KR20030053324A - 아이엠티-2000 에스지에스엔에서 패킷 서비스 시스템 및방법 - Google Patents

아이엠티-2000 에스지에스엔에서 패킷 서비스 시스템 및방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 IMT-2000 SGSN(Serving GPRS Support Node)에서 패킷 서비스 시에 요구된 QoS(Quality of Service) 정보에 따라 네트워크 자원 관리 및 패킷 호 수락 제어 기능을 수행하도록 한 IMT-2000 SGSN에서 패킷 서비스 시스템 및 방법에 관한 것이다.
본 발명은 비동기식 IMT-2000 SGSN에서 IMT-2000 서비스 가입자가 패킷 서비스 시도 시에 요구된 QoS 별 서비스를 지원하기 위해서, 해당 QoS 정보에 따라 ATM 트래픽 자원을 계산하고 가용 자원이 있는가를 결정하여 해당 요구된 패킷 서비스에 대한 자원 할당 및 수락 여부를 제어함으로써, 트래픽 등급 별로 일정 비율로 가용 자원을 할당하여 관리하며 특정 서비스에 집중되어 적은 가입자만으로도 모든 자원을 다 사용하게 되어 더 이상 서비스를 제공할 수 없는 문제점이 발생할 수 있는 점을 개선할 수 있으며, 또한 가입자가 무작정 큰 대역폭을 요구할 시에 적절한 대역폭을 요구할 수 있도록 제어함으로써, 한정된 자원을 가지고 많은 가입자에게 서비스를 제공할 수 있도록 효율적인 자원 관리를 수행할 수 있다.

Description

아이엠티-2000 에스지에스엔에서 패킷 서비스 시스템 및 방법 {System and Method for Packet Service in the IMT-2000 SGSN}
본 발명은 IMT-2000 SGSN에서 패킷 서비스 시스템 및 방법에 관한 것으로, 특히 IMT-2000 SGSN에서 패킷 서비스 시에 요구된 QoS(Quality of Service) 정보에 따라 네트워크 자원 관리 및 패킷 호 수락 제어 기능을 수행하도록 한 IMT-2000 SGSN에서 패킷 서비스 시스템 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 비동기식 IMT-2000 이동 가입자의 패킷 호 연결 시, 미리 설정되어 있는 QoS 값에 따라 ATM 기반의 패킷 교환기 내에서 대역폭(Bandwidth)이 할당되어지며, 그런 후에 GTP(GPRS Tunneling Protocol)를 이용하여 GGSN으로 신호 및 트래픽 정보를 교환하고 이를 통해 파블릭(Public) IP(Internet Protocol) 망으로 전달되어 패킷 서비스가 이루어진다. 여기서, 해당 GTP는 고속 이더넷으로 정합된 SGSN과 GGSN 사이에 송수신되는 신호 및 트래픽을 전달하기 위해 IETF에서 권고하는 프로토콜로, 패킷 데이터 호는 이동 가입자가 패킷 서비스 시도를 수행함으로서 시작되어 RNC를 거쳐 SGSN으로 유입되며, SGSN에서는 GTP 형식으로 변환시켜전달해 준다. 이렇게 설정된 트래픽 터널링을 통해 패킷 서비스를 받을 수 있게 된다.
차세대 GPRS 망은 도 1에 도시된 바와 같이, MS(11)와, RNC(12)와, HLR(13)과, SGSN(14)과, GGSN(15)과, 인터넷 망(16)을 포함하여 이루어져 있는데, 해당 RNC(12)는 무선 망 제어 시스템이며, 해당 HLR(13)은 IMT-2000 가입자의 위치 및 모든 정보를 관리하는 데이터베이스이며, 해당 SGSN(14)은 GPRS 서비스 지원 시스템으로 Iu 인터페이스를 통해서 해당 RNC(12)와 연동되고 GN 인터페이스를 통해서 해당 GGSN(15)과 연동하여 해당 MS(11)의 GPRS 서비스를 지원해 주며, 해당 GGSN(15)은 외부 패킷 스위칭 망과 상호 연동하고 GN 인터페이스를 통해서 IP 백본(Backbone) 망으로 해당 SGSN(14)과 연동하여 해당 MS(11)와 외부 패킷 망간의 패킷 데이터 서비스를 전송할 수 있도록 지원해 준다. 또한, 해당 Iu 인터페이스는 해당 RNC(12)와 핵심 망(Core Network)간의 인터페이스를 말하며, 해당 GN 인터페이스는 동일한 사업자 망에서 SGSN(14)과 GGSN(15)간의 인터페이스를 말한다.
상술한 바와 같이, 차세대 GPRS 망에서는 패킷 서비스를 위해서 SGSN(14)과 GGSN(15) 두 개의 망 노드가 존재하는데, 해당 SGSN(14)과 GGSN(15)은 MS(11) 또는 PDN(Packet Data Network)에서 유입되는 트래픽을 전송하기 위해서 PDP(Packet Data Protocol) 컨텍스트(Context)를 생성해 주며, RNC(12)와 SGSN(14)간 및 SGSN(14)과 GGSN(15)간의 TEID(Tunneling Endpoint Identifier)를 할당하여 PDP 컨텍스트를 식별하고 트래픽을 전송해 준다.
상기 트래픽을 전송하기 위한 터널링(Tunneling)이 각 노드 별로 할당되는데, 해당 터널링별로 대역폭이 다르게 정해지고 해당 대역폭은 패킷 발신호 시에 요구된 QoS 정보에 따라 정해진다.
그리고, 패킷 교환기 내의 이동 가입자 호 처리 프로토콜 소프트웨어는 상기 요구된 QoS 속성에 따라 적절한 대역폭을 할당하게 된다.
따라서, 패킷 데이터 호의 요구된 QoS 값에 따른 자원 할당 처리 방안으로는 시스템 개발자의 의도에 따르도록 되어 있으며, 이에 따라 자원 사용의 효율성을 극대화시키는 방안이 요구되며, 자원 관리를 효과적으로 하여 요구된 패킷 호의 수락 여부를 제어하는 기능의 필요성이 요구되나, 현재까지는 해당 기술이 구현된 바가 없다.
비동기 IMT-2000 패킷 데이터 호의 SGSN(14) 내에서 신호 및 트래픽이 RNC(12)와 연동하기 위한 ATM 자원을 할당하기 위한 장치로는, 하드웨어 형상으로 RNC(12) 정합을 위한 메인 프로세서(Main Processor)를 가질 수 있으며, 해당 메인 프로세서는 SGSN(14) 내에서 ATM 기능을 담당하는 ATM 제어 보드를 관리하며, 해당 ATM 제어 보드는 RNC(12)와의 STM-1 정합을 수행한다.
그리고, 하나의 ATM 제어 보드는 STM-1 급 4 개의 포트를 가지고 있으며, 하나의 STM-1 급 포트는 150(Mbps)의 대역폭을 지원하며, 하나의 RNC(12) 당 포트 1 개를 가지고 신호 및 요구된 QoS 별 트래픽을 분배하여 사용한다.
이와 같이, 종래의 기술은 각 데이터 호의 서비스 요구 시에 자원을 할당하게 되는데, IMT-2000 SGSN 시스템에서의 효율적 자원 관리에 대한 방안이 적용되지 않은 상태이다. 또한, 패킷 서비스의 종류에 따라 대역폭이 다르게 사용되는데,대역폭이 많이 사용되는 특정 서비스에만 할당하게 되면 대역폭이 적게 필요로 하면서 많은 가입자에게 서비스 가능한 또 다른 특정 서비스가 제약을 받게 되므로, 이러한 QoS 정보의 트래픽 클래스(Traffic Class)에 따른 자원 관리가 요구되나, 현재까지는 해당 기술이 구현된 바가 없다.
전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명은 IMT-2000 SGSN에서 패킷 서비스 시에 요구된 QoS 정보에 따라 네트워크 자원 관리 및 패킷 호 수락 제어 기능을 수행하도록 하는데, 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 비동기식 IMT-2000 SGSN에서 IMT-2000 서비스 가입자가 패킷 서비스 시도 시에 요구된 QoS 별 서비스를 지원하기 위해서, 해당 QoS 정보에 따라 ATM 트래픽 자원을 계산하고 가용 자원이 있는가를 결정하여 해당 요구된 패킷 서비스에 대한 자원 할당 및 수락 여부를 제어함으로써 효율적인 자원 관리가 이루어지도록 하는데, 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 비동기식 IMT-2000 SGSN에서 트래픽 등급 별로 일정 비율로 가용 자원을 할당하여 관리함으로써, 특정 서비스에 집중되어 적은 가입자만으로도 모든 자원을 다 사용하게 되어 더 이상 서비스를 제공할 수 없는 문제점이 발생할 수 있는 점을 개선하는데 기여하는데, 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 비동기식 IMT-2000 SGSN에서 가입자가 무작정 큰 대역폭을 요구할 시에 적절한 대역폭을 요구할 수 있도록 제어함으로써, 한정된 자원을 가지고 많은 가입자에게 서비스를 제공할 수 있도록 효율적인 자원 관리를 하는데, 그 목적이 있다.
도 1은 본 발명과 관련된 차세대 GPRS(General Packet Radio Service) 망의 구성을 나타낸 도면.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 IMT-2000 SGSN에서 패킷 서비스를 위한 구성을 간략하게 나타낸 블록도.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 IMT-2000 SGSN에서 패킷 서비스 방법을 나타낸 흐름도.
도 4는 도 3에 있어 자원 할당 과정을 나타낸 순서도.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
11 : MS(Mobile Station) 12 : RNC(Radio Network Controller)
13 : HLR(Home Location Register)
14 : SGSN(Serving GPRS Support Node)
15 : GGSN(Gateway GPRS Service Node)
16 : 인터넷(Internet) 망
20 : 패킷 세션 관리 모듈(Packet Session Management Module)
30 : ATM 자원 관리 모듈
상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 IMT-2000 SGSN에서 패킷 서비스 시스템은 패킷 호 처리 기능을 수행하며, 요구된 패킷 호의 QoS(Quality of Service) 정보를 번역 및 대역폭을 계산하여 자원 할당을 요구하는 패킷 세션 관리 모듈과; 상기 패킷 세션 관리 모듈로부터 자원 할당 요구를 수신받아 QoS 정보의 트래픽 클래스와 대역폭에 따라 ATM(Asynchronous Transfer Mode) 자원을 관리하는 ATM 자원 관리 모듈을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 ATM 자원 관리 모듈은 RNC(Radio Network Controller)와 정합하고 있는 ATM 제어 보드의 대역폭 정보를 관리하며, 전체 사용 가능한 자원을 미리 트래픽 등급 별로 나누어 할당한 후에 각 트래픽 등급 별로 요구된 대역폭을 현재 가용한 자원의 상황에 따라 수락 여부를 결정하여 자원을 할당하거나 제한하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 ATM 자원 관리 모듈은 한 시스템에서 제공 가능한 자원을 트래픽 등급 별로 미리 일정 비율로 할당한 다음에, 매 패킷 호마다 할당되는 자원을 계산하여 허용할 것인지 아니면 제한할 것인지를 판단하며, 자원 부족 시에 더 적은 대역폭을 요구하여 해당 적은 대역폭을 필요로 하는 패킷 서비스를 제공하도록 하는 것을 특징으로 한다.
한편, 상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 IMT-2000 SGSN에서 패킷 서비스 시스템은 MS(Mobile Station)에서 SGSN(Serving GPRS Support Node)으로 패킷 서비스를 요구하여 이에 대응하는 서비스 억셉트를 수신한 후에 PDP(Packet Data Protocol) 컨텍스트 활성화 요구 메시지를 해당 SGSN으로 전송해 PDP 컨텍스트 생성을 요구하는 과정과; 상기 SGSN에서 가용 자원 여부를 계산하여 상기 PDP 컨텍스트 생성 메시지 내의 QoS 정보를 바탕으로 대역폭에 맞게 상기 PDP 컨텍스트에 대한 자원을 할당하는 과정과; GGCN(Gateway GPRS Service Node)과 RNC간 및 RNC와 상기 MS간에 무선 자원을 할당하고 상기 SGSN에서 해당 GGCN으로 PDP 컨텍스트 생성 요구 및 응답을 수행하여 해당 RNC와 상기 SGSN간 및 상기 SGSN과 해당 GGSN간의 패킷 트래픽 송수신을 위한 터널링과 PDP 컨텍스트를 생성하는 과정을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 PDP 컨텍스트 활성화 요구 메시지는 패킷 호 설정을 위한 파라미터들을 포함하며, 해당 파라미터들은 QoS 정보를 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 자원 할당 과정은 패킷 세션 관리 모듈에서 상기 PDP 컨텍스트 활성화 요구 메시지를 수신받아 QoS 정보를 해석하여 해당 QoS 정보를 바탕으로 트래픽 등급과 대역폭을 결정하는 단계와; 상기 패킷 세션 관리 모듈에서 상기 트래픽 등급과 대역폭을 바탕으로 자원 할당을 ATM 자원 관리 모듈에게 요구하는 단계와; 상기 ATM 자원 관리 모듈에서 현재 가용 중인 자원 및 요구된 자원을 계산하여 상기 트래픽 등급에 따라 현재 사용 가능한 자원의 상태를 파악해 수락 여부를 결정하는 단계와; 상기 ATM 자원 관리 모듈에서 자원 수락 여부 결정에 대한 응답 메시지를 생성하여 상기 패킷 세션 관리 모듈로 통보하는 단계와; 상기 패킷 세션 관리 모듈에서 상기 응답 메시지를 수신받아 상기 자원 수락 여부를 확인하는 단계와; 상기 패킷 세션 관리 모듈에서 상기 요구된 자원에 대해 수락한 경우에 패킷 호 설정 동작을 수행하는 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
또한 바람직하게는, 상기 자원 할당 과정은 상기 패킷 세션 관리 모듈에서 상기 요구된 자원에 대해 거부한 경우에 더 작은 대역폭을 결정하여 자원 할당을 ATM 자원 관리 모듈에게 재요구하는 단계를 더 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
더욱이 바람직하게는, 상기 자원 할당 과정은 상기 자원 할당 재요구에 대해 거부한 경우에 상기 PDP 컨텍스트 생성 요구에 대한 거절 메시지를 송신하면서 호를 제한하는 단계를 더 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
다르게는, 상기 자원 할당 과정은 전체 가용한 자원을 트래픽 등급 별로 대역폭 사용 비율을 지정하며, 해당 지정된 비율에 따라 요구된 트래픽 등급 별 대역폭을 관리, 계산 및 조정 요구를 수행하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 트래픽 등급에는 스트리밍 등급, 통화 등급, 쌍방향 등급 및 백그라운드 등급으로 나누어지며, 각 등급에 따라 대역폭도 다르게 할당하는 것을 특징으로 한다. 이하, 본 발명의 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 실시 예에 따른 IMT-2000 SGSN에서 패킷 서비스를 위한 구성은 도2에 도시된 바와 같이, 크게 두 개의 모듈, 즉 패킷 호 처리를 담당하는 패킷 세션 관리 모듈(20)과, ATM 자원 관리를 담당하는 ATM 자원 관리 모듈(30)을 포함하여 이루어지는데, 서비스 속성에 따라 서로 다른 대역폭을 지원하는 ATM 기반의 IMT-2000 패킷 교환기에서 QoS 정보의 트래픽 클래스와 요구된 대역폭에 따라 적절한 ATM 스위치 자원을 관리하도록 이루어진다.
상기 패킷 세션 관리 모듈(20)은 패킷 호 처리 기능을 담당하며, 요구된 패킷 호의 QoS 정보를 번역 및 대역폭을 계산하여 상기 ATM 자원 관리 모듈(30)로 자원 할당을 요구한다.
상기 ATM 자원 관리 모듈(30)은 RNC와 정합하고 있는 ATM 제어 보드의 대역폭 정보를 관리하며, 상기 패킷 세션 관리 모듈(20)로부터 자원 할당 요구를 수신받아 해당 요구된 트래픽 등급과 대역폭에 따라 자원을 할당하는데, 즉 전체 사용 가능한 자원을 미리 트래픽 등급 별로 나누어 할당한 후에 각 트래픽 등급 별로 요구된 대역폭을 현재 가용한 자원의 상황에 따라 수락 여부를 결정하여 자원을 할당하거나 제한하도록 해 준다.
또한, 상기 ATM 자원 관리 모듈(30)은 트래픽 등급에 따라 미리 사용 가능한 자원을 할당해 주도록 하는데, 한 시스템에서 제공 가능한 자원을 트래픽 등급 별로 미리 일정 비율로 할당한 다음에, 매 패킷 호마다 할당되는 자원을 계산하여 허용할 것인지 아니면 제한할 것인지를 판단하며, 자원 부족 시에 더 적은 대역폭을 요구할 수 있도록 해 주며, 또한 각 트래픽 등급 별로 사용 가능한 자원만을 할당해 주며, 특정 트래픽 등급에 의하여 많은 서비스를 제공받는 문제점을 개선하도록해 준다.
만약 대역폭을 많이 필요로 하는 트래픽 등급의 서비스가 집중되고 이를 요구대로 모두 할당하게 되면 적은 대역폭을 필요로 하는 다른 트래픽 등급의 서비스에 제한을 받게 되며, 이에 해당 적은 대역폭을 필요로 하는 패킷 서비스를 충분히 제공하도록 함으로써 다수의 가입자가 충분히 서비스를 받을 수 있도록 해 주며, 또한 불필요한 대역폭을 할당하여 자원 낭비를 하는 경우가 발생되지 않도록 해 준다.
상기 QoS 정보에 대해 설명하면 아래의 표 1과 같다.
QoS 서비스질 설명
RELIAB_CLSS 신뢰등급 데이터의 전송 특성을 나타낸 것으로 데이터 전송 신뢰에 대한 등급을 표시함
DLY_CLSS 지연등급 데이터 지연에 대한 등급을 표시함(지연등급1 ~ 지연등급4)
PRECED_CLSS 순위등급 서비스를 유지시켜 주는 순위를 나타냄(하이, 정상, 로우 우선순위)
PEAK_THRPU 최고처리량 사용자 데이터의 최고 처리량의 정도를 나타냄
MEAN_THRPUT 평균처리량 사용자 데이터의 최고 처리량의 정도를 나타냄
DLVR_ERR_SDU 에러SDU의 전송여부 에러로서 검출된 SDU들을 전송 또는 폐기할지의 여부를 나타냄(Yes: 전송, No: 폐기)
DLVR_ORDER 전송명령 UMTS 베어러를 순서대로 SDU로 전달할지 안할지의 여부를 나타냄(Yes: 전송명령으로, No: 전송명령 없이)
TRAFFIC_CLS 트래픽등급 통화, 스트리밍, 쌍방향, 백그라운드로 구분됨통화: VoIP, 비디오 회의, 비디오 전화 등스트리밍: 실시간 스트리밍 비디오, 오디오 등쌍방향: 웹 브라우징, 쌍방향 이메일, 서버 억세스 등백그라운드: 백그라운드 이메일, SMS, 다운로딩 등
MAX_SDU_SIZE 최대SDU크기 최대 허용된 SDU 크기를 말함
MAX_BIT_UP 최대비트업링크 시간 내에 전송되어지는 업림크 최대 비트 수(단위 kbps)
MAX_BIT_DN 최대비트다운링크 시간 내에 전송되어지는 다운림크 최대 비트 수(단위 kbps)
RESIDUAL_BER 잉여비트에러율 전송된 SDU들의 비트 에러중에서 검출되지 않는 비트 에러율을 말함
SDU_ERR_RTO SDU에러율 에러로서 검출되는 SDU 에러율을 말함
TRAF_H_PRIOR 트래픽핸들링우선권 다른 베어러들의 SDU들과 비교하여 UMTS 베어러에 속하는 모든 SDU들의 상대적 중요성을 핸들링 위한 등급을 말함
TRANS_DELAY 전송지연 SDU 전송에 대한 지연을 말함
G_MAX_BIT_UP 업링크의보장비트율 시간 내에 한 세션의 UMTS에 의해 전송 및 보장되는 업링크 수(단위 kbps)
G_MAX_BIT_DN 다운링크의보장비트율 시간 내에 한 세션의 UMTS에 의해 전송 및 보장되는 다운링크 수(단위 kbps)
본 발명의 실시 예에 따른 IMT-2000 SGSN에서 패킷 서비스 방법을 도 3의 순서도를 참고하여 설명하면 다음과 같다.
이하, 차세대 GPRS에서 패킷 호를 설정하는 동작 과정을 PDP 컨텍스트를 생성하는 동작 과정이라고 하며, 해당 PDP 컨텍스트가 생성되었다 함은 가입자가 패킷 데이터 서비스를 송수신할 수 있는 경로(Path)가 설정되어 서비스를 받을 수 있는 상태가 되었음을 의미한다.
본 발명의 실시 예에 따른 IMT-2000 SGSN에서 패킷 서비스 방법은 크게 PDP 컨텍스트 생성 요구 과정과, 자원 할당 과정과, PDP 컨텍스트 생성 과정으로 나눌 수 있는데, 해당 과정들을 통해 PDP 컨텍스트가 생성되며, 트래픽 전송을 위한 터널링이 존재하게 된다.
첫 번째로, 상기 PDP 컨텍스트 생성 요구 과정은 다음과 같다.
MS, RNC, SGSN, GGSN 및 HLR 각각의 노드에는 패킷 서비스에 대한 정보인 PDP 컨텍스트를 생성 및 저장하게 되는데, 해당 MS에서는 패킷 서비스가 가능한 IMT-2000 가입자 패킷 서비스를 수행하기 위하여 우선 서비스 요구 메시지(Service Request Message)를 RNC를 거쳐 SGSN으로 전송하게 된다.
이에, 상기 SGSN는 상기 MS로부터 상기 RNC를 거쳐 서비스 요구 메시지를 수신받고 이에 대응하는 서비스 억셉트 메시지(Service Accept Message)를 상기 MS 측으로 전송하게 된다.
이에 따라, 상기 MS는 상기 SGSN로부터 상기 RNC를 거쳐 서비스 억셉트 메시지를 수신받은 후에, PDP 컨텍스트 활성화 요구 메시지를 상기 SGSN 측으로 전송하게 되는데, 이때 해당 PDP 컨텍스트 활성화 요구 메시지에는 패킷 호 설정을 위한 파라미터(Parameter)들을 포함하고 있으며, 해당 파라미터 중에 QoS 정보가 있다.
두 번째로, 상기 자원 할당 과정은 다음과 같다.
상기 SGSN에서는 상기 MS로부터 상기 RNC를 거쳐 PDP 컨텍스트 활성화 요구 메시지를 수신받으며, 해당 요구된 PDP 컨텍스트에 대한 네트워크 자원을 할당하게 되는데, 해당 요구된 QoS 정보를 바탕으로 대역폭에 맞게 자원을 할당한다. 이때,상기 SGSN은 가용 자원 여부를 계산하여 효율적으로 관리하도록 한다.
즉, 상기 SGSN은 가용 자원 여부를 계산하여 상기 요구된 QoS 정보를 바탕으로 대역폭에 맞게 상기 요구된 PDP 컨텍스트에 대한 자원을 할당해 준다.
세 번째로, 상기 PDP 컨텍스트 생성 과정은 다음과 같다.
상기 SGSN에서는 상기 요구된 PS(Packet Service) 호에 대하여 호 설정 절차를 수행하여 무선 자원 할당 절차 및 외부 패킷 망과의 게이트웨이(Gateway) 역할을 수행하는 GGSN으로 PDP 컨텍스트 생성을 요구하고 응답 절차를 갖는다. 여기서, 해당 PS 호는 이동 가입자가 음성 서비스가 아닌 무선 패킷(데이터) 서비스를 받기 위해 이루어지는 호를 말한다.
이에, 상기 RNC와 SGSN간 및 상기 SGSN과 GGSN간의 패킷 트래픽 송수신을 위한 터널링과 각 노드간에 PDP 컨텍스트를 생성해 준 후에, 상기 SGSN에서는 상기 MS 측으로 PDP 컨텍스트 생성 응답을 수행한다.
한편, 상기 자원 할당 과정을 도 4의 순서도를 참고하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.
차세대 GPRS 서비스에서 하나의 패킷 서비스를 위해 생성되는 PDP 컨텍스트 및 트래픽 경로 자원 할당 등과 같은 일련의 서비스를 가능하도록 만들어 주는 것을 세션이라고 한다.
상기 SGSN에서는 자원 관리 및 할당을 위해 두 모듈을 관장하는데, 패킷 호 처리를 담당하는 패킷 세션 관리 모듈(20)과 ATM 자원 관리를 담당하는 ATM 자원 관리 모듈(30)로 나누어 처리하도록 한다.
먼저, 상기 패킷 세션 관리 모듈(20)은 자원 할당 요구 및 이 외에 패킷 호 처리 일련의 동작을 관장하는 모듈로서, 상기 MS로부터 상기 RNC를 거쳐 PDP 컨텍스트 활성화 요구 메시지를 수신받아(단계 S1) 해당 수신받은 PDP 컨텍스트 활성화 요구 메시지 내의 파라미터들 중에서 QoS 정보를 해석하여(단계 S2) 해당 해석한 QoS 정보를 바탕으로 트래픽 등급과 대역폭을 결정한다(단계 S3).
그리고, 상기 패킷 세션 관리 모듈(20)은 상기 결정된 정보(즉, 트래픽 등급과 대역폭)를 바탕으로 상기 ATM 자원 관리 모듈(30)에게 자원 할당 요구를 수행한다(단계 S4).
이에, 상기 ATM 자원 관리 모듈(30)에서는 상기 패킷 세션 관리 모듈(20)로부터 자원 할당 요구를 수신받아(단계 S5) 현재 가용 중인 자원 및 요구된 자원을 계산하여 상기 트래픽 등급에 따라 현재 사용 가능한 자원의 상태를 파악한 후에(단계 S6), 상기 자원 할당 요구에 대해 수락할 것인지, 아니면 거부할 것인지를 결정하며(단계 S7), 해당 자원 수락 여부 결정에 대한 응답 메시지를 생성하여 상기 패킷 세션 관리 모듈(20)로 통보해 준다(단계 S8).
여기서, 효율적인 자원 관리를 위해서 전체 가용한 자원을 트래픽 등급 별로 대역폭 사용 비율을 운용자가 지정할 수 있도록 하는데, 해당 지정된 비율에 따라 요구된 트래픽 등급 별 대역폭을 관리, 계산 및 조정 요구를 수행할 수 있도록 한다. 이때, 상기 트래픽 등급에는 스트리밍, 통화, 쌍방향 및 백그라운드의 4 가지 등급으로 나누어지며, 각 등급에 따라 대역폭도 다르게 할당되어진다.
예를 들어, 스트리밍 서비스(Streaming Service)의 경우에는 30(%), 통화 서비스(Conversation Service)의 경우에는 20(%), 쌍방향 서비스(Interactive Service)의 경우에는 30(%), 백그라운드 서비스(Background Service)의 경우에는 10(%) 정도의 비율로 운용자가 망에서 이루어지고 있는 서비스 현황에 따라 지정할 수 있도록 한다.
이에 따라, 상기 패킷 세션 관리 모듈(20)은 상기 ATM 자원 관리 모듈(30)로부터 응답 메시지를 수신받아(단계 S9) 상기 ATM 자원 관리 모듈(30)에서 자원 할당 요구에 대해 수락한 경우인지를 확인하는데(단계 S10), 해당 자원 할당 요구에 대해 수락한 경우에는 패킷 호 설정 과정을 계속 진행해 주며(단계 S11), 해당 자원 할당 요구에 대해 거부한 경우에는 더 작은 대역폭을 결정하여 재차 자원 할당 요구를 상기 ATM 자원 관리 모듈(30)에게 시도한다(단계 S12). 이때, 해당 회수는 2 회로 제한한다.
그런 후에도, 상기 재차 자원 할당 요구에 대해 거부한 경우에는 상기 요구된 PDP 컨텍스트 활성화 요구에 대한 거절 메시지(Reject Message)를 송신하면서 호를 제한하도록 해 준다.
이상과 같이, 본 발명에 의해 비동기식 IMT-2000 SGSN에서 IMT-2000 서비스 가입자가 패킷 서비스 시도 시에 요구된 QoS 별 서비스를 지원하기 위해서, 해당 QoS 정보에 따라 ATM 트래픽 자원을 계산하고 가용 자원이 있는가를 결정하여 해당 요구된 패킷 서비스에 대한 자원 할당 및 수락 여부를 제어함으로써, 트래픽 등급별로 일정 비율로 가용 자원을 할당하여 관리하며 특정 서비스에 집중되어 적은 가입자만으로도 모든 자원을 다 사용하게 되어 더 이상 서비스를 제공할 수 없는 문제점이 발생할 수 있는 점을 개선할 수 있다.
또한, 본 발명에 의해 가입자가 무작정 큰 대역폭을 요구할 시에 적절한 대역폭을 요구할 수 있도록 제어함으로써, 한정된 자원을 가지고 많은 가입자에게 서비스를 제공할 수 있도록 효율적인 자원 관리를 수행할 수 있다.

Claims (10)

  1. 패킷 호 처리 기능을 수행하며, 요구된 패킷 호의 QoS(Quality of Service) 정보를 번역 및 대역폭을 계산하여 자원 할당을 요구하는 패킷 세션 관리 모듈과;
    상기 패킷 세션 관리 모듈로부터 자원 할당 요구를 수신받아 QoS 정보의 트래픽 클래스와 대역폭에 따라 ATM(Asynchronous Transfer Mode) 자원을 관리하는 ATM 자원 관리 모듈을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 아이엠티-2000 에스지에스엔에서 패킷 서비스 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 ATM 자원 관리 모듈은 RNC(Radio Network Controller)와 정합하고 있는 ATM 제어 보드의 대역폭 정보를 관리하며, 전체 사용 가능한 자원을 미리 트래픽 등급 별로 나누어 할당한 후에 각 트래픽 등급 별로 요구된 대역폭을 현재 가용한 자원의 상황에 따라 수락 여부를 결정하여 자원을 할당하거나 제한하는 것을 특징으로 하는 아이엠티-2000 에스지에스엔에서 패킷 서비스 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 ATM 자원 관리 모듈은 한 시스템에서 제공 가능한 자원을 트래픽 등급별로 미리 일정 비율로 할당한 다음에, 매 패킷 호마다 할당되는 자원을 계산하여 허용할 것인지 아니면 제한할 것인지를 판단하며, 자원 부족 시에 더 적은 대역폭을 요구하여 해당 적은 대역폭을 필요로 하는 패킷 서비스를 제공하도록 하는 것을 특징으로 하는 아이엠티-2000 에스지에스엔에서 패킷 서비스 시스템.
  4. MS(Mobile Station)에서 SGSN(Serving GPRS Support Node)으로 패킷 서비스를 요구하여 이에 대응하는 서비스 억셉트를 수신한 후에 PDP(Packet Data Protocol) 컨텍스트 활성화 요구 메시지를 해당 SGSN으로 전송해 PDP 컨텍스트 생성을 요구하는 과정과;
    상기 SGSN에서 가용 자원 여부를 계산하여 상기 PDP 컨텍스트 생성 메시지 내의 QoS 정보를 바탕으로 대역폭에 맞게 상기 PDP 컨텍스트에 대한 자원을 할당하는 과정과;
    GGCN(Gateway GPRS Service Node)과 RNC간 및 RNC와 상기 MS간에 무선 자원을 할당하고 상기 SGSN에서 해당 GGCN으로 PDP 컨텍스트 생성 요구 및 응답을 수행하여 해당 RNC와 상기 SGSN간 및 상기 SGSN과 해당 GGSN간의 패킷 트래픽 송수신을 위한 터널링과 PDP 컨텍스트를 생성하는 과정을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 아이엠티-2000 에스지에스엔에서 패킷 서비스 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 PDP 컨텍스트 활성화 요구 메시지는 패킷 호 설정을 위한 파라미터들을 포함하며, 해당 파라미터들은 QoS 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 아이엠티-2000 에스지에스엔에서 패킷 서비스 방법.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 자원 할당 과정은 패킷 세션 관리 모듈에서 상기 PDP 컨텍스트 활성화 요구 메시지를 수신받아 QoS 정보를 해석하여 해당 QoS 정보를 바탕으로 트래픽 등급과 대역폭을 결정하는 단계와;
    상기 패킷 세션 관리 모듈에서 상기 트래픽 등급과 대역폭을 바탕으로 자원 할당을 ATM 자원 관리 모듈에게 요구하는 단계와;
    상기 ATM 자원 관리 모듈에서 현재 가용 중인 자원 및 요구된 자원을 계산하여 상기 트래픽 등급에 따라 현재 사용 가능한 자원의 상태를 파악해 수락 여부를 결정하는 단계와;
    상기 ATM 자원 관리 모듈에서 자원 수락 여부 결정에 대한 응답 메시지를 생성하여 상기 패킷 세션 관리 모듈로 통보하는 단계와;
    상기 패킷 세션 관리 모듈에서 상기 응답 메시지를 수신받아 상기 자원 수락 여부를 확인하는 단계와;
    상기 패킷 세션 관리 모듈에서 상기 요구된 자원에 대해 수락한 경우에 패킷호 설정 동작을 수행하는 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 아이엠티-2000 에스지에스엔에서 패킷 서비스 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 자원 할당 과정은 상기 패킷 세션 관리 모듈에서 상기 요구된 자원에 대해 거부한 경우에 더 작은 대역폭을 결정하여 자원 할당을 ATM 자원 관리 모듈에게 재요구하는 단계를 더 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 아이엠티-2000 에스지에스엔에서 패킷 서비스 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 자원 할당 과정은 상기 자원 할당 재요구에 대해 거부한 경우에 상기 PDP 컨텍스트 생성 요구에 대한 거절 메시지를 송신하면서 호를 제한하는 단계를 더 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 아이엠티-2000 에스지에스엔에서 패킷 서비스 방법.
  9. 제4항에 있어서,
    상기 자원 할당 과정은 전체 가용한 자원을 트래픽 등급 별로 대역폭 사용비율을 지정하며, 해당 지정된 비율에 따라 요구된 트래픽 등급 별 대역폭을 관리, 계산 및 조정 요구를 수행하는 것을 특징으로 하는 아이엠티-2000 에스지에스엔에서 패킷 서비스 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 트래픽 등급에는 스트리밍 등급, 통화 등급, 쌍방향 등급 및 백그라운드 등급으로 나누어지며, 각 등급에 따라 대역폭도 다르게 할당하는 것을 특징으로 하는 아이엠티-2000 에스지에스엔에서 패킷 서비스 방법.
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