KR101479064B1

KR101479064B1 - 무선 패킷 서비스망에서 에스지에스엔과 지지에스엔간의과부하 제어 방법 및 이를 위한 시스템

Info

Publication number: KR101479064B1
Application number: KR20080044919A
Authority: KR
Inventors: 박찬희
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2008-05-15
Filing date: 2008-05-15
Publication date: 2015-01-12
Also published as: KR20090119081A

Abstract

본 발명은 무선 패킷 서비스망에서 과부하 제어에 관한 것으로, 특히 GSM(Global System for Mobile Communications)/WCDMA(Wideband Code Division Multiple Access)망에서 패킷 교환 지원 노드(SGSN)와 패킷 관문 지원 노드(GGSN)의 과부하를 제어하는 방법 및 이를 위한 시스템에 관한 것이다. 본 발명의 무선 패킷 서비스 망에서 부하 제어 방법은 이동단말에 접속되는 패킷 교환 지원 노드(SGSN)에서 상기 이동단말로부터 패킷 서비스 요청 수신 시 상기 패킷 서비스를 제공하는 데이타 서비스망에 접속되는 다수의 패킷 관문 지원 노드들(GGSN)을 검색하는 과정과, 상기 검색된 GGSN들 중에서 과부하 상태의 GGSN을 제외한 하나의 GGSN을 선택하는 과정과, 상기 선택된 GGSN으로 상기 패킷 서비스를 위한 호 설정을 요청하는 과정을 포함한다.

무선 패킷 데이터 서비스(GPRS), GTP-C(GPRS Tunneling Protocol-Control), 과부하 확장 헤더, 패킷 교환 지원 노드(SGSN), 패킷 관문 지원 노드(GGSN)

Description

무선 패킷 서비스망에서 에스지에스엔과 지지에스엔간의 과부하 제어 방법 및 이를 위한 시스템{Method for controlling an overload between SGSN and GGSN in a general packet radio service network and a system therefor}

본 발명은 무선 패킷 서비스망에서 과부하 제어에 관한 것으로, 특히 GSM(Global System for Mobile Communications)/WCDMA(Wideband Code Division Multiple Access)망에서 에스지에스엔과 지지에스엔간의 과부하를 제어하는 방법 및 이를 위한 시스템에 관한 것이다.

유럽형 통신방식이라 불리는 GSM 방식의 2세대(2G) 통신망과 이를 기반으로 발전된 WCDMA 방식의 3세대(3G) 통신망 등 3GPP(3rd Generation Partnership Project)에서 논의되는 통신망에서 데이타 서비스망과의 연동으로 패킷 데이터 서비스를 제공하기 위하여 무선 패킷 서비스(General Packet Radio Services, 이하 'GPRS'라 칭함) 개념이 제안되어 왔다. GPRS는 통신시스템에서 패킷 데이터를 전송하기 위하여 인터넷 프로토콜(Internet Protocol: IP)망과 패킷 망에 무선으로 접속된 이동단말에 제공되는 고속 무선 데이터 전송 서비스이다. 이하 설명의 편의를 위하여 상기 이동단말에 패킷 데이터를 제공하기 위한 망을 통칭하여 패킷 데이터 서비스망이라 칭한다. 상기 패킷 데이터 서비스 망에서 이동단말에 패킷 데이터 서비스를 제공하기 위하여 상기 패킷 데이터 서비스 망의 노드(Node)들에 의해 데이타 서비스망과의 패킷 호 설정을 위한 과정들을 수행되는데 특히, 특정 데이타 서비스망으로 접속되는 관문인 패킷 관문 지원 노드(Gateway GPRS Support Node, 이하 'GGSN'라 칭함)들을 다수 개로 유지함으로써 안정적인 패킷 데이터 서비스가 제공되도록 한다.

그런데 다수의 GGSN들 각각은 이동단말로의 패킷 데이터 서비스를 관리하는 서빙 GPRS 지원노드(Serving GPRS Support Node, 이하 'SGSN'이라 칭함) 다수에 의해 연결될 수 있다. 통상적으로 SGSN은 요청된 패킷 데이터 서비스를 제공하는 데이타 서비스망에 접속할 수 있는 GGSN들의 목록 중에서 위에서부터 혹은 무순위로 하나의 GGSN을 선택하여 선택된 GGSN으로 패킷 데이터 서비스를 위한 호 설정을 요청한다. 이런 경우 하나의 GGSN에 다수의 패킷 데이터 서비스를 요청하는 호 설정 요청이 집중될 수 있다. 하나의 GGSN에 호 설정 요청이 집중되어 과부하가 되더라도 SGSN은 상기 과부하된 GGSN으로 계속하여 호 설정을 요청할 수 있고, 그럼으로써 상기 GGSN의 부하를 더욱 가중시키게 되므로 시그널링(Signalling) 혹은 베어러(Bearer) 자원 부족 등으로 호가 실패된다. 또한 상기 과부하된 GGSN이 호 설정을 요청하는 호를 수신한 후 실패라는 응답조차 상기 SGSN으로 송신하지 못하는 경우 SGSN은 일정시간동안 대기한 후 다른 GGSN으로 호 생성을 요청하는 호를 전송해야 하므로 호 설정 시간이 많이 소요된다. 만약 GGSN이 실패 응답을 송신하는 경우라면 이러한 실패 응답을 위한 메시지 생성을 위해 과부하인 GGSN의 부하는 더욱더 가중된다. 또한 GGSN으로부터 실패 응답을 위한 메시지가 송신된 후 SGSN에 정상적으로 도달하지 못하는 경우 SGSN은 응답 수신을 위해 계속하여 상기 과부하 상태인 GGSN으로 연결을 요청하는 호를 재전송할 것이므로 과부하인 시스템에 더욱더 부하를 가중시키며 다른 GGSN으로 연결을 요청하는 호를 전송하기까지 불필요한 시간이 소요되는 문제점을 초래한다.

따라서 본 발명은 무선 패킷 서비스망에서 SGSN과 GGSN간에 과부하를 제어하는 방법 및 이를 위한 시스템을 제공한다.

본 발명의 바람직한 실시예의 일 견지에 따르면, 본 발명의 무선 패킷 서비스 망에서 부하 제어 방법은 이동단말에 접속되는 패킷 교환 지원 노드(SGSN)에서 상기 이동단말로부터 패킷 서비스 요청 수신 시 상기 패킷 서비스를 제공하는 데이터 서비스망에 접속되는 다수의 패킷 관문 지원 노드들(GGSN)을 검색하는 과정과, 상기 검색된 GGSN들 중에서 과부하 상태의 GGSN을 제외한 하나의 GGSN을 선택하는 과정과, 상기 선택된 GGSN으로 상기 패킷 서비스를 위한 호 설정을 요청하는 과정을 포함한다. 또한 본 발명의 상기 부하 제어 방법은 상기 선택된 GGSN으로 호 설정 요청 후, 상기 GGSN으로부터 상기 요청에 대한 응답 메시지를 수신하는 과정과, 상기 수신된 응답 메시지에 과부하 정보의 포함여부를 확인하는 과정과, 상기 과부하 정보가 포함된 경우, 상기 응답 메시지를 송신한 GGSN을 과부하 상태의 GGSN으로 저장하는 과정을 더 포함한다.

본 발명의 바람직한 실시예의 다른 견지에 따르면, 본 발명의 무선 패킷 서비스 망에서 부하 제어 시스템은 패킷 데이터 서비스를 요청하고, 요청된 패킷 데이터 서비스를 제공받는 이동단말과, 상기 이동단말에 접속되고, 상기 이동단말로부터 패킷 서비스 요청 수신 시 상기 패킷 서비스를 제공하는 데이터 서비스망에 접속되는 다수의 패킷 관문 지원 노드들(GGSN)을 검색한 후 상기 검색된 GGSN들 중에서 과부하 상태의 GGSN을 제외한 하나의 GGSN으로 상기 패킷 서비스를 위한 호 설정을 요청하는 패킷 교환 지원 노드(SGSN)와, 접속 점 노드(APN)를 통해 상기 데이터 서비스망으로의 접속을 지원하고, 상기 SGSN으로부터 호 설정 요청을 수신하면 할당 자원을 확인하여 과부하 상태이면 과부하 정보를 포함하는 응답 메시지를 상기 SGSN으로 전송하는 GGSN과, 데이터 서비스망에 접속되는 GGSN들의 정보를 제공하는 도메인 네임 시스템(DNS) 서버를 포함한다.

전술한 바와 같은 내용들은 당해 분야 통상의 지식을 가진 자가 후술되는 본 발명의 구체적인 설명으로부터 보다 잘 이해할 수 있도록 하기 위하여 본 발명의 특징들 및 기술적인 장점들을 다소 넓게 약술한 것이다. 이러한 특징들 및 장점들 이외에도 본 발명의 청구범위의 주제를 형성하는 본 발명의 추가적인 특징들 및 장점들이 후술되는 본 발명의 구체적인 설명으로부터 잘 이해될 것이다.

본 발명은 과부하 상태에 있는 GGSN으로는 호 설정을 요청하지 않음으로써 GGSN의 부하를 제어할 수 있으며 이로 인해 전체 시스템의 성능을 향상시킬 수 있는 이점이 있다. 또한, 이동 통신 서비스를 제공하는 사업자가 지원하는 특정 APN을 지원하는 GGSN이 과부하로 천이 시 SGSN에서 이를 감지하고, 이후 호 설정 요청 시도는 상기 과부하 상태의 GGSN을 제외한 다른 지원 가능한 GGSN으로 호 시도 함으로써 실패 응답 메시지 수신 후 다른 GGSN으로 호 시도 하기까지의 시간을 단축할 수 있다. 과부하인 GGSN으로 추가적인 신규 호 생성 요청을 하지 않음으로서 해 당 GGSN이 신속히 정상 상태로 천이 되도록 하여 망 전체적인 안정성을 향상시킬 수 있다. 또한 다수의 APN을 지원하는 GGSN이 특정한 하나의 APN에 의해 자원이 과다 점유되어 과부하 상태로 천이된 경우 본 발명은 APN별로 호 시도 요청을 제어하여 서비스가 원활히 지원되도록 할 수 있다. 상태가 과부하인 GGSN을 일정 시간 동안 호 설정 요청 시도 대상에서 제외함으로써 본 발명은 불필요한 메세지 전송에 따른 부하 가중을 사전에 방지할 수 있으므로 전체적인 호 실패율을 낮출 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예들을 상세히 설명한다. 이때, 첨부된 도면에서 동일한 구성 요소는 가능한 동일한 부호로 나타내고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략할 것이다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 패킷 서비스 망에서 이동통신 시스템의 개략적인 구성도이다.

도 1을 참조하면, 이동단말(Mobile Station: MS)(110, 111)이 요청한 패킷 데이터 서비스를 제공하기 위하여 이동단말(110, 111)은 UTRAN(UMTS Terrestrial Radio Access Network)(120) 또는 기지국 시스템(Base Station System: BSS)(121)을 통해 SGSN(130)에 연결된다. UTRAN(120)은 기지국(Node B)들과 해당하는 기지국들의 무선자원을 할당하거나 관리하는 무선망 제어기(Radio Network Controller, 이하 'RNC'라 칭함)들로 구성될 수 있으며, 이동단말(110)로부터 통신 요청 신호, 데이터 전송 요청 신호 또는 업로딩(Uploading) 데이터 등을 수신하여 SGSN(130)으 로 전송하고, SGSN(130)로부터 패킷 데이터를 수신하여 해당하는 이동단말(110)로 전송하는 기능을 수행한다. 기지국 서브시스템(Base Station Subsystem: BSS)(121)은 기지국 송수신국(Base Transceiver Station: BTS)과 기지국 제어기(Base Station Controller: BSC)로 구성될 수 있으며 이동단말(111)로부터의 데이터 요청 신호 등을 수신하여 SGSN(130)으로 전송하고, SGSN(130)으로부터 수신된 데이터를 이동단말(111)로 전송한다.

SGSN(130)은 패킷 데이터 서비스를 위하여 이동단말의 이동성 관리, 착/발신호 처리절차 및 패킷 데이터를 송수신하기 위한 세션(Sesson)을 관리하며, 홈 위치 등록기(Home Location Register, 이하 'HLR'이라 칭함)(160)와의 연동으로 인증 및 과금 기능을 수행한다. 또한 SGSN(130)은 패킷 데이터의 라우팅(Routing) 처리 기능을 수행한다. GGSN(140)은 접속 점 노드(Access Point Node, 이하 'APN'이라 칭함)를 통해 상기 패킷 서비스를 제공하는 IP 기반 패킷망 즉, 데이터 서비스망(170)으로의 접속을 지원하는 노드(Node)로서, 패킷 데이터 서비스를 위하여 이동단말(110, 111)로 IP 주소를 할당하고, 세션을 관리하며, 패킷 데이터의 라우팅 처리 기능을 한다. 또한, GGSN(140)은 APN을 통해 접속되는 데이터 서비스망(170)과의 관문(Gateway) 역할을 수행한다. 여기서, APN은 패킷 데이터를 제공하는 인터넷으로의 접속을 위한 IP 주소를 포함하고 있는 구분자로서, 특정 서비스를 위한 구분자로 활용되기도 한다. 이때 SGSN(130)은 다수의 GGSN들 중 선택된 GGSN을 통해 패킷 데이터 서비스 제공하는 망에 접속될 수 있다.

HLR(160)는 이동단말 정보, 이동단말의 가입자 정보, 위치 정보 등을 저장하 면서 요청된 이동단말에 대한 인증 기능을 수행한다. 도메인 네임 시스템(Domain Name System, 이하 'DNS'라 칭함)서버(150)는 도메인 네임과 이에 대응하는 IP 주소에 관한 정보를 저장하고 있다가 SGSN(130)으로부터 특정 APN을 지원하는 GGSN에 대한 정보에 대한 요청을 받으면 해당하는 GGSN들의 IP 주소 정보를 상기 SGSN(130)으로 알려준다.

Uu, Um, Iu, Gb, Gn, Gi, Gr은 각 노드들 즉, 이동단말(110, 111), UTRAN(120), BSS(121), SGSN(130), GGSN(140), DNS 서버(150), HLR(160), 데이터 서비스망(170) 간을 연결하는 인터페이스들이다.

도 1의 이동단말(110, 111)로부터 패킷 데이터 서비스가 요청되는 경우 표준(3GPP)에 따른 이동단말(110, 111)과 데이터 서비스망(170)과의 호 설정과정을 도 2를 참조하여 자세하게 살펴본다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 호 설정 과정을 도시하는 흐름도이다.

도 2를 참조하면, 자국 가입자에 정상적으로 위치 등록된 이동단말인 MS(110)와 MS(110)가 SGSN(130)에 연결되도록 관리하는 RNC는 210 단계에서 SGSN(130)으로 패킷 데이터 서비스를 위한 호를 설정하고자 서비스 요청 메시지(Service Request)를 전송한다. SGSN(130)는 220 단계에서 RNC를 통해 MS(110)로부터 수신된 서비스 요청 메시지를 분석하여 정상적으로 등록된 가입자인지 여부를 인증하는 과정을 수행한 후 인증된 가입자인 경우 상기 서비스 요청 메시지에 대한 응답 메시지인 서비스 수락 메시지(Service Accept)를 MS(110)로 전송한다. 이때 MS(110)로의 전송은 RNC의 관리 하에 전송되는 것이지만 이하 설명의 편의를 위하 여 RNC를 생략하고 MS(110)만을 기재한다. 서비스가 수락된 MS(110)는 230 단계에서 서비스 받고자 하는 호 정보를 포함하는 PDP 컨텍스트 활성화 요구 메시지(Activate PDP(Packet Data Protocol) Context Request)를 SGSN(130)으로 전송한다. 이때 PDP 컨텍스트 활성화 요구 메시지에는 MS(110)가 요청하는 패킷 서비스의 APN 정보 및 서비스 품질(Quality of Service: QoS) 정보 등이 포함된다.

SGSN(130)은 240 단계에서 MS(110)로부터 수신된 PDP 컨텍스트 활성화 요구 메시지로부터 APN 정보를 추출한 후 추출된 APN을 지원하는 GGSN의 IP 주소를 검색한다. 본 발명에서 SGSN(130)은 이전 과정에서 획득된 각 APN에 대해 지원하는 GGSN의 IP 주소 정보를 데이터베이스(Database)에 저장한다. 이때 과부하 상태인 GGSN의 정보를 획득한 경우 SGSN(130)은 상기 GGSN에 대해 과부하 상태 정보를 함께 저장한다. 이렇게 과부하 상태로 설정된 GGSN은 이후 시도에서 호 설정을 요청하는 대상에서 제외한다. 즉, 상기 과부하 상태인 GGSN을 제외하고 상기 APN을 지원하는 다른 GGSN으로 호 설정 요청을 시도한다. SGSN(130)는 상기 추출된 APN에 해당하는 GGSN의 정보가 존재하지 않으면, APN을 지원하는 GGSN들에 대한 정보를 제공하는 DNS 서버(150)로 요청된 APN을 지원하는 GGSN 정보를 문의한 후 DNS 서버(150)로부터 상기 GGSN 정보 목록(GGSN IP List)을 수신하는 조회 과정을 수행한다. 도 2에서 하나의 DNS 서버(150)가 존재하는 것으로 도시하였으나, 두 개 이상의 DNS 서버들이 존재할 수 있다. 상기 조회 과정 후 SGSN(130)은 상기 획득된 GGSN 정보를 저장한다. 여기에서 요청하는 APN을 지원하는 다수의 GGSN들 중에서 목록의 상위로부터 혹은 무순위로 하나씩 선택하여 선택된 GGSN의 IP 주소로 호 설 정을 요청하는 과정을 수행한다. 이하 설명의 편의를 위하여 과부하 상태에 있는 GGSN이 아닌 경우 해당하는 GGSN들의 리스트 중 상위부터 차례로 호 설정 요청 과정을 수행하는 것으로 설명한다. 도 2에서는 추출된 APN을 지원하는 GGSN으로 GGSN1(140), GGSN2(141), 및 GGSN3(143)이 존재하는 것으로 가정하고, GGSN1(140)이 과부하 상태에 있다는 정보를 SGSN(130)이 이전 호 설정 과정을 통해 획득하여 저장하고 있다고 가정하여 설명한다.

상기 추출된 APN을 지원하는 GGSN들 중에서 GGSN1(140)이 과부하 상태에 있다고 가정하였으므로 도 2에서 SGSN(130)는 GGSN1(140)을 제외한 나머지 중에서 다음 순위인 GGSN2(141)를 선택한 후 250 단계에서 GGSN2(141)의 IP 주소로 PDP 컨텍스트 생성 요구 메시지(Create PDP Context Request)를 전송한다. SGSN(130)로부터 PDP 컨텍스트 생성 요구 메시지를 수신한 GGSN2(141)는 자원할당, 인증 등의 절차를 수행한 후 호 설정을 위한 준비가 완료되면 260 단계에서 상기 PDP 컨텍스트 생성 요구 메시지에 대한 응답으로 PDP 컨텍스트 생성 응답 메시지(Create PDP Context Response)를 SGSN(130)으로 전송한다. 이때 GGSN2(141)도 과부하 상태에 있으면 GPRS 터널링 프로토콜(GPRS Tunneling Protocol, 이하 'GTP'라 칭함) 메시지에 과부하 상태 정보를 추가한 PDP 컨텍스트 생성 응답 메시지(Create PDP Context Response)를 SGSN(130)으로 전송한다. 상기 GTP 메시지에 과부하 상태 정보를 추가하는 것에 대한 자세한 설명은 후술한다. GGSN2(141)의 과부하 상태 정보를 수신한 SGSN(130)은 270 단계에서 저장된 GGSN2(141)에 대해 과부하 상태임을 함께 저장한다. 이렇게 함으로써 이후 호 설정 요청시 상기 GGSN2(141)를 호 설정 요청 대상에서 제외한다. 이때 GGSN2(141)에 대한 호 설정 요청 대상에서의 제외는 후술할 타이머가 만료되는 때까지이다.

PDP 컨텍스트 생성 응답 메시지를 수신한 SGSN(130)는 280 단계에서 MS(110)로 230 단계에서 수신한 PDP 컨텍스트 활성화 요구 메시지에 대한 응답인 PDP 컨텍스트 활성화 수락 메시지(Activate PDP Context Accept)를 전송한다. MS(110)가 PDP 컨텍스트 활성화 수락 메시지를 수신하면 호 설정 과정이 완료된다. 따라서 290 단계에서 MS(110)는 GGSN2(141)를 통해 APN에 접속되어 원하는 패킷 데이터 서비스를 제공받을 수 있다.

MS(110)로의 패킷 서비스를 위하여 수행되는 PDP 컨텍스트 설정 과정에서 SGSN과 GGSN간의 과정 즉, SGSN이 특정 APN을 지원하는 다수의 GGSN들 중에서 하나의 GGSN을 선택하여 호 설정 요청을 수행하는 과정에 대해 SGSN 및 GGSN 각각에서 자세하게 살펴본다.

도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 SGSN에서 호 설정 요청을 수행하는 과정을 도시하는 흐름도이다.

도 3을 참조하면, 305 단계에서 도 1의 SSGN(130)은 MS(110, 111)로부터 PDP 컨텍스트 활성화 요구 메시지를 수신한다. 여기에서 PDP 컨텍스트 활성화 요구 메시지는 도 2에서 설명한 바와 같이 MS(110, 111)로부터 UTRAN(120) 내의 RNC를 거쳐서 SGSN(130)에 수신되지만 이하 설명의 편의를 위하여 UTRAN(120)에 대한 언급없이 MS(110, 111)로부터 수신되는 것으로 설명한다. 310 단계에서 SGSN(130)는 수신된 PDP 컨텍스트 활성화 요구 메시지에 포함된 APN 정보를 추출하여 상기 APN을 지원하는 GGSN들에 대한 정보를 검색한다. 이전 과정에서 DNS 서버(150)에 문의 후 획득된 APN을 지원하는 GGSN들의 정보가 SGSN(130)에 저장된다. 315 단계에서 SGSN(130)는 상기 APN을 지원하는 GGSN들의 정보가 존재하는지 확인한다. 상기 APN을 지원하는 GGSN들의 정보가 존재하면 SGSN(130)는 320 단계로 진행하고, 존재하지 않으면 360 단계로 진행한다. 320 단계에서 SGSN(130)는 상기 APN을 지원하는 GGSN들에 대해 설정된 과부하 여부를 확인한다. 이때 과부하에 대한 정보는 GGSN의 부하 상태를 나타내는 정보로써 GGSN으로부터 과부하 확장 헤더가 포함된 메시지를 수신함으로써 획득되어 GGSN 정보와 함께 저장된 정보이다. 325 단계에서 SGSN(130)는 과부하 상태의 GGSN으로 저장되지 않은 정상 상태인 GGSN을 선택하여 선택된 GGSN의 IP 주소로 호 설정을 요청하는 PDP 컨텍스트 생성 요구 메시지를 전송한다. 여기에서 GGSN의 선택은 상기 APN을 지원하는 GGSN들의 목록에서 과부하가 설정되지 않은 GGSN들 중에서 상위의 GGSN이 선택된다고 가정하여 설명하지만 선택되는 순서는 달리 정하여 질 수 있다.

330 단계에서 SGSN(130)은 상기 선택된 GGSN으로 전송된 PDP 컨텍스트 생성 요구 메시지에 대한 응답 메시지가 상기 GGSN으로부터 수신되는지 여부를 확인한다. 응답 메시지가 수신되면 SGSN(130)은 335 단계로 진행하고 그렇지 않으면 370 단계로 진행한다. 335 단계에서 SGSN(130)은 수신된 응답 메시지인 PDP 컨텍스트 생성 응답 메시지에서 과부하 확장 헤더(Extension Header)의 포함 여부를 확인한다. 이때 과부하 확장 헤더는 GPRS 터널링 프로토콜(GPRS Tunneling Protocol, 이하 'GTP'라 칭함)-C 메시지의 확장 헤더들 중 하나로써 GGSN의 과부하 상태를 나타 낸다. 상기 GTP는 SGSN과 GGSN간의 인터페이스를 제어하는 프로토콜로서 GTP는 제어 메시지 전달을 위한 GTP-C(Control) 프로토콜과 데이터 전달을 위한 GTP-U(User) 프로토콜로 구분될 수 있다. 상기 부하 상태 필드값은 GTP-C 프로토콜에 의해 전달되는 제어 메시지(이하, 'GTP-C 메시지'라 칭함)의 확장 헤더부분에 포함된다. 자세한 설명을 위하여 표준(3GPP TS(Technical Specification) 29.060 V8.3.0)에 정의된 GTP-C 메시지의 헤더를 도 5a 및 도 5b를 참조하여 설명한다.

도 5a는 무선 패킷 서비스망에서 사용되는 GTP-C 메시지의 헤더 구조를 나타낸 테이블이다.

도 5a를 참조하면, 12 옥테트(Octets)의 헤더는 3비트의 버전(Version) 필드, 각 1비트의 프로토콜 타입(Protocol Type: PT) 필드, 확장 헤더 플래그(Extension Header flag: E) 필드, 시퀀스 넘버 플래그(Sequence Number flag: S) 필드, N-PDU 플래그(Protocol Data Unit flag) 필드, 8비트의 메시지 타입(Message Type) 필드, 16비트의 길이(Length) 필드, 32비트의 터널 종단점 식별자(Tunnel Endpoint Identifier: TEID) 필드, 16 비트의 시퀀스 넘버 필드, 8비트의 N-PDU 넘버 필드, 8 비트의 다음 확장 헤더 타입(Next Extension Header Type)으로 구성된다. 버전 필드는 GTP 프로토콜 버전 정보를 나타내는 필드이고, PT 필드는 해석되어야 하는 GTP에 대한 타입 정보를 나타내는 필드이고, E 필드는 다음 확장 헤더 필드가 설정되는지 여부를 나타내는 필드이고, S 필드는 시퀀스 넘버 필드가 설정되는지 여부를 나타내는 필드이며, PN 필드는 N-PDU 넘버 필드가 설정되는지 여부를 나타내는 필드이다. 본 발명의 GGSN의 부하 상태 정보는 다음 확장 헤 더 타입 필드에 추가될 수 있다.

도 5b는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 GTP-C 확장 헤더 타입을 정의하는 테이블이다.

도 5b를 참조하면, 다음 확장 헤더를 나타내는 필드값이 '0000 0000'이면 더 이상의 확장 헤더가 없음을 나타내고, 다음 확장 헤더를 나타내는 필드값이 '0000 0001'이면 SGSN가 MSMS를 지원하는지 여부를 지시하는 MSMS 지원 지시자를 나타내고, 다음 확장 헤더를 나타내는 필드값이 '0000 0010'이면 SGSN이 MS 정보 변경 보고 메카니즘을 지원하는지 여부를 지시하는 MS 정보 변경 보고 지원 지시자를 나타내고, 다음 확장 헤더를 나타내는 필드값이 '1100 0000'이면 애크(Acknowledge)되지 않은 N-PDU들의 패킷 데이터 컨버즌스 프로토콜(Packet Date Convergence Protocol: PDCP) 시퀀스 넘버 제공을 위해 서빙 무선 네트워크 서브시스템(Serving Radio Network Subsystem: SRNS) 이동시간에 전송되는 PDCP PDU 넘버를 나타내며, 다음 확장 헤더를 나타내는 필드값이 '1100 0001'이면 통화 중에 DTM을 지원하는 않는 셀로 MS가 이동하는 경우 SGSN 내의 핸드오버(Handover) 시에 전송되는 정지 요구를 나타내며, 다음 확장 헤더를 나타내는 필드값이 '1100 0010'이면 '정지 요구'에 대한 응답인 '정지 응답'을 나타낸다. 상술한 표준(3GPP TS 29.060)에서 규정하는 다음 확장 헤더 이외에 도 5b에 도시된 바와 같이 GGSN의 부하상태를 나타내는 필드를 정의한다. 다음 확장 헤더를 나타내는 필드값이 '1100 0011'이면 호 설정을 요청받은 GGSN의 과부하 상태에 대한 정보를 나타내는 과부하(Overload)를 나타낸다. 과부하 여부를 나타내는 확장 헤더의 구조는 하기 <표 1>과 같다.

	Bits
Octets	8	7	6	5	4	3	2	1
1	1
2	0xFF
3	0xFF
4	Next Extension Header Type

상기 <표 1>에서 과부하(Overload) 확장 헤더는 4 옥테트 길이이므로 길이가 표시되는 첫 번째 옥테트의 값은 '1'이며, 두 번째 및 세 번째 옥테트의 초기값은 '0xFF'로 설정된다. 네 번째 옥테트는 다음 확장 헤더가 이어지는지 여부를 나타낸다. 이어지는 다음 확장 헤더가 없는 경우 네 번째 필드는 '0'으로 설정된다.

과부하 확장 헤더에 의해 나타내는 GGSN의 부하 상태는 하기 <표 2>에서 보는 바와 같이 3단계가 있을 수 있다.

Value	Definition
0x0001	Minor overload state
0x0002	Major overload state
0x0003	Critical overload state

과부하 확장 헤더의 값이 '0001(16진수)'인 경우 GGSN이 경미한(Minor) 과부하 상태임을 나타내고, 과부하 확장 헤더의 값이 '0002(16진수)'인 경우 GGSN이 중대한(Major) 과부하 상태임을 나타내며, 과부하 확장 헤더의 값이 '0003(16진수)'인 경우 GGSN이 심각한(Critical) 과부하 상태임을 나타낸다. 자세하게 과부하 상태는 상기 <표 1>의 2번째 및 3번째 옥테트들을 이용하여 표시될 수 있는데, 상기 <표 2>의 '0x0001'값의 경우를 예로 들면, '0x00'은 2번째 옥테트 자리에, '0x01'은 3번째 옥테트 자리에 표기되어 과부하 상태를 표시할 수 있다. 상기 과부하의 상태에 대한 정도는 시스템 운용자 등에 의해 설정될 수 있으며, 과부하 상태의 단계는 <표 2>에서 예시된 3가지 단계로 구분되지 않고 더 적거나 혹은 더 많은 단계들로 구분될 수 있음은 물론이다. <표 2>와 같이 과부하 단계가 설정되는 경우 SGSN은 다음과 같은 과정들에 의해 GGSN에 설정된 과부하 단계를 해제한다.

1. SGSN이 특정 GGSN으로부터 수신된 응답 메시지에 <표 2>의 단계들 중에서 하나로 설정된 과부하 확장 헤더가 포함된 경우 상기 특정 GGSN으로는 일정시간동안 호 설정 요청을 시도하지 않는다. 여기에서 일정시간은 운영자 등에 의해 미리 정해진 시간으로써 과부하 상태 설정과 함께 각 단계별로 타이머를 구동한다. 이때 단계별로 구동되는 타이머는, 경미한(Minor) 과부하 상태인 경우 미리 정해진 시간만큼의 타이머를 설정하고, 중대한 과부하 상태인 경우 상기 경미한 과부하 상태에 정해진 시간의 2배만큼의 시간의 타이머를 설정하고, 심각한 과부하 상태인 경우 상기 경미한 과부하 상태에 정해진 시간의 3배만큼의 시간의 타이머를 설정한다.

2. 상기 특정 GGSN에 대해서는 과부하 상태와 함께 상기 GGSN의 IP 주소를 저장하고 있다가 일정시간이 지나면 즉, 설정된 타이머가 만료되면 과부하 상태를 해제한다.

3. 상기 GGSN에 대해 설정된 과부하 상태가 해제된 후 상기 GGSN으로의 호 설정이 요청되면 상기 GGSN을 제외하지 않고 상기 GGSN으로 호 설정을 요청한다.

340 단계에서 SGSN(130)은 수신된 PDP 컨텍스트 생성 응답 메시지에 과부하 확장 헤더가 포함되면 345 단계로 진행하고, 그렇지 않으면 350 단계로 진행한다. 345 단계에서 SGSN(130)는 상기 PDP 컨텍스트 생성 응답 메시지에 포함된 과부하 단계를 확인하고, 이를 송신한 GGSN에 과부하 상태를 설정하여 저장한다. 이렇게 함으로써 이후 PDP 컨텍스트 설정 요청 시 요청을 시도할 GGSN들 목록에서 상기 GGSN를 제외한다. 과부하 확장 헤더를 포함하는 PDP 컨텍스트 생성 응답 메시지를 수신하였을지라도 요청한 GGSN으로부터 응답 메시지를 수신한 것이므로 현재의 호 설정은 가능한 것이므로 350 단계에서 SGSN(130)는 PDP 활성화 수락 메시지를 MS(110)로 전송함으로써 이후 MS(110)는 연결하고자하는 데이터 서비스망에 접속하여 패킷 데이터 서비스를 제공받을 수 있다. 도 3에서는 335 단계에서 GGSN으로부터 수신된 응답 메지시가 GGSN 호 설정 요청을 수락하는 메시지인 것으로 한정하여 설명하였으나, GGSN으로부터 수신된 응답 메시지를 호 설정 실패를 나타내는 메시지인 경우 380 단계를 실행한다.

SGSN(130)는 요청된 APN을 지원하는 GGSN들에 대한 정보가 자신에 저장되지 않은 경우이므로 360 단계에서 SGSN(130)는 DNS 서버(150)로 해당하는 GGSN들에 대한 정보를 문의한다. 365 단계에서 SGSN(130)는 DNS 서버(150)로부터 획득된 GGSN들 중의 하나의 GGSN으로 호 설정을 요청하는 PDP 컨텍스트 생성 요구 메시지를 전송한다.

SGSN(130)는 370 단계에서 GGSN으로 요청한 PDP 컨텍스트 생성 요구 메시지에 대한 응답 메시지를 일정시간동안 대기한 후 375 단계에서 응답 메시지가 수신되는지 확인한다. 응답 메시지가 수신되면 SGSN(130)은 330 단계로 진행하고, 그렇지 않으면 380 단계에서 상기 요청된 APN을 지원하는 GGSN들 중에서 다른 GGSN을 선택하여 호 설정을 요청하는 PDP 컨텍스트 생성 요구 메시지를 상기 선택된 GGSN으로 전송한다. 이때 선택되는 GGSN은 상기 요청된 APN을 지원하는 GGSN들 중 과부하 상태가 설정된 GGSN들이 있으면 이들을 제외한 정상인 GGSN들 중의 하나이다.

PDP 컨텍스트 생성 요구 메시지를 수신한 GGSN에서 과부하 상태 여부 정보를 포함하여 PDP 컨텍스트 생성 응답 메시지를 전송하는 과정에 대하여 도 4를 참조하여 자세하게 살펴본다.

도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 GGSN에서 호 설정 요청에 대한 응답을 수행하는 과정을 도시하는 흐름도이다.

도 4를 참조하면, 410 단계에서 도 1의 GGSN(140)은 SGSN(130)으로부터 호 설정을 요청하는 PDP 컨텍스트 생성 요청 메시지를 수신한다. 이를 수신한 GGSN(140)는 420 단계에서 상기 SGSN(130)에 호 설정을 위한 자원 할당 및 과부하 상태 설정여부를 확인하기 위하여 GGSN(140)의 할당 자원 상태를 확인한다. 430 단계에서 GGSN(140)은 과부하 상태 설정 여부를 확인한 후 과부하 상태인 경우 440 단계로 진행하고, 그렇지 않으면 470 단계로 진행한다. 440 단계에서 GGSN(140)은 과부하 상태 정도를 확인한다. 이때 과부하 상태 정도는 상기 <표 2>와 같이 3가지 단계로 구분될 수 있다. 즉, 과부하 상태인 경우 경미한 과부하 상태, 중대한 과부하 상태, 심각한 과부하 상태의 3 단계로 구분되며 이를 구분하는 기준은 시스템을 운영하는 운영자에 의해 결정될 수 있다. 450 단계에서 GGSN(140)는 확인된 과부하 상태에 따라 설정된 과부하 확장 헤더를 포함하여 PDP 컨텍스트 생성 응답 메시지를 생성한다. 여기에서 과부하 확장 헤더는 도 5a 및 5b에 도시된 GTP-C 헤더의 구조에 따른다. 460 단계에서 GGSN(140)는 생성된 PDP 컨텍스트 생성 응답 메시지를 전송한다. 과부하 상태가 아닌 경우 GGSN은 정상인 상태이므로 470 단계에서 GGSN(140)은 과부하 확장 헤더가 포함되지 않은 PDP 컨텍스트 생성 응답 메시지를 생성한다.

도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 과부하 상태에 따라 SGSN과 GGSN간의 호 설정 과정을 도시하는 흐름도이다.

도 6을 참조하면, 도 2의 SGSN(130)이 610 단계에서 MS(110)로부터 패킷 데이터 서비스를 위한 호 설정을 요청받으면 수신된 메시지로부터 APN 정보를 추출하여 상기 APN을 지원하는 GGSN들의 정보를 검색한다. 도 6에서는 상기 추출된 APN을 지원하는 GGSN들에 대한 정보를 SGSN(130)이 저장하고 있는 것으로 가정하고, 상기 APN을 지원하는 GGSN들로 GGSN1(140), GGSN2(141), GGSN2(142)가 있는 것으로 가정한다. 또한, GGSN2(141)는 이전 호 설정과정에서 과부하 상태의 GGSN으로 저장된 것으로 가정하여 설명한다.

613 단계에서 SGSN(130)은 상기 APN을 지원하는 GGSN들의 목록 중에서 상위에 있는 GGSN1(140)로 PDP 컨텍스트 생성 요구 메시지를 전송한다. 호 설정 요청을 수신한 GGSN1(140)은 615 단계에서 자원 상태를 확인하고 PDP 컨텍스트 생성 응답 메시지를 생성하고 SGSN(130)으로 전송한다. 여기에서 자원 상태를 확인한 GGSN1(140)은 과부하 상태를 확인하고 과부하 상태를 나타내는 과부하 확장 헤더를 포함하는 PDP 컨텍스트 생성 응답 메시지를 생성한다. 과부하 상태 및 과부하 확장 헤더는 도 5a 및 5b, 및 <표 2>에서 상술한 바와 같다. 과부하 확장 헤더가 포함된 PDP 컨텍스트 생성 응답 메시지를 수신한 SGSN(130)는 상기 과부하 확장 헤더로부터 GGSN1(140)의 과부하 상태를 확인한 후 저장한다. 이후 호 설정 요청 시 호 요청 대상에서 GGSN1(140)은 타이머가 만료되는 때까지 제외된다. 이때 GGSN1(140)은 설정된 과부하 상태 단계에 따라 <표 2>에서 설명한 바와 같이 설정된 타이머가 구동되며 구동되는 타이머가 만료되면 GGSN1(140)에 설정된 과부하 상태는 해제된다. 이에 대한 자세한 살명은 <표 2>와 같으므로 생략한다. 호 설정요청이 수락된 SGSN(130)은 630 단계에서 GGSN1(140)과 연결하여 호 설정을 요청한 MS에 패킷 데이터 서비스를 제공할 수 있다.

이후 640 단계에서 SGSN(130)은 MS(110)로부터 610 단계에서 추출된 APN과 동일한 APN에 대한 호 설정 요청을 수신하면 상기 APN을 지원하는 GGSN들의 정보를 검색한다. 상기 APN을 지원하는 GGSN들로는 GGSN1(140), GGSN2(141), GGSN3(142)이 있는데 이들 중에서 GGSN1(140) 및 GGSN2(141)는 과부하 상태에 있는 GGSN으로 저장되어 있으므로 SGSN(130)은 GGSN1(140) 및 GGSN2(141)는 호 요청 대상에서 제외하고 GGSN3(142)으로 호 설정을 요청한다. 즉, 643 단계에서 SGSN(130)는 PDP 컨텍스트 생성 요구 메시지를 GGSN3(142)으로 전송한다. 이를 수신한 GGSN3(142)은 이에 대한 응답으로 645 단계에서 PDP 컨텍스트 생성 응답 메시지를 SGSN(130)으로 전송한다. 이때 GGSN3(142)은 자원이 과부하 상태에 있지 않으므로 과부하 확장 헤더가 포함되지 않은 일반적인 PDP 컨텍스트 생성 응답 메시지를 전송한다. 호 설정요청이 수락된 SGSN(130)은 650 단계에서 GGSN3(143)과 연결하여 호 설정을 요청한 MS에 패킷 데이터 서비스를 제공할 수 있다.

도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 과부하 상태에 따라 SGSN과 GGSN간의 호 설정 과정을 도시하는 흐름도이다.

도 7을 참조하면, 710 단계에서 도 2의 SGSN(130)과 GGSN1(140)간에 기존에 설정된 호에 의해 패킷 데이터 서비스가 수행된다. 713 단계에서 설정된 호에 대한 패스(Path) 확인을 위해 에코 요구 메시지(Echo Request)를 GGSN1(140)로 전송한다. 설정된 호의 패스가 유지되고 있는지 여부를 확인하기 위하여 주기적으로 상대측 노드로 확인 메시지를 전송하는데 이러한 메시지가 에코 요구 메시지이다. 상기 에코 요구 메시지는 SGSN(130)이 GGSN1(140)로 전송할 수 있고, 또는 GGSN1(140)이 SGSN(130)으로 전송할 수 있으나, 도 7은 SGSN(130)이 GGSN1(140)로 에코 요구 메시지를 전송하는 것으로 가정하여 설명한다. 715 단계에서 에코 요구 메시지를 수신한 GGSN1(140)은 이에 대한 응답으로 에코 응답 메시지(Echo Response)를 SGSN(130)으로 전송한다. 이때 GGSN1(140)은 할당 자원 상태를 확인하여 과부하 상태이면 과부하 상태임을 알리는 과부하 확장 헤더를 포함하여 에코 요구 메시지를 생성한다. 여기에서 과부하 확장 헤더는 <표 2>에서 설명한 바와 같이 과부하 상태의 정도가 3단계로 구분될 수 있으며 이에 대한 자세한 설명은 생략한다. 또한 에코 요구 메시지 및 에코 응답 메시지의 구조는 표준(3GPP TS 29.060 V8.3.0)에서 규정하는 에코 요구 메시지 및 에코 응답 메시지의 구조에 따르며 선택적인(Optional) 정보 요소(Information element)인 사적 확장(Private Extension) 필드를 이용할 수 있다. 표준에 정의된 사적 확장 필드의 구조를 개략적으로 살펴보면 하기의 <표 3>과 같다.

	Bits
Octets	8	7	6	5	4	3	2	1
1	Type = 255(Decimal)
2~3	Length
4~5	Extension Identifier
6~m	Extension Value

상기 <표 3>에서 보는 바와 같이 첫번째 옥테트는 사적 확장 필드의 타입(Type)을 나타내며, 두번째 내지 세번째 옥테트는 사적 확장 필드의 길이를 나타내며, 네번째 내지 다섯번째 옥테트는 기업별 사용을 위한 필드로 해당 기업을 식별하는 확장 식별자(Extension Identifier) 필드를 나타내고, 여섯번째 옥테트 내지 m번째 옥테트는 확장값(Extension Value) 필드로써 태그(Tag), 길이(Length), 값(Value)을 나타낸다. 여기에서 상기 <표 2>의 과부하 상태는 확장값 필드에 의해 나타낼 수 있으며 확장값 필드의 포맷은 예를 들어 하기 <표 4>와 같이 TLV(Tag, Length, Value) 포맷이 이용될 수 있다.

Extension Value	length	Description
TAG	1byte	Type : Octet Tag Identifier = H'xx(Dxx) ― GSN Overload
Length	1byte	Type : Octet Length of Value field(2)
Value	2bytes	Type : Octet Value : GSN Overload Value

상기 <표 4>에서 보는 바와 같이 확장값 필드는 1바이트의 태그(TAG) 필드, 1 바이트의 길이(Length) 필드, 2바이트의 값(Value) 필드로 구성될 수 있다. 태그 필드 값은 옥테트 타입으로 사업자 별로 정의 후 사용될 수 있으며 패킷 지원 노드(GPRS Support Node: GSN)의 과부하 상태를 나타내는 값이 설정되는지 여부를 나타내며, 상기 <표 4>의 예와 같이 헥사(Hexa) 값(H'xx)으로 설정될 수 있다. 길이 필드 값은 2바이트(Byte)의 값(Value) 필드의 길이를 나타내므로 '2'로 설정되며, 값(Value) 필드 값은 옥테트 타입으로 길이가 2바이트이며 상기 <표 2>에서 살펴본 바와 같은 과부하 상태를 설정할 수 있다.

다시 도 7로 되돌아가서, SGSN(130)은 720 단계에서 수신된 에코 응답 메시지에 포함된 과부하 확장 헤더를 확인한 후 GGSN1(140)의 과부하 상태를 저장한다. 과부하 상태로 저장된 GGSN1(140)은 이후 새로운 호 설정 요청 시 호 설정을 요청하는 GGSN 목록에서 설정된 타이머가 만료되는 때까지 제외된다. 타이머는 과부하 상태에 따라 각각 정해진 시간동안 구동되며 <표 2>와 같이 3단계로 구분되어 구동될 수 있다. 타이머 구동이 만료되면 과부하 상태가 해제된다.

이후 730 단계에서 MS로부터 패킷 데이터 서비스를 위한 호 설정을 요청받으면 수신된 메시지로부터 APN 정보를 추출하여 상기 APN을 지원하는 GGSN들의 정보를 검색한다. 이때 추출된 APN 정보는 710 단계에서 제공되는 패킷 서비스의 APN과 동일한 APN이다. 따라서 상기 APN을 지원하는 GGSN들의 목록도 또한 GGSN1(140), GGSN2(141), GGSN3(142)이다. 도 7은 도 6에서와 마찬가지로 상기 추출된 APN을 지원하는 GGSN들에 대한 정보를 SGSN(130)이 저장하고 있는 것으로 가정하고, 상기 APN을 지원하는 GGSN들로 GGSN1(140), GGSN2(141), GGSN2(142)가 있는 것으로 가정한다.

SGSN(130)은 요청된 패킷 데이터 서비스 제공을 위하여 호 설정을 요청할 GGSN을 선택하는데, GGSN1(140)은 720 단계에서 과부하 상태의 GGSN으로 저장되고, GGSN2(141)는 710 단계 이전 호 설정과정에서 과부하 상태의 GGSN으로 저장되어 있는 것으로 가정하였으므로, SGSN(130)은 GGSN3(142)으로 호 설정 요청을 시도한다. 즉, 733 단계에서 SGSN(130)은 상기 GGSN3(142)으로 PDP 컨텍스트 생성 요구 메시지를 전송한다. 호 설정 요청을 수신한 GGSN3(142)은 735 단계에서 자원 상태를 확인하고 PDP 컨텍스트 생성 응답 메시지를 생성하고 SGSN(130)으로 전송한다. 여기에서 자원 상태를 확인한 GGSN3(140)은 과부하 상태를 확인하고 과부하 상태를 나타내는 과부하 확장 헤더를 포함하는 PDP 컨텍스트 생성 응답 메시지를 생성한다. 과부하 상태 및 과부하 확장 헤더는 도 5a 및 5b, 및 <표 2>에서 상술한 바와 같다. 과부하 확장 헤더가 포함된 PDP 컨텍스트 생성 응답 메시지를 수신한 SGSN(130)는 740 단계에서 상기 과부하 확장 헤더로부터 GGSN3(142)의 과부하 상태를 확인한 후 저장한다. 이후 호 설정 요청 시 호 요청 대상에서 GGSN3(142)은 타이머가 만료되는 때까지 제외된다. 이때 GGSN3(142)은 설정된 과부하 상태 단계에 따라 <표 2>에서 설명한 바와 같이 설정된 타이머가 구동되며 구동되는 타이머가 만료되면 GGSN3(142)에 설정된 과부하 상태는 해제된다. 이에 대한 자세한 설명은 <표 2>와 같으므로 생략한다. 호 설정요청이 수락된 SGSN(130)은 750 단계에서 GGSN3(142)과 연결하여 호 설정을 요청한 MS에 패킷 데이터 서비스를 제공할 수 있다. 상술한 바와 같이 본 발명은 과부하 상태인 GGSN으로는 호 설정 요청을 시도하지 않음으로써 과부하 상태인 GGSN의 부하를 더욱 가중시키거나 또한 이로 인해 전체적인 시스템의 성능도 저하시키는 문제점을 해결할 수 있다.

한편 본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시예들은 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 본 발명의 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것일 뿐이며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것을 아니다. 여기에 개시된 실시예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 패킷 서비스 망을 포함하는 이동통신 시스템의 개략적인 구성도.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 호 설정 과정을 도시하는 흐름도.

도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 SGSN에서 호 설정 요청을 수행하는 과정을 도시하는 흐름도.

도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 GGSN에서 호 설정 요청에 대한 응답을 수행하는 과정을 도시하는 흐름도.

도 5a는 무선 패킷 서비스망에서 사용되는 GTP-C 메시지의 헤더 구조를 나타낸 테이블.

도 5b는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 GTP-C 확장 헤더 타입을 정의하는 테이블.

도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 과부하 상태에 따라 SGSN과 GGSN간의 호 설정 과정을 도시하는 흐름도.

도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 과부하 상태에 따라 SGSN과 GGSN간의 호 설정 과정을 도시하는 흐름도.

Claims

무선 패킷 서비스 망에서 부하 제어 방법에 있어서,

이동단말에 접속되는 패킷 교환 지원 노드(SGSN)에서 상기 이동단말로부터 패킷 서비스 요청 수신 시 상기 패킷 서비스를 제공하는 데이터 서비스망에 접속되는 다수의 패킷 관문 지원 노드들(GGSN)을 검색하는 과정과,

상기 검색된 GGSN들 중에서 과부하 상태의 GGSN을 제외한 하나의 GGSN을 선택하는 과정과,

상기 선택된 GGSN으로 상기 패킷 서비스를 위한 호 설정을 요청하는 과정과,

상기 선택된 GGSN으로 호 설정 요청 후, 상기 GGSN으로부터 상기 요청에 대한 응답 메시지를 수신하는 과정과,

상기 수신된 응답 메시지에 과부하 정보의 포함여부를 확인하는 과정과,

상기 과부하 정보가 포함된 경우, 상기 응답 메시지를 송신한 GGSN을 과부하 상태의 GGSN으로 저장하는 과정을 더 포함하고,

상기 과부하 정보는,

상기 SGSN과 상기 GGSN들 간의 연결을 제어하는 프로토콜인 무선 패킷 서비스(GPRS) 터널링 프로토콜(GTP)-제어(Control) 프로토콜 메시지 헤더(Header)의 확장 헤더에 포함됨을 특징으로 하는 부하 제어 방법.
삭제
제 1항에 있어서, 상기 과부하 정보는,

경미한(Minor) 과부하 상태, 중대한(Major) 과부하 상태, 및 심각한(Critical) 과부하 상태의 3단계 중에서 하나의 단계를 나타냄을 특징으로 하는 부하 제어 방법.
삭제
제 1항에 있어서, 상기 과부하 상태는,

각 단계의 과부하 상태에 해당하는 시간동안의 타이머(Timer)가 만료되는 때 해제됨을 특징으로 하는 부하 제어 방법.
제 1항에 있어서, 상기 과부하 정보는,

적어도 둘 이상의 설정된 과부하 상태 단계들 중 하나의 단계를 나타냄을 특징으로 하는 부하 제어 방법.
제 1항에 있어서,

상기 GGSN들을 검색 후, 상기 요청된 패킷 서비스를 제공하는 데이터 서비스망에 접속되는 GGSN들이 저장된 정보에 존재하지 않은 경우, 상기 데이터 서비스망에 접속되는 GGSN들의 정보를 도메인 네임 시스템(DNS) 서버로 요청하는 과정과,

상기 DNS 서버로부터 상기 GGSN들의 정보를 수신하여 저장하는 과정을 더 포함함을 특징으로 하는 부하 제어 방법.
제 1항 또는 제 7항에 있어서,

상기 패킷 서비스를 제공하는 데이터 서비스망에 접속되는 GGSN들은 접속 점 노드(APN)를 통해 상기 패킷 서비스를 제공하는 데이터 서비스망으로의 접속을 지원하는 노드들임을 특징으로 하는 부하 제어 방법.
제 5항에 있어서, 상기 선택된 GGSN으로 상기 패킷 서비스를 위한 호 설정을 요청하는 과정은,

패킷 데이터 프로토콜(PDP) 컨텍스트 생성 요구 메시지(Create PDP Context Request)를 전송하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 부하 제어 방법.
제 9항에 있어서, 상기 응답 메시지는,

PDP 컨텍스트 생성 응답 메시지(Create PDP Context Response)임을 특징으로 하는 부하 제어 방법.
제 10항에 있어서, 상기 응답 메시지는,

상기 과부하 정보가 불포함된 경우, 상기 응답 메시지를 송신한 GGSN을 정상 상태인 GGSN으로 저장하는 과정을 더 포함함을 특징으로 하는 부하 제어 방법.
무선 패킷 서비스 망에서 부하 제어 시스템에 있어서,

패킷 데이터 서비스를 요청하고, 요청된 패킷 데이터 서비스를 제공받는 이동단말과,

상기 이동단말에 접속되고, 상기 이동단말로부터 패킷 서비스 요청 수신 시 상기 패킷 서비스를 제공하는 데이터 서비스망에 접속되는 다수의 패킷 관문 지원 노드들(GGSN)을 검색한 후 상기 검색된 GGSN들 중에서 과부하 상태의 GGSN을 제외한 하나의 GGSN으로 상기 패킷 서비스를 위한 호 설정을 요청하고, 상기 GGSN으로부터 응답 메시지를 수신하면, 상기 수신된 응답 메시지에 과부하 정보의 포함여부를 확인한 후 상기 과부하 정보가 포함된 경우, 상기 응답 메시지를 송신한 GGSN을 과부하 상태의 GGSN으로 저장하는 패킷 교환 지원 노드(SGSN)와,

접속 점 노드(APN)를 통해 상기 데이터 서비스망으로의 접속을 지원하고, 상기 SGSN으로부터 호 설정 요청을 수신하면 할당 자원을 확인하여 과부하 상태이면 과부하 정보를 포함하는 응답 메시지를 상기 SGSN으로 전송하는 GGSN을 포함하고,

상기 과부하 정보는,

상기 SGSN과 상기 GGSN들 간의 연결을 제어하는 프로토콜인 무선 패킷 서비스(GPRS) 터널링 프로토콜(GTP)-제어(Control) 프로토콜 메시지 헤더(Header)의 확장 헤더에 포함되는 것을 특징으로 하는 부하 제어 시스템.
삭제
제 12항에 있어서, 상기 과부하 정보는,

경미한(Minor) 과부하 상태, 중대한(Major) 과부하 상태, 및 심각한(Critical) 과부하 상태의 3단계 중에서 하나의 단계를 나타냄을 특징으로 하는 부하 제어 시스템.
삭제
제 12항에 있어서, 상기 SGSN은,

각 단계의 과부하 상태에 해당하는 시간동안의 타이머(Timer)를 구동하고, 상기 타이머가 만료되는 때 상기 GGSN에 설정된 과부하 상태를 해제함을 특징으로 하는 부하 제어 시스템.
제 12항에 있어서, 상기 과부하 정보는,

적어도 둘 이상의 설정된 과부하 상태 단계들 중 하나의 단계를 나타냄을 특징으로 하는 부하 제어 시스템.
제 12항에 있어서,

데이터 서비스망에 접속되는 GGSN들의 정보를 제공하는 도메인 네임 시스템(DNS) 서버를 더 포함함을 특징으로 하는 부하 제어 시스템.
제 16항에 있어서, 상기 SGSN은,

상기 패킷 서비스를 위한 호 설정을 요청하는 패킷 데이터 프로토콜(PDP) 컨텍스트 생성 요구 메시지(Create PDP Context Request)를 전송함을 특징으로 하는 부하 제어 시스템.
제 19항에 있어서, 상기 GGSN은

상기 PDP 컨텍스트 생성 요구 메시지에 대한 응답으로 PDP 컨텍스트 생성 응답 메시지(Create PDP Context Response)를 전송함을 특징으로 하는 부하 제어 시스템.
제 20항에 있어서, 상기 SGSN은,

상기 PDP 컨텍스트 생성 응답 메시지에 상기 과부하 정보가 불포함된 경우, 상기 응답 메시지를 송신한 GGSN을 정상 상태인 GGSN으로 저장함을 특징으로 하는 부하 제어 시스템.