KR20140019520A - 패킷 기반 통화 서비스를 위한 호 처리 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 패킷 기반 통화 서비스를 위한 호 처리 장치 및 방법에 관한 것이다.
개시된 패킷 기반 통화 서비스를 위한 호 처리 장치는, 단말 장치로부터 수신된 통화 호를 분석하여 패킷 기반 통화 호를 판별하는 분석부와, 패킷 기반 통화 호에 대한 호 처리 규칙이 저장된 저장부와, 분석부에 의해 판별된 패킷 기반 통화 호에 대해 호 처리 규칙에 따라 복수의 교환 서버 중 패킷 기반 통화 호의 처리를 담당하는 지정 교환 서버를 선택하는 선택부와, 선택부에 의해 선택된 지정 교환 서버에게 패킷 기반 통화 호를 위한 세션설정을 요청하는 설정부를 포함한다.

Description

패킷 기반 통화 서비스를 위한 호 처리 장치 및 방법{APPARATUS OF PROCESSING CALL EVENT FOR PACKET BASED CALL SERVICE AND METHOD THEREOF}
본 발명은 호 처리 장치 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 VoLTE(Voice over LTE) 음성/영상 통화 서비스 등과 같은 패킷 기반 통화 서비스를 제공하기 위한 호 처리 장치 및 방법에 관한 것이다.
WCDMA(Wideband Code Division Multiple Access) 무선 접속(radio access) 기술을 기반으로 하는 3GPP(3rd Generation Partnership Project) 이동통신 시스템은 전세계에서 광범위하게 전개되고 있으며, WCDMA의 첫 번째 진화 단계로 정의할 수 있는 HSDPA(High Speed Downlink Packet Access)는 중기적인(mid-term) 미래에서 높은 경쟁력을 가지는 무선 접속 기술을 3GPP 이동통신 시스템에 제공한다.
그러나, 사용자와 사업자의 요구 사항과 기대가 지속적으로 증가하고 또한 경쟁하는 무선 접속 기술 개발이 계속 진행되고 있으므로, 향후 경쟁력을 가지기 위해서는 3GPP 이동통신 시스템에서의 새로운 기술 진화가 요구된다. 비트당 비용 감소, 서비스 가용성 증대, 융통성 있는 주파수 밴드의 사용, 단순 구조와 개방형 인터페이스, 단말 장치(User Element: UE)의 적절한 파워 소모 등이 요구 사항으로 되고 있다. 또한, 네트워크 노드(node)에서의 불필요한 시간지연(latency)의 방지와 네트워크 자원의 효율적인 사용 등도 3GPP에서의 기술 진화를 촉진시킬 수 있다.
3GPP 릴리스(Release) 8에서는, 전술한 요구 사항들을 충족시키기 위한 이동통신 시스템의 하나로써, 망 아키텍처(Network Architecture)인 EPC(Evolved Packet Core)를 기술하고 있다. EPC는 3GPP LTE(Long Term Evolution) 시스템을 위한 네트워크 노드들의 집합이다. EPC는 기존의 3GPP 시스템 아키텍처의 코어 네트워크(Core Network)를 진화시켜, 진화된 무선접속망(Evolved RAN)인 E-UTRAN(Evolved-UMTS Terrestrial Radio Access Network) 등을 지원하고, 또한 패킷망의 효율성을 높이기 위하여 네트워크 노드를 단순화시킨 효율적인 망구조를 갖는다. EPC와 E-UTRAN을 포함하는 무선 통신 시스템을 EPS(Evolved Packet System)라고 호칭할 수도 있으며, 현재 국내에서 구현 및 서비스 중인 LTE 이동통신 시스템이 이에 해당한다.
위와 같은 EPC망은 크게 PGW(Packet Data Network Gateway), SGW(Serving Gateway), MME(Mobility Management Entity) 등 3개의 논리적인 엔티티(entity)로 분리된다.
PGW는 3GPP 액세스 기술과 비 3GPP 액세스 기술(CDMA2000, WiMAX 또는 WIFI 등) 간의 이동성을 위한 글로벌 이동성 앵커 및 외부 네트워크로의 게이트웨이 역할을 한다. 이러한 PGW는 이동통신 단말기의 IP(Internet Protocol)를 할당하고 외부 인터넷망 및 비 3GPP망과 연동하는 세션 제어(Session Control)를 수행하며, 패킷 서비스를 위한 터널링(tunneling) 및 IP 라우팅 기능을 가지고, SGW 및 외부망과의 라우팅(routing) 정보를 유지한다.
SGW는 3GPP 액세스망(E-UTRAN, UTRAN, GERAN) 간의 이동성을 위한 이동성 앵커이다. SGW는 설정된 세션에 따라 페이로드 트래픽(payload traffic)을 처리하는 세션 제어를 수행하며, eNodeB와 S1-U 인터페이스(interface)로 연동하고, LTE 이동통신 시스템 및 3GPP 내부에서의 핸드오프(handoff)를 지원하는 사용자 플레인(user plane) 엔티티이다.
MME는 eNodeB들 사이에서 이동하는 단말 장치의 이동성 관리를 담당하고, 세션 관리를 담당하는 제어 플레인(control plane) 엔티티이며, 일종의 교환 서버라 할 수 있다.
한편, LTE 이동통신 시스템을 구축하는 초기에는 WCDMA 이동통신 시스템 등과 같은 레거시(legacy)망과의 혼용 통신 환경이 나타나며, 이러한 통신 환경에서는 LTE망에 접속할 수 있으면서도 WCDMA망 등과 같은 레거시망에도 접속할 수 있는 듀얼모드(dual mode) 단말 장치가 운용될 수 있다. 아울러, LTE 이동통신 서비스의 초기에는 듀얼모드 단말 장치에 대해 음성 통화 서비스를 제공할 때에는 WCDMA 이동통신 시스템을 이용하였으며, 데이터 통신 서비스를 제공할 때에는 LTE 이동통신 시스템을 이용하였다.
이와는 달리 데이터 통신은 물론이고 음성 통화까지 LTE 이동통신 시스템을 이용하는 것이 VoLTE 서비스이다.
VoLTE 서비스에 의하면, 음성 통화 시에 기존보다 4~5배 깨끗한 HD급 음성 통화 서비스를 제공할 수 있으며, 사용자들은 통화 중에 실시간으로 상대방과 같은 화면을 보여주면서 지도, 음악, 뉴스, 사진 등 컨텐츠를 공유할 수 있다.
이러한 VoLTE 서비스는, LTE/EPC 네트워크에서 E-UTRAN 상의 패킷 베어러(packet bearer)를 이용하는 멀티미디어 서비스로서, 단말 장치가 LTE/EPC망에 접속하여 가입자 정보 인증단계 등을 거쳐 가입자 위치 및 상태정보를 갱신한 이후에, 멀티미디어 서비스를 위한 세션 설정, 베어러 할당 등을 제공받고, 해당 가입자에게 허용되는 적절한 QoS(Quality of Service) 수준에 따라 멀티미디어 서비스를 제공받게 된다.
특정 멀티미디어 서비스를 위해 할당된 베어러의 설정이 완료된 이후에, 해당 서비스는 단말 장치와 IMS(IP Multimedia Subsystem) 도메인 내에 있는 서비스 제공 서버와의 인터워킹(Interworking)에 따라 제공되며, MME와 SGW/PGW는 일반적으로 각각 이동성 관리(Mobility Management) 및 베어러 자원 관리(자원 할당, 자원 회수, QoS 할당 등) 외의 다른 동작은 관여하지 않는다.
종래 기술에 의하면, 단말 장치가 E-UTRAN에 액세스하여 MME를 경유하여 EPC망에 최초 접속(initial attach)할 경우, E-UTRAN 내에서 기지국 역할을 수행하는 eNodeB는 S1-U 인터페이스를 통해 커넥션(connection)을 맺고 있는 다수의 MME 중에서 적절한 MME를 선택(selection)하여 최초 접속을 위한 최초 접속 메시지를 전송한다. 이때, MME를 선택하는 방식은 MME들로부터 전달받은 MME 능력(capability) 정보를 비교하는 분배 로직(logic)에 따라 이루어진다. 해당 동작을 통하여 MME 능력에 따른 우선순위에 의하여 eNodeB-MME 간의 로드 발란싱(load balancing)이 이루어지며, eNodeB는 eNodeB-MME 간 시그널링 경로(signaling path)의 물리적 거리 및 eNodeB-MME 간 트래픽(traffic) 분산을 최적화할 수 있는 접속 경로를 찾아서 시그널링을 수행한다.
이러한 종래 기술에 따른 eNodeB의 MME 선택 방식은 LTE망을 통하여 제공받는 데이터 서비스의 성격을 균일한 것으로 고려하였을 경우에 트래픽 분산 효율성 및 견고성(robustness) 확보가 가능하다.
그러나, VoLTE 음성/영상 통화 서비스의 경우에는 VoLTE 서비스에 특화된 서비스 레벨 및 관리수준을 시스템 단위(예컨대, Network Entity 단위)로 구분 및 제한하여 제공해야 하는 특수한 서비스 요구사항이 있으며, 종래 기술에 따른 eNodeB의 MME 선택 방식은 이러한 특수한 서비스 요구사항을 수용할 수 없는 문제점이 있었다.
한국공개특허 10-2011-0044865호, 이동통신방법, 교환국 및 이동국 한국등록특허 10-1039345호, 이동통신방법 및 교환국
본 발명의 실시 예에 따르면, VoLTE 음성/영상 통화 서비스 등과 같은 패킷 기반 통화 서비스를 위한 지정 교환 서버(예컨대, MME)를 할당하여 호 처리 장치가 패킷 기반 통화 호를 처리할 때에 지정 교환 서버를 선택하여 세션설정을 요청하도록 한다.
본 발명의 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 것으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 해결하고자 하는 과제는 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 관점에 따르면 단말 장치로부터 수신된 통화 호를 분석하여 패킷 기반 통화 호를 판별하는 분석부와, 상기 패킷 기반 통화 호에 대한 호 처리 규칙이 저장된 저장부와, 상기 분석부에 의해 판별된 상기 패킷 기반 통화 호에 대해 상기 호 처리 규칙에 따라 복수의 교환 서버 중 상기 패킷 기반 통화 호의 처리를 담당하는 지정 교환 서버를 선택하는 선택부와, 상기 선택부에 의해 선택된 상기 지정 교환 서버에게 상기 패킷 기반 통화 호를 위한 세션설정을 요청하는 설정부를 포함할 수 있는 패킷 기반 통화 서비스를 위한 호 처리 장치를 제공한다.
여기서, 상기 선택부는, 상기 호 처리 규칙에 따라 상기 단말 장치의 액세스 포인트 명(Access Point Name)이 기 설정된 지정 그룹에 포함될 경우에 상기 지정 교환 서버를 선택할 수 있다.
상기 선택부는, 상기 호 처리 규칙에 따라 상기 단말 장치의 가입자 식별 번호(International Mobile Subscriber Identity)의 프리픽스(prefix)가 기 설정된 지정 그룹에 포함될 경우에 상기 지정 교환 서버를 선택할 수 있다.
본 발명의 다른 관점에 따르면 단말 장치로부터 수신된 통화 호를 분석하여 패킷 기반 통화 호를 판별하는 단계와, 판별된 상기 패킷 기반 통화 호에 대해 호 처리 규칙에 따라 복수의 교환 서버 중 상기 패킷 기반 통화 호의 처리를 담당하는 지정 교환 서버를 선택하는 단계와, 선택된 상기 지정 교환 서버에게 상기 패킷 기반 통화 호를 위한 세션설정을 요청하는 단계를 포함할 수 있는 패킷 기반 통화 서비스를 위한 호 처리 방법을 제공한다.
여기서, 상기 통화 호가 상기 패킷 기반 통화 호로 판별될 때에 상기 복수의 교환 서버 중 어느 하나와의 데이터 세션이 존재하면 상기 데이터 세션을 해제하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 에에 따르면, VoLTE 음성/영상 통화 서비스 등과 같은 패킷 기반 통화 서비스에 특화된 서비스 레벨 및 관리 수준을 시스템 단위로 구분 및 제한하여 제공해야 하는 서비스 요구 상황에서, eNodeB 등과 같이 기지국 역할을 수행하는 디바이스가 패킷 기반 통화 서비스를 위한 지정 교환 서버를 통해 접속하여 사용자 트래픽 경로를 제공할 수 있다. 이를 통해, 시스템 단위의 서비스 안정성 레벨의 구분이 가능하며, 별도의 과부하 제어 정책 등 오퍼레이션(operation) 정책 영역의 다양한 요구사항을 수용할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 패킷 기반 통화 서비스를 위한 호 처리 장치를 채용할 수 있는 이동통신 서비스 시스템의 네트워크 구성도이다.
도 2는 도 1의 이동통신 서비스 시스템에 포함된 LTE 이동통신 시스템을 구성하는 eNodeB-MME 간의 S1-U 인터페이스를 통한 커넥션 상태를 보인 예시도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 패킷 기반 통화 서비스를 위한 호 처리 장치의 블록 구성도이다.
도 4 내지 도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 패킷 기반 통화 서비스를 위한 호 처리 장치에 의한 호 처리 방법의 여러 가지 실시 예를 보인 신호 흐름도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
본 발명의 실시 예들을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명의 실시 예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시 예에 대해 살펴보기로 한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 패킷 기반 통화 서비스를 위한 호 처리 장치를 채용할 수 있는 이동통신 서비스 시스템의 네트워크 구성도이다. 본 발명의 실시 예에 따른 패킷 기반 통화 서비스를 위한 호 처리 장치는 패킷망을 운용하는 각종 이동통신 서비스 시스템에 채용할 수 있으며, 도 1에는 일 예로서 WCDMA(Wideband Code Division Multiple Access) 이동통신 시스템과 LTE(Long Term Evolution) 이동통신 시스템이 함께 운용되는 이종망 혼용 이동통신 서비스 시스템을 나타내었다. 물론 본 발명의 실시 예에 따른 패킷 기반 통화 서비스를 위한 호 처리 장치가 채용될 수 있는 이동통신 시스템은 WCDMA 이동통신 시스템이나 LTE 이동통신 시스템으로 한정되는 것은 아니다. 예컨대, GSM(Global System for Mobile) 등과 같은 여타의 비동기식 이동통신 시스템이나 CDMA2000 등과 같은 여타의 동기식 이동통신 시스템에도 채용할 수 있다.
도 1을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 패킷 기반 통화 서비스를 위한 호 처리 장치를 채용할 수 있는 이동통신 서비스 시스템을 예시적으로 살펴보기로 한다.
WCDMA 이동통신 시스템(100)은 NodeB(110), RNC(Radio Network Controller) (120), MSC/VLR(Mobile Switching Center/Visitor Location Register)(130), CGS(Cellular Gateway Switch)(140), SGSN(Serving General packet radio service Support Node)(150), GGSN(Gateway General packet radio service Support Node)(160)를 포함한다.
NodeB(110)와 RNC(120)는 무선 액세스 네트워크 영역에 해당되며, MSC/VLR(130)과 CGS(140)는 서킷 교환 코어 네트워크에 해당하고, SGSN(150)과 GGSN(160)은 패킷 교환 코어 네트워크에 해당한다.
NodeB(110)는 여러 개의 셀(cell)로 구성되어 있으며, 이 셀들에 다수의 단말 장치들이 연결될 수 있다. 이 셀들의 집합체인 NodeB(110)는 단말 장치(10)들과의 연결에 사용되는 주파수를 확보하고, 단말 장치(10)들과의 안정적인 연결을 보장한다.
RNC(120)는 여러 개의 NodeB(110)를 제어하며, 각각의 NodeB(110)에 통신 자원을 할당하고, 핸드오버(handover) 등의 기능을 담당한다.
MSC/VLR(130)은 방문자 위치 정보를 저장하며, HSS(410)로부터 가입자 프로파일 정보, 인증 및 위치 관련 데이터 등을 제공받아서 음성 통신을 위한 스위칭 제어를 수행한다.
CGS(140)는 WCDMA 이동통신 시스템(500)과 일반 통신망을 연결하는 게이트웨이 역할을 하여 일반 통신망에 연결된 다른 통신 시스템과의 통신이 가능하도록 한다. 예컨대, CGS(140)는 서킷망(420)과 MSC/VLR(130) 사이의 게이트웨이 역할을 하며, 서킷망(420)에 연결된 IMS(300)를 통해 LTE 이동통신 시스템(200)과 WCDMA 이동통신 시스템(100) 사이의 서킷 통신이 가능하도록 한다. 이러한 CGS(140)는 GMSC(Gateway MSC) 또는 관문 교환기라고 호칭할 수도 있다.
패킷 교환 코어 네트워크 영역에 속하는 SGSN(150) 및 GGSN(160)은 NodeB(110)에 무선 연결된 이동통신 단말기가 패킷 교환 서비스를 제공받도록 인터넷 등과 같은 IP망(430), 즉 PDN(Packet Data Network)와의 정합을 위해 IP 기반의 프로토콜 연동을 제공한다.
이를 위해, SGSN(150)은 여러 RNC(120)들과 연결되어 단말 장치(10)의 이동성과 패킷 세션 관리를 담당하며, GGSN(160)과는 PDP 컨텍스트(context)를 설정하고, 터널링을 이용하여 프로토콜 데이터 유닛을 전달하는 기능을 수행한다. 또한 SGSN(160)은 IP 라우팅을 수행할 수 있으며, 단말 장치(10)의 위치 등록과 같은 상호 작용을 할 수 있다.
GGSN(160)은 IP망(430)과 직접 접속하여 IP망(430)과 WCDMA 이동통신 시스템(100)의 PS(Packet Switched) 도메인(domain)을 연결해주는 관문 역할을 수행하며, SGSN(150) 및 외부 망과의 라우팅 정보를 유지하고, 터널링 및 IP 라우팅 기능을 수행한다.
LTE 이동통신 시스템(200)은 eNodeB(210), MME(220), SGW(230), PGW(240), PCRF(Policy & Charging Rule Function)(250)를 포함한다.
eNodeB(210)는 LTE 등 차세대기술 및 서비스를 지원하는 장비로 전송신호의 RF(radio frequency)화 및 송수신 신호세기 및 품질측정, 기저대역 신호처리, 채널 카드(channel card) 자원관리 등의 기능을 수행한다. 이러한 eNodeB(210)는 다수의 단말 장치들과의 안정적인 연결을 보장한다. eNodeB(210)는 본 발명의 실시 예에 따른 패킷 기반 통화 서비스를 위한 호 처리 장치를 일체로 포함하거나 물리적으로는 분리된 상태에서 상호 연동할 수 있다.
MME(220)는 단말 장치의 이동성을 관리하는 노드로서 세션 관리, 아이들(idle) 가입자관리, 페이징(paging), 가입자 인증기능 등을 담당한다. 즉, MME(220)는 단말 장치나 다른 네트워크 노드, 예컨대 PDN GW(240) 또는 SGW(230)로부터의 결합 요청이나 무선 베어러 설정 요청 등이 있는 경우에 제어 신호를 처리하는 것 등과 같은 제어 플레인(control plane)의 여러 기능을 담당하며, HSS(410)로부터 가입자 프로파일 정보, 인증 및 위치 관련 데이터 등을 제공받아서 EPS 베어러 또는 아이피 터널(IP tunnel)의 설정과 이동성 관리(mobility management) 등의 기능을 수행한다.
SGW(230)는 설정된 세션에 따라 페이로드 트래픽(payload traffic)을 처리하는 세션 제어(session control)를 수행하는 사용자 플레인 노드이며, eNodeB(210)와 S1-U 인터페이스로 연동하며, LTE 이동통신 시스템(200) 및 3GPP 내부에서의 핸드오프(handoff)를 지원하고, PDN GW(240)와 EPS 베어러(Evolved Packet System bearer)를 설정하고 터널링을 이용하여 PDU(Packet Data Unit)를 전달한다.
PGW(240)는 단말 장치의 IP를 할당하고 외부 인터넷망 및 비 3GPP망과 연동하는 세션 제어를 수행하는 사용자 플레인 노드이며, 패킷 서비스를 위해 SGW(230) 및 외부망과 라우팅 정보를 유지하며, 터널링 및 IP 라우팅 기능을 갖는다. 또한, SGW(230) 및 외부망으로 PDU를 전달한다.
PCRF(250)는 서비스 데이터 플로우(service data flow)에 따른 동적(dynamic) QoS 및 과금 규칙(rule)을 제공하여, 통신 네트워크 내의 통신 정책 및 과금 처리를 수행한다.
IMS(IP Multimedia Subsystem)(300)는 CSCF(Call Session Control Function)(310), IMG(Inter-working Media Gateway)(320), HSS(Home Subscriber Server)(330)을 포함한다.
CSCF(310)는 호 처리를 수행하며, SIP(Session Initiation Protocol) 기반의 멀티미디어 세션 제어를 위한 기본 기능을 수행하는 인프라 시스템이다. 이러한 CSCF(310)는 가입자 등록, 인증, 과금, 서비스별 트리거링 및 라우팅, 착신자 위치 조회, SIP 메시지의 압축 및 해제를 처리하며, 역할에 따라 Proxy_CSCF, Interogating-CSCF, Serving-CSCF로 나눌 수 있다.
IMG(320)는 CSCF(310)에 연결된 LTE 이동통신 시스템(200)과 서킷망(420)에 연결된 WCDMA 이동통신 시스템(100)과의 연동을 위한 시그널링과 미디어를 변환하여 준다.
HSS(330)는 WCDMA 이동통신 시스템(100) 및/또는 LTE 이동통신 시스템(200)에 대한 무선 통신 시스템에 대한 가입자 정보가 포함되어 있는 데이터 베이스(data base)를 포함하는 네트워크 노드이며, 가입자 프로파일 정보, 인증 및 위치 관련 데이터를 저장한다.
도 2의 실시 예에서는 WCDMA 이동통신 시스템(100)과 LTE 이동통신 시스템(200)이 HSS(410)를 통합형으로 운용하며, IMS(300)는 HSS(330)를 독립형으로 운용하는 경우를 예시하였으나, WCDMA 이동통신 시스템(100)이나 LTE 이동통신 시스템(200)도 HSS를 각각 독립형으로 운용할 수도 있다. 또한, WCDMA 이동통신 시스템(100)과 LTE 이동통신 시스템(200) 및 IMS(300)가 하나의 HSS를 통합형으로 운용할 수도 있다.
도 2에 나타낸 바와 같이 WCDMA 이동통신 시스템(100)과 LTE 이동통신 시스템(200)을 혼용하는 통신 환경에서는 NodeB(110)를 통해 WCDMA 이동통신 시스템(100)에 접속할 수 있으면서도 eNodeB(210)를 통해 LTE 이동통신 시스템(200)에도 접속할 수 있는 듀얼모드(dual mode) 단말 장치(User Element: UE) (10)가 운용될 수 있다.
단말 장치(10)는 본 발명의 실시 예에 따라 가입자에게 IMS 네트워크를 이용하여 음성 서비스 및 영상 서비스를 포함하는 다양한 멀티미디어 서비스를 제공하기 위한 멀티미디어 단말 장치들의 그룹(multimedia device group)으로서, 예를 들면 스마트폰(smart phone), 노트패드(notepad), 태블릿(tablet) 컴퓨터 등의 다양한 형태의 단말 장치들을 포함할 수 있다. 이러한 단말 장치(10)는 NodeB(110) 또는 eNodeB(210) 등을 통해 광대역 접속으로 인터페이스 하여 가입자에게 광대역 통신 서비스를 제공할 수 있으며, WCDMA 기반의 3세대, 4세대 또는 그 이상의 세대를 지원하는 통신 환경, 예컨대 LTE 또는 모바일 WIMAX(mobile World Interoperability for Microwave Access) 등의 통신 환경과 인터넷 등의 IP(Internet Protocol) 기반 통신 환경을 모두 포함하는 광대역 통신 서비스를 제공할 수 있다.
LTE 이동통신 서비스의 초기에는 단말 장치(10)에 대해 음성 통화 서비스를 제공할 때에는 WCDMA 이동통신 시스템(100)을 이용하였으며, 데이터 통신 서비스를 제공할 때에는 LTE 이동통신 시스템(200)을 이용하였다. 이와는 달리 데이터 통신을 물론이고 음성 통화까지 LTE 이동통신 시스템(200)을 이용하는 것이 VoLTE 음성/영상 통화 서비스이다.
한편, 본 발명의 실시 예에 따르면, VoLTE 서비스를 제공하는 이기종 네트워크 환경에서 VoLTE 서비스에 특화된 서비스 레벨 및 관리수준을 시스템 단위(예컨대, Network Entity 단위)로 구분 및 제한하면서 VoLTE 음성서비스 및 영상서비스 요구사항을 수용하기 위하여, VoLTE 음성/영상 통화 서비스 등과 같은 패킷 기반 통화 서비스를 위한 지정 교환 서버(예컨대, MME)를 할당하여 사용자 트래픽 경로를 제공할 수 있는 호 처리 장치를 제공하고자 한다.
도 2는 도 1의 이동통신 서비스 시스템에 포함된 LTE 이동통신 시스템을 구성하는 eNodeB-MME 간의 S1-U 인터페이스를 통한 커넥션 상태를 보인 예시도이다.
eNodeB(210)는 단말 장치(10)가 E-UTRAN에 액세스하여 MME를 경유하여 EPC망에 최초 접속할 경우에 S1-U 인터페이스를 통해 커넥션을 맺고 있는 다수의 MME(220-1, 220-2, …, 220-N) 중에서 적절한 MME를 선택하여 최초 접속을 위한 최초 접속 메시지를 전송한다. 이러한 eNodeB(210)는 본 발명의 실시 예에 따른 패킷 기반 통화 서비스를 위한 호 처리 장치를 일체로 포함하거나 물리적으로는 분리된 상태에서 상호 연동할 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 패킷 기반 통화 서비스를 위한 호 처리 장치의 블록 구성도이다.
이에 나타낸 바와 같이 패킷 기반 통화 서비스를 위한 호 처리 장치(500)는 분석부(510), 저장부(520), 선택부(530), 설정부(540) 등을 포함한다.
분석부(510)는 단말 장치로부터 수신된 통화 호를 분석하여 패킷 기반 통화 호를 판별한다.
저장부(520)는 패킷 기반 통화 호에 대한 호 처리 규칙이 데이터베이스화 되어 저장된다. 예컨대, 호 처리 규칙은 VoLTE 서비스를 위해 정의된 액세스 포인트 명(Access Point Name, APN)을 기반으로 하는 교환 서버 선택 규칙이 저장되거나, VoLTE 서비스 가입자 수용을 위하여 구분된 가입자 식별번호(International Mobile Subscriber Identity, IMSI)의 프리픽스(prefix)를 기반으로 하는 교환 서버 선택 규칙이 저장될 수 있다. 또는 종래 기술처럼 MME 능력(capability)를 기반으로 하는 교환 서버 선택 규칙이 저장될 수도 있다.
선택부(530)는 분석부(510)에 의해 판별된 패킷 기반 통화 호에 대해 저장부(520)로부터 독출한 호 처리 규칙에 따라 복수의 교환 서버 중 패킷 기반 통화 호의 처리를 담당하는 지정 교환 서버를 선택한다. 예컨대, 선택부(530)는 호 처리 규칙에 따라 단말 장치의 액세스 포인트 명(Access Point Name)을 분석하여 기 설정된 지정 그룹에 포함될 경우에 또는 단말 장치의 가입자 식별 번호의 프리픽스를 분석하여 기 설정된 지정 그룹에 포함될 경우에 기 설정된 지정 풀(pool)에 속한 교환 서버 중에서 어느 하나의 지정 교환 서버를 선택할 수 있다.
설정부(540)는 선택부(530)에 의해 선택된 지정 교환 서버에게 패킷 기반 통화 호를 위한 세션설정을 요청한다.
도 4 내지 도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 패킷 기반 통화 서비스를 위한 호 처리 장치에 의한 호 처리 방법의 여러 가지 실시 예를 보인 신호 흐름도이다.
먼저, 도 4는 eNodeB(210)가 단말 장치(10)의 액세스 포인트 명 정보를 기반으로 패킷 기반 통화 서비스용 MME를 선택하는 경우의 호 처리 방법을 예시적으로 설명한 것이다.
도 4에 도시한 바와 같이, 단말 장치(10)가 LTE/EPC 망에 최초 접속하여 디폴트 베어러(default bearer)를 포함하는 초기 세션 설정을 위한 접속 요청 메시지를 eNodeB(210)에 전달한다(S102).
그러면, 본 발명의 실시 예에 따른 패킷 기반 통화 서비스를 위한 호 처리 장치(500)의 분석부(510)는 단말 장치(10)로부터 수신된 접속 요청 메시지에 따른 통화 호를 분석하여 패킷 기반 통화 호를 판별한다.
그리고, 선택부(530)는 분석부(510)에 의해 판별된 패킷 기반 통화 호에 대해 저장부(520)로부터 패킷 기반 통화 호에 대한 호 처리 규칙을 독출한다. 이때, 호 처리 규칙은 단말 장치(10)의 액세스 포인트 명에 기반한 지정 교환 서버 선택 규칙일 수 있다.
아울러, 선택부(530)는 단말 장치(10)의 액세스 포인트 명을 기반으로 하여 패킷 기반 통화 서비스 호를 담당하는 전용 MME의 풀(pool)을 선택하며(S104), 해당 풀 내에서 MME 능력을 기반으로 하여 시그널링 트래픽을 분산 처리할 수 있는 최적의 전용 MME를 선택한다(S106). 예컨대, 단말 장치(10)의 액세스 포인트 명이 기 설정된 지정 그룹에 포함될 경우에 기 설정된 지정 풀에 속한 교환 서버 중에서 어느 하나의 지정 MME가 선택되도록 한다. 여기서, 액세스 포인트 명을 기반으로 하는 MME 선택이 실패할 경우에는 종래 기술과 마찬가지로 MME 능력을 기반으로 하여 MME를 선택할 수도 있다. 이에 대해서는 도 6를 참조하여 다시 설명하기로 한다.
이어서, 설정부(540)는 선택부(530)에 의해 선택된 지정 MME에게 패킷 기반 통화 호를 위한 세션설정을 요청한다(S108).
이후, MME는 복수의 SGW(230) 중에서 패킷 기반 통화 서비스를 위한 SGW(230)를 할당하며, 할당된 SGW(230)에게 세션 설정을 요청하여 단말 장치(10)와 SGW(230) 간의 베어러 등이 설정될 수 있다.
도 5는 eNodeB(210)가 단말 장치의 가입자 식별번호(IMSI) 프리픽스를 기반으로 패킷 기반 통화 서비스용 MME를 선택하는 경우의 호 처리 방법을 예시적으로 설명한 것이다.
도 5에 도시한 바와 같이, 단말 장치(10)가 LTE/EPC 망에 최초 접속하여 디폴트 베어러를 포함하는 초기 세션 설정을 위한 접속 요청 메시지를 eNodeB(210)에 전달한다(S202).
그러면, 본 발명의 실시 예에 따른 패킷 기반 통화 서비스를 위한 호 처리 장치(500)의 분석부(510)는 단말 장치(10)로부터 수신된 접속 요청 메시지에 따른 통화 호를 분석하여 패킷 기반 통화 호를 판별한다.
그리고, 선택부(530)는 분석부(510)에 의해 판별된 패킷 기반 통화 호에 대해 저장부(520)로부터 패킷 기반 통화 호에 대한 호 처리 규칙을 독출한다. 이때, 호 처리 규칙은 단말 장치(10)의 가입자 식별번호(IMSI) 프리픽스에 기반한 지정 교환 서버 선택 규칙일 수 있다.
아울러, 선택부(530)는 단말 장치(10)의 가입자 식별번호(IMSI) 프리픽스를 기반으로 하여 패킷 기반 통화 서비스 호를 담당하는 지정 MME의 풀(pool)을 선택하며(S204), 해당 풀 내에서 MME 능력을 기반으로 하여 시그널링 트래픽을 분산 처리할 수 있는 최적의 지정 MME를 선택한다(S206). 예컨대, 단말 장치(10)의 가입자 식별번호(IMSI) 프리픽스가 기 설정된 지정 그룹에 포함될 경우에 기 설정된 지정 풀에 속한 교환 서버 중에서 어느 하나의 지정 MME가 선택되도록 한다. 여기서, 가입자 식별번호(IMSI) 프리픽스를 기반으로 하는 MME 선택이 실패할 경우에는 종래 기술과 마찬가지로 MME 능력을 기반으로 하여 MME를 선택할 수도 있다. 이에 대해서는 도 6를 참조하여 다시 설명하기로 한다.
이어서, 설정부(540)는 선택부(530)에 의해 선택된 지정 MME에게 패킷 기반 통화 호를 위한 세션설정을 요청한다(S208).
이후, MME는 복수의 SGW(230) 중에서 패킷 기반 통화 서비스를 위한 SGW(230)를 할당하며, 할당된 SGW(230)에게 세션 설정을 요청하여 단말 장치(10)와 SGW(230) 간의 베어러 등이 설정될 수 있다.
도 6은 액세스 포인트 명에 기반하여 패킷 기반 통화 서비스를 위한 MME를 할당할 수 없거나, 가입자 식별번호(IMSI) 프리픽스에 기반하여 패킷 기반 통화 서비스를 위한 MME를 할당할 수 없는 경우의 호 처리 방법을 예시적으로 나타낸 것이다. 이러한 경우에는 기존의 위치기반(TA)의 MME 선택 기법이 적용될 수 있다.
도 6에 도시한 바와 같이, 단말 장치(10)가 LTE/EPC 망에 최초 접속하여 디폴트 베어러(default bearer)를 포함하는 초기 세션 설정을 위한 접속 요청 메시지를 eNodeB(210)에 전달한다(S302).
그러면, 본 발명의 실시 예에 따른 패킷 기반 통화 서비스를 위한 호 처리 장치(500)의 분석부(510)는 단말 장치(10)로부터 수신된 접속 요청 메시지에 따른 통화 호를 분석하여 패킷 기반 통화 호를 판별한다.
그리고, 선택부(530)는 분석부(510)에 의해 판별된 패킷 기반 통화 호에 대해 저장부(520)로부터 패킷 기반 통화 호에 대한 호 처리 규칙을 독출한다. 이때, 호 처리 규칙은 단말 장치(10)의 액세스 포인트 명에 기반한 지정 교환 서버 선택 규칙 또는 가입자 식별번호(IMSI) 프리픽스에 기반한 지정 교환 서버 선택 규칙일 수 있다.
그러면, 선택부(530)는 도 4 및 도 5를 참조하여 설명한 바와 같이 액세스 포인트 명 또는 가입자 식별번호(IMSI) 프리픽스를 기반으로 하여 패킷 기반 통화 서비스 호를 담당하는 지정 MME의 풀(pool)을 선택하며, 해당 풀 내에서 MME 능력을 기반으로 하여 시그널링 트래픽을 분산 처리할 수 있는 최적의 지정 MME를 선택한다. 여기서, MME 선택이 실패할 경우에 선택부(530)는 MME들로부터 전달받은 MME 능력 정보를 비교 분석(S304)하는 분배 로직을 수행하여 최적의 MME를 선택한다(S306).
이어서, 설정부(540)는 선택부(530)에 의해 선택된 MME에게 패킷 기반 통화 호를 위한 세션설정을 요청한다(S308).
이후, MME는 복수의 SGW(230) 중에서 패킷 기반 통화 서비스를 위한 SGW(230)를 할당하며, 할당된 SGW(230)에게 세션 설정을 요청하여 단말 장치(10)와 SGW(230) 간의 베어러 등이 설정될 수 있다.
도 7은 단말 장치(10) 단위의 세션 관리 기능을 강화하기 위한 호 처리 방법을 예시적으로 설명한 것이다.
도 7의 실시 예는, 일반 LTE 데이터 세션을 먼저 설정한 단말 장치가 패킷 기반 통화 서비스를 위한 데이터 세션을 추가로 설정하는 경우, 패킷 기반 통화 서비스용 MME로 세션 및 베어러 설정 엔터티(entity)를 단일화하기 위하여, 먼저 할당된 일반 데이터 세션을 네트워크 초기화 분리(Network Initiated Detach)로 설정 해제하고, 재접속(Re-Attach)을 시도하도록 하여 패킷 기반 통화 서비스를 처리하는 지정 MME로 세션을 설정하는 경우이다.
도 7에 도시한 바와 같이, 단말 장치(10)가 LTE/EPC 망에 최초 접속하여 디폴트 베어러를 포함하는 초기 세션 설정을 위한 접속 요청 메시지를 eNodeB(210)에 전달한다(S402).
그러면, 본 발명의 실시 예에 따른 패킷 기반 통화 서비스를 위한 호 처리 장치(500)의 분석부(510)는 단말 장치(10)로부터 수신된 접속 요청 메시지에 따른 통화 호를 분석하여 패킷 기반 통화 호를 판별한다.
그리고, 설정부(540)는 기존 데이터 세션이 존재하는 지를 확인(S404)한 후에 세션이 존재하는 경우에 기존 데이터 세션을 해제한다(S406).
이어서, 선택부(530)는 분석부(510)에 의해 판별된 패킷 기반 통화 호에 대해 저장부(520)로부터 패킷 기반 통화 호에 대한 호 처리 규칙을 독출한다.
그리고, 선택부(530)는 단말 장치(10)의 액세스 포인트 명, 가입자 식별번호(IMSI) 프리픽스, MME 능력 정보 등을 기반으로 한 분석(S408)을 수행하여 패킷 기반 통화 서비스 호를 담당하기 위한 MME를 선택한다(S410). 예컨대, 단말 장치(10)의 액세스 포인트 명 또는 가입자 식별번호(IMSI) 프리픽스가 기 설정된 지정 그룹에 포함될 경우에 기 설정된 지정 풀에 속한 교환 서버 중에서 어느 하나의 지정 MME가 선택되도록 한다.
이어서, 설정부(540)는 선택부(530)에 의해 선택된 지정 MME에게 패킷 기반 통화 호를 위한 세션설정을 요청한다(S412).
이후, MME는 복수의 SGW(230) 중에서 패킷 기반 통화 서비스를 위한 SGW(230)를 할당하며, 할당된 SGW(230)에게 세션 설정을 요청하여 단말 장치(10)와 SGW(230) 간의 베어러 등이 설정될 수 있다.
도 7의 실시 예에 의하면, 단말 장치(10)의 액세스 포인트 명을 기반으로 하여 순차적인 세션 설정이 수행되었을 때, 2차적으로 요청된 세션의 설정 요청이 우선 설정된 세션에 종속되어 패킷 기반 통화 서비스 전용의 교환 서버로 세션 설정이 가능하지 않는 상황을 보완할 수 있으며, 패킷 기반 통화 서비스용 가입자 식별번호(IMSI) 프리픽스가 구성되어 이를 최우선 선택 키로 MME를 선택한 경우에는 턴-오프(turn-off)가 가능하다.
본 명세서에 첨부된 블록도의 각 블록과 흐름도의 각 단계의 조합들은 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들에 의해 수행될 수도 있다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 범용 컴퓨터, 특수용 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서에 탑재될 수 있으므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서를 통해 수행되는 그 인스트럭션들이 블록도의 각 블록 또는 흐름도의 각 단계에서 설명된 기능들을 수행하는 수단을 생성하게 된다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 특정 방식으로 기능을 구현하기 위해 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 지향할 수 있는 컴퓨터 이용 가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장되는 것도 가능하므로, 그 컴퓨터 이용가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장된 인스트럭션들은 블록도의 각 블록 또는 흐름도 각 단계에서 설명된 기능을 수행하는 인스트럭션 수단을 내포하는 제조 품목을 생산하는 것도 가능하다. 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에 탑재되는 것도 가능하므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에서 일련의 동작 단계들이 수행되어 컴퓨터로 실행되는 프로세스를 생성해서 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 수행하는 인스트럭션들은 블록도의 각 블록 및 흐름도의 각 단계에서 설명된 기능들을 실행하기 위한 단계들을 제공하는 것도 가능하다.
또한, 각 블록 또는 각 단계는 특정된 논리적 기능(들)을 실행하기 위한 하나 이상의 실행 가능한 인스트럭션들을 포함하는 모듈, 세그먼트 또는 코드의 일부를 나타낼 수 있다. 또, 몇 가지 대체 실시 예들에서는 블록들 또는 단계들에서 언급된 기능들이 순서를 벗어나서 발생하는 것도 가능함을 주목해야 한다. 예컨대, 잇달아 도시되어 있는 두 개의 블록들 또는 단계들은 사실 실질적으로 동시에 수행되는 것도 가능하고 또는 그 블록들 또는 단계들이 때때로 해당하는 기능에 따라 역순으로 수행되는 것도 가능하다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
본 발명의 실시 예에 의하면, VoLTE 음성/영상 통화 서비스 등과 같은 패킷 기반 통화 서비스에 특화된 서비스 레벨 및 관리 수준을 시스템 단위로 구분 및 제한하여 제공해야 하는 서비스 요구 상황에서, eNodeB 등과 같이 기지국 역할을 수행하는 디바이스가 패킷 기반 통화 서비스를 위한 지정 교환 서버를 통해 접속하여 사용자 트래픽 경로를 제공할 수 있다. 이를 통해, 시스템 단위의 서비스 안정성 레벨의 구분이 가능하며, 별도의 과부하 제어 정책 등 오퍼레이션 정책 영역의 다양한 요구사항을 수용할 수 있는 바, 패킷 기반 통화 서비스에 대해 높은 서비스 품질을 제공할 수 있다.
500 : 패킷 기반 통화 서비스를 위한 호 처리 장치
510 : 분석부 520 : 저장부
530 : 선택부 540 : 설정부

Claims (5)

  1. 단말 장치로부터 수신된 통화 호를 분석하여 패킷 기반 통화 호를 판별하는 분석부와,
    상기 패킷 기반 통화 호에 대한 호 처리 규칙이 저장된 저장부와,
    상기 분석부에 의해 판별된 상기 패킷 기반 통화 호에 대해 상기 호 처리 규칙에 따라 복수의 교환 서버 중 상기 패킷 기반 통화 호의 처리를 담당하는 지정 교환 서버를 선택하는 선택부와,
    상기 선택부에 의해 선택된 상기 지정 교환 서버에게 상기 패킷 기반 통화 호를 위한 세션설정을 요청하는 설정부를 포함하는
    패킷 기반 통화 서비스를 위한 호 처리 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 선택부는, 상기 호 처리 규칙에 따라 상기 단말 장치의 액세스 포인트 명(Access Point Name)이 기 설정된 지정 그룹에 포함될 경우에 상기 지정 교환 서버를 선택하는
    패킷 기반 통화 서비스를 위한 호 처리 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 선택부는, 상기 호 처리 규칙에 따라 상기 단말 장치의 가입자 식별 번호(International Mobile Subscriber Identity)의 프리픽스(prefix)가 기 설정된 지정 그룹에 포함될 경우에 상기 지정 교환 서버를 선택하는
    패킷 기반 통화 서비스를 위한 호 처리 장치.
  4. 단말 장치로부터 수신된 통화 호를 분석하여 패킷 기반 통화 호를 판별하는 단계와,
    판별된 상기 패킷 기반 통화 호에 대해 호 처리 규칙에 따라 복수의 교환 서버 중 상기 패킷 기반 통화 호의 처리를 담당하는 지정 교환 서버를 선택하는 단계와,
    선택된 상기 지정 교환 서버에게 상기 패킷 기반 통화 호를 위한 세션설정을 요청하는 단계를 포함하는
    패킷 기반 통화 서비스를 위한 호 처리 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 통화 호가 상기 패킷 기반 통화 호로 판별될 때에 상기 복수의 교환 서버 중 어느 하나와의 데이터 세션이 존재하면 상기 데이터 세션을 해제하는 단계를 더 포함하는
    패킷 기반 통화 서비스를 위한 호 처리 방법.
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