KR101578278B1 - 셀룰러 네트워크와 ｗｌａｎ을 통합하는 네트워크 조건 하에서의 통신 방법 - Google Patents

셀룰러 네트워크와 ｗｌａｎ을 통합하는 네트워크 조건 하에서의 통신 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 셀룰러 네트워크와 WLAN을 통합하는 네트워크 조건 하에서의 액세스 제어 장치를 위한 통신 방법과 관련되며, 본 방법은 하기 단계들을 포함한다: 사용자 장비로부터 업링크 데이터 패키지를 수신하는 단계; 수신된 업링크 데이터 패키지로부터 업링크 데이터 패키지의 착신지 주소를 검색하는 단계; 착신지 주소의 속성을 결정하고, 착신지 주소가 고정 네트워크 세그먼트의 속성을 가진다면, 이후 NAT(Network Address Translation) 기능을 통해 업링크 데이터 패키지를 고정 액세스 네트워크에게 라우팅하는 단계; 착신지 주소가 모바일 코어 네트어크 세그먼트의 속성을 가진다면, 이후 NAT(Network Address Translation) 기능을 통해 업링크 데이터 패키지를 모바일 코어 네트워크에게 라우팅하는 단계. 본 발명의 방법을 사용하면, WLAN 및 모바일 코어 네트워크는 단순하게 함께 통합되고, 셀룰러 액세스 네트워크 및 모바일 코어 네트워크의 부하가 줄어든다. 게다가, 제안된 방법은 그 외의 네트워크 부분들에 영향을 미치지 않을 것이고, 따라서 양호한 호환성의 이점을 갖는다.

Description

셀룰러 네트워크와 ＷＬＡＮ을 통합하는 네트워크 조건 하에서의 통신 방법{METHOD OF COMMUNICATION UNDER NETWORK CONDITION CONVERGING CELLULAR NETWORK AND WLAN}
본 발명은 이동 통신 네트워크(mobile communication network)에 관한 것이데, 특히 셀룰러 네트워크와 WLAN을 통합(converge)하는 네트워크 조건 하에서의 통신 방법에 관한 것이다.
이동 통신 네트워크의 발전으로, 더욱 더 많은 스마트 단말들이 이동 통신 네트워크를 통해 모바일 데이터 트래픽에 액세스하는데, 이는 모바일 액세스 네트워크 및 코어 네트워크의 부하가 증가하는 결과를 낳는다. 모바일 액세스 네트워크 및 코어 네트워크의 용량은 폭발적인 사용자 데이터 트래픽을 따라갈 수 없는데, 이는 특히 많은 가입자들이 빈번하게 데이터 트래픽에 액세스하는 지역에서 네트워크의 혼잡 또는 충돌이라는 결과를 낳는다. 그러므로 운영자들은 효율적으로 모바일 액세스 네트워크 및 모바일 코어 네트워크의 부하를 줄일 수 있는 부하 저감 해결책을 기대하고 있다.
한편, Wi-Fi 기술은 급속히 발전하여 왔다. Wi-Fi가 넓은 대역폭과 저비용이라는 장점을 가진다는 사실 때문에, 더욱 더 많은 가입자들이 Wi-Fi 기술에 따라 WLAN(Wireless Local Area Network)의 리소스를 이용하여 모바일 데이터 트래픽에 액세스한다. 그러므로 Wi-Fi 기술을 이용하는 WLAN을 통해 이동 통신 네트워크에서 부하를 줄이는 것이 바람직하다.
3GPP(3rd Generation Partnership Project) 표준은, 도 1에 도시된 바와 같이 I-WLAN(interworking WLAN)으로 명명된 Wi-Fi 및 3GPP 네트워크들의 연동을 위한 아키텍처들을 상세히 규정하고 있다. 이런 아키텍처에서, 하기 액세스 스킴이 포함된다:
a) WLAN 액세스: 3GPP 시스템을 통하여 인증받고 권한 부여받기 위해, 가입자들에게 WLAN 및 로컬하게 연결된 IP 네트워크와의 액세스를 제공함
b) WLAN 사용자 장비들(UE들)이 3G 운영자 네트워크들과 같은, 외부 IP 네트워크들과의 연결을 확립하도록 허용하는 WLAN 3GPP 액세스. 그러면, 가입자들은 WLAN을 통해 3G 패킷 서비스들(packet services: PS)에 액세스할 수 있다. 여기서, UE가 연결될 패킷 데이터 네트워크(Packet Data Network: PDN)는 UE에 의해 요청되는 3G PS-기반 서비스의 유형에 기초해 선택된다. 요청된 3G PS-기반 서비스는 W-APN(WLAN-Access Point Name)을 통하여 UE에 의해 식별된다.
UE가 동시에 인터넷 서비스들(직접 IP 액세스)과 3GPP 서비스들(3GPP IP 액세스)에 액세스하는 동안, 이것은 WLAN 네트워크와 PDN으로부터 2개의 IP 주소(IP address)를 얻을 필요가 있는데, 그 이유는 이런 2 종류의 서비스가 상이한 메커니즘들을 갖는 2개의 네트워크에 의해 제공되기 때문이다. WLAN 네트워크로부터 획득된 IP 주소는, UE로부터 보내진 데이터 패키지들이 인터넷에게 라우팅될 수 있도록, 로컬 전송 네트워크와 연결하는데 사용된다. PDN에 의해 할당된 IP 주소는, UE가 3GPP 서비스들에 액세스할 수 있도록, UE와 PDN 사이에 종단 대 종단 터널을 확립하는데 사용된다. UE는 이런 해결책에서 2개 이상의 IP 주소를 획득할 뿐만 아니라 IPSec 터널을 확립하는 능력을 갖도록 요구된다. 이것은 UE에 대한 추가적 요구들이 생기게 하고, 네트워크에서 기존 UE들에 관하여 나쁜 호환성을 갖게 한다.
본 발명의 목적은 데이터 패키지 주소에 따라 데이터 패키지를 라우팅하는 WLAN(Wireless Local Area Network)의 액세스 제어 장치에서의 방법을 제공하는 것이다. UE에 대한 요구가 그에 따라 단순화될 수 있고 모바일 코어 네트워크와 셀룰러 액세스 네트워크의 부하의 감소가 달성될 수 있다는 점에서 유리하다.
본 발명의 제1 양태에 따르면, 셀룰러 네트워크 및 WLAN을 통합하는 네트워크 조건 하에서의 액세스 제어 장치를 위한 통신 방법이 제안된다. 이 방법은 하기 단계들을 포함한다: 사용자 장비로부터 업링크 데이터 패키지를 수신하는 단계; 수신된 업링크 데이터 패키지로부터 업링크 데이터 패키지의 착신지 주소(destination address)를 검색하는 단계; 착신지 주소의 속성(attribution)을 결정하고, 착신지 주소가 고정 네트워크 세그먼트(fixed network segment)의 속성을 가진다면, 이후 NAT(Network Address Translation) 기능을 통해 업링크 데이터 패키지를 고정 액세스 네트워크에게 라우팅하는 단계; 착신지 주소가 모바일 코어 네트워크 세그먼트의 속성을 가진다면, 이후 NAT(Network Address Translation) 기능을 통해 업링크 데이터 패키지를 모바일 코어 네트워크에게 라우팅하는 단계.
게다가, 방법은 액세스 제어 장치가 에이전트로서 사용자 장비의 인증, 권한 부여 및 과금(Authentication, Authorization and Accounting: AAA)을 수행하는 단계를 포함한다.
본 발명의 제2 양태에 따르면, 셀룰러 네트워크 및 WLAN을 통합하는 네트워크 조건 하에서의 액세스 제어 장치를 위한 다운링크 데이터 통신 방법이 제안된다. 본 방법은 하기 단계들을 포함한다: 다운링크 데이터 패키지를 수신하는 단계; NAT(Network Address Translation) 기능을 수행하고, 다운링크 데이터 패키지에 대응하는 사용자 장비에게 다운링크 데이터 패키지를 포워딩하는 단계.
그러므로 상기 기술적 해결책을 이용하면, WLAN과 모바일 코어 네트워크는 단순하게 함께 통합될 수 있고, 셀룰러 액세스 네트워크 및 모바일 코어 네트워크의 부하가 줄어든다. 더욱이, 상기 기술적 해결책은 UE에 대한 요구들을 단순화한다. UE는 하나의 IP 주소를 유지할 필요가 있을 뿐이고, 따라서 UE가 트래픽 유형들을 구별하고 복잡한 전송 터널을 선택하거나 확립하는 것이 필요하지 않다. 한편 본 방법은 그 외의 네트워크 장치에 영향을 미치지 않을 것이고, 그러므로 기존 UE들 및 네트워크 장치에 대한 호환성이 향상된다.
본 발명의 제3 양태에 따르면, 셀룰러 네트워크 및 WLAN을 통합하는 네트워크 조건 하에서의 사용자 장비를 위한 업링크 데이터 통신 방법이 제안된다. 이 방법은 하기 단계들을 포함한다: 원하는 데이터 트래픽에 대응하는 APN(Access Point Name)을 결정하는 단계; 원하는 데이터 트래픽이 제1 유형의 APN(Access Point Name)에 대응하면, 발신지 주소(source address)로서 제1 주소를 이용하여 데이터 패키지를 캡슐화하는 단계; 원하는 데이터 트래픽이 제2 유형의 APN(Access Point Name)에 대응한다고 결정되면, 발신지 주소로서 제2 주소를 이용하여 데이터 패키지를 캡슐화하는 단계.
본 발명의 제4 양태에 따르면, 셀룰러 네트워크 및 WLAN을 통합하는 네트워크 조건 하에서의 액세스 제어 장치를 위한 통신 방법이 제안된다. 본 방법은 하기 단계들을 포함한다: 사용자 장비로부터 업링크 데이터 패키지를 수신하는 단계; 수신된 업링크 데이터 패키지로부터 업링크 데이터 패키지의 발신지 주소를 검색하는 단계; 발신지 주소가 모바일 코어 네트워크에 의해 사용자 장비에게 할당된 제1 주소 또는 고정 네트워크에 의해 사용자 장비에게 할당된 제2 주소인지를 결정하고, 발신지 주소가 제2 주소라면 고정 네트워크를 통해 업링크 데이터 패키지를 포워딩하는 단계; 발신지 주소가 제1 주소라면 이후 발신지 주소가 제2 주소이고 착신지 주소가 모바일 코어 네트워크 게이트웨이 주소인 헤드를 업링크 데이터 패키지에 추가한 후 모바일 코어 네트워크에게 업링크 데이터 패키지를 포워딩하는 단계.
본 발명의 제5 양태에 따르면, 셀룰러 네트워크 및 WLAN을 통합하는 네트워크 조건 하에서의 액세스 제어 장치를 위한 다운링크 데이터 통신 방법이 상응하게 제안되는데, 여기서, 본 방법은 하기 단계들을 포함한다: 다운링크 데이터 패키지를 수신하는 단계; 다운링크 데이터 패키지의 발신지 주소가 모바일 코어 네트워크 세그먼트 또는 고정 네트워크 세그먼트의 속성을 갖는지를 결정하고, 발신지 주소가 고정 네트워크 세그먼트의 속성을 가진다면, 이후 다운링크 데이터 패키지에 대응하는 사용자 장비에게 직접적으로 다운링크 데이터 패키지를 포워딩하는 단계; 발신지 주소가 모바일 코어 네트워크 세그먼트의 속성을 가진다면, 이후 다운링크 데이터 패키지를 캡슐화 해제(decapsulate)하고, 모바일 코어 네트워크에 의해 사용자 장비에게 할당된 주소인 착신지 주소를 가진 원 데이터 패키지를 검색하고, 이후 사용자 장비에게 원 데이터 패키지를 포워딩하는 단계.
결과적으로, 상기 기술적 해결책을 이용하면, 하나의 UE가 2개의 IP 주소를 유지할지라도 UE는 단순화될 수 있는데, 그 이유는 UE가 터널을 확립하거나 또는 복잡한 터널 프로토콜을 지원하는 것이 필요하지 않기 때문이다. 게다가, 상기 기술적 해결책은 WLAN에 앵커(anchor)를 가져다 주어서, 서비스의 이동성(mobility)을 보장한다. UE가 WLAN에 진입하거나 이를 떠날 때, 대화(conversation)의 연속성은 다시 대화를 확립하지 않고서 유지될 수 있다.
본 발명의 제6 양태에 따르면, 셀룰러 네트워크 및 WLAN을 통합하는 네트워크 조건 하에서의 액세스 제어 장치를 위한 DSMIP 기반 통신 방법이 제안된다. 본 방법은 하기 단계들을 포함한다: 사용자 장비로부터 DSMIP 프로토콜에 따라 캡슐화된 업링크 데이터 패키지를 수신하는 단계; DSMIP 프로토콜에 따라 캡슐화된 업링크 데이터 패키지에서 원 데이터 패키지의 착신지 주소를 검출하고, 그 속성을 결정하는 단계; 착신지 주소가 고정 네트워크 세그먼트의 속성을 가진다면, 이후 DSMIP 프로토콜 캡슐화의 헤드를 폐기하고, 원 데이터 패키지를 직접적으로 고정 액세스 네트워크에게 라우팅하는 단계; 착신지 주소가 모바일 코어 네트워크 세그먼트의 속성을 가진다면, 이후 모바일 코어 네트워크에게 터널 캡슐화된 업링크 데이터 패키지를 라우팅하는 단계.
결과적으로, 상기 기술적 해결책은 DSMIP 기반 네트워크에서 모바일 코어 네트워크 및 셀룰러 액세스 네트워크의 부하를 줄일 수 있다.
본 발명의 해결책들에 따르면, WLAN의 액세스 제어 장치에서, 데이터 패키지의 착신지 주소 또는 발신지 주소에 따라 상이한 경로를 경유해 데이터 패키지를 라우팅하는 것이 결정될 수 있다. WLAN 및 모바일 코어 네트워크는 단순하게 함께 통합되고, 셀룰러 액세스 네트워크 및 모바일 코어 네트워크의 부하가 줄어든다. 게다가, 본 발명은 또한 균일한 과금을 수행하는 것이 쉽다는 장점을 포함한다. 이것은 운영자들이 관리하고 제어할 수 있는 인증을 맨 처음에 수행함으로써, 운영자들이 WLAN의 유용성을 관리하는 것을 도울 수 있다.
도 1은 I-WLAN 기반 통신 네트워크의 토폴로지를 도시한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 통신 네트워크의 토폴로지를 도시한다.
도 3은 도 2의 실시예에서의 업링크 통신 방법의 흐름도를 도시한다.
도 4는 도 2의 실시예에서의 다운링크 데이터 통신 방법의 흐름도를 도시한다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 통신 네트워크의 토폴로지를 도시한다.
도 6은 도 5의 실시예에서의 업링크 통신 방법의 흐름도를 도시한다.
도 7은 도 5의 실시예에서의 통신 방법의 데이터 캡슐화를 도시한다.
도 8은 도 5의 실시예에서의 다운링크 데이터 통신 방법의 흐름도를 도시한다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 통신 네트워크의 토폴로지를 도시한다.
도 10은 도 9의 실시예에서의 다운링크 데이터 통신 방법의 흐름도를 도시한다.
도면들에서 동일하거나 비슷한 참조 번호들은 동일하거나 비슷한 수단을 가리키는 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 셀룰러 네트워크와 WLAN을 통합하는 네트워크 조건 하에서의 통신 네트워크의 토폴로지를 도시한다. 도 2에 나타난 바와 같이, 셀룰러 네트워크와 WLAN을 통합하는 네트워크 조건 하에서, UTRAN(Universal Terrestrial Radio Access)(210), WLAN 액세스 네트워크(220), 모바일 코어 네트워크(230), UE(250) 및 고정 네트워크(fixed network)(260)가 포함된다.
도 2에서, 노드 B(211, 212)는 UTRAN(210)에 보여지고, Wi-Fi 액세스 포인트(221, 222)는 WLAN 액세스 네트워크(220)에 보여지고, 서빙 게이트웨이(Serving Gateway: S-GW)/서빙 GPRS 지원 노드(Serving GPRS Support Node: SGSN)/모바일 관리 개체(Mobile Management Entity: MME)(231), HLR(Home Location Register)/AAA(Authentication, Authorization and Accounting) 레지스터(232), 게이트웨이 GPRS 서비스 노드(Gateway GPRS Service Node: GGSN)/PDN 게이트웨이(PDN Gateway: PGW)/PDG(Packet Data Gateway)(233) 및 홈 에이전트(Home Agent: HA)(234)가 모바일 코어 네트워크(230)에 보여진다. 당업자는 본 발명의 이해를 위해 필요한 부분들만이 여기서 보여지고, 이동 통신 네트워크 시스템에 포함된 구성요소들은 여기 보여진 것들에 제한되지는 않는다는 것을 알 것이다.
전형적으로, UE(250)는 UTRAN(210)을 통해, S-GW/SGSN/MME(231)과 GGSN/PGW/PDG(233) 뿐만 아니라 HA(234)를 경유하여, SMS(Short Message Service) 또는 VoIP(Voice over IP) 등등과 같은 3GPP 서비스에 액세스할 수 있다.
게다가, WAB(Wireless Access Broker)(240)의 기능 엔티티가, WLAN 및 운영자들의 네트워크를 함께 통합시키고, 네트워크의 커버리지를 연장하고 모바일 액세스 네트워크 및 모바일 코어 네트워크의 부하를 줄이기 위해서, 본 발명에 따른 방법을 수행하기 위해 본 실시예에 도입된다. 이하에서, WAB(Wireless Access Broker)는 또한 액세스 제어 장치로 불린다.
도 2에 도시된 셀룰러 네트워크 및 WLAN을 통합하는 네트워크 조건 하에서의 액세스 제어 장치를 위한 통신 방법이 도 3과 연계하여 기술될 것이다. S21 단계에서, 3G 코어 네트워크의 패키지 데이터 게이트웨이(Package Data Gateway: PDG)(233) 및 동적 호스트 구성 프로토콜(Dynamic Host Configuration Protocol: DHCP)(도 2에 도시 안됨)은 WAB(240)의 요청에 응답하고 IP 주소를 제각기 그것에 할당한다. S22 단계에서, WAB(240)는 모바일 코어 네트워크의PDG(233) 및 DHCP로부터 제각기 2개의 IP 주소를 얻는다. 여기서, 도 2에 도시된 바와 같이, 모바일 코어 네트워크에 의해 WAB(240)에 할당된 주소는 Addr.1로 라벨링되고, 고정 네트워크에 의해 WAB에 할당된 주소는 Addr.2로 라벨링된다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 실시예에서, UE(250)가 Wi-Fi 액세스 포인트의 커버리지 내에 있다면, UE(250)는 S11 단계에서 Wi-Fi 액세스 포인트를 경유해 WAB(240)에게 연결된다. WLAN 연결이 UE(250)와 WAB(240) 사이에 확립된 후, UE(250)는 EAP-AKA 기반 인증을 개시한다. WAB(240)는 UE와 AAA/HLR 서버 간의 인증을 가능하게 하기 위해, S23 단계에서 인증 기능을 수행한다. S24 단계에서, WAB(240)는 UE(250)의 요청에 응답하고 UE(250)에게 로컬 IP 주소를 할당한다. 서비스 액세스 절차 동안, UE(250)가 S121 단계에서 3GPP 서비스 요청을 보낸다면, UE로부터 업링크 데이터 패키지를 수신한 후, WAB(240)는 수신된 업링크 데이터 패키지로부터 업링크 데이터 패키지의 착신지 주소를 검색하고, S25 단계에서 착신지 주소의 속성을 결정한다. 착신지 주소가 모바일 코어 네트워크 세그먼트의 속성을 가진다면, 이후 WAB(240)는 NAT(Network Address Translation) 기능을 수행하는데, 즉, UE(250)의 로컬 IP 주소가 3G 코어 네트워크로부터 WAB(240)에 의해 획득된 Addr.1로 번역된다. S26 단계에서, NAT 기능 후의 데이터 패키지는 WAB(240)와 PDG(233) 사이의 터널을 통하여 3G 코어 네트워크에게 라우팅된다. UE(250)가 S122 단계에서 인터넷 서비스 요청을 보낸다면, UE로부터 업링크 데이터 패키지를 수신한 후, WAB(240)는 수신된 업링크 데이터 패키지로부터 업링크 데이터 패키지의 착신지 주소를 검색하고, S27 단계에서 착신지 주소의 속성을 결정한다. 착신지 주소가 고정 네트워크 세그먼트의 속성을 가진다면, 이후 WAB(240)는 NAT 기능을 수행하는데, 즉, UE(250)의 로컬 IP 주소가 고정 네트워크로부터 WAB(240)에 의해 획득된 Addr.2로 번역된다. S28 단계에서, NAT 기능 후의 데이터 패키지는 고정 네트워크에게 라우팅된다.
당업자는 S23 단계와 S24 단계가 본 발명의 구현에 대해 선택 사항이라는 것을 알 수 있다.
상응하여, 도 4는 도 2에 도시된 셀룰러 네트워크 및 WLAN을 통합하는 네트워크 조건 하에서의 다운링크 데이터 통신 방법을 도시한다. 본 실시예에서, S41 단계에서, WAB(240)는 모바일 코어 네트워크 또는 고정 네트워크로부터 다운링크 데이터 패키지를 수신한다. NAT 기능은 S42 단계에서 실행된다. S43 단계에서, 다운링크 데이터 패키지는 다운링크 데이터 패키지에 대응하는 UE(250)에게 포워딩된다. 여기서, UE가 WLAN으로부터 모바일 셀룰러 네트워크로 스위칭될 때, WAB는 WLAN에서의 앵커(anchor)로 작동할 수 있고, 또한 모바일 코어 네트워크의 이동성 앵커에게의 터널을 확립함으로써 UE의 다운링크 데이터 패키지를 포워딩한다. 그러므로, WLAN에게 앵커를 가져다 주게되고, 이는 서비스의 이동성을 보장하는데, 즉, UE가 WLAN에 진입하거나 이를 떠날 때, 대화의 연속성은 다시 대화를 확립하지 않고서 유지될 수 있다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따라 셀룰러 네트워크 및 WLAN을 통합하는 네트워크 조건 하에서의 통신 네트워크의 토폴로지를 보여준다. 도 5에 도시된 바와 같이, 셀룰러 네트워크와 WLAN을 통합하는 네트워크 조건 하에서, UTRAN(510), WLAN 액세스 네트워크(520), 모바일 코어 네트워크(530), UE(550) 및 고정 네트워크(560)가 포함된다.
도 5에서, 노드 B(511, 512)는 UTRAN(510)에 보여지고, Wi-Fi 액세스 포인트(521, 522)는 WLAN 액세스 네트워크(520)에 보여지고, S-GW/SGSN/MME(531), HLR/AAA(532), GGSN/PGW/PDG(533)과 HA(534)는 모바일 코어 네트워크(530)에 보여진다. 당업자는 본 발명의 이해를 위해 필요한 부분들만이 여기서 보여진 것이고 이동 통신 네트워크 시스템에 포함된 구성요소들이 여기 보여진 것들에 제한되지 않는다는 것을 알 것이다.
전형적으로, UE(550)는 UTRAN(510)을 통해, S-GW/SGSN/MME(531)과 GGSN/PGW/PDG(533)뿐만 아니라 HA(534)를 경유하여, SMS 또는 VoIP 등등과 같은 3GPP 서비스에 액세스할 수 있다.
게다가, WAB(540)의 기능 엔티티가, WLAN과 운영자들의 네트워크를 함께 통합시키고, 네트워크의 커버리지를 연장하고 모바일 액세스 네트워크 및 모바일 코어 네트워크의 부하를 줄이기 위해서, 본 발명에 따른 방법을 수행하기 위해 본 실시예에 또한 도입된다. 도 2의 실시예와 다른 점은 본 실시예에서 UE(550)가 모바일 코어 네트워크에 의해 UE에게 할당된 제1 주소 및 고정 IP 네트워크에 의해 UE에게 할당된 제2 주소인 2개의 IP 주소를 갖는다는 것이다. 그리고 상응하여, WAB가 업링크 데이터 패키지의 착신지 주소에 따라 업링크 데이터 패키지를 라우팅하기 위한 경로를 선택하는 것이 더 이상 필요하지 않다. 그 대신에 WAB는 업링크 데이터 패키지의 발신지 주소에 따라 경로를 선택한다. 이하에서, WAB는 또한 액세스 제어 장치로 불린다.
도 6은 도 5에 도시된 네트워크 조건 하에서의 본 발명의 일 실시예에 따른 통신 방법의 흐름도를 도시한다. 본 발명의 일 실시예에 따라 셀룰러 네트워크 및 WLAN을 통합하는 네트워크 조건 하에서의 액세스 제어 장치 및 UE를 위한 통신 방법이 도 6과 관련하여 기술된다. 첫째로 S31 단계 및 S32 단계에서, 3G 코어 네트워크의 PDG(533) 및 고정 네트워크는 UE(550)의 요청에 응답하고, 그것에게 제각기 IP 주소를 할당한다. 여기서, 도 5에 도시된 바와 같이, 모바일 코어 네트워크에 의해 UE(550)에게 할당되는 주소는 Addr.1로 라벨링되고 고정 네트워크에 의해 UE(550)에게 할당되는 주소는 Addr.2로 라벨링된다. UE(550)는 S51 단계에서 원하는 데이터 트래픽에 대응하는 APN(Access Point Name)을 결정한다. 원하는 데이터 트래픽의 APN이 모바일 코어 네트워크에 대응하면, UE(550)는 Addr.1을 발신지 주소로서 이용하여 데이터 패키지를 캡슐화하고, S52 단계에서 데이터 패키지를 WAB(540)에게 전송한다. UE(550)가 S55 단계에서 원하는 데이터 트래픽의 APN이 고정 네트워크에 대응하는 것으로 결정하면, 이후 도 7에 도시된 바와 같이 Addr.2를 발신지 주소로 이용하여 데이터 패키지를 캡슐화한다. UE(550)는 S56 단계에서 데이터 패키지를 WAB(540)에게 전송한다.
WAB(540)가 UE로부터 업링크 데이터 패키지를 수신한 후, 이는 수신된 업링크 데이터 패키지로부터 업링크 데이터 패키지의 발신지 주소를 검색하고, 발신지 주소가 Addr.1 또는 Addr.2인지를 결정한다. 발신지 주소가 S53 단계에서 Addr.1로 결정되면, 도 7에 도시된 바와 같이, 발신지 주소가 제2 주소이고 착신지 주소가 모바일 코어 네트워크 게이트웨이 주소인 헤드가 업링크 데이터 패키지에 추가될 것이다. 이후 업링크 데이터 패키지는 S54 단계에서 모바일 코어 네트워크에게 포워딩된다. 헤드는 WAB와 모바일 코어 네트워크 사이의 터널을 확립하는데 사용된다. 발신지 주소가 S57 단계에서 Addr.2로 결정되면, 업링크 데이터 패키지는 S58 단계에서 고정 네트워크를 경유해 직접적으로 포워딩될 것이다.
상응하여, 도 8은 도 5에 도시된 셀룰러 네트워크 및 WLAN을 통합하는 네트워크 조건 하에서의 다운링크 데이터 통신 방법을 도시한다. 본 발명의 상기 실시예들에서, WAB는 다운링크 데이터 패키지들을 위한 하기 단계들을 수행한다: S81 단계에서, 고정 네트워크 또는 모바일 코어 네트워크로부터 다운링크 데이터 패키지를 수신하고; S82 단계에서, 다운링크 데이터 패키지의 발신지 주소가 모바일 코어 네트워크 세그먼트 또는 고정 네트워크 세그먼트의 속성을 갖는지를 결정하고, 발신지 주소가 고정 네트워크의 속성을 가진다면, 이후 S83 단계에서 다운링크 데이터 패키지에 대응하는 UE에게 다운링크 데이터 패키지를 직접적으로 포워딩하고; S84 단계에서 발신지 주소가 모바일 코어 네트워크 세그먼트의 속성을 가진다고 결정되면, 이후 단계 S85에서 다운링크 데이터 패키지를 캡슐화 해제하고, Addr.1인 착신지 주소를 갖는 원 데이터 패키지를 검색하고, 이후 S86 단계에서 UE에게 원 데이터 패키지를 포워딩함. 그러므로 WLAN에게 앵커를 가져다 주게 되고, 이는 서비스의 이동성을 보장하는데, 즉, UE가 WLAN에 진입하거나 이를 떠날 때 대화의 연속성은 다시 대화를 확립하지 않고서 유지될 수 있다.
게다가, 3GPP Rel 8은 셀룰러 네트워크와 WLAN 사이의 이동성을 지원하는 DSMIP(Dual Stack Mobile IP) 메커니즘을 제공한다. 그러나, 모든 데이터 트래픽(3GPP 서비스 및 인터넷 서비스를 포함함)이 이런 메커니즘을 구현하는 동안 모바일 코어 네트워크(HA 라우터)에 어그리게이트(aggregate)될 필요가 있다. 본 발명의 가르침에 따라, 도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따라 셀룰러 네트워크를 통합하는 네트워크 조건 하에서의 통신 네트워크의 토폴로지를 도시한다. 도 9에 도시된 바와 같이, 셀룰러 네트워크를 통합하는 네트워크 조건 하에서, UTRAN(910), WLAN 액세스 네트워크(920), 모바일 코어 네트워크(930), UE(950)와 고정 네트워크(960)가 포함된다.
도 9에서, 노드 B(911, 912)는 UTRAN(910)에 보여지고, Wi-Fi 액세스 포인트(921, 922)는 WLAN 액세스 네트워크(920)에 보여지고, S-GW/SGSN/MME(931), HLR/AAA(932), GGSN/PGW/PDG(933), 및 HA(934)는 모바일 코어 네트워크(930)에 보여진다. 당업자는 본 발명의 이해를 위해 필요한 부분들만이 여기서 보여지고, 이동 통신 네트워크 시스템에 포함된 구성요소들이 여기 보여진 것들에 제한되지 않는다는 것을 알 것이다.
전형적으로, UE(950)는 UTRAN(910)을 통해, S-GW/SGSN/MME(931)과 GGSN/PGW/PDG(933)뿐만 아니라 HA(934)를 경유하여, SMS 또는 VoIP 등등과 같은 3GPP 서비스에 액세스할 수 있다.
게다가, WAB(940)의 기능 엔티티가, WLAN과 운영자들의 네트워크를 함께 통합하고, 네트워크의 커버리지를 연장하고 모바일 액세스 네트워크 및 모바일 코어 네트워크의 부하를 줄이기 위해서, 본 발명에 따른 방법을 수행하기 위해 본 실시예에 또한 도입된다. 본 실시예에서, UE(950)는 모바일 코어 네트워크에 의해 할당된 166.111.4.222의 홈 주소(Home Address: HoA)를 갖는다. UE가 WLAN으로 스위칭될 때, WLAN은 그것에게 172.24.149.166의 CoA(Care of Address)를 할당한다. UE가 액세스하려고 시도한 착신지 주소는 162.105.203.16 이다. UE(950)는 DSMIP 프로토콜에 따라 데이터 패키지들을 캡슐화하고, HA에 대한 터널을 확립하고, 데이터 패키지들을 전송한다.
여기서, 본 발명에 따른 WAB(940)는 하기 단계들을 수행한다: S91 단계에서 UE(950)로부터 DSMIP 프로토콜에 따라 캡슐화된 업링크 데이터 패키지를 수신하고; S92 단계에서 DSMIP 프로토콜에 따라 캡슐화된 업링크 데이터 패키지에서 원 데이터 패키지의 착신지 주소를 검출하고, 그것의 속성을 결정하고; 착신지 주소가 모바일 코어 네트워크 세그먼트의 속성을 가진다면, 이후 S93 단계에서 모바일 코어 네트워크에게 터널 캡슐화된 업링크 데이터 패키지를 라우팅하고; 착신지 주소가 고정 네트워크 세그먼트의 속성을 가진다면, 이후 S94 단계에서 DSMIP 프로토콜 캡슐화의 헤드를 폐기하고, S95 단계에서 원 데이터 패키지를 고정 액세스 네트워크에게 직접적으로 라우팅함.
도 9에 도시된 실시예에서, WAB(940)는 수신된 데이터 패키지를 캡슐화 해제함으로써 원 데이터 패키지의 착신지 주소 166.111.4.222를 검색할 수 있다. 착신지 주소는 고정 네트워크 세그먼트의 속성을 가진다고 결정된다. WAB(940)는 DSMIP 프로토콜 캡슐화의 헤드를 폐기하고, 원 데이터 패키지를 고정 액세스 네트워크에서의 착신지 주소에게 라우팅한다. 그러므로 모바일 코어 네트워크는 서비스의 이동성을 보장하면서 부하가 저감된다.
당업자는 본 발명이 상기 예시적 실시예들의 상세 사항들에 제한되지 않는다는 것을 쉽게 알 것이다. 그 외의 실시예들이 본 발명의 사상 또는 기본 특징에서 벗어나지 않고서 본 발명을 구현시키는데 사용될 수 있다. 그러므로, 실시예들은 예시적이고 비제한적인 것으로 간주되어야 한다. 게다가, "포함하고(comprise)"라는 용어는 그 외의 요소(들) 또는 단계(들)의 존재를 배제하지 않고; 부정관사(a/an)는 "복수의(multiple)" 경우를 배제하지 않는다. "제1", "제2"의 용어들은 어떤 특정 순서를 나타내기 위한 것이라기보다는 다만 명칭을 주기 위한 것으로 사용된다.

Claims (10)

  1. 셀룰러 네트워크와 WLAN을 통합하는(converging) 네트워크 조건 하에서의 액세스 제어 장치를 위한 통신 방법으로서,
    a. 사용자 장비로부터 업링크 데이터 패키지를 수신하는 단계;
    b. 상기 수신된 업링크 데이터 패키지에서 상기 업링크 데이터 패키지의 착신지 주소(destination address)를 검색하는 단계;
    c. 상기 착신지 주소의 속성을 결정하고, 상기 착신지 주소가 고정 네트워크 세그먼트(fixed network segment)의 속성을 가진다면, NAT(Network Address Translation) 기능을 통해 상기 업링크 데이터 패키지를 상기 고정 네트워크로 라우팅하고; 상기 착신지 주소가 모바일 코어 네트워크 세그먼트의 속성을 가진다면, NAT 기능을 통해 상기 업링크 데이터 패키지를 상기 모바일 코어 네트워크로 라우팅하는 단계
    를 포함하는 통신 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 액세스 제어 장치는 에이전트로서 상기 사용자 장비의 인증, 권한 부여 및 과금(Authentication, Authorization and Accounting: AAA)을 수행하는 단계를 포함하는 통신 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 액세스 제어 장치는 LAN(local area network) 주소를 상기 사용자 장비에 할당하는 단계를 포함하는 통신 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    d. 다운링크 데이터 패키지를 수신하는 단계;
    e. NAT(Network Address Translation) 기능을 수행하고, 상기 다운링크 데이터 패키지에 대응하는 사용자 장비로 상기 다운링크 데이터 패키지를 포워딩하는 단계
    를 포함하는 통신 방법.
  5. 셀룰러 네트워크와 WLAN을 통합하는 네트워크 조건 하에서의 사용자 장비를 위한 업링크 데이터 통신 방법으로서,
    A. 원하는 데이터 트래픽에 대응하는 APN(Access Point Name)을 결정하는 단계;
    B. 상기 원하는 데이터 트래픽이 제1 유형의 APN에 대응하면, 제1 주소를 발신지 주소(source address)로서 이용하여 데이터 패키지를 캡슐화하고; 상기 원하는 데이터 트래픽이 제2 유형의 APN에 대응한다고 결정되면, 제2 주소를 발신지 주소로서 이용하여 데이터 패키지를 캡슐화하는 단계
    를 포함하는 통신 방법.
  6. 제5항에 있어서, 상기 원하는 데이터 트래픽의 제1 유형의 APN은 모바일 코어 네트워크에 대응하고, 상기 원하는 데이터 트래픽의 제2 유형의 APN은 고정 네트워크에 대응하고,
    상기 제1 주소는 상기 모바일 코어 네트워크에 의해 상기 사용자 장비에 할당된 주소이고; 상기 제2 주소는 상기 고정 네트워크에 의해 상기 사용자 장비에 할당된 주소인 통신 방법.
  7. 셀룰러 네트워크와 WLAN을 통합하는 네트워크 조건 하에서의 액세스 제어 장치를 위한 통신 방법으로서,
    i. 사용자 장비로부터 업링크 데이터 패키지를 수신하는 단계;
    ii. 상기 수신된 업링크 데이터 패키지에서 상기 업링크 데이터 패키지의 발신지 주소를 검색하는 단계;
    iii. 상기 발신지 주소가 모바일 코어 네트워크에 의해 상기 사용자 장비에 할당된 제1 주소인지 아니면 고정 네트워크에 의해 상기 사용자 장비에 할당된 제2 주소인지를 결정하고, 상기 발신지 주소가 상기 제2 주소라면, 상기 고정 네트워크를 통해 상기 업링크 데이터 패키지를 포워딩하고; 상기 발신지 주소가 상기 제1 주소라면, 발신지 주소가 상기 제2 주소이고 착신지 주소가 상기 모바일 코어 네트워크 게이트웨이 주소인 헤드를 상기 업링크 데이터 패키지에 추가한 후 상기 모바일 코어 네트워크로 상기 업링크 데이터 패키지를 포워딩하는 단계
    를 포함하는 통신 방법.
  8. 셀룰러 네트워크와 WLAN을 통합하는 네트워크 조건 하에서의 액세스 제어 장치를 위한 다운링크 데이터 통신 방법으로서,
    iv. 다운링크 데이터 패키지를 수신하는 단계;
    v. 상기 다운링크 데이터 패키지의 발신지 주소가 모바일 코어 네트워크 세그먼트 또는 고정 네트워크 세그먼트의 속성을 갖는지를 결정하고, 상기 발신지 주소가 상기 고정 네트워크 세그먼트의 속성을 가진다면, 상기 다운링크 데이터 패키지에 대응하는 사용자 장비로 직접 상기 다운링크 데이터 패키지를 포워딩하고; 상기 발신지 주소가 상기 모바일 코어 네트워크 세그먼트의 속성을 가진다면, 상기 다운링크 데이터 패키지를 캡슐화 해제(decapsulating)하고, 상기 모바일 코어 네트워크에 의해 상기 사용자 장비에 할당된 주소인 착신지 주소를 가진 원 데이터 패키지를 검색하고, 상기 사용자 장비로 상기 원 데이터 패키지를 포워딩하는 단계
    를 포함하는 통신 방법.
  9. 제4항 또는 제8항에 있어서, 상기 사용자 장비가 WLAN으로부터 모바일 셀룰러 네트워크로 스위칭될 때, 상기 액세스 제어 장치는 상기 모바일 코어 네트워크 이동성 앵커(mobile core network mobility anchor)에 대한 터널을 확립함으로써 상기 사용자 장비의 다운링크 데이터 패키지를 포워딩하는 통신 방법.
  10. 셀룰러 네트워크와 WLAN을 통합하는 네트워크 조건 하에서의 액세스 제어 장치를 위한 DSMIP 기반 통신 방법으로서,
    a. 사용자 장비로부터 DSMIP 프로토콜에 따라 캡슐화된 업링크 데이터 패키지를 수신하는 단계;
    b. DSMIP 프로토콜에 따라 캡슐화된 상기 업링크 데이터 패키지에서 원 데이터 패키지의 착신지 주소를 검출하고, 그 속성을 결정하는 단계;
    c. 상기 착신지 주소가 고정 네트워크 세그먼트의 속성을 가진다면, DSMIP 프로토콜 캡슐화의 헤드를 폐기하고, 상기 고정 네트워크로 직접 상기 원 데이터 패키지를 라우팅하고; 상기 착신지 주소가 모바일 코어 네트워크 세그먼트의 속성을 가진다면, 상기 모바일 코어 네트워크로 터널 캡슐화된 업링크 데이터 패키지를 라우팅하는 단계
    를 포함하는 통신 방법.
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