KR20020081418A - 패킷 데이터 네트워크에서 패킷 데이터 서비스 노드/외부대리 프로세서를 선택하는 방법 및 패킷 코어 기능 - Google Patents

패킷 데이터 네트워크에서 패킷 데이터 서비스 노드/외부대리 프로세서를 선택하는 방법 및 패킷 코어 기능 Download PDF

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Abstract

본 발명은 이동 노드(MN)(40)에 대한 데이터 세션을 호스트하기 위해 패킷 데이터 네트워크의 복수의 패킷 데이터 서비스 노드(PDSNs)로부터 PDSN(54, 81, 90)을 지속적으로 선택하는 방법 및 패킷 코어 기능(PCF(53, 75, 88, 89))에 관한 것이다. 제 1 실시예에서, PCF(42, 44, 46)의 정적 룩업 테이블(34)은 네트워크의 복수의 PDSNs의 리스트 및 MN에 대한 식별자의 리스트를 연결시키기 위해 사용된다. PCF는 MN에 대한 식별자를 얻어서, PDSN과 MN에 대한 식별자를 연결시키기 위해 해시 기능 및 룩업 테이블을 활용한다. 이어서, PDSN은 MN에 대한 데이터 세션을 호스트하기 위해 PCF에 의해 선택된다. 또 다른 실시예에서, PCF는 또 다른 PCF로의 MN의 핸드오프에 후속하여 소정의 시간 주기 동안 선택된 PDSN의 IP 어드레스 및 MN에 대한 식별자를 저장하는 캐시 메모리 및 캐시 타이머(49)를 또한 포함한다. MN이 소정의 시간 주기내에 PCF로 복귀하는 경우에, PCF는 데이터 세션을 호스트하기 위해 동일한 PDSN을 재선택한다. 또 다른 실시예에서, 데이터 세션을 호스트하기 위한 초기 선택에 후속하여, PDSN의 IP 어드레스는 MN으로 전송되어서, PDSN의 IP 어드레스는 MN이 로밍하는 어떤 연속 PCFs를 통과한다. PDSN 존 ID는 풀(full) IP 어드레스 대신에 활용될 수 있다.

Description

패킷 데이터 네트워크에서 패킷 데이터 서비스 노드/외부 대리 프로세서를 선택하는 방법 및 패킷 코어 기능{PACKET CORE FUNCTION AND METHOD OF SELECTING A PACKET DATA SERVICE NODE/FOREIGN AGENT IN A PACKET DATA NETWORK}
이 출원은 Lila Madour, Louis Segura, Karim Shafik, John Barna, and Jean-Charles Gonthier에 의해, 2000년 3월 10일 출원된 출원 번호 제 60/188,529호인, "Method for Selecting a Packet Data Service Node/Foreign Agent in a Wireless Access"라는 명칭의 미국 임시 특허 출원에 기초하는 우선권을 청구한다.
코드 분할 다중 액세스(CDMA) 2000은 CDMA 네트워크용의 제 3 세대 시스템이다. 이것은 액세스 집중 장치로서 사용되고, 이동 IP의 경우에, 이동 가입자를 로밍하는 외부 대리 프로세서로서 사용되는 패킷 데이터 서비스 노드(PDSNs)를 통해 경로 지정하는 패킷-교환 호출을 제공한다.
도 1은 이동 노드(MNs)(11-13)를 활용하는 복수의 이동 가입자에게 무선 액세스를 제공하는 기존의 패킷 데이터 네트워크(10)의 단순한 블록도이다. CDMA2000과 같은 패킷 데이터 네트워크에서, MNs 이득은 공중 인터페이스(16)를 통하여 무선 네트워크(RNs)(14 및 15)를 통해 패킷 코어 네트워크에 액세스한다. 활용된 프로토콜의 설명이 블록도 아래에 도시되어 있고, 여기에서 각각의 프로토콜이 종료된다. 인터넷 프로토콜(IP) 네트워크(17)는 RNs을 무선-패킷(R-P) 인터페이스(21)를 사용하여 복수의 PDSNs(18-20)에 링크시킨다. 각각의 RN은 복수의 기지국(BSs) 및 기지국 제어기(BSCs)(도시 생략)를 포함할 수 있다. 패킷 코어 기능(PCFs)(22 및 23)은 MNs으로부터 들어오는 데이터 패킷의 스위칭을 처리하고, BSCs에 위치될 수 있다. PCF는 그것의 모든 데이터 세션을 종료시키기 위해 하나의 PDSN을 선택한다. 이동 가입자가 패킷 데이터 세션의 개시를 원할 때, PCF는 PDSN을 선택하고, 지점간(Point-to-Point) 프로토콜(PPP) 접속(24)이 가입자의 MN 및 선택된 PDSN 사이에 설정된다. PPP 링크가 설정되는 각각의 시간에, 협의가 대리 프로세서 공지 및 이동 IP 등록 요구에 선행하여 승인, 압축등에 관하여 발생한다.
PDSNs은 패킷-교환 네트워크 백본(backbone)(29)에 액세스하기 위해 하나 이상의 서브-네트워크(25 및 26) 및 라우터를 차례로 활용한다. 이 지점에서, MN이 IP 네트워크(17)에 접속되고, IP 프로토콜(30)은 인터넷에 액세스하기 위해 활용될 수 있다.
CDMA 2000 표준은 이동 가입자용의 두 개의 가능한 예약 유형: "단순 IP (Simple IP)" 및 "이동 IP(Mobile IP)"를 설명한다. 단순 IP에서, 상이한 PDSNs 사이의 이음매없는(seamless) 이동성은 실현 불가능하다. 특정 데이터 세션에 있어서, 이동 가입자의 MN에 대한 IP 어드레스는 상기 특정 세션을 처리하는 PDSN에 의해 제공된다. 따라서, 새로운 PDSN이 새로운 IP 어드레스를 MN에 할당하기 때문에, MN은 데이터 세션을 지속하는 동안 또 다른 PDSN을 통해 처리될 수 없다. MN이 새로운 IP 어드레스를 갖는 패킷을 수신하는 경우에, 제 1 세션이 끝나는 것을 자동적으로 종결한다. 따라서, MN이 하나의 PDSN으로부터 단순 IP의 또 다른 PDSN으로 로밍하는 경우에, 전체 세션은 시작부터 재-협의되어야 한다. 이것은 세션을 재설정하기 위해 일련의 전체 세션 뿐만 아니라 휴지 상태인 경우에 피해야 하는 트래픽 채널의 할당을 포함할 수 있다. 이러한 처리는 사용자에게 명백한 문제점일 정도로 충분히 길 수 있다.
반면에, 이동 IP에서, 각각의 MN은 서비스하는 PDSN에 관계없이 항상 사용하는 IP 어드레스에 사전-할당된다. IP 층의 상부상의 이동 IP 프로토콜 층은 내부 대리 프로세서 및 외부 대리 프로세서가 로밍하는 이동 IP 가입자를 향해 데이터를 터널하는 것을 허용한다. 따라서, 핸드오버 동안에, 새로운 PDSN은 이전의 PDSN에 의해 사용된 것과 동일한 사전-할당된 IP 어드레스를 사용한다. 그러나, MN이 하나의 PDSN으로부터 또 다른 PDSN으로의 스위칭을 유지하는 경우에, 트래픽 채널의 추가의 할당이 필요하고, 이것은 공중 인터페이스의 비효율적인 사용이다.
이동 IP 서비스는 일반적으로 CDMA 2000 패킷 데이터 표준 IS-835에서 설명된다. 그러나, 기존의 표준은 MN이 그것의 통신 링크를 설정하기 위해 패킷 데이터 네트워크로부터 동일한 PDSN을 변함없이 선택하는 어떤 방법을 충분히 설명하지 못한다. 표준은 PCF가 PDSN을 선택할 때, PCF가 이전의 PPP 접속을 갖는 PDSN을 선택할 수 있다는 가정을 한다. 그러나, 현재의 PDSN-선택 절차에 있어, 동일한 PDSN의선택이 항상 보증되지 않는다. 이러한 문제점은 (PPP 및 이동 IP 바인딩이 여전히 활성으로 제공되는) 이동 IP 사용자 및 단순 IP 사용자 모두에 중요하지만, 특히, 동일한 PDSN으로 접속을 유지하는 것이 더욱 중대한 단순 IP 사용자에 있어 더욱 중대하다.
따라서, MN 및 PDSN 사이의 PPP 세션이 보존되는 것을 가능하게 하기 때문에, 패킷 데이터 네트워크로 액세스하기 위해 MN이 동일한 PDSN을 지속적으로 선택할 수 있는 것이 바람직하다. 이러한 문제점에 대해 다른 제안된 해결 방법은 패킷 코어 네트워크내에서 실행되는 방법을 포함한다. 이러한 제안은 집중된 개념의 네트워크를 갖고, 설정되어 있는 모든 현재의 접속 및 PDSN의 구성과 통신하거나 갱신시키기 위해 추가의 네트워크 노드 및 추가의 네트워크 시그널링을 필요로 한다. 무선 네트워크에서 실행되고 코어 네트워크에서 추가의 노드 또는 시그널링을 포함하지 않는 해결 방법을 갖는 것이 바람직하다.
휴지 핸드오프가 또한 기존의 표준하에서 문제점이다. CDMA 2000에서, MN은 어떤 시간의 주기 동안 링크를 통해 전송되는 데이터가 없을 때 휴지한다. 휴지 상태 동안, 이동국에 할당되는 트래픽 채널은 없지만, PPP 세션은 유지된다. 휴지 MN이 하나의 패킷 셀로부터 또 다른 패킷 셀로 이동할 때, MN은 액세스 네트워크에 통지하고, 액세스 네트워크내의 PCF는 MN에 대한 PDSN 선택을 시도한다. PPP 및 RP 접속이 이동 IP 사용자에 대해 유지되는 동일한 PDSN을 선택하는 것이 바람직하다. 그렇지 않으면, 네트워크는 최초의 PPP 접속이 타임 아웃되거나 해제되기 전까지 하나 이상의 PDSN에서 다중 "행잉(hanging) PPP 접속"을 불필요하게 유지할 수 있다. PPP 자원은 오퍼레이터에게 고가이기 때문에, 이것은 네트워크 자원의 고가의 낭비이다.
기존으 해결 방법의 단점을 극복하기 위해, PCF가 동일한 PDSN을 지속적으로 선택할 수 있는 방법을 갖는 것이 바람직하다. 방법은 바람직하게는 무선 네트워크에서 주로 실행되고, 기능을 처리하기 위해 코어 네트워크에서 새로운 노드 또는 새로운 시그널링의 도입을 필요로 하지 않는 단순한 선택 프로세스이어야 한다. 본 발명은 이러한 방법을 제공한다.
본 발명은 무선 전기 통신 시스템에 관한 것으로, 특히, 패킷 데이터 네트워크에서 패킷 데이터 서비스 노드(PDSN)/외부 대리 프로세서(FA)를 선택하는 방법 및 패킷 코어 기능(PCF)에 관한 것이다.
도 1(종래의 기술)은 복수의 이동 노드에 무선 액세스를 제공하는 기존의 패킷 데이터 네트워크의 단순한 블록도.
도 2는 본 발명의 취지에 따라 단순한 해시 기능이 PDSN 선택을 위해 활용되는 PDSN-선택 시나리오를 도시하는 R-P 네트워크의 단순한 블록도.
도 3은 본 발명의 취지에 따라 PDSN IP 어드레스가 R-P 선정에서 MN에 제공될 때 메시지이 흐름을 도시하는 메시지 흐름도.
도 4는 본 발명의 대안의 실시예에서 PDSN IP 어드레스를 MN으로 전송하기 위해 활용될 수 있는 패킷 존 계층(packet zone hierarchy)을 도시하는 도면.
도 5는 본 발명의 취지에 따라 PDSN IP 어드레스가 휴지 PCF간 핸드오프에 후속하여 MN에 의해 제공될 때 메시지의 흐름을 도시하는 메시지 흐름도.
하나의 양상에서, 본 발명은 MN에 대한 데이터 세션을 호스트하기 위해 패킷 데이터 네트워크에서 복수의 PDSNs으로부터 특정 PDSN을 지속적으로 선택하는 방법을 제공한다. 이러한 방법은 PCF에 정적 룩업 테이블(static lookup table)을 저장함으로써 시작하고, 이러한 테이블은 MNs에 대한 식별자으 리스트 및 네트워크의 복수의 PDSNs의 관련 리스트를 포함한다. 이어서, PCF는 MN에 대한 식별자를 얻어서 MN에 대한 식별자를 PDSN과 연결시키기 위해 룩업 테이블을 활용한다. 이어서, PDSN은 MN에 대한 데이터 세션을 호스트하기 위해 PCF에 의해 선택된다. 룩업 테이블은 바람직하게는 네트워크의 모든 PCF에 저장되어서, 동일한 PDSN이 상이한 PCF에서 로밍할 때 MN에 대해 지속적으로 선택된다.
또 다른 양상에서, 본 발명은 MN이 소스(source) PCF로 복귀할 때, 소스 PCF로부터 타깃(target) PCF로의 핸드오프에 후속하여 MN에 대한 데이터 세션을 호스트하기 위해 패킷 데이터 네트워크에서 복수의 PDSNs으로부터 특정 PDSN을 재선택하는 방법을 제공한다. 소스 PCF는 MN을 핸드오프하기 이전에 데이터 세션을 호스트하기 위해 PDSN에 초기에 할당된다. 방법은 소스 PCF의 캐시(cache) 메모리에 MN을 핸드오프한 이후의 소정의 시간 주기 동안의 특정 PDSN에 대한 IP 어드레스 및 MN에 대한 식별자를 저장하는 단계를 포함한다. MN이 소정의 시간 주기내에 소스 PCF로 복귀하는 경우에, PCF는 데이터 세션을 호스트하기 위해 특정 PDSN을 재선택한다.
또 다른 양상에서, 본 발명은 MN에 대한 데이터 세션을 호스트하기 위해 패킷 데이터 네트워크에서 복수의 PDSNs으로부터 특정 PDSN을 지속적으로 선택하는 방법을 제공한다. PDSN이 데이터 세션을 호스트하기 위해 초기에 선택될 때, PDSN의 IP 어드레스는 MN에 전송되어 그곳에 저장된다. 그 후에, MN이 또 다른 PCF로 로밍할 때, MN은 예를 들어, CDMA 2000 공중 인터페이스 층(3) 시그널링을 사용하여 새로운 PCF로 PDSN의 IP 어드레스를 통과시킨다.
또 다른 양상에서, 본 발명은 MN에 대한 데이터 세션을 호스트하기 위해 패킷 데이터 네트워크에서 복수의 PDSNs으로부터 특정 PDSN을 지속적으로 선택하는 PCF를 제공한다. PCF는 MN에 대한 식별자의 리스트 및 네트워크에서 복수의 PDSNs의 관련 리스트를 포함하는 정적 룩업 테이블을 포함한다. PCF는 또한 MN에 대한 식별자, 및 룩업 테이블을 활용하여 MN에 대한 식별자를 특정 PDSN과 연결시키고 MN에 대한 데이터 세션을 호스트하기 위해 특정 PDSN을 선택하는 해시(hash) 기능을 얻는 수단을 포함한다. PCF는 또한 또 다른 PCF로 MN을 핸드오프한 이후에 소정의 시간 주기 동안 특정 PDSN에 대한 IP 어드레스 및 MN에 대한 식별자를 저장하는캐시 메모리를 포함할 수 있다. 캐시 타이머는 소정의 시간 주기가 완료되었는지를 결정하며, PCF는 MN이 소정의 시간 주기내에 PCF로 복귀하는 경우에 데이터 세션을 호스트하기 위해 특정 PDSN을 재선택한다.
또 다른 양상에서, 본 발명은 MN에 대한 데이터 세션을 호스트하기 위해 패킷 데이터 네트워크에서 복수의 PDSNs으로부터 특정 PDSN을 지속적으로 선택하는 시스템을 제공한다. 시스템은 각각의 복수의 PCFs를 복수의 PDSN에 접속시키는 무선 패킷(R-P) 네트워크를 포함한다. 각각의 PCF는 MN이 PCF에 의해 제어되는 영역으로 로밍할 때, 데이터 세션을 호스트하기 위해 PDSN을 선택한다. 각각의 PCF는 네트워크에서 PDSNs과 MN을 연결시키는 룩업 테이블, MN에 대한 식별자는 얻는 수단, 및 룩업 테이블을 활용하여 특정 PDSN과 MN에 대한 식별자를 연결시키고, MN에 대한 데이터 세션을 호스트하기 위해 특정 PDSN을 선택하는 해시 기능을 포함한다.
본 발명은 더욱 이해될 것이고, 본 발명의 많은 목적 및 장점은 명세서와 더불어 도면을 참조함으로써 당업자에게 더욱 명백할 것이다.
본 발명의 방법은 무선 네트워크에서 주로 실행되는 단순한 선택 과정이고, 기능을 처리하기 위해 코어 네트워크에서 새로운 노드 또는 새로운 시그널링의 도입을 필요로 하지 않는다. 선택 과정에서, PCF는 완료되지 않은 바인딩을 호스트하는 경우에 이미 R-P 접속을 갖는 PDSN을 재선택한다.
본 발명의 세 개의 실시예가 본 명세서에 설명되어 있다. 제 1 실시예에서, MN을 서비스하는 PCF는 또 다른 PCF로의 휴지 핸드오프에 후속하여 PDSN을 처음에 선택하고 동일한 PDSN을 재선택하기 위해 단순한 해시 기능을 활용한다. 제 2 실시예는 또한 초기 PDSN 선택을 위해 해시 기능을 활용하지만, PCF-사이/PDSN-내의 핸드오프에 후속하여 PDSN을 재선택하는 대안의 방법을 제공한다. 초기 PDSN 선택 및 핸드오브 이후에, 최초 PCF의 캐시 메모리는 PPP 세션의 타임아웃에 후속하여(즉, R-P 타이머의 완료에 후속하여) 소정의 시간 주기 동안 MN의 이동국 식별(MSID) 뿐만 아니라 PDSN의 IP 어드레스를 유지한다. MN이 소정의 시간 주기의 완료 이전에 최조 PCF에 복귀하는 경우에, PCF는 PPP 세션을 처음에 호스트하는 PDSN에 MN을 재접속시키기 위해 MSID 및 PDSN IP 어드레스를 사용한다. 제 3 실시예는 PCF 사이/PDSN 내의 핸드오프에 후속하여 PDSN을 재선택하는 추가의 대안의 방법을 제공한다. 이러한 실시예에서, 최초 PCF는 PPP 세션을 호스트하기 위해 선택되는 PSDN의 IP 어드레스를 MN에 공급한다. 어떤 하드 핸드오프 또는 휴지 핸드오브에 후속하여, MN은 PPP 세션을 호스트하는 PDSN의 IP 어드레스를 현재 서비스하는 PCF에 공급한다.
단순한 해시 기능
본 발명은 PDSN의 초기 선택을 위해 단순한 해시 기능을 활용한다. 정적 룩업 테이블(34)이 어퍼레이터의 도메인내의 모든 PCFs에 저장된다. 테이블은 PDSNs의 순서가 매겨진 리스트, 오프레이터의 네트워크에서 나타나는 PDSNs의 번호를 보유한다. 키 필드의 단순한 조작을 통하여, MN의 국제 이동국 식별자(IMSI), 해시 기능은 세션을 처리하도록 PDSNs중의 하나를 선택하기 위해 룩업 테이블을 활용한다. MN의 IMSI상에서 "모듈러(modulo)" 기능을 사용하는 것은 선택되어야 하는 PDSN을 찾기 위해 사용되는 인덱스를 발생시킨다.
동일한 알고리즘이 무선 네트워크의 모든 PCFs에 의해 지속적으로 적용된다. 따라서, 모든 PCFs는 소정의 MN에 대해 동일한 PDSN을 지속적으로 선택해야 한다. 따라서, MN이 네트워크를 가로질러 이동하고, 새로운 PCFs와 통신하는 새로운 BSCs와 접촉할 때, 동일한 PDSN이 선택된다. MN 식별의 균등한 분배를 가정하는 경우에, PPP 세션 및 네트워크 로드는 R-P 네트워크의 PDSNs의 사용 가능한 세트를 가로질러 균등하게 분배된다.
테이블 1은 단순한 해시 기능에 의해 활용되는 예시적인 룩업 테이블(34)을 아래에서 설명한다. 각각의 PDSN의 IP 어드레스가 PDSN 번호 - 1과 동일한 번호와연결된다.
(IMSI) 모듈러 (PDSN의 번호) PDSN ref
01...PDSN-1의 번호 PDSN_1 어드레스PDSN_2 어드레스...PDSN_n 어드레스
테이블 1
해시 기능의 사용는 PDSN이 선택될 때, PDSN이 선택을 위해 사용 가능하다는 것을 가정한다. 룩업 테이블에 의해 지적된 PDSN이 사용 가능하지 않는 경우에, 문제점이 발생할 수 있다. 예를 들어, PDSN은 일시적으로 혼잡하게 될 수 있다. 이러한 경우에, 대안의 PDSN이 MN에 대해 선택될 수 있다. 그러나, 네트워크가 피크 로드를 허용하기 위해 적절한 크기로 되어있는 경우에, 선택되는 PDSN은 사용 가능해야 하고 제공하도록 예상되는 서비스를 제공할 수 있다.
본 발명은 각각의 PCF가 하나 이상의 BSCs를 서비스한다고 가정한다. 반대로, 각각의 BSC는 하나의 PCF에 의해서만 서비스될 수 있다. 하나의 캐리어이 도메인내에서, 모든 PCFs 및 PDSNs은 어떤 PCF가 어떤 PDSN에 접속되는 것을 가능하게 하는 R-P 네트워크의 네트워크 또는 단일 R-P 네트워크를 통해 상호 접속된다고 또한 가정한다. PDSN 선택 해시 테이블 또는 알고리즘에 의해 부과되는 시그널링 인터페이스 변화는 없다. 상기 해시 테이블 알고리즘은 최대의 유리함을 위해 캐리어의 도메인에서 PCFs 전반에 분배되어야 한다.
단순한 해시 기능만을 활용하는 해결 방법은 캐리어 경계를 가로지르는 시스템 사이의 휴지 핸드오프 동안에 PPP 세션 보존을 시도하지 못한다. 이전의 서비스하는 시스템의 PPP 세션은 보존되지 못하고, 결국 타임 아웃된다. 타깃 시스템의오퍼레이터가 타깃 오퍼레이터 자신의 도메인내에서 PDSN을 선택하는 선택 스킴을배치한다고 가정된다.
단순한 해시 기능을 활용하는 예
도 2는 네트워크 전반에 분배되는 복수의 PDSNs(36-39)으로부터 PDSN 선택을 위해 단순한 해시 기능이 활용되는 PDSN-선택 시나리오를 도시하는 R-P 네트워크(35)의 단순 블록도이다. 먼저, MN(40)은 PCF_1(42)으로 시작 메시지를 전송한다. MN의 IMSI에 기초하여, PCF_1은 PDSNs의 정적 룩업 테이블(34)로의 인덱스를 해시 기능을 사용하여 결정한다. PDSN_1(36)으로의 접속이 결정되고, R-P 링크(43)가 PPP 접속 설정 및 이동 IP 등록에 후속하여 PDSN_1과 설정된다.
다음으로, MN(40)은 PCF_2(44)의 통신 가능 영역으로 로밍한다(이것은 하드 핸드오프 또는 휴지 핸드오프일 수 있다). 하드 핸드오프인 경우에, 핸드오프 요구 (45)는 서비스하는 PSDN_1의 IP 어드레스(PPP 접속)을 포함한다. 휴지 핸드오프인 경우에, PCF_2는 룩업 테이블(34)을 사용하고, 여기에서, MN의 IMSI는 PPP 접속(PSDN_1)을 현재 호스트하는 PDSN으로 향한다. 따라서, PPP 접속은 계속하여 유지되고, PCF_3만이 PSDN_1에 대한 새로운 R-P 링크의 설정을 협의한다.
MN은 또한 또 다른 오퍼레이터의 네트워크에서 또 다른 PCF(도시 생략)의 통신 가능 영역으로 로밍한다(이것은 하드 핸드오프 또는 휴지 핸드오프일 수 있다). 하드 핸드오프인 경우에, 핸드오프 요구는 서비스하는 PDSN_1의 어드레스(PPP 접속)를 포함한다. 휴지 핸드오프인 경우에, 이전의 서비스하는 시스템의 PPP 세션은 보존되지 않고, 결국 타임 아웃된다. 단순한 해시 기능은 캐리어 경계를 가로지르는 시스템 사이의 휴지 핸드오프 동안 PPP 세션 보존을 시도하지 않는다. 그 대신에, 타깃 시스템의 오퍼레이터는 타깃 오퍼레이터 자신의 도메인내에서 PDSN을 선택하는 선택 스킴을 배치한다.
캐시 정보를 갖는 단순한 해시 기능
제 2 실시예는 PCF-사이/PDSN-간 핸드오프에 이어서, PDSN을 재선택하는 대안의 방법을 제공한다. 이러한 실시예는 PPP 세션의 존속 기간 동안, 사용자가 핸드오프에 이어서 이전에 방문한 PCF로 복귀할 때 동일한 PDSN이 선택되는 것을 확실하게 한다. 해시 기능으로 최초의 PDSN 선택 및 PCF-사이/PDSN-간 핸드오프 이후에, MN을 서비스하는 최초의 PCF의 캐시 메모리(48)는 캐시 타이머(49)의 지속 기간 동안 MN의 이동국 식별(MSID) 뿐만 아니라 PDSN의 IP 어드레스를 보유한다. 캐시 타이머는 R-P 타이머와 최소한 동일한 값으로 설정되어서, 정보가 PPP 세션의 타임아웃에 후속하여(즉, R-P 타이머의 완료에 후속하여) 추가의 시간 주기 동안 보유된다. MN이 캐시 타이머(49)의 완료 이전에 최초의 PCF로 복귀하는 경우에, PCF는 저장된 MSID 및 PDSN IP 어드레스로부터 어떤 PDSN을 선택할지를 결정한다. 이어서, PCF가 PPP 세션을 처음으로 호스트하는 PDSN에 MN을 재접속시킨다. 캐시 타이머가 MN이 최초의 PCF로 복귀하기 이전에 완료하는 경우에, 모든 캐시된 정보는 제거된다. 캐시 타이머의 설정은 PCF에서 수동으로 구성될 수 있거나 A11 인터페이스상에서 PDSN에 의해 제공될 수 있다. MSID 및 PDSN IP 어드레스는 PCF에서 이미 사용 가능하다.
이러한 실시예는 대안의 PDSN이 바람직한 PDSN에서의 일시적인 혼잡으로 인해 해시 기능에 의해 MN에 대해 최초로 선택되는 비정상적인 네트워크 조건하에서도 동일한 PDSN을 지속적으로 선택하는 유리함을 제공한다. 휴지 핸드오프가 실행되고 MN이 캐시 타이머(49)가 완료되기 이전에 PCF로 복귀할 때, 대안의 PDSN은 바람직한 PDSN에서의 혼잡이 사라진 경우에도 다시 선택된다. 이러한 과정은 기존의 PPP 세션을 보존하는 반면에, 해시 기능은 단독으로 바람직한 PDSN으로 복귀한다.
시작 액세스에서 PDSN IP 어드레스
제 3 실시예는 PCF-사이/PDSN-간 핸드오프에 후속하여 PDSN을 재설정하는 추가의 대안의 방법을 제공한다. 이러한 실시예에서, 최초의 PCF는 예를 들어, CDMA 2000 층 3 시그널링을 사용하여 PPP 세션을 호스트하기 위해 선택되는 PDSN의 IP 어드레스를 갖는 MN으로 정보 메시지를 전송한다. 어떤 휴지 핸드오프(발생 요구)에 후속하여, MN은 PPP 세션을 호스트하는 PDSN의 IP 어드레스를 새로운 서비스하는 PCF에 공급한다.
도 3은 본 발명의 취지에 따라 R-P 설정에서 PDSN IP 어드레스가 MN(40)에 제공될 때의 메시지의 흐름을 설명하는 메시지 흐름도이다. 메시지는 MN(40), 기지국 제어기(BSC)(51), 이동 스위칭 센터(MSC)(52), PCF(53) 및 PDSN(54) 사이에서 전송된다. 55에서, MN은 BS 승인 명령(56)을 복귀시키는 BSC로 발생 메시지를 전송한다. 이어서, BSC는 시간 T303내에 할당 요구(58)를 복귀시키는 MSC로 접속 관리(CM) 서비스 요구(57)를 전송한다. 이어서, IS-2000 트래픽 채널(TCH) 설정 절차(59)가 MN 및 BSC 사이에서 실시된다.
MN(40)이 이미 진행중인 PPP 세션을 가졌고, MN이 발생 메시지에 그것의PDSN IP 어드레스를 보고하지 않은 경우에, BSC는 61엣 할당된 PDSN이 IP 어드레스를 검색하기 위해 메시지를 MN에 전송한다. 설명된 시나리오에서, MN이 진행중인 PPP 세션을 갖지 않았거나, MN에 의해 제공된 PDSN IP 어드레스가 어떤 이유로 새로운 PCF로부터 경로 설정할 수 없거나/도달할 수 없다는 것을 가정한다. 이러한 경우에, BSC는 PCF(53)로 A9-Setup-A8 메시지(63)를 전송하고, PCF는 PPP 세션을 호스트하기 위해 64에서 PDSN을 선택한다. PCF는 PDSN을 선택하기 위해 해시 테이블 및 MN의 IMSI를 활용할 수 있다. 그러나, MN이 진행중인 PPP 세션을 가진 경우에, A9-Setup-A8 메시지는 PCF로 PDSN IP 어드레스를 반송하기 위해 확대된다. PDSN이 식별된 경우에, PCF는 동일한 PDSN과의 통신(A10/A11 접속 설정(65))을 개시하기 위해 필요한 정보를 가져서, MN에 대한 PPP 세션을 보존한다.
66에서, PCF는 PDSN IP 어드레스를 포함하는, A9-Connect-A8 메시지를 BSC(51)로 전송한다. 이어서, BSC는 할당 완료 메시지(67)를 MSC(52)로 전송한다. BSC는 또한 PDSN IP 어드레스를 포함하는, CDMA 2000 정보 메시지를 MN(40)에 전송한다. 정보 메시지는 바람직하게는 응용 메시지, 이동 IP 메시지 또는 PPP 메시지보다는 층 3 CDMA 2000 메시지로서 전송된다. 이어서, PPP 접속의 설정 및 이동 IP 등록이 69 및 70에서 완료되고, 패킷 데이터의 송신이 MN 및 PDSN 사이에서 시작한다.
도 4는 본 발명의 대안의 실시예에서 PDSN IP 어드레스를 MN으로 전달하기 위해 활용될 수 있는 패킷 존 계층의 예시적인 도면이다. IP 어드레스는 32 비트를 포함하고, 공중 인터페이스를 통해 MN으로 더 적은 비트를 송신하는 것이 바람직할수 있다. 계층에서, PCF1(75), PCF2(76) 및 PCF3(77)는 각각 관련된 PCF 존 ID(PZID1(78), PZID2(79) 및 PZID3(80) 각각)를 갖는다. 또한, PDSN(81)은 PCF 존을 둘러싸는 관련된 PDSN 존 ID(82)를 갖는다. 모든 무선 네트워크 엔티티가 자신의 존 ID를 갖기 때문에, 테이블이 IP 어드레스 및 존 IDs와 관련하여 만들어질 수 있다. 이어서, 존 ID만이 공중 인터페이스를 통해 송신되어야 한다. 이러한 실시예는 테이블을 설정해야 하는 단점을 갖지만, 공중 인터페이스를 통해 송신되어야 하는 비트의 수를 감소시킨다.
도 5는 본 발명의 취지에 따라 휴지 PCF-사이 핸드오프에 후속하여 PDSN IP 어드레스가 MN에 의해 제공될 때의 메시지의 흐름을 설명하는 메시지 흐름도이다. 메시지는 MN(40), 소스 BSC(85), 타깃 BSC(86), 이동 스위칭 센터/방문자 위치 레지스터(MSC/VLR)(87), 소스 PCF(88), 타깃 PCF(89) 및 PDSN(90) 사이에서 전송된다. 91에서, 휴지 PPP 접속이 유지된다는 것을 알아야 한다.
92에서, MN(40)은 PDSN이 MN의 최초 서비스하는 PCF에 의해 먼저 할당될 때 제공되는 PDSN IP 어드레스를 포함하는, 발생 메시지를 타깃 BSC(86)로 전송한다. 타깃 BSC는 BS 승인 명령(93)을 복귀시킨다. 이어서, 타깃 BSC는 시간 T303내에 할당 요구(95)를 복귀시키는 MSC/VLR(87)로 CM 서비스 요구(94)를 전송한다. MN(40)이 이미 PPP 세션을 가졌기 때문에, 타깃 BSC는 PSDN IP 어드레스를 포함하는, A9-Setup-A8 메시지를 타깃 PCF(89)로 전송한다. 이어서, 타깃 PCF는 PSDN(90)으로 A10/A11 링크(97)를 설정하기 위해 필요한 정보를 가져서, MN에 대한 PPP 세션을 보존한다. 타깃 PCF가 PSDN IP 어드레스를 수신할 수 없는 경우에, PSDN을 재선택하거나 또 다른 PDSN을 선택하기 위해 해시 기능을 사용할 수 있다. 98에서, 링크는 소스 PCF(88) 및 PDSN 사이에서 스위치된다.
99에서, 타깃 PCF(89)는 타깃 BSC(86)로 A9-Connect-A8 메시지를 전송한다. 타깃 BSC는 100에서 MN에 채널을 할당하고, MSC/VLR(87)로 할당 완료 메시지(101)를 전송한다. 타깃 PCF가 이전의 PDSN IP 어드레스를 수신할 수 없고, 새로운 PDSN이 선택되는 경우에, 타깃 BSC는 새로운 PDSN IP 어드레스를 포함하는, CDMA 2000 정보 메시지(102)를 MN(40)으로 또한 전송한다. 103에서, 패킷 데이터의 송신은 MN 및 PDSN 사이에서 시작한다.
요약하면, 본 발명의 각각의 실시예는 상이한 레벨의 이득을 제공한다. 단순한 해시 기능은 단일 오퍼레이터의 도메인내에서 정상의 네트워크 조건하에서 PPP 세션 보존을 보장한다. 그러나, 해시 기능은 MN이 오퍼레이터의 도메인의 통신 가능 영역을 넘어서 로밍하는 상황을 어드레스하지 못한다. 예를 들어, MN이 또 다른 캐리어의 통신 가능 영역으로 로밍하는 경우에, PPP 세션은 PDSN 선택이 새로운 오퍼레이터의 해시 기능 뿐만 아니라 자신의 구성 테이블에 기초하기 때문에 보존되지 못한다. 그 결과 이러한 경우에 바람직할 수 있는 새로운 오퍼레이터의 네트워크내에서 PDSN이 선택이 발생한다.
MN의 MSID 및 PDSN의 IP 어드레스를 갖는 캐시 메모리를 활요하는 것은 MN이 캐리어-사이 핸드오프를 실행할 때 또 다른 이득을 제공한다. 하드 핸드오프에 후속하여, 캐시는 MN이 최도 PCF로 복귀하는 경우에 PDSN IP 어드레스가 시그널링을 통해 전송되기 때문에 동일한 PDSN의 선택을 보장한다. MN이 휴지하고 최초 PCF 및또 다른 PCF 사이에서 왔다 갔다 하는 경우에, 캐시 정보는 캐시 타이머가 종료되지않는 동안은 동일한 PDSN이 선택을 보장한다.
R-P 접속 설정에 후속하여 PDSN IP 어드레스 또는 PDSN 존 ID가 MN으로 전송되는 해결 방법은 휴지 핸드오프에 후속하여 발생 메시지의 PDSN IP 어드레스를 MN이 통과하는 것을 가능하게 한다. 이것은 모든 시나리오에 대해 단순하고 완벽한 해결 방법을 제공한다.
따라서, 본 발명의 동작 및 구성은 전술한 바로부터 명백하다는 것을 알 수 있다. 도시되고 설명된 방법이 바람직하게 특징되어 있지만, 여러 변화 및 변경물이 아래의 청구 범위에 정의된 바와 같이 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 만들어질 수 있다는 것이 명백하다.

Claims (11)

  1. 이동 노드(MN)에 대한 데이터 세션을 호스트하기 위해 패킷 데이터 네트워크에서 복수의 패킷 데이터 서비스 노드(PDSN)로부터 특정 PDSN을 지속적으로 선택하는 방법에 있어서,
    패킷 코어 기능(PCF)에, MN에 대한 식별자의 리스트 및 네트워크의 복수의 PDSNs의 관련 리스트를 포함하는 정적 룩업 테이블을 저장하는 단계,
    MN에 대한 식별자는 PDSN과 연결시키기 위해 룩업 테이블을 활용하는 단계, 및
    MN에 대한 데이터 세션을 호스트하기 위해 PCF에 의해 관련 PDSN을 선택하는 단계를 포함하는, 복수의 패킷 데이터 서비스 노드(PDSN)로부터 특정 PDSN을 지속적으로 선택하는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 네트워크는 복수의 PCFs를 포함하고, 상기 PCF에 정적 룩업 테이블(static lookup table)을 저장하는 단계는 네트워크의 모든 PCF에 룩업 테이블을 저장하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 복수의 패킷 데이터 서비스 노드(PDSN)로부터 특정 PDSN을 지속적으로 선택하는 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    네트워크에서 소스(source) PCF로부터 타깃(target) PCF로 MN을 핸드오프하기 위해, MN에 대한 식별자를 타깃 PCF로 통과시키는 단계를 포함하는 휴지(dormant) 핸드오프 절차를 실행하는 단계,
    MN에 대한 식별자를 선택된 PDSN과 연결시키기 위해 타깃 PCF에서 룩업 테이블을 활용하는 단계, 및
    타깃 PCF에 의해 선택된 PDSN에 MN을 접속시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 복수의 패킷 데이터 서비스 노드(PDSN)로부터 특정 PDSN을 지속적으로 선택하는 방법.
  4. 이동 노드(MN)이 소스 패킷 코어 기능(PCF)로 복귀할 때, 소스 PCF로부터 타깃 PCF로의 MN의 핸드오프에 후속하여 MN에 대한 데이터 세션을 호스트하기 위해 패킷 데이터 네트워크에서 복수의 패킷 데이터 서비스 노드(PDSN)로부터 특정 PDSN을 재선택하는 방법으로서, 상기 소스 PCF는 MN의 핸드오프 이전에 데이터 세션을 호스트하기 위해 초기에 할당된 PDSN을 갖는, 특정 PDSN을 재선택하는 방법에 있어서,
    MN의 핸드오프 이후에 소정의 시간 주기동안 특정 PDSN에 대한 인터넷 프로토콜(IP) 어드레스 및 MN에 대한 식별자를, 소스 PCF의 캐시 메모리에 저장하는 단계,
    MN이 소정의 시간 주기 내에 소스 PCF로 복귀하는지를 결정하는 단계, 및
    MN이 소정의 시간 주기 내에 소스 PCF로 복귀하는 경우에, 데이터 세션을 호스트하기 위해 특정 PDSN을 재선택하는 단계를 포함하는, 패킷 데이터 네트워크에서 복수의 패킷 데이터 서비스 노드(PDSN)로부터 특정 PDSN을 재선택하는 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    특정 PDSN의 IP 어드레스 및 MN에 대한 식별자를 캐시 메모리에 저장하는 단계 이전에,
    네트워크의 모든 PCFs에, 네트워크의 복수의 PDSNs의 관련 리스트 및 MN에 대한 식별자의 리스트를 포함하는 정적 룩업 테이블을 저장하는 단계,
    소스 PCF에 의해 MN에 대한 식별자를 얻는 단계,
    MN에 대한 식별자를 특정 PDSN과 연결시키기 위해 소스 PCF의 룩업 테이블을 활용하는 단계, 및
    MN에 대한 데이터 세션을 호스트하기 위해 PCF에 의해 특정 PDSN을 선택하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 패킷 데이터 네트워크에서 복수의 패킷 데이터 서비스 노드(PDSN)로부터 특정 PDSN을 재선택하는 방법.
  6. 이동 노드(MN)에 대한 데이터 세션을 호스트하기 위해 패킷 데이터 네트워크에서 복수의 패킷 데이터 서비스 노드(PDSN)로부터 특정 PDSN을 지속적으로 선택하는 방법으로서, 상기 특정 PDSN은 복수의 패킷 코어 기능(PCFs)에 의해 선택되는,특정 PDSN을 선택하는 방법에 있어서,
    데이터 세션을 호스트하기 위해 제 1 PCF에 의해 특정 PDSN을 초기에 선택하는 단계,
    특정 PDSN의 인터넷 프로토콜(IP)의 표시를 갖는 기지국 제어기(BSC)를 통해 제 1 PCF로부터 MN으로 정보 메시지를 전송하는 단계, 및
    특정 PDSN의 IP 어드레스를 MN으로부터 MN이 네트워크에서 로밍하는 또 다른 PCF로 통과시키는 단계를 포함하는, 패킷 데이터 네트워크에서 복수의 패킷 데이터 서비스 노드(PDSN)로부터 특정 PDSN을 지속적으로 선택하는 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 데이터 세션을 호스트하기 위해 특정 PDSN을 초기에 선택하는 단계는,
    네트워크의 복수의 PDSNs의 관련 리스트 및 MN에 대한 식별자의 리스트를 포함하는 정적 룩업 테이블을 제 1 PCF에 저장하는 단계,
    MN에 대한 식별자를 제 1 PCF에 의해 얻는 단계,
    MN에 대한 식별자는 PDSN과 연결시키기 위해 제 1 PCF에 의해 룩업 테이블을 활용하는 단계, 및
    MN에 대한 데이터 세션을 호스트하기 위해 관련 PDSN을 제 1 PCF에 의해 선택하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 패킷 데이터 네트워크에서 복수의 패킷 데이터 서비스 노드(PDSN)로부터 특정 PDSN을 지속적으로 선택하는 방법.
  8. 제 6 항에 있어서,
    선택된 PDSN의 IP 어드레스의 표시는 PDSN 존(zone) ID인 것을 특징으로 하는 패킷 데이터 네트워크에서 복수의 패킷 데이터 서비스 노드(PDSN)로부터 특정 PDSN을 지속적으로 선택하는 방법.
  9. 이동 노드(MN)에 대한 데이터 세션을 호스트하기 위해 패킷 데이터 네트워크에서 복수의 패킷 데이터 서비스 노드(PDSNs)로부터 특정 PDSN을 지속적으로 선택하는 패킷 코어 기능(PCF)에 있어서,
    네트워크의 복수의 PDSNs의 관련 리스트 및 MN에 대한 식별자의 리스트를 포함하는 정적 룩업 테이블,
    MN에 대한 식별자를 얻는 수단, 및
    룩업 테이블을 활용하여 특정 PDSN과 MN에 대한 식별자를 연결시키고, MN에 대한 데이터 세션을 호스트하기 위해 특정 PDSN을 선택하는 해시 기능(hash function)을 포함하는, 패킷 데이터 네트워크에서 복수의 패킷 데이터 서비스 노드(PDSNs)로부터 특정 PDSN을 지속적으로 선택하는 패킷 코어 기능(PCF).
  10. 제 9 항에 있어서,
    또 다른 PCF로의 MN을 핸드오프한 이후에 소정의 시간 주기 동안 특정 PDSN에 대한 인터넷 프로토콜(IP) 어드레스 및 MN에 대한 식별자를 저장하는 캐시 메모리,
    소정의 시간 주기가 완료되었는지를 결정하는 캐시 타이머, 및
    MN이 소정의 시간 주기내에 PCF로 복귀하는 경우에, 데이터 세션을 호스트하기 위해 특정 PDSN을 재선택하는 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 패킷 데이터 네트워크에서 복수의 패킷 데이터 서비스 노드(PDSNs)로부터 특정 PDSN을 지속적으로 선택하는 패킷 코어 기능(PCF).
  11. 이동 노드(MN)에 대한 데이터 세션을 호스트하기 위해 패킷 데이터 네트워크의 복수의 패킷 데이터 서비스 노드(PDSNs)로부터 특정 PDSN을 지속적으로 선택하는 시스템에 있어서,
    복수의 패킷 코어 기능(PCFs) 각각을 복수의 PDSNs에 접속시키는 무선-패킷(R-P) 네트워크,
    MN이 PCF에 의해 제어되는 영역으로 로밍할 때 데이터 세션을 호스트하기 위해 PDSN을 선택하는 복수의 PCFs를 포함하며,
    상기 PCFs는,
    네트워크의 복수의 PDSNs의 관련 리스트 및 MN에 대한 식별자의 리스트를 포함하는 정적 룩업 테이블,
    MN에 대한 식별자를 얻는 수단, 및
    룩업 테이블을 활용하여 MN에 대한 식별자를 특정 PDSN과 연결시키는 해시 기능을 포함하는, 패킷 데이터 네트워크의 복수의 패킷 데이터 서비스 노드(PDSNs)로부터 특정 PDSN을 지속적으로 선택하는 시스템.
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