KR101208130B1 - System and method for synchronizing radio service between celluar network and wlan network - Google Patents

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KR101208130B1 KR1020110120562A KR20110120562A KR101208130B1 KR 101208130 B1 KR101208130 B1 KR 101208130B1 KR 1020110120562 A KR1020110120562 A KR 1020110120562A KR 20110120562 A KR20110120562 A KR 20110120562A KR 101208130 B1 KR101208130 B1 KR 101208130B1
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Abstract

PURPOSE: A wireless service interworking system between a cellular network and a WLAN(wireless local area network) and method thereof are provided to offer system interworking by converting a part of radio resources in the WLAN. CONSTITUTION: When a terminal(120) connects to a WLAN through a WLAN communication modem, an FSC(frame switching control) unit(121) transmits frames generated in all transmission channels to an LCP(link control proxy)(122). The LCP terminates a message used between an interface and an RAN(radio access network) for setting the wireless link of cellular communication in the frames. The LCP transmits the other frames to an aggregator(420). The aggregator converts the transmitted frame into a frame matched with a cellular communication interface.

Description

셀룰러 망과 더블유엘에이엔 망의 무선서비스 연동시스템 및 연동방법{System and method for synchronizing radio service between celluar network and WLAN network}System and method for synchronizing radio service between celluar network and WLAN network

본 발명은 셀룰러 망과 무선랜(Wireless LAN: WLAN) 망의 무선서비스 연동시스템 및 연동방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는, 기존에 존재하는 셀룰러 망과, Wi-Fi를 이용한 WLAN 망을 동일한 하나의 망으로써 연동되게 함으로써 WLAN을 셀룰러 망의 일부처럼 사용하여, 셀룰러 망과 WLAN간에 연속성 있는 무선 서비스를 제공하고, 사용자의 단말이 셀룰러 망에서 WLAN 망으로 무선 서비스를 이동하여야 할 경우, 기지국의 부하를 WLAN 망으로 끊김 없이 전이함으로써, 사용자에게 불편을 주지 않으면서, 기지국의 부담을 줄이고, 동시에 사용자의 무선서비스 속도를 WLAN에서 제공하는 만큼의 분량으로 최대한 보장해 주기 위한 셀룰러 망과 WLAN 망의 무선서비스 연동시스템 및 연동방법에 관한 것이다. The present invention relates to a wireless service interworking system and a method for interworking between a cellular network and a wireless LAN (WLAN) network, and more particularly, an existing cellular network and a WLAN network using Wi-Fi are the same. By using the WLAN as a part of the cellular network by interworking with the network, providing a continuous wireless service between the cellular network and the WLAN, when the user terminal needs to move the wireless service from the cellular network to the WLAN network, the load of the base station By seamlessly transitioning to the WLAN network, the cellular service and the WLAN network wireless service to reduce the burden on the base station without inconvenient the user, and at the same time ensure the maximum speed of the user's wireless service in the amount equivalent to that provided by the WLAN. It relates to a linkage system and a linkage method.

또한, 본 발명은 제한된 무선자원을 나누어 사용하고 있는 셀룰러 망과 WLAN 망이 각각의 무선자원 대역을 하나의 망으로 사용할 수 있는 셀룰러 망과 WLAN 망의 무선서비스 연동시스템 및 연동방법에 관한 것이다.
The present invention also relates to a wireless service interworking system and a method for interworking between a cellular network and a WLAN network in which cellular networks and WLAN networks using limited radio resources can be used as one network.

도 1은 종래의 셀룰러(cellular)망에서 동작하는 시스템에 대한 구조를 나타낸 것이다. UE(User Equipment)(110)가 RAN(Radio Access network)(210)과 연결되어 있으며, RAN(210)은 MSC/GSN(310)을 포함하는 코어 네트워크(core network)에 연결되어 있다. 즉 RAN(210)은 UE(110)와 코어 네트워크 간의 연결을 담당한다. 이때 RAN(210)은 UE(110)와의 무선 링크(radio link)를 형성하기 위하여 무선 자원 할당 프로시져(allocation procedure)를 수행한다. 셀룰러 망은 콘트롤 플레인(control plane (signaling interface))과 유저 플레인(user plane(traffic interface))으로 구성된다.1 shows the structure of a system operating in a conventional cellular network. User Equipment (UE) 110 is connected to a Radio Access Network (RAN) 210, and the RAN 210 is connected to a core network including a MSC / GSN 310. That is, the RAN 210 is responsible for the connection between the UE 110 and the core network. In this case, the RAN 210 performs a radio resource allocation procedure to form a radio link with the UE 110. The cellular network consists of a control plane (signaling interface) and a user plane (traffic interface).

이를 기초로 주요 컴포넌트(Components)에 대해 살펴본다.Based on this, we will look at the main Components.

RAN(Radio Access network)(210)(또는 BSS (Base Stations Subsystem))은 UE(110)와의 무선 액세스(radio access) 및 커넥션(connection)을 제어(control)하고, 또한 무선 링크(radio link)를 MSC/GSN(310)과의 연결로 이어주는 장치이다. Radio access network (RAN) 210 (or base station subsystem) (BSS) controls radio access and connection with UE 110, and also controls a radio link. The device is connected to the MSC / GSN (310).

RAN(210)은 하나의 RNC(Radio Network Controller)와 여러 개의 Node-B로 구성되어 있다.The RAN 210 is composed of one Radio Network Controller (RNC) and several Node-Bs.

이때 Node-B는 라디오 트랜스미션 리셉션 컴포넌트(radio transmission reception component)를 가지고 있으며, 하나의 셀(cell)을 형성한다.At this time, the Node-B has a radio transmission reception component and forms one cell.

RNC(Radio Network Controller)는 무선 액세스(radio access)를 위한 리소스 할당(resource allocation) 및 제어, 그리고 코어 네트워크(core network)와의 액세스를 제어한다.A radio network controller (RNC) controls resource allocation and control for radio access and access to a core network.

또한 RNC는 Node-B 제어를 통해 UE(110)와의 무선 액세스 및 커넥션을 제어한다.In addition, the RNC controls radio access and connection with the UE 110 through Node-B control.

UE(110)의 NAS(Non-Access Stratum)은 UE(110)와 코어 네트워크 간의 프로토콜 인터페이스(protocol interface) 중 최상의 부분에 위치하여 전체 네트워크 서비스 구축 프로시저(network service establish procedure) 중 가장 나중에 동작이 일어나는 부분이다.The non-access stratum (NAS) of the UE 110 is located at the best part of the protocol interface between the UE 110 and the core network, so that the last operation of the entire network service establish procedure is performed. That's what happens.

이 부분은 호 서비스(call service) 및 데이터 서비스 세션 셋업(data service session setup)을 담당하는 부분이다. 이 계층(layer)는 SM / CC / MM / GMM / SMS 프로토콜 인터페이스들로 이루어져 있으며, UE(110)와 코어 네크워크 간의 통신(communication)이 발생나면, 이때 RAN(210) 시스템은 통신을 위한 교량(bridge) 역할을 한다. 아래는 이 부분의 주요 기능이다. This part is responsible for call service and data service session setup. This layer consists of the SM / CC / MM / GMM / SMS protocol interfaces, and when communication between the UE 110 and the core network occurs, the RAN 210 system is a bridge for communication ( bridge). Below are the main features of this section.

첫째, 음성 통신으로 로지컬 스테이트 머신 콘트롤(logical state machine control)을 통하여 음성 통신을 제어하며, 사용자의 음성 트래픽(traffic)은 이 로지컬 스테이트(logical state)의 상태에 따라 같이 제어된다.First, voice communication is controlled through logical state machine control, and the user's voice traffic is controlled according to the state of the logical state.

둘째, 데이터 통신으로 로지컬 스테이트 머신 콘트롤을 통하여 데이터 통신을 제어하며, 데이터의 통신 상태를 활성화(activate) 혹은 비활성화(deactivate)하는 역할을 담당하며, 이 프로시저에서 UE(110)가 MSC/GSN(310) 중 GSN으로부터 IP를 할당받는다.Second, it controls data communication through logical state machine control by data communication, and activates or deactivates communication status of data. In this procedure, the UE 110 performs MSC / GSN ( In step 310, an IP is allocated from a GSN.

셋째로, 이동성 관리로 UE(110)가 새로운 셀로 이동 시, 새로운 셀로의 등록에 관여하며, 유휴 상태(idle mode) 시에 발생하는 핸드오버(handover)를 담당하여 제어한다.Third, when the UE 110 moves to a new cell through mobility management, the UE 110 is involved in registration with a new cell, and takes charge of handover occurring during an idle mode.

한편, UE(110)의 RRC(Radio Resource Control)는 셀룰러 망의 무선 시스템(radio system)에서 두뇌에 해당하며, UE(110)와 RAN(210)간의 무선 링크(radio link)를 위한 무선 자원 제어를 담당하며 주요 기능은 아래와 같다.Meanwhile, Radio Resource Control (RRC) of the UE 110 corresponds to a brain in a radio system of a cellular network, and radio resource control for a radio link between the UE 110 and the RAN 210. The main functions are as follows.

첫째로, 무선 자원 관리로 셀룰러 망에서 UE(110)와 RAN(210)간의 무선 연결(radio connection)을 수립하기 위해서, UE(110)와 RAN(210)은 각기 무선 자원을 할당하게 된다. 무선 자원을 할당하기 위한 과정에서, UE(110)와 RAN(210)은 각기 할당된 무선 자원 파라미터(parameter)들을 무선 프로토콜 인터페이스(radio protocol interface)를 통해 상호 교환하게 된다. 이때 RRC 프로토콜 인터페이스는 이 정보들을 상호 간 실어나르는 역할을 한다.First, in order to establish a radio connection between the UE 110 and the RAN 210 in a cellular network through radio resource management, the UE 110 and the RAN 210 allocate radio resources, respectively. In the process of allocating radio resources, the UE 110 and the RAN 210 exchange their allocated radio resource parameters through a radio protocol interface. At this time, the RRC protocol interface carries the information.

둘째로 커넥션과 이동성(Mobility) 관리로 UE(110)가 세션을 활성화한 경우, 셀을 로밍(roaming)할 시에 각 셀들과의 커넥션을 할당 및 해제하는 기능을 수행한다. RRC는 UE(110)가 속한 무선 셀(radio cell)과 주변에 인접한 무선 셀을 상시 모니터링함으로써, 무선 링크의 상태를 확인하여 핸드오버를 수행하기 위한 조건을 감시 및 수행한다.Second, when the UE 110 activates a session through connection and mobility management, it performs a function of allocating and releasing connections with each cell when roaming a cell. The RRC constantly monitors a radio cell to which the UE 110 belongs and a radio cell adjacent to the neighbor, thereby monitoring and performing a condition for performing a handover by confirming a state of a radio link.

셋째로 커넥션 상태(Connection State)로 RRC 계층(layer)은 RAN(210)의 상태를 감시하며, 이동성 관리 등의 기능을 수행한다.Third, as a connection state, the RRC layer monitors the state of the RAN 210 and performs functions such as mobility management.

UE(110)의 RLC(Radio Resource Control)는 UE(110)와 RAN(210)간의 무선 링크동작을 수행한다. RRC, PDCP, BMC 등의 상위 단의 정보와 논리 채널(logical channel)사이에 위치하여 상호간 교량 역할을 한다. 이 계층은 UE(110)와 RAN(210) 간의 프래임 전송(frame transmission)에 관여한다.Radio resource control (RLC) of the UE 110 performs a radio link operation between the UE 110 and the RAN 210. It is located between the upper level information such as RRC, PDCP, BMC and logical channels, and acts as a bridge. This layer is involved in frame transmission between the UE 110 and the RAN 210.

UE(110)와 RAN(210)간에 프래임을 전송시에, 보내야 할 정해진 패킷 크기에 따라 송수신을 수행하여 한정된 셀룰러 무선 대역폭(bandwidth)을 최적의 방법을 활용하여 효율을 극대화 시킨다. RLC의 주요 기능은 아래와 같다;When transmitting a frame between the UE 110 and the RAN 210, transmission and reception are performed according to a predetermined packet size to be transmitted, thereby maximizing efficiency by utilizing a limited cellular radio bandwidth. The main features of RLC are:

첫째로, 데이터의 분할 및 재결합(Segmentation / Re-assembly of data)으로, 큰 용량의 데이터가 송신될 시에 이 큰 데이터는 작은 크기로 분리되어 송신된 후 반대편에서 재결합(re-assembled)된다. 이때에 RLC는 각 분할된 데이터에 시퀀스 숫자(sequence number)를 할당하여, 목적지에서 결합시에 사용되도록 한다.Firstly, with segmentation / re-assembly of data, when a large amount of data is transmitted, the large data is separated into smaller sizes, transmitted and then re-assembled on the other side. At this time, the RLC assigns a sequence number to each partitioned data so that it is used at the time of combining at the destination.

둘째로, 에러 탐색 및 회복(Error detection and recovery)으로 UE(110)와 RAN(210)의 무선 링크는 자연 환경적으로 매우 불안정한 상태이다. 따라서, RLC의 주요 임무는 이러한 불안정한 상태로 인한 전송 에러를 탐색하고 회복 메커니즘(mechanism)을 수행하는 역할을 한다.Second, due to error detection and recovery, the radio link between the UE 110 and the RAN 210 is very unstable in nature. Therefore, the main task of the RLC is to detect transmission errors due to this unstable state and to perform a recovery mechanism.

셋째로, AM/UM/TM 모드로 효율성을 증대시키기 위하여 RLC은 3가지 모드로 동작한다. AM(Acknowledged Mode), TM(Transparent Mode), 그리고 UM(Unacknowledged Mode)이다.Third, RLC operates in three modes to increase efficiency in AM / UM / TM mode. AM (Acknowledged Mode), TM (Transparent Mode), and UM (Unacknowledged Mode).

UE(110)과 RAN(210)의 무선 링크는 태생적으로 불안한 요소를 가지고 있으므로 UE(110)와 RAN(210) 간에 전송되는 패킷은 손상되거나 혹은 손실될 수 있다. 따라서 시그널링(signaling)과 트래픽이 적절한 모드를 통하여 이러한 패킷 손상 혹은 손실의 어느 정도를 보상하게 된다. 예를 들어 AM 모드의 경우, 확실한 전송을 위하여 사용되는데, 이때 잘못 수신된 데이터를 보정하기 위하여 ARQ protocol (Automatic Request for retransmission)의 방법을 사용한다. Since the radio link of the UE 110 and the RAN 210 has an inherently unstable element, packets transmitted between the UE 110 and the RAN 210 may be damaged or lost. Thus, signaling and traffic compensate for some degree of such packet corruption or loss through appropriate modes. For example, in the AM mode, it is used for reliable transmission. In this case, an ARQ protocol (Automatic Request for retransmission) is used to correct wrongly received data.

또한 손상 혹은 손실된 데이터의 보정보다 긴급하게 전송되어야 하는 것이 보다 더 중요할 때는 TM 혹은 UM 모드를 이용하여 전송 자체에 우선순위를 두기도 한다.Also, when it is more important to send urgently than correcting damaged or lost data, the transmission itself can be prioritized using the TM or UM mode.

네번째로, 콘트롤 데이터의 사이퍼링(Ciphering of Control Data)으로 보안(security)이 필요할 경우, UE(110)와 RAN(210)간에 네고시에이션(negotiation)을 통하여 사이퍼링(ciphering)을 확립한 후 RLC에서 전송되는 모든 패킷에 이 사이퍼링을 적용하여 UE(110)와 RAN(210)간의 보안를 제공할 수 있다.Fourth, if security is required as the ciphering of control data, after establishing ciphering through negotiation between the UE 110 and the RAN 210. This ciphering may be applied to all packets transmitted in the RLC to provide security between the UE 110 and the RAN 210.

한편 UE(110)의 MAC(Media Access Control)은 상위 단의 논리 채널을 하위 단의 전송 채널(transport channel)로 매핑(mapping)하여준다. 이때 전송 채널은 물리 채널(physical channel)과 연결된다. MAC은 내부 루프(inner loop)와 외부 루프 무선 퀄리티 제어(outer loop radio quality control)를 담당한다. 상세한 기능은 아래와 같다.Meanwhile, the media access control (MAC) of the UE 110 maps a logical channel of an upper end to a transport channel of a lower end. In this case, the transport channel is connected to a physical channel. The MAC is responsible for the inner loop and outer loop radio quality control. Detailed functions are as follows.

첫째로, 논리 채널 데이터의 멀티플렉싱(Multiplexing of logical channel data)으로 MAC 계층은 hybrid ARQ 기능을 담당한다, 이때 해당 전송 블록(transport block)에 대한 자동(automatic) 재전송을 수행한다. 또한 MAC은 논리 채널을 전송 채널로 매핑을 수행하여 상위단과 하위단과의 멀티플렉싱을 수행한다.First, as a multiplexing of logical channel data, the MAC layer is responsible for a hybrid ARQ function. In this case, automatic retransmission of a corresponding transport block is performed. In addition, MAC performs logical multiplexing with upper and lower ends by mapping logical channels to transport channels.

둘째로, 데이터 플로우의 우선 처리(Priority handling of the data flows)로, 한정된 무선 자원을 극대화기 위하여 반드시 필요한 기능 중의 하나인, 이 기능은 MAC에서 각각의 세션을 선순위(higher priorty)와 후순위(lower priority)로 분류하여, 동적 스케줄링(dynamic scheduling)을 통하여, 각기 전송될 패킷에 대하여 우선순위를 정하여 처리함으로써, 한정된 무선 대역폭를 최대한 활용할 수 있도록 하여 준다.Second, Priority handling of the data flows, one of the essential functions for maximizing limited radio resources, this feature prioritizes and lowers each session in the MAC. By classifying the priority, and by using dynamic scheduling, each packet to be transmitted is determined by prioritization, so that the limited radio bandwidth can be utilized to the maximum.

셋째로, 트래픽 볼륨 모니터링(Traffic Volume monitoring)으로 전송될 데이터의 크기를 산정하여 미리 정의된 여러 개의 전송 크기 포멧(Format) 중의 하나를 선택하여, 최대한 맞는 크기의 프래임을 선택함으로써, 프래임 전송 시에 불필요한 프래임의 낭비를 막는 기능을 한다.Third, by calculating the size of the data to be transmitted by traffic volume monitoring, select one of several predefined transmission size formats, and select a frame of a size that best fits the frame. It prevents unnecessary waste of frames.

넷째로, 음성 데이터의 사이퍼링(Ciphering of Voice Data)으로 보안이 필요한 경우, UE(110)와 RAN(210) 간에 네고시에이션(negotiation)을 통하여 MAC 계층에서 트래픽에 대한 사이퍼링을 수행할 수 있다.
Fourth, if security is required through ciphering of voice data, the MAC layer may perform ciphering for traffic through negotiation between the UE 110 and the RAN 210. have.

도 2는 종래의 셀룰러(cellular)망에서 동작하는 시스템에서의 프로토콜 인터페이스를 설명하기 위한 도면이다. 도 1 및 2를 참조하여 먼저 콘트롤 플레인(Control Plane)을 살펴본다.FIG. 2 is a diagram illustrating a protocol interface in a system operating in a conventional cellular network. First, a control plane will be described with reference to FIGS. 1 and 2.

UE(110)와 RAN(210)의 Node-B는 각기 물리적 무선 자원을 가지고 있다. UE(110)의 RRC/RLC/MAC 프로토콜 인터페이스는 UE(110)와 RAN(210)사이에 동작한다. 이 계층은 UE(110)과 RAN(210)간의 무선 링크를 설립하거나 해제한다. UE(110)의 RLC와 MAC은 UE(110)와 RAN(210) 간의 RRC를 전송하는 기능을 담당한다.Node-B of UE 110 and RAN 210 each have a physical radio resource. The RRC / RLC / MAC protocol interface of the UE 110 operates between the UE 110 and the RAN 210. This layer establishes or breaks a radio link between the UE 110 and the RAN 210. The RLC and the MAC of the UE 110 are responsible for transmitting the RRC between the UE 110 and the RAN 210.

RAN(210) 및 MSC/GSN(310)의 RANAP(Radio Access Network Application Part)는 RAN(210)과 코어 네트워크 간의 트랜스포트 인터페이스(transport interface)를 구성하고, UE(210)와 코어 네트워크 시그널링 메시지(signaling message)를 실어 나르는 역할을 한다. 또한 일부 RAN(210)에서 코어 네트워크와 네고시에이션을 통해 접속 제어를 수행한다.The RANAP (Radio Access Network Application Part) of the RAN 210 and the MSC / GSN 310 configures a transport interface between the RAN 210 and the core network, and the UE 210 and the core network signaling message ( It carries a signaling message). In addition, some RAN 210 performs access control through negotiation with the core network.

MSC/GSN(310)의 NAS(Non Access Stratum)은 UE(210)와 코어 네트워크 사이에 동작하며, RAN(210)이 중계(Relay)를 담당한다. 이 프로토콜 인터페이스는 CS(Circuit Switched) 도메인 즉, 음성 통신 서비스, PS(Packet Switched) 도메인 즉, 데이터 통신 서비스를 제어한다. 이 인터페이스는 유저 세션에 대해 논리 상태를 관리한다.Non Access Stratum (NAS) of the MSC / GSN 310 operates between the UE 210 and the core network, and the RAN 210 is responsible for relaying. This protocol interface controls a CS (Circuit Switched) domain, that is, a voice communication service, and a PS (Packet Switched) domain, that is, a data communication service. This interface manages the logical state for a user session.

한편, 사용자가 어플리케이션 세션(application session)을 시작하면, UE(110)에서 RRC 계층을 통하여 RAN(210)과 통신을 시작하여 무선 자원 할당 프로시저(allocation procedure)를 요구하는데, 이때 RRC는 RLC/MAC을 통하여 RAN과 통신을 한다. 이후 UE(110)가 RAN(210)을 통하여 코어 네트워크로부터 인증(authentication)을 받으면 RAN(210)은 UE(110)와 RAN(210)간의 무선 링크를 위한 무선 자원을 할당하게 된다. 이때 해당되는 세션용 RLC와 MAC 계층 또한 UE(110)와 RAN(210)의 사이에 트래픽을 전송하기 위한 파라미터가 셋업된다.Meanwhile, when a user starts an application session, the UE 110 starts communication with the RAN 210 through the RRC layer and requests a radio resource allocation procedure, where the RRC / RLC / Communicate with RAN via MAC. Thereafter, when the UE 110 receives authentication from the core network through the RAN 210, the RAN 210 allocates radio resources for a radio link between the UE 110 and the RAN 210. In this case, parameters for transmitting traffic between the corresponding RLC and MAC layer also between the UE 110 and the RAN 210 are set up.

한편, 유저 플레인(User Plane)을 살펴본다.Meanwhile, we will look at the user plane.

CS(Circuit Switched) 도메인은 일반적으로 음성 서비스 트래픽에 관여한다. 음성 프래임은 20ms의 간격으로 동작하여 1초당 50 프래임이 RLC/MAC 계층을 통해 전송된다. RLC/MAC 계층은 프래임 전달시에 전송 옵션을 유동적으로 선택할 수 있으며, 이 구성은 최초 무선 자원 할당 스태이지(allocation stage)에서 RRC를 통해 형성된다. 음성 프래임이 RLC/MAC 계층을 통해 UE(110)에서 RAN(210)으로 전달되며, RAN(210)은 다시 FP(Frame Protocol) 인터페이스를 통해 코어 네트워크로 전달한다.Circuit switched domains are generally involved in voice service traffic. Voice frames operate at 20 ms intervals, so 50 frames per second are transmitted through the RLC / MAC layer. The RLC / MAC layer can flexibly select a transmission option upon frame forwarding, and this configuration is formed via RRC in the initial radio resource allocation stage. The voice frame is delivered from the UE 110 to the RAN 210 via the RLC / MAC layer, and the RAN 210 passes back to the core network through a Frame Protocol (FP) interface.

PS(Packet Switched) 도메인은 데이터 서비스에 관여한다. 패킷은 일정 주기로 혹은 버스트 모드(burst mode)로 동작할 수 있으며, 각 모드에서 전송 크기를 다이나믹 하게 조정할 수 있다. 전송하는 동안 RLC/MAC은 각 모드와 패이로드(payload) 크기에 맞게 전송 사이즈를 선택할 수 있으며, 이 옵션들은 무선 자원 할당 스태이지에서 구성된다. 사용자 패킷 즉 IP 패킷이 PDCP(Packet Data Convergence Protocol) 인터페이스를 통하여 UE(110)에서 RAN(210)로 RLC/MAC을 거쳐 전송되며, RAN(210)은 PDCP를 GTP로 변환하여 코어 네트워크로 전달하게 된다.Packet Switched (PS) domains are involved in data services. Packets can operate at regular intervals or in burst mode, and the transmission size can be dynamically adjusted in each mode. During transmission, the RLC / MAC can choose the transmission size to suit each mode and payload size, and these options are configured on the radio resource allocation stage. A user packet, that is, an IP packet, is transmitted from the UE 110 to the RAN 210 via RLC / MAC through a Packet Data Convergence Protocol (PDCP) interface, and the RAN 210 converts the PDCP into a GTP to be delivered to the core network. do.

도 3은 도 1 및 도 2 기반의 종래의 시그널 플로우를 나타내는 예로, 단말에서 음성 호가 발생된(Mobile Originating Voice Call)의 경우를 나타낸다.3 is a diagram illustrating a conventional signal flow based on FIGS. 1 and 2, and illustrates a case of a mobile originating voice call in a terminal.

먼저, RRC-Connection Request가 수행된다(S1). 보다 구체적으로, 사용자가 호 서비스(call service)를 시작하면, UE 무선 자원을 할당하기 위하여, Node-B와 설정되어 있는 커먼 무선 링크(common radio link)를 통하여 RNC에 connection request를 보낸다.First, an RRC-Connection Request is performed (S1). More specifically, when a user starts a call service, a connection request is sent to the RNC through a common radio link established with Node-B to allocate UE radio resources.

NBAP-Radio Link Setup이 수행된다(S2). 보다 구체적으로, RNC가 트래픽 채널 무선 자원을 할당한 후(S2, S3), Node-B에 물리 무선 자원을 할당하도록 명령을 내린다(S4). 이후 Node-B 와 RNC는 하위단 계층 싱크(sync)과정을 거쳐서 새로이 할당된 채널의 트래픽 처리를 준비한다(S5).NBAP-Radio Link Setup is performed (S2). More specifically, after the RNC allocates a traffic channel radio resource (S2, S3), the RNC issues a command to allocate a physical radio resource to the Node-B (S4). Afterwards, Node-B and RNC prepare traffic processing of the newly allocated channel through a lower layer sync process (S5).

단계(S5) 이후, RRC-Connection Setup이 수행된다(S6). 보다 구제척으로, 무선 자원이 할당된 후 RNC는 Node-B를 경유하여, 무선 자원 할당 정보를 UE(110)에 보낸다.After step S5, RRC-Connection Setup is performed (S6). More specifically, after the radio resource is allocated, the RNC sends radio resource allocation information to the UE 110 via Node-B.

단계(S6) 이후, NABA-Radio Link Restore Indication이 수행된다(S7). UE(110)가 RNC로부터 무선 자원 정보를 받은 후, 그 정보를 이용하여 UE(110)가 Node-B에 튠 인(tune in)을 하면 Node-B는 이것을 탐색한 후, RRC에 이 사실을 리포트(report)한다.After step S6, NABA-Radio Link Restore Indication is performed (S7). After the UE 110 receives radio resource information from the RNC, when the UE 110 tunes in to Node-B using the information, the Node-B searches for this and then informs the RRC of this fact. Report.

단계(S7) 이후, RRC-Connection Setup Complete이 수행된다(S8). UE(110)는 받은 무선 자원을 이용하여 Node-B와 무선 링크를 확립한 후, 이 경과를 RNC에 보내게 된다.After step S7, RRC-Connection Setup Complete is performed (S8). The UE 110 establishes a radio link with the Node-B using the received radio resource, and then sends this progress to the RNC.

단계(S8) 이후, RRC-Measurement Control이 수행된다(S9). UE(110)와 Node-B 무선 링크를 확립한 후, RRC-Connection Setup Complete을 받으면, RNC는 이 메세지를 UE(110)에 내려 UE(110)로 하여금 주변 무선 상황을 모니터하여 RNC에 리포트하도록 한다.After step S8, RRC-Measurement Control is performed (S9). After establishing a Node-B radio link with the UE 110 and receiving an RRC-Connection Setup Complete, the RNC issues this message to the UE 110 to allow the UE 110 to monitor the surrounding radio situation and report it to the RNC. do.

단계(S9) 이후, Initial Direct Transfer-CM Service Request가 수행된다(S10). UE(110)가 RAN(210)의 Node-B와 트래픽 채널을 위한 무선 링크가 확립된 후, UE(110)는 호 서비스를 위한 NAS 세션 확립 단계로 진입한다. 이때 UE(110)는 최초에 메세지를 RAN(210)으로 보내며 해당 필요한 정보가 추출되어 코어 네트워크로 전달된다.After step S9, Initial Direct Transfer-CM Service Request is performed (S10). After the UE 110 establishes a radio link for the traffic channel with the Node-B of the RAN 210, the UE 110 enters a NAS session establishment step for call service. At this time, the UE 110 first sends a message to the RAN 210 and the necessary information is extracted and delivered to the core network.

이후, UE(110)로부터 메세지를 받은 후, MSC/GSN(310)의 MSC(Mobile Switching Center)는 UE(110)와 인증 및 암호화 과정을 거친후, 접속에 대한 응답을 UE(110)에 내려준다(S11 내지 S13).Then, after receiving a message from the UE 110, the MSC (Mobile Switching Center) of the MSC / GSN (310) after the authentication and encryption process with the UE (110), and sends a response to the UE (110) Give (S11 to S13).

DT-CC Setup이 수행된다(S14). UE(110)가 호 서비스에 대한 셋업을 MSC/GNS(310)의 MSC에 요청하면, MSC는 해당 호에 대한 디지털 트렁크(digital trunk)로부터 음성 서킷(circuit)을 하나를 할당한다.DT-CC Setup is performed (S14). When UE 110 requests the MSC of MSC / GNS 310 to set up a call service, the MSC allocates one voice circuit from the digital trunk for that call.

단계(S14) 이후, DT-Radio Bearer Assignment이 수행된다(S15).After step S14, DT-Radio Bearer Assignment is performed (S15).

음성 서킷을 할당한 후 MSC는 RNC에 해당 사실을 알려주어 RNC와 MAC에 확립된 음성용 베어러 채널(bearer channel) 정보를 알려준다.After allocating the voice circuit, the MSC notifies the RNC of the fact and informs the bearer channel information for voice established in the RNC and MAC.

단계(S15) 이후, 단계(S1 내지 S7)와 동일한 단계(S16 내지 S20)가 수행된 뒤, RRC-Radio Bearer Setup가 수행된다(S21 및 S22).After step S15, the same steps S16 to S20 as steps S1 to S7 are performed, followed by RRC-Radio Bearer Setup (S21 and S22).

보다 구체적으로, RNC는 트래픽 채널의 타입이 음성 모드임을 “NBAP-Radio Link Reconfigure Preparation”을 통해 Node-B에 알려준 후, UE(110)에 그러한 내용을 알린다.More specifically, the RNC informs Node-B through "NBAP-Radio Link Reconfigure Preparation" that the type of traffic channel is in voice mode and then informs the UE 110 of such content.

이에 따라, 음성 통신의 경우 통화 상대방이 전화를 받게 되면, MSC는 “DT-CC Connect”를 UE(110)에게 보내게 되고, 음성 통신 세션 확립이 완료된다(S23 및 S24).Accordingly, in the case of voice communication, when the call counterpart receives a call, the MSC sends “DT-CC Connect” to the UE 110, and the voice communication session establishment is completed (S23 and S24).

한편, 이러한 프로세스로 진행되는 현재 셀룰러 무선통신 망은 영상 스트리밍 등의 사용증가로 인하여 트래픽이 폭주하고 있는 실정이다.On the other hand, the current cellular wireless communication network in this process is a traffic congestion due to the increased use of video streaming.

이로 인하여 음성 통신의 서비스 불능, 데이터 통신의 속도 저하 등 전반적인 셀룰러 망의 무선 서비스에 심각한 품질 저하가 일어나고 있다.As a result, serious quality degradation is occurring in the overall cellular network wireless service such as out of voice communication and slowing down of data communication.

그러나 기존의 한정된 셀룰러 무선 주파수 대역으로서는, 현재 급속도로 증가하고 있는 무선 트래픽을 완전히 지원 하기는 기술적인 한계에 도달하여 있다.However, as the existing limited cellular radio frequency band, the technical limit is reached to fully support the rapidly increasing wireless traffic.

또한 셀룰러 무선 통신망은 제어를 하기가 매우 어려운 환경이다. 그러므로 셀룰러 무선 통신망을 구성하기 위해서는 매우 복잡한 소프트웨어와 하드웨어가 필요하며 이것은 필연적으로 장비의 원가 상승을 초래하여, 무선망 구성 시 높은 초기 도입 비용과 유지 보수 비용을 필요로 하므로, 사용자에게 보장할 수 있는 무선 서비스의 품질에 대한 가격이 매우 높아 무선망 구성의 비용이 대단히 높다.Cellular wireless communication networks are also very difficult to control. Therefore, a very complex software and hardware are required to configure a cellular wireless network, which inevitably increases the cost of the equipment, which requires a high initial introduction cost and a high maintenance cost when configuring the wireless network. The cost of the quality of the wireless service is very high and the cost of the wireless network configuration is very high.

또한 단순한 무선 인프라 구축의 증설로 써만 폭발적으로 증가하는 사용자의 트래픽을 지원한다는 것은 불가능한 일이다.In addition, it is impossible to support the explosive increase in user traffic by simply expanding the wireless infrastructure.

따라서 이러한 문제를 해결하기 위하여 아래와 같은 방법이 시도되었다.Therefore, the following method was attempted to solve this problem.

첫째로, 펨토셀(Femtocell)인데, 30미터 정도의 무선 커버리지(coverage)를 가진 미니 기지국이다. 장점으로는 이 장비는 대형 셀룰러 망을 구성하는 대형 기지국과 똑같은 기술이다. 따라서 대형 기지국과 망 인터페이스가 같으므로, 기존에 존재하는 대형 망 시스템과 서비스 연동이 심리스(seamless)하게 이루어진다.Firstly, it is a femtocell, which is a mini base station having a wireless coverage of about 30 meters. Advantageously, this equipment is the same technology as the large base stations that make up large cellular networks. Therefore, since a large base station and a network interface are the same, service interworking with the existing large network system is seamless.

단점으로는 가격이 비싸고, 대형 셀룰러 망과 같은 주파수를 사용하므로, 대형 기지국과 무선 간섭이 발생한다. 또한 기지국 관리가 정교하게 이루어져야 하므로, 시스템 관리가 복잡하고, 설치가 난립할 경우 동작에 문제가 발생할 수 있어서, 일반 유저가 설치하기에 용이하지 않다.Disadvantages include high cost and use of the same frequency as large cellular networks, resulting in radio interference with large base stations. In addition, since the base station management must be precisely performed, the system management is complicated, and when the installation is difficult, problems may occur in operation, which is not easy for general users to install.

둘째로, Unlicensed Mobile Access(UMA)인데, 장점으로는 Wi-Fi를 이용한 WLAN을 사용하므로 기지국이 필요하지 않다. 또한 라이센스(license)되지 않은 주파수를 사용하며, WLAN을 사용자들이 설치하므로, 사업자는 망을 설치하기 위한 노력이 전혀 필요하지 않고, 이미 존재하는 무수히 많은 WLAN을 사용하므로, 별도의 비용 없이도, 임의적으로 망 서비스가 가능하다.Secondly, Unlicensed Mobile Access (UMA), which is advantageous because it uses a WLAN using Wi-Fi, so no base station is required. In addition, because it uses unlicensed frequencies and users install WLANs, operators do not need to install a network at all, and use a myriad of existing WLANs. Network service is available.

단점으로는 이 표준은 셀룰러 망을 지원하기 위한 인터페이스가 아니므로 셀룰러 망에서 지원하는 정교한 제어기술이 없다. 따라서, 네트워크 상태가 불안정하게 변할 경우, 환경을 충분히 제어하지 못하여, 단말에서 안정성의 문제가 발생하고 있다. 특히 UMA는 셀룰러 망과 다른 표준으로써, 셀룰러 망과는 전혀 다른 독립적인 망을 구성하므로, 단말과 서버에 별도의 인터페이스 구현이 필요하다. 특히 서버 쪽에서 셀룰러 망과의 연동을 위하여 프로토콜 컨버전 엔진(protocol conversion engine)을 별도로 만들어야 하므로, 단말 및 서버의 유지보수가 복잡하고 많은 비용이 발생하며, 새로운 버전의 규격이 나올 때마다 UMA와 셀룰러 인터페이스의 정합을 위한 관리 요소가 끊임없이 발생한다.On the downside, this standard is not an interface to support cellular networks, so there is no sophisticated control technology supported by cellular networks. Therefore, when the network state is unstable, the environment is not sufficiently controlled, causing a problem of stability in the terminal. In particular, the UMA is a standard different from the cellular network. Since the UMA constitutes an independent network completely different from the cellular network, it is necessary to implement a separate interface between the terminal and the server. In particular, since the protocol conversion engine must be created separately for interworking with the cellular network on the server side, the maintenance of the terminal and server is complicated and expensive, and each time a new version of the specification is released, the UMA and the cellular interface There is a constant management factor for coherence.

이에 따라, 이러한 종래의 기술들의 단점을 극복하기 위한 새로운 기술개발이 요구되고 있다. Accordingly, new technology development is required to overcome the disadvantages of these conventional technologies.

[관련기술문헌] [Related Technical Literature]

1. 통합된 WLAN-셀룰러 시스템에서 서비스를 조정하기위한 방법 및 시스템(특허출원번호 제10-2005-7018525호)
1. Method and system for coordinating services in an integrated WLAN-cellular system (Patent Application No. 10-2005-7018525)

본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 기존에 존재하는 셀룰러 망과, Wi-Fi를 이용한 WLAN 망을 동일한 하나의 망으로써 연동되게 함으로써 WLAN을 셀룰러 망의 일부처럼 사용하여, 셀룰러 망과 WLAN간에 연속성 있는 무선 서비스를 제공하고, 사용자의 모바일이 셀룰러 망에서 WLAN 망으로 무선 서비스를 이동하여야 할 경우, 기지국의 부하를 WLAN 망으로 끊김 없이 전이함으로써, 사용자에게 불편을 주지 않으면서, 기지국의 부담을 줄이고, 동시에 사용자의 무선서비스 속도를 WLAN에서 제공하는 만큼의 분량으로 최대한 보장해 주기 위한 셀룰러 망과 WLAN 망의 무선서비스 연동시스템 및 연동방법을 제공하기 위한 것이다.The present invention is to solve the above problems, by using the WLAN as a part of the cellular network by interworking the existing cellular network and the WLAN network using Wi-Fi as the same one, cellular network and WLAN In order to provide continuous wireless service between users, and when the user's mobile needs to move the wireless service from the cellular network to the WLAN network, the load of the base station is seamlessly transferred to the WLAN network, without burdening the user without causing inconvenience to the user. The present invention provides a wireless service interworking system and a method of interworking with a cellular network and a WLAN network for maximally guaranteeing the maximum amount of wireless service speed of a user as provided by a WLAN.

그러나 본 발명의 목적들은 상기에 언급된 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
However, the objects of the present invention are not limited to the above-mentioned objects, and other objects not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

본 발명의 일실시예에 따른 셀룰러 망과 WLAN 망의 무선서비스 연동시스템은 무선랜(WLAN) 통신 모뎀과 셀룰러 통신 모뎀을 포함하는 단말이 상기 무선랜 통신 모뎀을 통해 무선랜에 접속한 경우, 상기 단말의 모든 전송(transport) 채널에서 발생하는 프래임을 LCP(Link Control Proxy)로 전달하는 FSC(Frame Switching Control)와 상기 FSC로부터 전달받은 프래임 중 셀룰러 통신의 무선 링크 셋업을 위한 RAN(Radio Access network)과의 인터페이스에 사용되는 메시지를 종결시키고, 나머지 프래임을 어그리게이터(aggregator)로 전달하는 상기 LCP를 포함하는 상기 단말 및 상기 LCP로부터 전달된 프래임을 셀룰러 통신 인터페이스에 매칭되는 프래임으로 변환하여 코어 네트워크로 전송하는 상기 어그리게이터를 포함한다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 셀룰러 망과 WLAN 망의 무선서비스 연동방법은 무선랜(WLAN) 통신 모뎀과 셀룰러 통신 모뎀을 포함하는 단말이 상기 무선랜 통신 모뎀을 통해 무선랜에 접속한 경우, 사용자가 어플리케이션을 시작함에 따라, 상기 단말이 RRC(Radio Resource Control) Connection Request 메시지를 네트워크로 전송하면, 상기 단말에 포함되어 있는 FSC(Frame Switching Control)가 상기 RRC Connection Request 메시지를 상기 단말에 포함되어 있는 LCP(Link Control Proxy)의 VTC(Virtual Transport Channel)로 라우트(route)시키는 제 1 단계; 상기 LCP가, 미리 정의된 RRC parameter와 함께 RRC Connection Setup message를 RRC를 통해 상기 단말로 전달하는 제 2 단계; 상기 단말이, RRC Connection Complete 메시지를 보내면, 상기 FSC를 통해, 상기 LCP가 수신하는 제 3 단계; 및 상기 LCP가 RRC Measurement Control을 상기 단말로 전달하여 상기 단말이 링크(link) 상태에 대한 주기적인 보고를 보내도록 하여 셀룰러 통신 표준 규격에 맞게 동작하도록 하는 제어하는 제 4 단계를 포함한다.
In a wireless service interworking system of a cellular network and a WLAN network according to an embodiment of the present invention, when a terminal including a WLAN communication modem and a cellular communication modem is connected to a WLAN through the WLAN communication modem, Frame Switching Control (FSC) for transmitting frames generated in all transport channels of the UE to a Link Control Proxy (LCP) and Radio Access Network (RAN) for wireless link setup of cellular communication among frames received from the FSC Terminating the message used for the interface with the terminal, and converts the frame transmitted from the terminal and the terminal including the LCP to the frame matching the cellular communication interface to pass the remaining frame to the aggregator (aggregator) core network It includes the aggregator to transmit to.
In addition, the wireless service interworking method of a cellular network and a WLAN network according to an embodiment of the present invention when a terminal including a WLAN communication modem and a cellular communication modem is connected to the WLAN through the WLAN communication modem As the user starts the application, when the terminal transmits an RRC (Radio Resource Control) Connection Request message to the network, the frame switching control (FSC) included in the terminal includes the RRC Connection Request message in the terminal. A first step of routing to a Virtual Transport Channel (VTC) of a Link Control Proxy (LCP); A second step of the LCP, transmitting an RRC Connection Setup message to the terminal through RRC together with a predefined RRC parameter; A third step of the LCP, via the FSC, when the UE sends an RRC Connection Complete message; And a fourth step of controlling the LCP to transmit an RRC Measurement Control to the terminal so that the terminal sends a periodic report on a link state to operate according to a cellular communication standard.

본 발명의 실시예에 따른 셀룰러 망과 WLAN 망의 무선서비스 연동시스템 및 연동방법은, 셀룰러 망과 WLAN 망 사이에서 존재하는 인터페이스 문제의 본질적인 부분을 해결함으로써 4G뿐만 아니라, 3G에도 바로 적용할 수 있는 효과를 제공한다.The wireless service interworking system and interworking method of the cellular network and the WLAN network according to an embodiment of the present invention can be applied directly to 3G as well as 4G by solving the essential part of the interface problem existing between the cellular network and the WLAN network. Provide effect.

또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 셀룰러 망과 WLAN 망의 무선서비스 연동시스템 및 연동방법은, 단말이 WLAN이 있는 지역으로 이동하면 셀룰러 망에서 동작하던 단말이 같은 셀룰러 인터페이스에서 연속적으로 동작하면서, WLAN의 라디오 리소스 부분만 교체하여 사용함으로써, 사용자가 망의 단절없이 시스템의 연동성을 제공할 수 있는 효과가 있다.In addition, the wireless service interworking system and interworking method of a cellular network and a WLAN network according to another embodiment of the present invention, when the terminal moves to the WLAN area, while the terminal operating in the cellular network continuously operating in the same cellular interface, By replacing only the radio resource portion of the WLAN, the user can provide interoperability of the system without disconnection of the network.

또한, IMS등의 실시간 스트리밍(streaming)의 경우, 셀룰러 망과 WLAN 망과의 끊김 없는 서비스의 동작을 제공하고, WLAN 망 내에 이동시 무선속도의 향상을 제공하여 고화질의 실시간 비디오 등의 서비스를 제공할 수 있다.In addition, in case of real-time streaming such as IMS, it provides seamless operation between cellular network and WLAN network, and improves wireless speed when moving in WLAN network to provide high quality real time video services. Can be.

또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 셀룰러 망과 WLAN 망의 무선서비스 연동시스템 및 연동방법은, 전국적으로 각 빌딩, 가구들마다 이미 설치되어 있는 Wi-Fi를 셀룰러 망으로 연결시킴으로써 사업자는 매우 적은 초기 비용으로, 무한정한 셀룰러 망의 확장이 가능하고, 사용자가 Wi-Fi 신설시 사업자 또한 추가적인 비용 없이도 계속적인 망의 확장이 가능하고, 음역지역 해소에도 기여하는 효과를 제공한다.In addition, the wireless service interworking system and the interworking method of the cellular network and the WLAN network according to another embodiment of the present invention, by connecting the Wi-Fi already installed in each building, furniture throughout the country to the cellular network very few operators As an initial cost, it is possible to expand the cellular network indefinitely, and when the user establishes Wi-Fi, the operator can also continuously expand the network without additional cost and contribute to eliminating the region.

또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 셀룰러 망과 WLAN 망의 무선서비스 연동시스템 및 연동방법은, 셀룰러 망과 WLAN 망사이의 서비스 연동이 끊김 없이 부드럽게 연결되므로 과부하 상태에 있는 기지국 부담을 줄이는 방법적인 측면에서 기대효과를 제공한다. In addition, the wireless service interworking system and interworking method of a cellular network and a WLAN network according to another embodiment of the present invention, since the service interworking between the cellular network and the WLAN network is seamlessly connected to the method aspect of reducing the burden on the base station in an overloaded state Provides the expected effect.

뿐만 아니라, 본 발명의 다른 실시예에 따른 셀룰러 망과 WLAN 망의 무선서비스 연동시스템 및 연동방법은, 기지국 증설 없이도, 사용자의 트래픽을 사업자 망 안으로 끌어들임으로써, 새로운 서비스를 창출하기에 더욱 좋은 기회를 제공하는 효과를 제공한다. In addition, the wireless service interworking system and the interworking method between the cellular network and the WLAN network according to another embodiment of the present invention, by attracting the user's traffic into the operator's network, without the addition of a base station, a better opportunity to create a new service To provide an effect.

도 1은 종래의 셀룰러망에서 동작하는 시스템에 대한 구조를 나타내는 도면.
도 2는 종래의 셀룰러망에서 동작하는 시스템에서의 프로토콜 인터페이스(Protocol Interface)를 설명하기 위한 도면.
도 3은 도 1 및 도 2 기반의 종래의 시그널 플로우를 나타내는 예로, 단말에서 음성 호가 발생한 경우를 나타내는 도면.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 셀룰러 망과 WLAN 망의 무선서비스 연동시스템을 나타내는 도면.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 셀룰러 망과 WLAN 망의 무선서비스 연동시스템의 아키텍처에서 콘트롤 플레인 프로토콜 인터페이스(Control Plane protocol interface)를 나타내는 도면.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 셀룰러 망과 WLAN 망의 무선서비스 연동시스템의 아키텍처에서 유저 플레인 프로토콜 인터페이스(User Plane protocol interface)를 나타내는 도면.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 셀룰러 망과 WLAN 망의 무선서비스 연동시스템의 아키텍처에서 시스템 콤포넌트와 오퍼레이션(System Components and Operation)을 나타내는 도면.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 셀룰러 망과 WLAN 망의 무선서비스 연동방법에서의 WLAN을 통해 음성 호가 발생한(Mobile Originating Voice over WLAN) 경우를 나타내는 흐름도.
1 is a diagram illustrating a structure of a system operating in a conventional cellular network.
2 is a diagram for explaining a protocol interface in a system operating in a conventional cellular network.
3 is a diagram illustrating a conventional signal flow based on FIG. 1 and FIG. 2, illustrating a case where a voice call occurs in a terminal.
4 is a diagram illustrating a wireless service interworking system between a cellular network and a WLAN network according to an embodiment of the present invention.
5 is a diagram illustrating a control plane protocol interface in the architecture of a wireless service interworking system between a cellular network and a WLAN network according to an embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a diagram illustrating a user plane protocol interface in an architecture of a wireless service interworking system between a cellular network and a WLAN network according to an embodiment of the present invention. FIG.
FIG. 7 illustrates system components and operations in an architecture of a wireless service interworking system between a cellular network and a WLAN network according to an embodiment of the present invention. FIG.
8 is a flowchart illustrating a case in which a voice call is generated through a WLAN in a method for interworking a wireless service between a cellular network and a WLAN network according to an embodiment of the present invention.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예의 상세한 설명은 첨부된 도면들을 참조하여 설명할 것이다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.Hereinafter, a detailed description of a preferred embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In the following description of the present invention, detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear.

본 명세서에 있어서는 어느 하나의 구성요소가 다른 구성요소로 데이터 또는 신호를 '전송'하는 경우에는 구성요소는 다른 구성요소로 직접 상기 데이터 또는 신호를 전송할 수 있고, 적어도 하나의 또 다른 구성요소를 통하여 데이터 또는 신호를 다른 구성요소로 전송할 수 있음을 의미한다.
In the present specification, when any one element 'transmits' data or signals to another element, the element can transmit the data or signal directly to the other element, and through at least one other element Data or signal can be transmitted to another component.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 셀룰러 망과 WLAN 망의 무선서비스 연동시스템을 나타내는 도면이다. 4 is a diagram illustrating a wireless service interworking system between a cellular network and a WLAN network according to an embodiment of the present invention.

본 발명에 따른 셀룰러 망과 WLAN 망의 무선서비스 연동시스템은 UE(120)로 하여금 Wi-Fi 위에서 셀룰러 인터페이스와 동작하게 하는 기술이다. 따라서 UE(120)가 셀룰러 망 혹은 WLAN 망의 상태를 보면서 서비스에 끊김이 발생하지 않게 두 망간에 물리 계층(physical layer)만 스위칭(switching)하는 방법을 제공하여, 하위 단의 계층은 셀룰러 망 혹은 WLAN 망을 사용하는 Wi-Fi 모뎀(123)을 사용하면서도 상위 단은 셀룰러 망 인터페이스인 셀룰러 모뎀(122)을 사용하는 방식을 일원화하여 서비스의 연동에 끊김이 없고, 유지 보수를 간단하게 하는 기술이다. 이 기술은 4G뿐만 아니라, 3G에도 적용되는 유연한 기술이다.The wireless service interworking system of the cellular network and the WLAN network according to the present invention is a technology that allows the UE 120 to operate with a cellular interface over Wi-Fi. Accordingly, the UE 120 provides a method of switching only the physical layer between the two networks so that service is not interrupted while viewing the state of the cellular or WLAN network, so that the lower layer is a cellular network or While using the Wi-Fi modem 123 using the WLAN network, the upper stage is a technology that unifies the service interworking and simplify maintenance by unifying the method using the cellular modem 122 which is a cellular network interface. . This technology is flexible for 3G as well as 4G.

보다 구체적으로, Wi-Fi(or unlicensed wireless radio)가 어떤 조건에 의해 동작을 시작하면, 셀룰러 모뎀(122) 위에서 동작하던 UE(120)는 Wi-Fi 모뎀(123)을 이용하여, WLAN상에 동작을 하게 된다. More specifically, when Wi-Fi (or unlicensed wireless radio) starts to operate under a certain condition, the UE 120 operating on the cellular modem 122 uses the Wi-Fi modem 123 to establish a WLAN connection. It will work.

이때 어그리게이터(Aggregator)(420)는 WLAN상에서 동작하는 인터페이스를 모아서, 코어 네트워크로 다이렉션(direction)하여주는 역할을 한다. 단말에서는 이때 동작하던 상위 단의 모든 셀룰러 인터페이스의 상태 정보는 그대로 코어 네트워크와 연계되어 연속적인 동작을 하게 되므로, 셀룰러 망과 WLAN 망에서 단말은 끊김 없는 서비스를 제공할 수가 있게 된다.At this time, the aggregator 420 collects the interfaces operating on the WLAN and directs them to the core network. In the terminal, since the state information of all the cellular interfaces of the upper end operated at this time is continuously connected with the core network, the terminal can provide a seamless service in the cellular network and the WLAN network.

어그리게이터(420)는 코어 네트워크와 연동할 시에 표준 셀룰러 인터페이스를 사용하며, WLAN 상에 연결된 모든 단말을 하나로 모아주는 역할만 하므로, 기술적인 복잡도가 낮아 개발이 용이하며, 유지보수 비용이 매우 낮다.The aggregator 420 uses a standard cellular interface when interworking with the core network, and only serves to bring all the terminals connected to the WLAN into one, so that the technical complexity is low, so development is easy, and maintenance costs are very high. low.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 셀룰러 망과 WLAN 망의 무선서비스 연동시스템의 아키텍처에서 콘트롤 플레인 프로토콜 인터페이스(Control Plane protocol interface)를 나타내는 도면이며, 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 셀룰러 망과 WLAN 망의 무선서비스 연동시스템의 아키텍처에서 유저 플레인 프로트콜 인터페이스(User Plane protocol interface)를 나타내는 도면이다.5 is a diagram illustrating a control plane protocol interface in the architecture of a wireless service interworking system between a cellular network and a WLAN network according to an embodiment of the present invention, and FIG. 6 is a cellular network according to an embodiment of the present invention. A diagram showing a user plane protocol interface in the architecture of a wireless service interworking system in a WLAN network.

도 4 내지 도 6을 참조하면, 단말쪽인 UE(120)에는 크게 2가지의 콤포넌트(component)들로 구성되고, 네트워크에는 어그리게이터(420) 역할을 하는 어그리게이터(420)를 포함하여 구성된다. UE(120)에서는 FSC(Frame Switching Contol)(121) 및 LCP(Link Control Proxy)(122)가 있다. 여기서 FSC(121)는 상위단의 프래임이 셀룰러 모듈로 갈지 Wi-Fi 모듈로 갈지 정하는 역할을 하며, LCP(122)는 UE(120)에서 시작된 RRC/RLC/MAC의 순수 무선 인터페이스 부분을 터미네이션(termination)하는 기능을 한다.4 to 6, the UE 120, which is the terminal side, is composed of two components, and the network includes an aggregator 420 that serves as an aggregator 420. It is composed. In the UE 120, there are a Frame Switching Control (FSC) 121 and a Link Control Proxy (LCP) 122. Here, the FSC 121 determines whether the upper frame goes to the cellular module or the Wi-Fi module, and the LCP 122 terminates the pure air interface portion of the RRC / RLC / MAC started from the UE 120. Terminate function.

여기서 UE(120)의 NAS부분은 WLAN(410)을 경유하여 어그리게이터(420)로 가는데, 어그리게이터(420)에서는 각 단말에서 올라온 정보를 하나의 채널로 모아 코어 네트워크에 인터페이스를 맞추어 주는 역할을 하며, 표준 RANAP 프로토콜을 그대로 사용한다.Here, the NAS portion of the UE 120 goes to the aggregator 420 via the WLAN 410. The aggregator 420 collects information from each terminal into a single channel to fit the interface to the core network. It uses the standard RANAP protocol as it is.

한편, 도 5 및 도 6 기반의 프로토콜 인터페이스 디스크립션(Protocol interface Description)을 설명한다.Meanwhile, the protocol interface description based on FIGS. 5 and 6 will be described.

본 발명에서 제안하는 망 시스템은, UE(120)내에 있는 LCP(122)가 WLAN(410)을 거쳐 어그리게이터(420)와 연결되고, LCP(122)와 어그리게이터(420)는, STUN의 터널링(tunneling) 기술을 이용한다. In the network system proposed in the present invention, the LCP 122 in the UE 120 is connected to the aggregator 420 via the WLAN 410, and the LCP 122 and the aggregator 420 are STUN. Tunneling technique is used.

보안이 필요한 경우, 여기서 VPN이 추가될 수 있다. 이때 어그리게이터(420)는 MSC/GSN(320)과의 표준 셀룰러 인터페이스를 통하여 연결된다.If security is needed, a VPN can be added here. The aggregator 420 is then connected via a standard cellular interface with the MSC / GSN 320.

먼저 시그널링 프로토콜 인터페이스(Signaling protocol interface)를 살펴보면, 제안된 시스템에서 셀룰러 망 프로토콜 인터페이스는 Wi-Fi를 통해 WLAN(410)에서 동작한다.First, a signaling protocol interface is described. In the proposed system, the cellular network protocol interface operates in the WLAN 410 through Wi-Fi.

제안된 시스템에서, RAN과 인터페이스하는 RRC / RLC /MAC의 라디오 프로토콜은 UE(120)내부에 있는 LCP(122)에서 종료된다. 따라서 RRC/RLC/MAC의 모든 메세지는 UE(120) 내부에서 종료되어 네트워크로 나가지 않는다.In the proposed system, the radio protocol of RRC / RLC / MAC interfacing with the RAN terminates in the LCP 122 inside the UE 120. Therefore, all messages of RRC / RLC / MAC are terminated inside the UE 120 and do not go out to the network.

제안된 시스템에서, NAS 계층 메시지(layer message)는 LCP(122)(Link Control Proxy)에 의해서 어그리게이터(420)를 통해 코어 네트워크로 전달되며, 이때 신뢰할 수 있는(reliable) 채널을 통해 전송된다. 여기서 어그리게이터(420)는 RANAP 인터페이스를 통해 코어 네트워크와 통신한다.In the proposed system, NAS layer messages are delivered by the Link Control Proxy (LCP 122) via the aggregator 420 to the core network, where they are transmitted over a reliable channel. . Here, the aggregator 420 communicates with the core network via the RANAP interface.

다음으로, 트래픽 프로토콜 인터페이스(Traffic protocol interface)에 대해 살펴본다.Next, a look at the traffic protocol interface (Traffic protocol interface).

제안된 시스템에서, CS(Circuit Switched) 도메인의 음성 프래임은 UE(120) 안에 있는 LCP(122)에 의해 RTP(Real time Transport Protocol)로 전달되어 어그리게이터(420)까지 도달한 다음, 이것은 다시 어그리게이터(420)에 의해 코어 네트워크 인터페이스인 FP(Frame Protocol)으로 변환되어 MSC/GSN(320)의 MSC로 전달된다.In the proposed system, the voice frame of the Circuit Switched (CS) domain is delivered by the LCP 122 in the UE 120 to the Real Time Transport Protocol (RTP) to reach the aggregator 420, which in turn The aggregator 420 converts the frame network (FP), which is a core network interface, to the MSC of the MSC / GSN 320.

제안된 시스템에서, PS(Packet Switched) 도메인의 PDCP-IP 패킷을 캡슐화(encapsulate)하고 있다.In the proposed system, PDCP-IP packets of the PS (Packet Switched) domain are encapsulated.

LCP(122)를 통해 RTP 형태로 전달되며, 어그리게이터(420)에 도달하여, 어그리게이터(420)가 GTP로 변환하여 MSC/GSN(320)의 GSN으로 전달된다.It is delivered in the form of RTP through the LCP 122, reaches the aggregator 420, the aggregator 420 is converted to GTP and delivered to the GSN of the MSC / GSN (320).

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 셀룰러 망과 WLAN 망의 무선서비스 연동시스템의 아키텍처에서 시스템 콤포넌트와 오퍼레이션(System Components and Operation)을 나타내는 도면이다. 도 4 내지 도 7을 참조하여 먼저 UE(120)의 콤포넌트 디스크립션(Components Description)을 살펴본다.FIG. 7 is a diagram illustrating system components and operations in an architecture of a wireless service interworking system between a cellular network and a WLAN network according to an embodiment of the present invention. 4 to 7, a component description of a UE 120 will be described first.

제안된 시스템에서, UE(120)에는 FSC(Frame Switching Control)(121)와 LCP(Link Control Proxy)(122)가 구성된다.In the proposed system, the UE 120 is configured with a frame switching control (FSC) 121 and a link control proxy (LCP) 122.

FSC(121)는 WLAN 링크 상태(link status)를 모니터하고, 그 상태에 따라, 상위단 전송(transport) 채널 프래임의 스위칭(switching) 여부를 결정한다. 이때 처리하는 전송 채널은 DSCH / SCH / BCH / PCH / FACH / RACH / MCH 등이다.The FSC 121 monitors the WLAN link status and determines whether to switch the upper transport channel frame according to the status. At this time, the transport channel to be processed is DSCH / SCH / BCH / PCH / FACH / RACH / MCH.

LCP(122)는 무선 링크 콘트롤 인터페이스(radio link control interface)를 종료한다. 따라서, RRC/RLC/MAC은 UE(120) 내부에서 종료되고, NAS와 유저 트래픽은 어그리게이터(420)로 중계(relay)된다.LCP 122 terminates the radio link control interface. Thus, the RRC / RLC / MAC ends inside the UE 120, and the NAS and user traffic are relayed to the aggregator 420.

FSC(121)에 대해 보다 구체적으로 살펴보면, FSC(121)는 전송 계층과 물리 계층 사이에 위치하며, DCH/DSCH/BCH/PCH/MCH/RACH/FACH 등의 전송 채널의 흐름을 제어하고 처리를 담당한다.Looking at the FSC 121 in more detail, the FSC 121 is located between the transport layer and the physical layer, and controls the flow of transport channels such as DCH / DSCH / BCH / PCH / MCH / RACH / FACH and performs processing. In charge.

UE(120)가 셀룰러 망을 통해 RAN과 동작하는 경우, FSC(121)는 전송 채널을 셀룰러 모뎀과 매핑(mapping) 시켜주고, UE(120)가 WLAN(410) 망과 동작하는 경우, 모든 전송 채널에서 발생하는 프래임을 LCP(122)에 있는 VTC(Virtual Transport Channel)(122d)로 루트(routing)를 변경하여 LCP(122)에서 프래임을 처리하도록 하여 준다.When the UE 120 operates with the RAN through the cellular network, the FSC 121 maps the transmission channel to the cellular modem. When the UE 120 operates with the WLAN 410 network, all transmissions are performed. The frame generated in the channel is changed to a routing to the VTC (Virtual Transport Channel) 122d in the LCP 122 to allow the LCP 122 to process the frame.

LCP(122)에 대해 보다 구체적으로 살펴보면, 먼저 RRC 인터페이스의 주 임무는 무선 링크 셋업을 위한 과정을 수행하고, RLC/MAC은 UE(120)와 RAN간의 셀룰러 무선 환경 하에서 무선 링크임무를 수행한다.Looking at the LCP 122 in more detail, first, the main task of the RRC interface performs a process for radio link setup, and the RLC / MAC performs a radio link mission under a cellular radio environment between the UE 120 and the RAN.

그러나 UE(120)가 WLAN(410) 망에서 동작할 경우, 이러한 인터페이스 기능이 필요 없으므로, LCP(122)에서 이러한 셀룰러 라디오 인터페이스인 RRC/RLC/MAC 들을 종결시키며, 이때 UE(120)에서 시작된 무선 인터페이스의 동작이 문제가 되지 않도록 적절이 미리 정의된 구성 파라미터(configuration parameter)로 종결 처리를 수행한다.However, when the UE 120 operates in the WLAN 410 network, such an interface function is not necessary, so the LCP 122 terminates the RRC / RLC / MACs, which are cellular radio interfaces, and the radio initiated by the UE 120 is terminated. Termination processing is performed with appropriate predefined configuration parameters so that the operation of the interface does not become a problem.

LCP(122)는 또한 상위 단 NAS의 셀룰러 프로토콜 인터페이스가 코어 네트워크에 잘 전달될 수 있도록 하여준다. 이러한 동작을 수행할 때 UE(120)에서 시작된 하위 계층의 채널이 VTC(122d)을 통하여 LCP(122)와 연결되어 동작한다. 그리하여 LCP(122)는 어그리게이터(420)를 통해 코어 네트워크와 연결된다.LCP 122 also allows the cellular protocol interface of the upper end NAS to be well communicated to the core network. When performing this operation, a channel of a lower layer started from the UE 120 is connected to the LCP 122 through the VTC 122d to operate. Thus, the LCP 122 is connected to the core network through the aggregator 420.

LCP(122)는 어그리게이터(420)와 통신하기 위하여 터널링 메커니즘(tunneling mechanism) 또는 STUN의 방법을 사용하여 UE(120)가 사설 IP를 가지고 있어도 동작할 수 있다.The LCP 122 may operate even if the UE 120 has a private IP using a tunneling mechanism or a method of STUN to communicate with the aggregator 420.

또한, 보안 메커니즘(security mechanism)을 위하여 UE(120)와 어그리게이터(420)간에 VPN을 가지고 있다.It also has a VPN between the UE 120 and the aggregator 420 for a security mechanism.

LCP(122)는 Wi-Fi상태를 모니터하고, IP 패킷 상태를 모니터해서 QoS 상태를 점검한다. 그리하여, 거기서 도출된 결과로, WLAN과 셀룰러 망과의 핸드오버를 수행하는 결정을 내린다.LCP 122 monitors the Wi-Fi status and monitors the IP packet status to check the QoS status. Thus, as a result derived there, a decision is made to perform a handover between the WLAN and the cellular network.

L-RRC(122a)의 서브 모듈(sub module)은 UE(120)에서 시작된 RRC 프로토콜 인터페이스를 종료시키는 역할을 한다. CS 도메인에서 상위 단 계층의 프로토콜, 즉 NAS(CC/MM/SM/GMM)가 이 모듈을 통해 코어 네트워크로 전달된다.The sub module of the L-RRC 122a serves to terminate the RRC protocol interface initiated at the UE 120. The upper layer protocol in the CS domain, namely NAS (CC / MM / SM / GMM), is delivered to the core network through this module.

또한 이 모듈을 통해 NAS의 정보가 UE(120)와 코어 네트워크 간에 전달된다. UE(120)가 무선 리소스 할당 단계 시에 이 모듈은 미리 결정 파라미터들로 UE(120)에 응답하게 된다.In addition, the information of the NAS is transmitted between the UE 120 and the core network through this module. When the UE 120 is in the radio resource allocation phase, the module will respond to the UE 120 with predetermined parameters.

L-RLC(122b)는 UE(120)의 RLC 계층을 종료시키고, 유저 트래픽의 종료에도 관여한다. 음성 서비스 시, 음성 프래임이 UE(120)로부터 보내져 오면, 이를 RTP로 변환하여, 어그리게이터(420)로 보낸다. 데이터 서비스 시, IP 패킷을 포함하고 있는 PDCP가 UE(120)로부터 보내져 오면, PDCP를 종료시킨 다음 이를 RTP로 변환하여, 어그리게이터(420)로 보내게 된다.The L-RLC 122b terminates the RLC layer of the UE 120 and is also involved in terminating user traffic. In a voice service, when a voice frame is sent from the UE 120, the voice frame is converted into an RTP and sent to the aggregator 420. In the data service, when a PDCP including an IP packet is sent from the UE 120, the PDCP is terminated and then converted into an RTP and sent to the aggregator 420.

L-RLC(122b)는 또한 최초 무선 링크 설립시, 미리 결정된 간단한 파라미터 값들로 구성하여, RLC의 동작을 간결하게 수행하도록 한다.The L-RLC 122b also consists of simple predetermined parameter values at the time of initial radio link establishment, to concisely perform the operation of the RLC.

L-MAC(122c)은 UE(120)의 MAC 계층에 대칭되며, UE(120)에서 발생하는 MAC 인터페이스를 종료시킨다. L-MAC(122c)은 전송할 프래임의 크기를 조절하고, VTC(122d)와 직접 상호작용한다. L-MAC(122c) 모듈은 미리 결정된 간단한 파라미터 값들로 구성되어 MAC의 동작을 간결하게 수행하도록 한다.The L-MAC 122c is symmetrical to the MAC layer of the UE 120 and terminates the MAC interface occurring at the UE 120. L-MAC 122c adjusts the size of the frame to transmit and interacts directly with VTC 122d. The L-MAC 122c module is composed of simple predetermined parameter values to simplify the operation of the MAC.

VTC(122d)는 Wi-Fi를 위한 전송 채널의 에뮬레이션(emulation)이다. UE(120)가 WLAN(410)을 통해 무선 링크를 확립하고, VTC(122d)가 셀룰러 모뎀을 대신하여 물리 채널 기능을 대신하여 줌으로써, UE(120)가 셀룰러 망 혹은 WLAN(410) 망과 상관없이 투명하게 동작하도록 지원하는 역할을 한다.VTC 122d is an emulation of a transport channel for Wi-Fi. The UE 120 establishes a radio link over the WLAN 410 and the VTC 122d replaces the physical channel function in place of the cellular modem, thereby allowing the UE 120 to correlate with the cellular or WLAN 410 network. It supports to operate transparently without

그리하여 UE(120)가 물리 계층이나 망의 종류에 관계하지 않게 동작하게 되며, 이때 VTC(122d)는 상윗단 인터페이스를 어그리게이터(420)를 통해 코어 네트워크과 연결되도록 하는 교량역할을 한다. Thus, the UE 120 operates regardless of the physical layer or the type of the network. In this case, the VTC 122d serves as a bridge for connecting the upper interface with the core network through the aggregator 420.

VTC(122d)에서 지원하는 전송 채널 에뮬레이터는 다음과 같다.The transport channel emulator supported by the VTC 122d is as follows.

시그널링 프래임(signaling frame)을 담당하는 FACH와 RACH, 트래픽 채널 프래임을 담당하는 DSCH와 DCH, 브로드캐스팅(broadcasting)을 담당하는 BCH, 페이징(paging)을 담당하는 PCH, 그리고 멀티캐스팅(multicasting)을 담당하는 MCH이다.FACH and RACH for signaling frame, DSCH and DCH for traffic channel frame, BCH for broadcasting, PCH for paging, and multicasting It is MCH.

한편, 어그리게이터(420)의 콤포넌트들에 대해서 살펴본다.Meanwhile, components of the aggregator 420 will be described.

어그리게이터(420)의 전송 계층과 물리 계층은 셀룰러 표준 인터페이스를 통해 코어 네트워크와 연동한다.The transport layer and physical layer of the aggregator 420 interwork with the core network through a cellular standard interface.

어그리게이터(420)는 여러 단말들을 모아서 코어 네트워크에 대해 하나의 RNC로 표현하여 주는 어그리게이터(420) 역할을 하며, UE(120)와 어그리게이터(420)사이에 존재하는 일부 단순화된 사설 인터페이스(private interface)를 표준 인터페이스(standard interface)로 단순 포멧(format) 변환하는 기능도 수행한다.The aggregator 420 acts as an aggregator 420 that collects multiple terminals and expresses them as a single RNC for the core network, and there are some simplified parts existing between the UE 120 and the aggregator 420. It also performs the simple format conversion of private interfaces to standard interfaces.

어그리게이터(420)는 코어 네트워크와 연동하기 위하여, SS7 위에 RANAP를 가지고 있으며, NAS 시그널링을 코어 네트워크로 실어 날라준다.The aggregator 420 has a RANAP on the SS7 to interwork with the core network, and carries NAS signaling to the core network.

CS 도메인에서, 어그리게이터(420)는 FP(Frame Protocol) 인터페이스를 지원하며, 코어 네트워크와 연동한다.In the CS domain, the aggregator 420 supports a Frame Protocol (FP) interface and interworks with the core network.

PS 도메인에서, 어그리게이터(420)는 GTP(GPRS Tunneling Packet) 인터페이스를 지원하며, 코어 네트워크와 연동한다.In the PS domain, the aggregator 420 supports a GPRS Tunneling Packet (GTP) interface and interworks with the core network.

어그리게이터(420)는 터널링을 지원하여 단말이 사설 IP 상에서 동작하여도 상호간의 통신이 되도록 한다.The aggregator 420 supports tunneling so that the terminal can communicate with each other even when the terminal operates on a private IP.

어그리게이터(420)는 QoS 피드백(feedback) 기능을 갖고 있어서, 설정되어 있는 세션에 대한 트래픽의 상태를 단말에 피드백하여 줌으로써, 단말로 하여금 해당 링크 상태에 대한 품질 관리를 할 수 있도록 하여 준다.The aggregator 420 has a QoS feedback function, which feeds back the state of traffic for the established session to the terminal, thereby enabling the terminal to perform quality management on the link state.

한편, UE(120)의 오퍼레이션 디스크립션(Operation Description)에 대해 살펴본다.Meanwhile, an operation description of the UE 120 will be described.

먼저 WLAN 모드에 대해 살펴본다.First, let's look at WLAN mode.

UE(120)에서 Wi-Fi가 동작되면 Wi-Fi 모듈은 자체적인 프로세스를 통해, Wi-Fi AP(Accesss Point)와 물리 계층을 통하여 무선 링크를 확립하고, IP를 할당받는다. 이후 UE(120)는 WLAN(410)에 접속하게 되며, 이때 UE의 LCP(122)모듈은 터널링 매커니즘을 통해, 어그리게이터(420)와 통신을 시작하게 된다.When the Wi-Fi is operated in the UE 120, the Wi-Fi module establishes a radio link through a Wi-Fi access point (AP) and a physical layer through its own process and is assigned an IP. Thereafter, the UE 120 connects to the WLAN 410, where the LCP 122 module of the UE starts communication with the aggregator 420 through a tunneling mechanism.

FSC(121)는 Wi-Fi가 동작하지 않는 셀룰러 모드에서는 전송 채널을 셀룰러 물리 모뎀과 통신하도록 매핑하여 준다.The FSC 121 maps a transmission channel to communicate with a cellular physical modem in a cellular mode in which Wi-Fi does not operate.

UE(120)가 Wi-Fi동작을 통하여 WLAN에 접속하게 되면, LCP(122)는 그러한 링크 상태의 변화를 FSC(121)에 알려주게 되고 이후 FSC(121)는 모든 전송 채널 오퍼레이션을 후킹(hooking)하여 VTC(122d)로 프래임을 라우팅시키게 된다.
When the UE 120 connects to the WLAN via Wi-Fi operation, the LCP 122 notifies the FSC 121 of such a change in link state, and then the FSC 121 hooks all transport channel operations. To route the frame to VTC 122d.

LCP(122)의 VTC(122d)에 대해서 살펴본다. The VTC 122d of the LCP 122 will be described.

UE(120)가 WLAN(410)상에서 동작할 경우, 모든 전송 채널의 프래임은 FSC(121)에 의해 VTC(122d)로 라우트하게 된다. VTC(122d)로 도달하는 모든 프래임은 콜 백(call back)을 통해서 L-MAC(122c)으로 올려지게 된다. VTC(122d)가 제공하는 기능은 아래와 같다:When the UE 120 operates on the WLAN 410, the frames of all transport channels are routed by the FSC 121 to the VTC 122d. All frames reaching the VTC 122d are raised to the L-MAC 122c via call back. The functions provided by the VTC 122d are as follows:

첫째로, BCH로 시스템 ID, 셀 ID, 이웃셀 정보(neighbor cell information) 등의 정보를 표현하며 기지국으로부터 정보를 받지 않고, WLAN용으로 미리 정의 되어 있다.First, BCH represents information such as system ID, cell ID, neighbor cell information, etc., and is previously defined for WLAN without receiving information from the base station.

둘째로, PCH는 호 서비스에 대한 요청이 코어 네트워크로부터 어그리게이터(420)를 통해서, 내려오는 경우 이 채널이 동작하게 된다. 이때 무선 정보는 WLAN(410)을 위해 미리 정의된 무선 값들로 채워진 후, UE(120)의 MAC 계층으로 FSC(121)를 통해서 전달된다.Secondly, the PCH will operate this channel when a request for call service comes down from the core network through the aggregator 420. At this time, the radio information is filled with radio values predefined for the WLAN 410, and then transmitted through the FSC 121 to the MAC layer of the UE 120.

셋째로, MCH로 코어 네트워크에서 멀티캐스트 정보가 어그리게이터(420)를 거쳐 LCP(122)에 도달하는 경우, VTC(122d)의 MCH 채널에 의해 값이 표현된다.Third, when multicast information reaches the LCP 122 via the aggregator 420 in the core network with the MCH, the value is represented by the MCH channel of the VTC 122d.

넷째로, FSC(121)를 통해서 MAC 계층으로 전달한다.Fourth, the FSC 121 transmits the MAC layer.

다섯째로, DCH / DSCH로 UE(120)에서 보내진 모든 시그널링 및 유저 데이터는 VTC(122d)에 있는 이 채널을 통해 처리된다.Fifth, all signaling and user data sent from UE 120 by DCH / DSCH is processed over this channel in VTC 122d.

여섯째로, FACH / RACH로 UE(120)와 네트워크가 최초로 커넥션을 확립하기 전에 사용되는 채널로서, UE(120)에서 시작된 RACH 프래임이 VTC(122d)에 도달하면, LCP(122)의 L-MAC(122c) / L-RLC / L-RRC(122a) 계층이 이를 처리하고 어그리게이터(420)를 통하여 코어 네트워크로 도달하도록 수행한다. 반대 방향의 경우 FACH가 사용된다.Sixth, the channel used before the UE 120 and the network first establish a connection with FACH / RACH, when the RACH frame originated in the UE 120 reaches the VTC 122d, the L-MAC of the LCP 122 The layer 122c / L-RLC / L-RRC 122a processes this and performs it to reach the core network via the aggregator 420. In the opposite direction, FACH is used.

일곱째로, 셀룰러 인터페이스에서, MAC 계층은 물리 계층으로부터 올라오는 프래임 퀄리티(frame quality)와 신호 퀄리티(signal quality)를 모니터하여, 전력 제어(power control)을 수행한다. 따라서 UE(120)가 WLAN(410) 상에서 동작하는 경우 VTC(122d)가 그러한 정보를 트랜스포트(transport)에서 발생시켜주어, MAC 계층으로 올려준다.Seventh, in the cellular interface, the MAC layer monitors frame quality and signal quality coming from the physical layer to perform power control. Thus, when the UE 120 operates on the WLAN 410, the VTC 122d generates such information in a transport and raises it to the MAC layer.

다음으로 LCP(122)의 L-RRC(122a)에 대해 살펴본다.Next, the L-RRC 122a of the LCP 122 will be described.

사용자가 음성 혹은 데이터 서비스를 시작하면, UE(120)는 RRC 프로토콜을 이용하여 최초 무선 자원 할당을 RAN에 요청하게 되는데, 이때 RLC/MAC을 통하여 최초 요구하는 RRC 메시지가 RAN에 도달하게 된다. 이때 UE(120)가 WLAN(410)에서 동작하는 경우 시그널링 프래임이 LCP(122)에 있는 VTC(122d)로 보내지고, VTC(122d)는 L-MAC(122c), L-RLC(12b)를 경유하여 L-RRC(122a)에서 해당 메시지를 처리하게 된다.When the user starts a voice or data service, the UE 120 requests the RAN for initial radio resource allocation using the RRC protocol, where the first requesting RRC message reaches the RAN through the RLC / MAC. In this case, when the UE 120 operates in the WLAN 410, a signaling frame is sent to the VTC 122d in the LCP 122, and the VTC 122d transmits the L-MAC 122c and the L-RLC 12b. The L-RRC 122a processes the corresponding message.

셀룰러 망과 달리, UE(120)가 WLAN(410)에서 동작할 경우, UE(120)와 RAN간의 셀룰러 무선 자원 할당이 필요하지 않으므로, LCP(122)는 복잡한 무선 자원 할당 과정을 생략하고, 무선 자원 할당과 관련, 미리 설정된 파라미터 값들을 UE(120)의 RRC로 보낸다. 그리하여 UE(120)는 LCP(122)의 L-RRC(122a)에서 보내 온 정보를 토대로 하여 무선자원이 할당된 것으로 인지하게 된다. 이 과정은 RRC 프로시저를 간략하게 만든다.Unlike the cellular network, when the UE 120 operates in the WLAN 410, the cellular radio resource allocation between the UE 120 and the RAN is not necessary, and thus the LCP 122 omits a complicated radio resource allocation process. In connection with resource allocation, preset parameter values are sent to the RRC of the UE 120. Thus, the UE 120 recognizes that the radio resource is allocated based on the information sent from the L-RRC 122a of the LCP 122. This process simplifies the RRC procedure.

RRC 과정이 끝난 후, UE(120)는 코어 네트워크와 NAS 시그널링 과정을 거치는데, 이때 LCP(122)와 어그리게이터(420)는 그 값을 신뢰할 수 있는 채널을 통해 중계하는 역할만 하게 된다.After the RRC process is finished, the UE 120 undergoes a core network and NAS signaling process, where the LCP 122 and the aggregator 420 only serve to relay the value through a reliable channel.

LCP(122)의 L-RLC(122b)에 대해서 살펴본다.The L-RLC 122b of the LCP 122 will be described.

셀룰러 망의 RLC 프로토콜은 UE(120)와 RAN간의 불안정한 무선 링크를 제어하는 기능을 수행한다. LCP(122)의 L-RLC(122b)는 UE(120)의 RLC에 직접적으로 대응한다. 이때 L-RLC(122b)는 음성 트래픽, 데이터 트래픽, UE(120)에서 발생한 RRC 등을 처리하는 기능을 담당한다. L-RLC(122b)는 UE(120)의 RLC와 같은 프로세스 내에서 직접 memory copy로 상호 동작하므로, 무선 링크의 제어에 대한 기능 즉, retransmission, sequencing, error recovery등의 복잡한 기능이 필요 없게 되어 기능 구현이 간단하게 된다. The RLC protocol of the cellular network performs a function of controlling an unstable radio link between the UE 120 and the RAN. The L-RLC 122b of the LCP 122 directly corresponds to the RLC of the UE 120. In this case, the L-RLC 122b is responsible for processing voice traffic, data traffic, and RRC generated in the UE 120. Since the L-RLC 122b interoperates directly with a memory copy in the same process as the RLC of the UE 120, the function of controlling the radio link, that is, complicated functions such as retransmission, sequencing, error recovery, etc. are eliminated. Implementation is simplified.

또한 L-RLC(122b)의 수행 동작이 Frame Segmentation, Error detection과 Recovery, control data에 대한 Ciphering, AM(Acknowledge mode), TM(Transparent Mode), UM(Unacknowledged Mode) operation mode기능 구현이 생략 됨으로 인해 L-RLC(122b)의 구현이 간단해진다.In addition, the operation of the L-RLC 122b is omitted because the implementation of frame segmentation, error detection and recovery, ciphering for control data, implementation of AM (transparent mode), TM (Unacknowledged Mode) operation mode, and the like are omitted. The implementation of the L-RLC 122b is simplified.

LCP(122)의 L-MAC(122c)에 대해서 살펴본다.The L-MAC 122c of the LCP 122 will be described.

L-MAC(122c)은 셀룰러 프로토콜 인터페이스의 MAC 계층에 대응하기 위하여 구현된다. MAC은 UE(120)와 RAN 사이의 무선 링크에 동작하는데, MAC은 데이터 흐름의 우선순위 처리, 트래픽 볼륨 모니터링 및 PDU 크기의 설정, 음성 데이터에 대한 사이퍼링 등의 기능을 제공한다. L-MAC 122c is implemented to correspond to the MAC layer of the cellular protocol interface. The MAC operates on a radio link between the UE 120 and the RAN, which provides functions such as prioritizing data flow, monitoring traffic volume and setting PDU sizes, and ciphering for voice data.

L-MAC(122c)은 단말 내의 동일 시스템 도메인에서 MAC과 직접 인터페이스함에 따라 UE(120)가 WLAN(410)위에서 동작할 때에는 위에서 기술한 기존 MAC의 기능들이 사용되지 않음에 따라 L-MAC(122c)의 구현이 단순하게 된다.As the L-MAC 122c directly interfaces with the MAC in the same system domain in the terminal, when the UE 120 operates on the WLAN 410, the L-MAC 122c is not used as the functions of the existing MAC described above are not used. ) Will simplify the implementation.

이런 구조에 따라 Single TFC(Transport Format Combination)에 대해 살펴보도록 한다.According to this structure, let's take a look at Single TFC (Transport Format Combination).

음성 서비스가 시작될 때 음성 트래픽은 RLC와 MAC으로 전송되어 지고, 이는 FSC(121)에 의해 VTC(122d)로 도달하게 된다. LCP(122)의 L-RLC는 이렇게 도달한 음성 트랙픽을 RTP로 감싸고 나서 이를 어그리게이터(420)로 전송하고, 어그리게이터(420)에서는 음성 프레임이 추출되어 FP를 통하여 MSC로 전달되어 진다.When the voice service is started, voice traffic is sent to the RLC and MAC, which is reached by the FSC 121 to the VTC 122d. The L-RLC of the LCP 122 wraps the thus reached voice traffic with the RTP and transmits it to the aggregator 420. The aggregator 420 extracts the voice frame and delivers it to the MSC through the FP. .

일반적인 셀룰러 망에서는 무선자원을 효율적으로 사용하기 위하여, 여러 가지 종류의 Transport Format Combination Set을 미리 결정하여 두고, 보내야 할 데이터의 크기에 따라 그 중에서 하나씩 선택하여 사용하게 된다. 그러나 WLAN 모드에서는, RLC와 L-RLC(122b)의 링크가 무선 구간이 아닌 같은 프로세스 내에 있는 memory copy이므로, 대역폭에 대한 제한이 없다.In a typical cellular network, various types of transport format combination sets are determined in advance in order to use radio resources efficiently, and one of them is selected according to the size of data to be sent. However, in the WLAN mode, since the link between the RLC and the L-RLC 122b is a memory copy in the same process instead of the radio section, there is no limitation on bandwidth.

따라서 RLC와 MAC 계층은 한가지 TF(Transport Format)를 사용하게 됨으로써 RLC와 MAC의 동작을 단순하게 하고, 또한 L-MAC(122c)과 L-RLC(122b)의 복잡도를 단순하게 해준다.Therefore, the RLC and MAC layer uses one transport format (TF) to simplify the operation of the RLC and the MAC, and also simplify the complexity of the L-MAC 122c and the L-RLC 122b.

데이터 서비스에 대한 동작의 경우, UE(120)는 RLC를 통해 PDCP를 전송하고, L-RLC(122b)는 이를 받은 후, RTP 데이터 형태로 어그리게이터(420)로 보낸다.In the case of an operation for a data service, the UE 120 transmits a PDCP through an RLC, and the L-RLC 122b receives it and then sends it to the aggregator 420 in the form of RTP data.

어그리게이터(420)는 이를 GTP형태로 변환한 후 코어 네트워크로 재전송하여 데이터 서비스를 수행한다.The aggregator 420 converts it into a GTP form and retransmits it to the core network to perform a data service.

다음으로, QoS monitoring and Radio link Measurement에 대해 살펴본다.Next, we will look at QoS monitoring and Radio link Measurement.

UE(120)가 WLAN 모드로 동작하는 경우, LCP(122)는 Wi-Fi의 링크 상태를 모니터하고, 어그리게이터(420)로부터 오는 QoS 응답을 실시간 모니터한다. 링크 혹은 어그리게이터(420)부터 오는 QoS의 품질이 기준치(threshold) 이하로 떨어질 경우, LCP(122)는 VTS에 현재의 상태를 알려주어서, UE(120)에 이 값을 보고하게 된다. 이때 셀룰러 프로토콜 규격에 의해 UE는 어그리게이터(420)로 Measurement Report message를 보내어준다.When the UE 120 operates in WLAN mode, the LCP 122 monitors the link status of the Wi-Fi and monitors the QoS response coming from the aggregator 420 in real time. If the quality of the QoS coming from the link or aggregator 420 falls below a threshold, the LCP 122 informs the VTS of the current status and reports this value to the UE 120. At this time, according to the cellular protocol standard, the UE sends a measurement report message to the aggregator 420.

다음으로 터널링에 대해 살펴본다.Next, let's look at tunneling.

UE(120)가 WLAN 모드로 동작할 경우, UE(120)는 어그리게이터(420)와 통신을 위하여 터널링 링크를 확립하고, 어그리게이터(420)는 UE(120)가 사설 IP를 가져도 통신할 수 있는 네트워크를 구성하게 된다.When the UE 120 operates in WLAN mode, the UE 120 establishes a tunneling link for communication with the aggregator 420, and the aggregator 420 may be configured to have a private IP even if the UE 120 has a private IP. You will create a network that can communicate.

어그리게이터(420)의 오퍼레이션 디스크립션(Operation Description)에 대해 살펴본다.An operation description of the aggregator 420 will be described.

코어 네트워크는 몇몇의 한정된 RNC와 통신하도록 설계되어 있다. 따라서 어그리게이터(420)는 접속해 오는 모든 UE들을 하나로 묶어서, 코어 네트워크로부터 하나의 RNC로 보이게 하는 기능을 한다. 이때 어그리게이터(420)는 다중으로 접속하는 여러 UE들에 각기 세션 정보를 주어 관리하고, 동시에 코어 네트워크에는 하나의 접속 인터페이스에 대해 각 UE가 하나의 트래픽 채널 세션(traffic channel session)으로 보이도록 하는 멀티플렉싱(multiplexing) 기능을 수행한다.The core network is designed to communicate with some limited RNCs. Therefore, the aggregator 420 functions to bind all the UEs to be connected as one and make it appear as one RNC from the core network. At this time, the aggregator 420 gives session information to each of a plurality of UEs connected to each other and manages them, and at the same time, each UE is regarded as one traffic channel session for one access interface in the core network. Performs a multiplexing function.

최초 WLAN(410)에 접속하면, UE(120)에 있는 LCP(122)는 어그리게이터(420)에 TCP/IP의 접속을 수행하여 기본 시그널링 채널을 형성한다. When initially connected to WLAN 410, LCP 122 at UE 120 establishes a basic signaling channel by making a TCP / IP connection to aggregator 420.

이후 터널링을 수행하여, UE(120)와 어그리게이터(420)간에 신뢰할 수 있고, 보안이 있는 통신 채널을 확립한다.Tunneling is then performed to establish a reliable, secure communication channel between the UE 120 and the aggregator 420.

UE(120)와 어그리게이터(420)간 네트워크 연결을 확립한 후, 상호 간 셀룰러 표준에서 정의되어 있는 기능을 수행한다. 상세한 내용은 아래와 같다.After establishing a network connection between the UE 120 and the aggregator 420, they perform the functions defined in mutual cellular standards. Details are as follows.

UE(120) 등록 기능, 발신과 수신 음성호 처리, 셀룰러 망과 WLAN(410) 간의 핸드오버, 데이터 서비스 Activation / Deactivation, SMS / Multicasting, UE(120)내에 있는 LCP(122)로부터 시그널링에 대한 요구가 오면, 어그리게이터(420)는 이러한 내용을 코어 네트워크로 전달한다. 이때 사용되는 MSC/GSN과의 셀룰러 망 인터페이스는 RANAP이다.UE 120 registration function, originating and receiving voice call processing, handover between cellular network and WLAN 410, data service activation / deactivation, SMS / multicasting, request for signaling from LCP 122 within UE 120 The aggregator 420 forwards this content to the core network. The cellular network interface with the MSC / GSN is RANAP.

그리고, 음성 트래픽이 UE(120)로부터 오면, LCP(122)는 RTP형태로 변환 후, 어그리게이터(420)로 전달하고, 어그리게이터(420)는 이것을 FP 형태로 바꾼 후 MSC로 전달한다. 이때 사용되는 FP 는 RNC와 MSC간의 음성 트래픽 인터페이스이다.When the voice traffic comes from the UE 120, the LCP 122 converts the data into the RTP form and then transfers the data to the aggregator 420, and the aggregator 420 converts it to the FP form and then delivers the same to the MSC. . The FP used at this time is the voice traffic interface between the RNC and the MSC.

데이터 트래픽이 UE(120)로부터 오면, LCP(122)는 RTP 형태로 변환 후, 어그리게이터(420))로 전달하고, 어그리게이터(420)는 이것을 GTP 형태로 바꾼 후, GSN으로 전달한다. 이때 사용되는 GTP는 RNC와 GSN간의 데이터 트래픽 인터페이스이다.When the data traffic comes from the UE 120, the LCP 122 converts the data into the RTP form, passes the data to the aggregator 420, and the aggregator 420 converts the data into the GTP form, and then delivers the data to the GSN. . The GTP used at this time is a data traffic interface between the RNC and the GSN.

UE(120)에서 서비스 세션이 활성화된 경우 어그리게이터(420)는 패킷에 대한 QoS 정보를 수집하고, UE가 주기적으로 QoS 상태에 대한 polling을 시도하면 어그리게이터(420)는 모아둔 정보를 바탕으로 UE(120)에 QoS 의 피드백을 알려준다.The aggregator 420 collects QoS information for the packet when the service session is activated in the UE 120, and the aggregator 420 collects the collected information when the UE periodically polls the QoS state. Based on the feedback of the QoS to the UE (120).

UE(120)가 표준 셀룰러 프로토콜 인터페이스인 Measurement report을 어그리게이터(420)에 보내면, 해당 정보에 따라 필요한 경우 어그리게이터(420)가 코어 네트워크에 핸드오버 요구 메시지를 올려서 셀룰러 망과 WLAN(410) 간의 핸드오버를 실행한다.When the UE 120 sends a measurement report, which is a standard cellular protocol interface, to the aggregator 420, the aggregator 420 posts a handover request message to the core network if necessary according to the information, and then the cellular network and the WLAN (410). Handover between) is performed.

도 8은 본 발명의 실시예에 따른 셀룰러 망과 WLAN 망의 무선서비스 연동방법에서의 무선랜을 통해 UE(120)로부터 음성이 발생한 경우를 나타내는 흐름도이다. 도 4 내지 도 8을 참조하면, UE(120)가 WLAN 모드에서 동작하여, FSC(121)가 프래임을 LCP(122)의 VTC(122d)로 라우트하여 어그리게이터(420)를 통하여 코어 네트워크에 접속하는 예이다.8 is a flowchart illustrating a case where voice is generated from the UE 120 through a wireless LAN in a method for interworking a wireless service between a cellular network and a WLAN network according to an embodiment of the present invention. 4 through 8, the UE 120 operates in WLAN mode so that the FSC 121 routes the frame to the VTC 122d of the LCP 122 to the core network through the aggregator 420. This is an example of connecting.

사용자가 어플리케이션을 시작함에 따라, 최초로 UE(120)가 “RRC Connection Request” 메시지를 네트워크에 보낸다(S51).As the user starts the application, the UE 120 first sends an “RRC Connection Request” message to the network (S51).

UE(120)가 WLAN 모드에 있으므로, FSC(121)가 시그널링 프래임을 LCP(122)의 VTC(122d)로 라우트시킨다. Since UE 120 is in WLAN mode, FSC 121 routes the signaling frame to VTC 122d of LCP 122.

LCP(122)는 상기 “RRC Connection Request” 메세지를 터미네이트(terminate)시킨다. 이때 무선 자원의 할당 과정을 생략하고, LCP(122)는 미리 정의된 적절한 RRC 파라미터와 함께 “RRC Connection Setup” 메시지를 RRC를 통해 UE(120)로 보내준다(S52).LCP 122 terminates the “RRC Connection Request” message. In this case, the radio resource allocation process is omitted, and the LCP 122 transmits an “RRC Connection Setup” message to the UE 120 through the RRC with an appropriate predefined RRC parameter (S52).

해당 메시지를 받은 후, UE(120)는 “RRC Connection Complete” 메시지를 보내면 FSC(121)를 통해, LCP(122)가 이 메시지를 받는다(S53).After receiving the message, the UE 120 sends the message “RRC Connection Complete” through the FSC 121, the LCP 122 receives this message (S53).

이후 LCP(122)는 “RRC Measurement Control”을 보내 UE(120)로 하여금 링크 상태에 대한 주기적인 보고를 보내도록 하여 셀룰러 표준 규격에 맞게 동작하도록 한다(S54).Thereafter, the LCP 122 sends an “RRC Measurement Control” to allow the UE 120 to send a periodic report on the link state so that the LCP 122 operates according to the cellular standard (S54).

접속 프로시저가 끝난 후, UE(120)는 NAS signaling stage로 옮겨간다. 이때 UE(120)는 “Initial DT (Direct Transfer) of CM: Setup” 메시지를 네트워크로 보내면, LCP(122)는 이 메시지를 어그리게이터(420)로 전달하고, 어그리게이터(420)는 SS7 시그널링 트렁크(signaling trunk)를 통해, RANAP 메시지를 MSC/GSN(320)의 MSC에 보내게 된다(S55).After the connection procedure is finished, the UE 120 moves to the NAS signaling stage. In this case, the UE 120 sends an “Initial Direct Transfer (DT) of CM: Setup” message to the network, and the LCP 122 transmits the message to the aggregator 420, and the aggregator 420 is SS7. Through the signaling trunk, a RANAP message is sent to the MSC of the MSC / GSN 320 (S55).

MSC/GSN(320)의 MSC는 UE 식별(identification) 과정을 거치는데 이때 “DT (Direct Transfer) MM: Authentication”의 메시지를 사용하고(S56), 또한 보안 설정이 필요한 경우 “DT MM: Security Mode” 메시지가 따르게 된다(S57).The MSC of the MSC / GSN 320 undergoes a UE identification process, using a message of “DT (Direct Transfer) MM: Authentication” (S56), and when a security setting is required, “DT MM: Security Mode”. Message follows (S57).

MSC/GSN(320)의 MSC와 UE(120)간 인증 및 보안을 위한 프로세스가 완료되면, MSC/GSN(320)의 MSC가 UE(120)에 “DT CM: Service Accept” 메시지를 보내 UE(120)의 코어 네트워크로의 접속을 허용한다(S58).When the process for authentication and security between the MSC and the UE 120 of the MSC / GSN 320 is completed, the MSC of the MSC / GSN 320 sends a “DT CM: Service Accept” message to the UE 120. In step S58, connection to the core network is allowed.

UE(120)가 “DT: Call Setup” 을 MSC/GSN(320)의 MSC로 보내어 음성 호 셋업 프로세스를 진행하면, “DT: Call Proceed”, and “DT: Alert”등의 호 셋업 메시지가 뒤따르게 된다(S59).When the UE 120 sends a “DT: Call Setup” to the MSC of the MSC / GSN 320 to proceed with the voice call setup process, a call setup message such as “DT: Call Proceed”, and “DT: Alert” is followed. Will follow (S59).

음성 트렁크(Voice trunk)에서 채널을 할당한 후 MSC/GSN(320)의 MSC는 “Radio Bearer Assignment”를 보내어 할당된 음성 채널 정보를 어그리게이터(420)에 알려준다(S60). 이때 어그리게이터(420)는 받은 정보를 바탕으로 MSC와 트렁크 싱크(trunk sync) 작업을 수행한다. 또한 어그리게이터(420)는 LCP(122)에 설정된 채널이 음성 트래픽 타입임을 알려준다(S61).After allocating a channel in the voice trunk, the MSC of the MSC / GSN 320 sends a “Radio Bearer Assignment” to inform the aggregator 420 of the allocated voice channel information (S60). At this time, the aggregator 420 performs a trunk sync with the MSC based on the received information. In addition, the aggregator 420 informs that the channel set in the LCP 122 is a voice traffic type (S61).

LCP(122)는 UE(120)에 “RRC: Radio Bearer Setup”을 보내어 설정된 UE(120)의 음성 채널이 음성용임을 알려준다(S62).The LCP 122 transmits “RRC: Radio Bearer Setup” to the UE 120 to inform that the voice channel of the UE 120 is set for voice (S62).

UE(120)는 음성 프래임을 만들 준비를 한 다음 “RRC: Radio Bearer Setup Complete” 메시지를 LCP(122)에 있는 L-RRC(122a)에 보내고(S63), LCP(122)는 이 이벤트를 어그리게이터(420)에 알려주어서(S64), MSC/GSN(320)의 MSC에 “Radio Bearer Assignment” 메시지의 응답을 실어 줌으로써 음성 트래픽에 대한 UE(120), 어그리게이터(420) 및 MSC/GSN(320)의 MSC 간의 링크 확립작업이 완료된다(S65, S66).The UE 120 prepares to create a voice frame, and then sends a “RRC: Radio Bearer Setup Complete” message to the L-RRC 122a in the LCP 122 (S63), and the LCP 122 acknowledges this event. Notify the gregator 420 (S64), and the response of the "Radio Bearer Assignment" message to the MSC of the MSC / GSN 320 to the UE 120, aggregator 420 and MSC / Link establishment between the MSCs of the GSN 320 is completed (S65 and S66).

본 발명은 또한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록 장치를 포함한다.The present invention can also be embodied as computer-readable codes on a computer-readable recording medium. A computer-readable recording medium includes all kinds of recording apparatuses in which data that can be read by a computer system is stored.

컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기테이프, 플로피 디스크, 광 데이터 저장장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어, 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다. Examples of the computer-readable recording medium include a ROM, a RAM, a CD-ROM, a magnetic tape, a floppy disk, an optical data storage device and the like, and also implemented in the form of a carrier wave (for example, transmission over the Internet) .

또한 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다. 그리고 본 발명을 구현하기 위한 기능적인(functional) 프로그램, 코드 및 코드 세그먼트들은 본 발명이 속하는 기술 분야의 프로그래머들에 의해 용이하게 추론될 수 있다.
The computer readable recording medium may also be distributed over a networked computer system so that computer readable code can be stored and executed in a distributed manner. And functional programs, codes, and code segments for implementing the present invention can be easily inferred by programmers skilled in the art to which the present invention pertains.

이상과 같이, 본 명세서와 도면에는 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 개시하였으며, 비록 특정 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 발명의 이해를 돕기 위한 일반적인 의미에서 사용된 것이지, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시 예 외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.
As described above, the specification and the drawings have been described with respect to the preferred embodiments of the present invention, although specific terms are used, it is only used in a general sense to easily explain the technical contents of the present invention and to help the understanding of the invention. It is not intended to limit the scope of the present invention. It will be apparent to those skilled in the art that other modifications based on the technical idea of the present invention can be carried out in addition to the embodiments disclosed herein.

120: UE 121: Cellular Network Protocol Interface
122: Cellular Modem 123: Wi-Fi Modem
220: RAN 320: MSC/GSN
410: WLAN 420: Aggregator
120: UE 121: Cellular Network Protocol Interface
122: Cellular Modem 123: Wi-Fi Modem
220: RAN 320: MSC / GSN
410: WLAN 420: Aggregator

Claims (6)

무선랜(WLAN) 통신 모뎀과 셀룰러 통신 모뎀을 포함하는 단말이 상기 무선랜 통신 모뎀을 통해 무선랜에 접속한 경우, 상기 단말의 모든 전송(transport) 채널에서 발생하는 프래임을 LCP(Link Control Proxy)로 전달하는 FSC(Frame Switching Control)와, 상기 FSC로부터 전달받은 프래임 중 셀룰러 통신의 무선 링크 셋업을 위한 RAN(Radio Access network)과의 인터페이스에 사용되는 메시지를 종결시키고, 나머지 프래임을 어그리게이터(aggregator)로 전달하는 상기 LCP를 포함하는 상기 단말; 및
상기 LCP로부터 전달된 프래임을 셀룰러 통신 인터페이스에 매칭되는 프래임으로 변환하여 코어 네트워크로 전송하는 상기 어그리게이터
를 포함하는 셀룰러 망과 WLAN 망의 무선서비스 연동시스템.
When a terminal including a WLAN communication modem and a cellular communication modem accesses a wireless LAN through the WLAN communication modem, frames generated in all transport channels of the terminal are LCP (Link Control Proxy) Terminates the message used for the interface between the Frame Switching Control (FSC) to be transmitted to and the Radio Access network (RAN) for setting up a radio link of cellular communication among the frames received from the FSC, and the remaining frame aggregator ( the terminal including the LCP delivered to an aggregator; And
The aggregator converting the frame transmitted from the LCP into a frame matching the cellular communication interface and transmitting the frame to the core network
Wireless service interworking system of a cellular network and a WLAN network comprising a.
제1항에 있어서,
상기 LCP는
상기 FSC로부터 전달받은 프래임 중 셀룰러 통신의 무선 링크 셋업을 위한 RAN과의 인터페이스에 사용되는 메시지에 대한 응답 메시지로, 선정된(predetermined) 응답 메시지를 상기 단말로 전달하여 상기 단말의 접속 프로시저(procedure) 제어하고, 상기 단말의 상기 접속 프로시저가 완료되면, 상기 접속 프로시저가 완료된 이후 상기 FSC로부터 전달받은 상기 나머지 프래임을 상기 어그리게이터로 전달하는 셀룰러 망과 WLAN 망의 무선서비스 연동시스템.
The method of claim 1,
The LCP is
As a response message for a message used for interfacing with the RAN for setting up a radio link of cellular communication among frames received from the FSC, a predetermined response message is transmitted to the terminal to access the terminal. Control and, when the access procedure of the terminal is completed, delivers the remaining frame received from the FSC to the aggregator after the access procedure is completed.
제1항에 있어서,
상기 LCP는
상기 FSC로부터 전달받은 프래임 중 음성 프래임과 패킷 데이터 프래임을 RTP(Real Time Transport Protocol) 형태로 구성하여 상기 어그리게이터에 전달하고,
상기 어그리게이터는
상기 LCP로부터 상기 RTP 형태의 상기 음성 프래임이 전달된 경우, 상기 음성 프래임을 FP(Frame Protocol) 형태로 변환하여 상기 코어 네트워크로 전달하며, 상기 LCP로부터 상기 RTP 형태의 상기 패킷 데이터 프래임이 전달된 경우, 상기 패킷 데이터 프래임을 GTP(GPRS Tunneling Packet) 형태로 변환하여 상기 코어 네트워크로 전달하는 셀룰러 망과 WLAN 망의 무선서비스 연동시스템.
The method of claim 1,
The LCP is
The voice frame and the packet data frame among the frames received from the FSC are configured in the form of a real time transport protocol (RTP) to be delivered to the aggregator.
The aggregator
When the voice frame in the form of the RTP is delivered from the LCP, converts the voice frame to the FP (Frame Protocol) form and transfers it to the core network, when the packet data frame in the form of the RTP is delivered from the LCP And a wireless service interworking system of a cellular network and a WLAN network for converting the packet data frame into a GRS (GPRS Tunneling Packet) form and transferring the packet data frame to the core network.
제1항에 있어서,
상기 FSC는
상기 단말이 상기 무선랜에 접속하지 않은 경우, 상기 단말의 전송 채널을 상기 셀룰러 통신 모뎀에 매핑(mapping)하여 상기 단말이 상기 셀룰러 통신 모뎀을 통해 셀룰러 기반의 통신을 수행하도록 제어하는 셀룰러 망과 WLAN 망의 무선서비스 연동시스템.
The method of claim 1,
The FSC is
When the terminal is not connected to the WLAN, a cellular network and WLAN for mapping the transmission channel of the terminal to the cellular communication modem to control the terminal to perform cellular-based communication through the cellular communication modem. Wireless service interworking system of network.
무선랜(WLAN) 통신 모뎀과 셀룰러 통신 모뎀을 포함하는 단말이 상기 무선랜 통신 모뎀을 통해 무선랜에 접속한 경우, 사용자가 어플리케이션을 시작함에 따라, 상기 단말이 RRC(Radio Resource Control) Connection Request 메시지를 네트워크로 전송하면, 상기 단말에 포함되어 있는 FSC(Frame Switching Control)가 상기 RRC Connection Request 메시지를 상기 단말에 포함되어 있는 LCP(Link Control Proxy)로 라우트(route)하는 단계;
상기 LCP가 미리 정의된 RRC parameter와 함께 RRC Connection Setup message를 RRC를 통해 상기 단말로 전달하는 단계;
상기 단말이 RRC Connection Complete 메시지를 전송하면, 상기 LCP가 상기 RRC Connection Complete 메시지를 상기 FSC를 통해 수신하는 단계; 및
상기 LCP가 RRC Measurement Control 메시지를 상기 단말로 전달하여 상기 단말이 링크(link) 상태에 대한 주기적인 보고를 전송하도록 제어하는 단계
를 포함하는 셀룰러 망과 WLAN 망의 무선서비스 연동방법.
When a terminal including a WLAN communication modem and a cellular communication modem accesses the WLAN through the WLAN communication modem, as the user starts the application, the terminal receives a Radio Resource Control (RRC) Connection Request message. Transmitting a RRC Connection Request message to a Link Control Proxy (LCP) included in the terminal when the SSC is transmitted to the network;
Transmitting, by the LCP, an RRC Connection Setup message together with a predefined RRC parameter to the terminal through RRC;
When the UE transmits an RRC Connection Complete message, the LCP receiving the RRC Connection Complete message through the FSC; And
Controlling the LCP to transmit a periodic report on a link status by transmitting an RRC Measurement Control message to the terminal;
Wireless service interworking method of a cellular network and a WLAN network comprising a.
제 5 항에 있어서,
상기 단말이 Initial DT(Direct Transfer) of CM: Setup 메시지를 상기 네트워크로 전송하면, 상기 FSC가 상기 Initial DT of CM: Setup 메시지를 상기 LCP로 라우트하고, 상기 LCP가 상기 Initial DT of CM: Setup 메시지를 어그리게이터(Aggregator)로 전송하는 단계;
상기 어그리게이터가 상기 LCP로부터 상기 Initial DT of CM: Setup 메시지를 수신하면, SS7(Signaling System 7) signaling trunk를 통해, RANAP(Radio Access Network Application Part) 메시지를 코어 네트워크의 MSC(Mobile Switching Center)로 전송하는 단계;
상기 MSC가 DT(Direct Transfer) MM(Mobility Management): Authentication 메시지를 상기 단말로 전송하여 단말 식별(identification) 과정을 수행하고, 보안 설정이 필요한 경우, DT MM: Security Mode 메시지를 상기 단말로 전송하는 단계;
상기 MSC와 상기 단말 간 인증(Authentication) 및 보안을 위한 프로세스가 완료되면, 상기 MSC가 상기 단말에 대해 DT CM(Connection Management): Service Accept 메시지를 전송하여 상기 단말의 상기 네트워크로의 접속을 허용하는 단계;
상기 단말이 DT: Call Setup 메시지를 상기 MSC로 전송하여 음성호(Voice Call) 셋업 프로세스를 진행한 후, DT: Call Proceed 메시지 및 DT: Alert의 call setup 메시지를 상기 MSC로 전송하는 단계;
상기 MSC가 상기 어그리게이터에 Radio Bearer Assignment 메시지를 전송하여 할당된 음성 채널 정보를 통지하는 단계;
상기 어그리게이터가 상기 LCP에 대해 설정된 채널이 음성 트래픽(traffic)타입임을 통지하면, 상기 LCP가 상기 단말에 RRC: Radio Bearer Setup 메시지를 전달하여 상기 단말의 설정된 무선 채널이 음성용임을 통지하는 단계; 및
상기 단말이 음성 프래임을 만들 준비를 한 다음, RRC: Radio Bearer Setup Complete 메시지를 상기 LCP에 전달하면, 상기 LCP는 Radio Bearer Assignment Complete 메시지를 상기 어그리게이터에 전송하고, 상기 어그리게이터는 상기 MSC에 상기 Radio Bearer Assignment Complete 메시지를 전송하여, 상기 음성 트래픽에 대한 상기 단말, 상기 어그리게이터 및 상기 MSC 간의 링크 확립작업이 완료되도록 하는 단계
를 더 포함하는 셀룰러 망과 WLAN 망의 무선서비스 연동방법.
The method of claim 5, wherein
When the terminal sends an Initial DT (Direct Transfer) of CM: Setup message to the network, the FSC routes the Initial DT of CM: Setup message to the LCP, and the LCP sends the Initial DT of CM: Setup message. Transmitting a to an aggregator;
When the aggregator receives the Initial DT of CM: Setup message from the LCP, a radio access network application part (RANAP) message is transmitted through a signaling system 7 (SS7) signaling trunk, and a mobile switching center (MSC) of a core network. Transmitting to;
The MSC transmits a DT (Direct Transfer) MM (Mobility Management): Authentication message to the terminal to perform a terminal identification process, and if a security setting is required, a DT MM: Security Mode message is transmitted to the terminal. step;
When the process for authentication and security between the MSC and the terminal is completed, the MSC transmits a DT CM (Connection Management): Service Accept message to the terminal to allow the terminal to access the network. step;
Transmitting, by the terminal, a DT: Call Setup message to the MSC to perform a voice call setup process, and then transmitting a DT: Call Proceed message and a DT: Alert call setup message to the MSC;
Sending, by the MSC, a radio bearer assignment message to the aggregator to notify the allocated voice channel information;
When the aggregator notifies that the channel set for the LCP is a voice traffic type, the LCP transmits an RRC: Radio Bearer Setup message to the terminal to notify that the set radio channel of the terminal is for voice ; And
When the terminal prepares to make a voice frame, and then transmits a Radio Bearer Setup Complete message to the LCP, the LCP transmits a Radio Bearer Assignment Complete message to the aggregator, the aggregator is the MSC Transmitting a Radio Bearer Assignment Complete message to the terminal to complete a link establishment operation between the terminal, the aggregator, and the MSC for the voice traffic.
Wireless service interworking method of the cellular network and WLAN network further comprising.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040008645A1 (en) 2002-05-28 2004-01-15 Nortel Networks Limited Efficient handoffs between cellular and wireless local area networks
US20040114553A1 (en) 2002-05-28 2004-06-17 James Jiang Interworking mechanism between CDMA2000 and WLAN

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