KR101137511B1 - 무선 휴대 인터넷 시스템에서의 비정상 단말 검색 및 해제방법, 그리고 그 장치 - Google Patents

무선 휴대 인터넷 시스템에서의 비정상 단말 검색 및 해제방법, 그리고 그 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 무선 휴대 인터넷 시스템에서의 비정상 단말 검색 및 해제 방법, 그리고 그 장치에 관한 것이다.
상기 장치는 단말의 주기적인 레인징을 이용하여, 상기 레인징시 제공되는 레인징 코드를 토대로 비정상 단말을 포함하는 비정상 그룹을 검색하고, 검색된 비정상 그룹에 포함되는 단말들에게만 동작 상태를 확인하기 위한 접속 유지 메시지를 송신하여 비정상 단말을 검색한다. 그리고 비정상 단말들에 대한 접속을 해제한다.
따라서, 비정상 단말에 대하여 부여되는 무선 자원의 낭비를 방지하고 자원을 보다 효율적으로 사용할 수 있다. 또한 비정상 그룹으로 판단된 그룹의 단말에 대해서만 2차 검색을 수행함으로써, 비정상 단말을 검색하는데 따라 발생될 수 있는 시스템 부하를 방지할 수 있다.
무선 휴대 인터넷, 단말검색, 단말해제, 레인징

Description

무선 휴대 인터넷 시스템에서의 비정상 단말 검색 및 해제 방법, 그리고 그 장치{A method and device for searching and deallocating abnormal terminal in wireless portable internet system}
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 무선 휴대 인터넷의 개요를 도시한 개략도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 무선 휴대 인터넷의 프레임 구조도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 기지국의 구조도이다.
도 4는 도 3에 도시된 접속 트래픽 제어 장치(ATS)의 상세 구조도이다.
도 5는 도 4에 도시된 무선 채널 관리부(RCMB)의 상세 구조도이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 비정상 단말 검색 및 해제 방법의 전체 흐름도이다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 1차 검색 과정의 구체적인 흐름도이다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 2차 검색 과정의 구체적인 흐름도이다.
도 9는 도 8에 도시된 그룹 플래그 설정 과정의 구체적인 흐름도이다.
도 10은 도 8에 도시된 2차 검색 확인 과정의 구체적인 흐름도이다.
도 11은 본 발명의 실시 예에 따른 비정상 단말 검색 및 해제 방법을 수행하는데 요구되는 무선 자원을 나타낸 그래프이다.
본 발명은 무선 휴대 인터넷 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게 말하자면, 무선 휴대 인터넷 시스템에서 비정상적으로 접속되어 있는 단말을 검색하고 해제시키는 방법 및 그 장치에 관한 것이다.
이동 통신 시스템에서 무선 휴대 인터넷은 종래의 무선 LAN 과 같이 고정된 억세스포인트를 이용하는 근거리 데이터 통신 방식에 이동성(mobility)을 더 지원하는 차세대 통신 방식이다.
IEEE 802.16 그룹 등에서 추진중인 무선 휴대 인터넷 시스템은 가입자 단말기가 제1 기지국이 관장하는 셀에서 제2 기지국이 관장하는 셀로 이동하는 경우에도 이동성을 보장하여 끊기지 않는 데이터 통신 서비스를 제공한다. 이러한 무선 휴대 인터넷을 포함한 이동 통신 시스템들은 음성 서비스를 지원하면서도 이와 동시에 고속의 패킷 데이터 서비스까지도 지원할 수 있는 통신 시스템으로 발전하고 있다.
무선 휴대 인터넷 시스템에서 단말이 억세스 포인트(access point :AP) 즉, 기지국에 접속하기 위해서는 레인징(ranging) 기능을 수행해야 한다. 무선 휴대 인터넷 시스템에서 레인징 기능은 단말이 전송한 데이터를 억세스 포인트가 정확하게 수신하도록 상향 링크 상의 전송 파워, 타이밍 및 주파수 오프셋을 조절하는 기능이다. 이를 위해 단말이 주기적으로 CDMA(Code Division Multiple Access) 코드를 전송하면, 기지국은 CDMA 코드를 수신하면서 전송 파워, 타이밍 및 주파수 오프셋을 측정하고 그 값이 정확한 데이터 수신을 위한 범위 안에 있도록 적절한 조정 값을 단말로 전송한다.
이와 같이 단말이 레인징 기능을 이용하여 주기적으로 자신의 상태를 기지국으로 보고하지만, 기지국은 현재 접속되어 있는 단말이 비정상적으로 호를 해제하였을 경우 이를 알 수가 없기 때문에, 해당 단말에 대한 자원을 계속 관리하는 등의 비효율적인 자원 관리 및 무선 자원 낭비가 발생한다.
따라서 접속되어 있는 단말의 상태를 체크하기 위하여, 단말 상태 체크 메시지를 이용하여 단말의 상태를 체크하는 알고리즘이 요구된다. 그러나 현재의 IEEE 802.16e의 스펙에는 단말의 상태를 체크하기 위한 메시지가 정의되어 있지 않다.
또한 단말의 상태를 체크할 수 있는 메시지가 존재한다고 하여도, 현재 서비스 중인 단말의 수가 많은 경우에는 기지국이 각 단말의 상태를 체크하는데 많은 부하가 발생할 수 있으며, 상기 메시지들을 모든 단말로 전송하기 위한 무선 자원이 낭비되는 문제점이 발생한다.
그러므로 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 무선 휴대 인터넷 시스템에서 단말의 동작 상태를 효율적으로 체크하여, 비정상적으로 동작하는 단말을 해제시킬 수 있는 방법 및 장치를 제공하기 위한 것이다.
또한 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 비정상적으로 동작하는 단말에 부여되는 무선 자원의 낭비를 방지하여 단말에 대한 무선 자원 관리의 효율을 높이 고자 하는데 있다.
이러한 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 하나의 특징에 따른 비정상 단말 검색 및 해제 방법은, 무선 휴대 인터넷 시스템에서 비정상 단말을 검색하고 이를 해제하는 방법에서, a) 단말로부터의 레인징 요청에 따라 주기적인 레인징 코드 그룹들 중에서 하나의 그룹 번호를 단말로 할당하고, 할당된 그룹 번호 그리고 해당 레인징 코드를 상기 단말로 전송하는 단계; b) 단말로부터 상기 레인징 코드를 포함하는 레인징 요청 메시지가 전송되면, 상기 레인징 코드가 포함된 코드 그룹을 판별하는 단계; c) 상기 코드 그룹별로 레인징 요청 메시지를 분류 및 처리하여, 상기 코드 그룹 중에서 비정상 단말을 포함하는 비정상 그룹을 검색하는 단계; d) 상기 비정상 그룹에 포함되는 단말들에게만 동작 상태를 확인하기 위한 접속 유지 메시지를 송신하여 비정상 단말을 검색하는 단계; 및 e) 상기 비정상 단말에 대한 접속을 해제하는 단계를 포함한다.
본 발명의 다른 특징에 따른 비정상 단말 검색 및 해제 장치는, 무선 휴대 인터넷 시스템에서 비정상 단말을 검색하고 이를 해제하는 장치에 있어서, 단말로부터의 레인징 요청에 따라 주기적인 레인징 코드 그룹들 중에서 하나의 그룹 번호를 단말로 할당하고, 할당된 그룹 번호 그리고 해당 레인징 코드를 상기 단말로 전송하는 접속 제어부; 및 단말로부터 상기 레인징 코드를 포함하는 레인징 요청 메시지가 전송되면, 상기 레인징 요청 메시지를 토대로 비정상 단말을 검색하는 접속 트래픽 처리부를 포함한다. 이 경우 상기 접속 트래픽 처리부는 상기 레인징 요청 메시지를 코드 그룹별로 분류 및 처리하여, 상기 코드 그룹 중에서 비정상 단말을 포함하는 비정상 그룹을 검색하는 제1 검색 처리 모듈, 및 상기 비정상 그룹에 포함되는 단말들에게만 동작 상태를 확인하기 위한 접속 유지 메시지를 송신하여 비정상 단말을 검색하는 제2 검색 처리 모듈을 포함한다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 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 실시 예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였다.
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.
또한, 본 명세서에서 기재한 모듈(module)이란 용어는 특정한 기능이나 동작을 처리하는 하나의 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 무선 휴대 인터넷 시스템의 구조를 개략적으로 나타낸 도이다.
무선 휴대 인터넷 시스템은 기본적으로 기지국(100,100'), 기지국과 무선 통신을 하는 가입자 단말기(200), 상기 기지국과 게이트웨이를 통해 접속된 라우터(300, 310), 인터넷 망을 포함한다.
무선 휴대 인터넷 시스템에서는 도 1에 도시된 가입자 단말기(200)가 한 기지국(100)이 관장하는 셀에서 다른 기지국(100')이 관장하는 셀로 이동하는 경우에도 그 이동성을 보장하여 끊기지 않는 데이터 통신 서비스를 제공하며, 이동통신 서비스와 같이 가입자 단말기(200)의 핸드오버를 지원하며, 가입자 단말기의 이동에 따라 동적인 IP 어드레스 할당 등을 수행한다.
여기서, 무선 휴대 인터넷 가입자 단말기(200)와 기지국(100, 100')은 직교 주파수 분할 다중화(Orthogonal Frequency Division Multiple Access; 이하 OFDMA라고 함)방식으로 통신을 수행할 수 있으며, 이 방식에 한정되지는 않는다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 무선 휴대 인터넷 시스템의 프레임 구조를 나타낸 도이다. 프레임은 크게 도 2에서와 같이, 하향 영역(F1～F5), 제어 영역(F6～F8) 그리고 상향 영역(F9)으로 나뉘어지며, 소정 주기(예:5ms) 마다 전송된다.
하향 영역은 하향 링크 동기와 신호 세기를 나타내는 다운링크 프리앰블(DL preamble)(F1), 하향 트래픽 정보를 DIUC 값으로 전달하는 DL_MAP(F2), 상향 트래픽 정보를 UIUC(Up Link Usage Code) 값으로 전달하는 UL_MAP(F3), CQI 값을 기반으로 하향 트래픽 및 상향 트랙픽 정보를 각각 Nep 및 Nsch 값으로 전달하는 HARQ MAP(F4), 실제 트래픽이 전송되는 DL 데이터버스트(F5)로 이루어진다.
제어 영역은 서비스 중인 단말기의 채널 특성을 보고하는 CQI(F6), 물리계층에서 CRC 에러를 단말이 보고하여 오류를 제어하는 HARQ(F7), 레인징(ranging) 기능을 수행하기 위한 레인징 영역(F8)으로 이루어진다. 한편 상향 영역은 UL_MAP에서 지정한 트래픽을 단말기가 송신하는 영역(F9)이다.
도 3은 이러한 특징을 가지는 무선 휴대 인터넷 시스템에서, 단말기의 무선 휴대 인터넷 접속을 제어하는 본 발명의 실시 예에 따른 기지국의 구조가 도시되어 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 기지국(100)은, 도 3에 도시되어 있듯이, 크게, 단말기와의 무선 구간 송수신 기능을 수행하는 기저대역 처리 장치(BaseBand Subsystem: 이하, BBS라 명함)(10), 트래픽 처리 및 무선링크 송수신 제어 기능을 수행하는 접속 트래픽 처리 장치(Access Traffic Subsystem:이하, ATS라 명함)(20), 사용자 관리 및 셀 관리를 수행하는 접속 제어 장치(Access Controller Subsystem:이하, ACS라 명명함)(30), 그리고 라우터(300)와의 송수신을 수행하는 이더넷 스위치(40)를 포함한다.
트래픽 처리 및 무선링크 송수신 제어 기능을 수행하면서, 특히 본 발명의 실시 예에 따른 MAP 방식 전환을 수행하는 접속 트래픽 처리 장치 즉, ATS(20)는 다음과 같은 구조로 이루어진다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 ATS의 구조를 나타낸 도이다.
첨부한 도 4에서와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 ATS(20)는 인터페이스 기능을 수행하며, 특히 DSP(digital signal processing)와의 인터페이스를 수행하는 인터페이스부(DSP Interface Control Block:DICB)(21), 스케줄러부(Packet Scheduling Block: PSCB)(22), 무선 채널 관리부(Radio Channel Management Block , 이하, "RCMB"라고 명명함)(23), 무선구간에 전송할 패킷 데이터 유니트(Packet Data Unit, 일명 PDU 라고도 명명함)를 구성하는 패킷 헤더 분석부(Packet Handling Block:PHDB)(24), 패킷 분류 및 수신 패킷의 CID(Connection Identifier) 매핑을 수행하는 패킷 분류부(Packet Classification Block: 이하, "PCFB"라고 명명함)(25), 및 ACS(30)에서 송신한 제어 메시지를 처리하고 ATS 자원을 관리하는 트래픽 자원 관리부(Traffic Resource Management Block, 이하, "TRMB"라 명명함)(26)를 포함한다.
여기서는 PCFB(25)가 수신되는 패킷을 분류하며, 기지국과 가입자 단말기의 MAC 계층내의 동등한 동위 계층들에 대하여 커넥션을 식별하는 단방향의 MAC 계층 주소를 나타내는 CID를 이용하여 단말기를 구별하나, 사용 가능한 단말기의 식별자는 CID에 한정되지 않는다.
이러한 구조로 이루어지는 ATS(20)는 패킷 재전송, 무선 자원의 효율적 운용을 위한 패킷 스케줄링, 무선 대역폭 할당, 레인징 등의 기능을 수행하며, 특히 본 발명의 실시 예에 따라 레인징 처리시 비정상 단말을 검색하는 RCMB(23)가 다음과 같은 구조로 이루어진다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 무선 채널 관리부(RCMB)의 구조도이다.
RCMB(23)는 단말에 대한 초기 접속 기능을 처리하는 초기 코드접속 기능, 단말에서 요청하는 주기적 레인징 코드 접속 처리 기능, 대역 할당 요청 처리 기능, 초기 레인징 접속이 끝난 후 수신되는 레인징 요청을 처리하는 기능을 수행하며, 특히, 본 발명의 실시 예에 따른 단말로부터의 주기적 레인징 요청에 따라 TRMB(26)와 연계하여 비정상 단말이 포함된 그룹을 검색하는 1차 검색 기능, 및 상기 검색된 그룹내에서 비정상 단말을 검색하는 2차 검색 기능을 수행한다.
이를 위하여, RCMB(23)는 단말로부터의 초기 레인징을 처리하는 제1 레인징 처리 모듈(231), 단말로부터의 주기적 레인징을 처리하는 제2 레인징 처리 모듈(232), 제1 검색 처리 모듈(233), 제2 검색 처리 모듈(234), 초기 레인징 요청에 대한 응답 처리를 수행하는 제1 레인징 응답 모듈(235), 주기적 레인징에 대한 응답 처리를 수행하는 제2 레인징 응답 모듈(236)을 포함한다.
이러한 구조로 이루어지는 RCMB(23)에서, 제1 레인징 처리 모듈(231), 제2 레인징 응답 모듈(235)을 크게 제1 레인징 모듈이라고 할 수 있으며, 제2 레인징 처리 모듈(232) 및 제2 레인징 응답 모듈(236)을 제2 레인징 모듈이라고 할 수 있다. 특히 제2 레인징 처리 모듈은 레인징 코드를 포함하는 레인징 요청 메시지에 대한 응답으로, 상향 링크의 전송 파워, 전송 타이밍 및 주파수 오프셋을 포함하는 응답 메시지를 상기 단말로 전송할 수 있다.
한편, TRMB(26)는 위에 기술된 바와 같은 구조로 이루어지는 RCMB(23)와 연계하여 레인징 처리 및 단말 검색을 수행하며, 특히, RCMB(23)의 1차 및 2차 검색 수행에 따라 비정상 단말이 검색되면, 해당 단말에 대한 정보를 ACS(30)로 전달하여 해당 단말에 대한 접속이 해제되도록 한다.
위의 구조에 따라 ACS(30)와 ATS(20)는 본 발명의 실시 예에 따른 비정상 단말 검색 및 해제 장치로 동작하며, 필요에 따라 접속 제어부, 접속 트래픽 처리부로 명명될 수도 있다.
다음에는 이러한 구조를 토대로 하여 본 발명의 실시 예에 따른 무선 휴대 인터넷 시스템에서의 단말 동작 상태 체크하여 그 결과에 따라 단말을 해제시키는 방법에 대하여 설명한다.
일반적으로 무선 휴대 인터넷 시스템에서 레인징 절차는 크게 단말이 기지국으로부터 제공된 상향 링크 자원 중 임의의 자원을 선택하고, 선택된 자원을 통하여 자신에게 할당된 레인징 코드(예: CDMA 코드)를 전송하여 최초로 기지국에 접근하는 초기 레인징 단계, 단말이 레인징 코드를 수신한 기지국으로부터 제공되는 RNG_RSP(Ranging Response, 레인징 응답) 메시지를 수신 및 처리하여 상향 링크의 전송 파워, 전송 타이밍 및 주파수 오프셋을 조정하는 후기 레인징 단계를 포함한다. 단말은 이러한 레인징 단계를 일정 시간마다 주기적으로 수행한다.
한편 모든 단말이 송신하는 데이터가 가드 타임(guard time)안에 수신되어야만, 기지국은 수시된 데이터를 복조할 수 있다. 만약 한 단말의 데이터라도 가드 타임을 벗어나면 다른 단말의 데이터도 같이 수신 할 수 없다. 그러므로 단말은 주기적으로 기지국으로 레인징 코드를 송신하여, 단말의 타이밍과 파워를 조정해야 한다.
이 때 사용되는 코드는 주기적인 레인징 코드이다. 주기적인 레인징 코드는, 단말이 송신하는 프레임 넘버(Frame Number), 심볼 인덱스(symbolIndex), 서브채널 인덱스(subChannelIndex), 코드 인덱스(codeIndex)만을 포함하고 있으므로, 기지국은 이 레인징 코드만으로는 해당 단말이 어떠한 단말인지 알 수가 없다. 따라서 기존의 주기적인 레인징 기능만으로는 기지국이 비정상적으로 동작하는 단말(이하, 비정상 단말이라고 명명함)을 검색할 수가 없다.
그러므로 본 발명의 실시 예에서는, 단말이 기지국으로 호 접속을 요구 할 때, 기지국이 현재 사용 할 수 있는 주기적인 레인징 코드 그룹들 중에서 하나의 그룹 번호를 단말로 할당하고, 할당된 그룹 번호를 RNG_RSP 메시지를 통해서 단말로 전송한다. 여기서 코드 그룹들은 다수의 주기적 레인징 코드들로 이루어지고, 각 코드 그룹에는 소정의 그룹 번호가 부여되어 있다.
RNG_RSP 메시지를 수신한 단말은 부여된 그룹 번호를 토대로, 해당 코드 그룹에 포함되어 있는 레인징 코드를 이용하여 레인징 기능을 수행한다. 기지국은 단말들로부터 송신되는 레인징 코드를 그룹별로 정리하고, 각 그룹별 레인징 코드 정보를 본 발명의 실시 예에 따른 레인징 코드 그룹 검색 알고리즘에 적용시켜, 비정상 단말이 포함되어 있는 그룹(또는 비정상 그룹이라고도 명명함)을 검색한다.
이러한 그룹 검색에 따라 비정상 단말이 속해 있는 그룹은 알 수 있지만, 해당 그룹에서 어떠한 단말이 비정상 단말인지는 정확하게 알 수 없다. 따라서, 본 발명의 실시 예에서는 비정상 단말이 속한 것으로 검색된 그룹내의 모든 단말로, 소정 메시지(Keep_Alive_Req)를 송신하고 이에 응답하지 않는 단말을 비정상 단말로 결정한다.
이러한 검색 과정을 통하여 비정상 단말이 검색된 경우, 상기 단말에 대한 접속을 해제시킴으로써, 비정상 단말이 존재하는 경우 발생하는 자원 낭비를 방지하고, 자원을 효율적으로 사용할 수 있다. 또한 레인징 기능을 통하여 비정상 단말이 속한 그룹을 1차적으로 검색하고, 검색된 그룹의 단말에 대해서만 메시지 기반으로 비정상 단말을 검색함으로써, 모든 단말에 대하여 메시지 기반의 검색을 수행하는 것에 비하여, 시스템 부하를 효과적으로 감소시킬 수 있다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 비정상 단말 검색 및 해제 방법의 흐름도이며, 특히 메시지 기반으로 동작 흐름을 나타낸 MSC(Message Sequence Chart)이다.
기지국(100)은 각 단말들에 대하여 데이터를 전송할 수 있는 상향링크 무선자원에 대한 할당정보(UL-MAP)와 데이터를 수신할 수 있는 하향링크 무선자원에 대한 할당정보(DL-MAP)를 브로드캐스팅 채널을 통하여 단말들에게 전송하며, 이러한 무선자원 할당 정보(UL_MAP/DL_MAP) 전송은 매 프레임마다 수행된다. 단말은 방송되는 무선자원 할당정보(UL-MAP/DL-MAP)를 수신하여 저장하며, 이후 상향링크 무선자원 할당정보(UL-MAP)를 이용하여 레인징을 요청한다.
첨부한 도 6에 도시되어 있듯이, 단말(200)은 접속을 위하여 초기 레인징 정보를 요청하는 레인징 요청 메시지(RNG-REQ)를 기지국(100)으로 전송하며, 상기 메시지(RMG-REQ)는 기지국(100)의 ATS(20)로 제공된다(100). ATS(20)의 RCMB(23)는 단말로부터의 레인징 요청 메시지(RNG-REQ)가 수신되면 상기 메시지의 정보를 포함하는 내부 메시지(msgAlapRanging_id)를 ACS(30)로 전달한다(S110).
ACS(30)는 사용되고 있는 주기적인 코드 그룹 중에서 사용자가 가장 적은 그룹을 선택하고(S120), 선택된 코드 그룹에 해당하는 그룹 번호 즉, ID를 포함하는 응답 메시지(msgAlapRangingSetupCmd_id)를 ATS(20)로 전달한다(S130).
응답 메시지를 수신한 ATS(20)의 TRMB(26)는 설정 함수(fnRcmb_allocate_abnomalAt (groupId, atIndex)를 호출하고, 상기 설정 함수의 코드 그룹 정보 영역에 해당 단말의 정보(단말 식별자, 단말에 부여된 주기적인 레인 징 코드 그룹 ID 등)를 등록한다(S140). 그리고 해당 단말에 대한 등록이 완료되었음을 나타내는 등록 완료 메시지(msgAlapRangingSetupCmd_id)를 ACS(30)로 전달한다(S150).
ACS(30)는 등록 완료 메시지에 대한 응답 메시지(msgAlapRangingSetupCpt_id)를 ATS(20)로 전송하고, ATS(20)의 RCMB(23)는 이러한 응답 메시지에 따라 레인징 응답 메시지(RNG_RSP)를 생성하여 단말(200)로 전송한다(S160～S170). 레인징 응답 메시지는 단말에 부여된 주기적 코드 그룹의 ID가 포함되어 있으며, 이외에도, 프레임 번호, 서브채널 번호 및 심벌 번호 등이 포함되어 있다.
레인징 응답 메시지(RNG_RSP)를 수신한 단말(200)은 자신에게 부여된 코드 그룹의 ID를 판별하고, 해당 그룹에 속하는 레인징 코드를 포함하는 레인징 요청 메시지(RNG_REQ)를 기지국(100)으로 전송하여 주기적인 레인징을 수행한다(S180～S190).
레인징 코드를 포함하는 레인징 요청 메시지(RNG_REQ)를 수신한 ATS(20)의 RCMB(23)는 이를 토대로 비정상 단말을 검색하기 위한 1차 검색 과정(S200)과 2차 검색 과정을 순차적으로 수행한다(S210). 1차 검색 및 2차 검색 과정에 대해서는 추후에 보다 상세하게 기술하기로 한다.
1차 및 2차 검색에 따라 비정상 단말이 포함된 그룹이 검색되고, 검색된 그룹내에서 비정상 단말이 검색되면, ATS(20)의 RCMB(23)는 검색된 비정상 단말에 대한 정보를 포함하는 검색 결과 메시지(msgAlapAbnormalAtReport_id)를 ACS(30)로 전달한다(S220). ACS(30)는 검색 결과 메시지에 포함된 정보에 따라 비정상 단말에 대한 접속을 해제시키기 위한 해제 메시지(msgAlapDeRegistrationCmd_id)를 ATS(20)로 송신한다(S230).
ATS(20)의 RCMB(23)는 해제 메시지에 따라 해당 비정상 단말에 접속 해제(fnRcmb_deallocate_abnormalAT)를 수행하고(S240), 이에 대한 해제 처리 결과 메시지(msgAlapDeRegistrationCpt_id)를 ACS(30)로 송신하여 보고한다(S250).
다음에는 위에 기술된 1차 검색 과정에 대하여 보다 구체적으로 설명한다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 1차 검색 과정의 흐름도이다.
위에 기술된 바와 같이, 레인징 코드를 포함하는 레인징 요청 메시지(RNG_REQ)가 수신되면, RCMB(23)의 제1 검색 처리 모듈(233)은 도 7의 (a)에서와 같이, 매 프레임마다 수신되는 주기적인 레인징 코드 값을 가지고 그룹 ID를 검색하고 그에 따라 카운트값을 증가시키는 과정을 수행한다.
구체적으로, 상기 레인징 요청 메시지에 포함되어 있는 레인징 코드의 값을 토대로 상기 레인징 코드가 포함되는 코드 그룹의 ID를 검색한다(S310). 코드 그룹의 ID가 검색되면, 해당 그룹에 대한 비정상 여부를 판단하기 위한 리얼 카운트(abnormalGroupInfo[groupId].realCount)를 소정값(예: +1) 증가시키는 과정(fnRcmb_count_periodicrangingCode_per_groupId)을 수행한다(S320).
한편 도 7의 (b)에서와 같이, 제1 검색 처리 모듈(233)은 수신되는 메시지에 포함되어 있는 프레임 번호를 주기적인 레인징 프레임 카운트(FRAME_COUNT_PER_PR)로 모듈화하고, 그 모듈화된 값이 "0" 인지를 체크한다(S410).
모듈화된 프레임 카운트의 값이 "0"인 경우, 모든 코드 그룹의 비정상 여부를 판단하기 위한 체크 카운트를 소정값(예:+1) 증가시킨다(S421). 그리고 각 그룹의 체크 카운트와 리얼 카운트를 비교한다. 구체적으로 리얼 카운트값이 소정 조건 예를 들어 해당 그룹의 체크 카운트 값에서 현재 카운트된 값을 뺀 제1 설정값과, 체크 카운트 값에서 현재 카운트된 값을 더한 제2 설정값 사이에 위치되는지를 판단한다(S422). 소정 그룹의 리얼 카운트값이 위의 조건을 만족하지 않으면 해당 그룹이 비정상 단말을 포함하는 것으로 판단하여 비정상 그룹 카운트(abnormalGroupCount)를 소정값(예:+1) 증가시킨다(S423). 한편 소정 그룹의 리얼 카운트 값이 위의 조건을 만족하면 비정상 단말을 포함하지 않는 그룹으로 판단한다.
다음 비정상 그룹 카운트(abnormalGroupCount) 값과 설정값(abnormalGroupThreshold)을 비교하여(S424), 비정상 그룹 카운트 값이 설정값을 만족할 때까지 위의 과정(S421～S423)을 반복 수행한다.
비정상 그룹 카운트값이 설정값에 도달한 경우, 1차 검색 과정을 종료하고 비정상 그룹 관련 정보가 저장되는 변수들을 초기화(fnRcmb_init_ abnormalGroupInfo(groupId)) 한다(S425).
그리고 이후 RCMB(23)의 제2 검색 처리 모듈(234)이 이러한 1차 검색 과정 수행에 따라 비정상 단말이 포함되어 있는 것으로 판단된 비정상 그룹의 모든 단말에게, 접속을 유지하라는 접속 유지 요청 메시지(Keep_alive_req)를 송신하는 2차 검색 과정을 수행한다.
다음에는 위에 기술된 1차 검색에 따라 비정상 단말이 포함된 그룹이 검색된 경우, 상기 검색된 그룹내의 단말 중에서 비정상 단말을 검색하는 2차 검색 과정에 대하여 보다 구체적으로 설명한다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 2차 검색 과정의 흐름도이다.
본 발명의 실시 예에 따른 2차 검색 과정은 셀 정보 중에서 그룹 카운트 특히 딜레이 카운트(delayCount)가 "0"이 될 때까지 수행된다. 구체적으로, RCMB(23)의 제2 검색 처리 모듈(234)은 비정상 그룹의 정보 중에서 그룹 플래그(abnormalGroupInfo[i].groupFlag)가 설정되어 있는지를 판단하고, 그룹 플래그가 FLAG_SET로 설정되어 있으면 해당 비정상 그룹의 정보내의 딜레이 카운트(delayCount)를 소정값(예: +1) 감소시킨다(S510～S520).
그룹 플래그는 비정상 그룹내의 단말들로부터 접속 유지 응답 메시지가 전송된 경우 FLAG_SET로 설정된다. 그룹 플래그 설정 과정이 도 9에 도시되어 있다.
도 9에서와 같이, 1차 검색 과정에서 비정상 그룹으로 판단된 그룹의 모든 단말들에게 접속 유지 요청 메시지(Keep_Alive_Req)를 송신한다(S600～S610). 이에 따라 소정 단말로부터 접속 유지 응답 메시지(Keep_Alive_Rsp)가 송신되면(S620), RCMB(23)는 해당 단말이 정상 단말인 것으로 판단하여 상기 단말의 정보 영역(ptAbnormalAtInfo)의 플래그(atFlag)를 FLAG_SET로 설정한다(S630). 이러한 과정을 통하여 비정상 그룹의 단말들의 상태를 판단하여 비정상 단말과 정상 단말로 분류할 수 있다.
또한 각 단말들에 대한 플래그의 설정 여부에 따라(즉, 정상 단말로부터 접 속 유지 응답 메시지가 전송된 경우) 해당 단말이 속한 비정상 그룹에 대한 그룹 플래그(abnormalGroupInfo[i].groupFlag)가 FLAG_SET로 설정될 수 있다.
이와 같은 과정을 통하여 해당 그룹의 플래그가 FLAG_SET로 설정되어 있어서 딜레이 카운트(delayCount)를 감소시킨 다음에, 도 8에서와 같이, RCMB(23)의 제2 검색 처리 모듈(234)은 감소된 딜레이카운트의 값이 "0"인지를 판단한다(S530).
상기 비정상 그룹의 딜레이 카운트값이 "0"인 경우 비정상 단말에 대한 2차 검색 확인 과정(fnRcmb_check_abnormalAtInfo(groupId))를 수행하고, 해당 그룹 플래그를 리셋(FLAG_RESET)시킨다(S540).
도 10에 위의 2차 검색 확인 과정(fnRcmb_check_abnormalAtInfo) 과정에 대한 구체적인 흐름이 도시되어 있다. 이 과정은 비정상 단말을 다시 한번 확인하는 과정으로, 각 단말에 대한 정보 영역(abnormalAtInfo) 내의 플래그(atFlag)가 FLAG_SET로 설정되어 있는지를 판단한다(S710). 판단 결과 플래그(atFlag)가 FLAG_SET로 설정되어 있으면, 제2 검색 처리 모듈(234)은 해당 단말이 비정상 단말인 것으로 최종적으로 판단하여, fnRcmb_send_abnormalAt를 수행한다(S720). 즉, 비정상 단말에 대한 정보를 ACS(30)로 송신한다.
따라서 ACS(30)는 ATS(20)의 RCMB(23)로부터 제공되는 비정상 단말에 대한 정보를 토대로 도 6에서와 같이, 비정상 단말에 대한 접속을 해제시키고 자원 할당 수행을 종료한다.
위에 기술된 바와 같이, 단말의 상태를 주기적으로 보고하는 주기적인 레인징 기능을 그룹 별로 관리하여, 1차적으로 비정상 단말이 속한 그룹을 검색하고, 검색된 그룹에 포함되는 단말에게만 접속 유지 요청 메시지(Keep_alive_req)를 송신하여 비정상 단말을 2차적으로 검색하며, 최종적으로 검색된 비정상 단말의 정보를 ACS로 전송하여 해당 비정상 단말을 해제하게 함으로써, 비정상 단말이 존재하는 경우 발생하는 시스템의 무선 자원 낭비를 방지하면서 해당 자원을 효율적으로 사용할 수 있다.
도 11은 본 발명의 실시 예에 따른 비정상 단말 검색 및 해제 방법을 수행하는데 요구되는 무선 자원을 나타낸 그래프이다. 즉, 종래의 메시지 기반으로 비정상 단말을 검색하는데 소요되는 무선 자원량과, 본 발명의 실시 예에 따른 주기적인 레인징을 이용하여 비정상 단말을 검색하고 해제하는데 소요되는 무선 자원량과의 관계를 비교한 그래프이다.
표 1은 본 발명의 실시 예에 따른 주기적인 레인징 기능을 이용하여 비정상 단말의 검색을 위해 소요되는 무선자원량을 계산하는데 필요한 변수를 나타낸 것이다.
변 수 설 명
NPRC 한 셀에서 주기적인 레인징 코드의 수
NUSER 한 셀에서 현재 서비스 중인 사용자 수
NFPR 한 셀에서 주기적인 레인징 코드당 사용자 수
TKAF 비정상 단말을 검색하는 시간 간격
CKA 비정상 단말을 검색하는 메시지의 크기
CTKA 비정상 단말을 검색하는 기간동안 사용되는 총 무선자원
TDrame 현재 수행중인 프레임의 수
비정상 단말을 검색하기 위해서 필요한 무선 자원의 할당량은 다음의 메시지 기반으로 산출되는 수학식 1과, 주기적인 레인징 코드를 이용한 위한 수학식 2에 의거하여 산출된다.
CKA × NUSER = CTKA
NUSER / NPRC = NUFPR
NUFPC × CKA = CTKA
이러한 수학식 1 및 수학식 2에 따라 산출되는 무선 자원량이 도 11의 그래프에 각각 도시되어 있으며, 도 11에 따르면, 종래의 방법에 비하여 본 발명의 실시 예에 따르면 비정상 단말을 검색하고 이를 해제하는데 소요되는 무선 자원이 현저하게 적게 사용됨을 알 수 있다. 따라서 무선 자원의 낭비를 방지할 수 있으며, 자원에 대한 효율적인 관리가 가능해진다.
위에 기술된 각 과정을 포함하는 검색 및 해제 방법은 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체에 저장되는 프로그램 형태로 구현될 수 있다. 기록 매체로는 컴퓨터에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록 장치가 포함될 수 있으며, 예를 들어, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예컨대 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함된다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시 예에 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.
위에 기술된 본 발명의 실시 예에 따르면, 무선 휴대 인터넷 시스템에서, 단말의 상태를 주기적으로 보고하는 주기적인 레인징 기능을 이용하여 1차 및 2차 검색 수행하여, 비정상 그룹으로 판단된 그룹에 속하는 단말에 대해서만 비정상 여부를 확인하기 위한 메시지 송수신을 수행함으로써, 무선 자원의 낭비를 방지하고 자원을 보다 효율적으로 사용할 수 있다.
또한 비정상 그룹으로 판단된 그룹의 단말에 대해서만 2차 검색을 수행함으로써, 비정상 단말을 검색하는데 따라 발생될 수 있는 시스템 부하를 방지할 수 있다.

Claims (9)

  1. 무선 통신 시스템에서 비정상 단말을 검색하고 이를 해제하는 방법에서,
    a) 단말로부터의 레인징 요청에 따라 주기적인 레인징 코드 그룹들 중에서 하나의 그룹 번호를 단말로 할당하고, 할당된 그룹 번호 그리고 해당 레인징 코드를 상기 단말로 전송하는 단계;
    b) 단말로부터 상기 레인징 코드를 포함하는 레인징 요청 메시지가 전송되면, 상기 레인징 코드가 포함된 코드 그룹을 판별하는 단계;
    c) 상기 코드 그룹별로 레인징 요청 메시지를 분류 및 처리하여, 상기 코드 그룹 중에서 비정상 단말을 포함하는 비정상 그룹을 검색하는 단계;
    d) 상기 비정상 그룹에 포함되는 모든 단말들에게 동작 상태를 확인하기 위한 접속 유지 메시지를 각각 송신하여 비정상 단말을 검색하는 단계; 및
    e) 상기 접속 유지 메시지 송신 후 비정상 단말로 검색된 비정상 단말들에 대한 접속을 해제하는 단계
    를 포함하는 비정상 단말 검색 및 해제 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 c) 단계는
    c-1) 상기 레인징 요청 메시지에 포함된 레인징 코드를 가지는 코드 그룹의 리얼 카운트를 소정값 증가시키는 단계;
    c-2) 상기 레인징 요청 메시지가 포함되어 있는 프레임 번호를 모듈화하고, 모듈화된 값이 설정값을 만족하는 경우 체크 카운트를 소정값 증가시키는 단계;
    C-3) 상기 리얼 카운트의 값이 상기 체크 카운트를 토대로 산출되는 제1 설정값과 제2 설정값으로 이루어지는 소정 범위를 만족하는지를 판단하는 단계; 및
    C-4) 상기 리얼 카운트의 값이 상기 범위를 만족하는 경우, 상기 리얼 카운트 값을 가지는 코드 그룹을 비정상 단말을 포함하는 비정상 그룹으로 판별하는 단계
    를 포함하는 비정상 단말 검색 및 해제 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 c-1) 단계는 매 프레임마다 수신되는 레인징 요청 메시지를 토대로 리얼 카운트를 소정값 증가시키고, 설정된 검색 주기마다 상기 c) 및 d) 단계가 수행되는 비정상 단말 검색 및 해제 방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 d) 단계는
    상기 비정상 그룹의 모든 단말로 접속 유지 요청 메시지를 전송하는 단계;
    소정 단말로부터 상기 메시지에 대한 접속 유지 응답 메시지가 전송되면, 상기 단말이 정상 단말인 것으로 판단하는 단계; 및
    상기 메시지에 접속 유지 응답 메시지가 전송되지 않는 단말을 비정상 단말 로 판단하는 단계
    를 포함하는 비정상 단말 검색 및 해제 방법.
  5. 제4항에 있어서
    상기 a) 단계는 다수의 그룹 번호 중에서 가장 사용자가 작게 할당되어 있는 그룹 번호를 상기 단말에게 할당하는 비정상 단말 검색 및 해제 방법.
  6. 무선 통신 시스템에서 비정상 단말을 검색하고 이를 해제하는 장치에 있어서,
    단말로부터의 레인징 요청에 따라 주기적인 레인징 코드 그룹들 중에서 하나의 그룹 번호를 단말로 할당하고, 할당된 그룹 번호 그리고 해당 레인징 코드를 상기 단말로 전송하는 접속 제어부; 및
    단말로부터 상기 레인징 코드를 포함하는 레인징 요청 메시지가 전송되면, 상기 레인징 요청 메시지를 토대로 비정상 단말을 검색하는 접속 트래픽 처리부
    를 포함하고,
    상기 접속 트래픽 처리부는
    상기 레인징 요청 메시지를 코드 그룹별로 분류 및 처리하여, 상기 코드 그룹 중에서 비정상 단말을 포함하는 비정상 그룹을 검색하는 제1 검색 처리 모듈, 및
    상기 비정상 그룹에 포함되는 모든 단말들에게 동작 상태를 확인하기 위한 접속 유지 메시지를 각각 송신하여 비정상 단말을 검색하는 제2 검색 처리 모듈
    을 포함하는 비정상 단말 검색 및 해제 장치.
  7. 제6항에 있어서
    상기 제2 검색 처리 모듈은 비정상 단말에 대한 정보를 상기 접속 제어부로 전달하고, 상기 접속 제어부는 상기 정보를 토대로 비정상 단말에 대한 접속을 해제시키는 비정상 단말 검색 및 해제 장치.
  8. 제6항 또는 제7항에 있어서,
    상기 접속 트래픽 처리부는
    단말로부터의 레인징 정보 요청에 따라 상기 접속 제어부로부터 제공되는 레인징 코드를 포함하는 응답 메시지를 상기 단말로 전송하는 제1 레인징 모듈; 및
    상기 레인징 코드를 포함하는 레인징 요청 메시지에 대한 응답으로, 상향 링크의 전송 파워, 전송 타이밍 및 주파수 오프셋을 포함하는 응답 메시지를 상기 단말로 전송하는 제2 레인징 모듈
    을 더 포함하는 비정상 단말 검색 및 해제 장치.
  9. 제6항 또는 제7항에 있어서,
    상기 제2 검색 처리 모듈은 상기 접속 유지 요청 메시지에 대하여 접속 유지 응답 메시지를 전송하는 단말은 정상 단말인 것으로 판단하고, 상기 접속 유지 응 답 메시지를 전송하지 않는 단말은 비정상 단말로 판단하는 비정상 단말 검색 및 해제 장치.
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