KR20200134554A - 이종망 신호 변환기 및 이를 이용한 신호 전송 방법 - Google Patents

이종망 신호 변환기 및 이를 이용한 신호 전송 방법 Download PDF

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Abstract

이종망 신호 변환기가 신호를 변환하여 전송하는 방법으로서, 복수의 통신 서비스들을 카테고리화한 복수의 서비스 카테고리들과, 복수의 서비스 카테고리들에 대응하는 네트워크 식별 번호들을 저장한다. 와이파이 안테나를 통해 단말로부터 통신 서비스 요청 신호를 수신하고, 통신 서비스 요청 신호에 포함된 서비스 카테고리를 확인하여, 서비스 카테고리에 대응하여 매핑된 특정 네트워크 식별 번호를 통신 서비스 요청 신호의 지정된 필드에 삽입한다. 특정 네트워크 식별 번호가 삽입된 통신 서비스 요청 신호를 이동통신 신호 포맷으로 변환하고, 변환된 신호를 이동통신 안테나를 통해 기지국으로 전송한다.

Description

이종망 신호 변환기 및 이를 이용한 신호 전송 방법{Apparatus for heterogeneous network signal converter and method for signal transmission using the same}
본 발명은 이종망 신호 변환기 및 이를 이용한 신호 전송 방법에 관한 것이다.
LTE 또는 5G를 WiFi로 변환하는 이종망 신호 변환기는 LTE 에그(LTE egg), 모바일 라우터, 휴대용 무선 모뎀, 포켓파이 등 다양한 형태로 상용화되어 있다. 이들 이종망 신호 변환기는 백홀(backhaul)을 이동통신망으로 사용하며, 사용자 단말에는 통신 서비스를 와이파이(WiFi)로 제공하는 장치가 대부분이다. 이동통신망을 백홀로 사용하기 때문에, 장소에 제약 받지 않고 와이파이 서비스를 사용자의 단말로 제공할 수 있는 장점이 있다.
이러한 이종망 신호 변환기의 성능 개선은 대부분 와이파이 기술 진화(예를 들어, 802.11n에서 802.11ac로의 진화 또는 MIMO 기술 등)에 따라, 무선기술 측면의 성능 개선이 대부분이었다. 실질적으로 LTE 기술의 진화에 따른 백홀 기술 진화와, 와이파이 기술 진화가 독립적으로 이루어지기 때문에, 이종망 신호 변환기 내에서의 QoS 보장 기술 적용은 미비한 실정이다.
물론, 이종망 신호 변환기가 아닌 유선 백홀을 사용하는 WiFi AP(Access Point)에서는, 서비스 품질 보장을 위한 연동 기술(예를 들어, WMM(Wi-Fi Multimedia, 와이파이 멀티미디어), DSCP(Differentiated Services Codepoint, 서비스 품질 유형 정보) tagging 등)은 존재한다. 그러나 무선 백홀을 사용할 경우에는, 서비스 품질 보장을 위한 연동 기술을 적용하기 어려운 단점이 있다.
따라서, 본 발명은 이동통신 망에서 와이파이로 변환 시, 와이파이와 이동통신(LTE, 5G, 3GPP 등)간 QoS(Quality of Service) 연동을 통해, QoS를 보장하는 이종망 신호 변환기 및 이를 이용한 신호 전송 방법을 제공한다.
상기 본 발명의 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 하나의 특징인 이종망 신호 변환기가 신호를 변환하여 전송하는 방법으로서,
복수의 통신 서비스들을 카테고리화한 복수의 서비스 카테고리들과, 상기 복수의 서비스 카테고리들에 대응하는 네트워크 식별 번호들을 저장하는 단계, 와이파이 안테나를 통해 단말로부터 통신 서비스 요청 신호를 수신하고, 상기 통신 서비스 요청 신호에 포함된 서비스 카테고리를 확인하는 단계, 상기 서비스 카테고리에 대응하여 매핑된 특정 네트워크 식별 번호를 상기 통신 서비스 요청 신호의 지정된 필드에 삽입하는 단계, 그리고 상기 특정 네트워크 식별 번호가 삽입된 상기 통신 서비스 요청 신호를 이동통신 신호 포맷으로 변환하고, 변환된 신호를 이동통신 안테나를 통해 기지국으로 전송하는 단계를 포함한다.
상기 지정된 필드에 삽입하는 단계는, 상기 이종망 신호 변환기에 삽입된 모뎀이 LTE 모뎀, 5G 모뎀 또는 LTE/5G 모뎀 중 어느 하나인지 확인하는 단계, LTE 모뎀이 삽입되어 있으면, 상기 서비스 카테고리에 대응한 LTE 전용 네트워크의 네트워크 식별 번호를 상기 지정된 필드에 삽입하는 단계, 그리고 5G 모뎀 또는 LTE/5G 모뎀이 포함되어 있으면, 상기 서비스 카테고리에 대응한 5G 전용 네트워크의 네트워크 식별 번호를 상기 지정된 필드에 삽입하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 복수의 서비스 카테고리들은 WMM(WiFi Multimedia) 카테고리 또는 DSCP(Differentiated Services Codepoint) 중 어느 하나이고, 상기 네트워크 식별 번호는 PLMN(Public Land Mobile Network) 및 S-NSSAI(Single-Network Slice Selection Assistance Information)일 수 있다.
상기 본 발명의 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 특징인 이종망 신호 변환기로서,
와이파이 안테나를 통해 단말로부터 서비스 카테고리를 포함하는 통신 서비스 요청 신호를 수신하는 와이파이 신호 처리부, 복수의 통신 서비스들을 카테고리화한 복수의 서비스 카테고리들과, 상기 복수의 서비스 카테고리들에 매핑된 네트워크 식별 번호들을 저장하는 저장하는 매핑 테이블 저장부, 상기 통신 서비스 요청 신호에 포함된 상기 서비스 카테고리를 확인하고, 상기 서비스 카테고리에 대응하여 상기 매핑 테이블 저장부에 저장된 네트워크 식별 번호를 상기 통신 서비스 요청 신호에 삽입하는 서비스 카테고리 확인부, 그리고 상기 네트워크 식별 번호를 포함하는 통신 서비스 요청 신호를 이동통신 신호 포맷으로 변환하고, 이동통신 안테나를 통해 기지국으로 전송하는 이동통신 신호 처리부를 포함한다.
상기 서비스 카테고리 확인부는, 상기 이동통신 신호 처리부에 삽입되어 있는 5G 모뎀, LTE 모뎀, 또는 5G/LTE 모뎀 중 어느 하나의 모뎀에 따라, 상기 서비스 카테고리에 대응하는 LTE 네트워크 식별 번호, 또는 5G 네트워크 식별 번호 중 어느 하나를 상기 통신 서비스 요청 신호에 삽입할 수 있다.
상기 와이파이 신호 처리부와 상기 이동통신 신호 처리부는 서로 상이한 칩셋으로 구현되고, 상기 와이파이 신호 처리부와 이동통신 신호 처리부는 유선으로 연결될 수 있다.
상기 본 발명의 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 특징인 이종망 신호 변환기로서,
단말로부터 서비스 카테고리를 포함하는 와이파이 포맷의 RF 신호를 수신하는 와이파이 신호 처리부, 상기 RF 신호를 베이스밴드 신호로 변환하고, 상기 베이스밴드 신호에 포함된 상기 서비스 카테고리를 확인하며, 상기 서비스 카테고리에 대응하여 기 저장된 네트워크 식별 번호를 상기 베이스밴드 신호에 삽입하는 베이스밴드 신호 처리부, 그리고 상기 네트워크 식별 번호를 포함하는 베이스밴드 신호를 이동통신 포맷의 RF 신호로 변환하여, 기지국으로 전송하는 이동통신 신호 처리부를 포함한다.
상기 와이파이 신호 처리부, 베이스밴드 신호 처리부, 그리고 이동통신 신호 처리부는 하나의 칩셋으로 구현될 수 있다.
본 발명에 따르면 이종망 신호 변환기 내에서 이종망간 서비스의 우선순위 연속성을 보장함으로써, 서비스 품질을 보장할 수 있다.
또한, 이동통신 및 5G 접속 시 사업자의 네트워크 식별번호인 PLMN(Public Land Mobile Network)에 의한 물리적인 망 분리와 함께, 동일 PLMN내에서 슬라이스 정보를 적용함으로써, 논리적인 망 분리도 가능하다.
또한, 본 발명에 따르면 이종망 신호 변환기만을 위한 네트워크 슬라이싱 기능을 구현할 수 있다.
도 1은 일반적인 이종망 신호 변환기의 활용 예시도이다.
도 2는 유선 백홀을 사용한 와이파이 구간에서의 와이파이 멀티미디어 기술이 적용된 예시도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 이종망 신호 변환기가 적용된 환경의 예시도이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 이종망 신호 변환기의 구조도이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 이종망 신호 변환기의 구조도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 기지국의 구조도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 신호 프레임의 예시도이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 신호 전송 방법에 대한 흐름도이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 서비스 별 네트워크 식별번호 매핑에 대한 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 단말은 통신에서의 사용자 단말을 의미하는 포괄적 개념으로서, UE(User Equipment), MS(Mobile Station), MT(Mobile Terminal), SS(Subscriber Station), PSS(Portable Subscriber Station), AT(Access Terminal), 이동국, 이동 단말, 가입자국, 휴대 가입자국, 사용자 장치, 접근 단말, 무선 기기 등의 용어로 불릴 수도 있고, UE, MS, MT, SS, PSS, AT, 이동국, 이동 단말, 가입자국, 휴대 가입자국, 사용자 장치, 접근 단말, 무선 기기 등의 전부 또는 일부의 기능을 포함할 수도 있다.
단말은 기지국(base station, BS), 접근점(Access Point, AP), 무선 접근국(Radio Access Station, RAS), 노드B(Node B), 고도화 노드B(evolved NodeB, eNodeB), 송수신 기지국(Base Transceiver Station, BTS), MMR(Mobile Multihop Relay)-BS 등과 같은 네트워크 장치에 접속하여 원격의 서버에 연결될 수 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.
이하, 도면을 참조로 하여 본 발명의 실시예에 따른 이종망 신호 변환기 및 이를 이용한 서비스 제공 방법에 대해 상세히 설명한다.
본 발명의 실시예에 대해 설명하기 앞서, 일반적인 환경에서의 이종망 신호 변환기가 활용되는 예와 음성, 비디오, 최선형(Best-Effort), 백그라운드의 네 가지 접근 범주에 따라 네트워크 트래픽의 우선 순위를 지정하는 WMM(WiFi MultiMedia) 기술이 적용된 예에 대해 도 1 및 도 2를 참조로 설명한다.
도 1은 일반적인 이종망 신호 변환기의 활용 예시도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 일반적으로 사용되고 있는 망 변환을 위한 무선 공유기(10)는 백홀을 이동통신망(5G, LTE 등)으로 사용하고, 단말(20)에 제공하는 서비스는 와이파이로 한다. 무선 공유기(10)는 LTE 에그, 모바일 라우터, 휴대용 무선 모뎀, 포켓파이 등의 형태로 상용화 되어 있다.
무선 공유기(10)는 이동통신망을 백홀로 사용하기 때문에, 장소에 제약 받지 않고 WiFi 서비스를 단말(20)에 제공한다. 무선 공유기(10)는 기지국(30)과 백홀로 연결된다. 그리고, 기지국(30)으로부터 무선 공유기(10)로 전송되는 신호는 반송파 집적(Carrier Aggregation) 기술을 통해 전송되어, LTE-A(LTE-Advanced)에서는 최대 100MHz 대역폭에 이르는 광대역 신호가 무선 공유기(10)로 전송된다.
그리고 무선 공유기(10)는 802.11ac 또는 MIMO(Multiple Input and Multiple Output)와 같은 WiFi 무선 기술을 이용하여, 기지국(30)으로부터 수신한 신호를 단말(20)로 전달한다. 이때, 이동통신망을 백홀로 사용하는 무선 공유기(10) 대신에 유선 백홀을 사용한 와이파이 구간에서, 와이파이 멀티미디어 기술을 적용할 수 있다. 이에 대해 도 2를 참조로 설명한다.
도 2는 유선 백홀을 사용한 와이파이 구간에서의 와이파이 멀티미디어 기술이 적용된 예시도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 무선 공유기(10)가 아닌 유선 백홀을 사용하는 WiFi AP(40)는 단말(50-1, 50-2)에 서비스에 따른 서비스 우선 순위를 보장하기 위하여 WMM 기술을 사용하고 있다. 즉, 기지국(30)에서 유선 백홀을 사용하는 WiFi AP(40)로 음성, 영상, 최선형, 백그라운드 등, 신호 내에 네트워크 식별 번호인 DSCP(Differentiated Services Codepoint) 값을 필드에 삽입하여 전송한다. 그러면, WiFi AP(40)는 DSCP 값을 확인하고 WMM 기술을 이용하여, 서비스에 맞게 QoS를 보장할 수 있도록 단말(50-1, 50-2)에 전송한다.
그러나, 도 2에 도시된 기술은 유선 백홀을 사용하는 WiFi AP(40)에 서비스 품질 보장을 위해 WMM이나 DSCP 태그 등을 연동하는 기술이다. 따라서, 상기 도 1과 같이 무선 백홀을 사용할 경우 적용이 어려운 단점이 있다.
그러므로, 본 발명의 실시예에서는 무선 백홀을 사용하는 이종망 신호 변환기에서도 유선 백홀을 사용하는 WiFi AP와 같이 서비스 품질을 보장할 수 있을 뿐만 아니라, 네트워크 슬라이스 기능을 제공할 수 있는 이종망 신호 변환기 및 이를 이용한 서비스 제공 방법에 대해 설명한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 이종망 신호 변환기가 적용된 환경의 예시도이다.
본 발명의 실시예에서는 이종망 신호 변환기(100)에서 와이파이로 단말(300)에 제공될 통신 서비스의 서비스 QoS를 이동통신망에서의 QoS와 같이 보장할 수 있다. 즉, 어떤 신호를 빨리 전송할지 결정하는 서비스의 연속성을 제공할 수 있다.
이를 위해, 도 3에 도시된 바와 같이, 이종망 신호 변환기(100)에서 와이파이 신호에서 5G/LTE 신호로 변환된 신호를 수신한 기지국(200)은, 각각의 서비스에 맞는 5G 전용 네트워크(600)로 향하도록 Common CP NF 1(Common Control Plane Network Function 1)(500) 또는 LTE 전용 네트워크들(400)로 신호를 전송한다. 여기서, Common CP NF 1(500)은 제어 평면에 해당하는 신호들을 어느 네트워크 슬라이스로 전송할 지 결정하는 것으로, 이미 알려져 있는 Common CP NF 1(500)의 기능에 대한 상세 설명은 생략한다.
5G 전용 네트워크(600)는 복수의 네트워크 슬라이스(610, 620, 630)를 포함한다. 그리고 복수의 네트워크 슬라이스(610, 620, 630)는 서로 다른 서비스 별로 구분된다.
예를 들어, 복수의 네트워크 슬라이스(610, 620, 630)는 사내망, 스마트 팩토리(Smart Factory), CCTV(Closed Circuit Television), IoT(Internet of Things), 음성, 영상 등과 같은 서비스 별로 구분된다. 본 발명의 실시예에서는 n개의 네트워크 슬라이스를 도시하였으나, 반드시 이와 같이 한정되는 것은 아니다.
기지국(200)은 물리적으로 분리된 네트워크들을 통해 단말(300)에 LTE 통신 서비스를 제공하기 위하여, 다양한 형태의 LTE 전용 네트워크들(400)과 연동한다. 본 발명의 실시예에서는 설명의 편의를 위하여 다양한 형태의 LTE 전용 네트워크들을 데이터 전용 네트워크(410), 영상 전용 네트워크(420), 그리고 음성 전용 네트워크(430)로 구분하여 설명하나, 반드시 이와 같이 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 실시예에서는 기지국(200)이 5G의 RAN(Radio Access Network)인 것을 예로 하여 설명하나, 반드시 이와 같이 한정되는 것은 아니다. 만약 기지국(200)이 LTE 기지국인 경우라면 도 3에 도시된 LTE 전용 네트워크(400)들하고만 연동한다.
기지국(200)은 이종망 신호 변환기(100)로부터 전달되는 신호의 네트워크 식별 필드에 포함된 네트워크 식별 정보를 토대로 물리적으로 분리된 전용 네트워크들(400)에 신호를 전송하거나, 논리적으로 분리된 네트워크 슬라이스(600)로 신호를 전송한다.
여기서, 기지국(200)이 수신한 신호에 포함된 네트워크 식별 정보는, 이종망 신호 변환기(100)가 단말(300)로부터 수신한 신호에 포함된 서비스 카테고리(예를 들어, WMM 또는 DSCP 값)에 대응되어 미리 매핑되어 있는 네트워크 식별 정보에 해당한다. 서비스 카테고리 정보에 따라 매핑된 네트워크 식별 정보는 PLMN, 또는 S-NSSAI를 사용하는 것을 예로 하여 설명한다.
기지국(200)과 연동한 이종망 신호 변환기(100)는 기지국(200)으로부터 전송되는 5G 또는 LTE 신호와 같은 이동통신 신호를 와이파이 신호로 변환하여 단말(300)로 전달한다. 또한, 단말(300)에서 전송되는 와이파이 신호를 5G 또는 LTE 신호로 변환하여 기지국(200)으로 전송한다.
이때, 이종망 신호 변환기(100)는 이동통신 네트워크에서 제공하는 서비스의 QoS 연속성을 무선 백홀을 사용하는 네트워크에서도 보장하기 위하여, 단말(300)이 요청하는 통신 서비스를 카테고리화하여 저장한다. 본 발명의 실시예에서는 카테고리로 음성(audio), 최선형(best-effort), 영상(video), 백 그라운드(back ground)를 예로 하여 설명한다.
또한, 이종망 신호 변환기(100)가 설치되어 있는 이동통신 네트워크는 서비스 별 또는 단말 별로 맞춤형 코어 네트워크를 제공할 수 있는 네트워크 슬라이싱(network slicing) 기술을 이용하여 단말(300)에 통신 서비스를 제공할 수 있다.
이종망 신호 변환기(100)는 서비스 QoS의 연속성을 보장하기 위해, 단말(300)로부터 전송되는 와이파이 신호에 포함된 서비스 카테고리에 따라, 해당 신호를 전송할 네트워크 식별 번호를 필드에 삽입한다. 이에 대해서는 이후 상세히 설명한다.
단말(300)은 WMM을 지원한다. 단말(300)이 WMM을 지원할 경우, 이종망 신호 변환기(100)는 단말(300)로 향하는 통신 서비스 신호를 음성, 영상, 최선형, 백그라운드 등으로 구분하여 전송할 수 있다.
이러한 이종망 신호 변환기(100)는 와이파이와 이동통신 칩셋이 서로 상이하여 이더넷 기반으로 연동하는 구조와, 이동통신과 와이파이가 하나의 칩셋으로 구현되는 또 다른 구조로 구현할 수 있다. 와이파이와 이동통신 칩셋이 상이한 구조에 대해서는 도 4를 참조로, 하나의 칩셋으로 구현한 구조에 대해서는 도 5를 참조로 설명한다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 이종망 신호 변환기의 구조도이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 이종망 신호 변환기(100)는 이동통신 신호 처리부(110), 서비스 카테고리 확인부(120), 매핑 테이블 저장부(130), 그리고 와이파이 신호 처리부(140)를 포함한다. 여기서, 이동통신 신호 처리부(110)와 와이파이 신호 처리부(140) 사이는 유선으로 연결되어 있는 이더넷 구간으로, 이종망 신호 변환기(100)가 유선 백홀에서 사용되는 DSCP 태그를 이용할 수 있는 원인이다.
이동통신 신호 처리부(110)는 5G/LTE RF 신호 처리부(111)와 5G/LTE 베이스밴드 변환부(112)를 포함하고, 와이파이 신호 처리부(140)는 와이파이 RF 신호 처리부(141)와 와이파이 베이스밴드 변환부(142)를 포함한다.
5G/LTE RF 신호 처리부(111)는 기지국(200)으로부터 전송되는 이동통신 RF 신호인 5G RF 신호 또는 LTE RF 신호를 수신한다.
또한, 5G/LTE RF 신호 처리부(111)는 5G/LTE 베이스밴드 변환부(112)로부터 이동통신 기저대역 신호를 수신하면, 이동통신 RF 신호로 변환하여 5G/LTE 안테나를 통해 기지국(200)으로 전송한다.
5G/LTE RF 신호 처리부(111)는 5G 신호를 처리하기 위한 5G 모뎀과 LTE 신호를 처리하기 위한 LTE 모뎀을 모두 포함할 수 있다. 또는, 5G/LTE RF 신호 처리부(111)는 5G 모뎀 또는 LTE 모뎀 중 어느 하나만 포함할 수 있다.
만약, 5G 모뎀과 LTE 모뎀이 5G/LTE RF 신호 처리부(111)에 모두 포함되어 있는 경우라면, 5G/LTE RF 신호 처리부(111)는 단말(300)에서 요청된 서비스 요청 신호를 5G 신호 처리를 위한 5G 전용 네트워크로 우선 전송하는 것을 예로 하여 설명한다. 그리고 5G 신호 또는 LTE 신호 중 어느 하나만을 처리하는 모뎀을 포함하고 있는 경우라면, 해당 신호를 처리하는 네트워크로 신호가 전송되도록 한다.
이러한 5G/LTE RF 신호 처리부(111)가 이동통신 기저대역 신호를 이동통신 RF 신호로 변환하는 방법은 다양하므로, 본 발명의 실시예에서는 어느 하나의 방법으로 한정하지 않는다. 그리고, 5G 전용 네트워크로 전송된 신호가 처리가 되지 않을 경우, LTE 전용 네트워크로 전달하는 방법 등은 본 발명의 실시예에서는 상세한 설명을 생략한다.
5G/LTE 베이스밴드 변환부(112)는 5G/LTE 무선 신호 수신부(111)가 수신한 이동통신 RF 신호를 이동통신 기저대역 신호로 변환한다. 5G/LTE 베이스밴드 변환부(112)가 이동통신 RF 신호를 이동통신 기저대역 신호로 변환하는 방법은 이미 알려진 것으로, 본 발명의 실시예에서는 상세한 설명을 생략한다.
또한, 5G/LTE 베이스밴드 변환부(112)는 서비스 카테고리 확인부(120)로부터 서비스 카테고리가 확인된 와이파이 베이스밴드 신호를 수신하면, 이를 이동통신 베이스밴드 신호로 변환한다.
와이파이 RF 신호 처리부(141)는 단말(300)로부터 전송되는 와이파이 RF 신호를 수신한다.
또한, 와이파이 RF 신호 처리부(141)는 와이파이 베이스밴드 변환부(142)로부터 와이파이 베이스밴드 신호를 수신하면 와이파이 RF 신호로 변환한다. 와이파이 RF 신호 처리부(141)가 와이파이 기저대역 신호를 와이파이 RF 신호로 변환하는 방법은 다양하므로, 본 발명의 실시예에서는 어느 하나의 방법으로 한정하지 않는다.
와이파이 베이스밴드 변환부(142)는 와이파이 RF 신호 처리부(141)로부터 와이파이 RF 신호를 수신하면 이를 와이파이 베이스밴드 신호로 변환한다.
또한, 와이파이 베이스밴드 변환부(142)는 서비스 카테고리 확인부(120)로부터 서비스 카테고리가 확인된 이동통신 베이스밴드 신호를 수신하면, 이를 와이파이 베이스밴드 신호로 변환한다.
서비스 카테고리 확인부(120)는 5G/LTE 베이스밴드 변환부(112)로부터 서비스 카테고리를 포함하는 이동통신 베이스밴드 신호를 수신한다. 또한 서비스 카테고리 확인부(120)는 와이파이 베이스밴드 변환부(142)로부터 서비스 카테고리가 포함된 와이파이 베이스밴드 신호를 수신한다.
서비스 카테고리 확인부(120)는 수신한 베이스밴드 신호에 포함된 서비스 카테고리를 확인한다. 여기서, 서비스 카테고리에는 WMM 값 또는 DSCP 값이 포함되어 있다.
서비스 카테고리 확인부(120)는 매핑 테이블 저장부(130)에 저장되어 있는 매핑 테이블을 기초로, 서비스 카테고리인 WMM 값 또는 DSCP 값에 대응하는 네트워크 식별번호와 슬라이스 네트워크 식별 번호를 필드에 삽입한 후, 베이스밴드 신호로 변환한다. 여기서, 네트워크 식별 번호는 PLMN(Public Land Mobile Network)이고, 슬라이스 네트워크 식별 번호는 S-NSSAI(Single-Network Slice Selection Assistance Information)이다.
서비스 카테고리 확인부(120)는 네트워크 식별번호 또는/및 슬라이스 네트워크 식별번호를 포함하는 베이스밴드 신호를 5G/LTE 베이스밴드 변환부(112) 또는 와이파이 베이스밴드 변환부(142)로 전달한다.
매핑 테이블 저장부(130)는 네트워크 식별 번호 필드에 포함된 WMM 값 또는 DSCP 값에 따라 기지국(200)이 신호를 전송할 수 있도록, 매핑 테이블을 저장, 관리한다. 여기서 매핑 테이블은 서비스 카테고리에 대응하여 매핑된 네트워크 식별 정보 또는 슬라이스 네트워크 식별번호를 저장하며, 다음 표 1 또는 표 2와 같이 나타낼 수 있다.
WMM DSCP PLMN S-NSSAI 비고
AC_BE DSCP 0
(Best-effort)		 480 08 1 eMMM용
3 MIoT용
AC_BK DSCP 11(AF 11) 450 09 2 Background data
AC_VI DSCP 12(AF 12) 450 10 5 Video
AC_VO DSCP 13(AF 13) 450 11 7 VoIP, 음성
WMM DSCP PLMN S-NSSAI 비고
AC_BE DSCP 0
(Best-effort)		 480 08 1 eMMM용
3 MIoT용
AC_BK DSCP 11(AF 11) 2 Background data
AC_VI DSCP 12(AF 12) 5 Video
AC_VO DSC 13(AF 13) 7 VoIP, 음성
본 발명의 실시예에서는 표 1 또는 표 2에 나타낸 바와 같이 인터넷 서비스는 BE(Best Effort)로, 스트리밍과 같이 백그라운드로 다운로드를 계속 받아야 하는 서비스는 BK(Background)로 매핑되도록 카테고리화 되어 있다. 또한, 영상 통화의 경우에는 VI(VIdeo)로, 음성 통화의 경우에는 VO(VOice)로 매핑되도록 카테고리화 되어 있다.
그리고 표 1에 나타낸 바와 같이, 서비스 카테고리가 DSCP 0으로 설정된 신호를 수신하면, 서비스 카테고리 확인부(120)는 네트워크 식별 정보 중 PLMN은 480 08, S-NSSAI는 1로 매핑한다. 그리고 서비스 카테고리가 DSCP 12로 설정된 신호를 수신하면, 서비스 카테고리 확인부(120)는 PLMN은 450 10, S-NSSAI는 5로 매핑한다.
여기서, PLMN은 물리적으로 분리된 네트워크를 식별하는데 이용된다. PLMN이 450 08인 BE 신호가 모바일 브로드밴드 신호인 경우, 복수의 네트워크 슬라이스 중 모바일 브로드밴드용(eMBB) 신호를 처리하는 1번 네트워크 슬라이스로 신호를 전송할 수 있도록 S-NSSAI가 1로 설정되어 있다.
이와 마찬가지로 PLMN이 450 08인 BE 신호가 초대용량 IoT 신호인 경우, 복수의 네트워크 슬라이스 중 매시브 IoT(MIoT) 신호를 처리하는 3번 네트워크 슬라이스로 신호를 전송할 수 있도록 S-NSSAI가 3로 설정되어 있다. 각각의 설정 값들은 예를 들어 설명하기 위한 값들로, 반드시 이와 같이 한정되는 것은 아니다.
다음은 이종망 신호 변환기(100)가 이동통신 신호 처리와 와이파이 신호 처리가 하나의 칩 내에서 처리하는 경우의 구조에 대해 도 5를 참조로 설명한다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 이종망 신호 변환기의 구조도이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 이종망 신호 변환기(100)는 이동통신 RF 신호 처리부(150), 베이스밴드 신호 처리부(160), 그리고 와이파이 RF 신호 처리부(170)를 포함한다.
이동통신 RF 신호 처리부(150)는 기지국(200)으로부터 전송되는 5G 또는 LTE RF 신호를 수신한다. 또한, 이동통신 RF 신호 처리부(150)는 베이스밴드 신호 처리부(160)로부터 와이파이 베이스밴드 신호를 수신하면 이를 이동통신 RF 신호로 변환하여 기지국(200)으로 전송한다.
이동통신 RF 신호 처리부(150)는 LTE 신호와 5G 신호를 모두 처리할 수 있는 LTE 모뎀과 5G 모뎀을 포함할 수 있다. 또는, LTE 모뎀 또는 5G 모뎀 중 어느 하나만을 포함할 수 있다. 만약, LTE 모뎀과 5G 모뎀이 모두 포함되어 있는 경우, 이동통신 RF 신호 처리부(150)는 와이파이 베이스밴드 신호를 5G RF 신호로 변환하여 5G 전용 네트워크로 우선 전송하는 것을 예로 하여 설명한다.
와이파이 RF 신호 처리부(170)는 단말(300)로부터 전송되는 와이파이 RF 신호를 수신한다. 또한 와이파이 RF 신호 처리부(170)는 베이스밴드 신호 처리부(160)로부터 이동통신 베이스밴드 신호를 수신하면, 이를 와이파이 RF 신호로 변환하여 단말(300)로 전송한다.
베이스밴드 신호 처리부(160)는 이동통신 RF 신호 처리부(150)로부터 수신한 이동통신 RF 신호를 베이스밴드 신호로 변환한다. 이와 마찬가지로, 베이스밴드 신호 처리부(160)는 와이파이 RF 신호 처리부(170)로부터 수신한 와이파이 RF 신호를 베이스밴드 신호로 변환한다.
베이스밴드 신호 처리부(160)는 와이파이 RF 신호에 서비스 카테고리가 포함되어 있으면, 서비스 카테고리에 대응하는 네트워크 식별 번호를 신호에 삽입한다. 이를 위해, 베이스밴드 신호 처리부(160)에는 매핑 테이블이 저장되어 있다.
따라서, 베이스밴드 신호 처리부(160)는 저장되어 있는 매핑 테이블을 기초로 베이스밴드 신호에 PLMN(Public Land Mobile Network)인 네트워크 식별번호 또는/및 S-NSSAI(Single-Network Slice Selection Assistance Information)인 슬라이스 네트워크 식별번호를 삽입한다.
다음은, 기지국(200)의 구조에 대해 도 6을 참조로 설명한다
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 기지국의 구조도이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 기지국(200)은 신호 수신부(210), 네트워크 식별정보 확인부(220), 그리고 신호 송신부(230)를 포함한다.
신호 수신부(210)는 이종망 신호 변환기(100) 또는 단말(300)로부터 전송되는 신호를 수신한다. 이종망 신호 변환기(100)로부터 전송된 신호에는 서비스 카테고리에 따라 매핑된 네트워크 식별번호 및 슬라이스 네트워크 식별번호가 포함되어 있다.
네트워크 식별 정보 확인부(220)는 이종망 신호 변환기(100)로부터 전송된 신호에 포함된 네트워크 식별번호 및 슬라이스 네트워크 식별번호를 확인한다.
신호 송신부(230)는 네트워크 식별 정보 확인부(220)가 확인한 네트워크 식별번호 및 슬라이스 네트워크 식별번호를 기초로, 단말(300)로부터 전송된 신호를 네트워크(400, 600)로 전달한다.
예를 들어, 단말(300)로부터 전송된 신호가 LTE 음성 통화 신호라면, 음성 전용 네트워크(430)로 신호를 전달한다. 그리고, 단말(300)로부터 전송된 신호가 5G의 음성 신호라면, 5G 통신 서비스를 제공하기 위한 복수의 네트워크 슬라이스(610~630)들 중 음성 신호를 전송하는 네트워크 슬라이스로 신호를 전달한다.
이때, 기지국(200)은 별도의 구조 변경 없이 이종망 신호 변환기(100)로부터 전송된 신호를 확인하고, 단말(300)이 요청한 서비스에 대응하는 네트워크로 신호를 전송할 수 있다. 이에 대해 도 7을 참조로 설명한다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 신호 프레임의 예시도이다.
도 7은 LTE 신호에 대한 것으로, LTE 신호는 제어 평면과 사용자 평면으로 구성된다. 사용자 평면의 EPS 베어러(Bearer)를 통해 데이터가 흐르고, ECM(EPS Connection Management) Connection에 데이터 경로를 결정하기 위한 네트워크 식별번호와 네트워크 슬라이스 식별정보가 삽입된다.
일반적으로 이종망 신호 변환기에서 기지국으로 전송되는 신호에는 네트워크 식별정보인 PLMN 또는 S-NSSAI 값이 삽입되어 전송된다. 기지국은 제어 평면을 통해 전송되는 신호에서 PLMN 또는 S-NSSAI 값을 확인하여 대응하는 네트워크로 신호를 전달하고 있다. 이때, 네트워크를 서비스 종류에 상관 없이 단일 네트워크로 사용하고 있기 때문에, 현재 기지국은 PLMN 또는 S-NSSAI 값을 확인하고는 있으나 단일 네트워크로 신호를 전달하기만 하면 된다.
그러나, 본 발명의 실시예에서는 서비스별로 각각 상이한 네트워크의 네트워크 식별정보를 미리 이종망 신호 변환기(100)에 매핑하고 있다. 따라서, 기지국은 PLMN 또는 S-NSSAI 값을 토대로 단말(300)이 요청한 서비스에 대응하는 네트워크로 신호를 전달하게 된다.
도 7에 도시한 신호 프레임의 예는 일반적인 LTE 신호 프레임과 동일하며, 단지 ECM Connection에 포함된 정보에 차이가 있는 것으로, 신호 처리를 위한 기지국(200)의 구조적인 변경 없이도 네트워크 식별 번호와 네트워크 슬라이스 식별 번호에 대응하는 네트워크로 신호를 전달할 수 있다. 또한, 도 7에 도시된 다른 구성 요소들(예를 들어, HSS, MME, S-GW, P-GW 등)의 기능은 이미 알려진 것으로, 본 발명의 실시예에서는 상세한 설명을 생략한다.
이상에서 설명한 환경에서, 이종 망 변환 시 서비스 품질을 보장할 수 있는 신호 전송 방법에 대해 도 8을 참조로 설명한다. 본 발명의 실시예에서는 설명의 편의를 위하여 단말(300)로부터 전송되는 상향링크 신호를 예를 들어 설명한다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 신호 전송 방법에 대한 흐름도이다.
도 8에 도시된 바와 같이, 단말(300)에서 서비스 종류에 따른 서비스 카테고리를 서비스 요청 신호에 삽입하고(S100), 서비스 카테고리가 삽입된 신호를 이종망 신호 변환기(100)로 전송한다(S200). 이때, 이종망 신호 변환기(100)로 전송되는 신호는 와이파이 RF 신호이다.
S100 단계에서 단말(300)이 서비스 종류에 따라 서비스 카테고리를 삽입하는 방법은 이미 알려진 것으로, 본 발명의 실시예에서는 상세한 설명을 생략한다. 또한, 본 발명의 실시예에서는 서비스 카테고리를 DSCP 또는 WMM 중 어느 하나를 사용하는 것을 예로 하여 설명한다.
이종망 신호 변환기(100)는 S200 단계에서 와이파이 안테나를 통해 수신한 신호에서 서비스 카테고리를 확인한다. 그리고 확인한 서비스 카테고리에 매핑되어 미리 저장되어 있는 PLMN 및 S-NSSAI 값인 네트워크 식별번호와 슬라이스 네트워크 식별번호를 필드에 삽입한다(S300). 그리고 PLMN 및 S-NSSAI 값이 삽입된 와이파이 신호를 통신 RF 신호로 변환하여 기지국(200)으로 전송한다(S400).
이종망 신호 변환기(100)가 와이파이 신호에 PLMN 및 S-NSSAI 값을 삽입할 때, 이종망 신호 변환기(100)가 LTE 신호와 5G 신호를 모두 처리할 수 있는 LTE 모뎀과 5G 모뎀을 모두 포함하고 있는지, 또는 어느 하나의 모뎀만이 포함되어 있는지에 따라 PLMN 및 S-NSSAI 값을 삽입할 수 있다.
예를 들어, 이종망 신호 변환기(100)가 LTE 모뎀과 5G 모뎀을 모두 포함하고 있고, 단말(300)이 요청한 서비스가 인터넷이라고 가정하면, 이종망 신호 변환기(100)는 5G 전용 네트워크(500)에서 인터넷을 처리하는 네트워크 슬라이스의 PLMN과 S-NSSAI 값을 필드에 삽입한다.
반면, 이종망 신호 변환기(100)가 두 개의 모뎀 중 어느 하나의 모뎀만을 포함하고 있다면, 이종망 신호 변환기(100)는 LTE 전용 네트워크 또는 5G 전용 네트워크 중 인터넷 서비스를 처리하는 네트워크의 PLMN과 S-NSSAI 값을 필드에 삽입한다.
기지국(200)은 S400 단계에서 수신한 통신 RF 신호 내 PLMN과 S-NSSAI 값을 확인한다(S500). 그리고 기지국(200)은 확인한 PLMN과 S-NSSAI 값을 토대로 물리적으로 분리된 네트워크 또는 논리적으로 분리된 네트워크 중 신호를 전송할 대상 네트워크로 신호를 전달한다(S600).
여기서, S300 단계에서 이종망 신호 변환기(100)가 서비스 카테고리를 확인하여 PLMN/S-NSSAI 값 등 서비스 별 네트워크 식별 번호를 매핑하는 절차에 대해 도 9를 참조로 설명한다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 서비스 별 네트워크 식별번호 매핑에 대한 흐름도이다.
도 9에 도시된 바와 같이, 이종망 신호 변환기(100)는 단말(300)로부터 전송되는 와이파이 RF 신호를 수신한다(S301). 이종망 신호 변환기(100)는 수신한 와이파이 RF 신호를 와이파이 베이스밴드 신호로 변환하고(S302), 신호에 포함되어 있는 서비스 카테고리 검출한다(S303).
이종망 신호 변환기(100)는 5G/LTE RF 신호 처리부(111)에 5G 모뎀과 LTE 모뎀 중 어느 하나 또는 두 개의 모뎀이 모두 포함되어 있는지 확인한다. 이종망 신호 변환기(100)는 신호를 전송할 네트워크를 선택한다(S304).
만약, 어느 하나의 모뎀만이 포함되어 있다면, 이종망 신호 변환기(100)는 해당 모뎀을 이용하여 처리된 신호를 전송할 네트워크를 전송 대상 네트워크로 선택한다. 그러나, 두 개의 모뎀이 모두 포함되어 있다면, 이종망 신호 변환기(100)는 5G 네트워크를 전송 대상 네트워크로 선택한다.
이종망 신호 변환기(100)는 전송 대상 네트워크를 선택한 후, 서비스 카테고리에 대응하여 매핑되어 있는 네트워크 식별 번호를 필드에 삽입한다(S305). 여기서 네트워크 식별 번호는 PLMN 및 S-NSSAI이다.
이종망 신호 변환기(100)는 S305 단계에서 네트워크 식별 번호가 삽입된 와이파이 베이스밴드 신호를 통신 베이스밴드 신호로 변환한다(S306). 그리고 통신 베이스밴드 신호를 통신 RF 신호로 변환하여(S307), 기지국으로 전달한다.
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. 이종망 신호 변환기가 신호를 변환하여 전송하는 방법으로서,
    복수의 통신 서비스들을 카테고리화한 복수의 서비스 카테고리들과, 상기 복수의 서비스 카테고리들에 대응하는 네트워크 식별 번호들을 저장하는 단계,
    와이파이 안테나를 통해 단말로부터 통신 서비스 요청 신호를 수신하고, 상기 통신 서비스 요청 신호에 포함된 서비스 카테고리를 확인하는 단계,
    상기 서비스 카테고리에 대응하여 매핑된 특정 네트워크 식별 번호를 상기 통신 서비스 요청 신호의 지정된 필드에 삽입하는 단계, 그리고
    상기 특정 네트워크 식별 번호가 삽입된 상기 통신 서비스 요청 신호를 이동통신 신호 포맷으로 변환하고, 변환된 신호를 이동통신 안테나를 통해 기지국으로 전송하는 단계
    를 포함하는 신호 전송 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 지정된 필드에 삽입하는 단계는,
    상기 이종망 신호 변환기에 삽입된 모뎀이 LTE 모뎀, 5G 모뎀 또는 LTE/5G 모뎀 중 어느 하나인지 확인하는 단계,
    LTE 모뎀이 삽입되어 있으면, 상기 서비스 카테고리에 대응한 LTE 전용 네트워크의 네트워크 식별 번호를 상기 지정된 필드에 삽입하는 단계, 그리고
    5G 모뎀 또는 LTE/5G 모뎀이 포함되어 있으면, 상기 서비스 카테고리에 대응한 5G 전용 네트워크의 네트워크 식별 번호를 상기 지정된 필드에 삽입하는 단계
    를 포함하는 신호 전송 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 복수의 서비스 카테고리들은 WMM(WiFi Multimedia) 카테고리 또는 DSCP(Differentiated Services Codepoint) 중 어느 하나이고,
    상기 네트워크 식별 번호는 PLMN(Public Land Mobile Network) 및 S-NSSAI(Single-Network Slice Selection Assistance Information)인 신호 전송 방법.
  4. 이종망 신호 변환기로서,
    와이파이 안테나를 통해 단말로부터 서비스 카테고리를 포함하는 통신 서비스 요청 신호를 수신하는 와이파이 신호 처리부,
    복수의 통신 서비스들을 카테고리화한 복수의 서비스 카테고리들과, 상기 복수의 서비스 카테고리들에 매핑된 네트워크 식별 번호들을 저장하는 저장하는 매핑 테이블 저장부,
    상기 통신 서비스 요청 신호에 포함된 상기 서비스 카테고리를 확인하고, 상기 서비스 카테고리에 대응하여 상기 매핑 테이블 저장부에 저장된 네트워크 식별 번호를 상기 통신 서비스 요청 신호에 삽입하는 서비스 카테고리 확인부, 그리고
    상기 네트워크 식별 번호를 포함하는 통신 서비스 요청 신호를 이동통신 신호 포맷으로 변환하고, 이동통신 안테나를 통해 기지국으로 전송하는 이동통신 신호 처리부
    를 포함하는 이종망 신호 변환기.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 서비스 카테고리 확인부는,
    상기 이동통신 신호 처리부에 삽입되어 있는 5G 모뎀, LTE 모뎀, 또는 5G/LTE 모뎀 중 어느 하나의 모뎀에 따라, 상기 서비스 카테고리에 대응하는 LTE 네트워크 식별 번호, 또는 5G 네트워크 식별 번호 중 어느 하나를 상기 통신 서비스 요청 신호에 삽입하는 이종망 신호 변환기.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 와이파이 신호 처리부와 상기 이동통신 신호 처리부는 서로 상이한 칩셋으로 구현되고, 상기 와이파이 신호 처리부와 이동통신 신호 처리부는 유선으로 연결되는 이종망 신호 변환기.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 서비스 카테고리는 WMM(WiFi Multimedia) 또는 DSCP(Differentiated Services Codepoint) 중 어느 하나이고,
    상기 네트워크 식별 번호는 PLMN(Public Land Mobile Network) 및 S-NSSAI(Single-Network Slice Selection Assistance Information)인 이종망 신호 변환기.
  8. 이종망 신호 변환기로서,
    단말로부터 서비스 카테고리를 포함하는 와이파이 포맷의 RF 신호를 수신하는 와이파이 신호 처리부,
    상기 RF 신호를 베이스밴드 신호로 변환하고, 상기 베이스밴드 신호에 포함된 상기 서비스 카테고리를 확인하며, 상기 서비스 카테고리에 대응하여 기 저장된 네트워크 식별 번호를 상기 베이스밴드 신호에 삽입하는 베이스밴드 신호 처리부, 그리고
    상기 네트워크 식별 번호를 포함하는 베이스밴드 신호를 이동통신 포맷의 RF 신호로 변환하여, 기지국으로 전송하는 이동통신 신호 처리부
    를 포함하는 이종망 신호 변환기.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 와이파이 신호 처리부, 베이스밴드 신호 처리부, 그리고 이동통신 신호 처리부는 하나의 칩셋으로 구현되는 이종망 신호 변환기.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 서비스 카테고리는 WMM(WiFi Multimedia) 또는 DSCP(Differentiated Services Codepoint) 중 어느 하나이고,
    상기 네트워크 식별 번호는 PLMN(Public Land Mobile Network) 및 S-NSSAI(Single-Network Slice Selection Assistance Information)인 이종망 신호 변환기.
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