KR20060102017A

KR20060102017A - 무선통신 시스템에서 망연동 시스템 및 방법

Info

Publication number: KR20060102017A
Application number: KR1020050023721A
Authority: KR
Inventors: 정흥철; 공동건; 이성원
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2005-03-22
Filing date: 2005-03-22
Publication date: 2006-09-27

Abstract

본 발명은 무선통신 시스템에서 망연동 시스템 및 방법에 관한 것으로, 특히 가상(virtual)의 PPP(Point-to-point)를 이용하여 네트워크 엘리먼트(Network Element)의 변경 없이 이기종망간의 안정된 패킷 서비스 제공을 위한 망연동 시스템 및 방법에 관한 것이다.

본 발명의 실시 예에 따른 무선통신 시스템에서 망연동 시스템은 적어도 하나의 이동 단말에게 이동통신망을 통해 패킷 데이터 서비스를 제공하는 이동통신 시스템과, 상기 이동 단말에게 무선랜망을 통해서 패킷 데이터 서비스를 제공하는 무선랜 시스템을 포함하는 무선통신 시스템에서 상기 이동통신망과 무선랜 시스템간 망연동 시스템에 있어서, 상기 이동통신 시스템에 접속할 수도 있고, 상기 무선랜 시스템에 접속할 수 있는 이동 단말과, 이동통신 시스템과, 무선랜 시스템을 포함하고, 상기 이동통신 시스템은, 상기 이동 단말에게 패킷 데이터 서비스를 제공하는 패킷 데이터 서비스 노드를 포함하고, 상기 무선랜 시스템은, 상기 패킷 데이터 서비스 노드와 GRE(Generic Routing Encapsulation) 터널을 통해서 연결되며, 상기 이동 단말이 이동통신망에서 무선랜망으로 핸드오프 시, 이동통신망으로 전송되어야 할 트래픽에 대해서 PPP 프레밍을 수행하는 억세스 게이트웨이를 포함함을 특징으로 한다.

연동, PPP, 광대역무선통신망

Description

무선통신 시스템에서 망연동 시스템 및 방법{NETWORK INTERWORKING SYSTEM AND METHOD IN A WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM}

도 1은 일반적인 핸드 오프 서비스를 제공하는 이동통신 시스템 구성도,

도 2는 일반적인 타이틀리 연동 방식에 의해서 이동통신망과 무선랜이 결합된 이동통신 시스템 구성도,

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 타이틀리 연동 방식을 기반으로 한 이동통신망과 무선랜 망간의 연동 시스템 구성도,

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 시그널링 플랜 구성도,

도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 트래픽 플랜 구성도,

도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 억세스 게이트웨이 블록 구성도,

도 7은 본 발명의 실시 예에 따라 무선통신 시스템에서 망연동 방법을 나타낸 신호 흐름도,

도 8은 본 발명의 다른 실시 예에 따라 무선통신 시스템에서 망연동 방법을 나타낸 신호 흐름도,

도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 게이트웨이에서의 제어 흐름도.

본 발명은 무선통신 시스템에서 망연동 시스템 및 방법에 관한 것으로, 특히 이종의 무선통신 시스템에서 연속적인 패킷 데이터 서비스를 제공하기 위한 망연동 시스템 및 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 회선 기반의 음성 서비스를 제공하는 이동통신망은 그 통신 방법에 따라 정해진 주파수 대역을 다수의 채널로 구분하여 가입자마다 할당된 주파수 채널을 사용하는 주파수 분할 다중 접속 방식(Frequency Division Multiple Access : FDMA)과, 하나의 주파수 채널을 다수의 가입자가 시간을 나누어 사용하는 시분할 다중 접속 방식(Time Division Multiple Access : TDMA)과, 다수의 가입자가 동일한 주파수 대역을 동일한 시간대에 사용하되 가입자마다 다른 부호를 할당하여 통신을 하는 부호 분할 다중 접속 방식(Code Division Multiple Access : 이하, "CDMA") 등으로 구분된다.

상기 CDMA로 대표되는 이동통신 시스템은 통신 기술의 급격한 발전에 따라 일반적인 음성 서비스는 물론 이동 단말로 이메일이나 정지 영상은 물론 동영상과 같은 대용량의 디지털 데이터 전송이 가능한 고속 패킷 데이터 서비스를 제공하는 단계에 이르고 있다.

상기 고속 패킷 데이터 서비스를 제공하기 위한 이른바 3 세대 이동통신 시스템은 통상적으로 상기 CDMA 방식을 채택하고 있으며, 이는 미국 등에서 채택된 동기 방식과 유럽 및 일본 등에서 채택된 비동기 방식으로 구분된다. 예를 들어 상 기 비동기 방식은 일반 패킷 무선 서비스(General Packet Radio Service : GPRS) 등을 들 수 있으며, 상기 동기 방식은 CDMA 2000 1x과, 1x EV-DO(Evolution Data Only) 및, 1x EV-DV(Evolution of Data and Voice) 등을 들 수 있다. 그리고 상기 이동통신 시스템들은 차세대 이동통신 시스템인 동기식의 IMT-2000(International Mobile Telecommunication 2000)과 비동기식의 UMTS(Universal Mobile Telecommunication Systems)을 목표로 하여 그 개발이 급속도로 진행되고 있다. 상기 UMTS는 W-CDMA라고도 불린다.

상기 이동통신 시스템들을 간략히 설명하면, 상기 GPRS는 회선 교환 방식의 GSM(Global System For Mobile Communication)에서 패킷 데이터 서비스를 제공하도록 발전된 것이다. 상기 CDMA 2000 1x는 기존 IS-95A, IS-95B 망에서 진화된 IS-95C 망을 이용하여 종래 14.4kbps/56kbps의 데이터 전송 속도를 제공하는 IS-95A/IS-95B 망 보다 고속인 144kbps의 순방향 전송 속도로 데이터 서비스를 제공한다. 그리고 상기 1x EV-DO는 대용량의 디지털 데이터 전송을 위해 상기 CDMA 2000 1x를 한 단계 진화시켜 약 2.4Mbps의 순방향 전송 속도를 제공하도록 마련된 것이고, 상기 1x EV-DV는 음성과 데이터 서비스를 동시 지원하여 그 동시 지원이 불가능한 상기 1x EV-DO의 문제점을 보완한 것이다.

한편, IEEE 802.1x 표준화 그룹에서는 이동 단말로 무선 인터넷 서비스를 제공하는 다른 표준을 제정하고 있으며, 상기 IEEE 802.1x 표준안에 따라 무선 인터넷 서비스를 제공하는 망은 무선랜으로 통칭된다. 상기 무선랜은 전송 대역폭이 넓어 이동 단말을 통해 대용량의 패킷 데이터를 단시간에 송수신할 수 있으며, 모든 가입자가 채널을 공유하여 무선 채널을 효율적으로 사용하는 휴대 인터넷 서비스를 제공함을 특징으로 한다.

상기와 같이 이동 단말로 제공되는 패킷 데이터 서비스는 크게 CDMA 2000 1x 등 3 세대 이동통신망을 이용한 방식과, 무선랜을 이용한 방식으로 구분된다. 상기 이동통신망을 이용한 방식은 이동 단말과 패킷 데이터 서빙 노드(Packet Data Service Node : 이하, "PDSN") 사이의 점대점 프로토콜(Point to Point Protocol : PPP)(이하, "PPP") 세션(Session)이 이루어진 상태에서 PDSN이 이동 단말로 IP 주소를 할당하여 패킷 서비스를 제공하게 된다. 상기 무선랜을 이용한 방식은 억세스 포인트(Access Point : 이하, "AP")를 통해 무선망에 접속된 이동 단말에 대해 DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol)를 통해 IP 주소를 할당한 후, 잘 알려진 HA(Home Agent)와 FA(Foreign Agent)가 연동하여 이동 단말로 패킷 서비스를 제공하게 된다.

상기 이동통신망 또는 무선랜을 이용한 이동 단말의 패킷 데이터 서비스는 상기와 같이 각각 독립적인 형태로 운용되고 있으며, 양 망은 인터넷 등 IP 망을 통해 서로 연결되므로 종래의 망 구조나 프로토콜의 구조를 이용하여 핸드오프(Hand Off) 등의 망 연동 서비스를 간단히 제공할 수 있다. 이러한 핸드오프 서비스는 끊김없는(seamless) 패킷 데이터 서비스에 대한 사용자의 요구를 반영하고, 서비스 이용자의 편의성을 향상시키기 위한 것으로 관련 기술의 요구가 점차 증대되고 있다.

이하 도 1을 참조하여 일반적인 핸드 오프 서비스를 제공하는 이동통신 시스 템의 구성을 설명하기로 한다.

도 1은 일반적인 이동통신망과 무선랜이 결합된 이동통신 시스템의 구성을 나타낸 망 구성도로서, 이는 예컨대, CDMA 2000 1x 망과 IEEE 802.1x 무선랜이 결합된 예를 나타낸 것이다. 이때, 이동 단말은 모바일(Mobile) IP를 이용한 할당받는 경우이다.

도 1의 이동 단말(Mobile Station : MS)(110)은 기지국(Base Station : 이하, "BS")(120)을 통해 이동통신망에 접속되거나, 무선망과 유선망을 연결하는 억세스 포인트(AP)와 패킷 통신을 제어하는 억세스 포인트 제어기(Access Point Controller : APC)(이하, "AP/APC(150)")를 통해 무선랜에 접속되어 패킷 데이터 서비스를 제공받는다. 상기 BS(120)는 기지국 송수신기(Base Transceiver Subsystem : BTS)와, 상기 BTS를 제어하는 기지국 제어기(Base Station Controller : BSC)를 포함한다. 도 1의 패킷 제어부(Packet Control Function : 이하, "PCF")(130)는 BS(120)과 PDSN(140) 사이에서 패킷 데이터의 흐름을 제어한다.

도 1의 PDSN/FA(140)는 이동 단말(110)이 패킷데이터서비스노드(Packet Data Serving Node : PSDN)에 접속되도록 PPP 설정을 처리하는 PDSN과, HA와 연동하여 이동 단말(110)의 현재 IP 주소를 관리하는 FA를 포함한다. 패킷 데이터 서비스를 이용하는 이동 단말(110)의 이동성은 잘 알려진 Mobile IP(이하, "MIP")를 통해 보장되며, 상기 MIP에서는 이동 단말(110)에 두 개의 IP 주소를 사용하여 이동성을 지원한다. 두 개의 IP 주소 중 하나는 이동 단말(110)의 현재 위치와 상관없이 고정된 홈 주소(Home Address)이고, 다른 하나는 이동 단말(110)의 현재 위치에 따라 변동되는 의탁 주소(Care of Address : CoA)를 의미한다. 그리고 상기 홈 주소와 의탁 주소는 각각 상기 HA(170)와 FA를 통해 처리된다.

또한 도 1의 PDSN/FA(140)는 이동 단말(110)과 PPP 세션이 설정된 후, 이동 단말(110)이 도시되지 않은 상대 노드(Corresponding Node : 이하, "CN")와 패킷 데이터를 송수신하는 게이트웨이(Gateway) 역할을 수행한다. 상기 CN은 IP 망(1) 등 패킷데이터망에 접속되어 이동 단말(110)로 패킷 서비스를 제공하는 응용서버(Application Server)를 의미한다. 한편 도 1의 AR/FA(160)는 무선랜에 접속되는 이동 단말(110)의 접속 경로를 라우팅하는 억세스 라우터(Access Router : AR)와, HA(170)로부터 터널링 프로토콜(Tunneling Protocol)을 이용하여 수신되는 CN의 패킷 데이터를 이동 단말(110)의 현재 위치, 즉 의탁 주소로 전달하거나 이동 단말(110)의 패킷 데이터를 CN으로 전달하는 FA를 포함한다.

즉 도 1의 이동 단말(110)로 전송되는 모든 패킷 데이터는 일단 이동 단말(110)의 고정된 홈 주소를 관리하는 IP 망(1) 상의 HA(170)로 전달된다. 이동 단말(110)과 패킷 데이터를 송수신하는 외부 호스트(Host)인 CN은 이동 단말(110)의 현재 위치를 나타내는 의탁 주소를 알지 못하며, 단지 이동 단말(110)의 고정된 홈 주소만을 알고 있다. 따라서 이동 단말(110)로 전송되는 패킷 데이터는 일단 HA를 경유하여 이동 단말(110)이 현재 접속된 망에 따라 PDSN/FA(140)나 AR/FA(160)의 FA로 전달되고, PDSN/FA(140)나 AR/FA(160를 통해 이동 단말(110)로 전송된다.

상기한 망 구성에 의하면, 패킷 서비스를 위한 이동통신망과 무선랜이 연동하는 경우, 두 망이 별도로 운용되므로 전술한 MIP를 이용하여 기존 망 구조 및 프 로토콜 구조의 변경 없이 두 개의 망이 연동(즉, 핸드오프)이 가능하다는 장점이 있다.

한편, 현재 3GPP(Generation Partnership Project)에서는 무선랜망을 이동통신망에 대한 하나의 접속망으로 간주하는 타이틀리(Tightly) 연동 방식이 있다.

도 2는 일반적인 타이틀리 연동 방식에 의해서 이동통신망과 무선랜이 결합된 이동통신 시스템의 구성을 나타낸 망 구성도로서, 이는 예컨대, CDMA 2000 1x 망과 IEEE 802.1x 무선랜이 결합된 예를 나타낸 것이다.

도 2를 참조하면, 타이틀리 연동 방식은 PDSN(240)에 무선랜 망이 연결되는 형태로서, 무선랜 망을 이동통신망에 대한 하나의 접속망으로 동작한다. 각 가입자는 망 접속 환경에 따라, 이동통신망 혹은 무선랜 망을 통해 이동통신 서비스를 제공받는다.

IWU(Interworking Unit)(260)는 이동통신망과 무선랜 망간 연동을 위해 구비된 장비이며, 기본적인 서비스 제어 및 관리 기능은 PDSN(240)에서 담당하게 된다.

상기된 바와 같이 동작하는 종래 기술에 의한 타이틀리 연동 방식에 있어서, 종래에 제공되는 이동통신망에서와 동일하게 이동 단말은 이동성, QoS(Quality of Service) 및 보안 기능 등을 제공받을 수 있다. 그러나, 타이틀리 연동 방식의 무선통신 시스템에서 인터페이스에 대한 추가 표준화 작업이 요구된다.

또한, 타이틀리 연동 방식의 무선통신 시스템에서 이동통신망에서 무선랜으로의 핸드오프시, PDSN(240)은 이동 단말(210)까지의 트래픽 경로에서 PPP를 사용하지 않고, IP를 IWU(260)에서 할당받아서 서비스를 수행한다. 따라서, 이와 같은 경우에는 PDSN(240)을 변경하여 A11 GRE(Generic Routing Encapsulation : GRE) Tunnel을 PCF(230)로부터 온 것과 IWU(260)로부터 온 것으로 구분하여 PPP 프래밍(Framing) 적용을 결정해야 한다. 이때, PDSN(240)을 변경하게 되면, 연동 서비스를 제공하기 위해서 사업자가 PDSN(240)을 변경해야 한다. 또한, PDSN(240) 변경시, 시그널링 도메인(signaling domain)의 소프트웨어(S/W)를 변경하는 것과 달리, 베어러 도메인(bearer domoin)의 PPP 모듈 처리를 변경하려면 하드웨어(H/W)를 변경해야 하므로, 하드웨어에 영향을 미칠 수 있는 문제점이 있다.

따라서 본 발명의 목적은 이동통신망과 무선랜 또는 광대역 무선통신망 간의 연속된 패킷 데이터 서비스를 제공하는 망연동 시스템 및 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 이동통신망과 무선랜 또는 광대역 무선통신망 간의 연속된 패킷 데이터 서비스를 제공하는 이종망 간의 망연동시, PDSN의 변경없이 상기 PDSN과의 A10/A11 인터페이스를 통해 이동통신망에서와 동일한 이동성, QoS 및 보안 기능 등을 제공받을 수 시스템 및 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 실시예에 따른 시스템은 적어도 하나의 이동 단말에게 이동통신망을 통해 패킷 데이터 서비스를 제공하는 이동통신 시스템과, 상기 이동 단말에게 무선랜망을 통해서 패킷 데이터 서비스를 제공하는 무선랜 시스템을 포함하는 무선통신 시스템에서 상기 이동통신망과 무선랜 시스템간 망연동 시스템에 있어서, 상기 이동통신 시스템에 접속할 수도 있고, 상기 무선랜 시스템에 접속할 수 있는 이 동 단말과, 이동통신 시스템과, 무선랜 시스템을 포함하고, 상기 이동통신 시스템은, 상기 이동 단말에게 패킷 데이터 서비스를 제공하는 패킷 데이터 서비스 노드를 포함하고, 상기 무선랜 시스템은, 상기 패킷 데이터 서비스 노드와 GRE(Generic Routing Encapsulation) 터널을 통해서 연결되며, 상기 이동 단말이 이동통신망에서 무선랜망으로 핸드오프 시, 이동통신망으로 전송되어야 할 트래픽에 대해서 PPP 프레밍을 수행하는 억세스 게이트웨이를 포함함을 특징으로 한다.

본 발명의 실시예에 따른 방법은 적어도 하나의 이동 단말에게 이동통신망을 통해 패킷 데이터 서비스를 제공하는 이동통신 시스템과, 상기 이동 단말에게 무선랜망을 통해서 패킷 데이터 서비스를 제공하는 무선랜 시스템을 포함하는 무선통신 시스템에서 상기 이동통신망과 무선랜 시스템간 망연동 방법에 있어서, 상기 이동 단말이 이동통신망에서 무선랜 망으로 핸드오프시, 상기 이동 단말과 억세스 포인트간의 협상을 수행하는 과정과, 상기 이동 단말이 억세스 게이트웨이에게 IP 할당을 요청하는 과정과, 상기 억세스 게이트웨이가 패킷 데이터 서비스 노드와 GRE 터널을 통해서 연결되는 과정과, 상기 억세스 게이트웨이가 이동통신망으로 전송되어야 할 트래픽에 대해서 PPP 프레밍을 수행하는 과정과, 상기 억세스 게이트웨이가 상기 이동 단말에게 IP를 할당하는 과정을 포함함을 특징으로 한다.

하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 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 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

이하, 본 발명에서는 셀룰러 망의 예로서 CDMA(Code Division Multimedia Access) 2000 1X 시스템을 무선랜 망의 예로서 IEEE 802.11x 기반의 WiFi 망을 가정한다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 타이틀리 연동 방식을 기반으로 한 이동통신망과 무선랜 망간의 연동 시스템 구조이다.

도 3을 참조하면, 무선랜 망(380)을 이동통신망(300)에 대한 하나의 접속망으로 분류한다.

이동 단말(Hybrid Access Terminal)(310)은 다중 접속 기술을 가진 듀얼 모드 단말이다. 즉, 상기 이동 단말(310)은 이동통신망(300)과 무선랜 망(380)에 대한 네트워크 선택 기능을 수행한다. 또한, 상기 이동 단말(310)은 이동통신망(300)에 접속시, PDSN(340)으로부터 가상(virtual)의 PPP를 이용하여 IP를 할당받는다. 또한, 상기 이동 단말(310)은 이동통신망(300)에서 무선랜 망(380)으로 핸드오프시, PDSN(340)에 연결된 AGW(360)로부터 DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol)를 이용하여 IP를 할당받는다.

상기 이동통신망(300)은 PDSN(340)과, PCF(Packet Control Function)(330), BSS(Base Station System)(320)으로 구성된다. 상기 PDSN(340)은 이동 단말(310)이 접속한 망이 이동통신망(300)이던 무선랜 망(380)에 접속하든 관계없이 PPP 접속 동작을 수행한다. 그리고, 상기 PDSN(340)은 이동통신망(300)을 통해서 IP 망(370)에 접속하는 이동 단말(310)에게 과금 및 인증 기능, IP 라우팅 기능, 버티컬 핸드오프 기능 등을 제공한다. 모바일 아이피(Mobile IP)를 지원하는 경우, 상기 PDSN(340)은 FA(Foreign Agent) 역할을 수행한다. BSS(320)는 이동통신망(300)에 접속되는 이동 단말과의 무선 접속 규격을 처리하는 장비들인 BTS(Base Transceiver Station)들과, BSC(Base Station Controller)로 구성된다.

상기 무선랜 망(380)은 AGW(Access GateWay)(360)와, AP(Access Point)(350)들로 구성된다. 상기 AGW(360)는 무선랜 망(380)을 통해 상기 PDSN(340)으로 접속하는 이동 단말(310)로부터 받은 IP 패킷을 GRE 터널을 통해서 상기 PDSN(340)전달하거나, 상기 PDSN(340)으로부터 받은 IP 패킷을 수신하여 GRE 터널을 통해서 상기 이동 단말(310)로 전달한다. 이때. GRE 터널은 상기 PDSN(340)과 상기 AGW(360) 사이에 설정된 터널이다.

상기 AGW(360)는 무선랜 망(380)의 AP(350)들과, 상기 이동통신망(300)의 PDSN(340) 사이에 위치하여, 종래의 이동통신망의 BSC와 PDSN간(340)의 R-P 인터페이스와 동일한 A-P 인터페이스가 정의된다. 상기 이동 단말(310)과 AGW(360) 사이에 H-A 인터페이스가 정의되며, DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol) 프로토콜이 이용된다.

이하, 도 4 내지 도 5를 참조하여 본 발명에서 제시한 연동망 시스템에서 동작하는 시그널링 플랜(Signalling Plan)과 트래픽 플랜(Traffic Plan)을 설명한다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 시그널링 플랜을 나타낸 도이다.

도 4를 참조하면, 이동 단말(Hybrid Access Terminal, HAT)(310)와 AGW(360)사이에서 수행되는 H-A 인터페이스는 H-A간 핸드오프 시그널을 전송한다. 상기 H-A간 핸드오프 시그널을 전송하기 위한 이동 단말(310)의 프로토콜 스택은 802.11 PHY, 802.11 MAC, IP, UDP, H-A로 구성된다.

다음으로, AP들(350)과 AGW(360) 및 PDSN(340)에는 상기 AGW(360)가 이동통신망의 PDSN(340)과 가상(virtual)의 PPP 접속을 수행하기 위한 프로토콜 스택들이 각각 설정된다. 상기 AP들(350)의 프로토콜 스택은, 802.11 PHY, 802.11 MAC, 802.3 PHY, 802.3 MAC, L2 Relay로 구성된다. 상기 PDSN(340)의 프로토콜 스택은 802.3 PHY, 802.3 MAC, IP, UDP, A11로 구성된다.

상기 AGW(360)의 프로토콜 스택은 H-A인터페이스를 위해 상기 이동 단말(310)과 동일하게 구성되는 프로토콜 스택과, A-P인터페이스를 위해 상기 PDSN(340)과 동일하게 구성되는 프로토콜 스택으로 구성되어 있다.

상기 프로토콜 스택들은 MAC 계층 및 PHY 계층을 위한 802.11 MAC과 802.11PHY를 사용하고, 전송 프로토콜은 UDP(User Datagram Protocol)를 사용한다. 또한, AGW(360)와 이동 단말(310)간에는 H-A인터페이스를 위해서 H-A가 있고, 상기 AGW(360)와 PDSN(340)간의 인터페이스를 위해서 A11을 사용한다.

광대역 무선통신망(Wibro)의 경우, 802.11을 802.16으로 변경하고, AP(350)를 RAS(Radio Access Station)로 변경하고, AGW(360)를 ACR(Access Control Router)로 변경하면 적용 가능하다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 트래픽 플랜(Traffic Plan)을 보여 주는 도면이다.

도 5를 참조하면, H-A 인터페이스를 위한 이동 단말(310)의 프로토콜 스택은 802.11 PHY, 802.11 MAC, IP, UDP로 구성되고, AP(350)들의 프로토콜 스택은 상기 시그널링 플랜과 동일하다. PDSN(340)의 프로토콜 스택은 802.3 PHY, 802.3 MAC, 제1 IP, GRE, PPP, 제2 IP로 구성된다. 이때, 제1 IP는 AGW(360)와 PDSN(340)간의 IP 네트워킹을 위한 IP이고, 제2 IP는 이동 단말(310)이 처음으로 IP 주소를 할당받았을 경우, 그 주소를 이용하여 IP 네트워킹 장치(예컨대, 라우터, 도면에 도시하지 않음)를 지나가기 위한 IP이다.

AGW(360)의 프로토콜 스택은 상기 PDSN(340)과 접속을 위해서 상기 PDSN(340)의 프로토콜 스택과 동일하게 구성되며, 상기 AP들(350)과의 접속을 위해선 802.3 PHY, 802.3 MAC, L2 Relay로 구성된다.

상기 트래픽 전송을 위한 프로토콜 스택들을 통해서, 상기 AGW(360)는 이동 단말(310)로부터 트래픽을 수신하면, GRE 인캡슐레이션(encapsulation)을 통하여 PDSN(340)에게 해당 트래픽을 전달한다. 또한, 상대방 호스트에서 이동 단말(310)에게 전송되는 포워드(Forward)방향의 트래픽은 PDSN(340)와 AGW(360)간 GRE 터널을 통해 상기 AGW(360)로 전송된다.

상기 AGW(360)의 소프트웨어 구조는 도 6에 도시하였다. 도 6을 참조하면, 제어 모듈(Control Module)(601)은 상기 AGW(360)의 전반적인 제어 동작을 수행한다.

AGW(360)의 GRE(606) 모듈은 이동통신망(300)과 무선랜망(380)간의 연동을 위하여 IP 네트워크 인터페이스로 GRE encapsulation을 통해 PDSN(340)과 통신한다. 이때, GRE(606)는 AGW(360)와 PDSN(340) 사이에 터널을 뚫어주는 역할을 수행한다.

상기 이동 단말(310)이 이동통신망에서 무선랜 망으로 핸드오프하더라도 PDSN(340)은 PPP 동작을 계속 수행한다. 이때, PPP 모듈(605)는 상기 PDSN(340)으로부터 이동통신망으로 전달되는 트래픽을 수신받아 PPP 프레밍(framing)을 수행한다. 상기 PPP 모듈(605)은 AGW(360)가 이동 단말(310)을 대신하여 PPP 세션의 종단이 되어 PDSN(340)과 가상(virtual)의 PPP 설정을 수행하도록 하는 역할을 담당한다.

이동통신망 시그널링 처리부(602)는 제어 모듈(601)의 제어 하에, 이동 단말(310)이 이동통신망(300)에서 무선랜 망(380)으로의 핸드오프시, 이동통신망과의 A10/A11 시그널링을 수행한다.

사용자 데이터 전달부(User Data Forwarding)(604)는 제어 모듈(601)의 제어 하에, PDSN(340)으로부터 전달된 트래픽을 AP(350)를 통해서 이동 단말(310)로 전달한다.

DHCP(603)는 제어 모듈(601)의 제어 하에, 상기 이동 단말(310)에게 IP를 할 당한다.

도 7은 본 발명의 실시예에 따라 무선통신 시스템에서 망연동 방법을 나타낸 신호 흐름도이다.

도 7을 참조하면, 이동 단말(310)은 701 단계에서 해당 지역에 위치된 모든 AP에게 각 AP의 구분과 그 신호 세기를 확인하기 위한 PROBE 요청을 수행한다. 상기 PROBE 요청을 수신한 AP들은 해당 AP의 식별을 위한 비컨(beacon) 정보가 포함된 PROBE 응답을 수행한다. 이때, 상기 이동 단말(310)은 702 단계에서 이동 단말(110)의 PROBE 응답이 있는 AP 중 비컨(beacon) 정보의 신호 세기가 가장 강한 AP를 선택한 후, 선택된 AP(350)로의 무선랜 접속을 희망하는 협상(association) 요청을 수행한다. 상기 협상 요청을 수신한 AP(350)는 자신의 전송률(Bit Rate)과 ID 그리고 무선랜 통신 시 요구되는 정보가 포함된 협상 응답을 이동 단말(310)로 전송한다.

상기 협상 응답을 수신한 이동 단말(310)은 AAA(380)와 802.11 인증을 수행한다. 이후, 704단계에서 이동 단말(310)가 IP 주소 할당을 요청하기 위해서 DHCP DISCOVER 메시지를 생성하여 DHCP 릴레이 기능을 수행하는 AP(350)를 통해 AGW(360)에게 전달한다.

이후, 상기 AGW(360)는 705 단계에서 PDSN(340)과 A11 메시지가 GRE 터널 위로 지나가기 위해서 A11 터널을 설정한다. 즉, GRE 터널을 설정한다.

AGW(360)는 706 단계에서 PDSN(340)과 링크 제어 프로토콜(Link Control Protocol : LCP) 협상(negotiation)을 수행하여 PPP 설정한다. 이후, AGW(360)는 707 단계에서 PDSN(340)과 네트워크 계층 설정을 위한 IP 제어 프로토콜 협상(IPCP Negotiation)을 수행한다. 이때, PDSN(340)은 이동 단말의 IP 주소를 할당한다.

상기 AGW(360)는 708 단계에서 H-A 인터페이스를 통해 상기 PDSN(340)으로부터 받은 IP 주소를 포함한 DHCP OFFER 메시지를 상기 이동 단말(310)에게 전달한다.

708 단계에서 상기 DHCP OFFER 메시지를 수신한 이동 단말(310)은 709 단계에서 AGW(360)로 DHCP REQUEST 메시지를 전달한다. 상기 DHCP REQUEST 메시지는 IP 주소의 할당을 요청하기 위한 메시지이다. 상기 AGW(360)는 710 단계에서 DHCP 확인(ACK) 메시지를 이동 단말(310)에게 전송한다.

한편, 도 8은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 무선통신 시스템에서 망연동시, 제어 흐름도를 나타낸 것이다.

도 8이 도 7과 다른 점은 806 단계와 807 단계이다. 도 7에서는 PPP 협상(LCP,IPCP)의 한 쪽 종단이 AGW(360)일 경우를 나타낸 것이다. 반면에 도 8은 PPP 협상(LCP,IPCP)의 한 쪽 종단이 이동 단말(310)일 경우를 나타낸 것이다. 이때, 반대쪽 종단은 PDSN(340)이 된다.

상기 내용을 다시 설명하면, 801 단계 내지 805 단계는 도 7의 701 단계 내지 705 단계와 동일하다. 이동 단말(310)은 806 단계에서 PDSN(340)과 링크 제어 프로토콜(Link Control Protocol : LCP) 협상(negotiation)을 수행하여 PPP 설정한다. 이후, 이동 단말(310)은 807 단계에서 PDSN(340)과 네트워크 계층 설정을 위한 IP 제어 프로토콜 협상(IPCP Negotiation)을 수행한다. 이때, PDSN(340)은 이동 단 말의 IP 주소를 할당한다.

상기 AGW(360)는 808 단계에서 H-A 인터페이스를 통해 상기 PDSN(340)으로부터 받은 IP 주소를 포함한 DHCP OFFER 메시지를 상기 이동 단말(310)에게 전달한다.

808 단계에서 상기 DHCP OFFER 메시지를 수신한 이동 단말(310)은 809 단계에서 AGW(360)로 DHCP REQUEST 메시지를 전달한다. 상기 DHCP REQUEST 메시지는 IP 주소의 할당을 요청하기 위한 메시지이다. 상기 AGW(360)는 810 단계에서 DHCP 확인(ACK) 메시지를 이동 단말(310)에게 전송한다.

한편, 도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 무선통신 시스템에서 망연동시, AGW(360)의 제어 흐름도를 나타낸 것이다.

상기 AGW(360)의 제어 흐름도를 설명하기 이전에 상기 이동 단말(310)은 이동통신망(300)에서 무선랜 망(380)으로 핸드오프되었다고 가정한다.

먼저, AGW(360)는 이동 단말(310)로부터 IP 할당 요청을 수신하였는가를 판단한다. 만약, 상기 이동 단말(310)로부터 IP 할당 요청을 수신하지 않았을 경우, AGW(360)는 902 단계에서 일반적인 AGW 역할을 수행한다. 그러나, 상기 이동 단말(310)로부터 IP 할당 요청을 수신하였을 경우, AGW(360)는 903 단계에서 PDSN(340)과 A11 메시지가 GRE 터널 위로 지나가기 위해서 A11 터널을 설정한다. 즉, GRE 터널을 설정한다. 이후, 상기 AGW(360)는 904 단계에서 PDSN(340)과 링크 제어 프로토콜(Link Control Protocol : LCP) 협상(negotiation)을 수행하여 PPP 설정한다. 이후, AGW(360)는 905 단계에서 PDSN(340)과 네트워크 계층 설정을 위한 IP 제어 프로토콜 협상(IPCP Negotiation)을 수행한다. 이때, PDSN(340)은 이동 단말의 IP 주소를 할당한다.

상기 AGW(360)는 906 단계에서 H-A 인터페이스를 통해 상기 PDSN(340)으로부터 받은 IP 주소를 DHCP OFFER 메시지에 실어 상기 이동 단말(310)에게 할당한다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이 동작하는 본 발명에 있어서, 개시되는 발명 중 대표적인 것에 의하여 얻어지는 효과를 간단히 설명하면 다음과 같다.

본 발명은, 이동통신망과 무선랜 망을 타이틀리 연동 방식으로 연동할 경우, 이동통신망의 네트워크 엘리먼트의 변경없이 구현할 수 있다.

본 발명은, 이동 단말에 가해지는 부하를 줄일 뿐만이 아니라 네트워크 프로토콜 스택을 최적화 할 수 있는 효과가 있다.

본 발명은 이동통신망과 무선랜 망간 이외에도 이동통신망과 휴대 인터넷 망(High-speed Portable Internet)간에도 연동 대상 무선 기술(Air Technology)에 관계없이 이동통신망의 PDSN과 정합할 수 있는 효과가 있다.

Claims

적어도 하나의 이동 단말에게 이동통신망을 통해 패킷 데이터 서비스를 제공하는 이동통신 시스템과, 상기 이동 단말에게 무선랜망을 통해서 패킷 데이터 서비스를 제공하는 무선랜 시스템을 포함하는 무선통신 시스템에서 상기 이동통신망과 무선랜 시스템간 망연동 시스템에 있어서,

상기 이동통신 시스템에 접속할 수도 있고, 상기 무선랜 시스템에 접속할 수 있는 이동 단말과, 이동통신 시스템과, 무선랜 시스템을 포함하고,

상기 이동통신 시스템은, 상기 이동 단말에게 패킷 데이터 서비스를 제공하는 패킷 데이터 서비스 노드를 포함하고,

상기 무선랜 시스템은, 상기 패킷 데이터 서비스 노드와 GRE(Generic Routing Encapsulation) 터널을 통해서 연결되며, 상기 이동 단말이 이동통신망에서 무선랜망으로 핸드오프 시, 이동통신망으로 전송되어야 할 트래픽에 대해서 PPP 프레밍을 수행하는 억세스 게이트웨이를 포함함을 특징으로 하는 상기 시스템.
적어도 하나의 이동 단말에게 이동통신망을 통해 패킷 데이터 서비스를 제공하는 이동통신 시스템과, 상기 이동 단말에게 무선랜망을 통해서 패킷 데이터 서비스를 제공하는 무선랜 시스템을 포함하는 무선통신 시스템에서 상기 이동통신망과 무선랜 시스템간 망연동 방법에 있어서,

상기 이동 단말이 이동통신망에서 무선랜 망으로 핸드오프시, 상기 이동 단말과 억세스 포인트간의 협상을 수행하는 과정과,

상기 이동 단말이 억세스 게이트웨이에게 IP 할당을 요청하는 과정과,

상기 억세스 게이트웨이가 패킷 데이터 서비스 노드와 GRE 터널을 통해서 연결되는 과정과,

상기 억세스 게이트웨이가 이동통신망으로 전송되어야 할 트래픽에 대해서 PPP 프레밍을 수행하는 과정과,

상기 억세스 게이트웨이가 상기 이동 단말에게 IP를 할당하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 상기 방법.
적어도 하나의 이동 단말에게 이동통신망을 통해 패킷 데이터 서비스를 제공하는 이동통신 시스템과, 상기 이동 단말에게 무선랜망을 통해서 패킷 데이터 서비스를 제공하는 무선랜 시스템을 포함하는 무선통신 시스템에서 상기 억세스 게이트웨이에서 상기 이동통신망과 무선랜 시스템간 망연동 방법에 있어서,

상기 이동 단말로부터 IP 할당 요청을 수신하는 과정과,

상기 패킷 데이터 서비스 노드와 GRE 터널을 통해서 연결되는 과정과,

상기 이동통신망으로 전송되어야 할 트래픽에 대해서 PPP 프레밍을 수행하는 과정과,

상기 이동 단말에게 IP를 할당하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 상기 방 법.
적어도 하나의 이동 단말에게 이동통신망을 통해 패킷 데이터 서비스를 제공하기 위해서 패킷 데이터 서비스 노드를 구비하는 이동통신 시스템과, 상기 이동 단말에게 무선랜 망을 통해서 패킷 데이터 서비스를 제공하기 위해서 상기 패킷 데이터 서비스 노드와 연결된 억세스 게이트웨이를 구비하는 무선랜 시스템을 포함하는 무선통신 시스템에서 상기 억세스 게이트웨이에서 이동통신 시스템과 무선랜 시스템간 망연동 장치에 있어서,

상기 이동통신 시스템과 무선랜 시스템간의 연동을 위하여 상기 억세스 게이트웨이의 전반적인 제어 동작을 수행하는 제어 모듈과,

패킷 데이터 서비스 노드와 터널을 설정하는 GRE(Generic Routing Encapsulation) 모듈과,

상기 패킷 데이터 서비스 노드와 PPP 설정을 하는 PPP 모듈과,

상기 이동 단말이 이동통신망에서 무선랜 망으로의 핸드오프시, 이동통신망과의 시그널링을 처리하는 이동통신망 시그널링 처리부와,

상기 패킷 데이터 서비스 노드로부터 전달된 트래픽을 이동 단말로 전달하는 사용자 데이터 전달부와,

상기 이동 단말에게 IP를 할당하는 DHCP 모듈을 포함함을 특징으로 하는 상기 장치.