KR100678721B1 - 이동통신망에서 이동통신 단말기로 동적 ｉｐ 주소를할당하는 시스템 및 방법 - Google Patents

이동통신망에서 이동통신 단말기로 동적 ｉｐ 주소를할당하는 시스템 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 이동통신망에서 이동통신 단말기로 동적 IP 주소를 할당하는 시스템 및 방법에 관한 것이다.
본 발명은 이동통신망에서 이동통신 단말기로 동적(Dynamic) IP(Internet Protocol) 주소를 할당하고 CP(Content Provider) 서버로부터 수신되는 패킷 데이터의 흐름을 중계하는 시스템으로서, 이동통신 단말기와 세션(Session)을 설정하고 이동통신 단말기로 동적 IP 주소를 할당하며 이동통신 단말기로 패킷 데이터를 전송하는 GGSN(Gateway GPRS Support Node); 이동통신 단말기의 위치 정보를 제공하는 HLR(Home Location Register); GGSN의 IP 주소인 GGSN IP 주소를 제공하는 DNS(Domain Name Server); GPRS(General Packet Radio Service) 서비스를 위한 라우팅(Routing) 처리 기능을 제공하며, DNS로 요청한 GGSN IP 주소를 이용하여 이동통신 단말기와 GGSN과의 세션을 설정하는 SGSN(Serving GPRS Support Node); CP 서버로부터 패킷 데이터를 수신하고 HLR로부터 이동통신 단말기의 위치 정보를 제공받아 SGSN으로 이동통신 단말기와 GGSN과의 세션 설정을 요청하며 CP 서버로부터 수신된 패킷 데이터를 GGSN으로 전달하는 TCS(Termination Control System); 및 CP 서버로부터의 패킷 데이터를 이동통신 단말기로 무선으로 전송하는 무선 접속망(RAN : Radio Access Network, 이하 'RAN'이라 칭함)을 포함하는 것을 특징으로 하는 이동통신망에서 이동통신 단말기로 동적 IP 주소를 할당하는 시스템을 제공한다.
본 발명에 의하면, 이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 패킷 데이터 착신 제어 시스템(TCS : Termination Control System)을 이용하여 이동통신 단말기로 동적 IP 주소를 할당하고 이동통신 단말기로 수신되는 패킷 데이터의 흐름을 중계함으로써 IPv4 방식에 의한 IP 할당 개수의 한계 및 GGSN(Gateway GPRS Support Node)의 용량 한계를 극복하여 보다 효율적으로 패킷 데이터 서비스를 제공하는 효과가 있다.
이동통신망, 동적 IP 주소 할당, TCS, GGSN, SGSN

Description

이동통신망에서 이동통신 단말기로 동적 ＩＰ 주소를 할당하는 시스템 및 방법{System and Method for Assigning Dynamic Internet Protocol Address to Mobile Communication Terminal for Use in Mobile Communication Network}
도 1은 종래의 이동통신망에서 이동통신 단말기로 패킷 데이터를 송수신하기 위해 정적 IP를 할당하는 시스템을 개략적으로 나타낸 구성도,
도 2는 종래의 이동통신망에서 이동통신 단말기로 패킷 데이터를 송수신하기 위해 정적 IP를 할당하는 과정을 나타낸 흐름도,
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 이동통신망에서 동적 IP 주소를 할당하는 시스템을 개략적으로 나타낸 구성도,
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 이동통신망에서 동적 IP 주소를 할당하는 방법을 나타낸 순서도이다.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
110, 310 : 이동통신 단말기 120, 320 : 무선 접속망
122, 322 : 기지국 전송기 124, 324 : 무선 제어국
130, 360 : HLR 140, 330 : SGSN
150, 370 : GGSN 170, 380 : 인터넷망
180, 390 : CP 서버 340 : DNS
350 : TCS
본 발명은 이동통신망에서 이동통신 단말기로 동적 IP 주소를 할당하는 시스템 및 방법에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 패킷 데이터 착신 제어 시스템(TCS : Termination Control System)을 이용하여 이동통신 단말기로 동적 IP 주소를 할당하고 이동통신 단말기로 수신되는 패킷 데이터의 흐름을 중계하는 이동통신망에서 이동통신 단말기로 동적 IP 주소를 할당하는 시스템 및 방법에 관한 것이다.
컴퓨터, 전자, 통신 기술의 비약적인 발전에 따라 무선 통신망(Wireless Network)을 이용한 다양한 무선 통신 서비스가 제공되고 있다. 특히, 최근에는 장소의 제약 없이 이동 통신 단말기의 사용자가 이동하는 도중 무선 통신망을 통해 인터넷을 이용한 통신 서비스를 제공하는 무선 인터넷 서비스가 대두되고 있다. 따라서, 이동통신 서비스의 가입자들은 무선 통화 서비스를 이용하여 언제 어디서든지 자유롭게 이동하면서 상대방과 통화할 수 있을 뿐만 아니라, 무선 인터넷 서비스를 통하여 뉴스, 날씨, 스포츠, 증권, 환율, 교통 정보 등의 각종 정보를 문자, 음성, 이미지(Image) 등의 각종 형태로 제공받을 수 있게 되었다.
이와 같은 서비스를 제공하기 위하여 이동 통신 시스템은 제 1 세대 아날로그 AMPS(Advanced Mobile Phone Systems) 방식과, 제 2 세대 셀룰러(Cellular) / 개인 휴대 통신(PCS : Personal Communication Service) 방식을 거쳐 발전하여 왔 으며, 최근에는 제 3 세대 고속 데이터 통신인 IMT-2000(International Mobile Telecommunication-2000)이 사용되고 있다. IMT-2000은 다른 무선 접속 규격을 사용하는 국가들의 시스템을 통합하여 국가간의 이동성을 보장하기 위한 개인 이동성 보장 및 고속 데이터 전송을 위하여 개발되었는데, 동기 방식인 CDMA 2000과 비동기 방식인 WCDMA로 분리되어 발전되었다.
도 1은 종래의 이동통신망에서 이동통신 단말기로 패킷 데이터를 송수신하기 위해 정적 IP를 할당하는 시스템을 개략적으로 나타낸 구성도이다.
도 1을 참조하면, 종래의 정적 IP 할당 시스템은 이동통신 단말기(110), 무선 접속망(RAN : Radio Access Network, 이하 'RAN'이라 칭함)(120), 홈 위치 등록기(HLR : Home Location Register, 이하 'HLR'이라 칭함)(130), SGSN(Serving GPRS Support Node)(140), GGSN(GPRS Gateway Support Node)(150), 인터넷(170) 및 CP(Content Provider) 서버(180) 등을 포함한다.
도 2는 종래의 이동통신망에서 이동통신 단말기로 패킷 데이터를 송수신하기 위해 정적 IP를 할당하는 과정을 나타낸 흐름도이다.
먼저, CP 서버(180)가 인터넷망(170)을 통해 GGSN(150)으로 패킷 데이터를 송신한다(S210). 여기서, CP 서버(180)가 송신하는 패킷 데이터의 헤더부에는 목적지 IP(Internet Protocol) 주소, 즉 이동통신 단말기의 '단말기 IP 주소를 포함하고 있다. 여기서, 단말기 IP 주소는 이동통신 단말기(110)에 미리 할당된 고유의 IP 주소로, 항상 고정되어 있는 정적(Static)인 주소이다. 또한, 패킷 데이터는 단말기 IP 주소를 이용하여 이동통신 단말기(110)를 담당하고 있는 GGSN(150)으로 보 내진다.
여기서, GGSN(150)은 자체 데이터베이스 테이블에 단말 IP 주소, 이동통신 단말기 식별번호인 IMSI(International Mobile Station Identity) 및 GGSN(150)에서 액세스할 수 있는 PDN(Packet Data Network)을 나타내는 APN(Access Point Network) 등을 포함한다.
GGSN(150)은 패킷 헤더부에 포함된 목적지 IP 주소, 즉 단말기 IP 주소를 이용하여 GGSN(150)의 데이터베이스 테이블에서 단말기 IP 주소와 매칭되는 IMSI를 찾아 HLR(130)로 전송하여 이동통신 단말기(110)의 위치 정보를 요청한다(S213).
이어서, HLR(130)은 IMSI 내의 이동통신 단말기의 식별 번호를 확인하여 HLR(130)에 등록된 이동통신 단말기(110)의 위치 정보를 GGSN(150)으로 송신한다(S215).
이어서, GGSN(150)은 이동통신 단말기(110)의 위치 정보를 통해 이동통신 단말기(110)의 위치를 확인하고, 이동통신 단말기(110)에 할당된 '단말기 IP 주소'를 검색하여 이동통신 단말기(110)의 이동성 및 세션을 관리하는 SGSN(140)과 이동통신 단말기(110)로 GPRS를 이용하여 제공할 패킷 데이터가 있음을 알리는 'PDU_Notification_Request 메시지'를 전송해 이에 대한 응답으로 'PDU_Notification_Response 메시지'를 수신하는 일련의 작업인 'PDU(Packet Data Unit) Notification'을 수행한다(S220). 이때, GGSN(150)은 SGSN(140)으로 IMSI, 단말기 IP 주소 및 APN 등을 함께 전송한다.
이어서, SGSN(140)은 이동통신 단말기(110)로 'Request_PDP_Context_Activation 메시지'를 전송하고 이에 대한 응답으로 이동통신 단말기(110)는 'Activate_PDP_Context_Request 메시지'를 SGSN(140)으로 전송함으로써 CP 서버(180)와 이동통신 단말기(110)간에 세션 설정을 요청하는 일련의 작업인 'PDP(Packet Data Protocol) Context Activation'을 수행한다(S240). 이때, 이동통신 단말기(240)는 Activate_PDP_Context_Request 메시지에 APN을 포함하여 SGSN(140)으로 전송한다.
한편, 'PDU Notification' 및 'PDP Context Activation'은 통상의 당업자에게 널리 공지된 내용이므로 상세한 설명은 생략한다.
이어서, SGSN(140)은 이동통신 단말기(110)와의 데이터 통신을 요청하는 GGSN(150)의 IP 주소를 확인하여 CP 서버(180)로부터 수신되는 패킷 데이터의 게이트웨이 역할을 수행하는 GGSN(150)으로 패킷 데이터 통신을 위해 연결 설정 요청이 포함된 'Create_PDP_Context_Request 메시지'를 전송하고(S263), GGSN(150)으로부터 이에 대한 응답으로 'Create PDP Context Response Message'를 수신하여(S265) SGSN(140)과 GGSN(150)간에 세션을 설정한다.
이어서, GGSN(150)과 세션이 설정된 SGSN(140)은 이동통신 단말기(110)와 GGSN(150)간의 패킷 데이터 통신을 가능함을 알려주는 'Activate PDP Context Accept Message'를 이동통신 단말기(110)로 송신한다(S267). 따라서, GGSN(150)으로 수신된 패킷 데이터는 SGSN(140)을 거쳐 이동통신 단말기(110)로 전달한다(S280).
하지만, 종래의 정적 IP 주소 할당 시스템은 IPv4 기반의 시스템으로 IPv4의 경우 각각의 단말기로 할당할 수 있는 IP 주소의 개수가 한정되어 있어 IPv4에서 제공하는 한정된 IP 주소 개수 이상의 단말기로는 데이터 서비스가 불가능하다는 문제점이 있다. 또한, 종래의 정적 IP 주소 할당 시스템의 경우 GGSN이 라우팅 기능을 위주로 설계되어 있기 때문에 모든 이동통신 단말기의 IP 주소를 저장하는 데 용량상의 한계가 있다는 문제점이 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위해 본 발명은, 패킷 데이터 착신 제어 시스템(TCS : Termination Control System)을 이용하여 이동통신 단말기로 동적(Dynamic) IP 주소를 할당하고 이동통신 단말기로 수신되는 패킷 데이터의 흐름을 중계하는 이동통신망에서 이동통신 단말기로 동적 IP 주소 할당 시스템 및 방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.
이러한 목적을 달성하기 위해 본 발명의 제 1 목적에 의하면, 이동통신망에서 이동통신 단말기로 동적(Dynamic) IP(Internet Protocol) 주소를 할당하고 CP(Content Provider) 서버로부터 수신되는 패킷 데이터의 흐름을 중계하는 시스템으로서, 이동통신 단말기와 세션(Session)을 설정하고 이동통신 단말기로 동적 IP 주소를 할당하며 이동통신 단말기로 패킷 데이터를 전송하는 GGSN(Gateway GPRS Support Node); 이동통신 단말기의 위치 정보를 제공하는 HLR(Home Location Register); GGSN의 IP 주소인 GGSN IP 주소를 제공하는 DNS(Domain Name Server); GPRS(General Packet Radio Service) 서비스를 위한 라우팅(Routing) 처리 기능을 제공하며, DNS로 요청한 GGSN IP 주소를 이용하여 이동통신 단말기와 GGSN과의 세션을 설정하는 SGSN(Serving GPRS Support Node); CP 서버로부터 패킷 데이터를 수신하고 HLR로부터 이동통신 단말기의 위치 정보를 제공받아 SGSN으로 이동통신 단말기와 GGSN과의 세션 설정을 요청하며 CP 서버로부터 수신된 패킷 데이터를 GGSN으로 전달하는 TCS(Termination Control System); 및 CP 서버로부터의 패킷 데이터를 이동통신 단말기로 무선으로 전송하는 무선 접속망(RAN : Radio Access Network, 이하 'RAN'이라 칭함)을 포함하는 것을 특징으로 하는 이동통신망에서 이동통신 단말기로 동적 IP 주소를 할당하는 시스템을 제공한다.
또한, 본 발명의 제 2 목적에 의하면, 이동통신망에서 패킷 데이터 착신 제어 시스템(TCS : Termination Control System, 이하 'TCS'라 칭함)을 이용하여 이동통신 단말기로 동적(Dynamic) IP(Internet Protocol) 주소를 할당하고 CP(Content Provider) 서버로부터 수신되는 패킷 데이터의 흐름을 중계하는 방법으로서, (a) HLR(Home Location Register)로부터 이동통신 단말기의 위치 정보를 제공받는 단계; (b) GPRS(General Packet Radio Service)를 이용하여 이동통신 단말기로 제공할 패킷 데이터가 있음을 SGSN(Serving GPRS Support Node)에 알리는 PDU(Packet Data Unit) 통지를 수행하는 단계; (c) SGSN이 이동통신 단말기로 세션 설정을 요청하는 단계; (d) 이동통신 단말기가 SGSN을 이용하여 GGSN(Gateway GPRS Support Node)과 세션 설정을 요청하는 단계; (e) GGSN이 이동통신 단말기로 동적인(Dynamic) IP 주소인 단말기 IP 주소를 할당하고 세션을 설정하는 단계; (f) GGSN으로부터 이동통신 단말기의 단말기 IP 주소를 전송받는 단계; 및 (g) 단말기 IP 주소를 이용하여 이동통신 단말기와 세션이 설정된 GGSN을 통해 이동통신 단말기로 패킷 데이터를 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동통신망에서 이동통신 단말기로 동적 IP 주소를 할당하는 방법을 제공한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
본 실시예에서는 이동통신망을 WCDMA망(Wideband Code Division Multiple Access Network)으로 설명하고 있으나 이에 한정하는 것은 아니며, CDMA망, 휴대 인터넷망(HPi : High Speed Portable Internet 또는 WiBro : Wireless Broadband Internet) 등 단말기 사이의 무선 데이터를 중개하는 어떠한 이동통신망도 모두 포함하는 넓은 개념이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 이동통신망에서 동적 IP 주소를 할당하는 시스템을 개략적으로 나타낸 구성도이다.
도 3을 참조하면, 동적 IP 주소를 할당하는 시스템은 이동통신 단말기(310), 무선 접속망(RAN : Radio Access Network, 이하 'RAN'이라 칭함)(320), SGSN(Serving GPRS Support Node)(330), DNS(Domain Name Server)(340), TCS(Termination Control System)(350), HLR(HLR : Home Location Register)(360), GGSN(Gateway GPRS Support Node)(370), 인터넷망(380) 및 CP(Content Provider) 서버(390) 등을 포함한다.
이동통신 단말기(310)는 통상적인 이동통신을 위한 단말기로서, 이동통신망을 통해 통화가 가능하며, 이동통신망으로부터의 세션 설정 요청에 따라 자동적으로 세션 설정 절차를 수행하고 패킷 데이터를 송수신하는 단말기이다. 그리고, 패킷 데이터의 송수신을 위하여 이동통신 단말기(310)는 무선 인터넷 접속 프로토콜인 무선 애플리케이션 프로토콜(WAP : Wireless Application Protocol), HTTP 프로토콜을 사용하는 HTML에 기반한 MIE(Microsoft Internet Explorer), 핸드헬드 디바이스 트랜스포트 프로토콜(HDPT : Handheld Device Transport Protocol), FTP 기능 등을 이용하여 이동통신망으로의 데이터 수신 및 송신이 이루어진다. 또한, 이동통신 단말기(310)에서 사용하는 인터넷 접속 프로토콜 중에서 MIE는 HTML을 약간 변형시켜 축약한 m-HTML을 사용한다.
여기서, 패킷 데이터의 헤더부에는 CP 서버(390)로부터 패킷 데이터를 수신하는 TCS(350)의 IP 주소인 'TCS IP 주소' 및 이동통신 단말기(310)의 사용자 정보가 저장된 'UserID' 등을 포함한다. 여기서, UserID는 이동통신 단말기(310)의 사용자를 식별하기 위한 이메일(E-Mail) 주소, 특정 문자 또는 특정 숫자로 이루어진 ID(Identification) 등이 가능하다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 이동통신 단말기(310)는 동적(Dynamic) IP 주소를 할당받을 수 있는 단말기로, GGSN(370)으로부터 IP 주소를 할당받아 할당받은 IP 주소를 이용하여 CP 서버(390)로부터 패킷 데이터를 수신한다.
또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 이동통신 단말기(310)는 SGSN(330)으로부터 세션 설정을 요청하는 'Request_PDP_Context_Activation 메시지'를 수신하면 패킷 데이터 수신을 위해 GGSN(370)과 세션 설정을 요청하는 'Activation_PDP_Context_Request 메시지'를 전송한다. 이때, 이동통신 단말기(310)는 Activation_PDP_Context_Request 메시지에 SGSN(330)이 GGSN(370)의 IP 주소를 DNS(340)을 이용하여 찾을 수 있도록 APN을 포함하여 SGSN(330)으로 전송한다.
무선 접속망(RAN : Radio Access Network)(320)은 기존의 이동통신망을 지원하기 위해 3GPP(3rd Generation Partnership Project) 규격의 무선 접속 규격을 수용한 기지국 전송기(RTS : Radio Transceiver Subsystem, 이하 'RTS'라 칭함)(322)와 무선 제어국(RNC : Radio Network Controller, 이하 'RNC'라 칭함)(324)을 포함한다.
여기서, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 RAN(320)은 SGSN(330)으로부터 패킷 데이터를 수신하여 이동통신 단말기(310)로 전송하는 기능을 수행한다.
RTS(322)는 3GPP 무선 접속 규격에 따르는 이동통신 단말기(310)와의 무선 접속 종단 기능을 수행하고, 음성, 영상 및 데이터 트래픽(Traffic)을 WCDMA 방식으로 송수신하는 기능과 송수신 안테나를 통하여 이동 통신 단말기(310)와 정보를 송수신한다. 일반적으로 RTS(322)의 내부 서브시스템은 기지국 정합 서브시스템(BIS : Base-station Interconnection Subsystem), 기저 대역 서브시스템(BBS : Base Band Subsystem) 및 RF 서브시스템(Radio Frequency Subsystem)으로 구성된 다. 또한, RTS(322)는 3GPP 무선 접속 규격에서 'Node B'라는 이름으로 사용되기도 한다.
RNC(324)는 유무선 채널 관리, 이동 통신 단말기(310)의 프로토콜 정합, 기지국의 프로토콜 정합. 소프트 핸드오프(Soft Handoff) 처리, 핵심망(Core Network)과의 프로토콜 정합, GPRS(General Packet Radio Service) 접속, 장애 관리, 시스템 로딩(Loading) 등과 같은 기능을 담당한다. 여기서, GPRS는 384 Kbps의 데이터 전송 속도를 지원하고, 멀티미디어 메일을 제공하며, 패킷 단위의 데이터 전송으로 전송 회선의 효율을 극대화하는 비동기 방식의 통신 시스템이다.
SGSN(Serving GPRS Support Node)(330)은 GPRS 서비스를 위하여 단말의 이동성 관리, 발/착신호 처리 절차 및 패킷 데이터의 송수신을 처리하기 위한 세션(Session) 관리, 인증 및 과금 기능 등을 지원한다. 또한, 패킷 데이터의 라우팅 처리 기능을 가진다.
여기서, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 SGSN(330)은 TCS(350)로부터 이동통신 단말기(310)로 전송될 패킷 데이터가 있음을 알리는 'PDU_Notification_Request 메시지'를 수신 및 확인하여 패킷 데이터 통신을 위한 GTP(GPRS Tunneling Protocol) 제어 정보를 저장한다. 또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 SGSN(330)은 이동통신 단말기(310)와 패킷 데이터 통신을 위한 세션을 설정하기 위한 'PDP Context Activation'을 수행한다. 이때, SGSN(330)은 이동통신 단말기(310)로 'Request_PDP_Context_Activation 메시지'를 송신하고 이에 대한 응답으로 이동통신 단말기(310)로부터 APN이 포함된 'Activate_PDP_Context_Request 메시지'를 수신하며, 수신된 APN을 DNS(370)로 전송하여 DNS(370)로 GGSN(370)의 IP 주소 정보를 요청한다.
또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 SGSN(330)은 DNS(340)로부터 제공받은 GGSN(370)의 IP 주소를 통해 GGSN(370)과의 패킷 데이터 통신을 위한 세션 설정을 요청하고 이동통신 단말기(310)와 GGSN(370)간의 패킷 데이터 통신을 중계한다.
DNS(340)는 도메인 혹은 호스트 이름을 숫자로 된 IP 주소로 해석해 주는 TCP/IP 네트워크 서비스, 계층적 이름 구조를 갖는 분산형 데이터 베이스로 구성되고 클라이언트·서버 모델을 사용한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 DNS(340)는 SGSN(330)의 요청에 의해 SGSN(330)이 보낸 APN을 이용하여 DNS(340)에 등록된 GGSN(370)의 IP 주소를 찾아 SGSN(330)으로 제공한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 TCS(350)는 망 종단 제어 장치로서 이동통신을 제공받는 수개의 이동통신 단말기들의 UserID, IMSI 및 APN을 목록화한 데이터베이스 테이블을 저장하고 있다. 여기서, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 TCS(350)는 CP 서버(180)로부터 패킷 데이터를 수신하며 패킷 데이터가 전송될 이동통신 단말기(310)의 위치 정보를 획득하기 위해 수신된 패킷 데이터의 헤더의 UserID에 해당하는 IMSI를 검색하며, 'Send_Routing_Info_for_GPRS 메시지'에 검색된 IMSI를 포함하여 HLR(360)로 전송한다. 또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 TCS(350)는 'Send_Routing_Info_for_GPRS 메시지'에 대한 응답으로 'Send_Routing_Info_for_GPRS_for_GPRS_ACK 메시지'를 수신한다. 여기서, Send_Routing_Info_for_GPRS_for_GPRS_ACK 메시지에는 TCS(350)로부터 IMSI를 수신한 HLR(360)이 수신된 IMSI를 이용하여 찾아낸 이동통신 단말기(310)의 위치 정보가 포함되어 있다.
또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 TCS(350)는 HLR(360)로부터 수신된 위치 정보를 이용하여 패킷 데이터를 전송하려는 해당 이동통신 단말기(310)를 담당하는 SGSN(330)에 이동통신 단말기(310)로 전송할 패킷 데이터가 있음을 알리는 'PDU_Notification_Request 메시지'를 전송하고 이에 대한 응답으로 세션 설정 여부에 대한 'PDU_Notification_Response 메시지'를 수신하는 'PDU(Packet Data Unit) Notification'을 수행한다. 여기서, TCS(350)가 SGSN(330)으로 보내는 PDU_Notification_Request 메시지에는 IMSI, APN 및 IP 주소를 할당받지 못한 이동통신 단말기(310)의 IP 주소를 Null 형태로 비워둔 '단말 Null IP 주소' 등이 포함된다.
또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 TCS(350)는 SGSN(330)과 GGSN(370)간에 세션이 설정되고 GGSN(370)이 이동통신 단말기(310)로 '동적 IP 주소'를 할당한 후부터는 GGSN(370)으로부터 수신한 이동통신 단말기(310)의 동적 IP 주소를 참조하여 CP 서버(390)로부터 수신된 패킷 데이터를 GGSN(370)을 거쳐 이동통신 단말기(310)로 전송한다.
HLR(360)은 이동 통신 단말기의 등록 인식, 등록 삭제, 위치 확인 등의 기능을 수행한다. 또한, HLR(360)은 TCS(350)로부터 이동통신 단말기(310)의 IMSI가 포 함된 이동통신 단말기(310)의 위치 정보 요청 신호를 수신하면 저장하고 있는 데이터베이스를 검색하여 이동 통신 단말기(110)가 위치하고 있는 영역을 담당하는 SGSN(330)의 주소 정보를 검색하여 TCS(350)로 제공한다. 즉, HLR(360)이 위치 정보 요청 신호에 응답하여 TCS(350)로 전송하는 응답 신호에는 SGSN(330)의 주소 정보가 포함되어 있다.
GGSN(Gateway GPRS Support Node)(370)은 GPRS를 위한 고속의 패킷 데이터 서비스를 제공하는 IP(Internet Protocol) 기반 패킷망의 서빙 노드(Serving Node)로서, 패킷 데이터 서비스를 위하여 세션을 관리하고 패킷 데이터의 라우팅 처리 기능을 하며 이동통신망과 인터넷망을 연결하기 위한 인터페이스를 제공한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 GGSN(370)은 SGSN(330)으로부터 세션 설정을 요청하는 'Create_PDP_Context_Request 메시지'를 수신하면 이동통신 단말기(310)로 동적 IP 주소를 할당하고 이동통신 단말기(310)의 동적 IP 주소가 포함된 'Create_PDP_Context_Response 메시지'를 SGSN(330)으로 전송하여 SGSN(330)을 이용하여 이동통신 단말기(310)와 세션을 설정한다.
또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 GGSN(370)은 SGSN(330)과 세션을 설정한 후 TCS(350)로 이동통신 단말기(310)로 할당한 동적 IP 주소를 전달한다. 이때, GGSN(370)은 보안 및 인증을 위해 RADIUS(Remote Authentication Dial-In User Service) 프로토콜을 이용하여 전송하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 GGSN(370)은 TCS(350)로부터 패킷 데이터를 수신하여 이미 세션이 설정된 SGSN(330)을 통해 이동통신 단말기(310)로 전송한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 인터넷망(380)은 TCS(350)와 연결되어 CP 서버(390)가 제공하는 패킷 데이터를 TCS(350)로 전송한다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 이동통신망에서 동적 IP 주소를 할당하는 방법을 나타낸 순서도이다.
먼저, TCS(350)가 CP 서버(390)로부터 인터넷망(380)을 통하여 패킷 데이터를 수신한다(S410). 이때, 패킷 데이터의 헤더부의 목적지 IP(Destination Internet Protocol) 주소는 TCS(350)의 IP 주소로 설정되어 있어 CP 서버(390)는 TCS(350)로 패킷 데이터를 전송하게 된다.
이어서, TCS(350)는 패킷 데이터가 제공될 이동통신 단말기(310)의 위치 정보를 획득하기 위해 TCS(350)로 수신되는 패킷 데이터에 포함된 이동통신 단말기(310)의 UserID를 판독하고, TCS(350)이 저장하고 있는 UserID, IMSI 및 APN을 목록화한 데이터베이스 테이블과 이동통신 단말기(310)의 UserID를 매칭(Matching)하여 해당하는 IMSI를 Send_Routing_Info_for_GPRS 메시지에 포함하여 HLR(350)로 전송한다(S423).
이어서, HLR(360)은 TCS(350)로부터 수신한 Send_Routing_Info_for_GPRS 메시지에 포함된 IMSI를 이용하여 이동통신 단말기(310)의 위치 정보를 찾은 후, Send_Routing_Info_for_GPRS_for_GPRS_ACK 메시지에 이동통신 단말기(310)의 위치 정보를 포함하여 TCS(350)로 전송한다(S425).
이어서, 위치 정보를 획득한 TCS(350)는 이동통신 단말기(310)를 담당하는 SGSN(330)에 이동통신 단말기(310)로 전송할 패킷 데이터가 있음을 알리는 PDU_Notification_Request 메시지를 SGSN(330)으로 전송한다(S433). 이때, PDU_Notification_Request 메시지에는 IMSI, APN 및 단말 Null IP 주소 등이 포함되어 있다. 이어서, PDU_Notification_Request 메시지를 수신한 SGSN(330)은 TCS(350)와의 세션 설정을 위한 정보인 IMSI, APN 및 Null IP 주소 등을 포함하는 GTP 제어 정보를 저장하고(S435), PDU_Notification_Request 메시지에 대한 응답인 PDU_Notification_Response 메시지를 TCS(350)로 전송한다(S437).
이어서, SGSN(330)은 이동통신 단말기(310)로 세션 설정을 요청하는 Request_PDP_Context_Activation 메시지를 전송하고(S443) 세션 설정 요청을 받은 이동통신 단말기(310)는 SGSN(330)으로 GGSN(370)과의 세션 설정을 요청하는 APN이 포함된 Active_PDP_Context_Request 메시지를 전송한다(S445).
이어서, SGSN(330)는 APN이 포함된 DNS_Query 메시지를 DNS(340)로 전송하여 이동통신 단말기(310)로 SGSN(330)을 거쳐 패킷 데이터를 송신할 수 있는 GGSN(370)의 IP 주소를 요청한다(S453). 이어서, DNS(340)는 APN을 이용하여 GGSN(370)의 IP 주소를 찾아 DNS_Response 메시지를 통해 SGSN(330)으로 알려준다(S455).
이어서, SGSN(330)은 GGSN(370)의 IP 주소에 해당하는 GGSN(370)을 찾아 GGSN(370)과 이동통신 단말기(310) 간의 패킷 데이터 통신을 제공하기 위해 GGSN(370)로 세션 설정을 요청하는 Create_PDP_Context_Request 메시지를 GGSN(370)으로 송신한다(S463). 세션을 설정할 이동통신 단말기(310)의 IP 주소가 Null 상태이므로 GGSN(350)은 데이터 통신을 위해 이동통신 단말기(310)로 단말기 IP 주소를 할당하고 할당한 단말기 IP 주소를 Create_PDP_Context_Response 메시지에 포함하여 SGSN(330)으로 전송한다(S465). 이어서, SGSN(330)은 이동통신 단말기(310)로 GGSN(370)과 세션이 설정되었음을 알리는 Activate_PDP_Context 메시지를 전송한다(S467).
이어서, GGSN(370)은 이동통신 단말기(310)로 할당한 단말기 IP 주소에 대한 정보를 TCS(350)로 제공하면(S483), TCS(350)는 CP 서버(390)로부터 수신된 패킷 데이터를 GGSN(370)으로 전달하고(S485), GGSN(370)은 패킷 데이터를 SGSN(330)을 통해 세션이 설정된 이동통신 단말기(310)로 전송한다(S490).
따라서, CP 서버(390)가 제공하는 패킷 데이터는 TCS(350), GGSN(370) 및 SGSN(330)을 차례로 거쳐 이동통신 단말기(310)로 수신된다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 패킷 데이터 착신 제어 시스템(TCS : Termination Control System)을 이용하여 이동통신 단말기로 동적 IP 주소를 할당하고 이동통신 단말기로 수신되는 패킷 데이터의 흐름을 중계함으로써 IPv4 방식에 의한 IP 할당 개수의 한계 및 GGSN(Gateway GPRS Support Node)의 용량 한계를 극복하여 보다 효율적으로 패킷 데이터 서비스를 제공하는 효과가 있다.

Claims (19)

  1. 이동통신망에서 이동통신 단말기로 동적(Dynamic) IP(Internet Protocol) 주소를 할당하고 CP(Content Provider) 서버로부터 수신되는 패킷 데이터의 흐름을 중계하는 시스템으로서,
    상기 이동통신 단말기와 세션(Session)을 설정하고 상기 이동통신 단말기로 상기 동적 IP 주소를 할당하며 상기 이동통신 단말기로 상기 패킷 데이터를 전송하는 GGSN(Gateway GPRS Support Node);
    상기 이동통신 단말기의 위치 정보를 제공하는 HLR(Home Location Register);
    상기 GGSN의 IP 주소인 GGSN IP 주소를 제공하는 DNS(Domain Name Server);
    GPRS(General Packet Radio Service) 서비스를 위한 라우팅(Routing) 처리 기능을 제공하며, 상기 DNS로 요청한 상기 GGSN IP 주소를 이용하여 상기 이동통신 단말기와 상기 GGSN과의 세션을 설정하는 SGSN(Serving GPRS Support Node);
    상기 CP 서버로부터 상기 패킷 데이터를 수신하고 상기 HLR로부터 상기 이동통신 단말기의 상기 위치 정보를 제공받아 상기 SGSN으로 상기 이동통신 단말기와 상기 GGSN과의 세션 설정을 요청하며 상기 CP 서버로부터 수신된 패킷 데이터를 상기 GGSN으로 전달하는 TCS(Termination Control System); 및
    상기 CP 서버로부터의 상기 패킷 데이터를 상기 이동통신 단말기로 무선으로 전송하는 무선 접속망(RAN : Radio Access Network, 이하 'RAN'이라 칭함)
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 이동통신망에서 이동통신 단말기로 동적 IP 주소를 할당하는 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 패킷 데이터는
    상기 헤더부에 상기 CP 서버로부터 상기 패킷 데이터를 수신하는 상기 TCS의 IP 주소인 TCS IP 주소 및 상기 이동통신 단말기의 사용자를 식별하기 위한 이메일(E-Mail) 주소, 특정 문자 및 특정 숫자 중 적어도 하나 이상으로 이루어진 UserID(UserID : User Identification)를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동통신망에서 이동통신 단말기로 동적 IP 주소를 할당하는 시스템.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 TCS는
    상기 이동통신 단말기의 상기 UserID에 해당하는 상기 이동통신 단말기의 식별 번호인 IMSI(International Mobile Station Identity) 및 상기 GGSN에서 액세스할 수 있는 PDN(Packet Data Network)을 나타내는 APN(Access Point Network)을 목록화한 데이터베이스 테이블을 저장하고 있는 것을 특징으로 하는 이동통신망에서 이동통신 단말기로 동적 IP 주소를 할당하는 시스템.
  4. 제 2 항에 있어서, 상기 이동통신 단말기는
    상기 SGSN으로부터 세션 설정을 요청하는 Request_PDP_Context_Activation 메시지를 수신하면, 상기 GGSN과 상기 세션 설정을 요청하기 위해 상기 APN이 포함 된 Activation_PDP_Context_Request 메시지를 상기 SGSN으로 전송하는 것을 특징으로 하는 이동통신망에서 이동통신 단말기로 동적 IP 주소를 할당하는 시스템.
  5. 제 2 항에 있어서, 상기 SGSN은
    상기 TCS로부터 상기 IMSI, 상기 APN 및 상기 이동통신 단말기의 IP 주소를 Null 형태로 비워둔 단말 Null IP 주소가 포함된 PDU_Notification_Request 메시지를 수신하여 GPRS(General Packet Radio Service)를 제공하기 위한 GTP(GPRS Tunneling Protocol) 제어 정보를 저장하는 것을 특징으로 하는 이동통신망에서 이동통신 단말기로 동적 IP 주소를 할당하는 시스템.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 SGSN은
    상기 이동통신 단말기로 패킷 데이터 통신을 제공하기 위해 상기 이동통신 단말기로 Request_PDP_Context_Acitvation 메시지를 송신하고 상기 이동통신 단말기로부터 상기 APN이 포함된 Activate_PDP_Context_Request 메시지를 수신하여 상기 이동통신 단말기와 세션을 설정하는 PDP Context Activation을 수행하는 것을 특징으로 하는 이동통신망에서 이동통신 단말기로 동적 IP 주소를 할당하는 시스템.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 SGSN은
    상기 APN이 포함된 DNS_Query 메시지를 상기 DNS로 송신하여 상기 DNS가 상 기 APN을 이용하여 검색한 상기 GGSN IP 주소를 전송받는 것을 특징으로 하는 이동통신망에서 이동통신 단말기로 동적 IP 주소를 할당하는 시스템.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 SGSN은
    상기 DNS로부터 제공받은 상기 GGSN IP 주소를 이용하여 상기 GGSN으로 패킷 데이터 통신을 위한 세션 설정을 요청하고 상기 이동통신 단말기와 상기 GGSN간의 패킷 데이터를 중계하는 것을 특징으로 하는 이동통신망에서 이동통신 단말기로 동적 IP 주소를 할당하는 시스템.
  9. 제 3 항에 있어서, 상기 TCS는
    상기 CP 서버로부터 상기 패킷 데이터를 수신하면, 상기 이동통신 단말기의 상기 UserID에 해당하는 상기 IMSI를 상기 데이터베이스 테이블에서 찾은 후, Send_Routing_Info_for_GPRS 메시지에 상기 IMSI를 포함하여 상기 HLR로 전송하고, 상기 Send_Routing_Info_for_GPRS 메시지에 대한 응답으로 상기 이동통신 단말기의 위치 정보가 포함된 Send_Routing_Info_for_GRPS_for_GPRS_ACK 메시지를 수신하는 것을 특징으로 하는 이동통신망에서 이동통신 단말기로 동적 IP 주소를 할당하는 시스템.
  10. 제 1 항에 있어서, 상기 TCS는
    상기 SGSN과 상기 GGSN 간에 세션이 설정되어 상기 GGSN이 상기 이동통신 단 말기로 상기 동적 IP 주소를 할당하면 상기 GGSN으로부터 상기 이동통신 단말기에 할당된 상기 동적 IP 주소를 전달받고 상기 동적 IP 주소를 참조하여 상기 CP 서버로부터 수신되는 상기 패킷 데이터를 상기 이동통신 단말기와 세션이 설정된 상기 GGSN로 전송하는 것을 특징으로 하는 이동통신망에서 이동통신 단말기로 동적 IP 주소를 할당하는 시스템.
  11. 제 1 항에 있어서, 상기 GGSN은
    상기 이동통신 단말기와 상기 GGSN 간의 세션 설정을 위해 상기 SGSN가 송신한 세션 설정을 요청하는 Create_PDP_Context_Request 메시지를 수신하면 상기 이동통신 단말기로 상기 동적 IP 주소를 할당하고 상기 Create_PDP_Context_Request 메시지에 대한 응답으로 상기 동적 IP 주소가 포함된 Create_PDP_Context_Response 메시지를 상기 SGSN으로 전송하는 것을 특징으로 하는 이동통신망에서 이동통신 단말기로 동적 IP 주소를 할당하는 시스템.
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 GGSN은
    상기 SGSN과 세션을 설정하면 상기 이동통신 단말기로 할당한 상기 동적 IP 주소를 상기 TCS로 전송하는 것을 특징으로 하는 이동통신망에서 이동통신 단말기로 동적 IP 주소를 할당하는 시스템.
  13. 제 12 항에 있어서, 상기 GGSN은
    보안 및 인증을 위해 RADIUS(Remote Authentification Dial-In User Service) 프로토콜을 이용하여 상기 TCS로 상기 동적 IP 주소를 전송하는 것을 특징으로 하는 이동통신망에서 이동통신 단말기로 동적 IP 주소를 할당하는 시스템.
  14. 이동통신망에서 패킷 데이터 착신 제어 시스템(TCS : Termination Control System, 이하 'TCS'라 칭함)을 이용하여 이동통신 단말기로 동적(Dynamic) IP(Internet Protocol) 주소를 할당하고 CP(Content Provider) 서버로부터 수신되는 패킷 데이터의 흐름을 중계하는 방법으로서,
    (a) HLR(Home Location Register)로부터 상기 이동통신 단말기의 위치 정보를 제공받는 단계;
    (b) GPRS(General Packet Radio Service)를 이용하여 상기 이동통신 단말기로 제공할 패킷 데이터가 있음을 SGSN(Serving GPRS Support Node)에 알리는 PDU(Packet Data Unit) 통지를 수행하는 단계;
    (c) 상기 SGSN이 상기 이동통신 단말기로 세션 설정을 요청하는 단계;
    (d) 상기 이동통신 단말기가 상기 SGSN을 이용하여 GGSN(Gateway GPRS Support Node)과 세션 설정을 요청하는 단계;
    (e) 상기 GGSN이 상기 이동통신 단말기로 동적인(Dynamic) IP 주소인 단말기 IP 주소를 할당하고 세션을 설정하는 단계;
    (f) 상기 GGSN으로부터 상기 이동통신 단말기의 상기 단말기 IP 주소를 전송받는 단계; 및
    (g) 상기 단말기 IP 주소를 이용하여 상기 이동통신 단말기와 세션이 설정된 상기 GGSN을 통해 상기 이동통신 단말기로 상기 패킷 데이터를 전송하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동통신망에서 이동통신 단말기로 동적 IP 주소를 할당하는 방법.
  15. 제 14 항에 있어서, 상기 패킷 데이터는
    헤더부에 상기 CP 서버로부터 상기 패킷 데이터를 수신하는 상기 TCS의 IP 주소인 TCS IP 주소 및 상기 이동통신 단말기의 사용자를 식별하기 위한 이메일(E-Mail) 주소, 특정 문자 및 특정 숫자 중 적어도 하나 이상으로 이루어진 UserID(UserID : User Identification)를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동통신망에서 이동통신 단말기로 동적 IP 주소를 할당하는 방법.
  16. 제 15 항에 있어서, 상기 단계 (a)는
    (a1) 상기 이동통신 단말기의 상기 UserID에 해당하는 상기 이동통신 단말기의 식별 번호인 IMSI(International Mobile Station Identity) 및 상기 GGSN에서 액세스할 수 있는 PDN(Packet Data Network)을 나타내는 APN(Access Point Network)을 목록화한 데이터베이스 테이블과 상기 CP 서버로부터 수신한 상기 패킷 데이터의 상기 UserID를 매칭하여 상기 UserID에 해당하는 상기 IMSI를 찾는 단계;
    (a2) 상기 HLR로 상기 이동통신 단말기의 위치 정보를 요청하기 위해 상기 이동통신 단말기의 상기 IMSI가 포함된 Send_Routing_Info_for_GPRS 메시지를 전송 하는 단계; 및
    (a2) 상기 IMSI를 이용하여 검색한 상기 이동통신 단말기의 위치 정보가 포함된 Send_Routing_Info_for_GPRS_for_GPRS_ACK 메시지를 수신하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동통신망에서 이동통신 단말기로 동적 IP 주소를 할당하는 방법.
  17. 제 15 항에 있어서, 상기 단계 (b)는
    (b1) 상기 이동통신 단말기를 관리하는 상기 SGSN으로 상기 IMSI, 상기 APN 및 상기 이동통신 단말기의 IP 주소를 Null 형태로 비워둔 단말 Null IP 주소가 포함된 PDU_Notification_Request 메시지를 전송하는 단계;
    (b2) 상기 SGSN이 상기 이동통신 단말기로 상기 GPRS을 이용하여 상기 패킷 데이터를 제공하기 위한 GTP 제어 정보를 저장하는 단계; 및
    (b3) 상기 SGSN으로부터 상기 PDU_Notification_Request 메시지 수신에 대한 응답인 PDU_Notification_Response 메시지를 수신하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동통신망에서 이동통신 단말기로 동적 IP 주소를 할당하는 방법.
  18. 제 15 항에 있어서, 상기 단계 (d)는
    (d1) 상기 SGSN으로 상기 APN을 전송하여 상기 GGSN과의 세션 설정을 요청하는 단계;
    (d2) DNS(Domain Name Server)로 상기 APN이 포함된 DNS_Query 메시지를 송신하여 상기 GGSN의 IP 주소인 GGSN IP 주소를 요청하는 단계; 및
    (d3) 상기 SGSN이 요청하는 상기 GGSN IP 주소를 찾아 상기 SGSN으로 상기 GGSN IP 주소가 포함된 DNS_Response 메시지를 전송하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동통신망에서 이동통신 단말기로 동적 IP 주소를 할당하는 방법.
  19. 제 15 항에 있어서, 상기 단계 (f)는
    보안 및 인증을 위해 RADIUS(Remote Authentification Dial-In User Service) 프로토콜을 이용하여 상기 GGSN으로부터 상기 단말기 IP 주소를 전송받는 것을 특징으로 하는 이동통신망에서 이동통신 단말기로 동적 IP 주소를 할당하는 방법.
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