KR20150029975A

KR20150029975A - 동일 데이터 전송시의 망 부하 감소 방법 및 그를 위한 이동통신 시스템

Info

Publication number: KR20150029975A
Application number: KR20130109114A
Authority: KR
Inventors: 노장호
Original assignee: 에릭슨 엘지 주식회사
Priority date: 2013-09-11
Filing date: 2013-09-11
Publication date: 2015-03-19

Abstract

애플리케이션 서버에서 망(예컨대, EPC망)에 접속해 있는 다수의 단말이 속해 있는 그룹에 동일한 데이터를 전송할 때 망의 부하를 줄일 수 있는 방법 및 그를 위한 이동통신 시스템이 개시된다. 이 방법 및 시스템에 의하면, APP 게이트웨이가 애플리케이션 서버로부터 그룹 관리에 필요한 제어 데이터와 각 단말에게 전송할 사용자 데이터를 전달받아, 사용자 데이터의 중복 여부를 확인하고, 중복되는 사용자 데이터를 전달할 단말들의 IP 정보를 바탕으로 단말들을 그룹핑한 후, 그룹별로 해당 그룹에 속한 단말들에게 전송해야 할 공통의 사용자 데이터를 그룹 정보, 그룹에 속한 단말의 정보와 함께 EPC망으로 전송한다.

Description

동일 데이터 전송시의 망 부하 감소 방법 및 그를 위한 이동통신 시스템{METHOD FOR REDUCING NETWORK LOAD AT THE SAME DATA TRANSFER AND MOBILE TELECOMMUNICATION SYSTEM FOR THE SAME}

본 발명은 이동통신 기술분야에 관한 것으로, 특히 애플리케이션 서버에서 망(예컨대, EPC망)에 접속해 있는 다수의 단말이 속해 있는 그룹에 동일한 데이터를 전송할 때 망의 부하를 줄이는 방법에 관한 것이다.

최근에 통신 및 컴퓨터 네트워크, 반도체 기술의 비약적인 발전으로 인해 무선통신망을 이용한 다양한 서비스가 제공되고 있을 뿐만 아니라 수요자들의 요구 사항은 날이 갈수록 수준이 높아지고 있으며, 전세계 무선 인터넷 서비스 시장은 폭발적으로 증가하고 있는 추세이다. 이에 따라, 무선통신망을 이용한 이동통신 시스템에서 제공하는 서비스는 음성 서비스뿐만 아니라, 다양한 데이터를 전송하는 멀티미디어 통신 서비스로 발전해 가고 있다.

최근 스마트폰의 증가와 데이터 트래픽의 사용 요구 증가에 따라, 이동통신 사업자는 다양한 방법으로 증대된 데이터 트래픽을 수용하기 위해 시스템 부하나 영향을 고려하여 설비 및 기술 투자를 진행하고 있다.

시스템 부하의 일 예로 다운로드 트래픽의 데이터 중복 전송 문제가 있을 수 있다. 즉, 애플리케이션 서버에서 EPC(Evolved Packet Core) 망에서 접속해 있는 다수의 이동통신 단말(UE: User Equipment)에게 동일한 데이터를 전송할 때, 사용자 데이터가 동일한 패킷의 송수신이 같은 네트워크 노드에서 중복해서 발생한다. 특히 동일한 데이터를 받아야 할 UE가 많을수록 또한 많은 수의 UE가 소수의 기지국(eNodeB)에 접속해 있을 때 망에 불필요한 부하를 줄 수 있다.

이와 같이 종래에는 애플리케이션 서버에서 EPC 망에 접속해 있는 다수의 UE에게 동일한 데이터를 전송할 때, 전송되는 패킷의 사용자 데이터 중복 여부를 EPC망에서 검사하지 않기 때문에 동일 노드에서 동일한 데이터를 전송할 수밖에 없어 망에 불필요한 부하를 줄 수 있는 문제점이 있다.

한국공개특허공보 제10-2011-0075098호(2011.07.06 공개)

본 발명의 목적은 애플리케이션 서버에서 망(예컨대, EPC망)에 접속해 있는 다수의 단말이 속해 있는 그룹에 동일한 데이터를 전송할 때 망의 부하를 줄일 수 있는 방법 및 그를 위한 이동통신 시스템을 제공하는 것이다.

본 발명의 일 특징에 따르면, 애플리케이션 서버에서 망(예컨대, EPC망)에 접속해 있는 다수의 단말이 속해 있는 그룹에 동일한 데이터를 전송할 때 망의 부하를 줄일 수 있는 방법 및 그를 위한 이동통신 시스템이 개시된다. 이 방법 및 시스템에 의하면, APP 게이트웨이가 애플리케이션 서버로부터 그룹 관리에 필요한 제어 데이터와 각 단말에게 전송할 사용자 데이터를 전달받아, 사용자 데이터의 중복 여부를 확인하고, 중복되는 사용자 데이터를 전달할 단말들의 IP 정보를 바탕으로 단말들을 그룹핑한 후, 그룹별로 해당 그룹에 속한 단말들에게 전송해야 할 공통의 사용자 데이터를 그룹 정보, 그룹에 속한 단말의 정보와 함께 EPC망으로 전송한다.

본 발명에 의하면, IP망에 연결된 애플리케이션 서버가 동일한 데이터를 특정한 EPC망의 P-GW에게 반복해서 전송하지 않고 한 번만 전송함으로써, IP망의 부하를 줄일 수 있는 이점이 있다. 또한, EPC망의 P-GW에서 eNodeB 까지도 동일한 데이터를 여러 번 전송하지 않고 한 번만 전송함으로써, EPC망의 부하를 줄일 수 있는 이점이 있다.

도1은 본 발명이 실시될 수 있는 예시적인 이동통신망의 구성을 도시한 도면.
도2는 본 발명이 적용될 수 있는 EPC망의 일실시 구성을 도시한 도면.
도3은 본 발명이 적용될 수 있는 EPC망의 다른 실시 구성을 도시한 도면.
도4는 사용자 데이터가 동일한 패킷이 중복 발생하는 경우를 보여주는 도면.
도5는 본 발명에 따라 동일 데이터 전송시의 망 부하 감소를 위한 EPC망의 구성을 도시한 도면.
도6은 본 발명의 제1 실시예에 따라 동일 데이터 전송시의 망 부하 감소 방안을 구체적으로 보여주는 도면.
도7은 본 발명의 제2-1 실시예에 따라 동일 데이터 전송시의 망 부하 감소 방안을 구체적으로 보여주는 도면.
도8은 본 발명의 제2-2 실시예에 따라 동일 데이터 전송시의 망 부하 감소 방안을 구체적으로 보여주는 도면.
도9는 본 발명의 제2-3 실시예에 따라 동일 데이터 전송시의 망 부하 감소 방안을 구체적으로 보여주는 도면.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들에 대해 상세히 설명한다. 다만, 이하의 설명에서는 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 우려가 있는 경우, 널리 알려진 기능이나 구성에 관한 구체적 설명은 생략하기로 한다.

도1은 본 발명이 실시될 수 있는 예시적인 이동통신망의 구성을 도시한 도면이다.

일실시예에 있어서, 이동통신망은, 예컨대 GSM(Global System for Mobile communication), CDMA와 같은 2G 무선통신망, LTE망, WiFi와 같은 무선인터넷, WiBro(Wireless Broadband Internet) 및 WiMax(World Interoperability for Microwave Access)와 같은 휴대인터넷 또는 패킷 전송을 지원하는 이동통신망(예컨대, WCDMA 또는 CDMA2000과 같은 3G 이동통신망, HSDPA(High Speed Downlink Packet Access) 또는 HSUPA(High Speed Uplink Packet Access)와 같은 3.5G 이동통신망, 또는 현재 서비스 진행중인 4G 이동통신망 등) 및 매크로 기지국(macro eNodeB), 초소형 기지국(Pico eNodeB, Home-eNodeB) 및 단말(UE)을 구성요소로 포함하는 임의의 기타 이동통신망을 포함할 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다. 이하에서는 LTE의 무선접속망인 E-UTRAN(Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network)을 위주로 설명한다.

도1에 도시된 바와 같이, 이동통신망은 하나 이상의 네트워크 셀로 구성될 수도 있고, 이동통신망에 서로 다른 종류의 네트워크 셀이 혼재할 수 있는 HetNet 환경을 포함한다. 이동통신망은 소규모의 네트워크 셀(예컨대, 피코셀, 펨토셀 등의 '소형셀(small cell)')을 관리하는 초소형 기지국(Pico eNodeB, Home-eNodeB, relay 등)(11~15,21~23,31~33), 넓은 범위의 셀(예컨대, '매크로셀(macro cell)')을 관리하는 매크로 기지국(macro eNodeB)(10,20,30), 단말(UE)(40), SON(Self Organizing&optimizing Networks) 서버(50), MME(Mobility Management Entity)(60), S-GW(Serving Gateway)(80) 및 P-GW(PDN Gateway)(90)를 포함할 수 있다. 도1에 도시된 각 구성요소의 개수는 예시적인 것으로, 본 발명이 실시될 수 있는 이동통신망의 각 구성요소의 개수가 도면에 도시된 개수에 제한되는 것은 아니다.

매크로 기지국(10,20,30)은, 예컨대 LTE망, WiFi망, WiBro망, WiMax망, WCDMA망, CDMA망, UMTS망, GSM망 등에서 사용될 수 있는, 예를 들어 1km 내외의 반경을 갖는 셀을 관리하는 매크로셀 기지국의 특징을 포함할 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다.

초소형 기지국(11~15,21~23,31~33)은, 예컨대 LTE망, WiFi망, WiBro망, WiMax망, WCDMA망, CDMA망, UMTS망, GSM망 등에서 사용될 수 있는, 예를 들어 수 m ~ 수십 m 내외의 반경을 갖는 셀을 관리하는 피코 기지국, 옥내용 기지국 또는 펨토 기지국, 릴레이(relay)의 특징을 포함할 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다.

초소형 기지국(11~15,21~23,31~33)이나 매크로 기지국(10,20,30)은 각각 독자적으로 코어망의 접속성을 가질 수 있다.

단말(UE)(40)은 GSM망, CDMA망와 같은 2G 무선통신망, LTE망, WiFi망과 같은 무선인터넷망, WiBro망 및 WiMax망과 같은 휴대인터넷망 또는 패킷 전송을 지원하는 이동통신망에서 사용되는 이동 단말기의 특징을 포함할 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다.

초소형 기지국의 네트워크 관리 장치인 관리 서버(O&M 서버)(70)는 초소형 기지국(11~15,21~23,31~33)과 매크로 기지국(10,20,30)의 구성정보 및 관리를 담당한다. 관리 서버(70)는 SON 서버(50) 및 MME(60)의 기능을 모두 수행할 수 있다. SON 서버(50)는 매크로/초소형 기지국 설치 및 최적화를 수행하고 각 기지국에 필요한 기본 파라미터 또는 데이터를 제공하는 기능을 하는 임의의 서버를 포함할 수 있다. MME(60)는 단말(40)의 이동성 등을 관리하기 위하여 사용되는 임의의 개체를 포함할 수 있다. 또한 MME(60)는 기지국 제어기(BSC)의 기능을 수행하며, 자신에 연결된 기지국(pico eNodeB, Home-eNodeB, macro eNodeB 등)에 대하여 자원 할당, 호 제어, 핸드오버 제어, 음성 및 패킷 처리 등을 수행할 수 있다.

일실시예에 있어서, 하나의 관리 서버(70)가 SON 서버(50)와 MME(60)의 기능을 모두 수행할 수 있고, SON 서버(50) 및 MME(60)는 하나 이상의 매크로 기지국(10,20,30)과 하나 이상의 초소형 기지국(11~15,21~23,31~33)을 관리할 수 있다.

상기 이동통신망에서 매크로셀, 피코셀 및 펨토셀이 혼재된 네트워크 셀을 가정하였지만, 네트워크 셀은 매크로셀-피코셀, 매크로셀-펨토셀 만으로도 구성 가능하다.

운용에 있어서, 매크로 기지국(10,20,30)으로의 액세스는 통상 모든 단말에게 허용되지만, 초소형 기지국(11~15,21~23,31~33)으로의 액세스는 특정 단말(가입자)로 제한할 수 있는 운용기능이 있다. 이는 접속모드 또는 운용모드로 불리우는데, 초소형 기지국(11~15,21~23,31~33)의 접속모드는 어떤 단말에게 서비스를 제공하느냐에 따라 구분된다. 즉 폐쇄형 접속모드, 개방형 접속모드, 하이브리드 접속모드로 구분된다. 폐쇄형 접속모드(Closed Access mode 또는 CSG Closed mode)는 특정 가입자에게만 접속을 허용하며, 개방형 접속모드(Open Access mode 또는 CSG Open mode)는 접속허용조건이 없이 어떤 가입자든 접속가능한 모드이며, 하이브리드(Hybrid)는 절충형이라고 볼 수 있다.

구체적으로, 초소형 기지국(11~15,21~23,31~33)은 자신이 관리하는 펨토셀 영역에 시스템 정보인 SIB 1(System Information Block type 1)을 브로드캐스팅할 수 있는데, 이 SIB 1에는 해당 펨토셀로의 액세스가 제한되어 있는지 여부를 표시하는 CSG 지시자(Closed Subscriber Group indicator)가 포함되어 있다. SIB 1은 기지국(HeNB, macro eNB)이 자신의 셀에 대한 정보를 모든 단말(40)에게 브로드캐스팅하는 메시지로서, CGI(Cell Global Identity)(망내에서 유일한 셀 구분인자), CSG indication(초소형 기지국임을 알려주는 인자), CSG ID(CSG에 대한 ID) 등을 포함한다.

상기의 이동통신망을 LTE망으로 가정하는 경우, LTE망은 inter-RAT망(WiFi망, WiBro망, WiMax망, WCDMA망, CDMA망, UMTS망, GSM망 등)에 연동된다. inter-RAT망 중 하나(예컨대, WiBro망)가 상기 이동통신망인 경우 역시, 타 망(LTE망, WiFI망, WiMax망, WCDMA망, CDMA망, UMTS망, GSM망 등)에 연동된다. 도면에는 일 망(예컨대, LTE망)과 타 망(WiFi망, WiBro망, WiMax망, WCDMA망, CDMA망, UMTS망, GSM망 등)이 이격되어 도시되어 있지만, 일 망과 타 망은 오버랩(Overlay)되어 있음을 전제로 한다.

초소형 기지국(11~15,21~23,31~33) 또는/및 매크로 기지국(10,20,30)을 '기지국장치'로 통칭하여 명명하면, LTE의 기지국장치(도2의 eNodeB, 25)로 구성되어 있는　E-UTRAN은 IP 기반의 플랫(flat)한 구조를 가지고 단말(40)과 코어망 간의 데이터 트래픽(data traffic)을 처리한다. 이들 간의 신호 제어는 MME(60)가 담당한다. MME(60)는 기지국장치(25)와 S-GW(Serving Gateway)(80) 간의 신호제어를 담당하고, 단말(40)로부터 인입되는 데이터를 어느 곳으로 라우팅할지를 결정한다. S-GW(80)는 기지국장치(25)와 기지국장치(25) 간, 3GPP 네트워크와 E-UTRAN 간의 단말 이동에 　대한 앵커(anchoring) 기능을 담당하고, P-GW(PDN(Packet Data Network) Gateway)(90)를 통해 IP망에 접속한다. 핵심망 장비인 MME(60)/S-GW(80)는 다수 개의 기지국장치(25)를 관장하며, 각 기지국 장치(25)는 여러 개의 셀로 구성된다. 기지국장치(25)와 MME(60)/S-GW(80)간에는 S1 인터페이스를 통해 C-plane/U-plane이 제어되며, 기지국장치(25) 간 핸드오버 및 SON 기능을 위해 X2 인터페이스를 사용한다.

네트워크 인터페이스의 셋업은 시스템 중앙의 MME(60)와 연결하는 S1 인터페이스와 현재 시스템상에 존재하는 다른 셀들의 기지국장치(25)와의 직접적인 통신을 위한 네트워크 라인인 X2 인터페이스를 설정함으로써 이루어진다. S1 인터페이스는 MME(60)와 신호를 교환함으로써 UE(40)의 이동을 지원하기 위한 OAM(Operation and Management) 정보를 주고받는다. 또한 X2 인터페이스는 기지국장치(25) 간에 fast handover를 위한 신호 및 load indicator 정보, self-optimization을 위한 정보를 교환하는 역할을 수행한다.

EPC망에서 다운로드 데이터 트래픽의 흐름을 살펴보면 다음과 같다.

도2는 본 발명이 적용될 수 있는 EPC망의 일실시 구성을 도시한 도면이다.

E-UTRAN은 기지국장치(eNodeB)(25), 무선망제어기(RNC)/기지국제어기(BSC) 등으로 구성되는 LTE의 무선접속망으로서, ATM 기반이며, UE(40)와 무선통신 핵심망(Core Network) 사이에 위치하여 데이터 및 제어 정보를 전달한다. 또한, CS Fallback 목적의 페이징(Paging) 요청, SMS 메시지를 UE(40)로 전달하는 기능과 CS 서비스가 가능한 대상 셀(target cell)로의 직접 연결 기능 등을 지원한다.

도2에서 "LTE-Uu"는 E-UTRAN과 UE(40) 사이의 무선 인터페이스를 나타내고, "S1"은 E-UTRAN(기지국장치(25))과 S-GW(80) 사이의 인터페이스이며, "S5/S8"은 S-GW(80)와 P-GW(90) 사이의 인터페이스이다. 그리고 "SGi"는 P-GW(90)와 IP망 사이의 인터페이스이다.

UE(40)와 E-UTRAN의 기지국장치(eNodeB)(25)는 RRC(Radio Resource Control) 프로토콜을 통해 통신하며, eNodeB(25)에서 자신이 제어하는 셀 영역으로의 브로드캐스팅(broadcasting) 메시지는 RRC 메시지로 정의된다. RRC 메시지에는 NAS(Non-Access Stratum) 프로토콜로부터 내려오는 제어 메시지들을 포함할 수 있는데, 제어 메시지들은 E-UTRAN 내에서 판독되지 않고 UE(10) 또는 핵심망으로 투명하게(transparently) 전달된다.

EPC망에서 다운로드되는 데이터 트래픽은 SGi 인터페이스, S5/S8 인터페이스, S1 인터페이스, 그리고 LTE-uu 인터페이스 구간 간의 맵핑을 통해 전달된다.

구체적으로, IP망에서 EPC망으로 전달되는 다운로드 데이터 트래픽은 SGi 인터페이스 구간을 통해서 전달된다. 이때, 수신된 패킷의 사용자 데이터(user data)의 중복을 검사하지 않는 경우, P-GW(90)는 수신된 패킷의 5-TUPLE(source IP, destination IP, protocol ID, source port, destination port)을 자신이 가지고 있는 DL TFT(Downlink Traffic Flow Template)와 비교하여, S5/S8 TEID(Tunnel Endpoint Identifier)와 S-GW(80)를 결정한다. 그리고 P-GW(90)는 맵핑된 S5/S8 TEID를 이용해서 S-GW(80)에게 패킷을 전송한다. 패킷을 전달받은 S-GW(80)는 수신된 패킷의 S5/S8 TEID값을 이용하여 S1 TEID와 eNodeB(25)를 결정하고 S1 인터페이스를 통해 eNodeB(25)에게 패킷을 전송한다. eNodeB(25)는 S-GW(80)로부터 수신된 패킷의 S1 TEID를 이용해서 LTE-uu 인터페이스 구간의 DRB(Data Radio Bearer) ID와 UE(40)를 찾아서 해당 UE(40)에게 데이터를 전송한다.

도3은 본 발명이 적용될 수 있는 EPC망의 다른 실시 구성을 도시한 도면으로서, S-GW(80)와 P-GW(90)가 하나의 게이트웨이(single gateway)로 구현된 예를 보여준다. S-GW(80)와 P-GW(90)를 single gateway로 구현하는 경우, S-GW(80)와 P-GW(90) 사이의 S5/S8 인터페이스는 생략된다.

도4는 사용자 데이터가 동일한 패킷이 중복 발생하는 경우를 보여주는 도면이다.

도4에 도시된 바와 같이, 애플리케이션 서버(100)가 두 개의 EPC망에 각각 접속해 있는 다수의 UE#1~6(40-1~40-6)에게 동일한 데이터를 전송할 때, 전달되는 패킷의 사용자 데이터의 중복성을 검토하지 않으면 사용자 데이터가 동일한 패킷의 송수신이 같은 네트워크 노드에서 중복해서 발생할 수 있다.

도면에서 하향 화살표는 사용자 데이터가 동일한 패킷의 흐름을 나타낸다. 이 경우 애플리케이션 서버(100)는 동일한 데이터를 IP망을 통해서 EPC망에 여섯 번 전송해야 한다. 데이터를 수신한 EPC망은 SGi 인터페이스, S5/S8 인터페이스, S1 인터페이스 그리고 LTE-uu 인터페이스 구간의 맵핑 과정과 전송 과정을 반복하며 최종적으로 UE(40)에게 데이터를 전송한다. 즉, 제1 EPC망의 P-GW(90-1), S-GW(80-1), eNodeB(25-1)를 통해 UE#1~2(40-1~40-2)에게 데이터를 각각 전송하고, 제1 EPC망의 P-GW(90-1), S-GW(80-1), eNodeB(25-2)를 통해 UE#3(40-3)에게 데이터를 전송한다. 또한, 제2 EPC망의 P-GW(90-2), S-GW(80-2), eNodeB(25-3)를 통해 UE#4~6(40-4~40-6)에게 데이터를 각각 전송한다. 이처럼 EPC망에서 동일한 데이터에 대해 6번의 반복 전송 과정이 발생한다.

이처럼 애플리케이션 서버(100)에서 IP망, P-GW(90), S-GW(80), 그리고 eNodeB(25)까지 동일한 노드가 동일한 데이터를 송수신하기 때문에 망에 불필요한 부하를 줄 수 있다. 망 부하는 동일한 데이터를 받아야 할 UE(40)가 많을수록, 또한 많은 수의 UE(40)가 소수의 eNodeB(25)에 접속해 있을 때 더욱 심해진다.

본 발명은 애플리케이션 서버(100)에서 EPC망에 접속중인 다수의 UE(40)가 속해 있는 그룹에 동일한 데이터를 전송할 경우, EPC망 및 IP망의 부하를 줄이는 것이다.

제1 실시예로서, IP망에 연결된 애플리케이션 서버(100)가 동일한 데이터를 특정한 EPC망의 P-GW(90)에게 반복해서 전송하지 않고 한 번만 전송함으로써, IP망의 부하를 줄일 수 있다. 제2 실시예로서, EPC망의 P-GW(90)에서 eNodeB(25) 까지도 동일한 데이터를 여러 번 전송하지 않고 한 번만 전송함으로써, EPC망의 부하를 줄일 수 있다. 이때, 동일한 데이터를 받아야 할 UE(40)가 많으면 많을수록, 또한 많은 수의 UE(40)가 소수의 P-GW(90), S-GW(80), 그리고 eNodeB(25)에 접속해 있을 때 망 부하의 문제는 더욱 개선된다.

이하에서는 도5를 공통으로 참조하여, 제1 실시예에 따라 애플리케이션 서버(100)에서 P-GW(90) 까지 UE(40)의 그룹에 동일한 데이터를 여러 번 전송할 때 반복 전송을 피하는 방안(도6 참조)과, 제2 실시예에 따라 P-GW(90)에서 eNodeB(25)까지 UE(25)의 그룹에 동일한 데이터를 전송할 때 반복 전송을 피하는 방안(도7 ~ 도9 참조)을 구체적으로 살펴보기로 한다.

도5는 본 발명에 따라 동일 데이터 전송시의 망 부하 감소를 위한 EPC망의 구성을 도시한 도면이다.

본 발명의 실시예에 따르면, 애플리케이션 서버(100)에서 P-GW(90) 까지 동일한 데이터의 중복 전송을 막기 위해서 APP 게이트웨이(130), APP 게이트웨이 서버(120), 그리고 EPC 게이트웨이(110)가 필요하다.

APP 게이트웨이(130)는 애플리케이션 서버(100)와 연동된다.

APP 게이트웨이 서버(120)는 특정 UE(40)가 어떤 P-GW(90)에 접속되어 있는지에 관한 접속 정보를 저장ㆍ관리한다.

EPC 게이트웨이(110)는 P-GW(90)와 연동되며, APP 게이트웨이(130) 및 APP 게이트웨이 서버(120)와 통신한다.

도면에서는 S-GW(80)와 P-GW(90)가 분리되어 S5/S8 인터페이스로 통신하는 것으로 도시되었지만, 도3에 도시된 바와 같이 S-GW(80)와 P-GW(90)를 하나의 게이트웨이(single gateway)로 구현할 수 있음은 자명하다.

제1 실시예에 따른 동일 데이터 전송시의 망 부하 감소 방안에 따르면, APP 게이트웨이(130)는 애플리케이션 서버(100)로부터 그룹 관리에 필요한 제어 데이터와 각 단말(40)에게 전송할 사용자 데이터를 전달받아, 사용자 데이터의 중복 여부를 확인하여, 중복되는 사용자 데이터를 전달할 단말들(40)의 IP 정보를 바탕으로 단말들(40)을 그룹핑한 후, 그룹별로 해당 그룹에 속한 단말들(40)에게 전송해야 할 공통의 사용자 데이터를 EPC망으로 전송한다.

여기서, 그룹핑은 중복되는 사용자 데이터를 전달할 단말들(40)의 IP 정보를 바탕으로 해당 단말(40)이 속한 P-GW(90)를 확인하여 P-GW(90)별로 그룹핑할 수 있다.

또한, EPC망은 그룹별로 P-GW(90)와, P-GW(90)에 연동된 EPC 게이트웨이(110)를 구비하는데, 애플리케이션 서버(100)에 연동된 APP 게이트웨이(130)는 애플리케이션 서버(100)로부터 받은 단말 IP 정보를 이용하여 각 단말(40)이 속한 P-GW(90)를 확인하거나, 단말 IP와 P-GW IP 매칭 테이블을 구비한 APP 게이트웨이 서버(120)에 요청하여, 그 결과값을 전달받아 각 단말(40)이 속한 P-GW(90)를 확인하거나, P-GW(90)에 연동된 EPC 게이트웨이(110)에 요청하여, P-GW(90)가 DL TFT에서 단말 IP 정보와 매칭되는 TEID가 있는지를 판단한 결과값을 전달받아 각 단말(40)이 속한 P-GW(90)를 확인할 수 있다.

제1 실시예에 따른 동일 데이터 전송시의 망 부하 감소 방안을 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.

애플리케이션 서버(100)는 특정 UE(40) 그룹을 관리하는데 필요한 제어 데이터(control data)와 해당 그룹에 속한 모든 UE(40)에게 전송해야 할 공통의 사용자 데이터(user data)를 APP 게이트웨이(130)에게 전송한다.

일실시예로서, 제어 데이터에는 그룹에 속한 모든 UE(40)의 5-TUPLE 정보(source IP, destination IP, protocol ID, source port, destination port)가 포함될 수 있다. 선택적으로, 제어 데이터에는 각각의 UE(40)가 애플리케이션 서버(100)로부터 데이터를 수신할 때 받아야할 정보가 포함될 수도 있다. 추가 정보의 일 예로, 패킷의 시퀀스 번호(sequence number)가 될 수 있다.

여기서, 사용자 데이터는 UE(40)가 공통으로 받는 데이터로서, 문자 메시지, 음성, 그림, 동영상 등의 멀티미디어 데이터일 수 있다.

애플리케이션 서버(100)와 APP 게이트웨이(130) 사이에는 제어 데이터와 사용자 데이터를 효율적으로 주고받을 수 있도록 UE(40)의 그룹을 관리하는 메카니즘이 있다. 이 메카니즘은 애플리케이션 서버(100)의 ID, 그리고 애플리케이션 서버(100)가 부여한 그룹 ID로 UE 그룹을 인식하여 관리한다.

APP 게이트웨이(130)는 애플리케이션 서버(100)로부터 받은 UE IP 정보를 이용하여 UE(40)가 어떤 P-GW(90)로부터 왔는지 확인하는 작업을 한다. 만약 해당 UE(40)와 매칭되는 P-GW(90)를 APP 게이트웨이(130) 내부에서 찾을 수 없다면, APP 게이트웨이(130)는 APP 게이트웨이 서버(120)에게 요청하여 해당 UE(40)가 속한 P-GW(90)를 찾는다. APP 게이트웨이 서버(120)는 UE IP와 P-GW IP가 매칭되는 테이블을 가지고 있는데, 이 테이블에서 UE IP에 매칭되는 P-GW IP 정보를 찾을 수 없다면 EPC 게이트웨이(110)에게 요청한다. 요청을 받은 EPC 게이트웨이(110)는 P-GW(90)의 DL TFT에서 UE IP 정보와 매칭되는 TEID(Tunnel Endpoint Identifier)가 있는지 판단하고, 결과값을 APP 게이트웨이 서버(120)에게 전송한다. 여기서, 요청 메시지에는 제어 데이터의 5-TUPLE 정보를 바탕으로 한 UE(40)의 IP 정보가 포함될 수 있다.

결과값을 전달받은 APP 게이트웨이 서버(120)는 UE(40)가 속한 P-GW(90)의 IP 정보를 포함하는 응답 메시지를 APP 게이트웨이(130)에게 전송한다.

APP 게이트웨이(130)는 동일한 사용자 데이터를 받을 UE 그룹에 대해서 P-GW(90)를 기준으로 각각의 P-GW(90) 마다 하나의 그룹을 생성하고 제어 데이터를 각각의 그룹에 분리하여 저장한다. 그리고, 각각의 그룹마다 제어 데이터와 사용자 데이터를 해당 P-GW(90)와 연동하는 모듈인 EPC 게이트웨이(110)에게 전송한다. 이때, APP 게이트웨이(130)와 EPC 게이트웨이(110) 사이에는 제어 데이터와 사용자 데이터를 효율적으로 주고받을 수 있도록 UE 그룹을 관리하는 메카니즘이 있다. 이 메카니즘은 APP 게이트웨이 ID 또는 APP 게이트웨이(130)가 부여한 그룹 ID로 그룹을 인식하여 관리한다.

APP 게이트웨이(130)로부터 데이터를 받은 EPC 게이트웨이(110)는 기본적으로 APP 게이트웨이 ID, 그룹 ID, 제어 데이터 및 사용자 데이터를 다운링크 데이터 테이블에 관리한다.

상기 제1 실시예에 따라 동일 데이터 전송시의 망 부하 감소 방안을 도6을 참조하여 살펴보면 다음과 같다.

애플리케이션 서버(100)는 두 개의 EPC망에 접속해 있는 모두 6개의 UE(40)에게 동일한 데이터를 전송한다. 즉, APP 게이트웨이(130)에게 6개의 UE(40)의 제어 데이터와 사용자 데이터를 전송한다. 그러면, APP 게이트웨이(130)는 사용자 데이터의 중복 여부를 확인한 후, APP 게이트웨이 서버(120)에게 6개의 UE(40)의 IP 정보를 포함하는 요청 메시지를 보내 각 UE(40)가 어느 P-GW(90)에 연동되어 있는지 P-GW 연결값을 응답받는다. 응답 결과를 바탕으로 APP 게이트웨이(130)는 6개의 UE(40)가 P-GW#1(90-1)과 P-GW#2(90-2)에 각각 3개씩 접속해 있음을 인지하고, EPC 게이트웨이#1(110-1)에게 UE#1~3의 제어 데이터와 사용자 데이터를, 그리고 EPC 게이트웨이#2(90-2)에게 UE#4~6의 제어 데이터와 사용자 데이터를 전송한다. 이와 같이 동일한 데이터를 단말들이 속한 P-GW 그룹별로 한 번만 전송함으로써, IP망의 부하를 줄일 수 있다.

제2 실시예에 따른 동일 데이터 전송시의 망 부하 감소 방안을 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.

EPC 게이트웨이(110)에서 기지국장치(eNodeB)(25) 까지 사용자 데이터의 반복 전송을 피하기 위해서는 다음의 3가지 방안을 고려해 볼 수 있다. EPC 게이트웨이(130)가 APP 게이트웨이(130)로부터 데이터를 수신하는 과정은, 상기 제1 실시예를 이용하여 중복되는 사용자 데이터를 P-GW 그룹별로 한 번만 수신받거나, 또는 기존과 같이 UE(40)마다 중복되는 사용자 데이터를 UE 개수만큼 수신받을 수도 있다.

먼저, 제2-1 실시예에 따르면, EPC 게이트웨이(110)는 특정 UE 그룹에서 그 그룹에 속한 UE(40)가 접속해 있는 모든 기지국장치(eNodeB)(25)를 기준으로 각각의 eNodeB(25)에 접속해 있는 모든 UE(40)가 포함된 그룹을 여러 개 만들고 제어 데이터를 분리해서 각각의 그룹에 저장한다. 그리고, 그룹마다 대표 UE(40)를 하나씩 선택한다. 이를 위해서 eNodeB ID를 EPC 게이트웨이(110)의 다운링크 데이터 테이블과 P-GW(90)의 DL TFT에 추가한다. 이때, EPC 게이트웨이(110)에서 전송의 단위가 되는 그룹은 APP 게이트웨이 ID, 그룹 ID, 그리고 eNodeB ID로 구분된다. 선택된 UE(40)의 패킷에 eNodeB 그룹에 속한 모든 UE 정보를 DL TFT에 매칭시켜서 S5/S8 TEID로 맵핑시킨 후 저장하고 제어 데이터 및 사용자 데이터와 함께 S-GW(80)에게 전송한다. 이때, 그룹에 속한 UE(40)의 TEID 정보는 GTP 확장 헤더(extension header)나 제어 데이터에 설정하여 P-GW(90), S-GW(80), 그리고 eNodeB(25)가 이를 인식하고 이 정보를 할용할 수 있다. 따라서 eNodeB ID가 동일한 UE 그룹은 대표 UE(25)의 S5/S8 TEID를 선택해서 사용자 데이터를 전송한다. 예를 들어, 동일 eNodeB 그룹에 10개의 UE(25)가 있고 이 그룹에 동일한 데이터를 보내야 한다면, 한 개의 DL TFT로 맵핑되는 S5/S8 TEID를 선택하고 이 대표 S5/S8 TEID를 이용해 사용자 데이터를 전송하므로 나머지 9번의 사용자 데이터는 중복해서 보내지 않아도 된다.

이후 S-GW(80)는 목적지 eNodeB(25)에 본 발명의 기능이 구현된 경우와, 그렇지 않은 경우에 따라 다음의 두 가지 절차를 수행한다.

제2-1-1 실시예로서, eNodeB(25)에 본 발명의 기능이 구현된 경우, S-GW(80)는 대표 UE(40)의 패킷에 저장된 S5/S8 TEID 그룹을 S1 TEID로 맵핑시킨 후 다시 이 그룹을 저장하고 대표 UE(40)의 S1 TEID를 이용해서 제어 데이터와 사용자 데이터를 eNodeB(25)에게 전송한다. 패킷을 전송받은 eNodeB(25)는 대표 UE(40)의 패킷에 있는 S1 TEID을 Data Radio Bear ID로 변환하고 제어 데이터와 사용자 데이터를 이용해서 각각의 UE(40)마다 패킷을 생성하고 DRB ID를 이용해서 UE(40)에게 무선구간으로 패킷을 전송한다.

제2-1-2 실시예로서, eNodeB(25)에 본 발명의 기능이 구현되어 있지 않은 경우, S-GW(80)는 대표 UE(40)의 패킷에 저장된 S5/S8 TEID를 S1 TEID로 맵핑시키고 각각의 S1 TEID에 해당하는 UE(40)의 제어 데이터를 찾고 사용자 데이터를 합쳐서 패킷을 생성한 후, 이 패킷을 S1 TEID를 이용해서 모든 eNodeB(25)에게 전송한다.

상기 제2-1-1 실시예에 따라 동일 데이터 전송시의 망 부하 감소 방안을 도7을 참조하여 살펴보면 다음과 같다.

APP 게이트웨이(130)로부터 데이터를 수신한 EPC 게이트웨이#1(110-1)은 UE#1(40-1)과 UE#2(40-2)가 eNodeB#1(25-1)에 있고 UE#3(40-3)이 eNodeB#2(40-3)에 접속해 있음을 eNodeB ID가 추가된 다운링크 데이터 테이블을 통해서 파악하고, eNodeB#1(25-1), eNodeB#2(25-2)를 기준으로 각각 그룹을 만든다. 이때, eNodeB#1(25-1) 그룹에는 UE#1(40-1)과 UE#2(40-2)의 S5/S8 TEID, 제어 데이터 및 사용자 데이터가 저장되고, eNodeB#2(25-2) 그룹에는 UE#3(40-3)의 S5/S8 TEID, 제어 데이터 및 사용자 데이터가 저장된다.

마찬가지로, EPC 게이트웨이#2(110-2)는 UE#4(40-4), UE#5(40-5), UE#6(40-6)이 모두 동일한 eNodeB인 eNodeB#3(25-3)에 접속해 있음을 eNodeB ID가 추가된 다운링크 데이터 테이블을 통해서 파악하고, eNodeB#3(25-3)을 기준으로 그룹을 만든다. 이때, eNodeB#3(25-3) 그룹에는 UE#4~6(40-4 ~ 40-6)의 S5/S8 TEID, 제어 데이터 및 사용자 데이터가 저장된다.

이후, EPC 게이트웨이#1(110-1)과 EPC 게이트웨이#2(110-2)는 eNodeB 그룹(eNodeB#1~3) 마다 하나의 대표 UE(25)를 선택한다. 선택된 세 개의 대표 UE(40)의 S5/S8 TEID를 이용해서 각각의 eNodeB 그룹(eNodeB#1~3)에 속한 모든 UE 정보를 S-GW(80)에게 전송한다. S-GW(80)는 P-GW(90)로부터 받은 패킷에 특정한 설정이 되어 있기 때문에 패킷의 데이터를 열어서 TEID의 변환작업을 한다. 그리고, S-GW(80)는 모든 eNodeB(25)에 본 발명의 기능이 적용되었음을 확인한 후 eNodeB(25)에게 전송한다. eNodeB(25)는 패킷에 TEID 정보가 설정되었음을 확인하고 패킷을 열어서 S1 TEID을 DRB ID로 변환하고 제어 데이터와 사용자 데이터를 이용해서 각각의 UE(40)마다 패킷을 생성하고 UE(40)에게 패킷을 전송한다.

한편, 제2-2 실시예에 따르면, EPC 게이트웨이(110)는 특정 UE 그룹에서 그 그룹에 속한 UE(40)가 접속해 있는 모든 S-GW(80)를 기준으로 각각의 S-GW(80)에 접속해 있는 모든 UE(40)가 포함된 그룹을 만들고 제어 데이터를 분리해서 각각의 그룹에 저장한다. 그리고, 그룹마다 UE(40)를 대표로 하나씩 선택한다. 이를 위해서, S-GW ID를 EPC 게이트웨이(110)의 다운링크 데이터 테이블과 P-GW(90)의 DL TFT에 추가한다. EPC 게이트웨이(90)에서 전송의 단위가 되는 그룹은 APP Gateway ID, 그룹 ID, 그리고 S-GW ID로 구분된다. 선택된 대표 UE(40)에 해당 그룹에 속한 모든 UE(40)의 정보를 DL TFT에 매칭시켜서 S5/S8 TEID로 맵핑시킨 후 대표 UE(40)의 패킷에 저장한다. 그리고, 사용자 데이터와 함께 S-GW(80)에 패킷을 전송한다. 상기 제2-1 실시예와 마찬가지로 그룹에 속한 UE(40)의 TEID 정보는 GTP 확장 헤더나 제어 데이터에 설정하여 P-GW(90), S-GW(80), 그리고 eNodeB(25)가 이를 인식하고 이 정보를 할용할 수 있다.

이후 S-GW(80)는 목적지 eNodeB(25)에 본 발명의 기능이 구현된 경우와 그렇지 않은 경우에 따라 다음의 두 가지 절차를 수행한다.

제2-2-1 실시예로서, eNodeB(25)에 본 발명의 기능이 구현된 경우, S-GW(80)는 P-GW(90)로부터 받은 패킷에 저장된 다수의 S5/S8 TEID를 UE(40)가 접속해 있는 eNodeB(25)에 따라 다시 소그룹으로 나누고, 제어 데이터를 각각의 소그룹에 나누어서 저장한다. 그리고, 각 소그룹별로 대표 UE(40)를 선택한다. 선택된 대표 UE(40)에 해당 eNodeB 그룹에 속한 모든 S5/S8 TEID를 S1 TEID로 맵핑시킨 후 대표 UE(40)의 패킷에 저장한다. 그리고, 해당 패킷을 제어 데이터 및 사용자 데이터와 함께 단말(40)이 속한 eNodeB(25)에게 전송한다. 패킷을 전송받은 eNodeB(25)는 대표 UE(40)의 패킷에 있는 S1 TEID를 DRB(Data Radio Bear) ID로 변환하고 제어 데이터와 사용자 데이터를 이용해서 패킷을 생성한다. 그리고, DRB ID를 이용해서 UE(40)에게 무선구간으로 패킷을 전송한다.

제2-2-2 실시예로서, eNodeB(25)에 본 발명의 기능이 구현되어 있지 않은 경우, S-GW(80)는 대표 UE(40)의 패킷에 저장된 S5/S8 TEID를 S1 TEID로 맵핑시키고 각각의 S1 TEID에 해당하는 UE(40)의 제어 데이터를 찾고 사용자 데이터를 합쳐서 패킷을 생성한 후, 이 패킷을 S1 TEID를 이용해서 모든 eNodeB(25)에게 전송한다.

상기 제2-2-1 실시예에 따라 동일 데이터 전송시의 망 부하 감소 방안을 도8을 참조하여 살펴보면 다음과 같다.

APP 게이트웨이(130)로부터 데이터를 수신한 EPC 게이트웨이#1(110-1)은 UE#1(40-1), UE#2(40-2), UE#3(40-3)이 S-GW#1(80-1)에 접속해 있음을 S-GW ID가 추가된 다운링크 데이터 테이블을 통해서 파악하고, S-GW#1(80-1)을 기준으로 그룹을 만든다. 이때 S-GW#1(80-1) 그룹에는 UE#1(40-1), UE#2(40-2), UE#3(40-3)의 S5/S8 TEID, 제어 데이터 및 사용자 데이터가 저장된다.

마찬가지로, EPC 게이트웨이#2(110-2)는 UE#4(40-4), UE#5(40-5), UE#6(40-6)이 모두 S-GW#2(80-2)에 접속해 있음을 S-GW ID가 추가된 다운링크 데이터 테이블을 통해서 파악하고, S-GW#2(80-2)를 기준으로 그룹을 만든다. 이때 S-GW#2(80-2) 그룹에는 UE#4(40-4), UE#5(40-5), UE#6(40-6)의 S5/S8 TEID, 제어 데이터 및 사용자 데이터가 저장된다.

이후, EPC 게이트웨이#1(110-1)과 EPC 게이트웨이#2(110-2)는 S-GW 그룹(S-GW#1~2) 마다 하나의 대표 UE(40)를 선택한다. 선택된 두 개의 대표 UE(40)의 S5/S8 TEID를 이용해서 각각의 eNodeB 그룹(eNodeB#1~3)에 속한 모든 UE 정보를 S-GW(80)에게 전송한다.

S-GW(80)는 P-GW(90)로부터 받은 패킷에 특정한 설정이 되어 있기 때문에 패킷의 데이터를 열어서 UE(40)를 다시 eNodeB 별로 그룹을 만들고 TEID의 변환작업을 한다. 그리고, S-GW#1(80-1)는 UE#1(40-1), UE#2(40-2)는 eNodeB#1(25-1)에 접속해 있고 UE#3(40-3)은 eNodeB#2(25-2)에 접속해 있음을 인지하고, eNodeB#1(25-1), eNodeB#2(25-2)를 기준으로 각각 그룹을 만든다. 이때, eNodeB#1 그룹에는 UE#1(40-1)과 UE#2(40-2)의 S1 TEID, 제어 데이터와 사용자 데이터가 저장되고, eNodeB#2(25-2)에는 UE#3(40-3)의 S1 TEID, 제어 데이터와 사용자 데이터가 저장된다. 마찬가지로, S-GW#2(80-2)는 UE#4(40-4), UE#5(40-5), UE#6(40-6)이 모두 동일한 eNodeB#2(25-2)에 접속해 있음을 인지하고, eNodeB#3(25-3)을 기준으로 그룹을 만든다. 이때, eNodeB#3 그룹에는 UE#4(40-4), UE#5(40-5), UE#6(40-6)의 S1 TEID, 제어 데이터 및 사용자 데이터가 저장된다.

그리고, S-GW1#1(80-1)과 SG2#2(80-2)는 모든 eNodeB(25)에 본 발명의 기능이 적용되었음을 확인한 후 eNodeB 그룹마다 하나의 대표 UE(40)를 선택한다. 선택된 세 개의 대표 UE(40)의 S1 TEID를 이용해서 각각의 eNodeB 그룹에 속한 모든 UE정보를 eNodeB(25)에게 전송한다. eNodeB(25)는 패킷에 TEID 정보가 설정되었음을 확인하고 패킷을 열어서 S1 TEID을 DRB ID로 변환하고 제어 데이터와 사용자 데이터를 이용해서 각각의 UE(40) 마다 패킷을 생성하고 UE(40)에게 패킷을 전송한다.

다른 한편, 제2-3 실시예는 S-GW(80)와 P-GW(90)가 하나의 시스템(SP-GW)으로 구현된 경우를 가정한다. 이 경우 SP-GW는 목적지 eNodeB(25)에 본 발명의 기능이 구현된 경우와 그렇지 않은 경우에 따라 다음의 두 가지 절차를 수행한다.

제2-3-1 실시예로서, 목적지 eNodeB(25)에 본 발명의 내용이 구현된 경우, EPC 게이트웨이(110)가 eNodeB(25)로 전송하려는 UE 그룹에서 UE(40)가 접속해 있는 모든 eNodeB(25) 마다 각각의 그룹을 만들고, 생성한 그룹에 제어 데이터를 분리하여 저장한다. 그리고, 그룹별로 대표 UE(40)를 하나씩 선택한다. 이때, 선택된 UE(40)의 패킷에 해당 그룹에 속한 모든 UE의 정보를 DL TFT에 매칭시켜서 S1 TEID로 맵핑시킨 후 패킷에 저장한다. 그리고, 해당 패킷을 제어 데이터 및 사용자 데이터와 함께 eNodeB(25)에게 전송한다. 이때 UE(40)의 TEID 정보는 GTP 확장 헤더나 제어 데이터에 설정하여, SP-GW와 eNodeB(25)는 이를 인식하고 이 정보를 할용할 수 있다. 패킷을 전송받은 eNodeB(25)는 패킷에 있는 S1 TEID를 Data Radio Bear ID로 변환하고 제어 데이터와 사용자 데이터를 이용해서 UE(40)에게 보낼 패킷을 생성하고 DRB ID를 이용해서 UE(40)에게 무선구간으로 패킷을 전송한다.

제2-3-2 실시예로서, 목적지 eNodeB(25)에 본 발명의 기능이 구현되어 있지 않은 경우, EPC 게이트웨이(110)는 제어 데이터에 저장된 UE의 정보를 DL TFT에 매칭시켜서 S1 TEID로 맵핑시킨다. 그리고, 해당 UE(40)의 제어 데이터를 찾고 사용자 데이터를 합쳐서 패킷을 생성한 후, 이 패킷을 S1 TEID를 이용해서 모든 eNodeB(25)에게 전송한다.

상기 제2-3-1 실시예에 따라 동일 데이터 전송시의 망 부하 감소 방안을 도9를 참조하여 살펴보면 다음과 같다.

APP 게이트웨이(130)로부터 데이터를 수신한 EPC 게이트웨이#1(110-1)는 UE#1(40-1)과 UE#2(40-2)가 eNodeB#1(25-1)에 있고 UE#3(40-3)이 eNodeB#2(25-2)에 접속해 있음을 eNodeB ID가 추가된 다운링크 데이터 테이블을 통해서 파악하고, eNodeB#1(25-1), eNodeB#2(25-2)를 기준으로 각각 그룹을 만든다. 이때, eNodeB#1(25-1) 그룹에는 UE#1(40-1)과 UE#2(40-2)의 S1 TEID, 제어 데이터 및 사용자 데이터가 저장되고, eNodeB#2(25-1)에는 UE#3(40-3)의 S1 TEID, 제어 데이터 및 사용자 데이터가 저장된다.

마찬가지로 EPC 게이트웨이#2(110-2)는 UE#4(40-4), UE#5(40-5), UE#6(40-6)이 모두 동일한 eNodeB인 eNodeB#3(25-3)에 접속해 있음을 eNodeB ID가 추가된 다운링크 데이터 테이블을 통해서 파악하고, eNodeB#3(25-3)을 기준으로 그룹을 만든다. 이때, eNodeB#3(25-3) 그룹에는 UE#4(40-4), UE#5(40-5), UE#6(40-6)의 S1 TEID, 제어 데이터 및 사용자 데이터가 저장된다.

이후, EPC 게이트웨이#1(110-1)과 EPC 게이트웨이#2(110-2)는 모든 eNodeB(25)에 본 발명의 기능이 적용되었음을 확인한 후 eNodeB 그룹마다 하나의 대표 UE(40)를 선택한다. 그리고, 선택된 세 개의 대표 UE(40)의 S1 TEID를 이용해서 각각의 eNodeB 그룹에 속한 모든 UE 정보를 eNodeB(25)에게 전송한다. eNodeB(25)는 패킷에 TEID 정보가 설정되었음을 확인하고 패킷을 열어서 S1 TEID을 DRB ID로 변환하고 제어 데이터와 사용자 데이터를 이용해서 각각의 UE(40)마다 패킷을 생성하고 UE(40)에게 패킷을 전송한다.

상기 방법은 특정 실시예들을 통하여 설명되었지만, 상기 방법은 또한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의해 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광데이터 저장장치 등이 있으며, 또한 케리어 웨이브(예를 들어 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다. 그리고, 상기 실시예들을 구현하기 위한 기능적인(functional) 프로그램, 코드 및 코드 세그먼트들은 본 발명이 속하는 기술분야의 프로그래머들에 의해 용이하게 추론될 수 있다.

본 명세서에서는 본 발명이 일부 실시예들과 관련하여 설명되었지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자가 이해할 수 있는 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형 및 변경이 이루어질 수 있다는 점을 알아야 할 것이다. 또한, 그러한 변형 및 변경은 본 명세서에 첨부된 특허청구의 범위 내에 속하는 것으로 생각되어야 한다.

25: 기지국장치(eNodeB) 40: 단말(UE)
80: S-GW(Serving Gateway) 90: P-GW(PDN Gateway)
100: 애플리케이션 서버 110: EPC 게이트웨이
120: APP 게이트웨이 서버 130: APP 게이트웨이

Claims

동일 데이터 전송시의 망 부하 감소 방법으로서,
a) APP 게이트웨이가 애플리케이션 서버로부터 그룹 관리에 필요한 제어 데이터와 각 단말에게 전송할 사용자 데이터를 전달받아, 사용자 데이터의 중복 여부를 확인하는 단계;
b) 상기 APP 게이트웨이가 중복되는 사용자 데이터를 전달할 단말들의 IP 정보를 바탕으로 단말들을 제1 그룹핑하는 단계; 및
c) 상기 APP 게이트웨이가 제1 그룹별로 해당 그룹에 속한 단말들에게 전송해야 할 공통의 사용자 데이터를 제1 그룹 정보, 제1 그룹에 속한 단말의 정보와 함께 EPC망으로 전송하는 단계를 포함하는 동일 데이터 전송시의 망 부하 감소 방법.
제1항에 있어서,
상기 EPC망은, 그룹별로 P-GW(PDN Gateway)와, 상기 P-GW에 연동된 EPC 게이트웨이를 구비하는, 동일 데이터 전송시의 망 부하 감소 방법.
제2항에 있어서,
상기 제1 그룹 정보는, 중복되는 사용자 데이터를 전달할 단말들의 IP 정보를 바탕으로 해당 단말이 속한 P-GW를 확인하여 P-GW별로 그룹핑한 정보인, 동일 데이터 전송시의 망 부하 감소 방법.
제3항에 있어서,
상기 단계 b)에서, 상기 애플리케이션 서버에 연동된 상기 APP 게이트웨이는,
상기 애플리케이션 서버로부터 받은 단말 IP 정보를 이용하여 각 단말이 속한 P-GW를 확인하거나,
단말 IP와 P-GW IP 매칭 테이블을 구비한 APP 게이트웨이 서버에 요청하여, 그 결과값을 전달받아 각 단말이 속한 P-GW를 확인하거나,
P-GW에 연동된 EPC 게이트웨이에 요청하여, P-GW가 DL TFT(Downlink Traffic Flow Template)에서 단말 IP 정보와 매칭되는 TEID(Tunnel Endpoint Identifier)가 있는지를 판단한 결과값을 전달받아 각 단말이 속한 P-GW를 확인하여 단말들을 제1 그룹핑하는, 동일 데이터 전송시의 망 부하 감소 방법.
제2항에 있어서,
상기 EPC 게이트웨이가 단말이 접속된 기지국장치를 기준으로 단말들을 제2 그룹핑하고, 제2 그룹별로 해당 그룹에 속한 단말들에게 전송해야 할 공통의 사용자 데이터를 제2 그룹 정보, 제2 그룹에 속한 단말의 정보와 함께 기지국장치로 전송하는 단계를 더 포함하는 동일 데이터 전송시의 망 부하 감소 방법.
제2항에 있어서,
상기 EPC 게이트웨이가 단말이 접속된 S-GW(Serving Gateway)를 기준으로 단말들을 제3 그룹핑하고, 제3 그룹별로 해당 그룹에 속한 단말들에게 전송해야 할 공통의 사용자 데이터를 제3 그룹 정보, 제3 그룹에 속한 단말의 정보와 함께 P-GW(PDN Gateway)를 경유하여 S-GW로 전송하는 단계; 및
상기 제3 그룹의 각 S-GW가 단말이 접속된 기지국장치를 기준으로 단말들을 제4 그룹핑하고, 제4 그룹별로 해당 그룹에 속한 단말들에게 전송해야 할 공통의 사용자 데이터를 제4 그룹 정보, 제4 그룹에 속한 단말의 정보와 함께 기지국장치로 전송하는 단계를 더 포함하는 동일 데이터 전송시의 망 부하 감소 방법.
제6항에 있어서,
상기 P-GW 및 S-GW는, 하나의 시스템(SP-GW)으로 구현되는, 동일 데이터 전송시의 망 부하 감소 방법.
제5항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 기지국장치가 단말의 정보를 바탕으로 접속된 각 단말에게 공통의 사용자 데이터를 전송하는 단계를 더 포함하는 동일 데이터 전송시의 망 부하 감소 방법.
제1항 내지 제7항 중 어느 한에 있어서,
상기 제어 데이터는, 그룹에 속한 모든 단말의 5-TUPLE(source IP, destination IP, protocol ID, source port, destination port) 정보를 포함하는, 동일 데이터 전송시의 망 부하 감소 방법.
제9항에 있어서,
상기 제어 데이터는, 그룹에 속한 단말들이 상기 애플리케이션 서버로부터 사용자 데이터를 수신할 때 필요한 패킷 시퀀스 번호를 더 포함하는, 동일 데이터 전송시의 망 부하 감소 방법.
이동통신 시스템으로서,
단말이 속한 장치에 관한 접속 정보를 저장ㆍ관리하는 APP 게이트웨이 서버; 및
애플리케이션 서버로부터 그룹 관리에 필요한 제어 데이터와 각 단말에게 전송할 사용자 데이터를 전달받아, 상기 사용자 데이터의 중복 여부를 확인하고, 상기 APP 게이트웨이 서버와 연동하여 중복되는 사용자 데이터를 전달할 단말들의 IP 정보를 바탕으로 단말들을 제1 그룹핑하고, 제1 그룹별로 해당 그룹에 속한 단말들에게 전송해야 할 공통의 사용자 데이터를 제1 그룹 정보, 제1 그룹에 속한 단말에 정보와 함께 EPC망으로 전송하는 APP 게이트웨이를 포함하는 이동통신 시스템.
제11항에 있어서,
상기 EPC망은, 그룹별로 P-GW(PDN Gateway)와, 상기 P-GW에 연동된 EPC 게이트웨이를 구비하는, 이동통신 시스템.
제12항에 있어서,
상기 제1 그룹 정보는, 중복되는 사용자 데이터를 전달할 단말들의 IP 정보를 바탕으로 해당 단말이 속한 P-GW(PDN Gateway)를 확인하여 P-GW별로 그룹핑한 정보인, 이동통신 시스템.
제13항에 있어서,
상기 APP 게이트웨이 서버는, P-GW에 연동된 EPC 게이트웨이로부터 단말과 연동된 P-GW에 관한 접속 정보를 수신받아 저장ㆍ관리하고, 상기 APP 게이트웨이의 요청시 해당 정보를 제공하는, 이동통신 시스템.
제14항에 있어서,
상기 APP 게이트웨이는,
상기 애플리케이션 서버로부터 받은 단말 IP 정보를 이용하여 각 단말이 속한 P-GW를 확인하거나,
단말 IP와 P-GW IP 매칭 테이블을 구비한 상기 APP 게이트웨이 서버에 요청하여, 그 결과값을 전달받아 각 단말이 속한 P-GW를 확인하거나,
P-GW에 연동된 상기 EPC 게이트웨이에 요청하여, P-GW가 DL TFT(Downlink Traffic Flow Template)에서 단말 IP 정보와 매칭되는 TEID(Tunnel Endpoint Identifier)가 있는지를 판단한 결과값을 전달받아 각 단말이 속한 P-GW를 확인하여 단말들을 제1 그룹핑하는, 이동통신 시스템.
제12항에 있어서,
상기 EPC 게이트웨이는, 단말이 접속된 기지국장치를 기준으로 단말들을 제2 그룹핑하고, 제2 그룹별로 해당 그룹에 속한 단말들에게 전송해야 할 공통의 사용자 데이터를 제2 그룹 정보, 제2 그룹에 속한 단말의 정보와 함께 기지국장치로 전송하는, 이동통신 시스템.
제12항에 있어서,
상기 EPC 게이트웨이는, 단말이 접속된 S-GW(Serving Gateway)를 기준으로 단말들을 제3 그룹핑하고, 제3 그룹별로 해당 그룹에 속한 단말들에게 전송해야 할 공통의 사용자 데이터를 제3 그룹 정보, 제3 그룹에 속한 단말의 정보와 함께 P-GW(PDN Gateway)를 경유하여 S-GW로 전송하고,
상기 제3 그룹의 각 S-GW는, 단말이 접속된 기지국장치를 기준으로 단말들을 제4 그룹핑하고, 제4 그룹별로 해당 그룹에 속한 단말들에게 전송해야 할 공통의 사용자 데이터를 제4 그룹 정보, 제4 그룹에 속한 단말의 정보와 함께 기지국장치로 전송하는, 이동통신 시스템.
제17항에 있어서,
상기 P-GW 및 S-GW는, 하나의 시스템(SP-GW)으로 구현되는, 이동통신 시스템.
제16항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 기지국장치는, 단말의 정보를 바탕으로 접속된 각 단말에게 공통의 사용자 데이터를 전송하는 단계를 더 포함하는 동일 데이터 전송시의 망 부하 감소 방법.
제11항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제어 데이터는, 그룹에 속한 모든 단말의 5-TUPLE(source IP, destination IP, protocol ID, source port, destination port) 정보를 포함하고, 그룹에 속한 단말들이 상기 애플리케이션 서버로부터 사용자 데이터를 수신할 때 필요한 패킷 시퀀스 번호를 더 포함하는, 이동통신 시스템.
동일 데이터 전송시의 망 부하 감소 방법으로서,
a) APP 게이트웨이가 애플리케이션 서버로부터 그룹 관리에 필요한 제어 데이터와 각 단말에게 전송할 사용자 데이터를 EPC망으로 전송하는 단계; 및
b) EPC망의 EPC 게이트웨이가 단말이 접속된 기지국장치를 기준으로 단말들을 제2 그룹핑하고, 제2 그룹별로 해당 그룹에 속한 단말들에게 전송해야 할 공통의 사용자 데이터를 제2 그룹 정보, 제2 그룹에 속한 단말의 정보와 함께 기지국장치로 전송하는 단계를 포함하는 동일 데이터 전송시의 망 부하 감소 방법.
이동통신 시스템으로서,
단말이 속한 기지국장치에 관한 접속 정보를 저장ㆍ관리하는 테이블을 구비하며, 단말이 접속된 기지국장치를 기준으로 단말들을 제2 그룹핑하고, 제2 그룹별로 해당 그룹에 속한 단말들에게 전송해야 할 공통의 사용자 데이터를 제2 그룹 정보, 제2 그룹에 속한 단말의 정보와 함께 기지국장치로 전송하는 EPC 게이트웨이를 포함하는 이동통신 시스템.