KR20140082072A - 데이터 트래픽 전환 유도 시스템 및 방법 - Google Patents

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Abstract

데이터 트래픽 전환 유도 시스템이 단말로 제공되는 데이터 트래픽의 전환을 유도하기 위하여, 단말이 라디오 신호 처리부로 연결을 시도하여 제1 망에서 서비스를 이용할 경우 제1 라디오 신호 처리부 및 제1 라디오 신호 처리부에 인접한 라디오 신호 처리부의 가용 리소스를 확인하여 과부하가 발생하였는지 확인한다. 제1 라디오 신호 처리부와 인접한 라디오 신호 처리부에 모두 과부하가 발생하였다면, 단말이 제1 망과 상이한 제2 망으로의 전환 접속을 통해 제2 망으로부터 서비스를 이용하도록 제어하여 데이터 트래픽 전환을 유도한다.

Description

데이터 트래픽 전환 유도 시스템 및 방법{System and method for data traffic off-load}
본 발명은 데이터 트래픽 전환 유도 시스템 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로 데이터 트래픽을 하나의 망에서 다른 망으로 전환 유도할 때, 각기 다른 이종 망으로의 전환으로 인해 단말의 데이터 통신이 단절된다. 이러한 데이터 통신의 단절을 제거하기 위한 이종 망간 이동성 지원 기술이 연구되었다. 이종 망간 이동성 지원 기술은, 단말이 멀티 무선망 인터페이스(예를 들어, WCDMA(Wideband Code Division Multiple Access), LTE(Long Term Evolution), WiFi 등)간에 망 전환시, 사용자에게 끊김 없는 데이터 연결성을 제공하기 위한 기술이다.
이러한 이종 망간 이동성 지원 기술은 단말 기반 이동성 지원 기술과 네트워크 기반 이동성 지원 기술로 분류된다. 단말 기반 이동성 지원 기술은 단말이 이동성 제어의 주체가 되어 이동성 처리를 수행하여야 하므로, 단말 프레임워크(frame work) 및 커널 레벨의 변경이 필요하고, 단말별 포팅 이슈로 보급화에 제한이 있다.
한편, 네트워크 기반 이동성 기술의 경우 단말의 변경을 최소화하고 네트워크 측 장비를 기반으로 이종 망간 이동성을 지원하도록 고안되었다. 이는 단말이 처리하던 이동성 관련 동작을 네트워크에서 인지하여 대행 처리한다.
이러한 네트워크 기반 이동성 지원 기술의 경우, 네트워크측 장비는 기지국(클라우드 환경에서 무선 신호 처리부(RU: Radio Unit)와 디지털 신호 처리부(DU: Digital Unit)로 구성됨)의 가용 리소스 환경을 고려하지 않고 단말의 액세스망 전환을 발생시킨다. 이때 기지국은 된다. 따라서, 디지털 신호 처리부에 과부하가 발생하면, 타 망으로의 부하 분산 효과를 기대할 수 없다.
또한 현재의 무선 신호 처리부의 과부하 관련 정보는 SNMP(Simple Network Management Protocol) 등의 방법을 이용하여 정보를 수집하므로, 실시간 보장이 힘들다는 문제점이 있다. 따라서 하나 이상의 무선 신호 처리부와 연결된 디지털 신호 처리부에서 처리 가능한 전체 가용 자원이 부족한 경우 해당 리소스에 대한 전환이 불가하다.
그리고, 디지털 신호 처리부에서 처리 가용한 리소스 이상의 신호 처리를 요청할 경우, 지연/누락되거나 거절되어 단말 데이터호의 연결이 실패할 수 있다. 그리고, 과부하 관련 정보에 대한 실시간 보장이 힘들다는 문제점이 있다.
또한 P-GW(Packet data network GateWay)를 앵커(anchor)로 구성하고 있는 WiFi와 같은 비 3GPP(non-3GPP) 망을 통해 단말의 베어러를 연결할 때, P-GW는 단말의 기존 3GPP(3rd Generation Partnership Project)(예를 들어, WCDMA, LTE) 측 단말 베어러를 불활성화(deactivation) 시킨다. 이 경우, 단말은 비 3GPP 액세스 연결을 통해 IP 데이터 통신을 수행할 수 있으나, 3GPP 액세스를 반드시 사용해야 하는 서비스(예를 들어, 음성 콜, MMS)가 발생하면, P-GW와의 새로운 베어러 연결 및 IP 통신 경로 확보가 필요하다.
또한, 단말 서비스의 경우 MME(Mobility Management Entity)를 통한 페이징 및 서비스 요청에 의한 단말로의 서비스 알림(notification)이 필요하다. 그러나, 해당 단말의 3GPP 측 베어러가 모두 불활성화 되어, MME는 EMM-등록 취소(deregistered) 상태로 단말을 관리하므로, 해당 페이징 및 서비스 요청을 거절(reject) 처리하는 문제가 있다.
따라서, 본 발명은 디지털 신호 처리부와 라디오 신호 처리부별 처리 가용 리소스의 상황을 인지하여 데이터 트래픽을 전환 유도하는 시스템 및 방법을 제공한다.
상기 본 발명의 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 하나의 특징인 데이터 트래픽 전환 유도 시스템이 단말로 제공되는 데이터 트래픽의 전환을 유도하는 방법은,
하나 이상의 디지털 신호 처리부는 각각 복수의 라디오 신호 처리부가 연동하고, 상기 단말이 제1 라디오 신호 처리부로 연결을 시도하여 제1 망에서 서비스를 이용하면, 상기 제1 라디오 신호 처리부 및 상기 제1 라디오 신호 처리부에 인접한 라디오 신호 처리부의 가용 리소스를 확인하여 과부하가 발생하였는지 확인하는 단계; 상기 제1 라디오 신호 처리부에 과부하가 발생하였다고 판단하면, 상기 인접한 라디오 신호 처리부 중 과부하가 발생하지 않은 라디오 신호 처리부가 있는지 확인하는 단계; 및 상기 인접한 라디오 신호 처리부에 모두 과부하가 발생하였다면, 상기 단말이 상기 제1 망과 상이한 제2 망으로의 전환 접속을 통해 상기 제2 망으로부터 서비스를 이용하도록 제어하는 단계를 포함한다.
상기 과부하가 발생하였는지 확인하는 단계는, 상기 단말이 연결을 시도한 제1 라디오 신호 처리부에 할당된 포트를 통해 송수신되는 데이터 트래픽을 확인하는 단계; 및 상기 데이터 트래픽의 양이 상기 제1 라디오 신호 처리부에 대해 미리 설정한 임계값보다 많은지 확인하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 과부하가 발생하였는지 확인하는 단계는, 상기 단말의 위치 정보를 등록하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 과부하가 발생하지 않은 라디오 신호 처리부가 있는지 확인하는 단계는, 과부하가 발생하지 않은 라디오 신호 처리부가 있다면, 상기 과부하가 발생하지 않은 라디오 신호 처리부가 연동한 디지털 신호 처리부가 상기 제1 디지털 신호 처리부 또는 상기 제2 디지털 신호 처리부 중 어느 디지털 신호 처리부에 연결되어 있는지 확인하는 단계; 및 상기 과부하가 발생하지 않은 라디오 신호 처리부가 상기 제2 디지털 신호 처리부에 연결되어 있으면, 망내 전환 절차를 수행하도록 제어하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 제2 망으로부터 서비스를 이용하도록 제어하는 단계 이후에, 상기 제2 망은 이종 게이트웨이, P-GW(Packet data network gateway), S-GW(Serving Gateway) 및 MME(Mobility Management Entity)를 포함하고, 상기 이종 게이트웨이는 상기 MME로 상기 단말의 접속 망 변경 정보를 전송하고, 상기 단말로 제2 망으로의 접속을 요청하는 단계; 상기 단말이 상기 제2 망에서 사용할 IP 주소를 할당 받았는지 확인하고, IP 주소를 할당받았으면 제2 망으로의 접속을 시도하는 단계; 상기 이종망 게이트웨이는 상기 P-GW로 상기 단말의 베어러 전환을 요청하고, 상기 P-GW는 상기 MME로 상기 단말이 제1 망 접속시 할당되어 있는 제1 망과의 베어러 정리를 요청하는 단계; 상기 MME가 상기 단말에 대한 제1 망과의 베어러를 정리하고, 상기 이종망 게이트웨이는 상기 단말로 데이터 호를 전달하는 단계; 및 상기 단말은 제2 망에 접속하여 서비스를 상기 데이터 호를 이용하여 서비스를 이용하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 접속을 시도하는 단계는, 상기 단말이 상기 P-GW로 단말 인증 및 IP 주소를 요청하는 단계; 및 상기 P-GW가 상기 단말에 대한 인증을 수행하고, 인증이 완료되면 상기 단말이 사용할 IP 주소를 생성하여 상기 단말로 제공하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 단말로 데이터 호를 전달하는 단계는, 상기 단말 상태를 연결 상태에서 대기 상태로 천이하여 상기 단말의 상태를 변경하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 본 발명의 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 특징인 단말로 제공되는 데이터 트래픽의 전환을 유도하는 시스템은,
상기 단말이 라디오 신호 처리부로 연결을 시도하면, 상기 단말의 위치 정보를 확인하여 저장하는 단말 위치 확인부; 상기 단말이 연결을 시도하는 라디오 신호 처리부 및 상기 라디오 신호 처리부에 인접해 있는 적어도 하나 이상의 인접 라디오 신호 처리부의 과부하 여부를 확인하는 과부하 여부 확인부; 및 상기 과부하 여부 확인부가 확인한 라디오 신호 처리부의 과부하 여부에 따라 상기 단말의 망 내 전환 또는 이종 망의로의 망 전환을 결정하여 제어하는 망 전환 결정부를 포함한다.
상기 과부하 여부 확인부는, 상기 라디오 신호 처리부 및 상기 인접 라디오 신호 처리부에 각각 할당된 포트로 송수신되는 데이터 트래픽 양을 확인하고, 상기 라디오 신호 처리부 및 상기 인접 라디오 신호 처리부에 각각 할당된 최대 트래픽 처리량에 대해 미리 설정한 임계값 이상으로 데이터 트래픽이 발생하면 라디오 신호 처리부에 과부하가 발생한 것으로 확인할 수 있다.
본 발명에 따르면 디지털 신호 처리부 레벨의 트래픽 전환 유도를 통해 3GPP 망은 물론 비 3-GPP 망으로의 데이터 전환 유도가 가능하다.
또한, 단말 트래픽의 이종망간 전환 유도로 디지털 신호 처리부의 과부하 제어의 부하 조절(load balancing)이 가능하고, 실시간 망 정보를 기반으로 단말을 제어할 수 있어 디지털 신호 처리부 자원의 효율적인 사용이 가능하다.
또한, 단말 변경은 최소화하면서, 3GPP 코어망 측에 기능 구성을 통해 비 3GPP 연계 멀티 무선망의 상시 접속(always-on) 기능을 실현할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 시스템 환경을 나타낸 예시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 전환 유도 시스템의 구조도이다.
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 실시예에 따른 전환 유도 방법을 나타낸 흐름도이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
본 명세서에서 단말(terminal)은, 이동국(Mobile Station, MS), 이동 단말(Mobile Terminal, MT), 가입자국(Subscriber Station, SS), 휴대 가입자국(Portable Subscriber Station, PSS), 사용자 장치(User Equipment, UE), 접근 단말(Access Terminal, AT) 등을 지칭할 수도 있고, 이동 단말, 가입자국, 휴대 가입자 국, 사용자 장치 등의 전부 또는 일부의 기능을 포함할 수도 있다.
본 명세서에서 기지국(Base Station, BS)은 접근점(Access Point, AP), 무선 접근국(Radio Access Station, RAS), 노드B(Node B), 송수신 기지국(Base Transceiver Station, BTS), MMR(Mobile Multihop Relay)-BS 등을 지칭할 수도 있고, 접근점, 무선 접근국, 노드B, 송수신 기지국, MMR-BS 등의 전부 또는 일부의 기능을 포함할 수도 있다.
본 발명의 실시예에서는 단말은 라디오 신호 처리부(이하, 설명의 편의를 위하여 'RU'라 지칭함)와 디지털 신호 처리부(이하, 설명의 편의를 위하여 'DU'라 지칭함)로 이루어진 3GPP 망(이하, 설명의 편의를 위하여 '제1 망'이라 지칭함)에 접속한다. 망에 접속한 단말은 자신의 현재 위치를 DU로 통보하고, DU는 가용 리소스 자원을 단말에 할당한다. 하나의 DU는 복수의 RU와 연동하고, 하나의 클라우드 네트워킹 환경은 다수개의 DU로 구성된다.
단말이 어느 하나의 DU에 연결된 RU에 접속한 상황에서, 또 다른 RU의 서비스 제공 영역인 커버리지에 진입하여 위치 정보를 등록한다고 가정한다. 단말이 새로 진입한 영역의 RU에 연결되어 있는 DU는, 자신에 연결되어 있는 RU가 단말로 서비스를 제공할 수 있는지 여부 즉, 리소스 자원이 과부하 상태인지 여부를 판단할 수 있다. 여기서 DU는 단말이 최초 접속해 있던 RU에 연결되어 있는 DU와는 상이하다고 가정한다.
새로운 DU는 DU-RU 연결 인터페이스를 통해, 단말로 제공될 데이터의 전환 가능 RU 존재 여부를 판단한다. 해당 DU에 연결되어 있는 하나 이상의 RU들이 과부하라 판단하면, 제1 망에서 비 3GPP망(이하, '제2 망'이라 지칭함) 게이트웨이로 단말의 전환 접속 유도를 요청한다. 이와 동시에 DU는 제1 망의 단말 상태를 관리하는 MME로 단말 전환 유도 여부 정보를 제공한다.
이하 도면을 참조로 하여 본 발명의 실시예에 따른 데이터 트래픽을 전환 유도하는 시스템 및 방법에 대해 설명한다. 본 발명의 실시예에서는 DU에서의 과부하에 따라 제1 망에서 제2 망으로 단말의 연결을 이동시키는 시스템 환경에 대해 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 시스템 환경을 나타낸 예시도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 제1 DU(10-1)는 제1 RU(20-1)와 제2 RU(20-2)가 연결되어 있고, 제2 DU(10-2)에는 제3 RU(20-3)와 제4 RU(20-4)가 각각 연결되어 있다.
제1 DU(10-1)와 제2 DU(20-2)는 단말(70)의 위치 또는 상태를 관리하여 단말(70)의 이동성을 관리하는 MME(30) 및 단말(70)의 기지국간 핸드오버시에 앵커 역할을 수행하는 S-GW(Serving GateWay)(40)과 연결되어 있다. 그리고 MME(30)와 S-GW(40)는 단말(70)에 IP 주소를 할당하고 QoS를 관리하는 등의 역할을 수행하는 P-GW(Packet data network GateWay)(50)가 연결되어 있다.
또한, P-GW(50), 제1 DU(10-1), 제2 DU(20-2)는 제1 망과는 상이한 제2 망으로의 연결을 제어하는 이종망 게이트웨이(60)와 연동한다. 그리고 이종망 게이트웨이(60)는 단말(70)을 인증하고 IP 주소를 제공하는 이종망 액세스 포인트(80)와 연동한다. 여기서 제1 망은 WCDMA나 LTE와 같은 3GPP 망을, 제2 망은 CDMA나 WiFi와 같은 비 3GPP 망을 예로 하여 설명한다.
이러한 환경에서 단말(70)이 최초 제1 망에 연결되어 제1 DU(10-1) 또는 제2 DU(10-2) 중 어느 하나의 DU에 연결되어 있는 RU로부터 서비스를 제공받다가, 다른 RU 영역으로 이동하였다고 가정한다. 그리고 이동한 RU에 연결된 DU가 판단한 결과, 이동한 RU에 인접해 있는 모든 RU가 과부하 상태라고 가정한다. 그러면, 새로운 DU는 이종망 게이트웨이(60)로 제1 망을 통해 서비스를 제공받던 단말(70)에 제2 망을 통해 서비스를 제공하도록 한다.
예를 들어 설명하면, 다음과 같다. 제1 DU(10-1)에 연결된 RU(20-1, 20-2)들은 과부하가 발생하지 않은 상태이고, 제2 DU(10-2)에 연결된 RU(20-3, 20-4)들은 과부하가 발생하였다고 가정한다. 그리고 단말(70)이 제1 DU(10-1)에 연결된 RU(20-1, 20-2) 중 어느 하나로부터 제2 DU(10-2)에 연결된 RU(20-3, 20-4)로 이동한다고 가정한다.
단말(70)이 제1 DU(10-1)-제2 RU(20-2)에 연결된 상태에서 제2 DU(10-2)-제3 RU(20-3)로 이동하여 새로운 제3 RU(20-3)로의 연결을 시도한다고 가정한다. 이때 제2 DU(10-2)는 자신에 연결되어 있는 제3 RU(20-3)와 제4 RU(20-4) 뿐만 아니라 제3 RU(20-3)와 인접해 있는 제2 RU(20-2)의 리소스가 단말(70)에 서비스를 제공할 수 있는지 여부 즉, 과부하인지 여부를 판단한다.
이때, 제2 RU(20-2)는 과부하가 발생하지 않은 상태라 가정하였기 때문에 제2 DU(10-2)는 제1 DU(10-1)의 제2 RU(20-2)의 가용 리소스를 판단하여, 단말(70)에 서비스를 제공할 만큼 가용 리소스가 충분함을 확인한다. 그리고 제2 RU(20-2)로 다시 전환시키기 위한 망 내 전환을 처리한다. 여기서 망 내 전환 절차는 이미 알려진 사항으로, 본 발명의 실시예에서는 상세한 설명을 생략한다.
그러나 단말(70)이 제4 RU(20-4)에 연결을 시도하는 경우, 제2 DU(10-2)는 제4 RU(20-4) 및 주변 RU인 제3 RU(20-3)의 가용 리소스를 확인한다. 제3 RU(20-3) 및 제4 RU(20-4)는 과부하 상태라고 가정하였으므로, 제2 DU(10-2)는 제2 망으로의 단말(70)의 망 전환 접속을 결정한다.
이 경우 제2 DU(10-2)는 이종망 게이트웨이(60)로 단말(70)의 전환 접속을 요청하고, 동시에 MME(30)로 단말(70)이 제2 망으로의 전환 접속을 시도할 것이라는 정보를 제공한다. 그리고 단말(70)이 제2 망에 대한 인터페이스를 준비하여 접속을 시도하면, 이종망 접속점(heterogeneous network access point)(80)을 통해 단말(70)의 인증을 처리하고 IP 주소 정보를 획득한다.
이때 이종망 게이트웨이(60)는 P-GW(50)로 단말(70)의 베어러를 요청하게 된다. P-GW(50)는 이종망 게이트웨이(60)로부터의 새로운 베어러 연결 요청을 수락하고, 기존 단말(70)의 제1 망으로 연결된 베어러를 해제한다.
P-GW(50)가 단말(70)에 연결된 제1 망의 베어러를 해지할 때, P-GW(50)는 S-GW(40)와 MME(30)로 베어러 제거 요청(delete bearer request) 메시지를 송신한다. 이때, 메시지의 원인(cause) 필드에, 제1 망에서 제2 망으로의 접속을 통해 변환된 RAT(Radio Access Technology) 값을 포함하여 전달한다.
P-GW(50)로부터 베어러 제거 요청 메시지를 수신한 MME(30)는 단말(70)과 연계된 베어러를 정리한다. 이때 기존의 베어러 정리 방법과는 다른 방법으로 수행된다. 즉, 단말(70)과 기지국간 DRB(Data Radio Bearer)는 해제하고, 기지국과 S-GW(40) 사이의 GTP-U 터널은 해제한다. 그러나, S-GW(40)에 하향 링크 TEID(Tunnel End point ID)는 유지시킨다. 이로서 단말(70)의 망 전환 절차는 완료된다.
여기서 DU에 포함되어 있어 DU에 연동한 RU 및 인접한 RU들의 과부하 여부에 따라, 단말(70)로 제공되는 데이터 트래픽을 제1 망에서 제2 망으로 또는 망 내 전환하는 전환 유도 시스템의 구조에 대해 도 2를 참조로 설명한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 전환 유도 시스템의 구조도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 전환 유도 시스템(100)은 단말 위치 확인부(110), 과부하 여부 확인부(120) 및 망 전환 결정부(130)를 포함한다.
단말 위치 확인부(110)는 DU에 연결되어 있는 하나 이상의 RU 중 어느 하나의 RU의 영역으로 단말(70)이 진입하여 RU와의 연결을 시도할 때, 단말(70)의 위치를 등록하고 확인한다.
과부하 여부 확인부(120)는 단말 위치 확인부(110)가 RU로의 연결을 시도하는 단말(70)의 위치 정보를 토대로, 연결을 시도하는 RU 뿐만 아니라 해당 RU에 인접해 있는 RU들에 과부하가 발생하였는지 여부를 확인한다. 이때, 인접한 RU는 단말(70)이 연결을 시도하는 RU가 연결되어 있는 DU에 동일하게 연동하는 RU일 수도 있고, 인접한 DU에 연동하고 있는 RU일 수도 있다.
과부하 여부 확인부(120)가 RU의 과부하 여부를 확인하는 방법은 여러 방법이 존재한다. 본 발명의 실시예에서는 RU마다 할당되어 있는 포트로 오고가는 데이터 트래픽 양을 판단한다. 그리고, 해당 RU에서 처리할 수 있는 최대 트래픽 처리량에 대해 미리 설정한 임계값 이상으로 데이터 트래픽이 발생하고 있다면, 해당 RU에 과부하가 발생한 것으로 확인한다.
만약 인접한 DU에 연결된 RU의 과부하 여부를 확인할 때에는, 인접한 DU로부터 자신과 연동하고 있는 RU의 과부하 여부 정보를 수신하여 확인한다. 따라서 과부하 여부 확인부(120)는 미리 설정한 시간에 따라 혹은 단말이 RU와의 연결을 시도할 때 RU의 과부하 여부를 확인한다. 그리고 인접한 DU로부터 RU의 과부하 여부에 대한 요청 메시지를 수신하면 RU의 과부하 여부에 대한 정보도 제공한다.
망 전환 결정부(130)는 과부하 여부 확인부(120)가 확인한 RU의 과부하 여부에 따라, 단말(70)의 망 내 전환을 결정하거나 이종 망으로의 망 전환을 결정한다. 즉, 과부하 여부 확인부(120)가 단말(70)이 접속을 시도하는 RU 뿐만 아니라 인접한 RU도 모두 과부하 상태라 확인하면, 망 전환 결정부(130)는 제1 망에서 제2 망으로 단말(70)의 망 접속을 전환하도록 결정한다. 그러나, 인접한 RU를 포함하여 어느 하나의 RU가 과부하 상태가 아니라면, 해당 RU로 단말(70)의 접속을 결정하여 망 내 전환을 유도한다.
이상에서 설명한 전환 유도 시스템(100)이 RU의 부하 여부에 따라 단말(70)에 제공하는 데이터를 망 내 전환 또는 망간 전환하여 제공하는 전환 유도 방법에 대해 도 3a 및 도 3b를 참조로 한다. 본 발명의 실시예에 대해 설명의 편의를 위하여 단말(70)이 도 1의 제3 RU(20-3)에 연결을 시도한다고 가정하여 설명한다.
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 실시예에 따른 전환 유도 방법을 나타낸 흐름도이다.
먼저 도 3a에 도시된 바와 같이, 단말(70)은 제1 망의 접속점인 제3 RU(20-3)와의 연결을 시도하고(S100), 제3 RU(20-3) 및 제3 RU(20-3)가 연동하는 제2 DU(10-2)는 단말(70)의 현재 위치를 등록한다. 본 발명의 실시예에서는 전환 유도 시스템(100)이 DU에 포함되어 있는 것을 예로 하여 설명하므로, 전환 유도 시스템(100)의 단말 위치 확인부(110)는 단말(70)의 현재 위치를 등록하고, 단말(70)이 위치를 등록할 때마다 RU와 DU의 매핑을 관리한다(S110).
단말(70)의 연결 시도와 함께 데이터 접속 요청이 발생하면, 과부하 여부 확인부(120)는 단말(70)이 연결을 시도하거나 현재 연결중인 제3 RU(20-3)가 과부하 상태인지 가용 리소스를 확인한다(S120). 이와 함께 제3 RU(20-3)에 인접해 있는 제2 RU(20-2) 및 제4 RU(20-4)의 가용 리소스도 함께 확인한다. 여기서 제3 RU(20-3)의 인접 RU를 확인하는 방법에 대해서는 상세한 설명을 생략한다.
과부하 여부 확인부(120)는 제3 RU(20-3)에서 과부하가 발생하였는지 확인한다(S130). 만약 제3 RU(20-3)에 과부하가 발생하지 않았다면, 제3 RU(20-3)의 자원을 단말에 할당하고(S150), 단말(70)로 데이터 접속을 유도한다(S160). 여기서 RU에 과부하가 발생하였는지 여부를 확인하는 방법은, RU별로 할당된 포트를 통해 송수신되는 데이터 트래픽 양을 확인하고, 확인한 데이터 트래픽 양이 미리 설정한 한계값을 초과하는 경우 과부하가 발생하였다고 판단한다. 여기서 미리 설정한 한계값은 해당 RU가 처리할 수 있는 최대 데이터 트래픽 처리량을 토대로 산출할 수 있으며, 산출 방법에 대해서는 상세한 설명을 생략한다.
그러나 S130 단계에서 확인한 결과 제3 RU(20-3)에 과부하가 발생하였다면, 과부하 여부 확인부(120)는 인접한 모든 RU에서 과부하가 발생하였는지 확인한다(S140). 만약 어느 하나의 RU에서 과부하가 발생하지 않았다면, 해당 RU의 자원이 단말(70)에 할당되도록 한다.
이때, 과부하가 발생하지 않은 RU가 연결된 DU가 제1 DU(10-1)인 경우라면, 망 전환 결정부(130)는 해당 단말(70)의 망 내 전환을 결정한다. 그리고 S160 단계에서 데이터 접속을 유도할 때 제1 DU(10-1)의 RU로 전환 접속 후 데이터 접속을 유도하도록 제어한다(S160).
반면, S140 단계에서 확인한 결과 모든 RU에서 과부하가 발생하였다고 확인하여 DU에서 제어 가능한 리소스가 충분하지 않은 경우, 망 전환 결정부(130)는 단말(70)의 이종 망으로의 망 전환을 결정하고 이종망 게이트웨이(60)로 망 전환을 요청한다(S170). 이후의 절차에 대해서 도 3b를 참조로 설명한다.
도 3b에 도시된 바와 같이, 망 전환 결정부(130)가 이종망 게이트웨이(60)로 단말(70)의 망 전환을 요청하면, 이종망 게이트웨이(60)는 MME(30)로 단말(70)의 접속 망이 변경됨을 알리는 망 변경 정보를 전송한다(S200). 이때, 망 변경 정보에는 단말의 식별자와 현재 단말의 위치 정보를 포함한다.
이종망 게이트웨이(60)는 단말(70)로 제2 망으로의 접속 전환을 요청하고(S210), 단말(70)은 P-GW(50)로 인증 및 IP 주소의 할당을 요청한다(S220). P-GW(50)는 S220 단계의 요청에 따라 단말을 인증하고, 인증이 완료되면 IP 주소를 생성하여 단말(70)에 제공한다(S230).
단말(70)은 S230 단계를 통해 수신한 정보를 토대로 단말(70)의 인증이 성공적으로 수행되었고, 제2 망에서 사용할 IP 주소를 할당받았는지 확인한다(S240). 만약 P-GW(50)에서 단말(70)에 대한 인증을 실패하였거나 IP 주소가 할당되지 않았다면 단말(70)은 제1 망의 접속을 유지한다(S250). 여기서 단말(70)의 인증이 실패하는 경우나 IP 주소가 할당되지 않는 경우는 다양한 경우가 존재할 수 있으며, 어느 하나의 경우로 한정하여 설명하지는 않는다.
그러나 인증에 성공하고 IP 주소가 할당되어 있다면, 단말(70)은 해당 IP 주소를 토대로 이종망 게이트웨이(60)를 통해 제2 망으로의 접속을 시도한다(S260). 이종망 게이트웨이(60)는 P-GW(50)로 제2 망을 통해 단말(70)이 서비스를 제공받기 위해 필요한 단말에 대한 베어러 전환을 요청한다(S270).
베어러 전환을 요청 받은 P-GW(50)는 해당 단말(70)로 이미 할당되어 있는 제1 망에 대한 베어러를 정리하기 위하여 제1 망과의 베어러 정리 절차를 수행한다. 먼저 P-GW(50)는 MME(30)로 제1 망과 단말(70) 사이에 생성된 베어러의 정리를 요청하고(S280), 이를 수신한 MME(30)는 제1 망의 베어러를 정리하고(S290) 단말의 상태를 연결(connected) 상태에서 대기(idle) 상태로 천이하여 단말 상태를 변경한 후 이를 P-GW(50)에 알린다(S300, S310). 즉, 단말(70)과 S-GW(40) 사이의 베어러에 대한 연결은 해제하되, 하향 트래픽 발생시 P-GW(50)에서 제공되는 단말의 IP 주소를 유지시킬 수 있는 P-GW(50)와 S-GW(40)사이의 터널은 유지한다.
이때 MME(30)는 S-GW(40)에서 관리하는 단말(70)에 대한 하향 링크측 TEID는 유지하는 반면, 상향 링크 TEID는 유지하지 않는다. 또한 MME(30)를 통해 단말(70)로의 시그널링이 필요한 음성 콜 서비스나 MMS(Multi Message Service) 등과 같은 단말 서비스를 위한 서비스 요청이 가능하도록 구조를 유지하고 있어야 한다.
MME(30)가 단말(70)의 상태 변경이 완료하면, P-GW(50)는 이종망 게이트웨이(60)로 단말(70)의 제1 망에 대한 베어러는 정리된 상태임을 알린다(S320). 이와 동시에 P-GW(50)는 단말(70)이 제2 망을 통해 서비스를 제공받을 수 있도록 제2 망에 대한 베어러를 생성하여 S320 단계에서 제1 망에 대한 베어러가 정리된 상태임을 알릴 때 함께 제공한다.
그러면 이종망 게이트웨이(60)는 단말(70)로 생성된 제2 망의 베어러를 통해 서비스를 이용하도록 데이터 호를 전달한다(S330). 단말(70)은 제2 망으로의 전환 접속을 완료하고(S340), 제2 망을 통해 데이터 패킷을 수신한다.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

Claims (10)

  1. 데이터 트래픽 전환 유도 시스템이 단말로 제공되는 데이터 트래픽의 전환을 유도하는 방법에 있어서,
    하나 이상의 디지털 신호 처리부는 각각 복수의 라디오 신호 처리부가 연동하고, 상기 단말이 제1 라디오 신호 처리부로 연결을 시도하여 제1 망에서 서비스를 이용하면,
    상기 제1 라디오 신호 처리부 및 상기 제1 라디오 신호 처리부에 인접한 라디오 신호 처리부의 가용 리소스를 확인하여 과부하가 발생하였는지 확인하는 단계;
    상기 제1 라디오 신호 처리부에 과부하가 발생하였다고 판단하면, 상기 인접한 라디오 신호 처리부 중 과부하가 발생하지 않은 라디오 신호 처리부가 있는지 확인하는 단계; 및
    상기 인접한 라디오 신호 처리부에 모두 과부하가 발생하였다면, 상기 단말이 상기 제1 망과 상이한 제2 망으로의 전환 접속을 통해 상기 제2 망으로부터 서비스를 이용하도록 제어하는 단계
    를 포함하는 데이터 트래픽 전환 유도 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 과부하가 발생하였는지 확인하는 단계는,
    상기 단말이 연결을 시도한 제1 라디오 신호 처리부에 할당된 포트를 통해 송수신되는 데이터 트래픽을 확인하는 단계; 및
    상기 데이터 트래픽의 양이 상기 제1 라디오 신호 처리부에 대해 미리 설정한 임계값보다 많은지 확인하는 단계
    를 포함하는 데이터 트래픽 전환 유도 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 과부하가 발생하였는지 확인하는 단계는,
    상기 단말의 위치 정보를 등록하는 단계
    를 더 포함하는 데이터 트래픽 전환 유도 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 과부하가 발생하지 않은 라디오 신호 처리부가 있는지 확인하는 단계는,
    과부하가 발생하지 않은 라디오 신호 처리부가 있다면, 상기 과부하가 발생하지 않은 라디오 신호 처리부가 연동한 디지털 신호 처리부가 상기 제1 디지털 신호 처리부 또는 상기 제2 디지털 신호 처리부 중 어느 디지털 신호 처리부에 연결되어 있는지 확인하는 단계; 및
    상기 과부하가 발생하지 않은 라디오 신호 처리부가 상기 제2 디지털 신호 처리부에 연결되어 있으면, 망내 전환 절차를 수행하도록 제어하는 단계
    를 포함하는 데이터 트래픽 전환 유도 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제2 망으로부터 서비스를 이용하도록 제어하는 단계 이후에,
    상기 제2 망은 이종 게이트웨이, P-GW(Packet data network gateway), S-GW(Serving Gateway) 및 MME(Mobility Management Entity)를 포함하고,
    상기 이종 게이트웨이는 상기 MME로 상기 단말의 접속 망 변경 정보를 전송하고, 상기 단말로 제2 망으로의 접속을 요청하는 단계;
    상기 단말이 상기 제2 망에서 사용할 IP 주소를 할당 받았는지 확인하고, IP 주소를 할당받았으면 제2 망으로의 접속을 시도하는 단계;
    상기 이종망 게이트웨이는 상기 P-GW로 상기 단말의 베어러 전환을 요청하고, 상기 P-GW는 상기 MME로 상기 단말이 제1 망 접속시 할당되어 있는 제1 망과의 베어러 정리를 요청하는 단계;
    상기 MME가 상기 단말에 대한 제1 망과의 베어러를 정리하고, 상기 이종망 게이트웨이는 상기 단말로 데이터 호를 전달하는 단계; 및
    상기 단말은 제2 망에 접속하여 서비스를 상기 데이터 호를 이용하여 서비스를 이용하는 단계
    를 포함하는 데이터 트래픽 전환 유도 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 접속을 시도하는 단계는,
    상기 단말이 상기 P-GW로 단말 인증 및 IP 주소를 요청하는 단계; 및
    상기 P-GW가 상기 단말에 대한 인증을 수행하고, 인증이 완료되면 상기 단말이 사용할 IP 주소를 생성하여 상기 단말로 제공하는 단계
    를 포함하는 데이터 트래픽 전환 유도 방법.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 단말로 데이터 호를 전달하는 단계는,
    상기 단말 상태를 연결 상태에서 대기 상태로 천이하여 상기 단말의 상태를 변경하는 단계
    를 포함하는 데이터 트래픽 전환 유도 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 단말의 상태를 변경하는 단계는,
    상기 MME는 상기 단말과 상기 S-GW 사이의 베어러에 대한 연결은 해제하고, 하향 트래픽 발생시 상기 P-GW에서 제공되는 상기 단말의 IP 주소를 유지하도록 상기 P-GW와 상기 S-GW사이의 터널은 유지하는 데이트 트래픽 전환 유도 방법.
  9. 단말로 제공되는 데이터 트래픽의 전환을 유도하는 시스템에 있어서,
    상기 단말이 라디오 신호 처리부로 연결을 시도하면, 상기 단말의 위치 정보를 확인하여 저장하는 단말 위치 확인부;
    상기 단말이 연결을 시도하는 라디오 신호 처리부 및 상기 라디오 신호 처리부에 인접해 있는 적어도 하나 이상의 인접 라디오 신호 처리부의 과부하 여부를 확인하는 과부하 여부 확인부; 및
    상기 과부하 여부 확인부가 확인한 라디오 신호 처리부의 과부하 여부에 따라 상기 단말의 망 내 전환 또는 이종 망의로의 망 전환을 결정하여 제어하는 망 전환 결정부
    를 포함하는 데이터 트래픽 전환 유도 시스템.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 과부하 여부 확인부는,
    상기 라디오 신호 처리부 및 상기 인접 라디오 신호 처리부에 각각 할당된 포트로 송수신되는 데이터 트래픽 양을 확인하고, 상기 라디오 신호 처리부 및 상기 인접 라디오 신호 처리부에 각각 할당된 최대 트래픽 처리량에 대해 미리 설정한 임계값 이상으로 데이터 트래픽이 발생하면 라디오 신호 처리부에 과부하가 발생한 것으로 확인하는 데이터 트래픽 전환 유도 시스템.
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JP2012169741A (ja) * 2011-02-10 2012-09-06 Hitachi Ltd 分散アンテナシステム、基地局装置、無線リソース制御方法

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