KR100689733B1 - 인터워킹 서버 및 이를 이용한 이동 통신 방법 - Google Patents

Abstract

피코셀, 마이크로셀, 마그로 셀이 서로 결합되는 융합 액세스 네트웍(Converged Access Networks or Core Networks) 환경에서 복합 모드 단말에 인터워킹 서버 및 이를 이용한 이동 통신 방법을 제공한다. 이를 위해 상기 융합 엑세스 네트웍으로부터 핸드오버호 관련 메시지가 수신되면, 서버가 상기 메시지에 대한 라우팅 정보를 식별하여 메시지를 분배한다. 그리고 나서, 서버가 분배된 메시지의 프로토콜을 인터워킹 서버 프로토콜로 변환하고, 서버가 데이터베이스에서 상기 메시지에 관련된 인접셀의 거리정보 및 액세스 정보를 액세스하고, 상기 메시지의 핸드오버 유형에 따라 타겟셀을 선택하고 핸드오버를 수행한다. 핸드오버가 완료되면, 상기 메시지의 프로토콜을 원래의 프로토콜로 역변환한다. 이렇게 함으로써, 이를 통하여 사업자는 신규 시설투자에 대한 부담을 줄이고 기존 인프러 시설 활용 효율을 배가시킬 수 있으며, 가입자는 전파환경과 서비스 특성에 따라 통신품질 및 과금에 유리한 액세스 네트웍을 선택적으로 접속하여 양질의 저렴한 서비스 수혜를 받게 된다.

인터워킹 서버, 인트라호, 이동통신,

Description

인터워킹 서버 및 이를 이용한 이동 통신 방법{Inter-working server and mobile communication method using that server}

도1은 본 발명의 실시예에 따른 인터워킹 서버를 이용한 이동통신 시스템 구성도이다.

도 2는 도 1의 인터워킹 서버의 기능 구성도이다.

도 3은 단말이 인터워킹 서버에 정보를 등록하는 절차와 이 정보를 이용하여 신규호 (Intra-Call) 혹은 핸드오버 호를 접속하는 전체 호처리 절차의 동작 흐름도이다.

도 4는 신규호와 핸드오버호의 경우 위치기반의 초기송출전력과 초기동기 값을 나타낸 도면이다.

본 발명은 이동통신 방법에 관한 것으로 특히, 서로 다른 액세스 네트웍이 융합되는 이동 통신 환경에서의 이동 통신 방법에 관한 것이다.

이동통신 분야에서 여러 상이한 액세스 네트웍을 융합시키는 기술은 여러 형태로 존재할 수 있다. 그런데, 상이한 네트웍을 융합할 때 가입자에게도 유리하 고, 사업자에게도 유리하도록 네트웍을 융합하는 것은 어려운 실정이다.

본 발명이 이루고자하는 기술적 과제는, 여러 상이한 액세스 네트웍이 융합될 때, 가입자 단말기는 전파환경과 서비스 특성에 따라 통신품질 및 과금에 유리한 액세스 네트웍(AN)에 선택적으로 접속되도록 하고, 사업자에게는 이종 네트웍 시스템간의 핸드오버를 가능하게 하여 초기시설 투자비를 줄일 수 있도록 하는 인터워킹 서버 및 이를 이용한 이동통신 방법을 제공하는 것이다.

이러한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 하나의 특징에 따른 인터워킹 서버를 이용한 이동 통신 방법은,

피코셀, 마이크로셀, 마그로 셀이 서로 결합되는 융합 액세스 네트웍(Converged Access Networks or Core Networks) 환경에서 복합 모드 단말에 이동 통신 서비스를 제공하는 이동 통신 방법으로서,

상기 융합 엑세스 네트웍으로부터 핸드오버호 관련 메시지가 수신되면, 서버가 상기 메시지에 대한 라우팅 정보를 식별하여 메시지를 분배하는 단계; 서버가 분배된 메시지의 프로토콜을 인터워킹 서버용 프로토콜로 변환하는 단계; 상기 인터워킹 서버가 데이터베이스에서 상기 메시지에 관련된 인접셀의 거리정보 및 액세스 정보를 액세스하고, 상기 메시지의 핸드오버 유형에 따라 타겟셀을 선택하고 핸드오버를 수행하는 단계; 핸드오버가 완료되면, 상기 메시지의 프로토콜을 상기 분배된 메시지의 프로토콜로 역변환하는 단계를 포함한다.

이러한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 하나의 특징에 따른 인터워킹 서버는,

피코셀, 마이크로셀, 마그로 셀이 서로 결합되는 융합 액세스 네트웍(Converged Access Networks or Core Networks) 환경에서 복합 모드 단말에 이동 통신 서비스를 제공하는 인터워킹 서버로서,

상기 융합 엑세스 네트웍으로부터 메시지가 수신되면, 상기 메시지에 대한 라우팅 정보를 식별하여 메시지를 분배하고, 해당 인터페이스를 통해 전달하는 게이트웨이; 단말의 인접셀 정보, 액세스 정보 및 위치 정보를 저장하는 데이터베이스; 상기 게이트웨이를 통해 수신되는 메시지 프로토콜을 내부의 인터워킹 서버용 프로토콜로 변환하고, 서버가 데이터베이스에서 상기 메시지에 관련된 인접셀의 거리정보 및 액세스 정보를 액세스하고, 상기 메시지의 핸드오버 유형에 따라 타겟셀을 선택하고 핸드오버를 수행하는 프로세서를 포함한다.

상기한 이동통신 방법은 핸드오버뿐 아니라 복합모드단말이 새로운 호를 시도하는 경우(예를 들어, Intra Call)에 대해서도 동일한 원리로 적용된다

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러가지 상이한 형태로 구현할 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정하지는 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부문에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다.

도 1은 인터워킹 서버를 이용한 이동통신 시스템의 구성도이다.

도 1을 참조하면, 이동통신 시스템은 복합모드 단말(101), 기지국/제어국이 구비되는 액세스 네트웍 장치(102)를 포함하는 복수개의 액세스 네트웍 도메인(108), IP 백본망(109) 및 코아 네트웍(112)이 포함되는 코아 네트웍 도메인(110)을 포함한다.

액세스 네트웍 도메인(108)은 특정 도메인 내에 속하는 매크로셀(WMAN), 마이크로셀(WLAN) 및 피코셀(WPAN) 등 서로 다른 액세스 네트웍 장치(102)가 IP 전달망(103)을 통해 서로 접속하여 하나의 독립된 융합 액세스 네트웍의 구조를 갖는다. 또한, 액세스 네트웍 도메인(108)은 인터워킹 서버(104)를 더 포함하며, 인터워킹 서버(104)는 IP 전달망(103)에 접속되어 융합 액세스 네트웍 도메인(108)의 인트러 호(Intra-call) 처리 및 핸드오버 처리 그리고 무선자원 관리 등을 수행한다. 코아 네트웍 도메인(110)은 코아 네트웍(112), IP 백본망(109) 및 글로벌 인터워킹 서버(105)를 포함한다. 코아 네트웍(112)은 서비스 응용 도메인(113)을 통해 응용서버(114)에 연결되고, IP 백본망(109)을 통해 공중인터넷망(115)과 연결된다. 글로벌 인터워킹 서버(105)는 IP 백본망(109)에 접속되어

코아 네트웍 도메인(110)의 인트러 호(Intra-call) 처리 및 핸드오버 처리 그리고 무선자원 관리 등을 수행한다. 여기서, 복수개의 액세스 네트웍(108)을 종합 관리하는 인터워킹 서버(104, 105)의 접속은 다음과 같다. 인터웍킹 서버(104, 105)는 일정 지역내(에를 들면, 동일 서브넷 혹은 기지국 클러스터 수준)의 모든 액세스 네트웍 도메인을 총괄 제어하고, 이 지역내에서 발생하는 통신 행위에 대해 설정 지원을 한다. 인터워킹 서버(104, 105)는 시스템 운용방법에 따라 코아 네트웍 도메인(110) 혹은 액세스 네트웍 도메인(108)에 접속할 수 있다. 전자는 글로벌 인터워킹 서버(105), 후자는 로우컬 인터워킹 서버(104)이다. 코아 네트웍 도메인(110)에서 글로벌 인터워킹 서버(105)는 서로 다른 액세스 네트웍간의 소융합을 통한 인터워킹 경우에 사용하며, 상이한 구조를 갖는 이종 시스템간에 적용한다.(예를 들면, WLAN-HSDPA or WCDMA-CDMA2001x) 이러한 접속방법은 공중 통신망에 적용할 수 있으며, 글로벌 인터워킹 서버(105)는 IP 백본망(109)에 접속된다. 융합 액세스 네트웍 도메인(108)에서 로우컬 인터워킹 서버(104)는 서로 다른 액세스 네트웍간의 밀융합을 통하여 핸드오버를 신속히 처리할 경우 사용하며, 유사한 구조를 갖는 시스템 계열간에 적용한다.(예를 들면, WLAN-WiMAX/WiBro) 이러한 접속방법은 캠퍼스 네트웍, 아파트 단지 지역에 적용하며, 액세스 네트웍의 IP Transport 네트웍에 접속하므로써 정보 접속 경로는 코아 네트웍까지 안 거치고 액세스 네트웍 내에서 막바로 처리 가능하다. 이 경우, 액세스 네트웍 장치(102)는 초기 설치시 인터워킹 서버(104)와 직접 통신이 되도록 IP 전달망(103)에 접속하며, 이를 위하여 두 장치(102, 104)의 IP 어드레스(address)를 이용하여 IP 라우팅(routing)이 되도록 세팅해 두어야 한다.

로우컬 인터워킹 서버(104)는 글로벌 인터워킹 서버(105)로 부터 필요한 정보를 주기적으로 가져와 갱신한다. 상대측 통신단말이 다른 도메인 영역(예를 들면, 서브넷이 다른 착신 IP 주소 도메인)에 위치하면 글로벌 인터워킹 서버(105)를 이용하게 되는데, 이 경우는 로우컬 인터워킹 서버(104)가 착신 IP 주소 도메인을 자신의 정보 영역에 가지고 있지 않으므로 글로벌 인터워킹 서버(105)로 호를 포오딩하는 경우에 해당된다.

신속한 호처리 기능을 위하여 글로벌 인터워킹 서버(105)의 코어네트웍(Core Network) 관련 일부 기능 혹은 통신 제어 DB 혹은 각종 프로화일의 정보는 주기적으로 혹은 요청에 의해 액세스 네트웍의 인터워킹 서버(104)로 다운로딩 혹은 복사된다.

이러한 로컬 또는 글로벌 인터 인터워킹 서버의 구성을 도 2에 도시하였다. 로컬 또는 글로벌 인터 인터워킹 서버는 연결되는 위치만 다르고 기본적인 구성은 동일하므로 편의상 하나의 구조에 관하여 설명한다.

도 2를 참조하면, 인터워킹 서버는 액세스 네트웍 도메인(108), 코아 네트웍 도메인(110) 혹은 다른 형태의 도메인(Network-Network Interface)에 위치할 수 있다.

인터워킹 서버(104, 105)는 IP 전달망(103) 혹은 IP 백본망 (109)에 접속되며, 인터워킹 서버 게이트웨이(31), 인터워킹 서버 프로세서(32) 및 인터워킹 서버 데이터베이스(33)를 포함한다. 인터워킹 서버 게이트웨이(31)는 IP 전달망/IP 백본망(103, 109)과 인터워킹 서버 프로세서(32)간의 인터페이스 기능을 가지며, 인터워킹 서버 프로세서(32)는 관련 기능을 직접 수행하고, 인터워킹 서버 데이터베이스(33)는 인터워킹 서버 프로세서가 필요로 하는 정보를 저장한다.

인터워킹 서버 게이트웨이(31)의 메시지 분배기(1)는 특정 메시지가 전달망 혹은 IP 백본망을 통해 인터워킹 서버 게이트웨이(31)로 들어오면, 이 메시지의 기 능을 조사하여 그 기능에 따라 인트라호 혹은 서로 다른 액세스 네트웍간의 인터워킹 혹은 액세스 네트웍 형상의 재구성 등으로 식별하여 메시지를 분배한 후, 해당 인터페이스를 통해 알맞은 인트라호 처리기(4), 인터워킹 처리기(12), 기능 재구성 처리기(38) 및 응용기능 지원처리기(37)로 전달한다. 한편, 메시지 분별기(2)는 내부의 메시지를 분별하여 외부의 해당 네트워크망으로 송신하다.

인트라호의 경우, 호처리 메시지는 IP 백본망(109)을 거쳐 코아네트웍 도메인(110)까지 가지 않고 인트러호 인터페이스(3)를 거쳐 인트라 호처리기(4)에서 바로 처리된다. 이는 캠퍼스 네트웍과 같이 제한된 지역내에서 적용될 수 있으며, 호처리 지연시간이 매우 짧아 진다.(low latency)

핸드오버호의 경우, 핸드오버 메시지는 인터웍킹 인터페이스(5)와 시그널링 인터워킹 브로커(9)를 거쳐 모빌리티 프로토콜 변환기(15)로 전달되어, 상대 액세스 네트웍의 핸드오버 프로토콜을 이해할 수 있는 프로토콜로 변환된다. 이후, 모빌리티 처리블럭(19)에서 서로 다른 액세스 네트웍간 핸드오버 처리에 필요한 기능으로써 핸드오버 유형 판단, 타겟셀 결정, 핸드오버 수행 등을 처리한다. 필요에 따라서 세션 프로토콜 변환기(11)와 보안 프로토콜 변환기(14)는 관련 서비스질(QoS) 매핑 기능과 보안(Security) 기능을 수행한다. 이를 위해 인터워킹 서버 프로세서(32)는 인터워킹 서버 데이터베이스(33)로부터 인접셀 정보, 액세스 정보 및 포지셔닝 정보 등을 가져 오게 된다.

인터워킹 서버 프로세서(32)의 인터워킹 처리기(12)는 서로 다른 액세스 네트웍간의 인터워킹을 위하여 프로토콜 변환(예를 들면, WLAN에서 HSDPA로의 변환) 과정을 처리하며, 이 과정은 다음 3 단계로 수행된다.

먼저, 1단계로 액세스 네트웍 (예; 서빙 기지국)의 프로토콜은 시그널링 인터워킹 브로커(9)와 프로토콜 변환기(11, 14~15)를 이용하여 인터워킹 서버 프로세서(32)에서 공통으로 사용되는 단일 프로토콜로 변환된다. 세션 프로토콜 변환기(11)는 서로 다른 액세스 네트웍간의 세션제어 프로토콜 변환에 사용하며, 보안 프로토콜 변환기(14)는 서로 다른 액세스 네트웍간의 인증 및 암호화 등의 보안제어 프로토콜 변환에 사용하고, 모빌리티 프로토콜 변환기(15)는 서로 다른 액세스 네트웍간의 핸드오버(로밍 포함) 제어 프로토콜 변환에 사용한다. 라우팅 프로토콜 변환기(16)는 서로 다른 두 액세스 네트웍간의 최적화된 라우팅 경로를 찾는 라우팅제어 프로토콜 변환에 사용한다.

다음, 2단계에서는 1 단계에서 변환된 프로토콜(메시지)이 요구하는 기능을 수행한다. 서비스질(QoS) 처리블럭(17)은 서로 다른 액세스 네트웍간에 연속된 세션 설정을 위하여 서비스 질(QoS) 매핑 기능을 하며, 보안(Security) 처리블럭(18)은 서로 다른 액세스 네트웍간에 연속된 보안(Security)제공을 위하여 인증 및 암호화 기능을 제공하고, 이동성(Mobility) 처리블럭(19)은 서로 다른 액세스 네트웍간에 연속된 통신 접속을 위하여 핸드오버 기능을 제공한다. 일례로, 인접셀 신호세기에 의한 이벤트 트리거링 판단, 최적셀 선택 및 타겟셀로의 액세스 절차 기능 등이 포함된다. 라우팅 블록(20)은 서로 다른 액세스 네트웍 간의 라우팅 기능을 제공한다. 자원 관리 블럭(21)은 앞서 말한 4개 처리블럭의 중재, 조정 및 관리 기능을 제공한다.

3단계에서는 1단계와 2단계의 과정을 거쳐 관련 기능을 모두 수행하고 나면, 해당 프로토콜(메시지)은 원래의 액세스 네트웍에서 사용하는 프로토콜로 다시 변환된 후 인터워킹 인터페이스(5)와 메시지 분별기(2)를 거쳐 IP 전달망(103) 혹은 IP 백본망(109)을 통해 원래의 액세스 네트웍으로 빠져나간다. 이 과정이 3단계이다. 역변환 과정은 각 기능에 따라 세션프로토콜 변환기(11), 보안프로토콜 변환기(12), 모빌리티 프로토콜 변환기(15)에서 일어난다. 역변환된 메시지는 시그널링 브로커(9)와 인터워킹 인터페이스(5)의 단순 라우팅 기능을 통해 메시지 분별기(2)로 전달된다. 메시지 분별기(2)는 역변환된 메시지를 해당 액세스 네트웍으로 전달한다.

기능 재구성 처리기(38)는 새로운 기능 또는 소프트웨어를 설치하고 재구성한다. 응용 기능 지원 처리기(37)는 센서망 지원, 네트웍 모빌리티 지원, 트랜스 코덱 지원 등의 기능을 수행한다.

인터워킹 서버 데이터베이스(33)는 인터워킹 서버 프로세서(32)에서 필요로 하는 각종 DB 정보를 제공한다. 콜 데이터베이스(Call_DB, 22)는 인트러 호 처리를 위한 DB 정보를 저장하고, 셀 데이터베이스(Cell_DB, 23)는 최적셀/타겟셀을 결정하기 위한 셀 DB 정보를 저장한다. 엑세스 데이터베이스(Access_DB, 24)는 단말이 타겟셀을 초기 접속할 때 사용되는 초기 송출 전력(init-power)과 초기 동기(init-synchronization) 값을 추정하기 위한 정보를 저장한다. 재구성 데이터베이스(25)는 SW 형상 및 버전 변경 등에 따라 네트웍의 하드웨어 및 소프트웨어 형상을 재구성할 때 사용하는 재구성 정보를 저장한다. 포지셔닝 데이터베이스(26) 는 단말의 현재 위치와 이에 따른 인접셀의 위치 정보 등을 실시간적으로 갱신하여 저장한다. 컨텍스트 데이터베이스(27)는 사용자의 컨텍스트 정보를 관리 저장한다. 알에프 아이디 데이터베이스(28)는 유비쿼터스 센서 네트웍 혹은 알에프아이디(RFID) 서비스를 위한 정보를 저장한다.

그러면, 이러한 구성을 가진 이 발명의 실시예에 따른 인터워킹 서버를 이용한 이동 통신 절차 및 방법에 관하여 상세히 설명하기로 한다.

도3은 서로 다른 액세스 네트웍을 융합한 이동통신 시스템에서 인터워킹 서버를 이용한 이동통신방법의 흐름도이다.

도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에서는 단말에 전원이 인가된후 통신설정이 되고, 통신 행위를 한 다음 통신해제를 하는 일반적인 호절차에 신규호 요청과 핸드오버 호 처리과정이 추가된다. 복합모드 단말 장치(101)은 인터워킹 서버(104)에 호처리 정보를 등록한 후에, 이 정보를 이용하여 신규호 (new Intra-Call) 혹은 핸드오버 호를 아래와 처리한다. 아래는 로우컬 인터워킹 서버(104)의 경우이며 글로벌 인터워킹 서버의 경우도 동작 원리가 동일하게 적용됨을 밝힌다.

먼저, 액세스 네트웍 초기 형상 세팅 절차가 진행되는데, 특정 액세스 네트웍(기지국 혹은 제어국 혹은 기지국과 제어국에 해당)을 처음 설치할 때 인터워킹 서버(104)의 제어를 받아 통신행위를 할 수 있도록 액세스 네트웍은 로우컬 인터워킹 서버(104)와의 접속로 형상 세팅 절차를 아래와 같이 2단계로 수행한다.

1단계로 액세스 네트웍 장치(102)를 인터워킹 서버에 접속 (IP port세팅)한다. 그리고 2단계로 융합 액세스 네트웍으로 동작하기 위해 필요한 기능을 세팅하 여 인터워팅 서버(104)로부터 관련 정보를 다운로딩한다. 이때, 기지국의 형상은 재구성될 수 있다(S301).

다음, 단말(101)은 인접셀을 측정하고 내부 정보를 갱신한다(S302). 즉, 복합모드 단말 장치(101, 이하 단말이라 약칭함)은 인접 액세스 네트웍(이하 인접셀이라 약칭함)의 위치, 신호세기 등을 측정하여 내부 메모리에 저장하는데 이는 아래 두 단계로 처리된다. 이를 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 단말(101)은 인접셀의 신호세기를 측정, 저장한다. 즉, 단말은 복합모드로 동작하고 (Multi-RAT : Multi-Radio Access Technologies), 각 모드(RAT)를 대상으로 주파수 바꿔가며 인접셀의 신호세기를 특정, 저장한다.

그리고 나서, 단말의 내부정보를 주기적 혹은 이벤트 발생시마다 업데이트한다. 이때, 업데이트 정보는

단말의 현위치를 3차원으로 표시한 정보(x, y, z), 단말의 현위치에서 인접셀 모드(RAT)의 신호세기 정보(rx_str@rat_id), 인접셀별 타입 및 식별자(cell_type&cell_id@rat_id), 신규호 요청과 단말의 위치정보와 인접셀의 신호세기 보고(user_id), (rx_str@rat_id),(x,y,z) 등이 있다. 참고로, 상세 설명에서 하기 두 용어는 동일한 의미로 사용되고 있습니다 ( cell_type = an_type, cell_id=an_id) . 그리고, : 현재 액세스 네트웍을 구성하는 "기지국과 제어국"은 전송 지연의 최소화를 위하여 한 개 장치 (기지국이라 별칭)로 통합되는 추세이고, 통합된 한 개 장치(기지국)는 한 개 셀( cell)을 커버함. 따라서 한 개 cell을 한 개 액세스 네트웍으로 보고 있으며 이는 문맥에 따라 달리 표현되었을 뿐이다.
이후, 단말(101)은 신규호 요청을 하기 위해 단말의 위치정보와 인접셀의 신호세기 정보를 액세스 네트웍 장치(102)를 통해 인터워킹 서버(104)로 보고하며, 인터워킹 서버(104)는 이들 정보 예를 들면, "(user_id), (rx_str@rat_id),(x,y,z)"를 이용하여 인트러호를 처리한다. 여기서,

삭제

한편, 인터워킹 서버(104)의 정보 갱신은 주기적 혹은 이벤트 트리거링 방식 모두 가능하며,(periodic, event) 최적셀 정보 갱신과 초기 액세스 정보 갱신이 다음 순서에 따라 이루어진다.(S303)

1단계로 최적셀 정보 갱신을 한다. 최적셀에 대한 정보가 갱신되며, 갱신되는 정보의 종류는 가입자 프로파일(user_profile @ user_id), 가입자/단말 위치 (x,y,z), 인접셀별 신호세기 (rx_str @ rat_id), 인접셀별 셀 타입과 셀 번호(an_type & an_id @ rat_id), 최적셀 best_an_id = f (rx_str, dt_speed, max_svc_rate, load_of_an_id, chg_rate, qos) 가 있다.
여기서, qos 는 서비스 품질 클래스 (001 : conversational class, 010 : streaming class, 011 : interactive class, 100 : background class, others : reserved)이고, dt_speed 는 단말의 속도 (001: very high, 010: high, 011: medium, 100: low, 101 : very low, others : reserved)이고, user_id는: 유저의 식별번호 (16 bits)이다. cell_type (= an_type)는: 셀의 종류 (001: pico celll, 010 : micro cell, 011: macro cell, 100: mega cell, others: reserved)이고, cell-id (=an-id)는 셀 식별번호 (9 bits, 000~511)이고, rat_id 는 인접셀들의 식별번호 (무선액세스기술 단위로 선택) 이다. best_an_id 는 최적 액세스 네트웍크의 식별번호 (9bits, 000~511중 한 개 번호)이고, max_svc_rate : 최대 서비스 속도 (3bits, 000 (lowest) ~ 111 (highest))이고, load_of_an_id : 액세스 네트워크의 트래픽 부하 (3bits, 000 (lowest) ~ 111 (highest, congested)이고, chg_rate는: 과금 비율 (3 bits : 000 (lowest) ~ 111 (highest))이다. 그리고, Cluseter_AN_Group_ID 는 액세스 네트워크 클러스터 그룹의 식별번호 이고, rat_type는: 무선액세스기술의 유형 (TDMA, CDMA, OFDMA, FDMA등의 무선전송기술과 FDD, TDD 등의 전송 듀플랙스 방식에 따라 분류) 이고, User profile는: 가입자 프로화일 (가입자의 응용서비스 제공에 필요한 서비스 품질, 과금 비율 등의 각종 가입자 정보) 이다.
2단계로 초기 액세스 정보를 갱신한다.

삭제

단말이 기지국을 액세스하기 위해 초기 정보를 지속적으로 갱신하며, 그 갱신 정보의 종류는 다음과 같다.

단말 현 위치에서의 인접셀과의 거리 산출 및 갱신할 경우;

단말과 인접셀과의 거리 : dist(i) @ (x,y,z), i : 인접셀수

단말과 최적셀간의 거리 정보를 이용하여 단말의 초기 송출 전력과 초기 동기 정보를 추정 산출 및 갱신할 경우 :

초기 송출 전력 : dbest_init_power = f (rat_id, dist(i)) + alpha

초기 동기 정보: dbest_init_synchronization = f (rat_id, dist(i))

alpha : 현 단말 위치에 따라 초기 전력값을 보정하는 계수

다음, 단말(101)은 미리 지정돤 초기 셀을 선택한다(S304)

그리고 나서 최적셀을 선택한다(S305). 이때, 단말은 신규 패킷호 응답과 단말의 현 위치에서의 최적셀과 인접셀 목록 정보를 수신한다. 이때 인접셀 목록 정 보는 아래와 같다.

인접셀 목록 정보 : (Cluseter_AN_Group_ID), (dbest_init_power & dbest_init_sync @ best_cell_id), (x,y,z @ user_id))

여기서, 최적셀 결정은 두 가지가 가능하다. 즉, 기지국이 내려 주는 정보 기반으로 단말이 자체 결정하는 방법과 기지국이 결정하여 단말에 내려 주는 방법이 있다. 본 발명의 실시예에서는 이 두가지중 어느 방법도 사용할 수 있다.

최적셀이 결정되면, 단말(101)은 최젝셀을 통해 인터워킹 서버(104)와 직접 통신하여 인트러 호 서비스를 처리한다. 이 호의 착신측이 동일 관리 영역(예: 동일 서브넷)에 위치하면 코아 네트웍(112)을 통해 호가 처리되지 않고 특정 액세스 도메인에서 로우컬하게 내부 처리된다. 이 처리과정은 로우컬 인터워킹 서버(104)에서 인트라호 인터페이스(3)와 인트라호 처리기(4)를 통해 이루어진다 ;

특정 메시지가 전달망(103) 혹은 IP 백본망(109)을 통해 인터워킹 서버 게이트웨이(31)로 들어오면, 메시지 분배기(1)에서 이 메시지의 기능을 조사하여 인트라호이면 인트라호 인터페이스(3)를 통해 인트라호 처리기(4)로 전달한다.

인터라 호 처리기(4)는 호처리 기능(프록시), 가입자 프로화일, 코덱 변환 등의 기능과 호처리 관련 정보(Call_DB, 도2의 22)를 포함한다. 이후의 절차는 일반 호절차와 유사하게 처리한다.

즉, 단말(101)이 초기등록을 하고(S306), 최적셀로 무선접속을 시도한다(S307).

그러면, 액세스 네트웍 장치(102)는 이러한 단말의 호가 연속호인지 판단하 고(S308), 연속호이면 초기 트래픽 무선 자원을 할당하고(S310), 연속호가 아니면, 인증 및 암호화 과정을 거친후(S309) 초기 트래픽 무선 자원을 할당한다(S310).

그리고 나서, 액세스 네트웍 장치(102)는 IP주소를 할당하고, 과금을 개시한다(S311).

그리고 나서, 통신설정이 완료되어 통신행위를 하는 도중(S312)에 핸드오버 이벤트가 발생한 경우 핸드오버를 처리하는 절차는 아래와 같다.

통신중에 발생하는 핸드오버 절차는 인터워킹 서버의 지원으로 다음과 같이 처리된다.

핸드오버 메시지가 전달망 혹은 IP 백본망(103, 109)을 통해 인터워킹 서버 게이트웨이(31)로 들어오면, 메시지 분배기(1)는 이 메시지의 기능을 조사한 후, 서로 다른 액세스 네트웍간의 핸드오버 호로 판단되면, 핸드오버 메시지를 인터워킹 인터페이스(5)로 전달한다(S313).

다음, 핸드오버 메시지는 인터워킹 인터페이스(5)와 시그널링 인터워킹 브로커(9)를 거쳐 모빌리티 프로토콜 변환기(15)로 전달되어, 상대 액세스 네트웍의 핸드오버 프로토콜로 변환된다. 이후, 모빌리티 처리블럭(19)에서 서로 다른 액세스 네트웍간 핸드오버 처리에 필요한 기능으로써 핸드오버 유형 판단, 타겟셀 결정, 핸드오버 수행 등을 처리한다(S314). 이를 위해 인터워킹 서버 프로세서(32)는 인터워킹 서버 데이터베이스(33)로부터 인접셀 정보, 액세스 정보 및 포지셔닝 정보 등을 액세스하게 된다(S315).

상기한 핸드오버 절차중 본 발명의 실시예에서 제안하는 핸드오버 요청과 타 겟셀 액세스 절차에서 사용되는 정보는 아래와 같이 정의한다.

핸드오버 요청시에 단말(101)은 핸드오버 요청과 단말의 현재 위치정보를 엑세스 네트웍 장치(102)를 통해 인터워킹 서버로 보고하고, 핸드오버 응답과 현 위치에서의 최적 타겟셀 결정 및 초기 무선 액세스 정보를 수신하며, 이때 사용되는 정보는 다음과 같다.

단말의 현재 위치정보 : (user_id), (x,y,z)

타겟셀 식별 정보와 초기 무선 액세스 정보 : (user_id), (best_cell_id), (dbest_init_power & init_sync @(x,y,z)

타겟셀로 액세스 절차시, 단말은 인터워킹 서버로부터 받은 위치기반으로 산출된 초기 송출 전력과 초기 동기 정보를 이용하여 타겟셀로 초기 액세스하며, 이때 사용되는 정보는 다음과 같다.

초기 송출 전력 : dbest_init_power

초기 동기 정보: dbest_init_synchronization

초기 전력 제어절차 수행시, 단말과 기지국(셀)간 신속한 전력 제어절차가 수행 (quick power control)되며 이때의 사용정보는 다음과 같다.

초기 송출 전력 : dbest_init_power = f (rat_type, distance) + alpha

초기 동기절차 수행시, 단말과 기지국(셀)간 신속한 동기절차가 수행 (quick synchronization control)되며, 이때의 사용 정보는 다음과 같다.

초기 동기 정보: dbest_init_synchronization = f (rat_type, distance)

이러한 타겟셀로의 액세스 절차가 완료되고, 핸드오버 시도가 성공하면 (S316), 단말(101)은 타켓셀의 서비스를 받게 된다.

이후, 호 종료 요청이 오면(S317), 액세스 네트웍 장치(102)는 패킷호 정보를 리셋하여 패킷호를 종료하고(S318), 세션을 종료하게 된다(S319).

상기 과정에서 인터워킹 서버(104, 105)에 등록되는"거리정보와 액세스 정보"는 다음과 같이 구성한다.

도 4는 신규호와 핸드오버호의 경우에 대하여 상기 정보를 구성하는데 필요한 위치기반의 초기송출 전력과 초기동기 값을 정의하였다.

도 4를 참조하면, 거리정보는 복합모드 단말과 인접한 여러 액세스 네트웍 (기지국)간의 거리 정보(예를 들면, d1, d2, d3, )이며, 액세스 정보는 단말과 특정 기지국(타겟 기지국)간 "초기 송출 전력과 초기 동기정보"의 추정치로 인터워킹 서버에서 계산된다. 인터워킹 서버 DB의 "초기 송출 전력과 초기 동기" 추정치 계산 모델은 다음과 같이 정의한다:

dbest_init_power (RATa, d1) @ (x, y, z)

dbest_init_power (RATb, d1) @ (x, y, z)

dbest_init_power (RATc, d1) @ (x, y, z)

dbest_init_sync (RATa, d1) @ (x, y, z)

dbest_init_sync (RATb, d1) @ (x, y, z)

dbest_init_sync (RATc, d1) @ (x, y, z)

dbest_init_power = f (rat_id, distance) + alpha

dbest_init_synchronization = f (rat_id, distance)

distance-based_estimated(dbest) "

alpha : 현 단말 위치 및 모뎀 변복조 방식(rat_type @ rat_id)에 따라 초기 전력을 보정하는 계수

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

이상에서와 같이 본 발명의 실시예에서, 기존의 셀룰러, 휴대인터넷, 차세대 무선랜 등의 액세스 네트웍을 융합한 융합망 환경에 인터워킹 서버를 제공하므로써, 사업자는 신규 시설투자에 대한 부담을 줄이고 기존 인프러 시설 활용 효율을 배가시킬 수 있으며, 가입자는 전파환경과 서비스 특성에 따라 통신품질 및 과금에 유리한 액세스 네트웍을 선택적으로 접속하여 양질의 저렴한 서비스 수혜를 받게 된다.

또한, 전체 통신 트래픽의 70~80%에 이르는 내부 트래픽(Intra-call traffic)을 일반 공중 네트웍을 통하지 않고 일정 지역으로 제한시켜 흐르게 하므로써 호설정 시간, 트래픽 감소, 전송시설 규모의 감소 효과가 있다.

또한, 음성과 데이터 및 영상이 별도의 액세스 네트웍과 동시 접속하여 서비스하므로써 좋은 품질의 저렴한 서비스가 가능하다. 특히, 서로 다른 시스템간의 핸드오버시에 거리정보에 기반한 방법을 채택함으로써 타겟셀의 액세스 소요시간을 줄이는데 획기적인 효과가 있다.

Claims (8)

1. 피코셀, 마이크로셀 및 마그로 셀이 서로 결합되는 융합 액세스 네트웍(Converged Access Networks or Core Networks) 환경에서 복합 모드 단말에 이동 통신 서비스를 제공하는 이동 통신 방법으로서,

   상기 융합 엑세스 네트웍으로부터 핸드오버호 관련 메시지가 수신되면, 핸드오버를 제어하는 인터워킹 서버가 상기 메시지에 대한 라우팅 정보를 식별하여 메시지를 분배하는 단계;

   상기 인터워킹 서버가 분배된 메시지의 프로토콜을 인터워킹 서버용 프로토콜로 변환하는 단계;

   상기 인터워킹 서버가 데이터베이스에서 상기 메시지에 관련된 인접셀의 거리정보 및 액세스 정보를 액세스하고, 상기 메시지의 핸드오버 유형에 따라 타겟셀을 선택하고 핸드오버를 수행하는 단계;

   핸드오버가 완료되면, 상기 인터워킹 서버용 프로토콜을 다시 상기 분배된 메시지의 프로토콜로 역변환하는 단계를 포함하는 이동통신 방법.
2. 제1항에 있어서,

   상기 핸드오버를 수행하는 단계에서, 이종 액세스 네트웍간에 핸드오버가 발생한 경우, 복합모드 단말이 타겟 액세스 네트웍을 액세스할 때, 단말과 타겟 액세스 네트웍(기지국)간의 거리 정보 혹은 위상정보를 이용하여 전력제어를 하고 동기 를 맞추는 것을 특징으로 하는 이동통신 방법.
3. 제1항에 있어서,

   액세스 네트웍의 초기 형상을 세팅하는 단계;

   단말의 인접셀을 측정하고 단말의 내부정보를 갱신하는 단계;

   단말이 신규호를 요청하는 단계;

   초기셀 및 최적셀을 선택하는 단계를 더 포함하는 이동통신 방법.
4. 제3항에 있어서,

   상기 단말의 인접셀을 측정하고 내부정보를 갱신하는 단계는,

   상기 단말이 복합모드로 동작하여 각 모드를 대상으로 주파수를 바꿔가며 인접셀의 신호세기를 측정 저장하는 단계;

   상기 단말의 현재 3차원 위치, 현재의 3차원 위치에서 인접셀 각 모드의 신호세기 정보, 인접셀별 타입 및 식별자를 포함하는 정보를 업데이트하는 단계를 포함하는 이동통신 방법.
5. 피코셀, 마이크로셀 및 마그로 셀이 서로 결합되는 융합 액세스 네트웍(Converged Access Networks or Core Networks) 환경에서 복합 모드 단말에 이동 통신 서비스를 제공하는 인터워킹 서버에 있어서,

   상기 융합 엑세스 네트웍으로부터 메시지가 수신되면, 상기 메시지에 대한 라우팅 정보를 식별하여 메시지를 분배하고, 해당 인터페이스를 통해 전달하는 게이트웨이;

   단말의 인접셀 정보, 액세스 정보 및 위치 정보를 저장하는 데이터베이스;

   상기 게이트웨이를 통해 수신되는 메시지 프로토콜을 내부의 프로토콜로 변환하고, 상기 데이터베이스에서 상기 메시지에 관련된 인접셀의 거리정보 및 액세스 정보를 액세스하고, 상기 메시지의 핸드오버 유형에 따라 타겟셀을 선택하고 핸드오버를 수행하는 프로세서를 포함하는 인터워킹 서버.
6. 제5항에 있어서,

   상기 인터워킹 서버 게이트웨이는,

   특정 메시지가 전달망 또는 IP 백본망을 통해 들어오면, 이 메시지의 기능을 조사하여 그 기능에 따라 인트라호 혹은 서로 다른 액세스 네트웍간의 인터워킹 혹은 액세스 네트웍 형상의 재구성으로 식별하여 메시지를 분배한 후, 해당 인터페이스를 통해 상기 프로세서로 전달하는 메시지 분배기;

   상기 프로세서로부터의 메시지를 분별하여 외부의 해당 네트워크망으로 송신하는 메시지 분별기를 포함하는 인터워킹 서버.
7. 제6항에 있어서,

   상기 프로세서는,

   인트라호를 처리하는 인트라 호처리기;

   서로 다른 액세스 네트웍간의 인터워킹을 위하여 프로토콜 변환 과정을 처리하고, 핸드오버 처리를 하는 인터워킹 처리기를 포함하는 인터워킹 서버.
8. 제7항에 있어서,

   상기 인터워킹 처리기는,

   서로 다른 액세스 네트웍간의 세션제어 프로토콜 변환을 수행하는 세션 프로토콜 변환기;

   서로 다른 액세스 네트웍간의 인증 및 암호화의 보안제어 프로토콜 변환을 수행하는 보안 프로토콜 변환기;

   서로 다른 액세스 네트웍간의 핸드오버 제어 프로토콜 변환을 수행하는 모빌리티 프로토콜 변환기;

   서로 다른 두 액세스 네트웍간의 최적화된 라우팅 경로를 찾는 라우팅제어 프로토콜 변환을 수행하는 라우팅 프로토콜 변환기;

   서로 다른 액세스 네트웍간에 연속된 세션 설정을 위하여 서비스 질 매핑 기능을 하는 서비스질 처리블럭;

   서로 다른 액세스 네트웍간에 연속된 보안을 위하여 인증 및 암호화 기능을 제공하는 보안 처리블럭;

   서로 다른 액세스 네트웍간에 연속된 통신 접속을 위하여 핸드오버 기능을 제공하는 이동성 처리블럭;

   서로 다른 액세스 네트웍 간의 라우팅 기능을 제공하는 라우팅 블록을 포함 하는 인터워킹 서버.

Images