KR20030070897A

KR20030070897A - 프록시 스위치를 구비한 이동 통신 네트워크에서 이동성관리 시스템 및 방법

Info

Publication number: KR20030070897A
Application number: KR10-2003-7006928A
Authority: KR
Inventors: 나크비샤밈에이; 비샤와나탄쿠마케이; 선다랑가마니; 아라바무단무랄리
Original assignee: 윈포리아 네트웍스, 인크.
Priority date: 2000-11-22
Filing date: 2001-11-21
Publication date: 2003-09-02
Also published as: KR100835625B1; JP3925410B2; BR0115567A; CN1484927A; FI20030756A; MXPA03004506A; EP1338153B1; SE525585C2; FI20030756A0; SE0301483L; WO2002043410A2; GB2386303A; GB0311610D0; EP1338153A2; WO2002043410A3; CA2429714A1; GB2386303B; AU1667802A; CN1233192C; SE0301483D0

Abstract

이동 통신 네트워크에서 사용하기 위한 프록시 스위치, 통신 방법, 및 통신 로직을 설명한다. 프록시 스위치는 기지국 서브시스템과 이동 전화 교환국 사이에 배치된다. 상기 프록시 스위치는 시그널링 메시지를 수신하여, 상기 시그널링 메시지를 재전송, 차단, 변환, 또는 대체 네트워크로 사이퍼닝(siphoning)한다. 상기 프록시 스위치는 이동 통신 트래픽에 대한 부하 경감을 제공할 뿐만 아니라 신규 통신 서비스용 플랫폼을 제공한다. 다른 것 중에서도 상기 네트워크 내에서 이동성 관리를 처리하기 위해 프록시 스위치는 이동 시그널링 프로토콜에 따라 MSC와 BS로부터 시그널링 메시지를 수신하는 시그널링 메시지 처리 로직을 포함한다. 또한 상기 스위치는 이동 통신 네트워크에서 사용되는 이동국(MS)과 호(call) 세션의 상태 정보를 유지하는 상태 로직과, 시그널링 메시지가 MS로부터의 핸드오프 메시지 인지 여부를 검출하는 메시지 인터셉션 로직을 포함한다. 상기 메시지 인터셉션 로직은 만약 MS가 호에 관여되어 있고 MSC는 상기 호에 관여되어 있지 않으면 상기 핸드오프 메시지가 상기 MSC로 포워딩되는 것을 방지한다. 상기 스위치는 만약 MS가 호에 관여되어 있고 MSC는 상기 호에 관여되어 있지 않으면 핸드오프 메시지를 상기 MSC로 전송하기 위해 위치 업데이트 메시지로 변환하는 메시지 변환 로직과, MS가 상기 호에 관여되어 있지 않으면 상기 MSC에 핸드오프 메시지를 전송하는 메시지 전송 로직을 더 포함한다.

Description

프록시 스위치를 구비한 이동 통신 네트워크에서 이동성 관리 시스템 및 방법{SYSTEM AND METHOD OF MOBILITY MANAGEMENT IN A MOBILE COMMUNICATIONS NETWORK HAVING A PROXY SWITCH}

모든 현대 이동 통신 시스템은 계층적 배치를 구비하며, 상기 계층적 배치에서 지리적인 "통신 가능 구역(coverage area)"은 "셀(cell)"이라 불리는 다수의 더 작은 지리적 구역으로 분할된다. 도 1에 관하여 언급하면, 각 셀은 기지국(BTS, Base Transceiver Station)(102a)에 의하여 담당되는 것이 바람직하다. 몇몇 BTS(102b 내지 102n)는 고정 링크(104a 내지 104n)를 통해 기지국 제어 장치(BSC, Base Station Controller)(106a)에 집합된다. 상기 BTS 및 BSC는 간혹 총괄하여 기지국 서브시스템(BS, Base Station Substation)이라고 불린다. 몇몇 BSC(106b 내지 106n)는 고정 링크(108a 내지 108n)을 통해 이동 전화 교환국(MSC, Mobile Switching Center)(110)에 집합될 수 있다.

상기 MSC(110)는 로컬 스위칭 교환(switching exchange)(이하에서 논의될 이동성 관리 요구 조건을 처리하기 위해 부가 기능을 구비함)으로서 동작하며, 트렁크 그룹을 통해 유선망(PSTN)(120)과 통신한다. 미국 이동 통신 네트워크 하에서는 홈 MSC 및 게이트웨이 MSC라는 개념이 존재한다. 상기 홈 MSC는 이동국(MS, Mobile Station)과 관련된 교환에 대응하는 MSC이다. 상기 관련은 지역 코드와 같은 MS의 전화 번호(홈 MSC는 이하에서 논의될 HLR을 담당함)에 기초한 것이다. 반면에 상기 게이트웨이 MSC는 PSTN으로의 MS 호(call)를 연결하는데 사용되는 교환국이다. 따라서 간혹 홈 MSC와 게이트웨이 MSC가 동일한 개체이지만, 다른 경우(예컨대 MS가 로밍을 하고 있는 경우)에는 그러하지 않다. 방문자 위치 등록기(VLR, Visiting Location Register)(116)는 MSC(110)와 함께 위치하며, 논리적으로 단일 홈 위치 등록기(HLR, Home Location Register)가 이동 통신 네트워크에서 사용된다. 이하에서 설명될 바와 같이 HLR과 VLR은 많은 유형의 가입자 정보 및 프로파일(profile)을 저장하기 위해 사용된다.

간단히 말해서, 다수의 무선 채널(112)이 전체 통신 가능 구역과 관련된다. 상기 무선 채널은 개별 셀에 할당된 채널의 그룹으로 분할된다. 상기 채널은 호 연결 등을 설정하기 위해 시그널링 정보(signaling information)를 전송하고 일단 호 연결이 설정되면 음성 또는 데이터 정보를 전송하는데 사용된다.

비교적 높은 추상화(abstraction) 레벨에서 이동 통신 네트워크 시그널링은 적어도 2가지 주된 측면을 포함한다. 한 측면은 MS와 네트워크의 그 밖의 것들 사이의 시그널링과 관련된다. 2G("2G"는 "2세대"를 표현하기 위해 사용되는 산업 용어임)와 이후의 기술에 있어서 상기 시그널링은 MS에 의해 사용되는 접속 방법(예컨대 시분할 다중 접속, 즉 TDMA 또는 코드 분할 다중 접속, 즉 CDMA), 무선 채널의 할당, 인증 등과 관계된다. 2번째 측면은 이동 통신 네트워크에서 다양한 개체 간의 시그널링, 예컨대 MSC, VLR, HLR 등 사이의 시그널링과 관련된다. 상기의 두 번째 부분은 간혹 이동 통신 운용부(MAP, Mobile Application Part)라고 불려지며, 이는 특히 시그널링 시스템 No.7(SS7)과의 관계에서 사용될 때 그러하다.

다양한 형태의 시그널링( 또한 데이터 및 음성 통신)이 다양한 표준에 따라 송수신된다. 예컨대 미국 전자 공업 협회(EIA, Electronics Industries Association)와 미국 통신 산업 협회(TIA, Telecommunications Industry Association)는 MAP 표준인 IS-41과 같이 다수의 미국 표준을 정의하는데 일조하고 있다. 유사하게 CCITT 및 ITU는 국제 MAP 표준인 GSM-MAP과 같이 국제 표준을 정의하는데 일조하고 있다. 상기의 표준에 대한 정보는 공지되어 있으며, Bosse의 "통신 네트워크에서의 시그널링(SIGNALING IN TELECOMMUNICATIONS NETWORKS)"(Wiley 1998)과 같은 문헌에서뿐만 아니라 관련 조직체로부터 구할 수 있을 것이다.

MS(114)로부터의 호를 전달하기 위해서, 사용자는 셀룰러 전화기(cell phone) 또는 기타 MS에서 번호를 다이얼하고 "전송(send)"을 누른다. MS(114)는 MSC(110)로 요청된 서비스를 표시하는 상기 다이얼된 번호를 BS(107)를 통해 전송한다. MSC(110)는 관련 VLR(116)(자세한 사항은 이후에 있음)을 사용해 검사를 하여 상기 MS(114)에게 요청된 서비스가 허용되는지 여부를 판단한다. 게이트웨이 MSC는 상기 호를 PSTN(120)에 있는 다이얼된 사용자의 로컬 교환기로 라우팅한다. 로컬 교환기는 호출된 사용자의 단말에 호출을 알리고, 응답 신호(answer backsignal)가 담당 MSC(110)를 통해 MS(114)로 되돌려 라우팅되며, 그리고 나서 상기 MS로의 호 경로가 완성된다. 일단 설정이 완료되면 호가 진행될 수 있다.

호를 MS(114)로 전달하기 위해서(상기 호가 PSTN(120)으로부터 유래한 것으로 가정함) PSTN 사용자는 MS의 관련 전화 번호를 다이얼한다. 적어도 미국 표준에 따르면, PSTN(120)은 상기 호를 MS의 홈 MSC(상기 MS를 담당하는 MS일 수도 있고 그렇지 않을 수도 있음)로 라우팅한다. 그리하여 상기 MSC는 HLR(118)에 문의하여 어느 MSC가 현재 상기 MS를 담당하고 있는지를 판단한다. 이는 또한 담당 MSC에게 호가 도래하고 있음을 알리도록 역할을 한다. 그리고 나서 상기 홈 MSC는 상기 호를 담당 MSC에 라우팅한다. 담당 MSC는 적절한 BS를 통해 상기 MS를 호출한다. MS가 응답하고 적절한 시그널링 링크가 설정된다.

호(call) 동안에 BS(107) 및 MS(114)는 예컨대 신호 상태로 인한 경우와 같이 필요한 경우 채널 또는 BTS(102)를 변경하기 위해 협력한다. 상기의 변경은 "핸드오프(handoff)"로 알려져 있으며, 상기의 핸드오프는 자체적 유형의 공지된 메시지 및 시그널링을 포함한다.

MAP의 한 측면은 "이동성 관리(mobility management)"와 관련된다. 간단히 말해서 MS(114)가 상이한 위치로 로밍함에 따라 상이한 BS 및 MSC가 상기의 MS를 담당하기 위해 필요하며 사용될 수 있다. 이동성 관리는 게이트웨이 MSC가 호( 및 요금 청구)를 정확히 서비스하기 위해 가입자 프로파일과 기타의 정보를 구비할 것을 보증한다. 상기의 목적을 위해 MSC는 방문자 위치 등록기(VLR)(116)와 홈 위치 등록기(HLR)(118)를 사용한다. 상기 HLR은 기타의 것들 중에서 이동국 식별번호(MIN, mobile identificatin number), 장치 일련번호(ESN, electronic serial number), MS 상태, 및 MS 서비스 프로파일을 저장하고 검색하기 위해 사용된다. 상기 VLR은 게이트웨이 MSC를 확인하는 MSC 확인을 저장하는 것에 외에 유사한 정보를 저장한다. 또한 적절한 MAP 프로토콜 하에서 위치 업데이트 절차( 또는 등록 통보)가 수행되어 이동 가입자의 홈 MSC가 자신의 사용자 위치를 알도록 한다. 상기의 절차는 MS가 하나의 위치에서 또 다른 위치로 로밍할 때나 또는 MS에 전원이 인가되어 네트워크에 접속하기 위해 자신을 등록할 때 사용된다. 예컨대 위치 업데이트 절차는 MS(114)가 BS(107) 및 MSC(110)를 통해 VLR(116)로 위치 업데이트 요청을 전송함으로써 시작될 수 있다. 상기 VLR(116)은 상기 MS(114)를 담당하는 HLR(118)로 위치 업데이트 메시지를 전송하고, 가입자 프로파일이 HLR(118)로부터 VLR(116)로 다운로드된다. 상기 MS(114)에는 성공적 위치 업데이트에 대한 확인 응답(acknowledgment)이 전송된다. 상기 HLR(118)은 이전에 프로파일 데이터를 보유하던 VLR(존재하는 경우임)에게 재위치된 MS(114)와 관련된 데이터를 삭제할 것을 요청한다.

도 2는 CDMA 이동 통신 네트워크에서 BS(107)와 MSC(110) 사이의 시그널링 및 사용자 트래픽 인터페이스를 좀 더 상세하게 도시한 것이다. 상기 BS(107)는 A1 인터페이스를 사용하여 시그널링 정보를 통신한다. A2 인터페이스는 BS(107)와 MSC의 스위치 구성 요소(204) 사이에서 사용자 트래픽(예컨대 음성 신호)을 전달한다. A5 인터페이스는 BS와 MSC 사이에서 회선 교환 데이터 호(음성 호와는 상반되는 바와 같음)를 위한 사용자 트래픽 경로를 제공하기 위해 사용된다.

셀 사이트(cell site)의 수 또는 가입자의 수가 증가함에 따라 MSC(110)에 대한 부하가 증가한다. 상기의 증가된 부하는 서비스 제공자에게 더 많은 용량을 시스템에 추가하도록 강요한다. 통상적으로 더 많은 용량을 추가하기 위해서 서비스 제공자는 더 많은 스위치 모듈을 MSC에 추가하거나 추가적 MSC를 네트워크에 배치한다. 어느쪽 대안도 심각한 비용을 수반한다.

게다가 가입자는 예컨대 인터넷으로의 "데이터 호(data call)"화 같이 더욱 새로운 서비스를 요구하고 있다. 상기 서비스 중 일부에 있어서 MSC는 기본적으로 음성 호를 위해 설계되었기 때문에 비용이 효율적이지 못하다. 신규 서비스를 MSC로 통합하는 것은 다수의 MSC 소프트웨어 아키텍처가 사용하는 독점적이면서 폐쇄적 설계로 인하여 복잡하거나 실행 불가능하다. 다시 말하면 상기 서비스를 제공하기 위해 필요한 소프트웨어 로직을 MSC(110)에 추가하는 것이 용이하지 않다. 종종 스위치 부가물이 상기 서비스를 제공하기 위해 사용된다. 예컨대 망 연동장치(IWF, Inter-Working Function)는 데이터 호를 인터넷으로 라우팅하는 부가물이다. 기능을 MSC에 통합하거나 트렁크-사이드(trunk-side) 부가물을 추가하는 어느 방법도 서비스의 전달에 있어서 MSC와 관련된다. 신규 서비스는 수요를 자극할 것으로 예상되므로, MSC 설계 변경을 통하거나 또는 트렁크-사이드 부가물을 통해 신규 서비스를 MSC에 통합하는 것은 MSC에서 네트워크 혼잡을 악화시키고, 값비싼 MSC 자원을 요구할 가능성이 있다.

본 발명은 이동 통신에 관한 것이며, 특히 통신 네트워크의 용량과 비용 효율성을 개선하고 새로운 이동 통신 서비스용 플랫폼을 제공하기 위해 이동 통신 네트워크에서 프록시 스위치를 사용하는 것에 관한 것이다.

도 1은 종래 기술의 이동 통신 네트워크에 대한 시스템도이다.

도 2는 종래 기술의 이동 통신 네트워크에서 BS와 이동전화 교환국(MSC) 사이의 종래 기술 인터페이스를 도시한 것이다.

도 3a 내지 도 3b는 본 발명의 선호되는 실시예에 따라 프록시 스위치와 이동 통신 네트워크에서 소정의 배치를 도시한 것이다.

도 4는 본 발명의 선호되는 실시예에 따라 프록시 스위치의 예시적 데이터 평면을 도시한 것이다.

도 5는 본 발명의 선호되는 실시예에 따라 프록시 스위치의 이동성 관리 로직을 도시한 것이다.

도 6a 내지 도6b는 본 발명의 선호되는 실시예에 따라 프록시 스위치의 부가 기능 로직을 도시한 것이다.

도 7a는 본 발명의 선호되는 실시에에 따라 프록시 스위치의 고장 관리 로직을 도시한 것이다.

도 7b는 본 발명의 선호되는 실시예에 따라 프록시 스위치의 FSN 및 BSN 카운터를 도시한 것이다.

도 8은 본 발명의 선호되는 실시예에 따라 프록시 스위치의 메시지사이퍼닝(siphoning) 로직을 도시한 것이다.

도 9는 본 발명의 선호되는 실시예에 따라 프록시 스위치의 소프트웨어 프로세스 아키텍처를 도시한 것이다.

도 10은 본 발명의 선호되는 실시예에 따라 프록시 스위치의 소프트웨어 프로세스 아키텍처를 도시한 것이다.

도 11은 본 발명의 선호되는 실시예에 따라 프록시 스위치의 소정 프로세스에 대한 소프트웨어 모듈 아키텍처를 도시한 것이다.

도 12 내지 도 14는 메시지 흐름과 소프트웨어 프로세스 상호 작용(interaction)을 도시하기 위한 아키텍쳐도를 단순화한 것이다.

본 발명은 이동 통신용 시스템 및 방법을 제공한다. 특히 적어도 하나의 이동 전화 교환국(MSC)과 적어도 하나의 기지국 서브시스템(BS) 사이에서 스위칭 동작이 수행된다. 본 발명의 일 측면에 따라 상기 스위칭은 통신 트래픽을 대체 네트워크로 또는 대체 네트워크로부터 사이퍼닝(siphoning)하도록 한다. 상기와 같은 환경에서 호(음성, 데이터 등) 처리와 관련하여 본 발명의 일 측면은 상기 네트워크 내에서 이동성 관리의 제공을 수반한다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 프록시 스위치는 이동 시그널링 프로토콜에 따라 MSC와 BS로부터 시그널링 메시지를 수신하는 시그널링 메시지 처리 로직을 포함한다. 또한 상기 스위치는 이동 통신 네트워크에서 사용되는 이동국(MS)과 호(call) 세션의 상태 정보를 유지하는 상태 로직과, 시그널링 메시지가 MS로부터의 핸드오프 메시지인지 여부를 검출하는 메시지 인터셉션 로직을 포함한다. 상기 메시지 인터셉션 로직은 만약 MS가 호에 관여되어 있고 MSC는 상기 호에 관여되어 있지 않으면 상기 핸드오프 메시지가 상기 MSC로 포워딩되는 것을 방지한다. 상기 스위치는 만약 MS가 호에 관여되어 있고 MSC는 상기 호에 관여되어 있지 않으면 핸드오프 메시지를 상기 MSC로 전송하기 위해 위치 업데이트 메시지로 변환하는 메시지 변환 로직과, MS가 상기 호에 관여되어 있지 않으면 상기 MSC에 핸드오프 메시지를 전송하는 메시지 전송 로직을 더 포함한다.

본 발명의 또 다른 측면 하에서, 적어도 하나의 BS, 적어도 하나의 MS, 적어도 하나의 MSC, 및 적어도 하나의 스위치를 구비하고, 상기 스위치는 상기 BS 중 적어도 하나, 및 상기 MSC 중 적어도 하나와 통신하는 것인 이동 통신 네트워크가 제공된다. 상기 스위치는 기지국 서브시스템을 통해 이동국으로부터 핸드오프메시지를 수신하고, 상기 스위치는 상기 핸드오프 메시지의 정보로부터 위치 업데이트 메시지를 형성한다. 상기 위치 업데이트 메시지는 상기 핸드오프 메시지에 어드레스된 MSC로 전송된다.

본 발명의 선호되는 실시예는 프록시 스위치와 이동 통신 네트워크에서 이의 사용 방법을 제공한다. 상기 프록시 스위치는 MSC와 BS 사이에 위치하고, 기타의 구성 요소에 대해서 "투명(transparent)"한 것이 바람직하며, 상기 투명함은 상기 BS와 MSC 어느 것도 프록시 스위치에 관하여 알지 않아도 되고 또한 그들의 행동이나 기능을 상기 프록시 스위치의 존재로 인하여 변경하지 않아도 됨을 의미한다. 대신에 상기 BS와 MSC는 상기 프록시 스위치의 존재를 무시하고 그들이 통상적으로 동작하는 대로 동작한다.

많은 장점 중에서, 상기 프록시 스위치는 이동 통신 네트워크에서 혼잡을 완화하는데 일조할 수 있다. 예컨대 프록시 스위치는 (a) MS에서 비롯된 통신 트래픽을 MSC에 도달하기 전에 상기 네트워크로부터 사이퍼닝(siphoning)하고, (b) 상기사이퍼닝된 트래픽을 대체 네트워크를 통해 원하는 목적지, 예컨대 패킷 기반 네트워크로 전송하는데 사용될 수 있다. 유사하게 상기 프록시 스위치는 대체 네트워크로부터 MS로 통신을 전달하는데 사용될 수 있다. 따라서 값비싼 MSC와 PSTN 자원을 회피할 수 있으며, 상기 프록시 스위치는 비용 효율적으로 네트워크 용량을 증가시키는데 사용될 수 있다.

게다가 상기 프록시 스위치는 신규 통신 서비스가 상기 네트워크에 적용되는 것을 허용하는 한 세트의 허가 기능(enabling function)을 정의한다. 예컨대 프록시 스위치를 사용하여 신규 호 대기(call waiting) 서비스가 이동 통신 네트워크에 통합될 수 있다.

도 3a는 프록시 스위치(300)의 선호되는 배치를 도시한 것이며, 상기 도면에서 프록시 스위치(300)는 BS(107)와 MSC(110)의 사이에 위치한다. 사용자 트랙픽을 전달하는 트렁크(306)의 서브셋(subset)만이 프록시 스위치에서 종단될 필요가 있다. 기타의 트렁크(308)는 MSC(120)와 BS(107)에 직접 연결될 수 있다. BS(107)로부터의 모든 제어 링크(312)는 프록시 스위치(300)에서 종단된다. 프록시 스위치는 제어 평면(302)과 데이터 평면(304)(또한 "베어러 평면(bearer plane)"이라고도 불림)을 포함한다. 상기 제어 평면(302)은 모든 시그널링 트래픽을 처리하며, 상기 데이터 평면(304)은 상기 프록시 스위치에 연결된 트렁크에 대하여 모든 사용자 트래픽을 처리한다.

선호되는 배치 하에서, 프록시 스위치(300)는 제어 평면(302)의 양쪽에서 동일한 시그널링 프로토콜에 따라 통신한다. 예컨대 CDMA 기술에 적합한 실시예에 있어서 BS(107)와 프록시 스위치(300) 사이의 시그널링 링크(312)는 IS-634/IOS A1 인터페이스에 따라 정보를 전달한다. 유사하게 MSC(110)와 프록시 스위치(300) 사이의 시그널링 링크(314)는 A1 인터페이스에 따라 정보를 전달한다. 상기의 상황은 이동 통신 스위치의 상이한 측에서 통신용으로 상이한 시그널링 표준이 사용되는 MSC 또는 BS와 같이 기타 이동 통신 스위칭 콤플렉스(switching complex)와 대비된다. 예컨대 MSC는 콤플렉스의 한 측에 A1 인터페이스를 구비하며, 다른 측(예컨대 스위치의 PSTN측)에서 SS7/ISUP에 따라 통신한다.

기타의 실시예 하에서, 프록시 스위치는 패킷 기반 트래픽, 시그널링과 사용자 트래픽 모두를 전달하기 위해 CDMA2000용의 더욱 신규한 인그레스(ingress) 인터페이스 A8, A9와 이그레스(egress) 인터페이스 A10, A11을 종단한다. 현재의 MSC는 상기의 인그레스 인터페이스를 지원하지 않는다.

프록시 스위치의 데이터 평면(304)은 스위치의 각 측에서 동일한 표준을 사용한다. CDMA 실시예에서 BS측 트렁크(306)는 음성 또는 데이터가 각각 상기 트렁크에서 전달되는지 여부에 의거하여 A2와 A5 인터페이스에 따라 통신한다. 마찬가지로 MSC측 트렁크(307)는 동일한 인터페이스를 사용한다. 이에 비하여 MSC는 한 편에 A2/A5를 구비하지만, 다른 편에서 PSTN 64kbps 펄스 코드 변조(PCM, pulse coded modulation)에 따라 통신한다.

게다가 이동 통신 네트워크에서 기타의 모든 개체가 그들의 시그널링 내에서 자신의 고유 포인트 코드("포인트 코드(point code)"는 네트워크에서 고유 식별자로 사용됨)를 사용하는 반면에, 소정의 실시예에서 프록시 스위치(300)는 자신의포인트 코드를 사용하지 않고 대신에 자신이 수신하는 메시지에 포함된 포인트 코드를 사용한다. 프록시 스위치용 포인트 코드 대신에 BS 또는 MSC의 포인트 코드를 사용함으로써 프록시 스위치의 투명성이 용이하게 된다.

소정의 실시예 하에서, MSC와 프록시 스위치 사이에 일대일 대응이 존재한다. 몇몇 BS는 단 하나의 프록시 스위치와 협력한다.

도 3b는 선호되는 또 다른 배치를 도시한 것이다. 도 3b의 배치에서 프록시 스위치(300)는 하나보다 많은 MSC(110j - 110k)와 통신을 하고 있을 수 있다. 프록시 스위치(300)의 제어 평면(302)은 도 3a의 배치와 같이 몇몇 BS(107a-n)로부터 제어 신호(312a-n)를 수신할 수 있다. 게다가 데이터 평면(304)는 몇몇 BS로부터 트렁크(306a-n)를 수신할 수 있다. 그러나 도 3a의 배치와는 달리 도 3b의 배치는 또한 시그널링 링크(314j-k)에서 다수의 MSC(110j-k)로 정보를 송수신한다.

도 3b의 배치는 부하를 시스템에 좀더 향상되게 분산시키고, 신뢰성을 개선하며(MS에 대체 경로를 제공함으로써 개선함), 사용자의 프로파일을 일관되게 일치시키는 서비스를 제공하도록 구성될 수 있다. 도 3b의 배치를 사용하는 일 실시예 하에서 시스템은 주어진 호출자로부터의 호가 상기 사용자의 트래픽 대부분을 처리하는 MSC(단지 사용자가 자신의 MS(114)를 켜는 지리적 위치가 되는 경우와 대비됨)로 라우팅되도록 구성될 수 있다. 상기 판단은 통계적 감시에 기초하거나 사용자의 프로파일에 구성될 수 있다. 상기와 같이 시스템을 구성함으로써 위치 업데이트 메시지의 양 등이 저감될 수 있다. 기타의 실시예 하에서 프록시 스위치는 호가 상대적으로 저사용되는 MSC로 향하도록 구성될 수 있다. 이러한 방법으로 시스템관리자는 관리하는 전체 통신 시스템의 부하를 더 잘 재단할 수 있다. 또한 호는 주어진 사용자의 프로파일과 일치되는 서비스를 제공하는 MSC로 라우팅될 수 있다.

프록시 스위치(300)는 모든 시그널링 메시지를 수신하고, 상기 메시지와 시스템의 상태에 따라 다음 중 적어도 하나를 수행하는 소프트웨어를 포함한다.

1. 상기 메시지를 변경하지 않은 채 상기 메시지에 어드레스된 MSC 또는 BS로 송신한다.

2. 상기 MSC와 BS 사이의 메시지를 인터셉트한다.

3. 일부 인터셉트된 메시에 대하여 상기 인터셉트된 메시지를 상이한 메시지로 변환하고 상기 변환된 메시지를 인터셉트된 원래의 메시지를 대신하여 상기 인터셉트된 메시지에 어드레스된 MSC 또는 BS로 전송한다.

4. 상기 이동 통신 네트워크 및 PSTN 기반 네트워크로부터 메시지를 대체 네트워크로 사이퍼닝한다.

각 경우에 수행되는 동작의 유형과 개시 이벤트는 이하에서 설명된다.

많은 경우에, 특히 MS(114)로부터의 메시지가 사이퍼닝되어 트래픽이 대체 네트워크로 향할 때 프록시 스위치(300)는 MSC(110)처럼 행동할 수 있다. 상기와 같은 역할에서 프록시 스위치는 종래의 MSC가 수행하던 책임과 역할을 달성한다. 상기 기능과 역할 중 일부는 이동성 관리와 관련된다. 로밍하는 MS의 경우를 고려해 본다. MS가 한 셀로부터 다른 셀로 로밍함에 따라 상기 MS는 상이한 MSC가 담당하는 셀로 로밍할 수 있으며, 따라서 소스 MSC와 타켓 MSC 사이의 핸드오프를 필요로 한다. 만약 프록시 스위치(300)가 메시지를 사이퍼닝하여 호/세션이 대체 네트워크로 향해 있다면, 핸드오프는 종래의 MSC에 의해 관리되는 방법과 유사하게 프록시 스위치에 의해 관리되어야 한다. 프록시 스위치는 적절한 데이터베이스가 상기 MS의 새로운 위치를 가지고 업데이트되도록 보장하여야 한다. 프록시 스위치의 또 다른 기능은 자원의 할당과 관련된다. 특히 MS가 신규 호/세션을 요청하는 메시지를 개시하였을 때 적절한 회선(채널)이 상기 세션에 대하여 할당되어야 한다. 시스템의 구성과 시스템 상태에 따라 프록시 스위치는 종래의 MSC가 회선을 할당하는 것과 유사하게 상기의 할당을 수행한다.

도 4는 프록시 스위치가 몇몇 대체 네트워크, 예컨대 IP 백본(412), 또는 상이한 사업자(carrier)와 같은 대체 회선 기반 네트워크(414)에 연결되는 예시적 배치를 도시한 것이다. 상기 대체 네트워크는 값비싼 MSC(110)의 자원과 PSTN(120)을 일부 또는 전부 회피하면서 음성 및/또는 데이터 트래픽을 원하는 목적지에 전달하는데 사용될 수 있다. 대안적으로 상기 배치는 회선 트래픽이 상이한 네트워크로 귀로(backhaul)되도록 사용될 수 있다. 예컨대 뉴햄프셔주의 Nashua시로부터의 회선 트래픽이 매사추세츠주의 Waltham시에 있는 MSC로 귀로될 수 있다. 또는 상기 배치는 기타의 네트워크와 연결하는데 사용될 수 있다. 예컨대 IP 백본(412)은 IP 음성 네트워크(418) 또는 인터넷(416)과 통신할 수 있다. 이하에서 설명되는 바와 같이, 트래픽을 대체 네트워크로 사이퍼닝할 때 제어 정보(예컨대 시그널링 메시지로부터의 제어 정보)와 링크(306)에 있는 베어러 회선으로부터의 음성 또는 데이터가 대체 네트워크를 통해 전송될 수 있다.

상기의 예시적 배치를 지원하고 투명성을 유지하기 위해 본 발명의 선호되는실시예는 소정의 핵심적 기능을 제공한다. 핵심적 기능은 트렁크(306)로부터의 트래픽이 MSC(110)에 도달하기 전에 이를 흡수하는 것을 촉진하고, 대체 회로로부터 트렁크(306)로 트래픽을 주입하는 것을 촉진하고, 투명한 동작을 촉진하고, 더 높은 레벨의 응용을 위한 기본으로서 역할을 하며, 그리고/또는 오류 복구 절차를 지원한다.

(프록시 서버가 존재하는 경우에 이동성 관리를 위한 절차)

MS(114)가 네트워크에서 로밍할 때 이동성 관리를 위한 표준 절차는 상기 MS가 한 셀에서 또 다른 셀로 로밍함에 따라 상기 MS가 위치 업데이트 또는 등록 통보를 발행하는 것이다. 상기의 업데이트는 MSC(110)가 수신하고(BSC를 통함), 궁극적으로 VLR/HLR 콤플렉스가 상기 MS의 신규 위치를 가지고 업데이트된다. 그러나 표준 절차는 본 발명의 소정 실시에와 시스템 상태에서 기능하지 않을 수 있다. 예컨대 상기 MS는 상기 MSC를 사용하지 않는 호(예컨대 대체 네트워크에 의해 처리되는 호)에 관여될 수 있으며, 여전히 MS는 위치 업데이트 또는 핸드오프 메시지를 발행할 필요가 있을 수 있다. 상기의 목적으로 본 발명의 선호되는 실시예는 도 3 및 도 5와 공동으로 관련하여 설명된 프록시 스위치용 이동성 관리 로직을 제공한다.

위치 업데이트 또는 핸드오프 메시지가 BS(107)로부터 프록시 스위치(300)에 의해 수신되면, 프록시 스위치(300)는 상기 MS가 호(505)에 현재 관여되어 있는지 여부를 판정한다. 상기 MS가 호에 관여되어 있지 않으면, 프록시 스위치(300)는 위치 업데이트 메시지가 단계(510)를 통과하여 MSC(110)로 전달되는 것을 허용한다. 그리하여 상기 MSC(110)는 종래와 같이 VLR(116)을 업데이트한다(515). 그리고 나서 로직 흐름이 종료한다(599).

만약 MS(114)가 호에 관여하고 있다고 프록시 스위치(300)가 판정하면 프록시 스위치는 MSC(110)가 상기 호에 관여하고 있는지 여부를 알아보기 위해 검사를 한다(520). 예컨대 상기 검사는 프록시 스위치에 의해 유지되는 상기 호("세션"이라고도 알려져 있음)에 대한 상태 정보를 분석함으로써 수행될 수 있다. 상기 MSC가 상기 MS와 호에 관여하고 있으면 프록시 스위치는 핸드 오프 메시지가 통과하여 MSC(110)로 전달된다는 점을 제외하고 전술한 바와 같이 진행한다.

상기 MS가 호에 관여하고 있고 MSC가 상기 호에 관여하고 있지 않다면, 프록시 스위치(300)는 핸드오프 메시지를 상기 BS(107)로부터 인터셉트하고(525), 상기 핸드오프 메시지에 있는 정보를 사용하여 상기 핸드오프 메시지를 위치 업데이트 메시지로 변환한다(530). 그리고 나서 상기 위치 업데이트 메시지는 MSC(110)로 전송되며(535) 프록시 스위치는 상기 변경을 반영하여 자기 자신의 로컬 데이터베이스(도시되지 않음)를 업데이트한다. 상기 로컬 데이터베이스는 프록시 스위치에 대하여 VLR으로서 역할을 하며 VLR이 보유하는 모든 정보를 보유한다(프록시 스위치가 이따금 MSC와 유사하게 기능하는 것이 필요하기 때문임). 그 다음에 프록시 스위치(300)는 확인 응답 메시지를 BS(107)로 전송한다(540). 그리하여 로직 흐름은 종료한다(599).

(프록시 스위치가 존재하는 경우에 부가 기능을 관리하기 위한 절차)

본 발명의 선호되는 실시예 하에서, MS가 통화중이 아니라고 MSC가 믿고 있을 때 MS가 이따금 통화중(busy)일 수 있다. 예컨대 MS는 MSC가 PSTN(120)으로부터 호를 MS에 전달하려고 할 때 대체 네트워크에 의해 처리되고 있는 데이터 또는 음성 호로 인해 통화중일 수 있다. 상기와 같은 상황을 지원하기 위해 프록시 스위치(300)는 MS에 상기와 같은 상황을 통지하는 로직을 제공한다. 상기 로직을 사용하여 종래의 호 대기와 같은 부가 서비스가 프록시 스위치에 의해 제공될 수 있다. 더욱이 신규 형태의 호 대기와 기타 신규 서비스가 상기 핵심 지원 기능 위에 수립될 수 있다.

도 3 과 도 6a에 관하여 함께 언급하면, 호가 MSC(110)로부터 프록시 스위치(300)에 도달하면 프록시 스위치는 상기 메시지가 도달하는 당시에 상기 MS가 호에 관여하고 있는지 여부를 판정한다(602). 만약 MS가 통화중이 아니면 프록시 스위치(300)는 MSC에서 비롯된 메시지가 BS(603)로 통과하여 전달되는 것을 허용한다. 그리고 나서 로직 흐름은 종료한다(699).

만약 상기 MS가 통화중이면 프록시 스위치는 상기 MSC가 아닌 상기 프록시 스위치에 의하여 상기 MS 호가 처리되고 있는지 여부를 판정한다(604). 예컨대 상기 호는 상기 프록시 스위치(도 4 참조)에 연결된 대체 네트워크에 의해 처리될 수 있고, 상기 경우에 프록시 스위치는 MSC와 유사하게 동작하면서 상기 호를 처리할 필요가 있다. 상기 프록시는 메시지가 통과하여 전달되도록 하지만은 않는다. MSC가 아닌 프록시에 의하여 상기 호가 처리되고 있다면 프록시 스위치는 MSC(110)로부터 상기 호를 인터셉트하고(605), 상기 인터셉트된 메시지를 기능 통보(feature notification) 메시지로 변환한다(606). 그 다음에 프록시 스위치(300)는 MS(114)로의 후속 전송을 위해 기능 통보 메시지를 BS(107)로 발행하며(607), 상기 기능 통보 메시지는 착신(incoming) 호를 사용자에게 고지하기 위해 사용될 것이다. 프록시 스위치는 BS로부터 상기 기능 통보 메시지에 대한 임의의 응답을 인터셉트 하고(608), 그에 따라 동작한다. 프록시 스위치가 어떻게 동작하는지는 상기 로직을 사용하는 애플리케이션에 의존한다.

상기 MS가 상기 프록시 스위치에 의해 처리되는 호에 관여하고 있고 또한 상기 MSC에 의해 처리되는 호에도 관여되고 있으면, 프록시 스위치는 상기와 같은 상태에 대한 응답으로 인식되는 동작(609)을 수행한다. 상기 동작은 관여된 특정 애플리케이션에 의존한다. 종래의 호 대기는 단지 전술한 핵심 기능 위에 수립될 수 있는 하나의 그러한 서비스에 불과하다.

어느 순간에 MS가 둘 다 대체 네트워크를 관여하는 두 개의 호에 관여되어 있고 대체 네트워크 또는 MSC로부터 상기 MS에 대한 제3의 호가 도달하면, 상기 프록시 스위치는 애플리케이션의 로직에 따라서 상기 제3의 호를 지시할 것이다. 예컨대 호 대기 애플리케이션에서 제3의 호는 상기 가입자 프로파일에 포함된 명령에 따라서 라우팅될 것이다. 공통적 옵션은 상기 호를 상기 가입자의 음성 메일로 향하도록 하는 것이다. MS가 둘 다 MSC를 관여하는 2개의 호에 관여되어 있고 대안적 네트워크로부터 상기 MS에 대한 제3 호가 도달하면 유사한 로직이 사용된다. 다시, 가입자 프로파일은 상기 제3의 호가 어떻게 처리될 것인지를 규정하며, 상기 프록시 스위치는 상기 로직을 따른다. 마지막으로, MS가 둘 다 MSC와 관련된 2개의 호에 관여되어 있고 상기 MS에 대한 제3의 호가 도달하면 상기 MSC 자신이 이 경우에있어서 상기 제3의 호를 처리하기 위해 자신이 따를 로직을 결정할 것이란 점을 유념해야 한다.

예컨대 도 3 및 도 6b는 공동으로 예시적 호 대기 애플리케이션을 도시한 것이다. 상기 로직은 전술한 바와 같이 단계(608) 또는 단계(609)로 표지된 동작을 통해 동작한다(도 6b는 600과는 대조적으로 블록 608 또는 609에서 시작된다는 것을 유념해야 함). 즉, 비록 도 6b가 종래의 호 대기와 같은 특정의 부가 기능을 묘사하는데 도움이 되지만 상기 부가 기능에 대한 초기 동작은 도 6a와 관련하여 설명된 것들이다.

로직이 단계(608)에서 시작하면, 이는 MS가 호에 관여되고 있고, 상기 프록시 스위치가 상기 호를 처리하고 있으나 상기 MSC는 그러하지 않다는 것을 프록시 스위치가 이미 발견하였음을 의미한다. 이 지점에서 프록시 스위치는 이미 MSC로부터 호 요청을 이미 인터셉트하였고, 이를 기능 통보로 변환하였으며, 기능 통보를 BS에 발행한다. 그리고 나서 프록시는 BS로부터 상기 메시지에 대한 응답을 수신하여 인터셉트한다.

도 6b의 호 대기 애플리케이션 로직 하에서, 사용자가 상기 호를 기꺼이 수용하고자 함을 표시하면 프록시 스위치는 응답을 상기 MS가 MSC로부터의 신규 호를 수용하고 있음을 나타내는 메시지로 변환한다(615). 그 다음에 프록시 스위치(300)는 상기 변환된 메시지를 MSC에 발행한다(620). 본 예시의 이 지점에서 MSC는 상기 호가 일상적인 호인 것으로 "생각"하며, 즉 MSC 상태는 MS와 오직 하나의 호를 반영한다. 사실은 상기 신규 호를 수용하면서 상기 사용자는 호 대기 모드에서 2개의호를 수신하고 있다. 하나의 호는 MSC에 의하여 처리되고, 또 다른 호는 프록시 스위치에 의하여 처리된다. 프록시 스위치 상태는 2개의 호를 반영한다. 프록시 스위치(300)는 MSC(110)가 신규 호를 설정하는 것을 보조한다(625). (상기 마지막 단계는 사용자가 상기 호를 수용한 경우에만 도달하며, 만약 상기 사용자가 상기 호를 수용하지 않으면 프록시 로직은 타임 아웃되고 단계 625에 도달되지 않는다.) 예컨대 프록시 스위치(300)는 MSC로부터 수용된 호가 MS까지 통과하여 가도록 대체 네트워크로부터의 호를 대기(park)할 필요가 있을 수 있다. 그리하여 프록시 스위치(300)는 MS로부터 임의의 후속 기능 통보 응답을 인터셉트하고(630), 필요에 따라 MSC 또는 프록시 스위치로 재지정(redirection)한다. 예컨대 사용자는 이동 통신 네트워크와 대체 네트워크에 의해 담당되는 호 사이를 "토글(toggle)"하기를 원할 수 있다. 프록시 스위치는 하나의 호를 대기시키고 또 다른 호를 사용자에게 연결하고자 하는 상기 응답을 후속 기능 통보를 인터셉트하는 동작의 일부로서 인터셉트할 필요가 있을 수 있다. 기타의 상황에서, 프록시 스위치는 MSC가 상기 MS에 연결하고자 하는 다수의 호(일부는 대기중임)를 가지고 있으면 MSC에 상기 유형의 응답을 전송해야 할 필요가 있을 수 있다. 상기 호가 종료될 때 프록시 스위치(300)는 적절한 요금 청구 정보를 시스템에 전송한다(640). 이는 서비스가 상기 MSC를 관여하지 않게 되었을 때 사용자에게 적절하게 요금이 청구될 수 있도록 하기 위해 필요한 것이다. 상기 정보가 유지되고 요금 청구 시스템에 전송되는 방법은 시스템을 사용하는 서비스 제공자와 구현에 의존한다. 대부분의 서비스 제공자는 요금 청구 정보가 수집되고, 포맷이 지정되고, 전달되는 방법을 특정한다.

만약 MS(114)가 하나의 호에 관여되어 있고 또한 MSC에 의해 처리되는 하나의 호에 관여되어 있다면, 그리고 만약 MSC가 신규 호가 상기 MS에 예정되어 있음을 표시하면, 프록시 스위치(300)는 MSC로부터 BS(107)로 향하는 기능 통보 메시지를 인터셉트하도록(650) 구성될 수 있다. 상기 기능 통보 메시지가 BS로 전달되는 것이 차단되며(655), 따라서 BS로부터 아무런 응답도 MSC에 발행되지 않는데(660), 이는 상기 기능 통지 메시지가 BS로 전송되는 것이 차단되었기 때문이다. 그리하여 로직 흐름은 종료된다(699). MSC는 응답을 수신하지 못하고 MS가 상기 호를 수신하는 것을 원치 않는다고 추정한다. 그리하여 MSC는 상기 호, 예컨대 가입자의 음성 메일을 종료하기 위해 표준 절차를 사용하거나, 혹은 가입자가 응할 수 없다고 말하는 메시지를 실행한다.

도 6b의 호 대기 애플리케이션 로직은 2개의 동시 호를 처리하는 것에 한정된다. 동일한 일반적 방법이 호 대기를 위해 2개보다 많은 호를 처리하는 경우, 대체 네트워크로부터 다수의 호를 처리하는 경우, 그리고 데이터 호와 음성 호를 처리하는 경우 등에 확장될 수 있다.

(프록시 스위치가 존재하는 경우에 고장 관리를 위한 절차)

BS(107)와 MSC(110) 사이의 시그널링 링크의 고장 관리를 위한 표준 절차가 존재한다. 상기의 절차 하에서 BS와 MSC 모두는 피어(peer)로 간주되며, 피어1과 피어2로 칭하도록 한다. 두 피어 모두는 순방향 순서 번호(FSN, Forward Sequence Number)와 역방향 순서 번호(BSN, Backward Sequence Number)라고 불리는 2 세트의 번호를 유지한다. FSN은 피어로 전송된 마지막 메시지를 확인하며, BSN은 피어로부터 수신된 마지막 메시지를 확인한다. 예컨대 피어1과 피어2 사이에 2개의 시그널링 링크 SLC0과 SLC1이 존재한다고 가정하도록 한다. 만약 피어1은 FSN=5이고, 피어2는 BSN=3이라면, 피어1은 메시지5까지 이를 포함하여 모든 메시지를 피어2에 전송하였음을 알고 있다. 피어2는 메시지3까지 이를 포함하여 모든 메시지를 수신하였음을 알고 있다. SLC0가 단절되고 피어1이 상기와 같은 단절을 검출하였다면 피어1은 피어2에게 링크 SLC1으로 변경할 것을 요청하는 순서 변경(COO, Change Over Order) 메시지를 피어2에 전송한다. 피어2는 변경 승인(COA, Change Over Acknowledgment)으로써 응답한다. 상기 메시지에 포함된 것은 어느 분실 메시지가 재전송될 수 있는지에 기초한 BSN 숫자이다. 예컨대 위의 경우에 있어서, 메시지4와 메시지5가 피어2에 재전송될 필요가 있다.

추가적 예로서, 피어1은 FSN=10이고 BSN=6이며, 피어2는 FSN=8, BSN=5인 경우를 고려하도록 한다. 또한 피어1과 피어2 사이에 존재하는 2개의 시그널링 링크(SLC0와 SLC1로 표시됨)가 존재하고, SLC0가 피어1에서 검출된 바와 같이 단절되었다고 가정한다. 그러면 피어1은 COO 메시지를 링크 SLC1을 이용하여 피어2로 전송하며 상기 COO 메시지에 자신의 BSN(=6)을 포함시킨다. 피어2가 상기 메시지를 수신할 때 피어2는 상기 수신된 BSN을 자신의 내부 FSN(=8)과 비교하고 따라서 마지막 2개 메시지(8-6=2)가 재전송될 필요가 있다고 판정한다. 피어2는 재전송될 2개의 마지막 메시지를 대기 행렬에 넣고(queue up) 자신의 BSN(=5)을 포함한 COA 메시지를 전송한다. 피어1은 상기 COA 메시지를 수신하고 상기 수신된 BSN을 자신의 내부 FSN(=10)과 비교하여 마지막 5개 메시지(10-5=5)가 재전송될 필요가 있다고 판정한다. 상기 마지막 5개 메시지는 피어2에 재전송되기 위해 피어1에 의하여 대기 행렬에 넣어진다.

선호되는 실시예 하에서 BS와 MS 사이의 표준 재실행(replay) 및 복구 메커니즘이 기능할 것으로 예상되지 않는다. 짧게 말하면 BS(107)는 MSC에 의해 결코 수신되지 않는 메시지(예컨대 사이퍼닝된 메시지와 이의 역, 예컨대 차단된 MSC 메시지)를 프록시 스위치에 전송할 수 있다. 따라서 BS와 MSC에서의 기본적 FSN/BSN 상태는 전체 시스템의 상태를 정확히 반영하지는 않을 것이다.

따라서 본 발명의 선호되는 실시예 하에서 프록시 스위치는 새로운 형태의 고장 관리를 제공한다. 도 3과 도 7a 및 도 7b를 공동으로 언급하면, 프록시 스위치는 MSC(110)로의 각 링크에 대하여 FSN 및 BSN 카운터 한 세트와 BS(107)로의 각 링크에 대하여 FSN 및 BSN 카운터 한 세트를 생성한다(705). 도 7b에 대하여 특별히 언급하면 상기 도면은 상기 개념을 설명하기 위해 단일 링크 배치를 도시한 것이며, MSC에 있는 링크(785)용 FSN/BSN 쌍(787)과 링크(786)용 FSN/BSN 쌍(789)은 종래적인 것이다. 쌍(787)은 MSC로부터 링크 세그먼트(785)에서 전송되고 확인 응답된(또는 "acked") 메시지의 수를 추적한다. 쌍(789)은 BS로부터라는 점을 제외하고는 동일한 것을 추적한다. 프록시 스위치(300)는 FSN/BSN 쌍(788, 790)을 포함한다. 쌍(788)은 프록시 스위치(300)로부터 BS(107)로 향하는 링크 세그먼트(786)에서 전송되고 확인 응답된 메시지의 수를 추적한다. 쌍(790)은 프록시 스위치(300)로부터 MSC(110)로 향하는 링크 세그먼트(785)에서 전송되고 확인 응답된 메시지의 수를 추적한다.

위에서 시사하는 바와 같이 쌍(787)에 대한 값이 쌍(788)에 대한 값과 일치할 것이라는 예상은 존재하지 않는다. 예컨대 MSC 메시지가 BS(107)로 전송되는 것이 본 명세서에 논의된 바와 같이 통상의 프록시 스위치 로직의 일부로서 차단될 수 있다. 상기와 같이 메시지를 차단함으로써 쌍(787)의 FSN 값이 쌍(788)의 값보다 1 더 커야 한다. 게다가 쌍(787)의 FSN과 BSN의 차이와 쌍(788)의 FSN과 BSN의 차이가 일치해야만 한다는 예상이 존재하지 않는다. 예컨대 MSC(110)로부터의 하나의 메시지가 프록시 스위치(300)에서 본 명세서에서 설명된 바와 같이 통상적 프록시 스위치 로직의 일부로서 차단될 것으로 추측되는 단순한 상황을 가정한다. 쌍(787)에서의 차이는 MSC(110)에서 수신된 확인 응답이 존재할 때까지 1일 것이나, 어떠한 메시지도 BS(107)에 전송되지 않았기 때문에 쌍(788)에는 차이가 존재하지 않을 것이다.

메시지가 프록시 스위치(300)에 수신됨에 따라 프록시 스위치는 상기 메시지를 인터셉트하고 위에서 약술한 바와 같이 FSN/BSN 쌍을 업데이트한다.

만약 프로시 스위치(300)가 링크(785)가 고장났다는 MSC(110)로부터의 COO 메시지를 검출하면(715), 프록시 스위치(300)는 상기 메시지를 인터셉트하고(720) 상기 메시지가 BS(107)에 전달되는 것을 허용하지 않는다. 상기 COO는 쌍(787)의 BSN 정보를 포함하며, 시그널링이 변경되어야 하는 신규 링크(도시되지 않음)를 확인한다. 그리하여 프록시 스위치는 프록시 스위치와 BS 사이의 링크(786)(링크 786은 링크 785에 대응함)를 강제적으로 단절한다(725). 상기 단절은 다음과 같이 시뮬레이션된다. 수 밀리 초(millisecond)마다 종래의 BS와 MSC는 "필-인 신호(fillin signal)"이라 불리는 메시지를 송출하며, 상기 메시지는 수신되어 링크가 동작하고 있음을 수신기가 알게 된다. 수신기가 특정 시간 길이에 필-인 신호를 수신하지 않으면 수신기는 단절을 추정하고 COO 메시지를 전송한다. 따라서 단절을 시뮬레이션하기 위해서, 본 발명의 일 실시예는 소프트웨어 기반 프로토콜 상태 머신(state machine)을 "필-인 신호"를 전송하지 않도록 변형하고, 그러면 단절을 신호하며 프록시 스위치에서 COO메시지가 발생되도록 한다(상기 변형은 종래의 MSC와 관련된 것임).

프록시 스위치는 쌍(787)에 대한 정보를 포함한 원래의 COO 메시지의 BSN 정보와는 달리 쌍(788)의 BSN을 갖는 COO 메시지를 BS(107)로 발생한다. 상기 신규 COO는 링크(절단을 시뮬레이션한 링크)에서 수신한 메시지의 수(즉, 쌍 788의 BSN)를 BS에게 알린다. 상기 발생된 COO는 변경을 위해 사용되는 신규 링크(도 7b에는 도시되지 않음)를 사용한다. 상기 신규 링크는 프록시 스위치(300)와 MSC(110) 사이의 변경 링크에 대응한다.

그리하여 변형된 BSN 수가 신규 COO 메시지에 의해 BS(107)로 전송된다(735). 상기 COO는 절단되지 않은 링크로 전송된다. 그 다음에 프록시 스위치(300)는 BS(107)로부터 COA(승인) 메시지를 기다려서 수신하며(740), 신규 COA 메시지를 발생한다(745). 상기 신규 COA는 쌍(789)에 있는 정보와는 달리 쌍(790)의 BSN 정보를 포함한다. 상기 신규 COA는 MSC(110)에 전송된다(750).

그리고 나서 프록시 스위치는 MSC와 BS로부터 새로운 링크에서 전송될 재전송 정보를 기다려서 수신한다. 그 다음에 수신된 임의의 정보는 각 목적지에 재전송되거나(755), 일상적인 과정(본 명세서에서 설명한 바와 같이 잠재적으로 차단되는 것을 포함함)에서 그러한 것처럼 처리된다. 로직 흐름은 종료된다(799).

상기 실시예 하에서 프록시 스위치는 각 시그널링 링크에서 단절을 검출하는데 있어 BS 또는 MSC에 의존한다. 시그널링 링크에서의 단절은 현재의 BS 아키텍처의 결과로서 강제된다. 즉 단절은 COO를 위해 필요한 이벤트를 생성하기 위해 요구된다. 기타의 실시예 하에서 프록시 스위치가 단절을 검출할 수 있으며, 이에 응답하여 프록시 스위치는 BS와의 관계에서 MSC를 모방하거나 MSC와의 관계에서 BS를 모방한다.

(COO 메시지에 기초하여 흡수의 자동 개시를 위한 절차)

본 발명의 소정 실시예 하에서 프록시 스위치는 언제 시스템이 대체 네트워크(예컨대 도 4 참조)로의 재지정(redirection)[또는 사이퍼닝(siphoning)]으로부터 이익을 얻을 수 있는지를 동적으로 결정할 수 있다. 예컨대 본 발명의 일 실시예 하에서 프록시 스위치(300)는 시스템 대역폭의 측정 기준으로서(예컨대 시그널링 대역폭 감소는 시스템 대역폭 감소로 해석됨) 시그널링 대역폭을 직접 또는 간접적으로 감시한다. 일 실시예에서 MSC로부터의 순서 변경(COO, Change Over Order)은 MSC에서의 혼잡에 대한 신호로서 사용될 수 있으며, 또는 영향받은 링크가 회복되거나 트래픽이 상기 링크로 다시 변경될 때까지는 적어도 MSC로의, 또는 MSC로부터의 대역폭이 손상될 것이라는 사실에 대한 신호로서 사용될 수 있다. 따라서 프록시 스위치(300)는 MSC로의 트래픽을 "감속(slow down)"시키고 이에 응답하여 상기 프록시 스위치에 연결된 대체 네트워크로의 트래픽 사이퍼닝을 개시하기위한 개시 이벤트(triggering event)로서 COO를 인터셉트한다.

이와 관련하여 예시적 로직의 한 형태가 도 8과 관련하여 도시되어 있다. 프록시 스위치는 MSC(110)와 BS(107)로의 각 링크에 대하여 FSN과 BSN 카운터 세트를 생성한다(805). BS로의 또는 BS로부터의 각 메시지는 인터셉트되고 이에 따라 순서 번호가 업데이트된다(810). 프록시 스위치가 MSC(110)로부터의 COO 메시지를 검출하면(815), 프록시 스위치(300)는 상기 메시지를 인터셉트하고(820) 상기 메시지가 BS(107)로 전달되는 것을 허용하지 않는다. 상기 경우에서 COO는 요청되는 변경을 나타낼 뿐이며 메시지가 재실행(replay)될 필요가 있음을 표시하지 않는다. 그리하여 프록시 스위치(300)는 MSC에 대해 수정된 BSN 번호를 갖는 COA 메시지를 발생시키고(825), COA 메시지를 MSC(110)에 전송한다(830). 상기 수정된 순서 번호는 전술한 바와 유사하게 메시지의 처리 동안에 프록시 스위치에 의해 생성된 메시지이다. 따라서 MSC는 이제 자신의 COO가 발생한 것으로 믿는다. MSC와 BS 사이의 통신 대역폭은 하나 더 적은 시그널링 링크가 이용 가능하기 때문에 변경의 결과로서 더 줄어들 것이다.

그러나 프록시 스위치(300)와 MSC 사이의 대역폭이 전술한 COO의 결과로서 손상된다 하더라도 BS(107)와 프록시 스위치(300) 사이의 대역폭은 손상되지 않는다. 프록시 스위치는 트래픽을 대체 네트워크로 사이퍼닝함으로써 상기 상황을 이용할 수 있다. 따라서 프록시 스위치는 프록시 스위치의 BS측으로부터 발생된 트래픽에 대한 트래픽 사이퍼닝을 개시한다(835). MS(114)로부터 음성 및 데이터 트래픽을 전달하는데 사용될 수 있는 많은 유형의 대체 네트워크(예컨대 도 4 참조)가존재한다. 프록시 스위치에 연결된 다수 유형의 대체 네트워크가 존재한다면 프록시 스위치는 데이터 또는 음성과 같은 통신의 유형에 따라 대체 네트워크의 유형을 선택할 수 있다. 사이퍼닝을 개시함에 있어서 프록시 스위치는 소정의 베어러 회선 트래픽을 적절한 대체 네트워크로 라우팅하는데 필요한 바(이하에서 설명될 것임)에 따라 데이터 평면을 구성할 것이다. 예컨대 VoIP 어셈블리(404)는 시그널링 메시지로부터 추출된 정보를 가지고 구성될 것이다.

트래픽의 사이퍼닝은 주어진 세션동안 지속된다. 프록시 스위치(300)는 그 후에 FSN, BSN 번호를 전술한 바와 같이 유지한다. 그리고 나서 FSN과 BSN 카운터를 유지하면서, BS(107)로부터의 임의의 COO 메시지가 인터셉트되고 COA가 발생되며 BS로 전송된다.

MSC(110)로부터의 임의의 COO 메시지가 인터셉트되고(850), MSC가 이전의 다운 링크에서 트래픽을 수신할 준비가 다시 이루어졌음을 상기 메시지가 나타내는지 여부, 즉 상기 COO가 변경 메시지인지 여부를 알아보기 위해 검사된다. 상기와 같은 메시지가 존재하면 프록시 스위치는 이를 MSC가 더 높은 수준의 트래픽을 다시 처리할 수 있고 사이퍼닝되는 링크와 트래픽을 "재연결(reconnect)"하기 위해 조치를 취할 수 있다는 것으로 해석한다. (상기 COO가 변경 메시지가 아니면 상기 메시지는 추가적 트래픽 사이퍼닝으로부터 이익을 얻을 수 있을 상황을 표시하는 여전히 또 다른 변경 메시지일 수 있다.)

변경 메시지가 존재하면, 신규 COO가 수정된 BSN을 가지고 발생되며(855), BS(107)로 전송된다(860). 수정된 BSN은 전술한 바와 같이 프록시에 의하여 유지되는 것이다. 그리하여 프록시 스위치(300)는 BS(107)로부터 COA 메시지를 기다려서 수신한다(865). 그 다음에 신규 COA 메시지가 수정된 BSN 번호를 가지고 발생되며(870), MSC(110)로 전송된다(875). 그리고 나서 프록시 스위치는 트래픽 사이퍼닝 절차를 중지한다. 제어 평면은 이에 따라 데이터 평면을 지시한다.

소정의 실시예 하에서 트래픽을 사이퍼닝하는 결정은 기타의 고려를 포함할 수 있다. 예컨대 대체 네트워크는 프록시 스위치 로직이 고려할 수 있는 QoS 보장을 제공할 수 있다. 일 실시예에서 사이퍼닝은 세션 경계에서만 존재한다. 따라서 하나의 호가 사이퍼닝되어야 한다면 상기 호는 호 개시에서 사이퍼닝된다.

상기의 설명은 COO가 네트워크 혼잡의 표시로서 전송되는 것을 전제로 한다. 본 발명의 일 실시에에서 자동 사이퍼닝용의 전술한 로직이 도 7a 및 도 7b아 관련하여 논의된 고장 관리 로직과 함께 추가된다. 상기 실시에에서 프록시 스위치(300)가 MSC로부터 COO를 수신할 때마다 프록시 스위치는 전술한 재실행 로직을 수행한다. 그러나 BS로부터의 COO 메시지는 시그널링 링크에 있어서의 단절로 항상 취급되며 재실행 로직이 수행되고 사이퍼닝은 수행되지 않는다.

(BSC와 MSC에 걸쳐서 포인트 코드를 보존하기 위한 절차)

SS7 네트워크에서 모든 네트워크 구성 요소는 "포인트 코드(point code)"라 불리는 고유 번호에 의해 어드레스된다. 따라서 모든 BSC와 MSC는 고유 포인트 코드를 가질 것이다. 일반적으로 BSC로부터 MSC로의 메시지는 의도된 MSC의 포인트 코드와 같이 목적지 포인트 코드, 그리고 메시지의 출처인 BSC의 포인트 코드와 같이 시발 포인트 코드를 포함한다.

BSC로부터 MSC로의 메시지는 MS로부터 비롯된 호에 대하여 상기 호에 할당될 베어러 회선을 추가적으로 요구한다. 베어러 회선(음성 및 데이터를 전달함)은 회선 확인 코드(CIC, Circuit Identification Code)에 의해 확인된다.

프록시 스위치에 의한 투명한 동작을 지원하기 위해 BSC와 MSC 사이를 이동하는 포인트 코드와 CIC가 모든 메시지에 대해서 보존된다. 베어러 트래픽을 전달하는 일부 회선이 BSC로부터 MSC까지 투명하게 통과할 것이고, BSC로부터 나오는 기타의 회로는 프록시 스위치에서 종단될 것이며, MSC는 상기의 종단을 인식하지 못할 것이라는 사실로부터 상기 요구 사항이 복잡해 진다.

전술한 바와 같이 일부 트렁크(308)는 BS와 MSC 사이의 직접 연결을 위해 사전에 규정되며, 반면에 기타 트렁크(312)는 프록시 스위치에 연결된다. 유사하게, 선호되는 실시예에서 일부 베어러 회선은 BS와 MSC 사이의 직접 연결["통과 전달(pass through circuit)']을 위해 사전에 규정되며, 나머지 회선은 프록시 스위치에서 종단된다("사이퍼닝 가능 회선").

일 실시예 하에서, 정상 동작 중에 MSC는 임의의 호에 대하여 사이퍼닝 가능 회선을 할당하지 않을 수 있다. 트래픽을 사이퍼닝 할 때(전술한 바와 같음) 프록시 스위치는 BS로부터의 호에 대해 사이퍼닝 가능 회선을 할당할 수 있으며(적절한 CIC를 BS에 전달하는 것에 의함), BS는 상기 회선에 음성 또는 데이터를 전송함으로써 응답할 것이다. 그리하여 이하에서 설명될 바와 같이 음성 또는 데이터는 상기 회선으로부터 판독되어 DACS(402)를 따라서 적절하게 대체 네트워크로 전달될 수 있다.

프록시 스위치의 고장이 발생한 경우에 MSC에서 정보의 일관성을 보장하기 위해, 본 발명의 일 실시예 하에서는 네트워크 관리 시스템이 MSC에 있는 CIC 데이터베이스를 액세스하고 사이퍼닝 가능 회선을 이용 가능한 것으로 마크한다. 상기 조치의 결과로 MSC는 상기의 회선이 할당에 이용될 수 있다고 생각할 것이며, 네트워크는 종래의 이동 통신 네트워크(즉 프록시 스위치가 결여된 네트워크)처럼 행동할 것이다.

프록시 스위치가 복구될 때 네트워크 관리 시스템은 MSC에 있는 CIC 데이터베이스에 재접속하며, 그러나 이번에는 사이퍼닝 가능 회선을 "이용 불가능(unavailable)"으로 마크한다. 또한 상기 네트워크 관리 시스템은 프록시 스위치 데이터베이스를 액세스하여 사이퍼닝 가능 회선을 "이용 가능"으로 마크한다. 그리하여 상기 회선은 프록시 스위치에 의해 전술한 바와 같이 할당될 수 있다. 일부 실시예 하에서 상기 사이퍼닝 가능 회선은 MSC에서 "이용 불가능"으로 마크될 수 있으며, 프록시 스위치가 점진적으로 상기 사이퍼닝 가능 회선의 더 많은 부분에 대한 제어를 획득하도록 프록시에서 점진적으로 "이용 가능"으로 마크될 수 있다.

도 3b의 배치를 처리하기 위해서 전술한 방법이 보충될 필요가 있다. 특히 도 3b의 배치를 처리하기 위해서 프록시 스위치는 BS로부터의 메시지를 인터셉트하고 재맵핑된 MSC를 반영하기 위해 포인트 코드를 변경할 필요가 있다. 일 실시예 하에서 이는 세션 레벨의 그래뉼래리티(granularity)에서 수행되며, 신규 MSC에 대한 재탭핑이 세션 경계에서 결정될 수 있음을 의미한다. 대안으로서 상기 재매핑은예컨대 MS가 켜질 때와 같이 기타 레벨의 그래뉼래리티에서 수행될 수 있다. 일부 실시예는 장치 일련 번호(예컨대 MS가 켜질 때 메시지에 포함됨)를 MSC 및 이의 대응하는 포인트 코드와 상관시킴으로써 맵핑을 수행한다.

(하드웨어 아키텍쳐)

도 3과 도4를 공동으로 언급하면, 프록시 스위치(300)의 선호되는 실시예는 제어 평면(302)과 데이터 평면(304)를 포함한다. 상기 제어 평면은 프로세싱 하드웨어와 관련 소프트웨어의 조합을 포함한다. 상기 데이터 평면은 상기 제어 평면으로부터의 명령에 응답하는 하드웨어를 주로 포함한다.

상기 제어 평면은 시그널링 링크(312, 314)로부터 시그널링 정보를 수신하고 이로부터 초기 프로세싱을 수행하기 위해 프로그램가능 시그널링 카드(예컨대 Force Systems로부터 구입할 수 있는 PMC8260)를 포함한다. 상기 초기 프로세싱에는 시그널링 링크에서 정보를 전송하고 중단하는 것과 프로그램 제어 하에서 시그널링 메시지에 포함된 메시지 정보를 추출하는 것이 포함된다. 일단 메시지 정보가 수집되면 상기 시그널링 카드는 상기 메시지 정보가 프로그램가능 프로세서 카드(예컨대 Radisys로부터 구입 가능한 RPC 3305 및 3306)로 전달되도록 하며, 그 다음에 상기 프로그램 가능 프로세서가 전술한 바와 같이 이에 응답하여 프록시 스위치의 기능을 수행하는 것을 책임진다.

제어 평면은 수동 장애 허용 메커니즘을 가지고 구성된다. 상기 메커니즘은 제어 평면의 파국적 고장시에 제어 평면의 일측에 의해 수신되는 시그널링 링크가 나머지 일측으로 바이패스할 것을 보장한다. 따라서 제어 평면이 고장나면 상기 링크는 제어 평면을 가로질러 바이패스되며 BSC와 MSC는 그들이 종래에 하던 대로 통신할 수 있다.

예시적 실시의 데이터 평면(304)이 도 4에 도시되어 있다. 상기 데이터 평면에는 DACS(402), VoIP 어셈블리(404), 데이터 종단 모듈(406)(예컨대 CDMA 네트워크에서 A5 데이터를 종단하기 위한 것임), PPP 릴레이 어셈블리(408), PPP 종단 어셈블리(410)가 포함된다. 다양한 어셈블리는 하나 또는 그 이상의 모듈에 패키지될 수 있다.

DACS(402)는 트렁크(306)의 베어러 회선을 수신하며 상기 트렁크에서 수신되는 정보를 종단한다. 상기 DACS는 또한 음성 및 데이터를 상기 트렁크에 전송한다. 사전 규정된 DACS(402)용 포트가 VoIP(404)와 데이터 종단 어셈블리(408)에 연결된다. 데이터 종단 어셈블리(408)는 이어서 PPP 릴레이(408)에 연결되며, 상기 PPP 릴레이는 이어서 PPP 종단 어셈블리(410)와 통신한다. 더욱이 상기 데이터 평면은 또한 대체 회선-기반 네트워크에 연결하기 위해, 예컨대 별도의 지역 네트워크에 있는 회선-MSC로 트래픽을 귀로시키기 위해 사용될 수 있다.

데이터 평면의 모든 개체는 제어 평면(302)으로부터 제어 채널(401)을 통해 제어 명령을 수신하며, 상기 제어 채널은 H.248 또는 미디어 게이트웨이 제어 프로토콜(MGCP, Media Gateway Control Protocol)에 다라서 정보를 전달하기 위해 사용된다. 다른 것들 중에서도 제어 채널은 DACS(402)에게 베어러 회선을 어떻게 규정(provision)할 것인지를 고지하기 위해 사용된다. 예컨대 BS(107)로부터의 주어진 입력 회선은 상기 어셈블리 중 하나로 출력되는 출력 포트에 맵핑된다. 또한제어 채널은 제어 정보를 각종 어셈블리에 전달하는 데에도 사용된다. 예컨대 시그널링 정보는 VoIP 어셈블리가 필요로 하는 목적지 주소를 생성하기 위해 사용될 수 있는 목적지 IP 어드레스와 같이 제어 정보를 포함한다. 그리하여 상기 정보는 VoIP 어셈블리에 의해 사용되어 DACS로부터 수신된 음성 정보를 적절하게 패키징하고 적절한 프로토콜(예컨대 RTP/UDP/IP)에 따라 전송함으로써 상기 음성 정보를 전달하도록 할 수 있다,

데이터 평면은 수동 장애 허용 메커니즘을 가지고 구성된다. 상기 메커니즘은 데이터 평면의 고장시에 DACS의 일측에 의해 수신되는 트렁크가 MSC에 연결된 출력 트렁크로 바이패스할 것을 보장한다. 따라서 데이터 평면이 고장나면 상기 트렁크는 데이터 평면을 가로질러 바이패스되며 BSC와 MSC는 그들이 종래에 하던 대로 통신할 수 있다.

(소프트웨어 아키텍처)

도 9 및 도 10을 공동으로 언급하면, 선호되는 실시예 하에서 제어 평면 소프트웨어는 세션 관리기 프로세스와 통신 프로세스를 수행한다. 상기 세션 관리기 프로세스는 프록시 세션 관리기(PSM, Proxy Session Manager)(904)와 코어 세션 매니저(CSM, Core Session Manager)(102)를 포함한다. 통신 프로세스는 SS7 메시지 처리기(SS7MsgHdlr)(902a-n)와 IP 메시지 처리기(IPMsgHdlr)(906a-n)를 포함한다. 명칭이 암시하는 바와 같이 세션 관리기는 호 세션을 관리하고 처리하기 위한 로직을 포함하며, 반면에 메시지 처리기는 메시지를 처리하기 위한 로직을 포함한다. 상기 메시지 처리기는 메시지 처리용 로직을 인캡슐레이션(encapsulation)하여 기타의 소프트웨어가 메시지 처리의 상세한 사항을 알 필요가 없도록 한다. 유사하게 상기 세션 관리기는 세션 처리용 로직을 인캡슐레이션하여 메시지 처리기와 같은 기타의 소프트웨어가 세션의 상태 등을 알 필요가 없도록 한다.

SS7MsgHdlr과 IPMsgHdlr 프로세스는 착신(incoming) 메시지를 수용하고 발신(outgoing) 메시지를 전송하는 것을 책임진다. 전자는 MSC(110) 및/또는 BS(107)로부터의 그리고 이들로의 시그널링 메시지를 수용하고 전송한다. SS7MsgHdlr과 IPMsgHdlr의 후자는 데이터 평면으로의 제어 메시지를 수용하고 전송한다. PSM 프로세스(904)는 "통과 흐름(flow through)"이라고 불리는 모든 호 또는 세션, 또는 사이퍼닝 되지 않는 호를 처리한다. CSM 프로세스(1002)는 프록시 스위치(300)에 의해 사이퍼닝되고 있는 모든 호 또는 세션을 처리한다. 상기와 같이 CSM 프로세스(1002)는 BS로부터의 메시지에 MSC처럼 응답하고 MS로부터의 메시지에 자신이 BS인 것처럼 행동한다는 점에서 회선-MSC와 BS와 동일한 기능의 다수를 제공한다. 일반적으로 필요한 가변성(scalability)과 성능을 제공하기 위해 각종 프로세스 카드 위에서 동시에 구동되는 다수의 PSM 프로세스와 CSM 프로세스가 존재한다. 장애 극복과 신뢰성을 위해 추가적 소프트웨어 프로세스가 제공된다. 도면에서 상기의 추가적 프로세스는 PSM'(904') 및 CSM'(1002')으로 언급된다. 상기 "프라임(prime)" 프로세스의 목적은 기타 PSM 및 CSM 프로세스의 장애 극복을 제공하고자 하는 것이다. 일 실시예에서 각 PSM과 CSM은 "섀도우(shadow)" 영역(coverage)을 제공하는 "섀도우" PSM'/CSM' 프로세스를 구비하고 있다. PSM 또는 CSM 프로세스가 장애를 일으킬 경우 대응하는 섀도우 PSM'/CSM' 프로세스가 상기 장애 프로세스로부터 인수하도록 설계된다.

도 9에 관하여 언급하면, 시그널링 메시지가 BSC와 MSC로부터 도달하면 상기 메시지는 SS7 프로세싱 카드 위에서 수행되는 SS7MsgHdlr(902a-n)에 의하여 처리된다. 프록시 스위치로부터의 또는 프록시 스위치로의 각 시그널링 링크와 관련하여 하나의 SS7MsgHdlr이 존재한다. SS7 프로세싱 카드(전술하였음)는 시그널링 메시지로부터 충분한 정보를 검출하여 상기 시그널링 메시지가 전달될 대응 SS7MsgHdlr을 확인한다.

SS7MsgHdlr은 메시지를 수신하고 고유한 논리적 기준 번호(고유한 것이 바람직함)를 상기 메시지에 할당한다. 상기 기준 번호는 동일하게 진행 중인 호/세션과 관련된 후속 메시지를 확인하기 위해 차후에 사용된다. 상기 할당된 논리적 기준 번호는 BS 또는 MSC에서 구동되는 소프트웨어 시스템(예컨대 SCCP 프로토콜 스택)으로 되돌려 전달되며, 그리고 나서 상기 소프트웨어 시스템은 상기 기준 번호를 상기 호/세션과 관련된 모든 후속 메시지에 사용한다.

상기 프로세싱 후에 SS7MsgHdlr(902)는 이어서 상기 메시지를 처리할 PSM을 선택한다. 일 실시예에서 SS7MsgHdlr는 메시지 발신자(originator)의 포인트 코드를 검사하여 상기 코드와 관련된 PSM을 선택한다. 예컨대 테이블이 상기의 관계를 저장하기 위해 사용될 수 있다.

그 후에 PSM(904)은 상기 메시지가 사이퍼닝될 호/세션에 대한 것인지 여부를 판정한다. 일 실시예에서 상기 판정은 상기 메시지에 포함된 서비스 옵션 필드를 검사함으로써 수행되며, 상기 서비스 옵션 필드는 데이터 세션과 음성 호를 구별한다. 또 다른 실시예에서 상기 판정은 양쪽 모두가 이동 전화 번호인지를 확인하기 위해 송신 및 수신측 번호를 검사함으로써 수행된다. 또 다른 실시예에서 상기 판정은 송신측이 VoIP 서비스 제공자를 선택하였는지 여부를 판정하기 위해 수신측 번호를 검사함으로써 수행된다. 일단 상기 판정이 상기 호/세션을 사이퍼닝하는 것으로 되면 PSM(904)은 상기 메시지를 CSM(1002)에 전달한다. 만약 판정이 상기 호/세션을 사이퍼닝하지 않는 것으로 되면 PSM은 SS7MsgHdlr 프로세스를 통해 MSC 또는 BS로 되돌려 보내기 위해 사용될 메시지를 발생시킨다.

또한 PSM 프로세스(904)는 내부 프로토콜을 통해 CSM 프로세스(1002)와 통신한다(예컨대 도 10 참조). 선호되는 실시예의 내부 프로토콜은 무상태(stateless)이고 텍스트 기반이다. 전술한 바와 같이 PSM은 사이퍼닝 불가능한 세션/호를 처리한다. 상기 PSM이 사이퍼닝 가능한 세션/호를 만나면 상기 세션/호의 콘텍스트(context)를 CSM 프로세스로 전달한다. 상기 CSM 프로세스는 사이퍼닝되는 모든 호/세션을 처리하는 것을 책임진다. CSM은 H.248 및 미디어 게이트웨이 제어 프로토콜(MGCP)과 같은 표준 제어 프로토콜을 통해 데이터 평면과 통신한다.

PSM과 CSM 프로세스의 내부 아키텍처는 유사한다. 도 11에 관하여 언급하면 착신 메시지는 네트워크 인터페이스 모듈(1102)에 의해 수신된다. 그리고 나서 네트워크 인터페이스 모듈은 상기 메시지를 프로토콜 엔진(1104)으로 전송한다. 예컨대 상기 엔진(1104)은 CDMA 실시예 하에서 IS-634 프로토콜에 따라 메시지를 인코딩하고 디코딩하는 것을 책임진다. 상태 머신 모듈(1106)은 상기 메시지를 처리하고 프로토콜에 따라 상태를 기록하는 것을 책임진다. 예컨대 주어진 프로토콜 하에서 주어진 메시지는 상기 프로토콜에서 알려진 상태 천이를 나타낸다. 상태 머신 모듈(1106)은 상태를 기록하고 상태 천이를 구현하기 위한 로직을 포함한다.

능동 디렉토리 모듈(1108)은 MSC의 외부 이동성 관리 기능과 상호 작용하며, 가입자 프로파일 및 기타 사용자/가입자 데이터를 취득하고 업데이트하는 것을 책임진다. 종래의 MSC에서 방문자 위치 등록기(VLR)는 통상적으로 MSC와 콜로케이션(co-location)된다. VLR은 MSC가 커버하는 구역내에서 현재 로밍하는 가입자 정보(프로파일)를 포함한다. 추가로 MSC는 홈 위치 등록기(HLR)라 불리는 또 다른 데이터베이스에 연결되며, 상기 HLR은 현재의 네트워크에 "홈을 둔(homed)" 모든 가입자를 포함한다. 통상적으로 가입자가 로밍을 하여 MSC가 커버하는 구역으로 진입하면 상기 MSC는 HLR에 상기 가입자의 프로파일을 전송할 것을 요청하며 상기 프로파일을 (로컬) VLR에 저장한다. 상기 가입자가 상기 MSC가 커버하는 구역을 벗어나 로밍하면(또 다른 MSC가 커버하는 구역으로 로밍함), 상기 가입자의 프로파일은 삭제된다. 프록시 스위치에 있는 능동 디렉토리 모듈은 HLR 데이터베이스의 클라이언트로서 동작하고, 상기 프록시 스위치에 의해 커버되는 구역으로 로밍하는 가입자가 속하는 HLR로부터 가입자 프로파일을 요청하며, 로컬 데이터베이스를 업데이트하는데, 즉 능동 디렉토리 모듈과 관련 데이터베이스가 로밍을 한 가입자에 대해서 종래의 VLR으로서 동작/행동한다.

미디어 게이트웨이 제어기(MGC, media gateway controller) 모듈(1110)은 H.248 및 MGCP와 같은 공개 제어 프로토콜을 통해 프록시 스위치의 데이터 평면(304)과 상호 작용한다. IS-634 상태 머신 모듈(1106)로부터 동작 요청을 수신하면 MGC(1110)는 필요한 동작을 수행하도록 H.248 또는 MGCP 프로토콜로 된 메시지를 데이터 평면(304)에 전송한다. 일 실시예인 이른바 TDM-VoIP 경우에 있어서 MGC(1110)로부터 데이터 평면으로의 상기 동작 메시지는 상기 데이터 평면이 착신 회선(TDM) 트래픽을 인그레스(ingress) 포트에서 수신하고 상기 메시지를 RTP/UDP/IP 패킷으로 변환하며 이를 이그레스(egress) 포트 중 하나로부터 송출하도록 지시한다. 따라서 상기 실시예에서 착신 회선 트래픽은 패킷화되어 패킷으로서 송출된다. 상기 실시예는 회선 호(circuit call)를 받아서 상기 회선 호를 VoIP 호로서 전달하기 위해 사용될 수 있다. 또 다른 실시예인 이른바 TDM-TDM 경우에 있어서 MGC(1110)는 데이터 평면(304)이 착신 회선(TDM) 트래픽을 인그레스 포트에서 수신하고 이그레스 포트로부터 회선 트래픽(TDM)으로서 스위칭하도록 지시한다. 상기 경우에서 착신 회선 트래픽은 회선으로 보존되어 대체 회선 네트워크로 스위칭된다.

도 12 내지 도 14는 전술한 개념을 단순화된 아키텍쳐도로 설명하기 위해 사용된다. 상기 도면은 시그널링 메시지에 응답하여 소프트웨어 프로세스가 각종 상호작용을 하는 것을 도시하기 위해 사용된다. 베어러 회선은 단순화를 위해 일부 도면에서 제외시켰다. 더욱이 단순화를 위해 PSM 및 CSM 프로세스의 단일 인스턴스만을 도시하였다.

도 12는 신규 호 메시지가 BS(107)로부터 MSC(110)로 개시될 때 제어 흐름을 보여주고, "통과 전달 호(Pass through call")를 도시하기 위해 사용된다. 통과 전달 호는 프록시 스위치(300)가 상기 호를 관리하는 책임을 지지 않으며 MSC(110)에의하여 처리되기 위해 상기 프록시 스위치에서 통과하여 전달되어야 하는 호이다. 프록시 스위치(300)는 상기 호를 위해서 투명하다(예컨대 도 3b와 관련하여 설명된 바와 같이 MSC의 재맵핑을 처리하기 위해 상기 프록시 스위치가 비록 포인트 코드를 수정하는 것에도 불구함). BS(107)는 MSC(110)에게 의도된 서비스 요청(예컨대 CSR)을 전송한다(1205). 상기 서비스 요청은 상기 요청이 음성 호 또는 데이터 호에 대한 요청인지 여부를 명시하는 서비스 옵션 필드를 포함한다. 프록시 스위치는 상기 메시지를 수신한다(상기 메시지가 BSC와 MSC 사이의 시그널링 경로에 존재하기 때문임). 특히 SS7MsgHdlr 프로세스(902)가 상기 호를 수신하고, 고유한 로컬 기준 번호를 상기 메시지(이는 잠재적으로 진행하는 호 요청에 대한 초기 메시지임)에 할당하며, 상기 메시지를 PSM 프로세스(904)에 추가적 프로세싱을 위해 라우팅한다(1210). 상기 PSM 프로세스(904)는 착신(incoming) 메시지를 디코딩하고, IS-634 상태 머신(CDMA 실시예를 위한 것임)을 이용하여 상기 호가 사이퍼닝(예컨대 대체 네트워크로의 사이퍼닝)될 것인지 또는 MSC(110)에 의하여 처리될 것인지 여부를 판정한다. 본 예시에서 상기 호는 사이퍼닝되지 않을 것이지 때문에 상기 메시지는 인코딩되어 SS7MsgHdlr 프로세스(902)로 되돌려 보내진다(1215). 일 실시예에서 SS7MsgHdlr과 PSM 프로세스 사이의 통신 프로토콜은 밑에 있는 시그널링 프로토콜의 추상화 레벨(세션 로직에 관한 것임)을 제공하는 무상태 텍스트 기반 프로토콜이다. 그리고 나서 SS7MsgHdlr 프로세스(902)는 IS-634 메시지를 MSC(110)에 재전송한다(1220). MSC는 상기 메시지를 처리하여 응답한다(1225). 상기 응답은 또한 프록시 스위치(300)에 의하여 수신되지만, 상기 응답은 진행(on going)되지만사이퍼닝 불가능한 호(전술한 초기 CSR 요청 메시지에 할당된 로컬 기준 번호로부터 파정되는 바와 같음)이기 때문에 SS7MsgHdlr 프로세스(902)는 상기 메시지를 PSM(904)에 포워딩하지 않는다. 대신에 SS7MsgHdlr은 상기 메시지를 BS(107)로의 진행 방향으로 투명하게 전송한다(1230). 상기 호와 관련하여 모든 추가적 교환은 호의 종결에 있어서 호 해제(Call Release) 메시지를 제외하고는 BS와 MSC 사이에서 투명하게 통과하도록 허용된다. 호 해제에 응답하여 프록시 스위치(300)는 로컬 기준 번호의 처분을 포함하여 상기 호의 "해체(tear down)"가 일어나도록 보장한다. 또한 상기 호 해제 메시지는 프록시 스위치에 의해 BS(107)에 전송되어 BS가 자신의 해체 프로세스를 시작할 수 있게 한다.

도 13은 호 메시지가 BS(107)에 의해 MSC(110)로 개시되는 경우를 도시하고, 또한 프록시 트렁크, 즉 MSC(110)에 의해 제어되고 할당되는 트렁크를 도시하기 위해 사용된다. BS(107)는 MSC(110)에게 의도된 서비스 요청을 전송한다(1305). 프록시 스위치는 상기 메시지를 수신하고, SS7MsgHdlr 프로세스(902)가 상기 호를 수신하고 고유 로컬 기준 번호를 상기 메시지에 할당하며 추가적 프로세싱을 위해 상기 메시지를 PSM 프로세스(904)에 라우팅한다(1310). PSM 프로세스(904)는 상기 착신 메시지를 디코딩하고, 상기 호가 사이퍼닝될 것인지(예컨대 대체 네트워크로 사이퍼닝됨) 또는 MSC(110)에 의하여 처리되는 것을 허용할 것인지를 판정한다. 본 예시에서 상기 호는 사이퍼닝될 것이 아니기 때문에 상기 메시지는 인코딩되어 SS7MsgHdlr(902)로 돌려 보내진다(1315). 그리하여 SS7MsgHdlr 프로세스(902)는 상기 메시지를 MSC(110)로 재전송한다(1320). MSC(110)는 상기 호에 대한 채널을 할당함으로써(전술한 바와 같음) 호 설정 요청에 응답한다(1325). 상기 채널 할당은 프록시 스위치(300)에 의하여 수신되고, 상기 프록시 스위치는 상기 할당을 PSM(904)에 전달하며(1330), 상기 PSM(904)은 차례로 상기 할당을 기록하였음(1330)을 응답한다(1335). 그리고 나서 프록시 스위치는 채널 할당 요청을 BS(107) 방향으로 전송한다(1340). BSC와 MSC 사이에서 상기 호와 관련하여 모든 추가적 교환은 호 해제 메시지가 있을 때까지 프록시 스위치를 통과하여 투명하게 통과하도록 허용된다. 호 해제는 프록시 스위치에서 해체 프로세스를 개시한다.

도 14는 "사이퍼닝된 호(siphoned call)"의 경우를 도시하고자 사용된 것이다. 사이퍼닝된 호는 BS(107)에 의하여 개시된 호로서 프록시 스위치에 의해 인터셉트되고 대체 네트워크로 재지정되는 호이다. 상기와 같은 예에서 모든 시그널링은 프록시 스위치에 의해 처리되어야 하며 사용자 트래픽을 전달하는 트렁크는 프록시 스위치에 의해 제어되어야 한다. BS(107)는 MSC(110)에게 의도된 서비스 요청을 전송한다(1405). 프록시 스위치는 상기 메시지를 수신하고 상기 메시지에 고유 로컬 기준 번호를 할당하며, 추가적 프로세싱을 위해 상기 메시지를 PSM 프로세스(904)에 라우팅한다(1410). PSM 프로세스(904)는 상기 착신 메시지를 디코딩하고, IS-634 상태 머신(CDMA 실시예의 경우임)을 사용하여 상기 호가 사이퍼닝될 것인지 여부를 판정한다. 본 예시에서 상기 호는 대체 네트워크로 사이퍼닝될 것이기 때문에 PSM은 상기 메시지를 CSM 프로세스(1002)에 전송한다(1415). CSM 프로세스(1002)는 이제 종래의 MSC처럼 행동하기 시작하고 상기 호에 대한 채널 할당을 발행하여(1420) BS와 프록시 스위치의 데이터 평면 사이에 트렁크를 할당한다.그리하여 상기 채널 할당은 SS7MsgHdlr로 전송된다(1435). SS7MsgHdlr 프로세스는 상기 채널 할당 정보를 BS로 전송하여(1430) BS가 이를 사용자 트래픽을 위해 사용하도록 한다. 또한 CSM은 프록시 스위치가 착신 사용자 트래픽을 할당된 채널에서 수신하고 상기 트래픽을 대체 네트워크로 향하게 하도록 지정하는 메시지를 프록시 스위치의 데이터 평면에 보낸다(전술한 바와 같이 H.248 또는 MGCP 프로토콜을 사용함). 전술한 바와 같이, 일 실시예에서 대체 네트워크는 IP 네트워크일 수 있다. 모든 추가적 교환은 호 해제 명령이 MSC에 의하여 발행되어 자원의 해제(해체 프로세스)를 야기할 때까지 BSC와 CSM 사이에서 일어난다.

또 다른 실시예에서 소프트웨어 아키텍처는 프록시 기능을 수행하기 위해 2개의 상이한 프로세스(PSM 및 CSM)를 사용하기 보다 단일 프로세스만을 사용할 수 있다. 상기와 같은 실시예에서 PSM 프로세스는 단독으로 이전과 같이 호가 사이퍼닝될 것인지 아닌지를 판정한다. 상기 호가 사이퍼닝 가능한 호가 아니면 상기 호는 MSC로 진행하는 것이 허용된다. 상기 호가 사이퍼닝 가능한 호라면 PSM 자신이 상기 호를 처리하고 BS(107)와 MSC(110)로부터 메시지를 수용하고 전송한다. 달리 말하면 상기와 같은 실시예에서 PSM이 MSC 및 BS(107) 처럼 동작하며 이 점에 있어서 모든 시그널링 메시지를 처리한다. 상기와 같이 PSM 프로세스는 BS(107)로부터의 메시지에 MSC처럼 응답하고 MS로부터의 메시지에 자신이 BS(107)인 것처럼 응답한다는 관점에서 회선 MSC와 BS(107)와 동일한 기능의 다수를 제공한다. 일반적으로 필요한 가변성(scalability)과 성능을 제공하기 위해 각종 프로세스 카드 위에서 동시에 구동되는 다수의 PSM 프로세스가 존재한다. 장애 극복과 신뢰성을 위해추가적 소프트웨어 프로세스가 제공된다. 상기 프로세서의 목적은 기타 PSM 프로세서에 대한 장애 극복을 제공하는 것이다. 일 실시예에서 각 PSM은 "새도우" 영역을 제공하는 "섀도우" 프로세스를 구비한다. PSM 또는 CSM 프로세스가 장애를 일으킬 경우 대응하는 섀도우 프로세스가 상기 장애 프로세스로부터 인수하도록 설계된다.

(변형)

상기 실시예는 모두 투명한 스위치의 실현을 용이하게 한다. 그러나 상기 기능의 서브세트는 종래 기술의 장점을 여전히 제공한다. 예컨대 네트워크에 대하여 부분적으로 가시적(visible)인 스위치는 전술한 장점의 다수를 여전히 제공할 수 있다.

게다가 상기 실시예들은 부분적으로 CDMA 프로토콜과 관련하여 설명되었으나, 상기 실시예들은 또한 GSM, IS-136 및/또는 기타 2G, 3G 프로토콜과 협력할 수 있도록 변형될 수 있다.

프록시 스위치로부터 MSC로의 트렁크 연결은 임의적인 것이다.

예시적 실시를 설명하였고, 본 발명의 사상과 범주를 벗어나지 않으면서 설명된 실시예에 대한 변경이 이루어질 수 있음이 당업자에게 명백해야 할 것이다.

Claims

적어도 하나의 기지국 서브시스템(BS), 적어도 하나의 이동국(MS), 적어도 하나의 이동 통신 교환국(MSC), 및 적어도 하나의 스위치를 구비하고, 상기 스위치는 상기 기지국 서브시스템 중 적어도 하나, 및 상기 MSC 중 적어도 하나와 통신하는 것인 이동 통신 네트워크에서 이동성 관리 메시지를 처리하는 방법에 있어서,

상기 스위치가 기지국 서브시스템을 통해 이동국으로부터 핸드오프 메시지를 수신하는 단계와;

상기 스위치가 상기 핸드오프 메시지의 정보로부터 위치 업데이트 메시지를 형성하는 단계와;

상기 위치 업데이트 메시지를 상기 핸드오프 메시지에 어드레스된 MSC로 전송하는 단계를 포함하는 이동성 관리 메시지의 처리 방법.
제1항에 있어서, 상기 스위치가 상기 핸드오프 메시지를 발행한 이동국에 확인 응답(acknowledgment) 메시지를 전송하는 단계를 더 포함하는 이동성 관리 메시지의 처리 방법.
제1항에 있어서, 상기 핸드오프 메시지를 발행한 이동국이 호(call)에 관여되고 있는지 여부를 상기 스위치가 판정하는 단계와;

상기 이동국이 관여된 호에 상기 MSC가 관여되고 있는지 여부를 상기 스위치가 판정하는 단계를 더 포함하고,

MSC로 상기 위치 업데이트 메시지를 전송하는 상기 단계는 상기 이동국이 상기 호에 관여되고 있고, 상기 MSC가 상기 호에 관여되고 있지 않으면 수행되고, 상기 핸드오프 메시지가 MSC로 전송되는 것이 차단되는 것인 이동성 관리 메시지의 처리 방법.
제3항에 있어서, 상기 스위치가 상기 이동국으로부터 위치 업데이트 메시지를 수신하는 단계와;

상기 이동국이 호에 관여되고 있지 않으면 상기 스위치가 상기 MSC로 상기 수신된 위치 업데이트 메시지를 전송하는 단계와;

상기 위치 업데이트 메시지의 위치 정보 변경을 반영하여 상기 스위치가 로컬 데이터베이스를 업데이트하는 단계를 더 포함하는 이동성 관리 메시지의 처리 방법.
적어도 하나의 이동 통신 교환국(MSC) 및 적어도 하나의 기지국 서브시스템(BS)을 구비하고, 상기 MSC와 BS는 각각 이동 시그널링 프로토콜에 따라 시그널링 메시지를 통신하는 이동 통신 네트워크용 프록시 스위치에 있어서,

상기 이동 시그널링 프로토콜에 따라 상기 MSC와 BS로부터 시그널링 메시지를 수신하는 시그널링 메시지 처리 로직과;

상기 이동 통신 네트워크에서 사용되는 이동국(MS)과 호 세션의 상태 정보를유지하는 상태 로직과;

상기 시그널링 메시지 처리 로직 및 상기 상태 로직과 협력하여, 상기 시그널링 메시지가 MS로부터의 핸드오프 메시지인지 여부를 검출하고, 만약 상기 MS가 호에 관여되어 있고 MSC는 상기 호에 관여되어 있지 않으면 상기 핸드오프 메시지가 상기 MSC로 포워딩되는 것을 방지하는 메시지 인터셉션 로직과;

만약 상기 MS가 상기 호에 관여되어 있고 MSC는 상기 호에 관여되어 있지 않으면 핸드오프 메시지를 상기 MSC로 전송하기 위해 위치 업데이트 메시지로 변환하는 메시지 변환 로직과;

만약 상기 MS가 상기 호에 관여되어 있지 않으면 상기 MSC에 핸드오프 메시지를 전송하는 메시지 전송 로직을 포함하는 프록시 스위치.