KR20180138438A

KR20180138438A - 서비스 이동 기반의 이동통신 시스템, 장치 및 방법

Info

Publication number: KR20180138438A
Application number: KR1020170078647A
Authority: KR
Inventors: 이동진
Original assignee: 에스케이텔레콤 주식회사
Priority date: 2017-06-21
Filing date: 2017-06-21
Publication date: 2018-12-31
Also published as: KR102015046B1

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른, 복수의 로컬 통신망을 포함하는 이동통신 시스템에서 수행되는 서비스 이동 기반의 이동통신 서비스 방법은, 상기 이동통신 시스템에 가입되어, 상기 로컬 통신망 중 어느 하나의 통신망인 서비스 통신망에 의해 실행되는 이동통신 서비스를 이용하는 이동 단말이 체험하는 QoS(Quality of Service)에 관한 실제 QoS 정보를 획득하는 단계, 상기 로컬 통신망 중 상기 서비스 통신망 외의 다른 통신망에 의해 상기 이동통신 서비스가 실행될 경우 상기 이동 단말이 체험할 것으로 예상되는 QoS에 관한 예상 QoS 정보를, 상기 다른 통신망 각각에 대해 획득하는 단계 및 상기 실제 QoS 정보 및 상기 예상 QoS 정보에 기초하여, 상기 이동통신 서비스가 상기 다른 통신망 중 하나에 의해 실행되도록, 상기 이동통신 서비스를 마이그레이션(migration)시키는 단계를 포함할 수 있다.

Description

서비스 이동 기반의 이동통신 시스템, 장치 및 방법 {SYSTEM, APPARATUS AND METHOD BASED ON SERVICE MIGRATION}

본 발명은 이동 단말에게 이동통신 서비스를 제공함에 있어서, 이동통신 서비스를 로컬(local) 통신망 사이에서 마이그레이션(migration)하도록 함으로써, 이동 단말의 사용자에게 최적의 QoS(Quality of Service)로 이동통신 서비스를 제공할 수 있는 이동통신 시스템, 장치 및 방법에 관한 것이다.

생활수준의 향상과 정보통신 기술의 발달에 힘입어, 절대다수의 사람들이 휴대용 전화기(cell phone)와 같은 개인용의 이동 단말을 소지하여 사용하고 있다. 최근에는 단순히 통화나 문자메시지 서비스(SMS) 등의 고전적인 통신 기능뿐 아니라, 사용자에게 인터넷, 멀티미디어 서비스, 게임, 내비게이션 등 다양한 종류의 이동통신 서비스를 제공하는 것이 가능한 스마트폰(smartphone)과 같은 다기능의 휴대용 단말이 대중화되었다.

도 1은 종래 기술에 의한 이동통신 시스템에서의 이동통신 서비스 제공에 대해 설명하기 위한 도면이다. 도 1의 이동통신 시스템(1, 예컨대 4G LTE 시스템)은, 이동통신 시스템(1)을 관리하는 코어 네트워크(2)와, 코어 네트워크(2) 하단에 위치하며 스위치(7)를 통해 코어 네트워크(2)에 연결된 복수의 로컬 통신망(3)을 포함할 수 있다. 종래의 이동통신 시스템(1)에 의하면, 로컬 통신망(3)을 통해 이동통신 시스템(1)에 접속하는 이동 단말(4) 에게 제공될 다양한 이동통신 서비스(5)는, 코어 네트워크(2) 혹은 코어 네트워크(2)의 상단에 위치하는 인터넷(internet) 등의 외부 네트워크(6)에 의해 실행된다.

하지만 도 1의 이동통신 시스템(1)은, 전술한 바와 같이 로컬 통신망(3)에 비해 상대적으로 이동 단말(4)로부터 먼 곳에 존재하는 코어 네트워크(2) 혹은 외부 네트워크(6)에 의해 이동통신 서비스(5)가 실행된다. 이에 따라, 이동통신 서비스(5)를 받는 이동 단말(4)이 송신 혹은 수신하는 데이터가 백홀(backhaul), 스위치(switch), 라우터(router) 등을 경유하면서, 데이터의 지연(latency) 및 왜곡(jitter)이 심화될 확률이 증가한다. 이는 이동통신 서비스(5)와 관련하여 이동 단말(4)이 체험하는 QoS를 저하시키는 원인이 된다.

도 2a 내지 2c는 종래 기술에 의한 이동통신 시스템에서의 이동통신 서비스 QoS 감소를 해결하기 위한 예시적인 방안에 대해 설명하기 위한 도면이다. 도 2a의 이동통신 시스템(11)에 의하면, 코어 네트워크(12) 혹은 외부 네트워크(16)에 비해 상대적으로 이동 단말(14)로부터 가까운, 로컬 통신망(13)의 노드(node)에서 이동통신 서비스(15)가 실행될 수 있다. 하지만 도 2a의 이동통신 시스템(11) 역시 이동 단말(14)이 다른 로컬 통신망(13)으로 핸드오버(handover)할 경우 도 1의 이동통신 시스템(1)과 동일한 문제가 발생하게 된다.

도 2b의 이동통신 시스템(21)은, 이동통신 시스템(21)의 모든 로컬 통신망(23)에 동일한 이동통신 서비스(25)를 위치시킴으로써, 도 2a의 이동통신 시스템(11)의 문제를 해결하고 있다. 다만, 이 경우 이동통신 서비스(25)가 모든 로컬 통신망(23)에 중복하여 위치함에 따라 시스템 자원이 많이 소모된다는 문제를 갖는다. 도 2c의 이동통신 시스템(31)은 각 이동 단말(34)의 서비스 이용 현황을 고려하여 각 이동통신 서비스(35)를 일부 로컬 통신망(33)에 선택적으로 위치시키고 있다. 하지만 이동 단말(34)의 사용자의 다양한 이용 패턴을 모두 반영하기는 어렵기 때문에, 도 2c의 이동통신 시스템(31) 역시 경우에 따라서는 도 1의 이동통신 시스템(1)과 동일한 문제를 갖게 된다.

한국등록특허공보, 제10-1722330호 (2017.04.11. 공고)

본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 이동 단말에게 이동통신 서비스를 제공함에 있어, 사용자의 이동 혹은 무선 환경의 변화 등으로 인한 QoS 저하를 극복하고, 사용자에게 항상 최적의 QoS로 이동통신 서비스를 제공할 수 있는 이동통신 시스템, 장치 및 방법을 제공하기 위한 것이다.

다만, 본 발명이 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 실시예에 따른, 복수의 로컬 통신망을 포함하는 이동통신 시스템의 UP(user plane) 컨트롤러는, 상기 이동통신 시스템에 가입되어, 상기 로컬 통신망 중 어느 하나의 통신망인 서비스 통신망에 의해 실행되는 이동통신 서비스를 이용하는 이동 단말이 체험하는 QoS(Quality of Service)에 관한 실제 QoS 정보를 획득하고, 상기 로컬 통신망 중 상기 서비스 통신망 외의 다른 통신망에 의해 상기 이동통신 서비스가 실행될 경우 상기 이동 단말이 체험할 것으로 예상되는 QoS에 관한 예상 QoS 정보를, 상기 다른 통신망 각각에 대해 획득하는 QoS 정보 획득부 및 상기 실제 QoS 정보 및 상기 예상 QoS 정보에 기초하여, 상기 이동통신 서비스가 상기 다른 통신망 중 하나에 의해 실행되도록, 상기 이동통신 서비스를 마이그레이션(migration)시키는 제어부를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른, 서비스 이동 기반의 이동통신 시스템은, 각각의 DUP(distributed user plane)를 포함하는 복수의 로컬 통신망 및 상기 로컬 통신망 각각에 연결되는 UP 컨트롤러를 포함하며, 상기 로컬 통신망 중 상기 이동통신 시스템에 가입된 이동 단말이 이용하는 이동통신 서비스를 실행하는 통신망인 서비스 통신망의 DUP는, 상기 이동 단말이 체험하는 QoS(Quality of Service)에 관한 실제 QoS 정보를 상기 UP 컨트롤러에 전송하고, 상기 로컬 통신망 중 상기 서비스 통신망 외 다른 통신망의 DUP는, 상기 다른 통신망에 의해 상기 이동통신 서비스가 실행될 경우 상기 이동 단말이 체험할 것으로 예상되는 QoS에 관한 예상 QoS 정보를 상기 UP 컨트롤러에 전송하며, 상기 UP 컨트롤러는, 상기 실제 QoS 정보 및 상기 예상 QoS 정보에 기초하여, 상기 이동통신 서비스가 상기 다른 통신망 중 하나에 의해 실행되도록, 상기 이동통신 서비스를 마이그레이션(migration)시킬 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 이동 단말에게 제공되는 이동통신 서비스가, 이동통신 시스템의 코어 네트워크(core network) 하단의 로컬(local) 통신망 상에서 가상화된 가상 머신에 의해 수행되도록 하되, 상기 이동통신 서비스가 가상 머신 이동을 통해 QoS가 최적화되는 로컬(local) 통신망으로 마이그레이션(migration)되도록 할 수 있다. 이에 따라, 이동 단말의 사용자에게 가능한 한 가까운 곳에서 이동통신 서비스를 제공하되, 상기 이동통신 서비스를 최적의 QoS로 사용자에게 제공할 수 있다.

도 1은 종래 기술에 의한 이동통신 시스템에서의 이동통신 서비스 제공에 대해 설명하기 위한 도면이다.
도 2a 내지 2c는 종래 기술에 의한 이동통신 시스템에서의 이동통신 서비스 QoS 감소를 해결하기 위한 예시적인 방안에 대해 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 서비스 마이그레이션(migration)이 적용된 이동통신 시스템에 대해 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 UP 컨트롤러(UP controller)의 구성을 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 서비스 마이그레이션이 적용된 이동통신 서비스 제공 방법의 순서를 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 서비스 마이그레이션 방법의 순서를 도시한 도면이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 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 실시예들을 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 실시예에서의 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.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 서비스 마이그레이션(migration)이 적용된 이동통신 시스템에 대해 설명하기 위한 도면이다. 도 3의 이동통신 시스템(100)은 UP 컨트롤러(user-plane controller, 110), 복수의 로컬 통신망(120) 및 스위치(150)를 포함할 수 있다. 다만, 도 3의 이동통신 시스템(100)의 구성 요소 및 이하에서 설명할 각 구성 요소들의 연결 관계는 본 발명의 일 실시예에 불과하므로, 도 3에 의해 본 발명의 기술적 사상이 한정 해석되는 것은 아니다.

UP 컨트롤러(110)는 이동통신 시스템(100)에서 사용자 평면(user plane)의 데이터 전송을 관리하기 위한 노드(node)일 수 있다. UP 컨트롤러(110)는 인터넷 등의 외부 네트워크(미도시)와 연결되어, 외부 네트워크와 로컬 통신망(120) 사이의 데이터 송수신을 제어할 수 있다.

각각의 로컬 통신망(120)는 서로 다른 지역에서 이동통신 시스템(100)에 가입된 이동 단말(140)에게 이동통신 시스템(100)에 대한 접속을 제공하기 위한 네트워크일 수 있다. 여기서 하나의 로컬 통신망(120)은 하나 이상의 기지국의 서비스 범위인 셀(cell)로서 정의될 수 있지만, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 이와 같은 각 로컬 통신망(120)는 UP 컨트롤러(110)와 백홀(backhaul) 등을 통해 연결될 수 있으며, UP 컨트롤러(110)와 각 로컬 통신망(120) 사이에는 스위치(150)가 존재할 수 있다.

각 로컬 통신망(120)은 각각의 DUP(distributed user plane, 121)을 포함할 수 있다. 이와 같은 DUP(121)는 이동 단말(140)이 송신 혹은 수신하는 데이터의 전송 및 처리를 수행하기 위해 각 로컬 통신망(120)에 분산 배치될 수 있는 장치로서, 로컬 통신망(120)의 어떤 노드를 통해서든 구현될 수 있다. 예컨대, DUP(121)는 와이파이(Wi-Fi) 공유기, 셋톱박스, 스마트 TV 등 다양한 장치에 구현될 수 있다.

이동 단말(140)은 로컬 통신망(120) 중 하나의 통신망을 통해 이동통신 시스템(100)에 연결될 수 있다. 전술한 바와 같이 이동 단말(140)이 이용 가능한 다양한 이동통신 서비스는 이동 단말(140)에게 가능한 한 가까운 곳에서 제공되는 것이 좋기 때문에, 본 발명의 일 실시예에 따른 이동통신 시스템(100)에서는 로컬 통신망(120) 중 이동 단말(140)이 접속하고 있는 통신망에 속한 노드에서 이동통신 서비스(131)가 실행되도록 할 수 있다. 이하에서는 이와 같이 이동통신 서비스(131)를 실행하는 로컬 통신망(120)을 "서비스 통신망"이라 칭할 수 있다. 이동통신 서비스(131)는 이동 단말(140)과 다양한 방식으로 데이터를 주고받을 수 있는데, 한 예로서 통상적으로 사용되는 TCP/IP 기반의 통신 방식을 사용할 수 있다.

한편, 이동 단말(140)의 이동으로 인해 핸드오버가 발생하여, 이동 단말(140)이 접속한 로컬 통신망(120)이 이동 전과 달라지는 등의 상황이 발생하면, 이동통신 서비스(131)를 새로운 통신망에서 실행되도록, 즉 서비스 통신망이 교체되도록 할 필요가 있다. 이에, 본 발명의 일 실시예에서는 가상화 기법을 도입하여, 가상 머신(virtual machine, 130) 상에서 이동통신 서비스(131)가 동작하도록 할 수 있다.

이와 같은 가상 머신(130)은 본래의 설정을 그대로 유지한 채로 이동시키는 것이 가능하기 때문에, 전술한 바와 같은 상황에서 UP 컨트롤러(110)는 이동통신 서비스(131)를 실행하는 가상 머신(130)을 새로운 서비스 통신망으로 이동시키도록 제어할 수 있다. 그럼으로써 이동 단말(140)의 사용자는 어떠한 상황에서든 이동통신 서비스(131)를 최적의 상태로 제공받을 수 있다.

한편, 이동통신 서비스(131)를 실행하는 가상 머신(130)을 로컬 통신망(120) 중 다른 통신망으로 이동시켜야 하는 상황은 반드시 전술한 바와 같은 핸드오버 상황으로만 한정되는 것은 아니다. 이동 단말(140)이 이동하지 않고 계속해서 하나의 로컬 통신망(120), 즉 서비스 통신망에 접속하고 있는 상황이라 할지라도, 서비스 통신망의 상태가 좋지 않은 등의 이유로 인해, 이동 단말(140)과 이동통신 서비스(131) 사이의 거리가 멀어지는 것을 감수하고서라도 다른 로컬 통신망(120)으로 이동통신 서비스(131)를 이동시켜야 할 필요가 있을 수 있다.

즉, 이를 일반화시켜 설명하면, 이동 단말(140)에게 최적의 QoS(Quality of Service)를 제공할 수 있는 로컬 통신망(120)이 어떤 것인지를 모니터링하고, 상기 모니터링 결과에 따라 이동통신 서비스(131)를 실행하는 가상 머신(130)을 상기 최적의 QoS를 제공할 수 있는 로컬 통신망(120)으로 이동시키는 동작을 수행함으로써, 이동 단말(140)에게 항상 최적의 이동통신 서비스(131)를 제공하는 것이 가능해진다. 이와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 구체적인 구성 및 동작에 대해서는 아래의 도 4 내지 6을 참조하여 더욱 자세히 설명하도록 한다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 UP 컨트롤러(UP controller)의 구성을 도시한 도면이다. 도 4의 UP 컨트롤러(110)는 QoS 정보 획득부(111), QoS 정보 분석부(112), 제어부(113) 및 통신부(114)를 포함할 수 있다. 다만, 도 4의 UP 컨트롤러(110)는 본 발명의 일 실시예에 불과하므로, 도 4에 의해 본 발명의 기술적 사상이 한정 해석되는 것은 아니다.

QoS 정보 획득부(111)는 도 3의 로컬 통신망(120) 중 어느 한 통신망인 서비스 통신망에 의해 실행되는 이동통신 서비스(131)를 이용하는 이동 단말(140)이 체험하는 QoS에 관한 정보인 실제 QoS 정보를 획득할 수 있다. 또한, QoS 정보 획득부(111)는 상기 서비스 통신망 외의 다른 로컬 통신망(120)에 의해 이동통신 서비스(131)가 실행될 경우의 예상 QoS 정보를, 상기 다른 로컬 통신망(120) 각각에 대해 획득할 수 있다. 이러한 실제 QoS 정보 및 예상 QoS 정보는, 각 로컬 통신망(120)의 다양한 QoS 관련 메트릭(metric)들을 각 로컬 통신망(120)의 DUP(121)로부터 수신함으로써 얻을 수 있다. QoS 정보 획득부(111)는 DUP(121)와의 데이터 송수신을 위한 유선 통신 모듈 혹은 무선 통신 모듈을 포함하도록 하드웨어적으로 구현될 수 있다.

QoS 정보 분석부(112)는 QoS 정보 획득부(111)에 의해 획득된 실제 QoS 정보 및 예상 QoS 정보에 대한 분석 및 비교를 수행할 수 있다. 즉, QoS 정보 분석부(112)는 상기 QoS 정보 획득부(111)에 의해 수집된 다양한 QoS 관련 메트릭에 기초하여, 이동 단말(140)을 위해 이동통신 서비스(131)를 실행할 경우 가장 우수한 QoS를 보일 것으로 예상되는 로컬 통신망(120)을 선택할 수 있다.

제어부(113)는 QoS 정보 분석부(112)의 분석 결과에 기초하여, 이동통신 서비스(131)를 다른 로컬 통신망(120)으로 이동시킬 필요가 있다고 판단될 경우 상기 이동통신 서비스를 상기 다른 로컬 통신망(120)으로 마이그레이션(migration)시킬 수 있다. 또한 제어부(113)는 상기 마이그레이션에 필요한 동작을 직접 수행하거나, 마이그레이션의 대상이 되는 기존의 서비스 통신망과 새로운 서비스 통신망의 DUP(121)이 필요한 동작을 수행하도록 제어할 수 있다. 이와 같은 제어부(113)를 포함한 UP 컨트롤러(110)의 상세한 동작에 대해서는 아래에서 도 5 및 6을 참조하여 구체적으로 서술하도록 한다. 제어부(113) 및 전술한 QoS 정보 분석부(112)는 마이크로프로세서(microprocessor)를 포함하는 연산 장치에 의해 구현될 수 있다. 다만, 제어부(113)는 DUP(121)를 제어할 목적의 데이터의 송신 및 수신을 위한 유선 통신 모듈 혹은 무선 통신 모듈을 추가로 포함할 수도 있다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 서비스 마이그레이션이 적용된 이동통신 서비스 제공 방법의 순서를 도시한 도면이다. 단, 도 5에 도시된 방법은 본 발명의 일 실시예에 불과하므로 도 5에 의해 본 발명의 사상이 한정 해석되는 것은 아니며, 도 5에 도시된 방법의 각 단계는 경우에 따라 도면에 제시된 바와 그 순서를 달리하여 수행될 수 있음은 물론이다.

도 5에서, 소스(source) DUP(122)란 로컬 통신망(120) 중 이동통신 서비스(131)를 실행하는 서비스 통신망에 포함된 DUP를, 타겟(target) DUP(123)란 새롭게 서비스 통신망이 될 통신망에 포함된 DUP를 각각 일컫는다. UP 컨트롤러(110)는 이들 소스 DUP(122) 및 타겟 DUP(123)를 비롯한 각 DUP(121)에 대한 QoS 정보의 획득 및 분석을 수행할 수 있으며, 소스 DUP(122)가 속한 로컬 통신망(120), 즉 서비스 통신망으로부터 타겟 DUP(123)가 속한 로컬 통신망(120)으로의 이동통신 서비스(131) 마이그레이션 여부를 결정할 수 있다. 이동통신 서비스(131)의 마이그레이션을 위해 가상 머신(130)을 이동시키는 방법 자체는 통상의 기술자에게 자명한 것이므로 여기에서는 더 이상의 자세한 설명은 생략한다.

우선, UP 컨트롤러(110)는 소스 DUP(122) 및 타겟 DUP(123)를 비롯한 각 DUP(121)들을 위한 시스템 설정을 수행할 수 있다(S101). UP 컨트롤러(110)는 이동통신 시스템(100) 상에서 UP 컨트롤러(110)보다 더 상위에 존재하는 관리/제어 평면 컨트롤러(management/control plane controller, 미도시)로부터 운영, 정책 등에 관한 제어를 받을 수 있으며, 상기 S101 단계의 시스템 설정은 상기 관리/제어 평면 컨트롤러로부터의 제어에 기초하여 수행될 수 있다.

소스 DUP(122) 및 타겟 DUP(123)를 비롯한 각 DUP(121)는 상기 시스템 설정에 기초하여, QoS에 관한 정보를 수집할 수 있다(S102, S103). 이와 같은 QoS에 관한 정보에는 일정 시간 동안 측정된 로컬 통신망(120)과 이동 단말(140) 간의 평균 패킷 전송 속도, 상기 패킷 전송 속도의 편차, 이동 단말(140)에 할당 가능한 대역폭(bandwidth) 등의 QoS 관련 메트릭이 포함될 수 있다. 또한, 각 DUP(121)는 UP 컨트롤러(110)의 제어에 기초하여, 이동 단말(140)과 이동통신 서비스(131) 간의 데이터 전송 패스(path)를 설정하거나 해제할 수 있다. 이하에서는 여러 DUP(121) 중 소스 DUP(122) 및 타겟 DUP(123)에 초점을 맞춰 설명하도록 한다.

상기 소스 DUP(122) 및 타겟 DUP(123)와 관련하여 단계 S102 및 S103에 대해 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다. 소스 DUP(122)는 이동통신 서비스(131)와 이동 단말(140) 간의 데이터 송신 및 수신을 위한 데이터 패스(data path)를 모니터링할 수 있다. 보다 구체적으로는, 상기 데이터 패스는 이동통신 서비스(131)과 관련된 데이터 송신 및 수신을 위해 이동 단말(140)과 서비스 통신망 사이에 개설된 경로로 볼 수 있다. 상기 서비스 통신망에 복수의 이동통신 서비스(131)가 존재하고, 복수의 이동 단말(140)이 각각 상기 복수의 이동통신 서비스(131) 중 하나 이상을 이용한다고 가정할 때, 상기 데이터 패스 역시 복수 개 존재할 수 있다. 이와 같은 데이터 패스에 관한 정보는 패스 테이블(path table)로서 관리될 수 있다.

이 때, 소스 DUP(122)는 이들 각 데이터 패스의 데이터 전송에 관한 모니터링 결과를 플로우 테이블(flow table)로서 관리할 수 있다. 상기 플로우 테이블은, 각 패스를 통해 전송되는 데이터 패킷의 전송 속도, 상기 전송 속도의 편차, 상기 패킷의 누적 전송 수 및 상기 패킷의 누적 전송에 따른 총 데이터량 등을 포함할 수 있으며, 데이터 패킷의 전송 속도는 RTT(round-trip time)을 통해 표현될 수 있다. 즉, 상기 플로우 테이블은 QoS에 관한 정보를 포함한다 볼 수 있다.

소스 DUP(122) 및 타겟 DUP(123)는 상기 QoS에 관한 정보를 로그 데이터(log data) 형식으로 UP 컨트롤러(110)에 전달할 수 있다(S104, S105). 그러면 UP 컨트롤러(110)는 소스 DUP(122) 및 타겟 DUP(123)로부터 전달된 QoS 정보를 분석하여, 소스 DUP(122)로부터 타겟 DUP(123)로의 이동통신 서비스(131)의 마이그레이션 여부를 결정할 수 있다(S106). 즉 UP 컨트롤러(110)는, 타겟 DUP(123)가 포함된 로컬 통신망(120)에 의해 이동통신 서비스(131)가 실행될 때 보다 좋은 QoS로 이동통신 서비스(131)를 이동 단말(140)에 제공할 수 있다고 판단될 경우, 이동통신 서비스(131)에 대한 마이그레이션을 수행할 것을 결정할 수 있다. 이와 같은 QoS의 좋고 나쁨의 판단은, 예컨대 상기 QoS 정보에 포함된 여러 가지 메트릭을 기 정해진 가중치(weight)에 따라 가중평균한 값의 비교를 통해 수행될 수 있다.

상기 결정에 따라 UP 컨트롤러(110)는 마이그레이션 시작 명령을 소스 DUP(122) 및 타겟 DUP(123)에 전달하고(S107), 연결 해제 및 설정에 필요한 정보(예컨대, 데이터 전송 패스의 설정에 관한 플로우 테이블(flow table) 등)를 업데이트하여 소스 DUP(122) 및 타겟 DUP(123)에 전달할 수 있다(S108). 그러면 소스 DUP(122)에서는 데이터 통신을 위해 이동통신 서비스(131)와 이동 단말(140) 사이에 설정된 연결을 해제할 수 있으며(S109), 반대로 타겟 DUP(123)에서는 가상 머신(130)의 이동을 통해 마이그레이션될 이동통신 서비스(131)와 이동 단말(140) 사이의 연결을 설정할 수 있다(S110). 이와 같은 일련의 과정을 거쳐, 이동통신 서비스(131)의 마이그레이션이 수행될 수 있다.

상기 단계 S107 내지 S110에 대해 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다. 소스 DUP(122)의 패스 테이블에 포함된 이동통신 서비스(131)와 이동 단말(140) 사이의 데이터 패스에 관한 정보는, UP 컨트롤러(110)의 제어 하에, 소스 DUP(122)로부터 타겟 DUP(123)으로 전송될 수 있다. 이와 같이 전송된 데이터 패스 관련 정보는, 타겟 DUP(123)가 마이그레이션된 이동통신 서비스(131)와 이동 단말(140) 간의 새로운 데이터 패스를 설정하기 위한 자료가 될 수 있다. 이에 더하여, 소스 DUP(122)의 플로우 테이블의 정보 역시 타겟 DUP(123)로 전송되어, 타겟 DUP(123)의 데이터 패스 설정에 이용될 수 있다.

상기 데이터 패스 관련 정보는, 앞에서 언급한 바 있는 패스 테이블에 의해 관리될 수 있다. 패스 테이블에 의하면, 각 패스는 식별자로서의 ID를 가지며, 이동통신 서비스(131)의 IP(source IP), 이동 단말(140)의 IP(destination IP), 통신 방식, 할당된 포트(port) 등의 정보를 가질 수 있다. 타겟 DUP(123)는 상기 전송된 정보에 기초하여 새로운 데이터 패스를 쉽게 설정할 수 있다. 즉, 타겟 DUP(123)의 패스 테이블은 상기 소스 DUP(122)의 패스 테이블로부터 전송된 데이터 패스 관련 정보를 이용하여 업데이트될 수 있다.

타겟 DUP(123)는 기본적으로 상기 소스 DUP(122)에서 이동통신 서비스(131)와 이동 단말(140) 간에 마련된 기존의 데이터 패스와 동일하게 새로운 데이터 패스를 설정할 수 있다. 다만, 해당 데이터 패스가 타겟 DUP(123) 내에서 이미 이용되고 있는 등의 사정으로 인해 새로운 데이터 패스를 기존의 데이터 패스와 동일하게 설정할 수 없을 경우, 데이터 패스의 조건을 다소 변경하여 설정할 수도 있을 것이다. 한편, 소스 DUP(122)는 마이그레이션된 이동통신 서비스(131)과 이동 단말(140) 간의 기존 데이터 패스를 해제할 수 있다.

여기서, UP 컨트롤러(110)의 마이그레이션 시작 명령 및 업데이트 정보 등이 소스 DUP(122)와 타겟 DUP(123)에 가능한 한 동시에 도달하도록 하는 것이 좋을 수 있다. 이를 위해, UP 컨트롤러(110)는 각 DUP(121)와의 통신 지연(latency)을 지속적으로 측정하고, 소스 DUP(122)와 타겟 DUP(123)의 상기 지연 값의 차이를 고려하여 마이그레이션 시작 명령 및 업데이트 정보의 전송을 수행할 수 있다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 서비스 마이그레이션 방법의 순서를 도시한 도면이다. 단, 도 6에 도시된 방법은 본 발명의 일 실시예에 불과하므로 도 6에 의해 본 발명의 사상이 한정 해석되는 것은 아니며, 도 6에 도시된 방법의 각 단계는 경우에 따라 도면에 제시된 바와 그 순서를 달리하여 수행될 수 있음은 물론이다.

UP 컨트롤러(110)는 기본적으로는 소스 DUP(122) 및 타겟 DUP(123)를 비롯한 DUP(121)들로부터 기 정해진 시간 간격에 따라 주기적으로 QoS 정보를 전달받을 수 있다(S201). 이에 따라, UP 컨트롤러(110)의 QoS 정보 분석 및 마이그레이션 여부 결정 역시 상기 주기에 따라 수행될 수 있다. 이와 같은 주기는 이동통신 시스템(100)에 포함된 각 하드웨어 구성들의 성능을 고려하여 정해질 수 있다. 차세대 5G 서비스에서는 초 저지연 서비스를 구현하기 위해 상기 주기를 1ms 미만의 비교적 짧은 값으로 설정할 수 있다.

다만, 소스 DUP(122)는 이 외에도 QoS 정보 분석을 위한 요청을 QoS 정보와 함께 UP 컨트롤러(110)에 송신할 수 있으며, 상기 요청이 송신되면 UP 컨트롤러(110)는 상기 주기가 경과하지 않았어도 QoS 정보 분석 및 마이그레이션 여부 결정을 수행할 수 있다. 소스 DUP(122)는 이동 단말(140)이 체험하는 QoS가 기 설정된 허용 범위를 벗어난다고 판단될 때 상기 요청을 전송할 수 있다.

구체적인 예로서, 이동통신 서비스(131)와 이동 단말(140) 간의 RTT(round-trip time)가 기 설정된 허용 범위를 벗어날 경우, 즉 이동통신 서비스(131)와 이동 단말(140) 간의 데이터 전송 속도가 현저히 저하되었다고 판단될 경우, 상기 요청을 전송할 수 있다. 혹은, 이동 단말(140)로 전송되는 RST(reset) 패킷의 수가 기 설정된 허용 범위를 벗어날 경우 이동통신 서비스(131)와 이동 단말(140) 간의 데이터 통신이 원활하지 않다고 판단하여 상기 요청을 전송할 수 있다. 또한, 이동 단말(140)이 다른 로컬 통신망(120)으로 핸드오버했다고 판단될 경우에도 상기 요청이 전송될 수 있을 것이다.

전술한 바와 같이 주기 경과 혹은 요청 수신의 조건이 만족되면, UP 컨트롤러(110)는 소스 DUP(122) 및 타겟 DUP(123)로부터 전달받은 QoS 정보에 대한 분석에 기초하여(S202), 타겟 DUP(123)가 속한 로컬 통신망(120)으로 이동통신 서비스(131)를 마이그레이션시키는 것이 좋은지를 판단할 수 있다(S203). 만일 마이그레이션시키지 않는 것이 좋다고 판단될 경우, UP 컨트롤러(110)는 주기 경과 혹은 요청 수신의 조건이 다시 만족될 때까지 현 상태를 유지할 수 있다. 다만, 마이그레이션시키는 것이 좋다고 판단될 경우, UP 컨트롤러(110)는 마이그레이션 동작을 시작하여(S204), 이동통신 서비스(131)를 이동시키기 위한 조치를 소스 DUP(122) 및 타겟 DUP(123)에 대해 취할 수 있다(S205).

본 발명에 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 인코딩 프로세서에 탑재될 수 있으므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 인코딩 프로세서를 통해 수행되는 그 인스트럭션들이 블록도의 각 블록 또는 흐름도의 각 단계에서 설명된 기능들을 수행하는 수단을 생성하게 된다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 특정 방법으로 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 실시예들에서는 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 품질에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 균등한 범위 내에 있는 모든 기술사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 가상 머신에 의해 이동통신 서비스가 수행되도록 하되, 상기 이동통신 서비스가 가상 머신 이동을 통해 QoS가 최적화되는 로컬 통신망으로 마이그레이션되도록 할 수 있다. 이에 따라, 이동 단말의 사용자에게 가능한 한 가까운 곳에서 이동통신 서비스를 제공하되, 상기 이동통신 서비스를 최적의 QoS로 사용자에게 제공할 수 있다.

100: 이동통신 시스템
110: UP Controller
111: QoS 정보 획득부
112: QoS 정보 분석부
113: 제어부
120: 로컬 통신망
121: DUP
130: 가상 머신
131: 이동통신 서비스
140: 이동 단말
150: 스위치

Claims

복수의 로컬 통신망을 포함하는 이동통신 시스템에서 수행되는 방법으로서,
상기 이동통신 시스템에 가입되어, 상기 로컬 통신망 중 어느 하나의 통신망인 서비스 통신망에 의해 실행되는 이동통신 서비스를 이용하는 이동 단말이 체험하는 QoS(Quality of Service)에 관한 실제 QoS 정보를 획득하는 단계;
상기 로컬 통신망 중 상기 서비스 통신망 외의 다른 통신망에 의해 상기 이동통신 서비스가 실행될 경우 상기 이동 단말이 체험할 것으로 예상되는 QoS에 관한 예상 QoS 정보를, 상기 다른 통신망 각각에 대해 획득하는 단계; 및
상기 실제 QoS 정보 및 상기 예상 QoS 정보에 기초하여, 상기 이동통신 서비스가 상기 다른 통신망 중 하나에 의해 실행되도록, 상기 이동통신 서비스를 마이그레이션(migration)시키는 단계를 포함하는
서비스 이동 기반의 이동통신 서비스 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 마이그레이션시키는 단계는,
상기 실제 QoS 정보 및 상기 예상 QoS 정보에 기초하여, 상기 로컬 통신망 중 상기 이동 단말이 상기 이동통신 서비스를 이용함에 있어 가장 우수한 QoS를 보일 것으로 예상되는 통신망을 선택하는 단계; 및
상기 선택된 통신망이 상기 서비스 통신망과 다를 경우, 상기 선택된 통신망으로 상기 이동통신 서비스를 마이그레이션시키는 단계를 포함하는
서비스 이동 기반의 이동통신 서비스 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 마이그레이션시키는 단계는,
상기 이동 단말의 이동에 의해, 상기 로컬 통신망 사이에서의 핸드오버(handover)가 상기 이동 단말에 대해 수행되었는지의 여부에 기초하여, 상기 이동통신 서비스를 마이그레이션시키는 단계를 포함하는
서비스 이동 기반의 이동통신 서비스 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 이동통신 서비스는, 상기 로컬 통신망에 속하는 통신망에 포함된 노드(node)에 탑재되는 가상 머신에 의해 수행되며,
상기 마이그레이션시키는 단계는, 상기 가상 머신을 마이그레이션시킴으로써 상기 이동통신 서비스를 마이그레이션시키는 단계를 포함하는
서비스 이동 기반의 이동통신 서비스 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 실제 QoS 정보 및 상기 예상 QoS 정보는, 기 설정된 시간 동안 측정된 상기 로컬 통신망과 상기 이동 단말 간의 패킷 전송 속도의 평균, 상기 패킷 전송 속도의 편차, 상기 이동 단말에 할당 가능한 대역폭 중 적어도 하나를 포함하는
서비스 이동 기반의 이동통신 서비스 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 실제 QoS 정보 및 상기 예상 QoS 정보의 획득은, 기 설정된 시간 간격에 따라 주기적으로 수행되거나, 상기 로컬 통신망에서 상기 이동통신 시스템의 코어 네트워크(core network)로의 요청에 의해 수행되는
서비스 이동 기반의 이동통신 서비스 방법.
제 6 항에 있어서,
상기 요청은, 상기 실제 QoS 정보에 기초하여 산출된, 상기 이동 단말이 체험하는 QoS가 기 설정된 허용 범위를 벗어나는 경우 발생하는
서비스 이동 기반의 이동통신 서비스 방법.
복수의 로컬 통신망을 포함하는 이동통신 시스템의 UP(user plane) 컨트롤러로서,
상기 이동통신 시스템에 가입되어, 상기 로컬 통신망 중 어느 하나의 통신망인 서비스 통신망에 의해 실행되는 이동통신 서비스를 이용하는 이동 단말이 체험하는 QoS(Quality of Service)에 관한 실제 QoS 정보를 획득하고, 상기 로컬 통신망 중 상기 서비스 통신망 외의 다른 통신망에 의해 상기 이동통신 서비스가 실행될 경우 상기 이동 단말이 체험할 것으로 예상되는 QoS에 관한 예상 QoS 정보를, 상기 다른 통신망 각각에 대해 획득하는 QoS 정보 획득부; 및
상기 실제 QoS 정보 및 상기 예상 QoS 정보에 기초하여, 상기 이동통신 서비스가 상기 다른 통신망 중 하나에 의해 실행되도록, 상기 이동통신 서비스를 마이그레이션(migration)시키는 제어부를 포함하는
서비스 이동 기반의 이동통신 시스템의 UP 컨트롤러.
제 8 항에 있어서,
상기 실제 QoS 정보 및 상기 예상 QoS 정보에 기초하여, 상기 로컬 통신망 중 상기 이동 단말이 상기 이동통신 서비스를 이용함에 있어 가장 우수한 QoS를 보일 것으로 예상되는 통신망을 선택하는 QoS 정보 분석부를 더 포함하며,
상기 제어부는, 상기 선택된 통신망이 상기 서비스 통신망과 다를 경우, 상기 선택된 통신망으로 상기 이동통신 서비스를 마이그레이션시키는
서비스 이동 기반의 이동통신 시스템의 UP 컨트롤러.
제 8 항에 있어서,
상기 제어부는, 상기 이동 단말의 이동에 의해, 상기 로컬 통신망 사이에서의 핸드오버(handover)가 상기 이동 단말에 대해 수행되었는지의 여부에 기초하여, 상기 이동통신 서비스를 마이그레이션시키는
서비스 이동 기반의 이동통신 시스템의 UP 컨트롤러.
제 8 항에 있어서,
상기 이동통신 서비스는, 상기 로컬 통신망에 속하는 통신망에 포함된 노드(node)에 탑재되는 가상 머신에 의해 수행되며,
상기 제어부는, 상기 가상 머신을 마이그레이션시킴으로써 상기 이동통신 서비스를 마이그레이션시키는
서비스 이동 기반의 이동통신 시스템의 UP 컨트롤러.
제 8 항에 있어서,
상기 실제 QoS 정보 및 상기 예상 QoS 정보는, 기 설정된 시간 동안 측정된 상기 로컬 통신망과 상기 이동 단말 간의 패킷 전송 속도의 평균, 상기 패킷 전송 속도의 편차, 상기 이동 단말에 할당 가능한 대역폭 중 적어도 하나를 포함하는
서비스 이동 기반의 이동통신 시스템의 UP 컨트롤러.
제 8 항에 있어서,
상기 실제 QoS 정보 및 상기 예상 QoS 정보의 획득은, 기 설정된 시간 간격에 따라 주기적으로 수행되거나, 상기 로컬 통신망에서 상기 UP 컨트롤러로의 요청에 의해 수행되는
서비스 이동 기반의 이동통신 시스템의 UP 컨트롤러.
제 13 항에 있어서,
상기 요청은, 상기 실제 QoS 정보에 기초하여 산출된, 상기 이동 단말이 체험하는 QoS가 기 설정된 허용 범위를 벗어나는 경우 발생하는
서비스 이동 기반의 이동통신 시스템의 UP 컨트롤러.
각각의 DUP(distributed user plane)를 포함하는 복수의 로컬 통신망; 및
상기 로컬 통신망 각각에 연결되는 UP 컨트롤러를 포함하며,
상기 로컬 통신망 중 상기 이동통신 시스템에 가입된 이동 단말이 이용하는 이동통신 서비스를 실행하는 통신망인 서비스 통신망의 DUP는, 상기 이동 단말이 체험하는 QoS(Quality of Service)에 관한 실제 QoS 정보를 상기 UP 컨트롤러에 전송하고,
상기 로컬 통신망 중 상기 서비스 통신망 외 다른 통신망의 DUP는, 상기 다른 통신망에 의해 상기 이동통신 서비스가 실행될 경우 상기 이동 단말이 체험할 것으로 예상되는 QoS에 관한 예상 QoS 정보를 상기 UP 컨트롤러에 전송하며,
상기 UP 컨트롤러는, 상기 실제 QoS 정보 및 상기 예상 QoS 정보에 기초하여, 상기 이동통신 서비스가 상기 다른 통신망 중 하나에 의해 실행되도록, 상기 이동통신 서비스를 마이그레이션(migration)시키는
서비스 이동 기반의 이동통신 시스템.
제 15 항에 있어서,
상기 서비스 통신망의 DUP는, 상기 이동통신 서비스와 관련하여 상기 이동 단말이 상기 서비스 통신망과의 사이에서 송신 혹은 수신하는 패킷의 전송 속도, 상기 전송 속도의 평균, 상기 패킷의 누적 전송량 중 적어도 하나에 관한 정보를 상기 실제 QoS 정보로서 상기 UP 컨트롤러에 전달하는
서비스 이동 기반의 이동통신 시스템.
제 15 항에 있어서,
상기 UP 컨트롤러는, 상기 이동통신 서비스와 관련된 데이터 송신 및 수신을 위한 상기 이동 단말과 상기 서비스 통신망 사이의 데이터 패스(data path)에 관한 정보가, 상기 이동통신 서비스가 마이그레이션될 통신망의 DUP로 전송되도록, 상기 서비스 통신망의 DUP를 제어하며,
상기 이동통신 서비스가 마이그레이션될 통신망의 DUP는, 상기 전송받은 데이터 패스에 관한 정보에 기초하여, 상기 이동 단말과 상기 이동통신 서비스가 마이그레이션될 통신망 사이의 데이터 패스를 설정하는
서비스 이동 기반의 이동통신 시스템.