KR100470687B1 - 인터넷 프로토콜 기반의 핵심 망에서 무선 이동 통신액세스 망을 연동하기 위한 방법 및 시스템 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 IP(Internet Protocol) 기반의 CN(Core Network)에서 ANSI 타입 RAN(Radio Access Network)을 연동하기 위한 방법 및 시스템에 관한 것으로, 특히 현재 운용중인 ANSI 타입 RAN의 변화를 최소화함과 동시에 IP 기반의 CN을 구축하여 모든 IP 기반의 ANSI 타입 RAN을 수용하도록 하기 위한 것으로써, IP 기반의 CN에서 ANSI 타입 RAN을 연동하기 위한 주요 망 요소, 즉 MSC(Mobile Switching Center)와 BSC(Base Station Controller)간 정합 방법 및 시스템에 관한 것이다.
본 발명은 RAN과 CN을 정합하여 단일화된 IP 기반의 통신망을 제시하고, 망 정합 시에 필요한 신호 연결 및 트래픽 전송 연결을 위한 방법 및 시스템을 제공함으로써, RAN과 CN간의 전달 경로가 IP와 같은 범용 기술을 기반으로 CN을 구축하여 시스템 구축이 용이할 뿐만 아니라 비용이 절감될 수 있다. 또한, 본 발명은 IP 기반의 CN에서 RAN을 IP 기반으로 직접 수용함으로써, 무선 인터넷 서비스 제공에 필요한 별도의 변환 장치가 필요하지 않기 때문에 서비스 제공 및 성능 처리 면에서 매우 신속하게 대응할 수 있다.
Description
본 발명은 IP 기반의 CN에서 ANSI 타입 RAN을 연동하기 위한 방법 및 시스템에 관한 것으로, 특히 현재 운용중인 ANSI 타입 RAN의 변화를 최소화함과 동시에 IP 기반의 CN을 구축하여 모든 IP 기반의 ANSI 타입 RAN을 수용하도록 하기 위한 것으로써, IP 기반의 CN에서 ANSI 타입 RAN을 연동하기 위한 주요 망 요소, 즉 MSC(Mobile Switching Center)와 BSC(Base Station Controller)간 정합 방법 및 시스템에 관한 것이다.
'TIA/EIA 3G-IOS V4.0.0 V&V 드래프트(Draft) 5 1999년 11월'에 언급된 이동 통신망의 구성은 RAN과 CN으로 구성되며, 각각의 망은 이동 통신 서비스를 제공하기 위한 기능의 망 요소로 구성된다.
여기서, 해당 IOS(Inter-Operability Specification)는 BSC와 MSC간 정합 프로토콜로서 이동 가입자의 호 연결 및 해제 기능을 수행하는 무선 이동 통신 응용 프로토콜을 말한다.
해당 CN은 시 분할 다중(Time Division Multiplex; TDM) 기반의 회선 교환을 중심으로 구성되어 있으며, 해당 CN을 구성하는 각각의 망 요소들은 해당 CN의 물리적 연결과 논리적 정합 프로토콜로 상호 연동되어 있다.
따라서, 해당 RAN은 해당 CN의 구성 형태에 따라 상호 연동 규격이 정의되며, 현재 서비스 중인 CN과 RAN간의 정합은 TDM 기반의 회선 연결 상의 공통선 신호 방식(즉, No.7)으로 이루어져 있다.
도 1은 종래 CN과 RAN간의 연동 프로토콜 스택을 보인 예시 도인데, 해당 도 1에 도시된 바와 같이, 'TIA/EIA 3G-IOS V4.0.0 V&V 드래프트 5 1999년 11월'에 언급된 이동 통신망을 구성하는 CN은 음성 교환 서비스의 경우에 동기 전송 모드(Synchronous Transfer Mode; STM) 방식의 TDM 기반 회선 교환 망으로 구성되며, RAN과는 G.703 PCM(Pulse Code Modulation)을 기반으로 하는 중계선 정합을 통해 상호 연결되어진다.
이동 통신 교환 서비스를 제공하기 위한 신호 연결은 CN과 RAN 사이에 협대역 공통선 신호 방식(즉, Narrow Band No.7)으로 신호 망이 구성되며, 트래픽 연결을 위해 IOS을 이용하여 이동 통신 호(Call)의 연결을 수행한다.
그리고, 음성과 같은 전달 매체는 회선 교환 방식의 TDM 기술을 이용하여 상호간의 음성 교환 서비스를 제공한다. 또한, 데이터 교환 서비스를 제공하는 경우에는 CN과 RAN 사이에 IP를 기반으로 하는 고속 패킷 망 정합을 통해 상호 연결된다.
따라서, 데이터 연결을 위해 무선 이동 통신 데이터 서비스는 패킷 라우팅 기술을 통해 서비스를 제공받아야 함으로써, CN은 음성 교환과 데이터 서비스에 대해 각각 별도의 통신망을 구성하여 이원화된 CN을 통해 사용자 서비스를 제공하고 있다.
그러나, 상술한 바와 같은 종래 기술에 있어 무선 이동 통신 서비스를 제공하기 위한 CN은 STM 방식의 회선 교환 망을 기반으로 구성되어 있기 때문에 RAN과의 정합을 위해 협대역 공통선 신호 방식을 바탕으로 신호 전달 제어를 수행하고 트래픽 전달 매체는 TDM 기반의 회선 전송을 통해 전달해야 함으로써, 패킷 및 회선 데이터와 같은 비실시간적인 매체 전달의 경우에는 가상 회선의 상시 점유로 인하여 리소스의 낭비를 가져오는 문제점이 있었다.
또한, RAN 내부에서는 전달 매체가 원래 패킷을 기반으로 되어 있으나, 회선기반의 CN과의 연동을 위해서는 패킷을 회선으로 변환하는 작업이 부가적으로 필요함으로써, 음성과 패킷을 구분하여 제어해야 하는 복잡한 프로토콜이 필요한 문제점이 있었다.
또한, 무선 이동 통신의 CN은 음성 교환 서비스인 경우와 데이터 교환 서비스인 경우에 각각 별도의 통신망을 구성하고 있기 때문에 이원화된 상호 접속 방식과 CN 운용상의 오버헤드가 존재하는 문제점이 있었다.
또한, 인터넷과 같은 패킷 망과의 연동을 위해서 음성 교환의 CN의 경우에는 별도의 매체 변환 장치(Inter Working Function; IWF)가 필요로 하고, 서비스 제공을 위해 복잡한 제어 프로토콜이 필요로 하는 문제점이 있었다.
상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 RAN과 CN을 정합하여 단일화된 망을 제시하고, 망 정합 시에 필요한 신호 연결 및 트래픽 전송 연결을 위한 방법 및 시스템을 제공하는데, 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 RAN과 CN을 IP 기반의 통신망으로 구성함으로써, RAN과 CN간의 전달 경로가 IP와 같은 범용 기술을 기반으로 CN을 구축하여 시스템 구축이 용이할 뿐만 아니라 비용이 절감되도록 하는데, 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 RAN을 IP 기반으로 직접 수용함으로써, 무선 인터넷 서비스 제공에 필요한 별도의 변환 장치가 필요하지 않기 때문에 서비스 제공 및 성능 처리 면에서 매우 신속하게 대응할 수 있도록 하는데, 그 목적이 있다.
이와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 IP 기반의 CN에서 RAN을 연동하기 위한 방법은 발신측 MS(Mobile Station)로부터 호 연결 요구 메시지를 입력받으면 소정의 프로토콜을 이용하여 해당 발신측 MS와 발신측 BSS-IP간의 트래픽 연결을 수행하는 과정과; 상기 발신측 MS가 요구하는 착신측 MS의 착신 번호(Directory Number; DN)를 해석하여 소정의 프로토콜을 이용하여 해당 착신측 MS와 착신측 BSS-IP간의 트래픽 연결을 수행하는 과정과; 상기 발신측 MS가 호출 톤을 들을 수 있도록 소정의 프로토콜을 이용하여 호출 톤(Ring-back Tone)을 발생시켜 주는 과정과; 상기 착신측 MS에서 응답을 하면 소정의 프로토콜을 이용하여 호출 톤을 중단시키고 상기 발신측 MS와 착신측 MS간의 통화가 이루어지도록 하는 과정을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다. 여기서, 상기 소정의 프로토콜은 신호 연결 전달을 위한 정합 신호 프로토콜과, 트래픽 연결 제어 프로토콜을 포함하며, 해당 정합 신호 프로토콜은 M3UA(MTP3 User Adaptation), SCTP(Stream Control Transmission Protocol), IP, MGCP(Media Gateway Control Protocol), IOS 애플리케이션(Application), SCCP(Signaling Connection Control Protocol), UDP(User Datagram Protocol), LLC(Logical Link Control), MAC(Medium Access Control) 및 피지컬(Physical)을 포함하며, 해당 트래픽 연결 제어 프로토콜은 RTP(Real Time Protocol)/RTCP(Real Time Control Protocol), UDP, IP, 음성 인코드 데이터(Voice Encoded Data), LLC, MAC 및 피지컬을 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 발신측 MS와 발신측 BSS-IP간의 트래픽 연결을 수행하는 과정은 발신측 MS로부터 호 연결 요구 메시지를 발신측 BSS-IP를 거쳐 WCA(Wireless Call Agent)에서 수신하는 단계와; 상기 발신측 MS가 요구하는 착신측 MS의 DN를 번역하는 단계와; 상기 DN이 유효한 경우에 MGCP를 이용하여 연결 요구 메시지를 상기 발신측 BSS-IP로 전송하는 단계와; 자신에게 연결된 발신측 MS의 IP 망으로의 트래픽 연결 포트를 할당한 후에 응답 메시지를 상기 WCA로 전송하는 단계와; UDP 포트 번호를 사용하여 자원 할당 메시지를 상기 발신측 BSS-IP로 전송하는 단계와; 자신에게 속한 발신측 MS와의 트래픽 연결이 완성되었는지를 확인하여 응답 메시지를 상기 WCA로 전송하는 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
또한 바람직하게는, 상기 착신측 MS와 착신측 BSS-IP간의 트래픽 연결을 수행하는 과정은 상기 발신측 MS가 요구하는 착신측 MS의 DN를 해석하여 착신측 BSS-IP를 통해 호출 메시지를 착신측 MS로 전송하는 단계와; 상기 호출 메시지를 인지하고 IOS 메시지로 상기 착신측 BSS-IP를 통해 상기 WCA로 응답하는 단계와; 상기 착신측 BSS-IP에게 발신측과 트래픽을 연결할 수 있는 UDP 포트를 할당하며, MGCP 메시지를 이용하여 상기 착신측 BSS-IP에게 연결될 수 있는 IP 망의 가용한 연결 포트를 연결 요구하는 단계와; 상기 착신측 MS의 트래픽 연결 포트를 할당한 후에 응답 메시지를 상기 WCA에게 전송하는 단계와; UDP 포트 번호를 사용하여 자원 할당 메시지를 상기 착신측 BSS-IP로 전송하는 단계와; 자신에게 속한 착신측 MS와의 트래픽 연결이 완성되었는지를 확인하여 응답 메시지를 상기 WCA로 전송하는 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
더욱이 바람직하게는, 상기 호출 톤을 발생시켜 주는 과정은 상기 발신측 MS가 호출 톤을 들을 수 있도록 MGCP를 이용하여 상기 발신측 MS의 IP 트래픽 UDP 포트 번호, 사용자 트래픽 상의 음성 메시지 트랜스코딩(Transcoding) 방식 및 종단간(End-to-end) 실시간 메시지 처리를 위한 프로토콜 관련 정보와 함께 IP 망 트래픽 연결 요구 메시지를 톤 발생기(Tone Source)로 전송하는 단계와; 상기 발신측 MS의 연결 트래픽 패스를 자신이 관리하고 있는 호출 톤 트래픽 채널로 변경시켜 주는 단계와; 상기 발신측 MS의 IP 트래픽 포트와 호출 톤 트래픽 채널을 연결한 후에 응답 메시지를 상기 WCA로 전송하는 단계와; 이미 할당된 사용자 포트를 이용하여 변경 연결 요구 메시지를 사용자 트래픽 상의 음성 메시지 트랜스코딩 방식과 종단간 실시간 메시지 처리를 위한 프로토콜 관련 정보와 함께 상기 발신측 BSS-IP로 전송하는 단계와; 상기 발신측 MS의 연결 트래픽 패스를 호출 톤 트래픽 채널로 변경시켜 주는 단계와; 상기 발신측 MS의 IP 트래픽 포트와 호출 톤 트래픽 채널을 연결한 후에 응답 메시지를 상기 WCA로 전송하는 단계와; MGCP를 이용하여 통지 요구 메시지를 상기 톤 발생기로 전송하는 단계와; 상기 통지 요구 메시지를 참조하여 자신에게 연결되어 있는 MS의 트래픽 채널을 통해 호출음을 발생시킨 후에 응답 메시지를 상기 WCA로 전송하는 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
더욱이 바람직하게는, 상기 발신측 MS와 착신측 MS간의 통화가 이루어지도록 하는 과정은 상기 착신측 MS에서 IOS 메시지를 이용하여 연결 메시지를 상기 착신측 BSS-IP를 통해 상기 WCA로 전송하는 단계와; MGCP를 이용하여 통지 요구 메시지를 상기 톤 발생기로 전송하는 단계와; 자신이 송출 중이던 호출 음 발생을 중지시킨 후에 응답 메시지를 상기 WCA로 전송하는 단계와; 연결 삭제 메시지를 상기 톤 발생기로 전송하는 단계와; 자신이 연결 중이던 IP 망 상의 톤 연결 패스를 절단한 후에 응답 메시지를 상기 WCA로 전송하는 단계와; 변경 연결 요구 메시지를 상기 착신측 BSS-IP의 사용자 트래픽 UDP 포트 번호, 사용자 트래픽 상의 음성 메시지 트랜스코딩 방식 및 종단간 실시간 메시지 처리를 위한 프로토콜 관련 정보와 함께 상기 발신측 BSS-IP로 전송하는 단계와; 자신이 관리하고 있는 발신측 MS의 IP 망 트래픽 채널을 수신된 착신측 BSS-IP의 사용자 트래픽 채널과 연결한 후에 응답 메시지를 상기 WCA로 전송하는 단계와; 연결 메시지를 상기 발신측 MS로 전송하여 상기 발신측 MS와 착신측 MS간의 통화가 이루어지도록 하는 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
한편, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 IP 기반의 CN에서 RAN을 연동하기 위한 시스템은 IP 기반의 CN에서 수용하는 모든 게이트웨이를 제어하여 호 연결 및 루팅 기능을 수행하는 WCA와; RAN과 통신하여 해당 RAN을 제어하고 상기 WCA와 통신하여 게이트웨이 기능을 수행하는 BSS-IP와; 상기 IP 기반의 CN과 기존 유선 망 사이의 음성 트래픽 정합 기능을 수행하고, 음성 특유의 서비스 기능을 제공하는 TG(Trunk Gateway)와; 상기 IP 기반의 CN과 기존 유선 망 사이의 No.7 신호 연결 정합 기능을 제공하는 SG(Signaling Gateway)와; 상기 IP 기반의 CN과 연동 기능을 수행하여 이동 통신망에서의 이동 가입자의 위치 관리 및 이동성 제어를 제공하는 HLR(Home Location Register)과; 상기 IP 기반의 CN과 연동 기능을 수행하여 이동 통신망에서의 이동 가입자의 패킷 데이터 서비스를 제공하는 PDSN(Packet Data Serving Node)을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
또 다른 한편, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 IP 기반의 CN에서 RAN을 연동하기 위한 시스템은 RAN과 CN을 정합하여 단일화된 IP 기반의 통신망을 형성하고 해당 두 망간의 정합 시에 필요한 신호 연결 및 트래픽 전송 연결을 수행하기 위한 소정의 프로토콜을 구비하되, 해당 소정의 프로토콜은 기존 유선 기반의 No.7 신호 망에서 메시지 전달 기능을 수행하는 MT3 프로토콜과 IP 망과의 연동 기능을 수행하는 M3UA와; IP 기반 망에서 신호 메시지를 신뢰성 있게 전달하기 위한 기능을 수행하는 SCTP와; 인터넷 망에서 링크 레벨의 제어 기능을 수행하는 LLC와; 기존 PSTN과 IP 망과의 물리적 정합 기능을 수행하기 위해 필요로 하는 게이트웨이 제어 기능을 수행하는 MGCP와; IP 망에서 비연결형 상위 응용 메시지 전달 기능을 수행하는 UDP와; 인터넷 망에서 메시지 라우팅 기반으로 사용되는 IP와; 인터넷 망에서 물리 링크 레벨의 제어 기능을 수행하는 MAC를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 신호 연결을 수행하기 위한 소정의 프로토콜은 이동 가입자의 호 연결 및 해제 기능을 수행하는 IOS 애플리케이션과; 상위 응용 신호 프로토콜에 대한 신뢰성 있는 신호 데이터 전달 기능을 수행하기 위한 SCCP를 더 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명에 따른 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 자세히 설명하면 다음과 같다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 IP 기반의 CN에서 RAN을 연동하기 위한 시스템의 구성을 간략하게 나타낸 도면으로서, 해당 시스템은 IP 기반의 CN에서 수용하는 모든 게이트웨이(예, RNC(Radio Access Network Controller))를 제어하여 호 연결 및 루팅 기능을 수행하는 WCA(10)와, RAN과 통신하여 해당 RAN을 제어하고 IP 기반의 CN을 통해 상기 WCA(10)와 통신하여 게이트웨이 기능을 수행하는 BSS-IP(20)와, IP 기반의 CN과 PSTN(Public Switched Telephone Network)과 같은 기존 유선 망 사이의 음성 트래픽 정합 기능을 수행하고, 톤, 안내 방송 등과 같은 음성 특유의 서비스 기능을 제공하는 TG(30)와, IP 기반의 CN과 PSTN과 같은 기존 유선 망 사이의 No.7 신호 연결 정합 기능을 제공하는 SG(40)와, IP 기반의 CN과 연동 기능을 수행하여 이동 통신망에서의 이동 가입자의 위치 관리 및 이동성 제어를 제공해 주는 HLR(50)와, IP 기반의 CN과 연동 기능을 수행하여 이동 통신망에서의 이동 가입자의 패킷 데이터 서비스를 제공해 주는 PDSN(60)을 포함하여 이루어진다.
그리고, 본 발명에서는 IP 기반의 CN에서 이동 호 제어를 담당하는 WCA(10)와, RAN을 제어하고 IP 기반의 CN과 연동하는 BSS-IP(20)가 주요 망 구성 요소로 존재하는데, 각각은 기존의 MSC와 BSC에 해당하나, 그 구성은 서로 다름을 잘 이해해야 한다. 여기서, 해당 IP 기반의 CN은 ATM이나 패스트 이더넷(Fast Ethernet) 등과 같은 고속의 패킷 망의 접속 연결을 바탕으로 IP가 라우팅될 수 있는 능력을 가진다.
그리고, 본 발명에서는 RAN을 IP 기반의 CN과 효율적으로 연결하여 향후 인터넷과 같은 IP 망 서비스를 용이하게 제공받을 수 있도록 하는 망 구조와 정합 프로토콜을 제시한 것으로서, 특히 RNC와 MSC간 연동 프로토콜 스택의 제안이 주된 대상이다.
다시 말해서, BSS-IP(20)와 WCA(10) 사이에는 종래의 'TIA/EIA 3G-IOS V4.0.0 V&V 드래프트 5 1999년 11월'에서 권고하고 있는 정합 규격 중에서 'A1'에 해당하는 BSS와 MSC간 정합 형태를 수용하는데, 이동 단말기의 호 제어 메시지나 트래픽 메시지를 전달하기 위하여 IP 기반의 신호 전달과 트래픽 전달 방안이 필요로 한다.
그래서, 본 발명에서는 신호 연결 전달을 위해 도 3에 도시된 바와 같은 정합 신호 프로토콜 스택을 가지는데, 즉 종래의 'A1' 정합 프로토콜 스택을 IP 기반으로 동작하기 위해 신호 연결 제어 프로토콜 스택에서 MTP3 계층 이하 프로토콜을 M3UA, SCTP 및 IP가 정합되며, BSS-IP(20)에 대한 상태 및 연결 제어를 위하여 MGCP가 추가된다.
여기서, 해당 M3UA는 기존 유선 기반의 No.7 신호 망에서 메시지 전달 기능을 수행하는 MTP3 프로토콜과 IP 망 간의 연동 기능을 수행하며, 해당 SCTP는 IP 기반 망에서 신호 메시지를 신뢰성 있게 전달하기 위한 기능을 수행하며, 해당 IP는 인터넷 망에서 메시지 라우팅 기반으로 사용되는 프로토콜이며, 해당 MGCP는 기존 PSTN과 IP 망 간의 물리적인 정합 기능을 수행하기 위해 필요로 하는 게이트웨이 제어 기능을 수행한다. 또한, 해당 정합 신호 프로토콜 스택에는 이동 가입자의 호 연결 및 해제 기능을 수행하는 IOS 애플리케이션(Application)과, 상위 응용 신호 프로토콜에 대한 신뢰성 있는 신호 데이터 전달 기능을 수행하는 SCCP와, IP 망에서 비연결형 상위 응용 메시지 전달 기능을 수행하는 UDP와, 인터넷 망에서 링크 레벨의 제어 기능을 수행하는 LLC와, 인터넷 망에서 물리 링크 레벨의 제어 기능을 수행하는 MAC와, 피지컬(Physical)을 더 포함한다.
그리고, 본 발명에서 트래픽 연결 제어 프로토콜 스택은 도 4에 도시한 바와 같이, 기존의 TDM 기반의 회선 정합 대신에 음성 트래픽 전달을 위한 RTP/RTCP 및 UDP와 IP가 추가된다.
여기서, 해당 RTP와 RTCP는 IP 기반 망에서 음성과 같은 실시간 메시지 전달을 수행하기 위해 필요로 되는 제어 및 전달 기능을 수행한다. 또한, 해당 트래픽 연결 제어 프로토콜 스택에는 음성 인코드 데이터(Voice Encoded Data)와, LLC와, MAC와, 피지컬을 더 포함한다.
결과적으로, 종래의 이동 호 제어 프로토콜 스택이 회선 기반의 신호 프로토콜로 구성되었던 것을 본 발명에서는 IP 기반의 신호 프로토콜과 RAN을 제어하기 위한 게이트웨이 제어 프로토콜을 추가하고 상위 응용 프로토콜은 호환성이 있도록 이동 제어 프로토콜을 그대로 사용한다.
그리고, 이동 단말의 신호 메시지 전달에 있어서, BSS-IP(20)와 WCA(10) 사이에서 최상위 응용 프로토콜은 그대로 사용하며, 하위 신호 전달 프로토콜은 SCCP를 기반으로 메시지 변환 처리 기능을 담당하는 M3UA와 IP 기반 공통 신호 전송 프로토콜인 SCTP 그리고 IP와 고속의 물리적 연결 정합을 통해 메시지가 전달되도록 한다.
이 때, BSS-IP(20)의 상태 제어와 BSS-IP(20)로부터 IP 기반 망으로의 트래픽 연결 제어를 위하여 게이트웨이 제어 프로토콜인 MGCP를 추가로 사용하며, 실제 음성과 같은 트래픽 전달을 원활하게 하기 위하여 실시간 트래픽 전달 및 제어 기능을 담당하는 RTP 및 RTCP를 수행하며, 해당 RTP 및 RTCP는 UDP와 IP 기반 위에서 실행된다.
상기에서 설명한 구성 및 프로토콜에 따른 동작 흐름을 자세히 설명하면 다음과 같다.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 IP 기반의 CN에서 RAN을 연동하기 위한 방법을 나타낸 흐름도로서, 우선 발신측 MS(MS1)로부터 IOS 메시지인 호 연결 요구 메시지(CM Service Req.[IOS])가 발신측 BSS-IP(BSS-IP1)을 거쳐 WCA로 전송되면, 해당 WCA는 해당 발신측 MS(MS1)로부터 호 연결 요구 메시지(CM Service Req.[IOS])를 수신하며, 해당 발신측 MS(MS1)가 요구하는 착신측 MS(MS2)의 DN를 번역한다.
이 때, 해당 WCA에서는 해당 번역한 DN이 유효한 경우, 해당 발신측 MS(MS1)가 추후 착신측과 연결할 수 있는 IP 망의 트래픽 포트(UDP Port)를 할당할 수 있도록 MGCP를 이용하여 연결 요구 메시지(CRCX[MGCP])를 해당 발신측 BSS-IP(BSS-IP1)로 전송한다.
이에, 상기 발신측 BSS-IP(BSS-IP1)는 자신에게 연결된 발신측 MS(MS1)의 IP 망으로의 트래픽 연결 포트를 할당하며, 이에 대한 수행 처리에 대한 응답 메시지(Response[MGCP])를 생성시켜 상기 WCA로 전송한다.
이에 따라, 상기 WCA는 상기 발신측 BSS-IP(BSS-IP1)와 상기 발신측 MS(MS1)간의 물리적 트래픽 연결 통로와 각종 정보 연결을 가능하도록 IOS 메시지인 자원 할당 메시지(Assignment Req.[IOS])를 상기 발신측 BSS-IP(BSS-IP1)로 전송하며, 이때 통상적인 IOS 메시지 정보 요소 중에서 회로식별코드(Circuit Identity Code; CIC) 대신에 UDP 포트 번호를 사용한다.
그러면, 상기 발신측 BSS-IP(BSS-IP1)에서는 자신에게 속한 발신측 MS(MS1)와의 트래픽 연결이 완성되었는지를 확인하며, 해당 트래픽 연결이 완성된 경우에 이에 대한 IOS 응답 메시지(Assignment Comp.[IOS])를 상기 WCA로 전송해 준다.
그리고, 상기 WCA는 착신 번호를 해석하여 해당 착신측 MS(MS2)가 속한 착신측 BSS-IP(BSS-IP2)를 통해 해당 착신측 MS(MS2)에 대해 IOS 메시지인 호출 메시지(Paging Request[IOS])를 전송한다.
이에, 착신에 해당하는 MS(MS2)는 상기 호출 메시지(Paging Request[IOS])를 인지하고 자신이 호출되었음을 IOS 메시지(Paging Response[IOS])로 상기 착신측 BSS-IP(BSS-IP2)를 통해 상기 WCA로 응답한다.
이에 따라, 상기 WCA는 상기 착신측 MS(MS2)가 속해 있는 착신측 BSS-IP(BSS-IP2)에게 발신측과 트래픽을 연결할 수 있는 UDP 포트를 할당하며, 연결될 수 있는 IP 망의 가용한 연결 포트(UDP 포트)를 해당 착신측 BSS-IP(BSS-IP2)에게 MGCP 메시지(CRCX[MGCP])를 이용하여 연결 요구를 수행한다.
그러면, 상기 착신측 BSS-IP(BSS-IP2)는 자신에게 연결된 착신측 MS(MS2)의 트래픽 연결 포트를 할당하며, 이에 대한 응답 메시지(Response[MGCP])를 상기 WCA에게 전송해 준다.
그리고, 상기 WCA는 상기 착신측 BSS-IP(BSS-IP2)와 착신측 MS(MS2)간의 물리적 트래픽 연결 통로와 각종 정보 연결을 가능하도록 IOS 메시지인 자원 할당 메시지(Assignment Req.[IOS])를 상기 착신측 BSS-IP(BSS-IP2)로 전송하는데, 이때도 상술한 바와 동일하게 IOS 메시지 정보 요소 중에서 CIC 대신에 UDP 포트 번호를 사용한다.
이에, 상기 착신측 BSS-IP(BSS-IP2)는 자신에게 속한 착신측 MS(MS2)와의 트래픽 연결이 완성되었는지를 확인하며, 해당 트래픽 연결이 완성된 경우에 이에 대한 IOS 응답 메시지(Assignment Comp.[IOS])를 상기 WCA로 전송해 준다.
이에 따라, 상기 WCA는 상기 발신측 MS(MS1)가 착신을 호출한다는 의미로 호출 톤을 들을 수 있도록 톤 발생기로 MGCP를 이용하여 IP 망 트래픽 연결 요구 메시지(CRCX[MGCP])를 송부해 준다. 이때, 상기 발신측 MS(MS1)의 IP 트래픽 UDP 포트 번호를 함께 전송하여 톤 연결이 가능하도록 하며, 사용자 트래픽 상의 음성 메시지 트랜스코딩 방식과 종단간 실시간 메시지 처리를 위한 프로토콜(RTP/RTCP) 관련 정보도 함께 전송한다.
그리고, 상기 톤 발생기는 상기 WCA의 요구를 수용하여 상기 발신측 MS(MS1)의 연결 트래픽 패스를 자신이 관리하고 있는 호출 톤 트래픽 채널로 변경시켜 줌으로써, 상기 발신측 MS(MS1)의 IP 트래픽 포트와 호출 톤 트래픽 채널을 연결한 후, 응답 메시지(Response[MGCP])를 상기 WCA로 전송한다.
이에, 상기 WCA는 상기 발신측 MS(MS1)가 호출음을 들을 수 있도록 상기 톤 발생기와의 IP 트래픽 연결 요구를 위하여 이미 할당된 사용자 포트를 이용하여 MGCP 메시지인 변경 연결 요구 메시지(MDCX[MGCP])를 상기 발신측 BSS-IP(BSS-IP1)로 송부해 준다.
이 때, 사용자 트래픽 상의 음성 메시지 트랜스코딩 방식과 종단간 실시간 메시지 처리를 위한 프로토콜(RTP/RTCP) 관련 정보를 함께 전달해 준다.
이에 따라, 상기 발신측 BSS-IP(BSS-IP1)는 상기 WCA의 요구를 수용하여 상기 발신측 MS(MS1)의 연결 트래픽 패스를 호출 톤 트래픽 채널로 변경시켜 줌으로써, 상기 발신측 MS(MS1)의 IP 트래픽 포트와 호출 톤 트래픽 채널을 연결한 후, 응답 메시지(Response[MGCP])를 상기 WCA로 전송한다.
그러면, 상기 WCA는 상기 발신측 MS(MS1)로 호출음을 발생시키도록 MGCP를 이용하여 통지 요구 메시지(RQNT[MGCP])를 상기 톤 발생기로 전송하며, 상기 톤 발생기는 상기 WCA로부터 수신된 통지 요구 메시지(RQNT[MGCP])를 참조하여 자신에게 연결되어 있는 MS의 트래픽 채널을 통해 호출음을 발생시키며 이에 대한 응답 메시지(Response[MGCP])를 상기 WCA로 전송한다.
이 때부터 상기 발신측 MS(MS1)는 자신과 연결된 발신측 BSS-IP(BSS-IP1)와 톤 발생기간의 가청 메시지를 실시간적으로 처리하여 착신측으로 자신이 호출하고 있다는 호출음을 듣게 된다.
이에, 상기 착신측 MS(MS2)가 호출 신호에 대해 응답을 수행하게 되면, IOS 메시지를 이용하여 자신이 응답했다고 하는 연결 메시지(CONNECT[IOS])를 상기 착신측 BSS-IP(BSS-IP2)를 통해 상기 WCA로 전송하며, 상기 WCA는 착신 MS 응답 메시지를 인지하여 발신측으로 송출 중이던 호출음을 중단시키기 위해 상기 톤 발생기로 MGCP를 이용하여 통지 요구 메시지(RQNT[MGCP])를 전송하며, 상기 톤 발생기는 자신이 송출 중이던 호출 음 발생을 중지시키고 이에 대한 응답 메시지(Response[MGCP])를 상기 WCA로 전송한다.
그러면, 상기 WCA는 호출 음 송신을 위해 연결되었던 톤 발생기 상의 IP 망 연결 트래픽을 해제하기 위해 연결 삭제 메시지(DLCX[MGCP])를 상기 톤 발생기로 전송하며, 이에 따라 상기 톤 발생기는 자신이 연결 중이던 IP 망 상의 톤 연결 패스를 절단한 후에 응답 메시지(Response[MGCP])를 상기 WCA로 전송한다.
이 후, 상기 WCA는 착신측 MS(MS2)와 발신측 MS(MS1)간의 IP 망 트래픽 연결을 위해 상기 발신측 BSS-IP(BSS-IP1)로 호출 음 연결 패스를 상기 착신측 BSS-IP(BSS-IP2)의 트래픽 채널로 연결하도록 MGCP 메시지인 변경 연결 요구 메시지(MDCX[MGCP])를 전송해 준다.
이 때, 상기 착신측 BSS-IP(BSS-IP2)의 사용자 트래픽 UDP 포트 번호도 송신하며, 사용자 트래픽 상의 음성 메시지 트랜스코딩 방식과 종단간 실시간 메시지 처리를 위한 프로토콜(RTP/RTCP) 관련 정보도 전송해 준다.
이에, 상기 발신측 BSS-IP(BSS-IP1)는 상기 WCA의 요구 사항에 맞게 자신이 관리하고 있는 발신측 MS(MS1)의 IP 망 트래픽 채널을 수신된 착신측 BSS-IP(BSS-IP2)의 사용자 트래픽 채널과 연결한 후에, 응답 메시지(Response[MGCP])를 상기 WCA로 전송한다.
이에 따라, 상기 WCA는 상기 착신측 MS(MS2)가 응답했다고 하는 IOS 메시지인 연결 메시지를 상기 발신측 MS(MS1)로 전송함으로써, 발신측 MS(MS1)와 착신측 MS(MS2)간의 통화가 이루어지게 한다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의해 RAN과 CN을 IP 기반으로 정합하여 단일화된 통신망을 제시하고 망 정합 시에 필요한 신호 연결 및 트래픽 전송 연결을 위한 방법 및 시스템을 제공함으로써, RAN과 CN간의 전달 경로가 IP와 같은 범용 기술을 기반으로 CN을 구축하여 시스템 구축이 용이할 뿐만 아니라 비용이 절감될 수 있다.
또한, 본 발명에 의해 RAN을 IP 기반으로 직접 수용함으로써, 무선 인터넷 서비스 제공에 필요한 별도의 변환 장치가 필요하지 않기 때문에 서비스 제공 및 성능 처리 면에서 매우 신속하게 대응할 수 있다.
도 1은 종래 RAN(Radio Access Network)과 CN(Core Network)의 연동 프로토콜 스택을 보인 예시 도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 IP(Internet Protocol) 기반의 CN에서 RAN을 연동하기 위한 시스템의 구성을 간략하게 보인 도면이다.
도 3은 도 2에 있어 RAN과 CN의 정합 신호 프로토콜 스택을 보인 도면이다.
도 4는 도 2에 있어 RAN과 CN의 정합 트래픽 프로토콜 스택을 보인 도면이다.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 IP 기반의 CN에서 RAN을 연동하기 위한 방법을 나타낸 흐름도.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
10 : WCA(Wireless Call Agent)
20 : BSS-IP(Base Station Subsystem for Internet Protocol)
30 : TG(Trunk Gateway)
40 : SG(Signaling Gateway)
50 : HLR(Home Location Register)
60 : PDSN(Packet Data Serving Node)
Claims (9)
- 발신측 MS(Mobile Station)로부터 호 연결 요구 메시지를 입력받으면 소정의 프로토콜을 이용하여 해당 발신측 MS와 발신측 BSS-IP(Base Station Subsystem for Internet Protocol)간의 트래픽 연결을 수행하는 과정과;상기 발신측 MS가 요구하는 착신측 MS의 DN(Directory Number)를 해석하여 소정의 프로토콜을 이용하여 해당 착신측 MS와 착신측 BSS-IP간의 트래픽 연결을 수행하는 과정과;상기 발신측 MS가 호출 톤을 들을 수 있도록 소정의 프로토콜을 이용하여 호출 톤을 발생시켜 주는 과정과;상기 착신측 MS에서 응답을 하면 소정의 프로토콜을 이용하여 호출 톤을 중단시키고 상기 발신측 MS와 착신측 MS간의 통화가 이루어지도록 하는 과정을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 인터넷 프로토콜 기반의 핵심 망에서 무선 이동 통신 액세스 망을 연동하기 위한 방법.
- 제1항에 있어서,상기 소정의 프로토콜은 신호 연결 전달을 위한 정합 신호 프로토콜과, 트래픽 연결 제어 프로토콜을 포함하며, 해당 정합 신호 프로토콜은 M3UA(MTP3 User Adaptation), SCTP(Stream Control Transmission Protocol), IP(Internet Protocol), MGCP(Media Gateway Control Protocol), IOS(Inter-Operability Specification) 애플리케이션, SCCP(Signaling Connection Control Protocol), UDP(User Datagram Protocol), LLC(Logical Link Control), MAC(Medium Access Control) 및 피지컬을 포함하며, 해당 트래픽 연결 제어 프로토콜은 RTP(Real Time Protocol)/RTCP(Real Time Control Protocol), UDP, IP, 음성 인코드 데이터, LLC, MAC 및 피지컬을 포함하는 것을 특징으로 하는 인터넷 프로토콜 기반의 핵심 망에서 무선 이동 통신 액세스 망을 연동하기 위한 방법.
- 제1항에 있어서,상기 발신측 MS와 발신측 BSS-IP간의 트래픽 연결을 수행하는 과정은 발신측 MS로부터 호 연결 요구 메시지를 발신측 BSS-IP를 거쳐 WCA(Wireless Call Agent)에서 수신하는 단계와;상기 발신측 MS가 요구하는 착신측 MS의 DN를 번역하는 단계와;상기 DN이 유효한 경우에 MGCP를 이용하여 연결 요구 메시지를 상기 발신측 BSS-IP로 전송하는 단계와;자신에게 연결된 발신측 MS의 IP 망으로의 트래픽 연결 포트를 할당한 후에 응답 메시지를 상기 WCA로 전송하는 단계와;UDP 포트 번호를 사용하여 자원 할당 메시지를 상기 발신측 BSS-IP로 전송하는 단계와;자신에게 속한 발신측 MS와의 트래픽 연결이 완성되었는지를 확인하여 응답 메시지를 상기 WCA로 전송하는 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 인터넷 프로토콜 기반의 핵심 망에서 무선 이동 통신 액세스 망을 연동하기 위한 방법.
- 제1항에 있어서,상기 착신측 MS와 착신측 BSS-IP간의 트래픽 연결을 수행하는 과정은 상기 발신측 MS가 요구하는 착신측 MS의 DN를 해석하여 착신측 BSS-IP를 통해 호출 메시지를 착신측 MS로 전송하는 단계와;상기 호출 메시지를 인지하고 IOS 메시지로 상기 착신측 BSS-IP를 통해 상기 WCA로 응답하는 단계와;상기 착신측 BSS-IP에게 발신측과 트래픽을 연결할 수 있는 UDP 포트를 할당하며, MGCP 메시지를 이용하여 상기 착신측 BSS-IP에게 연결될 수 있는 IP 망의 가용한 연결 포트를 연결 요구하는 단계와;상기 착신측 MS의 트래픽 연결 포트를 할당한 후에 응답 메시지를 상기 WCA에게 전송하는 단계와;UDP 포트 번호를 사용하여 자원 할당 메시지를 상기 착신측 BSS-IP로 전송하는 단계와;자신에게 속한 착신측 MS와의 트래픽 연결이 완성되었는지를 확인하여 응답 메시지를 상기 WCA로 전송하는 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 인터넷 프로토콜 기반의 핵심 망에서 무선 이동 통신 액세스 망을 연동하기 위한 방법.
- 제1항에 있어서,상기 호출 톤을 발생시켜 주는 과정은 상기 발신측 MS가 호출 톤을 들을 수 있도록 MGCP를 이용하여 상기 발신측 MS의 IP 트래픽 UDP 포트 번호, 사용자 트래픽 상의 음성 메시지 트랜스코딩 방식 및 종단간 실시간 메시지 처리를 위한 프로토콜 관련 정보와 함께 IP 망 트래픽 연결 요구 메시지를 톤 발생기로 전송하는 단계와;상기 발신측 MS의 연결 트래픽 패스를 자신이 관리하고 있는 호출 톤 트래픽 채널로 변경시켜 주는 단계와;상기 발신측 MS의 IP 트래픽 포트와 호출 톤 트래픽 채널을 연결한 후에 응답 메시지를 상기 WCA로 전송하는 단계와;이미 할당된 사용자 포트를 이용하여 변경 연결 요구 메시지를 사용자 트래픽 상의 음성 메시지 트랜스코딩 방식과 종단간 실시간 메시지 처리를 위한 프로토콜 관련 정보와 함께 상기 발신측 BSS-IP로 전송하는 단계와;상기 발신측 MS의 연결 트래픽 패스를 호출 톤 트래픽 채널로 변경시켜 주는 단계와;상기 발신측 MS의 IP 트래픽 포트와 호출 톤 트래픽 채널을 연결한 후에 응답 메시지를 상기 WCA로 전송하는 단계와;MGCP를 이용하여 통지 요구 메시지를 상기 톤 발생기로 전송하는 단계와;상기 통지 요구 메시지를 참조하여 자신에게 연결되어 있는 MS의 트래픽 채널을 통해 호출음을 발생시킨 후에 응답 메시지를 상기 WCA로 전송하는 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 인터넷 프로토콜 기반의 핵심 망에서 무선 이동 통신 액세스 망을 연동하기 위한 방법.
- 제1항에 있어서,상기 발신측 MS와 착신측 MS간의 통화가 이루어지도록 하는 과정은 상기 착신측 MS에서 IOS 메시지를 이용하여 연결 메시지를 상기 착신측 BSS-IP를 통해 상기 WCA로 전송하는 단계와;MGCP를 이용하여 통지 요구 메시지를 상기 톤 발생기로 전송하는 단계와;자신이 송출 중이던 호출 음 발생을 중지시킨 후에 응답 메시지를 상기 WCA로 전송하는 단계와;연결 삭제 메시지를 상기 톤 발생기로 전송하는 단계와;자신이 연결 중이던 IP 망 상의 톤 연결 패스를 절단한 후에 응답 메시지를 상기 WCA로 전송하는 단계와;변경 연결 요구 메시지를 상기 착신측 BSS-IP의 사용자 트래픽 UDP 포트 번호, 사용자 트래픽 상의 음성 메시지 트랜스코딩 방식 및 종단간 실시간 메시지 처리를 위한 프로토콜 관련 정보와 함께 상기 발신측 BSS-IP로 전송하는 단계와;자신이 관리하고 있는 발신측 MS의 IP 망 트래픽 채널을 수신된 착신측 BSS-IP의 사용자 트래픽 채널과 연결한 후에 응답 메시지를 상기 WCA로 전송하는 단계와;연결 메시지를 상기 발신측 MS로 전송하여 상기 발신측 MS와 착신측 MS간의 통화가 이루어지도록 하는 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 인터넷 프로토콜 기반의 핵심 망에서 무선 이동 통신 액세스 망을 연동하기 위한 방법.
- IP(Internet Protocol) 기반의 CN(Core Network)에서 수용하는 모든 게이트웨이를 제어하여 호 연결 및 루팅 기능을 수행하는 WCA(Wireless Call Agent)와;RAN(Radio Access Network)과 통신하여 해당 RAN을 제어하고 상기 WCA와 통신하여 게이트웨이 기능을 수행하는 BSS-IP(Base Station Subsystem for Internet Protocol)와;상기 IP 기반의 CN과 기존 유선 망 사이의 음성 트래픽 정합 기능을 수행하고, 음성 특유의 서비스 기능을 제공하는 TG(Trunk Gateway)와;상기 IP 기반의 CN과 기존 유선 망 사이의 No.7 신호 연결 정합 기능을 제공하는 SG(Signaling Gateway)와;상기 IP 기반의 CN과 연동 기능을 수행하여 이동 통신망에서의 이동 가입자의 위치 관리 및 이동성 제어를 제공하는 HLR(Home Location Register)과;상기 IP 기반의 CN과 연동 기능을 수행하여 이동 통신망에서의 이동 가입자의 패킷 데이터 서비스를 제공하는 PDSN(Packet Data Serving Node)을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 인터넷 프로토콜 기반의 핵심 망에서 무선 이동 통신 액세스 망을 연동하기 위한 시스템.
- RAN(Radio Access Network)과 CN(Core Network)을 정합하여 단일화된 IP(Internet Protocol) 기반의 통신망을 형성하고 해당 두 망 간의 정합 시에 필요한 신호 연결 및 트래픽 전송 연결을 수행하기 위한 소정의 프로토콜을 구비하되, 해당 소정의 프로토콜은 기존 유선 기반의 No.7 신호 망에서 메시지 전달 기능을 수행하는 MT3 프로토콜과 IP 망과의 연동 기능을 수행하는 M3UA(MTP3 User Adaptation)와;IP 기반 망에서 신호 메시지를 신뢰성 있게 전달하기 위한 기능을 수행하는 SCTP(Stream Control Transmission Protocol)와;인터넷 망에서 링크 레벨의 제어 기능을 수행하는 LLC(Logical Link Control)와;기존 PSTN(Public Switched Telephone Network)과 IP 망과의 물리적 정합 기능을 수행하기 위해 필요로 하는 게이트웨이 제어 기능을 수행하는 MGCP(Media Gateway Control Protocol)와;IP 망에서 비연결형 상위 응용 메시지 전달 기능을 수행하는 UDP(User Datagram Protocol)와;인터넷 망에서 메시지 라우팅 기반으로 사용되는 IP와;인터넷 망에서 물리 링크 레벨의 제어 기능을 수행하는 MAC(Medium Access Control)를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 인터넷 프로토콜 기반의 핵심 망에서 무선 이동 통신 액세스 망을 연동하기 위한 시스템.
- 제8항에 있어서,상기 신호 연결을 수행하기 위한 소정의 프로토콜은 이동 가입자의 호 연결 및 해제 기능을 수행하는 IOS(Inter-Operability Specification) 애플리케이션과;상위 응용 신호 프로토콜에 대한 신뢰성 있는 신호 데이터 전달 기능을 수행하기 위한 SCCP(Signaling Connection Control Protocol)를 더 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 인터넷 프로토콜 기반의 핵심 망에서 무선 이동 통신 액세스 망을 연동하기 위한 시스템.
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