KR102055339B1 - 이동통신을 위한 다운링크 데이터 처리 방법 및 그 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은, E-UTRAN을 포함하는 LTE/EPC 네트워크에서 가입자에게 음성/영상 서비스를 포함하는 멀티미디어 서비스를 효과적으로 제공하는데 적합한 이동통신을 위한 다운링크 데이터 처리 기법에 관한 것으로, 본 발명은, 이동통신을 위해 수신되는 다운링크 데이터가 기 설정된 처리량을 이상인지를 판단하며, 수신되는 다운링크 데이터가 처리량 이상이면, 처리량 이상인 시점 이후에 수신되는 다운링크 데이터를 제어함으로써, 시스템의 과부하를 줄일 수 있다.
Description
본 발명은 이동통신 서비스 관리 기법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 E-UTRAN(Evolved-UMTS Terrestrial Radio Access Network)을 포함하는 LTE(Long Term Evolution)/EPC(Evolved Packet Core) 네트워크에서 다운링크 데이터를 처리하는 시스템의 과부하 제어하기 위한 이동통신을 위한 다운링크 데이터처리 방법 및 그 장치에 관한 것이다.
잘 알려진 바와 같이, WCDMA(Wideband Code Division Multiple Access) 무선 접속(radio access) 기술을 기반으로 하는 3GPP(3rd Generation Partnership Project) 이동통신 시스템은 전 세계에서 광범위하게 전개되고 있으며, WCDMA의 첫 번째 진화 단계로 정의할 수 있는 HSDPA(High Speed Downlink Packet Access)는 중기적인(mid-term) 미래에서 높은 경쟁력을 가지는 무선 접속 기술을 3GPP 이동통신 시스템에 제공한다.
그러나, 사용자와 사업자의 요구 사항과 기대가 지속적으로 증가하고 또한 무선 접속기술의 개발 경쟁이 계속 진행되고 있으므로, 향후 경쟁력을 가지기 위해서는 3GPP 이동통신 시스템에서의 새로운 기술 진화가 요구된다. 즉, 비트당 비용 감소, 서비스 가용성 증대, 융통성 있는 주파수 밴드의 사용, 단순 구조와 개방형 인터페이스, 단말 장치(UE)의 적절한 파워 소모 등이 요구 사항으로 되고 있다. 또한, 네트워크 노드에서의 불필요한 시간지연(latency)의 방지와 네트워크 자원의 효율적인 사용 등도 3GPP에서의 기술 진화를 촉진시킬 수 있다.
그리고, 3GPP 릴리스(Release) 8에는, 전술한 요구 사항들을 충족시키기 위한 이동통신 시스템의 하나로써, 망 아키텍처(Network Architecture)인 EPC가 기술되어 있다. EPC는 3GPP LTE 시스템을 위한 네트워크 노드들의 집합이다. EPC는 기존의 3GPP 시스템 아키텍처의 코어 네트워크(Core Network)를 진화시켜, 진화된 무선 접속망(Evolved RAN)인 E-UTRAN 등을 지원하고, 또한 패킷망의 효율성을 높이기 위하여 네트워크 노드를 단순화시킨 효율적인 망구조를 갖는다. EPC와 E-UTRAN을 포함하는 무선 통신 시스템을 EPS(Evolved Packet System)라고 호칭할 수도 있으며, 현재 대한민국에서 구현 및 서비스 중인 LTE 이동통신 시스템이 이에 해당한다.
한편, Voice(/Multimedia) over LTE(이하, VoLTE라 함)의 음성 및 영상 서비스는 LTE/EPC 네트워크에서 E-UTRAN상의 패킷 베어러(Packet Bearer)를 이용하는 멀티미디어 서비스로서, 이동 단말(단말 장치)은 LTE/EPC망에 접속하여 가입자 정보 인증 단계를 거쳐 가입자 위치 및 상태정보를 업데이트한 이후에, 멀티미디어 서비스를 위한 세션(Session) 설정 및 베어러(Bearer) 할당을 받고 해당 가입자에게 허용되는 적절한 QoS(Quality of Service) 수준에 따라서 멀티미디어 서비스를 제공받게 된다.
한편, 다양한 서비스 서버, 예컨대 SNS, 메신저 서비스 서버들의 푸쉬(push) 서비스 등으로 인해 동일한 서비스를 사용하는 가입자에게 전달되는 패킷이 버스트(burst)하게 LTE/ETC망 내에 수신되는 "network triggered service request"이 발생된다.
버스트한 다운링크 패킷은 이동 단말 내 설치된 애플리케이션의 네트워크 서버가 모든 가입자에게 푸쉬 메시지를 전송하거나, 네트워크 서버의 장애로 복구 후에 발생된다.
이 경우, LTE/ETC망 내 서빙 게이트웨이(SGW)는 아이들(idle) 상태의 가입자에게 패킷이 도착했음을 알리기 위한 메시지(Downlink Data Notification)를 생성한 후 이를 MME로 전송한다. 이때, MME에 수용된 대부분의 가입자를 대상으로 메시지를 전송하게 된다.
또한, MME는 액티브 상태인 가입자 외에 아이들 상태의 가입자를 액티브 상태로 천이시키기 위해 페이징 신호를 아이들 상태의 가입자 이동 단말에 전송하게 된다.
이와 같이, 버스트한 다운링크 데이터 패킷이 발생할 경우 아이들 상태의 가입자 이동 단말을 액티브 상태로 천이시키기 위해, 페이징 신호를 전송하기 때문에 가입자의 수에 비례하여 페이징 부하가 발생하는 문제가 있을 뿐만 아니라, 서빙 게이트웨이와의 베어러 설정이 필요하기 때문에 부하가 발생된다. 따라서, LTE/ETC망의 전체적인 과부하를 유발시키는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명은 LTE/ETC망 내에 시스템이 처리할 수 있는 처리량 이상의 다운링크 데이터가 유입될 때, 처리량 이상인 시점 이후 유입되는 다운링크 데이터를 폐기(drop)처리할 수 있는 다운링크 데이터 처리 장치 및 방법을 제공하는데 있다.
또한, 본 발명은 LTE/ETC망 내에 시스템이 처리할 수 있는 처리량 이상의 다운링크 데이터가 유입될 때, 다운링크 데이터의 서비스 구분자 정보를 기반으로 선별적으로 다운링크 데이터를 폐기(drop)처리할 수 있는 다운링크 데이터 처리 장치 및 방법을 제공하는데 있다.
본 발명은, 일 관점에 따라, 이동통신을 위해 수신되는 다운링크 데이터를 버퍼부에 버퍼링하는 단계와, 상기 버퍼링된 다운링크 데이터가 기 설정된 처리량 이상인지를 판단하는 단계와, 상기 버퍼링된 다운링크 데이터가 상기 처리량 이상이면, 상기 처리량 이상인 시점부터 상기 버퍼부에 버퍼링되는 다운링크 데이터를 제어하는 단계를 포함하는 이동통신을 위한 다운링크 데이터 처리 방법을 제공한다.
본 발명의 실시 예에 따른 이동통신을 위한 다운링크 데이터 처리 방법에서 상기 판단하는 단계는, 상기 버퍼부에 버퍼링된 다운링크 데이터의 개수와 상기 처리량을 바탕으로 판단할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 이동통신을 위한 다운링크 데이터 처리 방법은 상기 버퍼부에 버퍼링되는 다운링크 데이터를 제어한 후, 기 설정된 시간 간격으로 상기 버퍼부에 버퍼링된 다운링크 데이터의 개수와 상기 처리량간의 비교를 통해 다운링크 데이터의 제어 여부를 재결정할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 이동통신을 위한 다운링크 데이터 처리 방법에서 상기 제어하는 단계는, 상기 버퍼부에 버퍼링된 다운링크 데이터 중 일부를 분류하는 단계와, 상기 분류된 다운링크 데이터를 제어하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 이동통신을 위한 다운링크 데이터 처리 방법에서 상기 분류하는 단계는 상기 버퍼링된 다운링크 데이터의 개수가 상기 처리량 이상일 때 상기 버퍼링된 다운링크 데이터 각각에서 서비스 구분자 정보를 추출하는 단계와, 상기 추출된 서비스 구분자 정보와 기 저장된 우선 순위 대상에 대한 서비스 구분자 정보간의 비교를 통해 상기 버퍼링된 다운링크 데이터들에서 비우선 순위 대상을 분류하는 단계를 포함하며, 상기 분류된 다운링크 데이터를 제어하는 단계는, 상기 비우선 순위 대상에 해당되는 다운링크 데이터를 제어할 수 있다.
본 발명은, 다른 관점에 따라, 이동통신을 위해 수신되는 다운링크 데이터가 버퍼링되는 버퍼부와, 상기 버퍼링된 다운링크 데이터와 기 설정된 처리량간의 비교를 통해 부하 상태를 체크하는 부하 감시부와, 상기 수신되는 다운링크 데이터가 상기 기 설정된 처리량 이상인 시점부터 상기 버퍼부에 버퍼링되는 다운링크 데이터를 제어하는 데이터 처리부를 포함하는 이동통신을 위한 다운링크 데이터 처리 장치를 제공한다.
본 발명의 실시 예에 따른 이동통신을 위한 다운링크 데이터 처리 장치에서 상기 부하 감시부는, 상기 버퍼부에 버퍼링된 다운링크 데이터 개수와 상기 기 설정된 처리량을 바탕으로 부하 상태를 체크할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 이동통신을 위한 다운링크 데이터 처리 장치에서 상기 데이터 처리부는, 상기 버퍼부에 버퍼링되는 다운링크 데이터가 제어된 후, 기 설정된 시간 간격으로 상기 버퍼부에 버퍼링된 다운링크 데이터 개수와 상기 처리량간의 비교를 통해 상기 버퍼부에 버퍼링된 다운링크 데이터의 제어 여부를 재결정할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 이동통신을 위한 다운링크 데이터 처리 장치에서 상기 데이터 처리부는, 상기 버퍼부에 버퍼링된 다운링크 데이터의 개수가 상기 처리량 이상일 때 상기 버퍼링된 다운링크 데이터 각각에서 서비스 구분자 정보를 추출하는 정보 추출기와, 상기 추출된 서비스 구분자 정보와 기 저장된 우선 순위 서비스 구분자 정보간의 비교를 통해 상기 버퍼링된 다운링크 데이터들에서 비우선 순위 대상을 선택하는 데이터 분류기와, 상기 비우선 순위 대상에 해당되는 다운링크 데이터를 제어하는 제어기를 포함할 수 있다.
본 발명은, 부하 상황을 지속적으로 판단하고, 과부하 상황이 발생되기 이전에 다운링크 데이터를 제어함으로써, 시스템의 과부하를 미연에 방지할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 다운링크 데이터 처리 장치에서 과부하가 발생되는 시점에서 다운링크 데이터의 각 서비스 구분자 정보와 기 저장된 비우선 순위의 서비스 구분자 정보를 바탕으로 선택적으로 다운링크 데이터를 제어함으로써, 과부하 제어로 인한 서비스 품질을 위해 필요한 다운링크 데이터 패킷의 손실을 최소화할 수 있기 때문에 이를 통해 VoLTE 혹은 LTE 가입자들에게 다양한 고품질의 서비스를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 이동통신을 위한 다운링크 데이터 처리 장치를 적용하는데 적합한 이동통신 시스템의 블록구성도,
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 다운링크 데이터 처리 장치의 내부 구성을 도시한 블록도,
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따라 다운링크 데이터 처리를 통해 부하를 제어하는 주요 과정을 도시한 순서도,
도 4는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 다운링크 데이터 처리를 통해 부하를 제어하는 주요 과정을 도시한 순서도.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 다운링크 데이터 처리 장치의 내부 구성을 도시한 블록도,
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따라 다운링크 데이터 처리를 통해 부하를 제어하는 주요 과정을 도시한 순서도,
도 4는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 다운링크 데이터 처리를 통해 부하를 제어하는 주요 과정을 도시한 순서도.
먼저, 본 발명의 장점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어지는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 여기에서, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 발명의 범주를 명확하게 이해할 수 있도록 하기 위해 예시적으로 제공되는 것이므로, 본 발명의 기술적 범위는 청구항들에 의해 정의되어야 할 것이다.
아울러, 아래의 본 발명을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성 등에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들인 것으로, 이는 사용자, 운용자 등의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있음은 물론이다. 그러므로, 그 정의는 본 명세서의 전반에 걸쳐 기술되는 기술사상을 토대로 이루어져야 할 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 이동통신을 위한 다운링크 데이터 처리 장치를 적용하는데 적합한 이동통신 시스템의 블록구성도로서, eNodeB(102), SGW(Serving Gateway)(104), PGW(PDN Gateway)(106), PCRF(Policy & Charging Rule Function)(108), MME(Mobility Management Entity)(110) 및 HSS(Home Subscriber Server))(112) 등을 포함할 수 있다.
도 1을 참조하면, eNodeB(102)는, 설명의 편의와 이해의 증진을 위해 단지 하나의 eNodeB만을 예시적으로 도시하였으나, 예컨대 수백 내지 수천 개의 eNodeB들에 대한 통신 서비스(예컨대, 음성 서비스, 영상 서비스, 부가정보 서비스 등을 포함하는 다양한 멀티미디어 서비스)가 MME(110)에 의해 관장(제어)될 수 있으며, 수십 개의 eNodeB들이 하나의 TA(Tracking Area) 영역(또는 그룹)을 형성하고, 수 내지 수십 개의 TA 영역이 하나의 셀(Cell) 영역을 형성하는 형태로 관리될 수 있다.
즉, eNodeB(102)는 LTE(또는 VoLTE) 등 차세대기술 및 서비스를 지원하는 장비로 전송신호의 RF(radio frequency)화 및 송수신 신호세기 및 품질측정, 기저대역 신호처리, 채널 카드(channel card) 자원관리 등의 기능을 수행할 수 있는데, 이러한 eNodeB(102)는 다수의 단말 장치들과의 안정적인 연결을 보장할 수 있으며, 본 발명의 실현을 위해 eNodeB에 구비된 데이터 처리 제어기(도시 생략)에서의 과부하를 방지하기 위한 부하 저감 요청 메시지를 생성하여 MME(110)로 전송하는 등의 기능을 제공할 수 있다.
다음에, SGW(104)는 후술하는 PGW(106)를 통해 PCRF(108)로부터 제공되는 통신 네트워크 내의 통신 정책에 의거하여 기 설정된 세션에 따라 페이로드 트래픽(payload traffic)을 처리하는 세션 제어(session control) 등을 수행하는 사용자 플레인 노드로서, eNodeB(102)와 S1-U 인터페이스로 연동하며, LTE 이동통신 시스템 및 3GPP 내부에서의 핸드오프(hand-off) 등을 지원하고, PGW(106)와 EPS 베어러(Evolved Packet System bearer)를 설정하고 터널링을 이용하여 PDU(Packet Data Unit)를 전달하는 등의 기능을 제공할 수 있다. 여기에서, SGW(104)는 본 발명에 따른 다운링크 데이터의 부하 제어를 위해 PGW(106)를 통해 PCRF(108)로부터 제공되는 정책 우선순위 정보를 MME(110)로 전달하는 등의 기능을 제공할 수 있다.
한편, SGW(104)는 PGW(106)로부터 다운링크 데이터가 수신됨에 따라 아이들 상태 가입자에게 패킷 도착 여부를 알리기 위한 DDN(Downlink Data Notification, 이하, DDN이라고 함) 메시지를 MME(110)에 전송한다.
이러한 SGW(104)는 PGW(106)를 통해 다운링크 데이터가 인입되는 경우 자체 시스템의 처리 용량을 기준으로 DDN 메시지의 전송 여부를 결정할 수 있는 기능을 수행한다.
또한, SGW(104)는 PGW(106)를 통해 다운링크 데이터가 인입되는 경우 다운링크 데이터의 서비스 구분자 정보를 추출한 후 추출된 서비스 구분자 정보를 이용하여 비우선 순위 대상의 다운링크 데이터를 선별하고, 선별된 다운링크 데이터를 제어, 예컨대 폐기 처리한 후 DDN 메시지를 생성하여 MME(110)로 전송할 수 있는 기능을 수행한다.
이러한 기능을 수행하기 위한 SGW(104)는, 실질적으로 본 발명의 다운링크 데이터 처리 장치(도 2의 200)를 포함할 수 있는 것으로, 예컨대 도 2에 도시된 바와 같은 구성을 가질 수 있는데, 본 발명에 따라 이동통신을 위한 버스트한 다운링크 데이터의 부하를 제어하는 구체적인 내용들에 대해서는 도 2 내지 도 4를 참조하여 후에 상세하게 기술될 것이다.
그리고, PGW(106)는 PCRF(108)로부터 제공되는 통신 정책에 따라 단말 장치의 IP를 할당하고 외부 인터넷망 및 비 3GPP망과 연동하는 세션 제어 등을 수행하는 사용자 플레인 노드로서, 패킷 서비스를 위해 SGW(104) 및 외부망과 라우팅 정보를 유지하고, 터널링 및 IP 라우팅 기능을 제공하며, SGW(104) 및 외부망으로 PDU를 전달할 수 있으며, PCRF(108)로부터 제공되는 정책 우선순위 정보를 SGW(104)로 전달하는 등의 기능을 제공할 수 있다.
여기에서, PCRF(108)는 서비스 데이터 플로우(service data flow)에 따른 동적(dynamic) QoS 및 과금 규칙(rule)의 제공 등을 통해, 통신 네트워크 내의 통신 정책 및 과금 처리를 수행하는 등의 기능을 제공할 수 있으며, 본 발명의 실행을 위해 필요한 다운링크 데이터의 부하 제어에 필요한 정책 우선순위 정보를 PGW(106)로 전달하는 등의 기능을 제공할 수 있다.
한편, MME(110)는 단말(단말 장치)의 이동성을 관리하는 노드로서, 세션 관리, 아이들(idle) 가입자 관리, 페이징(paging), 가입자 인증기능 등을 담당할 수 있다. 즉, MME(110)는 단말이나 다른 네트워크 노드, 예컨대 PGW(106) 또는 SGW(104)로부터의 결합 요청이나 무선 베어러 설정 요청 등이 있는 경우에 제어 신호를 처리하는 것 등과 같은 제어 플레인(control plane)의 여러 기능을 담당할 수 있으며, 후술하는 HSS(112)로부터 가입자 프로파일 정보, 인증 및 위치 관련 데이터 등을 제공받아 EPS 베어러 또는 아이피 터널(IP tunnel)의 설정과 이동성 관리(mobility management) 등의 기능을 수행할 수 있다.
마지막으로, HSS(홈 가입자 서버)(112)는 도시 생략된 레거시망(예컨대, WCDMA 이동통신 시스템) 및/또는 LTE(또는 VoLTE) 이동통신 시스템에 대한 무선 통신 시스템의 가입자 정보가 포함되어 있는 데이터베이스(database) 등을 포함하는 네트워크 노드인 것으로, 가입자 프로파일 정보, 인증 및 위치 관련 데이터 등을 저장할 수 있다.
다음에, 상술한 바와 같은 구성을 갖는 이동통신 부하 제어 시스템의 다운링크 데이터 처리 장치에 적용하는데 적합한 본 발명의 다운링크 데이터 처리 기법에 대하여 상세하게 설명한다.
도 2는 본 발명에 따른 이동통신을 위한 다운링크 데이터 처리 장치(200)의 블록구성도로서, 버퍼부(210), 부하 감시부(220), 데이터 처리부(230) 및 메시지 생성부(240) 등을 포함할 수 있다.
도 2를 참조하면, 버퍼부(210)에는 이동통신을 위해 PGW(106)로부터 수신되는 다운링크 데이터가 버퍼링될 수 있다.
부하 감시부(220)는 기 설정된 주기로 버퍼부(210)에 버퍼링된 다운링크 데이터의 개수를 기반으로 도 1의 SGW(104)의 부하 상태를 체크할 수 있다. 즉, 부하량 감시부(220)는 버퍼부(210)에 버퍼링된 다운링크 데이터의 개수와 기 설정된 시간 동안 SGW(104)가 처리할 수 있는 처리량을 이용하여 도 1의 SGW(104)의 부하 상태를 체크할 수 있다. 여기에서, 처리량은 1초, 2초 또는 3초 동안 SGW(104)가 다운링크 데이터를 처리할 수 있는 수를 의미할 수 있다.
예를 들어, 버퍼링된 다운링크 데이터의 개수가 처리량을 초과하는 경우 부하 감시부(220)는 부하 상태를 "경고"로 체크할 수 있으며, 이에 따라 부하 제어 신호(즉, 이후 버퍼부(210)에 버퍼링된 다운링크 데이터를 제어하기 위한 신호)를 데이터 처리부(230)에 제공한다.
데이터 처리부(230)는 부하 감시부(220)의 부하 상태 체크 결과에 따라 버퍼부(210)에 버퍼링된 다운링크 데이터의 일부를 제어할 수 있다. 이를 위하여 본 발명의 실시 예에서 데이터 처리부(230)는 폐기 처리기(232), 정보 추출기(236), 데이터 분류기(234) 등을 포함할 수 있다.
폐기 처리기(232)는 부하 감시부(220)로부터 부하 제어 신호가 입력되는 시점 이후에 버퍼부(210)에 버퍼링되는 다운링크 데이터를 선택적으로 제어할 수 있다. 예를 들어, 폐기 처리기(232)는 버퍼부(210)에 버퍼링된 다운링크 데이터 중 선택적으로 폐기 처리하거나, 부하 제어 신호가 입력되는 시점 이후에 버퍼부(210)에 버퍼링되는 다운링크 데이터를 폐기 처리할 수 있다.
정보 추출기(236)는 부하 제어 신호가 입력되면 다운링크 데이터 각각에서 서비스 구분자 정보를 추출할 수 있다. 여기에서, 서비스 구분자 정보는 시작 주소(source IP), 목적지 주소(destination IP), 시작 포트(source port), 목적지 포트(destination port), 프로토콜 정보 등을 들 수 있다.
정보 추출기(236)에서 추출된 서비스 구분자 정보는 데이터 분류기(234)에 제공된다.
데이터 분류기(234)는 우선 순위 대상에 대한 서비스 구분자 정보를 테이블(234a) 형식으로 저장하고 있으며, 정보 추출기(236)로부터 제공받은 서비스 구분자 정보와 테이블(234a) 내 정보를 기반으로 다운링크 데이터들 중 비우선 순위 대상을 분류할 수 있다. 분류된 비우선 순위 대상에 대한 정보는 폐기 처리기(232)에 제공된다. 이에 따라, 폐기 처리기(232)는 버퍼부(210)에 버퍼링된 다운링크 데이터 중 비우선 순위 대상 해당되는 다운링크 데이터를 제어할 수 있는데, 예를 들어 비우선 순위 대상에 해당되는 다운링크 데이터를 폐기 처리할 수 있다. 여기에서, 비우선 순위 대상은 서비스 제공 서버(미도시됨)의 장애에 따른 복구 후 수신되는 다운링크 데이터, 애플리케이션 서버(미도시됨)로부터 수신되는 푸쉬 메시지에 해당되는 다운링크 데이터 등을 들 수 있다.
데이터 분류기(234) 내 테이블(234a)에는 착신율 저하 또는 특정 서버로부터 수신되는 다운링크 데이터의 폐기를 막기 위한 우선 순위 대상에 해당되는 서비스 구분자 정보, 예컨대 다운링크 데이터 패킷에 대한 5 튜플(tuple) 정보가 설정되어 있다. 5 튜플의 예로는 시작 주소(source IP), 목적지 주소(destination IP), 시작 포트(source port), 목적지 포트(destination port), 프로토콜 정보 등을 들 수 있다.
메시지 생성부(240)는 제외 대상에 해당되는 다운링크 데이터에 대한 DDN 메시지를 생성하거나, 버퍼부(210)에 버퍼링된 다운링크 데이터에 대한 DDN 메시지를 생성한 후 이를 도 1의 MME(110)에 전송한다.
본 발명의 실시 예에서의 DDN 메시지는 음성 서비스 착신용의 페이징 요청 메시지, 영상 서비스 착신용의 페이징 요청 메시지, 일반 데이터(트래픽) 착신용의 페이징 요청 메시지 등을 들 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
다음에, 상술한 바와 같은 구성을 갖는 본 발명의 다운링크 데이터 처리 장치를 통해 SGW(104)의 처리량과 이동통신을 위한 수신되는 다운링크 데이터의 개수를 토대로 부하를 제어하는 일련의 과정들에 대하여 상세하게 설명한다.
[실시 예1]
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따라 다운링크 데이터 처리를 통해 부하를 제어하는 주요 과정을 도시한 순서도이다.
도 3을 참조하면, 이동통신 부하 제어 시스템이 다운링크 데이터를 수신하여 버퍼부(210)에 버퍼링하는 중일 때, SGW(104) 내 부하 감시부(220)에서는 기 설정된 일정 주기, 예컨대 1초 단위로 버퍼부(210)에 버퍼링된 다운링크 데이터의 개수를 계산한다(단계 302).
이어서, 상기 단계(302)에서 계산된 다운링크 데이터의 개수가 기 설정된 처리량에 도달하는지의 여부를 통해 부하 상태를 체크하는데(단계 304), 여기에서의 체크 결과 버퍼부(210)에 버퍼링된 다운링크 데이터의 개수가 기 설정된 처리량에 도달한 것으로 판단되면, 부하 감시부(202)에서는 그에 상응하는 부하 제어신호(즉, 다운링크 데이터의 제어를 위한 제어신호)를 발생(단계 306)하여 데이터 처리부(230)로 전달한다.
예컨대, 버퍼부(210)에 버퍼링된 다운링크 데이터 개수가 기 설정된 처리량(예컨대, SGW에서 기 설정된 시간 동안 처리할 수 있는 다운링크 데이터의 개수)을 도달하는 것으로 판단될 때, 부하 감시부(220)에서는 다운링크 데이터를 제어하기 위한 부하 제어 신호를 발생할 수 있다.
부하 감시부(220)로부터 부하 제어신호가 전달될 때, 데이터 처리부(230)에서는 폐기 처리기(232)를 동작시켜 이후 버퍼부(210)에 버퍼링되는 다운링크 데이터를 제어, 예컨대 폐기 처리(단계 308)함과 더불어 메시지 생성부(240)를 통해 부하 제어신호 발생 이전 버퍼부(210)에 버퍼링된 다운링크 데이터에 대한 DDN 메시지를 생성한다(단계 310). 이렇게 생성된 DDN 메시지는 메시지 생성부(240)에 의해 도 1의 MME(110)에 전송된다.
한편, 상기 단계(302)에서 버퍼부(210)에 버퍼링된 다운링크 데이터가 기 설정된 처리량에 도달하지 않으면, 메시지 생성부(240)는 버퍼부(210)에 버퍼링된 다운링크 데이터를 순차적으로 인출하여 DDN 메시지를 생성한 후 단계 302로 진행하여 이후 단계를 수행한다. 즉, 버퍼부(210)에 버퍼링된 다운링크 데이터 개수를 기 설정된 주기로 계산한 후 다운링크 데이터에 대한 처리 가능 여부를 판단할 수 있다.
한편, 본 발명의 실시 예에서는 DDN 메시지를 생성하는 단계(310)를 별도의 단계로 도시하였지만, DDN 메시지를 생성하는 단계(310)는 본 발명의 실시 예에 따른 각 단계(302-412)가 수행될 때 동시에 수행될 수 있다.
또한, DDN 메시지를 생성하거나 버퍼링된 다운링크 데이터를 제어, 예컨대 폐기 처리한 후 버퍼부(210)에는 다운링크 데이터가 계속 버퍼링되기 때문에 DDN 메시지의 생성 후 또는 다운링크 데이터의 제어 후에 버퍼부(210)의 다운링크 데이터의 개수와 기 설정된 처리량간을 비교하여 버퍼부(210)에 버퍼링되는 다운링크 데이터의 제어 여부를 결정한다.
따라서, 본 실시 예에 따른 다운링크 데이터 처리 방법은 부하 상황을 지속적으로 판단하고, 과부하 상황이 발생되기 이전에 다운링크 데이터를 폐기 처리하여 시스템의 과부하를 제어할 수 있다.
[실시 예2]
도 4는 본 실시 예에 따라 다운링크 데이터의 처리를 통해 시스템의 부하를 제어하는 주요 과정을 도시한 순서도이다.
도 4를 참조하면, 단계(402) 내지 단계(406)의 각 처리 과정들은, 도 3에 도시된 단계(302) 내지 단계(306)에서의 각 처리 과정과 실질적으로 동일하다.
따라서, 명세서의 간결화를 위한 불필요한 중복기재를 피하기 위하여 이들 단계들(402 내지 406)의 처리 과정에 대해서는 여기에서의 상세 설명을 생략한다.
단계(406)의 진행을 통해 부하 제어 신호가 발생되면, 데이터 처리부(230)는 정보 추출기(236)를 동작시켜 버퍼부(210)에 버퍼링된 다운링크 데이터의 서비스 구분자 정보를 추출한다(단계 408).
이후, 데이터 분류기(234)는 정보 추출기(236)로부터 제공받은 서비스 구분자 정보와 테이블(234a)에 저장된 서비스 구분자 정보간의 비교를 통해 버퍼부(210)에 버퍼링된 다운링크 데이터 중 비우선 순위 대상을 분류한다(단계 410). 여기에서, 비우선 순위 대상은 서비스 제공 서버(미도시됨)의 장애에 따른 복구 후 서비스 제공 서버로부터 수신되는 다운링크 데이터, 애플리케이션 서버(미도시됨)에서 동시에 모든 가입자에게 전송하는 다운링크 데이터(푸쉬 메시지) 등을 들 수 있다.
그런 다음, 폐기 처리기(232)는 버퍼부(210)에 버퍼링된 다운링크 데이터 중 비우선 순위 대상으로 분류된 다운링크 데이터를 제어, 예컨대 폐기 처리하며(단계 412), 메시지 생성부(240)는 버퍼부(210)에 버퍼링된 다운링크 데이터, 즉 폐기 처리가 적용된 다운링크 데이터를 순차적으로 인출한 후 인출된 다운링크 데이터에 해당되는 DDN 메시지를 생성한다(단계 414). 이렇게 생성된 DDN 메시지는 MME(110)에 전달된다.
한편, 본 발명의 실시 예에서는 DDN 메시지를 생성하는 단계(414)를 별도의 단계로 도시하였지만, DDN 메시지를 생성하는 단계(414)는 본 발명의 실시 예에 따른 각 단계(402-412)가 수행될 때 동시에 수행될 수 있다.
또한, DDN 메시지를 생성하거나 버퍼링된 다운링크 데이터를 제어, 예컨대 폐기 처리한 후 버퍼부(210)에는 다운링크 데이터가 계속 버퍼링되기 때문에 DDN 메시지의 생성 후 또는 다운링크 데이터의 제어 후에 버퍼부(210)의 다운링크 데이터의 개수와 기 설정된 처리량간을 비교하여 버퍼부(210)에 버퍼링되는 다운링크 데이터의 선택적 제어 여부를 결정한다.
따라서, 본 실시 예에 따른 다운링크 데이터 처리 방법은, SGW 내 다운링크 데이터 처리 장치에서 과부하가 발생되는 시점에서 다운링크 데이터의 각 서비스 구분자 정보와 기 저장된 비우선 순위의 서비스 구분자 정보를 근거하여 선택적으로 다운링크 데이터를 삭제함으로써, 과부하 제어로 인한 서비스 품질을 위해 필요한 다운링크 데이터 패킷의 손실을 최소화할 수 있다.
한편, 첨부된 블록도의 각 블록과 흐름도의 각 단계의 조합들은 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들에 의해 수행될 수도 있다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 범용 컴퓨터, 특수용 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서에 탑재될 수 있으므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서를 통해 수행되는 그 인스트럭션들이 블록도의 각 블록 또는 흐름도의 각 단계에서 설명된 기능들을 수행하는 수단을 생성하게 된다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 특정 방식으로 기능을 구현하기 위해 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 지향할 수 있는 컴퓨터 이용 가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리 등에 저장되는 것도 가능하므로, 그 컴퓨터 이용 가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장된 인스트럭션들은 블록도의 각 블록 또는 흐름도 각 단계에서 설명된 기능을 수행하는 인스트럭션 수단을 내포하는 제조 품목을 생산하는 것도 가능하다. 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에 탑재되는 것도 가능하므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에서 일련의 동작 단계들이 수행되어 컴퓨터로 실행되는 프로세스를 생성해서 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 수행하는 인스트럭션들은 블록도의 각 블록 및 흐름도의 각 단계에서 설명된 기능들을 실행하기 위한 단계들을 제공하는 것도 가능하다.
또한, 각 블록 또는 각 단계는 특정된 논리적 기능(들)을 실행하기 위한 적어도 하나 이상의 실행 가능한 인스트럭션들을 포함하는 모듈, 세그먼트 또는 코드의 일부를 나타낼 수 있다. 또, 몇 가지 대체 실시 예들에서는 블록들 또는 단계들에서 언급된 기능들이 순서를 벗어나서 발생하는 것도 가능함을 주목해야 한다. 예컨대, 잇달아 도시되어 있는 두 개의 블록들 또는 단계들은 사실 실질적으로 동시에 수행되는 것도 가능하고 또는 그 블록들 또는 단계들이 때때로 해당하는 기능에 따라 역순으로 수행되는 것도 가능하다.
이상의 설명은 본 발명의 기술사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경 등이 가능함을 쉽게 알 수 있을 것이다. 즉, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것으로서, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 따라서, 본 발명의 보호 범위는 후술되는 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
200 : 다운링크 데이터 처리 장치
210 : 버퍼부 220 : 부하 감시부
230 : 데이터 처리부 232 : 폐기 처리기
234 : 데이터 분류기 234a : 테이블
236 : 정보 추출기 240 : 메시지 생성부
210 : 버퍼부 220 : 부하 감시부
230 : 데이터 처리부 232 : 폐기 처리기
234 : 데이터 분류기 234a : 테이블
236 : 정보 추출기 240 : 메시지 생성부
Claims (10)
- 이동통신을 위해 수신되는 다운링크 데이터를 버퍼부에 버퍼링하는 단계와,
상기 버퍼링된 다운링크 데이터가 기 설정된 처리량 이상인지를 판단하는 단계와,
상기 버퍼링된 다운링크 데이터가 상기 처리량 이상이면, 상기 버퍼링된 다운링크 데이터 각각에서 서비스 구분자 정보를 추출하는 단계와,
상기 추출된 서비스 구분자 정보와 기 저장된 우선 순위 대상에 대한 서비스 구분자 정보간의 비교 결과에 기초하여 상기 버퍼링된 다운링크 데이터 중 비우선 순위 대상을 분류하는 단계와,
상기 버퍼링된 다운링크 데이터 중 상기 비우선 순위 대상으로 분류된 다운링크 데이터를 제어하는 단계를 포함하는
이동통신을 위한 다운링크 데이터 처리 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 판단하는 단계는, 상기 버퍼부에 버퍼링된 다운링크 데이터의 개수와 상기 처리량을 바탕으로 판단하는
이동통신을 위한 다운링크 데이터 처리 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 데이터 처리 방법은,
상기 버퍼부에 버퍼링되는 다운링크 데이터를 제어한 후, 기 설정된 시간 간격으로 상기 버퍼부에 버퍼링된 다운링크 데이터의 개수와 상기 처리량간의 비교를 통해 다운링크 데이터의 제어 여부를 재결정하는
이동통신을 위한 다운링크 데이터 처리 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 다운링크 데이터에서 추출되는 서비스 구분자 정보는, 시작 주소, 목적지 주소, 시작 포트, 목적지 포트 또는 프로토콜 정보 중 적어도 하나를 포함하는
이동통신을 위한 다운링크 데이터 처리 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 비우선 순위 대상으로 분류된 다운링크 데이터는, 서비스 제공 서버의 장애에 따른 복구 후 상기 서비스 제공 서버로부터 수신되는 다운링크 데이터이거나 애플리케이션 서버에서 동시에 모든 가입자에게 전송하는 다운링크 데이터인
이동통신을 위한 다운링크 데이터 처리 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 분류된 다운링크 데이터를 제어하는 단계 이후, 기 설정된 시간 간격으로 상기 다운링크 데이터의 개수가 상기 처리량간의 비교를 통해 다운링크 데이터의 제어 여부를 재결정하는
이동통신을 위한 다운링크 데이터 처리 방법. - 이동통신을 위해 수신되는 다운링크 데이터가 버퍼링되는 버퍼부와,
상기 버퍼링된 다운링크 데이터와 기 설정된 처리량간의 비교를 통해 부하 상태를 체크하는 부하 감시부와,
상기 수신되는 다운링크 데이터가 상기 기 설정된 처리량 이상인 시점부터 상기 버퍼부에 버퍼링되는 다운링크 데이터를 제어하는 데이터 처리부를 포함하되,
상기 데이터 처리부는,
상기 버퍼부에 버퍼링된 다운링크 데이터가 상기 처리량 이상이면 상기 버퍼링된 다운링크 데이터 각각에서 서비스 구분자 정보를 추출하고, 상기 추출된 서비스 구분자 정보와 기 저장된 우선 순위 서비스 구분자 정보간의 비교 결과에 기초하여 상기 버퍼링된 다운링크 데이터 중 비우선 순위 대상을 선택하며, 상기 버퍼링된 다운링크 데이터 중 상기 비우선 순위 대상으로 분류된 다운링크 데이터를 제어하는
이동통신을 위한 다운링크 데이터 처리 장치. - 제 7 항에 있어서,
상기 부하 감시부는, 상기 버퍼부에 버퍼링된 다운링크 데이터 개수와 상기 기 설정된 처리량에 따라 부하 상태를 체크하는
이동통신을 위한 다운링크 데이터 처리 장치. - 제 7 항에 있어서,
상기 데이터 처리부는, 상기 버퍼부에 버퍼링되는 다운링크 데이터가 제어된 후, 기 설정된 시간 간격으로 상기 버퍼부에 버퍼링된 다운링크 데이터 개수와 상기 처리량간의 비교를 통해 상기 버퍼부에 버퍼링된 다운링크 데이터의 제어 여부를 재결정하는
이동통신을 위한 다운링크 데이터 처리 장치. - 제 7 항에 있어서,
상기 다운링크 데이터에서 추출되는 서비스 구분자 정보는, 시작 주소, 목적지 주소, 시작 포트, 목적지 포트 또는 프로토콜 정보 중 적어도 하나를 포함하는
이동통신을 위한 다운링크 데이터 처리 장치.
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Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| KR1020120116218A KR102055339B1 (ko) | 2012-10-18 | 2012-10-18 | 이동통신을 위한 다운링크 데이터 처리 방법 및 그 장치 |
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