KR20160059664A - 이동통신 메시지 제어 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 IPC(Inter Process Communication) 및 TIPC(Transparent Inter Process Communication) 수행시 시스템 내부적으로 송수신되는 메시지의 유실 여부를 확인하여 제어할 수 있는 이동통신 메시지 제어 방법 및 장치에 관한 것이다. 본 발명의 메시지 제어 장치는, 제1 프로세서에서 제2 프로세서로의 송신 메시지의 개수를 카운트하고, 제2 프로세서에서 제1 프로세서로부터의 수신 메시지의 개수를 카운트하며, 송신 메시지의 개수와 수신 메시지의 개수를 비교한 결과 차이가 있을 경우 메시지가 유실된 것으로 판단한다.

Description

이동통신 메시지 제어 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR CONTROLLING OF MOBILE TELECOMMUNICATION MESSAGE}

본 발명은 이동통신 분야에 관한 것으로, 특히 이동통신 핵심망(Core Network)에서 IPC(Inter Process Communication) 및 TIPC(Transparent Inter Process Communication) 수행시 시스템 내부적으로 송수신되는 메시지의 유실 여부를 확인하여 제어할 수 있는 이동통신 메시지 제어 방법 및 장치에 관한 것이다.

최근에 통신 및 컴퓨터 네트워크, 반도체 기술의 비약적인 발전으로 인해 무선통신망을 이용한 다양한 서비스가 제공되고 있을 뿐만 아니라 수요자들의 요구 사항은 날이 갈수록 수준이 높아지고 있으며, 전세계 무선 인터넷 서비스 시장은 폭발적으로 증가하고 있는 추세이다. 이에 따라, 무선통신망을 이용한 이동통신 시스템에서 제공하는 서비스는 음성 서비스뿐만 아니라, 다양한 데이터를 전송하는 멀티미디어 통신 서비스로 발전해 가고 있다.

현재 CDMA(Code Division Multiple Access) 2000, EV-DO(Evolution Data Optimized CDMA 2000), WCDMA(Wideband CDMA), WLAN(Wireless Local Area Network)의 무선 데이터 서비스가 상용화되어, 최근 가정 내에서 휴대전화 이용과 모바일 데이터의 수요가 지속적으로 증가하고 있는데, 이러한 추세에 따라 옥내 브로드밴드 망을 통해 이동통신 핵심망에 접속하도록 초소형 기지국을 옥내, 옥외 등에 설치하여 이동통신 서비스를 제공하는 방법이 제안되고 있다.

LTE(Long Term Evolution)는 접속망(access network)에 대한　고속 대용량(high data rate), 저지연(low-latency), 패킷 최적화된 무선 접속(packet optimized radio access)의 요구조건을 실현하기 위한 네트워크로서, 기존 3GPP/non-3GPP의 접속망에 대한　역호환성(backward compatibility)을　보장하면서 고속의　리치 미디어(rich media)를 수용하기 위해 고안되었다. LTE는 기존의　회선교환(circuit-switched) 기반의 통신을 배제한 All-IP 기반의 네트워크로서,　서비스품질(OoS: Quality of Service) 관리 기능을 강화하여 실시간 서비스(예컨대 음성통신, 화상통신) 및 비실시간 서비스(예컨대 웹브라우징, Store and Forward 데이터 전송)에 대해 차별된　QoS를 제공함으로써, 네트워크 리소스의 효율성을 제고하였다. 또한, 스마트 안테나 기술(MIMO: Multiple Input Multiple Output)을 도입함으로써 무선통신을 위한 대역폭을 확장하였다.

LTE 핵심망(Core Network)인 EPC(Evolved Packet Core) 망에서는, 서비스 제공을 위해서 eNodeB <-> MME(Mobility Management Entity), MME <-> S-GW(Serving Gateway) 그리고 S-GW <-> P-GW(Packet Data Network Gateway) 간에 유기적으로 동작하여 음성 및 데이터 처리를 위한 호처리를 수행한다. EPC 망에서는 호 설정 및 해제와 같은 제어 메시지를 IP 패킷(Internet Protocol Packet)으로 인식하고 P-GW로 전달하거나 P-GW로부터 수신하여 사용자 단말(UE: User Equipment)로 전달한다.

최근 가입자 증가 및 호 형태(Call Type) 변화에 따라서 EPC 망이 포함하는 MME, S-GW, P-GW 등에서 내부적인 IPC(Inter Process Communication) 및 TIPC(Transparent Inter Process Communication)가 증가하여 프로세서 간에 송수신하는 메시지(이동통신 패킷을 포함함)가 증가하였다. 이에 따라서, 프로세서 간에 송수신하는 메시지의 유실이 발생하였는지 여부를 확인하고, 메시지 유실이 발생하였을 경우 이를 제어할 수 있는 방법이 필요하다.

한국공개특허공보 제10-1998-0021431호 (1998.06.25. 공개)

본 발명은 이동통신 핵심망(Core Network)에서 IPC(Inter Process Communication) 및 TIPC(Transparent Inter Process Communication) 수행시 시스템 내부적으로 송수신되는 메시지의 유실 여부를 확인하여 제어할 수 있는 이동통신 메시지 제어 방법 및 장치를 제공한다.

본 발명의 이동통신 핵심망 장치 내의 프로세서 간의 통신에서의 메시지 제어 방법은, 제1 프로세서에서 제2 프로세서로의 송신 메시지의 개수를 카운트하는 단계와; 상기 제2 프로세서에서 상기 제1 프로세서로부터의 수신 메시지의 개수를 카운트하는 단계와; 상기 송신 메시지의 개수와 상기 수신 메시지의 개수를 비교한 결과 차이가 있을 경우 메시지가 유실된 것으로 판단하는 단계를 포함한다.

또한 본 발명의 이동통신 핵심망 장치 내의 프로세서 간 통신에서의 메시지 제어 장치는, 제1 프로세서에서 제2 프로세서로의 송신 메시지의 개수 및 상기 제2 프로세서에서 상기 제1 프로세서로부터의 수신 메시지의 개수를 산출하는 메시지 카운터부와; 산출된 상기 송신 메시지의 개수와 상기 수신 메시지의 개수를 비교한 결과 차이가 있을 경우 메시지가 유실된 것으로 판단하는 제어부를 포함한다.

본 발명에 따르면, 이동통신망의 프로세서 간 통신에서 발생할 수 있는 메시지 유실을 확인하여 원인 규명 및 조치를 취할 수 있어서 이동통신 서비스의 질적 향상을 가져올 수 있으며, 이동통신 시스템의 안정성을 확보할 수 있다.

도 1은 본 발명이 실시될 수 있는 예시적인 이동통신망의 구성을 도시한 도면.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 EPC 망의 구성을 보이는 예시도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 핵심망 장치에서의 프로세서 간 메시지 처리 절차를 보이는 예시도.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 이동통신 핵심망 장치에서의 프로세서 간 메시지 처리 절차를 보이는 예시도.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 어플리케이션 블록들 간의 메시지 송수신 절차를 보이는 플로우챠트.
도 6은 본 발명의 실시예에 따라 저장부에 저장된 통계 정보를 보이는 테이블.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 메시지 제어 장치의 구성을 보이는 예시도.

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.

도 1은 본 발명이 실시될 수 있는 예시적인 이동통신망의 구성을 도시한 도면이다.

일 실시예에 있어서, 이동통신망은, 예컨대 GSM(Global System for Mobile communication), CDMA와 같은 2G 무선통신망, LTE망, Wi-Fi와 같은 무선인터넷, WiBro(Wireless Broadband Internet) 및 WiMax(World Interoperability for Microwave Access)와 같은 휴대인터넷 또는 패킷 전송을 지원하는 이동통신망{예컨대, WCDMA 또는 CDMA2000과 같은 3G 이동통신망, HSDPA(High Speed Downlink Packet Access) 또는 HSUPA(High Speed Uplink Packet Access)와 같은 3.5G 이동통신망, 또는 현재 서비스 중인 4G 이동통신망 등) 및 매크로 기지국(macro eNodeB), 초소형 기지국(Pico eNodeB, Home-eNodeB) 및 사용자 단말(UE: User Equipment)을 구성요소로 포함하는 임의의 기타 이동통신망을 포함할 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다.

도 1에 도시된 바와 같이, 이동통신망은 하나 이상의 네트워크 셀로 구성될 수도 있고, 이동통신망에 서로 다른 종류의 네트워크 셀이 혼재할 수 있는 HetNet(Heterogeneous Network) 환경을 포함한다. 이동통신망은 소규모의 네트워크 셀(예컨대, 피코셀, 펨토셀 등의 '소형셀(small cell)')을 관리하는 초소형 기지국(Pico eNodeB, Home-eNodeB, 릴레이(relay) 등)(11~15, 21~23, 31~33), 넓은 범위의 셀(예컨대, '매크로셀(macro cell)')을 관리하는 매크로 기지국(macro eNodeB)(10,20,30), 사용자 단말(40), SON(Self Organizing&optimizing Networks) 서버(50), MME(Mobility Management Entity)(60), S-GW(Serving Gateway)(80), P-GW(PDN Gateway)(90) 및 HSS(Home Subscriber Server)(100)를 포함할 수 있다. 도 1에 도시된 각 구성요소는 예시적인 것으로, 본 발명이 실시될 수 있는 이동통신망의 각 구성요소가 도면에 도시된 것에 제한되는 것은 아니다.

매크로 기지국(10,20,30)은, 예컨대 LTE망, Wi-Fi망, WiBro망, WiMax망, WCDMA망, CDMA망, UMTS망, GSM망 등에서 사용될 수 있는, 예를 들어 1km 내외의 반경을 갖는 셀을 관리하는 매크로셀 기지국의 특징을 포함할 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다.

초소형 기지국(11~15, 21~23, 31~33)은, 예컨대 LTE망, Wi-Fi망, WiBro망, WiMax망, WCDMA망, CDMA망, UMTS망, GSM망 등에서 사용될 수 있는, 예를 들어 수 m ~ 수십 m 내외의 반경을 갖는 셀을 관리하는 피코 기지국, 옥내용 기지국 또는 펨토 기지국, 릴레이의 특징을 포함할 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다.

초소형 기지국(11~15, 21~23, 31~33)이나 매크로 기지국(10,20,30)은 각각 독자적으로 핵심망(Core Network)과의 접속성을 가질 수 있다.

사용자 단말(40)은 GSM망, CDMA망과 같은 2G 무선통신망, LTE망, Wi-Fi망과 같은 무선인터넷망, WiBro망 및 WiMax망과 같은 휴대인터넷망 또는 패킷 전송을 지원하는 이동통신망에서 사용되는 이동 단말기의 특징을 포함할 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다.

초소형 기지국의 네트워크 관리 장치인 관리 서버(O&M 서버)(70)는 초소형 기지국(11~15, 21~23, 31~33)과 매크로 기지국(10,20,30)의 구성정보 및 관리를 담당한다. 관리 서버(70)는 SON 서버(50), MME(60) 및 HSS(100)의 기능을 모두 수행할 수 있다. SON 서버(50)는 매크로/초소형 기지국 설치 및 최적화를 수행하고 각 기지국에 필요한 기본 파라미터 또는 데이터를 제공하는 기능을 하는 임의의 서버를 포함할 수 있다. MME(60)는 사용자 단말(40)의 이동성 등을 관리하기 위하여 사용되는 임의의 개체를 포함할 수 있다. 또한 MME(60)는 기지국 제어기(BSC)의 기능을 수행하며, 자신에 연결된 기지국(pico eNodeB, Home-eNodeB, macro eNodeB 등)에 대하여 자원 할당, 호 제어, 핸드오버 제어, 음성 및 패킷 처리 제어 등을 수행할 수 있다. HSS(100)는 가입자의 서비스/인증을 위한 일종의 데이터베이스이다.

일 실시예에 있어서, 하나의 관리 서버(70)가 SON 서버(50), MME(60) 및 HSS(100)의 기능을 모두 수행할 수 있고, SON 서버(50), MME(60) 및 HSS(100)는 하나 이상의 매크로 기지국(10,20,30)과 하나 이상의 초소형 기지국(11~15, 21~23, 31~33)을 관리할 수 있다.

상기 이동통신망에서 매크로셀, 피코셀 및 펨토셀이 혼재된 네트워크 셀을 가정하였지만, 네트워크 셀은 매크로셀-피코셀, 매크로셀-펨토셀 만으로의 구성도 가능하다.

상기의 이동통신망을 LTE망으로 가정하는 경우, LTE망은 inter-RAT망(Wi-Fi망, WiBro망, WiMax망, WCDMA망, CDMA망, UMTS망, GSM망 등)에 연동된다. inter-RAT망 중 하나(예컨대, WiBro망)가 상기 이동통신망인 경우 역시, 타 망(LTE망, Wi-Fi망, WiMax망, WCDMA망, CDMA망, UMTS망, GSM망 등)에 연동된다. 도면에는 일 망(예컨대, LTE망)과 타 망(Wi-Fi망, WiBro망, WiMax망, WCDMA망, CDMA망, UMTS망, GSM망 등)이 이격되어 도시되어 있지만, 일 망과 타 망은 오버레이(Overlay)되어 있을 수 있다.

초소형 기지국(11~15, 21~23, 31~33) 또는/및 매크로 기지국(10, 20, 30)을 '기지국장치'로 통칭하여 명명하면, LTE의 기지국장치(도 2에서의 eNB)(25-n)로 구성되어 있는　E-UTRAN(Evolved UMTS Terrestrial Radio Access Network)은 IP 기반의 플랫(flat)한 구조를 가지고 사용자 단말(40)과 핵심망 간의 데이터 트래픽(data traffic)을 처리한다. 이들 간의 신호 제어는 MME(60)가 담당한다. MME(60)는 eNB(25-n)와 S-GW(80) 간의 신호제어를 담당하고, 사용자 단말(40)로부터 인입되는 데이터를 어느 곳으로 라우팅할지를 결정한다. S-GW(80)는 eNB(25-n)들간, 3GPP 네트워크와 E-UTRAN 간의 사용자 단말 이동에　대한 앵커(anchor) 기능을 담당하고, P-GW(90)를 통해 IP망에 접속한다. 핵심망(Core Network) 장비인 MME(60)/S-GW(80)는 다수 개의 eNB(25-n)를 관장하며, 각 eNB(25-n)는 여러 개의 셀로 구성된다. eNB(25-n)와 MME(60)/S-GW(80)간에는 S1 인터페이스(도 2에서의 "S1-MME" 및 "S1-U)를 사용하며, eNB(25-n) 간 핸드오버 및 SON 기능을 위해 X2 인터페이스(도시하지 않음)를 사용한다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 EPC 망의 구성을 보이는 예시도이다.

E-UTRAN(25)은 적어도 하나의 eNB(25-1,... 25-n,...)로 구성되는 LTE의 무선접속망으로서, IP 기반이며, UE(40)와 MME(60)/S-GW(80) 사이에 위치하여 데이터 및 제어 정보를 전달한다. 또한, LTE 시스템을 사용하는 사용자 단말이 음성 서비스 이용시, 기존의 2G/3G 이동통신 네트워크로 이동하여 음성 서비스를 제공받도록 하는 CS(circuit switch) Fallback 목적의 페이징(Paging) 요청, SMS 메시지를 UE(40)로 전달하는 기능과 CS 서비스가 가능한 대상 셀(target cell)로의 직접 연결 기능 등을 지원한다.

도 2에서 "LTE-Uu"는 E-UTRAN(25)과 UE(40) 사이의 무선 인터페이스를 나타내고, "S1-MME"는 MME(60)와 E-UTRAN(25) 사이의 인터페이스를 나타내고, "S1-U"는 S-GW(80)와 E-UTRAN(25) 사이의 인터페이스를 나타내고, "S11"은 S-GW(80)와 MME(60) 사이의 인터페이스를 나타내고, "S5/S8"은 P-GW(90)와 S-GW(80) 사이의 인터페이스를 나타내며, "SGi"는 IP망과 P-GW(90) 사이의 인터페이스를 나타낼 수 있다. 그리고 "S6a"는 HSS(100)와 MME(60) 사이의 인터페이스를 나타낼 수 있다.

UE(40)와 E-UTRAN(25)의 eNB(25-1,... 25-n,...)는 RRC(Radio Resource Control) 프로토콜을 통해 통신하며, eNB(25-n)에서 자신이 제어하는 셀 영역으로의 브로드캐스팅(broadcasting) 메시지는 RRC 메시지로 정의된다. RRC 메시지에는 NAS(Non-Access Stratum) 프로토콜로부터 내려오는 제어 메시지들을 포함할 수 있는데, 제어 메시지들은 E-UTRAN(25) 내에서 판독되지 않고 UE(40) 또는 MME(60)/S-GW(80)로 투명하게(transparently) 전달된다.

eNB(25-n)는 E-UTRAN(25)의 무선신호에 대한 종단점으로, 제어신호는 S1-MME 인터페이스를 통해 MME(60)와 연동되고, 데이터 트래픽은 S1-U 인터페이스를 통해 S-GW(80)와 연동된다. S-GW(80)는 E-UTRAN(25) 내의 이동성(mobility)에 대한 앵커(anchor) 및 다운링크(downlink) 트래픽에 대한 버퍼링 기능을 수행한다. P-GW(90)는 외부 IP망 연결점으로, 이동 가입자에 대한 IP 할당 및 과금, 사용자 데이터에 대한 트래픽 제어 기능을 수행한다.

IP망은 EPC 망에서 UE(40)에 대한 IMS(IP Multimedia Subsystem) 서비스를 제공하고, PCRF(Policy & Charging Rule Function), IMS nodes(예를 들어 P-CSCF(Proxy Call Session Control Function), I-CSCF(Interrogating Call Session Control Function), S-CSCF(Serving Call Session Control Function), AF (Application Function)) 등을 포함할 수 있다.

UE(40)는 EPC 베어러(E-UTRAN/S-GW/P-GW에 의해 제공)를 통해 IMS node들(도시하지 않음)과 Gm 인터페이스(도시하지 않음)를 이용해 멀티미디어 서비스를 위한 호 제어 메시지를 주고 받는다.

E-UTRAN(25)은 UE(40)에게 무선통신 기능을 제공하며 이를 위해 무선자원을 관리하는 기능을 수행한다.

MME(60)는 UE(40)를 인증하기 위한 인증 정보를 HSS(100)로부터 전송받아 UE(40)의 인증을 수행할 수 있다. 또한, MME(60)는 UE(40) 및 eNB(25-n)의 이동성을 eNB(25-n)의 상위에서 관리하며, 베어러 설정/해제와 같은 호 제어 기능을 수행할 수 있다. 아울러, MME(60)는 S-GW(80)와 P-GW(90)를 통해서 IP망에 직접 연결될 수 있다. eNB(25-n)의 호처리 제어 신호는 MME(60)를 통해서 S-GW(80)에 전달되고, 호처리 제어 신호에 따라서 호처리에 필요한 작업 요청을 위한 메시지를 P-GW(90)로 전송할 수 있다.

S-GW(80)는 3GPP 네트워크와 E-UTRAN(25) 간의 게이트웨이 역할을 수행하며, eNB(25-n)들간 핸드오버 및 3GPP 네트워크-3GPP 네트워크(inter-3GPP) 간 UE(40)의 이동성 제공을 위한 이동성 앵커(mobility anchor) 기능을 수행할 수 있다. S-GW(80)는 eNB(25-n)의 제어 신호에 따라 호처리에 필요한 작업을 P-GW(90)로 전송할 수 있다.

P-GW(90)는 UE(40)에 IP 주소를 할당하고, UE(40)별로 서로 다른 QoS 정책을 적용할 수 있다. 또한, P-GW(90)는 PDN(Packet Data Network)으로의 게이트웨이 역할을 수행하여 UE(40)로 하여금 인터넷 또는 인터넷과 같은 데이터 망에 접속하여 서비스를 제공받을 수 있도록 한다.

일 실시예로서, S-GW(80)와 P-GW(90)가 분리되어 S5/S8 인터페이스로 통신하는 것으로 도시되었지만, S-GW(80)와 P-GW(90)를 하나의 게이트웨이(single gateway)로 구현하는 것도 가능하다.

HSS(100)는 UE(40)를 인증하기 위한 인증 정보, UE(40)의 위치 정보 및 UE(40)의 프로파일을 관리할 수 있다. UE(40)의 프로파일은 각 UE(40)가 가입한 서비스 상품에 맞는 QoS 등급 정보(예를 들어, 우선순위, 최대 사용 가능 대역폭 등)를 포함할 수 있다. 일 실시예로서, UE(40)를 인증하기 위한 인증 정보 및 UE(40)의 프로파일은 UE(40)가 네트워크에 접속할 때 HSS(100)에서 MME(60)로 전달할 수 있다.

PCRF(도시하지 않음)는 정책(policy) 및 과금(charging)에 대한 규칙(rule)을 관리하고 P-GW(90) 및 S-GW(80)가 UE(40)에게 적절한 QoS 제공 및 이용된 베어러에 대한 과금 기능을 수행할 수 있도록 해준다.

IMS node(도시하지 않음)는 세부적으로 P-CSCF, I-CSCF, S-CSCF, AF 등과 같은 노드로 구성되며, UE(40)에게 VoIP(Voice over Internet Protocol) 및 영상 통화와 같은 멀티미디어 서비스를 제공할 수 있다.

MME(60), S-GW(80), P-GW(90) 및 HSS(100) 등의 장치를 포함하는 이동통신 핵심망은 이동통신 가입자의 번호, 가입자의 현재 위치 등을 포함하는 가입자 정보를 관리하는 기능, 유선 전화망 서비스와 이동통신망 서비스를 연결하는 기능 및 이동통신 부가 서비스의 제공을 위한 서버의 기능을 수행할 수 있다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 이동통신 핵심망 장치에서의 프로세서 간 메시지 처리 절차를 보이는 예시도이다.

도 3에서는 이동통신 핵심망 장치인 MME를 예로 들어 프로세서 간 메시지 처리 절차를 설명하지만, 핵심망 장치는 MME에 한정되지 않고 S-GW, P-GW 및 HSS 등의 장치를 포함할 수 있다.

외부 포트(External Port)(310)를 통해서 MME(60)로 유입되는 메시지(예를 들어, FPTUN(Fast Path Tunneling protocol) 메시지)는 외부 포트(310) 또는 인터페이스마다 구별되어 구성된 UP(User Plane) 보드(320, 321)(MME가 수신하는 메시지가 최초로 유입되고, MME에서 S-GW, eNB 등의 타 노드로 송신하는 메시지가 최종으로 머무르는 공간)에서 초기 처리가 수행되고, UP 보드(320, 321)에서 초기 처리가 수행되지 못한 메시지는 기본 구조 도메인(fabric domain)(330)을 통하여 액티브(active) 상태의 신호 처리 보드인 시그널링 액티브 보드(signaling active board)(340)로 전달될 수 있다. 시그널링 액티브 보드(340)는 외부로부터 MME(60)로 유입되는 메시지를 감시하는 구성요소로서, UP 보드(320, 321)와 시그널링 액티브 보드(340) 간의 메시지 송수신 감시에 따라 에러 발생시 경고(alarm) 발생 기능을 가질 수 있다. 일 실시예로서, 시그널링 액티브 보드(340)는 UP 보드(320, 321)와의 메시지 송수신 간에 소정 시간(예를 들어, 10 ~ 15초) 이내에 소정 개수(예를 들어, 15 ~ 20개) 이상의 메시지 유실(drop)이 발생할 경우 에러가 발생한 것으로 판단하여 에러 발생 사실에 대해서 상태 메시지를 형성하여 MME(60)를 관리하는 관리자 단말(도시하지 않음)로 통지할 수 있다. 다른 실시예로서, 시그널링 액티브 보드(340)는 UP 보드(320, 321)와의 메시지 송수신 간에 UP 보드(320, 321)에서 송신한 메시지의 개수와 시그널링 액티브 보드(340)에서 수신한 메시지의 개수를 비교하여 개수가 일치하지 않을 경우 메시지 유실이 발생한 것으로 판단하여 메시지 유실에 대해서 상태 메시지를 형성하여 MME(60)를 관리하는 관리자 단말(도시하지 않음)로 통지할 수 있다. 상태 메시지는 시그널링 액티브 보드(340)와 UP 보드(320, 321)의 메시지 송수신 간에 UP 보드(320, 321)에서 송신한 메시지의 개수와 시그널링 액티브 보드(340)에서 수신한 메시지의 개수, 유실된 메시지의 개수 등의 정보를 포함할 수 있으며, 시그널링 액티브 보드(340)와 UP 보드(320, 321)의 메시지 송수신 간에 UP 보드(320, 321)에서 송신한 메시지의 개수와 시그널링 액티브 보드(340)에서 수신한 메시지의 개수, 유실된 메시지의 개수 등의 정보는 저장부(도시하지 않음) 저장할 수 있다. 시그널링 액티브 보드(340)가 포함하는 넷필터(netfilter)(342)에서 필터링(filtering) 처리가 수행된 메시지는 기본 구조 도메인(330)을 통하여 CP 보드(350)로 전달될 수 있다.

한편, CP 보드(350)는 MME(60)의 외부 포트 또는 인터페이스(interface)별로 하드웨어적 이슈가 발생하는지 여부를 감지하는 곳으로서, 시그널링 액티브 보드(340)와 CP 보드(350) 간의 메시지 송수신 감시에 따라 에러 발생시 경고 발생 기능을 가질 수 있다. 일 실시예로서, CP 보드(350)는 시그널링 액티브 보드(340)와의 메시지 송수신 간에 소정 시간(예를 들어, 5 ~ 10초) 이내에 소정 개수(예를 들어, 10 ~ 15개) 이상의 메시지 유실이 발생할 경우 에러가 발생한 것으로 판단하여 에러 발생 사실에 대해서 상태 메시지를 형성하여 MME(60)를 관리하는 관리자 단말(도시하지 않음)로 통지할 수 있다. 다른 실시예로서, CP 보드(350)는 시그널링 액티브 보드(340)와의 메시지 송수신 간에 시그널링 액티브 보드(340)에서 송신한 메시지의 개수와 CP 보드(350)에서 수신한 메시지의 개수를 비교하여 개수가 일치하지 않을 경우 메시지 유실이 발생한 것으로 판단하여 메시지 유실에 대해서 상태 메시지를 형성하여 MME(60)를 관리하는 관리자 단말(도시하지 않음)로 통지할 수 있다. 상태 메시지는 시그널링 액티브 보드(340)와 CP 보드(350)의 메시지 송수신 간에 시그널링 액티브 보드(340)에서 송신한 메시지의 개수와 CP 보드(350)에서 수신한 메시지의 개수, 유실된 메시지의 개수 등의 정보를 포함할 수 있으며, 시그널링 액티브 보드(340)와 CP 보드(350)의 메시지 송수신 간에 시그널링 액티브 보드(340)에서 송신한 메시지의 개수와 CP 보드(350)에서 수신한 메시지의 개수, 유실된 메시지의 개수 등의 정보는 저장부(도시하지 않음)에 저장할 수 있다.

시그널링 액티브 보드(340)와 CP 보드(350)는, 물리 인터페이스(예를 들어, cpeth, mpuchcp 등)를 포함할 수 있다. 또한 시그널링 액티브 보드(340)와 CP 보드(350)는 UP 보드(320, 321)가 포함하는 물리 인터페이스(도 4에서의 upeth 등)를 맵팽시켜 형성한 가상 인터페이스(도시하지 않음, 예를 들어 fpibX, fethX_X 등)를 포함할 수도 있다. 아울러, UP 보드(320, 321)도 데이터 처리의 편의성을 위해서 형성된 가상의 데이터 처리 포트에 해당하는 가상 인터페이스를 포함할 수 있다. 시그널링 액티브 보드(340) 및 CP 보드(350)가 포함하는 물리 인터페이스의 에러 발생을 감지하기 위하여 시그널링 액티브 보드(340) 및 CP 보드(350)의 외부에 구비된 디바이스 드라이버(도시하지 않음)가 이용될 수 있으며, 시그널링 액티브 보드(340) 및 CP 보드(350)가 포함하는 가상 인터페이스의 에러 발생을 감지하기 위하여 시그널링 액티브 보드(340) 및 CP 보드(350)의 내부에 각각 구비된 가상 드라이버(도시하지 않음)가 이용될 수 있다.

CP 보드(350)는 시그널링 액티브 보드(340)에서 전달받은 메시지를 프로토콜별로 소켓(socket)(352)을 형성하여 관리할 수 있다. 일 실시예로서, 프로토콜별 소켓(352)은 CP 보드(350)가 포함하는 물리 인터페이스인 mpuchcp(354)와의 메시지 송수신 간에 소정 시간(예를 들어, 3 ~ 5초) 이내에 소정 개수(예를 들어, 5 ~ 10개) 이상의 메시지 유실이 발생할 경우 에러가 발생한 것으로 판단하여 에러 발생 사실에 대해서 상태 메시지를 형성하여 MME(60)를 관리하는 관리자 단말(도시하지 않음)로 통지할 수 있다. 다른 실시예로서, 프로토콜별 소켓(352)은 CP 보드(350)가 포함하는 물리 인터페이스인 mpuchcp(354)와의 메시지 송수신 간에 mpuchcp(354)에서 송신한 메시지의 개수와 프로토콜별 소켓(352)에서 수신한 메시지의 개수를 비교하여 개수가 일치하지 않을 경우 메시지 유실이 발생한 것으로 판단하여 메시지 유실에 대해서 상태 메시지를 형성하여 MME(60)를 관리하는 관리자 단말(도시하지 않음)로 통지할 수 있다. 상태 메시지는 프로토콜별 소켓(352)과 CP 보드(350)가 포함하는 물리 인터페이스인 mpuchcp(354)와의 메시지 송수신 간에 프로토콜별 소켓(352)에서 송신한 메시지의 개수와 mpuchcp(354)에서 수신한 메시지의 개수, 유실된 메시지의 개수 등의 정보를 포함할 수 있으며, 프로토콜별 소켓(352)과 mpuchcp(354)와의 메시지 송수신 간에 프로토콜별 소켓(352)에서 송신한 메시지의 개수와 mpuchcp(354)에서 수신한 메시지의 개수, 유실된 메시지의 개수 등의 정보는 저장부(도시하지 않음)에 저장할 수 있다.

아울러, CP 보드(350)는 프로토콜별 소켓(352)으로 수신된 메시지를 어플리케이션 단의 다수의 시그널링 블록(356)으로 송신할 수 있다. 일 실시예로서, 시그널링 블록(356)은 프로토콜별 소켓(352)과의 메시지 송수신 간에 소정 시간(예를 들어, 1 ~ 3초) 이내에 소정 개수(예를 들어, 1 ~ 5개) 이상의 메시지 유실이 발생할 경우 에러가 발생한 것으로 판단하여 에러 발생 사실에 대해서 상태 메시지를 형성하여 MME(60)를 관리하는 관리자 단말(도시하지 않음)로 통지할 수 있다. 다른 실시예로서, 시그널링 블록(356)은 프로토콜별 소켓(352)과의 메시지 송수신 간에 프로토콜별 소켓(352)에서 송신한 메시지의 개수와 시그널링 블록(356)에서 수신한 메시지의 개수를 비교하여 개수가 일치하지 않을 경우 메시지 유실이 발생한 것으로 판단하여 메시지 유실에 대해서 상태 메시지를 형성하여 MME(60)를 관리하는 관리자 단말(도시하지 않음)로 통지할 수 있다. 상태 메시지는 시그널링 블록(356)과 프로토콜별 소켓(352)의 메시지 송수신 간에 프로토콜별 소켓(352)에서 송신한 메시지의 개수와 시그널링 블록(356)에서 수신한 메시지의 개수, 유실된 메시지의 개수 등의 정보를 포함할 수 있으며, 시그널링 블록(356)과 프로토콜별 소켓(352)의 메시지 송수신 간에 프로토콜별 소켓(352)에서 송신한 메시지의 개수와 시그널링 블록(356)에서 수신한 메시지의 개수, 유실된 메시지의 개수 등의 정보는 저장부(도시하지 않음)에 저장할 수 있다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 이동통신 핵심망 장치에서의 프로세서 간 메시지 처리 절차를 보이는 예시도이다.

도 4에서는 이동통신 핵심망 장치인 MME(60)를 예로 들어 프로세서 간 메시지 처리 절차를 설명하지만, 핵심망 장치가 MME(60)에 한정되지 않고 S-GW, P-GW 및 HSS 등의 장치를 포함할 수 있다.

UP 보드(410, 420)에서 메시지를 전달받은 CP 보드(430)는 도 3을 참조하여 설명한 바와 같이 프로토콜별 소켓(432)으로 수신된 메시지를 어플리케이션 블록(434)으로 송신할 수 있다. 일 실시예로서, 어플리케이션 블록(434)들은 서로 메시지를 송수신할 수 있으며, 메시지를 송신한 어플리케이션 블록(434)이 소정 시간(예를 들어, 3 ~ 5초) 이내에 메시지를 처리하였다는 응답(Response)을 받지 못하였을 경우 에러가 발생한 것으로 판단하여 에러 발생 사실에 대해서 상태 메시지를 형성하여 MME(60)를 관리하는 관리자 단말(도시하지 않음)로 통지할 수 있다. 어플리케이션 블록(434)들 간의 메시지 송수신 방법에 관해서는 도 5를 참조하여 후술하도록 한다.

아울러, 제1 CP 보드(430)는 신호 처리를 위하여 제2 CP 보드(440)와 베이스 도메인(Base Domain)(450)을 통하여 메시지를 송수신할 수 있다. 일 실시예로서, 제2 CP 보드(440)는 제1 CP 보드(430)가 송신한 메시지의 개수와 제2 CP 보드(440)가 수신한 메시지 개수를 비교하여 개수가 일치하지 않을 경우 메시지 유실이 발생한 것으로 판단하여 메시지 유실에 대해서 상태 메시지를 형성하여 MME를 관리하는 관리자 단말(도시하지 않음)로 통지할 수 있다. 상태 메시지는 어플리케이션 블록(434)들의 메시지 송수신 간에 제1 CP 보드(430)에서 송신한 메시지의 개수와 제2 CP 보드(440)에서 수신한 메시지의 개수, 유실된 메시지의 개수 등의 정보를 포함할 수 있으며, 어플리케이션 블록(434)들의 메시지 송수신 간에 제1 CP 보드(430)에서 송신한 메시지의 개수와 제2 CP 보드(440)에서 수신한 메시지의 개수, 유실된 메시지의 개수 등의 정보는 저장부(도 7에서의 730)에 저장할 수 있다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 어플리케이션 블록들 간의 메시지 송수신 절차를 보이는 플로우챠트이다.

도 5에 도시한 바와 같이, Attach 절차를 수행하기 위하여 CP 보드(430)가 포함하는 어플리케이션 블록(434)들 간의 메시지 송수신 절차를 나타낸다. 어플리케이션 블록(434)은 NAS(Non-Access Stratum) 블록(501), MM(Mobility Management) 블록(502), SM(Session Management) 블록(503), PDN(Packet Data Network) 블록(504), 베어러(Bearer) 관리 블록(505, 506), 선택(Select) 블록(507), 다이아미터(Diameter) 연동 블록(508) 및 GTP(GPRS Tunneling Protocol) 블록(509)을 포함할 수 있다.

NAS 블록(501)은 사용자 단말과 핵심망간의 시그널링 또는 트래픽 메시지를 송수신할 수 있고, MM 블록(502)은 수신된 호의 인증 관련 절차를 수행할 수 있고, SM 블록(503)은 수신된 호의 인증 수행 후 가입자 세션(session)을 관리할 수 있고, PDN 블록(504)은 패킷 데이터 네트워크의 상태(State), 데이터(Data), LBI(Linked EPS Bearer Identity), PDN 주소 및 게이트웨이 주소 등을 관리할 수 있고, 베어러 관리 블록(505, 506)은 베어러 상태 및 User Plane을 기술하는 정보 등을 저장하는 베어러 컨텍스트(context)와 베어러 단위의 이벤트를 처리하는 베어러 FSM(Finite State Machine)을 포함할 수 있고, 선택 블록(507)은 호 처리를 수행하기 위하여 S-GW 또는 P-GW를 선택할 수 있고, 다이아미터 블록(508)은 인증(authentication), 허가(authorization) 및 과금(accounting) 기능을 수행할 수 있으며, GTP 블록(509)은 GPRS(General Packet Radio Service) 터널링 프로토콜의 관리를 수행할 수 있다.

어플리케이션 블록(434)들 간의 호 처리에 따른 성공 및 실패(success & fail)는 요청 메시지(request message)를 전송한 어플리케이션 블록(434)이 응답 메시지(response message)를 수신하였는지 여부로 성공 및 실패 여부를 판단할 수 있다. 아울러 메시지를 송수신하는 어플리케이션 블록(434) 간에는 제1 어플리케이션 블록에서 송신한 메시지의 개수와 제2 어플리케이션 블록에서 수신한 메시지의 개수를 제2 어플리케이션 블록이 비교하여 메시지 유실 여부를 판단할 수 있고, 메시지 유실이 발생한 것으로 판단될 경우 메시지 유실에 대해서 상태 메시지를 형성하여 MME(60)를 관리하는 관리자 단말(도시하지 않음)로 통지할 수 있다. 일 실시예로서, 도 5에 점선으로 도시한 Initial Context Setup Request(InitCntxtSetupReq) 메시지 및 Initial Context Setup Response(InitCntxtSetupRsp) 메시지 송수신 과정에서, MM 블록(502)은 SM 블록(503)에서 송신한 InitCntxtSetupReq 메시지의 개수와 수신한 InitCntxtSetupReq 메시지의 개수를 비교하여 메시지 유실 여부를 판단할 수 있고, 메시지 유실이 발생한 것으로 판단될 경우 메시지 유실에 대해서 상태 메시지를 형성하여 MME(60)를 관리하는 관리자 단말(도시하지 않음)로 통지할 수 있다. 한편, SM 블록(503)은 MM 블록(502)에서 송신한 InitCntxtSetupRsp 메시지의 개수와 수신한 InitCntxtSetupRsp 메시지의 개수를 비교하여 메시지 유실 여부를 판단할 수 있고, 메시지 유실이 발생한 것으로 판단될 경우 메시지 유실에 대해서 상태 메시지를 형성하여 MME(60)를 관리하는 관리자 단말(도시하지 않음)로 통지할 수 있다. 다른 실시예로서, SM 블록(502) 및 MM 블록(503) 각각은 불일치 조건을 설정할 수 있다(ACT-Block-Mismatch)(S501). 불일치 조건으로서 소정 시간 이내에 소정 개수 이상의 메시지 유실이 발생하였는지 판단하기 위하여 소정 시간(예를 들어, 3초일 경우 CNT_Interval = 3 seconds) 및 소정 개수(예를 들어, 2개일 경우 N3_MisMatch = 2 Times)를 설정할 수 있다. SM 블록(502) 및 MM 블록(503) 각각은 송수신하는 메시지의 개수를 산출할 수 있고(S502), SM 블록(502)이 송신한 메시지의 개수와 MM 블록(503)이 수신한 메시지의 개수를 비교하거나 MM 블록(503)이 송신한 메시지의 개수와 SM 블록(502)이 수신한 메시지의 개수를 비교한다(S503). S503에서의 비교 결과 불일치 조건에 해당할 경우에는 상태 메시지를 형성하여 MME(60)를 관리하는 관리자 단말(도시하지 않음)로 통지할 수 있고(S504), S503에서의 비교 결과 불일치 조건에 해당하지 않는 경우에는 MME(60)를 관리하는 관리자 단말(도시하지 않음)로 통지하지 않을 수 있다(S505). 한편, SM 블록(502) 및 MM 블록(503) 각각이 산출한 송수신 메시지의 개수는 블록별 통계 정보로서 저장부(도 7에서의 730)에 저장될 수 있다(S506). 상태 메시지는 MM 블록(502)과 SM 블록(503)의 메시지 송수신 간에 MM 블록(502) 또는 SM 블록(503)이 송신한 메시지의 개수와 SM 블록(503) 또는 MM 블록(502)이 수신한 메시지의 개수, 유실된 메시지의 개수 등의 정보를 포함할 수 있으며, MM 블록(502)과 SM 블록(503)의 메시지 송수신 간에 MM 블록(502) 또는 SM 블록(503)이 송신한 메시지의 개수와 SM 블록(503) 또는 MM 블록(502)이 수신한 메시지의 개수, 유실된 메시지의 개수 등의 정보는 도 6에 도시한 바와 같은 테이블 형태로 저장부(도 7에서의 730)에 저장할 수 있다.

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 메시지 제어 장치의 구성을 보이는 예시도이다.

도 7에 도시한 바와 같이, 메시지 제어 장치(700)는 메시지 카운터부(710), 제어부(720), 저장부(730) 및 시스템 버스(740)를 포함할 수 있다. 일 실시예로서, 메시지 제어 장치(700)는 핵심망 장치의 프로세서내에 구비되거나 프로세서와는 별도로 구비될 수 있다. 아울러, 메시지 제어 장치(700)가 포함하는 메시지 카운터부(710), 제어부(720) 및 저장부(730)는 시스템 버스(B)를 통하여 상호 연결될 수 있다. 여기서, 카운터부(710) 및 제어부(720)는 하나의 구성요소(하드웨어)로 구현될 수도 있지만, 각각 별개의 구성요소로 구현하는 것도 가능하다.

메시지 카운터부(710)는 핵심망 장치의 특정 프로세서로부터 송신되거나 특정 프로세서로 수신되는 메시지의 개수를 산출할 수 있다. 즉, 메시지 카운터부(710)는 제1 프로세서에서 제2 프로세서로 송신한 메시지의 개수와 제2 프로세서에서 제1 프로세서로부터 수신한 메시지의 개수를 구분하여 산출할 수 있다. 메시지 카운터부(710)가 산출한 제1 프로세서에서 제2 프로세서로 송신한 메시지의 개수와 제2 프로세서에서 제1 프로세서로부터 수신한 메시지의 개수는 저장부(730)에 저장될 수 있다.

제어부(720)는 메시지 카운터부(710)에서 산출된 제1 프로세서에서 제2 프로세서로 송신한 메시지의 개수와 제2 프로세서에서 제1 프로세서로부터 수신한 메시지의 개수를 비교하여 제1 프로세서에서 제2 프로세서로 송신한 메시지의 개수와 제2 프로세서에서 제1 프로세서로부터 수신한 메시지의 개수가 서로 상이할 경우 경고 메시지를 형성하여 핵심망 장치 관리자의 단말로 전송할 수 있다. 아울러, 제어부(720)는 임계 시간(예를 들어, 3초) 이내에 소정 횟수(예를 들어, 2회) 이상 제1 프로세서에서 제2 프로세서로 송신한 메시지의 개수와 제2 프로세서에서 제1 프로세서로부터 수신한 메시지의 개수 간의 불일치가 발생할 경우 경고 메시지를 형성하여 핵심망 장치 관리자의 단말로 전송할 수 있다.

저장부(730)는 메시지 카운터부(710)가 산출한 제1 프로세서에서 제2 프로세서로 송신한 메시지의 개수 및 제2 프로세서에서 제1 프로세서로부터 수신한 메시지의 개수를 저장할 수 있다. 아울러, 저장부(730)는 불일치 조건으로서 경고 메시지를 형성하기 위한 임계 시간 및 소정 횟수에 대한 정보를 저장할 수 있다. 일 실시예로서, 저장부(730)는 ROM(Read Only Memory), RAM(Random Access Memory), CD(Compact Dics)-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광데이터 저장장치 등을 포함할 수 있으나, 상기한 구성에 한정되지 않는다.

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.

11~15, 21~23, 31~33: 초소형 기지국 10, 20, 30: 매크로 기지국
40: 사용자 단말 50: SON 서버
60: MME 80: S-GW
90: P-GW 100: HSS
25: E-UTRAN 25-n: eNB
700: 메시지 제어 장치 710: 메시지 카운터부
720: 제어부 730: 저장부

Claims (4)

1. 이동통신 핵심망 장치 내의 프로세서 간의 통신에서의 메시지 제어 방법으로서,
   제1 프로세서에서 제2 프로세서로의 송신 메시지의 개수를 카운트하는 단계와;
   상기 제2 프로세서에서 상기 제1 프로세서로부터의 수신 메시지의 개수를 카운트하는 단계와;
   상기 송신 메시지의 개수와 상기 수신 메시지의 개수를 비교한 결과 차이가 있을 경우 메시지가 유실된 것으로 판단하는 단계
   를 포함하는, 메시지 제어 방법.
2. 제1항에 있어서,
   유실된 메시지가 존재할 경우 경고 메시지(alarm message)를 형성하고, 상기 핵심망 장치와 접속된 핵심망 장치 관리자의 단말로 전송하는 단계를 더 포함하는, 메시지 제어 방법.
3. 제2항에 있어서,
   소정 시간 내에 소정 횟수 이상 상기 송신 메시지의 개수와 상기 수신 메시지의 개수 간의 차이가 발생할 경우 경고 메시지를 형성하고, 상기 핵심망 장치와 접속된 핵심망 장치 관리자의 단말로 전송하는 단계를 더 포함하는, 메시지 제어 방법.
4. 제1항에 있어서,
   상기 핵심망 장치는,
   MME(Mobility Management Entity), S-GW(Serving Gateway), P-GW(PDN Gateway) 및 HSS(Home Subscriber Server) 중 적어도 하나를 포함하는, 메시지 제어 방법.

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