KR20020071307A - 모바일 아이피 통신망과 이동전화망을 이용한 무선 패킷통신 시스템 및 이를 이용한 무선 패킷 통신 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명에서는 모바일 IP 네트워크(MIPN)와 모바일 디지털 셀룰라 네트워크(MDCN) 사이를 연결할 수 있는 모바일 인터넷 액세스 키오스크(MK)를 포함하는 새로운 네트워크 시스템을 구성한다. MK는 자신이 관장하는 지역 내의 이동장치에게 임시주소(COA)를 부여하고 해당 임시주소를 갖는 이동장치를 목적지로 하는 패킷을 이동장치로 전달하는 외부 에이전트의 기능과 함께 MDCN의 모바일 스위칭 센터와 연결되어 패킷 통신에 관한 정보를 서로 교환하여 사용자가 원하는 조건에 따라 MIPN 또는 MDCN을 이용한 패킷 통신 중 사용자에게 유리한 조건을 제공하는 방법을 이용할 수 있도록 해 준다. 즉, 이동장치가 현재 위치에서 MK의 에이전트 선전 신호를 수신하고 자신의 COA를 홈 에이전트에 등록한 후, 자신이 원하는 형태의 무선 통신 서비스를 MK에게 요청하면, MK는 사용자로부터 이를 접수하여 적절한 서비스 형태를 결정한다. 서비스 형태 결정을 위해 필요하다면 옵션 협상을 할 수도 있다. 서비스 형태가 결정되면 서비스 제공에 따른 과금정보를 획득하고 결정된 서비스 형태에 따른 통신 경로로 패킷을 전송한 후 과금정보를 이용해 과금한다.

Description

모바일 아이피 통신망과 이동전화망을 이용한 무선 패킷 통신 시스템 및 이를 이용한 무선 패킷 통신 방법{mobile packet telecommunications system utilizing mobile IP network and mobile digital cellular network, and mobile packet telecommunications method using the same system}

본 발명은 이동 사용자 단말기를 이용하여 패킷 통신을 할 수 있는 방법에 관한 것으로서, 더 구체적으로는 인터넷을 이용하는 모바일 IP 네트워크와 이동전화 서비스를 제공하는 모바일 디지털 셀룰러 네트워크를 연결하는 모바일 인터넷 액세스 키오스크를 이용하여 사용자에게 최적의 패킷 통신 방법을 제공할 수 있는 무선 패킷 통신 방법에 관한 것이다.

최근 PCS(Personal Communications Services), IMT-2000(International Mobile Telecommunications-2000) 등의 무선 이동통신의 확산과 더불어 무선 단말기를 인터넷에 연결하는 모바일 컴퓨팅(mobile computing)에 관한 관심이 커지고 있다.

현재 주로 거론되는 인터넷 기반 모바일 컴퓨팅 접속 방법은 무선 단말기가 무선 베이스 스테이션을 통하여 통신사업자의 서버의 서비스를 받아 비로소 인터넷의 최종 목적 서버에 연결되는 방식이다. 다이얼업 IP(internet protocol) 연결방법을 채택한 경우에는 무선단말기가 무선 베이스 스테이션을 통하여 통신 사업자의 서버를 부르면, 서버가 IP 주소를 무선 단말기에 할당하고 무선 단말기는 이 IP 주소를 이용하여 인터넷에 접속하게 된다. 이 경우 무선 단말기가 할당받은 IP 주소는 고정되어 있지 않은 유동적인 것이어서 웹 서버의 역할, 발신지 IP 주소를 활용한 출처확인/감시/모니터링 등 고정된 IP 주소가 요구되는 인터넷 통신 서비스를 이용할 수 없다는 단점이 있다.

이와 같은 문제점을 해결하기 위하여 무선통신 사업자들은 무선통신 단말기마다 고정된 IP 주소를 할당하여 서비스하는 것을 제시하고 있으나, 이 경우에도 무선통신 사용자는 직접 인터넷에 연결되는 것이 아니라 서비스 사업자의 서버의 지원을 받아서만 인터넷에 연결할 수 있다.

도 1은 기존의 이동통신망인 셀룰라(cellular), PCS, IMT-2000, UMTS(Universal Mobile Telecommunications System) 등의 모바일 디지털 셀룰라 네트워크(MDCN; mobile digital cellular network)를 이용해 무선 데이터 통신을 제공하는 네트워크의 구성을 나타내는 도면이다.

도 1에 나타난 바와 같이, 특정한 지역의 무선 커버리지(coverage)를 담당하는 베이스 스테이션(BS; base station)(130)은 다수의 모바일 스테이션(MS; mobile station)(110)과의 무선 통신을 지원한다.

모바일 스위칭 센터(MSC; mobile switching center)는 다수의 베이스 스테이션(130)과 연결되어 데이터의 적절한 라우팅(routing)을 해주는 스위치 기능을 지원한다. MSC는 특히 데이터 중 음성신호의 스위칭을 담당한다.

베이스 스테이션(130)들은 직접 MSC(150)와 연결되지 않고 다수의 베이스 스테이션(130)을 제어하는 베이스 스테이션 제어기(BSC; base station controller)(140)에 연결되고 BSC(140)가 MSC에 연결될 수도 있다. 베이스 스테이션은 기지국이라 표현하기도 한다.

방문자 위치 등록기(VLR; visitor location register)는 MSC와 연계되어 해당 MSC가 관장하는 지역 내에 어떤 가입자가 있는지와 가입자 정보(가입 서비스 형태, 특정 서비스 요구, 지불 현황) 등을 관리한다. VLR은 흔히 MSC와 같이 위치하므로 MSC와 VLR을 합쳐 MSC/VLR(150)이라 표시한다.

MSC/VLR(150)은 이동통신사의 기간망(백본; backbone)(100)을 통하여 홈 위치 등록기(HLR; home location register)(190)에 연결된다. HLR(190)은 전체 가입자들의 위치정보, 서비스 형태, 과금상황 등을 이동장치 식별번호(MIN; mobile identification number)와 가입자 번호(SNB; subscriber directory number)를 통하여 중앙 데이터베이스에 저장하고 관리한다. 또한, 각 MIN에는 고유의 IP 주소가배당되어 HLR(190)에 함께 저장된다.

패킷 모바일 스위칭 센터(PMSC; packet mobile switching center)(160)는 디지털 데이터의 라우팅 기능을 담당하며, MSC(150)와 연결되어 있다.

게이트웨이 패킷 모바일 스위칭 센터(GPMSC; gateway packet mobile switching center)(180)는 외부망과 연결되어 외부망으로부터 또는 외부망으로 향하는 패킷 통신의 게이트웨이 역할을 담당한다. 또한 자체 망 상에서의 MS(110) 사이의 패킷 통신시에도 라우팅 기능을 수행한다.

이제, 이와 같은 네트워크 내에서 MS(110)가 새로운 셀에 진입했을 때의 동작에 대해 설명한다.

어떤 MS(110)가 새로운 셀에 들어가면 그 셀을 커버하는 BS(130)의 식별신호(identification signal)를 수신하게 된다. 그러면 MS(110)는 그 식별 신호가 새로운 것임을 인식하여 등록 요청(registration request)을 수행한다. 등록 요청은 MS(110)가 자신의 이동장치 식별번호와 인증정보 등을 BS(130)로 무선전송하는 방식으로 하며, BS(130)는 MS(110)로부터의 등록 요청을 MSC(150)에게 직접 전달하거나 BSC(140)를 경유하여 MSC(150)에게 전달한다.

MSC(150)는 등록 요청에 포함된 MS(110)의 MIN을 이용하여 VLR(150)에 해당 MS(110)의 가입자 정보가 이미 존재하는지를 문의한다. 가입자 정보가 VLR(150)에 있으면 이는 이미 HLR(190)에 해당 MS(110)의 현재 위치 등이 업데이트되었음을 의미한다. 이 경우에는 HLR(190)에 등록 요청을 전달하지 않아도 된다. 그러나, MS(110)가 새로운 셀에 진입하였을 경우에는 VLR(150)에 MS(110)의 정보가 없는 경우가 많고, 이런 경우에는 MSC(150)가 MS(110)의 등록 요청과 함께 MS(110)의 현 위치 등 MS(110)로의 데이터 라우팅에 필요한 정보를 기간망(100)을 통하여 HLR(190)로 전달한다.

HLR(190)은 수신된 MS 등록 요청을 인증, 처리하여 MS(110)의 현재 위치 등 MS(110)의 최신 정보로 HLR(190)의 DB를 업데이트한다.

HLR(190)에서는 이제 MSC(150)에게 등록 요청 회답(registration request reply)을 보내고, MSC(150)는 이를 이용하여 VLR(150)의 정보를 업데이트하고 MS 등록 승인을 한다.

이와 같이 MS(110)는 자신이 이동함에 따라 자신의 위치 및 그밖의 정보를 계속적으로 BS(130)와 통신함으로써 VLR(150)과 HLR(190)의 정보를 업데이트하고, 업데이트된 정보를 이용하여 이동 중에도 통신이 가능하게 된다.

이제, 이와 같은 시스템을 사용하여 IP 통신을 하는 예를 설명한다. 먼저 외부망으로부터 MS로 데이터가 전송되는 경우를 살펴보기로 한다.

외부망의 호스트로부터의 IP 통신 요청은 GPMSC(180)로 접수된다. 이러한 IP 통신 요청이 접수되면, GPMSC(180)는 HLR(190)에 수신자 MS(110)를 커버하는 BS(130)의 라우팅 정보를 조회한다. 이 때, GPMSC(180)는 MS(110)의 식별을 IP 주소로 조회하게 되고 이에 따라 HLR(190)은 해당 IP 주소와 연계된 MIN을 활용하여 MS(110)로의 라우팅 정보, 즉 해당 MS(110)를 통제하는 MSC(150)와 연결된 PMSC(160)의 IP 주소를 제공한다.

GPMSC(180)는 IP 패킷(데이터그램)을 생성하여 자신이 수신한 패킷을MS(100)의 MIN과 함께 자체 생성한 패킷의 페이로드 필드에 실어서 보내는 터널링 기법을 써서 해당 패킷을 PMSC(160)로 보낸다.

즉, 이 때 GPMSC(180)가 PMSC(160)로 보내는 패킷의 구조는 도 2에 나타난 바와 같이 된다.

원래의 패킷은 발신지 주소(src_o)(210)와 목적지 주소(dest_o)(220) 및 데이터인 페이로드 필드(payload_o)(230)를 포함하고 있으며, 이 모두를 포함하는 원래 패킷 전체가 새로 만들어지는 패킷의 페이로드 필드(payload_t)(2300)에 포함되고 다시 발신지 주소(src_t)(2100)와 목적지 주소(dest_t)(2200)가 여기에 덧붙여지게 된다.

PMSC(160)는 전달받은 IP 패킷에서 터널링된 본래의 IP 패킷을 추출(디터널링)하고 이 패킷이 어떤 MS(110)로 향하는 것인지를 MIN을 통하여 파악한다.

PMSC(160)가 추출한 IP 패킷과 MIN을 MSC/VLR(150)에 전송하면, MSC/VLR(150)은 해당 MS(110)를 커버하는 BS(130)에 패킷을 보내고, BS(130)는 접수받은 패킷을 해당 MS(110)로 무선 전송하여 MS(110)가 해당 패킷을 받게 된다.

반대로 MS(110)가 외부망으로 데이터를 전송하는 IP 통신의 경우는, MS(110)가 BS(130)를 경유하여 MSC(150)에 패킷을 전송하면 MSC(150)는 접수한 통신이 패킷 통신임을 인식하여 이를 PMSC(160)에 전달한다. PMSC(160)는 해당 패킷을 GPMSC(180)로 전송하며, GPMSC(180)는 패킷의 목적지에 따라 패킷을 외부망으로 전달하든지 앞서 설명한 바와 같이 무선통신망 내의 다른 MS(110)에게로 전송한다.

도 3은 이동전화 서비스 업체의 통신망이 아닌 인터넷을 통하여 모바일 스테이션 간의 IP 통신을 할 수 있도록 하는 모바일 IP 네트워크(MIPN; mobile IP network)의 구성을 나타내는 도면이다. 이러한 구성은 국제 인터넷 표준기구인 IETF에서 그 표준을 정하고 있다.

모바일 IP 통신에서 사용자 단말기인 MS(310)는 인터넷 상에서 접촉점(point of attachment)을 변경할 수 있는 호스트, 즉 다른 서브네트워크 간을 이동할 수 있는 장치를 의미한다. 한편, MS(310)는 원래 자신에게 부여된 고유의 IP 주소를 변경하지 않고서 IP 통신을 할 수 있어야 하는데, MS(310)가 관리하는 고유의 IP 주소는 원래 MS(310)가 위치하였던 홈 네트워크(home network)에서 MS(310)에 배정한 IP 주소로 이를 "홈 어드레스(home address)"라 한다.

MS(310)의 홈 네트워크에 위치한 홈 에이전트(HA; home agent)(일반적으로 라우터)(370)는 MS(310)가 홈 네트워크에서 떨어져 있을 때 MS(310)에게로 온 데이터그램 패킷을 MS(310)에게 터널링 방식으로 전달하는 역할을 한다. 또한, MS(310)로부터의 등록요청을 처리하여 MS(310)의 현재 위치를 파악하고 처리한다.

외부 에이전트(FA; foreign agent)(340)는 홈 네트워크가 아닌 MS(310)가 현재 방문하고 있는 네트워크에 위치한 장치(라우터)로서 자신에게 등록된 MS(310)에게 모바일 라우팅 서비스를 제공한다. FA(340)는 방문하는 MS(310)를 위하여 에이전트 선전(agent advertising)을 하고, MS(310)가 자신의 홈 네트워크의 HA(370)에게 현재의 위치를 등록할 때 이를 서비스해주며, HA(370)로부터 받은 터널링된 패킷에서 원래의 패킷을 추출하여 MS(310)에게 전달한다.

이제, 이와 같은 MIPN을 통해 IP 통신을 하는 과정을 설명한다.

IP 통신을 위해서는 먼저 MS(310)가 자신의 위치(COA; care of address)를 HA(370)에 등록하여야 한다. 이를 위해 FA(340)나 HA(370)는 항상 자신의 존재를 무선으로 주변에 알리는데, 이를 에이전트 선전이라고 한다.

FA(340)는 MS(310)가 무선 인터페이스를 이용하여 접속할 수 있는 다수의 접촉점(AP; access point)(320)과 연결되어 있다. AP(320)와 MS(310)는 무선 랜이나 블루투스 등을 이용해 연결되며, AP(320)가 커버할 수 있는 범위는 셀룰라 방식의 무선 통신에서의 셀에 비해 그 범위가 좁기 때문에 통상 피코셀이라고 한다.

MS(310)가 FA(340)나 HA(370)의 에이전트 선전 메시지를 받을 수 있는 피코셀 내부에 위치하게 되면, MS(310)는 에이전트를 발견하게 된다. 즉, MS(310)가 에이전트 선전 메시지를 수신하여 자신이 홈 네트워크에 있는지 외부 네트워크에 있는지 또한 외부 네트워크 중에서도 이전과 동일한 네트워크에 속해 있는지 새로운 외부 네트워크로 이동하였는지를 판단할 수 있다.

MS(310)가 홈 네트워크 내에 있을 경우에는 모바일 IP 서비스를 이용하지 않고 HA(370)를 이용한 통상적인 IP 통신을 할 수 있다.

그렇지 않고 MS(310)가 새로운 외부 내트워크로 이동하였음을 파악하면 해당 FA(340)로부터 새로운 COA(care of address)를 얻어야 한다. FA(340)로부터 받은 COA를 "외부 에이전트 COA"라고 하며 이는 MS(310)가 이동한 외부 네트워크의 FA(340)의 IP 주소이다. 이 주소는 MS(310)의 HA(370)로부터의 터널의 종단이 된다.

한편, 새로운 COA를 외부 네트워크의 DHCP(Dynamic Host ConfigurationProtocol) 서버로부터 얻을 수도 있다. 이 경우는 MS(310)가 새로운 임시 IP 주소를 제공받는 것으로 이를 "코-로케이티드(co-located) COA"라 한다. COA는 MS(310)가 홈 네트워크가 아닌 외부 네트워크에 있을 때 MS(310)에게 패킷 전달을 가능하도록 해주는 임시 주소이다.

MS(310)가 새로운 COA를 얻은 후에는 이를 자신의 HA(370)에 등록하여야 한다. COA의 등록 과정이 도 4에 나타나 있다. 도 4에 나타난 바와 같이, 등록 요청(registration request)은 MS(310)가 FA(340)를 통해 하게 되는데, FA(340)가 이를 처리하여 HA(370)로 전달하고, HA(370)는 수신된 등록 요청에 대하여 승인 또는 거부를 판단한다.

HA(370)가 MS(310)의 등록을 승인할 경우 MS(310)의 홈 어드레스와 COA를 매핑하는 "모빌리티 바인딩(mobility binding)"을 자신의 데이터베이스에 저장한다. HA(370)는 MS 등록의 가부를 등록 요청 회답(registration request reply)으로 FA(340)에게 전송하고, FA(340)는 이를 받아 처리한 후 MS(310)에게 전달한다. 한편, FA(340)는 MS(310)의 링크 계층 주소와 MS(310)의 IP 주소를 테이블로 저장하고 관리한다. MS(310)가 코-로케이티드 COA를 사용하면서 COA가 속한 외부 네트워크에서 FA(340)의 에이전트 선전 신호를 접수받지 않을 경우에는 MS(340)가 직접 HA(370)와 접촉하여 자신의 COA를 등록할 수도 있다.

MS(310)의 COA를 HA(370)에 등록하고 나면 외부 네트워크에서도 다른 호스트로부터 MS(310)로 보내는 IP 패킷을 전달받을 수 있게 된다. 통신의 상대방 노드인 다른 호스트로부터 MS로 데이터가 전달되는 과정이 도 5에 나타나 있다. 도 5에 나타난 바와 같이, 상대방 노드(380)가 MS(310)에게 보내는 패킷들은 우선 홈 네트워크의 HA(370)로 전달된다. HA(370)는 이들을 접수하여 바인딩 테이블을 참조하여 현재 MS(310)가 있는 외부 네트워크의 FA(340)로 터널링하여 전달한다. FA(340)는 터널링된 패킷을 수신한 후 이로부터 원래의 패킷을 추출하여 패킷 내의 목적지 필드를 보아 해당 링크 계층 주소를 활용하여 해당 패킷을 MS(310)에게 보낸다. 원래 패킷의 목적지 필드에는 홈 어드레스의 주소가 지정되어 있을 것이다. 이는 MS(310)가 FA(340)로부터 제공받은 COA가 외부 에이전트 COA일 경우의 전달 방법이며, 코-로케이티드 COA를 갖는 MS로의 전송은 일반 IP의 라우팅과 유사하게 될 수 있다. 즉, HA(370)로부터 터널링된 패킷을 MS가 수신한 후 자신이 디터널링하여 원래의 데이터그램을 추출하게 된다. IETF는 COA의 획득에 있어 코-로케이티드 COA보다 외부 에이전트 COA를 선호하라고 권고하고 있다.

이와 같이 MS(310)로 향하는 패킷 수신 경로는 상대방 노드(380)로부터 인터넷(300)을 경유하여 HA(370)로, 다시 FA(340)와 AP(320)를 거쳐 MS(310)로 전달되는 것으로 모든 통신이 HA(370)를 경유하여 이루어진다. 상대방 노드(380)는 인터넷 상의 임의의 노드이다.

이와 반대로 MS(310)가 상대방 노드(380)로 패킷 송신을 하는 경우에는 HA(370)를 경유할 필요가 없다. MS(310)가 송신하는 IP 데이터그램의 발신지 주소는 MS(310)의 홈 어드레스가 되며 자신이 현재 속해있는 외부 네트워크의 FA(340)를 활용하여 일반적인 IP 통신을 하게 된다. 즉, 도 6에 나타난 바와 같이 MS(310)로부터의 패킷 송신은 MS(310) -> AP(320) -> FA(340) -> 상대방 노드(380)와 같은경로로 이루어지게 된다.

한편, 최근 개정된 IPv6에서는 모바일 IP 통신의 활성화에 따라 더욱 쉽게 모바일 IP 통신을 할 수 있도록 표준을 정하고 있다.

먼저 모바일 IPv6에서는 모든 라우터들이 자신의 존재를 무선으로 알리도록 되어 있다. 따라서 MS가 새로운 셀로 이동함을 파악하는데 필요한 별도의 FA가 필요하지 않게 된다. 에이전트 발견에 있어서도 MS는 IPv6의 라우터가 제공하는 이웃 발견(neighbor discovery)의 주소 자동 설정(address autoconfiguration) 기능을 사용하여 자동으로 COA를 획득할 수 있다.

COA 등록에 있어서는 MS는 수신한 COA가 새로운 셀의 COA인 경우에 이를 HA로 바인딩 업데이트를 등록 요청한다. 그리고 현재 자신이 통신하던 상대방 노드가 있을 경우에는 상대방 노드에도 바인딩 업데이트를 요청한다. 바인딩 업데이트 요청을 받은 HA나 상대방 노드는 그 처리 결과를 바인딩 접수통지(binding acknowledgement) 패킷으로 MS에게 보낸다. 또한 상대방 노드나 HA는 반대로 MS에게 바인딩 업데이트를 보내달라고 하는 바인딩 요청을 할 수도 있다.

다른 호스트로부터 MS로의 IP 통신에 있어서는 HA가 MS로 가는 패킷을 수신하면 이를 MS에게 터널링하여 전달함과 동시에 발신자인 상대방 노드에게 현재 MS의 COA를 알려주어 상대방 노드가 다음 패킷부터는 HA를 경유하지 않고 직접 MS로 패킷을 전송할 수 있도록 한다(라우팅 최적화). 상대방 노드는 MS의 원래 주소인 홈 어드레스와 COA를 바인딩 캐시로 저장하여 차후에는 직접 COA로 패킷을 보낸다.

MS에서 다른 호스트로의 IP 통신은 IPv6에서도 IPv4와 유사하다. 다만 MS가패킷을 전송할 때 발신지 위치로 현재의 COA를 사용한다. MS의 홈 어드레스는 IPv6의 홈 어드레스 옵션으로 덧붙일 수 있도록 되어 있다.

또한, IPv6에서는 FA가 존재하여 디터널링을 해주지 않으므로 MS가 HA로부터 온 터널링된 데이터를 직접 디터널링해야 한다. 또한, MS는 자신이 바인딩 업데이트를 보낸 상대방 노드들에 대한 바인딩 업데이트 리스트를 유지 관리하여야 한다.

본 발명은 이와 같은 점에 착안하여 이루어진 것으로서, 사용자가 편리하게 이용할 수 있는 새로운 모바일 IP 통신 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

본 발명의 다른 목적은 사용자가 자신의 현재 위치와 상황에서 가장 적절한 모바일 IP 통신 방법을 선택하여 모바일 IP 통신을 할 수 있도록 하는 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또다른 목적은 사용자의 모바일 IP 통신에 따른 서비스 방법 선택 및 과금을 용이하게 할 수 있는 방법을 제공하는 것이다.

도 1은 기존의 이동통신 서비스 업체에서 제공하는 패킷 통신 서비스를 구현하기 위한 네트워크 구성을 나타내는 도면이다.

도 2는 도 1의 통신 방법에서 패킷을 전달하기 위하여 터널링한 패킷의 구성을 나타낸다.

도 3은 IPv4 또는 IPv6에 따른 모바일 IP 기반 무선 패킷 통신을 구현하기 위한 네트워크 구성을 나타내는 도면이다.

도 4는 도 3의 네트워크 구성에서 사용자 단말기가 자신의 임시 주소를 등록하는 과정을 나타내는 블록도이다.

도 5는 도 3의 네트워크 구성에서 사용자 단말기가 상대방 노드로부터 데이터를 수신하는 과정을 나타내는 블록도이다.

도 6은 도 3의 네트워크 구성에서 사용자 단말기가 상대방 노드로 데이터를 전송하는 과정을 나타내는 블록도이다.

도 7은 본 발명에 따른 모바일 인터넷 액세스 키오스크를 이용한 무선 패킷 통신 방법을 구현하기 위한 네트워크 구성을 나타내는 도면이다.

도 8은 본 발명의 무선 패킷 통신 방법을 나타내는 흐름도이다.

도 9는 본 발명의 무선 패킷 통신 방법에서 사용자 단말기가 자신의 홈 에이전트에 자신의 임시주소를 등록하는 과정을 나타내는 도면이다.

도 10은 본 발명의 무선 패킷 통신 방법에서 MIPN을 이용하여 데이터를 송수신하는 과정을 나타내는 도면이다.

도 11은 본 발명의 무선 패킷 통신 방법에서 MDCN을 이용하여 데이터를 송수신하는 과정을 나타내는 도면이다.

도 12는 본 발명의 무선 패킷 통신 방법에서 MDCN의 서비스 장치에서 MIPN으로의 데이터 전송 방법을 제공하여 데이터를 송신하는 과정을 나타내는 도면이다.

이와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서는, 모바일 IP 네트워크와 모바일 디지털 셀룰라 네트워크 사이를 연결할 수 있는 모바일 인터넷 액세스 키오스크를 포함하는 새로운 네트워크 시스템을 구성한다. 모바일 인터넷 액세스 키오스크는 자신이 관장하는 지역 내의 이동장치에게 임시주소(COA)를 부여하고 해당 임시주소를 갖는 이동장치를 목적지로 하는 패킷을 이동장치로 전달하는 외부 에이전트의 기능과 함께 모바일 디지털 셀룰라 네트워크의 모바일 스위칭 센터와 연결되어 패킷 통신에 관한 정보를 서로 교환하여 사용자가 원하는 조건에 따라 모바일 IP 네트워크를 이용한 패킷 통신과 모바일 디지털 셀룰라 네트워크를 이용한 패킷 통신 중 사용자에게 유리한 조건을 제공하는 방법을 이용할 수 있도록 해 준다. 이를 위해 모바일 인터넷 액세스 키오스크는 사용자가 원하는 조건에 따른 판단과 판단 결과에 따른 라우팅, 패킷 통신 제공에 따른 과금 등을 처리할 수 있다.

즉, 본 발명에 따른 모바일 IP 통신망과 이동전화망을 이용한 무선 패킷 통신 시스템은, 외부망과 패킷 송수신을 할 수 있으며, 이동전화망 내에서의 패킷 송수신을 위한 라우팅 기능을 갖고 있는 게이트웨이 노드; 일정한 지역적 범위 내에 위치한 다수의 이동장치와 제 1 무선통신 방식으로 무선통신을 할 수 있는 제 1 베이스 스테이션; 게이트웨이 노드와 적어도 하나의 제 1 베이스 스테이션 사이에 연결되어 있으며, 게이트웨이 노드로부터 전송된 패킷 데이터를 자신에게 연결된 제 1 베이스 스테이션이 관장하는 이동장치로 라우팅할 수 있는 제 1 스위칭 노드를 포함하는 이동전화망, 이동장치에 고유한 IP 주소를 배정한 이동장치의 홈 네트워크에 위치하고 있는 홈 에이전트와 연결되어 있으며 게이트웨이 노드와도 연결되어 있는 모바일 IP 통신망, 일정한 지역적 범위 내에 위치한 다수의 이동장치와 제 2 무선통신 방식으로 무선통신을 할 수 있는 제 2 베이스 스테이션, 모바일 IP 통신망과 적어도 하나의 제 2 베이스 스테이션 사이에 연결되어 있으며 모바일 IP 통신망으로부터 전송된 패킷 데이터를 자신에게 연결된 제 2 베이스 스테이션이 관장하는 이동장치로 라우팅할 수 있는 제 2 스위칭 노드를 포함하며, 여기에서 제 2 스위칭 노드는 자신에게 연결된 제 2 베이스 스테이션이 관장하는 범위의 일부 또는 전부를 관장하는 제 1 베이스 스테이션과 연결된 제 1 스위칭 노드와 연결되어 있고, 서로 연결된 제 1 및 제 2 스위칭 노드는 패킷 교환에 따른 정보를 서로 교환할 수 있으며, 제 2 스위칭 노드는 자신에게 연결된 제 2 베이스 스테이션이 관장하는 이동장치로부터 자신에게 전송되는 패킷을 상기 정보 교환의 결과에 따라 모바일 IP 통신망을 통하여 게이트웨이 노드로 전달하거나 모바일 IP 통신망을 통하여 목적지 이동장치의 홈 에이전트로 전달할 수 있다.

여기에서, 제 2 무선통신 방식은 무선랜 또는 블루투스 방식이 사용될 수 있으며, 제 2 베이스 스테이션은 이동 가능하다.

한편, 상기 패킷 교환에 따른 정보는 이동전화망 또는 모바일 IP 통신망의 서비스 품질(QoS)에 관한 정보와 위치 정보를 포함하며, 제 2 스위칭 노드는 자신을 통해 이루어지는 패킷 통신에 대한 정보를 이용하여 해당 패킷 통신에 대한 과금을 수행할 수 있는 기능을 가지고 있다.

또한 본 발명에 따른 무선 패킷 통신 방법은, 외부망과 패킷 송수신을 할 수 있으며, 이동전화망 내에서의 패킷 송수신을 위한 라우팅 기능을 갖고 있는 게이트웨이 노드; 일정한 지역적 범위 내에 위치한 다수의 이동장치와 제 1 무선통신 방식으로 무선통신을 할 수 있는 제 1 베이스 스테이션; 게이트웨이 노드와 적어도 하나의 제 1 베이스 스테이션 사이에 연결되어 있으며, 게이트웨이 노드로부터 전송된 패킷 데이터를 자신에게 연결된 제 1 베이스 스테이션이 관장하는 이동장치로라우팅할 수 있는 제 1 스위칭 노드를 포함하는 이동전화망, 이동장치에 고유한 IP 주소를 배정한 이동장치의 홈 네트워크에 위치하고 있는 홈 에이전트와 연결되어 있으며 게이트웨이 노드와도 연결되어 있는 모바일 IP 통신망, 일정한 지역적 범위 내에 위치한 다수의 이동장치와 제 2 무선통신 방식으로 무선통신을 할 수 있는 제 2 베이스 스테이션, 모바일 IP 통신망과 적어도 하나의 제 2 베이스 스테이션 사이에 연결되어 있으며 모바일 IP 통신망으로부터 전송된 패킷 데이터를 자신에게 연결된 제 2 베이스 스테이션이 관장하는 이동장치로 라우팅할 수 있고 자신에게 연결된 제 2 베이스 스테이션이 관장하는 범위의 일부 또는 전부를 관장하는 제 1 베이스 스테이션과 연결된 제 1 스위칭 노드와 연결되어 있는 제 2 스위칭 노드를 포함하는 무선 패킷 통신 시스템을 이용하여 무선 패킷 통신을 하는 방법으로서, 이동장치가 현재 자신의 위치를 관장하는 제 2 베이스 스테이션을 통하여 제 2 베이스 스테이션과 연결된 제 2 스위칭 노드에 접속한 후 자신의 홈 에이전트에 자신의 임시주소(care of address, COA)를 등록하는 단계, 제 2 스위칭 노드가 이동장치로부터 원하는 통신 조건을 수신하여 이동전화망과 모바일 IP 통신망을 이용하는 다수의 통신 방법 중 원하는 통신 조건을 만족하는 방법을 결정하는 단계, 제 2 스위칭 노드가 이동장치로부터 적어도 발신자 정보, 수신자 정보, 접속 시점을 포함하는 제 1 과금 정보를 획득하는 단계, 제 2 스위칭 노드가 이동장치로부터 과금 보증 정보를 획득하는 단계, 과금 보증 정보가 유효한 경우 제 2 스위칭 노드가 결정된 통신 방법을 제공하는 통신 회선을 개방하는 단계, 개방된 통신 회선을 통하여 이동장치가 요청한 패킷 통신을 수행하는 단계, 패킷 통신이 완료됨에 따라 제 2스위칭 노드가 접속 시간 또는 통신량을 포함하는 제 2 과금 정보를 획득하는 단계, 제 1 및 제 2 과금 정보와 선택된 통신 방법을 이용하여 완료된 패킷 통신에 따른 비용을 과금하는 단계를 포함하여 이루어진다.

여기에서, 다수의 통신 방법은 이동장치로부터 제 2 스위칭 노드로 전송되는 패킷을 모바일 IP 통신망을 통하여 게이트웨이 노드로 전달하여 이동전화망을 통해 목적지 이동장치로 전달하는 제 1 방법과, 이동장치로부터 제 2 스위칭 노드로 전송되는 패킷을 모바일 IP 통신망을 통하여 목적지 이동장치의 홈 에이전트로 전달하여 모바일 IP 통신망을 통해 목적지 이동장치로 전달하는 제 2 방법을 포함하며, 과금 보증 정보는 전자화폐, 신용카드, 은행계좌 정보 중 적어도 하나를 포함하는 것이 바람직하다.

이제 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도면을 참고로 하여 상세히 설명한다.

도 7에 본 발명의 네트워크 구성이 나타나 있다. 본 발명에 따르면 사용자가 원하는 다양한 서비스 형태를 지원하고 이에 따르는 과금, 지불, 인증 등을 수행하는 중간 기관을 모바일 IP 망과 사용자 단말기 사이에 두어 편리하고 저렴한 모바일 IP 통신 서비스를 제공한다. 이와 같은 중간 기관을 모바일 인터넷 액세스 키오스크(mobile internet access kiosk, 이하 MK)라 부르기로 한다. MK(741~744)는 무선 사용자 단말기 MS1~MS5(711~715)가 IP 통신을 위해 접촉하는 액세스 포인트 PBS1~PBS5(721~725)와 인터넷(300) 사이에 위치하는 기관으로 FA의 확장된 형태라고 볼 수도 있다.

본 발명의 네트워크 구성에서 MIPN과 MDCN은 최소한의 레벨에서 연계되며, MIPN은 기존의 인터넷 인프라를 기반으로 하고 특정한 무선 캐리어에 의지하지 않는다. 무선랜, 블루투스 또는 기타의 방법으로 구현되는 MIPN 무선 피코셀(pico cell)(726~730) 구간과 유선 구간을 연결하는 PBS(pico base station)(721~725)은 무선 랜 또는 블루투스의 액세스 포인트(AP; access point)이다. PBS(721~725)는 고정된 무선랜의 AP일 수도 있고, 모바일 블루투스 단말기가 PBS가 되고 이 단말기가 무선으로 IP 망에 접속되어 있을 수도 있다. 이러한 액세스 포인트가 MK(741~744)와 연결된다.

피코셀은 일반적으로 MDCN의 셀 커버리지 내에 위치하게 된다. MDCN의 셀은 그 경계에서 다른 셀과 중첩되는 것이 일반적이지만 피코셀의 커버리지는 서로 중첩될 수도 있고 그렇지 않을 수도 있다. 또한 앞서 설명한 바와 같이 피코셀을 구성하는 베이스 스테이션인 PBS는 그 자체가 이동가능한 장치일 수도 있으므로 피코셀의 커버리지는 특정 지역으로 한정되지 않는다. 따라서 무선랜/블루투스 인터페이스를 갖는 고정형 장치나 이동 가능한 사용자 단말기와 같이 무선 구간을 유/무선 인터넷에 연결하는 모든 액세스 포인트는 PBS가 될 수 있다.

각 MS(711~715)는 MIPN에서 사용하는 일반 IP 주소(홈 어드레스)와 MDCN에서 배당한 또다른 IP주소를 갖는다. 각 MS(711~715)는 MIPN의 무선 데이터 인터페이스(무선랜, 블루투스 RF 모뎀 등)와 MDCN의 무선 데이터 인터페이스를 모두 갖추고 있어 어느 것을 사용하여서도 무선 통신을 시도할 수 있다.

각 PBS(721~725)에는 MK(741~744)가 연결되어 IPv4에서 FA가 담당하는 역할을 하며, IPv6를 따르는 경우에는 MK(741~744)가 모바일 IP를 지원하는 주소 자동설정 기능을 추가로 제공한다. MK(741~744)는 다수의 PBS를 지원할 수 있다. 또한, MS(711~714)가 동일한 MK(741~744)가 지원하는 피코셀 간을 이동하였을 때에는 MK(741~744)는 링크 계층에서 로밍을 지원할 수도 있다. 이는 현재 무선랜이 지원하는 로밍 방식과 동일하다.

MSC/VLR(751, 752)가 커버하는 지역 내의 피코셀의 MK(741~744)들과 MSC/VLR(751, 752)는 서로 연결되어 있다. MK(741~744)는 FA의 역할 외에도 MSC/VLR(751, 752)과의 패킷 교환, 위치 정보 교환, MS(741~744)가 요구하는 QoS(quality of service)에 따른 판단/라우팅, 과금 체계 등의 정보를 처리한다. 이는 MIPN과 MDCN 간의 독립성을 유지하면서, 최소한의 연계로 상호 공동 운영을 하기 위해 필요한 조건이다. MIPN에 속한 MK(741~744)와 MDCN에 속한 MSC/VLR(751, 752)은 서로 다른 프로토콜을 사용하는 상대방과 데이터통신이 가능하도록 하는 라우터/게이트웨이의 역할도 하게 된다.

MK(741~744)와 MSC/VLR(751, 752)에는 서비스 품질(QoS), 비용, 보안 등에 따른 판단 논리가 있어, MS(711~715)가 원하는 최선의 방법(preferred method) 또는 차선의 방법(acceptable method)을 제시하면, MK(741~744)와 MSC/VLR(751, 752)는 서로 협조하여 현재 지원하는 셀/피코셀의 통신 환경 또는 상위 네트워크의 트래픽 상태, 자원 동원 상태 등에 비추어 가장 적절한 방법으로 서비스를 지원한다.

이제 본 발명의 MK를 이용한 무선 IP 통신 서비스 방법의 절차에 대해 설명하기로 한다. 도 8에 이 방법의 흐름도가 나타나 있다.

임의의 피코셀/셀 내에 위치한 사용자는 PBS(721~725) 또는 BS(731, 732)를 통하여 무선 IP 통신을 요청할 수 있다. 사용자가 BS(731, 732)를 통해 MDCN으로 서비스를 요청할 때에는 기존의 MDCN 사업자의 서비스를 이용하는 것이므로 이에 따른 인증, 과금, 위치정보 프로세스를 활용하면 된다. 이와 같은 과정은 앞서 종래기술에서 상세히 기술하였으며 여기에서는 다시 기술하지 않는다.

제일 먼저 사용자 즉 MS는 자신의 COA를 등록하여야 한다(S810). MS 등록의 절차가 도 9에 상세히 나타나 있다.

예를 들면, 도 9에 나타난 바와 같이, MS1(711)이 PBS1(721)이 지원하는 피코셀(726) 내에 있고, PBS1(721)은 MK1(741)과 연결되어 있을 경우, MK1(741)은 PBS1(721)을 통해 에이전트 선전을 하게 되고(S910, S912), 이에 따라 MS1(711)이 에이전트를 발견한다(S914). 에이전트를 발견한 MS1(711)은 PBS1(721)을 통해 MK1(741)으로 등록을 요청한다(S916, S918). MK1(741)은 등록요청을 MS1(711)의 홈 에이전트인 HA1(771)으로 전송하여 등록을 요청하고(S920), HA1(771)에서는 등록 요청에 따른 바인딩 업데이트(S922)를 한 후 MK1(741)으로 등록 회답을 전송한다(S924). 등록 회답을 수신한 MK1(741)은 자신의 테이블을 바인딩 업데이트(S926)하고 등록 회답을 PBS1(721)을 통해 MS1(711)으로 전송한다(S928, S930).

등록을 마치면 MS는 MK를 이용하여 모바일 IP 통신을 할 수 있는 상태로 되며, PBS를 통해 MK에게 서비스를 요청한다(S812). MK는 MS의 서비스 요청 형태에따른 요구사항을 접수한다(S814). 여기에서 서비스 형태라 함은 서비스 품질(QoS), 통신형태, 보안, 위치정보 등을 통합적으로 지칭한다. 또한 서비스 품질은 전송속도(최대, 평균), 패킷 전달 시간(packet transfer delay), 패킷간 시간 편차(packet delay variation), 연결대기 시간, 보안수준, 우선순위, 패킷 에러율 등을 말한다. 사용자는 원하는 서비스 형태를 미리 자신의 단말기에 지정해두거나 통신을 요청할 때마다 새로 지정하여 요청할 수 있으며, 원하는 서비스 형태는 최선의 형태와 차선의 형태를 기본으로 저장할 수 있다.

MK는 MS로부터 접수한 요구사항을 분석하고 현재 지원하는 셀/피코셀의 통신환경, 상위 네트워크의 트래픽 상태, 자원 동원상태 등을 파악하여 MS가 요청한 최선의 방법으로 서비스를 할 수 있는지를 판단하여(S816) 최선의 방법이 가능한 경우에는 최선의 방법을 선택한다(S818).

최선의 방법이 가능하지 않은 경우에는 차선의 방법이 가능한지를 판단하여(S820), 가능할 경우 차선의 방법을 선택한다(S822).

차선의 방법도 가능하지 않은 경우에는 MS에게 그 사실을 알리고 MS와의 옵션 협상을 하게 된다(S824).

서비스 협상 과정을 예를 들어 설명하면 다음과 같다. 즉, 한국의 가입자가 MIPN을 이용하여 미국에 있는 상대방과의 무선 인터넷 전화(VoIP)를 요구한다. 이는 인터넷 기반을 활용하여 발신자나 수신자가 모두 가장 저렴한 비용으로 국제 음성통화를 할 수 있는 형태이다.

이에 따라 MK는 통화자가 요구하는 서비스 형태를 만족할 수 있는가를 판단한다. 통화자들이 음성통신을 하려면 서비스 품질로는 패킷 전달시간, 패킷간 시간 편차가 우선 중요하고 또한 통화자들 간의 기밀 유지를 위하여 보안성도 중요할 수 있다. 발신자가 최선(Preferred method)의 방법으로 첫째, 모든 통신경로를 MIPN으로 하면서, 둘째, 통화품질은 이동통신 업체의 서비스를 이용한 경우의 통신품질의 90% 이상을 요구하고, 세번째로 128-비트 키(128-bit key) 수준의 통신 보안도 요구하고, 차선(Accepted method)의 방법으로는 최선의 요구사항 중 두번째의 통화품질을 80%로 낮출 수 있고, 통신보안을 하지 않을 수도 있다고 선택한 것으로 가정한다.

사용자가 요구한 서비스 형태가 가능한지의 판단은 사용자로부터 서비스 요청을 접수받은 MK의 상황과 통신의 상대방이 위치하고 있는 지역을 관할하는 MK의 상황 및 상위 인터넷 트래픽 상황에 따라 이루어진다.

사용자로부터 서비스 요청을 접수받은 MK는 일차적으로 자신이 지원하고 있는 다른 사용자들의 상황 등을 고려하여 자신이 제공할 수 있는 서비스 형태를 판단할 수 있다. 다음으로 상대방 MK의 상황을 파악하는 것은 상대방 MK와의 통신에 의해 이루어지는데, 전세계의 모든 MK들이 자신의 상황을 실시간으로 규칙적으로 다른 모든 MK들에게 전파하여 모든 MK들이 데이터 라우팅을 할 때 이를 활용하는 것은 이론적으로 가능하지만 실제로는 기술적 구현의 어려움이 있다. 또한 MK의 수가 크게 늘어나고 각 MK의 환경도 가변적이어서 이러한 방법의 효용성도 불확실하다. 따라서, 이와 같은 양방향 통신시에는 실제로 상대에게 제어 패킷(control packet)을 보내어 상대의 상황을 묻고 제어 패킷이 얼마나 빨리 제대로 회수되는지를 파악하여 상대방의 상황과 해당 경로에 따른 상위 인터넷 상황을 판단하는 것이 실제적일 것이다. 그러나, 향후에 IPv6 가 널리 활용되어 인터넷 기반의 QoS가 의미가 있게 되면 제어 패킷이 인터넷상의 라우터들과 협상을 하여 전송 경로를 설정하고 향후 데이터 통신시 이 경로를 활용하는 소스 라우팅(source routing)기법이 쓰일 수도 있다.

제어 패킷에는 통신을 요청한 MS의 요구 사항이 포함되어 통신 상대방을 관장하는 MK로 전달되고, 이러한 제어 패킷을 받은 상대방 MK는 다시 자신의 상황을 제어 패킷에 실어 보낸다. 회수된 제어 패킷을 분석하면 현재 사용자에게 제공할 수 있는 서비스 형태에 대한 판단을 할 수 있다.

판단 결과, 최선의 요구조건을 만족할 수 있는 상태라면 그와 같은 조건으로 사용자에게 서비스를 제공할 수 있다.

판단은 일차적으로 서비스 요청을 받은 MK에서 먼저 이루어질 수도 있다. 예를 들어, 서비스 요청을 받은 MK의 판단 결과, 자신이 사용자가 요청한 최선의 방법을 지원할 수 없는 상황이라면 최선의 방법은 포기하고, 상대방 MK와는 차선의 방법이 가능한지를 확인해보는 방식으로 할 수도 있다.

차선의 방법으로 서비스가 가능하다면 차선의 형태의 서비스를 제공하면 된다. 이와는 달리, 상대방 MK와의 통신 결과 차선의 방법도 가능하지 않다는 판단이 이루어질 경우, 이와 같은 판단 결과를 서비스를 요청한 MS에게 전송한다.

이러한 결과를 전송받은 MS는 예를 들면 품질과는 무관하게 MIPN 기반의 VoIP를 이용할 수 있도록 서비스 제공을 요청할 수도 있고, 서비스 품질을 보장할수 있는 다른 방법(MDCN을 이용한 통신 방법)을 이용한 서비스 요청을 할 수도 있는 등 서비스 옵션 협상이 이루어지게 된다.

변경된 서비스 요청이 MK로 전송되고, 이러한 요청이 받아들여지면, 이후의 단계로 진행하게 된다.

MS가 요구하는 서비스 요구사항은 최선, 차선의 두 가지 형태 외에도 3개 이상의 옵션을 제공할 수도 있다.

이와 같은 절차를 거쳐 서비스 형태가 결정되면, MK가 MS의 과금 정보를 획득한다(S826). 이 때 획득하는 과금 정보는 실제 통신이 이루어지기 전에 획득되는 것이므로 통신과 관련된 정보는 제외된 과금 정보이다. 예를 들면 발신자와 수신자 정보, 서비스 형태, 접속시점 등의 정보가 이에 해당한다.

다음, MK는 MS에게 디지털 캐시나 은행/지로 계좌, 신용카드 등 과금을 보증할 수 있는 정보의 제공을 요청한다(S828). 이 때 MK는 자신이 받아들일 수 있는 몇 가지 옵션을 MS에게 제시할 수도 있다.

MS가 과금 보증 정보를 제공하면 MK는 MS로부터 제공된 과금 보증 정보의 유효성을 확인한다(S830). 과금 보증 정보의 유효성을 확인하는 것은 은행이나 기타 금융기관 등에 MS로부터 제공받은 정보를 제시함으로써 할 수 있다. MS가 과금 보증 정보를 제공하지 않거나 MS로부터 제공된 과금 보증 정보가 유효하지 않은 경우에는 서비스를 중지한다(S834).

MS가 유효한 과금 보증 정보를 제공한 경우에는 MK가 상대방 MK와 협조하여 서비스 형태에 따른 양방향 통신 경로를 수립하고 이를 MS에게 개방한다(S832). MS는 개방된 통신 선로를 통해 통신을 개시하고 MK는 통신에 따라 과금에 필요한 추가 정보를 획득하여 기록한다. 이 때 기록하는 정보는 과금 형태에 따라 달라질 수 있는데, 기본적으로 접속 시간 또는 통신량이며, 발신자의 통신량만을 측정하거나 양방의 통신량을 별도로 측정할 수도 있다.

또한, 통신형태(단방향, 양방향)에 따라 과금 형태 및 시점이 달라질 수 있다. MS가 양방향 통신을 원할 때에는 통신 상대방에게서 회답이 있고 에러 없이 쌍방향 통신 선로가 열려야 과금을 할 수 있으며, MS가 단방향 발신만을 요구할 때에는 패킷이 목적지에 제대로 도착하였는지에 관계없이 과금할 수 있다. MS가 일방적으로 수신하는 패킷들에게는 과금을 하지 않거나 소액을 청구할 수 있다.

또한 과금은 MK가 MS에게 청구하는 방법 외에 MS가 요청하고 MS의 접속 상대방이 이를 승인하면 MS의 접속 상대방에게 청구하는 방식으로 할 수도 있다.

한편, 결정된 서비스 형태에서 통신보안을 위한 암호화를 할 것이 요구되었으면 양방의 MK간에 보안 알고리즘 설정과 키 값 제휴가 두 MK 사이의 통신선로 수립시에 수행된다.

과금 정보를 획득하고 MS의 통신이 종료되면(S840), MK는 MS에게 과금하고 과금 내역을 기록한다(S842).

필요에 따라서는 사용자로부터 과금한 금액의 일부를 통신 상대방을 관장하는 MK에게 제공할 수도 있다.

이제 각각의 서비스 형태에 따른 데이터 전송 방법을 설명한다.

먼저 발신 MS(MS1)가 요청한 서비스 형태가 MIPN만을 활용하는 것으로 결정되고, 상대방 MS(MS2)도 MIPN에 있을 때의 데이터 흐름을 도 10을 참고로 설명한다.

여기에서 MS1(711)의 홈 에이전트는 HA1(771)이고 MS2(712)의 홈 에이전트는 HA2(772)인 것으로 하고, MS2(712)는 현재 자신의 COA를 자신의 홈 에이전트인 HA2(772)에 등록해둔 것으로 한다.

먼저 MS1(711)이 MS2(712)에게로 데이터를 전송하는 과정을 살펴보면, MS1(711)은 PBS1(721)으로 패킷을 전송하고(S1010), PBS1(721)에서 다시 MK1(741)으로 패킷이 전송된다(S1012). MK1(741)에서는 MS1(711)과의 서비스 형태 등을 협상하고 과금, 지불 정보를 획득한다(S1014). 도 10에 나타난 예는 이러한 서비스 협상 과정에서 MIPN을 이용한 패킷 전송으로 서비스 형태가 결정된 경우이다. 그러면 MK1(741)은 MS1(711)으로부터 전송된 패킷을 수신자인 MS2(712)의 홈 에이전트인 HA2(772)로 전달하고(S1016), HA2(772)는 이 패킷을 IP 터널링하여 현재 MS2(712)에게 접속 서비스를 제공하고 있는 MK인 MK2(742)에게로 전달한다(S1018). MK2(742)는 전달받은 패킷을 디터널링하여 원래의 패킷만을 추출(S1020)한 후 이를 PBS2(722)에게로 전송하고(S1022), 다시 PBS2(722)는 MS2(712)에게로 패킷을 전송(S1024)함으로써 MS1(711)으로부터 MS2(712)로의 패킷 전송이 완료된다.

양방향 데이터 전송을 요청한 경우라면 이제 MS2(712)로부터 MS1(711)으로의 데이터 전송이 개시된다. MS2(712)가 PBS2(722)를 거쳐(S1050) MK2(742)로 패킷을 전송하면(S1052) MS2(712)와 MK2(742) 사이에서 서비스 협상이 이루어진다(S1054). 물론, MS1(711)이 통신 요청시에 양방향 전송을 요청하면서 양방향 전송에 대한 서비스 방법과 과금 방법을 모두 결정한 경우라면 MS2(712)와 MK2(742) 사이의 서비스 협상은 생략될 수도 있다. 서비스 협상을 거쳐 MIPN을 통한 데이터 전송 방법이 결정되면 MK2(742)는 MS1(711)의 홈 에이전트인 HA1(771)으로 해당 패킷을 전송하고(S1056), HA1(771)은 해당 패킷을 IP 터널링하여 MK1(741)으로 전송한다(S1058). MK1(741)은 전달받은 패킷을 디터널링하여 원래의 패킷을 추출하여(S1060) 이를 PBS1(721)을 거쳐(S1062) MS1(711)으로 전송한다(S1064). 이는 모바일 IPv4의 경우로, 모바일 IPv6에서는 라우팅 최적화 기법을 활용하여 MS1(711)과 MS2(712)는 향후에는 HA를 경유하지 않고 서로 직접 패킷 통신을 할 수 있다.

도 11은 MS1과 MS3간의 패킷 통신이 요청되었을 경우 서비스 형태의 협상 결과 MDCN을 이용한 라우팅이 채택된 경우의 데이터 흐름을 나타내고 있다.

도 11에 나타난 바와 같이, MS1(711)에서 MS3(713)로 데이터를 전송할 때에는 MS1(711)이 PBS1(721)으로(S1110), PBS1(721)이 다시 MK1(741)으로(S1112) 해당 패킷(P1)을 전송하고, MS1(711)과 MK1(741) 사이에서 서비스 협상 및 과금, 지불 정보 교환이 이루어진다(S1114). 서비스 협상 결과, MS3(713)은 현재 MIPN에 속해 있지 않으므로, 즉 본 발명의 모바일 키오스크가 제공하는 서비스를 이용할 수 있는 피코셀 내에 있지 않으므로, MS3(713)로의 통신을 위해 MDCN을 이용한 패킷 통신 방법이 선택된다. 그러면, MK1(711)은 해당 패킷을 자신과 연결되어 있는 MSC/VLR1(751)과 PMSC1(761)을 통해 MDCN 백본을 거쳐(100) MDCN의 GPMSC-HLR(780, 790)로 전송한다(S1116). 여기에서 이동통신 업체에서 보관하고 있는 정보를 이용하여 목적지 가입자 정보와 목적지로의 라우팅 정보를 획득한다(S1118).

다음, 수신된 패킷을 터널링하여 현재 가입자(MS3, 713)가 위치한 셀(737, BS2(732)가 관장하는 셀)에 대한 패킷 통신을 지원하는 PMSC, 즉 PMSC2(762)로 터널링한 패킷을 전송한다(S1120). PMSC2(762)는 해당 패킷을 디터널링(S1122)한 후 MSC/VLR2(752)로 전송하고(S1124), MSC/VLR2(752)는 디터널링된 패킷의 수신자 정보를 이용하여 라우팅(S1126)하여 해당 패킷을 BS2(732)를 거쳐(S1128) MS3(713)으로 전송한다(S1130).

MS3(713)로부터 MS1(711)으로의 패킷 전송은 역순으로 이루어진다. MS3(713)는 BS2(732)와 MSC/VLR2(752), PMSC2(762)를 거쳐 GPMSC-HLR(780, 790)로 패킷(P2)을 전송하고(S1150~S1156), GPMSC-HLR(780, 790)은 이를 수신자인 MS1(711)의 홈 에이전트인 HA1(771)으로 보낸다(S1158). HA1(771)은 수신한 패킷을 IP 터널링하여 이를 MK1(741)으로 보내고(S1160), MK1(741)은 수신한 터널링된 패킷을 디터널링하여 원래의 패킷만을 추출(S1162)한 후 이를 PBS1(721)을 통해(S1164) MS1(711)으로 송신한다(S1166).

지금까지 설명한 예는 수신측인 MS3(713)가 MDCN을 이용한 서비스만이 가능한 지역에 있는 경우를 가정한 예이지만, 수신측의 MS가 MIPN에 속해 있지만 발신측의 MS가 요구하는 서비스 형태가 MIPN을 이용한 형태로는 가능하지 않을 경우, 예를 들면 QoS 중 전송속도가 보장되지 않는다고 발신측의 MK가 판단할 경우에는 발신측 MS가 제공하는 옵션에 따라 MDCN을 통해 발신측의 MS가 송신 요청한 패킷을 전송할 수도 있다. 예를 들어 도 7에서 MIPN에 속한 MS1(711)이 MS5(715)로의 패킷 전송을 요청하였을 경우, MS5(715)는 MIPN에 속해 있기는 하지만, MK1(741)의 판단결과 MIPN을 이용한 전송으로는 MS1(711)이 요청한 서비스 형태가 가능하지 않고, MDCN을 이용하여야만 가능하다고 판단되는 경우이다. 이와 같은 경우에도 데이터의 흐름은 도 11에 나타난 바와 같다.

이와 같이 본 발명의 모빌 인터넷 액세스 키오스크는 MIPN과 MDCN을 연결해주는 중간 통로의 역할을 하여 사용자가 자신이 원하는 서비스 형태를 가장 좋은 조건으로 사용할 수 있도록 해 준다.

한편, MDCN 사업자가 MIPN의 홈 에이전트 서비스를 동시에 할 수도 있으며, 이렇게 할 경우 더욱 다양한 경로를 채택할 수 있다. 예를 들어 HLR과 VLR에 MS의 MIPN IP 주소와 MDCN MIN 주소나 가입자 번호의 매핑 정보를 지니고 있을 경우에 가입자가 MDCN으로 상대방 MS와의 통신을 요청하였을 때 MSC/VLR이 판단하여 가입자가 요청한 서비스 형태를 만족하면서도 더 유리한 조건을 제공하는 MIPN 경로로 통신을 제공할 수 있다. 이 경우 MSC/VLR이 MK와 유사한 서비스를 제공하는 것이 되며, 이와 같은 판단을 위한 기능을 갖추고 있어야 한다.

도 12에 이와 같은 경우의 데이터 흐름이 나타나 있다. 즉, MS4(714)가 MDCN으로 MS5(715)와의 통신을 요구하였을 경우 MS4(714)가 BS1(731)으로(S1210) 보내는 데이터는 목적지 주소로 MS5(715)의 MDCN 주소를 갖고 있는 데이터이다. 이를 BS1(731)에서는 MSC/VLR1(751)으로 전송하고(S1212), MSC/VLR1(751)에서는 서비스 형태를 파악하여 MIPN으로 전송하는 것이 낫다고 판단되는 경우 MS5(715)의 MDCN 주소를 보유하고 있는 매핑 테이블을 이용하여 MIPN 주소로 변경한 후 게이트웨이 서비스를 제공한다(S1214). 목적지 주소가 MS5(715)의 MIPN 주소로 변경된 데이터는 MSC/VLR1(751)과 연결된 MK4(744) 또는 MK1(741)를 거쳐(S1216) 인터넷(300)을 통해 MS5(715)의 홈 에이전트인 HA5(775)로 전달된다(S1218). HA5(775)은 전송받은 패킷을 IP 터널링하여 MS5(715)과 연결되어 있는 MK3(743)으로 전송하고(S1220), MK3(743)에서는 전송받은 패킷을 디터널링하여 원래의 패킷을 추출(S1222)한 후 이를 PBS5(725)를 거쳐(S1224) MS5(715)으로 전송한다(S1226).

지금까지 본 발명을 바람직한 실시예를 들어 구체적으로 설명하였으나, 이 실시예는 본 발명을 이해하기 위한 설명을 위해 제시된 것이며, 본 발명의 범위가 이 실시예에 제한되는 것은 아니다. 본 발명의 기술이 속하는 분야의 통상의 전문가라면 본 발명의 기술적 사상의 범위를 벗어나지 않고도 다양한 변형이 가능함을 이해할 수 있을 것이며, 본 발명의 범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서 해석되어야 할 것이다.

이상에서 설명한 것과 같이, 본 발명에 따르면 인터넷과 이동 사용자 단말기 사이에 위치하는 확장된 기능을 갖는 외부 에이전트 형태의 모바일 인터넷 액세스 키오스크를 이용하여 모바일 IP 네트워크와 이동전화 사업자의 네트워크를 연동하여 사용자에게 현재 위치와 상황에서 가장 비용이 적게 들고 좋은 품질의 IP 통신을 할 수 있는 방법을 제공할 수 있다.

Claims (11)

1. 외부망과 패킷 송수신을 할 수 있으며, 이동전화망 내에서의 패킷 송수신을 위한 라우팅 기능을 갖고 있는 게이트웨이 노드; 일정한 지역적 범위 내에 위치한 다수의 이동장치와 제 1 무선통신 방식으로 무선통신을 할 수 있는 제 1 베이스 스테이션; 상기 게이트웨이 노드와 적어도 하나의 상기 제 1 베이스 스테이션 사이에 연결되어 있으며, 상기 게이트웨이 노드로부터 전송된 패킷 데이터를 자신에게 연결된 상기 제 1 베이스 스테이션이 관장하는 이동장치로 라우팅할 수 있는 제 1 스위칭 노드를 포함하는 이동전화망,

   이동장치에 고유한 IP 주소를 배정한 상기 이동장치의 홈 네트워크에 위치하고 있는 홈 에이전트와 연결되어 있으며, 상기 게이트웨이 노드와도 연결되어 있는 모바일 IP 통신망,

   일정한 지역적 범위 내에 위치한 다수의 이동장치와 제 2 무선통신 방식으로 무선통신을 할 수 있는 제 2 베이스 스테이션,

   상기 모바일 IP 통신망과 적어도 하나의 상기 제 2 베이스 스테이션 사이에 연결되어 있으며, 상기 모바일 IP 통신망으로부터 전송된 패킷 데이터를 자신에게 연결된 제 2 베이스 스테이션이 관장하는 이동장치로 라우팅할 수 있는 제 2 스위칭 노드를 포함하며,

   상기 제 2 스위칭 노드는 자신에게 연결된 제 2 베이스 스테이션이 관장하는 범위의 일부 또는 전부를 관장하는 제 1 베이스 스테이션과 연결된 제 1 스위칭 노드와 연결되어 있으며,

   서로 연결된 제 1 및 제 2 스위칭 노드는 패킷 교환에 따른 정보를 서로 교환할 수 있고,

   상기 제 2 스위칭 노드는 자신에게 연결된 제 2 베이스 스테이션이 관장하는 이동장치로부터 자신에게 전송되는 패킷을 상기 정보 교환의 결과에 따라 상기 모바일 IP 통신망을 통하여 상기 게이트웨이 노드로 전달하거나 상기 모바일 IP 통신망을 통하여 목적지 이동장치의 홈 에이전트로 전달하는 모바일 IP 통신망과 이동전화망을 이용한 무선 패킷 통신 시스템.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 제 2 무선통신 방식은 무선랜 또는 블루투스 방식인 모바일 IP 통신망과 이동전화망을 이용한 무선 패킷 통신 시스템.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 제 2 베이스 스테이션은 이동 가능한 모바일 IP 통신망과 이동전화망을 이용한 무선 패킷 통신 시스템.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 패킷 교환에 따른 정보는 상기 이동전화망 또는 모바일 IP 통신망의 서비스 품질(QoS)에 관한 정보와 위치 정보를 포함하는 모바일 IP 통신망과 이동전화망을 이용한 무선 패킷 통신 시스템.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 제 2 스위칭 노드는 상기 제 2 스위칭 노드를 통해 이루어지는 패킷 통신에 대한 정보를 이용하여 해당 패킷 통신에 대한 과금을 수행할 수 있는 모바일 IP 통신망과 이동전화망을 이용한 무선 패킷 통신 시스템.
6. 외부망과 패킷 송수신을 할 수 있으며, 이동전화망 내에서의 패킷 송수신을 위한 라우팅 기능을 갖고 있는 게이트웨이 노드; 일정한 지역적 범위 내에 위치한 다수의 이동장치와 제 1 무선통신 방식으로 무선통신을 할 수 있는 제 1 베이스 스테이션; 상기 게이트웨이 노드와 적어도 하나의 상기 제 1 베이스 스테이션 사이에 연결되어 있으며, 상기 게이트웨이 노드로부터 전송된 패킷 데이터를 자신에게 연결된 상기 제 1 베이스 스테이션이 관장하는 이동장치로 라우팅할 수 있는 제 1 스위칭 노드를 포함하는 이동전화망,

   이동장치에 고유한 IP 주소를 배정한 상기 이동장치의 홈 네트워크에 위치하고 있는 홈 에이전트와 연결되어 있으며, 상기 게이트웨이 노드와도 연결되어 있는 모바일 IP 통신망,

   일정한 지역적 범위 내에 위치한 다수의 이동장치와 제 2 무선통신 방식으로 무선통신을 할 수 있는 제 2 베이스 스테이션,

   상기 모바일 IP 통신망과 적어도 하나의 상기 제 2 베이스 스테이션 사이에연결되어 있으며, 상기 모바일 IP 통신망으로부터 전송된 패킷 데이터를 자신에게 연결된 제 2 베이스 스테이션이 관장하는 이동장치로 라우팅할 수 있고, 자신에게 연결된 제 2 베이스 스테이션이 관장하는 범위의 일부 또는 전부를 관장하는 상기 제 1 베이스 스테이션과 연결된 상기 제 1 스위칭 노드와 연결되어 있는 제 2 스위칭 노드를 포함하는 무선 패킷 통신 시스템을 이용하여 무선 패킷 통신을 하는 방법으로서,

   이동장치가 현재 자신의 위치를 관장하는 제 2 베이스 스테이션을 통하여 상기 제 2 베이스 스테이션과 연결된 제 2 스위칭 노드에 접속한 후 자신의 홈 에이전트에 자신의 임시주소(care of address, COA)를 등록하는 단계,

   상기 제 2 스위칭 노드가 상기 이동장치로부터 원하는 통신 조건을 수신하여 상기 이동전화망과 상기 모바일 IP 통신망을 이용하는 다수의 통신 방법 중 원하는 통신 조건을 만족하는 방법을 결정하는 단계,

   상기 제 2 스위칭 노드가 상기 이동장치로부터 적어도 발신자 정보, 수신자 정보, 접속 시점을 포함하는 제 1 과금 정보를 획득하는 단계,

   상기 제 2 스위칭 노드가 상기 이동장치로부터 과금 보증 정보를 획득하는 단계,

   상기 과금 보증 정보가 유효한 경우 상기 제 2 스위칭 노드가 상기 결정된 통신 방법을 제공하는 통신 회선을 개방하는 단계,

   상기 개방된 통신 회선을 통하여 상기 이동장치가 요청한 패킷 통신을 수행하는 단계,

   상기 패킷 통신이 완료됨에 따라 상기 제 2 스위칭 노드가 접속 시간 또는 통신량을 포함하는 제 2 과금 정보를 획득하는 단계,

   상기 제 1 및 제 2 과금 정보와 선택된 상기 통신 방법을 이용하여 상기 패킷 통신에 따른 비용을 과금하는 단계를 포함하는 무선 패킷 통신 방법.
7. 제 6 항에 있어서,

   상기 다수의 통신 방법은,

   이동장치로부터 제 2 스위칭 노드로 전송되는 패킷을 상기 모바일 IP 통신망을 통하여 상기 게이트웨이 노드로 전달하여 상기 이동전화망을 통해 목적지 이동장치로 전달하는 제 1 방법과,

   이동장치로부터 제 2 스위칭 노드로 전송되는 패킷을 상기 모바일 IP 통신망을 통하여 목적지 이동장치의 홈 에이전트로 전달하여 상기 모바일 IP 통신망을 통해 목적지 이동장치로 전달하는 제 2 방법을 포함하는 무선 패킷 통신 방법.
8. 제 6 항에 있어서,

   상기 과금 보증 정보는 전자화폐, 신용카드, 은행계좌 정보 중 적어도 하나를 포함하는 무선 패킷 통신 방법.
9. 제 6 항에 있어서,

   상기 제 2 무선통신 방식은 무선랜 또는 블루투스 방식인 무선 패킷 통신 방법.
10. 제 6 항에 있어서,

    상기 제 2 베이스 스테이션은 이동 가능한 무선 패킷 통신 방법.
11. 제 6 항에 있어서,

    상기 원하는 통신 조건은 서비스 품질(QoS)에 관한 조건을 포함하는 무선 패킷 통신 방법.