KR100403954B1 - Session establishment and management method for integrating network element in wireless telecommunication system - Google Patents

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KR100403954B1 KR10-2001-0032350A KR20010032350A KR100403954B1 KR 100403954 B1 KR100403954 B1 KR 100403954B1 KR 20010032350 A KR20010032350 A KR 20010032350A KR 100403954 B1 KR100403954 B1 KR 100403954B1
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Abstract

1. 청구범위에 기재된 발명이 속한 기술분야1. TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION

본 발명은 무선통신 시스템에서의 망요소 통합을 위한 세션 설정 및 관리 방법과 상기 방법을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 관한 것임.The present invention relates to a session establishment and management method for integrating network elements in a wireless communication system, and to a computer readable recording medium storing a program for realizing the method.

2. 발명이 해결하려고 하는 기술적 과제2. The technical problem to be solved by the invention

본 발명은, 차세대 이동통신망 기반의 통합 인터넷 프로토콜(ALL-IP)망 등에서 효율적인 망구조 및 데이터 서비스 기능을 제공하기 위해 패킷 제어 기능(PCF)과 패킷 데이터 서비스 노드(PDSN) 기능과 같은 망요소들을 통합 수용하되, 특히 PDSN의 제어 부분과 베어러 부분을 분리하여, 즉 베어러 데이터 처리 부분과 베어러 데이터 처리에 대한 세션 설정과 관리에 대한 기능을 분리하여 효율적인 무선통신 데이터 서비스를 제공하기 위한 세션 설정 및 관리 방법과 상기 방법을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공하고자 함.The present invention provides network elements such as a packet control function (PCF) and a packet data service node (PDSN) function to provide an efficient network structure and data service function in a next-generation mobile communication network-based integrated Internet protocol (ALL-IP) network. Session establishment and management to provide an efficient wireless communication data service by accommodating the integration but separating the control part and the bearer part of the PDSN, that is, separating the functions for establishing and managing sessions for bearer data processing and bearer data processing. A computer readable recording medium having recorded thereon a method and a program for realizing the method.

3. 발명의 해결방법의 요지3. Summary of Solution to Invention

본 발명은, 차세대 이동통신망 기반의 통합 인터넷 프로토콜(ALL-IP)망에서의 망요소 통합을 위한 세션 설정 및 관리 방법에 있어서, 무선접속망(RAN)을 패킷망에 연동시키기 위한 패킷 제어 기능(이하, "PCF"라 함)과, 상기 무선접속망(RAN)을 통해서 접속한 데이터 가입자를 상기 패킷망에 연결시켜 주기 위한 접속노드로서의 기능을 수행하는 패킷 데이터 서비스 노드(이하, "PDSN"이라 함) 기능을 하나로 통합하되, 이동 인터넷 프로토콜(이동 IP) 서비스 제공시, 상기 PCF에 상기 PDSN의 이동 IP 외부대행자 기능과 이동 단말기의 링크 계층 종단 기능을 통합 수용하는 제 1 단계; 상기 PDSN의 제어 부분과 베어러 부분을 분리하는 제 2 단계; 상기 PCF의 베어러 기능 처리부가 상기 PDSN의 베어러 데이터 처리 기능을 수행하는 제 3 단계; 및 복수개의 PCF를 관할하는 외부 대행자 제어기(FAC)의 제어 기능 처리부가 상기 PDSN의 베어러 데이터 처리를 위한 세션의 설정과 관리 기능을 수행하는 제 4 단계를 포함함.The present invention provides a packet control function for interworking a radio access network (RAN) to a packet network in a session establishment and management method for integrating network elements in a next-generation mobile communication network-based integrated internet protocol (ALL-IP) network. Packet data service node (hereinafter referred to as " PDSN ") which functions as a connection node for connecting a data subscriber connected through the radio access network (RAN) to the packet network. A first step of integrating one into a mobile Internet Protocol (Mobile IP) service and integrating the PCF's mobile IP external agent function and a link layer termination function of the mobile terminal into the PCF; Separating a control portion and a bearer portion of the PDSN; Performing a bearer data processing function of the PDSN by a bearer function processing unit of the PCF; And a fourth step in which a control function processor of an external agent controller (FAC) that manages a plurality of PCFs performs a session setup and management function for bearer data processing of the PDSN.

4. 발명의 중요한 용도4. Important uses of the invention

본 발명은 통합 인터넷 프로토콜(ALL-IP)망 등에 이용됨.The present invention is used for integrated Internet protocol (ALL-IP) network and the like.

Description

무선통신 시스템에서의 망요소 통합을 위한 세션 설정 및 관리 방법{Session establishment and management method for integrating network element in wireless telecommunication system}Session establishment and management method for integrating network elements in a wireless communication system {in session establishment and management method for integrating network element in wireless telecommunication system}

본 발명은 3GPP2(3rdGeneration Partnership Projects-2) IMT-2000(International Mobile Telecommunication), UMTS(Universal Mobile Telecommunication Service) 등과 같은 차세대 이동통신망 기반의 통합 인터넷 프로토콜(ALL-IP)망 등에서 데이터 서비스 수행을 위해서 사용하는 패킷 데이터 서비스 노드(PDSN : Packet Data Serving Node) 기능과 무선 접속망(RAN : Radio Access Network)에서 사용하고 있는 패킷 제어 기능(PCF : Packet Control Function)과 같은 망요소들을 통합 수용하기 위한 세션 설정 및 관리 방법과, 상기 방법을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 관한 것이다.Present invention to perform a data service, etc. Network 3GPP2 (3 rd Generation Partnership Projects- 2) IMT-2000 (International Mobile Telecommunication), UMTS (Universal Mobile Telecommunication Service) next-generation mobile communication network based integrated Internet Protocol (ALL-IP), such as A session for integrating network elements such as a Packet Data Serving Node (PDSN) function used for this purpose and a Packet Control Function (PCF) used in a Radio Access Network (RAN). A setting and management method and a computer-readable recording medium having recorded thereon a program for realizing the method.

도 1 은 종래의 3GPP2(3rdGeneration Partnership Projects-2) 망의 구성 예시도이다.1 is a configuration example of a conventional network, 3GPP2 (3 rd Generation Partnership Projects- 2) Fig.

무선접속망(RAN : Radio Access Network)(12)은 기지국 제어기(BSC(Base Station Controller) + PCF)와 기지국(BTS : Base station Transceiver Subsystem) 등으로 구성되며, 방문자위치등록기(VLR : Visitor Location Register)(13)와 홈위치등록기(HLR : Home Location Register)(14)를 통해 이동단말기(MS : Mobile Station)(11)의 이동성 관리 및 인증이 제공된다.Radio access network (RAN) 12 is composed of a base station controller (BSC (Base Station Controller) + PCF) and a base station (BTS: Base station Transceiver Subsystem), etc., and visitor location register (VLR) Mobility management and authentication of a mobile station (MS) 11 is provided through 13 and a Home Location Register (HLR) 14.

무선접속망(RAN)(12)은 데이터호의 기본인증이 완료되면 패킷 데이터 서비스 노드(PDSN)(16)와 GRE(Generic Routing Encapsulation) 프로토콜에 대한 가상연결을 설정한다.When the basic authentication of the data call is completed, the radio access network (RAN) 12 establishes a virtual connection for the packet data service node (PDSN) 16 and the Generic Routing Encapsulation (GRE) protocol.

패킷 데이터 서비스 노드(PDSN)(16)는 이동단말기(MS)(11)와 단대단 프로토콜(PPP : Point-to-Point Protocol) 연결을 설정하고, 원격 인증 전화접속 사용자 서비스(RADIUS : Remote Authentication Dial In User Service) 서버를 통해 가입자 인증 및 과금정보를 전달한다.The Packet Data Service Node (PDSN) 16 establishes a Point-to-Point Protocol (PPP) connection with the MS 11 and establishes a Remote Authentication Dial (RADIUS) service. In User Service) transmits subscriber authentication and billing information.

이동 IP 서비스 제공시에, 패킷 데이터 서비스 노드(PDSN)(16)는 외부대행자(FA : Foreign Agent) 기능을 수행하고, 이동단말기 IP 주소의 홈망에 존재하는 홈 대행자(HA : Home Agent)(15)는 이동 IP를 위한 위치정보관리 및 터널설정 등의 기능을 수행한다.When providing a mobile IP service, the packet data service node (PDSN) 16 performs a foreign agent (FA) function, and is a home agent (HA) 15 existing in the home network of the mobile station IP address. ) Performs functions such as location information management and tunnel setup for mobile IP.

이처럼, 종래의 패킷 제어 기능(PCF)은 패킷망(Packet Network)과 연동하기위한 무선접속망(RAN)(12)의 연동시스템이며, 패킷 데이터 서비스 노드(PDSN)(16)는 무선접속망(RAN)(12)을 통해서 접속한 데이터 가입자를 패킷망에 연결시켜 주기 위한 접속노드(Access Node)로서 기능을 수행하고 있어서 무선접속망(RAN)(12)과 패킷망이 완전히 분리된 망으로 구성되어 있었다.As such, the conventional packet control function (PCF) is an interworking system of a radio access network (RAN) 12 for interworking with a packet network, and the packet data service node (PDSN) 16 is a radio access network (RAN) ( 12), it functions as an access node for connecting the data subscriber connected through the packet network to the packet network, and the radio access network (RAN) 12 and the packet network are completely separated.

그러나, 3GPP2의 망이나 ALL-IP망에서는 전체를 하나의 IP망으로 진화시키는 추세이며, 기존 기지국 제어기(BSC), 패킷 제어 기능(PCF), 패킷 데이터 서비스 노드(PDSN)들을 하나의 무선 접속 관문 장치(WAG : Wireless Access Gateway)라는 시스템으로 보고 있다. 따라서, 데이터 가입자의 접속 노드(Access Node)들은 무선 접속 관문(WAG) 하나로 통합되어 가면서 점점 망의 하위 레벨(Level)로 이동되어 가는 추세이다.However, in 3GPP2 network or ALL-IP network, the whole trend is evolving into one IP network, and the existing base station controller (BSC), packet control function (PCF) and packet data service node (PDSN) are connected to one wireless gateway. It is viewed as a system called a device (WAG: Wireless Access Gateway). Accordingly, access nodes of data subscribers are increasingly being moved to the lower level of the network as they are integrated into a single wireless access gateway (WAG).

특히, 3GPP2에서 표준화 진행중인 IMT-2000망과 All-IP 망구조에서는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 패킷 제어 기능(PCF)과 패킷 데이터 서비스 노드(PDSN)의 시스템이 각각 독립된 시스템의 형태로 존재한다.In particular, in the IMT-2000 network and the All-IP network structure being standardized in 3GPP2, the system of the packet control function (PCF) and the packet data service node (PDSN), as shown in Figs. exist.

패킷 제어 기능(PCF)은 기지국 제어기(BSC) 시스템 내부에 존재할 수도 있고 외부에 별도의 시스템으로 구현될 수 있으나, 대부분의 개발자들은 이동망에서 효과적인 이동성 제공을 위해 독립적인 시스템으로 구현하고 있다.The packet control function (PCF) may exist inside a base station controller (BSC) system or may be implemented as a separate system. However, most developers implement an independent system to provide effective mobility in a mobile network.

또한, 패킷 제어 기능(PCF)은 데이터 패킷 처리를 위한 IP 프로토콜 처리 기능, 패킷 데이터 처리 기능과 이를 위한 "RP 인터페이스(RP Interface)", 즉 무선접속망(RAN)과 패킷 데이터망(Packet Data Network)간 인터페이스를 사용하며, RP 인터페이스 상에서 데이터 전송을 위한 가상 링크 연결(Virtual Link Connection)과 사용자 데이터의 GRE 프로토콜 캡슐화(Encapsulation) 및 역캡슐화(Decapsulation)를 통한 터널링(Tunneling) 기능을 제공한다. 여기서, RP 인터페이스는 무선접속망(RAN)으로부터 전달되는 이동단말기(MS)의 데이터들을 패킷 데이터 서비스 노드(PDSN)로 연결하기 위한 무선 접속망(RAN)과 패킷 데이터망(PDN)간 접속방법이다.In addition, the packet control function (PCF) is an IP protocol processing function for processing data packets, a packet data processing function, and an "RP Interface" for this, that is, a radio access network (RAN) and a packet data network (Packet Data Network). It uses the inter-interface and provides tunneling function through the virtual link connection for data transmission and the GRE protocol encapsulation and decapsulation of user data on the RP interface. Here, the RP interface is a connection method between the radio access network (RAN) and the packet data network (PDN) for connecting the data of the mobile station (MS) transmitted from the radio access network (RAN) to the packet data service node (PDSN).

또한, 패킷 제어 기능(PCF)은 RP 인터페이스상에서 일어나는 핸드오프 처리 기능과 패킷 데이터 과금 정보 전달 기능, 패킷 데이터 버퍼링 기능을 수행한다.In addition, the packet control function (PCF) performs a handoff processing function, a packet data charging information transfer function, and a packet data buffering function occurring on the RP interface.

또한, 패킷 제어 기능(PCF)은 패킷 데이터 서비스 노드(PDSN)로부터 수신한 이동단말기(MS)에 전달될 연결 계층(Link Layer) 패킷들을 무선상(Air Interface)으로 전송될 수 있도록 하는 임시저장(Buffer) 기능과 패킷분할(Segmentation) 기능을 수행한다.In addition, the packet control function (PCF) is a temporary storage that allows the transmission of the link layer packets to be delivered to the mobile terminal (MS) received from the packet data service node (PDSN) over the air interface (Air Interface) ( Buffer) and packet segmentation function.

한편, 패킷 데이터 서비스 노드(PDSN)는 고속의 패킷 데이터 서비스를 제공하는 IP 기반 패킷망의 서비스 노드로서, 패킷 데이터 서비스의 이동성 제공 및 각종 데이터 관련 프로토콜 처리 기능을 수행한다. 이외에 IKE(Internet Key Exchange) RADIUS 처리 기능(key, SPI 분배, 과금 기능 수행), 이동 IP 기능, IP 보안(Security) 처리 기능 등이 수행된다.Meanwhile, the packet data service node (PDSN) is a service node of an IP-based packet network that provides a high speed packet data service. The packet data service node (PDSN) provides mobility of packet data services and various data related protocol processing functions. In addition, IKE (Internet Key Exchange) RADIUS processing functions (key, SPI distribution, billing function), mobile IP function, IP Security processing functions, etc. are performed.

또한, 패킷 데이터 서비스 노드(PDSN)는 패킷 제어 기능(PCF)으로부터 수신한 패킷을 처리하기 위해 PPP/GRE 프로토콜 처리를 수행한다.In addition, the packet data service node PDSN performs PPP / GRE protocol processing to process packets received from the packet control function (PCF).

우선, 상기 패킷 제어 기능(PCF)과 패킷 데이터 서비스 노드(PDSN)가 각기 다른 시스템으로 존재할 때(도 4 참조)의 세션 설정을 위한 제어 절차를 살펴보고,이때의 문제점을 살펴보기로 한다.First, the control procedure for session establishment when the packet control function (PCF) and the packet data service node (PDSN) exist in different systems (see FIG. 4) will be described.

도 4를 참조하여 종래의 세션 설정을 위한 제어 절차를 살펴보면, 먼저 호 제어 프로세서(CCP)가 라우터(ATM 스위치)로 PCF 자원 할당 요청 메시지(A9_Setup_A8)를 전송하면(401), 라우터가 패킷 제어부(PCF)으로 PCF 자원 할당 요청 메시지(가상 연결 설정 요청 메시지)를 전송한다(402).Referring to FIG. 4, a control procedure for establishing a conventional session is described. First, when a call control processor (CCP) transmits a PCF resource allocation request message (A9_Setup_A8) to a router (ATM switch), the router controls the packet controller ( PCF) sends a PCF resource allocation request message (virtual connection establishment request message) (402).

그러면, 패킷 제어부(PCF)에서는 패킷 데이터 서비스 노드(PDSN)로 PPP 세션 설정 요청 메시지(A11_Regist_Req)를 전송하고(403), 패킷 데이터 서비스 노드(PDSN)에서는 이에 대한 PPP 세션 설정 응답 메시지를 패킷 제어부(PCF)로 전송한다(404).Then, the packet controller PCF transmits a PPP session establishment request message A11_Regist_Req to the packet data service node PDSN (403), and the packet data service node PDSN transmits a PPP session establishment response message to the packet data service node PDSN. PCF) (404).

이후, 패킷 제어부(PCF)는 라우터로 PCF 자원 할당 응답 메시지(가상 연결 설정 응답 메시지)(A9_Connect_A8)를 전송하고(405), 라우터는 PCF 자원 할당 응답 메시지(A9_Connect_A8)를 호 제어 프로세서(CCP)로 전송한다(406).Thereafter, the packet controller PCF transmits a PCF resource allocation response message (virtual connection establishment response message) A9_Connect_A8 to the router (405), and the router sends a PCF resource allocation response message (A9_Connect_A8) to the call control processor (CCP). Transmit (406).

그러나, 패킷 제어부(PCF)와 패킷 데이터 서비스 노드(PDSN)가 각기 다른 시스템으로 존재할 때, 다음과 같은 문제점이 있다.However, when the packet control unit PCF and the packet data service node PDSN exist in different systems, there are the following problems.

첫째, 이동단말기(MS)의 사용자 패킷의 서비스에 있어서, 그에 대한 처리가 패킷 제어 기능(PCF)과 패킷 데이터 서비스 노드(PDSN)를 거치기 때문에 그에 대한 처리를 위한 지연(Delay)이 증가하는 문제점이 있다. 즉, 이동단말기(MS)의 사용자 패킷의 전달에 있어서, 전송지연(Delay)이 통합된 시스템보다 증가한다는 점이다. 이는 망요소를 거칠 때마다 저장후 전달(Store and Forward) 과정을 거치기 때문이다.First, in the service of a user packet of a mobile terminal (MS), since the processing thereof passes through a packet control function (PCF) and a packet data service node (PDSN), a delay for processing thereof increases. have. That is, in the transmission of the user packet of the mobile station MS, the delay is increased compared to the integrated system. This is because each time it goes through the network element, it goes through a Store and Forward process.

둘째, 현재 패킷 데이터 서비스 노드(PDSN)가 도 4에 도시된 바와 같이 제어(Control) 기능과 베어러(Beaer) 기능을 모두 처리하기 때문에 장애 발생시에는 모든 세션(Session) 관련 정보를 모두 잃어 버리고, 핸드오프(Hand-off)시 일어나는 자원관리가 이중으로 중복되는 비효율적인 문제점이 있다.Second, since the current packet data service node (PDSN) handles both the control function and the bearer function as shown in FIG. 4, in the event of a failure, all session related information is lost. There is an inefficient problem of duplication of resource management occurring during hand-off.

세째, RP 인터페이스에서의 GRE/PPP의 헤더중첩으로 인한 데이터 전송의 비효율적인 문제점이 있다. 특히, 향후 IPv6(HA)로 진화하는 과정에서 이동단말기(MS)의 연결계층 종단이 패킷 데이터 서비스 노드(PDSN)에 있을 경우, RP 인터페이스는 IPv4(GFA)의 터널링 방법을 고수해야만 한다. 따라서, 향후 IPv6로의 진화적인 측면에서 패킷 데이터 서비스 노드(PDSN)의 이동단말기(MS)의 연결계층 프로토콜은 패킷 제어 기능(PCF)에서 처리하는 것이 합리적이다.Third, there is an inefficient problem of data transmission due to header overlap of GRE / PPP in the RP interface. In particular, when the connection layer end of the mobile terminal (MS) is in the packet data service node (PDSN) in the process of evolving to IPv6 (HA) in the future, the RP interface must adhere to the tunneling method of IPv4 (GFA). Therefore, in the future evolution to IPv6, it is reasonable to handle the connection layer protocol of the mobile terminal (MS) of the packet data service node (PDSN) in the packet control function (PCF).

이상에서와 같이, 3GPP2 IMT-2000망에서 무선접속망(RAN)과 IP망이 연동하기 위해서 무선접속망(RAN)에서는 패킷 제어 기능(PCF)이 요구되었고, IP망에서는 패킷 데이터 서비스 노드(PDSN)가 요구되었다. 이에, IMT-2000망과 ALL-IP망에서 효율적인 망구조 및 데이터 서비스 기능을 제공하기 위해서는 패킷 제어 기능(PCF)과 패킷 데이터 서비스 노드(PDSN) 기능을 통합 수용할 수 있도록 하고, 특히 패킷 데이터 서비스 노드(PDSN) 기능의 베어러 처리 부분과 제어 처리 부분을 분리하는 방안이 필수적으로 요구된다.As described above, in order to interwork with a radio access network (RAN) and an IP network in a 3GPP2 IMT-2000 network, a packet control function (PCF) is required in a radio access network (RAN), and a packet data service node (PDSN) is provided in an IP network. Was required. Therefore, in order to provide efficient network structure and data service function in IMT-2000 network and ALL-IP network, packet control function (PCF) and packet data service node (PDSN) functions can be integrated and accommodated. In particular, packet data service A scheme for separating the bearer processing portion and the control processing portion of the node (PDSN) function is essentially required.

본 발명은, 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 차세대 이동통신망 기반의 통합 인터넷 프로토콜(ALL-IP)망 등에서 효율적인 망구조 및 데이터 서비스 기능을 제공하기 위해 패킷 제어 기능(PCF)과 패킷 데이터 서비스 노드(PDSN) 기능과 같은 망요소들을 통합 수용하되, 특히 PDSN의 제어 부분과 베어러 부분을 분리하여, 즉 베어러 데이터 처리 부분과 베어러 데이터 처리에 대한 세션 설정과 관리에 대한 기능을 분리하여 효율적인 무선통신 데이터 서비스를 제공하기 위한 세션 설정 및 관리 방법과, 상기 방법을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been proposed in order to solve the above problems, packet control function (PCF) and to provide an efficient network structure and data service functions in the next generation mobile communication network-based integrated Internet Protocol (ALL-IP) network, etc. Integrate network elements such as packet data service node (PDSN) function, but in particular, separate control part and bearer part of PDSN, that is, separate function for session establishment and management for bearer data processing part and bearer data processing. It is an object of the present invention to provide a session establishment and management method for providing an efficient wireless communication data service, and a computer readable recording medium recording a program for realizing the method.

도 1 은 종래의 3GPP2(3rdGeneration Partnership Projects-2) 망의 구성 예시도.1 is a configuration example of a conventional network, 3GPP2 (3 rd Generation Partnership Projects- 2) Fig.

도 2 는 본 발명이 적용되는 3GPP2 통합 인터넷 프로토콜(ALL-IP) 망의 구성 예시도.2 is an exemplary configuration diagram of a 3GPP2 Integrated Internet Protocol (ALL-IP) network to which the present invention is applied.

도 3 은 본 발명에 따른 단순 IP 기능을 갖는 패킷 제어 기능(PCF)의 프로토콜 구성 예시도.3 is an exemplary protocol configuration of a packet control function (PCF) having a simple IP function according to the present invention.

도 4 는 종래의 세션 설정 과정에 대한 흐름도.4 is a flowchart of a conventional session establishment process.

도 5 는 본 발명에 따른 세션 설정 및 관리 방법에 대한 일실시예 흐름도.5 is a flowchart illustrating an embodiment of a session establishment and management method according to the present invention;

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for the main parts of the drawings

201 : 무선 접속 관문 장치(WAG) 202 : 인가/인증/과금(AAA) 보안 관리자201: Wireless Access Gateway (WAG) 202: Authorization / Authentication / Charging (AAA) Security Manager

203 : 홈위치등록기(HLR) 204 : 기존 서비스 지원 기능부203: home location register (HLR) 204: existing service support function

205 : 위치 서버 206 : 매체관문장치205: location server 206: media gateway device

207 : 매체관문장치 제어 기능부 208 : 매체자원 기능부207: media gateway device control function unit 208: media resource function unit

209 : 이동 IP 홈 대행자 210 : 이동성 관리자209: Mobile IP Home Agent 210: Mobility Manager

211 : 정책 관리자 212 : 자원 관리자211: Policy Manager 212: Resource Manager

213 : 로밍신호 관문장치 214 : 서비스 생성 환경 기능부213: roaming signal gateway device 214: service generation environment function

215 : 서비스 관리자 216 : 세션 관리자215: service manager 216: session manager

217 : 중계선신호 관문장치 218 : 홈 가입자 서버217: relay signal gateway device 218: home subscriber server

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 차세대 이동통신망 기반의 통합 인터넷 프로토콜(ALL-IP)망에서의 망요소 통합을 위한 세션 설정 및 관리 방법에 있어서, 무선접속망(RAN)을 패킷망에 연동시키기 위한 패킷 제어 기능(이하, "PCF"라 함)과, 상기 무선접속망(RAN)을 통해서 접속한 데이터 가입자를 상기 패킷망에 연결시켜 주기 위한 접속노드로서의 기능을 수행하는 패킷 데이터 서비스 노드(이하, "PDSN"이라 함) 기능을 하나로 통합하되, 이동 인터넷 프로토콜(이동 IP) 서비스 제공시, 상기 PCF에 상기 PDSN의 이동 IP 외부대행자 기능과 이동 단말기의 링크 계층 종단 기능을 통합 수용하는 제 1 단계; 상기 PDSN의 제어 부분과 베어러 부분을 분리하는 제 2 단계; 상기 PCF의 베어러 기능 처리부가 상기 PDSN의 베어러 데이터 처리 기능을 수행하는 제 3 단계; 및 복수개의 PCF를 관할하는 외부 대행자 제어기(FAC)의 제어 기능 처리부가 상기 PDSN의 베어러 데이터 처리를 위한 세션의 설정과 관리 기능을 수행하는 제 4 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a session establishment and management method for integrating network elements in a next-generation mobile communication network-based integrated Internet protocol (ALL-IP) network, for linking a radio access network (RAN) to a packet network. A packet data service node (hereinafter referred to as "PDSN") that performs a packet control function (hereinafter referred to as "PCF") and a connection node for connecting a data subscriber connected through the radio access network (RAN) to the packet network. A first step of integrating a single function, wherein the first step of integrating a mobile IP external agent function of the PDSN and a link layer termination function of the mobile terminal in the PCF when providing a mobile internet protocol (mobile IP) service; Separating a control portion and a bearer portion of the PDSN; Performing a bearer data processing function of the PDSN by a bearer function processing unit of the PCF; And a fourth step of performing a control function processing unit of an external agent controller (FAC) that manages a plurality of PCFs to set up and manage a session for bearer data processing of the PDSN.

한편, 본 발명은 통합 인터넷 프로토콜(ALL-IP)망에서의 망요소 통합을 위한 세션 설정 및 관리를 위하여, 프로세서를 구비한 무선통신 시스템에, 무선접속망(RAN)을 패킷망에 연동시키기 위한 패킷 제어 기능(이하, "PCF"라 함)과, 상기 무선접속망(RAN)을 통해서 접속한 데이터 가입자를 상기 패킷망에 연결시켜 주기 위한 접속노드로서의 기능을 수행하는 패킷 데이터 서비스 노드(이하, "PDSN"이라 함) 기능을 하나로 통합하되, 이동 인터넷 프로토콜(이동 IP) 서비스 제공시, 상기 PCF에 상기 PDSN의 이동 IP 외부대행자 기능과 이동 단말기의 링크 계층 종단 기능을 통합 수용하는 제 1 기능; 상기 PDSN의 제어 부분과 베어러 부분을 분리하는 제 2 기능; 상기 PCF의 베어러 기능 처리부가 상기 PDSN의 베어러 데이터 처리 기능을 수행하는 제 3 기능; 및 복수개의 PCF를 관할하는 외부 대행자 제어기(FAC)의 제어 기능 처리부가 상기 PDSN의 베어러 데이터 처리를 위한 세션의 설정과 관리 기능을 수행하는 제 4 기능을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공한다.Meanwhile, the present invention provides a packet control for interworking a radio access network (RAN) to a packet network in a wireless communication system having a processor for session establishment and management for network element integration in an integrated internet protocol (ALL-IP) network. A packet data service node (hereinafter referred to as "PDSN") that performs a function (hereinafter referred to as "PCF") and a connection node for connecting a data subscriber connected through the radio access network (RAN) to the packet network. A first function of integrating a function into one, and incorporating a mobile IP external agent function of the PDSN and a link layer termination function of the mobile terminal into the PCF when providing a mobile Internet protocol (mobile IP) service; A second function of separating a control portion and a bearer portion of the PDSN; A third function in which a bearer function processing unit of the PCF performs a bearer data processing function of the PDSN; And a control function processing unit of an external agent controller (FAC) that manages a plurality of PCFs, and a program for realizing a fourth function of performing a session setting and management function for bearer data processing of the PDSN. Provide a record carrier.

본 발명은 기존 패킷 제어 기능(PCF)과 패킷 데이터 서비스 노드(PDSN) 기능이 독립된 형태의 시스템에서 PCF에 PDSN의 이동 IP 외부대행자(FA) 기능과 이동단말기(MS)의 링크 계층 종단(Link Layer Tremination) 기능을 수용하여, ALL-IP망으로의 진화시 망구성을 용이하게 하며, 데이터 전송시 발생되는 지연을 줄이고, 제어 프레인(Control Plane)을 별도의 망요소(FAC)로 독립시켜 PDSN이 처리하는 베어러(Bearer)와 제어(Control)에 대한 부담을 줄이면서 좀더 효율적인 무선통신 데이터 서비스를 제공할 수 있게 하였다. 즉, 제어 프레인(Control Plane)을 분리시켜,베어러 데이터(Bearer Data) 처리 기능(베어러 기능)과 베어러 데이터 처리에 대한 세션(Session) 설정과 관리 기능(제어 기능)을 분리함으로써, 효과적인 무선통신 데이터 서비스가 제공될 수 있도록 하였다. 즉, PDSN의 베어러 기능은 PCF에서, PDSN의 제어 기능은 FAC(FA Controller)에서 처리하도록 함으로써, 베어러 기능과 제어 기능을 분리하였다.The present invention provides a PDF's mobile IP external agent (FA) function and a PD's link layer termination of a mobile terminal (MS) in a system in which an existing packet control function (PCF) and a packet data service node (PDSN) function are independent. It accommodates the Tremination function, facilitating network configuration when evolving into ALL-IP network, reducing delay in data transmission, and controlling the control plane as a separate network element (FAC) to make PDSN It is possible to provide more efficient wireless data service while reducing the burden on bearer and control. That is, by separating the control plane and separating the bearer data processing function (bearer function) and the session setting and management function (control function) for bearer data processing, effective wireless communication data The service could be provided. That is, the bearer function of the PDSN is handled by the PCF, and the control function of the PDSN is handled by the FAC (FA Controller), thereby separating the bearer function and the control function.

상술한 목적, 특징들 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일실시예를 상세히 설명한다.The above objects, features and advantages will become more apparent from the following detailed description taken in conjunction with the accompanying drawings. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2 는 본 발명이 적용되는 3GPP2 통합 인터넷 프로토콜(ALL-IP) 망의 구성 예시도이다.2 is an exemplary configuration diagram of a 3GPP2 integrated internet protocol (ALL-IP) network to which the present invention is applied.

무선 접속 관문 장치(WAG)(201)는 기존 기지국 제어기(BSC), 패킷 제어 기능(PCF), 패킷 데이터 서비스 노드(PDSN) 기능 등을 하나의 시스템으로 연동시키기 위한 것으로서, 무선제어기, 음성과 데이터 관문 기능 등을 수행한다.The wireless access gateway device (WAG) 201 is for interworking the existing base station controller (BSC), packet control function (PCF), packet data service node (PDSN) function, etc. into a single system, a radio controller, voice and data Perform gateway functions and more.

기지국 제어기(BSC)는 하나 이상의 기지국(BTS)들을 제어하고 관리하며, 호처리와 관련된 트래픽과 신호방식, 이동성관리, 그리고 이동단말기(MS) 관리등을 수행한다. 무선접속망(RAN)은 기지국 제어기(BSC)와 기지국(BTS)으로 구성된다.A base station controller (BSC) controls and manages one or more base stations (BTSs), and performs traffic and signaling, mobility management, and mobile terminal (MS) management related to call processing. Radio access network (RAN) is composed of a base station controller (BSC) and a base station (BTS).

패킷 제어 기능(PCF)은 기지국 제어기(BSC) 시스템 내부에 존재할 수도 있고 외부에 별도의 시스템으로 구현될 수 있으며, 무선접속망(RAN)으로부터 전달되는 이동단말기(MS)의 데이터들을 패킷 데이터 서비스 노드(PDSN)로 연결한다.The packet control function (PCF) may exist inside a base station controller (BSC) system or may be implemented as a separate system outside. The packet control function (PCF) may include data of a mobile terminal (MS) transmitted from a radio access network (RAN). PDSN).

패킷 데이터 서비스 노드(PDSN)는 외부대행자(FA) 기능을 수행하며, 이동단말기(MS)의 패킷 데이터에 대한 발착신 패킷들을 적절한 경로로 전달하고 이동단말기(MS)의 연결계층 프로토콜을 설정, 관리하는 종단역할을 수행한다.The packet data service node (PDSN) performs an external agent (FA) function, delivers incoming and outgoing packets for packet data of the mobile station (MS) to an appropriate path, and establishes and manages a connection layer protocol of the mobile terminal (MS). Plays an end role.

인가/인증/과금(AAA : Authorization Authentication Accounting) 보안 관리자(202)는 인증, 권한부여, 과금기능을 지원하는 인터넷 프로토콜 기능을 제공한다.Authorization / Authentication / Charging (AAA) The security manager 202 provides Internet protocol functions that support authentication, authorization, and billing functions.

홈위치등록기(HLR)(203)는 가입자정보와 IP 우선순위, 내부도메인(interdomain) 서비스에 대한 자원과 권한 사용유무 등의 정보를 갖는다.The home location register (HLR) 203 has information such as subscriber information, IP priority, resources and authority usage for interdomain services.

기존 서비스 지원(Legacy Support) 기능부(204)는 기존의 회선방식 무선망에서 제공하던 호처리, 이동성관리, 자원관리, 보안관리, 서비스관리 등의 기능들을 관리한다.The legacy service support unit 204 manages functions such as call processing, mobility management, resource management, security management, and service management, which were provided by the existing line-type wireless network.

위치서버(Location Server)(205)는 위치정보, 이동위치 센터와 같은 기능, 위치 측정장치(PDE : Position Determination Equipment) 연동의 기능을 갖는다.The location server 205 has location information, a function such as a mobile location center, and a function of position measurement equipment (PDE).

매체관문장치(Media Gateway)(206)는 사용자의 데이터들이 공공 데이터망이나 타망으로 전달될 때 프로토콜 및 주소변환 등의 기능을 수행한다.The media gateway 206 performs functions such as protocol and address translation when the user's data is transferred to a public data network or another network.

매체관문장치 제어 기능부(Media Gateway Control Function)(207)는 매체관문장치들(206)을 제어 관리한다.The media gateway control function 207 controls and manages the media gateway devices 206.

매체자원 기능부(Media Resource Function)(208)는 매체관문장치들(206)의 자원을 할당/해제하는 관리 기능을 수행한다.The media resource function 208 performs a management function of allocating / releasing resources of the media gateway devices 206.

이동 IP 홈 대행자(Mobile IP Home Agent)(209)는 이동 IP에 대한 위치정보로서 외부 대행자의 IP주소를 테이블로 관리하며, 필요에 따라 가입자에 대한 전송 데이터들을 터널과 암호화를 통해 전달하는 기능을 수행한다.The Mobile IP Home Agent 209 manages the IP address of the external agent as a table of the location information on the mobile IP, and transfers the transmission data to the subscriber through tunnel and encryption as necessary. Perform.

이동성 관리자(Mobility Manager)(210)는 무선접속 관문장치(201)간 또는 망간의 핸드오프관리 기능을 수행한다.The mobility manager 210 performs a handoff management function between the radio access gateway devices 201 or between networks.

정책 관리자(Policy Manager)(211)는 정책 데이터와 규칙을 관리하고, 다양한 정책들과의 상호작용을 허락한다.The Policy Manager 211 manages policy data and rules and allows interaction with various policies.

자원 관리자(Resource Manager)(212)는 망사용자에게 서비스를 제공하는데 필요한 자원들을 관리하는 기능을 수행한다.The resource manager 212 manages resources necessary to provide a service to a network user.

로밍 신호 관문장치(Roaming Signaling Gateway)(213)는 패킷신호들을 회선교환망의 신호방식으로 또는 회선교환망의 신호방식을 패킷신호들로 변환하는 기능을 수행한다.The roaming signaling gateway 213 performs a function of converting packet signals into a signaling scheme of a circuit switched network or a signaling scheme of a circuit switched network into packet signals.

서비스 생성 환경(Service Creation Environment) 기능부(214)는 새로운 서비스와 응용서비스들을 생성할 수 있는 환경을 운용자에게 제공한다.The service creation environment function unit 214 provides an operator with an environment in which new services and application services can be created.

서비스 관리자(Service Manager)(215)는 망 인증과 모든 음성 및 데이터 서비스 로직들을 관리한다.The service manager 215 manages network authentication and all voice and data service logic.

세션 관리자(Session Manager)(216)는 여러 망을 통해서 세션들과 상태, 핸드오프들을 설정하고 관리한다.Session Manager 216 establishes and manages sessions, states, and handoffs across multiple networks.

중계선신호 관문장치(Trunk Signaling Gateway)(217)는 공중교환전화망(PSTN)의 신호방식과 핵심망의 신호방식을 변환하는 기능을 수행한다.The trunk signal gateway 217 performs a function of converting the signaling method of the public switched telephone network (PSTN) and the signaling method of the core network.

홈가입자서버(HSS : Home Subscriber Server)(218)는 적어도 AAA, HLR, EIR, LOC, UMS 등의 망요소를 포함한다.A home subscriber server (HSS) 218 includes at least network elements such as AAA, HLR, EIR, LOC, UMS, and the like.

장치 ID 등록기(EIR : Equipment Identity Register)는 장치정보에 대한 데이터베이스(DB)이다.The Equipment Identity Register (EIR) is a database (DB) for device information.

위치관련 정보 DB(LOC)는 위치 서버(205)에서 요구하는 위치관련 정보를 제공해준다.The location related information DB (LOC) provides location related information required by the location server 205.

정책 저장소(Policy Repository)는 가입자에 대한 데이터와 다중매체 사용정책, 서비스품질, 유효시간과 경로 등을 저장한다.The Policy Repository stores data on subscribers, multimedia usage policies, quality of service, validity time and route.

패킷 제어 기능(PCF)에 패킷 데이터 서비스 노드(PDSN)의 이동 IP 외부 대행자(FA) 기능을 수용하기 위한 프로토콜 구조는 도 3과 같다.The protocol structure for accommodating the mobile IP external agent (FA) function of the packet data service node (PDSN) in the packet control function (PCF) is shown in FIG.

도 3을 참조하면, 사용자 데이터그램 프로토콜(UDP : User Datagram Protocol) 처리부(304), 인터넷 프로토콜(IP : Internet Protocol) 처리부(305), 인터넷 프로토콜 암호화(IPsec)부(309), 단대단 프로토콜(PPP : Point to Point Protocol) 처리부(306)는 IETF(Internet Engineer Task Force)에서 정하는 규약에 따르며, 연결계층(Link Layer)(307)은 비동기전송모드(Asynchronous Transfer Mode)나 이더넷(Ethernet)이다.Referring to FIG. 3, a User Datagram Protocol (UDP) processing unit 304, an Internet Protocol (IP) processing unit 305, an Internet Protocol encryption (IPsec) unit 309, and an end-to-end protocol ( The PPP: Point to Point Protocol (PPP) processing unit 306 conforms to a protocol defined by the Internet Engineer Task Force (IETF), and the link layer 307 is an asynchronous transfer mode or an Ethernet.

기지국 제어기 연동신호 처리부(301)는 ISO4.0의 A9(기지국 제어기(BSC)와 패킷 제어 기능(PCF)의 제어 처리 관련 규격) 인터페이스를 담당하며, 기지국 제어기(BSC)로부터 수신되는 데이터 호 관련 호처리 및 자원관리에 관련된 각종 신호들을 처리한다.The base station controller interworking signal processing unit 301 is in charge of the interface of ISO 9 A9 (Standards related to the control processing of the base station controller (BSC) and the packet control function (PCF)) interface, and the data call related call received from the base station controller (BSC) Process various signals related to processing and resource management.

인가/인증/과금(AAA) 프로토콜 클라이언트 처리부(302)는 이동단말기(MS)의 IP망 접속을 위한 인증을 인가/인증/과금 프로토콜을 통하여 수행하고, 시스템에서 생성되는 과금정보들을 인가/인증/과금(AAA) 보안 관리자(202)로 전달하는 기능을 수행한다.Authorization / Authentication / Charging (AAA) Protocol The client processing unit 302 performs authentication for accessing the IP network of the mobile terminal (MS) through the authorization / authentication / charging protocol, and authorizes / authenticates / charges the charging information generated in the system. It performs the function of forwarding to the AAA security manager 202.

이동 IP 외부대행자 기능 처리부(303)는 이동단말기(MS)와 이동 IP 관련된 메시지들을 처리하는 기능 블럭으로, 방문자 내역(Visitor List)을 관리한다. 이는 이동 IP 홈대행자(209)와 터널링을 설정하고 필요한 경우 IP의 암호화도 설정한다.The mobile IP external agent function processing unit 303 is a function block for processing messages related to the mobile terminal MS and the mobile IP, and manages a visitor list. This establishes tunneling with the mobile IP home agent 209 and, if necessary, also encrypts the IP.

패킷 데이터 서비스 노드(PDSN)의 이동 IP 외부 대행자(FA) 기능을 수용하는 패킷 제어 기능(PCF)의 주요 기능을 살펴보면, 패킷 데이터 서비스를 위한 휴지기(Dormant) 기능, 기지국 제어기(BSC)와의 호설정 기능, 사용자 패킷의 임시저장 기능 등 기존 패킷 제어 기능(PCF)을 처리하고, PPP 패킷 분할/조합 기능, 이동 IP의 외부대행자 기능, IP in IP 처리 기능, IP 암호화 기능, IP 주소할당 기능, 경로배정 및 이동 IP 메시지처리 기능, 원격인증 전화접속 사용자 서비스(RADIUS) 또는 DIAMETER 클라이언트 기능 등 기존 패킷 데이터 서비스 노드(PDSN)의 기능들을 제공한다. 다만, 기존의 RP 접속신호 처리는 수행하지 않으나, 이 신호를 이용하여 PPP 자원 관리에 사용한다. 또한, 기존의 PPP의 할당 및 해제(타이머 관리 포함)을 기존의 라우터(Router)에서 하던 것을 집중화된 별도의 제어기(FAC : FA Controller)에서 하도록 되어 있다.Looking at the main functions of the packet control function (PCF) to accommodate the mobile IP external agent (FA) function of the packet data service node (PDSN), a call to the Dormant function, the base station controller (BSC) for the packet data service It handles existing packet control functions (PCFs) such as temporary storage of user packets, PPP packet splitting / combining functions, external agents of mobile IP, IP in IP processing, IP encryption, IP address assignment, and route. It provides functions of the existing packet data service node (PDSN), such as assignment and mobile IP message processing, remote authentication dial-up user service (RADIUS) or DIAMETER client function. However, the existing RP access signal processing is not performed, but it is used for PPP resource management using this signal. In addition, the conventional PPP allocation and release (including timer management) is to be done in the existing router (Router) in a separate centralized controller (FAC: FA Controller).

패킷이 전달되어 처리되는 과정을 살펴보면, 기지국 제어기(BSC)로부터 수신된 패킷들을 필요한 경우 조합 과정을 통해 완전한 단대단 프로토콜(PPP) 프레임으로 만들고, PPP 처리를 한 후 이동단말기(MS)의 IP 패킷을 IP망으로 일반적인 경로배정 방법에 따라 전달한다. 그리고, IP망으로부터 수신된 패킷은 PPP 프레임으로 만든 후, 무선망의 무선연결 프로토콜(RLP : Radio Link Protocol)의 크기에 맞게 분할하여 전송한다.Looking at the process of forwarding and processing the packet, the packets received from the base station controller (BSC) are made into a complete end-to-end protocol (PPP) frame through a combination process if necessary, and the IP packet of the mobile station (MS) after PPP processing. Is transmitted to the IP network according to the general routing method. The packet received from the IP network is made into a PPP frame, and the packet is divided and transmitted according to the size of a radio link protocol (RLP) of the wireless network.

여기서, IP망으로 전송되는 IP 패킷들은 경로배정 프로토콜(Routing Protocol)에 의해 정해진 경로를 따라 다음 노드(Next Hop)로 전달된다.Here, IP packets transmitted to the IP network are delivered to the next hop along a path determined by a routing protocol.

그럼, 효율적인 망구조 및 데이터 서비스 기능을 제공하기 위해 패킷 제어 기능(PCF)에 패킷 데이터 서비스 노드(PDSN) 기능과 같은 망요소들을 통합 수용하기 위한 제어 관리 절차를 도 5를 참조하여 살펴보면 다음과 같다.Then, referring to FIG. 5, a control management procedure for integrating network elements such as a packet data service node (PDSN) function in a packet control function (PCF) to provide an efficient network structure and data service function is as follows. .

도 5에서, 제어 기능 처리부(Control Entity)는 복수개의 패킷 제어 기능(PCF)을 관할하는 외부 대행자(FA) 제어기(FAC)에서 구동되고, 베어러 기능 처리부는 패킷 제어부(PCF)에서 구동된다.In FIG. 5, the control function processing unit (Control Entity) is driven by an external agent (FA) controller (FAC) that manages a plurality of packet control functions (PCF), the bearer function processing unit is driven by a packet control unit (PCF).

도 5는 물리적인 연결이 아닌 논리적인 연결 구조상에서의 제어 절차를 나타낸다.5 shows a control procedure on a logical connection structure rather than a physical connection.

우선, 패킷 제어부(PCF)의 기지국 제어기 연동신호 처리부(301)에서 기지국 제어기(BSC)와 데이터 경로(Data Path) 설정을 위한 호처리 기능을 수행한다. 이후에, 기지국 제어기(BSC)와의 데이터 경로(Data Path)가 설정되면, 이동단말기(MS)와 연결 계층(Link Layer) 설정을 수행한다. 연결 계층 설정이 완료된 후, 패킷 제어부(PCF)는 이동단말기(MS)로부터 이동 IP 메시지를 수신하면, 해당 메시지를 FA 제어기(FAC)로 릴레이(Relay)시켜 주고, FA 제어기(FAC)는 기존 인증 여부를 데이터베이스(DB)에서 검사한 후, 인증이 완료되었으면 이동 IP 홈 대행자(HA)로 이동 IP 등록 요청(MIP-RRQ) 메시지를 전송하고, 인증이 처음이면 인증 절차를 시작한다.First, the base station controller interworking signal processing unit 301 of the packet controller PCF performs a call processing function for establishing a data path with the base station controller BSC. Subsequently, when a data path with the base station controller BSC is established, a link layer is established with the mobile station MS. After the connection layer setup is completed, the packet controller (PCF) relays the message to the FA controller (FAC) upon receiving the mobile IP message from the mobile station (MS), and the FA controller (FAC) authenticates the existing authentication. After checking whether or not in the database (DB), if authentication is completed, the mobile IP home agent (HA) transmits a mobile IP registration request (MIP-RRQ) message, and if authentication is the first time, the authentication process is started.

기존 PCF(FA 베어러 처리 망 엔티티)에서 GRE 세션 할당을 위한 A11 신호 메시지를 수신하면, 세션 할당 처리부(결국, 제어 기능 처리부(FAC))로 A11 메시지를 전송하고, 세션 할당 처리부(제어 기능 처리부(FAC))는 비활성화(Non active) 상태의 PPP를 할당하여 해당 PPP 세션에 대한 키를 베어러 기능 처리부(PCF)로 전송함으로써 이동 호스트에 대한 PPP 설정을 수행하게 된다.When the existing PCF (FA bearer processing network entity) receives the A11 signal message for the GRE session allocation, it transmits the A11 message to the session allocation processing unit (finally, the control function processing unit (FAC)), the session allocation processing unit (control function processing unit ( FAC)) allocates PPP in a non-active state and transmits a key for the corresponding PPP session to the bearer function processing unit (PCF) to perform PPP configuration for the mobile host.

제어 기능 처리부(FAC)는 타이머에 의해서 PPP 세션 키를 관리하다가 종료(Expire)되면 기존 A11 신호인 MIP Reg-Update 메시지를 이용하여 PPP 세션 해제 명령(Command)을 베어러 기능 처리부(PCF)로 전송한다.The control function processor (FAC) manages the PPP session key by a timer and when it expires, transmits a PPP session release command to the bearer function processor (PCF) using a MIP Reg-Update message, which is an existing A11 signal. .

도 5를 참조하여, 본 발명에 따른 세션 설정 및 관리 방법을 살펴보면, 먼저 호 제어 프로세서(CCP)가 라우터(ATM 스위치)로 PCF 자원 할당 요청 메시지(A9_Setup_A8)를 전송하면(501), 라우터가 패킷 제어부(PCF)으로 PCF 자원 할당 요청 메시지(가상 연결 설정 요청 메시지(Virtual Connect Open Req))(A9_Setup_A8)를 전송한다(502).Referring to FIG. 5, referring to a method for establishing and managing a session according to the present invention, first, when a call control processor (CCP) transmits a PCF resource allocation request message (A9_Setup_A8) to a router (ATM switch), the router transmits a packet. A PCF resource allocation request message (Virtual Connect Open Req) (A9_Setup_A8) is transmitted to the control unit PCF (502).

이후, 패킷 제어부(PCF)에서는 제어 기능 처리부(FAC)로 PPP 세션 설정 요청 메시지(PPP Session Open Req)를 전송하고(503), 제어 기능 처리부(FAC)에서는 PPP 세션 설정 명령 메시지(PPP Session Open Command)를 베어러 기능 처리부(PCF)로 전송한다(504). 그러면, 베어러 기능 처리부(PCF)에서는 이에 대한 응답으로 PPP 세션 설정 명령 응답 메시지(PPP Session Open Command OK)를 제어 기능 처리부(FAC)로 전송한다(505).Subsequently, the packet control unit PCF transmits a PPP session establishment request message (PPP Session Open Req) to the control function processing unit (FAC) (503), and the control function processing unit (FAC) transmits a PPP session establishment command message (PPP Session Open Command). ) Is transmitted to the bearer function processing unit (PCF) (504). Then, the bearer function processing unit (PCF) transmits a PPP session establishment command response message (PPP Session Open Command OK) to the control function processing unit (FAC) in response thereto.

다음으로, PPP 세션 설정 명령 응답 메시지(PPP Session Open Command OK)를 수신한 제어 기능 처리부(FAC)는 PPP 세션 설정 응답 메시지(PPP Session Open Reply)를 패킷 제어부(PCF)로 전송하고(506), 패킷 제어부(PCF)는 라우터로 PCF 자원 할당 응답 메시지(가상 연결 설정 응답 메시지(Virtual Connect Open OK))(A9_Setup_A8)를 전송하며(507), 라우터는 PCF 자원 할당 응답 메시지(A9_Connect_A8)를 호 제어 프로세서(CCP)로 전송한다(508).Next, the control function processor (FAC) receiving the PPP Session Open Command OK message transmits the PPP Session Open Reply message to the packet controller PCF (506). The packet control unit (PCF) transmits a PCF resource allocation response message (Virtual Connect Open OK) (A9_Setup_A8) to the router (507), and the router sends a PCF resource allocation response message (A9_Connect_A8) to the call control processor. And transmit (CCP) (508).

상술한 바와 같은 본 발명의 방법은 프로그램으로 구현되어 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체(씨디롬, 램, 롬, 플로피 디스크, 하드 디스크, 광자기 디스크 등)에 저장될 수 있다.The method of the present invention as described above may be implemented as a program and stored in a computer-readable recording medium (CD-ROM, RAM, ROM, floppy disk, hard disk, magneto-optical disk, etc.).

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.The present invention described above is not limited to the above-described embodiments and the accompanying drawings, and various substitutions, modifications, and changes are possible in the art without departing from the technical spirit of the present invention. It will be clear to those of ordinary knowledge.

상기한 바와 같은 본 발명은, PCF와 PDSN간 RP 인터페이스가 사라짐으로 인해 가상 연결(Virtual Link) 설정이 불필요하며, A10, A11 처리가 없어지고, GRE 프로토콜 역시 불필요하며, 또한 RP 인터페이스상의 GRE/PPP 오버헤드가 사라지며,두 개의 망요소가 수행했던 패킷 처리 과정이 하나로 통합되므로 데이터 전송 과정에서 시간지연이 줄어드는 효과가 있다.As described above, the present invention eliminates the need for virtual link setting due to the disappearance of the RP interface between the PCF and the PDSN, eliminates the A10 and A11 processes, and eliminates the need for the GRE protocol, and also the GRE / PPP on the RP interface. The overhead is eliminated and the packet processing performed by the two network elements is integrated into one, which reduces the time delay in the data transmission process.

또한, 종래에는 PDSN을 통해서 모든 패킷이 전달되어 상대편 호스트로 전송되는 과정에서 PCF와 PDSN 모두 패킷 처리의 부담을 가지고 있었으나, 본 발명은 IPv6 수용이 용이하고 하나의 시스템에서만 처리하고 자체적으로 망에 패킷을 라우팅(경로배정)시킬 수 있으므로 데이터 전송에 있어서 부담을 줄일 수 있는 효과가 있다.In addition, in the conventional process, all packets are transmitted through the PDSN and transmitted to the other host, but both PCF and PDSN have a burden of packet processing, but the present invention is easy to accept IPv6, processes only one system, and processes packets on its own network. Since routing can be done (routing), the burden on data transmission can be reduced.

또한, 본 발명은 3GPP2의 FA 기능을 RAN으로 하향화시키려는 기술적 추세에도 부합하고, 또한 PPP 세션의 할당 및 해지를 기존 망에서 사용하는 메시지를 그대로 이용함으로써 기존 망의 변경 사항없이 망을 운영할 수 있으며, 또한 제어 플레인(Control Plane)을 관리하는 제어기(FAC)가 동시에 여러 개의 베어러 엔티티를 관리함으로써 베어러 엔티티의 장애 또는 이동단말기의 핸드오프시 효율적으로 PPP 세션의 할당 및 해지가 가능한 효과가 있다.In addition, the present invention conforms to the technical trend of downgrading the FA function of 3GPP2 to the RAN, and also can operate the network without changing the existing network by using the message used in the existing network as the allocation and termination of the PPP session. In addition, since a controller (FAC) that manages a control plane manages multiple bearer entities at the same time, it is possible to efficiently allocate and terminate PPP sessions in case of a failure of a bearer entity or a handoff of a mobile terminal.

Claims (5)

차세대 이동통신망 기반의 통합 인터넷 프로토콜(ALL-IP)망에서의 망요소 통합을 위한 세션 설정 및 관리 방법에 있어서,In the session establishment and management method for the integration of network elements in the next generation mobile communication network-based integrated Internet protocol (ALL-IP) network, 무선접속망(RAN)을 패킷망에 연동시키기 위한 패킷 제어 기능(이하, "PCF"라 함)과, 상기 무선접속망(RAN)을 통해서 접속한 데이터 가입자를 상기 패킷망에 연결시켜 주기 위한 접속노드로서의 기능을 수행하는 패킷 데이터 서비스 노드(이하, "PDSN"이라 함) 기능을 하나로 통합하되,A packet control function (hereinafter referred to as "PCF") for interworking a radio access network (RAN) to a packet network, and a function as a connection node for connecting a data subscriber connected through the radio access network (RAN) to the packet network. Integrate the functions of the Packet Data Service Nodes (hereinafter referred to as "PDSN") into one, 이동 인터넷 프로토콜(이동 IP) 서비스 제공시, 상기 PCF에 상기 PDSN의 이동 IP 외부대행자 기능과 이동 단말기의 링크 계층 종단 기능을 통합 수용하는 제 1 단계;A first step of integrating a mobile IP external agent function of the PDSN and a link layer termination function of a mobile terminal in the PCF when providing a mobile Internet protocol (mobile IP) service; 상기 PDSN의 제어 부분과 베어러 부분을 분리하는 제 2 단계;Separating a control portion and a bearer portion of the PDSN; 상기 PCF의 베어러 기능 처리부가 상기 PDSN의 베어러 데이터 처리 기능을 수행하는 제 3 단계; 및Performing a bearer data processing function of the PDSN by a bearer function processing unit of the PCF; And 복수개의 PCF를 관할하는 외부 대행자 제어기(FAC)의 제어 기능 처리부가 상기 PDSN의 베어러 데이터 처리를 위한 세션의 설정과 관리 기능을 수행하는 제 4 단계A fourth step in which a control function processor of an external agent controller (FAC) that manages a plurality of PCFs performs a session setup and management function for bearer data processing of the PDSN; 를 포함하는 무선통신 시스템에서의 망요소 통합을 위한 세션 설정 및 관리 방법.Session establishment and management method for network element integration in a wireless communication system comprising a. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 PCF는,The PCF is, GRE(Generic Routing Encapsulation) 프로토콜 세션 할당을 위한 신호 메시지를 수신하면, 상기 제어 기능 처리부로 세션 할당 메시지를 전송하고, 상기 제어 기능 처리부가 비활성화(Non active) 상태의 단대단 프로토콜(PPP)을 할당하여 해당 단대단 프로토콜(PPP) 세션에 대한 키를 상기 베어러 기능 처리부(PCF)로 전송함으로써 이동 호스트에 대한 단대단 프로토콜(PPP) 설정을 수행하는 것을 특징으로 하는 무선통신 시스템에서의 망요소 통합을 위한 세션 설정 및 관리 방법.When a signal message for Generic Routing Encapsulation (GRE) protocol session allocation is received, a session allocation message is transmitted to the control function processor, and the control function processor allocates a non-end end-to-end protocol (PPP). For end-to-end protocol (PPP) setting for a mobile host by transmitting a key for a corresponding end-to-end protocol (PPP) session to the bearer function processing unit (PCF). How to set up and manage sessions. 제 2 항에 있어서,The method of claim 2, 상기 제어 기능 처리부는,The control function processing unit, 타이머에 의해서 단대단 프로토콜(PPP) 세션 키를 관리하다가 종료(Expire)되면 단대단 프로토콜(PPP) 세션 해제 명령(Command)을 상기 베어러 기능 처리부로 전송하여, 상기 이동 호스트에 대한 단대단 프로토콜(PPP) 해제를 수행하는 것을 특징으로 하는 무선통신 시스템에서의 망요소 통합을 위한 세션 설정 및 관리 방법.After managing the end-to-end protocol (PPP) session key by the timer and ending (Expire), the end-to-end protocol (PPP) session release command is transmitted to the bearer function processing unit, and the end-to-end protocol (PPP) for the mobile host is transmitted. A session establishment and management method for integrating network elements in a wireless communication system, characterized in that to perform a release. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 3, 상기 PCF는,The PCF is, 이동 인터넷 프로토콜(IP) 에이전트 기능, 인터넷 프로토콜 인 인터넷 프로토콜(IP in IP) 처리 기능, 인터넷 프로토콜(IP) 주소할당 기능, 경로배정 및 이동 인터넷 프로토콜(IP) 메시지 처리 기능, 원격인증 전화접속 사용자 서비스(RADIUS) 혹은 다이아미터(DIAMETER) 클라이언트 기능과 같은 기존 PDSN의 기능들을 제공하되, 상기 무선 접속망(RAN)과 상기 패킷망간 기존 접속방법(RP 인터페이스 방법)에 의한 신호 처리는 수행하지 않으나 이 신호를 단대단 프로토콜(PPP) 자원 관리에 사용하고, 기존의 라우터(Router)에서 수행하던 단대단 프로토콜(PPP)의 할당 및 해제(타이머 관리 포함)를 상기 외부대행자 제어기(FAC)에서 수행하도록 하는 것을 특징으로 하는 무선통신 시스템에서의 망요소 통합을 위한 세션 설정 및 관리 방법.Mobile Internet Protocol (IP) agent function, Internet protocol (IP in IP) processing function, Internet protocol (IP) address assignment function, routing and mobile Internet protocol (IP) message processing function, remote authentication dial-up user service Functions of existing PDSN such as RADIUS or DIAMETER client function, but does not perform signal processing by the existing access method (RP interface method) between the radio access network (RAN) and the packet network. It is used for end-to-end protocol (PPP) resource management, and the external agent controller (FAC) to perform the allocation and release (including timer management) of the end-to-end protocol (PPP) used in the existing router (Router) Session establishment and management method for network element integration in wireless communication system. 통합 인터넷 프로토콜(ALL-IP)망에서의 망요소 통합을 위한 세션 설정 및 관리를 위하여, 프로세서를 구비한 무선통신 시스템에,In a wireless communication system having a processor for session establishment and management for integration of network elements in an integrated internet protocol (ALL-IP) network, 무선접속망(RAN)을 패킷망에 연동시키기 위한 패킷 제어 기능(이하, "PCF"라 함)과, 상기 무선접속망(RAN)을 통해서 접속한 데이터 가입자를 상기 패킷망에 연결시켜 주기 위한 접속노드로서의 기능을 수행하는 패킷 데이터 서비스 노드(이하, "PDSN"이라 함) 기능을 하나로 통합하되,A packet control function (hereinafter referred to as "PCF") for interworking a radio access network (RAN) to a packet network, and a function as a connection node for connecting a data subscriber connected through the radio access network (RAN) to the packet network. Integrate the functions of the Packet Data Service Nodes (hereinafter referred to as "PDSN") into one, 이동 인터넷 프로토콜(이동 IP) 서비스 제공시, 상기 PCF에 상기 PDSN의 이동 IP 외부대행자 기능과 이동 단말기의 링크 계층 종단 기능을 통합 수용하는 제 1 기능;A first function of integrating a mobile IP external agent function of the PDSN and a link layer termination function of a mobile terminal in the PCF when providing a mobile Internet protocol (mobile IP) service; 상기 PDSN의 제어 부분과 베어러 부분을 분리하는 제 2 기능;A second function of separating a control portion and a bearer portion of the PDSN; 상기 PCF의 베어러 기능 처리부가 상기 PDSN의 베어러 데이터 처리 기능을 수행하는 제 3 기능; 및A third function in which a bearer function processing unit of the PCF performs a bearer data processing function of the PDSN; And 복수개의 PCF를 관할하는 외부 대행자 제어기(FAC)의 제어 기능 처리부가 상기 PDSN의 베어러 데이터 처리를 위한 세션의 설정과 관리 기능을 수행하는 제 4 기능A fourth function of the control function processing unit of an external agent controller (FAC) that manages a plurality of PCFs to perform a session setup and management function for bearer data processing of the PDSN; 을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체.A computer-readable recording medium having recorded thereon a program for realizing this.
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