KR100399056B1 - 무선통신망에서의 가변 서비스품질 파라미터 협상에 의한무선자원 할당 방법 - Google Patents

무선통신망에서의 가변 서비스품질 파라미터 협상에 의한무선자원 할당 방법 Download PDF

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Abstract

1. 청구범위에 기재된 발명이 속한 기술분야
본 발명은 무선통신망에서의 가변 서비스품질 파라미터 협상에 의한 무선자원 할당 방법 및 상기 방법을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 관한 것임.
2. 발명의 해결방법의 요지
본 발명은, 무선통신망에서의 무선자원 할당 방법에 있어서, 재등록(Relocation) 전의 네트워크 제어를 담당하는 RNC(Radio access Network Controller)(이하, "Source RNC"라 칭함)에서의 재등록 요구에 따라, 새로이 연결설정되는 SGSN(Serving GPRS Support Node)(이하, "New SGSN"이라 칭함)이 상기 재등록 후의 네트워크 제어를 담당할 RNC(이하, "Target RNC"라 칭함)로 재등록 요청 메시지를 통해 가변 영역의 무선자원 할당을 요구하는 제 1 단계; 상기 Target RNC가 요구받은 상기 무선자원이 협상가능한 서비스품질 파라미터의 가변영역에 포함되는지를 판단하는 제 2 단계; 및 상기 제 2 단계의 판단결과에 따라, 가변영역의 범위 내에서 상기 무선자원을 할당하는 제 3 단계를 포함함.
3. 발명의 중요한 용도
본 발명은 무선통신망의 재등록(Relocation) 기술 등에 이용됨.

Description

무선통신망에서의 가변 서비스품질 파라미터 협상에 의한 무선자원 할당 방법{Method of Wireless Communication Resource Allocation by Variable QoS Parameter Negotiation in Wireless Network}
본 발명은 무선통신망에서 가변 서비스품질(QoS) 파라미터 협상에 의한 무선자원 할당 방법 및 상기 방법을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 관한 것으로, 보다 상세하게는 차세대 이동통신망의 패킷 도메인에서 RAB(Radio Access Bearer) 파라미터 협상을 이용하여 재등록(Relocation) 성공확률을 높여 보다 안정된 핸드오버를 지원하는 것이다.
즉, 그 바람직한 실시예로서, RAB 파라미터 중 트래픽에 가장 영향력이 큰 MBR(Maximum Bit Rate)과 GBR(Guaranteed Bit Rate) 파라미터에 대해 하한치(Min_MBR, Min_GBR)를 두어 파라미터 협상을 가능하게 하였다.
종래의 SGSN과 SRNS간 재등록 방식에서는 재등록 요구정보에 고정된 RAB 파라미터 할당을 요구하여 타겟(Target) RNC(Radio access Network Controller)의RAB 자원이 상기 파라미터 값에 조금이라도 모자라면 SGSN과 SRNS간 재등록 실패처리를 하도록 하였다.
한편, 핸드오버와 연관된 SGSN과 SRNS간 재등록 과정은 신규 호에 비해 높은 우선순위로 처리되어, 할당 요구된 RAB 자원에 조금이라도 미치지 못하면 실패처리하게 되므로 성공확률이 감소하여 서비스 가입자에게 상당한 악영향을 미치게 되며, 특히 서비스 가입자가 이동하는 무선환경에서는 더욱 심각한 결과를 초래하는 문제점이 있었다.
본 발명은, 상기한 바와 같은 종래 기술의 제반 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 차세대 이동통신망의 패킷 도메인에서 RAB 파라미터 협상방식을 이용하여 SGSN과 SRNS간 재등록(Relocation)시에 성공 확률을 높여 보다 안정된 핸드오버를 지원하기 위한 무선자원 할당 방법 및 상기 방법을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공하는데 그 목적이 있다.
즉, 본 발명은 종래의 고정 파라미터 할당 요구에 의한 SGSN과 SRNS간 재등록 과정에 파라미터 협상 방식을 부가하여, 그 바람직한 실시예로서 RAB 파라미터 중 트래픽에 가장 영향력이 큰 MBR과 GBR 파라미터에 대해 하한치(Min_MBR, Min_GBR)를 두어 MBR 파라미터 값과 Min_MBR 파라미터 값 사이, 또는 GBR 파라미터 값과 Min_GBR 파라미터 값 사이에서 가변 서비스품질 프로파일 협상을 가능하게 하여, SGSN과 SRNS간 재등록 성공확률을 높여 전체적인 핸드오버의 성공확률을 높이고자 한다.
도 1a 는 본 발명이 적용되는 차세대 이동통신망에서 SGSN(Serving GPRS Support Node)과 SRNS(Serving Radio Network Subsystem)간의 재등록(Relocation) 과정이 수행되기 전의 연결상태를 나타낸 일실시예 설명도.
도 1b 는 본 발명이 적용되는 차세대 이동통신망에서 SGSN과 SRNS간의 재등록 과정이 수행된 후의 연결상태를 나타낸 일실시예 설명도.
도 2 는 본 발명에 따른 가변 서비스품질 파라미터 협상에 의한 무선자원 할당 방법이 적용되는 메시지 처리 절차를 나타낸 일실시예 전체 흐름도.
도 3a 및 도 3b 는 본 발명에 따른 가변 서비스품질 파라미터 협상에 의한 무선자원 할당 방법에 대한 일실시예 상세 흐름도.
도 4 는 본 발명에 따른 본 발명에 따른 가변 서비스품질 파라미터 협상을 표현하기 위한 의사코드를 나타내는 일실시예 설명도.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
100 : IMT-2000 핵심망(패킷 도메인) 101 : 패킷 단말장치
102 : Node-B #0 104 : RNC #0
106 : 스위치/라우터 107 : SGSN #0
109 : GGSN 110 : 도메인 네임 서버
111 : MSC/VLR/HLR 112 : 외부 정보통신망
113 : RNS
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 무선통신망에서의 무선자원 할당 방법에 있어서, 재등록(Relocation) 전의 네트워크 제어를 담당하는 RNC(Radio access Network Controller)(이하, "Source RNC"라 칭함)에서의 재등록 요구에 따라, 새로이 연결설정되는 SGSN(Serving GPRS Support Node)(이하, "New SGSN"이라 칭함)이 상기 재등록 후의 네트워크 제어를 담당할 RNC(이하, "Target RNC"라 칭함)로 재등록 요청 메시지를 통해 가변 영역의 무선자원 할당을 요구하는 제 1 단계; 상기 Target RNC가 요구받은 상기 무선자원이 협상가능한 서비스품질 파라미터의 가변영역에 포함되는지를 판단하는 제 2 단계; 및 상기 제 2 단계의 판단결과에 따라, 가변영역의 범위 내에서 상기 무선자원을 할당하는 제 3 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
한편, 본 발명은 프로세서를 구비한 무선통신망 시스템에, 재등록(Relocation) 전의 네트워크 제어를 담당하는 Source RNC에서의 재등록 요구에 따라, 새로이 연결설정되는 New SGSN이 상기 재등록 후의 네트워크 제어를 담당할 Target RNC로 재등록 요청 메시지를 통해 가변 영역의 무선자원 할당을 요구하는 제 1 기능; 상기 Target RNC가 요구받은 상기 무선자원이 협상가능한 서비스품질 파라미터의 가변영역에 포함되는지를 판단하는 제 2 기능; 및 상기 제 2 기능의 판단결과에 따라, 가변영역의 범위 내에서 상기 무선자원을 할당하는 제 3 기능을실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공한다.
상술한 목적, 특징들 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일실시예를 상세히 설명한다.
도 1a 는 본 발명이 적용되는 차세대 이동통신망에서 SGSN과 SRNS간의 재등록(Relocation) 과정이 수행되기 전의 연결상태를 나타낸 일실시예 설명도이다.
SGSN과 SRNS간 재등록 방법은 차세대 이동통신망에 적용가능하며, IMT-2000 핵심망(패킷 도메인)(100)은 SGSN(107, 108), GGSN(109), 스위치/라우터(106), 및 도메인 네임 서버(110)를 포함한다. 또한, IMT-2000 핵심망(패킷 도메인)(100)은 교환국(MSC : Mobile Switching Center)/방문자 위치 등록기(VLR : Visitor Location Register)/홈 위치 등록기(HLR : Home Location Register)(111), 외부 정보통신망(112), 무선망 제어국(RNC : Radio access Network Controller)(104, 105)와 상호 연결되어 있어, 도 1a 에 도시된 바와 같이 SGSN과 SRNS간 재등록 과정이 발생하기 이전의 상태의 패킷 단말 장치(101)는 Node-B #1(103), RNC#1(105), RNC#0(104), 스위치/라우터(106), SGSN#0(107), GGSN(109)를 통해 외부 정보통신망(112)와 연결되어 트래픽을 주고 받는다.
여기에서, MSC/VLR(111)과 HLR(111)은 물리적으로 분리되어 있으나 편의상 같은 노드로 도시하였다.
도 1a 에서 굵은 실선은 현재 활성화되어 있는 링크상태를 나타내며, 이는 SGSN과 SRNS간 재등록 과정이 수행되기 이전의 상태를 나타낸다.
도 1b 는 본 발명이 적용되는 차세대 이동통신망에서 SGSN과 SRNS간의 재등록 과정이 수행된 후의 연결상태를 나타낸 일실시예 설명도이다.
도 1b 를 구성하는 각 모듈은 상기 도 1a 와 동일하며, 도 1b 에 도시된 바와 같이 SGSN과 SRNS간 재등록 과정이 발생한 이후, 패킷 단말 장치(101)는 Node-B #1(103), RNC#1(105), 스위치/라우터(106), SGSN#1(108), GGSN(109)를 통해 외부 정보통신망(112)와 연결되어 트래픽을 주고 받는다.
도 1b 에서 굵은 실선은 현재 활성화되어 있는 링크상태를 나타내며, 이는 SGSN과 SRNS간 재등록 과정이 발생한 이후의 상태를 나타낸다.
도 1b 에 도시된 바와 같이, SGSN과 SRNS간 재등록 과정이 수행되면, IMT-2000 핵심망(패킷 도메인)(100)이 서비스하는 대상을 RNC#0(104)에서 RNC#1(105)로 옮기면서 SGSN#0(107)과 RNC#0(104) 사이의 링크와 RNC#0(104)과 RNC#1(105) 사이의 링크가 비활성화되고 SGSN#1(108)은 새로운 SGSN의 역할을 하게 되어 SGSN#1(108)과 RNC#1(105) 사이의 링크가 새롭게 활성화된다.
도 2 는 본 발명에 따른 가변 서비스품질 파라미터 협상에 의한 무선자원 할당 방법이 적용되는 메시지 처리 절차를 나타낸 일실시예 전체 흐름도이다.
먼저, Source RNC(201)에서 Old SGSN(203)을 통해 SRNS 재등록(Relocation)을 요구하면(206, 207), New SGSN(205)에서는 Target RNC(202)로 "Relocation Request" 메시지를 통해 가변영역의 RAB 자원 할당요구를 하게 된다(208). 그러면, Target RNC(202)는 요구받은 RAB 자원이 해당 영역에 포함되는지를 판단하여, "Relocation Request Acknowledge" 메시지를 통해 응답한다(209).
여기에서, Relocation Request 메시지와 Relocation Request Acknowledge 메시지를 송수신하는 절차(208, 209)에 RAB 파라미터의 협상 방식을 이용하였으며, 이는 본 발명에 있어 중요한 특징을 갖는다. 이때, 가변 영역의 협상 대상 RAB 파라미터는 그 바람직한 실시예로서 트래픽에 가장 많은 영향을 미치는 MBR과 GBR을 대상으로 하였으며, 협상 대상 파라미터가 과도하게 많을 경우 이는 오히려 성능저하를 가져오므로 이 2가지 파라미터를 선택하였다. 이에 대한 보다 상세한 설명은 도 3 의 설명에서 후술한다.
이후, "Relocation Request Acknowledge" 메시지를 수신한(209) New SGSN(205)은 수신한 메시지에 상응하는 결과를 "Forward Relocation Response" 메시지를 통해 Old SGSN(203)으로 전송하며(210), Old SGSN(203)은 Relocation 자원할당 절차의 정보를 알리기 위해 Source RNC(201)로 "Relocation Command" 메시지를 전달한다(211).
이어서, Source RNC(201)는 그 RNC로서의 역할을 Target RNC(202)에 위임한다는 의미로 Iu 인터페이스를 통해 "Relocation Commit" 메시지를 전달한다(212). 이에 대해, Target RNC(202)는 현재 서비스를 하는 RNC(202)임을 New SGSN(205)에 통보하기 위해 "Relocation Detect" 메시지를 New SGSN(205)에 전달한다(213). 그러면, New SGSN(205)은 RAB 정보와 현재 서비스중인 RNC 정보와 관련 있는 PDP(Packet Data Protocol) Context 정보를 변경하기 위해 GGSN(Gateway GPRS Support Node)(204)으로 "Update PDP Context Request" 메시지를 송신하고(214), 이에 대한 응답으로 "Update PDP Context Response" 메시지를 수신한다(215).
이후, New SGSN(205)은 Target RNC(202)로부터 SRNS Relocation 완료의 정보를 가진 "Relocation Complete" 메시지를 수신하여(216), 이를 Old SGSN(203)에게 알리기 위해 "Forward Relocation Complete" 메시지를 송신하며(217), 이에 대한 응답으로서 "Forward Relocation Complete Acknowledge" 메시지를 수신한다(218).
마지막으로, Old SGSN(203)은 해당 Iu 연결에 대한 해제를 위해 "Iu Release Command" 메시지를 Source RNC(201)에 송신하고 이에 대한 응답으로 "Iu Release Complete" 메시지를 수신하여(220) 모든 SRNS Relocation 절차를 완료한다.
도 3a 및 도 3b 는 본 발명에 따른 가변 서비스품질 파라미터 협상에 의한 무선자원 할당 방법에 대한 일실시예 상세 흐름도이다.
여기에서는, Conversational 또는 Streaming 트래픽 클래스를 위한 서비스품질(QoS : Quality of Service) 프로파일 협상과 Interactive 또는 Background 트래픽 클래스를 위한 서비스품질 프로파일 협상과정을 보여 주고 있다.
먼저, Target RNC(202)는 Relocation 요구신호를 New SGSN(205)으로부터 수신하여(300), 트래픽 클래스의 종류를 판단한다(301).
판단 결과, Conversational 또는 Streaming 트래픽 클래스인 경우(302), 남아있는 잔여 RAB 자원이 해당 MBR 및 GBR을 만족하는지를 검사한다(303, 304)).
검사 결과, 남아 있는 잔여 RAB 자원이 해당 MBR 및 GBR 각각을 만족하지 못하면, MBR 하한치(Min_MBR) 및 GBR 하한치(Min_GBR) 각각을 만족하는지를분석한다(305, 306).
만약, 남아 있는 RAB 자원이 해당 MBR 및 GBR을 만족하면, 해당 RAB 자원을 할당하여(307), Relocation 승인 메시지를 New SGSN(205)으로 송신한다(308).
또한, 남아 있는 RAB 자원이 MBR과 Min_MBR 사이값을 만족하고, GBR과 Min_GBR 사이값을 만족하면, 역시 해당 RAB 자원을 할당하여(307), Relocation 승인 메시지를 New SGSN(205)으로 송신한다(308).
한편, 남아 있는 RAB 자원이 MBR과 Min_MBR 사이값을 만족시키지 못하거나, GBR과 Min_GBR 사이값을 만족시키지 못하면, 재등록(Relocation) 실패 메시지를 New SGSN(205)으로 송신한다(309).
한편, 상기 판단 결과(301), Interactive 또는 Background 트래픽 클래스인 경우(310), 남아 있는 잔여 RAB 자원이 해당 MBR을 만족하는지를 검사한다(311).
만약, 남아 있는 RAB 자원이 MBR을 만족하면, 해당 RAB 자원을 할당하여(313) Relocation 승인 메시지를 New SGSN(205)으로 송신한다(314). 또한, 남아 있는 RAB 자원이 MBR과 Min_MBR 사이값을 만족하면, 해당 RAB 자원을 할당하여(313) Relocation 승인 메시지를 New SGSN(205)으로 송신한다(314).
한편, 남아 있는 RAB 자원이 MBR과 Min_MBR 사이값을 만족하지 못하면, Reloction 실패 메시지를 New SGSN(205)으로 송신한다(315).
도 4 는 본 발명에 따른 본 발명에 따른 가변 서비스품질 파라미터 협상을 표현하기 위한 의사코드를 나타내는 일실시예 설명도이다.
상술한 바와 같은 본 발명의 방법은 프로그램으로 구현되어 컴퓨터로 읽을수 있는 형태로 기록매체(씨디롬, 램, 롬, 플로피 디스크, 하드 디스크, 광자기 디스크 등)에 저장될 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
상기한 바와 같은 본 발명은, 가변영역의 RAB 파라미터를 정의하고 이에 대한 파라미터 협상을 가능하게 함으로써 신규 호보다도 우선순위가 높은 핸드오버 호의 실패 확률을 최소화시키는 효과가 있다. 또한, 이러한 협상이 이루어질 경우 유선에 비해 상대적으로 모자라는 무선자원 환경하에서 차세대 이동통신망의 SRNS Relocation 성공 확률을 높일 수 있어 전체적인 핸드오버 호의 성공 확률 또한 증가시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (5)

  1. 무선통신망에서의 무선자원 할당 방법에 있어서,
    재등록(Relocation) 전의 네트워크 제어를 담당하는 RNC(Radio access Network Controller)(이하, "Source RNC"라 칭함)에서의 재등록 요구에 따라, 새로이 연결설정되는 SGSN(Serving GPRS Support Node)(이하, "New SGSN"이라 칭함)이 상기 재등록 후의 네트워크 제어를 담당할 RNC(이하, "Target RNC"라 칭함)로 재등록 요청 메시지를 통해 가변 영역의 무선자원 할당을 요구하는 제 1 단계;
    상기 Target RNC가 요구받은 상기 무선자원이 협상가능한 서비스품질 파라미터의 가변영역에 포함되는지를 판단하는 제 2 단계; 및
    상기 제 2 단계의 판단결과에 따라, 가변영역의 범위 내에서 상기 무선자원을 할당하는 제 3 단계
    를 포함하는 무선통신망에서의 가변 서비스품질 파라미터 협상에 의한 무선자원 할당 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 협상가능한 서비스품질 파라미터는,
    바람직하게는 트래픽에 가장 많은 영향을 미치는 MBR(Maximum Bit Rate)과 GBR(Guaranteed Bit Rate)을 포함하며, 각 파라미터별로 하한치(Min_MBR, Min_GBR)를 두는 것을 특징으로 하는 무선통신망에서의 가변 서비스품질 파라미터 협상에 의한 무선자원 할당 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 단계는,
    상기 Target RNC가 상기 New SGSN으로부터 요구받은 트래픽 클래스의 종류를 판단하는 제 4 단계;
    상기 제 4 단계의 판단 결과, 컨버세이셔널(Conversational) 또는 스트리밍(Streaming) 트래픽 클래스인 경우, 남아있는 잔여 무선자원값이 해당 MBR 및 GBR 값 이상인지 검사하는 제 5 단계;
    상기 제 5 단계의 검사 결과, 상기 잔여 무선자원값이 해당 MBR 및 GBR 값 미만이면, MBR 하한치(Min_MBR) 및 GBR 하한치(Min_GBR) 이상인지를 분석하는 제 6 단계;
    상기 제 4 단계의 판단 결과, 인터액티브(Interactive) 또는 백그라운드 (Background) 트래픽 클래스인 경우, 잔여 무선자원값이 해당 MBR 값 이상인지 검사하는 제 7 단계; 및
    상기 제 7 단계의 검사 결과, 상기 잔여 무선자원값이 해당 MBR 값 미만이면, MBR 하한치(Min_MBR) 이상인지 분석하는 제 8 단계;
    를 포함하는 무선통신망에서의 가변 서비스품질 파라미터 협상에 의한 무선자원 할당 방법.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 3 단계는,
    상기 제 5 단계의 검사 결과, 잔여 무선자원값이 해당 MBR 및 GBR 값 이상이면, 상기 무선자원을 할당하며, 재등록 승인 메시지를 상기 New SGSN으로 송신하는 제 9 단계;
    상기 제 6 단계의 분석 결과, 잔여 무선자원값이 Min_MBR 값 이상이고, Min_GBR 값 이상이면 상기 무선자원을 할당하여 재등록 승인 메시지를 상기 New SGSN으로 송신하며, 상기 잔여 무선자원값이 Min_MBR 값 또는 Min_GBR 값 미만이면 재등록 실패 메시지를 상기 New SGSN으로 송신하는 제 10 단계;
    상기 제 7 단계의 검사 결과, 잔여 무선자원값이 해당 MBR 값 이상이면, 상기 무선자원을 할당하여 재등록 승인 메시지를 상기 New SGSN으로 송신하는 제 11 단계; 및
    상기 제 8 단계의 분석 결과, 잔여 무선자원값이 Min_MBR 값 이상이면, 해당 무선자원을 할당하여 재등록 승인 메시지를 상기 New SGSN으로 송신하며, Min_MBR 미만이면, 재등록 실패 메시지를 상기 New SGSN으로 송신하는 제 12 단계
    를 포함하는 무선통신망에서의 가변 서비스품질 파라미터 협상에 의한 무선자원 할당 방법.
  5. 프로세서를 구비한 무선통신망 시스템에,
    재등록(Relocation) 전의 네트워크 제어를 담당하는 Source RNC에서의 재등록 요구에 따라, 새로이 연결설정되는 New SGSN이 상기 재등록 후의 네트워크 제어를 담당할 Target RNC로 재등록 요청 메시지를 통해 가변 영역의 무선자원 할당을 요구하는 제 1 기능;
    상기 Target RNC가 요구받은 상기 무선자원이 협상가능한 서비스품질 파라미터의 가변영역에 포함되는지를 판단하는 제 2 기능; 및
    상기 제 2 기능의 판단결과에 따라, 가변영역의 범위 내에서 상기 무선자원을 할당하는 제 3 기능
    을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체.
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