KR20130032152A

KR20130032152A - 채널 과부하 판단에 의한 가입자 트래픽 제어 방법 및 그를 위한 이동통신 시스템

Info

Publication number: KR20130032152A
Application number: KR1020110095884A
Authority: KR
Inventors: 이창환
Original assignee: 에릭슨 엘지 주식회사
Priority date: 2011-09-22
Filing date: 2011-09-22
Publication date: 2013-04-01

Abstract

채널 과부하를 판단하여 채널 과부하시에 특정 가입자 그룹에 대한 데이터 트래픽을 능동적으로 제어할 수 있는 가입자 트래픽 제어 방법 및 그를 위한 이동통신 시스템이 개시된다. 일실시예에 따르면, 단말의 호 시도시, 제어 서버가 해당 단말의 소정 데이터 서비스 가입 여부를 확인하여, 소정 데이터 서비스에 가입된 단말의 데이터 트래픽을 능동적으로 제어한다. 다른 실시예에 따르면, 기지국에서 채널 부하를 산출하고, 단말의 호 시도시, 산출된 채널 부하를 바탕으로 기지국 채널의 과부하 여부를 확인한다. 그리고 기지국 채널의 과부하시, 제어 서버가 해당 단말의 소정 데이터 서비스 가입 여부를 확인하여, 소정 데이터 서비스에 가입된 단말의 데이터 트래픽을 능동적으로 제어한다. 또 다른 실시예에 따르면, 기지국에서 채널 부하를 산출하고, 단말의 호 시도시, 산출된 채널 부하를 바탕으로 기지국 채널의 과부하 여부를 확인한다. 그리고 기지국 채널의 정상 부하시, 제어 서버가 해당 단말의 소정 데이터 서비스 가입 여부를 확인하여 단말의 데이터 서비스 가입 정보를 기지국으로 전송한다. 그러면 기지국이 매 주기마다 채널 부하를 계산하여 과부하 발생시 소정 데이터 서비스에 가입된 단말의 데이터 트래픽을 능동적으로 제어한다.

Description

채널 과부하 판단에 의한 가입자 트래픽 제어 방법 및 그를 위한 이동통신 시스템{METHOD FOR CONTROLLING TRAFFIC OF DATA SUBSCRIBER BY DECISION OF CHANNEL OVERLOAD AND MOBILE TELECOMMUNICATION SYSTEM FOR THE SAME}

본 발명은 이동통신 시스템에 관한 것으로, 특히 채널 과부하시에 특정 가입자 그룹(예컨대 무제한 데이터 서비스 가입자들)에 대한 데이터 트래픽을 능동적으로 제어할 수 있는 것이다.

최근 이동통신분야의 급격한 기술 발전으로, 이동전화를 이용한 동영상, 멀티미디어 전송 등 차세대 무선 멀티미디어 서비스를 제공하게 되었으며, 이와 더불어 패킷 데이터 처리를 위한 패킷 데이터 서비스 망이 제안되었다. 이러한 패킷 데이터 서비스 망 중의 하나인 EV-DO(EVolution Data Only) 이동통신 시스템은 고속 데이터 전송을 위한 채널 구조를 가지는 대표적인 이동통신 시스템이다.

1xEV-DO 이동통신 시스템에서 FL(Forward Link)은 TDM(Time Division Multiplexing) 방식을 사용하고 있으며, 이에 따라 EV-DO 기지국 내에 서비스를 받는 AT(Access Terminal)들은 기지국 채널 모뎀(channel modem)(즉, CHC(Channel Card))에서 시분할에 의하여 스케쥴링(scheduling)되어 데이터 서비스를 받게 된다. 즉, FA/Sector 당 제공할 수 있는 대역폭 내에서 각 가입자가 대역폭을 공유한다고 볼 수 있다. 그런데 기지국 채널 모뎀(CHC)에서 동작하는 스케쥴러(scheduler)는 데이터 어플리케이션의 QoS(Quality of Service) 특성에 따라 스케쥴링 파라미터를 적용한다. 즉 데이터 어플리케이션의 QoS 분류(class)는 크게 BE(Best Effort), AF(Assured Forwarding), EF(Expedited Forwarding)으로 구분될 수 있으며, AT의 어플리케이션에서 요구하는 QoS 특성에 따라서 스케쥴링 파라미터가 다르게 적용되어 데이터 서비스를 받게 된다.

도1에 도시된 바와 같이, 기지국 채널 모뎀(CHC)의 스케쥴러에서 고려된 QoS 분류(class)는 다음과 같다.

BE는 상대적으로 높은 end-to-end delay는 견딜 수 있지만, 낮은 BER(Bit Error Rate)이 요구되는 서비스 플로우(service flow)이다. 최소 전송률(throughput)에 대한 요구는 없지만, 전송되어야 하는 데이터의 크기는 높은 특성을 갖는 서비스이다. BE 특성을 갖는 서비스는 ftp(파일 다운로드)나 http(웹 서핑)을 들 수 있다.

AF는 BE 특성과 유사하나, 최소 throughput이 보장되어야 하는 서비스 플로우이다. AF 특성을 갖는 서비스는 videoconferencing을 제공하는 영상스트림(Video Stream)을 들 수 있다.

EF는 상대적으로 낮은 throughput이 요구되지만, end-to-end delay에 민감한 서비스 플로우이다. EF 특성을 갖는 서비스는 VoIP나 온라인 게임 등을 들 수 있다.

그러나, 현재 구현되어 있는 방식으로는 서로 다른 QoS 분류 간에 스케쥴링 제어가 가능 하지만, 동일 QoS 분류를 갖는 AT 간에 서로 차별화하여 스케쥴링 제어를 할 수 없는 단점이 있다. 즉, BE 특성의 서비스를 받는 AT들이 동일 기지국 내에서 비슷한 무선 환경에 있다고 가정하면, 기지국으로 동일한 DRC(Data Rate Control) 값을 요청할 것이고, 스케쥴러의 "Proportional Fairness" 알고리즘에 의하여 해당 AT들은 동일한 throughput으로 데이터 서비스를 받게 된다. 예를 들어 1xEV-DO Rev.A 기준으로 설명하면, 1FA 기준으로 시스템에서 제공할 수 있는 순방향 링크 섹터 전송률(forward link Sector throughput)은 3.1Mbps이며, 만약 BE 서비스를 받는 3개의 AT들이 동일한 무선 환경에 위치한다면, 이론적으로 각 AT들은 약 1Mbps의 데이터 서비스를 균등하게 받게 될 것이다.

최근에 이동통신망에 스마트폰이 도입되어 증가되면서 사용자들의 데이터 서비스에 대한 요구가 급증하였으며, 이동통신 사업자들도 사용 데이터 패킷량에 의한 과금이 아닌, 일정액을 지불하면 무제한으로 데이터를 사용할 수 있는 무제한 데이터 서비스를 출시하였다.

이로 인하여 특정 가입자 그룹(즉 무제한 데이터 서비스 가입자들)에 의한 데이터 트래픽이 급증하였으며 시스템의 과부하를 유발하는 상황이 빈번하게 발생하고 있다. 또한, 일반 사용자, 즉 패킷 과금(무제한 데이터 서비스 가입자 대비 데이터 사용에 대한 과금율이 높음)을 지불하는 사용자가 데이터 사용시에 무제한 데이터 서비스 가입자와 구별되어 스케쥴링되지 않고 있어, 낮은 데이터 throughput에 의하여 불만이 높아지는 현상이 발생하고 있다.

따라서, 이동통신 사업자는 무제한 데이터 서비스 가입자로서 지속적으로 데이터를 사용하는 사용량이 많은 가입자(heavy user) 대비, 간혹 버스트(burst)하게 비싼 패킷 요금을 지불하면서 데이터 서비스를 이용하는 가입자에게 우선순위(priority)를 높여 트래픽을 제공할 수 있도록 제어하는 방안이 절실히 요구된다.

3GPP2 C.S0024-B CDMA2000 HRPD Air Interface Specification 3GPP2 A.S0009-C IOS for HRPD RAN interface with Session Control in PCF

본 발명의 목적은 채널 과부하를 판단하여 채널 과부하시에 특정 가입자 그룹에 대한 데이터 트래픽을 능동적으로 제어할 수 있는 가입자 트래픽 제어 방법 및 그를 위한 이동통신 시스템을 제공하는 것이다.

본 발명의 일 특징에 따르면, 채널 과부하를 판단하여 채널 과부하시에 특정 가입자 그룹에 대한 데이터 트래픽을 능동적으로 제어할 수 있는 가입자 트래픽 제어 방법 및 그를 위한 이동통신 시스템이 개시된다. 일실시예에 따르면, 단말의 호 시도시, 제어 서버가 해당 단말의 소정 데이터 서비스 가입 여부를 확인하여, 소정 데이터 서비스에 가입된 단말의 데이터 트래픽을 능동적으로 제어한다. 다른 실시예에 따르면, 기지국에서 채널 부하를 산출하고, 단말의 호 시도시, 산출된 채널 부하를 바탕으로 기지국 채널의 과부하 여부를 확인한다. 그리고 기지국 채널의 과부하시, 제어 서버가 해당 단말의 소정 데이터 서비스 가입 여부를 확인하여, 소정 데이터 서비스에 가입된 단말의 데이터 트래픽을 능동적으로 제어한다. 또 다른 실시예에 따르면, 기지국에서 채널 부하를 산출하고, 단말의 호 시도시, 산출된 채널 부하를 바탕으로 기지국 채널의 과부하 여부를 확인한다. 그리고 기지국 채널의 정상 부하시, 제어 서버가 해당 단말의 소정 데이터 서비스 가입 여부를 확인하여 단말의 데이터 서비스 가입 정보를 기지국으로 전송한다. 그러면 기지국이 매 주기마다 채널 부하를 계산하여 과부하 발생시 소정 데이터 서비스에 가입된 단말의 데이터 트래픽을 능동적으로 제어한다.

본 발명에 의하면, 무제한 데이터 가입자의 증가에 의하여 기지국당 데이터 트래픽이 증가되어 자원 측면에서의 과부하가 발생하는 경우, 무제한 데이터 가입자에 대한 서비스 우선순위를 능동적으로 제어함으로써, 좀더 안정적인 시스템 운용이 가능한 이점이 있다. 또한 패킷 과금을 지불하는 일반 가입자에게 서비스 우선순위를 높여 throughput을 향상시켜, 무제한 데이터 가입자의 데이터 사용 증가에 의한 throughput 저하 현상을 최소화하여 가입자 불만을 해소할 수 있는 장점이 있다.

도1은 기지국 채널 모뎀(CHC)의 스케쥴러에서 고려된 QoS 분류(class)를 보여주는 도면.
도2는 본 발명이 실시될 수 있는 예시적인 EV-DO 이동통신 시스템의 구성을 개략적으로 도시한 도면.
도3은 본 발명의 실시예에 따라 가입자 트래픽 제어 과정을 전체적으로 도시한 도면.
도4는 본 발명의 실시예에 따라 부하값 보고 주기를 보여주는 도면.
도5는 본 발명의 실시예에 따라 A11-RRQ 메시지의 CVSE 내의 Airlink Record Parameter의 서브넷 파라미터 구조를 보여주는 도면.
도6은 본 발명의 실시예에 따라 A11-Registration Update 메시지의 NVSE 구조를 보여주는 도면.
도7은 본 발명의 실시예에 따라 채널 스케쥴링 파라미터에 GoS 인자(GoSFactorLoad2ForTrafCtrl)를 추가한 예를 보여주는 도면.
도8은 본 발명의 제1 실시예에 따라 가입자 트래픽 제어 방법을 나타낸 흐름도.
도9는 본 발명의 제2 실시예에 따라 가입자 트래픽 제어 방법을 나타낸 흐름도.
도10은 본 발명의 제3 실시예에 따라 가입자 트래픽 제어 방법을 나타낸 흐름도.
도11은 본 발명의 실시예에 따라 핸드오프시의 가입자 트래픽 제어 방법을 나타낸 흐름도.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들에 대해 상세히 설명한다. 다만, 이하의 설명에서는 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 우려가 있는 경우, 널리 알려진 기능이나 구성에 관한 구체적 설명은 생략하기로 한다.

도2는 본 발명이 실시될 수 있는 예시적인 EV-DO 이동통신 시스템의 구성을 개괄적으로 도시한 도면이다.

도2에 도시된 바와 같이, EV-DO 이동통신 시스템은, 크게 단말기(AT: Access Terminal)(110a~110h), 기지국(BTS: Base Transceiver System)(108a~108h), 기지국 제어기(BSC: Base Station Controller)(106a~106d), 패킷 제어 기능부(PCF: Packet Control Function)(104a, 104b)을 포함하는 서브넷(subnet)과, 패킷 데이터 서빙 노드(PDSN: Packet Data Serving Node)(101), 인가/인증/과금 서버(AAA: Authentication, Authorization, Accounting)(102), 홈에이전트(HA: Home Agent)(103) 등을 포함하는 패킷 핵심망(packet core network)을 구비하고, 패킷 핵심망 상위에 DSC(Data Service Controller) 서버(100) 등을 구비한다.

단말(AT)(110a~110h)은 각각 자신이 속해 있는 영역을 관리하는 BTS(108a~108h)와 역방향 및 순방향 무선 링크를 통해 BTS(108a~108h)로부터 호를 착신하거나 BTS(108a~108h)로 호를 발신한다. AT(110a~110h)는 자신이 속한 셀에서 통신을 시작하려고 하는 경우, 우선 고유 식별자인 UATI를 PCF(104a,104b)에 요청하고, PCF(104a,104b)와 세션 협상을 수행한다. 도2에서는 편의상 1개의 BTS가 담당하는 셀 내에 하나의 AT가 있는 것으로 도시되었지만, 복수의 AT가 하나의 셀 안에 존재할 수 있음은 당업자라면 충분히 알 수 있다.

기지국(BTS)(108a~108h)은 BTS 신호 프로세서(BSP: BTS Signaling Processor), 채널 카드(CHC: Channel Card) 등을 포함하여 자신이 발/착신한 호를 처리하고 OAM(Operations, Administration and Maintenance)을 수행한다. BSP는 BTS(108a~108h)의 메인 프로세서로서 기지국 호 처리 및 OAM을 담당하고, CHC는 BTS(108a~108h) 내에서 AT(110a~110h)와의 무선 호 처리 및 모뎀 기능을 담당한다. BTS(108a~108h)는 각각 대응하는 BSC(106a~106d)에 연결되어 있다.

기지국 제어기(BSC)(106a~106d)는 자신에 연결된 BTS(108a~108h)에 대하여 자원 할당, 호 제어, 핸드오프 제어, 음성 및 패킷 처리 등을 수행한다. BSC(106a~106d)는 자신이 발/착신한 호 처리 및 OAM 처리를 수행하는 호출 및 공통 제어 프로세서(CCP: Call & Common Control Processor)와 자신의 관리하는 복수의 BTS(108a~108h)로부터 수신된 프레임에 대한 선택 및 무선 링크 프로토콜(RLP: Radio Link Protocol) 처리를 하는 선택 프로세서(SLP: Selection Processor) 등을 포함하고 있다. CCP는 BSC(106a~106d) 내에서 EV-DO 호 처리 및 OAM을 담당한다. 도2에서는 하나의 BSC에 64개의 BTS가 연결되어 있는 것으로 도시되어 있으나 본 발명의 다른 실시예에 따르면 이보다 많거나 적은 BTS가 연결될 수 있다.

또한, BSC(106a~106d)는 각각 PCF 1 및 2(104a,104b)에 연결되는데, PCF 1 및 2(104a,104b)는 BSC(106a~106d)와 PDSN(101) 간의 인터페이스를 제공한다.

PCF 1 및 2(104a 및 104b)는 트래픽 전달 기능을 담당하고, 이동 단말에 대한 세션 관리 및 이동성 관리를 담당한다. PCF 1 및 2(104a,104b)는 PDSN(101)에 연결되어 PDSN(101)으로부터 패킷 데이터를 공급받고, 각각 서브넷(112a,112b)을 관할하며, 자신만의 서브넷 ID 및 컬러 코드(color code)를 보유한다. 도2에는 편의상 2개의 PCF(104a,104b)가 PDSN(101)과 연결되어 있는 것으로 도시되어 있지만 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 더 많은 수의 PCF가 PDSN과 연결될 수 있다.

PCF 1 및 2(104a,104b)는, 패킷 데이터 호를 처리하고 AT에 대한 세션 및 이동성 관리와 OAM 처리를 하는 패킷 제어 프로세서(PCP: Packet Control Processor) 및 패킷 데이터의 트래픽을 처리하는 패킷 인터페이스 프로세서(PIP: Packet I/F Processor) 등을 포함한다. PCP는 PCF 내에서 패킷 호 처리 및 OAM을 담당하며, PDSN(101)과 외부 인터페이스를 수행한다. 구체적으로, PCF 1(104a)에 내장된 PCP는 AT(110a~110d)에 대한 세션 정보를 관리하고, PCF 2(104b)에 내장된 PCP는 AT(110e~110h)에 대한 세션 정보를 관리한다.

PDSN(101)은 PCF(104a,104b) 및 외부 네트워크와 연동하여 AT(110a~110h)에게 패킷 데이터 서비스를 제공한다. 패킷 핵심망의 인가/인증/과금 서버(AAA)(102)는 가입자에 대한 인증, 권한 검증 및 과금을 담당하고, 홈에이전트(HA)(103)는 이동 중에도 연결을 잃지 않도록 AT(110a~110h)의 이동성 제공을 위한 Mobile IP를 제공한다. DSC 서버(100)는 PDSN(101) 상위에 위치하여 가입자별 데이터 트래픽에 대한 제어를 수행한다.

구체적으로 PDSN(101)에는 다수개의 PCF(104a,104b)가 연결되고, 각 PCF(104a,104b)는 하나의 서브넷을 관할한다. 하나의 서브넷에 속한 AT(110a~110h)가 EV-DO 시스템하에서 무선 데이터 통신을 시작하는 경우, 해당 서브넷을 관할하는 PCF(104a,104b)는 AT(110a~110h)에게 해당 서브넷 내에서 유일한 UATI(Unicast Access Terminal Identifier)를 할당하고 해당 AT(110a~110h)에 대한 세션 정보(단말기와 무선접속 망 간의 파라미터 협상을 통해 결정된 단말 정보가 포함되어 있는 데이터베이스)를 관리한다. UATI 및 세션 정보는 각 서브넷 별로 관리되기 때문에, AT(110a~110h)가 하나의 서브넷(소스 서브넷)에서 다른 서브넷(타겟 서브넷)으로 이동하는 경우, AT(110a~110h)는 타겟 서브넷의 PCF로부터 새로운 UATI를 할당받고, 타겟 서브넷의 PCF는 소스 서브넷의 PCF와의 통신을 통해 세션 정보를 복구(retrieval)함으로써 계속적으로 통신을 수행할 수 있다.

여기서 AT(110a~110h)가 소스 서브넷에서 타겟 서브넷으로 이동하는 경우, AT(110a~110h)는 타겟 서브넷의 PCF로부터 브로드캐스트(broadcast)되는 서브넷 ID를 수신하여, 서브넷이 변경되었음을 인지하게 된다. 서브넷 변경을 인식하면 AT(110a~110h)는 소스 서브넷의 PCF와 연결된 세션을 종료하고, 타겟 서브넷의 PCF와 새로운 세션을 맺고 UATI를 재할당받는다. 이처럼 핸드오프시 AT(110a~110h)는 타겟 PCF로부터 새로운 UATI를 할당받고, 타겟 서브넷의 PCF가 소스 서브넷의 PCF로부터 세션을 복구한다. 이에 따라 타겟 서브넷 영역으로 이동한 AT(110a~110h)는 타겟 서브넷의 BTS, BSC 및 PCF를 통해 PSDN과 통신이 가능해진다.

도3은 본 발명의 실시예에 따라 가입자 트래픽 제어 과정을 전체적으로 도시한 도면이다.

기지국 CHC의 스케쥴러에서 기지국 채널의 과부하 여부를 주기적으로 판정하여, 판정 결과에 따라 정상 부하시 DSC 서버(100)(또는 기지국 CHC의 스케쥴러)는 특정 가입자 그룹(예컨대 무제한 데이터 서비스 가입자들)에 대한 데이터 트래픽 제어를 수행하지 않고, 과부하시 특정 가입자 그룹에 대한 데이터 트래픽을 능동적으로 제어하여 시스템을 안정적으로 운용하고 Burst하게 비싼 패킷 요금을 지불하여 데이터 서비스를 이용하는 일반 가입자의 데이터 트래픽을 보장한다.

여기서, 제1 실시예에 따르면, DSC 서버(100)는 기지국 채널 과부하 여부와 상관없이 무조건적으로 특정 가입자 그룹에 대한 데이터 트래픽을 제어할 수 있다. 일실시예에 있어서, 동일 QoS 클래스를 갖는 단말 간에 차별화할 수 있다. 예컨대, 데이터 무제한 서비스 가입자의 QoS 우선순위를 일반 가입자 보다 낮게 부여한다. 또한, 제2 실시예에 따르면, DSC 서버(100)는 기지국 채널 과부하시 기지국 채널 과부하 식별자를 바탕으로 특정 가입자 그룹에 대한 데이터 트래픽을 제어한다.

또한, 제3 실시예에 따르면, 기지국 CHC의 스케쥴러는 기지국 채널 과부하가 아닌 경우 이를 인증 서버(예컨대 AAA)로 알린다. 이후 인증 서버에서 특정 가입자 그룹 정보를 기지국으로 전달하면, 기지국 CHC의 스케쥴러는 매주기마다 부하를 계산하여, 과부하가 아닌 경우 특정 가입자 그룹에 대한 데이터 트래픽 제어를 수행하지 않고, 과부하 발생시 특정 가입자 그룹에 대한 데이터 트래픽을 제어한다. 이 경우 기지국 CHC의 스케쥴러는 GoS(Grade of Service) factor 값을 이용한다.

DSC 서버(100)에서의 데이터 트래픽 제어 기능과 기지국 CHC 스케쥴러에서의 데이터 트래픽 제어 기능은 서로 독립적으로 수행된다. 즉 DSC 서버(100)에서 데이터 트래픽 제어 기능을 수행하면, 기지국 CHC의 스케쥴러에서는 데이터 트래픽 제어 기능을 수행하지 않는다. 반대로 기지국 CHC의 스케쥴러에서 데이터 트래픽 제어 기능을 수행하면, DSC 서버(100)에서는 데이터 트래픽 제어 기능을 수행하지 않는다.

데이터 트래픽 제어 과정을 구체적으로 살펴보면, 기지국(108)의 CHC는 운영자에 의하여 설정된 보고 주기에 따라서 해당 주기 동안의 채널 부하(CH load)를 산출하여 기지국(108)의 BSP에게 보고하고(301), 기지국 BSP는 해당 주기 동안 내부 데이터베이스(DB)에 현재 부하(current load) 값으로 저장한다.

이후 AT(110)의 호 시도가 발생하면(302), 기지국 BSP는 1차적으로 AN(Access Network) 과부하 제어(Overload Control) 값이 온(on)인지 또는 오프(off)인지를 확인한다(303).

확인 결과(303), 과부하 제어 값이 오프(off)이면, 기지국 CHC의 스케쥴러에 의한 특정 가입자 그룹(즉 무제한 데이터 서비스 가입자들)에 대한 데이터 트래픽 제어를 수행하지 않음을 의미하며, 이 경우 상기 제1 실시예에 따라 DSC 서버(100)에서 데이터 트래픽 제어를 수행하도록 한다. 따라서 기지국 BSP는 기지국 CHC에서 보고된 부하값에 상관없이 상위망으로 전송하는 메시지 내에 부하 식별값을 "0x11"로 설정하여 패킷 핵심망으로 전송한다(304). 그러면 패킷 핵심망의 AAA(102)는 해당 호 시도 가입자가 무제한 데이터 서비스 가입자인지를 확인하여(305), 가입자 정보(무제한 데이터 서비스 가입자 여부를 나타내는 정보)를 DSC 서버(100)에게 보고한다. 이후에 DSC 서버(100)는 무제한 데이터 서비스 가입자가 아닌 경우에 데이터 트래픽 제어를 수행하지 않고(306), 무제한 데이터 서비스 가입자에 대해서는 데이터 트래픽 제어를 수행한다(307).

확인 결과(303), 과부하 제어 값이 온(on)이면, 호 설정시 채널의 부하 상태에 따라 DSC 서버(100)에서 데이터 트래픽을 제어하는 방식(상기 제2 실시예)과, 기지국 CHC의 스케쥴러에서 데이터 트래픽을 제어하는 방식(상기 제3 실시예)으로 구분한다.

호 설정시, 기지국 BSP는 기지국 CHC에서 보고된 현재 부하값과 운영자에 의하여 설정된 부하 임계치(TetherLoad_Threshold)를 비교한다(308).

비교 결과(308), 현재 부하값이 TetherLoad_Threshold 값을 초과하면 채널이 과부하인 것으로 판단하여, 상기 제2 실시예에 따라 기지국 BSP는 상위망으로 전송하는 메시지 내에 부하 식별값을 "0x00"으로 설정하여 패킷 핵심망으로 전송한다(309). 그러면 패킷 핵심망의 AAA(102)는 해당 호 시도 가입자가 무제한 데이터 서비스 가입자인지를 확인하여(310), 가입자 정보(무제한 데이터 서비스 가입자 여부를 나타내는 정보)를 DSC 서버(100)에게 보고한다. 이후에 DSC 서버(100)는 무제한 데이터 서비스 가입자가 아닌 경우에 데이터 트래픽 제어를 수행하지 않고(311), 무제한 데이터 서비스 가입자에 대해서는 데이터 트래픽 제어를 수행한다(312). 이 경우 PDSN(101)은 PCF(104)로 아무런 정보도 전송하지 않고, 기지국 CHC의 스케쥴러는 해당 호에 대해서 동작하지 않게 된다.

비교 결과(308), 현재 부하값이 TetherLoad_Threshold 값 이하이면 채널이 정상 부하인 것으로 판단하여, 상기 제3 실시예에 따라 기지국 BSP는 상위망로 전송하는 메시지 내에 부하 식별값을 "0x01"으로 설정하여 패킷 핵심망으로 전송한다(313). 그러면 패킷 핵심망의 AAA(102)는 해당 호 시도 가입자가 무제한 데이터 서비스 가입자인지를 확인하여(314), 가입자 정보(무제한 데이터 서비스 가입자 여부를 나타내는 정보)를 PDSN(101)으로 보고한다. 이와 같이 가입자 정보를 PDSN(101)으로 전송하는 이유는 데이터 트래픽 제어 과정을 기지국 CHC의 스케쥴러에서 수행토록 하기 위함이다(316).

가입자 정보는 PDSN(101)을 거쳐 하위망의 기지국 CHC에게 전달된다(317). 해당 호에 대한 정보를 저장한 기지국 CHC는 매 주기 마다 부하를 계산하여 현재 부하값과 부하 임계치(TetherLoad_Threshold)를 비교한다(318). 비교 결과(318), 현재 부하값이 TetherLoad_Threshold 값을 초과하면 채널이 과부하인 것으로 판단하여, 채널 스케쥴링 파라미터 중 GoS factor 값을 무제한 데이터 서비스 가입자에 해당하는 값으로 갱신(update)하여 데이터 트래픽 제어를 수행한다(319). 비교 결과(318), 현재 부하값이 TetherLoad_Threshold 값 이하이면 채널이 정상 부하인 것으로 판단하여, GoS factor 값을 일반 가입자에 해당하는 값으로 갱신(update)하여 일반 가입자와 동일한 조건으로 스케쥴링한다(320).

상기 기지국 CHC에서 채널 부하를 산출하는 과정(301)에 대해 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.

기지국 CHC는 FA/Sector별 부하 정보를 운영자에 의하여 설정된 Load Report Period(0 ~ 300초 범위 내에서 설정)에 따라 주기적으로 계산한다. 부하는 기지국 CHC에서 관리되고 있는 FL(Forward Link) Slot Usage(%), Active User(Call 수), RL(Reverse Link) ROT(Rise of Thermal(0.25dB 단위 값)의 3가지 항목(item)에 대하여 운영자에 의하여 설정된 가중요소(weight factor)를 이용하여 정규화된(normalized) 0 ~ 100의 범위를 갖는 단일 값으로 정의된다. 운영자는 해당 정규화된 부하 산출에 사용되는 가중요소들의 총 합이 100이 되도록 설정한다.

정규화된(normalized) 부하값 계산 과정은 다음과 같다.

(1) 0 ~ 100 사이의 값을 갖는 각 항목별 부하값(loadi)을 계산한다.

(2) 각 항목별 부하값에 각 항목별 가중요소(WFi)를 곱한 값들의 합을 구한다.

(3) (2)에서 계산된 값을 100으로 나누어 0 ~ 100 사이의 정규화된 부하값(TotalLoad)을 구한다. TotalLoad는 다음의 수학식1과 같이 구할 수 있다.

항목별 부하값(loadi) 계산 과정은 다음과 같다.

(1) 해당 항목의 최소/최대값(Mini, Maxi)을 정의한다.

(2) 해당 항목의 현재 측정값 또는 평균 측정값(Curi)을 계산한다.

(3) 아래 수학식2를 이용하여 해당 항목의 부하값(loadi)을 계산한다.

부하 계산에 사용될 항목 리스트와 각 항목별 Min/Max/Cur 값을 정의하면 다음과 같다.

(1) ActiveUser 수 : 해당 FA/Sector에 설정된 호의 개수를 의미한다. 해당 FA/Sector에 설정된 호 개수가 최대(max)가 아니더라도 FA/Sector에 상관없이 해당 기지국 CHC 전체에 설정된 호 개수가 max(192 call : CHC당 할당 가능한 최대 call 수)가 되면 모든 FA/Sector의 해당 항목의 부하값은 max(100)로 설정된다.

- Min : 0

- Max : (115 - Number of Control Channel Short Packet Indices)

- Cur : 보고시점의 순시값

(2) RL ROT : 해당 FA/Sector의 역방향링크(reverse link)의 부하를 의미한다. 채널 카드 초기화시 ChipConfig 메시지에 포함된 QRABAlgorithm의 타입에 따라 역방향링크 부하로 ROT를 사용할지 computational load를 사용할지가 결정된다. QRABAlgorithm이 None으로 설정되면 해당 항목의 부하값은 항상 "0"으로 설정된다.

- Min : 0

- Max : QRAB threshold

- Cur : 보고주기 동안의 평균값

(3) FL Slot Usage : 해당 FA/Sector의 순방향링크 슬롯 사용(FL slot utilization)을 의미한다. 해당 항목은 보고주기 동안 채널내 모뎀으로부터 수집된 slot utilization 정보를 이용하여 수집된다. 모뎀으로부터의 슬롯 사용 정보는 256 슬롯 주기로 수집되고, 그 값은 256 슬롯 동안 데이터의 스케쥴링에 사용된 슬롯 수를 나타낸다.

- Min : 0

- Max : (보고주기 동안 수집된 슬롯 사용 정보 횟수)*256

- Cur : 보고주기 동안 수집된 슬롯 사용 값의 총합

한편, 기지국(108)에서 과부하 여부를 판단하는 과정(현재 부하값과 부하 임계치(TetherLoad_Threshold)를 비교하는 과정)(308,318)에 대해 살펴보면 다음과 같다. 이 과정(308,318)은 기지국 CHC 내부 및 기지국 BSP에서 각각 수행된다. 기지국 CHC 내부에서는 무제한 데이터 서비스 가입자에 대한 데이터 트래픽 제어 여부를 결정하기 위해 상기 과정(308,318)을 수행하며, 기지국 BSP에서는 호 설정시 상위망으로 전송할 부하 식별값을 설정하기 위해 상기 과정(308)을 수행한다.

기지국 CHC 내부에서의 동작 과정을 살펴보면 다음과 같다.

(1) 설정된 주기마다 상기에서 산출된 각 FA/Sector별 정규화된 부하값과 운영자에 의하여 설정된 TetherLoad_Threshold 값을 비교하여 과부하 여부를 판단한다.

(2) 현재 부하값이 TetherLoad_Threshold 값 이하이면, 정상 부하로 판단하여 각 호에 대한 스케쥴링 파라미터를 변경하지 않는다.

(3) 현재 부하값이 TetherLoad_Threshold 값을 초과하면, 과부하로 판단하여 해당 FA/Sector에 설정된 호 중 무제한 데이터 서비스 가입자로 상위에서 보고된 호에 대하여 스케쥴링 파라미터를 변경하여 데이터 트래픽 제어를 수행한다.

또한 기지국 BSP에서의 동작 과정을 살펴보면 다음과 같다.

(1) 도4와 같이 설정된 주기(부하값 보고 주기)마다 기지국 CHC에서 보고된 각 FA/Sector별 정규화된 부하값과 운영자에 의하여 설정된 TetherLoad_Threshold 값을 비교하여 과부하 여부를 판단한다.

(2) 보고된 현재 부하값이 TetherLoad_Threshold 값 이하이면, 정상 부하로 판단하여 해당 주기에 시도된 호에 대한 부하 식별값을 "0x11" 또는 "0x00"으로 설정하여 기지국 제어기(106)의 CCP로 전송한다.

(3)보고된 현재 부하값이 TetherLoad_Threshold 값을 초과하면, 채널 과부하로 판단하여 해당 주기에 시도된 호에 대한 부하 식별값을 "0x01"로 설정하여 CCP로 전송한다.

한편, 기지국(108)에서 부하 식별값을 전송하는 과정(304,309,313)을 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.

부하 식별값은 매 호 설정시 기지국에서 판단하여 상위망으로 전달된다. 관련 엔티티(entity)는 BSP → CCP → PCP → PDSN → AAA이다.

각 엔티티에서의 메시지 전달 과정을 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.

기지국(108)의 BSP는 AT(110)로부터 호가 시도되어 CCP로부터 SetupReq_C2B 이벤트가 발생할 때마다 설정할 FA를 결정하고, 상기 과부하 여부 판단 과정(308)에 의하여 SetupComplete_B2C 메시지 내에 아래 표1과 같이 유형별 부하 식별값을 설정하여 CCP로 전송한다.

또한, 기지국 제어기(106)의 CCP는 기지국 BSP로부터 SetupComplete_B2C 메시지를 수신하면, 호 처리 과정 중 ALReady_C2PC 메시지 내에 기지국 BSP로부터 수신한 부하 식별값을 그대로 포함하여 PCF(104)의 PCP로 전달한다.

또한, PCF(104)의 PCP는 기지국 제어기(106)의 CCP로부터 ALReady_C2PC 메시지를 수신하면, 호 처리 메시지 중 A11-RRQ 메시지(도5 참조)의 CVSE(Critical Vendor Specific Extension)내의 무선링크 레코드에 포함되는 파라미터 중 서브셋 파라미터(subnet parameter)의 부하 식별값 필드에 CCP로부터 수신한 값을 설정하여 PDSN(101)으로 전송한다.

또한, 기지국 제어기(106)의 PCP로부터 A11-RRQ 메시지를 수신한 PDSN(101)은 AAA(102)로 가입자의 무제한 데이터 서비스 가입 여부 및 트래픽 제어 여부를 확인하기 위하여 Hole Check Request 메시지 내에 부하 식별값을 수신한 값으로 설정하여 전송한다.

또한 PDSN(101)으로부터 Hole Check Request 메시지를 수신한 AAA(102)는 수신된 부하 식별값과 가입자 정보를 확인하여, 무제한 데이터 서비스 가입자 여부와, DSC 서버(100) 제어 또는 기지국 CHC의 스케쥴러 제어 여부를 판단하여 Hole Check Response 메시지를 PDSN(101) 또는 DSC 서버(100)로 전송한다.

여기서 AAA(102)로 전달된 부하 식별값이 0x00(CH 과부하)인 경우, AAA(102)는 가입자 정보를 확인하여 무제한 데이터 서비스 가입자이면 데이터 트래픽 제어 과정을 기지국 CHC의 스케쥴러에서 수행하도록 PDSN(101)으로 Hole Check Response 메시지에 Traffic 제어 대상임을 전달한다. Hole Check Response 메시지를 수신한 PDSN(101)은 해당 가입자의 기지국 CHC의 스케쥴러에 의한 제어 수행 필요 여부를 PCF(104)내 PCP로 알려주기 위하여 A11-Registration Update 메시지(메시지 타입은 F1H)를 전송한다. 이후 해당 정보는 각 호 처리 프로세서를 통하여 기지국 CHC까지 전달된다. 관련 엔티티(entity)는 PDSN → PCP → CCP → BSP → CHC이다.

상위 서버(AAA)로부터 해당 호가 무제한 데이터 서비스 가입자로서 기지국 CHC의 스케쥴러에서 트래픽 제어가 필요한 것으로 판단된 경우, PDSN(101)은 도6과 같이 A11-Registration Update 메시지(메시지 타입은 F1H)를 PCF(104)의 PCP에게 전송한다. 이때 메시지 내의 응용 데이터 코드(application data code) 값을 "0xD0"(Overload Control User)로 설정하여 전송한다. 만약 해당 호가 무제한 데이터 서비스 가입자가 아닌 경우 PDSN(101)은 A11-Registration Update 메시지를 PCP로 전송하지 않는다.

이후 PDSN(101)으로부터 응용 데이터 코드값이 "0xD0"인 A11-Registration Update 메시지를 수신한 PCF(104)의 PCP는 해당 호가 트래픽 제어가 필요함을 알리는 TrafCtrlInd_PC2C 메시지를 기지국 제어기(106)의 CCP로 전송한다.

다음으로 TrafCtrlInd_PC2C 메시지를 수신한 기지국 제어기(106)의 CCP는 해당 호가 트래픽 제어가 필요함을 알리는 TrafCtrlInd_C2B 메시지를 기지국(108)의 BSP로 전송한다. 그러면 TrafCtrlInd_C2B 메시지를 수신한 BSP는 해당 호가 트래픽 제어가 필요함을 알리는 TrafCtrlInd_B2TC 메시지를 기지국(108)의 CHC로 전송한다. 이후에 TrafCtrlInd_B2TC 메시지를 수신한 기지국의 CHC는 해당 호에 대한 DB에 Traf_Ctrl_Ind 값을 1로 갱신(update)하고, 상기 과부하 여부를 판단하는 과정(318)에 의하여 과부하시 데이터 트래픽 제어를 수행한다.

이제 기지국 CHC의 스케쥴러에서 무제한 데이터 서비스 가입자의 데이터 트래픽을 제어하는 과정에 대해 구체적으로 살펴보기로 한다.

기지국 CHC의 스케쥴러에서 무제한 데이터 서비스 가입자의 데이터 트래픽을 제어하기 위해서는 도7과 같이 BE 플로우에 대한 스케쥴링 파라미터 중 GoS(Grade of Service) 인자의 파라미터 변경이 필요하다.

기지국 CHC는 매 주기 FA/Sector 별로 계산된 정규화된 부하(현재 부하) 값이 TetherLoad_Threshold 값을 초과하는 경우 해당 호에 대한 스케쥴링 파라미터 중 GoS 인자(factor) 값을 데이터 트래픽 제어를 위한 값으로 변경하여 스케쥴러에 의한 데이터 트래픽 제어가 수행되도록 한다.

기지국 CHC의 스케쥴러에서 GoS 인자를 활용한 가입자별 스케쥴링을 위해서는, 도7과 같이 스케쥴링 파라미터 중 모든 가입자에게 공통으로 적용되는 GoSFactorLog2 파라미터에 무제한 데이터 서비스 가입자 적용을 위한 "GoSFactorLog2ForTrfCtl" 파라미터를 추가한다.

GoSFactorLog2는 BE(Best Effort) 플로우와 같은 throughput에 민감한 서비스 플로우에 대하여 스케쥴링 우선순위를 부여하기 위한 파라미터로서, 0 ~ 5 범위의 값을 가지며, 높을수록 높은 우선순위를 의미하고 숫자가 낮을수록 낮은 우선순위를 의미한다. 따라서, 채널이 정상 부하인 상황에서는 모든 BE 호에 대해 기존 GoS 인자(GosFactorLog2) 값으로 5를 적용하여 스케쥴러가 동작하다가, 채널 상태가 과부하로 판단되고 채널 DB에 무제한 데이터 사용자로 저장되어 있는 호에 대해서 신규 정의한 GoSFactor(GoSFactorLog2ForTrafCtrl) 값으로 갱신하여 스케쥴링을 수행한다.

무제한 데이터 서비스 가입자에 대해서 일반 가입자보다 낮은 우선순위를 부여하기 위해서는, 운영자가 BE 플로우인 SchedulerSetID=0에 대하여 GoSFactLog2ForTrafCtrl 값을 5 미만의 값으로 설정하여야 가입자별로 차등적인 스케쥴링을 수행할 수 있다.

GoSFactorLog2ForTrafCtrl 값에 따른 무제한 데이터 서비스 가입자의 throughput은 이론적으로 다음과 같다.

- GoSFactorLog2ForTrfCtl = 5인 경우 : 일반 사용자와 1:1로 동일한 Throughput 유지

- GoSFactorLog2ForTrfCtl = 4인 경우 : 일반 사용자 대비 1/2의 Throughput 유지

- GoSFactorLog2ForTrfCtl = 3인 경우 : 일반 사용자 대비 1/4의 Throughput 유지

- GoSFactorLog2ForTrfCtl = 2인 경우 : 일반 사용자 대비 1/8의 Throughput 유지

- GoSFactorLog2ForTrfCtl = 1인 경우 : 일반 사용자 대비 1/16의 Throughput 유지

- GoSFactorLog2ForTrfCtl = 0인 경우 : 일반 사용자 대비 1/32의 Throughput 유지

한편 무제한 데이터 서비스 가입자 호에 대하여 데이터 트래픽 제어를 수행함에 있어서, 만약 핸드오프(handoff)가 발생한 경우, 타겟 시스템(소스 기지국 또는 타겟 서브넷)에서도 데이터 트래픽 제어가 수행되어야 한다. 무제한 데이터 서비스 가입자 정보를 수신한 타겟 시스템(타겟 기지국 또는 타겟 서브넷)의 채널은 소스 시스템에서 동작하는 데이터 트래픽 제어와 독립적으로 상기와 같은 기지국 CHC의 스케쥴러에 의한 데이터 트래픽 제어를 수행하게 된다.

핸드오프 발생시의 무제한 데이터 서비스 가입자 정보의 전달 과정은 다음과 같이 2가지 유형으로 구분될 수 있다.

(1) 핸드오프 발생 전 소스 시스템(소스 기지국 또는 소스 서브넷)에서 무제한 데이터 서비스 가입자 여부를 인지한 경우

핸드오프가 발생하기 전에 소스 시스템 내에서 무제한 데이터 서비스 가입자 정보 전달 동작이 수행된 경우로서, 소스 시스템은 해당 호에 대한 제어 수행 필요 여부를 알고 있으므로, 핸드오프 호 처리 절차 수행시에 해당 정보를 타겟 시스템으로 전달할 수 있다. 예컨대, 단말(110)의 RouteUpdate에 의하여 핸드오프 이벤트가 발생한 경우 소스 CCP는 타겟 CCP로 SoftAReq_C2C 메시지를 전송하여 핸드오프를 요청하는데, 이때 해당 메시지 내에 무제한 데이터 서비스 가입자임을 알리는 식별값을 포함하여 전송한다. 해당 정보를 수신한 타겟 CCP는 BSP로 SoftAReq_C2B 메시지 전송시 무제한 데이터 서비스 가입자 식별값을 포함시켜 전송하고, BSP 역시 CHC로 TCAsgn_B2TC 메시지 전송시 해당 식별값을 포함시켜 전송함으로써, 채널에서 무제한 데이터 서비스 가입자의 데이터 트래픽을 제어할 수 있도록 한다.

(2) 핸드오프 발생 후 소스 시스템(소스 기지국 또는 소스 서브넷)에서 무제한 데이터 서비스 가입자 여부를 인지한 경우

핸드오프가 발생하여 소스 시스템으로부터 타겟 시스템으로 무제한 데이터 서비스 가입자 정보 전달 동작 없이 핸드오프 절차가 완료되고, 이후 소스 시스템에서 무제한 데이터 서비스 가입자 정보 전달 동작이 수행된 경우로서, 이 경우는 기존 메시지를 사용하지 못하고, 소스 시스템은 별도의 메시지를 통하여 무제한 데이터 서비스 가입자임을 통보하여야 한다. 핸드오프가 완료된 이후 소스 CCP는 타겟 CCP로 TrafCtrlReq_C2C 메시지를 전송하여 해당 핸드오프 가입자가 무제한 데이터 서비스 가입자임을 통보한다. 타겟 CCP는 BSP로 TrafCtrlInd_C2B를 전달하고, BSP는 CHC로 TrafCtrlInd_B2TC 메시지를 전달하여, 채널 부하 상태 변경에 따라 기지국 CHC의 스케쥴러에 의한 데이터 트래픽 제어가 정상적으로 수행될 수 있도록 한다.

이하에서는 상기 제1 내지 제3 실시예에 따른 가입자 트래픽 제어 방법을 구분하여 설명하기로 한다.

도8은 본 발명의 제1 실시예에 따라 가입자 트래픽 제어 방법을 나타낸 흐름도이다. 제1 실시예는 운영자가 AN(Access Network) 부하 제어(overload controll)를 오프(off)로 설정한 경우에, DSC 서버(100)에서의 트래픽 제어 절차를 보여준다.

우선 기지국(108)의 CHC는 운영자에 의하여 설정된 Load Report Period에 따라 FA/Sector별 정규화된 채널 부하를 측정한다(801). 그리고 CHC는 측정한 FA/Sector별 정규화된 부하를 Load Report Period 주기마다 EVDO_TetherLoadReport_TC2B 메시지를 통하여 BSP에게 보고한다(802).

AT(110)가 Connection Request 메시지를 통하여 BSP로 호를 시도하면(803), 기지국(108)의 BSP는 AN(Access Network) 부하 제어가 오프(off)되어 있으므로, 보고된 채널 부하값과 상관없이 최종 자원이 할당된 FA/Sector로 호 처리 메시지 중 SetupCmpl_B2C 메시지 내에 부하 식별값을 "0x11"(무조건 DSC 서버(100)에 의한 트래픽 제어)로 설정하여 BSC(106)의 CCP에게 전송한다(804).

BSC(106)의 CCP는 호 처리 메시지 중 ALReady_C2PC 메시지에 BSP로부터 수신한 부하 식별값과 동일한 "0x11"로 설정하여 PCF(104) 내 PCP에게 전송한다(805).

PCF(104)의 PCP는 호 처리 메시지 중 A11-Registration Request 메시지의 CVSE 내의 Airlink Record에 포함되는 파라미터 중 서브넷 파라미터에 부하 식별자를 "0x11"로 설정하여 PDSN(101)에게 전송한다(806).

이후 호 설정을 위한 추가 과정을 수행하고, 호 설정 절차를 완료한다. 이때 호 설정을 위한 추가 과정을 수행할 때, PDSN(101)은 가입자의 무제한 데이터 서비스 가입 여부 및 트래픽 제어 여부를 확인하기 위하여, Hole Check Request 메시지 내에 부하 식별값을 "0x11"로 설정하여 AAA(102)에게 전송한다(807).

이후 Hole Check Request 메시지를 수신한 AAA(102)는 부하 식별값이 "0x11"이므로, 해당 가입자의 무제한 데이터 서비스 가입 유무를 확인하여(808), 해당 가입자가 무제한 데이터 서비스 가입자인 경우에 PDSN(101) 및 DSC 서버(100)로 DSC 서버(100)에 의한 트래픽 제어임을 알리는 Hole Check Response 메시지를 전송한다(809). 만약 무제한 데이터 서비스 가입자가 아닌 경우에 DSC 서버(100)에 의한 트래픽 제어는 수행하지 않는다.

호 설정이 완료된 무제한 데이터 서비스 가입자 호는 데이터 트래픽 서비스 시 DSC 서버(100)에 의하여 대역폭(bandwidth) 제약으로 일정 throughput 내에서 서비스를 받게 된다(810). 해당 DSC 서버(100)에 의한 트래픽 제어는 채널 부하에 상관없이 호가 해제되기 전까지 계속 유지된다.

도9는 본 발명의 제2 실시예에 따라 가입자 트래픽 제어 방법을 나타낸 흐름도이다. 제2 실시예는 운영자가 AN(Access Network) 부하 제어(overload controll)를 온(on)으로 설정한 경우에, 기지국 BSP(또는 기지국 CHC)가 채널의 정규화된 부하를 과부하 상태로 판정하여, DSC 서버(100)에서의 트래픽 제어 절차를 보여준다.

우선 기지국(108)의 CHC는 운영자에 의하여 설정된 Load Report Period에 따라 FA/Sector별 정규화된 채널 부하를 측정한다(901). 그리고 CHC는 측정한 FA/Sector별 정규화된 부하를 Load Report Period 주기마다 EVDO_TetherLoadReport_TC2B 메시지를 통하여 BSP에게 보고한다(902).

AT(110)가 Connection Request 메시지를 통하여 BSP로 호를 시도하면(903), 기지국(108)의 BSP는 AN(Access Network) 부하 제어가 온(on)되어 있으므로, 보고된 채널 부하값과 운영자에 의해 설정되어 있는 TetherLoad_Threshold 값을 비교하여 채널의 과부하 여부를 판단한다(904).

그리고 BSP는 CHC로부터 보고된 FA/Sector 단위의 정규화된 부하를 DB에 저장하고, CCP로부터 SetupReq_C2B가 발생할 때마다 설정할 FA를 결정하고, 해당 FA/Sector의 현재 부하값과 TetherLoad_Threshold를 비교하여, 현재 부하값이 TetherLoad_Threshold 값을 초과하면 채널 과부하로 판단하여 호 처리 메시지인 SetupComplete_B2C에 과부하임을 알리는 부하 식별값을 "0x00"(채널 과부하)으로 설정하여 BSC(106)의 CCP에게 전송한다(905).

SetupCmpl_B2C 메시지를 수신한 CCP는 호 처리 메시지 중 ALReady_C2PC 메시지 내에 부하 식별값을 기지국 BSP로부터 수신한 값으로 채워 PCF(104)의 PCP에게 전송한다(906).

PCF(104)의 PCP는 호 처리 메시지 중 A11-Registration Request 메시지의 CVSE 내의 Airlink Record에 포함되는 파라미터 중 서브넷 파라미터에 부하 식별자를 "0x00"로 설정하여 PDSN(101)에게 전송한다(907).

이후 호 설정을 위한 추가 과정을 수행하고, 호 설정 절차를 완료한다. 이때 호 설정을 위한 추가 과정을 수행할 때, PDSN(101)은 가입자의 무제한 데이터 서비스 가입 여부 및 트래픽 제어 여부를 확인하기 위하여, Hole Check Request 메시지 내에 부하 식별값을 "0x00"으로 설정하여 AAA(102)에게 전송한다(908).

Hole Check Request 메시지를 수신한 AAA(102)는 부하 식별값이 "0x00이므로, 해당 가입자의 무제한 데이터 서비스 가입 유무를 확인하여(909), 해당 가입자가 무제한 데이터 서비스 가입자인 경우에 PDSN(101) 및 DSC 서버(100)로 DSC 서버(100)에 의한 트래픽 제어임을 알리는 Hole Check Response 메시지를 전송한다(910). 만약 무제한 데이터 서비스 가입자가 아닌 경우에 DSC 서버(100)에 의한 트래픽 제어는 수행하지 않는다.

호 설정이 완료된 무제한 데이터 서비스 가입자 호는 데이터 트래픽 서비스 시 DSC 서버(100)에 의하여 대역폭(bandwidth) 제약으로 일정 throughput 내에서 서비스를 받게 된다(911).

도10은 본 발명의 제3 실시예에 따라 가입자 트래픽 제어 방법을 나타낸 흐름도이다. 제3 실시예는 운영자가 AN(Access Network) 부하 제어(overload controll)를 온(on)으로 설정한 경우에, 기지국 BSP(또는 기지국 CHC)가 채널의 정규화된 부하를 정상 부하 상태로 판정하여, CHC 스케쥴러(108)에서의 트래픽 제어 절차를 보여준다.

우선 기지국(108)의 CHC는 운영자에 의하여 설정된 Load Report Period에 따라 FA/Sector별 정규화된 채널 부하를 측정한다(1001). 그리고 CHC는 측정한 FA/Sector별 정규화된 부하를 Load Report Period 주기마다 EVDO_TetherLoadReport_TC2B 메시지를 통하여 BSP에게 보고한다(1002).

AT(110)가 Connection Request 메시지를 통하여 BSP로 호를 시도하면(1003), 기지국(108)의 BSP는 AN(Access Network) 부하 제어가 온(on)되어 있으므로, 보고된 채널 부하값과 운영자에 의해 설정되어 있는 TetherLoad_Threshold 값을 비교하여 채널의 과부하 여부를 판단한다(1004).

그리고 BSP는 CHC로부터 보고된 FA/Sector 단위의 정규화된 부하를 DB에 저장하고, CCP로부터 SetupReq_C2B가 발생할 때마다 설정할 FA를 결정하고, 해당 FA/Sector의 현재 부하값과 TetherLoad_Threshold를 비교하여, 현재 부하값이 TetherLoad_Threshold 값 이하이면 채널 정상 부하로 판단하여 호 처리 메시지인 SetupComplete_B2C에 정상 부하임을 알리는 부하 식별값을 "0x01"(채널 정상 부하)으로 설정하여 BSC(106)의 CCP에게 전송한다(1005).

SetupCmpl_B2C 메시지를 수신한 CCP는 호 처리 메시지 중 ALReady_C2PC 메시지 내에 부하 식별값을 기지국 BSP로부터 수신한 값으로 채워 PCF(104)의 PCP에게 전송한다(1006).

PCF(104)의 PCP는 호 처리 메시지 중 A11-Registration Request 메시지의 CVSE 내의 Airlink Record에 포함되는 파라미터 중 서브넷 파라미터에 부하 식별자를 "0x01"로 설정하여 PDSN(101)에게 전송한다(1007).

이후 호 설정을 위한 추가 과정을 수행하고, 호 설정 절차를 완료한다. 이때 호 설정을 위한 추가 과정을 수행할 때, PDSN(101)은 가입자의 무제한 데이터 서비스 가입 여부 및 트래픽 제어 여부를 확인하기 위하여, Hole Check Request 메시지 내에 부하 식별값을 "0x01"로 설정하여 AAA(102)에게 전송한다(1008).

Hole Check Request 메시지를 수신한 AAA(102)는 부하 식별값이 "0x01"이므로, 해당 가입자의 무제한 데이터 서비스 가입 유무를 확인하여(1009), 해당 가입자가 무제한 데이터 서비스 가입자인 경우에 기지국 CHC의 스케쥴러에 의한 트래픽 제어를 요청하는 Hole Check Response 메시지를 PDSN(101)에게 전송한다(1010). 이때 만약 무제한 데이터 서비스 가입자가 아닌 경우에는 제어 정보는 전송되지 않는다.

Hole Check Response 메시지를 수신한 PDSN(101)은 A11-Registration Update 메시지(메시지 타입은 F1H) 내 응용 데이터 코드(application data code) 값을 "0xD0"(무제한 데이터 서비스 가입자)로 설정하여 PCF(104)의 PCP에게 전송한다(1011).

PCP는 해당 호가 트래픽 제어가 필요함을 알리는 TrafCtrlInd_PC2C 메시지를 BSC(106)의 CCP에게 전송하고(1012), CCP는 해당 호가 트래픽 제어가 필요함을 알리는 TrafCtrlInd_C2B 메시지를 기지국(108)의 BSP에게 전송한다(1013). 이후에 BSP는 해당 호가 트래픽 제어가 필요함을 알리는 TrafCtrlInd_B2TC 메시지를 CHC로 전송한다(1014).

TrafCtrlInd_B2TC 메시지를 수신한 기지국(108)의 CHC는 해당 호에 대한 가입자 정보를 DB에 갱신(update)하고, 채널 내부의 과부하 판단 동작에 의하여 데이터 트래픽 제어를 수행한다(1014). 이때 과부하 판단은 Load Report Period 주기 마다 수행된다. 기지국의 CHC의 스케쥴러에서 수행되는 가입자별 데이터 트래픽 제어는 해당 호가 해제되기 전까지 유지되며, 과부하 또는 정상 부하 여부에 따라 스케쥴러에서 GoSFactorLog2와 GoSFactorLog2ForTrafCtrl 값을 능동적으로 갱신(update)하는 과정이 수행된다.

무제한 데이터 서비스 가입자에 대하여 데이터 트래픽을 제어하도록 설정된 상태에서, 해당 호에 대하여 핸드오프가 발생된 경우의 제어 흐름은 도11과 같다.

트래픽 상태에서 AT(110)는 RouteUpdate 메시지를 통하여 핸드오프를 소스 시스템의 SLP(기지국 제어기의 SLP)에게 요구한다(1101).

SLP는 소스 시스템의 CCP(기지국 제어기의 CCP)로 RouteUpd_S2C 메시지를 통하여 핸드오프 호 처리 절차를 수행하도록 요청한다(1102).

소스 CCP는 SoftAReq_C2C 메시지를 타겟 시스템의 CCP에게 전송하여 소프트 핸드오프 Add를 요청한다(1103). Add는 AT(110)가 인접 섹터 또는 셀로 이동할 때 인접 섹터 또는 셀의 파일럿이 활성군으로 추가되는 의미한다. 이때, 소스 CCP는 해당 메시지 내에 무제한 데이터 서비스 가입자임을 알리는 식별값을 포함하여 전송한다.

타겟 시스템의 CCP는 타겟 BSP에게 SoftAReq_C2B 메시지를 전송하여(1104) 소프트 핸드오프 Add를 위한 자원을 할당하도록 요청한다. 이때, 타겟 CCP는 해당 메시지 내에 무제한 데이터 서비스 가입자임을 알리는 식별값을 포함하여 전송한다.

타겟 BSP는 핸드오프 Add를 위한 자원을 할당하기 위하여 TCAsgn_B2TC 메시지를 타겟 CHC에게 전송한다(1105). 이때, 타겟 BSP는 해당 메시지 내에 무제한 데이터 서비스 가입자임을 알리는 식별값을 포함하여 전송하고, 타겟 CHC는 해당 핸드오프 호에 대한 DB에 트래픽 제어가 필요한 가입자임을 저장한다.

"1106" 단계 내지 "1122" 단계는 기존 핸드오프 호 처리 절차와 동일하며, 메시지 내의 변경사항도 없다.

"1123" 단계 내지 "1125" 단계는 핸드오프 발생 이전에 소스 시스템에서 해당 호가 무제한 데이터 서비스 가입자임을 인지하지 못한 경우에 대한 절차이다. 즉, 핸드오프 이벤트 발생시 소스 CCP에서 타겟 CCP로 전송되는 SoftAReq_C2C 메시지 내에 무제한 데이터 서비스 가입자임을 알리는 식별값이 포함되지 않고 핸드오프 절차가 완료된 이후, 소스 시스템 내에서 상위로부터 무제한 데이터 서비스 가입자 정보 전달 과정이 수행된 경우, 소스 시스템으로 타겟 시스템으로 해당 핸드오프 호 가입자가 무제한 데이터 서비스 가입자임을 알려야 한다. 이 경우, 소스 CCP는 타겟 CCP로 TrafCtrlReq_C2C 메시지를 송신하여 무제한 데이터 서비스 가입자임을 통보하고, BSP를 거쳐 채널까지 무제한 데이터 서비스 가입자 정보가 전달된다.

상기 방법은 특정 실시예들을 통하여 설명되었지만, 상기 방법은 또한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의해 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광데이터 저장장치 등이 있으며, 또한 케리어 웨이브(예를 들어 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다. 그리고, 상기 실시예들을 구현하기 위한 기능적인(functional) 프로그램, 코드 및 코드 세그먼트들은 본 발명이 속하는 기술분야의 프로그래머들에 의해 용이하게 추론될 수 있다.

본 명세서에서는 본 발명이 일부 실시예들과 관련하여 설명되었지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자가 이해할 수 있는 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형 및 변경이 이루어질 수 있다는 점을 알아야 할 것이다. 또한, 그러한 변형 및 변경은 본 명세서에 첨부된 특허청구의 범위 내에 속하는 것으로 생각되어야 한다.

100: DSC 서버 101: PDSN
102: AAA 103: HA
104: 패킷 제어 기능부(PCF) 106: 기지국 제어기(BSC)
108: 기지국(BTS) 110: 단말(AT)

Claims

가입자 트래픽 제어 방법으로서,
a) 단말의 호 시도시, 제어 서버가 해당 단말의 소정 데이터 서비스 가입 여부를 확인하는 단계; 및
b) 상기 제어 서버가 상기 소정 데이터 서비스에 가입된 단말의 데이터 트래픽을 능동적으로 제어하는 단계를 포함하는 단계를 포함하는 가입자 트래픽 제어 방법.
가입자 트래픽 제어 방법으로서,
a) 기지국에서 채널 부하를 산출하는 단계;
b) 단말의 호 시도시, 상기 기지국이 상기 산출된 채널 부하를 바탕으로 기지국 채널의 과부하 여부를 확인하는 단계;
c) 기지국 채널의 과부하시, 제어 서버가 해당 단말의 소정 데이터 서비스 가입 여부를 확인하는 단계; 및
d) 상기 제어 서버가 상기 소정 데이터 서비스에 가입된 단말의 데이터 트래픽을 능동적으로 제어하는 단계를 포함하는 단계를 포함하는 가입자 트래픽 제어 방법.
가입자 트래픽 제어 방법으로서,
a) 기지국에서 채널 부하를 산출하는 단계;
b) 단말의 호 시도시, 상기 기지국이 상기 산출된 채널 부하를 바탕으로 기지국 채널의 과부하 여부를 확인하는 단계;
c) 기지국 채널의 정상 부하시, 제어 서버가 해당 단말의 소정 데이터 서비스 가입 여부를 확인하여 상기 단말의 데이터 서비스 가입 정보를 상기 기지국으로 전송하는 단계; 및
d) 상기 기지국이 매 주기마다 채널 부하를 계산하여 과부하 발생시 상기 소정 데이터 서비스에 가입된 단말의 데이터 트래픽을 능동적으로 제어하는 단계를 포함하는 단계를 포함하는 가입자 트래픽 제어 방법.
제3항에 있어서,
상기 단계 d)에서, 상기 기지국이 채널 부하 상태 변경에 따라 상기 소정 데이터 서비스에 가입된 단말의 데이터 트래픽을 동적으로 제어하는, 가입자 트래픽 제어 방법.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 능동적으로 제어하는 과정은, 동일 서비스품질(QoS) 클래스를 갖는 단말 간에 QoS 우선순위를 달리하는, 가입자 트래픽 제어 방법.
제5항에 있어서,
상기 소정 데이터 서비스는, 무제한 데이터 서비스인, 가입자 트래픽 제어 방법.
제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 단계 a)에서, 상기 기지국이 FL(Forward Link) Slot Usage, Active User(Call 수), RL(Reverse Link) ROT(Rise of Thermal) 중 적어도 하나를 이용하여 채널 부하를 산출하는, 가입자 트래픽 제어 방법.
제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 단계 b)의 확인 결과에 따라 상기 기지국이 채널 과부하 정보를 상위망으로 전달하는 단계를 더 포함하는, 가입자 트래픽 제어 방법.
제3항 또는 제4항에 있어서,
상기 기지국은, 주기적으로 무제한 데이터 서비스 가입 단말의 데이터 트래픽을 제어하는, 가입자 트래픽 제어 방법.
제6항에 있어서,
상기 단말의 핸드오프 발생시, 소스 시스템이 상기 단말의 데이터 서비스 가입자 정보를 타겟 기지국으로 알려주어, 타겟 시스템에서 상기 무제한 데이터 서비스에 가입된 단말의 데이터 트래픽을 지속적으로 제어하도록 하는 단계를 더 포함하는 가입자 트래픽 제어 방법.
이동통신 시스템으로서,
단말의 호 시도시 해당 단말의 소정 데이터 서비스 가입 여부를 확인하여, 상기 소정 데이터 서비스에 가입된 단말의 데이터 트래픽을 능동적으로 제어하는, 이동통신 시스템.
이동통신 시스템으로서,
채널 부하를 산출하고, 단말의 호 시도시 상기 산출된 채널 부하를 바탕으로 기지국 채널의 과부하 여부를 확인하는 기지국; 및
기지국 채널의 과부하시 해당 단말의 소정 데이터 서비스 가입 여부를 확인하여, 상기 소정 데이터 서비스에 가입된 단말의 데이터 트래픽을 능동적으로 제어하는 제어 서버를 포함하는 이동통신 시스템.
이동통신 시스템으로서,
채널 부하를 산출하고, 단말의 호 시도시 상기 산출된 채널 부하를 바탕으로 기지국 채널의 과부하 여부를 확인하는 기지국; 및
기지국 채널의 정상 부하시 해당 단말의 소정 데이터 서비스 가입 여부를 확인하여 상기 단말의 데이터 서비스 가입 정보를 상기 기지국으로 전송하는 제어 서버를 포함하되,
상기 기지국이 매 주기마다 채널 부하를 계산하여 과부하 발생시 상기 소정 데이터 서비스에 가입된 단말의 데이터 트래픽을 능동적으로 제어하는, 이동통신 시스템.
제13항에 있어서,
상기 기지국은, 채널 부하 상태 변경에 따라 상기 소정 데이터 서비스에 가입된 단말의 데이터 트래픽을 동적으로 제어하는, 이동통신 시스템.
제11항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 능동적으로 제어하는 과정은, 동일 서비스품질(QoS) 클래스를 갖는 단말 간에 QoS 우선순위를 달리하고,
상기 소정 데이터 서비스는, 무제한 데이터 서비스인, 이동통신 시스템.
제12항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 채널 부하는, FL(Forward Link) Slot Usage, Active User(Call 수), RL(Reverse Link) ROT(Rise of Thermal) 중 적어도 하나를 이용하여 산출되며,
상기 기지국이 채널 과부하 정보를 상위망으로 전달하는, 이동통신 시스템.
제13항 또는 제14항에 있어서,
상기 기지국은, 주기적으로 무제한 데이터 서비스 가입 단말의 데이터 트래픽을 제어하는, 이동통신 시스템.
제15항에 있어서,
상기 단말의 핸드오프 발생시, 소스 시스템이 상기 단말의 데이터 서비스 가입자 정보를 타겟 기지국으로 알려주어, 타겟 시스템에서 상기 무제한 데이터 서비스에 가입된 단말의 데이터 트래픽을 지속적으로 제어하도록 하는, 이동통신 시스템.