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KR100933645B1 - 복합 무선 통신 시스템에서의 데이터 패킷 전송을 위한시스템 및 방법 - Google Patents

복합 무선 통신 시스템에서의 데이터 패킷 전송을 위한시스템 및 방법 Download PDF

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KR100933645B1
KR100933645B1 KR1020047009243A KR20047009243A KR100933645B1 KR 100933645 B1 KR100933645 B1 KR 100933645B1 KR 1020047009243 A KR1020047009243 A KR 1020047009243A KR 20047009243 A KR20047009243 A KR 20047009243A KR 100933645 B1 KR100933645 B1 KR 100933645B1
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파레크닐레시쿠마르제이
자인니킬
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퀄컴 인코포레이티드
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Abstract

CDMA 측에서는 패킷 데이터 서빙 노드 (PDSN) 구성요소 (30) 로 동작하고, GSM 측에서는 서빙 GPRS 서비스 노드 (SGSN) 구성요소 (32) 로 동작하는 스위치를 이용하여, 컴퓨터 데이터가 CDMA 라디오 접속 네트워크와 GSM 코어 인프라스트럭쳐 간에 전송된다. 스위칭 메시지 시퀀스와 프로토콜 스택이 개시된다.
CDMA RAN, GSM 코어 인프라스트럭쳐, PDSN, SGSN, GGSN, BSC, MS, 스위치, PDP, PPP, IP

Description

복합 무선 통신 시스템에서의 데이터 패킷 전송을 위한 시스템 및 방법{SYSTEM AND METHOD FOR DATA PACKET TRANSPORT IN HYBRID WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM}
관련 출원
이 출원은 2001 년 12 월 14 일에 출원된 미국 가 특허출원 (Provisional patent applicaion) 제 60/340,500 호, "Method and Apparatus for Data Packet Transport in a Wireless Communication System Consisting of CDMA2000 Radio Access Network and GPRS Core Network" 로부터 우선권을 주장한다.
기술분야
본 발명은 일반적으로 무선 통신 시스템에 관한 것으로, 특히 GSM 코어 네트워크와 함께 CDMA 라디오 접속 네트워크를 이용하는 시스템에 관한 것이다.
배경기술
코드 분할 다중 접속 (CDMA) 은 본래 상대적으로 넓은 대역폭 용량을 가지는, 즉 다른 무선 통신 기술보다 더 많은 주파수 대역 당 전화 호 (telephone call) 의 서비스를 수용할 수 있는 디지털 무선 통신 기술이다. 또한, CDMA의 확산 스펙트럼 원리는 그 자체로 안전한 통신을 제공한다. 여기서 참조하는 미국 특허 제 4,901,307 호는 음성 및 비 음성 컴퓨터 데이터 모두의 전송에 이용될 수 있는 CDMA 시스템의 상세를 개시하고 있다.
CDMA 의 장점에도 불구하고, 다른 원리를 이용하는 다른 무선 시스템이 존재한다. 예를 들어, 시분할 다중 접속의 한 버전을 채용한 GSM 이 많은 나라에서 이용된다.
CDMA 원리가 이용되거나 또는 다른 무선 원리가 이용되거나, 무선 통신 시스템은 두 개의 주 구성요소 (element) 즉, 무선 라디오 접속 네트워크 (RAN), 및 RAN 및 다른 외부 시스템과 통신하는, 공공 스위치 전화 네트워크 (PSTN), 인터넷 (특히 데이터 호 (data call) 에 국한하지 않는다) 등의 코어 인프라스트럭쳐 (infrastructure) 를 가지는 것으로 생각할 수 있다. 다양한 무선 기술과 관련된 코어 인프라스트럭쳐는, 특화된, 통상적으로 시스템 특유의 호 스위칭, 가입 (subscription) 및 중계 (attendant) 인증 및 호 모니터링, 및 요금 부과 (billing) 를 지원하기 위한, 하드웨어 측면 및 통신 프로토콜 개발 측면 모두에서 매우 비용이 클 수 있다. 따라서, 한 무선 시스템의 통신 프로토콜 (GSM 의 경우는 GSM 프로토콜, cdma2000-1x 과 같은 CDMA 의 경우는 IS-41 프로토콜) 은, 한 시스템 또는 다른 시스템의 코어 인프라스트럭쳐의 고비용의 과중한 변화 없이는 다른 시스템의 통신 프로토콜과 호환되지 않을 수도 있다.
상기의 설명으로부터, 본 발명은, GSM 이 세계에 널리 존재하므로 GSM 기반의 코어 인프라스트럭쳐를 가지면서, 중계 장점이 있는 CDMA 기반 RAN 을 이용할 수 있도록 하는 것이 바람직할 것으로 인식한다. 또한, 본 발명은 GSM 코어 인프라스트럭쳐의 통신 프로토콜을 변형할 필요를 없애지 않는다면, 상기의 방법으로 최소화하는 것이 바람직함을 인식한다.
본 발명은 이동국 (mobile station; MS) 으로부터 코어 인프라스트럭쳐로의 비음성 컴퓨터 데이터 전송에 특히 중점을 둔다. CDMA 시스템에서, MS 는 전화, 랩탑 컴퓨터 또는 CDMA 무선 RAN 을 통해 CDMA 코어 인프라스트럭쳐로 디지털 데이터를 통신하는 다른 CDMA 기기일 수 있으며, CDMA 코어 인프라스트럭쳐는 데이터를, 예를 들어 IS-41 프로토콜의 일부인 패킷 데이터 호 절차를 이용하는 인터넷으로 전달하는, 패킷 데이터 서빙 노드 (packet data serving node; PDSN) 를 포함한다. GSM 시스템에서, MS 는 GSM RAN 을 통해 GSM 코어 인프라스트럭쳐로 디지털 데이터를 전달한다. GSM 이 소위 광대역 CDMA 의 배치를 시작할 때까지는, 그리고 그 후에도, 주파수 스펙트럼 제한 때문에 광대역 CDMA 를 이용할 수 없는 서비스 제공자들 때문에, GSM 인프라스트럭쳐의 컴퓨터 데이터 전송 부분은 계속해서 소위 GPRS 인프라스트럭쳐일 것이다. GPRS 컴퓨터 데이터 인프라스트럭쳐는, GSM RAN 의 기지국 시스템 (BSS) 각각에 대해, 중앙 게이트웨이 GPRS 서비스 노드 (GGSN) 와 결합된 대응 서빙 GPRS 서비스 노드 (SGSN) 를 포함한다. SGSN 및 GGSN 은 GSM 프로토콜을 이용하여 컴퓨터 데이터를 전달하기 위해 함께 동작한다. 본 발명에 의해 다루어지는 문제는, GSM 코어 인프라스트럭쳐의 과도한 변화 없이, 어떻게 CDMA RAN 과 GSM 코어 인프라스트럭쳐를 함께 이용하여 컴퓨터 데이터를 전송할 것인가 하는 것이다.
발명의 요약
무선 통신을 지원하기 위한 스위치는, CDMA 프로토콜을 이용하여 코드 분할 다중 접속 (CDMA) 라디오 접속 네트워크 (RAN) 와 통신하는 제 1 구성요소를 포함 한다. 이 스위치는 GSM 프로토콜을 이용하여 GSM 코어 인프라스트럭쳐와 통신하는 제 2 구성요소도 가진다. 제 1 및 제 2 구성요소는 서로 통신하여, GSM 코어 인프라스트럭쳐와 함께 CDMA RAN 을 이용하는 것이 용이하게 된다.
한 바람직한 실시형태에서, 제 1 구성요소는 패킷 데이터 서빙 노드 (PDSN) 구성요소이고, 제 2 구성요소는 서빙 GPRS 서비스 노드 (SGSN) 구성요소이다. 이 SGSN 구성요소는 게이트웨이 GPRS 서비스 노드 (GGSN) 와 통신할 수 있으며, PDSN 구성요소는 CDMA 기지국 제어기 (BSC) 와 통신할 수 있다. 특히 바람직한 실시형태에서, 스위치는 CDMA RAN 과 GSM 코어 인프라스트럭쳐간에 컴퓨터 데이터를 전송한다. 바람직한, 그러나 비제한적인 구현에서, CDMA RAN 과 통신하는 CDMA 이동국의 사용자에 의한 IP 선택에 응답하여, 스위치는 CDMA RAN 으로부터의 점 대 점 프로토콜 (point-to-point protocol; PPP) 프레이밍을 종료하고 GSM 코어 인프라스트럭쳐에 인터넷 프로토콜 (IP) 을 전송한다.
다른 태양에서, GSM 코어 인프라스트럭쳐와 함께 CDMA RAN 을 이용하는 것을 용이하게 하는 방법은, CDMA RAN 과 통신하는 CDMA 이동국의 사용자에 의한 IP 선택에 응답하여, CDMA RAN 으로부터의 점 대 점 프로토콜 (PPP) 프레이밍을 종료하고 GSM 코어 인프라스트럭쳐에 인터넷 프로토콜 (IP) 을 전송하는 단계, 및/또는 CDMA 이동국으로부터 패킷 데이터 프로토콜 (PDP) 컨텍스트 활성화를 시작하는 단계 중 하나 이상을 포함한다.
다른 태양에서, PDP 컨텍스트를 생성하기 위해 필요한 데이터는 GSM 홈 위치 레지스트리 (home location registry; HLR) 로부터 수신되어, CDMA 표준, 특히 cdma2000 1x 표준을 변화시키지 않고 PDP 컨텍스트가 확립될 수 있다.
또 다른 태양에서, 무선 데이터 통신 시스템은 CDMA RAN, GSM 코어 인프라스트럭쳐 및 CDMA RAN 과 GSM 코어 인프라스트럭쳐를 연결하는 스위치를 포함한다. 후술하는 바와 같이, 이 스위치는 CDMA 프로토콜을 이용하여 CDMA RAN 으로 컴퓨터 데이터를 수신하고 송신한다. 또한, 스위치는 GSM 프로토콜을 이용하여 GSM 코어 인프라스트럭쳐로 컴퓨터 데이터를 수신하고 송신한다.
그 구조 및 동작에 대한 본 발명의 상세는 첨부된 도면을 참조하여 가장 잘 이해될 수 있으며, 도면에서 같은 참조부호는 같은 부분을 지칭한다.
도면의 간단한 설명
도 1 은 CDMA 라디오 접속 네트워크와 GSM 코어 인프라스트럭쳐를 이용한 데이터 전송을 용이하게 하기 위한 본 시스템의 블록도이다.
도 2 는 이동국 사용자가 점 대 점 프로토콜 (PPP) 을 선택하였을 때의 사용자 수준의 프로토콜을 나타내는 개략도이다.
도 3 은 이동국 사용자가 인터넷 프로토콜 (IP) 을 선택하였을 때의 사용자 수준의 프로토콜을 나타내는 개략도이다.
도 4 는 스위치 제어를 위한 신호 프로토콜을 나타내는 개략도이다.
도 5 는 PDP 컨텍스트가 홈 위치 등록기 (HLR) 에 저장된 프로파일에 기초하여 생성되고, PPP 가 지정되는 때 이용되는 신호 메시지를 나타내는 개략도이며, 도면에서 메시지는 시간 순서로 위에서 아래로 정렬된다.
도 6 은 PDP 컨텍스트가 이동국 자체로부터의 메시지에 기초하여 생성되고 PPP 가 지정되는 때 이용되는 신호 메시지를 나타내는 개략도이며, 도면에서 메시지는 시간 순서로 위에서 아래로 정렬된다.
도 7 은 PDP 컨텍스트가 이동국 자체에 의해 지정된 프로파일에 기초하여 생성되고 IP 가 지정되는 때 이용되는 신호 메시지를 나타내는 개략도이며, 도면에서 메시지는 시간 순서로 위에서 아래로 정렬된다.
바람직한 실시형태의 상세한 설명
먼저 도 1 을 참조하면, 전체적으로 12 로 지정되는 코드 분할 다중 접속 (CDMA) 라디오 접속 네트워크 (RAN) 와 전체적으로 14 로 지정되는 GSM 코어 인프라스트럭쳐 간의 통신, 특히 컴퓨터 데이터 통신을 용이하게 하기 위한, 전체적으로 10 으로 지정되는 시스템이 도시된다. 다시, GSM 코어 인프라스트럭쳐 (14) 는 IP 네트워크, 예를 들어 인터넷과 같은 데이터 네트워크와 통신할 수 있다.
도 1 에 도시된 바와 같이, CDMA RAN (12) 은 하나 이상의 기지국 (BTS; 18) 및 이동국 (MS; 20) 간의 무선 통신을 지원한다. 공지된 CDMA 원리에 따라, BTS (18) 는 기지국 제어기 (BSC; 22) 와 통신할 수 있다. 도 1 에 도시된 바람직한 CDMA RAN (12) 은 cdma2000 을 이용하며, 특히 cdma2000 1x, cdma2000 3x 또는 cdma2000 고 데이터 레이트 (HDR) 원리를 이용한다.
한 비제한적인 실시형태에서, 이동국 (20) 은 Kyocera, 삼성, 또는 기타 제조사의 부호 분할 다중 접속 (CDMA) 원리 및 CDMA 무선 (over-the-air; OTA) 통신 무선 인터페이스를 이용하는 이동 전화이다. 그러나, 본 발명은 랩탑 컴퓨터, 무선 핸드셋 또는 전화기, 데이터 송수신기, 또는 페이징 및 위치 결정 수신기와 같은 다른 이동국에 적용된다. 이동국 (20) 은, 희망에 따라 핸드 헬드 (hand-held) 또는 차량 탑재 (자동차, 트럭, 보트, 비행기, 기차를 포함한다) 와 같은 휴대용일 수 있다. 그러나, 무선 통신 기기가 일반적으로 이동형인 것으로 생각되나, 어떤 구현에서는 본 발명이 "고정 (fixed) 유닛" 에 적용될 수 있음을 이해하여야 한다. 또한, 본 발명은 음성 및/또는 디지털 비디오 정보를 포함하는 데이터 정보를 전송하는데 이용되는 데이터 모듈이나 모뎀에 적용되며, 유선 또는 무선 링크를 이용하여 다른 장치와 통신할 수 있다. 또한, 다수의 통신 채널을 통해 정보를 전달하기 위해, 모뎀 또는 모듈이 소정의 조정되거나 결합된 방식으로 작동하게 하도록 명령이 이용될 수 있다. 어떤 통신 시스템에서, 때로는 무선 통신 기기가 사용자 단말기, 이동국, 이동 유닛, 가입자 유닛, 이동 라디오 또는 라디오전화, 무선 유닛, 또는 단순히 "사용자" 및 "모빌" 로 지칭된다.
GSM 코어 인프라스트럭쳐 (14) 로 화제를 돌리면, 컴퓨터 데이터 전송 목적으로, GSM 코어 인프라스트럭쳐 (14) 는, 다른 구성요소 중 게이트웨이 GPRS 서비스 노드 (GGSN; 24) 를 포함할 수 있다. 또한, GSM 코어 인프라스트럭쳐 (14) 는 GSM 코어 인프라스트럭쳐 (14) 의 사용자에 대한 가입자 데이터를 가지는 홈 위치 등록기 (HLR; 26) 를 포함할 수 있다.
복합 CDMA/GSM 스위치 (28) 는 CDMA RAN (12) 과 GSM 코어 인프라스트럭쳐 (14) 를 연결한다. 바람직한 실시형태에서, 스위치 (28) 는, CDMA 기술분야에서 공지된 PDSN 동작에 따라, CDMA 프로토콜을 이용하여 CDMA RAN (12) 과 통신하는 패킷 데이터 서빙 노드 (PDSN) 구성요소 (30) 를 포함한다. 또한, 스위치 (28) 는, GSM 기술 분야에서 공지된 SGSN 동작에 따라 GSM 프로토콜을 이용하여 GSM 코어 인프라스트럭쳐 (14) 와 통신하는 서빙 GPRS 서비스 노드 (SGSN) 구성요소 (32) 를 포함한다. 이 구성요소들 (30, 32) 은, IS-41 과 같은 CDMA 프로토콜을 이용하도록 GSM 코어 인프라스트럭쳐 (14) 를 변경하지 않고, 그 기존의 프로토콜을 이용하여, GSM 코어 인프라스트럭쳐 (14) 와 함께 CDMA RAN (12) 을 이용하는 것을 용이하게 하도록, 아래에 설명되는 바에 따라 서로 통신한다.
도 2 는, MS (20) 의 사용자가 컴퓨터 데이터 전송에서 이용되는 패킷 데이터 프로토콜 (PDP) 이 PPP 라고 표시한 때에 본 발명에서 이용되는, 다양한 사용자 수준의 프로토콜 스택을 도시한다. CDMA 1x 및 HDR 시스템에서 PPP 만이 이용되지만, GSM 성능을 모방하기 위해, CDMA 가능 (CDMA-enabled) MS (20) 는 사용자가, CDMA 표준의 변화 없이, 특히 cdma2000 1x 의 변화 없이 PPP 또는 IP 중 하나를 선택할 수 있도록 함을 인식하여야 한다. 시스템 (10) 이 어떻게 이 사용자 입력을 이용하는지는 뒤에서 자세히 설명한다.
제 1 및 제 2 MS (20) 무선 인터페이스 프로토콜 스택 (34, 36) 은, 공지된 CDMA 1x 원리에 따라 MS (20) 에 의해 이용되는 CDMA 무선 인터페이스 프로토콜 스택을 나타낸다. 편의를 위해, 이들 사용자 프로토콜 스택은 여기서 간략히 설명한다. 도시된 바와 같이, 제 1 무선 인터페이스 사용자 프로토콜 스택 (34) 은 릴레이 계층의 Rm 릴레이 계층 프로토콜 (38) 및 도시된 바와 같은 링크 계층의 PPP (40) 을 포함한다. PPP (40) 는 네트워크 계층의 IP (42) 를 캡슐화 (encapsulation) 한다. 상위 계층 프로토콜 (44) 이 IP (42) 상에 추가될 수 있다.
반면, 릴레이 계층에서 제 2 무선 인터페이스 사용자 스택 (36) 은 제 1 스택 (34) 의 Rm 릴레이 계층 (38) 과 통신하는 Rm 릴레이 계층 (46) 을 포함한다. BSC (22) 와 통신하기 위해, 제 2 무선 인터페이스 스택 (36) 은 무선링크 (48) 를 포함하며, 무선링크 (48) 상위에 Um 링크 계층 프로토콜 (50) 이 존재한다. 링크 계층의 L2 릴레이는, 공지된 cdma2000 1x 원리에 따라 BSC (22) 로의 전송을 위해 Um 프로토콜을 이용한다.
BSC 사용자 프로토콜 스택 (54) 은 BSC (22) 가 MS (20) 와 통신할 수 있도록 한다. 도시된 바와 같이, BSC 프로토콜 스택 (54) 은 제 2 MS (20) 무선 인터페이스 스택 (36) 의 무선링크 (48) 와 통신하는 무선링크 (56) 를 포함한다. 릴레이 계층의 무선링크 (56) 의 상위에 Um 링크 계층 (58) 이 존재한다. 이들 프로토콜은, 링크 계층의 L2 릴레이 (60) 에 의해 cdma2000 1x PDSN 과의 통신에 적합한 프로토콜로 변환된다. 특히, MS (20) 와의 통신에 이용되는 릴레이 계층 프로토콜은, cdma2000 1x 원리에 따라 적합한 물리 계층 프로토콜 (62), 물리 계층 프로토콜 (62) 상위의 Aquator 링크 계층 프로토콜 (64), 그리고 릴레이 계층의 Aquator 네트워크 계층 프로토콜 (66) 로 변환된다.
BSC 스택 (54) 의 물리 계층 (62) 은 스위치 사용자 스택 (68) 에 연결되며, 특히 스위치 (28) 의 PDSN 구성요소 (30) 에 의해 구현된 스위치 스택 (68) 의 물리 계층 (70) 에 연결된다. cdma2000 1x 원리에 따라, 물리 계층 (70) 의 상위 에, BSC 스택 (54) 의 Aquator 링크 계층 프로토콜 (64) 에 대응하는 Aquator 링크 계층 프로토콜 (72) 이 존재하며, BSC 스택 (54) 의 Aquator 네트워크 계층 (66) 에 대응하는 Aquator 네트워크 계층 프로토콜 (74) 이 존재한다.
상기한 릴레이 계층 프로토콜들의 상위에, 스위치 사용자 스택 (68) 은 링크 계층에 L2 릴레이 및 처리 계층 (76) 을 포함한다. 이 계층 (76) 은 상기한 CDMA RAN 프로토콜을 스위치 (28) 의 SGSN 구성요소 (32) 에 의해 구현되는 다음의 GSM 프로토콜, 릴레이 계층의 상부에서 하부의 순서로, GPRS 터널링 프로토콜-사용자 수준 (GPRS Tunneling Protocol-User Plane; GTP-U) 계층 (78), 적절한 사용자 데이터그램 프로토콜 (UDP) 계층 (80), IP 계층 (82) 및 적절한 L2 및 L1 계층 (84, 86) 으로 변환/재구성한다.
스위치 (28) 는 GSM 프로토콜 스택을 이용하여 도 1 에 도시된 GGSN (24) 과 통신한다. 완전성을 위해, GGSN (24) 에 의해 구현된 사용자 프로토콜 스택 (88) 은, 공지된 종래의 GSM 원리에 따라, 다음과 같이 SGSN 구성요소 (32) 의 릴레이 계층을 반영하는 릴레이 계층, 릴레이 계층의 상부에서 하부의 순서로, GTP-U 계층 (90), UDP 계층 (92), IP 계층 (94), 및 L2 및 L1 계층 (96, 98) 을 포함한다.
이 릴레이 계층의 상위에, 링크 계층에 PPP 계층 (100) 이 존재하며, 이는 네트워크 계층의 IP (102) 를 캡슐화 한다. 적합한 상위 계층 프로토콜 (104) 이 이용될 수 있다.
상술한 대로, cdma2000 1x 이동국은 IP 를 캡슐화 하기 위해 PPP를 이용하는 반면, GSM 시스템에서 이동국은 사용자가 IP 를 캡슐화 하기 위해 PPP 를 이용하기 원하는지 여부를 사용자가 선택하도록 할 수 있다. 따라서, 바람직한 MS (20) 는 메뉴 선택 또는 스위치나 기타의 사용자 선택 수단을 포함하며, 이에 의해 사용자는 PDP 유형을 "IP" 로 지정할 수 있다. 도 3 은 MS (20), BSC (22) 및 GGSN (24) 에서, 이용되는 프로토콜이 사용자가 PDP 유형을 PPP 로 선택한 때 이용되는 것과 동일함을 보여준다. 반면, 스위치 (28) 에 의해 구현되는 사용자 프로토콜 스택 (106) 은, IP 가 PDP 유형으로 지정되었을 때, PPP 가 선택되었을 때 이용되는 사용자 스택 (68) 과 약간 상이하다. 특히, 사용자 프로토콜 스택 (106) 은 물리 계층 (108) 및, BSC 스택의 Aquator 링크 및 네트워크 계층에 대응하는 Aquator 링크 계층 (110) 및 Aquator 네트워크 계층 프로토콜 (112) 을 포함하나, 링크 계층에서 도 3 에 도시된 스위치 스택 (106) 은 CDMA RAN 으로부터 수신된 IP 로부터 PPP 캡슐화를 종료하는 PPP 계층 (114) 을 포함한다. 반대로 진행하는 데이터에 대해, PPP 계층 (114) 은 GSM 코어로부터의 어떤 IP 데이터든지 PPP 로 캡슐화 한다. 이러한 방법으로, 실제로 PPP 외의 것에 이용하기 위해 CDMA MS (20) 를 변형하지 않고, PDP 유형을 선택할 수 있는 GSM 특성이 유지된다.
다음, L2 릴레이 계층 (116) 은 상기의 CDMA RAN 프로토콜 및 상술된 GSM 프로토콜간에서 변환하도록 기능한다. 도 3 으로부터, PPP 가 선택된 때에는 릴레이 계층에 스위치 (28) 및 GGSN (24) 의 GTP-U 계층이 존재하는 반면, IP 가 PDP 유형으로 선택된 때는 사용자 프로토콜 스택의 링크 계층에 이들 계층이 존재할 수 있음을 인식하여야 한다.
시그널링 또는 스위칭 수준에서 이용되는 프로토콜 스택이 도 4 에 도시되며, 시그널링 메시지 흐름은 다양한 PDP 선택 옵션에 대해 도 5 내지 7 에 도시된다. 공지된 cdma2000 1x 원리에 따라, MS (20) 는 적절한 무선링크 (122), Um 링크 계층 (124) 및 데이터 전송 직접 전송 어플리케이션 부분 프로토콜 (Direct Transfer Application Part protocol; DTAP) (126) 을 포함하는 시그널링 프로토콜 스택 (120) 을 이용한다. 이 시그널링 스택은 이동국 측의 BSC 시그널링 스택 (128) 에서, 적절한 무선링크 (130), Um 링크 계층 (132) 및 DTAP 릴레이 (134) 에 의해 구현된다. 이동국 측의 DTAP 릴레이 (134) 는 스택 (128) 의 코어 측에, 대응하는 기지국 이동 어플리케이션 부분/직접 전송 어플리케이션 부분 (BSMAP/DTAP) 계층 (136) 을 가진다. 반면, 스택 (128) 의 이동국 측의 Um 링크 계층 (132) 은 스택 (128) 의 코어 측의 트랜스포트 계층 (138) 및 네트워크 계층 (140) 에 대응하며, 이동국 측의 무선링크 (130) 는 코어 측의 적절한 링크 계층 (142) 및 물리 계층 (144) 에 대응한다.
스위치 (28) 에 의해 구현된 바와 같은 스위치 시그널링 프로토콜 스택 (146) 은 도시된 바와 같이, BSC 시그널링 스택 (128) 의 코어 측을 반영하는 CDMA RAN 측 (148) 을 포함한다. 또한, 스위치 (28) 는 DTAP 와 GTP 사이에서 메시지 형식을 변환하는 DTAP GPRS 터널링 프로토콜-시그널링 (GTP-S) 구성요소 (150) 를 구현한다. 따라서, GSM 측 (152) 에서, 스위치 시그널링 스택 (146) 은, 상부에서 하부의 순서로, GTP-S 계층 (152), 적절한 UDP 계층 (154), IP 계층 (156), 및 적절한 L2 및 L1 계층 (158) 을 포함한다. 이 스위치 시그널링 스택 (146) 의 GSM 측 (152) 은 도시된 바와 같이 GGSN 시그널링 스택 (160) 에 반영된다.
도 4 에 도시된 프로토콜 스택은 도 5 내지 7 에 도시된 시그널링 메시지 시퀀스에서 이용되는 것이 바람직하다. 도 5 에 도시된 실시형태에서, 필요한 MS (20) 프로파일 파라미터는 도 1 에 도시된 HLR (26) 에 저장되어, PDP 컨텍스트는 HLR 프로파일에 의해 유도된다고 가정한다. CDMA 표준 이외의 것에 이용하기 위해 CDMA 기반의 MS (20) 를 변형할 필요성을 회피하기 때문에, 예를 들면 MS (20) 가 표준을 변형하지 않고 cdma2000 1x, cdma2000 3x, 또는 CDMA HLR 을 이용할 수 있게 하므로, 이는 유리하다. 또한, 도 5 에서 PDP 유형은 PPP 인 것으로 가정한다.
선 (162) 에 표시된 바와 같이, cdma2000 발신 메시지가 MS (20) 으로부터 BSC (22) 로 전송된다. 응답으로, 선 (164) 에서 BSC (22) 는 확인 응답 (acknowledgement) 을 다시 전송하며, 또한 선 (166) 에서 서비스 요청을 스위치 (28) 에게 전송한다. 막대 (168) 에서, 스위치 (28) 는 HLR (26) 을 이용하여 GSM 원리에 따라 가입자 인증 획득을 포함하여 GSM 인증을 수행한다.
막대 (170) 에서, 스위치 (28) 는, 부분적으로 HRL (26) 으로부터 얻은 사용자 프로파일을 이용하여 MS (20) 와 인증 메시지 교환을 수행한다. 막대 (174) 에서 트래픽 채널이 CDMA RAN 에서 확립되면서, 선 (172) 에서 스위치 (28) 에 의해, BSC (22) 에게 채널 할당 요청이 이루어진다. 그 후, CDMA 코어가 이용되는 때 CDMA BSC 와 PDSN 사이에서 발생하는 것과 같이, 막대 (176) 에서, "A10/A11 셋업" 이라고 불리는 셋업 메시지 교환이 BSC (22) 와 스위치 (28) 의 PDSN 구성요소 (30) 사이에서 수행된다.
A10/A11 셋업 교환과 동시에, PDP 컨텍스트 생성 메시지 교환이 스위치 (28) 의 SGSN 구성요소 (32) 와 GGSN (24) 사이에서 수행되어, 하기의 PDP 파라미터를 가지는, GSM 코어 인프라스트럭쳐 내 호 (call) 를 생성한다. 특히, HLR (26) 에 저장된 사용자 프로파일이 이용되며, 바람직하게는 프로파일은 PDP 주소, 서비스 품질 (Quality of Service; QoS) 파라미터, 이용될 특정 네트워크 또는 서비스 (즉, GGSN) 를 식별하는 액세스 포인트 이름 (Access Point Name; APN), 및 선택된 GGSN 에 의해 이용될 프로토콜 구성 파라미터를 포함한다.
그 후, 선 (180) 에서 채널 할당 완료 메시지가 BSC (22) 로부터 스위치 (28) 로 전송되고, 막대 (182) 에서 PPP 가 확립된다. 그 다음, 막대 (184) 에서 사용자 컴퓨터 데이터가 채널을 통해 전송된다.
도 6 은 MS (20) 프로파일 파라미터가 MS (20) 에서 이용 가능하여, PDP 컨텍스트가 MS (20) 에 의해 활성화 될 수 있음을 가정한다. 이것은 이용의 용이성 면에서 바람직하나, 다음의 메시지 흐름에 따른 CDMA 기반 MS (20) 의 변경을 필요로 한다. 또한 도 6 에서, PDP 유형은 PPP 인 것으로 가정한다.
선 (186) 에 표시된 바와 같이, cdma2000 발신 메시지가 MS (20) 에서 BSC (22) 로 전송된다. 응답으로, BSC (22) 는 선 (188) 에서 확인 응답을 다시 보내며, 또한 선 (190) 에서 스위치 (28) 에게 서비스 요청을 전송한다. 막대 (192) 에서, 스위치 (28) 는 HRL (26) 을 이용하여 GSM 원리에 따라 가입자 인증 획득을 포함하여 GSM 인증을 수행한다.
또한, 막대 (194) 에서 스위치 (28) 는 MS (20) 와 인증 메시지 교환을 수행한다. 막대 (198) 에서 트래픽 채널이 CDMA RAN 내에서 확립되면서, 선 (196) 에서 스위치 (28) 에 의해 BSC (22) 에게 채널 할당 요청이 이루어진다. 그 후, 막대 (200) 에서 BSC (22) 와 스위치 (28) 의 PDSN 구성요소 (30) 사이의 "A10/A11 셋업" 이 수행된다.
여기서 도 6 의 메시지 시퀀싱이 도 5 의 것에서 조금 벗어난다. 특히, 다음으로 선 (201) 에서 채널 할당 완료 메시지가 BSC (22) 로부터 스위치 (28) 에게 전송된다. 그 후, 선 (202) 에서 도 6 에 나타난 실시형태에서 MS (20) 에 저장된 상기의 PDP 파라미터를, 어플리케이션 데이터 전달 시스템 (Application Data Delivery System; ADDS) 이라 불리는 기존의 CDMA 메시징으로, MS (20) 에서 스위치 (28) 로 전송함으로써, PDP 컨텍스트 활성화가 수행된다. 이들 PDP 파라미터는 PDP 유형을 포함하며, 도 6 에서 이는 사용자에 의해 "PPP" 로 선택된 것으로 가정한다. 이것은 MS (20) 가, CDMA 표준의 변화없이, GSM PDP 컨텍스트 활성화 메시지를 CDMA 무선 인터페이스에서 전송할 수 있게 한다.
그 후, GSM 코어 인프라스트럭쳐 (14) 내의 PDP 컨텍스트는 막대 (204) 에서 확립된다. 선 (206) 에 나타난 바와 같이, PDP 컨텍스트 접수 메시지가 스위치 (28) 로부터 MS (20) 에게 전달되어, 선 (202) 에서 활성화된 컨텍스트가 접수되었음을 나타낸다. 막대 (208) 에서 PPP 가 확립되며, 다음, 막대 (210) 에서 채널을 통해 사용자 데이터가 전송된다.
도 7 은 필요한 MS (20) 프로파일 파라미터가 MS (20) 에서 이용 가능하여, PDP 컨텍스트가 MS (20) 에 의해 활성화 될 수 있는 것으로 가정한다. 그러나, 도 6 의 경우와 달리, 도 7 은 PDP 유형이 IP 로 지정된 것으로 가정한다.
선 (212) 에 나타낸 바와 같이, cdma2000 발신 메시지가 MS (20) 으로부터 BSC (22) 로 전송된다. 응답으로, BSC (22) 는 선 (214) 에서 확인 응답을 다시 전송하며, 또한 선 (216) 에서 스위치 (28) 에게 서비스 요청을 전송한다. 스위치 (28) 는 HRL (26) 을 이용하여 GSM 원리에 따라 가입자 인증 획득을 포함하여 GSM 인증을 수행한다.
또한, 막대 (220) 에서 스위치 (28) 는 MS (20) 과 인증 메시지 교환을 수행한다. 막대 (224) 에서 트래픽 채널이 CDMA RAN 내에서 확립되면서, 선 (222) 에서 스위치 (28) 에 의해 BSC (22) 에게 채널 할당 요청이 이루어진다. 그러면, 막대 (226) 에서 "A10/A11 셋업" 이 BSC (22) 와 스위치 (28) 의 PDSN 구성요소 (30) 사이에서 수행된다.
다음으로, 선 (228) 에서 채널 할당 완료 메시지가 BSC (22) 에서 스위치 (28) 로 전송된다. 그 후, 선 (230) 에서, 도 7 에 나타낸 실시형태에서 MS (20) 에 저장된 상기 PDP 파라미터를 MS (20) 에서 스위치 (28) 로 전송함으로써, PDP 컨텍스트 활성화가 수행된다. 이들 PDP 파라미터는 PDP 유형을 포함하며, 도 7 에서 이는 사용자에 의해 "IP" 로 선택된 것으로 가정한다.
그 후, 막대 (234) 에서 GSM 코어 인프라스트럭쳐 (14) 내에서 PDP 컨텍스트가 확립된다. 선 (236) 에 나타난 바와 같이, 스위치 (28) 로부터 MS (20) 으로 PDP 컨텍스트 접수 메시지가 전송되어, 컨텍스트가 접수되었음을 나타낸다. 막대 (238) 에서 PPP 가 확립되나, 상기에 따라 MS (20) 와 스위치 (28) 간에서만 확립된다. 이는, 다시 말하지만, "IP" 가 선택되면 MS (20) 로부터의 PPP 는 스위치 (20) 에서 종료되기 때문이다 (역으로, GSM 코어 인프라스트럭쳐 (14) 로부터의 IP 는 MS (20) 으로 전송하기 전에 PPP로 캡슐화 된다). 그 후, 막대 (240) 에서 사용자 데이터가 채널을 통해 전송된다.
여기서 도시되고 자세히 설명된 특정 "복합 무선 통신 시스템에서의 데이터 패킷 전송을 위한 시스템 및 방법" 은 상기의 본 발명의 목적을 모두 달성할 수 있으나, 이는 본 발명의 현재 바람직한 실시형태이므로 본 발명에 의해 광범위하게 고려된 주요 사항을 나타낸다는 것, 본 발명의 범위는 당업자에게 자명할 수 있는 다른 실시형태를 포함한다는 것, 그리고 그에 따라 본 발명의 범위는 첨부된 특허청구범위 외의 것에 의해서는 제한되지 않는 다는 것을 인식하여야 하며, 청구범위에서 명시되지 않은 이상 단수형의 참조는 "오직 하나" 를 의미하는 것이 아니라 "하나 이상" 을 의미하는 것이다. 당업자에게 명백하거나 명백해 질 상기 바람직한 실시형태 구성요소의 구조적, 기능적 균등물은 여기서 명확히 참조에 의해 포함되었으며, 본 청구범위에 의해 포함된다. 또한, 본 청구범위에 포함되기 위해서, 장치 또는 방법이 본 발명이 해결하고자 한 모든 문제점 각각을 다루어야 할 필요는 없다. 또한, 본 개시의 성분, 구성요소 또는 방법 단계는 그 성분, 구성요소 또는 방법 단계가 청구범위에서 명확이 기술되었는지 여부와 상관 없이, 공중에 제공된 것이다. 구성요소가 명백히 "수단" 구문을 이용하여 기술되거나, 방법 청구항의 경우에는, "동작" 대신 "단계" 로 기술되지 않으면, 청구항 구성요소는 35 U.S.C 제 112 조 제 6 항의 규정 하에서 구성된 것이 아니다.

Claims (29)

  1. 무선통신을 지원하는 스위치로서,
    코드 분할 다중 접속 (CDMA) 라디오 접속 네트워크 (RAN) 와 CDMA 프로토콜을 이용하여 통신하는 패킷 데이터 서빙 노드 (PDSN) 구성요소; 및
    GSM 코어 인프라스트럭쳐와 GSM 프로토콜을 이용하여 통신하는 제 2 구성요소를 포함하며,
    상기 패킷 데이터 서빙 노드 (PDSN) 구성요소와 상기 제 2 구성요소는 서로 통신하고, 그에 의해 상기 GSM 코어 인프라스트럭쳐와 함께 상기 CDMA RAN 을 이용하는 것이 용이해지며,
    상기 스위치는, 상기 CDMA RAN 과 통신하는 CDMA 이동국의 사용자에 의한 IP 선택에 응답하여, 상기 CDMA RAN 으로부터의 점 대 점 프로토콜 (PPP) 프레이밍을 종료하고 상기 GSM 코어 인프라스트럭쳐에 인터넷 프로토콜 (IP) 을 전송하는, 무선통신을 지원하는 스위치.
  2. CDMA RAN;
    GSM 코어 인프라스트럭쳐; 및
    상기 CDMA RAN 과 GSM 코어 인프라스트럭쳐를 상호연결하는 하나 이상의 스위치를 구비하며,
    상기 스위치는 상기 CDMA RAN 에게 CDMA 프로토콜을 이용하여 데이터를 수신하고 송신하며, 상기 스위치는 상기 GSM 코어 인프라스트럭쳐에게 GSM 프로토콜을 이용하여 데이터를 수신하고 송신하며,
    상기 스위치는, 상기 CDMA RAN 과 통신하는 패킷 데이터 서빙 노드 (PDSN) 구성요소 및 상기 GSM 코어 인프라스트럭쳐와 통신하는 서빙 GPRS 서비스 노드 (SGSN) 구성요소를 포함하고,
    상기 스위치는, 상기 CDMA RAN 과 통신하는 CDMA 이동국의 사용자에 의한 IP 선택에 응답하여, 상기 CDMA RAN 으로부터의 점 대 점 프로토콜 (PPP) 프레이밍을 종료하고 상기 GSM 코어 인프라스트럭쳐에 인터넷 프로토콜 (IP) 을 전송하는, 무선 데이터 통신 시스템.
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