KR100699531B1

KR100699531B1 - 휴대 인터넷 서비스의 큐오에스 제공 장치 및 방법

Info

Publication number: KR100699531B1
Application number: KR1020060029445A
Authority: KR
Inventors: 박세진; 곽민곤
Original assignee: 포스데이타 주식회사
Priority date: 2006-03-31
Filing date: 2006-03-31
Publication date: 2007-03-26

Abstract

본 발명은 휴대 인터넷 시스템의 서비스 품질을 관리하기 위한 QoS 제공 장치 및 방법에 관한 것으로서, 휴대 인터넷망을 통해 제공되는 휴대 인터넷 서비스의 분류에 따라 QoS를 제공하는 장치 및 방법을 제안한다. 본 발명에 따른 QoS 제공 장치는 휴대 인터넷 서비스의 QoS 패러미터를 참조하여, 휴대 인터넷 서비스에 대응하는 서비스 플로우를 생성하는 서비스 플로우 제어부와, QoS 패러미터에 따라 서비스 플로우 별로 휴대 인터넷망을 통해 수신된 휴대 인터넷 트래픽의 송출을 제어하는 트래픽 송출 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 따르면, 다양한 형태와 품질의 서비스가 제공되는 휴대 인터넷망에서 각 서비스 분류 별로 차등적인 QoS 정책이 적용될 수 있다.

휴대 인터넷망, 트래픽, 서비스 품질, QoS, OFDMA, WiBro, 서비스 플로우

Description

휴대 인터넷 서비스의 큐오에스 제공 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD OF PROVIDING QOS FOR A MOBILE INTERNET SERVICE}

도 1은 휴대 인터넷망의 구성을 나타낸 도면이다.

도 2는 본 발명에 따른 QoS 제공 장치 및 방법이 적용되는 휴대 인터넷망에 포함되는 무선 인터넷 가입자망의 구성을 나타낸 도면이다.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 QoS 제공 장치의 내부 구성을 도시한 블록도이다.

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 QoS 제공 장치가 수신 또는 전송하는 QoS 패러미터의 목록을 예시한 도면이다.

도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 QoS 제공 장치의 서비스 플로우 제어부의 동작을 단계별로 도시한 흐름도이다.

도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 QoS 제공 장치의 트래픽 송출 제어부의 동작을 단계별로 도시한 흐름도이다.

도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 QoS 제공 장치 및 방법이 적용되는 휴대 인터넷 서비스를 품질별로 분류하여 각 서비스의 특징과 애플리케이션을 도시한 도표이다.

도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 QoS 제공 시스템의 각 구성요소간 메시지 흐름을 나타낸 도면이다.

도 9은 본 발명의 일실시예에 따른 QoS 패러미터 설정 방법을 단계별로 도시한 흐름도이다.

도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 QoS 패러미터 적용 방법을 단계별로 도시한 흐름도이다.

도 11은 본 발명의 일실시예에 따른 QoS 제공 시스템에 의해 QoS 패러미터가 설정되고 적용되는 과정을 도시한 도면이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

101, 204: 휴대 인터넷 단말기 102: 인터넷 호스트

110: 무선 인터넷 가입자망 120: 공중망

112, 121, 123, 131: 종단 라우터 122: 코어 라우터

201: 품질 정책 매니저 202: 제어국

203: 기지국 311, 600, 1121: 휴대 인터넷 트래픽

310: 트래픽 송출 제어부 320: 서비스 플로우 제어부

321: 서비스 플로우 330: QoS 패러미터 전송부

331: QoS 패러미터 332: 차등 서비스 QoS 패러미터

610: 분류부 620, 632: 마커

630: 폴리서 641: 큐

642: 셰이퍼 643: 스케쥴러

1110: QoS 패러미터 설정 방법 1120: QoS 패러미터 적용 방법

본 발명은 휴대 인터넷 서비스의 품질을 관리하기 위한 QoS(Quality of Service) 제공 장치 및 방법에 관한 것이다. 보다 자세하게는, 다양한 종류의 휴대 인터넷 서비스에 대해 각 서비스 분류 별로 QoS 정책을 적용하여 종단간(End-to-end) QoS 관리를 실현하는 장치 및 방법에 관한 것이다.

정보통신 산업은 이동전화 서비스의 기반 위에 무선 인터넷, 초고속 인터넷 등 신규 서비스의 보급에 힘입어 고속 성장을 하여왔다. 그러나 시장이 성숙기에 돌입하면서 무선 인터넷과 초고속 인터넷 시장의 성장이 둔화되는 조짐을 보이고 있다. 이러한 가운데 정보통신 산업의 차세대 성장동력으로 휴대 인터넷 서비스가 주목받고 있다.

"휴대 인터넷 서비스"란 휴대 인터넷 단말기를 이용하여 정지 및 이동 중에도 언제 어디서나 고속으로 무선 인터넷에 접속하여 다양한 정보 및 컨텐츠를 이용할 수 있는 서비스를 의미한다. 휴대 인터넷 서비스는 고속으로 무선 인터넷 접속이 가능하다는 점에서 무선 인터넷 서비스 및 초고속 인터넷 서비스와 각각 차별된다.

3세대 이동통신에 의해 제공되는 "무선 인터넷 서비스"는 음성 위주의 2세대 이동통신의 한계를 극복하고 휴대용 단말기를 통해 디지털 데이터를 송수신할 수 있도록 한 서비스였다. 그러나 이러한 무선 인터넷 서비스 역시 대역폭의 한계로 인해 멀티미디어 정보의 교환이나 대용량 데이터의 고속 전송에는 적합하지 않았다.

휴대 인터넷은 무선 인터넷의 이러한 한계를 극복하기 위해 광대역 초고속 인터넷의 장점을 도입한 서비스이다. 휴대 인터넷은 고속 데이터 전송을 보장하기 위한 다양한 기술들을 채택함으로써 기존의 음성 또는 데이터 중심의 서비스에 더해 GoD(Game on Demand), VoD(Video on Demand), 디지털 방송 등 다양한 서비스를 제공할 수 있을 것으로 기대되고 있다.

한편, 이와 같은 응용분야의 확대는 엄청난 트래픽 증가로 이어질 수 있으며, 이에 따라 휴대 인터넷 서비스는 종래의 무선 인터넷 서비스에 비하여 상당히 높은 대역폭을 요구한다. 그러나 응용분야가 단순히 양적으로만 팽창하는 것이 아니라 질적으로도 상당히 다양해지기 때문에, 단순한 대역폭 증가만으로는 훌륭한 서비스 품질을 보장할 수 없다.

즉, 대역폭의 증가와 더불어 전송의 신뢰성, 실시간성 등의 요구를 충족시키기 위한 기술이 필요하게 되었다. 이러한 기술을 일컬어 서비스 품질(QoS: Quality of Service) 관리 기술이라고 한다.

초고속 인터넷은 이미 광대역 서비스를 지원하고 있어, 다양한 QoS 관리 기법들이 연구되었고 이미 실시되고 있다. 그러나 종래의 무선 인터넷망, 예컨대 CDMA(Code Division Multiple Access), W-CDMA(Wideband CDMA), GSM(Global System for Mobile Communication) 등에 기반한 인터넷 서비스는 회선 방식으로 동작했기 때문에 QoS를 적용할 필요가 없었다.

즉, 종래의 무선 인터넷망에서는 호(Call)가 일단 셋업되면 해당 호가 끝날 때까지 트래픽 자원이 확보되어 다른 호에 의해 영향을 받지 않았다. 예를 들어, CDMA의 경우 섹터당 동시에 최대 20명의 가입자를 수용할 수 있다고 할 때, 21번째 가입자가 호를 시도할 경우 'BUSY'로 간주되어 호가 허락되지 않았다. 따라서 QoS 없이도 기존에 통화중인 가입자는 영향을 받지 않을 수 있었다.

그러나 휴대 인터넷망, 예컨대 WiBro/WiMAX 시스템의 경우, 동시에 연결된 여러 가입자간에 자원 점유를 위한 경합이 일어나게 된다. 따라서 3세대 무선 인터넷 서비스와는 달리 서비스마다 트래픽 자원을 사용하는 방법을 정해 실행하는 QoS 관리가 필요하다.

도 1은 일반적인 휴대 인터넷망의 구성을 나타낸 도면이다. 도 1을 참조하면, 휴대 인터넷망은 기존의 유선 인터넷망인 공중망(Public Network)(120)과 각 사업자가 휴대 인터넷 서비스를 제공하기 위하여 필요한 서버들로 구성된 가입자망(Access Network)(110), 및 공중망(120)과 가입자망(110)을 연결하는 종단 라우터(112, 121)로 구성되어 있다. 공중망(120)의 종단에 위치한 종단 라우터들(121, 123)은 공중망(120) 내에서 다시 코어 라우터(122)에 의해 중계된다.

공중망(120)은 복수의 가입자망과 연결될 수 있는데, 복수의 가입자망은 서로 다른 종류의 인터넷망일 수 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 휴대 인터넷 단말기(110)에 연결된 가입자망(110)과 일반 인터넷 호스트(102)에 연결된 가입자망(130)이 동시에 공중망(120)에 연결될 수 있다. 이처럼 휴대 인터넷망은 둘 이상의 서로 다른 종류의 가입자망이 하나의 공중망에 연결된 구성을 가질 수 있다.

공중망은 기존의 유선 인터넷망으로서, 이미 QoS를 위한 다양한 기법이 적용되고 있다. 예를 들어, 도 1의 공중망(120)은 다양한 종류의 인터넷 서비스를 원활히 수행하기 위해 통합 서비스(IntServ: Integrated Service) 또는 차등 서비스(DiffServ: Differentiated Service) 방식의 QoS를 제공하고 있다.

그러나 이미 QoS가 적용되고 있는 공중망(120) 또는 공중망에 연결된 다른 유선 인터넷망(130)에 휴대 인터넷 단말기를 포함하는 가입자망(110), 즉 무선 인터넷망이 결합될 경우, 망 전체에 걸쳐 효율적인 QoS를 수행할 수 없게 된다. 즉, CDMA 또는 GSM 방식의 종래의 무선 인터넷망은 자원 경쟁 기반의 최선형(BE: Best Effort) 서비스를 제공하므로 별다른 QoS 제공 수단이 마련되어 있지 않고, 따라서 유선 인터넷망에서 QoS가 제공된다고 하여도, 휴대용 단말기(101)와 서비스 제공자 간의 종단간(End-to-end) QoS가 제공될 수 없다.

더욱이 WiBro 망은 트래픽을 5 가지 서비스로 구분하고 있기 때문에 각 서비스에 따라 QoS 정책을 달리 정할 필요가 있다. 예를 들어, VoIP(Voice over IP)와 같은 UGS(Unsolicited Grant Service)는 적절한 서비스 품질을 보장하기 위해 다른 트래픽에 앞서 우선적으로 처리되어야 하는데, 특정 지역에서 이와 같은 고품질 서비스에 가입자의 요구가 집중되는 경우, 각 네트워크 장치에 설정된 QoS 파라미터 값을 상황에 맞게 동적으로 변경하지 않으면 서비스 품질을 보장할 수 없다.

또한, 가입자의 요구 사항을 만족시키면서 망 전체의 효율성을 보장하기 위해서, 동일한 서비스인 경우에도 가입자 정보, 망 상태, 기타 주변 상황에 따라서 QoS 파라미터 값을 다르게 적용할 수 있도록 하는 정책 기반의 QoS 관리가 요청된 다.

이에, 본 발명에서는 휴대 인터넷망에서 정책 기반의 종단간 QoS를 실현하기 위한 새로운 기술을 제안하고자 한다.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술을 개선하기 위하여 안출된 것으로서, 휴대 인터넷 서비스의 품질을 관리하기 위한 QoS 제공 시스템의 구성을 제시하는 것을 그 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 다양한 휴대 인터넷 서비스를 품질에 따라 분류하고, 그 분류 별로 차등적인 QoS를 제공함으로써, 가입자의 다양한 서비스 요청을 유연하게 처리할 수 있도록 하는 것을 그 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 유선망과 무선망이 결합된 구조의 휴대 인터넷망에 대하여 QoS를 수행함으로써 휴대 인터넷 단말기와 유선 단말기간의 상호 원활한 서비스 제공을 가능하게 하는 것을 그 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 휴대 인터넷 단말기로부터 요청받은 서비스에 대하여 동적으로 QoS 파라미터를 추출하여 QoS를 수행하는 각 네트워크 장치들에 전송함으로써, 휴대 인터넷 망의 상태에 따라 적응적으로 QoS를 수행할 수 있는 방법 및 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 수신된 트래픽에 상응하는 서비스 플로우를 식별하고, 식별된 서비스 플로우에 따라 스케쥴링, 마킹, 셰이핑 등을 수행함으로써 서비스 분류에 따른 차등적인 QoS 제공을 구현하는 것을 그 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 최선형(BE) 서비스 이외의 휴대 인터넷 서비스들에 대해서만 QoS 관리를 적용함으로써, 서비스의 대부분을 차지하는 BE 서비스를 제외하고 QoS를 제공해야 하는 소수의 서비스에 대해서만 이 방법을 적용함으로써 QoS를 지원하면서도 시스템의 처리 부하를 줄여 성능을 향상시키는 것을 그 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 품질 정책 관리자(QM), 기지국(RAS)과 제어국(ACR), 및 휴대 인터넷 단말기(PSS) 등을 포함하는 시스템을 이용하여 QoS를 제공함으로써, 망 전체에 걸쳐 효과적으로 QoS가 수행될 수 있도록 하는 것을 그 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 품질 정책 관리자와 무선 인터넷 제어국 간에 공지의 COPS 표준 프로토콜을 이용하여 제어신호를 교환함으로써, 타 망과의 연동을 용이하게 하고, QoS 시스템 구현에 소요되는 비용을 최소화하는 것을 그 목적으로 한다.

상기의 목적을 달성하고, 상술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명에 따른 QoS 제공 장치는, 휴대 인터넷 서비스의 QoS 패러미터를 참조하여, 휴대 인터넷 서비스에 대응하는 서비스 플로우를 생성하는 서비스 플로우 제어부와, QoS 패러미터에 따라 서비스 플로우 별로 휴대 인터넷망을 통해 수신된 휴대 인터넷 트래픽의 송출을 제어하는 트래픽 송출 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따른 QoS 제공 시스템은 휴대 인터넷 서비스에 대하여 QoS 패러미터를 생성하는 품질 정책 매니저(QM: Quality Manager), 품질 정책 매니저로부터 전송된 QoS 패러미터에 대응하는 서비스 플로우를 생성하는 제어국(ACR: Access Control Router), QoS 패러미터에 따라 서비스 플로우 별로 휴대 인터넷망을 통해 수신된 휴대 인터넷 트래픽의 송출을 제어하는 기지국(RAS: Radio Access Station), 및 기지국으로부터 수신한 QoS 패러미터에 따라 기지국으로의 휴대 인터넷 트래픽의 송출을 제어하는 휴대 인터넷 단말기(PSS: Portable Subscriber Station)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 QoS 정책 설정 방법은 휴대 인터넷망을 통하여 QoS 패러미터를 수신하는 단계, QoS 패러미터를 참조하여, 휴대 인터넷 서비스에 대응하는 서비스 플로우를 생성하는 단계, 및 QoS 패러미터를 참조하여 서비스 플로우 별로 휴대 인터넷망을 통하여 수신된 휴대 인터넷 트래픽을 송출하는 규칙을 설정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 휴대 인터넷 서비스의 QoS 관리 방법 및 장치에 대하여 상세히 설명한다.

도 2는 도 1에 도시된 휴대 인터넷망의 전체 구성 중 휴대 인터넷 단말기를 포함하는 무선 인터넷 가입자망(110)의 내부 구성을 도시한 도면이다. 앞서 언급한 바와 같이 기존의 유선 인터넷 공중망(120)에는 이미 다양한 방식의 QoS가 제공되고 있다. 따라서 본 발명은 이미 QoS가 제공되고 있는 종래의 유선 인터넷 공중망(120)에 결합되는 무선 인터넷 가입자망(110)을 새롭게 구성함으로써 유선 인터넷망과 무선 인터넷망이 결합된 구조의 휴대 인터넷망에서 종단간 QoS를 실현하는 장치, 방법, 및 시스템에 관한 것이다.

참고로, 도 2에 도시된 네트워크 장치들을 비롯하여, 본 명세서에 포함된 실시예들에 따른 QoS 제공 장치, 시스템, 및 방법은 직교 주파수 분할 다중 접 속(OFDMA: Orthogonal Frequency Division Multiple Access) 방식의 WiBro/WiMAX 망을 통해 제공되는 휴대 인터넷 서비스에 QoS를 적용하기 위한 장치, 시스템, 및 방법일 수 있다. 그러나 본 발명의 기술적 사상이 휴대 인터넷 시스템의 일례인 WiBro/WiMAX 시스템에 국한되어 실시되지 않음은 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자에게 자명하다.

도 2를 참조하면, 무선 인터넷 가입자망(110)은 휴대 인터넷 단말기(PSS: Portable Subscriber Station)(204), 휴대 인터넷 단말기(204)와 무선으로 음성 신호 및 데이터를 송수신하는 기지국(RAS: Radio Access Station)(203), 기지국(203)을 통해 송수신되는 음성 신호 및 데이터를 가입자망(110) 내의 다른 네트워크 장치 또는 공중망을 통해 연결되어 있는 타망의 네트워크 장치로 중계하는 제어국(ACR: Access Control Router)(202)을 포함하여 구성될 수 있다.

본 발명의 일실시예에 따른 QoS 제공 시스템은 이와 같이 구성된 무선 인터넷 가입자망을 포함하는 휴대 인터넷망 전체에 QoS를 적용하기 위해, 단말기(204), 기지국(203), 또는 제어국(202)에 QoS 정책을 배포하는 품질 정책 매니저(QM: Quality Manager)(201)를 포함한다.

품질 정책 매니저는 QoS 정책을 결정하고, 상기 결정된 QoS 정책을 휴대 인터넷망 전체에 적용하기 위해서, QoS 정책 정보를 ACR(202), RAS(203), PSS(204) 등의 각 네트워크 장치들에 전송하게 된다. 따라서, 본 명세서에서 사용되는 "QoS 패러미터"는 휴대 인터넷망 전체에 대하여 결정된 QoS 정책 정보들 중에서 휴대 인터넷망에 포함된 각 네트워크 장치(ACR, RAS, PSS 등)의 동작과 관련된 QoS 정책 정보를 담고 있는 네트워크 패러미터를 의미한다. 휴대 인터넷 서비스는 품질에 따라 수 개의 서비스로 분류되고, QoS 정책, 또는 QoS 패러미터는 서비스 분류 별로 각기 결정될 수 있다. 이처럼 본 발명에 따른 QoS 제공 시스템은 휴대 인터넷 서비스 분류에 따라 차등적인 QoS 패러미터를 적용하여, 여러 가지 휴대 인터넷 서비스들의 다양한 QoS 요구를 효율적으로 만족시킬 수 있다.

도 2에 도시된 QM(201)은 PSS(204) 또는 타망의 종단에 연결된 단말기로부터 전송된 휴대 인터넷 서비스 요청에 대하여 QoS 패러미터를 결정하여 배포한다. ACR(202)은 이처럼 QM(201)에 의해 전송된 QoS 패러미터를 수신하여, 이에 대응하는 서비스 플로우(Service Flow)를 생성, 제거, 기타의 방법으로 관리할 수 있다.

서비스 플로우는, 특정한 QoS를 제공하는, 통신로(Connection) 상의 MAC(Media Access Control) SDU(Service Data Unit)들의 단방향 흐름으로 정의될 수 있다. 즉, 휴대 인터넷 서비스 요청에 대해, 해당 서비스를 제공하기 위해 송수신되는 IP 패킷이 사용할 무선 자원을 할당하는 과정이 필요하게 되며, 이 과정을 서비스 플로우 생성이라고 하는 것이다.

본 실시예에 따른 QoS 제공 시스템은 ACR(202)에 의해 생성된 서비스 플로우 단위로 QoS 패러미터를 차등적으로 적용한다. 이처럼 QoS 패러미터를 적용하는 과정은 휴대 인터넷망에 포함된 RAS(203) 또는 PSS(204)에 의해 수행될 수 있다. RAS(203) 또는 PSS(204)에 의해 수행되는 QoS 패러미터 적용 과정은, 보다 구체적으로는, 전송할 휴대 인터넷 트래픽에 대해 그에 대응하는 서비스 플로우 별로 트래픽 송출 우선순위, 송출 여부, 대역폭, 또는 속도를 제어함으로써 이루어질 수 있다.

이처럼 QoS 패러미터를 적용하기 위하여, 특히 RAS(203)와 PSS(204)는, QoS 패러미터에 포함된 소정의 분류 규칙에 따라 휴대 인터넷 트래픽을 각기 대응하는 서비스 플로우로 분류하는 분류부와, 분류부의 분류 결과에 따라 상기 휴대 인터넷 트래픽의 송출을 제어하는 트래픽 제어부를 포함할 수 있다.

QoS 패러미터로 대표되는 QoS 정책을 휴대 인터넷망 전체에 걸쳐 적용하기 위한 방법에는, 망을 구성하는 모든 네트워크 장치에 QoS 패러미터를 전달하거나, 발생할 트래픽을 예측하여 QoS 패러미터를 결정하는 방법이 있다. 그러나 본 실시예에 따른 QoS 제공 시스템은 QoS 패러미터를 ACR(202)에 전달하여, ACR(202)이 RAS(203), PSS(204) 등의 다른 네트워크 장치들에 계층적으로 QoS 패러미터를 전달함으로써, 트래픽이 발생하기 전에 망 전체에 QoS 정책을 설정하는 것이 가능하다. 이처럼 본 발명은 기존 망에 무선망이 결합되어 형성된 휴대 인터넷망 전체에 걸쳐 용이한 QoS 정책 관리 및 일괄적인 QoS 정책 적용을 가능하게 한다.

또한 도 2에 도시되어 있지는 않지만, 제어국(202), 기지국(203), 및 단말기(204)를 포함하는 가입자망(110)은 종단 라우터를 통하여 공중망에 연결되어 있다. 서비스 제공자가 타망에 위치하고 있는 경우, 타망 또한 QoS가 제공되어야 종단간 QoS 제공이 가능하다. 이 때 타망은 공중망에 연결된 기존의 유선 인터넷망 또는 다른 무선 인터넷 가입자망으로 구성될 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, QoS 제공 시스템을 구성하는 QM(201)은 QoS 패러미터를 동적으로 계속하여 생성할 수 있다. 즉, QM(201)은 휴대 인터넷 서비스 요청이 있을 때뿐만 아니라, 휴대 인터넷망의 트래픽 변화에 따른 요청이 있을 때에도 적응적으로 QoS 패러미터를 계산하여 결정할 수 있다.

또한, 본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, QoS 패러미터 결정시 휴대 인터넷 서비스의 분류, 휴대 인터넷 서비스의 가입자 정보, 및 휴대 인터넷망의 트래픽 정보 중 하나 이상의 정보가 고려될 수 있다. 즉, 동일한 서비스라고 하여도 네트워크의 트래픽 상태 등에 따라 상이한 QoS 패러미터를 적용할 수 있다. 또한, 과금 시스템과 연계하여, 선결제 및 후결제 등의 과금 형태에 따라 사용자의 등급별로 서비스 품질에 차별을 두는 경우에도 QoS 패러미터를 달리 적용할 수 있다.

이처럼 휴대 인터넷망의 다양한 요소를 고려하여 동적으로 생성된 QoS 패러미터를 적용함으로써, 여러 종류의 서비스들로부터 주어지는 다양한 요구사항에 유연하게 대처하여 망 전체에 걸친 효율적인 QoS 제공이 가능해진다.

이상 휴대 인터넷 서비스에 종단간 QoS를 제공하기 위한 시스템의 구성에 대하여 위 실시예를 통해 살펴 보았다. 이하에서는 휴대 인터넷망에 포함된 네트워크 장치의 관점에서 휴대 인터넷 서비스의 QoS 제공 기법을 구체적으로 살펴보도록 한다.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 QoS 제공 장치(300)의 내부 구성을 도시한 블록도이다. 도 3에 도시된 QoS 제공 장치(300)는, 상기 도 2와 관련된 실시예에 따른 QoS 제공 시스템을 구성하는 ACR(202)에 대응되는 장치이다. 그러나 본 실시예에 따른 QoS 제공 장치(300)는 ACR(202)의 형태에 국한되어 실시되지 않는다. 예컨대, 도 2와 달리 시스템이 구성될 경우에는 ACR(202)이 아닌 다른 장치를 통하여 구현될 수 있다.

도 3에 나타난 바와 같이, 본 실시예에 따른 QoS 제공 장치(300)는 요청된 휴대 인터넷 서비스에 해당하는 QoS 패러미터(332)를 참조하여, 상기 휴대 인터넷 서비스에 대응되는 서비스 플로우(321)를 생성, 제거, 기타의 방법으로 관리하는 서비스 플로우 제어부(320)와, QoS 패러미터(332)에 따라 서비스 플로우(321) 별로 휴대 인터넷망을 통해 수신된 휴대 인터넷 트래픽(311)의 송출을 제어하는 트래픽 송출 제어부(310)를 포함하여 구성될 수 있다.

또한, 본 실시예에 따른 QoS 제공 장치(300)가 수신하는 QoS 패러미터(331)는, 상기 도 2와 관련된 실시예에서 설명한 바와 같이 QM(201)에 의해 생성되어 배포된 것일 수 있다. QoS 패러미터 전송부(330)는 QM(201)으로부터 요청된 휴대 인터넷 서비스에 해당하는 QoS 패러미터(331)를 수신하여, 그 중 일부를 트래픽 송출 제어부(310) 및 서비스 플로우 제어부(311)에 입력하여 동작에 반영하도록 하고, 나머지 QoS 패러미터들(333)을 다른 네트워크 장치들의 QoS 수행을 위해 다른 네트워크 장치들로 전송할 수 있다.

상기 실시예와 같이 QM(201)에 의해 동적으로 생성된 네트워크 패러미터를 각 네트워크 장치에 전달하는 구성은, 종래의 방법에 비해 뚜렷한 장점을 가진다. 종래의 방법에서는 QoS 패러미터가, 휴대 인터넷망 관리자 또는 각 네트워크 장치의 관리자로부터 명렁어 라인 인터페이스(CLI: Command Line Interface)를 통해 직접 입력되거나, 휴대 인터넷망에 포함된 통신망 장비 관리 시스템(EMS: Element Management System)을 통해 배포되었다.

CLI를 이용하는 방법과 EMS를 이용하는 방법은, 관리자가 필요할 때마다 장비의 설정값을 변환해주는 방식으로서, 정적인 QoS 제공 방법이라고 할 수 있다. 그러나 QM(201)을 이용할 경우, 동적인 QoS 제공이 가능하다. 예를 들면, 관리자가 명령을 내리지 않아도, 특정 사용자가 휴대 인터넷 서비스를 요청하면, 해당 요청이 QM(201)으로 SIP(Session Initiation Protocol) 메시지로 전달되고, QM(201)은 해당 서비스에 대해 적절한 QoS 패러미터를 갖는 서비스 플로우를 생성하라는 명령을 ACR(202)에 전달한다. 이처럼 QM(201)을 통해 QoS 패러미터를 배포하는 본 실시예는 각 네트워크 장치의 QoS 패러미터를 관리자의 개입 없이 동적으로 설정하여, QoS 제공과 관련된 종래 방법의 불편함을 줄이고, 동일한 서비스에 대하여도 휴대 인터넷 트래픽 상태에 따라 QoS 패러미터를 달리 적용할 수 있어, 보다 지능적인 QoS 제공이 가능하게 된다.

본 실시예에 따른 QoS 제공 장치(300)의 내부 구성 요소들 각각의 동작을 구체적으로 살피기에 앞서, 본 실시예에 따른 QoS 제공 장치(300)가 참조하는 QoS 패러미터의 구성을 살펴 보도록 한다.

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 QoS 제공 장치(300)가 수신 또는 전송하는 QoS 패러미터의 목록을 예시한 도면이다. 도 4에 나타난 바와 같이, QoS 패러미터는 수신된 휴대 인터넷 트래픽을 그에 대응하는 서비스 플로우로 분류하기 위한 분류 규칙(Classifier Rule)(410), 본 실시예에 따른 QoS 제공 장치(300)가 트래픽 송출 제어를 위하여 참조하는 차등 서비스 패러미터(DiffServ Parameters)(420), 및 무선 인터넷망의 일례인 WiBro/WiMAX 망의 무선 자원의 확보 와 관련된 WiBro 패러미터(430) 중 어느 하나의 패러미터 셋을 포함할 수 있다.

분류 규칙(410)은 다시 출발지 IP(Source IP), 출발지 포트(Source Port), 목적지 IP(Destination IP), 목적지 포트(Destination Port), 전송 프로토콜(Transfer Protocol) 정보 중에서 적어도 하나를 포함하여 구성될 수 있다. 특히 이 다섯 개의 패러미터는 5-튜플(5-tuple)이라고 하여, 서비스 플로우를 분류하는 가장 중요한 기준이 된다.

한편, 차등 서비스 QoS 패러미터(420)는 마킹 필드(Marking Field), 마킹 값(Marking Value), 토큰 갱신율(Token Update Rate), 버스트 용량(Burst Capability), 폴리서 모드(Policer Mode), 폴리서 우선순위(Policer Priority), 큐 타입(Queue Type), 큐 가중치(Queue Weight), WRED(Weighted Random Early Detection) 패러미터, 최대 전송률(Maximum Rate), 최소 전송률(Minimum Rate), 평균 전송률(Average Rate) 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.

차등 서비스 QoS 패러미터(420)에 포함된 마킹 필드 및 마킹 값은 휴대 인터넷 트래픽을 구성하는 IP 패킷의 QoS 필드에 대해 마킹 또는 리마킹을 수행하는 마커에 의해 이용되고, 토큰 갱신율, 버스트 용량, 폴리서 모드, 폴리서 우선순위는 트래픽의 폴리싱(Policing) 과정에서 쓰이는 패러미터들이다.

큐 타입, 큐 가중치, WRED 패러미터는 큐잉 및 스케쥴링에 이용되며, 최대 전송률, 최소 전송률, 평균 전송률은 트래픽의 셰이핑(Shaping) 과정에서 사용될 수 있다. 이와 같이 마킹/리마킹, 폴리싱, 셰이핑, 및 스케쥴링 등의 동작을 담당하는, 본 장치의 각 구성요소에 대하여는 뒤에서 설명하도록 한다.

마지막으로, WiBro QoS 패러미터(430)는 PSS(204)와 RAS(203) 간의 데이터 송수신에 이용되는 무선 자원의 확보와 관련된 패러미터들이다. 도 4에는 WiBro QoS 패러미터(430)가 무선 인터넷망과 관련된 패러미터의 일례로서 언급되어 있지만, 휴대 인터넷망을 구성하는 무선망의 종류 및 형태에 따라 상기 WiBro QoS 패러미터(430)는 WiBro/WiMAX 망과 관련된 네트워크 패러미터에 국한하여 해석되지 않는다.

본 실시예에 따른 QoS 제공 장치(300)의 QoS 패러미터 전송부(330)는 이처럼 분류 규칙(410), 차등 서비스 QoS 패러미터(420), 및 WiBro QoS 패러미터(430)의 일부 또는 전부를 포함하는 QoS 패러미터(331) 중 분류 규칙(410)과 차등 서비스 QoS 패러미터(420)를 자신의 동작과 관련하여 적용하고, 분류 규칙(410)과 WiBro QoS 패러미터(430)를 RAS(203)와 PSS(204)의 QoS 설정을 위해 전송할 수 있다. 즉, ACR(202)에만 적용되는 차등 서비스 QoS 패러미터(420)를 제외한 나머지 QoS 패러미터를 RAS(203) 또는 PSS(204)에 전송할 수 있다.

본 실시예에 따른 QoS 제공 장치(300)는, 언급된 바와 같이 차등 서비스(DiffServ) 방식의 QoS를 수행하는 것을 특징으로 한다. 즉, 휴대 인터넷 트래픽을 구성하는 IP 패킷의 DSCP(DiffServ Code Point) 필드에 의해 서비스 트래픽을 제어하고, 패킷의 분류, 마킹, 폴리싱과 셰이핑을 망의 경계, 즉 종단의 노드에서만 수행함으로써, 이미 QoS가 적용되고 있는 유선 인터넷망을 용이하게 확장하여 휴대 인터넷망 전체에 걸쳐 QoS를 제공할 수 있는 것이다.

차등 서비스(DiffServ)란 패킷 별 혹은 패킷의 흐름(Traffic Aggregate) 별 로 상이한 QoS 방식을 적용하기 위한 서비스를 가리킨다. 차등 서비스 방식은 유선 인터넷망에서도 최선형(BE)인 트래픽을 각 서비스 별로 차등 적용할 수 있는 방식으로서, 기본적으로 트래픽을 5개의 서비스로 나누어 제공하는 휴대 인터넷망에 적합한 서비스 방식이다. 또한 유선 인터넷망의 기존 네트워크 장비의 대부분이 차등 서비스 방식을 지원하고 있기 때문에 종단간 QoS 관리 차원에서 효과적이며, IP 헤더(IP Header)를 이용하므로 별다른 추가적 조치 없이도 DSCP 값을 단말과 제어국 간에 교환할 수 있다.

도 5는 본 실시예에 따른 QoS 제공 장치(300)에 포함된 서비스 플로우 제어부(320)의 동작을 단계별로 도시한 흐름도이다. 도 5에 도시된 바와 같이, 서비스 플로우 제어부(320)는 특정한 서비스 요청에 대응한 QoS 패러미터(331)를 QM(201)으로부터 수신하고(501), QoS 패러미터(331)와 함께 수신된 서비스 플로우 제어 명령에 따라서(502), 서비스 플로우를 생성(503) 또는 제거(505)하거나, QoS 패러미터를 추가(504)할 수 있다.

보다 구체적으로, 서비스 플로우 제어부(320)는 QoS 패러미터(331)에 대응하는 서비스 플로우가 존재하지 않는 경우, QM(201)으로부터 전송된 서비스 플로우 생성 명령에 따라 새로운 서비스 플로우를 생성한다. 만약 해당 서비스 플로우가 이미 존재하는 경우, 서비스 플로우 제어부(320)는 수신된 QoS 패러미터(331)에 포함된 분류 규칙(410)을 이미 존재하는 서비스 플로우에 추가할 수 있다. 또한, 서비스 플로우 제어부(320)는 QM(201)으로부터 서비스 플로우 제거 명령을 수신하는 경우, 해당하는 서비스 플로우를 제거할 수도 있다.

이처럼 QM(201)은 이미 존재하는 서비스 플로우에 대하여 새로운 QoS 패러미터를 생성하여 전송하거나, 서비스 플로우를 제거하라는 명령을 전송할 수 있다. 특히, 새로운 QoS 패러미터가 생성되어 전송될 경우, QoS 제공 장치(300)의 서비스 플로우 제어부(320)는 새롭게 수신한 QoS 패러미터를 추가함으로써 서비스 플로우를 재설정할 수 있다. 이처럼 서비스 플로우를 동적으로 재설정함으로써 휴대 인터넷망의 상태에 따른 동적인 QoS 관리가 가능해지게 된다.

도 6은 본 실시예에 따른 QoS 제공 장치(300)의 또 하나의 구성 요소인 트래픽 송출 제어부(310)의 내부 구성의 일례를 도시한 블록도이다. 본 발명의 일실시예에 따른 트래픽 송출 제어부(310)는, 휴대 인터넷망을 통해 전송되는 휴대 인터넷 트래픽을 수신하고, 수신된 트래픽(600)을 QoS 패러미터에 포함된 소정의 분류 규칙(410)에 따라 트래픽을 복수의 서비스 플로우 중 어느 하나로 분류하는 분류부(Classifier)(610)와, 위의 분류 결과에 따라 트래픽(600)의 송출 우선순위를 결정하는 스케쥴러(643)를 포함할 수 있다.

보다 구체적으로는, 복수의 IP 패킷으로 구성된 휴대 인터넷 트래픽은 분류부(610)에 의해 복수의 서비스 중 하나에 해당하는 서비스 플로우로 분류된다. 복수의 서비스에는, 도 7에 도시된 바와 같이, UGS(Unsolicited Grant Service), ertPS(extended-real-time Polling Service), rtPS(real-time Polling Service), nrtPS(non-real-time Polling Service), 및 BE(Best Effort) 서비스가 포함될 수 있다. 이는 WiBro 표준에 규정된 5 가지 품질별 서비스 명칭이며, 휴대 인터넷 서비스는 휴대 인터넷망의 종류 및 성질에 따라 이와 다른 명칭으로 불리거나 이와 다른 형태로 구분될 수 있다.

스케쥴러(643)는 소정의 스케쥴링 규칙에 따라, 위와 같이 각 서비스 플로우로 분류된 트래픽에 대하여 각각 송출 우선순위를 부여함으로써 QoS를 적용할 수 있다. 특히, 스케쥴러(643)는 위의 복수의 서비스 중 VoIP 등의 UGS와 관련된 휴대 인터넷 트래픽에 대해 가장 높은 송출 우선순위를 부여할 수 있다.

또한, 도면에 도시된 바와 같이, 트래픽 송출 제어부(310)는 원활한 트래픽 스케쥴링을 위해, 각각의 서비스 플로우에 대응하는 복수의 큐(641)를 포함할 수 있다. 스케쥴러(643)는 큐(641)의 출력 트래픽을 입력받아 휴대 인터넷 트래픽의 송출 우선순위를 결정할 수 있다.

복수의 큐(641) 각각은 UGS(Unsolicited Grant Service), ertPS(extended-real-time Polling Service), rtPS(real-time Polling Service), nrtPS(non-real-time Polling Service), 및 BE(Best Effort) 서비스 중 어느 하나의 서비스와 연관된 서비스 플로우에 대응된다. 이는 앞서 언급한 WiBro 표준이 정하는 5 가지 종류의 서비스에 해당하는 것으로서, 트래픽 송출 제어부(310)는 이들 중 하나의 서비스 형태의 서비스 플로우에 대하여 각각 트래픽 송출을 위한 큐(641)를 가진다. 또한, 트래픽 송출 제어부(310)는 관리 메시지의 이동을 위한 큐를 더 포함할 수 있다. 참고로, 휴대 인터넷망의 QoS 패러미터를 설정하는 데에 이용되는 관리 메시지는 다른 큐들에 비해 높은 우선순위를 가질 수 있다.

복수의 큐(641)는 별개의 송출 우선순위를 가질 수 있다. 이로써, 각각의 서비스 플로우에 대하여 차등적인 우선순위 및 QoS 패러미터를 적용할 수 있게 된 다. 즉, 큐(641)에 의해 스케쥴러(643)에 의한 송출 우선순위의 적용이 더욱 용이하고 정교해질 수 있다. 또한, 각 큐(641)는 서로 다른 형태로 구현될 수 있다. 예를 들어, 앞서 언급한 5 가지 서비스 중 가장 높은 우선순위를 가지는 UGS를 위한 큐를 SPQ(Strict Priority Queue) 형태로 구성함으로써, UGS에 다른 서비스에 비하여 언제나 높은 우선순위를 부여할 수 있다.

일반적으로, 모든 서비스 플로우는 해당하는 서비스 클래스에 부여된 큐를 통하여 휴대 인터넷망으로 송출되는데, 이 때 각 큐마다 우선순위가 있어서, 큐로 인입된 트래픽이 우선 순위에 따른 특정 비율로 큐에서 인출된다. 하지만 SPQ를 통한 트래픽은 우선순위에 상관없이 바로 큐에서 인출되기 때문에 실시간 트래픽을 보장할 수 있어, UGS와 같이 실시간 트래픽이 반드시 보장되어야 하는 서비스에 효과적으로 적용될 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 트래픽 송출 제어부(310)는 휴대 인터넷 트래픽을 측정하는 트래픽 미터(Meter)(631)를 포함하고, 미터(631)에 의한 측정 결과에 따라 휴대 인터넷 트래픽에 포함된 IP 패킷의 QoS 필드를 마킹 또는 리마킹하는 마커(Marker)(620,632), 미터(631)의 측정 결과에 따라 상기 휴대 인터넷 트래픽의 송출 대역폭을 일정 수준으로 제한하는 폴리서(Policer)(630), 및 미터(631)의 측정 결과에 따라 휴대 인터넷 트래픽의 송출 속도를 제어하는 셰이퍼(Shaper)(642) 중 어느 하나 이상을 더 포함할 수 있다.

특히, 도 6에 도시된 바에 의하면, 폴리서(630)는 다시 미터(631), 마커(632), 및 휴대 인터넷 트래픽을 전송하지 않기로 결정하는 경우, 트래픽을 구성 하는 IP 패킷을 폐기하는 드롭퍼(633)를 포함할 수 있다. 또한, 셰이퍼(642)는 복수의 큐(641)의 출력 트래픽을 입력받아 송출 트래픽의 속도를 제어할 수 있도록, 큐(641) 및 스케쥴러(643)와 연결될 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, QM(201)은 공지의 COPS(Common Open Policy Service) 프로토콜에 따라 ACR(202)에 QoS 패러미터와 함께 서비스 플로우 제어 명령을 전달할 수 있다. 또한, ACR(202)은 이 명령에 따라 수행한 서비스 플로우의 생성, 제거, 및 QoS 패러미터 추가 등의 수행 결과를 역시 COPS 표준 프로토콜에 따라 QM(201)에 리포트할 수 있다.

이처럼 QoS를 지원하기 위해 국제적으로 표준화된 방법인 COPS 프로토콜을 이용함으로써, 본 실시예에 따른 QoS 제공 시스템은 타 시스템과 연동이 용이하고 시스템의 구성을 변경할 때에도 그 부담을 최소화할 수 있다.

도 8은 본 실시예에 따른 QoS 제공 시스템의 각 구성요소간 메시지 흐름을 나타낸 도면이다. 도 8을 참조하면, 휴대 인터넷 서비스 요청을 수신한 QM(201)은, 해당 서비스에 대응하는 QoS 패러미터를 COPS 프로토콜에서 정의하는 메시지를 이용하여 ACR(202)에 전송한다.

예를 들어, 새로운 서비스 요청에 대하여 서비스 플로우를 생성하라는 Install 명령을 COPS_Decision_Msg와 함께 전송하면, QM(201)으로부터 QoS 패러미터를 전송받은 ACR(202)은 QoS 패러미터를 참조하여, 서비스 플로우를 생성하고, ACR(202)을 통하여 QoS 패러미터를 전송한 RAS(203) 및 PSS(204)는 수신한 QoS 패러미터를 상기 서비스 플로우에 대하여 설정한 다음, ACR(202)을 통하여 QM(201)으 로 리포트 메시지(COPS_Report_Msg)를 전송한다. 같은 방식으로 COPS 프로토콜을 통해 이미 존재하는 서비스 플로우의 QoS 패러미터를 수정하거나, 서비스 플로우를 제거하기 위한 메시지를 전달할 수 있다.

한편, RAS(203)와 PSS(204) 간의 메시지 교환은 WiBro 표준 프로토콜에 의해 이루어질 수 있다. 위의 예와 같이 서비스 플로우가 새로 생성된 경우에, RAS(203)는 PSS(204) 측으로 DSA(Dynamic Service Addition) 요청 메시지를 전송하고, PSS(204)가 생성된 서비스 플로우에 대해 QoS 패러미터값을 설정하고 응답 메시지를 RAS(203)로 전송하면, 다시 RAS(203)는 PSS(204)로 확인(ACK: Acknowledge) 메시지를 전송한다. 또한, RAS(203)는 PSS(204) 측으로, 이미 존재하는 서비스 플로우의 QoS 패러미터를 변경하는 경우에 DSC(Dynamic Service Change) 메시지를 전송하고, 이미 존재하는 서비스 플로우를 제거하면서 관련된 QoS 패러미터를 삭제하는 경우에는 DSD(Dynamic Service Deletion) 메시지를 전송함으로써, 망의 종단까지 QoS 패러미터를 전달할 수 있다.

도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 휴대 인터넷 서비스의 QoS 패러미터 설정 방법을 단계별로 도시한 흐름도이다. 도 9에 나타나 있는 바와 같이, 본 실시예에 따른 QoS 패러미터 설정 방법은, 휴대 인터넷망 전체에 대한 QoS 정책과 관련된 QoS 패러미터를 각 휴대 인터넷 서비스에 대해 수신하는 단계(910)를 포함한다. 본 단계(910)에 의해 수신되는 QoS 패러미터는 휴대 인터넷망 전체의 QoS 패러미터를 결정하는 QM(201)으로부터 전송된 것일 수 있다. 또 달리, QoS 패러미터는 네트워크 장치의 패러미터 입력부를 통해 관리자로부터 입력된 패러미터 값에 의해 결정될 수 있다.

또한, 본 실시예에 따른 QoS 패러미터 설정 방법은, 수신한 QoS 패러미터를 참조하여 상기 휴대 인터넷 서비스에 대응하는 서비스 플로우를 생성하는 단계(920)를 포함한다. 그러나 만약 수신한 QoS 패러미터에 대응하는 서비스 플로우가 이미 생성되어 있는 경우에는, 수신한 QoS 패러미터가 해당 서비스 플로우에 추가됨으로써 QoS 패러미터의 재설정이 이루어진다.

QoS 제공 장치(300)는 위의 단계(920)에 의해 생성된 서비스 플로우에 대하여, 휴대 인터넷망을 통하여 수신된 트래픽의 송출을 제어하기 위한 송출 규칙을 설정할 수 있다(930). 송출 규칙은 QoS 패러미터에 포함된 소정의 분류 규칙(410)에 기반하여 설정된다. 또한, 상기 QoS 패러미터에 포함된 차등 서비스 QoS 패러미터(420)도 송출 규칙에 반영되어, 휴대 인터넷망에서 차등 서비스 방식의 QoS를 제공하는 것이 가능하게 된다.

참고로, 트래픽 송출 규칙을 설정하는 단계(930)는, 트래픽 송출 우선순위, 대역폭, 또는 속도를 결정하는 단계를 포함할 수 있으며, 나가아 트래픽의 분류 규칙, 스케쥴링 우선순위, 마킹 방법 등도 함께 설정할 수 있다. 또한 본 단계(930)는 휴대 인터넷망을 구성하는 ACR(202), RAS(203), 및 PSS(204) 중 적어도 어느 하나의 장치에 의해 수행될 수 있다.

이와 같이 QoS 패러미터가 설정되면, ACR(202), RAS(203), PSS(204) 등의 각 네트워크 장치는 휴대 인터넷 트래픽에 대해 설정된 QoS 패러미터를 적용할 수 있다. 참고로, ACR(202)과 RAS(203)의 경우, 휴대 인터넷망을 통해 수신한 트래픽의 송출을 제어하는 것인 반면, PSS(204)의 경우, 휴대 인터넷 서비스에 대응하는 서비스 플로우를 통해 전송되는 트래픽의 송출을 제어하는 것에 관한 것이다.

도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 QoS 패러미터 적용 방법을 단계별로 도시한 흐름도이다. 도 10을 참조하면, QoS 패러미터 적용 방법은 휴대 인터넷망을 통해 휴대 인터넷 트래픽을 수신하는 단계(1010)를 포함한다. 휴대 인터넷 트래픽은 각 휴대 인터넷 서비스에 해당하는 IP 패킷을 포함하며, 서비스 제공자로부터 서비스를 요청한 단말기로, 또는 그 반대의 방향으로 전송된다.

휴대 인터넷망을 구성하는 ACR(202), RAS(203), 및 PSS(204) 중 적어도 어느 하나의 장치는, 수신한 휴대 인터넷 트래픽 또는 수신한 트래픽에 대응하여 전송할 트래픽을 QoS 패러미터에 포함된 분류 규칙(410)에 따라 각기 대응되는 서비스 플로우로 분류한다(1020). 일례로서, 휴대 인터넷 트래픽은 UGS, ertPS, rtPS, nrtPS, 및 BE 서비스 중 어느 하나의 서비스에 해당하는 서비스 플로우로 분류된다.

또한, 본 실시예에 따른 QoS 패러미터 적용 방법은 휴대 인터넷 트래픽의 분류 결과에 따라, 분류된 서비스 플로우 별로 휴대 인터넷 트래픽의 송출을 제어하는 단계(1030)를 포함한다. 앞서 언급한 5 가지의 서비스 중, 특히 UGS에 해당하는 서비스 플로우는 VoIP와 같이 높은 우선순위를 가지는 서비스에 대한 것이므로 다른 서비스 플로우에 비해 언제나 높은 우선순위를 부여할 수 있다.

이와 같은 QoS 패러미터 적용 방법은 휴대 인터넷망을 구성하는 ACR(202), RAS(203), 및 PSS(204) 중 적어도 어느 하나에 의해 구현될 수 있다. 즉, 휴대 인 터넷망 전체에 대해 일괄적으로 결정된 QoS 패러미터의 적용이, 각 휴대 인터넷망 장치에 의해 통합적으로 이루어지게 된다.

도 11은 본 발명의 일실시예에 따른 QoS 패러미터의 설정 방법 및 적용 방법을 이용하여 휴대 인터넷망에 QoS를 제공하는 과정을 도시한 도면이다. 도 11에 도시된 QoS 제공 과정은 크게 QoS 패러미터 설정 과정(1110)과 QoS 패러미터 적용 과정(1120)으로 구성된다.

먼저 QoS 패러미터를 설정하는 과정(1110)은 다음과 같은 단계를 통하여 수행된다. 휴대 인터넷망에 포함된 ACR(202), RAS(203), PSS(204) 등의 네트워크 장치들이 초기화되면, 각 장치는 휴대 인터넷망의 QoS 정책을 결정하는 QM(201) 에 저장된 QoS 패러미터와 각 장치에 저장된 QoS 패러미터가 일치하는지 여부를 판단하여 이들을 동기화하는 작업을 수행한다. 각 네트워크 장치는 새로운 QoS 패러미터를 수신할 때까지 동기화된 현재의 QoS 패러미터를 이용하여 트래픽 송출을 제어한다.

PSS(204) 또는 유선망에 연결되어 있는 단말기에서 요청된 휴대 인터넷 서비스에 대해 QM(201)으로부터 전송된 새로운 QoS 패러미터가 수신되면, 휴대 인터넷망에 포함된 ACR(202)은 COPS 프로토콜에 따라 수신된 QoS 패러미터와 서비스 플로우 제어 명령에 근거하여, 요청된 휴대 인터넷 서비스에 대응하는 서비스 플로우를 생성한다. 만약, 요청된 휴대 인터넷 서비스에 대응하는 서비스 플로우가 이미 존재할 경우, ACR(202)은 수신한 QoS 패러미터를 해당 서비스 플로우에 추가한다.

위와 같은 과정을 통해 각 네트워크 장치에 QoS 패러미터가 설정된 뒤에, ACR(202), RAS(202), 또는 PSS(203) 등의 각 네트워크 장치는 설정된 QoS 패러미터에 따라 휴대 인터넷 트래픽에 QoS를 적용할 수 있다. 도 11을 참조하면, 각 네트워크 장치의 분류부(1122)는 휴대 인터넷망을 통해 전송되는 휴대 인터넷 트래픽을 수신하여, 설정된 QoS 패러미터를 참조하여 수신한 트래픽을 그에 대응하는 서비스 플로우로 분류한다. 분류 결과에 따라, 트래픽은 그에 대응하는 서비스 플로우 단위로 QoS를 적용받게 된다.

이처럼 차등 서비스를 지원하기 위한 QoS 패러미터를 포함하는 휴대 인터넷망의 QoS 패러미터를 각 네트워크 장치에 설정하고, 설정된 QoS 패러미터에 따라 서비스 플로우 별로 QoS를 적용함으로써, 다양한 서비스를 위한 다양한 QoS 요구사항을 보다 유연하게 처리할 수 있으며, 유무선망이 결합된 구조의 휴대 인터넷망을 위한 종단간 QoS를 성공적으로 제공할 수 있다.

참고로, 본 명세서에서 사용되는 "휴대 인터넷 단말기"라 함은 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing), OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiplexing Access) 통신 단말 등과 같은 무선 통신 기능이 포함될 수 있는 기기, PDA(Personal Digital Assistant), 핸드 헬드 PC(Hand-Held PC), 노트북 컴퓨터, 랩탑 컴퓨터, 와이브로(WiBro) 단말기, MP3 플레이어, MD 플레이어 등과 같은 휴대 단말기 등을 포함하는 모든 종류의 핸드 헬드 기반의 무선 통신 장치를 의미하는 휴대용 전기 전자 장치로서, OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiplexing Access) 모듈, 블루투스(Bluetooth) 모듈, 적외선 통신 모듈(Infrared Data Association), 유무선 랜카드 및 GPS(Global Positioning System)를 통한 위치 추적이 가능하도록 하기 위해 GPS 칩이 탑재된 무선 통신 장치와 같은 소정의 통신 모듈을 구비할 수 있으며, 멀티미디어 재생 기능을 수행할 수 있는 마이크로프로세서를 탑재함으로써 일정한 연산 동작을 수행할 수 있는, 휴대 인터넷 서비스를 지원하는 단말기를 통칭하는 개념으로 해석된다.

본 발명에 따른 휴대 인터넷 서비스의 QoS 관리 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(Magnetic Media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(Optical Media), 플롭티컬 디스크(Floptical Disk)와 같은 자기-광 매체(Magneto-Optical Media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 상기 매체는 프로그램 명령, 데이터 구조 등을 지정하는 신호를 전송하는 반송파를 포함하는 광 또는 금속선, 도파관 등의 전송 매체일 수도 있다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으 며, 그 역도 마찬가지이다.

이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.

따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.

본 발명에 따른 QoS 제공 장치 및 방법에 의하면, 휴대 인터넷망을 통해 제공되는 휴대 인터넷 서비스에 대하여 각 서비스 플로우 단위로 QoS 관리를 수행함으로써, 다양한 종류의 휴대 인터넷 서비스들에 적절한 양의 무선 자원을 할당하여, 상이한 요구 조건을 가진 복수의 휴대 인터넷 서비스들 각각에 대한 QoS를 효과적으로 수행할 수 있다.

특히, 휴대 인터넷 서비스들이 품질에 따라 5 가지로 분류되는 WiBro 망에서, 각 서비스 분류 별로 차등적인 QoS를 적용하기 위해 차등 서비스 방식의 구성을 채택하여 시스템 및 장치를 구성함으로써, 휴대 인터넷 서비스의 품질에 대한 사용자의 요구를 만족시킬 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 QoS 제공 장치 및 방법에 의하면, 수립된 QoS 정책에 따른 QoS 패러미터를 제어국에 전송하여, 제어국에서 생성된 서비스 플로우에 따라 제어국을 통해 전송된 QoS 패러미터를 이용하여 기지국 또는 단말기에서 트래픽 송출 제어를 수행함으로써, 트래픽이 발생하기 전에 전체 망에 걸쳐 미리 QoS 정책을 설정할 수 있어 일괄적인 QoS 관리가 가능해진다.

또한, 본 발명에 따른 QoS 제공 장치 및 방법에 의하면, 유선망과 무선망이 결합된 구조의 휴대 인터넷망에 대하여 유선망에서 수행되고 있는 QoS와 연동하여 전체 망의 QoS를 수행함으로써 무선망의 서비스 분류 특징에 맞는 QoS 정책을 설정할 수 있고, 이로써 휴대 인터넷 단말기와 유선 단말기간의 상호 원활한 서비스 제공을 가능하게 한다.

또한, 본 발명에 따른 QoS 제공 장치 및 방법에 의하면, 휴대 인터넷 단말기로부터 요청받은 서비스에 대하여 동적으로 QoS 파라미터를 추출하여 다른 네트워크 장치들에 전송함으로써, 망 상태에 따라 적응적으로 QoS를 수행할 수 있는 방법 및 장치를 제공할 수 있다.

특히, 동일한 서비스에 대해서도 가입자 정보, 휴대 인터넷망의 상태, 기타 주변 상황에 따라서 QoS 파라미터를 다르게 적용함으로써 정책 기반의 종단간 QoS 관리를 실현할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 QoS 제공 장치 및 방법에 의하면, 수신된 IP 패킷에 상응하는 서비스 플로우를 식별하고, 식별된 서비스 플로우에 따라 스케쥴링, 마킹, 또는 셰이핑을 수행함으로써 다양한 서비스 요청을 유연하게 처리할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 QoS 제공 장치 및 방법에 의하면, 최선형(BE) 서비스 이외의 휴대 인터넷 서비스들에 대해서만 QoS 관리를 적용함으로써, 시스템 부하를 크게 증가시키지 않으면서도 QoS를 효과적으로 지원할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 QoS 제공 장치 및 방법에 의하면, 품질 정책 관리자(QM), 무선 인터넷 제어국(ACR), 무선 인터넷 기지국(RAS), 및 휴대 인터넷 단말기(PSS) 등을 포함하는 시스템을 통해 QoS 관리를 구현함으로써, 망 전체에 걸쳐 효과적으로 QoS가 수행될 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 QoS 제공 장치 및 방법에 의하면, 품질 정책 관리자와 무선 인터넷 제어국 간에 공지의 COPS 표준 프로토콜을 이용하여 제어신호를 교환함으로써, 타 시스템과의 연동이 용이하다.

Claims

휴대 인터넷망을 통해 제공되는 휴대 인터넷 서비스의 품질을 관리하기 위한 QoS 제공 장치에 있어서,

상기 휴대 인터넷 서비스의 QoS 패러미터를 참조하여, 상기 휴대 인터넷 서비스에 대응하는 서비스 플로우를 생성하는 서비스 플로우 제어부; 및

상기 QoS 패러미터에 따라 상기 서비스 플로우 별로 상기 휴대 인터넷망을 통해 수신된 휴대 인터넷 트래픽의 송출을 제어하는 트래픽 송출 제어부

를 포함하는 것을 특징으로 하는 QoS 제공 장치.
제1항에 있어서,

상기 QoS 패러미터는 차등 서비스 방식의 QoS와 연관된 차등 서비스 QoS 패러미터를 포함하는 것을 특징으로 하는 QoS 제공 장치.
제2항에 있어서,

상기 차등 서비스 QoS 패러미터는 마킹 필드(Marking Field), 마킹 값(Marking Value), 토큰 갱신율(Token Update Rate), 버스트 용량(Burst Capability), 폴리서 모드(Policer Mode), 폴리서 우선순위(Policer Priority), 큐 타입(Queue Type), 큐 가중치(Queue Weight), WRED 패러미터(WRED Parameter), 최대 전송률(Maximum Rate), 최소 전송률(Minimum Rate), 평균 전송률(Average Rate) 중 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 QoS 제공 장치.
제1항에 있어서,

상기 QoS 패러미터를 기지국으로 전송하는 QoS 패러미터 전송부

를 더 포함하고,

상기 기지국은 상기 전송된 QoS 패러미터를 참조하여, 상기 기지국이 수신하는 휴대 인터넷 트래픽의 송출을 제어하는 것

을 특징으로 하는 QoS 제공 장치.
제4항에 있어서,

상기 QoS 패러미터는 차등 서비스 방식의 QoS와 연관된 차등 서비스 QoS 패러미터를 포함하고,

상기 QoS 패러미터 전송부는 상기 차등 서비스 QoS 패러미터를 제외한 QoS 패러미터를 전송하는 것

을 특징으로 하는 QoS 제공 장치.
제1항에 있어서,

상기 QoS 패러미터는 상기 휴대 인터넷 서비스의 분류, 상기 휴대 인터넷 서비스의 가입자 정보, 및 상기 휴대 인터넷망의 트래픽 정보 중 어느 하나 이상에 의해 결정되는 것을 특징으로 하는 QoS 제공 장치.
제1항에 있어서,

상기 서비스 플로우 제어부는 상기 QoS 패러미터를 참조하여, 상기 생성된 서비스 플로우를 재설정하는 것을 특징으로 하는 QoS 제공 장치.
제1항에 있어서,

상기 트래픽 송출 제어부는,

상기 QoS 패러미터에 포함된 소정의 분류 규칙에 따라 상기 휴대 인터넷 트래픽을 복수의 서비스 플로우 중 어느 하나의 서비스 플로우로 분류하는 분류부; 및

상기 분류 결과에 따라 상기 휴대 인터넷 트래픽의 송출 우선순위를 결정하는 스케쥴러

를 포함하는 것을 특징으로 하는 QoS 제공 장치.
제8항에 있어서,

상기 분류된 서비스 플로우는 UGS(Unsolicited Grant Service), ertPS(extended-real-time Polling Service), rtPS(real-time Polling Service), nrtPS(non-real-time Polling Service), 및 BE(Best Effort) 서비스 중 어느 하나에 상응하는 것을 특징으로 하는 QoS 제공 장치.
제9항에 있어서,

상기 스케쥴러는 상기 UGS와 관련된 휴대 인터넷 트래픽에 대해 가장 높은 송출 우선순위를 부여하는 것을 특징으로 하는 QoS 제공 장치.
제8항에 있어서,

상기 분류 규칙은 출발지 IP(Source IP), 출발지 포트(Source Port), 목적지 IP(Destination IP), 목적지 포트(Destination Port), 및 전송 프로토콜(Transfer Protocol) 정보 중 적어도 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 QoS 제공 장치.
제8항에 있어서,

상기 트래픽 송출 제어부는

각각의 서비스 플로우에 대응하는 복수의 큐(Queue)를 더 포함하고,

상기 스케쥴러는 상기 복수의 큐의 출력 트래픽을 입력받아 상기 트래픽의 송출 우선순위를 결정하는 것

을 특징으로 하는 QoS 제공 장치.
제12항에 있어서,

상기 복수의 큐는 별개의 송출 우선순위를 가지는 것을 특징으로 하는 QoS 제공 장치.
제12항에 있어서,

상기 복수의 큐는 관리 메시지의 이동과 연관된 큐, 및

UGS(Unsolicited Grant Service), ertPS(extended-real-time Polling Service), rtPS(real-time Polling Service), nrtPS(non-real-time Polling Service), 및 BE(Best Effort) 서비스와 연관된 큐

중 적어도 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 QoS 제공 장치.
제14항에 있어서,

상기 UGS와 연관된 큐는 SPQ(Strict Priority Queue)인 것을 특징으로 하는 QoS 제공 장치.
제1항에 있어서,

상기 트래픽 송출 제어부는

상기 휴대 인터넷 트래픽을 측정하는 트래픽 미터(Meter)를 포함하고,

상기 측정 결과에 따라 상기 휴대 인터넷 트래픽에 포함된 IP 패킷의 QoS 필드를 마킹 또는 리마킹하는 마커(Marker), 상기 측정 결과에 따라 상기 휴대 인터넷 트래픽의 송출 대역폭을 일정 수준으로 제한하는 폴리서(Policer), 및 상기 측정 결과에 따라 상기 휴대 인터넷 트래픽의 송출 속도를 제어하는 셰이퍼(Shaper) 중 어느 하나 이상을 더 포함하는 것

을 특징으로 하는 QoS 제공 장치.
제1항에 있어서,

상기 휴대 인터넷망은 직교 주파수 다중 분할 접속(OFDMA: Orthogonal Frequency Division Multiple Access) 방식의 WiBro/WiMAX 망인 것을 특징으로 하는 QoS 제공 장치.
제1항에 있어서,

상기 QoS 패러미터는 상기 휴대 인터넷망의 품질 정책 매니저(QM: Quality Manager)로부터 수신되는 것을 특징으로 하는 QoS 제공 장치.
휴대 인터넷망을 통해 제공되는 휴대 인터넷 서비스의 품질을 관리하기 위한 QoS 제공 시스템에 있어서,

상기 휴대 인터넷 서비스에 대하여 QoS 패러미터를 생성하는 품질 정책 매니저(QM: Quality Manager);

상기 품질 정책 매니저로부터 전송된 상기 QoS 패러미터에 대응하는 서비스 플로우를 생성하는 제어국(ACR: Access Control Router);

상기 QoS 패러미터에 따라 상기 서비스 플로우 별로 상기 휴대 인터넷망을 통해 수신된 휴대 인터넷 트래픽의 송출을 제어하는 기지국(RAS: Radio Access Station); 및

상기 기지국으로부터 수신한 상기 QoS 패러미터에 따라 상기 기지국으로의 휴대 인터넷 트래픽의 송출을 제어하는 휴대 인터넷 단말기(PSS: Portable Subscriber Station)

를 포함하는 것을 특징으로 하는 QoS 제공 시스템.
제19항에 있어서,

상기 품질 정책 매니저는 동적으로 QoS 패러미터를 생성하는 것을 특징으로 하는 QoS 제공 시스템.
제19항에 있어서,

상기 기지국은 상기 QoS 패러미터를 상기 휴대 인터넷 단말기로 DSA(Dynamic Service Addition), DSC(Dynamic Service Change), 및 DSD(Dynamic Service Deletion) 메시지 중 어느 하나 이상의 메시지를 통하여 전송하는 것을 특징으로 하는 QoS 제공 시스템.
제19항에 있어서,

상기 기지국 또는 상기 휴대 인터넷 단말기는,

상기 QoS 패러미터에 포함된 소정의 분류 규칙에 따라 상기 휴대 인터넷 트래픽을 각기 대응하는 상기 서비스 플로우로 분류하는 분류부; 및

상기 분류 결과에 따라 상기 휴대 인터넷 트래픽의 송출을 제어하는 트래픽 제어부

를 포함하는 것을 특징으로 하는 QoS 제공 시스템.
제19항에 있어서,

상기 QoS 패러미터는, 상기 품질 정책 매니저, 상기 제어국, 상기 기지국 및 상기 휴대 인터넷 단말기 중 어느 하나 이상의 장치와 관련된 QoS 정책 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 QoS 제공 시스템.
휴대 인터넷망을 통해 제공되는 휴대 인터넷 서비스의 품질을 관리하기 위한 QoS 제공 시스템에서 QoS 패러미터를 설정하는 방법에 있어서,

상기 휴대 인터넷망을 통하여 상기 QoS 패러미터를 수신하는 단계;

상기 QoS 패러미터를 참조하여, 상기 휴대 인터넷 서비스에 대응하는 서비스 플로우를 생성하는 단계; 및

상기 QoS 패러미터를 참조하여 상기 서비스 플로우 별로 상기 휴대 인터넷망을 통하여 수신된 휴대 인터넷 트래픽을 송출하는 규칙을 설정하는 단계

를 포함하는 것을 특징으로 하는 QoS 패러미터 설정 방법.
제24항에 있어서,

상기 휴대 인터넷 트래픽 송출 규칙을 설정하는 단계는 상기 휴대 인터넷 트래픽의 송출 우선순위, 대역폭, 및 속도 중 어느 하나 이상을 설정하는 단계를 포 함하는 것을 특징으로 하는 QoS 패러미터 설정 방법.
제24항에 있어서,

상기 휴대 인터넷 트래픽 송출 규칙을 설정하는 단계는 상기 휴대 인터넷망의 제어국, 기지국, 및 휴대 인터넷 단말기 중 적어도 어느 하나에 의해 수행되는 것을 특징으로 하는 QoS 패러미터 설정 방법.
제24항 내지 제26항 중 어느 하나의 항에 따른 방법을 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체.