KR100739505B1

KR100739505B1 - 망 연동 시스템 및 망 연동 시스템에서의 서비스 품질 협상방법

Info

Publication number: KR100739505B1
Application number: KR1020050105546A
Authority: KR
Inventors: 권혜연; 신형철; 노광현; 신재욱; 정광렬; 황유선; 천경열; 박애순
Original assignee: 한국전자통신연구원
Priority date: 2005-05-25
Filing date: 2005-11-04
Publication date: 2007-07-13
Also published as: US20090080391A1; CN101180835B; WO2006126763A1; KR20060121644A; CN101180835A; EP1884066A1

Abstract

망 연동 시스템 및 망 연동 시스템에서의 서비스 품질(Quality of Service, QoS) 협상 방법이 개시된다.

무선랜 사용자 장치가 접속하는 3GPP-무선랜 연동 시스템은 무선랜 액세스 포인트를 포함하는 무선랜 액세스망, 종단 장치를 포함하는 3GPP 패킷 교환 서비스망, 무선랜 액세스망과 3GPP 패킷 교환 서비스망을 연결하는 3GPP 핵심망, 3GPP 핵심망 및 3GPP 패킷 교환 서비스망을 중계하는 패킷 데이터 게이트웨이를 포함한다.

무선랜 사용자 장치는 무선 환경에 따라 제공받을 수 있는 서비스 품질을 무선랜 액세세 포인트와 협상하여 무선랜 베어러를 생성하고, 사용자 데이터의 종류에 따라 제공받을 수 있는 서비스 품질을 패킷 데이터 게이트웨이와 협상하여 무선랜 3GPP IP 연결 베어러를 생성하며, 종단 장치의 데이터 처리 능력에 따라 제공받을 수 있는 서비스 품질을 종단 장치와 협상하여 종단간 베어러를 생성한다. 이때 패킷 데이터 게이트웨이는 3GPP 패킷 교환 서비스망이 제공가능한 서비스 품질을 종단 장치와 협상하여 외부 베어러를 생성한다.

QoS, 서비스품질, INTERWORKING, 3GPP, UMTS, WLAN

Description

망 연동 시스템 및 망 연동 시스템에서의 서비스 품질 협상 방법{NETWORK INTERWORKING SYSTEM AND METHOD FOR NEGOTIATING QoS IN NETWORK INTERWORKING SYSTEM}

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 3GPP-무선랜 연동 시스템을 도시한 도면이다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 무선랜 직접 IP 연결을 위한 서비스 품질 망 구조를 도시한 도면이다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 무선랜 직접 IP 연결을 위한 서비스 품질 망 구조에 따른 망 구성 요소간의 서비스 품질 협상 및 수락 절차를 도시한 흐름도이다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 무선랜 3GPP IP 연결을 위한 서비스 품질 망 구조를 도시한 도면이다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 무선랜 3GPP IP 연결을 위한 서비스 품질 망 구조에 따른 망 구성 요소간의 서비스 품질 협상 및 수락 절차를 도시한 흐름도이다.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 무선랜 사용자 장치가 3GPP-무선랜 연동 시스템과 서비스 품질을 협상하는 절차를 도시한 흐름도이다.

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 패킷 데이터 게이트웨이의 서비스 품질 협상 방법을 도시한 흐름도이다.

도 8은 본 발명의 실시예에 따른 무선랜 사용자 장치가 무선랜 직접 IP 연결을 수행할 때의 서비스 품질 협상 방법을 도시한 흐름도이다.

본 발명은 망 연동 시스템 및 망 연동 시스템에서의 서비스 품질 협상 방법에 관한 것이다.

특히 본 발명은 효율적인 서비스 품질 협상이 가능한 망 연동 시스템 및 이 시스템에서의 서비스 품질 협상 방법에 관한 것이다.

본격적인 디지털 셀룰러 기반의 2세대 이동통신 시스템의 출현 이후, 지역에 상관없이 보다 양질의 멀티미디어 서비스를 지원하기 위한 3세대 이동통신 시스템 IMT-2000(International Mobile Telecommunication 2000)이 ITU를 통해 표준 규격으로 확정되었다. 3세대 이동통신 시스템은 단일 주파수 대역의 동일 무선 접속 방식을 사용함으로써 글로벌 로밍을 통해 전세계를 단일 통화권으로 구성할 수 있고 고대역폭으로 최대 2Mbps의 빠른 전송 속도를 지원하여 기존의 음성 서비스 뿐만 아니라 이미지, 동화상을 비롯해 영상 전화, 인터넷 접속 등 무선 멀티미디어 서비스를 제공한다.

표준화 초기의 목표는 국제적으로 단일한 시스템 표준의 완성이었으나, 단일 표준화에는 실패하였다. 현재 3세대 이동통신 시스템은 크게 유럽/일본 중심의 UMTS(Universal Mobile Telecommunications System)와 북미 중심의 CDMA-2000(Code Division Multiple Access 2000)으로 나뉜다.

CDMA-2000은 3GPP2(Third Generation Partnership Projects 2)에서 표준화가 진행되고 있다. CDMA-2000은 Core Network로 북미 표준인 IS-41 기반의 네트워크 프로토콜을 사용하고, Air Interface로 기지국간 동기를 필요로 하는 동기식을 사용하는데 그 특징이 있다.

UMTS는 3GPP(Third Generation Partnership Projects)에서 표준화가 진행되고 있다. UMTS는 Core Network로 GSM(Global System for Mobile Communications) 기반의 GSM-MAP(GSM Mobile Application Part)을 사용하고 Air Interface로 기지국간 동기를 필요로 하지 않는 비동기식을 사용하는데 그 특징이 있다.

3GPP에서는 시스템 표준의 진화에 Release 개념을 사용하는데, Release 6에서 진행되고 있는 이슈 중 중요한 것으로 3GPP-무선랜 연동(3GPP-WLAN Interworking)이 있다. 3GPP-무선랜 연동의 목적은 3GPP의 서비스 및 기능을 WLAN(Wireless Local Area Network) 접속 환경의 사용자에게도 제공하기 위한 것이다. 3GPP-무선랜 연동의 표준화가 계속 진행 중이지만, 3GPP-무선랜 연동과 관련하여 서비스 품질(Quality of Service, QoS)을 제공하기 위한 서비스 품질 망의 구조가 제시되고 있지 않다.

3세대 이동통신 시스템은 회선 교환 방식(Circuit-Switched)과 대비되는 패킷 교환 방식(Packet-Switched)의 서비스를 제공한다. 패킷 교환 방식은 통신 메시 지를 적당한 크기로 나누고, 패킷이라 불리는 데이터 단위에 목적지 주소와 적당한 크기로 나눈 통신 메시지를 담아 네트워크를 통해 전송하는 방식이다. 특히 3세대 이동통신 시스템은 인터넷 프로토콜(Internet Protocol, IP)을 기반으로 네트워크의 각 노드가 통신하는 ALL-IP 네트워크로서, 3세대 이동통신 시스템에서는 통신 메시지가 인터넷 프로토콜에 의해 교환된다. 패킷 교환 방식에서는 통신 메시지를 다수의 패킷으로 나눔으로써 다수의 사용자가 네트워크 내의 동일한 경로(채널)을 공유할 수 있다. 만약 네트워크 상의 노드에 입력되는 패킷의 유형이 모두 동일하다면 해당 노드는 입력되는 패킷 또는 패킷의 집합에 대해 동일한 우선 순위 또는 동일한 정책을 적용하여도 무방하다. 이를 베스트 에포트(Best Effort) 방식이라 한다. 그러나 현재의 네트워크는 대역폭을 무한히 확장할 수 없고, 화상 전화, 방송, 멀티미디어, VoIP와 관련된 서로 다른 유형의 패킷을 다루므로, 이러한 베스트 에포트 방식만으로는 각 패킷에 적합한 서비스 품질을 제공하지 못한다. 특히 3세대 이동통신 서비스는 그 목표가 음성 서비스, 이미지, 동화상 제공, 영상 전화, 인터넷 접속 등 다양한 서비스를 제공하는데 있으므로 서비스 품질을 위한 표준화가 요구되고 있다. 그러나 앞서 설명한 바와 같이 3GPP-무선랜 연동과 관련하여 서비스 품질(Quality of Service)을 제공하기 위한 서비스 품질 망의 구조는 없는 실정이다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 효율적인 서비스 품질 협상이 가능한 망 연동 시스템 및 이 시스템에서의 서비스 품질 협상 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 한 특징에 따른 망 연동 시스템은 사용자 단말이 무선 접속하는 무선 접속 장치를 포함하는 무선 접속망, 패킷 교환 서비스를 제공하는 종단 장치를 포함하는 패킷 교환 서비스망, 상기 무선 접속망과 상기 패킷 교환 서비스망을 연결하는 핵심망 및 상기 핵심망과 상기 패킷 교환 서비스망을 중계하는 게이트웨이를 포함하는 시스템으로서, 상기 사용자 단말과 상기 무선 접속 장치 사이에서 무선 환경에 따라 제공받을 수 있는 서비스 품질에 따라 형성되는 제1 베어러; 상기 사용자 단말과 상기 게이트웨이 사이에서 사용자 데이터의 종류에 따라 제공받을 수 있는 서비스 품질에 따라 형성되는 제2 베어러; 상기 게이트웨이와 상기 종단 장치 사이에서 상기 패킷 교환 서비스망이 제공가능한 서비스 품질에 따라 형성되는 제3 베어러; 및 상기 사용자 단말과 상기 종단 장치에서 데이터 처리 능력에 따른 서비스 품질에 따라 형성되는 제4 베어러를 포함한다.

본 발명의 다른 특징에 따른 망 연동 시스템은 사용자 단말이 무선 접속하는 무선 접속망, 패킷 교환 서비스를 제공하는 패킷 교환 서비스망, 상기 무선 접속망과 상기 패킷 교환 서비스망을 연결하는 핵심망을 포함하는 시스템으로서, 상기 무선 접속망에 포함되어 상기 사용자 단말에 제공가능한 무선 자원에 관한 제1 서비스 품질을 상기 사용자 단말과 협상하는 무선 접속 장치; 상기 핵심망 및 상기 패킷 교환 서비스망을 중계하는 게이트웨이; 및 상기 패킷 교환 서비스망에 포함되어 데이터 처리 능력의 차이에 따른 제2 서비스 품질을 상기 사용자 단말과 협상하는 종단 장치를 포함하고, 상기 게이트웨이는 상기 패킷 교환 서비스망이 제공하는 제 3 서비스 품질을 상기 종단 장치와 협상하고, 사용자 데이터의 종류에 따라 제공가능한 제4 서비스 품질을 상기 사용자 단말과 협상한다.

본 발명의 한 특징에 따른 서비스 품질 협상 방법은 사용자 단말이 무선 접속하는 무선 접속망, 패킷 교환 서비스를 제공하는 종단 장치를 포함하는 패킷 교환 서비스망, 상기 무선 접속망과 상기 패킷 교환 서비스망을 연결하는 핵심망 및 상기 핵심망과 상기 패킷 교환 서비스망을 중계하는 게이트웨이를 포함하는 망 연동 시스템에서 상기 사용자 단말이 서비스 품질을 협상하는 방법으로서, 무선 환경에 따라 제공받을 수 있는 서비스 품질을 상기 무선 접속망에 포함된 무선 접속 장치와 협상하는 제1 베어러를 생성하는 단계; 사용자 데이터의 종류에 따라 제공받을 수 있는 서비스 품질을 상기 게이트웨이와 협상하는 제2 베어러를 생성하는 단계; 및 상기 종단 장치의 데이터 처리 능력에 따라 제공받을 수 있는 서비스 품질을 상기 종단 장치와 협상하는 제3 베어러를 생성하는 단계를 포함하고, 상기 게이트웨이는 상기 패킷 교환 서비스망이 제공가능한 서비스 품질을 상기 종단 장치와 협상한다.

본 발명의 다른 특징에 따른 서비스 품질 방법은 사용자 단말이 무선 접속하는 무선 접속망, 패킷 교환 서비스를 제공하는 종단 장치를 포함하는 패킷 교환 서비스망, 상기 무선 접속망과 상기 패킷 교환 서비스망을 연결하는 핵심망을 포함하는 망 연동 시스템에서 상기 핵심망과 상기 패킷 교환 서비스망을 중계하는 게이트웨이의 서비스 품질 협상 방법으로서, 사용자 데이터의 종류에 따라 제공가능한 서비스 품질을 상기 사용자 단말과 협상하는 제1 베어러를 생성하는 단계; 상기 패킷 교환 서비스망이 제공하는 서비스 품질을 상기 종단 장치와 협상하는 제2 베어러를 생성하는 단계를 포함하고, 상기 사용자 단말은 무선 환경에 따라 제공받을 수 있는 서비스 품질을 상기 무선 접속망에 포함된 무선 접속 장치와 협상하는 제3 베어러를 생성하고, 상기 종단 장치의 데이터 처리 능력에 따라 제공받을 수 있는 서비스 품질을 상기 종단 장치와 협상하는 제4 베어러를 생성한다.

본 발명의 또 다른 특징에 따른 서비스 품질 협상 방법은 사용자 단말이 무선 접속하며 패킷 교환 서비스를 제공하는 제1 패킷 교환 서비스망에 연결되는 무선 접속망, 패킷 교환 서비스를 제공하는 제2 패킷 교환 서비스망, 상기 무선 접속망과 상기 제2 패킷 교환 서비스망을 연결하는 핵심망을 포함하는 망 연동 시스템에서 상기 사용자 단말이 서비스 품질을 협상하는 방법으로서, 상기 핵심망으로부터 인증을 획득하는 단계; 무선 환경에 따른 서비스 품질을 상기 무선 접속망에 포함되는 무선 접속 장치와 협상하는 제1 베어러를 생성하는 단계; 데이터 처리 능력에 따른 서비스 품질을 상기 제1 패킷 교환 서비스망에 포함되는 종단 장치와 협상하는 제2 베어러를 생성하는 단계를 포함하고, 상기 무선 접속 장치는 상기 제1 패킷 교환 서비스망이 제공가능한 서비스 품질을 상기 종단 장치와 협상하는 제3 베어러를 생성한다.

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 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설 명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

이제 본 발명의 실시예에 따른 3GPP-무선랜 연동 시스템에 대하여 도 1을 참고로 하여 상세하게 설명한다.

도 1에 도시된 바와 같이 3GPP-무선랜 연동 시스템은 무선랜 사용자 장치(WLAN User Equipment)(10), 무선랜 액세스망(WLAN Access Network)(1), 3GPP 핵심망(2), 3GPP 패킷 교환 서비스망(3GPP Packet-Switched Service Network)(3), 인터넷 또는 인트라넷(4)를 포함한다.

무선랜 사용자 장치(10)는 3GPP 패킷 교환 서비스망(3)에 가입된 사용자 단말로 무선랜 액세스망(1)에 접속할 수 있는 장치이다. 무선랜 사용자 장치(10)는 무선랜 액세스망(1)에만 접속할 수도 있고, 무선랜 액세스망(1) 및 3GPP 액세스 망에 모두 접속할 수도 있다. 여기서 3GPP 액세스 망은 WCDMA 무선 접속을 제공하는 노드B 및 이 노드B를 제어하는 RNC(Radio Network Controller)를 포함하는 네트워크로서 이 3GPP 액세스 망에 접속할 수 있는 단말 장치는 3GPP 액세스 망을 통해 3GPP 패킷 교환 서비스망(3)에 접속한다. 무선랜 사용자 장치(10)는 무선랜 카드를 포함하는 이동 장치, 랩탑 컴퓨터, 노트북 컴퓨터나 PDA가 될 수 있고, 무선랜 카드 및 3GPP 액세스 모듈을 포함하는 이동 장치, 랩탑 컴퓨터, 노트북 컴퓨터나 PDA가 될 수도 있다.

무선랜 액세스망(1)은 무선랜 사용자 장치(10)에 무선랜 접속을 제공하는 네트워크로서 무선랜 사용자 장치(10)와 무선랜 접속을 하는 하나 이상의 무선랜 액세스 포인트(WLAN Access Point, WLAN AP)(20)를 포함한다. 본 발명의 실시예에서는 무선 접속 규격으로 IEEE 802.11에 규정된 무선 액세스 프로토콜에 따른 무선랜을 사용하였지만, 반드시 이에 한정될 필요는 없다. 따라서 무선랜 액세스망(1)은 통상의 무선 접속망이 되어도 무방하고, 무선랜 액세스 포인트는 기지국, 노드B에 해당하는 무선 접속 장치가 되어도 무방하다.

3GPP 핵심망(2)은 무선랜 액세스망(1)과 3GPP 패킷 교환 서비스망(3)을 연결하는 코어 네트워크이다. 3GPP 핵심망(2)은 무선랜 액세스 게이트웨이(WLAN Access Gateway)(30), 패킷 데이터 게이트웨이(Packet Data Gateway)(40) 및 3GPP AAA 서버(3GPP Authentication Authorization Accounting Server)(60)를 포함한다.

무선랜 액세스 게이트웨이(30)는 무선랜 액세스망(1)과 3GPP 핵심망(2)를 중계하는 게이트웨이이다. 무선랜 액세스망(1)과 3GPP 핵심망(2)는 서로 다른 프로토콜을 가지고 있으므로, 무선랜 액세스 게이트웨이(30)는 프로토콜의 변환을 수행하여 무선랜 액세스망(1)과 3GPP 핵심망(2) 간에 정보를 교환할 수 있게 한다.

패킷 데이터 게이트웨이(40)는 3GPP 핵심망(2)와 3GPP 패킷 교환 서비스망(3)을 중계하는 게이트웨이이다. 3GPP 핵심망(2)와 3GPP 패킷 교환 서비스망(3)은 서로 다른 프로토콜을 가지고 있으므로, 패킷 데이터 게이트웨이(40)는 프로토콜의 변환을 수행하여 3GPP 핵심망(2)과 3GPP 패킷 교환 서비스망(3) 간에 정보를 교환할 수 있게 한다.

3GPP 패킷 교환 서비스망(3)은 3GPP에서 규정하는 패킷 교환 서비스망으로, 무선랜 사용자 장치(10)에 3GPP 패킷 교환 서비스를 제공한다. 무선랜 사용자 장치(10)가 무선랜 액세스망(1) 및 3GPP 핵심망(2)을 경유하여 3GPP 패킷 교환 서비스망(3)으로부터 3GPP 패킷 교환 서비스를 제공받는 것을 통상적으로 무선랜 3GPP IP 액세스(WLAN 3GPP IP Access)라고 한다. 3GPP 패킷 교환 서비스망(3)에 포함되어 무선랜 사용자 장치(10)에 3GPP 패킷 교환 서비스를 제공하는 서버 등의 종단의 네트워크 노드를 종단 장치(50)라고 칭하도록 한다.

한편, 무선랜 사용자 장치(10)가 무선랜 액세스망(1)을 통해 인터넷 또는 인트라넷(4)에 직접 접속하여 IP 기반 서비스를 제공받는 것을 통상적으로 무선랜 직접 IP 연결(WLAN Direct IP Access)이라고 한다. 인터넷 또는 인트라넷(4)에도 종단 장치(60)가 포함되어 있어 이 종단 장치(60)가 IP 기반 서비스를 제공한다.

3GPP AAA 서버(60)는 3GPP-무선랜 연동에서 사용자 인증, 서비스 권한 및 과금을 담당하는 서버이다. 무선랜 사용자 장치(10)는 무선랜 3GPP IP 액세스 또는 무선랜 직접 IP 연결을 위해 3GPP AAA 서버(60)에 인증을 수행한다. 그리고 3GPP AAA 서버(60)는 무선랜 사용자 장치(10)가 제공받은 서비스 품질, 망 사용량, 대역폭 사용량에 따라 과금을 수행한다.

인터넷 또는 인트라넷(4)은 일종의 패킷 교환 서비스망으로, 인터넷 서비스 를 제공하는 종단 장치(70)를 포함한다.

다음은 도 2를 참고하여 본 발명의 실시예에 따른 무선랜 직접 IP 액세스를 위한 서비스 품질 망 구조를 설명한다.

도 2에 도시된 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 무선랜 직접 IP 연결을 위한 네트워크는 무선랜 사용자 장치(10), 무선랜 액세스 포인트(20) 및 종단 장치(70)를 포함하고, 본 발명의 실시예에 따른 무선랜 직접 IP 연결을 위한 서비스 품질 망 구조는 무선랜 베어러 서비스(WLAN Bearer Service)(110), 외부 베어러 서비스(External Bearer Service)(120), 종단간 베어러 서비스(End-to-End Bearer Service)(130)를 포함한다.

베어러 서비스는 계약 또는 협상된 서비스 품질에 따라 사용자 데이터를 교환(송수신)하는 서비스이다. 베어러 서비스는 서비스 품질 협상을 위한 제어 시그널링, 서비스 품질 협상에 따른 베어러의 생성, 생성된 베어러를 통한 사용자 데이터 교환, 서비스 품질 관리 기능을 포함한다. 여기서 베어러는 협상된 서비스 품질에 따른 정보 전달 경로이다.

무선랜 사용자 장치(10)는 무선랜 액세스 포인트(20)와 무선 자원의 할당에 관련된 서비스 품질 협상을 진행하는데, 이 협상을 통해 무선랜 사용자 장치(10)와 무선랜 액세스 포인트(20) 사이에는 협상된 서비스 품질을 지원하는 베어러인 무선 채널이 형성된다. 무선랜 베어러 서비스(110)는 이와 같은 무선 채널의 형성 및 관 리, 그리고 협상된 서비스 품질에 따른 사용자 데이터의 전달 기능을 가진다. 즉, 무선랜 사용자 장치(10)와 무선랜 액세스 포인트(20) 사이에서 사용자 데이터는 협상된 서비스 품질을 지원하는 무선 채널을 통해 교환된다.

무선랜 액세스 포인트(20)과 종단 장치(70) 사이에서는 인터넷 또는 인트라넷(4)이 제공 가능한 서비스 품질에 대해 협상이 이루어지고, 협상된 서비스 품질을 지원하는 베어러가 형성된다. 따라서 외부 베어러 서비스(120)는 이와 같은 베어러의 형성 및 관리, 그리고 협상된 서비스 품질에 따른 사용자 데이터의 전달 기능을 가진다.

무선랜 사용자 장치(10) 및 종단 장치(70)는 데이터 처리 능력이 서로 다르다. 특히 무선랜 사용자 장치(10) 및 종단 장치(70)은 OSI 모델에 따른 네트워크 계층 및 그 이상의 계층(전송 계층, 세션 계층, 표현 계층, 응용 계층)에서 데이터 처리 능력이 서로 다르다. 따라서 예를 들어 제1 단말 노드가 제2 단말 노드에게 제2 단말 노드가 처리 불가능한 정도로 빨리 데이터를 보내면 제2 단말 노드에서는 데이터를 분실하는 등 오류가 발생한다. 따라서 무선랜 사용자 장치(10) 및 종단 장치(70)는 데이터 처리 능력에 따른 서비스 품질을 협상하고, 무선랜 사용자 장치(10) 및 종단 장치(70) 사이에는 협상된 서비스 품질을 지원하는 베어러가 형성된다. 종단간 베어러 서비스(130)는 이와 같은 베어러의 형성 및 관리, 그리고 협상된 서비스 품질에 따른 사용자 데이터의 전달 기능을 가진다.

다음은 본 발명의 실시예에 따른 무선랜 직접 IP 연결을 위한 서비스 품질 망 구조에 따른 망 구성 요소간의 서비스 품질 협상 및 수락 절차를 도 3을 참고하 여 설명한다.

무선랜 사용자 장치(10) 및 무선랜 액세스망(1) 사이에 무선랜 베어러 서비스(110)를 제공하기 위하여 무선랜 베어러 서비스 협상 및 수락 절차(210)가 요구된다. 이 과정에서 협상되는 서비스 품질 파라미터는 Minimum Service Interval, Maximum Service Interval, Inactivity Interval, Suspension Interval, Surplus Bandwidth Allowance, Medium Time 등이 있을 수 있다. 이와 같은 무선랜 베어러 서비스(110)를 위해 협상되는 서비스 품질 파라미터는 IEEE 802.11e에 규정되어 있다.

무선랜 액세스망(1) 및 종단 장치(70) 사이에 외부 베어러 서비스(120)를 제공하기 위하여 외부 베어러 서비스 협상 및 수락 절차(220)가 요구된다. 이 과정에서는 IP 패킷 전송 관련 서비스 품질 파라미터(IP Traffic Specification parameters)가 협상된다.

무선랜 사용자 장치(10) 및 종단 장치(70) 사이에 종단간 베어러 서비스(130)를 제공하기 위하여 종단간 베어러 서비스 협상 및 수락 절차(230)가 요구된다. 이 과정에서 협상되는 서비스 품질 파라미터는 IP 기반 응용 서비스 전송에 관련된 서비스 품질 파라메터인 peak rate, token bucket size, token generation rate, minimum datagram size, maximum datagram size, bandwidth, slck term 등이 있을 수 있다.

다음은 본 발명의 실시예에 따른 무선랜 3GPP IP 연결을 위한 서비스 품질 망 구조를 도 4를 참고하여 설명한다.

도 4에 도시된 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 무선랜 3GPP IP 연결을 위한 네트워크는 무선랜 사용자 장치(10), 무선랜 액세스 포인트(20), 무선랜 액세스 게이트웨이(30), 패킷 데이터 게이트웨이(40), 종단 장치(50)를 포함하고, 본 발명의 실시예에 따른 무선랜 3GPP IP 연결을 위한 서비스 품질 망 구조는 무선랜 베어러 서비스(WLAN Bearer Service)(310), 무선랜 3GPP IP 연결 베어러 서비스(320), 외부 베어러 서비스(External Bearer Service)(330), 종단간 베어러 서비스(End-to-End Bearer Service)(340)를 포함한다.

무선랜 사용자 장치(10)는 무선랜 액세스 포인트(20)와 무선 자원의 할당에 관련된 서비스 품질 협상을 진행하는데, 이 협상을 통해 무선랜 사용자 장치(10)와 무선랜 포인트(20) 사이에는 협상된 서비스 품질을 지원하는 베어러인 무선 채널이 형성된다. 무선랜 베어러 서비스(310)는 이와 같은 베어러(이하에서 무선랜 베어러라고 함)의 형성 및 관리, 그리고 협상된 서비스 품질에 따른 사용자 데이터의 전달 기능을 가진다. 즉, 무선랜 사용자 장치(10)와 무선랜 액세스 포인트(20) 사이에서 사용자 데이터는 협상된 서비스 품질을 지원하는 무선 채널을 통해 교환된다.

패킷 데이터 게이트웨이(40)와 종단 장치(50) 사이에서는 인터넷 또는 인트 라넷(4)이 제공 가능한 서비스 품질에 대해 협상이 이루어지고, 협상된 서비스 품질을 지원하는 베어러가 형성된다. 따라서 외부 베어러 서비스(330)는 이와 같은 베어러(이하에서 외부 베어러라고 함)의 형성 및 관리, 그리고 협상된 서비스 품질에 따른 사용자 데이터의 전달 기능을 가진다.

무선랜 사용자 장치(10)는 패킷 데이터 게이트웨이(40)와 무선랜 3GPP IP 연결을 하는데 필요한 서비스 품질을 협상하는데 무선랜 사용자 장치(10)는 사용자 데이터의 종류에 따라 서로 다른 서비스 품질을 제공받게 된다. 즉, 예를 들어 사용자 데이터가 주문형 비디오(Video On Demand, VOD)에 관한 것이면 무선랜 사용자 장치(10)는 최대 전달 지연 및 지연 변동이 작은 서비스 품질을 제공받기 위해 패킷 데이터 게이트웨이(40)와 협상한다. 한편 다른 예를 들어 사용자 데이터가 인터넷 서비스에 관한 것이면 무선랜 사용자 장치(10)는 지연 변동이 상대적으로 큰 서비스 품질을 패킷 데이터 게이트웨이(40)와 협상하고, 대신 저렴한 요금을 부과받을 수 있다. 따라서 무선랜 사용자 장치(10)는 무선랜 3GPP IP 연결을 하는데 필요한 서비스 품질을 패킷 데이터 게이트웨이(40)와 협상하게 되고, 무선랜 사용자 장치(10)와 패킷 데이터 게이트웨이(40) 사이에는 협상된 서비스 품질이 지원되는 베어러가 형성된다. 무선랜 3GPP IP 연결 베어러 서비스(320)는 이와 같은 베어러(이하에서 무선랜 3GPP IP 연결 베어러라고 함)의 형성 및 관리, 그리고 협상된 서비스 품질에 따른 사용자 데이터의 전달 기능을 가진다. 특히, 무선랜 3GPP IP 연결 베어러 서비스(320)는 사용자 데이터를 암호화할 수도 있다. 무선랜 사용자 장치(10)가 통신을 하고자 하는 대상은 3GPP 패킷 교환 서비스망(3)의 종단 장치(50)이 므로 사용자 데이터가 3GPP 패킷 교환 서비스망(3)에 이르기까지의 경로에 있어서 보안이 문제될 수도 있다. 따라서 무선랜 3GPP IP 연결 베어러 서비스(320)가 사용자 데이터를 암호화하는 서비스를 추가적으로 제공한다면, 무선랜 사용자 장치(10)와 3GPP 패킷 교환 서비스망(3) 사이에 교환되는 사용자 데이터의 보안 문제가 해결될 수 있다.

무선랜 사용자 장치(10) 및 종단 장치(50)는 데이터 처리 능력이 서로 다르다. 특히 무선랜 사용자 장치(10) 및 종단 장치(50)은 OSI 모델에 따른 네트워크 계층 및 그 이상의 계층(전송 계층, 세션 계층, 표현 계층, 응용 계층)에서 데이터 처리 능력이 서로 다르다. 따라서 예를 들어 제1 단말 노드가 제2 단말 노드에게 제2 단말 노드가 처리 불가능한 정도로 빨리 데이터를 보내면 제2 단말 노드에서는 데이터를 분실하는 등 오류가 발생한다. 따라서 무선랜 사용자 장치(10) 및 종단 장치(50)는 데이터 처리 능력에 따른 서비스 품질을 협상하고, 무선랜 사용자 장치(10) 및 종단 장치(50) 사이에는 협상된 서비스 품질을 지원하는 베어러가 형성된다. 종단간 베어러 서비스(340)는 이와 같은 베어러(이하에서 종단간 베어러라고 함)의 형성 및 관리, 그리고 협상된 서비스 품질에 따른 사용자 데이터의 전달 기능을 가진다.

다음은 본 발명의 실시예에 따른 무선랜 3GPP IP 연결을 위한 서비스 품질 망 구조에 따른 망 구성 요소 간의 서비스 품질 협상 및 수락 절차를 도 5를 참고하여 설명한다.

무선랜 사용자 장치(10) 및 무선랜 액세스 포인트(20) 사이에 무선랜 베어러 서비스(310)가 제공되기 위하여 무선랜 베어러 서비스 협상 및 수락 절차(410)가 요구된다. 이 과정에서 협상되는 서비스 품질 파라미터는 Minimum Service Interval, Maximum Service Interval, Inactivity Interval, Suspension Interval, Surplus Bandwidth Allowance, Medium Time 등이 있을 수 있다.

무선랜 사용자 장치(10) 및 패킷 데이터 게이트웨이(40) 사이에 무선랜 3GPP IP 연결 베어러 서비스(320)가 제공되기 위해서 무선랜 3GPP IP 연결 베어러 서비스 협상 및 수락 절차(420)가 요구된다. 이 과정에서 Maximum SDU size (octets), Transfer delay, Traffic handling priority 등이 협상될 수 있다.

Maximum SDU size (octets)는 사용자 데이터 전송에 있어서 허용 가능한 서비스 데이터 단위(Service Data Unit, SDU)의 최대 크기이다. 여기서 SDU는 데이터 통신을 수행하는 각 노드를 계층으로 구분할 때 동위 계층 간에 논리적인 통신로를 경유하여 교환되는 데이터 단위를 의미한다.

Transfer delay는 SDU가 전송되는데 허용되는 최대 지연이다.

Traffic handling priority는 트래픽의 처리에 대한 우선 순위이며, 승인 제어(Admission Control), 스케줄링 등을 위해서 필요한 경우 사용되는 값이다.

패킷 데이터 게이트웨이(40) 및 종단 장치(50) 사이에 외부 베어러 서비스(330)를 제공하기 위하여 외부 베어러 서비스 협상 및 수락 절차(430)가 요구된다. 이 과정에서는 IP 패킷 전송 관련 서비스 품질 파라미터(IP Traffic Specification parameters)가 협상된다.

무선랜 사용자 장치(10) 및 종단 장치(50) 사이에 종단간 베어러 서비스(340)를 제공하기 위하여 종단간 베어러 서비스 협상 및 수락 절차(440)가 요구된다. 이 과정에서 협상되는 서비스 품질 파라미터는 IP 기반 응용 서비스 전송에 관련된 서비스 품질 파라메터인 peak rate, token bucket size, token generation rate, minimum datagram size, maximum datagram size, bandwidth, slck term 등이 있을 수 있다.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 무선랜 사용자 장치(10)가 3GPP-무선랜 연동 시스템과 서비스 품질을 협상하는 절차를 도시한 흐름도이다.

먼저 무선랜 사용자 장치(10)는 무선 환경에 따라 제공받을 수 있는 서비스 품질을 무선랜 액세스 포인트(20)와 협상하여 무선랜 베어러를 생성한다(S110).

그리고 무선랜 사용자 장치(10)는 사용자 데이터의 종류에 따라 제공받을 수 있는 서비스 품질을 패킷 데이터 게이트웨이(40)와 협상하여 무선랜 3GPP IP 연결 베어러를 생성한다(S120). 이때 패킷 데이터 게이트웨이(40)는 3GPP 패킷 교환 서비스망(3)이 제공가능한 서비스 품질을 종단 장치(50)와 협상하여 외부 베어러를 생성한다.

다음 무선랜 사용자 장치(10)는 종단 장치(50)의 데이터 처리 능력에 따라 제공받을 수 있는 서비스 품질을 종단 장치(50)와 협상하여 종단간 베어러를 생성한다(S130).

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 패킷 데이터 게이트웨이(40)의 서비스 품질 협상 방법을 도시한 흐름도이다.

먼저 패킷 데이터 게이트웨이(40)는 사용자 데이터의 종류에 따라 제공가능한 서비스 품질을 무선랜 사용자 장치(10)와 협상하여 무선랜 3GPP IP 연결 베어러를 생성한다(S210). 이때 무선랜 사용자 장치(10)는 무선 환경에 따라 제공받을 수 있는 서비스 품질을 무선랜 액세스 포인트(20)와 협상하여 무선랜 베어러를 생성하고, 종단 장치(50)의 데이터 처리 능력에 따라 제공받을 수 있는 서비스 품질을 종단 장치(50)와 협상하여 종단간 베어러를 생성한다.

다음, 패킷 데이터 게이트웨이(40)는 3GPP 패킷 교환 서비스망(3)이 제공하는 서비스 품질을 종단 장치(50)와 협상하여 외부 베어러를 생성한다(S220).

도 8은 본 발명의 실시예에 따른 무선랜 사용자 장치(10)가 무선랜 직접 IP 연결을 수행할 때의 서비스 품질 협상 방법을 도시한 흐름도이다.

먼저, 무선랜 사용자 장치(10)는 3GPP 핵심망(2)에 포함된 3GPP AAA 서버(60)로부터 인증을 획득한다(S310).

그리고, 무선랜 사용자 장치(10)는 무선 환경에 따른 서비스 품질을 무선랜 액세스 포인트(20)와 협상하여 무선랜 베어러를 생성한다(S320). 이때, 무선랜 액세스 포인트(20)는 인터넷 또는 인트라넷(4)이 제공가능한 서비스 품질을 종단 장치(70)와 협상하여 외부 베어러를 생성한다.

다음, 무선랜 사용자 장치(10)는 데이터 처리 능력에 따른 서비스 품질을 종단 장치(70)와 협상하여 종단간 베어러를 생성한다(S330).

이상에서 설명한 본 발명의 실시예는 3GPP-무선랜 연동 시스템에서 설명되었지만, 사용자 단말이 무선 접속하는 무선 접속 장치를 포함하는 무선 접속망, 패킷 교환 서비스를 제공하는 종단 장치를 포함하는 패킷 교환 서비스망, 무선 접속망과 패킷 교환 서비스망을 연결하는 핵심망, 핵심망과 패킷 교환 서비스망을 중계하는 게이트웨이를 포함하는 망 연동 시스템에서도 구현가능하다.

한편, 이상에서 설명한 본 발명의 실시예는 장치 및 방법을 통해서만 구현이 되는 것은 아니며, 본 발명의 실시예의 구성에 대응하는 기능을 실현하는 프로그램 또는 그 프로그램이 기록된 기록 매체를 통해 구현될 수도 있으며, 이러한 구현은 앞서 설명한 실시예의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야의 전문가라면 쉽게 구현할 수 있는 것이다.

이상에서 본 발명의 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.

본 발명에 따르면 무선랜 사용자 장치는 3GPP 무선랜 연동 시스템에서 효율적인 서비스 품질 협상을 통해 3GPP 패킷 교환 서비스망의 종단 장치와 사용자 데이터를 교환할 수 있다.

또한 본 발명에 따르면 3GPP 패킷 교환 서비스망의 입장에서의 이종망인 무선랜 액세스망에의 보안이 보장되므로 무선랜 사용자 장치는 3GPP 무선랜 연동 시 스템에서 무선랜 액세스망에 무선 접속을 할 때 데이터의 보안을 유지하면서 종단 장치와 사용자 데이터를 교환할 수 있다.

Claims

사용자 단말이 무선 접속하는 무선 접속 장치를 포함하는 무선 접속망;

패킷 교환 서비스를 제공하는 종단 장치를 포함하는 패킷 교환 서비스망;

상기 무선 접속망과 상기 패킷 교환 서비스망을 연결하는 핵심망; 및

상기 핵심망과 상기 패킷 교환 서비스망을 중계하는 게이트웨이를 포함하고,

상기 사용자 단말과 상기 무선 접속 장치 사이에서 무선 환경에 따라 제공받을 수 있는 서비스 품질에 따른 제1 베어러와,

상기 사용자 단말과 상기 게이트웨이 사이에서 사용자 데이터의 종류에 따라 제공받을 수 있는 서비스 품질에 따른 제2 베어러와,

상기 게이트웨이와 상기 종단 장치 사이에서 상기 패킷 교환 서비스망이 제공가능한 서비스 품질에 따른 제3 베어러와,

상기 사용자 단말과 상기 종단 장치에서 데이터 처리 능력에 따른 서비스 품질에 따른 제4 베어러를 형성하는 망 연동 시스템.
사용자 단말이 무선 접속하는 무선 접속망, 패킷 교환 서비스를 제공하는 패킷 교환 서비스망, 상기 무선 접속망과 상기 패킷 교환 서비스망을 연결하는 핵심망을 포함하는 망 연동 시스템에 있어서,

상기 무선 접속망에 포함되어 상기 사용자 단말에 제공가능한 무선 자원에 관한 제1 서비스 품질을 상기 사용자 단말과 협상하는 무선 접속 장치;

상기 핵심망 및 상기 패킷 교환 서비스망을 중계하는 게이트웨이; 및

상기 패킷 교환 서비스망에 포함되어 데이터 처리 능력의 차이에 따른 제2 서비스 품질을 상기 사용자 단말과 협상하는 종단 장치를 포함하고,

상기 게이트웨이는 상기 패킷 교환 서비스망이 제공하는 제3 서비스 품질을 상기 종단 장치와 협상하고, 사용자 데이터의 종류에 따라 제공가능한 제4 서비스 품질을 상기 사용자 단말과 협상하는 망 연동 시스템.
제2항에 있어서,

상기 제4 서비스 품질을 상기 사용자 단말에 제공함에 따른 과금을 수행하는 과금 서버를 더 포함하는 망 연동 시스템.
사용자 단말이 무선 접속하는 무선 접속망, 패킷 교환 서비스를 제공하는 종단 장치를 포함하는 패킷 교환 서비스망, 상기 무선 접속망과 상기 패킷 교환 서비스망을 연결하는 핵심망 및 상기 핵심망과 상기 패킷 교환 서비스망을 중계하는 게이트웨이를 포함하는 망 연동 시스템에서 상기 사용자 단말이 서비스 품질을 협상하는 서비스 품질 협상 방법에 있어서,

무선 환경에 따라 제공받을 수 있는 서비스 품질을 상기 무선 접속망에 포함된 무선 접속 장치와 협상하는 제1 베어러를 생성하는 단계;

사용자 데이터의 종류에 따라 제공받을 수 있는 서비스 품질을 상기 게이트웨이와 협상하는 제2 베어러를 생성하는 단계;

상기 종단 장치의 데이터 처리 능력에 따라 제공받을 수 있는 서비스 품질을 상기 종단 장치와 협상하는 제3 베어러를 생성하는 단계를 포함하고,

상기 게이트웨이는 상기 패킷 교환 서비스망이 제공가능한 서비스 품질을 상기 종단 장치와 협상하는 서비스 품질 협상 방법.
사용자 단말이 무선 접속하는 무선 접속망, 패킷 교환 서비스를 제공하는 종단 장치를 포함하는 패킷 교환 서비스망, 상기 무선 접속망과 상기 패킷 교환 서비스망을 연결하는 핵심망을 포함하는 망 연동 시스템에서 상기 핵심망과 상기 패킷 교환 서비스망을 중계하는 게이트웨이의 서비스 품질 협상 방법에 있어서,

사용자 데이터의 종류에 따라 제공가능한 서비스 품질을 상기 사용자 단말과 협상하는 제1 베어러를 생성하는 단계;

상기 패킷 교환 서비스망이 제공하는 서비스 품질을 상기 종단 장치와 협상하는 제2 베어러를 생성하는 단계를 포함하고,

상기 사용자 단말은 무선 환경에 따라 제공받을 수 있는 서비스 품질을 상기 무선 접속망에 포함된 무선 접속 장치와 협상하는 제3 베어러를 생성하고, 상기 종단 장치의 데이터 처리 능력에 따라 제공받을 수 있는 서비스 품질을 상기 종단 장치와 협상하는 제4 베어러를 생성하는 서비스 품질 협상 방법.
사용자 단말이 무선 접속하며 패킷 교환 서비스를 제공하는 제1 패킷 교환 서비스망에 연결되는 무선 접속망, 패킷 교환 서비스를 제공하는 제2 패킷 교환 서 비스망, 상기 무선 접속망과 상기 제2 패킷 교환 서비스망을 연결하는 핵심망을 포함하는 망 연동 시스템에서 상기 사용자 단말이 서비스 품질을 협상하는 서비스 품질 협상 방법에 있어서,

상기 핵심망으로부터 인증을 획득하는 단계;

무선 환경에 따른 서비스 품질을 상기 무선 접속망에 포함되는 무선 접속 장치와 협상하는 제1 베어러를 생성하는 단계;

데이터 처리 능력에 따른 서비스 품질을 상기 제1 패킷 교환 서비스망에 포함되는 종단 장치와 협상하는 제2 베어러를 생성하는 단계를 포함하고,

상기 무선 접속 장치는 상기 제1 패킷 교환 서비스망이 제공가능한 서비스 품질을 상기 종단 장치와 협상하는 제3 베어러를 생성하는 서비스 품질 협상 방법.