KR20010045363A - 무선 이동 통신망에서 무선 패킷 데이터 통신 방법 - Google Patents

무선 이동 통신망에서 무선 패킷 데이터 통신 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 무선 이동 통신망에서 기지국과 패킷 데이터 서빙 노드간 패킷 데이터 통신시 이동 교환국을 경유하지 않고 터널링 방식으로 시그널링을 처리하고, 또한 가입자 단말기의 데이터를 다중화/역다중화하여 전송할 수 있는 무선 이동 통신망에서 무선 패킷 데이터 통신 방법에 관한 것이다. 이와 같은 본 발명은 액세스 링크를 종단하는 다수의 노드와 인터넷 접속 노드가 패킷 데이터 서빙 노드로 연결되어있는 이동 통신망에서, 상기 다수의 노드중 임의의 제1 노드와 상기 인터넷 접속 노드간 링크를 셋업하는 단계와; 상기 제1 노드의 제어 영역에 있는 임의의 단말기의 패킷 서빙 호 발신요청에 따라 상기 제1 노드와 상기 인터넷 접속 노드간 패킷의 다중화/역다중화를 실행하기 위한 패킷 세션(session)을 헤더필드와 메시지 타입 필드를 포함하는 제어 메시지를 이용하여 설정하는 단계와; 상기 단말기와 상기 노드간 PPP 링크를 설정하고, 상기 PPP 링크를 통하여 데이터 통신을 실행하는 단계로 이루어진다.

Description

무선 이동 통신망에서 무선 패킷 데이터 통신 방법{Wireless Packet Data Communication Method in Wireless Mobile Communication Network}
본 발명은 무선 패킷 데이터 통신 방법에 관한 것으로서, 특히 IP 네트워크 또는 ATM 네트워크를 기반으로 한 무선 이동 통신망에서 기지국과 패킷 데이터 서빙 노드간 패킷 데이터 통신방식을 개선하여 고속의 패킷 데이터 통신 및 인터넷 데이터 통신에 적당하도록 한 무선 이동 통신망에서 무선 패킷 데이터 통신 방법에 관한 것이다.
도 1은 종래 및 본 발명에 따른 무선 이동 통신망의 구성도이다. 도 1에 도시된 무선 이동 통신망에서 특정 기지국(20a)과 패킷 데이터 서빙 노드(50)를 서로 연결하는 무선 프로토콜 인터페이스 방식으로 IS-658 L 인터페이스가 제시되었다. 그러나, 이와 같은 종래의 방식은 이동 교환국(40)의 중계에 의해 실행되기 때문에 가입자 단말기(10a-10c)가 지속적으로 증가하는 통신 환경에서는 고속의 패킷 데이터 처리와 인터넷 데이터 처리에 적합하지는 않다.
따라서, 패킷 데이터 서빙 노드가 접속하고 있는 기지국 제어기 영역내에서 이동 단말기가 새로운 기지국 제어기의 영역으로 이동시에도 지속적으로 PPP 링크를 유지할 수 있도록 기지국 제어기와 패킷 데이터 서빙 노드간 시스널링이 요구되며, 또한 다수의 가입자 데이터를 하나의 패킷 링크를 통하여 다중화/역다중화 할 수 있는 터널링 프로토콜이 요구되고 있다.
본 발명의 목적은 이상에서 언급한 종래 기술의 문제점을 감안하여 안출한 것으로서, 무선 이동 통신망에서 기지국과 패킷 데이터 서빙 노드간 패킷 데이터 통신시 이동 교환국을 경유하지 않고 터널링 방식으로 시그널링을 처리하고, 또한 가입자 단말기의 데이터를 다중화/역다중화하여 전송할 수 있는 무선 이동 통신망에서 무선 패킷 데이터 통신 방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 다른 목적은 본 발명에 따른 새로운 제어 메시지 포맷을 이용하여 터널링 방식을 실행하는 무선 이동 통신망에서 무선 패킷 데이터 통신 방법을 제공하기 위한 것이다.
이상과 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따르면,액세스 링크를 종단하는 다수의 노드와 인터넷 접속 노드가 패킷 데이터 서빙 노드로 연결되어있는 이동 통신망에서, 상기 다수의 노드중 임의의 제1 노드와 상기 인터넷 접속 노드간 링크를 셋업하는 단계와; 상기 제1 노드의 제어 영역에 있는 임의의 단말기의 패킷 서빙 호 발신요청에 따라 상기 제1 노드와 상기 인터넷 접속 노드간 패킷의 다중화/역다중화를 실행하기 위한 패킷 세션(session)을 헤더필드와 메시지 타입 필드를 포함하는 제어 메시지를 이용하여 설정하는 단계와; 상기 단말기와 상기 노드간 PPP 링크를 설정하고, 상기 PPP 링크를 통하여 데이터 통신을 실행하는 단계로 이루어진다.
도 1은 종래 및 본 발명에 따른 무선 이동 통신망의 구성도.
도 2는 본 발명에 따른 무선 패킷 데이터 서비스 프로토콜 스택.
도 3은 본 발명에 따른 기지국 제어기와 패킷 데이터 서빙 노드간 무선 패킷 데이터 서비스 프로토콜 인터페이스를 설명하기 위한 도면.
도 4는 본 발명에 따른 무선 패킷 데이터 서비스 프로토콜의 헤더 포맷.
도 5는 본 발명에 따른 무선 패킷 데이터 서비스 프로토콜의 정보 요소 포맷.
도 6은 본 발명에 따른 터널의 설정 및 해지 절차를 보인 시간 순서도.
도 7은 본 발명에 따른 세션이 설정 및 해지 절차를 보인 시간 순서도.
도 8은 본 발명에 따른 도먼트 핸드 오프의 경우 패킷 세션 설정 및 해지 절차를 보인 시간 순서도.
도 9는 본 발명에 있어서, 단말기가 새로운 패킷 데이터 서빙 노드의 영역으로 이동한 경우 패킷 세션 설정 및 해지 절차를 보인 시간 순서도.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
10a-10c : 이동 단말기
20a-20d : 기지국
30a-30c : 기지국 제어기
40 : 이동 교환국/방문자 위치 등록기
50 : 패킷 데이터 서빙 노드
60 : 홈 위치 등록기/인증 센터
이하 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 구성 및 작용을 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.
도 2는 본 발명에 따른 무선 패킷 데이터 서비스 프로토콜 스택이다. 도 2를 참조하면, IP 네트워크 기반 또는 ATM 네트워크 기반의 패킷 망에서 기지국 제어기/패킷 제어기와 패킷 데이터 서빙 노드간 시스널링을 수행하고, 가입자 단말기 데이터의 다중화/역다중화를 수행하는 R-P 링크 계층이 기지국 제어기/패킷 제어기와 패킷 데이터 서빙 노드의 물리계층(PHY) 위에 각각 위치한다. 따라서, 본 발명에 따른 무선 패킷 데이터 통신은 ATM 네트워크의 가상회선이나 IP 네트워크의 TCP/UDP TRANSPORT 계층 이상에서 사용된다.
도 3은 본 발명에 따른 기지국 제어기와 패킷 데이터 서빙 노드간 무선 패킷 데이터 서비스 프로토콜 인터페이스를 설명하기 위한 도면이다. 본 발명에 의한 고속 패킷 데이터 통신을 실행하기 위해서는 액세스 링크를 종단하는 기지국 제어기와 인터넷 접속 노드인 패킷 데이터 서빙 노드의 시스널링과 각 사용자 단말기의 PPP 링크 데이터의 다중화/역다중화를 처리하여야한다. 이를 실행하기 위해 하위 전송 계층(transport layer)이 제공하는 제어 메시지의 페이로드(payload)에 전달할 패킷 포맷과 시그널링 요소가 명확하게 정의되어야 한다.
먼저, 도 4와 같이 도시된 바와 같이, 제어 메시지의 헤더는 제어필드(control field)(4a), 옥텟(Octet)에서 메시지의 전체 길이를 나타내는 길이 필드(length field)(4b), 터널 식별자(tunnel ID)(4c), 세션 식별자(session ID)(4d, 4e)로 이루어진다.
여기서, 제어필드(4a)에서 T 비트는 메시지 타입을 나타낸다. T의 값이 0 일 경우는 데이터 메시지이고, 1 일 경우는 제어 메시지이다. L 비트는 1 이고, 길이 필드를 나타낸다. 이 비트가 제어 메시지인 경우는 반드시 1로 설정되어야 한다. 또한, x 비트는 미래의 확장을 위한 예비 비트이다. 모든 예비 비트는 반드시 0으로 설정된다. S 비트는 Ns와 Nr 필드가 사용될 경우에는 1로 설정되어야한다. S 비트는 제어 메시지인 경우에는 1로 설정되어야 한다. O 비트는 옵셋 사이즈 필드로 사용될 때에는 1 이며, 제어 메시지로 사용될 때는 반드시 0으로 설정된다. 또한, P 비트는 1 이며, 이것은 데이터 메시지에 대한 큐잉(Queuing) 및 전송(Transmission)에 있어서 우선적인 수신 처리를 지시한다. 링크가 살아있도록 유지하는 LCP 에코(LCP echo) 요구는 이 비트를 1로 셋팅하여 전송되어야 한다. P 비트가 없으면 순간적인 혼잡에 의해 필요한 메시지에 영향을 미치며, 링크상의 불필요한 손실을 가져온다. 이 특징은 데이터 메시지에만 적용된다. P 비트는 반드시 모든 제어 메시지에 대해 0으로 설정된다.
또한, VER은 2로서, 본 발명에 따른 데이터 메시지 헤더의 버전을 나타낸다. 1은 패킷과 섞여 도착하는 패킷의 검출을 허가하기 위한 예약된 값이다. 이때 알 수 없는 VER 필드를 가진 패킷은 수신시 폐기된다.
터널 식별자(4c)는 망 노드간의 링크 연결에 대한 식별자를 나타낸다. 터널 ID는 터널의 생성 기간 동안 터널 ID AVPs(Attribute-Value-Pair Header)에 의해 선택되고, 교환된다.
세선 식별자(4d, 4e)는 터널의 세션에 대한 식별자를 나타낸다. 각 메시지에 있어서 세션 ID는 송신자가 아닌 의도된 수신자이다. 세션 ID는 세션의 생성기간 동안 세션 ID AVPs에 의해 선택되고 교환된다.
Ns(4f)는 데이터 또는 제어 메시지의 시퀀스 번호를 나타낸다. 0에서 시작하고, 각 메시지의 송신시마다 하나씩 증가한다.
Nr(4g)은 다음으로 수신될 것으로 예상되는 제어 메시지의 시퀀스 번호를 나타낸다. 따라서, Nr(4g)은 마지막에 순차적으로 수신한 2개의 메시지의 번호 Ns(4f)에 설정된다. 데이터 메시지에 있어서, Nr의 사용은 선택사항이고, S 비트에 의해서 제어된다.
본 발명에서는 세션 식별자(session ID)L 및 D 필드(4d,4e)의 크기는 패킷 데이터 서빙 노드에 등록하여 PPP 링크를 유지하는 사용자 단말기가 지속적으로 증가하는 추세이므로 4 옥텟으로 하였고, 헤더의 첫째 2 옥텟으로 구성되는 제어 필드(4a)에 세션 식별자 크기에 대한 제어 비트를 8번째 비트 위치에 할당하고 세션 식별자 비트를 "D"로 정의한다. 또한, 제어 필드(4a)의 세션 식별자 크기 비트(D)가 1이면, 도 4의 세션 식별자 H 필드(4e)가 있음을 표시하고, 0이면 세션 식별자 H 필드(4e)가 없는 것을 표시한다.
또한, 패킷 데이터 서빙 노드와 기지국 제어기는 도 4에 도시된 헤더를 사용하여 후속되는 시그널링 정보 요소(information element) 또는 PPP 링크 데이터 정보 블록의 정보를 구분한다. 이렇게 기지국 제어기와 패킷 데이터 서빙 노드의 시그널링에서 사용되는 많은 정보를 전달하기 위한 것을 도 5에 도시한 바와 같은 정보 요소라 정의한다. 도 5에 도시된 제어 메시지의 메시지 타입 필드는 M(mandatory) 비트(5a), H(hidden) 비트(5b), 예약 필드(5c), 길이 필드(5d), 벤더 식별자(Vendor ID) (5e), 정보 요소 타입(5f), 정보 요소값(5g), 길이 필드가 도달하지 않을 때까지의 정보 요소 값(5h)으로 이루어진다.
여기서, 첫 번째 여섯 개의 비트(5a-5c)는 마스크 비트이고, AVP의 일반적인 특정으로 설명된다. 본 발명에서는 두 개의 비트는 M 비트(5a) 및 H 비트(5b)로 정의되었고, 나머지 비트는 미래의 확장을 위한 예비 비트이다. 예비 비트는 반드시 0 으로 설정되고, 1 로 설정된 예비 비트를 수신한 AVP는 반드시 인식되지 않은 AVP로 처리된다.
M 비트(5a)는 인식하지 못하는 AVP를 수신하는 경우에 요구되는 행동을 제어한다. 만일 M 비트(5a)가 특정 세션과 연관된 메시지 내에서 인식하지 않는 AVP상에 설정된다면, 이 메시지와 연관된 세션은 종결되어져야한다. 만일, M 비트(5a)가 전구간의 터널과 연관된 메시지 내에서 인식하지 못하는 AVP상에 설정된다면, 전체 터널은 종료된다. 만일, M 비트(5a)가 설정되지 않는다면, 인식하지 못하는 AVP는 무시되어야 한다. 그러면, 제어 메시지는 AVP가 나타나지 않은 것과 같이 진행되도록 지속된다.
H 비트(5b)는 AVP의 특정 값 필드에 있어서 숨겨진 데이터의 식별자이다. 이것은 사용자 패스워드나 AVP에서 Cleartext.와 같은 민감한 데이터의 유실을 막는다.
길이 필드(5d)는 AVP에 포함되어 있는 부호화 옥텟 수이며, 이 길이는 옥텟의 특성 값 필드의 길이에 6을 더한 값으로 산출된다. 자체적으로는 10 비트이며 하나의 AVP에 있어서 최대 1023 옥텟을 허용한다. 최소 길이는 6이다. 만약 길이가 6 이면, 특성 값 필드는 없다.
벤더 식별자(Vendor ID)(5e)는 IANA는 "SMI network management private enterprise codes"를 할당하였다. 0은 이 문서에서 정의된 모든 AVPs에 사용된다.
다음의 표 1은 본 발명의 정보 요소의 종류를 보여준다.
정보 요소 타입 이 름 설 명
0 메시지 타입 모든 메시지에 사용되는 값 필드에서 값에 의해 제어 메시지를 식별한다.
1 결과 코드 CDN, StopCCN에서 사용되며, 첨부값(accompanying value)은 R-P 인터페이스에 맞게 적당히 변경되어야 한다.
2 프로토콜 버젼 SCCRP, SCCRQ에 사용된다.
3 타이 브레이커(Tie Breaker) SCCRQ에 사용되며, 단일 터널 식별자만을 유지할 것을 요구한다.
4 벤더 이름 SCCRQ/SCCRP에서 값 필드에서 사람이 읽을 수 있는 표현
5 할당된 터널 식별자 SCCRQ/SCCRP/StopCCN에서 사용된다.
6 수신 윈도우 크기 SCCRQ/SCCRP에서 사용된다.
7 체린지(CHALENGE) SCCRQ/SCCRP에서 사용된다.
8 원인값(Cause Value) CDN, 공기에서 사용된다.
9 체린지 응답 SCCCN/SCCRP에서 사용된다.
10 할당된 세션 식별자 CDN, ICRP, ICRQ에서 사용된다.
11 호출 연속 번호 ICRQ에서 세션 실패 관리를 위해 사용된다.
12 착신측 번호 향후 사용자 장치를 위해 사용되며, 값은 새로 정의된다.
13 발신측 번호 ICRQ에서 R-P 핸드오프 관리를 위해 명령되어진다.
14 요구된 서비스 품질 NAI 사용자의 서비스 품질이 요구된다.
15 호 에러 WEN에서 값은 R-P 경우에 따라 변경되어진다. CRC 카운트는 사용되지 않는다.
16 랜덤 백터 모든 메시지에 사용된다.
17 무선 서비스 품질
18 수순에 따른 순서 확실한 데이터의 전송을 위해 사용된다.
19 서비스 옵션 ICRQ에서 서비스 옵션을 통지하기 위해 사용된다.
20 과금 데이터 DCN에서 과금 데이터 정보를 통지하기 위해 사용된다.
21 핸드오프 ICRQ에서 핸드오프 경우 빠른 대응을 지지하기 위해 사용된다.
22 이전 기지국 식별자 HEN에서 사용되며, 기지국 제어기 식별자가 정보 요소값 필드에 채워진다.
이와 같은 표 1에서 주목할 정보 요소 타입은 다음과 같다. 정보 요소 타입 19번 서비스 옵션은 IS-95 통신 시스템 및 IS-2000 무선 통신 시스템에서 단말기의 접속 서비스를 구분하기 위한 것으로서 정보 요소값은 서비스 옵션 번호가 된다. 서비스 옵션은 패킷 데이터 서비스시 무선 구간의 데이터 속도 등의 정보를 제공하므로 패킷 데이터 서빙 노드가 무선 접속 상태를 파악하는 데 유용하게 사용한다.
정보 요소 타입 20번 과금 정보는 기지국 제어기가 패킷 데이터 서빙 노드로 전송하는 과금 관련 정보를 정보 요소값에 통하여 전달하기 위하여 사용한다.
정보 요소 타입 21번 핸드오프는 PPP 링크를 유지하고 있는 단말기가 새로운 기지국 제어기로 이동했을 때 기지국 제어기가 신규의 패킷 세션을 열며 핸드오프를 실시한 단말기임을 표시하며, 이때 정보 요소값은 2 옥텟 크기로 핸드오프 타입을 알려준다.
정보 요소 타입 22번 이전 기지국 제어기 식별자는 도먼트 핸드오프 또는 하드 핸드오프를 실시한 단말기가 서비스를 받았던 바로 이전의 기지국 제어기 식별자를 나타낸다. 이때 새로운 기지국 제어기가 이전 기지국 제어기에 관한 정보를 알아서 제공할 수 있다면 패킷 데이터 서빙 노드가 방문자 리스트를 효과적으로 검색하는데 사용할 수 있다.
이하에서 첨부된 도 6내지 도 9를 참조하여 기지국 제어기와 패킷 데이터 서빙 노드의 터널 설정 및 해지 절차, 개별 단말기의 패킷 데이터 서비스 발신에 대한 절차, 단말기가 도먼트 핸드오프를 실행하는 절차, 과금 정보를 전달하는 절차를 차례로 설명하면 다음과 같다.
터널의 설정 및 해제 절차
터널 개설 및 해제는 기지국 제어기(BSC) 또는 패킷 데이터 서빙 노드(PDSN) 모두가 실행할 수 있지만 도 6에서는 기지국 제어기(BSC)가 실행하는 경우만을 보였다. 도 6을 참조하면, 무선 이동 통신망에 구비된 기지국 제어기(BSC) 및 패킷 데이터 서빙 노드(PDSN)에 전원이 공급되는 상태에서, 터널을 개설할 기지국 제어기(BSC) 또는 패킷 데이터 서빙 노드(PDSN)에서 표 1에 보인 터널 개설 메시지(SCCRQ)를 패킷 데이터 서빙 노드(PDSN) 또는 기지국 제어기(BSC)로 전달한다(a1).
이때, 터널 개설 메시지(SCCRQ)의 포맷은 아래의 표2와 같다.
정보요소 타입
헤더 M
메시지 타입 M
프로토콜 버젼 M
할당된 터널 식별자 M
수신 윈도우 크기 M
체린지(Challenge) O
타이 브레이커(Tie Breaker) O
벤더 이름 O
본 발명에서는 터널 개설 메시지(SCCRQ)의 메시지 번호는 "1"로, 메시지 이름은 "SCCRQ"로 설정되어있다. 또한, 표 2에서, 타입 M은 필수항목을 나타내며, O는 선택항목임을 나타낸다. 메시지의 첫 번째는 항상 도 4에 도시된 헤더가 오며, 둘째는 메시지 타입이 와야한다. 본 발명에서는 터널 개설 메시지(SCCRQ)의 메시지 타입의 정보 요소는 0이고, 정보 요소값은 메시지 번호 1이며, 터널 개설 메시지(SCCRQ)의 헤더의 터널 식별자는 0으로 설정된다. 또한, 터널 개설 메시지(SCCRQ)는 터널 장애 발생에 따른 터널 복구시에도 사용된다.
이어, 터널 개설 메시지(SCCRQ)를 수신한 패킷 데이터 서빙 노드(PDSN) 또는 기지국 제어기(BSC)에서 터널 개설 메시지(SCCRQ) 대한 응답 메시지(SCCRP)를 기지국 제어기(BSC) 또는 패킷 데이터 서빙 노드(PDSN)로 전달한다(b1). 여기서, 응답 메시지(SCCRP)의 포맷은 아래의 표 3에 도시된 바와 같다.
정보요소 타입
헤더 M
메시지 타입 M
프로토콜 버젼 M
할당된 터널 식별자 M
수신 윈도우 크기 M
체린지(Challenge) O
체린지 응답 O
벤더 이름 O
본 발명에서는 응답 메시지(SCCRP)의 메시지 번호는 "2"로, 메시지 이름은 "SCCRP"로 설정되어있다.
이어, 응답 메시지(SCCRP)를 수신한 기지국 제어기(BSC) 또는 패킷 데이터 서빙 노드(PDSN)에서 터널 개설에 대한 확인 메시지(SCCCN)를 패킷 데이터 서빙 노드(PDSN) 또는 기지국 제어기(BSC)로 전달한다(c1). 여기서, 확인 메시지(SCCCN)의 포맷은 아래의 표 4에 도시된 바와 같다.
정보요소 타입
헤더 M
메시지 타입 M
체린지 응답 O
본 발명에서는 확인 메시지(SCCCN)의 메시지 번호는 "3"으로, 메시지 이름은 "SCCCN"로 설정되어있다.
이어, 터널을 종료하고자 할 때는 패킷 데이터 서빙 노드(PDSN) 또는 기지국 제어기(BSC)에서 터널의 종료 메시지(StopCCN)를 기지국 제어기(BSC) 또는 패킷 데이터 서빙 노드(PDSN)로 전달한다(d1). 여기서, 종료 메시지(StopCCN)의 포맷은 아래의 표 5에 도시된 바와 같다.
정보요소 타입
헤더 M
메시지 타입 M
할당된 터널 식별자 M
결과 코드 M
본 발명에서는 종료 메시지(StopCCN)의 메시지 번호는 "4"로, 메시지 이름은 "StopCCN"로 설정되어있다.
아래의 표 6은 기지국 제어기(BSC)와 패킷 데이터 서빙 노드(PDSN)사이의 터널이 살아있는지를 점검하는 점검 메시지(Hello)의 포맷을 보이고 있다. 이 메시지의 세션 식별자는 항상 "0"이어야하며, 이 메시지에 대한 응답은 "ZLB(Zero Length Block)ACK" 이거나 다른 것일 수도 있다. 본 발명에서는 점검 메시지(Hello)의 메시지 번호는 "6"으로, 메시지 이름은 "Hellow"로 설정되어있다.
정보요소 타입
헤더 M
메시지 타입 M
세션 설정 및 해제
도 7에 도시된 바와 같이 기지국 제어기(BSC)와 패킷 데이터 서빙 노드(PDSN)간 터널이 개설된 상태에서, 기지국 제어기(BSC)가 단말기로부터의 패킷 서비스 호 발신을 받았을 때(a2), 기지국 제어기(BSC)가 패킷 세션 개설 메시지(ICRQ)를 패킷 데이터 서빙 노드(PDSN)로 전달한다(b2).
여기서, 패킷 세션 개설 메시지(ICRQ)의 포맷은 아래의 표 7에 도시된 바와 같다.
정보요소 타입
헤더 M
메시지 타입 M
할당된 세션 식별자 M
호 연속 번호 M
발신측 번호 M
서비스 옵션 O
착신측 번호 O
핸드 오프 O
이전 기지국 제어기 식별자 O
본 발명에서는 패킷 세션 개설 메시지(ICRQ)의 메시지 번호는 "10"으로, 메시지 이름은 "ICRQ"로 설정되어있다. 또한, 단말기의 초기 패킷 서비스 발신일 경우는 핸드오프 정보 요소가 없고, 기지국 제어기(BSC)로 도먼트 핸드오프를 실행한 상태에서의 도먼트 재연결 요구에 의한 것이면 핸드오프 정보 요소가 포함된다. 핸드오프시 기지국 제어기(BSC)가 이전 기지국 제어기(BSC) 식별자를 알고 있을 경우 이전 기지국 제어기(BSC) 식별자를 제공할 수 있다.
이어, 패킷 데이터 서빙 노드(PDSN)에서 패킷 세션 개설 요구 메시지에 대한 응답 메시지(ICRP)를 기지국 제어기(BSC)로 전달한다(c2). 여기서, 응답 메시지(ICRP)의 포맷은 아래의 표 8에 도시된 바와 같다.
정보요소 타입
헤더 M
메시지 타입 M
할당된 세션 식별자 M
서비스 옵션 O
본 발명에서는 응답 메시지(ICRP)의 메시지 번호는 "11"로, 메시지 이름은 "ICRP"로 설정되어있다.
이어, 기지국 제어기(BSC)에서 패킷 세션의 개설에 대한 확인 메시지(ICCN)를 패킷 데이터 서빙 노드(PDSN)로 전달한다(d2)
여기서, 확인 메시지(ICCN)의 포맷은 아래의 표 9에 도시된 바와 같다.
정보요소 타입
헤더 M
메시지 타입 M
수순에 따른 순서 O
무선 품질 O
서비스 옵션 O
본 발명에서는 확인 메시지(ICCN)의 메시지 번호는 "12"로, 메시지 이름은 "ICCN"로 설정되어있다.
따라서, 기지국 제어기(BSC)와 패킷 데이터 서빙 노드(PDSN)간 패킷 세션이 개설되어 PPP 링크가 설정되고, 설정된 PPP 링크를 통한 데이터 통신이 실행된다.
이어, 이동 단말기와 패킷 데이터 서빙 노드(PDSN)가 PPP 링크를 해제하게 되거나 패킷 데이터 서빙 노드(PDSN)와 이동 단말기가 PPP 링크를 해제하는 조건이 된다면, PPP 링크 해제를 인식한 패킷 데이터 서빙 노드(PDSN) 또는 기지국 제어기(BSC)가 해당 패킷 세션을 종료하도록 세션 종료 메시지(CDN)를 패킷 데이터 서빙 노드(PDSN) 또는 기지국 제어기(BSC)로 전달하여야 한다(f2). 여기서, 세션 종료 메시지(CDN)의 포맷은 아래의 표 10에 도시된 바와 같다.
정보요소 타입
헤더 M
메시지 타입 M
결과코드 M
할당된 세션 식별자 M
과금 데이터 O
무선 원인 코드 O
본 발명에서는 세션 종료 메시지(CDN)의 메시지 번호는 "14"로, 메시지 이름은 "CDN"으로 설정되어있다.
이때, 패킷 세션이 종료되는 경우에는 도 7에 도시된 바와 같이 기지국 제어기(BSC)에서 과금 관련 정보 요구 메시지(CBIN)를 패킷 데이터 서빙 노드(PDSN)로 전달하고, 패킷 데이터 서빙 노드(PDSN)는 과금 관련 정보 요구 메시지(CBIN)에 대한 응답 메시지(CBIA)를 기지국 제어기(BSC)로 전달해야한다(g2, h2). 여기서, 과금 관련 정보 요구 메시지(CBIN)의 포맷은 아래의 표 11에 도시된 바와 같으며, 이에 대한 응답 메시지(CBIA) 포맷은 아래의 표 12에 도시된 바와 같다.
정보요소 타입
헤더 M
메시지 타입 M
과금 데이터 M
본 발명에서는 과금 관련 정보 요구 메시지(CBIN)의 메시지 번호는 "19"로, 메시지 이름은 "CBIN"로 설정되어있다.
정보요소 타입
헤더 M
메시지 타입 M
본 발명에서는 과금 관련 정보 요구 메시지에 대한 응답 메시지(CBIA)의 메시지 번호는 "20"으로, 메시지 이름은 "CBIA"로 설정되어있다.
동일한 패킷 데이터 서빙 노드 내에서 도먼트 핸드오프 절차
도 8에 도시된 바와 같이 새로운 기지국 제어기(BSC)에서 이동 단말기가 도먼트 핸드오프를 실행했음을 감지하면(a3), 새로운 기지국 제어기(BSC)는 세션 개설 제어 메시지(HCN)를 패킷 데이터 서빙 노드(PDSN)로 요구한다(b3). 여기서, 세션 개설 제어 메시지(HCN)의 포맷은 아래의 표 13에 도시된 바와 같다.
정보요소 타입
헤더 M
메시지 타입 M
할당된 세션 식별자 M
호 연속 번호 M
발신측 번호 M
이전 기지국 제어기 식별자 O
핸드오프 O
본 발명에서는 세션 개설 제어 메시지(HCN)의 메시지 번호는 "17"로, 메시지 이름은 "HCN"으로 설정되어있다.
이어, 패킷 데이터 서빙 노드(PDSN)에서 세션 개설 제어 메시지(HCN)에 대한 응답 메시지(ICRP)를 새로운 기지국 제어기(BSC)로 전달한다(c3). 여기서, 응답 메시지(ICRP)의 포맷은 표 8에 도시된 바와 같다.
이어, 새로운 기지국 제어기(BSC)에서 세션 개설 제어 메시지(HCN)에 대한 확인 메시지(ICCN)를 패킷 데이터 서빙 노드(PDSN)로 전달한다(d3). 여기서, 확인 메시지(ICCN)의 포맷은 표 9에 도시된 바와 같다.
따라서, 기지국 제어기(BSC)에서 세션 개설 제어 메시지(HCN)에 대한 확인 메시지(ICCN)를 패킷 데이터 서빙 노드(PDSN)로 전달한 이후, 이동 단말기가 패킷 데이터 서빙 노드(PDSN) 사이의 패킷 데이터 통신이 요구되면, PPP 링크의 재설정 절차 없이 패킷 데이터 통신을 실행한다.
그러나, 도먼트 핸드오프의 검출이 이동 단말기의 도먼트 재연결에 의해서 이루어진 것이나 하드 핸드오프의 실행에 의해서 이루어진 것이라면, 세션 개설 제어 메시지(HCN) 대신에 패킷 세션 개설 메시지(ICRQ)가 새로운 기지국 제어기(BSC)로부터 패킷 데이터 서빙 노드(PDSN)로 전달될 수도 있다.
이어, 이동 단말기와 패킷 데이터 서빙 노드(PDSN)가 PPP 링크를 해제하게 되거나 패킷 데이터 서빙 노드(PDSN)와 이동 단말기가 PPP 링크를 해제하는 조건이 된다면, PPP 링크 해제를 인식한 패킷 데이터 서빙 노드(PDSN) 또는 새로운 기지국 제어기(BSC)가 해당 패킷 세션을 종료하도록 세션 종료 메시지(CDN)를 패킷 데이터 서빙 노드(PDSN) 또는 이전 기지국 제어기(BSC)로 전달하여야 한다(e3). 여기서, 세션 종료 메시지(CDN)의 포맷은 표 10에 도시된 바와 같다.
이때, 패킷 세션이 종료되는 경우에는 도 8에 도시된 바와 같이 이전 기지국 제어기(BSC)에서 과금 관련 정보 요구 메시지(CBIN)를 패킷 데이터 서빙 노드(PDSN)로 전달하고, 패킷 데이터 서빙 노드(PDSN)는 과금 관련 정보 요구 메시지(CBIN)에 대한 응답 메시지(CBIA)를 이전 기지국 제어기(BSC)로 전달해야한다(f3, g3). 여기서, 과금 관련 정보 요구 메시지(CBIN)의 포맷은 표 11에 도시된 바와 같으며, 이에 대한 응답 메시지(CBIA) 포맷은 표 12에 도시된 바와 같다.
새로운 패킷 데이터 서빙 노드(PDSN)로의 도먼트 하드 핸드오프 절차
도 9에 도시된 바와 같이 이동 단말기가 새로운 패킷 데이터 서빙 노드(PDSN)의 영역으로 도먼트 핸드오프를 실행하였을 경우 새로운 기지국 제어기(BSC)는 하드 핸드오프를 감지하고(a4), 세션 개설 제어 메시지(HCN)를 새로운 패킷 데이터 서빙 노드(PDSN)로 요구한다(b4). 여기서, 세션 개설 제어 메시지(HCN)의 포맷은 표 13에 도시된 바와 같다.
이어, 새로운 패킷 데이터 서빙 노드(PDSN)에서 세션 개설 제어 메시지(HCN)에 대한 응답 메시지(ICRP)를 새로운 기지국 제어기(BSC)로 전달한다(c4). 여기서, 응답 메시지(ICRP)의 포맷은 표 8에 도시된 바와 같다.
이어, 새로운 기지국 제어기(BSC)에서 세션 개설 제어 메시지(HCN)에 대한 확인 메시지(ICCN)를 새로운 패킷 데이터 서빙 노드(PDSN)로 전달한다(d4). 여기서, 확인 메시지(ICCN)의 포맷은 표 9에 도시된 바와 같다.
따라서, 패킷 데이터 서빙 노드(PDSN)는 이동 단말기로 PPP 링크를 셋업을 시도한다. 새로운 기지국 제어기(BSC)는 해당 이동 단말기를 호출하고 이동 단말기가 PPP 링크를 셋업을 완료하면, 새로운 패킷 데이터 서빙 노드(PDSN)가 외부 에이젼트 광고 메시지(FA advertisement message)를 송신한다.
그러나, 이전 기지국 제어기(BSC)와 이전 패킷 데이터 서빙 노드(PDSN)는 이동 단말기가 다른 패킷 데이터 서빙 노드(PDSN) 영역으로 이동해간 경우 새로운 패킷 데이터 서빙 노드(PDSN)로부터 핸드오프에 대한 정보를 얻을 수 없다. 그러나, 이동 단말기의 패킷 서비스 정보를 관리하는 패킷 이동 관리 테이블(Packet Mobile Binding Table : PMBT)을 관리하는 위치 관리기(LMF)가 존재한다면, 위치 관리기(LMF)는 패킷 이동 관리 테이블(PMBT)로부터 핸드오프 사실을 알아내고 동시에 이전 기지국 제어기(BSC)에 대한 정보를 알아내어 이전 기지국 제어기(BSC)로 이동 단말기가 도먼트 핸드오프를 수행하여 다른 기지국 제어기(BSC)로 이동했다는 것을 알려줄 수 있고, 이 정보에 따라 이전 기지국 제어기(BSC)가 과금 데이터를 가지는 세션 종료 메시지(CDN)를 이전 패킷 데이터 서빙 노드(PDSN)로 전달한다(e4). 이어, 이전 패킷 데이터 서빙 노드(PDSN)는 과금 관련 정보에 대한 응답 메시지(CBIA)를 이전 기지국 제어기(BSC)로 전달한다(f4). 따라서, 이전 기지국 제어기(BSC)와 이전 패킷 데이터 서빙 노드(PDSN) 사이의 패킷 세션을 가능한 조기에 종료시킬 수 있다. 만일, 패킷 이동 관리 테이블(PMBT)을 관리하는 위치 관리기(LMF)가 지원되지 않는다면, 이전 패킷 데이터 서빙 노드(PDSN)의 방문 라이프 시간 종료에 의해서 패킷 세션을 종료시키게된다.
과금 정보 메지지 전송 절차
기지국 제어기(BSC)와 패킷 데이터 서빙 노드(PDSN)는 패킷 세션을 종료하는 경우, 필히 이상에서 설명한 바와 같이 과금 정보를 전달해야되는데 , 패킷 세션의 종료에 의하지 않고도 일정 시간이 경과하거나, 일정 크기의 패킷 데이터가 쌓이거나 또는 세션이 종료되지 않은 상태에서 기지국 제어기(BSC) 또는 패킷 데이터 서빙 노드(PDSN)가 상대방에게 과금 관련 정보를 요구하는 메시지(CBIQ)를 기지국 제어기(BSC)가 패킷 데이터 서빙 노드(PDSN)로 송신함으로써 이루어진다.
여기서, 세션이 종료되지 않은 상태에서 기지국 제어기(BSC) 또는 패킷 데이터 서빙 노드(PDSN)가 상대방에게 과금 관련 정보를 요구하는 메시지(CBIQ)는 아래의 표 14와 같다.
정보요소 타입
헤더 M
메시지 타입 M
또한, 아래의 표 15는 PPP를 전달하는 무선 구간의 축적된 에러 정보를 제공하기 위하여 사용하는 에러 정보 메시지이다.
정보요소 타입
헤더 M
메시지 타입 M
호 에러 M
사용자 패킷 데이터 블록 메시지에서 기지국 제어기(BSC)와 패킷 데이터 서빙 노드(PDSN) 사이의 프로토콜을 통해서 전달되는 이동 단말기의 패킷 데이터 블록은 세션 제어 메시지에 의해서 개설된 세션 식별자를 도 4에 도시한 헤더에서 구분하므로 다중화/역다중화가 이루어진다. 이때, 헤더의 T 비트의 값이 "0"인 경우에는 헤더 바로 뒤에 오는 정보 요소가 데이터 블록이 된다. 데이터 블록은 PPP 프레임 단위로 전달되는 경우는 PPP 프레임 포맷이 그대로 데이터 블록 포맷이 되며, PPP 프레임 포맷에 무관할 경우에는 데이터 블록은 자체 블록 크기 필드와 데이터 몸체로 구분된다. 이때의 데이터 블록 메시지의 기본 포맷은 아래의 표 16과 같다.
정보요소 타입
헤더 M
데이터 M
한편, 본 발명의 다른 실시 예로서, 도 9에 보인 이동 단말기가 새로운 패킷 데이터 서빙 노드의 영역으로 도먼트 핸드오프 또는 하드 핸드오프를 실시한 상태이면, 패킷 세션 설정 단계를 다음의 방법으로도 실행할 수 있다. 즉, 새로운 기지국 제어기에서 패킷 세션 개설 제어 메시지를 다수의 기지국 제어기에 연결된 이동 단말기의 이동성을 관리하는 테이블을 갖는 새로운 패킷 데이터 서빙 노드로 전달한다. 따라서, 새로운 패킷 데이터 서빙 노드에서 패킷 세션 개설 제어 메시지를 수신하고 이동 단말기의 등록 위치를 확인하여 이동 단말기가 현재 핸드오프를 실시하였는지를 용이하게 판단한다. 본 발명에 따른 이동 단말기의 링크 이동성 지원을 위해 패킷 데이터 서빙 노드가 관리해야 할 시스템의 테이블과 단말기의 이동 관리 테이블(Mobility Binding Table, MBT)을 아래의 표 17에 나타냈다.
Sysid 시스템에서 부여하는 고유의 PDSNID로서 전체 시스템에서 유일하게 부여된다.
도메인 식별자 자신이 서빙하는 시스템 영역 식별자, SID/NID
존 식별자 자신이 서빙하는 관련된 패킷 존 식별자 리스트
Soption 자신이 지원할 수 있는 서비스 옵션 리스트
이상의 설명에서와 같은 본 발명에 따르면, 무선 이동 통신망에서 기지국과 패킷 데이터 서빙 노드간 패킷 데이터 통신시 이동 교환국을 경유하지 않고 기지국 제어기와 패킷 망연동장치간에 터널링 방식으로 시그널링을 처리하고, 또한 가입자 단말기의 데이터를 다중화/역다중화하여 전송할 수 있다. 따라서, 가입자가 지속적으로 증가하고 있으며, 또한 고속의 패킷 데이터 통신을 필요로 하는 통신 환경에 가장 효과적인 패킷 데이터 통신 방식을 제공한다.

Claims (13)

  1. 액세스 링크를 종단하는 다수의 노드와 인터넷 접속 노드가 패킷 데이터 서빙 노드로 연결되어있는 이동 통신망에서,
    상기 다수의 노드중 임의의 제1 노드와 상기 인터넷 접속 노드간 링크를 셋업하는 단계와;
    상기 제1 노드의 제어 영역에 있는 임의의 단말기의 패킷 서빙 호 발신요청에 따라 상기 제1 노드와 상기 인터넷 접속 노드간 패킷의 다중화/역다중화를 실행하기 위한 패킷 세션(session)을 헤더필드와 메시지 타입 필드를 포함하는 제어 메시지를 이용하여 설정하는 단계와;
    상기 단말기와 상기 노드간 PPP 링크를 설정하고, 상기 PPP 링크를 통하여 데이터 통신을 실행하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 무선 이동 통신망에서 데이터 통신 방법.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 헤더 필드는 메시지 타입을 알리며, 메시지에 대한 큐잉 및 전송의 우선 순위를 제어하는 제어필드와,
    전체 메시지의 길이를 나타내는 제1 길이필드와;
    상기 제1 노드와 상기 인터넷 접속 노드간 링크의 설정으로 인해 발생된 터널의 식별자와;
    상기 터널을 통한 패킷 데이터의 다중화/역다중화를 실행하는 세션의 식별자로 이루어진 것을 특징으로 하는 무선 이동 통신망에서 데이터 통신 방법.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 메시지 타입 필드는
    AVP를 수신하는 수단의 요구에 의한 행동을 제어하는 제1 비트 및 상기 AVP의 특정값에서 숨겨진 데이터를 식별하는 제 2 비트와;
    전체 메시지의 길이를 나타내는 제2 길이 필드와;
    벤더 식별자와;
    정보 요소 타입과;
    정보 요소값으로 이루어진 것을 특징으로 하는 무선 이동 통신망에서 데이터 통신 방법.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 패킷 세션 설정 단계는
    상기 제1 노드에서 패킷 세션 개설 메시지를 상기 인터넷 접속 노드로 전달하는 단계와;
    상기 인터넷 접속 노드에서 상기 패킷 세션 개설 메시지에 대한 응답 메시지를 상기 제1 노드로 전달하는 단계와;
    상기 제1 노드에서 상기 패킷 세션의 개설에 대한 확인 메시지를 상기 인터넷 접속 노드로 전달하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 무선 이동 통신망에서 데이터 통신 방법.
  5. 제 4항에 있어서, 상기 패킷 세션 개설 메시지는 상기 헤더 필드, 상기 메시지 타입 필드, 할당된 세션 식별자 필드, 호 연속 번호(call Serial Number) 필드, 발신측 번호 필드를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 무선 이동 통신망에서 데이터 통신 방법.
  6. 제 5항에 있어서, 상기 패킷 세션 개설 메시지는 서비스 옵션 필드, 착신측 번호 필드, 핸드 오프 필드, 이전 기지국 제어기 식별자 필드를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 무선 이동 통신망에서 데이터 통신 방법.
  7. 제 1항에 있어서, 상기 단말기와 상기 인터넷 접속 노드간 상기 PPP 링크의 해제 조건을 판단하는 단계와;
    현재 조건이 상기 PPP 링크가 해제되는 조건인 경우, 상기 제1 노드 또는 상기 인터넷 접속 노드에서 패킷 세션 종료 메시지를 상기 인터넷 접속 노드 또는 제1 노드로 전달하는 단계와;
    상기 제1 노드에서 과금 정보를 상기 인터넷 접속 노드로 전달하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 이동 통신망에서 데이터 통신 방법.
  8. 제 1항에 있어서, 상기 단말기가 동일한 패킷 데이터 서빙 노드 내에서 도먼트 핸드오프를 실시한 상태이면, 상기 패킷 세션 설정 단계는
    새로운 제2 노드에서 패킷 세션 개설 제어 메시지를 상기 인터넷 접속 노드로 전달하는 단계와;
    상기 인터넷 접속 노드에서 상기 패킷 세션 개설 제어 메시지에 대한 제2 응답 메시지를 상기 새로운 제2 노드로 전달하는 단계와;
    상기 새로운 제2 노드에서 상기 패킷 세션의 개설에 대한 제2 확인 메시지를 상기 인터넷 접속 노드로 전달하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 무선 이동 통신망에서 데이터 통신 방법.
  9. 제 8항에 있어서, 현재 조건이 상기 PPP 링크가 해제되는 조건인 경우, 상기 인터넷 접속 노드에서 상기 패킷 세션 종료 메시지를 이전 제1 노드로 전달하는 단계와;
    상기 이전 제1 노드에서 과금 정보를 상기 인터넷 접속 노드로 전달하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 이동 통신망에서 데이터 통신 방법.
  10. 제 1항에 있어서, 상기 단말기가 새로운 인터넷 접속 노드의 영역으로 도먼트 핸드오프 또는 하드 핸드오프를 실시한 상태이면, 상기 패킷 세션 설정 단계는
    새로운 제3 노드에서 패킷 세션 개설 제어 메시지를 상기 새로운 인터넷 접속 노드로 전달하는 단계와;
    상기 새로운 인터넷 접속 노드에서 상기 패킷 세션 개설 제어 메시지에 대한 제3 응답 메시지를 상기 새로운 제3 노드로 전달하는 단계와;
    상기 새로운 제3 노드에서 상기 패킷 세션의 개설에 대한 제3 확인 메시지를 상기 새로운 인터넷 접속 노드로 전달하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 무선 이동 통신망에서 데이터 통신 방법.
  11. 제 10항에 있어서, 상기 새로운 인터넷 접속 노드는 상기 단말기로 PPP 링크를 셋업하는 단계와;
    상기 새로운 제3 노드는 상기 단말기를 호출하고, 상기 단말기가 PPP 링크를 셋업하면 상기 새로운 인터넷 접속 노드가 외부 에이젼트 광고 메시지를 방문자 위치 등록기/위치 관리 제어기(VLR/LMF)로 전달하고, 상기 새로운 제3 노드는 상기 단말기의 IP를 상기 방문자 위치 등록기/위치 관리 제어기(VLR/LMF)에 등록하는 단계가 추가되는 것을 특징으로 하는 무선 이동 통신망에서 데이터 통신 방법.
  12. 제 11항에 있어서, 상기 위치 관리 제어기(LMF)에서 자체적으로 관리하는 패킷 이동 관리 테이블(Packet Mobile Binding Table : PMBT)을 통하여 각 단말기의 패킷 서비스 정보를 관리하는 단계와;
    상기 위치 관리 제어기에서 상기 패킷 이동 관리 테이블을 통하여 상기 단말기가 새로운 패킷 데이터 서빙 노드의 영역으로 이동한 사실과, 이전 기지국 제어기에 관한 정보를 알아내어 상기 이전 기지국 제어기로 상기 단말기가 도먼트 핸드오프를 수행하여 새로운 기지국 제어기의 영역으로 이동한 사실을 알리는 단계와;
    상기 이전 기지국 제어기에서 과금 정보를 상기 이전 패킷 데이터 서빙 노드로 전달하는 단계와;
    상기 이전 패킷 데이터 서빙 노드에서 상기 과금 정보에 대한 제5 응답 메시지를 상기 이전 기지국 제어기로 전달하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 이동 통신망에서 데이터 통신 방법.
  13. 제 12항에 있어서, 상기 테이블은
    각 이동 단말기의 식별자 필드와;
    자신이 서빙하는 시스템 영역 식별자 필드와;
    자신이 서빙하는 영역의 식별자 리스트 필드와;
    자신이 지원할 수 있는 서비스 옵션 리스트 필드로 이루어진 것을 특징으로 하는 무선 이동 통신망에서 데이터 통신 방법.
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