KR20180005867A - 유무선 통합 장치 및 유무선 통합 서비스 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 유무선 통합 서비스를 제공하는 방법 및 그 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 무선 백홀망과 유선 액세스망 라우터를 통합하는 유무선 통합 장치 및 유무선 통합 단말을 이용하여 단일 장치로 유선망과 무선망 통합 서비스를 제공하는 방법 및 그 장치에 관한 것이다.

Description

유무선 통합 서비스를 제공하는 방법 및 그 장치{METHOD AND APPARATUS FOR PROVIDING INTERGRATED WIRED AND WIRELESS SERVICE}
본 발명은 유무선 통합 서비스를 제공하는 방법 및 그 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 무선 백홀망과 유선 액세스 망 라우터를 통합하는 유무선 통합 장치 및 유무선 통합 단말을 이용하여 단일 장치로 유선망과 무선망 통합 서비스를 제공하는 방법 및 그 장치에 관한 것이다.
현재 이동 통신 시스템은 전국적인 커버리지를 구축하고 있고 이동성을 제공할 수 있으나 유선 인터넷 서비스를 제공하기에는 데이터 속도가 제한적이다.
특히, IPTV와 같은 서비스는 동일한 방송을 다수의 가입자에게 제공하게 되므로 망의 효율성을 극대화하기 위해 일반 유선 데이터 서비스와 달리 멀티캐스트(multicast) 인프라와 신호 전달 체계를 이용하고 있다. 그러나, 이동 통신 시스템에서 방송서비스를 제공하기 위해서는 독자적인 게이트웨이(Gateway)와 IMS(IP Multi-media System)와 같이 부가적이고 고가의 신규 장비의 투입이 필요하고, 일반 기지국을 통해 방송서비스를 제공하기 위해서는 기지국내의 무선 단말들의 데이터 속도가 제한 된다.
인터넷, IPTV등 유선 인터넷기반 서비스는 광케이블, UTP 등 유선 인프라의 구축이 필수적이다. 이러한 인프라 구축에는 상당한 시간이 소요되고 구축과 유지 보수 비용이 크게 소요되며 도서 지역, 다세대 주택 등 인프라 구축이 용이하지 않고 구축 비용과 시간이 상당히 소요되는 지역에는 경제성이 낮기 때문에 유선 인터넷 기반 서비스를 제공하기 힘든 문제점이 있다. 따라서, 인터넷 서비스가 공공성을 확보하기에는 한계가 있다.
또한, 향후 차세대 이동통신은 Gbps이상의 데이터 속도를 제공하게 될 것이 예상되므로 무선 서비스뿐 만 아니라 현재의 유선 인터넷 기반 서비스와 동일하거나 그 이상의 사용자 경험을 제공할 수 있는 데이터 속도를 제공할 수 있다. 하지만, 무선 서비스와 유선 서비스는 서비스 특성과 이를 제공하기 위한 망의 구조가 상이하기 때문에 동시에 서비스를 제공하기 어려운 문제점이 있다.
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위한 것으로서 무선 백홀망과 유선 액세스망 라우터를 통합하여 단일 장치로 유무선 통합 서비스를 제공하는 방법 및 그 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 따른 유무선 통합 장치는, 유무선 통합 장치는 무선신호 송수신 장치와 무선 백홀망, 유선 액세스 망 라우터로부터 유입되는 패킷을 패킷 분석부를 통해서 분석한다. 패킷의 헤더를 추출하여 각 데이터의 경로를 파악하고, 서비스의 특성을 추출한다. 파악된 서비스 특성에 따라서 유니캐스트로 처리할지 멀티캐스트로 처리할지 결정한다. 멀티캐스트의 경우 무선 송수신 장치로 송출 시 터널링을 처리하고 무선 송수신 장치로부터 멀티캐스트 패킷을 수신할 경우 터널링을 해제한다. 경로 선택부는 패킷 분석부에서 추출한 경로 정보에 따라 해당 무선 신호 송수신 장치로 보내거나, 무선 백홀망과 유선 액세스 망 라우터로 해당 패킷을 전송한다.
본 발명에 따른 유무선 통합 단말은, 유무선 통합 단말은 무선 서비스와 유선 서비스를 동시에 제공할 수 있는 옥내 중계 장치이다. 무선 신호의 중계를 위해서 옥내 무선 단말과 무선 신호 송수신 장치를 통하지 않고 직접 통신을 이용 할 수 있다. 또는, 하향 링크 신호를 단말로 신호 증폭 만을 통해서 전달하고, 상향 링크 신호 또한 신호 증폭 만을 수행하여 전달 할 수 있다. 유선 신호는 일반 인터넷 신호의 경우 일반적인 UDP, TCP 등의 규약을 통해서 송수신하고, IP TV의 경우는 tunneling/encapsulation을 수행하여 무선 신호 송수신 장치로 송출하고, 수신된 tunneling/encapsulation된 신호를 복구하여 이용할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 무선뿐 아니라 유선 기반 서비스를 동시에 제공할 수 있고, 다양한 망 구축에 필요한 인프라 설비를 최소화할 수 있다.
본 발명에 관한 이해를 돕기 위해 상세한 설명의 일부로 포함되는, 첨부도면은 본 발명에 대한 실시예를 제공하고, 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 사상을 설명한다.
도 1은 하나의 무선 기지국 범위에서 유무선 통합 서비스를 위한 본 발명에 따른 유무선 통합 장치를 포함하는 시스템의 구성을 도시한 것이다.
도 2는 복수의 무선 기지국 범위에서 유무선 통합 서비스를 위한 본 발명에 따른 유무선 통합 장치를 포함하는 시스템의 구성을 도시한 것이다.
도 3은 본 발명에 따른 유무선 통합 장치의 구성을 도시한 것이다.
도 4는 본 발명에 따른 유무선 통합 단말의 구성을 도시한 것이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 이하에서는 특정 실시예들을 첨부된 도면을 기초로 상세히 설명하고자 한다.
이하의 실시예는 본 명세서에서 기술된 방법, 장치 및/또는 시스템에 대한 포괄적인 이해를 돕기 위해 제공된다. 그러나 이는 예시에 불과하며 본 발명은 이에 제한되지 않는다.
본 발명의 실시예들을 설명함에 있어서, 본 발명과 관련된 공지기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 그리고, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 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. 상세한 설명에서 사용되는 용어는 단지 본 발명의 실시 예들을 기술하기 위한 것이며, 결코 제한적이어서는 안 된다. 명확하게 달리 사용되지 않는 한, 단수 형태의 표현은 복수 형태의 의미를 포함한다. 본 설명에서, "포함" 또는 "구비"와 같은 표현은 어떤 특성들, 숫자들, 단계들, 동작들, 요소들, 이들의 일부 또는 조합을 가리키기 위한 것이며, 기술된 것 이외에 하나 또는 그 이상의 다른 특성, 숫자, 단계, 동작, 요소, 이들의 일부 또는 조합의 존재 또는 가능성을 배제하도록 해석되어서는 안 된다.
또한, 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되는 것은 아니며, 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
이하에서는, 본 발명에 따른 유무선 통합 서비스를 제공하는 방법 및 그 장치를 예시적인 실시 형태들을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 하나의 무선 기지국 범위에서 유무선 통합 서비스를 위한 본 발명에 따른 유무선 통합 장치를 포함하는 시스템의 구성을 도시한 것이다.
본 발명에 따른 유무선 통합 장치는 무선 core망과 무선신호 송수신 장치, 즉 무선 기지국 사이에 설치된다. 또한, 유선 액세스망의 라우터도 연결된다. 상기 유무선 통합 장치는 무선 서비스 신호와 유선 서비스 신호를 결합하여 무선신호 송수신 장치를 통해 유무선 통합 단말로 무선 신호를 전송할 수 있게 한다.
또한, 유무선 통합 단말에서 요구하는 서비스의 특성에 따라 무선망을 이용할지 유선망을 이용할지를 결정한다.
또한, 유무선 통합 단말에서 제공하는 특성이 상이한 유무선 서비스에 대한 QoS(Quality of Service)를 제공한다.
도 2는 복수의 무선 기지국 범위에서 유무선 통합 서비스를 위한 본 발명에 따른 유무선 통합 장치를 포함하는 시스템의 구성을 도시한 것이다.
복수의 무선신호 송수신 장치를 구축하고 있는 집중 기지국에 유무선 통합 장치를 설치함으로써 넓은 커버리지에서 무선 데이터 서비스를 비롯하여 인터넷, Wi-Fi, IPTV 등 유선 서비스를 제공할 수 있다.
도 3은 본 발명에 따른 유무선 통합 장치의 구성을 도시한 것이다.
본 발명에 따른 유무선 통합 장치는 무선신호 송수신 장치와 무선 백홀망, 유선 액세스 망 라우터로부터 유입되는 패킷을 패킷 분석부를 통해서 분석한다. 패킷의 헤더를 추출하여 각 데이터의 경로를 파악하고, 서비스의 특성을 추출한다. 파악된 서비스 특성에 따라서 유니캐스트로 처리할지 멀티캐스트로 처리할지 결정한다. 멀티캐스트의 경우 무선 송수신 장치로 송출시 터널링 처리하고 무선 송수신 장치로부터 멀티캐스트 패킷을 수신할 경우 터널링을 해제한다. 경로 선택부는 패킷 분석부에서 추출한 경로 정보에 따라 해당 무선 신호 송수신 장치로 보내거나, 무선 백홀망과 유선 액세스 망 라우터로 해당 패킷을 전송한다.
본 발명에 따른 유무선 통합 장치는 일반 인터넷 데이터 서비스와 같이 QoS 제어를 하지 않는 UDP(user datagram protocol), TCP(transmission control protocol) 신호에 대해서 상대적으로 저가의 구축비를 필요로 하는 유선 QoS 비제어망을 활용하도록 서비스 경로를 설정하고, QoS를 제어하는 무선 제어 신호는 무선 core망을 이용할 수 있도록, IPTV와 같은 서비스들은 유선 QoS 제어망을 이용할 수 있도록 서비스 경로를 설정한다.
특히 IP TV와 같이 멀티캐스트(multicast)기반 서비스의 경우 기존 무선 통신망에서는 무선 core망에 IMS(IP multimedia subsystem)에 MBMS-GW (multimedia broadcast multicast service-gateway), BM-SC (broadcast multicast-service center)와 같은 부가 장치가 필요하고, 멀티캐스트를 서비스하기 위해서는 해당 지역 기지국 들의 멀티캐스트 서비스 존으로 설정되어야 하기 때문에 무선 서비스의 품질이 떨어진다.
본 발명에 따른 유무선 통합 장치는 MBMS-GW, BM-SC를 구축하지 않을 경우 유무선 통합 장치와 유무선 통합 단말 간의 tunneling/encapsulation을 설정하여 멀티캐스트 신호를 송수신 할 수 있다. Tunneling/encapsulation 규약은 무선신호 송수신 장치와 유무선 통합 단말이 MBMS 모드로 설정되지 않은 경우 멀티캐스트 신호를 송수신 할 수 없기 때문에 이를 전송하기 위해 source IP와 destination IP를 가상으로 설정하여 멀티캐스트 신호를 유니캐스트(unicast) 신호로 전환함으로써 멀티캐스트 신호를 전송할 수 있도록 한다.
도 4는 본 발명에 따른 유무선 통합 단말의 구성을 도시한 것이다.
하나 혹은 복수의 무선 신호 송수신 장치와 연결되어 송수신된 패킷은 일반적으로 유니캐스트로 처리되어 해당 장치로 연결된다. 이때, 복수의 무선 신호 송수신 장치와 연결되는 것은 무선 신호의 품질을 향상시킬 수 있는 다이버시티 (diversity) 효과 또는 무선 신호 송수신 장치에서 각각 독립적인 데이터를 송수신 함으로써 유무선 통합 단말의 데이터 속도를 향상시킬 수 있다. 경로 선택부는 해당 데이터에 따라 장치로 연결한다. 무선 단말의 경우는 무선 직접 통신부의 D2D (device-to-device) 규약을 통해서 옥내 커버리지를 확장하는 용도로 활용될 수 있다.
상기 유무선 통합 단말은 무선 서비스와 유선 서비스를 동시에 제공할 수 있는 옥내 중계 장치이다. 무선 신호의 중계를 위해서 옥내 무선 단말과 무선 신호 송수신 장치를 통하지 않고 직접 통신을 이용 할 수 있다. 또는, 하향 링크 신호를 단말로 신호 증폭 만을 통해서 전달하고, 상향 링크 신호 또한 신호 증폭 만을 수행하여 전달 할 수 있다. 유선 신호는 일반 인터넷 신호의 경우 일반적인 UDP, TCP 등의 규약을 통해서 송수신하고, IP TV의 경우는 tunneling/encapsulation을 수행하여 무선 신호 송수신 장치로 송출하고, 수신된 tunneling/encapsulation된 신호를 복구하여 이용할 수 있다.
아래의 [표 1]을 참조하면, 유선 서비스의 경우는 일반적인 무선 단말에게 할당되지 않는 GBR (guaranteed bit rate)의 QCI (QoS class identifier)를 할당할 수 있다. 차세대 이동 통신은 수십에서 수백 개에 달하는 다수의 안테나를 이용하기 때문에 동시에 다수의 단말을 서비스 할 수 있다. 무선 단말의 경우 이동성이 높기 때문에 자주 핸드오버와 핸드인이 발생하게 되고 이로 인해 고정되어 있는 유무선 통합 단말의 무선 품질이 영향을 받기 때문에 GBR의 QCI를 할당하면 이 문제를 방지 할 수 있다. 이와 함께 무선 신호 송수신 장치에서 스케쥴링 시 유무선 통합 단말에 대한 높은 스케쥴링 우선권을 부여하면 GBR 품질을 무선 통신 환경에 무관하게 제공할 수 있다.
[표 1]
Figure pat00001
차세대 이동 통신 시스템의 무선 신호 송수신 장치의 특성에 따라 동시에 서비스 할 수 있는 무선과 유선 단말의 수가 결정된다. 예를 들어, 무선 신호 송수신 장치에서 동시에 제공할 수 있는 독립 신호의 수가 16개인 경우 16개의 무선 단말과 유무선 통합 단말에 동시에 데이터 서비스를 제공할 수 있다. 따라서, 차세대 이동 통신 시스템의 발전에 따라 유무선 통합 서비스의 범위와 품질이 결정될 수 있다.
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 기재된 실시예는 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의해서 해석되어야 하며, 그와 균등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (9)

  1. 패킷을 수신하여 분석하는 패킷 분석부;
    분석된 패킷을 처리하는 패킷 처리부;
    처리된 패킷이 전송될 경로를 선택하여 전송하는 경로 선택부; 를 포함하고,
    상기 패킷 분석부와 상기 경로 선택부는 하나 이상의 무선 신호 송수신 장치, 무선 백홀망 및 유선 라우터에 연결되는 것을 특징으로 하는 유무선 통합 장치.
  2. 제1 항에 있어서, 상기 패킷 분석부는
    상기 수신된 패킷의 헤더를 추출하여 상기 수신된 패킷이 전송되어야 하는 경로와 상기 수신된 패킷에 적용될 서비스 특성을 확인하는 것을 특징으로 하는 유무선 통합 장치.
  3. 제2 항에 있어서, 상기 패킷 처리부는
    상기 패킷 분석부에서 확인된 서비스 특성이 멀티캐스트 방식인 경우, 상기 패킷에 대한 터널링 처리를 수행하거나 터널링 처리가 된 상기 패킷에 대한 터널링 해제 처리를 수행하는 것을 특징으로 하는 유무선 통합 장치.
  4. 제3 항에 있어서, 상기 패킷 처리부는
    상기 패킷의 상기 서비스 특성이 멀티캐스트 방식이고, 상기 패킷이 상기 무선 신호 송수신 장치로 송신되는 패킷인 경우, 상기 패킷에 대한 상기 터널링 처리를 수행하고,
    상기 패킷의 상기 서비스 특성이 멀티캐스트 방식이고, 상기 패킷이 상기 무선 신호 송수신 장치로부터 수신된 패킷인 경우, 상기 패킷에 대한 상기 터널링 해제 처리를 수행하는 것을 특징으로 하는 유무선 통합 장치.
  5. 제3 항에 있어서, 상기 패킷 처리부는
    상기 패킷의 상기 서비스 특성이 멀티캐스트 방식이고, 상기 무선 신호 송수신 장치가 MSMS(Multimedia Broadcast Multicast Service) 모드로 설정되지 않은 경우, 상기 패킷에 대한 소스 IP(Source Internet Protocol)와 목표 IP(Destination Internet Protocol)를 가상으로 설정하여 상기 패킷을 유니 캐스트 신호로 전환하는 것을 특징으로 하는 유무선 통합 장치.
  6. 제2 항에 있어서, 상기 경로 선택부는
    상기 패킷 분석부에서 확인된 경로에 따라 상기 패킷을 상기 하나 이상의 무선 신호 송수신 장치, 상기 무선 백홀망 또는 상기 유선 라우터에 송신하는 것을 특징으로 하는 유무선 통합 장치.
  7. 제6 항에 있어서, 상기 경로 선택부는
    상기 패킷이 QoS(Quality of Service) 제어를 필요로 하지 않는 신호인 경우 유선 Qos 비제어망으로 상기 패킷을 전송하고,
    상기 패킷이 QoS 제어를 필요로 하는 무선 신호인 경우, 무선 코어망으로 상기 패킷을 전송하고,
    상기 패킷이 QoS 제어를 필요로 하는 유선 신호인 경우, 유선 코어망으로 상기 패킷을 전송하는 것을 특징으로 하는 유무선 통합 장치.
  8. 유무선 통합 장치;
    상기 유무선 통합 장치와 연결되는 하나 이상의 무선 신호 송수신 장치; 및
    상기 무선 신호 송수신 장치와 연결되는 유무선 통합 단말을 포함하고,
    상기 유무선 통합 장치는
    패킷을 수신하여 분석하는 패킷 분석부; 분석된 패킷을 처리하는 패킷 처리부; 및 처리된 패킷이 전송될 경로를 선택하여 전송하는 경로 선택부; 를 포함하고, 상기 패킷 분석부와 상기 경로 선택부는 상기 무선 신호 송수신 장치, 무선 백홀망 및 유선 라우터에 연결되며,
    상기 유무선 통합 단말은 무선 서비스와 유선 서비스를 동시에 제공하고, 옥내에 설치되는 것을 특징으로 하는 유무선 통합 서비스 시스템.
  9. 제8 항에 있어서, 상기 유무선 통합 단말은
    D2D(Device-to-Device) 규약을 통해 상기 유무선 통합 단말의 커버리지를 확장하기 위한 무선 직접 통신부를 포함하는 것을 특징으로 하는 유무선 통합 서비스 시스템.

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