KR20050081987A - 무선 데이터 서비스에서 쇼트 데이터 버스트 식별자를이용한 패킷 데이터 전송 방법 - Google Patents

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Abstract

무선 데이터 서비스에서 쇼트 데이터 버스트(Short Data Burst) 식별자를 이용한 패킷 데이터 전송 방법을 제시한다.
본 발명은 패킷 데이터 서비스 노드에서 패킷 데이터를 GRE 패킷으로 생성하되, GRE 패킷에 쇼트 데이터 버스트 식별자 필드가 포함되도록 하고, GRE 패킷을 수신한 패킷 제어기가 쇼트 데이터 버스트 식별자 필드를 확인하여, 식별자에 따라 패킷 데이터의 전송 방식을 결정하여 이동통신 단말로 전송하도록 한다.
본 발명에 의하면 무선 자원을 효율적으로 사용할 수 있고, 짧은 버스트 메시지인 경우 데이터 전송 시간을 단축시킬 수 있는 이점이 있다.

Description

무선 데이터 서비스에서 쇼트 데이터 버스트 식별자를 이용한 패킷 데이터 전송 방법{Method for Transmission of Packet Data Using Short Data Burst Indicator in Wireless Internet Service}
본 발명은 무선 데이터 서비스에서의 패킷 데이터 전송 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 쇼트 데이터 버스트(Short Data Burst) 식별자를 이용한 패킷 데이터 전송 방법에 관한 것이다.
무선 인터넷 기간망은 기존의 이동 전화망에 패킷망을 구축하여 이동중인 이동통신 단말에 무선 인터넷을 포함한 무선 데이터 서비스를 제공한다. 패킷망은 데이터 서비스 제공을 위한 환경 설정을 하는 패킷 데이터 서비스 노드와 데이터망과의 패킷 전송을 위한 패킷 전송망으로 구성된다. 무선 데이터 서비스를 제공하기 위한 패킷망을 구성하는 방식은 유럽 중심의 표준화 기구인 3GPP에서 표준화한 UMTS와 북미 중심의 표준화 기구인 3GPP2에서 표준화한 CDMA2000으로 나눌 수 있다.
CDMA2000 1x는 2세대 서비스에서 발전한 형태로 향상된 데이터 전송 속도와 다양한 서비스를 제공한다. 특히 패킷 데이터는 144Kbps의 속도로 전송이 가능하며, 도먼트 상태(dormant State)를 지원해 무선구간의 트래픽 채널을 효율적으로 사용한다. 또한, CDMA2000 1x는 CDMA2000 1x EV-DO, CDMA2000 1x EV-DV로 발전하면서 더욱 향상된 데이터 서비스를 제공하고 있다.
이러한 무선 인터넷 서비스에서, 패킷 데이터 세션이 도먼트 상태에 있는 중에 패킷 데이터 서비스 노드에서 이동통신 단말로 데이터가 전송될 필요가 있으면,패킷 데이터 세션을 재활성화하여 데이터를 전송하거나 쇼트 데이터 버스트(Short Data Burst; SDB)를 통해 전송할 수 있다. 여기에서, SDB란 이동통신 단말과 이동통신 시스템 간에 모든 전용 채널이 해제되고 공통 채널들만이 존재하는 도먼트 상태에서 버스트하게 발생하는 적은 양의 데이터를 의미하며, SDB 메시지는 전용 물리적 채널 또는 공통 물리적 채널상에서 전송될 수 있다.
이동통신 단말기가 도먼트 상태에 있는 상황에서 어떤 방법으로 데이터를 전송할지는 패킷 제어기에서 패킷의 크기 또는 버퍼의 사용량 등의 자체 결정 알고리즘에 따라 결정하는데, 해당 패킷이 단순히 이동통신 단말의 응답만을 필요로 하는 데이터인지, 또는 최초의 패킷 데이터 이후에 큰 사이즈의 패킷 데이터가 계속해서 전송되는 데이터인지 패킷 제어기 이하의 노드에서 알 수 없으므로, 데이터 전송 방법을 패킷 제어기에서만 결정하는 것은 최선의 SDB 활용 방법이 될 수 없다.
즉, 패킷이 단순히 이동통신 단말의 응답만을 필요로 하는 데이터인 경우에는 트래픽 채널을 설정하지 않고 해당 패킷 데이터를 SDB로 전송하는 것이 바람직하고, 큰 사이즈의 패킷 데이터를 계속해서 전송해야 하는 경우에는 트래픽 채널을 설정하여 데이터를 전송해야 한다. 그런데, 패킷 제어기는 패킷 데이터 서비스 노드에서 전송하는 패킷 데이터의 속성을 알고 있지 않기 때문에, 도먼트 상태에서 패킷 데이터 서비스 노드로부터 이동통신 단말로 데이터를 전송할 필요가 있을 때 무조건 세션을 재활성화하고 트래픽 채널을 설정하여 데이터를 전송함에 따라 무선 자원이 불필요하게 사용되는 단점이 있다.
한편, 패킷 데이터 서비스 노드는 IP 계층의 패킷을 다루기 때문에 패킷 제어기 이하의 노드보다는 더 많은 정보를 가지고 있다. 그러므로 패킷 데이터 서비스 노드가 자체 알고리즘으로 SDB 전송 여부를 결정하고 이를 패킷 제어기로 알리게 된다면 무선 데이터 전송시 더욱 효과적으로 자원을 활용할 수 있을 것으로 기대된다.
본 발명은 상술한 단점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 패킷 데이터 서비스 노드로부터 패킷 제어기로 데이터를 전송할 때 패킷 데이터의 속성에 따라 SDB로 전송할 것인지의 여부를 나타내는 지시자를 포함하여 전송하고, 패킷 제어기에서는 상기 지시자를 확인하여 데이터를 SDB로 전송하거나 트래픽 채널을 통해 전송하므로써 SDB의 활용성을 극대화하고 불필요한 무선 자원이 낭비되는 것을 방지하도록 하는 데 그 기술적 과제가 있다.
상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명은 이동통신 단말로 패킷 데이터 서비스를 제공하기 위한 무선 구간 통신을 수행하기 위한 패킷 제어기, 상기 패킷 제어기 및 IP망 간에 접속되어 상기 패킷 제어기를 통해 상기 이동통신 단말로 패킷 데이터 서비스를 제공하기 위한 네트워크 접근 서버로 동작하는 패킷 데이터 서비스 노드를 포함하는 이동통신 시스템에서, 상기 패킷 데이터 서비스 노드로부터 상기 이동통신 단말로 패킷 데이터를 전송하기 위한 방법으로서, 상기 패킷 데이터 서비스 노드에서 상기 패킷 데이터를 GRE 패킷으로 생성하되, 상기 GRE 패킷에 쇼트 데이터 버스트 식별자 필드가 포함되도록 하는 단계; 및 상기 GRE 패킷을 수신한 상기 패킷 제어기가 상기 쇼트 데이터 버스트 식별자 필드를 확인하여, 상기 식별자를 참조하여 상기 패킷 데이터의 전송 방식을 결정하여 상기 이동통신 단말로 전송하는 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명이 적용되는 이동통신 시스템의 일 예를 나타내는 도면이다.
도시한 것과 같이, 이동통신 단말(10)로 무선 인터넷 서비스를 제공하기 위한 이동통신 시스템은 이동통신 단말(10)과 무선 구간 통신을 수행하는 기지국(BTS, 20), 다수의 기지국을 제어하고 음성 통신 및 데이터 통신을 지원하며 이동통신 시스템과 이동통신 단말을 연결하는 기능을 수행하는 기지국 제어기(BSC, 22), 하나 이상의 기지국 제어기(22)와 연결되어 호 교환을 수행하기 위한 교환기(MSC, 24), 이동통신 단말(10) 사용자의 신상정보, 위치 정보, 부가 서비스 정보 등을 저장하고 있는 일종의 데이터베이스로서, 교환기(24) 및 방문자 위치 등록기(도시하지 않음)와 상호 작용하여 음성 호 처리 및 부가 서비스와 관련된 사용자 인증 등의 기능을 수행하고 서비스를 통제하는 역할을 하는 홈위치 등록기(HLR, 26)를 포함한다.
이에 더하여, 본 발명에 적용되는 이동통신 시스템은 패킷 데이터 서비스를 제공하기 위한 기지국 제어기로서 동작하여 패킷 데이터 서비스를 위한 제어 신호 및 트래픽 정보를 교환하기 위한 패킷 제어기(PCF, 28), 게이트웨이를 통해 IP망(36)과 접속되며 패킷 제어기(28)를 통해 이동통신 단말(10)로 패킷 데이터 서비스를 제공하는 네트워크 접근 서버로 동작하는 패킷 데이터 서비스 노드(PDSN, 30), 사용자 인증, 권한 및 과금 정보 수집 기능을 수행하는 인증장치(AAA, 32), 이동통신 단말(10)의 이동성을 관리하기 위한 홈 에이전트(HA, 34)를 포함한다.
상기에서, 패킷 제어기(28)는 패킷 데이터 서비스 노드(30)로부터 전달된 패킷 데이터가 무선으로 전송되기까지의 버퍼링 기능 및 이동통신 단말의 상태 관리 기능을 더 수행한다. 패킷 제어기(28)와 패킷 데이터 서비스 노드(30) 사이의 시그널링(A11)과 사용자 트래픽(A10)을 위한 인터페이스를 R-P 인터페이스라 한다. R-P 인터페이스는 패킷 제어기(28)와 패킷 데이터 서비스 노드(30) 사이의 시그널링을 목적으로 모바일 IP 프로토콜을 사용하며, 사용자 트래픽의 전송을 목적으로 GRE(Generic Routing Encapsulation)를 사용한다.
도 2는 도 1에 도시한 패킷 데이터 서비스 노드와 패킷 제어기 간의 사용자 평면 데이터 프로토콜 스택의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도시한 것과 같이, 패킷 데이터 서비스 노드(30)는 IP망(36)과의 통신을 위한 프로토콜 스택 및 패킷 제어기(28)와의 통신을 위한 프로토콜 스택을 가지며, 두 가지 경우 모두 데이터의 코딩, 변조 등을 위한 물리계층(Physical) 및 메시지의 정확한 전송을 위하여 오류 정정, 흐름 제어, 동기 등의 기능을 수행하기 위한 링크 계층(Link Layer)를 갖는다. 이에 더하여, 패킷 제어기(28)와의 통신을 위한 프로토콜 스택은 데이터의 전송 목적지를 지정하는 IP 계층 및 GRE 계층을 더 포함한다.
한편, 패킷 제어기(28)는 패킷 데이터 서비스 노드(30)에서 사용하는 프로토콜의 물리계층에 대응하는 무선 링크 계층(Air-Link), 물리계층 상위의 링크계층으로부터 GRE 계층에 대응하는 MAC(Medium Access Control) 계층 및 LAC(Link Access Control) 계층을 포함하며, MAC 계층에서는 데이터 처리를 위한 무선 자원 할당 등을 수행하고, LAC 계층에서는 논리적 링크의 설정, 유지 해제 등의 기능을 수행한다.
이와 같은 프로토콜 스택 구조에서, 패킷 데이터 서비스 노드(30)는 사용자 데이터 패킷들을 GRE로 캡슐화하여 패킷 제어기(28)로 전송한다. IETF(International Engineering Task Force)의 RFC(Requests For Command) 1701과 RFC 2784에 포함된 GRE 규격에서 GRE 헤더는 도 3과 같이 정의되어 있다.
도 3은 일반적인 GRE 헤더의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도시한 것과 같이, GRE 헤더는 2바이트의 플래그 필드, 프로토콜 타입 필드를 포함하고, 데이터의 정확성을 판단하는 데 사용하는 체크섬(Checksum) 필드, 데이터 길이를 나타내는 오프셋(Offset) 필드, 터널 내에서 각 트래픽을 식별하는 데 사용하는 키(Key) 필드, 패킷 데이터의 순서를 나타내는 순서(Sequence Number) 필드, 데이터 전송 경로를 나타내는 루팅(Routing) 필드 등이 부가적으로 더 포함될 수 있다.
2 바이트로 이루어진 플래그 필드를 구체적으로 살펴보면, 첫번째 바이트의 0번째 비트부터 네번째 비트까지는 각각 정의되어 있어(C(Checksum), R(Reserved), K(Key Present), S(Sequence Number Present), Recur(Recursion Control) 등) 부가적으로 포함되는 필드의 종류에 따라 적합한 값으로 세팅되며, 두번째 바이트의 0번째 비트부터 4번째 비트까지는 예비 비트로서 미사용 상태에 있고 '0'으로 세트되어 전송되어야 한다. 또한, 두번째 바이트의 5번째 비트부터 7번째 비트까지는 버전 정보를 포함하고 있으며 '0'으로 세트되어 전송되는 것이 일반적이다.
이와 같이, GRE 헤더의 플래그 비트 중 5비트는 예비 비트로 되어 있으며, 이러한 5비트의 예비 비트 중 어느 하나를 선택하여 SDB 지시자를 표시하는 데 사용하게 되면 패킷 데이터 서비스 노드로부터 패킷 제어기를 통해 이동통신 단말로 전송하여야 하는 데이터의 속성을 더욱 명확히 할 수 있다.
도 4는 본 발명에 의한 쇼트 데이터 버스트를 이용한 패킷 데이터 전송에 사용되는 GRE 헤더의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 4에는 GRE 헤더에 포함되는 플래그 필드의 예비 비트 중 어느 하나(두번째 바이트의 4번째 비트)에 SDB 지시자(B)를 포함한 경우를 나타낸다. 패킷 데이터 서비스 노드는 이동통신 단말로 전송할 패킷 데이터를 SDB로 전송할 것인지 트래픽 채널을 통해 전송할 것인지를 판단하여 SDB로 전송하고자 하는 경우 SDB 지시자(B)를 '1'로 세트하고, 트래픽 채널로 전송하고자 하는 경우에는 SDB 지시자를 '0'으로 세트하여 GRE 패킷을 패킷 제어기로 전송한다.
패킷 제어기는 패킷 데이터 서비스 노드로부터 수신한 GRE 패킷의 플래그 필드를 참조하여, SDB 식별자(B)가 '0'으로 세트되어 있으면 해당 패킷 데이터 세션을 재활성화하여 트래픽 채널을 설정한 후 데이터를 전송하고, '1'로 세트되어 있으면 해당 패킷 데이터를 SDB 메시지로서 전송한다.
이와 같이, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
상술한 것과 같이, 본 발명에 의하면 GRE 헤더에 SDB 식별자를 포함하여 두고, 이동통신 단말이 도먼트 상태에 있는 경우 패킷 데이터 서비스 노드로부터 이동통신 단말로 데이터를 전송할 필요가 있을 때 데이터의 종류에 따라 SDB 식별자를 각기 다르게 세트하여 패킷 제어기로 전송함으로써, 패킷 제어기가 이동통신 단말로 데이터를 전송할 때 트래픽 채널을 이용할 것인지 SDB 메시지를 이용할 것인지 용이하게 판단하도록 함으로써, 무선 자원을 효율적으로 사용하고, 짧은 버스트 메시지인 경우 데이터 전송 시간을 단축시킬 수 있는 이점이 있다.
도 1은 본 발명이 적용되는 이동통신 시스템의 일 구성예를 나타내는 도면,
도 2는 도 1에 도시한 패킷 데이터 서비스 노드와 패킷 제어기 간의 사용자 평면 데이터 프로토콜 스택의 구성을 설명하기 위한 도면,
도 3은 일반적인 GRE 헤더의 구성을 설명하기 위한 도면,
도 4는 본 발명에 의한 쇼트 데이터 버스트를 이용한 패킷 데이터 전송에 사용되는 GRE 헤더의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호 설명>
10 : 이동통신 단말 20 : 기지국
22 : 기지국 제어기 24 : 교환기
26 : 홈위치 등록기 28 : 패킷 제어기
30 : 패킷 데이터 서비스 노드 32 : 인증센터
34 : 홈 에이전트 36 : IP망

Claims (3)

  1. 이동통신 단말로 패킷 데이터 서비스를 제공하기 위한 무선 구간 통신을 수행하기 위한 패킷 제어기, 상기 패킷 제어기 및 IP망 간에 접속되어 상기 패킷 제어기를 통해 상기 이동통신 단말로 패킷 데이터 서비스를 제공하기 위한 네트워크 접근 서버로 동작하는 패킷 데이터 서비스 노드를 포함하는 이동통신 시스템에서, 상기 패킷 데이터 서비스 노드로부터 상기 이동통신 단말로 패킷 데이터를 전송하기 위한 방법으로서,
    상기 패킷 데이터 서비스 노드에서 상기 패킷 데이터를 GRE 패킷으로 생성하되, 상기 GRE 패킷에 쇼트 데이터 버스트 식별자 필드가 포함되도록 하는 단계; 및
    상기 GRE 패킷을 수신한 상기 패킷 제어기가 상기 쇼트 데이터 버스트 식별자 필드를 확인하여, 상기 식별자에 따라 상기 패킷 데이터의 전송 방식을 결정하여 상기 이동통신 단말로 전송하는 것을 특징으로 하는 무선 데이터 서비스에서 쇼트 데이터 버스트 식별자를 이용한 패킷 데이터 전송 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 GRE 패킷의 헤더는 2바이트의 플래그 필드 및 2바이트의 프로토콜 타입 필드를 구비하고, 상기 플래그 필드는 5비트의 예비 필드를 포함하며,
    상기 쇼트 데이터 버스트 식별자는 상기 5비트의 예비 필드 중 어느 하나를 이용하여 표시하는 것을 특징으로 하는 무선 데이터 서비스에서 쇼트 데이터 버스트 식별자를 이용한 패킷 데이터 전송 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 패킷 제어기는 상기 쇼트 데이터 버스트 식별자가 0인 경우 상기 이동통신 단말과의 세션을 재활성화하고 트래픽 채널을 설정하여 상기 패킷 데이터를 전송하고,
    상기 쇼트 데이터 버스트 식별자가 1인 경우 상기 패킷 데이터를 제어 채널을 이용하여 상기 이동통신 단말로 전송하는 것을 특징으로 하는 무선 데이터 서비스에서 쇼트 데이터 버스트 식별자를 이용한 패킷 데이터 전송 방법.
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