KR20030062018A

KR20030062018A - 이동 통신 시스템에서 무선 데이터 전송 방법

Info

Publication number: KR20030062018A
Application number: KR1020020002381A
Authority: KR
Inventors: 김지혁
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2002-01-15
Filing date: 2002-01-15
Publication date: 2003-07-23
Also published as: KR100438428B1

Abstract

본 발명은 데이터 트래픽(Data Traffic)을 처리하기 위해 복수의 패킷 데이터 서비스 노드(PDSN) 및 포린 에이전트 제어 노드(FACN)를 포함하여 무선망-패킷 데이터 서비스 노드(R-P) 세션 구간에 대한 자원 및 아이피(IP) 풀을 관리하고 호 설정하는 노드 시스템에 있어서, 상기 포린 에이전트 제어 노드가 상기 복수의 패킷 데이터 서비스 노드로의 무선 데이터 호 설정시, 상기 복수의 패킷 데이터 서비스 노드가 각각 가지고 있는 할당 가능한 IP 풀에 대한 정보를 요구하는 단계와, 상기 복수의 패킷 데이터 서비스 노드가 각각 자신의 할당 가능한 IP 풀에 대한 정보를 포함하는 응답값들을 상기 포린 에이전트 제어 노드에게 제공하는 단계와, 상기 포린 에이전트 제어 노드가 상기 응답값들을 이용하여 상기 복수의 패킷 데이터 서비스 노드중 하나의 패킷 데이터 서비스 노드로 무선 데이터 호를 설정하는 단계를 포함한다.

Description

이동 통신 시스템에서 무선 데이터 전송 방법{METHOD FOR TRANSMITTING WIRELESS DATA IN A MOBILE COMMUNICATION SYSTEM}

본 발명은 제3세대 CDMA 시스템에 관한 것이고, 특히 이러한 CDMA 시스템에서의 적절한 무선 데이터 전송을 위한 방법에 관한 것이다.

현재 제3세대 CDMA 시스템(이하 CDMA2000이라 함)은 인터넷 서비스를 필수적으로 제공하며, 유선 인터넷망 가입자가 초기 홈 ISP(Internet Service Provider)로부터 할당받은 고유한 IP 주소를 가지고 CDMA망을 이용하여 인터넷 서비스를 받을 수 있는 Mobile IP 서비스도 제공한다. CDMA2000에서는 인터넷 서비스를 위하여IP(Internet Protocol) 네트웍에서 인터넷과 외부 패킷망과의 연동을 수행한다. CDMA2000에서의 패킷 데이터 서비스는 단말기와 BTS/MSC(Base Transceiver Station/Mobile Switching Center)간의 휴지 상태(Dormant State) 등을 IP 네트웍의 패킷 데이터 서비스 노드(Packet Data Serving Node, 이하 PDSN이라 함)와 PDGN(Packet Data Gateway Node)에서 패킷 전송 능력을 지원하여 인터넷과 같은 패킷 통신에 적합한 서비스 방식을 제공한다.

유선 인터넷에서 IP 어드레스를 부여받아 사용중인 PC 또는 노트북을 이동 통신망에 사용하기 위하여 이동 단말기와 연결하여 이동을 하였을 경우에도 자유롭게 데이터를 전송하도록 도입된 방법이 Mobile IP이다. Mobile IP의 기본 개념은 IP 주소의 위치에 상관없이 데이터를 전송하기 위하여 Mobility(이동성) 관리 에이전트에서 이동한 곳으로 추정되는 임시 주소로 패킷을 전송하는 라우팅 기능을 수행한다. Mobile IP는 Mobile Node(이하 MN이라 함)가 이동할 때에도 접속을 유지한 상태로 데이터를 송수신 할 수 있는 방법으로 위치에 상관없이 IP 주소를 보유하며 MN의 위치 정보 데이터를 관리한다. 즉, 이동 단말기가 다른 네트웍으로 이동해서 FA(Foreign Agent)로 등록하게 되면, FA는 이동 단말기에게 임시로 IP 어드레스를 할당하여 준다.

현재 CDMA2000에서 데이터 트래픽(Data Traffic)을 처리하고 있는 PDSN(Packet Data Serving Node)과 포린 에이전트 제어 노드(Foreign Agent Control Node, 이하 FACN이라 함)을 통해서 R-P[RN(Radio Network)-PDSN] 세션(Session) 구간에 대한 자원과 적절한 호 셋업(Call Setup) 속도, 그리고 효율적인 IP(Internet Protocol) 풀(Pool)의 운용을 도모하고 있다.

도 1은 Mobile IP 서비스를 제공하는 CDMA2000의 구성을 나타내는 도면이다.

도 1을 참조하면, Incomming Call은 PCF(Packet Control Function)(20)로부터 FACN로 전송되어 각각의 실제 데이터 트래픽 처리 노드인 PDSN으로 호는 할당되고 이와 같이 할당된 호에 대해 데이터 전송을 위한 셋업(Setup)이 이루어진다. 이 때, 효율적인 IP 풀(Pool)의 관리와 R-P Session에 대한 자원(Resource) 측면에 있어서 적절한 데이터 트래픽의 처리는 FACN에 의해 수행되는 PDSN으로의 적절한 Load Balancing을 통해서 이룰 수 있다. 구체적으로 FACN과 PDSN간의 Load Balancing 기능은 두 모듈의 인터페이스에 대해서 각 모듈의 설정(Setting)값들과 일률적인 Round Robin 방식의 조합에 의해서 호 할당을 함으로써 이루어지고 있다

이하, PCF에서 들어오는 호에 대한 Load Balancing을 위한 FACN의 처리는 간단하게 설명한다. 1)FACN의 Setting에는 Call load threshold(예컨대 2500), Call balance threshold(예컨대, 100), memory threshold(예컨대 100), cpu usage threshold(예컨대, 100) 등의 값을 지정할 수 있다. 2)PDSN에는 IP Pool 의 값을 지정해 놓을 수 있다. 3)호를 올려서 각각의 PDSN에 실리는 호의 개수를 통해서 Load Balancing이 제대로 이루어지고 있는지를 확인할 수 있다.

도 1을 참조하면, 각 모듈이 세팅(setting)값들을 가지고 있는 경우, MSSIM(Mobile Station Simulator)에서 호를 증가시키면 FACN(30)은 PDSN1(40)에 100개의 호가 실릴 때까지는 호를 PDSN2(42)에 호를 올리지 않고 PDSN1(40)로만 호를 올리게 된다. 하지만 100개가 넘어서서 101개가 되는 경우의 호부터는PDSN2(42)로 호를 올리게 된다. 그렇게 Load Balancing을 하게 되고 PDSN2(42) 역시 호가 100개가 넘는 경우에는 PDSN1(40)과 PDSN2(42)로 호를 한 개씩 번갈아 가면서 각각의 PDSN으로 호를 올리게 된다. 이런 과정에 의해서 Load Balancing을 하는 것이 FACN의 기능이다. 그리고 PDSN의 개수가 2 이상인 경우에도 같은 처리 흐름(Flow)에 따라서 Load Balancing이 이루어진다. 이러한 FACN과 PDSN간의 Load Balancing에 있어서의 문제점은 다음과 같다.

FACN 설정(call balance threshold)에 따라서 최초에 PDSN1(40)로 100 개의 호를 올리고 그 후 PDSN2(42)로 100개의 호 설정(call setup)을 하면 그 후부터는 각 호를 번갈아 각 PDSN(40,42)에 할당하도록 설정되어 있지만, 통신 시스템이 복수의 PDSN을 포함하면 Load Balancing을 위한 FACN의 처리는 어느 하나의 PDSN의 IP 풀(Pool) 주소를 전부 사용한 후에야 다른 PDSN로 호를 할당한다. 즉, PDSN2(42)에 100개의 호를 할당한 후에는 PDSN1(40)의 250의 설정된 IP Pool을 모두 사용한 후에만 PDSN2(42)로 호가 넘어가게 된다. 만약 중간에 다시 PDSN1에서 끊어진 호가 생기는 경우에는 다시 PDSN1에 할당된 250개의 IP Pool을 모두 사용한 후에 다시 PDSN2로 호가 할당되어진다. 즉, PDSN2에 100개의 호가 할당된 이후에는 PDSN1에 호가 250개가 된 다음에 PDSN2로 호가 들어가게 되고, PDSN2로만 호가 들어가던 중에도 다시 PDSN1에서 호가 2개가 끊어진다면 새로 들어온 호는 PDSN1으로 다시 들어가게 된다. 그리고 나서 PDSN1에 250개의 호가 다 할당된 후에야 PDSN2로 호가 다시 들어가게 된다. 이와 같이, ip pool 자원(resource)의 관리가 제대로 이루어지지 않아 폐기(discard)되어 지는 호가 많아지게 된다.

따라서, 현재에는 FACN에서 PDSN에 대한 call load 관리가 제대로 되고 있지 않다. 또한, 고스트(ghost) RP 라든지 끊어진 호에 대한 IP Pool 자원이 제대로 관리되지 않고 있기 때문에 사용하지 않는 IP에 대해서 점유율이 그대로 유지되는 경우가 발생한다. 따라서 새로운 호가 IP 할당을 받지 못하고 폐기되는 경우가 발생할 수 있다.

또한 FACN에는 Incoming Call에 대한 카운트 모듈(Counting module)이 없는 상태이므로 PDSN과 FACN 간의 인터페이스에서 공유되어지는 정보에 대한 관리를 할 수 없는 상태에 있다.

따라서, 본 발명은 FACN과 PDSN간의 인터페이스를 고려한 파라미터(Parameter)를 추가해서 호 설정 처리 흐름(Call Setup Flow)에 하나의 단계를 추가함으로써 R-P 세션 및 IP 풀 관리에 효율성을 높일 수 있는 적절한 무선 데이터 전송을 위한 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명의 목적은 증가하는 데이터 트래픽(Data Traffic)의 증가에 따른 적절한 Load Balancing을 가능하게 하여 효율적인 IP 풀의 관리와 그에 따른 R-P 세션 자원(Session Resource)에 대한 낭비를 줄이고 호 설정(Call Setup)의 성공률과 시간을 줄일 수 있는 적절한 무선 데이터 전송을 위한 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

전술한 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 본 발명은 데이터 트래픽(DataTraffic)을 처리하기 위해 복수의 패킷 데이터 서비스 노드(PDSN) 및 포린 에이전트 제어 노드(FACN)를 포함하여 무선망-패킷 데이터 서비스 노드(R-P) 세션 구간에 대한 자원 및 아이피(IP) 풀을 관리하고 호 설정하는 노드 시스템에 있어서, 상기 포린 에이전트 제어 노드가 상기 복수의 패킷 데이터 서비스 노드로의 무선 데이터 호 설정시, 상기 복수의 패킷 데이터 서비스 노드가 각각 가지고 있는 할당 가능한 IP 풀에 대한 정보를 요구하는 단계와, 상기 복수의 패킷 데이터 서비스 노드가 각각 자신의 할당 가능한 IP 풀에 대한 정보를 포함하는 응답값들을 상기 포린 에이전트 제어 노드에게 제공하는 단계와, 상기 포린 에이전트 제어 노드가 상기 응답값들을 이용하여 상기 복수의 패킷 데이터 서비스 노드중 하나의 패킷 데이터 서비스 노드로 무선 데이터 호를 설정하는 단계를 포함한다.

본 발명은 데이터 트래픽 네트웍 구성안(3GPP2)에 적용된다.

도 1은 Mobile IP 서비스를 제공하는 CDMA2000의 구성을 나타내는 도면,

도 2는 본 발명에 따른 이동 통신 시스템의 구성을 나타낸 도면,

도 3은 본 발명에 따른 PDSN과 FACN간의 호 설정을 위한 제어 흐름을 나타내는 도면.

본 발명은 FACN에 의해 적절한 Load Balancing을 가능하게 하여 효율적인 IP 풀의 관리와 그에 따른 R-P 세션 자원(Session Resource)에 대한 낭비를 줄이고 호 설정(Call Setup)의 성공률과 시간을 줄일 수 있도록 하기 위해 FACN에서 각각의 PDSN으로 PDSN이 가지고 있는 할당 가능한 IP Pool에 대한 정보를 요청하여 획득하는 처리 흐름을 추가한다. FACN은 가지고 온 정보에 의해서 PDSN을 선택(Selection)하게 되는 것이다. 이하 본 발명을 도면을 참조하여 구체적으로 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 이동 통신 시스템의 구성을 나타낸 도면이다.

도 2를 참조하면, PDSN1(40) 및 PDSN2(42)은 DCN(Data Core Network)와 외부 인터넷 네트웍간의 인터페이스를 제공한다. 또한, PDSN1(40) 및 PDSN2(42)는 MN(Mobile Node)으로 향하는 패킷을 FA(Foreign Agent)로 라우팅/터널링하며, MN의 위치 정보 데이터를 관리한다. PDSN1, PDSN2(40,42)와 FACN(30)의 인터페이스 간에는 세션이 유지되고 있는 상황을 주기적으로 알려주는 하트비트 메시지가 존재한다. 구체적으로, 하트비트 메시지(heartbeat message)는 PDSN에서 FACN으로 주기적으로 보내주게 되는 메시지로 하트비트 간격(heartbeat interval)을 30으로 하고, 하트비트 라이프타임 팩터(heartbeat lifetime factor)를 3으로 했다면, 정상적인 경우에는 30초 간격으로 하트비트 메시지가 주기적으로 FACN으로 보내지게 된다. 하지만 비정상적인 경우가 발생시에는 FACN은 PDSN에서 올라오는 하트비트 메시지가 30초마다 올라오는 것에 대해서 3번까지 기다려 주고 그 이후에도 하트비트 메시지가 올라오지 않는 경우에는 PDSN이 죽었다고 간주하게 되는 제어 흐름(flow)을 가지고 있다. 이 하트비트 메시지에 포함되어지는 정보로는 Call Load/ memory threshold/ cpu usage threshold의 항목들이 포함된다. 본 발명에서는 이 하트비트 메시지에 각 PDSN의 IP 풀에 남아있는 IP의 개수, 즉 할당 가능한 IP 주소의 개수를 추가한다. 즉, 본 발명은 Load Balancing을 위해서 PDSN에서 FACN으로 주기적으로 보내주게 되는 하트비트 메시지에 각 PDSN의 IP 풀에 대한 정보를 포함시켜 FACN에서 효율적으로 PDSN의 IP 풀을 관리할 수 있도록 한다.

본 발명은 또한, 다른 실시예에서 FACN에서 각 PDSN으로 IP 풀에 대한 정보를 직접적으로 요구할 수 있다. 도 3은 본 발명에 따른 PDSN과 FACN간의 호 설정을 위한 제어 흐름을 나타내는 도면이다. 이하 도 2 및 도 3을 참조하여 FACN의 Load Balancing을 설명한다.

먼저, MN(10)로부터 PCF로 호가 들어온다. PCF(20)는 FACN(30)으로 제어 정보를 전송한다(Registration_Request 메시지 전송)(110). 이에 따라 MN(10)과 PCF(20)과의 사이에 세션 설정(Session Setup)이 이루어진다. 이어서, PCF(20)으로부터 FACN(30)으로 들어온 호(Incoming Call)에 대해 FACN(30)은 PDSN(40,42)으로 Call Load에 대한 정보를 요구하는 메시지(Configuration_request)를 전송한다. 구체적으로, FACN(30)은 PCF(20)로부터 등록 요구 메시지(Registration_request)를 수신한 후, PDSN1(40) 및 PDSN2(42)에게 각 PDSN이 가지고 있는 할당 가능한 IP 풀에 대한 정보를 요구(Configuration_Request)한다. 즉, FACN(30)은 PDSN1(40) 및 PDSN2(42)에게 정보 요구 메시지(Configuration_Request)를 전송한다(120). 그러면, PDSN1(40) 및 PDSN2(42)는 IP 풀에 대한 정보 요구(Configuration_Request)에 응답하여 Configuration_Reply 메시지를 통하여 각 PDSN이 가지고 있는 할당 가능한 IP 풀에 대한 정보 즉, 각 PDSN의 IP 풀에 남아있는 IP 주소의 개수를 포함하는 응답(Reply)값을 FACN(30)에 제공한다(130). 이에 따라 FACN(30)은 PDSN이 가지고 있는 할당 가능한 IP 풀에 대한 정보를 이용하여 PDSN으로의 Load Balancing을 하게 된다. 이 PDSN으로부터의 IP 풀에 대한 정보는 PDSN(40,42)과 FACN(30)과의 인터페이스 간에 세션이 유지되고 있는 상황을 주기적으로 알려주는 하트비트 메시지에도 추가된다.

따라서, FACN(30)은 호가 적은 PDSN을 선택하여 PCF에게 알려준다(140). PCF(20)는 FACN(30)으로부터 PDSN 선택 정보를 수신하고 해당 PDSN(40,42)으로 PPP(Point-to-Point Protocol) 세션 설정을 요구한다(150). 그러면 PDSN(40,42)이 PPP 세션 설정 요구에 대한 응답을 제공한다(160). 그에 따라 PCF(20)와 PDSN(40,42)간에 PPP 세션이 설정된다(PPP Session Established). 이와 같이 설정된 PPP 세션을 통해 MN(10)과 PDSN(40,42)는 무선 데이터를 송수신하게 된다(170).

본 발명은 전술한 실시예에 한정되지 않고, PCF에 적용되어 Load Balancing을 통해서 적절한 PDSN으로 호를 전송(Forwarding)할 수도 있고, PDSN에 적용되어 하나의 PDSN을 Primary로 설정해서 나머지 PDSN으로 Load Balancing을 할 수 있다는 적용 범위를 가질 수 있다.

이와 같이, 본 발명은 FACN에서 PDSN의 IP Pool을 관리하도록 하여 효율적인 Load Balancing을 할 수 있게 된다. 즉 현재, FACN에 설정(Setting)될 수 있는 값들은 PDSN과의 인터페이스를 고려하지 않은 값들이므로 본 발명은 PDSN과 FACN간의 인터페이스를 고려한 값을 서로 정보로서 공유하도록 구성하여 IP의 유실이나 고스트(Ghost) R-P 세션 등의 문제점을 감소시킬 수 있다.

전술한 본 발명은 증가하는 데이터 트래픽(Data Traffic)의 증가에 따른 적절한 Load Balancing을 가능하게 하여 효율적인 IP 풀의 관리와 그에 따른 R-P 세션 자원(Session Resource)에 대한 낭비를 줄이고 호 설정(Call Setup)의 성공률과시간을 줄일 수 있는 적절한 무선 데이터 전송이 이루어지도록 한다.

Claims

데이터 트래픽(Data Traffic)을 처리하기 위해 복수의 패킷 데이터 서비스 노드(PDSN) 및 포린 에이전트 제어 노드(FACN)를 포함하여 무선망-패킷 데이터 서비스 노드(R-P) 세션 구간에 대한 자원 및 아이피(IP) 풀을 관리하고 호 설정하는 노드 시스템에서의 무선 데이터 전송 방법에 있어서,

상기 포린 에이전트 제어 노드가 상기 복수의 패킷 데이터 서비스 노드로의 무선 데이터 호 설정시, 상기 복수의 패킷 데이터 서비스 노드가 각각 가지고 있는 할당 가능한 IP 풀에 대한 정보를 요구하는 단계와,

상기 복수의 패킷 데이터 서비스 노드가 각각 자신의 할당 가능한 IP 풀에 대한 정보를 포함하는 응답값들을 상기 포린 에이전트 제어 노드에게 제공하는 단계와,

상기 포린 에이전트 제어 노드가 상기 응답값들을 이용하여 상기 복수의 패킷 데이터 서비스 노드중 하나의 패킷 데이터 서비스 노드로 무선 데이터 호를 설정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 데이터 전송 방법.
데이터 트래픽(Data Traffic)을 처리하기 위해 복수의 패킷 데이터 서비스 노드(PDSN) 및 포린 에이전트 제어 노드(FACN)를 포함하고 상기 복수의 각 패킷 데이터 서비스 노드(PDSN)에서 포린 에이전트 제어 노드(FACN)로 하트비트 메시지를 주기적으로 전송하는 노드 시스템에서의 무선 데이터 전송 방법에 있어서,상기 복수의 패킷 데이터 서비스 노드가 각각 자신의 할당 가능한 IP 풀에 대한 정보를 하트비트 메시지에 추가하여 상기 포린 에이전트 제어 노드에게 제공하는 단계와,

상기 포린 에이전트 제어 노드가 상기 하트비트 메시지에 포함된 IP 풀 정보를 이용하여 상기 복수의 패킷 데이터 서비스 노드중 하나의 패킷 데이터 서비스 노드로 무선 데이터 호를 설정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 데이터 전송 방법.