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KR102001480B1 - 미션 크리티컬 서비스를 위한 데이터 패킷 가공이 적용된 이동통신 시스템 및 방법 - Google Patents

미션 크리티컬 서비스를 위한 데이터 패킷 가공이 적용된 이동통신 시스템 및 방법 Download PDF

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KR102001480B1
KR102001480B1 KR1020170139484A KR20170139484A KR102001480B1 KR 102001480 B1 KR102001480 B1 KR 102001480B1 KR 1020170139484 A KR1020170139484 A KR 1020170139484A KR 20170139484 A KR20170139484 A KR 20170139484A KR 102001480 B1 KR102001480 B1 KR 102001480B1
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에스케이텔레콤 주식회사
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Abstract

데이터 패킷 송신 장치가 제공된다. 데이터 패킷 송신 장치는 원본 데이터 패킷을 생성하는 패킷 생성부와, 상기 원본 데이터 패킷에 대한 복제 조건이 만족되는지 여부를 판단하는 복제 여부 판단부와, 상기 복제 조건이 만족되는 경우 상기 원본 데이터 패킷에 대한 적어도 하나의 사본 데이터 패킷을 생성하는 패킷 복제부와, 상기 원본 데이터 패킷 및 상기 적어도 하나의 사본 데이터 패킷을 송신하는 송신부를 포함한다.

Description

미션 크리티컬 서비스를 위한 데이터 패킷 가공이 적용된 이동통신 시스템 및 방법 {MOBILE COMMUNICATION SYSTEM AND METHOD APPLYING DATA PACKET MANIPULATION FOR MISSION CRITICAL SERVICE}
본 발명은 이동통신 시스템 및 방법에 관한 것으로, 구체적으로는, 미션 크리티컬 서비스를 위한 데이터 패킷 가공이 적용된 이동통신 시스템 및 방법 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(navigation) 등 다양한 종류의 이동통신 서비스를 제공하는 것이 가능한 스마트폰(smartphone)과 같은 다기능의 휴대용 단말이 대중화되었다.
특히 미래형 이동통신 시스템인 5G(5-Generation) 시스템에서는 보다 큰 용량의 데이터를 보다 빠른 속도로 전송하는 것이 가능해짐에 따라 지금에 비해 더욱 다양한 종류의 서비스가 사용자에게 제공될 것으로 예상된다.
한편, TCP/IP(Transmission Control Protocol/Internet Protocol) 및 UDP(User Datagram Protocol) 통신 방식은 데이터의 지연 또는 유실에 매우 민감하게 영향을 받으며 데이터의 지연 또는 유실이 증가함에 따라 성능이 급격하게 떨어진다. 따라서, 통신 성능을 보장하기 위해 데이터의 지연 또는 유실을 방지할 것이 요구된다. 특히, 긴급하게 매우 중요한 데이터를 보내야 하는 경우, 즉, 미션 크리티컬 서비스가 필요한 경우에는 데이터의 지연 또는 유실을 방지할 필요성이 더욱 커진다.
한국공개특허공보, 제10-2012-0023150호 (2012.03.12. 공개)
본 발명의 실시예에서 해결하고자 하는 과제는, 데이터 패킷의 송수신 시에 데이터의 지연 및 유실을 저감할 수 있는 이동통신 시스템 및 방법을 제공하는 것이다.
다만, 본 발명의 실시예가 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, 이동통신 시스템의 데이터 패킷 송신 장치는 원본 데이터 패킷을 생성하는 패킷 생성부, 상기 원본 데이터 패킷에 대한 복제 조건이 만족되는지 여부를 판단하는 복제 여부 판단부, 상기 복제 조건이 만족되는 경우 상기 원본 데이터 패킷에 대한 적어도 하나의 사본 데이터 패킷을 생성하는 패킷 복제부, 및 상기 원본 데이터 패킷 및 상기 적어도 하나의 사본 데이터 패킷을 송신하는 송신부를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따른, 이동통신 시스템의 데이터 패킷 수신 장치는 데이터 패킷을 수신하는 수신부, 상기 수신된 데이터 패킷의 복제 패킷이 존재하는지 여부를 판단하는 복제 패킷 판단부, 상기 복제 패킷이 존재하는 것으로 판단된 경우, 상기 수신된 데이터 패킷과 상기 복제 패킷을 포함하는 패킷 그룹에서 상기 수신된 데이터 패킷이 가장 먼저 수신되었는지 여부를 판단하는 최초 수신 패킷 판단부, 및 상기 최초 수신 패킷 판단부의 판단 결과에 따라 상기 수신된 데이터 패킷을 처리하는 패킷 처리부를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 데이터 패킷의 송신 시에 복제 조건의 만족 여부에 따라 데이터 패킷을 복제하여 송신하고, 데이터 패킷의 수신 시에 복제된 데이터 패킷(즉, 원본 데이터 패킷 및 사본 데이터 패킷) 중 하나의 패킷을 이용하여 후속 처리를 수행함으로써, 이동통신 시스템의 복잡도를 크게 증가시키지 않으면서도 데이터 송수신시의 지연 및 유실을 저감할 수 있으므로, 데이터 패킷 송수신의 신뢰도를 높일 수 있고 미션 크리티컬 서비스를 안정적으로 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 미션 크리티컬 서비스를 위한 데이터 패킷 가공이 적용된 이동통신 시스템의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 이동통신 시스템의 데이터 패킷 송신 장치로서의 단말의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 이통통신 시스템의 데이터 패킷 수신 장치로서의 사용자 평면 기능(User Plane Function; UPF) 장치의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 데이터 패킷 송신 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 데이터 패킷 수신 방법을 설명하기 위한 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 가입자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 미션 크리티컬 서비스를 위한 데이터 패킷 가공이 적용된 이동통신 시스템의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 1의 이동통신 시스템(10)은 단말(100)의 사용자에게 이동통신 서비스를 제공하기 위한 시스템으로, 단말(100), 사용자 평면 기능(User Plane Function; UPF) 장치(200), 제어 장치(300) 및 RAN(radio access network, 400)을 포함할 수 있다. 다만, 도 1의 이동통신 시스템(10)의 구성 요소 및 이하에서 설명할 각 구성 요소들의 연결 관계는 본 발명의 일 실시예에 불과하므로, 도 1에 의해 본 발명의 기술적 사상이 한정 해석되는 것은 아니다. 이동통신 시스템(10)은 향후 구현될 5G 이동통신 시스템이라 가정될 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
단말(100)은 인터넷(internet)에 기반한 데이터 네트워크(Data network; DN)와 같은 광역 통신망(500)과의 사이에서 데이터 패킷의 송신 혹은 수신을 수행함으로써 단말(100)의 사용자에게 이동통신 서비스를 제공할 수 있다. 이러한 단말(100)은 예컨대, 스마트폰(smartphone), 태블릿 PC(tablet PC), 스마트 워치(smart watch) 등 휴대성과 이동성이 보장되는 핸드헬드(hand-held) 기반의 이동통신 장치일 수 있다.
사용자 평면 기능 장치(200)는 단말(100)이 RAN(400)을 통해 송신한 데이터 패킷을 광역 통신망(500)의 수신처까지 전달하기 위한 기능을 수행할 수 있으며, 물론 광역 통신망(500)으로부터 단말(100)로 전달되는 반대 방향의 데이터 패킷에 대해서도 같은 기능을 수행할 수 있다. 이를 위해, 단말(100)과 광역 통신망(500) 사이에는 RAN(400)과 사용자 평면 기능 장치(200)가 존재할 수 있다.
즉, 사용자 평면 기능 장치(200)는 이동통신 시스템의 사용자 평면(user plane)의 기능을 담당하는 장치이다. 따라서, 사용자 평면 기능 장치(200)는 데이터 패킷의 전달 기능과 함께, 전달의 대상이 되는 데이터 패킷의 변환(modification), QoS(Quality of Service) 관리, 데이터 패킷 필터링(filtering) 등의 기능을 수행할 수도 있다.
제어 장치(300)는 제어 평면(control plane) 데이터의 전송을 통해 이동통신 시스템(10)의 타 구성 요소(예컨대, 단말(100), 사용자 평면 기능 장치(200) 및 RAN(400))의 동작을 제어할 수 있다. 제어 장치(300)는 제어 평면의 동작을 위한 다양한 하위 구성을 포함할 수 있다. 제어 장치(300)는 경우에 따라서는 이동통신 시스템(10) 외부에 존재하는 별도의 어플리케이션 장치(600)와 연결되어, 어플리케이션 장치(600)로부터 특정한 서비스를 제공받을 수도 있다. 제어 장치(300)는 예컨대, NEF(Network Exposure Function), NRF(Network Repository Function), PCF(Policy Control Function), UDM (Unified Data Management), AF (Application Function), AUSF(Authentication Server Function), AMF(Access &Mobility Management Function) 및 SMF(Session Management Function)의 기능을 수행할 수 있다.
RAN(400)은 단말(100)에 이동통신 접속을 제공하기 위한 구성 요소로서, 예컨대 기지국(eNodeB)이 될 수 있다.
단말(100)이 데이터 패킷을 생성하여 RAN(400) 및 사용자 평면 기능 장치(200)을 통해 광역 통신망(500)으로 송신하고, 반대로 광역 통신망(500)으로부터 사용자 평면 기능 장치(200) 및 RAN(400)을 통해 데이터 패킷을 수신하는 과정에서 데이터 패킷의 지연 또는 유실이 발생할 수 있다. 특히, 데이터 패킷의 지연 또는 유실은 단말(100)과 사용자 평면 기능 장치(200) 사이에서의 송수신 과정에서 발생될 가능성이 높다. 따라서, 이 과정에서의 데이터 패킷 지연 또는 수신을 방지할 필요가 있다. 이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따라 데이터 패킷 지연 또는 수신을 저감하는 방식을 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 이동통신 시스템의 데이터 패킷 송신 장치로서의 단말의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
본 실시예에서는 단말(100)이 사용자 평면 기능 장치(200)로 데이터 패킷을 송신하는 경우를 설명하기 때문에, 여기에서의 단말(100)은 데이터 패킷 송신 장치가 될 수 있고, 사용자 평면 기능 장치(200)는 데이터 패킷 수신 장치가 될 수 있다. 물론, 실시예에 따라, 사용자 평면 기능 장치(200)로부터 단말(100)이 데이터 패킷을 수신하는 경우라면, 단말(100)이 데이터 패킷 수신 장치가 되고 사용자 평면 기능 장치(200)가 데이터 패킷 송신 장치가 될 수도 있다.
도 2를 참조하면, 단말(100)은 패킷 생성부(110), 복제 여부 판단부(120), 패킷 복제부(130) 및 송신부(140)를 포함한다.
패킷 생성부(110)는 RAN(400)을 통해 사용자 평면 기능 장치(200)로 송신하고자 하는 원본 데이터 패킷을 생성한다.
복제 여부 판단부(120)는 패킷 생성부(110)에 의해 생성된 원본 데이터 패킷을 입력 받고, 원본 데이터 패킷에 대한 복제 조건이 만족되는지 여부를 판단한다. 복제 여부 판단부(120)는 원본 데이터 패킷의 '특성 정보'를 추출하고, 추출된 특성 정보를 데이터 패킷의 복제를 허용하는 특성 정보들의 리스트(이하, '복제 허용 특성 정보 리스트')와 비교함으로써 복제 조건의 만족 여부를 판단할 수 있다. 즉, 복제 여부 판단부(120)는 원본 데이터 패킷의 특성 정보가 복제 허용 특성 정보 리스트에 포함되어 있으면 복제 조건이 만족되었다고 판단하고, 그렇지 않으면 복제 조건이 만족되지 않았다고 판단할 수 있다.
특성 정보는 N-튜플 플로우 정보(N-tuple flow information)와 관련될 수 있다. 즉, 특성 정보는 데이터 패킷에 포함되는 다양한 필드의 종류 중에서 지정된 N개(N은 1 이상의 자연수)의 필드의 종류와 관련될 수 있다. 여기서, 데이터 패킷은 L3 IP 패킷으로 한정되는 것이 아니며, 다양한 종류(L2~L7)의 데이터 패킷에 적용 가능하다. 예컨대, 특성 정보는 소스 IP, 목적지 IP, 소스 포트, 목적지 포트 및 프로토콜 번호로 구성된 5-튜플 플로우 정보(5-tuple flow information)와 관련될 수도 있고, 세션 또는 어플리케이션과 관련된 다른 필드의 종류와 관련될 수도 있다. 특성 정보는 추후 서술하는 바와 같이 패킷 복제부(130)에 의해 데이터 패킷의 헤더 또는 페이로드에 포함되어 있을 수 있다. 예컨대, 패킷 복제부(130)에 의해, N-튜플 플로우 정보의 해쉬값이 데이터 패킷의 헤더 또는 페이로드에 포함되어 있을 수 있다. 단말(100)은 복제 허용 특성 정보 리스트를 제어 장치(300)로부터 제공받아 단말(100)의 저장부(미도시)에 저장할 수 있다.
복제 여부 판단부(120)는 단말(100)의 고객 프로파일, 단말(100)의 위치(즉, 고객의 위치), 현재 시각, 원본 데이터 패킷의 크기 중 적어도 하나에 기초하여 복제 조건의 만족 여부를 판단할 수도 있다. 예컨대, 복제 여부 판단부(120)는 특정 고객(예를 들어, 고액 요금제 가입 사용자)의 단말(100)이 특정 시간에 특정 장소에 있을 때에 복제 조건이 만족되었다고 판단할 수 있다.
패킷 복제부(130)는, 복제 여부 판단부(120)가 원본 데이터 패킷에 대한 복제 조건이 만족되었다고 판단하는 경우, 원본 데이터 패킷에 대한 적어도 하나의 사본 데이터 패킷을 생성하고, 원본 데이터 패킷 및 사본 데이터 패킷을 출력한다. 구체적으로, 패킷 복제부(130)는 원본 데이터 패킷과 동일한 페이로드(payload)를 갖는 사본 데이터 패킷을 생성한다. 패킷 복제부(130)는 원본 데이터 패킷의 페이로드의 내용과 관련된 '내용 정보'(즉, 원본 데이터 패킷과 다른 페이로드를 갖는 데이터 패킷을 구별하기 위한 정보)를 생성하여 원본 데이터 패킷 및 사본 데이터 패킷의 헤더 또는 페이로드에 포함시킬 수 있다. 예를 들어, 내용 정보는 원본 데이터 패킷의 페이로드의 내용에 대한 해쉬값일 수 있다. 이러한 내용 정보는 추후 최초 수신 패킷 판단부(230)에서 동일한 페이로드에 대해 처음으로 수신되는 데이터 패킷인지 여부를 판단하는 데에 사용될 수 있다. 패킷 복제부(130)는 사본 데이터 패킷이 원본 데이터 패킷이 복제된 것임을 나타내는 정보를 포함하도록 사본 데이터 패킷의 헤더를 생성할 수 있다. 또한, 패킷 복제부(130)는 사본 데이터 패킷이 원본 데이터 패킷의 몇 번째 사본인지를 나타내는 정보를 포함하도록 사본 데이터 패킷의 헤더를 생성할 수 있다. 물론, 단말(100)의 구성의 간소화를 위해 패킷 복제부(130)는 원본 데이터 패킷의 헤더와 동일하도록 사본 데이터 패킷의 헤더를 생성할 수도 있다.
만약, 복제 여부 판단부(120)가 원본 데이터 패킷에 대한 복제 조건이 만족되었다고 판단하는 경우, 패킷 복제부(130)는 사본 데이터 패킷을 생성하지 않고 원본 데이터 패킷을 그대로 출력할 수 있다.
송신부(140)는 패킷 복제부(130)로부터 출력된 원본 데이터 패킷 및 사본 데이터 패킷을 RAN(400)을 통해 사용자 평면 기능 장치(200)(즉, 데이터 패킷 수신 장치)에 송신할 수 있다. 예컨대, 패킷 복제부(130)가 M-1개의 사본 데이터 패킷을 생성한 경우, 원본 데이터 패킷 및 사본 데이터 패킷의 총 개수는 M개(M은 2 이상의 자연수)가 된다. 송신부(140)는 반드시 원본 데이터 패킷을 먼저 송신할 필요는 없으며, M개의 데이터 패킷을 임의의 순서로 송신할 수 있다. 송신부(140)는 M개의 데이터 패킷을 순차적으로 송신하는 과정에서, i번째(i는 1≤i≤M-1인 자연수) 데이터 패킷의 송신한 이후 소정의 대기 시간(예컨대 수 나노초(nanosecond)) 후에 i+1번째 데이터 패킷을 송신할 수 있다. 송신부(140)는 대기 시간에 M개의 데이터 패킷 이외의 다른 데이터 패킷(즉, 다른 페이로드를 갖는 데이퍼 패킷)을 송신할 수도 있다. 물론, 패킷 복제부(130)가 사본 데이터 패킷을 생성하지 않는 경우라면 송신부(140)는 사본 데이터 패킷의 송신 없이 원본 데이터 패킷을 송신할 수 있다.
이처럼 단말(100)이 소정의 조건에 따라 원본 데이터 패킷을 복제하여 총 M개의 데이터 패킷을 송신하는 경우, M개의 데이터 패킷 중 일부가 지연되거나 유실되더라도(극단적으로 1개의 데이터 패킷만 도착하더라도) 데이터 패킷 수신 장치는 단말(100)이 송신하고자 하는 원본 데이터 패킷의 페이로드를 큰 지연 없이 또한 유실 없이 획득할 수 있다. 따라서, 데이터 패킷의 송신 과정에서의 지연 및 유실을 저감할 수 있다.
한편, 제어 장치(300)의 제어(예를 들어, 요금제 등 단말(100)을 이용하는 고객의 특성, 통신망의 상황 등에 기초함)에 따라, 단말(100)의 복제 여부 판단부(120) 및 패킷 복제부(130)의 기능의 활성화 여부가 결정될 수도 있다. 즉, 해당 기능이 비활성화되는 경우, 단말(100)은 복제 조건의 판단 및 데이터의 복제 없이 동작할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 이통통신 시스템의 데이터 패킷 수신 장치로서의 사용자 평면 기능(User Plane Function; UPF) 장치의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
본 실시예에서는 사용자 평면 기능 장치(200)가 단말(100)로부터 데이터 패킷을 수신하는 경우를 설명하기 때문에, 여기에서의 사용자 평면 기능 장치(200)는 데이터 패킷 수신 장치가 될 수 있고, 단말(100)은 데이터 패킷 송신 장치가 될 수 있다. 물론, 실시예에 따라, 사용자 평면 기능 장치(200)가 단말(100)로 데이터 패킷을 송신하는 경우라면, 사용자 평면 기능 장치(200)가 데이터 패킷 송신 장치가 될 수 있고, 단말(100)이 데이터 패킷 수신 장치가 될 수도 있다.
도 3을 참조하면, 사용자 평면 기능 장치(200)는 수신부(210), 복제 패킷 판단부(220), 최초 수신 패킷 판단부(230), 패킷 처리부(240), 전달부(250) 및 버퍼(260)를 포함할 수 있다.
수신부(210)는 RAN(400)을 통해 단말(100)로부터 데이터 패킷을 수신한다.
복제 패킷 판단부(220)는 수신부(210)에서 수신된 데이터 패킷(이하, '수신 데이터 패킷')의 복제 패킷이 존재하는지 여부(엄밀히 말하면, 단말(100)에서 복제 패킷이 생성되었는지 여부)를 판단한다. 여기서, 복제 패킷은 수신 데이터 패킷과 동일한 페이로드를 갖는 데이터 패킷을 의미한다. 예를 들어, 수신 데이터 패킷이 사본 데이터 패킷인 경우 원본 데이터 패킷이 수신 데이터 패킷의 복제 패킷이고, 수신 데이터 패킷이 원본 데이터 패킷인 경우 사본 데이터 패킷이 수신 데이터 패킷의 복제 패킷일 수 있다. 즉, 수신 데이터 패킷이 i)사본 데이터 패킷인 경우와 ii)사본 데이터 패킷이 있는 원본 데이터 패킷인 경우가 복제 패킷이 존재하는 경우이다.
복제 패킷 판단부(220)는 수신 데이터 패킷이 원본 데이터 패킷인지 사본 데이터 패킷인지 구별하지 않고도 복제 패킷의 존재 여부를 판단할 수 있다. 구체적으로, 복제 패킷 판단부(220)는 수신 데이터 패킷의 '특성 정보'를 추출하고, 추출된 특성 정보를 복제 패킷이 존재함을 나타내는 특성 정보들의 리스트와 비교함으로써 복제 패킷의 존재 여부를 판단할 수 있다. 즉, 복제 패킷 판단부(220)는 수신 데이터 패킷의 특성 정보(예를 들어, N-튜플 플로우 정보의 해쉬값)가 데이터 패킷의 복제를 허용하는 특성 정보들의 리스트(즉, 복제 허용 특성 정보 리스트)에 포함되어 있으면 복제 조건이 만족되었다고 판단하고, 그렇지 않으면 복제 조건이 만족되지 않았다고 판단할 수 있다.
특성 정보는 예컨대, 소스 IP, 목적지 IP, 소스 포트, 목적지 포트 및 프로토콜 번호로 구성된 5-튜플 플로우 정보(5-tuple flow information)와 관련될 수 있으며, 수신 데이터 패킷의 헤더에 포함되어 있을 수 있다. 예컨대, 5-튜플 플로우 정보의 해쉬값이 수신 데이터 패킷의 헤더에 포함되어 있을 수 있다. 사용자 평면 기능 장치(200)는 복제 허용 특성 정보 리스트를 제어 장치(300)로부터 제공받아 사용자 평면 기능 장치(200)의 버퍼(260) 또는 저장부(미도시)에 저장할 수 있다.
복제 패킷 판단부(220)는 단말(100)의 고객 프로파일, 단말(100)의 위치(즉, 고객의 위치), 현재 시각, 수신 데이터 패킷의 크기 중 적어도 하나에 기초하여 복제 패킷의 존재 여부를 판단할 수도 있다. 예컨대, 복제 패킷 판단부(220)는 특정 고객(예를 들어, 고액 요금제 가입 사용자)의 단말(100)이 특정 시간에 특정 장소에 있을 때에 복제 패킷이 존재한다고 판단할 수 있다.
최초 수신 패킷 판단부(230)는, 복제 패킷 판단부(220)가 수신부(210)에서 수신된 데이터 패킷에 대한 복제 패킷이 존재한다고 판단한 경우, 수신된 데이터 패킷과 복제 패킷을 포함하는(바람직하게는 이들만을 포함하는) '패킷 그룹' 중에서 수신 데이터 패킷이 가장 먼저 수신된 것인지 여부를 판단한다. 예를 들어, 최초 수신 패킷 판단부(230)는 수신 데이터 패킷의 페이로드의 내용과 관련된 '내용 정보'(즉, 수신 데이터 패킷과 다른 페이로드를 갖는 데이터 패킷을 구별하기 위한 정보)가 버퍼(260)에 저장되어 있는지 여부에 따라 수신 데이터 패킷이 가장 먼저 수신된 것인지 여부를 판단한다. 구체적으로, 최초 수신 패킷 판단부(230)는 수신 데이터 패킷의 내용 정보가 버퍼(260)에 저장되어 있지 않으면 수신 데이터 패킷이 패킷 그룹 중에서 가장 먼저 수신된 것이라고 판단하고, 수신 데이터 패킷의 내용 정보가 버퍼(260)에 이미 저장되어 있으면 수신 데이터 패킷이 패킷 그룹 중에서 가장 먼저 수신된 것이 아니라고 판단한다. 패킷 복제부(130)와 관련하여 선술한 바와 같이, 내용 정보는 데이터 패킷의 페이로드에 대한 해쉬값일 수 있다. 이 경우, 최초 수신 패킷 판단부(230)는 수신 데이터 패킷의 헤더 또는 페이로드에 포함된 해쉬값(즉, 내용 정보)가 버퍼(260)에 저장되어 있는지 여부를 확인함으로써, 간단하고 신속하게 수신 데이터 패킷이 패킷 그룹 중에서 가장 먼저 수신된 것인지 판단할 수 있다.
패킷 처리부(240)는 최초 수신 패킷 판단부(230)의 판단 결과에 따라, 수신 데이터 패킷을 달리 처리한다. 예를 들어, 최초 수신 패킷 판단부(230)가 수신 데이터 패킷이 패킷 그룹 중에서 처음으로 수신된 것이라고 판단한 경우, 패킷 처리부(240)는 수신 데이터 패킷을 출력하고, 또한, 수신 데이터 패킷의 내용 정보를 버퍼(260)에 저장할 수 있다. 반면, 최초 수신 패킷 판단부(230)가 수신 데이터 패킷이 패킷 그룹 중에서 처음으로 수신된 것이 아니라고 판단한 경우, 패킷 처리부(240)는 수신 데이터 패킷을 폐기할 수 있다.
또한, 패킷 처리부(240)는, 복제 패킷 판단부(220)가 수신 데이터 패킷의 복제 패킷이 존재하지 않는다고 판단한 경우, 수신 데이터 패킷을 출력할 수 있다.
전달부(250)는 패킷 처리부(240)로부터 출력된 수신 데이터 패킷을 광역 통신망(500)으로 전달한다.
버퍼(260)는 수신 데이터 패킷의 내용 정보를 저장한다. 버퍼(260)는 내용 정보를 소정 시간 동안만 보관하고 폐기할 수 있다. 또한, 버퍼(260)는 최초 수신 패킷 판단부(230)가 소정 횟수(예컨대, 원본 데이터 패킷 및 사본 데이터 패킷의 개수의 합)만큼 열람한 내용 정보를 폐기할 수 있다.
이처럼, 사용자 평면 기능 장치(200)는 원본 데이터 패킷 및 적어도 하나의 사본 데이퍼 패킷으로 구성된 복수개의 데이터 패킷(즉, 패킷 그룹)이 수신되더라도, 이 중에서 최초로 수신된 하나의 데이터 패킷에 대해서 후속 처리(예를 들면, 광역 통신망(500)에의 전달)를 수행하고 나머지 데이터 패킷들은 폐기하기 때문에, 동일한 페이로드를 갖는 데이터 패킷에 대해 중복하여 후속 처리를 수행하지 않을 수 있다. 또한, 패킷 그룹의 데이터 패킷 중 일부가 유실되더라도 이들 중 하나라도 수신되는 경우, 후속 처리가 가능하기 때문에 큰 지연 없이 또한 유실 없이 단말(100)이 송신하고자 하는 원본 데이터 패킷의 페이로드에 대한 후속 처리를 수행할 수 있다.
한편, 제어 장치(300)의 제어(예를 들어, 요금제 등 단말(100)을 이용하는 고객의 특성, 통신망의 상황 등에 기초함)에 따라, 사용자 평면 기능 장치(200)의 복제 패킷 판단부(220) 및 최초 수신 패킷 판단부(230)의 기능의 활성화 여부가 결정될 수도 있다. 즉, 해당 기능이 비활성화되는 경우, 사용자 평면 기능 장치(200)는 복제 패킷의 존재 여부에 대한 판단, 최초 수신 패킷인지 여부에 대한 판단 없이 동작할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 데이터 패킷 송신 방법을 설명하기 위한 도면이다. 이러한 방법은 단말(100)이 데이터 패킷을 사용자 평면 기능 장치(200)를 통해 광역 통신망(500)으로 송신하는 경우, 단말(100)에 의해 수행될 수 있다. 물론, 반대로 사용자 평면 기능 장치(200)가 단말(100)로 데이터 패킷을 송신하는 경우라면, 이 방법은 사용자 평면 기능 장치(200)에 의해 수행될 수도 있다. 다만 도 4에 도시된 단계 중 적어도 하나가 수행되지 않거나 도시된 단계의 순서와는 다르게 수행될 수도 있으며, 또한 도시되지 않은 다른 단계가 수행될 수도 있다. 여기에서는, 단말(100)이 데이터 패킷을 송신하는 경우(즉, 단말(100)이 데이터 패킷 송신 장치인 경우)를 예로써 설명한다.
도 4를 참조하면, 먼저, 단말(100)이 원본 데이터 패킷을 생성한다(S410). 이후, 단말(100)은 원본 데이터 패킷에 대한 복제 조건이 만족되는지 여부를 판단한다(S420). 복제 조건이 만족되는 것으로 판단된 경우, 단말(100)은 원본 데이터 패킷에 대한 적어도 하나의 사본 데이터 패킷을 생성한다(S430). 이후, 단말(100)은 원본 데이터 패킷 및 사본 데이터 패킷을 송신한다(S440). 만약 복제 조건이 만족되지 않는 것으로 판단된 경우, 단말(100)은 사본 데이터 패킷의 생성 없이 원본 데이터 패킷을 송신한다(S440).
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 데이터 패킷 수신 방법을 설명하기 위한 도면이다. 이러한 방법은 사용자 평면 기능 장치(200)가 단말(100)로부터 데이터 패킷을 수신하는 경우, 사용자 평면 기능 장치(200)에 의해 수행될 수 있다. 물론, 반대로 단말(100)이 데이터 패킷을 사용자 평면 기능 장치(200)로부터 수신하는 경우라면, 이 방법은 단말(100)에 의해 수행될 수도 있다. 다만 도 5에 도시된 단계 중 적어도 하나가 수행되지 않거나 도시된 단계의 순서와는 다르게 수행될 수도 있으며, 또한 도시되지 않은 다른 단계가 수행될 수도 있다. 여기에서는, 사용자 평면 기능 장치(200)가 데이터 패킷을 수신하는 경우(즉, 사용자 평면 기능장치(200)가 데이터 패킷 수신 장치인 경우)를 예로써 설명한다.
도 5를 참조하면, 먼저, 사용자 평면 기능 장치(200)가 단말(100)로부터 데이터 패킷을 수신한다(S510). 사용자 평면 기능 장치(200)는 수신된 데이터 패킷(이하, '수신 데이터 패킷')의 복제 패킷이 존재하는지 여부를 판단한다(S520).
수신 데이터 패킷의 복제 패킷이 존재하지 않는다고 판단된 경우, 사용자 평면 기능 장치(200)는 수신 데이터 패킷을 광역 통신망(500)으로 전송(즉, 후속 처리)한다(S530).
수신 데이터 패킷의 복제 패킷이 존재하는 것으로 판단된 경우, 사용자 평면 기능 장치(200)은 수신 데이터 패킷이 수신 데이터 패킷과 복제 패킷을 포함하는 패킷 그룹에서 가장 먼저 수신되었는지 여부를 판단한다(S540).
만약, 수신 데이터 패킷이 수신 데이터 패킷과 복제 패킷을 포함하는 패킷 그룹에서 가장 먼저 수신된 것으로 판단된 경우, 사용자 평면 기능 장치(200)는 수신 데이터 패킷을 광역 통신망(500)으로 전달(즉, 후속 처리)한다(S550). 이후, 사용자 평면 기능 장치(200)는 수신 데이터 패킷의 내용 정보를 버퍼(260)에 저장한다(S560).
만약, 수신 데이터 패킷이 수신 데이터 패킷과 복제 패킷을 포함하는 패킷 그룹에서 가장 먼저 수신된 것이 아니라고 판단된 경우, 사용자 평면 기능 장치(200)는 수신 데이터 패킷을 폐기한다(S570).
지금까지 데이터 패킷 송신 장치가 단말(100)이고 데이터 패킷 수신 장치가 사용자 평면 기능 장치(200)인 경우와, 단말(100)이 데이터 패킷을 송신하는 방법과 사용자 평면 기능 장치(200)가 데이터 패킷을 수신하는 방법을 위주로 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, RAN(400)이나, 제어 장치(300)의 PCF, AF, AMP 혹은 SMF 역시, 상술한 데이터 패킷 송신 장치 또는 상술한 데이터 패킷 수신 장치가 될 수 있다.
지금까지 설명한 본 발명의 일 실시예에 따른 데이터 패킷 송신 장치 및 데이터 패킷 수신 장치와 데이터 패킷 송신 방법 및 데이터 패킷 수신 방법에 따르면, 이동통신 시스템의 복잡도를 크게 증가시키지 않으면서도 데이터 패킷의 송수신시의 지연 및 유실을 저감할 수 있으므로, 데이터 패킷 송수신의 신뢰도를 향상하고 미션 크리티컬 서비스를 안정적으로 제공하는 것이 가능해 진다.
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, 데이터 패킷의 송신 시에 복제 조건의 만족 여부에 따라 데이터 패킷을 복제하여 송신하고, 데이터 패킷의 수신 시에 복제된 데이터 패킷(즉, 원본 데이터 패킷 및 사본 데이터 패킷) 중 하나의 패킷을 이용하여 후속 처리를 수행함으로써, 이동통신 시스템의 복잡도를 크게 증가시키지 않으면서도 데이터 송수신시의 지연 및 유실을 저감할 수 있으므로, 미션 크리티컬 서비스를 안정적으로 제공할 수 있다.
10: 이동통신 시스템
100: 단말
200: 사용자 평면 기능 장치
300: 제어 장치
400: RAN
500: 광역 통신망
600: 어플리케이션 장치

Claims (11)

  1. 데이터 패킷 송신 장치에 있어서,
    원본 데이터 패킷을 생성하는 패킷 생성부;
    상기 원본 데이터 패킷에 대한 복제 조건이 만족되는지 여부를 판단하는 복제 여부 판단부;
    상기 복제 조건이 만족되는 경우 상기 원본 데이터 패킷에 대한 적어도 하나의 사본 데이터 패킷을 생성하는 패킷 복제부; 및
    상기 원본 데이터 패킷 및 상기 적어도 하나의 사본 데이터 패킷을 송신하는 송신부
    를 포함하고,
    상기 복제 여부 판단부는
    상기 원본 데이터 패킷의 특성 정보를 추출하고, 상기 추출된 특성 정보를 데이터 패킷의 복제를 허용하는 특성 정보들의 리스트와 비교함으로써 상기 복제 조건의 만족 여부를 판단하는 데이터 패킷 송신 장치.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 특성 정보는 상기 원본 데이터 패킷에 포함되는 미리 지정된 N개(N은 1 이상의 자연수)의 필드 종류와 관련된
    데이터 패킷 송신 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 특성 정보는 소스 IP, 목적지 IP, 소스 포트, 목적지 포트 및 프로토콜 번호 중 적어도 하나와 관련된
    데이터 패킷 송신 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 복제 여부 판단부는
    상기 데이터 패킷 송신 장치의 고객 프로파일, 상기 데이터 패킷 송신 장치의 위치 및 현재 시각 중 적어도 하나에 기초하여 상기 복제 조건의 만족 여부를 판단하는
    데이터 패킷 송신 장치.
  6. 데이터 패킷 수신 장치에 있어서,
    데이터 패킷을 수신하는 수신부;
    상기 수신된 데이터 패킷의 복제 패킷이 존재하는지 여부를 판단하는 복제 패킷 판단부;
    상기 복제 패킷이 존재하는 것으로 판단된 경우, 상기 수신된 데이터 패킷과 상기 복제 패킷을 포함하는 패킷 그룹에서 상기 수신된 데이터 패킷이 가장 먼저 수신되었는지 여부를 판단하는 최초 수신 패킷 판단부; 및
    상기 최초 수신 패킷 판단부의 판단 결과에 따라 상기 수신된 데이터 패킷을 처리하는 패킷 처리부
    를 포함하며,
    상기 복제 패킷 판단부는 상기 수신된 데이터 패킷을 이전에 수신된 데이터 패킷과 비교하지 않고, 상기 수신된 데이터 패킷을 기초로 상기 수신된 데이터 패킷의 복제 패킷이 존재하는지 여부를 판단할 수 있는 데이터 패킷 수신 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 복제 패킷 판단부는
    상기 수신된 데이터 패킷의 특성 정보를 추출하고, 상기 추출된 특성 정보를 복제 패킷이 존재함을 나타내는 특성 정보들의 리스트와 비교함으로써 상기 복제 패킷의 존재 여부를 판단하는
    데이터 패킷 수신 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 특성 정보는 상기 수신된 데이터 패킷에 포함되는 미리 지정된 N개(N은 1 이상의 자연수)의 필드 종류와 관련된
    데이터 패킷 수신 장치.
  9. 제 6 항에 있어서,
    상기 패킷 처리부는,
    상기 수신된 데이터 패킷이 상기 패킷 그룹에서 가장 먼저 수신된 것으로 판단된 경우, 상기 수신된 데이터 패킷을 출력하고,
    상기 수신된 데이터 패킷이 상기 패킷 그룹에서 가장 먼저 수신된 것이 아니라고 판단된 경우, 상기 수신된 데이터 패킷을 폐기하는
    데이터 패킷 수신 장치.
  10. 제 6 항에 있어서,
    버퍼를 더 포함하고,
    상기 패킷 처리부는
    상기 수신된 데이터 패킷이 상기 패킷 그룹에서 가장 먼저 수신된 것으로 판단된 경우, 상기 수신된 데이터 패킷의 내용 정보를 상기 버퍼에 저장하고,
    상기 최초 수신 패킷 판단부는
    상기 수신된 데이터 패킷의 상기 내용 정보가 상기 버퍼에 저장되어 있는지 여부를 기초로 상기 패킷 그룹에서 상기 수신된 데이터 패킷이 가장 먼저 수신되었는지 여부를 판단하는
    데이터 패킷 수신 장치.
  11. 제 6 항에 있어서,
    상기 복제 패킷 판단부는
    고객 프로파일, 고객의 위치 및 현재 시각 중 적어도 하나에 기초하여 상기 복제 패킷이 존재하는지 여부를 판단하는
    데이터 패킷 수신 장치.
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