KR100383243B1 - 통합 인터넷 프로토콜망에서의 통합 가입자 관리 장치 및방법 - Google Patents

통합 인터넷 프로토콜망에서의 통합 가입자 관리 장치 및방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 통합 인터넷 프로토콜(ALL-IP)망에서 공통의 가입자 데이터베이스를 이용하여 이동성 관리 기능, 인증 및 인가 관리 기능, 과금 기능, 서비스 품질 관리 기능 및 호처리 서비스 관리 서버와의 연동 기능을 통합적으로 관리하기 위한 통합 가입자 관리 장치 및 그 방법과, 상기 방법을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 관한 것으로, 본 발명에 의하면 음성이 IP 프레임으로 패킷망 이동시 IP 방식의 메세지 암호화/해독이 가능하여 음성의 완벽한 보안처리가 가능하고, 하나의 통합 가입자 서버로 이동성 관리 기능, QoS 관리 기능, 호처리 서비스 관리 기능, 인증 및 인가 기능, 과금 기능 등을 통합하여 제공할 수 있어 통합 인터넷 프로토콜 망에서 가입자를 보다 경제적이고 효율적으로 관리하여 통합 인터넷 프로토콜 망의 활성화를 촉진할 수 있다.

Description

통합 인터넷 프로토콜망에서의 통합 가입자 관리 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR MANAGING SUBSCRIBERS IN INTEGRATED INTERNET PROTOCOL NETWROK}
본 발명은 통합 인터넷 프로토콜(ALL-IP)망 등에서 공통의 가입자 데이터베이스(DB)를 이용하여 이동성 관리 기능(Mobility Management), 서비스품질(QoS) 관리 기능, 인증 및 인가 관리 기능, 과금 기능(AAA), 호처리 관리 서버와의 연동기능 등을 통합적으로 관리할 수 있는 통합 가입자 관리 장치 및 그 방법과, 상기 방법을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 관한 것이다.
종래의 이동통신의 지역적, 음성 중심의 한계를 극복하고 비음성(음성, 데이터, 영상 등)을 지역에 관계없이 제공하는 제 3 세대 미래공중육상 이동통신시스템(FPLMTS)으로서 IMT-2000(International Mobile Telecommunication), UMTS(Universal Mobile Telecommunication Service)와 같은 차세대 이동통신 서비스가 진행되고 있다.
이러한 서비스를 제공하는 차세대 이동통신 시스템의 일례를 도 1에 도시하였다. 도 1에 도시된 바와 같은 기존의 IMT-2000 이동통신시스템은 기본적으로 음성 서비스를 위한 회선(Circuit)망(1)과 데이터 서비스를 위한 패킷(Packet)망(2)으로 구성되어 있다. 회선망(1)은 이동국(MS: Mobile Station-11), 기지국(BTS: Base Station Transceiver Subsystem-12), 제어국(BSC: BaseStation Controller-13), 교환국(MSC: Mobile Switching Center-14), 홈위치등록기(HLR: Home Location Register-15) 등의 구성요소를 포함하고, 패킷망은 인가/인증/과금(AAA: Authorization Authentication Accounting-16) 서버, 패킷 데이터 서비스 노드(PDSN: Packet Data Serving Node-17), 및 패킷 제어부(PCF: Packet Control Function-131) 등을 포함하여 구성된다.
이러한 차세대 이동통신시스템에서 이동국(MS)(11)은 임의의 기지국(12)의 범위 내에 있고, 이동국(11)의 정보는 기지국(12)과 이를 제어하는 제어국(13)을 거쳐 교환국(14)에 전송되며, 교환국(14)으로부터 전송되는 정보는 기지국(12) 및 제어국(13)을 거쳐 이동국(11)으로 전송된다. 이동국(11)은 사용자가 소지하고 이동하면서 통신할 수 있는 이동 단말기, PDA(Personal Digital Assistant) 등을 포함하는 무선 단말기이다.
기지국(BTS)(12)은 이동국(11)을 제어국(13)에 접속시키는 역할을 담당하는 것으로, 이동국(11)과 무선을 통해 통신하고, 제어국(13)과 유선으로 통신을 수행하는 유무선 변환 기능을 수행한다.
제어국(BSC)(13)은 기지국(12)을 교환국(14)에 접속시켜 기지국(12)간의 연결을 조정하며, 기지국(12)과 교환국(14)간의 통신을 위한 신호처리 기능을 담당한다. 그리고, 제어국(13)내의 패킷 제어부(131)는 패킷 데이터 서비스 노드(17)와 연동하여 멀티미디어 데이터를 처리한다.
교환국(MSC)(14)은 방문자 위치등록기(VLR : Vistor Location Register)를 구비하며, 홈위치등록기(15)와 연동하여 이동통신 가입자 호를 처리한다. 그리고, 교환국(14)은 제어국(13)과 접속하여 이동국(11)의 통화설정 및 해제 기능 등을 수행하고, 호처리 및 부가서비스 관련 각종 기능을 수행한다.
여기서, 방문자 위치등록기(VLR)는 이동국(11)이 방문자 위치등록기(VLR)에 의해 제어되는 지역내에 있는 동안 이동국(11)과 관련된 가입자 정보를 일시적으로 저장하는 데이터베이스로서, 자신이 담당하는 영역으로 이동하여 위치 등록한 이동국(11) 및 가입자의 정보를 홈위치등록기(15)로부터 가져와 일시적으로 저장하고, 교환국(14)에 실장된다.
회선(Circuit) 관리 서버인 홈위치등록기(HLR)(15)는 교환국(14)에 연결되어 이동 전화 가입자의 각종 정보를 관리하는 데이터베이스로서, 여러 교환국(14)과 연동하여 가입자 위치 등록 등의 기능을 수행하고, 이동국(11) 및 가입자의 영구적인 정보 및 위치정보 등을 저장하며, 방문자 위치등록기(VLR)와 상호 작용하여 호처리 및 부가 서비스와 관련된 각종 기능을 지원한다. 특히, 회선(Circuit)망에서 음성 호 관련 이동성 및 서비스 관련 기능을 제공한다.
또한, 회선(Circuit) 관리 서버인 인증센터(AUC)는 이동국(11)이 망으로 전화요구시 회선망 접속(Access)의 허용여부를 검사하기 위해서 이동국(11)과 고유의 알고리즘을 사용하여 인증절차를 수행한다.
인가/인증/과금(AAA) 서버(16)는 사용자에 대한 인증, 권한 검증, 및 과금 기능을 수행한다. 이를 위해 RADIUS 프로토콜을 사용하며, 외부 네트워크에는 FAAA(Foreign AAA)가 위치해 홈 네트워크에 있는 (Home AAA)에 대한 프록시 기능을 수행한다. 이를 통해 심플 IP/모바일 IP 기반의 서비스 과금 정보 수집 기능, 모바일 IP 등록 인증 기능, 다이얼-인 서비스 사용자 인증/권한 검증 기능 등을 수행한다.
패킷 데이터 서비스 노드(PDSN: 17)는 RAN(Radio Access Network)와 DCN(Data Core Network) 사이에서 두 네트워크 사이의 인터페이스 기능을 담당한다. 즉, 이동국으로부터 데이터 링크 계층를 종단시키고, 데이터 네트워크상의 상위 계층 프로토콜로 라우팅한다. 이 때, 데이터 네트워크로 연결하는 방법으로 심플 IP호의 경우에는 IP 네트워크로 직접 연결하고, 모바일 IP호의 경우에는 GRE 터널을 통해 홈 에이전트(HA)로 연결한다.
홈 에이전트(18)는 모바일 IP 사용자가 인터넷과 접속하기 위한 게이트웨이 역할을 수행한다. 홈 에이전트(18)은 MIP(Mobile Internet Protocol) 등록을 위한 PDSN(17)과의 터널링, MIP 호(call) 패킷을 홈 네트워크에서 PDSN(17)으로 전달하는 기능을 수행한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 차세대 이동통신시스템에서는 음성 서비스를 위한 회선망(1)과 데이터를 위한 패킷망(2)이 분리되어 있기 때문에, 가입자 서버 역시 AAA 서버(16)와 HLR(AUC)(15)로 분리되어 있다.
이러한 차세대 이동통시스템은 IPv6 (Internet Protocol version 6)를 기반으로 하여 음성, 영상, 데이터 등의 실시간/비실시간 멀티미디어 서비스의 제공이 가능한 종합정보통신망인 제 4 세대 ALL-IP망으로의 진화가 확실시되고 있다. 이러한 움직임의 하나로 3GPP(3rdGeneration Partnership Projects)와 3GPP2의 주도로 IMT-2000시스템의 망 전체를 IP(Internet Protocol) 기반망으로 하는 방향으로 표준화를 진행하고 있다. ALL-IP 코어망은 도 2에 도시된 바와 같이, 제 3 세대 무선망, WLAN, DSL, PSTN, 기존의 셀룰러(legacy cellular), 인터넷망을 모두 통합하여 이동통신서비스를 제공함에 있어서 인터넷 프로토콜을 기반으로 하여 무리없는 핸드오프(Seamless Handoff) 제공, IP 망 사용에 따른 상승효과 극대화, 음성 데이터 및 실시간 멀티미디어 서비스의 동시제공, 서비스 제어의 고급화, IP 클라이언트 단말의 인터넷 서비스 활용, 패킷 전송을 통한 비용 절감 등을 실현할 수 있는 꿈의 이동통신 서비스를 표방하고 있다.
ALL-IP망은 도 1에 도시된 바와 같은 종래의 차세대 이동통신시스템의 망 구성과 비교하여 많은 차이점이 있으나, 바람직하게는 가입자 서버에 기존의 회선 관리 서버인 홈위치등록기(HLR: Home Location Register)/인증센터(AUC: Authentication Center)와 패킷 관리 서버인 인가/인증/과금(AAA: Authorization Authentication Accounting) 서버의 통합 및 새로운 기능 정의가 필요하다.
ALL-IP망에서는 회선망과 패킷망이 하나의 망으로 통합되므로 이동성 관리 및 인증 기능을 기존 회선망에서 쓰이는 HLR(15)과 인증센터(AUC)를 이용할 경우 호처리 절차가 매우 복잡해지는 문제점이 있다. 또한, 기존 음성의 인증절차는 망에 액세스시의 인증이었던 반면에, 음성이 IP 프레임으로 전달되는 ALL-IP 망에서는 기존 인터넷에서 보안설정(Sevurity Association)후 베어러 데이터(BearerData)의 암호화 수행후 패킷망의 최종 노드에서 암호번역절차에 의해 인증을 진행하는데, 음성을 IP 패킷으로 인터넷에서 전달시 인터넷에 적합한 암호화가 불가능하여 보안 기능에 문제를 초래할 수 있다.
따라서, ALL-IP 망에서 효과적인 호처리를 위해 이동성 및 인증, 인가 및 과금 기능이 통합되어야 하고, 인터넷 관련 인증기술을 도입하기 위해서 기존 패킷망의 AAA에서 수행하던 보안설정 및 인증키 관리 기능을 도입하기 위해서 가입자 서버를 통합시키는 방안이 필수적으로 요구된다.
본 발명은 상술한 바와 같은 본 발명이 속하는 기술분야의 요구에 부응하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 차세대 이동통신망 기반의 통합 인터넷 프로토콜(ALL-IP)망 등에서 공통의 가입자 데이터베이스를 이용하여 음성호에 대한 보안기능, 이동성 관리기능, 인증 및 인가 기능, 과금 기능 및 호처리 서비스 관리 서버와의 연동기능을 통합적으로 관리하기 위한 통합 가입자 관리 장치 및 방법과, 상기 방법을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제 1 양상은,
회선망과 패킷망이 하나의 망으로 통합된 통합 인터넷 프로토콜(ALL-IP)망에서의 통합 가입자 관리 장치로서, 상기 장치가
각각의 통신망에 대한 가입자 정보를 공유하고 있는 공통 가입자 데이터베이스; 및
상기 공통 가입자 데이터베이스를 이용하여 이동성 관리 기능, 인증 및 인가 기능, 과금 기능, 서비스 품질 관리 기능 및 호처리 서비스 관리 서버와의 연동기능을 수행하는 통합 가입자 서버를 포함하는 것을 특징으로 하는 통합 인터넷 프로토콜망에서의 통합 가입자 관리장치이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제 2 양상은
음성을 위한 회선망과 데이터를 위한 패킷망이 하나의 망으로 통합된 통합 인터넷 프로토콜망(ALL-IP)으로서, 상기 망이
통합 인터넷 프로토콜(ALL-IP)망에서 지원하는 미디어 표준을 만족하는 다수의 이동국들;
이동국의 요구에 따라 패킷 데이터 서비스 노드와 데이터를 송수신해 이동국으로 제공하고 타 이동국으로 음성 혹은 데이터를 전달하는 무선접속망;
무선접속망과 통합 가입자 서버간에 호를 제어 관리하기 위한 호 제어부와;
무선접속망과 패킷망 사이의 인터페이스 기능을 담당하는 패킷 데이터 서비스 노드;
각각의 통신망에 대한 가입자 정보를 공유하고 있는 공통 가입자 데이터베이스; 및
상기 호 제어부 및 상기 패킷 데이터 서비스 노드에 각각 연결되어, 상기 공통 가입자 데이터베이스를 이용하여 음성호 처리를 위한 보안설정기능, 이동성 관리 기능, 인증 및 인가 기능, 과금 기능, 서비스 품질 관리 기능 및 호처리 서비스 관리 서버와의 연동기능을 수행하는 통합 가입자 서버를 포함하는 것을 특징으로 하는 통합 인터넷 프로토콜망이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제 3 양상은
회선망과 패킷망이 하나의 망으로 통합된 통합 인터넷 프로토콜(ALL-IP)망에서의 가입자 통합 관리 방법에 있어서,
통합 인터넷 프로토콜(ALL-IP) 서비스를 위하여, 공통의 가입자 데이터베이스를 통해 로밍하는 이동국에 대한 이동성 관리, 인증 및 인가 관리 기능, 과금 기능, 서비스 품질 관리 기능, 및 호처리 서비스 관리 서버와의 연동 기능을 하나의 통합 가입자 서버가 제공 가능하도록 모델링하는 제 1 단계; 및
상기 통합 가입자 서버가 통합 인터넷 프로토콜(ALL-IP)의 방문망과 홈망간에 호를 설정하여 음성처리를 위한 보안관련(SA) 기능을 설정하고, 상기 이동국에 대한 이동성 관리, 인증 및 인가 관리 기능, 과금 기능, 서비스 품질 관리 기능, 및 호처리 서비스 관리 서버와의 연동기능을 통합 관리하는 제 2 단계를
를 포함하는 통합 인터넷 프로토콜망에서의 통합 가입자 관리 방법이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제 4 양상은
프로세서를 구비한 통합 인터넷 프로토콜(ALL-IP) 시스템에서,
통합 인터넷 프로토콜(ALL-IP) 서비스를 위하여, 공통의 가입자 데이터베이스를 통해 로밍하는 이동국에 대한 이동성 관리 기능, 인증 및 인가 기능, 과금 기능, 서비스 품질 관리 기능 및 호처리 서비스 관리 서버와의 연동기능을 하나의 통합 가입자 서버가 제공 가능하도록 모델링하는 기능; 및
상기 통합 가입자 서버가 통합 인터넷 프로토콜(ALL-IP) 방문망과 홈망간에 호를 설정하여 음성처리를 위한 보안관련(SA) 기능을 설정하고, 상기 이동국에 대한 이동성 관리 기능, 인증 및 인가 기능, 과금 기능, 서비스 품질 관리 기능 및 호처리 서비스 관리 서버와의 연동기능을 통합 관리하는 기능
을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체이다.
도 1은 기존의 IMT-2000 이동통신시스템의 망 구성도.
도 2는 통합 인터넷 프로토콜(All-IP)망의 망 구성도,
도 3은 본 발명에 따른 통합 인터넷 프로토콜(ALL-IP) 망에서의 통합 가입자 관리 장치에 대한 일실시예의 개략도,
도 4는 본 발명에 따른 통합 가입자 관리 장치의 통합 가입자 서버의 기능적 모델링을 나타낸 일실시예의 구성도,
도 5는 본 발명에 따른 통합 가입자 관리 장치의 통합 가입자 서버의 일실시예 및 그의 프로토콜 스택의 구성 예시도,
도 6은 본 발명에 따른 통합 가입자 관리 방법에 따른 호 설정 과정(Call Setup)의 메세지 흐름도이다.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
21 : 이동국(MS) 22 : 무선접속망(RAN)
23 : 호 제어부(CCF) 24 : 통합 가입자 서버(CSS)
25 : 패킷 데이터 서비스 노드(PDSN)
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일실시예를 상세히 설명한다.
본 발명은 ALL-IP망에 적합하도록 통합 가입자 서버(CSS: Common Subscriber Server) 요소를 제안하는 것으로, 공통의 가입자 DB를 이용하여 이동성 관리 기능, 인증 및 인가 기능, 과금 기능, 서비스 품질 관리 기능, 호처리 서비스 관리 서버와의 연동 기능을 제공하는 통합 가입자 서버의 기능적 모델을 제안하는 것이다.
본 발명의 통합 인터넷 프로토콜망에서의 통합 가입자 관리장치는 PSTN, 인터넷망, ISDN망, DSN망 등 회선망과 패킷망이 하나의 망으로 통합된 통합 인터넷 프로토콜(ALL-IP)망에서의 통합 가입자 관리 장치로서, 공통 가입자 데이터베이스와 통합 가입자 서버를 포함한다. 본 발명의 장치에서 통합 가입자 서버는 이동성 관리 기능, 인증 및 인가 기능, 과금 기능, 서비스 품질 관리 기능 및 호처리 서비스 관리 서버와의 연동기능을 제공하기 위한 어플리케이션들을 포함하고, 이들 각각은 동일한 하나의 데이터베이스를 공유하여 이용한다. 부언하면, 본 발명의 통합가입자 서버는 종래의 2G 또는 3G 시스템에서 홈위치등록기(HLR)가 가지고 있었던 위치 등록(location register) 및 이동성 관리(mobility management)기능과 서비스 관리(service management) 기능을 가진 서버와 연동하는 기능, 인증센터(AUC)가 가지고 있었던 인증관련 기능이 통합되어 있고, 더 나아가 3G 패킷망에서 AAA 서버가 담당했던 인증기능 및 과금 기능도 통합된 것이다.
도 3은 본 발명에 따른 통합 인터넷 프로토콜(ALL-IP)망의 일실시예의 구성도이다. ALL-IP망은 IP 제어국(222)과 IP 기지국(221)을 무선접속망(RAN : Radio Access Network)(22)에 포함시키고, 교환국(MSC) 대신에 호 제어 기능을 담당하는 호 제어부(23)를 둔다. 여기서, IP 제어국(222)이 사라지고 IP 기지국(221) 자체가 IP 망에 직접 연결되는, 즉 기지국(221)이 IP 노드가 되도록 구성할 수도 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 통합 인터넷 프로토콜(ALL-IP)망은 다수의 이동국들(21); 무선접속망(22); 호 제어부(23); 패킷 데이터 서비스 노드(PDSN)(25); 공통 가입자 데이터베이스; 및 통합 가입자 서버(24)를 포함하며,이러한 구성 요소 이외에도 기존의 2G 및 3G 이동통신시스템(Legacy System)의 망 요소들을 추가로 포함할 수 있다. 예컨대, 본 발명의 ALL-IP망은 홈 에이전트(Home Agent), 외부 에이전트(Foreign Agent), 외부 에이전트 제어 노드(Foreign Agent Control Node), 홈 에이전트 제어 노드(Home Agent Control Node), 다른 네트워크로의 진입 포인트가 되는 각종 게이트웨이(Gateway) 등을 포함할 수 있다.
본 발명에서 이동국(21)은 통합 인터넷 프로토콜(ALL-IP)망에서 지원하는 미디어(음성, 정지영상 및 동영상, 데이터 등) 표준을 만족하는 본 발명에 의한 ALL-IP 망을 통해 각족 음성, 데이터, 영상 등을 서비스 받는 가입자의 이동 단말로서, 이동통신 단말기, 오토 PC, PC, PDA 등을 모두 포함한다.
무선접속망(22)은 IP 기지국(221), IP 제어국(222), 및 IP 패킷 제어부(223)를 포함하여 구성되고, 무선자원 관리 및 무선상의 트래픽을 제어하고, 핸드오프 제어 기능을 담당한다. 무선접속망(22)은 IP 패킷 제어부(223)에서 IP 제어국(222)의 제어하에 무선접속망(22)과 패킷 데이터 서비스 노드(25)간에 데이터를 전달하되, 무선접속망(22)과 패킷망간에 데이터 속도를 조절해 PDSN(25)을 통해 전달되는 압축된 데이터를 무선접속망(22)의 정합조건에 맞도록 재배열한 후 IP 제어국(222)으로 전달하여 IP 기지국(221)을 통해 이동국(21)으로 제공한다. 또한, 이동국(21)의 무선 자원 및 무선상의 트래픽을 제어 관리하고 핸드오프를 제어 관리하며, 이동국(21)의 요구에 따라 패킷망과 데이터를 송수신해 정합조건에 맞도록 재배열하여 이동국(21)으로 제공하고 타 이동국(21)으로 음성 및 데이터를 전달한다.
호 제어부(Call Control Function; 23)는 무선접속망(22)과 통합 가입자 서버(24)간에 호를 제어 관리하고, 패킷 데이터 서비스 노드(Packet Data Serving Node)는 무선접속망과 패킷망 사이의 인터페이스 기능을 담당한다.
공통 가입자 데이터베이스는 각각의 통신망에 대한 가입자 정보를 공동으로 저장하고 있고, 도 4에 도시된 바와 같이, 통합 가입자 서버(24)는 상기 호 제어부(23) 및 상기 패킷 데이터 서비스 노드(25)에 각각 연결되어, 상기 공통 가입자 데이터베이스를 이용하여 음성호 처리를 위한 보안설정기능, 이동성 관리 기능, 인증 및 인가 기능, 과금 기능, 서비스 품질 관리 기능 및 호처리 서비스 관리 서버(26)와의 연동기능을 수행한다. 통합 가입자 서버(24)의 이러한 통합 관리 기능은 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체에 저장되어 있는 프로그램에 의해 실현될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에서 상기 통합 가입자 서버(24)는 도 5에 도시된 바와 같이, 서비스 품질 관리기능, 인가 및 인증 기능, 과금 기능을 갖는 공통 가입자 서버(CCS)(51), 호처리 서비스 관리 서버(26)와의 연동기능을 갖는 서비스 서버(SVC_Server)(52)와 이동성 관리 기능을 갖는 이동성 관리 서버(MM)(53)로 구성될 수 있다. 이와 같은 실시예에서는 고가의 고성능의 컴퓨터 대신에 저가의 최소 처리 능력을 갖는 여러 대의 프로세서에 기능을 분산시킴으로써 처리 용량을감소시켜 처리속도를 향상시킬 수 있다.
더욱 상세하게 설명하면, 상기 공통 가입자 서버(51)는 서비스 품질 관리기능, 인가 및 인증 기능, 과금 기능 및 서비스 서버(52)와 이동성관리서버(53)와의 인터페이스 기능을 구현하기 위한 어플리케이션들을 포함하고, 서비스품질, 인증 및 과금 기능을 위해서는 DIAMETER 프로토콜을 응용계층으로 사용한다. 전송 계층 프로토콜로는 사용자 데이터그램 프로토콜/전송제어프로토콜(UDP/TCP: User Datagram Protocol/ Transmission Control Protocol)을 사용하고, 네트워크 계층 프로토콜로 인터넷 프로토콜(IP)을 사용할 수 있다.
서비스 서버(52)는 호처리 서비스 관리 기능 이외에 공통 가입자 서버(51) 및 이동성 관리 서버(53)와의 인터페이스 기능을 실현하기 위한 어플리케이션을 포함하고, 전송 계층 프로토콜로 UDP/TCP를 사용하고, 네트워크 계층 프로토콜로 인터넷 프로토콜(IP)을 사용할 수 있다.
이동성 관리 서버(53)는 이동성관리 기능과 공통 가입자 서버(51) 및 서비스 서버(52)와의 인터페이스 기능을 제공하고 전송 계층 프로토콜로 UDP/TCP를 사용하고, 네트워크 계층 프로토콜로 인터넷 프로토콜(IP)을 사용할 수 있다. 이동성 관리 서버(53)는 위치 등록을 비롯한 이동성 관리 기능을 위해서 SIP(Session Intiation Protocol)을 사용한다.
본 발명에서 전송계층 및 네트워크 계층 프로토콜은 상기 UDP/TCP 및 IP 프로토콜로 제한되는 것은 아니다.
본 발명의 다른 양상은 회선망과 패킷망이 하나의 망으로 통합된 통합 인터넷 프로토콜(ALL-IP)망에서의 가입자 통합 관리 방법이다. 본 발명에 의한 통합 가입자 관리 방법은 통합 인터넷 프로토콜(ALL-IP) 서비스를 위하여, 공통의 가입자 데이터베이스를 통해 로밍하는 이동국에 대한 음성호 처리를 위한 보안설정기능, 이동성 관리, 인증 및 인가 관리 기능, 과금 기능, 서비스 품질 관리 기능, 및 호처리 서비스 관리 서버와의 연동 기능을 하나의 통합 가입자 서버가 제공 가능하도록 모델링하는 제 1 단계와 상기 통합 가입자 서버가 통합 인터넷 프로토콜(ALL-IP)의 방문망과 홈망간에 호를 설정하여 음성처리를 위한 보안관련(SA) 기능을 설정하고, 상기 이동국에 대한 이동성 관리, 인증 및 인가 관리 기능, 과금 기능, 서비스 품질 관리 기능, 및 호처리 서비스 관리 서버와의 연동 기능을 통합 관리하는 제 2 단계로 구성된다.
상기 제 1 단계의 모델링 과정에서 통합 가입자 관리 기능을 구현하기 위한 프로토콜 스택 구성시에, 상기 통합 가입자 서버는 위치 등록 기능을 위해서는 SIP(Session Initiation Protocol)을 사용하고, 인증 및 과금 관리 기능을 위해서 DIAMETER 프로토콜을 응용계층으로 사용한다.
또한 상기 제 1 단계의 모델링 과정에서 전송 계층 프로토콜로 사용자 데이터그램 프로토콜/전송제어프로토콜(UDP/TCP)을 사용하고, 네트워크 계층 프로토콜로 인터넷 프로토콜(IP)을 사용할 수 있으나, 반드시 이러한 프로토콜로 국한되는 것은 아니다.
본 발명의 상기 통합 인터넷 프로토콜(ALL-IP) 망에서의 통합 가입자 관리방법의 각 단계는 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체(computer-readable memory device)에 저장되어 있는 컴퓨터 프로그램에 의해 수행될 수 있다. 이러한 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체로는 컴퓨터 프로그램을 저장하는 ROM(Read only Memory)이나 저장된 프로그램을 실행하는 마이크로프로세서를 포함할 수 있다. 다른 실시예에서 상기 기록매체는 RAM(Random Access Memory), PROM(Programmable read only memory), 디스켓, 하드디스크, PCMCIA 메모리 카드, 논리회로, 광디스크, CD-ROM, 및 DVD(Digital Versatile Disk)를 포함할 수 있다.
도 6은 본 발명의 통합 가입자 관리 방법에 따른 호 설정 과정의 메시지 흐름도이다. 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 통합 가입자 관리 방법중 호 설정 과정은, 먼저 발신 무선접속망(RAN_O)에서 발신 호 제어부(CCF_O)로 세션 초기 프로토콜(SIP : Session Initiation Protocol)의 호 설정 요구 메세지(SIP(Invite))를 전송하면(601), 발신 호 제어부(CCF_O)에서는 전달받은 가입자를 식별할 수 있는 단말기 고유번호(IMSI: International Mobile Station Identity)로 망접속 식별자(NAI: Network Access Identity)를 생성한 후 DIAMETER 프로토콜의 접속 요구 메세지(Access-Request)를 생성하여 방문 공통 가입자 서버(CSS_V)로 전달한다(602). 이 때, 방문 공통 가입자 서버(CSS_V)에서는 홈 공통 가입자 서버(CSS_H)를 찾아 해당 메세지를 프록시(Proxy) 처리한다(603).
이후, 홈 공통 가입자 서버(CSS_H)가 서비스 관리 기능을 담당하는 서비스 서버에게 서비스 요청 메세지(SVC_Request)에 IMSI를 담아서 보내 서비스를 요청한다(604). 서비스 서버는 상기 요청에 대한 응답으로 홈 공통 가입자 서버(CSS_H)로 서비스 요청 메세지에 대한 응답메세지(SVC_Response)에 가입자 서비스 관련 프로파일을 넣어서 보낸다(605).
홈 공통 가입자 서버(CSS_H)는 착신 가입자의 임시연결번호(TLDN: Temporary Local Directory Number)와 가입자가 존재하는 무선접속망(RAN)의 위치와 서비스 관련 사항(RAN_T IP주소, 서비스 제공 요소)을 포함하여 DIAMETER 프로토콜의 접속-응답 메세지(Access Response)를 방문 공통 가입자 서버(CCS_V)로 전달한다(606).
이어서 방문 공통 가입자 서버(CCS_V)는 착신 가입자의 임시연결번호(TLDN)와 가입자가 존재하는 무선접속망(RAN)의 위치를 포함하여 DIAMETER 프로토콜의 접속-응답 메세지(Access Response)를 착신 호 제어부(CCF_T)로 전달한다(607).
방문 공통 가입자 서버(CSS_V)와 홈 공통 가입자 서버(CSS_H)에서는 각각 발착신 무선접속망(RAN_O,RAN_T)으로 보안 관련(SA) 설정을 위해 DIAMETER 프로토콜의 IP 보안관련 설정 메세지(IP_Sec_SetUp)를 전달하여 발착신 무선접속망(RAN_O,RAN_T) 사이에 보안설정을 완료한다(608 및 609).
이어서, 접속 응답 메세지(Access-Response)가 방문 공통 가입자 서버(CSS_V)로부터 수신되면(607), 발신 호 제어부(CCF_O)는 SIP 프로토콜의 호 설정 요구 메세지인 SIP(Invite)를 이동성 관리 서버(MM)로 보낸다(610). 이동성 관리 서버는 SIP(Option)을 가지고 착신 호 제어부(CCF_T)로 전달한다(611).
착신 호 제어부(CCF_T)가 이동성 관리 서버(MM)로 호 설정 완료메세지(SIP(OK))에 착신 가입자의 임시연결번호(TLDN)를 포함해서 전달하면(612), 이동성 관리서버(MM)는 착신 호 제어부(CCF_O)로 호 설정 완료 메세지(SIP(OK))를 전달한다(613).
접속 응답을 수신한 발신 호 제어부(CCF_O)는 발신 무선접속망(RAN_O)으로 착신 무선접속망(RAN_T)으로의 호 설정을 위하여 SIP 프로토콜의 경로 재설정 요구 메세지(SIP(Move))를 전달한다(614). 이 때, 발신 무선접속망(RAN_O)은 착신 무선접속망(RAN_T)으로 호 설정 요구 메세지(SIP(Invite))를 전달하고(615), 이에 대해 착신 무선접속망(RAN_T)에서는 발신 무선접속망(RAN_O)으로 호 설정 완료 메세지(SIP(OK))를 전달하여 호 설정이 완료되었음을 통보한다(616).
이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니다.
본 발명의 통합 인터넷 프로토콜망에서의 통합 가입자 관리장치 및 방법에 의하면, 음성이 IP 프레임으로 패킷망 이동시 IP 방식의 메세지 암호화/해독이 가능하여 음성의 완벽한 보안처리가 가능하고, 하나의 통합 가입자 서버로 이동성 관리 기능, QoS 관리 기능, 호처리 서비스 관리 서버와의 연동 기능, 인증 및 인가기능, 과금 기능 등을 통합하여 제공할 수 있어 통합 인터넷 프로토콜 망에서 가입자를 보다 경제적이고 효율적으로 관리하여 통합 인터넷 프로토콜 망의 활성화를 촉진할 수 있다.
또한, 더 나아가 본 발명은 통합 가입자 서버의 기능을 저가의 여러 대의 프로세서에 분산시킴으로써 처리 용량을 감소시키고 처리속도를 향상시켜 보다 신속하고 경제적인 통신 서비스를 제공할 수 있는 현저한 효과를 제공한다.
더나아가, 본 발명은 현재 표준화 기구(3GPP, 3GPP2, ITU 등)에서 주요 표준화 이슈로 고려하고 있는 All-IP 기반의 차세대 이동통신시스템 구성에 있어서 가입자 서버 분야에 대한 구체적인 시스템 구성을 제안하여 All-IP망 중에서 가입자 서버 분야의 시스템 구성에 대한 주도권을 확보할 수 있도록 하는 효과를 제공한다.

Claims (15)

  1. 회선망과 패킷망이 하나의 망으로 통합된 통합 인터넷 프로토콜(ALL-IP)망에서의 통합 가입자 관리 장치로서, 상기 장치가
    각각의 통신망에 대한 가입자 정보를 공유하고 있는 공통 가입자 데이터베이스; 및
    상기 공통 가입자 데이터베이스를 이용하여 음성호 처리를 위한 보안설정기능, 이동성 관리(location registration) 기능, 인증 및 인가 기능, 과금 기능, 서비스 품질 관리 기능 및 호처리 서비스 관리 서버와의 연동기능을 수행하는 통합 가입자 서버를 포함하는 것을 특징으로 하는 통합 인터넷 프로토콜망에서의 통합 가입자 관리장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 통합 가입자 서버가
    서비스 품질 관리기능, 인가 및 인증 기능, 과금 기능을 갖는 공통 가입자 서버,
    호처리 서비스 관리 서버와의 연동기능을 갖는 서비스 서버, 및
    이동성 관리 기능을 갖는 이동성 관리 서버로 구성되는 것을 특징으로 하는 통합 인터넷 프로토콜망에서의 통합 가입자 관리장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 공통 가입자 서버는 서비스 품질 관리기능, 인가 및 인증 기능, 과금 기능 및 서비스 서버 및 이동성 관리 서버와의 인터페이스 기능을 구현하기 위한 어플리케이션들을 포함하고, 서비스품질, 인증 및 과금 기능을 위해서는 DIAMETER 프로토콜을 사용하고, 전송 계층 프로토콜로 사용자 데이터그램 프로토콜/전송제어프로토콜(UDP/TCP)을 사용하고, 네트워크 계층 프로토콜로 인터넷 프로토콜(IP)을 사용하는 것을 특징으로 하는 통합 인터넷 프로토콜망에서의 통합 가입자 관리장치.
  4. 제 2항에 있어서, 상기 서비스 서버는 호처리 서비스 관리 기능 이외에 공통 가입자 서버 및 이동성 관리 서버와의 인터페이스 기능을 실현하기 위한 어플리케이션들을 포함하고, 전송 계층 프로토콜로 UDP/TCP를 사용하고, 네트워크 계층 프로토콜로 인터넷 프로토콜(IP)을 사용하는 것을 특징으로 하는 통합 인터넷 프로토콜망에서의 통합 가입자 관리장치.
  5. 제 2항에 있어서, 상기 이동성 관리 서버는 공통 가입자 서버 및 서비스 서버와 인터페이스되고, 이동성 관리 기능을 위해서 SIP(Session IntiationProtocol)을 사용하고, 전송 계층 프로토콜로 UDP/TCP를 사용하고, 네트워크 계층 프로토콜로 인터넷 프로토콜(IP)을 사용하는 것을 특징으로 하는 통합 인터넷 프로토콜망에서의 통합 가입자 관리장치.
  6. 음성을 위한 회선망과 데이터를 위한 패킷망이 하나의 망으로 통합된 통합 인터넷 프로토콜망(ALL-IP)으로서, 상기 망이
    통합 인터넷 프로토콜(ALL-IP)망에서 지원하는 미디어 표준을 만족하는 다수의 이동국들;
    각 이동국의 요구에 따라 패킷 데이터 서비스 노드와 데이터를 송수신해 이동국으로 제공하고 타 이동국으로 음성 혹은 데이터를 전달하는 무선접속망;
    무선접속망과 통합 가입자 서버간에 호를 제어 관리하기 위한 호 제어부와;
    무선접속망과 패킷망 사이의 인터페이스 기능을 담당하는 패킷 데이터 서비스 노드;
    각각의 통신망에 대한 가입자 정보를 공유하고 있는 공통 가입자 데이터베이스; 및
    상기 호 제어부 및 상기 패킷 데이터 서비스 노드에 각각 연결되어, 상기 공통 가입자 데이터베이스를 이용하여 음성호 처리를 위한 보안설정기능, 이동성 관리 기능, 인증 및 인가 기능, 과금 기능, 서비스 품질 관리 기능 및 호처리 서비스 관리 서버와의 연동기능을 수행하는 통합 가입자 서버를 포함하는 것을 특징으로하는 통합 인터넷 프로토콜망.
  7. 제 6항에 있어서, 상기 통합 가입자 서버가 위치 등록 기능을 위해서는 SIP(Session Initiation Protocol)을 사용하고, 인증 및 과금 관리 기능을 위해서 DIAMETER 프로토콜을 응용계층으로 사용하는 것을 특징으로 하는 통합 인터넷 프로토콜망.
  8. 제 6항에 있어서, 상기 통합 가입자 서버는 전송 계층 프로토콜로 사용자 데이터그램 프로토콜/전송제어프로토콜(UDP/TCP)을 사용하는 것을 특징으로 하는 통합 인터넷 프로토콜망.
  9. 제 6항에 있어서, 상기 통합 가입자 서버는 네트워크 계층 프로토콜로 인터넷 프로토콜(IP)을 사용하는 것을 특징으로 하는 통합 인터넷 프로토콜망.
  10. 회선망과 패킷망이 하나의 망으로 통합된 통합 인터넷 프로토콜(ALL-IP)망에서의 가입자 통합 관리 방법에 있어서,
    통합 인터넷 프로토콜(ALL-IP) 서비스를 위하여, 공통의 가입자 데이터베이스를 통해 로밍하는 이동국에 대한 음성호 처리를 위한 보안설정기능, 이동성 관리, 인증 및 인가 관리 기능, 과금 기능, 서비스 품질 관리 기능, 및 호처리 서비스 관리 서버와의 연동 기능을 하나의 통합 가입자 서버가 제공 가능하도록 모델링하는 제 1 단계; 및
    상기 통합 가입자 서버가 통합 인터넷 프로토콜(ALL-IP)의 방문망과 홈망간에 호를 설정하여 음성처리를 위한 보안관련(SA) 기능을 설정하고, 상기 이동국에 대한 이동성 관리, 인증 및 인가 관리 기능, 과금 기능, 서비스 품질 관리 기능, 및 호처리 서비스 관리 서버와의 연동기능을 통합 관리하는 제 2 단계를
    를 포함하는 통합 인터넷 프로토콜망에서의 통합 가입자 관리 방법.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 제 1 단계의 모델링 과정은,
    통합 가입자 관리 기능을 구현하기 위한 프로토콜 스택 구성시에,
    상기 통합 가입자 서버는 이동성 관리 기능을 위해서는 SIP(Session Initiation Protocol)을 사용하고, 인증 및 과금 관리 기능을 위해서 DIAMETER 프로토콜을 응용계층으로 사용하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 통합 인터넷 프로토콜망에서의 통합 가입자 관리 방법.
  12. 제 10항에 있어서,
    상기 제 1 단계의 모델링 과정은, 전송 계층 프로토콜로 사용자 데이터그램 프로토콜/전송제어프로토콜(UDP/TCP)을 사용하는 것을 특징으로 하는 통합 인터넷 프로토콜망에서의 통합 가입자 관리 방법.
  13. 제 10항에 있어서, 상기 제 1 단계의 모델링 과정은,
    네트워크 계층 프로토콜로 인터넷 프로토콜(IP)을 사용하는 것을 특징으로 하는 통합 인터넷 프로토콜망에서의 통합 가입자 관리 방법.
  14. 제 10항 내지 제 13항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 2 단계의 호 설정 과정은,
    발신 무선접속망(RAN_O)이 발신 호 제어부(CCF_O)로 호 설정 요구 메세지를 전송하는 단계;
    상기 발신 호 제어부(CCF_O)가 발신 무선망으로부터 전달받은 접속 요구 메세지를 방문 공통 가입자 서버(CSS_V)로 전달하는 단계;
    상기 방문 공통 가입자 서버(CSS_V)가 홈 공통 가입자 서버(CSS_H)를 찾아 해당 메세지를 프록시(Proxy) 처리하는 단계;
    상기 홈 공통 가입자 서버(CSS_H)가 서비스 서버에게서 서비스 요청 메세지를 보내 서비스를 요청하는 단계;
    서비스 서버가 홈 공통 가입자 서버(CSS_H)로 가입자 서비스 관련 프로파일과 서비스 요청 응답 메세지를 보내는 단계;
    홈 공통 가입자 서버(CSS_H)가 착신 호 제어부(CCF_T)로부터 착신 가입자의 위치정보와 서비스 관련 사항을 가져와 상기 방문 공통 가입자 서버(CSS_V)로 전송하는 단계;
    방문 공통 가입자 서버(CCS-V)가 착신가입자의 위치정보를 포함하여 서비스 요청 응답 메세지를 발신 호 제어부(CCF_O)로 보내는 단계;
    상기 방문 공통 가입자 서버(CSS_V)와 상기 홈 공통 가입자 서버(CSS_H)에서 각각 발착신 무선접속망(RAN_O,RAN_T)으로 보안 관련(SA) 설정 메세지를 전달하여 상기 발착신 무선접속망(RAN_O,RAN_T) 사이에 보안관련(SA) 기능을 설정하는 단계;
    발신 호 제어부(CCF_O)가 이동성 관리 서버(MM)로 호 설정 요구 메세지를 전송하는 단계;
    이동성 관리 서버(MM)가 착신호 제어부(CCF_T)로 SIP(option)을 전송하는 단계;
    착신호제어부(CCF_T)가 이동성 관리 서버(MM)로 호 설정 완료 메세지를 전달하는 단계;
    이동성 관리 서버(MM)에서 발신호제어부(CCF_O)로 호 설정 완료 메세지를 전달하는 단계;
    발신 호 제어부(CCF_O)가 착신 무선망으로의 호 설정을 위한 경로 재설정 요구 메세지를 발신 무선접속망(RAN_T)으로 전달하는 단계;
    상기 발신 무선접속망(RAN_O)이 상기 착신 무선접속망(RAN_T)으로 호 설정 요구 메세지를 전달하고 상기 착신 무선접속망(RAN_T)에서 상기 발신 무선접속망(RAN_O)으로 호 설정 완료 메세지를 전달하여 상기 통합 인터넷 프로토콜(ALL-IP) 방문망과 홈망간에 호를 설정하는 단계를 포함하는 통합 인터넷 프로토콜망에서의 통합 가입자 관리 방법.
  15. 프로세서를 구비한 통합 인터넷 프로토콜(ALL-IP) 시스템에서,
    통합 인터넷 프로토콜(ALL-IP) 서비스를 위하여, 공통의 가입자 데이터베이스를 통해 로밍하는 이동국에 대한 음성호 처리를 위한 보안설정기능, 이동성 관리 기능, 인증 및 인가 기능, 과금 기능, 서비스 품질 관리 기능 및 서비스 서버와의 연동기능을 하나의 통합 가입자 서버가 제공 가능하도록 모델링하는 기능; 및
    상기 통합 가입자 서버가 통합 인터넷 프로토콜(ALL-IP) 방문망과 홈망간에 호를 설정하여 음성처리를 위한 보안 설정 관련(SA) 기능을 설정하고, 상기 이동국에 대한 음성호 처리를 위한 보안설정기능, 이동성 관리 기능, 인증 및 인가 기능, 과금 기능, 서비스 품질 관리 기능 및 서비스 서버와의 연동기능을 통합 관리하는 기능을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체.
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