KR100842647B1 - 고속 데이터 전송 시스템 망에서의 이동성 관리 시스템 및 방법 - Google Patents

Abstract

가. 발명이 속하는 기술분야

본 발명은 코드분할다중접속 방식의 고속 데이터 전송 시스템에 관한 것으로 특히, 패킷데이터 서비스만을 제공하는 고속 데이터 전송 시스템에서의 이동성 관리 시스템 및 방법에 관한 것이다.

나. 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제

본 발명의 목적은 기존의 회선 망을 사용하지 않으면서 마이크로 이동성 관리 기능을 지원할 수 있는 시스템 및 방법을 제공함에 있다.

다. 발명의 해결방법의 요지

본 발명은 고속 데이터 전송 망에서 이동 단말의 이동성을 관리하기 위한 시스템에 있어서, 패킷 데이터를 수신하여 이동 단말의 위치를 추적하고, 상기 이동 단말이 위치하는 패킷 교환국과 기지국을 통해 단말로 호출하는 패킷 데이터 서비스 노드와, 상기 호출에 대한 응답을 상기 기지국과 상기 패킷 교환국을 통해 상기 패킷 데이터 서비스 노드로 전송하여 상기 패킷 데이터 서비스 노드와 통신하는 이동 단말을 포함한다.

라. 발명의 중요한 용도

이동통신 시스템의 데이터 통신에 이용된다.

CDMA, 고속 데이터 율(HDR : High Data Rate), 이동성

Description

고속 데이터 전송 시스템 망에서의 이동성 관리 시스템 및 방법{SYSTEM AND METHOD FOR MANAGING THE MOBILITY IN HIGH DATA RATE NETWORK}

도 1은 고속 데이터 전송 시스템 표준에서 제시된 단말기에 대한 이동성 관리에 대해 도시하는 도면

도 2는 종래의 동기식 코드분할다중접속 시스템 패킷 망의 기본 형태를 도시하는 도면

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 고속 데이터 전송 시스템에서의 이동성 관리를 수행하는 패킷 망을 도시하는 도면

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 고속 데이터 전송 단말 착신 데이터 호에 대한 호 처리 과정을 도시하는 도면

도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 착신 호 설정 과정을 도시하는 다른 도면

본 발명은 고속 데이터 전송 시스템에 관한 것으로 특히, 고속 데이터 전송 시스템에서의 이동성 관리 시스템 및 방법에 관한 것이다.

이동통신은 음성위주의 서비스 영역을 지나 데이터 위주의 서비스 및 시장을 창출하는 방향으로 발전하는 추세에 있다. 상기와 같은 추세에 따라 이동통신망에서의 데이터 전송을 더 효율적으로 수행하기 위한 기술들이 선보이고 있다. 고속 데이터 전송(High Data Rate : HDR) 기술 또한 상기 데이터 전송을 더 효율적으로 수행하기 위한 기술 중 하나이다. 상기 고속 데이터 전송 기술은 퀄컴사가 제안한 동기식 제 3세대 코드분할다중접속 망에 적용되는 데이터 통신기술로써 '1xEV DO'라는 명칭으로 국제 표준화가 진행중이다.

한편, 상기 고속 데이터 전송 기술은 전송속도에만 관심을 기울여 실제 시스템 상용화 수준에서는 문제점이 발견되고 있다. 상기 문제점 중 하나가 이동성 관리(Mobility Management : MM)에 관한 것이다. 상기 이동성 관리는 이동통신 시스템에서 원활한 단말 착신 호 처리를 위해 중요한 요소이다. 상기 이동성 관리는 매크로 이동성(Macro Mobility)과 마이크로 이동성(Micro Mobility) 두 가지 측면에서 생각해 볼 수 있다. 도 1을 참조하여 상기 매크로 이동성과 마이크로 이동성에 대해 기술한다.

도 1은 1xEV DO 표준에서 제시된 단말기에 대한 이동성 관리에 대해 도시하고 있다.

일반적으로 매크로 이동성은 패킷데이터서비스노드(Packet Data Service Node) 단위나 시스템 단위에서의 이동성 관리를 말한다. 예컨대 상기 도 1에 도시된 두 패킷데이터서비스노드(100) 단계에서의 이동성 관리를 매크로 이동성이라 한다. 마이크로 이동성은 상기 도 1에서 같은 패킷데이터서비스노드(100) 내에 속하는 기지국(110)간의 이동성 관리를 말한다. 실제 이동통신시스템에서는 시스템의 부하 및 착신 호 설정시간을 줄이기 위한 마이크로 이동성이 중요한 논점이 된다. 그런데 종래 고속 데이터 전송 기술은 상기 매크로 이동성에 대해서만 지원하고 있다. 그 결과 종래에는 마이크로 이동성 관리를 지원하기 위해 도 2에 도시된 바와 같이 기존 2세대 동기식 코드분할다중접속 회선 망을 이용해야 했다.

도 2는 종래의 동기식 코드분할다중접속 시스템 패킷 망의 기본 형태를 도시하는 도면이다.

종래에는 단말기(200)는 할당된 식별자를 이용하여 위치등록과 위치갱신 과정을 수행했는데 상기 도 2를 참조하여 종래의 위치등록 및 위치 갱신 과정에 대해 기술한다. 단말기(200)는 정의된 규칙에 의하여 자신의 위치를 등록하거나 갱신하기 위해서 해당 메시지를 기지국(110)으로 전송한다. 상기 메시지를 수신한 기지국(110)은 교환국(220)으로 위치등록/갱신 메시지를 전송하여, 특정 단말에 대한 위치를 갱신하고 이를 위치등록기(230)에 저장한다. 이후 새로운 망으로부터 데이터 호가 있을 경우, 상기 위치등록기(230)에 저장된 데이터로부터 가입자 상태 및 위치를 고려하여 교환국(220)을 통해 호출 명령을 하게 되고, 이에 대해 응답한 단말에 대하여 호 설정 과정을 거쳐 망으로부터의 데이터를 전송하게 된다. 상술한 바와 같이 종래에는 마이크로 이동성 관리를 위해 기존 망의 교환국(220)을 이용했다. 즉, 기존의 회선 망을 사용하지 않는다는 1xEV DO 시스템의 장점을 이용하지 못하는 구조이다. 이는 종래의 패킷 데이터 망에 상기에서 언급한 마이크로 이동성 관리를 수행할 수 있는 장치가 존재하지 않기 때문이다.

따라서 본 발명의 목적은 기존의 회선 망을 사용하지 않고 마이크로 이동성 관리 기능을 지원할 수 있는 시스템 및 방법을 제공함에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 본 발명은 마이크로 이동성관리를 위한 이동성관리 장치를 가지는 패킷데이터서비스노드와, 위치등록 메시지가 추가된 상기 패킷데이터서비스노드를 교환국과 연결하는 인터페이스와, 위치등록 메시지가 추가된 상기 교환국을 기지국과 연결하는 인터페이스를 포함한다.

이하 본 발명의 바람직한 일 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기에서 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다.

본 발명에서는 패킷데이터 망과 이동망의 게이트웨이 역할을 하는 패킷데이터서비스노드(PDSN : Packet Data Service Node)(100)가 마이크로 이동성관리 기능을 수행할 수 있도록 한다. 마이크로 이동성관리 기능을 수행하기 위해 패킷데이터서비스노드(100)는 다음과 같은 기능을 가져야 한다. 첫째, 특정 단말에 대한 섹터 식별자(ID), 기지국(110) 식별자 등의 위치 등록 정보를 관리할 수 있어야 한다. 둘째, 특정 단말에 대한 이동 가입자 식별자 이동 아이피 매핑 테이블(Mobile Subscriber ID to Mobile IP mapping Table)을 가지고 있어야 한다. 셋째, 호출기능을 가져야 한다.

또한 본 발명을 적용하기 위해서는 국제 표준인 3G-IOS의 규격이 변경되어야 한다. 기존의 3G-IOS에서는 패킷데이터서비스노드(100)로부터 인입되는 패킷데이터를 전송하기 위해서는 A10/A11 인터페이스가 항상 존재해야 한다. 즉, A10/A11 인터페이스가 존재하지 않을 경우 패킷데이터서비스노드(100)로부터 인입된 패킷데이터는 특정 단말에 전달될 수가 없다. 따라서, 본 발명에서는 기존 3G-IOS 규격에서 정의된 A10/A11 인터페이스 관련 메시지 및 A8/A9 인터페이스 메시지의 사용 범위를 아래 표 1과 같이 추가, 변경시킨다.

A11-설정요구	패킷데이터서비스노드(100)에서 패킷교환국(210)로의 전송도 가능하게 한다.
A11-설정응답	패킷교환국(210)에서 패킷데이터서비스노드(100)로의 전송도 가능하게 한다.
A11-호출요구	추가
A11-호출응답	추가
A9-설정-A8	패킷교환국(210)에서 기지국(110)으로의 전송도 가능하도록 한다.
A9-호출요구-A8	추가
A9-호출요구-A8	추가

상기 표 1의 A11-설정요구는 호 설정을 위해 사용되며 기존 규격에서는 패킷교환국(210)에서 패킷데이터서비스노드(100)로만 전송되었으나, A10/A11 인터페이스가 존재하지 않을 경우 패킷데이터서비스노드(100)로부터 인입된 패킷데이터를 원활히 단말기(200)로 전달하기 위해 패킷데이터서비스노드(100)로부터 패킷교환국(210)으로의 전송도 가능하게 한다. A11-설정응답은 상기 A11-설정요구에 대한 응답메시지로 역시 패킷데이터서비스노드(100)에서 패킷교환국(210)으로의 전송만 가능하였으나, 상기 A11-설정요구메시지의 변경에 따라 역시 변경된다. A11-호출요구 및 A11-호출응답은 기존 규격에서는 정의되어 있지 않았던 메시지로, 패킷데이터서비스노드(100)가 호출기능을 가지기 위해 추가되는 메시지이다. A9-설정-A8은 기존 규격에서는 기지국(110)에서 패킷교환국(210)으로의 전송만이 가능했었다.

도 3은 본 발명이 제안하는 고속 데이터 전송 시스템에서의 이동성 관리를 수행하는 패킷 망을 도시하는 도면이다.

상기 도 3에 도시된 단말기(200)는 1xEV DO 단말이다. 기지국(110)은 1xEV DO를 지원하는 기지국으로 패킷데이터 통신을 수행한다. 패킷교환국(210) 역시 패킷데이터 통신을 수행한다. 패킷데이터서비스노드(100)는 도면상에 도시되어 있지 않은 다른 망들과 연결된다. 상기 도 3에 도시된 통신망을 보면 도 2에 도시된 기존의 통신망과 달리 기존의 교환국(220)과 연결되지 않음을 알 수 있다. 기존의 교환국(220)을 이용하지 않고 마이크로 이동성 관리를 지원하기 위해 본 발명은 시스템에 다음과 같은 변경을 가한다. 먼저 패킷데이터서비스노드(100)에 마이크로 이동성관리를 지원하기 위한 이동성관리 데이터베이스가 추가된다. 상기에서 이동성관리 데이터베이스라고 표현한 것은 기억수단의 대표적인 한 예로서 데이터베이스를 기술한 것일 뿐으로 다른 기억수단을 이용하여 본 발명을 실시할 수 있음은 자명하다 할 것이다. 또 위치등록을 위한 메시지가 종래의 기지국제어기와 패킷교환기, 패킷교환기와 패킷데이터서비스노드(100) 사이의 인터페이스에 추가, 변경되어야 한다. 이하 이동성관리를 위한 구체적인 동작을 도 4를 참조하여 설명한다.

도 4는 고속 데이터 전송 단말 착신 데이터 호에 대한 호 처리 과정에서의 신호흐름을 도시하고 있다.

상기 도 4를 보면 401단계에서 패킷데이터서비스노드(100)에 패킷데이터 호가 수신된다. 상기 수신되는 패킷데이터 호는 상기 패킷데이터서비스노드(100)에 속하는 다른 단말기에서 발생된 호이거나 또는 다른 망에서 발생되어 상기 패킷데이터서비스노드(100)로 수신되는 호이다. 상기 패킷데이터 호를 수신한 패킷데이터서비스노드(100)는 상기 호를 수신하게 될 단말기(200)의 위치를 추정하는 403단계를 수행한다.

한편, 본 발명에서 기술하는 단말기 위치추정 마이크로 이동성관리에 의한 것이다. 호를 연결하기 위해서는 매크로 이동성관리에 대해서도 고려하여야 하나, 상기 매크로 이동성관리는 각 통신망 수준의 위치추정에 관한 것으로 기존의 방법을 그대로 사용한다. 그러므로, 상기 401단계에서 패킷데이터서비스노드(100)에 수신되는 패킷데이터 호(a 신호)는 매크로 이동성관리 수준의 위치추정은 이미 끝난 호라고 가정한다. 즉, 상기 호를 수신하게 될 단말기는 상기 패킷데이터서비스노드(100) 내에 속해 있다는 수준의 위치추정이 이루어진 호이다. 그러면 하기에서 403단계에서 수행되는 마이크로 이동성관리 수준의 단말기 위치추정에 관해 기술한다. 상기 단말기 위치추정은 이동성관리 데이터베이스를 이용하여 이루어진다. 각 패킷데이터서비스노드(100)에 속해 있는 단말기들의 위치정보는 기존의 2세대 통신망에서 단말기의 위치정보 교환국(MSC)의 위치등록기(230)에 저장되었던 것처럼 상기 이동성관리 데이터베이스에 저장된다.

상기 401단계에서 매크로 이동성관리 수준의 위치추정이 이루어진 패킷데이터 호를 수신한 패킷데이터서비스노드(100)는 상기 호의 마이크로 이동성관리 수준에서의 위치추정(하기에서 사용하는 위치추정이라는 용어는 마이크로 이동성관리 수준에서의 위치추정만을 칭한다)을 수행하기 위해 상기 이동성관리 데이터베이스를 검색한다. 상기 검색으로 이동성관리 데이터베이스에 저장되어 있는 단말기들의 위치정보 중에서 호를 연결해야할 단말기(200)에 대한 위치정보를 얻을 수 있다. 상기 단말기의 위치정보를 얻은 패킷데이터서비스노드(100)는 상기 405단계에서 상기 단말기가 속하는 패킷교환국(210)으로 호출요구메시지(b 신호)를 전송한다. 상기 패킷데이터서비스노드(100)로부터 호출요구메시지(b 신호)를 수신한 패킷교환국(210)은 407단계에서 상기 단말기가 속하는 기지국(110)으로 호출요구메시지(c 신호)를 전송한다. 상기 패킷교환국(210)으로부터 상기 호출요구메시지(c 신호)를 수신한 기지국(110)은 409단계에서 단말기(200)로 호출메시지(d 신호)를 송신한다.

한편, 상기 기지국(110)으로부터 호출메시지(d 신호)를 수신한 단말기(200)는 411단계에서 상기 호출메시지(d 신호)에 대한 호출응답메시지(e 신호)를 상기 기지국(110)으로 송신한다. 상기 호출응답메시지(e 신호)를 수신한 기지국(110)은 413단계에서 패킷교환국(210)으로 호출응답메시지(f 신호)를 전송한다. 상기 기지국(110)으로부터 호출응답메시지(f 신호)를 수신한 패킷교환국(210)은 415단계에서 호출응답메시지(g 신호)를 패킷데이터서비스노드(100)으로 전송한다. 상기 패킷교환국(210)으로부터 호출응답메시지(g 신호)를 수신한 패킷데이터서비스노드(100)이 상기 패킷데이터 호(401)를 송신하여 통신을 요구한 단말기와 상기 호를 수신할 단말기(200) 사이의 호를 인가함으로써 417단계에서 상기 두 단말기 사이의 패킷데이터 통신이 이루어지게 된다.

도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 착신 호 설정 과정을 도시하는 도면이다.

상기 도 5를 참조하여 상술한 착신 호 설정과정을 좀 더 상세하게 설명한다. 먼저 501단계에서 패킷데이터서비스노드(100)는 패킷데이터 호를 수신한다. 도면에는 도시되어 있지 않으나 패킷데이터서비스노드(100)는 상기 수신한 호에 대해 위치추정을 수행한다. 이는 상술한 403단계와 같으므로 설명을 생략한다. 상기 위치추정의 결과 패킷데이터서비스노드(100)는 상기 수신된 호의 착신 단말기(200)가 속하는 기지국(110) 및 패킷교환국(210)을 알 수 있게 된다. 503단계에서 패킷데이터서비스노드(100)는 A11-호출요구 메시지를 상기 단말기(200)가 속하는 패킷교환국(210)으로 전송한다. 상기 메시지를 수신한 패킷교환국(210)은 505단계에서 다시 상기 단말기(200)가 속하는 기지국(110)으로 A9-호출요구-A8메시지를 전송한다. 기지국(110)은 507단계에서 단말기(200)로 호출메시지를 송신한다. 509단계에서 단말기(200)는 상기 호출메시지에 대한 응답으로 호출응답 메시지를 기지국(110)으로 송신한다. 상기 메시지를 수신한 기지국(110)은 511단계에서 A9-호출응답-A8메시지를 패킷교환국(210)으로 전송한다. 513단계에서 패킷교환국(210)은 A11-호출응답 메시지를 패킷데이터서비스노드(100)로 전송한다. 상기 A11-호출응답 메시지를 수신한 패킷데이터서비스노드(100)는 515단계에서 A11-호설정요구 메시지를 다시 패킷교환국(210)으로 전송한다. 517단계에서 패킷교환국(210)은 기지국(110)으로 호설정을 요구하는 A9-설정-A8 메시지를 전송한다. 519단계에서는 상기 메시지에 따라 기지국(110)과 단말기(200) 사이에 데이터 호가 성립된다. 521단계에서 기지국(110)은 패킷교환국(210)으로 호가 연결되었음을 알리는 A9-연결-A8 메시지를 전송한다. 523단계에서 패킷교환국(210)은 역시 호가 연결되었음을 알리는 A11-호설정응답 메시지를 패킷데이터서비스노드(100)로 전송한다. 상기 메시지를 수신한 패킷데이터서비스노드(100)는 525단계에서 PPP 커넥션을 설정하고, 이동 IP를 등록한다. 527단계에서는 패킷데이터의 전송이 이루어진다.

상술한 본 발명의 동작에서 보여지듯이 본 발명을 실시하면 종래와 같이 교환국(220)과 상기 교환국(220)에 연결된 위치등록기(230)를 이용하지 않고도 단말기의 위치추정 과정을 수행할 수 있다. 즉, 본 발명을 실시함으로써 기존 제 2세대의 코드분할다중접속 회선망을 이용하지 않고 마이크로 이동성관리 수준까지 패킷데이터 전용단말에 대한 이동성관리 기능을 제공할 수 있다.

상술한 바와 같이 본 발명을 실시함으로써 기존의 회선 망을 사용하지 않으면서 마이크로 이동성 관리 기능을 지원할 수 있게 된다. 즉, 기지국과 교환국 사이의 메시지 교환 없이 마이크로 이동성 관리가 가능해지므로 시스템 부하를 줄여준다.

Claims (11)

1. 삭제
2. 삭제
3. 삭제
4. 고속 데이터 전송 시스템 망에서 이동 단말의 이동성을 관리하기 위한 방법에 있어서,

   패킷 데이터 호를 수신한 패킷 데이터 서비스 노드가 상기 이동 단말의 위치를 추정하는 과정과,

   상기 패킷 데이터 서비스 노드가 상기 패킷 데이터 호를 수신할 상기 이동 단말의 위치 확인 후 상기 이동 단말이 속하는 패킷 교환국으로 제1 호출 요구 메시지를 전송하는 과정과,

   상기 제1 호출 요구 메시지를 수신한 패킷 교환국이 상기 이동 단말이 속하는 기지국으로 제2 호출 요구 메시지를 전송하는 과정과,

   상기 제2 호출 요구 메시지를 수신한 기지국은 상기 이동 단말로 제3 호출 요구 메시지를 전송하는 과정과,

   상기 제3 호출 요구 메시지를 수신한 이동 단말이 상기 제3 호출 요구 메시지에 대한 제3 호출 응답 메시지를 상기 기지국으로 전송하는 과정과,

   상기 제3 호출 응답 메시지를 수신한 상기 기지국이 상기 패킷 교환국으로 제2 호출 응답 메시지를 송신하는 과정과,

   상기 제2 호출 응답 메시지를 수신한 상기 패킷 교환국이 제1 호출 응답 메시지를 상기 패킷 데이터 서비스 노드로 전송하는 과정과,

   상기 이동 단말이 상기 기지국과 상기 패킷 교환국을 통해 상기 패킷 데이터 서비스 노드와 통신을 수행하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 고속 데이터 전송 시스템 망에서의 이동성 관리 방법.
5. 삭제
6. 삭제
7. 제4 항에 있어서,

   상기 패킷 데이터 서비스 노드가 상기 이동 단말의 위치를 추정하는 과정은,

   상기 이동 단말의 위치 정보가 저장된 이동성 관리 데이터 베이스를 검색하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 고속 데이터 전송 시스템 망에서의 이동성 관리 방법.
8. 제4 항에 있어서,

   상기 제1 호출 요구 메시지는 A11 호출 요구 메시지이고,

   상기 제1 호출 응답 메시지는 A11 호출 응답 메시지임을 특징으로 하는 고속 데이터 전송 시스템 망에서의 이동성 관리 방법.
9. 제4 항에 있어서,

   상기 제2 호출 요구 메시지는 A9-호출요구-A8 메시지이고,

   상기 제2 호출 응답 메시지는 A9-호출응답-A8 메시지임을 특징으로 하는 고속 데이터 전송 시스템 망에서의 이동성 관리 방법.
10. 삭제
11. 삭제

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