KR100603818B1 - 셀룰러 이동통신 시스템에서 호처리를 위한 시그널링 패킷데이터 처리 방법 - Google Patents

셀룰러 이동통신 시스템에서 호처리를 위한 시그널링 패킷데이터 처리 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 셀룰러 이동통신 시스템에서 호처리를 위한 시그널링 패킷 데이터 처리 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 셀룰러 이동통신 시스템에서 시그널링 패킷 데이터 처리 방법은, a) IP를 따라 전송되는 접속 비구분성을 갖는 패킷의 호처리를 위해, 셀룰러 이동통신 시스템에서 정의한 프로토콜에 따라 사용자 정의 구분자를 정의하여 상기 패킷에 삽입하는 단계; b) 무선제어 프로토콜의 하위계층과는 셀 구분자, 단말구분자, 무선 베어러 구분자의 세 가지 클래스 구분자로 가상 접속 지향성을 갖도록 인터페이스하는 단계; c) 랜덤액세스 메시지를 통하여 올라온 단말구분자*와 상위계층으로부터 내려온 서비스 구분자 및 세션 구분자를 근거로 상위계층의 프로토콜과 가상 접속 지향성을 갖도록 인터페이스하는 단계; 및 d) IP와 셀룰러 이동통신 프로토콜 사이가 바로 접목된 상태에서 IP 상에서의 호처리 응용 프로그램이 호 셋업 및 해제를 수행하는 단계를 포함한다. 본 발명에 따르면, 셀룰러 이동통신 시스템들이 기지국을 포함하여 핵심망까지 모든 인프라가 모두 IP화됨을 전제로 기지국이 관할하는 많은 수의 단말에 대한 기존의 시그널링을 IP 상에서 효과적으로 처리할 수 있다.
패킷구분자, 시그널링, 접속지향성, 셀룰러 이동통신, 기지국 호처리

Description

셀룰러 이동통신 시스템에서 호처리를 위한 시그널링 패킷 데이터 처리 방법{A method of processing signalling packet data for call processing in cellular telecommunication systems}
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 셀룰러 이동통신 시스템에서의 제어평면을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 기지국 호처리 응용 프로그램에서 상위계층 응용 프로그램으로의 패킷 흐름을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 상위계층 응용 프로그램에서 기지국 호처리 응용 프로그램으로의 패킷 흐름을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 기지국 호처리 응용 프로그램에서 PHY/MAC/RLC/PDCP 제어 응용 프로그램으로의 패킷 흐름을 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 PHY/MAC/RLC/PDCP 제어 응용 프로그램에서 기지국 호처리 응용 프로그램으로의 패킷 흐름을 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 단말구분자와 단말구분자*를 비교한 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 기지국 호처리 응용 프로그램의 구조를 나타낸 도면이다.
도 8a 내지 도 8f는 각각 본 발명의 실시예에 따른 기지국 호처리 응용 프로그램-메인에서의 구분자에 의한 동작 절차를 나타낸 흐름도이다.
도 9a 내지 도 9c는 각각 본 발명의 실시예에 따른 기지국 호처리 응용 프로그램-단말 종속 프로세스에서의 동작절차를 나타낸 흐름도이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 MTCtrlManager 데이터베이스 구조를 나타낸 도면이다.
본 발명은 셀룰러 이동통신 시스템에서 호처리를 위한 시그널링 패킷 데이터 처리 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 셀룰러 이동통신 시스템, 예를 들어, GSM(Global System for Mobile Communications), CDMA(Code Division Multiple Access), WCDMA(Wideband CDMA)들이 기지국을 포함하여 핵심망까지 모든 인프라가 모두 IP화됨을 전제로 기지국이 관할하는 많은 수의 단말에 대한 기존의 시그널링을 IP 상에서 효과적으로 처리하기 위한 호처리 응용 프로그램의 구조 및 패킷 데이터를 처리하는 방법에 관한 것이다.
기존의 셀룰러 이동통신시스템은 패킷도메인과 서킷도메인으로 연결되었어 설계되었으나 IP 체계의 영향력이 커짐에 서킷도메인보다는 패킷도메인 중심의 서비스로 옮겨가고 있으며 심지어는 기지국 내에서의 전달 수단조차 ATM (Asynchronous Transfer Mode)에서 IP로 전환됨으로써 모두 IP화되어 가는 추세이 다.
기존의 ATM은 접속지향성이 기본이므로 자신에게 데이터 송수신을 위한 ATM 채널 요구 시에 고유한 VPI(Virtual Path Identifier)/VCI(Virtual Channel Identifier)를 응용 프로그램에 알려 주기 때문에 응용 프로그램은 호처리 과정에 얻은 정보와 이 채널정보와의 매핑을 통하여 시그널링을 처리하는 형태로서 고유한 VPI/VCI만으로 시그널링인지 트래픽인지, 또한 시그널링이면서 어떤 이동단말인지 이동단말의 어떤 무선 베어러인지와 상위계층과의 어떤 서비스 및 세션인지를 알 수 있다.
종래기술로서, 대한민국 특허출원 제2003-1875호에는 "패킷 데이터를 처리하는 방법 및 이를 위한 장치"라는 명칭의 발명이 개시되어 있다.
상기 선행 발명은 통신 시스템에 관한 것으로, 특히 이동통신 시스템에서 패킷 데이터를 처리하는 방법 및 이를 위한 장치에 관한 것으로, 이를 위한 패킷 데이터 처리 장치는 실시간 패킷 서비스를 제공하는 제1 프로토콜과, 이 프로토콜을 제어하기 위한 제2 프로토콜을 유선 구간과 무선 구간으로 구분하여 운용한다.
상기 선행 발명은 패킷에 대한 상태정보 발생, 상태정보에 따른 처리방법, 멀티캐스트성을 어떻게 유지하는가를 개시하고 있다.
또한, 종래 기술로서, 대한민국 특허출원 제1998-32614호에는 "인터넷/패킷망 접속을 위한 시스템 네트웍"이라는 명칭의 발명이 개시되어 있다
상기 선행 발명은 차세대 이동통신망 기반의 통합 인터넷 프로토콜(All IP) 환경 하에서 무선 접속망(RAN)에서의 메시지 처리 방법에 있어서, 기존의 무선통신 서비스와 새로운 패킷 관련 서비스의 제어 트래픽 및 데이터 전송을 효과적으로 제어하기 위하여, 기지국 제어기(BSC)를 시그널(signal) 관련 엔터티와 베어러(bearer) 관련 엔터티로 구분하는 제1 단계; 상기 시그널 관련 엔터티가 이동국으로부터 수신된 메시지의 서비스 형태를 분석하는 제2 단계; 상기 제2 단계의 분석 결과에 따라, 패킷 서비스인 경우에, 상기 시그널 관련 엔터티가 패킷 관련 메시지를 IPMM 도메인으로 전달하여, 상기 IPMM 도메인에서 인터넷 프로토콜(IP)을 이용하여 패킷 관련 메시지를 처리하도록 하는 제3 단계; 상기 제2 단계의 분석 결과에 따라, 회선 서비스인 경우에, 상기 시그널 관련 엔터티가 회선 관련 메시지를 TIA/EIA-41(ANSI-41) 도메인으로 전달하여, 상기 TIA/EIA-41 도메인에서 회선 관련 메시지를 공지의 표준 규격(바람직하게는 ISO 규격이나 IS-2000)에 따라 처리하도록 하는 제4 단계; 및 상기 시그널 관련 엔터티가 사용자 데이터 처리를 위해 상기 베어러 관련 엔터티로 베어러를 할당 요청하여, 상기 베어러 관련 엔터티에서 베어러를 할당하는 제5 단계를 포함한다.
상기 선행 발명은 패킷과 서킷이 공존하는 경우에 적용될 수 있는 것이다.
본 발명의 목적은 ATM이나 SCTP의 프로토콜을 사용하지 않는 경우, 기지국 호처리를 위한 응용 프로그램에서 시그널링 패킷을 송수신할 때, 이러한 시그널링 패킷을 구분하기 위한 구분자를 정의하고, 이를 처리하기 위한 셀룰러 이동통신 시스템에서 호처리를 위한 시그널링 패킷 데이터 처리 방법을 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 셀룰러 이동통신 시스템의 기본 인프라가 IP화 됨에 따라 IP를 따라 송수신되는 패킷은 접속 비구분성(connection less)을 갖게 되므로 호처리 시에 시그널링과 관련된 송수신 패킷에 대한 식별자가 없으면 호처리가 불가능하므로, 본 발명에서는 IP상위의 기지국 응용 프로그램에서 사용할 수 있는 셀룰러 이동통신 시스템에서 호처리를 위한 사용자 정의 구분자를 정의하고, 이러한 구분자가 호 셋업 및 해제 절차과정에서 제안된 기지국 호처리 프로그램 구조와, 이 구조에서 제시된 구분자들을 관리되는 절차를 통하여 IP상에서의 가상 접속 지향성(virtual connection orientation)을 부여하여 호처리를 가능하도록 한 셀룰러 이동통신 시스템에서 호처리를 위한 시그널링 패킷 데이터 처리 방법을 제공하기 위한 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 수단으로서, 본 발명에 따른 셀룰러 이동통신 시스템의 시그널링 패킷 데이터 처리 방법은,
셀룰러 이동통신 시스템에서 호처리를 위한 시그널링 패킷 데이터 처리 방법에 있어서,
a) IP를 따라 전송되는 접속 비구분성(connection less)을 갖는 패킷의 호처리를 위해, 셀룰러 이동통신 시스템에서 정의한 프로토콜에 따라 사용자 정의 구분자를 정의하여 상기 패킷에 삽입하는 단계;
b) 상기 사용자 정의 구분자에 따라, 무선제어 프로토콜의 하위계층과는 셀 구분자, 단말구분자, 무선 베어러 구분자의 세 가지 클래스 구분자로 가상 접속 지향성(virtual connection orientation)을 갖도록 인터페이스하는 단계;
c) 상기 사용자 정의 구분자에 따라, 랜덤액세스 메시지를 통하여 올라온 단말구분자*와 상위계층으로부터 내려온 서비스 구분자 및 세션 구분자를 근거로 상위계층의 프로토콜과 가상 접속 지향성을 갖도록 인터페이스하는 단계; 및
d) IP와 셀룰러 이동통신 프로토콜 사이가 바로 접목된 상태에서 IP 상에서의 호처리 응용 프로그램이 호 셋업/해제를 수행하는 단계
를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 셀룰러 이동통신 시스템의 시그널링 패킷 데이터 처리 방법에 관하여 상세하게 설명한다.
본 발명의 실시예는, ATM이 아닌 IP라 하더라도 SCTP(Stream Control Transmission Protocol) 프로토콜 위에 응용 프로그램을 구축하는 경우, IP가 접속 비구분성(connection less)을 갖지만 SCTP 프로토콜의 태깅을 통해 가상 접속 지향성(virtual connection orientation)을 얻을 수 있어 ATM과 비슷한 효과를 얻을 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예는 이를 이용한 셀룰러 이동통신 시스템의 시그널링 패킷 데이터 처리 방법을 개시한다.
먼저, 시그널 패킷과 트래픽 패킷은 다음과 같이 구분될 수 있다:
(1) IP 패킷 내 필드를 이용하는 경우
IP 패킷 헤더 필드를 이용하여 시그널과 트래픽 패킷을 IP단에서 구분하도록 태깅(Tagging)할 수 있다. 이 경우에는 엔터티에서 송신할 때에 IP단에서 태깅을 위한 설계가 요구되며, 반대로 수신할 때에 IP단에서 이 태깅된 결과에 따라 구분하여 올려주는 설계가 요구된다.
(2) 사전에 정의된 포트 및 IP Address를 갖는 경우
기지국 내에서의 시그널링 처리를 위한 응용 프로그램은 결국TCP(Transmission Control Protocol)/UDP(User Datagram Protocol)를 사용하며, 시그널링과 관련된 데이터의 송수신만을 하기 때문에 IP단에서의 구분 없이 시그널링을 위한 응용 프로그램이 탑재되는 시스템의 IP 주소와 포트가 상호간에 정의되어 있다면 시그널링과 트래픽을 IP단에서 태깅할 필요는 없다.
그러나, 본 발명의 실시예에서는 상기 시그널 패킷과 트래픽 패킷을 구분하는 두 가지 방법 중에서 어느 하나를 선택하는 것과는 무관하게 일단 시그널 패킷이라는 가정 아래에서 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 셀룰러 이동통신 시스템에서의 제어평면(Control Plane)을 간략화하여 나타낸 실시예로서, 구현에 따라 약간의 차이가 있을 수 있다. 도 1에 도시한 바와 같이, MAC(Medium Access Control)/RLC(Radio Link Control)/PDCP(Packet Data Convergence Protocol) 제어 응용 프로그램, 기지국 호처리 응용 프로그램, 상위계층 응용 프로그램의 구분 및 범주를 각각 제시하고 있다.
호처리 응용 프로그램의 경우 RTS(Radio Transceiver Subsystem)/BTS(Base Transceiver Station)에 실장되는 경우와, RNC(Radio Network Controller)/BSC (Base Station Controller)에 실장되는 두 가지가 있을 수 있다. 상위계층의 응용 프로그램의 경우, 프로토콜 4와 프로토콜 5와 AP4를 포함한 개념이지만, 기존의 프로토콜 스택은 프로토콜 4 하단에 SCCP-M3UA-SCTP(Signalling Connection Control Part-Message Transfer Part 3(MTP3)-User Adaptation Layer-Stream Control Transmission Protocol)의 프로토콜이 더 들어가며, 상응하는 RNC의 경우에도 마찬가지로 이러한 프로토콜이 더 개입된다.
본 발명의 실시예는 이러한 IP와 셀룰러 이동통신 시스템에서 정의한 프로토콜과 IP계층 사이의 중간 스택을 제거하여 IP/TCP(UDP) 계층 위에 셀룰러 이동통신 이동시스템에서 정의한 프로토콜을 바로 얹는 경우에 적용할 수 있다.
한편, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 기지국 호처리 응용 프로그램에서 상위계층 응용 프로그램으로의 패킷 흐름을 나타낸 도면이다.
도 2를 참조하면, 기지국 호처리 응용 프로그램에서 이동단말1(MT1), 이동단말2(MT2), 이동단말3(MT3)에 대한 각각의 패킷은 IP 전달망으로 상위계층 응용 프로그램에 접속 비구분성(connection less) 형태로 전달됨으로 상위계층 응용 프로그램이 서비스(SVC; Service) 및 세션에 따른 구분을 위해서는 기지국 호처리 응용 프로그램과 상위계층 프로토콜 사이에 송수신하는 패킷에 대한 구분자가 요구된다.
상기 구분자는 크게 단말구분자*, SVC구분자(예를 들어, RAB identity), 세션(Session)구분자, 플로우(Flow)구분자(IPv6인 경우에 해당됨)를 패킷에 삽입함으로써 가상 접속 지향성(virtual connection orientation)을 얻을 수가 있다. 이러한 구분자는 Present(P)필드를 통해 각각의 구분자가 존재하는지 아닌지에 유무를 넣을 수 있다.
상기 네 가지 구분자 중에서 단말구분자*는 셀룰러 이동통신 시스템의 호 절차에서 랜덤액세스 메시지(예를 들어, RRCConnectionRequest)를 통해 올라와 호처 리 응용 프로그램이 처음으로 기입하여 사용한다.
그러나, 나머지 SVC구분자, 세션구분자 및 플로우구분자는 상위계층 응용 프로그램에서 생성한다. 호처리 응용 프로그램은 상위계층의 구분자 정보, 무선 베어러 구분자 및 논리채널 구분자와 매핑된 정보를 유지한다.
도 2에서의 이동단말1(MT1), 이동단말2(MT2) 및 이동단말3(MT3)은 기지국에서 이동단말 별로 호처리를 위한 별도의 프로세스를 의미한다. 도 2에서 하나의 이동단말 프로세스에 SVC구분자 및 세션구분자가 1:1 매핑되는 관계를 나타내었으나, 이것은 하나의 일례로 복잡한 경우에 하나의 이동단말 프로세스에 여러 개의 SVC구분자를, SVC구분자에 여러 개의 세션이 조합되는 형태로 매핑될 수도 있다.
한편, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 상위계층 응용 프로그램에서 기지국 호처리 응용 프로그램으로의 패킷 흐름을 나타낸 도면이다.
도 3을 참조하면, 각각의 상위계층 응용 프로그램에서의 SVC구분자 및 세션구분자와 이동단말 프로세스와 매핑관계를 유지하기 위해서 패킷에 단말구분자*, SVC구분자, 세션구분자 및 플로우구분자를 삽입함으로써 가상 접속 지향성을 얻을 수 있다.
이와 같은 구분자는 Present(P)필드를 통해 각각의 구분자가 존재하는지 아닌지에 유무를 넣을 수 있다. 상기 네 가지 구분자 중에서 단말구분자*를 제외한 나머지 세 개의 SVC구분자, 세션구분자, 플로우구분자는 상위계층 응용 프로그램이 생성하여 넣어주는 것으로 단말 상위계층 프로토콜과의 연동 및 라우터와의 연동을 통해 결정된다.
전술한 도 2와 도 3의 패킷 흐름도는 이동단말에 종속적인 프로세스와의 패킷 흐름도를 나타내었으나, 이동단말에 종속적이지 않은 공통적인 메시지 전달이 존재할 수 있으며 이러한 구분을 위해서는 P(Present)를 조정한다.
한편, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 기지국 호처리 응용 프로그램에서 PHY/MAC/RLC/PDCP 제어 응용 프로그램으로의 패킷 흐름을 나타낸 도면이다.
도 4를 참조하면, 기지국 호처리 응용 프로그램에서 이동단말1(MT1), 이동단말2(MT2) 및 이동단말3(MT3)에 관련된 각각의 패킷은PHY/MAC/RLC/PDCP 제어 및 무선으로의 데이터 전달을 위하여 PHY/MAC/RLC/PDCP 제어 응용 프로그램의 각 객체에게 구분하여 정보를 전달하여야 한다. 그러나, IP 전달망을 사용하여 접속 비구분성(connection less) 형태로 전달되기 때문에, PHY/MAC/RLC/PDCP 응용 프로그램과 기지국 호처리 응용 프로그램 사이에서 송수신하는 패킷에 대한 구분자가 요구된다.
상기 구분자는 크게 셀 구분자, 단말 구분자, SVC 구분자, 무선베어러 구분자, 논리채널 구분자를 패킷에 삽입함으로써 가상 접속 지향성을 얻을 수 있다. 이러한 구분자는 Present(P) 필드를 통해 각각의 구분자가 존재하는지 아닌지에 유무를 넣을 수 있다.
상기 다섯 가지 구분자는 모두 기지국 호처리 응용 프로그램에서 생성 삽입할 수 있다. 다만, 구현하는 입장에서 PHY/MAC/RLC/PDCP 제어 응용 프로그램이 SVC구분자를 필요로 하지 않을 수도 있고, 단말구분자를 MacAddress(64bit)로 규정하는 경우에 있어서 생성의 주체를 PHY/MAC/RLC/PDCP 제어 응용 프로그램에 넘길 수가 있다.
본 발명의 실시예에서 제안하고 있는 프로그램 구조에서는 도 4의 (2)번 스코프에서 사용하는 것으로, (3), (4), (5)에 대한 구분자의 사용은 구현방법에 따라 상이할 수 있다.
한편, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 PHY/MAC/RLC/PDCP 제어 응용 프로그램에서 기지국 호처리 응용 프로그램으로의 패킷 흐름을 나타낸 도면으로서, PHY/MAC/RLC/PDCP 제어 응용 프로그램에서 생성된 패킷은 기지국 호처리 응용 프로그램의 각 이동단말 제어 프로세스 엔터티(MT1, MT2, MT3)에 전달되어야만 한다. IP 전달망은 접속 비구분성(connection less)이기 때문에 두 응용 프로그램 사이에 전달되는 패킷에 대한 구분자를 삽입하여야 한다.
이 구분자는 크게 셀 구분자, 단말 구분자, SVC 구분자, 무선베어러 구분자, 논리채널 구분자를 사용할 수 있다. 단말 구분자의 경우에 있어서, MacAddress인 경우, 초기 생성을 PHY/MAC/RLC/PDCP 제어 응용 프로그램에서의 MAC 응용 프로그램이 담당할 수도 있다. SVC구분자의 경우에 구현상황에 따라 사용하지 않을 수도 있다.
본 발명에서 제안하고 있는 프로그램 구조에서는 도 5의 (2)번 스코프에서 구분자를 사용하는 것으로, (3), (4), (5)에 대한 구분자의 사용은 구현방법에 따라 상이할 수 있다.
도 4와 도 5의 패킷 흐름도는 이동단말에 종속적인 프로세스와의 패킷 흐름을 나타내었으나, 이동단말에 종속적이지 않은 공통적인 메시지 전달이 존재할 수 있으며 이러한 구분을 위해서는 P(Present)를 조정한다.
한편, 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 단말구분자와 단말구분자*를 비교한 도면으로서, 도 2 내지 도 5에서 언급한 단말구분자와 단말구분자*와의 차이를 나타낸다. 즉, 단말구분자는 PHY/MAC/RLC/PDCP 제어 응용 프로그램과 기지국 호처리 응용 프로그램 사이의 구분자로써 MacAddress와 MacId의 조합으로 되어 있다. 구현 상황에 따라 MacAddress를 기지국 호처리 응용 프로그램이 받아서 이 값만으로 단말구분자를 정의할 수도 있고, 다시 MacAddress를 매개변수로 고유한 MacId를 PHY/MAC/RLC/PDCP 제어 응용 프로그램에 주어 이 두 개의 값을 관리할 수도 있다.
단말구분자*는 기지국 호처리 응용 프로그램과 상위계층 응용 프로그램 사이의 단말구분자*로 이 값은 단말의 초기 랜덤액세스 메시지를 통해 얻어진다. 단말구분자*는 단말구분자 구분필드(D)로 어떤 구분자가 올라왔는지를 넣고 8개의 튜플을 갖도록 한다. 8개의 튜플을 유지하는 이유는 이동단말이 경우에 따라서는 임시적인 단말구분자로 랜덤액세스를 할 수도 있기 때문이다.
한편, 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 기지국 호처리 응용 프로그램의 구조를 나타낸 도면으로서, 도 7의 구조도에서 기지국 호처리 응용 프로그램은 ASRCPProc와 MTCtrlEntity의 두 가지 프로그램으로 구성된다.
ASRCPProc는 기지국 호처리 응용 프로그램의 메인 프로그램이며, MTCtrlEntity는 기지국 호처리 응용 프로그램에서 이동단말 종속 프로세스로 0개에서 MAT_MT라고 설정된 개수만큼 생성될 수 있다. 이 생성 최대값은 탑재된 프로세스의 성능에 의존하고, 생성의 주체는 ASRCPProc이며, 소멸의 주체는 MTCtrlEntity 이지만, 반드시 소멸할 때에 ASRCPProc에 통보한다.
도 7에서 정의된 기지국 호처리에서 정의된 채널은 총 일곱 가지로서, CH_ASRCP_UP, CH_ASRCP_DN, CH_ASRCP_RIGHT는 호처리 응용 프로그램 메인 ASRCPProc와 외부와의 채널을 3가지로 정의하였으며, 이 채널은 양방향성을 갖는다.
ASRCPProc에 의해 생성되는 이동단말 종속 프로세스인 MTCtrlEntity는 외부와 세 가지 채널(CH_UPMtEntity, CH_DNMtEntity, CH_RIGHTMtEntity)을 갖고 있으며, 이는 외부로의 단방향 채널이다. MtCtrlEntity는 ASRCPProc와 CH_INTMtEntity란 채널을 갖고 있으며, 이는 양방향의 시그널로 정의되어 있다. 기지국 호처리 응용 프로그램(메인)과 상위계층 응용 프로그램 사이의 채널명인 CH_ASRCP_UP, 기지국 호처리 응용 프로그램(메인)과 PHY/MAC/RLC/PDCP 제어 응용 프로그램 사이는 두개의 채널로 정의되어 있다. 두개의 채널은 CH_ASRCP_RIGHT와 CH_ASRCP_DN이다.
상기 CH_ASRCP_RIGHT는 PHY/MAC/RLC/PDCP 엔터티를 구성하기 위한 제어 및 응답을 위한 채널을 의미하며, CH_ASRCP_DN은 무선으로 이동단말의 엔터티에 전달되는 채널을 의미한다.
CH_INTMtEnity는 기지국 호처리 응용 프로그램에서 메인과 이동단말 종속 프로세스 사이의 채널을 정의한다. ASRCPProc에서 수신된 모든 패킷은 패킷구분자에 의해 공통적인 제어인지, 아니면 이동단말 종속적인 처리인지 판별하고, 이동단말 종속적인 처리라면 구분자에 의해 적절한 MTCtrlEntity로 CH_INMtEntity란 채널로 보내게 된다. 이때 MtCtrlEntity는 호처리 절차에 따라 이 채널로 들어온 메시지 를 처리하여 상위계층 응용 프로그램의 경우에 CH_UPMtEntity 채널로 전달하고, PHY/MAC/RLC/PDCP 제어 응용 프로그램으로 전달하는 경우에는 다시 제어 및 응답의 경우와 무선 데이터 전달의 두 가지 경우로 각각 나누고, 전자의 경우에는 CH_RIGHTMtEntity 채널로, 후자의 경우에는 CH_DNMtEntity로 패킷을 각각 전달하게 된다.
각 채널은 다시 방향성에 따라 다시 시그널로 정의된다. CH_ASRCP_UP은 기지국 호처리 응용 프로그램(메인)에서 상위계층 응용 프로그램으로 전달되는 모든 패킷의 경우에는 AS_RCPToENV로 시그널을 정의하였고, 반대의 경우로서 AS_RCPFromENV란 시그널로 정의하였다. CH_ASRCP_RIGHT 채널은 기지국 호처리 응용 프로그램에서 PHY/MAC/RLC/PDCP 제어 응용 프로그램으로 전달되는 모든 제어 및 응답 패킷의 경우에는 AS_RCPToTCP로 정의하였고, 반대의 경우에는 AS_RCPFromTCP로 시그널을 정의하였다.
CH_ASRCP_DN 채널은 기지국 호처리 응용 프로그램에서 PHY/MAC/RLC/PDCP 제어 응용 프로그램으로 전달되는 모든 무선 전달 및 응답 패킷의 경우에는 AS_RCToTCP로 시그널을 정의하였고, 그 반대의 경우에는 AS_RCFromTCP로 시그널을 정의하였다. CH_INTMtEntity 채널은 기지국 호처리 응용 프로그램 메인과 기지국 호처리 응용 프로그램-이동단말 종속 프로세스 사이의 채널명으로 이동단말 종속 프로세스로부터 메인으로 가는 PIDINFO_DELETE, IMSI_INFO_SEND 시그널을 정의하고, 메인에서 단말 종속 프로세스로 가는 MtCtrl_RCFromTCP, MtCtrl_RCPFromENV, MtCtrl_RCPFromTcp 시그널이 정의되어 있다.
PIDINFO_DELETE 시그널은 MTCtrlEntity가 호 해제 절차에 의해 존재 목적을 상실한 경우에는 자신의 프로세스를 종료하기 전에 ASRCPProc로 이 시그널을 전달하고 종료됨으로써 ASRCPProc가 관리하는 MTCtrlManager 테이블 DB에서 관련 프로세스 항목을 삭제할 수 있다. IMSI_INFO_SEND는 ASRCPProc는 MTCtrlEntity를 생성하고 적절한 MTCtrlEntity로 패킷을 전달하는 역할을 하지만, 랜덤액세스 메시지가 디코딩되어 단말구분자를 알 게 되는 프로그램은 MTCtrlEntity로 IMSI_INFO_SEND는 MTCtrlEntity가 디코딩한 단말구분자를 ASRCPProc에 알려주어 MTCtrlManager 테이블에 저장하는 역할을 도와준다.
CH_INTMtEntity 채널에 정의된 ASRCPProc에서 MTCtrlEntity로의 시그널 세 가지(MTCtrl_RCFromTCP, MTCtrl_RCPFromENV, MTCtrl_RCPFromTCP)는 결국 ASRCPProc가 수신한 패킷에 삽입된 구분자에 따라 적절한 MTCtrlEntity로 전달하기 위해 재 정의된 시그널이다.
재 정의된 시그널을 받은 특정 MTCtrlEntity는 이를 처리하여 상위계층 응용 프로그램으로 보낼 경우에는 CH_UPMtEntity란 채널로 AS_RCPToENV란 시그널로 보내고, PHY/MAC/RLC/PDCP 제어 응용 프로그램에 보내는 경우에 있어서는 제어 및 응답의 경우와 무선 데이터 전달 및 응답의 두 가지 경우로 구분하고, 전자의 경우에는 CH_RIGHTMtEntity란 채널로 AS_RCPToTCP란 시그널을 보내고, 후자의 경우에는 CH_DNMtEntity란 채널로 AS_RCToTCP란 시그널로 보낸다.
한편, 도 8a 내지 도 8f는 각각 본 발명의 실시예에 따른 기지국 호처리 응용 프로그램-메인에서의 구분자에 의한 동작절차를 나타낸 흐름도이고, 도 9a 내지 도 9c는 각각 본 발명의 실시예에 따른 기지국 호처리 응용 프로그램-단말 종속 프로세스에서의 동작 절차를 나타낸 흐름도로서, MTCtrlEntity 프로그램의 일부 절차를 나타낸 것이며, 도 10은 본 발명의 실시예에 따른 MTCtrlManager 데이터베이스 구조를 나타낸 도면이다.
도 8a 내지 도 8f는 기지국 호처리 응용 프로그램 메인(ASRCPProc)의 동작절차를 도시한 것으로, 기지국이 파워-온되면, 도 8a처럼 ASRCPProc가 시작되면서 ASRCPProc가 관리하는 공통정보를 초기화하고, 셀 설정을 하게 되면 시스템 정보를 브로드캐스트 채널로 내리게 된다. 이때, 일반적으로 시스템 정보전송은 주기적으로 계속 이루어지거나 에이전트에 의해 대행하여 한번 내려주고 바뀌는 정보가 있을 때만 에이전트에게 알려주느냐 하는가의 문제는 구현상황에 따라 다를 수 있다. 시스템정보를 생성한 후에 휴지상태에 있게 된다.
휴지상태에서 RCPFromENV, AS_RCFromTcp, AS_RCPFromTCP 시그널을 CH_ASRCP_UP 채널, CH_ASRCP_RIGHT 채널, CH_ASRCP_DN 채널을 통하여 받게 되는 경우에 패킷의 P필드를 통하여 공통정보 처리요구 메시지인지 아닌지를 판단하여 공통정보 처리요구 메시지인 경우에는 도 8b와 같이 ASRCPProc의 호처리 절차에 의해 내부 프로세싱하여 응답 엔터티에 따라 CH_ASRCP_UP 채널, CH_ASRCP_RIGHT 채널, CH_ASRCP_DN 채널을 통하여 AS_RCPToENV, AS_RCPToTCP, AS_RCToTCP 시그널로 외부에 응답한다.
도 8d와 같이 휴지상태에서 CH_ASRCP_DN 채널로 AS_RCFromTCP 시그널을 통해 ch_dn_msg 패킷을 수신한 경우, 패킷에 삽입되어 온 구분자중에서 셀 구분자와, 단 말 구분자를 매개변수로 하여 고유키 값을 발생시킨다. 발생된 고유키 값이 도 10의 MTCtrlManager 데이터베이스에 이미 존재하는지 확인한다. 고유키 값이 존재하지 않는다면 MTCtrlEntity 프로세스를 생성하고, MTCtrlEntity의 저장이 유효한 엔트리에 프로세스아이디, 셀 구분자, 단말 구분자, 고유키 값을 저장한다.
상기 도 10의 하단에서 유효한 인덱스가 0이었다면, 초기는 (1)상태와 같이 NULL 값으로 채워져 있었을 것이고, 이러한 저장에 의해 도 10 하단의 (2)상태로 저장이 될 것이다. 셀룰러 이동통신 시스템의 호처리 절차에 따라 유효 인덱스가 존재한다면 반드시 (1), (2), (3)의 형태로 정보가 채워지게 된다.
수신한 패킷 ch_dn_msg를 CH_INTMtrlEntity 채널의 MTCtrl_RCFromTCP 시그널을 통해 생성된 프로세스에 전송한다. 발생된 고유키 값이 도 10의 MtCtrlManager 데이터베이스에 존재한다면 고유키 값을 매개변수로 하여 데이터베이스에서 서치하여 존재하여 실행중인 MTCtrlEnity 프로세스의 프로세스아이디를 얻고, 수신한 ch_dn_msg를 CH_INTMtrlEntity 채널의 MTCtrl_RCFromTCP 시그널을 통해 기존의 프로세스에 전송한다.
MTCtrlEntity의 생성은 셀룰러 이동통신 시스템을 고려할 때, 반드시 랜덤액세스 메시지에 의해 생성되기 때문에 AS_RCFromTCP로 전달되어 유입되는 패킷만으로 MTCtrlEntity의 생성을 판단하고, 기존에 있으면 그 쪽으로 패킷을 포워딩하면 된다. AS_RCPFromTCP로 전달되어 유입되는 패킷은 MTCtrlEntity의 생성과는 무관하며 패킷구분자를 통해 키 값을 발생하여 키 값이 존재하는 프로세스아이디로 패킷을 포워딩하면 되고, 키 값이 존재하지 않는 경우에는 존재할 수 없기 때문에 무 효한 패킷으로서 처리하지 않으면 된다.
도 8c의 절차는 도 9c의 MTCtrlEntity 절차를 통해 생성된 메시지를 ASRPCProc 프로그램이 받아서 이를 MTCtrlManager 데이터베이스 단말구분자* 필드에 저장하는 과정이다. MTCtrlEntity로부터 전달받는 이유는 랜덤액세스 메시지가 MTCtrlEntity 내에서 디코딩되기 때문에 디코딩 후에 이 단말구분자* 값을 CH_INTMtrlEntity 채널을 통해 IMSI_INFO_SEND 시그널을 통해 보내는 것이다. 이 단말구분자를 받은 ASRCPProc는 MTCtrlManaferDB에 저장하여 CH_ASRCP_UP 채널을 통해 AS_RCPFromENV 시그널이 들어올 때, 다수의 MTCtrlEntity로의 패킷을 구분하기 위해 사용된다.
도 8f는 MTCtrlEntity의 도 9c에서 생성된 PID_INFO_DELETE을 생성하여 메시지를 CH_INTMtrlEntity 채널을 통해 전달하고 자신의 프로세스를 종료시킨다. 이때 이 메시지를 받은 ASRCP 프로그램은 도 8f와 같이 MTCtrlManager 데이터베이스에서 이 메시지를 통해 받은 프로세스아이디를 검색하여 관련 인덱스에 저장된 정보를 모두 NULL로 만든다.
한편, 도 9a에 도시된 절차는 ASRCPProc에 의한 MTCtrlEntity가 생성되면 관리할 호처리를 위한 종속정보를 초기화하고 휴지상태에 있는 절차이다.
도 9b에 도시된 절차는 ASRCPProc에 의해 패킷 구분되어 자신에게 오는 MTCtrl_RCFromTCP 시그널에 실려온 패킷 ch_dn_msg를 디코딩하여 그 메시지가 랜덤액세스 메시지이면 디코딩되어 나온 단말구분자*를 ASRCPProc로 넘겨주기 위해 IMSI_INFO_SEND 시그널을 통해 프로세스아이디와 단말구분자*를 알려준다. 이를 받은 ASRCPProc 프로그램은 도 8c와 같이 동작한다.
도 9c에 도시된 절차는 MTCtrl_RCPFromENV 시그널로 전해온 ch_up_msg 패킷이 수신되어 이 패킷의 의미가 디태치 절차라면 CH_INTMtrlEntity 채널을 통하여 PIDINFO_DELETE란 시그널을 통하여 프로세스아이디와 단말구분자*를 보내게 된다. 그런 다음에 스스로 프로세스를 종료한다. PIDINFO_DELETE를 받은 ASRCPProc 프로그램은 도 8d와 같이 데이터베이스에서 관련엔트리를 삭제한다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백한 것이다.
상술한 본 발명에서 제안하는 기지국 호처리 응용 프로그램 구조와 절차, 그리고 구분자들은 기존의 셀룰러 이동통신 시스템을 기능을 IP상의 다른 프로토콜 개입 없이 IP와 셀룰러 이동통신 프로토콜 사이를 바로 접목시켜 동작하게 함으로써, 프로토콜 정합과정의 오류를 그만큼 줄일 수 있으며 개발과정을 단축시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 셀룰러 이동통신 시스템이 갖는 셀 설계와 호처리 절차를 기반으로 하여 무선제어프로토콜의 하위계층과는 셀 구분자, 단말구분자, 무선베어러구분자의 세 가지 클래스 구분자로 가상 접속 지향성을 갖도록 인터페이스하고, 랜덤액세스 메시지를 통하여 올라온 단말구분자*와 상위계층으로부터 내려 온 서비스 구분자 및 세션 구분자를 근거로 상위계층의 프로토콜과의 가상 접속 지향성(virtual connection orientation)을 갖도록 함으로써, IP 상에서의 호처리 응용 프로그램이 호 셋업/해제 절차가 가능하게 한다.

Claims (15)

  1. 셀룰러 이동통신 시스템에서 호처리를 위한 시그널링 패킷 데이터 처리 방법에 있어서,
    a) IP를 따라 전송되는 접속 비구분성(connection less)을 갖는 패킷의 호처리를 위해, 셀룰러 이동통신 시스템에서 정의한 프로토콜에 따라 사용자 정의 구분자를 정의하여 상기 패킷에 삽입하는 단계;
    b) 상기 사용자 정의 구분자에 따라, 무선제어 프로토콜의 하위계층과는 셀 구분자, 단말구분자, 무선 베어러 구분자의 세 가지 클래스 구분자로 가상 접속 지향성(virtual connection orientation)을 갖도록 인터페이스하는 단계;
    c) 상기 사용자 정의 구분자에 따라, 랜덤액세스 메시지를 통하여 올라온 단말구분자*와 상위계층으로부터 내려온 서비스 구분자 및 세션 구분자를 근거로 상위계층의 프로토콜과 가상 접속 지향성을 갖도록 인터페이스하는 단계; 및
    d) 상기 IP와 셀룰러 이동통신 프로토콜 사이가 바로 접목된 상태에서 IP 상에서의 호처리 응용 프로그램이 호 셋업 및 해제를 수행하는 단계
    를 포함하는 셀룰러 이동통신 시스템의 시그널링 패킷 데이터 처리 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 a) 단계의 셀룰러 이동시스템에 탑재되는 응용 프로그램은, MAC(Medium Access Control)/RLC(Radio Link Control)/PDCP(Packet Data Convergence Protocol) 제어 응용 프로그램, 기지국 호처리 응용 프로그램, 상위계층 응용 프로그램을 포함하는 것을 특징으로 하는 셀룰러 이동통신 시스템의 시그널링 패킷 데이터 처리 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 기지국 호처리 응용 프로그램은 RTS(Radio Transceiver Subsystem)/BTS(Base Transceiver Station) 및 RNC(Radio Network Controller)/BSC (Base Station Controller)에 실장되는 것을 특징으로 하는 셀룰러 이동통신 시스템의 시그널링 패킷 데이터 처리 방법.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 기지국 호처리 응용 프로그램에서 하나 이상의 이동단말에 대한 각각의 패킷은 IP 전달망으로 상위계층 응용 프로그램에 접속 비구분성 형태로 전달하는 것을 특징으로 하는 셀룰러 이동통신 시스템의 시그널링 패킷 데이터 처리 방법.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 상위계층 응용 프로그램은 서비스 및 세션에 따른 구분을 위한 기지국 호처리 응용 프로그램과 상위계층 프로토콜 사이에서 송수신하는 패킷에 대하여 단말구분자*, SVC 구분자, 세션 구분자, 플로우 구분자를 패킷에 삽입하는 것을 특징으로 하는 셀룰러 이동통신 시스템의 시그널링 패킷 데이터 처리 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 플로우(Flow)구분자는 IPv6인 경우에 해당되는 것을 특징으로 하는 셀룰러 이동통신 시스템의 시그널링 패킷 데이터 처리 방법.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 패킷에 단말구분자*, SVC 구분자, 세션 구분자, 그리고 플로우 구분자의 존재 여부를 나타내는 P(Present) 필드를 삽입하는 것을 특징으로 하는 셀룰러 이동통신 시스템의 시그널링 패킷 데이터 처리 방법.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 단말구분자*는 셀룰러 이동통신 시스템의 호 절차에서 랜덤액세스 메시지를 통해 올라와 호처리 응용 프로그램이 처음으로 기입하여 사용하는 것을 특징으로 하는 셀룰러 이동통신 시스템의 시그널링 패킷 데이터 처리 방법.
  9. 제5항에 있어서,
    상기 SVC 구분자, 세션 구분자 및 플로우 구분자는 상위계층 응용 프로그램에서 생성하고, 단말 상위계층 프로토콜 및 라우터와의 연동을 통해 결정되는 것을 특징으로 하는 셀룰러 이동통신 시스템의 시그널링 패킷 데이터 처리 방법.
  10. 제5항에 있어서,
    상기 기지국 호처리 응용 프로그램은 상위계층의 구분자 정보, 무선 베어러 구분자 및 논리채널 구분자와 매핑된 정보를 유지하는 것을 특징으로 하는 셀룰러 이동통신 시스템의 시그널링 패킷 데이터 처리 방법.
  11. 제5항에 있어서,
    상기 단말구분자*는 상기 기지국 호처리 응용 프로그램과 상위계층 응용 프로그램 사이의 단말구분자*로서, 단말의 초기 랜덤액세스 메시지를 통해 얻어지는 것을 특징으로 하는 셀룰러 이동통신 시스템의 시그널링 패킷 데이터 처리 방법.
  12. 제5항에 있어서,
    상기 단말구분자*는 상기 단말구분자 구분필드(D)로 어떤 구분자가 올라왔는지 확인하기 위한 8개의 튜플을 갖도록 한 것을 특징으로 하는 셀룰러 이동통신 시스템의 시그널링 패킷 데이터 처리 방법.
  13. 제2항에 있어서,
    상기 기지국 호처리 응용 프로그램에서 하나 이상의 이동단말에 대한 각각의 패킷은 IP 전달망으로 PHY/MAC/RLC/PDCP 제어 응용 프로그램에 접속 비구분성 형태로 전달하는 것을 특징으로 하는 셀룰러 이동통신 시스템의 시그널링 패킷 데이터 처리 방법.
  14. 제2항에 있어서,
    상기 기지국 호처리 응용 프로그램은 메인(ASRCPProc)과 종속(MTCtrlEntity)의 두 가지 프로그램으로 구성된 것을 특징으로 하는 셀룰러 이동통신 시스템의 시그널링 패킷 데이터 처리 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 메인(ASRCPProc) 프로그램은 기지국 호처리 응용 프로그램의 메인 프로그램이고, 종속(MTCtrlEntity) 프로그램은 기지국 호처리 응용 프로그램에서 이동단말 종속 프로세스인 것을 특징으로 하는 셀룰러 이동통신 시스템의 시그널링 패킷 데이터 처리 방법.
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