KR100793281B1 - 무선 통신 시스템에서 라우팅 장치 및 세션 제어 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 무선 통신 시스템에서 라우팅 장치 및 세션 제어 방법에 관한 것으로서, 상기 라우팅 장치는 이동 단말들의 세션 제어를 수행하는 제1 프로세서, 및 상기 세션 제어 수행과 분리된 적어도 하나 이상의 부가기능을 분산 처리하는 제2 프로세서를 포함한다.
ACR, 라우터, RAS, 기지국, 코어 망, AAA 서버, 분산 처리, 인증, 과금

Description

무선 통신 시스템에서 라우팅 장치 및 세션 제어 방법{Routing Apparatus and Session Control Method in Wireless Communication System}
도 1은 일반적인 무선 통신 시스템 환경을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 무선 통신 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 ACR을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 ACR의 세션 제어 프로세서와 부가기능 프로세서의 동작 설명을 위한 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 ACR의 제어 평면의 구체적인 블록도이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 ACR의 데이터 평면의 구체적인 블록도이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 호 처리 흐름도이다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 과금 처리 흐름 도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
210: PSS(Portable Subscriber Station: 이동 단말)
220: RAS(Radio Access Station: 기지국)
230: ACR(Access Control Router: 제어국)
240: 코어 망(core network)
250: AAA(Authentication/Authority/Accounting: 인증, 권한검증, 과금) 서버
본 발명은 무선 통신 시스템에 관한 것으로서, 특히 IEEE 802.16d/e, WiBro, WiMAX 표준 규격 등에 따른 휴대 인터넷 시스템에서 높은 이동성(high mobility) 기능을 제공할 수 있는 발전적 진화 구조에 적합하도록 데이터 손실(loss), 지연 및 안정적 신뢰 수준을 고려한 라우팅 장치 및 세션 제어 방법에 관한 것이다.
최근 4세대 이동 통신의 실현을 위하여 각계 각층에서 심도 있는 연구가 진행 중에 있다. IEEE 802.16d/e, WiBro, WiMAX 표준 규격 등에 따른 4세대 이동 통신에서는 위성망 뿐만 아니라 무선랜망, 디지털 오디오 방송 및 비디오 방송망 등이 유기적으로 연동되는 하나의 단일망으로 통합되며, 이에 따라 사용자가 어떠한 망에서라도 최선의 상태로 원할한 휴대 인터넷 등의 서비스를 받을 수 있게 된다.
도 1은 일반적인 무선 통신 시스템(100) 환경을 설명하기 위한 도면이다. 도 1을 참조하면, PSS(Portable Subscriber Station: 이동 단말)들은 RAS(Radio Access Station: 기지국)들의 중계를 받아 통화, 디지털 방송, 디지털 미디어 다운로드, 업로드 등의 통신 서비스를 받을 수 있다. RAS는 ACR(Access Control Router: 제어국)과 이더넷(ethernet) 기반으로 서로 연결되고, ACR의 제어를 받아 라우팅된 IP(Internet Protocol) 패킷이 관련 RAS를 통하여 목적지 PSS 또는 목적지 서버로 송수신된다.
도 1에서, RAS 는 PSS 와의 빠른 연결을 위한 브리징(bridging) 역할과 무선 자원의 스케줄링 및 RF(Radio Frequency) 제어 기능을 처리하고, ACR 은 L3(Layer 3: 계층 3) 기능을 주로 담당하는 IP 터미네이팅 포인트(terminating point)으로써 PSS들과 RAS들이 IP 패킷을 적절히 송수신 할 수 있게 라우팅 하도록 구성된다. ACR 은 AAA(Authentication/Authority/Accounting: 인증, 권한검증, 과금) 서버와 연동하여 인증 및 과금 기능 수행을 지원할 수 있다.
그러나, 일반적인 와이브로 망과 같은 휴대 인터넷 망인 경우에 셀 커버리지는 CDMA 시스템에서의 셀 커버리지보다 훨씬 작으므로, 고속 이동 환경하에서 핸드오프 시 부수적으로 수반되는 재인증과 과금 처리 핸드오프로 인한 시그널링(signaling) 트래픽 부하가 상대적으로 증가하고, PSS들의 증가나 서비스의 이용이 증가되어 ACR의 부하를 더욱 증가시킬 수 있다. 이로 인해 억세스 망 전체의 용량이나 성능이 저하되어 데이터 손실이나 지연의 원인이 될 수 있고 결과적으로 고객에게 신뢰성 있고 안정적인 서비스를 제공하기 어려울 수 있다.
따라서, 단순히 ACR의 처리 용량 증가가 아닌, 단말의 이동성에 대비하여 호 연결 설정이 용이하고, 핸드오프에 따른 트래픽 부하를 줄이며, 억세스망의 운용 차원에서 시스템의 안정성 및 시스템 구현 비용을 고려한 ACR이 요구되고 있다.
따라서, 본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은, 휴대 인터넷 시스템에서 라우팅 장치 및 세션 제어 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 단말의 이동성을 대비하여 호 연결 설정이 용이하고, 핸드오프에 따른 트래픽 부하를 줄이도록 하는 라우팅 장치 및 세션 제어 방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 억세스망의 운용 차원에서 시스템의 안정성을 높이며 및 시스템 구현 측면에서 유리한 라우팅 장치 및 세션 제어 방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 데이터 평면(data plane) 측면에서도 기본 기능을 효과적으로 추가 가능하도록 하는 라우팅 장치 및 세션 제어 방법을 제공하는 데 있다 .
상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일면에 따른 무선 통신 시스템의 라우팅 장치는, 이동 단말들에 대한 세션 제어 기능을 수행하는 제1 프로세서; 및 상기 세션 제어 기능과 분리된 부가 기능들 중 적어도 하나의 부가기능을 분산 수행하는 제2 프로세서를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 일면에 따른 무선 통신 시스템의 세션 제어 방법은, 제1 프로세서에서 이동 단말들에 대한 세션 제어 기능을 수행하는 단계; 및 제2 프로세서에서 상기 세션 제어 기능의 수행 중 에 상기 세션 제어 기능과 분리된 부가 기능들 중 적어도 하나의 부가기능을 분산 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 일면에 따른 무선 통신 시스템의 라우팅 장치는, 수신된 IP 패킷에 대한 데이터 관리 및 라우팅 기능을 지원하는 데이터 평면; 및 이동 단말의 세션 제어를 수행하고, 상기 세션 제어 수행 중에 적어도 하나의 부가기능을 분산 처리하는 제어 평면을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 일면에 따른 무선 통신 시스템의 라우팅 장치는, 수신된 IP 데이터 패킷에 대한 데이터 관리 및 라우팅 기능을 지원하는 라우팅 및 관리 프로세서; 제어 평면상에서 상기 IP 데이터 패킷의 전달을 위한 IP 세션을 제어하는 제1 프로세서; 및 상기 IP 세션 제어를 위한 과금 또는 인증 기능중 적어도 하나의 기능을 수행하는 제2 프로세서를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 일면에 따른 무선 통신 시스템은, 기지국을 통하여 접근하는 이동 단말들의 IP 세션 제어를 수행하고, 코어 망에 연결된 AAA 서버와 통신하여 인증 및 과금 중 적어도 하나를 처리하는 것에 의하여 IP 패킷의 라우팅을 관리하는 라우터를 포함하고, 상기 라우터는 상기 세션 제어의 수행과 상기 인증 및 상기 과금 중 적어도 하나의 처리 기능을 독립된 적어도 두 개의 프로세서에서 분산 처리하는 것을 특징으로 한다.
이하 첨부 도면들 및 첨부 도면들에 기재된 내용들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하지만, 본 발명이 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 무선 통신 시스템(200)을 설명하기 위한 도면이다. 도 2를 참조하면, 상기 무선 통신 시스템(200)은 PSS(Portable Subscriber Station: 이동 단말)(210), RAS(Radio Access Station: 기지국)(220), ACR(Access Control Router: 제어국)(230), 코어 망(core network)(240) 및 AAA(Authentication/Authority/Accounting: 인증, 권한검증, 과금) 서버(250)를 포함한다. 이외에도, 상기 무선 통신 시스템(200)은 상기 코어 망(240)에 연결되어 모바일 IP 등록 할당 및 데이터 캡슐화(encapsulation) 기능 등을 수행하는 HA(Home Agent), 호 세션 품질을 제어하는 품질 매니저(Quality Manager), 가입자 단말의 위치와 상태를 관리하는 위치 등록기(Location Register), 멀티미디어 서비스를 제공하는 응용서버 등 다른 서버들이 더 포함될 수 있다. 상기 무선 통신 시스템(200)은 IEEE 802.16d/e, WiBro, WiMAX 표준 규격 등에 따른 4세대 휴대 인터넷 시스템에 적용될 수 있다.
상기 RAS(220)는 상기 PSS(210)의 상기 코어 망(240)으로의 접근 시, 무선 자원의 스케줄링에 따른 RRC(Radio Resource Control) 기능 및 셀간의 이동성을 지원하는 핸드오프(handoff) 기능 등을 수행하여 PSS들 간의 통신을 중계한다.
상기 PSS(210)가 상기 RAS(220)를 통하여 접근 시, 상기 ACR(230)은 착신 호에 대하여 세션 연결 설정을 제어하고, AAA 처리를 수행하면서 상기 PSS(210)와 상기 RAS(220) 간에 IP 패킷이 적절히 송수신 될 수 있도록 라우팅을 관리한다. 상기 AAA 서버(250)는 상기 코어 망(240)을 통하여 상기 ACR(230)과 연결되며, 상기 ACR(230)은 AAA 처리를 위한 관련 메시지를 생성하여 상기 AAA 서버(250)에 관련 메시지를 전송하고, 상기 AAA 서버(250)로부터 응답되는 메시지를 처리함으로써 인증 및 과금 등을 관리한다. 이와 같은 상기 RAS(220)는 상기 ACR(230)과 함께 통합되어 하나의 소형 기지국 시스템으로 동작할 수 있으나, 공중 IP 망(Public IP Network)의 코어망이 하나로 통합되는 4세대 이동 통신 망에서의 이동성 라우팅 운용을 위하여 상기 ACR(230)은 RAS(220)와 분리되어 동작하는 것으로 가정한다. 상기 ACR(230)은 상기 RAS(220) 마다 하나씩 연결되어 관리될 수 있고, 또한, 상기 코어 망(240) 내에 독립된 분산 객체로서 존재하여 위와 같은 기능을 수행할 수도 있다.
본 발명에서는, 상기 ACR(230) 에서 상기 RAS(220)를 통하여 접근하는 상기 PSS(210)와 관련된 IP 패킷의 라우팅 관리를 효율적으로 처리하기 위하여, IP 패킷의 전달(transport)을 위한 기본 호 연결 설정을 제어하는 세션(session) 제어 기능과 가입자 또는 PSS(210)의 인증과 사용료의 과금 등의 부가적인 기능을 분리한다. 즉, 상기 세션 제어 기능과 상기 부가적인 기능이 상기 ACR(230) 내의 제어 평면(control plane) 상의 서로 독립된 두 개의 프로세서에서 분산 처리된다. 이에 따라, 하나의 프로세서가 세션 제어 기능을 처리하면서 부가적인 기능까지 모두 제어하는 부담이 없게 되므로, WiBro 등과 같은 휴대 인터넷 망에서 핸드오프 시마다 발생되는 과다한 시그널링(signaling) 트래픽을 효율적으로 처리하게 되어, 가입자 처리 용량이 증가되고 운용 측면에서도 저렴하고 편리한 통신 시스템을 구축할 수 있게 된다.
즉, 상기 PSS(210)가 상기 코어 망(240)에 접속하기 위해서는 네트워크 레인징(Network Ranging), 인증, 서비스 플로우(service flow) 제어, 및 과금 처리 등이 필수적으로 수반된다. 또한, 세션 제어 중에라도 이동으로 인한 핸드오프가 발생할 때마다 재인증, 과금 정보 처리 및 그 결과의 전송 등은 필연적으로 발생하게 되고, 끊어지지 않고(seamless) 세션 연결을 위해 데이터 트래픽의 유실을 방지하는 소정의 버퍼링(buffering) 장치도 요구된다. 이러한 이동성 IP 환경에서 가입자의 증가나 서비스 이용의 증가에 따라 트래픽도 증가하게 되고, 이에 따라 세션 연결 및 핸드오프 처리 등으로 인해 ACR(230) 시스템에 가해지는 부하는 심각할 정도로 커지게 된다. 이는 시스템 전체의 성능 저하와 가입자 용량의 감소로 나타나게 되어, 극단적으로 WiBro 등 휴대 인터넷 사업의 비효율성을 제고시킬 수도 있다.
상기 ACR(230)에서의 인증 및 과금 등의 부가기능 처리는 망 접속이나 핸드오프 처리에 있어서 세션 연결 설정 그 자체를 위한 순수 기능이라기 보다는 가입자 보호 및 권리를 위한 보조기능이다. 따라서, 본 발명에서는, 이러한 부가기능들이 세션 연결을 위한 일반 모듈의 처리로부터 별도 분리되도록 하여, 세션 연결 설정의 부하로부터 분산시킴으로써, 상기 ACR(230)에서 트래픽 지연이나 유실이 없이 안정적인 라우팅 수행을 제고할 수 있도록 한다.
또한, 본 발명에서는, 상기 ACR(230)의 제어 평면이 해당 기능만을 수행하는 독립된 두 개의 프로세서로 구현되므로, 시스템의 용량 증설 시에도 ACR(230) 전체 칩의 새로운 제조가 필요 없이, 분산된 세션 제어용 프로세서나 부가기능 처리용 프로세서를 선택적으로 용량 증가시켜서 구현 가능하므로, 운용 측면에서도 저렴하고 유지보수가 편리하게 된다.
이와 같은 본 발명의 일실시예에 따른 ACR(230)의 구조가 도 3에 도시되어 있다. 도 3을 참조하면, 상기 ACR(230)은 데이터 평면(231), 제어 평면(232), RAS 인터페이스(233) 및 코어망 인터페이스(234)를 포함한다. 상기 제어 평면(232)은 세션 제어 프로세서(310)와 부가기능 프로세서(320)로 분리 운영된다.
상기 데이터 평면(231)은 상기 RAS 인터페이스(233)를 통하여 RAS(220)와 연결되고, 상기 코어망 인터페이스(234)를 통하여 코어 망(240)과 연결되어 상기 양측으로부터 송/수신되는 데이터 메시지를 소정의 라우팅 프로토콜에 따라 처리한다. 그리고, 아이들 모드(idle mode) 에서 페이징(paging)이 발생하면, 상기 RAS 인터페이스(233)를 통해 페이징 전략에 따른 해당 PSS(210)를 호출하여 세션 연결을 설정한 다음, 관련 데이터 트래픽을 유실없이 해당 RAS(220)로 전송할 수 있도록 코어망 인터페이스(234)로부터 수신되는 데이터 메시지를 임시 저장하기도 한다. 그리고, 모바일 IPv4(Internet Protocol version 4) 지원에 따라 상기 데이터 평면(231)은 FA(Foreign Agent) 기능을 지원하기도 한다.
상기 데이터 평면(231)은 상기 세션 제어 프로세서(310)와 상기 부가기능 프로세서(320)를 제어하여 관리하기도 하며, PSS(210)로, 또는 PSS(210)로부터의 IP 패킷의 라우팅을 위한 ACR(230)의 관리를 지원하기도 한다. 상기 데이터 평면(231) 은 상기 세션 제어 프로세서(310)와 상기 부가기능 프로세서(320)을 독립적으로 제어하지만, 상기 세션 제어 프로세서(310)와 상기 부가기능 프로세서(320) 간에 필요한 메시지의 전달 기능도 함께 수행한다. 상기 데이터 평면(231)에 대해서는 도 6에서 좀더 자세히 설명된다.
상기 세션 제어 프로세서(310)는 상기 RAS 인터페이스(233)를 통하여 접근하는 PSS(210)에 대한 세션 설정을 제어한다. 즉, 상기 세션 제어 프로세서(310)는 상기 코어 망(240)에 접근하려는 PSS(210)를 위하여 IP 패킷의 전달(transport)을 위한 기본 호 연결 설정을 제어한다. 예를 들어, 상기 세션 제어 프로세서(310)는 상기 세션 제어를 위하여, DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol)에 따른 IP 주소 할당 기능, PSS(210)의 셀 및 ACR(220)간 이동에 따른 핸드오프 처리, 트래픽 형태에 따라 스케줄링 서비스를 지원하는 서비스 플로우 기능, 현재 이동 단말의 위치 등록 기능, 착신 호 발생시 해당 기지국의 위치를 파악하여 호출하는 페이징 기능, 이동 단말의 IP 이동성을 지원하는 프록시 MIP(Mobile IP) 기능, 및 현재 서비스되는 통신 품질을 제어하는 품질 제어 기능 등을 지원한다. 상기 세션 제어 프로세서(310)에 대하여는 도 5의 설명에서 자세하게 다루어진다.
이와는 별도로, 상기 부가기능 프로세서(320)는 상기 세션 제어 수행 중에 인증, 과금 등의 부가기능을 분산 처리한다. 예를 들어, 상기 부가기능 프로세서(320)는 상기 코어망 인터페이스(234)를 통하여 AAA 서버(250)와 통신하면서, 상기 코어 망(240)에 접근하는 PSS(210) 또는 가입자에 대한 인증이 이루어지도록 하고, 인증 결과를 상기 세션 제어 프로세서(310)에 통보하여 인증 성공 시에만 해당 권한에 따라 상기 세션 설정이 이루어지도록 제어한다. 또한, 상기 세션 제어 프로세서(310)에 의한 세션 설정에 따라 상기 PSS(210)가 IP 주소를 할당 받아 상기 코어 망(240)을 이용하는 경우에, 상기 부가기능 프로세서(320)는 상기 AAA 서버(250)와 통신하면서 해당 사용료에 대한 과금 처리가 이루어지도록 한다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 ACR(230)의 세션 제어 프로세서(310)와 부가기능 프로세서(320)의 동작 설명을 위한 흐름도이다. 먼저, 상기 부가기능 프로세서(320)에 부가기능과 관련된 소정 메시지, 예를 들어, 인증/과금 메시지가 도착하면(S410), 상기 부가기능 프로세서(320)는 해당 메시지와 관련하여 상기 세션 제어 프로세서(310)에서 처리될 메시지가 있는지를 판단할 수 있다(S420). 예를 들어, 상기 부가기능 프로세서(320)는 상기 세션 제어 프로세서(310)에 소정 세션 관리 정보를 요청할 수 있고, 이에 따라 상기 세션 제어 프로세서(310)는 해당 정보를 상기 부가기능 프로세서(320)로 응답할 수 있다(S430). 이에 따라 상기 세션 제어 프로세서(310)로부터 해당 정보가 수신되면, 상기 부가기능 프로세서(320)는 수신 정보를 참조하여 해당 인증/과금 메시지를 처리한다(S440). S420 단계에서, 상기 세션 제어 프로세서(310)로부터 수신할 메시지가 없는 경우에는, 상기 부가기능 프로세서(320)는 상기 세션 제어 프로세서(310)로부터 수신되는 정보의 참조 없이 해당 인증/과금 메시지를 처리한다(S440).
다음에, 상기 부가기능 프로세서(320)가 해당 인증/과금 메시지를 처리한 경우에, 상기 부가기능 프로세서(320)는 상기 세션 제어 프로세서(310)에 해당 처리 결과를 통보하고 확인받아야 하는지를 판단할 수 있다(S450). 이때, 상기 부가기능 프로세서(320)는 상기 세션 제어 프로세서(310)에 해당 처리 결과에 따른 소정 메시지를 통보할 수 있고, 이에 따라 상기 세션 제어 프로세서(310)는 해당 결과가 정상적으로 통보되었음을 알리는 확인 정보를 상기 부가기능 프로세서(320)로 응답할 수 있다(S460). 이에 따라 상기 세션 제어 프로세서(310)로부터 해당 확인 정보가 수신되면, 상기 부가기능 프로세서(320)는 상기 처리 결과에 따른 소정 메시지를 다른 시스템, 예를 들어, RAS(220) 또는 AAA 서버(250) 등에 전송할 수 있다(S470). S450 단계에서, 상기 세션 제어 프로세서(310)에 상기 처리 결과를 통보할 필요가 없는 경우에는, 상기 부가기능 프로세서(320)는 상기 세션 제어 프로세서(310)로부터 응답을 기다리지 않고 상기 처리 결과에 따른 소정 메시지를 RAS(220) 또는 AAA 서버(250) 등에 전송할 수 있다(S470). 여기서, 상기 세션 제어 프로세서(310)와 부가기능 프로세서(320)의 동작이 간단히 설명되었지만, 도 7 및 도 8의 설명에서 좀더 자세히 설명된다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 ACR(230)의 제어 평면(232)의 구체적인 블록도이다. 도 5를 참조하면, 상기 제어 평면(232) 상의 세션 제어 프로세서(310)는 DHCP(311), 핸드오프(hand off) 처리부(312), 서비스 플로우부(service flow unit)(313), 위치 등록부(location register)(314), 페이징부(paging unit)(315), PMIP(Proxy Mobile IP)부(316), 품질 제어부(quality control unit)(317)를 포함한다. 도 5에서, 상기 제어 평면(232) 상의 부가기능 프로세서(320)는 인증 처리부(321), 과금 처리부(322) 및 AAA 인터페이스(323)를 포함한다.
상기 DHCP(311)는 DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol)에 따른 IP 주소 할당 기능을 수행한다. 상기 DHCP는 IP 주소와 IP 주소를 위한 구성 정보를 관리하고 네트워크 상의 클라이언트, 즉, PSS(210)에 동적으로 IP 주소를 할당하는 프로토콜이다. PSS(210)는 일정 임대 기간(lease time) 동안(예를 들어, 수십분) 상기 할당된 IP 주소를 사용하며, 임대 기간 이후에도 계속 사용하려는 경우에 상기 DHCP(311)에 임대 기간 연장을 요청할 수 있다.
상기 핸드오프 처리부는(312)는 PSS(210)의 셀 및 ACR(230)간의 이동으로 핸드오프가 발생하는 경우, 전송되는 핸드오프 요청에 대해 기존의 세션 설정이 끊어짐이 없이 유지될수 있도록 세션관리 및 라우팅에 필요한 정보를 관리한다 .
상기 서비스 플로우부(313)는 PSS(210)으로부터의 트래픽 형태에 따라, UGS(Unsolicited Grant Service), Rt-PS(Real Time Polling Service), Ert-PS(Extended Real Time Polling Service), Nrt-PS(non-Real Time Polling Service), BES(Best Effort Service) 등과 같은 스케줄링 서비스를 지원한다. 예를 들어, 상기 UGS는 VoIP(Voice over IP: 인터넷 전화)와 같이 음성적인 실시간 트래픽에 지원되고, 상기 Rt-PS는 화상 전화를 위한 VoD(Video on Demand) 같이 가변길이의 비디오성 실시간 트래픽에 지원된다. 상기 Ert-PS는 PSS들간의 경쟁적인 요청에 대역폭까지 확장하여 비디오성 실시간 트래픽에 지원된다. 상기 Nrt-PS는 FTP(File Transfer Protocol)와 같이 높은 대역폭이 요구되는 파일 전송과 같은 가변 크기의 비실시간적 트래픽에 지원되고, 상기 BES는 이메일(e-mail)과 같이 일반적인 트래픽에 최선형 스케줄링 서비스를 지원한다.
상기 위치 등록부(314)는 현재 접속하는 PSS(210)의 위치를 등록하는 기능을 수행한다. 예를 들어, PSS(210)가 어떤 RAS(220)의 서비스 영역으로 들어오게 되면, 해당 PSS(210)에 대한 위치 정보, 가입자 번호, 단말기 번호, 라우팅 번호 등과 같은 가입자 정보를 일시적으로 저장하고 관리한다.
상기 페이징부(315)는 현재 접속하는 PSS(210)로부터 착신호 발생시 해당 RAS(220)의 위치를 파악하는 기능을 수행한다. 착신호가 발생되면 상기 페이징부(315)는 권내의 모든 RAS(220)로 페이징 신호를 발생하여 착신을 알릴 수 있다.
상기 PMIP부(316)는 PSS(210)의 IP 이동성을 지원한다. 모바일 IP(Mobile IP)는 PSS(210)가 다른 서브넷으로 이동하여도 지리적 위치에 상관없이 IP 주소가 변경됨이 없이 고정된 IP 주소를 이용하도록 이동성을 보장하며 인터넷을 이용할 수 있게 하는 기술로서, 상기 PMIP부(316)는 이와 같은 역할을 수행하여 이동중인 PSS(210)에 대하여 IP 이동성을 지원한다.
상기 품질 제어부(quality control unit)(317)는 현재 서비스되는 통신 품질을 제어한다. 예를 들어, 통화 완료율, 프로세서 장애, 주요 장치의 장애, 서비스 안정도, 서비스 만족도 등을 통계 분석하고, 게임 서비스, VoIP 서비스, VoD 서비스, 이메일, 종량제 등의 트래픽에 적합한 최선의 서비스가 유지되도록 통신 품질을 제어한다.
상기 세션 제어 프로세서(310)는 위와 같은 기능들을 수행하여 접근하는 PSS(210)에 대한 세션 설정을 제어하게 되며, 상기 부가기능 프로세서(320)는 상기 세션 제어 프로세서(310)의 세션 설정 제어 기능과 분리되어 분산된 인증/과금 등의 부가기능을 처리한다
도 5에서, 상기 부가기능 프로세서(320)의 인증 처리부(321)는 상기 RAS(220)로부터 소정 인증 요청 메시지를 받는 경우에 상기 코어 망(240)에 연결된 AAA 서버(250)에 소정 인증 알고리즘, 예를 들어, EAP(Extensible Authentication Protocol) 방식에 따른 인증을 요청한다. 이에 따라, 상기 AAA 서버(250)의 인증이 완료된 후에는 상기 인증 처리부(321)는 상기 AAA 서버(250)로부터 받는 소정 응답에 따라 상기 RAS(220)에 해당 인증 응답 메시지를 전송한다. 상기 AAA 서버(250)는 다이아미터(diameter) 프로토콜에 따라 상기 이동 단말로부터 소정 인증 정보를 요구하고 분석하여 인증을 수행할 수 있다. 상기 인증 처리부(321)가 상기 AAA 서버(250)와 통신할 때 사용되는 메시지는 상기 AAA 인터페이스를 통하여 해당 송수신 프로토콜에 맞게 데이터 변환된다. 상기 부가기능 프로세서(320)의 인증 처리부(321)에 대하여는 도 7의 설명에서 좀더 자세히 설명된다.
상기 부가기능 프로세서(320)의 상기 과금 처리부(322)는 상기 RAS(220)로부터 소정 과금 처리 메시지를 받는 경우에 상기 코어 망(240)에 연결된 AAA 서버(250)에 해당 서비스에 따른 과금을 요청한다. 이에 따라, 상기 과금 처리부(322)는 상기 AAA 서버(250)로부터 소정 응답을 받아 과금 처리를 관리하게 된다. 상기 과금 처리부(322)는 현재 연결된 PSS(210)에 대한 세션이 종료되기 전에, 상기 RAS(220)로부터 소정 시간 간격(INTERIM)으로 과금 정보를 받아 상기 AAA 서버(250)에 과금을 요청할 수 있다. 또한, 상기 과금 처리부(322)는 현재 연결된 PSS(210)가 서비스를 변경하는 경우에, 상기 RAS(220)로부터 서비스 변경 정보를 받아 과금 처리를 관리할 수 있으며, 이때, 상기 서비스 변경 후의 서비스가 이전 서비스와 다른 과금 정책을 따르는 경우에, 상기 AAA 서버(250)에 상기 변경된 서비스에 따른 과금을 요청할 수 있다. 상기 과금 처리부(322)가 상기 AAA 서버(250)와 통신할 때 사용되는 메시지는 상기 AAA 인터페이스(323)를 통하여 해당 송수신 프로토콜에 맞게 데이터 변환된다. 상기 부가기능 프로세서(320)의 과금 처리부(322)에 대하여는 도 8의 설명에서 좀더 자세히 설명된다.
도 6은 ACR(230)의 데이터 평면(231)의 구체적인 블록도이다. 도 6을 참조하면, 상기 데이타 평면(231) 상의 라우팅 및 관리 프로세서는 데이터 경로(data path) 처리부(610), MIP FA(Mobile IP Foreign Agent)(620), 라우팅부(630) 및 관리부(Management unit)(640)를 포함한다.
상기 데이터 경로 처리부(610)는 PSS(210)나 코어망(240)으로부터 송수신 되는 데이터 메시지가 목적지에 유실없이 정확하게 전송되어 질 수 있도록 저장 관리하는 기능을 수행한다. 상기 MIP FA(620)는 HA(Home Agent)로부터 터널링(tunneling)을 통하여 전송되는 데이터 메시지를 디터널링(detunneling)하고, 등록된 PSS에게 관련 데이터 메시지를 전송하는 기능을 수행한다. 상기 라우팅부(630)는 ACR(230)로 수신된 데이터 메시지가 목적지를 향해 전송되어질 수 있도록 라우팅 프로토콜에 의한 라우팅 기능을 수행한다. 상기 관리부(640)는 ACR(230) 운용을 위한 구성, 초기화, 상태 관리 및 통계 기능을 수행한다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 호 처리 흐름도이다. 도 7을 참조하면, PSS(210)의 호 접속을 위한 ACR(230)의 세션 설정 제어와 인증 처리 제어 과정은 섹터 설정 과정(S710), 방송 정보를 알리는 과정(S720), 초기 무선 접속 과정 (S730), 망 능력 협상 과정(S740), 인증 과정(S750), 트래픽 암호화 과정(S770), 등록 과정(S780), 및 IP 할당 과정(S790)을 포함한다.
먼저, 섹터 설정 과정(S710)에서, RAS(220)는 PSS(210)로 SICH(System Information Channel), DCD(Down Link Channel Descripter), UCD(Up Link Channel Descripter) 등과 같이 매체 접근을 위한 메시지를 송신한다(S711). 이와 같은 매체 접근 메시지에는 물리 계층의 특성을 나타내는 시스템 정보, RAS 접속 정보, 파워 제어 정보 등이 포함될 수 있다.
또한, 방송 정보를 알리는 과정(S720)에서, RAS(220)는 PSS(210)로 MAC(Media Access Control) 매니지먼트 메시지(management message)인 DL_MAP, UL_MAP 메시지를 전송한다(S721). 여기서, MAP(MAC Protocol) 메시지는 PSS(210) 가입자별로 동적으로 자원이 할당된 결과를 브로드캐스팅(broadcasting: 방송)하는 메시지로서, 대역 할당 정보나 데이터 프레임 구성 정보 등이 포함될 수 있다. 다음에, RAS(220)는 PSS(210)로 NBR_ADV(Neighbor Advertise) 메시지를 전송하여 자신의 주변에 대한 정보, 즉, 라우팅에 필요한 갱신 정보를 브로드캐스팅한다(S722).
이에 따라, PSS(210)는 RAS(220)를 통하여 ACR(230)에 접근하기 위하여, 초기 무선 접속 과정(S730)에서, 먼저, 소정 코드를 포함하는 초기 레인징 요청 메시지 Initial RNG_REQ를 전송하여 초기 타이밍 동기화를 위한 정보를 요청하고(S731), 이에 응답하여 RAS(220)는 초기 레인징 응답 메시지(Initial RNG_RSP)에 초기 레인징의 성공(success)을 위한 소정 정보를 실어 PSS(210)로 전송한다 (S732). 이에 따라 PSS(210)에서 타이밍 조정, 전력 제어, 주파수 오차 제어 등과 같은 초기 동기화가 이루어지면, PSS(210)는 RAS(220)를 통한 ACR(230)로의 실질적인 접근을 위하여, MAC 어드레스를 포함하는 레인징 요청 메시지 RNG_REQ를 전송하고(S733), 이에 응답하여 RAS(220)는 초기 연결 ID(Primary Connection Identification)를 포함하는 레인징 응답 메시지 RNG_RSP를 PSS(210)로 전송한다(S734). 이때, 상기 레인징 요청 메시지 RNG_REQ를 받은 RAS(220)는 ACR(230)의 세션 제어 프로세서(310)에 서비스 플로우의 구성(configuration)을 요청하는 메시지 MSG_AS_SF_CFG_REQ를 전송한다. 이와 같은 초기 무선 접속 과정(S730)에 의하여, PSS(210)는 상기 초기 연결 ID(Primary Connection Identification)와 함께 동기화를 완료하고, 상기 세션 제어 프로세서(310)는 세션 설정 제어를 위하여 해당 트래픽에 맞는 서비스 플로우 구성을 위한 스케줄링을 준비한다.
다음에, 망 능력 협상 과정(S740)에서는, PSS(210)가 RAS(220)에 가입자 단말기 기본 용량 협상(Subscriber Station's Basic Capability Negotiation)을 위하여 대역(band)와 변조 정보(Modulation Information) 등을 포함하는 SBC_REQ 메시지를 전송한다(S741). 이에 응답하여 RAS(220)는 PSS(210)로 SBC_RSP 메시지를 전송하며(S742), 상기 세션 제어 프로세서(310)로 인증 준비를 위하여 인증 정책(authentication policy)에 대한 보고(report) 메시지 MSG_AS_AUTH_POLICY_RPT를 전송한다(S743).
다음에, 인증 과정(S750)에서, 상기 SBC_RSP 메시지를 수신한 PSS(210)는 RAS(220)로 EAP(Extensible Authentication Protocol) 방식 등에 따른 인증 시작을 위하여 개인 암호화 키 관리(Privacy Key Management)를 요구하는 메시지 PKM_REQ를 전송하고(S751), 이에 응답하여 RAS(220)는 ACR(230)의 부가기능 프로세서(320)로 소정 인증 요청 메시지 MSG_AS_AUTH_REQ를 전송한다(S752). 이에 따라, 상기 부가기능 프로세서(320)에서 RAS(220)로 소정 인증 응답 메시지 MSG_AS_AUTH_RSP가 전송되고(S753), RAS(220)에서는 PSS(210)로 인증을 위한 ID를 요구하는 메시지 PKM_RSP를 전송한다(S754). 이때, PSS(210)는 RAS(220)로 'NAI' (Network Access Identifier)와 같은 ID가 포함된 개인 암호화 키 관리 요구 메시지 PKM_REQ를 전송하고(S755), 이에 따라 RAS(220)는 상기 부가기능 프로세서(320)로 실질적인 인증을 요청하는 메시지 MSG_AS_AUTH_REQ를 전송한다(S756).
상기 S756 단계에서, 인증 요청을 받은 상기 부가기능 프로세서(320)에서는 인증 처리부(321)가 코어 망(240)에 연결된 AAA 서버(250)에 소정 인증 알고리즘, 예를 들어, EAP 방식에 따른 인증을 요청하는 메시지 Diameter_EAP_REQ 전송한다(S757). 이때, 상기 AAA 서버(250)는 EAP 방식과 다이아미터(diameter) 프로토콜에 따라 PSS(210)로부터 소정 인증 정보를 요구하고 분석하여 인증을 수행할 수 있다(S758). 인증 수행에는 해당 가입자의 권한에 대한 검증을 참조하여 이루어질 수 있다. 상기 AAA 서버(250)의 인증이 완료된 후에는 상기 인증 처리부(321)는 상기 AAA 서버(250)로부터 받는 소정 응답(Diameter_EAP_Answer)(S759)에 따라 상기 RAS(220)에 해당 인증 응답 메시지 MSG_AS_AUTH_RSP를 전송한다(S7591). 이때, 상기 인증 처리부(321)는 S735에 대한 응답으로서 서비스 플로우가 해당 트래픽에 맞게 구성되었음을 알리는 명령(command) 메시지 MSG_AS_SF_CFG_CMD를 RAS(220)에 전송할 수 있고(S7593), 또한, 세션 제어 프로세서(310)에도 인증 처리 결과를 보고하는 메시지 MSG_AS_RPT를 전송할 수 있다.
상기 S7591 단계에서 상기 인증 응답 메시지(MSG_AS_AUTH_RSP)를 받은 RAS(220)는 PSS(210)에 EAP 방식에 따른 인증이 성공되었음을 알리는 메시지(PKM_RSP)를 전송하게 되고(S7592), 이에 따라 PSS(210)는 트래픽 암호화 과정(S770)을 준비한다.
트래픽 암호화 과정(S770)에서, PSS(210)는 RAS(220)에 암호화 키를 요구하고(S771), 회신하는 메시지들(PKM_REQ, PKM_RSP)을 주고 받으면서 트래픽 데이터의 암호화를 수행한다(S772). 이에 따라, PSS(210)는 등록 과정(S780)에서, RAS(220)와 상기 세션 제어 프로세서(310)를 통하여 위치 등록을 요구하고(S781, S782) 회신하는 메시지들(REG_REQ, MSG_AS_REG_REQ, MSG_AS_REG_RSP, REG_RSP)을 주고 받으면서 위치를 등록한다(S783, S784). 이때, PSS(210)는 RAS(220)로부터 소정 연결 ID(Connection ID)를 받을 수 있다.
이에 따라, PSS(210)는 DHCP(311)로부터 IP 주소를 할당 받음으로써 코어 망(240)에 접근하는 상대방 이동 단말 또는 소정 응용 서버 등과 호가 연결될 수 있다(S790).
이와 같이 상기 세션 제어 프로세서(310)의 세션 연결 설정 제어와 상기 부가기능 프로세서(320)의 인증 처리에 따라 PSS(210)가 IP 주소를 할당받은 후에, PSS(210)가 동적으로 서비스(dynamic service)의 추가를 요청하는 메시지를 RAS(220)에 전송함으로써 연결된 호에서 해당 서비스를 받을 수 있고, 상기 부가기 능 프로세서(320)의 과금 처리부(322)가 동작하기 시작한다.
도 4에서도 기술한 바와 같이, 상기 부가기능 프로세서(320)는 상기 세션 제어 프로세서(310)에 소정 세션 관리 정보를 요청할 수 있고, 이에 따라 상기 세션 제어 프로세서(310)로부터 해당 정보가 수신되면, 상기 부가기능 프로세서(320)는 수신 정보를 참조하여 해당 인증 메시지를 처리할 수 있다. 또한, 다음에, 상기 부가기능 프로세서(320)가 해당 인증 메시지를 처리한 경우에, 상기 부가기능 프로세서(320)는 상기 세션 제어 프로세서(310)에 해당 처리 결과를 통보하고 확인받은 후 상기 처리 결과에 따른 소정 메시지를 다른 시스템, 예를 들어, RAS(220) 또는 AAA 서버(250) 등에 전송할 수 있다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 과금 처리 흐름도이다. 도 8을 참조하면, ACR(230)의 과금 처리 제어 과정은 서비스 플로우 추가와 과금 시작 과정(S810), 소정 시간 간격(INTERIM)의 과금 처리 과정(S820), 서비스 플로우 변경과 소정 시간 간격(INTERIM)의 과금 처리 과정(S830), 및 서비스 플로우 삭제와 과금 중지 과정(S840)을 포함한다. ACR(230)의 부가기능 프로세서(320)에서 과금 처리는 도 7과 같은 세션 제어의 수행 중이나 인증 처리 과정 중에도 독립적으로 이루어진다.
먼저, 서비스 플로우 추가와 과금 시작 과정(S810)에서, PSS(210)는 서비스 플로우 추가를 위한 메시지 DSA(Dynamic Service Addition)_REQ를 동적으로 RAS(220)에 전송한다(S811). RAS(220)는 PSS(210)로 이에 응답하는 메시지 DSA_RSP를 전송하며(S812), 상기 부가기능 프로세서(320)의 과금 처리부(322)로도 서비스 플로우 추가를 보고하는 메시지 MSG_AS_DSX_RPT를 전송한다(S813). 이에 따라, 상기 과금 처리부(322)는 액티브되어 과금 처리를 관리하기 시작한다.
상기 DSA_RSP 메시지를 받은 PSS(210)는 이에 응답하는 DSA_ACK 메시지를 RAS(220)로 전송하게 되고(S814), 이에 따라 RAS(220)는 상기 부가기능 프로세서(320)의 상기 과금 처리부(322)로 과금 시작을 알리기 위하여 과금 정보를 보고하는 메시지 MSG_AS_ACC_INFO_RPT를 전송한다(S815). 이때, 상기 과금 처리부(322)는 RAS(220)로부터 상기 MSG_AS_ACC_INFO_RPT메시지를 받는 경우에 상기 코어 망(240)에 연결된 AAA 서버(250)에 해당 서비스에 따른 과금을 요청하는 Accounting_Request 메시지를 전송한다(S816). 이에 따라, 상기 과금 처리부(322)는 상기 AAA 서버(250)로부터 과금이 시작되었음을 알리는 응답 메시지 Accounting_Answer을 받아 과금 처리를 관리하게 된다(S817).
소정 시간 간격(INTERIM)의 과금 처리 과정(S820)에서는, 위와 같이 S815 단계에서 상기 과금 처리부(322)로 상기 MSG_AS_ACC_INFO_RPT메시지를 전송한 RAS(220)는, 과금과 관련하여 아이들(idle) 상태에 있게 된다(S821). 아이들 상태에서 현재 연결된 PSS(210)에 대한 세션이 종료되기 전에, RAS(220)는 소정 시간 간격(INTERIM)으로 과금 정보를 보고하는 메시지 MSG_AS_ACC_INFO_RPT를 전송할 수 있다(S822). 여기서, 상기 소정 시간 간격(INTERIM)은 수십 초 등으로 설정되는 시간 간격값이다. 이에 따라, 상기 과금 처리부(322)는 현재 연결된 PSS(210)에 대한 세션이 종료되기 전에, RAS(220)로부터 소정 시간 간격(INTERIM)으로 과금 정보 메시지 MSG_AS_ACC_INFO_RPT를 받아 상기 AAA 서버(250)에 해당 과금을 요청할 수 있 다(S823). 이에 따라, 상기 과금 처리부(322)는 상기 AAA 서버(250)로부터 과금을 처리한다는 응답 메시지 Accounting_Answer을 받아 과금 처리를 관리하게 된다(S824).
서비스 플로우 변경과 소정 시간 간격(INTERIM)의 과금 처리 과정(S830)에서, 현재 연결된 PSS(210)가 서비스를 변경하기 위하여 서비스 플로우 변경을 위한 메시지 DSC_REQ를 동적으로 RAS(220)에 전송한다(S831). RAS(220)는 PSS(210)로 이에 응답하는 메시지 DSC_RSP를 전송하며(S832), 상기 부가기능 프로세서(320)의 과금 처리부(322)로도 서비스 플로우 변경을 보고하는 메시지 MSG_AS_DSX_RPT를 전송한다(S833). 이에 따라, 상기 과금 처리부(322)는 과금 처리의 변경을 관리하기 시작한다.
상기 DSC_RSP 메시지를 받은 PSS(210)는 이에 응답하는 DSA_ACK 메시지를 RAS(220)로 전송하게 된다(S834). 이때, 상기 서비스 변경 후의 서비스가 이전 서비스와 다른 과금 정책을 따르는 경우에, 상기 과금 처리부(322)는 상기 AAA 서버(250)에 상기 변경된 서비스에 따른 과금을 요청할 수도 있다.
위와 같이 S833 단계에서 상기 과금 처리부(322)로 상기 MSG_AS_DSX_RPT 메시지를 전송한 RAS(220)는, 과금과 관련하여 아이들 상태에 있게 된다(S835). 아이들 상태에서 현재 연결된 PSS(210)에 대한 세션이 종료되기 전에, RAS(220)는 소정 시간 간격(INTERIM)으로 과금 정보를 보고하는 메시지 MSG_AS_ACC_INFO_RPT를 전송할 수 있다(S836). 이에 따라, 상기 과금 처리부(322)는 현재 연결된 PSS(210)에 대한 세션이 종료되기 전에, RAS(220)로부터 소정 시간 간격(INTERIM)으로 과금 정 보 메시지 MSG_AS_ACC_INFO_RPT를 받아 상기 AAA 서버(250)에 해당 과금을 요청할 수 있다(S837). 이에 따라, 상기 과금 처리부(322)는 상기 AAA 서버(250)로부터 과금을 처리한다는 응답 메시지 Accounting_Answer을 받아 과금 처리를 관리하게 된다(S838).
서비스 플로우 삭제와 과금 중지 과정(S840)에서, 현재 연결된 PSS(210)가 서비스를 중지하기 위하여 서비스 플로우 삭제를 위한 메시지 DSD_REQ를 동적으로 RAS(220)에 전송한다(S841). RAS(220)는 PSS(210)로 이에 응답하는 메시지 DSD_RSP를 전송하며(S842), 상기 부가기능 프로세서(320)의 과금 처리부(322)로도 서비스 플로우 삭제를 보고하는 메시지 MSG_AS_DSX_RPT를 전송한다(S843). 이에 따라, 상기 과금 처리부(322)는 과금 처리의 중지를 관리하기 시작한다.
상기 DSD_RSP 메시지를 받은 PSS(210)는 이에 응답하는 DSD_ACK 메시지를 RAS(220)로 전송하게 되고(S844), 이에 따라 RAS(220)는 상기 부가기능 프로세서(320)의 상기 과금 처리부(322)로 과금 중지를 알리기 위하여 잔존 과금 정보를 보고하는 메시지 MSG_AS_ACC_INFO_RPT를 전송한다(S845). 이때, 상기 과금 처리부(322)는 RAS(220)로부터 상기 MSG_AS_ACC_INFO_RPT메시지를 받는 경우에 상기 코어 망(240)에 연결된 AAA 서버(250)에 해당 서비스에 따른 잔존 과금을 처리하고 과금을 중지시키기 위한 Accounting_Request 메시지를 전송한다(S846). 이에 따라, 상기 과금 처리부(322)는 상기 AAA 서버(250)로부터 과금이 중지되었음을 알리는 응답 메시지 Accounting_Answer을 받아 과금 처리를 중지한다(S847). 이에 따라 해당 PSS(210)와의 세션 연결이 종료된다.
도 4에서도 기술한 바와 같이, 상기 부가기능 프로세서(320)는 상기 세션 제어 프로세서(310)에 소정 세션 관리 정보를 요청할 수 있고, 이에 따라 상기 세션 제어 프로세서(310)로부터 해당 정보가 수신되면, 상기 부가기능 프로세서(320)는 수신 정보를 참조하여 해당 과금 메시지를 처리할 수 있다. 또한, 다음에, 상기 부가기능 프로세서(320)가 해당 과금 메시지를 처리한 경우에, 상기 부가기능 프로세서(320)는 상기 세션 제어 프로세서(310)에 해당 처리 결과를 통보하고 확인받은 후 상기 처리 결과에 따른 소정 메시지를 다른 시스템, 예를 들어, RAS(220) 또는 AAA 서버(250) 등에 전송할 수 있다.
지금까지, ACR(230)의 제어 평면(232) 상의 두 프로세서가 세션 제어와 인증이나 과금 등 부가기능을 독립적으로 처리함으로써, 트래픽 처리 용량이 증가될 수 있음을 설명하였다.
과금을 위한 세션이 시작된 후에도, 서비스 종류나 핸드오프에 따라 인증 또는 과금을 처리하기 위한 ACR(230)의 동작이 수시로 동반된다. 이로 인해 종래의 ACR에서는 트래픽의 증가가 수반되어 과부하 상태로 진입하며, 시스템의 용량 및 성능 수준이 급격하게 떨어질 수 있지만, 본 발명에서는 위와 같이 ACR(230)의 제어 평면(232)의 두 프로세서에서 분산 처리하므로 이러한 시스템 성능의 저하없이 효과적으로 처리될 수 있다.
도 7 및 8과 같이, ACR(230)은 기본 호 접속을 위한 세션 제어에 많은 부담을 가지고 있으며, 핸드오프의 발생 빈도나 서비스 플로우 추가나 변경을 고려할 때, ACR(230)에서 세션 제어 프로세서(310)와 부가기능 프로세서(320)을 분산 운영함으로써, 세션 제어 프로세서(310)의 용량 증대의 효과는 매우 커지게 된다.
본 명세서에서 개시된 방법 및 장치에서 사용되는 기능은 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 광데이터 저장장치 등이 있으며 또한 캐리어 웨이브(예를 들어 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다.
이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 라우팅 장치 및 방법에서는, 세션 제어 기능 및 인증과 과금 등의 부가적인 기능이 별도의 프로세서에서 분산 처리되므로, IP 패킷의 전달을 위한 기본 호 연결 설정을 제어하는 프로세서에서 핸드오프 시 많은 트래픽 처리를 해야하는 부담을 줄일 수 있고, 이에 따라 가입자 처리 용량을 증가시킬 수 있다.
또한, 핸드오프 시 많은 트래픽 처리 시에도, 독립된 각각의 프로세서에서 해당 기능만을 수행하므로 전체 코어 망 제어의 성능이 향상되어 데이터 손실이나 지연 없이 고객에게 신뢰성있고 안정적인 서비스를 제공할 수 있다.
또한, ACR 시스템의 데이터 평면에서 아이들 모드에서의 페이징 등과 같은 기본 추가 기능 요구에도 전체 플랫폼 구조의 변경없이 보완할 수 있다.
그리고, 시스템의 용량 증설 시에도 ACR 전체 칩의 새로운 제조가 필요 없이, 분산된 세션 제어 프로세서나 부가기능 프로세서를 선택적으로 용량 증가시켜서 구현 가능하므로, 운용 측면에서도 저렴하고 유지보수가 편리한 장점이 있다.

Claims (24)

  1. 무선 통신 시스템의 라우팅 장치에 있어서,
    DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol)에 따른 IP(Internet Protocol) 주소 할당 기능, 핸드오프 처리기능, 트래픽 형태에 따라 스케줄링 서비스를 지원하는 서비스 플로우 기능, 이동 단말의 위치 등록 및 제어 기능, 착신 호 발생시 페이징 기능, 이동 단말의 IP 이동성을 지원하는 프록시 MIP(Mobile IP) 기능, 및 서비스의 품질을 제어하는 서비스 품질 제어 기능의 세션 제어 기능들 중 적어도 하나의 세션 제어 기능을 수행하는 제1 프로세서; 및
    상기 세션 제어 기능과 분리된 부가 기능들 중 적어도 하나의 부가기능을 분산 수행하는 제2 프로세서
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 라우팅 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 부가 기능들은,
    인증 및 과금 기능인 것을 특징으로 하는 라우팅 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제2 프로세서가 상기 부가 기능들과 관련된 메시지를 수신하는 경우에, 상기 제1 프로세서에 세션 관리 정보를 요청하고, 이에 응답하여 상기 제1 프로세서로부터 수신되는 정보에 따라 해당 메시지를 처리하는 것을 특징으로 하는 라우팅 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제2 프로세서가 상기 메시지를 처리한 후, 상기 처리 결과를 상기 제1 프로세서, 기지국 및 AAA(Authentication/Authority/Accounting) 서버 중 적어도 하나에 전송하는 것을 특징으로 하는 라우팅 장치.
  5. 삭제
  6. 무선 통신 시스템의 세션 제어 방법에 있어서,
    제1 프로세서에서, DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol)에 따른 IP(Internet Protocol) 주소 할당 기능, 핸드오프 처리기능, 트래픽 형태에 따라 스케줄링 서비스를 지원하는 서비스 플로우 기능, 이동 단말의 위치 등록 및 제어 기능, 착신 호 발생시 페이징 기능, 이동 단말의 IP 이동성을 지원하는 프록시 MIP(Mobile IP) 기능, 및 서비스의 품질을 제어하는 서비스 품질 제어 기능의 세션 제어 기능들 중 적어도 하나의 세션 제어 기능을 수행하는 단계; 및
    제2 프로세서에서 상기 세션 제어 기능의 수행 중에 상기 세션 제어 기능과 분리된 부가 기능들 중 적어도 하나의 부가기능을 분산 수행하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 세션 제어 방법.
  7. 제6항에 있어서, 상기 부가 기능들은,
    인증 및 과금 기능인 것을 특징으로 하는 세션 제어 방법.
  8. 제7항에 있어서, 상기 적어도 하나의 부가기능을 분산 처리하는 단계는,
    상기 제2 프로세서가 상기 부가기능과 관련된 메시지를 수신하는 단계;
    상기 제2 프로세서가 상기 제1 프로세서에 세션 관리 정보를 요청하는 단계; 및
    상기 제1 프로세서로부터 수신되는 정보에 따라 상기 제2 프로세서가 상기 수신된 해당 메시지를 처리하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 세션 제어 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제2 프로세서가 상기 해당 메시지를 처리한 후, 상기 처리 결과를 상기 제1 프로세서, 기지국 및 AAA 서버 중 적어도 하나로 전송하는 단계
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 세션 제어 방법.
  10. 삭제
  11. 수신된 IP 패킷에 대한 데이터 관리 및 라우팅 기능을 지원하는 데이터 평면; 및
    DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol)에 따른 IP(Internet Protocol) 주소 할당 기능, 핸드오프 처리기능, 트래픽 형태에 따라 스케줄링 서비스를 지원하는 서비스 플로우 기능, 이동 단말의 위치 등록 및 제어 기능, 착신 호 발생시 페이징 기능, 이동 단말의 IP 이동성을 지원하는 프록시 MIP(Mobile IP) 기능, 및 서비스의 품질을 제어하는 서비스 품질 제어 기능의 세션 제어 기능들 중 적어도 하나의 세션 제어 기능을 수행하고, 상기 세션 제어 기능 수행 중에 적어도 하나의 부가기능을 분산 처리하는 제어 평면
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 라우팅 장치.
  12. 제11항에 있어서, 상기 적어도 하나의 부가기능은,
    인증 또는 과금 기능인 것을 특징으로 하는 라우팅 장치.
  13. 수신된 IP 데이터 패킷에 대한 데이터 관리 및 라우팅 기능을 지원하는 라우팅 및 관리 프로세서;
    제어 평면상에서 상기 IP 데이터 패킷의 전달을 위해 DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol)에 따른 IP(Internet Protocol) 주소 할당 기능, 핸드오프 처리기능, 트래픽 형태에 따라 스케줄링 서비스를 지원하는 서비스 플로우 기능, 이동 단말의 위치 등록 및 제어 기능, 착신 호 발생시 페이징 기능, 이동 단말의 IP 이동성을 지원하는 프록시 MIP(Mobile IP) 기능, 및 서비스의 품질을 제어하는 서비스 품질 제어 기능의 세션 제어 기능들 중 적어도 하나의 IP 세션 제어 기능을 수행하는 제1 프로세서; 및
    상기 IP 세션 제어를 위한 과금 또는 인증 기능중 적어도 하나의 기능을 수행하는 제2 프로세서
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 라우팅 장치.
  14. 제13항에 있어서, 상기 제2 프로세서는,
    코어 망에 연결된 AAA 서버와 통신하여 인증 및 과금 관련 메시지 중 적어도 하나를 처리하는 것을 특징으로 하는 라우팅 장치.
  15. 삭제
  16. 제13항에 있어서, 상기 제2 프로세서는,
    기지국으로부터 소정 인증 요청 메시지를 받는 경우에 코어 망에 연결된 AAA 서버에 소정 인증 알고리즘에 따른 인증을 요청하고, 상기 AAA 서버의 인증 완료 후에 상기 AAA 서버로부터 받는 소정 응답에 따라 상기 기지국에 해당 인증 응답 메시지를 전송하는 인증 처리부
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 라우팅 장치.
  17. 제16항에 있어서, 상기 소정 인증 알고리즘은 EAP(Extensible Authentication Protocol) 방식인 것을 특징으로 하는 라우팅 장치.
  18. 제13항에 있어서, 상기 제2 프로세서는,
    기지국으로부터 소정 과금 처리 메시지를 받는 경우에 코어 망에 연결된 AAA 서버에 해당 서비스에 따른 과금을 요청하고, 상기 AAA 서버로부터 소정 응답을 받아 과금 처리를 관리하는 과금 처리부
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 라우팅 장치.
  19. 제18항에 있어서, 상기 제2 프로세서는,
    상기 IP 세션이 종료되기 전에, 상기 기지국으로부터 소정 시간 간격으로 과금 정보를 받아 상기 AAA 서버에 과금을 요청하는 것을 특징으로 하는 라우팅 장치.
  20. 제18항에 있어서, 상기 제2 프로세서는,
    이동 단말의 서비스 변경 시에 상기 기지국으로부터 서비스 변경 정보를 받아 과금 처리를 관리하는 것을 특징으로 하는 라우팅 장치.
  21. 기지국을 통하여 접근하는 이동 단말들의 IP 세션 제어를 수행하고, 코어 망에 연결된 AAA 서버와 통신하여 인증 및 과금 중 적어도 하나를 처리하는 것에 의하여 IP 패킷의 라우팅을 관리하는 라우터
    를 포함하고,
    상기 라우터는 상기 세션 제어의 수행과 상기 인증 및 상기 과금 중 적어도 하나의 처리 기능을 독립된 적어도 두 개의 프로세서에서 분산 처리하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템.
  22. 제21항에 있어서, 상기 적어도 두 개의 프로세서는
    상기 이동 단말들의 IP 패킷 세션 제어를 수행하는 제1 프로세서; 및
    상기 제1 프로세서와 독립적으로 동작하고, 상기 세션 제어 수행 중에 상기 인증 및 상기 과금 관련 메시지 중 적어도 하나를 분산 처리하는 제2 프로세서
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템.
  23. 제22항에 있어서, 상기 제1 프로세서는,
    소정 프로토콜에 따라 상기 이동 단말들에 IP 주소를 할당하는 DHCP;
    상기 이동 단말들의 핸드오프를 지원하는 핸드오프 처리부;
    상기 이동 단말들에 서비스되는 트래픽 형태에 따라 소정 스케줄링 서비스를 제공하는 서비스 플로우부(service flow unit);
    상기 이동 단말들의 위치를 등록하는 위치 등록부;
    상기 이동 단말들로부터 착신 호 발생시 해당 기지국의 위치를 파악하는 페이징부(paging unit);
    상기 이동 단말들의 IP 이동성을 제공하는 PMIP(Proxy Mobile IP)부; 및
    현재 상기 이동 단말들에 서비스되는 통신 품질을 제어하는 품질 제어부
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템.
  24. 제22항에 있어서, 상기 제2 프로세서는,
    상기 기지국으로부터 인증 요청 메시지를 받는 경우에 상기 코어 망에 연결된 AAA 서버에 소정 인증 알고리즘에 따른 인증 요청을 하고, 상기 AAA 서버로부터 받는 인증 응답에 따라, 상기 기지국에 인증 응답 메시지를 전송하는 인증 처리부; 및
    상기 기지국으로부터 과금 처리 메시지를 받는 경우에 상기 AAA 서버에 해당 서비스에 따른 과금을 요청하고, 상기 AAA 서버로부터 소정 응답을 받아 과금 처리를 관리하는 과금 처리부
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템.
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