KR101180590B1 - 모바일 단말기의 전력 소모를 감소시키기 위한 페이징 제어 장치 및 그 방법 - Google Patents

모바일 단말기의 전력 소모를 감소시키기 위한 페이징 제어 장치 및 그 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 모바일 단말기의 전력 소모를 감소시키기 위한 페이징 제어 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 아이들 모드(Idle mode)의 모바일 단말기로 인입되는 패킷 중에서 불필요 패킷을 미리 차단한 후에 선별적으로 필요 패킷에 대해서만 페이징(Paging) 처리를 수행함으로써, 모바일 단말기가 안정적으로 아이들 모드(Idle mode)를 유지함으로써 단말기 전력 소모량을 획기적으로 감소시키기 위한 페이징 제어 장치 및 그 방법을 제공하고자 한다.
이를 위하여, 본 발명은 페이징 제어 장치에 있어서, 인입되는 패킷 중에서 불필요 패킷을 필터링한 후에 상기 필터링 결과에 따라 페이징 여부를 판단하기 위한 필터링 및 페이징 판단 수단; 상기 필터링 및 페이징 판단 수단에서의 판단 결과에 따라 해당 모바일 단말기로 페이징을 실행하기 위한 페이징 제어 수단; 및 상기 인입 패킷을 버퍼링하기 위한 저장 수단을 포함한다.
페이징 제어, 불필요 패킷, 차단, 전력 감소, 접근 제어기, 분석 및 페이징 판정부

Description

모바일 단말기의 전력 소모를 감소시키기 위한 페이징 제어 장치 및 그 방법{Paging Control Apparatus for Reducing Power Consumption of Mobile Handset, and Method Thereof}
본 발명은 무선통신 시스템에서의 페이징(Paging) 제어 기술에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 불필요 패킷을 차단 또는 특정서비스 패킷(예 : VoIP 착신 패킷)만을 허용하는 방식의 페이징(Paging) 제어를 통하여 모바일 단말기의 전력 소모량을 획기적으로 감소시키기 위한 페이징 제어 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
본 발명이 적용되는 무선통신 시스템은 와이브로(WIBRO) 시스템, 3세대(3G) 무선통신 시스템, 4세대(4G) 무선통신 시스템, 및 차세대 무선통신 시스템 등과 같이 페이징(Paging) 제어 절차를 수행하는 모든 무선통신 시스템에 적용될 수 있으므로, 어느 특정 무선통신 시스템으로 한정되지 않음을 미리 밝혀둔다.
그에 따라, 본 발명이 적용되는 모바일 단말기도 와이브로(WiBRO) 단말기, 3세대(3G) 무선통신 단말기, 4세대(4G) 무선통신 단말기, 및 차세대 무선통신 단말기 등과 같이 페이징(Paging) 제어 절차를 수행하는 모든 무선통신 단말기에 적용될 수 있으므로, 어느 특정 무선통신 단말기로 한정되지 않음을 미리 밝혀둔다.
일반적으로, 무선통신 기술(예 : WIMAX 기술)에서는 단말기의 전력 소모를 줄이고 시스템 자원을 효율적으로 사용하기 위해서 하기의 세 개의 모드를 정의하고 있다.
어웨이크 모드(Awake mode)는 트래픽을 송/수신하고 있는 상태로서, 해당 모드에서 단말기는 모든 프레임에 대한 디코딩을 수행하며, 일정 시간동안 트래픽의 송/수신이 없으면 단말기는 슬립 모드(Sleep mode)로 천이한다. 이후, 단말기는 아이들 모드(Idle mode)로 상태 천이(transition)를 수행하여 시스템의 단말 위치정보 관리 이외의 동작 및 무선 자원 점유를 하지 않아 전력 소모를 최소화한다.
슬립 모드(Sleep mode)는 트래픽 송/수신을 수행하지 않는 상태로서, 단말기는 시스템이 전송하고자 하는 트래픽의 유무를 주기적으로 검사하고 트래픽이 없는 경우에 다음 검사 시점까지 주기를 늘려가며 다시 슬립 모드(Sleep mode)를 유지한다. 시스템의 경우 슬립 모드(Sleep mode)에 있는 단말기에 대해서 송신 트래픽이 있으면 MOB_TRF_IND(Mobile Traffic Indication) 메시지를 전송함으로써 단말기를 어웨이크 모드(Awake mode)로 천이시킨 후에 트래픽을 전송한다.
아이들 모드(Idle mode)는 슬립 모드(Sleep mode)와 동일하게 트래픽을 송/수신하지 않는 상태이나, 이 모드에서는 주기적으로 트래픽 유무에 대한 확인(listening)만을 수행하고 자신의 위치정보를 시스템에 알림으로써 필요 시 페이징을 통한 어웨이크 모드로 천이를 가능하게 한다. 시스템은 아이들 모드(Idle mode)에 있는 단말기에 대해서 트래픽을 전송하기 전에 미리 MOB_PAG_ADV(Mobile Paging Advertisement) 메시지와 같은 페이징 메시지를 전송함으로써 단말기를 어 웨이크 모드(Awake mode)로 천이시킨 후에 트래픽을 전송한다.
여기서, 아이들 모드(Idle mode)에 있는 단말기는 주기적으로 깨어나서(listening) 시스템으로부터 해당 단말기에 대한 페이징(Paging) 여부를 검사한다. 이때, 단말기는 시스템과 미리 약속된 프레임 기간 동안에 예를 들어 MOB-PAG-ADV 등과 같은 페이징 메시지에 해당 단말기의 MAC(Media Access Control) 어드레스 해쉬(hash) 값이 포함되어 있는지를 검사함으로써 페이징 여부를 판단한다.
다음으로, 종래의 페이징 기술에 대하여 구체적인 예를 들어 살펴보면 다음과 같다.
대한민국공개특허 10-2009-2592호는 패킷 데이터 서비스 시스템에서 단말기 전력 소모 감소를 위한 효율적인 페이징 방법과 이를 위한 패킷 데이터 서비스 시스템에 관한 것으로, 프레임 제어 헤더에 페이징 메시지 유무를 알려주는 정보(페이징 인디케이터)를 삽입함으로써, 단말기가 맵 메시지를 디코딩하기 전에 프레임 제어 헤더를 통해 페이징 메시지 유무를 확인한 후 다음 동작을 수행하도록 하며, 이를 통해 단말기가 맵 메시지 및 페이징 메시지를 디코딩하는 횟수를 줄여 단말기의 소모 전력을 감소시키고자 한다.
이를 위하여, 상기 종래 기술은, 기지국이 프레임 제어 헤더(FCH : Frame Control Header)에 페이징 메시지 유무를 나타내는 페이징 인디케이터(Paging Indicator) 값을 삽입하여 프레임을 전송하는 단계와, 이동통신 단말기가 자신의 청취 구간(Listening Interval)에서 상기 기지국에서 전송하는 프레임의 프레임 제 어 헤더를 디코딩하여 맵 메시지 디코딩에 필요한 기본 정보 및 페이징 인디케이터 값을 획득하는 단계와, 페이징 인디케이터 값이 페이징 메시지가 있음을 나타내는 값인 경우, 이동통신 단말기가 상기 맵 메시지 디코딩에 필요한 기본 정보를 이용하여 맵 메시지를 디코딩하고 자신에 대한 페이징 여부를 검사하는 단계를 포함한다.
또한, 상기 종래 기술은, 프레임 제어 헤더(FCH : Frame Control Header)에 페이징 메시지 유무를 나타내는 페이징 인디케이터(Paging Indicator) 값을 삽입하여 프레임을 전송하는 기지국과, 자신의 청취 구간(Listening Interval)에서 상기 기지국에서 전송하는 프레임의 프레임 제어 헤더를 디코딩하여 페이징 인디케이터 값을 획득하고, 페이징 인디케이터 값이 페이징 메시지가 있음을 나타내는 값인 경우, 맵 메시지를 디코딩하고 자신에 대한 페이징 여부를 검사하는 이동통신 단말기를 포함한다.
상기와 같은 종래 기술은, 단말기가 주기적인 페이징 여부 검사 동작을 수행함에 있어, 페이징 메시지가 없는 프레임에 대하여는 맵 메시지 및 브로드캐스트 메시지(페이징 메시지)의 디코딩을 생략할 수 있으므로 단말기의 소모 전력이 감소되는 효과가 있다.
특히, 상기 종래 기술은, 프레임 제어 헤더에 페이징 메시지 유무를 알려주는 정보(페이징 인디케이터)를 삽입하고, 단말기가 맵 메시지를 디코딩하기 전에 프레임 제어 헤더를 통해 페이징 메시지 유무를 확인하는 동작만으로, 단말기가 맵 메시지 및 페이징 메시지를 디코딩하는 횟수가 감소되고, 이로 인해 단말기의 소모 전력이 감소되는 효과가 있다.
그러나 상기와 같은 종래 기술에서는 단말기로 인입되는 착신 메시지의 구분 없이 페이징(Paging)을 수행함으로써, 단말기의 아이들(Idle) 모드의 유지가 어려운 문제점이 여전히 남아 있다. 이러한 문제점은 와이브로(WiBRO) 기반의 m-VoIP(mobile Voice over Internet Protocol) 상용 서비스에 대한 현장 필드 시험에서도 확인되었다.
이러한 종래 기술의 문제점으로 인하여 단말기의 전력 소모량이 매우 커서 실제 VoIP 상용화의 장애 요소가 되고 있다.
다시 말하면, 현재 무선 데이터 수요가 지속적으로 증가함에 따라 와이브로(WIBRO), HSDPA(High Speed Downlink Packet Access) 등을 이용한 모바일 단말기(Mobile Handset) 형태의 상품이 증가하고 있다. 이러한 모바일 단말기(Mobile Handset)에서 전력 소모량을 감소시키는 방안은 무선 인터넷 서비스 활성화의 핵심 요소 중의 하나임이 분명하다. 즉, 와이브로(WiBRO) 기반의 m-VoIP(mobile Voice over Internet Protocol) 상용 서비스를 제공하기 위해서는 단말기의 전원 소모량을 감소시키는 방안이 반드시 필요하다.
그런데, 무선 인터넷 단말기(Always On)는 오픈(Open) 인터넷 네트워크 특성을 가지기 때문에, 아이들 모드(Idle mode)의 무선 인터넷 단말기(모바일 단말기)로 인입되는 모든 패킷에 대하여 페이징(Paging) 처리를 수행하고 있다.
이처럼, 아이들 모드(Idle mode)의 모바일 단말기로 인입되는 모든 패킷에 대하여 페이징(Paging) 처리를 수행함으로 인하여 단말기 전원의 절전 모드 유지가 어려운 문제점이 있다.
따라서 인터넷 망(IP 망)의 불필요 패킷으로 인하여 발생되는 무선 인터넷 페이징(Paging)에 대한 제어를 통하여 아이들(Idle) 모드(단말기의 절전 모드)를 지속적으로 유지하는 기술이 요구되고 있다.
전술한 바와 같이, 현재의 페이징 제어 방법은 아이들 모드(Idle mode)의 모바일 단말기로 인입되는 모든 패킷에 대하여 페이징(Paging) 처리를 수행함으로 인하여 단말기 전원의 절전 모드 유지가 어려운 문제점이 있으며, 이러한 문제점을 해결하고자 하는 것이 본 발명의 과제이다.
따라서 본 발명은 IP(인터넷) 망에서 흘러다니는 불필요 패킷(불요 패킷)에 의한 페이징(Paging)을 방지함으로써, 모바일 단말기의 전력 소모량을 획기적으로 감소시키기 위한 페이징 제어 장치 및 그 방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.
다시 말하면, 본 발명은, 아이들 모드(Idle mode)의 모바일 단말기로 인입되는 패킷 중에서 불필요 패킷을 미리 차단한 후에 선별적으로 필요 패킷에 대해서만 페이징(Paging) 처리를 수행함으로써, 모바일 단말기가 안정적으로 아이들 모드(Idle mode)를 유지함으로써 단말기 전력 소모량을 획기적으로 감소시키기 위한 페이징 제어 장치 및 그 방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.
즉, 본 발명은 페이징(Paging) 제어 기능을 수행하는 페이징 제어기(Paging Controller)를 탑재하고 있는 제어국(예 : ASN-GW in Wimax)이 모바일 단말기로 인입되는 착신 메시지가 실제 서비스 착신 메시지인지를 구분한 후에 실제 서비스 착신 메시지인지 여부에 따라 페이징(Paging) 처리를 제어함으로써, 모바일 단말기의 전력 소모량을 획기적으로 감소시키기 위한 페이징 제어 장치 및 그 방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시 예에 의해 보다 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 장치는, 페이징 제어 장치에 있어서, 인입되는 패킷 중에서 불필요 패킷을 필터링한 후에 상기 필터링 결과에 따라 페이징 여부를 판단하기 위한 필터링 및 페이징 판단 수단; 상기 필터링 및 페이징 판단 수단에서의 판단 결과에 따라 해당 모바일 단말기로 페이징을 실행하기 위한 페이징 제어 수단; 및 상기 인입 패킷을 버퍼링하기 위한 저장 수단을 포함한다.
여기서, 상기 필터링 및 페이징 판단 수단은, 기 설정된 잘 알려진(Well-known) 패턴 룰(Rule)을 이용하여 상기 인입 패킷 중에서 불필요 패킷을 1차 필터링하기 위한 접근 제어기; 및 상기 접근 제어기에서 1차 필터링된 패킷에 대하여 해당 서비스 여부를 구분하여 불필요 패킷을 2차 필터링하여 페이징 여부를 판정하기 위한 분석 및 페이징 판정부를 포함한다.
한편, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 방법은, 페이징 제어 방법에 있어서, 인입되는 패킷 중에서 불필요 패킷을 필터링한 후에 상기 필터링 결과에 따라 페이징 여부를 판단하는 필터링 및 페이징 판단 단계; 및 상기 페이징 여부 판 단 결과에 따라 해당 모바일 단말기로 페이징을 실행하는 단계를 포함한다.
여기서, 상기 필터링 및 페이징 판단 단계는, 기 설정된 잘 알려진(Well-known) 패턴 룰(Rule)을 이용하여 상기 인입 패킷 중에서 불필요 패킷을 1차 필터링하는 제 1 필터링 과정; 및 상기 1차 필터링된 패킷에 대하여 해당 서비스 여부를 구분하여 불필요 패킷을 2차 필터링하여 페이징 여부를 판정하는 제 2 필터링 및 페이징 판정 과정을 포함한다.
상기와 같은 본 발명은, IP(인터넷) 망에서 흘러다니는 불필요 패킷(불요 패킷)들에 의한 무작위적 페이징(Paging)을 방지함으로써, 모바일 단말기의 전력 소모량을 획기적으로 감소시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 아이들 모드(Idle mode)의 모바일 단말기로 인입되는 패킷 중에서 불필요 패킷을 미리 차단한 후에 선별적으로 필요 패킷에 대해서만 페이징(Paging) 처리를 수행함으로써, 모바일 단말기가 안정적으로 아이들 모드(Idle mode)를 유지함으로써 단말기 전력 소모량을 획기적으로 감소시킬 수 있는 효과가 있으며, 그에 따라 절감된 전력만큼 모바일 단말기의 대기 시간이 길어지는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 페이징(Paging) 제어 기능을 수행하는 페이징 제어기(Paging Controller)를 탑재하고 있는 제어국(예 : ASN-GW in Wimax)이 모바일 단말기로 인입되는 착신 메시지가 실제 서비스 착신 메시지인지를 구분한 후에 실 제 서비스 착신 메시지인지 여부에 따라 페이징(Paging) 처리를 제어함으로써, 모바일 단말기의 전력 소모량을 획기적으로 감소시킬 수 있을 뿐만 아니라 제어국과 모바일 단말기 간의 불요 패킷을 감소시킬 수 있다.
또한, 본 발명은 와이브로(WiBRO) 시스템 이외에 올 아이피(All IP) 망의 무선통신 시스템에 적용할 수 있을 뿐만 아니라 페이징(Paging) 기술을 사용하는 모든 무선통신 시스템에 확대 적용이 가능하다.
상술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 후술되어 있는 상세한 설명을 통하여 보다 명확해 질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 상세히 설명하기로 한다.
그리고 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 또는 "구비"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함하거나 구비할 수 있 는 것을 의미한다.
먼저, 본 발명에 대한 이해를 돕기 위하여 IP(인터넷) 망에서의 불필요 패킷(불요 패킷)에 대한 예를 도 1을 참조하여 살펴보면 다음과 같다.
도 1은 실제 인터넷 망에서 단말기를 목적지(Destination)로 하는 패킷에 대한 예시도이다.
도 1을 참조하여 불필요 패킷에 대하여 살펴보면, 도 1에 도시된 "Other TCP(Transmission Control Protocol)"는 잘 알려진 포트(Well known port)를 사용하지 않는 TCP(Transmission Control Protocol)로서, 사용자 및 사업자 정의 서비스 등에 사용된다.
그리고 도 1에 도시된 ICMP(Internet Control Message Protocol)는 TCP/IP 기반의 인터넷 통신 서비스에서 인터넷 프로토콜(IP)과 조합하여 통신 중에 발생하는 오류의 처리와 전송 경로의 변경 등을 위한 제어 메시지를 취급하는 무연결 전송(connectionless transmission)용 프로토콜이다. 즉, ICMP는 인터넷 접속 테스트용 프로토콜로서, 모바일 단말기로 인바운드 요청(Inbound Request)을 하는 ICMP 패킷은 불필요한 패킷이므로 차단하는 것이 가능하다.
그리고 도 1에 도시된 "NetBT"는 넷바이오스(NetBios)를 사용하는 단말기와의 TCP/IP(Transmission Control Protocol/Internet Protocol) 통신을 위한 프로토콜로서, TCP/IP 통신을 사용하는 인터넷 접속 단말기(모바일 단말기)에는 NetBT 패킷이 불필요한 패킷이므로 모바일 단말기가 TCP/IP 통신을 사용하는 경우 차단하는 것이 가능하다.
그리고 도 1에 도시된 BOOTP(BOOTstrap Protocol)는 엑스(X) 단말 등과 같이 하드 디스크를 갖지 않은 장치의 설정 정보를 자동적으로 할당하여 관리하기 위해 개발된 통신 프로토콜, 즉 TCP/IP 환경의 클라이언트/서버 시스템에서 디스크를 갖지 않은 클라이언트가 시스템 부팅에 필요한 프로그램을 서버로부터 자동적으로 받는 프로토콜로서, 클라이언트가 자신의 IP 주소를 모를 경우 역순 주소 결정 프로토콜(RARP)을 이용하여 IP 주소를 알아낸다. 그런데, 현재는 DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol)를 사용하기 때문에 BOOTP 패킷은 불필요한 패킷이므로 차단하는 것이 가능하다.
그리고 도 1에 도시된 Telnet(Teletype network)는 TCP/IP 기반의 인터넷에서 광범위하게 사용되고 있는 프로토콜의 하나로서, 호스트와 단말기 간 또는 호스트와 호스트 간에 가상 단말 통신 기능을 수행하기 위한 절차를 제공하여, 네트워크상의 한 시스템 사용자가 자기 시스템(로컬 시스템)의 자원에 접속하는 것처럼 다른 시스템(원격지 시스템)에 접속할 수 있게 한다. 이때, 모바일 단말기로 인입되는 인바운드 텔넷(inbound Telnet) 패킷은 불필요한 패킷이므로 차단하는 것이 가능하다.
그리고 도 1에 도시된 DNS(Domain Name Service)는 인터넷상에서 통신을 하려면 각각의 주 컴퓨터를 식별할 수 있도록 도메인이라는 단위를 사용하는데, 이 단위의 이름을 조합하여 영역 이름으로 사용하도록 관리하는 서비스이다. 이때, 모바일 단말기로 인입되는 인바운드(inbound) DNS 패킷은 불필요한 패킷이므로 차단 하는 것이 가능하다.
한편, 이하의 일 예에서는 착신 메시지(착신 패킷)가 VoIP 착신 메시지이고, 제어국이 ASN-GW(Access Service Network Gateway)인 경우를 예로 들어 설명하나, 본 발명이 이에 한정되는 것이 아님을 미리 밝혀둔다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 모바일 단말기의 전력 소모를 감소시키기 위한 페이징 제어 장치의 구성도이다.
본 발명에서는 페이징(Paging) 제어 기능을 수행하는 페이징 제어기(Paging Controller, 203)를 탑재하고 있는 제어국(200)이, 모바일 단말기(220)로의 착신을 위해 인입되는 착신 메시지(착신 패킷)가 실제 VoIP 착신 메시지인지를 구분한 후에 실제 VoIP 착신 메시지인지 여부에 따라 페이징(Paging) 처리를 수행한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 모바일 단말기의 전력 소모를 감소시키기 위한 페이징 제어 장치는, 기 설정된 잘 알려진(Well-known) 패턴 룰(Rule) 또는 기 설정된 잘 알려진(Well-known) 패턴 룰(Rule)과 사업자 정의 서비스 룰(Rule)을 이용하여 인입 패킷 중 불필요 패킷을 1차 필터링하기 위한 접근 제어기(201), 상기 접근 제어기(201)에서 1차 필터링된 패킷에 대하여 해당 서비스 여부(예 : 사업자 제공 VoIP 서비스)를 구분하여 불필요 패킷을 2차 필터링하여 페이징 여부를 판정하기 위한 분석 및 페이징 판정부(202), 상기 분석 및 페이징 판정부(202)에서의 페이징 판정 결과에 따른 페이징 요청(Paging Request)에 따라 해당 모바일 단말기(220)로 페이징을 실행하기 위한 페이징 제어기(Paging Controller, 203), 및 상기 인입 패킷을 버퍼링하기 위한 버퍼(Buffer, 204)를 포함한다.
상기 각 구성 요소에 대하여 구체적인 실시 예를 좀 더 상세히 살펴보면 다음과 같다.
상기 접근 제어기(201)에서는 패킷의 잘 알려진(Well-known) 패턴 룰(Rule)을 설정하고 있거나, 또는 기 설정된 잘 알려진(Well-known) 패턴 룰(Rule)과 사업자 정의 서비스 룰(Rule)을 동시에 설정하고 있다. 즉, 접근 제어기(201)에서는 외부의 망측 시스템으로부터 인입되는 패킷이 차단해야 하는 불필요 패킷(불요 패킷)인지 처리해야 하는 필요 패킷인지를 구분하기 위하여, 차단 대상 패킷 및 제어 대상 패킷의 잘 알려진(Well-known) 패턴 룰(예 : ACL(Access Control List)) 또는 기 설정된 잘 알려진(Well-known) 패턴 룰(Rule)과 사업자 정의 서비스 룰(Rule)을 미리 설정하고 있는다.
여기서, 상기 잘 알려진(Well known) 패턴 룰(Rule)은 기존의 인터넷에서 언급되고 있는 보안 관련 포트에 따른 패턴 룰 등을 의미하고, 사업자 정의 서비스 룰(Rule)은 사업자가 제공하고자 하는 서비스 모델에 따른 패턴 룰을 의미한다.
이하의 실시 예에서는 설명의 편의를 위하여 기 설정된 잘 알려진(Well-known) 패턴 룰(Rule)을 설정하고 있는 경우를 예로 들어 설명하나, 이러한 설명을 통하여 당업자가 기 설정된 잘 알려진(Well-known) 패턴 룰(Rule)과 사업자 정의 서비스 룰(Rule)을 동시에 설정하고 있는 경우도 쉽게 이해할 수 있을 것이다.
그리고 상기 접근 제어기(201)에서는 외부의 망측 시스템으로부터 패킷이 인 입되면, 해당 인입 패킷에 대하여 상기 패턴 룰(Rule)을 적용하여, 즉 인입 패킷의 패턴 룰을 상기 설정된 잘 알려진 패턴 룰과 비교하여, 인입 패킷이 불필요 패킷(차단 대상 패킷)으로 판정되면 해당 인입 패킷을 차단(폐기, 드랍)하고 인입 패킷이 필요 패킷(제어 대상 패킷)으로 판정되면 해당 인입 패킷을 분석 및 페이징 판정부(202)로 전달하는 것을 허용하는 "허용/드랍(Permit/Drop) 정책(보안 기능)"을 수행한다. 예를 들어, 패킷(Packet)이 외부의 망측 시스템으로부터 ASN-GW(Access Service Network Gateway)로 인입되면, 접근 제어기(201)에서는 기 설정된 ACL(Access Control List) 정책에 따라 인입 패킷의 허용/드랍(Permit/Drop) 여부를 결정한다. 이는 일반적인 인터넷 장비(예 : 라우터)에서의 ACL(Access Control List) 룰(Rule)과 유사한 개념이다. 이에 따라 무선통신망(예 : 와이브로(WIBRO)망, 3세대(3G) 무선통신망, 4세대(4G) 무선통신망, 및 차세대 무선통신망 등)의 1차적인 불요 패킷 차단이 이루어진다. 여기서, 상기 접근 제어기(201)는 본 발명의 부가 요소이다.
한편, 분석 및 페이징 판정부(202)에서는 상기 접근 제어기(201)에서 1차 필터링된 인입 패킷이 사업자가 허용한 서비스인지 또는 VoIP 착신 메시지(예 : KT VoIP 착신 메시지 또는 3rd_Party VoIP 착신 메시지)인지 여부를 구분한다. 예를 들어, 애플리케이션 계층(Application Layer)의 SIP(Session Initiation Protocol) 헤더(Header)를 확인하거나 SIP 헤더/바디(Header/Body)를 확인하여, 1차 필터링된 인입 패킷이 VoIP 착신 메시지인지 여부를 구분할 수 있다.
상기 구분 결과, 1차 필터링된 인입 패킷이 사업자가 허용한 서비스도 아니 고 또한 VoIP 착신 메시지도 아니면 분석 및 페이징 판정부(202)에서는 해당 인입 패킷을 드랍(drop)시키고, 1차 필터링된 인입 패킷이 사업자가 허용한 서비스이거나 또는 VoIP 착신 메시지이면 분석 및 페이징 판정부(202)에서는 모바일 단말기의 상태가 어웨이크 모드(Awake mode), 슬립 모드(Sleep mode)인지 또는 아이들 모드(Idle mode)인지를 확인하여(205) 아이들 모드(Idle mode)이면 페이징 제어기(Paging Controller, 203)로 페이징을 요청한다(206).
그에 따라, 상기 페이징 제어기(203)에서는 상기 분석 및 페이징 판정부(202)로부터 페이징 요청(Paging Request)을 받으면, 해당 모바일 단말기의 MAC(Media Access Control) 어드레스 해쉬(hash) 값을 포함하여 페이징(Paging)을 수행한다(207). 그에 따라, 모바일 단말기(220)가 기지국(210)을 통하여 네트워크 엔트리(Network Entry)로 망 접속을 수행한다(208).
그리고 상기 버퍼(204)는 상기 모바일 단말기의 망 접속이 완료되기 이전까지 인입 패킷을 버퍼링함으로써, 상기 모바일 단말기의 망 접속이 이루어지면 해당 인입 패킷이 전송되도록 한다(209).
한편, 상기 분석 및 페이징 판정부(202)는 별도의 모듈로 구현하거나, 공지의 패킷 분류기(Packet Classifier, 도면에 도시되지 않음) 내에 구현할 수도 있다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 모바일 단말기의 전력 소모를 감소시키기 위한 페이징 제어 방법에 대한 흐름도이다.
본 발명에서는 제어국(200)이 모바일 단말기(220)로의 착신을 위해 인입되는 패킷이 실제 VoIP 착신 메시지인지를 확인한 후 페이징(Paging) 수행 여부를 결정하기 위해 다음과 같은 절차를 수행한다.
먼저, 접근 제어기(201)에서는 패킷의 잘 알려진(Well-known) 패턴 룰(Rule)을 설정하고 있다(301). 즉, 접근 제어기(201)에서는 외부의 망측 시스템으로부터 인입되는 패킷이 차단해야 하는 불필요 패킷(불요 패킷)인지 처리해야 하는 필요 패킷인지를 구분하기 위하여, 차단 대상 패킷 및 제어 대상 패킷의 잘 알려진(Well-known) 패턴 룰(Rule)을 미리 설정하고 있는다.
이후, 접근 제어기(201)에서는 상기 패턴 룰(Rule)을 이용하여 인입 패킷 중 불필요 패킷을 1차 필터링한다(302). 즉, 접근 제어기(201)에서는 외부의 망측 시스템으로부터 패킷이 인입되면, 해당 인입 패킷에 대하여 상기 패턴 룰(Rule)을 적용하여, 즉 인입 패킷의 패턴 룰을 상기 설정된 잘 알려진 패턴 룰과 비교하여, 인입 패킷이 불필요 패킷(차단 대상 패킷)으로 판정되면 해당 인입 패킷을 차단(폐기)하고 인입 패킷이 필요 패킷(제어 대상 패킷)으로 판정되면 해당 인입 패킷을 분석 및 페이징 판정부(202)로 전달하는 "허용/드랍(Permit/Drop) 정책(보안 기능)"을 수행한다. 이에 따라 무선통신망(예 : 와이브로(WIBRO)망, 3세대(3G) 무선통신망, 4세대(4G) 무선통신망, 및 차세대 무선통신망 등)의 1차적인 불요 패킷 차단이 이루어진다.
이후, 분석 및 페이징 판정부(Packet Classifier, 202)에서는 상기 접근 제어기(201)에서 1차 필터링된 패킷에 대하여 해당 서비스 여부(예 : 사업자 제공 VoIP 서비스)를 구분하여 불필요 패킷을 2차 필터링하여 페이징 여부를 판정한다(303). 즉, 분석 및 페이징 판정부(202)에서는 상기 접근 제어기(201)에서 1차 필터링된 인입 패킷이 사업자가 허용한 서비스인지 또는 VoIP 착신 메시지(예 : KT VoIP 착신 메시지 또는 3rd_Party VoIP 착신 메시지)인지 여부를 구분한다. 여기서, 1차 필터링된 인입 패킷이 VoIP 착신 메시지인지 여부는 SIP 헤더(Header)를 통하여 확인하거나 SIP 헤더/바디(Header/Body)를 통하여 구분할 수 있다(도 4b 참조).
상기 구분 결과, 1차 필터링된 인입 패킷이 사업자가 허용한 서비스도 아니고 또한 VoIP 착신 메시지도 아니면 분석 및 페이징 판정부(202)에서는 해당 인입 패킷을 드랍(drop)시키고, 1차 필터링된 인입 패킷이 사업자가 허용한 서비스이거나 또는 VoIP 착신 메시지이면 분석 및 페이징 판정부(202)에서는 모바일 단말기의 상태를 확인하여 페이징 제어기(Paging Controller, 203)로 페이징을 요청한다(304).
그에 따라, 페이징 제어기(Paging Controller, 203)에서는 상기 페이징 요청(Paging Request)에 따라 해당 모바일 단말기(220)로 페이징을 수행한다(305). 즉, 페이징 제어기(203)에서는 상기 분석 및 페이징 판정부(202)로부터 페이징 요청(Paging Request)을 받으면, 해당 모바일 단말기의 MAC(Media Access Control) 어드레스 해쉬(hash) 값을 포함하여 페이징(Paging)을 수행한다.
그에 따라, 모바일 단말기(220)가 기지국(210)을 통하여 네트워크 엔트리(Network Entry)로 망 접속을 수행하여 해당 인입 패킷을 전달받는다.
도 4a 및 도 4b는 일반적인 VoIP 패킷의 구조도이다.
여기서, 도 4a는 일반적인 VoIP 트래픽 패킷의 구조를 나타내고 있고, 도 4b는 일반적인 VoIP 시그널 패킷의 구조를 나타내고 있다. 이때, SIP(Session Initiation Protocol)는 텍스트 기반의 응용 계층 제어 프로토콜(VoIP에서 호 처리를 담당하는 프로토콜)로서, SIP 헤더(Header)와 SIP 바디(Body)인 SDP를 포함한다.
한편, 전술한 바와 같은 본 발명에 따른 모바일 단말기의 전력 소모를 감소시키기 위한 페이징 제어 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 사용하여 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시 예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 치환, 변형 및 변경이 가능하다.
그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
본 발명은 페이징(Paging) 제어 절차를 수행하는 모든 무선통신 시스템 등에 이용될 수 있다.
도 1은 실제 인터넷 망에서 단말기를 목적지(Destination)로 하는 패킷에 대한 예시도,
도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 모바일 단말기의 전력 소모를 감소시키기 위한 페이징 제어 장치의 구성도,
도 3은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 모바일 단말기의 전력 소모를 감소시키기 위한 페이징 제어 방법에 대한 흐름도,
도 4a 및 도 4b는 일반적인 VoIP 패킷의 구조도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
201 : 접근 제어기 202 : 분석 및 페이징 판정부
203 : 페이징 제어기 204 : 버퍼

Claims (18)

  1. 페이징 제어 장치에 있어서,
    인입되는 패킷 중에서 불필요 패킷을 필터링한 후에 상기 필터링 결과에 따라 페이징 여부를 판단하기 위한 필터링 및 페이징 판단 수단;
    상기 필터링 및 페이징 판단 수단에서의 판단 결과에 따라 해당 모바일 단말기로 페이징을 실행하기 위한 페이징 제어 수단; 및
    상기 인입 패킷을 버퍼링하기 위한 저장 수단
    을 포함하는 페이징 제어 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 필터링 및 페이징 판단 수단은,
    기 설정된 잘 알려진(Well-known) 패턴 룰(Rule)을 이용하여 상기 인입 패킷 중에서 불필요 패킷을 1차 필터링하기 위한 접근 제어기; 및
    상기 접근 제어기에서 1차 필터링된 패킷에 대하여 해당 서비스 여부를 구분하여 불필요 패킷을 2차 필터링하여 페이징 여부를 판정하기 위한 분석 및 페이징 판정부
    를 포함하는 페이징 제어 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 접근 제어기는,
    차단 대상 패킷 및 제어 대상 패킷의 잘 알려진(Well-known) 패턴 룰(Rule)을 미리 설정하고 있다가, 패킷이 인입되면 상기 인입 패킷에 대하여 상기 패턴 룰(Rule)을 적용하여 불필요 패킷(차단 대상 패킷)으로 판정되면 차단하고, 필요 패킷(제어 대상 패킷)으로 판정되면 상기 분석 및 페이징 판정부로 전달하는, 페이징 제어 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 필터링 및 페이징 판단 수단은,
    기 설정된 잘 알려진(Well-known) 패턴 룰(Rule) 및 사업자 정의 서비스 룰(Rule)을 이용하여 상기 인입 패킷 중에서 불필요 패킷을 1차 필터링하기 위한 접근 제어기; 및
    상기 접근 제어기에서 1차 필터링된 패킷에 대하여 해당 서비스 여부를 구분하여 불필요 패킷을 2차 필터링하여 페이징 여부를 판정하기 위한 분석 및 페이징 판정부
    를 포함하는 페이징 제어 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 접근 제어기는,
    차단 대상 패킷 및 제어 대상 패킷의 잘 알려진(Well-known) 패턴 룰(Rule) 및 사업자 정의 서비스 룰(Rule)을 미리 설정하고 있다가, 패킷이 인입되면 상기 인입 패킷에 대하여 상기 패턴 룰(Rule) 및 상기 사업자 정의 서비스 룰(Rule)을 적용하여 불필요 패킷(차단 대상 패킷)으로 판정되면 차단하고, 필요 패킷(제어 대상 패킷)으로 판정되면 상기 분석 및 페이징 판정부로 전달하는, 페이징 제어 장치.
  6. 제 2 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 잘 알려진(Well-known) 패턴 룰은,
    ACL(Access Control List) 정책인 것을 특징으로 하는 페이징 제어 장치.
  7. 제 2 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 분석 및 페이징 판정부는,
    상기 접근 제어기에서 1차 필터링된 인입 패킷이 사업자가 허용한 서비스인지 또는 착신 메시지인지 여부를 구분하여, 사업자가 허용한 서비스도 아니고 또한 착신 메시지도 아니면 상기 인입 패킷을 드랍(drop)시키고, 사업자가 허용한 서비스이거나 착신 메시지이면 상기 모바일 단말기의 상태를 확인하여 상기 페이징 제어 수단으로 페이징을 요청하는, 페이징 제어 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 분석 및 페이징 판정부는,
    애플리케이션 계층(Application Layer)의 SIP(Session Initiation Protocol) 헤더(Header)를 확인하거나 SIP 헤더/바디(Header/Body)를 확인하여, 상기 1차 필터링된 인입 패킷이 착신 메시지인지 여부를 확인하는, 페이징 제어 장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 필터링 및 페이징 판단 수단은,
    상기 인입 패킷에 대하여 해당 서비스 여부를 구분하여 불필요 패킷을 필터링하여 페이징 여부를 판정하기 위한 분석 및 페이징 판정부
    를 포함하는 페이징 제어 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 분석 및 페이징 판정부는,
    상기 인입 패킷이 사업자가 허용한 서비스인지 또는 착신 메시지인지 여부를 구분하여, 사업자가 허용한 서비스도 아니고 또한 착신 메시지도 아니면 상기 인입 패킷을 드랍(drop)시키고, 사업자가 허용한 서비스이거나 착신 메시지이면 상기 모바일 단말기의 상태를 확인하여 상기 페이징 제어 수단으로 페이징을 요청하는, 페이징 제어 장치.
  11. 페이징 제어 방법에 있어서,
    인입되는 패킷 중에서 불필요 패킷을 필터링한 후에 상기 필터링 결과에 따라 페이징 여부를 판단하는 필터링 및 페이징 판단 단계; 및
    상기 페이징 여부 판단 결과에 따라 해당 모바일 단말기로 페이징을 실행하는 단계
    를 포함하는 페이징 제어 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 필터링 및 페이징 판단 단계는,
    기 설정된 잘 알려진(Well-known) 패턴 룰(Rule)을 이용하여 상기 인입 패킷 중에서 불필요 패킷을 1차 필터링하는 제 1 필터링 과정; 및
    상기 1차 필터링된 패킷에 대하여 해당 서비스 여부를 구분하여 불필요 패킷 을 2차 필터링하여 페이징 여부를 판정하는 제 2 필터링 및 페이징 판정 과정
    을 포함하는 페이징 제어 방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 제 1 필터링 과정은,
    차단 대상 패킷 및 제어 대상 패킷의 잘 알려진(Well-known) 패턴 룰을 미리 설정하고 있는 과정;
    패킷이 인입되면 상기 인입 패킷에 대하여 상기 패턴 룰(Rule)을 적용하는 과정; 및
    상기 패턴 룰 적용 결과, 불필요 패킷(차단 대상 패킷)으로 판정되면 차단하고, 필요 패킷(제어 대상 패킷)으로 판정되면 상기 제 2 필터링 및 페이징 판정 과정으로 전달하는 과정
    을 포함하는 페이징 제어 방법.
  14. 제 11 항에 있어서,
    상기 필터링 및 페이징 판단 단계는,
    기 설정된 잘 알려진(Well-known) 패턴 룰(Rule) 및 사업자 정의 서비스 룰(Rule)을 이용하여 상기 인입 패킷 중에서 불필요 패킷을 1차 필터링하는 제 1 필터링 과정; 및
    상기 1차 필터링된 패킷에 대하여 해당 서비스 여부를 구분하여 불필요 패킷을 2차 필터링하여 페이징 여부를 판정하는 제 2 필터링 및 페이징 판정 과정
    를 포함하는 페이징 제어 방법.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 제 1 필터링 과정은,
    차단 대상 패킷 및 제어 대상 패킷의 잘 알려진(Well-known) 패턴 룰(Rule) 및 사업자 정의 서비스 룰(Rule)을 미리 설정하고 있는 과정;
    패킷이 인입되면 상기 인입 패킷에 대하여 상기 패턴 룰(Rule) 및 상기 사업자 정의 서비스 룰(Rule)을 적용하는 과정; 및
    상기 룰 적용 결과, 불필요 패킷(차단 대상 패킷)으로 판정되면 차단하고, 필요 패킷(제어 대상 패킷)으로 판정되면 상기 제 2 필터링 및 페이징 판정 과정으로 전달하는 과정
    을 포함하는 페이징 제어 방법.
  16. 제 12 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 2 필터링 및 페이징 판정 과정은,
    상기 1차 필터링된 인입 패킷이 사업자가 허용한 서비스인지 또는 착신 메시지인지 여부를 구분하는 과정;
    상기 구분 결과, 사업자가 허용한 서비스도 아니고 또한 착신 메시지도 아니면 상기 인입 패킷을 드랍(drop)시키는 과정; 및
    상기 구분 결과, 사업자가 허용한 서비스이거나 착신 메시지이면 상기 모바일 단말기의 상태를 확인하여 페이징을 요청하는 과정
    을 포함하는 페이징 제어 방법.
  17. 제 11 항에 있어서,
    상기 필터링 및 페이징 판단 단계는,
    상기 인입 패킷에 대하여 해당 서비스 여부를 구분하여 불필요 패킷을 필터링하여 페이징 여부를 판정하는 필터링 및 페이징 판단 과정
    을 포함하는 페이징 제어 방법.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 필터링 및 페이징 판단 과정은,
    상기 인입 패킷이 사업자가 허용한 서비스인지 또는 착신 메시지인지 여부를 구분하는 과정;
    상기 구분 결과, 사업자가 허용한 서비스도 아니고 또한 착신 메시지도 아니면 상기 인입 패킷을 드랍(drop)시키는 과정; 및
    상기 구분 결과, 사업자가 허용한 서비스이거나 착신 메시지이면 상기 모바일 단말기의 상태를 확인하여 페이징을 요청하는 과정
    을 포함하는 페이징 제어 방법.
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