the existing UTRAN system and may be, for example, a 3GPP LTE / LTE-A system.
  • Communication networks are widely deployed to provide various communication services, such as voice (eg, Voice over Internet Protocol (VoIP)) over IMS and packet data.
  • voice eg, 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 consists of eNBs providing a control plane and a user plane protocol to the UE, and the eNBs are connected through an X2 interface.
  • X2 user plane interface (X2-U) is defined between eNBs.
  • the X2-U interface provides non-guaranteed delivery of user plane protocol data units (PDUs).
  • An X2 control plane interface (X2-CP) is defined between two neighboring eNBs.
  • X2-CP performs functions such as context transfer between eNBs, control of user plane tunnel between source eNB and target eNB, delivery of handover related messages, and uplink load management.
  • the eNB is connected to the terminal through a wireless interface and is connected to an 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 non-access stratum (NAS) signaling transport function, network sharing, and MME load balancing function.
  • EPS evolved packet system
  • NAS non-access stratum
  • the S1 interface supports a many-to-many-relation between eNB and MME / S-GW.
  • MME provides NAS signaling security, access stratum (AS) security control, inter-CN inter-CN signaling to support mobility between 3GPP access networks, and performing and controlling paging retransmission.
  • EWS Earthquake and Tsunami Warning System
  • CMAS Commercial Mobile Alert System
  • FIG. 3 illustrates the structure of an E-UTRAN and an EPC in a wireless communication system to which the present invention can be applied.
  • an eNB may select a gateway (eg, MME), route to the gateway during radio resource control (RRC) activation, scheduling of a broadcast channel (BCH), and the like. Dynamic resource allocation to the UE in transmission, uplink and downlink, and may perform the function of mobility control connection in the LTE_ACTIVE state.
  • the gateway is responsible for paging initiation, LTE_IDLE state management, ciphering of the user plane, System Architecture Evolution (SAE) bearer control, and NAS signaling encryption. It can perform the functions of ciphering and integrity protection.
  • FIG. 4 shows a structure of a radio interface protocol between a terminal and an E-UTRAN in a wireless communication system to which the present invention can be applied.
  • FIG. 4 (a) shows the radio protocol structure for the control plane and FIG. 4 (b) shows the radio protocol structure for the 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 open system interconnection (OSI) standard model known in the art of communication systems. It may be divided into a first layer L1, a second layer L2, and a third layer L3.
  • the air interface protocol between the UE and the E-UTRAN consists of a physical layer, a data link layer, and a network layer horizontally, and vertically stacks a protocol stack for transmitting data information. (protocol stack) It is divided into a user plane and a control plane, which is a protocol stack for transmitting control signals.
  • the control plane refers to a path through which control messages used by the terminal and the network to manage a call are transmitted.
  • the user plane refers to a path through which data generated at an application layer, for example, voice data or Internet packet data, is transmitted.
  • an application layer for example, voice data or Internet packet data
  • a physical layer which is a first layer (L1), provides an information transfer service to a higher 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 the transport channel.
  • Transport channels are classified according to how and with what characteristics data is transmitted over the air interface.
  • data is transmitted between different physical layers through a physical channel between a physical layer of a transmitter and a physical layer of a receiver.
  • the physical layer is modulated by an orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) scheme and utilizes time and frequency as radio resources.
  • OFDM orthogonal frequency division multiplexing
  • a physical downlink control channel is a resource allocation of a paging channel (PCH) and a downlink shared channel (DL-SCH) and uplink shared channel (UL-SCH) to the UE.
  • PCH paging channel
  • DL-SCH downlink shared channel
  • UL-SCH uplink shared channel
  • the PDCCH may carry an UL grant that informs the UE of resource allocation of uplink transmission.
  • PDFICH physical control format indicator channel informs the UE of the number of OFDM symbols used for PDCCHs and is transmitted every subframe.
  • a physical HARQ indicator channel (PHICH) carries a HARQ acknowledgment (ACK) / non-acknowledge (NACK) signal in response to uplink transmission.
  • the physical uplink control channel (PUCCH) carries uplink control information such as HARQ ACK / NACK, downlink request and channel quality indicator (CQI) for downlink transmission.
  • 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 a higher layer, through a logical channel.
  • RLC radio link control
  • the MAC layer multiplexes / demultiplexes into a transport block provided as a physical channel on a transport channel of a MAC service data unit (SDU) belonging to the logical channel and mapping between the logical channel and the transport channel.
  • SDU MAC service data unit
  • the RLC layer of the second layer supports reliable data transmission. Functions of the RLC layer include concatenation, segmentation, and reassembly of RLC SDUs.
  • the RLC layer In order to guarantee the various quality of service (QoS) required by the radio bearer (RB), the RLC layer has a transparent mode (TM), an unacknowledged mode (UM) and an acknowledgment mode (AM). There are three modes of operation: acknowledge mode.
  • AM RLC provides error correction through an automatic repeat request (ARQ). Meanwhile, when the MAC layer performs an RLC function, the RLC layer may 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.
  • Header compression is relatively large and large in order to allow efficient transmission of Internet protocol (IP) packets, such as IPv4 (internet protocol version 4) or IPv6 (internet protocol version 6), over a small bandwidth wireless interface. It means the function to reduce the IP packet header size that contains unnecessary control information.
  • IP Internet protocol
  • IPv4 Internet protocol version 4
  • IPv6 Internet protocol version 6
  • a radio resource control (RRC) layer located at the lowest part of the third layer L3 is defined only in the control plane.
  • the RRC layer serves to control radio resources between the terminal and the network.
  • the UE and the network exchange RRC messages with each other through the RRC layer.
  • the RRC layer controls the logical channel, transport channel and physical channel with respect to 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 terminal and the network.
  • Establishing a radio bearer means defining characteristics of a radio protocol layer and a channel to provide a specific service, and setting each specific parameter and operation method.
  • the radio bearer may be further divided into two signaling radio bearers (SRBs) and data radio bearers (DRBs).
  • SRB is used as a path for transmitting RRC messages in the control plane
  • DRB is used as a path for transmitting user data in the user plane.
  • a non-access stratum (NAS) layer located above the RRC layer performs functions such as session management and mobility management.
  • NAS non-access stratum
  • One cell constituting the base station is set to one of the bandwidth, such as 1.25, 2.5, 5, 10, 20Mhz to provide a downlink or uplink transmission service to multiple terminals.
  • Different cells may be configured 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, and a DL-SCH for transmitting user traffic or control messages.
  • BCH broadcast channel
  • PCH for transmitting a paging message
  • DL-SCH for transmitting user traffic or control messages.
  • Traffic or control messages of the downlink multicast or broadcast service may be transmitted through the DL-SCH or may be transmitted through a separate downlink multicast channel (MCH).
  • an uplink transport channel for transmitting data from a terminal to a network includes a random access channel (RACH) for transmitting an initial control message, and an UL-SCH (uplink shared) for transmitting user traffic or a control message. channel).
  • RACH random access channel
  • UL-SCH uplink shared
  • the logical channel is on top of the transport channel and is mapped to the transport channel.
  • the logical channel may be divided into a control channel for transmitting control region information and a traffic channel for delivering user region information.
  • the control channel includes a broadcast control channel (BCCH), a paging control channel (PCCH), a common control channel (CCCH), a dedicated control channel (DCCH), multicast And a control channel (MCCH: multicast control channel).
  • Traffic channels include a dedicated traffic channel (DTCH) and a multicast traffic channel (MTCH).
  • PCCH is a downlink channel that carries paging information and is used when the network does not know the cell to which the UE belongs.
  • CCCH is used by a UE that does not have an RRC connection with the network.
  • the DCCH is a point-to-point bi-directional channel used by a terminal having an RRC connection for transferring dedicated control information between the UE and the network.
  • DTCH is a point-to-point channel dedicated to one terminal for transmitting user information that may exist in uplink and downlink.
  • MTCH is a point-to-multipoint downlink channel for carrying 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 with the BCH or DL-SCH
  • the PCCH may be mapped with the PCH
  • the DCCH may be mapped with the DL-SCH.
  • the DTCH may be mapped with the DL-SCH
  • the MCCH may be mapped with the MCH
  • the MTCH may be mapped with the MCH.
  • FIG. 5 is a diagram exemplarily 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 including one or more subcarriers in a frequency domain and one or more symbols in a time domain.
  • One subframe having a length of 1.0 ms is composed of a plurality of symbols.
  • the specific symbol (s) of the subframe eg, the first symbol of the subframe
  • the PDCCH carries information about dynamically allocated resources (eg, a resource block, a modulation and coding scheme (MCS), etc.).
  • MCS modulation and coding scheme
  • NG-RAN New Generation Radio Access Network
  • RAN New Generation Radio Access Network
  • next generation radio access network may be defined as follows.
  • Evolved Packet System A network system consisting of an Evolved Packet Core (EPC), which is a packet switched core network based on Internet Protocol (IP), and an access network such as LTE and UTRAN.
  • EPC Evolved Packet Core
  • IP Internet Protocol
  • UMTS Universal Mobile Telecommunications System
  • eNodeB base station of EPS network. It is installed outdoors and its coverage is macro cell size.
  • IMSI International Mobile Subscriber Identity
  • PLMN Public Land Mobile Network
  • 5G system 5G system: A system consisting of a 5G access network (AN), a 5G core network, and a user equipment (UE)
  • AN 5G access network
  • 5G core network 5G core network
  • UE user equipment
  • 5G Access Network 5G Access Network
  • AN New Generation Radio Access Network
  • NG-RAN New Generation Radio Access Network
  • 3GPP AN An access network consisting of a non-5G Access Network.
  • New Generation Radio Access Network (NG-RAN) (or RAN): A radio access network that has a common feature of being connected to 5GC and supports one or more of the following options:
  • 5G Core Network A core network connected to a 5G access network.
  • NF Network Function
  • NF service A function exposed by the NF through a service-based interface and consumed by other authorized NF (s).
  • Network Slice Logical network providing specific network capability (s) and network feature (s).
  • Network Slice instance A set of NF instance (s) and required resource (s) (e.g. compute, storage and networking resources) forming a network slice to be deployed.
  • Protocol Data Unit (PDU) Connectivity Service PDU: A service that provides for the exchange of PDU (s) between a UE and a data network.
  • PDU Session An association between a UE providing a PDU connection service and a data network.
  • the association type may be Internet Protocol (IP), Ethernet, or unstructured.
  • Non-Access Stratum A functional layer for exchanging signaling and traffic messages between a terminal and a core network in an EPS and 5GS protocol stack. The main function is to support the mobility of the terminal and to support the session management procedure.
  • the 5G system is an advanced technology from the 4th generation LTE mobile communication technology, and is a new radio access technology (RAT) and long-term LTE (Lvolution) through the evolution or clean-state structure of the existing mobile communication network structure.
  • Term Evolution (Extended LTE) technology supports extended LTE (eLTE), non-3GPP (eg WLAN) access, and the like.
  • the 5G system is defined as service-based, and the interaction between network functions (NF) in the architecture for the 5G system can be expressed in two ways as follows.
  • NF network functions
  • FIG. 6 Reference point representation: NF services in NFs described by a point-to-point reference point (eg N11) between two NFs (eg AMF and SMF) Represents the interoperability between them.
  • Service-Based Representation (FIG. 7): Network functions (eg AMF) in the Control Plane (CP) allow other authorized network functions to access their services. This expression also includes a point-to-point reference point if necessary.
  • AMF Network functions
  • CP Control Plane
  • FIG. 6 illustrates a 5G system architecture using a reference point representation.
  • the 5G system architecture may include various components (ie, network function (NF)), and in this drawing, some of them correspond to an authentication server function (AUSF).
  • Function Access and Mobility Management Function (AMF), 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 ((R) AN: (Radio) Access Network )
  • AUSF authentication server function
  • AMF Access and Mobility Management Function
  • SMF Session Management Function
  • PCF Policy Control Function
  • AF Application Function
  • UDM Unified Data Management
  • DN Data Network
  • UPF User Plane Function
  • Wired Wired Access Network
  • Each NF supports the following functions.
  • AUSF stores data for authentication of the UE.
  • AMF provides a function for UE-level access and mobility management and can be connected to one AMF basically per UE.
  • AMF includes CN inter-node signaling for mobility between 3GPP access networks, termination of Radio Access Network (RAN) CP interface (ie, N2 interface), termination of NAS signaling (N1), 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 and Mobility management controls (subscription and policy), intra-system mobility and inter-system mobility support, network slicing support, SMF selection, Lawful Intercept (AMF events and LI systems) Interface), providing delivery of session management (SM) messages between the UE and the SMF, transparent proxy for routing SM messages, access Access Authentication, access authorization including roaming authorization checks, delivery of SMS messages between the UE and SMSF, Security Anchor Function (SEA) and / or Security Context Management (SCM) ), And so on.
  • RAN Radio Access Network
  • N1 termination of NAS signaling
  • NAS ciphering and integrity protection NAS signaling and integrity protection
  • AMF Access Management Function
  • the DN means, for example, an operator service, an Internet connection, or a third party service.
  • the DN transmits a downlink protocol data unit (PDU) to the UPF or receives a PDU transmitted from the UE from the UPF.
  • PDU downlink protocol data unit
  • PCF receives the packet flow information from the application server and provides the function to determine the policy of mobility management, session management, etc.
  • PCF supports a unified policy framework for controlling network behavior, providing policy rules for CP function (s) (eg, AMF, SMF, etc.) to enforce policy rules, and user data store (UDR).
  • policy rules for CP function (s) (eg, AMF, SMF, etc.) to enforce policy rules, and user data store (UDR).
  • UDR user data store
  • the SMF provides a session management function, and when the UE has a plurality of sessions, the SMF can be managed by different SMFs for each session.
  • the SMF is responsible for session management (eg, establishing, modifying, and tearing down sessions, including maintaining tunnels between UPF and AN nodes), assigning and managing UE IP addresses (optionally including authentication), and selecting UP functionality. And control, setting traffic steering to route traffic to the appropriate destination in the UPF, terminating the interface towards policy control functions, enforcing the control portion of policy and QoS, and lawful intercept ( For SM events and interfaces to the LI system), termination of the SM portion of NAS messages, downlink data notification, initiator of AN specific SM information (delivered to the AN via N2 via AMF), It supports functions such as determining the SSC mode of the session and roaming functions.
  • session management eg, establishing, modifying, and tearing down sessions, including maintaining tunnels between UPF and AN nodes
  • assigning and managing UE IP addresses optionally including authentication
  • selecting UP functionality e.g., setting traffic steering to route traffic to the appropriate destination in the UPF, terminating the interface towards policy
  • Some or all functions of an SMF may be supported within a single instance of one SMF.
  • UDM stores user subscription data, policy data, etc.
  • 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 a UDM FE responsible for location management, subscription management, credential processing, 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.
  • Data stored in the UDR includes user subscription data and policy data, including subscription identifiers, security credentials, access and mobility related subscription data, and session related subscription data.
  • UDM-FE accesses subscription information stored in the UDR and supports features such as Authentication Credential Processing, User Identification Handling, Access Authentication, Registration / Mobility Management, Subscription Management, and SMS Management. do.
  • the UPF delivers the downlink PDU received from the DN to the UE via the (R) AN and the uplink PDU received from the UE via the (R) AN to the DN.
  • the UPF includes anchor points for intra / inter RAT mobility, external PDU session points of the interconnect to the Data Network, packet routing and forwarding, packet inspection and User plane part of policy rule enforcement, lawful intercept, traffic usage reporting, uplink classifier and multi-homed PDU sessions to support routing of traffic flow to data network.
  • Branching point to support, QoS handling for user plane eg packet filtering, gating, uplink / downlink rate enforcement
  • uplink traffic verification service data flow (SDF) : SDF mapping between service data flow and QoS flow)
  • uplink and downlink transport level packet marking downlink packet buffering and downlink data notification Functions such as triggering function are supported.
  • Some or all of the functions of the UPF may be supported within a single instance of one UPF.
  • AF interacts with the 3GPP core network to provide services (e.g. application impact on traffic routing, access to Network Capability Exposure, and interaction with policy frameworks for policy control). It works.
  • -(R) AN is a new radio that supports both evolved E-UTRA (e-UTRA) and New Radio (NR) (e.g. gNB), an evolution of the 4G radio access technology. Collectively, the access network.
  • e-UTRA evolved E-UTRA
  • NR New Radio
  • the gNB is capable of dynamic resource allocation to the UE in radio resource management functions (ie, radio bearer control, radio admission control, connection mobility control, uplink / downlink). Dynamic allocation of resources (i.e., scheduling), IP (Internet Protocol) header compression, encryption and integrity protection of user data streams, and routing from the information provided to the UE to the AMF is not determined.
  • radio resource management functions ie, radio bearer control, radio admission control, connection mobility control, uplink / downlink.
  • Dynamic allocation of resources i.e., scheduling
  • IP (Internet Protocol) header compression i.e., IP (Internet Protocol) header compression
  • encryption and integrity protection of user data streams i.e., encryption and integrity protection of user data streams
  • AMF AMF upon attachment of the UE
  • routing user plane data to the UPF s
  • routing control plane information to the AMF
  • connection setup and teardown scheduling and transmission of paging messages
  • AMF system Scheduling and transmission of broadcast information
  • measurement and measurement reporting settings for mobility and scheduling and Transport level packet marking on the uplink
  • session management support for network slicing, QoS flow management and mapping to data radio bearers, support for UEs in inactive mode
  • NAS It supports message distribution, NAS node selection, radio access network sharing, dual connectivity, and tight interworking between NR and E-UTRA.
  • the UE means user equipment.
  • the user device may be referred to in terms of terminal, mobile equipment (ME), mobile station (MS), and the like.
  • the user device may be a portable device such as a laptop, a mobile phone, a personal digital assistant (PDA), a smartphone, a multimedia device, or the like, or may be a non-portable device such as a personal computer (PC) or a vehicle-mounted device.
  • a portable device such as a laptop, a mobile phone, a personal digital assistant (PDA), a smartphone, a multimedia device, or the like
  • 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 NFs shown in this figure may interoperate 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
  • NEF is provided by 3GPP network functions, for example, for 3rd party, internal exposure / re-exposure, application function, edge computing It provides a means to securely expose services and capabilities.
  • the NEF receives information (based on the exposed capability (s) of the other network function (s)) from the other network function (s).
  • the NEF may store the received information as structured data using a standardized interface to the data storage network function. The stored information is re-exposed to other network function (s) and application function (s) by the NEF and may be used for other purposes such as analysis.
  • NRF supports service discovery. Receives an NF discovery request from an NF instance and provides the NF instance with information about the found NF instance. It also maintains the available NF instances and the services they support.
  • -SDSF is an optional feature to support the ability to store and retrieve information as structured data by any NEF.
  • -UDSF is an optional feature to support the ability to store and retrieve information as unstructured data by any NF.
  • the UE may simultaneously access two (ie, local and central) data networks using multiple PDU sessions.
  • two SMFs may be selected for different PDU sessions.
  • each SMF may have the ability to control both the local UPF and the centralized UPF in the PDU session.
  • the UE may simultaneously access two (ie local 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 reference points included in the 5G system architecture represented in this figure.
  • N1 reference point between UE and AMF
  • N2 reference point between (R) AN and AMF
  • N3 reference point between (R) AN and UPF
  • N6 reference point between UPF and data network
  • N24 reference point between PCF in visited network and PCF in home network
  • N8 reference point between UDM and AMF
  • N10 reference point between UDM and SMF
  • N11 reference point between AMF and SMF
  • N12 reference point between AMF and AUSF
  • N13 reference point between UDM and Authentication Server function (AUSF)
  • N15 reference point between PCF and AMF in non-roaming scenario, reference point between PCF and AMF in visited network in roaming scenario
  • N16 reference point between two SMFs (in a roaming scenario, a reference point between an SMF in a visited network and an SMF in a home network)
  • N18 reference point between any NF and UDSF
  • N19 reference point between NEF and SDSF
  • FIG. 7 illustrates 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. Service-based interfaces are used within the control plane. The following illustrates a service-based interface included in the 5G system architecture represented as this figure.
  • Nnef service-based interface exposed by NEF
  • Npcf service-based interface exposed by PCF
  • Nnrf service-based interface exposed by NRF
  • Nausf service-based interface exposed by AUSF
  • An NF service is a type of ability exposed by a NF (ie, an NF service provider) to another NF (ie, an NF service consumer) via a service-based interface.
  • the NF may expose one or more NF service (s). The following criteria apply to defining an NF service:
  • NF services are derived from an information flow to describe end-to-end functionality.
  • Control plane NF_B i.e., NF service provider
  • NF_B is responsible for providing a specific NF service (performation of action and / or providing information) from another control plane Request to provide).
  • NF_B responds with NF service results based on the information provided by NF_A in the request.
  • the NF_B may in turn consume NF services from other NF (s).
  • NF NF
  • the request-response mechanism communication is performed one-to-one between two NFs (ie, consumer and supplier).
  • Control plane NF_A subscribes to the NF service provided by another control plane NF_B (ie, NF service provider). Multiple control plane NF (s) may subscribe to the same control plane NF service. NF_B notifies the NF (s) of interest subscribed to this NF service of the results of this NF service.
  • the subscription request from the consumer may include a notification request for notification triggered through periodic updates or certain events (eg, change in requested information, reaching a certain threshold, etc.). This mechanism also includes the case where the NF (s) (eg NF_B) implicitly subscribed to a particular notification without an explicit subscription request (eg, due to a successful registration procedure).
  • FIG. 8 illustrates an NG-RAN architecture to which the present invention may be applied.
  • NG-RAN New Generation Radio Access Network
  • gNB NR NodeB
  • eNodeB eNodeB
  • gNB gNB
  • eNB eNB
  • 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 (ie, N2 reference point), which is the control plane interface between the NG-RAN and 5GC. It is connected to the UPF using the NG-U interface (ie, N3 reference point), which is a user plane interface between NG-RAN and 5GC.
  • NG-C interface ie, N2 reference point
  • N3 reference point a user plane interface between NG-RAN and 5GC.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating a radio protocol stack to which the present invention can be applied.
  • FIG. 9 (a) illustrates the air interface user plane protocol stack between the UE and gNB
  • FIG. 9 (b) illustrates the air interface control plane protocol stack between the UE and gNB.
  • the control plane means a path through which control messages used by the UE and the network to manage a call are transmitted.
  • the user plane refers to a path through which data generated at an application layer, for example, voice data or Internet packet data, is transmitted.
  • the user plane protocol stack may be divided into a first layer (Layer 1) (ie, a physical layer (PHY) layer) and a second layer (Layer 2).
  • Layer 1 ie, a physical layer (PHY) layer
  • Layer 2 a second layer
  • the control plane protocol stack includes a first layer (ie, PHY layer), a second layer, and a third layer (ie, radio resource control radio resource control (RRC) layer). It may be divided into a non-access stratum (NAS) layer.
  • a first layer ie, PHY layer
  • a second layer ie, 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 (SDAP) sublayer (in case of 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 first layer provides an information transfer service to a higher layer by using a physical channel.
  • the physical layer is connected to a MAC sublayer located at a higher level through a transport channel, and data is transmitted between the MAC sublayer and the PHY layer through the transport channel.
  • Transport channels are classified according to how and with what characteristics data is transmitted over the air interface.
  • data is transmitted between different physical layers through a physical channel between a PHY layer of a transmitter and a PHY layer of a receiver.
  • the MAC sublayer includes a mapping between logical channels and transport channels; Multiplexing / demultiplexing of MAC Service Data Units (SDUs) belonging to one or different logical channels to / from a transport block (TB) delivered to / from the PHY layer via the transport channel; Reporting scheduling information; Error correction through hybrid automatic repeat request (HARQ); Priority handling between 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 conveyed.
  • Logical channels are classified into two groups: Control Channel and Traffic Channel.
  • control channel is used to convey only 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 a logical channel and a transport channel is as follows.
  • BCCH may be mapped to BCH.
  • BCCH may be mapped to the DL-SCH.
  • PCCH may be mapped to PCH.
  • CCCH may be mapped to the DL-SCH.
  • DCCH may be mapped to DL-SCH.
  • DTCH may be mapped to the DL-SCH.
  • CCCH may be mapped to UL-SCH.
  • DCCH may be mapped to UL-SCH.
  • DTCH may be mapped to UL-SCH.
  • the RLC sublayer supports three transmission modes: transparent mode (TM), unacknowledged mode (UM), and acknowledgment mode (AM).
  • TM transparent mode
  • UM unacknowledged mode
  • AM acknowledgment mode
  • the RLC configuration may be applied for each logical channel.
  • TM or AM mode is used for SRB, while UM or AM mode is used for DRB.
  • the RLC sublayer is passed in 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.
  • 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.
  • PDCP sublayer for user plane includes sequence numbering; Header compression and decompression (only for Robust Header Compression (RoHC)); User data delivery; Reordering and duplicate detection (if delivery to a layer higher than PDCP is required); PDCP PDU routing (for split bearer); Retransmission of PDCP SDUs; Ciphering and deciphering; Discarding PDCP SDUs; PDCP re-establishment and data recovery for RLC AM; Perform replication of PDCP PDUs.
  • Header compression and decompression only for Robust Header Compression (RoHC)
  • User data delivery Reordering and duplicate detection (if delivery to a layer higher than PDCP is required)
  • PDCP PDU routing for split bearer
  • Retransmission of PDCP SDUs Ciphering and deciphering
  • Discarding PDCP SDUs PDCP re-establishment and data recovery for RLC AM
  • Perform replication of PDCP PDUs
  • the PDCP sublayer for the control plane additionally includes sequence numbering; Ciphering, decryption, and integrity protection; Control plane data transfer; Replication detection; Perform replication of PDCP PDUs.
  • Replication in PDCP involves sending the same PDCP PDU (s) twice. One is delivered to the original RLC entity, the second to an additional RLC entity. At this time, the original PDCP PDU and the corresponding copy are not transmitted in the same transport block.
  • Two different logical channels may belong to the same MAC entity (for CA) or may belong to different MAC entities (for DC). In the former case, logical channel mapping restrictions are used to ensure that the original PDCP PDU and its copy are not transmitted in the same transport block.
  • the SDAP sublayer performs i) mapping between QoS flows and data radio bearers, ii) QoS flow identifier (ID) marking in downlink and uplink packets.
  • a single protocol entity of SDAP is configured for each individual PDU session.
  • two SDAP entities may be configured in the case of dual connectivity (DC).
  • DC dual connectivity
  • the RRC sublayer is a broadcast of system information related to an access stratum (AS) and a non-access stratum (NAS); Paging initiated by 5GC or NG-RAN; Establishing, maintaining, and releasing RRC connections between the UE and the NG-RAN (in addition, modifying and releasing carrier aggregation), and additionally, dual connectivity between the E-UTRAN and the NR or within the NR.
  • AS access stratum
  • NAS non-access stratum
  • Security functions including key management; Establishment, establishment, maintenance, and release of SRB (s) and DRB (s); Handover and context transfer; Control of UE cell selection and disaster recovery and cell selection / reselection; Mobility functionality including inter-RAT mobility; QoS management functions, UE measurement reporting and report control; Detection of radio link failures and recovery from radio link failures; NAS message delivery from NAS to UE and NAS message delivery from UE to NAS are performed.
  • 5G system introduces network slicing technology that provides network resources and network functions as independent slices according to each service.
  • each slice can provide network function, isolation of network resources, and independent management. Therefore, by selecting and combining network functions of the 5G system according to services, users, etc., it is possible to provide independent and more flexible services for each service and user.
  • a network slice refers to a network that logically integrates an access network and a core network.
  • the network slice may include one or more of the following:
  • Non-3GPP InterWorking Function (N3IWF) to non-3GPP access network
  • Supported functions and network function optimizations may be different for each network slice.
  • Multiple network slice instances can provide the same functionality to groups of different UEs.
  • One UE may be simultaneously connected to one or more network slice instances via 5G-AN.
  • One UE may be serviced simultaneously by up to eight network slices.
  • the AMF instance serving the UE may belong to each network slice instance serving the UE. That is, this AMF instance can be common to the network slice instances 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 single 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 one PDU session.
  • S-NSSAI Single Network Slice Selection Assistance Information identifies a network slice.
  • Each S-NSSAI is supplementary information used by the network to select a particular network slice instance.
  • NSSAI is a set of S-NSSAI (s).
  • S-NSSAI includes:
  • SST Slice / Service type
  • 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 of the indicated SSTs.
  • the UE may be configured to configure NSSAI (Configured NSSAI) by the home PLMN (HPLMN) for each PLMN.
  • Configured NSSAI is PLMN-specific, and HPLMN indicates the PLMN (s) to which each Configured NSSAI applies.
  • the RAN uses the NSSAI to select an initial network slice to carry the message.
  • the UE provides a requested NSSAI (NSSAI) to the network.
  • NSSAI NSSAI
  • the UE in the predetermined PLMN uses only S-NSSAIs belonging to the configured NSSAI of the 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 a default S-NSSAI. If S-NSSAI is marked as a base, the network can serve 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 (R) AN by providing the entire allowed NSSAI (including one or more S-NSSAIs).
  • the UE may obtain an Allowed NSSAI for this PLMN from the AMF.
  • Allowed NSSAI takes precedence over Configured NSSAI for this PLMN.
  • the UE uses only the S-NSSAI (s) in the Allowed NSSAI corresponding to the network slice for the procedure related to network slice selection in the serving PLMN.
  • the UE For each PLMN, the UE stores the 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 the network slice instance already selected according to local policy, mobility of the UE, change of subscription information, and the like. That is, the set of network slices of the UE can be changed at any time while the UE is registered with the network. In addition, the change of the set of network slices of the UE may be initiated by the UE under the network or under certain conditions.
  • the network may change the set of allowed network slice (s) to which the UE is registered.
  • the network may make this change during the registration procedure, or may inform the UE of a change in the supported network slice (s) using a procedure that may trigger the registration procedure.
  • the network may provide the UE with a new Allowed NSSAI and Tracking Area list.
  • the UE includes a new NSSAI and transmits the signaling according to the mobility management procedure to cause reselection of the slice instance.
  • the AMF that supports it may change.
  • the core network releases the PDU session for the S-NSSAI corresponding to the network slice that is no longer available through the PDU session release procedure.
  • the UE uses the UE policy to determine whether existing traffic can be routed through a PDU session belonging to another slice.
  • the UE For changing the set of S-NSSAI (s) used, the UE initiates a registration procedure.
  • PCF provides a Network Slice Selection Policy (NSSP) to the UE.
  • NSSP is used by the UE to associate the UE with the S-NSSAI and to determine the PDU session to which traffic will be routed.
  • the network slice selection policy is provided for each application of the UE, and includes a rule for mapping S-NSSAI for each UE application.
  • AMF selects SMF for PDU session management by using subscriber information, local operator policy, etc. together with SM-NSSAI and DNN information delivered by UE.
  • the CN When a PDU session for a particular slice instance is established, the CN provides the (R) AN with the S-NSSAI corresponding to the slice instance to which this PDU session belongs, so that the RAN can access the specific functionality of the slice instance.
  • PDU Packet Data Management Service
  • 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 in establishing a PDU session.
  • the following PDU session types are defined. IP version 4 (IPv4: IP version4), IP version 6 (IPv6: IP version6), Ethernet, unstructured.
  • IPv4 IP version 4
  • IP version 6 IP version 6
  • Ethernet unstructured.
  • the types of PDUs exchanged between the UE and the DN are completely transparent in the 5G system.
  • the PDU session is established (on UE request), modified (on UE and 5GC request), and released (on UE and 5GC request) using NAS SM signaling exchanged over N1 between the UE and SMF.
  • 5GC may trigger a specific application in the UE.
  • the UE receives the trigger message, the UE 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 user subscription information. To this end, the SMF obtains SMF level subscription data from the UDM. This data may indicate the type of PDU session allowed per DNN:
  • a UE registered with multiple accesses selects an access to establish a PDU session.
  • the UE may request to move a PDU session between 3GPP and non-3GPP access.
  • the decision to move a 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 uses non-3GPP access.
  • the UE provides a PDU Session Id (PDU Session Id).
  • PDU Session Id PDU Session Id
  • the UE may also provide PDU session type, slicing information, DNN, service and session continuity (SSC) mode.
  • SSC session continuity
  • the UE may establish multiple PDU sessions simultaneously 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 serviced by different UPF end N6.
  • UEs having multiple established PDU sessions may be serviced by different SMFs.
  • User plane paths of different PDU sessions (with the same or different DNNs) belonging to the same UE may be completely separated between the UPF and the AN interfacing with the DN.
  • the 5G system architecture supports session and service continuity (SCC), which can meet various continuity requirements of different applications / services in the UE.
  • 5G systems support different SSC modes.
  • SSC mode associated with the PDU session anchor does not change while the PDU session is established.
  • the network For PDU sessions to which SSC mode 1 is applied, the network maintains the continuity service provided to the UE. For PDU sessions of IP type, the IP address is maintained.
  • the network may release the continuity service delivered to the UE and may also release the corresponding PDU session.
  • the network may release the IP address (s) that were assigned to the UE.
  • SSC mode 3 the change to the user plane is known to the UE, but the network ensures that the UE does not lose connectivity. To allow better service continuity, a connection is established through a new PDU session anchor point before the previous connection is terminated. For PDU sessions of IP type, 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 application (or group of applications) of the UE.
  • the operator may preset the SSC mode selection policy to the UE.
  • This policy includes one or more SSC mode selection policy rules that the UE can use to determine the type of SSC mode associated with the application (or group of applications).
  • this policy may include a default SSC mode selection policy rule that may be applied to all applications of the UE.
  • the SMF chooses whether to accept the requested SSC mode or to modify the requested SSC mode based on subscription information and / or local settings. If the UE does not provide an SSC mode when requesting a new PDU session, the SMF selects a default SSC mode for the data network listed in the subscription information or applies a local configuration 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 requiring registration. Once registered, the UE, if applicable, periodically maintains reachable (periodic registration update), or on the move (mobility registration update), or updates its capabilities or renegotiates protocol parameters. You can update your registration in the network to do so.
  • the initial registration procedure includes the execution of a network access control function (ie user authentication and access authentication based on a subscription profile in the UDM).
  • a network access control function ie user authentication and access authentication based on a subscription profile in the UDM.
  • FIG. 10 illustrates an RM state model to which the present invention may be applied.
  • FIG. 10 (a) shows the RM state model in the UE
  • FIG. 10 (b) shows the RM state model in the AMF.
  • two RM states are used in the UE and the 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 with the network.
  • the UE context in AMF does not maintain valid location or routing information for the UE and therefore the UE is not reachable by the AMF.
  • some UE context may still be stored in the UE and AMF.
  • the UE In the RM DEREGISTERED state, if the UE needs to receive a service requiring registration, the UE attempts to register with the selected PLMN using the initial registration procedure. Or, upon receiving a Registration Reject upon initial registration, the UE remains in the RM DEREGISTERED state. On the other hand, when receiving a Registration Accept, the UE enters the RM-REGISTERED state.
  • the AMF approves the initial registration of the UE by sending a Registration Accept to the UE and enters the RM-REGISTERED state. Or, when applicable, rejects the initial registration of the UE by sending a Registration Reject to the UE.
  • the UE In the RM REGISTERED state, the UE is registered with the network. In the RM-REGISTERED state, the UE may receive a service requiring registration in the network.
  • the UE In the RM-REGISTERED state, if the Tracking Area Identity (TAI) of the current serving cell is not in the list of TAIs received by the UE from the network, the UE maintains registration and allows the AMF to page the UE. Performs a mobility registration update procedure. Or, to inform the network that the UE is still active, the UE performs a periodic Registration Update procedure triggered by the expiration of the periodic update timer. Or, to update its capability information or renegotiate network and protocol parameters, the UE performs a Registration Update procedure. Or, when the UE no longer needs to register with the PLMN, the UE performs a deregistration procedure and enters the RM-DEREGISTERED state.
  • TAI Tracking Area Identity
  • the UE may decide to deregister from the network at any time. Or, the UE enters the RM-DEREGISTERED state when receiving a Registration Reject message, a Deregistration message, or when performing a local deregistraion 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. Or, after the implicit deregistration timer expires, the AMF performs an implicit deregistration at any time.
  • AMF enters the RM-DEREGISTERED state after implicit deregistration. Alternatively, local deregistraion is performed for the UE negotiated to perform deregistration at the end of the communication.
  • AMF enters the RM-DEREGISTERED state after local deregistraion. Or, when applicable, the AMF approves or rejects a Registration Update from the UE. When the AMF rejects a Registration Update from the UE, the AMF may reject the UE registration.
  • Registration area management includes the ability to assign and reassign a registration area to the UE.
  • the registration area is managed by access type (ie, 3GPP access or non-3GPP access).
  • the AMF allocates a set of tracking area (TA) in the TAI list to the UE.
  • TA tracking area
  • the AMF can consider various information (eg, mobility patterns and allowed / non-allowed areas, etc.).
  • An AMF having a whole PLMN (all PLMN) as a serving area may allocate the entire PLMN as a registration area to a UE in MICO mode.
  • the 5G system supports the assignment of TAI lists containing different 5G-RAT (s) in a single TAI list.
  • the registration area for non-3GPP access corresponds to a unique reserved TAI value (ie, 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 a TAI list, the AMF includes only the TAI (s) applicable to the access to which the TAI list is sent.
  • Connection Management is used to establish and release a signaling connection between the UE and the AMF.
  • the CM includes the function of establishing and releasing 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 AMF.
  • FIG. 11 illustrates a CM state model to which the present invention can be applied.
  • FIG. 11A illustrates a CM state transition in a UE
  • FIG. 11B illustrates a CM state transition in an AMF.
  • CM-IDLE CM-CONNECTED
  • CM-CONNECTED two CM states are used, CM-IDLE and CM-CONNECTED, 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 does not have an established NAS signaling connection with the AMF over N1.
  • the UE performs cell selection, cell reselection and PLMN selection.
  • the UE responds to paging (if received) by performing a service request procedure, unless in MICO mode.
  • a service request procedure is performed.
  • the UE enters a CM-CONNECTED state.
  • the 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.
  • CM-IDLE state if the UE is not in MICO mode, when the AMF has signaling or mobile-terminated data to be sent to the UE, by sending a paging request to the UE, Perform a network triggered service request procedure triggered by. Each time an N2 connection is established between the AN and the AMF for that UE, the AMF enters the CM-CONNECTED state.
  • the UE in CM-CONNECTED state has a NAS signaling connection with AMF through N1.
  • the UE In the CM-CONNECTED state, whenever the AN signaling connection is released, the UE enters the CM-IDLE state.
  • the AMF In the CM-CONNECTED state, whenever the N2 signaling connection and the N3 connection for the UE are 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 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 an RRC inactive state.
  • the UE reachability is managed by the RAN using assistance information from the core network.
  • UE paging is managed by the RAN.
  • the RRC Inactive state is applied to the NG-RAN (ie, 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 in order to assist the NG-RAN in determining whether to switch the UE to the RRC Inactive state.
  • the RRC Inactive assistance information includes a UE specific DRX (Discontinuous Reception) value for RAN paging during the RRC Inactive state, and a registration area provided to the UE.
  • UE specific DRX Discontinuous Reception
  • CN assistance information is provided to the serving NG RAN node during N2 activation (ie, 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 with RRC Inactive, the UE is in an uplink data pending, a mobile initiated signaling procedure (ie, periodic registration update), a response to RAN paging, or the UE is in a RAN
  • the RRC connection may be resumed due to a notification to the network that the notification area is out of the notification area.
  • the UE AS context is recovered from the old NG RAN node and the procedure is triggered towards the CN.
  • the UE When the UE is in 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 RRC Inactive enters the CM-IDLE mode and follows the relevant 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 a NAS signaling connection of the UE in CM-IDLE state.
  • the UE When a UE in CM-IDLE state needs to send 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 of the release of the NAS signaling connection is initiated by the 5G (R) AN node or AMF.
  • the UE determines that the NAS signaling connection is released. If the AMF detects that the N2 context has been released, the AMF determines that the NAS signaling connection has been released.
  • Mobility restriction limits service access or mobility control of the UE in the 5G system. Mobility restriction functionality is provided by the UE, RAN and core network.
  • Mobility restrictions apply only to 3GPP access, not to non-3GPP access.
  • mobility restriction is performed by the UE based on the information received from the core network.
  • mobility mobility 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 mobility restriction.
  • Mobility restrictions include RAT restrictions, Forbidden areas, and service area restrictions as follows:
  • RAT Restriction is defined as 3GPP RAT (s) in which UE's access is not allowed. The UE in the restricted RAT is not allowed to initiate any communication with the network based on the subscription information.
  • Prohibited Area Within the Prohibited Area under the given RAT, the UE is not allowed the UE to initiate any communication with the network based on the subscription information.
  • Service Area Restriction Defines the area where the UE may or may not initiate communication with the network as follows:
  • Allowed area Within the allowed area under the given RAT, the UE is allowed to initiate communication with the network if allowed by the subscription information.
  • Non-allowed area Within the non-allowed area under a given RAT, the UE is limited in service area based on subscription information. The UE and the network are not allowed to initiate session management signaling (both CM-IDLE and CM-CONNECTED states) for acquiring a service request or user service. The RM procedure of the UE is the same as in the allowed area. The UE in the disallowed area responds with a service request to paging of the core network.
  • session management signaling both CM-IDLE and CM-CONNECTED states
  • the core network determines the service area limitation based on the UE subscription information.
  • the allowed zones can be fine-tuned by the PCF (eg, based on UE location, Permanent Equipment Identifier (PEI), network policy, etc.).
  • Service area limitations may change due to, for example, subscription information, location, PEI and / or policy changes.
  • the service area restriction may be updated during the registration procedure.
  • the UE proceeds according to the following priorities:
  • the evaluation of the RAT restriction takes precedence over the evaluation of any other mobility restriction
  • the UE may indicate a 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, preference indicated by the UE, UE subscription information and network policy, or a combination thereof, and informs the UE during the registration procedure.
  • the UE and the core network re-initiate or exit the MICO mode in the next registration signaling. If the MICO mode is not explicitly indicated within 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 general UE, and the network also treats the UE as a general UE.
  • the AMF allocates a registration area to the UE during the registration procedure. If the AMF instructs the UE in the MICO mode, the registration area is not limited to the paging area size. If the AMF serving area is the entire PLMN, then the AMF may provide the UE with an "All PLMN" registration area. In this case, re-registration with the same PLMN due to mobility does not apply. If mobility restrictions apply to the UE in MICO mode, the AMF assigns the allowed / unallowed areas to the UE.
  • the AMF If the AMF instructs the UE in the MICO mode, the AMF assumes that it is always unreachable while the UE is in CM-IDLE state. AMF rejects any request for downlink data delivery for the UE in MICO mode and CM-IDLE state. AMF also delays downlink transport, such as SMS, location services, etc. over the NAS.
  • the UE in the MICO mode is accessible 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 the UE in MICO mode can immediately deliver mobile terminated data and / or signaling when switching to CM-CONNECTED mode.
  • the RAN node receives this indication, the RAN node considers this information when determining user inactivity.
  • the UE in MICO mode does not need to listen to the paging during the CM-IDLE state.
  • the UE may abort any AS procedure within the CM-IDLE state until the UE in MICO mode initiates the transition from CM-IDLE to CM-CONNECTED mode for one of the following reasons:
  • QoS Quality of Service
  • QoS is a technology for smoothly delivering various services (mail, data transmission, voice, video) to users according to their characteristics.
  • the 5G QoS model supports framework-based QoS flows.
  • the 5G QoS model supports both QoS flows that require Guaranteed Flow Bit Rate (GFBR) and QoS flows that do not require GFBR.
  • GFBR Guaranteed Flow Bit Rate
  • QoS flow is the finest granularity for QoS differentiation in a PDU session.
  • QoS Flow Identifiers are used to identify QoS flows within 5G systems.
  • QFI is unique within a PDU session.
  • User plane traffic with the same QFI in the PDU session receives the same traffic forwarding process (eg, scheduling, admission threshold, etc.).
  • QFI is carried in an encapsulation header on N3 (and N9).
  • QFI can be applied to PDUs of different payload types (ie, IP packets, unstructured packets, Ethernet frames).
  • QoS may mean “QoS flow”
  • QoS may be interpreted to mean “QoS flow.”
  • QoS flows may be controlled by the SMF upon PDU session establishment or QoS flow establishment / modification.
  • SDF classification and QoS related information eg, Session-Aggregate Maximum Bit Rate (AMBR)
  • AMBR Session-Aggregate Maximum Bit Rate
  • the QoS flow may be 'guaranteed bit rate' or 'non-guaranteed bit rate' (GBR) depending on the QoS profile.
  • the QoS profile of the QoS flow contains the following QoS parameters:
  • QoS parameters may include:
  • 5G QoS Indicator 5G QoS Indicator: 5QI specifies 5G QoS characteristics (i.e., control QoS forwarding handling access node-specific parameters for QoS flow, e.g. scheduling weight, admission threshold, queue management threshold, Scalar to refer to link layer protocol configuration, etc.).
  • 5G QoS characteristics i.e., control QoS forwarding handling access node-specific parameters for QoS flow, e.g. scheduling weight, admission threshold, queue management threshold, Scalar to refer to link layer protocol configuration, etc.
  • ARP Allocation and Retention Priority: ARP includes priority levels, pre-emption capabilities and preemption vulnerabilities. The priority level defines the relative importance of the resource request. This is used to determine if a new QoS flow can be accepted or denied if the resource is limited, and also to determine whether an existing QoS flow preempts the resource while the resource is limited.
  • QoS parameters may further include:
  • MFBR Maximum Flow Bit Rate
  • the QoS parameters may further include: Reflective QoS Attribute (RQA).
  • RQA Reflective QoS Attribute
  • the 5QI value is used as the QFI of the QoS flow.
  • the basic ARP is transmitted to the RAN when a PDU session is established, and a UP (User Plane) of the PDU session is activated whenever the NG-RAN is used;
  • the assigned QFI is used.
  • the 5QI value can be standardized, preset or unstandardized.
  • the QoS profile and QFI of the QoS flow can be provided to (R) AN through N2 at the time of PDU session establishment or QoS flow establishment / change, and UP (User Plane) of PDU session is activated whenever NG-RAN is used. .
  • the UE may perform marking and classification of UL user plane traffic (ie, association of UL traffic to QoS flows) based on QoS rules. These rules may be explicitly provided to the UE (when establishing a PDU session or QoS flow), preset in the UE, or implicitly derived by the UE by applying reflective QoS.
  • QoS rules may include unique QoS rule identifiers within the PDU session, QFIs of associated QoS flows, one or more packet filters, and precedence values.
  • the QoS rule may include QoS parameters associated with the UE. There may be one or more QoS rules associated with the same QoS flow (ie, having the same QFI).
  • the default QoS rule may be the only QoS rule of a PDU session that may not include a packet filter (in this case, the highest priority value (ie, the lowest priority) should be used). If the basic QoS rule does not include a packet filter, the basic QoS rule defines the processing of packets that do not match other QoS rules in the PDU session.
  • the SMF performs binding between SDFs for QoS flows according to QoS and service requirements of the SDF.
  • the SMF allocates QFI for the new QoS flow and derives QoS parameters of the new QoS flow from the information provided by the PCF. If applicable, the SMF may provide the QFI with the QoS profile to the (R) AN.
  • SMF classifies, bandwidths, and marks user plane traffic using SDF priority, QoS-related information, and corresponding packet marking information (ie, QFI, Differentiated Services Code Point (DSCP) values, and optionally reflective QoS indications for UPF). Together with the SDF template (ie, a set of packet filters associated with the SDF received from the PCF).
  • DSCP Differentiated Services Code Point
  • the SMF assigns unique QoS rule identifiers within the PDU session that added the QFI of the QoS flow, sets packet filter (s) for the UL portion of the SDF template, and prioritizes QoS rule for SDF priority. Setting the rank creates the QoS rule (s) for the PDU session.
  • QoS rules are provided to the UE to enable classification and marking of UL user plane traffic.
  • FIG. 12 illustrates classification and user plane marking, mapping of QoS flows to AN resources, for QoS flows in accordance with one embodiment of the present invention.
  • the SMF allocates a QFI for every QoS flow.
  • the SMF then derives QoS parameters from the information provided by the PCF.
  • the SMF provides the (R) AN with the QFI along with a QoS profile that contains the QoS parameters of the QoS flow. And, when a PDU session or QoS flow is established, the QoS parameters of the QoS flow are provided to the (R) AN as a QoS profile via N2.
  • the user plane is activated whenever NG-RAN is used.
  • QoS parameters may be preset in the (R) AN for non-GBR QoS flows.
  • the SMF UPF together with the SDF preferences and corresponding QFIs, the SDF template (that is, a set of packet filters associated with the SDF received from the PCF).
  • the SDF template that is, a set of packet filters associated with the SDF received from the PCF.
  • Downlink incoming data packets are classified based on the SDF template according to the SDF preference (without additional N4 signaling initiation).
  • the CN classifies user plane traffic belonging to the QoS flow through N3 (and N9) user plane marking using QFI.
  • the AN binds the QoS flow to the AN resource (ie DRB for 3GPP RAN). At this time, the relationship between the QoS flow and the AN resource is not limited to 1: 1. It is up to the AN to set up the AN resources needed to map the QoS flow to the DRB so that the UE can receive QFI (and reflective QoS may be applied).
  • the UPF may discard the DL data packet.
  • UPF maps user plane traffic to QoS flows based on the SDF template.
  • UPF performs session-AMBR enforcement and PDU counting to support charging.
  • UPF can transmit PDUs of PDU session in a single tunnel between 5GC and (A) AN, and UPF can include QFI in the encapsulation header.
  • the UPF performs transport level packet marking on the downlink (eg, sets a DiffServ code in an outer IP header). Transport level packet marking is based on ARP of 5QI and associated QoS flows.
  • -(R) AN considers the N3 tunnel associated with the downlink packet and maps PDUs from the QoS flow to access-specific resources based on QFI and associated 5G QoS characteristics and parameters.
  • the UE may create a new derived QoS rule (or may be referred to as a 'UE derived QoS rule').
  • the packet filter in the Derived QoS rule may be derived from a DL packet (ie, a header of the DL packet), and the QFI of the derived QoS rule may be set according to the QFI of the DL packet.
  • the SMF assigns a QoS rule identifier, adds a QFI of the QoS flow, sets the packet filter (s) in the uplink portion of the SDF template, and sets the QoS rule precedence in the SDF precedence, thereby creating a QoS rule for the PDU session.
  • Generate the The SMF can provide the QoS rules to the UE so that the UE can perform classification and marking.
  • QoS rules include a QoS rule identifier, a QFI of a QoS flow, one or more packet filters, and a precedence value.
  • the same QFI (ie, same QoS flow) and one or more QoS rules may be associated.
  • the basic QoS rule is the QoS rule of the PDU session that does not include a packet filter (in this case, the highest precedence value (ie, the lowest priority) is used). If the base QoS rule does not include a packet filter, the base QoS rule defines the processing of packets that do not match any other QoS rule in the PDU session.
  • the UE performs classification and marking of uplink user plane traffic. That is, the uplink traffic is associated with the QoS flow based on the QoS rule.
  • This rule may be explicitly signaled via N1 (when establishing a PDU session or establishing a QoS flow), or may be preset in the UE, or implicitly derived by the UE from the reflected QoS.
  • the UE determines the QoS rules based on the priority value of the QoS rules (ie, in order of increasing precedence value) until a matching QoS rule (i.e. packet filter matches UL packet) is found. Evaluate the UL packet for a packet filter of. The UE binds the UL packet to the QoS flow using QFI in the corresponding matching QoS rule. The UE binds the QoS flow to the AN resource.
  • the UE may discard the UL data packet.
  • the UE may use the stored QoS rules to determine the mapping between UL user plane traffic and QoS flow.
  • the UE may mark the UL PDU as a QFI of a QoS rule including a matching packet filter and transmit the UL PDU using the corresponding access specific resource for the QoS flow based on the mapping provided by the RAN.
  • (R) AN transmits PDU over N3 tunnel for UPF.
  • (R) AN includes the QFI in the encapsulation header of the UL PDU and selects the N3 tunnel.
  • transport level packet marking may be based on ARP of 5QI and associated QoS flow.
  • the UPF confirms whether the QFIs of UL PDUs are aligned with QoS rules provided to the UE or implicitly derived by the UE (eg in the case of reflective QoS).
  • UPF performs session-AMBF enforcement and counts packets for charging.
  • UL and DL session-AMBR should be implemented in the UPF supporting the UL classifier function.
  • DL session-AMBR must be implemented separately in all UPFs terminating the N6 interface (ie, do not require interaction between UPFs).
  • UL and DL session-AMBR are applied to the UPF supporting the branch point function.
  • DL session-AMBR must be implemented separately in all UPFs terminating the N6 interface (ie, do not require interaction between UPFs).
  • R shall enforce maximum bit rate (UE-AMBR) restriction in UL and DL for each non-GBR QoS flow.
  • UE-AMBR maximum bit rate restriction
  • the UE should perform the PDU session based UL rate restriction for non-GBR traffic using the session-AMBR.
  • Rate limit enforcement per PDU session applies to flows that do not require a guaranteed flow bit rate.
  • the MBR per SDF is mandatory for GBR QoS flows but optional for non-GBR QoS flows. MBR is implemented in the UPF.
  • QoS control for unstructured PDUs is performed at the PDU session level.
  • the SMF provides QF to the UPF and the UE to be applied to any packet of the PDU session.
  • Reflective QoS refers to a method in which a terminal reflects a downlink QoS flow to determine an uplink QoS flow corresponding to the downlink.
  • Reflective QoS may be achieved by generating derived QoS rules based on downlink traffic received at the UE.
  • Reflective QoS and non-reflective QoS must be applicable at the same time.
  • the UL packet can obtain the same QoS marking as the reflected DL packet.
  • the UE For UEs that support the Reflective QoS feature, if the reflective QoS feature is controlled by 5GC for some traffic flows, then the UE will generate a derived QoS rule for the uplink traffic based on the received downlink traffic. Can be. Furthermore, the UE can use the derived QoS rule to determine the mapping between uplink traffic and QoS flow. Therefore, according to Reflective QoS, even though the UE does not separately receive a QoS rule for determining an uplink QoS flow from the network, the UE generates a QoS rule by itself based on the downlink QoS flow and corresponds to the uplink corresponding to the downlink. Determine the QoS flow (i.e., determine the mapping between uplink traffic and QoS flow).
  • the derived QoS rule of the UE may include the following parameters:
  • the (UL) packet filter may be derived based on the received DL packet, and may be used to filter / divide the UL packet / traffic to which the derived QoS rule is applied.
  • the UE may apply (UL) packet filter to filter / divide the UL packet / traffic to which the derived QoS rule is applied and perform QoS marking using QFI on the filtered / divided UL packet.
  • the priority value for all derived QoS rules may be set to a standardized value.
  • the priority value for the derived QoS rule within the scope of the control plane activation may be set to a value signaled through the control plane.
  • the UPF may reflect reflective QoS (QQ) on the encapsulation header (which may be referred to as the 'NG3 (encapsulation) header') via the N3 reference point along with the QFI to activate the reflective QoS. Indication) may be included.
  • QQ reflective QoS
  • Reflective QoS can be activated through the user plane and the control plane.
  • the 5GC may determine whether to activate the reflective QoS through the control plane or the user plane based on the connection type and policy.
  • the SMF may include (or send to UPF) QoS rules that include an indication to activate reflective QoS to reflect the user plane.
  • the UPF may include the RQI in the encapsulation header of the N3 reference point. Reflective QoS activation through the user plane may be used to avoid out-of-band signaling (eg, signaling through a non-3GPP access network).
  • the SMF may include the RQI in the QoS rules for sending to the UE via the N1 interface.
  • the UE may generate a UE derived QoS rule.
  • 5GC can also support the deactivation of reflective QoS.
  • Reflective QoS support through the RAN under the control of the network The network determines the QoS to apply to the DL traffic, and the UE reflects the DL QoS to the associated UL traffic.
  • the UE receives a DL packet that should apply reflective QoS, the UE creates a new implicit QoS rule.
  • Such an implicit QoS rule may be referred to herein as a 'derived QoS rule'.
  • the packet filter of the implicit QoS rule is derived from the header of the DL packet.
  • the reflective QoS indication may or may not be signaled via C (control) -plane or inband. Priority may be higher or lower than QoS rules in which implicit rules (derived via Reflective QoS) are explicitly signaled.
  • the method of indicating reflective QoS includes: i) a method of explicitly transmitting signaling, ii) an inband method of transmitting data indicating the indication of reflective QoS, and iii) a terminal without any signaling / marking. There is a way to detect this directly.
  • FIG. 13 is a diagram illustrating a 5G system architecture to which the present invention may be applied.
  • 6 is a diagram illustrating FIG. 6 more briefly, and the description of FIG. 6 may be equally applied.
  • a 5G system architecture may include various components (ie, a network function (NF)), and in this figure, some of them correspond to an application function (AF).
  • NF network function
  • AF application function
  • DN Data Network
  • UPF User Plane Function
  • CPF Control Plane Function
  • R Radio Access Network
  • UE User Equipment
  • a conceptual link connecting NFs in a 5G system is defined as a reference point.
  • the following illustrates reference points included in the 5G system architecture represented in this figure.
  • NG1 reference point between UE and CPF
  • NG5 reference point between CPF and AF
  • NG6 reference point between UPF and DN
  • FIG. 14 illustrates a QoS flow mapping scheme for uplink traffic of a UE that can be applied to the present invention.
  • the UE routes uplink packets to different QoS flows based on packet filters assigned to QoS rules.
  • the UE first evaluates the uplink packet filter for matching among the QoS rules with the lowest evaluation priority index, and if no match is found, the packet filter in the QoS rule in increasing order of the evaluation priority index. Proceed with the evaluation. This procedure must be executed until a match is found or until a packet filter in all QoS rules is evaluated. If a match is found, the uplink data packet is sent through a QoS flow determined by the matching QoS rules. If no match is found, the uplink data packet must be sent over a QoS flow with no uplink packet filter assigned. If at least one uplink packet filter is assigned to all QoS rules, the UE should discard the uplink data packet.
  • 5G does not create a bearer for QoS separately, and the UP function performs QoS marking (an operation of marking / marking QFI) on the NG3 header according to a rule transmitted from the CP function.
  • QoS marking an operation of marking / marking QFI
  • the terminal In the case of reflective QoS, when the UP function instructs the terminal to use reflective QoS, the terminal generates an uplink (packet) filter based on the downlink data packet (or traffic), and generates the uplink (packet).
  • Uplink QoS Uplink QoS
  • rules for marking uplink data packets (or traffic) with the same QoS markings as downlink data packets (or traffic) may be created using a filter. In this way, the CP function can support the uplink QoS of the terminal without directly instructing the terminal about the uplink.
  • the CP function can support the uplink QoS of the UE simply by instructing to apply the reflective QoS without directly giving QoS rules to the temporarily generated data.
  • the UE when using such a reflective QoS, there is a problem that the UE must create and store a derived QoS rule to support the reflective QoS.
  • the number of (derived) QoS rules that a terminal must manage / store increases, the number of (derived) QoS rules that the terminal needs to check until the terminal applies the basic QoS rules increases, resulting in an increase in overhead and data processing speed of the terminal. A decrease occurs.
  • the network node provides a signaling for the reflective QoS to the terminal while providing a reflective QoS usage timer value, thereby discarding the QoS rule generated by the terminal for the reflective QoS when the timer expires. Suggest ways to (discard) / delete. There are three methods for indicating the reflective QoS as will be described later. Among the methods 1 and 2, this timer concept is applicable.
  • Reflective QoS may be indicated to the terminal through C-plane signaling (method 1), through inband signaling (method 2), and through a non-signaling scheme (method 3).
  • Method 1 is a method in which a network node instructs Reflective QoS through C-plane signaling. That is, the CP function instructs the UE to directly use / set QoS (or QoS flow) equally between downlink (flow) and its corresponding uplink (flow) through control signaling (i.e., control QoS is controlled signaling).
  • control QoS is controlled signaling
  • Method 1 has a disadvantage in that a CP function does not need to directly transmit uplink filter information and QoS information (for example, QFI information) to the terminal, but the signaling message is small in size, but separate (control) signaling occurs. .
  • Method 2 is a method in which a network node indicates reflective QoS through inband signaling.
  • the network node may transmit an indicator indicating whether to apply reflective QoS with QoS marking to the NG3 (encapsulation) header or the radio header while transmitting data.
  • the method 2 has the advantage of indicating / applying reflective QoS without additional (control) signaling, but has the disadvantage that additional information must be included in the NG3 (encapsulation) header or the radio header. Therefore, if data loss occurs due to congestion in the process of transmitting data to the terminal, the network node may also lose the indication of the reflective QoS.
  • the network node does not transmit any signaling related to the reflective QoS, and the UE determines that there is no QoS information (eg, information on the QoS flow, QFI) for the uplink flow mapped to the downlink.
  • Reflective QoS can be applied.
  • there is no signaling overhead but there is no room for basic QoS (rules) to be applied to the uplink.
  • the default QoS (rules) is applied.
  • the reflective QoS is applied instead of the default QoS (rules).
  • the CP function may determine how to indicate reflective QoS.
  • the CP function includes information on reflective QoS capability information (eg, user plane activation capability, control plane activation capability, user plane deactivation capability, control plane deactivation capability), operator policy, and PDU session that the UE transmits. Based on the information (for example, APN / DNN, PDU type, etc.), subscription information, etc., whether to use the reflective QoS, and if so, the reflective QoS activation indication method and / or deactivation indication method may be determined.
  • the CP function may determine a user plane activation / deactivation scheme (that is, a reflective QoS activation / deactivation indication scheme through the user plane) as a reflective QoS activation / deactivation method.
  • the CP function may indicate to the UE whether the determined reflective QoS is used, the reflective QoS activation method and / or the reflective QoS deactivation method.
  • the UE may determine whether to use / activate the reflective QoS based on the reflective QoS related information received from the CP function.
  • Reflective QoS related information from the CP function may be transmitted to the terminal through a PDU session grant message, in which case the terminal may determine whether to use the reflective QoS based on the received PDU session grant message. It will be described later in detail with reference to Figure 15.
  • the UE can apply reflective QoS to the (uplink) flow indicated by the signaling only when there is explicit signaling from the CP function.
  • the UE monitors the header of the downlink data packet and reflects the QoS for a specific / instructed (IP / QoS / uplink) flow only when the corresponding QoS is indicated in the header. Can be applied.
  • the UE reflects the QoS for uplink flows / data / traffic mapped to the received downlink flows / data / traffic regardless of whether or not the reflective QoS (indication) is indicated in the header of the downlink data packet. Can be applied.
  • the UE If the UE decides not to use the reflective QoS, the UE does not need to monitor the header of the downlink data to determine whether to apply or use the reflective QoS. Can be determined.
  • whether to use the control plane or the user plane may be determined by the subscriber information or the capability of the terminal. For example, in order to use the user plane activation method as the reflective QoS activation method, it is necessary to continuously monitor packets in the AS layer of the terminal to check whether there is a reflective QoS indication. Since this operation may be a burden on a simple terminal such as the Internet of Things (IoT) or a terminal that needs to operate at low power, the user plane activation method may not be determined as the reflective QoS activation method for the corresponding terminal.
  • IoT Internet of Things
  • the reflective QoS deactivation method may be determined differently / independently from the reflective QoS activation method. For example, reflective QoS has been activated through the user plane, but may be deactivated through the control plane.
  • the terminal In order to support the deactivation scheme through the user plane, the terminal may be instructed to use the user plane deactivation scheme from the network, and then operate the timer if there is a reflective QoS instruction in the data (or in the data packet). Therefore, in the user plane deactivation scheme, the network node must explicitly transmit the reflective QoS indication to the terminal so that the terminal can operate the timer. If the reflective QoS is activated through the control plane, the terminal may not set a timer. In this case, the terminal may not perform the reflective QoS deactivation method through the user plane.
  • the PDU session setup procedure for creating a PDU session may be referred to herein as a PDU session establishment procedure.
  • the terminal may transmit a PDU session setup request message to the CP function.
  • the PDU session setup request message may include reflective QoS capability information regarding whether the UE can perform reflective QoS.
  • the CP function can check the context information of the terminal from the subscription data.
  • the CP function may determine whether to use the reflective QoS and how to indicate the reflective QoS to the terminal.
  • the CP function and the UP function may set up a user plane, and the reflective QoS indication method determined by the CP function in step 3 may be shared with the UP function.
  • the CP function may transmit a PDU session setup complete message to the terminal as a response to the PDU session setup request message.
  • the PDU session setup complete message may include information on a reflective QoS indication method.
  • the network node (for example, the CP function) checks the context of the terminal in step 2, and then, reflects QoS capability information received from the terminal in step 1, session information, and / or subscription information of the terminal. Determine whether to use reflective QoS and how to indicate reflective QoS when using it.
  • the CP function may inform the UP function whether to use reflective QoS for the PDU session and how to use the reflective QoS.
  • the CP function may inform whether to use reflective QoS and / or reflective QoS indication.
  • Method 1 Indicating reflective QoS directly to the UE through signaling
  • 16 is a flowchart illustrating a reflective QoS indication method according to Method 1 of the present invention.
  • the description of the above-described method 1 may be applied in the same or similar manner, and redundant descriptions are omitted.
  • the UE may set up a PDU session and transmit and receive data with the network node (s) based on QoS rules received in the PDU session setup process (see FIG. 15).
  • the UP function may notify the CP function that a new flow has been discovered / discovered and may request QoS for it.
  • the CP function lowers the QoS (to the CP function, UE and / or AN) for the IP flow, while the UP function lowers both the DL QoS rule and the UL QoS rule for the IP flow (and / or). Only the DL QoS rule is given down to the UP function, and the UL QoS rule can give the indication of the use of Reflective QoS and UP) by viewing the reflective QoS indication and directly generating / deriving based on the DL QoS rule.
  • the DL QoS rule may correspond to a rule used to filter DL data packets (or flows) to mark / apply a specific QoS and to perform QoS marking
  • the UL QoS rule may be a UL to mark / apply a specific QoS. It may correspond to a rule used to filter data packets (or flows) and perform QoS marking.
  • the CP function may additionally transmit a timer value regarding the time for which the reflective QoS is valid to the UP function, and the UP function may use the DL and / or UL QoS rules only until the timer expires.
  • the UP function may immediately start the timer when the timer is received.
  • the CP function may indicate IP flow information and timer information to which reflective QoS is to be applied through control signaling (eg, NAS signaling or AS signaling) to the UE and / or AN.
  • control signaling eg, NAS signaling or AS signaling
  • the UE and / or AN receiving this may immediately start a timer.
  • the UP function applies QoS based on a rule (e.g., DL QoS rule and / or UL QoS rule) created through reflective QoS during the time that the reflective QoS is applied to a specific QoS flow indicated by CP function Or QoS marking).
  • a rule e.g., DL QoS rule and / or UL QoS rule
  • the UE receives an uplink data packet that is mapped to the downlink data packet / flow when receiving it with RQI marked (or indicated by the reflective QoS) in the downlink data packet / flow when Reflective QoS is applied.
  • a derived QoS rule (based on downlink data packet / flow) for / flow (or 'uplink packet / flow') can be generated.
  • the UE starts a timer related to the derived QoS rule.
  • the UE applies the derived QoS rule generated by the reflective QoS rule to the uplink data packet / flows to filter / separate targets to perform QoS marking, and to filter / split uplink data packet / flows.
  • QoS marking can be performed before transmission.
  • the QFI used for the QoS marking for the uplink data packet / flow may be included in the derived QoS rule and may be the same as the QFI marked for the QoS for the downlink data packet / flow.
  • the UE and the UP function may delete the derived QoS rule.
  • Signaling for the reflective QoS as in step 3 may be transmitted / received through the flow detection process of the previous two steps.
  • the UE and / or the UP function may operate based on the reflective QoS rule according to the present embodiment.
  • the CP function can prevent rules (eg, DL QoS rules, UL QoS rules, and / or derived QoS rules) from being deleted / expired by issuing rules / instructions for reflective QoS again before the timer expires.
  • rules eg, DL QoS rules, UL QoS rules, and / or derived QoS rules
  • FIG. 17 is a flowchart illustrating a reflective QoS indication method according to the method 2 of the present invention.
  • the flowchart and method 2 of FIG. 16 described above with reference to the flowchart may be applied in the same or similar manner, and redundant descriptions are omitted.
  • the UE may set up a PDU session and transmit and receive data with the network node (s) based on QoS rules received in the PDU session setup process (see FIG. 15).
  • the UP function may notify the CP function that a new flow has been discovered / discovered and may request QoS for it.
  • the CP function is the UP function and the AN for the corresponding IP flow, QoS information (eg, indication of using Reflective QoS, QoS (or DL / UL QoS rule), IP flow information to which reflective QoS is applied, and / or timer information). ) Can be lowered.
  • QoS information eg, indication of using Reflective QoS, QoS (or DL / UL QoS rule), IP flow information to which reflective QoS is applied, and / or timer information.
  • the UP function may send downlink data, QoS marking (eg QFI), reflective QoS indication (eg RQI) and / or timer to the UE.
  • QoS marking eg QFI
  • reflective QoS indication eg RQI
  • timer e.g., timer
  • the UP function applies QoS to uplink data based on a rule (eg, DL QoS rule and / or UL QoS rule) created / received through reflective QoS during the time that the reflective QoS is applied to the corresponding IP flow. (Or QoS marking).
  • the UP function can start the timer with the timer transmission.
  • the difference between Method 1 and Method 1 is that the CP function does not directly transmit QoS information to the UE, but transmits QoS information only to the UP function and the AN. Instead, while the UP function transmits downlink data to the UE, the NG3 header may send not only QoS marking but also a marking / indication (ie, RQI) and a timer indicating the application of Reflective QoS.
  • the CP function does not directly transmit QoS information to the UE, but transmits QoS information only to the UP function and the AN.
  • the NG3 header may send not only QoS marking but also a marking / indication (ie, RQI) and a timer indicating the application of Reflective QoS.
  • downlink data and QoS related information may be expressed as being transmitted through 'downlink data packet / flow'. This 'downlink data packet / flow' may be abbreviated as 'downlink packet'.
  • the UE may create and use / apply derived QoS rules based on downlink data packets / flows.
  • the UE may generate a packet filter included in the derived QoS rule based on the downlink data packet / flow, and by using the generated packet filter (for example, by comparing the packet filters with other derived QoS rules).
  • the UE applies derived QoS rules for uplink data packets / flows to filter / separate targets for performing QoS marking, and performs QoS marking for filtered / split uplink data packets / flows.
  • the QFI used for the QoS marking for the uplink data packet / flow may be included in the derived QoS rule and may be the same as the QFI marked for the QoS for the downlink data packet / flow.
  • both the UE and the UP function may delete the rules that have been created or stored (eg, DL QoS rules, UL QoS rules, and / or derived QoS rules).
  • Signaling for the reflective QoS as in step 3 may be transmitted / received through the flow detection process of the previous two steps.
  • the UE and / or UP function may operate based on the reflective QoS according to the present embodiment.
  • the UP function may be limited to transmitting a timer and a reflective QoS indication in the NG3 header only when transmitting the first downlink data (to which the reflective QoS is applied). Therefore, even if the UP function does not give a reflective QoS indication for subsequent generated / transmitted downlink data, the UE may continue to consider reflective QoS applied (for incoming downlink packets) if the timer expires. have.
  • the UP function may reset and start a new timer based on the reflective QoS indication. In this way, the UP function can increase the time that reflective QoS is used / applied.
  • Method 2 there may be a method of including a reflective QoS indication every time the UP function transmits downlink data in step 4 without using a timer. That is, whenever a reflective QoS indication is received, the UE may generate a reflective QoS rule (in this embodiment, a derived QoS rule) to perform QoS marking on uplink data. In this case, if the downlink data indicating the reflective QoS indication is not received for a predetermined time, the timer expires, and the UE may delete / remove the rule.
  • a reflective QoS rule in this embodiment, a derived QoS rule
  • the header size increases when the timer value is large.
  • the reflective QoS can be applied without additional (control) signaling. There is.
  • the number of bits for the timer value can be determined by defining candidate timers to be used in the process of creating a PDU session and sending an index for a specific timer selected from candidate timers. Can be reduced.
  • the problem that the header size increases as the timer value increases can be solved. Table 2 below illustrates timer values for reflective QoS exchanged during a PDU session (setup).
  • the timer information to be used for the reflective QoS may be negotiated in advance to apply the reflective QoS without signaling / exchanging additional timer information.
  • the timer information is not transmitted separately, but a different value may not be used for each rule (eg, derived QoS rule).
  • the method used in the method 1/2 may be used.
  • the UE uses the timer value determined / negotiated in the process of creating a PDU session, and when timer information for reflective QoS is transmitted together, the UE The timer value indicated by the received timer information may be used.
  • Reflective QoS can be controlled on a packet-by-packet basis using the RQI in the encapsulation header of the N3 reference point along with the QFI and reflective QoS timer (RQ timer) values.
  • the reflective QoS timer value may be signaled to the UE at the time of establishing a PDU session or set as a default value.
  • (R) AN When an RQI is received by (R) AN in a DL packet on an N3 reference point, (R) AN indicates to the UE that the packet is subject to QFI and that DL packet subject to reflective QoS (i.e., reflective QoS is applied). Packet).
  • the UE If there is no derived QoS rule with a packet filter corresponding to the DL packet (i.e., the same derived QoS rule is not already stored), the UE has a new derived QoS with a packet filter corresponding to the DL packet. You can create a rule and start a timer (set to an RQ timer value) for the newly created derived QoS rule.
  • the UE may restart the timer associated with the previously stored derived QoS rule.
  • the UE may delete the derived QoS rule corresponding thereto.
  • Reflective QoS to which the above timer is applied may be controlled as follows by a user plane or a control plane according to an embodiment.
  • Reflective QoS can be controlled by the user plane on a packet-by-packet basis by using RQI in the encapsulation header on the N3 reference point with QFI and reflective QoS timers (RQ timers).
  • the RQ timer corresponds to the timer described above and may be signaled to the UE or set to a default value when establishing a PDU session.
  • the SMF may include an indication in the corresponding SDF information provided to the UPF via the N4 interface.
  • the UPF may set the RQI bit in the encapsulation header on the N3 reference point.
  • the UE may generate a UE derived QoS rule (ie, a 'derived QoS rule') and set the timer to an RQ timer value. If a UE derived QoS rule with the same packet filter already exists, the UE can restart the timer corresponding to the UE derived QoS rule.
  • Reflective QoS activation through the user plane may be used to avoid out-of-band signaling (eg, signaling through a non-3GPP access network).
  • the reflective QoS may be controlled by the control plane on a per-QoS flow basis.
  • the UE may be provided with a reflective QoS timer (RQ timer) specified for the QoS flow.
  • the SMF may include the RQA in the QoS flow parameters sent to the UE via the N1 interface.
  • the UE may generate a UE derived QoS rule and start a timer set to the RQ timer value. If a UE derived QoS rule with the same packet filter already exists, the UE can restart the timer corresponding to the UE derived QoS rule.
  • the UE may delete / remove the UE derived QoS rule.
  • FIG. 18 is a flowchart illustrating a method for recovering when reflective QoS related information is lost while applying Method 2.
  • FIG. 17 The description of the flowchart of FIG. 17 may be applied in the same or similar manner with respect to the flowchart, and overlapping description will be omitted. In particular, since steps 1 to 3 of the flowchart are the same as steps 1 to 3 of FIG. 17, redundant descriptions are omitted.
  • the UP function transmits data by including a reflective QoS indication and a timer in the NG3 header, but data may be lost due to data congestion in the AN. Thereafter, the UP function determines that reflective QoS related information (eg, QoS marking (eg, QFI), reflective QoS indication (eg, RQI), and / or timer) has all been successfully delivered. You can transfer data except for relevant information.
  • reflective QoS related information eg, QoS marking (eg, QFI), reflective QoS indication (eg, RQI), and / or timer
  • the UE may not receive an indication for reflective QoS and thus may not be able to generate / apply derived QoS rules. Instead, the UE may perform basic QoS marking (applied basic QoS rules) on the uplink data mapped with the received downlink data.
  • the UP function may detect the QoS marking of uplink data transmitted from the UE and recognize that it does not match the reflective QoS (ie, QoS marking) that it has.
  • the UP function may inform this to the CP function, and the CP function may instruct that the UP function to instruct reflective QoS to the UE again after recognizing that the QoS has been instructed to the UE according to the QoS rules that it has.
  • the UP function may transmit reflective QoS related information along with the downlink data when downlink data generated again mapped to the reflective QoS (that is, the reflective QoS is applied) is generated according to the command of the CP function.
  • the UP function may transmit the remaining time of the timer started at the time of transmitting the timer to the UE, or may restart the timer by resetting it to a timer received from the CP and transmitting it to the UE.
  • the terminal may receive the reflective QoS related information, create a reflective QoS rule (ie, derived QoS rule), and apply the same to transmit (QoS marked) uplink data.
  • a reflective QoS rule ie, derived QoS rule
  • the network may issue (indicate) explicit QoS rules to the terminal through control plane signaling (or instruct) or reflect (refer to) reflective QoS rules (or reflective QoS related information).
  • packet marking may be reset or omitted, and down. If there is no downlink packet that can be transmitted, this operation cannot be performed. Even in this case, the network may delete / remove the reflective QoS rule (or derived QoS rule) via control plane signaling.
  • the network may supplement through control plane signaling (eg, method 1) when inband signaling is not used.
  • control plane signaling eg, method 1
  • the network may selectively apply the inband signaling scheme or the control plane signaling scheme depending on the situation (complementarily).
  • the new wireless communication system (eg 5G) supports reflective QoS over the RAN under network control.
  • the network determines the QoS to apply to the DL traffic, and the UE can reflect the DL QoS to the associated UL traffic.
  • the UE may generate a new implicit QoS rule (or derived QoS rule) based on the DL packet.
  • the packet filter of the implicit QoS rule may be derived from the header of the DL packet.
  • Reflective QoS indication may be signaled via the C-plane (ie, control signaling) (method 1), signaled via inband (method 2), or not signaled at all (method 3).
  • control signaling it may increase signaling without conforming to the purpose / principle of reflective QoS that signaling should be minimized.
  • Inband signaling is a good solution for reflective QoS because it does not introduce new signaling.
  • the presence of the downlink flow means that the reflective QoS is used for all uplink flows corresponding to the downlink flow.
  • uplink QoS and downlink QoS may always be the same unless explicit QoS rules are provided.
  • both an inband signaling scheme and a non-signaling scheme may be used.
  • the signaling method may be determined by the network during the PDU session establishment / setup procedure. For example, if the UE is attached via 3GPP access, the network may use inband signaling for reflective QoS. If the UE is attached via non-3GPP access, the network may not use any signaling for reflective QoS.
  • a new wireless communication system supports reflective QoS over RAN under network control.
  • the network determines the QoS to apply to the DL traffic, and the UE can reflect the DL QoS to the associated UL traffic.
  • the UE may generate a new implicit QoS rule (eg, derived QoS rule) based on the DL packet.
  • the packet filter of the implicit QoS rule may be derived from the header of the DL packet.
  • Reflective QoS indication may or may not be signaled via inband depending on the indication of the network.
  • the indication method may be determined by the network during the PDU session establishment / setup procedure.
  • U-plane marking for QoS can be carried in the encapsulation header on NG3 (without changing e2e packet header).
  • Basic QoS rules and pre-authorized QoS rules may be provided to the UE at PDU session establishment / setup.
  • QoS rules may be provided to the RAN upon PDU session establishment / setup using NG2 signaling (eg, depending on access capability).
  • QoS flow over C-plane-specific QoS signaling may be required for GBR SDF.
  • QoS-related NG2 signaling (other than PDU session establishment / setup) corresponding to approved QoS rules for initialization, modification or termination of SDF without GBR requirements shall be minimized.
  • QoS-related NG1 signaling (other than PDU session establishment / setup) corresponding to approved QoS rules for the initialization, modification or termination of SDF without GBR requirements shall be minimized.
  • CN_UP is a trusted execution point in the network and can handle all traffic of the PDU session.
  • AN may enforce rate restriction in UL per UE.
  • the QoS flow may be the best granularity for QoS processing in the NG system.
  • (R) AN may bind QoS flows to access-specific resources based on corresponding QoS characteristics provided via NG3 marking and NG2 signaling. Packet filters are not used for binding between access-specific resources and QoS flows in (R) AN.
  • the UE may be based on information and / or (derived) QoS rules (explicitly signaled or implicitly derived by reflective QoS) for binding between access-specific resources and uplink packets explicitly provided by the access network.
  • QoS rules explicitly signaled or implicitly derived by reflective QoS
  • uplink packets can be bound with access-specific resources.
  • Some user plane markings may be scalar values with standardized QoS features.
  • Some user plane marking may be scalar values indicating dynamic QoS parameters signaled via NG2.
  • Dynamic QoS parameters may include:
  • the validity period of the derived QoS rule generated through the reflective QoS indication needs to be defined. If the Derived QoS rule is valid while the PDU session is valid (or during the lifetime of the PDU session), there are too many derived QoS rules in the UE, which can be a burden on the UE. Therefore, the following two methods can be proposed to remove unnecessary derived QoS rules.
  • the timer value may be determined during the PDU session setup / establishment process.
  • derived QoS through the reflective QoS indication may have a validity timer determined during the PDU session setup / establishment procedure.
  • the network cannot apply the signaled QoS rule to the same flow until the timer of the derived QoS rule expires. However, this is undesirable because the network must be able to update the QoS rules at any time.
  • the signaled QoS rule has the highest priority, and the basic QoS rule has the lowest priority. That is, the derived QoS rule through the reflective QoS indication has a lower priority than the signaled QoS rule, but may have a higher priority when compared with the basic QoS rule.
  • the new wireless communication system (eg 5G) supports reflective QoS over the RAN under network control.
  • the network determines the QoS to apply to the DL traffic, and the UE can reflect the DL QoS to the associated UL traffic.
  • the UE may generate a new derived QoS rule based on the DL packet.
  • the packet filter of the derived QoS rule may be derived from a DL packet (ie, a header of the DL packet).
  • the UL packet can be QoS processed the same as the reflected DL packet (ie, have the same QFI, or are QoS marked).
  • Inband signaling may be used for reflective QoS indication.
  • the derived QoS rules via the reflective QoS indication may have a validity timer determined during the PDU session setup procedure.
  • the signaled QoS rule may have the highest priority.
  • Derived QoS rules through reflective QoS indications have a lower priority than signaled QoS rules, but may have a higher priority than basic QoS rules.
  • Reflective QoS can be used for non-GBR service data flows.
  • U-plane marking for QoS can be carried in the encapsulation header on NG3 (without changing e2e packet header).
  • Basic QoS rules and pre-authorized QoS rules may be provided to the UE at PDU session establishment / setup.
  • Approved QoS rules correspond to all QoS rules provided at PDU session establishment / setup and are different from the basic QoS rules.
  • the NAS-level QoS profile of the QoS rules provided in the PDU session setup for the UE should also be provided to the RAN using NG2 signaling in establishing the PDU session.
  • QoS rules may be provided to the NG AN upon PDU session establishment / setup using NG2 signaling based on non-3GPP access (eg, depending on access performance).
  • QoS rules may include NAS-level QoS profiles (type A or B), packet filters and / or priority values.
  • Signaled QoS rules may be provided via NG1 signaling to UEs connected via the NG RAN based on 3GPP access. In this case, it may be assumed that a UE accessing a NextGen CN through non-3GPP access uses 3GPP NAS signals.
  • GBR SDF can be supported in NextGen system, and GRB SDF may require QoS flow-specific QoS signaling through C-plane.
  • QoS-related NG2 signaling (other than PDU session establishment / setup) corresponding to approved QoS rules for initialization, modification or termination of SDF without GBR requirements shall be minimized.
  • QoS-related NG1 signaling (other than PDU session establishment / setup) corresponding to approved QoS rules for the initialization, modification or termination of SDF without GBR requirements shall be minimized.
  • the maximum bit rate limit of UL and Service Data Flow (SDF) per DL should be performed in CN_UP, which corresponds to a reliable performance point in the network.
  • Rate limit enforcement per PDU session may be applied to flows that do not require a guaranteed flow bit rate.
  • the maximum bit rate (MBR) limit of UL and DL per PDU session may be applied to CN_UP.
  • MBR maximum bit rate
  • the PDU session MBR may be applied to each UPF terminating the NG6 interface. This can be done for each UPF.
  • AMBR by DN name may not be supported.
  • the AN shall enforce the maximum bit rate limit per UE in UL and DL for flows that do not require a guaranteed flow bit rate.
  • the QoS flow may be the best granularity for QoS processing in the NG system.
  • User plane traffic with the same NG3 marking value in the PUD session corresponds to the QoS flow.
  • (R) AN may bind QoS flows to access-specific resources based on corresponding QoS features provided through NG3 marking and NG2 signaling in consideration of NG3 tunnels associated with downlink packets. Packet filters are not used to bind QoS flows with access-specific resources in (R) AN.
  • the RAN may determine the NG3 QoS marking and select the NG3 tunnel based on the information received from the access stratum.
  • the UE matches uplink packets with QoS rules and matches uplink packets with QoS rules (either A- or B-) of the QoS rules (either explicitly signaled or implicitly derived through reflective QoS). Type).
  • the AS may also direct a NAS-level QoS profile (via corresponding QoS marking) to the higher layer instance.
  • a packet filter including DSCP marking in the QoS rules provided by CN_CP may be used for binding with a particular QoS marking.
  • the RAN determines that there is a flexible mapping (eg other than one-to-one) between the NAS-level QoS profile and the AS-level QoS, this mapping is transparent to the higher layers and does not affect the NG3 marking. .
  • the access stratum is assumed to comply with the QoS characteristics associated with the NAS-level QoS profile.
  • Some user plane QoS marking is a scalar value with standardized QoS characteristics (called an A-type QoS profile).
  • Some user plane QoS marking is a scalar value indicating dynamic QoS parameters signaled via NG2 (called a B-type QoS profile).
  • the QoS marking value indicates the type (A- or B-type) of the associated QoS profile.
  • QoS parameters may include:
  • Parameters c, d and e apply to 11. and 12. Parameters a, b and f apply only to 12.
  • the QoS framework does not assume the necessity of NG3 tunnels per QoS flow.
  • the UE may send UL traffic without any additional NG1 signaling.
  • UE-triggered QoS establishment for guaranteed bit rate QoS flows is based on explicit UE-requested QoS over NG1.
  • the first solution is to use implicit deactivation without any signaling or pre-configuration (ie, leave it as the implementation of the UE and 5G-CN).
  • the deactivation process does not need to be standardized separately.
  • the 5G CN and the UE need to have the same QoS rules.
  • implicit deactivation cannot be used because it does not guarantee synchronized QoS rules between the 5G CN and the UE.
  • the second solution is to use explicit signaling to deactivate derived QoS rules. If reflective QoS is activated via control plane signaling, this solution may be used. However, when reflective QoS is enabled through user plane marking, this solution is inappropriate because avoiding out-of-band signaling is a key point of user plane activity.
  • the third solution is similar to that supported by EPS.
  • EPS the UE reflective QoS procedure may be deleted as follows (TS 24.139).
  • the UE may generate a table when managing transmission and reception of the corresponding packet, and manage the updated time stamp.
  • the length of time an entry is maintained depends on the UE implementation.
  • the network may start a timer with a predetermined value determined during PDU session establishment.
  • the UE may also start (or restart / reset) the same timer upon receiving the reflective QoS indication.
  • the timer expires, the derived QoS rule may be deactivated.
  • the UPF may start a preset deactivation timer during PDU session establishment. Each time the UPF indicates reflective QoS, the UPF may reset the timer. When receiving the Reflective QoS indication, the UE may also start the deactivation timer and reset the timer whenever receiving the reflective QoS indication. Derived QoS rules are deactivated when the timer expires.
  • the 5GC supports reflective QoS deactivation. Reflective QoS can be disabled through the user and control planes. The 5GC may determine whether to deactivate the reflective QoS function via the control plane or the user plane based on the policy and access type.
  • the SMF may inform the UE of the deactivation timer value.
  • the SMF may be set to start an inactivity timer when the UPF indicates reflective QoS.
  • the UE may also start the deactivation timer whenever receiving a reflective QoS indication.
  • the UPF may reset the (corresponding) timer each time the RQI is included in the encapsulation header on the N3 reference point.
  • the UE may reset the (corresponding) timer each time it receives a reflective QoS indication.
  • the SMF may send a QoS rule with a user plane reflective QoS deactivation indication to the UPF.
  • the UPF may stop indicating the RQI in the encapsulation header when there is a downlink packet corresponding to the reflective QoS.
  • the UE does not reset the associated deactivation timer when it receives a packet without RQI.
  • the UE and the UPF may remove the derived QoS rule when the deactivation timer expires.
  • the SMF explicitly sends a deactivation request (eg, sends an updated QoS rule or sends a reflective QoS rule removal command) to the UE and UPF. Can transmit If the SMF has updated the QoS rules, the UE and UPF may remove the derived QoS rules generated by the updated QoS rules.
  • a deactivation request eg, sends an updated QoS rule or sends a reflective QoS rule removal command
  • FIGS. 15 to 18 are flowchart illustrating a reflective QoS procedure according to an embodiment of the present invention.
  • the above descriptions with respect to FIGS. 15 to 18 may be applied in the same or similar manner, and redundant descriptions are omitted.
  • the UE may receive a downlink packet from the network (S1910).
  • the downlink packet at this time may correspond to a packet indicated to apply the reflective QoS.
  • the downlink packet may correspond to a packet instructed to apply reflective QoS by the reflective QoS indicator.
  • the network may correspond to an AN receiving the QoS marking and the reflective QoS indication indicating the application of the reflective QoS of the downlink packet through an encapsulation header on the N3 reference point from the user plane function.
  • the UE may derive a QoS rule based on the downlink packet (S1920). More specifically, the UE may check whether the QoS rule associated with the downlink packet exists, and if the QoS rule associated with the downlink packet does not exist, derive the QoS rule based on the downlink packet, You can start If there is an existing QoS rule associated with the downlink packet, steps S1930 and S1940 may be performed.
  • the UE may transmit to the network by applying the QoS marking of the downlink packet to the uplink packet using the QoS rule (newly created or existing) (S1930).
  • the UE may filter the uplink packet matching the packet filter included in the QoS rule by evaluating the plurality of uplink packets in order of priority value.
  • the UE may apply the QoS marking included in the QoS rule to the filtered uplink packet and transmit the same to the network.
  • applying the QoS marking may mean marking the QFI (or binding with a specific QoS flow), and the QoS marking may correspond to the identifier of the QoS flow of the downlink packet (or QoS rule).
  • the UE may restart the timer (S1940). If the downlink packet is received after the timer expires, the UE may newly start the corresponding timer. If the timer expires, the UE may delete the derived QoS rule. The value of the timer may be determined in advance in the PDU session establishment procedure of the UE.
  • QoS rules may be used to determine the mapping relationship between uplink packets and QoS flows.
  • the QoS rule may include a packet filter derived from a downlink packet (particularly, a header of the downlink packet), a QoS value of the downlink packet, and a priority value used to determine an evaluation order of the uplink packet.
  • QoS rules derived according to such reflective QoS performance may have a lower priority than explicitly signaled QoS rules.
  • the application of such reflective QoS can be deactivated through the user plane or the control plane.
  • FIG. 20 illustrates a block diagram of a communication device according to an embodiment of the present invention.
  • a wireless communication system includes a network node 2010 and a plurality of terminals (UEs) 2020.
  • the apparatus shown in this figure may be implemented to perform at least one of the network / terminal functions described above, or may be implemented to integrate one or more functions.
  • the network node 2010 includes a processor 2011, a memory 2012, and a communication module 2013.
  • the processor 2011 implements at least one function, process, method, and / or function, process, and / or method proposed in this document.
  • the processor 2011 may store a module, a program, and the like for implementing the functions, processes, and / or methods proposed herein, and may be executed by the processor 2011.
  • Layers of the wired / wireless interface protocol may be implemented by the processor 2011.
  • the processor 2011 may be implemented so that the matters described in various embodiments proposed in this document may be independently applied or two or more embodiments may be simultaneously applied.
  • the memory 2012 is connected to the processor 2011 and stores various information for driving the processor 2011.
  • the memory 2012 may be inside or outside the processor 2011 and may be connected to the processor 2011 by various well-known means.
  • the communication module 2013 is connected to the processor 2011 and transmits and / or receives a wired / wireless signal.
  • network nodes 2010 include base stations, MME, HSS, SGW, PGW, SCEF, SCS / AS, AUSF, AMF, PCF, SMF, UDM, UPF, AF, (R) AN, UE, NEF, NRF, UDSF and / or SDSF and the like may be present.
  • the communication module 2013 may include a radio frequency unit (RF) unit for transmitting / receiving a radio signal. Can be.
  • the network node 2010 may have a single antenna or multiple antennas.
  • the terminal 2020 includes a processor 2021, a memory 2022, and a communication module (or RF unit) 2023.
  • the processor 2021 implements at least one function, process, method, and / or function, process, and / or method proposed in this document.
  • the processor 2021 may store a module, a program, and the like for implementing the functions, processes, and / or methods proposed in this document, and may be executed by the processor 2021.
  • Layers of the wired / wireless interface protocol may be implemented by the processor 2021.
  • the processor 2021 may be implemented so that the matters described in various embodiments proposed in this document may be independently applied or two or more embodiments may be simultaneously applied.
  • the memory 2022 is connected to the processor 2021 and stores various information for driving the processor 2021.
  • the memory 2022 may be inside or outside the processor 2021 and may be connected to the processor 2021 by various well-known means.
  • the communication module 2023 is connected to the processor 2021 and transmits and / or receives a wired / wireless signal.
  • the memories 2012 and 2022 may be inside or outside the processors 2011 and 2021, and may be connected to the processors 2011 and 2021 by various well-known means.
  • the network node 2010 (when the base station) and / or the terminal 2020 may have a single antenna or multiple antennas.
  • FIG. 21 illustrates a block diagram of a communication device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 21 is a diagram illustrating the terminal of FIG. 20 in more detail.
  • a terminal may include a processor (or a digital signal processor (DSP) 2110, an RF module (or RF unit) 2135, and a power management module 2105). ), Antenna 2140, battery 2155, display 2115, keypad 2120, memory 2130, SIM card Subscriber Identification Module card) 2125 (this configuration is optional), a speaker 2145, and a microphone 2150.
  • the terminal may also include a single antenna or multiple antennas. Can be.
  • the processor 2110 implements the functions, processes, and / or methods proposed in FIGS. 1 to 20.
  • the layer of the air interface protocol may be implemented by the processor 2110.
  • the memory 2130 is connected to the processor 2110 and stores information related to the operation of the processor 2110.
  • the memory 2130 may be inside or outside the processor 2110 and may be connected to the processor 2110 by various well-known means.
  • the user enters command information such as a telephone number, for example, by pressing (or touching) a button on the keypad 2120 or by voice activation using the microphone 2150.
  • the processor 2110 receives the command information, processes the telephone number, and performs a proper function. Operational data may be extracted from the SIM card 2125 or the memory 2130. In addition, the processor 2110 may display command information or driving information on the display 2115 for the user to recognize and for convenience.
  • the RF module 2135 is connected to the processor 2110 to transmit and / or receive an RF signal.
  • the processor 2110 passes command information to the RF module 2135 to transmit, for example, a radio signal constituting voice communication data to initiate communication.
  • the RF module 2135 consists of a receiver and a transmitter for receiving and transmitting a radio signal.
  • the antenna 2140 functions to transmit and receive radio signals.
  • the RF module 2135 may forward the signal and convert the signal to baseband for processing by the processor 2110.
  • the processed signal may be converted into audible or readable information output through the speaker 2145.
  • each component or feature is to be considered optional unless stated otherwise.
  • Each component or feature may be embodied in a form that is not combined with other components or features. It is also possible to combine some of the components and / or features to form an embodiment of the invention.
  • the order of the operations described in the embodiments of the present invention may be changed. Some components or features of one embodiment may be included in another embodiment or may be replaced with corresponding components or features of another embodiment. It is obvious that the claims may be combined to form an embodiment by combining claims that do not have an explicit citation relationship in the claims or as new claims by post-application correction.
  • Embodiments according to 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), FPGAs ( 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
  • FPGAs field programmable gate arrays
  • processors controllers, microcontrollers, microprocessors, and the like.
  • an embodiment of the present invention may be implemented in the form of a module, procedure, function, etc. that performs the functions or operations described above.
  • the software code may be stored in memory and driven by the processor.
  • the memory may be located inside or outside the processor, and may exchange data with the processor by various known means.

Landscapes

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Abstract

본 발명의 일 양상은, 무선 통신 시스템에서 UE(User Equipment)의 반영형(reflective) QoS(Quality of Service) 수행 방법에 있어서, 네트워크로부터 하향링크 패킷을 수신하는 단계; 로서, 상기 하향링크 패킷은 상기 reflective QoS의 적용이 지시된 패킷임, 상기 하향링크 패킷을 기초로 QoS 규칙을 도출하는 단계; 상기 QoS 규칙을 이용하여 상향링크 패킷에 상기 하향링크 패킷의 QoS 마킹을 적용하여 상기 네트워크로 전송하는 단계; 및 상기 QoS 규칙과 연계된 타이머 만료 전 상기 하향링크 패킷을 수신한 경우, 상기 타이머를 재시작하는 단계; 를 포함할 수 있다.

Description

무선 통신 시스템에서의 반영형 서비스 퀄리티 적용 방법 및 이를 위한 장치
본 발명은 무선 통신 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 반영형 서비스 퀄리티 적용/지원 방법 및 이를 수행하는 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 서비스를 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.
본 발명은 효율적인 reflective QoS 절차를 제안함이 목적이다.
또한, 본 발명은 reflective QoS 절차를 효율적으로 운용하기 위해 reflective QoS 적용 유효 시간을 카운팅하기 위한 타이머 동작을 제안하기 위함이 목적이다.
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 UE(User Equipment)의 반영형(reflective) QoS(Quality of Service) 수행 방법에 있어서, 네트워크로부터 하향링크 패킷을 수신하는 단계; 로서, 상기 하향링크 패킷은 상기 reflective QoS의 적용이 지시된 패킷임, 상기 하향링크 패킷을 기초로 QoS 규칙을 도출하는 단계; 상기 QoS 규칙을 이용하여 상향링크 패킷에 상기 하향링크 패킷의 QoS 마킹을 적용하여 상기 네트워크로 전송하는 단계; 및 상기 QoS 규칙과 연계된 타이머 만료 전 상기 하향링크 패킷을 수신한 경우, 상기 타이머를 재시작하는 단계; 를 포함할 수 있다.
또한, 상기 reflective QoS 수행 방법은 상기 타이머가 만료된 경우, 상기 QoS 규칙을 삭제하는 단계; 를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 reflective QoS 수행 방법은 상기 타이머 만료 후 상기 하향링크 패킷을 수신한 경우, 상기 타이머를 시작하는 단계; 를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 타이머의 값은 상기 UE의 PDU(protocol data unit) 세션 확립(establish) 절차에서 사전에 결정될 수 있다.
또한, 상기 네트워크가 AN(Access Network)인 경우, 상기 AN은 사용자 평면 기능으로부터 N3 참조 포인트 상의 캡슐화(encapsulation) 헤더를 통해 상기 하향링크 패킷의 reflective QoS 적용을 지시하는 reflective QoS 지시(indication) 및 상기 QoS 마킹을 수신하는 네트워크 노드일 수 있다.
또한, 상기 QoS 마킹은 상기 하향링크 패킷의 QoS 플로우의 식별자에 해당할 수 있다.
또한, 상기 QoS 규칙은, 상기 상향링크 패킷과 상기 QoS 플로우 사이의 매핑 관계 결정에 사용될 수 있다.
또한, 상기 QoS 규칙은, 상기 하향링크 패킷으로부터 도출된 패킷 필터, 상기 하향링크 패킷의 QoS 마킹 및 상기 상향링크 패킷의 평가(evaluate) 순서를 결정하기 위해 사용되는 우선 순위 값을 포함할 수 있다.
또한, 상기 패킷 필터는 상기 하향링크 패킷의 헤더로부터 도출될 수 있다.
또한, 상기 QoS 규칙을 이용하여 상기 상향링크 패킷에 상기 하향링크 패킷의 QoS 마킹을 적용하여 상기 네트워크로 전송하는 단계는, 복수의 상향링크 패킷들을 상기 우선 순위 값의 순서로 평가하여 상기 QoS 규칙에 포함된 패킷 필터와 매칭되는 상향링크 패킷을 필터링하는 단계; 및 상기 필터링된 상향링크 패킷에 상기 QoS 규칙에 포함되어 있는 상기 QoS 마킹을 적용하여 상기 네트워크로 전송하는 단계; 를 포함할 수 있다.
또한, 상기 하향링크 패킷을 기초로 상기 QoS 규칙을 도출하는 단계는, 상기 하향링크 패킷과 연관된 상기 QoS 규칙이 기존재하는지 확인하는 단계; 및 상기 하향링크 패킷과 연관된 상기 QoS 규칙이 기존재하지 않는 경우, 상기 하향링크 패킷을 기초로 상기 QoS 규칙을 도출하고, 상기 타이머를 시작하는 단계; 를 포함할 수 있다.
또한, 상기 reflective QoS 적용에 따라 도출된 상기 QoS 규칙은 명시적으로 시그널링된 QoS 규칙보다 낮은 우선 순위를 가질 수 있다.
또한, 상기 reflective QoS의 적용은 사용자 평면 또는 제어 평면을 통해 비활성화될 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 무선 통신 시스템에서 반영형(reflective) QoS(Quality of Service)를 수행하는 UE(User Equipment)에 있어서, 신호를 송수신하기 위한 통신 모듈(communication module); 및 상기 통신 모듈을 제어하는 프로세서; 를 포함하고, 상기 프로세서는, 네트워크로부터 하향링크 패킷을 수신하되, 상기 하향링크 패킷은 상기 reflective QoS의 적용이 지시된 패킷임, 상기 하향링크 패킷을 기초로 QoS 규칙을 도출하고, 상기 QoS 규칙을 이용하여 상향링크 패킷에 상기 하향링크 패킷의 QoS 마킹을 적용하여 상기 네트워크로 전송하고, 상기 QoS 규칙과 연계된 타이머 만료 전 상기 하향링크 패킷을 수신한 경우, 상기 타이머를 재시작할 수 있다.
또한, 상기 프로세서는, 상기 타이머가 만료된 경우 상기 QoS 규칙을 삭제할 수 있다.
또한, 상기 QoS 규칙은, 상기 하향링크 패킷으로부터 도출된 패킷 필터, 상기 하향링크 패킷의 QoS 마킹 및 상기 상향링크 패킷의 평가(evaluate) 순서를 결정하기 위해 사용되는 우선 순위 값을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, reflective QoS를 적용함으로써 QoS 마킹을 위한 시그널링 오버헤드가 줄어들며, QoS 절차가 단순해진다는 효과가 발생한다.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면, reflective QoS 타이머를 적용하여 타이머가 만료된 reflective QoS를 UE가 실시간으로 삭제하도록 함으로써, 불필요한 QoS 규칙을 지속적으로 관리/저장함에 따라 발생할 수 있는 UE의 부담을 크게 줄여준다는 효과가 발생한다.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 별도로 타이머를 시작/재시작하기 위한 지시자를 시그널링할 필요가 없으므로, 시그널링 오버헤드가 줄어들며, 타이머 동작 절차가 간편해진다는 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 물리 채널의 구조를 간략히 예시하는 도면이다.
도 6은 참조 포인트 표현을 이용한 5G 시스템 아키텍처를 예시한 도면이다.
도 7은 서비스-기반 표현을 이용한 5G 시스템 아키텍처를 예시한 도면이다.
도 8은 본 발명이 적용될 수 있는 NG-RAN 아키텍처를 예시한다.
도 9는 본 발명이 적용될 수 있는 무선 프로토콜 스택을 예시한 도면이다.
도 10은 본 발명이 적용될 수 있는 RM 상태 모델을 예시한다.
도 11은 본 발명이 적용될 수 있는 CM 상태 모델을 예시한다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 QoS 플로우를 위한 분류 및 사용자 평면 마킹, QoS 플로우의 AN 자원에의 매핑을 예시한다.
도 13은 본 발명이 적용될 수 있는 5G 시스템 아키텍처를 예시한 도면이다.
도 14는 본 발명에 적용될 수 있는 UE의 상향링크 트래픽에 대한 QoS 플로우 매핑 방식을 예시한다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따라 PDU 세션을 셋업하는 과정에서 reflective QoS 사용 여부와 reflective QoS 지시 방식을 결정하는 방법을 예시한 순서도이다.
도 16은 본 발명의 방법 1에 따른 reflective QoS 지시 방법을 예시한 순서도이다.
도 17은 본 발명의 방법 2에 따른 reflective QoS 지시 방법을 예시한 순서도이다.
도 18은 방법 2 적용 중 reflective QoS 관련 정보가 손실된 경우 이를 복구하기 위한 방법을 예시한 순서도이다.
도 19는 본 발명의 일 실시예에 따른 reflective QoS 절차를 예시한 순서도이다.
도 20는 본 발명의 일 실시예에 따른 통신 장치의 블록 구성도를 예시한다.
도 21는 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.
- 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)을 안전하게 노출하기 위한 수단을 제공하는 서비스 능력 노출(service capability exposure)을 위한 3GPP 아키텍쳐 내 엔티티.
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 PCTKR2017010476-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(protocol 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 접근성(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 물리 채널의 구조를 간략히 예시하는 도면이다.
도 5를 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.
차세대 무선 액세스 네트워크(NG-RAN: New Generation Radio Access Network)(또는 RAN) 시스템
차세대 무선 액세스 네트워크에서 사용되는 용어는 다음과 같이 정의될 수 있다.
- 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. UMTS(Universal Mobile Telecommunications System)가 진화된 형태의 네트워크이다.
- eNodeB: EPS 네트워크의 기지국. 옥외에 설치하며 커버리지는 매크로 셀(macro cell) 규모이다.
- IMSI(International Mobile Subscriber Identity): 이동 통신 네트워크에서 국제적으로 고유하게 할당되는 사용자 식별자.
- PLMN(Public Land Mobile Network): 개인들에게 이동 통신 서비스를 제공할 목적으로 구성된 네트워크. 오퍼레이터 별로 구분되어 구성될 수 있다.
- 5G 시스템(5GS: 5G System): 5G 액세스 네트워크(AN: Access Network), 5G 코어 네트워크 및 사용자 장치(UE: User Equipment)로 구성되는 시스템
- 5G 액세스 네트워크(5G-AN: 5G Access Network)(또는 AN): 5G 코어 네트워크에 연결되는 차세대 무선 액세스 네트워크(NG-RAN: New Generation Radio Access Network) 및/또는 비-3GPP 액세스 네트워크(non-3GPP AN: non-5G Access Network)로 구성되는 액세스 네트워크.
- 차세대 무선 액세스 네트워크(NG-RAN: New Generation Radio Access Network)(또는 RAN): 5GC에 연결된다는 공통의 특징을 가지며, 다음의 옵션 중 하나 이상을 지원하는 무선 액세스 네트워크:
1) 스탠드얼론 새로운 무선(Standalone New Radio).
2) E-UTRA 확장을 지원하는 앵커(anchor)인 새로운 무선(new radio).
3) 스탠드얼론 E-UTRA(예를 들어, eNodeB).
4) 새로운 무선(new radio) 확장을 지원하는 앵커(anchor)
- 5G 코어 네트워크(5GC: 5G Core Network): 5G 액세스 네트워크에 연결되는 코어 네트워크
- 네트워크 기능(NF: Network Function): 네트워크 내 3GPP에서 채택(adopted)되거나 또는 3GPP에서 정의된 처리 기능을 의미하고, 이러한 처리 기능은 정의된 기능적인 동작(functional behavior)과 3GPP에서 정의된 인터페이스를 포함한다.
- NF 서비스(NF service): 서비스-기반 인터페이스를 통해 NF에 의해 노출되고, 다른 인증된 NF(들)에 의해 이용되는(consumed) 기능
- 네트워크 슬라이스(Network Slice): 특정 네트워크 능력(들) 및 네트워크 특징(들)을 제공하는 논리적인 네트워크
- 네트워크 슬라이스 인스턴스(Network Slice instance): 배치되는 네트워크 슬라이스를 형성하는 NF 인스턴스(들) 및 요구되는 자원(들)(예를 들어, 계산, 저장 및 네트워킹 자원)의 세트
- 프로토콜 데이터 유닛(PDU: Protocol Data Unit) 연결 서비스(PDU Connectivity Service): UE와 데이터 네트워크 간의 PDU(들)의 교환을 제공하는 서비스.
- PDU 세션(PDU Session): PDU 연결 서비스를 제공하는 UE와 데이터 네트워크 간의 연계(association). 연계 타입은 인터넷 프로토콜(IP: Internet Protocol), 이더넷(Ethernet) 또는 비구조화(unstructured)될 수 있다.
- NAS(Non-Access Stratum): EPS, 5GS 프로토콜 스택에서 단말과 코어 네트워크 간의 시그널링, 트래픽 메시지를 주고 받기 위한 기능적인 계층. 단말의 이동성을 지원하고, 세션 관리 절차를 지원하는 것을 주된 기능으로 한다.
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 6): 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 7): 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 6은 참조 포인트 표현을 이용한 5G 시스템 아키텍처를 예시한 도면이다.
도 6을 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 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.
gNB은 무선 자원 관리를 위한 기능들(즉, 무선 베어러 제어(Radio Bearer Control), 무선 허락 제어(Radio Admission Control), 연결 이동성 제어(Connection Mobility Control), 상향링크/하향링크에서 UE에게 자원의 동적 할당(Dynamic allocation of resources)(즉, 스케줄링)), IP(Internet Protocol) 헤더 압축, 사용자 데이터 스트림의 암호화(encryption) 및 무결성 보호(integrity protection), UE에게 제공된 정보로부터 AMF로의 라우팅이 결정되지 않는 경우, UE의 어태치(attachment) 시 AMF의 선택, UPF(들)로의 사용자 평면 데이터 라우팅, AMF로의 제어 평면 정보 라우팅, 연결 셋업 및 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.
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.
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 7은 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 8은 본 발명이 적용될 수 있는 NG-RAN 아키텍처를 예시한다.
도 8을 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 9는 본 발명이 적용될 수 있는 무선 프로토콜 스택을 예시한 도면이다. 특히, 도 9(a)는 UE와 gNB 간의 무선 인터페이스 사용자 평면 프로토콜 스택을 예시하고, 도 9(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 9(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 9(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 10은 본 발명이 적용될 수 있는 RM 상태 모델을 예시한다. 특히, 도 10(a)는 UE 내 RM 상태 모델을 나타내고, 도 10(b)는 AMF 내 RM 상태 모델을 나타낸다.
도 10을 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 11은 본 발명이 적용될 수 있는 CM 상태 모델을 예시한다. 특히, 도 11(a)는 UE 내 CM 상태 천이를 나타내고, 도 11(b)는 AMF 내 CM 상태 천이를 나타낸다.
도 11을 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 데이터가 계류 중(pending)인 경우
- MO 시그널링이 계류 중(pending)인 경우
서비스의 품질(QoS: Quality of Service) 모델
QoS란 다양한 트래픽(메일, 데이터전송, 음성, 영상)을 각각의 성격에 따라 사용자에게 원활한 서비스 전달을 하기 위한 기술이다.
5G QoS 모델(model)은 프레임 워크 기반 QoS 플로우(flow)을 지원한다. 5G QoS model은 보장된 플로우 비트 레이트(GFBR: Guaranteed Flow Bit Rate)를 요구하는 QoS 플로우 및 GFBR를 요구하지 않는 QoS 플로우를 모두 지원한다.
QoS 플로우는 PDU 세션에서 QoS 구별을 위한 가장 정밀한 단위(finest granularity)이다.
QoS 플로우 식별자(QFI: QoS 플로우 ID)는 5G 시스템 내에서 QoS 플로우를 식별하기 위해 사용된다. QFI는 PDU 세션 내에서 고유하다. PDU 세션 내 동일한 QFI를 가지는 사용자 평면 트래픽은 동일한 트래픽 전달 처리(예를 들어, 스케줄링, 승인 임계치(admission threshold) 등)를 수신한다. QFI는 N3 (및 N9) 상에서 캡슐화 헤더(encapsulation header) 내에서 전달된다. QFI는 서로 다른 페이로드의 타입의 PDU(즉, IP 패킷, unstructured 패킷, 이더넷 프레임)에 적용될 수 있다.
다만, 본 명세서에서는 설명의 편의를 위해, ‘QoS’와 ‘QoS 플로우’를 혼용하여 사용한다. 따라서, 본 명세서에서 ‘QoS’는 ‘QoS 플로우’를 의미하거나, ‘QoS’는 ‘QoS 플로우’를 의미하는 것으로 해석될 수 있다.
5G 시스템 내에서, QoS 플로우들은 PDU 세션 확립(establishment) 또는 QoS 플로우 확립/변경(modification) 시 SMF에 의해 제어될 수 있다.
적용 가능한 경우, 모든 QoS 플로우는 다음과 같은 특징을 갖는다:
- 미리 AN에 설정되거나, 또는 N2 참조 포인트를 통해 SMF로부터 AMF를 거쳐 AN으로 제공되는 QoS 프로필;
- N1 참조 포인트를 통해 AMF를 거쳐 SMF로부터 UE로 제공된 하나 이상의 네트워크-제공 QoS 규칙(들) 및/또는 하나 이상의 UE 도출(derived) QoS 규칙(들)
- N4 참조 포인트를 통해 SMF로부터 UPF로 제공된 SDF 분류 및 QoS 관련 정보(예를 들어, 세션-AMBR(Aggregate Maximum Bit Rate)).
QoS 플로우는 QoS 프로필에 따라 ‘보장된 비트 레이트(GBR: Guaranteed Bit Rate)’ 또는 ‘보장되지 않은 비트 레이트(Non-GBR: Non-Guaranteed Bit Rate)’가 될 수 있다. QoS 플로우의 QoS 프로필은 다음과 같은 QoS 파라미터들을 포함한다:
i) 각각의 QoS 플로우에 대하여, QoS 파라미터들은 다음을 포함할 수 있다:
- 5G QoS 지시자(5QI: 5G QoS Indicator): 5QI는 5G QoS 특징들(즉, QoS 플로우를 위한 제어 QoS 전달 취급 액세스 노드-특정 파라미터들, 예를 들어, 스케줄링 가중치, 승인 임계치, 큐 관리 임계치, 링크 계층 프로토콜 설정 등)을 참조하기 위한 스칼라이다.
- 할당 및 보유 우선순위(ARP: Allocation and Retention Priority): ARP는 우선순위 레벨, 선점(pre-emption) 능력 및 선점 취약성(vulnerability)을 포함한다. 우선순위 레벨은 자원 요청의 상대적인 중요성을 정의한다. 이는 자원이 제한된 경우 새로운 QoS 플로우가 수락될 수 있는지 거절될 필요가 있는지 결정하기 위하여 이용되고, 또한 자원이 제한된 동안에 기존의 QoS 플로우가 자원을 선점할지 여부를 결정하기 위하여 이용된다.
ii) 또한, 각 GBR QoS 플로우의 경우에만, QoS 파라미터들은 추가로 다음을 포함할 수 있다:
- GFBR - 상향링크 및 하향링크;
- 최대 플로우 비트 레이트(MFBR: Maximum Flow Bit Rate) - 상향링크 및 하향링크; 및
- 통지 제어(Notification control).
iii) Non-GBR QoS 플로우의 경우에만, QoS 파라미터들은 추가로 다음을 포함할 수 있다: Reflective QoS 속성(RQA: Reflective QoS Attribute)
다음과 같은 QoS 플로우를 제어하는 방법들이 지원된다:
1) non-GBR QoS 플로우의 경우: 표준화된 5QI 또는 미리 설정된 5QI가 사용되는 경우, 상기 5QI 값은 QoS 플로우의 QFI로서 이용되고, 기본 ARP가 AN에 미리 설정된다;
2) GBR QoS 플로우의 경우: 표준화된 5QI 또는 미리 설정된 5QI가 사용되는 경우, 상기 5QI 값은 QoS 플로우의 QFI로서 이용된다. 기본 ARP는 PDU 세션 확립 시 RAN으로 전송되며, NG-RAN이 사용될 때마다 PDU 세션의 UP(User Plane)가 활성화된다;
3) GBR 및 non-GBR QoS 플로우의 경우: 할당된 QFI가 사용된다. 5QI 값은 규격화, 미리 설정 또는 비규격화될 수 있다. QoS 플로우의 QoS 프로필 및 QFI는 PDU 세션 확립 시 또는 QoS 플로우 확립/변경 시 N2를 통해 (R)AN으로 제공될 수 있으며, NG-RAN이 사용될 때마다 PDU 세션의 UP(User Plane)가 활성화된다.
UE는 QoS 규칙에 기초하여 UL 사용자 평면 트래픽의 마킹 및 분류(즉, QoS 플로우에 대한 UL 트래픽의 연계(association))를 수행할 수 있다. 이러한 규칙들은 명시적으로 UE에 제공되거나(PDU 세션 확립 또는 QoS 플로우 확립 시), UE에 미리 설정되어 있거나, 또는 reflective QoS를 적용함으로써 UE에 의해 암시적으로 도출될 수 있다.
QoS 규칙은 PDU 세션 내에서 고유한 QoS 규칙 식별자, 연관된 QoS 플로우의 QFI, 하나 이상의 패킷 필터 및 우선 순위 값(precedence value)를 포함할 수 있다. 추가적으로, 할당된 QFI에 대하여, QoS 규칙은 UE와 관련된 QoS 파라미터들을 포함할 수 있다. 동일한 QoS 플로우(즉, 동일한 QFI를 갖는)와 연관된 QoS 규칙이 하나 이상 존재할 수 있다.
기본(default) QoS 규칙은 모든 PDU 세션에 필요할 수 있다. 기본 QoS 규칙은 패킷 필터를 포함하지 않을 수 있는 PDU 세션의 유일한 QoS 규칙일 수 있다(이 경우, 가장 높은 우선 순위 값(즉, 가장 낮은 우선 순위)이 사용되어야 함). 만일, 기본 QoS 규칙이 패킷 필터를 포함하지 않으면, 기본 QoS 규칙은 PDU 세션에서 다른 QoS 규칙과 매칭되지 않는 패킷들의 처리를 정의한다.
SMF는 SDF의 QoS 및 서비스 요구 사항에 따라 QoS 플로우에 대한 SDF들간의 바인딩(binding)을 수행한다. SMF는 새로운 QoS 플로우에 대하여 QFI를 할당하고, PCF에 의해 제공된 정보로부터 새로운 QoS 플로우의 QoS 파라미터를 도출한다. 적용 가능한 경우, SMF는 (R)AN에게 QoS 프로필과 함께 QFI를 제공할 수 있다. SMF는 SDF 우선 순위, QoS 관련 정보 및 대응하는 패킷 마킹 정보(즉, QFI, DSCP(Differentiated Services Code Point) 값 및 선택적으로 UPF에 대한 reflective QoS 지시를 사용하여 사용자 평면 트래픽의 분류, 대역폭 적용 및 마킹을 가능하게 함)와 함께 SDF 템플릿(즉, PCF로부터 수신된 SDF와 연관된 패킷 필터들의 셋트)을 제공한다. 적용 가능한 경우, SMF는 QoS 플로우의 QFI를 추가한 PDU 세션 내에서 고유한 QoS 규칙 식별자들을 할당하고, SDF 템플릿의 UL 부분에 대한 패킷 필터(들)를 설정하고, SDF 우선 순위에 대해 QoS 규칙 우선 순위를 설정함으로써 PDU 세션에 대한 QoS 규칙(들)을 생성한다. QoS 규칙은 UL 사용자 평면 트래픽의 분류 및 마킹을 가능하게 하는 UE에 제공된다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 QoS 플로우를 위한 분류 및 사용자 평면 마킹, QoS 플로우의 AN 자원에의 매핑을 예시한다.
1) 하향링크
SMF는 매 QoS 플로우를 위한 QFI를 할당한다. 그리고, SMF는 PCF에 의해 제공된 정보로부터 QoS 파라미터를 도출한다.
SMF는 QoS 플로우의 QoS 파라미터를 포함하는 QoS 프로필과 함께 QFI를 함께 (R)AN에게 제공한다. 그리고, PDU 세션 또는 QoS 플로우가 확립될 때 N2를 통해 QoS 프로필로서 QoS 플로우의 QoS 파라미터가 (R)AN에게 제공된다. 또한, NG-RAN이 사용될 때마다 사용자 평면은 활성화된다. 또한 non-GBR QoS 플로우를 위해 QoS 파라미터는 (R)AN에 미리 설정될 수 있다.
또한, UPF가 하향링크 사용자 평면 패킷의 분류 및 마킹을 수행할 수 있도록, SMF는 SDF 선호(precedence)와 해당 QFI와 함께 SDF template(즉, PCF로부터 수신한 SDF와 연관된 패킷 필터의 세트)를 UPF에게 제공한다.
하향링크 유입 데이터 패킷은 SDF 선호(precedence)(추가적인 N4 시그널링 개시 없이)에 따른 SDF 템플릿에 기반하여 분류된다. CN은 QFI를 이용한 N3(및 N9) 사용자 평면 마킹을 통해 QoS 플로우에 속하는 사용자 평면 트래픽을 분류한다. AN은 QoS 플로우를 AN 자원(즉, 3GPP RAN의 경우 DRB)에 바이딩(bind)한다. 이때, QoS 플로우와 AN 자원 간에 관계는 1:1로 제한되지 않는다. UE가 QFI를 수신할 수 있도록 QoS 플로우를 DRB에 매핑하기 위해 필요한 AN 자원을 설정하는 것은 AN에 달려있다(그리고 reflective QoS가 적용될 수 있음).
만일, 매칭이 발견되지 않고, 모든 QoS 플로우들이 하나 이상의 DL 패킷 필터들과 관련된 경우, UPF는 DL 데이터 패킷을 폐기할 수 있다.
하향링크 트래픽을 처리하는 데 적용되는 특징들은 이하와 같다:
- UPF는 SDF 템플릿을 기반으로 사용자 평면 트래픽을 QoS 플로우에 매핑한다.
- UPF는 세션-AMBR 시행을 수행하고, 충전 지원을 위해 PDU 카운팅을 수행한다.
- UPF는 5GC와 (A)AN 사이의 단일 터널에서 PDU 세션의 PDU들을 전송할 수 있으며, UPF는 QFI를 캡슐화 헤더에 포함시킬 수 있다.
- UPF는 하향링크에서 전송 레벨 패킷 마킹을 수행한다(예를 들어, 외부(outer) IP 헤더에 DiffServ 코드를 설정함). 전송 레벨 패킷 마킹은 5QI 및 연관된 QoS 플로우의 ARP를 기반으로 한다.
- (R)AN은 하향링크 패킷과 연관된 N3 터널을 고려하여, QFI 및 관련 5G QoS 특성 및 파라미터에 기초하여 QoS 플로우로부터의 PDU들을 액세스-특정 자원들로 매핑한다.
- 만일, reflective QoS가 적용되는 경우, UE는 새로운 derived QoS 규칙(또는 ‘UE derived QoS 규칙’이라 지칭 가능)을 생성할 수 있다. Derived QoS 규칙 내 패킷 필터는 DL 패킷(즉, DL 패킷의 헤더)으로부터 도출될 수 있으며, derived QoS 규칙의 QFI는 DL 패킷의 QFI에 따라 설정될 수 있다.
2) 상향링크
SMF는 QoS 규칙 식별자를 할당하고, QoS 플로우의 QFI를 추가하고, SDF template의 상향링크 부분에 패킷 필터(들)을 셋팅하고, SDF precedence에 QoS 규칙 precedence를 셋팅함으로써, PDU 세션을 위한 QoS 규칙(들)을 생성한다. UE가 분류 및 마킹을 수행할 수 있도록, SMF는 QoS 규칙들을 UE에게 제공할 수 있다.
QoS 규칙은 QoS 규칙 식별자, QoS 플로우의 QFI, 하나 또는 그 이상의 패킷 필터 및 선호값(precedence value)을 포함한다. 동일한 QFI(즉, 동일한 QoS 플로우)와 하나 이상의 QoS 규칙이 연관될 수 있다.
기본 QoS 규칙은 매 PDU 세션에 요구된다. 기본 QoS 규칙은 패킷 필터를 포함하지 않는(이 경우, 가장 높은 precedence value(즉, 가장 낮은 우선순위(priority))이 사용됨) PDU 세션의 QoS 규칙이다. 기본 QoS 규칙이 패킷 필터를 포함하지 않으면, 기본 QoS 규칙은 PDU 세션 내 어떠한 다른 QoS 규칙과도 매칭되지 않는 패킷의 처리를 정의한다.
UE는 상향링크 사용자 평면 트래픽의 분류 및 마킹을 수행한다. 즉, QoS 규칙에 기반하여 상향링크 트래픽을 QoS 플로우에 연계시킨다. 이 규칙은 N1을 통해 명시적으로 시그널링될 수도 있으며(PDU 세션 확립 시 또는 QoS 플로우 확립 시), 또는 UE 내 미리 설정될 수도 있으며, 또는 반영되는 QoS로부터 UE에 의해 암묵적으로 도출될 수도 있다.
UL에서, UE는 매칭 QoS 규칙(즉, 패킷 필터가 UL 패킷과 매칭)이 발견 될 때까지 QoS 규칙의 우선 순위 값(precedence value)에 기초하여(즉, precedence value가 증가되는 순서로) QoS 규칙의 패킷 필터에 대해 UL 패킷을 평가한다. UE는 상응하는 매칭 QoS 규칙에서의 QFI를 사용하여 UL 패킷을 QoS 흐름에 바인딩한다. UE는 QoS 플로우를 AN 자원에 바인딩(bind)한다.
만일, 매칭이 발견되지 않고, 기본 QoS 규칙이 하나 이상의 UL 패킷 필터를 포함하고 있는 경우, UE는 UL 데이터 패킷을 폐기할 수 있다.
상향링크 트래픽을 처리하는 데 적용되는 특징들은 이하와 같다:
- UE는 UL 사용자 평면 트래픽과 QoS 플로우 사이의 매핑을 결정하기 위해 저장된 QoS 규칙들을 사용할 수 있다. UE는 UL PDU를 매칭 패킷 필터를 포함하는 QoS 규칙의 QFI로 마킹하고, 상기 UL PDU를 RAN에 의해 제공된 매핑을 기반으로 QoS 플로우를 위한 대응하는 액세스 특정 자원을 이용하여 전송할 수 있다.
- (R)AN은 UPF에 대해 N3 터널을 통해 PDU를 전송한다. UL 패킷이 (R)AN으로부터 CN을 통과할 때, (R)AN은 QFI를 UL PDU의 캡슐화 헤더에 포함시키며, N3 터널을 선택한다.
- (R)AN은 상향링크에서 전송 레벨 패킷 마킹을 수행할 수 있으며, 전송 레벨 패킷 마킹은 5QI 및 연계된 QoS 플로우의 ARP에 기초할 수 있다.
- UPF는 UL PDU들의 QFI들이, UE에게 제공되거나, UE에 의해 암시적으로 도출된(예를 들어, reflective QoS의 경우) QoS 규칙들과 정렬되는지를 확인한다.
- UPF는 세션-AMBF 시행을 수행하고, 충전을 위한 패킷을 카운팅한다.
UL 분류자(classifier) PDU 세션의 경우, UL 분류자 기능을 지원하는 UPF에 UL 및 DL 세션-AMBR이 시행되어야 한다. 또한, DL 세션-AMBR은 N6 인터페이스를 종단하는 모든 UPF에서 별도로 시행되어야 한다(즉, UPF간의 상호 작용(interaction)을 필요로 하지 않음).
멀티 홈 PDU 세션의 경우, 분기점 기능을 지원하는 UPF에 UL 및 DL 세션-AMBR이 적용된다. 또한, DL 세션-AMBR은 N6 인터페이스를 종단하는 모든 UPF에서 별도로 시행되어야 한다(즉, UPF간의 상호 작용(interaction)을 필요로 하지 않음).
(R)AN은 non-GBR QoS 플로우별로 UL 및 DL에서 최대 비트 레이트(UE-AMBR) 제한을 시행해야 한다. UE는 세션-AMBR을 수신하면, 세션-AMBR을 사용하여 non-GBR 트래픽을 위한 PDU 세션 기반의 UL 레이트 제한을 수행해야 한다. PDU 세션당 레이트 제한 시행은 보장된 플로우 비트 레이트를 요구하지 않는 플로우에 적용한다. SDF당 MBR은 GBR QoS 플로우에 의무적(mandatory)이나 non-GBR QoS 플로우에 대해서는 선택적(optional)이다. MBR은 UPF에서 시행된다.
비구조적(unstructured) PDU에 대한 QoS 제어는 PDU 세션 레벨에서 수행된다. PDU 세션이 비구조적 PDU의 전송을 위해 셋업될 때, SMF는 PDU 세션의 어느(any) 패킷에 적용될 QFI를 UPF 및 UE에 제공한다.
Reflective QoS
Reflective QoS는 단말이 하향링크의 QoS 플로우를 반영하여, 상기 하향링크에 대응하는 상향링크의 QoS 플로우를 결정하는 방식을 의미한다.
AN을 통한 reflective QoS의 지원은 5GC 제어 하에 있다. Reflective QoS는 UE에서 수신한 하향링크 트래픽을 기초로 derived QoS 규칙을 생성함으로써 달성될 수 있다. 동일한 PDU 세션 내에서 reflective QoS와 비-reflective QoS가 동시에 적용될 수 있어야 한다. reflective QoS의 영향을 받는 트래픽의 경우, UL 패킷은 반영된 DL 패킷과 동일한 QoS 마킹을 획득할 수 있다.
Reflective QoS 기능을 지원하는 UE의 경우, 만일 reflective QoS 기능이 일부 트래픽 플로우에 대해 5GC에 의해 제어된다면, 해당 UE는 수신한 하향링크 트래픽을 기반으로 상향링크 트래픽을 위한 (derived) QoS 규칙을 생성할 수 있다. 나아가, UE는 (derived) QoS 규칙을 상향링크 트래픽과 QoS 플로우 사이의 매핑을 결정하는 데 사용할 수 있다. 따라서 Reflective QoS에 따르면, UE는 네트워크로부터 상향링크의 QoS 플로우를 결정하기 위한 QoS 규칙을 별도로 수신하지 않더라도, 하향링크의 QoS 플로우를 기초로 QoS 규칙을 스스로 생성하여, 상기 하향링크와 대응하는 상향링크의 QoS 플로우를 결정(즉, 상향링크 트래픽과 QoS 플로우 사이의 매핑을 결정)할 수 있다.
UE의 derived QoS 규칙은 아래와 같은 파라미터들을 포함할 수 있다:
- (UL) 패킷 필터
- QFI
- 우선 순위 값(precedence value)
상기 (UL) 패킷 필터는 수신한 DL 패킷을 기초로 도출될 수 있으며, derived QoS 규칙이 적용될 UL 패킷/트래픽을 필터링/구분하는 데 사용될 수 있다. UE는 (UL) 패킷 필터를 적용하여 derived QoS 규칙을 적용할 UL 패킷/트래픽을 필터링/구분하고, 필터링/구분된 UL 패킷에 QFI를 이용하여 QoS 마킹을 수행할 수 있다.
Reflective QoS를 지원하지 않는 UE는 reflective QoS의 지시는 무시해야 한다.
사용자 평면을 통해 reflective QoS가 활성화되는 경우, 모든 derived QoS 규칙을 위한 우선 순위 값은 표준화된 값(standardized value)으로 설정될 수 있다. reflective QoS가 제어 평면을 통해 활성화(즉, QoS 플로우, PDU 세션)되는 경우, 제어 평면 활성화의 범위 내의 derived QoS 규칙을 위한 우선 순위 값은 제어 평면을 통해 시그널링된 값으로 설정될 수 있다.
사용자 평면 reflective QoS가 5GC에 의해 사용 가능한 경우, UPF는 N3 참조 포인트를 통한 캡슐화 헤더(‘NG3 (캡슐화) 헤더’라 지칭될 수 있음)에 QFI와 함께 reflective QoS의 활성화를 지시하는 RQI(Reflective QoS Indication)를 포함시킬 수 있다.
reflective QoS는 사용자 평면 및 제어 평면을 통해 활성화될 수 있다. 5GC는 접속 타입 및 정책에 기초하여 reflective QoS를 제어 평면을 통해서 활성화할지, 사용자 평면을 통해 활성화할지 결정할 수 있다.
5GC가 U(User)-평면을 통한 reflective QoS 활성화를 결정한 경우, SMF는 사용자 평면을 반영하여 reflective QoS를 활성화하라는 지시를 포함하는 QoS 규칙을 포함(또는 UPF로 전송)할 수 있다. UPF가 상기 QoS 규칙과 매칭되며 reflective QoS의 활성을 지시하는 지시를 포함하는 DL 패킷을 수신한 경우, UPF는 RQI를 N3 참조 포인트의 캡슐화 헤더에 포함시킬 수 있다. 사용자 평면을 통한 reflective QoS 활성화는 대역외(out-of-band) 시그널링(예를 들어, non-3GPP access network을 통한 시그널링)을 피하기 위해 사용될 수 있다.
5GC가 C(Control)-평면을 통한 reflective QoS 활성화를 결정한 경우, SMF는 RQI를 N1 인터페이스를 통해 UE에게 전송하는 QoS 규칙에 포함시킬 수 있다. UE가 RQI를 포함하는 QoS 규칙과 매칭되는 DL 패킷을 수신한 경우, UE는 UE derived QoS 규칙을 생성할 수 있다.
나아가, 5GC는 reflective QoS의 비활성화 기능 역시 지원할 수 있다.
- 네트워크의 제어 하에 있는 RAN을 통한 reflective QoS 지원: 네트워크는 DL 트래픽에 적용할 QoS를 결정하고, UE는 DL QoS를 연계된(associated) UL 트래픽에 반영한다. UE가 reflective QoS를 적용해야 하는 DL 패킷을 수신하면, UE는 새로운 암시적(implicit) QoS 규칙을 생성한다. 이러한 암시적 QoS 규칙은 본 명세서에서 ‘derived QoS 규칙’이라 지칭될 수 있다. 암시적 QoS 규칙의 패킷 필터는 DL 패킷의 헤더로부터 도출된다. reflective QoS 지시는 C(control)-평면 또는 inband를 통해 시그널링되거나 시그널링되지 않을 수 있다. (Reflective QoS를 통해 도출된) 암시적 규칙이 명시적으로 시그널링된 QoS 규칙 대비, 우선 순위는 높거나 낮을 수 있다.
위 내용에서 알 수 있듯이 reflective QoS를 지시하는 방법으로는 i) 명시적으로 시그널링을 전송하는 방법, ii) reflective QoS를 지시를 마킹한 데이터를 전송하는 inband 방법, 및 iii) 아무런 시그널링/마킹없이 단말이 직접 검출(detect)하는 방법이 있다.
이러한 reflective QoS 지시 방법을 보다 구체적으로 살펴보기에 앞서, 본 발명이 적용될 수 있는 네트워크 구조 및 상향링크 트래픽에 대한 베어러 매핑 방식에 대해 우선 서술한다.
도 13은 본 발명이 적용될 수 있는 5G 시스템 아키텍처를 예시한 도면이다. 본 도면은 도 6을 보다 간략히 도시한 도면으로서, 도 6에서 상술한 설명이 동일하게 적용될 수 있다.
도 13을 참조하면, 5G 시스템 아키텍처는 다양한 구성 요소들(즉, 네트워크 기능(NF: network function))을 포함할 수 있으며, 본 도면에는 그 중 일부에 해당하는, 어플리케이션 기능(AF: Application Function), 데이터 네트워크(DN: Data network), 사용자 평면 기능(UPF: User plane Function), 제어 평면 기능(CPF: Control Plane Function), (무선) 액세스 네트워크((R)AN: (Radio) Access Network), 사용자 장치(UE: User Equipment)를 예시한다.
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.
- NG1: UE와 CPF 간의 참조 포인트
- NG2: (R)AN과 CPF간의 참조 포인트
- NG3: (R)AN과 UPF간의 참조 포인트
- NG4: UPF와 CPF간의 참조 포인트
- NG5: CPF와 AF간의 참조 포인트
- NG6: UPF와 DN간의 참조 포인트
도 14는 본 발명에 적용될 수 있는 UE의 상향링크 트래픽에 대한 QoS 플로우 매핑 방식을 예시한다.
도 14를 참조하면, UE는 QoS 규칙에 할당된 패킷 필터에 기초하여 상이한 QoS 플로우로 상향링크 패킷을 라우팅한다. UE는 가장 낮은 평가(evaluation) 우선 순위 인덱스를 갖는 QoS 규칙 중에서 우선적으로 상향링크 패킷 필터를 매칭에 대해 평가하고, 매칭이 발견되지 않으면, 평가 우선 순위 인덱스의 증가 순서로 QoS 규칙에 있는 패킷 필터의 평가를 진행한다. 이 절차는 매칭이 발견되거나 모든 QoS 규칙에 있는 패킷 필터가 평가될 때까지 실행되어야 한다. 매칭이 발견되면, 상향링크 데이터 패킷은 매칭되는 QoS 규칙에 의해 결정되는 QoS 플로우를 통해 전송된다. 매칭이 발견되지 않으면, 상향링크 데이터 패킷은 어떠한 상향링크 패킷 필터도 할당되지 않은 QoS 플루우를 통해 전송되어야 한다. 만일, 모든 QoS 규칙에 하나 이상의 상향링크 패킷 필터가 할당된 경우, UE는 상향링크 데이터 패킷을 폐기해야 한다.
5G에서는 EPC에서와 달리 QoS를 위한 베어러를 별도로 만들지 않고, UP 기능이 CP 기능으로부터 전송된 규칙(rule)에 따라 NG3 헤더에 QoS 마킹(QFI를 마킹/표시하는 동작)을 수행하고, 이를 기반으로 QoS가 제공되는 방법이 논의되었음은 앞서 상술한 바와 같다. 그 중에서 reflective QoS의 경우, UP 기능이 단말로 reflective QoS를 사용하라는 지시를 주면, 단말은 하향링크 데이터 패킷(또는 트래픽)에 기초하여 상향링크 (패킷) 필터를 생성하고, 생성한 상향링크 (패킷) 필터를 이용하여 하향링크 데이터 패킷(또는 트래픽)과 동일한 QoS 마킹을 상향링크 데이터 패킷(또는 트래픽)에 마킹하기 위한 (상향링크 QoS) 규칙을 만들 수 있다. 이렇게 하면, CP 기능은 상향링크에 대한 규칙을 직접 단말에 지시하지 않고도, 단말의 상향링크 QoS를 지원할 수 있게 된다.
이러한 Reflective QoS에 따르면, CP 기능은 일시적으로 발생하는 데이터에 대해서 직접 QoS 규칙을 내려주지 않고도, reflective QoS를 적용하라는 지시만으로 간단하게 단말의 상향링크 QoS를 지원할 수 있다는 효과가 있다. 다만, 이러한 reflective QoS를 사용하는 경우, UE는 reflective QoS를 지원하기 위해 계속해서 (derived) QoS 규칙을 생성해서 저장하고 있어야 한다는 문제점이 존재한다. 단말이 관리/저장해야 하는 (derived) QoS 규칙의 숫자가 늘어날수록, 단말이 기본 QoS 규칙을 적용하기까지 확인해야 하는 (derived) QoS 규칙의 숫자가 늘어나게 되어, 단말의 오버헤드 증가 및 데이터 처리 속도 감소가 발생한다.
따라서, 본 명세서에서는 네트워크 노드가 단말로 reflective QoS에 대한 시그널링을 제공하면서 reflective QoS 사용 타이머 값을 함께 제공함으로써, 타이머가 만료(expire)되면 단말이 reflective QoS를 위해 생성한 (derived) QoS 규칙을 폐기(discard)/삭제(delete)하는 방법에 대해 제안한다. Reflective QoS를 지시하는 방법으로는 후술할 같이 크게 3가지 방법이 존재하는데, 이 중 방법 1과 방법 2의 경우에 이러한 타이머 컨셉이 적용 가능하다.
Reflective QoS는 C-평면 시그널링을 통해(방법 1), inband 시그널링을 통해(방법 2), 비시그널링 방식을 통해(방법 3) 단말에 지시될 수 있다.
1. 방법 1은 네트워크 노드가 C-평면 시그널링을 통해서 Reflective QoS를 지시하는 방법이다. 즉, CP 기능이 제어 시그널링을 통해 하향링크 (플로우) 및 이와 대응되는 상향링크 (플로우) 간에 QoS(또는 QoS 플로우)를 동일하게 사용/설정하도록 UE로 직접 지시(즉, reflective QoS를 제어 시그널링을 통해 명시적으로 지시)하는 방법이다(예를 들어, downlink 데이터 패킷의 source-destination 주소가 서로 뒤바뀌는 uplink 데이터 패킷에 대한 QoS 제어가 필요한 경우에 사용하는 방법이다). 방법 1은 CP 기능이 상향링크에 대한 필터 정보와 QoS 정보(예를 들어, QFI 정보)를 단말로 직접 전달할 필요가 없어 시그널링 메시지의 크기는 작지만, 별도의 (제어) 시그널링이 발생한다는 단점이 있다.
2. 방법 2는 네트워크 노드가 inband 시그널링을 통해서 reflective QoS를 지시하는 방법이다. 방법 2에 따르면, 네트워크 노드는 데이터를 전송하면서 NG3 (캡슐화) 헤더나 무선 헤더에 QoS 마킹과 함께 reflective QoS를 적용해야 하는지 여부를 지시하는 지시자를 전송할 수 있다. 따라서, 방법 2에 따르면, 추가적인 (제어) 시그널링 없이도 reflective QoS를 지시/적용할 수 있다는 장점을 가지나, NG3 (캡슐화) 헤더나 무선 헤더에 추가 정보가 포함되어야 한다는 단점이 있다. 따라서, 네트워크 노드가 단말로 데이터를 전송하는 과정에서 혼잡(congestion)에 따른 데이터 손실이 발생하면 reflective QoS에 대한 지시도 함께 손실되는 문제가 발생할 수 있다.
3. 방법 3은 네트워크 노드가 reflective QoS와 관련된 어떠한 시그널링을 전송하지 않으며, 단말이 하향링크에 매핑되는 상향링크 플로우에 대한 QoS 정보(예를 들어, QoS 플로우에 대한 정보, QFI)가 없다고 스스로 판단하여 reflective QoS를 적용할 수 있다. 방법 3의 경우, 시그널링 오버헤드가 전혀 없으나, 상향링크에 대해서 기본 QoS (규칙)가 적용될 여지가 없게 된다. 기존에는 상향링크 플로우가 발생할 경우, 상향링크 플로우에 맞는 TFT가 없으면 기본 QoS (규칙)를 적용했지만, 방법 3을 따를 경우, 기본 QoS (규칙)이 아니라 reflective QoS가 적용된다. 따라서, 하향링크와 매핑되는 (상향링크) 플로우에는 무조건 reflective QoS가 적용되어 상향링크와 하향링크를 분리하여 QoS를 지원하는 것이 어려우며, 이를 지원하기 위해서는 명시적 시그널링을 통한 별도의 QoS 규칙 업데이트가 이루어져야 한다.
PDU 세션을 만드는 과정에서 CP 기능은 어떤 방법으로 reflective QoS를 지시할지 결정할 수 있다. CP 기능은 단말이 전송하는 reflective QoS 능력 정보(예를 들어, 사용자 평면 활성화(activation) 능력, 제어 평면 활성화 능력, 사용자 평면 비활성화(deactivation) 능력, 제어 평면 비활성화 능력), 오퍼레이터 정책, PDU 세션에 대한 정보(예를 들어, APN/DNN, PDU 타입 등), 가입(subscription) 정보 등을 바탕으로 reflective QoS를 사용할지 여부, 사용한다면 reflective QoS 활성화 지시 방법 및/또는 비활성화 지시 방법을 결정할 수 있다.
예를 들어, 제어 평면 시그널링을 줄이기 위해 CP 기능은 reflective QoS 활성화/비활성화 방법으로 사용자 평면 활성화/비활성화 방식(즉, 사용자 평면을 통한 reflective QoS 활성화/비활성화 지시 방식)을 결정할 수 있다. CP 기능은 결정된 reflective QoS 사용 여부, reflective QoS 활성화 방법 및/또는 reflective QoS 비활성화 방법을 UE로 지시할 수 있다. UE는 CP 기능으로부터 수신한 reflective QoS 관련 정보를 기초로 reflective QoS를 사용할지/활성화할지 여부를 결정할 수 있다. CP 기능으로부터 reflective QoS 관련 정보는 PDU 세션 승인 메시지를 통해 단말로 전송될 수 있으며, 이 경우 단말은 수신한 PDU 세션 승인 메시지를 기반으로 reflective QoS를 사용할지 여부를 결정할 수 있는데, 이와 관련된 실시예는 도 15와 관련하여 이하에서 상세히 후술하기로 한다.
방법 1을 사용하는 경우, 단말은 CP 기능으로부터 명시적인 시그널링이 있는 경우에만 해당 시그널링이 지시하는 (상향링크) 플로우에 대해 reflective QoS를 적용할 수 있다. 방법 2를 사용하는 경우, 단말은 하향링크 데이터 패킷의 헤더를 모니터링해서 해당 헤더에 reflective QoS (지시)가 표시되어 있는 경우에만, 특정/지시받은 (IP/QoS/상향링크) 플로우에 대해서 reflective QoS를 적용할 수 있다. 방법 3을 사용하는 경우, 단말은 하향링크 데이터 패킷의 헤더 내 reflective QoS (지시) 표시 여부와는 무관하게 수신한 하향링크 플로우/데이터/트래픽과 매핑되는 상향링크 플로우/데이터/트래픽에 대해서 reflective QoS를 적용할 수 있다.
만일, reflective QoS를 사용하지 않기로 결정했다면, 단말은 하향링크 데이터의 헤더를 모니터링해서 reflective QoS 적용/사용 여부를 판단할 필요없이 현재 자신이 가지고 있는 QoS 규칙에 기반해서만 상향링크의 QoS (플로우)를 결정할 수 있다.
Reflective QoS 활성화 방법에 있어, 제어 평면을 사용할지 사용자 평면을 사용할지 여부는 가입자 정보나 단말의 능력에 의해서 결정될 수 있다. 예를 들어, reflective QoS 활성화 방법으로 사용자 평면 활성화 방식을 사용하기 위해서는, 단말의 AS 계층에서 계속해서 패킷을 모니터링하여 reflective QoS 지시가 있는지 확인해야 한다. 이러한 동작은 IoT(Internet of Things)와 같은 단순한 단말이나 저전력로 동작해야 하는 단말에게 부담이 될 수 있으므로, 해당 단말에는 reflective QoS 활성화 방법으로서 사용자 평면 활성화 방식이 결정되지 않을 수 있다.
Reflective QoS 비활성화 방법은, reflective QoS 활성화 방법과 독립적으로/무관하게 상이하게 결정될 수 있다. 예를 들어, reflective QoS는 사용자 평면을 통해 활성화되었으나, 제어 평면을 통해 비활성화될 수 있다. 사용자 평면을 통한 비활성화 방식을 지원하기 위해, 단말은 네트워크로부터 사용자 평면 비활성화 방식을 사용하라는 지시를 받은 후, 데이터(또는 데이터 패킷 내)에 reflective QoS 지시가 있으면 타이머를 동작시킬 수 있다. 따라서, 사용자 평면 비활성화 방식의 경우, 네트워크 노드가 반드시 단말에 명시적으로 reflective QoS 지시를 전송하여 단말이 타이머를 동작시킬 수 있도록 지원해야 한다. 만일, 제어 평면을 통해서 reflective QoS가 활성화된 경우 단말은 타이머를 설정하지 않을 수 있으며, 이 경우 단말은 사용자 평면을 통한 reflective QoS 비활성화 방식을 수행할 수 없다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따라 PDU 세션을 셋업하는 과정에서 reflective QoS 사용 여부와 reflective QoS 지시 방식을 결정하는 방법을 예시한 순서도이다. 본 명세서에서 PDU 세션을 만들기 위한 PDU 세션 셋업 절차는 PDU 세션 확립(establish) 절차라 지칭될 수도 있다.
1. 단말은 PDU 세션 셋업 요청 메시지를 CP 기능으로 전송할 수 있다. 이때, PDU 세션 셋업 요청 메시지에는 단말의 reflective QoS를 수행할 수 있는지에 관한 reflective QoS 능력 정보가 포함되어 있을 수 있다.
2. CP 기능은 가입 데이터에서 단말의 컨텍스트 정보를 확인할 수 있다.
3. CP 기능은 reflective QoS 사용 여부 및 사용할 경우 단말로의 reflective QoS 지시 방법을 결정할 수 있다.
4. CP 기능 및 UP 기능은 사용자 평면을 셋업할 수 있으며, 3 단계에서 CP 기능이 결정한 reflective QoS 지시 방법이 UP 기능과 공유될 수 있다.
5. CP 기능은 PDU 세션 셋업 요청 메시지에 대한 응답으로서, PDU 세션 셋업 완료 메시지를 단말로 전송할 수 있다. 이때, PDU 세션 셋업 완료 메시지에는 reflective QoS 지시 방법에 관한 정보가 포함되어 있을 수 있다.
도 15의 순서도를 참조하면, 네트워크 노드(예를 들어, CP 기능)는 2 단계에서 단말의 컨텍스트를 확인한 후, 1 단계에서 단말로부터 수신한 reflective QoS 능력 정보, 단말의 세션 정보 및/또는 가입 정보 등을 바탕으로 reflective QoS를 사용할지 여부와 사용 시 reflective QoS 지시 방법을 결정한다. 4 단계에서 CP 기능은 PDU 세션에 대한 reflective QoS 사용 여부와 reflective QoS 사용 방법을 UP 기능에 알려줄 수 있다. 5 단계에서 CP 기능은 reflective QoS 사용 여부 및/또는 reflective QoS indication 방법을 알려줄 수 있다.
이하에서는 앞서 상술한 방법 1 내지 3에 관하여 각 도면을 참조하여 보다 상세히 설명한다.
가. 방법 1: 시그널링을 통해 UE로 직접 reflective QoS를 지시하는 방법
도 16은 본 발명의 방법 1에 따른 reflective QoS 지시 방법을 예시한 순서도이다. 본 순서도와 관련하여 앞서 상술한 방법 1에 관한 설명이 동일/유사하게 적용될 수 있으며, 중복되는 설명은 생략한다.
1. UE은 PDU 세션을 셋업하고, PDU 세션 셋업 과정(도 15 참조)에서 수신한 QoS 규칙을 기반으로 데이터를 네트워크 노드(들)와 송수신할 수 있다.
2. UP 기능이 새로운 IP 플로우(Non IP 플로우인 경우도 적용 가능)을 발견한 경우 UP 기능은 CP 기능으로 새로운 플로우가 생겼음/발견되었음을 알리고 이에 대한 QoS를 요청할 수 있다.
3. CP 기능은 해당 IP 플로우에 대해 QoS를 (CP 기능, UE 및/또는 AN으로) 내려주면서, UP 기능으로는 해당 IP 플로우에 대한 DL QoS 규칙 및 UL QoS 규칙을 모두 내려주고(및/또는 DL QoS 규칙만 UP 기능으로 내려주고, UL QoS 규칙은 UP 기능이 reflective QoS 지시를 보고 DL QoS 규칙에 기초하여 직접 생성/도출(derive) 가능), Reflective QoS 사용의 지시를 함께 내려줄 수 있다.
여기서, DL QoS 규칙은 특정 QoS를 마킹/적용할 DL 데이터 패킷(또는 플로우)을 필터링하고 QoS 마킹을 수행하기 위해 사용하는 규칙에 해당할 수 있으며, UL QoS 규칙은 특정 QoS를 마킹/적용할 UL 데이터 패킷(또는 플로우)를 필터링하고 QoS 마킹을 수행하기 위해 사용하는 규칙에 해당할 수 있다.
나아가, CP 기능은 Reflective QoS가 유효한 시간에 관한 타이머 값을 UP 기능으로 추가로 전송할 수 있으며, UP 기능은 해당 타이머가 만료되기 전까지만 DL 및/또는 UL QoS 규칙을 사용할 수 있다. UP 기능은 타이머를 수신한 경우, 타이머를 바로 시작할 수 있다.
CP 기능은 UE 및/또는 AN으로도 제어 시그널링(예를 들어, NAS 시그널링 또는 AS 시그널링)을 통해, reflective QoS가 적용될 IP 플로우 정보와 타이머 정보를 지시할 수 있다. 이를 수신한 UE 및/또는 AN은 바로 타이머를 시작할 수 있다.
4. UP 기능은 CP 기능으로부터 지시받은 특정 QoS 플로우에 대해서 reflective QoS가 적용되는 시간 동안 reflective QoS를 통해 만든 규칙(예를 들어, DL QoS 규칙 및/또는 UL QoS 규칙)을 기반으로 QoS를 적용(또는 QoS 마킹)할 수 있다. 이는, Reflective QoS에 매핑되는/관련되는(즉, DL QoS 규칙을 만족하는) (하향링크) 플로우가 있을 경우, DL QoS 규칙에 따라 일반적인 QoS를 적용(또는 QoS 마킹)하는 것과 동일하게 동작한다.
5. UE는 Reflective QoS가 적용되는 경우 하향링크 데이터 패킷/플로우에 RQI가 마킹되어 있는(또는 reflective QoS가 지시된) 상태로 이를를 수신할 경우, 하향링크 데이터 패킷/플로우에 매핑되는 상향링크 데이터 패킷/플로우(또는 ‘상향링크 패킷/플로우’라 약칭 가능)를 위한 derived QoS 규칙을 (하향링크 데이터 패킷/플로우을 기반으로) 생성할 수 있다. 이와 함께 UE는 해당 derived QoS 규칙에 관계되는 타이머를 시작한다.
6. UE는 상향링크 데이터 패킷/플로우들에 대해서 reflective QoS 규칙에 의해 생성된 derived QoS 규칙을 적용해 QoS 마킹을 수행할 대상을 필터링/구분하고, 필터링/구분된 상향링크 데이터 패킷/플로우들에 대해 QoS 마킹을 수행한 뒤 전송할 수 있다. 이때, 상향링크 데이터 패킷/플로우에 대한 QoS 마킹 시 사용되는 QFI는 derived QoS 규칙에 포함되어 있을 수 있으며, 하향링크 데이터 패킷/플로우에 QoS 마킹된 QFI와 동일할 수 있다.
7. 이후 특정 derived QoS 규칙에 대한 타이머가 만료될 경우 UE와 UP 기능은 derived QoS 규칙을 삭제할 수 있다.
8. 이후에 다시 이전에 사용했던 reflective QoS에 해당/대응하는 플로우가 UP 기능에 도착할 수 있다.
9. 앞선 2단계의 플로우 검출과정을 거쳐 다시 3단계와 같은 reflective QoS에 대한 시그널링이 송/수신될 수 있다.
10-11. 다시 해당 derived QoS 규칙이 유효한 시간 동안, UE 및/또는 UP 기능은 본 실시예에 따른 reflective QoS 규칙에 기반하여 동작할 수 있다.
CP 기능은 타이머가 만료되기 전에 다시 reflective QoS에 대한 규칙/지시를 내려줌으로써 규칙(예를 들어, DL QoS 규칙, UL QoS 규칙 및/또는 derived QoS 규칙)이 삭제/만료되는 것을 방지할 수 있다.
방법 1을 사용할 경우 네트워크 노드가 reflective QoS 적용에 관한 시그널링을 직접 주기 때문에, 타이머 값에 대한 크기의 제한이 없다는 효과가 있을 수 있으나, 추가적인 (제어) 시그널링이 발생하게 된다.
나. 방법 2: inband 시그널링(패킷 마킹)을 통해 UE로 지시하는 방법
도 17은 본 발명의 방법 2에 따른 reflective QoS 지시 방법을 예시한 순서도이다. 본 순서도와 관련하여 앞서 상술한 도 16의 순서도 및 방법 2에 관한 설명이 동일/유사하게 적용될 수 있으며, 중복되는 설명은 생략한다.
1. UE은 PDU 세션을 셋업하고, PDU 세션 셋업 과정(도 15 참조)에서 수신한 QoS 규칙을 기반으로 데이터를 네트워크 노드(들)와 송수신할 수 있다.
2. UP 기능이 새로운 IP 플로우(Non IP 플로우인 경우도 적용 가능)을 발견한 경우 UP 기능은 CP 기능으로 새로운 플로우가 생겼음/발견되었음을 알리고 이에 대한 QoS를 요청할 수 있다.
3. CP 기능은 UP 기능 및 AN으로 해당 IP 플로우에 대해 QoS 정보(예를 들어, Reflective QoS 사용의 지시, QoS(또는 DL/UL QoS 규칙), reflective QoS가 적용될 IP 플로우 정보 및/또는 타이머 정보)를 내려줄 수 있다.
4. UP 기능은 하향링크 데이터, QoS 마킹(예를 들어, QFI), reflective QoS 지시(예를 들어, RQI) 및/또는 타이머를 UE로 전송할 수 있다. 이때, UP 기능은 해당 IP 플로우에 reflective QoS가 적용되는 시간 동안 reflective QoS를 통해 만든/수신한 규칙(예를 들어, DL QoS 규칙 및/또는 UL QoS 규칙)을 기반으로 상향링크 데이터에 QoS를 적용(또는 QoS 마킹)할 수 있다. UP 기능은 타이머 전송과 함께 해당 타이머를 시작할 수 있다.
상술한 3단계 및 4단계를 참조하면, 방법 2가 방법 1과 다른 점은 CP 기능이 UE로 QoS 정보를 직접 전송하지 않으며, UP 기능 및 AN으로만 QoS 정보를 전송한다는 점이다. 대신, UP 기능이 UE로 하향링크 데이터를 전송하면서 QoS 정보로서 NG3 헤더에 QoS 마킹뿐만 아니라 Reflective QoS 적용을 지시하는 마킹/지시(즉, RQI) 및 타이머를 함께 보내줄 수 있다. 본 명세서에서는 설명의 편의를 위해 하향링크 데이터 및 QoS 관련 정보는 ‘하향링크 데이터 패킷/플로우’을 통해 전송된다고 표현할 수 있다. 이러한 ‘하향링크 데이터 패킷/플로우’는 ‘하향링크 패킷’으로 약칭될 수 있다.
5. QoS 정보를 수신한 UE는 하향링크 데이터 패킷/플로우에 기초하여 derived QoS 규칙을 만들고 이를 사용/적용할 수 있다. 이때, UE는 하향링크 데이터 패킷/플로우에 기초하여 derived QoS 규칙에 포함되는 패킷 필터를 생성할 수 있으며, 생성한 패킷 필터를 이용하여(예를 들어, 다른 derived QoS 규칙과 패킷 필터를 상호 비교함으로써) 새로 생성한 derived QoS 규칙과 동일한 derived QoS 규칙이 기저장되어 있는지 확인할 수 있다. 동일한 derived QoS 규칙 기저장되어 있던 경우, 해당 derived QoS 규칙에 대응하는/연계된 타이머를 리셋하고 해당 derived QoS 규칙을 이용하여 reflective QoS를 적용할 수 있다. 동일한 derived QoS 규칙이 기저장되어 있지 않은 경우, 새로 생성한 derived QoS 규칙을 이용하여 reflective QoS를 적용할 수 있으며, 수신한 타이머를 시작할 수 있다.
6. UE는 상향링크 데이터 패킷/플로우들에 대해서 derived QoS 규칙을 적용해 QoS 마킹을 수행할 대상을 필터링/구분하고, 필터링/구분된 상향링크 데이터 패킷/플로우들에 대해 QoS 마킹을 수행한 뒤 전송할 수 있다. 이때, 상향링크 데이터 패킷/플로우에 대한 QoS 마킹 시 사용되는 QFI는 derived QoS 규칙에 포함되어 있을 수 있으며, 하향링크 데이터 패킷/플로우에 QoS 마킹된 QFI와 동일할 수 있다.
7. 이후 타이머가 만료될 경우 UE와 UP 기능은 모두 생성했거나 저장 중인 규칙(예를 들어, DL QoS 규칙, UL QoS 규칙 및/또는 derived QoS 규칙)을 삭제할 수 있다.
8. 이후에 다시 이전에 사용했던 reflective QoS에 해당/대응하는 플로우가 UP 기능에 도착할 수 있다.
9. 앞선 2단계의 플로우 검출과정을 거쳐 다시 3단계와 같은 reflective QoS에 대한 시그널링이 송/수신될 수 있다.
10-11. 다시 reflective QoS가 유효한 시간 동안, UE 및/또는 UP 기능은 본 실시예에 따른 reflective QoS에 기반하여 동작할 수 있다.
방법 2의 일 실시예로서, UP 기능은 (reflective QoS가 적용되는) 첫 하향링크 데이터를 전송하는 경우에만 NG3 헤더에 타이머와 reflective QoS 지시를 포함시켜 전송하는 것으로 제한될 수 있다. 따라서 이후 발생/전송되는 하향링크 데이터에 대해서는 UP 기능이 별도로 reflective QoS 지시를 주지 않더라도, UE는 타이머가 만료되기 전이라면 계속해서 (수신되는 하향링크 패킷에 대해) reflective QoS가 적용되는 것으로 간주할 수 있다.
만일, 타이머 만료 전에 UP 기능이 다시 reflective QoS 지시와 타이머를 UE에 전송하는 경우, UE는 reflective QoS 지시를 기반으로 동작 중이던 타이머를 리셋하고 새롭게 시작할 수 있다. 이런 방법을 통해, UP 기능은 reflective QoS가 사용/적용되는 시간을 늘릴 수 있다.
방법 2의 다른 실시예로서, 타이머를 사용하지 않고 UP 기능이 4단계에서 하향링크 데이터를 전송할 때마다 reflective QoS 지시를 포함시키는 방법이 있을 수 있다. 즉, UE는 reflective QoS 지시가 수신될 때마다 reflective QoS 규칙(본 실시예의 경우 derived QoS 규칙)을 생성하여 상향링크 데이터에 대한 QoS 마킹을 수행할 수 있다. 이때에도 만일, 일정 시간 동안 reflective QoS 지시가 표시된 하향링크 데이터를 수신하지 않으면 타이머가 만료되고, UE는 해당 rule을 삭제/제거할 수 있다.
방법 2의 경우, 데이터 패킷의 헤더에 QoS 마킹 정보 및 타이머 정보를 포함시켜야 하기 때문에 타이머 값이 클 경우 헤더의 크기가 커지는 문제점이 있지만 추가적인 (제어) 시그널링의 발생 없이도 reflective QoS를 적용할 수 있는 효과가 있다.
방법 1 및 2에서 모두 타이머 정보를 직접 전송하기 힘들 경우, PDU 세션을 만드는 과정에서 사용할 후보 타이머들을 미리 정해 놓고, 후보 타이머들 중에서 선택된 특정 타이머에 대한 인덱스를 보내는 방법을 통해서 타이머 값에 대한 비트 수를 줄일 수 있다. 특히, 이를 방법 2에 적용할 경우, 타이머 값이 증가함에 따라 헤더의 크기가 증가한다는 문제점이 해결될 수 있다. 이하의 표 2는 PDU 세션 (셋업) 과정에서 교환되는 reflective QoS에 대한 타이머 값을 예시한다.
Figure PCTKR2017010476-appb-T000002
또는, PDU 세션을 만드는 과정에서 reflective QoS에 사용할 타이머 정보를 사전에 협상하여 추가적인 타이머 정보의 시그널링/교환 없이 reflective QoS를 적용할 수 있다. 이 경우에는 타이머 정보는 별도로 전송하지 않으나 규칙(예를 들어, derived QoS 규칙)별로 상이한 값을 사용하지 못할 수 있다. 이를 보완하기 위해서, PDU 세션을 만들면서 결정된 타이머 값과 다른 타이머 값을 네트워크 노드가 사용하고 싶은 경우, 방법 1/2에서 사용하는 방식이 이용될 수 있다. 즉, 방법 1/2에서 reflective QoS를 위한 타이머 정보가 전송되지 않은 경우 UE는 PDU 세션을 만드는 과정에서 결정한/협상한 타이머 값을 사용하고, reflective QoS를 위한 타이머 정보가 함께 전송된 경우, UE는 수신한 타이머 정보가 지시하는 타이머 값을 사용할 수 있다.
상술한 방법 2를 간략하게 정리하자면, 아래와 같이 정리될 수 있다.
Reflective QoS는 QFI 및 reflective QoS 타이머(RQ 타이머) 값과 함께 N3 참조 포인트의 캡슐화 헤더에 있는 RQI를 사용하여 패킷 단위로 제어될 수 있다. 이때, reflective QoS 타이머 값은 PDU 세션 확립 시 UE에 시그널링되거나, 또는 기본(default) 값으로 설정될 수 있다.
RQI가 N3 참조 포인트 상의 DL 패킷에서 (R)AN에 의해 수신된 경우, (R)AN은 UE에게 QFI와 해당 DL 패킷이 reflective QoS에 영향을 받는(subject to) 패킷(즉, reflective QoS가 적용되는 패킷)임을 지시할 수 있다.
UE가 reflective QoS에 영향을 받는 DL 패킷을 수신한 경우:
- 만일, DL 패킷에 대응하는 패킷 필터를 갖는 derived QoS 규칙이 존재하지 않는 경우(즉, 동일한 derived QoS 규칙이 기저장되어 있지 않은 경우), UE는 DL 패킷에 대응하는 패킷 필터를 갖는 새로운 derived QoS 규칙을 생성하고, 새롭게 생성한 derived QoS 규칙을 위한 타이머(RQ 타이머 값으로 설정된)를 시작할 수 있다.
- 그렇지 않은 경우(즉, 동일한 derived QoS 규칙이 기저장되어 있는 경우), UE는 기저장되어 있는 derived QoS 규칙과 연계된 타이머를 재시작할 수 있다.
Derived QoS 규칙과 연계된 타이머가 만료된 경우, UE는 이와 대응하는 derived QoS 규칙을 삭제할 수 있다.
상술한 타이머가 적용된 Reflective QoS는 실시예에 따라 사용자 평면 또는 제어 평면에 의해 아래와 같이 제어될 수 있다.
Reflective QoS가 사용자 평면에 의해 제어되는 경우:
Reflective QoS가 QFI 및 reflective QoS 타이머(RQ 타이머)와 함께 N3 참조 포인트 상의 캡슐화 헤더 내 RQI를 사용함으로써 패킷 단위로 사용자 평면에 의해 제어될 수 있다. 이때, RQ 타이머는 앞서 상술한 타이머와 대응되며, PDU 세션 확립 시 UE에 시그널링되거나 기본 값으로 설정될 수 있다.
5GC가 특정 SDF를 위해 사용자 평면을 통한 reflective QoS를 제어하기로 결정한 경우, SMF는 N4 인터페이스를 통해 UPF로 제공되는 대응하는 SDF 정보에 지시를 포함시킬 수 있다. 이러한 SDF에 대응하는 DL 패킷에 대해, UPF는 N3 참조 포인트 상의 캡슐화 헤더 내에 RQI 비트를 설정할 수 있다.
reflective QoS와 관련된 DL 패킷을 수신한 경우, UE는 UE derived QoS 규칙(즉, ‘derived QoS 규칙’)을 생성하고, 타이머를 RQ 타이머 값으로 설정할 수 있다. 만일, 동일한 패킷 필터를 갖는 UE derived QoS 규칙이 이미 존재하는 경우, UE는 해당 UE derived QoS 규칙에 대응하는 타이머를 재시작할 수 있다. 사용자 평면을 통한 reflective QoS 활성화는 대역외(out-of-band) 시그널링(예를 들어, non-3GPP access network을 통한 시그널링)을 피하기 위해 사용될 수 있다.
Reflective QoS가 제어 평면에 의해 제어되는 경우:
reflective QoS는 QoS 플로우 단위로 제어 평면에 의해 제어될 수 있다. QoS 플로우가 확립되었을 때, UE는 QoS 플로우에 대해 특정된 reflective QoS 타이머(RQ 타이머)를 제공받을 수 있다.
5GC가 제어 평면을 통해 reflective QoS를 제어하기로 결정한 경우, SMF는 N1 인터페이스를 통해 UE로 전송되는 QoS 플로우 파라미터에 RQA를 포함시킬 수 있다.
UE가 RQA가 RQI로 설정된 QoS 플로우를 통해 DL 패킷을 수신한 경우, UE는 UE derived QoS 규칙을 생성하고, RQ 타이머 값으로 설정된 타이머를 시작할 수 있다. 만일, 동일한 패킷 필터를 갖는 UE derived QoS 규칙이 이미 존재하는 경우, UE는 해당 UE derived QoS 규칙에 대응하는 타이머를 재시작할 수 있다.
UE derived QoS 규칙과 연계된 타이머가 만료되면, UE는 해당 UE derived QoS 규칙을 삭제/제거할 수 있다.
이러한 방법 2의 경우, 데이터와 함께 reflective QoS 관련 정보가 전송되기 때문에 데이터 혼잡(congestion) 상황에서 패킷이 손실(loss)되는 경우 reflective QoS 관련 정보도 함께 손실된다는 문제가 발생할 수 있다. 특히, UPF가 첫 하향링크 데이터를 전송하는 경우에만 reflective QoS 관련 정보를 전송하는 경우에는, UPF는 타이머가 만료되기 전이라면 추가적인 reflective QoS 관련 정보를 전송하지 않기 때문에 UPF와 UE간에 reflective QoS 수행에 대하여 mismatching이 발생하게 된다.
따라서, 이하에서는 손실된 reflective QoS 관련 정보를 복구하기 위한 절차에 대해 제안한다.
도 18은 방법 2 적용 중 reflective QoS 관련 정보가 손실된 경우 이를 복구하기 위한 방법을 예시한 순서도이다. 본 순서도와 관련하여 도 17의 순서도에 관한 설명이 동일/유사하게 적용될 수 있으며, 중복되는 설명은 생략한다. 특히, 본 순서도의 1 내지 3단계는 도 17의 1 내지 3단계와 동일하므로, 중복되는 설명은 생략한다.
4. UP 기능은 NG3 헤더에 reflective QoS 지시와 타이머를 포함시켜 데이터를 전송했지만 AN 내 데이터 혼잡에 의해서 데이터가 손실될 수 있다. 이 후, UP 기능은 reflective QoS 관련 정보(예를 들어, QoS 마킹(예를 들어, QFI), reflective QoS 지시(예를 들어, RQI) 및/또는 타이머)가 모두 성공적으로 전달되었다고 판단하여 reflective QoS 관련 정보를 제외하고 데이터를 전송할 수 있다.
5-6. UE는 reflective QoS에 대한 지시를 수신하지 못하여 derived QoS 규칙을 생성/적용하지 못할 수 있다. 대신, UE는 수신한 하향링크 데이터와 매핑되는 상향링크 데이터에 대해서 기본 QoS 마킹을 수행(기본 QoS 규칙 적용)하여 전송할 수 있다. UP 기능은 UE로부터 전송된 상향링크 데이터의 QoS 마킹을 검출하고 자신이 가지고 있는 reflective QoS(즉, QoS 마킹)와 맞지 않는 것을 인식할 수 있다. UP 기능은 이를 CP 기능으로 알리고 CP 기능은 자신이 가지고 있던 QoS 규칙에 맞춰서 UE로 reflective QoS를 지시했음을 인지하고 다시 UE로 reflective QoS를 지시할 것을 UP 기능에 명령할 수 있다.
7. UP 기능은 CP 기능의 명령에 따라 다시 reflective QoS에 매핑되는(즉, reflective QoS가 적용되는) 하향링크 데이터가 발생했을 때, 해당 하향링크 데이터와 함께 Reflective QoS 관련 정보를 전송할 수 있다. 이때, UP 기능은 4단계에서 타이머 전송 시 시작했던 타이머의 남는 시간을 UE로 전송하거나, CP로부터 받은 타이머로 리셋하여 다시 시작하고 이를 UE로 전송할 수 있다.
8. 단말은 reflective QoS 관련 정보를 수신하여 reflective QoS 규칙(즉, derived QoS 규칙)을 만들고, 이를 적용하여 (QoS 마킹된) 상향링크 데이터를 전송할 수 있다.
어플리케이션의 특성에 따라서 상향링크 트래픽은 많이 발생하지만 상대적으로 하향링크 트래픽은 거의 발생하지 않는 경우가 있을 수 있다. 이 경우, inband 시그널링(패킷 마킹으로 reflective QoS 지시 주는 방법)으로 reflective QoS를 활성화한 경우 타이머 기반으로 reflective QoS를 적용하는 경우 전송되는 하향링크 패킷이 없어서 reflective QoS 타이머를 연장/리셋하지 못하는 상황이 생길 수 있다. 즉, 상향링크 패킷이 계속해서 발생해서 네트워크 입장에서는 계속해서 해당 derived QoS 규칙을 사용하고 싶지만, 미리 설정한 타이머 값이 만료될때까지 하향링크 패킷이 발생하지 않는 이상 reflective QoS 규칙의 사용 시간을 연장할 수 없다.
이 경우, 네트워크는 제어 평면 시그널링을 통해서 단말에게 명시적 QoS 규칙을 내려주거나(지시하거나) reflective QoS 규칙(또는 reflective QoS 관련 정보)을 내려줄(지시할) 수 있다. 또한, 네트워크에서 reflective QoS 적용을 중지하기 위해서 패킷 마킹을 리셋하거나 생략하고 내려줄 수 있는데, 만일 전송 가능한 하향링크 패킷이 없는 경우 이러한 동작을 수행할 수 없다. 이러한 경우에도, 네트워크는 제어 평면 시그널링을 통해서 reflective QoS 규칙(또는 derived QoS 규칙)을 삭제/제거할 수 있다.
정리하자면, reflective QoS 지시 동작에 있어서, 네트워크는 inband 시그널링을 사용하지 못하는 경우에 제어 평면 시그널링(예를 들어, 방법 1)을 통해 보완할 수 있다. 다시 말하면, reflective QoS 수행 시, 네트워크는 inband 시그널링 방식 또는 제어 평면 시그널링 방식을 상황에 따라 선택적으로(상호 보완적으로) 적용할 수 있다.
이하에서는 reflective QoS에 대한 새로운 QoS 프레임워크를 제안한다.
새로운 무선 통신 시스템(예를 들어, 5G)은 네트워크 제어 하에 있는 RAN을 통한 reflective QoS를 지원한다. 네트워크는 DL 트래픽에 적용할 QoS를 결정하고, UE는 상기 DL QoS를 연관된 UL 트래픽에 반영할 수 있다. UE는 reflective QoS가 적용되어야 하는 DL 패킷을 수신하면, 이를 기반으로 새로운 암시적 QoS 규칙(또는, derived QoS 규칙)을 생성할 수 있다. 암시적 QoS 규칙의 패킷 필터는 DL 패킷의 헤더로부터 도출될 수 있다.
Reflective QoS 지시는 C-평면을 통해 시그널링(즉, 제어 시그널링)(방법 1), inband를 통해 시그널링되거나(방법 2), 또는 전혀 시그널링되지 않을 수 있다(방법 3).
제어 시그널링이 사용되면, 시그널링이 최소화되어야 한다는 reflective QoS의 목적/원칙에 부합하지 않고 시그널링을 증가시킬 수 있다. Inband 시그널링은 새로운 시그널링을 도입하지 않기 때문에 reflective QoS에 대한 좋은 솔루션이 될 수 있다. 마지막 옵션의 경우(즉, 시그널링이 사용되지 않는 경우), 하향링크 플로우가 존재하면 상기 하향링크 플로우와 대응하는 모든 상향링크 플로우에 reflective QoS를 사용함을 의미한다. 본 옵션의 경우, 명시적인 QoS 규칙이 제공되지 않으면 상향링크 QoS와 하향링크 QoS는 항상 동일할 수 있다.
reflective QoS를 지시하기 위해, inband 시그널링 방식과 비시그널링 방식을 모두 사용될 수 있다. 시그널링 방법은 PDU 세션 확립/셋업 절차 동안 네트워크에 의해 결정될 수 있다. 예를 들어, UE가 3GPP 액세스를 통해 어태치되는 경우, 네트워크는 reflective QoS를 위해 inband 시그널링을 사용할 수 있다. UE가 비-3GPP 액세스를 통해 어태치되면, 네트워크는 reflective QoS를 위한 어떠한 시그널링도 사용할 수 없다.
제1 실시예에 따른 QoS 프레임워크는 구체적으로 아래와 같이 결정될 수 있다:
1. 새로운 무선 통신 시스템(예를 들어, 5G)은 네트워크 제어 하에 있는 RAN을 통한 reflective QoS를 지원한다. 네트워크는 DL 트래픽에 적용할 QoS를 결정하고, UE는 상기 DL QoS를 연관된 UL 트래픽에 반영할 수 있다. UE는 reflective QoS가 적용되어야 하는 DL 패킷을 수신하면, 이를 기반으로 새로운 암시적 QoS 규칙(예를 들어, derived QoS 규칙)을 생성할 수 있다. 암시적 QoS 규칙의 패킷 필터는 DL 패킷의 헤더로부터 도출될 수 있다. Reflective QoS 지시는 네트워크의 지시에 따라 inband를 통해 시그널링되거나 시그널링되지 않을 수 있다. 지시 방법은 PDU 세션 확립/셋업 절차 동안 네트워크에 의해 결정될 수 있다.
2. QoS를 위한 U-평면 마킹(즉, QoS 마킹)은 NG3 상의 캡슐화 헤더에서 나를(carry) 수 있다(e2e 패킷 헤더의 변경 없이).
3a. 기본 QoS 규칙 및 기승인된(pre-authorized) QoS 규칙은 PDU 세션 확립/셋업 시 UE에 제공될 수 있다.
3b. QoS 규칙들은 (예를 들어, 액세스 기능(access capability)에 의존하여) NG2 시그널링을 이용하여 PDU 세션 확립/셋업 시 RAN에 제공될 수 있다.
4. C-평면을 통한 QoS 플로우-특정 QoS 시그널링은 GBR SDF를 위해 필요할 수 있다.
5. GBR 요구 사항(requirements)이 없는 SDF의 초기화(initiation), 변경 또는 종료를 위해 기승인된 QoS 규칙에 대응하는 (PDU 세션 확립/셋업 외) QoS 관련 NG2 시그널링은 최소화되어야 한다.
6. GBR 요구 사항(requirements)이 없는 SDF의 초기화(initiation), 변경 또는 종료를 위해 기승인된 QoS 규칙에 대응하는 (PDU 세션 확립/셋업 외) QoS 관련 NG1 시그널링은 최소화되어야 한다.
7. 가입 및 서비스 차별화를 위해 서비스 데이터 플로우 및 PDU 세션별 UL 레이트 제한의 적용은 CN_UP에서 수행되어야 한다. CN_UP는 네트워크에서 신뢰되는 실행 포인트로서 PDU 세션의 모든 트래픽을 처리할 수 있다.
8. AN은 UE별로 UL에서의 레이트 제한을 시행할 수 있다.
9. QoS 플로우는 NG 시스템에서 QoS 처리를 위한 최상의(finest) granularity일 수 있다.
10.1. 하향링크에서, (R)AN은 NG3 마킹 및 NG2 시그널링을 통해 제공된 대응하는 QoS 특성에 기초하여, QoS 플로우를 액세스-특정 자원에 바인딩할 수 있다. 패킷 필터는 (R)AN에서 액세스-특정 자원과 QoS 플로우 사이의 바인딩에 사용되지 않는다.
10.2. UE는 액세스 네트워크에 의해 명시적으로 제공된 액세스-특정 자원과 상향링크 패킷간의 바인딩을 위한 정보 및/또는 (derived) QoS 규칙(명시적으로 시그널링되거나 또는 암시적으로 reflective QoS에 의해 도출된)에 기초하여, 상향링크 패킷들을 액세스-특정 자원들과 바인딩할 수 있다.
11. 일부 사용자 평면 마킹은 표준화된 QoS 특징을 갖는 스칼라 값일 수 있다.
12. 일부 사용자 평면 마킹은 NG2를 통해 시그널링된 동적 QoS 파라미터들을 가리키는 스칼라 값들일 수 있다.
13. 동적 QoS 파라미터들은 다음을 포함할 수 있다:
a. 최대 플로우 비트 레이트
b. 보장된 플로우 비트 레이트
c. 우선 순위 레벨
d. 패킷 지연 예산(packet delay budget)
e. 패킷 에러율
f. 수락 제어(admission control)
이하에서는 reflective QoS와 관련되어 제시된 아래의 3가지 이슈를 해결하기 위한 솔루션을 제안한다.
- 이슈 1: reflective QoS 지시가 C-평면 또는 inband를 통해 시그널링되는지 여부
- 이슈 2: derived QoS 규칙(즉, reflective QoS를 통해 도출된)이 시그널링된 QoS 규칙들 대비, 더 높은 우선 순위를 갖는지 혹은 더 낮은 우선 순위를 갖는지 여부
- 이슈 3: reflective QoS가 NG 코어에 연결되는 모든 액세스 네트워크에 적용될 수 있는지 여부
<솔루션>
1. reflective QoS 지시 방법
UE는 대응하는 하향링크 플로우의 하향링크 QoS를 사용하여 상향링크 QoS 규칙을 구동(drive)하기 때문에, reflective QoS에 대한 명시적 QoS 요청 메시지가 요구되지 않는다. Reflective QoS의 장점을 최대화하기 위해, inband 시그널링 방식을 사용하여 reflective QoS를 지시하는 동작이 제안될 수 있다. 즉, inband 시그널링이 reflective QoS 지시에 사용될 수 있다.
2. derived QoS 규칙의 유효 기간
reflective QoS 지시를 통해 생성된 derived QoS 규칙의 유효 기간이 정의될 필요가 있다. Derived QoS 규칙이 PDU 세션이 유효한 동안(또는 PDU 세션의 수명(lifetime) 동안) 유효하다면, UE에 너무 많은 derived QoS 규칙이 존재하여, UE에 부담이 될 수 있다. 따라서, 불필요한 derived QoS 규칙을 제거하기 위해 다음과 같은 2가지 방식이 제안될 수 있다.
하나는, 명시적 시그널링을 사용하는 것이며, 다른 하나는 타이머 값을 사용하는 것이다. 명시적 시그널링이 사용되면, 네트워크는 자신이 원할 때마다 명시적 시그널링을 사용하여 derived QoS 규칙을 삭제/제거할 수 있다. 그러나, 이는 시그널링을 증가시킨다는 문제점이 존재하므로, 본 명세서에서는 타이머 값을 이용하여 derived QoS 규칙의 수명을 제한하는 것을 제안하며, 이에 관한 상세한 실시예들은 앞서 도 16 내지 18과 관련하여 상술한 바와 같다. 타이머 값은 PDU 세션 셋업/확립 과정 중에 결정될 수 있다.
즉, reflective QoS 지시를 통한 derived QoS는 PDU 세션 셋업/확립 절차 동안 결정되는 유효 타이머를 가질 수 있다.
3. QoS 규칙들의 우선 순위
Derived QoS 규칙이 시그널링된 QoS 규칙보다 우선 순위가 높은 경우, 네트워크는 derived QoS 규칙의 타이머가 만료될 때까지는 시그널링된 QoS 규칙을 동일한 플로우에 적용할 수 없다. 그러나, 이는 네트워크가 언제든지 QoS 규칙을 업데이트할 수 있어야 하기 때문에 바람직하지 않다. 따라서, 시그널링된 QoS 규칙이 가장 높은 우선 순위를 가지며, 기본 QoS 규칙이 가장 낮은 우선 순위를 갖는 것으로 제안될 수 있다. 즉, reflective QoS 지시를 통한 derived QoS 규칙은 시그널링된 QoS 규칙에 비해 우선 순위는 낮으나, 기본 QoS 규칙과 비교했을 땐 우선 순위가 높게 설정될 수 있다.
4. 모든 액세스 네트워크에 대한 reflective QoS의 적용 가능성(applicability)
reflective QoS가 특정 액세스 네트워크에만 사용되어야 하는 이유는 없다. 따라서, 모든 액세스 네트워크에 대해 reflective QoS가 사용될 수 있다.
상술한 솔루션이 반영된 제2 실시예에 따른 QoS 프레임워크는 구체적으로 아래와 같이 결정될 수 있다:
1a. 새로운 무선 통신 시스템(예를 들어, 5G)은 네트워크 제어 하에 있는 RAN을 통한 reflective QoS를 지원한다. 네트워크는 DL 트래픽에 적용할 QoS를 결정하고, UE는 상기 DL QoS를 연관된 UL 트래픽에 반영할 수 있다. UE는 reflective QoS가 적용되어야 하는 DL 패킷을 수신하면, 이를 기반으로 새로운 derived QoS 규칙을 생성할 수 있다. derived QoS 규칙의 패킷 필터는 DL 패킷(즉, DL 패킷의 헤더)으로부터 도출될 수 있다. Reflective QoS의 영향을 받는 트래픽의 경우, UL 패킷은 반영된(reflected) DL 패킷과 동일하게 QoS 처리될 수 있다(즉, 동일한 QFI를 가짐, 또는 동일하게 QoS 마킹됨).
1b. inband 시그널링은 reflective QoS 지시를 위해 사용될 수 있다.
1c. reflective QoS 지시를 통한 derived QoS 규칙은 PDU 세션 셋업 절차 중에 결정되는 유효 타이머를 가질 수 있다.
1d. 시그널링된 QoS 규칙은 우선 순위가 가장 높을 수 있다. reflective QoS 지시를 통한 Derived QoS 규칙은 시그널링된 QoS 규칙에 비해 우선 순위가 낮으나 기본 QoS 규칙과 비교하여 우선 순위가 높을 수 있다.
1e. reflective QoS는 non-GBR 서비스 데이터 플로우에 사용될 수 있다.
2. QoS를 위한 U-평면 마킹(즉, QoS 마킹)은 NG3 상의 캡슐화 헤더에서 나를(carry) 수 있다(e2e 패킷 헤더의 변경 없이).
3a. 기본 QoS 규칙 및 기승인된(pre-authorized) QoS 규칙은 PDU 세션 확립/셋업 시 UE에 제공될 수 있다. 기승인된 QoS 규칙은 PDU 세션 확립/셋업 시 제공되는 모든 QoS 규칙에 해당하며, 기본 QoS 규칙과 다르다.
3b. UE에 대한 PDU 세션 셋업에서 제공되는 QoS 규칙의 NAS-레벨 QoS 프로필 역시 PDU 세션 설정 시 NG2 시그널링을 사용하여 RAN으로 제공되어야 한다. QoS 규칙은 비-3GPP 액세스를 기반으로(예를 들어, 액세스 성능에 의존) NG2 시그널링을 사용하여 PDU 세션 확립/셋업 시 NG AN에 제공될 수 있다.
3c. QoS 규칙은 NAS-레벨의 QoS 프로필(A 또는 B 타입), 패킷 필터 및/또는 우선 순위 값을 포함할 수 있다.
3d. 3GPP 액세스에 기초하여 NG RAN을 통해 연결된 UE에게, 시그널링된 QoS 규칙이 NG1 시그널링을 통해 제공될 수 있다. 이때, 비-3GPP 액세스를 통해 NextGen CN에 액세스하는 UE가 3GPP NAS 신호를 사용한다고 가정될 수 있다.
4. GBR SDF는 NextGen 시스템에서 지원될 수 있으며, GRB SDF에 C-평면을 통한 QoS 플로우-특정 QoS 시그널링이 필요할 수 있다.
5. GBR 요구 사항(requirements)이 없는 SDF의 초기화(initiation), 변경 또는 종료를 위해 기승인된 QoS 규칙에 대응하는 (PDU 세션 확립/셋업 외) QoS 관련 NG2 시그널링은 최소화되어야 한다.
6. GBR 요구 사항(requirements)이 없는 SDF의 초기화(initiation), 변경 또는 종료를 위해 기승인된 QoS 규칙에 대응하는 (PDU 세션 확립/셋업 외) QoS 관련 NG1 시그널링은 최소화되어야 한다.
7a. 가입 및 서비스 차별화를 위해, UL 및 DL당 서비스 데이터 플로우(Service Data Flow: SDF)의 최대 비트 레이트 제한은 CN_UP에서 수행되어야 하며, CN_UP는 네트워크에서 신뢰할 수 있는 수행 포인트에 해당한다. PDU 세션당 레이트 제한 시행은 보장된 플로우 비트 레이트를 필요로 하지 않는 플로우에 적용될 수 있다.
7b. 보장된 플로우 비트 레이트를 요구하지 않는 플로우의 경우, CN_UP에 PDU 세션 당 UL 및 DL의 최대 비트 레이트(Max Bit Rate; MBR) 제한이 적용될 수 있다. 다중-홈(multi-homed) PDU 세션의 경우, PDU 세션 MBR은 NG6 인터페이스를 종단하는 각 UPF에 적용될 수 있다. 이는 UPF 별로 각각 시행될 수 있다. DN 이름별 AMBR은 지원되지 않을 수 있다.
8. AN은 보장된 플로우 비트 레이트를 필요로 하지 않는 플로우에 대해 UE당 최대 비트 레이트 제한을 UL 및 DL에서 시행해야 한다.
9. QoS 플로우는 NG 시스템에서 QoS 처리를 위한 최상의(finest) granularity일 수 있다. PUD 세션 내 동일한 NG3 마킹 값을 갖는 사용자 평면 트래픽은 QoS 플로우에 대응한다.
10.1.1. 하향링크에서, (R)AN은 하향링크 패킷과 연계된 NG3 터널을 고려하여 NG3 마킹 및 NG2 시그널링을 통해 제공되는 대응하는 QoS 특징을 기반으로 QoS 플로우를 액세스-특정 자원에 바인딩할 수 있다. 패킷 필터는 (R)AN에서 QoS 플로우들을 액세스-특정 자원들과 바인딩하는 데 사용되지 않는다.
10.1.2. UL 패킷이 (R)AN에서 CN을 통과할 때, RAN은 NG3 QoS 마킹을 결정하고 액세스 스트라텀(stratum)으로부터 수신된 정보를 기초로 NG3 터널을 선택할 수 있다.
10.2.1. 상위 계층에서, UE는 상향링크 패킷을 QoS 규칙과 매칭시키고, 상향링크 패킷을 QoS 규칙(명시적으로 시그널링되거나 암시적으로 reflective QoS를 통해 도출된)의 NAS-레벨 QoS 프로필(A- 또는 B-타입)과 바인딩할 수 있다.
10.2.2. UE의 상위 계층에서 AS로 UL 패킷이 통과할 때, 상위 계층은 AS가 PDU 세션을 식별할 수 있도록 하기 위한 정보를 포함하여 AS에게 NAS-레벨 QoS 프로필(대응하는 QoS 마킹을 통해)을 지시할 수 있다.
10.2.3. 역으로, DL 패킷이 AS로부터 UE의 적절한 상위층 인스턴스를 통과할 때, PDU 세션에 대응하는 적절한 상위층 인스턴스를 선택하는 것은 AS의 책임이다. AS는 또한 NAS-레벨 QoS 프로필(대응하는 QoS 마킹을 통해)을 상기 상위 계층 인스턴스에 지시할 수 있다.
10.2.2. 및 10.2.3.의 경우, RAN에서 UE로 가는 U-평면 마킹의 필요성을 전제로 하지 않는다.
10.2.4. IP 패킷에서 요청된 QoS를 지시하기 위해 DSCP를 사용하는 QoS 어플리케이션의 경우, CN_CP가 제공하는 QoS 규칙 내 DSCP 마킹을 포함하는 패킷 필터가 특정 QoS 마킹과의 바인딩을 목적으로 사용될 수 있다.
10.3. RAN이 NAS-레벨 QoS 프로필과 AS-레벨 QoS 사이에 유연한 매핑(예를 들어, 일대일 이외의)이 있다고 결정하는 경우, 이 매핑은 상위 계층에 투명(transparent)하며, NG3 마킹에 영향을 미치지 않는다. 액세스 스트라텀은 NAS-레벨 QoS 프로필과 연관된 QoS 특성을 준수한다고 가정된다.
DRB의 AS-레벨 QoS를 정의하고, 상향링크 및 하향링크 패킷(연계된 QoS 프로필 및 연계된 PDU 세션 정보를 갖는)이 DRB에 매핑되는 방법은 RAN에 달려있다.
11. 일부 사용자 평면 QoS 마킹은 표준화된 QoS 특성들을 갖는 스칼라 값이다(A-타입 QoS 프로필이라 지칭).
12. 일부 사용자 평면 QoS 마킹은 NG2를 통해 시그널링된 동적 QoS 파라미터들을 가리키는 스칼라 값이다(B-타입 QoS 프로필이라 지칭).
QoS 마킹 값은 연관된 QoS 프로필의 유형(A- 또는 B-타입)을 나타낸다.
13. QoS 파라미터들은 다음을 포함할 수 있다:
a. 최대 플로우 비트 레이트
b. 보장된 플로우 비트 레이트
c. 우선 순위 레벨
d. 패킷 지연 예산(packet delay budget)
e. 패킷 에러율
f. 수락 제어(admission control)
파라미터 c, d, e는 11. 및 12.에, 파라미터 a, b, f는 12.에만 적용된다.
14. QoS 프레임워크는 QoS 플로우별 NG3 터널의 필수를 가정하지 않는다.
15. 기승인된 QoS 규칙들에 대응하는 보증되지 않은 비트 레이트 QoS 플로우들에 대해, UE는 임의의 추가 NG1 시그널링 없이 UL 트래픽을 전송할 수 있다.
16. 보장된 비트 레이트 QoS 플로우에 대한 UE-triggered QoS 확립은 NG1을 통한 명시적인 UE-요청 QoS에 기초한다.
이하에서는 PDU 세션 확립하는 동안 설정된 타이머에 기초한 derived QoS 규칙의 비활성화 메커니즘을 제안한다.
Derived QoS 규칙의 비활성화를 위한 몇 가지 후보 솔루션들이 존재한다.
첫 번째 솔루션으로는, 임의의 시그널링 또는 사전-설정 없이 암시적 비활성화를 사용하는 것이다(즉, 이는 UE 및 5G-CN의 구현으로 남겨둠). 따라서, 본 솔루션의 경우에는 비활성화 프로세스가 별도로 표준화될 필요가 없다. 그러나, 상향링크 QoS 검증(verification)을 지원하기 위해, 5G CN 및 UE는 동일한 QoS 규칙을 가질 필요가 있다. 따라서, 암시적 비활성화는 5G CN과 UE간 동기화된 QoS 규칙을 보장하지 않기 때문에 사용될 수 없다.
두 번째 솔루션으로는, derived QoS 규칙을 비활성화하기 위해 명시적 시그널링을 사용하는 것이다. 제어 평면 시그널링을 통해 reflective QoS가 활성화된 경우, 본 솔루션이 사용될 수 있다. 그러나, reflective QoS가 사용자 평면 마킹을 통해 활성화된 경우, 대역외 시그널링을 피하는 것이 사용자 평면 활성의 키 포인트이기 때문에 본 솔루션은 부적절하다.
세 번째 솔루션으로는, EPS에서 지원되는 방식과 유사한 방식이다. EPS에서, UE reflective QoS 절차는 다음과 같이 삭제될 수 있다(TS 24.139).
EPS에서, UE는 대응하는 패킷을 송수신할 때 테이블을 생성하고, 업데이트된 타임스탬프를 관리할 수 있다. 엔트리가 유지되는 시간은 UE 구현에 달려있다.
유사한 메커니즘이 5G 시스템에 사용될 수 있다. 네트워크가 reflective QoS 활성화를 지시하는 경우, 네트워크는 PDU 세션 확립 동안 결정된 기설정된 값으로 타이머를 시작할 수 있다. UE는 또한 reflective QoS 지시를 수신한 경우 동일한 타이머를 시작(또는 재시작/리셋)할 수 있다. 타이머가 만료되면, derived QoS 규칙은 비활성화될 수 있다.
즉, UPF가 reflective QoS의 활성화를 지시하는 경우, UPF는 PDU 세션 확립 동안 미리 설정한 비활성화 타이머를 시작할 수 있다. UPF가 reflective QoS를 지시할 때마다, UPF는 타이머를 리셋할 수 있다. Reflective QoS 지시를 수신한 경우, UE 역시 비활성화 타이머를 시작할 수 있으며, reflective QoS 지시를 수신할 때마다 타이머를 리셋할 수 있다. Derived QoS 규칙은 타이머가 만료되면, 비활성화된다.
상술한 방법 외에 Reflective QoS를 비활성화하기 위한 다른 몇 가지 방법이 존재할 수 있다. 기본적으로 RQI를 포함하지 않거나 RQDI(Reflective QoS Deactivation Indication)를 포함함으로써 reflective QoS를 비활성화하는 사용자 평면 솔루션이 이들에 해당한다. 그러나, reflective QoS와 연계된 하향링크 패킷이 없는 경우 그와 같은 메커니즘은 실행 가능하지 않으며, reflective QoS를 비활성화하기 위해 제어 평면 시그널링이 요구된다. 반면, 본 명세서에서 제안된 타이머를 이용한 비활성화 방법의 경우, reflective QoS를 비활성화하기 위한 추가적인 시그널링이 없다는 장점을 갖는다.
이러한 본 명세서의 컨셉은 앞서 상술한 방법 2에 대응하는 컨셉으로서 아래와 같이 간략하게 정리될 수 있으며, TS 23.501에 반영될 수 있다.
1. reflective QoS의 비활성화
1-1. 일반
5GC는 reflective QoS 비활성화를 지원한다. Reflective QoS는 사용자 평면 및 제어 평면을 통해 비활성화될 수 있다. 5GC는 정책 및 액세스 타입에 기초하여, reflective QoS 기능을 제어 평면을 통해 비활성화할지 또는 사용자 평면을 통해 비활성화할지 여부를 결정할 수 있다.
1-2. 사용자 평면을 통한 reflective QoS 비활성화
PDU 세션이 확립 과정에서, SMF는 UE에게 비활성화 타이머 값을 통지할 수 있다. SMF는 UPF가 reflective QoS를 지시하는 경우 비활성화 타이머를 시작하도록 설정할 수 있다. UE 역시 reflective QoS 지시를 수신할 때마다 비활성화 타이머를 시작할 수 있다. UPF는 RQI를 N3 참조 포인트 상의 캡슐화 헤더에 RQI를 포함시킬 때마다 (대응하는) 타이머를 리셋할 수 있다. UE는 reflective QoS 지시를 수신할 때마다 (대응하는) 타이머를 리셋할 수 있다.
5GC가 U-평면을 통해 reflective QoS 기능을 비활성화하기로 결정한 경우, SMF는 사용자 평면 reflective QoS 비활성화 지시를 갖는 QoS 규칙을 UPF로 전송할 수 있다. 이 경우, UPF는 reflective QoS와 대응하는 하향링크 패킷이 존재하는 경우, 캡슐화 헤더 내에 RQI를 지시하는 것을 중지할 수 있다. 또한, UE는 RQI가 없는 패킷을 수신한 경우 관련된 비활성화 타이머를 리셋하지 않는다. UE 및 UPF는 비활성화 타이머가 만료된 때에 derived QoS 규칙을 제거할 수 있다.
1-3. 제어 평면을 통한 reflective QoS 비활성화
5GC가 제어 평면을 통해 reflective QoS를 비활성화하기로 결정한 경우, SMF는 명시적으로 비활성화 요청(예를 들어, 업데이트된 QoS 규칙을 전송하거나, 또는 reflective QoS 규칙 제거 명령을 전송함)을 UE 및 UPF로 전송할 수 있다. SMF가 QoS 규칙을 업데이트한 경우, UE 및 UPF는 업데이트된 QoS 규칙에 의해 생성된 derived QoS 규칙을 제거할 수 있다.
도 19는 본 발명의 일 실시예에 따른 reflective QoS 절차를 예시한 순서도이다. 본 순서도와 관련하여 앞서 도 15 내지 18과 관련하여 상술한 설명이 동일/유사하게 적용될 수 있으며, 중복되는 설명은 생략한다.
우선, UE는 네트워크로부터 하향링크 패킷을 수신할 수 있다(S1910). 이때의 하향링크 패킷은 reflective QoS의 적용이 지시된 패킷에 해당할 수 있다. 보다 상세하게는, 하향링크 패킷은 reflective QoS 지시자에 의해 reflective QoS 적용이 지시된 패킷에 해당할 수 있다. 이때, 네트워크는 사용자 평면 기능으로부터 N3 참조 포인트 상의 캡슐화 헤더를 통해 상기 하향링크 패킷의 reflective QoS 적용을 지시하는 reflective QoS 지시 및 상기 QoS 마킹을 수신하는 AN에 해당할 수 있다.
다음으로, UE는 하향링크 패킷을 기초로 QoS 규칙을 도출할 수 있다(S1920). 보다 상세하게는, UE는 하향링크 패킷과 연관된 QoS 규칙이 기존재하는지 확인할 수 있으며, 만일 하향링크 패킷과 연관된 QoS 규칙이 기존재하지 않는 경우, 하향링크 패킷을 기초로 QoS 규칙을 도출하고, 타이머를 시작할 수 있다. 만일, 하향링크 패킷과 연관된 QoS 규칙이 기존재하는 경우, 이하의 S1930 및 S1940 단계를 수행할 수 있다.
다음으로, UE는 (새로 생성했거나 기존재하는) QoS 규칙을 이용하여 상향링크 패킷에 하향링크 패킷의 QoS 마킹을 적용하여 상기 네트워크로 전송할 수 있다(S1930). 보다 상세하게는, UE는 복수의 상향링크 패킷들을 우선 순위 값의 순서로 평가하여 QoS 규칙에 포함된 패킷 필터와 매칭되는 상향링크 패킷을 필터링할 수 있다. 나아가, UE는 상기 필터링된 상향링크 패킷에 QoS 규칙에 포함되어 있는 QoS 마킹을 적용하여 상기 네트워크로 전송할 수 있다. 여기서, QoS 마킹을 적용함은 QFI를 마킹함(또는 특정 QoS 플로우와 바인딩함)을 의미할 수 있으며, QoS 마킹은 하향링크 패킷(또는 QoS 규칙)의 QoS 플로우의 식별자에 해당할 수 있다.
다음으로, UE는 QoS 규칙과 연계된 타이머 만료 전 상기 하향링크 패킷을 수신한 경우, 해당 타이머를 재시작할 수 있다(S1940). 만일, 타이머 만료 후 상기 하향링크 패킷을 수신한 경우, UE는 해당 타이머를 새롭게 시작할 수 있다. 타이머가 만료되면, UE는 도출한 QoS 규칙을 삭제할 수 있다. 타이머의 값은 UE의 PDU 세션 확립(establish) 절차에서 사전에 결정될 수 있다.
QoS 규칙은, 상향링크 패킷과 QoS 플로우 사이의 매핑 관계 결정에 사용될 수 있다. QoS 규칙은, 하향링크 패킷(특히, 하향링크 패킷의 헤더)으로부터 도출된 패킷 필터, 하향링크 패킷의 QoS 마킹 및 상향링크 패킷의 평가 순서를 결정하기 위해 사용되는 우선 순위 값을 포함할 수 있다.
이러한 reflective QoS 수행에 따라 도출된 QoS 규칙은 명시적으로 시그널링된 QoS 규칙보다 낮은 우선 순위를 가질 수 있다. 또한, 이러한 reflective QoS의 적용은 사용자 평면 또는 제어 평면을 통해 비활성화될 수 있다.
본 발명이 적용될 수 있는 장치 일반
도 20는 본 발명의 일 실시예에 따른 통신 장치의 블록 구성도를 예시한다.
도 20를 참조하면, 무선 통신 시스템은 네트워크 노드(2010)와 다수의 단말(UE)(2020)을 포함한다. 본 도면에 도시된 장치는 앞서 상술한 네트워크/단말 기능 중 적어도 하나의 기능을 수행하도록 구현될 수 있으며, 하나 이상의 기능을 통합하여 수행하도록 구현될 수도 있다.
네트워크 노드(2010)는 프로세서(processor, 2011), 메모리(memory, 2012) 및 통신 모듈(communication module, 2013)을 포함한다.
프로세서(2011)는 앞서 도 1 내지 도 19에서 제안된 적어도 하나의 기능, 과정, 방법 및/또는 본 문서에서 제안하는 기능, 과정 및/또는 방법을 구현한다. 또한, 프로세서(2011)는 본 명세서에서 제안하는 기능, 과정 및/또는 방법을 구현하는 모듈, 프로그램 등이 메모리(2012)에 저장되고, 프로세서(2011)에 의하여 실행될 수 있다.
유/무선 인터페이스 프로토콜의 계층들은 프로세서(2011)에 의해 구현될 수 있다. 또한, 프로세서(2011)는 본 문서에서 제안하는 다양한 실시예에서 설명한 사항들이 독립적으로 적용되거나 또는 2 이상의 실시예가 동시에 적용되도록 구현될 수 있다.
메모리(2012)는 프로세서(2011)와 연결되어, 프로세서(2011)를 구동하기 위한 다양한 정보를 저장한다. 메모리(2012)는 프로세서(2011) 내부 또는 외부에 있을 수 있고, 잘 알려진 다양한 수단으로 프로세서(2011)와 연결될 수 있다.
통신 모듈(2013)은 프로세서(2011)와 연결되어, 유/무선 신호를 송신 및/또는 수신한다. 네트워크 노드(2010)의 일례로, 기지국, MME, HSS, SGW, PGW, SCEF, SCS/AS, AUSF, AMF, PCF, SMF, UDM, UPF, AF, (R)AN, UE, NEF, NRF, UDSF 및/또는 SDSF 등이 존재할 수 있다. 특히, 네트워크 노드(2010)가 기지국인 경우(또는 (R)AN 기능을 수행하도록 구현되는 경우), 통신 모듈(2013)은 무선 신호를 송/수신하기 위한 RF부(radio frequency unit)을 포함할 수 있다. 이때, 네트워크 노드(2010)는 한 개의 안테나(single antenna) 또는 다중 안테나(multiple antenna)를 가질 수 있다.
단말(2020)은 프로세서(2021), 메모리(2022) 및 통신 모듈(또는 RF부)(2023)을 포함한다. 프로세서(2021)는 앞서 도 1 내지 도 19에서 제안된 적어도 하나의 기능, 과정, 방법 및/또는 본 문서에서 제안하는 기능, 과정 및/또는 방법을 구현한다. 또한, 프로세서(2021)는 본 문서에서 제안하는 기능, 과정 및/또는 방법을 구현하는 모듈, 프로그램 등이 메모리에 저장되고, 프로세서(2021)에 의하여 실행될 수 있다.
유/무선 인터페이스 프로토콜의 계층들은 프로세서(2021)에 의해 구현될 수 있다. 또한, 프로세서(2021)는 본 문서에서 제안하는 다양한 실시예에서 설명한 사항들이 독립적으로 적용되거나 또는 2 이상의 실시예가 동시에 적용되도록 구현될 수 있다.
메모리(2022)는 프로세서(2021)와 연결되어, 프로세서(2021)를 구동하기 위한 다양한 정보를 저장한다. 메모리(2022)는 프로세서(2021) 내부 또는 외부에 있을 수 있고, 잘 알려진 다양한 수단으로 프로세서(2021)와 연결될 수 있다. 통신 모듈(2023)는 프로세서(2021)와 연결되어, 유/무선 신호를 송신 및/또는 수신한다.
메모리(2012, 2022)는 프로세서(2011, 2021) 내부 또는 외부에 있을 수 있고, 잘 알려진 다양한 수단으로 프로세서(2011, 2021)와 연결될 수 있다. 또한, 네트워크 노드(2010)(기지국인 경우) 및/또는 단말(2020)은 한 개의 안테나(single antenna) 또는 다중 안테나(multiple antenna)를 가질 수 있다.
도 21는 본 발명의 일 실시예에 따른 통신 장치의 블록 구성도를 예시한다.
특히, 도 21에서는 앞서 도 20의 단말을 보다 상세히 예시하는 도면이다.
도 21를 참조하면, 단말은 프로세서(또는 디지털 신호 프로세서(DSP: digital signal processor)(2110), RF 모듈(RF module)(또는 RF 유닛)(2135), 파워 관리 모듈(power management module)(2105), 안테나(antenna)(2140), 배터리(battery)(2155), 디스플레이(display)(2115), 키패드(keypad)(2120), 메모리(memory)(2130), 심카드(SIM(Subscriber Identification Module) card)(2125)(이 구성은 선택적임), 스피커(speaker)(2145) 및 마이크로폰(microphone)(2150)을 포함하여 구성될 수 있다. 단말은 또한 단일의 안테나 또는 다중의 안테나를 포함할 수 있다.
프로세서(2110)는 앞서 도 1 내지 도 20에서 제안된 기능, 과정 및/또는 방법을 구현한다. 무선 인터페이스 프로토콜의 계층은 프로세서(2110)에 의해 구현될 수 있다.
메모리(2130)는 프로세서(2110)와 연결되고, 프로세서(2110)의 동작과 관련된 정보를 저장한다. 메모리(2130)는 프로세서(2110) 내부 또는 외부에 있을 수 있고, 잘 알려진 다양한 수단으로 프로세서(2110)와 연결될 수 있다.
사용자는 예를 들어, 키패드(2120)의 버튼을 누르거나(혹은 터치하거나) 또는 마이크로폰(2150)를 이용한 음성 구동(voice activation)에 의해 전화 번호 등과 같은 명령 정보를 입력한다. 프로세서(2110)는 이러한 명령 정보를 수신하고, 전화 번호로 전화를 거는 등 적절한 기능을 수행하도록 처리한다. 구동 상의 데이터(operational data)는 심카드(2125) 또는 메모리(2130)로부터 추출할 수 있다. 또한, 프로세서(2110)는 사용자가 인지하고 또한 편의를 위해 명령 정보 또는 구동 정보를 디스플레이(2115) 상에 디스플레이할 수 있다.
RF 모듈(2135)는 프로세서(2110)에 연결되어, RF 신호를 송신 및/또는 수신한다. 프로세서(2110)는 통신을 개시하기 위하여 예를 들어, 음성 통신 데이터를 구성하는 무선 신호를 전송하도록 명령 정보를 RF 모듈(2135)에 전달한다. RF 모듈(2135)은 무선 신호를 수신 및 송신하기 위하여 수신기(receiver) 및 전송기(transmitter)로 구성된다. 안테나(2140)는 무선 신호를 송신 및 수신하는 기능을 한다. 무선 신호를 수신할 때, RF 모듈(2135)은 프로세서(2110)에 의해 처리하기 위하여 신호를 전달하고 기저 대역으로 신호를 변환할 수 있다. 처리된 신호는 스피커(2145)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 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/5G(NextGen) 시스템에 적용되는 예를 중심으로 설명하였으나, 3GPP LTE/LTE-A/5G(NextGen) 시스템 이외에도 다양한 무선 통신 시스템에 적용하는 것이 가능하다.

Claims (15)

  1. 무선 통신 시스템에서 UE(User Equipment)의 반영형(reflective) QoS(Quality of Service) 수행 방법에 있어서,
    네트워크로부터 하향링크 패킷을 수신하는 단계; 로서, 상기 하향링크 패킷은 상기 reflective QoS의 적용이 지시된 패킷임,
    상기 하향링크 패킷을 기초로 QoS 규칙을 도출하는 단계;
    상기 QoS 규칙을 이용하여 상향링크 패킷에 상기 하향링크 패킷의 QoS 마킹을 적용하여 상기 네트워크로 전송하는 단계; 및
    상기 QoS 규칙과 연계된 타이머 만료 전 상기 하향링크 패킷을 수신한 경우, 상기 타이머를 재시작하는 단계; 를 포함하는, reflective QoS 수행 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 타이머가 만료된 경우, 상기 QoS 규칙을 삭제하는 단계; 를 더 포함하는, reflective QoS 수행 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 타이머 만료 후 상기 하향링크 패킷을 수신한 경우, 상기 타이머를 시작하는 단계; 를 더 포함하는, reflective QoS 수행 방법.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 타이머의 값은 상기 UE의 PDU(protocol data unit) 세션 확립(establish) 절차에서 사전에 결정되는, reflective QoS 수행 방법.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 네트워크가 AN(Access Network)인 경우,
    상기 AN은 사용자 평면 기능으로부터 N3 참조 포인트 상의 캡슐화(encapsulation) 헤더를 통해 상기 하향링크 패킷의 reflective QoS 적용을 지시하는 reflective QoS 지시(indication) 및 상기 QoS 마킹을 수신하는 네트워크 노드인, reflective QoS 수행 방법.
  6. 제 2 항에 있어서,
    상기 QoS 마킹은 상기 하향링크 패킷의 QoS 플로우의 식별자에 해당하는, reflective QoS 수행 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 QoS 규칙은, 상기 상향링크 패킷과 상기 QoS 플로우 사이의 매핑 관계 결정에 사용되는, reflective QoS 수행 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 QoS 규칙은, 상기 하향링크 패킷으로부터 도출된 패킷 필터, 상기 하향링크 패킷의 QoS 마킹 및 상기 상향링크 패킷의 평가(evaluate) 순서를 결정하기 위해 사용되는 우선 순위 값을 포함하는, reflective QoS 수행 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 패킷 필터는 상기 하향링크 패킷의 헤더로부터 도출되는, reflective QoS 수행 방법.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 QoS 규칙을 이용하여 상기 상향링크 패킷에 상기 하향링크 패킷의 QoS 마킹을 적용하여 상기 네트워크로 전송하는 단계는,
    복수의 상향링크 패킷들을 상기 우선 순위 값의 순서로 평가하여 상기 QoS 규칙에 포함된 패킷 필터와 매칭되는 상향링크 패킷을 필터링하는 단계; 및
    상기 필터링된 상향링크 패킷에 상기 QoS 규칙에 포함되어 있는 상기 QoS 마킹을 적용하여 상기 네트워크로 전송하는 단계; 를 포함하는, reflective QoS 수행 방법.
  11. 제 2 항에 있어서,
    상기 하향링크 패킷을 기초로 상기 QoS 규칙을 도출하는 단계는,
    상기 하향링크 패킷과 연관된 상기 QoS 규칙이 기존재하는지 확인하는 단계; 및
    상기 하향링크 패킷과 연관된 상기 QoS 규칙이 기존재하지 않는 경우, 상기 하향링크 패킷을 기초로 상기 QoS 규칙을 도출하고, 상기 타이머를 시작하는 단계; 를 포함하는, reflective QoS 수행 방법.
  12. 제 2 항에 있어서,
    상기 reflective QoS 적용에 따라 도출된 상기 QoS 규칙은 명시적으로 시그널링된 QoS 규칙보다 낮은 우선 순위를 갖는, reflective QoS 수행 방법.
  13. 제 2 항에 있어서,
    상기 reflective QoS의 적용은 사용자 평면 또는 제어 평면을 통해 비활성화되는, reflective QoS 수행 방법.
  14. 무선 통신 시스템에서 반영형(reflective) QoS(Quality of Service)를 수행하는 UE(User Equipment)에 있어서,
    신호를 송수신하기 위한 통신 모듈(communication module); 및
    상기 통신 모듈을 제어하는 프로세서; 를 포함하고,
    상기 프로세서는,
    네트워크로부터 하향링크 패킷을 수신하되, 상기 하향링크 패킷은 상기 reflective QoS의 적용이 지시된 패킷임,
    상기 하향링크 패킷을 기초로 QoS 규칙을 도출하고,
    상기 QoS 규칙을 이용하여 상향링크 패킷에 상기 하향링크 패킷의 QoS 마킹을 적용하여 상기 네트워크로 전송하고,
    상기 QoS 규칙과 연계된 타이머 만료 전 상기 하향링크 패킷을 수신한 경우, 상기 타이머를 재시작하는, UE.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 프로세서는, 상기 타이머가 만료된 경우 상기 QoS 규칙을 삭제하는, UE.
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