KR101502135B1

KR101502135B1 - 단말, 게이트웨이 및 그의 데이터 송수신 방법

Info

Publication number: KR101502135B1
Application number: KR1020120036848A
Authority: KR
Inventors: 이기호; 이용규; 지영하
Original assignee: 주식회사 케이티
Priority date: 2012-04-09
Filing date: 2012-04-09
Publication date: 2015-03-13
Also published as: KR20130114456A

Abstract

본 발명의 한 실시예에 따른 이종 네트워크를 지원하는 단말은 상향링크로 전송할 데이터를 복수의 상향링크 데이터 패킷으로 분할하는 트래픽 제어부, 그리고 상기 복수의 상향링크 데이터 패킷 중 일부를 제1 네트워크를 통하여 패킷 데이터 네트워크 게이트웨이(Packet Data Network Gateway, P-GW)로 전송하고, 상기 복수의 상향링크 데이터 패킷 중 나머지 일부를 제2 네트워크를 통하여 상기 P-GW로 전송하는 통신부를 포함한다.

Description

단말, 게이트웨이 및 그의 데이터 송수신 방법{TERMINAL, GATEWAY AND DATA TRANSMISSION RECEPTION METHOD OF THE SAME}

본 발명은 단말, 게이트웨이 및 그의 데이터 송수신 방법에 관한 것이다.

이동 통신 기술의 발달에 따라 이종 네트워크, 예를 들면UTRAN(UMTS(Universal Mobile Telecommunications Systems) Terrestrial Radio Access Network)와 E-UTRAN(Evolved UTRAN)이 혼재하고 있다.

단말이 이종 네트워크를 모두 지원하더라도, 동시에 이종 네트워크를 모두 사용하지 않고, 하나의 네트워크만을 이용하여 데이터를 송수신할 수 있다. 이때, 네트워크 환경 등에 따라 데이터 송수신 속도가 늦어지는 문제가 발생할 수 있다.

이에, 이종 네트워크가 혼재하는 환경에서 이종 네트워크를 모두 지원하는 단말의 데이터 송수신 속도를 높이기 위한 방법이 필요하다.

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 단말, 게이트웨이 및 그의 데이터 송수신 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 일 양태에 따른 이종 네트워크를 지원하는 단말은 상향링크로 전송할 데이터를 복수의 상향링크 데이터 패킷으로 분할하는 트래픽 제어부, 그리고 상기 복수의 상향링크 데이터 패킷 중 일부를 제1 네트워크를 통하여 패킷 데이터 네트워크 게이트웨이(Packet Data Network Gateway, P-GW)로 전송하고, 상기 복수의 상향링크 데이터 패킷 중 나머지 일부를 제2 네트워크를 통하여 상기 P-GW로 전송하는 통신부를 포함한다.

상기 제1 네트워크는 UTRAN(UMTS(Universal Mobile Telecommunications Systems) Terrestrial Radio Access Network)이고, 상기 제2 네트워크는 E-UTRAN(Evolved UTRAN)일 수 있다.

상기 통신부는 상기 제1 네트워크에 대한 버퍼와 상기 제2 네트워크에 대한 버퍼를 포함하고, 상기 트래픽 제어부는 상기 제1 네트워크에 대한 버퍼와 상기 제2 네트워크에 대한 버퍼를 모니터링하며, 버퍼의 상태에 따라 상기 복수의 상향링크 데이터 패킷을 상기 제1 네트워크와 상기 제2 네트워크로 분산시킬 수 있다.

상기 복수의 상향링크 데이터 패킷은 상기 P-GW가 상기 단말에게 할당한 인터넷 프로토콜(Internet Protocol, IP) 주소를 포함할 수 있다.

상기 통신부는 복수의 하향링크 데이터 패킷 중 일부를 상기 제1 네트워크를 통하여 상기 P-GW로부터 수신하고, 상기 복수의 하향링크 데이터 패킷 중 나머지 일부를 상기 제2 네트워크를 통하여 상기 P-GW로부터 수신하며, 상기 트래픽 제어부는 상기 복수의 하향링크 데이터 패킷을 순서대로 정렬할 수 있다.

상기 복수의 하향링크 데이터 패킷 각각은 시퀀스 번호(Sequence Number, SN)를 포함하고, 상기 트래픽 제어부는 상기 시퀀스 번호를 이용하여 상기 복수의 하향링크 데이터 패킷을 순서대로 정렬할 수 있다.

본 발명의 일 양태에 따른 이종 네트워크를 지원하는 단말의 데이터 송수신 방법은 상향링크로 전송할 데이터를 복수의 상향링크 데이터 패킷으로 분할하는 단계, 그리고 상기 복수의 상향링크 데이터 패킷 중 일부를 제1 네트워크를 통하여 P-GW로 전송하고, 상기 복수의 상향링크 데이터 패킷 중 나머지 일부를 제2 네트워크를 통하여 상기 P-GW로 전송하는 단계를 포함한다.

단말의 데이터 송수신 방법은 복수의 하향링크 데이터 패킷 중 일부를 상기 제1 네트워크를 통하여 상기 P-GW로부터 수신하고, 상기 복수의 하향링크 데이터 패킷 중 나머지 일부를 상기 제2 네트워크를 통하여 상기 P-GW로부터 수신하는 단계, 그리고 상기 복수의 하향링크 데이터 패킷을 순서대로 정렬하는 단계를 더 포함할 수 있다.

단말의 데이터 송수신 방법은 상기 단말이 아이들 모드에 있는 경우, 상기 제1 네트워크 또는 상기 제2 네트워크를 통하여 페이징 메시지를 수신하는 단계, 그리고 상기 제1 네트워크 및 상기 제2 네트워크와 연결 설정을 수행하는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 단말이 데이터 서비스 우선 단말인 경우, 상기 단말은 상기 제2 네트워크로부터 상기 페이징 메시지를 수신할 수 있다.

상기 단말이 음성 서비스 우선 단말인 경우, 상기 단말은 상기 제1 네트워크로부터 상기 페이징 메시지를 수신할 수 있다.

본 발명의 일 양태에 따른 이종 네트워크를 지원하는 패킷 데이터 네트워크 게이트웨이(Packet Data Network Gateway, P-GW)는 하향링크로 전송할 데이터를 복수의 하향링크 데이터 패킷으로 분할하는 트래픽 제어부, 그리고 상기 복수의 하향링크 데이터 패킷 중 일부를 제1 네트워크를 통하여 단말에게 전송하고, 상기 복수의 하향링크 데이터 패킷 중 나머지 일부를 제2 네트워크를 통하여 상기 단말에게 전송하는 통신부를 포함한다.

상기 통신부는 복수의 상향링크 데이터 패킷 중 일부를 상기 제1 네트워크를 통하여 상기 단말로부터 수신하고, 상기 복수의 상향링크 데이터 패킷 중 나머지 일부를 상기 제2 네트워크를 통하여 상기 단말로부터 수신하며, 상기 트래픽 제어부는 상기 복수의 상향링크 데이터 패킷을 순서대로 정렬하여 인터넷으로 전송할 수 있다.

본 발명의 한 실시예에 따르면, 이종 네트워크를 지원하는 단말이 이종 네트워크를 동시에 이용하여 데이터를 송수신함으로써, 데이터의 송수신 속도를 높일 수 있다.

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 이종 네트워크가 혼재하는 환경을 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 이종 네트워크가 혼재하는 환경을 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 단말의 블록도이다.
도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 P-GW의 블록도이다.
도 5는 본 발명의 한 실시예에 따른 샹향링크 데이터 송수신 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 6은 본 발명의 한 실시예에 따른 하향링크 데이터 송수신 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 7은 본 발명의 한 실시예에 따른 단말 또는 P-GW의 데이터 분할 및 리오더링 과정을 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명의 한 실시예에 따른 단말의 사용자 평면의 프로토콜 스택을 나타내는 블록도이다.
도 9는 본 발명의 한 실시예에 따른 P-GW의 사용자 평면의 프로토콜 스택을 나타내는 블록도이다.
도 10은 본 발명의 한 실시예에 따른 단말이 아이들 모드에 있는 경우, 연결 설정 방법을 나타낸다.
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 단말이 아이들 모드에 있는 경우, 연결 설정 방법을 나타낸다.
도 12는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 단말이 아이들 모드에 있는 경우, 연결 설정 방법을 나타낸다.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

또한, 명세서에 기재된 "…부"의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.

본 명세서에서 단말(terminal)은 이동국(Mobile Station, MS), 이동 단말(Mobile Terminal, MT), 가입자국(Subscriber Station, SS), 휴대 가입자국(Portable Subscriber Station, PSS), 사용자 장치(User Equipment, UE), 접근 단말(Access Terminal, AT) 등을 지칭할 수도 있고, 단말, 이동국, 이동 단말, 가입자국, 휴대 가입자 국, 사용자 장치, 접근 단말 등의 전부 또는 일부의 기능을 포함할 수도 있다.

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 이종 네트워크가 혼재하는 환경을 나타내는 도면이다.

도 1을 참고하면, 이종 네트워크는, 예를 들면 UTRAN(UMTS(Universal Mobile Telecommunications Systems) Terrestrial Radio Access Network) 또는 E-UTRAN(Evolved UTRAN)일 수 있다. 단말(200)은 UTRAN(400) 또는 E-UTRAN(500)을 통하여 패킷 데이터 네트워크 게이트웨이(Packet Data Network Gateway, P-GW, 300)와 통신한다. 여기서, P-GW(300)는 UTRAN(400)과 E-UTRAN(500) 간의 단말(200)의 이동에 대한 앵커링(anchoring)을 담당한다. UTRAN(400)에서 단말(200)은 패킷 교환 지원 노드(Serving GPRS(General Packet Radio Service) Support Node, SGSN, 600)를 통하여 P-GW(300)와 통신할 수 있다. 여기서, SGSN(600)는 서비스 지역 내에서 단말(200)과의 데이터 패킷 전달을 담당하는 노드이다. SGSN(600)은 패킷 라우팅 및 전송, 이동성 관리, 논리적 링크 관리, 인증 및 요금 부과 등의 기능을 가진다. E-UTRAN(500)에서 단말(200)은 이동성 관리 객체(Mobility Management Entity, MME, 700) 및 서빙 게이트웨이(Serving Gateway, S-GW, 800)을 통하여 P-GW(300)와 통신할 수 있다. 여기서, MME(700)는 기지국(미도시)과 S-GW(800) 간의 신호 제어를 담당할 수 있다. 그리고, S-GW(800)는 기지국 간의 단말(200)의 이동에 대한 앵커링을 담당한다. P-GW(300)은 인터넷(900)과 데이터를 송수신한다.

도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 이종 네트워크가 혼재하는 환경을 나타내는 도면이다.

도 2 참고하면, 이종 네트워크는, 예를 들면 UTRAN(UMTS(Universal Mobile Telecommunications Systems) Terrestrial Radio Access Network) 또는 E-UTRAN(Evolved UTRAN)일 수 있다. 단말(200)은 UTRAN(400) 또는 E-UTRAN(500)을 통하여 패킷 데이터 네트워크 게이트웨이(Packet Data Network Gateway, P-GW, 300)와 통신한다. 여기서, MME(700)와 S-GW(800)가 UTRAN(400)과 E-UTRAN(500)의 공통 노드로 작용하는 점에서 도 1과 상이하다. 즉, E-UTRAN(500)에서 단말(200)이 MME(700)와 S-GW(800)를 통하여 P-GW(300)와 통신하는 점에서 도 1과 유사하지만, UTRAN(400)에서 단말(200)이 SGSN(600)뿐만 아니라, MME(700)와 S-GW(800)를 통하여 P-GW(300)와 통신하는 점에서 도 1과 상이하다.

본 발명의 실시예는 도 1 및 도 2의 환경에 모두 적용될 수 있다.

본 발명의 한 실시예에 따르면, 단말(200)과 P-GW(300)는 이종 네트워크를 동시에 이용하여 데이터를 송수신한다. 즉, 단말(200)은 상향링크 데이터를 복수의 네트워크 상에 분산하여 P-GW(300)로 상향링크 전송한다. 예를 들어, 단말(200)은 상향링크 데이터 패킷을 UTRAN(400) 및 E-UTRAN(500) 등을 통하여 분산하여 전송할 수 있다. 그리고, P-GW(300)는 복수의 네트워크를 통하여 분산하여 전송되는 상향링크 데이터 패킷을 수신하고, 이를 리오더링(reordering)하여 인터넷(900)으로 전송한다.

그리고, P-GW(300)는 인터넷(900)으로부터 하향링크 데이터를 수신하고, 하향링크 데이터를 복수의 네트워크 상에 분산하여 단말(200)로 하향링크 전송한다. 예를 들어, P-GW(300)는 하향링크 데이터 패킷을 UTRAN(400) 및 E-UTRAN(500) 등을 통하여 분산하여 전송할 수 있다. 그리고, 단말(200)은 복수의 네트워크를 통하여 분산하여 전송되는 하향링크 데이터 패킷을 수신하고, 이를 리오더링하여 상위 계층으로 전송한다.

본 명세서에서는 UTRAN(400)과 E-UTRAN(500) 만을 이종 네트워크의 예로 설명하고 있다. 다만, 이는 설명의 편의를 위한 것으로, 이에 한정되는 것은 아니다. GERAN(GSM(Global System for Mobile Communications) EDGE(Enhanced Data rates for GSM Evolution) Radio Access Network) 등의 다양한 네트워크 기술에도 동일하게 적용될 수 있다.

이하에서는 단말(200)과 P-GW(300)의 내부 구성을 예로 들어 본 발명의 한 실시예에 따른 데이터 송수신 방법을 더욱 상세하게 설명한다.

도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 단말의 블록도이고, 도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 P-GW의 블록도이며, 도 5는 본 발명의 한 실시예에 따른 샹향링크 데이터 송수신 방법을 나타내는 흐름도이고, 도 6은 본 발명의 한 실시예에 따른 하향링크 데이터 송수신 방법을 나타내는 흐름도이다.

도 3을 참고하면, 단말(200)은 트래픽 제어부(210) 및 통신부(220)를 포함한다.

트래픽 제어부(210)는 상향링크 데이터를 복수의 상향링크 데이터 패킷으로 분할한다. 그리고, UTRAN(400)과 E-UTRAN(500) 각각에 대한 버퍼를 모니터링하고, 버퍼의 상태에 따라 복수의 상향링크 데이터 패킷을 UTRAN(400)과 E-UTRAN(500)으로 분산시킨다. 그리고, 트래픽 제어부(210)는 UTRAN(400)과 E-UTRAN(500)을 통하여 분산하여 전송된 하향링크 데이터 패킷을 조합하여 하향링크 데이터를 생성한다.

통신부(220)는 트래픽 제어부(210)가 생성한 복수의 상향링크 데이터 패킷을 UTRAN(400)과 E-UTRAN(500)으로 분산하여 상향링크 전송한다. 그리고, 통신부(220)는 UTRAN(400)과 E-UTRAN(500)을 통하여 분산하여 전송되는 복수의 하향링크 데이터 패킷을 수신한다. 이를 위하여, 통신부(220)는 복수의 네트워크 각각에 대한 모뎀(예, UTRAN 모뎀, E-UTRAN 모뎀)을 포함하고, 각 모뎀은 버퍼(예, UTRAN 버퍼(220-1) 및 E-UTRAN 버퍼(220-2)를 포함할 수 있다.

도 4를 참고하면, P-GW(300)는 트래픽 제어부(310) 및 복수의 네트워크 각각에 대한 버퍼(320-1, 320-2)를 포함한다. 예를 들어, P-GW(300)는 UTRAN 버퍼(320-1) 및 E-UTRAN 버퍼(320-2)를 포함할 수 있다.

트래픽 제어부(310)는 인터넷으로부터 수신한 하향링크 데이터를 복수의 하향링크 데이터 패킷으로 분할한다. 그리고, UTRAN 버퍼(320-1)와 E-UTRAN 버퍼(320-2)를 모니터링하고, 버퍼의 상태에 따라 복수의 하향링크 데이터 패킷을 UTRAN(400)과 E-UTRAN(500)으로 분산시킨다. 그리고, 트래픽 제어부(310)는 UTRAN(400)과 E-UTRAN(500)으로 분산하여 상향링크 전송되는 복수의 상향링크 데이터 패킷을 조합하여 상향링크 데이터를 생성한다.

UTRAN 버퍼(320-1)와 E-UTRAN 버퍼(320-2)는 UTRAN(400) 및 E-UTRAN(500)에 대한 트래픽 상태를 나타낸다. 버퍼가 빠르게 비워질수록 데이터를 송신하는 속도가 빠른 네트워크임을 나타낼 수 있다.

도 3 내지 5를 참고하면, 단말(200)은 상향링크 데이터를 분할하여 복수의 상향링크 데이터 패킷을 생성한다(S500). 복수의 상향링크 데이터 패킷 각각은 P-GW(300)가 단말(200)에게 할당한 IP(Internet Protocol) 주소, 시퀀스 번호(Sequence Number, SN), 페이로드 및 FEC 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 여기서, 시퀀스 번호(SN)는 복수의 상향링크 데이터 패킷이 상향링크 데이터 내에서 차지하는 위치 또는 순서를 나타내는 정보일 수 있다. 즉, 시퀀스 번호(SN)는 각각의 상향링크 데이터 패킷이 상향링크 데이터 내의 어느 부분에 포함되는지를 알려주기 위하여 단말(200)에 의하여 부가될 수 있다. 페이로드는 상향링크 데이터의 적어도 일부를 포함할 수 있다.

단말(200)의 트래픽 제어부(210)는 네트워크 별 버퍼 상태를 모니터링하고(S510), 단말(200)의 통신부(220)은 네트워크 별 버퍼 상태에 따라 복수의 상향링크 데이터 패킷을 분산하여 상향링크 전송한다(S520). 즉, 단말(200)은 상대적으로 많이 비어 있는 버퍼(220-1, 220-2)에 대한 네트워크를 통하여 많은 수의 상향링크 데이터 패킷을 분산하여 전송한다. 예를 들어, UTRAN 버퍼(220-1) 및 E-UTRAN 버퍼(220-2)가 각각 2:1의 비율로 차 있을 경우, 단말(200)는 UTRAN(400) 및 E-UTRAN(500)을 통하여 각각 1:2의 비율로 상향링크 데이터 패킷을 분산하여 전송할 수 있다.

한편, UTRAN(400) 및 E-UTRAN(500)으로 분산하여 전송되는 복수의 상향링크 데이터 패킷을 수신한 P-GW(300)는 복수의 상향링크 데이터 패킷을 조합하여 상향링크 데이터를 생성한다(S530). 이를 위하여, P-GW(300)의 트래픽 제어부(310)는 복수의 상향링크 데이터 패킷에 포함된 시퀀스 번호를 이용할 수 있다. 예를 들어, P-GW(300)의 트래픽 제어부(310)는 복수의 상향링크 데이터 패킷에 포함된 시퀀스 번호의 순서대로 리오더링하여 상향링크 데이터를 생성할 수 있다.

그리고, P-GW(300)는 생성한 상향링크 데이터를 인터넷(900)으로 상향링크 전송한다(S540).

도 3, 4 및 6을 참고하면, P-GW(300)는 인터넷(900)으로부터 하향링크 데이터를 수신한다(S600). 하향링크 데이터는 소스(Source) 주소, 목적지(Destination) 주소, 페이로드(payload) 및 FEC(Forward Error Correction) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 여기서, 목적지 주소는 하향링크 데이터를 수신하는 목적지 단말(200)의 IP 주소를 포함할 수 있다. 목적지 단말(200)의 IP 주소는 P-GW(300)가 단말(200)에게 할당한 IP 주소일 수 있다.

P-GW(300)의 트래픽 제어부(310)는 하향링크 데이터를 분할하여 복수의 하향링크 데이터 패킷을 생성한다(S610). 복수의 하향링크 데이터 패킷 각각은 소스 주소, 목적지 주소, 시퀀스 번호(Sequence Number, SN), 페이로드 및 FEC 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 여기서, 시퀀스 번호(SN)는 복수의 하향링크 데이터 패킷이 하향링크 데이터 내에서 차지하는 위치 또는 순서를 나타내는 정보일 수 있다. 즉, 시퀀스 번호(SN)는 각각의 하향링크 데이터 패킷이 하향링크 데이터 내의 어느 부분에 포함되는지를 알려주기 위하여 P-GW(300)에 의하여 부가될 수 있다. 페이로드는 인터넷으로부터 수신한 하향링크 데이터의 적어도 일부를 포함할 수 있다.

P-GW(300)의 트래픽 제어부(310)는 네트워크 별 버퍼 상태를 모니터링하고(S620), P-GW(300)의 트래픽 제어부(310)는 네트워크 별 버퍼 상태에 따라 복수의 하향링크 데이터 패킷을 분산하여 하향링크 전송한다(S630). 즉, P-GW(300)는 상대적으로 많이 비어 있는 버퍼(320-1, 320-2)에 대한 네트워크를 통하여 많은 수의 하향링크 데이터 패킷을 분산하여 전송한다. 예를 들어, UTRAN 버퍼(320-1) 및 E-UTRAN 버퍼(320-2)가 각각 2:1의 비율로 차 있을 경우, P-GW(300)는 UTRAN 및 E-UTRAN을 통하여 각각 1:2의 비율로 하향링크 데이터 패킷을 분산하여 전송할 수 있다.

한편, UTRAN(400)과 E-UTRAN(500)으로 분산하여 전송되는 복수의 하향링크 데이터 패킷을 수신한 단말(200)은 복수의 하향링크 데이터 패킷을 조합하여 하향링크 데이터를 생성한다(S640). 이를 위하여, 단말(200)의 트래픽 제어부(210)는 복수의 하향링크 데이터 패킷에 포함된 시퀀스 번호를 이용할 수 있다. 예를 들어, 단말(200)의 트래픽 제어부(210)는 복수의 하향링크 데이터 패킷에 포함된 시퀀스 번호의 순서대로 리오더링하여 하향링크 데이터를 생성할 수 있다.

그리고, 단말(200)은 생성한 하향링크 데이터를 상위 계층으로 전송한다(S650).

이하에서는 단말 또는 P-GW의 데이터 분할 및 리오더링 과정을 상세하게 설명한다.

도 7은 본 발명의 한 실시예에 따른 단말 또는 P-GW의 데이터 분할 및 리오더링 과정을 나타내는 도면이다.

먼저, 상향링크 데이터 전송을 예로 들어 설명하면, 단말(200)이 생성한 상향링크 데이터(1600)는 소스 주소(SA, 1602), 목적지 주소(DA, 1604), 페이로드(1606) 및 FEC(1608)를 포함한다. 여기서, 소스 주소(702)는 P-GW(300)가 단말(200)에 대하여 할당한 IP 주소일 수 있다.

단말(200)은 상향링크 데이터(1600)를 복수의 상향링크 데이터 패킷(1610-1, 1610-2, 1610-3, 1610-4)로 분할한다. 각 상향링크 데이터 패킷(1610-1, 1610-2, 1610-3, 1610-4)은 소스 주소(SA, 1612-1, 1612-2. 1612-3, 1612-4), 목적지 주소(DA, 1614-1, 1614-2. 1614-3, 1614-4), 시퀀스 번호(SN, 1616-1, 1616-2. 1616-3, 1616-4), 페이로드(1618-1, 1618-2, 1618-3, 1618-4) 및 FEC(1619-1, 1619-2, 1619-3, 1619-4)를 포함한다. 여기서, 소스 주소(SA, 1612-1, 1612-2, 1612-3, 1612-4)는 단말(200)이 P-GW(300)로부터 할당 받은 IP 주소일 수 있다.

그리고, 단말(200)로부터 복수의 상향링크 데이터 패킷(1610-1, 1610-2, 1610-3, 1610-4)을 수신한 P-GW(300)는 시퀀스 번호(SN, 1616-1, 1616-2. 1616-3, 1616-4)를 이용하여 상향링크 데이터(1620)를 생성한다. 즉, 시퀀스 번호(SN, 1616-1, 1616-2. 1616-3, 1616-4)의 순서대로 상향링크 데이터 패킷(1610-1, 1610-2, 1610-3, 1610-4)에 포함되는 페이로드를 조합하여 상향링크 데이터(1620)를 생성할 수 있다.

다음으로, 하향링크 데이터 전송을 예로 들어 설명하면, P-GW(300)는 인터넷으로부터 하향링크 데이터(1600)를 수신한다. 하향링크 데이터(1600)는 소스 주소(SA, 1602), 목적지 주소(DA, 1604), 페이로드(1606) 및 FEC(1608)를 포함한다. 여기서, 목적지 주소(1602)는 P-GW(300)가 목적지 단말(200)에 대하여 할당한 IP 주소일 수 있다.

P-GW(200)는 하향링크 데이터(1600)를 복수의 하향링크 데이터 패킷(1610-1, 1610-2, 1610-3, 1610-4)으로 분할한다. 각 하향링크 데이터 패킷(1610-1, 1610-2, 1610-3, 1610-4)은 소스 주소(SA, 1612-1, 1612-2, 1612-3, 1612-4), 목적지 주소(DA, 1614-1, 1614-2, 1614-3, 1614-4), 시퀀스 번호(SN, 1616-1, 1616-2, 1616-3, 1616-4), 페이로드(1618-1, 1618-2, 1618-3, 1618-4) 및 FEC(1619-1, 1619-2, 1619-3, 1619-4)를 포함한다. 여기서, 목적지 주소(SA, 1612-1, 1612-2, 1612-3, 1612-4)는 단말(200)이 P-GW(300)로부터 할당 받은 IP 주소일 수 있다.

그리고, P-GW(300)로부터 복수의 하향링크 데이터 패킷(1610-1, 1610-2, 1610-3, 1610-4)을 수신한 단말(300)은 시퀀스 번호(SN, 1616-1, 1616-2, 1616-3, 1616-4)를 이용하여 하향링크 데이터(1620)를 생성한다. 즉, 시퀀스 번호(SN, 1616-1, 1616-2, 1616-3, 1616-4)의 순서대로 하향링크 데이터 패킷(1610-1, 1610-2, 1610-3, 1610-4)에 포함되는 페이로드를 조합하여 하향링크 데이터(1620)를 생성할 수 있다.

이하에서는 단말 또는 P-GW의 사용자 평면(User Plane)의 프로토콜 스택(Protocol Stack)을 설명한다.

도 8은 본 발명의 한 실시예에 따른 단말의 사용자 평면의 프로토콜 스택을 나타내는 블록도이고, 도 9는 본 발명의 한 실시예에 따른 P-GW의 사용자 평면의 프로토콜 스택을 나타내는 블록도이다.

도 8을 참고하면, 단말(200)의 사용자 평면의 프로토콜 스택(1700)은 망 별로 링크 계층(Link Layer)이 형성되고, 단일 IP를 가진다. 예를 들어, 프로토콜 스택(1700)은 UTRAN 링크 계층(1710) 및 E-UTRAN 링크 계층(1720)을 포함하고, IP 계층(1730)을 공통으로 포함한다. UTRAN 링크 계층(1710) 및 E-UTRAN 링크 계층(1720)은 각각 PHY(Physical) 계층(1711, 1721), MAC(Medium Access Control) 계층(1712, 1722), RLC(Radio Link Control) 계층(1713, 1723), PDCP(Packet Data Convergence Protocol) 계층(1714, 1724)를 포함한다.

PHY 계층(1711, 1721)은 물리 채널을 이용하여 상위 계층에게 정보 전송 서비스를 제공한다. PHY 계층(1711, 1721)은 상위에 있는 MAC 계층(1712, 1722)과는 전송 채널(transport channel)을 통하여 연결되어 있으며, 이 전송 채널을 통해 MAC 계층(1712, 1722)과 PHY 계층(1711, 1721) 사이의 데이터가 이동한다. MAC 계층(1712, 1722)은 논리 채널(logical channel)을 통해 상위 계층인 RLC 계층(1713, 1723)에게 서비스를 제공한다. RLC 계층(1713, 1723)은 신뢰성 있는 데이터의 전송을 지원한다. PDCP 계층(1714, 1724)은 IPv4 또는 IPv6와 같은 IP(Internet Protocol) 패킷 전송 시에 대역폭이 작은 구간에서 효율적으로 패킷을 전송하기 위하여 상대적으로 크기가 크고 불필요한 제어 정보를 담고 있는 IP 패킷 헤더 사이즈를 줄여주는 헤더 압축(header compression) 기능을 수행한다.

한편, IP 계층(1730)의 상위에는 시퀀스 계층(In Sequence Protocol, 1740)이 있다. 시퀀스 계층(1740)은 데이터 패킷을 순서대로 재정렬(reordering)한다. 즉, 데이터가 UTRAN 및 E-UTRAN을 통하여 분산하여 전송되면, 데이터의 순서가 바뀔 수 있다. 이에 따라, 시퀀스 계층(1740)은 분할된 데이터 패킷을 순서대로 재정렬함으로써, 데이터를 순차적으로 상위 계층으로 전송할 수 있다.

도 9를 참고하면, P-GW(300)의 사용자 평면의 프로토콜 스택(1800)은 망 별로 링크 계층(Link Layer)이 형성되고, 단일 IP를 가진다. 예를 들어, 프로토콜 스택(1800)은 UTRAN 링크 계층(1810) 및 E-UTRAN 링크 계층(1820)을 포함하고, IP 계층(1830)을 공통으로 포함한다. UTRAN 링크 계층(1810) 및 E-UTRAN 링크 계층(1820)은 각각 L1(Layer 1) 계층(1811, 1821), L2(Layer 2) 계층(1812, 1822), IP 계층(1813, 1823) 및 GTP(GPRS(General Packet Radio Service) Tunnelling Protocol)-U 계층(1814, 1824)를 포함한다.

L1 계층(1811, 1821)은 도 8의 PHY 계층에 대응하고, L2 계층(1812, 1822)은 도 8의 MAC 계층, RLC 계층 및 PDCP 계층에 대응한다.

도 8과 마찬가지로, P-GW(300)의 IP 계층(1830)의 상위에도 시퀀스 계층(In Sequence Protocol, 1840)이 있다. 시퀀스 계층(1840)은 데이터 패킷을 순서대로 재정렬(reordering)한다. 즉, 데이터가 UTRAN 및 E-UTRAN을 통하여 분산하여 전송되면, 데이터의 순서가 바뀔 수 있다. 이에 따라, 시퀀스 계층(1740)은 분할된 데이터 패킷을 순서대로 재정렬함으로써, 데이터를 순차적으로 인터넷(900)으로 전송할 수 있다.

이하에서는 단말(200)이 아이들 모드에 있는 경우, 단말(200)과 P-GW(300)의 동작에 대하여 설명한다.

도 10은 본 발명의 한 실시예에 따른 단말이 아이들 모드에 있는 경우, 연결 설정 방법을 나타낸다.

도 10을 참고하면, 단말(200)은 데이터 서비스 우선 단말인 것을 가정한다. 데이터 서비스 우선 단말은 단말이 데이터 서비스를 수신하는데 최적화된 단말인 것을 의미한다. 데이터 서비스 우선 단말인지는 사용자에 의하여 설정될 수도 있고, 단말 기종에 따라 다르게 설정될 수도 있다.

아이들 모드(Idle Mode)에서 단말(200)은 E-UTRAN(500)에 연결되어 있고(S1900), P-GW(300)는 E-UTRAN(500)을 통하여 단말(200)에게 페이징(Paging) 메시지를 전송한다(S1910). 이후, 단말(200)은 E-UTRAN(500) 및 UTRAN(400)을 통하여 P-GW(300)와의 연결 설정 절차를 수행한다(S1920, S1930). 단말(200)이 E-UTRAN(500) 및 UTRAN(400)를 통하여 P-GW(300)와 연결 설정이 되면, 단말(200)과 P-GW(300)는 E-UTRAN(500) 및 UTRAN(400)에 데이터를 분산하여 전송할 수 있으므로, 데이터 송수신 속도를 높일 수 있다.

이때, S1920 및 S1930은 동시에 수행될 수도 있고, 순차적으로 수행될 수도 있다. 예를 들어, 단말(200)이 P-GW(300)로부터 페이징 메시지를 수신한 후 E-UTRAN(500)과 UTRAN(400)이 동시에 연결 설정될 수 있으나, 먼저 E-UTRAN(500)이 연결 설정된 후 트래픽이 소정 수준 이상인 경우에 한하여 UTRAN(400)이 연결 설정될 수도 있다.

도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 단말이 아이들 모드에 있는 경우, 연결 설정 방법을 나타낸다.

도 11을 참고하면, 단말(200)은 음성 서비스 우선 단말인 것을 가정한다. 음성 서비스 우선 단말은 단말이 음성 서비스를 수신하는데 최적화된 단말인 것을 의미한다. 음성 서비스 우선 단말인지는 사용자에 의하여 설정될 수도 있고, 단말 기종에 따라 다르게 설정될 수도 있다.

아이들 모드(Idle Mode)에서 단말(200)은 UTRAN(400)에 연결되어 있고(S2000), P-GW(300)는 UTRAN(400)을 통하여 단말(200)에게 페이징(Paging) 메시지를 전송한다(S2010). 이후, 단말(200)은 UTRAN(400) 및 E-UTRAN(500)을 통하여 P-GW(300)와의 연결 설정 절차를 수행한다(S2020, S2030). 단말(200)이 UTRAN(400) 및 E-UTRAN(500)을 통하여 P-GW(300)와 연결 설정이 되면, 단말(200)과 P-GW(300)는 UTRAN(400) 및 E-UTRAN(500)에 데이터를 분산하여 전송할 수 있으므로, 데이터 송수신 속도를 높일 수 있다.

이때, S2020 및 S2030은 동시에 수행될 수도 있고, 순차적으로 수행될 수도 있다. 예를 들어, 단말(200)이 P-GW(300)로부터 페이징 메시지를 수신한 후 UTRAN(400)과 E-UTRAN(500)이 동시에 연결 설정될 수 있으나, 먼저 UTRAN(400)이 연결 설정된 후 트래픽이 소정 수준 이상인 경우에 한하여 E-UTRAN(500)이 연결 설정될 수도 있다.

도 12는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 단말이 아이들 모드에 있는 경우, 연결 설정 방법을 나타낸다.

도 12를 참고하면, 단말(200)이 음성 서비스 우선 단말이고, 아이들 모드에서 UTRAN(400)에 연결되어 있으며(S2100), UTRAN(400)을 통하여 P-GW(300)로부터 페이징 메시지를 수신한 후(S2110), UTRAN(400) 및 E-UTRAN(500)과 연결 설정 되는 점(S2120, S2130)에서 도 11과 동일하다. 다만, 페이징 메시지는 S-GW(800), MME(700) 및 SGSN(600)을 통하여 단말(200)로 내려지는 점에서 도 11과 상이하다. 이에 따라, UTRAN(400)을 통해서 페이징 메시지를 수신하지만, 데이터 서비스를 위해서는 E-UTRAN(500)이 바로 연결될 수 있다.

도 10 내지 도 12와 같이, 아이들 모드에 있는 단말이 UTRAN(400) 및 E-UTRAN(500) 중 하나의 망에만 연결되어 있게 되면, 단말(200)의 배터리 소모를 줄일 수 있다. 또한, UTRAN(400) 및 E-UTRAN(500) 중 하나의 망으로부터 페이징 메시지를 수신한 후, 두 개의 망에 대한 연결 설정을 수행하고, 두 개의 망에 데이터를 분산하여 송수신하면, 데이터 송수신 속도를 높일 수 있다.

이상에서 설명한 본 발명의 실시예는 장치 및 방법을 통해서만 구현이 되는 것은 아니며, 본 발명의 실시예의 구성에 대응하는 기능을 실현하는 프로그램 또는 그 프로그램이 기록된 기록 매체를 통해 구현될 수도 있다.

이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

Claims

이종 네트워크를 지원하는 단말에 있어서,
상향링크로 전송할 데이터를 복수의 상향링크 데이터 패킷으로 분할하는 트래픽 제어부, 그리고
상기 복수의 상향링크 데이터 패킷 중 일부를 제1 네트워크를 통하여 패킷 데이터 네트워크 게이트웨이(Packet Data Network Gateway, P-GW)로 전송하고, 상기 복수의 상향링크 데이터 패킷 중 나머지 일부를 제2 네트워크를 통하여 상기 P-GW로 전송하는 통신부를 포함하며,
상기 트래픽 제어부는 분할되는 상향링크 데이터 패킷이 분할 전 상향링크 데이터 내에서 차지하는 순서를 나타내는 시퀀스 번호를 상기 분할되는 상향링크 데이터 패킷에 포함시켜서, 상기 P-GW가 상기 제1 네트워크와 상기 제2 네트워크를 통해 수신되는 복수의 상향링크 데이터 패킷 내에 포함되어 있는 시퀀스 번호를 사용하여 순서대로 정렬하여 상기 분할 전 상향링크 데이터를 생성하도록 하고,
상기 단말은 프로토콜 스택 상에서 하나의 IP 계층에 두 개의 링크가 접속되는 구조를 가지며, 상기 단말이 분할하여 전송하는 데이터를 시퀀스 번호를 사용하여 상기 P-GW가 재정렬하도록 상기 IP 계층의 상위에 시퀀스 계층이 형성되어 있는
것을 특징으로 하는 단말.
제1항에 있어서,
상기 제1 네트워크는 UTRAN(UMTS(Universal Mobile Telecommunications Systems) Terrestrial Radio Access Network)이고, 상기 제2 네트워크는 E-UTRAN(Evolved UTRAN)인 단말.
제1항에 있어서,
상기 통신부는 상기 제1 네트워크에 대한 버퍼와 상기 제2 네트워크에 대한 버퍼를 포함하고,
상기 트래픽 제어부는 상기 제1 네트워크에 대한 버퍼와 상기 제2 네트워크에 대한 버퍼를 모니터링하며, 버퍼의 상태에 따라 상기 복수의 상향링크 데이터 패킷을 상기 제1 네트워크와 상기 제2 네트워크로 분산시키는 단말.
제1항에 있어서,
상기 복수의 상향링크 데이터 패킷은 상기 P-GW가 상기 단말에게 할당한 인터넷 프로토콜(Internet Protocol, IP) 주소를 포함하는 단말.
제1항에 있어서,
상기 통신부는 복수의 하향링크 데이터 패킷 중 일부를 상기 제1 네트워크를 통하여 상기 P-GW로부터 수신하고, 상기 복수의 하향링크 데이터 패킷 중 나머지 일부를 상기 제2 네트워크를 통하여 상기 P-GW로부터 수신하며,
상기 트래픽 제어부는 상기 복수의 하향링크 데이터 패킷을 순서대로 정렬하는
단말.
제5항에 있어서,
상기 복수의 하향링크 데이터 패킷 각각은 시퀀스 번호(Sequence Number, SN)를 포함하고,
상기 트래픽 제어부는 상기 시퀀스 번호를 이용하여 상기 복수의 하향링크 데이터 패킷을 순서대로 정렬하는 단말.
이종 네트워크를 지원하는 단말의 데이터 송수신 방법에 있어서,
상향링크로 전송할 데이터를 복수의 상향링크 데이터 패킷으로 분할하는 단계, 그리고
상기 복수의 상향링크 데이터 패킷 중 일부를 제1 네트워크를 통하여 P-GW로 전송하고, 상기 복수의 상향링크 데이터 패킷 중 나머지 일부를 제2 네트워크를 통하여 상기 P-GW로 전송하는 단계를 포함하며,
상기 분할하는 단계에서, 상기 단말은 분할되는 상향링크 데이터 패킷이 분할 전 상향링크 데이터 내에서 차지하는 순서를 나타내는 시퀀스 번호를 상기 분할되는 상향링크 데이터 패킷에 포함시켜서, 상기 P-G로 전송하는 단계 후에 상기 P-GW가 상기 제1 네트워크와 상기 제2 네트워크를 통해 수신되는 복수의 상향링크 데이터 패킷 내에 포함되어 있는 시퀀스 번호를 사용하여 순서대로 정렬하여 상기 분할 전 상향링크 데이터를 생성하도록 하고,
상기 단말은 프로토콜 스택 상에서 하나의 IP 계층에 두 개의 링크가 접속되는 구조를 가지며, 상기 단말이 분할하여 전송하는 데이터를 시퀀스 번호를 사용하여 상기 P-GW가 재정렬하도록 상기 IP 계층의 상위에 시퀀스 계층이 형성되어 있는
것을 특징으로 하는 데이터 송수신 방법.
제7항에 있어서,
복수의 하향링크 데이터 패킷 중 일부를 상기 제1 네트워크를 통하여 상기 P-GW로부터 수신하고, 상기 복수의 하향링크 데이터 패킷 중 나머지 일부를 상기 제2 네트워크를 통하여 상기 P-GW로부터 수신하는 단계, 그리고
상기 복수의 하향링크 데이터 패킷을 순서대로 정렬하는 단계
를 더 포함하는 데이터 송수신 방법.
제8항에 있어서,
상기 제1 네트워크는 UTRAN(UMTS(Universal Mobile Telecommunications Systems) Terrestrial Radio Access Network)이고, 상기 제2 네트워크는 E-UTRAN(Evolved UTRAN)인 데이터 송수신 방법.
제9항에 있어서,
상기 단말이 아이들 모드에 있는 경우, 상기 제1 네트워크 또는 상기 제2 네트워크를 통하여 페이징 메시지를 수신하는 단계, 그리고
상기 제1 네트워크 및 상기 제2 네트워크와 연결 설정을 수행하는 단계
를 더 포함하는 데이터 송수신 방법.
제10항에 있어서,
상기 단말이 데이터 서비스 우선 단말인 경우, 상기 단말은 상기 제2 네트워크로부터 상기 페이징 메시지를 수신하는 데이터 송수신 방법.
제10항에 있어서,
상기 단말이 음성 서비스 우선 단말인 경우, 상기 단말은 상기 제1 네트워크로부터 상기 페이징 메시지를 수신하는 데이터 송수신 방법.
이종 네트워크를 지원하는 패킷 데이터 네트워크 게이트웨이(Packet Data Network Gateway, P-GW)에 있어서,
하향링크로 전송할 데이터를 복수의 하향링크 데이터 패킷으로 분할하는 트래픽 제어부, 그리고
상기 복수의 하향링크 데이터 패킷 중 일부를 제1 네트워크를 통하여 단말에게 전송하고, 상기 복수의 하향링크 데이터 패킷 중 나머지 일부를 제2 네트워크를 통하여 상기 단말에게 전송하는 통신부를 포함하며,
상기 트래픽 제어부는 분할되는 하향링크 데이터 패킷이 분할 전 하향링크 데이터 내에서 차지하는 순서를 나타내는 시퀀스 번호를 상기 분할되는 하향링크 데이터 패킷에 포함시켜서, 상기 단말이 상기 제1 네트워크와 상기 제2 네트워크를 통해 수신되는 복수의 하향링크 데이터 패킷 내에 포함되어 있는 시퀀스 번호를 사용하여 순서대로 정렬하여 상기 분할 전 하향링크 데이터를 생성하도록 하고,
상기 패킷 데이터 네트워크 게이트웨이는 프로토콜 스택 상에서 하나의 IP 계층에 두 개의 링크가 접속되는 구조를 가지며, 상기 패킷 데이터 네트워크 게이트웨이가 분할하여 전송하는 데이터를 시퀀스 번호를 사용하여 상기 단말이 재정렬하도록 상기 IP 계층의 상위에 시퀀스 계층이 형성되어 있는
것을 특징으로 하는 패킷 데이터 네트워크 게이트웨이.
제13항에 있어서,
상기 통신부는 복수의 상향링크 데이터 패킷 중 일부를 상기 제1 네트워크를 통하여 상기 단말로부터 수신하고, 상기 복수의 상향링크 데이터 패킷 중 나머지 일부를 상기 제2 네트워크를 통하여 상기 단말로부터 수신하며,
상기 트래픽 제어부는 상기 복수의 상향링크 데이터 패킷을 순서대로 정렬하여 인터넷으로 전송하는
패킷 데이터 네트워크 게이트웨이.