KR20140125149A

KR20140125149A - 데이터 오프로딩 장치 및 방법

Info

Publication number: KR20140125149A
Application number: KR1020130042955A
Authority: KR
Inventors: 박노익; 김영부
Original assignee: 한국전자통신연구원
Priority date: 2013-04-18
Filing date: 2013-04-18
Publication date: 2014-10-28
Also published as: US20140313973A1

Abstract

데이터 오프로딩 장치 및 방법이 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 데이터 오프로딩 장치는, 패킷의 종류를 분석하는 분석부 및 상기 분석부에서 분석한 패킷의 종류에 따라 상기 패킷을 모바일 코어망을 통해 인터넷망에 제공하거나 코어망을 우회하는 경로를 통해 인터넷망에 제공하는 제공부를 포함한다. 본 발명에 의하면, 단말에서 인터넷망으로 전송되는 데이터를, 데이터의 특성에 따라 모바일 코어망을 통해 인터넷망으로 전송하거나 코어망을 우회하는 경로를 통해 인터넷망으로 전송할 수 있다.

Description

데이터 오프로딩 장치 및 방법{APPARATUS OF DATA OFFLOADING AND METHOD THEREOF}

본 발명은 데이터 오프로딩(offloading) 장치 및 방법에 관한 것으로, 모바일(mobile) 코어망(core network)에 집중되는 데이터를 분산시키기 위한 데이터 오프로딩 장치 및 방법에 관한 것이다.

이동 통신 기술이 발달함에 따라 데이터의 전송 속도는 비약적으로 향상되었고, 이로 인해 고화질의 동영상과 같은 대용량의 데이터(Big Data)를 이동 통신망을 통해 전송할 수 있게 되어, 이동 통신망을 통해 전송되는 데이터의 양이 폭발적으로 증가하고 있다.

이와 더불어, 스마트폰의 사용으로 인하여 이동 통신망을 통해 전송되는 데이터의 양이 비약적으로 증가하게 되었고, 이동 통신망을 통해 전송되는 데이터의 양이 증가함에 따라 사용자(또는, 단말, 서비스)에 따른 QoS(Quality-Of-Service) 정책 적용, 과금(Charging) 등의 기능을 수행하는 모바일 코어망에 데이터가 더욱 집중되는 문제점이 있었다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 데이터의 종류에 따라 데이터를 오프로딩(Offloading)하기 위한 데이터 오프로딩 장치를 제공하는 데 있다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 다른 목적은, 데이터의 종류에 따라 데이터를 오프로딩하기 위한 데이터 오프로딩 방법을 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 데이터 오프로딩 장치는, 패킷의 종류를 분석하는 분석부 및 상기 분석부에서 분석한 패킷의 종류에 따라 상기 패킷을 모바일 코어망을 통해 인터넷망에 제공하거나, 상기 모바일 코어망을 우회하는 경로를 통해 인터넷망에 제공하는 제공부를 포함한다.

여기서, 상기 분석부는, 상기 패킷에 포함된 헤더 및 페이로드 중 적어도 하나를 기반으로 패킷의 종류를 분석할 수 있다.

여기서, 상기 제공부는, 상기 패킷의 종류가 인터넷 패킷인 경우, 상기 모바일 코어망을 우회하는 경로를 통해 인터넷 패킷을 인터넷망에 제공할 수 있고, 상기 패킷의 종류가 인터넷 패킷이 아닌 경우, 상기 모바일 코어망을 통해 패킷을 인터넷망에 제공할 수 있다.

여기서, 상기 제공부는, 상기 패킷의 종류가 QoS 정책에 따른 전송이 필요한 패킷인 경우, 상기 모바일 코어망을 통해 패킷을 인터넷망에 제공할 수 있고, 상기 패킷의 종류가 QoS 정책에 따른 전송이 불필요한 패킷인 경우, 상기 모바일 코어망을 우회하는 경로를 통해 패킷을 인터넷망에 제공할 수 있다.

여기서, 상기 제공부는, 상기 패킷의 종류가 전송에 따른 과금이 필요한 패킷인 경우, 상기 모바일 코어망을 통해 패킷을 인터넷망에 제공할 수 있고, 상기 패킷의 종류가 전송에 따른 과금이 불필요한 패킷인 경우, 상기 모바일 코어망을 우회하는 경로를 통해 패킷을 인터넷망에 제공할 수 있다.

여기서, 상기 코어망은 4세대 이동 통신용 코어망을 의미할 수 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 데이터 오프로딩 장치는, 물리 계층의 기능을 담당하는 제1 계층, 데이터링크 계층의 기능을 담당하는 제2 계층 및 상기 제2 계층이 제공하는 패킷의 종류를 분석하고, 분석한 패킷의 종류에 따라 상기 패킷을 모바일 코어망을 통해 인터넷망에 제공하거나, 상기 모바일 코어망을 우회하는 경로를 통해 인터넷망에 제공하는 IP 계층을 포함한다.

여기서, 상기 IP 계층은, 상기 패킷에 포함된 헤더 및 페이로드 중 적어도 하나를 기반으로 패킷의 종류를 분석할 수 있다.

여기서, 상기 IP 계층은, 상기 패킷의 종류가 인터넷 패킷인 경우, 상기 모바일 코어망을 우회하는 경로를 통해 인터넷 패킷을 인터넷망에 제공할 수 있고, 상기 패킷의 종류가 인터넷 패킷이 아닌 경우, 상기 모바일 코어망을 통해 패킷을 인터넷망에 제공할 수 있다.

여기서, 상기 IP 계층은, 상기 패킷의 종류가 QoS 정책에 따른 전송이 필요한 패킷인 경우, 상기 모바일 코어망을 통해 패킷을 인터넷망에 제공할 수 있고, 상기 패킷의 종류가 QoS 정책에 따른 전송이 불필요한 패킷인 경우, 상기 모바일 코어망을 우회하는 경로를 통해 패킷을 인터넷망에 제공할 수 있다.

여기서, 상기 IP 계층은, 상기 패킷의 종류가 전송에 따른 과금이 필요한 패킷인 경우, 상기 모바일 코어망을 통해 패킷을 인터넷망에 제공할 수 있고, 상기 패킷의 종류가 전송에 따른 과금이 불필요한 패킷인 경우, 상기 모바일 코어망을 우회하는 경로를 통해 패킷을 인터넷망에 제공할 수 있다.

상기 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 데이터 오프로딩 방법은, 패킷의 종류를 분석하는 단계 및 분석한 패킷의 종류에 따라 상기 패킷을 모바일 코어망을 통해 인터넷망에 제공하거나 상기 모바일 코어망을 우회하는 경로를 통해 인터넷망에 제공하는 단계를 포함한다.

여기서, 상기 패킷의 종류를 분석하는 단계는, 상기 패킷에 포함된 헤더 및 페이로드 중 적어도 하나를 기반으로 패킷의 종류를 분석할 수 있다.

여기서, 상기 패킷을 모바일 코어망을 통해 인터넷망에 제공하거나 상기 모바일 코어망을 우회하는 경로를 통해 인터넷망에 제공하는 단계는, 상기 패킷의 종류가 인터넷 패킷인 경우, 상기 모바일 코어망을 우회하는 경로를 통해 인터넷 패킷을 인터넷망에 제공할 수 있고, 상기 패킷의 종류가 인터넷 패킷이 아닌 경우, 상기 모바일 코어망을 통해 패킷을 인터넷망에 제공할 수 있다.

여기서, 상기 패킷을 모바일 코어망을 통해 인터넷망에 제공하거나 상기 모바일 코어망을 우회하는 경로를 통해 인터넷망에 제공하는 단계는, 상기 패킷의 종류가 QoS 정책에 따른 전송이 필요한 패킷인 경우, 상기 모바일 코어망을 통해 패킷을 인터넷망에 제공할 수 있고, 상기 패킷의 종류가 QoS 정책에 따른 전송이 불필요한 패킷인 경우, 상기 모바일 코어망을 우회하는 경로를 통해 패킷을 인터넷망에 제공할 수 있다.

여기서, 상기 패킷을 모바일 코어망을 통해 인터넷망에 제공하거나 상기 모바일 코어망을 우회하는 경로를 통해 인터넷망에 제공하는 단계는, 상기 패킷의 종류가 전송에 따른 과금이 필요한 패킷인 경우, 상기 모바일 코어망을 통해 패킷을 인터넷망에 제공할 수 있고, 상기 패킷의 종류가 전송에 따른 과금이 불필요한 패킷인 경우, 상기 모바일 코어망을 우회하는 경로를 통해 패킷을 인터넷망에 제공할 수 있다.

본 발명에 의하면, 단말에서 인터넷망으로 전송되는 데이터를, 데이터의 종류에 따라 모바일 코어망을 통해 인터넷망으로 전송하거나 모바일 코어망을 우회하는 경로(즉, 인터넷 코어망)를 통해 인터넷망으로 전송할 수 있으므로, 모바일 코어망에 집중되는 데이터를 분산시킬 수 있으며, 이에 따라 통신망 전체의 성능이 향상된다.

또한, 모바일 코어망에 집중되는 데이터를 분산시킬 수 있으므로, 통신망을 통해 전송되는 데이터의 양이 증가하더라도 모바일 코어망의 용량을 추가적으로 증설하지 않아도 되므로 종래 기술에 비해 경제적이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 통신망의 구성을 도시한 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 데이터 오프로딩 장치의 구성을 도시한 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 데이터 오프로딩 장치의 프로토콜(Protocol) 구성을 도시한 블록도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 데이터 오프로딩 방법을 도시한 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 데이터 오프로딩 방법을 도시한 흐름도이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 데이터 오프로딩 방법을 도시한 흐름도이다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다.

그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명을 설명함에 있어 전체적인 이해를 용이하게 하기 위하여 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.

명세서 전체에서 통신망은, 예컨대 GSM(Global System for Mobile communication), CDMA(Code Division Multiple Access)와 같은 2G 이동통신망, LTE(Long Term Evolution)망, WiFi(Wireless Fidelity)와 같은 무선인터넷, WiBro(Wireless Broadband Internet) 및 WiMax(World Interoperability for Microwave Access)와 같은 휴대인터넷 또는 패킷 전송을 지원하는 이동통신망(예컨대, WCDMA(Wideband Code Division Multiple Access) 또는 CDMA2000과 같은 3G 이동통신망, HSDPA(High Speed Downlink Packet Access) 또는 HSUPA(High Speed Uplink Packet Access)와 같은 3.5G 이동통신망, 또는 4G 등)을 포함할 수 있다.

명세서 전체에서 단말(Terminal)은 이동국(Mobile Station), 이동 단말(Mobile Terminal), 가입자국(Subscriber Station), 휴대 가입자국(Portable Subscriber Station), 사용자 장치(User Equipment), 접근 단말(Access Terminal) 등을 지칭할 수도 있고, 단말, 이동국, 이동 단말, 가입자국, 휴대 가입자 국, 사용자 장치, 접근 단말 등의 전부 또는 일부의 기능을 포함할 수도 있다.

여기서, 단말로 통신이 가능한 데스크탑 컴퓨터(Desktop Computer), 랩탑 컴퓨터(Laptop Computer), 태블릿(Tablet) PC, 무선전화기(Wireless Phone), 모바일폰(Mobile Phone), 스마트폰(Smart Phone), e-book 리더기, PMP(Portable Multimedia Player), 휴대용 게임기, 네비게이션(Navigation) 장치, 디지털 카메라(Digital Camera), DMB (Digital Multimedia Broadcasting) 재생기, 디지털 음성 녹음기(Digital Audio Recorder), 디지털 음성 재생기(Digital Audio Player), 디지털 영상 녹화기(Digital Picture Recorder), 디지털 영상 재생기(Digital Picture Player), 디지털 동영상 녹화기(Digital Video Recorder), 디지털 동영상 재생기(Digital Video Player) 등을 사용할 수 있다.

명세서 전체에서 기지국(Base Station)은 접근점(Access Point), 무선 접근국(Radio Access Station), 노드B(Node B), 고도화 노드B(evolved NodeB), 송수신 기지국(Base Transceiver Station), MMR(Mobile Multihop Relay)-BS 등을 지칭할 수도 있고, 기지국, 접근점, 무선 접근국, 노드B, eNodeB, 송수신 기지국, MMR-BS 등의 전부 또는 일부의 기능을 포함할 수도 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 통신망의 구성을 도시한 블록도이다. 여기서 기지국(20)은 데이터 오프로딩(offloading) 장치를 의미하는 것으로, 설명의 편의상 데이터 오프로딩 장치를 기지국(20)으로 표현하였다.

도 1을 참조하면, 통신망은 적어도 하나의 단말(10), 기지국(20), 모바일(mobile) 코어망(30) 및 PDN(Packet Data Network)(40) 등을 포함할 수 있다. 여기서, 모바일 코어망(30)은 2G 이동통신망에 대한 코어망, 3G 이동통신망에 대한 코어망, 4G 이동통신망에 대한 코어망, 차세대 이동통신망(즉, B4G)에 대한 코어망등을 의미할 수 있고, PDN(40)은 인터넷망을 의미할 수 있다.

기지국(20)은 적어도 하나의 단말(10)과 무선을 통해 연결되고, 모바일 코어망(30) 또는 인터넷망(40)과 유선을 통해 연결된다. 기지국(20)은 단말(10)로부터 수신한 패킷(Packet)을 모바일 코어망(30)을 통해 인터넷망(40)으로 제공하거나, 모바일 코어망(30)을 우회하는 경로(예를 들어, 인터넷 코어망 등)를 통해 인터넷망(40)으로 제공할 수 있다. 즉, 단말(10)은 기지국(20)과 모바일 코어망(30)을 통해 인터넷망(40)과 통신하거나, 기지국(20)과 인터넷 코어망을 통해 인터넷망(40)과 통신할 수 있다.

모바일 코어망(30)은 SGW(Serving GaetWay)(31), MME(Mobility Management Entity)(32), HSS(Home Subscriber Server)(33), PGW(PDN GateWay)(34), PCRF(Policy and Charging Rule Function)(35), SPR(Subscriber Profile Repository)(36), OFCS(OFfline Charging System)(37) 및 OCS(Online Charging System)(38) 등을 포함할 수 있다.

SGW(31)은 기지국(20) 간의 핸드오버(Handover)시에 앵커링(Anchoring) 역할을 한다. MME(32)은 단말(10)의 인증(Authentication)을 수행하고, 단말(10)의 이동성(Mobility)을 관리하고, EPS 베어러(Evolved Packet System Bearer)를 관리(즉, 베어러의 생성, 변경, 해제를 관리함)한다. HSS(33)는 단말(10)별(또는, 가입자별)로 인증을 위한 키(Key) 정보와 가입자 프로파일(Profile)을 저장한다.

PGW(34)는 단말(10)에 IP(Internet Protocol) 주소를 할당하고, SGW(31) 간의 변경시에 앵커링 역할을 하고, 단말(10)별(또는, 서비스별)로 서로 다른 QoS(Quality of Service) 정책을 적용하고, 단말(10)별(또는, 서비스별)로 어카운팅 데이터(Accounting Data)를 관리한다. 여기서, 어카운팅 데이터는 상하향 트래픽, 단말의 접속 시간 등을 포함하며, PGW(34)는 어카운팅 데이터를 CDR(Charging Data Record) 형태로 OFCS(37)에 제공한다.

PCRF(35)는 단말(10)별로 QoS 정책과 과금에 대한 규칙(Rule)을 정한다. 여기서, QoS 정책은 단말(10)이 사용하는 정보이고, 과금은 오프라인(Offline) 과금을 할 것인지 온라인(Online) 과금을 할 것인지에 대한 정보이다. 이러한 정보들은 PCRF(35)에서 PGW(34)로 제공되고, PGW(34)는 PCRF(35)로부터 수신한 정보를 기반으로 단말(10)에 대한 제어(QoS, 과금)를 수행한다. SPR(36)은 QoS 정책 및 과금에 대한 규칙을 저장한다.

OFCS(37)는 PGW(34)가 제공하는 CDR을 관리한다. OCS(38)는 선불(Prepaid) 요금제를 사용하는 단말(10)의 사용 상태를 관리한다. 즉, OCS(38)는 선불 요금제를 사용하는 단말(10)의 통신망 사용량을 모니터링(Monitoring)하고, 모니터링 결과를 PGW(34)에 제공한다.

여기서, 기지국(20)과 SGW(31) 간의 패킷 전송은 S1 베어러, 즉 GTP(GPRS(General Packet Radio Service) Tunneling Protocol)-U 터널(Tunnel)을 통해 이루어지고, SGW(31)와 PGW(34) 간의 패킷 전송은 S5 베어러, 즉 GTP-U 터널을 통해 이루어지고, PGW(34)와 인터넷망(40) 간의 패킷 전송은 SGi 인터페이스, 즉 IP(Internet Protocol)을 통해 이루어진다. 한편, 기지국(20)과 인터넷망(40) 간의 패킷 전송은, GTP 터널과 IP가 아닌 별도의 인터페이스를 통해 이루어질 수 있다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 기지국의 구성을 도시한 블록도이다.

도 2를 참조하면, 기지국(20)은 분석부(21) 및 제공부(22)를 포함할 수 있다. 여기서 기지국(20)은 데이터 오프로딩 장치를 의미하는 것으로, 설명의 편의상 데이터 오프로딩 장치를 기지국(20)으로 표현하였다.

분석부(21)는 단말(10)로부터 수신한 패킷에 포함된 헤더(Header) 및 페이로드(Payload) 중 적어도 하나를 기반으로 패킷의 종류를 분석할 수 있다.

여기서, 단말(10)로부터 수신한 패킷의 종류는 음성(Voice) 패킷, 영상(Vedio) 패킷, 인터넷 패킷(예를 들어, 웹 서핑(web surfing)을 위한 패킷 등), QoS 정책에 따른 전송이 필요한 패킷, QoS 정책에 따른 전송이 불필요한 패킷, 전송에 따른 과금이 필요한 패킷, 전송에 따른 과금이 불필요한 패킷 등으로 분류할 수 있다.

분석부(21)는 단말(10)로부터 수신한 패킷에 포함된 헤더, 즉 5-tuple(소스(Source) IP, 목적지(Destination) IP, 프로토콜(Protocol) ID(IDentifier), 소스 포트(Port), 목적지 포트)를 이용하여 해당 패킷의 종류를 분석할 수 있다. 즉, 분석부(21)는 5-tuple을 기반으로 패킷의 목적지를 분석하여, 해당 패킷의 종류를 분석할 수 있다. 예를 들어, 목적지 IP를 분석한 결과, 목적지 IP가 'www.google.com의 IP 주소'인 경우에 해당 패킷을 인터넷 패킷으로 분석할 수 있다.

분석부(21)는 단말(10)로부터 수신한 패킷에 포함된 페이로드를 분석한 결과를 기반으로, 해당 패킷의 종류를 분석할 수 있다. 이때, 분석부(21)는 DPI(Deep Packet Inspection) 기능을 이용하여 페이로드를 분석할 수 있다. 예를 들어, 분석부(21)가 DPI 기능을 이용하여 패킷에 포함된 페이로드를 분석한 결과, 페이로드에 음성 관련 데이터가 포함된 경우에 해당 패킷을 음성 패킷으로 분석할 수 있다.

제공부(22)는 분석부에서 분석한 패킷의 종류에 따라 패킷을 모바일 코어망(30)을 통해 인터넷망(40, 도 1 참조)에 제공하거나 모바일 코어망(30)을 우회하는 경로(예를 들어, 인터넷 코어망 등)를 통해 인터넷망(40)에 제공할 수 있다. 즉, 제공부(22)는 패킷의 GTP 터널링 이전에 패킷의 종류에 따라 해당 패킷의 오프로딩 여부를 결정할 수 있다.

패킷의 종류가 인터넷 패킷인 경우, 제공부(22)는 모바일 코어망(30)을 우회하는 경로를 이용하여 인터넷 패킷을 인터넷망(40)에 제공할 수 있다. 이때, 제공부(22)는 기지국(20)과 인터넷망(40) 간의 인터페이스를 이용하여 인터넷 패킷을 인터넷망(40)에 제공할 수 있다. 한편, 패킷의 종류가 인터넷 패킷이 아닌 경우(예를 들어, 음성 패킷, 영상 패킷 등), 제공부(22)는 모바일 코어망(30)을 이용하여 해당 패킷을 인터넷망(40)에 제공할 수 있다. 이때, 제공부(22)는 GTP-U 터널을 이용하여 해당 패킷을 SGW(31, 도 1 참조)에 제공할 수 있고, SGW(31)에 제공된 패킷은 GTP-U 터널을 통해 PGW(34, 도 1 참조)로 제공될 수 있고, PGW(34)에 제공된 패킷은 IP(Internet Protocol)를 통해 인터넷망(40)으로 제공될 수 있다.

패킷의 종류가 QoS 정책에 따른 전송이 필요한 패킷인 경우, 제공부(22)는 모바일 코어망(30)을 이용하여 해당 패킷을 인터넷망(40)에 제공할 수 있다. 이때, 제공부(22)는 GTP-U 터널을 이용하여 해당 패킷을 SGW(31)에 제공할 수 있고, SGW(31)에 제공된 패킷은 GTP-U 터널을 통해 PGW(34)로 제공될 수 있고, PGW(34)에 제공된 패킷은 IP를 통해 인터넷망(40)으로 제공될 수 있다. 한편, 패킷의 종류가 QoS 정책에 따른 전송이 불필요한 패킷인 경우, 제공부(22)는 모바일 코어망(30)을 우회하는 경로를 이용하여 해당 패킷을 인터넷망(40)에 제공할 수 있다. 이때, 제공부(22)는 기지국(20)과 인터넷망(40) 간의 인터페이스를 이용하여 해당 패킷을 인터넷망(40)에 제공할 수 있다.

패킷의 종류가 전송에 따른 과금이 필요한 패킷인 경우, 제공부(22)는 모바일 코어망(30)을 이용하여 해당 패킷을 인터넷망(40)에 제공할 수 있다. 이때, 제공부(22)는 GTP-U 터널을 이용하여 해당 패킷을 SGW(31)에 제공할 수 있고, SGW(31)에 제공된 패킷은 GTP-U 터널을 통해 PGW(34)로 제공될 수 있고, PGW(34)에 제공된 패킷은 IP를 통해 인터넷망(40)으로 제공될 수 있다. 한편, 패킷의 종류가 전송에 따른 과금이 불필요한 패킷인 경우, 제공부(22)는 모바일 코어망(30)을 우회하는 경로를 이용하여 해당 패킷을 인터넷망(40)에 제공할 수 있다. 이때, 제공부(22)는 기지국(20)과 인터넷망(40) 간의 인터페이스를 이용하여 해당 패킷을 인터넷망(40)에 제공할 수 있다.

본 발명에서 분석부(21) 및 제공부(22)가 서로 독립된 부분으로서 개시되지만, 분석부(21) 및 제공부(22)는 하나의 단일한 형태, 하나의 물리적인 장치 또는 하나의 모듈로 구현될 수 있다. 이뿐만 아니라, 분석부(21) 및 제공부(22)는 각각 하나의 물리적인 장치 또는 집단이 아닌 복수의 물리적 장치 또는 집단으로 구현될 수 있다.

또한, 분석부(21) 및 제공부(22)가 수행하는 기능은 실질적으로 프로세서(예를 들어, CPU(Central Processing Unit) 등)에서 수행될 수 있으며, 후술할 도 4, 5, 6에 도시된 각 단계는 상기 프로세서에서 수행될 수 있다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 데이터 오프로딩 장치의 프로토콜(Protocol) 구성을 도시한 블록도이다. 여기서 기지국은 데이터 오프로딩 장치를 의미하는 것으로, 설명의 편의상 데이터 오프로딩 장치를 기지국으로 표현하였다.

도 3을 참조하면, 기지국의 프로토콜 구조는 제1 계층, 제2 계층, IP 계층(234)을 포함할 수 있다. 또한, 기지국 프로토콜 구조는 GTP(235), UDP(User Datagram Protocol)(236), IP(237) 및 L2/L1(238)을 더 포함할 수 있으며, 여기서 GTP(235), UDP(236), IP(237) 및 L2/L1(238)은 GPRS 프로토콜의 각 계층과 동일한 기능을 담당한다.

제1 계층은 PHY(230) 계층을 포함할 수 있으며, PHY(230) 계층은 코딩/디코딩, 변조/복조, 다중안테나 매핑 및 기타 다른 일반적인 물리계층의 기능을 수행한다.

제2 계층은 MAC(Medium Access Control)(231) 계층, RLC(Radio Link Control)(232) 계층 및 PDCP(Packet Data Convergence Protocol)(233) 계층을 포함할 수 있다. 여기서, MAC(231) 계층은 HARQ(Hybrid Automatic Repeat reQuest) 재전송 및 스케줄링과 같은 기능을 수행하고, RLC(232) 계층은 분할/연접(Segmentation/Concatenation), 재전송 관리 및 순서에 맞는 데이터 전송과 같은 기능을 수행하고, PDCP(233) 계층은 무선 인터페이스상으로 전송되는 비트 수를 줄이기 위한 IP 헤더 압축, 암호화/암호해독(Ciphering/Deciphering), 순결성(Intergrity) 보호와 같은 기능을 수행한다.

IP 계층(234)은 제2 계층에서 제공된 패킷에 포함된 헤더 및 페이로드 중 적어도 하나를 기반으로 패킷의 종류를 분석할 수 있다.

여기서, 패킷의 종류는 음성 패킷, 영상 패킷, 인터넷 패킷, QoS 정책에 따른 전송이 필요한 패킷, QoS 정책에 따른 전송이 불필요한 패킷, 전송에 따른 과금이 필요한 패킷, 전송에 따른 과금이 불필요한 패킷 등으로 분류할 수 있다.

IP 계층(234)은 패킷에 포함된 헤더, 즉 5-tuple(소스 IP, 목적지 IP, 프로토콜 ID, 소스 포트, 목적지 포트)를 이용하여 해당 패킷의 종류를 분석할 수 있다. 즉, IP 계층(234)은 5-tuple을 기반으로 패킷의 목적지를 분석하여, 해당 패킷의 종류를 분석할 수 있다. 예를 들어, 목적지 IP를 분석한 결과, 목적지 IP가 'www.google.com의 IP 주소'인 경우에 해당 패킷을 인터넷 패킷으로 분석할 수 있다.

IP 계층(234)은 패킷에 포함된 페이로드를 분석한 결과를 기반으로, 해당 패킷의 종류를 분석할 수 있다. 이때, IP 계층(234)은 DPI 기능을 이용하여 페이로드를 분석할 수 있다. 예를 들어, IP 계층(234)이 DPI 기능을 이용하여 패킷에 포함된 페이로드를 분석한 결과, 페이로드에 음성 관련 데이터가 포함된 경우에 해당 패킷을 음성 패킷으로 분석할 수 있다.

IP 계층(234)은 분석한 패킷의 종류에 따라 패킷이 모바일 코어망을 통해 인터넷망(또는, PDN)에 제공되도록 하거나 모바일 코어망을 우회하는 경로(즉, 인터넷 코어망)를 통해 인터넷망에 제공되도록 할 수 있다. 즉, IP 계층(234)은 패킷의 GTP 터널링 이전에 패킷의 종류에 따라 해당 패킷의 오프로딩 여부를 결정할 수 있다.

패킷의 종류가 인터넷 패킷인 경우, IP 계층(234)은 모바일 코어망을 우회하는 경로를 이용하여 인터넷 패킷이 인터넷망에 제공되도록 할 수 있다. 이때, IP 계층(234)은 기지국과 인터넷망 간의 인터페이스를 이용하여 인터넷 패킷이 인터넷망에 제공되도록 할 수 있다. 한편, 패킷의 종류가 인터넷 패킷이 아닌 경우(예를 들어, 음성 패킷, 영상 패킷 등), IP 계층(234)은 모바일 코어망을 이용하여 해당 패킷이 인터넷망에 제공되도록 할 수 있다. 이때, IP 계층(234)은 GTP-U 터널을 이용하여 해당 패킷을 SGW에 제공할 수 있고, SGW에 제공된 패킷은 GTP-U 터널을 통해 PGW로 제공될 수 있고, PGW에 제공된 패킷은 IP(Internet Protocol)를 통해 인터넷망으로 제공될 수 있다.

패킷의 종류가 QoS 정책에 따른 전송이 필요한 패킷인 경우, IP 계층(234)은 모바일 코어망을 이용하여 해당 패킷이 인터넷망에 제공되도록 할 수 있다. 이때, IP 계층(234)은 GTP-U 터널을 이용하여 해당 패킷을 SGW에 제공할 수 있고, SGW에 제공된 패킷은 GTP-U 터널을 통해 PGW로 제공될 수 있고, PGW에 제공된 패킷은 IP를 통해 인터넷망으로 제공될 수 있다. 한편, 패킷의 종류가 QoS 정책에 따른 전송이 불필요한 패킷인 경우, IP 계층(234)은 모바일 코어망을 우회하는 경로를 이용하여 해당 패킷이 인터넷망에 제공되도록 할 수 있다. 이때, IP 계층(234)은 기지국과 인터넷망 간의 인터페이스를 이용하여 해당 패킷이 인터넷망에 제공되도록 할 수 있다.

패킷의 종류가 전송에 따른 과금이 필요한 패킷인 경우, IP 계층(234)은 모바일 코어망을 이용하여 해당 패킷이 인터넷망에 제공되도록 할 수 있다. 이때, IP 계층(234)은 GTP-U 터널을 이용하여 해당 패킷을 SGW에 제공할 수 있고, SGW에 제공된 패킷은 GTP-U 터널을 통해 PGW로 제공될 수 있고, PGW에 제공된 패킷은 IP를 통해 인터넷망으로 제공될 수 있다. 한편, 패킷의 종류가 전송에 따른 과금이 불필요한 패킷인 경우, IP 계층(234)은 모바일 코어망을 우회하는 경로를 이용하여 해당 패킷이 인터넷망에 제공되도록 할 수 있다. 이때, IP 계층(234)은 기지국과 인터넷망 간의 인터페이스를 이용하여 해당 패킷이 인터넷망에 제공되도록 할 수 있다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 데이터 오프로딩 방법을 도시한 흐름도이다. 여기서 기지국은 데이터 오프로딩 장치를 의미하는 것으로, 설명의 편의상 데이터 오프로딩 장치를 기지국으로 표현하였다.

도 4를 참조하면, 데이터 오프로딩 방법은 패킷의 종류를 분석하는 단계(S100) 및 분석한 패킷의 종류에 따라 패킷을 모바일 코어망을 통해 인터넷망에 제공하거나 모바일 코어망을 우회하는 경로(즉, 인터넷 코어망)를 통해 인터넷망에 제공하는 단계(S200)을 포함할 수 있다.

기지국은 패킷에 포함된 헤더, 즉 5-tuple(소스 IP, 목적지 IP, 프로토콜 ID, 소스 포트, 목적지 포트)를 이용하여 해당 패킷의 종류를 분석할 수 있다(단계 S100). 즉, 기지국은 5-tuple을 기반으로 패킷의 목적지를 분석하여, 해당 패킷의 종류를 분석할 수 있다. 예를 들어, 목적지 IP를 분석한 결과, 목적지 IP가 'www.google.com의 IP 주소'인 경우에 해당 패킷을 인터넷 패킷으로 분석할 수 있다.

기지국은 패킷에 포함된 페이로드를 분석한 결과를 기반으로, 해당 패킷의 종류를 분석할 수 있다(단계 S100). 이때, 기지국은 DPI 기능을 이용하여 페이로드를 분석할 수 있다. 예를 들어, 기지국이 DPI 기능을 이용하여 패킷에 포함된 페이로드를 분석한 결과, 페이로드에 음성 관련 데이터가 포함된 경우에 해당 패킷을 음성 패킷으로 분석할 수 있다.

기지국은 분석한 패킷의 종류에 따라 패킷을 모바일 코어망을 통해 인터넷망에 제공하거나(단계 S230), 모바일 코어망을 우회하는 경로를 통해 인터넷망에 제공할 수 있다(단계 S220). 즉, 기지국은 패킷의 GTP 터널링 이전에 패킷의 종류에 따라 해당 패킷의 오프로딩 여부를 결정할 수 있다.

패킷의 종류가 인터넷 패킷으로 판단된 경우(단계 S210), 기지국은 모바일 코어망을 우회하는 경로를 이용하여 인터넷 패킷을 인터넷망에 제공할 수 있다(단계 S220). 이때, 기지국은 기지국과 인터넷망 간의 인터페이스를 이용하여 인터넷 패킷을 인터넷망에 제공할 수 있다.

한편, 패킷의 종류가 인터넷 패킷이 아닌 것으로(예를 들어, 음성 패킷, 영상 패킷 등) 판단된 경우(단계 S210), 기지국은 모바일 코어망을 이용하여 해당 패킷을 인터넷망에 제공할 수 있다(단계 S230). 이때, 기지국은 GTP-U 터널을 이용하여 해당 패킷을 SGW에 제공할 수 있고, SGW에 제공된 패킷은 GTP-U 터널을 통해 PGW로 제공될 수 있고, PGW에 제공된 패킷은 IP를 통해 인터넷망으로 제공될 수 있다.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 데이터 오프로딩 방법을 도시한 흐름도이다. 여기서 기지국은 데이터 오프로딩 장치를 의미하는 것으로, 설명의 편의상 데이터 오프로딩 장치를 기지국으로 표현하였다.

도 5를 참조하면, 데이터 오프로딩 방법은 패킷의 종류를 분석하는 단계(S100) 및 분석한 패킷의 종류에 따라 패킷을 모바일 코어망을 통해 인터넷망에 제공하거나 모바일 코어망을 우회하는 경로(즉, 인터넷 코어망)를 통해 인터넷망에 제공하는 단계(S300)을 포함할 수 있다. 여기서, 단계 S100은 상술한 도 4의 단계 S100과 동일하다.

패킷의 종류가 QoS 정책에 따른 전송이 필요한 패킷으로 판단된 경우(단계 S310), 기지국은 모바일 코어망을 이용하여 해당 패킷을 인터넷망에 제공할 수 있다(단계 S320). 이때, 기지국은 GTP-U 터널을 이용하여 해당 패킷을 SGW에 제공할 수 있고, SGW에 제공된 패킷은 GTP-U 터널을 통해 PGW로 제공될 수 있고, PGW에 제공된 패킷은 IP를 통해 인터넷망으로 제공될 수 있다. 한편, 패킷의 종류가 QoS 정책에 따른 전송이 불필요한 패킷으로 판단된 경우(단계 S310), 기지국은 모바일 코어망을 우회하는 경로를 이용하여 해당 패킷을 인터넷망에 제공할 수 있다(단계 S330). 이때, 기지국은 기지국과 인터넷망 간의 인터페이스를 이용하여 해당 패킷을 인터넷망에 제공할 수 있다.

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 데이터 오프로딩 방법을 도시한 흐름도이다. 여기서 기지국은 데이터 오프로딩 장치를 의미하는 것으로, 설명의 편의상 데이터 오프로딩 장치를 기지국으로 표현하였다.

도 6을 참조하면, 데이터 오프로딩 방법은 패킷의 종류를 분석하는 단계(S100) 및 분석한 패킷의 종류에 따라 패킷을 모바일 코어망을 통해 인터넷망에 제공하거나 모바일 코어망을 우회하는 경로(즉, 인터넷 코어망)를 통해 인터넷망에 제공하는 단계(S400)을 포함할 수 있다. 여기서, 단계 S100은 상술한 도 4의 단계 S100과 동일하다.

패킷의 종류가 전송에 따른 과금이 필요한 패킷으로 판단된 경우(단계 S410), 기지국은 모바일 코어망을 이용하여 해당 패킷을 인터넷망에 제공할 수 있다(단계 S420). 이때, 기지국은 GTP-U 터널을 이용하여 해당 패킷을 SGW에 제공할 수 있고, SGW에 제공된 패킷은 GTP-U 터널을 통해 PGW로 제공될 수 있고, PGW에 제공된 패킷은 IP를 통해 인터넷망으로 제공될 수 있다.

한편, 패킷의 종류가 전송에 따른 과금이 불필요한 패킷으로 판단된 경우(단계 S410), 기지국은 모바일 코어망을 우회하는 경로를 이용하여 해당 패킷을 인터넷망에 제공할 수 있다(단계 S430). 이때, 기지국은 기지국과 인터넷망 간의 인터페이스를 이용하여 해당 패킷을 인터넷망에 제공할 수 있다.

이상 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

10 : 단말
20 : 기지국
21 : 분석부
22 : 제어부
30 : 코어망
40 : PDN

Claims

패킷(Packet)의 종류를 분석하는 분석부; 및
상기 분석부에서 분석한 패킷의 종류에 따라 상기 패킷을 모바일(Mobile) 코어망(Core Network)을 통해 인터넷망에 제공하거나, 상기 모바일 코어망을 우회하는 경로를 통해 인터넷망에 제공하는 제공부를 포함하는 데이터 오프로딩(Offloading) 장치.
청구항 1에 있어서, 상기 분석부는,
상기 패킷에 포함된 헤더(Header) 및 페이로드(Payload) 중 적어도 하나를 기반으로 패킷의 종류를 분석하는 데이터 오프로딩 장치.
청구항 1에 있어서, 상기 제공부는,
상기 패킷의 종류가 인터넷 패킷인 경우, 상기 모바일 코어망을 우회하는 경로를 통해 인터넷 패킷을 인터넷망에 제공하고,
상기 패킷의 종류가 인터넷 패킷이 아닌 경우, 상기 모바일 코어망을 통해 패킷을 인터넷망에 제공하는 데이터 오프로딩 장치.
청구항 1에 있어서, 상기 제공부는,
상기 패킷의 종류가 QoS(Quality of Service) 정책에 따른 전송이 필요한 패킷인 경우, 상기 모바일 코어망을 통해 패킷을 인터넷망에 제공하고,
상기 패킷의 종류가 QoS 정책에 따른 전송이 불필요한 패킷인 경우, 상기 모바일 코어망을 우회하는 경로를 통해 패킷을 인터넷망에 제공하는 데이터 오프로딩 장치.
청구항 1에 있어서, 상기 제공부는,
상기 패킷의 종류가 전송에 따른 과금(Charging)이 필요한 패킷인 경우, 상기 모바일 코어망을 통해 패킷을 인터넷망에 제공하고,
상기 패킷의 종류가 전송에 따른 과금이 불필요한 패킷인 경우, 상기 모바일 코어망을 우회하는 경로를 통해 패킷을 인터넷망에 제공하는 데이터 오프로딩 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 코어망은,
4세대 이동 통신용 코어망인 것을 특징으로 하는 데이터 오프로딩 장치.
물리 계층의 기능을 담당하는 제1 계층;
데이터링크 계층의 기능을 담당하는 제2 계층; 및
상기 제2 계층이 제공하는 패킷(Packet)의 종류를 분석하고, 분석한 패킷의 종류에 따라 상기 패킷을 모바일(Mobile) 코어망(Core Network)을 통해 인터넷망에 제공하거나, 상기 모바일 코어망을 우회하는 경로를 통해 인터넷망에 제공하는 IP(Internet Protocol) 계층을 포함하는 데이터 오프로딩 장치.
청구항 7에 있어서, 상기 IP 계층은,
상기 패킷에 포함된 헤더(Header) 및 페이로드(Payload) 중 적어도 하나를 기반으로 패킷의 종류를 분석하는 데이터 오프로딩 장치.
청구항 7에 있어서, 상기 IP 계층은,
상기 패킷의 종류가 인터넷 패킷인 경우, 상기 모바일 코어망을 우회하는 경로를 통해 인터넷 패킷을 인터넷망에 제공하고,
상기 패킷의 종류가 인터넷 패킷이 아닌 경우, 상기 모바일 코어망을 통해 패킷을 인터넷망에 제공하는 데이터 오프로딩 장치.
청구항 7에 있어서, 상기 IP 계층은,
상기 패킷의 종류가 QoS(Quality of Service) 정책에 따른 전송이 필요한 패킷인 경우, 상기 모바일 코어망을 통해 패킷을 인터넷망에 제공하고,
상기 패킷의 종류가 QoS 정책에 따른 전송이 불필요한 패킷인 경우, 상기 모바일 코어망을 우회하는 경로를 통해 패킷을 인터넷망에 제공하는 데이터 오프로딩 장치.
청구항 7에 있어서, 상기 IP 계층은,
상기 패킷의 종류가 전송에 따른 과금(Charging)이 필요한 패킷인 경우, 상기 모바일 코어망을 통해 패킷을 인터넷망에 제공하고,
상기 패킷의 종류가 전송에 따른 과금이 불필요한 패킷인 경우, 상기 모바일 코어망을 우회하는 경로를 통해 패킷을 인터넷망에 제공하는 데이터 오프로딩 장치.
청구항 7에 있어서,
상기 코어망은,
4세대 이동 통신용 코어망인 것을 특징으로 하는 데이터 오프로딩 장치.
데이터 오프로딩(Offloading) 장치에서 수행되는 데이터 오프로딩 방법에 있어서,
패킷(Packet)의 종류를 분석하는 단계; 및
분석한 패킷의 종류에 따라 상기 패킷을 모바일(Mobile) 코어망(Core Network)을 통해 인터넷망에 제공하거나 상기 모바일 코어망을 우회하는 경로를 통해 인터넷망에 제공하는 단계를 포함하는 데이터 오프로딩 방법.
청구항 13에 있어서, 상기 패킷의 종류를 분석하는 단계는,
상기 패킷에 포함된 헤더(Header) 및 페이로드(Payload) 중 적어도 하나를 기반으로 패킷의 종류를 분석하는 데이터 오프로딩 방법.
청구항 13에 있어서, 상기 패킷을 모바일 코어망을 통해 인터넷망에 제공하거나 상기 모바일 코어망을 우회하는 경로를 통해 인터넷망에 제공하는 단계는,
상기 패킷의 종류가 인터넷 패킷인 경우, 상기 모바일 코어망을 우회하는 경로를 통해 인터넷 패킷을 인터넷망에 제공하고,
상기 패킷의 종류가 인터넷 패킷이 아닌 경우, 상기 모바일 코어망을 통해 패킷을 인터넷망에 제공하는 데이터 오프로딩 방법.
청구항 13에 있어서, 상기 패킷을 모바일 코어망을 통해 인터넷망에 제공하거나 상기 모바일 코어망을 우회하는 경로를 통해 인터넷망에 제공하는 단계는,
상기 패킷의 종류가 QoS(Quality of Service) 정책에 따른 전송이 필요한 패킷인 경우, 상기 모바일 코어망을 통해 패킷을 인터넷망에 제공하고,
상기 패킷의 종류가 QoS 정책에 따른 전송이 불필요한 패킷인 경우, 상기 모바일 코어망을 우회하는 경로를 통해 패킷을 인터넷망에 제공하는 데이터 오프로딩 방법.
청구항 13에 있어서, 상기 패킷을 모바일 코어망을 통해 인터넷망에 제공하거나 상기 모바일 코어망을 우회하는 경로를 통해 인터넷망에 제공하는 단계는,
상기 패킷의 종류가 전송에 따른 과금(Charging)이 필요한 패킷인 경우, 상기 모바일 코어망을 통해 패킷을 인터넷망에 제공하고,
상기 패킷의 종류가 전송에 따른 과금이 불필요한 패킷인 경우, 상기 모바일 코어망을 우회하는 경로를 통해 패킷을 인터넷망에 제공하는 데이터 오프로딩 방법.
청구항 13에 있어서,
상기 코어망은,
4세대 이동 통신용 코어망인 것을 특징으로 하는 데이터 오프로딩 방법.