KR102143424B1 - 서비스 레벨에 기초한 접속 제어 방법 및 장치 - Google Patents

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Abstract

통신 네트워크에서 서버의 동작 방법이 개시된다. 서버와 연결된 복수의 게이트웨이들 각각으로부터 수신한 연결 요청 메시지에 포함된 정보를 기초로 단말의 서비스 레벨을 확인하는 단계; 서비스 레벨과 대응하는 제1 게이트웨이를 선택하는 단계; 및 연결 승인 메시지를 상기 제1 게이트웨이에 전송하는 단계를 포함한다. 따라서, 무선 통신 네트워크의 단말의 서비스 레벨에 따른 게이트웨이 접속 제어가 가능해질 수 있다.

Description

서비스 레벨에 기초한 접속 제어 방법 및 장치{METHOD FOR CONTROLLING ACCESS BASED ON SERVICE LEVEL AND APPARATUS FOR THE SAME}
본 발명은 비면허 대역을 지원하는 통신 기술에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 비면허 대역에서 단말의 서비스 레벨에 기초한 게이트웨이 접속 제어 방법 및 장치에 관한 것이다.
정보통신 기술의 발전과 더불어 다양한 무선 통신 기술이 개발되고 있다. 무선 통신 기술은 사용 대역에 따라 크게 면허 대역(licensed band)을 사용하는 무선 통신 기술, 비면허 대역(unlicensed band)(예를 들어, ISM(industrial scientific medical) 대역)을 사용하는 무선 통신 기술 등으로 분류될 수 있다. 면허 대역의 사용권은 한 사업자(operator)에게 독점적으로 주어지므로, 면허 대역을 사용하는 무선 통신 기술은 비면허 대역을 사용하는 무선 통신 기술에 비해 더 나은 신뢰성과 통신 품질 등을 제공할 수 있다.
면허 대역을 사용하는 대표적인 무선 통신 기술로 3GPP(3rd generation partnership project) 표준에서 규정된 LTE(long term evolution) 등이 있으며, LTE를 지원하는 기지국(base station, NodeB, NB,) 및 단말(user equipment, UE, end-device, ED, device) 각각은 면허 대역을 통해 신호를 송수신할 수 있다. 비면허 대역을 사용하는 대표적인 무선 통신 기술로 IEEE 802.11 표준에서 규정된 WLAN(wireless local area network) 등이 있으며, WLAN을 지원하는 액세스 포인트(access point, AP) 및 스테이션(station, STA) 각각은 비면허 대역을 통해 신호를 송수신할 수 있다.
기존 비면허 대역을 지원하는 통신 기술에서 단말은 랜덤 백오프(random backoff) 절차에 따라 채널에 접속하여 데이터를 전송하였고, 단말의 서비스 레벨에 따라 경쟁 윈도우의 크기를 달리하여 서비스 레벨이 높은 단말에 채널 접속의 우선권을 부여하였다.
그러나 이러한 기술만으로 서비스 레벨이 높은 단말에 채널 접속의 우선권을 부여하는데 한계가 있을 수 있다. 특히, 많은 단말이 게이트웨이에 접속된 네트워크 환경에서, 서비스 레벨에 따라 경쟁 윈도우 크기를 달리하더라도, 높은 서비스 레벨을 가지는 단말의 채널 접속을 보장하기 어려울 수 있다
한편, 발명의 배경이 되는 기술은 발명의 배경에 대한 이해를 증진하기 위하여 작성된 것으로서, 이 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래 기술이 아닌 내용을 포함할 수 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 단말의 서비스 레벨에 따라 게이트웨이를 선정하여, 단말의 서비스 레벨에 대응하는 게이트웨이에 접속되도록 하는 제어방법을 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 통신 네트워크에서 서버(server)의 동작 방법은, 상기 서버와 연결된 복수의 게이트웨이(gateway)들 각각으로부터 연결 요청 메시지를 수신하는 단계; 상기 연결 요청 메시지(message)에 포함된 정보를 기초로 상기 연결 요청 메시지를 전송한 단말의 서비스 레벨(service level)을 확인하는 단계; 상기 복수의 게이트웨이들 중에서 상기 서비스 레벨과 대응하는 제1 게이트웨이를 상기 단말이 접속될 게이트웨이로 선택하는 단계; 및 상기 연결 요청 메시지에 대한 응답인 연결 승인 메시지를 상기 제1 게이트웨이를 통해 상기 단말에 전송하는 단계를 포함한다.
여기서, 상기 연결 요청 메시지는 상기 단말이 지원하는 애플리케이션 식별자(application identifier)를 포함하며, 상기 단말의 서비스 레벨은 상기 애플리케이션 식별자를 기초로 확인될 수 있다.
여기서, 상기 서버에서 수신된 연결 요청 메시지는 상기 복수의 게이트웨이들 각각에 의해 측정된 상기 연결 요청 메시지의 수신 신호 세기를 지시하는 지시자를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 지시자는 상기 연결 요청 메시지의 헤더(header) 및 페이로드(payload) 중 적어도 하나에 포함될 수 있다.
여기서, 상기 연결 승인 메시지는 상기 서비스 레벨을 기초로 상기 단말에 할당된 자원을 지시하는 정보를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 단말에 할당된 자원을 지시하는 정보는 상기 연결 승인 메시지의 헤더 및 페이로드 중 적어도 하나에 포함될 수 있다.
여기서, 상기 제1 게이트웨이를 선택하는 단계는, 상기 복수의 게이트웨이들 각각에 접속된 단말들의 개수를 확인하는 단계; 및 상기 복수의 게이트웨이들 중에서, 상기 단말의 서비스 레벨에 대응하는 단말 밀집도보다 낮은 단말 밀집도를 가지는 게이트웨이를 상기 제1 게이트웨이로 선택하는 단계를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 서버의 동작 방법은, 상기 단말의 서비스 레벨에 대응하는 단말 밀집도보다 낮은 단말 밀집도를 가지는 게이트웨이들의 개수가 두 개 이상인 경우, 상기 두 개 이상의 게이트웨이들 각각에서 측정된 상기 연결 요청 메시지의 수신 신호 세기를 확인하는 단계; 및 상기 두 개 이상의 게이트웨이들 중 가장 큰 수신 신호 세기를 가지는 게이트웨이를 상기 제1 게이트웨이로 선택할 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 복수의 게이트웨이(gateway)들 및 상기 복수의 게이트웨이들에 연결된 서버(server)를 포함하는 통신 네트워크(network)에서 단말의 동작 방법은, 연결 요청 메시지(message)를 전송하는 단계; 상기 연결 요청 메시지에 대한 응답인 연결 승인 메시지를 상기 복수의 게이트웨이들 중에서 제1 게이트웨이를 통해 수신하는 단계; 및 상기 제1 게이트웨이를 통해 상기 서버와 데이터를 송수신하는 단계를 포함하며, 상기 제1 게이트웨이는 상기 단말의 서비스 레벨에 기초하여 상기 서버에 의해 선택되는, 단말의 동작 방법.
여기서, 상기 연결 요청 메시지는 상기 단말이 지원하는 애플리케이션 식별자(application identifier)를 포함하며, 상기 단말의 서비스 레벨은 상기 애플리케이션 식별자를 기초로 확인될 수 있다.
여기서, 상기 연결 승인 메시지는 상기 단말에 할당된 자원을 지시하는 정보를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 단말에 할당된 자원을 지시하는 정보는 상기 연결 승인 메시지의 헤더 및 페이로드 중 적어도 하나에 포함될 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 통신 네트워크(network)에서 동작하는 서버(server)는, 프로세서(processor); 및 상기 프로세서를 통해 실행되는 적어도 하나의 명령이 저장된 메모리(memory)를 포함하고, 상기 적어도 하나의 명령은, 상기 서버와 연결된 복수의 게이트웨이(gateway)들 각각으로부터 연결 요청 메시지를 수신하고, 상기 연결 요청 메시지(message)에 포함된 정보를 기초로 상기 연결 요청 메시지를 전송한 단말의 서비스 레벨(service level)을 확인하고, 상기 복수의 게이트웨이들 중에서 상기 서비스 레벨과 대응하는 제1 게이트웨이를 상기 단말이 접속될 게이트웨이로 선택하고, 그리고 상기 연결 요청 메시지에 대한 응답인 연결 승인 메시지를 상기 제1 게이트웨이를 통해 상기 단말에 전송하도록 실행 가능하다.
여기서, 상기 연결 요청 메시지는 상기 단말이 지원하는 애플리케이션 식별자(application identifier)를 포함하며, 상기 단말의 서비스 레벨은 상기 애플리케이션 식별자를 기초로 확인되도록 실행 가능할 수 있다.
여기서, 상기 서버에서 수신된 연결 요청 메시지는 상기 복수의 게이트웨이들 각각에 의해 측정된 상기 연결 요청 메시지의 수신 신호 세기를 지시하는 지시자를 포함하도록 실행 가능할 수 있다.
여기서, 상기 지시자는 상기 연결 요청 메시지의 헤더(header) 및 페이로드(payload) 중 적어도 하나에 포함되도록 실행 가능할 수 있다.
여기서, 상기 연결 승인 메시지는 상기 서비스 레벨을 기초로 상기 단말에 할당된 자원을 지시하는 정보를 포함하도록 실행 가능할 수 있다.
여기서, 상기 단말에 할당된 자원을 지시하는 정보는 상기 연결 승인 메시지의 헤더 및 페이로드 중 적어도 하나에 포함되도록 실행 가능할 수 있다.
여기서, 상기 제1 게이트웨이를 선택하는 경우에 상기 적어도 하나의 명령은, 상기 복수의 게이트웨이들 각각에 접속된 단말들의 개수를 확인하고, 그리고 상기 복수의 게이트웨이들 중에서, 상기 단말의 서비스 레벨에 대응하는 단말 밀집도보다 낮은 단말 밀집도를 가지는 게이트웨이를 상기 제1 게이트웨이로 선택하도록 실행 가능할 수 있다.
여기서, 상기 적어도 하나의 명령은, 상기 단말의 서비스 레벨에 대응하는 단말 밀집도보다 낮은 단말 밀집도를 가지는 게이트웨이들의 개수가 두 개 이상인 경우, 상기 두 개 이상의 게이트웨이들 각각에서 측정된 상기 연결 요청 메시지의 수신 신호 세기를 확인하고, 그리고 상기 두 개 이상의 게이트웨이들 중 가장 큰 수신 신호 세기를 가지는 게이트웨이를 상기 제1 게이트웨이로 선택하도록 실행 가능할 수 있다.
본 발명에 의하면, 서버가 단말의 서비스 레벨을 결정하고, 단말의 서비스 레벨에 따른 게이트웨이를 결정함으로써 단말의 서비스 레벨에 따라 경쟁 심화도 조정을 가능하게 하는 효과가 있다. 또한, 단말은 서비스 레벨이 높을수록 채널 혼잡도가 낮은 게이트웨이를 통해 서버와 통신을 수행함으로써 단말의 서비스 레벨에 대응하는 일관성 있는 통신 품질이 보장될 수 있다.
도 1은 무선 통신 네트워크를 도시한 개념도이다.
도 2는 무선 통신 네트워크를 구성하는 통신 노드의 일 실시예를 도시한 블록도이다.
도 3은 무선 통신 네트워크에서 서비스 레벨에 따른 단말의 접속 방법을 도시한 순서도이다.
도 4는 연결 요청 메시지의 일 실시예를 도시한 블록도이다.
도 5는 게이트웨이를 선택하는 방법을 도시한 흐름도 이다.
도 6은 연결 승인 메시지의 일 실시예를 도시한 블록도이다.
도 7은 무선 통신 네트워크에서 서비스 레벨에 따라 게이트웨이에 접속된 단말을 도시한 개념도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명을 설명함에 있어 전체적인 이해를 용이하게 하기 위하여 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.
분산 조정 함수(distributed coordination function, DCF)를 지원하는 IEEE 802.11 매채 접근 제어(Media Access Control, MAC)에 의하면 전송 큐에 도착하는 데이터의 순서에 따라 데이터 전송이 수행될 수 있다. 기본 서비스 세트(basic service set, BSS) 내에 속한 단말(station, STA)들 각각은 동일한 서비스 레벨을 가질 수 있고, 우선순위에 기초하여 무선 매체 접속을 시도할 수 있다.
포인트 조정 함수(Point Coordination Function, PCF)를 지원하는 IEEE 802.11 MAC에 의하면 액세스 포인트(access point, AP)에서 전송하는 비컨 프레임(beacon frame)을 통해 비경쟁구간과 경쟁구간이 운용될 수 있다. PCF을 지원하는 IEEE 802.11 MAC은 단순한 라운드 로빈 스케쥴링(round robin scheduling)을 적용하기 때문에, 실제 다양한 트래픽에서 트래픽별 전송 우선 순위를 제공하기에는 곤란할 수 있다. 또한, PCF를 지원하는 IEEE 802.11 MAC에 의하면, 경쟁주기와 비경쟁주기의 반복으로 인한 오버헤드 등이 발생될 수 있다.
하이브리드 조정 함수(hybrid coordination function, HCF)를 지원하는 IEEE 802.11 MAC은 DCF와 PCF를 기반으로 데이터를 송수신 할 수 있다. HCF는 두 개의 동작모드로 경쟁을 기반으로 하는 EDCA(Enhanced Distributed Channel Access)와 폴링 메커니즘을 이용한 비경쟁 기반의 채널 접근 방식을 사용하는 HCCA(HCF Controlled Channel Access)를 지원할 수 있다.
EDCA는 QoS(Quality　of　Service) 지원 위해 네트워크의 차별화된 서비스(Differentiated services, DiffServ)와 유사한 우선 순위 트래픽(Prioritized Traffic)을 제공하는 반면, HCCA는 QoS 보장을 위해 통합 서비스(integrated services, IntServ)와 유사한 패러미터 트래픽(Parameterized Traffic)을 제공하도록 설계될 수 있다.
즉, EDCA는 상위 계층으로부터 우선 순위가 상이하게 부여된 프레임에 대해 차별화된 채널 접근 기능을 제공하는 반면 HCCA은 인프러스트럭처 모드에서 패러미터 기반의 QoS를 제공한다.
하나의 서버와 하나 이상의 게이트웨이(Gateway, GW), 여러 개의 단말들이 스타 토폴로지로 구성되는 저전력 장거리 광역 네트워크(예를 들어, LoRaWAN(Long Range Wide Area Network))에서, 단말은 특성에 따라 3가지 클래스로 정의될 수 있다.
클래스 A인 단말은 짧은 다운 링크 후에 업 링크 전송을 함으로써 양방향 통신이 가능할 수 있다. 클래스 A인 단말은 서버로의 업 링크 전송 시 전원이 인가되어 송신하고, 송신 후 수신모드로 변경 후 일정 시간 후에 다시 전원이 차단되는 방식으로 전력 소모를 최소화한 모드로 정의될 수 있다.
클래스 B인 단말은 더 많은 슬롯을 통해 데이터를 수신할 수 있다. 클래스 B인 단말은 서버에서 알려준 주기마다 수신모드로 동작할 수 있으며, 수신모드에서 단말은 서버로부터 데이터를 수신할 수 있다.
구체적으로, 클래스 B인 단말은 게이트웨이로부터 스케쥴링 정보(예를 들어, 수신 윈도우 정보)를 포함하는 비콘 프레임을 수신할 수 있고, 수신된 비콘 프레임에 의해 지시되는 수신 윈도우에서 수신모드로 동작함으로써 서버로부터 데이터를 수신할 수 있다.
클래스 C인 단말에 상시 전원이 공급될 수 있으며, 이에 따라 클래스 C인 단말은 항상 수신모드로 동작할 수 있다. 송신 시점에서 클래스 C인 단말은 알로하(additive　links　on-line　Hawaii　area, Aloha)와 같은 방식을 사용하여 데이터를 송신할 수 있다.
클래스 C인 단말은 클래스 A 또는 클래스 B인 단말보다 작동을 위해 더 많은 전력을 필요로 할 수 있다. 다만, 서버에서 단말로의 통신에서 클래스 C인 단말의 대기 시간은 클래스 A 또는 클래스 B인 단말의 대기 시간보다 짧을 수 있다.
IEEE 802.11e에서 규정된 EDCA에 의하면, 상대적으로 높은 우선순위를 가지는 단말을 위해 랜덤 백오프 절차에 따른 경쟁 윈도우(또는, 백오프 카운터)는 상대적으로 짧게 설정될 수 있다. 따라서, 상대적으로 높은 우선순위를 가지는 단말은 우선적으로 채널에 접속할 수 있다.
아래에서, 본 발명에 따른 실시예들이 적용되는 무선 통신 네트워크(wireless communication network)가 설명될 것이다. 본 발명에 따른 실시예들이 적용되는 무선 통신 네트워크는 아래 설명된 내용에 한정되지 않으며, 본 발명에 따른 실시예들은 다양한 무선 통신 네트워크들에 적용될 수 있다.
도 1은 무선 통신 네트워크를 도시한 개념도이다.
도 1을 참조하면, 무선 통신 네트워크를 구성하는 통신 노드에는 서버(100), 단말(110), 게이트웨이 1(121), 게이트웨이 2(122), 게이트웨이 3(123) 등이 포함될 수 있다. 서버(100)는 게이트웨이들(121, 122, 123)과 무선 또는 유선으로 연결되어 있을 수 있다. 게이트웨이들(121, 122, 123)은 단말(110)과 무선으로 연결되어 있을 수 있다. 단말(110)의 연결 요청 메시지는 게이트웨이들(121, 122, 123)을 통해 서버(100)에 전달될 수 있다.
단말(110)은 UE(user equipment), STA(station), 터미널(terminal), 디바이스(device), 노드(node) 등으로 지칭될 수 있다. 서버(100)는 제어 서버(control server), 네트워크 서버(network server), 제어기 등으로 지칭될 수 있다.
게이트웨이들(121, 122, 123)은 기지국(base station, BS), 노드B(NodeB, NB), 고도화 노드B(evolved NodeB, eNB), 베이스 트랜시버 스테이션(base transceiver station, BTS), 무선 기지국(radio base station), 무선 트랜시버(radio transceiver), 액세스 포인트, 액세스 노드 등으로 지칭될 수 있다.
단말(110)은 통신이 가능한 데스크탑 컴퓨터(desktop computer), 랩탑 컴퓨터(laptop computer), 태블릿(tablet) PC, 무선전화기(wireless phone), 모바일폰(mobile phone), 스마트폰(smart phone), 스마트 워치(smart watch), 스마트 글래스(smart glass), e-book 리더기, PMP(Portable Multimedia Player), 휴대용 게임기, 네비게이션(navigation) 장치, 디지털 카메라(digital camera), DMB(digital multimedia broadcasting) 재생기, 디지털 음성 녹음기(digital audio recorder), 디지털 음성 재생기(digital audio player), 디지털 영상 녹화기(digital picture recorder), 디지털 영상 재생기(digital picture player), 디지털 동영상 녹화기(digital video recorder), 디지털 동영상 재생기(digital video player) 일 수 있다.
저전력 광역 네트워크에서 수행되는 통신에 관한 것으로, 단말(110)로부터 대략 15km의 거리로 이격된 게이트웨이들(121, 122, 123)까지 단말(110)과 게이트웨이들(121, 122, 123)의 통신이 가능할 수 있다.
도 2는 무선 통신 네트워크를 구성하는 통신 노드의 일 실시예를 도시한 블록도이다.
도 2를 참조하면, 통신 노드(200)는 적어도 하나의 프로세서(210), 메모리(220) 및 네트워크와 연결되어 통신을 수행하는 송수신 장치(230)를 포함할 수 있다. 또한, 통신 노드(200)는 입력 인터페이스 장치(240), 출력 인터페이스 장치(150), 저장 장치(160) 등을 더 포함할 수 있다. 통신 노드(200)에 포함된 각각의 구성들은 버스(bus)(270)에 의해 연결되어 서로 통신을 수행할 수 있다.
프로세서(210)는 메모리(220) 및/또는 저장 장치(260)에 저장된 프로그램 명령을 실행할 수 있다. 프로세서(210)는 중앙 처리 장치(central processing unit, CPU), 그래픽 처리 장치(graphics processing unit, GPU), 본 발명에 따른 방법들이 수행되는 전용의 프로세서를 의미할 수 있다. 메모리(220)와 저장 장치(260)는 휘발성 저장 매체 및/또는 비휘발성 저장 매체로 구성될 수 있다. 예를 들어, 메모리(220)는 읽기 전용 메모리(read only memory, ROM) 및/또는 랜덤 액세스 메모리(random access memory, RAM)로 구성될 수 있다.
본 발명의 실시예들은 무선랜뿐만 아니라 다른 통신 네트워크에 적용될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 실시예들은 WPAN(wireless personal area network), WBAN(wireless body area network), WiBro(wireless broadband internet), LoRaWan(Long Range Wide-Area Network) 또는 WiMax(world interoperability for microwave access)와 같은 휴대 인터넷, GSM(global system for mobile communication) 또는 CDMA(code division multiple access)와 같은 2G 이동통신 네트워크, WCDMA(wideband code division multiple access) 또는 cdma2000과 같은 3G 이동통신 네트워크, HSDPA(high speed downlink packet access) 또는 HSUPA(high speed uplink packet access)와 같은 3.5G 이동통신 네트워크, LTE(long term evolution) 또는 LTE-Advanced와 같은 4G 이동통신 네트워크, 5G 이동통신 네트워크 등에 적용될 수 있다.
도 3은 무선 통신 네트워크에서 서비스 레벨에 따른 단말의 접속 방법을 도시한 순서도이다.
도 3을 참조하면, 도 3의 단말(110), 복수의 게이트웨이들(121, 122, 123) 및 서버(100)는 도 1에서 언급된 단말(110), 복수의 게이트웨이들(121, 122, 123) 및 서버(100)를 지시할 수 있다.
단말(110)은 연결 요청 메시지를 전송할 수 있다(S300). 예를 들어, 연결 요청 메시지는 브로드캐스트(broadcast) 방식, 멀티캐스트(multicast) 방식 또는 유니캐스트(unicast) 방식으로 전송될 수 있다. 복수의 게이트웨이들(121, 122, 123) 각각은 단말(110)로부터 연결 요청 메시지를 수신할 수 있다.
또한, 복수의 게이트웨이들(121, 122, 123) 각각은 연결 요청 메시지의 수신 신호 세기를 측정할 수 있고, 수신 신호 세기를 지시하는 지시자(또는, 정보)를 포함하는 연결 요청 메시지를 생성할 수 있다.
복수의 게이트웨이들(121, 122, 123) 각각은 수신 신호 세기를 지시하는 지시자를 포함하는 연결 요청 메시지를 서버(100)에 전송할 수 있다(S310, S312, S314).
즉, 단말(110)은 복수의 게이트웨이들(121, 122, 123)을 통해 연결 요청 메시지를 서버(100)에 전송할 수 있다. 연결 요청 메시지는 다음과 같은 구성일 수 있다.
도 4는 연결 요청 메시지의 일 실시예를 도시한 블록도이다.
도 4를 참조하면, 연결 요청 메시지는 프리앰블(Preamble)(400), 헤더(header)(410), CRC 필드(Cyclic Redundancy Check)(420), 페이로드(payload)(430)를 포함할 수 있다. 프리앰블(400)은 실제 데이터를 전송할 때, 미세한 정보 오류로 인하여 전체 정보가 오류가 나게 되는 위험을 방지하기 위해 미리 보내지는 예비 신호를 지시할 수 있다.
CRC 필드(420)의 CRC는 네트워크 등을 통하여 데이터를 전송할 때 전송된 데이터에 오류가 있는지를 확인하기 위한 체크 값을 결정하는 방식을 의미할 수 있다.
페이로드(430)에는 MAC 헤더(MAC header, MHDR)(440), 연결 요청 정보 필드(Join-Request information)(450) 및 메시지 무결성 코드 필드(message integrity code, MIC)(470)가 포함될 수 있다.
연결 요청 메시지에 포함된 연결 요청 정보 필드(450)는 단말(110)의 애플리케이션 식별자 필드(application identifier, AppEUI)(451), 디바이스 식별자 필드(DevEUI)(452) 및 디바이스 논수 필드(DevNonce)(453)를 포함할 수 있다. 애플리케이션 식별자 필드(451)와 디바이스 식별자 필드(452)는 각 8바이트를 가질 수 있으며, 디바이스 논수 필드(453)는 2바이트를 가질 수 있다.
애플리케이션 식별자 필드(451)의 애플리케이션 식별자는 연결 요청 메시지를 처리할 수 있는 엔티티를 식별하는 IEEE EUI64 주소 공간의 글로벌 애플리케이션 ID일 수 있다.
애플리케이션 식별자는 활성 절차가 실행되기 전에 단말(110)에 저장될 수 있다. 애플리케이션 식별자 정보를 통해 서버(100)에서 단말(110)의 서비스 레벨이 판단될 수 있다. 애플리케이션 식별자 정보는 단말(110)의 연결 요청 정보 필드(450)의 애플리케이션 식별자 필드(451)에 포함될 수 있다.
디바이스 식별자 필드(452)의 디바이스 식별자는 단말(110)을 식별하는 IEEE EUI64 주소 공간의 글로벌 단말(110) ID일 수 있다. 디바이스 논수 필드(453)의 디바이스 논수는 임의의 변수일 수 있다. 서버(100)는 과거 단말(110)에 사용된 디바이스 논수 값을 추적할 수 있다. 서버(100)는 단말(110)에 어떤 디바이스 논수 값이 있는 경우 연결 요청들을 무시할 수 있다.
연결 요청 메시지는 와이파이(wifi)에서는 인증 요청 프레임(authentication request frame) 또는 연결 요청 프레임(association request frame)으로 지칭될 수 있다. 연결 요청 메시지는 LoRaWan에서는 연결 요청 메시지(join request message)로 지칭될 수 있다.
복수의 게이트웨이들(121, 122, 123)에서 서버(100)로 전송되는 연결 요청 메시지는 복수의 게이트웨이들(121, 122, 123)에서 측정된 수신 신호 세기를 지시하는 지시자를 더 포함할 수 있다. 지시자는 연결 요청 메시지의 헤더(410) 및 페이로드(430) 중 적어도 하나에 포함될 수 있다.
다시 도 3을 참조하면, 서버(100)는 복수의 게이트웨이들(121, 122, 123) 각각으로부터 연결 요청 메시지를 수신할 수 있다. 서버(100)는 애플리케이션 식별자 정보를 기초로 단말(110)의 서비스 레벨을 확인할 수 있다(S320). 서버(100)는 단말(110)의 서비스 레벨을 확인하고, 단말(110)의 서비스 레벨에 대응하는 게이트웨이를 선택할 수 있다(S330). 단말(110)의 서비스 레벨에 대응하는 게이트웨이는 다음과 같이 선택될 수 있다.
도 5는 게이트웨이를 선택하는 방법을 도시한 흐름도 이다.
도 5를 참조하면, 서버(100)는 복수의 게이트웨이들(121, 122, 123) 중 서비스 레벨에 대응하는 단말 밀집도 클래스와 동일하거나 서비스 레벨에 대응하는 단말 밀집도 클래스보다 낮은 단말 밀집도 클래스를 가지는 게이트웨이 1(121)이 존재하는 경우, 해당 게이트웨이를 서버(100)와 단말(110) 간의 통신을 위해 사용되는 게이트웨이로 선택할 수 있다.
구체적으로 설명하면, 단말 밀집도 클래스는 게이트웨이에 접속된 단말의 개수를 지시할 수 있다. 서버(100)는 서비스 레벨에 따른 단말 밀집도 클래스를 미리 설정할 수 있다(331).
예를 들어, 서비스 레벨 1은 단말 밀집도 클래스 1에 대응할 수 있으며, 단말 밀집도 클래스 1은 게이트웨이에 접속된 단말의 개수가 1 내지 5인 것을 지시할 수 있다.
서비스 레벨 2는 단말 밀집도 클래스 2에 대응할 수 있으며, 단말 밀집도 클래스 2는 게이트웨이에 접속된 단말의 개수가 6 내지 10인 것을 지시할 수 있다. 서비스 레벨 3은 단말 밀집도 클래스 3에 대응할 수 있으며, 단말 밀집도 클래스 3은 게이트웨이에 접속된 단말의 개수가 11 내지 15인 것을 지시할 수 있다.
서비스 레벨 4는 단말 밀집도 클래스 4에 대응할 수 있으며, 단말 밀집도 클래스 4는 게이트웨이에 접속된 단말의 개수가 16 이상인 것을 지시할 수 있다. 단말 밀집도 클래스는 단말(110)의 서비스 레벨이 높을수록 상대적으로 낮게 결정될 수 있다.
단말 밀집도 클래스는 단말(110)의 서비스 레벨이 낮을수록 상대적으로 높게 결정될 수 있다. 단말 밀집도 클래스가 낮을수록 게이트웨이에 접속된 단말의 개수가 적을 수 있다. 단말 밀집도 클래스의 숫자가 높을수록 게이트웨이에 접속된 단말의 개수가 많을 수 있다.
예를 들어, 단말 밀집도 클래스 1과 단말 밀집도 클래스 4를 비교하면 단말 밀집도 클래스 1이 게이트웨이에 더 적은 단말이 접속된 것으로 해석될 수 있다. 즉, 단말 밀집도 클래스 1이 단말 밀집도가 더 낮은 것으로 해석될 수 있다.
서비스 레벨이 높을수록 통신 자원을 우선적으로 할당 받을 수 있다. 서비스 레벨의 숫자가 낮을수록 서비스 레벨이 높을 수 있다.
예를 들어, 서비스 레벨 1과 서비스 레벨 4를 비교하면 서비스 레벨 1이 더 높은 서비스 레벨을 가지는 것으로 해석될 수 있다. 즉, 서비스 레벨 1이 우선순위가 더 높은 것으로 해석될 수 있다.
서버(100)는 복수의 게이트웨이들(121, 122, 123)에 접속된 단말의 개수를 확인할 수 있다. 서버(100)는 복수의 게이트웨이들(121, 122, 123)에 접속된 단말의 개수에 관한 정보를 기초로 복수의 게이트웨이들(121, 122, 123)의 단말 밀집도 클래스를 분류할 수 있다(S332).
복수의 게이트웨이들(121, 122, 123)에 접속된 단말의 개수에 관한 정보는 연결 요청 메시지를 기초로 서버(100)가 추정할 수 있다. 게이트웨이에 접속 된 단말들의 개수가 많은 경우 단말 밀집도는 상대적으로 높게 측정될 수 있다. 게이트웨이에 접속 된 단말의 개수가 적은 경우 단말 밀집도는 상대적으로 낮게 측정될 수 있다.
서버(100)는 서비스 레벨에 대응하는 단말 밀집도 클래스와 복수의 게이트웨이들(121, 122, 123)의 단말 밀집도 클래스를 비교하고, 복수의 게이트웨이들(121, 122, 123)의 단말 밀집도 클래스가 서비스 레벨에 대응하는 단말 밀집도 클래스보다 낮거나 동일한 게이트웨이가 존재하는지 확인할 수 있다(S333).
서버(100)는 분류된 복수의 게이트웨이들(121, 122, 123)의 단말 밀집도 클래스가 서비스 레벨에 대응하는 단말 밀집도 클래스보다 낮은 게이트웨이가 존재하는 경우, 서버(100)는 분류된 복수의 게이트웨이들(121, 122, 123)의 단말 밀집도 클래스가 서비스 레벨에 대응하는 단말 밀집도 클래스보다 낮은 게이트웨이들의 개수가 두 곳 이상인지 여부를 확인할 수 있다(S334).
서버(100)는 분류된 복수의 게이트웨이들(121, 122, 123)의 단말 밀집도 클래스가 서비스 레벨에 대응하는 단말 밀집도 클래스보다 낮은 게이트웨이들의 개수가 두 곳 이상인 경우, 두 곳 이상의 게이트웨이의 단말 밀집도 클래스가 동일한지를 비교할 수 있다(S335).
서버(100)는 두 곳 이상의 게이트웨이의 단말 밀집도 클래스가 동일하지 않은 경우, 두 곳 이상의 게이트웨이 중 상대적으로 작은 단말 밀집도 클래스를 가지는 게이트웨이를 서버(100)와 단말(110) 간의 통신을 위해 사용되는 게이트웨이로 선택할 수 있다(S336).
서버(100)는 두 곳 이상의 게이트웨이의 단말 밀집도 클래스가 동일한 경우, 연결 요청 메시지에 포함된 지시자를 기초로 복수의 게이트웨이들(121, 122, 123) 각각에서 측정된 수신 신호 세기를 확인할 수 있다.
서버(100)는 단말의 수신 신호 세기가 상대적으로 큰 게이트웨이를 서버(100)와 단말(110) 간의 통신을 위해 사용되는 게이트웨이로 선택할 수 있다(S337).
서버(100)는 분류된 복수의 게이트웨이들(121, 122, 123)의 단말 밀집도 클래스가 서비스 레벨에 대응하는 단말 밀집도 클래스보다 낮은 게이트웨이들의 개수가 한 곳인 경우, 서버(100)는 분류된 복수의 게이트웨이들(121, 122, 123)의 단말 밀집도 클래스가 서비스 레벨에 대응하는 단말 밀집도 클래스보다 낮은 게이트웨이를 서버(100)와 단말(110) 간의 통신을 위해 사용되는 게이트웨이로 선택할 수 있다(S338).
서버(100)는 분류된 복수의 게이트웨이들(121, 122, 123)의 단말 밀집도 클래스가 서비스 레벨에 대응하는 단말 밀집도 클래스보다 낮은 게이트웨이가 존재하지 않는 경우, 서비스 레벨에 대응하는 단말 밀집도 클래스를 한 단계 낮은 단말 밀집도 클래스로 설정할 수 있다(S339).
서버(100)는 새로 결정된 단말 밀집도 클래스를 기초로 게이트웨이가 선택될 때까지 S332-S339를 반복할 수 있다.
다시 도3을 참조하면, 서버(100)는 단말(110)의 서비스 레벨에 대응하는 게이트웨이를 선택하는 것과 유사한 방법(S330)으로 자원을 선택할 수 있다. 서버가 선택할 수 있는 자원 정보는 게이트웨이 할당과 관련된 정보, 시간 자원 정보, 주파수 자원 정보, 호핑 관련 정보, 전용 채널(dedicated channel) 관련 정보, 랜덤 액세스 관련 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
시간 자원 정보는 단말(110)의 서비스 레벨에 따라 미리 결정된 전송 시간(duration), 전송 지연 시간(transmit delay), 보장된 슬롯(guaranteed slot) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
예를 들어, 보장된 슬롯과 보장되지 않은 슬롯(unguaranteed slot)으로 시각을 분배하는 것과 같은 방식에서, 우선순위가 높은 단말은 보장된 슬롯을 많이 할당할 수 있고, 우선순위가 낮은 단말은 보장된 슬롯을 적게 할당할 수 있다.
전송 시간은 단말(110)이 데이터를 전송할 수 있는 특정 시간을 지시하며, 전송 지연 시간은 단말(110)이 데이터를 특정 시간 이후에 전송할 수 있는 경우, 전송이 지연되는 특정 시간을 지시할 수 있다. 예를 들어, 단말은 연결 응답 메시지의 수신 종료 시점으로부터 전송 지연 시간 후에 데이터를 전송할 수 있다.
서버(100)는 서비스 레벨이 높은 단말에는 전송 지속 시간을 상대적으로 길게 할당하고, 전송 지연 시간을 상대적으로 짧게 할당할 수 있다. 서버(100)는 서비스 레벨이 낮은 단말에는 전송 지속시간을 상대적으로 짧게 할당하고, 전송 지연 시간을 상대적으로 길게 할당할 수 있다.
주파수 자원 정보에는 주파수 대역폭에 관한 정보 등이 포함될 수 있다. 서버(100)는 서비스 레벨이 높은 단말에는 주파수 대역을 넓게 할당하고, 서비스 레벨이 낮은 단말에는 주파수 대역을 좁게 할당함으로써 단말(110)의 서비스 레벨에 따라 차별화된 서비스를 제공할 수 있다.
랜덤 액세스 관련 정보에는 백오프의 카운터에 관한 정보, 경쟁 윈도우에 관한 정보 등이 포함될 수 있다. 서버(100)는 서비스 레벨이 높은 단말에는 경쟁 윈도우를 작게 할당하고, 서비스 레벨이 낮은 단말에는 경쟁 윈도우를 크게 할당함으로써 단말(110)의 서비스 레벨에 따라 차별화된 서비스를 제공할 수 있다.
채널 호핑은 서비스 레벨에 따라 결정될 수 있다. 서버(100)는 서비스 레벨이 높은 단말에 주파수 대역의 개수를 상대적으로 많이 할당하고, 서비스 레벨이 낮은 단말에 주파수 대역의 개수를 적게 할당할 수 있다.
예를 들어, 서버(100)는 서비스 레벨이 높은 단말에는 주파수 대역 8개를 할당하고, 서비스 레벨이 낮은 단말에는 주파수 대역 2개를 할당함으로써 단말(110)의 서비스 레벨에 따라 차별화된 서비스를 제공할 수 있다.
전용 채널은 특정한 단말이 전용 채널로 설정된 자원을 전용으로 사용하는 것을 의미할 수 있다. 서버(100)는 서비스 레벨이 미리 설정된 기준 이상인 단말에 전용 채널을 설정하고, 그렇지 않은 경우에 전용 채널을 설정하지 않을 수 있다.
서버(100)는 연결 승인 메시지를 생성할 수 있다(S340). 연결 승인 메시지는 단말(110)의 서비스 레벨을 기초로 단말(110)에 할당된 자원 정보를 포함할 수 있다.
서버(100)가 연결 승인 메시지를 생성한 경우, 서버(100)는 단말(110)의 서비스 레벨에 따라 선택된 게이트웨이를 통해 연결 승인 메시지를 단말(110)로 전송할 수 있다(S350, S355).
구체적으로, 서버(100)는 단말(110)의 서비스 레벨에 따라 선택된 게이트웨이에 연결 승인 메시지를 전송할 수 있다. 단말(110)의 서비스 레벨에 따라 선택된 게이트웨이는 서버(100)로부터 연결 승인 메시지를 수신할 수 있다.
단말(110)의 서비스 레벨에 따라 선택된 게이트웨이는 단말(110)에 연결 승인 메시지를 전송할 수 있다. 단말(110)은 선택된 게이트웨이로부터 연결 승인 메시지를 수신할 수 있다. 연결 승인 메시지는 다음과 같은 구성일 수 있다.
도 6은 연결 승인 메시지의 일 실시예를 도시한 블록도이다.
도 6을 참조하면, 연결 승인 메시지는 프리앰블(400), 헤더(410), CRC 필드(420), 페이로드(430)를 포함할 수 있다.
페이로드(430)에는 MAC 헤더(440), 연결 승인 정보 필드(Join-rseponse information)(460) 및 메시지 무결성 코드 필드(470)가 포함될 수 있다.
연결 승인 정보 필드(460)는 애플리케이션 논수 필드(AppNonce)(461), 네트워크 식별자 필드(NetID)(462), 디바이스 주소 필드(DevAddr)(463), 다운 링크 세팅 필드(DLSettings)(464), 수신 지연 필드(RxDelay)(465), 채널 주파수 리스트 필드(CFList)(466), 자원 정보 필드(467) 등을 포함할 수 있다.
애플리케이션 논수 필드(461)와 네트워크 식별자 필드(462)는 각 3바이트를 가질 수 있으며, 디바이스 주소 필드(463)는 4바이트를 가질 수 있고, 다운 링크 세팅 필드(464)과 수신 지연 필드(465)는 각 1바이트를 가질 수 있다.
애플리케이션 논수 필드(461)은 랜덤 값 또는 서버(100)에 의해 제공되는 고유 아이디의 형태일 수 있다. 네트워크 식별자 필드(462)는 네트워크 고유의 식별자를 지시할 수 있다.
디바이스 주소 필드(463)는 단말(110)의 주소를 지시할 수 있다. 수신 지연 필드(465)는 송신과 수신 사이의 특정 시각을 지시할 수 있다. 채널 주파수 리스트 필드(466)는 채널 주파수의 선택적인 리스트를 지시할 수 있다.
연결 승인 메시지는 와이파이(wifi)에서는 인증 응답 프레임(authentication response frame) 또는 연결 응답 프레임으로 지칭될 수 있다. 연결 승인 메시지는 LoRaWan에서는 연결 승인 메시지(join accept message)로 지칭될 수 있다.
연결 승인 메시지는 단말(110)의 서비스 레벨을 기초로 단말(110)에 할당된 자원 정보를 포함할 수 있다. 자원 정보는 연결 승인 메시지의 헤더(410) 및 페이로드(430) 중 적어도 하나에 포함될 수 있다.
자원 정보는 게이트웨이 할당과 관련된 정보, 시간 자원 정보, 주파수 자원 정보, 호핑 관련 정보, 전용 채널(dedicated channel) 관련 정보, 랜덤 액세스 관련 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
다시 도 3을 참조하면, 단말(110)은 단말(110)의 서비스 레벨에 따라 선택된 게이트웨이로부터 연결 승인 메시지를 수신할 수 있다. 단말(110)은 어떤 게이트웨이로부터 연결 승인 메시지가 수신되었는지 확인할 수 있다.
단말(110)은 연결 승인 메시지에 포함된 정보를 확인할 수 있다. 연결 승인 메시지에 포함된 정보는 서비스 레벨에 따른 자원 할당 정보를 포함할 수 있다.
단말(110)은 게이트웨이를 통해 서버(100)에 데이터를 전송 할 수 있다(S360, S370). 서버(100)는 게이트웨이를 통해 단말(110)로부터 데이터를 수신할 수 있다.
구체적으로, 단말(110)은 단말(110)의 서비스 레벨에 따라 선택된 게이트웨이에 데이터를 전송할 수 있다. 단말(110)의 서비스 레벨에 따라 선택된 게이트웨이는 단말(110)로부터 데이터를 수신할 수 있다.
단말(110)의 서비스 레벨에 따라 선택된 게이트웨이는 서버(100)에 데이터를 전송할 수 있다. 서버(100)는 단말(110)의 서비스 레벨에 따라 선택된 게이트웨이로부터 데이터를 수신할 수 있다.
단말(110)은 연결 승인 메시지에 자원 할당과 관련된 정보가 존재하는 경우, 자원 할당 정보에 의해 지시된 자원에 따라 자원 할당 정보에 의해 결정된 게이트웨이를 통해 서버(100)와 데이터를 송수신할 수 있다.
구체적으로, 자원 할당 정보에 백오프 관련 정보가 있는 경우, 단말(110)은 해당 정보에 의해 지시되는 경쟁 윈도우 내에서 백오프 카운터를 선택하고, 선택된 백오프 카운트를 기초로 랜덤 백오프 절차를 수행한 후 게이트웨이를 통해 서버(100)와 데이터를 송수신할 수 있다.
자원 할당 정보에 시간 자원 정보(예를 들어, 지속시간, 전송 지연 시간 등)가 있는 경우, 단말(110)은 해당 정보의 지속시간, 전송 지연 시간, 기초로 게이트웨이를 통해 서버(100)와 데이터를 송수신할 수 있다.
구체적으로, 단말(110)은 자원 정보에 의해 지시되는 전송 시간에서 게이트웨이를 통해 서버(100)와 데이터를 송신할 수 있다. 또한, 단말(110)은 자원 정보에 의해 지시되는 전송 지연 시간 이후에 게이트웨이를 통해 서버(100)와 데이터를 송수신할 수 있다.
자원 할당 정보에 주파수 자원 정보가 있는 경우, 단말(110)은 해당 주파수 에서 게이트웨이를 통해 서버(100)와 데이터를 송수신할 수 있다. 자원 할당 정보에 호핑 관련 정보가 있는 경우, 단말(110)은 해당 호핑 관련 정보를 기초로 할당된 복수의 주파수 대역들에서 호핑을 수행함으로써 게이트웨이를 통해 서버(100)와 데이터를 송수신할 수 있다.
자원 할당 정보에 전용 채널에 관한 정보가 있는 경우, 단말(110)은 해당 전용 채널에 관한 정보를 기초로 특정한 채널 및 자원을 전용으로 사용할 수 있고, 전용 채널을 통해 게이트웨이를 통해 서버(100)와 데이터를 송수신할 수 있다.
서버(100)는 게이트웨이를 통해 단말(110)에 데이터를 전송 할 수 있다(S380, S390). 단말(110)은 게이트웨이를 통해 서버(100)로부터 데이터를 수신할 수 있다.
구체적으로, 서버(100)는 단말(110)의 서비스 레벨에 따라 선택된 게이트웨이에 데이터를 전송할 수 있다. 단말(110)의 서비스 레벨에 따라 선택된 게이트웨이는 서버(100)로부터 데이터를 수신할 수 있다.
단말(110)의 서비스 레벨에 따라 선택된 게이트웨이는 단말(110)에 데이터를 전송할 수 있다. 단말(110)은 단말(110)의 서비스 레벨에 따라 선택된 게이트웨이로부터 데이터를 수신할 수 있다.
서버(100)가 단말(110)의 서비스 레벨에 따라 단말(110)의 접속을 제어한 결과는 다음과 같을 수 있다.
도 7은 무선 통신 네트워크에서 서비스 레벨에 따라 게이트웨이에 접속된 단말을 도시한 개념도이다.
도 7을 참조하면, 단말들(111, 112, 113, 114)의 서비스 레벨에 따라 단말들(111, 112, 113, 114)이 접속된 게이트웨이에 차이가 있다는 점이 확인될 수 있다.
단말의 서비스 레벨에 따라 미리 정해진 단말 밀집도 클래스가 결정되어 있을 수 있다. 예를 들어, 서비스 레벨 1은 단말 밀집도 클래스 1에 대응할 수 있으며, 단말 밀집도 클래스 1은 게이트웨이에 접속된 단말의 개수가 1 내지 5인 것을 지시할 수 있다.
서비스 레벨 2는 단말 밀집도 클래스 2에 대응할 수 있으며, 단말 밀집도 클래스 2는 게이트웨이에 접속된 단말의 개수가 6 내지 10인 것을 지시할 수 있다. 서비스 레벨 3은 단말 밀집도 클래스 3에 대응할 수 있으며, 단말 밀집도 클래스 3은 게이트웨이에 접속된 단말의 개수가 11 내지 15인 것을 지시할 수 있다.
서비스 레벨 4는 단말 밀집도 클래스 4에 대응할 수 있으며, 단말 밀집도 클래스 4는 게이트웨이에 접속된 단말의 개수가 16 이상인 것을 지시할 수 있다. 서비스 레벨 5는 단말 밀집도 클래스 5에 대응할 수 있으며, 단말 밀집도 클래스 5는 게이트웨이에 접속된 단말의 개수가 21 이상인 것을 지시할 수 있다.
서버(100)는 단말 밀집도 클래스에 따라 복수의 게이트웨이들(131, 132, 133, 134)을 분류할 수 있다. 구체적으로, 서버(100)는 게이트웨이에 접속된 단말의 개수가 1 내지 5인 단말 밀집도 클래스가 1인 게이트웨이 1(131), 게이트웨이에 접속된 단말의 개수가 6 내지 10인 단말 밀집도 클래스가 2인 게이트웨이 2(132), 게이트웨이에 접속된 단말의 개수가 11 내지 15인 단말 밀집도 클래스가 3인 게이트웨이 3(133) 및 게이트웨이에 접속된 단말의 개수가 16 이상인 단말 밀집도 클래스가 4인 게이트웨이 4(134)로 복수의 게이트웨이들(131, 132, 133, 134)을 분류할 수 있다.
게이트웨이 1(131), 게이트웨이 2(132), 게이트웨이 3(133) 및 게이트웨이 4(134)와 단말이 통신 가능한 거리에 위치한 경우, 서버(100)는 단말들(111, 112, 113, 114)의 연결 요청 메시지를 통해 단말들(111, 112, 113, 114)의 서비스 레벨을 비교할 수 있다.
서버(100)가 복수의 연결 요청 메시지를 받은 경우, 단말 밀집도 클래스를 고려하면서 새로운 단말이 접속될 게이트웨이를 결정할 경우, 결과는 다음과 같을 수 있다.
서비스 레벨이 1인 단말 1(111)은 단말 밀집도가 1인 게이트웨이 1(131)에 연결될 수 있다. 서비스 레벨이 2인 단말 2(112)는 단말 밀집도가 2인 게이트웨이 2(132)에 연결될 수 있다.
서비스 레벨이 3인 단말 3(113)은 단말 밀집도가 3인 게이트웨이 3(133)에 연결될 수 있다. 서비스 레벨이 4인 단말 4(114)는 단말 밀집도가 4인 게이트웨이 4(134)에 연결될 수 있다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 도 7의 실시예는 단말(110)의 서비스 레벨에 따른 접속 제어를 설명하기 위한 하나의 실시예일뿐 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것은 아니다.
본 발명에 따른 방법들은 다양한 컴퓨터 수단을 통해 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위해 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다.
컴퓨터 판독 가능 매체의 예에는 롬, 램, 플래시 메모리(flash memory) 등과 같이 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러(compiler)에 1의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터(interpreter) 등을 사용해서 컴퓨터에 의해 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상술한 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 적어도 하나의 소프트웨어 모듈로 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
이상 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (20)

  1. 통신 네트워크(network)에서 서버(server)의 동작 방법으로서,
    상기 서버와 연결된 복수의 게이트웨이(gateway)들 각각으로부터 연결 요청 메시지(message)를 수신하는 단계; 상기 연결 요청 메시지에 포함된 정보를 기초로 상기 연결 요청 메시지를 전송한 단말의 서비스 레벨(service level)을 확인하는 단계;
    상기 복수의 게이트웨이들 중에서 상기 서비스 레벨과 대응하는 제1 게이트웨이를 상기 단말이 접속될 게이트웨이로 선택하는 단계; 및
    상기 연결 요청 메시지에 대한 응답인 연결 승인 메시지를 상기 제1 게이트웨이를 통해 상기 단말에 전송하는 단계를 포함하고,
    상기 단말이 접속될 제1 게이트웨이를 선택하는 단계는,
    상기 복수의 게이트웨이들 각각에 대하여, 게이트웨이에 접속된 단말들의 개수를 확인하고 단말의 밀집도를 측정하는 단계;
    상기 복수의 게이트웨이들 중에서, 상기 측정된 단말의 밀집도가 상기 단말의 서비스 레벨에 대응하는 단말의 밀집도보다 낮은 게이트웨이들을 선정하는 단계; 및
    상기 선정된 게이트웨이들 중 상기 수신된 연결 요청 메시지의 신호 세기가 가장 큰 게이트웨이를 상기 제1 게이트웨이로 선택하는 단계를 포함하는, 서버의 동작 방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 연결 요청 메시지는 상기 단말이 지원하는 애플리케이션 식별자(application identifier)를 포함하며, 상기 단말의 서비스 레벨은 상기 애플리케이션 식별자를 기초로 확인되는, 서버의 동작 방법.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 서버에서 수신된 연결 요청 메시지는 상기 복수의 게이트웨이들 각각에 의해 측정된 상기 수신된 연결 요청 메시지의 신호 세기를 지시하는 지시자를 포함하는, 서버의 동작 방법.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 지시자는 상기 연결 요청 메시지의 헤더(header) 및 페이로드(payload) 중 적어도 하나에 포함되는, 서버의 동작 방법.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 연결 승인 메시지는 상기 서비스 레벨을 기초로 상기 단말에 할당된 자원을 지시하는 정보를 포함하는, 서버의 동작 방법.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 단말에 할당된 자원을 지시하는 정보는 상기 연결 승인 메시지의 헤더 및 페이로드 중 적어도 하나에 포함되는, 서버의 동작 방법.
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 복수의 게이트웨이(gateway)들 및 상기 복수의 게이트웨이들에 연결된 서버(server)를 포함하는 통신 네트워크(network)에서 단말의 동작 방법으로서,
    제1 연결 요청 메시지(message)를 전송하는 단계;
    상기 연결 요청 메시지에 대한 응답인 연결 승인 메시지를 상기 복수의 게이트웨이들 중에서 제1 게이트웨이를 통해 수신하는 단계; 및
    상기 제1 게이트웨이를 통해 상기 서버와 데이터를 송수신하는 단계를 포함하며,
    상기 제1 게이트웨이는 상기 단말의 서비스 레벨 및 상기 서버가 상기 복수의 게이트웨이들 각각으로부터 수신한 제2 연결 요청 메시지의 신호의 세기에 기초하여 상기 서버에 의해 선택되고,
    상기 서버가 상기 제1 게이트웨이를 선택하는 과정은,
    상기 복수의 게이트웨이들 각각에 대하여, 게이트웨이에 접속된 단말들의 개수를 확인하고 단말의 밀집도를 측정하는 단계;
    상기 복수의 게이트웨이들 중에서, 상기 측정된 단말의 밀집도가 상기 단말의 서비스 레벨에 대응하는 단말의 밀집도보다 낮은 게이트웨이들을 선정하는 단계; 및
    상기 선정된 게이트웨이들 중 상기 제2 연결 요청 메시지의 신호 세기가 가장 큰 게이트웨이를 상기 제1 게이트웨이로 선택하는 단계를 포함하는, 단말의 동작 방법.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 제1 연결 요청 메시지는 상기 단말이 지원하는 애플리케이션 식별자(application identifier)를 포함하며, 상기 단말의 서비스 레벨은 상기 애플리케이션 식별자를 기초로 확인되는, 단말의 동작 방법.
  11. 청구항 9에 있어서,
    상기 연결 승인 메시지는 상기 단말에 할당된 자원을 지시하는 정보를 포함하는, 단말의 동작 방법.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 단말에 할당된 자원을 지시하는 정보는 상기 연결 승인 메시지의 헤더 및 페이로드 중 적어도 하나에 포함되는, 단말의 동작 방법.
  13. 통신 네트워크(network)에서 동작하는 서버(server)로서,
    프로세서(processor); 및
    상기 프로세서를 통해 실행되는 적어도 하나의 명령이 저장된 메모리(memory)를 포함하고,
    상기 적어도 하나의 명령은,
    상기 서버와 연결된 복수의 게이트웨이(gateway)들 각각으로부터 연결 요청 메시지(message)를 수신하고, 상기 연결 요청 메시지에 포함된 정보를 기초로 상기 연결 요청 메시지를 전송한 단말의 서비스 레벨(service level)을 확인하고,
    상기 복수의 게이트웨이들 중에서 상기 서비스 레벨과 대응하는 제1 게이트웨이를 상기 단말이 접속될 게이트웨이로 선택하고, 그리고
    상기 연결 요청 메시지에 대한 응답인 연결 승인 메시지를 상기 제1 게이트웨이를 통해 상기 단말에 전송하도록 실행되고,
    상기 단말이 접속될 제1 게이트웨이를 선택하는 과정은,
    상기 복수의 게이트웨이들 각각에 대하여, 게이트웨이에 접속된 단말들의 개수를 확인하고 단말의 밀집도를 측정하고,
    상기 복수의 게이트웨이들 중에서, 상기 측정된 단말의 밀집도가 상기 단말의 서비스 레벨에 대응하는 단말의 밀집도보다 낮은 게이트웨이들을 선정하고, 그리고
    상기 선정된 게이트웨이들 중 상기 수신된 연결 요청 메시지의 신호 세기가 가장 큰 게이트웨이를 상기 제1 게이트웨이로 선택하도록 실행되는, 서버.
  14. 청구항 13에 있어서,
    상기 연결 요청 메시지는 상기 단말이 지원하는 애플리케이션 식별자(application identifier)를 포함하며, 상기 단말의 서비스 레벨은 상기 애플리케이션 식별자를 기초로 확인되도록 실행되는, 서버.
  15. 청구항 13에 있어서,
    상기 서버에서 수신된 연결 요청 메시지는 상기 복수의 게이트웨이들 각각에 의해 측정된 상기 수신된 연결 요청 메시지의 신호 세기를 지시하는 지시자를 포함하도록 실행되는, 서버.
  16. 청구항 15에 있어서,
    상기 지시자는 상기 연결 요청 메시지의 헤더(header) 및 페이로드(payload) 중 적어도 하나에 포함되도록 실행되는, 서버.
  17. 청구항 13에 있어서,
    상기 연결 승인 메시지는 상기 서비스 레벨을 기초로 상기 단말에 할당된 자원을 지시하는 정보를 포함하도록 실행되는, 서버.
  18. 청구항 17에 있어서,
    상기 단말에 할당된 자원을 지시하는 정보는 상기 연결 승인 메시지의 헤더 및 페이로드 중 적어도 하나에 포함되도록 실행되는, 서버.
  19. 삭제
  20. 삭제
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