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KR100403731B1 - 핵심망이 분리된 이동통신시스템과 그에 따른 신호 처리방법 - Google Patents

핵심망이 분리된 이동통신시스템과 그에 따른 신호 처리방법 Download PDF

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KR100403731B1
KR100403731B1 KR10-2001-0051181A KR20010051181A KR100403731B1 KR 100403731 B1 KR100403731 B1 KR 100403731B1 KR 20010051181 A KR20010051181 A KR 20010051181A KR 100403731 B1 KR100403731 B1 KR 100403731B1
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이상헌
김영진
김성훈
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삼성전자주식회사
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    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W76/00—Connection management
    • H04W76/10—Connection setup
    • H04W76/12—Setup of transport tunnels

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)

Abstract

본 발명은 이동통신시스템에서 패킷 교환 도메인에서 패킷을 처리하기 위한 서버를 분리하는 장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 제어 기능을 수행하는 SGSN 서버와 GGSN 서버를 스위칭 기능을 수행하는 S-MGW 및 G-MGW와 분리하고, 상기 SGSN 서버와 상기 S-MGW, 상기 GGSN 서버와 G-MGW를 각각의 시그날링 인터페이스로 연결하는 핵심망을 분리한 이동통신시스템 및 그에 따른 신호 처리방법을 제안한다.

Description

핵심망이 분리된 이동통신시스템과 그에 따른 신호 처리방법{CORE NETWORK SEPARATION STRUCTURE AN SIGNAL PROCESSING METHOD THEREOF IN MOBILE COMMUNICATION SYSTEM}
본 발명은 핵심망이 분리된 이동통신시스템 및 그에 따른 신호 처리방법에 관한 것으로, 특히 패킷 교환 도메인에서 패킷을 처리하기 위해 데이터를 처리하는 구성과 제어신호를 처리하는 구성을 분리하는 장치 및 상기 분리된 구성들간에 이루어지는 신호 처리 방법에 관한 것이다.
통상적으로 이동통신시스템은 음성, 데이터 등을 무선망을 통해 서비스하는 시스템을 통칭한다. 이와 같은 이동통신시스템은 음성, 데이터 등의 서비스를 위한 방안이 다양하게 구현되고 있는데, 그 대표적인 예가 서킷 교환망과 패킷 교환망으로 구분할 수 있다.
한편, 상술한 바와 같은 이동통신시스템에 있어서의 망 구성은 음성, 데이터 등을 보다 효율적으로 전송할 수 있는 구성이 요구된다. 이러한, 요구는 다양한 서비스들이 이루어짐에 따라 전송되는 데이터 량이 증가할 것으로 예상되는 차세대 이동통신시스템(IMT-2000)에서는 보다 절실해 질 것이다.
한편, 현재 표준화 작업이 진행되고 있는 진행되고 있는 상기 차세대 이동통신시스템의 표준에서는 상기 차세대 이동통신 망은 몇 가지 원칙들에 의해 구현하여야 함을 정의하고 있는데, 상기 원칙들은 다음과 같다.
첫 번째 원칙은, 상위의 서비스와 무관하게 임의의 전송 기능을 적용할 수 있는 전송 기술의 독립성을 가져야 한다는 것이다.
두 번째 원칙은, 전송 기능으로부터 호 처리 기능을 분리하는 분리 원칙을 갖추어야 한다는 것이다.
세 번째 원칙은, 향후 각각 다른 형태로 진화할 것으로 예상되는 기술들은 분리하여야 한다는 것이다.
상술한 바와 같은 원칙들에 의해 서킷 교환 도메인상에서의 핵심망 분리 구조에 대해서는 이미 정의되고 있다. 도 1은 종래 이동통신시스템의 서킷 교환망에서 서킷 교환 도메인의 핵심망 분리 구조를 보여주고 있는 도면이다. 상기 도 1에서 보여지고 있는 바와 같이 상기 이동통신시스템은 크게 서킷 교환망과 패킷 교환망으로 구분된다. 상기 서킷 교환망은 음성을 포함한 서킷 데이터를 처리하는 교환망이며, 상기 패킷 교환망은 패킷 데이터를 처리하는 교환망을 통칭한다.
상기 도 1을 참조하여 서킷 교환망이 분리된 구조를 설명하면, 서킷 교환 도메인에서의 핵심망(CN; Core Network)인 무선교환시스템(MSC)은 MSC 서버와 미디어 게이트웨이(MGW; Media Gateway)로 분리되어 있다. 상기 MSC 서버는 기지국(UTRAN)과 소정 시그날링 인터페이스(Signalling Interface)에 의해 연결되고, 서킷 교환 도메인에 있어 시그날링을 처리를 위한 기능을 수행한다. 즉, 상기 기지국과의 서킷 데이터를 인터페이싱하거나 GMSC와의 서킷 데이터를 인터페이싱하기 위해 요구되는 시그날링을 처리한다. 상기 UTRAN은 복수의 노드 B(Node B, BTS; Base station Transmission System)들 각각에 연결된 무선 망 제어부(RNC; Radio Network Controller)와 MSC를 포함한다. 상기 MGW는 상기 UTRAN과 소정 데이터 전송 인터페이스에 의해 연결되고, 서킷 교환 도메인에 있어 서킷 데이터를 스위칭 하는 기능을 수행한다. 이를 위해 상기 MSC 서버와 상기 MGW간에는 상호 정보를 교환하기 위한 소정 프로토콜이 정의되어야 한다. 그 일 예로 IETF의 MeGaCo(Media Gateway Control) 프로토콜이 사용되고 있다. 상기 MeGaCo 프로토콜은 ITU-T의 H.248에서 이미 정의되고 있다. 한편, 공중전화망(PSTN: Public Switched Telephone Network)과 연결된 GMSC는 GMSC 서버와 MGW로 분리되어 있는 구조를 가진다. 상기 MGW는 상기 MSC로부터 분리된 MGW와 소정 데이터 전송 인터페이스로 연결되고, 상기 PSTN과 CN간의 서킷 데이터를 스위칭 하는 기능을 수행한다. 즉, 상기 MSC로부터 분리된 MGW로부터의 서킷 데이터를 상기 PSTN으로 스위칭하거나 상기 PSTN으로부터의 서킷 데이터를 상기 MSC로부터 분리된 MGW로 스위칭한다. 한편, 상기 GMSC 서버는 상기 MSC 서버와 소정 시그날링 인터페이스에 의해 연결되고, 상기 PSTN과 CN간의 서킷 데이터를 스위칭하기 위해 요구되는 시그날링을 처리한다. 이를 위해 상기 GMSC 서버와 상기 MGW간에는 상호 정보를 교환하기 위한 소정 프로토콜이 정의되어야 한다.
전술한 바와 같이 종래 이동통신시스템에서의 서킷 교환망은 서킷 데이터를 처리하기 위한 구성(MGW들)과 이에 대응하는 시그널링을 처리하는 구성(MSC 서버,GMSC 서버)으로 분리되고 있다.
이에 반하여 이동통신시스템의 패킷 교환망에서 패킷 교환 도메인의 핵심망 분리 구조에 대해서는 정의하고 있지 않다. 즉, 현재 정의되고 있는 패킷 교환 도메인에서의 핵심망 구조는 UTRAN이 소정 시그날링 및 데이터 전송 인터페이스(Signalling and Data Transfer Interface)를 통해 SGSN(Serving GPRS(General Packet Radio Service) Support Node)에 연결된다. 상기 SGSN 또한 시그날링 및 데이터 전송 인터페이스(Signalling and Data Transfer Interface)를 통해 GGSN(Gateway GSN)으로 연결된다. 한편, 상기 GGSN은 패킷 데이터망(Multimedia IP Networks)으로 연결된다. 상기 SGSN은 상기 UTRAN과의 패킷 데이터를 인터페이싱하기 위한 스위칭 동작 및 시그널링 처리 기능을 수행한다. 상기 GGSN은 상기 패킷 데이터망과의 패킷 데이터를 인터페이싱하기 위한 스위칭 동작 및 시그날링 처리 기능을 수행한다.
전술한 바와 같이 종래에는 패킷 교환 도메인에 있어 핵심망은 분리 구조를 가지고 있지 않다. 한편, 현재 일부 SGSN을 중심으로 분리 구조를 제기하고는 있으나 GGSN을 중심으로 하는 구체적인 분리 구조를 정의하고 있지는 않다. 이를 위해서는 실제 분리 구조에 대한 구체적인 정보 흐름이 요구되는바 이에 대한 정의가 필요하다.
전술한 바와 같은 요구에 따른 본 발명의 목적은 패킷 교환 도메인에서 분리구조를 가지는 핵심망을 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 분리 구조를 가지는 핵심망에 있어 분리 구조간에 신호 처리 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 패킷 교환 도메인에서 핵심망 분리 구조에 대한 각 노드 및 인터페이스들에 대한 정의를 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 패킷 관련 상태 변화가 나타날 때에 대응되는 논리적인 각 기능 블록들간의 정보 흐름을 제공함에 있다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 제1견지에 있어 본 발명은 이동단말과 연결되는 기지국과, 상기 기지국과 연결된 기지국 제어기와, 상기 기지국 제어기와 연결되고 상기 이동단말로부터 상기 기지국과 상기 기지국 제어기를 통해 입력하는 제어정보를 처리하기 위한 SGSN 서버와, 상기 기지국 제어기와 연결되고 상기 이동단말로부터 제공된 패킷 데이터를 스위칭하기 위한 S-MGW(SGSN-MGW)와, 상기 SGSN 서버와 연결되고 상기 제어정보 처리에 의해 발생된 제2제어정보를 처리하기 위한 GGSN 서버와, 상기 S-MGW와 연결되고 상기 패킷 데이터를 스위칭하기 위한 G-MGW(GGSN-MGW)를 포함하는 패킷 데이터 교환망에서, 상기 이동단말로부터 상기 SGSN 서버로 상기 제어정보에 포함되는 패킷 데이터 프로토콜 호 활성화를 요구하는 제1메시지를 전송하는 과정과, 상기 SGSN 서버는 상기 제1메시지로부터 상기 패킷 데이터를 전송하기 위한 상기 S-MGW의 스위칭 경로와 상기 S-MGW로부터 상기 G-MGW까지의 순방향 전송로를 설정하는 제2메시지를 발생하여 상기 S-MGW로 제공하는 과정과, 상기 S-MW는 상기 제2메시지에 대한 응답을 하는 과정과, 상기 SGSN 서버는 상기 제2메시지에 대한 응답에 대하여 패킷 데이터 프로토콜 호 생성을 요구하는 제3메시지를 상기 GGSN 서버로 전송하는 과정과, 상기 GGSN 서버는 상기 제3메시지로부터 패킷 데이터를 상기 G-MGW로부터 상기 S-MGW로 전송하기 위한 역방향 전송로를 설정하는 제4메시지를 발생하여 상기 G-MGW로 제공하는 과정과, 상기 G-MGW는 상기 제4메시지에 대한 응답을 하는 과정과, 상기 GGSN 서버는 상기 제4메시지에 대한 응답에 대하여 상기 패킷 데이터 프로토콜 호 생성의 결과를 나타내는 응답 메시지를 상기 SGSN 서버로 전송하는 과정과, 상기 SGSN 서버는 상기 응답 메시지에 의해 상기 S-MGW의 역방향 전송로를 설정하는 과정과, 상기 SGSN 서버는 상기 이동단말로 상기 순방향 전송로 및 역방향 전송로의 완료 메시지를 전송하는 과정을 포함하는 상기 패킷 데이터의 경로 설정방법을 구현하였다.
도 1은 종래 서킷 교환 도메인에서의 핵심망이 분리된 구성을 보여주고 있는 도면.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 패킷 교환 도메인에서의 핵심망이 분리된 구성을 보여주고 있는 도면.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 패킷 교환 도메인에서의 호 설정을 위한 정보 흐름을 보여주고 있는 도면.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 패킷 교환 도메인에서의 호 해제를 위한 정보 흐름을 보여주고 있는 도면.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 패킷 교환 도메인에서의 SRNS(Serving Radio Network Subsystem) 전환(핸드오버)에 따른 정보 흐름을 보여주고 있는 도면.
도 6은 상기 도 5에서 제안하고 잇는 신호 처리에 따른 핵심망 구성을 개념적으로 보여주고 있는 도면.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 위치 등록과 라우팅 영역 업데이트에 따른 정보 흐름의 일 예를 보여주고 있는 도면.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 위치 등록과 라우팅 영역 업데이트에 따른 정보 흐름의 다른 예를 보여주고 있는 도면.
이하 본 발명에 따른 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 후술될 본 발명의 실시 예에서는 현재 정의되고 있지 않는 패킷 교환 도메인에서의 분리 구조의 한 방안으로 SGSN 및 GGSN에 대한 분리 방안으로 종래의 구성과 함께 각 기능 블록 및 이에 대응하는 기능 블록간의 인터페이스에 대하여 정의한다. 이와 더불어 종래에 일부 제안되고 있는 SGSN의 분리 방안의 설계 원칙을 그대로 GGSN의 분리에도 적용함으로서 향후 진화 및 확장을 지원하도록 한다. 이때, 제시되는 분리 구조에 대한 실제 기능 및 검증을 위해서는 각 기능 블록간의 정보 흐름에 대한 정의가 요구된다. 이에 따라 GGSN을 분리하였을 때에 이동통신시스템의 망 내부의서버와 미디어 게이트웨이(MGW) 사이에 MegaCo/H.248 모델에 준한 메시지들을 함께 정의한다.
한편, 본 발명의 실시 예에 따른 상세한 설명을 기술 하기 전에 본 발명에서 사용되는 약어들에 대해 정의하면 다음과 같다.
PDP : Packet Data Protocol
RNC : Radio Network Controller
RNS : Radio Network Subsystem
SRNS : Serving RNS
GPRS : General Packet Radio Service
GSN : GPRS Supporting Node
SGSN : Serving GSN
GGSN : Gateway GSN
QoS : Quality of Service
TEID : Tunnel Endpoint Identifier
IPv4 : IP version 4
IPv6 : IP version 6
MGW : Media Gateway
S-MGW : SGSN-MGW
G-MGW : GGSN-MGW
GTP : GPRS Tunneling Protocol
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 이동통신시스템에서의 핵심망 구성을 보여주고 있는 도면이다. 상기 도 2에서 보여지고 있는 바와 같이 본 발명은 종래 패킷 교환 도메인에 있어 핵심망을 구성하던 SGSN과 GGSN 각각을 사용자 패킷 데이터를 처리하는 구성과 시그날링을 처리하기 위한 구성으로 분리하고 있다. 즉, 상기 SGSN을 사용자 패킷 데이터를 처리하기 위한 S-MGW와 시그날링을 처리하기 위한 SGSN 서버로 분리한다. 또한, 상기 GGSN을 사용자 패킷 데이터를 처리하기 위한 G-MGW와 시그날링을 처리하기 위한 GGSN 서버로 분리한다. 한편, 상기 분리된 구성들간에 정보를 공유하기 위해서는 새로운 프로토콜의 정의가 요구된다. 상기 분리된 구성들간의 제어에는 확장된 기능의 MeGaCo/H.248 프로토콜을 사용하는 것을 원칙으로 한다.
상기 도 2를 참조하여 본 발명의 실시 예에 따라 분리된 핵심망 구성을 보다 구체적으로 설명하면, 상기 SGSN 서버는 기지국(UTRAN)과 시그날링 인터페이스 lu를 통해 연결되고, 상기 GGSN 서버와는 시그날링 인터페이스 Gn-c에 의해 연결되어 종래 SGSN에서 수행하던 시그날링 처리 기능을 수행한다. 상기 SGSN 서버에서 수행하는 구체적인 동작으로는 세션 관리, 이동성 관리, GTP-C 종단점 역할, MAP 종단점 역할, RANAP 종단점 역할, S-MGW 선택, S-MGW 제어 등의 기능을 수행한다.
상기 S-MGW는 상기 기지국(UTRAN)과 데이터 전송 인터페이스 A/Gb로 연결되고, 상기 UTRAN으로부터 제공되는 사용자 패킷 데이터를 상기 G-MGW로 스위칭 한다. 이때, 상기 S-MGW는 상기 UTRAN으로부터 제공되는 사용자 패킷 데이터를 GTP-U PDU의 형태로 변환하여 상기 G-MGW로 출력한다. 또한, 상기 S-MGW는 상기 G-MGW와데이터 전송 인터페이스 Nb/Gn-u로 연결되고, 상기 G-MGW로부터 제공되는 패킷 데이터를 임의의 사용자로 제공하기 위해 상기 UTRAN으로 스위칭 한다.
한편, 상기 S-MGW는 패킷 데이터의 스위칭을 위해 시그날링에 따른 상기 SGSN 서버로부터의 제어가 요구되는데, 이를 위한 시그날링 인터페이스로서 상기 SGSN 서버와 상기 S-MGW는 새롭게 정의된 인터페이스 Mc를 통해 연결된다.
상기 GGSN 서버는 상기 SGSN 서버와 시그날링 인터페이스, 즉 새롭게 정의된 인터페이스 Gn-c를 통해 연결되고, 상기 패킷 데이터망(Multimedia IP Networks)과는 시그날링 인터페이스 Gi-c에 의해 연결되어 종래 GGSN에서 수행하던 시그널링 처리 기능을 수행한다. 상기 GGSN 서버에서 수행하는 구체적인 동작으로는 세션 관리, 이동성 관리, GTP-C 종단점 역할, 동적 IP 주소(dynamic IP address) 할당, DHCP 메시지 전달, 단말 IP를 위한 FA 서버, RADIUS 서버, G-MGW 제어 등의 기능을 수행한다.
상기 G-MGW는 상기 S-MGW와 데이터 전송 인터페이스 Nb/Gn-u로 연결되고, 상기 S-MGW로부터 제공되는 사용자 패킷 데이터를 상기 패킷 데이터망(Multimedia IP Networks)으로 스위칭 한다. 즉, 상기 G-MGW는 상기 S-MGW로부터 제공되는 사용자 패킷 데이터를 상기 패킷 데이터망으로 전송하기 위한 프로토콜 변환자로서의 기능을 수행한다. 또한, 상기 G-MGW는 상기 패킷 데이터망과 데이터 전송 인터페이스 Gi로 연결되고, 상기 패킷 데이터망으로부터 제공되는 패킷 데이터를 상기 S-MGW로 스위칭 한다. 이 경우 상기 G-MGW는 상기 패킷 데이터망으로부터 제공되는 패킷 데이터를 상기 S-MGW로 전송하기 위한 프로토콜 변환자로서의 기능을 수행한다.
한편, 상기 G-MGW는 패킷 데이터의 스위칭을 위해 시그날링에 따른 상기 GGSN 서버로부터의 제어가 요구되는데, 이를 위한 시그날링 인터페이스로서 상기 GGSN 서버와 상기 G-MGW는 새롭게 정의된 인터페이스 Mc를 통해 연결된다.
전술한 패킷 교환 도메인에서의 상기 G-MGW와 상기 S-MGW는 서킷 교환 도메인에서의 MGW와 동일한 노드에 구현되어 자원 배분의 효율을 제공할 수 있도록 한다. 상기 새로이 정의된 인터페이스 Gn-u는 패킷 데이터의 전송을 담당하며, 상기 Gn-c는 제어 정보에 따른 시그날링 전송을 담당한다. 상기 제어 정보의 종류로는 패킷 데이터 포트 연결 요구/응답(create PDP context request/response) 정보, PDP 변경 요구/응답(modify PDP context request/response) 정보, PDP 해제 요구/응답(delete PDP context request/response) 정보 등이 있다. 이는 종래 패킷 교환 도메인에서 정의되어진 TR 23.060 v3.4.0에서 정의된 제어 정보와 동일한 형식을 가지며, 동일한 환경에서 적용된다.
한편, 이하 설명되어질 본 발명의 실시 예에 따른 절차에 있어 사용되어지는 메시지들의 예를 살펴보면 하기의 표들과 같이 나타낼 수 있다.
하기 <표 1>은 상기 서버(SGSN 서버, GGSN 서버)로부터 상기 MGW(S-MGW, G-MGW)로 제공되는 새로운 PDP 설정 요구 메시지(ADD_Request)의 구성을 보이고 있다.
정 보 정보의 용도
Context identifier 각 패킷 연결 식별자(Each Packet Connection Identifier)
PDP Type 종단 사용자가 사용할 패킷 데이터 프로토콜의 종류(IPv4, IPv6, PPP)
PPP Address 종단 사용자가 사용할 PDP 어드레스(IPv4 Address 또는 IPv6 Address)
RNC identifier 연결하고자 하는 RNC 식별자
Peer GSN identifier 연결하고자 하는 상대 GSN 식별자
Peer TransportIP Address 대등한 MGW가 사용할 전송 IP 어드레스(GGSN 서버에서만 사용)
Peer Transport TEID 대등한 MGW가 사용할 전송 GTP의 TEID(GGSN 서버에서만 사용)
Requested QoS 종단 사용자가 설정 요구한 QoS 정보
상기 <표 1>에서 Peer Transport IP Address와 Peer Transport TEID는 상기 G-MGW에서 상기 S-MGW로 제공되는 정보이며, 나머지 정보는 서버에서 MGW로 제공되는 정보이다.
하기 <표 2>는 상기 MGW(S-MGW, G-MGW)로부터 상기 서버(SGSN 서버, GGSN 서버)로 제공되는 새로운 PDP 설정 요구 메시지(ADD_Request)에 대응한 응답 메시지(ADD_Response)의 구성을 보이고 있다.
정 보 정보의 용도
Context identifier 각 패킷 연결 식별자(Each Packet Connection Identifier)
Result 새로운 PDP 설정 요구 메시지(ADD_Request)에 대응한 처리 결과
My Transport IP Address1 자신(MGW)이 사용할 제1전송 IP 어드레스
My Transport TEID1 자신(MGW)이 사용할 제1전송 GTP TEID
My Transport IP Address2 자신(MGW)이 사용할 제2전송 IP 어드레스(SGSN 서버에서만 사용)
My Transport TEID2 자신(MGW)이 사용할 제2전송 GTP TEID(SGSN 서버에서만 사용)
Negotiated QoS MGW로부터 협상된 QoS 정보
상기 <표 2>에서 My Transport IP Address1과 My Transport TEID1는 RNC로부터 상기 S-MGW를 통해 G-MGW로 제공되는 정보이며, My Transport IP Address2와 My Transport TEID2는 상기 G-MGW로부터 상기 S-MGW로 제공되는 정보이다.
하기 <표 3>는 상기 서버(SGSN 서버, GGSN 서버)로부터 상기 MGW(S-MGW, G-MGW)로 제공되는 변경 요구 메시지(MODIFY_Request)의 구성을 보이고 있다.
정 보 정보의 용도
Context identifier 각 패킷 연결 식별자(Each Packet Connection Identifier)
Modify Type 변경 종류 식별자(PDP 어드레스 변경, TEID 변경, QoS 변경)
PDP Type 변경 종류 식별자가 PDP 어드레스인 경우 변경할 PDP 종류
PDP Address 변경 종류 식별자가 PDP 어드레스 변경인 경우 변경할 PDP어드레스
Peer TransportIP Address 변경 종류 식별자가 TEID인 경우 대등한 MGW가 사용할 전송 IP 어드레스
Peer Transport TEID 변경 종류 식별자가 TEID인 경우 대등한 MGW가 사용할 전송 GTP의 TEID
Requested QoS 변경 종류 식별자가 QoS인 경우 변경할 QoS 정보
상기 <표 3>에서 Peer Transport IP Address와 Peer Transport TEID는 RNC로부터 상기 S-MGW를 통해 G-MGW로 제공되는 정보이다.
하기 <표 4>는 상기 MGW(S-MGW, G-MGW)로부터 상기 서버(SGSN 서버, GGSN 서버)로 제공되는 변경 요구 메시지(MODIFY_Request)에 대응한 응답 메시지(MODIFY_Response)의 구성을 보이고 있다.
정 보 정보의 용도
Context identifier 각 패킷 연결 식별자(Each Packet Connection Identifier)
Result 변경 요구 메시지(MODIFY_request)에 대응한 처리 결과
My TransportIP Address 변경 요구 메시지(MODIFY_request)의 변경 종류 식별자가 TEID인 경우 자신(MGW)이 사용할 전송 IP 어드레스(GGSN 서버에서만 사용)
My Transport TEID 변경 요구 메시지(MODIFY_request)의 변경 종류 식별자가 TEID인 경우 자신(MGW)이 사용할 전송 GTP TEID(GGSN 서버에서만 사용)
Negotiated QoS 변경 요구 메시지(MODIFY_request)의 변경 종류 식별자가 QoS인 경우 MGW로부터 협상된 QoS 정보
상기 <표 4>에서 My Transport IP Address와 My Transport TEID은 상기 S-MGW로부터 상기 G-MGW로 제공되는 정보이다.
하기 <표 5>는 상기 서버(SGSN 서버, GGSN 서버)로부터 상기 MGW(S-MGW, G-MGW)로 제공되는 해당 PDP 공제 요구 메시지(SUBTRACT_Request)의 구성을 보이고 있다.
정 보 정보의 용도
Context identifier 각 패킷 연결 식별자(Each Packet Connection Identifier)
하기 <표 6>는 상기 MGW(S-MGW, G-MGW)로부터 상기 서버(SGSN 서버, GGSN 서버)로 제공되는 해당 PDP 공제 요구 메시지(SUBTRACT_Request)에 대응한 응답 메시지(SUBTRACT_Response)의 구성을 보이고 있다.
정 보 정보의 용도
Context identifier 각 패킷 연결 식별자(Each Packet Connection Identifier)
Result 해당 PDP 공제 요구 메시지(SUBTRACT_Request)에 대응한 처리 결과
앞에서 표들로서 개시되고 있는 메시지들은 현재의 H.248 프로토콜 메시지들(protocol messages) 중에서 분리된 구조의 UMTS 패킷망(Packet Network)을 지원하기 위해 변경되어야 할 것이다. 따라서, 앞에서 개시하고 있는 메시지들은 추가되어야 될 정보들(Information Elements)을 중심으로 기술되었다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 패킷 교환 도메인에서의 초기 호 설정, 즉 초기 경로 설정을 위한 정보 흐름을 보여주고 있는 도면이다. 상기 도 3에서 보여주고 있는 단계들 중 2, 3단계와 7, 8단계 및 9, 10단계에서 수행되는 절차를 제외한 나머지 단계들에 따른 절차는 이미 "3GPP TS 23.060 v3.4.0"에서 정의되고 있다.
상기 도 3을 참조하면, 단말기(MS)는 1단계에서 PDP를 위한 호 활성화를 요구하는 제1메시지인 Activate PDP Context Request를 SGSN 서버로 전송한다. 상기 단말기(MS)로부터의 상기 제1메시지는 UTRAN을 경유하여 상기 SGSN 서버로 전송된다. 상기 1단계에서 전송되는 Activate PDP Context Request는 도 2에서 보여지고 있는 바와 같이 상기 UTRAN과 상기 SGSN간의 시그날링 인터페이스를 통해 제공된다. 상기 Activate PDP Context Request를 제공받은 상기 SGSN 서버는 2단계에서 상기 도 2에서 보여지고 있는 시그널링 인터페이스 Mc를 통해 새로운 PDP의 할당하는 제2메시지인 ADD_Request를 S-MGW로 제공한다. 상기 ADD_Request는 상기 S-MGW를 GTP-U 터널(tunnel)의 종단점(termination)으로 규정하는 정보이다. 이때, 상기 SGSN 서버는 상기 단말기(MS)로부터 상기 UTRAN을 통해 제공되는 패킷 데이터의 스위칭을 위한 정보를 상기 ADD_Request에 포함시켜 전송한다. 상기 스위칭을 위한 정보는 상기 S-MGW가 상기 단말기(MS)로부터 제공되는 패킷 데이터를 G-MGW로 스위칭하기 위해 요구되는 정보이다.
상기 ADD Request를 제공받은 상기 S-MGW는 상기 단말기(MS)로부터 제공될 패킷 데이터를 상기 G-MGW로 제공하기 위한 순방향 전송로를 설정한다. 상기 순방향 전송로의 설정이 완료되면 상기 S-MGW는 3단계에서 상기 시그날링 인터페이스 Mc를 통해 상기 ADD Request에 응답하는 메시지인 ADD_Response를 상기 SGSN 서버로 전송한다. 상기 ADD_Response에는 상기 G-MGW가 상기 S-MGW로 패킷 데이터를 전송할 때 사용할 TEID와 상기 S-MGW의 IP 어드레스가 삽입된다. 또한, 상기 S-MGW는 상기 G-MGW가 상기 S-MGW로 패킷 데이터를 전송할 때 사용할 TEID와 자신의 IP 어드레스에 의해 역방향 전송로를 설정한다. 상기 ADD_Response를 수신한 상기 SGSN서버는 4단계에서 무선 억세스 운반자(RAB; Radio Access Bearer) 셋업을 위한 절차인 Radio Access Bearer Setup를 상기 UTRAN 및 상기 MS에 대해 수행한다. 상기 4단계에서의 셋업 절차에 의해 해당 기지국 트레이스가 활성화되면 상기 SGSN 서버는 5단계에서 인보우크 트레이스 메시지(Invoke Trace Message)를 상기 UTRAN으로 전송한다. 상기 인보우크 트레이스 메시지는 트레이스 레퍼런스(Trace Reference), 트레이스 타입(Trace Type), 트리거 식별자(Trigger Id), OMC 식별자(OMC Identity)로 구성된다. 상기 트레이스 레퍼런스와 상기 트레이스 타입은 HLR 또는 OMC로부터 수신된 트레이스 정보로부터 제공받는다.
상기 인보우크 트레이스 메시지를 전송한 상기 SGSN 서브는 6단계에서 상기 도 2에서 보여지고 있는 시그날링 인터페이스 Gn-c를 통해 GGSN 서버로 새로운 호 연결을 위한 PDP 설정을 요구하는 제3메시지인 create PDP Context Request를 전송한다. 상기 create PDP Context Request는 상기 G-MGW가 상기 S-MGW로 패킷 데이터(GTP-U PDU)를 전송할 때 사용할 TEID와 상기 S-MGW의 IP 어드레스를 포함한다. 상기 GGSN 서버는 상기 create PDP Context Request를 수신하면 7단계로 진행하여 새로운 PDP 설정을 요구하는 제4메시지인 ADD Request를 시그날링 인터페이스 Mc를 통해 G-MGW로 전송한다. 상기 새로운 PDP 설정은 상기 G-MGW로부터 상기 S-MGW로 패킷 데이터를 전송하기 위한 역방향 전송로의 설정을 의미한다. 따라서, 상기 ADD Request는 상기 G-MGW가 상기 S-MGW로 GTP-U PDU를 전달할 때 사용할 TEID와 상기 S-MGW의 IP 어드레스를 포함한다.
상기 ADD Request를 수신한 상기 G-MGW는 상기 ADD Request에 의해 제공되는상기 TEID와 상기 S-MGW에 의해 역방향 전송로를 설정한다. 상기 역방향 전송로의 설정이 완료되면 상기 G-MGW는 8단계에서 상기 ADD Request에 대응하여 응답 메시지인 ADD Response를 상기 GGSN 서버로 전송한다. 상기 ADD Response는 상기 S-MGW가 상기 G-MGW로 GTP-U PDU를 전달할 때 사용할 TEID와 상기 G-MGW의 IP 어드레스를 포함한다.
상기 ADD Response를 수신한 상기 GGSN 서버는 9단계에서 상기 create PDP Context Request에 대응한 응답 메시지인 create PDP Context Response를 상기 SGSN 서버로 전송한다. 이때, 상기 create PDP Context Response는 상기 ADD Response에 의해 제공받은 상기 S-MGW가 상기 G-MGW로 GTP-U PDU를 전달할 때 사용할 TEID와 상기 G-MGW의 IP 어드레스를 포함한다. 한편, 상기 도 3에서는 보이고 있지 않으나 상기 SGSN 서버는 상기 create PDP Context Response에 의해 제공받은 상기 S-MGW가 상기 G-MGW로 GTP-U PDU를 전달할 때 사용할 TEID와 상기 G-MGW의 IP 어드레스를 소정 메시지를 이용하여 상기 S-MGW로 제공한다.
상기 SGSN 서버는 패킷 데이터를 처리하는데 요구되는 정보의 변경이 필요하면 10단계로 진행하여 변경을 요구하는 메시지인 MODIFY Request를 상기 S-MGW로 제공한다. 상기 MODIFY Request는 상기 <표 3>에서도 보이고 바와 같은 구성을 가진다. 상기 <표 3>에서도 알 수 있는 바와 같이 상기 MODIFY Request는 변경 종류 식별자와 변경할 정보들을 포함한다. 한편, 상기 SGSN 서버로부터 상기 MODIFY Request를 수신한 상기 S-MGW는 상기 변경 종류 식별자에 의해 지정된 정보를 상기 변경할 정보로 변경한다. 상기 정보의 변경이 완료되면 상기 S-MGW는 11단계에서상기 MODIFY Request에 대응한 응답 메시지인 MODIFY Response를 상기 SGSN 서버로 전송한다. 전술한 절차에 의해 새로운 PDP의 설정이 완료되면 상기 SGSN 서버는 12단계에서 PDP의 할당이 완료되었음을 알리는 메시지인 Activate PDP Context Accept를 상기 MS로 전송한다. 상기 PDP의 할당이 완료되었다는 것은 순방향 전송로와 역방향 전송로의 설정이 이루어졌음을 의미한다.
전술한 바와 같이 본 발명의 실시 예에 따라 상기 도 3에서 보여지고 있는 바와 같이 2, 3단계와 7, 8단계 및 10, 11단계가 새로운 PDP의 할당을 위해 분리된 구성인 상기 SGSN 서버와 상기 S-MGW, 상기 GGSN 서버와 상기 G-MGW간에 신호 처리 절차로서 추가되었다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 패킷 교환 도메인에서의 호 해제를 위한 정보 흐름을 보여주고 있는 도면이다. 상기 도 4에서 보여주고 있는 단계들 중 3, 4단계와 6, 7단계에서 수행되는 절차를 제외한 나머지 단계들에 따른 절차는 이미 3GPP TS 23.060 v3.4.0의 "9.2.4.1"에서 정의되고 있다.
상기 도 4를 참조하면, MS가 1단계에서 이미 할당되어 있는 PDP의 해제를 요구하는 메시지인 Deactivate PDP Context Request를 SGSN 서버로 전송한다. 이를 수신한 상기 SGSN 서버는 2단계에서 해당 PDP의 삭제를 요구하는 메시지인 Delete PDP Context Request를 상기 GGSN 서버로 전송한다. 상기 해당 PDP의 삭제를 요구하는 메시지를 수신한 상기 GGSN 서버는 3단계에서 시그날링 인터페이스 Mc를 통해 G-MGW로 해당 PDP의 해제를 요구하는 메시지인 SUBTRACT Request를 전송한다. 상기 G-MFW는 해당 PDP의 해제를 요구하는 메시지를 수신하면 해당 PDP를 해제한 후 4단계에서 상기 SUBTRACT Request에 대응한 응답 메시지인 SUBTRACT Response를 상기 GGSN 서버로 전송한다. 상기 해당 PDP의 해제는 상기 도 3에서 보여지고 있는 절차에 의해 설정된 순방향 전송로와 역방향 전송로의 해제를 의미한다. 상기 응답 메시지를 수신한 상기 GGSN 서버는 5단계에서 상기 Delete PDP Context Request에 대응한 응답 메시지인 Delete PDP Context Response를 상기 SGSN 서버로 전송한다. 상기 Delete PDP Context Response를 수신한 상기 SGSN 서버는 6단계에서 시그날링 인터페이스 Mc를 통해 S-MGW로 해당 PDP의 해제를 요구하는 메시지인 SUBTRACT Request를 전송한다. 상기 S-MFW는 해당 PDP의 해제를 요구하는 메시지를 수신하면 해당 PDP를 해제한 후 7단계에서 상기 SUBTRACT Request에 대응한 응답 메시지인 SUBTRACT Response를 상기 SGSN 서버로 전송한다. 상기 해당 PDP의 해제는 상기 도 3에서 보여지고 있는 절차에 의해 설정된 순방향 전송로와 역방향 전송로의 해제를 의미한다. 상기 응답 메시지를 수신한 상기 SGSN 서버는 8단계에서 상기 해당 PDP의 해제를 수락하는 메시지인 Deactivate PDP Context Accept를 상기 MS로 전송한다. 상기 Deactivate PDP Context Accept를 상기 MS가 수신하게 되면 상기 MS와 상기 SGSN 서버는 9단계에서 해제가 수락된 PDP의 단절을 위한 절차인 Radio Access Bearer Release를 수행한다.
전술한 바와 같이 본 발명의 실시 예에 따라 상기 도 4에서 보여지고 있는 바와 같이 3, 4단계와 6, 7단계가 새로운 PDP의 해제를 위해 분리된 구성인 상기 SGSN 서버와 상기 S-MGW, 상기 GGSN 서버와 상기 G-MGW간에 신호 처리 절차로서 추가되었다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 패킷 교환 도메인에서의 SRNS 전환(핸드오버)에 따른 정보 흐름을 보여주고 있는 도면이며, 도 6은 상기 도 5에서 제안하고 있는 정보 흐름에 따른 망 구성을 개념적으로 보여주고 있는 도면이다. 상기 도 5에서 보여주고 있는 단계들 중 4, 5단계, 15, 16단계, 18, 19단계 및 25, 26단계에서 수행되는 절차를 제외한 나머지 단계들에 따른 절차는 이미 "3GPP TS 23.060 v3.4.0의 9.2.4.1"에서 정의되고 있다. 한편, 상기 도 5에서 보여지고 있는 정보 흐름은 해당 MS가 SRNS 변경 전에 등록되어 있던 소스 기지국(Source RNC)으로부터의 MS 위치 변경 요구에 의해 수행되는 절차이다. 이와 같은 절차는 MS에서 현재 송신 또는 수신하는 트래픽이 존재하는 경우에 수행되며, 이러한 절차를 SRNS 변경이라 한다.
소스 RNC는 1단계에서 MS가 할당된 PDP 어드레스를 통해 송신 또는 수신하는 트래픽이 존재하는 상태에서 SRNS 변경이 요구되면 2단계로 진행하여 해당 MS의 위치정보의 변경을 요구하는 메시지인 Relocation Required를 기존 SGSN 서버로 전송한다. 상기 해당 MS의 위치정보 변경 요구를 수신한 상기 기존 SGSN 서버는 3단계에서 순방향 위치정보 변환 요구 메시지인 Forward Relocation Request를 새로운 SGSN 서버로 전송한다. 상기 Forward Relocation Request를 수신한 상기 새로운 SGSN 서버는 4단계에서 상기 도 2에서 보여지고 있는 시그날링 인터페이스 Mc를 통해 해당 MS의 위치가 변경됨을 알리는 메시지인 ADD Request를 새로운 S-MGW로 제공한다. 상기 ADD Request를 제공받은 상기 새로운 S-MGW는 상기 MS의 정보를 갱신한 후 5단계에서 상기 시그날링 인터페이스 Mc를 통해 상기 ADD Request에 응답하는 메시지인 ADD Response를 상기 새로운 SGSN 서버로 전송한다. 상기 ADD Response를 수신한 상기 새로운 SGSN 서버는 6단계로 진행하여 상기 MS가 이동할 새로운 기지국인 타겟 RNC로 해당 MS의 SRNS 변경을 요구하는 메시지인 Relocation Request를 전송한다. 상기 Relocation Request를 제공받은 상기 타겟 RNC는 해당 MS의 패킷 서비스를 위한 채널을 억세스하기 위한 소정의 절차를 수행하게 된다. 상기 절차에 의해 해당 MS로의 패킷 서비스가 가능하여 지면 상기 타겟 RNC는 7단계에서 확인신호인 Relocation Request Acknowledge를 상기 새로운 SGSN 서버로 전송한다. 상기 확인신호를 수신한 상기 새로운 SGSN 서버는 8단계에서 상기 Forward Relocation Request에 대응한 응답 메시지인 Forward Relocation Response를 상기 기존 SGSN으로 전송한다. 상기 기존 SGSN 서버는 9단계에서 상기 소스 RNC로 변경 명령 메시지인 Relocation Command를 전송하여 위치정보(SRNS)의 변경을 진행하도록 한다. 상기 위치정보의 변경이 완료되면 상기 소스 RNC는 10단계에서 상기 타겟 RNC로 패킷 교환 도메인으로부터의 상기 변경 명령 메시지의 수령을 통보하는 메시지인 Relocation Commit를 전송한다. 상기 Relocation Commit를 전송한 후 상기 소스 RNC는 11단계에서 순방향 데이터(forwards data)를 상기 타겟 RNC로 전송한다. 이를 수신한 상기 타겟 RNC는 12단계로 진행하여 위치정보의 변경을 검출하였음을 알리는 메시지인 Relocation Detect를 상기 새로운 SGSN 서버로 전송한다. 상기 Relocation Detect를 전송한 이후 상기 타겟 RNC는 13단계에서 RNTI Reallocation 메시지를 상기 MS로 전송한다. 이에 대응하여 상기 새로운 SGSN 서버는 14단계에서 해당 MS가 소스 RNC에서 타겟 RNC로 이동하였음을 나타내는 위치정보를 GGSN 서버가 업 데이트하도록 하기 위한 메시지인 Update PDP Context Request를 전송한다. 상기 GGSN 서버는 상기 메시지를 수신하여 해당 MS의 위치정보를 업 데이트한 후 15단계에서 상기 제공받은 위치정보의 변경을 요구하는 메시지인 MODIFY Request를 G-MGW로 전송한다. 상기 MODIFY Request를 수신한 상기 G-MGW는 상기 메시지에 의해 해당 MS의 위치정보를 업 데이트한 후 응답 메시지인 MODIFY Response를 16단계에서 상기 GGSN 서버로 전송한다. 한편, 상기 응답 메시지를 수신한 상기 GGSN 서버는 17단계로 진행하여 상기 Update PDP Context Request에 대응한 응답 메시지인 Update PDP Context Response를 상기 새로운 SGSN 서버로 전송한다.
상기 17단계에서 상기 응답 메시지를 수신한 상기 새로운 SGSN 서버는 18단계로 진행하여 상기 MS 위치정보의 변경을 요구하는 메시지인 MODIFY Request를 새로운 S-MGW로 전송하여 상기 새로운 S-MGW가 위치정보를 변경하도록 한다. 한편, 상기 새로운 S-MGW는 위치정보의 변경이 완료되면 19단계에서 상기 MODIFY Request에 대응한 응답 메시지인 MODIFY Response를 상기 새로운 SGSN 서버로 전송한다.
한편, 전술한 동작에 의해 새로운 위치정보로의 변경이 완료되면 20단계 내지 24단계를 통해 상기 MS의 요구에 의한 기존 채널의 해제가 상기 기존 SGSN 서버로 요구된다. 상기 요구를 수신한 상기 기존 SGSN 서버는 25단계에서 기존 S-MGW로 기존 호의 해제를 요구하는 메시지인 SUBTRACT Request를 전송하여 상기 기존 S-MGW가 해당 MS에 대응하는 호를 해제할 수 있도록 하며, 상기 기존 S-MGW는 이에 대응한 메시지인 SUBTRACT Response를 26단계에서 상기 기존 SGSN 서버로 제공함으로서 SRNS 변경에 따른 절차를 종료한다.
전술한 바와 같이 본 발명의 실시 예에 따라 상기 도 5에서 보여지고 있는 바와 같이 4, 5단계와 15단계 및 16단계와 18, 19단계 및 25, 26단계가 SRNS 변경(handover)을 위해 분리된 구성인 상기 SGSN 서버와 상기 S-MGW, 상기 GGSN 서버와 상기 G-MGW간에 신호 처리 절차로서 추가되었다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 UMTS와 GSM간의 SGSN을 전환하기 위한 정보 흐름의 일 예를 보여주고 있는 도면이다. 한편, 상기 도 7에서 보여지고 있는 신호 처리 흐름은 본 발명에서 제안하고 있는 분리된 구성(기존 3G-SGSN 서버, 기존 3G S-MGW 서버)을 적용하고 있는 핵심망에서 구성이 분리되지 않은 종래의 핵심망(새로운 2G-SGSN, 새로운 MSC/VLR)으로의 위치 등록이 이루어지는 절차를 보여주고 있다. 상기 도 7에서 보여주고 있는 단계들 중 9, 10단계와 15, 16단계 22, 23단계에서 수행되는 절차를 제외한 나머지 단계들에 따른 절차는 이미 "3GPP TS 23.060 v3.4.0의 9.2.4.1"에서 정의되고 있다. 따라서, 후술되는 상기 도 7에 따른 신호 처리를 상세히 설명함에 있어 본 발명에 의해 추가된 단계들을 중심으로 하여 설명하도록 한다. 한편, 상기 도 7에서 보여지고 있는 신호 처리 흐름은 해당 MS가 SRNS 변경 전에 새로운 SGSN 서버로 MS 위치 변경 요구함으로서 수행되는 절차이다. 이와 같은 절차는 MS에서 현재 송신 또는 수신하는 트래픽이 존재하지 않는 경우에 수행되며, 이러한 절차를 위치등록이라 한다.
상기 MS로부터의 라우팅 영역의 업 데이트를 요구하는 메시지인 Routing Area Update Request가 2단계에서 수신되면 3단계 내지 8단계에 따른 동작을 수행한다. 상기 동작의 수행에 의해 확인 메시지가 수신되면 상기 기존 3G-SGSN 서버는상기 9단계에서 변경된 MS의 위치정보의 변경을 요구하는 메시지인 ADD Request를 기존 3G S-MGW로 전송한다. 상기 변경 요구 메시지를 수신한 상기 3G S-MGW는 상기 메시지에 의해 해당 MS의 위치정보를 변경한 후 상기 메시지에 대응한 응답 메시지인 ADD Response를 10단계에서 상기 기존 3G SGSN 서버로 전송한다. 이를 수신하게 되면 통상적인 절차인 11단계 내지 14단계를 수행하게 된다. GGSN 서버는 상기 14단계에서 변경된 PDP의 업-데이트를 요구하는 메시지인 Update PDP Context Request를 수신하게 된다. 이를 수신한 상기 GGSN 서버는 15단계에서 상기 MS에 대응하는 위치정보의 변경을 요구하는 메시지인 MODIFY Requset를 G-MGW로 전송하며, 상기 G-MGW는 이에 대응하여 해당 MS의 위치정보를 업 데이트하게 된다. 한편, 상기 업-데이트 동작이 완료되면 상기 G-MGW는 16단계에서 상기 업-데이트 요구 메시지에 대응하는 응답 메시지인 MODIFY Response를 상기 GGSN 서버로 전송한다. 상기 MODIFY Response가 수신되면 종래 정의되어진 절차인 17단계 내지 21단계를 수행한다. 상기 21단계의 수행이 완료되면 상기 기존 3G-SGSN 서버는 22단계에서 기존 3G S-MGW로 기존 호의 해제를 요구하는 메시지인 SUBTRACT Request를 전송하여 상기 기존 3G S-MGW가 해당 MS에 대응하는 호를 해제할 수 있도록 한다. 상기 기존 3G S-MGW는 이에 대응한 메시지인 SUBTRACT Response를 23단계에서 상기 기존 3G SGSN 서버로 제공함으로서 위치등록에 따른 절차를 종료한다. 그 후 수행되어지는 24단계 내지 29단계는 앞에서 개시한 바와 같이 이미 정의된 절차임에 따라 상세한 설명은 생략한다.
전술한 바와 같이 본 발명의 실시 예에 따라 상기 도 7에서 보여지고 있는바와 같이 9단계, 10단계와 15, 16단계와 22, 23단계가 위치등록을 위해 분리된 구성인 상기 SGSN 서버와 상기 S-MGW, 상기 GGSN 서버와 상기 G-MGW간에 신호 처리 절차로서 추가되었다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 UMTS와 GSM간의 SGSN 변경을 위한 정보 흐름의 다른 예를 보여주고 있는 도면이다. 한편, 상기 도 8에서 보여지고 있는 신호 처리 흐름은 구성이 분리되지 않은 종래의 핵심망(기존 SGSN, 기존 MSC/VLR)에서 본 발명에서 제안하고 있는 분리된 구성(새로운 SGSN 서버, 새로운 S-MGW)을 적용하고 있는 핵심망으로의 위치 등록이 이루어지는 절차를 보여주고 있다. 상기 도 8에서 보여주고 있는 단계들 중 6, 7단계와 11, 12단계, 34, 35단계 및 36, 37단계에서 수행되는 절차를 제외한 나머지 단계들에 따른 절차는 이미 "3GPP TS 23.060 v3.4.0의 9.2.4.1"에서 정의되고 있다. 따라서, 후술되는 상기 도 8에 따른 신호 처리를 상세히 설명함에 있어 본 발명에 의해 추가된 단계들을 중심으로 하여 설명하도록 한다. 한편, 상기 도 8에서 보여지고 있는 신호 처리 흐름은 해당 MS가 SGSN 변경 전에 새로운 SGSN 서버로 MS 위치 변경 요구함으로서 수행되는 절차이다. 이와 같은 절차는 MS에서 현재 송신 또는 수신하는 트래픽이 존재하지 않는 경우에 수행되며, 이러한 절차를 위치등록이라 한다.
상기 MS로부터의 라우팅 영역의 업 데이트를 요구하는 메시지인 Routing Area Update Request가 2단계에서 수신되면 3단계 내지 5단계의 절차를 수행한다. 상기 5단계까지의 절차가 수행되면 새로운 3G-SGSN 서버는 6단계에서 변경된 MS의 위치정보의 변경을 요구하는 메시지인 ADD Request를 새로운 3G S-MGW로 전송한다.상기 변경 요구 메시지를 수신한 상기 3G S-MGW는 상기 메시지에 의해 해당 MS의 위치정보를 변경한 후 상기 메시지에 대응한 응답 메시지인 ADD Response를 7단계에서 상기 기존 SGSN 서버로 전송한다. 이를 수신하게 되면 통상적인 절차인 8단계 내지 10단계를 수행하게 된다. GGSN 서버는 상기 10단계에서 변경된 PDP의 업-데이트를 요구하는 메시지인 Update PDP Context Request를 수신하게 된다. 이를 수신한 상기 GGSN 서버는 11단계에서 위치 취소를 요구하는 메시지인 MODIFY Request를 G-MGW로 전송하며, 상기 G-MGW는 이에 대응한 동작을 수행한 후 12단계에서 확인 신호인 MODIFY Response를 상기 GGSN 서버로 전송한다. 상기 확인신호가 수신되면 종래 정의되어진 절차인 13단계 내지 33단계를 수행한다. 상기 33단계의 수행이 완료되면 상기 새로운 3G-SGSN 서버는 34단계에서 상기 MS에 대응하는 위치정보의 변경을 요구하는 메시지인 MODIFY Requset를 상기 새로운 3G S-MGW로 전송하며, 상기 3G S-MGW는 이에 대응하여 해당 MS의 위치정보를 업 데이트하게 된다. 한편, 상기 업-데이트 동작이 완료되면 상기 3G S-MGW는 35단계에서 상기 업-데이트 요구 메시지에 대응하는 응답 메시지인 MODIFY Response를 상기 새로운 3G-SGSN 서버로 전송한다.
상기 응답 메시지를 수신한 상기 새로운 3G-SGSN 서버는 36단계에서 상기 새로운 3G S-MGW로 기존 호의 해제를 요구하는 메시지인 SUBTRACT Request를 전송하며, 상기 새로운 3G S-MGW는 이에 대응한 메시지인 SUBTRACT Response를 37단계에서 상기 새로운 3G-SGSN 서버로 제공함으로서 위치등록에 따른 절차를 종료한다.
전술한 바와 같이 본 발명의 실시 예에 따라 상기 도 8에서 보여지고 있는바와 같이 6, 7단계와 11단계 및 12단계와 34, 35단계 및 36, 37단계가 위치등록을 위해 분리된 구성인 상기 SGSN 서버와 상기 S-MGW, 상기 GGSN 서버와 상기 G-MGW간에 신호 처리 절차로서 추가되었다.
전술한 바와 같이 본 발명은 핵심망의 구성을 사용자 정보 전송로와 제어 정보 전송로를 분리함으로써, 확장성을 향상시킨다. PLMN 종단점에 위치하는 G-MGW를 CS 도메인(domain)의 MGW와 동일한 노드에 구현함으로써, 전송 자원 사용의 효율을 제고시킨다. 또한, MeGaCo/H.248 프로토콜을 기반으로 UMTS 시스템(system)과의 정합 기능을 부여함으로써, 개방형 구조에 부합하는 단순하면서도 안정된 MGW 제어 프로토콜을 제공하며, 소프트웨어 업그레이드 시에도 별도의 관리가 가능함에 따라 운용에 있어 편리함을 제공하는 효과가 있다.

Claims (6)

  1. 이동단말과 연결되는 기지국과, 상기 기지국을 포함하는 기지국 제어기와, 상기 기지국 제어기와 연결되고 상기 이동단말로부터 상기 기지국 제어기를 통해 입력하는 제어정보를 처리하기 위한 SGSN 서버와, 상기 기지국 제어기와 연결되고 상기 이동단말로부터 제공된 패킷 데이터를 스위칭하기 위한 S-MGW와, 상기 SGSN 서버와 연결되고 상기 제어정보 처리에 의해 발생된 제2제어정보를 처리하기 위한 GGSN 서버와, 상기 S-MGW와 연결되고 상기 패킷 데이터를 스위칭하기 위한 G-MGW를 포함하는 패킷 데이터 교환망에서 상기 패킷 데이터의 경로 설정방법에 있어서,
    상기 이동단말로부터 상기 SGSN 서버로 상기 제어정보에 포함되는 패킷 데이터 프로토콜 호 활성화를 요구하는 제1메시지를 전송하는 과정과,
    상기 SGSN 서버는 상기 제1메시지로부터 상기 패킷 데이터를 전송할 상기 S-MGW로부터 상기 G-MGW까지의 순방향 전송로를 설정하기 위한 상기 S-MGW의 스위칭 경로를 가지는 제2메시지를 발생하여 상기 S-MGW로 제공하는 과정과,
    상기 S-MGW는 상기 제2메시지에 대한 응답을 하는 과정과,
    상기 SGSN 서버는 상기 제2메시지에 대한 응답에 대하여 패킷 데이터 프로토콜 호 생성을 요구하는 제3메시지를 상기 GGSN 서버로 전송하는 과정과,
    상기 GGSN 서버는 상기 제3메시지로부터 패킷 데이터를 전송할 상기 G-MGW로부터 상기 S-MGW까지의 역방향 전송로를 설정하기 위한 상기 G-MGW의 스위칭 경로를 가지는 제4메시지를 발생하여 상기 G-MGW로 제공하는 과정과,
    상기 G-MGW는 상기 제4메시지에 대한 응답을 하는 과정과,
    상기 GGSN 서버는 상기 제4메시지에 대한 응답에 대하여 상기 패킷 데이터 프로토콜 호 생성의 결과를 나타내는 응답 메시지를 상기 SGSN 서버로 전송하는 과정과,
    상기 SGSN 서버는 상기 응답 메시지에 의해 상기 S-MGW의 역방향 전송로를 설정하는 과정과,
    상기 SGSN 서버는 상기 이동단말로 상기 순방향 전송로 및 역방향 전송로의 완료 메시지를 전송하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 상기 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 내지 제4메시지는 터널 종단점 식별자(TEID : Tunnel Endpoint Identifier)를 포함함을 특징으로 하는 상기 방법.
  3. 이동단말과 연결되는 기지국과, 상기 기지국을 포함하는 기지국 제어기와, 상기 기지국 제어기와 연결되고 상기 이동단말로부터 상기 기지국 제어기를 통해 입력하는 제어정보를 처리하기 위한 SGSN 서버와, 상기 기지국 제어기와 연결되고 상기 이동단말로부터 제공된 패킷 데이터를 스위칭하기 위한 S-MGW와, 상기 SGSN 서버와 연결되고 상기 제어정보 처리에 의해 발생된 제2제어정보를 처리하기 위한GGSN 서버와, 상기 S-MGW와 연결되고 상기 패킷 데이터를 스위칭하기 위한 G-MGW를 포함하는 패킷 데이터 교환망에서 상기 패킷 데이터[의]에 대해 설정되어 있는 경로를 해제방법에 있어서,
    상기 이동단말로부터 상기 SGSN 서버로 상기 제어정보에 포함되는 상기 패킷 데이터 경로 해제를 요구하는 제1메시지를 전송하는 과정과,
    상기 SGSN 서버는 상기 제1메시지에 대하여 패킷 데이터 프로토콜 호 해제를 요구하는 제2메시지를 상기 GGSN 서버로 전송하는 과정과,
    상기 GGSN 서버는 상기 제2메시지에 대하여 상기 설정된 경로의 해제를 위해 상기 설정된 경로에 대응한 상기 G-MGW의 스위칭 경로를 가지는 제3메시지를 발생하여 상기 G-MGW로 제공하는 과정과,
    상기 G-MGW는 상기 제3메시지가 가지는 상기 스위칭 경로를 해제한 후 상기 제3메시지에 대한 응답을 하는 과정과,
    상기 GGSN 서버는 상기 제3메시지에 대한 응답에 대하여 상기 패킷 데이터 프로토콜 호 해제의 결과를 나타내는 응답 메시지를 상기 SGSN 서버로 전송하는 과정과,
    상기 SGSN 서버는 상기 응답 메시지에 대하여 상기 설정된 경로의 해제를 위해 상기 설정된 경로에 대응한 상기 S-MGW의 스위칭 경로를 가지는 제4메시지를 발생하여 상기 S-MGW로 제공하는 과정과,
    상기 G-MGW는 상기 제4메시지가 가지는 상기 스위칭 경로를 해제한 후 상기 제4메시지에 대한 응답을 하는 과정과,
    상기 SGSN 서버는 상기 응답 메시지에 의해 상기 이동단말로 상기 설정된 경로의 해제 완료 메시지를 전송하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 상기 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1 내지 제4메시지는 터널 종단점 식별자(TEID : Tunnel Endpoint Identifier)를 포함함을 특징으로 하는 상기 방법.
  5. 이동단말과 연결되는 기지국과, 상기 기지국을 포함하는 기지국 제어기와, 상기 기지국 제어기와 연결되고 상기 이동단말로부터 상기 기지국 제어기를 통해 입력하는 제어정보를 처리하기 위한 SGSN 서버와, 상기 기지국 제어기와 연결되고 상기 이동단말로부터 제공된 패킷 데이터를 스위칭하기 위한 S-MGW와, 상기 SGSN 서버와 연결되고 상기 제어정보 처리에 의해 발생된 제2제어정보를 처리하기 위한 GGSN 서버와, 상기 S-MGW와 연결되고 상기 패킷 데이터를 스위칭하기 위한 G-MGW를 포함하는 패킷 데이터 교환망에서 상기 이동단말이 새로운 기지국으로 이동할 시 핸드오프 방법에 있어서,
    상기 이동단말로부터 상기 SGSN 서버로 상기 제어정보에 포함되는 위치 정보 변경을 요구하는 제1메시지를 전송하는 과정과,
    상기 SGSN 서버는 상기 제1메시지에 응답하여 상기 이동단말이 이동한 새로운 SGSN 서버로 상기 이동단말에 대한 순방향 위치정보의 변환을 요구하는 제2메시지를 전송하는 과정과,
    상기 새로운 SGSN 서버는 상기 제2메시지에 응답하여 상기 이동단말의 위치가 변경되었음을 알리는 제3메시지를 새로운 S-MGW로 전송하는 과정과,
    상기 새로운 S-MGW는 상기 제3메시지에 의해 상기 이동단말의 위치정보를 갱신한 후 상기 제3메시지에 대한 응답을 하는 과정과,
    상기 새로운 SGSN 서버는 상기 새로운 S-MGW로부터의 응답이 있으면 상기 새로운 기지국으로 상기 이동단말에서 수행하고 있는 패킷 서비스의 전환을 요구하는 과정과,
    상기 새로운 기지국은 상기 새로운 SGSN 서버로부터의 전환 요구에 의해 상기 이동단말에서 수행하고 있는 상기 패킷 서비스를 위한 채널을 억세스한 후 상기 새로운 SGSN 서버로 확인신호를 전송하는 과정과,
    상기 새로운 SGSN 서버는 상기 확인신호를 수신하면 상기 제2메시지에 응답하여 과정과,
    상기 SGSN 서버는 상기 새로운 SGSN 서버로부터의 응답에 의해 상기 이동단말로의 패킷 서비스를 제공하는 기지국의 변경을 기존 기지국으로 요구하는 과정과,
    상기 SGSN 서버로부터의 요구에 의해 기지국 변경이 이루어진 후 상기 기존 기지국으로부터 기지국 변경이 완료되었음을 통보 받은 상기 새로운 SGSN 서버는 상기 이동단말의 위치정보 갱신을 요구하는 제3메시지를 새로운 GGSN 서버로 전송하는 과정과,
    상기 새로운 GGSN 서버는 상기 제3메시지를 수신하면 상기 갱신한 상기 이동단말의 위치정보에 의해 상기 패킷 서비스를 위한 새로운 전송로의 설정을 요구하는 제4메시지를 새로운 G-MGW로 전송하는 과정과,
    상기 새로운 G-MGW는 상기 제4메시지에 의해 새로운 전송로를 설정한 후 상기 제4메시지에 응답하는 과정과,
    상기 새로운 GGSN 서버는 상기 제4메시지에 대한 응답에 의해 상기 제3메시지에 대응한 응답메시지를 상기 새로운 SGSN 서버로 전송하는 과정과,
    상기 새로운 SGSN 서버는 상기 응답 메시지에 의해 새로운 S-MGW로 상기 패킷 서비스를 위한 새로운 전송로의 설정을 요구하는 제5메시지를 전송하는 과정과,
    상기 새로운 S-MGW는 상기 제5메시지에 의해 새로운 전송로를 설정한 후 상기 새로운 SGSN 서버로 상기 제5메시지에 응답함으로서 새로운 전송로의 설정을 완료하는 과정과,
    상기 SGSN 서버는 상기 S-MGW로 기존의 전송로의 해제를 요구하는 제6메시지를 전송하는 과정과,
    상기 S-MGW는 상기 SGSN 서버로부터의 상기 제6메시지에 의해 상기 기존의 전송로를 해제한 후 상기 제6메시지에 응답하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 상기 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제1 내지 제6메시지는 터널 종단점 식별자(TEID : Tunnel Endpoint Identifier)를 포함함을 특징으로 하는 상기 방법.
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