KR101468132B1 - 펨토 셀로 향하는 하향 트래픽 흐름 제어 방법 및 장치 - Google Patents

펨토 셀로 향하는 하향 트래픽 흐름 제어 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 펨토 셀로 향하는 하향 트래픽 흐름을 제어하여 하향 트래픽과 호처리 관련 신호가 유실되는 것을 방지하는 하향 트래픽 흐름 제어 방법 및 장치를 개시한다.
본 발명에 따른 펨토 셀로 향하는 하향 트래픽 흐름 제어 장치는, 식별자가 포함된 데이터 패킷을 수신하고, 상기 수신된 데이터 패킷을 상기 식별자를 이용하여 분류한 후 버퍼 모듈로 송신하는 분류 모듈; 상기 분류 모듈로부터 데이터 패킷을 수신하고 상기 분류 모듈의 분류에 따라 상기 데이터 패킷을 분류하여 저장한 후 트래픽 흐름 제어 모듈의 명령에 따라 펨토 셀로 상기 저장된 데이터 패킷을 전송하는 버퍼 모듈; 및 상기 버퍼 모듈에서 상기 펨토 셀로 향하는 트래픽 흐름을 제어하는 트래픽 흐름 제어 모듈;을 포함한다.

Description

펨토 셀로 향하는 하향 트래픽 흐름 제어 방법 및 장치{Method and Apparatus for controlling downstream traffic flow to femto cell}
본 발명은 펨토 셀에 관한 기술로서, 보다 상세하게는 펨토 셀로 향하는 하향 트래픽 흐름을 제어하여 하향 트래픽과 호처리 관련 신호가 유실되는 것을 방지하는 하향 트래픽 흐름 제어 방법 및 장치에 관한 것이다.
차세대 무선 이동 통신 시스템은 음성, 데이터뿐만 아니라 멀티미디어 서비스에 대한 빠르고, 안정적인 지원을 필요로 한다. 특히 3GPP Long Term Evolution(LTE)에서는 하향링크와 상향링크에 대해서 각각 100Mbps, 50Mbps 이상의 데이터 전송률 보장을 목표로 하고 있다. 그러나 가정, 사무실, 아파트 등 밀폐된 건물 안에서는 건물, 벽, 창문 등의 차단 효과로 인해 신호의 품질이 저하되기 때문에 사용자들이 요구하는 데이터 전송률이나 통화 품질을 만족시키기 어렵다. 특히 3세대 이동 통신 서비스의 경우 40%, 데이터 서비스의 70%가 옥내에서 발생하고 있다는 통계결과도 있다. 그러므로 옥내에서 발생하는 무선 통신 서비스에 대한 전송률 증대 및 품질 향상이 중요한 기술적 이슈로 대두되고 있다.
옥내에서의 통화 품질 향상 및 전송률 증대를 위한 해결책의 하나로 펨토 셀이 주목받고 있다. 펨토 셀(Femto Cell)은 초소형 기지국(Femto AP, HeNB)을 통해 기존의 이동통신서비스 반경보다 훨씬 작은 지역을 대상으로 이동통신서비스를 제공하는 기술이다. 펨토 셀은 주로 가정이나 빌딩 내부와 같이 매크로 셀(Macro Cell)의 전파가 열화되는 지역이나 음영 지역에서 이동통신서비스의 품질을 보장하기 위한 목적으로도 사용되며, 펨토존 서비스 등을 통하여 저렴한 요금을 제공하는 수단으로도 사용할 수 있다. 또한, 펨토 셀은 코어망(Core Network)과의 연결을 위해 범용 인터넷 회선을 이용하기 때문에 설치 비용 및 유지 보수 비용이 저렴하고, 인터넷 회선이 설치된 지역은 어디에서나 설치할 수 있기 때문에 이동성이 뛰어난 장점이 있다.
도 1은 종래기술에 따른 펨토 셀을 포함하는 이동통신시스템의 네트워크 구성을 개략적으로 도시한 도면이다. 도 1을 참조하면, 사용자 단말(User Element: UE)은 매크로 셀(50)의 서비스 지역을 벗어나 펨토 셀(10)의 서비스 지역으로 이동하고 있다. 이러한 경우, 매크로 셀(50)과 펨토 셀(10) 사이에는 핸드오버(handover)가 발생하게 된다.
LTE 펨토 셀에 있어서, 통상적인 하향 트래픽 전송은 서빙 게이트웨이(Serving GateWay: SGW, 30)에서 펨토 게이트웨이(Femto GateWay: FGW, 20)를 거쳐 펨토 셀(10)로 데이터 패킷이 전달되는 다이렉트 터널(direct tunnel) 방식으로 수행된다.
그러나, 매크로 셀(50)과 펨토 셀(10) 사이에 핸드오버가 발생하는 경우의 하향 트래픽 전송은, 상기 다이렉트 터널 방식과 다른 방식으로 데이터 패킷이 전송된다. 다시 말해, S1 handover 시에는, 매크로 셀(50)에서 서빙 게이트웨이(30)를 경유한 후 펨토 게이트웨이(20)를 거쳐 펨토 셀(10)로 데이터 패킷이 전달되고, X2 hanover 시에는, 매크로 셀(50)에서 펨토 게이트웨이(20)를 거쳐 펨토 셀(10)로 데이터 패킷이 전달된다. 이와 같은 S1 핸드오버 또는 X2 핸드오버 시의 데이터 패킷 전달 방식을 상기의 다이렉트 터널 방식과 구분하기 위해 인다이렉트 터널(indirect tunnel) 방식이라고 정의하기로 하고 이하에서도 동일하게 사용하도록 한다.
도 2는 서빙 게이트웨이와 펨토 게이트웨이 사이의 대역폭의 크기와 펨토 게이트웨이와 펨토 셀 사이의 대역폭의 크기를 시각적으로 나타낸 도면이다.
도 2를 참조하면, 펨토 게이트웨이(20)와 펨토 셀(10) 사이의 대역폭이 서빙 게이트웨이(30)와 펨토 게이트웨이(20) 사이의 대역폭에 비해 작은 것을 알 수 있다. 따라서, 서빙 게이트웨이(30)에서 펨토 게이트웨이(20)로 향하는 트래픽의 양이 펨토 게이트웨이(20)와 펨토 셀(10) 사이의 대역폭의 크기를 초과할 경우에는 펨토 게이트웨이(20)에서 펨토 셀(10)로 데이터 패킷을 제대로 전송할 수 없게 된다. 즉, 펨토 게이트웨이(20)와 펨토 셀(10) 사이의 대역폭의 크기를 초과하는 만큼의 트래픽이 손실되게 된다.
그럼에도 불구하고, 기존의 펨토 게이트웨이(20)는 다이렉트 터널과 인다이렉트 터널을 통해 수신된 트래픽 흐름을 제어하지 않고 그대로 펨토 셀(10)로 전송하므로, 다운로드 트래픽과 호처리 관련 신호가 유실되는 문제가 발생한다. 이로 인해, 소비자들에게 원활한 서비스가 제공되지 못하게 될 우려가 있다.
또한, 핸드오버 시의 인다이렉트 터널을 통한 데이터 패킷의 전송량은 통상의 다이렉트 터널을 통한 데이터 패킷의 전송량보다 많은 것이 일반적이다. 따라서, 인다이렉트 터널을 통해 데이터 패킷이 전송되는 경우에는 다운로드 트래픽과 호처리 관련 신호가 유실될 가능성이 더욱 높아지게 된다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로서, 펨토 셀로 향하는 하향 트래픽 흐름을 제어하여 하향 트래픽과 호처리 관련 신호가 유실되는 것을 방지하는 하향 트래픽 흐름 제어 방법 및 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허청구범위에 나타난 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 펨토 셀로 향하는 하향 트래픽 흐름 제어 장치는 식별자가 포함된 데이터 패킷을 수신하고, 상기 수신된 데이터 패킷을 상기 식별자를 이용하여 분류한 후 버퍼 모듈로 송신하는 분류 모듈; 상기 분류 모듈로부터 데이터 패킷을 수신하고 상기 분류 모듈의 분류에 따라 상기 데이터 패킷을 분류하여 저장한 후 트래픽 흐름 제어 모듈의 명령에 따라 펨토 셀로 상기 저장된 데이터 패킷을 전송하는 버퍼 모듈; 및 상기 버퍼 모듈에서 상기 펨토 셀로 향하는 트래픽 흐름을 제어하는 트래픽 흐름 제어 모듈;을 포함한다.
바람직하게는, 상기 데이터 패킷은, GTP 패킷인 것을 특징으로 한다.
더욱 바람직하게는, 상기 식별자는, GTP TEID인 것을 특징으로 한다.
또한 바람직하게는, 상기 버퍼 모듈은, 선입선출 방식의 데이터 저장 장치를 포함하는 것을 특징으로 한다.
더욱 바람직하게는, 상기 데이터 저장 장치는, 적어도 하나 이상의 인다이렉트 큐와 적어도 하나 이상의 다이렉트 큐를 포함하고, 상기 분류 모듈의 분류에 따라 상기 데이터 패킷을 상기 인다이렉트 큐에 저장하거나 상기 다이렉트 큐에 저장하는 것을 특징으로 한다.
더욱 바람직하게는, 상기 인다이렉트 큐의 저장공간이 상기 다이렉트 큐의 저장공간보다 큰 것을 특징으로 한다.
또한 바람직하게는, 상기 인다이렉트 큐의 개수가 상기 다이렉트 큐의 개수보다 많은 것을 특징으로 한다.
또한 바람직하게는, 상기 버퍼 모듈은, 상기 데이터 저장 장치에 데이터 패킷이 가득찬 경우 상기 버퍼 모듈에 수신된 데이터 패킷을 폐기하는 것을 특징으로 한다.
또한 바람직하게는, 상기 트래픽 흐름 제어 모듈은, 상기 버퍼 모듈에서 상기 펨토 셀로 향하는 데이터 패킷의 전송 속도를 감소시켜 트래픽 흐름을 제어하는 것을 특징으로 한다.
더욱 바람직하게는, 상기 트래픽 흐름 제어 모듈은, 레이트 쉐이핑 방식으로 트래픽 흐름을 제어하는 것을 특징으로 한다.
더욱 바람직하게는, 상기 레이트 쉐이핑 방식은, 토큰 버킷 방식인 것을 특징으로 한다.
더욱 바람직하게는, 상기 트래픽 흐름 제어 모듈은, 일정한 속도로 토큰을 증가시키고, 상기 버퍼 모듈에 저장된 데이터 패킷 중 전송하고자 하는 데이터 패킷의 크기와 상기 토큰의 양을 측정하여 상기 데이터 패킷을 펨토 셀로 전송할 것인지 여부를 제어하는 것을 특징으로 한다.
더욱 바람직하게는, 상기 트래픽 흐름 제어 모듈은, 상기 버퍼 모듈에 저장된 데이터 패킷 중 전송하고자 하는 데이터 패킷의 크기와 상기 토큰의 양을 비교하여 상기 토큰의 양이 상기 전송하고자 하는 데이터 패킷의 크기 이상인 경우, 상기 전송하고자 하는 데이터 패킷을 펨토 셀로 전송하도록 제어하는 것을 특징으로 한다.
더욱 바람직하게는, 상기 트래픽 흐름 제어 모듈은, 상기 버퍼 모듈에 저장된 데이터 패킷 중 상기 펨토 셀로 전송된 데이터 패킷을 삭제하고, 상기 펨토 셀로 전송된 데이터 패킷의 크기만큼 상기 토큰을 감소시키는 것을 특징으로 한다.
또한 바람직하게는, 상기 하향 트래픽 흐름 제어 장치는 펨토 게이트웨이에 포함되는 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 펨토 셀로 향하는 하향 트래픽 흐름 제어 방법은, 식별자가 포함된 데이터 패킷을 수신하는 단계; 상기 식별자를 이용하여 상기 수신된 데이터 패킷을 분류하는 단계; 상기 분류 단계의 분류에 따라 상기 데이터 패킷을 분류하여 버퍼링하는 단계; 및 상기 저장된 데이터 패킷을 펨토 셀로 전송할지 여부를 제어하여 트래픽 흐름을 제어하는 단계;를 포함한다.
바람직하게는, 상기 데이터 패킷은, GTP 패킷인 것을 특징으로 한다.
더욱 바람직하게는, 상기 식별자는, GTP TEID인 것을 특징으로 한다.
또한 바람직하게는, 상기 버퍼링 단계는, 선입선출 방식으로 수행되는 것을 특징으로 한다.
더욱 바람직하게는, 상기 버퍼링 단계는, 상기 분류 단계의 분류에 따라 상기 데이터 패킷을 분류하여 저장하는 것을 특징으로 한다.
또한 바람직하게는, 상기 버퍼링 단계는, 상기 수신된 데이터 패킷을 저장할 수 없는 경우 상기 수신된 데이터 패킷을 폐기하는 것을 특징으로 한다.
또한 바람직하게는, 상기 트래픽 흐름 제어 단계는, 상기 펨토 셀로 향하는 데이터 패킷의 전송 속도를 감소시켜 트래픽 흐름을 제어하는 것을 특징으로 한다.
더욱 바람직하게는, 상기 트래픽 흐름 제어 단계는, 레이트 쉐이핑 방식으로 트래픽 흐름을 제어하는 것을 특징으로 한다.
더욱 바람직하게는, 상기 레이트 쉐이핑 방식은, 토큰 버킷 방식인 것을 특징으로 한다.
더욱 바람직하게는, 상기 트래픽 흐름 제어 단계는, 일정한 속도로 토큰을 증가시키는 단계; 상기 저장된 데이터 패킷 중 전송하고자 하는 데이터 패킷의 크기와 상기 토큰의 양을 측정하는 단계; 및 상기 전송하고자 하는 데이터 패킷의 크기와 상기 토큰의 양을 비교하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
더욱 바람직하게는, 상기 비교 단계의 비교 결과 상기 토큰의 양이 상기 전송하고자 하는 데이터 패킷의 크기 이상인 경우 상기 전송하고자 하는 데이터 패킷을 펨토 셀로 전송하는 것을 특징으로 한다.
더욱 바람직하게는, 상기 트래픽 흐름 제어 단계는, 상기 저장된 데이터 패킷 중 상기 펨토 셀로 전송된 데이터 패킷을 삭제하고, 상기 펨토 셀로 전송된 데이터 패킷의 크기만큼 상기 토큰을 감소시키는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, GTP TEID에 기초하여 전송 터널을 분리하고, 각 터널에서 레이트 쉐이핑을 통해 패킷 전송속도를 제어함으로써, 펨토 셀로 향하는 트래픽이 초과되는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 하향 트래픽과 호처리 관련 신호가 유실되지 않게 되어 펨토 셀에 안정적인 서비스를 제공할 수 있다.
본 발명의 일 측면에 의하면, 인다이렉트 큐의 저장공간의 크기와 개수를 다이렉트 큐의 저장공간과 개수보다 크게 함으로써, 핸드오버 시에도 하향 트래픽과 호처리 관련 신호가 유실되는 것을 방지할 수 있다.
이외에도 본 발명은 다른 다양한 효과를 가질 수 있으며, 이러한 본 발명의 다른 효과들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있고, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알 수 있다.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술되는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니 된다.
도 1은 종래기술에 따른 펨토 셀을 포함하는 이동통신시스템의 네트워크 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 서빙 게이트웨이와 펨토 게이트웨이 사이의 대역폭의 크기와 펨토 게이트웨이와 펨토 셀 사이의 대역폭의 크기를 시각적으로 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 하향 트래픽 흐름 제어 장치의 구성을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 하향 트래픽 흐름 제어 장치의 기능적 구성을 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 트래픽 흐름 제어 모듈의 기능적 구성을 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 하향 트래픽 흐름 제어 방법을 나타낸 순서도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
또한, 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 하향 트래픽 흐름 제어 장치의 구성을 나타낸 도면이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 하향 트래픽 흐름 제어 장치의 기능적 구성을 나타낸 도면이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 하향 트래픽 흐름 제어 장치는, 분류 모듈(100), 버퍼 모듈(200) 및 트래픽 흐름 제어 모듈(300)을 포함한다. 이러한 하향 트래픽 흐름 제어 장치의 각 구성요소는 펨토 게이트웨이의 구성요소로서 펨토 게이트웨이에 포함될 수 있다.
상기 분류 모듈(100)은, 데이터 패킷을 입력받고, 분류 모듈(100)로 입력된 데이터 패킷을 데이터 패킷에 포함된 식별자를 이용하여 분류한 후, 버퍼모듈로 전송하는 기능을 수행한다. 특히, 본 발명에 따른 분류 모듈(100)은, 분류 모듈(100)로 입력된 GTP(GPRS Tunnelling Protocol) 패킷들을 GTP 패킷에 포함된 GTP TEID(Tunnel Endpoint IDentifier)를 이용하여 분류할 수 있다. 바람직하게는, 분류 모듈(100)은, GTP TEID을 이용하여 버퍼 모듈(200)의 다이렉트 터널 큐(queue)로 전송할 것인지 인다이렉트 터널 큐(queue)로 전송할 것인지 분류할 수 있다.
일반 네트워크 장비에서는 interface port, MAC 주소, IP주소 또는 TCP/UDP port 등을 통해 데이터 패킷을 분류하므로, GTP TEID를 이용하여서는 인다이렉트 터널을 통해 전송될지 다이렉트 터널을 통해 전송될지를 판별할 수 없다. 그러나, 펨토 게이트웨이는, GTP TEID를 이용하여 다이렉트 터널과 인다이렉트 터널 중 어느 전송 경로를 경유하는지 판별할 수 있으므로, GTP TEID를 이용하여 GTP 패킷을 분류할 수 있다.
상기 버퍼 모듈(200)은, 분류 모듈(100)로부터 데이터 패킷을 전송받고 분류 모듈(100)의 분류에 따라 데이터 패킷을 분류하여 저장한다. 또한, 버퍼 모듈(200)은, 트래픽 흐름 제어 모듈(300)의 명령에 따라 저장된 데이터 패킷을 펨토 셀(10)로 전송하고 전송된 데이터 패킷을 버퍼 모듈(200)에서 삭제한다. 버퍼 모듈(200)에는 데이터 저장 장치가 포함될 수 있으며, 이러한 데이터 저장 장치는 일 예로 선입선출(First In First Out: FIFO) 방식인 큐(queue)로 데이터 패킷을 처리할 수 있다.
특히, 본 발명에 따른 버퍼 모듈(200)은, 인다이렉트 큐(I)와 다이렉트 큐(D)를 포함할 수 있다. 여기서, 인다이렉트 큐(I)와 다이렉트 큐(D)는, 선입선출 방식으로 데이터를 처리하는 데이터 저장 장치이다. 여기서, 인다이렉트 큐(I)에는, 분류 모듈(100)에서 GTP TEID를 이용하여 분류한 결과 인다이렉트 터널을 통해 전송되는 GTP 패킷이 저장되고, 다이렉트 큐(D)에는, 분류 모듈(100)의 분류 결과 다이렉트 터널을 통해 전송되는 GTP 패킷이 저장된다.
그러나, 큐가 가득찬 경우에는 큐에 GTP 패킷이 더 이상 저장될 수 없으므로 버퍼 모듈(200)은 버퍼 모듈(200)로 수신된 GTP 패킷을 폐기한다. 예를 들어, 다이렉트 큐(D)에 이미 데이터 패킷이 가득찬 상태인데 다이렉트 큐(D)를 향하는 GTP 패킷이 존재할 경우에는 다이렉트 큐(D)는 더 이상 버퍼링을 수행할 수 없으므로 수신된 GTP 패킷을 폐기한다. 이는 인다이렉트 큐(I)의 경우에도 마찬가지이므로, 인다이렉트 큐(I)에 데이터 패킷이 가득찬 경우 인다이렉트 큐(I)는 인다이렉트 큐(I)로 전송된 GTP 패킷을 폐기한다.
한편, 이러한 인다이렉트 큐(I)와 다이렉트 큐(D)의 저장공간의 크기는 다를 수 있으며 인다이렉트 큐(I)와 다이렉트 큐(D)는 하나 이상일 수 있다.
다른 한편, 핸드오버시 다이렉트 터널보다는 인다이렉트 터널을 통한 트래픽의 양이 많은 특성이 있다. 따라서, 바람직하게는, 인다이렉트 큐(I)의 저장공간이 다이렉트 큐(D)의 저장공간보다 크게 설정되거나, 인다이렉트 큐(I)의 개수가 다이렉트 큐(D)의 개수보다 크게 설정되거나, 인다이렉트 큐(I)의 저장공간 및 개수가 모두 다이렉트 큐(D)의 저장공간 및 개수보다 크게 설정되는 것이 좋다.
상기 트래픽 흐름 제어 모듈(300)은, 버퍼 모듈(200)에서 펨토 셀(10)로 향하는 트래픽 흐름을 제어하는 역할을 수행한다. 본 발명에 따른 트래픽 흐름 제어 모듈(300)은, 데이터 패킷의 전송 속도를 감소시켜, 펨토 셀(10)로 향하는 하향 트래픽의 흐름을 제어한다. 즉, 트래픽 흐름 제어 모듈(300)은, 버퍼 모듈(200)에서 펨토 셀(10)로 향하는 데이터 패킷의 전송 속도를 감소시켜 트래픽 흐름을 제어할 수 있다.
특히, 본 발명에 따른 트래픽 흐름 제어 모듈(300)은, 레이트 쉐이핑(rate shaping)방식으로 트래픽의 흐름을 제어할 수 있다. 레이트 쉐이핑은, 데이터 패킷이 특정 지역에 도달할 때 데이터 패킷을 버퍼에 저장하고 원하는 레이트를 얻기 위하여 주어진 알고리즘에 따라 버퍼를 떠나는 데이터 패킷의 흐름을 제어하는 방법을 말한다.
한편, 트래픽 흐름 제어 모듈(300)은, 도 4에 도시된 바와 같이, 각각의 큐에 연결되어 각각의 큐의 데이터 패킷의 전송 여부, 데이터 패킷의 삭제 여부를 제어할 수 있다. 트래픽 흐름 제어 모듈(300)에 대해서는 도 5를 참조하여 보다 상세하게 설명하도록 한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 트래픽 흐름 제어 모듈의 기능적 구성을 나타낸 도면이다. 또한, 도 5는 도 4의 A부분의 기능적 구성을 상세하게 나타낸 도면이다. 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 트래픽 흐름 제어 모듈(300)은, 토큰 버킷(Token Bucket) 방식으로 데이터 패킷의 흐름을 제어한다.
일 예로, 트래픽 흐름 제어 모듈(300)은, 버킷(bucket)에 일정한 속도로 토큰(Token)을 공급하고, 큐에 저장된 데이터 패킷 중 전송하고자 하는 데이터 패킷의 크기를 측정한다. 전송하고자 하는 데이터 패킷의 크기란, 예를 들어, 선입선출 방식에 있어서, 먼저 큐에 저장되어 출력 대기 상태에 있는 데이터 패킷의 크기를 말한다.
트래픽 흐름 제어 모듈(300)은, 큐에 저장된 데이터 패킷 중 전송하고자 하는 데이터 패킷의 크기와 토큰의 양을 비교하여 전송하고자 하는 데이터 패킷의 크기가 토큰의 양보다 많은 경우에는 토큰이 공급될 때까지 대기상태를 유지한다. 토큰의 양이 전송하고자 하는 데이터 패킷의 크기와 같거나 전송하고자 하는 데이터 패킷의 크기보다 많은 경우(즉, 토큰의 양 ≥ 전송하고자 하는 데이터 패킷의 크기), 트래픽 흐름 제어 모듈(300)은, 큐에 저장된 데이터 패킷 중 전송하고자 하는 데이터 패킷을 펨토 셀(10)로 전송하고, 큐에 저장된 데이터 패킷 중 펨토 셀로 전송된 데이터 패킷을 삭제하며, 펨토 셀로 전송된 데이터 패킷의 크기만큼 토큰을 차감한다.
예를 들어, 도 5에 도시된 데이터 패킷 하나를 1Mbyte 라고 하고, 토큰 하나를 1Mbyte라고 가정하면, 먼저, 전송하고자 하는 데이터 패킷(선입선출 방식에 따라 출력 대기 상태에 있는 데이터 패킷으로 도 5에 도시된 데이터 패킷 중 가장 우측에 있는 데이터 패킷)의 크기와 토큰의 양을 비교한다. 상기 전송하고자 하는 데이터 패킷의 크기가 1Mbyte이고 토큰의 양이 3Mbyte이므로 토큰의 양이 전송하고자 하는 데이터 패킷의 크기 이상이다(즉, 토큰의 양 ≥ 전송하고자 하는 데이터 패킷의 크기). 따라서, 트래픽 흐름 제어 모듈은 전송하고자 하는 1Mbyte의 데이터 패킷을 펨토 셀로 전송하고, 큐에 저장된 데이터 패킷 중 펨토 셀로 전송된 상기 1Mbyte의 데이터 패킷을 삭제하고, 펨토 셀로 전송된 데이터 패킷의 크기(1Mbyte)만큼 토큰을 감소시키도록 제어한다. 그 결과, 큐에는 1Mbyte의 데이터 패킷이 3개가 존재하게 되고, 버킷에는 2Mbyte의 토큰이 남아 있게 된다.
위와 같은 방식으로 데이터 패킷이 하나씩 차례로 펨토 셀로 전송되어, 큐에는 1Mbyte의 데이터 패킷 1개가 존재하게 된다. 남은 데이터 패킷 1개는 대기하며, 일정 시간이 경과하여 토큰이 공급됨으로써 토큰의 양이 1Mbyte이상이 되면 남은 마지막 데이터 패킷 1개도 펨토 셀로 전송되고, 큐에서 삭제되며, 토큰도 1Mbyte만큼 차감된다.
한편, 버킷에 공급되는 토큰 공급속도는, 서빙 게이트웨이에서 펨토 게이트웨이로 전송되는 데이터 패킷의 크기, 펨토 게이트웨이와 펨토 셀(10) 사이의 대역폭, 버퍼 모듈(200)의 크기 등을 고려하여 적절한 수준으로 결정될 수 있다. 토큰 공급속도가 느린 경우에는, 트래픽 흐름 제어 모듈(300)은, 데이터 패킷이 신속하게 전송할 수 없으므로 큰 용량의 버퍼 모듈(200)이 요구되며, 만약 버퍼 모듈(200)의 용량이 작은 경우에는 버퍼 모듈(200)로 공급되는 데이터 패킷이 폐기되게 된다. 이와 달리, 토큰 공급속도가 빠른 경우에는, 트래픽 흐름 제어 모듈(300)은, 데이터 패킷을 펨토 셀(10)로 빠르게 전송하므로 트래픽 속도를 낮추어 데이터 패킷의 유실을 막고자 하는 본 발명의 목적을 달성할 수 없게 된다.
따라서, 토큰 공급속도는 적절한 수준으로 결정되어야 할 것인데, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는, 서빙 게이트웨이에서 펨토 게이트웨이로 전송되는 데이터 패킷의 크기, 펨토 게이트웨이와 펨토 셀(10) 사이의 대역폭, 버퍼 모듈(200)의 크기 등을 고려하여 적절한 토큰 공급속도를 선택할 수 있을 것이다.
상기에서 토큰을 공급받는 버킷은 별도의 구성으로 반드시 구비되어야 하는 것이라기 보다는 설명의 편의성을 위해 존재하는 구성으로 보아야 할 것이다. 즉, 트래픽 흐름 제어 모듈(300)은, 버킷에 토큰을 공급하는 것이 아니라 토큰을 일정한 속도로 증가시키는 방식을 통해서도 상술한 바와 동일하게 데이터 패킷을 흐름을 제어할 수 있다.
이하에서는 본 발명에 따른 하향 트래픽 흐름 제어 방법을 설명하도록 한다. 본 발명에 따른 하향 트래픽 흐름 제어 방법에서 동작의 수행 주체는 상술한 하향 트래픽 흐름 제어 장치일 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 하향 트래픽 흐름 제어 방법을 나타낸 순서도이다. 도 6을 참조하면, 펨토 게이트웨이는, GTP 패킷을 수신한 후(S601) GTP 패킷에 포함된 GTP TEID를 이용하여 어느 큐에 GTP 패킷을 전송할지 분류한다(S603).
펨토 게이트웨이는, GTP 패킷이 인다이렉트 큐로 전송되는 것으로 분류되면 인다이렉트 큐가 가득차 있는지 판단한다(S605a). 인다이렉트 큐가 가득찬 경우에는 이러한 GTP 패킷은 폐기되고(S607), 인다이렉트 큐가 가득찬 경우가 아니라면 GTP 패킷은 인다이렉트 큐에 버퍼링된다(S609a). 이와 달리, GTP 패킷이 다이렉트 큐로 전송되는 것으로 분류되면 펨토 게이트웨이는, 다이렉트 큐가 가득차 있는지 판단한다(S605b). 다이렉트 큐가 가득찬 경우에는 이러한 GTP 패킷은 폐기되고(S607), 다이렉트 큐가 가득찬 경우가 아니라면 GTP 패킷은 다이렉트 큐에 버퍼링된다(S609b).
다음으로, 펨토 게이트웨이는, 큐에 버퍼링된 GTP 패킷 중 전송하고자 하는 GTP 패킷의 크기와 토큰의 양을 비교하여(S611) 전송하고자 하는 GTP 패킷의 크기가 토큰의 양보다 큰 경우에는 대기상태를 유지한다(S613). 이와 달리, 큐에 버퍼링된 GTP 패킷 중 전송하고자 하는 GTP 패킷의 크기와 토큰의 양을 비교한 결과(S611), 토큰의 양이 전송하고자 하는 GTP 패킷의 크기 이상인 경우 펨토 게이트웨이는, 큐에 저장된 GTP 패킷 중 전송하고자 하는 GTP 패킷을 펨토 셀로 전송하고(S615), 큐에 저장된 GTP 패킷 중 펨토 셀로 전송된 GTP 패킷을 삭제하며(S617), 펨토 셀로 전송된 GTP 패킷의 크기만큼 토큰을 차감한다(S619). 한편, 상기의 S615, S617 및 S619 단계는 상호 간에 순서가 달라질 수 있으며 동시에 수행될 수도 있다.
이상에서 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
본 명세서의 개별적인 실시예에서 설명된 특징들은 단일 실시예에서 결합되어 구현될 수 있다. 반대로, 본 명세서에서 단일 실시예에서 설명된 다양한 특징들은 개별적으로 다양한 실시예에서 구현되거나, 적절한 부결합(subcombination)에서 구현될 수 있다.
10: 펨토 셀
100: 분류 모듈
200: 버퍼 모듈
300: 트래픽 흐름 제어 모듈
I: 인다이렉트 큐 D: 다이렉트 큐
P: 데이터 패킷 B: 버킷

Claims (27)

  1. 식별자가 포함된 데이터 패킷을 수신하고, 상기 수신된 데이터 패킷을 상기 식별자를 이용하여 분류한 후 버퍼 모듈로 송신하는 분류 모듈;
    상기 분류 모듈로부터 데이터 패킷을 수신하고 상기 분류 모듈의 분류에 따라 상기 데이터 패킷을 분류하여 저장한 후 트래픽 흐름 제어 모듈의 명령에 따라 펨토 셀로 상기 저장된 데이터 패킷을 전송하는 버퍼 모듈; 및
    상기 버퍼 모듈에서 상기 펨토 셀로 향하는 트래픽 흐름을 제어하는 트래픽 흐름 제어 모듈;
    을 포함하고, 상기 데이터 패킷은, GTP 패킷인 것을 특징으로 하는 펨토 셀로 향하는 하향 트래픽 흐름 제어 장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 식별자는, GTP TEID인 것을 특징으로 하는 펨토 셀로 향하는 하향 트래픽 흐름 제어 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 버퍼 모듈은, 선입선출 방식의 데이터 저장 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 펨토 셀로 향하는 하향 트래픽 흐름 제어 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 데이터 저장 장치는, 적어도 하나 이상의 인다이렉트 큐와 적어도 하나 이상의 다이렉트 큐를 포함하고,
    상기 분류 모듈의 분류에 따라 상기 데이터 패킷을 상기 인다이렉트 큐에 저장하거나 상기 다이렉트 큐에 저장하는 것을 특징으로 하는 펨토 셀로 향햐는 하향 트래픽 흐름 제어 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 인다이렉트 큐의 저장공간이 상기 다이렉트 큐의 저장공간보다 큰 것을 특징으로 하는 펨토 셀로 향하는 하향 트래픽 흐름 제어 장치.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 인다이렉트 큐의 개수가 상기 다이렉트 큐의 개수보다 많은 것을 특징으로 하는 펨토 셀로 향하는 하향 트래픽 흐름 제어 장치.
  8. 제4항에 있어서,
    상기 버퍼 모듈은, 상기 데이터 저장 장치에 데이터 패킷이 가득찬 경우 상기 버퍼 모듈에 수신된 데이터 패킷을 폐기하는 것을 특징으로 하는 펨토 셀로 향하는 하향 트래픽 흐름 제어 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 트래픽 흐름 제어 모듈은, 상기 버퍼 모듈에서 상기 펨토 셀로 향하는 데이터 패킷의 전송 속도를 감소시켜 트래픽 흐름을 제어하는 것을 특징으로 하는 펨토 셀로 향하는 하향 트래픽 흐름 제어 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 트래픽 흐름 제어 모듈은, 레이트 쉐이핑 방식으로 트래픽 흐름을 제어하는 것을 특징으로 하는 펨토 셀로 향하는 하향 트래픽 흐름 제어 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 레이트 쉐이핑 방식은, 토큰 버킷 방식인 것을 특징으로 하는 펨토 셀로 향하는 하향 트래픽 흐름 제어 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 트래픽 흐름 제어 모듈은, 일정한 속도로 토큰을 증가시키고, 상기 버퍼 모듈에 저장된 데이터 패킷 중 전송하고자 하는 데이터 패킷의 크기와 상기 토큰의 양을 측정하여 상기 데이터 패킷을 펨토 셀로 전송할 것인지 여부를 제어하는 것을 특징으로 하는 펨토 셀로 향하는 하향 트래픽 흐름 제어 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 트래픽 흐름 제어 모듈은, 상기 버퍼 모듈에 저장된 데이터 패킷 중 전송하고자 하는 데이터 패킷의 크기와 상기 토큰의 양을 비교하여 상기 토큰의 양이 상기 전송하고자 하는 데이터 패킷의 크기 이상인 경우, 상기 전송하고자 하는 데이터 패킷을 펨토 셀로 전송하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 펨토 셀로 향하는 하향 트래픽 흐름 제어 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 트래픽 흐름 제어 모듈은, 상기 버퍼 모듈에 저장된 데이터 패킷 중 상기 펨토 셀로 전송된 데이터 패킷을 삭제하고, 상기 펨토 셀로 전송된 데이터 패킷의 크기만큼 상기 토큰을 감소시키는 것을 특징으로 하는 펨토 셀로 향하는 하향 트래픽 흐름 제어 장치.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 하향 트래픽 흐름 제어 장치는 펨토 게이트웨이에 포함되는 것을 특징으로 하는 펨토 셀로 향하는 하향 트래픽 흐름 제어 장치.
  16. 식별자가 포함된 데이터 패킷을 수신하는 단계;
    상기 식별자를 이용하여 상기 수신된 데이터 패킷을 분류하는 단계;
    상기 분류 단계의 분류에 따라 상기 데이터 패킷을 분류하여 버퍼링하는 단계; 및
    저장된 데이터 패킷을 펨토 셀로 전송할지 여부를 제어하여 트래픽 흐름을 제어하는 단계;
    를 포함하고, 상기 데이터 패킷은, GTP 패킷인 것을 특징으로 하는 펨토 셀로 향하는 하향 트래픽 흐름 제어 방법.
  17. 삭제
  18. 제16항에 있어서,
    상기 식별자는, GTP TEID인 것을 특징으로 하는 펨토 셀로 향하는 하향 트래픽 흐름 제어 방법.
  19. 제16항에 있어서,
    상기 버퍼링 단계는, 선입선출 방식으로 수행되는 것을 특징으로 하는 펨토 셀로 향하는 하향 트래픽 흐름 제어 방법.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 버퍼링 단계는, 상기 분류 단계의 분류에 따라 상기 데이터 패킷을 분류하여 저장하는 것을 특징으로 하는 펨토 셀로 향하는 하향 트래픽 흐름 제어 방법.
  21. 제16항에 있어서,
    상기 버퍼링 단계는, 상기 수신된 데이터 패킷을 저장할 수 없는 경우 상기 수신된 데이터 패킷을 폐기하는 것을 특징으로 하는 펨토 셀로 향하는 하향 트래픽 흐름 제어 방법.
  22. 제16항에 있어서,
    상기 트래픽 흐름 제어 단계는, 상기 펨토 셀로 향하는 데이터 패킷의 전송 속도를 감소시켜 트래픽 흐름을 제어하는 것을 특징으로 하는 펨토 셀로 향하는 하향 트래픽 흐름 제어 방법.
  23. 제22항에 있어서,
    상기 트래픽 흐름 제어 단계는, 레이트 쉐이핑 방식으로 트래픽 흐름을 제어하는 것을 특징으로 하는 펨토 셀로 향하는 하향 트래픽 흐름 제어 방법.
  24. 제23항에 있어서,
    상기 레이트 쉐이핑 방식은, 토큰 버킷 방식인 것을 특징으로 하는 펨토 셀로 향하는 하향 트래픽 흐름 제어 방법.
  25. 제24항에 있어서,
    상기 트래픽 흐름 제어 단계는,
    일정한 속도로 토큰을 증가시키는 단계;
    상기 저장된 데이터 패킷 중 전송하고자 하는 데이터 패킷의 크기와 상기 토큰의 양을 측정하는 단계; 및
    상기 전송하고자 하는 데이터 패킷의 크기와 상기 토큰의 양을 비교하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 펨토 셀로 향하는 하향 트래픽 흐름 제어 방법.
  26. 제25항에 있어서,
    상기 비교 단계의 비교 결과 상기 토큰의 양이 상기 전송하고자 하는 데이터 패킷의 크기 이상인 경우 상기 전송하고자 하는 데이터 패킷을 펨토 셀로 전송하는 것을 특징으로 하는 펨토 셀로 향하는 하향 트래픽 흐름 제어 방법.
  27. 제26항에 있어서,
    상기 트래픽 흐름 제어 단계는, 상기 저장된 데이터 패킷 중 상기 펨토 셀로 전송된 데이터 패킷을 삭제하고, 상기 펨토 셀로 전송된 데이터 패킷의 크기만큼 상기 토큰을 감소시키는 것을 특징으로 하는 펨토 셀로 향하는 하향 트래픽 흐름 제어 방법.

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